CN114654339A - 一种薄片晶圆边缘抛光治具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄片晶圆边缘抛光治具，包括支架，晶圆支撑组件固定设置在支架的下侧，晶圆压紧调节组件固定设置在支架的上侧且与晶圆支撑组件同轴设置，薄片晶圆安装于晶圆支撑组件与晶圆压紧调节组件之间，固定套筒固定设置在支架上，固定套筒内设置有锁紧套筒，锁紧套筒内设置有锁紧杆，锁紧杆的一端设置有滑槽，滑槽沿锁紧杆的长度方向上设置，固定套筒的内壁上设置有限位块，锁紧杆的另一端套设有轴承，压盘通过套盖设置在轴承上，压盘与锁紧杆同轴设置。多个相同的薄片晶圆放置在第一缓冲盘与第二缓冲盘之间，这样在加工时可以对多个薄片晶圆的边缘同时进行加工，从而实现批量生产，有效地提高了薄片晶圆的加工效率。

Description

一种薄片晶圆边缘抛光治具

技术领域

本发明涉及薄片晶圆抛光设备领域，特别涉及一种薄片晶圆边缘抛光治具。

背景技术

钽酸锂、铌酸锂及石英材料薄片晶圆wafer加工过程中，后道工序需要对两个大面精密抛光，而薄片晶圆边缘为传统切割和磨削成型，存在毛刺或易脱落的细微颗粒，在大面抛光时边缘的毛刺或细微颗粒可能会导致大面划伤的情况，而且由于边缘的不光滑，可能导致wafer在后工序涂胶时，出现边缘涂胶不均匀的情况，直接影响产品品质，在现有技术中，大部分薄片晶圆的边缘加工都是采用单片打磨的方式进行加工，这种加工方式导致加工效率低下，不能满足生产需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种薄片晶圆边缘抛光治具。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种薄片晶圆边缘抛光治具，包括支架、晶圆支撑组件和晶圆压紧调节组件，所述晶圆支撑组件固定设置在所述支架的下侧，所述晶圆压紧调节组件固定设置在所述支架的上侧且与所述晶圆支撑组件同轴设置，薄片晶圆安装于所述晶圆支撑组件与所述晶圆压紧调节组件之间；

所述晶圆压紧调节组件包括固定套筒、锁紧套筒、锁紧杆、压盘和套盖，所述固定套筒固定设置在所述支架上，所述固定套筒内设置有只能转动且与所述固定套筒配合的所述锁紧套筒，所述锁紧套筒内设置有与所述锁紧套筒内壁螺纹配合的所述锁紧杆，所述锁紧杆的一端设置有滑槽，所述滑槽沿所述锁紧杆的长度方向上设置，所述固定套筒的内壁上设置有与所述滑槽配合的限位块，所述锁紧杆的另一端套设有轴承，所述压盘通过所述套盖设置在所述轴承上，所述压盘与所述锁紧杆同轴设置；

所述锁紧杆与所述压盘之间设有第一密封结构，所述第一密封结构包括第一密封盖、第一密封环和第一漏斗环，所述第一密封盖同轴密封设置在所述锁紧杆上，所述第一密封盖的开口处设置有与所述第一密封盖密封配合的所述第一密封环，所述第一密封环与所述第一漏斗环的外壁密封配合，所述第一漏斗环的一端内壁与所述套盖的外壁密封配合，所述第一漏斗环的另一端密封设置在第一密封槽中，所述第一密封槽开设在所述压盘的上表面上。

进一步地，所述晶圆支撑组件包括转轴、转套和支撑盘，所述转轴通过第一限位环固定设置在所述转套的内壁上，所述转套固定设置在所述支架上，所述支撑盘固定设置在所述转轴的端部，所述转轴和所述支撑盘均与所述压盘同轴设置。

进一步地，所述压盘的下表面上同轴固定设置有第一缓冲盘，所述支撑盘的上表面上同轴固定设置有第二缓冲盘，所述薄片晶圆安装与所述第一缓冲盘与所述第二缓冲盘之间。

进一步地，所述第一缓冲盘和所述第二缓冲盘上均设置有若干缓冲槽，所述缓冲槽呈环形且与所述压盘同轴设置。

进一步地，所述支撑盘的下侧与所述支架的上侧之间设置有第二密封结构，所述第二密封结构包括第二密封盖、第二密封环和第二漏斗环，所述第二密封盖的上端与所述转套的外表面密封连接，所述第二密封盖的下端内壁通过所述第二密封环与所述第二漏斗环的外壁密封配合，所述第二漏斗环的上端与所述转套的外壁密封连接，所述第二漏斗环的另一端密封设置在第二密封槽中，所述第二密封槽开设在所述支架的表面上。

进一步地，所述锁紧杆的端部设置有用于固定所述轴承的固定螺栓，所述锁紧套筒上固定设置有用于使所述锁紧套筒转动的旋柄。

进一步地，还包括使多个所述薄片晶圆同轴加工的晶圆定位组件，所述晶圆定位组件包括定位底座、定位条和固定件，所述定位底座上设置有与所述转套外壁配合的同轴槽，所述定位底座上设置有三个互相平行的所述定位条，所述定位条呈圆形设置且与所述锁紧杆平行，所述圆形与所述压盘同轴设置，所述定位底座上设置有用于将所述定位底座固定在所述支架上的所述固定件。

进一步地，所述第一缓冲盘的下表面与所述第二缓冲盘上表面互相平行。

进一步地，所述固定套筒的内壁与所述锁紧套筒的外壁之间设置有第二限位环。

本发明的有益效果是：

1）在本发明中，多个相同的薄片晶圆放置在第一缓冲盘与第二缓冲盘之间，这样在加工时可以对多个薄片晶圆的边缘同时进行加工，从而实现批量生产，有效地提高了薄片晶圆的加工效率。

2在本发明中，在第一缓冲盘和第二缓冲盘上均设置有缓冲槽，缓冲槽可以使得与第一缓冲盘和第二缓冲盘接触的薄片晶圆受力均匀，防止在紧固薄片晶圆时导致薄片晶圆损坏。

3）在本发明中，设置圆定位组件可以有效的保证同批次加工的所有的薄片晶圆同轴设置，防止禁锢在治具上的薄片晶圆出现参差不齐的情况。

附图说明

图1为本发明的立体结构图；

图2为本发明的仰视结构图；

图3为本发明的内部连接结构图；

图4为晶圆压紧调节组件的内部连接结构图；

图5为晶圆支撑组件的内部连接结构图；

图中，1-支架，2-薄片晶圆，3-固定套筒，4-锁紧套筒，5-锁紧杆，6-压盘，7-套盖，8-滑槽，9-限位块，10-轴承，11-转轴，12-转套，13-支撑盘，14-第一限位环，15-第一缓冲盘，16-第二缓冲盘，17-缓冲槽，18-第一密封盖，19-第一密封环，20-第一漏斗环，21-第一密封槽，22-第二密封盖，23-第二密封环，24-第二漏斗环，25-第二密封槽，26-固定螺栓，27-旋柄，28-定位底座，29-定位条，30-固定件，31-同轴槽，32-第二限位环。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的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。

参阅图1-图5，本发明提供一种技术方案：

一种薄片晶圆边缘抛光治具，包括支架1、晶圆支撑组件和晶圆压紧调节组件，晶圆支撑组件固定设置在支架1的下侧，晶圆压紧调节组件固定设置在支架1的上侧且与晶圆支撑组件同轴设置，薄片晶圆2安装于晶圆支撑组件与晶圆压紧调节组件之间；晶圆压紧调节组件包括固定套筒3、锁紧套筒4、锁紧杆5、压盘6和套盖7，固定套筒3固定设置在支架1上，固定套筒3内设置有只能转动且与固定套筒3配合的锁紧套筒4，锁紧套筒4内设置有与锁紧套筒4内壁螺纹配合的锁紧杆5，锁紧杆5的一端设置有滑槽8，滑槽8沿锁紧杆5的长度方向上设置，固定套筒3的内壁上设置有与滑槽8配合的限位块9，锁紧杆5的另一端套设有轴承10，压盘6通过套盖7设置在轴承10上，压盘6与锁紧杆5同轴设置。固定套筒3的内壁与锁紧套筒4的外壁之间设置有第二限位环32。锁紧杆5的端部设置有用于固定轴承10的固定螺栓26，锁紧套筒4上固定设置有用于使锁紧套筒4转动的旋柄27。其中，轴承10为现有技术中的深沟球轴承或者圆锥滚子轴承，通过轴承10使得锁紧杆5不与压盘6和套盖7一起转动，第二限位环32的作用是方便锁紧套筒4只能在固定套筒3内转动，而且不能沿轴向滑动。固定螺栓26的作用是将轴承10的内环与锁紧杆5固定连接在一起，轴承10的外环通过套盖7固定在压盘6上，这样实现了压盘6转动时锁紧杆5不转动。固定套筒3固定设置在支架1上，限位块9设置在固定套筒3的内壁上，通过转动锁紧套筒4，锁紧杆5在滑槽8的作用下只能上下移动，并且不会转动，锁紧套筒4的内壁与锁紧杆5的外壁之间通过互相配合的螺纹连接，通过螺纹实现传动，从而实现将薄片晶圆2松弛/锁紧在第一缓冲盘15与第二缓冲盘16之间，锁紧套筒4在固定套筒3内只能转动，不能沿轴向移动，旋柄27的作用是通过手动使得锁紧套筒4转动。在加工时，第一缓冲盘15与第二缓冲盘16处于同轴状态，且第一缓冲盘15位于第二缓冲盘16的正上方。薄片晶圆2为圆形晶圆，在薄片晶圆2上设置有弦边，在加工时，薄片晶圆2与压盘6和支撑盘13都是同轴设置的。

在一些实施例中，晶圆支撑组件包括转轴11、转套12和支撑盘13，转轴11通过第一限位环14固定设置在转套12的内壁上，转套12固定设置在支架1上，支撑盘13固定设置在转轴11的端部，转轴11和支撑盘13均与压盘6同轴设置。其中，转轴11为传动轴，外置的驱动电机带动转轴11转动，转轴11带动上侧固定的支撑盘13转动，支撑盘13带动第二缓冲盘16转动，第二缓冲盘16带动上侧所有的薄片晶圆2一起转动，薄片晶圆2转动时与加工刀具接触就能实现薄片晶圆2的边缘抛光作业，转轴11可以在第一限位环14内转动，并且限制转轴11在转套12内沿轴向滑动。

在一些实施例中，压盘6的下表面上同轴固定设置有第一缓冲盘15，支撑盘13的上表面上同轴固定设置有第二缓冲盘16，薄片晶圆2安装与第一缓冲盘15与第二缓冲盘16之间。第一缓冲盘15的下表面与第二缓冲盘16上表面互相平行。其中，第一缓冲盘15和第二缓冲盘16由弹性橡胶制成，这样防止与缓冲盘接触的薄片晶圆2在晶圆压紧调节组件的作用下被损坏。

在一些实施例中，第一缓冲盘15和第二缓冲盘16上均设置有若干缓冲槽17，缓冲槽17呈环形且与压盘6同轴设置。缓冲槽17为圆形凹槽，第一缓冲盘15和第二缓冲盘16上均设置有多个圆形凹槽，每个缓冲盘上的圆形凹槽同轴设置，设置缓冲槽17的作用是使得第一缓冲盘15和第二缓冲盘16在与薄片晶圆2接触时的接触面都有变形的空间，这样使得薄片晶圆2受力更加的均匀，进一步防止薄片晶圆2因受力不均而损坏。

在薄片晶圆2抛光过程中会产生灰尘，因此在抛光时喷洒液体进行去除，为了防止这些液体对治具内部的造成影响，所以设置第一密封结构和第二密封结构。

在一些实施例中，锁紧杆5与压盘6之间设有第一密封结构，第一密封结构包括第一密封盖18、第一密封环19和第一漏斗环20，第一密封盖18同轴密封设置在锁紧杆5上，第一密封盖18的开口处设置有与第一密封盖18密封配合的第一密封环19，第一密封环19与第一漏斗环20的外壁密封配合，第一漏斗环20的一端内壁与套盖7的外壁密封配合，第一漏斗环20的另一端密封设置在第一密封槽21中，第一密封槽21开设在压盘6的上表面上。其中，设置第一密封结构防止除尘液体进入到轴承10中，防止轴承10在加工时影响压盘6的转动，第一密封盖18与锁紧杆5固定相连不转动并密封，第一漏斗环20与套盖7相连转动，同时与压盘6密封连接。再通过第一密封盖18、第一密封环19和第一漏斗环20之间的密封配合，从而使得除尘液体不会进入到轴承10中。

在一些实施例中，支撑盘13的下侧与支架1的上侧之间设置有第二密封结构，第二密封结构包括第二密封盖22、第二密封环23和第二漏斗环24，第二密封盖22的上端与转套12的外表面密封连接，第二密封盖22的下端内壁通过第二密封环23与第二漏斗环24的外壁密封配合，第二漏斗环24的上端与转套12的外壁密封连接，第二漏斗环24的另一端密封设置在第二密封槽25中，第二密封槽25开设在支架1的表面上。其中，第二密封盖22呈管状，第二密封盖22与支撑盘13密封固定相连，第二漏斗环24密封连接在支架1与转套12之间的缝隙处，然后通过第二密封盖22、第二密封环23和第二漏斗环24之间的密封配合，从而使得除尘液体不会进入到转轴11接触缝隙处，防止影响下侧设置的电机运转。

在一些实施例中，还包括使多个薄片晶圆2同轴加工的晶圆定位组件，晶圆定位组件包括定位底座28、定位条29和固定件30，定位底座28上设置有与转套12外壁配合的同轴槽31，定位底座28上设置有三个互相平行的定位条29，定位条29呈圆形设置且与锁紧杆5平行，圆形与压盘6同轴设置，定位底座28上设置有用于将定位底座28固定在支架1上的固定件30。其中，同轴槽31与转套12的外壁配合，三个定位条29均与定位底座28垂直，定位底座28通过两个现有技术中的固定件30固定在支架1上，晶圆定位组件与支架1之间是可拆卸连接的，当需要对薄片晶圆2进行定位时，此时将晶圆定位组件固定在支架1上；当需要对支架1上的薄片晶圆2进行边缘抛光时，需要将支架1上的晶圆定位组件拆下，在加工时，通过两个抛光刀具从支架1的两侧同时对薄片晶圆2的边缘进行加工。薄片晶圆2上设置有弦边，定位时，薄片晶圆2上的弦边与一个定位条29接触，薄片晶圆2的圆边与另外两个定位条29接触。从而使的支架1上紧固的所有的薄片晶圆2整齐排列。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种薄片晶圆边缘抛光治具，其特征在于：包括支架（1）、晶圆支撑组件和晶圆压紧调节组件，所述晶圆支撑组件固定设置在所述支架（1）的下侧，所述晶圆压紧调节组件固定设置在所述支架（1）的上侧且与所述晶圆支撑组件同轴设置，薄片晶圆（2）安装于所述晶圆支撑组件与所述晶圆压紧调节组件之间；

所述晶圆压紧调节组件包括固定套筒（3）、锁紧套筒（4）、锁紧杆（5）、压盘（6）和套盖（7），所述固定套筒（3）固定设置在所述支架（1）上，所述固定套筒（3）内设置有只能转动且与所述固定套筒（3）配合的所述锁紧套筒（4），所述锁紧套筒（4）内设置有与所述锁紧套筒（4）内壁螺纹配合的所述锁紧杆（5），所述锁紧杆（5）的一端设置有滑槽（8），所述滑槽（8）沿所述锁紧杆（5）的长度方向上设置，所述固定套筒（3）的内壁上设置有与所述滑槽（8）配合的限位块（9），所述锁紧杆（5）的另一端套设有轴承（10），所述压盘（6）通过所述套盖（7）设置在所述轴承（10）上，所述压盘（6）与所述锁紧杆（5）同轴设置；

所述锁紧杆（5）与所述压盘（6）之间设有第一密封结构，所述第一密封结构包括第一密封盖（18）、第一密封环（19）和第一漏斗环（20），所述第一密封盖（18）同轴密封设置在所述锁紧杆（5）上，所述第一密封盖（18）的开口处设置有与所述第一密封盖（18）密封配合的所述第一密封环（19），所述第一密封环（19）与所述第一漏斗环（20）的外壁密封配合，所述第一漏斗环（20）的一端内壁与所述套盖（7）的外壁密封配合，所述第一漏斗环（20）的另一端密封设置在第一密封槽（21）中，所述第一密封槽（21）开设在所述压盘（6）的上表面上。

2.根据权利要求1所述的一种薄片晶圆边缘抛光治具，其特征在于：所述晶圆支撑组件包括转轴（11）、转套（12）和支撑盘（13），所述转轴（11）通过第一限位环（14）固定设置在所述转套（12）的内壁上，所述转套（12）固定设置在所述支架（1）上，所述支撑盘（13）固定设置在所述转轴（11）的端部，所述转轴（11）和所述支撑盘（13）均与所述压盘（6）同轴设置。

3.根据权利要求2所述的一种薄片晶圆边缘抛光治具，其特征在于：所述压盘（6）的下表面上同轴固定设置有第一缓冲盘（15），所述支撑盘（13）的上表面上同轴固定设置有第二缓冲盘（16），所述薄片晶圆（2）安装与所述第一缓冲盘（15）与所述第二缓冲盘（16）之间。

4.根据权利要求3所述的一种薄片晶圆边缘抛光治具，其特征在于：所述第一缓冲盘（15）和所述第二缓冲盘（16）上均设置有若干缓冲槽（17），所述缓冲槽（17）呈环形且与所述压盘（6）同轴设置。

5.根据权利要求2-4任一项所述的一种薄片晶圆边缘抛光治具，其特征在于：所述支撑盘（13）的下侧与所述支架（1）的上侧之间设置有第二密封结构，所述第二密封结构包括第二密封盖（22）、第二密封环（23）和第二漏斗环（24），所述第二密封盖（22）的上端与所述转套（12）的外表面密封连接，所述第二密封盖（22）的下端内壁通过所述第二密封环（23）与所述第二漏斗环（24）的外壁密封配合，所述第二漏斗环（24）的上端与所述转套（12）的外壁密封连接，所述第二漏斗环（24）的另一端密封设置在第二密封槽（25）中，所述第二密封槽（25）开设在所述支架（1）的表面上。

6.根据权利要求1-4任一项所述的一种薄片晶圆边缘抛光治具，其特征在于：所述锁紧杆（5）的端部设置有用于固定所述轴承（10）的固定螺栓（26），所述锁紧套筒（4）上固定设置有用于使所述锁紧套筒（4）转动的旋柄（27）。

7.根据权利要求2-4任一项所述的一种薄片晶圆边缘抛光治具，其特征在于：还包括使多个所述薄片晶圆（2）同轴加工的晶圆定位组件，所述晶圆定位组件包括定位底座（28）、定位条（29）和固定件（30），所述定位底座（28）上设置有与所述转套（12）外壁配合的同轴槽（31），所述定位底座（28）上设置有三个互相平行的所述定位条（29），所述定位条（29）呈圆形设置且与所述锁紧杆（5）平行，所述圆形与所述压盘（6）同轴设置，所述定位底座（28）上设置有用于将所述定位底座（28）固定在所述支架（1）上的所述固定件（30）。

8.根据权利要求3或4所述的一种薄片晶圆边缘抛光治具，其特征在于：所述第一缓冲盘（15）的下表面与所述第二缓冲盘（16）上表面互相平行。

9.根据权利要求3或4所述的一种薄片晶圆边缘抛光治具，其特征在于：所述固定套筒（3）的内壁与所述锁紧套筒（4）的外壁之间设置有第二限位环（32）。

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