一种超声波雾化化学机械抛光装置的制作方法

1.本实用新型涉及半导体化学机械抛光技术领域，具体地说，涉及一种超声波雾化化学机械抛光装置。


背景技术：

2.半导体的化学机械抛光(cmp)是利用抛光垫与晶圆之间发生的相对运动来实现对晶圆表面多余材料的去除，因此抛光垫的表面质量将会直接影响晶圆表面的抛光效果。
3.抛光液是影响cmp质量的关键因素之一，其一般由磨料、氧化剂、络合剂、ph调节剂和表面活性剂等组成，各添加剂的选择和含量极大地影响着抛光液性能。由于抛光不同的材料时，需针对性地研制抛光液；再加之抛光液的存储时间短、回收困难等，抛光液的消耗成本一直是cmp中难以回避的问题。


技术实现要素：

4.为解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型提供了一种超声波雾化化学机械抛光装置，通过超声波发生器将抛光液雾化，再将雾化液导入抛光垫与样品的接触面，使其均匀粘附在抛光垫表面，与钛合金表面产生化学反应，由机械作用将反应物去除，从而形成光滑平坦的无损伤表面。采用超声雾化施液的工艺方法，对多种材料进行了抛光研究，大大降低了抛光液的消耗量。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了一种超声波雾化化学机械抛光装置，包括抛光台和置于抛光台上的抛光垫。
6.作为上述方案的进一步描述：还包括位于抛光台上方的抛光头和超声波雾化器，所述抛光头靠近抛光台一侧的端部设有抛光工件。
7.作为上述方案的进一步描述：所述抛光台转动，所述抛光头向靠近抛光台的方向移动至抛光工件抵触至抛光垫，所述超声波雾化器向抛光垫表面喷雾。
8.作为上述方案的进一步描述：所述抛光台远离抛光垫的一侧设有旋转轴，旋转轴通过旋转外轮与发动机连接。
9.作为上述方案的进一步描述：所述抛光头还连接有压力转速控制器。
10.作为上述方案的进一步描述：还包括去离子化水机，所述去离子化水机连接有管道，所述的管道的一端与水源连通，所述的管道的另一端设于抛光垫的上方。
11.作为上述方案的进一步描述：还包括回收过滤装置，所述回收过滤装置还连接有真空压缩机。
12.本实用新型提供的一种超声波雾化化学机械抛光装置，采用超声波雾化施液的工艺方法，大大降低了抛光液的消耗量，同时设置了连接有真空压缩机的回收过滤装置，提升了抛光液的回收效率。
附图说明
13.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1为本实用新型提出一种超声波雾化化学机械抛光装置的结构示意图。
15.附图标记：
16.11
……
抛光台、12
……
抛光垫、13
……
旋转轴、131
……
旋转外轮、14
……
抛光头、141
……
抛光工件、142
……
压力转速控制器、15
……
超声波雾化器、16
……
回收过滤装置、161
……
真空压缩机、17
……
去离子化水机、171
……
管道、18
……
水源、19
……
水槽
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.请参阅图1，本实用新型提供了一种超声波雾化化学机械抛光装置，包括抛光台11和置于抛光台11上的抛光垫12。
19.在一实施例中，所述抛光垫12可拆卸地设于抛光台11上，便于及时更换抛光垫12。
20.在一实施例中，当抛光台11处于工作状态时，抛光垫12跟随抛光台11同步转动。
21.进一步的，所述抛光台11远离抛光垫12的一侧设有旋转轴13，旋转轴13通过旋转外轮131与发动机连接。
22.具体的，发动机工作时，带动旋转外轮131转动，旋转外轮131带动旋转轴13同步转动，抛光台11携抛光垫12一起随着旋转轴13同步转动，这样设置，可以很方便的根据实际加工情况设置抛光台11的转动速率，从而调整抛光台11的工作效率和抛光垫12的抛光效果。
23.在一实施例中，所述旋转轴13通过焊接等方式固设于抛光台11的中心位置。
24.在另一实施例中，所述旋转轴13位于抛光台11的中心位置并与抛光台11一体加工成型。
25.进一步的，还包括位于抛光台11上方的抛光头14。
26.在一实施例中，所述抛光头14通过支架(图中未示出)设于抛光台11的上方，并可相对抛光台11移动。当抛光台11处于不工作状态时，抛光头14与抛光台11预设有间距，该间距可以根据实际加工需要、安装环境等因素进行适应性调整，满足加工需求即可。
27.在一实施例中，所述抛光头14靠近抛光台11一侧的端部设有抛光工件141，所述抛光工件141用于对抛光垫12进行化学机械抛光。
28.优选的，抛光头14位于抛光台11的正上方，这样，比较方便设置抛光垫12在抛光台11上的位置，使得抛光台11旋转时，抛光工件141可以完整接触到抛光垫12的表面，同时抛光台11还可以比较平稳地旋转。
29.进一步的，为了调整抛光工件141的抛光效果，所述抛光头14还连接有压力转速控制器142，所述压力转速控制器142可以控制抛光工件141向抛光垫12施加的压力大小，从而
可以根据实际加工需要，调整抛光工件141与抛光垫12接触时的两者之间的摩擦力的大小。
30.进一步的，还包括超声波雾化器15，所述超声波雾化器15的内部容纳有抛光液，其喷雾口位于抛光台11的上方，用于在抛光台11旋转时向置于抛光台11上的抛光垫12表面喷洒抛光液形成的抛光液雾。
31.优选的，超声波雾化器15的喷雾口位于抛光垫12的上方。
32.进一步的，还包括去离子化水机17，所述去离子化水机17连接有管道171，所述的管道171的一端与水源18连通，所述的管道171的另一端设于抛光垫12的上方，用于使用水源18产生去离子化水清洗抛光垫12。
33.进一步的，还包括回收过滤装置16，所述回收过滤装置16设于抛光台11的下方。
34.在一实施例中，所述回收过滤装置16还连接有真空压缩机161，用于对使用完成的抛光液进行回收。
35.在一实施例中，还包括设于抛光台11下方的水槽19，用于收集多余的去离化水。
36.实用新型提供的一种超声波雾化化学机械抛光装置，具体工作过程为：当启动发动机后，发动机带动旋转外轮131转动，旋转外轮131带动旋转轴13同步转动，抛光台11携抛光垫12一起随着旋转轴13同步转动，同时，所述抛光头14向靠近抛光台11的方向移动，在抛光头14移动过程中，压力转速控制器142控制抛光工件141向抛光垫12施加的压力，当抛光头14移动至抛光工件141抵触至抛光垫12时，抛光工件141开始对抛光垫12进行抛光，同时所述超声波雾化器15向抛光垫12表面喷抛光液雾，使抛光液均匀粘附在抛光垫12表面上，抛光完成后，抛光头14带动抛光工件141离开抛光垫12，然后去离子化水机17产生的去离子化水对抛光垫12表面残余的抛光液进行清洗，多余的去离子化水可以通过水槽19收集后再利用，同时用过的抛光液进入回收过滤装置16，回收过滤后再利用。
37.以tc4钛合金为例，设定抛光工件141的压力为28.9kpa，抛光台11的转速为80r/min，超声波雾化器15的抛光液雾流量为10ml/min，抛光时间为6min，利用实用新型提供的一种超声波雾化化学机械抛光装置进行抛光，抛光效率更高，而且通过后续的回收过滤，抛光液能进行二次利用，大大节省了抛光液的用量。
38.相较于传统的抛光装置，本实用新型提供的一种超声波雾化化学机械抛光装置明显节省了抛光液，且抛光效果更加稳定。
39.以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种超声波雾化化学机械抛光装置，包括抛光台(11)和置于抛光台(11)上的抛光垫(12)，其特征在于：还包括位于抛光台(11)上方的抛光头(14)和超声波雾化器(15)，所述抛光头(14)靠近抛光台(11)一侧的端部设有抛光工件(141)；所述抛光台(11)转动，所述抛光头(14)向靠近抛光台(11)的方向移动至抛光工件(141)抵触至抛光垫(12)，所述超声波雾化器(15)向抛光垫(12)表面喷雾。2.根据权利要求1所述的一种超声波雾化化学机械抛光装置，其特征在于：所述抛光台(11)远离抛光垫(12)的一侧设有旋转轴(13)，旋转轴(13)通过旋转外轮(131)与发动机连接。3.根据权利要求1所述的一种超声波雾化化学机械抛光装置，其特征在于：所述抛光头(14)还连接有压力转速控制器(142)。4.根据权利要求1所述的一种超声波雾化化学机械抛光装置，其特征在于：还包括去离子化水机(17)，所述去离子化水机(17)连接有管道(171)，所述的管道(171)的一端与水源(18)连通，所述的管道(171)的另一端设于抛光垫(12)的上方。5.根据权利要求1所述的一种超声波雾化化学机械抛光装置，其特征在于：还包括回收过滤装置(16)，所述回收过滤装置(16)还连接有真空压缩机(161)。

技术总结
本实用新型提供了一种超声波雾化化学机械抛光装置，包括抛光台和置于抛光台上的抛光垫，还包括位于抛光台上方的抛光头和超声波雾化器，所述抛光头靠近抛光台一侧的端部设有抛光工件；所述抛光台转动，所述抛光头向靠近抛光台的方向移动至抛光工件抵触至抛光垫，所述超声波雾化器向抛光垫表面喷雾。在化学机械抛光过程中，本实用新型采用超声波雾化施液的工艺方法，大大降低了抛光液的消耗量，且抛光效果更加稳定。果更加稳定。果更加稳定。


技术研发人员：阚开乐
受保护的技术使用者：深圳市鑫德普科技有限公司
技术研发日：2023.03.01
技术公布日：2023/7/17