[发明专利]表面精密抛光装置及表面精密抛光用传动装置

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工领域，尤其涉及一种表面精密抛光装置及表面精密抛光用传动装置。

背景技术

抛光是指利用机械、化学或电化学的作用，使工件表面粗糙度降低，以获得光亮、平整表面的加工方法。抛光时，常会利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工。抛光不能提高工件的尺寸精度或几何形状精度，而是以得到光滑表面或镜面光泽为目的，有时也用以消除光泽（消光）。进一步的，随着技术的发展，在诸多领域中，对抛光的精密程度的要求越来越高，从而催生了精密抛光领域的迅速发展，其中，机械化学抛光技术的产生与进步起到了重要的作用。

例如，在半导体领域，化学机械平坦化（CMP）技术得到了快速的发展，在现有的CMP技术中，ＣＭＰ的研磨速度和平坦度一般同晶圆所受的压力和晶圆表面的线速度成非线性正比。压力太大容易造成晶圆划伤并可能引起晶圆破裂。对于传统的ＣＭＰ来说，线速度的增加只能通过加快转速来实现。由于晶圆尺寸的增大而导致研磨平台的加大，平台转速的增加已经达到极限状态。与传统ＣＭＰ不同，轨道式ＣＭＰ是利用研磨头的高速摆动而使晶圆与其下的研磨台之间的线速度均一以获得较好的平坦度。但由于机械传动的摩擦，振动等限制，现有的摆动型的运动不能获得较高的速度，研磨速度受到了一定的限制。故轨道式ＣＭＰ未能得到广泛的应用。

从半导体领域的列举中可以看出，制约进一步精密抛光技术进一步发展的原因可以初步归结为两点，一则是抛光设备的转速受限，再则就是抛光运动的运动方式太过单一所致。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何解决抛光设备转速受限以及运动方式单一的问题。

为了解决这一技术问题，本发明提供了一种表面精密抛光用传动装置，用以驱动加工机构对加工对象进行精密抛光，包括了定子机构、转子机构和摆子机构，所述定子机构与转子机构之间实现磁悬浮连接，且所述转子机构通过磁悬浮绕所述定子机构的轴心旋转，所述摆子机构与转子机构通过磁悬浮连接，且所述摆子机构通过磁悬浮相对于所述转子机构绕自身的轴心旋转，所述摆子机构的旋转轴心绕所述转子机构的旋转轴心旋转，所述摆子机构与所述加工机构连接。

可选的，所述转子机构位于所述定子机构的内侧，所述摆子机构位于所述转子机构的内侧。

可选的，所述转子机构位于所述摆子机构的内侧，所述定子机构位于所述转子机构的内侧。

可选的，所述转子机构为圆柱体结构，所述转子机构中设有圆柱形的孔洞，所述孔洞贯穿所述转子机构的两端面，且所述孔洞的轴心平行于所述转子机构的轴心且不重合，所述定子机构或摆子机构设于所述孔洞内。

可选的，所述转子机构为曲轴结构，该曲轴结构上的两个轴销分别通过磁悬浮与所述定子机构和摆子机构连接。

所述定子机构与转子机构之间以及所述转子机构与摆子机构之间均通过电磁轴承组实现磁悬浮连接。

所述电磁轴承组至少包括了水平电磁轴承和竖直电磁轴承。

抛光时，所述摆子机构绕所述转子机构的旋转轴心做周向平移，且所述摆子机构相于所述定子机构无自转。

本发明还提供了一种表面精密抛光装置，包括了所述加工机构和本发明提供的表面精密抛光用传动装置，所述加工机构至少包括了抛光工具和握持机构，所述加工对象安装于所述握持机构上，所述加工对象在所述握持机构和抛光工具之间实现抛光。

可选的，所述抛光工具与所述摆子机构固定连接。

可选的，所述握持机构与所述摆子机构固定连接。

可选的，所述加工机构还包括了抛光台，所述抛光工具设于所述抛光台上。

可选的，所述抛光台通过旋转驱动装置实现自转。

本发明一方面通过磁悬浮技术的引入，使得超高的转速成为了可能，由于利用了磁悬浮，机构之间完全没有机械摩擦，从而大大地提高了抛光速度，并最大限度的降低机械故障率和维护成本。另一方面，本发明利用定子机构、转子机构以及摆子机构之间的偏心双重转动，解决了运动方式单一的问题，以半导体行业中的CMP环节为例，该设计也使得晶圆研磨的各点速度均一成为了可能，使得研磨过程能够具有高平坦度、低划伤、效率高的优点。综上，本发明有效解决了抛光设备转速受限以及运动方式单一的问题。

附图说明

图1是本发明实施例1中表面精密抛光装置的结构示意图；

图2是本发明实施例1中表面精密抛光用传动装置的俯视结构示意图；

图3是本发明实施例2中表面精密抛光装置的结构示意图；