專利名稱：一種磁加載晶片研磨方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及晶片研磨技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種利用磁場進行加載的晶片研磨方法
及裝置。
背景技術(shù)：
化學(xué)機械研磨(CMP, Chemical Mechanical Polishing)通過磨粒-工件-加工環(huán)境之間的機械、化學(xué)作用，實現(xiàn)工件材料的微量去除，能獲得超光滑、少損傷的加工表面；力口工軌跡呈現(xiàn)多方向性，有利于加工表面的均勻一致性。而且CMP是目前唯一的可以提供在整個圓硅晶片上全面平坦化的工藝技術(shù)，可在獲得超光滑表面的同時，保證硅片的全局平面度。

化學(xué)機械研磨系統(tǒng)的基本組成部分包括上、下研磨盤和硅晶片夾持裝置，晶片粘貼于上研磨盤，上研磨盤安裝在晶片夾持裝置內(nèi)，通過夾持裝置內(nèi)的加載裝置施加壓力于上研磨盤，當(dāng)下研磨盤旋轉(zhuǎn)時，由溶液的腐蝕作用形成化學(xué)反應(yīng)薄層，利用軟磨料的活性以及因磨粒與工件間在微觀接觸度的摩擦產(chǎn)生的高壓、高溫，能在很短的接觸時間內(nèi)出現(xiàn)固相反應(yīng)，隨后這種反應(yīng)生成物被運動磨粒的機械摩擦作用去除，實現(xiàn)晶片的研磨減薄。但現(xiàn)有研磨裝置中多采用氣缸、砝碼等加載方式，其運行過程中產(chǎn)生的振動將嚴重影響表面質(zhì)量，出現(xiàn)表面及亞表層損傷，甚至碎片，極大地制約了超薄晶片的加工效率和質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決晶片研磨中剛性加載方式造成振動較大、嚴重影響表面質(zhì)量、制約加工效率的問題，本發(fā)明提供一種降低研磨振動，減少晶片研磨時的碎片率，并且提高晶片的表面質(zhì)量，提升加工效率的磁加載晶片研磨方法及裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種磁加載晶片研磨方法，該研磨方法采用同極相對的方式安裝粘貼于加載盤以及上研磨盤上的磁鋼之間產(chǎn)生同性相斥的磁場力，實現(xiàn)研磨壓力的非接觸加載。進一步，在加載盤以及上研磨盤之間充滿緩沖液。一種磁加載晶片研磨裝置，包括晶片夾持裝置和下研磨盤，所述晶片夾持裝置內(nèi)安裝有加載桿、殼體、緩沖液、加載盤、加載磁鋼、上研磨盤和受載磁鋼，所述殼體內(nèi)充滿緩沖液，所述加載盤位于殼體內(nèi)腔下部，上研磨盤位于加載盤的下方，加載盤下端面安裝有加載磁鋼，上研磨盤上端面安裝有受載磁鋼，加載磁鋼和受載磁鋼均為永久磁鐵，且加載磁鋼和受載磁鋼的相對面是相同極性，所述下研磨盤的底面安裝所述晶片，所述晶片的下方為下研磨盤，所述加載桿上端伸出所述外殼，所述加載桿下端固定安裝在所述加載盤上。本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在:實現(xiàn)晶片研磨的磁加載，降低研磨振動，減少晶片研磨時的碎片率，并且提高晶片的表面質(zhì)量，實現(xiàn)無損傷晶片研磨。


圖1為本發(fā)明的磁加載研磨方法示意圖。圖2為本發(fā)明的磁加載研磨裝置示意圖。圖3為本發(fā)明的加載盤磁鋼圓環(huán)形磁條布置俯視圖。圖4為本發(fā)明的加載盤磁鋼直條形磁條布置俯視圖。圖5為本發(fā)明的加載盤磁鋼方塊磁鋼單元布置俯視圖。圖6為加載盤及上研磨盤相對磁極布置示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步描述。實施例1參照圖1，一種磁加載化學(xué)機械研磨方法，該研磨方法采用同極相對的方式安裝粘貼于加載盤以及上研磨盤上的磁鋼之間產(chǎn)生同性相斥的磁場力，實現(xiàn)研磨壓力的非接觸加載。進一步，在加載盤以及上研磨盤之間充滿緩沖液。該化學(xué)機械研磨系統(tǒng)包括上研磨盤6、下研磨盤9和兩個硅晶片夾持裝置13。所述下研磨盤9在動力裝置15傳動下勻速旋轉(zhuǎn)，晶片7粘貼于所述上研磨盤6的下端面，所述上研磨盤6安裝在所述晶片夾持裝置13內(nèi)，通過夾持裝置內(nèi)的加載裝置11施加壓力于晶片夾持裝置內(nèi)的加 載盤4。所述加載裝置11采用螺母絲桿結(jié)構(gòu)，安裝在研磨機的橫梁10上，所述橫梁10由兩根立柱14支承于研磨機機架上。實施例2參照圖2，一種磁加載化學(xué)機械研磨裝置，包括晶片夾持裝置13和下研磨盤9，晶片夾持裝置13內(nèi)安裝有加載桿1、殼體2、緩沖液3、加載盤4、加載磁鋼5、上研磨盤6、晶片
7、受載磁鋼8等。所述殼體2充滿緩沖液3，所述加載盤4下端面安裝有加載磁鋼5，所述上研磨盤6上端面安裝所述受載磁鋼8，所述加載磁鋼5和所述受載磁鋼8均為永久磁鐵，且所述加載磁鋼5和所述受載磁鋼8的相對面是相同極性(同為N極或者S極)，當(dāng)所述加載桿I受到所述加載裝置11的加載力時，所述加載盤4向下運動，當(dāng)?shù)竭_磁極作用的氣隙厚度時，將加載力通過永久磁鐵同極間的斥力傳遞到所述的上研磨盤6，實現(xiàn)非接觸加載，且由于所述加載盤4和所述上研磨盤6充滿所述緩沖液3，可以在所述下研磨盤9勻速旋轉(zhuǎn)過程中，降低研磨振動，實現(xiàn)所述晶片7的無損傷研磨。所述下研磨盤9旋轉(zhuǎn)時，利用運動磨粒的機械摩擦作用去除多余材料，實現(xiàn)晶片的研磨減薄。圖3是本發(fā)明的加載盤4磁鋼圓環(huán)形磁條布置俯視圖。圓環(huán)形磁條16根據(jù)其內(nèi)圓和外圓半徑每4個一組均勻分布在所對應(yīng)的圓環(huán)里面，圓環(huán)中心為加載盤4的圓心，圓環(huán)形磁條與圓環(huán)形磁條之間間隔的角度都是相等的，且相鄰兩圓環(huán)之間的距離也是相等的。圖4為本發(fā)明的加載盤4磁鋼直條形磁條布置俯視圖。直條形磁條17根據(jù)其內(nèi)圓和外圓半徑8個一組均勻分布在所對應(yīng)的圓環(huán)里面，圓環(huán)中心為加載盤4的圓心,相鄰兩直條形磁條之間相隔的角度都是相等的。圖5為本發(fā)明的加載盤4磁鋼方塊磁鋼單元布置俯視圖。方塊形磁鋼18 —組8個均勻分布在最小半徑的第一層圓周上，相鄰兩方塊形磁鋼間隔的角度是相等的，第二層圓周上則以同樣形式分布16個相同大小的方塊形磁鋼18，第三層圓周上磁鋼分布依次類推，相鄰兩圓的半徑差值是相等的。圖6是加載盤4及上研磨盤相對磁極布置示意圖。如圖所示，4為加載盤，5為加載磁鋼，6為上研磨盤，8為受載磁鋼。所述加載盤4上的加載磁鋼5與所述上研磨盤6磁極布置是完全相同的(同為N極或者S極)，且所述加載磁鋼與所述受載磁鋼的形狀、分布方式、分布位置是完全相同的。本發(fā)明可采用圖3 圖5所示方法的其中一種磁鋼分布方式，以有效地通過同性磁極產(chǎn)生斥力來實現(xiàn)研磨壓力的非接觸加載。本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護范圍的不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想 到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求
1.一種磁加載晶片研磨方法，其特征在于該研磨方法采用同極相對的方式安裝粘貼于加載盤以及上研磨盤上的磁鋼之間產(chǎn)生同性相斥的磁場力，實現(xiàn)研磨壓力的非接觸加載。
2.如權(quán)利要求I所述的磁加載晶片研磨方法，其特征在于在加載盤以及上研磨盤之間充滿緩沖液。
3.一種實現(xiàn)如權(quán)利要求I所述的磁加載晶片研磨方法的磁加載晶片研磨裝置，其特征在于包括晶片夾持裝置和下研磨盤，所述晶片夾持裝置內(nèi)安裝有加載桿、殼體、緩沖液、力口載盤、加載磁鋼、上研磨盤和受載磁鋼，所述殼體內(nèi)充滿緩沖液，所述加載盤位于殼體內(nèi)腔下部，上研磨盤位于加載盤的下方，加載盤下端面安裝有加載磁鋼，上研磨盤上端面安裝有受載磁鋼，加載磁鋼和受載磁鋼均為永久磁鐵，且加載磁鋼和受載磁鋼的相對面是相同極性，所述下研磨盤的底面安裝所述晶片，所述晶片的下方為下研磨盤，所述加載桿上端伸出所述外殼，所述加載桿下端固定安裝在所述加載盤上。
全文摘要
一種磁加載晶片研磨方法，該研磨方法采用同極相對的方式安裝粘貼于加載盤以及上研磨盤上的磁鋼之間產(chǎn)生同性相斥的磁場力，實現(xiàn)研磨壓力的非接觸加載。以及提供一種磁加載晶片研磨裝置，殼體內(nèi)充滿緩沖液，加載盤位于殼體內(nèi)腔下部，上研磨盤位于加載盤的下方，加載盤下端面安裝有加載磁鋼，上研磨盤上端面安裝有受載磁鋼，加載磁鋼和受載磁鋼均為永久磁鐵，且加載磁鋼和受載磁鋼的相對面是相同極性，下研磨盤的底面安裝晶片，晶片的下方為下研磨盤，加載桿上端伸出外殼，加載桿下端固定安裝在加載盤上。本發(fā)明降低研磨振動，減少晶片研磨時的碎片率，并且提高晶片的表面質(zhì)量，提升加工效率。
文檔編號B24B37/04GK103252713SQ20131017061
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月8日
發(fā)明者王揚渝, 文東輝, 樸鐘宇, 計時鳴, 魯聰達, 周浩東 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)