[發明專利]基于自學習的智能硅基晶圓超精密研磨拋光機

有效

• 申請號: 202111294205.1
• 申請日: 2021-11-03
• 公開（公告）號: CN113894635B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 曾慶明;曾慶華;趙亮
• 申請（專利權）人: 安徽格楠機械有限公司
• 主分類號: B24B7/22
• 分類號: B24B7/22;B24B27/00;B24B41/06;B24B41/02;B24B55/06;B24B55/03;B24B55/00;B24B41/00
• 代理公司: 深圳市廣諾專利代理事務所(普通合伙) 44611
• 代理人: 王歡

本發明涉及晶圓加工技術領域，具體是基于自學習的智能硅基晶圓超精密研磨拋光機，包括臺架，所述臺架的頂部設置有下磨盤，下磨盤和臺架的中間穿設有主軸，且下磨盤的上方設置有上磨盤，所述主軸外套設有偏心傳動筒，偏心傳動筒通過偏心運動機構與主軸連接，且主軸通過偏心傳動筒連接有行星運動工件盤；所述上磨盤的頂部連接有壓盤，壓盤的外壁和內壁分別與臺架的頂部外壁和偏心傳動筒的外壁活動配合，本發明能夠通過偏心傳動筒帶動行星運動工件盤進行運動，使得晶圓在研磨過程中既能夠自轉，又能夠繞著主軸公轉，而且還能夠直線往復偏心運動，讓晶圓受到各方向的研磨效果，促進研磨粒子對晶圓施加更多方向的作用，極大的提高研磨效率。

技術領域

本發明涉及晶圓加工技術領域，具體是基于自學習的智能硅基晶圓超精密研磨拋光機。

背景技術

晶圓是指硅半導體集成電路制作所用的硅晶片，由于其形狀為圓形，故稱為晶圓；在硅晶片上可加工制作成各種電路元件結構，而成為有特定電性功能之IC產品。晶圓的原始材料是硅，而地殼表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅礦石經由電弧爐提煉，鹽酸氯化，并經蒸餾后，制成了高純度的多晶硅，其純度高達99.999999999％；晶圓研磨的目的在于去掉切割時在晶圓表面產生的鋸痕和破損，使晶圓表面達到所要求的光潔度，對晶圓的邊緣和表面進行拋光處理，一、進一步去掉附著在晶片上的微小粒子，二、獲得極佳的表面平整度，以利于后面所要降到的晶圓處理工序加工；目前我國高端超精密硅基晶圓研磨拋光機完全依賴進口，在近期中美關系沒有緩和的情況下隨時有可能受進口技術卡脖子現象，如此會嚴重影響我國高端芯片的發展。

現有技術中，存在問題如下：

(1)晶圓在上下研磨盤之間旋轉運動，單純旋轉，研磨動作變化小，晶圓表面粒子所受到的研磨方向變化少，導致研磨效率低。

(2)磨盤轉動時，靠近外圈的部位轉速較快，而靠近內圈的部位轉速相對較慢，而晶圓是在研磨盤底部內圈到外圈之間都有分布的，這就導致靠近內圈部位的晶圓和靠近外圈部位的晶圓所受到的研磨效果是不同的，研磨的速率也不同。

(3)研磨時會產生大量的細小粒子，若不及時清除，會導致研磨效果不均勻，現有研磨液從上磨臺中間流出，研磨液流動量小，且流動方向較為混料，導致研磨出的細小粒子不能夠快速被沖刷。

(4)研磨臺和擺放工件的齒輪盤在研磨過程中，不斷受到摩擦，會導致溫度升高，進而導致研磨精度下降，現有設備直接通過研磨液沖洗，恒溫控制效果差。

(5)研磨前需要將晶圓從晶片花籃中取下擺放至工件孔內，研磨完成后需要將晶圓從工件孔內取出擺放至晶片花籃中，晶圓需要逐個取出，較為麻煩，且效率低下。

發明內容

本發明的目的在于提供基于自學習的智能硅基晶圓超精密研磨拋光機，以解決上述背景技術中提出的問題。

本發明的技術方案是：基于自學習的智能硅基晶圓超精密研磨拋光機，包括臺架，所述臺架的頂部設置有下磨盤，下磨盤和臺架的中間穿設有主軸，且下磨盤的上方設置有上磨盤，所述主軸外套設有偏心傳動筒，偏心傳動筒通過偏心運動機構與主軸連接，且主軸通過偏心傳動筒連接有行星運動工件盤；

所述上磨盤的頂部連接有壓盤，壓盤的外壁和內壁分別與臺架的頂部外壁和偏心傳動筒的外壁活動配合，并且壓盤的中間設置有橫向分布的通道。

優選的，所述偏心傳動筒的內壁兩側對稱位置分別開設有孔槽，所述主軸的兩側外壁上分別設置有傳動滑塊，傳動滑塊的結構與所述孔槽的結構相匹配，且傳動滑塊與孔槽滑動配合；

所述偏心運動機構包括偏心運動控制電機、偏心軸和2個推拉桿，2個推拉桿的一端均與偏心軸的偏心部分轉動連接，且2個推拉桿的另一端分別與偏心傳動筒的內壁兩側對稱位置轉動連接，而偏心軸的一端與偏心運動控制電機固定連接，偏心運動控制電機固定安裝于主軸上。