CN112720154B - 一种晶圆加工磨边设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种晶圆加工磨边设备，其结构包括工作台、放置槽、支撑架、气缸、打磨器、控制面板，工作台上表面安装有放置槽，并且工作台上端面与支撑架底部相焊接，板体进行横向移动，板体内侧表面对晶圆外侧边进行抵触，通过晶圆外侧边与抛光板进行抵触，对晶圆外侧边进行磨边，磨边过程中产生的颗粒进入到凹槽内部，防止磨边过程中析出的颗粒吸附在晶圆外侧边周边，通过转动块下端的辅助滑球在定位块进行转动，定位块保持定位不动，抵触板下端对晶圆上端面中部进行抵触，抵触过程中通过扭力弹簧的转动，使得抵触板对晶圆中心部分进行抵触支撑固定，避免晶圆在进行磨板的过程中发生位置偏移，防止晶圆磨边过程中外侧周边受损。

Description

一种晶圆加工磨边设备
技术领域
本发明涉及晶圆加工领域，更具体地说，尤其是涉及到一种晶圆加工磨边设备。
背景技术
从大的方面来讲，晶圆生产包括晶棒制造和晶片制造两大步骤，刚切下来的晶片外边缘很锋利，硅单晶又是脆性材料，为避免边角崩裂影响晶片强度、破坏晶片表面光洁和对后工序带来污染颗粒，使用磨边设备自动修整晶片边缘形状和外径尺寸，但是由于磨边的过程中，难以对晶圆外侧周边进行装夹，将晶圆直接放置在磨边框内部，磨边的过程中，磨边片与晶圆之间产生一定的摩擦，并且晶圆外侧周边的颗粒析出同时吸附在晶圆外侧周边难以掉落，这时颗粒与磨边片之间产生的摩擦力度增大，加大了磨边片与晶圆之间的挤压力，造成晶圆容易在磨边框内部发生偏移，从而导致晶圆磨边过程中外侧周边受损。
发明内容
本发明实现技术目的所采用的技术方案是：该一种晶圆加工磨边设备，其结构包括工作台、放置槽、支撑架、气缸、打磨器、控制面板，所述工作台上表面安装有放置槽，并且工作台上端面与支撑架底部相焊接，所述支撑架顶部设有气缸，并且气缸输出端与打磨器上端相焊接，所述打磨器位于放置槽正上方，所述支撑架右端设有控制面板，所述打磨器包括外框、电机、转动球、支杆、磨边装置，所述外框内部固定安装有电机，并且电机输出端与磨边装置上部中端相焊接，所述转动球采用间隙配合安装在外框下端内部，并且转动球下端与支杆顶部相焊接，所述支杆下端与磨边装置上端面外侧相焊接，所述转动球和支杆均设有两个，分别设在磨边装置上端与外框下端间隙连接处。
作为本发明的进一步改进，所述磨边装置包括转动盘、滑动框、顶簧、磨板机构、定位抵触装置，所述转动盘顶部中端随着电机输出端同步转动，并且转动盘下端内部设有滑动框，所述滑动框内部设有顶簧，并且磨板机构上端滑动安装在滑动框内部，所述磨板机构位于转动盘下端外侧，所述定位抵触装置固定安装在转动盘下端中部，所述滑动框、顶簧和磨板机构均设有四个，分别设在转动盘下端四个方位上。
作为本发明的进一步改进，所述磨板机构包括板体、滑动杆、缓冲贴合机构，所述滑动杆贯穿于板体内部中端，并且滑动杆上端滑动安装在滑动框内部，所述滑动杆与顶簧外侧端相焊接，所述板体内侧下端设有缓冲贴合机构，所述板体呈弧形结构。
作为本发明的进一步改进，所述缓冲贴合机构包括抛光板、凹槽、伸缩软管，所述抛光板内侧表面嵌有凹槽，并且抛光板外侧内部通过伸缩软管与板体内侧相连接，所述抛光板呈弧形结构，利于与晶圆外侧边进行贴合抵触，所述凹槽呈内凹弧形结构，所述伸缩软管呈褶皱型结构，并且采用橡胶材质，具有一定的回弹性。
作为本发明的进一步改进，所述定位抵触装置包括固定轴、转动块、辅助滑球、平衡杆、定位块、外展机构，所述固定轴内部上端安装有转动块，并且转动块顶部与转动盘下端中部相固定，所述转动块下端固定安装有辅助滑球，并且辅助滑球外侧焊接有平衡杆，所述辅助滑球下端采用间隙配合安装在定位块上端内部，并且平衡杆滑动安装在定位块内部，所述定位块下端设有外展机构，所述平衡杆共设有四个，分别设在辅助滑球外侧四个方位上。
作为本发明的进一步改进，所述外展机构包括固定盘、环杆、扭力弹簧、抵触板，所述固定盘固定安装在定位块下端内部，并且固定盘内部设有环杆，所述环杆采用间隙配合贯穿于扭力弹簧内部，并且扭力弹簧设在抵触板上端外侧，所述环杆采用间隙配合贯穿于抵触板上端内部，所述扭力弹簧共设有二十四个，并且两个扭力弹簧为一组，分别设在抵触板上端的左右两侧外部。
本发明的有益效果在于：
1.磨边装置下移到与晶圆上端面进行抵触，板体进行横向移动，板体内侧表面对晶圆外侧边进行抵触，通过晶圆外侧边与抛光板进行抵触，对晶圆外侧边进行磨边，磨边过程中产生的颗粒进入到凹槽内部，防止磨边过程中析出的颗粒吸附在晶圆外侧边周边，避免晶圆磨边过程中外侧周边受损。
2.通过转动块下端的辅助滑球在定位块进行转动，定位块保持定位不动，抵触板下端对晶圆上端面中部进行抵触，抵触过程中通过扭力弹簧的转动，使得抵触板对晶圆中心部分进行抵触支撑固定，避免晶圆在进行磨板的过程中发生位置偏移，防止晶圆磨边过程中外侧周边受损。
附图说明
图1为本发明一种晶圆加工磨边设备的结构示意图。
图2为本发明一种打磨器的内部结构示意图。
图3为本发明一种磨边装置的俯视内部结构示意图。
图4为本发明一种磨板机构的立体结构示意图。
图5为本发明一种缓冲贴合机构的内部以及局部放大结构示意图。
图6为本发明一种定位抵触装置的内部结构示意图。
图7为本发明一种外展机构的俯视透视结构示意图。
图中：工作台-1、放置槽-2、支撑架-3、气缸-4、打磨器-5、控制面板-6、外框-51、电机-52、转动球-53、支杆-54、磨边装置-55、转动盘-551、滑动框-552、顶簧-553、磨板机构-554、定位抵触装置-555、板体-54a、滑动杆-54b、缓冲贴合机构-54c、抛光板-c1、凹槽-c2、伸缩软管-c3、固定轴-55a、转动块-55b、辅助滑球-55c、平衡杆-55d、定位块-55e、外展机构-55f、固定盘-f1、环杆-f2、扭力弹簧-f3、抵触板-f4。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
实施例1：
如附图1至附图5所示：
本发明一种晶圆加工磨边设备，其结构包括工作台1、放置槽2、支撑架3、气缸4、打磨器5、控制面板6，所述工作台1上表面安装有放置槽2，并且工作台1上端面与支撑架3底部相焊接，所述支撑架3顶部设有气缸4，并且气缸4输出端与打磨器5上端相焊接，所述打磨器5位于放置槽2正上方，所述支撑架3右端设有控制面板6，所述打磨器5包括外框51、电机52、转动球53、支杆54、磨边装置55，所述外框51内部固定安装有电机52，并且电机52输出端与磨边装置55上部中端相焊接，所述转动球53采用间隙配合安装在外框51下端内部，并且转动球53下端与支杆54顶部相焊接，所述支杆54下端与磨边装置55上端面外侧相焊接，所述转动球53和支杆54均设有两个，分别设在磨边装置55上端与外框51下端间隙连接处，确保磨边装置55能够在外框51下端进行平稳的转动，同时外框51能够保持不动。
其中，所述磨边装置55包括转动盘551、滑动框552、顶簧553、磨板机构554、定位抵触装置555，所述转动盘551顶部中端随着电机52输出端同步转动，并且转动盘551下端内部设有滑动框552，所述滑动框552内部设有顶簧553，并且磨板机构554上端滑动安装在滑动框552内部，所述磨板机构554位于转动盘551下端外侧，所述定位抵触装置555固定安装在转动盘551下端中部，所述滑动框552、顶簧553和磨板机构554均设有四个，分别设在转动盘551下端四个方位上，增加磨板机构554与晶圆外侧边接触的面积，同时能够自动调节磨板机构554与晶圆外侧边接触力，提高对晶圆边缘进行打磨的效果。
其中，所述磨板机构554包括板体54a、滑动杆54b、缓冲贴合机构54c，所述滑动杆54b贯穿于板体54a内部中端，并且滑动杆54b上端滑动安装在滑动框552内部，所述滑动杆54b与顶簧553外侧端相焊接，所述板体54a内侧下端设有缓冲贴合机构54c，所述板体54a呈弧形结构，利于与晶圆外侧边进行贴合抵触，确保对晶圆外侧边弧形面进行全面磨边。
其中，所述缓冲贴合机构54c包括抛光板c1、凹槽c2、伸缩软管c3，所述抛光板c1内侧表面嵌有凹槽c2，并且抛光板c1外侧内部通过伸缩软管c3与板体54a内侧相连接，所述抛光板c1呈弧形结构，利于与晶圆外侧边进行贴合抵触，所述凹槽c2呈内凹弧形结构，利于将磨边过程中析出的颗粒排进凹槽c2内部，防止颗粒吸附在晶圆外侧边周边，所述伸缩软管c3呈褶皱型结构，并且采用橡胶材质，具有一定的回弹性，对抛光板c1与板体54a之间的距离进行自动调节，避免抛光板c1与晶圆外侧边抵触力过大，降低晶圆外侧边边的磨损。
本实施例的具体使用方式与作用：
本发明中，将晶圆放置在放置槽2内部，通过控制面板6控制气缸4进行下降，带动了外框51进行下降，将磨边装置55下移到与晶圆上端面进行抵触，通过滑动杆54b在滑动框552内部进行滑动，同时顶簧553的弹性形变，从而使得板体54a进行横向移动，板体54a内侧表面对晶圆外侧边进行抵触，接着启动电机52，带动了外框51进行转动，这时板体54a跟随着转动，这时通过晶圆外侧边与抛光板c1进行抵触，抛光板c1跟随着板体54a转动，对晶圆外侧边进行磨边，磨边的过程中通过伸缩软管c3进行收缩，提高抛光板c1与晶圆外侧的贴合能力，确保抛光板c1对晶圆外侧边进行全面打磨，磨边过程中产生的颗粒进入到凹槽c2内部，防止磨边过程中析出的颗粒吸附在晶圆外侧边周边，避免晶圆磨边过程中外侧周边受损。
实施例2：
如附图6至附图7所示：
其中，所述定位抵触装置555包括固定轴55a、转动块55b、辅助滑球55c、平衡杆55d、定位块55e、外展机构55f，所述固定轴55a内部上端安装有转动块55b，并且转动块55b顶部与转动盘551下端中部相固定，所述转动块55b下端固定安装有辅助滑球55c，并且辅助滑球55c外侧焊接有平衡杆55d，所述辅助滑球55c下端采用间隙配合安装在定位块55e上端内部，并且平衡杆55d滑动安装在定位块55e内部，所述定位块55e下端设有外展机构55f，所述平衡杆55d共设有四个，分别设在辅助滑球55c外侧四个方位上，提高辅助滑球55c在定位块55e内部进行转动的平稳度，确保转动块55b在进行转动的过程中，定位块55e保持定位不动。
其中，所述外展机构55f包括固定盘f1、环杆f2、扭力弹簧f3、抵触板f4，所述固定盘f1固定安装在定位块55e下端内部，并且固定盘f1内部设有环杆f2，所述环杆f2采用间隙配合贯穿于扭力弹簧f3内部，并且扭力弹簧f3设在抵触板f4上端外侧，所述环杆f2采用间隙配合贯穿于抵触板f4上端内部，所述扭力弹簧f3共设有二十四个，并且两个扭力弹簧f3为一组，分别设在抵触板f4上端的左右两侧外部，确保抵触板f4上端能够绕着环杆f2进行微转动，从而使得抵触板f4对晶圆中心部分进行抵触支撑固定，避免晶圆在进行磨板的过程中发生位置偏移。
本实施例的具体使用方式与作用：
本发明中，外框51在进行转动的过程中，带动转动块55b进行同步转动，通过转动块55b下端的辅助滑球55c在定位块55e进行转动，通过平衡杆55d确保辅助滑球55c与定位块55e之间进行平稳的转动，而定位块55e保持定位不动，同时通过外框51的下移，使得抵触板f4下端对晶圆上端面中部进行抵触，抵触过程中通过扭力弹簧f3的转动，从而使得抵触板f4上端绕着环杆f2进行转动，避免抵触板f4对晶圆上端面造成抵触过度，使得抵触板f4对晶圆中心部分进行抵触支撑固定，避免晶圆在进行磨板的过程中发生位置偏移，防止晶圆磨边过程中外侧周边受损。
利用本发明所述技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种晶圆加工磨边设备，其结构包括工作台(1)、放置槽(2)、支撑架(3)、气缸(4)、打磨器(5)、控制面板(6)，所述工作台(1)上表面安装有放置槽(2)，并且工作台(1)上端面与支撑架(3)底部相焊接，所述支撑架(3)顶部设有气缸(4)，并且气缸(4)输出端与打磨器(5)上端相焊接，所述打磨器(5)位于放置槽(2)正上方，所述支撑架(3)右端设有控制面板(6)，其特征在于：所述打磨器(5)包括外框(51)、电机(52)、转动球(53)、支杆(54)、磨边装置(55)，所述外框(51)内部固定安装有电机(52)，并且电机(52)输出端与磨边装置(55)上部中端相焊接，所述转动球(53)采用间隙配合安装在外框(51)下端内部，并且转动球(53)下端与支杆(54)顶部相焊接，所述支杆(54)下端与磨边装置(55)上端面外侧相焊接；所述磨边装置(55)包括转动盘(551)、滑动框(552)、顶簧(553)、磨板机构(554)、定位抵触装置(555)，所述转动盘(551)顶部中端随着电机(52)输出端同步转动，并且转动盘(551)下端内部设有滑动框(552)，所述滑动框(552)内部设有顶簧(553)，并且磨板机构(554)上端滑动安装在滑动框(552)内部，所述磨板机构(554)位于转动盘(551)下端外侧，所述定位抵触装置(555)固定安装在转动盘(551)下端中部；所述磨板机构(554)包括板体(54a)、滑动杆(54b)、缓冲贴合机构(54c)，所述滑动杆(54b)贯穿于板体(54a)内部中端，并且滑动杆(54b)上端滑动安装在滑动框(552)内部，所述滑动杆(54b)与顶簧(553)外侧端相焊接，所述板体(54a)内侧下端设有缓冲贴合机构(54c)；所述缓冲贴合机构(54c)包括抛光板(c1)、凹槽(c2)、伸缩软管(c3)，所述抛光板(c1)内侧表面嵌有凹槽(c2)，并且抛光板(c1)外侧内部通过伸缩软管(c3)与板体(54a)内侧相连接；所述定位抵触装置(555)包括固定轴(55a)、转动块(55b)、辅助滑球(55c)、平衡杆(55d)、定位块(55e)、外展机构(55f)，所述固定轴(55a)内部上端安装有转动块(55b)，并且转动块(55b)顶部与转动盘(551)下端中部相固定，所述转动块(55b)下端固定安装有辅助滑球(55c)，并且辅助滑球(55c)外侧焊接有平衡杆(55d)，所述辅助滑球(55c)下端采用间隙配合安装在定位块(55e)上端内部，并且平衡杆(55d)滑动安装在定位块(55e)内部，所述定位块(55e)下端设有外展机构(55f)；所述外展机构(55f)包括固定盘(f1)、环杆(f2)、扭力弹簧(f3)、抵触板(f4)，所述固定盘(f1)固定安装在定位块(55e)下端内部，并且固定盘(f1)内部设有环杆(f2)，所述环杆(f2)采用间隙配合贯穿于扭力弹簧(f3)内部，并且扭力弹簧(f3)设在抵触板(f4)上端外侧，所述环杆(f2)采用间隙配合贯穿于抵触板(f4)上端内部。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆加工磨边设备，其特征在于：将晶圆放置在放置槽(2)内部，通过控制面板(6)控制气缸(4)进行下降，带动了外框(51)进行下降，将磨边装置(55)下移到与晶圆上端面进行抵触，通过滑动杆(54b)在滑动框(552)内部进行滑动，同时顶簧(553)的弹性形变，从而使得板体(54a)进行横向移动，板体(54a)内侧表面对晶圆外侧边进行抵触，接着启动电机(52)，带动了外框(51)进行转动，这时板体(54a)跟随着转动，这时通过晶圆外侧边与抛光板(c1)进行抵触，抛光板(c1)跟随着板体(54a)转动，对晶圆外侧边进行磨边，磨边的过程中通过伸缩软管(c3)进行收缩，提高抛光板(c1)与晶圆外侧的贴合能力，确保抛光板(c1)对晶圆外侧边进行全面打磨，磨边过程中产生的颗粒进入到凹槽(c2)内部，防止磨边过程中析出的颗粒吸附在晶圆外侧边周边，避免晶圆磨边过程中外侧周边受损，外框(51)在进行转动的过程中，带动转动块(55b)进行同步转动，通过转动块(55b)下端的辅助滑球(55c)在定位块(55e)进行转动，通过平衡杆(55d)确保辅助滑球(55c)与定位块(55e)之间进行平稳的转动，而定位块(55e)保持定位不动，同时通过外框(51)的下移，使得抵触板(f4)下端对晶圆上端面中部进行抵触，抵触过程中通过扭力弹簧(f3)的转动，从而使得抵触板(f4)上端绕着环杆(f2)进行转动，避免抵触板(f4)对晶圆上端面造成抵触过度，使得抵触板(f4)对晶圆中心部分进行抵触支撑固定，避免晶圆在进行磨板的过程中发生位置偏移，防止晶圆磨边过程中外侧周边受损。
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