CN116442103B - 一种第三代半导体精密加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及第三代半导体加工领域，其公开了一种第三代半导体精密加工装置，包括机架，机架上安装有抛光装置，抛光装置包括壳体组，壳体组内设置有悬浮机构与驱动机构，悬浮机构用于接收晶圆并牵引晶圆沿竖直方向发生移动或牵引晶圆旋转，抛光过程中，悬浮机构保持悬浮，驱动机构用于通过磁力耦合方式朝悬浮机构输出动力，本发明中，通过高压气源提供的高压气体，使悬浮机构带着晶圆上移悬空，进而使晶圆自适应抛光垫而与抛光垫完全贴合，抛光过程中，晶圆悬浮且驱动机构与旋转轴之间依靠磁力耦合实现动力传递，大大降低了驱动机构运行产生的振动对抛光过程产生的影响，晶圆与抛光垫之间的抛光压力分布均衡。

Description

一种第三代半导体精密加工装置

技术领域

本发明涉及第三代半导体加工领域，具体涉及第三代半导体的晶圆加工领域，特别涉及一种第三代半导体精密加工装置。

背景技术

第三代半导体以碳化硅以及氮化镓为代表，可应用在更高阶的高压功率元件以及高频通讯元件领域，但由于第三代半导体材料高硬度和高物理性质稳定性等特性，导致第三代半导体的制造难度极高，其中尤其体现在晶圆的化学机械抛光工序，为了使晶圆达到外延标准，需对晶圆进行超精密的化学机械抛光，现有技术中，一般都是通过抛光液与压力盘配合实现对晶圆的抛光，例如，将晶圆固定在压力盘底部的载盘上，随着压力盘一边下压，一边旋转，配合抛光液对晶圆进行抛光打磨，存在一些不足：1、抛光过程中，压力盘的旋转一般都是电机驱动，电机运行时本身会产生些微振动，该振动随着动力传递路线传导给压力盘，使压力盘旋转时也存在着振动，并且伴随着动力路线的传递，振动有可能还会增加，不利于晶圆的高精度抛光，进而不利于第三代半导体的高精度加工；2、抛光过程中，随着压力盘的下移，承载下压动力来源的液压杆由于存在不稳定的因素，容易导致压力盘在施压时无法稳定地保持晶圆与抛光垫之间接触时的相对压力，在高速旋转的压力盘底部，晶圆无法获得稳定的抛光打磨环境，降低了晶圆加工时的良品率；3、抛光之前，需要对抛光垫与晶圆进行对准，然而随着机械设备的使用，机械设备内部结构必然存在则细微磨损，对抛光垫的水平度造成影响，在接下来的抛光过程中，会使抛光垫与晶圆表面不能够完全吻合的贴合，虽然影响非常小，但也会对晶圆的高精度抛光造成影响，进而不利于第三代半导体的高精度加工。

基于上述，本发明提出了一种第三代半导体精密加工装置。

发明内容

为解决上述背景中提到的问题，本发明提供了一种第三代半导体精密加工装置。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下。

一种第三代半导体精密加工装置，包括机架，机架上安装有抛光装置，抛光装置包括壳体组，壳体组内设置有悬浮机构与驱动机构，悬浮机构用于接收晶圆并牵引晶圆沿竖直方向发生移动或者牵引晶圆旋转，并且在进行晶圆抛光过程中，悬浮机构保持悬浮状态，驱动机构用于通过磁力耦合方式朝悬浮机构输出动力。

进一步的，壳体组包括外罩壳，外罩壳呈轴向竖直且直径由下至上递增、并且上下两端开口的圆台外壳形状，外罩壳的上开口端端面同轴设置有中间槽，外罩壳的外圆面设置有与中间槽连通的进气嘴，进气嘴与高压气源连通，外罩壳的下开口处延伸有出气嘴；

外罩壳的上端同轴设置有圆环板，圆环板的上端面同轴设置有安装体，安装体包括套板，套板包括与圆环板连接的连接段，连接段的上端同轴朝内延伸有安装段，套板设置有两组并分别为外套板以及位于外套板内的内套板，外套板的安装段与内套板的安装段之间的区域命名为安装区，圆环板上设置有用于安装体与中间槽之间连通的中间孔。

进一步的，悬浮机构包括同轴位于安装区内的翼板，翼板呈圆环形状，翼板的下端设置为水平面形状、上端设置为朝下弯曲的弧面形状，翼板的内环面伸出安装区并设置有支撑环，翼板伸出安装区的部分的上端面朝上延伸有上导流板、下端面朝下延伸有下导流板。

进一步的，圆环板的上端面设置有位于安装体内的环架，环架的上端通过连接杆设置有上圆环，上圆环、环架以及圆环板同轴，环架与上圆环上均设置有支撑单元，支撑单元沿圆周方向阵列设置有多组，通过支撑单元与支撑环的配合，在晶圆加工结束后，对翼板进行支撑。

进一步的，翼板的上端同轴延伸有安装环，安装环与翼板的连接处位于支撑环与上导流板之间，安装环的上端设置有定心构件，定心构件用于对晶圆进行定心夹持。

进一步的，安装环的上端同轴设置有固定环，悬浮机构还包括同轴位于固定环内的安装盘，安装盘的下端面竖直朝下设置有导杆，导杆的下端穿过安装环环形段上的滑孔后，位于环形段的下方并设置有螺母，导杆的外部套设有位于螺母与环形段之间的弹簧二；

安装盘的端面阵列设置有若干安装孔，安装孔的下孔口处设置有吸附构件，吸附构件用于通过负压吸附方式对晶圆进行吸附固定。

进一步的，辅助机构的输出端与吸附构件之间为插接式连接，辅助机构用于驱使吸附构件沿竖直方向发生移动以及驱使吸附构件对晶圆进行负压吸附。

进一步的，外罩壳内设置有底架，安装盘的下端面同轴朝下延伸有旋转轴，且辅助机构以及底架上均设置有用于避让旋转轴的避让孔，避让孔与旋转轴之间存在有间隙。

进一步的，驱动机构包括设置在底架上的空气轴承以及套设在空气轴承内的套轴，套轴为空心轴形状，旋转轴的下端伸入套轴内且两者之间花键连接；

套轴的下端设置有内镶嵌体，内镶嵌体的外表面镶嵌有强磁体一；

底架上转动安装有旋转座且转动安装处形成的连接轴与套轴同轴，旋转座的上端面沿径向滑动安装有外镶嵌体，外镶嵌体朝向内镶嵌体的侧面镶嵌有强磁体二，强磁体一与强磁体二相向的磁极相反，底架上设置有与连接轴动力连接的电机三。

进一步的，连接轴呈空心轴形状，旋转座的上端面沿径向设置有丝杆，丝杆与外镶嵌体螺纹连接，底架上安装有传递轴，传递轴的上端同轴穿过连接轴后通过锥齿轮组与丝杆构成动力连接，传递轴被设置在底架上的电机四驱使发生旋转；

内镶嵌体为多边形柱体形状，外镶嵌体对应内镶嵌体的侧面数量设置有多组。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：

本发明中，高压气源提供的高压气体依次通过进气嘴、中间槽、中间孔朝安装区内流动，并被翼板一分为二，由于翼板的下端为水平面，上端为弧面，会使翼板的上下两侧形成朝上的升力，使翼板上移悬空，翼板悬空带着晶圆一起上移悬空，上移悬空过程中，晶圆会与抛光垫接触贴合，由于晶圆是被翼板带着上移，而翼板是受到空气升力而上移的，故而晶圆会与抛光垫的下端完全贴合，即使抛光垫的水平度存在些许偏差，但晶圆仍然会自适应抛光垫而与抛光垫的下端完全贴合，解决了背景技术中提到的问题3，提高了晶圆抛光加工的高精密性；

抛光过程中：

一方面，由于翼板与空气轴承的配合，带着晶圆悬空且旋转轴与周围的结构存在间隙、无接触，又由于驱动机构与旋转轴之间的动力传递是依靠磁力耦合实现的，故而大大降低了驱动机构的电机运行产生的振动对晶圆旋转造成的影响，进而大大降低了对抛光过程产生的影响，解决了背景技术中提到的问题1，进一步提高了晶圆抛光加工的高精密性；

另一方面，由于翼板在抛光过程中是受到空气升力，故而抛光过程中，翼板的下端面各个部分均受到空气升力的承托，受力分布的非常均衡，而抛光过程中，晶圆与抛光垫之间的抛光压力是由晶圆朝上抵压抛光垫而实现的，故而反馈给晶圆，能够使晶圆在抛光过程中，晶圆与抛光垫之间的抛光压力分布均衡，有利于进一步提高晶圆加工的高精度性，解决了背景技术中提到的问题2。

除此之外，高压气流流动过程中，气流最终是被上导流板、下导流板引导排走，其中，晶圆高精度加工过程中，旋转转速较快，驱动机构的电机运行功率较大，产生的热量较高，而经过下导流板引导排出的气流是通过出气嘴离开外罩壳的，该部分气流在外罩壳内的流动过程中，会对驱动机构进行散热处理；抛光过程中，抛光动作产生的热量被抛光液吸收，而通过上导流板引导排出的气流流动时，是位于水槽附近的，可以带走水槽内的抛光液的热量；两重散热措施又能够进一步提高晶圆加工的高精度性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为抛光装置的示意图；

图3为壳体组的剖视图；

图4为抛光装置的内部示意图；

图5为抛光装置的局部剖视图；

图6为安装体、翼板以及安装环的局部剖视图；

图7为翼板与支撑单元的局部剖视图；

图8为吸附构件、安装盘以及安装环的剖视图；

图9为定心构件、安装环以及安装盘的局部剖视图；

图10为吸附构件的剖视图；

图11为辅助机构的示意图；

图12为辅助机构的局部示意图一；

图13为辅助机构的局部示意图二；

图14为驱动机构与旋转轴的示意图；

图15为驱动机构的局部示意图一；

图16为驱动机构的局部示意图二；

图17为抛光头的示意图。

附图中的标号为：

100、清洗机构；200、抛光头；

300、抛光装置；301、外罩壳；302、进气嘴；303、出气嘴；304、圆环板；305、安装体；3051、外套板；3052、内套板；

400、悬浮机构；401、翼板；4011、上导流板；4012、下导流板；4013、支撑环；402、环架；403、上圆环；404、圆台体；405、弹簧一；406、安装环；407、安装盘；408、导杆；409、弹簧二；410、旋转轴；411、安装孔；412、橡胶圈；

500、定心构件；501、固定环；502、沿边；503、滑槽；504、夹块；505、弹簧三；

600、吸附构件；601、泵壳；602、泵塞；603、支架体；604、弹簧四；605、卡块；606、弹簧五；607、插孔；

700、辅助机构；701、安装座；702、导柱；703、螺纹杆；704、电机一；705、动力传递件；706、电机二；707、安装轴；708、连杆；709、凸杆；710、滑块；711、插销；712、连动件；713、悬架；

800、驱动机构；801、电机三；802、电机四；803、空气轴承；804、套轴；805、内镶嵌体；806、强磁体一；807、旋转座；808、连接轴；809、外镶嵌体；810、强磁体二；811、传递轴；812、丝杆；

900、牵引构件；901、固定体；902、连接管。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本发明的图2中的a指的是晶圆。

如图1-图17所示，一种第三代半导体精密加工装置，包括机架，机架上安装有抛光装置300与抛光头200。

抛光头200包括牵引构件900，牵引构件900的输出端设置有固定体901，牵引构件900用于牵引固定体901靠近或远离抛光装置300，牵引构件900为现有机械臂技术手段可实现，不作赘述，固定体901的内部中空，上端设置有连接管902，下端侧边阵列设置有若干连接孔，下端还设置有抛光垫，抛光液通过连接管902、连接孔朝向放置在抛光装置300上的晶圆流动，晶圆悬浮上升至与抛光垫接触，然后晶圆旋转，在抛光垫与抛光液的配合下，对晶圆进行抛光，抛光完成后，固定体901远离晶圆；进一步的，机架上还安装有清洗机构100，清洗机构100的结构与抛光头200的结构一致，并且清洗机构100的固定体901上设置有超声波发生器，抛光前以及结束后，通过清洗机构100向晶圆输送清洗介质，例如超纯水，在超声波发生器的辅助下，对晶圆进行清洗。

本发明的核心在抛光装置300，具体的，如图2-图5所示，抛光装置300包括壳体组，壳体组内设置有悬浮机构400与驱动机构800，其中，悬浮机构400在进行晶圆抛光过程中，保持悬浮状态，并且用于接收晶圆并牵引晶圆沿竖直方向发生移动或者牵引晶圆旋转，驱动机构800用于朝向悬浮状态的悬浮机构400输出动力。

壳体组：

如图3所示，壳体组包括外罩壳301，外罩壳301呈轴向竖直且直径由下至上递增、并且上下两端开口的圆台外壳形状，外罩壳301的上开口端端面同轴设置有中间槽，中间槽的槽底靠近外罩壳301的下开口，外罩壳301的外圆面设置有与中间槽连通的进气嘴302，进气嘴302与高压气源连通，外罩壳301的下开口处延伸有出气嘴303。

外罩壳301的上端同轴设置有圆环板304。

圆环板304的上端面同轴设置有安装体305，具体的，如图6所示，安装体305包括套板，套板包括与圆环板304连接的连接段，连接段的上端同轴朝内延伸有安装段，套板设置有两组并分别为外套板3051以及位于外套板3051内的内套板3052，外套板3051的安装段与内套板3052的安装段之间的区域命名为安装区。

圆环板304上设置有用于安装体305与中间槽之间连通的中间孔。

悬浮机构400：

如图5与图6所示，悬浮机构400包括同轴位于安装区内的翼板401，翼板401呈圆环形状，翼板401的下端设置为水平面形状、上端设置为朝下弯曲的弧面形状，翼板401的内环面伸出安装区并设置有支撑环4013，翼板401伸出安装区的部分的上端面朝上延伸有上导流板4011、下端面朝下延伸有下导流板4012，连接处倒圆角，用于引导气流流动。

如图5与图7所示，圆环板304的上端面设置有位于安装体305内的环架402，环架402的上端通过连接杆设置有上圆环403，上圆环403与环架402以及圆环板304，三者同轴，环架402与上圆环403上均设置有支撑单元，支撑单元沿圆周方向阵列设置有多组，具体的，支撑单元包括竖直滑动安装在环架402或上圆环403上的圆台体404，环架402上的圆台体404的直径由下至上递减，上圆环403上的圆台体404的直径由下至上递增，支撑单元还包括弹簧一405，弹簧一405的弹力驱使圆台体404做远离环架402或上圆环403的移动，支撑环4013的内环面由两组弧面组成，两组弧面分别与设置在环架402上的圆台体404外圆面、设置在上圆环403上的圆台体404外圆面吻合，其意义在于，不使用时，通过支撑环4013与下方的圆台体404对翼板401进行支撑，使用时，通过支撑环4013与上方的圆台体404对翼板401进行限制，防止气流的气压过大，导致翼板401上升距离过大，弹簧一405起缓冲作用。

如图5、图6、图8及图9所示，翼板401的上端同轴延伸有安装环406，安装环406包括与翼板401连接的固定段，固定段与翼板401的连接处位于支撑环4013与上导流板4011之间，固定段的上端同轴设置有环形段，环形段的上端面设置有定心构件500，用于对晶圆进行定心夹持。

具体的，如图8与图9所示，环形段的上端面同轴设置有固定环501，固定环501的外圆面同轴朝上延伸有沿边502，沿边502上沿径向开设有滑槽503，滑槽503沿固定环501的圆周方向阵列设置有若干个，每个滑槽503内均滑动安装有一组定心部件。

定心部件包括滑动安装在滑槽503内的夹块504，夹块504朝向固定环501轴心线的面为与固定环501同轴的弧面形状。

固定环501的下端面设置有弹簧槽，夹块504的底部设置有底杆，底杆的自由端插入弹簧槽内并设置有凸起，弹簧槽内设置有位于槽壁与凸起之间的弹簧三505，弹簧三505的弹力通过驱使凸起，进而使夹块504做靠近固定环501轴心线的移动。

夹块504内弧面的上弧边倒圆角；直接将晶圆按压至固定环501内，按压过程中，晶圆与夹块504内弧面的上弧边接触，抵压夹块504后退，弹簧三505被压缩，当晶圆被塞入固定环501内后，在多个夹块504以及弹簧三505的配合下，通过夹块504的内弧面对晶圆进行自定心夹持。

进一步的，在抛光过程中，晶圆需要发生高速旋转，虽然有夹块504对晶圆进行定心夹持，然而高速旋转产生的离心力较大，为了避免离心力造成晶圆偏移，而影响抛光进程，如图8与图9所示，悬浮机构400还包括同轴位于固定环501内的安装盘407，初始状态下，固定环501的内径小于安装环406的环形段内径，安装盘407被环形段支撑，另外，安装盘407的下端面竖直朝下设置有导杆408，导杆408的下端穿过设置在环形段上的滑孔后，位于环形段的下方并设置有螺母，导杆408的外部套设有位于螺母与环形段之间的弹簧二409。

安装盘407的端面阵列设置有若干安装孔411，安装孔411的下孔口处设置有吸附构件600，用于通过负压吸附方式对晶圆进行吸附固定，防止晶圆受离心力影响而发生偏移，优选的，安装孔411内还设置有橡胶圈412，用于柔性承托晶圆。

具体的，如图10所示，吸附构件600包括同轴设置在安装孔411下孔口处的泵壳601，泵壳601内安装有泵塞602，泵塞602的下端面设置有支架体603，支架体603的下端伸出泵壳601，泵塞602与泵壳601的壳底之间设置有弹簧四604。

支架体603上开设有轴向水平的水平孔，水平孔内滑动安装有两组卡块605，两组卡块605之间设置有弹簧五606，两组卡块605相背的侧面与设置在泵壳601底部、用于避让支架体603的穿设孔孔壁抵触。

卡块605的底部朝下延伸有插杆，插杆上设置有插孔607。

通过朝下拉动卡块605，卡块605下移带着支架体603与泵塞602一起下移，进而使泵壳601位于泵塞602上方的区域的压强降低，通过负压吸附方式实现对晶圆的吸附固定，下移过程中，弹簧四604被压缩，卡块605逐渐脱离泵壳601，当卡块605的上端面与穿设孔的下孔口平齐时，弹簧五606释放弹力，驱使卡块605伸出，由于插杆的存在，通过插杆与支架体603的配合限制卡块605脱离水平孔，卡块605端部伸出水平孔后，通过卡块605与泵壳601壳底的配合，限制支架体603与泵塞602上移；

通过对两组插杆进行按压，使卡块605缩回水平孔内，弹簧四604释放弹力，即可驱使泵塞602与支架体603上移，使吸附构件600复位。

进一步的，两组卡块605相背的侧面之间的距离由下至上递减，在吸附构件600复位过程中，能够增加卡块605与穿设孔之间的摩擦力，即增加泵塞602上移的阻力，使泵塞602的上移平稳缓慢。

进一步的，由于本发明中，悬浮机构400在晶圆抛光过程中呈悬浮设置，故而本发明设置了辅助机构700，辅助机构700与插孔607之间为插接式连接，一方面，能够牵引吸附构件600对晶圆进行负压吸附，另一方面，不会对悬浮机构400的悬浮状态造成影响。

具体的，如图11-图13所示，辅助机构700包括位于安装盘407下方的安装座701，外罩壳301内设置有底架。

安装座701的底部竖直朝下延伸有导柱702与螺纹杆703，导柱702与底架构成滑动导向配合，底架上设置有电机一704，电机一704与螺纹杆703之间设置有动力传递件705，动力传递件705的从动件与螺纹杆703螺纹连接，并且从动件的两端面均与底架接触，被限制只能旋转而不能移动，故而电机一704运行驱使从动件旋转时，能够驱使螺纹杆703沿竖直方向移动，螺纹杆703移动带着安装座701一起移动。

安装座701的下端面同轴转动安装有安装轴707，安装轴707被设置在底架上的电机二706驱使发生旋转。

安装座701的外圆面沿径向延伸有悬臂，悬臂的自由端设置有插接部件，插接部件对应吸附构件600设置有多组，悬臂对应插接部件设置有多组。

插接部件包括设置在悬臂自由端的悬架713，悬架713上滑动安装有滑块710，滑块710的滑动方向平行于插孔607的轴向，滑块710沿滑动方向安装有两组，两组滑块710相向的一侧延伸有插销711。

两组滑块710之间设置有连动件712，连动件712包括竖直安装在悬架713上的齿轮以及与滑块710连接的齿条，齿条的延伸方向平行于滑块710的滑动方向，齿轮啮合设置在两组齿条之间。

齿轮的齿轮轴底部连接有凸杆709，凸杆709与设置在安装轴707外圆面的凸架之间铰接设置有连杆708。

辅助机构700的工作过程为：

电机一704运行驱使安装座701上移，使两组插孔607位于两组插销711之间且插孔607与插销711同轴，然后，电机二706运行，通过连杆708与凸杆709配合驱使齿轮旋转，进而通过齿轮与齿条的配合驱使两组滑块710相互靠近，使插销711插入插孔607内，最后，电机一704运行驱使安装座701上移或下移，即可带着卡块605上移或下移，移动结束后，整个步骤反过来，使辅助机构700脱离与吸附构件600的插接并复位即可。

电机一704运行驱使安装座701上移，使两组插孔607位于两组插销711之间且插孔607与插销711错位，然后，电机二706运行驱使两组滑块710相互靠近，即可通过插销711对两组插杆进行按压，使卡块605缩回水平孔内，按压结束后，整个步骤反过来，使辅助机构700脱离与吸附构件600的接触并复位即可。

驱动机构800：

如图8所示，安装盘407的下端面同轴朝下延伸有旋转轴410，且辅助机构700以及底架上均设置有用于避让旋转轴410的避让孔，避让孔与旋转轴410之间存在有间隙，不与旋转轴410接触，不影响悬浮机构400整体的悬浮。

如图14-图16所示，驱动机构800包括设置在底架上的空气轴承803以及套设在空气轴承803内的套轴804，空气轴承803为现有技术可实现，不作赘述。

套轴804为空心轴形状，旋转轴410的下端伸入套轴804内且两者之间花键连接，故而当旋转轴410沿轴向发生移动时，两者之间仍然保持动力连接。

套轴804的下端设置有内镶嵌体805，内镶嵌体805的外表面镶嵌有强磁体一806。

底架上转动安装有旋转座807且转动安装处形成的连接轴808为与套轴804同轴布置的空心轴形状，旋转座807的上端面沿径向滑动安装有外镶嵌体809，外镶嵌体809朝向内镶嵌体805的侧面镶嵌有强磁体二810，强磁体一806与强磁体二810相向的磁极相反，故而通过设置在底架上的电机三801驱使旋转座807旋转时，通过强磁体一806与强磁体二810之间的磁力耦合，牵引内镶嵌体805与套轴804一起旋转。

进一步的，旋转座807的上端面沿径向设置有丝杆812，丝杆812与外镶嵌体809螺纹连接，底架上安装有传递轴811，传递轴811的上端同轴穿过连接轴808后通过锥齿轮组与丝杆812构成动力连接，传递轴811被设置在底架上的电机四802驱使发生旋转时，通过锥齿轮组驱使丝杆812旋转，进而使外镶嵌体809发生移动。

内镶嵌体805为多边形柱体形状，外镶嵌体809对应内镶嵌体805的侧面数量设置有多组；其意义在于，通过电机四802可以驱使外镶嵌体809移动，使强磁体二810靠近强磁体一806，依靠磁力耦合驱使套轴804旋转，当抛光结束后，电机三801停止旋转时，套轴804在惯性作用下，仍然会发生旋转，在磁力影响下，旋转位移幅度较小，但仍然存在，这会对吸附构件600的位置造成影响，进而使吸附构件600与辅助机构700之间的位置产生偏差，故而此时需要通过电机四802驱使所有外镶嵌体809合拢，组成一个和内镶嵌体805外形相匹配的区域，合拢过程中，会挤压内镶嵌体805复位。

如图2所示，安装体305的上端还匹配安装有水槽，水槽上设置有排水口。

本发明的工作过程：

步骤一：将晶圆放入至固定环501内，放入过程中，晶圆与夹块504内弧面的上弧边接触，抵压夹块504后退，弹簧三505被压缩，当晶圆被塞入固定环501内后，在多个夹块504以及弹簧三505的配合下，通过夹块504的内弧面对晶圆进行自定心夹持；

步骤二：辅助机构700运行，使插销711插入插孔607内，通过插销711朝下拉动卡块605，卡块605下移带着支架体603与泵塞602一起下移，进而使泵壳601位于泵塞602上方的区域的压强降低，通过负压吸附方式实现对晶圆的吸附固定；

吸附固定完成后，辅助机构700的插销711脱离插孔607；

步骤三：抛光头200中的固定体901移动至晶圆的正上方，抛光垫靠近晶圆，并朝向水槽内注入抛光液；

与此同时，高压气源提供的高压气体依次通过进气嘴302、中间槽、中间孔朝安装区内流动，并被翼板401一分为二，由于翼板401的下端为水平面，上端为弧面，故而基于伯努利推论，流速大，压强小，故而翼板401的上下两侧会形成有朝上的升力，使翼板401上移悬空，翼板401悬空带着晶圆一起上移悬空，上移悬空过程中，晶圆会与抛光垫接触贴合，由于晶圆是被翼板401带着上移，而翼板401是受到空气升力而上移的，故而晶圆会与抛光垫的下端完全贴合，即使抛光垫的水平度存在些许偏差，但晶圆仍然会自适应抛光垫而与抛光垫的下端完全贴合；

步骤四：驱动机构800通过磁力耦合方式驱使旋转轴410旋转，旋转轴410旋转带着晶圆一起旋转，旋转过程中，通过抛光垫与抛光液的配合，实现对晶圆的抛光处理；

抛光过程中，由于驱动机构800与旋转轴410之间的动力传递是依靠磁力耦合实现的，故而驱动机构800的电机运行产生的振动不会对抛光过程产生影响；

步骤五：抛光结束后，通过辅助机构700辅助吸附构件600复位，撤销对晶圆的吸附，然后，辅助机构700中的插销711再次插入插孔607内，通过插销711朝上抵推卡块605，进而抵推安装盘407上移，使得晶圆从安装环406内伸出，便于取拿晶圆。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种第三代半导体精密加工装置，包括机架，机架上安装有抛光装置（300）与抛光头（200），其特征在于：抛光装置（300）包括壳体组，壳体组内设置有悬浮机构（400）与驱动机构（800），悬浮机构（400）用于接收晶圆并牵引晶圆沿竖直方向发生移动或者牵引晶圆旋转，并且在进行晶圆抛光过程中，悬浮机构（400）保持悬浮状态，驱动机构（800）用于通过磁力耦合方式朝悬浮机构（400）输出动力；

壳体组包括外罩壳（301），外罩壳（301）呈轴向竖直且直径由下至上递增、并且上下两端开口的圆台外壳形状，外罩壳（301）的上开口端端面同轴设置有中间槽，外罩壳（301）的外圆面设置有与中间槽连通的进气嘴（302），进气嘴（302）与高压气源连通，外罩壳（301）的下开口处延伸有出气嘴（303）；

外罩壳（301）的上端同轴设置有圆环板（304），圆环板（304）的上端面同轴设置有安装体（305），安装体（305）包括套板，套板包括与圆环板（304）连接的连接段，连接段的上端同轴朝内延伸有安装段，套板设置有两组并分别为外套板（3051）以及位于外套板（3051）内的内套板（3052），外套板（3051）的安装段与内套板（3052）的安装段之间的区域命名为安装区，圆环板（304）上设置有用于安装体（305）与中间槽之间连通的中间孔；

悬浮机构（400）包括同轴位于安装区内的翼板（401），翼板（401）呈圆环形状，翼板（401）的下端设置为水平面形状、上端设置为朝下弯曲的弧面形状，翼板（401）的内环面伸出安装区并设置有支撑环（4013），翼板（401）伸出安装区的部分的上端面朝上延伸有上导流板（4011）、下端面朝下延伸有下导流板（4012）；

圆环板（304）的上端面设置有位于安装体（305）内的环架（402），环架（402）的上端通过连接杆设置有上圆环（403），上圆环（403）、环架（402）以及圆环板（304）同轴，环架（402）与上圆环（403）上均设置有支撑单元，支撑单元沿圆周方向阵列设置有多组，通过支撑单元与支撑环（4013）的配合，在晶圆加工结束后，对翼板（401）进行支撑；

支撑单元包括竖直滑动安装在环架（402）或上圆环（403）上的圆台体（404），环架（402）上的圆台体（404）的直径由下至上递减，上圆环（403）上的圆台体（404）的直径由下至上递增，支撑单元还包括弹簧一（405），弹簧一（405）的弹力驱使圆台体（404）做远离环架（402）或上圆环（403）的移动，支撑环（4013）的内环面由两组弧面组成，两组弧面分别与设置在环架（402）上的圆台体（404）外圆面、设置在上圆环（403）上的圆台体（404）外圆面吻合；

翼板（401）的上端同轴延伸有安装环（406），安装环（406）与翼板（401）的连接处位于支撑环（4013）与上导流板（4011）之间，安装环（406）的上端设置有定心构件（500），定心构件（500）用于对晶圆进行定心夹持；

安装环（406）包括与翼板（401）连接的固定段，固定段的上端同轴设置有环形段，环形段的上端面同轴设置有固定环（501），固定环（501）的外圆面同轴朝上延伸有沿边（502），沿边（502）上沿径向开设有滑槽（503），滑槽（503）沿固定环（501）的圆周方向阵列设置有若干个，每个滑槽（503）内均滑动安装有一组定心部件；

定心部件包括滑动安装在滑槽（503）内的夹块（504），夹块（504）朝向固定环（501）轴心线的面为与固定环（501）同轴的弧面形状，固定环（501）的下端面设置有弹簧槽，夹块（504）的底部设置有底杆，底杆的自由端插入弹簧槽内并设置有凸起，弹簧槽内设置有位于槽壁与凸起之间的弹簧三（505），弹簧三（505）的弹力通过驱使凸起，进而使夹块（504）做靠近固定环（501）轴心线的移动；

夹块（504）内弧面的上弧边倒圆角；

安装环（406）的上端同轴设置有固定环（501），悬浮机构（400）还包括同轴位于固定环（501）内的安装盘（407），安装盘（407）的下端面竖直朝下设置有导杆（408），导杆（408）的下端穿过安装环（406）后设置有螺母，导杆（408）的外部套设有位于螺母与安装环（406）之间的弹簧二（409）；

安装盘（407）的端面阵列设置有若干安装孔（411），安装孔（411）的下孔口处设置有吸附构件（600），吸附构件（600）用于通过负压吸附方式对晶圆进行吸附固定；

吸附构件（600）包括同轴设置在安装孔（411）下孔口处的泵壳（601），泵壳（601）内安装有泵塞（602），泵塞（602）的下端面设置有支架体（603），支架体（603）的下端伸出泵壳（601），泵塞（602）与泵壳（601）的壳底之间设置有弹簧四（604）；

支架体（603）上开设有轴向水平的水平孔，水平孔内滑动安装有两组卡块（605），两组卡块（605）之间设置有弹簧五（606），两组卡块（605）相背的侧面与设置在泵壳（601）底部且用于避让支架体（603）的穿设孔孔壁抵触；

卡块（605）的底部朝下延伸有插杆，插杆上设置有插孔（607）；

其还包括辅助机构（700），辅助机构（700）的输出端与吸附构件（600）之间为插接式连接，辅助机构（700）用于驱使吸附构件（600）沿竖直方向发生移动以及驱使吸附构件（600）对晶圆进行负压吸附；

辅助机构（700）包括位于安装盘（407）下方的安装座（701），外罩壳（301）内设置有底架，安装座（701）的底部竖直朝下延伸有导柱（702）与螺纹杆（703），导柱（702）与底架构成滑动导向配合，底架上设置有电机一（704），电机一（704）与螺纹杆（703）之间设置有动力传递件（705），动力传递件（705）的从动件与螺纹杆（703）螺纹连接，并且从动件的两端面均与底架接触；

安装座（701）的下端面同轴转动安装有安装轴（707），安装轴（707）被设置在底架上的电机二（706）驱使发生旋转，安装座（701）的外圆面沿径向延伸有悬臂，悬臂的自由端设置有插接部件，插接部件对应吸附构件（600）设置有多组，悬臂对应插接部件设置有多组；

插接部件包括设置在悬臂自由端的悬架（713），悬架（713）上滑动安装有滑块（710），滑块（710）的滑动方向平行于插孔（607）的轴向，滑块（710）沿滑动方向安装有两组，两组滑块（710）相向的一侧延伸有插销（711），两组滑块（710）之间设置有连动件（712），连动件（712）包括竖直安装在悬架（713）上的齿轮以及与滑块（710）连接的齿条，齿条的延伸方向平行于滑块（710）的滑动方向，齿轮啮合设置在两组齿条之间，齿轮的齿轮轴底部连接有凸杆（709），凸杆（709）与设置在安装轴（707）外圆面的凸架之间铰接设置有连杆（708）。

2.根据权利要求1所述的一种第三代半导体精密加工装置，其特征在于：外罩壳（301）内设置有底架，安装盘（407）的下端面同轴朝下延伸有旋转轴（410），驱动机构（800）包括设置在底架上的空气轴承（803）以及套设在空气轴承（803）内的套轴（804），套轴（804）为空心轴形状，旋转轴（410）的下端伸入套轴（804）内且两者之间花键连接。

3.根据权利要求2所述的一种第三代半导体精密加工装置，其特征在于：套轴（804）的下端设置有内镶嵌体（805），内镶嵌体（805）的外表面镶嵌有强磁体一（806）；

底架上转动安装有旋转座（807）且转动安装处形成的连接轴（808）与套轴（804）同轴，旋转座（807）的上端面沿径向滑动安装有外镶嵌体（809），外镶嵌体（809）朝向内镶嵌体（805）的侧面镶嵌有强磁体二（810），强磁体一（806）与强磁体二（810）相向的磁极相反，底架上设置有与连接轴（808）动力连接的电机三（801）。

4.根据权利要求3所述的一种第三代半导体精密加工装置，其特征在于：连接轴（808）呈空心轴形状，旋转座（807）的上端面沿径向设置有丝杆（812），丝杆（812）与外镶嵌体（809）螺纹连接，底架上安装有传递轴（811），传递轴（811）的上端同轴穿过连接轴（808）后通过锥齿轮组与丝杆（812）构成动力连接，传递轴（811）被设置在底架上的电机四（802）驱使发生旋转；

内镶嵌体（805）为多边形柱体形状，外镶嵌体（809）对应内镶嵌体（805）的侧面数量设置有多组。