磨抛一体平坦化加工装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术揭示了磨抛一体平坦化加工装置，包括工件主轴及一组磨具主轴，工件主轴及每个磨具主轴连接驱动其自转的机构，工件主轴和/或每个磨具主轴连接进给驱动装置，工件主轴可移动至与每个磨具主轴共轴或轴线平行且相对端面局部重合，每个磨具主轴相对工件主轴的端面共轴设置磨具，一组磨具主轴上的磨具为倒角磨具、粗磨或半精磨磨具、精磨磨具、粗抛磨具、半精抛磨具及精抛磨具。本方案采用工件和磨具对磨加工的基本方式，使工件接触的磨料目数顺序增加，从几百目的粗磨料一直顺序加工到纳米级别的超细磨料，完成工件的超平坦化加工，彻底改变传统流体研磨或抛光的低效方式，最终达到原子级别的平坦化表面抛光效果，产品一致性好。一致性好。一致性好。

【技术实现步骤摘要】
磨抛一体平坦化加工装置


[0001]本技术涉及磨抛设备领域，尤其是磨抛一体平坦化加工装置。

技术介绍

[0002]传统的如硅等材料的半导体晶圆磨抛工艺，工艺段很长（倒角、清洗、双面研磨或减薄、化学刻蚀、单面铜抛、单面或双面CMP抛光、清洗、检测等），每个工艺段需要不同的设备，产品需要在不同的工艺段和工艺设备中流转，需要很多熟练资深的工艺人员，质量控制复杂，成本高昂。
[0003]在工艺当中大量采用了流体研磨和抛光技术，加工效率低下（双面研磨采用研磨液，CMP抛光采用了抛光液和抛光垫等），加工质量影响因素繁杂。尤其是CMP抛光成本很高，从单面铜抛的1
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3微米磨料抛光后，直接就跳到了100或50纳米的氧化硅/氧化铈/氧化铝溶胶抛光，CMP最终抛光效率极低，耗时很长，并且受到抛光垫和抛光液的衰减影响，批次间的产品品质很难控制，尤其在抛光过程中也很难做到在线检测。

技术实现思路

[0004]本技术的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种磨抛一体平坦化加工装置。
[0005]本技术的目的通过以下技术方案来实现：
[0006]磨抛一体平坦化加工装置，包括至少一工件主轴及一组磨具主轴，所述工件主轴及每个磨具主轴连接驱动其自转的机构，所述工件主轴和/或每个磨具主轴连接进给驱动装置，所述工件主轴可移动至与每个所述磨具主轴共轴或轴线平行且相对端面局部重合，每个所述磨具主轴相对所述工件主轴的端面共轴设置磨具，一组所述磨具主轴上的所述磨具为倒角磨具、粗磨或半精磨磨具、精磨磨具、粗抛磨具、半精抛磨具及精抛磨具。
[0007]优选的，所述的磨抛一体平坦化加工装置中，所述倒角磨具、粗磨或半精磨磨具、精磨磨具、粗抛磨具、半精抛磨具及精抛磨具中的至少一个为冰冻磨具。
[0008]优选的，所述的磨抛一体平坦化加工装置中，所述磨具主轴为冰冻主轴，所述主轴体内形成有冰冻流道，所述冰冻流道的进、出口位于主轴体的背向端面且从主轴体的背向端面延伸至主轴体的相对端区域，至少所述相对端区域为非隔热材料；所述主轴体的背向端连接滑环；所述冰冻主轴的滑环连接冷媒供应装置
[0009]优选的，所述的磨抛一体平坦化加工装置中，一组所述磨具主轴的轴线平行且可由一条与它们轴线垂直的直线连接，所述工件主轴连接驱动其沿所述直线延伸方向往复平移。
[0010]优选的，所述的磨抛一体平坦化加工装置中，所述工件主轴还连接驱动其沿垂直于所述直线及其轴线的方向往复移动。
[0011]优选的，所述的磨抛一体平坦化加工装置中，一组所述磨具主轴呈圆形分布，所述工件主轴连接驱动其绕多个所述主轴所围合成的圆的轴线公转的驱动旋动结构。
[0012]优选的，所述的磨抛一体平坦化加工装置中，所述磨具主轴及工件主轴的数量相同且各自呈圆形等距分布，多个所述磨具主轴围成的圆与多个工件主轴围成的圆共轴，所述磨具主轴和/或工件主轴绕它们围成的圆的轴线公转至所述磨具主轴与工件主轴的位置一一对应。
[0013]优选的，所述的磨抛一体平坦化加工装置中，每个磨具主轴旁设置有用于对工件主轴上的工件面向磨具的表面进行清洗的清洗装置。
[0014]优选的，所述的磨抛一体平坦化加工装置中，每个磨具主轴旁设置有用于对工件主轴上的工件面向磨具的表面进行检测的检测装置
[0015]磨抛一体平坦化加工装置，包括一工件主轴及一组磨具主轴，所述工件主轴及每个磨具主轴连接驱动其自转的机构，所述工件主轴和/或每个磨具主轴连接进给驱动装置，所述磨具主轴呈圆形等距分布，所述工件主轴与所述磨具主轴围合成的圆共轴，所述工件主轴的直径大于等于所述磨具主轴的轴线围合成的圆的直径；每个所述磨具主轴相对所述工件主轴的端面共轴设置磨具，一组所述磨具主轴上的所述磨具为倒角磨具、粗磨或半精磨磨具、精磨磨具、粗抛磨具、半精抛磨具及精抛磨具。
[0016]本技术技术方案的优点主要体现在：
[0017]本方案采用工件和磨具对磨加工的基本方式，使工件接触的磨料目数顺序增加，从几百目的粗磨料一直顺序加工到纳米级别的超细磨料，完成工件的超平坦化加工，彻底改变传统流体研磨或抛光的低效方式，最终达到原子级别的平坦化表面抛光效果，产品一致性好。
[0018]本方案的磨具采用冰冻磨具，一方面能够充分发挥冰冻磨具自身优势，减小磨抛时热应力的影响；
[0019]本方案通过设置清洁装置可以对研磨后的表面在线进行清洁，进一步可以在清洁后结合检测装置对关键参数在线进行检测，有效提高了清洁和检测的效率，同时清洁后检测可以有效地保整在线检测的精度。
[0020]本方案采用冰冻主轴，在磨削过程中，可以持续向所述冰冻流道内供应冷媒对冰冻磨材进行冷却保温，避免冰冻磨材在磨削过程中因温度熔化，提高了冰冻磨材使用寿命，同时保证磨具的持续低温恒温研磨抛光，有效提高了磨料的利用率，且无需采用研磨机内低温环境来避免冰冻磨材融化的方式，运行成本更低。
[0021]本方案使磨具主轴和工件主轴之间具有垂直于它们轴线的相对平移运动，可以有效地消除固定对磨产生的菊花纹状加工纹路，从而改善产品的平坦度指标和表面质量。
[0022]本方案的多磨具主轴的结构可以采用多种不同的形式，能够满足不同的应用场景需要进行调整，适用性强。同时通过设置磨料的粒径，使得工件在不同粒径的磨料处对磨加工，从几百目的粗磨料顺序加工到纳米级别的超细磨料，彻底改变传统流体研磨或抛光的低效方式，精度高，产品一致性好。
附图说明
[0023]图1是本专利技术中工件主轴为冰冻主轴，磨具主轴为普通主轴的示意图；
[0024]图2是本专利技术中工件主轴为冰冻主轴，磨具主轴为普通主轴且设置半导体制冷片的示意图；
[0025]图3是本专利技术中工件主轴为冰冻主轴，磨具主轴为普通主轴，且工件通过冰冻连接层固定在工件主轴的示意图；
[0026]图4是本专利技术中工件主轴为普通主轴，磨具主轴为冰冻主轴的示意图；
[0027]图5是本专利技术的圆盘状治具且未填充冰冻磨材的立体图；
[0028]图6是本专利技术的圆盘状治具填充冰冻磨材的立体图；
[0029]图7是本专利技术中工件主轴及磨具主轴共轴且均为冰冻主轴的示意图；
[0030]图8是本专利技术中工件主轴及磨具主轴错位设置且均为冰冻主轴的示意图；
[0031]图9是图8结构中带清洁装置的示意图；
[0032]图10是图8结构中带检测装置的示意图；
[0033]图11是图8结构中带自动灌注装置的示意图；
[0034]图12是本专利技术的磨抛一体平坦化加工装置的多个磨具主轴呈直线方向分布的立体图；
[0035]图13是图12的俯视图；
[0036]图14是本专利技术的磨抛一体平坦化加工装置具有多个磨具主轴且呈圆形分布，工件主轴可以安装多个工件的立体图；
[0037]图15是图14的俯视图；
[0038]图16是本专利技术的磨抛一体平坦化加工装置具有多个磨具主轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.磨抛一体平坦化加工装置，包括至少一工件主轴及一组磨具主轴，所述工件主轴及每个磨具主轴连接驱动其自转的机构，所述工件主轴和/或每个磨具主轴连接进给驱动装置，其特征在于：所述工件主轴可移动至与每个所述磨具主轴共轴或轴线平行且相对端面局部重合，每个所述磨具主轴相对所述工件主轴的端面共轴设置磨具，一组所述磨具主轴上的所述磨具为倒角磨具、粗磨或半精磨磨具、精磨磨具、粗抛磨具、半精抛磨具及精抛磨具。2.根据权利要求1所述的磨抛一体平坦化加工装置，其特征在于：所述倒角磨具、粗磨或半精磨磨具、精磨磨具、粗抛磨具、半精抛磨具及精抛磨具中的至少一个为冰冻磨具。3.根据权利要求2所述的磨抛一体平坦化加工装置，其特征在于：所述磨具主轴为冰冻主轴，所述主轴体内形成有冰冻流道，所述冰冻流道的进、出口位于主轴体的背向端面且从主轴体的背向端面延伸至主轴体的相对端区域，至少所述相对端区域为非隔热材料；所述主轴体的背向端连接滑环；所述冰冻主轴的滑环连接冷媒供应装置。4.根据权利要求1所述的磨抛一体平坦化加工装置，其特征在于：一组所述磨具主轴的轴线平行且可由一条与它们轴线垂直的直线连接，所述工件主轴连接驱动其沿所述直线延伸方向往复平移。5.根据权利要求4所述的磨抛一体平坦化加工装置，其特征在于：所述工件主轴还连接驱动其沿垂直于所述直线及其轴线的方向往复移动。6.根据权利要求1所述的磨抛一体平坦化加工...

【专利技术属性】
技术研发人员：万明，
申请(专利权)人：苏州赛万玉山智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：