[發明專利]一種芯片加工用拋光裝置及拋光方法

有效

• 申請號: 202210834593.6
• 申請日: 2022-07-14
• 公開（公告）號: CN115122229B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 朱子超;王橋;馬梅芳;王四俊;章唐輝;彭紹英
• 申請（專利權）人: 深圳市力子光電科技有限公司
• 主分類號: B24B37/10
• 分類號: B24B37/10;B24B37/30;B24B37/34;B24B53/017;B24B57/02
• 代理公司: 深圳智匯遠見知識產權代理有限公司 44481
• 代理人: 趙爍

本發明公開芯片拋光領域的一種芯片加工用拋光裝置及拋光方法，包括拋光盤，拋光盤上可拆卸式安裝有拋光墊；拋光盤的旁側分別設置有上下料機構、拋光液供給機構以及修整機構；拋光盤包括固定安裝在主傳動軸上的主盤，主傳動軸轉動安裝在機架上；沿著主盤的徑向向外還設置有環帶狀的分盤，分盤上固定設置有分傳動軸，分盤、分傳動軸與主盤、主傳動軸同軸設置，分盤滑動安裝在主盤的外圍。本發明將拋光盤沿著其徑向分成多個小的拋光環，在同一驅動源的驅動下通過驅動機構的調節使得各個轉動環轉動時其線速度大致相同，以此平衡不同半徑的拋光墊在拋光時的磨損，延長拋光墊的使用壽命，減少拋光墊的更換次數，節省成本，提高生產效率。

技術領域

本發明為芯片拋光領域，具體涉及的是一種芯片加工用拋光裝置及拋光方法。

背景技術

在芯片的生產過程中需要對芯片的單晶硅襯底進行精密拋光，目前常常采用化學機械拋光技術，此技術可以有效地兼顧加工表面的全局和局部平整度。該方法具體為：拋光時，將待拋光的芯片以一定的壓力施于隨拋光盤一起旋轉的拋光墊上，拋光液在芯片與拋光墊之間流動，并在芯片表面產生化學反應，芯片表面形成的化學反應物由拋光液中磨料的機械摩擦作用去除。在化學成膜與機械去膜的交替過程中，通過化學與機械的共同作用從芯片表面去除極薄的一層材料，最終實現超精密表面加工。在研究中發現，恒定壓力下，拋光盤轉速對材料表面粗糙度具有影響。具體是因為拋光盤轉速增加使得拋光液在拋光墊上的流動速度增加，拋光液液膜的最小厚度增加。拋光液液膜厚度的增加這樣減少了芯片與拋光墊表面微觀凸峰接觸的概率，因此提高拋光轉速有利于提高工件的表面質量。但轉速過大時卻可能會引起工件打磨拋光過度，表面燒傷等問題。因此拋光盤的轉速有著一個示意的值。

但是因為拋光盤為圓形，在恒定轉速下，位于拋光盤外圍的拋光墊區域比位于拋光盤內側的拋光墊局域線速度要大，這就使得拋光盤不能處處均能達到最佳的速度，這就使得芯片拋光面的拋光精度不均衡。目前常常采用驅動芯片在拋光時自轉來使得拋光均勻。但是這不能解決拋光墊的磨損問題。因為拋光墊的區域無法改變，拋光墊不同區域的磨損也不均衡，會使得整體的拋光墊壽命減少，需要提前更換拋光墊，增加成本的同時還提高了工人的勞動強度，降低了工作效率。因此目前需要來解決上述問題。

本發明提供了一種芯片加工用拋光裝置及拋光方法，該發明將拋光盤沿著其徑向分成多個小的拋光環，在同一驅動源的驅動下通過驅動機構的調節使得各個轉動環轉動時其線速度大致相同，在達到最佳速度的同時平衡不同半徑的拋光墊在拋光時的磨損，延長拋光墊的使用壽命，減少拋光墊的更換次數，節省成本，提高生產效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種芯片加工用拋光裝置及拋光方法，以解決上述背景技術中提出了現有技術缺點的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種芯片加工用拋光裝置，包括轉動安裝在機架上的拋光盤，所述拋光盤上可拆卸式安裝有拋光墊；所述拋光盤的旁側分別設置有用于將待加工芯片轉移至拋光盤上的上下料機構、用于向拋光盤中心供給拋光液的拋光液供給機構、以及對拋光墊進行修整的修整機構；所述拋光盤包括固定安裝在主傳動軸上的主盤，所述主傳動軸轉動安裝在機架上；沿著主盤的徑向向外還設置有環帶狀的分盤，所述分盤上固定設置有分傳動軸，所述分盤、分傳動軸與主盤、主傳動軸同軸設置，所述分盤滑動安裝在主盤的外圍。

優選地，所述機架上還設置有用于驅動拋光盤轉動的驅動機構，所述驅動機構包括外接驅動源的第一驅動軸，所述第一驅動軸通過調速齒輪組與拋光盤傳動連接，所述調速齒輪組用于調節主盤與分盤的轉速，使得在拋光盤轉動時主盤區域內與分盤區域內的平均線速度相同。

優選地，所述主盤上的拋光墊與所述分盤上的拋光墊為分體式。

優選地，所述調速齒輪組包括固定安裝在驅動軸上的主傳動齒輪、分傳動齒輪，所述主傳動軸上固定設置有與主傳動齒輪嚙合的主從動齒輪，所述分傳動軸上固定設置有與分傳動齒輪嚙合的分從動齒輪；所述主傳動齒輪、分傳動齒輪與主從動齒輪、分從動齒輪的傳動比為所述主盤的平均半徑與所述分盤的平均半徑的倒數之比。