一种用于半导体用石英环的抛光液自动供给装置的制作方法

1.本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种石英环用的抛光液供给装置。


背景技术：

2.随着半导体芯片产业景气向上，半导体用石英环是半导体制造的整个流 程中的关键零部件。尤其是对抛光后的半导体用石英环的技术参数要求极高。
3.石英环的抛光加工，需要将石英环放置于粘有聚氨酯抛光皮的大理石上， 通过水泵将抛光液输送到抛光皮上进行抛光工作，传统的抛光液供给系统主 要是一个造波泵放置在抛光液中搅拌，然后抛光液通过水泵进行输送，此方 法由于抛光液沉淀和抛光液损耗，因而在抛光过程中抛光液浓度会不断降低， 抛光效率降低。另外，由于在抛光过程中石英玻璃与抛光皮不断摩擦产生热 量，抛光液温度升高，大理石与石英玻璃膨胀变形，因而抛光精度降低，影 响抛光品质。


技术实现要素：

4.本发明针对传统供给装置抛光液浓度不断降低，因而抛光效率降低，在 抛光过程中温度升高，影响大理石与石英环的面型，十分影响抛光精度的技 术问题，目的在于提供一种用于半导体用石英环的抛光液自动供给装置。
5.一种用于半导体用石英环的抛光液自动供给装置，包括抛光液桶、位于 所述抛光液桶上方的抛光液桶盖、设置在所述抛光液桶内的搅拌装置、设置 在所述抛光液桶底部的抛光液供给水泵，还包括一用于放置纯水的纯水桶、 一用于放置高浓度抛光液的原液桶，所述纯水桶的底部通过纯水泵联通所述 抛光液桶，所述原液桶的底部通过抛光液调节水泵联通所述抛光液桶，所述 抛光液桶盖上设有抛光液回水口，所述抛光液回水口通过管路连接抛光机的 抛光液出液口；
6.所述抛光液桶盖上安装有音叉式密度计和温度传感器，所述音叉式密度 计和所述温度传感器的感应端均向下伸入于所述抛光液桶内，所述抛光液桶 的下方装有半导体制冷块，所述音叉式密度计的信号输出端分别连接所述纯 水泵的控制端、所述抛光液调节水泵的控制端，所述温度传感器的信号输出 端连接所述半导体制冷块的控制端；
7.驱动所述搅拌装置，对所述抛光液桶内的抛光液进行搅拌，通过所述抛 光液供给水泵将经搅拌后的所述抛光液供给所述抛光机，所述抛光液在所述 抛光机中经抛光回流到所述抛光液回水口，进而流入所述抛光液桶中，所述 抛光液桶中的抛光液浓度改变，抛光液温度升高，所述音叉式密度计实时检 测所述抛光液浓度并传输给所述纯水泵和所述抛光液调节水泵，所述温度传 感器实时检测所述抛光液温度并传输给所述半导体制冷块；
8.当所述抛光液浓度降低至预设浓度下限时，所述抛光液调节水泵开始工 作，所述抛光液调节水泵将原液桶内的抛光液送入所述抛光液桶内，当所述 抛光液浓度达到预设正常浓度范围时，所述抛光液调节水泵停止工作；
9.当所述抛光液浓度升高至预设浓度上限时，所述纯水泵开始工作，所述 纯水泵将
纯水桶内的纯水送入所述抛光液桶内，当所述抛光液浓度达到预设 正常浓度范围时，所述纯水泵停止工作；
10.当所述抛光液温度升高至预设温度上限时，所述半导体制冷块开始工作， 对所述抛光液桶进行制冷，进而对所述抛光液桶内的抛光液进行制冷，当抛 光液温度达到预设正常温度范围时，所述半导体制冷块停止工作。
11.通过上述设计的本发明，能自动供给具有正常浓度范围和正常温度范围 的抛光液，能提高抛光效率，提高抛光精度等优点，解决了传统供给装置抛 光液浓度不断降低，因而抛光效率降低的问题，也解决了传统供给装置在抛 光过程中温度升高，影响大理石与石英环的面型，影响抛光精度的问题。
12.所述纯水泵装有接触器，所述抛光液调节水泵装有另一接触器，所述音 叉式密度计的信号输出端分别连接所述纯水泵的接触器、所述抛光液调节水 泵的接触器。
13.所述搅拌装置包括搅拌电机、三个搅拌器，三个所述搅拌器分别为中间 搅拌器及位于所述中间搅拌器左右两侧的左右搅拌器，三个所述搅拌器伸入 于所述抛光液桶内，所述中间搅拌器上装有刮液板，所述刮液板与所述抛光 液桶的内壁形状相吻合；
14.所述中间搅拌器的顶部与所述搅拌电机的驱动轴固定，所述中间搅拌器 顶部还连接一中间齿轮，由所述搅拌电机驱动带动所述中间搅拌器转动工作、 所述中间齿轮转动，两个所述左右搅拌器的顶部分别连接一侧边齿轮，所述 中间齿轮和所述侧边齿轮啮合连接，在所述中间齿轮转动时，带动两侧的所 述侧边齿轮转动，进而带动两侧的所述左右搅拌器转动工作。
15.所述抛光液桶上方放有中间开孔的环形的过滤网，所述过滤网上方为所 述抛光液桶盖，所述过滤网上设有振动器，所述抛光液回水口的下方朝向所 述过滤网；
16.当所述抛光液在所述抛光机中经过抛光回流到所述抛光液回水口后，在 所述振动器的振动下，回流的所述抛光液经过所述过滤网过滤后回流到所述 抛光液桶中。
17.所述抛光液桶的一侧设有水位计，所述抛光液桶的另一侧设有溢水口， 通过所述水位计可以查看所述抛光液桶中抛光液的含量。
18.所述水位计的信号输出端连接所述纯水泵的控制端，所述水位计实时检 测所述抛光液桶内的抛光液水位并传输给所述纯水泵，当所述抛光液水位下 降至预设水位下限时，所述纯水泵开始工作，所述纯水泵将纯水桶内的纯水 送入所述抛光液桶内，当所述抛光液水位达到预设正常水位范围时，所述纯 水泵停止工作。
19.所述抛光液桶的外壁上包裹有用于保温的保温棉。
20.所述抛光液桶的底部为倒锥形结构，所述抛光液桶底部设有开孔，所述 开孔通过管路与所述抛光液供给水泵相连，所述抛光液供给水泵通过另一管 路与所述抛光机的供液口相连。
21.所述纯水桶内设有造波泵。
22.所述纯水桶的底部为倒锥形结构，所述纯水桶底部设有开孔，所述开孔 通过管路与所述纯水泵相连，所述纯水泵通过另一管路与所述抛光液桶的进 水口相连，所述进水口位于所述抛光液桶盖上。
23.所述原液桶的底部为倒锥形结构，所述原液桶底部设有开孔，所述开孔 通过管路与所述抛光液调节水泵相连，所述抛光液调节水泵通过另一管路与 所述抛光液桶的进液
口相连，所述进液口位于所述抛光液桶盖上。
24.本发明的积极进步效果在于：本发明采用一种用于半导体用石英环的抛 光液自动供给装置，具有如下显著优点：
25.1、可自动调节抛光液浓度，提高抛光效率；
26.2、可自动调节抛光液温度，提高抛光精度；
27.3、操作简单，可同时给多台抛光机提供抛光液，方便使用，效率高、成 本低，减少资源浪费。
附图说明
28.图1为本发明一种结构示意图；
29.图2为图1的另一角度示意图；
30.图3为本发明部分内部示意图；
31.图4为本发明搅拌器的一种结构示意图；
32.图5为本发明过滤网的一种结构示意图。
具体实施方式
33.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了 解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。
34.参照图1至图5，一种用于半导体用石英环的抛光液自动供给装置，包 括抛光液桶1、水位计2、过滤网3、温度传感器4、半导体制冷块5、保温 棉6、音叉式密度计7、搅拌装置、振动器10、纯水桶11、原液桶12、造波 泵13、抛光液供给水泵14、纯水泵15、抛光液调节水泵16、抛光液桶盖17、 抛光液回水口18、溢水口19。搅拌装置包括搅拌电机8、三个搅拌器9。
35.抛光液桶盖17位于抛光液桶1的上方，抛光液桶盖17上设有温度传感 器4、音叉式密度计7、搅拌电机8和抛光液回水口18。抛光液回水口18通 过管路连接抛光机的抛光液出液口。
36.音叉式密度计7和温度传感器4的感应端均向下伸入于抛光液桶1内， 浸没在抛光液中。音叉式密度计7的信号输出端分别连接纯水泵15的控制端、 抛光液调节水泵16的控制端，温度传感器4的信号输出端连接半导体制冷块 5的控制端。优选的，纯水泵15装有接触器，抛光液调节水泵16装有另一 接触器，音叉式密度计7的信号输出端分别连接纯水泵15的接触器、抛光液 调节水泵16的接触器。抛光液桶1的外壁上包裹有用于保温的保温棉6。
37.抛光液桶1的一侧设有水位计2，抛光液桶1的另一侧设有溢水口19， 通过水位计2可以查看抛光液桶1中抛光液的含量。参照图5，抛光液桶1 上方放有中间开孔的环形的过滤网3，过滤网3上方为抛光液桶盖17，过滤 网3上设有振动器10，抛光液回水口18的下方朝向过滤网3。
38.抛光液桶1的下方装有半导体制冷块5，抛光液桶1的底部为倒锥形结 构，抛光液桶1底部设有开孔，开孔通过管路与抛光液供给水泵14相连，抛 光液供给水泵14通过另一管路与抛光机的供液口相连。
39.纯水桶11设置在抛光液桶1侧边，纯水桶11内设有造波泵13，纯水桶 11内放有足
量纯水。纯水桶11的底部为倒锥形结构，纯水桶11底部设有开 孔，开孔通过管路与纯水泵15相连，纯水泵15通过另一管路与抛光液桶1 的进水口相连，进水口位于抛光液桶盖17上。
40.原液桶12设置在抛光液桶1侧边，原液桶12中放有密度1.5g/cm3高浓 度抛光液。原液桶12的底部为倒锥形结构，原液桶12底部设有开孔，开孔 通过管路与抛光液调节水泵16相连，抛光液调节水泵16通过另一管路与抛 光液桶1的进液口相连，进液口位于抛光液桶盖17上。
41.抛光液桶1通过搅拌装置实现对其内的抛光液进行搅拌。优选的，参照 图4，三个搅拌器9分别为中间搅拌器及位于中间搅拌器左右两侧的左右搅 拌器，三个搅拌器9伸入于抛光液桶1内，当抛光液桶1上设有过滤网3时， 三个搅拌器9均穿过过滤网3中间开孔后伸入于抛光液桶1内浸入抛光液中。 中间搅拌器上装有刮液板91，刮液板91与抛光液桶1的内壁形状相吻合， 以便于贴紧抛光液桶1的内壁进行刮液搅拌处理。中间搅拌器的顶部与搅拌 电机8的驱动轴固定，中间搅拌器顶部还连接中间齿轮，由搅拌电机8驱动 带动中间搅拌器9转动工作、中间齿轮转动，两个左右搅拌器9的顶部分别 连接侧边齿轮，中间齿轮和侧边齿轮啮合连接，在中间齿轮转动时，带动两 侧的侧边齿轮转动，进而带动两侧的左右搅拌器转动工作。
42.本发明工作时，驱动搅拌装置的搅拌电机8，三个搅拌器9对抛光液桶1 内的抛光液进行搅拌，通过抛光液供给水泵14将经搅拌后的抛光液供给抛光 机，抛光液在抛光机中经抛光回流到抛光液回水口18，在振动器10的振动 下，回流的抛光液经过过滤网3过滤后回流到抛光液桶1中。抛光液桶1中 的抛光液浓度改变，抛光液温度升高，音叉式密度计7实时检测抛光液浓度 并传输给纯水泵15和抛光液调节水泵16，温度传感器4实时检测抛光液温 度并传输给半导体制冷块5。
43.当抛光液浓度降低至预设浓度下限时，抛光液调节水泵16开始工作，抛 光液调节水泵16将原液桶12内的抛光液送入抛光液桶1内，当抛光液浓度 达到预设正常浓度范围时，抛光液调节水泵16停止工作。优选的，预设浓度 下限为1.15g/cm3，正常浓度范围为大于1.15g/cm3而小于1.25g/cm3。
44.当抛光液浓度升高至预设浓度上限时，纯水泵15开始工作，纯水泵15 将纯水桶11内的纯水送入抛光液桶1内，当抛光液浓度达到预设正常浓度范 围时，纯水泵15停止工作。优选的，预设浓度上限为1.25g/cm3。
45.当抛光液温度升高至预设温度上限时，半导体制冷块5开始工作，对抛 光液桶1进行制冷，进而对抛光液桶1内的抛光液进行制冷，当抛光液温度 达到预设正常温度范围时，半导体制冷块5停止工作。优选的，预设温度上 限25℃，预设正常温度范围为大于23℃而小于25℃。
46.抛光液桶1中抛光液的含量可以通过水位计2进行查看。优选的，水位 计2的信号输出端连接纯水泵15的控制端，水位计2实时检测抛光液桶1 内的抛光液水位并传输给纯水泵15，当抛光液水位下降至预设水位下限时， 纯水泵15开始工作，纯水泵15将纯水桶11内的纯水送入抛光液桶1内，当 抛光液水位达到预设正常水位范围时，纯水泵15停止工作。例如根据抛光液 桶1的规格，当抛光液桶1内的水位剩下三分之一桶高时，认为下降至预设 下限。当纯水泵15工作向抛光液桶1注入纯水至三分之二桶高时，认为到达 预设正常水位范围，此时可以根据音叉式密度计7确定是否需要注入高浓度 抛光液，根据温度传感器4确
定是否需要加热抛光液桶1。
47.本发明抛光液桶1的规格根据抛光机的规格参数以及供给抛光机台数进 行设定。本发明上述抛光液浓度(抛光液密度)、抛光液温度，均可根据石 英环抛光参数要求高低设定。
48.通过上述设计的本发明，能自动供给具有正常浓度范围和正常温度范围 的抛光液，能提高抛光效率，提高抛光精度等优点，解决了传统供给装置抛 光液浓度不断降低，因而抛光效率降低的问题，也解决了传统供给装置在抛 光过程中温度升高，影响大理石与石英环的面型，影响抛光精度的问题。
49.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行 业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明 书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下， 本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范 围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。