[实用新型]一种电磁耦合抛光设备

说明书

本实用新型公开了一种电磁耦合抛光设备,包括多层驱动输入结构、用于装设电磁流变抛光液的电场盘结构以及磁极盘摆动结构，磁极盘摆动结构用于电磁流变抛光液在动态磁场的作用下形成实时磨料更新自锐和形状恢复的柔性抛光垫，电场盘结构产生的电场与磁极盘摆动结构产生的磁场相耦合以提高柔性抛光垫的剪切应力和粘度；其中多层驱动输入结构包括基座、设于基座上的偏心传动部分以及主传动部分，磁极盘摆动结构设于偏心传动部分上，电场盘结构设于主传动部分上。本实用新型中电场盘结构产生的电场与磁极盘摆动结构产生的磁场相耦合提高柔性抛光垫的剪切应力和粘度，从而实现对工件表面的高效超光滑加工。

技术领域

本实用新型涉及抛光装置领域，更具体地，涉及一种电磁耦合抛光设备。

背景技术

信息科学技术在高速发展，半导体材料在微电子元器件领域的应用愈加广泛，同时对其使用性能提出了更高的要求，常见的半导体材料包括单晶硅、氧化铝、钛酸锶和单晶碳化硅等。一般半导体晶片制造要经过切片、研磨、抛光等工序，要达到良好的使用性能，一方面晶片的表面精度需要达到超光滑程度 (粗糙度Ra达到1nm以下)，面型精度也有较高要求(面形精度达到0.5微米以下)，另一方面晶片尺寸的不断扩大也给超精密抛光加工带来更大的挑战。

现有国内外对大尺寸半导体晶片的加工装置主要是高效研磨、超精密抛光、化学机械抛光、磁流变抛光和基于端面磨床的磨抛加工等。其中磁流变抛光技术是应用磁流变流变效应产生半固着的柔性抛光头从事抛光加工的方法，相对其他抛光技术能够有效减少工件加工表面的细微裂纹和残余应力，国内外针对晶片的磁流变抛光方法包括有逐点扫描加工方法，但其加工效率较低，不能适应大面积晶片加工的效率要求；专利CN103192297B一种单晶碳化硅晶片的化学集群磁流变复合加工方法基于芬顿反应腐蚀单晶SiC反应、磁流变抛光原理、集群作用机理提出化学反应和机械加工的复合抛光方法，有效提高了一定尺寸单晶SiC的加工效率，但是此加工方法适应性弱，不能广泛应用于其他晶片材料的抛光加工，另一方面其磁极集群程度较低，仍可以进行优化；专利 CN 103317413B电磁自激震动电流变复合抛光方法及装置电磁自激震动电流变复合抛光方法及装置，此加工方法引入电磁自激振动实现电场发生装置的高速纵向往复运动，从而对由电流变效应产生的柔性磨头产生纵向作用，提高加工效率，但由于仍为单点抛光方法，不能适应大尺寸晶片加工的需求。

因此亟需一种能解决各类难加工、超硬脆材料的加工难题，保证工件表面不产生亚表面损伤和降低残余应力的加工设备，从而进一步适应满足半导体材料晶片等的高效率超精密加工要求，提高加工的效率。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术的不足，提供一种电磁耦合抛光设备。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种电磁耦合抛光设备,所述抛光设备包括多层驱动输入结构、用于装设电磁流变抛光液的电场盘结构以及磁极盘摆动结构，所述磁极盘摆动结构用于电磁流变抛光液在动态磁场的作用下形成实时磨料更新自锐和形状恢复的柔性抛光垫，所述电场盘结构产生的电场与所述磁极盘摆动结构产生的磁场相耦合以提高柔性抛光垫的剪切应力和粘度；其中所述多层驱动输入结构包括基座、设于所述基座上的偏心传动部分以及主传动部分，所述磁极盘摆动结构设于所述偏心传动部分上，所述电场盘结构设于所述主传动部分上。

在本技术方案中，工件被夹持放置在电场盘结构中并位于电磁流变抛光液上方，在磁极盘摆动结构的作用下，电磁流变抛光液形成实时磨料更新自锐和形状恢复的柔性抛光垫；此外，电场盘结构产生的电场与磁极盘摆动结构产生的磁场相耦合以提高柔性抛光垫的剪切应力和粘度，从而实现对工件表面的高效超光滑加工。