[發明專利]一種半導體基片用聲光磁復合拋光裝置及拋光方法

在審

• 申請號: 201911336780.6
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN110948293A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 潘繼生;卓志佳;閻秋生
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B1/04;H01L21/67;H01L21/304
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 王錦霞

本發明涉及超精密加工的技術領域，更具體地，涉及一種半導體基片用聲光磁復合拋光裝置及拋光方法，包括磁流變拋光組件、催化劑添加組件、光催化組件以及兆聲波催化組件，磁流變拋光組件包括第一驅動電機、拋光軸以及拋光盤，拋光軸與第一驅動電機連接且拋光軸可伸入至拋光盤內側，拋光盤內盛裝有磁流變液、拋光盤下方設有在拋光盤內形成磁場的電磁組件、拋光盤的下部連接有驅動拋光盤旋轉的驅動組件，催化劑添加組件與拋光盤連通，光催化組件設于拋光盤旁側，兆聲波催化組件與拋光盤連接。本發明向磁流變液內添加催化劑，配合光催化組件及兆聲波催化組件，磁流變機械拋光與化學氧化腐蝕作用同時進行，具有較好的加工效率和加工質量。

技術領域

本發明涉及超精密加工的技術領域，更具體地，涉及一種半導體基片用聲光磁復合拋光裝置及拋光方法。

背景技術

隨著高新技術產業的迅速發展，對光學元件、電子元件、航空航天器件、半導體等的加工質量和加工效率要求越來越高，磁流變拋光技術就是屬于一種超精密加工技術。磁流變拋光技術可以使工件的加工質量極高且對工件亞表面損傷極小，但是：一方面，由于目前磁流變拋光技術采用永磁鐵來產生磁場，磁場強度不可控，并且磁性會隨著時間的推移而減少，導致加工效率低；另一方面，磁流變拋光屬于機械去除方式，加工效率與表面加工質量之間存在矛盾。

中國專利CN201710085353.X公開了一種盤式磁流變拋光裝置，在加工脆硬性較強的材料并且要保證其亞表面損傷極小時，僅靠磁流變拋光的機械作用去除，花費的時間會比較長；中國專利CN201210304530.6公開了一種單晶碳化硅晶片的化學集群磁流變復合加工方法，在磁流變液內結合了化學作用，化學作用使得工件表面氧化腐蝕，工件表面由此產生改性變為容易加工的氧化物材料，但存在化學作用不明顯、化學作用遠低于機械作用，加工效率得不到很好的提升；中國專利CN201910675879.2公開了一種預芬頓處理和磁場聯合的均勻高效拋光方法，在磁流變拋光前對工件做化學預處理，對工件表面進行氧化腐蝕，使工件表面產生改性變為容易加工的氧化物材料，但其無法很好地控制工件被化學作用腐蝕的厚度，導致加工厚度和加工質量得不到有效控制。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種半導體基片用聲光磁復合拋光裝置及拋光方法，采用紫外光和兆聲波催化氧化腐蝕過程增大化學作用，匹配機械作用和化學作用，改善工件的加工效率和加工質量。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

提供一種半導體基片用聲光磁復合拋光裝置，包括磁流變拋光組件、催化劑添加組件、光催化組件以及兆聲波催化組件，所述磁流變拋光組件包括第一驅動電機、拋光軸以及拋光盤，所述拋光軸與第一驅動電機連接且拋光軸可伸入至拋光盤內側，所述拋光盤內盛裝有磁流變液、所述拋光盤下方設有在拋光盤內形成磁場的電磁組件、拋光盤的下部連接有驅動拋光盤旋轉的驅動組件，所述催化劑添加組件與拋光盤連通向拋光盤內輸送催化劑，所述光催化組件設于拋光盤旁側向拋光盤內側發射紫外光，所述兆聲波催化組件與拋光盤連接向拋光盤內側發射兆聲波。

本發明的半導體基片用聲光磁復合拋光裝置，采用電磁組件代替傳統的永磁鐵，可保證磁場的穩定性和可控性，可針對不同工件要求調節合適的磁場；通過催化劑添加組件向磁流變液內添加催化劑，配合光催化組件及兆聲波催化組件，可加速磁流變液中的化學反應，提高拋光過程中的化學作用；本發明中，磁流變機械拋光與化學氧化腐蝕作用同時進行，具有較好的加工效率和加工質量。

進一步地，所述磁流變拋光組件還包括機殼、支架和滑軌，所述第一驅動電機與支架的一端連接，支架的另一端與滑軌滑動連接，所述滑軌固定于機殼。支架與滑軌滑動連接，可調整拋光軸和工件的高度以調整至工作間距。

進一步地，所述驅動組件包括第二驅動電機以及主軸，所述主軸與第二驅動電機連接，所述主軸連接有裝夾盤，所述拋光盤與裝夾盤連接。第二驅動電機驅動主軸旋轉，主軸帶動裝夾盤和拋光盤轉動。