[发明专利]一种化学机械抛光设备

说明书

技术领域

本发明涉及晶片加工领域，尤其涉及一种化学机械抛光设备。

背景技术

大规模集成电路生产过程中，对晶片上的沉积物进行平坦化是一道必需且频繁的工序。目前，完成这一道工序主要采用化学机械抛光(CMP)工艺。化学机械抛光机是完成这道工序的主要设备。当前的抛光工艺中，需要更换抛光液的时候，必须将抛光设备停机，然后将使用过的抛光液排废，按照抛光液中各个组分的比例进行配料，倒入抛光设备自带的料桶后再搅拌一定时间，这种配料方式费时费力，工作效率低；并且抛光液混合不充分，化学稳定性差，影响碳化硅晶片的抛光效果。

专利号为CN 201824235 U的专利提出了一种新型化学机械抛光装置，仅仅是通过对抛光机构进行优化，提高抛光效果，但是仍然未对抛光液的配制工艺作出改进，无法使抛光效果达到最优化。

专利号为CN 201833275 U的专利提出了一种化学机械抛光机，包括工作平台、抛光盘、修整器和抛光液输送装置、装卸平台、抛光头、机械手和抛光头支架，抛光头支架安装在工作平台上表面上且包括水平基板和支撑侧板，水平基板形成有在其厚度方向上贯通的凹槽，凹槽在水平基板的纵向一端敞开且朝向水平纵向另一端延伸，支撑侧板分别与水平基板相连且分别位于凹槽的横向两侧用于支撑水平基板，其中水平基板的纵向一端在纵向上延伸超出支撑侧板以构成悬臂端，悬臂端伸到所述抛光盘的上方。该专利虽然对现有抛光设备的抛光效率有所改进但是仍然无法配制出最优的抛光液。

本申请人在本发明中提出了一种化学机械抛光设备，旨在解决现有技术中抛光液质量不达标的问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明的目的就是提供一种化学机械抛光设备，通过改进抛光液的配料机构，提高抛光液的质量，提升抛光效果，解决了现有技术中抛光液质量不达标的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种化学机械抛光设备，包括配料桶和抛光器，所述抛光器通过输送管与配料桶连接，输送管将配料桶内的抛光液输送至抛光器，所述配料桶内设有搅拌装置，搅拌装置包括搅拌轴和固定在搅拌轴上的搅拌叶片，所述搅拌叶片数量为三组，三组搅拌叶片沿搅拌轴的轴向依次固定，其所处的平面都与水平面之间呈一定的夹角，而且上下相邻的两个搅拌叶片之间在其选装平面内错位布置；所述配料桶内还固定有一个竖直状态的中心筒，中心筒的下端固定在配料桶的下表面上，同时所有的搅拌叶片均位于中心筒内；所述中心筒的上端开口，下端的侧面上也开有开口，即中心筒内部的物料与外部的物料是相通的；所述搅拌轴与设于桶盖顶部的电机传动连接；

所述料桶下端设置有排料口，排料口上设有阀门，排料口通过输送管与抛光器连接，所述抛光器包括抛光盘、固定于抛光盘上方的抛光液输送口、位于抛光盘上方的抛光头、以及安装于抛光头下表面的具有曲线轮廓的抛光垫，待抛光的晶片安置在抛光盘上，并随抛光盘旋转，抛光液输出口直接向晶片输送抛光液。

优选地，所述配料桶底部设置有支架，顶部设置有桶盖。

优选地，所述桶盖上开有投料口。

优选地，所述抛光头及抛光垫的尺寸不小于晶片的直径。

优选地，所述抛光头依次连接有压电陶瓷、功率放大器和超声发生器。

优选地，所述搅拌轴上还固定有搅拌桨，所述搅拌桨为倒置的U型。

优选地，所述搅拌桨的侧边固定有纵向设置的桶壁刮刀，桶壁刮刀的侧面与配料桶内壁的间距为0.2cm。

优选地，所述电机由四个螺丝垂直固定于桶盖中心的表面。

优选地，所述料桶的外围设置有冷却水套，所述冷却水套上设置有进水口和出水口。

优选地，所述配料桶由耐酸碱材料制成，且配料桶表面设置有耐酸碱层。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明方便、快捷、实用，无需将抛光设备停机以更换抛光液，能够保证化学机械抛光工序的连续进行，省时省力，提高了工作效率，降低了生产成本；采用此配料桶配制的抛光液化学稳定性好，保证了碳化硅晶片良好的抛光效果。

2、抛光盘的尺寸仅为旋转式化学机械抛光机的一半，材料去除率能达到旋转式化学机械抛光机的40％以上，而设备的占地面积小，仅为旋转式化学机械抛光机的1/4，面积利用率高，能够提高单位面积下设备的产量。

3、搅拌装置的能够实现中心筒内外的物料上下循环搅拌，消除涡轮推进式存在的涡流现象，同时提高物料的混合效果，降低动力的消耗，具有很好的实用性。