一種可快速更換研磨圈的研磨頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體集成電路設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種可快速更換研磨圈的研磨頭。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體領(lǐng)域，化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)是半導(dǎo)體工藝流程中不可或缺的一環(huán)。在化學(xué)機(jī)械研磨工藝中，通過(guò)研磨臺(tái)面帶動(dòng)研磨墊旋轉(zhuǎn)，通過(guò)研磨液分配臂向研磨墊噴射研磨液；同時(shí)，以研磨頭保持待研磨的晶圓，將晶圓的待研磨面按壓在研磨墊上并作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)晶圓進(jìn)行研磨處理并使其平坦化。其中，研磨頭包括本體和安裝在其下方的研磨圈，研磨圈用于固定晶圓。
[0003]由于技術(shù)關(guān)系，CMP和其前、后站工藝設(shè)備比起來(lái)產(chǎn)量是比較低的，這一點(diǎn)在后道銅制程尤其明顯。為改變這一現(xiàn)狀、提高產(chǎn)量，以及順應(yīng)未來(lái)450mm晶圓量產(chǎn)的趨勢(shì)，目前CMP主設(shè)備已開(kāi)始逐漸大型化和多研磨頭化。研磨頭逐漸大型化和復(fù)雜化，導(dǎo)致研磨頭的重組變得更復(fù)雜、花費(fèi)時(shí)間更長(zhǎng)。與此相對(duì)應(yīng)的研磨臺(tái)面也變得更大，研磨墊的尺寸也隨之增加到了 42英寸乃至更大。為了更好地使研磨液在研磨臺(tái)面上分布得更均勻，研磨液分配臂的數(shù)量也越來(lái)越多，讓空間管理變得更加復(fù)雜。同時(shí)，由于CMP的產(chǎn)能與前一個(gè)站點(diǎn)鍍銅制程比起來(lái)較低，而2個(gè)站點(diǎn)之間又只有8?24小時(shí)的排隊(duì)時(shí)間，這會(huì)給制造部門排貨造成很大壓力。
[0004]CMP已在一定程度通過(guò)壓縮周期維護(hù)時(shí)間、提高周期維護(hù)效率的方式增加產(chǎn)能。但由于現(xiàn)有的研磨頭本體與研磨圈之間是采用螺栓連接的方式進(jìn)行安裝的，且需要環(huán)繞研磨頭本體圓周安裝多個(gè)，這對(duì)安裝精度及力度的把握要求較高。因此，體現(xiàn)在研磨頭重組上的工時(shí)也較長(zhǎng)，影響了周期維護(hù)的效率。同時(shí)，由于需要人工作業(yè)，不同工程師之間在經(jīng)驗(yàn)以及工作效率上都存在一定差異，體現(xiàn)在研磨頭的重組上也會(huì)造成一定的失誤率，帶來(lái)作業(yè)人員相當(dāng)?shù)男睦韷毫Α?br>【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種可快速更換研磨圈的研磨頭，通過(guò)采用新型連接機(jī)構(gòu)，可以縮短重組時(shí)間、減少失誤率、提高重組效率，從而可提高CMP的有效運(yùn)行時(shí)間和產(chǎn)能，并可降低作業(yè)人員的心理壓力。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0007]—種可快速更換研磨圈的研磨頭，所述研磨頭包括:
[0008]本體，其近邊部軸對(duì)稱貫通設(shè)有若干安裝孔；
[0009]研磨圈，設(shè)有與安裝孔對(duì)應(yīng)的凹槽，所述凹槽上部設(shè)有與安裝孔對(duì)應(yīng)的卡口 ；
[0010]連接機(jī)構(gòu)，用于連接本體和研磨圈，包括:
[0011]套管，配合設(shè)于安裝孔內(nèi)；
[0012]壓桿，配合穿過(guò)套管設(shè)置，所述壓桿下端具有倒錐形側(cè)面，所述壓桿上端具有起出結(jié)構(gòu)；
[0013]多片活動(dòng)脹塊，與套管下端形成活動(dòng)連接，并環(huán)繞設(shè)于凹槽內(nèi)，所述脹塊的內(nèi)側(cè)面具有與壓桿下端倒錐形側(cè)面相對(duì)應(yīng)的斜面，其外側(cè)面具有鉤形突起，所述脹塊在所述壓桿壓下時(shí)受擠壓向外脹開(kāi)，帶動(dòng)其鉤形突起向上頂住凹槽卡口。
[0014]優(yōu)選地，所述連接機(jī)構(gòu)中至少壓桿及脹塊包裹有彈塑性材料。
[0015]優(yōu)選地，所述脹塊上端與套管下端通過(guò)鉸鏈連接。
[0016]優(yōu)選地，所述脹塊的側(cè)斷面為具有上小下大的錐形，其錐形外側(cè)接有三角形的鉤形關(guān)起。
[0017]優(yōu)選地，所述起出結(jié)構(gòu)包括在壓桿上端面設(shè)置拉手或螺旋起出孔。
[0018]優(yōu)選地，所述起出結(jié)構(gòu)包括在壓桿頂端設(shè)置一大于桿身的平頭，并在套管上端設(shè)置相配合的缺口，所述缺口底面低于平頭下端面。
[0019]優(yōu)選地，所述壓桿下端面與凹槽底面之間設(shè)有定位機(jī)構(gòu)。
[0020]優(yōu)選地，所述定位機(jī)構(gòu)為相配合的定位銷和定位孔，分別設(shè)于壓桿下端面與凹槽
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[0021]優(yōu)選地，所述壓桿包裹有彈塑性材料，在壓桿下端面的彈塑性材料設(shè)置一定位孔，在凹槽底面突出設(shè)置一相配合的定位銷，組成所述定位機(jī)構(gòu)。
[0022]優(yōu)選地，所述定位銷具有與定位孔相配合的球體頭部。
[0023]從上述技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型采用具有脹緊功能并可快速壓下及起出的新型連接機(jī)構(gòu)，通過(guò)將連接機(jī)構(gòu)的套管裝在研磨頭本體內(nèi)部，套管中的壓桿可上下活動(dòng)，在連接研磨頭本體與研磨圈時(shí)，只要壓下壓桿，當(dāng)壓桿下端的倒錐形側(cè)面向下擠壓使套管下方的脹塊張開(kāi)與研磨圈內(nèi)部的凹槽卡口形成擠壓時(shí)，脹塊外側(cè)的倒鉤即可勾住研磨圈。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型通過(guò)改變現(xiàn)有研磨頭本體與研磨圈之間的螺栓連接方式，使之更有效地組合在一起。其優(yōu)點(diǎn)在于:既可以快速連接研磨頭本體和研磨圈，又可以有效避免因材料關(guān)系或者操作不當(dāng)引起的螺栓滑絲現(xiàn)象，進(jìn)而縮短了研磨頭的重組時(shí)間，提高了重組成功率，從而可提高CMP的有效運(yùn)行時(shí)間和產(chǎn)能，并可降低作業(yè)人員的心理壓力。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的一種可快速更換研磨圈的研磨頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的一種可快速更換研磨圈的研磨頭結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0026]圖3是脹塊與套管的一種連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4是壓桿與套管的上端俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0029]需要說(shuō)明的是，在下述的【具體實(shí)施方式】中，在詳述本實(shí)用新型的實(shí)施方式時(shí)，為了清楚地表示本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)以便于說(shuō)明，特對(duì)附圖中的結(jié)構(gòu)不依照一般比例繪圖，并進(jìn)行了局部放大、變形及簡(jiǎn)化處理，因此，應(yīng)避免以此作為對(duì)本實(shí)用新型的限定來(lái)加以理解。
[0030]在以下本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】中，請(qǐng)參閱圖1，圖1是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的一種可快速更換研磨圈的研磨頭結(jié)構(gòu)示意圖，其顯示研磨頭近圖示左側(cè)的局部結(jié)構(gòu)。如圖1所示，本實(shí)用新型的一種可快速更換研磨圈的研磨頭，包括上、下安裝的本體20和環(huán)形研磨圈10，本體和研磨圈通過(guò)連接機(jī)構(gòu)30進(jìn)行安裝連接并固定。在靠近本體邊部的位置，環(huán)繞本體的圓周以軸對(duì)稱形式加工有若干貫通的安裝孔21。在研磨圈的與本體安裝孔對(duì)應(yīng)位置，加工有數(shù)量相一致的開(kāi)口凹槽11。在凹槽上部的開(kāi)口部加工有向內(nèi)側(cè)突出的一圈卡口 111，形成斷面為近似倒T形的開(kāi)口凹槽11?？?111的位置與安裝孔21相對(duì)應(yīng)。
[0031]請(qǐng)參閱圖2，圖2是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的一種可快速更換研磨圈的研磨頭結(jié)構(gòu)俯視圖。如圖2所示，在靠近本體20邊部的位置，環(huán)繞本體的圓周以軸對(duì)稱形式加工有8?16個(gè)貫通的安裝孔21，其下方連接的研磨圈(被遮蓋)與本體安裝孔對(duì)應(yīng)位置加工有數(shù)量相同的凹槽。每個(gè)安裝孔和凹槽中對(duì)應(yīng)裝有一個(gè)連接機(jī)構(gòu)30。
[0032]請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1。連接機(jī)構(gòu)30用于連接本體20和研磨圈10，其包括套管31、壓桿32以及多片活動(dòng)脹塊33。套管31可與安裝孔21相配合，并固定裝入安裝孔內(nèi)，例如可采用一定的過(guò)盈配合方式壓入安裝孔內(nèi)，或采用黏結(jié)方式等。
[0033]壓桿32可與套管31相配合，并穿過(guò)套管設(shè)置。在壓桿的下端具有倒錐形的側(cè)面322。在實(shí)際的制作時(shí)，可以將壓桿的下端加工出一個(gè)圖示倒梯形的錐體323形式。也可以利用較粗的壓桿直接在其下端側(cè)面加工出一圈斜面來(lái)形成倒錐形的側(cè)面。在壓桿的上端加工有起出結(jié)構(gòu)321，以在進(jìn)行連接機(jī)構(gòu)30拆卸時(shí)可將壓桿32向上迅速拔出。
[0034]在套管31下方布置有多片可活動(dòng)的脹塊33，每個(gè)脹塊的上端與套管下端形成活動(dòng)連接，并環(huán)繞一圈設(shè)于凹槽11內(nèi)。脹塊的內(nèi)側(cè)面加工成與壓桿