CN115256108B - 一种浮动式晶圆边缘打磨方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浮动式晶圆边缘打磨方法及装置，属于晶圆打磨技术领域，本方案通过在晶圆片表面喷涂掺有红外反射颗粒的保护定位层，对晶圆片进行包裹，避免了在打磨边缘时，晶圆碎屑对晶圆片表面造成损伤，同时利用红外反射颗粒配合红外扫描模块对晶圆片建立坐标系找出中心点，配合负压槽产生负压对晶圆片进行吸附固定，减少了晶圆片的偏位，提高了打磨效果，利用夹持锥控制晶圆片缓慢靠近溢水打磨环对其边缘进行修整打磨，利用漫水桶中不断漫溢的水带走打磨下来的碎屑，有效避免了碎屑对晶圆片表面磨损，利用漫水桶上下运动使得晶圆片在液面上下浮动产生波浪，将碎屑向四周排挤，进一步提高了排出碎屑的效率。
Description
技术领域
本发明涉及晶圆打磨技术领域，更具体地说，涉及一种浮动式晶圆边缘打磨方法及装置。
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。国内晶圆生产线以 8英寸和 12 英寸为主。
硅棒在切割形成晶圆片时，会在晶圆片边缘形成裂痕和小裂缝，这会导致晶圆片在受到外力的作用下容易产生剥离脱落，会对晶圆表面造成磨损，为此需要对晶圆边缘进行打磨处理，但是一般的打磨方式打磨下来的碎屑无法及时清理，导致碎屑对晶圆表面造成磨损。
为此，我们提出一种浮动式晶圆边缘打磨方法及装置来有效解决现有技术中所存在的一些问题。
发明内容
1．要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种浮动式晶圆边缘打磨方法及装置，本方案通过在晶圆片表面喷涂掺有红外反射颗粒的保护定位层，对晶圆片进行包裹，避免了在打磨边缘时，晶圆碎屑对晶圆片表面造成损伤，同时利用红外反射颗粒配合红外扫描模块对晶圆片建立坐标系找出中心点，配合负压槽产生负压对晶圆片进行吸附固定，减少了晶圆片的偏位，提高了打磨效果，利用夹持锥控制晶圆片缓慢靠近溢水打磨环对其边缘进行修整打磨，利用漫水桶中不断漫溢的水带走打磨下来的碎屑，有效避免了碎屑对晶圆片表面磨损，利用漫水桶上下运动使得晶圆片在液面上下浮动产生波浪，将碎屑向四周排挤，进一步提高了排出碎屑的效率。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种晶圆的打磨方法，包括以下步骤：
S1：工作人员利用切割机将硅棒切割为等厚度的晶圆片；
S2：工作人员对切割完成后的晶圆片外壁喷涂保护定位层，并等待保护定位层干燥；
S3：将保护定位层干燥后的晶圆片输送至晶圆打磨装置中，对其边缘进行打磨修正。
进一步的，保护定位层内部掺杂有红外反射颗粒，保护定位层采用水溶性凝胶制成。
进一步的，一种浮动式晶圆边缘打磨装置，包括上下两端对称设置的固定打磨台，固定打磨台上端设有溢液打磨桶，溢液打磨桶包括漫水桶，漫水桶上端设有溢水打磨环，漫水桶内侧壁开设有多个渗液孔，固定打磨台内部设有与渗液孔连通的进水管，溢液打磨桶中间滑动贯穿有夹持锥，夹持锥包括滑竿，固定打磨台内部设有与滑竿位置对应电机，电机输出端连接于滑竿，滑竿上端设有限位锥，限位锥上端中间开设有扫描定位槽，扫描定位槽内部设有红外扫描模块，限位锥上端开设有负压槽，限位锥内部设有集气腔，负压槽内壁开设有多个连通至集气腔内部的吸气孔，限位锥内部设有气泵，气泵连通于集气腔。
进一步的，还包括底座，底座上端设有固定环，固定环内侧壁开设有转动槽，转动槽内部设有电动转环，电动转环内侧壁上端设有上转动瓣，电动转环内侧壁下端设有下转动瓣。
进一步的，上端固定打磨台通过电动滑块滑动连接于上转动瓣下端，下端固定打磨台固定连接于下转动瓣上端。
进一步的，上转动瓣的横向长度不小于下转动瓣的横向长度的三倍。
进一步的，限位锥上端开设有微调环槽，微调环槽上端设有均压瓣，微调环槽内部开设有进液孔，进液孔通过液泵连接于外接水箱。
进一步的，微调环槽内部环形等距设有多个微调杆，微调杆上端连接于均压瓣，微调杆电性连接于外接控制模块。
进一步的，限位锥上端设有密接层，密接层上端开设有多个吸附槽，密接层采用硅胶材料制成。
进一步的，漫水桶通过电动升缩杆连接于固定打磨台上端，电动伸缩杆外部套设有弹簧，电动伸缩杆电性连接于外接控制模块。
有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本方案通过在晶圆片表面喷涂掺有红外反射颗粒的保护定位层，对晶圆片进行包裹，避免了在打磨边缘时，晶圆碎屑对晶圆片表面造成损伤，同时利用红外反射颗粒配合红外扫描模块对晶圆片建立坐标系找出中心点，配合负压槽产生负压对晶圆片进行吸附固定，减少了晶圆片的偏位，提高了打磨效果，利用夹持锥控制晶圆片缓慢靠近溢水打磨环对其边缘进行修整打磨，利用漫水桶中不断漫溢的水带走打磨下来的碎屑，有效避免了碎屑对晶圆片表面磨损，利用漫水桶上下运动使得晶圆片在液面上下浮动产生波浪，将碎屑向四周排挤，进一步提高了排出碎屑的效率。
（2）本方案中的保护定位层内部掺杂有红外反射颗粒，保护定位层采用水溶性凝胶制成，利用保护定位层中的红外反射颗粒可以在红外扫描模块的扫描下，对晶圆片建立立体坐标系，找出晶圆片的中心点，提高晶圆片在转动过程中的稳定性，利用水溶性凝胶可以对晶圆片进行保护，同时在水流的侵蚀下逐渐溶解，打磨完成后不需要对晶圆片进行多余的清洗，减少了流程步骤，提高了该装置的实用性。
（2）本方案中还包括底座，底座上端设有固定环，固定环内侧壁开设有转动槽，转动槽内部设有电动转环，电动转环内侧壁上端设有上转动瓣，电动转环内侧壁下端设有下转动瓣，上端固定打磨台通过电动滑块滑动连接于上转动瓣下端，下端固定打磨台固定连接于下转动瓣上端，利用电动转环带动上转动瓣和下转动瓣调换位置，使得晶圆片上下两侧壁均可以实现均匀打磨，保持了高效的排渣效率，同时避免了人工调转晶圆片的方向，减少了工作人员的工作量，提高了打磨效率。
（3）本方案中的上转动瓣的横向长度不小于下转动瓣的横向长度的三倍，利用上转动瓣的长度优势，使得上端的固定打磨台可以移出固定环的范围，吸取未打磨的晶圆片，放置打磨好的晶圆片，提高了工作的流畅性，提高了工作效率。
（4）本方案中的限位锥上端开设有微调环槽，微调环槽上端设有均压瓣，微调环槽内部开设有进液孔，进液孔通过液泵连接于外接水箱，利用液泵向微调环槽内部泵送液体，使得均压瓣膨胀抵触到晶圆片，有效吸收晶圆片打磨过程中产生的震动，减少了震动导致的晶圆片破损。
（5）本方案中的微调环槽内部环形等距设有多个微调杆，微调杆上端连接于均压瓣，微调杆电性连接于外接控制模块，利用微调杆推动晶圆片对其进行形态纠正，抵消了负压槽对晶圆片的吸附力造成的形态偏差。
（6）本方案中的限位锥上端设有密接层，密接层上端开设有多个吸附槽，密接层采用硅胶材料制成，利用密接层上的吸附槽增大了对晶圆片的吸附力，同时使得晶圆片受到的吸附力更加均匀。
（7）本方案中的漫水桶通过电动升缩杆连接于固定打磨台上端，电动伸缩杆外部套设有弹簧，电动伸缩杆电性连接于外接控制模块，利用电动伸缩杆使得漫水桶上下移动，形成更多的波浪，提高了排出碎屑的能力。
附图说明
图1为本发明的晶圆片爆炸图；
图2为本发明的主体结构示意图；
图3为本发明的主体结构爆炸图；
图4为本发明的夹持锥结构示意图；
图5为本发明的溢液打磨桶结构示意图；
图6为本发明的夹持锥爆炸图；
图7为本发明的主体结构在取料过程中的结构示意图；
图8为本发明的主体结构在反转过程结构示意图；
图9为本发明的溢液打磨桶和夹持锥在打磨过程中的剖视图。
图中标号说明：
1、晶圆片；11、保护定位层；2、底座；3、固定环；4、上转动瓣；5、下转动瓣；6、固定打磨台；7、溢液打磨桶；71、漫水桶；72、溢水打磨环；8、夹持锥；81、滑竿；82、限位锥；821、扫描定位槽；822、负压槽；83、均压瓣；84、微调杆；9、电动转环。
实施方式
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，本领域普通技术人员在没有做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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，可以是适配型号元件内部的连通。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。
实施例
请参阅图1，一种晶圆的打磨方法，包括以下步骤：
S1：工作人员利用切割机将硅棒切割为等厚度的晶圆片1；
S2：工作人员对切割完成后的晶圆片1外壁喷涂保护定位层11，并等待保护定位层11干燥；
S3：将保护定位层11干燥后的晶圆片1输送至晶圆打磨装置中，对其边缘进行打磨修正。
保护定位层11内部掺杂有红外反射颗粒，保护定位层11采用水溶性凝胶制成，利用保护定位层11中的红外反射颗粒可以在红外扫描模块的扫描下，对晶圆片1建立立体坐标系，找出晶圆片1的中心点，提高晶圆片1在转动过程中的稳定性，利用水溶性凝胶可以对晶圆片1进行保护，同时在水流的侵蚀下逐渐溶解，打磨完成后不需要对晶圆片1进行多余的清洗，减少了流程步骤，提高了该装置的实用性。
请参阅图2-5，一种浮动式晶圆边缘打磨装置，包括上下两端对称设置的固定打磨台6，固定打磨台6上端设有溢液打磨桶7，溢液打磨桶7包括漫水桶71，漫水桶71上端设有溢水打磨环72，漫水桶71内侧壁开设有多个渗液孔，固定打磨台6内部设有与渗液孔连通的进水管，溢液打磨桶7中间滑动贯穿有夹持锥8，夹持锥8包括滑竿81，固定打磨台6内部设有与滑竿81位置对应电机，电机输出端连接于滑竿81，滑竿81上端设有限位锥82，限位锥82上端中间开设有扫描定位槽821，扫描定位槽821内部设有红外扫描模块，限位锥82上端开设有负压槽822，限位锥82内部设有集气腔，负压槽822内壁开设有多个连通至集气腔内部的吸气孔，限位锥82内部设有气泵，气泵连通于集气腔。
请参阅图2-3，还包括底座2，底座2上端设有固定环3，固定环3内侧壁开设有转动槽，转动槽内部设有电动转环9，电动转环9内侧壁上端设有上转动瓣4，电动转环9内侧壁下端设有下转动瓣5，上端固定打磨台6通过电动滑块滑动连接于上转动瓣4下端，下端固定打磨台6固定连接于下转动瓣5上端，利用电动转环9带动上转动瓣4和下转动瓣5调换位置，使得晶圆片1上下两侧壁均可以实现均匀打磨，保持了高效的排渣效率，同时避免了人工调转晶圆片1的方向，减少了工作人员的工作量，提高了打磨效率。
上转动瓣4的横向长度不小于下转动瓣5的横向长度的三倍，利用上转动瓣4的长度优势，使得上端的固定打磨台6可以移出固定环3的范围，吸取未打磨的晶圆片1，放置打磨好的晶圆片1，提高了工作的流畅性，提高了工作效率。
请参阅图6，限位锥82上端开设有微调环槽，微调环槽上端设有均压瓣83，微调环槽内部开设有进液孔，进液孔通过液泵连接于外接水箱，利用液泵向微调环槽内部泵送液体，使得均压瓣83膨胀抵触到晶圆片1，有效吸收晶圆片1打磨过程中产生的震动，减少了震动导致的晶圆片1破损。
微调环槽内部环形等距设有多个微调杆84，微调杆84上端连接于均压瓣83，微调杆84电性连接于外接控制模块，利用微调杆84推动晶圆片1对其进行形态纠正，抵消了负压槽822对晶圆片1的吸附力造成的形态偏差。
限位锥82上端设有密接层，密接层上端开设有多个吸附槽，密接层采用硅胶材料制成，利用密接层上的吸附槽增大了对晶圆片1的吸附力，同时使得晶圆片1受到的吸附力更加均匀。
漫水桶71通过电动升缩杆连接于固定打磨台6上端，电动伸缩杆外部套设有弹簧，电动伸缩杆电性连接于外接控制模块，利用电动伸缩杆使得漫水桶71上下移动，形成更多的波浪，提高了排出碎屑的能力。
请参阅图7-9,工作人员在使用该装置对晶圆片1边缘进行打磨时，通过在晶圆片1表面喷涂掺有红外反射颗粒的保护定位层11，对晶圆片1进行包裹，避免了在打磨边缘时，晶圆碎屑对晶圆片1表面造成损伤，同时利用红外反射颗粒配合红外扫描模块对晶圆片1建立坐标系找出中心点，配合负压槽822产生负压对晶圆片1进行吸附固定，减少了晶圆片1的偏位，提高了打磨效果，利用夹持锥8控制晶圆片1缓慢靠近溢水打磨环72对其边缘进行修整打磨，利用漫水桶71中不断漫溢的水带走打磨下来的碎屑，有效避免了碎屑对晶圆片1表面磨损，利用漫水桶71上下运动使得晶圆片1在液面上下浮动产生波浪，将碎屑向四周排挤，进一步提高了排出碎屑的效率，对晶圆片1一侧打磨完成后控制电动转环9转动使得上转动瓣4和下转动瓣5调换位置，使得晶圆片1上下两侧壁均可以实现均匀打磨，保持了高效的排渣效率，同时避免了人工调转晶圆片1的方向，减少了工作人员的工作量，提高了打磨效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种浮动式晶圆边缘打磨方法，其特征在于：使用的浮动式晶圆边缘打磨装置包括上下两端对称设置的固定打磨台（6），所述固定打磨台（6）上端设有溢液打磨桶（7），所述溢液打磨桶（7）包括漫水桶（71），所述漫水桶（71）上端设有溢水打磨环（72），所述漫水桶（71）内侧壁开设有多个渗液孔，所述固定打磨台（6）内部设有与渗液孔连通的进水管，所述溢液打磨桶（7）中间滑动贯穿有夹持锥（8），所述夹持锥（8）包括滑竿（81），所述固定打磨台（6）内部设有与滑竿（81）位置对应电机，电机输出端连接于滑竿（81），所述滑竿（81）上端设有限位锥（82），所述限位锥（82）上端中间开设有扫描定位槽（821），所述扫描定位槽（821）内部设有红外扫描模块，所述限位锥（82）上端开设有负压槽（822），所述限位锥（82）内部设有集气腔，所述负压槽（822）内壁开设有多个连通至集气腔内部的吸气孔，所述限位锥（82）内部设有气泵，所述气泵连通于集气腔；
浮动式晶圆边缘打磨装置还包括底座（2），所述底座（2）上端设有固定环（3），所述固定环（3）内侧壁开设有转动槽，所述转动槽内部设有电动转环（9），所述电动转环（9）内侧壁上端设有上转动瓣（4），所述电动转环（9）内侧壁下端设有下转动瓣（5）；
浮动式晶圆边缘打磨方法包括以下步骤：
S1：工作人员利用切割机将硅棒切割为等厚度的晶圆片（1）；
S2：工作人员对切割完成后的晶圆片（1）外壁喷涂保护定位层（11），并等待保护定位层（11）干燥；
S3：将保护定位层（11）干燥后的晶圆片（1）输送至晶圆打磨装置中，对其边缘进行打磨修正。
2.根据权利要求1所述的一种浮动式晶圆边缘打磨方法，其特征在于：所述保护定位层（11）内部掺杂有红外反射颗粒，所述保护定位层（11）采用水溶性凝胶制成。
3.根据权利要求1所述的一种浮动式晶圆边缘打磨方法，其特征在于：上端所述固定打磨台（6）通过电动滑块滑动连接于上转动瓣（4）下端，下端所述固定打磨台（6）固定连接于下转动瓣（5）上端。
4.根据权利要求1所述的一种浮动式晶圆边缘打磨方法，其特征在于：所述上转动瓣（4）的横向长度不小于下转动瓣（5）的横向长度的三倍。
5.根据权利要求1所述的一种浮动式晶圆边缘打磨方法，其特征在于：所述限位锥（82）上端开设有微调环槽，所述微调环槽上端设有均压瓣（83），所述微调环槽内部开设有进液孔，所述进液孔通过液泵连接于外接水箱。
6.根据权利要求5所述的一种浮动式晶圆边缘打磨方法，其特征在于：所述微调环槽内部环形等距设有多个微调杆（84），所述微调杆（84）上端连接于均压瓣（83），所述微调杆（84）电性连接于外接控制模块。
7.根据权利要求1所述的一种浮动式晶圆边缘打磨方法，其特征在于：所述限位锥（82）上端设有密接层，所述密接层上端开设有多个吸附槽，所述密接层采用硅胶材料制成。
8.根据权利要求1所述的一种浮动式晶圆边缘打磨方法，其特征在于：所述漫水桶（71）通过电动升缩杆连接于固定打磨台（6）上端，电动伸缩杆外部套设有弹簧，电动伸缩杆电性连接于外接控制模块。
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