一种模块化设计的自供紫外光源的绿色节能抛光头装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种模块化设计的自供紫外光源的绿色节能抛光头装置，包括自供紫外光源模块、装卡模块和晶圆保持模块，其中自供紫外光源模块包括光源电路、中间圆盘、防护罩、环形石英玻璃板、密封盖和O型密封垫圈，该模块中的光源电路包括环形电路板、锂电池组和红外遥控开关；装卡模块包括上圆盘、装卡圆柱和弹簧钢片；晶圆保持模块包括底圆盘和保持环。本发明专利技术采用模块化的设计，方便了单个模块互换以及模块间装配；本发明专利技术将紫外光源装置与抛光头装置高度集成，提高了紫外光能利用率并节约了大量紫外光能；本发明专利技术中的机械结构采用铝合金，减少了抛光头装置质量，降低了电机损耗。本发明专利技术的高集成和轻质量特性有效实现了绿色节能。

A Green Energy-saving Polishing Head Device with Modular Design and Self-supply Ultraviolet Light Source

The invention discloses a green energy-saving polishing head device with modular design for self-supplying ultraviolet light source, including self-supplying ultraviolet light source module, clamping module and wafer holding module. The self-supplying ultraviolet light source module includes light source circuit, intermediate disc, protective cover, annular quartz glass plate, sealing cover and O-type sealing gasket. The light source circuit in the module includes annular circuit board, lithium. Battery pack and infrared remote control switch; clamping module includes upper disc, clamping cylinder and spring steel sheet; wafer holding module includes bottom disc and retaining ring. The invention adopts modular design to facilitate the interchange of individual modules and assembly between modules; the ultraviolet light source device is highly integrated with the polishing head device, which improves the utilization rate of ultraviolet energy and saves a large amount of ultraviolet energy; the mechanical structure of the invention adopts aluminium alloy, reduces the quality of the polishing head device and reduces the loss of the motor. The high integration and light weight characteristics of the invention effectively realize green energy saving.

【技术实现步骤摘要】
一种模块化设计的自供紫外光源的绿色节能抛光头装置
本专利技术涉及抛光头的
，具体而言，涉及一种在光催化化学机械抛光过程中模块化设计的自供紫外光源的绿色节能抛光头装置。
技术介绍
在现阶段的光催化化学机械抛光系统中，样品夹持在旋转的抛光头上，通过抛光头施加一定的压力将其压在旋转的抛光垫上，紫外光源装置单独设置在抛光垫的边缘某处，与抛光头有一定的间隔距离，由化学试剂和光催化颗粒组成的抛光液从紫外光源装置下方流过以接受光辐射出的能量，再流过一段距离后与抛光头下方的样品接触，在紫外光能的催化作用下以及化学反应和机械力协同作用下实现超光滑、低损伤的表面。抛光液中的光催化颗粒(例如二氧化钛纳米颗粒)在接受光源后，在其表面可以生成高活性的电子-空穴对，其中空穴可以将吸附到光催化颗粒表面的氢氧根离子以及水分子氧化成强氧化性的羟基自由基，增加抛光液中羟基自由基的含量，促进氧化反应，提高加工效率。但是由于现有光催化化学机械抛光系统中的抛光头的可利用空间受限以及紫外光源装置的体积较大，抛光头和紫外光源装置均独立存在，抛光液从紫外光源装置流向样品表面的过程中，光生电子与光生空穴可在光催化颗粒的内部以及表面重新复合而消失，复合后的能量以热能或其他形式散发掉；另外现有光催化化学机械抛光系统中的紫外光源装置发出的紫外光发生散射，只有一部分紫外光可以照射到抛光液。因此，紫外光能的利用效率较低，造成资源的浪费。另外，现阶段的光催化化学机械抛光系统的集成度不高，没有形成模块化，在使用和替换方面都比较麻烦；再者，现阶段的光催化化学机械抛光系统中的抛光头的材质多采用不锈钢，质量较大，在抛光过程中电机的损耗较严重，消耗的能量也很多。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种模块化设计的自供紫外光源的绿色节能抛光头装置，其能够解决现阶段的光催化化学机械抛光系统中的如下技术问题：1、现阶段的光催化化学机械抛光系统中的紫外光源装置单独设置在抛光垫的边缘某处，与抛光头有一定的间隔距离；发出的紫外光也会发生散射，只有一部分的紫外光可以照射到抛光液。因此紫外光能的利用效率较低，造成资源的浪费；2、现阶段的光催化化学机械抛光系统集成度不高，没有形成模块化，在使用和替换方面都比较麻烦；3、现阶段的光催化化学机械抛光系统中的抛光头的材质多采用不锈钢，质量较大，在抛光过程中电机的损耗较严重，消耗能量较大。本专利技术的实施例是这样实现的：一种模块化设计的自供紫外光源的绿色节能模块化设计的自供紫外光源的绿色节能抛光头装置，其特征在于，包括光源电路、防护罩(6)、中间圆盘(5)、密封盖(4)、环形石英玻璃板(7)和O型密封垫圈(11)，所述光源电路包括环形电路板(10)、锂电池组和红外遥控开关，所述环形电路板(10)设置在中间圆盘(5)底部边缘的环形阶梯槽(505)的窄槽中并通过环形石英玻璃板(7)密封，所述锂电池组和红外遥控开关设置在中间圆盘(5)中的矩形空腔(504)内，所述防护罩(6)套装在中间圆盘(5)的外缘并将中间圆盘(5)罩住。在本专利技术较佳的实施例中，上述环形电路板(10)上均匀地分布着多颗朝向环形石英玻璃板(7)的发光二极管，多颗发光二极管采用并联结构，锂电池组由至少两节锂电池串联形成，红外遥控开关通过导线串联在环形电路板和锂电池组的正极之间；进一步地，发光二极管为2835灯珠，环形电路板设置有至少50颗2835灯珠；进一步地，环形电路板设置有60颗2835灯珠。环形电路板(10)背部的导线依次穿过中间圆盘(5)上的贯穿导线孔(506)和密封盖(4)的导线孔与矩形空腔(504)内的红外遥控开关和锂电池组连接。在本专利技术较佳的实施例中，上述防护罩(6)为顶底开口的圆管形结构且顶部开口的内径小于底部开口的内径，防护罩(6)的底端面边缘低于中间圆盘(5)的底端面，降低了光源电路所发出的紫外光的散射及泄漏。在本专利技术较佳的实施例中，上述中间圆盘(5)的顶部边缘设置有向上凸起的边缘环脊(501)，边缘环脊(501)使中间圆盘(5)形成开口向上的圆形空腔(502)，圆形空腔(502)在中间圆盘(5)的顶部形成凹平台，凹平台的边缘向内设置有环形凹槽(503)，凹平台的中部向内设置有矩形空腔(504)，中间圆盘(5)底部的边缘向内设置有环形阶梯槽(505)，环形阶梯槽(505)底部与边缘环脊(501)之间设有贯穿导线孔(506)。在本专利技术较佳的实施例中，上述密封盖(4)设置有螺纹孔和导线孔，凹平台设置有螺纹孔，螺钉通过螺纹孔将密封盖(4)固定在凹平台顶部。在本专利技术较佳的实施例中，上述环形石英玻璃板(7)设置在环形阶梯槽(505)的宽槽中，通过玻璃胶粘固并密封，以防止在抛光过程中抛光液的溅入而损坏环形电路板。在本专利技术较佳的实施例中，上述圆形空腔(502)边缘的环形凹槽(503)内设置有O型密封垫圈，密封盖(4)通过螺钉的带动将O型密封垫圈压紧来完成对矩形空腔(504)的密封，以防止在抛光过程中抛光液的溅入而损坏电路器件。一种模块化设计的自供紫外光源的绿色节能抛光头装置包括在本专利技术较佳的实施例中，上述抛光头装置包含自供紫外光源模块、装卡模块和晶圆保持模块；装卡模块设置在模块化设计的自供紫外光源的绿色节能抛光头装置的中间圆盘(5)的顶端；晶圆保持模块设置在的抛光头装置的自供光源模块的中间圆盘(5)的底端；装卡模块用于将抛光头装置与抛光机的动力机构连接，晶圆保持模块用于将晶圆夹持在抛光头装置的底端面。在本专利技术较佳的实施例中，上述装卡模块包括上圆盘(1)、装卡圆柱(2)和弹簧钢片(3)；装卡圆柱(2)水平插装在上圆盘(1)的转轴上，属于过盈配合，弹簧钢片(3)有6个，每个弹簧钢片(3)的外侧端均通过螺钉间隔均匀地固定在中间圆盘(5)的边缘环脊(510)顶端面上，内侧端均通过螺钉与上圆盘(1)底端面连接且相互独立。在本专利技术较佳的实施例中，上述晶圆保持模块包括底圆盘(8)和保持环(9)；螺钉穿过密封盖(4)和中间圆盘(5)与底圆盘(8)连接，将底圆盘(8)固定在中间圆盘(5)的底端面，保持环(9)通过螺钉安装在底圆盘(8)的底部。在本专利技术较佳的实施例中，上述抛光头装置的机械结构的材质均采用铝合金，减少了抛光头装置的质量，降低了电机的损耗。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过模块化设计，实现了抛光头装置的模块化安装，方便了单个模块的互换以及模块间的装配；本专利技术将紫外光源装置与抛光头装置高度集成，省去了从现有的紫外光源装置流向抛光头下方的样品的距离，大大减少了光催化颗粒内部以及表面的光生电子和光生空穴的复合，减少了能量耗散，提高了紫外光能的利用效率，同时通过防护罩降低了紫外光的散射及泄漏，节约了大量的紫外光能；本专利技术中的机械结构采用铝合金，减少了抛光头装置质量，降低了电机损耗。本专利技术的高集成和轻质量特性有效实现了绿色节能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。图1为本专利技术模块化设计的自供紫外光源的绿色节能抛光头装置的剖视结构图；图2是本专利技术模块化设计的自供紫外光源的绿色节能抛光头装置的正视示意图；图3是本专利技术模块化设计的自供紫外光源的绿色节能抛光头装置的俯视示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模块化设计的自供紫外光源的绿色节能抛光头装置，其特征在于，包括光源电路、防护罩(6)、中间圆盘(5)、密封盖(4)、环形石英玻璃板(7)和O型密封垫圈(11)，所述光源电路包括环形电路板(10)、锂电池组和红外遥控开关，所述环形电路板(10)设置在中间圆盘(5)底部边缘的环形阶梯槽(505)的窄槽中并通过环形石英玻璃板(7)密封，所述锂电池组和红外遥控开关设置在中间圆盘(5)中的矩形空腔(504)内，所述防护罩(6)套装在中间圆盘(5)的外缘并将中间圆盘(5)罩住。

【技术特征摘要】
1.一种模块化设计的自供紫外光源的绿色节能抛光头装置，其特征在于，包括光源电路、防护罩(6)、中间圆盘(5)、密封盖(4)、环形石英玻璃板(7)和O型密封垫圈(11)，所述光源电路包括环形电路板(10)、锂电池组和红外遥控开关，所述环形电路板(10)设置在中间圆盘(5)底部边缘的环形阶梯槽(505)的窄槽中并通过环形石英玻璃板(7)密封，所述锂电池组和红外遥控开关设置在中间圆盘(5)中的矩形空腔(504)内，所述防护罩(6)套装在中间圆盘(5)的外缘并将中间圆盘(5)罩住。2.如权利要求1所述的模块化设计的自供紫外光源的绿色节能抛光头装置，其特征在于，所述环形电路板(10)上均匀地分布着多颗朝向环形石英玻璃板(7)的发光二极管，多颗发光二极管采用并联结构，所述锂电池组由至少两节锂电池串联形成，环形电路板(10)的导线依次穿过中间圆盘(5)上的贯穿导线孔(506)和密封盖(4)的导线孔与矩形空腔(504)内的红外遥控开关和锂电池组连接。3.如权利要求1所述的模块化设计的自供紫外光源的绿色节能抛光头装置，其特征在于，所述防护罩(6)为顶底开口的圆管形结构且顶部开口的内径小于底部开口的内径，防护罩(6)的底端面低于中间圆盘(5)的底端面，降低了光源电路所发出的紫外光的散射及泄漏。4.如权利要求1所述的模块化设计的自供紫外光源的绿色节能抛光头装置，其特征在于，所述中间圆盘(5)的顶部边缘设置有向上凸起的边缘环脊(501)，边缘环脊(501)使中间圆盘(5)形成开口向上的圆形空腔(502)，圆形空腔(502)在中间圆盘(5)的顶部形成凹平台，凹平台的边缘向内设置有环形凹槽(503)，凹平台的中部向内设置有矩形空腔(504)，中间圆盘(5)底部的边缘向内设置有环形阶梯槽(505)，环形阶梯槽(505)底部与边缘环脊(501)之间设有贯穿导线孔(506)。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：江亮，钱林茂，武韩强，刘进伟，邓昌邦，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51