一種用于晶片拋光盤的冷卻裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型專利提供一種用于晶片拋光盤的冷卻裝置；冷卻水通過拋光機底座進入拋光機中心進水管，再分成10個分水管進入到梯形進水冷卻扇區，通過導孔進入到梯形回水冷卻扇區，經回水檔板和回水管后進入循環泵，完成整體循環冷卻；梯形進水冷卻扇區和梯形回水冷卻扇區，間隔分布，上部冷卻水直接與大盤接觸，對拋光機的大盤進行冷卻，回水管出口為開放式結構，降低回水壓力，控制陶瓷板上晶片的溫度，防止粘接蠟的軟化。
【專利說明】
一種用于晶片拋光盤的冷卻裝置
技術領域
[0001]本實用新型專利涉及一種用于晶片拋光的冷卻裝置，特別涉及藍寶石和硅晶片化學機械拋光大盤的冷卻裝置。【背景技術】
[0002]隨著傳統能源的不斷減少，人們將目光更多地聚焦到了節能上。以氮化鎵(GaN)材料制成的發光二極管具有高亮度、低能耗等特點，進來越來越多引起人們的關注。而在目前，最主要的氮化鎵外延基片材料為藍寶石(A1203)。藍寶石又稱白寶石，主要成分是a-A1203,由于其硬度高脆性大，機械加工尤為困難。但目前對藍寶石襯底基片的機械參數，包括厚度、彎曲度、翹曲度、表面平整度等等參數的要求卻越來越高。因此，對藍寶石襯底的拋光溫度也在不斷提出著新的挑戰。
[0003]當前國內外，對藍寶石晶片表面進行化學機械拋光(CMP)采用較多的方式為有蠟拋光。拋光前將藍寶石晶片用蠟粘接在陶瓷板上，用壓頭壓在拋光機大盤上，大盤逆時針旋轉，陶瓷盤順時針旋轉。通過大盤和陶瓷盤的轉速差，對粘在陶瓷片上的藍寶石晶片進行研磨拋光。拋光過程中在加入拋光液，從而達到拋光效果。在化學機械拋光工藝過程中，隨著拋光時間的延長，大盤與陶瓷片的溫度會升高。而傳統的冷卻裝置不能很好的控制溫度，所以蠟的軟化點直接決定了拋光過程可上升到的溫度。但拋光溫度超過臨界值時，蠟的軟化將造成晶片移位、滑片甚至脫離，在拋光機的作用下將出現晶片碎裂，拋布劃傷等災難性后果。而利用本實驗新型的晶片冷卻裝置，可以充分冷卻大盤，將拋光溫度控制在較窄的窗口內，從而使產品的機械性能更好，生產效率更高。【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種用于晶片拋光盤的冷卻裝置。冷卻水通過拋光機底座3進入拋光機中心進水管，再分成10個分水管進入到梯形進水冷卻扇區，再通過導孔進入到梯形回水冷卻扇區，經回水檔板和回水管進入循環栗;梯形進水冷卻扇區和梯形回水冷卻扇區，間隔分布，上部冷卻水直接與大盤接觸，對拋光機的大盤進行冷卻，控制陶瓷板上的溫度，防止粘接蠟的軟化。
[0005]通過圖1和圖2詳細說明冷卻裝置的結構和應用要求。圖1為拋光機冷卻裝置A和B 截面剖面圖，1為A截面剖面圖，2為B截面剖面圖。本實用新型專利冷卻裝置，冷卻水從拋光機底座3進入拋光機中心進水管4,中心進水管4在底座上部分流成10個等分，冷卻水從中心進水管3進入到分水管5中。再進入到梯形進水冷卻扇區6中，當梯形進水冷卻扇區6的水滿后，經導孔7進入到梯形回水冷卻扇區8中。在梯形回水冷卻扇區8中存在回水檔板9,冷卻水在梯形回水冷卻扇區8中回流后，通過回水檔板9的項部進入到回流管10中。再經收集槽管 11回到循環栗，然后送入到電磁閥12,完成整體循環冷卻。
[0006]本實用新型專利的特征在于，冷卻水在梯形進水冷卻扇區6和梯形回水冷卻扇區8 中與拋光大盤12直接接觸，冷卻效果好。陶瓷板13在壓力頭14的固定下，與拋光大盤12形成拋光系統。
[0007]本實用新型專利的特征在于，中心進水管3的截面積為分水管5截面積的10倍。
[0008]本實用新型專利的特征在于，梯形進水冷卻扇區6和梯形回水冷卻扇區8各10個， 相互間隔分布，上部的面積相同。
[0009]本實用新型專利的特征在于，梯形進水冷卻扇區6和梯形回水冷卻扇區8的高度為 50mm，通過回水檔板9的高度為40mm。
[0010]本實用新型專利的特征在于，回流管10的截面積為分水管5截面積的1.1倍。
[0011]本實用新型專利的特征在于，回流管10的出水口為開放式出水，沒有壓力損失，由接水槽流管收集回流水，保證了冷卻水流動的可靠性。
[0012]本實用新型專利的特征在于，冷卻水入口壓力為:40-50psi。[0〇13] 本實用新型專利的特征在于，拋光機大盤的轉速范圍為40rpm-80rpm。低于40rpm， 冷卻水受到的離心力不足，在回水冷卻扇區8的外側不能裝滿，見圖2大盤下冷卻水流動剖面圖所示，造成大盤局部冷卻不均勾。當拋光機大盤的轉速高于80rpm，冷卻水受到的離心力過高，在進水冷卻扇區6的內側不能裝滿，造成大盤局部冷卻不均勻。【附圖說明】
[0014]圖1為拋光機冷卻裝置A和B截面剖面結構示意圖。
[0015]圖2為大盤下冷卻水流動剖面示意圖。【具體實施方式】
[0016]實施例1:2英寸藍寶石片拋光[〇〇17] 大盤轉速設置為40rpm，壓頭轉速35rpm，壓頭壓力為20psi，冷卻水壓力為40psi， 拋光液流量7L/min，拋光液溫度設定為20 ± 2°C，拋光時間2小時。[〇〇18]第一步1分鐘5psi壓力待機器轉速上來后開始加壓
[0019] 第二步30分鐘15psi壓力[〇〇2〇] 第三步90分鐘20psi壓力[〇〇21] 第四步2分鐘Opsi壓力[〇〇22] 第五步停機卸片[〇〇23]在拋光過程中盤面的溫度始終控制在35± 1°C內。[〇〇24] 測量2英寸藍寶石片，去除量8ym，TTV彡5，LTV彡1.5。良率達到99%完全滿足質量要求。[〇〇25]實施例2:4英寸藍寶石片拋光
[0026]隨著晶片面積的增大，對拋光機大盤溫度穩定性要求提高。[〇〇27] 大盤轉速設置為80rpm，壓頭轉速35rpm，壓頭壓力為25psi，冷卻水壓力為50psi， 拋光液流量l〇L/min，拋光液溫度設定為20 ± 2°C，拋光時間4小時。[〇〇28]第一步1分鐘5psi壓力待機器轉速上來后開始加壓
[0029] 第二步30分鐘15psi壓力 [〇〇3〇] 第三步210分鐘25psi壓力 [〇〇31] 第四步2分鐘Opsi壓力
[0032]第五步停機卸片
[0033]在拋光過程中盤面的溫度始終控制在38± 1°C內。
[0034]測量4英寸藍寶石片，去除量12um，TTV彡5，LTV彡1.5。良率達到95%完全滿足質量要求。
【主權項】
1.一種用于晶片拋光盤的冷卻裝置;冷卻水通過拋光機底座進入拋光機中心進水管， 再分成10個分水管進入到梯形進水冷卻扇區，通過導孔進入到梯形回水冷卻扇區，經回水 檔板和回水管后進入循環栗，完成整體循環冷卻;梯形進水冷卻扇區和梯形回水冷卻扇區， 間隔分布，上部冷卻水直接與大盤接觸，對拋光機的大盤進行冷卻，回水管出口為開放式結 構，降低回水壓力，控制陶瓷板上晶片的溫度，防止粘接蠟的軟化。2.權利要求1所述一種用于晶片拋光盤的冷卻裝置，其特征在于梯形進水冷卻扇區6和 梯形回水冷卻扇區8各10個，相互間隔分布，上部的面積相同；冷卻水在梯形進水冷卻扇區6 和梯形回水冷卻扇區8中與拋光大盤12直接接觸。3.權利要求1所述一種用于晶片拋光盤的冷卻裝置，其特征在于中心進水管3的截面積 為分水管5截面積的10倍。4.權利要求1所述一種用于晶片拋光盤的冷卻裝置，其特征在于梯形進水冷卻扇區6和 梯形回水冷卻扇區8的高度為5 0mm，回水檔板9的高度為4 0mm。5.—種用于晶片拋光盤的冷卻裝置，其特征在于回流管10的出水口為開放式結構，由 接水槽流管收集回流水，保證了冷卻水流動的可靠性。6.—種用于晶片拋光盤的冷卻裝置，其特征在于冷卻水入口壓力為:40-50psi。7.—種用于晶片拋光盤的冷卻裝置，其特征在于拋光機大盤的轉速范圍為40rpm-80rpm〇
【文檔編號】B24B55/03GK205600480SQ201620363812
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月27日
【發明人】姚釘丁, 張俊寶, 劉浦鋒, 宋洪偉, 陳猛
【申請人】上海超硅半導體有限公司