CN110911314A - 一种硅片表面研磨装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅片表面研磨装置，属于表面处理技术领域，包括等离子体喷枪、伺服电机和激光测距组件；所述伺服电机与等离子体喷枪连接；所述等离子体喷枪包括喷嘴和位于等离子体喷枪内的等离子体喷枪控制系统、等离子体发生器和等离子体通道；所述等离子体喷枪控制系统与等离子体发生器和伺服电机通信连接；所述等离子体发生器依次与等离子通道和喷嘴连接；所述激光测距组件与等离子体喷枪连接；所述喷嘴与等离子体通道的连接处，设置有等离子体通道出口。本发明可对硅片进行自动化表面研磨，同时减少对环境的污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种硅片表面研磨装置，属于表面处理技术领域。
背景技术
硅基片表面研磨一直太阳能和芯片制造的关注点，其装置及方法可以使工件表面更加光滑和明亮。常用的硅基片表面研磨剥离工艺包括化学剥离和机械剥离等。而化学剥离通常在按一定比例配置的氢氟酸和硝酸溶液中进行，生产环境恶劣。机械剥离也存在生产环境和成分的问题。所以其存在处理时间长，操作条件差，需要后续加工等，成本较高限制。已有的硅基片抛光装置（中国专利公开号：CN101850537A），公开了一种用于处理圆形基片的抛光、清洗的装置，通过基片驱动组件驱动基片旋转，液体注入组件供给化学抛光液体和清洗液体，对基片进行抛光清洗处理。但该装置由于使用化学抛光液体，易造成环境污染，且工作环境差，效率低，而且容易导致工件的精度降低。
发明内容
本发明是提供一种硅片表面研磨装置，可对硅片进行自动化表面研磨，同时减少对环境的污染。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种硅片表面研磨装置，包括等离子体喷枪、伺服电机和激光测距组件；所述伺服电机与等离子体喷枪连接；所述等离子体喷枪包括喷嘴和位于等离子体喷枪内的等离子体喷枪控制系统、等离子体发生器和等离子体通道；所述等离子体喷枪控制系统与等离子体发生器和伺服电机通信连接；所述等离子体发生器依次与等离子通道和喷嘴连接；所述激光测距组件与等离子体喷枪连接；所述喷嘴与等离子体通道的连接处，设置有等离子体通道出口。
优选地，所述激光测距组件包括激光测距通道，激光发生器和反射光接收器，所述激光测距通道等离子体喷枪内，所述激光发生器和反射光接收器依次与激光测距通道和喷嘴连接，所述喷嘴与激光测距通道的连接处，设置有激光测距通道出口。
优选地，所述激光测距通道位于等离子体喷枪的中心轴上，所述等离子体通道设置有四个，以等离子体喷枪的中心轴线对称设置，所述喷嘴与所述等离子体通道的连接处，设置有多个等离子体通道出口，所述等离子体通道出口沿同心圆圆周设置。
优选地，所述装置还包括去离子水供给结构和超声波增强结构，所述去离子水供给结构与超声波增强结构用于去除硅片表面的杂质。
优选地，所述去离子水供给结构包括水压力传感器和去离子水管；所述水压力传感器位于喷嘴上，并与空气压力机通信连接；所述去离子水管位于喷嘴与硅片之间，并与空气压力机连接。
优选地，所述超声增强结构为超声发生器，所述超声发生器与去离子水管耦合为一体。
优选地，所述等离子体喷枪采用硬铝合金，所述喷嘴采用绝缘陶瓷。
本发明利用等离子体微弧放电柔性加工研磨机制，可直接将硅基片表面剥离研磨至微纳米级以下，解决直接抛光表面带来的污染，可实现自动化生产，生产率提高，表面层组织无变化，无加工硬化，不改变表面层应力，操作方便。本发明通过将去离子水供给结构和超声波增强结构耦合，可实现硅片表面的快速清洗，从而提高抛光效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种硅基片表面研磨装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中喷嘴的结构示意图；
图3为本发明实施例中一种硅基片表面研磨装置的电路连接结构示意图。
其中：1-等离子体喷枪，2-激光发生器和反射光接收器，3-激光测距通道，4-等离子体通道，5-喷嘴，51-激光测距通道出口，52-等离子体通道出口，6-去离子水管，7-超声电缆，8-微弧等离子体，9-硅片，10-伺服电机，11-电缆，12-脉冲电源，13-超声发生器，14-水压力传感器，15-硅片固定架，16-等离子体喷枪控制系统，17-等离子体发生器，18-旋转轴。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的实质，下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的阐述。
本发明适用于表面处理技术领域，尤其适用于硅片表面的研磨，具体实施例结构如图1所示，包括等离子体喷枪1、伺服电机10、激光测距组件、去离子水供给结构和超声波增强结构。伺服电机10与等离子体喷枪1连接，伺服电机10驱动等离体子喷枪做轴向旋转进给运动。等离子体喷枪1包括等离子体通道4、喷嘴5、等离子体喷枪控制系统16和等离子体发生器17。等离子体喷枪控制系统16位于等离子体喷枪1内部，与等离子体发生器17和伺服电机10通信连接。等离子体发生器17依次与等离子体通道4和喷嘴5连接。电缆11用于激光发生器和反射光接收器2与脉冲电源12的连接。等离子体喷枪1材料优选为硬铝合金，喷嘴5材料优选为绝缘陶瓷。
激光测距组件包括激光发生器和反射光接收器2，激光发生器和反射光接收器2耦合于等离子体喷枪内，激光发生器和反射光接收器2依次与激光测距通道3、喷嘴5连接。激光测距组件将测得的数据信息与现有测距控制系统连接，控制等离子体喷枪1与硅片的距离。激光测距通道3位于等离子体喷枪1的中心轴上，等离子体通道4设置有四个，以等离子体喷枪1的中心轴线对称设置。如图2所示，喷嘴5与等离子体通道4的连接处，设置有多个等离子体通道出口52。等离子体通道出口52沿同心圆圆周设置。喷嘴5与激光测距通道3的连接处，设置有一个激光测距通道出口51。
去离子水供给结构与超声波增强结构用于去除硅片表面的杂质。去离子水供给结构包括去离子水管6和水压力传感器14。水压力传感器14位于喷嘴5上，并与空气压力机通信连接。去离子水管6位于喷嘴与硅片9之间，与空气压力机连接。空气压力机用于产生去离子水雾。超声增强结构包括超声电缆7和超声发生器13。超声发生器13与去离子水管6耦合为一体。超声电缆7用于超声发生器13与脉冲电源12的连接。
本发明的工作原理：如图3所示，将硅片9固定在硅片固定架15上，硅片9连接正极，等离子体发生器17连接负极，接通脉冲电源12。伺服电机10通过旋转轴18带动等离子体喷枪1做轴向旋转进给运动，实现等离子体在硅片9表面的环弧旋转，从而使固定在的硅片9表面得以研磨剥离。
激光测距组件利用激光在硅片表面反射光测量喷嘴与硅片间隙，并通过现有测距控制系统，使喷嘴5与硅片9表面之间保持恒定的间隙。
超声发生器13产生的超声波与去离子水管6内雾化后的去离子水形成空化效应，其产生的负压可强化带走硅片表面的杂质，实现硅基片表面的剥离。
水压力传感器14测得喷嘴5周围的水雾压力后，通过电信号传送给空气压力机，空气压力机根据压力大小向去离子水管6补充水雾或者停止水雾。
应当指出，虽然通过上述实施方式对本发明进行了描述，然而本发明还可有其它多种实施方式。在不脱离本发明精神和范围的前提下，熟悉本领域的技术人员显然可以对本发明做出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应当属于本发明所附权利要求及其等效物所保护的范围内。
Claims (7)
1.一种硅片表面研磨装置，其特征在于：包括等离子体喷枪、伺服电机和激光测距组件；所述伺服电机与等离子体喷枪连接；所述等离子体喷枪包括喷嘴和位于等离子体喷枪内的等离子体喷枪控制系统、等离子体发生器和等离子体通道；所述等离子体喷枪控制系统与等离子体发生器和伺服电机通信连接；所述等离子体发生器依次与等离子通道和喷嘴连接；所述激光测距组件与等离子体喷枪连接；所述喷嘴与等离子体通道的连接处，设置有等离子体通道出口。
2.根据权利要求1所述硅片表面研磨装置，其特征在于：所述激光测距组件包括激光测距通道，激光发生器和反射光接收器，所述激光测距通道等离子体喷枪内，所述激光发生器和反射光接收器依次与激光测距通道和喷嘴连接，所述喷嘴与激光测距通道的连接处，设置有激光测距通道出口。
3.根据权利要求2所述硅片表面研磨装置，其特征在于：所述激光测距通道位于等离子体喷枪的中心轴上，所述等离子体通道设置有四个，以等离子体喷枪的中心轴线对称设置，所述喷嘴与所述等离子体通道的连接处，设置有多个等离子体通道出口，所述等离子体通道出口沿同心圆圆周设置。
4.根据权利要求1所述硅片表面研磨装置，其特征在于：所述装置还包括去离子水供给结构和超声波增强结构，所述去离子水供给结构与超声波增强结构用于去除硅片表面的杂质。
5.根据权利要求4所述硅片表面研磨装置，其特征在于：所述去离子水供给结构包括水压力传感器和去离子水管；所述水压力传感器位于喷嘴上，并与空气压力机通信连接；所述去离子水管位于喷嘴与硅片之间，并与空气压力机连接。
6.根据权利要求5所述硅片表面研磨装置，其特征在于：所述超声增强结构为超声发生器，所述超声发生器与去离子水管耦合为一体。
7.根据权利要求1所述硅片表面研磨装置，其特征在于：所述等离子体喷枪采用硬铝合金，所述喷嘴采用绝缘陶瓷。
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