[发明专利]双面平坦化加工系统

摘要

本发明公开了一种平坦化加工装置、单面及双面平坦化加工系统，平坦化加工装置包括：多个用于形成多点自旋转阵列磁极的永磁铁，永磁铁同向或异向端面平齐排布，永磁铁通过磁极安装端盖设置于磁极安装盘内，永磁铁对应设于转轴的第一端，磁极安装盘上设有抛光盘，转轴的第二端连接用于驱动永磁铁同步转动的磁极同步转动电机及传动系统；设于抛光盘上的阵列正电极和阵列负电极，阵列正电极、阵列负电极与磁极安装盘三者相互绝缘设置，阵列正电极与阵列负电极连接低频高压方波交变电源；设于抛光盘中的混合有磨料的电磁流变液，电磁流变液在动态磁场与低频高压方波交变电场的耦合作用下形成抛光垫。此装置提高了工件表面的平坦化加工的质量与效率。

主权项

1.一种双面平坦化加工系统，应用于半导体基片，其特征在于，包括：平坦化加工装置，所述平坦化加工装置包括：多个用于形成多点自旋转阵列磁极的永磁铁(2)，所述永磁铁(2)同向或异向端面平齐排布，所述永磁铁(2)通过磁极安装端盖(5)设置于磁极安装盘(1)内，所述永磁铁(2)对应设置于转轴(3)的第一端，所述磁极安装盘(1)上靠近所述第一端的一侧设有抛光盘(20)，所述转轴(3)的第二端连接用于驱动所述永磁铁(2)同步转动以形成动态磁场的磁极同步转动电机及传动系统(31)；设于所述抛光盘(20)上的阵列正电极(7)和阵列负电极(9)，所述阵列正电极(7)、所述阵列负电极(9)与所述抛光盘(20)三者相互绝缘设置，所述阵列正电极(7)与所述阵列负电极(9)连接用于形成低频高压方波交变电场的低频高压方波交变电源(16)；设于所述抛光盘(20)上的混合有磨料的电磁流变液，所述电磁流变液在所述动态磁场与所述低频高压方波交变电场的耦合作用下形成抛光垫(12)；机床台架(24)、同步齿轮(32)、同步电机(33)、同步带(34)、自适应夹紧机构(17)和用于放置工件(14)的自旋转保持架(18)，四个所述同步齿轮(32)均匀圆周分布在所述机床台架(24)上，且四个所述同步齿轮(32)通过所述同步带(34)连接，其中一个所述同步齿轮(32)连接所述同步电机(33)，所述自旋转保持架(18)与四个所述同步齿轮(32)同时啮合，两个所述自适应夹紧机构(17)对称安装于所述同步齿轮(32)的轴向的两端面，且所述自适应夹紧机构(17)能够与工件(14)的加工面紧密接触；分别对应设于一个所述自适应夹紧机构(17)的两侧的两个所述平坦化加工装置，两个所述平坦化加工装置相对称设置，且分设于两个所述平坦化加工装置中正对的永磁铁(2)的靠近端磁性相反，每个所述平坦化加工装置中的抛光盘(20)靠近所述自旋转保持架(18)，每个所述平坦化加工装置中远离所述抛光盘(20)的一侧设有导电环，所述导电环设于所述平坦化加工装置与工具头主轴(26)之间，所述工具头主轴(26)连接用于驱动所述工具头主轴(26)垂直于所述抛光盘(20)的外表面运动的Z方向进给系统(25)，所述工具头主轴(26)连接工具头主轴电机及传动系统(27)，且所述工具头主轴(26)连接磁极同步转动电机及传动系统(31)；所述导电环包括正极导电环(29)和负极导电环(30)，所述正极导电环(29)连接所述平坦化加工装置中的阵列正电极(7)，所述负极导电环(30)连接所述平坦化加工装置中的阵列负电极(9)，所述正极导电环(29)与所述负极导电环(30)连接低频高压方波交变电源(16)；所述Z方向进给系统(25)以方波或多次多项式曲线方式同步改变所述工件(14)的双面加工表面与所述抛光盘(20)的外表面的加工间隙，以实现对所述工件(14)法向压力自行平衡和保持所述工件(14)加工时的位置。