【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于气体辅助抛光，具体地说是一种气体辅助抛光系统的装置及其使用方法。
技术介绍
1、21世纪初期，作为打磨抛光的唯一全局平坦化技术，cmp技术得到了飞速发展，cmp技术也就是化学机械拋光的出现是由于化学拋光技术和机械抛光技术都存在着不足和缺陷，所以化学机械拋光技术在两者的基础上得以发展，是一种将打磨机物理抛光作用和抛光液化学反应作用结合起来的抛光技术，其通过磨料的微小磨粒研磨作用以及抛光液的化学腐蚀作用使工件表面上形成光滑平坦平面，如今已成为各个行业加工半导体的主要技术，化学机械拋光的研究报道主要集中于抛光工艺过程方面。在磨料的选择上，通常选用二氧化硅作为磨料，在化学机械拋光工艺过程中最常用的磨料也是二氧化硅；
2、现有的cmp抛光工艺受多种因素影响，抛光液的各项参数、罐内压强也是重要影响因素之一，目前实验室采用的抛光液主要成分是去s io2浆料，选用的气体为纯度为99.999％的氧化气体o2、还原气体h2、惰性气体n2和酸性气体co2，以探究后续产生的微纳米气泡的特性。
3、为此，本领域技术人员提出了一种气体辅助抛光系统的装置及其使用方法来解决
技术介绍
提出的问题。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种气体辅助抛光系统的装置及其使用方法，以解决现有技术中抛光工艺受多种因素影响，抛光液的各项参数、罐内压强等问题。
2、一种气体辅助抛光系统的装置及其使用方法，包括支撑架，所述支撑架的顶端固定连接有支撑板，所述支撑板的外
3、加压机构，所述加压机构设置在支撑架的顶端，所述加压机构还包括注水机构、换气机构；
4、抛光机构，所述抛光机构设置在支撑架的底端，所述抛光机构还包括检测机构；
5、混合机构，所述混合机构设置在支撑架的底端，所述混合机构还包括第一蠕动泵和监测机构，所述第一蠕动泵安装在混合机构的顶端。
6、优选的，所述加压机构包括进膜气压调节阀，所述进膜气压调节阀安装在支撑架的顶端，所述换气机构包括灌气筒，所述灌气筒呈多个安装在支撑架的外侧壁，多个所述灌气筒的顶端固定连接有多个分气管，多个所述分气管的顶端安装有多个分气阀门，多个所述分气管的外侧壁安装有进气管，所述进气管的另一端安装在进膜气压调节阀的外侧壁，所述进膜气压调节阀远离进气管的一端安装有出气管。
7、优选的，所述注水机构包括进水管，所述进水管安装在进膜气压调节阀远离进气管的一端，所述进水管的外侧壁安装有抽水泵，所述进水管的顶端安装有流量计，所述进水管的顶端安装有水压调节阀，所述进膜气压调节阀远离进水管的一端安装有出水管。
8、优选的，所述混合机构设置在支撑架的底端，所述混合机构包括第一蠕动泵，所述第一蠕动泵安装在出水管的底端，所述第一蠕动泵的底端安装有搅拌罐。
9、优选的，所述监测机构设置在混合机构的外侧壁，所述监测机构包括溶解量ph变化检测仪，所述溶解量ph变化检测仪安装在搅拌罐的顶端，所述搅拌罐的外侧壁安装有第二蠕动泵，所述第二蠕动泵的顶端安装有流水计量器，所述第二蠕动泵的外侧壁安装有调节阀门，所述搅拌罐的底端安装有磁力搅拌器。
10、优选的，所述抛光机构包括抛磨装置、气密抛光机，所述气密抛光机安装在第二蠕动泵远离搅拌罐的一端，所述抛磨装置安装在气密抛光机的底端。
11、优选的，所述检测机构安装在气密抛光机的顶端，所述检测机构包括ph传感器、溶氧仪传感器、液位计，所述ph传感器安装在气密抛光机的顶端，所述溶氧仪传感器安装在气密抛光机的顶端，所述液位计安装在气密抛光机的顶端。
12、优选的，s1、所述加压机构将气体气加压，经过进膜气压调节阀内的滤网过滤后和等离子水经流量计26和水压调节阀27一同注入疏水膜接触系统内，生成气体过饱和溶液，通过出膜压力阀，使用第一蠕动泵传输到搅拌罐中，经搅拌罐将所加压的气体与抛光液充分接触，以增大所加气体与抛光液的接触时间，从而获得更大的溶解量和更好的磨料分散性；
13、s2、所述气体过饱和溶液通过第一蠕动泵进入搅拌罐，经罐体内部的磁性搅拌子进行搅拌，产生大量气泡，以提高气液接触面积，进而获得更高的气体溶解量；
14、s3、加压机构将气体气加压，经过进膜气压调节阀滤网过滤后和等离子水经流量计和水压调节阀一同注入疏水膜接触系统内，通过增加气体和液体之间的接触面积来形成气体过饱和溶液，气体通过膜孔进入水中，一些气体很快溶解在水中，一些将以纳米气泡的形式保留在水中，纳米气泡会逐渐收缩，直到它们也完全溶解在水中生成气体过饱和溶液。
15、优选的，s4、搅拌罐由三零四不锈钢中的一种制成，具有良好的耐腐蚀性和导热性，同时在罐体顶部设有ph传感器、溶氧仪传感器、溶解量ph变化检测仪以实时监测罐体内部气液容量变化和ph值信号，进而可根据其实时数值来方便实验数据的测量。
16、优选的，s5、气密抛光机调节封闭室内气体的成分和压力，以增加浆料的化学反应能力，磨抛盘按设定转速逆时针旋转，载物盘可按设定转速及方向顺时针或逆时针旋转，多点加载压力，通过节流阀控制和调整压力。
17、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
18、1、本专利技术通过利用疏水膜接触系统制备气体过饱和溶液，整个cmp系统都容纳在密封的压力罐内，可避免气体过饱和溶液中气体溶解量与大气环境下溶液接触空气时存在偏差，在抛光过程中可以改变抛光罐中的压强，在工业上可以大大提高生产效率。
19、2、本专利技术通过纳米气泡辅助方法有可能适用于所有浆料，可这些气泡可以比正常毫米或亚毫米气泡在水中稳定存在更长的时间，抛光过程中原位产生的微纳米气泡具有良好的清洁效果，此外，微纳米气泡破裂后产生的自由基同时对晶圆和焊盘的表面进行改性，晶片与磨料之间吸附力的提高促进了它们之间的化学反应，经过调理后，较粗糙和较清洁地垫具有较高的机械效果。
20、3、本专利技术通过搅拌罐与气密研磨抛光机配合使用，送料和加工可同时进行，搅拌罐在工作时内部的搅拌将不断旋转，对液态磨料和气体饱和溶液进行搅拌，可有效防止磨料沉淀，并且可以实现均匀送料，使样品研磨过程中样品表面磨料分布均匀，大大提高了样品表面的研磨质量。
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1.一种气体辅助抛光系统的装置及其使用方法，其特征在于：包括支撑架(1)，所述支撑架(1)的顶端固定连接有支撑板(11)，所述支撑板(11)的外侧壁安装有仪表盘(12)；
2.如权利要求1所述一种气体辅助抛光系统的装置及其使用方法，其特征在于：所述加压机构包括进膜气压调节阀(13)，所述进膜气压调节阀(13)安装在支撑架(1)的顶端，所述换气机构包括灌气筒(2)，所述灌气筒(2)呈多个安装在支撑架(1)的外侧壁，多个所述灌气筒(2)的顶端固定连接有多个分气管(21)，多个所述分气管(21)的顶端安装有多个分气阀门(22)，多个所述分气管(21)的外侧壁安装有进气管(23)，所述进气管(23)的另一端安装在进膜气压调节阀(13)的外侧壁，所述进膜气压调节阀(13)远离进气管(23)的一端安装有出气管(28)。
3.如权利要求1所述一种气体辅助抛光系统的装置及其使用方法，其特征在于：所述注水机构包括进水管(24)，所述进水管(24)安装在进膜气压调节阀(13)远离进气管(23)的一端，所述进水管(24)的外侧壁安装有抽水泵(25)，所述进水管(24)的顶端安装
4.如权利要求1所述一种气体辅助抛光系统的装置及其使用方法，其特征在于：所述混合机构设置在支撑架(1)的底端，所述混合机构包括第一蠕动泵(3)，所述第一蠕动泵(3)安装在出水管(29)的底端，所述第一蠕动泵(3)的底端安装有搅拌罐(31)。
5.如权利要求1所述一种气体辅助抛光系统的装置及其使用方法，其特征在于：所述监测机构设置在混合机构的外侧壁，所述监测机构包括溶解量PH变化检测仪(35)，所述溶解量PH变化检测仪(35)安装在搅拌罐(31)的顶端，所述搅拌罐(31)的外侧壁安装有第二蠕动泵(36)，所述第二蠕动泵(36)的顶端安装有流水计量器(37)，所述第二蠕动泵(36)的外侧壁安装有调节阀门(38)，所述搅拌罐(31)的底端安装有磁力搅拌器。
6.如权利要求5所述一种气体辅助抛光系统的装置及其使用方法，其特征在于：所述抛光机构包括抛磨装置(32)、气密抛光机(39)，所述气密抛光机(39)安装在第二蠕动泵(36)远离搅拌罐(31)的一端，所述抛磨装置(32)安装在气密抛光机(39)的底端。
7.如权利要求1所述一种气体辅助抛光系统的装置及其使用方法，其特征在于：所述检测机构安装在抛磨装置(32)的顶端，所述检测机构包括PH传感器(33)、溶氧仪传感器(34)、液位计(310)，所述PH传感器(33)安装在气密抛光机(39)的顶端，所述溶氧仪传感器(34)安装在气密抛光机(39)的顶端，所述液位计(310)安装在气密抛光机(39)的顶端。
8.如权利要求1或7任意一项所述一种气体辅助抛光系统的装置及其使用方法，其特征在于：包括S1、所述加压机构将气体气加压，经过进膜气压调节阀(13)内的滤网过滤后和等离子水经水流量计(26)和水压调节阀(27)一同注入疏水膜接触系统内，生成气体过饱和溶液，通过出膜压力阀，使用第一蠕动泵(3)传输到搅拌罐(31)中，经搅拌罐(31)将所加压的气体与抛光液充分接触，以增大所加气体与抛光液的接触时间，从而获得更大的溶解量和更好的磨料分散性；
9.如权利要求4所述一种气体辅助抛光系统的装置及其使用方法，其特征在于：S4、搅拌罐(31)由三零四不锈钢中的一种制成，具有良好的耐腐蚀性和导热性，同时在罐体顶部设有PH传感器(33)、溶氧仪传感器(34)、溶解量PH变化检测仪(35)以实时监测罐体内部气液容量变化和PH值信号，进而可根据其实时数值来方便实验数据的测量。
10.如权利要求6所述一种气体辅助抛光系统的装置及其使用方法，其特征在于：S5、气密抛光机(39)调节封闭室内气体的成分和压力，以增加浆料的化学反应能力，磨抛盘按设定转速逆时针旋转，载物盘可按设定转速及方向顺时针或逆时针旋转，多点加载压力，通过节流阀控制和调整压力。
...【技术特征摘要】
1.一种气体辅助抛光系统的装置及其使用方法，其特征在于：包括支撑架(1)，所述支撑架(1)的顶端固定连接有支撑板(11)，所述支撑板(11)的外侧壁安装有仪表盘(12)；
2.如权利要求1所述一种气体辅助抛光系统的装置及其使用方法，其特征在于：所述加压机构包括进膜气压调节阀(13)，所述进膜气压调节阀(13)安装在支撑架(1)的顶端，所述换气机构包括灌气筒(2)，所述灌气筒(2)呈多个安装在支撑架(1)的外侧壁，多个所述灌气筒(2)的顶端固定连接有多个分气管(21)，多个所述分气管(21)的顶端安装有多个分气阀门(22)，多个所述分气管(21)的外侧壁安装有进气管(23)，所述进气管(23)的另一端安装在进膜气压调节阀(13)的外侧壁，所述进膜气压调节阀(13)远离进气管(23)的一端安装有出气管(28)。
3.如权利要求1所述一种气体辅助抛光系统的装置及其使用方法，其特征在于：所述注水机构包括进水管(24)，所述进水管(24)安装在进膜气压调节阀(13)远离进气管(23)的一端，所述进水管(24)的外侧壁安装有抽水泵(25)，所述进水管(24)的顶端安装有流量计(26)，所述进水管(24)的顶端安装有水压调节阀(27)，所述进膜气压调节阀(13)远离进水管(24)的一端安装有出水管(29)。
4.如权利要求1所述一种气体辅助抛光系统的装置及其使用方法，其特征在于：所述混合机构设置在支撑架(1)的底端，所述混合机构包括第一蠕动泵(3)，所述第一蠕动泵(3)安装在出水管(29)的底端，所述第一蠕动泵(3)的底端安装有搅拌罐(31)。
5.如权利要求1所述一种气体辅助抛光系统的装置及其使用方法，其特征在于：所述监测机构设置在混合机构的外侧壁，所述监测机构包括溶解量ph变化检测仪(35)，所述溶解量ph变化检测仪(35)安装在搅拌罐(31)的顶端，所述搅拌罐(31)的外侧壁安装有第二蠕动泵(36)，所述第二蠕动泵(36)的顶端安装有流水计量器(37)，所述第二蠕动泵(36)的外侧壁安装有...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘琼，杨岱睿，杨纪远，许永超，
申请(专利权)人：福建理工大学，
类型：发明
国别省市：
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