CN102672551A - 一种超声波雾化型抛光机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超声波雾化型抛光机，包括底座，所述底座中部成凹形结构，所述凹形结构上通过紧固件安装有抛光垫，所述抛光垫底部两端设置有抽气管，所述抛光垫上部安装有加工产品的导液加压装置，所述导液加压装置通过管路输入已雾化的抛光液；所述底座顶部密封安装有罩壳；本发明结构简单，制造与安装方便，抛光机采用负压工作状态原理，通过超声雾化器将抛光液雾化，通过管路将已雾化的抛光液输入到导液加压装置中，可以方便的实现产品表面抛光加工，本发明减少了抛光液的使用量，采用密封空间，提高了抛光液的利用率，降低生成成本。

Description

一种超声波雾化型抛光机

技术领域

本发明涉及抛光技术领域，尤其是一种超声波雾化型抛光机。

背景技术

集成电路是一种微型电子器件或部件，已成为信息产业和高新技术产业的核心技术。其芯片体积小，从微米到纳米尺度逐渐减小，以满足集成电路高速化、高集成化、高密度化和高性能化方向发展的要求。芯片表面通常要求全局与局部平整度的加工技术。现有技术中，通常采用化学机械抛光（chemical mechanical polishing，CMP）也称为化学机械研磨技术，是利用由微小磨粒和化学溶液混合而成的浆料与工件表面发生系列化学反应来改变工件表面的化学键，生成容易去除的低剪切强度产物，再通过高分子抛光垫的机械作用，从工件表面去除极薄的一层材料，从而获得高精度低粗糙度无损伤光滑表面。化学机械抛光技术所采用的设备及消耗品包括：CMP设备、抛光液、抛光垫、后清洗设备、抛光终点检测设备等。材料表面平坦化的精度取决于抛光液，因而抛光液是影响CMP全面平坦化质量的决定性因素，它既影响化学作用过程，又影响机械作用过程。

现有技术中的抛光机采用如下结构：包括一工作台，所述工作台通过转轴支撑旋转，所述工作台上安装有抛光垫，所述抛光垫上部设置有加工芯片的夹持头，所述夹持头通过轴支撑旋转，所述夹持头的头部安装有背膜；位于抛光垫上部一侧通过输送装置输出有抛光液，所述抛光液流入抛光垫上。其结构简单，操作方便，但是还存在如下缺点：

（1）其抛光液是以流体的形式进入抛光界面，通常抛光垫是具有一定弹性的有机织物，抛光时对产品表面材料去除的选择性不高，长期的使用易出现过度抛光、凹陷、氮化物磨蚀等缺陷；

（2）其工作台成敞开式，抛光液呈强碱性、抛光雾液具有强吸附性且没有参与反应的抛光雾液不可能完全被回收，使用成本高；

（3）其加压装置与导液装置分别分布在工作台的两个位置，工作时，分别独立工作，需要通过两个启动装置同时将两套装置，不仅装置复杂，提高了成本。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中抛光液利用率低，抛光装置复杂等缺点，提供一种结构合理，操作方便的超声波雾化型抛光机，将抛光液进行超声精细雾化，采用导液加压装置将抛光雾液导入抛光界面进行抛光，最后形成光滑无损伤超精纳米级表面。

本发明所采用的技术方案如下：

一种超声波雾化型抛光机，包括底座，所述底座中部成凹形结构，所述凹形结构上通过紧固件安装有抛光垫，所述抛光垫底部两端设置有抽气管，所述抛光垫上部安装有加工产品的导液加压装置，所述导液加压装置通过管路输入已雾化的抛光液；所述底座顶部密封安装有罩壳；

所述导液加压装置的结构为：包括一圆柱形薄壁外罩，所述圆柱形薄壁外罩内部构成承载区，所述外罩底部设置成凸起结构，所述凸起结构底部开有放置载样盘的圆形凹槽；所述凸起结构中部向外罩内延伸一中心柱，所述中心柱上套置多个压力块；所述外罩底部的凸起结构上套置有隔离板，所述隔离板上开有均匀的通孔，所述隔离板下部安装一档罩，所述档罩的外圆壁上开有凹槽，档罩的底部成波浪形结构，所述外罩外圆周面上通过密封圈安装罩壳，所述罩壳的外圆周边折边与档罩所开凹槽相配合，并形成密闭空间；外罩的外圆周一侧还设置有一导入口。

其进一步技术方案在于：

所述罩壳成长方体结构，位于罩壳的前端与一侧端分别设置有玻璃门（7），所述玻璃门通过螺栓紧固；

所述圆柱形薄壁外罩顶部设置有可开启的密封盖。

本发明的有益效果如下：

本发明结构简单，制造与安装方便，抛光机采用负压工作状态原理，通过超声雾化器将抛光液雾化，通过管路将已雾化的抛光液输入到导液加压装置的导入口，可以方便的实现产品表面抛光加工。本发明减少了抛光液的使用量，采用密封空间，提高了抛光液的利用率，降低生成成本。

附图说明

图1为本发明抛光系统的结构示意图。

图2为本发明抛光机的全剖视图。

图3为本发明抛光机中导液加压装置的全剖视图。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

本发明所述的超声波雾化型抛光机，应用于抛光系统中，如图1所示，包括抛光机2，抛光机2左侧通过管路连接一空气压缩机1，抛光机2右侧通过管路输出有用于冷却的水槽3和提供去离子水的超纯水机5，超纯水机5还可以用以过滤与回收抛光液，位于抛光机2的后侧通过管路连接有超声波雾化器4。

如图2所示，抛光机2包括底座13，底座13中部成凹形结构，凹形结构上通过螺栓安装有抛光垫11，抛光垫11底部两端设置有与空气压缩机1相连的抽气管12，抛光垫11上部安装有加工产品的导液加压装置9，导液加压装置9成一体式结构，导液加压装置9的一侧通过管路10输入已雾化的抛光液；底座13顶部密封安装有罩壳6，罩壳6成长方体结构，位于罩壳6的前端与一侧端分别设置有玻璃门7，玻璃门7通过螺栓8紧固，玻璃门7便于密闭空间内加工情况的观察。

如图3所示，导液加压装置9的结构为：包括一圆柱形薄壁外罩15，圆柱形薄壁外罩15内部构成承载区，外罩15底部设置成凸起结构，凸起结构底部开有放置载样盘的圆形凹槽16；凸起结构中部向外罩15内延伸一中心柱14，中心柱14上套置多个压力块（图中未画出），外罩15顶部设置有可开启的密封盖（图中未画出），防止压力块（图中未画出）被已雾化的抛光液腐蚀；外罩15底部的凸起结构上套置有隔离板20，隔离板20上开有均匀的通孔，隔离板20下部安装一档罩21，档罩21的外圆壁上开有凹槽，档罩21的底部成波浪形结构，外罩15外圆周面上通过密封圈17安装罩壳19，罩壳19的外圆周边折边与档罩21所开凹槽间隙配合，并形成密闭空间；档罩21与罩壳19之间配合连接时可以上下移动，使档罩21底部波浪形结构与抛光垫接触，减少了抛光垫的摩擦阻力，延长了抛光垫的使用寿命；密封圈17的使用有效的防止了已雾化的抛光液进入外罩15内部的承载区腐蚀压力块。外罩15的外圆周一侧还设置有一导入口18。

本发明的工作原理如下：首先利用空气压缩机1通过与之连接的抽气管12将抛光机2中内部分空气抽离，致使罩壳6内气压低于外部大气压，使抛光机2形成负压；外罩15内的中心柱14用于加载和固定压力块，增加压力块使其逐渐填充承载区，导入口18通过管路10输入已雾化的抛光液，由于负压的作用，已雾化的抛光液快速进入罩壳19与档罩21形成密闭空间内，随着已雾化的抛光液不断的导入，隔离板20上的压力逐渐增大，已雾化的抛光液均匀的穿过隔离板20所开通孔，进入到载样盘承放区（即凸起结构底部所开圆形凹槽16），从而吸附到抛光垫11上，在抛光界面，已雾化的抛光液中的化学物质与硅片发生化学反应，并通过已雾化的抛光液中磨粒的机械磨削作用将反应物去除，即在化学反应和机械磨削的交替作用下，形成超光滑精密表面。由于抛光机2采用了罩壳6的密封安装，已雾化的抛光液不会大幅度扩散，同时可以减少抛光垫11运转时产生的滑动摩擦。

本发明所述的空气压缩机1，水槽3，超声波雾化器4和超纯水机5均为市售商品。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。 

Claims (3)

1.一种超声波雾化型抛光机，其特征在于：包括底座（13），所述底座（13）中部成凹形结构，所述凹形结构上通过紧固件安装有抛光垫（11），所述抛光垫（11）底部两端设置有抽气管（12），所述抛光垫（11）上部安装有加工产品的导液加压装置（9），所述导液加压装置（9）通过管路（10）输入已雾化的抛光液；所述底座（13）顶部密封安装有罩壳（6）；

所述导液加压装置（9）的结构为：包括一圆柱形薄壁外罩（15），所述圆柱形薄壁外罩（15）内部构成承载区，所述外罩（15）底部设置成凸起结构，所述凸起结构底部开有放置载样盘的圆形凹槽（16）；所述凸起结构中部向外罩（15）内延伸一中心柱（14），所述中心柱（14）上套置多个压力块；所述外罩（15）底部的凸起结构上套置有隔离板（20），所述隔离板（20）上开有均匀的通孔，所述隔离板（20）下部安装一档罩（21），所述档罩（21）的外圆壁上开有凹槽，档罩（21）的底部成波浪形结构，所述外罩（15）外圆周面上通过密封圈（17）安装罩壳（19），所述罩壳（19）的外圆周边折边与档罩（21）所开凹槽相配合，并形成密闭空间；外罩（15）的外圆周一侧还设置有一导入口（18）。

2.如权利要求1所述的超声波雾化型抛光机，其特征在于：所述罩壳（6）成长方体结构，位于罩壳（6）的前端与一侧端分别设置有玻璃门（7），所述玻璃门（7）通过螺栓（8）紧固。

3.如权利要求1所述的超声波雾化型抛光机，其特征在于：所述圆柱形薄壁外罩（15）顶部设置有可开启的密封盖。

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