CN201573110U - 抛光台装置 - Google Patents

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柳滨
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Abstract

本实用新型涉及一种抛光台装置，特别是一种用于半导体晶圆的化学机械抛光设备上的抛光台装置，它包括大理石抛光台、散热盘、主传动轴以及由三者构成的冷却液循环系统，所述的散热盘的下端面与机体间设有一推力轴承，推力轴承的上轴承座与散热盘共为一体，推力轴承的下轴承座与机体固定。本实用新型所要解决的技术问题是提供一种易制造、承载能力强的抛光台装置。

Description

抛光台装置
技术领域
本实用新型涉及一种抛光台装置，特别是一种用于半导体晶圆的化学机械抛光设备上的抛光台装置。
背景技术
化学机械抛光或平坦化(CMP)为抛光包括半导体基片和覆盖在这样的基片上的膜的材料的技术，提供高度均匀性和平面度。该过程用于移除在基片上制造为电子电路期间形成的膜上的突起特征，或者用于移除膜层以暴露埋在膜下面的电路。该过程还可以在制造微电子电路之前平面化半导体晶片。
抛光台在抛光过程中绕中心自传，抛光垫固定在抛光台上，抛光垫上维持具有研磨材料的化学浆料，携带晶片的抛光头压在抛光垫上旋转，与抛光垫产生相对运动。通过磨粒的摩擦去除掉已经被化学作用软化的晶片表面层材料。
传统抛光设备的抛光台装置的构成中包括大理石抛光台、散热盘、主传动轴以及由三者构成的冷却液循环系统，其中，散热盘固定在大理石抛光台的下部，且两者间构成冷却液循环腔体，由一根主传动轴带动抛光台的台面转动并且承受整个系统的压力。采用加乙二醇或乙三醇的过滤自来水溶液循环流经紧挨抛光台面的散热盘来控制抛光台面的温度。
传统方案的优点是：结构简单；节省空间。
传统方案的缺点是：各零件的加工精度要求太高；系统刚度不易保证；
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种易制造、承载能力强的抛光台装置。
解决上述问题所采用的技术方案如下：
本实用新型包括大理石抛光台、散热盘、主传动轴以及由三者构成的冷却液循环系统，所述的散热盘的下端面与机体间设有一推力轴承，推力轴承的上轴承座与散热盘共为一体，推力轴承的下轴承座与机体固定。
本实用新型所述推力轴承外侧设有防尘罩，防尘罩与下轴承座固定。
本实用新型所述冷却液循环系统中的主传动轴为中空轴，其上端与一连接密封盘及一液体分配法兰固定，散热盘与液体分配法兰固定，大理石抛光台与散热盘固定，散热盘上端面上设有呈辐射状均布的多个扇形凹槽，扇形凹槽相互间的隔板上设有供凹槽相互间连通的连通口，中空的主传动轴心部固定有过水芯轴；过水芯轴的进水孔经液体分配法兰的导流孔与散热盘上的扇形凹槽连通，过水芯轴的出水孔与散热盘上的扇形凹槽的出水口连通，并构成冷却液循环回路。
本实用新型的积极效果如下：由于本实用新型在其散热盘与机体间增设了一推力轴承，这样可明显提高大理石抛光台及主传动轴的刚度，使大理石抛光台的承载能力提高，同时还可相应降低各相关零部件的加工精度。故本抛光台装置易制造，工作可靠，是现有的抛光台装置较理想的替代产品。另外，由于本装置的散热盘采用多扇形凹槽结构，可使冷却液平稳快速均衡的循环流动，有利提高温控效果。
附图说明
图1为本实用新型一种实施例的主视剖视图；
图2为图1所示实施例的液体循环路径示意图；
图3为图1所示散热盘的轴侧示意图；
图4为图3所示散热盘的轴侧剖视示意图；
图5为图1所示液体分配法兰的轴侧结构的示意图；
图6为图5所示液体分配法兰的轴侧剖视结构示意图。
在附图中：
1、大理石抛光台，2、散热盘，3、堵头，4、堵头，5、防尘罩，6、机体，7、推力轴承，8下轴承座，9、减速器盖，10、轴承，11、主传动轴，12、过水芯轴，13、连接密封盘，14、液体分配法兰，15、连接螺钉，16、连接螺钉，17、连接螺钉，18、固定销子，19、下密封盖，20、上密封盖，21、带肩螺钉，22a、进水孔，22b、导流孔，22c、扇形凹槽，22d、出水口，22e、出水环形管道，22f、出水口，22g、出水环形管道，22h、出水孔、23、连通孔，24、排液口，25、注油孔
具体实施方式
下面将结合实施例附图对本实用新型作进一步详述：
参见附图，在图1中，主传动轴11与减速器盖9间设有轴承10。主传动轴11上端与连接密封盘13、液体分配法兰14通过带肩螺钉21和固定销子18来连接并固定为一个整体。液体分配法兰14与散热盘2用螺钉连接固定，散热盘2与大理石抛光台1(直径830mm)通过螺钉15、16、17连接固定。主传动轴11由固定在机体上的减速箱带动旋转。从而带动大理石抛光台1旋转。
推力轴承7可选用推力球轴承，也可选用推力短圆柱滚子轴承，推力轴承7的上轴承座与散热盘2共为一体，下轴承座8用螺钉固定在机体6上。在抛光过程中，推力轴承7可以分担抛光头的下压力，并减小抛光头下压力的压力点与抛光台1支撑点间的距离，从而减小整个抛光台1受到的弯矩，保证抛光台1始终在一个平面内旋转。
主传动轴11中空，内固定有过水芯轴12，过水芯轴12有两个通孔，一为进水孔22a，一为出水孔22h。过水芯轴12通过旋转连通节与外界的不转动的水路连接。在本实施例中，旋转连通节选用德国GAT公司的产品。
循环冷却液体通过过水芯轴12的进水孔22a流入由液体分配法兰14和下密封盖19所构成的腔体后经液体分配法兰14上的3个导流孔22b(参考图1、图2、图4)分配到散热盘2的18个呈辐射状均布的扇形凹槽22c中(参考图1、图3)。18个扇形凹槽间通过其相互间的隔板上的连通口23连通，每个扇形凹槽22c底部都有出水口22d(参考图4和图1)。液体通过18个出水口22d汇入到由液体分配法兰14与散热盘2间构成的出水环形管道22e，再经液体分配法兰14上的3个出水口22f汇入到该法兰的出水环形管道22g，最后由过水芯轴12的出水孔22h流出构成冷却液循环回路。
通过控制循环冷却液体的流量和液体温度来控制抛光台1表面温度。在液体循环过程中要控制回路压强不能大于规定值。各连接件间加密封圈防止抛光液腐蚀和循环冷却液体渗漏。
为防冷却液循环系统渗漏损坏轴承，在下轴承座8上设有排液孔24。
为了便于润滑，在下轴承座8及设在轴承7外侧的防尘罩5上设有连通的注油孔25。
为防止抛光液腐蚀和冷却液渗出，在液体分配法兰14的上端及大理石抛光台1的中空部位固定有下密封盖19和上密封盖20。
加工散热盘2上的扇形凹槽22c的出水口22d后，其横向工艺钻孔设堵头4，其竖向工艺钻孔设堵头3。

Claims (3)

1.一种抛光台装置，它包括大理石抛光台、散热盘、主传动轴以及由三者构成的冷却液循环系统，其特征是所述的散热盘(2)的下端面与机体(6)间设有一推力轴承(7)，推力轴承(7)的上轴承座与散热盘(2)共为一体，推力轴承(7)的下轴承座(8)与机体(6)固定。
2.根据权利要求1所述的抛光台装置，其特征在于推力轴承(7)外侧设有防尘罩(5)，防尘罩(5)与下轴承座(6)固定。
3.根据权利要求1所述的抛光台装置，其特征在于所述冷却液循环系统中的主传动轴(11)为中空轴，其上端与一连接密封盘(13)及一液体分配法兰(14)固定，散热盘(2)与液体分配法兰(14)固定，大理石抛光台(1)与散热盘(2)固定，散热盘(2)上端面上设有呈辐射状均布的多个扇形凹槽(22c)，扇形凹槽(22c)相互间的隔板上设有供凹槽相互间连通的连通口(23)，中空的主传动轴(11)心部固定有过水芯轴(12)；过水芯轴(12)的进水孔(22a)经液体分配法兰(14)的导流孔(22b)与散热盘(2)上的扇形凹槽(22c)连通，过水芯轴(12)的出水孔(22h)与散热盘(2)上的扇形凹槽(22c)的出水口(22d)连通，并构成冷却液循环回路。
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