CN112192435A - 一种半导体材料研磨抛光机及其抛光方法 - Google Patents

一种半导体材料研磨抛光机及其抛光方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种半导体材料研磨抛光机及其抛光方法，包括：工作台；支撑腿，数量为四个，且分别固定连接于所述工作台的底端四角；支撑杆，数量为四个，且一端分别固定连接于所述工作台的顶端四角；上盖，固定连接于所述支撑杆的另一端；电机，螺钉连接于所述工作台的底端中心位置；转盘，可拆卸设置于所述电机的输出端；安装槽，数量为三个，且按顺时针等距开设于所述转盘的上表面。本发明在实际使用时，采用机械式上料，省时省力，安全性高，而且可根据晶圆片的种类进行多种晶圆片的抛光，使用局限性小，实用性强，大大的满足了半导体抛光的需求。

Description

一种半导体材料研磨抛光机及其抛光方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体为一种半导体材料研磨抛光机及其抛光方法。
背景技术
半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用，如二极管就是采用半导体制作的器件；
半导体属于精密元件，要经过晶圆生产，晶圆切割成晶圆片，后续的研磨抛光等多道工序。目前，在晶圆片抛光中，由于晶圆片体积小，不好定位，抛光机加工工位单一，大多还停留在手动上料，费时费力，安全性差，而且晶圆片的种类繁多，现有的半导体抛光机无法实现多种晶圆片的抛光，使用局限性大，实用性差，难以满足半导体抛光的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体材料研磨抛光机及其抛光方法，以至少解决现有技术半导体抛光时上料费时费力，无法针对多种晶圆片进行抛光的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种半导体材料研磨抛光机，包括：
工作台；
支撑腿，数量为四个，且分别固定连接于所述工作台的底端四角；
支撑杆，数量为四个，且一端分别固定连接于所述工作台的顶端四角；
上盖，固定连接于所述支撑杆的另一端；
电机，螺钉连接于所述工作台的底端中心位置；
转盘，可拆卸设置于所述电机的输出端；
安装槽，数量为三个，且按顺时针等距开设于所述转盘的上表面；
定位组件，通过销轴转动连接于所述安装槽的内腔底端中心位置；
卡动组件，数量为三个，且固定连接于所述转盘的侧面，所述卡动组件与定位组件的位置相对应；
上料组件，可拆卸设置于所述工作台的上表面右侧；
气缸，螺钉连接于所述上盖的底端左后方；
抛光机，螺钉连接于所述气缸的底端。
优选的，所述定位组件包括：定位盘，通过销轴转动连接于所述安装槽的内腔底端中心位置；定位槽，数量为三个，且按顺时针等距开设于所述定位盘的上表面；盲孔，数量为三个，且按顺时针等距开设于所述定位盘的侧壁，与所述定位槽位置相对应。
优选的，所述定位盘上表面与转盘的上表面位于同一水平面。
优选的，所述卡动组件包括：套筒，固定连接于所述转盘的侧壁；滑道，数量为四个，且按顺时针等距开设于所述套筒的内壁，所述滑道的两端封闭；滑块，一侧内嵌于所述滑道的内腔左侧；第一弹簧，内嵌于所述滑道的内腔，且位于所述滑块的右侧；定位杆，设置于所述滑块的另一侧，且左侧在第一弹簧的作用下插入盲孔内腔对定位盘制动；拉柄，可拆卸设置于所述定位杆的右端。
优选的，所述定位杆的左侧呈圆锥形。
优选的，所述上料组件包括：支撑柱，可拆卸设置于所述工作台的顶端右侧；第二弹簧，内嵌于所述支撑柱的内腔；卡球，内嵌于所述支撑柱的内腔，且位于所述第二弹簧的外侧；上料架，通过轴承转动连接于所述支撑柱的外壁底部；卡槽，数量为三个，且按顺时针等距开设于所述上料架的内壁中部，所述卡球在第二弹簧作用下插入卡槽内腔对上料架制动；料仓，数量为三个，且按顺时针等距开设于所述上料架的上表面，所述料仓与卡槽位置相对应。
优选的，所述卡球延伸出支撑柱内腔的最大长度小于其自身半径。
上述设备的抛光方法，包括以下步骤：
步骤一，根据待抛光半导体晶圆片类型，向外侧拉动拉柄，促使定位杆带动滑块沿着滑道内腔向外侧滑动，并挤压第一弹簧收缩，直至定位杆移出盲孔内腔，解除定位盘的制动，便可驱动定位盘转动，使需要的定位槽处于最外侧，松开拉柄，第一弹簧在自身弹力作用下推动定位杆向内侧移动插入相对应位置的盲孔内，对转动后的定位盘定位，完成定位槽的位置调整；
步骤二，转动上料架，促使卡槽推动卡球向内侧移动并挤压第二弹簧，解除对上料架的定位，使上料架上的料仓转动，直至所需的料仓对准定位槽，第二弹簧在自身弹力作用下推动卡球插入相对应位置的卡槽内，实现上料架的调整；
步骤三，将待抛光的晶圆片堆叠投放进料仓，位于底部的晶圆片落入定位槽内，通过电机驱动转盘按120度进行间歇式转动，装有晶圆片的定位槽移动至抛光机的正下方，下一个定位槽补充到上料架底端，进而实现定位槽的按顺序上料，利用气缸可驱动抛光机上下移动，使抛光机对晶圆片抛光，待抛光后的晶圆片移动至前侧，便可取出，实现晶圆片的多工位抛光。
本发明提出的一种半导体材料研磨抛光机及其抛光方法，有益效果在于：
本发明通过卡动组件可使定位杆水平移动，进而对转动后的定位盘可实现定位，达到改变定位槽位置的目的，通过第二弹簧和卡球的配合能对转动后的上料架定位，使上料架上的料仓进行转换，实现多类型晶圆片的上料，通过电机可驱动转盘间歇式转动，利用定位槽进行晶圆片的输送，通过气缸与抛光机的配合对晶圆片实现抛光处理，在实际使用时，采用机械式上料，省时省力，安全性高，而且可根据晶圆片的种类进行多种晶圆片的抛光，使用局限性小，实用性强，大大的满足了半导体抛光的需求。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明的主视图；
图3为图1中的定位组件结构示意图；
图4为图1中的卡动组件主视剖面图；
图5为图1中的上料组件结构示意图；
图6为图5的主视剖面图。
图中：1、工作台，2、支撑腿，3、支撑杆，4、上盖，5、电机，6、转盘，7、安装槽，8、定位组件，81、定位盘，82、定位槽，83、盲孔，9、卡动组件，91、套筒，92、滑道，93、滑块，94、第一弹簧，95、定位杆，96、拉柄，10、上料组件，101、支撑柱，102、第二弹簧，103、卡球，104、上料架，105、卡槽，106、料仓，11、气缸，12、抛光机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种半导体材料研磨抛光机，包括工作台1、支撑腿2、支撑杆3、上盖4、电机5、转盘6、安装槽7、定位组件8、卡动组件9、上料组件10、气缸11和抛光机12，支撑腿2数量为四个，且分别固定连接于工作台1的底端四角，支撑杆3数量为四个，且一端分别固定连接于工作台1的顶端四角，上盖4固定连接于支撑杆3的另一端，电机5螺钉连接于工作台1的底端中心位置，利用电机5带动转盘6做120度间歇转动，转盘6可拆卸设置于电机5的输出端，安装槽7数量为三个，且按顺时针等距开设于转盘6的上表面，定位组件8通过销轴转动连接于安装槽7的内腔底端中心位置，卡动组件9数量为三个，且固定连接于转盘6的侧面，卡动组件9与定位组件8的位置相对应，上料组件10可拆卸设置于工作台1的上表面右侧，气缸11螺钉连接于上盖4的底端左后方，抛光机12螺钉连接于气缸11的底端，抛光机12采用现有的晶圆片抛光机即可，对晶圆片起到抛光作用。
作为优选方案，更进一步的，定位组件8包括定位盘81、定位槽82和盲孔83，定位盘81通过销轴转动连接于安装槽7的内腔底端中心位置，定位槽82数量为三个，且按顺时针等距开设于定位盘81的上表面，定位槽82与晶圆片的形状相匹配，实现对晶圆片的定位，盲孔83数量为三个，且按顺时针等距开设于定位盘81的侧壁，与定位槽82位置相对应。
作为优选方案，更进一步的，定位盘81上表面与转盘6的上表面位于同一水平面，当转盘6旋转时，可使料仓106内的底部晶圆片顺利进入定位槽82。
作为优选方案，更进一步的，卡动组件9包括套筒91、滑道92、滑块93、第一弹簧94、定位杆95和拉柄96，套筒91固定连接于转盘6的侧壁，滑道92数量为四个，且按顺时针等距开设于套筒91的内壁，通过滑道92与滑块93的配合对定位杆95限位，使定位杆95不会与套筒91脱离，滑道92的两端封闭，滑块93一侧内嵌于滑道92的内腔左侧，第一弹簧94内嵌于滑道92的内腔，且位于滑块93的右侧，第一弹簧94为旋转弹簧，受到拉伸或挤压后产生弹性形变，去除外力后恢复至初始状态，利用第一弹簧94的弹力达到驱动定位杆95移动的目的，定位杆95设置于滑块93的另一侧，且左侧在第一弹簧94的作用下插入盲孔83内腔对定位盘81制动，拉柄96可拆卸设置于定位杆95的右端，拉柄96外壁设置有防滑棱，防止拉动拉柄96时存在打滑的风险。
作为优选方案，更进一步的，定位杆95的左侧呈圆锥形，便于定位杆95对准盲孔83插入。
作为优选方案，更进一步的，上料组件10包括支撑柱101、第二弹簧102、卡球103、上料架104、卡槽105和料仓106，支撑柱101可拆卸设置于工作台1的顶端右侧，第二弹簧102内嵌于支撑柱101的内腔，第二弹簧102为旋转弹簧，受到拉伸或挤压后产生弹性形变，去除外力后恢复至初始状态，利用第二弹簧102的弹力达到推动卡球103移动的目的，卡球103内嵌于支撑柱101的内腔，且位于第二弹簧102的外侧，上料架104通过轴承转动连接于支撑柱101的外壁底部，卡槽105数量为三个，且按顺时针等距开设于上料架104的内壁中部，卡球103在第二弹簧102作用下插入卡槽105内腔对上料架104制动，料仓106数量为三个，且按顺时针等距开设于上料架104的上表面，料仓106与晶圆片形状相匹配，通过三个料仓106可实现多种晶圆片的上料，料仓106与卡槽105位置相对应。
作为优选方案，更进一步的，卡球103延伸出支撑柱101内腔的最大长度小于其自身半径，使卡球103主要由支撑柱101内腔控制，当上料架104转动时，确保卡槽105能推动卡球103移动。
一种半导体材料研磨抛光机的抛光方法，包括以下步骤：
步骤一，根据待抛光半导体晶圆片类型，向外侧拉动拉柄96，促使定位杆95带动滑块93沿着滑道92内腔向外侧滑动，并挤压第一弹簧94收缩，直至定位杆95移出盲孔83内腔，解除定位盘81的制动，便可驱动定位盘81转动，使需要的定位槽82处于最外侧，松开拉柄96，第一弹簧94在自身弹力作用下推动定位杆95向内侧移动插入相对应位置的盲孔83内，对转动后的定位盘81定位，完成定位槽82的位置调整；
步骤二，转动上料架104，促使卡槽105推动卡球103向内侧移动并挤压第二弹簧102，解除对上料架104的定位，使上料架104上的料仓106转动，直至所需的料仓106对准定位槽82，第二弹簧102在自身弹力作用下推动卡球103插入相对应位置的卡槽105内，实现上料架104的调整；
步骤三，将待抛光的晶圆片堆叠投放进料仓106，位于底部的晶圆片落入定位槽82内，通过电机5驱动转盘6按120度进行间歇式转动，装有晶圆片的定位槽82移动至抛光机12的正下方，下一个定位槽82补充到上料架104底端，进而实现定位槽82的按顺序上料，利用气缸11可驱动抛光机12上下移动，使抛光机12对晶圆片抛光，待抛光后的晶圆片移动至前侧，便可取出，实现晶圆片的多工位抛光。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种半导体材料研磨抛光机，其特征在于，包括：
工作台(1)；
支撑腿(2)，数量为四个，且分别固定连接于所述工作台(1)的底端四角；
支撑杆(3)，数量为四个，且一端分别固定连接于所述工作台(1)的顶端四角；
上盖(4)，固定连接于所述支撑杆(3)的另一端；
电机(5)，螺钉连接于所述工作台(1)的底端中心位置；
转盘(6)，可拆卸设置于所述电机(5)的输出端；
安装槽(7)，数量为三个，且按顺时针等距开设于所述转盘(6)的上表面；
定位组件(8)，通过销轴转动连接于所述安装槽(7)的内腔底端中心位置；
卡动组件(9)，数量为三个，且固定连接于所述转盘(6)的侧面，所述卡动组件(9)与定位组件(8)的位置相对应；
上料组件(10)，可拆卸设置于所述工作台(1)的上表面右侧；
气缸(11)，螺钉连接于所述上盖(4)的底端左后方；
抛光机(12)，螺钉连接于所述气缸(11)的底端。
2.根据权利要求1所述的一种半导体材料研磨抛光机，其特征在于：所述定位组件(8)包括：
定位盘(81)，通过销轴转动连接于所述安装槽(7)的内腔底端中心位置；
定位槽(82)，数量为三个，且按顺时针等距开设于所述定位盘(81)的上表面；
盲孔(83)，数量为三个，且按顺时针等距开设于所述定位盘(81)的侧壁，与所述定位槽(82)位置相对应。
3.根据权利要求2所述的一种半导体材料研磨抛光机，其特征在于：所述定位盘(81)上表面与转盘(6)的上表面位于同一水平面。
4.根据权利要求1所述的一种半导体材料研磨抛光机，其特征在于：所述卡动组件(9)包括：
套筒(91)，固定连接于所述转盘(6)的侧壁；
滑道(92)，数量为四个，且按顺时针等距开设于所述套筒(91)的内壁，所述滑道(92)的两端封闭；
滑块(93)，一侧内嵌于所述滑道(92)的内腔左侧；
第一弹簧(94)，内嵌于所述滑道(92)的内腔，且位于所述滑块(93)的右侧；
定位杆(95)，设置于所述滑块(93)的另一侧，且左侧在第一弹簧(94)的作用下插入盲孔(83)内腔对定位盘(81)制动；
拉柄(96)，可拆卸设置于所述定位杆(95)的右端。
5.根据权利要求4所述的一种半导体材料研磨抛光机，其特征在于：所述定位杆(95)的左侧呈圆锥形。
6.根据权利要求1所述的一种半导体材料研磨抛光机，其特征在于：所述上料组件(10)包括：
支撑柱(101)，可拆卸设置于所述工作台(1)的顶端右侧；
第二弹簧(102)，内嵌于所述支撑柱(101)的内腔；
卡球(103)，内嵌于所述支撑柱(101)的内腔，且位于所述第二弹簧(102)的外侧；
上料架(104)，通过轴承转动连接于所述支撑柱(101)的外壁底部；
卡槽(105)，数量为三个，且按顺时针等距开设于所述上料架(104)的内壁中部，所述卡球(103)在第二弹簧(102)作用下插入卡槽(105)内腔对上料架(104)制动；
料仓(106)，数量为三个，且按顺时针等距开设于所述上料架(104)的上表面，所述料仓(106)与卡槽(105)位置相对应。
7.根据权利要求6所述的一种半导体材料研磨抛光机，其特征在于：所述卡球(103)延伸出支撑柱(101)内腔的最大长度小于其自身半径。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种半导体材料研磨抛光机的抛光方法，包括以下步骤：
步骤一，根据待抛光半导体晶圆片类型，向外侧拉动拉柄(96)，促使定位杆(95)带动滑块(93)沿着滑道(92)内腔向外侧滑动，并挤压第一弹簧(94)收缩，直至定位杆(95)移出盲孔(83)内腔，解除定位盘(81)的制动，便可驱动定位盘(81)转动，使需要的定位槽(82)处于最外侧，松开拉柄(96)，第一弹簧(94)在自身弹力作用下推动定位杆(95)向内侧移动插入相对应位置的盲孔(83)内，对转动后的定位盘(81)定位，完成定位槽(82)的位置调整；
步骤二，转动上料架(104)，促使卡槽(105)推动卡球(103)向内侧移动并挤压第二弹簧(102)，解除对上料架(104)的定位，使上料架(104)上的料仓(106)转动，直至所需的料仓(106)对准定位槽(82)，第二弹簧(102)在自身弹力作用下推动卡球(103)插入相对应位置的卡槽(105)内，实现上料架(104)的调整；
步骤三，将待抛光的晶圆片堆叠投放进料仓(106)，位于底部的晶圆片落入定位槽(82)内，通过电机(5)驱动转盘(6)按120度进行间歇式转动，装有晶圆片的定位槽(82)移动至抛光机(12)的正下方，下一个定位槽(82)补充到上料架(104)底端，进而实现定位槽(82)的按顺序上料，利用气缸(11)可驱动抛光机(12)上下移动，使抛光机(12)对晶圆片抛光，待抛光后的晶圆片移动至前侧，便可取出，实现晶圆片的多工位抛光。
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