一种用于晶片抛光盘的冷却装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型专利提供一种用于晶片抛光盘的冷却装置；冷却水通过抛光机底座进入抛光机中心进水管，再分成10个分水管进入到梯形进水冷却扇区，通过导孔进入到梯形回水冷却扇区，经回水档板和回水管后进入循环泵，完成整体循环冷却；梯形进水冷却扇区和梯形回水冷却扇区，间隔分布，上部冷却水直接与大盘接触，对抛光机的大盘进行冷却，回水管出口为开放式结构，降低回水压力，控制陶瓷板上晶片的温度，防止粘接蜡的软化。
【专利说明】
一种用于晶片抛光盘的冷却装置
技术领域
[0001]本实用新型专利涉及一种用于晶片抛光的冷却装置，特别涉及蓝宝石和硅晶片化学机械抛光大盘的冷却装置。【背景技术】
[0002]随着传统能源的不断减少，人们将目光更多地聚焦到了节能上。以氮化镓(GaN)材料制成的发光二极管具有高亮度、低能耗等特点，进来越来越多引起人们的关注。而在目前，最主要的氮化镓外延基片材料为蓝宝石(A1203)。蓝宝石又称白宝石，主要成分是a-A1203,由于其硬度高脆性大，机械加工尤为困难。但目前对蓝宝石衬底基片的机械参数，包括厚度、弯曲度、翘曲度、表面平整度等等参数的要求却越来越高。因此，对蓝宝石衬底的抛光温度也在不断提出着新的挑战。
[0003]当前国内外，对蓝宝石晶片表面进行化学机械抛光(CMP)采用较多的方式为有蜡抛光。抛光前将蓝宝石晶片用蜡粘接在陶瓷板上，用压头压在抛光机大盘上，大盘逆时针旋转，陶瓷盘顺时针旋转。通过大盘和陶瓷盘的转速差，对粘在陶瓷片上的蓝宝石晶片进行研磨抛光。抛光过程中在加入抛光液，从而达到抛光效果。在化学机械抛光工艺过程中，随着抛光时间的延长，大盘与陶瓷片的温度会升高。而传统的冷却装置不能很好的控制温度，所以蜡的软化点直接决定了抛光过程可上升到的温度。但抛光温度超过临界值时，蜡的软化将造成晶片移位、滑片甚至脱离，在抛光机的作用下将出现晶片碎裂，抛布划伤等灾难性后果。而利用本实验新型的晶片冷却装置，可以充分冷却大盘，将抛光温度控制在较窄的窗口内，从而使产品的机械性能更好，生产效率更高。【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种用于晶片抛光盘的冷却装置。冷却水通过抛光机底座3进入抛光机中心进水管，再分成10个分水管进入到梯形进水冷却扇区，再通过导孔进入到梯形回水冷却扇区，经回水档板和回水管进入循环栗;梯形进水冷却扇区和梯形回水冷却扇区，间隔分布，上部冷却水直接与大盘接触，对抛光机的大盘进行冷却，控制陶瓷板上的温度，防止粘接蜡的软化。
[0005]通过图1和图2详细说明冷却装置的结构和应用要求。图1为抛光机冷却装置A和B 截面剖面图，1为A截面剖面图，2为B截面剖面图。本实用新型专利冷却装置，冷却水从抛光机底座3进入抛光机中心进水管4,中心进水管4在底座上部分流成10个等分，冷却水从中心进水管3进入到分水管5中。再进入到梯形进水冷却扇区6中，当梯形进水冷却扇区6的水满后，经导孔7进入到梯形回水冷却扇区8中。在梯形回水冷却扇区8中存在回水档板9,冷却水在梯形回水冷却扇区8中回流后，通过回水档板9的项部进入到回流管10中。再经收集槽管 11回到循环栗，然后送入到电磁阀12,完成整体循环冷却。
[0006]本实用新型专利的特征在于，冷却水在梯形进水冷却扇区6和梯形回水冷却扇区8 中与抛光大盘12直接接触，冷却效果好。陶瓷板13在压力头14的固定下，与抛光大盘12形成抛光系统。
[0007]本实用新型专利的特征在于，中心进水管3的截面积为分水管5截面积的10倍。
[0008]本实用新型专利的特征在于，梯形进水冷却扇区6和梯形回水冷却扇区8各10个， 相互间隔分布，上部的面积相同。
[0009]本实用新型专利的特征在于，梯形进水冷却扇区6和梯形回水冷却扇区8的高度为 50mm，通过回水档板9的高度为40mm。
[0010]本实用新型专利的特征在于，回流管10的截面积为分水管5截面积的1.1倍。
[0011]本实用新型专利的特征在于，回流管10的出水口为开放式出水，没有压力损失，由接水槽流管收集回流水，保证了冷却水流动的可靠性。
[0012]本实用新型专利的特征在于，冷却水入口压力为:40-50psi。[0〇13] 本实用新型专利的特征在于，抛光机大盘的转速范围为40rpm-80rpm。低于40rpm， 冷却水受到的离心力不足，在回水冷却扇区8的外侧不能装满，见图2大盘下冷却水流动剖面图所示，造成大盘局部冷却不均勾。当抛光机大盘的转速高于80rpm，冷却水受到的离心力过高，在进水冷却扇区6的内侧不能装满，造成大盘局部冷却不均匀。【附图说明】
[0014]图1为抛光机冷却装置A和B截面剖面结构示意图。
[0015]图2为大盘下冷却水流动剖面示意图。【具体实施方式】
[0016]实施例1:2英寸蓝宝石片抛光[〇〇17] 大盘转速设置为40rpm，压头转速35rpm，压头压力为20psi，冷却水压力为40psi， 抛光液流量7L/min，抛光液温度设定为20 ± 2°C，抛光时间2小时。[〇〇18]第一步1分钟5psi压力待机器转速上来后开始加压
[0019] 第二步30分钟15psi压力[〇〇2〇] 第三步90分钟20psi压力[〇〇21] 第四步2分钟Opsi压力[〇〇22] 第五步停机卸片[〇〇23]在抛光过程中盘面的温度始终控制在35± 1°C内。[〇〇24] 测量2英寸蓝宝石片，去除量8ym，TTV彡5，LTV彡1.5。良率达到99%完全满足质量要求。[〇〇25]实施例2:4英寸蓝宝石片抛光
[0026]随着晶片面积的增大，对抛光机大盘温度稳定性要求提高。[〇〇27] 大盘转速设置为80rpm，压头转速35rpm，压头压力为25psi，冷却水压力为50psi， 抛光液流量l〇L/min，抛光液温度设定为20 ± 2°C，抛光时间4小时。[〇〇28]第一步1分钟5psi压力待机器转速上来后开始加压
[0029] 第二步30分钟15psi压力 [〇〇3〇] 第三步210分钟25psi压力 [〇〇31] 第四步2分钟Opsi压力
[0032]第五步停机卸片
[0033]在抛光过程中盘面的温度始终控制在38± 1°C内。
[0034]测量4英寸蓝宝石片，去除量12um，TTV彡5，LTV彡1.5。良率达到95%完全满足质量要求。
【主权项】
1.一种用于晶片抛光盘的冷却装置;冷却水通过抛光机底座进入抛光机中心进水管， 再分成10个分水管进入到梯形进水冷却扇区，通过导孔进入到梯形回水冷却扇区，经回水 档板和回水管后进入循环栗，完成整体循环冷却;梯形进水冷却扇区和梯形回水冷却扇区， 间隔分布，上部冷却水直接与大盘接触，对抛光机的大盘进行冷却，回水管出口为开放式结 构，降低回水压力，控制陶瓷板上晶片的温度，防止粘接蜡的软化。2.权利要求1所述一种用于晶片抛光盘的冷却装置，其特征在于梯形进水冷却扇区6和 梯形回水冷却扇区8各10个，相互间隔分布，上部的面积相同；冷却水在梯形进水冷却扇区6 和梯形回水冷却扇区8中与抛光大盘12直接接触。3.权利要求1所述一种用于晶片抛光盘的冷却装置，其特征在于中心进水管3的截面积 为分水管5截面积的10倍。4.权利要求1所述一种用于晶片抛光盘的冷却装置，其特征在于梯形进水冷却扇区6和 梯形回水冷却扇区8的高度为5 0mm，回水档板9的高度为4 0mm。5.—种用于晶片抛光盘的冷却装置，其特征在于回流管10的出水口为开放式结构，由 接水槽流管收集回流水，保证了冷却水流动的可靠性。6.—种用于晶片抛光盘的冷却装置，其特征在于冷却水入口压力为:40-50psi。7.—种用于晶片抛光盘的冷却装置，其特征在于抛光机大盘的转速范围为40rpm-80rpm〇
【文档编号】B24B55/03GK205600480SQ201620363812
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】姚钉丁, 张俊宝, 刘浦锋, 宋洪伟, 陈猛
【申请人】上海超硅半导体有限公司