化學機械拋光過程中拋光界面的溫度檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種化學機械拋光設備，更具體的涉及到一種可以在不影響拋光工藝的前提下高精度地實時檢測拋光界面溫度的裝置。
【背景技術】
[0002]化學機械拋光中材料去除率和表面質量受到眾多因素的影響，其中拋光界面溫度就是主要因素之一。溫度的升高，會增加拋光液活性，從而加快化學反應速度，提高材料去除率；同時，溫度的升高還可能會導致拋光液PH值的降低，拋光液中的磨粒團聚。另外，溫度升高會減小拋光墊的彈性和粘彈性，會改變拋光墊表面纖維的特性從而使得拋光墊粗糙凸峰硬度的降低，進一步導致拋光墊的釉化，從而降低拋光速率和使拋光廢液滯留拋光區(qū)域而使被拋光工件受到污染。
[0003]所以，在拋光機上設計安裝拋光界面溫度檢測裝置，實時檢測監(jiān)控拋光溫度，對于研宄化學機械拋光的機理和監(jiān)控化學機械拋光過程都有重大意義。
[0004]由于化學機械拋光的拋光條件比較特殊，對拋光界面的溫度測量較困難，國內外關于拋光溫度檢測主要有以下方法:
[0005]1、采用熱成像攝影儀或者紅外測溫儀間接測量拋光墊溫度或者被拋光工件背面溫度。
[0006]該方法是非接觸測溫方式，不會破壞溫度場，但是熱成像攝影儀和紅外測溫儀在低溫測量時的誤差較大，絕對溫度精度很低，價格較高。
[0007]2、在工件上鉆孔安裝溫度傳感器直接測量拋光界面的拋光液溫度。
[0008]采用激光或者其他方式在被拋光工件上打孔，溫度傳感器穿過該孔直接與拋光界面的拋光液接觸，進而測得拋光液的溫度。這種方法需要在被拋光工件上打孔，對工件會造成不可恢復的損傷，并且傳感器裸露的端面容易和拋光墊或者磨粒相互摩擦而損壞，且其被摩擦也會產(chǎn)熱，進而影響測溫的精度。
[0009]3、用激光誘導熒光技術和透明材料代替工件檢測拋光界面的溫度。
[0010]采用雙發(fā)射激光誘導熒光(DELIF)技術對拋光液進行溫度測量，并用有機玻璃代替拋光頭，使攝像系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集。此方法雖提高了測量精度，但拋光環(huán)境與真實的拋光環(huán)境不同，測量的并不是真實拋光條件下的拋光界面溫度。

【發(fā)明內容】

[0011]本實用新型的目的在于考慮上述問題而提供一種能夠在不影響拋光工藝過程的前提下高精度地實時檢測拋光界面溫度的裝置。該裝置的溫度傳感器采用接觸式的測量方法測量被拋光工件背面的溫度，傳感器輸出的信號經(jīng)過處理后由導電滑環(huán)將其傳入信號接收裝置進行采集、處理及顯示，導電滑環(huán)的作用是實現(xiàn)電路轉動部分和固定部分的連接。該裝置的具體技術方案如下所述。
[0012]該溫度檢測裝置是由溫度傳感器、信號處理模塊、導電滑環(huán)、信號接收裝置、電源及連接各組件間的導線組成。其中所述的溫度傳感器安裝在被拋光工件的夾持器上，溫度傳感器的感溫區(qū)域直接與被拋光工件的背面接觸。其中所述的信號處理模塊是將傳感器輸出的弱信號進行處理，轉化為相對容易傳輸及后期處理的信號，它固定在拋光工件的夾持器上；其中所述的導電滑環(huán)是一種實現(xiàn)電路固定部分和旋轉部分連接的器件，它可以實現(xiàn)動力、控制及數(shù)字信號混合傳輸，它安裝在被拋光工件的夾持器上，且兩者同軸。其中所述的信號接收裝置的作用是溫度信號的采集、處理、顯示、記錄等，它的形式可以不止一種，比如它的一種形式是安裝有數(shù)據(jù)采集卡的電腦。其中所述的電源是為信號處理模塊供電。
[0013]當拋光界面溫度上升速度較慢或者溫度上升速度不影響熱電阻溫度傳感器對溫度測量的準確性時，溫度傳感器采用熱電阻溫度傳感器。熱電阻溫度傳感器是根據(jù)導體或者半導體的電阻值隨溫度的變化而變化這一特性來測量溫度的，它在低溫測量時有很高的精度。當拋光界面溫度上升速度較快或者溫度上升速度影響熱電阻溫度傳感器對溫度測量的準確性時，溫度傳感器采用熱電偶溫度傳感器。熱電偶溫度傳感器是根據(jù)塞貝克效應來測量溫度的，它的響應速度比熱電阻溫度傳感器快，但是精度不及熱電阻溫度傳感器。
[0014]該裝置進一步的設計為:
[0015]溫度傳感器的安裝方式有壓簧式安裝、螺紋式安裝或者直接將溫度傳感器嵌入被拋光工件的夾持器內的安裝方式，使其感溫區(qū)域與被拋光工件背面接觸。采用壓簧式安裝時，溫度傳感器通過彈簧緊壓在被拋光工件的背面，彈簧的松緊程度可以通過螺帽調節(jié)。采用螺釘式安裝方式和溫度傳感器嵌入被拋光工件的夾持器內的安裝方式時，保證溫度傳感器的底面和夾持器的底面在同一平面內。溫度傳感器的個數(shù)可以根據(jù)需要選擇，可以將其安裝在被拋光工件背部的不同位置。
[0016]采用熱電阻溫度傳感器時，其內部感溫元件在傳感器的底部，即溫度傳感器與被拋光工件接觸的一端，感溫元件優(yōu)選橫向放置方式，使感溫元件與被拋光工件更加貼近，從而測溫精度更高、響應更快。
[0017]信號處理模塊采用與溫度傳感器配合使用的溫度變送器，其將溫度傳感器輸出的信號進行放大、去噪聲等處理后轉化為對應的電流或者電壓輸出，電源通過導電滑環(huán)與其連接并為其供電；
[0018]導電滑環(huán)的通道數(shù)根據(jù)傳感器的個數(shù)而確定。
[0019]信號接收裝置采用裝有數(shù)據(jù)采集卡和LabVIEW軟件的電腦，其可以對信號進行采集、處理、顯示、記錄等操作。
[0020]本實用新型的有益效果是:本實用新型提供的拋光界面溫度在線檢測裝置能夠在不影響化學機械拋光工藝的同時高精度的檢測出拋光界面的實時溫度。該裝置所測量的是被拋光工件的背面溫度，當被拋光工件厚度在一定范圍內背面溫度和拋光界面溫度相差很小，所以通過被拋光工件的背面溫度可以精確的反映拋光界面的溫度，同時不需要對被拋光工件鉆孔或者進行其它處理，從而不會對拋光工藝造成影響。該裝置可以應用于多種類型的拋光機中，比如重力式加壓的拋光機、自動加壓的拋光機等。
【附圖說明】
[0021]圖1是安裝有本實用新型所提供的拋光界面溫度檢測裝置的拋光設備示意圖。
[0022]圖2是熱電阻溫度傳感器的壓簧式安裝方案示意圖。
[0023]圖3是熱電阻溫度傳感器嵌入于被拋光工件夾持器中的安裝方案示意圖。
[0024]圖4是熱電偶溫度傳感器的螺紋式安裝方案示意圖。
[0025]在圖中:1.拋光盤和拋光墊，2.被拋光工件，3.被拋光工件的夾持器，4.溫度傳感器，5.信號處理模塊，6.導電滑環(huán)，7.導線，8.電源和信號接收裝置，9.拋光液輸送管，10.熱電阻溫度傳感器，11.彈簧，12.螺帽，13.導線，14.嵌入于夾持器的熱電阻溫度傳感器，15.導線，16.熱電偶溫度傳感器，17.導線。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖對本實用新型進一步說