CN114012526A - 一种晶圆半导体打磨装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于晶圆半导体加工领域，尤其是涉及一种晶圆半导体打磨装置及其使用方法，包括固定设置于支撑座上的打磨箱，所述打磨箱中转动连接有气管，且气管的上端固定连接有固定座，所述固定座上开设有多个放置槽，且多个放置槽呈环形分布，所述固定座上开设有气腔，且气腔与气管连通，所述放置槽通过多个气孔与气腔连通，所述打磨箱中固定连接有支撑板。本发明可以一次实现多个晶圆半导体的同时固定，避免了人工固定的繁琐，且本发明在对晶圆半导体进行打磨的过程中，可以及时处理晶圆半导体上因打磨产生的粉尘，避免了后续清洁的繁琐，同时，本发明可以一次对多个晶圆半导体进行打磨作业，大大提高了打磨效率。
Description
技术领域
本发明属于晶圆半导体加工领域，尤其是涉及一种晶圆半导体打磨装置及其使用方法。
背景技术
晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅，高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅，硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片，也就是晶圆。
晶圆半导体在加工生产的过程中，常需要进行打磨抛光，但是，在打磨的过程中，一般需要人工使用卡箍对晶圆半导体进行固定，以避免晶圆半导体打磨过程中发生移动，但是，这种固定方式较为繁琐，且打磨过程中，不能对晶圆半导体上产生的粉尘进行及时处理，使得后期还需要花费时间对晶圆半导体进行清洁，极大的影响了加工效率。
为此，我们提出一种晶圆半导体打磨装置及其使用方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种晶圆半导体打磨装置及其使用方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种晶圆半导体打磨装置，包括固定设置于支撑座上的打磨箱，所述打磨箱中转动连接有气管，且气管的上端固定连接有固定座，所述固定座上开设有多个放置槽，且多个放置槽呈环形分布，所述固定座上开设有气腔，且气腔与气管连通，所述放置槽通过多个气孔与气腔连通，所述打磨箱中固定连接有支撑板，且支撑板上设置有与放置槽相配合的打磨机构，所述支撑座上固定连接有活塞盒，且活塞盒中设置有活塞机构，所述支撑座上设置有与活塞机构相配合的驱动机构，所述活塞盒上固定连通有支撑管，且气管的下端贯穿打磨箱并与支撑管相连通，所述打磨箱的一侧固定连接有除尘箱，且除尘箱上设置有气泵，所述气泵的输入端与除尘箱连通，所述除尘箱上连通有除尘管，且除尘管的一端延伸至打磨箱中并固定连通有吸尘罩，所述除尘箱中设置有过滤网，且除尘箱中设置有与过滤网相配合的振动机构，所述打磨箱上设置有与气管相配合的转动控制机构。
在上述的一种晶圆半导体打磨装置中，所述打磨机构包括气缸、微型电机和打磨板，所述气缸固定设置于支撑板上，且气缸的输出端贯穿支撑板并固定连接有电机盒，所述微型电机设置于电机盒中，且微型电机的输出端贯穿电机盒并与打磨板固定连接，所述打磨板上粘接有打磨纸。
在上述的一种晶圆半导体打磨装置中，所述活塞机构包括活塞和丝杠，所述活塞密封滑动设置于活塞盒中，所述丝杠转动设置于活塞盒中，且活塞与丝杠螺纹连接。
在上述的一种晶圆半导体打磨装置中，所述驱动机构包括驱动盒、锥齿轮组和驱动电机，所述驱动盒固定设置于支撑座上，且丝杠的一端延伸至驱动盒中设置，所述驱动电机设置于驱动盒上，且驱动电机的输出端延伸至驱动盒中并通过锥齿轮组与丝杠传动连接。
在上述的一种晶圆半导体打磨装置中，所述振动机构包括齿杆、不完全齿轮和伺服电机，所述除尘箱的两侧内壁均开设有滑槽，且两个滑槽均与滤网滑动连接，所述滤网的滑动端与滑槽之间固定连接有复位弹簧，所述齿杆固定设置于滤网上，所述不完全齿轮转动设置于除尘箱中，且不完全齿轮与齿杆相啮合，所述不完全齿轮的传动轴与伺服电机传动连接。
在上述的一种晶圆半导体打磨装置中，所述转动控制机构包括蜗杆、蜗轮和减速电机，所述蜗杆转动设置于打磨箱中，且蜗杆的一端与减速电机传动连接，所述蜗轮固定套接于气管上，且蜗轮与蜗杆相啮合。
在上述的一种晶圆半导体打磨装置中，所述除尘箱的下端四周内壁均倾斜设置，且除尘箱的下端设置有排料管。
在上述的一种晶圆半导体打磨装置中，所述气管和支撑管之间通过旋转接头连通，所述除尘管上设置有单向阀。
一种晶圆半导体打磨装置的使用方法，该方法包括以下步骤：
S1、首先，将各个晶圆半导体放置于对应的放置槽中，随后，启动驱动电机，在锥齿轮组的传动下，驱动电机会带动丝杠转动，丝杠转动的过程中会带动活塞向右侧横向滑动，进而使得支撑管可以通过气管抽吸气腔中的空气，使得气腔产生负压，进而在负压的作用下，各个晶圆半导体会被吸合固定；
S2、控制气缸，使得打磨板与其中一个晶圆半导体的表面接触，接着，启动微型电机、减速电机、气泵和伺服电机，微型电机会带动打磨板转动对晶圆半导体表面进行打磨抛光，减速电机会带动蜗杆转动，在蜗轮的传动下，蜗杆会带动气管转动，气管会带动固定座转动，固定座转动的过程中，会使得其上的各个晶圆半导体不断被打磨板打磨抛光；
S3、气泵启动后，会通过吸尘罩不断吸晶圆半导体表面的粉尘，抽吸的粉尘会进入除尘箱被滤网过滤积存于除尘箱中，伺服电机会带动不完全齿轮转动，不完全齿轮转动的过程中会往复啮合齿杆，配合复位弹簧，可以使得滤网往复滑动产生振动，进而使得滤网可以振除滤网上可能附着的粉尘。
本发明的有益效果在于：当对晶圆半导体进行打磨作业时，可以在驱动机构和活塞机构的配合下，使得气管进行抽气动作，进而使得气腔形成负压，在负压的作用下，配合各个气孔，可以快速吸合稳固各个晶圆半导体，避免了人工固定的繁琐，通过设置的气泵和吸尘罩的配合，可以及时处理晶圆半导体上产生的粉尘，避免了后续清洁的繁琐，通过设置的滤网，可以对气泵抽吸的空气进行过滤，避免粉尘直接排向外界，通过设置的振动机构，可以使得滤网产生振动，避免粉尘堵塞滤网，保证滤网良好的过滤性，通过设置的转动控制机构，可以调控各个晶圆半导体不断转动，进而使得打磨机构可以对多个晶圆半导体进行打磨，大大提高了打磨效率。
综上所述：通过本装置的设置，可以一次实现多个晶圆半导体的同时固定，避免了人工固定的繁琐，且本装置在对晶圆半导体进行打磨的过程中，可以及时处理晶圆半导体上因打磨产生的粉尘，避免了后续清洁的繁琐，同时，本装置可以一次对多个晶圆半导体进行打磨作业，大大提高了打磨效率。
附图说明
图1是本发明提供的一种晶圆半导体打磨装置及其使用方法的整体结构示意图；
图2是本发明提供的一种晶圆半导体打磨装置及其使用方法的正视透视结构示意图；
图3是本发明提供的一种晶圆半导体打磨装置及其使用方法的打磨机构的结构示意图；
图4是本发明提供的一种晶圆半导体打磨装置及其使用方法的除尘箱的正视透视结构示意图；
图5为图2中A处的放大结构示意图；
图6为图4中B处的放大结构示意图；
图7为图4中C处的放大结构示意图。
图中：1打磨箱、2气管、3固定座、4放置槽、5气腔、6气孔、7支撑板、8打磨机构、81气缸、82微型电机、83打磨板、9活塞盒、10活塞机构、101活塞、102丝杠、11驱动机构、111驱动盒、112锥齿轮组、113驱动电机、12支撑管、13除尘箱、14气泵、15除尘管、16吸尘罩、17滤网、18振动机构、181齿杆、182不完全齿轮、183伺服电机、19转动控制机构、191蜗杆、192蜗轮、193减速电机、20电机盒、21滑槽、22复位弹簧、23排料管、24旋转接头、25单向阀、26支撑座。
具体实施方式
以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。
如图1-7所示，一种晶圆半导体打磨装置，包括固定设置于支撑座26上的打磨箱1，打磨箱1中转动连接有气管2，且气管2的上端固定连接有固定座3，固定座3上开设有多个放置槽4，且多个放置槽4呈环形分布，固定座3上开设有气腔5，且气腔5与气管2连通，放置槽4通过多个气孔6与气腔5连通，打磨箱1中固定连接有支撑板7，且支撑板7上设置有与放置槽4相配合的打磨机构8。
打磨机构8包括气缸81、微型电机82和打磨板83，气缸81固定设置于支撑板7上，且气缸81的输出端贯穿支撑板7并固定连接有电机盒20，微型电机82设置于电机盒20中，且微型电机82的输出端贯穿电机盒20并与打磨板83固定连接，打磨板83上粘接有打磨纸，通过设置的气缸81，可以调控打磨板83与晶圆半导体接触，通过设置的微型电机82可以调控打磨板83转动，提高打磨效果。
支撑座26上固定连接有活塞盒9，且活塞盒9中设置有活塞机构10，活塞机构10包括活塞101和丝杠102，活塞101密封滑动设置于活塞盒9中，丝杠102转动设置于活塞盒9中，且活塞101与丝杠102螺纹连接，通过设置的丝杠102，可以调控丝杠102转动，使得活塞101进行横向滑动，进而使得支撑管12可以进行抽气或排气动作，支撑座26上设置有与活塞机构10相配合的驱动机构11。
驱动机构11包括驱动盒111、锥齿轮组112和驱动电机113，驱动盒111固定设置于支撑座26上，且丝杠102的一端延伸至驱动盒111中设置，驱动电机113设置于驱动盒111上，且驱动电机113的输出端延伸至驱动盒111中并通过锥齿轮组112与丝杠102传动连接，通过设置的锥齿轮组112，便于驱动电机113调控丝杠102转动，活塞盒9上固定连通有支撑管12，且气管2的下端贯穿打磨箱1并与支撑管12相连通，打磨箱1的一侧固定连接有除尘箱13，且除尘箱13上设置有气泵14，除尘箱13的下端四周内壁均倾斜设置，且除尘箱13的下端设置有排料管23，除尘箱13的结构设计，配合排料管23，便于后期排放粉尘。
气泵14的输入端与除尘箱13连通，除尘箱13上连通有除尘管15，且除尘管15的一端延伸至打磨箱1中并固定连通有吸尘罩16，气管2和支撑管12之间通过旋转接头24连通，除尘管15上设置有单向阀25，旋转接头24的设置，可以避免支撑管12阻碍气管2的转动，单向阀25的设置，可以避免粉尘回流，除尘箱13中设置有过滤网17，且除尘箱13中设置有与过滤网17相配合的振动机构18。
振动机构18包括齿杆181、不完全齿轮182和伺服电机183，除尘箱13的两侧内壁均开设有滑槽21，且两个滑槽21均与滤网17滑动连接，滤网17的滑动端与滑槽21之间固定连接有复位弹簧22，齿杆181固定设置于滤网17上，不完全齿轮182转动设置于除尘箱13中，且不完全齿轮182与齿杆181相啮合，不完全齿轮182的传动轴与伺服电机183传动连接，通过设置的不完全齿轮182、齿杆181及复位弹簧22的配合，使得伺服电机183可以驱动滤网17往复滑动产生振动，以避免粉尘附着堵塞滤网17。
打磨箱1上设置有与气管2相配合的转动控制机构19，转动控制机构19包括蜗杆191、蜗轮192和减速电机193，蜗杆191转动设置于打磨箱1中，且蜗杆191的一端与减速电机193传动连接，蜗轮192固定套接于气管2上，且蜗轮192与蜗杆191相啮合，通过设置的蜗杆191和蜗轮192的配合，便于减速电机193驱动固定座3转动，进而使得各个晶圆半导体都可以得到打磨板83的打磨。
现对本发明的操作原理做如下描述：当需要对晶圆半导体进行打磨抛光时，首先，将各个晶圆半导体放置于对应的放置槽4中，随后，启动驱动电机113，在锥齿轮组112的传动下，驱动电机113会带动丝杠102转动，丝杠102转动的过程中会带动活塞101向右侧横向滑动，进而使得支撑管12可以通过气管2抽吸气腔5中的空气，使得气腔5产生负压，进而在负压的作用下，各个晶圆半导体会被吸合固定，然后，控制气缸81，使得打磨板83与其中一个晶圆半导体的表面接触。
接着，启动微型电机82、减速电机193、气泵14和伺服电机183，微型电机82会带动打磨板83转动对晶圆半导体表面进行打磨抛光，减速电机193会带动蜗杆191转动，在蜗轮192的传动下，蜗杆191会带动气管2转动，气管2会带动固定座3转动，固定座3转动的过程中，会使得其上的各个晶圆半导体不断被打磨板83打磨抛光。
气泵14启动后，会通过吸尘罩16不断吸晶圆半导体表面的粉尘，抽吸的粉尘会进入除尘箱13被滤网17过滤积存于除尘箱13中，伺服电机183会带动不完全齿轮182转动，不完全齿轮182转动的过程中会往复啮合齿杆181，配合复位弹簧22，可以使得滤网17往复滑动产生振动，进而使得滤网17可以振除滤网17上可能附着的粉尘，避免滤网17的网眼被堵塞，保证滤网17的良好过滤性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (9)
1.一种晶圆半导体打磨装置，包括固定设置于支撑座(26)上的打磨箱(1)，其特征在于，所述打磨箱(1)中转动连接有气管(2)，且气管(2)的上端固定连接有固定座(3)，所述固定座(3)上开设有多个放置槽(4)，且多个放置槽(4)呈环形分布，所述固定座(3)上开设有气腔(5)，且气腔(5)与气管(2)连通，所述放置槽(4)通过多个气孔(6)与气腔(5)连通，所述打磨箱(1)中固定连接有支撑板(7)，且支撑板(7)上设置有与放置槽(4)相配合的打磨机构(8)，所述支撑座(26)上固定连接有活塞盒(9)，且活塞盒(9)中设置有活塞机构(10)，所述支撑座(26)上设置有与活塞机构(10)相配合的驱动机构(11)，所述活塞盒(9)上固定连通有支撑管(12)，且气管(2)的下端贯穿打磨箱(1)并与支撑管(12)相连通，所述打磨箱(1)的一侧固定连接有除尘箱(13)，且除尘箱(13)上设置有气泵(14)，所述气泵(14)的输入端与除尘箱(13)连通，所述除尘箱(13)上连通有除尘管(15)，且除尘管(15)的一端延伸至打磨箱(1)中并固定连通有吸尘罩(16)，所述除尘箱(13)中设置有过滤网(17)，且除尘箱(13)中设置有与过滤网(17)相配合的振动机构(18)，所述打磨箱(1)上设置有与气管(2)相配合的转动控制机构(19)。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆半导体打磨装置，其特征在于，所述打磨机构(8)包括气缸(81)、微型电机(82)和打磨板(83)，所述气缸(81)固定设置于支撑板(7)上，且气缸(81)的输出端贯穿支撑板(7)并固定连接有电机盒(20)，所述微型电机(82)设置于电机盒(20)中，且微型电机(82)的输出端贯穿电机盒(20)并与打磨板(83)固定连接，所述打磨板(83)上粘接有打磨纸。
3.根据权利要求1所述的一种晶圆半导体打磨装置，其特征在于，所述活塞机构(10)包括活塞(101)和丝杠(102)，所述活塞(101)密封滑动设置于活塞盒(9)中，所述丝杠(102)转动设置于活塞盒(9)中，且活塞(101)与丝杠(102)螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的一种晶圆半导体打磨装置，其特征在于，所述驱动机构(11)包括驱动盒(111)、锥齿轮组(112)和驱动电机(113)，所述驱动盒(111)固定设置于支撑座(26)上，且丝杠(102)的一端延伸至驱动盒(111)中设置，所述驱动电机(113)设置于驱动盒(111)上，且驱动电机(113)的输出端延伸至驱动盒(111)中并通过锥齿轮组(112)与丝杠(102)传动连接。
5.根据权利要求1所述的一种晶圆半导体打磨装置，其特征在于，所述振动机构(18)包括齿杆(181)、不完全齿轮(182)和伺服电机(183)，所述除尘箱(13)的两侧内壁均开设有滑槽(21)，且两个滑槽(21)均与滤网(17)滑动连接，所述滤网(17)的滑动端与滑槽(21)之间固定连接有复位弹簧(22)，所述齿杆(181)固定设置于滤网(17)上，所述不完全齿轮(182)转动设置于除尘箱(13)中，且不完全齿轮(182)与齿杆(181)相啮合，所述不完全齿轮(182)的传动轴与伺服电机(183)传动连接。
6.根据权利要求1所述的一种晶圆半导体打磨装置，其特征在于，所述转动控制机构(19)包括蜗杆(191)、蜗轮(192)和减速电机(193)，所述蜗杆(191)转动设置于打磨箱(1)中，且蜗杆(191)的一端与减速电机(193)传动连接，所述蜗轮(192)固定套接于气管(2)上，且蜗轮(192)与蜗杆(191)相啮合。
7.根据权利要求1所述的一种晶圆半导体打磨装置，其特征在于，所述除尘箱(13)的下端四周内壁均倾斜设置，且除尘箱(13)的下端设置有排料管(23)。
8.根据权利要求1所述的一种晶圆半导体打磨装置，其特征在于，所述气管(2)和支撑管(12)之间通过旋转接头(24)连通，所述除尘管(15)上设置有单向阀(25)。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种晶圆半导体打磨装置的使用方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、首先，将各个晶圆半导体放置于对应的放置槽(4)中，随后，启动驱动电机(113)，在锥齿轮组(112)的传动下，驱动电机(113)会带动丝杠(102)转动，丝杠(102)转动的过程中会带动活塞(101)向右侧横向滑动，进而使得支撑管(12)可以通过气管(2)抽吸气腔(5)中的空气，使得气腔(5)产生负压，进而在负压的作用下，各个晶圆半导体会被吸合固定；
S2、控制气缸(81)，使得打磨板(83)与其中一个晶圆半导体的表面接触，接着，启动微型电机(82)、减速电机(193)、气泵(14)和伺服电机(183)，微型电机(82)会带动打磨板(83)转动对晶圆半导体表面进行打磨抛光，减速电机(193)会带动蜗杆(191)转动，在蜗轮(192)的传动下，蜗杆(191)会带动气管(2)转动，气管(2)会带动固定座(3)转动，固定座(3)转动的过程中，会使得其上的各个晶圆半导体不断被打磨板(83)打磨抛光；
S3、气泵(14)启动后，会通过吸尘罩(16)不断吸晶圆半导体表面的粉尘，抽吸的粉尘会进入除尘箱(13)被滤网(17)过滤积存于除尘箱(13)中，伺服电机(183)会带动不完全齿轮(182)转动，不完全齿轮(182)转动的过程中会往复啮合齿杆(181)，配合复位弹簧(22)，可以使得滤网(17)往复滑动产生振动，进而使得滤网(17)可以振除滤网(17)上可能附着的粉尘。
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