[发明专利]清洗晶圆的滚刷单元同心卡接结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶圆洗刷装置，特别是涉及一种化学清洗晶圆的滚刷单元同心卡接结构。

背景技术

晶圆化学机械抛光（CMP）后的清洗，是通过设备中滚刷单元上PVA滚刷的滚动拖拽力以及化学溶液冲刷完成的。PVA滚刷外套在滚刷转轴上并随着滚刷转轴的转动洗刷晶圆。传统滚刷转轴一端与驱动单元的驱动轴连接，另一端与惰性单元的惰轴连接，其连接方式均是以方形孔配合方形轴相互套插实现的。这种连接结构，驱动轴和惰轴分别作为两个独立体存在，两个轴的轴心线之间存在不平行度和不同心度偏差；在驱动轴和惰轴之间存在轴心线偏差状态下，滚刷转轴以方形孔配合方形轴相互套插方式与二者啮合连接，属于刚性连接，在这种刚性连接状态下，处在驱动轴和动惰轴之间的滚刷转轴旋转时会因两个连接点不同轴心而产生跳动，这种跳动在振动强烈情况下甚至还会被放大。

套在滚刷转轴上的PVA滚刷是耗材，需经常更换。传统用来拆装更换PVA滚刷的弹性伸缩式卡接结构设置在惰性单元上，因为惰性单元的惰轴设有流通冲洗液的中心孔，因此再在惰轴外部设置弹性伸缩式卡接结使得结构更复杂，加大了惰轴在惰性单元上制造位置的误差，从而增大了驱动轴和惰轴之间的前述两项误差，也就增大了滚刷转轴在高速旋转时的跳动量。滚刷转轴跳动量大，PVA滚刷就会对晶圆产生较强的撞击力，损坏晶圆，对晶圆产品质量产生严重威胁。

传统惰性单元另一个缺陷是：惰轴与其他构件采用O型密封圈密封，O型密封圈密封效果差，使用寿命短，需频繁更换，既造成各种浪费又降低了设备使用率。

发明内容

本发明的目的是要克服晶圆洗刷装置传统技术的缺点，给出一种将弹性伸缩卡接结构设置在驱动单元上，不会加大驱动轴和惰轴不同轴度制造误差；滚刷转轴与驱动轴和惰轴均以锥形孔和锥形轴配合定位、以方形孔和方形轴配合传力的半刚半柔结构形式连接，减弱滚刷转轴与驱动轴和惰轴的刚性连接程度，衰减驱动轴和惰轴不同轴对滚刷转轴造成的旋转跳动；惰轴与构件之间采用格莱圈密封，使用寿命长，密封效果好，设备使用率高的清洗晶圆的滚刷单元同心卡接结构。

本发明的目的是能够实现的。本发明清洗晶圆的滚刷单元同心卡接结构包括左摆架上固定的惰性单元、右摆架上固定的驱动单元、惰性单元和驱动单元之间卡接的带有PVA滚刷的滚刷单元，本发明特征在于：所述惰性单元包含一个中心孔为二阶梯圆孔的安装座，二阶梯圆孔左端大孔内安装有由内隔圈、外隔圈和轴承组成的轴承组，二阶梯圆孔右端小孔内安装一个隔套，隔套、轴承和安装座共同安装一个中心孔为供水通道、外部为三阶梯状的惰轴，三阶梯惰轴右侧大径段处在安装座外侧，中部中径段处在安装座右侧小孔内，左侧细径段处在隔套和轴承的内孔中，中径段右侧面设有环槽，环槽内置有格莱圈，格莱圈与隔套以及安装座贴合连接，惰轴于轴承的左侧端头螺纹连接压紧螺母，安装座左侧外部的大孔上镶插压盖，压盖与安装座之间设有O型密封圈，所述惰轴的右端头部设置一个长方体形状的对接凹槽，对接凹槽槽内的中心孔顶端设有与供水通道连通的惰轴圆锥孔；

所述驱动单元包含由电机及减速器、电机座、直通接头组成的动力输出总成和驱动轴座，驱动轴座中心安装一个由右段小圆柱、中段大圆柱和左段四方柱构成的驱动轴，驱动轴右段小圆柱与电机及减速器输出轴连接，中段大圆柱左侧端面环绕左段四方柱设有一个环形压簧槽座，左段四方柱端面中心设有一个螺纹孔，中段大圆柱外表面套接一个定心卡套，定心卡套的内孔由卡套圆锥孔、中间大方孔、中间小方孔和大圆孔从左至右依次构成，定心卡套的大圆孔与驱动轴环形压簧槽座之间贴合连接一个压簧，驱动轴左段四方柱安装在定心卡套的中间小方孔内，左段四方柱末端处在定心卡套的中间大方孔中，左段四方柱通过限动螺钉连接并限动定位卡套；

所述滚刷单元中包含一个定位滚刷转轴，定位滚刷转轴左端头部设有呈长方体状的对接大突台，对接大突台上设有小凸锥，小凸锥中心设有供水入口，供水入口前端与惰轴的供水通道连通，后端与定位滚刷转轴的中心供水孔连通，定位滚刷转轴的右端根部设有一个大凸锥台，大凸锥台的锥台面上具有一个呈扁方体状的对接小突块；

所述定位滚刷转轴的小凸锥与惰轴的惰轴圆锥孔相互对插定位连接构成工作配合副，定位滚刷转轴的对接大突台与惰轴的对接凹槽相互镶嵌卡接构成传动工作配合副，定位滚刷转轴的对接小突块与定位卡套的中间大方孔相互插接构成传动工作配合副，定位滚刷转轴的大凸锥台与定位卡套的卡套圆锥孔相互对插定位连接构成工作配合副。