[发明专利]小尺寸晶片抛光摩擦力在线测量装置

摘要

一种小尺寸晶片抛光摩擦力在线测量装置，包括抛光头、电阻应变仪、数据采集仪、导线及计算机。抛光头由配重块，弹性元件、电阻应变片、集电环组成。抛光时，晶片所受摩擦力使抛光头内部的弹性元件产生弹性变形，贴在弹性元件表面的电阻应变片将弹性元件的弹性应变转化成电信号经集电环传给电阻应变仪，并通过数据采集仪输入计算机。本发明的效果和益处是能够对小尺寸晶片抛光中的摩擦力进行在线测量，不改变抛光状态，适合抛光头随抛光盘转动的抛光方式。该方法直接测量单个晶片的摩擦力，避免了测量多个晶片摩擦合力而引入的测量误差以及间接测量所需的力学分析和计算误差。测量精度高，适合小尺寸晶片抛光摩擦力小、测量精度要求高的场合。

主权项

一种小尺寸晶片抛光摩擦力在线测量装置，包括抛光头、电阻应变仪、数据采集仪、导线以及计算机；抛光头结构主要由集电环(1)、配重块A(2)、配重块B(3)、配重块C(4)、弹性元件(5)、电阻应变片(7)组成；配重块C(4)底面有垂直于该面的孔，孔长度根据配重块尺寸及测试系统灵敏度要求确定，孔径比弹性元件直径略大。在配重块B(3)上加工出M6的螺纹孔，螺纹孔和配重块C(4)的光孔同轴；通过调节配重块B(3)的个数和高度可以实现不同的抛光压力；将一片晶片粘贴在弹性元件的端面，其余晶片均匀布置于配重块C底面；弹性元件(5)为圆柱体，比晶片尺寸略大，下端用于贴晶片，上端加工有M6的螺纹，用于与配重块B内部的螺纹孔连接，使其固定于配重块C的孔中；在装配过程中保证弹性元件(5)的圆柱部分不与配重块C(4)接触，弹性元件(5)的下端面与配重块C(4)下底面相平；配重块A(2)、配重块B(3)和配重块C(4)通过螺栓固定在一起。在距离弹性元件(5)上端约三分之一处绕弹性元件中心轴间隔90°分布两组电阻应变片(7)；线栅方向与轴线方向相同，每组电阻应变片由两片相对的电阻应变片组成；电阻应变片采用半桥连接方式；集电环(1)固定于配重块上部A(2)，用于输出摩擦力测量信号；抛光时晶片所受摩擦力使弹性元件(7)产生弹性变形，电阻应变片(7)将弹性应变转化成电信号，通过导线经由集电环(1)和电桥盒(14)输出到电阻应变仪(15)上，并通过数据采集仪(16)输入到计算机(17)。