[实用新型]内置式双重限位机构

说明书

本实用新型提供一种内置式双重限位机构，用于抛光晶圆时限位与固定轴连接的摆臂轴旋转范围，包含：第一小轴，第一小轴顶部连接摆臂轴底部，第一小轴底部固定连接固定轴顶部，第一小轴的直径小于固定轴的直径，第一小轴与固定轴同中心轴，摆臂轴底部和固定轴顶部之间形成第一凹槽；电气限位模块，设置在所述第一凹槽内，限位摆臂轴的旋转范围；机械限位模块，设置在第一凹槽内，在电气限位模块故障时，限位摆臂轴的旋转范围；若干个透明防护罩，依次连接的固定安装在固定轴外壁，与第一凹槽位置对应、与第一凹槽的高度相匹配，将电气限位模块和机械限位模块与外界环境隔离。本实用新型可保护电气限位模块和机械限位模块不受抛光区酸碱环境损害。

技术领域

本实用新型涉及半导体制造领域，特别涉及对硅晶圆进行化学机械抛光的设备。

背景技术

化学机械抛光(Chemical Mechanical Planarization，简称CMP)是半导体制造领域的关键技术之一，是目前唯一能够在整个硅晶圆上全面平坦化的工艺技术，被认为是能兼顾晶圆表面粗糙度和表面平整化要求，获得无损伤表面的最佳方法。

现有的一些CMP抛光技术中抛光区域抛光头的移动是通过旋转摆臂实现的，摆臂的旋转角度是根据实际需求严格设定的。若摆臂旋转到规定旋转角度以外的区域，就会存在撞坏其他元件等风险。为避免此情况发生，一般会设置电气限位(软限位)和机械限位(硬限位)的双重限位保障。现有的限位机构一般安装在摆臂装置以外、抛光区域外罩壳的内部的位置。电气限位能在旋转摆臂运行过程中通过程序自动识别当前位置，机械限位只在电气限位因元件失效而无法正常使用时才发挥其限位功能。

现有限位机构的缺点：

①在工作时现有的电气限位和机械限位的固定部分，需要分别与电气限位的感应片和机械限位的摆动部分接触，故限位机构一般安装在摆臂装置以外和抛光区域罩壳的内部的合适的位置，如果需要对他们做封闭式保护就需要专用的防护装置(在抛光环境中未得到防护的限位机构将会有一定的损伤，也将对后续工艺产生一系列影响)。

②如果固定机械限位的安装暴露在抛光区的罩壳内壁上或者安装在抛光区域内的其他机构上，当机械限位工作产生撞击时，和限位机构所连接的机构都会产生震动和变形，也将损害抛光区域内的其他元器件。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种内置式双重限位机构，用于抛光晶圆时限位与固定轴连接的摆臂的旋转范围。摆臂第一端底部安装有抛光头，摆臂第二端底部固定设有圆柱形的摆臂轴，摆臂轴底部连接固定轴顶部，摆臂轴的直径匹配固定轴的直径，摆臂轴与固定轴同中心轴，旋转电机驱动摆臂轴绕摆臂轴的中心轴旋转从而带动摆臂转动。本实用新型具有电气限位和机械限位双重功能，且能够保证实现电气限位和机械限位的部件不受抛光区酸碱环境损害。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种内置式双重限位机构，包含：第一小轴、电气限位模块、机械限位模块和若干个透明防护罩；

所述第一小轴顶部连接摆臂轴底部，第一小轴底部固定连接固定轴顶部；第一小轴与固定轴同中心轴；第一小轴的直径小于固定轴的直径；摆臂轴底部和固定轴顶部之间形成第一凹槽；

所述电气限位模块固定设置在所述第一凹槽内，限位摆臂的旋转范围；

所述机械限位模块固定设置在所述第一凹槽内，在电气限位模块故障时，限位摆臂的旋转范围；

所述若干个透明防护罩依次连接的固定安装在固定轴外壁，且与第一凹槽位置对应、高度匹配，将电气限位模块和机械限位模块与外界环境隔离。

所述机械限位模块包含：相同的第一旋转撞块、第二旋转撞块，相同的第一固定撞块、第二固定撞块；第一旋转撞块和第二旋转撞块分开的固定设置在摆臂轴底部并位于第一凹槽内；第一固定撞块和第二固定撞块均固定设置在第一旋转撞块和第二旋转撞块之间的第一小轴外壁上，且位于第一凹槽内；第一旋转撞块与第一固定撞块有干涉，第二旋转撞块与第二固定撞块有干涉。