一种抛光载体

文档序号:429012 发布日期:2021-12-24 浏览:42次 >En<

阅读说明:本技术 一种抛光载体 (Polishing carrier ) 是由 朱亮 沈文杰 潘兴兴 黄金涛 谢龙辉 郑猛 陈莹 于 2021-08-21 设计创作,主要内容包括:本发明涉及晶圆加工领域,尤其是涉及一种抛光载体,包括:第一座;加压组件,加压组件包括:气囊,气囊固定设置于第一座远离第二座的一端,气囊用于粘接抛片;加压腔,加压腔开设于第一座内,加压腔与气囊接触,通过调节加压腔内气压使得气囊对抛片的作用力可调节。本申请具有的效果:本申请通过调节加压腔内的气压以调节气囊对抛片的作用力,有利于控制抛片上的受力作用,提高抛片的平坦程度。简化的结构不仅使对抛片加压更加稳定,提高抛片的抛光品质,同时也提高了装配性和可维护性,减少了因维护等产生的加工外时间损失。解决了现有技术中抛片平坦度不良的技术问题;达到了抛片平坦度得到提升的技术效果。(The invention relates to the field of wafer processing, in particular to a polishing carrier, which comprises: a first seat; a pressing assembly, the pressing assembly comprising: the air bag is fixedly arranged at one end of the first seat far away from the second seat and is used for bonding the polishing sheet; the pressurizing cavity is arranged in the first seat and is in contact with the air bag, and the acting force of the air bag on the throwing sheet can be adjusted by adjusting the air pressure in the pressurizing cavity. The application has the following effects: the application adjusts the acting force of the air bag on the polishing sheet by adjusting the air pressure in the pressurizing cavity, is favorable for controlling the stress action on the polishing sheet, and improves the flatness of the polishing sheet. The simplified structure not only enables the polishing piece to be pressurized more stably, improves the polishing quality of the polishing piece, but also improves the assembly performance and the maintainability, and reduces the time loss outside the processing caused by maintenance and the like. The technical problem of poor flatness of the polished wafer in the prior art is solved; the technical effect that the flatness of the polished wafer is improved is achieved.)

一种抛光载体

技术领域

本发明涉及晶圆加工领域,尤其是涉及一种抛光载体。

背景技术

抛光在半导体加工工艺里发挥着重要作用,抛光可以实现抛片的镜面化,同时也可以提高抛片的平坦度;可以一定程度去除上一工艺步骤对抛片表面造成的损伤。

现有技术中,抛片抛光通常采用配重块加压或者气压加压,使压力传导到抛片上,并使抛片在抛光液作用下与抛光垫之间产生相对运动而实现抛光的手法,其中气压加压方式由于其压力可调的特点应用尤其广泛,气压加压方式通常包含抛片加压和保持环加压,通过压力传导组件将作用力传到到抛片上而实现抛片完成抛光。但申请人认为,实际生产中抛片平坦度不良,抛光后的抛片产品质量不佳。

因此,现有技术的技术问题在于:抛片平坦度不良。

发明内容

本发明提供一种抛光载体,解决了现有技术中抛片平坦度不良的技术问题;达到了抛片平坦度得到提升的技术效果。

本发明提供的一种抛光载体,采用如下的技术方案:

一种抛光载体,包括:第一座;加压组件,所述加压组件包括:气囊,所述气囊固定设置于所述第一座的一端,所述气囊用于粘接抛片;加压腔,所述加压腔开设于所述第一座内,所述加压腔与所述气囊接触,通过调节加压腔内气压使得气囊对抛片的作用力可调节;第二座,所述第二座位于第一座上方且与所述第一座连接;以及调节组件,所述调节组件包括:调节片,所述调节片可形变,所述调节片固定连接于所述第二座上,且所述调节片与所述第一座相抵触;调节腔,所述调节腔开设于所述第二座内,所述调节腔与所述调节片接触,通过调节所述调节腔内气压使得调节片对第一座的作用力可调节。

作为优选,所述调节组件还包括调心板,所述调心板可形变,所述调心板设置于所述调节片上,所述调心板上开设有至少一个通孔,使得所述调节腔内的压力透过所述调心板作用在所述调节片上。

作为优选,所述通孔呈圆弧形,所述通孔以调心板的圆心为中心均匀分布。

作为优选,所述调心板上设置有限位组件,所述限位组件包括:

限位块,所述限位块可调试连接于所述第二座上,限位块底部与所述调心板相抵触;压块,所述压块位于所述调节腔内且与所述第一座顶部固定连接,使得调节片和调心板被夹设于所述压块与所述第一座之间。

作为优选,所述限位块上设置有第一限位台阶,所述压块上设置有第二限位台阶,所述第一限位台阶与所述第二限位台阶配合,使得所述限位块被限位。

作为优选,所述第一座内部设置有内凹板,所述内凹板与所述气囊之间形成所述加压腔。

作为优选,所述第二座上设置有固定组件,所述固定组件包括:第一固定环,所述第一固定环固定设置于所述第二座靠近所述第一座的一端的边缘;第二固定环,所述第二固定环固定设置于所述第一座靠近所述第二座的一端的边缘,所述第二固定环与所述第一固定环固定连接,所述第一固定环与所述第二固定环之间设置夹设所述调心板和所述调节片。

作为优选,所述第二座上设置有气道,所述气道与所述调节腔连通,所述气道用于调节所述调节腔内的压强。

作为优选,还包括吸附垫,所述吸附垫用于承载抛光片,包括:吸附垫底,所述吸附垫底固定设置于所述气囊底部;吸附垫环,所述吸附垫环固定设置于所述吸附垫底上,使得所述吸附垫环内部形成承载腔,所述承载腔用于承载抛光片。

作为优选,所述第一座底部边缘固定设置有保持环,所述气囊包覆所述保持环和第一座底部。

综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:

1、本申请中在第一座底部固定气囊,抛片固定在气囊底部,抛片被第一座和气囊抵压在抛光垫上进行抛光,在第一座中开设于固气囊直接接触的加压腔,通过调节加压腔内的气压以调节气囊对抛片的作用力,从而调节抛片与抛光垫之间的相互作用,有利于控制抛片上的受力作用,提高抛片的平坦程度。简化的结构不仅使对抛片加压更加稳定,提高抛片的抛光品质,同时也提高了装配性和可维护性,减少了因维护等产生的加工外时间损失。解决了现有技术中抛片平坦度不良的技术问题;达到了抛片平坦度得到提升的技术效果。

2、在第一座的基础上增设第二座,为了提高对抛片抛光品质,将抛片的边缘部分的作用力单独控制,通过调节第二座内的气压,利用可形变的调节片调节对第一座的作用力,通过第一座的传导将作用力传导至抛片的边缘上,提高抛片边缘部分的抛光品质,减小边缘过薄或过厚的问题出现。

3、调心板设置在调节片上,调心板自身可形变且调心板上设置圆弧形的通孔,气压透过圆弧形的通孔作用在调节片上,调节片向下作用在第一座顶部,圆弧形的通孔开设于调心板上,使得调心板具有一定的缓震和抗变形效果,在调心板受到形变的情况下,圆弧形的通孔之间相互拉扯牵制,使得调心板形成恢复原形的趋势变化,抛光时产生震动,能够通过调心板吸收一定的震动,提高整体效果的稳定性,减小震动而影响抛片的抛光质量。

4、抛片通过吸附垫连接在气囊上,抛片通过水的张力作用吸附在吸附垫底上,抛片外缘通过吸附垫环围住,在抛片抛光时,吸附垫环与抛片一同贴合于抛光垫上进行抛光,在调节腔中调节气压以调节抛片边缘作用力时,由于吸附垫环的作用,防止作用力直接作用在抛片边缘,而是作用于吸附垫环上,在吸附垫环与抛光垫贴合时,抛片的边缘势必与抛光垫贴合,即便作用力过大,吸附垫环支撑在气囊和抛光垫之间,使得抛片与抛光垫之间的距离不会过小,防止作用力过大而导致抛片的边缘过度抛光,提高对抛光的保护,进一步提高抛片的抛光品质。

附图说明

图1是本申请所述抛光载体的立体图;

图2是本申请所述抛光载体的第一座与第二座爆炸图;

图3是本申请所述抛光载体的调节组件爆炸图;

图4是本申请所述抛光载体的气囊结构爆炸图;

图5是本申请所述抛光载体的整体爆炸图;

图6是本申请所述抛光载体的正向剖视图;

图7是本申请所述抛光载体的的第一轴侧剖视图;

图8是图6中A的局部放大图;

图9是图7中B的局部放大图;

图10是本申请所述抛光载体的第二轴侧剖视图;

图11是图10中C的局部放大图;

图12是图10中D的局部放大图;

图13是申请所述抛光载体的吸附垫俯视向剖视图。

附图标记:10、抛片;20、加压腔;30、调节腔;101、第二座;102、限位块;103、限位座;104、第三密封圈;106、第一密封圈;201、第一座;202、内凹板;203、保持环;204、气囊;205、第二密封圈;206、吸附垫;206a、吸附垫底;206b、吸附垫环;207、接头座;208、接头;209、压板;210、压块;211、第四密封圈;212、第五密封圈;213、第一固定环;214、调心板;215、垫圈;216、调节片;217、第二固定环。

具体实施方式

本文中为部件所编序号本身,例如“第一”、“第二”等,仅用于区分所描述的对象,不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”,如无特别说明,均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在实际抛光过程中,现有抛光设备中抛光得到的抛片的平坦度不佳,为查找其原因,经过多次排查和试验,最终发现是由于现有抛光设备中压力传导件过多,压力传导紊乱,导致加压不稳定,才导致抛片受力不均匀,出现抛片平坦度不佳的问题。本申请实施例提供了一种抛光载体,解决了现有技术中抛片平坦度不良的技术问题;达到了抛片平坦度得到提升的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。

一种抛光载体,包括第一座201、第二座101、加压组件以及调节组件。其中,第一座201用于连接抛片10,通过第二座101作用在第一座201上,作用力可传到至抛片10上,以控制抛片10与抛光垫之间的作用力;加压组件用于向第一座201内注入气压,使得抛片10被抵触、贴合在抛光垫上;调节组件用于向第二座101内注入气压,通过调节气压以第二座101对第一座201的作用力,从而调节第一座201对抛片10的边缘的作用力。

如图1-5所示,第二座101位于第一座201上方,并与第一座201固定连接,在第二座101上设置有转轴,转轴受外部转动驱动,使得第二座101、第一座201可轴向转动。

如图6、10以及12所示,加压组件包括气囊204和加压腔20,气囊204固定在第一座201底部,具体的,在第一座201底部边缘上通过螺钉固定有保持环203,保持环203与第一座201之间设置第二密封圈205,气囊204固定在保持环203上,使得气囊204将保持环203和整个第一座201底部包覆住,气囊204的固定方式可以采用胶粘的方式,气囊204的材质可以为且不限于天然橡胶等易变形材质,气囊204用于粘接抛片10。

加压腔20开设于第一座201内部,第一座201内固定安装有内凹板202,内凹板202向上内凹,在内凹板202与气囊204之间形成加压腔20。加压腔20与气囊204直接接触,在加压腔20内注入气压后气囊204向外舒张,将作用力作用到吸附垫底206a上,通过调节注入的气压大小即可实现调节气囊204对抛片10的作用力;在加压腔20内抽气形成负压时气囊204收缩贴合于内凹板202上。

如图3、9以及11所示,调节组件包括调节片216和调节腔30,调节片216为可形变材料制成,调节片216的材质可以为但不限于天然橡胶等易形变材质;调节片216设置在第二座101底部,调节片216为完整的板材使得调压腔30保持密闭,调节片216与第一座201顶部相抵触;调节腔30开设于第二座101内,调节腔30与调节片216直接接触,通过对调节腔30内注入气压,使得调节片216形变,调节片216作用在第一座201顶部,并将作用力通过保持环203作用在吸附垫环206b上;在转轴内部开设有气道,调节腔30内气压通过气道进行调节,其中,吸附垫环206b为软性,具有一定的形变能力,例如橡胶等。

如图3、9以及11所示,在调节片216上还设置有调心板214,同样的,调心板214可形变,调节片216和调心板214通过固定组件固定在第二座101与第一座201之间,固定组件包括第一固定环213和第二固定环217,第一固定环213通过螺钉固定在第二座101底部边缘,在第一固定环213与第二座101之间设置有第一密封圈106,确保第二座101内部调压腔的气密性,第二固定环217通过螺钉固定在第一固定环213下,第一固定环213与第二固定之间通过螺纹或粘连的方式紧密连接。

调心板214、调节片216一同被夹设于第一固定环213和第二固定环217之间,在调心板214与第一固定环213之间还夹设有一圈垫圈215;调心板214上至少开设置有一个通孔,在一个实施例中,调心板214上开设有若干个通孔,使得调节腔30内的压力能够透过调心板214作用在调节片216上,如图3所示,调心板214上开设的通孔呈圆弧形,每个圆弧的通孔均以调心板214为圆心分布,通过调节组件向调节腔30注入气压后,由于调节片216和调心板214均可变形,气压透过圆弧形的通孔作用在调节片216上,调节片216向下作用在第一座201顶部,圆弧形的通孔开设于调心板214上,使得调心板214具有一定的缓震和抗变形效果,在调心板214受到形变的情况下,圆弧形的通孔之间相互拉扯牵制,使得调心板214形成恢复原形的趋势变化,抛光时产生震动,能够通过调心板214吸收一定的震动,提高整体效果的稳定性,减小震动而影响抛片10的抛光质量。

如图6所示,在调心板214上设置有限位组件,限位组件包括限位块102和压块210,限位块102可调式连接在第二座101上,并经过调节腔30与调心板214相抵触,具体的,第二座101上设置有限位座103,使得第二座101上方与调节腔30通过限位座103连通,限位座103与第二座101之间、与限位块102之间均设置第三密封圈104,限位块102通过螺纹连接在限位座103上使得调节腔30封闭,通过旋动限位块102来调节限位块102对调心板214的作用力度。在限位块102底部设置有第一台阶,压块210顶部边缘上设置第二台阶,第一台阶与第二台阶配合,使得限位块102被压块210压住并限位。向调节腔30内注入气压时,气压透过调心板作用下调节片上使得调节片向下发生形变,使得压块210被向下带动,第一台阶和第二台阶配合,防止压块210过度向下移动而导致调节片过度形变。

如图7、9以及10所示,压块210位于调节腔30内部,并通过螺钉固定于第一座201顶部,调心板214、调节片216一同被夹设于压块210和第一座201的顶部之间,从而使得第二座101与第一座201之间固定连接。由于调节片216、调心板214夹设于压块210与第一座201顶部之间,实现第二座101与第一座201两者连接。

限位块102与压块210均作用在调心板214、调节片216上,具体的,限位块102通过螺纹连接在第二座101顶部,通过调节限位块102的高度位置,使得限位块102与第二座101的顶部距离可调节,在调节到一定距离之后,调心板214和调节片216被限位块102紧紧抵压在第二板顶部,即,调心板214、调节片216被限位块102和第二座101顶部夹住。另外,压块210固定在第二座101的顶部,调心板214与调心板214位于压块210和第二座101的顶部之间。由于在抛光过程中产生的震动导致第二座101与第一座201之间形成一定距离的纵向相对移动,通过设置的调心板214,减弱抛光过程中产生的抛光垫不平整和震动,使得抛片10更好地贴合抛光垫,改善抛光品质;但在调心板214过度形变时形成塑性形变,调心板214自身无法恢复原状,调心板214失去吸收震动的作用,压块210与限位块102的作用均起到对调心板214的限位作用,在压块210与限位块102的抵压作用下,调心板214的最大形变程度被限制,无法造成较大形变,从而确保调心板214不会发生塑性形变,起到对调心板214的形变保护。

如图8、9所示,压块210与第一座201之间设置有第四密封圈211,压块210具体为压环,压环的中部中空,在压环中设置接头座207,接头座207上设置与外部气源连接的接头208,接头座207嵌入第一座201的顶部内,并由固定在压环上的压板209压住,接头座207与第一座201之间设置有第五密封圈212,接头208拧紧在接头座207上,接头208向下经过第一座201与加压腔20连通,具体的,接头下方开设有通道,通道经过第一座和内凹板,使得与加压腔连通,接头上接上外部气源,通过外部气源向接头上注入气压,以控制加压腔内的气压,一般的,加压腔内的气压不是实时调节的,在抛光前注入适当的气压后,第一座和第二座再进行转动对抛片进行抛光,因此接头上还可设置电磁阀,用于开闭接头。

如图4、5以及13所示,在气囊204上粘接吸附垫206,吸附垫206用于承载抛片10,吸附垫206包括吸附垫底206a、吸附垫环206b,吸附垫底206a固定在气囊204上,可以采用胶粘的形式固定,吸附垫环206b固定在吸附垫底206a上,在吸附垫环206b内部与吸附垫底206a之间形成承载腔,承载腔用于承载抛光片。

在抛光时,对加压腔20中加压,气囊204对吸附垫206的作用力作用在抛片10上,抛片10与抛光垫接触;在不抛光时,为了提高抛片10吸附在吸附垫206上的吸力,会在加压腔20中形成负压,使气囊204变形贴合到内凹板202的内凹面上,从而使粘接在气囊204上的吸附垫底206a由于内凹板202内凹面形变,而抛片10由于材料较硬,无法变形;这会使原本通过水张力方式吸附在吸附垫底206a的抛片10与吸附垫底206a之间形成真空,使抛片10被吸的更牢固。

工作原理/步骤:

旋转驱动,转轴提供转动动力,驱动第二座201转动,压块和第一座的顶部通过螺钉固定,使得调心板、调节片被压块和第一座夹住,从而实现第一座与第二座连接,第二座转动的同时带动第一座转动。

通过转轴提供转动动力和上下升降,使得第二座101、第一座201转动,通过对抛片10加压腔20和保持环203加压腔20分别注入各种压力的气压,对抛片10和吸附垫环206b产生不同压力,从而实现对抛光压力的控制,进而对抛片10进行抛光。

加压腔20内注入气压后,通过气囊204将作用力抛片10的中部和边缘,同时在第一座的重力效果下,对抛片10产生压力,从而将抛片10被抵压在抛光垫上,增大加压腔20中的气压,气囊204对抛片10的作用力即增大,加压腔20内的压力对气囊204的作用力传导至吸附垫底206a上,承载抛片10的吸附垫206被压在抛光垫上进行研磨抛光。由于吸附垫环206b具有一定的形变能力,通过调节腔中30中注入不同压力的气压,使得抛片边缘与抛光垫之间的受力可调节。若仅仅通过加压腔20作用于抛片,抛片的边缘受力较大,导致边缘过抛。

在调节腔30中加压后,调节腔30中形成较大气压,气压穿过调心板214作用到调节片216上,调节片216由于形变作用将力传导到第一座201上,由第一座201将力传导到固定在第一座201上的保持环203,保持环203被气囊204包覆,最终传导到固定在气囊204上的吸附垫环206b上,由吸附垫环206b将压力作用到抛光垫上,减少或解决抛片10的边缘过抛问题,提高抛片10抛光品质。

技术效果:

1、本申请中在第一座底部固定气囊,抛片固定在气囊底部,抛片被第一座和气囊抵压在抛光垫上进行抛光,在第一座中开设于固气囊直接接触的加压腔,通过调节加压腔内的气压以调节气囊对抛片的作用力,从而调节抛片与抛光垫之间的相互作用,有利于控制抛片上的受力作用,提高抛片的平坦程度。简化的结构不仅使对抛片加压更加稳定,提高抛片的抛光品质,同时也提高了装配性和可维护性,减少了因维护等产生的加工外时间损失。解决了现有技术中抛片平坦度不良的技术问题;达到了抛片平坦度得到提升的技术效果。

2、在第一座的基础上增设第二座,为了提高对抛片抛光品质,将抛片的边缘部分的作用力单独控制,通过调节第二座内的气压,利用可形变的调节片调节对第一座的作用力,通过第一座的传导将作用力传导至抛片的边缘上,提高抛片边缘部分的抛光品质,减小边缘过薄或过厚的问题出现。

3、调心板设置在调节片上,调心板自身可形变且调心板上设置圆弧形的通孔,气压透过圆弧形的通孔作用在调节片上,调节片向下作用在第一座顶部,圆弧形的通孔开设于调心板上,使得调心板具有一定的缓震和抗变形效果,在调心板受到形变的情况下,圆弧形的通孔之间相互拉扯牵制,使得调心板形成恢复原形的趋势变化,抛光时产生震动,能够通过调心板吸收一定的震动,提高整体效果的稳定性,减小震动而影响抛片的抛光质量。

4、抛片通过吸附垫连接在气囊上,抛片通过水的张力作用吸附在吸附垫底上,抛片外缘通过吸附垫环围住,在抛片抛光时,吸附垫环与抛片一同贴合于抛光垫上进行抛光,在调节腔中调节气压以调节抛片边缘作用力时,由于吸附垫环的作用,防止作用力直接作用在抛片边缘,而是作用于吸附垫环上,在吸附垫环与抛光垫贴合时,抛片的边缘势必与抛光垫贴合,即便作用力过大,吸附垫环支撑在气囊和抛光垫之间,使得抛片与抛光垫之间的距离不会过小,防止作用力过大而导致抛片的边缘过度抛光,提高对抛光的保护,进一步提高抛片的抛光品质。

尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

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