一种研磨液供应系统用快速连接装置的制作方法

[]本技术涉及半导体化学品供应，具体地说是一种研磨液供应系统用快速连接装置。

背景技术：

0、[背景技术]

1、集成电路(ic)制造已成为世界上最高新和最庞大的产业之一，在超大规模集成电路(ic)的生产中研磨工艺占据十分重要的地位。集成电路(ic)制造中，全球90％以上的ic芯片都要采用硅片作为村底材料。随着制程技术的升级、导线与栅极尺寸的缩小，光刻(lithography)技术对半导体晶圆表面的平坦程度(non-uniformity)的要求越来越高。cmp技术得到了快速发展，在集成电路(ic)制造加工成型中化学机械抛光(cmp)是一道重要的工艺步骤，cmp是利用研磨液(slurry)的物理和化学综合作用对硅片表面进行微量的切削。经过研磨后的硅片表面可以获得0.001mm以下的尺寸公差。研磨液主要成分包含有机碱、表面活性剂和螯合剂和去离子水等。研磨液(slurry)亦称为化学机械抛光，其原理是化学腐蚀作用和机械去除作用相结合的加工技术，是目前机械加工中唯一可以实现表面全局平坦化的技术。大规模半导体抛光片制造中需要使用大量的研磨液,随着我国半导体行业的不断发展，集成电路生产线在我国也已开始越来越规模化。半导体制程前端的研磨液集中供应系统，其工作中的任何问题都可能会造成不可估量的损失，因此为了不断提高研磨液集中供应系统的稳定性和可靠性。半导体制造厂商已越来越重视该制程中的每一个研磨液集中供应设备。

2、而研磨液集中供应系统的研磨液的来源，一般都运用双标准桶(dual drum)供应方式。并运用人工换桶的方式来进行研磨液的补充。由于研磨液价格非常昂贵,又空气环境中极易沉淀和结晶的物料特性。系统需要满足超洁净的供应环境(class100)，更安全快速的更换桶操作(满足semi有关标准)。并确保有足够湿度的湿氮气的环境中以保证用户端能够摄取到符合需求的研磨液。目前随着我国半导体行业的不断发展，研磨液品种越来越多，而且各种类研磨液特性不同，各家的桶也都不一样的，接口方式也不尽相同。在此情况下，如果不能及时更换空桶或者接头不匹配，后果不堪设想。同时大部分研磨液极易挥发，沉淀，结晶等特性。研磨液在储存运输时都采用桶式包装。如果在溶液桶开盖和锁盖时易挥发溶液就会挥发至环境中造成对人员的损害和环境的污染。沉淀及结晶都影响供应需求和品质，公司决定开发这种研磨液供应系统用快速连接装置，解决上述的不足并方便制作造且结构可靠性高。

3、具体地，目前对于研磨液供应桶来说，由于需要在向供应系统供给研磨液时进行湿度为95％以上的湿氮气等惰性气体的补充确保研磨液的品质及获得桶内的压力平衡，因此会在研磨液桶上分别开设一个湿氮气口和一个研磨液进出口，由于半导体研磨液都是属于危险化学品，即使在使用专用工具的条件下，更换研磨液桶对于操作人员来说也是一项费时费力的工作，主要原因是为了防止研磨液的泄漏和结晶，所以为了能及时更换接头，所以接头设计的结构非常复杂。除此之外，为了监控桶内的研磨液液位高度和纯度，桶侧壁会安装专有的液位传感器，并通过增开额外的接口或使用专用的多接口接头，从而大幅度提供使用成本。而目前的多接口研磨液专用接头拆卸时需要提前将外部接头的连接断开才能进行接头的拆取工作，使得换取接口的危险系数增高并且时间长，工作量大。

4、而且，由于目前研磨液桶更换方式和流程的固定，使得无法实现自动化，所以现有电子级研磨液换桶部件自动化程度低，安全保护措施不充分等问题。随着国内半导体行业的快速发展，因此对设备生产效率，洁净度，安全性等也提出更高的要求。此外，随着我国半导体行业的不断发展，研磨液品种越来越多，但研磨液桶却不尽一样，接口方式也不安全相同。在此情况下，如果接头更换不及时，发生结晶情况，后果不堪设想。

5、因此，若能提供一种研磨液快速连接接头装置以解决上述的不足，并使得操作方便，大大提高工作效率和安全性，将具有非常重要的意义。

技术实现思路

0、[技术实现要素：]

1、本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种研磨液供应系统用快速连接装置，能够较大程度的减少人工操作时间，使得整个系统更稳定和安全，并使得操作方便，大大提高了工作效率，满足了半导体制造的使用需求。

2、为实现上述目的设计一种研磨液供应系统用快速连接装置，包括电子称主体1、电子称表头2、滚轮平台主体3、pfa汲取管5、plc控制系统6、研磨液酸桶快速接头组合7、固定支架8、升降机构组合9、升降气缸10和升降导轨11，所述滚轮平台主体3置于电子称主体1上，所述滚轮平台主体3上置有研磨液标准200l酸桶4，所述研磨液酸桶快速接头组合7固定安装于升降机构组合9上，所述升降机构组合9可滑动式安装于固定支架8的升降导轨11上，并与升降气缸10的活塞端相连，所述升降机构组合9在升降气缸10的带动下沿升降导轨11上升或下降，所述研磨液酸桶快速接头组合7底端面上设置的研磨液出口连接pfa汲取管5，所述pfa汲取管5另一端伸入研磨液标准200l酸桶4内底部，所述电子称主体1通过线路连接电子称表头2，所述电子称表头2、升降气缸10分别通过线路连接plc控制系统6。

3、进一步地，所述研磨液酸桶快速接头组合7包括桶快速接头本体13、接头本体连接器14、接头连接器15和桶盖连接器16，所述桶快速接头本体13设置有三个与pfa软管连接的扩孔接头，三个扩孔接头分别连接出液口、回流口和湿氮气补气接口，所述桶快速接头本体13与接头本体连接器14通过中间设计有pfa密封圈18的接头连接器15通过快插方式对应并密封连接，所述接头本体连接器14通过螺纹连接桶盖连接器16。

4、进一步地，所述桶快速接头本体13下端连接有可旋转的接头本体连接器14，所述接头连接器15的顶部设有桶接头的定位块，并通过定位块确保与桶快速接头本体13的集成接口一一对应。

5、进一步地，所述桶盖连接器16与研磨液标准200l酸桶4中的汲取管连接器17配合连接，并通过汲取管连接器17连接pfa汲取管5。

6、进一步地，所述接头本体连接器14、接头连接器15及桶盖连接器16均采用乙烯三氟氯乙烯共聚物ectfe棒材加工而成，所述汲取管连接器17采用pfa材质制成。

7、进一步地，所述电子称主体1外包覆聚丙烯pp板，所述滚轮平台主体3的端盖及滚轮均采用防腐蚀聚丙烯pp制作而成。

8、进一步地，所述固定支架8上安装有定位传感器12，所述定位传感器12通过线路连接plc控制系统6。

9、进一步地，所述定位传感器12设置有三个，三个定位传感器12分别设于固定支架8背面的上部、下部以及底端。

10、本实用新型同现有技术相比，具有如下优点：

11、(1)本实用新型集成了供应、回流、湿氮气供给接头接口，一个接头同时满足汲取液体、液体回流和补充湿氮气的使用需求，设计合理，结构紧凑；

12、(2)本实用新型设计研磨液酸桶快速接头组合固定安装在升降机构组合通过plc控制系统控制升降气缸在升降导轨作用下上升和下降，并且在必要的定位传感器控制下直接准确的更换研磨液200l标准桶作业，将更多的人力转化为机械自动化装置，较大程度的减少人工操作时间，使得整个系统更稳定和安全，并使得操作方便，大大提高工作效率；

13、(3)本实用新型集成了不同桶口接口方式，采用快抽，快插更换方式，并采用全密闭设计，可实现自动供应研磨液需求；

14、(4)本实用新型所有零配件都采用ptfe材质和pfa材质加工，从而提高必要部件的防腐能力，避免金属离子污染，调高使用寿命；

15、(5)本实用新型通过过盈密封圈加螺纹连接密封省力易操作，并且开启环境为密闭环境，保证了开启环境的洁净度，更大程度上考虑操作人员的安全；

16、(6)本实用新型高洁净度机械部件设计，满足集成电路(ic)制造需求，且具有超高的可靠性，可以自动不间断供应(满足365天*24小时)；

17、(7)本实用新型安全性设计满足半导体制造标准，采用内部固定密封转轴设计，使得在旋转的同时保持密封，同时中间螺纹连接两端保持不动，方便人员安装操作；

18、(8)本实用新型设计必要的清洗回路，提高了研磨液供应的质量，且能够实施自动化操作，监测，参数可编辑和记录；

19、(9)本实用新型高洁净度的研磨液桶接头配合全自动升降系统，满足了半导体制造的苛刻的使用需求，且具有良好的耐磨性，使得维护成本降低；

20、(10)本实用新型升降机构组合件全部采用标准化机械零部件易于采购和生产，使设备成本降低，维修保养方便，而且全部可以国产化；

21、(11)本实用新型使得溶剂桶接头省力易操作，可采用快抽，快插方式更换方式并且开启环境为密闭环境，保证了开启环境的洁净度，更大程度上考虑操作人员的安全，整个操作过程安全可靠；

22、综上，本实用新型整体结构可与之前平台可互换，方便改造且结构可靠性高，将更多的人力转化为机械自动化装置，采用升降气缸伸缩形式、电子秤重及plc联动控制，较大程度的减少人工操作时间，使得整个系统更稳定和安全，并使得操作方便，大大提高了工作效率，值得广泛推广应用。