CN110744450B - 一种抛光垫的修整器及修整方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种抛光垫的修整器及修整方法，所述修整器包括：修整臂，所述修整臂包括固定段和修整段，所述固定段竖向设置，所述修整段的一端与所述固定段的上端部连接，所述修整段在工作状态下处于与所述固定段互相垂直的第一位置，在非工作状态下处于与所述固定段共线的第二位置，所述修整段可在所述第一位置和所述第二位置之间切换；支撑臂，用于支撑所述修整段，所述修整段处于所述第一位置时其另一端支撑于所述支撑臂的上端部；修整体，所述修整体固定于所述修整段，用于修整抛光垫。根据本发明实施例的修整器，可以保证修整臂在修整过程中受到均布的载荷力，从而确保了修整体与抛光垫平行，提高了修整效果。

Description

一种抛光垫的修整器及修整方法

技术领域

本发明涉及抛光技术领域,具体涉及一种抛光垫的修整器及修整方法。

背景技术

抛光垫表面状态是影响硅片品质状态的重要因素之一，为了使硅片的表面性能在抛光后得到提高和硅片的批次生产稳定性得以维持，通常会在首次抛光前和多次抛光后通过专门的修整器对抛光垫进行修整，以恢复其表面特性。

目前，抛光垫修整器大部分为悬臂梁结构，修整头位于悬臂梁的一端，由于修整头重力的影响，将使修整臂发生弯曲，从而导致修整头与抛光垫不平行，继而影响了修整器对抛光垫的修整效果。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种抛光垫的修整器及修整方法，用于解决修整头与抛光垫不平行、继而影响修整器对抛光垫的修整效果的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面实施例提供了一种抛光垫的修整器，包括：

修整臂，所述修整臂包括固定段和修整段，所述固定段竖向设置，所述修整段的一端与所述固定段的上端部连接，所述修整段在工作状态下处于与所述固定段互相垂直的第一位置，在非工作状态下处于与所述固定段共线的第二位置，所述修整段可在所述第一位置和所述第二位置之间切换；

支撑臂，用于支撑所述修整段，所述修整段处于所述第一位置时其另一端支撑于所述支撑臂的上端部；

修整体，所述修整体固定于所述修整段，用于修整抛光垫。

进一步地，所述修整器还包括：

支撑板，所述支撑板固定于所述支撑臂上端部，所述支撑板上开设有限位槽，所述修整段处于所述第一位置时其另一端支撑于所述支撑板的限位槽内。

进一步地，所述修整器还包括：

驱动电机，所述驱动电机分别与所述固定段和所述支撑臂连接，用于控制所述固定段和所述支撑臂做同步升降运动。

进一步地，所述修整器还包括：

固定件，所述固定件用于当所述修整段处于所述第一位置时将所述修整段未与所述固定段连接的一端固定连接于所述支撑板上。

进一步地，所述修整体包括圆柱主体和分布在所述圆柱主体侧面的修整刷，所述修整体可绕其中心轴做自转运动。

进一步地，所述修整刷的材质为尼龙66，所述修整刷的刷毛长度为5mm～20mm。

本发明另一方面实施例提供了一种抛光垫的修整方法，应用于如上任一项所述的修整器，所述修整方法包括：

将修整臂的修整段调整至与固定段垂直连接，使所述修整段未与所述固定段连接的一端固定支撑于支撑臂的支撑板上；

控制抛光垫自转的同时，控制所述固定段和所述支撑臂同步下降，利用所述修整段上固定的修整体对所述抛光垫进行修整。

进一步地，控制抛光垫自转的同时，控制所述修整体绕其中心轴做自转运动。

本发明上述技术方案的有益效果如下：

通过在修整段两端设置支撑，可以保证修整段在修整过程中受到均布的载荷力，从而确保了修整体与抛光垫平行，提高了修整效果。

附图说明

图1为现有技术中的修整器的结构示意图；

图2为现有技术中的修整器的受力分析示意图；

图3为本发明实施例中的修整器处于第一位置时的结构示意图；

图4为本发明实施例中的修整器处于第二位置时的结构示意图；

图5为本发明实施例的另一修整器处于第一位置时的结构示意图；

图6为本发明实施例中的支撑板的结构示意图；

图7为本发明实施例中的修整体的主视图；

图8为本发明实施例中的修整体的侧视图；

图9为本发明实施例中的修整器的受力分析示意图；

图10为本发明实施例中抛光垫的修整方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为现有技术中的修整器的结构示意图。如图1所示，修整器采用悬臂结构，主要包括修整臂12以及设置于修整臂12伸出端的修整垫121，修整臂12呈倒置的L型，为一体成型结构，在修整垫121的下方设置抛光台11，抛光台11上用于放置抛光垫，而电机组13的动力输出端与修整臂12相连，用于驱动修整臂12向下运动，从而使修整臂12上的修整垫121与抛光台11上的抛光垫接触、修整，并且，电机组13还可以驱动修整臂12做水平方向上的摆动，使得修整垫121在抛光垫上表面水平移动。

请参考图2，图2为现有技术中的修整器的受力分析示意图。如图2所示，该图可以表示图1中的修整器的受力情况，在图2中，将修整器简化为材料力学中的悬臂梁结构，根据材料力学公式：

以及

其中，F为修整垫121所受的重力，θ为偏离水平面的角度，ω为偏离水平面的位移量，l为悬臂梁A至B的长度，EI为悬臂梁的抗弯刚度；

由上述公式可以看出，修整臂12伸出的一端及其上的修整垫121在重力的作用下，其悬臂结构将处于弯曲状态，不能保证修整垫121与抛光垫平行；当修整臂12的臂长越长、修整垫121的重量越大，修整臂12的弯曲程度也就越明显，由此将导致修整垫121在修整过程中与抛光垫存在夹角，从而其影响修整效果；而且，由于修整过程中修整臂12将产生一定程度的晃动，也会影响到修整的精度。需要指出的是，当该修整器不工作时，其修整臂12的伸出端上固定的修整垫121在长期的重力作用下，将使修整臂12产生不可逆的形变，从而进一步影响修整垫121的修整效果。

由此，本发明实施例提供一种抛光垫的修整器，用以解决现有的悬臂式修整器存在的上述问题。

如图3所示，本发明实施例中的修整器包括：修整臂32、修整体33以及支撑臂34，其中，修整臂32呈倒置的L型，包括固定段321以及修整段322，固定段321呈竖向设置，而修整段322的一端与所述固定段321的上端部连接。在工作状态下，修整段322处于第一位置，即修整段322呈水平设置，此时修整段322与固定段321互相垂直，而在非工作状态下，修整段322处于第二位置，即修整段322呈竖向设置，此时修整段322与固定段321呈共线设置；修整段322可以在修整段322和固定段321之间切换，由此修整段322和固定段321之间的连接方式可以采用铰接的方式，并在连接处设置有锁止扣，在控制锁止扣关闭的情况下，可以使修整段322和固定段321完全固定连接，此时修整段322和固定段321之间可以传递力矩，而当锁止口打开的情况下，修整段322可在第一位置和第二位置之间切换。

如图3所示，在修整臂32处于工作状态时，也即修整段322处于第一位置时，修整段322远离固定段321的一端支撑在支撑臂34的上端部，支撑臂34呈竖向设置，其高度与固定段321的高度一致，也就是说，修整段322的两端分别由固定段321和支撑臂34支撑，实现将修整臂32上的荷载变为均布荷载，在均布荷载的情况下，修整臂32的弯曲形变小，从而确保了修整加工精度。

如图3所示，修整体33固定设置在修整段322上，当修整段322处于工作状态时，修整体33位于其正下方，由于修整段322的两端均设置了支撑结构，因此即使修整体33受到重力作用，修整段322产生的弯曲形变量也在很小的范围内，不会影响修整体33与抛光垫呈平行设置的关系，而且，在均布荷载的作用下，修整体33的修整精度高，修整效果好；此外，在修整过程中，由于修整段322两端都得到有效支撑，因此修整段322的晃动幅度受到限制，进一步减小了对修整精度的影响。

如图3、4所示，在本发明实施例中，当修整器处于工作状态时，使修整臂32中的修整段322下放至水平位置，使其伸出的一端支撑于支撑臂34上；而当修整器处于非工作状态时，使修整臂32中的修整段322升起，与固定段321共线设置，以防止长期受重力作用而导致修整段322发生弯曲形变。

如图3、6所示，为了更有效地支撑修整段322，在支撑臂34的上端部还设置有一支撑板35，支撑板35与支撑臂34固定设置，支撑板35上开设有限位槽，当修整段322处于第一位置时，修整段322的伸出端支撑于支撑板35的限位槽内，限位槽可以限制修整段322的水平晃动以及竖向晃动，以减少对修整加工过程的影响。在一些具体实施例中，支撑板35呈U型，支撑板35的U型槽即为限位槽，为了与该限位槽配合，可以在修整段322伸出端端部设置一球状体，球状体的形状与U型槽的形状相适配，以减缓修整段322在修整时产生的冲击。

如图3所示，本发明实施例中，修整器还包括一电机组36，修整臂32的固定段321与电机组36的动力输出端连接，在电机组36的驱动下，修整臂32可做竖向升降运动；进一步地，电机组36的动力输出端还与支撑臂34相连接，在电机组36的驱动下，支撑臂34可随修整臂32做同步的升降运动。也就是说，当需要对抛光台31上的抛光垫进行修整时，使修整段322支撑在与支撑臂34上端部固定的支撑板35上，电机组36同时控制修整臂32以及支撑臂34做竖向下降运动，使两者同步下降，直至修整体33与抛光垫进行接触修整，从而确保了修整体33与抛光垫的平行度，修整段322也处于均布荷载的状态，使得修整效果更佳。

如图7、8所示，本发明实施例中，修整体33包括圆柱主体331和修整刷332，修整刷332均布于圆柱主体331的侧面，修整体33可绕其中心轴做自转运动，从而利用其侧面上固定的修整刷332对抛光垫进行修整。具体的，修整体33与修整段322的固定关系可以为：圆柱主体331的中心轴线上设置了一旋转轴，该旋转轴的两端通过固定轴与修整段322固定连接，从而实现修整体33即可绕其中心轴做自转运动，也可以在修整段322的带动下做升降运动。

在本发明一些具体实施例中，修整刷332采用尼龙66制成，尼龙66耐磨、且不会对抛光垫造成污染，修整刷332的刷毛长度在5mm～20mm之间。

如图5所示，在本发明的另一些实施例中，修整器还包括一固定件37，该固定件37用于当修整段322处于第一位置时将修整段322支撑在支撑板35上的一端与支撑板35实现固定连接，也就是说，在没有固定件37时，修整段322处于第一位置时，仅仅是支撑在支撑板35上，但是并未实现对修整段322的完全固定，而通过增加固定件37，使两者完全固定连接，由此，当电机组36驱动修整臂32和支撑臂34同步下降时，修整体33接触到抛光垫对其施加压力实现修整，而抛光垫会对修整体33施加一个反作用力，使得修整段322有向上运动的趋势，而通过将修整段322的伸出端与支撑臂34完全固定，支撑臂34在电机组36的驱动下下降时，也会给修整段322施加一个向下的力，从而抵消抛光垫对修整体33施加的力，使得修整体33与抛光垫之间保持足够的压力，并且两者之间的平行度好，从而提高修整加工精度、加快修整速率。

在一些具体实施例中，该固定件37可以是U型件，即通过U型件穿过支撑板35，扣住修整段322的端部，再利用螺栓等进行紧固。

请参考图9，图9为本发明实施例中的修整器的受力分析示意图，如图9所示，该图可以表示图5中的修整器的受力情况，在图9中，将修整器简化为材料力学中的悬臂梁结构，其中，根据材料力学公式：

以及

其中，q为均布荷载，θ为偏离水平面的角度，ω为偏离水平面的位移量，l为悬臂梁A至B的长度，EI为悬臂梁的抗弯刚度；

由上述公式可以看出，相比于现有技术中的修整器，本发明实施例提供的修整器的偏离角度和偏离水平面的位移量都大幅减小，从而保证了修整体33与抛光垫的平行度，优化了修整器的修整效果。

本发明另一方面实施例还提供了一种抛光垫的修整方法，应用于如上任一项所述的修整器，所述修整方法包括：

步骤101：将修整段调整至与固定段垂直连接，使所述修整段未与所述固定段连接的一端固定支撑于支撑臂的支撑板上；

步骤102：控制抛光垫自转的同时，控制所述固定段和所述支撑段同步下降，利用所述修整段上固定的修整体对所述抛光垫进行修整。

在本发明实施例中，首先，将修整段322水平设置，此时修整段322与固定段垂直连接，修整段322的另一端支撑在支撑板35上，并可以进一步通过固定件37将修整段322的端部与支撑板35完全固定；

然后，在抛光台31上放置抛光垫，并使抛光垫绕其中心轴做自转运动，利用电机组36同步驱动固定段321和支撑臂34进行同步下降，当下降到一定位置时，修整体33的修整刷332与抛光垫进行基础，开始对抛光垫进行修整，由于修整段322两端均被稳定支撑，其上固定的修整体33与抛光垫能够保持良好的平行度，从而确保了修整加工精度。

进一步地，在修整过程中，可以控制修整体33绕其中心轴做自转运动，以加快对抛光垫的修整，提高修整速率。

完成修整作业后，可以解开固定件37，将修整段322抬升，使其与固定段321呈共线设置，从而避免因长期受重力作用而导致修整段322发生弯曲形变。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种抛光垫的修整器，其特征在于，包括：

修整臂，所述修整臂包括固定段和修整段，所述固定段竖向设置，所述修整段的一端与所述固定段的上端部连接，所述修整段在工作状态下处于与所述固定段互相垂直的第一位置，在非工作状态下处于与所述固定段共线的第二位置以防止所述修整段受重力作用而发生弯曲形变，所述修整段可在所述第一位置和所述第二位置之间切换；

支撑臂，用于支撑所述修整段，所述修整段处于所述第一位置时其另一端支撑于所述支撑臂的上端部；

修整体，所述修整体固定于所述修整段，用于修整抛光垫；

驱动电机，所述驱动电机分别与所述固定段和所述支撑臂连接，用于控制所述固定段和所述支撑臂做同步升降运动。

2.根据权利要求1所述的抛光垫的修整器，其特征在于，还包括：

支撑板，所述支撑板固定于所述支撑臂的上端部，所述支撑板上开设有限位槽，所述修整段处于所述第一位置时其另一端支撑于所述支撑板的限位槽内。

3.根据权利要求2所述的抛光垫的修整器，其特征在于，还包括：

固定件，所述固定件用于当所述修整段处于所述第一位置时将所述修整段未与所述固定段连接的一端固定连接于所述支撑板上。

4.根据权利要求1所述的抛光垫的修整器，其特征在于，所述修整体包括圆柱主体和分布在所述圆柱主体侧面的修整刷，所述修整体可绕其中心轴做自转运动。

5.根据权利要求4所述的抛光垫的修整器，其特征在于，所述修整刷的材质为尼龙66，所述修整刷的刷毛长度为5mm~20mm。

6.一种抛光垫的修整方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5中任一项所述的修整器，所述修整方法包括：

将修整臂的修整段调整至与固定段垂直连接，使所述修整段未与所述固定段连接的一端固定支撑于支撑臂的支撑板上；

控制抛光垫自转的同时，控制所述固定段和所述支撑臂同步下降，利用所述修整段上固定的修整体对所述抛光垫进行修整。

7.根据权利要求6所述的抛光垫的修整方法，其特征在于，控制抛光垫自转的同时，控制所述修整体绕其中心轴做自转运动。

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