專利名稱：用于拋光頭的氣缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣缸，具體而言，涉及一種用于拋光頭的氣缸。
背景技術(shù)：
在化學(xué)機械拋光過程中，拋光頭起著非常重要的作用。現(xiàn)有的一類拋光頭采用有蠟貼片的方式進行晶圓的拾取和固定。現(xiàn)有的另一類拋光頭本身不能上下移動，在拾取晶圓時，需要工位盤上下移動才可以實現(xiàn)拾取晶圓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種用于拋光頭的氣缸。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明實施例提出一種用于拋光頭的氣缸，所述氣缸包括缸體，所述缸體內(nèi)具有腔室，所述缸體上設(shè)有分別與所述腔室連通的第一和第二進氣通道，所述第一和第二進氣通道適于與氣源相連；活塞，所述活塞設(shè)在所述腔室內(nèi)以將所述腔室分隔為上子腔室和下子腔室，其中所述第一進氣通道與所述上子腔室連通且所述第二進氣通道與所述下子腔室連通；和活塞桿，所述活塞桿設(shè)在所述腔室內(nèi)且所述活塞桿的下端伸出所述缸體，所述活塞桿與所述活塞相連以便在所述活塞的帶動下上下移動，其中所述腔室的頂壁和所述活塞桿的上表面中的一個上設(shè)有凹槽，所述腔室的頂壁和所述活塞桿的上表面中的另一個上設(shè)有配合在所述凹槽內(nèi)的凸起，所述凹槽的形狀與所述凸起的形狀適配以便所述缸體帶動所述活塞桿旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明實施例所述的用于拋光頭的氣缸通過在所述腔室的頂壁和所述活塞桿的上表面中的一個上設(shè)有所述凹槽且在所述腔室的頂壁和所述活塞桿的上表面中的另一個上設(shè)有配合在所述凹槽內(nèi)的所述凸起，并且所述凹槽的形狀與所述凸起的形狀適配，從而不僅可以使所述缸體帶動所述活塞桿旋轉(zhuǎn)，而且可以使所述活塞桿上下移動。由此根據(jù)本發(fā)明實施例的氣缸可以帶動吸附在吸附盤組件上的晶圓上下移動。另外，根據(jù)本發(fā)明實施例的用于拋光頭的氣缸還可以具有如下附加技術(shù)特征:根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述凹槽和所述凸起中的每一個的橫截面為多邊形、長圓形或半圓形。由此不僅可以使所述氣缸傳遞更大的扭矩，而且可以降低所述凹槽和所述凸起的加工難度。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述缸體包括本體和設(shè)在所述本體上的連接法蘭，所述連接法蘭與所述本體限定出所述腔室，其中所述連接法蘭的下表面上設(shè)有所述凹槽或所述凸起。由此可以使所述缸體的結(jié)構(gòu)更加合理，并且可以降低所述凹槽的加工難度。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述第一和第二進氣通道中的每一個的一部分設(shè)在所述連接法蘭上且另一部分設(shè)在所述本體上，所述第一進氣通道的上端設(shè)在所述連接法蘭的上表面上且下端與所述上子腔室相連，所述第二進氣通道的上端設(shè)在所述連接法蘭的上表面上且下端與所述下子腔室相連。
由此可以使所述氣缸的結(jié)構(gòu)更加合理，而且可以降低所述第一進氣通道所述和第二進氣通道的加工難度。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述缸體還包括工藝通道，所述工藝通道的一部分設(shè)在所述連接法蘭上且另一部分設(shè)在所述本體上，所述工藝通道的上端設(shè)在所述連接法蘭的上表面上且下端設(shè)在所述本體的外周面上。由此可以使所述氣缸的結(jié)構(gòu)更加合理，而且可以降低所述工藝通道的加工難度。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述連接法蘭上設(shè)有沿上下方向定向的傳動銷，所述傳動銷的上端向上延伸超出所述連接法蘭的上表面。由此可以使所述氣缸傳遞更大的扭矩。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述缸體上設(shè)有與外界連通的上氣體通道，所述活塞桿內(nèi)具有上端和下端均敞開的空腔，所述空腔的上端與所述上氣體通道連通。由此可以使所述拋光頭的結(jié)構(gòu)更加合理、簡潔。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述缸體包括本體和設(shè)在所述本體上的連接法蘭，所述連接法蘭與所述本體限定出所述腔室，所述連接法蘭的下表面上設(shè)有所述凹槽或所述凸起，其中所述上氣體通道設(shè)在所述連接法蘭上，所述上氣體通道的上端設(shè)在所述連接法蘭的上表面上且下端與所述空腔的上端連通。由此可以降低所述上氣體通道的加工難度，且可以使所述上氣體通道更加容易地與外界連通。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述上氣體通道內(nèi)設(shè)有第一快換接頭，所述空腔內(nèi)設(shè)有氣管，所述氣管的上端與所述第一快換接頭相連。由此可以更加方便地、容易地通過所述上氣體通道和所述下氣體通道抽真空以及通入氣體。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述活塞桿的下表面上設(shè)有定位銷。由此可以提高所述旋轉(zhuǎn)基盤的安裝精度，進而可以提高所述晶圓的拋光均勻性。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:圖1是具有根據(jù)本發(fā)明實施例氣缸的拋光頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是具有根據(jù)本發(fā)明實施例氣缸的拋光頭的局部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的氣缸的剖視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的拋光頭的氣缸的剖視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的氣缸的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的氣缸的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是具有根據(jù)本發(fā)明實施例氣缸的拋光頭的剖視圖；圖8是圖7中的A區(qū)域的放大圖；圖9是圖7中的B區(qū)域的放大圖；圖10是圖7中的C區(qū)域的放大圖11是具有根據(jù)本發(fā)明實施例氣缸的拋光頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。如圖1-圖11所示，具有根據(jù)本發(fā)明實施例氣缸10的拋光頭I包括氣缸10、旋轉(zhuǎn)基盤組件20、固定盤組件30、吸附盤組件40和保持環(huán)組件50。首先參考圖1-圖7描述根據(jù)本發(fā)明實施例的氣缸10。如圖1-圖7所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的氣缸10包括缸體110、活塞130和活塞桿140。缸體110內(nèi)具有腔室120，缸體110上設(shè)有分別與腔室120連通的第一進氣通道111和第二進氣通道112，第一進氣通道111和第二進氣通道112適于與氣源相連。換言之，第一進氣通道111和第二進氣通道112均與腔室120連通。活塞130設(shè)在腔室120內(nèi)以將腔室120分隔為上子腔室121和下子腔室122，其中第一進氣通道111與上子腔室121連通且第二進氣通道112與下子腔室122連通?；钊麠U140設(shè)在腔室120內(nèi)且活塞桿140的下端141伸出缸體110，即活塞桿140的下端141向下延伸超出缸體110?；钊麠U140與活塞130相連以便在活塞130的帶動下上下移動。其中，腔室120的頂壁123和活塞桿140的上表面142中的一個上設(shè)有凹槽143，腔室120的頂壁123和活塞桿140的上表面142中的另一個上設(shè)有配合在凹槽143內(nèi)的凸起124，凹槽143的形狀與凸起124的形狀適配以便缸體110帶動活塞桿140旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)基盤組件20與活塞桿140相連以在活塞桿140的帶動下旋轉(zhuǎn)和上下移動。固定盤組件30與旋轉(zhuǎn)基盤組件20相連以在旋轉(zhuǎn)基盤組件20的帶動下旋轉(zhuǎn)和上下移動。吸附盤組件40與固定盤組件30相連以在固定盤組件30的帶動下旋轉(zhuǎn)和上下移動。保持環(huán)組件50與固定盤組件30相連且保持環(huán)組件50繞吸附盤組件40設(shè)置。其中，上下方向如圖1-11中的箭頭D所示。下面參考圖1-圖7描述根據(jù)本發(fā)明實施例的氣缸10的工作過程。當(dāng)通過第一進氣通道111向上子腔室121內(nèi)通入氣體時，活塞130向下移動，并且活塞130帶動活塞桿140向下移動，進而活塞桿140通過旋轉(zhuǎn)基盤組件20和固定盤組件30帶動吸附盤組件40向下移動，由此吸附在吸附盤組件40上的晶圓2可以隨吸附盤組件40向下移動。當(dāng)通過第二進氣通道112向下子腔室122內(nèi)通入氣體時，活塞130向上移動，并且活塞130帶動活塞桿140向上移動，進而活塞桿140通過旋轉(zhuǎn)基盤組件20和固定盤組件30帶動吸附盤組件40向上移動，由此吸附在吸附盤組件40上的晶圓2可以隨吸附盤組件40向上移動?，F(xiàn)有的用于拋光頭的氣缸和拋光頭不能帶動晶圓2上下移動。在拋光頭與晶圓2交換裝置之間傳遞晶圓2時，拋光頭保持不動且晶圓2交換裝置上下移動。而具有根據(jù)本發(fā)明實施例氣缸10的拋光頭I可以帶動晶圓2上下移動，從而在與晶圓2交換裝置傳遞晶圓2時，可以使晶圓2交換裝置保持不動。根據(jù)本發(fā)明實施例的氣缸10通過在腔室120的頂壁123和活塞桿140的上表面142中的一個上設(shè)有凹槽143且在腔室120的頂壁123和活塞桿140的上表面142中的另一個上設(shè)有配合在凹槽143內(nèi)的凸起124，并且凹槽143的形狀與凸起124的形狀適配，從而不僅可以使缸體110帶動活塞桿140旋轉(zhuǎn)(缸體110可以與驅(qū)動軸相連，且活塞桿140不會相對缸體110旋轉(zhuǎn))，而且可以使活塞桿140上下移動。由此根據(jù)本發(fā)明實施例的氣缸10可以帶動吸附在吸附盤組件40上的晶圓2上下移動。由于根據(jù)本發(fā)明實施例的氣缸10可以帶動吸附在吸附盤組件40上的晶圓2上下移動，因此可以對晶圓2提供更大的下壓力，由此可以提高晶圓2的材料去除率和拋光效率。而且，由于凹槽143的形狀與凸起124的形狀適配，因此活塞桿140不會相對缸體110旋轉(zhuǎn)。由此根據(jù)本發(fā)明實施例的氣缸10可以傳遞較大的扭矩。根據(jù)更大尺寸的晶圓2，吸附盤組件40可以增大直徑尺寸以和更大尺寸的晶圓2進行適應(yīng)，同時保持環(huán)組件50、固定盤組件30和旋轉(zhuǎn)基盤210增大對應(yīng)直徑以和吸附盤組件40進行適應(yīng)。而氣缸10的尺寸保持不變。因此選用對應(yīng)不同尺寸晶圓2的吸附盤組件40、保持環(huán)組件50、固定盤組件30和旋轉(zhuǎn)基盤210，可以對不同尺寸的晶圓2進行拋光。根據(jù)本發(fā)明實施例的拋光頭I通過設(shè)置氣缸10，從而不僅可以帶動吸附在吸附盤組件40上的晶圓2上下移動，而且可以傳遞較大的扭矩。此外，根據(jù)本發(fā)明實施例的拋光頭I還可以對不同尺寸的晶圓2進行拋光，并且可以提高晶圓2的材料去除率和拋光效率。有利地，凹槽143和凸起124中的每一個的橫截面可以是多邊形、長圓形或半圓形。由此不僅可以使氣缸10傳遞更大的扭矩，而且可以降低凹槽143和凸起124的加工難度。如圖3和圖4所示，在本發(fā)明的一些實施例中，缸體110可以包括本體1101和設(shè)在本體1101上的連接法蘭1102，連接法蘭1102與本體1101可以限定出腔室120，其中連接法蘭1102的下表面上可以設(shè)有凹槽143或凸起124。由此可以使缸體110的結(jié)構(gòu)更加合理，并且可以降低凹槽143的加工難度。具體地，連接法蘭1102的下表面上設(shè)有凸起124，活塞桿140的上表面142上設(shè)有凹槽143。在本發(fā)明的一個實施例中，如圖3和圖4所示，第一進氣通道111的一部分1111可以設(shè)在連接法蘭1102上且第一進氣通道111的另一部分1112可以設(shè)在本體1101上，第二進氣通道112的一部分1121可以設(shè)在連接法蘭1102上且第二進氣通道112的另一部分1122可以設(shè)在本體1101上。其中，第一進氣通道111的上端可以設(shè)在連接法蘭1102的上表面1103上且第一進氣通道111的下端可以與上子腔室121相連，第二進氣通道112的上端可以設(shè)在連接法蘭1102的上表面1103上且第二進氣通道112的下端可以與下子腔室122相連。由此可以使氣缸10的結(jié)構(gòu)更加合理，而且可以降低第一進氣通道111和第二進氣通道112的加工難度。其中，第一進氣通道111的上端可以與氣源相連，第二進氣通道112的上端可以與氣源相連。如圖3-圖5所示，連接法蘭1102上可以設(shè)有沿上下方向定向的傳動銷150，傳動銷150的上端可以向上延伸超出連接法蘭1102的上表面1103。換言之，傳動銷150可以沿上下方向延伸，且傳動銷150的上端可以位于連接法蘭1102的上表面1103的上方。其中，與連接法蘭1102相連的驅(qū)動軸的下表面上可以設(shè)有傳動孔，傳動銷150可以配合在所述傳動孔內(nèi)。由此可以使氣缸10傳遞更大的扭矩。具體而言，連接法蘭1102可以通過卡箍與驅(qū)動軸相連，由此可以避免連接法蘭1102相對驅(qū)動軸上下移動。傳動銷150可以焊接在連接法蘭1102的上表面1103上，還可以在連接法蘭1102的上表面1103上設(shè)置容納孔，傳動銷150的一部分設(shè)在所述容納孔內(nèi)。傳動銷150可以是多個，多個傳動銷150可以沿連接法蘭1102的上表面1103的周向等間距地間隔開。連接法蘭1102可以通過螺栓固定在本體1101上。如圖7和圖8所示，在本發(fā)明的一些示例中，旋轉(zhuǎn)基盤組件20和固定盤組件30中的一個上可以設(shè)有調(diào)節(jié)凹槽，所述調(diào)節(jié)凹槽的側(cè)壁可以構(gòu)造成第一曲面，旋轉(zhuǎn)基盤組件20和固定盤組件30中的另一個的外周面的一部分可以是第二曲面且配合在所述調(diào)節(jié)凹槽內(nèi)，所述第一曲面的形狀可以與所述第二曲面的形狀適配。換言之，旋轉(zhuǎn)基盤組件20和固定盤組件30中的另一個的外周面的所述一部分可以配合在所述調(diào)節(jié)凹槽內(nèi)。由此固定盤組件30可以相對旋轉(zhuǎn)基盤組件20轉(zhuǎn)動，即吸附盤組件40可以相對旋轉(zhuǎn)基盤組件20轉(zhuǎn)動。在進行化學(xué)機械拋光過程中，由于拋光臺的加工、裝配偏差或者拋光墊不平整，晶圓2會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)跳動，這將導(dǎo)致晶圓2拋光不均勻。通過在旋轉(zhuǎn)基盤組件20和固定盤組件30中的一個上設(shè)置所述調(diào)節(jié)凹槽且旋轉(zhuǎn)基盤組件20和固定盤組件30中的另一個配合在所述調(diào)節(jié)凹槽內(nèi)，從而可以使固定盤組件30相對旋轉(zhuǎn)基盤組件20轉(zhuǎn)動，即吸附盤組件40可以相對旋轉(zhuǎn)基盤組件20轉(zhuǎn)動。由此在拋光過程中可以使晶圓2始終與拋光墊接觸，從而提高晶圓2的拋光均勻性，即可以提高拋光頭I的自適應(yīng)性。具體地，如圖8所示，旋轉(zhuǎn)基盤組件20可以包括旋轉(zhuǎn)基盤210和上調(diào)節(jié)件220。旋轉(zhuǎn)基盤210可以與活塞桿140相連以便在活塞桿140的帶動下旋轉(zhuǎn)和上下移動，上調(diào)節(jié)件220可以設(shè)在旋轉(zhuǎn)基盤210的下表面211上。固定盤組件30可以包括固定盤310和下調(diào)節(jié)件320。固定盤310可以與旋轉(zhuǎn)基盤210相連以便在旋轉(zhuǎn)基盤組件20的帶動下旋轉(zhuǎn)和上下移動，下調(diào)節(jié)件320可以設(shè)在固定盤310的上表面311上。其中，上調(diào)節(jié)件220和下調(diào)節(jié)件320中的一個上可以設(shè)有所述調(diào)節(jié)凹槽，上調(diào)節(jié)件220和下調(diào)節(jié)件320中的另一個的外周面的至少一部分可以是所述第二曲面。由此不僅可以使拋光頭I的結(jié)構(gòu)更加合理，而且可以降低所述調(diào)節(jié)凹槽和所述第二曲面的加工難度。其中，旋轉(zhuǎn)基盤210上可以設(shè)有第一容納槽212，本體1101的一部分可以容納在第一容納槽212內(nèi)。固定盤310上可以設(shè)有第二容納槽312，旋轉(zhuǎn)基盤210的一部分可以容納在第二容納槽312內(nèi)。有利地，旋轉(zhuǎn)基盤210可以平行于固定盤310，固定盤310的一部分可以位于旋轉(zhuǎn)基盤210的相應(yīng)部分的下方。
有利地，所述第一曲面可以是球面的一部分，所述第二曲面也可以是球面的一部分。由此可以進一步提高晶圓2的拋光均勻性，即可以進一步提高拋光頭I的自適應(yīng)性。如圖8所示，在本發(fā)明的一個示例中，固定盤310的上表面311與旋轉(zhuǎn)基盤210和上調(diào)節(jié)件220中的一個的下表面之間可以設(shè)有第一密封圈330，第一密封圈330可以繞下調(diào)節(jié)件320設(shè)置。通過設(shè)置第一密封圈330，可以防止涂布在上調(diào)節(jié)件220和下調(diào)節(jié)件320上的潤滑油以及上調(diào)節(jié)件220和下調(diào)節(jié)件320磨損掉的碎屑進入拋光環(huán)境。有利地，旋轉(zhuǎn)基盤210上可以設(shè)有上連接孔，固定盤310上可以設(shè)有與所述上連接孔相對的下連接孔，旋轉(zhuǎn)基盤210與固定盤310之間可以設(shè)有彈性墊340。其中，旋轉(zhuǎn)基盤210和固定盤310可以通過依次穿過所述下連接孔、彈性墊340和所述上連接孔的第一連接件360相連，所述上連接孔的孔徑可以大于第一連接件360的直徑。換言之，彈性墊340的下表面可以與固定盤310的上表面311接觸且彈性墊340的上表面可以與旋轉(zhuǎn)基盤210的下表面211接觸。通過在旋轉(zhuǎn)基盤210與固定盤310之間設(shè)置彈性墊340且使所述上連接孔的孔徑大于第一連接件360的直徑，從而可以使固定盤組件30更加容易地相對旋轉(zhuǎn)基盤組件20轉(zhuǎn)動，即可以使固定盤310更加容易地相對旋轉(zhuǎn)基盤210轉(zhuǎn)動。如圖8所示，在本發(fā)明的一個具體示例中，拋光頭I還可以包括第一彈性件350，第一彈性件350可以與旋轉(zhuǎn)基盤210和第一連接件360相連，在固定盤310相對旋轉(zhuǎn)基盤210靜止時第一彈性件350可以處于自然狀態(tài)，在固定盤310相對旋轉(zhuǎn)基盤210移動(轉(zhuǎn)動)后第一彈性件350可以處于形變狀態(tài)。由此可以使固定盤310及時復(fù)位。具體地，第一連接件360可以包括第一螺栓361和第一螺母362。第一螺栓361可以依次穿過所述下連接孔、彈性墊340和所述上連接孔，所述上連接孔的孔徑可以大于第一螺栓361的直徑。第一螺母362可以設(shè)在第一螺栓361上，第一彈性件350可以位于第一螺母362與旋轉(zhuǎn)基盤210之間。換言之，第一彈性件350可以分別與第一螺母362和旋轉(zhuǎn)基盤210相連。有利地，第一彈性件350可以是彈簧，例如第一彈性件350可以是多個碟形彈簧。旋轉(zhuǎn)基盤210可以通過螺栓與活塞桿140的下表面相連，上調(diào)節(jié)件220可以通過螺栓與旋轉(zhuǎn)基盤210相連，下調(diào)節(jié)件320可以通過螺栓與固定盤310相連?；钊麠U140的下表面和旋轉(zhuǎn)基盤210的上表面中的一個上可以設(shè)有定位銷146，活塞桿140的下表面和旋轉(zhuǎn)基盤210的上表面中的另一個上可以設(shè)有定位孔，定位銷146可以配合在所述定位孔內(nèi)。由此可以提聞旋轉(zhuǎn)基盤210的安裝精度，進而可以提聞晶圓2的拋光均勻性。如圖3、圖4、圖7和圖9所示，缸體110上可以設(shè)有與外界連通的上氣體通道113，拋光頭I可以具有下氣體通道60且下氣體通道60可以沿上下方向貫通旋轉(zhuǎn)基盤組件20和固定盤組件30?；钊麠U140內(nèi)可以具有上端和下端均敞開的空腔144，空腔144的上端可以與上氣體通道113連通且空腔144的下端可以與下氣體通道60連通。其中，吸附盤組件40可以包括微孔陶瓷盤410，微孔陶瓷盤410可以設(shè)在固定盤組件30的下表面上且微孔陶瓷盤410可以與下氣體通道60相對。在對晶圓2進行拋光前，可以依次通過上氣體通道113和下氣體通道60抽真空，在外界氣壓的作用下晶圓2可以吸附在微孔陶瓷盤410的下表面上。拋光結(jié)束后，可以依次通過上氣體通道113和下氣體通道60通入氣體，這樣可以使晶圓2脫離微孔陶瓷盤410，即可以使晶圓2脫離拋光頭I。通過在活塞桿140上設(shè)置上端和下端均敞開的空腔144，從而可以在拋光頭I上形成用于吸附晶圓2的氣路。由此可以使拋光頭I的結(jié)構(gòu)更加合理、簡潔。具體地，旋轉(zhuǎn)基盤210、上調(diào)節(jié)件220、固定盤310和下調(diào)節(jié)件320中的每一個的橫截面都可以是圓環(huán)形，旋轉(zhuǎn)基盤210、上調(diào)節(jié)件220、固定盤310和下調(diào)節(jié)件320中的每一個的中心孔相對以便構(gòu)成下氣體通道60。本體1101的旋轉(zhuǎn)軸線、連接法蘭1102的旋轉(zhuǎn)軸線、活塞桿140的旋轉(zhuǎn)軸線、旋轉(zhuǎn)基盤210的旋轉(zhuǎn)軸線、上調(diào)節(jié)件220的旋轉(zhuǎn)軸線、固定盤310的旋轉(zhuǎn)軸線、下調(diào)節(jié)件320的旋轉(zhuǎn)軸線和微孔陶瓷盤410的旋轉(zhuǎn)軸線可以重合。微孔陶瓷盤410可以設(shè)在固定盤310的下表面上。上氣體通道113可以設(shè)在連接法蘭1102上，上氣體通道113的上端可以設(shè)在連接法蘭1102的上表面1103上且上氣體通道113的下端可以設(shè)在連接法蘭1102的下表面上。由此可以降低上氣體通道113的加工難度，且可以使上氣體通道113更加容易地與外界連通。如圖7和圖9所示，吸附盤組件40還可以包括陶瓷盤420，陶瓷盤420可以設(shè)在固定盤組件30的下表面上且下氣體通道60可以沿上下方向貫通陶瓷盤420，其中微孔陶瓷盤410可以設(shè)在陶瓷盤420的下表面上，微孔陶瓷盤410與陶瓷盤420之間可以限定出與下氣體通道60連通的容納腔430。在對晶圓2進行拋光前，可以依次通過上氣體通道113和下氣體通道60對容納腔430抽真空，由此可以使微孔陶瓷盤410更好地吸附晶圓2。拋光結(jié)束后，可以依次通過上氣體通道113和下氣體通道60向容納腔430內(nèi)通入氣體，這樣可以使晶圓2脫離微孔陶瓷盤410，即可以使晶圓2脫離拋光頭I。具體地，陶瓷盤420的橫截面可以是圓環(huán)形，旋轉(zhuǎn)基盤210、上調(diào)節(jié)件220、固定盤310、下調(diào)節(jié)件320和陶瓷盤420中的每一個的中心孔相對以便構(gòu)成下氣體通道60，陶瓷盤420的旋轉(zhuǎn)軸線與微孔陶瓷盤410的旋轉(zhuǎn)軸線可以重合。陶瓷盤420可以設(shè)在固定盤310的下表面上，例如陶瓷盤420可以粘貼在固定盤310的下表面上。陶瓷盤420的下表面上可以設(shè)有與下氣體通道60連通的容納槽，微孔陶瓷盤410可以設(shè)在所述容納槽內(nèi)且微孔陶瓷盤410可以與所述容納槽的壁之間限定出容納腔430。由此可以使微孔陶瓷盤410更加容易地設(shè)在陶瓷盤420的下表面上。如圖9所示，有利地，微孔陶瓷盤410的下表面上可以設(shè)有吸附墊440。由此可以更好地對晶圓2進行吸附。保持環(huán)組件50的內(nèi)周面與陶瓷盤420的外周面之間可以設(shè)有第二密封圈450。由此可以防止拋光液進行到拋光頭I內(nèi)部。如圖7所示，上氣體通道113內(nèi)可以設(shè)有第一快換接頭114，下氣體通道60內(nèi)可以設(shè)有第二快換接頭61，空腔144內(nèi)可以設(shè)有氣管145，氣管145的上端可以與第一快換接頭114相連且氣管145的下端可以與第二快換接頭61相連。由此可以更加方便地、容易地通過上氣體通道113和下氣體通道60抽真空以及通入氣體。具體地，第一快換接頭114的一部分和第二快換接頭61的一部分可以伸入到空腔144內(nèi)。在本發(fā)明的一些實施例中，如圖7和圖10所示，拋光頭I還可以包括環(huán)形氣囊組件70，環(huán)形氣囊組件70可以包括環(huán)形氣囊710、上密封件720、內(nèi)密封件730和外密封件740。環(huán)形氣囊710可以與保持環(huán)組件50相連。上密封件720可以與內(nèi)密封件730相連且環(huán)形氣囊710的內(nèi)沿711可以位于上密封件720與內(nèi)密封件730之間，上密封件720可以與外密封件740相連且環(huán)形氣囊710的外沿712可以位于上密封件720與外密封件740之間。上密封件720與環(huán)形氣囊710之間可以限定出氣囊腔750，上密封件720上可以設(shè)有沿上下方向貫通上密封件720的通孔且所述通孔可以與氣囊腔750相通。其中，缸體110上可以設(shè)有工藝通道115，工藝通道115的上端可以設(shè)在缸體110的上表面上且工藝通道115的上端可以適于與氣源相連，工藝通道115的下端可以設(shè)在缸體110的外周面上且工藝通道115的下端可以與所述通孔連通。在利用拋光頭I對晶圓2進行拋光時，可以通過工藝通道115向氣囊腔750內(nèi)通入氣體，從而可以使環(huán)形氣囊710帶動保持環(huán)組件50向下移動以便防止晶圓2在拋光過程中脫離拋光頭I。有利地，環(huán)形氣囊710的內(nèi)沿711和外沿712都可以構(gòu)造成半球狀，由此可以進一步提高氣囊腔750的密封性能。具體地，內(nèi)密封件730可以通過螺栓與上密封件720相連，外密封件740可以通過螺栓與上密封件720相連。工藝通道115的一部分1151可以設(shè)在連接法蘭1102上且工藝通道115的另一部分1152可以設(shè)在本體1101上，工藝通道115的上端可以設(shè)在連接法蘭1102的上表面1103上且工藝通道115的下端可以設(shè)在本體1101的外周面上。由此可以使氣缸10的結(jié)構(gòu)更加合理，而且可以降低工藝通道115的加工難度。如圖11所示，在本發(fā)明的一個實施例的中，工藝通道115的下端內(nèi)可以設(shè)有第三快換接頭116 (第三快換接頭116的一部分可以伸出工藝通道115)，所述通孔內(nèi)可以設(shè)有與第三快換接頭116連通的第四快換接頭721 (第四快換接頭721的一部分可以伸出所述通孔)。由此可以更加方便地、容易地向氣囊腔750內(nèi)通入氣體。在本發(fā)明的一些示例中，如圖10所示,保持環(huán)組件50可以包括保持環(huán)固定圈510、第二彈性件530和保持環(huán)540。保持環(huán)固定圈510可以與環(huán)形氣囊710相連，保持環(huán)固定圈510可以通過第二連接件520與上密封件720、內(nèi)密封件730和外密封件740中的至少一個相連。第二彈性件530可以與第二連接件520和保持環(huán)固定圈510相連以便保持環(huán)固定圈510沿上下方向移動。保持環(huán)540可以設(shè)在保持環(huán)固定圈510的下表面上。通過利用第二連接件520將保持環(huán)固定圈510與上密封件720、內(nèi)密封件730和外密封件740中的至少一個相連，可以提高保持環(huán)固定圈510的穩(wěn)定性，承受保持環(huán)固定圈510和保持環(huán)540的自重，避免保持環(huán)固定圈510與環(huán)形氣囊710分離。通過設(shè)置與第二連接件520和保持環(huán)固定圈510相連的第二彈性件530，從而不僅可以使環(huán)形氣囊710帶動保持環(huán)固定圈510和保持環(huán)540向下移動以便防止晶圓2在拋光過程中脫離拋光頭1，而且可以使保持環(huán)固定圈510和保持環(huán)540隨著氣囊腔750內(nèi)氣壓的高低上下移動。具體地，第二彈性件530可以是彈簧，例如第二彈性件530可以是多個碟形彈簧。保持環(huán)540可以通過螺栓與保持環(huán)固定圈510相連。第二密封圈450可以設(shè)在保持環(huán)540的內(nèi)周面與陶瓷盤420的外周面之間。如圖10所示，第二連接件520可以包括第二螺栓521和第二螺母522。第二螺栓521可以依次穿過保持環(huán)固定圈510、外密封件740和上密封件720，第二彈性件530可以位于保持環(huán)固定圈510與第二螺栓521的頭部之間。換言之，第二彈性件530可以與保持環(huán)固定圈510和第二螺栓521的頭部相連。第二螺母522可以設(shè)在第二螺栓521上且第二螺母522可以與上密封件720接觸。拋光頭I還可以包括保護罩80，保護罩80可以設(shè)在缸體110上(具體地，保護罩80可以設(shè)在本體1101上)。保護罩80內(nèi)可以具有下端敞開的保護腔，本體1101的一部分、旋轉(zhuǎn)基盤組件20、固定盤組件30、吸附盤組件40、保持環(huán)組件50和環(huán)形氣囊組件70可以設(shè)在所述保護腔內(nèi)。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種用于拋光頭的氣缸，其特征在于，包括: 缸體，所述缸體內(nèi)具有腔室，所述缸體上設(shè)有分別與所述腔室連通的第一和第二進氣通道，所述第一和第二進氣通道適于與氣源相連； 活塞，所述活塞設(shè)在所述腔室內(nèi)以將所述腔室分隔為上子腔室和下子腔室，其中所述第一進氣通道與所述上子腔室連通且所述第二進氣通道與所述下子腔室連通；和 活塞桿，所述活塞桿設(shè)在所述腔室內(nèi)且所述活塞桿的下端伸出所述缸體，所述活塞桿與所述活塞相連以便在所述活塞的帶動下上下移動，其中所述腔室的頂壁和所述活塞桿的上表面中的一個上設(shè)有凹槽，所述腔室的頂壁和所述活塞桿的上表面中的另一個上設(shè)有配合在所述凹槽內(nèi)的凸起，所述凹槽的形狀與所述凸起的形狀適配以便所述缸體帶動所述活塞桿旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于拋光頭的氣缸，其特征在于，所述凹槽和所述凸起中的每一個的橫截面為多邊形、長圓形或半圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于拋光頭的氣缸，其特征在于，所述缸體包括本體和設(shè)在所述本體上的連接法蘭，所述連接法蘭與所述本體限定出所述腔室，其中所述連接法蘭的下表面上設(shè)有所述凹槽或所述凸起。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于拋光頭的氣缸，其特征在于，所述第一和第二進氣通道中的每一個的一部分設(shè)在所述連接法蘭上且另一部分設(shè)在所述本體上，所述第一進氣通道的上端設(shè)在所述連接法蘭的上表面上且下端與所述上子腔室相連，所述第二進氣通道的上端設(shè)在所述連接法蘭的上表面上且下端與所述下子腔室相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于拋光頭的氣缸，其特征在于，還包括工藝通道，所述工藝通道的一部分設(shè)在所述連接法蘭上且另一部分設(shè)在所述本體上，所述工藝通道的上端設(shè)在所述連接法蘭的上表面上且下端設(shè)在所述本體的外周面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于拋光頭的氣缸，其特征在于，所述連接法蘭上設(shè)有沿上下方向定向的傳動銷，所述傳動銷的上端向上延伸超出所述連接法蘭的上表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于拋光頭的氣缸，其特征在于，所述缸體上設(shè)有與外界連通的上氣體通道，所述活塞桿內(nèi)具有上端和下端均敞開的空腔，所述空腔的上端與所述上氣體通道連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于拋光頭的氣缸，其特征在于，所述缸體包括本體和設(shè)在所述本體上的連接法蘭，所述連接法蘭與所述本體限定出所述腔室，所述連接法蘭的下表面上設(shè)有所述凹槽或所述凸起，其中所述上氣體通道設(shè)在所述連接法蘭上，所述上氣體通道的上端設(shè)在所述連接法蘭的上表面上且下端與所述空腔的上端連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于拋光頭的氣缸，其特征在于，所述上氣體通道內(nèi)設(shè)有第一快換接頭，所述空腔內(nèi)設(shè)有氣管，所述氣管的上端與所述第一快換接頭相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于拋光頭的氣缸，其特征在于，所述活塞桿的下表面上設(shè)有定位銷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于拋光頭的氣缸。所述氣缸包括缸體，缸體內(nèi)具有腔室，缸體上設(shè)有第一和第二進氣通道；活塞，活塞設(shè)在腔室內(nèi)以將腔室分隔為上子腔室和下子腔室，其中第一進氣通道與上子腔室連通且第二進氣通道與下子腔室連通；和活塞桿，活塞桿設(shè)在腔室內(nèi)且活塞桿的下端伸出缸體，活塞桿與活塞相連以便在活塞的帶動下上下移動，其中腔室的頂壁和活塞桿的上表面中的一個上設(shè)有凹槽，腔室的頂壁和活塞桿的上表面中的另一個上設(shè)有配合在凹槽內(nèi)的凸起，凹槽的形狀與凸起的形狀適配以便缸體帶動活塞桿旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本法明實施例的用于拋光頭的氣缸不僅可以帶動晶圓上下移動，而且可以傳遞較大的扭矩。
文檔編號B24B41/047GK103144027SQ20131011340
公開日2013年6月12日 申請日期2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月2日
發(fā)明者路新春, 許振杰, 周順, 何永勇 申請人:清華大學(xué)