本發(fā)明涉及一種晶圓洗刷裝置，特別是涉及一種化學(xué)清洗晶圓的滾刷單元同心卡接結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

晶圓化學(xué)機(jī)械拋光（cmp）后的清洗，是通過設(shè)備中滾刷單元上pva滾刷的滾動拖拽力以及化學(xué)溶液沖刷完成的。pva滾刷外套在滾刷轉(zhuǎn)軸上并隨著滾刷轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動洗刷晶圓。傳統(tǒng)滾刷轉(zhuǎn)軸一端與驅(qū)動單元的驅(qū)動軸連接，另一端與惰性單元的惰軸連接，其連接方式均是以方形孔配合方形軸相互套插實(shí)現(xiàn)的。這種連接結(jié)構(gòu)，驅(qū)動軸和惰軸分別作為兩個(gè)獨(dú)立體存在，兩個(gè)軸的軸心線之間存在不平行度和不同心度偏差；在驅(qū)動軸和惰軸之間存在軸心線偏差狀態(tài)下，滾刷轉(zhuǎn)軸以方形孔配合方形軸相互套插方式與二者嚙合連接，屬于剛性連接，在這種剛性連接狀態(tài)下，處在驅(qū)動軸和動惰軸之間的滾刷轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)會因兩個(gè)連接點(diǎn)不同軸心而產(chǎn)生跳動，這種跳動在振動強(qiáng)烈情況下甚至還會被放大。

套在滾刷轉(zhuǎn)軸上的pva滾刷是耗材，需經(jīng)常更換。傳統(tǒng)用來拆裝更換pva滾刷的彈性伸縮式卡接結(jié)構(gòu)設(shè)置在惰性單元上，因?yàn)槎栊詥卧亩栎S設(shè)有流通沖洗液的中心孔，因此再在惰軸外部設(shè)置彈性伸縮式卡接結(jié)使得結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，加大了惰軸在惰性單元上制造位置的誤差，從而增大了驅(qū)動軸和惰軸之間的前述兩項(xiàng)誤差，也就增大了滾刷轉(zhuǎn)軸在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的跳動量。滾刷轉(zhuǎn)軸跳動量大，pva滾刷就會對晶圓產(chǎn)生較強(qiáng)的撞擊力，損壞晶圓，對晶圓產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。

傳統(tǒng)惰性單元另一個(gè)缺陷是：惰軸與其他構(gòu)件采用o型密封圈密封，o型密封圈密封效果差，使用壽命短，需頻繁更換，既造成各種浪費(fèi)又降低了設(shè)備使用率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是要克服晶圓洗刷裝置傳統(tǒng)技術(shù)的缺點(diǎn)，給出一種將彈性伸縮卡接結(jié)構(gòu)設(shè)置在驅(qū)動單元上，不會加大驅(qū)動軸和惰軸不同軸度制造誤差；滾刷轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動軸和惰軸均以錐形孔和錐形軸配合定位、以方形孔和方形軸配合傳力的半剛半柔結(jié)構(gòu)形式連接，減弱滾刷轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動軸和惰軸的剛性連接程度，衰減驅(qū)動軸和惰軸不同軸對滾刷轉(zhuǎn)軸造成的旋轉(zhuǎn)跳動；惰軸與構(gòu)件之間采用格萊圈密封，使用壽命長，密封效果好，設(shè)備使用率高的清洗晶圓的滾刷單元同心卡接結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的目的是能夠?qū)崿F(xiàn)的。本發(fā)明清洗晶圓的滾刷單元同心卡接結(jié)構(gòu)包括左擺架上固定的惰性單元、右擺架上固定的驅(qū)動單元、惰性單元和驅(qū)動單元之間卡接的帶有pva滾刷的滾刷單元，本發(fā)明特征在于：所述惰性單元包含一個(gè)中心孔為二階梯圓孔的安裝座，二階梯圓孔左端大孔內(nèi)安裝有由內(nèi)隔圈、外隔圈和軸承組成的軸承組，二階梯圓孔右端小孔內(nèi)安裝一個(gè)隔套，隔套、軸承和安裝座共同安裝一個(gè)中心孔為供水通道、外部為三階梯狀的惰軸，三階梯惰軸右側(cè)大徑段處在安裝座外側(cè)，中部中徑段處在安裝座右側(cè)小孔內(nèi)，左側(cè)細(xì)徑段處在隔套和軸承的內(nèi)孔中，中徑段右側(cè)面設(shè)有環(huán)槽，環(huán)槽內(nèi)置有格萊圈，格萊圈與隔套以及安裝座貼合連接，惰軸于軸承的左側(cè)端頭螺紋連接壓緊螺母，安裝座左側(cè)外部的大孔上鑲插壓蓋，壓蓋與安裝座之間設(shè)有o型密封圈，所述惰軸的右端頭部設(shè)置一個(gè)長方體形狀的對接凹槽，對接凹槽槽內(nèi)的中心孔頂端設(shè)有與供水通道連通的惰軸圓錐孔；

所述驅(qū)動單元包含由電機(jī)及減速器、電機(jī)座、直通接頭組成的動力輸出總成和驅(qū)動軸座，驅(qū)動軸座中心安裝一個(gè)由右段小圓柱、中段大圓柱和左段四方柱構(gòu)成的驅(qū)動軸，驅(qū)動軸右段小圓柱與電機(jī)及減速器輸出軸連接，中段大圓柱左側(cè)端面環(huán)繞左段四方柱設(shè)有一個(gè)環(huán)形壓簧槽座，左段四方柱端面中心設(shè)有一個(gè)螺紋孔，中段大圓柱外表面套接一個(gè)定心卡套，定心卡套的內(nèi)孔由卡套圓錐孔、中間大方孔、中間小方孔和大圓孔從左至右依次構(gòu)成，定心卡套的大圓孔與驅(qū)動軸環(huán)形壓簧槽座之間貼合連接一個(gè)壓簧，驅(qū)動軸左段四方柱安裝在定心卡套的中間小方孔內(nèi)，左段四方柱末端處在定心卡套的中間大方孔中，左段四方柱通過限動螺釘連接并限動定位卡套；

所述滾刷單元中包含一個(gè)定位滾刷轉(zhuǎn)軸，定位滾刷轉(zhuǎn)軸左端頭部設(shè)有呈長方體狀的對接大突臺，對接大突臺上設(shè)有小凸錐，小凸錐中心設(shè)有供水入口，供水入口前端與惰軸的供水通道連通，后端與定位滾刷轉(zhuǎn)軸的中心供水孔連通，定位滾刷轉(zhuǎn)軸的右端根部設(shè)有一個(gè)大凸錐臺，大凸錐臺的錐臺面上具有一個(gè)呈扁方體狀的對接小突塊；

所述定位滾刷轉(zhuǎn)軸的小凸錐與惰軸的惰軸圓錐孔相互對插定位連接構(gòu)成工作配合副，定位滾刷轉(zhuǎn)軸的對接大突臺與惰軸的對接凹槽相互鑲嵌卡接構(gòu)成傳動工作配合副，定位滾刷轉(zhuǎn)軸的對接小突塊與定位卡套的中間大方孔相互插接構(gòu)成傳動工作配合副，定位滾刷轉(zhuǎn)軸的大凸錐臺與定位卡套的卡套圓錐孔相互對插定位連接構(gòu)成工作配合副。

本發(fā)明清洗晶圓的滾刷單元同心卡接結(jié)構(gòu)，其中所述小凸錐與惰軸圓錐孔、對接大突臺與對接凹槽、大凸錐臺與卡套圓錐孔、對接小突塊與中間大方孔、定位卡套與驅(qū)動軸五個(gè)連接節(jié)點(diǎn)軸心線共同處在同一個(gè)軸心線偏差帶上。

本發(fā)明清洗晶圓的滾刷單元同心卡接結(jié)構(gòu)，其中所述定位卡套與驅(qū)動軸的配合公差精度高于對接小突塊與定位卡套中間大方孔以及對接大突臺與惰軸對接凹槽的配合公差精度。

本發(fā)明清洗晶圓的滾刷單元同心卡接結(jié)構(gòu)，其中所述定位卡套在驅(qū)動軸上具有一個(gè)伸縮移動軌跡。

本發(fā)明清洗晶圓的滾刷單元同心卡接結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于：本發(fā)明清洗晶圓的滾刷單元同心卡接結(jié)構(gòu)一方面將彈性伸縮卡接結(jié)構(gòu)設(shè)置在驅(qū)動單元上，另一方面，滾刷轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動軸或惰軸采用了既以錐形孔和錐形軸柔性同心定位連接，又以方形孔和方形軸的剛性嚙合傳力連接的結(jié)構(gòu)形式。彈性伸縮卡接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡潔，提高了驅(qū)動軸和惰軸的同軸度公差精度，剛?cè)嵯酀?jì)的連接形式減弱了滾刷轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動軸和惰軸的硬性連接程度，錐面連接衰減了驅(qū)動軸和惰軸不同軸度對滾刷轉(zhuǎn)軸造成的旋轉(zhuǎn)跳動，從而消除了pva滾刷高速轉(zhuǎn)動時(shí)跳動對晶圓的產(chǎn)生的沖擊破壞。本發(fā)明清洗晶圓的滾刷單元同心卡接結(jié)構(gòu)從動單元中設(shè)置了格萊圈，利用格萊圈優(yōu)良的密封性和耐用性，實(shí)現(xiàn)了惰軸雙向密封，解決了內(nèi)腔溶液外溢及外部沖洗液內(nèi)浸的現(xiàn)象，格萊圈還起到了輔助惰軸定心旋轉(zhuǎn)和支撐作用。本發(fā)明設(shè)置的彈性伸縮卡接結(jié)構(gòu)，能以較小彈性伸縮方式實(shí)現(xiàn)滾刷單元的快速拆卸、卡接及更換。本發(fā)明清洗晶圓的滾刷單元同心卡接結(jié)構(gòu)用在晶圓化學(xué)機(jī)械拋光（cmp）后的清洗系統(tǒng)，杜絕了pva滾刷對晶圓的沖擊損壞，提高了晶圓產(chǎn)品質(zhì)量，減少了密封圈更換頻率，減少了清洗設(shè)備的維修周期。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的清洗晶圓的滾刷單元同心卡接結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明清洗晶圓的滾刷單元同心卡接結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明清洗晶圓的滾刷單元同心卡接結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。

圖3為本發(fā)明中惰性單元的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。

圖4為惰軸的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明中驅(qū)動單元的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。

圖6為驅(qū)動軸的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為定心卡套的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。

圖8為滾刷單元立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為定位滾刷轉(zhuǎn)軸的右軸側(cè)立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為定位滾刷轉(zhuǎn)軸的左軸側(cè)立體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2所示，本發(fā)明清洗晶圓的滾刷單元同心卡接結(jié)構(gòu)包括左擺架4、左擺架4上固定的惰性單元1、右擺架5、右擺架5上固定的驅(qū)動單元2、惰性單元1和驅(qū)動單元2之間卡接的具有pva滾刷26的滾刷單元3。

如圖2、圖3、圖4所示，惰性單元1包含一個(gè)中心孔為二階梯圓孔的安裝座8，二階梯圓孔左端大孔內(nèi)安裝有由內(nèi)隔圈9、外隔圈10和軸承11組成的軸承組，二階梯圓孔右端小孔內(nèi)安裝一個(gè)隔套16，隔套16、軸承11和安裝座8共同安裝一個(gè)中心孔為供水通道、外部為三階梯狀的惰軸15，三階梯惰軸15右側(cè)大徑段處在安裝座8外側(cè)，中部中徑段處在安裝座8右側(cè)小孔內(nèi)，左側(cè)細(xì)徑段處在隔套16和軸承11的內(nèi)孔中，中徑段右側(cè)面設(shè)有環(huán)槽15-3，環(huán)槽15-3內(nèi)置有格萊圈7，格萊圈7與隔套16以及安裝座8貼合連接，惰軸15于軸承11的左側(cè)端頭螺紋連接壓緊螺母6，安裝座8左側(cè)外部的大孔上鑲插壓蓋13，壓蓋13與安裝座8之間設(shè)有o型密封圈12，所述惰軸15的右端頭部設(shè)置一個(gè)長方體形狀的對接凹槽15-2，對接凹槽15-2槽內(nèi)的中心孔頂端設(shè)有與供水通道連通的惰軸圓錐孔15-1。

如圖5、圖6、圖7所示，驅(qū)動單元2包含由電機(jī)及減速器21、電機(jī)座22、直通接頭23組成的動力輸出總成和驅(qū)動軸座24，驅(qū)動軸座24中心安裝一個(gè)由右段小圓柱、中段大圓柱和左段四方柱17-1構(gòu)成的驅(qū)動軸17，驅(qū)動軸17右段小圓柱與電機(jī)及減速器21輸出軸連接，中段大圓柱左側(cè)端面環(huán)繞左段四方柱17-1設(shè)有一個(gè)環(huán)形壓簧槽座17-2，左段四方柱17-1端面中心設(shè)有一個(gè)螺紋孔17-3，中段大圓柱外表面套接一個(gè)定心卡套20，定心卡套20的內(nèi)孔由卡套圓錐孔20-1、中間大方孔20-2、中間小方孔20-3和大圓孔從左至右依次構(gòu)成，定心卡套20的大圓孔與驅(qū)動軸17環(huán)形壓簧槽座17-2之間貼合連接一個(gè)壓簧18，驅(qū)動軸17左段四方柱17-1安裝在定心卡套20的中間小方孔20-3內(nèi)，左段四方柱17-1末端處在定心卡套20的中間大方孔20-2中，左段四方柱17-1通過限動螺釘19連接并限動定位卡套20。

如圖8、圖9、圖10所示，滾刷單元3中包含一個(gè)定位滾刷轉(zhuǎn)軸25，定位滾刷轉(zhuǎn)軸25左端頭部設(shè)有呈長方體狀的對接大突臺25-4，對接大突臺25-4上設(shè)有小凸錐25-3，小凸錐25-3中心設(shè)有供水入口25-5，供水入口25-5前端與惰軸15的供水通道連通，后端與定位滾刷轉(zhuǎn)軸25的中心供水孔連通，定位滾刷轉(zhuǎn)軸25的右端根部設(shè)有一個(gè)大凸錐臺25-1，大凸錐臺25-1的錐臺面上具有一個(gè)呈扁方體狀的對接小突塊25-2。

如圖2所示，定位滾刷轉(zhuǎn)軸25的小凸錐25-3與惰軸15的惰軸圓錐孔15-1相互對插定位連接構(gòu)成工作配合副，定位滾刷轉(zhuǎn)軸25的對接大突臺25-4與惰軸15的對接凹槽15-2相互鑲嵌卡接構(gòu)成傳動工作配合副，定位滾刷轉(zhuǎn)軸25的對接小突塊25-2與定位卡套20的中間大方孔20-2相互插接構(gòu)成傳動工作配合副，定位滾刷轉(zhuǎn)軸25的大凸錐臺25-1與定位卡套20的卡套圓錐孔20-1相互對插定位連接構(gòu)成工作配合副。

如圖2所示，本發(fā)明清洗晶圓的滾刷單元同心卡接結(jié)構(gòu)中，小凸錐25-3與惰軸圓錐孔15-1、對接大突臺25-4與對接凹槽15-2、大凸錐臺25-1與卡套圓錐孔20-1、對接小突塊25-2與中間大方孔20-2、定位卡套20與驅(qū)動軸17五個(gè)連接節(jié)點(diǎn)軸心線共同處在同一個(gè)軸心線偏差帶上。

本發(fā)明清洗晶圓的滾刷單元同心卡接結(jié)構(gòu)中，定位卡套20與驅(qū)動軸17的配合公差精度高于對接小突塊25-2與定位卡套20中間大方孔20-2以及對接大突臺25-4與惰軸15對接凹槽15-2的配合公差精度。

如圖2所示，本發(fā)明清洗晶圓的滾刷單元同心卡接結(jié)構(gòu)中，定位卡套20在驅(qū)動軸17上具有一個(gè)伸縮移動軌跡。手動定位卡套20，壓縮或者釋放彈簧18的張力即可快速拆裝滾刷單元，更換pva滾刷。

本發(fā)明清洗晶圓的滾刷單元同心卡接結(jié)構(gòu)中，軸承11采用陶瓷材質(zhì)，既提高了惰軸單元1防腐能力又提高了結(jié)構(gòu)剛性。軸向引入純水同心度好，水流順暢，有利于浸潤pva滾刷26。

以上所述的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。