[发明专利]一种紧凑型可调节的抛光液输送臂及其工作工程

说明书

技术领域

本发明涉及抛光设备领域，特别是一种抛光液输送臂及其工作工程。

背景技术

在化学机械抛光（CMP）工艺过程中，抛光液是CMP的关键要素，抛光液性能直接影响着抛光后晶圆表面的质量，适宜的抛光液能够达到高材料去除速度、平面度高、膜厚均匀的效果。因此抛光液的输送装置至关重要，典型的CMP抛光液输送装置为抛光液输送臂。然而在CMP系统中存在一下问题：第一，传送臂通常在垫上的固定位置，一次只能分配给一个位置。第二，根据衬底承载件头相对于研磨垫的位置，可能无法完成研磨垫的中央部分的清洗。为解决上述部分问题，现有的抛光液输送臂可以在整个研磨垫表面上可调节地传递浆料而不必设置在整个研磨垫上，但该装置在每一次输送臂旋转过程中都需要人工手动调节，效率低、不准确，无法保证每次转动到相同位置，导致抛光液输送位置不同而最终影响晶圆的化学机械抛光速率、且造成表面质量不同。还有一些现有的抛光液输送臂通过滚珠丝杠控制丝杠母的移动，从而控制输送臂的转动，但是该装置需要一套独立的控制装置，占用空间大，不利于紧凑型CMP系统的研发。

发明内容

本发明的目的是提供一种紧凑型可调节的抛光液输送臂及其工作工程，要解决现有现有抛光液输送臂调节不便、转动位置不准确的技术问题，并解决现有抛光液输送臂占用空间大、不利于紧凑型CMP系统的研发的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种紧凑型可调节的抛光液输送臂，包括水平设置的传送臂、垂直连接在传送臂一端的旋转轴以及连接在旋转轴下端的动力机构；所述动力机构包括旋转气缸和连接在旋转气缸上的气缸传送轴；所述旋转轴的轴身通过轴承和轴承座与抛光机机体连接，下端通过膜片联轴器与气缸传送轴连接。

优选的，所述传送臂包括护罩和设置在护罩内的喷液腔和输液管；

其中喷液腔沿传送臂长向设置、且下表面沿长向均匀间隔设有一排冲刷喷嘴。

优选的，所述喷液腔通过接口外接喷液管路。

优选的，最前端的冲刷喷嘴向外倾斜设置、其余冲刷喷嘴均竖直设置。

优选的，所述输液管有一根，其管口垂直向下、设置在传送臂的前端。

优选的，所述旋转轴的上端通过螺钉与护罩的末端连接。

优选的，所述轴承成对设置、间隔套接在旋转轴的外侧，且通过连接件与抛光机机体连接。

优选的，所述旋转气缸的顶面设有旋转盘、一侧面设有进气口和出气口；所述旋转盘通过法兰和螺钉与气缸传送轴固定连接；所述进气口和出气口与气体流量控制装置连接。

优选的，所述旋转盘的旋转角度范围是0°～180°。

一种紧凑型可调节的抛光液输送臂的工作工程，其特征在于，步骤为：

步骤一：开启气体流量控制装置。

步骤二：调节气体流量控制装置，控制旋转气缸转动。

步骤三：旋转气缸转动依次带动气缸传送轴、膜片联轴器、旋转轴和传送臂转动。

步骤四：传送臂转动至工作位置时关闭气体流量控制装置。

步骤五：利用冲刷喷嘴对研磨垫进行冲刷。

步骤六：冲刷结束，启动抛光机，输液管开始输液，将抛光液滴入研磨垫上。

步骤七：研磨垫随转台转动，完成一次化学机械抛光。

步骤八：启动气体流量控制装置，将传送臂复位至非工作位置。

步骤九：开启研磨垫修复设备，对研磨垫进行修复。

步骤十：重复步骤一至步骤九，直至完成晶圆的抛光。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

1、采用旋转气缸作为动力机构，通过控制旋转气缸的进气口和出气口的流量，准确控制传送臂的在0～180°范围内的旋转角度，解决现有传送臂只能在研磨垫上的固定位置，一次只能分配给一个位置的问题，且能够保证每次转动到相同位置，提高了抛光效率、准确度和研磨质量。

2、设有冲刷喷嘴，能够自动对研磨垫进行清洗，省时省力。

3、本发明结构简单紧凑，成本低，使用方便，不需要一套独立的控制装置，占用空间小，利于紧凑型CMP系统的研发。

本发明可广泛应用于化学机械抛光系统中。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明的剖面结构示意图。

附图标记：1－护罩、2－冲刷喷嘴、3－输液管、4－螺钉、5－旋转轴、6－轴承和轴承座、7－膜片联轴器、8－气缸传送轴、9－旋转气缸、10－进气口、11－出气口。