CN115431164A - 一种电子控制晶圆平整度加工化学机械研磨设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体制造的技术领域，特别是涉及一种电子控制晶圆平整度加工化学机械研磨设备，其提高研磨效率，增加晶圆研磨精度；包括操作台，操作台上设置有支撑柱，支撑柱上转动安装有摆动梁，摆动梁上设置有长槽孔，摆动梁转动安装使研磨加工区调节，摆动梁转动设置有安装座，安装座上转动设置有多组安装轴，安装座使多组安装轴与摆动梁转动安装，安装轴上同轴设置有研磨块。

Description

一种电子控制晶圆平整度加工化学机械研磨设备

技术领域

本发明涉及半导体制造的技术领域，特别是涉及一种电子控制晶圆平整度加工化学机械研磨设备。

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；晶圆在加工过程中需要用到化学机械研磨设备，其作用是将晶圆表面抛光以及平坦化处理。

现有设备研磨中存在如下问题：研磨过程中，工作人员将晶圆吸附在放置盘上，但此设备的放置盘一般吸附一块晶圆，每次加工仅对一块晶圆，使得其工作效率低；当对多块晶圆进行加工时，晶圆的厚度不同，放置盘将出现不能和晶圆呈竖直的可能性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电子控制晶圆平整度加工化学机械研磨设备，从而有效解决背景技术中所指出的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：。

一种电子控制晶圆平整度加工化学机械研磨设备，包括操作台，操作台上设置有支撑柱，支撑柱上转动安装有摆动梁，摆动梁上设置有长槽孔，摆动梁转动安装使研磨加工区调节，摆动梁转动设置有安装座，安装座上转动设置有多组安装轴，安装座使多组安装轴与摆动梁转动安装，安装轴上同轴设置有研磨块。

进一步地，还包括传动轴，传动轴与支撑柱转动连接，传动轴上同轴设置有主动链轮，安装座内部同轴转动设置有支撑轴，支撑轴上同轴设置有第一齿轮，安装轴上同轴设置有第二齿轮，第一齿轮与多组第二齿轮啮合连接，支撑轴上同轴设置有从动链轮，支撑轴使第一齿轮和从动链轮同轴安装且与安装座转动连接，主动链轮与从动链轮通过链条啮合连接，链条和主动链轮与从动链轮啮合使传动轴同步带动支撑轴转动。

进一步地，还包括第三齿轮，第三齿轮同轴安装在传动轴上，操作台上转动安装有驱动轴，驱动轴上同轴设置有第四齿轮，第四齿轮与第三齿轮啮合连接，驱动轴上同轴设置有传动轮，传动轮上设置有定位柱，操作台上转动设置有曲轴，曲轴与摆动梁长槽孔滑动连接，曲轴转动与摆动梁长槽孔配合使多组研磨块加工区进行调节，曲轴上同轴设置有联动齿轮，联动齿轮上设置有传动杆，传动轮与联动齿轮配合连接；

所述传动轮上设置有凹槽，其凹槽处设置有齿牙，所述联动齿轮设置有弧形槽，联动齿轮弧形槽与传动轮滑动连接，传动轮齿牙与联动齿轮外齿啮合连接，其传动轮与联动齿轮弧形槽滑动连接时联动齿轮带动曲轴处于锁止状态，传动轮与联动齿轮啮合传动时驱动轴同步带动曲轴转动。

进一步地，还包括联动轴，联动轴转动安装在摆动梁上，联动轴上同轴设置有第五齿轮，安装座上同轴设置有第六齿轮，第五齿轮与第六齿轮啮合连接，联动轴上同轴设置有传动链轮，联动轴使第五齿轮与传动链轮同轴安装且与摆动梁转动连接，传动链轮与链条啮合连接。

进一步地，还包括滑套，两组滑套对称安装在操作台空腔内部，滑套内腔中滑动设置有定位柱，定位柱两端分别设置有摆动框和摆放盘，摆动框位于操作台空腔内部，摆动框上设置有内槽，摆放盘上设置有多组安装孔。

进一步地，还包括主动轮，主动轮转动安装在操作台空腔内部，主动轮上设置有两组安装梁，两组安装梁之间对称设置有传导轴，传导轴与摆动框内槽滑动连接，主动轮上同轴设置有蜗轮。

进一步地，还包括支撑架和扇形锥齿轮，支撑架安装在操作台空腔内部，支撑架上转动设置有蜗杆，蜗杆与蜗轮啮合连接，蜗杆上同轴设置有第七齿轮，支撑架上滑动设置有联动框，联动框上安装有直齿条，直齿条与第七齿轮啮合连接，支撑架上设置有固定座，固定座上转动设置有锥齿轮，锥齿轮上同轴设置有偏心块，偏心块与联动框槽腔滑动连接，扇形锥齿轮同轴安装在驱动轴，扇形锥齿轮与锥齿轮啮合连接。

进一步地，还包括驱动电机，驱动电机安装在操作台空腔内部，驱动电机输出端与传动轴同轴连接。

进一步地，还包括摆动梁上分别安装有锥齿轮和偏心块，主动链轮、从动链轮、链条和传动链轮均位于锥齿轮内部，第一齿轮、第二齿轮、第五齿轮和第六齿轮位于偏心块内部。

进一步地，还包括操作台顶端设置有扇形锥齿轮，传动轮和联动齿轮位于扇形锥齿轮内部。

采用上述技术方案后，本发明的有益效果是：便于研磨完成的晶圆进行拆装更换，降低常规设备停机拆装对加工效率的影响，提高研磨效率，增加晶圆研磨精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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的附图。

图1是本发明的正视结构示意图；

图2是本发明的轴侧结构示意图；

图3是本发明的内部结构示意图；

图4是本发明的剖视结构示意图；

图5是第五齿轮和第六齿轮啮合放大结构示意图；

图6是本发明的俯视结构示意图；

附图中标记：1、操作台；2、支撑柱；3、摆动梁；4、安装座； 5、安装轴；6、研磨块；7、传动轴；8、主动链轮；9、支撑轴；10、第一齿轮；11、第二齿轮；12、从动链轮；13、链条；14、第三齿轮； 15、驱动轴；16、第四齿轮；17、传动轮；18、曲轴；19、联动齿轮； 20、联动轴；21、第五齿轮；22、第六齿轮；23、传动链轮；24、滑套；25、定位柱；26、摆动框；27、摆放盘；28、主动轮；29、安装梁；30、传导轴；31、蜗轮；32、支撑架；33、蜗杆；34、第七齿轮； 35、联动框；36、直齿条；37、固定座；38、锥齿轮；39、偏心块； 40、扇形锥齿轮；41、驱动电机；42、链轮罩；43、齿轮箱；44、防护箱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的一种太阳能电池板玻璃组件装框用自动输送设备，以上所述所有部件的安装方式、连接方式或设置方式均为常见机械方式，并且其所有部件的具体结构、型号和系数指标均为其自带技术，只要能够达成其有益效果的均可进行实施，故不在多加赘述。

本发明的一种太阳能电池板玻璃组件装框用自动输送设备，在未作相反说明的情况下，“上下左右、前后内外以及垂直水平”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制，与此同时，“第一”、“第二”和“第三”等数列名词不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分，而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

如图1至图6所示，一种电子控制晶圆平整度加工化学机械研磨设备，包括操作台1，操作台1上设置有支撑柱2，支撑柱2上转动安装有摆动梁3，摆动梁3上设置有长槽孔，摆动梁3转动安装使研磨加工区调节，摆动梁3转动设置有安装座4，安装座4上转动设置有多组安装轴5，安装座4使多组安装轴5与摆动梁3转动安装，安装轴5上同轴设置有研磨块6；

在使用过程中，通过支撑柱2转动摆动梁3转动支撑在操作台1顶端，通过安装座4使多组安装轴5与摆动梁3转动连接，通过安装轴5 使研磨块6转动安装在安装座4上，首先多组研磨块6转动对晶圆进行研磨，之后安装座4带动多组研磨块6公转使研磨过程位置不断变动，然后摆动梁3带动多组研磨块6工作位置移动后使研磨区进行调节，通过设置多组研磨块6使装置同时对多个晶圆进行研磨，通过安装座4 带动多个研磨块6公转对晶圆研磨使多组晶圆的加工尺寸精度相同，便于研磨完成的晶圆进行拆装更换，降低常规设备停机拆装对加工效率的影响，提高研磨效率，增加晶圆研磨精度。

作为上述实施例的优选，还包括传动轴7，传动轴7与支撑柱2转动连接，传动轴7上同轴设置有主动链轮8，安装座4内部同轴转动设置有支撑轴9，支撑轴9上同轴设置有第一齿轮10，安装轴5上同轴设置有第二齿轮11，第一齿轮10与多组第二齿轮11啮合连接，支撑轴9 上同轴设置有从动链轮12，支撑轴9使第一齿轮10和从动链轮12同轴安装且与安装座4转动连接，主动链轮8与从动链轮12通过链条13啮合连接，链条13和主动链轮8与从动链轮12啮合使传动轴7同步带动支撑轴9转动；

在使用过程中，通过支撑轴9与安装座4转动连接使支撑轴9和安装座4可独立进行转动，通过支撑轴9使从动链轮12与第一齿轮10同轴安装且与安装座4转动连接，首先传动轴7带动主动链轮8转动，之后主动链轮8经链条13带动从动链轮12进行转动，然后从动链轮12带动支撑轴9底端第一齿轮10转动，之后第一齿轮10与多组第二齿轮11啮合安装轴5带动研磨块6自转。

作为上述实施例的优选，还包括第三齿轮14，第三齿轮14同轴安装在传动轴7上，操作台1上转动安装有驱动轴15，驱动轴15上同轴设置有第四齿轮16，第四齿轮16与第三齿轮14啮合连接，驱动轴15上同轴设置有传动轮17，传动轮17上设置有定位柱，操作台1上转动设置有曲轴18，曲轴18与摆动梁3长槽孔滑动连接，曲轴18转动与摆动梁3 长槽孔配合使多组研磨块6加工区进行调节，曲轴18上同轴设置有联动齿轮19，联动齿轮19上设置有传动杆，传动轮17与联动齿轮19配合连接；

所述传动轮17上设置有凹槽，其凹槽处设置有齿牙，所述联动齿轮19设置有弧形槽，联动齿轮19弧形槽与传动轮17滑动连接，传动轮 17齿牙与联动齿轮19外齿啮合连接，其传动轮17与联动齿轮19弧形槽滑动连接时联动齿轮19带动曲轴18处于锁止状态，传动轮17与联动齿轮19啮合传动时驱动轴15同步带动曲轴18转动；

在使用过程中，通过第三齿轮14和第四齿轮16啮合使传动轴7与驱动轴15同步转动连接，通过传动轮17和联动齿轮19配合使驱动轴15 与曲轴18间歇性传动连接，首先传动轴7带动第三齿轮14转动与第四齿轮16啮合带动驱动轴15转动，之后驱动轴15带动传动轮17转动，然后当传动轮17与联动齿轮19弧形槽滑动连接时曲轴18处于锁止状态，此时研磨块6处于研磨状态，之后传动轮17继续转动当传动轮17齿牙与联动齿轮19啮合连接时带动曲轴18转动，然后曲轴18转动与摆动梁 3长槽孔滑动连接使摆动梁3带动研磨块6工作位置变动。

作为上述实施例的优选，还包括联动轴20，联动轴20转动安装在摆动梁3上，联动轴20上同轴设置有第五齿轮21，安装座4上同轴设置有第六齿轮22，第五齿轮21与第六齿轮22啮合连接，联动轴20上同轴设置有传动链轮23，联动轴20使第五齿轮21与传动链轮23同轴安装且与摆动梁3转动连接，传动链轮23与链条13啮合连接；

在使用过程中，通过联动轴20使第五齿轮21与传动链轮23同轴安装且与摆动梁3转动连接，首先链条13与传动链轮23啮合带动联动轴 20转动，之后联动轴20带动第五齿轮21转动与第六齿轮22啮合带动安装座4转动，然后安装座4带动多组研磨块6进行公转。

作为上述实施例的优选，还包括滑套24，两组滑套24对称安装在操作台1空腔内部，滑套24内腔中滑动设置有定位柱25，定位柱25两端分别设置有摆动框26和摆放盘27，摆动框26位于操作台1空腔内部，摆动框26上设置有内槽，摆放盘27上设置有多组安装孔；

在使用过程中，通过定位柱25使摆动框26与摆放盘27配合连接，通过滑套24与定位柱25滑动连接使摆放盘27升降轨迹进行限位，通过摆放盘27使晶圆进行定位摆放，通过传动轴7工作位置移动使摆动梁3 带动研磨块6摆动过程中防止发生碰撞，首先将晶圆放置在传动轴7 安装孔内部并启动驱动电机41将晶圆固定，之后当摆动梁3带动研磨块6摆动停止后，对应位置摆放盘27带动晶圆位置上升经研磨块6进行研磨即可。

作为上述实施例的优选，还包括主动轮28，主动轮28转动安装在操作台1空腔内部，主动轮28上设置有两组安装梁29，两组安装梁29 之间对称设置有传导轴30，传导轴30与摆动框26内槽滑动连接，主动轮28上同轴设置有蜗轮31；

在使用过程中，通过主动轮28使两组安装梁29转动支撑在操作台 1空腔内部，通过主动轮28带动安装梁29上的传导轴30转动与摆动框 26内槽滑动使两组摆放盘27工作位置进行同步逆向调节，首先蜗轮31 带动主动轮28转动，之后主动轮28带动两组安装梁29上的传导轴30 转动，然后传导轴30与摆动框26内腔滑动使两组摆放盘27带动晶圆位置移动。

作为上述实施例的优选，还包括支撑架32和扇形锥齿轮40，支撑架32安装在操作台1空腔内部，支撑架32上转动设置有蜗杆33，蜗杆 33与蜗轮31啮合连接，蜗杆33上同轴设置有第七齿轮34，支撑架32 上滑动设置有联动框35，联动框35上安装有直齿条36，直齿条36与第七齿轮34啮合连接，支撑架32上设置有固定座37，固定座37上转动设置有锥齿轮38，锥齿轮38上同轴设置有偏心块39，偏心块39与联动框 35槽腔滑动连接，扇形锥齿轮40同轴安装在驱动轴15，扇形锥齿轮40 与锥齿轮38啮合连接；

在使用过程中，通过支撑架32使蜗杆33转动支撑在操作台1空腔内部，通过扇形锥齿轮40使驱动轴15与锥齿轮38间歇性连接，首先驱动轴15带动扇形锥齿轮40转动，之后扇形锥齿轮40与锥齿轮38啮合带动偏心块39转动，然后偏心块39转动与联动框35槽腔滑动连接带动直齿条36摆动，之后直齿条36移动与第七齿轮34啮合使蜗杆33提供转动动力，然后蜗杆33与蜗轮31啮合带动主动轮28转动，通过蜗杆33和蜗轮31啮合使装置传动具有自锁功能。

作为上述实施例的优选，还包括驱动电机41，驱动电机41安装在操作台1空腔内部，驱动电机41输出端与传动轴7同轴连接；

在使用过程中，首先驱动电机41启动带动传动轴7转动，之后通过链条13分别与主动链轮8、支撑轴9和从动链轮12啮合带动支撑轴9 和联动轴20转动，然后第一齿轮10和第二齿轮11啮合带动安装轴5上的研磨块6自转，之后第五齿轮21和第六齿轮22啮合带动安装座4转动使多组研磨块6进行公转，同时第三齿轮14与第四齿轮16啮合带动驱动轴15转动，之后传动轮17齿牙与联动齿轮19啮合时带动曲轴18转动，然后曲轴18与摆动梁3长槽孔滑动使研磨块6工作位置进行调节，调节完成后传动轮17继续转动与联动齿轮19弧形槽连接，此时曲轴18 处于静止转台，然后扇形锥齿轮40与锥齿轮38啮合带动偏心块39转动，之后偏心块39与联动框35槽腔滑动带动直齿条36移动，然后直齿条36与第七齿轮34啮合带动蜗杆33转动，之后蜗杆33与蜗轮31啮合带动主动轮28转动，然后主动轮28带动安装梁29上的传导轴30转动，之后传导轴30与摆动框26配合使研磨块6底端的摆放盘27上的晶圆进行向上移动，研磨块6进行研磨即可。

作为上述实施例的优选，还包括摆动梁3上分别安装有链轮罩42 和齿轮箱43，主动链轮8、从动链轮12、链条13和传动链轮23均位于链轮罩42内部，第一齿轮10、第二齿轮11、第五齿轮21和第六齿轮22 位于齿轮箱43内部；

在使用过程中，通过链轮罩42使主动链轮8、从动链轮12、链条 13和传动链轮23进行防尘保护，提高装置传动精度，增加装置工作安全性。

作为上述实施例的优选，还包括操作台1顶端设置有防护箱44，传动轮17和联动齿轮19位于防护箱44内部；

在使用过程中，通过防护箱44使驱动轴15和联动齿轮19啮合进行防尘保护，防止按摩灰尘对传动精度的影响，增加装置传动稳定性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电子控制晶圆平整度加工化学机械研磨设备，其特征在于，包括操作台(1)，所述操作台(1)上设置有支撑柱(2)，所述支撑柱(2)上转动安装有摆动梁(3)，所述摆动梁(3)上设置有长槽孔，所述摆动梁(3)转动安装使研磨加工区调节，所述摆动梁(3)转动设置有安装座(4)，所述安装座(4)上转动设置有多组安装轴(5)，所述安装座(4)使多组安装轴(5)与摆动梁(3)转动安装，所述安装轴(5)上同轴设置有研磨块(6)。

2.如权利要求1所述的一种电子控制晶圆平整度加工化学机械研磨设备，其特征在于，还包括传动轴(7)，所述传动轴(7)与支撑柱(2)转动连接，所述传动轴(7)上同轴设置有主动链轮(8)，所述安装座(4)内部同轴转动设置有支撑轴(9)，所述支撑轴(9)上同轴设置有第一齿轮(10)，所述安装轴(5)上同轴设置有第二齿轮(11)，所述第一齿轮(10)与多组第二齿轮(11)啮合连接，所述支撑轴(9)上同轴设置有从动链轮(12)，所述支撑轴(9)使第一齿轮(10)和从动链轮(12)同轴安装且与安装座(4)转动连接，所述主动链轮(8)与从动链轮(12)通过链条(13)啮合连接，所述链条(13)和主动链轮(8)与从动链轮(12)啮合使传动轴(7)同步带动支撑轴(9)转动。

3.如权利要求2所述的一种电子控制晶圆平整度加工化学机械研磨设备，其特征在于，还包括第三齿轮(14)，所述第三齿轮(14)同轴安装在传动轴(7)上，所述操作台(1)上转动安装有驱动轴(15)，所述驱动轴(15)上同轴设置有第四齿轮(16)，所述第四齿轮(16)与第三齿轮(14)啮合连接，所述驱动轴(15)上同轴设置有传动轮(17)，所述传动轮(17)上设置有定位柱，所述操作台(1)上转动设置有曲轴(18)，所述曲轴(18)与摆动梁(3)长槽孔滑动连接，所述曲轴(18)转动与摆动梁(3)长槽孔配合使多组研磨块(6)加工区进行调节，所述曲轴(18)上同轴设置有联动齿轮(19)，所述联动齿轮(19)上设置有传动杆，所述传动轮(17)与联动齿轮(19)配合连接；

所述传动轮(17)上设置有凹槽，所述凹槽处设置有齿牙，所述联动齿轮(19)设置有弧形槽，所述联动齿轮(19)弧形槽与传动轮(17)滑动连接，所述传动轮(17)齿牙与联动齿轮(19)外齿啮合连接，所述传动轮(17)与联动齿轮(19)弧形槽滑动连接时联动齿轮(19)带动曲轴(18)处于锁止状态，所述传动轮(17)与联动齿轮(19)啮合传动时驱动轴(15)同步带动曲轴(18)转动。

4.如权利要求1所述的一种电子控制晶圆平整度加工化学机械研磨设备，其特征在于，还包括联动轴(20)，所述联动轴(20)转动安装在摆动梁(3)上，所述联动轴(20)上同轴设置有第五齿轮(21)，所述安装座(4)上同轴设置有第六齿轮(22)，所述第五齿轮(21)与第六齿轮(22)啮合连接，所述联动轴(20)上同轴设置有传动链轮(23)，所述联动轴(20)使第五齿轮(21)与传动链轮(23)同轴安装且与摆动梁(3)转动连接，所述传动链轮(23)与链条(13)啮合连接。

5.如权利要求1所述的一种电子控制晶圆平整度加工化学机械研磨设备，其特征在于，还包括滑套(24)，两组所述滑套(24)对称安装在操作台(1)空腔内部，所述滑套(24)内腔中滑动设置有定位柱(25)，所述定位柱(25)两端分别设置有摆动框(26)和摆放盘(27)，所述摆动框(26)位于操作台(1)空腔内部，所述摆动框(26)上设置有内槽，所述摆放盘(27)上设置有多组安装孔。

6.如权利要求1所述的一种电子控制晶圆平整度加工化学机械研磨设备，其特征在于，还包括主动轮(28)，所述主动轮(28)转动安装在操作台(1)空腔内部，所述主动轮(28)上设置有两组安装梁(29)，所述两组安装梁(29)之间对称设置有传导轴(30)，所述传导轴(30)与摆动框(26)内槽滑动连接，所述主动轮(28)上同轴设置有蜗轮(31)。

7.如权利要求6所述的一种电子控制晶圆平整度加工化学机械研磨设备，其特征在于，还包括支撑架(32)和扇形锥齿轮(40)，所述支撑架(32)安装在操作台(1)空腔内部，所述支撑架(32)上转动设置有蜗杆(33)，所述蜗杆(33)与蜗轮(31)啮合连接，所述蜗杆(33)上同轴设置有第七齿轮(34)，所述支撑架(32)上滑动设置有联动框(35)，所述联动框(35)上安装有直齿条(36)，所述直齿条(36)与第七齿轮(34)啮合连接，所述支撑架(32)上设置有固定座(37)，所述固定座(37)上转动设置有锥齿轮(38)，所述锥齿轮(38)上同轴设置有偏心块(39)，所述偏心块(39)与联动框(35)槽腔滑动连接，所述扇形锥齿轮(40)同轴安装在驱动轴(15)，所述扇形锥齿轮(40)与锥齿轮(38)啮合连接。

8.如权利要求1所述的一种电子控制晶圆平整度加工化学机械研磨设备，其特征在于，还包括驱动电机(41)，所述驱动电机(41)安装在操作台(1)空腔内部，所述驱动电机(41)输出端与传动轴(7)同轴连接。

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