[實用新型]一種晶圓雙面化學機械研磨拋光用冷卻裝置

有效

• 申請號: 201520729465.0
• 申請日: 2015-09-21
• 公開（公告）號: CN204997529U
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發明（設計）人: 黃曉波;杭魯濱;程武山;朱蓓;盧建偉;馮初鍔;方潛鋒
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: B24B55/02
• 分類號: B24B55/02;B24B57/02;B24B37/34
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 周兵

技術領域

本實用新型涉及冷卻裝置領域，具體地說，特別涉及到一種晶圓雙面化學機械研磨拋光用冷卻裝置。

背景技術

晶圓在加工的過程中需要對表面進行研磨拋光來消除其在單晶切割工序中產生的鋸痕和損傷層，從而改善晶圓的幾何精度，以求獲得表面局部平整度、表面粗糙度和極低的光亮鏡面來滿足IC工藝要求。在機械化學研磨拋光過程中，化學反應與溫度變化呈指數關系。溫度的升高，導致化學反應加劇，使晶圓表面的拋光一致性較差，造成不均勻的平坦化效果；而在低溫情況下，化學反應速度變慢，導致化學研磨拋光作用降低，材料移除速率變慢，研磨精度變差。因此研磨拋光區域的溫度需要控制在一定的范圍內。在研磨拋光區域，機械摩擦作用是主要的熱量來源，它會使研磨拋光區域的溫度高于最佳溫度。當溫度過高時，容易引起晶圓的變形，從而導致在化學機械研磨拋光過程中晶圓破裂。

目前，在雙面研磨拋光時較多采用行星研磨拋光設備，研磨拋光效率高。但行星研磨拋光設備在使用的過程中，產生的熱量分布不均，而傳統的通過研磨拋光液帶走研磨拋光過程中研磨拋光盤的熱量，冷卻方式被動，在連續工作時不能起到良好的降溫作用及精確的溫度控制，從而導致研磨拋光盤的變形，嚴重影響工件的平整度。

實用新型內容

本實用新型的目的在于針對現有技術中的不足，提供一種晶圓雙面化學機械研磨拋光用冷卻裝置，以解決上述問題。

本實用新型所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

一種晶圓雙面化學機械研磨拋光用冷卻裝置，包括設于研磨拋光機構上的冷卻機構、調節系統和顯示控制系統，所述冷卻機構包括冷卻盤體，冷卻盤體的內部通過冷卻通道形成冷卻腔，冷卻通道包括內圈圓環形的通道和外圈環狀波浪形的通道。

進一步的，所述研磨拋光機構包括上磨盤、下磨盤和下磨盤上的行星研磨部，上磨盤和下磨盤分別由電機無級調速驅動，上磨盤與加壓氣缸相連，行星研磨部包括中心齒輪、行星輪和外圈的大齒輪。

進一步的，所述冷卻盤體設于下磨盤的下端，冷卻盤體上設有冷卻盤蓋，冷卻盤體和冷卻盤蓋通過螺釘相連，并且在連接處的冷卻盤體內的外圈上設有密封圈。

進一步的，所述冷卻腔通過攔件依次由內圈向外圈分隔成圓環形的第一通道、第二通道和環狀波浪形的第三通道和第四通道，第一通道、第二通道、第三通道和第四通道依次相連形成迷宮狀的冷卻通道。

進一步的，所述第一通道的首端開設有冷卻液進口；第四通道的末端開設有冷卻液出口。

進一步的，所述冷卻液進口處和冷卻液出口處分別設有測溫機構。

進一步的，所述調節系統包括第一調節部和第二調節部，第一調節部包括依次與冷卻液進口相連的比例閥、電磁閥、減壓閥、冷卻液泵和冷卻液箱，第二調節部包括流量計，冷卻液出口通過流量計與冷卻液箱相連，第一調節部和第二調節部通過旋轉接頭分別與冷卻液進口和冷卻液出口相連，減壓閥與冷卻液泵的連接處設有溢流閥。

進一步的，所述顯示控制系統包括操作面板和上面的顯示面板。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果如下：

本實用新型結構簡單，操作方便。通過操作面板設置所需的工作溫度；通過顯示面板可實時監測冷卻盤體的冷卻液進、出口處的溫度；根據晶圓研磨拋光過程中的分布軌跡設置的圓環形和環狀波浪形的冷卻通道，使冷卻液在冷卻腔內按特定的路徑流動，從而使下磨盤面溫度分布均勻；調節系統通過自動調節冷卻液的流量和溫度對下磨盤的溫度進行調節，從而有效控制晶圓的加工溫度，提高晶圓研磨拋光的表面質量，降低碎片概率。

附圖說明

圖1為本實用新型所述的一種晶圓雙面化學機械研磨拋光用冷卻裝置的結構示意圖。

圖2為本實用新型所述的一種晶圓雙面化學機械研磨拋光用冷卻裝置的行星研磨部示意圖。

圖3為本實用新型所述的一種晶圓雙面化學機械研磨拋光用冷卻裝置的冷卻機構示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施方式，進一步闡述本實用新型。

參見圖1，本實用新型所述的一種晶圓雙面化學機械研磨拋光用冷卻裝置，包括設于研磨拋光機構上的冷卻機構、調節系統和顯示控制系統。