專利名稱：磁浮式拋光工具盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種拋光工具，尤其是涉及一種磁浮式拋光工具盤。
背景技術(shù)：
隨著硅片等工件尺寸的增大以及特征線寬的減小，作為目前超精密平整化加工的主要手段——化學(xué)機械拋光技術(shù)面臨著新的挑戰(zhàn)一方面要求經(jīng)過化學(xué)機械拋光工藝加工出的工件，達到亞納米級表面粗糙度；另一方面為了提高工件利用率，增加芯片產(chǎn)量，還要求在除距工件邊緣Imm區(qū)域以外的整個工件表面達到亞微米級面型精度([1]孫禹輝，康仁科，郭東明，等.化學(xué)機械拋光中的硅片夾持技術(shù)[J]·半導(dǎo)體技術(shù)，2004, ) :10-14) 0目前，CMP加工所面臨的主要問題是隨著工件尺寸的不斷增大，其表面厚度變化誤差值(TTV)也隨之增加。整體厚度誤差產(chǎn)生的原因比較復(fù)雜，其中主要的影響因素有拋光壓力和拋光液的分布不均、拋光墊的局部磨損較快以及硅片與拋光墊之間的相對速度不一致等。這些影響因素中，工作載荷分布不均勻在其中影響最大[1]。日本的Une和 Kunyoo ([2]UNEA, KUNY00P, MOCHIDAM, etal. Character-isticsofavacuumpinchuckforArFl aserlithography[J]MicroelectronicEngineering2002,61-62 (1-3) :113-121)創(chuàng)造性地提出了一種新型的真空吸盤，這種真空吸盤的平坦化效果比傳統(tǒng)的吸盤高幾倍，這樣高的平整能力來自于其巨大的吸附面積。臺灣國立大學(xué)一些研究人員對加工中吸盤和薄膜變形進行了有限元分析。這些相關(guān)研究為進一步研究和優(yōu)化吸盤的區(qū)域背壓調(diào)整功能提供了理論依據(jù)。磁浮式拋光工具盤就能很好的適應(yīng)高精度加工，其優(yōu)點是拋光區(qū)域的工作載荷分布均勻，這樣就可以使拋光壓力和拋光液的分布均勻、拋光墊的局部磨損小以及硅片與拋光墊之間的相對速度一致，這樣即使硅片尺寸的不斷增大，其表面厚度變化誤差值(TTV) 增長也不會很大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有的拋光過程中，工件工作載荷分布不均勻的技術(shù)缺點，提供一種可實現(xiàn)載荷分布完全均勻化的磁浮式拋光工具盤。本發(fā)明設(shè)有上支撐軸、圓夾盤、線圈支座、N極磁鐵、S極磁鐵、線圈、拋光盤和下支撐軸；所述拋光盤與支撐軸連接，N極磁鐵和S極磁鐵正對放置在拋光盤兩側(cè)；所述線圈設(shè)在線圈支座上，線圈支座與拋光盤同心放置，線圈與N極磁鐵和S極磁鐵之間留有空隙，用于夾住工件的圓夾盤置于拋光盤上方。所述N極磁鐵可采用片狀N極磁鐵，所述S極磁鐵可采用片狀S極磁鐵。本發(fā)明的工作原理如下工件用圓夾盤夾住安裝固定于拋光機床的上面，由拋光機床的工作臺旋轉(zhuǎn)帶動拋光盤轉(zhuǎn)動，此時拋光盤上的磁鐵便會在線圈上感應(yīng)出電流，N極磁鐵在“8”字形的線圈中心以下經(jīng)過，因此“8”字形線圈下半部的磁通量改變比上半部大，感應(yīng)出電流，產(chǎn)生磁力?！?” 字形線圈下半部的磁極與磁鐵的磁極相同，上半部則與之相反，結(jié)果是這兩部分的線圈對磁鐵產(chǎn)生的磁力，都有一個向上的分力，把拋光盤懸浮起來，將作用力均勻的作用于上面的工件上，更好地去除工件表面的不平坦加工殘留，縮短拋光時間及簡化拋光工藝過程。由于 “8”字形線圈只有在磁鐵運動時才能感應(yīng)出電流并產(chǎn)生磁性，因此當(dāng)工件靜止的時候，便不能浮起。其中，與拋光盤聯(lián)結(jié)的下支撐軸外接機床部件中的電機時，電機是設(shè)在安有滑槽的支座上的，這樣當(dāng)拋光盤浮起時，電機可以在滑槽上向上滑動，實現(xiàn)了拋光盤的磁浮。本發(fā)明主要采用磁浮原理，不需要高精度的平整背襯，通過在工作臺兩側(cè)形成的磁場，使工作臺浮在表面，以保證拋光過程中拋光工具盤與工件之間的均勻壓力分布。拋光中磁浮作用使工作臺浮在表面，以保證拋光過程中拋光工具盤與工件之間的均勻壓力分布。


圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)組成示意圖。在圖1中，工件1磁浮。圖2是本發(fā)明實施例的電動力懸浮法工作原理圖。圖3是由本發(fā)明實施例延伸得到的當(dāng)工作臺磁浮時的機構(gòu)工作原理圖。以下給出圖1 3中的各主要部件的標(biāo)記1.工件，2.上支撐軸，3.圓夾盤，4.線圈支座，5. N極磁鐵，6. S極磁鐵，7.線圈， 8.拋光盤，9.下支撐軸。
具體實施例方式以下實施例將結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步的說明。參見圖1 3，本發(fā)明實施例設(shè)有上支撐軸2、圓夾盤3、線圈支座4、N極磁鐵5、S 極磁鐵6、線圈7、拋光盤8和下支撐軸9 ；所述拋光盤8與支撐軸2連接，N極磁鐵5和S極磁鐵6正對放置在拋光盤8兩側(cè)；所述線圈7設(shè)在線圈支座4上，線圈支座4與拋光盤8同心放置，線圈7與N極磁鐵5和S極磁鐵6之間留有空隙，用于夾住工件1的圓夾盤3置于拋光盤8上方。所述N極磁鐵5可采用片狀N極磁鐵，所述S極磁鐵6可采用片狀S極磁鐵。在本發(fā)明實施例中，將工件1放于拋光盤8的上方，拋光盤8與下支撐軸9連接， 工件1與上支撐軸2連接，S極磁鐵6和N極磁鐵5正對放置在拋光盤8的兩側(cè)，線圈7設(shè)置在線圈支座4上，線圈支座4與拋光盤8同心放置，線圈7與N極磁鐵5和S極磁鐵6之間留有空隙，工件1用圓夾盤3夾住，置于拋光盤3上方。工件1用圓夾盤3夾住安裝固定于拋光機床的上面，由拋光機床的工作臺旋轉(zhuǎn)帶動拋光盤8轉(zhuǎn)動，此時拋光盤8上的N極磁鐵5和S極磁鐵6便會在線圈7上感應(yīng)出電流，N極磁鐵5在“8”字形的線圈7中心以下經(jīng)過，因此“8”字形線圈7下半部的磁通量改變比上半部大，感應(yīng)出電流，產(chǎn)生磁力?！?”字形線圈7下半部的磁極與N極磁鐵5的磁極相同，上半部則與之相反，結(jié)果是這兩部分的線圈對磁鐵產(chǎn)生的磁力，都有一個向上的分力，把拋光盤8懸浮起來，將作用力均勻的作用于上面的工件1上；更好地去除工件表面的不平坦加工殘留，縮短拋光時間及簡化拋光工藝過程。由于“8”字形線圈7只有在N極磁鐵5和S極磁鐵6運動時才能感應(yīng)出電流并產(chǎn)生磁性，因此當(dāng)工件1靜止時，便不能浮起。其中，與拋光盤8連接的下支撐軸9外接機床部件中的電機時，電機是設(shè)在安有滑槽的支座上的，這樣當(dāng)拋光盤浮起時，電機可以在滑槽上向上滑動，實現(xiàn)了拋光盤的磁浮。
權(quán)利要求
1.磁浮式拋光工具盤，其特征在于設(shè)有上支撐軸、圓夾盤、線圈支座、N極磁鐵、S極磁鐵、線圈、拋光盤和下支撐軸；所述拋光盤與支撐軸連接，N極磁鐵和S極磁鐵正對放置在拋光盤兩側(cè)；所述線圈設(shè)在線圈支座上，線圈支座與拋光盤同心放置，線圈與N極磁鐵和S極磁鐵之間留有空隙，用于夾住工件的圓夾盤置于拋光盤上方。
2.如權(quán)利要求1所述的磁浮式拋光工具盤，其特征在于所述N極磁鐵為片狀N極磁鐵， 所述S極磁鐵為片狀S極磁鐵。
全文摘要
磁浮式拋光工具盤，涉及一種拋光工具。提供一種可實現(xiàn)載荷分布完全均勻化的磁浮式拋光工具盤。設(shè)有上支撐軸、圓夾盤、線圈支座、N極磁鐵、S極磁鐵、線圈、拋光盤和下支撐軸；所述拋光盤與支撐軸連接，N極磁鐵和S極磁鐵正對放置在拋光盤兩側(cè)；所述線圈設(shè)在線圈支座上，線圈支座與拋光盤同心放置，線圈與N極磁鐵和S極磁鐵之間留有空隙，用于夾住工件的圓夾盤置于拋光盤上方。
文檔編號B24B29/00GK102166728SQ20111004089
公開日2011年8月31日 申請日期2011年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月18日
發(fā)明者唐旎, 王振忠, 郭隱彪, 陳梅云, 饒睿智 申請人:廈門大學(xué)