.高壓氧化氣體環(huán)境，并在拋光液中加入催化劑，促進SiC晶片表面氧化生成硬度較自身低很多反應生成物Si02;3.拋光液中軟質磨?？梢钥焖偃コ磻獙樱蟠筇岣呒庸ば?。
【附圖說明】
[0018]圖1是基于主動控制反應條件方式的SiC材料高效拋光裝置的示意圖。
[0019]圖2是圖1的俯視圖?！揪唧w實施方式】:
[0020]下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。
[0021]參照圖1和圖2，一種基于主動控制反應條件方式的SiC材料高效拋光裝置，包括密封腔體2、機架、拋光盤1、工件砝碼8、工件夾具8、堿性拋光液輸入部件4、流量調節(jié)閥3、氧化性氣體輸入部件5、氣壓調節(jié)閥6和氣壓計7，所述的拋光盤1、工件砝碼8、工件夾具8置于所述的密封腔體2內；所述工件夾具8置于所述的拋光盤I上方，待拋光的SiC材料9裝夾在所述的工件夾具8的底面，所述拋光盤I安裝在驅動主軸上，所述驅動主軸伸出所述密封腔體2的底部，所述驅動主軸與主軸驅動裝置連接；所述的堿性拋光液輸入部件4安裝在所述的密封腔體2上，所述的堿性拋光液輸入部件4上裝有流量調節(jié)閥3，所述的流量調節(jié)閥3用于控制拋光過程中拋光液的流量大??；所述的氧化性氣體輸入部件5安裝在所述的密封腔體2上，所述的氧化性氣體輸入部件5上裝有氣壓調節(jié)閥6，所述的氣壓調節(jié)閥6用于控制拋光過程中所述密封腔2內的氣壓大小。
[0022]進一步，所述的密封腔體2上裝有氣體壓力計7。
[0023]再進一步，所述的密封腔體2上設有觀察孔。
[0024]更進一步，拋光墊粘貼在所述的拋光盤I上。
[0025]本實施例中，工件夾具8由工件驅動裝置進行驅動，控制工件夾具8的轉動速度。工件砝碼8位于所于所述工件夾具8上方，用于施加拋光所需的載荷。
[0026]本實施例的工作原理:如圖1所示，將SiC晶片拋光過程置于密閉環(huán)境中，密閉環(huán)境內的氣壓、溫度以及輸入氣體組份可控。向密閉環(huán)境內充入氧化性氣體(如O2)，調節(jié)密閉環(huán)境內的溫度以及氧化氣體的分壓至高溫高壓狀態(tài)。溫度一定時，氣體在溶液中的溶解度與氣相的分壓成比例關系。當化學機械拋光過程處于富含高壓氧化氣體的環(huán)境時，氧化氣體會大量溶解進入拋光液中，并與拋光液中的OF—起參與對SiC晶片表層的氧化，加速SiC晶片表層的氧化速率。拋光液中的02與SiC晶片反應表層生成一薄層S12，其化學反應方程式為:2SiC+302 = 2Si02+2C0 ?，或SiC+202 = 2Si0 2+C02 ?。同時，采用催化的方法促進SiC晶片表面的氧化反應。通過調節(jié)環(huán)境溫度、氣體組份、氣壓、催化劑等條件，實現(xiàn)控制拋光過程中SiC晶片表面的化學反應速率。SiC晶片化學反應后表層生成物Sicy^度低，拋光液中軟質磨?？奢p松去除，從而獲得更高的SiC材料去除效率。
[0027]本實施例的工作過程如下:拋光時，SiC工件置于工件夾具8下方；所述工件夾具8置于拋光盤I上；拋光液從拋光盤I中心上方注入，進入拋光加工區(qū)域。工件夾具8和拋光盤I在密封腔體2內，通過流量調節(jié)閥3控制拋光區(qū)域內的拋光液流量；拋光液存儲器通過氣管與密封腔體相連，保持存儲器內拋光液壓強與密封腔體壓強一致；氣壓調節(jié)閥6控制密封腔2內的氣壓，密封腔體2內氣壓控制拋光液中氧化性氣體溶解進拋光液數(shù)量，進而控制SiC表層的氧化，通過調節(jié)拋光液溫度、氣體組份、拋光液成份等條件，控制化學機械拋光過程中SiC工件表面的化學反應速度，與拋光液中磨粒機械作用相結合，從而獲得更高的SiC材料去除效率。
【主權項】
1.一種基于主動控制反應條件方式的SiC材料高效拋光裝置，其特征在于:包括密封腔體、機架、拋光盤、工件夾具、堿性拋光液輸入部件和氧化性氣體輸入部件，所述的拋光盤、工件夾具均置于所述的密封腔體內，所述工件夾具置于所述的拋光盤上方，待拋光的SiC材料裝夾在所述的工件夾具的底面；所述拋光盤安裝在驅動主軸上，所述驅動主軸伸出所述密封腔體的底部，所述驅動主軸與主軸驅動裝置連接；所述的堿性拋光液輸入部件安裝在所述的密封腔體上，所述的堿性拋光液輸入部件上裝有用于控制拋光過程中拋光液的流量的流量調節(jié)閥；所述的氧化性氣體輸入部件安裝在所述的密封腔體上，所述的氧化性氣體輸入部件上裝有用于控制拋光過程中所述密封腔內的氣壓大小的氣壓調節(jié)閥。
2.如權利要求1所述的基于主動控制反應條件方式的SiC材料高效拋光裝置，其特征在于:所述的密封腔體上裝有用以檢測氣壓大小的氣體壓力計。
3.如權利要求1或2所述的基于主動控制反應條件方式的SiC材料高效拋光裝置其特征在于:所述的密封腔體上開有觀察孔。
4.如權利要求1或2所述的基于主動控制反應條件方式的SiC材料高效拋光裝置，其特征在于:拋光墊粘貼在所述的拋光盤上。
【專利摘要】一種基于主動控制反應條件方式的SiC材料高效拋光裝置，包括密封腔體、機架、拋光盤、工件夾具、堿性拋光液輸入部件和氧化性氣體輸入部件，拋光盤、工件夾具均置于密封腔體內，工件夾具置于拋光盤上方，待拋光的SiC材料裝夾在工件夾具的底面；拋光盤安裝在驅動主軸上，所述驅動主軸伸出所述密封腔體的底部，驅動主軸與主軸驅動裝置連接；堿性拋光液輸入部件安裝在密封腔體上，堿性拋光液輸入部件上裝有用于控制拋光過程中拋光液的流量的流量調節(jié)閥；氧化性氣體輸入部件安裝在密封腔體上，氧化性氣體輸入部件上裝有用于控制拋光過程中所述密封腔內的氣壓大小的氣壓調節(jié)閥。本實用新型材料去除率較高、過程可控、低成本。
【IPC分類】B24B57-02, B24B37-34, B24B37-10
【公開號】CN204565865
【申請?zhí)枴緾N201520188290
【發(fā)明人】樓飛燕, 鄧乾發(fā), 袁巨龍, 呂冰海, 姜熠, 馬亮亮
【申請人】浙江工業(yè)大學
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年3月31日