一种控制抛光垫活化器施压方向的自动调整机构的制作方法

本发明涉及化学机械抛光技术领域，尤其涉及一种控制抛光垫活化器施压方向的自动调整机构。

背景技术：

抛光液及抛光垫为化学机械抛光设备中晶圆研磨的核心组件。抛光液主要是由超细颗粒、化学氧化剂及液体介质组成的混合液，抛光液被填充在抛光垫的间隙中。

在晶圆研磨过程中，部分旧的浆液残留在抛光垫的缝隙内，有些部分无抛光液，导致新的抛光液无法正常的循环更替；再者，抛光垫在使用一段时间后，随着自身的磨损以及磨屑对抛光垫表面微孔的填充，抛光垫表面淀积的凸起沉积层，使抛光垫存储、输送抛光液的能力降低，导致抛光表面质量下降，严重地影响晶圆的成片率。

现有技术中，针对抛光垫表面淀积的凸起沉积层，常用活化器施压方向的调整机构主要采用具有一定的弹性变形量的金属薄片制成，靠金属的变形量自适应活化器研磨时的施压方向。

由于弹性金属片厚度小、材料硬脆、强度低，使用一段时间后，金属片极易变形与撕裂，使抛光垫的表面粗糙度达不到研磨工艺所需的技术要求，从而降低晶圆成片率，提高了抛光工艺的成本。

技术实现要素：

本发明是针对上述技术问题，提供了一种控制抛光垫活化器施压方向的自动调整机构，其具有调整精度高、可靠性强的优点，修整抛光垫表面淀积凸起的效果良好，有利于提高抛光垫的质量，提高晶圆的成片率，降低化学机械抛光的成本。

本发明的技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供的一种控制抛光垫活化器施压方向的自动调整机构，其包括砂轮盘安装座，导向轴，万向底盘及底盘压盖。

砂轮盘安装座与万向底盘通过球面副连接，底盘压盖设置在万向底盘的上部；砂轮盘安装座及万向底盘上均布有轴孔，导向轴穿过轴孔，导向轴所在形成的平面构成导向支撑面；工作时，动力装置与转动轴连接，转动轴连接在万向底盘上，砂轮盘固定在砂轮盘安装座上；通过砂轮盘安装座与万向底盘之间的球面副，砂轮盘在抛光垫淀积的高点处与抛光垫形成一个微小的夹角，以消除抛光垫上的凸起。

进一步地，所述砂轮盘安装座的中央设置有球面销，球面销的一端为球面，另一端固定在砂轮盘安装座上；所述万向底盘的中心处设置有球面盲孔。

进一步地，所述球面销的球面与万向底盘上的球面盲孔配合设置，以保证两者的球面副连接。

进一步地，所述导向轴为阶梯轴，导向轴的中部设置有轴套，轴套具有保护导向轴的作用。

进一步地，所述轴套的外径与万向底盘上的轴孔配合设置，两者之间设置一间隙，设置的间隙有利于调整砂轮盘的角度，以更好的完成抛光垫的修整。

进一步地，所述轴套的外径与万向底盘上的轴孔之间的间隙为0.1-0.5mm。

本发明本发明有益效果：

本发明提供的一种控制抛光垫活化器施压方向的自动调整机构，其调整精度高、可靠性强，有利于提高抛光垫的质量，提高晶圆的成片率，降低化学机械抛光的成本。其具体有益效果如下：

（1）通过控制抛光垫活化器施压方向自动调整机构，能够有效消除抛光垫缝隙中残余的就浆液，保障良好的抛光效果；

（2）修整后的抛光垫表面能够存储、输送一定量的抛光液，有效保证了抛光系统的去除率及抛光表面质量。

附图说明

通过结合以下附图所作的详细描述，本发明本发明的优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明本发明，其中：

图1是本发明的爆炸分解示意图；

图2是本发明的剖视图；

图3是本发明的实施例示意图。

附图中，各标号所代表的部件如下：

1.动力装置；2.转动轴；3.自动调整机构；4.砂轮盘安装座；5.球面销；6.导向轴；7.轴套；8.万向底盘；9.底盘压盖；10.砂轮盘；11.螺钉。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图，对本发明的一种控制抛光垫活化器施压方向的自动调整机构进行详细说明。

在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，相同的参考标记用于表示相同的部分。

图1至图3是本发明所述一种控制抛光垫活化器施压方向的自动调整机构的相关示意图。

图1是爆炸分解示意图，一种控制抛光垫活化器施压方向的自动调整机构包括砂轮盘安装座4，导向轴6，万向底盘8及底盘压盖9。

砂轮盘安装座4与万向底盘8通过球面副连接，底盘压盖9设置在万向底盘8的上部，并使用螺钉11将三者固定在一起；砂轮盘安装座4及万向底盘8上均布有轴孔，导向轴6穿过轴孔，导向轴6所在形成的平面构成导向支撑面。

工作时，动力装置1与转动轴2连接，转动轴2连接在万向底盘8上，砂轮盘10固定在砂轮盘安装座4上；通过砂轮盘安装座4与万向底盘8之间的球面副，砂轮盘10在抛光垫淀积的高点处与抛光垫形成一个微小的夹角，以消除抛光垫上的凸起。在本发明中，所述的砂轮盘10为金刚石砂轮盘，以完成对抛光垫的修整。

图2是本发明的剖视图，所述砂轮盘安装座4的中央设置有球面销5，球面销5的一端为球面，另一端固定在砂轮盘安装座4上；所述万向底盘8的中心处设置有球面盲孔。所述球面销5的球面与万向底盘8上的球面盲孔配合设置。

所述导向轴6为阶梯轴，导向轴6的中部设置有轴套7。其中，轴套7为防损、耐腐蚀的非金属材料，轴套7具有保护导向轴6的作用。在图3所示的实施例中，轴套7的材料为聚四氟乙烯。

所述轴套7的外径与万向底盘8上的轴孔配合设置，两者之间设置一间隙；所述轴套7的外径与万向底盘8上的轴孔之间的间隙为0.1-0.5mm。在图3所示的实施例中，轴套7的外径与万向底盘8上的轴孔之间的间隙为0.2mm。

本发明的实施例示意图，如图3所示。动力装置1与转动轴2连接，转动轴2连接在自动调整机构3上，砂轮盘10固定在砂轮盘安装座4上。

通过砂轮盘安装座4与万向底盘8之间的球面副，砂轮盘10在抛光垫淀积的高点处与抛光垫形成一个微小的夹角，并将垂直供给的较大压力通过球面副受力点的分解力作用在抛光垫上，按控制比例调整，清除抛光垫的凸起；当抛光垫表面凸起量大时，通过智能控制系统使活化器在该区域停留时间延长，从而保证抛光垫的修整效果。

抛光垫表面分为若干个区域，各区域是以抛光垫的中心点与活化器旋转轴中心点之间的距离为界定范围，并设定活化器在各区域的相对停留时间。当淀积在抛光垫蜂窝孔中研磨液量少时，动力装置1内的压力供给系统给予小的下压力；当淀积在抛光垫蜂窝孔中研磨液量大时，并且在抛光垫表面形成高点凸起，此时，动力装置1内的压力供给系统给予大的下压力。

砂轮盘10以万向底盘8与球面销5组成的球面副为压力传递点，以三个导向轴6形成的平面为导向支撑面，使砂轮盘10在淀积的高点处与抛光垫形成一个微小的角度，并将垂直供给的较大压力通过球面副受力点的分解力作用在抛光垫上，按控制比例调整，清除抛光垫的凸起。

本发明提供的一种控制抛光垫活化器施压方向的自动调整机构，其调整精度高、可靠性强，修整抛光垫表面淀积凸起的效果良好，有利于提高抛光垫的质量，提高晶圆的成片率，降低化学机械抛光的成本。

本发明不局限于上述实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。