抛光头调平装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种抛光头调平装置及方法，包括花键轴、花键套、轴承套筒、轴承端盖、轴承预紧环、轴承、调节平板、基板和至少三个调平螺钉组；调节平板置于基板上表面；轴承端盖与轴承预紧环配合，对轴承的外圈进行预紧；轴承设于花键套与轴承套筒之间；花键轴装于花键套内；各调平螺钉组连接在调节平板上。本发明专利技术通过花键轴传递到抛光头，抛光头面较大，适用于较大尺寸的晶圆抛光。防松法兰用于消除调平螺母与调节平板之间的螺纹间隙，提高调平精度，防止再旋转紧固螺栓的过程中被摩擦力改变预先调好的位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造中的化学机械抛光领域，尤其涉及一种抛光头调平装置及方法。
技术介绍
在IC（集成电路）制造领域，减薄是成品晶圆加工的第一道工序。晶圆的初始厚度一般为675um-775um，最终要减薄到100um-200um，在某些特定产业中，甚至要减薄到20um。在晶圆减薄工艺中，由于机械损伤层的存在，在运输和后序工艺中碎片率非常高，一般不能将晶圆直接磨削到芯片封装所需的厚度。在实际应用中，首先通过背面减薄的方法将晶圆磨削到接近目标厚度，用磨削的方式去除绝大部分余量，然后利用抛光技术消除磨削引起的损伤层和残余应力，从而得到无损伤的晶圆表面。因此，在IC制造中，减薄与抛光技术是晶圆加工过程中必不可少的工序，已成为与光刻、刻蚀等技术同等重要、且相互依赖的不可缺少的技术；也是集成电路进入0.25um以下节点时提高生产效率、降低成本的晶圆全局平坦化关键技术。在抛光工艺过程中，抛光头与工件之间的平行度影响着最终的抛光效果和质量。如果晶圆表面平整度达不到要求，残余应力无法彻底去除，在集成电路后续工艺中，将会严重影响晶圆表面的光刻效果，降低晶圆成品率。因此，提高抛光头与工件之间的平行度至关重要。中国专利号为201520090605.4的技术专利“一种自动调平机构以及研磨抛光机”的最大的特点是调平机构集驱动装置、感应装置于一体，通过感应装置感应平板的倾斜情况，然后通过驱动装置控制调平装置实现调平功能，但是驱动装置安装在整个装置中，造成整个装置尺寸过大，并且感应装置的安装方式对调平效果也有影响，调平精度低，成本较高。中国专利号为201320507715.7的技术专利“研磨抛光设备上的气缸调平结构”是一种研磨抛光机上的调平结构，其通过微调紧定螺钉，调整气缸杆，实现上、下研磨/抛光盘完全重合，优点在于它通过调节气缸杆实现调平，给操作人员带来很大便捷，节约了调节机器成本，但它用于定位的沉头孔有四个，并且它通过气缸连接抛光头较小，只能用于小晶圆抛光。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决目前晶圆抛光设备调平装置体积大、成本高、能抛光的晶圆尺寸小的技术问题。为实现以上专利技术目的，一方面，本专利技术提供一种抛光头调平装置，包括花键轴、花键套、轴承套筒、轴承端盖、轴承预紧环、轴承、调节平板、基板和至少三个调平螺钉组；所述调节平板置于所述基板上表面；所述轴承端盖与所述轴承预紧环配合，对所述轴承的外圈进行预紧；所述轴承设于所述花键套与所述轴承套筒之间；所述花键轴装于所述花键套内，所述花键轴的底端用于安装抛光头；各所述调平螺钉组连接在所述调节平板上。进一步地，各所述调平螺钉组包括调平螺母和紧定螺钉，所述紧定螺钉用于连接所述调节平板与所述基板，使所述调节平板在所述基板的作用下进行水平运动通过所述调平螺母的旋入或旋出对所述调节平板进行调平。进一步地，各所述调平螺钉组还包括防松法兰和防松螺钉，所述防松法兰通过防松螺钉固定在所述调节平板与所述调平螺母之间，所述防松法兰用于消除所述调平螺母与所述调节平板之间的螺纹间隙。进一步地，所述轴承端盖与所述调节平板之间为螺纹连接。进一步地，所述调节平板的轮廓形状为正方形，所述调平螺钉组为三个，其中第一调平螺钉组和第二调平螺钉组分设于所述调节平板第一侧的两端，第二调平螺钉组设于所述调节平板第一侧的相对侧的中部。另一方面，本专利技术还提供一种抛光头调平方法，所述方法包括：在调节平板表面分设至少三个调平螺钉组，通过调整各所述调平螺钉组中的调平螺母的旋入或旋出对所述调节平板进行调平。进一步地，还在所述调节平板与所述调平螺母之间设置防松法兰，所述防松法兰用于消除所述调平螺母与所述调节平板之间的螺纹间隙。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过花键轴传递到抛光头，抛光头面较大，适用于较大尺寸的晶圆抛光。通过对调节平板的调平，提高花键轴和花键套与基板的垂直度，保证了置于花键轴一端的抛光头与工件之间的平行度，从而使晶圆在被抛光时受到均匀的载荷。调平螺母按等边三角形分布于调节平板三处，通过调整调平螺母的旋入或旋出，完成对调节平板的调平，当各点高度调整合适后，拧紧紧固螺钉，并通过放松法兰上的四个螺钉来顶紧调平，防松法兰用于消除调平螺母与调节平板之间的螺纹间隙，提高调平精度，防止再旋转紧固螺栓的过程中被摩擦力改变预先调好的位置。附图说明图1是本专利技术的抛光头调平装置布置示意图；图2是图1中的A-A向剖视图；图3是本专利技术的的抛光头调平装置中调平螺钉组的结构示意图。图中，1、第一调平螺钉组；2、第二调平螺钉组；3、第三调平螺钉组；4、轴承端盖；5、调节平板；6、基板；7、花键套；8、轴承预紧环；9、轴承套筒；10、滚动轴承；11、花键轴；12、防松螺钉；13、调平螺母；14、紧定螺钉；15、防松法兰；16、抛光头。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。如图1-3所示，调节平板5在调节螺钉组1、调节螺钉组2以及调节螺钉组3的调整下，根据三点确定一个平面的原理，如将调节螺钉组1处的位置固定，调整调节螺钉组2处的高低，使调节螺钉组1与调节螺钉组2处于水平状态；调整调节螺钉组3处的高低，使得调节螺钉组1与调节螺钉组3处于水平状态；当调节螺钉组1、调节螺钉组2以及调节螺钉组3处相互之间为刚性连接时，则此时调节平板5处于水平状态。调节平板5置于水平基板6之上，轴承10置于花键套7和轴承套筒9之间，在花键套7轴肩与轴承端盖4以及轴承预紧环8配合下对轴承10定位。轴承端盖4与调节平板5之间为螺纹连接。花键轴11安装于花键套7内，花键轴的底端用于安装抛光头16。调节平板5的水平度影响着轴承端盖4以及轴承10，进而对花键套7和花键轴11与基板6之间的垂直度产生影响，最终影响置于花键轴11末端的抛光头与工件的平行度。因此，对调节平板5进行调平具有重要的意义。自制调平螺母13与调节平板5之间为螺纹连接，自制调平螺母13底面与基板6贴合，通过自制调平螺母13的旋入或旋出，实现对调节平板5的升高或降低，当调整至合适位置后，将防松法兰15上均布的四个防松螺钉12拧紧，使得防松法兰15的一面将自制调平螺母13向上顶起，消除自制调平螺母13与调节平板5之间的螺纹间隙；紧定螺钉14用于连接调节平板5与基板6，使调节平板5在基板6作用下水平运动。以上述依据本专利技术的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项专利技术技术思想的范围内，进行多样本文档来自技高网...

【技术保护点】
抛光头调平装置，其特征在于，包括花键轴、花键套、轴承套筒、轴承端盖、轴承预紧环、轴承、调节平板、基板和至少三个调平螺钉组；所述调节平板置于所述基板上表面；所述轴承端盖与所述轴承预紧环配合，对所述轴承的外圈进行预紧；所述轴承设于所述花键套与所述轴承套筒之间；所述花键轴装于所述花键套内，所述花键轴的底端用于安装抛光头；各所述调平螺钉组连接在所述调节平板上。

【技术特征摘要】
1.抛光头调平装置，其特征在于，包括花键轴、花键套、轴承套筒、轴承端盖、轴承预紧
环、轴承、调节平板、基板和至少三个调平螺钉组；
所述调节平板置于所述基板上表面；
所述轴承端盖与所述轴承预紧环配合，对所述轴承的外圈进行预紧；
所述轴承设于所述花键套与所述轴承套筒之间；
所述花键轴装于所述花键套内，所述花键轴的底端用于安装抛光头；
各所述调平螺钉组连接在所述调节平板上。
2.如权利要求1所述的抛光头调平装置，其特征在于，各所述调平螺钉组包括调平螺母
和紧定螺钉，所述紧定螺钉用于连接所述调节平板与所述基板，使所述调节平板在所述基
板的作用下进行水平运动，通过所述调平螺母的旋入或旋出对所述调节平板进行调平。
3.如权利要求2所述的抛光头调平装置，其特征在于，各所述调平螺钉组还包括防松法
兰和防松螺钉，所述防松法兰通过防松螺钉固定在所述调节平板与...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨师，李伟，熊朋，王东辉，刘雪娇，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十五研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11