CN112743447B - 一种转轴角度确认机构及硅片研磨装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种转轴角度确认机构及硅片研磨装置，涉及硅片制造技术领域。一种转轴角度确认机构包括支撑平台、光源和两个接收杆，支撑平台用于安装转轴，转轴穿过支撑平台的支撑面，光源设置在转轴的侧壁上，两个接收杆分别垂直安装在支撑平台上，且两个接收杆相互平行，光源发出的光线随着转轴的转动照射在两个接收杆上。上述转轴角度确认机构通过测量设置在转轴上的光源的光线照射在两个平行且垂直于支撑平台的接收杆上的位置，确定转轴安装是否正常以及转轴与支撑平台之间是否存在异物，可以在硅片研磨之前确认转轴安装是否存在偏移，缩短了验证时间，有效避免了因转轴安装不良引起的硅片质量异常或者破片，减少了经济损失。

Description

一种转轴角度确认机构及硅片研磨装置
技术领域
本发明涉及硅片制造技术领域，具体而言，涉及一种转轴角度确认机构及硅片研磨装置。
背景技术
硅材料因其耐高温和抗辐射性能较好，特别适用于制作大功率器件的特性而成为应用最多的一种半导体材料，集成电路半导体器件大多由硅材料制成。
为了保证制成的半导体器件的质量，硅材料在切割完成得到硅片后，还需要对硅片进行研磨，以去除在切片加工工序中，硅片表面因切割产生的表面机械应力损伤层和表面的各种金属离子等杂质污染，并使硅片具有一定的几何尺寸精度的平坦表面。
现有技术中通常在马达的旋转轴端部安装研磨盘，通过旋转轴带动研磨盘转动以对硅片进行研磨，因此，旋转轴的安装角度对硅片的研磨效果影响显著。但是，现有的硅片研磨装置在研磨前无法确定旋转轴的安装角度，只能根据研磨后的硅片的质量确定旋转轴安装是否正常，进而造成经济损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种转轴角度确认机构及硅片研磨装置，以解决现有技术中，无法确定硅片研磨装置中旋转轴安装角度的技术问题。
本发明的实施例是这样实现的：
本发明实施例的一方面，提供一种转轴角度确认机构，包括支撑平台、光源和两个接收杆，支撑平台用于安装转轴，转轴穿过支撑平台的支撑面，光源设置在转轴的侧壁上，两个接收杆分别垂直安装在支撑平台上，且两个接收杆相互平行，光源发出的光线随着转轴的转动照射在两个接收杆上。
可选地，上述支撑平台上设有供转轴穿过的通孔，两个接收杆沿通孔的径向相对设置在通孔的两侧。
可选地，上述接收杆上设有刻度，刻度设置在接收杆朝向转轴的一侧。
可选地，上述两个刻度的起始位置与支撑平台的距离相等。
可选地，上述光源发出的光线垂直于转轴的轴线。
可选地，上述光源为激光器。
本发明实施例的另一方面，提供一种硅片研磨装置，包括旋转驱动机构、转轴、研磨头、硅片放置平台和上述任意一项的转轴角度确认机构，转轴角度确认机构的支撑平台设置在旋转驱动机构和硅片放置平台之间，支撑平台与硅片放置平台平行，转轴安装研磨头的一端朝向硅片放置平台、另一端穿过支撑平台后与旋转驱动机构连接。
可选地，上述转轴的侧壁上设有定位板，定位板位于支撑平台和旋转驱动机构之间，定位板与支撑平台的支撑面相抵持。
可选地，上述光源安装在转轴靠近研磨头的侧壁上。
可选地，上述旋转驱动机构为马达。
本发明实施例的有益效果包括：
本发明实施例一方面提供一种转轴角度确认机构，包括支撑平台、光源和两个接收杆，支撑平台用于安装转轴，转轴穿过支撑平台的支撑面，光源设置在转轴的侧壁上，两个接收杆分别垂直安装在支撑平台上，且两个接收杆相互平行，光源发出的光线随着转轴的转动照射在两个接收杆上。支撑平台用来对转轴进行竖直方向的定位，使转轴只能转动，但无法沿竖直方向上下运动。同时，支撑平台上还设置了两个与支撑平台垂直的接收杆，转轴的侧壁上设有能够发出光线的光源，在转轴转动的过程中，光线先后照射在两个接收杆上，通过确定光线照射在两个接收杆上的位置，以确定转轴的安装角度是否正常。上述转轴角度确认机构可以在硅片研磨之前确认转轴安装是否存在偏移，缩短了验证时间，有效避免了因转轴安装不良引起的硅片质量异常或者破片，减少了经济损失。
本发明实施例另一方面提供一种硅片研磨装置，包括旋转驱动机构、转轴、研磨头、硅片放置平台和转轴角度确认机构，转轴角度确认机构的支撑平台设置在旋转驱动机构和硅片放置平台之间，支撑平台与硅片放置平台平行，转轴安装研磨头的一端朝向硅片放置平台、另一端穿过支撑平台后与旋转驱动机构连接。转轴的一端与旋转驱动机构连接、另一端与研磨头连接，旋转驱动机构通过驱动转轴旋转以使研磨头相对于硅片放置平台转动，对硅片放置平台上的硅片进行研磨。同时，转轴还与转轴角度确认机构连接，转轴角度确认机构的支撑平台与硅片放置平台平行设置，使转轴在正常安装且转轴与支撑平台之间无异物时，研磨头的研磨面平行于硅片表面。上述硅片研磨装置在对硅片进行研磨之前，通过转轴角度确认机构确定转轴安装是否正常以及转轴与支撑平台之间是否存在异物，有效避免了因转轴安装不良引起的硅片质量异常或者破片，减少了经济损失。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的转轴角度确认机构的结构示意图之一；
图2为本发明实施例提供的转轴角度确认机构的结构示意图之二；
图3为本发明实施例提供的转轴角度确认机构的结构示意图之三；
图4为本发明实施例提供的转轴角度确认机构的结构示意图之四；
图5为本发明实施例提供的硅片研磨装置的结构示意图之一；
图6为本发明实施例提供的硅片研磨装置的结构示意图之二。
图标：100-转轴角度确认机构；110-支撑平台；111-通孔；120-光源；130-接收杆；200-硅片研磨装置；210-转轴；211-定位板；220-旋转驱动机构；230-研磨头；240-硅片放置平台；300-异物。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
现有技术中的硅片研磨装置通常在旋转轴端部安装研磨盘，旋转轴被定位在支撑台上，在马达等驱动机构的驱动下转动，带动研磨盘对硅片表面进行研磨。在旋转轴正常安装状态下，旋转轴的轴线与支撑台的表面垂直，位于旋转轴下方的研磨盘表面与硅片表面平行，研磨得到的硅片质量较高，符合研磨要求。但是，在旋转轴异常安装状态下或者当旋转轴与支撑台之间存在杂质时，旋转轴会偏移一定的角度，其轴线与支撑台的表面不垂直，进而导致位于旋转轴下方的研磨盘表面与硅片表面存在一定的角度，如此研磨得到的硅片质量异常，甚至存在破片现象。
驱动机构内部组件众多，旋转轴安装不易，安装过程中极易掉落细小物体造成旋转轴角度偏移而无法被发现。目前，判断旋转轴安装是否存在偏移的方法是通过研磨得到的硅片质量进行判断。但是，该方法会使一部分硅片质量异常，造成经济损失。有鉴于此，特提出本申请。
请参照图1，本实施例提供一种转轴角度确认机构100，包括支撑平台110、光源120和两个接收杆130，支撑平台110用于安装转轴210，转轴210穿过支撑平台110的支撑面，光源120设置在转轴210的侧壁上，两个接收杆130分别垂直安装在支撑平台110上，且两个接收杆130相互平行，光源120发出的光线随着转轴210的转动照射在两个接收杆130上。
支撑平台110用来对转轴210进行竖直方向的定位，使转轴210只能转动，但无法沿竖直方向上下运动。同时，支撑平台110上还设置了两个与支撑平台110垂直的接收杆130，转轴210的侧壁上设有能够发出光线的光源120，在转轴210转动的过程中，光线先后照射在两个接收杆130上，通过确定光线照射在两个接收杆130上的位置，以确定转轴210的安装角度是否正常。
应理解，接收杆130呈直线杆状，其轴线与支撑平台110的支撑面相垂直且接收杆130的底部距离支撑平台110的支撑面的距离相等。转轴210穿过支撑平台110的支撑面并在支撑平台110上转动，转轴210可以为顺时针转动，也可以为逆时针转动。以转轴210逆时针转动为例(图1至4中的N方向)，请参照图1和图2，当转轴210安装正常且转轴210与支撑平台110之间无异物300(转轴210的轴线垂直于支撑平台110的支撑面)时，转轴210的轴线与两个接收杆130的轴线平行，转轴210侧壁上的光源120发出的光线照射在两个接收杆130上的位置相同，也即是A＝B。请参照图3和图4，当转轴210安装异常或转轴210与支撑平台110之间存在异物300(转轴210的轴线与支撑平台110的支撑面不垂直)时，转轴210的轴线与两个接收杆130的轴线不平行，转轴210侧壁上的光源120发出的光线照射在两个接收杆130上的位置不相同，也即是A≠B。因此，通过判断A与B之间的大小关系，即可判定转轴210的安装角度是否存在偏移。
综上所述，一种转轴角度确认机构100包括支撑平台110、光源120和两个接收杆130，支撑平台110用于安装转轴210，转轴210穿过支撑平台110的支撑面，光源120设置在转轴210的侧壁上，两个接收杆130分别垂直安装在支撑平台110上，且两个接收杆130相互平行，光源120发出的光线随着转轴210的转动照射在两个接收杆130上。上述转轴角度确认机构100通过测量设置在转轴210上的光源120的光线照射在两个平行且垂直于支撑平台110的接收杆130上的位置，确定转轴210安装是否正常以及转轴210与支撑平台110之间是否存在异物300，缩短了验证时间，而且可以在硅片研磨之前确认转轴210安装是否存在偏移，有效避免了因转轴210安装不良引起的硅片质量异常或者破片，减少了经济损失。
可选地，支撑平台110上设有供转轴210穿过的通孔111，两个接收杆130沿通孔111的径向相对设置在通孔111的两侧。
转轴210通过支撑平台110上的通孔111穿过支撑平台110并沿通孔111的轴向定位，示例地，转轴210的侧壁上设有定位板211，转轴210安装后定位板211与支撑平台110的支撑面相抵持，通过定位板211实现对转轴210的支撑。两个接收杆130沿通孔111的径向相对设置在通孔111的两侧，也即是两个接收杆130对称设置在转轴210的两侧且两个接收杆130的连线通过通孔111的圆心，转轴210每旋转180°，转轴210上的光源120会依次照射在两个接收杆130上。如此，可以使两个接收杆130之间的距离最大，转轴210上的光源120依次照射两个接收杆130之间的时间间隔较长，若转轴210异常安装或者转轴210与支撑平台110之间存在异物300，则A与B之间的差值较大，便于测量和发现。
可选地，接收杆130上设有刻度，刻度设置在接收杆130朝向转轴210的一侧。
为了方便A和B的数值的确定，在接收杆130上设置刻度，刻度上对应有相应的数值。刻度朝向转轴210，当转轴210上的光源120转动至接收杆130上时，光源120发出的光线会直接照射在接收杆130的刻度上，通过刻度对应的数值即可快速确定A和B的数值，进而判定转轴210的安装角度是否存在偏移。
可选地，两个刻度的起始位置与支撑平台110的距离相等。
两个刻度的起始位置相同，当转轴210上的光源120照射在接收杆130上时，光点对应的刻度的数值即为A或B的数值，无需进行其他换算，测量简单、高效。
可选地，光源120发出的光线垂直于转轴210的轴线。
光源120发出的光线垂直于转轴210的轴线，可以保证转轴210上的光源120在转轴210转动过程中刚好照射在接收杆130上，避免了倾斜照射导致的光源120的照射点超过了接收杆130的设置范围，同时也方便了接收杆130位置的确定。
可选地，光源120为激光器。
激光器发射激光，激光的方向性强且在传播过程中不易发散，能够实现精准定位，使得测量的结果更加的准确。
请参照图5和图6，本实施例还提供一种硅片研磨装置200，包括旋转驱动机构220、转轴210、研磨头230、硅片放置平台240和上述任意一项的转轴角度确认机构100，转轴角度确认机构100的支撑平台110设置在旋转驱动机构220和硅片放置平台240之间，支撑平台110与硅片放置平台240平行，转轴210安装研磨头230的一端朝向硅片放置平台240、另一端穿过支撑平台110后与旋转驱动机构220连接。
转轴210的一端与旋转驱动机构220连接、另一端与研磨头230连接，旋转驱动机构220通过驱动转轴210旋转以使研磨头230相对于硅片放置平台240转动，对硅片放置平台240上的硅片进行研磨。同时，转轴210还与转轴角度确认机构100连接，转轴角度确认机构100的支撑平台110与硅片放置平台240平行设置，使转轴210在正常安装且转轴210与支撑平台110之间无异物300时，研磨头230的研磨面平行于硅片表面。
转轴210穿过支撑平台110的支撑面并在支撑平台110上转动，转轴210可以为顺时针转动，也可以为逆时针转动。以转轴210逆时针转动为例(图5和图6中的N方向)，当转轴210安装正常且转轴210与支撑平台110之间无异物300(转轴210的轴线垂直于支撑平台110的支撑面)时，转轴210的轴线与两个接收杆130的轴线平行，转轴210侧壁上的光源120发出的光线照射在两个接收杆130上的位置相同，也即是A＝B。当转轴210安装异常或转轴210与支撑平台110之间存在异物300(转轴210的轴线与支撑平台110的支撑面不垂直)时，转轴210的轴线与两个接收杆130的轴线不平行，转轴210侧壁上的光源120发出的光线照射在两个接收杆130上的位置不相同，也即是A≠B。因此，通过判断A与B之间的大小关系，即可判定转轴210的安装角度是否存在偏移。
综上所述，硅片研磨装置200包括旋转驱动机构220、转轴210、研磨头230、硅片放置平台240和上述任意一项的转轴角度确认机构100，转轴角度确认机构100的支撑平台110设置在旋转驱动机构220和硅片放置平台240之间，支撑平台110与硅片放置平台240平行，转轴210安装研磨头230的一端朝向硅片放置平台240、另一端穿过支撑平台110后与旋转驱动机构220连接。上述硅片研磨装置200在对硅片进行研磨之前，通过转轴角度确认机构100确定转轴210安装是否正常以及转轴210与支撑平台110之间是否存在异物300，有效避免了因转轴210安装不良引起的硅片质量异常或者破片，减少了经济损失。
可选地，转轴210的侧壁上设有定位板211，定位板211位于支撑平台110和旋转驱动机构220之间，定位板211与支撑平台110的支撑面相抵持。
定位板211设置在转轴210的侧壁上，其外缘尺寸大于支撑平台110上通孔111的直径，使得转轴210能够通过通孔111但支撑板无法通过，进而抵持在支撑平台110的支撑面上，将转轴210沿竖直方向进行定位，使得转轴210可以在支撑平台110的通孔111内转动，但是不会上下运动。应理解，定位板211呈平面板状，当定位板211与支撑平面之间无异物300时，定位板211的板面可以与支撑平面的支撑面相贴合，使转轴210的轴线垂直于支撑平面并与两个接收杆130的轴线相平行。
可选地，光源120安装在转轴210靠近研磨头230的侧壁上。
光源120安装在靠近研磨头230的位置，得到的测量结果更能反映转轴210、研磨头230与硅片放置平台240表面的夹角，即转轴210的安装角度是否存在偏转。
可选地，旋转驱动机构220为马达。
马达结构简单、紧凑，工作可靠，能够驱动转轴210转动，进而带动研磨头230转动，对硅片进行研磨。
在前述对于转轴角度确认机构100的解释说明中，已经对于转轴角度确认机构100设置于硅片研磨装置200上时的工作方式和工作原理等进行了详细描述，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种转轴角度确认机构，其特征在于，包括支撑平台、光源和两个接收杆，所述支撑平台用于安装转轴，所述转轴穿过所述支撑平台的支撑面，所述光源设置在所述转轴的侧壁上，所述光源发出的光线垂直于所述转轴的轴线，两个所述接收杆分别垂直安装在所述支撑平台上，且两个所述接收杆相互平行，所述光源发出的光线随着所述转轴的转动照射在两个所述接收杆上，所述接收杆上设有刻度，所述刻度设置在所述接收杆朝向所述转轴的一侧。
2.根据权利要求1所述的转轴角度确认机构，其特征在于，所述支撑平台上设有供所述转轴穿过的通孔，两个所述接收杆沿所述通孔的径向相对设置在所述通孔的两侧。
3.根据权利要求1所述的转轴角度确认机构，其特征在于，两个所述刻度的起始位置与所述支撑平台的距离相等。
4.根据权利要求1所述的转轴角度确认机构，其特征在于，所述光源为激光器。
5.一种硅片研磨装置，其特征在于，包括旋转驱动机构、转轴、研磨头、硅片放置平台和如权利要求1至4中任意一项所述的转轴角度确认机构，所述转轴角度确认机构的支撑平台设置在所述旋转驱动机构和所述硅片放置平台之间，所述支撑平台与所述硅片放置平台平行，所述转轴安装所述研磨头的一端朝向所述硅片放置平台、另一端穿过所述支撑平台后与所述旋转驱动机构连接。
6.根据权利要求5所述的硅片研磨装置，其特征在于，所述转轴的侧壁上设有定位板，所述定位板位于所述支撑平台和所述旋转驱动机构之间，所述定位板与所述支撑平台的支撑面相抵持。
7.根据权利要求5所述的硅片研磨装置，其特征在于，所述光源安装在所述转轴靠近所述研磨头的侧壁上。
8.根据权利要求6所述的硅片研磨装置，其特征在于，所述旋转驱动机构为马达。
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