专利名称：应用于硅片化学机械抛光设备中的抛光头磁性夹紧装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种磁性夹紧装置，特别是一种应用于硅片化学机械抛光设备中 的抛光头与心轴的磁性夹紧装置。
背景技术：
随着微电子技术的迅猛发展，对电子器件的要求越来越高，传统的大型器件的设 计已不能满足当今微型化、高速化、精密化的迫切要求。大规模集成电路的线宽不断下降， 并向结构立体化、布线多层化发展。根据美国微电子技术发展框图，特征线宽到2011年 将减小到0.05 iim，同时将开始使用0 450mm硅片，硅片表面总厚度变化(TTV)要求小于 0. 2 ym，硅片表面局部平整度(SFQD)要求为设计线宽的2/3，并要求如此大尺寸硅片表面 具有纳米级面型精度和亚纳米级表面粗糙度。同时要保证表面和亚表面无损伤，已接近表 面加工的极限。要实现如此尖端的技术突破，必须深入探讨超精密抛光表面加工材料去除 机理以及超精密抛光表面加工工艺。作为新一代超精密表面制造方法之一——化学机械抛 光(CMP)技术是目前最好的实现全局平面化的工艺技术，在集成电路、计算机磁头/硬磁盘 等超精密表面加工领域得到了大量研究和广泛应用。在硅片的化学机械抛光过程中，抛光头起着拾取硅片并带动硅片在抛光垫上进行 旋转抛光的作用，而心轴内部具有真空和背压气路为硅片抛光提供动力，由于心轴与抛光 头是采用真空吸附和机械装置联合定位夹紧的，所以两者之间的气密性尤为重要，在现有 技术中，提高气密性的机械装置都较复杂，不够简便，安装和操作也都不方便，心轴在与抛 光头对接夹紧的过程中不容易精确的定位和紧固配合，且在装配过程中常导致不必要损 失。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单，安装和操作都很方便，在心 轴与抛光头对接夹紧的过程中能方便的精确的定位和紧固配合的抛光头磁性夹紧装置。本实用新型的技术方案是应用于硅片化学机械抛光设备中的抛光头磁性夹紧装 置包括圆柱形开关组件和基座，圆柱形开关组件由2块半圆柱形磁铁、夹在2块半圆柱形磁 铁中间部位的用于分隔柱形磁铁的隔磁块以及设置在柱形磁铁上的调节柱形磁铁旋转角 度的开关旋钮组成，所述基座包括2个导磁块和夹在2个导磁块之间的隔磁板，在2个导磁 块的对接面处设有与圆柱形磁性开关组件相适配的孔，在2个导磁块上分别设有安装孔， 所述2个导磁块的材料为磁性材料，所述隔磁块的材料为非磁性材料；基座还包括压紧板， 在压紧板上设有与2个导磁块上的安装孔相对应的固定孔。本实用新型的有益效果是此装置通过位于安装孔内的螺钉固定在抛光头上，当 旋钮开关为ON的位置时，磁铁装置中的2块磁铁的N、S极分别位于基座的2块不同导磁块 内，磁力线穿过磁铁夹紧装置与固定在心轴上的钢锭相互吸引，从而加强心轴和抛光头之 间的气密性；当旋钮开关为OFF的位置时，磁铁装置中的磁铁的N、S极同时位于基座的同一块导磁块内，磁铁的磁力线短路，不能穿过磁铁夹紧装置，从而不能与固定在心轴上的钢锭 相互吸引；这样就可以通过开关旋钮实现磁力的有无，从而实现将心轴和抛光头能否紧固， 且装置的结构简单，操作方便。
图1.为本实用新型的结构示意图；图2.为开关旋钮位置为ON的磁铁位置关系结构示意图；图3.为开关旋钮位置为OFF的磁铁位置关系结构示意图；图4.为抛光头与心轴装配结构示意图；图5.为心轴边缘结构示意图。在图中101开关旋钮、102磁铁、103导磁块、104隔磁板、105隔磁块、106固定孔、 107压紧板、201心轴、202抛光头、203磁性夹紧装置、204心轴上的钢锭。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细描述。如附图1-5所示，应用于硅片化学机械抛光设备中的抛光头磁性夹紧装置包括圆 柱形开关组件和基座，圆柱形开关组件由2块半圆柱形磁铁102、夹在2块半圆柱形磁铁 102中间部位的用于分隔柱形磁铁102的隔磁块105以及设置在柱形磁铁102上的调节柱 形磁铁102旋转角度的开关旋钮101组成，所述基座包括2个导磁块103和夹在2个导磁 块103之间的隔磁板104，在2个导磁块103的对接面处设有与圆柱形磁性开关组件相适 配的孔，在2个导磁块103上分别设有安装孔，所述2个导磁块103的材料为磁性材料，所 述隔磁块的材料为非磁性材料；基座还包括压紧板107，在压紧板107上设有与2个导磁块 103上的安装孔相对应的固定孔106。用螺钉将磁性夹紧装置203通过固定孔106和安装孔紧固在抛光头202上，由于 心轴201本身材料为导磁性较差的奥氏体不锈钢，所以需要在心轴201上与磁性夹紧装置 203相对应部位安装两块导磁性较强的钢锭204，通过扭转磁性夹紧装置203中的开关旋钮 101可以方便的调节磁性的有无，从而实现抛光头202与心轴201的定位与夹紧。该磁性夹紧装置203具体操作过程是当开关旋钮101处在OFF的位置时，磁铁102被转动到N、S两极均处在同一块导磁块103上，此时磁铁102的磁力线直接从这块导 磁块103内通过，整个基座外部就不表现磁性，即抛光头202和心轴201不会被夹紧；而当 开关旋钮101处于ON的位置时，磁铁102被转动到N、S两极分别处于两块导磁块103上， 磁力线就会从整个基座外面导出来吸住心轴201中的钢锭204 ；从而实现抛光头202和心 轴201的定位夹紧和放松过程。
权利要求一种应用于硅片化学机械抛光设备中的抛光头磁性夹紧装置，其特征在于包括圆柱形开关组件和基座，所述圆柱形开关组件由2块半圆柱形磁铁(102)、夹在2块半圆柱形磁铁(102)中间部位的用于分隔柱形磁铁(102)的隔磁块(105)以及设置在柱形磁铁(102)上的调节柱形磁铁(102)旋转角度的开关旋钮(101)组成，所述基座包括2个导磁块(103)和夹在2个导磁块(103)之间的隔磁板(104)，在2个导磁块(103)的对接面处设有与圆柱形磁性开关组件相适配的孔，在2个导磁块(103)上分别设有安装孔。
2.根据权利要求1所述的应用于硅片化学机械抛光设备中的抛光头磁性夹紧装置，其 特征在于所述基座还包括压紧板(107)，在压紧板(107)上设有与2个导磁块(103)上的 安装孔相对应的固定孔(106)。
专利摘要本实用新型提供了一种用于硅晶片化学机械抛光(CMP)设备中的抛光头与心轴的磁性夹紧装置，所述磁性夹紧装置包括磁铁、基座以及能够调整磁铁旋转角度的开关旋钮。使用的过程中，通过转动开关旋钮来调节磁性的开与关，从而实现抛光头与心轴的夹紧与松脱。当柱形磁铁的两极都处在同一块钢锭时，磁力线直接从这块钢锭内通过，基座因磁短路而对外不表现磁性；当柱形磁铁被旋转到另一角度后，该磁铁的两极分别处于基座两块钢锭上，磁力线就从整个基座导出来吸住心轴，该磁性夹紧装置就是通过这样的方式与实现抛光头与心轴定位、夹紧的，而且结构简单，安装和操作都很方便。
文档编号H01L21/302GK201573095SQ200920255030
公开日2010年9月8日 申请日期2009年12月22日 优先权日2009年12月22日
发明者廖垂鑫, 柳滨, 陈威, 陈波, 高文泉 申请人:中国电子科技集团公司第四十五研究所