CN111318961A - 一种用于加工硅环的方法 - Google Patents

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闫志瑞
朱秦发
陈海滨
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Abstract

本发明公开了一种用于加工硅环的方法，包括以下步骤：(1)将可以旋转的装置安装在加工中心作业平台上；将硅环固定在该装置上，并用加工中心对硅环进行定位；(2)调节旋转装置的自转速度，硅环随着装置进行旋转，使用加工中心对硅环的内外径、表面和异形部分进行机加工；(3)加工结束时，取下硅环进行清洗。本发明利用加工中心加工圆形硅环时使硅环进行自转，对硅环的外径和内径进行加工，可以通过旋转装置调整硅环的自转速度来达到所需要的内外径表面。本发明的方法简单易行，大大降低了外径表面处理时间，明显提高了硅环加工效率和质量。

Description

一种用于加工硅环的方法
技术领域
本发明涉及一种用于加工硅环的方法，属于半导体材料技术领域。
背景技术
一般在制造半导体集成电路的时候，需要对硅晶片上形成的层间绝缘层(SiO2)进行刻蚀。为了对带有绝缘层的硅晶圆进行刻蚀，要使用等离子刻蚀装置。在该等离子刻蚀装置中，刻蚀气体通过设置于硅电极板的贯穿细孔朝向硅晶圆并同时施加高频电压，从而在等离子体刻蚀用硅电极板和硅晶圆之间产生了等离子体，该等离子体作用于硅晶圆，从而实现对硅晶圆表面绝缘层的刻蚀。在该过程中，硅晶圆被置于载片台上。由于工艺或硅晶圆尺寸的不同，载片台的结构也各不相同，均为圆环形状，统称为硅环。
在等离子体刻蚀硅晶圆时，承载硅晶圆的硅环也会受到等离子体的刻蚀作用，若硅环的表面，特别是边缘存在损伤的话，在刻蚀过程中会产生各种杂质，对待刻蚀的硅晶圆造成沾污，影响最终产品的良率，并且大幅度地降低硅环的使用寿命，因此一般需要硅环的表面和内外径有很小的粗糙度。硅环整体结构一般使用加工中心完成，之后采用腐蚀和化学机械抛光方法获得完美表面。但在加工中心加工过程中硅环是静止不动的，内外径会留下刀痕，不容易进行抛光。通常外径用普通或数控车床进行加工，加工效率低，精度差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于加工硅环的方法，以获得低粗糙度高精度的硅环，同时提高加工效率。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于加工硅环的方法，包括以下步骤：
(1)将可以旋转的装置安装在加工中心作业平台上；将硅环固定在该装置上，并用加工中心对硅环进行定位；
(2)调节旋转装置的自转速度，硅环随着装置进行旋转，使用加工中心对硅环的内外径、表面和异形部分进行机加工；
(3)加工结束时，取下硅环进行清洗。
在本发明中，所述装置由设置在其内部的电机带动旋转，或者由外部齿轮带动旋转，具体的旋转方式可以根据加工中心的具体情况选定。
在本发明中，可以通过真空吸附或夹具将硅环固定在装置上。采用真空吸附进行固定时，所述装置表面有凹形槽，硅环置于该凹形槽上，通过对该凹形槽抽真空的方式固定硅环。
在本发明中，所述装置的自转速度为1-10000转/分钟，具体转速可以根据加工后的内外径表面质量进行调节。
本发明的优点在于：
本发明利用加工中心加工圆形硅环时使硅环进行自转，在加工表面的同时，可以对内径和外径表面进行研磨加工，不用单独对内径和外径表面车床加工，可以大大提高加工效率。
采用本发明的方法对硅环的外径和内径进行加工，可以通过旋转装置调整硅环的自转速度来达到所需要的内外径表面。
本发明的方法简单易行，大大降低了外径表面处理时间，明显提高了硅环加工效率和质量。
附图说明
图1为本发明加工硅环所用装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。
如图1所示，本发明加工硅环所使用的装置见图1。可以旋转的装置安装在加工中心作业平台4上，该装置可围绕旋转主轴3自转，硅环2固定在该装置的上表面，加工时，硅环2随着装置进行旋转，使用加工中心刀具1对硅环2的内外径、表面和异形部分进行机加工。
实施例1
使用普通车床和图1所示的装置分别加工硅环。普通车床使用大连车床常的型号CDE6140，加工刀具均为500#金刚石砂轮，转速300转/分钟；使用本发明的装置和方法，装置的转速为600转/分钟，加工中心使用的刀具为500#金刚石，刀柄转速为6000转/分钟，使用水性切削液冷却。每种方法加工5片，加工后使用三坐标测量外径尺寸，使用粗糙度仪测量内径表面和外径表面的精糙度。测试结果如下：
表1外径加工测试数据
第1片 第2片 第3片 第4片 第5片 标准偏差
普通车床加工 346.1613 346.1429 346.1753 346.1735 346.1343 0.0183
本发明加工 346.2157 346.2131 346.2142 346.2174 346.2141 0.0043
表2内外径加工表面粗糙度情况
Figure BDA0001904523110000031
从结果中可以看出，使用本发明中的方法，硅环的内外径加工精度达到微米级，比普通车床或数控车床加工的精度高出一个数量级，并且内外径表面均匀，没有鱼尾状的纹路和刀痕，相同目数的刀具加工出来的表面粗糙度也有很大的改善。最主要的是，把车床工序融到加工中心中，大大提高了加工效率，降低了生产成本。

Claims (5)

1.一种用于加工硅环的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将可以旋转的装置安装在加工中心作业平台上；将硅环固定在该装置上，并用加工中心对硅环进行定位；
(2)调节旋转装置的自转速度，硅环随着装置进行旋转，使用加工中心对硅环的内外径、表面和异形部分进行机加工；
(3)加工结束时，取下硅环进行清洗。
2.根据权利要求1所述的用于加工硅环的方法，其特征在于，所述装置由设置在其内部的电机带动旋转，或者由外部齿轮带动旋转。
3.根据权利要求1所述的用于加工硅环的方法，其特征在于，通过真空吸附或夹具将硅环固定在装置上。
4.根据权利要求3所述的用于加工硅环的方法，其特征在于，采用真空吸附进行固定时，所述装置表面有凹形槽，硅环置于该凹形槽上，通过对该凹形槽抽真空的方式固定硅环。
5.根据权利要求1所述的用于加工硅环的方法，其特征在于，所述装置的自转速度为1-10000转/分钟。
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