[发明专利]一种半导体基片用声光磁复合抛光装置及抛光方法

说明书

本发明涉及超精密加工的技术领域，更具体地，涉及一种半导体基片用声光磁复合抛光装置及抛光方法，包括磁流变抛光组件、催化剂添加组件、光催化组件以及兆声波催化组件，磁流变抛光组件包括第一驱动电机、抛光轴以及抛光盘，抛光轴与第一驱动电机连接且抛光轴可伸入至抛光盘内侧，抛光盘内盛装有磁流变液、抛光盘下方设有在抛光盘内形成磁场的电磁组件、抛光盘的下部连接有驱动抛光盘旋转的驱动组件，催化剂添加组件与抛光盘连通，光催化组件设于抛光盘旁侧，兆声波催化组件与抛光盘连接。本发明向磁流变液内添加催化剂，配合光催化组件及兆声波催化组件，磁流变机械抛光与化学氧化腐蚀作用同时进行，具有较好的加工效率和加工质量。

技术领域

本发明涉及超精密加工的技术领域，更具体地，涉及一种半导体基片用声光磁复合抛光装置及抛光方法。

背景技术

随着高新技术产业的迅速发展，对光学元件、电子元件、航空航天器件、半导体等的加工质量和加工效率要求越来越高，磁流变抛光技术就是属于一种超精密加工技术。磁流变抛光技术可以使工件的加工质量极高且对工件亚表面损伤极小，但是：一方面，由于目前磁流变抛光技术采用永磁铁来产生磁场，磁场强度不可控，并且磁性会随着时间的推移而减少，导致加工效率低；另一方面，磁流变抛光属于机械去除方式，加工效率与表面加工质量之间存在矛盾。

中国专利CN201710085353.X公开了一种盘式磁流变抛光装置，在加工脆硬性较强的材料并且要保证其亚表面损伤极小时，仅靠磁流变抛光的机械作用去除，花费的时间会比较长；中国专利CN201210304530.6公开了一种单晶碳化硅晶片的化学集群磁流变复合加工方法，在磁流变液内结合了化学作用，化学作用使得工件表面氧化腐蚀，工件表面由此产生改性变为容易加工的氧化物材料，但存在化学作用不明显、化学作用远低于机械作用，加工效率得不到很好的提升；中国专利CN201910675879.2公开了一种预芬顿处理和磁场联合的均匀高效抛光方法，在磁流变抛光前对工件做化学预处理，对工件表面进行氧化腐蚀，使工件表面产生改性变为容易加工的氧化物材料，但其无法很好地控制工件被化学作用腐蚀的厚度，导致加工厚度和加工质量得不到有效控制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种半导体基片用声光磁复合抛光装置及抛光方法，采用紫外光和兆声波催化氧化腐蚀过程增大化学作用，匹配机械作用和化学作用，改善工件的加工效率和加工质量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种半导体基片用声光磁复合抛光装置，包括磁流变抛光组件、催化剂添加组件、光催化组件以及兆声波催化组件，所述磁流变抛光组件包括第一驱动电机、抛光轴以及抛光盘，所述抛光轴与第一驱动电机连接且抛光轴可伸入至抛光盘内侧，所述抛光盘内盛装有磁流变液、所述抛光盘下方设有在抛光盘内形成磁场的电磁组件、抛光盘的下部连接有驱动抛光盘旋转的驱动组件，所述催化剂添加组件与抛光盘连通向抛光盘内输送催化剂，所述光催化组件设于抛光盘旁侧向抛光盘内侧发射紫外光，所述兆声波催化组件与抛光盘连接向抛光盘内侧发射兆声波。

本发明的半导体基片用声光磁复合抛光装置，采用电磁组件代替传统的永磁铁，可保证磁场的稳定性和可控性，可针对不同工件要求调节合适的磁场；通过催化剂添加组件向磁流变液内添加催化剂，配合光催化组件及兆声波催化组件，可加速磁流变液中的化学反应，提高抛光过程中的化学作用；本发明中，磁流变机械抛光与化学氧化腐蚀作用同时进行，具有较好的加工效率和加工质量。

进一步地，所述磁流变抛光组件还包括机壳、支架和滑轨，所述第一驱动电机与支架的一端连接，支架的另一端与滑轨滑动连接，所述滑轨固定于机壳。支架与滑轨滑动连接，可调整抛光轴和工件的高度以调整至工作间距。

进一步地，所述驱动组件包括第二驱动电机以及主轴，所述主轴与第二驱动电机连接，所述主轴连接有装夹盘，所述抛光盘与装夹盘连接。第二驱动电机驱动主轴旋转，主轴带动装夹盘和抛光盘转动。