CN103707193B - 修整器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种与修整器的材质的种类无关地、能够简单更换的修整器。修整器（50）具有：固定在修整器轴（13）上的附属装置（30）；通过磁力而能够拆装地安装在附属装置（30）上的修整盘保持架（50）；和能够拆装地安装在修整盘保持架（50）上且具有修整面（10a）的修整盘（70）。附属装置（30）以及修整盘保持架（50）分别具有产生磁力的磁铁（35、56）。
Description
技术领域
本发明涉及修整器，其用于修整（调整）以CMP（化学机械抛光；ChemicalMechanical Polishing）装置为代表的研磨装置的研磨垫。
背景技术
在半导体制造中所使用的CMP装置，是用于研磨晶片的装置。该CMP装置一边向研磨垫供给研磨液，一边使晶片与研磨垫滑动接触而研磨晶片的表面。研磨垫随着研磨晶片而逐渐丧失其研磨性能。因此，一直以来进行如下操作，即利用修整器对研磨垫的表面进行微小地削取，由此而使研磨垫的表面再生。
修整器具有对研磨垫的研磨面进行修整的修整盘。该修整盘的垫接触面由金刚石磨粒构成，通过使该金刚石颗粒与研磨垫的表面摩擦而削取研磨垫。修整盘自身由SUS316等耐腐蚀性非磁性材料、SUS630等耐腐蚀性磁性材料、聚碳酸酯等的树脂等各种材料形成。也具有代替金刚石磨粒，而使用植入有毛刷的毛刷修整器的情况。
修整盘和毛刷修整器是消耗品，定期地进行检查和更换。为了改善修整器更换的便利性，采用磁性材料作为修整盘的材料。这是为了将磁体埋设至安装修整盘的修整盘保持架上且由磁力来保持修整器。由于这种基于磁力而实现的拆装构造不需要用于进行更换的工具，所以非常便利。
但是，使用磁体的以往的拆装结构无法适用于由树脂等非磁性材料制造的修整器中。近年来，从耐腐蚀性和防止金属污染的观点来考虑，也要求采用塑料材料作为修整器。另外，在毛刷修整器以及金刚石修整器的更换中，需要拆除修整盘保持架，也要求改善更换操作性。
发明内容
鉴于这种状况，本发明的目的在于提供一种修整器，与修整器的材质的种类无关地、能够简单更换。
为了实现上述目的，本发明的一个技术方案为一种修整器，用于修整研磨垫，其特征在于，具有：固定在使所述修整器旋转的修整器轴上的附属装置；通过磁力而能够拆装地安装在所述附属装置上的修整盘保持架；能够拆装地安装在所述修整盘保持架上且具有修整面的修整盘，所述附属装置以及所述修整盘保持架分别具有产生所述磁力的磁铁。
本发明的优选技术方案，其特征在于，所述磁铁是围绕所述修整器的中心配置的多个磁铁，该多个磁铁以使相邻的两个磁铁的磁极相互不同的方式排列。
本发明的优选技术方案，其特征在于，所述多个磁铁构成围绕所述修整器的中心以等间隔排列的多个组，所述多个组分别由N极和S极交替配置的至少三个磁铁构成，在全部所述多个组中，所述至少三个磁铁的排列相同。
本发明的优选技术方案，其特征在于，所述附属装置能够拆装地安装在所述修整器轴上。
本发明的优选技术方案，其特征在于，所述修整盘能够拆装地安装在所述修整盘保持架上。
本发明的优选技术方案，其特征在于，所述修整盘通过磁力安装在所述修整盘保持架上。
本发明的优选技术方案，其特征在于，所述修整盘通过螺丝安装在所述修整盘保持架上。
本发明的其他技术方案的修整器，用于修整研磨垫，其特征在于，具有：固定在使所述修整器旋转的修整器轴上的附属装置；通过磁力能够拆装地安装在所述附属装置上且具有修整面的毛刷盘，所述附属装置以及所述毛刷盘分别具有产生所述磁力的磁铁。
本发明的优选技术方案，其特征在于，所述磁铁是围绕所述修整器的中心配置的多个磁铁，该多个磁铁以使相邻的两个磁铁的磁极相互不同的方式排列。
本发明的优选技术方案，其特征在于，所述多个磁铁构成围绕所述修整器的中心以等间隔排列的多个组，所述多个组分别由N极和S极交替配置的至少三个磁铁构成，在全部所述多个组中，所述至少三个磁铁的排列相同。
本发明的优选技术方案，其特征在于，所述附属装置能够拆装地安装在所述修整器轴上。
发明的效果
根据本发明的第一技术方案，附属装置和修整盘保持架仅通过磁力相互吸引，能够通过手比较简单地将修整盘保持架与修整盘一同从附属装置上拆除。修整盘保持在修整盘保持架上，因此，能够与修整盘的材料是磁性材料还是非磁性材料无关地适用本发明。
根据本发明的第二技术方案，附属装置和毛刷盘仅通过磁力相互吸引，能够通过手比较简单地将毛刷盘从附属装置上拆除。
附图说明
图1是表示具有修整器的修整装置的立体图。
图2是表示修整器的剖视图。
图3是附属装置的俯视图。
图4是附属装置的仰视图。
图5是图3所示的A-A线剖视图。
图6是图5所示的B-B线剖视图。
图7是修整盘保持架的仰视图。
图8是图7所示的C-C线剖视图。
图9是修整盘保持架的仰视图。
图10是图9所示的D-D线剖视图。
图11是表示修整器的其他实施方式的剖视图。
图12是表示修整器的另一其他实施方式的剖视图。
图13是毛刷盘的俯视图。
图14是图13所示的E-E线剖视图。
图15是毛刷盘的仰视图。
图16是图15所示的F-F线剖视图。
附图标记说明
1 研磨台
2 研磨垫
7 研磨台电机
9 修整装置
10 修整器
10a 修整面
13 修整器轴
16 气缸
17 修整器臂
19 支柱
20 支承台
22 旋转轴
30 附属装置
31 螺丝
32 凸缘部
33 突出部
35 磁铁
50 修整盘保持架
51、52 凹部
54 孔
56、58 磁铁
60 销
70 修整盘
73 螺丝
80 毛刷盘
81、82 凹部
86 磁铁
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。在图1至图16中，在相同部件上标注相同的附图标记，并省略其重复的说明。
图1是表示修整装置的立体图，该修整装置具有对研磨垫进行修整（调整）的修整器。如图1所示，用于研磨晶片等基板的研磨垫2安装在研磨台1上。研磨垫2通过与研磨台1连结的研磨台电机7而与研磨台1一体旋转。晶片通过被按压在旋转的研磨垫2上而被研磨。
修整装置9具有与研磨垫2滑动接触的修整器10、连结有修整器10的修整器轴13、设在修整器轴13的上端的气缸16、和旋转自如地支承修整器轴13的修整器臂17。修整器10的下表面构成修整面10a，该修整面10a由磨粒（例如，金刚石颗粒）构成。气缸16配置在由支柱19支承的支承台20上，这些支柱19固定在修整器臂17上。
修整器臂17由未图示的电机驱动，以旋转轴22为中心旋转地构成。修整器轴13通过未图示的电机的驱动而旋转，通过该修整器轴13的旋转，而使修整器10绕着修整器轴13沿箭头所示的方向旋转。气缸16经由修整器轴13而使修整器10上下移动，作为以规定的按压力将修整器10按压在研磨面10a的表面上的驱动器而发挥功能。
研磨垫2的修整如下所述地进行。修整器10以修整器轴13为中心旋转，与此同时，纯水从未图示的纯水供给喷嘴供给至研磨垫2上。在该状态下，修整器10通过气缸16被按压至研磨垫2上，其修整面10a与研磨垫2滑动接触。而且，使修整器臂17以旋转轴22为中心旋转从而使修整器10在研磨垫2的半径方向上摆动。这样，通过修整器10削取研磨垫2，使其表面被修整（再生）。
图2是表示修整器10的剖视图。修整器10具有固定在修整器轴13上的附属装置30、通过磁力能够拆装地安装在附属装置30上的修整盘保持架50、和能够拆装地安装在修整盘保持架50上的修整盘70。附属装置30通过螺丝31能够拆装地安装在修整器轴13的下端。
图3是附属装置30的俯视图，图4是附属装置30的仰视图，图5是图3所示的A-A线剖视图，图6是图5所示的B-B线剖视图。附属装置30具有圆环状的凸缘部32、和圆柱状的突出部33。突出部33位于凸缘部32的中央，向下方突出。在凸缘部32上形成有供螺丝31***的通孔32a。
在凸缘部32上埋设有多个磁铁35，这些磁铁35围绕修整器10的中心排列。在图3的例中，设有12个磁铁35。多个磁铁35以使相邻的两个磁铁35的磁极相互不同的方式排列。图3表示磁铁35的排列的一例，本发明并不限定于此。
在图3中，多个磁铁35构成多个（在图3中为四个）组36，这些多个组36围绕修整器10的中心以等间隔配置。组36相互分开规定的距离，在组36之间形成有上述通孔32a。各个组36由三个磁铁35构成，这些三个磁铁35以使S极和N极交替的方式排列。在图3所示的例中，各个组36的磁铁35以S极、N极、S极的顺序排列。各个组36的磁铁35的排列相同。即，所有组36由以S极、N极、S极的顺序排列的三个磁铁35构成。此外，本发明并不限于此例，也可以由比三个更多的磁铁35构成各个组36。对于磁铁35优选使用钕磁铁。
图7是修整器保持架50的俯视图，图8是图7所示的C-C线剖视图，图9是修整器保持架50的仰视图，图10是图9所示的D-D线剖视图。修整器保持架50是直径比附属装置30更大的圆盘状的部件。在修整盘保持架50的上表面中央形成有两层的圆形的凹部51、52，附属装置30的凸缘部32收容在第一层的凹部51中，附属装置30的突出部33收容在第二层的凹部52中，在凹部51的底面上形成有收容螺丝31的头部的孔54。
在修整盘保持架50上埋设有多个磁铁56，这些磁铁56围绕修整器10的中心排列。在图9的例中，设有12个磁铁56。多个磁铁56以使相邻的两个磁铁56的磁极相互不同的方式排列。图9表示磁铁56的排列的一例，本发明并不限定于此。
在图9中，多个磁铁56构成多个（在图9中为四个）组57，这些多个组57围绕修整器10的中心以等间隔配置。组57相互分开规定的距离。各个组57由三个磁铁56构成，这些三个磁铁56以使S极和N极交替的方式排列。在图9所示的例中，各个组57的磁铁56以N极、S极、N极的顺序排列。各个组57的磁铁56的排列相同。即，所有组57由以N极、S极、N极的顺序排列的三个磁铁56构成。此外，本发明并不限于此例，也可以由比三个更多的磁铁56构成各个组57。
如图2所示，磁铁56配置在与附属装置30的磁铁35相对的位置上，且吸引磁铁35。因此，修整盘50通过在这些磁铁35、56之间产生的磁力（引力）而能够拆装地安装在附属装置30上。对于该磁铁56也优选使用钕磁铁。
如图3以及图9所示，S极和N极交替地配置，因此，在附属装置30与修整盘保持架50之间作用的引力得到加强。而且，在从附属装置30向修整盘保持架50施加转矩时，各磁铁与相邻的磁铁反弹，因此，难以使附属装置30与修整盘保持架50之间的相对位置错开，能够发挥更强的结合力。另外，在图3、图9所示的例中，通过在相对的磁铁组36、57之间产生的磁力（引力），易于将修整盘保持架50安装在附属装置30上，具有使用便利性好的优点。
在图3的例中，具有S-N-S极的磁铁排列的组36沿圆周方向以等间隔排列。优选为，如图3所示，在组36、36之间设置与磁铁35的排列的至少一个间距量相当的空隙，使得一个组36的S极与其他组36的S极不会接近。这是由于，若使一个组36的S极与其他组36的S极相邻，则在修整中，在修整盘保持架50相对于附属装置30在旋转方向上错位时，在磁铁56的N极与附属装置30的磁铁35的S极之间会产生吸引的力，会助长修整盘保持架50的错位，会使修整盘保持架50变得容易从附属装置30上脱落。同样地，如图9所示，在组57、57之间设置与磁铁56的排列的至少一个间距量相当的空隙。在图3所示的例中，各个组36中的磁铁35的排列为S-N-S极，但也可以为N-S-N极。在该情况下，修整盘保持架50的各个组57中的磁铁56的排列为S-N-S极。
而且，在修整盘保持架50的周缘部上埋设有多个磁铁58。这些磁铁58用于将修整盘70固定在修整盘保持架50上。本例的修整盘70由磁性材料构成，通过磁铁58的磁力能够拆装地安装在修整盘保持架50上。在修整盘70的环状的下表面上固定有金刚石磨粒，通过该金刚石磨粒构成环状的修整面10a。修整器10通过该修整面10a来对研磨垫2进行修整（调整）。
在研磨垫2的修整中，修整器10使其整体以修整器轴13为中心旋转，将修整盘70的修整面10a按压至研磨垫2上。在修整盘50的下表面上安装有多个（在附图中为两个）销60。这些销60***至形成在修整盘70的上表面的凹部71（参照图2）中。通过这些销60与凹部71之间的卡合，防止修整盘70在修整中相对于修整盘保持架50相对旋转。
根据本发明，附属装置30和修整盘保持架50仅通过磁力相互吸引。因此，在更换修整器10时，能够通过手比较简单地将修整盘保持架50与修整盘70一同从附属装置30上拆除。在上述例中，修整盘70由磁性材料构成，但是，本发明也能够适用于修整盘70由非磁性材料构成的修整器10中。
图11是表示修整器10的其他实施方式的剖视图。本实施方式的修整盘70由非磁性材料构成。修整盘70通过多个螺丝73固定在修整盘保持架50上。通过将这些螺丝73拆除，能够将修整盘70从修整盘保持架50上分离。其他的结构与上述实施方式相同，因此，省略其重复的说明。
图12是表示修整器10的另一其他实施方式的剖视图。该修正器10是通过毛刷构成修整面10a的毛刷修整器。没有特别说明的本实施方式的结构与上述实施方式相同，因此省略其重复的说明。图12所示的修整器10不具有修整盘70，取而代之地具有毛刷盘80。该毛刷盘80具有与上述实施方式的修整盘保持架50类似的构造。
图13是毛刷盘80的俯视图，图14是图13所示的E-E线剖视图，图15是毛刷盘80的仰视图，图16是图15所示的F-F线剖视图。在毛刷盘80的上表面中央形成有两层的圆形的凹部81、82，附属装置30的凸缘部32收容在第一层的凹部81中，附属装置30的突出部33收容在第二层的凹部82中，在凹部81的底面上形成有收容螺丝31的头部的孔84。在毛刷盘80的下表面上植入有毛刷（未图示），该毛刷构成修整面10a。
在毛刷盘80上埋设有多个磁铁86，这些磁铁86围绕修整器10的中心排列。在图15的例中，设有12个磁铁86。多个磁铁86以使相邻的两个磁铁86的磁极相互不同的方式排列。图15表示磁铁86的排列的一例，本发明并不限定于此。在图15中，多个磁铁86构成多个（在图15中为四个）组87，这些多个组87围绕修整器10的中心以等间隔配置。组87相互分开规定的距离。该规定的距离相当于磁铁86的排列的至少一个间距量。各个组87中的磁铁86的配置与图9所示的磁铁56的配置相同。磁铁86以与附属装置30的磁铁35相对的方式配置，且以吸引磁铁35的方式配置。因此，毛刷盘80通过在这些磁铁35、56之间产生的磁力（引力）而能够拆装地安装在附属装置30上。对于该磁铁86也优选使用钕磁铁。
在上述构成中，修整器10通过使由毛刷构成的修整面10a与研磨垫2滑动接触，来对该研磨垫2进行修整。附属装置30和毛刷盘80仅通过磁力相互吸引，因此，在更换修整器10时，能够通过手比较简单地将毛刷盘80从附属装置30上拆除。
上述实施方式以使本发明所属技术领域中具有通常知识的技术人员能够实施本发明为目的而记载。只要是本领域技术人员，当然能够得到上述实施方式的各种变形例，本发明的技术思想也能够适用于其他实施方式。因此，本发明并不限定于所记载的实施方式，能够解释为与权利要求书所定义的技术思想相应的最宽范围。
Claims (7)
1.一种修整器，用于修整研磨垫，其特征在于，具有：
固定在使所述修整器旋转的修整器轴上的附属装置；
通过磁力而能够拆装地安装在所述附属装置上的修整盘保持架；
能够拆装地安装在所述修整盘保持架上且具有修整面的修整盘，
所述附属装置以及所述修整盘保持架分别具有产生所述磁力的磁铁，
所述磁铁是围绕所述修整器的中心配置的多个磁铁，
该多个磁铁以使相邻的两个磁铁的磁极相互不同的方式排列，
所述多个磁铁构成围绕所述修整器的中心以等间隔排列的多个组，
所述多个组分别由N极和S极交替配置的至少三个磁铁构成，
在全部所述多个组中，所述至少三个磁铁的排列相同，
构成各组的所述至少三个磁铁彼此分开，
所述多个组彼此仅分开规定的距离，
所述规定的距离相当于构成各组的所述至少三个磁铁的排列的至少一个间距量，并且比构成各组的所述至少三个磁铁间的距离更大。
2.如权利要求1所述的修整器，其特征在于，所述附属装置能够拆装地安装在所述修整器轴上。
3.如权利要求1所述的修整器，其特征在于，所述修整盘能够拆装地安装在所述修整盘保持架上。
4.如权利要求3所述的修整器，其特征在于，所述修整盘通过磁力安装在所述修整盘保持架上。
5.如权利要求3所述的修整器，其特征在于，所述修整盘通过螺丝安装在所述修整盘保持架上。
6.一种修整器，用于修整研磨垫，其特征在于，具有：
固定在使所述修整器旋转的修整器轴上的附属装置；
通过磁力能够拆装地安装在所述附属装置上且具有修整面的毛刷盘，
所述附属装置以及所述毛刷盘分别具有产生所述磁力的磁铁，
所述磁铁是围绕所述修整器的中心配置的多个磁铁，
该多个磁铁以使相邻的两个磁铁的磁极相互不同的方式排列，
所述多个磁铁构成围绕所述修整器的中心以等间隔排列的多个组，
所述多个组分别由N极和S极交替配置的至少三个磁铁构成，
在全部所述多个组中，所述至少三个磁铁的排列相同，
构成各组的所述至少三个磁铁彼此分开，
所述多个组彼此仅分开规定的距离，
所述规定的距离相当于构成各组的所述至少三个磁铁的排列的至少一个间距量，并且比构成各组的所述至少三个磁铁间的距离更大。
7.如权利要求6所述的修整器，其特征在于，所述附属装置能够拆装地安装在所述修整器轴上。
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