專利名稱：拋光設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠均勻拋光、諸如晶片之類工件的一種拋光設(shè)備。
背景技術(shù)：
許多種的拋光設(shè)備是為公知的。
通常，拋光設(shè)備包括具有上表面的拋光輪，在該拋光輪上粘附拋光墊；具有下表面的固定板，在該固定板上固定工件以將其壓在拋光墊上；以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于將拋光輪對(duì)于固定盤做相對(duì)移動(dòng)以對(duì)所述工件的下表面進(jìn)行拋光。
在號(hào)為3158934的日本專利文件中披露了一種傳統(tǒng)的拋光設(shè)備。該拋光設(shè)備包括一個(gè)固定板，該固定板包括主機(jī)頭部分、位于拋光頭部分的支座，所述的支座將需要拋光的工件固定、保持環(huán)位于支座外部并與其同軸布置，所述的保持環(huán)與所述的拋光墊接觸并固定工件的外緣、一個(gè)支座壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)以可調(diào)整方式將支座壓向一個(gè)壓盤、以及與支座壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)分離的保持環(huán)壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)，該保持環(huán)壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)以可調(diào)整方式將保持環(huán)壓向所述的壓盤。
在此拋光設(shè)備中，保持環(huán)壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)是與支座壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)分離的。因此，能有效地防止工件附近產(chǎn)生的拋光墊的振動(dòng)，從而能有效地防止對(duì)工件外緣的過度拋光。
但目前需要對(duì)拋光壓力進(jìn)行精確控制以進(jìn)一步精密地拋光工件。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決傳統(tǒng)的拋光設(shè)備的問題而提出本發(fā)明。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種拋光設(shè)備，其能精確地控制拋光壓力，準(zhǔn)確地定位壓力盤(支座)并均勻地拋光工件。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明具有如下結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明拋光設(shè)備的第一基本結(jié)構(gòu)包括拋光輪，它具有一個(gè)上表面，而拋光墊粘附在所述的上表面上；具有下表面的一個(gè)固定盤，工件固定在其下表面上以將該工件壓在拋光墊上；以及用于使該拋光輪對(duì)固定盤作相對(duì)移動(dòng)的一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以拋光所述工件的下表面，所述的固定盤包括盤座；拋光頭部分，它通過一個(gè)第一薄膜附在所述盤座下側(cè)，并能朝著所述拋光輪移動(dòng)，所述的拋光頭部分具有壓力環(huán)，它位于拋光頭部分的下側(cè)，并能朝著所述的拋光輪移動(dòng)；壓力盤，用一個(gè)第二薄膜附著于該拋光頭上并能朝對(duì)該拋光輪移動(dòng)；彈性片元件，它貼附在所述的壓力盤的下表面上；第一流體腔，它形成于所述的盤座和所述的拋光頭部分之間，并通過所述的第一薄膜封閉；第二流體腔，它形成于所述的拋光頭部分和所述的壓力盤之間，并通過所述的第二薄膜封閉；第三流體腔，它形成于所述的壓力盤下表面和彈性片元件之間；第一壓力裝置，用于將承壓流體導(dǎo)入所述的第一流體腔并將所述的拋光頭部分壓向下；第二壓力裝置，用于將承壓流體導(dǎo)入所述的第二流體腔并將所述的壓力盤壓向下；第三壓力裝置，用于將承壓流體導(dǎo)入所述的第三流體腔并將所述的工件壓向下；由此，所述的工件被固定在所述的彈性片元件下側(cè)上，同時(shí)對(duì)所述工件的下表面進(jìn)行拋光。
在所述的拋光設(shè)備中，為了使所述的彈性片元件具有抽吸功能，所述的第三壓力裝置可以向所述的第三流體腔排放液體，從而所述的彈性片元件能夠吸附并固定所述工件。
在所述的拋光設(shè)備中，可以將一墊片粘附在所述的彈性片元件的一下表面，所述的工件可以被固定在所述墊片的所述的下側(cè)。
本發(fā)明拋光設(shè)備的第二基本結(jié)構(gòu)包括拋光輪，具有一個(gè)上表面，而拋光墊粘附在所述的上表面上；固定盤，具有一個(gè)下表明，而工件固定在所述的下表面上以將所述的工件壓在拋光墊上；以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于對(duì)于所述的固定盤相對(duì)移動(dòng)所述的拋光輪，以拋光所述工件的下表面，所述的固定盤包括盤座；拋光頭部分，它通過一個(gè)第一薄膜貼附在所述盤座下側(cè)，并能朝著所述拋光輪移動(dòng)，所述的拋光頭部分具有一個(gè)壓力環(huán)，它位于拋光頭部分的下側(cè)，并能對(duì)所述的拋光墊施壓；壓力盤，用一個(gè)第二薄膜附著于該拋光頭上并能朝對(duì)該拋光輪移動(dòng)；第一流體腔，它形成于所述的盤座和所述的拋光頭部分之間，并通過所述的第一薄膜封閉；第二流體腔，它形成于所述的拋光頭部分和所述的壓力盤之間，并通過所述的第二薄膜封閉；第三流體腔，它形成于所述的壓力盤內(nèi)，所述的第三流體腔通過若干孔與所述壓力盤下表面的外側(cè)連通；第一壓力裝置，用于將承壓流體導(dǎo)入所述的第一流體腔并將所述的拋光頭部分壓向下；第二壓力裝置，用于將承壓流體導(dǎo)入所述的第二流體腔并將所述的壓力盤壓向下；和第三壓力裝置，用于將承壓流體導(dǎo)入所述的第三流體腔并將所述的工件壓向下，以及由此，所述的工件被固定在所述的彈性片元件下側(cè)上并被拋光。
在所述的拋光設(shè)備中，具有若干細(xì)孔的一個(gè)墊片粘附于所述的壓力盤的下表面。
在所述的拋光設(shè)備中，為了將所述的工件吸附并固定在所述的壓力盤的下側(cè)，所述的第三壓力裝置可以向所述的第三流體腔排放液體。
在所述的拋光設(shè)備中，所述的拋光頭部分是圓柱形，并通過一個(gè)隔壁將其垂直分成上圓柱部分和下圓柱部分；所述的第一流體腔由伸入所述的上圓柱部分的所述盤座和封閉所述盤座與所述上圓柱部分之間的空間的所述第一薄膜構(gòu)成；所述的第二流體腔由與所述下圓柱部分貼附的所述壓力環(huán)、位于所述下圓柱部分的所述壓力盤、以及封閉所述下圓柱部分與所述壓力盤之間的空間的所述第二薄膜構(gòu)成。
在所述的拋光設(shè)備中，一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸與所述的盤座相連；通過旋轉(zhuǎn)所述的旋轉(zhuǎn)軸將所述的盤座轉(zhuǎn)動(dòng)；所述的拋光頭部分與所述的第一薄膜一起旋轉(zhuǎn)；以及所述的壓力盤與所述的第二薄膜一起旋轉(zhuǎn)。
在上述每個(gè)拋光設(shè)備中，一旋轉(zhuǎn)軸與所述的盤座相連；通過一第一傳動(dòng)元件使所述的盤座與所述的拋光頭部分接合以使所述的拋光頭部分上下移動(dòng)；通過一第二傳動(dòng)元件使所述的拋光頭部分與所述的壓力盤接合以使所述的壓力盤上下移動(dòng)；通過旋轉(zhuǎn)所述的旋轉(zhuǎn)軸將所述的盤座轉(zhuǎn)動(dòng)；所述的拋光頭部分與所述的第一傳動(dòng)元件一起旋轉(zhuǎn)；以及所述的壓力盤與所述的第二傳動(dòng)元件一起旋轉(zhuǎn)。
在上述每個(gè)拋光設(shè)備中，上述的第一傳動(dòng)元件和第二元件可以是銷。
在上述每個(gè)拋光設(shè)備中，一中心軸從所述的壓力盤中心垂直延伸，所述的中心軸裝配于所述盤座的一軸孔上，從而能夠?qū)λ龅膲毫ΡP準(zhǔn)確地定位并防止所述的壓力盤的橫向振動(dòng)。
在上述每個(gè)拋光設(shè)備中，可以在所述的中心軸內(nèi)形成一與所述的第三流體腔連通的流體通路，并通過所述的流體通路將承壓流體導(dǎo)入所述的第三流體腔。
在上述每個(gè)拋光設(shè)備中，所述的盤座和所述的拋光頭部分可以分別具有接合部，當(dāng)所述的盤座向上移動(dòng)時(shí)，所述的盤座和所述的拋光頭部分與所述的接合部相互接觸，所述的接合部可以是斜面，其能相對(duì)所述的盤座準(zhǔn)確地定位所述的拋光頭部分。
在上述每個(gè)拋光設(shè)備中，所述的拋光頭部分和所述的壓力盤可以分別具有接合部，當(dāng)所述的盤座向上移動(dòng)時(shí)，所述的拋光頭部分和所述的壓力盤與所述的接合部相互接觸，所述的接合部可以是斜面，其能相對(duì)所述的拋光頭部分準(zhǔn)確地定位所述的盤座。
在上述每個(gè)拋光設(shè)備中，所述的壓力環(huán)可包括一封閉所述工件的導(dǎo)環(huán)，從而可以防止所述工件發(fā)生跳動(dòng)，所述的導(dǎo)環(huán)對(duì)定位在工件外側(cè)上的所述拋光墊施壓，以及一打磨環(huán)封閉所述的導(dǎo)環(huán)并對(duì)所述的拋光布進(jìn)行磨光。
在上述每個(gè)拋光設(shè)備中，一導(dǎo)環(huán)沿所述壓力盤下表面的外緣布置，所述導(dǎo)環(huán)封閉所述工件，從而可防止工件發(fā)生跳動(dòng)，所述的導(dǎo)環(huán)對(duì)定位在工件外側(cè)上的所述拋光墊施壓，以及所述的壓力環(huán)可包括一封閉所述的導(dǎo)環(huán)并對(duì)所述的拋光布進(jìn)行磨光的打磨環(huán)。
在本發(fā)明中，通過對(duì)所述的第一、第二以及第三流體腔加壓，所述工件能夠通過三個(gè)階段施壓。通過準(zhǔn)確地調(diào)整每個(gè)流體腔的壓力，能夠?qū)κ┘釉诠ぜ系膾伖鈮毫M(jìn)行精密控制。因此，能夠防止對(duì)工件外緣的過拋光，所述工件得到均勻地拋光。
通過所述墊片或彈性片元件將第三流體腔的壓力施加到工件的下表面。因此，即使在工件下表面上形成了突起，其也能被吸收在所述的墊片或彈性片元件內(nèi)，從而所述的突起不能對(duì)工件下表面的拋光產(chǎn)生嚴(yán)重影響。這樣，能對(duì)所述工件均勻地拋光。
通過所述的第一傳動(dòng)元件和第二傳動(dòng)元件向所述的拋光頭部分和壓力盤傳遞轉(zhuǎn)矩，能夠防止所述的第一薄膜和第二薄膜的扭曲變形。因此，能夠防止損壞薄膜，從而可以減少更換薄膜的頻率和維修費(fèi)用。
通過裝配中心軸準(zhǔn)確地將所述的壓力盤相對(duì)所述的固定底板定位，能夠防止所述的壓力盤的橫向振動(dòng)，因此可對(duì)工件進(jìn)行精密拋光。


現(xiàn)在以實(shí)施例的方式并參照附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述，其中圖1表示一種拋光設(shè)備的示意圖；圖2表示第一實(shí)施例的固定盤的剖面圖；圖3表示第二實(shí)施例的固定盤的剖面圖；圖4表示位于壓力盤一側(cè)上的導(dǎo)環(huán)的部分剖面圖；圖5表示第三實(shí)施例固定盤的剖面圖具體實(shí)施方式
現(xiàn)在參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的最佳實(shí)施例。
圖1是與本發(fā)明有關(guān)的拋光設(shè)備10的示意圖，圖2是第一實(shí)施例固定盤12的剖面圖。
在圖1中，由無紡布，例如聚氨酯制成的拋光墊15貼附在拋光輪14的上表面上，例如通過粘合劑。拋光輪14在水平面上與軸16一起旋轉(zhuǎn)。通過公知的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(未示出)使軸16旋轉(zhuǎn)。
固定盤12連接到旋轉(zhuǎn)軸18下端。旋轉(zhuǎn)軸18繞其軸線旋轉(zhuǎn)，并通過公知機(jī)構(gòu)(未示出)使其上下移動(dòng)。固定盤12能夠在拋光輪14上側(cè)的一個(gè)位置與拋光輪14外側(cè)的一個(gè)位置之間移動(dòng)。
通過以下步驟對(duì)工件的下表面拋光將工件固定在固定盤12的下側(cè)；向下移動(dòng)固定盤12直至工件的下表面與拋光墊15接觸；通過壓力機(jī)構(gòu)將工件壓在拋光墊15上；以及在水平面上旋轉(zhuǎn)拋光輪14和固定盤12。
接著，參照?qǐng)D2對(duì)第一實(shí)施例的固定盤12進(jìn)行描述。
盤座20形成在一個(gè)圓盤上并通過連接件21將其固定到旋轉(zhuǎn)軸18的下端。旋轉(zhuǎn)軸18是中空軸。接合突起(接合部)22從盤座20外圓表面的下部向外突出。
拋光頭部分24為分層的圓盤形狀。這些層由以下結(jié)構(gòu)構(gòu)成第一環(huán)25、第二環(huán)27，隔壁(下盤)26位于其下部、第三環(huán)28、以及第四環(huán)29。
上圓柱部分30由第一環(huán)25和第二環(huán)27構(gòu)成；下圓柱部分31由第三環(huán)28和第四環(huán)29構(gòu)成。也就是說，通過隔壁26將拋光機(jī)部分24垂直地分成上圓柱部分30和下圓柱部分31。
通過固定環(huán)35將導(dǎo)環(huán)33和打磨環(huán)34固定在第四環(huán)29的下表面。也就是說，導(dǎo)環(huán)33定位在最內(nèi)部，打磨環(huán)34定位在導(dǎo)環(huán)33的外側(cè)，通過打磨環(huán)34將導(dǎo)環(huán)33的突起部分壓在第四環(huán)29上，打磨環(huán)的突起部分壓在第四環(huán)29上，通過螺釘(未示出)將固定環(huán)35固定到第四環(huán)29上。壓力環(huán)由導(dǎo)環(huán)33和打磨環(huán)34構(gòu)成。
盤座20伸入上圓柱部分30以形成了接合突起(接合部)37，它從第一環(huán)25內(nèi)圓表面的上部向內(nèi)突出。接合突起37從外側(cè)和上側(cè)與接合突起22接合。通過這一接合，能夠使拋光頭部分24向拋光輪14移動(dòng)，但這一移動(dòng)并沒有限制，從而可以防止拋光頭部分脫離接合。
接合突起22的外徑最好是向下端逐漸增大，而接合突起37的內(nèi)圓表面與接合突起22的外圓表面相配合。通過這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)向上移動(dòng)盤座20時(shí)，接合突起22的傾斜外圓表面與接合突起37的傾斜內(nèi)圓表面接觸，從而可以相對(duì)盤座20將拋光頭部分24準(zhǔn)確定位。通過拋光頭部分24的準(zhǔn)確定位，當(dāng)固定盤12向上移動(dòng)時(shí)，可將工件確定無誤地定位于一相對(duì)固定盤12的預(yù)定位置，從而工件能夠確定無誤地移動(dòng)到固定盤12。而且，例如能夠容易并準(zhǔn)確地將第一薄膜38貼附在盤座20和拋光頭部分24之間。
通過環(huán)形第一薄膜可將盤座20和上圓柱部分30之間的空間氣密封，從而形成第一流體腔。第一薄膜38的外緣被第一環(huán)25的下表面和第二環(huán)27的上表面壓緊，從而該外緣被固定到上圓柱部分30上。另一方面，通過固定元件40將第一薄膜38的內(nèi)緣固定到盤座20的下表面上。
為了將拋光頭部分24壓向下，通過旋轉(zhuǎn)軸18的一個(gè)管路41和盤座20內(nèi)的一個(gè)流體通路42將承壓流體，例如壓縮空氣導(dǎo)入第一流體腔39，從而可將導(dǎo)環(huán)33和打磨環(huán)34壓緊在拋光墊15上。管路41與一個(gè)壓力源(未示出)相連，并將承壓流體導(dǎo)入第一流體腔39，承壓流體的壓力由一個(gè)調(diào)節(jié)器(未示出)調(diào)整。第一壓力裝置由壓力源、管路41、流體通路42等組成。
若干作為第一傳動(dòng)元件的第一傳動(dòng)銷44從盤座20的下表面向下突出，并伸入到形成在隔壁26下表面上的孔45內(nèi)。通過這一結(jié)構(gòu)使拋光頭部分24相對(duì)盤座20僅在垂直方向上移動(dòng)。同時(shí)，通過第一傳動(dòng)銷44和孔45向拋光頭部分24傳遞旋轉(zhuǎn)軸18和盤座20的轉(zhuǎn)矩。注意第一傳動(dòng)銷44之一和孔34之一如圖2所示。
因?yàn)橥ㄟ^第一傳動(dòng)銷44傳遞旋轉(zhuǎn)軸18的轉(zhuǎn)矩，因此無需設(shè)置將轉(zhuǎn)矩傳遞到第一薄膜38的裝置，也無需考慮第一薄膜38的剛度。同時(shí)，可以自由地將第一薄膜38貼附在盤座20和拋光頭部分24之間。
需要說明的是，可將第一傳動(dòng)銷44設(shè)置在隔壁26上，而且在盤座20內(nèi)設(shè)置孔45。優(yōu)選地，包括第一傳動(dòng)銷44和帶有孔45的隔壁26由小摩擦阻力的材料制成以平穩(wěn)地相互滑動(dòng)。
壓力盤47位于拋光頭部分24的下圓柱部分31內(nèi)，其通過環(huán)形第二薄膜48連接到拋光頭部分24上，并能朝著拋光輪14移動(dòng)。通過第三環(huán)28下表面和第四環(huán)29的上表面將第二薄膜48的外緣壓緊，其內(nèi)緣通過固定元件49固定到壓力盤47的上表面。通過這一結(jié)構(gòu)，在拋光頭部分24和壓力盤47之間形成一第二流體腔50。
通過在旋轉(zhuǎn)軸18內(nèi)的一管路51、一接頭52、盤座20內(nèi)的一流體通路53、接頭54、一管路55、以及第一流體腔39內(nèi)的一接頭56將承壓流體，例如壓縮空氣導(dǎo)入第二流體腔50，以將壓力盤47壓向拋光輪14。
管路51與壓力源(未示出)相連，其將承壓流體導(dǎo)入第二流體腔50，承壓流體的壓力由調(diào)節(jié)器(未示出)調(diào)整。第二壓力裝置由壓力源、管路51、流體通路53、接頭54、管路55、接頭56等組成。
需要說明的是，在固定元件49和第三環(huán)28上分別形成接合部58和59。通過相互接合接合部58和59限定壓力盤47的移動(dòng)，從而防止壓力盤47脫離脫離接合。而且，如果在傾斜表面上形成結(jié)核病58和58的接合表面，則壓力盤47能夠相對(duì)拋光頭部分24準(zhǔn)確地定位。
若干作為第二傳動(dòng)元件的第二傳動(dòng)銷60從隔壁26的的下表面向下突出，并伸入到形成在壓力盤47上表面上的孔61內(nèi)。通過這一結(jié)構(gòu)使壓力盤47相對(duì)拋光頭部分24僅在垂直方向上移動(dòng)。同時(shí)，通過第二傳動(dòng)銷60和孔61向壓力盤47傳遞拋光頭部分24的轉(zhuǎn)矩。注意第二傳動(dòng)銷60之一和孔61之一如圖2所示。
因?yàn)橥ㄟ^第二傳動(dòng)銷60向壓力盤47傳遞拋光頭部分24的轉(zhuǎn)矩，因此無需設(shè)置將轉(zhuǎn)矩傳遞到第二薄膜48的裝置，也無需考慮第二薄膜48的剛度。同時(shí)，可以自由地將第二薄膜48貼附在拋光頭部分24和壓力盤47之間。
需要說明的是，可將第二傳動(dòng)銷60設(shè)置在壓力盤47上，而且在隔壁26內(nèi)設(shè)置孔61。包括第二傳動(dòng)銷60和帶有孔61的壓力盤47最好是由小摩擦阻力的材料制成以平穩(wěn)地相互滑動(dòng)。
例如由橡膠制成的一個(gè)彈性片元件63貼附在壓力盤47的下表面上，從而在它們之間形成了第三流體腔64。
壓力盤47的外緣稍稍向下突出以形成一環(huán)形突起47a。壓力盤47的下表面完全由彈性片元件63覆蓋，從而第三流體腔64通過環(huán)形突起47a封閉并通過彈性片元件63氣密封。彈性片元件63的外緣折為U形，折疊部分壓緊并固定在壓力盤47上表面和一固定件65之間。
在彈性片元件63的下表面上貼附一墊片67。工件(未示出)通過例如水的表面張力固定在墊片67的下表面。當(dāng)墊片67固定工件時(shí)，在導(dǎo)環(huán)33內(nèi)調(diào)節(jié)工件防止其在導(dǎo)環(huán)內(nèi)跳動(dòng)。
在幾乎整個(gè)壓力盤47內(nèi)形成一腔68。通過若干連通孔69將腔68與第三流體腔64相連。
腔68很容易地由例如壓力盤47構(gòu)成，該壓力盤47通過疊放上盤70和下盤71制成，其中在上盤70的下表面或下盤71的上表面形成一個(gè)凹部。
一個(gè)中心軸73在壓力盤47中心垂直向下突出。中心軸73滑動(dòng)穿過隔壁26和盤座20的軸孔74和75。通過這一結(jié)構(gòu)，能夠準(zhǔn)確地將壓力盤47定位，并有效地防止壓力盤47的橫向振動(dòng)。
通過密封環(huán)將中心軸73的外圓周面和軸孔75的內(nèi)圓周面密封。
在中心軸73的外圓周面和軸孔74的內(nèi)圓周面之間設(shè)置密封環(huán)和滑動(dòng)軸承。需要說明的是，如果在圓周面之間形成了一適當(dāng)空間，則取代滑動(dòng)軸承設(shè)置一個(gè)導(dǎo)向襯套。通過使用導(dǎo)向襯套，壓力盤47能夠更平穩(wěn)地上下移動(dòng)。
在中心軸73內(nèi)形成了與第三流體腔64連通的流體通路。通過旋轉(zhuǎn)軸18內(nèi)的一管路78和一接頭79、一流體通路77、腔68以及連通孔69將承壓流體，例如壓縮空氣導(dǎo)入第三流體腔64，從而可通過彈性片元件63和墊片67將固定在墊片67下表面上的工件壓在拋光墊15上。
管路78與壓力源(未示出)相連，并將承壓流體導(dǎo)入第三流體腔64，承壓流體的壓力由調(diào)節(jié)器(未示出)調(diào)整。第三壓力裝置由壓力源、管路78、流體通路77、腔78、連通孔69等組成。
需要說明的是，第三壓力裝置向第三流體腔排放流體以產(chǎn)生負(fù)壓吸附彈性片元件63，使得彈性片元件63像吸盤一樣變形，從而可將工件吸附并固定在彈性片元件63的下表面上。
通過形成腔68，很容易用承壓流體填充第三流體腔64，同時(shí)也很容易地排放第三流體腔64內(nèi)的流體。需要說明的是，腔68不是本發(fā)明的一個(gè)必要元件。
附圖標(biāo)記80和81代表外殼。
下面詳細(xì)說明上述拋光設(shè)備10的拋光動(dòng)作原理。
通過水的表面張力將工件貼附在墊片67的下表面上。此時(shí)，固定盤12移動(dòng)到拋光輪14上的一處位置。需要說明的是，墊片67不是一個(gè)必要元件。如上所述，在第三流體腔64內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓以使彈性片元件63像吸盤一樣變形，從而工件通過負(fù)壓吸附并固定在變形的彈性片元件63的下表面上。此時(shí)，固定盤12移動(dòng)到拋光輪14上的所述位置。
接著，通過公知機(jī)構(gòu)(未示出)使固定盤12向下移動(dòng)直至工件與拋光墊15接觸。
然后，承壓流體導(dǎo)入第一流體腔39、第二流體腔50、以及第三流體腔64內(nèi)，以使導(dǎo)環(huán)33和打磨環(huán)34以規(guī)定的壓力壓在拋光墊15上。通過壓力盤47和墊片67以規(guī)定壓力使工件壓在拋光墊15上。拋光輪14和固定盤12以規(guī)定方向旋轉(zhuǎn)，從而對(duì)工件的下表面進(jìn)行拋光。在拋光時(shí)，從一個(gè)供給噴嘴(未示出)在拋光墊15上供給拋光液。
通過第一壓力裝置、第二壓力裝置和第三壓力裝置獨(dú)立地對(duì)第一流體腔39、第二流體腔50和第三流體腔64施壓。通過準(zhǔn)確地調(diào)整每個(gè)流體腔39、50和64內(nèi)的壓力，能夠精密控制施加給工件的壓力，從而能夠高度均勻地拋光工件。
通過墊片67和彈性片元件63向工件的下表面施加第三流體腔64的壓力。因此，即使在工件的背面上形成了突起，其也能被吸收在第三流體腔64一側(cè)的墊片67和彈性片元件63內(nèi)，從而工件下表面的拋光不會(huì)受所述突起的嚴(yán)重影響。因此，能夠高度均勻地拋光工件。
通過第一傳動(dòng)銷44、第二傳動(dòng)銷60等向拋光頭部分24和壓力盤47傳遞旋轉(zhuǎn)軸18的轉(zhuǎn)矩，能夠防止第一薄膜38和第二薄膜48的變形，從而可以減少薄膜38、48的更換頻率和維修費(fèi)用。
而且，通過裝配中心軸73相對(duì)固定的盤座20準(zhǔn)確地定位壓力盤47，以防止壓力盤的橫向振動(dòng)，因此能夠?qū)ぜ軖伖?。參照?qǐng)D3詳細(xì)描述第二實(shí)施例的固定盤12。
與圖2所示相同的元件在此被指定同一附圖標(biāo)記，省略其說明。
與第一實(shí)施例一樣，在第二實(shí)施例中的工件W也通過三個(gè)階段施壓。
在第一實(shí)施例中，中心軸73被用于準(zhǔn)確地定位第二實(shí)施例的壓力盤，但第二實(shí)施例的壓力盤47沒有中心軸。第二實(shí)施例的特點(diǎn)是提供一方法，用于準(zhǔn)確定位壓力盤47，以及一機(jī)構(gòu)，用于將承壓流體導(dǎo)入第三流體腔64中。
首先描述準(zhǔn)確定位壓力盤47的方法。第一薄膜38和第二薄膜48由具有足夠剛度的材料制成，使得能夠準(zhǔn)確地定位拋光頭部分24和壓力盤47。需要說明的是，薄膜38和48使拋光頭部分24和壓力盤47上下移動(dòng)。而且，能夠通過第一傳動(dòng)銷44和第二傳動(dòng)銷60使拋光頭部分24和壓力盤47準(zhǔn)確地定位。在這種情況下，無需考慮薄膜38和48的剛度。
通過旋轉(zhuǎn)軸18內(nèi)的一管路85和一接頭86、盤座20內(nèi)的一流體通路87、與流體管路87相連并位于第一流體腔39內(nèi)的的一接頭88和一管路89、與隔壁26的流體通路87相連的一接頭91、與流體通路90相連并位于第二流體腔50內(nèi)的一接頭92和一管路93、壓力盤47的一流體通路94、與流體通路94相連的一接頭95、腔68以及連通孔69將承壓流體導(dǎo)入第三流體腔64內(nèi)。
第二實(shí)施例中的工件W也通過三個(gè)階段施壓。通過精確地調(diào)整每個(gè)流體腔39、50和64內(nèi)的壓力，能夠準(zhǔn)確控制施加在工件W上的壓力，從而可以高度均勻地對(duì)工件W拋光。
與第一實(shí)施例一樣，通過第一傳動(dòng)銷44和第二傳動(dòng)銷60向拋光頭部分24和壓力盤47傳遞旋轉(zhuǎn)軸18的轉(zhuǎn)矩。如果薄膜38和48具有足夠剛度，能夠通過薄膜38和48向拋光頭部分24和壓力盤47傳遞旋轉(zhuǎn)軸18的轉(zhuǎn)矩。在這種情況下，也通過三個(gè)階段對(duì)工件施壓。
在第一和第二實(shí)施例中，在拋光頭部分24的下側(cè)上設(shè)置導(dǎo)環(huán)33和打磨環(huán)34。如圖4所示，導(dǎo)環(huán)33設(shè)置在壓力盤47上。在圖4中，通過固定彈性片元件63的固定元件65將導(dǎo)環(huán)33固定到壓力盤47。
需要說明的是，導(dǎo)環(huán)33固定工件W以防止其跳動(dòng)，導(dǎo)環(huán)33還將拋光墊15壓緊在工件W外緣附近。通過使用導(dǎo)環(huán)33壓緊拋光墊15，工件W的下表面和拋光墊15的壓緊部分位于同一平面，從而能夠防止工件W外緣的過拋光。
打磨環(huán)34輕微地磨削拋光墊15的表面以設(shè)定所述表面的條件。可以省略打磨環(huán)34。
下面描述第三實(shí)施例的固定盤12。
與圖2和3所示相同的元件在此被指定同一附圖標(biāo)記，省略其說明。
與第一和第二實(shí)施例一樣，在第三實(shí)施例中的工件W也通過三個(gè)階段施壓。
在第三實(shí)施例中，沒有使用任何上述實(shí)施例中的傳動(dòng)銷44和60。通過第一薄膜38和第二薄膜48向拋光頭部分24和壓力盤47傳遞旋轉(zhuǎn)軸18的轉(zhuǎn)矩。因此，薄膜38和48具有足夠的剛度。
同時(shí)，在第三實(shí)施例中，沒有使用任何上述實(shí)施例中的彈性片元件63。
在圖5中，在壓力盤47內(nèi)形成腔100，所述的腔100充當(dāng)?shù)谌黧w腔64。腔100或第三流體腔64在幾乎整個(gè)壓力盤47內(nèi)以同心環(huán)槽的形式形成。這些同心環(huán)槽通過徑向延伸的連通槽相互連通。第三壓力裝置由管路85、接頭86、流體通路87、接頭88、管路89、與隔壁26的流體通路90相連的接頭91、與流體通路90相連并位于第二流體腔50內(nèi)的接頭92和管路93、與壓力盤47的流體通路94相連的接頭95以及流體通路94組成。通過第三壓力裝置將承壓流體導(dǎo)入腔100。
在壓力盤47內(nèi)形成了若干小孔102。小孔102與腔100連通并在壓力盤47的下表面開通。小孔102均勻地分布在壓力盤47的下表面上。
將工件W固定在壓力盤47的下表面上并對(duì)其拋光。需要說明的是，可將一具有若干細(xì)孔的墊片104貼附在壓力盤47的下表面上，將工件W固定在墊片104的下表面上。
用于固定第二薄膜48的固定元件49具有一個(gè)接合突起49a，它向內(nèi)伸出并具有一斜面。另一方面，在隔壁26的下表面配置一具有斜面的接觸環(huán)106，通過兩個(gè)斜面相互接觸，能夠準(zhǔn)確地定位拋光頭部分24和壓力盤47。
通過第三壓力裝置將承壓流體導(dǎo)入腔100或第三流體腔64，該流體能夠通過小孔102從壓力盤47的下表面噴出。因此，工件W被噴射流體的壓力壓緊。在第三實(shí)施例中，也通過三個(gè)階段對(duì)工件W施壓，因此，能夠高度均勻地拋光工件W。導(dǎo)環(huán)33位于與工件W的外緣盡可能僅的位置上，因此可防止承壓流體的泄漏。
當(dāng)在拋光工件W之前或之后移動(dòng)固定盤12時(shí)，通過第三壓力裝置將腔100或第三流體腔64內(nèi)的流體排出，從而可以將工件W吸附并固定在壓力盤47的下表面上。
在不脫離本發(fā)明本質(zhì)特征的精神的情況下，可以其他具體形式實(shí)施本發(fā)明。目前的實(shí)施例因此在所有方面被認(rèn)為是示意性的而不是限定性的，因此意味著其中包含了由附加的權(quán)利要求而不是通過上述說明和對(duì)于所述裝置的所有變化表示的本發(fā)明的范圍和權(quán)利要求的等效范圍。
權(quán)利要求
1.一種拋光設(shè)備，包括一個(gè)拋光輪，具有一個(gè)上表面，一個(gè)拋光墊粘附在所述的上表面上；一個(gè)固定盤，具有一個(gè)下表面，工件固定在所述的下表面上以將所述的工件壓在拋光墊上；以及一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于對(duì)于所述的固定盤相對(duì)移動(dòng)所述的拋光輪，以拋光所述工件的下表面，其特征在于，所述的固定盤包括一個(gè)盤座；一個(gè)拋光頭部分，它通過一第一薄膜貼附在所述盤座下側(cè)，并能朝著所述拋光輪移動(dòng)，所述的拋光頭部分具有一壓力環(huán)，所述壓力環(huán)位于拋光頭部分的下側(cè)，并能朝著所述拋光輪移動(dòng)；一個(gè)壓力盤，用一個(gè)第二薄膜附著于該拋光頭上并能朝著該拋光輪移動(dòng)；一個(gè)彈性片元件，它貼附在所述的壓力盤的下表面上；一個(gè)第一流體腔，它形成于所述的盤座和所述的拋光頭部分之間，并通過所述的第一薄膜封閉；一個(gè)第二流體腔，它形成于所述的拋光頭部分和所述的壓力盤之間，并通過所述的第二薄膜封閉；一個(gè)第三流體腔，它形成于所述的壓力盤下表面和彈性片元件之間；一個(gè)第一壓力裝置，用于將承壓流體導(dǎo)入所述的第一流體腔并將所述的拋光頭部分壓向下；一個(gè)第二壓力裝置，用于將承壓流體導(dǎo)入所述的第二流體腔并將所述的壓力盤壓向下；和一個(gè)第三壓力裝置，用于將承壓流體導(dǎo)入所述的第三流體腔并將所述的工件壓向下；以及由此，所述的工件被固定在所述的彈性片元件下側(cè)上，同時(shí)對(duì)所述工件的下表面進(jìn)行拋光。
2.如權(quán)利要求1所述的拋光設(shè)備，其特征在于，所述的第三壓力裝置排放第三流體腔中的流體，使所述的彈性片元件具有吸附功能，從而所述的彈性片元件能夠吸附并固定所述的工件。
3.如權(quán)利要求1所述的拋光設(shè)備，其特征在于，一個(gè)墊片貼附在所述的彈性片元件的下表面上，以及所述的工件固定在所述墊片的下側(cè)上。
4.如權(quán)利要求1所述的拋光設(shè)備，其特征在于，所述的拋光頭部分為圓柱形，并通過一個(gè)隔壁將其垂直地分成一個(gè)上圓柱部分和一個(gè)下圓柱部分，所述的第一流體腔由伸入所述的上圓柱表面的盤座和封閉所述盤座和上圓柱部分之間一空間的所述第一薄膜構(gòu)成，和所述的第二流體腔由貼附在所述的下圓柱部分上的所述壓力環(huán)、配置在所述下圓柱部分上的壓力盤、以及封閉所述下圓柱部分和壓力盤之間一空間的所述第二薄膜組成。
5.如權(quán)利要求1所述的拋光設(shè)備，其特征在于，一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸與所述的盤座相連，通過旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸使所述的盤座旋轉(zhuǎn)，所述的拋光頭部分隨著所述的第一薄膜一起旋轉(zhuǎn)，以及所述的壓力盤隨著所述的第二薄膜一起旋轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求1所述的拋光設(shè)備，其特征在于，一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸與所述的盤座相連，通過一個(gè)第一傳動(dòng)元件接合所述的盤座和拋光頭部分，以使所述的拋光頭部分上下移動(dòng)，通過一個(gè)第二傳動(dòng)元件接合所述的拋光頭部分和壓力盤，以使所述的壓力盤上下移動(dòng)，通過旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸使所述的盤座旋轉(zhuǎn)，所述的拋光頭部分隨著所述的第一傳遞元件一起旋轉(zhuǎn)，以及所述的壓力盤隨著所述的第二傳動(dòng)元件一起旋轉(zhuǎn)。
7.如權(quán)利要求6所述的拋光設(shè)備，其特征在于，所述的第一傳動(dòng)元件和第二傳動(dòng)元件是銷。
8.如權(quán)利要求4所述的拋光設(shè)備，其特征在于，一中心軸垂直地從所述的壓力盤的中心延伸，所述的中心軸能夠裝配在所述盤座的一個(gè)軸孔內(nèi)，從而能夠準(zhǔn)確地定位所述壓力盤并防止所述的壓力盤橫向振動(dòng)。
9.如權(quán)利要求8所述的拋光設(shè)備，其特征在于，在所述的中心軸內(nèi)形成一個(gè)與所述的第三流體腔連通的流體通路，以及通過所述的流體通路將承壓流體導(dǎo)入所述的第三流體腔內(nèi)。
10.如權(quán)利要求1所述的拋光設(shè)備，其特征在于，所述的盤座和拋光頭部分分別具有接合部，當(dāng)所述的盤座向上移動(dòng)時(shí)，所述的接合部相互接合，以及所述的接合部是斜面，其能相對(duì)所述盤座準(zhǔn)確地定位所述的拋光頭部分。
11.如權(quán)利要求1所述的拋光設(shè)備，其特征在于，所述的拋光頭部分和壓力盤分別具有接合部，當(dāng)所述的盤座向上移動(dòng)時(shí)，所述的接合部相互接合，以及所述的接合部是斜面，其能相對(duì)所述的拋光頭部分準(zhǔn)確地定位所述的盤座。
12.如權(quán)利要求1所述的拋光設(shè)備，其特征在于，所述的壓力環(huán)包括一個(gè)導(dǎo)環(huán)，它包圍所述的工件以防止工件跳出，所述導(dǎo)環(huán)壓緊拋光墊的一部分，而拋光墊位于工件的外側(cè)；以及一個(gè)打磨環(huán)，它包圍所述的導(dǎo)環(huán)并磨削所述的拋光墊。
13.如權(quán)利要求1所述的拋光設(shè)備，其特征在于，沿所述壓力盤下表面的外緣提供一個(gè)導(dǎo)環(huán)，所述的導(dǎo)環(huán)包圍所述的工件以防止所述的工件跳動(dòng)，所述的導(dǎo)環(huán)將所述的拋光墊的一部分壓緊，所述的拋光墊位于所述的工件的外側(cè)；以及所述的壓力環(huán)包括封閉所述導(dǎo)環(huán)并磨削所述的拋光墊的一個(gè)打磨環(huán)。
14.一種拋光設(shè)備，包括一個(gè)拋光輪，具有一個(gè)上表面，一個(gè)拋光墊粘附在所述的上表面上；一個(gè)固定盤，具有一個(gè)下表面，一個(gè)工件固定在所述的下表面上以將所述的工件壓在拋光墊上；以及一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于對(duì)于所述的固定盤相對(duì)移動(dòng)所述的拋光輪，以拋光所述工件的下表面，其特征為，所述的固定盤包括一個(gè)盤座；一個(gè)拋光頭部分，它通過一第一薄膜貼附在所述盤座下側(cè)，并能朝著所述拋光輪移動(dòng)，所述的拋光頭部分具有一個(gè)壓力環(huán)，它位于拋光頭部分的下側(cè)，并能對(duì)所述的拋光墊施壓；一個(gè)壓力盤，它用一個(gè)第二薄膜附著于該拋光頭上并能朝對(duì)該拋光輪移動(dòng)；一個(gè)第一流體腔，它形成于所述的盤座和所述的拋光頭部分之間，并通過所述的第一薄膜封閉；一個(gè)第二流體腔，它形成于所述的拋光頭部分和所述的壓力盤之間，并通過所述的第二薄膜封閉；一個(gè)第三流體腔，它形成于所述的壓力盤內(nèi)，所述的第三流體腔通過若干孔與所述壓力盤下表面的外側(cè)連通；一個(gè)第一壓力裝置，用于將承壓流體導(dǎo)入所述的第一流體腔并將所述的拋光頭部分壓向下；一個(gè)第二壓力裝置，用于將承壓流體導(dǎo)入所述的第二流體腔并將所述的壓力盤壓向下；和一個(gè)第三壓力裝置，用于將承壓流體導(dǎo)入所述的第三流體腔并將所述的工件壓向下；并且由此，所述的工件被固定在所述的壓力盤的下側(cè)上并被拋光。
15.如權(quán)利要求14所述的拋光設(shè)備，其特征在于，一個(gè)具有若干細(xì)孔的墊片貼附在所述壓力盤的下表面上。
16.如權(quán)利要求14所述的拋光設(shè)備，其特征在于，所述的第三壓力裝置排放所述的第三流體腔中的流體以將所述的工件吸附并固定在所述壓力盤的下側(cè)。
17.如權(quán)利要求14所述的拋光設(shè)備，其特征在于，所述的拋光頭部分為圓柱形，并通過一個(gè)隔壁將其垂直地分成一個(gè)上圓柱部分和一個(gè)下圓柱部分，所述的第一流體腔由伸入所述的上圓柱表面的盤座和封閉所述盤座和上圓柱部分之間一空間的所述第一薄膜構(gòu)成，和所述的第二流體腔由貼附在所述的下圓柱部分上的所述壓力環(huán)、配置在所述下圓柱部分上的壓力盤、以及封閉所述下圓柱部分和壓力盤之間一空間的所述第二薄膜所組成。
18.如權(quán)利要求14所述的拋光設(shè)備，其特征在于，一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸與所述的盤座相連，通過旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸使所述的盤座旋轉(zhuǎn)，所述的拋光頭部分隨著所述的第一薄膜一起旋轉(zhuǎn)，以及所述的壓力盤隨著所述的第二薄膜一起旋轉(zhuǎn)。
19.如權(quán)利要求14所述的拋光設(shè)備，其特征在于，所述的盤座和拋光頭部分分別具有接合部，當(dāng)所述的盤座向上移動(dòng)時(shí)，所述的接合部相互接合，以及所述的接合部是斜面，其能相對(duì)所述盤座準(zhǔn)確地定位所述的拋光頭部分。
20.如權(quán)利要求14所述的拋光設(shè)備，其特征在于，所述的拋光頭部分和壓力盤分別具有接合部，當(dāng)所述的盤座向上移動(dòng)時(shí)，所述的接合部相互接合，以及所述的接合部是斜面，其能相對(duì)所述的拋光頭部分準(zhǔn)確地定位所述的盤座。
21.如權(quán)利要求14所述的拋光設(shè)備，其特征在于，所述的壓力環(huán)包括一個(gè)導(dǎo)環(huán)，它包圍所述的工件以防止所述的工件跳動(dòng)，所述的導(dǎo)環(huán)將所述的拋光墊的一部分壓緊，所述的拋光墊位于所述的工件的外側(cè)；以及一個(gè)打磨環(huán)，它包圍所述的導(dǎo)環(huán)并磨削所述的拋光墊。
22.如權(quán)利要求14所述的拋光設(shè)備，其特征在于，沿所述壓力盤下表面的外緣提供一個(gè)導(dǎo)環(huán)，所述的導(dǎo)環(huán)包圍所述的工件以防止所述的工件跳動(dòng)，所述的導(dǎo)環(huán)將所述的拋光墊的一部分壓緊，所述的拋光墊位于所述的工件的外側(cè)；以及所述的壓力環(huán)包括封閉所述導(dǎo)環(huán)并磨削所述的拋光墊的一個(gè)打磨環(huán)。
全文摘要
該拋光設(shè)備能夠精確地控制拋光壓力，準(zhǔn)確地定位壓力盤以及均勻地拋光工件。在該拋光設(shè)備中，固定盤包括用于將承壓流體導(dǎo)入所述的第一流體腔并將拋光頭部分壓向下的第一壓力裝置；用于將承壓流體導(dǎo)入所述的第二流體腔并將壓力盤壓向下的第二壓力裝置；和用于將承壓流體導(dǎo)入所述的第三流體腔并將所述的工件壓向下的第三壓力裝置。通過這一結(jié)構(gòu)，將所述工件固定在彈性片元件的下側(cè)，并通過拋光輪對(duì)工件的下表面進(jìn)行拋光。
文檔編號(hào)B24B37/32GK1683112SQ200510071629
公開日2005年10月19日 申請(qǐng)日期2005年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者宮小忠一, 岸田敬實(shí) 申請(qǐng)人:不二越機(jī)械工業(yè)株式會(huì)社