[发明专利]一种化学机械研磨设备

说明书

技术领域

本发明涉及半导体机械研磨设备技术领域，尤其涉及一种化学机械研磨设备。

背景技术

随着超大规模集成电路的飞速发展，集成电路制造工艺变得越来越复杂和精细。为了提高集成度，降低制造成本，元件的特征尺寸不断变小，芯片单位面积内的元件数量不断增加，平面布线已难以满足元件高密度分布的要求，只能采用多层布线技术利用芯片的垂直空间，进一步提高器件的集成密度。但多层布线技术的应用会造成衬底表面起伏不平，对图形制作极其不利，为此，常需要对衬底进行表面平坦化处理。

目前，化学机械研磨法是达成全局平坦化的最佳方法，尤其在半导体制作工艺进入亚微米领域后，其已成为一项不可或缺的制作工艺技术。

化学机械抛光是利用混有极小磨粒的化学溶液与加工表面发生化学反应来改变其表面的化学健，生成容易以机械方式去除的产物，再经机械摩擦去除化学反应物获得超光滑无损伤的平坦化表面的。

但现有技术的化学机械研磨设备上研磨液供应管的研磨液供应位置比较单一，单靠转台旋转的离心力不能够确保研磨头下方的研磨垫上的研磨液能够均匀分布，而研磨液的分布不均匀将直接影响到研磨头的研磨效果，导致衬底研磨结果的不均匀，且现在市面上存在的设备多数结构较为复杂，体积庞大，在对其进行移动时极为不方便。

公告号为CN201960447U提出的一种化学机械设备研磨设备其上通过增设传感器以及增设多路研磨液喷射管解决上述问题，其使得设备的结构难免变的更为复杂，使之造价变高。

因此，我们急需设计一种化学机械研磨设备以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的化学机械研磨设备上研磨液供应管的研磨液供应位置比较单一，单靠转台旋转的离心力不能够确保研磨头下方的研磨垫上的研磨液能够均匀分布，而研磨液的分布不均匀将直接影响到研磨头的研磨效果，导致衬底研磨结果的不均匀等缺点，而提出的一种化学机械研磨设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种化学机械研磨设备，包括支撑底座，所述支撑底座呈中空结构，支撑底座的内腔通过支架固定有第一驱动装置，第一驱动装置的输出轴穿过支撑底座的上侧侧壁与转盘通过法兰盘连接，转盘的横截面呈圆形，竖截面呈矩形，且转盘的上侧焊接有第一转动轴，第一转动轴远离转盘的一端通过法兰盘与研磨装置连接，且转盘的上侧焊接有圆筒，圆筒上靠近转盘的一端侧壁上开有出液孔，第一转动轴和研磨装置均位于圆筒的内腔内。

所述支撑底座的一端上侧通过螺钉固定有第一立柱，另一端上侧通过螺钉固定有第二立柱，第一立柱的侧壁上焊接有固定环，固定环内固定有研磨液存储罐，研磨液存储罐的出液端设置有蛇形放液管，蛇形放液管上设置有液体流量调节阀，且蛇形放液管的出液端伸至于圆筒的进液端的正上方，第二立柱的顶端焊接有横梁，横梁远离第二立柱的一端通过螺钉固定有第二驱动装置，第二驱动装置的输出轴通过法兰盘与第二转动轴的一端连接，第二转动轴的另一端通过法兰盘与研磨头连接，研磨头位于研磨装置的正上方，且待研磨物件位于研磨头和研磨装置之间。

所述研磨装置包括限流装置、底盘、放液孔和研磨垫，其中研磨垫贴附于底盘的上侧，限流装置焊接在竖截面呈等腰梯形的底盘外圈侧壁上，其中限流装置的横截面呈圆环状，放液孔开于限流装置上。

优选的，所述支撑底座的横截面和竖截面均呈矩形，且支撑底座的底部四角均通过螺钉固定有移动滚轮，且支撑底座的上侧外侧壁上冲压有供给研磨液流淌的凹槽。

优选的，所述第一驱动装置和第二驱动装置均采用电机，且第一驱动装置和第二驱动装置上均设置有减速器，且第一驱动装置和第二驱动装置的信号输入端均与PLC控制器连接，且两驱动装置的转向相同。

优选的，所述第二立柱与第一立柱互相平行，且第二立柱与横梁互相垂直，且第二立柱上设置有升降装置，升降装置采用液压气缸，升降装置的信号输入端与PLC控制器连接。

优选的，所述圆筒的直径等于限流装置外切圆的直径，且圆筒上靠近转盘的一端侧壁上开有5-10个出液孔，出液孔沿圆筒的轴向方向均匀排布。

优选的，所述第一转动轴、第二转动轴、研磨头和研磨装置的中轴线位于同一直线上。

优选的，所述限流装置的竖截面呈等腰梯形，其高度等于待研磨物件的高度的二分之一。

优选的，所述底盘的上侧壁与限流装置的底端处于同一水平面上。

优选的，所述研磨头的横截面呈圆形，竖截面呈矩形，且研磨头的直径小于底盘的直径。