CN112894515B - 一种半导体晶圆表面处理装置及处理方法 - Google Patents

一种半导体晶圆表面处理装置及处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种半导体晶圆表面处理装置及处理方法，包括底板、驱动装置、固定装置、支撑架、打磨装置和吸附装置；所述的底板上端面中部设置有驱动装置，位于驱动装置的上端均匀设置有固定装置，底板的上端面左侧位置设置有支撑架，支撑架的上端内壁分别设置有打磨装置和吸附装置；本发明可以解决目前的晶圆在加工中由于晶圆较小，晶圆表面加工的过程中容易凹凸不平，从而影响晶圆的加工质量；晶圆固定的过程中不稳定；影响晶圆表面打磨的平整性；晶圆进行打磨加工过程中产生的颗粒物飘飞，影响周围空气质量；以及晶圆打磨多为单个打磨，其打磨加工效率低下严重影响晶圆的加工效率等问题。

Description

一种半导体晶圆表面处理装置及处理方法
技术领域
本发明涉及电子工程技术领域，特别涉及一种半导体晶圆表面处理装置及处理方法。
背景技术
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆；在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能之IC产品。目前的晶圆在加工中主要存在以下问题：
目前的固定加工过程中容易对晶圆表面造成损坏；且由于晶圆较小，晶圆表面加工的过程中容易凹凸不平，从而影响晶圆的加工质量；晶圆固定的过程中不稳定；影响晶圆表面打磨的平整性；晶圆进行打磨加工过程中产生的颗粒物飘飞，影响周围空气质量；以及晶圆打磨多为单个打磨，其打磨加工效率低下严重影响晶圆的加工效率。
所以为了提高晶圆的加工效率；保证晶圆的加工质量；本发明提供了一种半导体晶圆表面处理装置及处理方法。
发明内容
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种半导体晶圆表面处理装置，包括底板、驱动装置、固定装置、支撑架、打磨装置和吸附装置；所述的底板上端面中部设置有驱动装置，位于驱动装置的上端均匀设置有固定装置，底板的上端面左侧位置设置有支撑架，支撑架的上端内壁分别设置有打磨装置和吸附装置；其中：
所述的固定装置包括固定套盘、活动轮盘、顶伸弹簧、顶伸板、限位压块、限位弹簧和连动绳；所述的固定套盘上端内壁通过滑动配合方式对称设置有顶伸板，所述的顶伸板下端外壁通过设置的顶伸弹簧与固定套盘的底端内壁相连接，固定套盘的内壁通过滑动配合方式均匀设置有限位压块，所述的限位压块外壁为半弧形结构，且所述的限位压块内壁通过设置的限位弹簧与固定套盘的内壁相连接；所述的限位压块内壁连接有连动绳，连动绳的另一端穿过限位弹簧与固定套盘连接在活动轮盘上，所述的活动轮盘通过活动连接方式套设在固定套盘的外壁；设置的固定装置便于对多个半导体晶圆进行连续化固定，有效的保证了半导体晶圆的固定效果；从而提高了半导体晶圆的打磨加工效率。
所述的打磨装置包括调节气缸、调节卡套、内固定套、限位柱、辅助弹簧、活动套台、执行弹簧、执行卡套和打磨辊；调节气缸的底端安装有调节卡套；调节卡套的顶端内壁安装有内固定套，位于内固定套的顶端均匀设置有限位柱，且限位柱的外壁套设有辅助弹簧，所述的活动套台通过滑动配合方式安装在内固定套的内部，且活动套台与限位柱相互滑动配合；位于活动套台的下端外壁均匀设置有执行弹簧，所述的执行卡套通过滑动配合方式安装在活动套台的下端且与执行弹簧相连接；所述的执行卡套内部通过轴承设置有打磨辊；设置的打磨装置通过执行弹簧的作用促进了打磨辊与半导体晶圆外壁的贴合效果，保证了半导体晶圆的打磨质量，另一方面通过设置的限位柱促进了活动套台的稳定性，有效的保证了半导体晶圆外壁的打磨平整性。
优选的；所述的吸附装置包括执行气缸、执行套台、集气泵、输料管、集料卡筒、集料箱、连通管、吸料管和辅助套盘；所述的执行气缸下端安装有执行套台，执行套台的内部设置有集气泵，集气泵的出料孔连接有输料管；输料管的另一端连接在集料卡筒上端，所述的集料卡筒安装在执行套台的上端面，位于集料卡筒内部通过滑动配合方式安装有集料箱；所述的连通管连接在集气泵的进料孔上；位于连通管的下端设置有吸料管与连通管内部相连通安装；所述的辅助套盘安装在执行套台的下端外壁；设置的吸附装置通过集气泵工作对半导体晶圆表面进行打磨加工的过程中对其产生的灰尘以及打磨的颗粒进行吸附回收，一方面回收打磨颗粒保证了其对半导体晶圆的打磨效果，避免了灰尘乱窜，提高了工作环境质量效果，另一方面节约了资源。
优选的；所述的驱动装置包括驱动齿轮、驱动电机、驱动轴杆、半齿轮盘、下固定盘、活动转杆、从动带轮、传动皮带、调节电机、主动带轮和上固定盘；所述的驱动电机通过电机座安装在底板的上端面，驱动电机的输出轴通过法兰安装有半齿轮盘，所述的驱动轴杆通过轴承安装在底板的上端面中部位置，位于驱动轴杆的中部外壁设置有驱动齿轮，所述的半齿轮盘与驱动齿轮相互啮合，驱动轴杆的上端通过法兰安装有下固定盘，下固定盘的上端面沿其圆周方向通过轴承均匀设置有活动转杆，活动转杆的下端外壁设置有从动带轮，所述的调节电机通过电机座安装在下固定盘内部，且调节电机的输出轴通过法兰安装有主动带轮；均匀设置的从动带轮和所述的主动带轮之间通过传动皮带相连接；均匀设置的活动转杆通过轴承与上固定盘相连接；设置的驱动装置保证了上端固定的半导体晶圆间歇转动；促进了半导体晶圆的连续性加工效果，并且通过设置的驱动装置保证了上端固定的多个半导体晶圆连续转动，有效的保证了半导体晶圆的打磨加工效果。
优选的；所述的顶伸板顶端外壁设置有橡胶垫；将顶伸板的顶端外壁设置有橡胶垫保证了其对半导体晶圆的固定效果，有效的避免了半导体晶圆在固定的过程中发生晃动；促进了半导体晶圆的加工效果。
优选的；所述限位压块的半弧形结构的外壁通过活动连接方式设置有活动珠，限位压块的外壁下端设置有矩形切孔；限位压块外壁的矩形切孔外壁设置有橡胶垫；将限位压块的半弧形结构的外壁通过活动连接方式设置有活动珠便于半导体晶圆进行卡接固定，并且限位压块外壁的矩形切孔外壁设置有橡胶垫保证了其与半导体晶圆之间固定的过程中不会对半导体晶圆外壁造成磨损；保证了半导体晶圆的质量。
优选的；所述辅助套盘的下端外壁通过活动连接方式设置有橡胶珠；将辅助套盘的下端外壁通过活动连接方式设置有橡胶珠保证了其与半导体晶圆上端面进行接触时防止了其对半导体晶圆上端面造成磨损；保证了半导体晶圆的质量。
此外，本发明还提供了一种半导体晶圆表面处理装置，具体该半导体晶圆表面处理装置的处理方法如下：
S1：通过人工将半导体晶圆依次有序放置在固定套盘内部，通过限位弹簧推动限位压块的作用使得半导体晶圆侧壁被支撑固定，并且在顶伸弹簧推动顶伸板的作用下保持半导体晶圆的稳定；
S2：通过调节电机工作使得上端固定的半导体晶圆全部进行稳定的转动，并通过打磨装置和吸附装置的配合作用对半导体晶圆上端面进行打磨加工处理；
S3：在对半导体晶圆上端面进行打磨加工处理的过程中通过驱动电机工作带动上端固定的半导体晶圆进行间歇转动进行切换；从而有效的实现上端固定的半导体晶圆进行连续化加工处理。
本发明的有益效果在于：
一、本发明通过设置的固定装置便于对多个半导体晶圆进行连续化固定，有效的保证了半导体晶圆的固定效果；从而提高了半导体晶圆的打磨加工效率；
二、本发明通过设置的打磨装置通过执行弹簧的作用促进了打磨辊与半导体晶圆外壁的贴合效果，保证了半导体晶圆的打磨质量，另一方面通过设置的限位柱促进了活动套台的稳定性，有效的保证了半导体晶圆外壁的打磨平整性；
三、本发明设置的吸附装置通过集气泵工作对半导体晶圆表面进行打磨加工的过程中对其产生的灰尘以及打磨的颗粒进行吸附回收，一方面回收打磨颗粒保证了其对半导体晶圆的打磨效果，避免了灰尘乱窜，提高了工作环境质量效果，另一方面节约了资源；
四、本发明设置的驱动装置保证了上端固定的半导体晶圆间歇转动；促进了半导体晶圆的连续性加工效果，并且通过设置的驱动装置保证了上端固定的多个半导体晶圆连续转动，有效的保证了半导体晶圆的打磨加工效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的主视位置剖视图；
图2是本发明图1中的A处局部放大图；
图3是本发明图1中的B处局部放大图；
图4是本发明图1中的C处局部放大图；
图5是本发明半齿轮盘的结构示意图；
图6是本发明辅助套盘的立体结构示意图。
具体实施方式
下面参考附图对本发明的实施例进行说明。在此过程中，为确保说明的明确性和便利性，我们可能对图示中线条的宽度或构成要素的大小进行夸张的标示。
另外，下文中的用语基于本发明中的功能而定义，可以根据使用者、运用者的意图或惯例而不同；因此，这些用语基于本说明书的全部内容进行定义。
如图1至图6所示，一种半导体晶圆表面处理装置，包括底板1、驱动装置2、固定装置3、支撑架4、打磨装置5和吸附装置6；所述的底板1上端面中部设置有驱动装置2，位于驱动装置2的上端均匀设置有固定装置3，底板1的上端面左侧位置设置有支撑架4，支撑架4的上端内壁分别设置有打磨装置5和吸附装置6；其中：
所述的驱动装置2包括驱动齿轮20、驱动电机21、驱动轴杆22、半齿轮盘23、下固定盘24、活动转杆25、从动带轮26、传动皮带27、调节电机28、主动带轮29和上固定盘210；所述的驱动电机21通过电机座安装在底板1的上端面，驱动电机21的输出轴通过法兰安装有半齿轮盘23，所述的驱动轴杆22通过轴承安装在底板1的上端面中部位置，位于驱动轴杆22的中部外壁设置有驱动齿轮20，所述的半齿轮盘23与驱动齿轮20相互啮合，驱动轴杆22的上端通过法兰安装有下固定盘24，下固定盘24的上端面沿其圆周方向通过轴承均匀设置有活动转杆25，活动转杆25的下端外壁设置有从动带轮26，所述的调节电机28通过电机座安装在下固定盘24内部，且调节电机28的输出轴通过法兰安装有主动带轮29；均匀设置的从动带轮26和所述的主动带轮29之间通过传动皮带27相连接；均匀设置的活动转杆25通过轴承与上固定盘210相连接；设置的驱动装置2保证了上端固定的半导体晶圆间歇转动；促进了半导体晶圆的连续性加工效果，并且通过设置的驱动装置2保证了上端固定的多个半导体晶圆连续转动，有效的保证了半导体晶圆的打磨加工效果。
所述的固定装置3包括固定套盘31、活动轮盘32、顶伸弹簧33、顶伸板34、限位压块35、限位弹簧36和连动绳37；所述的固定套盘31上端内壁通过滑动配合方式对称设置有顶伸板34，所述的顶伸板34下端外壁通过设置的顶伸弹簧33与固定套盘31的底端内壁相连接，所述的顶伸板34顶端外壁设置有橡胶垫；将顶伸板34的顶端外壁设置有橡胶垫保证了其对半导体晶圆的固定效果，有效的避免了半导体晶圆在固定的过程中发生晃动；促进了半导体晶圆的加工效果；固定套盘31的内壁通过滑动配合方式均匀设置有限位压块35，所述的限位压块35外壁为半弧形结构，且限位压块35的半弧形结构的外壁通过活动连接方式设置有活动珠，限位压块35的外壁下端设置有矩形切孔；限位压块35外壁的矩形切孔外壁设置有橡胶垫；将限位压块35的半弧形结构的外壁通过活动连接方式设置有活动珠便于半导体晶圆进行卡接固定，并且限位压块35外壁的矩形切孔外壁设置有橡胶垫保证了其与半导体晶圆之间固定的过程中不会对半导体晶圆外壁造成磨损；保证了半导体晶圆的质量；且所述的限位压块35内壁通过设置的限位弹簧36与固定套盘31的内壁相连接；所述的限位压块35内壁连接有连动绳37，连动绳37的另一端穿过限位弹簧36与固定套盘31连接在活动轮盘32上，所述的活动轮盘32通过活动连接方式套设在固定套盘31的外壁；设置的固定装置3便于对多个半导体晶圆进行连续化固定，有效的保证了半导体晶圆的固定效果；从而提高了半导体晶圆的打磨加工效率。
所述的打磨装置5包括调节气缸51、调节卡套52、内固定套53、限位柱54、辅助弹簧55、活动套台56、执行弹簧57、执行卡套58和打磨辊59；调节气缸51的底端安装有调节卡套52；调节卡套52的顶端内壁安装有内固定套53，位于内固定套53的顶端均匀设置有限位柱54，且限位柱54的外壁套设有辅助弹簧55，所述的活动套台56通过滑动配合方式安装在内固定套53的内部，且活动套台56与限位柱54相互滑动配合；位于活动套台56的下端外壁均匀设置有执行弹簧57，所述的执行卡套58通过滑动配合方式安装在活动套台56的下端且与执行弹簧57相连接；所述的执行卡套58内部通过轴承设置有打磨辊59；设置的打磨装置5通过执行弹簧57的作用促进了打磨辊59与半导体晶圆外壁的贴合效果，保证了半导体晶圆的打磨质量，另一方面通过设置的限位柱54促进了活动套台56的稳定性，有效的保证了半导体晶圆外壁的打磨平整性。
所述的吸附装置6包括执行气缸61、执行套台62、集气泵63、输料管64、集料卡筒65、集料箱66、连通管67、吸料管68和辅助套盘69；所述的执行气缸61下端安装有执行套台62，执行套台62的内部设置有集气泵63，集气泵63的出料孔连接有输料管64；输料管64的另一端连接在集料卡筒65上端，所述的集料卡筒65安装在执行套台62的上端面，位于集料卡筒65内部通过滑动配合方式安装有集料箱66；所述的连通管67连接在集气泵63的进料孔上；位于连通管67的下端设置有吸料管68与连通管67内部相连通安装；所述的辅助套盘69安装在执行套台62的下端外壁，且辅助套盘69的下端外壁通过活动连接方式设置有橡胶珠；将辅助套盘69的下端外壁通过活动连接方式设置有橡胶珠保证了其与半导体晶圆上端面进行接触时防止了其对半导体晶圆上端面造成磨损；保证了半导体晶圆的质量；设置的吸附装置6通过集气泵63工作对半导体晶圆表面进行打磨加工的过程中对其产生的灰尘以及打磨的颗粒进行吸附回收，一方面回收打磨颗粒保证了其对半导体晶圆的打磨效果，避免了灰尘乱窜，提高了工作环境质量效果，另一方面节约了资源。
此外，本发明还提供了一种半导体晶圆表面处理装置，具体该半导体晶圆表面处理装置的处理步骤如下：
S1：通过人工将半导体晶圆依次有序放置在固定套盘31内部，通过限位弹簧36推动限位压块35的作用使得半导体晶圆侧壁被支撑固定，并且在顶伸弹簧33推动顶伸板34的作用下保持半导体晶圆的稳定；
S2：通过调节电机28工作使得上端固定的半导体晶圆全部进行稳定的转动，并通过打磨装置5和吸附装置6的配合作用对半导体晶圆上端面进行打磨加工处理；
S3：在对半导体晶圆上端面进行打磨加工处理的过程中通过驱动电机21工作带动上端固定的半导体晶圆进行间歇转动进行切换；从而有效的实现上端固定的半导体晶圆进行连续化加工处理。
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 (6)

1.一种半导体晶圆表面处理装置，包括底板(1)、驱动装置(2)、固定装置(3)、支撑架(4)、打磨装置(5)和吸附装置(6)；其特征在于：所述的底板(1)上端面中部设置有驱动装置(2)，位于驱动装置(2)的上端均匀设置有固定装置(3)，底板(1)的上端面左侧位置设置有支撑架(4)，支撑架(4)的上端内壁分别设置有打磨装置(5)和吸附装置(6)；其中：
所述的固定装置(3)包括固定套盘(31)、活动轮盘(32)、顶伸弹簧(33)、顶伸板(34)、限位压块(35)、限位弹簧(36)和连动绳(37)；所述的固定套盘(31)上端内壁通过滑动配合方式对称设置有顶伸板(34)，所述的顶伸板(34)下端外壁通过设置的顶伸弹簧(33)与固定套盘(31)的底端内壁相连接，固定套盘(31)的内壁通过滑动配合方式均匀设置有限位压块(35)，所述的限位压块(35)外壁为半弧形结构，且所述的限位压块(35)内壁通过设置的限位弹簧(36)与固定套盘(31)的内壁相连接；所述的限位压块(35)内壁连接有连动绳(37)，连动绳(37)的另一端穿过限位弹簧(36)与固定套盘(31)连接在活动轮盘(32)上，所述的活动轮盘(32)通过活动连接方式套设在固定套盘(31)的外壁；
所述的打磨装置(5)包括调节气缸(51)、调节卡套(52)、内固定套(53)、限位柱(54)、辅助弹簧(55)、活动套台(56)、执行弹簧(57)、执行卡套(58)和打磨辊(59)；调节气缸(51)的底端安装有调节卡套(52)；调节卡套(52)的顶端内壁安装有内固定套(53)，位于内固定套(53)的顶端均匀设置有限位柱(54)，且限位柱(54)的外壁套设有辅助弹簧(55)，所述的活动套台(56)通过滑动配合方式安装在内固定套(53)的内部，且活动套台(56)与限位柱(54)相互滑动配合；位于活动套台(56)的下端外壁均匀设置有执行弹簧(57)，所述的执行卡套(58)通过滑动配合方式安装在活动套台(56)的下端且与执行弹簧(57)相连接；所述的执行卡套(58)内部通过轴承设置有打磨辊(59)；
所述的驱动装置(2)包括驱动齿轮(20)、驱动电机(21)、驱动轴杆(22)、半齿轮盘(23)、下固定盘(24)、活动转杆(25)、从动带轮(26)、传动皮带(27)、调节电机(28)、主动带轮(29)和上固定盘(210)；所述的驱动电机(21)通过电机座安装在底板(1)的上端面，驱动电机(21)的输出轴通过法兰安装有半齿轮盘(23)，所述的驱动轴杆(22)通过轴承安装在底板(1)的上端面中部位置，位于驱动轴杆(22)的中部外壁设置有驱动齿轮(20)，所述的半齿轮盘(23)与驱动齿轮(20)相互啮合，驱动轴杆(22)的上端通过法兰安装有下固定盘(24)，下固定盘(24)的上端面沿其圆周方向通过轴承均匀设置有活动转杆(25)，活动转杆(25)的下端外壁设置有从动带轮(26)，所述的调节电机(28)通过电机座安装在下固定盘(24)内部，且调节电机(28)的输出轴通过法兰安装有主动带轮(29)；均匀设置的从动带轮(26)和所述的主动带轮(29)之间通过传动皮带(27)相连接；均匀设置的活动转杆(25)通过轴承与上固定盘(210)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆表面处理装置；其特征在于；所述的吸附装置(6)包括执行气缸(61)、执行套台(62)、集气泵(63)、输料管(64)、集料卡筒(65)、集料箱(66)、连通管(67)、吸料管(68)和辅助套盘(69)；所述的执行气缸(61)下端安装有执行套台(62)，执行套台(62)的内部设置有集气泵(63)，集气泵(63)的出料孔连接有输料管(64)；输料管(64)的另一端连接在集料卡筒(65)上端，所述的集料卡筒(65)安装在执行套台(62)的上端面，位于集料卡筒(65)内部通过滑动配合方式安装有集料箱(66)；所述的连通管(67)连接在集气泵(63)的进料孔上；位于连通管(67)的下端设置有吸料管(68)与连通管(67)内部相连通安装；所述的辅助套盘(69)安装在执行套台(62)的下端外壁。
3.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆表面处理装置；其特征在于；所述的顶伸板(34)顶端外壁设置有橡胶垫。
4.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆表面处理装置；其特征在于；所述限位压块(35)的半弧形结构的外壁通过活动连接方式设置有活动珠，限位压块(35)的外壁下端设置有矩形切孔；限位压块(35)外壁的矩形切孔外壁设置有橡胶垫。
5.根据权利要求2所述的一种半导体晶圆表面处理装置；其特征在于；所述辅助套盘(69)的下端外壁通过活动连接方式设置有橡胶珠。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种半导体晶圆表面处理装置，其特征在于：具体该半导体晶圆表面处理装置的处理方法如下：
S1：通过人工将半导体晶圆依次有序放置在固定套盘(31)内部，通过限位弹簧(36)推动限位压块(35)的作用使得半导体晶圆侧壁被支撑固定，并且在顶伸弹簧(33)推动顶伸板(34)的作用下保持半导体晶圆的稳定；
S2：通过调节电机(28)工作使得上端固定的半导体晶圆全部进行稳定的转动，并通过打磨装置(5)和吸附装置(6)的配合作用对半导体晶圆上端面进行打磨加工处理；
S3：在对半导体晶圆上端面进行打磨加工处理的过程中通过驱动电机(21)工作带动上端固定的半导体晶圆进行间歇转动进行切换；从而有效的实现上端固定的半导体晶圆进行连续化加工处理。
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