中化学作用的可控性；2.高压氧化气体环境，并在抛光液中加入催化剂，促进SiC晶片表面氧化生成硬度较自身低很多反应生成物Si02;3.抛光液中软质磨粒可以快速去除反应层，大大提高加工效率。
【附图说明】
[0018]图1是主动控制反应条件方式的SiC材料高效抛光设备示意图。
[0019]图2是图1的俯视图。【具体实施方式】:
[0020]下面结合附图对本发明作进一步描述。
[0021]参照图1和图2，一种主动控制反应条件方式的SiC材料高效抛光设备，包括密封腔体2、机架、抛光盘1、工件夹具8、碱性抛光液输入部件4、流量调节阀3、氧化性气体输入部件5、气压调节阀6和气压计7，所述的抛光盘1、工件夹具8置于所述的密封腔体2内；所述工件夹具8置于所述的抛光盘I上方，待抛光的SiC材料9装夹在所述的工件夹具8的底面，所述抛光盘I安装在驱动主轴上，所述驱动主轴伸出所述密封腔体2的底部，所述驱动主轴与主轴驱动装置连接；所述的碱性抛光液输入部件4安装在所述的密封腔体2上，所述的碱性抛光液输入部件4上装有流量调节阀3，所述的流量调节阀3用于控制抛光过程中抛光液的流量大小；所述的氧化性气体输入部件5安装在所述的密封腔体2上，所述的氧化性气体输入部件5上装有气压调节阀6，所述的气压调节阀6用于控制抛光过程中所述密封腔2内的气压大小。
[0022]进一步，所述的密封腔体2上装有气体压力计7。
[0023]再进一步，所述的密封腔体2上设有观察孔。
[0024]更进一步，抛光垫粘贴在所述的抛光盘I上。
[0025]本实施例中，工件夹具8由工件驱动装置进行驱动，控制工件夹具8的转动速度。工件砝码8位于所于所述工件夹具8上方，用于施加抛光所需的载荷。
[0026]本实施例的工作原理:如图1所示，将SiC晶片抛光过程置于密闭环境中，密闭环境内的气压、温度以及输入气体组份可控。向密闭环境内充入氧化性气体(如O2)，调节密闭环境内的温度以及氧化气体的分压至高温高压状态。温度一定时，气体在溶液中的溶解度与气相的分压成比例关系。当化学机械抛光过程处于富含高压氧化气体的环境时，氧化气体会大量溶解进入抛光液中，并与抛光液中的OF—起参与对SiC晶片表层的氧化，加速SiC晶片表层的氧化速率。抛光液中的02与SiC晶片反应表层生成一薄层S12，其化学反应方程式为:2SiC+302 = 2Si02+2C0 ?，或SiC+202 = 2Si0 2+C02 ?。同时，采用催化的方法促进SiC晶片表面的氧化反应。通过调节环境温度、气体组份、气压、催化剂等条件，实现控制抛光过程中SiC晶片表面的化学反应速率。SiC晶片化学反应后表层生成物Sicy^度低，抛光液中软质磨粒可轻松去除，从而获得更高的SiC材料去除效率。
[0027]本实施例的工作过程如下:抛光时，SiC工件置于工件夹具8 ;所述工件夹具8置于抛光盘I上；抛光液从抛光盘I中心上方注入，进入抛光加工区域。工件夹具8和抛光盘I在密封腔体2内，通过流量调节阀3控制抛光区域内的抛光液流量；抛光液存储器通过气管与密封腔体相连，保持存储器内抛光液压强与密封腔体压强一致；气压调节阀6控制密封腔2内的气压，密封腔体2内气压控制抛光液中氧化性气体溶解进抛光液数量，进而控制SiC表层的氧化，通过调节抛光液温度、气体组份、抛光液成份等条件，控制化学机械抛光过程中SiC工件表面的化学反应速度，与抛光液中磨粒机械作用相结合，从而获得更高的SiC材料去除效率。
【主权项】
1.一种主动控制反应条件方式的SiC材料高效抛光设备，其特征在于:包括密封腔体、机架、抛光盘、工件夹具、碱性抛光液输入部件和氧化性气体输入部件，所述的抛光盘、工件夹具均置于所述的密封腔体内，所述工件夹具置于所述的抛光盘上方，待抛光的SiC材料装夹在所述的工件夹具的底面；所述抛光盘安装在驱动主轴上，所述驱动主轴伸出所述密封腔体的底部，所述驱动主轴与主轴驱动装置连接；所述的碱性抛光液输入部件安装在所述的密封腔体上，所述的碱性抛光液输入部件上装有用于控制抛光过程中抛光液的流量的流量调节阀；所述的氧化性气体输入部件安装在所述的密封腔体上，所述的氧化性气体输入部件上装有用于控制抛光过程中所述密封腔内的气压大小的气压调节阀。
2.如权利要求1所述的主动控制反应条件方式的SiC材料高效抛光设备，其特征在于:所述的密封腔体上装有用以检测气压大小的气体压力计。
3.如权利要求1或2所述的主动控制反应条件方式的SiC材料高效抛光设备，其特征在于:所述的密封腔体上开有观察孔。
4.如权利要求1或2所述的主动控制反应条件方式的SiC材料高效抛光设备，其特征在于:抛光垫粘贴在所述的抛光盘上。
【专利摘要】一种主动控制反应条件方式的SiC材料高效抛光设备，包括密封腔体、机架、抛光盘、工件夹具、碱性抛光液输入部件和氧化性气体输入部件，抛光盘、工件夹具均置于密封腔体内，工件夹具置于抛光盘上方，待抛光的SiC材料装夹在工件夹具的底面；抛光盘安装在驱动主轴上，所述驱动主轴伸出所述密封腔体的底部，驱动主轴与主轴驱动装置连接；碱性抛光液输入部件安装在密封腔体上，碱性抛光液输入部件上装有用于控制抛光过程中抛光液的流量的流量调节阀；氧化性气体输入部件安装在密封腔体上，氧化性气体输入部件上装有用于控制抛光过程中所述密封腔内的气压大小的气压调节阀。本发明材料去除率较高、过程可控、低成本。
【IPC分类】B24B37-10, B24B57-02, B24B37-34
【公开号】CN104759980
【申请号】CN201510148639
【发明人】楼飞燕, 邓乾发, 袁巨龙, 吕冰海
【申请人】浙江工业大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月31日