本實用新型涉及一種拋光裝置，尤其是指一種磁流變流體動壓復合拋光裝置。

背景技術：

隨著信息電子化的社會發展，半導體材料作為高性能微電子元器件應用愈發廣泛，如單晶硅、氧化鋁、鈦酸鍶和單晶碳化硅等電子陶瓷材料的需求越來越大。一般半導體晶片制造要經過切片、研磨、拋光等工序，要達到良好的使用性能，其表面精度需要達到超光滑程度，面型精度也有較高要求，以LED外延藍寶石襯底為例，一般要求總厚度偏差小于10μm、表面總平整度小于10μm、表面粗糙度小于0.05μm。因此半導體材料的制造越來越依賴研磨拋光技術來滿足其生產要求。

現有國內外對半導體晶片的加工方法主要以下四種：1、沿用傳統單晶Si、Ge等晶片加工中的傳統機械研磨拋光加工方法；2、以機械去除和化學去除結合使用的CMP加工方法；3、以激光、超聲和等粒子等特種加工方式進行加工；4、以基于磁流變液在磁場下的流變特性的磁流變加工。其中，作為磁流變加工方法的現有游離磨料研磨拋光加工方法在拋光加光的過程中，游離磨料微粒在研磨盤與工件之間的運動速度、軌跡、滯留時間無法進行有效和準確的控制，在拋光盤與工件及界面之間的游離態磨料只有較大尺寸的磨料產生加工作用，由于相對運動的作用相當部分較小尺寸的磨粒尚未與工件表面產生干涉作用即脫離研磨盤與工件界面，造成加工精度和加工效率低下。例如，專利200610132495.9提到的集群磁流變拋光方法能很好地對單晶碳化硅進行拋光，并獲得納米級的光滑表面，但由于采用外加磁場強弱來控制磁流變工作液的流變特性，難以控制拋光過程形成的柔性小磨頭的分布均勻性，以致經磁流變拋光的半導體基片厚度偏差、表面平整度和表面質量難以控制。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于解決現有游離磨料研磨拋光加工方法存在的加工精度控制困難而造成加工準確性和效率低的問題，提供一種拋光均勻、加工效率高和使用方便的磁流變流體動壓復合拋光裝置。

本實用新型的目的可采用以下技術方案來達到：

一種磁流變流體動壓復合拋光裝置，包括拋光盤、第一轉軸、拋光液、第二轉軸、工件盤和待拋光件，所述第一轉軸和第二轉軸相互平行，且所述第二轉軸向第一轉軸方向水平滑動，所述磁性體設于所述拋光盤的下方，所述拋光盤固定安裝于所述第一轉軸上，所述工件盤和待拋光件設于所述拋光盤的上方，所述工件盤固定安裝于所述第二轉軸上，所述待拋光件固定安裝于所述工件盤的下底面，且待拋光件的下底面與所述拋光盤的上表面相接觸；所述拋光盤的上表面沿圓周方向設有多個楔形結構，所述楔形結構包括銷軸和楔塊，所述銷軸固定安裝于所述拋光盤的上表面，所述楔塊可擺動安裝于所述銷軸上，所述拋光液覆蓋于所述拋光盤和楔塊的上表面上。

進一步地，所述拋光盤的上方設有噴管，所述拋光液通過噴管流到所述拋光盤的上表面上。

作為一種優選的方案，所述待拋光件為半導體晶片。

進一步地，所述磁性體的端面磁場強度不小于2000Gs。

進一步地，所述磁性體設為多個，且磁極相互交錯排列設置。

進一步地，所述待拋光件粘貼到所述工件盤的下底面。

作為一種優選的，所述楔塊與所述拋光盤之間的傾斜夾角為0～15度。

實施本實用新型，具有如下有益效果：

1、本實用新型在拋光加工的過程中，工作液覆蓋于拋光盤上表面的楔形結構上，在拋光過程中拋光盤與待拋光件在發生相對運動時，拋光液從待拋光件與楔塊間隙較大地方流向間隙較小的地方而形成流體動壓膜，在金剛石磨料和流體動壓膜的雙重作用下均勻快速去除待拋光工件表面材料，大大提高了拋光加工的均勻性和效率，實現快速拋光和提升拋光效果的目的。

2、本實用新型在拋光過程中拋光盤與待拋光件在發生相對運動時，楔塊可繞各自銷軸微量擺動，隨拋光盤旋轉方向和載荷而自動調節傾斜度，以適應拋光盤的速度和載荷的需要，使得拋光液能穩定地從待拋光件與楔塊之間的間隙較大地方流向間隙較小的地方而形成流體動壓膜，從而在金剛石磨料和流體動 壓膜的雙重作用下均勻快速去除拋光工件表面材料，大大提高了拋光加工的均勻性和效率，實現快速拋光和提升拋光效果的目的。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型磁流變流體動壓復合拋光裝置的結構示意圖；

圖2是圖1的拋光盤的結構示意圖；

圖3是本實用新型磁流變流體動壓復合拋光裝置的待拋光件的工作狀態結構圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

實施例

參照圖1和至圖3，本實施例涉及一種磁流變流體動壓復合拋光裝置，包括拋光盤1、第一轉軸2、拋光液3、第二轉軸4、工件盤5、待拋光件6和磁性體7，所述第一轉軸2和第二轉軸4相互平行，且所述第二轉軸4向第一轉軸2方向水平滑動，所述磁性體7設于所述拋光盤1的下方，所述拋光盤1固定安裝于所述第一轉軸2上，所述工件盤5和待拋光件6設于所述拋光盤1的上方，所述工件盤5固定安裝于所述第二轉軸4上，所述待拋光件6固定安裝于所述工件盤5的下底面，且待拋光件6的下底面與所述拋光盤1的上表面相接觸；所述拋光盤1的上表面沿圓周方向設有多個楔形結構，所述楔形結構包括銷軸81和楔塊82，所述銷軸81固定安裝于所述拋光盤1的上表面，所述楔塊82可擺動安裝于所述銷軸81上，所述拋光液3覆蓋于所述拋光盤1和楔塊82的上表面上。所述待拋光件6為半導體晶片，例如藍寶石基片，所述拋光液3的制作方法：在油基或水基載液中加入重量百分比為2～20％且平均粒徑為1～50μm 的磨料、重量百分比為1～10的甘油或油酸等穩定劑、重量百分比1～10％的防銹劑和重量百分比15～40％且平均粒徑為1～50μm的羰基鐵粉；最優選的，所述拋光液3由去離子水、濃度為15％且平均粒徑為3μm的金剛石磨料、濃度為30％且平均粒徑為5μm的羰基鐵粉、濃度為10％的甘油和濃度為2％的防銹劑組成。在拋光過程中拋光盤1與待拋光件6在發生相對運動時，楔塊82可繞銷軸81微量擺動，隨拋光盤1旋轉方向和載荷而自動調節傾斜度，以適應拋光盤1的速度和載荷的需要，使得拋光液3能穩定地從待拋光件6與楔塊82之間的間隙較大地方流向間隙較小的地方而形成流體動壓膜，從而在金剛石磨料和流體動壓膜的雙重作用下均勻快速去除待拋光工件6表面材料，大大提高了拋光加工的均勻性和效率，實現快速拋光和提升拋光效果的目的。

所述拋光液3中的羰基鐵粉在磁性體的磁場力作用下被吸附到拋光盤1的上表面而形成磨頭結構，在拋光過程中拋光盤1與待拋光件6在發生相對運動時，拋光液3從待拋光件6與楔塊82之間間隙較大地方流向間隙較小的地方而形成流體動壓膜，在磨頭結構和流體動壓膜的雙重作用下均勻快速去除待拋光工件6表面材料，大大提高了拋光加工的均勻性和效率，實現快速拋光和提升拋光效果的目的。

所述的楔塊82的傾斜高度不超過1.5mm，其傾角為0°至15°，所述平臺11的寬度為1.5～3mm。該楔塊82使得拋光液3能儲存在楔塊82的上表面和拋光盤1的上表面上，在拋光過程中拋光盤1與待拋光件6在發生相對運動時，拋光液3從待拋光件6與楔塊82之間間隙較大地方流向間隙較小的地方而形成流體動壓膜，提高拋光的均勻性和效率。

所述拋光盤1的上方設有噴管9，所述拋光液3通過噴管9流到所述拋光盤1的上表面上；所述拋光液3噴灑到拋光盤1上的速度為每分鐘70～90毫升，保證了拋光液3的供應量，以保證拋光加工的質量。

所述待拋光件6粘貼到所述工件盤5的下底面，可快速實現待拋光件6的安裝和拆卸，進一步提高加工的效率。

以上所揭露的僅為本實用新型一種較佳實施例而已，當然不能以此來限定本實用新型之權利范圍，因此依本實用新型權利要求所作的等同變化，仍屬本實用新型所涵蓋的范圍。