本發(fā)明涉及半導(dǎo)體機(jī)械研磨設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著超大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展，集成電路制造工藝變得越來(lái)越復(fù)雜和精細(xì)。為了提高集成度，降低制造成本，元件的特征尺寸不斷變小，芯片單位面積內(nèi)的元件數(shù)量不斷增加，平面布線已難以滿足元件高密度分布的要求，只能采用多層布線技術(shù)利用芯片的垂直空間，進(jìn)一步提高器件的集成密度。但多層布線技術(shù)的應(yīng)用會(huì)造成襯底表面起伏不平，對(duì)圖形制作極其不利，為此，常需要對(duì)襯底進(jìn)行表面平坦化處理。

目前，化學(xué)機(jī)械研磨法是達(dá)成全局平坦化的最佳方法，尤其在半導(dǎo)體制作工藝進(jìn)入亞微米領(lǐng)域后，其已成為一項(xiàng)不可或缺的制作工藝技術(shù)。

化學(xué)機(jī)械拋光是利用混有極小磨粒的化學(xué)溶液與加工表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來(lái)改變其表面的化學(xué)健，生成容易以機(jī)械方式去除的產(chǎn)物，再經(jīng)機(jī)械摩擦去除化學(xué)反應(yīng)物獲得超光滑無(wú)損傷的平坦化表面的。

但現(xiàn)有技術(shù)的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備上研磨液供應(yīng)管的研磨液供應(yīng)位置比較單一，單靠轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)的離心力不能夠確保研磨頭下方的研磨墊上的研磨液能夠均勻分布，而研磨液的分布不均勻?qū)⒅苯佑绊懙窖心ヮ^的研磨效果，導(dǎo)致襯底研磨結(jié)果的不均勻，且現(xiàn)在市面上存在的設(shè)備多數(shù)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，體積龐大，在對(duì)其進(jìn)行移動(dòng)時(shí)極為不方便。

公告號(hào)為cn201960447u提出的一種化學(xué)機(jī)械設(shè)備研磨設(shè)備其上通過(guò)增設(shè)傳感器以及增設(shè)多路研磨液噴射管解決上述問(wèn)題，其使得設(shè)備的結(jié)構(gòu)難免變的更為復(fù)雜，使之造價(jià)變高。

因此，我們急需設(shè)計(jì)一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備上研磨液供應(yīng)管的研磨液供應(yīng)位置比較單一，單靠轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)的離心力不能夠確保研磨頭下方的研磨墊上的研磨液能夠均勻分布，而研磨液的分布不均勻?qū)⒅苯佑绊懙窖心ヮ^的研磨效果，導(dǎo)致襯底研磨結(jié)果的不均勻等缺點(diǎn)，而提出的一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，包括支撐底座，所述支撐底座呈中空結(jié)構(gòu)，支撐底座的內(nèi)腔通過(guò)支架固定有第一驅(qū)動(dòng)裝置，第一驅(qū)動(dòng)裝置的輸出軸穿過(guò)支撐底座的上側(cè)側(cè)壁與轉(zhuǎn)盤(pán)通過(guò)法蘭盤(pán)連接，轉(zhuǎn)盤(pán)的橫截面呈圓形，豎截面呈矩形，且轉(zhuǎn)盤(pán)的上側(cè)焊接有第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸，第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)盤(pán)的一端通過(guò)法蘭盤(pán)與研磨裝置連接，且轉(zhuǎn)盤(pán)的上側(cè)焊接有圓筒，圓筒上靠近轉(zhuǎn)盤(pán)的一端側(cè)壁上開(kāi)有出液孔，第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸和研磨裝置均位于圓筒的內(nèi)腔內(nèi)。

所述支撐底座的一端上側(cè)通過(guò)螺釘固定有第一立柱，另一端上側(cè)通過(guò)螺釘固定有第二立柱，第一立柱的側(cè)壁上焊接有固定環(huán)，固定環(huán)內(nèi)固定有研磨液存儲(chǔ)罐，研磨液存儲(chǔ)罐的出液端設(shè)置有蛇形放液管，蛇形放液管上設(shè)置有液體流量調(diào)節(jié)閥，且蛇形放液管的出液端伸至于圓筒的進(jìn)液端的正上方，第二立柱的頂端焊接有橫梁，橫梁遠(yuǎn)離第二立柱的一端通過(guò)螺釘固定有第二驅(qū)動(dòng)裝置，第二驅(qū)動(dòng)裝置的輸出軸通過(guò)法蘭盤(pán)與第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端連接，第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸的另一端通過(guò)法蘭盤(pán)與研磨頭連接，研磨頭位于研磨裝置的正上方，且待研磨物件位于研磨頭和研磨裝置之間。

所述研磨裝置包括限流裝置、底盤(pán)、放液孔和研磨墊，其中研磨墊貼附于底盤(pán)的上側(cè)，限流裝置焊接在豎截面呈等腰梯形的底盤(pán)外圈側(cè)壁上，其中限流裝置的橫截面呈圓環(huán)狀，放液孔開(kāi)于限流裝置上。

優(yōu)選的，所述支撐底座的橫截面和豎截面均呈矩形，且支撐底座的底部四角均通過(guò)螺釘固定有移動(dòng)滾輪，且支撐底座的上側(cè)外側(cè)壁上沖壓有供給研磨液流淌的凹槽。

優(yōu)選的，所述第一驅(qū)動(dòng)裝置和第二驅(qū)動(dòng)裝置均采用電機(jī)，且第一驅(qū)動(dòng)裝置和第二驅(qū)動(dòng)裝置上均設(shè)置有減速器，且第一驅(qū)動(dòng)裝置和第二驅(qū)動(dòng)裝置的信號(hào)輸入端均與plc控制器連接，且兩驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)向相同。

優(yōu)選的，所述第二立柱與第一立柱互相平行，且第二立柱與橫梁互相垂直，且第二立柱上設(shè)置有升降裝置，升降裝置采用液壓氣缸，升降裝置的信號(hào)輸入端與plc控制器連接。

優(yōu)選的，所述圓筒的直徑等于限流裝置外切圓的直徑，且圓筒上靠近轉(zhuǎn)盤(pán)的一端側(cè)壁上開(kāi)有5-10個(gè)出液孔，出液孔沿圓筒的軸向方向均勻排布。

優(yōu)選的，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸、第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸、研磨頭和研磨裝置的中軸線位于同一直線上。

優(yōu)選的，所述限流裝置的豎截面呈等腰梯形，其高度等于待研磨物件的高度的二分之一。

優(yōu)選的，所述底盤(pán)的上側(cè)壁與限流裝置的底端處于同一水平面上。

優(yōu)選的，所述研磨頭的橫截面呈圓形，豎截面呈矩形，且研磨頭的直徑小于底盤(pán)的直徑。

優(yōu)選的，所述第一立柱的側(cè)壁上焊接有2-3個(gè)固定環(huán)，且固定環(huán)的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有橡膠環(huán)。

本發(fā)明有益效果：

1.該化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備其上設(shè)置了由圓筒、限流裝置、底盤(pán)、放液孔和研磨墊等部件構(gòu)成的研磨裝置，其能夠使得待研磨物件被研磨液充分浸透，進(jìn)而使得其被均勻研磨，提高了均勻性和平整度。

2.該化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備其呈框架式結(jié)構(gòu)，移動(dòng)方便，，且其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，避免了傳感器等電子元件的加入，使得整個(gè)設(shè)備造價(jià)低，使用起來(lái)也更為方便，維護(hù)起來(lái)更為簡(jiǎn)單。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明提出的一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明提出的一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的支撐底座的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明提出的一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明提出的一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨裝置的俯視圖；

圖5為本發(fā)明提出的一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的圓筒的俯視圖。

圖中：1橫梁、2第二立柱、3升降裝置、4支撐底座、5轉(zhuǎn)盤(pán)、6第一立柱、7研磨液存儲(chǔ)罐、8固定環(huán)、9蛇形放液管、10液體流量調(diào)節(jié)閥、11第二驅(qū)動(dòng)裝置、12第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸、13研磨頭、14研磨裝置、15第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸、16圓筒、17待研磨物件、18第一驅(qū)動(dòng)裝置、19出液孔、141限流裝置、142底盤(pán)、143放液孔、144研磨墊。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。

參照?qǐng)D1、圖2和圖5，一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，包括支撐底座4，支撐底座4呈中空結(jié)構(gòu)，支撐底座4的內(nèi)腔通過(guò)支架固定有第一驅(qū)動(dòng)裝置18，第一驅(qū)動(dòng)裝置18的輸出軸穿過(guò)支撐底座4的上側(cè)側(cè)壁與轉(zhuǎn)盤(pán)5通過(guò)法蘭盤(pán)連接，轉(zhuǎn)盤(pán)5的橫截面呈圓形，豎截面呈矩形，且轉(zhuǎn)盤(pán)5的上側(cè)焊接有第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸15，第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸15遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)盤(pán)5的一端通過(guò)法蘭盤(pán)與研磨裝置14連接，且轉(zhuǎn)盤(pán)5的上側(cè)焊接有圓筒16，圓筒16上靠近轉(zhuǎn)盤(pán)5的一端側(cè)壁上開(kāi)有出液孔19，第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸15和研磨裝置14均位于圓筒16的內(nèi)腔內(nèi)。

支撐底座4的一端上側(cè)通過(guò)螺釘固定有第一立柱6，另一端上側(cè)通過(guò)螺釘固定有第二立柱2，第一立柱6的側(cè)壁上焊接有固定環(huán)8，固定環(huán)8內(nèi)固定有研磨液存儲(chǔ)罐7，研磨液存儲(chǔ)罐7的出液端設(shè)置有蛇形放液管9，蛇形放液管9上設(shè)置有液體流量調(diào)節(jié)閥10，且蛇形放液管9的出液端伸至于圓筒16的進(jìn)液端的正上方，第二立柱2的頂端焊接有橫梁1，橫梁1遠(yuǎn)離第二立柱2的一端通過(guò)螺釘固定有第二驅(qū)動(dòng)裝置11，第二驅(qū)動(dòng)裝置11的輸出軸通過(guò)法蘭盤(pán)與第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸12的一端連接，第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸12的另一端通過(guò)法蘭盤(pán)與研磨頭13連接，研磨頭13位于研磨裝置14的正上方，且待研磨物件17位于研磨頭13和研磨裝置14之間。

支撐底座4的橫截面和豎截面均呈矩形，且支撐底座4的底部四角均通過(guò)螺釘固定有移動(dòng)滾輪，且支撐底座4的上側(cè)外側(cè)壁上沖壓有供給研磨液流淌的凹槽，第一驅(qū)動(dòng)裝置18和第二驅(qū)動(dòng)裝置11均采用電機(jī)，且第一驅(qū)動(dòng)裝置18和第二驅(qū)動(dòng)裝置11上均設(shè)置有減速器，且第一驅(qū)動(dòng)裝置18和第二驅(qū)動(dòng)裝置11的信號(hào)輸入端均與plc控制器連接，且兩驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)向相同。

第二立柱2與第一立柱6互相平行，且第二立柱2與橫梁1互相垂直，且第二立柱2上設(shè)置有升降裝置3，升降裝置3采用液壓氣缸，升降裝置3的信號(hào)輸入端與plc控制器連接，圓筒16的直徑等于限流裝置141外切圓的直徑，且圓筒16上靠近轉(zhuǎn)盤(pán)5的一端側(cè)壁上開(kāi)有5-10個(gè)出液孔19，出液孔19沿圓筒16的軸向方向均勻排布，第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸15、第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸12、研磨頭13和研磨裝置14的中軸線位于同一直線上，限流裝置141的豎截面呈等腰梯形，其高度等于待研磨物件17的高度的二分之一，底盤(pán)142的上側(cè)壁與限流裝置141的底端處于同一水平面上，研磨頭13的橫截面呈圓形，豎截面呈矩形，且研磨頭13的直徑小于底盤(pán)142的直徑，第一立柱6的側(cè)壁上焊接有2-3個(gè)固定環(huán)8，且固定環(huán)8的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有橡膠環(huán)。

參照?qǐng)D3-4，研磨裝置14包括限流裝置141、底盤(pán)142、放液孔143和研磨墊144，其中研磨墊144貼附于底盤(pán)142的上側(cè)，限流裝置141焊接在豎截面呈等腰梯形的底盤(pán)142的外圈側(cè)壁上，其中限流裝置141的橫截面呈圓環(huán)狀，放液孔143開(kāi)于限流裝置141上。

工作原理：參照?qǐng)D1-5，使用時(shí)，通過(guò)控制升降裝置3，使得研磨頭13與研磨裝置14之間的距離變大，然后再將待研磨物件17置于研磨裝置14上，然后再次控制升降裝置3，使得研磨頭13壓在待研磨物件17上，再啟動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)裝置18和第二驅(qū)動(dòng)裝置11，然后通過(guò)調(diào)整液體流量調(diào)節(jié)閥10，使得研磨液從研磨液存儲(chǔ)罐7內(nèi)流出，并順著蛇形放液管9流到圓筒16內(nèi)，流到圓筒16內(nèi)的研磨液在限流裝置141的作用下將待研磨物件17淹沒(méi)，限流裝置141上開(kāi)有放液孔143，進(jìn)而使得多出來(lái)的研磨液流向圓筒16的底部，再?gòu)拈_(kāi)于圓筒底部的出液孔19流出。

研磨時(shí)，先將待研磨物件17的待研磨面向下附著在研磨頭13上，通過(guò)在研磨頭13上施加下壓力，使襯底緊壓到研磨裝置14的研磨墊144上；然后，轉(zhuǎn)盤(pán)5的轉(zhuǎn)動(dòng)使得研磨裝置14轉(zhuǎn)動(dòng)，研磨頭13也進(jìn)行同向轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械研磨；同時(shí)，研磨液存放在研磨裝置14上，利用轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)的離心力分布在研磨墊144上，在待研磨物件17和研磨墊14之間形成一層液體薄膜，該薄膜與待研磨物件17的表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成易去除的產(chǎn)物，這一過(guò)程結(jié)合機(jī)械作用和化學(xué)反應(yīng)將襯底表面的材料去除。

以上，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。