[发明专利]一种上抛光盘水冷却系统

说明书

本发明涉及一种上抛光盘水冷却系统，包括：上抛光盘；设置于上抛光盘一侧的旋转轴；沿着旋转轴的延伸方向层叠套设于旋转轴上的第一水冷盘和第二水冷盘，第一水冷盘嵌设于上抛光盘上，第二水冷盘上设置有多个进水口，第一水冷盘设置有出水口，出水口与设置于旋转轴内的出水通道连通，第一水冷盘和第二水冷盘之间通过导流管连通。解决上抛光盘在抛光过程中温度升高以及径向温度分布不均的问题，且第一水冷盘嵌入上抛光盘，增加了水冷盘与上抛光盘的接触面积，且第一水冷盘内的腔体是一没有被分隔的整体结构，相对于传统的冷却盘内设置较多分割筋结构，本发明增大了冷却盘的腔体体积，使能容纳的冷却水相应增加，大大增加了冷却效果。

技术领域

本发明涉及硅片抛光技术领域，尤其涉及一种上抛光盘水冷却系统。

背景技术

化学机械抛光(CMP)是一种化学腐蚀与机械磨削相结合的平坦化技术，其工作原理是将待抛光的硅片放在抛光头内，抛光垫粘贴在上抛光盘表面，通过抛光头对硅片施加一定压力，使硅片压在抛光垫表面，依靠硅片与抛光垫之间的相对运动，并借助于抛光液中的磨粒实现对硅片的平坦化。抛光过程中，由于硅片与抛光垫之间的摩擦，将会产生大量的热，使得抛光垫和上抛光盘温度升高。如果上抛光盘温度过高并且各部分温度严重不均匀，将使得上抛光盘在热应力的作用下产生微小形变，影响硅片表面的平整度。因此，需要将上抛光盘工作区域温度控制在一定范围，以提高硅片加工的质量。

考虑到抛光过程中，抛光头在抛光垫的圆心至抛光垫的外边缘的半径范围内运动，因此，抛光垫的圆心至抛光垫的外边缘的半径范围内的中间区域会一直被研磨，从而导致这部分区域的温度高于其他区域的温度，由此会导致径向温度分布不均。传统的上抛光盘水冷却方式虽然对上抛光盘整体进行降温，但由于进出水流运动路径较长，仍然会存在上抛光盘温度分布不均匀的情况，也就是上抛光盘的圆心至上抛光盘的外边缘的半径范围内的温度始终相差较大，且传统的水冷结构采用通过分割筋结构分割形成的多个扇形区域对冷却水进行引流，分割筋的分布大大减小了冷却结构容纳冷却水的腔体的容积，能够容纳的冷却水也相应减少，削弱了冷却效果。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种上抛光盘水冷却系统，解决上抛光盘在抛光过程中温度升高以及径向温度分布不均的问题。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种上抛光盘水冷却系统，包括：

上抛光盘；

设置于所述上抛光盘一侧的旋转轴；

沿着所述旋转轴的延伸方向层叠套设于所述旋转轴上的第一水冷盘和第二水冷盘，所述第一水冷盘嵌设于所述上抛光盘上，所述第二水冷盘上设置有多个进水口，所述第一水冷盘设置有出水口，所述出水口与设置于所述旋转轴内的出水通道连通，所述第一水冷盘和所述第二水冷盘之间通过导流管连通。

可选的，所述第二水冷盘在所述上抛光盘上的正投影落入所述第一水冷盘在所述上抛光盘上的正投影内，所述第一水冷盘的厚度小于所述第二水冷盘的厚度。

可选的，所述第二水冷盘具有远离所述第一水冷盘的第一表面，所述第一表面对应于所述导流管的区域向远离所述第一水冷盘的方向凸起形成鼓包，所述导流管面向所述第一表面的一端与所述第一表面之间的距离小于预设距离。

可选的，还包括套设于所述旋转轴上的固定盘，所述固定盘位于所述第二水冷盘远离所述第一水冷盘的一侧以对所述第一水冷盘和所述第二水冷盘进行固定。

可选的，所述固定盘上设置有与所述多个进水口一一对应的通孔，每个所述进水口向外延伸并穿过所述通孔形成外露于所述固定盘的进水通道。

可选的，所述进水通道和所述出水通道的出口处均设置有温度传感器，所述进水通道上设置有用于根据所述温度传感器的信息调节冷却水流量的节流阀。

可选的，所述第一水冷盘和所述第二水冷盘之间的导流管位于所述第一水冷盘的边缘。