CN217120141U - 一种抛光液自动配液装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种抛光液自动配液装置，包括搅拌桶和第一搅拌器，补液机构，包括补液桶和第一蠕动泵，补液桶用于容纳抛光原液，第一蠕动泵分别连接补液桶和搅拌桶；调节机构，包括调液桶和第二蠕动泵，调液桶用于容纳PH调节液，第二蠕动泵分别连接调液桶和搅拌桶。本实用新型中的抛光液自动配液装置，通过蠕动泵分别将抛光原液和PH调节液抽取排入搅拌桶中，并通过搅拌器将抛光原液和PH调节液混合搅拌均匀，避免了人工手动添加PH调节液的风险，且通过蠕动泵自动抽取液体提高了抛光液配置效率。

Description

一种抛光液自动配液装置

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种抛光液自动配液装置。

背景技术

蓝宝石晶片是加工蓝光二极管的主要基板材料。蓝宝石晶片在双面研磨之后，再经过退火去应力处理，接下来会将晶片的其中一个平面贴在陶瓷盘上进行单面CMP化学抛光，行业内目前大多数采用二氧化硅磨料基材的抛光液进行抛光，因为二氧化硅抛光液使用过程中，移除速率较低，抛光液结晶严重，硬度极高的结晶物质会造成抛光后晶片表面划痕，结晶也会造成环境污染，清理清洁也非常困难，部分厂家开始采用氧化铝磨料基材的抛光液来取代二氧化硅抛光液。

氧化铝抛光液为水基混合液，包含氧化铝磨料微粉、分散剂、增稠剂、润滑剂、PH调节剂，表面活性剂等材料，其中固化物一般占比20％，去离子水占比80％，抛光液中固化物容易沉淀，造成抛光液浓度不均匀，抛光移除率和抛光品质不稳定的问题，为使抛光液保持浓度均匀，在使用前抛光液需充分搅拌均匀，并且在抛光液供给过程中也需保持搅拌状态。

现有技术中，氧化铝抛光液使用过程中需每次添加适量的碱性液体来调配 PH，一般需将PH值调整到10-12之间，以此达到增强化学反应，增加移除率的功效，目前行业内普遍采用固态或者液态的氢氧化钾作为PH碱性调配液体，配制过程均为手动添加，因为氢氧化钾有强烈的腐蚀性，操作过程中很容易溅落到人体皮肤上造成人员伤害，作业安全风险较大，同时因为每次配液，人员作业频繁，效率低下，人工成本较高。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的是提供一种抛光液自动配液装置，解决背景技术中由人工配置抛光液导致安全风险较大和效率低的问题。

本实用新型提供一种抛光液自动配液装置，包括：

混合搅拌机构，包括搅拌桶和第一搅拌器，第一搅拌器包括设于搅拌桶上方的第一搅拌电机和设于搅拌桶内部并与第一搅拌电机连接的第一搅拌轴；

补液机构，包括补液桶和第一蠕动泵，补液桶用于容纳抛光原液，第一蠕动泵上设有第一进液管和第一出液管，第一进液管和第一出液管分别连接补液桶和搅拌桶；

调节机构，包括调液桶和第二蠕动泵，调液桶用于容纳PH调节液，第二蠕动泵上设有第二进液管和第二出液管，第二进液管和第二出液管分别连接调液桶和搅拌桶。

本实用新型上述实施例当中的抛光液自动配液装置，通过设置混合搅拌机构，包括搅拌桶和第一搅拌器；补液机构，包括补液桶和第一蠕动泵，调节机构，包括调液桶和第二蠕动泵，通过蠕动泵分别将抛光原液和PH调节液抽取排入搅拌桶中，并通过搅拌器将抛光原液和PH调节液混合搅拌均匀，避免了人工手动添加PH调节液的风险，且通过蠕动泵自动抽取液体提高了配置效率，解决了背景技术中由人工配置抛光液导致安全风险较大和效率低的问题。

进一步的，搅拌桶上设有第一进液口和第二进液口，第一出液管与第一进液口连接，第二出液管与第二进液口连接。

进一步的，装置还包括输送机构，输送机构包括输送泵，输送泵上设有输送管，搅拌桶上设有与输送管连接的输送管接头，输送泵用于抽取搅拌桶中的液体并输送至抛光设备。

进一步的，搅拌轴上设有多个叶片。

进一步的，搅拌桶上设有回流槽，回流槽上设有多个过滤孔，回流槽用于容纳经抛光设备使用后回流的抛光液。

进一步的，补液桶上设有第二搅拌器，第二搅拌器包括设于补液桶上方的第二搅拌电机和设于补液桶内部并与第二搅拌电机连接的第二搅拌轴。

进一步的，搅拌桶的外圈设有空心冷却罐，空心冷却罐上设有冷却水的进水口和出水口。

进一步的，搅拌桶上设有温度感应器。

进一步的，装置还包括泵支撑架上，第一蠕动泵、第二蠕动泵以及输送泵均设于泵支撑架上。

进一步的，搅拌桶上设有纯水进水阀和开关水阀，纯水进水阀用于接入纯水，开关水阀用于排出搅拌桶内的液体。

附图说明

图1为本实用新型实施例中抛光液自动配液装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例中抛光液自动配液装置的浆料管路示意图；

主要元件符号说明：

纯水进水管口	111	第二搅拌电机	230
				开关水阀	112	调液桶	310
进水口	113	第二蠕动泵	320
				出水口	114	第二进液管	321
温度感应器	115	第二出液管	322
				第一进液口	116	输送泵	410
第二进液口	117	输送管	411
				回流槽	118	第一泵支撑架	510
输送管接头	119	第二泵支撑架	520
				空心冷却罐	130	搅拌桶	110
第一搅拌电机	121	第一蠕动泵	220
				第一搅拌轴	122	第一进液管	221
补液桶	210	第一出液管	222
				出液管口	311	底座	100
第二搅拌轴	231

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图2，本实施例中的抛光液自动配液装置包括底座100，下方四个角安装有4颗水平调整螺丝，用以调整水平，保持装置不晃动。底座100 上设有混合搅拌机构、补液机构、调节机构和输送机构。

其中混合搅拌机构包括搅拌桶110和第一搅拌器，用于混合搅拌抛光原液及PH调节液。搅拌桶110安装在底座1002上方，其中搅拌桶110底部1/8的部分为圆锥形设计，利于抛光液聚集在桶中心进行搅拌供给，能够最大程度的节约抛光液配制量。第一搅拌器包括第一搅拌电机121和第一搅拌轴122，第一搅拌电机121安装在搅拌桶110上方的中心部位，电机下方安装第一搅拌轴122，且第一搅拌轴122设于搅拌桶110内部，在第一搅拌轴122的底部，安装有叶片，第一搅拌器在抛光过程中保持搅拌状态，避免抛光液的固化物沉淀，并保持抛光液的均匀性。

搅拌桶110上还设有纯水进水管口111和开关水阀112，纯水进水管口111 连接纯水进水阀。自动配置抛光液时，通过抛光机自带的流量泵和搅拌桶110 上的纯水进水管口111，将纯水输入到搅拌桶110中一起搅拌。

其中，搅拌桶110外圈15mm厚度部分为不锈钢空心冷却罐130设计，在右侧使用不锈钢板进行密封焊接，将冷却罐分隔开。搅拌桶110外侧上设有冷却水进水口113和出水口114。冷却水从进水口113进入，在空心冷却罐130内循环后从出水口114排出。使用冷却水循环，将蓝宝石晶片与抛光垫摩擦产生的热量带走，避免温度过高造成抛光垫高温损坏或温度过低抛光移除速率下降的问题。搅拌桶110上还安装有温度感应器115，用来监控搅拌桶110的温度，一般要求温度控制在22±0.5℃，抛光程序将通过温度感应器115监控到的温度值，来控制冷却水进水比例阀开启比例大小，控制搅拌桶110温度达到设定的标准温度。

补液机构包括补液桶210和第一蠕动泵220，补液桶210用于容纳抛光原液，补液桶210安装在配液装置底座100的左上方，第一蠕动泵220上设有第一进液管221和第一出液管222，补液桶210的上方开口，第一进液管221放入补液桶210的开口内，抽取抛光原液。搅拌桶110上设有第一进液口116，第一蠕动泵220通过第一进液管221和第一出液管222分别连接补液桶210和搅拌桶110 的第一进液口116，从而第一蠕动泵220能够将抛光原液从补液桶210中抽取并输送至搅拌桶110内；补液桶210上方还设有第二搅拌器，第二搅拌器包括第二搅拌电机230和第二搅拌轴231。第二搅拌电机230安装在补液桶210上方中间位置，电机下面安装第二搅拌轴231，第一搅拌轴122和第二搅拌轴231下方均安装有搅拌叶片，保持搅拌状态，避免抛光原液的固化物沉淀，并保持均匀性。

调节机构包括调液桶310和第二蠕动泵320，调液桶310用于容纳PH调节液，第二蠕动泵320上设有第二进液管321和第二出液管322，调液桶310上设有出液管口311，搅拌桶110上设有第二进液口117，第二蠕动泵320通过第二进液管321和第二出液管322分别连接调液桶310上的出液管口311和搅拌桶 110的第二进液口117，从而将PH调节液从调液桶310中抽取并输送至搅拌桶 110内。

输送机构包括输送泵410，输送泵410上设有输送管411，搅拌桶110圆锥形底部延伸出来一输送管接头119，连接到输送泵410的输送管411的一端上，输送管411的另一端直接通到抛光设备，并进行抛光处理。抛光过程中持续对蓝宝石晶片和抛光垫的位置持续供液，进行抛光，抛光液从抛光设备的抛光盘上流下来，通过回流管道，流入搅拌桶110上的回流槽118中，回流槽118上设有多个过滤孔，能够过滤掉大颗粒的杂质，抛光液经回流槽118过滤后回到搅拌桶110内，实现抛光液的循环使用。

如图2所示，底座100上还设有第一泵支撑架510和第二泵支撑架520，第一泵支撑架510为双层结构，上下层分别支撑容纳第一蠕动泵220和第二蠕动泵320；第二泵支撑架520用于支撑输送泵410。第一蠕动泵220、第二蠕动泵 320和输送泵410均包括驱动器和泵头，在每次抽取抛光原液和PH调节液的时候根据抛光液供给程序控制，进行自动抽取配置。

抛光液的自动配置步骤如下：

1、以单次抛光60片4英寸蓝宝石晶片/RUN为例，抛光原液为氧化铝，PH 调节液为氢氧化钾溶液。料氧化铝抛光液为20L塑料桶包装，首先固定在气动混合摇摆机的固定框上，设定转速为60RPM，摇摆时间为30分钟，将来料氧化铝抛光液底部的沉淀固化物与去离子水搅拌均匀。将摇摆机搅拌后的氧化铝包装桶桶盖打开，放置在电动搅拌机下方，开启搅拌叶片，设定转速为150RPM，搅拌30分钟，使抛光原液充分搅拌均匀。

2、将整桶搅拌好的抛光原液全部倒进补液桶210中，开启第二搅拌电机230，保持搅拌状态。

3、设置配液程序参数为首RUN抛光原液为4.5L。通过第一蠕动泵220一，抽取补液桶210的抛光原液4L，由第一进液管221进，第一出液管222出，并通过搅拌桶110上面的第一进液口116输入到搅拌桶110中。

4、设置配液程序参数为首RUN PH调节液为0.2L。通过第二蠕动泵320，抽取氢氧化钾包装桶内的氢氧化钾溶液0.2L，由第二进液管321进，第二出液管322出，通过搅拌桶110上面的进水管口，输入到搅拌桶110中。

5、设置配液程序参数为首RUN配制纯水40L，自动打开纯水进水阀，通过抛光机自带的流量泵，通过搅拌桶110上面的纯水进水管口111，输入到搅拌桶110中。当进水量达到40L时自动停止进水，进水的同时自动打开第一电机，将氧化铝抛光原液、氢氧化钾溶液与纯水充分搅拌均匀，一般需搅拌2分钟后开始抛光。

6、将冷却水阀开启，并连接搅拌桶110上的冷却水进水口113和出水口114。冷却水从搅拌桶110外圈的进水口113进入，在桶内循环冷却降温后从出水口 114排出搅拌桶110。同时，设置抛光程序将通过温度感应器115监控到的温度值，来控制冷却水进水比例阀开启比例大小，控制温度达到设定的标准温度。

7、设置抛光液配置方案为每RUN抛光时间为50分钟，抛光配置液可以使用10RUN，考虑到过程抛光温度消耗，配液蒸发损耗，为保持抛光移除速率及抛光品质，通过配液程序参数设置，自动在每RUN进行抛光原液补充或添加氢氧化钾溶液，具体如下：

(1)第1RUN：抛光原液4.5L，纯水40L，氢氧化钾溶液0.2L，搅拌2分钟；

(2)第2-5RUN：每RUN抛光前，自动补充抛光原液0.2L，纯水1L，氢氧化钾溶液0.1L，搅拌1分钟；

(3)第6-10RUN：每RUN抛光前，自动补充抛光原液0.4L，纯水1L，氢氧化钾溶液0.2L，搅拌1分钟；

抛光10RUN后，程序自动控制搅拌桶110上的开关水阀112打开，排出循环使用过的抛光液，并打开纯水开关阀，自动控制开关水阀112关闭，注入40L 纯水到搅拌桶110中，循环清洗3分钟后，程序再次自动控制开关水阀112打开，排出清洗用的纯水，程序再次自动控制开关水阀112关闭，实现自动配液的整个循环。

综上，本实用新型上述实施例当中的抛光液自动配液装置，通过设置混合搅拌机构，包括搅拌桶和第一搅拌器；补液机构，包括补液桶和第一蠕动泵，调节机构，包括调液桶和第二蠕动泵，通过蠕动泵分别将抛光原液和PH调节液抽取排入搅拌桶中，并通过搅拌器将抛光原液和PH调节液混合搅拌均匀，避免了人工手动添加PH调节液的风险，且通过蠕动泵自动抽取液体提高了配置效率，解决了背景技术中由人工配置抛光液导致安全风险较大和效率低的问题。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种抛光液自动配液装置，其特征在于，包括：

混合搅拌机构，包括搅拌桶和第一搅拌器，所述第一搅拌器包括设于所述搅拌桶上方的第一搅拌电机和设于所述搅拌桶内部并与所述第一搅拌电机连接的第一搅拌轴；

补液机构，包括补液桶和第一蠕动泵，所述补液桶用于容纳抛光原液，所述第一蠕动泵上设有第一进液管和第一出液管，所述第一进液管和所述第一出液管分别连接所述补液桶和所述搅拌桶；

调节机构，包括调液桶和第二蠕动泵，所述调液桶用于容纳PH调节液，第二蠕动泵上设有第二进液管和第二出液管，所述第二进液管和所述第二出液管分别连接所述调液桶和所述搅拌桶。

2.根据权利要求1所述的抛光液自动配液装置，其特征在于，所述搅拌桶上设有第一进液口和第二进液口，所述第一出液管与所述第一进液口连接，所述第二出液管与所述第二进液口连接。

3.根据权利要求2所述的抛光液自动配液装置，其特征在于，所述装置还包括输送机构，所述输送机构包括输送泵，所述输送泵上设有输送管，所述搅拌桶上设有与所述输送管连接的输送管接头，所述输送泵用于抽取所述搅拌桶中的液体并输送至抛光设备。

4.根据权利要求1所述的抛光液自动配液装置，其特征在于，所述搅拌轴上设有多个叶片。

5.根据权利要求1所述的抛光液自动配液装置，其特征在于，所述搅拌桶上设有回流槽，所述回流槽上设有多个过滤孔，所述回流槽用于容纳经抛光设备使用后回流的抛光液。

6.根据权利要求1所述的抛光液自动配液装置，其特征在于，所述补液桶上设有第二搅拌器，所述第二搅拌器包括设于所述补液桶上方的第二搅拌电机和设于所述补液桶内部并与所述第二搅拌电机连接的第二搅拌轴。

7.根据权利要求1所述的抛光液自动配液装置，其特征在于，所述搅拌桶的外圈设有空心冷却罐，所述空心冷却罐上设有冷却水的进水口和出水口。

8.根据权利要求1所述的抛光液自动配液装置，其特征在于，所述搅拌桶上设有温度感应器。

9.根据权利要求3所述的抛光液自动配液装置，其特征在于，所述装置还包括泵支撑架上，所述第一蠕动泵、所述第二蠕动泵以及所述输送泵均设于所述泵支撑架上。

10.根据权利要求1所述的抛光液自动配液装置，其特征在于，所述搅拌桶上设有纯水进水阀和开关水阀，所述纯水进水阀用于接入纯水，所述开关水阀用于排出所述搅拌桶内的液体。

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