振动辅助抛光模块制造技术

本发明专利技术公开了一种振动辅助抛光模块，包含一抛光盘、一工件承载盘、一线性滑轨机构、一连杆、一马达及一可调式偏心机构。线性滑轨机构包括一滑轨、一导引座与一导引杆，滑轨枢接于工件承载盘且嵌设于导引座内，导引杆设置于导引座上；连杆枢接于滑轨；可调式偏心机构具有一座体连接于马达的动力轴，座体与连杆以一枢接轴相接，枢接轴与动力轴的轴心偏心设置；由动力轴驱动座体旋转且带动连杆偏心摆动，同时通过导引座对滑轨的限位作用，使滑轨作线性移动，并驱动工件承载盘产生水平径向振幅及低频振动，且同时使得工件与抛光盘的接触面产生低频振动。

Vibration aided polishing module

The invention discloses a vibration auxiliary polishing module, which comprises a polishing disc, a workpiece bearing plate, a linear sliding rail mechanism, a connecting rod, a motor and an adjustable eccentric mechanism. A linear slide mechanism comprises a slide rail, a guide seat and a guide rod, slide pivoted on the workpiece bearing plate and is embedded in the guide seat, a guide rod is arranged on the guide seat; the connecting rod is pivoted with the sliding rail; adjustable eccentric mechanism has a power shaft connected to a motor seat, seat body and a connecting rod the pivoting shaft is pivoted with the axis of the eccentric shaft and the power shaft is set by the power shaft; driving seat rotation and drives the connecting rod eccentric swing through the guide seat on the slide of the limiting function, the linear slide movement, and drives the workpiece carrying disc to produce radial vibration amplitude and low frequency vibration, and the workpiece with the polishing contact surface to produce low frequency vibration.

【技术实现步骤摘要】
振动辅助抛光模块
本专利技术为一种振动辅助抛光模块，尤指一种利用可调式偏心机构及线性滑轨机构产生低频振动源，可增进大面积工件的抛光效能的振动辅助抛光模块。
技术介绍
蓝宝石或碳化硅晶圆等硬脆基板，于加工中必须经历一抛光制程。就碳化硅晶圆而言，目前全球40％能量被使用为电能而消耗，其电能转换最大耗散是半导体功率元件。曾经的「中流砥柱」Si功率元件已日趋其材料发展的极限，已难以满足当今社会发展对于高频、高温、高功率、高能效、耐恶劣环境以及轻便小型化的新需求。碳化硅(SiC)因其宽能带隙、优异的导热性和良好的化学稳定性，适合做为高功率以及高温的半导体元件。以碳化硅等为代表的第三代半导体材料，将被广泛应用于光电子元件、电力电子元件等领域，以其优异的半导体性能在各个现代工业领域都将发挥重要革新作用，应用前景和市场潜力巨大。碳化硅晶圆具有优异的耐高电压、耐热以及低损耗等材料特性，是高功率电子元件所需关键晶圆材料，因此国内外均致力提升大尺寸(直径≥4时)碳化硅晶圆加工效率。然而，碳化硅为莫氏硬度9.25～9.5(仅次于钻石)的超硬材料，现今制程以抛光耗时为加工瓶颈(≥2小时；MaterialRemovalRate，MRR≤0.2μm/h)，导致成本居高不下。此外，碳化硅晶圆因应市场需求的另一趋势为大尺寸化。目前国际的晶圆大厂也陆续发表大尺寸(六时)碳化硅晶圆的开发。然而大尺寸碳化硅晶圆其加工效率将更见缓慢，导致加工成本即占制造成本1/2以上，因此为解决碳化硅晶圆材料制造上瓶颈，提升加工效率成为产业开发的关键因素。
技术实现思路
在一实施例中，本专利技术提出一种振动辅助抛光模块，其包含一抛光盘、一工件承载盘、一线性滑轨机构、一连杆、一马达及一可调式偏心机构；抛光盘可旋转；工件承载盘用以承载一工件，工件设置于工件承载盘，使工件的一加工面朝向抛光盘；线性滑轨机构包括一滑轨、一导引座与一导引杆，滑轨枢接于工件承载盘相对于设有工件的一面，滑轨嵌设于导引座内，导引杆设置于导引座上；连杆具有相对的一第一端与一第二端，第一端枢接于滑轨；马达具有一动力轴用以提供动力；可调式偏心机构具有一座体，座体连接于动力轴，且座体与连杆的第二端以一枢接轴相互枢接，该枢接轴与动力轴的轴心偏心设置；由动力轴驱动座体旋转且带动连杆偏心摆动，由连杆将动力轴的动力传输至滑轨，同时通过导引座对滑轨的限位作用，使滑轨作平行于一第一方向的线性移动，并驱动工件承载盘产生一水平径向振幅及一低频振动，且同时使得工件与抛光盘的接触面产生低频振动。附图说明图1为本专利技术的一实施例的组合结构示意图。图2为图1实施例的部分分解结构示意图。图3为图1实施例的可调式偏心机构的结构示意图。图4为图1实施例的前视组合结构动作示意图。图5为图1实施例的俯视组合结构动作示意图。图6～图9为本专利技术的可调式偏心机构及线性滑轨机构产生低频振动源的连续动作示意图。图10为本专利技术的振动辅助加工效率相较于无振动的抛光制程的曲线图。【符号说明】10-抛光盘20-工件承载盘30-线性滑轨机构31-滑轨32-导引座321-凹槽33-导引杆40-连杆41-第一杆体411-第一端412-第一阶梯状结构413-枢接轴414～416-轴承42-第二杆体421-第二端422-第二阶梯状结构43-固定件44-螺栓50-马达51-动力轴60-可调式偏心机构61-座体611-枢接轴612-轴承62-滑块63-调整螺栓64-盖体65-固定螺栓70-工件F1-第一方向ΔS-偏心量具体实施方式请参阅图1及图2所示，本专利技术的一种振动辅助抛光模块，其包含一抛光盘10、一工件承载盘20、一线性滑轨机构30、一连杆40、一马达50、一可调式偏心机构60。抛光盘10可旋转，马达50可采用变频马达，其具有一动力轴51用以提供动力。工件承载盘20用以承载一工件70，于工件承载盘20设有固定装置(图中未示出)可将工件70固定于工件承载盘20，使工件70的加工面朝向抛光盘10。工件70为硬脆的芯片基板，而硬脆的芯片基板泛指难加工的单晶或陶瓷材料，例如蓝宝石或碳化硅晶圆。线性滑轨机构30包括一滑轨31、一导引座32与一导引杆33，滑轨31枢接于工件承载盘20相对于设有工件70的一面。导引座32具有一凹槽321，滑轨31嵌设于凹槽321内。导引杆33设置于导引座32上且连接于一固定座(图中未示出)。固定座用以限制导引座32与导引杆33无法自由转动，因此可由导引座32对滑轨31产生限位作用，使滑轨31仅能沿着凹槽321的长度方向滑动。导引杆33上具有一伸缩部，伸缩部可使导引座32及连接的工件承载盘20与工件70可同步上下位移，以便于架设或拆卸工件70。详细来说，由导引杆33的伸缩部驱动工件承载盘20与抛光盘10相对运动，使工件70与抛光盘10接触或分离。连杆40由一第一杆体41与一第二杆体42连接构成，第一杆体41的一端为第一端411，第一端411通过一枢接轴413及轴承414～416枢接于滑轨31。第二杆体42相对于与第一杆体41连接的一端为第二端421，第一杆体41与第二杆体42的连接处分别呈对应的一第一阶梯状结构412与一第二阶梯状结构422，第一阶梯状结构412与第二阶梯状结构422相互搭接，并通过一固定件43以螺栓44锁固，使第一杆体41与一第二杆体42结合为一整体而无法弯折或分离。而第一阶梯状结构412与第二阶梯状结构422的作用在于，当固定件43与螺栓44被卸除后，而工件承载盘20被导引杆33伸缩部作用驱动上升与抛光盘10分离时，第一杆体41可与工件承载盘20同步向上移动且与第二杆体42分离。请参阅图2及图3所示，可调式偏心机构60具有一座体61、一滑块62与一调整螺栓63。座体61连接于动力轴51，且座体61与连杆40的第二端421以一枢接轴611及轴承612相互枢接，枢接轴611与动力轴51的轴心偏心设置，枢接轴611与动力轴51之间具有一偏心量ΔS。滑块62设置于座体61内，动力轴51穿设于滑块62，通过一盖体64将滑块62封闭于座体61内。调整螺栓63螺合于滑块62，通过旋转调整螺栓63，可驱动滑块62沿调整螺栓63的轴心方向位移，因此可改变偏心量ΔS。座体61设有一固定螺栓65，固定螺栓65螺入座体61内且顶抵于滑块62，以固定滑块62的位置。可调整的偏心量ΔS的范围不限，例如约为±5mm。请参阅图4及图5所示，本专利技术的振动辅助抛光原理为，利用可调式偏心机构60及线性滑轨机构30，将马达50的回转动作转换成线性运动轨迹，来驱动工件承载盘20产生振幅及低频振动，使抛光时工件70与抛光盘10的接触面产生微小低频振动，振动方向则是透过导引座32导引，与抛光盘10的径向同方向振动。在本实施例中，抛光盘10与工件70同为逆时针方向转动，且工件70振动方向则为径向的水平振动。详细来说，当工件70与抛光盘10接触时，通过工件70与抛光盘10间的摩擦力，可由抛光盘10驱动工件承载盘20与工件70旋转。同时，马达50的动力轴51驱动座体61旋转且带动连杆40偏心摆动，由连杆40将动力轴51的动力传输至滑轨31，通过导引座32对滑轨31的限位作用，使滑轨31作平行于第一方向F1的线性移动，并驱动工件承载盘20产生一水平径向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振动辅助抛光模块，其包含：一抛光盘，可旋转；一工件承载盘，用以承载一工件，该工件设置于该工件承载盘，使该工件的一加工面朝向该抛光盘；一线性滑轨机构，其包括一滑轨、一导引座与一导引杆，该滑轨枢接于该工件承载盘相对于设有该工件的一面，导引座具有一凹槽，且该滑轨嵌设于该凹槽内，该导引杆设置于该导引座上，该导引座可对该滑轨产生限位作用；一连杆，其具有相对的一第一端与一第二端，该第一端枢接于该滑轨；一马达，其具有一动力轴用以提供动力；以及一可调式偏心机构，其具有一座体，该座体连接于该动力轴，且该座体与该连杆的该第二端以一枢接轴相互枢接，该枢接轴与该动力轴的轴心偏心设置；由该动力轴驱动该座体旋转且带动该连杆偏心摆动，由该连杆将该动力轴的动力传输至该滑轨，同时通过该导引座对该滑轨的限位作用，使该滑轨作平行于一第一方向的线性移动，并驱动该工件承载盘产生一水平径向振幅及一低频振动，且同时使得该工件与该抛光盘的接触面产生该低频振动。

【技术特征摘要】
2015.11.03 TW 1041361761.一种振动辅助抛光模块，其包含：一抛光盘，可旋转；一工件承载盘，用以承载一工件，该工件设置于该工件承载盘，使该工件的一加工面朝向该抛光盘；一线性滑轨机构，其包括一滑轨、一导引座与一导引杆，该滑轨枢接于该工件承载盘相对于设有该工件的一面，导引座具有一凹槽，且该滑轨嵌设于该凹槽内，该导引杆设置于该导引座上，该导引座可对该滑轨产生限位作用；一连杆，其具有相对的一第一端与一第二端，该第一端枢接于该滑轨；一马达，其具有一动力轴用以提供动力；以及一可调式偏心机构，其具有一座体，该座体连接于该动力轴，且该座体与该连杆的该第二端以一枢接轴相互枢接，该枢接轴与该动力轴的轴心偏心设置；由该动力轴驱动该座体旋转且带动该连杆偏心摆动，由该连杆将该动力轴的动力传输至该滑轨，同时通过该导引座对该滑轨的限位作用，使该滑轨作平行于一第一方向的线性移动，并驱动该工件承载盘产生一水平径向振幅及一低频振动，且同时使得该工件与该抛光盘的接触面产生该低频振动。2.如权利要求1所述的振动辅助抛光模块，其中该可调式偏心机构包括：一滑块，设置于该座体内，该动力轴穿设于该滑块；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁嘉仁，林宗信，周大鑫，蓝春发，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71