CN113182971A - 一种单晶硅外延片高精度磨边装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单晶硅外延片高精度磨边装置，包括机台、承载座、取料装置和打磨机构，机台上安装有承载座，承载座中部加工有转台，承载座上铰接有盖板，盖板底面安装有打磨机构，打磨机构包括压板、打磨辊、刮板、清洗片和供液管，压板上加工有安装打磨辊的凹槽，凹槽内顶部设有喷洒润滑剂的供液管，打磨辊两侧设有刮板，压板两侧设有清洗片，转台一侧安装有取料装置。本发明通过在承载座内设置转台，并在承载座上的盖板底面安装对转台上外延片进行磨削的打磨机构，利用转台带动外延片旋转，配合打磨机构对外延片进行磨边，从而可提高外延片的磨边效率，同时通过设置垫片可提高外延片的承载面积，提高稳定性，保证了外延片磨边过程中的安全。

Description

一种单晶硅外延片高精度磨边装置

技术领域

本发明涉及外延片加工设备领域，特别是涉及一种单晶硅外延片高精度磨边装置。

背景技术

外延是半导体工艺当中的一种，外延片是以硅片作为衬底，然后在衬底上生长一层单晶硅，这层单晶硅被称为外延层，而外延片就是在衬底上做好外延层的硅片，现有的硅片在加工完成后大多是通过激光切割成体积较小的形状，但是外延片在生长过程中，会出现边缘沉积较多，生产出的外延片边缘偏厚，从而直接导致后续工序异常，为此需要对单晶硅进行打磨，以保证外延片的规格一致，以提高后续加工的成品率。现有的外延片打磨装置加工效率低，且容易造成外延片的损伤。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单晶硅外延片高精度磨边装置，该装置具有加工效率高，且能有效防止外延片损伤的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种单晶硅外延片高精度磨边装置，包括机台、承载座、取料装置和打磨机构，所述机台上安装有承载座，所述承载座中部加工有放置外延片的转台，所述转台表面安装有垫片，所述垫片上加工有多个透气孔，所述承载座上铰接有盖板，所述盖板底面安装有与转台配合的打磨机构，所述打磨机构包括压板、打磨辊、刮板、清洗片和供液管，所述压板的底面上加工有安装打磨辊的凹槽，凹槽两端安装有高度可调节的轴承架，所述打磨辊可转动地安装在轴承架上，所述凹槽内顶部设有喷洒润滑剂的供液管，所述打磨辊两侧设有刮匀润滑剂的刮板，所述压板两侧设有沿打磨辊对称设置的清洗片，所述压板上设有调节清洗片高度的气缸，所述转台一侧的机台上安装有取料装置，所述取料装置包括支撑轴、撑杆、吸盘、第一舵机和第二舵机，所述支撑轴竖直且可转动地安装在机台上，支撑轴顶部通过第一舵机与撑杆连接，所述撑杆远离支撑轴的一端通过第二舵机与吸盘连接，所述撑杆的长度与支撑轴到转台中部的距离相等。

所述转台包括下支撑板、上支撑板、支撑柱、电机、卡环和端面轴承，所述上支撑板通过支撑柱安装在下支撑板上，上支撑板上加工有多个与透气孔连通的通孔，所述下支撑板底面中部安装有电机，支撑柱外侧的下支撑板和上支撑板之间还安装有卡环，所述卡环的顶面和底面通过端面轴承与上支撑板和下支撑板连接，所述卡环与承载座固定连接，卡环上安装有排气管。

所述上支撑板外侧的承载座内壁上均匀的安装有至少三组竖直设置的定位辊，且定位辊可朝向转台移动，每个定位辊外侧均套装有毛刷辊。

所述转台下方的承载座上加工有储液槽，储液槽底部设有排液管。

所述轴承架通过活塞杆可伸缩的安装在盖板上，盖板上还设有与两根活塞杆连接的抗压管，所述抗压管内设有压力传感器。

所述刮板到打磨辊之间的距离从打磨辊中部向两端逐渐增加。

本发明提供的单晶硅外延片高精度磨边装置具有的有益效果是：

(1)通过在承载座内设置转台，并在承载座上的盖板底面安装对转台上外延片进行磨削的打磨机构，利用转台带动外延片旋转，配合打磨机构对外延片进行磨边，从而可提高外延片的磨边效率，同时通过设置垫片可提高外延片的承载面积，提高稳定性，保证了外延片磨边过程中的安全；

(2)通过设置转台，利用固定在承载座上的卡环，可保证转台旋转过程中的稳定性，同时通过卡环上的排气管，可使转台具有吸附力，从而可稳定的装夹外延片，提高外延片磨削加工的稳定性。

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结构示意图。

图2为图1中A处的放大图。

图3为本发明实施例提供的转台的内部结构示意图。

图4为本发明实施例提供的取料装置的结构示意图。

图5为本发明实施例提供的打磨机构的内部结构示意图。

图6为图5中B—B线的结构示意图。

图7为本发明实施例提供的打磨机构底部的结构示意图。

附图标记：1、机台；2、承载座；21、定位辊；22、毛刷辊；23、储液槽；24、排液管；25、盖板；3、转台；31、下支撑板；32、上支撑板；33、支撑柱；34、电机；35、卡环；36、端面轴承；37、通孔；38、排气管；4、垫片；41、透气孔；5、取料装置；51、支撑轴；52、撑杆；53、吸盘；54、第一舵机；55、第二舵机；6、打磨机构；61、压板；62、凹槽；63、轴承架；64、打磨辊；65、刮板；66、清洗片；67、气缸；68、供液管；69、活塞杆；610、抗压管；611、压力传感器。

具体实施方式

实施例

如图1～图7所示，本实施例提供的单晶硅外延片高精度磨边装置包括机台1、承载座2、取料装置5和打磨机构6，所述机台1上安装有承载座2，所述承载座2中部加工有放置外延片的转台3，所述转台3表面安装有垫片4，所述垫片4上加工有多个透气孔41，所述转台3包括下支撑板31、上支撑板32、支撑柱33、电机34、卡环35和端面轴承36，所述上支撑板32通过支撑柱33安装在下支撑板31上，上支撑板32上加工有多个与透气孔41连通的通孔37，所述下支撑板31底面中部安装有电机34，支撑柱33外侧的下支撑板31和上支撑板32之间还安装有卡环35，所述卡环35的顶面和底面通过端面轴承36与上支撑板32和下支撑板31连接，所述卡环35与承载座2固定连接，通过将卡环35固定在承载座2上，可提高转台3转动时的稳定性，卡环35上安装有排气管38，排气管38外侧连接有气泵，使用时，气泵将转台3内的空气抽出，使转台3内形成负压状态，负压状态的转台3可使外延片吸附在转台3表面的垫片4上，用于提高外延片的稳定性，以保证磨边精度。所述上支撑板32外侧的承载座2内壁上均匀的安装有至少三组竖直设置的定位辊21，且定位辊21可朝向转台3移动，通过定位辊21可使外延片位于转台3的旋转中心，以保证外延片在转台3上转动时的同心度，从而保证磨削精度，每个定位辊21外侧均套装有毛刷辊22，通过毛刷辊22可对外延片的外延端面进行打磨，从而使外延片的端面更加均匀。所述承载座2上铰接有盖板25，所述盖板25底面安装有与转台3配合的打磨机构6，所述打磨机构6包括压板61、打磨辊64、刮板65、清洗片66和供液管68，所述压板61的底面上加工有安装打磨辊64的凹槽62，凹槽62两端安装有高度可调节的轴承架63，所述轴承架63通过具有复位功能的活塞杆69可伸缩的安装在盖板25上，具有复位功能的活塞杆69是指活塞杆69内设有复位弹簧，在活塞杆69不受外力时，活塞杆69是处于收回状态的，盖板25上还设有与两根活塞杆69连接的抗压管610，所述抗压管610内设有压力传感器611，通过压力传感器611可判断出活塞杆69的伸出长度，以判断磨削厚度，所述打磨辊64可转动地安装在轴承架63上，盖板25上安装有控制打磨辊64转动的微型马达，通过气泵往抗压管610内输送压力，而两个活塞杆69内的压力是一样的，用于保证打磨辊64作用在外延片上的力相等，从而保证打磨的一致性，所述凹槽62内顶部设有喷洒润滑剂的供液管68，供液管68用于喷淋润滑剂，所述打磨辊64两侧设有刮匀润滑剂的刮板65，所述刮板65到打磨辊64之间的距离从打磨辊64中部向两端逐渐增加，用于将多余的润滑剂刮出外延片表面，所述压板61两侧设有沿打磨辊64对称设置的清洗片66，所述压板61上设有调节清洗片66高度的气缸67，清洗片66用于在外延片打磨完成后将残留在外延片上的润滑剂刮干净，清洗片66在加工一定数量后由工作人员更换，所述转台3一侧的机台1上安装有取料装置5，所述取料装置5包括支撑轴51、撑杆52、吸盘53、第一舵机54和第二舵机55，所述支撑轴51竖直且可转动地安装在机台1上，支撑轴51顶部通过第一舵机54与撑杆52连接，所述撑杆52远离支撑轴51的一端通过第二舵机55与吸盘53连接，所述撑杆52的长度与支撑轴51到转台3中部的距离相等，使用时吸盘53吸住外延片，然后利用第一舵机54和第二舵机55配合将外延片放置在转盘上。

所述转台3下方的承载座2上加工有储液槽23，被刮片刮出的润滑剂流动至储液槽23，储液槽23底部设有用于排出润滑剂的排液管24。

本发明的使用方法是：

使用时，打开盖板25，然后吸盘53吸住待磨边的外延片，第一舵机54带动撑杆52转动，同时第二舵机55带动吸盘53朝向转台3转动，待吸盘53移动至转台3上后，吸盘53松开外延片，使外延片放置在转盘上，接着承载座2上的多个定位辊21同时伸出，此时电机34带动转台3缓慢转动，利用定位辊21将外延片朝向转台3中部推动，待外延片移动到位后启动气泵，气泵将转台3内的空气抽出，使转台3内形成负压状态，将外延片固定在转台3上，随后工作人员盖上盖板25，此时通过气泵往抗压管610内输送压缩气，利用压缩气使轴承架63朝向外延片移动，同时微型马达工作，且供液管68往外延片表面喷洒润滑剂，打磨辊64配合润滑剂对外延片进行磨边加工，磨边时刮板65将润滑剂刮匀，同时将多余的润滑剂刮送至储液槽23内，待磨边完成后，施放抗压管610内的压力，此时活塞杆69复位，使打磨辊64离开外延片，接着电机34带动转台3高速转动，同时，定位辊21上的毛刷辊22伸出，对外延片的边缘处进行磨削，磨削完成后，供液管68停止供液，且气缸67控制清洗片66朝向外延片移动，将外延片表面的润滑剂擦除，并打开盖板25，再次利用取料装置5将打磨后的外延片取出，并放入下一个需要磨边的外延片。本装置通过将外延片放置在转台3后利用转台3的转动配合打磨辊64和毛刷辊22对外延片进行打磨，利用较为高速的转台3对外延片进行打磨，可提高外延片的打磨效率，同时外延片打磨时是吸附在转台3上，可防止外延片受力不均的情况发生，从而保证外延片的安全，同时转台3通过卡环35配合端面轴承36进一步提高稳定性。

以上所述仅是本发明优选的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明所提供的技术方案和发明构思进行的改造和替换都应涵盖在本发明的保护范围内。应当注意，在附图中所图示的结构或部件不一定按比例绘制，同时本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述，以避免不必要地限制本发明。

Claims (6)

1.一种单晶硅外延片高精度磨边装置，其特征在于：包括机台、承载座、取料装置和打磨机构，所述机台上安装有承载座，所述承载座中部加工有放置外延片的转台，所述转台表面安装有垫片，所述垫片上加工有多个透气孔，所述承载座上铰接有盖板，所述盖板底面安装有与转台配合的打磨机构，所述打磨机构包括压板、打磨辊、刮板、清洗片和供液管，所述压板的底面上加工有安装打磨辊的凹槽，凹槽两端安装有高度可调节的轴承架，所述打磨辊可转动地安装在轴承架上，所述凹槽内顶部设有喷洒润滑剂的供液管，所述打磨辊两侧设有刮匀润滑剂的刮板，所述压板两侧设有沿打磨辊对称设置的清洗片，所述压板上设有调节清洗片高度的气缸，所述转台一侧的机台上安装有取料装置，所述取料装置包括支撑轴、撑杆、吸盘、第一舵机和第二舵机，所述支撑轴竖直且可转动地安装在机台上，支撑轴顶部通过第一舵机与撑杆连接，所述撑杆远离支撑轴的一端通过第二舵机与吸盘连接，所述撑杆的长度与支撑轴到转台中部的距离相等。

2.根据权利要求1所述的单晶硅外延片高精度磨边装置，其特征在于：所述转台包括下支撑板、上支撑板、支撑柱、电机、卡环和端面轴承，所述上支撑板通过支撑柱安装在下支撑板上，上支撑板上加工有多个与透气孔连通的通孔，所述下支撑板底面中部安装有电机，支撑柱外侧的下支撑板和上支撑板之间还安装有卡环，所述卡环的顶面和底面通过端面轴承与上支撑板和下支撑板连接，所述卡环与承载座固定连接，卡环上安装有排气管。

3.根据权利要求2所述的单晶硅外延片高精度磨边装置，其特征在于：所述上支撑板外侧的承载座内壁上均匀的安装有至少三组竖直设置的定位辊，且定位辊可朝向转台移动，每个定位辊外侧均套装有毛刷辊。

4.根据权利要求1所述的单晶硅外延片高精度磨边装置，其特征在于：所述转台下方的承载座上加工有储液槽，储液槽底部设有排液管。

5.根据权利要求1所述的单晶硅外延片高精度磨边装置，其特征在于：所述轴承架通过具有复位功能的活塞杆可伸缩的安装在盖板上，盖板上还设有与两根活塞杆连接的抗压管，所述抗压管内设有压力传感器。

6.根据权利要求1所述的单晶硅外延片高精度磨边装置，其特征在于：所述刮板到打磨辊之间的距离从打磨辊中部向两端逐渐增加。

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