CN214186726U - 一种提高均匀性的研磨盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及半导体材料技术领域，公开了一种提高均匀性的研磨盘，包括均为环形结构的上研磨盘、下研磨盘和研磨槽，上研磨盘分为上层结构和下层结构，上层结构和下层结构均分为四个相同的扇形结构，上层结构中的每个扇形结构有多个导入通道，下层结构中的扇形结构在第一同心圆沟槽上均设有固定间距的多个第一竖直沟槽且第一竖直沟槽与第一同心圆沟槽配合形成覆盖整个下层结构的第一网格沟槽，相邻的两个扇形结构中的第一竖直沟槽排列角度垂直，下研磨盘从内圈一定位置处到外圈均匀设有若干个第二同心圆沟槽，下研磨盘上设有固定角度的多个第二竖直沟槽且第二竖直沟槽与第二同心圆沟槽配合形成覆盖整个下研磨盘的第二网格沟槽。本实用新型能够，解决研磨液在研磨时的均匀性低，晶片的均匀性不高的问题。

Description

一种提高均匀性的研磨盘

技术领域

本实用新型涉及半导体材料技术领域，尤其涉及一种提高均匀性的研磨盘。

背景技术

半导体材料在生产制造过程中，需要对其表面进行研磨处理，半导体晶片研磨需要处于良好的研磨环境，在研磨过程中，晶片处于研磨盘上，研磨盘与晶片相互接触，并且在磨料的作用下，削减晶片厚度，去除晶片表面层的机械损伤，使晶片表面的均匀性良好，为后序工艺流程奠定良好的基础。在晶片研磨过程中，研磨的加工压力、研磨液的流量以及研磨盘的旋转速率对于晶片的研磨方式都具有影响。

现有技术中，研磨盘包括上研磨盘和下研磨盘，上下研磨盘之间采用相同的结构设计，导致磨液的流动性和晶片表面的覆盖性偏低，在研磨时，研磨液流动的均匀性偏低，研磨液的更新速度慢，使用后的研磨液过长时间的存留在晶片表面，导致晶片损伤，出现不可避免的划痕与划伤，造成晶片的均匀性不高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种提高均匀性的研磨盘，解决研磨液在研磨时的流动均匀性低，导致晶片表面的均匀性不高的问题。

本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：一种提高均匀性的研磨盘，包括均为环形结构的上研磨盘、下研磨盘和研磨槽，上研磨盘分为上层结构和下层结构，上层结构和下层结构均分为四个相同的扇形结构，上层结构中的每个扇形结构有多个导入通道，上层结构和下层结构中间留有研磨液从上层结构流入下层结构的中空结构，下层结构中从内圈一定位置处到外圈均匀的设有若干个第一同心圆沟槽，下层结构中的扇形结构在第一同心圆沟槽上均设有固定间距的多个第一竖直沟槽且第一竖直沟槽与第一同心圆沟槽配合形成覆盖整个下层结构的第一网格沟槽，相邻的两个扇形结构中的第一竖直沟槽排列角度垂直，下研磨盘从内圈一定位置处到外圈均匀设有若干个第二同心圆沟槽，下研磨盘上设有固定角度的多个第二竖直沟槽且第二竖直沟槽与第二同心圆沟槽配合形成覆盖整个下研磨盘的第二网格沟槽，上研磨盘上方固定连接有研磨机压力块，研磨机压力块上安装有研磨液系统，研磨液系统上设置有多个导入管，上研磨盘中的上层结构中的多个导入通道与研磨液的多个导入管固定连接，下研磨盘活动设置在研磨槽内，研磨槽中心固定安装有直径小于下研磨盘内圈直径的电机，电机输出轴固定连接有中心轴，中心轴上固定连接有中心齿轮且中心齿轮活动设置于下研磨盘上，研磨槽和下研磨盘之间嵌入设置有内齿轮，内齿轮与中心齿轮中间啮合有转动齿轮，转动齿轮中设有固定晶片的夹具。

进一步，所述上研磨盘和下研磨盘尺寸相同，相同的尺寸能保证晶片在研磨过程中充分的面接触。

进一步，所述上层结构中每个扇形结构中的导入通道为六个，且其中每三个导入通道为一组呈扇形分布，两组扇形分布的扇形半径不一致，在每个扇形结构中增加导入通道的数量以及将导入通道呈扇形分布，增加研磨液在研磨盘的分布均匀性。

进一步，所述导入管有二十四个，增加导入管的数量，由原有技术中的十二根增加其为二十四根，增加研磨液在研磨盘的均匀性。

进一步，所述导入管的直径大于上层结构中导入通道的直径，研磨液从导入管中流进导入通道时，由于导入通道的直径减小使得研磨液能够缓慢均匀的从上研磨盘流出，使得研磨液合理充分的被利用。

进一步，所述下研磨盘上的第二同心圆沟槽数量多于下层结构中的第一同心圆沟槽数量，快速增加下研磨盘研磨液的分布，并且促进研磨液从下研磨盘快速流出。

本实用新型的有益效果：

(1)上研磨盘的内部结构分为两层，上层结构中，增加了研磨液流入的导入通道，导入通道固定连接导流管，由于导流管的数量相应增加，进而能够快速导入研磨液，下层结构中设置的第一网格型沟槽能够使得研磨液可以均匀的分布在研磨盘的表面，增加了研磨液的均匀性；

(2)下研磨盘也设置有第二网格沟槽的结构，并且下研磨盘上的第二同心圆沟槽数量多于下层结构中的第一同心圆沟槽数量，增加第二同心圆沟槽的数量可以增加研磨过程中，晶片被研磨面的研磨液的分布，可以增加被研磨面的均匀性；同时增加了研磨液的掉落速度，下研磨盘可以储存更多的研磨液，研磨液快速流出，避免造成研磨液的堆积，导致废液对晶片的损伤，从而提高了晶片的均匀性。

附图说明

图1是本实用新型一种提高均匀性的研磨盘的结构示意图；

图2是本实用新型的电机位置示意图；

图3是本实用新型的下层结构示意图；

图4是本实用新型的上研磨盘侧视剖面图；

图5是图4中A处的局部放大图；

图6是本实用新型的上层结构中导入通道的分布图；

图7是本实用新型的下研磨盘示意图；

其中，压力系统1、研磨液系统2、导入管3、上研磨盘4、上层结构5、导入通道6、中空结构7、下层结构8、第一同心圆沟槽9、第一竖直沟槽10、第一网格沟槽11、研磨槽12、内齿轮13、下研磨盘14、第二竖直沟槽15、第二同心圆沟槽16、第二网格沟槽17、转动齿轮18、夹具19、中心齿轮20、中心轴21、电机22、扇形结构23。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明：

如图1-7所示，一种提高均匀性的研磨盘，包括均为环形结构的上研磨盘4、下研磨盘14和研磨槽12，上研磨盘4和下研磨盘14尺寸相同，上研磨盘4包括上层结构5和下层结构8，上层结构5和下层结构8均分为四个相同的扇形结构23，上层结构5中的每个扇形结构23上有六个导入通道6，其中每三个导入通道6为一组且呈扇形分布，两组扇形分布的扇形半径不一致，上层结构5和下层结构8中间留有研磨液从上层结构5流入下层结构8的中空结构7，下层结构8中从内圈一定位置处到外圈均匀的设有若干个第一同心圆沟槽9，下层结构8中的扇形结构23在第一同心圆沟槽9上均设有固定间距的多个第一竖直沟槽10且第一竖直沟槽10与第一同心圆沟槽9配合形成覆盖整个下层结构8的第一网格沟槽11，相邻的两个扇形结构23中的第一竖直沟槽10排列角度垂直，下研磨盘14从内圈一定位置处到外圈均匀设有若干个第二同心圆沟槽16，下研磨盘14上设有固定角度的多个第二竖直沟槽15且第二竖直沟槽15与第二同心圆沟槽16配合形成覆盖整个下研磨盘14的第二网格沟槽17，下研磨盘14上的第二同心圆沟槽16数量多于下层结构8中的第一同心圆沟槽9数量，增加研磨盘沟槽的面积，促进研磨液在下研磨盘14的快速流出，上研磨盘4上方固定连接有研磨机压力块1，压力系统1可以升降研磨盘研磨机压力块1上安装有研磨液系统2，研磨液系统2上设置有二十四个导入管3，上研磨盘4中的上层结构5中的二十四个导入通道6与研磨液的二十四个导入管3固定连接，且导入管3的直径大于上层结构5中导入通道6的直径，研磨液从导入管3中流进导入通道6时，由于导入通道6的直径减小使得研磨液能够缓慢均匀的从上研磨盘4流出，下研磨盘14活动设置在研磨槽12内，研磨槽12中心固定安装有直径小于下研磨盘14内圈直径的电机22，电机22输出轴固定连接有中心轴21，中心轴21上固定套设有中心齿轮20且中心齿轮20活动设置于下研磨盘14上，研磨槽12和下研磨盘14之间嵌入设置有内齿轮13，内齿轮13与中心齿轮20中间啮合有转动齿轮18，转动齿轮18中设有固定晶片的夹具19。

本实施例中的中心齿轮20直径为200mm，晶片夹具19为专用6寸夹具，晶片的放置位置为夹具19的中心位置，其中夹具19的直径为230mm。上研磨盘4和下研磨盘14的内圈的直径均为240mm，外圈的直径均为640mm。在上研磨盘4中，距离内圈位置20mm位置处开始出现第一同心圆沟槽9结构，第一同心圆沟槽9之间的距离为12.5mm，总共有14个第一同心圆沟槽9结构，每个沟槽的宽度为2mm，除了第一同心圆沟槽9以外，还拥有第一竖直沟槽10，相邻第一竖直沟槽10之间的距离为16mm，其中第一竖直沟槽10与第一同心圆沟槽9相互交集，形成格状，划分整个研磨盘。本实施例中导流管的直径为5mm，上层结构5中导入通道6直径为3mm。下研磨盘14第二同心圆沟槽16的数量为比上研磨盘4多，为17个第二同心圆沟槽16。

本实用新型的使用方法如下：

将上研磨盘4和下研磨盘14如图1所示分在安装在研磨槽12和压力系统1上，将研磨液系统2上的导入管3与上研磨盘4中上层结构5上的导入通道6相应的固定连接，将晶片固定在晶片夹具19上，打开电源开始工作，压力系统1控制上研磨盘4向下移动，移动到上研磨盘4和下研磨盘14将晶片夹紧为止，与此同时研磨液系统2控制研磨液的流出，研磨液从导入管3流入上研磨盘4中的上层结构5中的导入通道6内，研磨液流经导入通道6进入到上层结构5与下层结构8中的中空结构7中，再从中空结构7中均匀的流入下层结构8中的第一网格沟槽11中，完成研磨液从上研磨盘4流入到晶片上的步骤。

然后启动电机22，电机22旋转带动中心齿轮20旋转，中心齿轮20旋转带动夹具19上的转动齿轮18在内齿轮13上旋转，开始对晶片进行研磨，此时研磨液在研磨过程中被利用，在研磨时，上层结构5中，由于导入管3的增加，能够快速导入研磨液，下层结构8中的第二同心圆沟槽16的数量比第一同心圆沟槽9多，使得研磨液可以均匀的分布在研磨盘的表面，下研磨盘14在晶片的工作的区域增加第二同心圆沟槽16的数量，快速增加下研磨盘14研磨液的分布，研磨晶片的被研磨面，并且促进研磨液从下研磨盘14快速流出，研磨液快速更新，减少了因使用后的研磨液过长时间的存留在晶片表面，导致的晶片在研磨过程中造成损伤、划痕与划伤，进而使得晶片表面均匀。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (6)

1.一种提高均匀性的研磨盘，其特征在于：包括均为环形结构的上研磨盘、下研磨盘和研磨槽，上研磨盘分为上层结构和下层结构，上层结构和下层结构均分为四个相同的扇形结构，上层结构中的每个扇形结构有多个导入通道，上层结构和下层结构中间留有研磨液从上层结构流入下层结构的中空结构，下层结构中从内圈一定位置处到外圈均匀的设有若干个第一同心圆沟槽，下层结构中的扇形结构在第一同心圆沟槽上均设有固定间距的多个第一竖直沟槽且第一竖直沟槽与第一同心圆沟槽配合形成覆盖整个下层结构的第一网格沟槽，相邻的两个扇形结构中的第一竖直沟槽排列角度垂直，下研磨盘从内圈一定位置处到外圈均匀设有若干个第二同心圆沟槽，下研磨盘上设有固定角度的多个第二竖直沟槽且第二竖直沟槽与第二同心圆沟槽配合形成覆盖整个下研磨盘的第二网格沟槽，上研磨盘上方固定连接有研磨机压力块，研磨机压力块上安装有研磨液系统，研磨液系统上设置有多个导入管，上研磨盘中的上层结构中的多个导入通道与研磨液的多个导入管固定连接，下研磨盘活动设置在研磨槽内，研磨槽中心固定安装有直径小于下研磨盘内圈直径的电机，电机输出轴固定连接有中心轴，中心轴上固定连接有中心齿轮且中心齿轮活动设置于下研磨盘上，研磨槽和下研磨盘之间嵌入设置有内齿轮，内齿轮与中心齿轮中间啮合有转动齿轮，转动齿轮中设有固定晶片的夹具。

2.根据权利要求1所述的一种提高均匀性的研磨盘，其特征在于：所述上研磨盘和下研磨盘的尺寸相同。

3.根据权利要求2所述的一种提高均匀性的研磨盘，其特征在于：所述上层结构中每个扇形结构中的导入通道为六个，且其中每三个导入通道为一组呈扇形分布，两组扇形分布的扇形半径不一致。

4.根据权利要求3所述的一种提高均匀性的研磨盘，其特征在于：所述导入管的数量为二十四个。

5.根据权利要求4所述的一种提高均匀性的研磨盘，其特征在于：所述导入管的直径大于上层结构中导入通道的直径。

6.根据权利要求5所述的一种提高均匀性的研磨盘，其特征在于：所述下研磨盘上的第二同心圆沟槽数量多于下层结构中的第一同心圆沟槽数量。

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