CN215357911U - 一种抛光过程中脉冲换液的化学机械抛光平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种抛光过程中脉冲换液的化学机械抛光平台，通过在抛光盘的外围设置与其滑动配合的可升降环形挡板，并在抛光垫上设置一向抛光件倾斜的导液条，由此，在滴液前可驱动环形挡板上升以避免研磨液被甩出抛光垫外，减少研磨液损耗，并通过导液条将抛光垫外环及边缘的新鲜研磨液导向抛光件，提高研磨液的利用率；同时采用脉冲式滴液管供应研磨液，在抛光结束时可驱动环形挡板下降以排除使用过的研磨液，再由脉冲式滴液管在环形挡板二次上升的同时补充新的研磨液，以此避免在工业抛光中研磨液中杂质越累越多的问题，降低杂质对抛光的影响。

Description

一种抛光过程中脉冲换液的化学机械抛光平台

技术领域

本实用新型涉及为半导体抛光、工业抛光用平抛设备的技术领域，特别涉及一种抛光过程中脉冲换液的化学机械抛光平台。

背景技术

化学机械抛光（CMP）技术是采用化学反应与机械摩擦的双重作用达到器件表面平整与抛光的目的。由于其化学作用的高选择性以及其可将器件表面粗糙度打磨到原子级别的优异物理特性，它目前不仅是半导体工业，尤其集成电路与芯片制造领域的首选表面平整技术，还广泛应用于半导体分立器件、光学器件、手机面板、以及要求高度表面平整化的高精密加工领域。可用 CMP 技术所抛光研磨的器件涵盖了半导体晶片、陶瓷、玻璃、塑料、金属等不同材料。

CMP使用的设备主要是抛光机，一台简单的抛光机具有一个水平旋转的抛光平台，抛光平台上设有一个平整的抛光盘，抛光盘上粘附一张同样大小的抛光垫。研磨液管路在一个固定的位置连续的喷研磨液，被抛光器件表面朝下压在抛光垫上，利用抛光垫的机械摩擦与研磨液的化学作用进行研磨抛光。

抛光的过程中，研磨液管路连续的喷研磨液到抛光垫上，研磨液喷到抛光垫后，通过抛光垫的旋转让研磨液在离心力的作用下流动、均匀覆盖整个抛光垫。抛光垫的半径通常远大于抛光件的直径，这样就存在抛光使用过的研磨液(即经过了抛光件)及部分没被抛光使用过的新鲜研磨液(即没有经过抛光件)最终都被甩出抛光垫外，导致新鲜研磨液浪费，即研磨液利用率损耗的问题。

工业抛光技术原理和半导体抛光技术差不多，最大的差别是半导体抛光过的研磨液当废液处理，而工业抛光过的研磨液会被收集并循环使用，直到抛光效果无法满足才会当废液处理。鉴于化学机械抛光是由化学添加剂起的作用、和磨料物理摩擦起的作用共同决定，工业抛光中研磨液循环使用就会造成：磨料不被消耗几乎没变化，但化学添加剂因为化学反应的作用而逐步减少，同时抛光过程的杂质会随着研磨液循环使用而越来越多。所以抛光越到后面，研磨液的化学作用越弱，研磨液的杂质影响也越大。工业抛光就会有这样的问题：抛光初期抛光效果非常好，但随着研磨液循环使用，研磨液的化学成分逐步被消耗以及杂质逐步增多，越往后抛光效果越差。即抛光效果随着研磨液的循环时长会逐步变差，将导致抛光件的抛光品质随着循环时长而逐步变差。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型的主要目的是提供一种抛光过程中脉冲换液的化学机械抛光平台，旨在解决半导体抛光中的新鲜研磨液利用率损耗的问题、工业抛光中抛光效果随着研磨液的循环时长会逐步变差的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的抛光过程中脉冲换液的化学机械抛光平台，包括设置在工作平台上的抛光盘、粘合于抛光盘上的抛光垫以及固定设置在抛光垫上方的滴液管，抛光件压在所述抛光垫上；还包括：

滑动套接在所述抛光盘外周侧环形挡板，所述环形挡板的外周至少有至少三均匀分布的第一升降装置，所述第一升降装置固定于所述工作平台上，所述环形挡板的上端部在所述第一升降装置的驱动下能够突出于所述抛光垫所在的平面；

压接在所述抛光垫上的导液条，所述导液条位于抛光件的出液侧，且相对向抛光件倾斜；

所述滴液管为脉冲式滴液管。

可选地，还包括第二升降装置，所述导液条通过支架连接在所述第一升降装置的驱动端，并能够在所述第二升降装置的驱动下抬离所述抛光垫所在的平面。

可选地，所述第二升降装置为马达丝杆。

可选地，所述导液条的长度为抛光垫半径的1/2。

可选地，所述第一升降装置为马达丝杆或滑台气缸。

本实用新型通过在抛光盘的外围设置与其滑动配合的可升降环形挡板，并在抛光垫上设置一向抛光件倾斜的导液条，由此，在滴液前可驱动环形挡板上升以避免研磨液被甩出抛光垫外，减少研磨液损耗，并通过导液条将抛光垫外环及边缘的新鲜研磨液导向抛光件，提高研磨液的利用率；同时采用脉冲式滴液管供应研磨液，在抛光结束时可驱动环形挡板下降以排除使用过的研磨液，再由脉冲式滴液管在环形挡板二次上升的同时补充新的研磨液，以此避免在工业抛光中研磨液中杂质越累越多的问题，降低杂质对抛光的影响。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的侧面结构示意图；

图2为本实用新型一实施例中研磨液于抛光垫上的流动示意图；

图3为本实用新型一实施例中排废液的状态示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅说明书附图1-3，在本实用新型实施例提出了一种抛光过程中脉冲换液的化学机械抛光平台，该化学机械抛光平台包括抛光盘200、抛光垫300、脉冲式滴液管500、环形挡板600以及导液条700。抛光盘200设置在工作平台100上，抛光垫300粘合于抛光盘200的表面，滴液管500设置在抛光垫300上方一固定位置。环形挡板600套接在抛光盘200上，其内周壁与抛光盘200的外周壁滑动贴合。环形挡板600的外周设置三个均匀分布的第一升降装置610，该第一升降装置610固定设置在工作平台100上，环形挡板600的上端部在第一升降装置610的驱动下能够突出于抛光垫300所在的平面。导液条700和抛光件400压在抛光垫300上，导液条700位于抛光件400的出液侧，其第一端位于抛光垫300的外周边缘，其第二端向抛光件400延伸，其本体向相对向抛光件400倾斜。

具体地，如图2所示，抛光盘200和抛光件400的均绕逆时针自旋转，抛光件400压在抛光垫300的中心上侧，导液条700位于抛光垫300的右侧，并与抛光垫300的水平轴呈30°设置，以指向抛光件400。导液条700长度约为抛光垫300的1/2，其厚度和宽度均为10mm，以将抛光垫300外环及边缘的新鲜研磨液有效导向抛光件400。

本实用新型的工作原理：

抛光件400开始抛光前，通过第一升降装置610驱动环形挡板600上升，在抛光垫300的外周形成高15mm的外挡；再通过脉冲式滴液管500向抛光垫300喷射一定量的研磨液，研磨液在环形挡板600的包围下保持在抛光垫300上，避免研磨液被甩出抛光垫300外，以减少研磨液损耗；抛光时，抛光垫300随抛光盘200逆时针转动，将新鲜研磨液带抛光件400与抛光垫300之间的间隙，部分不经过抛光件400的研磨液继续随抛光垫300的移动至导液条700，并在导液条700的引导下再次流向抛光件400，以提高研磨液的利用率；抛光接触后，第一升降装置610驱动环形挡板600的上端面下降至与抛光垫300齐平的位置，同时清洗抛光垫300，被使用过的研磨液与清洗水随着抛光垫300的转动被甩出抛光垫300之外；至此，针对抛光件400的抛光作业结束，对后续的抛光件400抛光时，重复上述动作。

与现有技术相比，本实用新型提供的化学机械抛光平台具有以下优点：

1、在抛光盘200外设置有可升降的环形挡板600，环形挡板600能够防止喷液时新鲜研磨液被甩出抛光垫300外，减少研磨液损耗；同时，在抛光垫300上设置有导液条700，能够将抛光垫300外环及边缘的新鲜研磨液导向抛光件400，提高研磨液的利用率；能欧有效解决现有半导体抛光中新鲜研磨液利用率损耗的问题。

2、采用脉冲时滴液管500，配合可升降的环形挡板600，能够实现研磨液脉冲式的补液和排液，避免研磨液中杂质越累越多的问题，降低杂质对抛光的影响；与传统工业抛光中所采用的研磨液循环抛光相比，能够在不增加成本的情况下，避免随着抛光时间的进行而抛光效果下降，提高抛光的稳定性。

具体地，在实施例中，该第一升降装置610采用的是滑台气缸，滑台气缸的本体通过气缸座固定在抛光平台上，环形挡板600的外壁连接在滑台气缸的滑台上。

在其他的一些实施例汇总，该第一升降装置610也采用其他的线性驱动装置，例如马达丝杆等。

作为优选地，在本实施例中，在抛光盘200的外围设置一第二升降装置710，该第二升降装置710设置在抛光垫300外围一固定位置，导液条700通过支架711连接在第二升降装置710的驱动端。具体地，该第二升降装置710采用的是马达丝杆。

由此，在抛光时，第二升降装置710驱动导液条700紧压抛光垫300；在排液时，可通过第二升降装置710驱动导液条700抬离抛光垫300所在的平面，为废液排放提供便利。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种抛光过程中脉冲换液的化学机械抛光平台，包括设置在工作平台上的抛光盘、粘合于抛光盘上的抛光垫以及固定设置在抛光垫上方的滴液管，抛光件压在所述抛光垫上；其特征在于，还包括：

滑动套接在所述抛光盘外周侧环形挡板，所述环形挡板的外周至少有至少三均匀分布的第一升降装置，所述第一升降装置固定于所述工作平台上，所述环形挡板的上端部在所述第一升降装置的驱动下能够突出于所述抛光垫所在的平面；

压接在所述抛光垫上的导液条，所述导液条位于抛光件的出液侧，且相对向抛光件倾斜；

所述滴液管为脉冲式滴液管。

2.如权利要求1所述的抛光过程中脉冲换液的化学机械抛光平台，其特征在于，还包括第二升降装置，所述导液条通过支架连接在所述第一升降装置的驱动端，并能够在所述第二升降装置的驱动下抬离所述抛光垫所在的平面。

3.如权利要求2所述的抛光过程中脉冲换液的化学机械抛光平台，其特征在于，所述第二升降装置为马达丝杆。

4.如权利要求1所述的抛光过程中脉冲换液的化学机械抛光平台，其特征在于，所述导液条的长度为抛光垫半径的1/2。

5.如权利要求1-4任意一项所述的抛光过程中脉冲换液的化学机械抛光平台，其特征在于，所述第一升降装置为马达丝杆或滑台气缸。

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