[发明专利]一种化学机械抛光设备的抛光液储液盘及其制备方法

说明书

本发明提供了一种化学机械抛光设备的抛光液储液盘及其制备方法。该抛光液储液盘为倒立的圆锥形结构，圆锥的上下口分别是进液口和出液口，盘内壁设置有一层憎水涂层，圆锥的侧边与底面的夹角是45°，憎水涂层厚度范围是1~5 mm，在储液盘的侧壁上均匀分布。本发明在相同的抛光效果的情况下，能够有效地节约抛光液，降低加工耗材成本。

技术领域

本发明公开了一种化学机械抛光设备的抛光液储液盘，具体涉及一种内部带有憎水涂层的倒圆锥形的储液盘，属于硬脆材料的加工设备领域。

背景技术

化学机械抛光是将硬脆材料表面进行平坦化处理的主要技术方法，它综合了化学研磨和机械研磨的优势，可以保证材料去除效率的同时，获得比较完美的表面。化学机械抛光设备的耗材主要是抛光垫、抛光液、抛光头、化学清洗剂和保护剂，其中的抛光液在抛光垫与硬脆材料的表面间运动，对抛光效果起决定作用。随着抛光头的旋转运动，多余的抛光液会从研磨盘流下，流入一个储液盘，然后进入抛光液循环系统循环使用。

目前的化学机械抛光设备的储液盘都是圆柱形状，底部有一个很小的抛光液开口。由于抛光液的流速很大，其数量级在每分钟十数升左右，很容易造成圆柱形储液盘中，抛光液发生积存，导致一部分的抛光液循环速率减慢，没有参与到抛光过程。不但增加了耗材成本，也容易造成圆柱形盘的底部出液口的阻塞，使得整个抛光液循环系统发生故障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在相同的抛光效果的情况下，有效地节约抛光液，降低加工耗材成本的化学机械抛光设备的抛光液储液盘。

本发明的目的是这样实现的：该抛光液储液盘为倒立的圆锥形结构，圆锥的上下口分别是进液口和出液口，盘内壁设置有一层憎水涂层，圆锥的侧边与底面的夹角是45°，憎水涂层厚度范围是1~5 mm，在储液盘的侧壁上均匀分布。

本发明的另一目的在于提供一种制备上述抛光液储液盘的制备方法。该方法包括以下步骤：第一步是将不锈钢材料焊接制成不锈钢圆锥，去除圆锥的顶部形成抛光液储液盘工件；第二步是采用喷涂方法制备储液盘内部的憎水层，首先进行表面脱脂，依次利用丙酮、酒精和水为溶剂，将抛光液储液盘工件分别浸入并进行超声处理，每次超声15分钟；然后表面粗化处理，采用喷砂方法，砂子的目数是300目，用丙酮和清水清洗；接着喷底层，将含氟的有机聚合物涂料装入喷枪斗内，用净化的压缩空气进行喷涂；喷枪的压力4000~6000Pa，喷枪距离抛光液储液盘工件表面0.01~0.02 mm；然后将涂装好的抛光液储液盘工件放置在干燥箱内干燥10~20 min，再送到马弗炉中加热塑化，塑化温度是360~390℃，时间为10~30 min；塑化完成的抛光液储液盘工件用冷水进行淬火处理，完成憎水层的制备，憎水涂层厚度范围是1~5 mm，在工件的侧壁上均匀分布，最终得到抛光液储液盘。

本发明还有这样一些技术特征：

1、所述的含氟的有机聚合物涂料为聚四氟乙烯(PTFE)。

本发明储液盘的改进有两个方面: 第一，改进圆柱形为倒立的圆锥形；第二，在圆锥内部内，制备一个憎水涂层。倒立的圆锥形储液盘，由不锈钢材料制备。圆锥内部的憎水层，由喷涂或气相蒸镀的方法制备。憎水涂层主要是由含氟的有机聚合物形成。抛光液的液滴在重力的作用下，自动向下流淌。同时，憎水层对液滴的摩擦力液较小，可以加快抛光液在体系内的循环速度。从而降低抛光液的使用量，节约耗材成本。

本发明的有益效果:

1.储液盘的侧壁是一个倒立的圆锥形，液体会在自身重力的作用下，自动向下流，抛光液不会积存。同时，也增加抛光液的循环速度。

2.储液盘的侧壁上有一层憎水层，抛光液的液滴与侧壁非浸润，可以减小液滴的摩擦力。同时，可以保持侧壁的清洁，不会使抛光液中的固体成分在侧壁表面残留，避免固体成分阻塞抛光液盘的储液口。

储液盘的进出液口与大气相同，可以使得抛光液在出液口流下时，上下气压平衡，避免气压的阻力，加快抛光液的循环过程。

附图说明