抛光机的动态联动控制方法技术

本发明专利技术提供一种抛光机的动态联动控制方法，包括：获取所述两个偏心驱动机构的幅度偏差分量

【技术实现步骤摘要】
抛光机的动态联动控制方法


[0001]本专利技术涉及半导体设备领域，具体涉及一种抛光机的动态联动控制方法
。

技术介绍

[0002]自
20
世纪五六十年代化学气相沉积
(CVD)
金刚石制备技术问世，并在
20
世纪
80
年代获得快速发展以来，探索并应用金刚石材料的优良特性成为可能
。
首先，作为一种宽禁带半导体材料，金刚石可以用来制备功率器件
、
光电器件
、
金刚石基探测器和传感器
、
微机电和纳机电器件
、
半导体金刚石异质结等
。
其次，由于金刚石的传热机制是通过晶格振动传热，碳原子产生振动的量子能量较大，因此金刚石是自然界中热导率最高的物质，在散热领域具有巨大的应用潜力
。
[0003]当金刚石作为晶圆衬底使用时，要求其表面粗糙度
Ra
低于
3nm
，同时具有亚微米级的面型精度，即金刚石表面需要达到超光滑
、
超平坦和无缺陷的水平，为此，需要使用金刚石抛光机对金刚石表面进行研磨抛光
。
[0004]现有的金刚石抛光机包括多个压头
、
抛光盘和偏心驱动机构，压头将金刚石压合在抛光盘上，偏心驱动机构驱动抛光盘进行偏心转动，对金刚石进行抛光
。
金刚石抛光机由于偏心驱动机构的偏心距是固定的，使得抛光盘的偏心转动形式单一，不具备工艺更换调节或工艺调试功能，而且也无法加工不同尺寸的金刚石晶圆
。
[0005]为满足不同尺寸晶圆的加工需求，需要设置偏心距可调的偏心驱动机构，然而，针对不同尺寸的金刚石晶圆，需要设置合适的偏心距，具体是通过可调的偏心驱动机构实现偏心距的精确控制
。
[0006]在理想状态下，根据抛光机中关键部件的理论尺寸
、
理论距离等参数，即可得到准确的偏心距数值
。
但是实际情况下，各种部件的尺寸精密度
、
配合精密度必然存在误差，在多种误差的共同作用下，可能导致较大的偏心距偏差，由此会降低抛光机的加工精度
。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术提供一种抛光机的动态联动控制方法，所述抛光机包括机架，所述机架上穿设有驱动轴，所述驱动轴通过晃动板连接在偏心驱动机构的输出轴上，所述偏心驱动机构的输出轴驱动所述晃动板晃动，所述驱动轴上连接有抛光盘，所述抛光盘用于对晶圆进行抛光；所述机架上安装有对称的两个偏心驱动机构
、
旋转驱动件和调节驱动件，所述旋转驱动件通过传动皮带与两个偏心驱动机构的转动套连接，所述调节驱动件通过传动皮带与两个偏心驱动机构的驱动件连接；所述旋转驱动件通过传动皮带驱动两个偏心驱动机构的转动套进行同步旋转，从而使两个偏心驱动机构同时对晃动板进行偏心驱动；所述调节驱动件通过传动皮带驱动两个偏心驱动机构的驱动件同步移动，从而使两个偏心驱动机构同步对偏心距进行调整；所述方法包括：获取所述两个偏心驱动机构的幅度偏差分量
、
角速度偏差分量
、
初相位偏差分量；根据幅度偏差分量
、
角速度偏差分量
、
初相位偏差分量计算所述传动皮带不同步转动引起的偏差；根据所述晃动板的受力和尺寸信息计算所述晃动板的形变引起的偏差；根据所述晃动板与所述驱动轴的接触面的形变量计算赫兹接触引起的偏差；根据所述传动皮带不同步转动引起的偏差
、
所述晃动板的形变引起的偏差和所述赫兹接触引起的偏差计算抛光机的偏心距偏差；判断偏心距偏差是否超过偏差阈值；若偏心距偏差超过偏差阈值，则调整所述传动皮带
、
所述晃动板
、
所述驱动件中的任意一个或多个，以减小偏心距偏差
。
[0008]可选地，获取所述两个偏心驱动机构的幅度偏差分量，包括：获取所述两个偏心驱动机构的标称量程
A
和所述两个偏心驱动机构的实际量程
、
；计算幅度偏差分量
。
[0009]可选地，获取角速度偏差分量，包括：基于所述两个偏心驱动机构的所述驱动件的转动速度偏差，生成所述两个偏心驱动机构的时间
‑
合成振幅曲线数据；利用所述时间
‑
合成振幅曲线数据中的
N
个数据点计算均方根误差；利用均方根误差和
N
计算角速度偏差分量
。
[0010]可选地，获取初相位偏差分量，包括：基于所述两个偏心驱动机构的所述驱动件的初始相位偏差或者启动时间偏差，生成时间
‑
合成振幅曲线数据；利用所述时间
‑
合成振幅曲线数据中的
N
个数据点计算均方根误差；利用均方根误差和
N
计算初相位偏差分量
。
[0011]可选地，利用如下方式计算所述传动皮带不同步转动引起的偏差：
。
[0012]可选地，根据所述晃动板的受力和尺寸信息计算所述晃动板的形变引起的偏差，包括：获取所述两个偏心驱动机构的输出轴的间距
、
所述晃动板与所述输出轴的接触面积及其受到的平均力；利用间距
、
接触面积及平均力计算
。
[0013]可选地，利用如下方式计算：
,
其中为所述晃动板的杨氏模量
。
[0014]可选地，根据所述晃动板与所述驱动轴的接触面的形变量计算赫兹接触引起的偏差，包括：
利用所述晃动板的杨氏模量和所述驱动轴的杨氏模量以及晃动板的泊松比和驱动轴的泊松比，计算等效杨氏模量；利用等效杨氏模量
、
处于接触状态时所述晃动板的轴向半径
、
所述晃动板和所述驱动轴接触时的作用力，计算形变量；利用形变量计算偏差
。
[0015]可选地，根据如下方式计算等效杨氏模量：
。
[0016]可选地，利用如下方式计算形变量：
。
[0017]相应地，本专利技术还提供一种抛光机的动态控制设备，包括：处理器以及与所述处理器连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述处理器执行上述抛光机的动态联动控制方法
。
[0018]根据本专利技术实施例提供的抛光机的动态联动控制方法，在计算偏心距的偏差时，同时引入了传动皮带不同步转动引起的偏差
、
晃动板的形变引起的偏差
、
赫兹接触引起的偏差，综合这些偏差精确计算偏心距的偏差，由此确定给定参数下的抛光机的加工精度是否满足生产相关要求，对于偏心距偏差过大的情况，通过调整与传动皮带
、
晃动板
、
驱动件中的状态，以缩小偏心距偏差，直至该偏差小于给定阈值，由此可以提高抛光机的加工精度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种抛光机的动态联动控制方法，其特征在于，所述抛光机包括机架，所述机架上穿设有驱动轴，所述驱动轴通过晃动板连接在偏心驱动机构的输出轴上，所述偏心驱动机构的输出轴驱动所述晃动板晃动，所述驱动轴上连接有抛光盘，所述抛光盘用于对晶圆进行抛光；所述机架上安装有对称的两个偏心驱动机构
、
旋转驱动件和调节驱动件，所述旋转驱动件通过传动皮带与两个偏心驱动机构的转动套连接，所述调节驱动件通过传动皮带与两个偏心驱动机构的驱动件连接；所述旋转驱动件通过传动皮带驱动两个偏心驱动机构的转动套进行同步旋转，从而使两个偏心驱动机构同时对晃动板进行偏心驱动；所述调节驱动件通过传动皮带驱动两个偏心驱动机构的驱动件同步移动，从而使两个偏心驱动机构同步对偏心距进行调整；所述方法包括：获取所述两个偏心驱动机构的幅度偏差分量
、
角速度偏差分量
、
初相位偏差分量；根据幅度偏差分量
、
角速度偏差分量
、
初相位偏差分量计算所述传动皮带不同步转动引起的偏差；根据所述晃动板的受力和尺寸信息计算所述晃动板的形变引起的偏差；根据所述晃动板与所述驱动轴的接触面的形变量计算赫兹接触引起的偏差；根据所述传动皮带不同步转动引起的偏差
、
所述晃动板的形变引起的偏差和所述赫兹接触引起的偏差计算抛光机的偏心距偏差；判断偏心距偏差是否超过偏差阈值；若偏心距偏差超过偏差阈值，则调整所述传动皮带
、
所述晃动板
、
所述驱动件中的任意一个或多个，以减小偏心距偏差
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述两个偏心驱动机构的幅度偏差分量，包括：获取所述两个偏心驱动机构的标称量程
A
和所述两个偏心驱动机构的实际量程
、
；计算幅度偏差分量
。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取角速度偏差分量，包括：基于所述两个偏心驱动机构的所述驱动件的转动速度偏差，生成所述两个偏心驱动机构的时间
...

【专利技术属性】
技术研发人员：周惠言，陈艳东，蒋继乐，寇明虎，
申请(专利权)人：北京特思迪半导体设备有限公司，
类型：发明
国别省市：