双面抛光机制造技术

本实用新型专利技术提供了一种双面抛光机。该双面抛光机包括机架、上抛光盘、下抛光盘、中心齿轮、外齿轮和驱动组件，上抛光盘、下抛光盘、中心齿轮、外齿轮分别独立地设置于机架上，中心齿轮设置于外齿轮的中心位置处，中心齿轮与外齿轮之间具有容纳空间，用于啮合放置晶片的游星轮，容纳空间位于上抛光盘与下抛光盘之间，驱动组件包括：第一驱动装置，设置于机架上并与上抛光盘连接，用于驱动上抛光盘转动；第二驱动装置，设置于机架上并与下抛光盘连接，用于驱动下抛光盘与上抛光盘同向转动；第三驱动装置，设置于机架上并与中心齿轮连接，用于驱动中心齿轮转动；第四驱动装置，设置于机架上并与外齿轮连接，用于驱动外齿轮转动。

Double-sided polishing machine

The utility model provides a double-sided polishing machine. The double-sided polishing machine includes rack, upper polishing plate, lower polishing plate, central gear, external gear and drive components. The upper polishing plate, lower polishing plate, central gear and external gear are respectively set on the rack independently. The central gear is set at the central position of the external gear, and there is a space between the central gear and the external gear for meshing the planetary wheel for placing wafers. Located between the upper polishing disc and the lower polishing disc, the driving components include: the first driving device is arranged on the rack and connected with the upper polishing disc for driving the upper polishing disc to rotate; the second driving device is arranged on the rack and connected with the lower polishing disc for driving the lower polishing disc to rotate in the same direction with the upper polishing disc; and the third driving device is arranged on the rack and connected with the central gear. The fourth driving device is arranged on the frame and connected with the external gear to drive the rotation of the external gear.

【技术实现步骤摘要】
双面抛光机
本技术涉及半导体领域，具体而言，涉及一种双面抛光机。
技术介绍
随着光电子信息技术的不断发展，对作为光电子器件基片材料的单晶硅、蓝宝石等光电子晶片的表面粗糙度、TTV等指标的要求越来越高。而且，集成电路沿着摩尔定律飞速发展至今，特征线宽的日趋减小也迫使微电子制造工艺正在挑战极限，其中把超平坦化技术化学机械抛光(CMP)的研究也推向了新的高潮。作为最重要的半导体材料——硅衬底，是制造半导体芯片的基本材料，也是半导体集成电路最主要的原料，因此硅衬底几乎占据了芯片制造所需原材料的绝大部分成本。在信息技术飞速发展的今天，电子产品对人们生活各方面的影响越来越重要，因此降低电子产品的成本，以提高电子产品的普及率显得至关重要。硅衬底的制造过程包括长晶、切段、滚磨、平边或V型槽处理、切片、倒角、研磨、腐蚀、CMP抛光、清洗、包装等工序，其中CMP抛光是硅衬底制造过程中的最后一步，也是最关键的一步，由于硅衬底的表面粗糙度、TTV及平整度等表面精度指标要求非常高，目前所用的设备及耗材几乎全部依赖进口，所以导致国内外的硅衬底生产成本较高。随着IC器件的纳米图形化要求越来越高，对于某些器件工艺，采用多个抛光头的单面抛光机进行单面抛光，不但所达到的表面粗糙度、TTV等指标已经无法满足要求，而且除了进一步增加设备及耗材的尺寸规格外，没有其他方法可以提高产量来降低成本。双面抛光机的抛光加工作为晶片超光滑表面加工最有效的技术手段之一，越来越受到超精密加工研究领域和光电子材料生产加工企业的广泛关注与重视，超精密双面抛光加工过程的平稳一致性决定了被抛光的晶片具有非常高的表面精度，而且同样尺寸规格的抛光机，与单面抛光机相比，双面抛光机还可以在一定程度上提高产量。但目前的双面抛光机(如图1所示)上抛光盘1的驱动电机2一般在下抛光盘下方，和下抛光盘、中心轮甚至外齿圈同使用一个驱动电机，导致上抛光盘、中心轮甚至外齿圈不能单独调整转速或旋转方向，限制了双面抛光机的工艺使用范围；而且上抛光盘的悬吊轴3较细，所适用的压力和转速都相对较小，导致抛光效率相对较低。若提高压力和/或上抛光盘的转速，上抛光盘甚至整机在抛光的过程中就会产生振动，甚至晃动；随着压力和/或转速的提高，振动或晃动会越来越严重，稳定性越来越差，从而使晶片的抛光质量随之下降。目前的双面抛光机采用的是单支柱、悬臂结构或双支柱、横梁的龙门结构(附图1)，其中龙门结构的支柱4、横梁都相对较细，底座相对重量小，在较高压力和转速下，上抛光盘及整个抛光机就会产生振动或晃动，稳定性较差。并且，目前的双面抛光机一般采用气动加压、气动升降系统5，由于空气的可压缩性相对较大，故工作稳定性相对较差、精确度低，且工作压力低，总输出力不宜大于10kN。所以，目前所用的双面抛光机虽然抛光质量和产能优于单面抛光机，但抛光速率则相对较低，而且上、下两个抛光盘只能逆向转动，不能同时同向转动，这就限制了上、下两个抛光盘不能同时用于晶片的单面抛光。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种双面抛光机，以解决现有技术中的双面抛光机无法应用于晶片单面抛光的问题。为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种双面抛光机，包括机架、上抛光盘、下抛光盘、中心齿轮、外齿轮和驱动组件，上抛光盘、下抛光盘、中心齿轮、外齿轮分别独立地设置于机架上，中心齿轮设置于外齿轮的中心位置处，中心齿轮与外齿轮之间具有容纳空间，用于啮合放置晶片的游星轮，容纳空间位于上抛光盘与下抛光盘之间，驱动组件包括：第一驱动装置，设置于机架上并与上抛光盘连接，用于驱动上抛光盘转动；第二驱动装置，设置于机架上并与下抛光盘连接，用于驱动下抛光盘与上抛光盘同向转动；第三驱动装置，设置于机架上并与中心齿轮连接，用于驱动中心齿轮转动；第四驱动装置，设置于机架上并与外齿轮连接，用于驱动外齿轮转动。进一步地，第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置和第四驱动装置的传动方式均为齿轮传动或蜗轮蜗杆传动。进一步地，上述传动方式为斜齿轮传动。进一步地，第一驱动装置包括：悬吊轴，设置于机架上并与上抛光盘连接；第一电机，与悬吊轴电连接，用于控制悬吊轴带动上抛光盘转动。进一步地，机架包括：底座，上抛光盘、下抛光盘、中心齿轮和外齿轮位于底座上方，且下抛光盘、中心齿轮和外齿轮分别与底座连接；横梁，上抛光盘、下抛光盘、中心齿轮和外齿轮分别位于横梁下方，且第一驱动装置与上抛光盘分别与横梁连接；多个支柱，固定连接在底座与横梁之间，且支柱位于下抛光盘、中心齿轮和外齿轮的外周并用于支撑横梁，第二驱动装置、第三驱动装置和第四驱动装置分别独立地与底座、横梁或支柱连接。进一步地，双面抛光机还包括升降系统，升降系统与第一驱动装置电连接，用于控制上抛光盘的升降，升降系统为液压系统或滚珠丝杆系统。根据本技术的另一方面，提供了一种抛光方法，采用上述的双面抛光机进行抛光，抛光方法包括以下步骤：步骤S1，分别在上抛光盘靠近下抛光盘的一侧表面上以及下抛光盘靠近上抛光盘的一侧表面设置抛光垫；步骤S2，将晶片设置在游星轮相对的两侧，并将设置有晶片的游星轮啮合在双面抛光机中的中心齿轮与外齿轮之间，且使晶片与抛光垫的表面接触设置；以及步骤S3，开启双面抛光机，对晶片进行抛光，且抛光过程中以使下抛光盘与上抛光盘为同向转动。进一步地，在将晶片设置在游星轮相对的两侧的步骤之前，步骤S2还包括将抛光模板粘结在游星轮的两侧表面的步骤，且在步骤S2中，将晶片吸附在抛光模板表面。进一步地，抛光模板为无蜡抛光模板。进一步地，步骤S3中，上抛光盘的转速大于下抛光盘的转速。进一步地，上抛光盘的转速大于0rpm且小于等于90rpm，下抛光盘的转速大于0rpm且小于等于90rpm。应用本技术的技术方案，提供了一种双面抛光机，该双面抛光机采用四套独立的驱动装置分别对抛光机的上抛光盘、下抛光盘、中心轮、外齿圈的转速和上下位移进行独立的控制，其中通过第一驱动装置对上抛光盘进行直接驱动，使其转速和转向可以进行任意调整，实现下抛光盘与上抛光盘同向转动，从而通过使上、下两个抛光盘同时同向转动，使其同时用于晶片的单面抛光，使单面抛光的晶片产能提高一倍，生产成本降低一半，且由于是利用双面抛光机进行晶片单面抛光，能够使晶片的表面粗糙度、TTV及平整度等表面精度指标都将获得大幅提高。附图说明构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1示出了现有技术中所提供的一种双面抛光机的结构示意图；图2至图4示出了本技术所提供的三种双面抛光机的结构示意图；图5至图10示出本申请的六种游星轮的结构示意图；图11和图12示出了本技术的实施例1的测试结果图；图13和图14示出了本技术的实施例2的测试结果图；图15和图16示出了本技术的实施例3的测试结果图；图17和图18示出了本技术的实施例4的测试结果图；以及图19和图20示出了本技术的对比例的测试结果图。其中，上述附图包括以下附图标记：1、上抛光盘；2、驱动电机；3、悬吊轴；4、支柱；5、气动升降系统；6、上抛光盘；7、第一驱动装置；8、悬吊轴；9、支柱；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双面抛光机，其特征在于，包括机架、上抛光盘(6)、下抛光盘、中心齿轮、外齿轮和驱动组件，所述上抛光盘(6)、所述下抛光盘、所述中心齿轮、所述外齿轮分别独立地设置于所述机架上，所述中心齿轮设置于所述外齿轮的中心位置处，所述中心齿轮与所述外齿轮之间具有容纳空间，用于啮合放置晶片的游星轮，所述容纳空间位于所述上抛光盘(6)与所述下抛光盘之间，所述驱动组件包括：第一驱动装置(7)，设置于所述机架上并与所述上抛光盘(6)连接，用于驱动所述上抛光盘(6)转动；第二驱动装置，设置于所述机架上并与所述下抛光盘连接，用于驱动所述下抛光盘与所述上抛光盘(6)同向转动；第三驱动装置，设置于所述机架上并与所述中心齿轮连接，用于驱动所述中心齿轮转动；第四驱动装置，设置于所述机架上并与所述外齿轮连接，用于驱动所述外齿轮转动。

【技术特征摘要】
1.一种双面抛光机，其特征在于，包括机架、上抛光盘(6)、下抛光盘、中心齿轮、外齿轮和驱动组件，所述上抛光盘(6)、所述下抛光盘、所述中心齿轮、所述外齿轮分别独立地设置于所述机架上，所述中心齿轮设置于所述外齿轮的中心位置处，所述中心齿轮与所述外齿轮之间具有容纳空间，用于啮合放置晶片的游星轮，所述容纳空间位于所述上抛光盘(6)与所述下抛光盘之间，所述驱动组件包括：第一驱动装置(7)，设置于所述机架上并与所述上抛光盘(6)连接，用于驱动所述上抛光盘(6)转动；第二驱动装置，设置于所述机架上并与所述下抛光盘连接，用于驱动所述下抛光盘与所述上抛光盘(6)同向转动；第三驱动装置，设置于所述机架上并与所述中心齿轮连接，用于驱动所述中心齿轮转动；第四驱动装置，设置于所述机架上并与所述外齿轮连接，用于驱动所述外齿轮转动。2.根据权利要求1所述的双面抛光机，其特征在于，所述第一驱动装置(7)、所述第二驱动装置、所述第三驱动装置和所述第四驱动装置的传动方式均为齿轮传动或蜗轮蜗杆传动。3.根据权利要求2所述的双面抛光机，其特征在于，所述传动方式为斜齿轮传动。4.根据权利要求2所述的双面抛光机，其特征在于，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王乐军，李琳琳，宋士佳，彭东阳，刘桂勇，姜宏，
申请(专利权)人：东泰高科装备科技北京有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11