CN115319635B - 一种晶圆研磨设备及其工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶圆研磨设备及其工艺，包括内部呈环形阵列活动安装有用于对硅棒进行研磨加工的研磨组件，研磨组件包括内缘面顶部和底部均焊接固定有缓和组件的弧形条板，缓和组件包括一端焊接固定于弧形条板的侧板，侧板远离弧形条板的一端可拆卸安装有U型板，U型板远离侧板的一面顶部构造有延伸板，延伸板的上端面居中开设有矩形凹槽，且延伸板的上端面刻画有用于指示硅棒表面打磨量的刻度尺，矩形凹槽内居中焊接固定有定位轴，定位轴的外缘面上滑动安装有滑块，且定位轴的外缘面上套设有抵接于滑块并起到缓和减震作用的缓冲弹簧，该晶圆研磨设备及其工艺，结构合理，便于对硅棒研磨加工的同时提供缓和减震，实用性强。
Description
技术领域
本发明属于晶圆研磨设备技术领域，具体涉及一种晶圆研磨设备及其工艺。
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。晶圆的原始材料是硅，而地壳表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅矿石经由电弧炉提炼，盐酸氯化，并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅，其纯度高达99.999999999％。
目前晶圆的生产需要使用激光切割设备，将硅棒切割呈极薄的硅片，接着用光学和化学蚀刻的方法把电路、电子元器件做上去，形成晶圆，而对硅棒进行激光切割之前，其在运输的过程表面和端部容易产生磨损划痕，因此需要事先使用研磨设备对其表面进行研磨，使其表面平整。
现有的硅棒在研磨加工过程中，硅棒与研磨辊之间硬性接触，导致研磨时容易因受力不均而出现损坏，造成次品率的增加，且提高了生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种晶圆研磨设备及其工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案为：
一种晶圆研磨设备及其工艺，包括内部呈环形阵列活动安装有用于对硅棒进行研磨加工的研磨组件；
所述研磨组件包括内缘面顶部和底部均焊接固定有缓和组件的弧形条板，所述缓和组件包括一端焊接固定于弧形条板的侧板，所述侧板远离弧形条板的一端可拆卸安装有U型板，所述U型板远离侧板的一面顶部构造有延伸板；
所述延伸板的上端面居中开设有矩形凹槽，且延伸板的上端面刻画有用于指示硅棒表面打磨量的刻度尺，所述矩形凹槽内居中焊接固定有定位轴，所述定位轴的外缘面上滑动安装有滑块，且定位轴的外缘面上套设有抵接于滑块并起到缓和减震作用的缓冲弹簧，滑块的顶部构造有打磨结构。
进一步地，打磨结构包括构造于滑块顶部的连接臂，所述连接臂的一端构造有承载板，位于所述研磨组件内缘面顶部的侧板内开设有轴孔，且位于研磨组件内缘面顶部的侧板上端面居中固定安装有电动机二。
进一步地，设置于所述研磨组件内缘面底部的承载板下端面居中构造有长轴，所述电动机二通过电机轴连接有可旋转安装于两个缓和组件之间的研磨辊。
进一步地，所述延伸板上端面朝向U型板的一端居中等距开设有限位螺孔，所述U型板的上端面设置有一端可螺旋拧入限位螺孔内的限位螺栓。
进一步地，所述长轴的外缘面上可直线滑动安装有直线轴承，所述直线轴承的外缘面上固定安装有转轮。
进一步地，所述承装组件包括承装桶，所述承装桶的底部呈环形阵列开设有用于供长轴端部插入活动的条形通槽，且承装桶的内壁底部居中构造有环体，所述承装桶的底端构造有环形支撑板。
进一步地，所述承装桶的下端面居中固定安装有电动机一，所述电动机一通过电机轴连接有可旋转安装于环体内的转块，所述转块的外缘面上呈环形阵列构造有切面呈圆形并用于供转轮抵接滚动的弧形弯条。
进一步地，所述承装桶的内缘面上呈环形阵列构造有弧形凸板，所述弧形凸板的内缘面上居中开设有调节槽，所述调节槽内居中可旋转安装有螺纹轴，所述螺纹轴的外缘面上螺纹配合安装有调节块，所述调节块的一侧焊接固定于弧形条板。
一种晶圆研磨工艺，包括晶圆研磨设备，其特征在于，包括以下步骤：
S1、硅棒表面修整；
S2、硅棒施压研磨；
S3、硅棒错位打磨，
S1：硅棒放置于承装桶中呈环形阵列的研磨组件之间，使其外表面与研磨辊的表面相抵接，通过启动电动机二，由电动机二的电机驱动研磨辊旋转，通过研磨辊与硅棒表面的摩擦实现对硅棒表面的修整；
S2：通过启动电动机一，由电动机一的电机轴转动带动转块旋转，使得呈环形阵列构造于转块外缘面上的弧形弯条转动，通过转轮与其滚动抵接实现对呈环形阵列的研磨组件整体朝向硅棒收束，从而通过研磨辊对硅棒施压，实现施压打磨；
施压打磨过程中，硅棒对研磨辊施加反作用力，通过反作用力推动连接臂移动，使得滑块于定位轴外缘面滑动并使得缓冲弹簧受压形变，通过缓冲弹簧的形变实现硅棒加工过程中的缓和减震，且通过观察连接臂指向刻度尺的位置，可对硅棒打磨量进行大致判断；
S3：螺纹轴由外力驱动旋转，通过螺纹轴的旋转带动调节块移动，从而使得通过弧形条板焊接固定于调节块的研磨组件整体位置发生变化，使得呈环形阵列的研磨组件彼此错开，提升对硅棒的研磨效果。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：得益于承装桶、弧形条板、侧板、U型板、延伸板、矩形凹槽、刻度尺、定位轴、缓冲弹簧以及打磨结构的设置，在对硅棒进行打磨加工的同时，硅棒与打磨结构之间产生作用力与反作用力，反作用力作用于滑块，使得滑块于定位轴的外缘面上滑动，使得缓冲弹簧受压形变，通过缓冲弹簧的形变作用实现对硅棒打磨过程的缓和减震，即软性接触，有利于降低加工过程中硅棒因受力不均而损坏的情况出现；
得益于承装桶、条形通槽、环体、电动机一、转块、弧形弯条、长轴、直线轴承以及转轮的设置，通过启动电动机一，可使其电机轴转动带动转块旋转，带动弧形弯条旋转，使得呈环形阵列构造于转块外缘面上的弧形弯条转动，通过转轮与其滚动抵接实现对呈环形阵列的研磨组件整体朝向硅棒收束，从而通过研磨辊对硅棒施压，完成对硅棒表面的磨削，进一步使得表面平整，提升表面平整性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明承装组件与研磨组件的拆分示意图；
图3为本发明研磨组件的结构示意图；
图4为本发明缓和组件的结构示意图；
图5为本发明承装组件的剖视图。
图中：1、承装组件；101、承装桶；102、弧形凸板；103、环形支撑板；104、条形通槽；105、环体；106、电动机一；107、转块；108、弧形弯条；109、调节槽；110、螺纹轴；2、调节块；3、研磨组件；301、弧形条板；302、电动机二；303、研磨辊；304、长轴；305、直线轴承；306、转轮；4、缓和组件；401、侧板；402、U型板；403、限位螺栓；404、延伸板；405、矩形凹槽；406、刻度尺；407、定位轴；408、缓冲弹簧；409、连接臂；410、承载板；411、轴孔。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1图4所示，该晶圆研磨设备及其工艺，包括内部呈环形阵列活动安装有用于对硅棒进行研磨加工的研磨组件3，所述研磨组件3包括内缘面顶部和底部均焊接固定有缓和组件4的弧形条板301，所述缓和组件4包括一端焊接固定于弧形条板301的侧板401，所述侧板401远离弧形条板301的一端可拆卸安装有U型板402，所述U型板402远离侧板401的一面顶部构造有延伸板404，所述延伸板404的上端面居中开设有矩形凹槽405，且延伸板404的上端面刻画有用于指示硅棒表面打磨量的刻度尺406，所述矩形凹槽405内居中焊接固定有定位轴407，所述定位轴407的外缘面上滑动安装有滑块，且定位轴407的外缘面上套设有抵接于滑块并起到缓和减震作用的缓冲弹簧408，滑块的顶部构造有打磨结构，得益于承装桶101、弧形条板301、侧板401、U型板402、延伸板404、矩形凹槽405、刻度尺406、定位轴407、缓冲弹簧408以及打磨结构的设置，在对硅棒进行打磨加工的同时，硅棒与打磨结构之间产生作用力与反作用力，反作用力作用于滑块，使得滑块于定位轴407的外缘面上滑动，使得缓冲弹簧408受压形变，通过缓冲弹簧408的形变作用实现对硅棒打磨过程的缓和减震，即软性接触，有利于降低加工过程中硅棒因受力不均而损坏的情况出现。
如图3和图4所示，打磨结构包括构造于滑块顶部的连接臂409，所述连接臂409的一端构造有承载板410，位于所述研磨组件3内缘面顶部的侧板401内开设有轴孔411，且位于研磨组件3内缘面顶部的侧板401上端面居中固定安装有电动机二302，设置于所述研磨组件3内缘面底部的承载板410下端面居中构造有长轴304，所述电动机二302通过电机轴连接有可旋转安装于两个缓和组件4之间的研磨辊303。
如图3和图4所示，所述延伸板404上端面朝向U型板402的一端居中等距开设有限位螺孔，所述U型板402的上端面设置有一端可螺旋拧入限位螺孔内的限位螺栓403，具体实施时，可通过限位螺栓403与限位螺孔的配合对U型板402的伸出长度进行调节，适应不同尺寸的硅棒。
如图3所示，所述长轴304的外缘面上可直线滑动安装有直线轴承305，所述直线轴承305的外缘面上固定安装有转轮306。
如图1、图2、图3和图5所示，所述承装组件1包括承装桶101，所述承装桶101的底部呈环形阵列开设有用于供长轴304端部插入活动的条形通槽104，且承装桶101的内壁底部居中构造有环体105，所述承装桶101的底端构造有环形支撑板103，所述承装桶101的下端面居中固定安装有电动机一106，所述电动机一106通过电机轴连接有可旋转安装于环体105内的转块107，所述转块107的外缘面上呈环形阵列构造有切面呈圆形并用于供转轮306抵接滚动的弧形弯条108，具体实施时，转块107与弧形弯条108之间设置有单向旋转结构，即转块107可在单一方向上带动弧形弯条108旋转，相反方向转块107与弧形弯条108之间可相对旋转，得益于承装桶101、条形通槽104、环体105、电动机一106、转块107、弧形弯条108、长轴304、直线轴承305以及转轮306的设置，通过启动电动机一106，可使其电机轴转动带动转块107旋转，带动弧形弯条108旋转，使得呈环形阵列构造于转块107外缘面上的弧形弯条108转动，通过转轮306与其滚动抵接实现对呈环形阵列的研磨组件3整体朝向硅棒收束，从而通过研磨辊303对硅棒施压，完成对硅棒表面的磨削，进一步使得表面平整，提升表面平整性。
如图2、图3和图5所示，所述承装桶101的内缘面上呈环形阵列构造有弧形凸板102，所述弧形凸板102的内缘面上居中开设有调节槽109，所述调节槽109内居中可旋转安装有螺纹轴110，具体实施时，螺纹轴110可由外力驱动旋转，外力驱动方式可选择电机驱动，所述螺纹轴110的外缘面上螺纹配合安装有调节块2，所述调节块2的一侧焊接固定于弧形条板301。
一种晶圆研磨工艺，包括晶圆研磨设备，其特征在于，包括以下步骤：
S1、硅棒表面修整；
S2、硅棒施压研磨；
S3、硅棒错位打磨，
S1：硅棒放置于承装桶101中呈环形阵列的研磨组件3之间，使其外表面与研磨辊303的表面相抵接，通过启动电动机二302，由电动机二302的电机驱动研磨辊303旋转，通过研磨辊303与硅棒表面的摩擦实现对硅棒表面的修整；
S2：通过启动电动机一106，由电动机一106的电机轴转动带动转块107旋转，使得呈环形阵列构造于转块107外缘面上的弧形弯条108转动，通过转轮306与其滚动抵接实现对呈环形阵列的研磨组件3整体朝向硅棒收束，从而通过研磨辊303对硅棒施压，实现施压打磨；
施压打磨过程中，硅棒对研磨辊303施加反作用力，通过反作用力推动连接臂409移动，使得滑块于定位轴407外缘面滑动并使得缓冲弹簧408受压形变，通过缓冲弹簧408的形变实现硅棒加工过程中的缓和减震，且通过观察连接臂409指向刻度尺406的位置，可对硅棒打磨量进行大致判断；
S3：螺纹轴110由外力驱动旋转，通过螺纹轴110的旋转带动调节块2移动，从而使得通过弧形条板301焊接固定于调节块2的研磨组件3整体位置发生变化，使得呈环形阵列的研磨组件3彼此错开，提升对硅棒的研磨效果。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。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；
上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种晶圆研磨设备，包括内部呈环形阵列活动安装有用于对硅棒进行研磨加工的研磨组件（3）和承装组件（1）；
其特征在于：所述研磨组件（3）包括内缘面顶部和底部均焊接固定有缓和组件（4）的弧形条板（301），所述缓和组件（4）包括一端焊接固定于弧形条板（301）的侧板（401），所述侧板（401）远离弧形条板（301）的一端可拆卸安装有U型板（402），所述U型板（402）远离侧板（401）的一面顶部构造有延伸板（404）；
所述延伸板（404）的上端面居中开设有矩形凹槽（405），且延伸板（404）的上端面刻画有用于指示硅棒表面打磨量的刻度尺（406），所述矩形凹槽（405）内居中焊接固定有定位轴（407），所述定位轴（407）的外缘面上滑动安装有滑块，且定位轴（407）的外缘面上套设有抵接于滑块并起到缓和减震作用的缓冲弹簧（408），滑块的顶部构造有打磨结构；
打磨结构包括构造于滑块顶部的连接臂（409），所述连接臂（409）的一端构造有承载板（410），位于所述研磨组件（3）内缘面顶部的侧板（401）内开设有轴孔（411），且位于研磨组件（3）内缘面顶部的侧板（401）上端面居中固定安装有电动机二（302）；
所述承装组件（1）包括承装桶（101），所述承装桶（101）的底部呈环形阵列开设有用于供长轴（304）端部插入活动的条形通槽（104），且承装桶（101）的内壁底部居中构造有环体（105），所述承装桶（101）的底端构造有环形支撑板（103）；
所述承装桶（101）的下端面居中固定安装有电动机一（106），所述电动机一（106）通过电机轴连接有可旋转安装于环体（105）内的转块（107），所述转块（107）的外缘面上呈环形阵列构造有切面呈圆形并用于供转轮（306）抵接滚动的弧形弯条（108）；
所述承装桶（101）的内缘面上呈环形阵列构造有弧形凸板（102），所述弧形凸板（102）的内缘面上居中开设有调节槽（109），所述调节槽（109）内居中可旋转安装有螺纹轴（110），所述螺纹轴（110）的外缘面上螺纹配合安装有调节块（2），所述调节块（2）的一侧焊接固定于弧形条板（301）。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆研磨设备，其特征在于：设置于所述研磨组件（3）内缘面底部的承载板（410）下端面居中构造有长轴（304），所述电动机二（302）通过电机轴连接有可旋转安装于两个缓和组件（4）之间的研磨辊（303）。
3.根据权利要求2所述的一种晶圆研磨设备，其特征在于：所述延伸板（404）上端面朝向U型板（402）的一端居中等距开设有限位螺孔，所述U型板（402）的上端面设置有一端可螺旋拧入限位螺孔内的限位螺栓（403）。
4.根据权利要求3所述的一种晶圆研磨设备，其特征在于：所述长轴（304）的外缘面上可直线滑动安装有直线轴承（305），所述直线轴承（305）的外缘面上固定安装有转轮（306）。
5.一种晶圆研磨工艺，其包括如权利要求1-4任一项所述的晶圆研磨设备，其特征在于，包括以下步骤：
S1、硅棒表面修整；
S2、硅棒施压研磨；
S3、硅棒错位打磨，
S1：硅棒放置于承装桶（101）中呈环形阵列的研磨组件（3）之间，使其外表面与研磨辊（303）的表面相抵接，通过启动电动机二（302），由电动机二（302）的电机驱动研磨辊（303）旋转，通过研磨辊（303）与硅棒表面的摩擦实现对硅棒表面的修整；
S2：通过启动电动机一（106），由电动机一（106）的电机轴转动带动转块（107）旋转，使得呈环形阵列构造于转块（107）外缘面上的弧形弯条（108）转动，通过转轮（306）与其滚动抵接实现对呈环形阵列的研磨组件（3）整体朝向硅棒收束，从而通过研磨辊（303）对硅棒施压，实现施压打磨；
施压打磨过程中，硅棒对研磨辊（303）施加反作用力，通过反作用力推动连接臂（409）移动，使得滑块于定位轴（407）外缘面滑动并使得缓冲弹簧（408）受压形变，通过缓冲弹簧（408）的形变实现硅棒加工过程中的缓和减震，且通过观察连接臂（409）指向刻度尺（406）的位置，可对硅棒打磨量进行大致判断；
S3：螺纹轴（110）由外力驱动旋转，通过螺纹轴（110）的旋转带动调节块（2）移动，从而使得通过弧形条板（301）焊接固定于调节块（2）的研磨组件（3）整体位置发生变化，使得呈环形阵列的研磨组件（3）彼此错开，提升对硅棒的研磨效果。
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Denomination of invention: A wafer grinding equipment and its process Granted publication date: 20240405 Pledgee: Zhejiang Tongxiang Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Zhouquan Branch Pledgor: Zhejiang ruizhaoxin Semiconductor Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2024980030561 |