抛光设备及其抛光方法与流程

文档序号:11167534阅读:1323来源:国知局
抛光设备及其抛光方法与制造工艺

本发明涉及精密加工技术领域,特别是涉及一种抛光设备及抛光设备的抛光方法。



背景技术:

相关技术中,针对高硬度材料如cvd金刚石,采用金刚石砂轮抛光或者传统的单面抛光设备。然而,上述方案存在一定的不足:一次只能抛光一个平面,由于材料(例如金刚石等)硬度高,耗材消耗量大,且抛光时间长,生产效率低。



技术实现要素:

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种抛光设备,所述抛光设备的抛光效率提高,成本降低。

本发明还提出一种抛光设备的抛光方法。

根据本发明第一方面实施例的抛光设备,包括:上抛光头和下抛光头,所述上抛光头和所述下抛光头相对布置,所述上抛光头和所述下抛光头相对可移动以抛光,所述上抛光头的下表面和所述下抛光头的上表面均具有用于放置待抛光物的待抛光物放置区;用于向待抛光物的待抛光面放入抛光液的抛光液输送装置,所述抛光液输送装置的出口连通所述上抛光头和所述下抛光头之间的空间。

根据本发明实施例的抛光设备,通过使上抛光头相对下抛光头移动可以同时抛光两个待抛光面,并且通过抛光液输送装置可以向上抛光头和下抛光头之间的空间输送抛光液,这样有利于提高抛光效率,降低成本。

另外,根据本发明上述实施例的抛光设备还具有如下附加的技术特征:

进一步地,所述抛光液输送装置的出口延伸至所述上抛光头的下表面,且所述抛光液输送装置的出口包括与所述上抛光头上的待抛光区域错开的一个或多个。

进一步地,所述抛光液输送装置的出口包括关于所述待抛光区域对称布置的两个。

优选地,所述下抛光头与所述上抛光头的直径比不小于2:1。

在本发明的一些实施例中,所述抛光液输送装置包括:输送管,所述输送管的一端形成出口;周期泵,所述周期泵与所述输送管的另一端相连,所述周期泵用于周期性地泵送抛光液。

具体地,所述上抛光头连接有第一驱动装置,所述第一驱动装置用于驱动所述上抛光头自转以及平移。

在本发明的一些实施例中,所述下抛光头连接有第二驱动装置,所述第二驱动装置用于驱动所述下抛光头自转。

根据本发明实施例的抛光设备,所述上抛光头和所述下抛光头均连接有用于真空吸附待抛光物的真空吸附装置。

根据本发明第二方面实施例的抛光设备的抛光方法,所述抛光方法包括:驱动待抛光物放置区放置有一待抛光物的上抛光头和待抛光物放置区放置有另一待抛光物的下抛光头相对移动并向两个待抛光物之间添加抛光液。

进一步地,抛光过程中上抛光头和下抛光头分别自转和相对平移,在上抛光头和下抛光头相对平移时添加抛光液,两个待抛光物的自转速度不同和/或自转方向相反。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1是根据本发明实施例的抛光设备的一个示意图。

附图标记:抛光设备100,上抛光头1,下抛光头2,待抛光物3,抛光液输送装置4,第一驱动装置5,第二驱动装置6。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明公开了一种新型抛光设备,可同时抛光两片晶圆的两个平面,大大提高生产效率,减少耗材使用。此抛光设备也可应用于其他硬度较高的材料如碳化硅。

下面结合附图描述根据本发明第一方面实施例的抛光设备100。

如图1所示,根据本发明实施例的抛光设备100,包括:上抛光头1、下抛光头2以及抛光液输送装置4。

具体而言,上抛光头1和下抛光头2相对布置,上抛光头1和下抛光头2相对可移动以抛光,上抛光头1的下表面和下抛光头2的上表面均具有用于放置待抛光物3的待抛光物放置区,通过所述待抛光物放置区便于固定待抛光物3。

例如,上抛光头1和下抛光头2可以在上下方向上相对布置,待抛光物3可以为晶圆等,上抛光头1上可以安装有上晶圆,下抛光头2上可以安装有下晶圆,通过使上抛光头1相对下抛光头2移动可以同时抛光两个抛光面(上晶圆的待抛光面和下晶圆的待抛光面),这样有利于提高抛光效率,降低成本。

抛光液输送装置4可以用于向待抛光物3的待抛光面放入抛光液,抛光液输送装置4的出口连通上抛光头1和下抛光头2之间的空间。由此,抛光液输送装置4内的抛光液可以经由出口输送至上抛光头1和下抛光头2之间的空间,通过抛光液可以起到促进化学反应,增大摩擦力等作用,从而能够通过抛光液更好地抛光待抛光面。

根据本发明实施例的抛光设备100,通过使上抛光头1相对下抛光头2移动可以同时抛光两个待抛光面,并且通过抛光液输送装置4可以向上抛光头1和下抛光头2之间的空间输送抛光液,这样有利于改善抛光效果,提高抛光效率,降低成本。

进一步地,抛光液输送装置4的出口可以延伸至上抛光头1的下表面,便于通过出口向上抛光头1的下表面放入抛光液,有利于保证抛光过程的顺利进行。

并且抛光液输送装置4的出口可以包括一个。或抛光液输送装置4的出口包括多个,多个抛光液输送装置4的出口与上抛光头1上的待抛光区域错开。由此,便于在抛光设备抛光的过程中加入抛光液,更好地对待抛光物3进行抛光。

具体地,抛光液输送装置4的出口包括关于待抛光区域对称布置的两个。也就是说,抛光液输送装置4的出口可以包括两个,并且两个抛光液输送装置4的出口关于待抛光区域对称布置。这样有利于使抛光液更加均匀地分布至待抛光表面,有助于保证抛光效果。

根据本发明的一些实施例,下抛光头2与上抛光头1的直径比不小于(例如大于或等于)2:1。这样有利于更好地保证抛光效果。

优选地,参照图1,上抛光头1与下抛光头2的直径比为1:2。换句话说,上抛光头1的直径与下抛光头2的直径比可以为1:2。由此,使得上抛光头1在运动过程中不易发生倾斜,确保上抛光头1能够平行于下抛光头2运动,有利于保证抛光的平整性,满足平面度要求。

当然,本发明不限于此。在本发明的一些实施例中,上抛光头1与下抛光头2的直径比也可以为1:3、2:5等。上抛光头1与下抛光头2的直径比可以根据实际需要适应性设置。

在本发明的一些实施例中,抛光液输送装置4包括:输送管(一根或多根)以及周期泵,输送管的一端形成出口,抛光液可以经由输送管的出口流出,周期泵与输送管的另一端相连,周期泵用于周期性地泵送抛光液。通过周期泵可以在上抛光头1和下抛光头2的往复运动间隙向待抛光面之间泵送抛光液,更好地保证抛光效果。

其中,输送管的数量可以根据实际应用中的实际情况增加或减少。

具体地,参照图1,上抛光头1连接有第一驱动装置5,第一驱动装置5用于驱动上抛光头1自转以及水平移动。下抛光头2连接有第二驱动装置6,第二驱动装置6用于驱动下抛光头2自转。也就是说,通过第一驱动装置5可以为上抛光头1提供动力,使上抛光头1及其上的待抛光物3转动和水平移动。通过第二驱动装置6可以为下抛光头2提供动力,第二驱动装置6可以用于驱动下抛光头2及其上的待抛光物3自转。由此,有利于保证抛光过程的顺利进行,更好地抛光待抛光物3。

上抛光头1相对下抛光头2可往复运动,上抛光头1以第一预定速度转动,下抛光头2以第二预定速度转动,上抛光头1和下抛光头2的转动方向可以相同或相反。第一预定速度可以为50rpm~160rpm,第二预定速度可以为50rpm~160rpm,例如,第一预定速度和第二预定速度均可以为50rpm、80rpm、100rpm、120rpm、150rpm或160rpm等,第一预定速度和第二预定速度可以根据实际需要适应性选择。

根据本发明实施例的抛光设备100,上抛光头1和下抛光头2均连接有用于真空吸附待抛光物3的真空吸附装置(未示出)。也就是说,上抛光头1和下抛光头2均连接有真空吸附装置,该真空吸附装置可以用于真空吸附待抛光物3。由此,能够可靠地将待抛光物3安装在上抛光头1和下抛光头2上。

可选地,待抛光物3还可以通过粘接的方式安装在上抛光头1和下抛光头2上。由此,可以将待抛光物3可靠地安装在上抛光头1和下抛光头2上。这里的粘接可以为腊粘或胶粘等。当然,待抛光物3也可以通过其他的方式安装在上抛光头1和下抛光头2之间。

本发明提出的抛光设备100是一种新型抛光设备,抛光设备100具有两个抛光头,即上抛光头1和下抛光头2,上抛光头1和下抛光头2对向安装(例如上抛光头1和下抛光头2在上下方向上相对),下抛光头2取代传统设备中的抛光盘。两个抛光头分别夹持两片晶圆,上抛光头1夹持上晶圆,下抛光头2夹持下晶圆,晶圆与抛光头的夹持方式可以为真空吸附,当然,也可通过其他方式(如蜡粘、胶粘等)将晶圆固定在抛光头上,上抛光头1相对下抛光头2可做往复运动,两个抛光头均可以一定速度转动。两个抛光头可同向转动,也可反向转动。上抛光头1在抛光时可以加压。上抛光头1左右各有一根输液管路(即前述的输送管),在实际应用中也可根据实际情况增加或减少输液管路数量,输液管路连接在周期泵上,可在往复运动间隙滴入抛光液,更好地进行抛光。

下面描述根据本发明实施例的抛光设备100的工作过程。

具体地,上抛光头1与第一驱动装置5例如驱动电机相连接,第一驱动装置5可带动上抛光头1转动。第一驱动装置5固定在框架上,通过导轨可做往复运动,从而带动上抛光头1相对下抛光头2做往复运动。下抛光头2与第二驱动装置6例如驱动电机相连接,第二驱动装置6可带动下抛光头2转动。两个抛光头分别夹持两片晶圆4,夹持方式为真空吸附,两个抛光头均可以一定速度转动。两个抛光头可同向转动,也可反向转动。上抛光头1在抛光时可以加压。上抛光头1左右各有一根输液管路,输液管路连接在周期泵上,可在往复运动间隙滴入抛光液。

根据本发明实施例的抛光设备100,可同时抛光两片晶圆的两个平面,大大提高生产效率,减少耗材使用。此抛光设备100也可应用于其他硬度较高的材料如碳化硅。

根据本发明第二方面实施例的抛光设备的抛光方法,所述抛光方法包括:驱动待抛光物放置区放置有一待抛光物的上抛光头和待抛光物放置区放置有另一待抛光物的下抛光头相对移动并向两个待抛光物之间添加抛光液。例如,驱动上抛光头上的待抛光物和下抛光头上的待抛光物相对移动,并且在两个待抛光物之间添加抛光液,由此,有利于提高抛光效率,改善抛光效果。

进一步地,抛光过程中上抛光头和下抛光头分别自转和相对平移,在上抛光头和下抛光头相对平移时添加抛光液。换言之,在抛光过程中,两个待抛光物可以分别各自旋转,并且两个待抛光物可以相对平移,并且在上抛光头和下抛光头相对平移时添加抛光液。例如,下抛光头及其上安装的待抛光物可以转动,上抛光头及其上的待抛光物可以既转动又摆动(移动)。由此,有利于提高抛光效率,保证抛光效果。

在本发明的一些实施例中,两个待抛光物的自转速度不同和/或自转方向相反。换句话说,两个待抛光物的自转速度不同和/或两个待抛光物的自转方向相反。包括两个待抛光物的自转速度不同;两个待抛光物的自转方向相反;以及两个待抛光物的自转速度不同和两个待抛光物的自转方向相反三种技术方案。由此,有利于根据抛光精度适应性选择两个待抛光物的自转速度和自转方向。

例如,两个待抛光物的自转速度均为50rpm~160rpm且自转方向相反。也就是说,两个待抛光物的自转速度均为50rpm~160rpm,并且两个待抛光物的自转方向可以相反。由此,有利于提高抛光效率,保证抛光效果。

根据本发明实施例的抛光设备100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

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