一种化学用机械研磨设备的制作方法

本发明属于化学机械研磨技术领域，尤其涉及一种化学用机械研磨设备。

背景技术：

化学机械研磨，晶圆制造中，随着制程技术的升级、导线与栅极尺寸的缩小，光刻技术对晶圆表面的平坦程度的要求越来越高，化学机械研磨亦称为化学机械抛光，其原理是化学腐蚀作用和机械去除作用相结合的加工技术，是目前机械加工中唯一可以实现表面全局平坦化的技术。

晶圆制造需要使用到化学机械研磨，现有技术存在的问题是：化学机械研磨在使用过程中由于晶圆处于同一位置，当对应位置的研磨盘出现问题，会导致晶圆损坏，同时单盘研磨会使晶圆研磨的时间变久，晶圆研磨均匀度有偏差的问题，无法满足快速均匀研磨的目的。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种化学用机械研磨设备，具备对晶圆快速均匀研磨的优点，解决了现有化学机械研磨在使用过程中由于晶圆处于同一位置，当对应位置的研磨盘出现问题，会导致晶圆损坏，同时单盘研磨会使晶圆研磨的时间变久，晶圆研磨均匀度有偏差的问题。

本发明是这样实现的，一种化学用机械研磨设备，包括动力底座，所述动力底座的顶部固定连接有研磨箱，所述动力底座的内部设置有传动机构，所述传动机构的顶部贯穿动力底座并延伸至研磨箱的内部，所述传动机构表面的顶部套设有联动机构，所述联动机构的底部固定连接有固定卡盘，所述固定卡盘内部的两侧均设置有限位机构，所述固定卡盘的底部开设有开口，所述限位机构相互靠近的一侧贯穿固定卡盘并延伸至开口的内部，所述研磨箱的顶部设置有盖板。

作为本发明优选的，所述传动机构包括传动电机，所述传动电机位于动力底座的内部，所述传动电机的底部与动力底座内壁的底部固定连接，所述传动电机的顶部固定连接有第一活动柱，所述第一活动柱的顶部贯穿动力底座和研磨箱并延伸至研磨箱的内部，所述第一活动柱表面的底部固定连接有研磨盘，所述研磨盘的顶部与固定卡盘的底部配合使用，所述第一活动柱表面的顶部与联动机构的内部配合使用。

作为本发明优选的，所述联动机构包括传动壳，所述传动壳套设于第一活动柱的表面，所述传动壳的右侧与研磨箱内壁的右侧固定连接，所述第一活动柱表面的顶部固定连接有第一齿盘，所述第一齿盘的右侧啮合有第二齿盘，所述第二齿盘的内部固定连接有活动套，所述活动套的内部活动连接有第二活动柱，所述活动套内壁的两侧均固定连接有滑块，所述滑块靠近第二活动柱的一侧贯穿第二活动柱并延伸至第二活动柱的内部，所述滑块的表面与第二活动柱的内部活动连接，所述第二活动柱的底部贯穿传动壳并延伸至传动壳的底部，所述第二活动柱的底部与固定卡盘的顶部固定连接。

作为本发明优选的，左侧所述限位机构包括第一固定杆，所述第一固定杆位于固定卡盘的内部，所述第一固定杆的内部活动连接有第一固定柱，所述第一固定柱的后侧与固定卡盘内壁的后侧固定连接，所述第一固定杆内部的顶部活动连接有第二固定柱，所述第二固定柱的后侧固定连接有第二固定杆，所述第二固定杆的左侧贯穿固定卡盘并延伸至固定卡盘的左侧，所述第二固定杆的左侧固定连接有配重块，所述第一固定杆内部的底部活动连接有第三固定柱，所述第三固定柱的后侧固定连接有第三固定杆，所述第三固定杆的右侧贯穿固定卡盘并延伸至开口的内部。

作为本发明优选的，所述第一固定杆内部的顶部开设有与第二固定柱配合使用的第一滑槽，所述第一固定杆内部的底部开设有与第三固定柱配合使用的第二滑槽。

作为本发明优选的，所述第三固定杆的右侧固定连接有限位垫，所述开口的内壁开设有与限位垫配合使用的凹槽。

作为本发明优选的，所述第一活动柱表面的顶部和底部均套设有两个第一密封圈，所述第一密封圈的表面分别与动力底座、研磨箱和传动壳的内部固定连接。

作为本发明优选的，所述第二活动柱的内部开设有与滑块配合使用的第三滑槽，所述活动套和第二活动柱表面的顶部均套设有第二密封圈，所述第二密封圈的表面均与传动壳的内部固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过设置动力底座、研磨箱、传动机构、联动机构、固定卡盘、限位机构、开口、盖板、第一滑槽、第二滑槽、限位垫、凹槽、第一密封圈、第三滑槽和第二密封圈的配合使用，解决了现有化学机械研磨在使用过程中由于晶圆处于同一位置，当对应位置的研磨盘出现问题，会导致晶圆损坏，同时单盘研磨会使晶圆研磨的时间变久，晶圆研磨均匀度有偏差的问题，该化学用机械研磨设备，具备对晶圆快速均匀研磨的优点，以满足快速均匀研磨的目的。

2、本发明通过设置传动机构，能够通过传动电机转动，传动电机带动第一活动柱转动，第一活动柱带动研磨盘和第一齿盘转动，方便动力的传输，增加结构运行的稳定性。

3、本发明通过设置联动机构，能够通过第一齿盘转动，第一齿盘带动第二齿盘转动的，第二齿盘带动活动套转动，活动套通过滑块带动第二活动柱转动，第二活动柱带动固定卡盘转动，能够使第一活动柱和第二活动柱同步转动，方便研磨盘和固定卡盘对晶圆研磨。

4、本发明通过设置限位机构，能够通过固定卡盘转动，固定卡盘甩动配重块，配重块带动第二固定杆移动，第二固定杆带动第二固定柱移动，第二固定柱通过在第一固定杆的内部活动带动第一固定杆围绕第一固定柱转动，第一固定杆通过第三固定柱带动第三固定杆移动，使第三固定杆对晶圆进行限位固定。

5、本发明通过设置第一滑槽和第二滑槽，能够方便第二固定柱和第三固定柱在第一固定杆的内部移动，避免第二固定柱和第三固定柱出现卡死的现象。

6、本发明通过设置限位垫和凹槽，能够当第三固定杆带动限位垫移动时，限位垫对晶圆施加力，避免由于与晶圆硬性接触导致晶圆的损坏。

7、本发明通过设置第一密封圈，能够有效增加第一活动柱与传动壳、动力底座和研磨箱的密封性，避免研磨液体通过缝隙进入到动力底座的内部，避免传动电机的损坏。

8、本发明通过设置第三滑槽和第二密封圈，能够方便滑块在第二活动柱的内部滑动，同时方便活动套通过滑块带动第二活动柱转动，第二密封圈能够增加活动套和第二活动柱与传动壳的密封性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的结构示意图；

图2是本发明实施例提供动力底座和研磨箱的立体图；

图3是本发明实施例提供动力底座和研磨箱的主视剖视图；

图4是本发明实施例提供联动机构的主视剖视图；

图5是本发明实施例提供限位机构的主视剖视图；

图6是本发明实施例提供图2中a处的局部放大图。

图中：1、动力底座；2、研磨箱；3、传动机构；301、传动电机；302、第一活动柱；303、研磨盘；4、联动机构；401、传动壳；402、第一齿盘；403、第二齿盘；404、活动套；405、第二活动柱；406、滑块；5、固定卡盘；6、限位机构；601、第一固定杆；602、第一固定柱；603、第二固定柱；604、第二固定杆；605、配重块；606、第三固定柱；607、第三固定杆；7、开口；8、盖板；9、第一滑槽；10、第二滑槽；11、限位垫；12、凹槽；13、第一密封圈；14、第三滑槽；15、第二密封圈。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的本发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

如图1至图6所示，本发明实施例提供的一种化学用机械研磨设备，包括动力底座1，动力底座1的顶部固定连接有研磨箱2，动力底座1的内部设置有传动机构3，传动机构3的顶部贯穿动力底座1并延伸至研磨箱2的内部，传动机构3表面的顶部套设有联动机构4，联动机构4的底部固定连接有固定卡盘5，固定卡盘5内部的两侧均设置有限位机构6，固定卡盘5的底部开设有开口7，限位机构6相互靠近的一侧贯穿固定卡盘5并延伸至开口7的内部，研磨箱2的顶部设置有盖板8。

参考图3，传动机构3包括传动电机301，传动电机301位于动力底座1的内部，传动电机301的底部与动力底座1内壁的底部固定连接，传动电机301的顶部固定连接有第一活动柱302，第一活动柱302的顶部贯穿动力底座1和研磨箱2并延伸至研磨箱2的内部，第一活动柱302表面的底部固定连接有研磨盘303，研磨盘303的顶部与固定卡盘5的底部配合使用，第一活动柱302表面的顶部与联动机构4的内部配合使用。

采用上述方案：通过设置传动机构3，能够通过传动电机301转动，传动电机301带动第一活动柱302转动，第一活动柱302带动研磨盘303和第一齿盘402转动，方便动力的传输，增加结构运行的稳定性。

参考图4，联动机构4包括传动壳401，传动壳401套设于第一活动柱302的表面，传动壳401的右侧与研磨箱2内壁的右侧固定连接，第一活动柱302表面的顶部固定连接有第一齿盘402，第一齿盘402的右侧啮合有第二齿盘403，第二齿盘403的内部固定连接有活动套404，活动套404的内部活动连接有第二活动柱405，活动套404内壁的两侧均固定连接有滑块406，滑块406靠近第二活动柱405的一侧贯穿第二活动柱405并延伸至第二活动柱405的内部，滑块406的表面与第二活动柱405的内部活动连接，第二活动柱405的底部贯穿传动壳401并延伸至传动壳401的底部，第二活动柱405的底部与固定卡盘5的顶部固定连接。

采用上述方案：通过设置联动机构4，能够通过第一齿盘402转动，第一齿盘402带动第二齿盘403转动的，第二齿盘403带动活动套404转动，活动套404通过滑块406带动第二活动柱405转动，第二活动柱405带动固定卡盘5转动，能够使第一活动柱302和第二活动柱405同步转动，方便研磨盘303和固定卡盘5对晶圆研磨。

参考图5，左侧限位机构6包括第一固定杆601，第一固定杆601位于固定卡盘5的内部，第一固定杆601的内部活动连接有第一固定柱602，第一固定柱602的后侧与固定卡盘5内壁的后侧固定连接，第一固定杆601内部的顶部活动连接有第二固定柱603，第二固定柱603的后侧固定连接有第二固定杆604，第二固定杆604的左侧贯穿固定卡盘5并延伸至固定卡盘5的左侧，第二固定杆604的左侧固定连接有配重块605，第一固定杆601内部的底部活动连接有第三固定柱606，第三固定柱606的后侧固定连接有第三固定杆607，第三固定杆607的右侧贯穿固定卡盘5并延伸至开口7的内部。

采用上述方案：通过设置限位机构6，能够通过固定卡盘5转动，固定卡盘5甩动配重块605，配重块605带动第二固定杆604移动，第二固定杆604带动第二固定柱603移动，第二固定柱603通过在第一固定杆601的内部活动带动第一固定杆601围绕第一固定柱602转动，第一固定杆601通过第三固定柱606带动第三固定杆607移动，使第三固定杆607对晶圆进行限位固定。

参考图5，第一固定杆601内部的顶部开设有与第二固定柱603配合使用的第一滑槽9，第一固定杆601内部的底部开设有与第三固定柱606配合使用的第二滑槽10。

采用上述方案：通过设置第一滑槽9和第二滑槽10，能够方便第二固定柱603和第三固定柱606在第一固定杆601的内部移动，避免第二固定柱603和第三固定柱606出现卡死的现象。

参考图5，第三固定杆607的右侧固定连接有限位垫11，开口7的内壁开设有与限位垫11配合使用的凹槽12。

采用上述方案：通过设置限位垫11和凹槽12，能够当第三固定杆607带动限位垫11移动时，限位垫11对晶圆施加力，避免由于与晶圆硬性接触导致晶圆的损坏。

参考图3和图4，第一活动柱302表面的顶部和底部均套设有两个第一密封圈13，第一密封圈13的表面分别与动力底座1、研磨箱2和传动壳401的内部固定连接。

采用上述方案：通过设置第一密封圈13，能够有效增加第一活动柱302与传动壳401、动力底座1和研磨箱2的密封性，避免研磨液体通过缝隙进入到动力底座1的内部，避免传动电机301的损坏。

参考图4和图6，第二活动柱405的内部开设有与滑块406配合使用的第三滑槽14，活动套404和第二活动柱405表面的顶部均套设有第二密封圈15，第二密封圈15的表面均与传动壳401的内部固定连接。

采用上述方案：通过设置第三滑槽14和第二密封圈15，能够方便滑块406在第二活动柱405的内部滑动，同时方便活动套404通过滑块406带动第二活动柱405转动，第二密封圈15能够增加活动套404和第二活动柱405与传动壳401的密封性。

本发明的工作原理：

在使用时，当需要对晶圆进行研磨时，先将晶圆放置在固定卡盘5的底部，将研磨箱2内部通过进水口注入化学研磨液，启动传动电机301，传动电机301转动，传动电机301带动第一活动柱302转动，第一活动柱302带动研磨盘303和第一齿盘402转动，第一齿盘402带动第二齿盘403转动的，第二齿盘403带动活动套404转动，活动套404通过滑块406带动第二活动柱405转动，第二活动柱405带动固定卡盘5转动，使第一活动柱302和第二活动柱405同步转动，第二活动柱405转动的同时带动固定卡盘5转动，固定卡盘5甩动配重块605，配重块605带动第二固定杆604移动，第二固定杆604带动第二固定柱603移动，第二固定柱603通过在第一固定杆601的内部活动带动第一固定杆601围绕第一固定柱602转动，第一固定杆601通过第三固定柱606带动第三固定杆607移动，第三固定杆607带动限位垫11向靠近晶圆的一侧移动，使限位垫11与晶圆更好的接触，实现对晶圆的限位，晶圆不但与研磨盘303接触研磨，同时由于第二活动柱405带动固定卡盘5转动，固定卡盘5也带动晶圆自转，实现全方位研磨的目的，以解决快速均匀研磨的目的。

综上所述：该化学用机械研磨设备，通过设置动力底座1、研磨箱2、传动机构3、联动机构4、固定卡盘5、限位机构6、开口7、盖板8、第一滑槽9、第二滑槽10、限位垫11、凹槽12、第一密封圈13、第三滑槽14和第二密封圈15的配合使用，解决了现有化学机械研磨在使用过程中由于晶圆处于同一位置，当对应位置的研磨盘出现问题，会导致晶圆损坏，同时单盘研磨会使晶圆研磨的时间变久，晶圆研磨均匀度有偏差的问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。