[实用新型]一种半导体材料的平面研磨装置

说明书

本实用新型公开了一种半导体材料的平面研磨装置，包括研磨盘、半导体材料夹具和限位摆臂，所述研磨盘由驱动装置驱动自转，所述研磨盘的顶面设有金刚石研磨层，所述金刚石研磨层表面设有若干径向导槽，所述半导体材料夹具的下部为圆柱体状，所述半导体材料夹具偏心置于所述金刚石研磨层上，所述限位摆臂包括半月叉臂，所述半月叉臂的两端分别设有夹具滚轮，所述夹具滚轮的轴线垂直于所述半月叉臂的叉型平面，所述半导体材料夹具的下部外圆面与所述夹具滚轮接触。本实用新型能提高研磨去除速率，而且不需要磨料，大大缩减研磨时间，提高效率。

技术领域

本实用新型涉及一种研磨装置，特别是涉及一种半导体材料的平面研磨装置。

背景技术

在半导体晶圆或材料的处理过程中，需要对晶圆或材料进行减薄和抛光处理。减薄是对其厚度做减法，去除掉一定厚度的材料，使晶圆或材料变薄，以方便散热或后续的加工处理(如抛光，划裂，外延，封装等)。抛光的过程是对研磨产生的表面损伤层进行处理，提高表面光洁度，达到合符要求的表面质量(粗糙度，洁净度，损伤层厚度)等。现有的半导体减薄加工工艺，主要采用的是垂直进给的磨削式减薄和采用磨料的水平研磨式减薄。

垂直进给的磨削式减薄，使用研具沿着主轴进行上下垂直运动并旋转，被加工晶圆/器件/材料固定于下方水平吸盘上，吸盘以一定速度旋转，从而利用研具的进给作用对晶圆/材料/器件凸出部分进行磨削。

采用磨料的水平研磨式减薄，使用被动跟随磨盘转动的夹具来吸附被加工晶圆/器件/材料等样品，然后倒置于可旋转的磨盘之上，磨料通过料液系统滴加到磨盘上，从而通过磨料和磨盘以研磨方式对晶圆/材料/器件的接触表面进行去除。

垂直进给的磨削式减薄工艺研具转速快，去除速率快，但是机器价格昂贵，配件及后期维护贵，机器操作需要严格培训才能上机操作，且磨削后表面有肉眼可见痕迹。而水平研磨式减薄则需要额外的研磨料配合使用，铸铁及玻璃磨盘容易磨损，研磨效率较低。

实用新型内容

针对上述现有技术缺陷，本实用新型的任务在于提供一种半导体材料的平面研磨装置，提高水平研磨的研磨效率，提高产量。

本实用新型技术方案如下：一种半导体材料的平面研磨装置，包括研磨盘、半导体材料夹具和限位摆臂，所述研磨盘由驱动装置驱动自转，所述研磨盘的顶面设有金刚石研磨层，所述金刚石研磨层表面设有若干径向导槽，所述半导体材料夹具的下部为圆柱体状，所述半导体材料夹具偏心置于所述金刚石研磨层上，所述限位摆臂包括半月叉臂，所述半月叉臂的两端分别设有夹具滚轮，所述夹具滚轮的轴线垂直于所述半月叉臂的叉型平面，所述半导体材料夹具的下部外圆面与所述夹具滚轮接触。

进一步地，所述研磨盘设有中央通孔，所述径向导槽由所述中央通孔延伸至所述金刚石研磨层的外周边沿将所述金刚石研磨层划分为若干扇形区块。

进一步地，所述半月叉臂的一端设有驱动所述夹具滚轮转动的动力源。

进一步地，所述动力源为电机，所述电机连接主动滚轮，所述主动滚轮通过线绳O形圈驱动所述夹具滚轮。

进一步地，所述夹具滚轮的外圆面设有聚氨酯摩擦接触层。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：采用具有金刚石研磨层的磨盘，配合径向设置的导槽，仅使用水为介质即可完成研磨，并能快速带走研磨去除掉的材料。与现有的水平研磨工艺数据对比，同样材料的研磨去除速率至少可以增加一倍以上，而且不需要磨料。可大大缩减研磨时间，提高效率。而且研磨后的样品表面质量和平整度等参数都能达到相关指标要求。采用具体主动驱动夹具滚轮的限位摆臂，可保证晶圆稳定地转动，从而提高晶圆研磨抛光的平整度，并且可以通过摆臂控制加快夹具旋转，增大晶圆与金刚石研磨层的摩擦速度，进一步提高研磨的效率。

附图说明

图1为半导体材料的平面研磨装置立体结构示意图。

图2为研磨盘结构示意图。