CN116652725A - 一种晶圆研磨抛光设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶圆研磨抛光设备，涉及晶圆研磨抛光技术领域，包括底座，所述底座的顶部固定连接有连接臂，且连接臂的另一端固定连接有顶架，顶架的底部固定连接有液压缸二，液压缸二的输出端固定连接有升降板。本发明公开的一种晶圆研磨抛光设备具有在通过研磨垫对旋转中的晶圆进行研磨抛光操作时，启动吸附泵和电机一，吸附泵通过环形吸附管上的吸附孔对研磨抛光产生的碎屑进行收集，同时，电机一带动各个粘辊在一定范围内旋转，从而实现碎屑的二次收集，确保研磨垫研磨抛光过程中，不会因碎屑的存在对晶圆造成损伤，继而在确保研磨抛光效果的情况下，保护晶圆的研磨抛光效果。
Description
技术领域
本发明涉及晶圆研磨抛光技术领域，尤其涉及一种晶圆研磨抛光设备。
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。晶圆在生产过程中，需要对其进行研磨抛光。在45纳米及以下的工艺中，由于固结研磨法是将磨料固定在研磨垫上，并将磨料层表面压制成规则的凹凸形状，使得磨料均匀分布在整个研磨垫表面，因此可以获得更好的研磨效果，因此固结研磨法逐渐代替传统化学机械研磨法，来对晶圆表面进行平坦化工艺使晶圆表面获得更高的平整度。
现有的晶圆固结研磨法设备在使用过程中，通过研磨垫对晶圆进行研磨时，研磨产生的碎屑自然落在晶圆的表面，碎屑的存在容易造成后续的研磨抛光过程中，研磨垫与碎屑之间相互作用使得该碎屑嵌入晶圆的表面，从而对晶圆造成额外的损伤，或填入在研磨垫表面的磨料块的间隙中，破坏磨料块阵列的形貌，导致研磨效率下降。
发明内容
本发明公开一种晶圆研磨抛光设备，旨在解决现有的晶圆研磨抛光用辅助设备在使用过程中，研磨产生的碎屑自然落在晶圆的表面，碎屑的存在容易造成后续的研磨抛光过程中，研磨垫与碎屑之间相互作用使得该碎屑嵌入晶圆的表面，从而对晶圆造成额外的损伤，或填入在研磨垫表面的磨料块的间隙中，破坏磨料块阵列的形貌，导致研磨效率下降的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种晶圆研磨抛光设备，包括底座，所述底座的顶部固定连接有连接臂，且连接臂的另一端固定连接有顶架，顶架的底部固定连接有液压缸二，液压缸二的输出端固定连接有升降板，升降板的底部固定连接有吊杆，吊杆的底部设有研磨垫，研磨垫的外侧设有辅助组件，所述辅助组件包括环形吸附管，且环形吸附管面向下方的外侧环形分布有吸附孔，吊杆的外侧环形分布有外接杆，多个外接杆均固定连接于环形吸附管的外侧，所述升降板的顶部固定连接有连接块，且连接块的外侧固定连接有调节轨，调节轨的内部滑动连接有滑动块，滑动块的底部固定连接有随动杆，随动杆的底部固定连接有整合弧杆，所述整合弧杆面向环形吸附管的外侧等距离固定连接有轴架，且每个轴架的外侧均连接有粘辊。
通过设置有辅助组件，在通过研磨垫对旋转中的晶圆进行研磨抛光操作时，启动吸附泵和电机一，吸附泵通过环形吸附管上的吸附孔对研磨抛光产生的碎屑进行收集，同时，电机一带动各个粘辊在一定范围内旋转，从而实现碎屑的二次收集，确保研磨垫研磨抛光过程中，不会因碎屑的存在对晶圆造成损伤，继而在确保研磨抛光效果的情况下，保护晶圆，提高该设备的使用价值。
在一个优选的方案中，所述升降板的顶部固定连接有电机一，且电机一的输出轴通过联轴器固定连接有连杆，连杆的另一端固定连接于滑动块的顶部。
在一个优选的方案中，所述底座靠近连接臂的顶部固定连接有收集箱，且收集箱的顶部固定连接有吸附泵，吸附泵的吸附端固定连接有输送管，输送管的另一端固定连接于环形吸附管的内部，吸附泵的输送端通过管道连接于收集箱的内部。
在一个优选的方案中，所述底座的顶部固定连接有安放框架，且安放框架的底部内壁固定连接有电机座，电机座的顶部固定连接有驱动电机。
在一个优选的方案中，所述驱动电机的输出轴通过联轴器固定连接有转动轴，且转动轴的顶部固定连接有真空吸附板，真空吸附板的顶部等距离开有安装孔，每个安装孔的内部均固定连接有真空吸附盘。
在一个优选的方案中，所述真空吸附板的底部固定连接有泵架，且泵架的内侧固定连接有真空泵，真空泵的抽真空端通过管道连接于真空吸附板的内部。
在一个优选的方案中，所述转动轴的外侧固定连接有加固转盘，且安放框架靠近加固转盘的内侧固定连接有环形限位轨，加固转盘滑动连接于环形限位轨的内部。
在一个优选的方案中，所述安放框架靠近顶端的外侧环形开有切合槽，且安放框架靠近每个切合槽的外侧均固定连接有外架，每个外架面向安放框架内的一侧均固定连接有液压缸一，液压缸一的输出端固定连接有限位弧架，限位弧架穿过切合槽，限位弧架面向安放框架中心点的外侧开有适配槽。
通过设置有限位弧架和适配槽，晶圆真空吸附固定后，调节液压缸一带动限位弧架进行移动，使得晶圆的外侧位于适配槽中，通过环绕分布的限位弧架实现晶圆的外侧限定，进一步提高其旋转过程中的稳定性。
在一个优选的方案中，其中一个所述外架的外侧固定连接有固定杆，且固定杆的另一端固定连接有安装块，安装块的底部固定连接有液压缸三，液压缸三的输出端设有中心点按压组件，中心点按压组件包括下压环板。
在一个优选的方案中，所述下压环板固定连接于液压缸三的输出端，且下压环板的底部等距离通过铰链连接有偏转架，每个偏转架面向下压环板底部的外侧均固定连接有多个挤压弹簧杆，挤压弹簧杆的另一端固定连接于下压环板的底部，偏转架的两侧内壁均通过轴承连接有连接轴，位于同一个偏转架上的两个连接轴的相对一侧固定连接有同一个挤压球。
通过设置有中心点按压组件，在进行晶圆的真空吸附固定后，调节液压缸三带动挤压球与晶圆位于中心点外侧处的上表面进行接触，接触过程中，挤压弹簧杆被动压缩，则挤压球向着外侧滑动展开，实现晶圆上方的限定，确保其在转动过程中的稳定性，同时，挤压弹簧杆的存在避免过度挤压造成晶圆损坏。
由上可知，本发明提供的一种晶圆研磨抛光设备具有在通过研磨垫对旋转中的晶圆进行研磨抛光操作时，启动吸附泵和电机一，吸附泵通过环形吸附管上的吸附孔对研磨抛光产生的碎屑进行收集，同时，电机一带动各个粘辊在一定范围内旋转，从而实现碎屑的二次收集，确保研磨垫研磨抛光过程中，不会因碎屑的存在对晶圆造成损伤，继而在确保研磨抛光效果的情况下，保护晶圆的研磨抛光效果。
附图说明
图1为本发明提出的一种晶圆研磨抛光设备的整体结构示意图。
图2为本发明提出的一种晶圆研磨抛光设备的整体结构主视图。
图3为本发明提出的一种晶圆研磨抛光设备的辅助组件示意图。
图4为图3的结构翻转图。
图5为本发明提出的一种晶圆研磨抛光设备的安放框架结构放大图。
图6为本发明提出的一种晶圆研磨抛光设备的真空吸附板结构剖视图。
图7为本发明提出的一种晶圆研磨抛光设备的中心点按压组件示意图。
图中：1、底座；2、切合槽；3、安放框架；4、外架；5、真空吸附盘；6、真空吸附板；7、输送管；8、吸附泵；9、连接臂；10、收集箱；11、固定杆；12、限位弧架；13、液压缸一；14、辅助组件；1401、环形吸附管；1402、粘辊；1403、调节轨；1404、吸附孔；1405、电机一；1406、连杆；1407、连接块；1408、滑动块；1409、随动杆；1410、整合弧杆；1411、轴架；1412、外接杆；15、研磨垫；16、吊杆；17、升降板；18、顶架；19、液压缸二；20、安装块；21、适配槽；22、转动轴；23、环形限位轨；24、驱动电机；25、电机座；26、加固转盘；27、真空泵；28、泵架；29、液压缸三；30、中心点按压组件；3001、下压环板；3002、挤压球；3003、连接轴；3004、挤压弹簧杆；3005、偏转架。
具体实施方式
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。
本发明公开的一种晶圆研磨抛光设备主要应用于现有的晶圆研磨抛光用辅助设备在使用过程中，通过研磨垫对晶圆进行研磨时，研磨产生的碎屑自然落在晶圆的表面，碎屑的存在容易造成后续的研磨抛光过程中，研磨垫与碎屑之间相互作用使得该碎屑嵌入晶圆的表面，从而对晶圆造成额外的损伤，或填入在研磨垫表面的磨料块的间隙中，破坏磨料块阵列的形貌，导致研磨效率下降。
参照图1至图7，一种晶圆研磨抛光设备，包括底座1，底座1的顶部固定连接有连接臂9，且连接臂9的另一端固定连接有顶架18，顶架18的底部固定连接有液压缸二19，液压缸二19的输出端固定连接有升降板17，升降板17的底部固定连接有吊杆16，吊杆16的底部设有研磨垫15，研磨垫15的外侧设有辅助组件14，辅助组件14包括环形吸附管1401，且环形吸附管1401面向下方的外侧环形分布有吸附孔1404，吊杆16的外侧环形分布有外接杆1412，多个外接杆1412均固定连接于环形吸附管1401的外侧，升降板17的顶部固定连接有连接块1407，且连接块1407的外侧固定连接有调节轨1403，调节轨1403的内部滑动连接有滑动块1408，滑动块1408的底部固定连接有随动杆1409，随动杆1409的底部固定连接有整合弧杆1410，整合弧杆1410面向环形吸附管1401的外侧等距离固定连接有轴架1411，且每个轴架1411的外侧均连接有粘辊1402，升降板17的顶部固定连接有电机一1405，且电机一1405的输出轴通过联轴器固定连接有连杆1406，连杆1406的另一端固定连接于滑动块1408的顶部，底座1靠近连接臂9的顶部固定连接有收集箱10，且收集箱10的顶部固定连接有吸附泵8，吸附泵8的吸附端固定连接有输送管7，输送管7的另一端固定连接于环形吸附管1401的内部，吸附泵8的输送端通过管道连接于收集箱10的内部。
需要说明的是，在通过研磨垫15对旋转中的晶圆进行研磨抛光操作时，启动吸附泵8和电机一1405，吸附泵8通过环形吸附管1401上的吸附孔1404对研磨抛光产生的碎屑进行收集，同时，电机一1405带动各个粘辊1402在一定范围内旋转，从而实现碎屑的二次收集，确保研磨垫15研磨抛光过程中，不会因碎屑的存在对晶圆造成损伤，继而在确保研磨抛光效果的情况下，保护晶圆，提高该设备的生产效率。
参照图1、图5和图6，在一个优选的实施方式中，底座1的顶部固定连接有安放框架3，且安放框架3的底部内壁固定连接有电机座25，电机座25的顶部固定连接有驱动电机24，驱动电机24的输出轴通过联轴器固定连接有转动轴22，且转动轴22的顶部固定连接有真空吸附板6，真空吸附板6的顶部等距离开有安装孔，每个安装孔的内部均固定连接有真空吸附盘5，真空吸附板6的底部固定连接有泵架28，且泵架28的内侧固定连接有真空泵27，真空泵27的抽真空端通过管道连接于真空吸附板6的内部。
参照图5和图6，在一个优选的实施方式中，转动轴22的外侧固定连接有加固转盘26，且安放框架3靠近加固转盘26的内侧固定连接有环形限位轨23，加固转盘26滑动连接于环形限位轨23的内部。
参照图1、图2和图5，在一个优选的实施方式中，安放框架3靠近顶端的外侧环形开有切合槽2，且安放框架3靠近每个切合槽2的外侧均固定连接有外架4，每个外架4面向安放框架3内的一侧均固定连接有液压缸一13，液压缸一13的输出端固定连接有限位弧架12，限位弧架12穿过切合槽2，限位弧架12面向安放框架3中心点的外侧开有适配槽21。
具体的，晶圆真空吸附固定后，调节液压缸一13带动限位弧架12进行移动，使得晶圆的外侧位于适配槽21中，通过环绕分布的限位弧架12实现晶圆的外侧限定，进一步提高其旋转过程中的稳定性。
参照图1、图5、图6和图7，在一个优选的实施方式中，其中一个外架4的外侧固定连接有固定杆11，且固定杆11的另一端固定连接有安装块20，安装块20的底部固定连接有液压缸三29，液压缸三29的输出端设有中心点按压组件30，中心点按压组件30包括下压环板3001，下压环板3001固定连接于液压缸三29的输出端，且下压环板3001的底部等距离通过铰链连接有偏转架3005，每个偏转架3005面向下压环板3001底部的外侧均固定连接有多个挤压弹簧杆3004，挤压弹簧杆3004的另一端固定连接于下压环板3001的底部，偏转架3005的两侧内壁均通过轴承连接有连接轴3003，位于同一个偏转架3005上的两个连接轴3003的相对一侧固定连接有同一个挤压球3002。
在具体的应用场景中，在进行晶圆的真空吸附固定后，调节液压缸三29带动挤压球3002与晶圆位于中心点外侧处的上表面进行接触，接触过程中，挤压弹簧杆3004被动压缩，则挤压球3002向着外侧滑动展开，实现晶圆上方的限定，确保其在转动过程中的稳定性，同时，挤压弹簧杆3004的存在避免过度挤压造成晶圆损坏。
工作原理：使用时，将晶圆放置于真空吸附盘5上，按压晶圆，启动真空泵27，真空泵27通过真空吸附盘5对晶圆进行吸附固定，初步固定完成后，调节液压缸一13带动限位弧架12进行移动，使得晶圆的外侧位于适配槽21中，通过环绕分布的限位弧架12实现晶圆的外侧限定，调节液压缸三29带动挤压球3002与晶圆位于中心点外侧处的上表面进行接触，接触过程中，挤压弹簧杆3004被动压缩，则挤压球3002向着外侧滑动展开，实现晶圆上方的限定，晶圆固定完成后，启动驱动电机24，驱动电机24带动晶圆进行旋转，调节液压缸二19带动研磨垫15与晶圆接触，在通过研磨垫15对旋转中的晶圆进行研磨抛光操作时，启动吸附泵8和电机一1405，吸附泵8通过环形吸附管1401上的吸附孔1404对研磨抛光产生的碎屑进行收集，同时，电机一1405带动各个粘辊1402在一定范围内旋转，从而实现碎屑的二次收集，晶圆研磨抛光后，将其取下，结束操作。
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发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种晶圆研磨抛光设备，包括底座（1），其特征在于，所述底座（1）的顶部固定连接有连接臂（9），且连接臂（9）的另一端固定连接有顶架（18），顶架（18）的底部固定连接有液压缸二（19），液压缸二（19）的输出端固定连接有升降板（17），升降板（17）的底部固定连接有吊杆（16），吊杆（16）的底部设有研磨垫（15），研磨垫（15）的外侧设有辅助组件（14），所述辅助组件（14）包括环形吸附管（1401），且环形吸附管（1401）面向下方的外侧环形分布有吸附孔（1404），吊杆（16）的外侧环形分布有外接杆（1412），多个外接杆（1412）均固定连接于环形吸附管（1401）的外侧，所述升降板（17）的顶部固定连接有连接块（1407），且连接块（1407）的外侧固定连接有调节轨（1403），调节轨（1403）的内部滑动连接有滑动块（1408），滑动块（1408）的底部固定连接有随动杆（1409），随动杆（1409）的底部固定连接有整合弧杆（1410），所述整合弧杆（1410）面向环形吸附管（1401）的外侧等距离固定连接有轴架（1411），且每个轴架（1411）的外侧均连接有粘辊（1402）。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆研磨抛光设备，其特征在于，所述升降板（17）的顶部固定连接有电机一（1405），且电机一（1405）的输出轴通过联轴器固定连接有连杆（1406），连杆（1406）的另一端固定连接于滑动块（1408）的顶部。
3.根据权利要求2所述的一种晶圆研磨抛光设备，其特征在于，所述底座（1）靠近连接臂（9）的顶部固定连接有收集箱（10），且收集箱（10）的顶部固定连接有吸附泵（8），吸附泵（8）的吸附端固定连接有输送管（7），输送管（7）的另一端固定连接于环形吸附管（1401）的内部，吸附泵（8）的输送端通过管道连接于收集箱（10）的内部。
4.根据权利要求1所述的一种晶圆研磨抛光设备，其特征在于，所述底座（1）的顶部固定连接有安放框架（3），且安放框架（3）的底部内壁固定连接有电机座（25），电机座（25）的顶部固定连接有驱动电机（24）。
5.根据权利要求4所述的一种晶圆研磨抛光设备，其特征在于，所述驱动电机（24）的输出轴通过联轴器固定连接有转动轴（22），且转动轴（22）的顶部固定连接有真空吸附板（6），真空吸附板（6）的顶部等距离开有安装孔，每个安装孔的内部均固定连接有真空吸附盘（5）。
6.根据权利要求5所述的一种晶圆研磨抛光设备，其特征在于，所述真空吸附板（6）的底部固定连接有泵架（28），且泵架（28）的内侧固定连接有真空泵（27），真空泵（27）的抽真空端通过管道连接于真空吸附板（6）的内部。
7.根据权利要求6所述的一种晶圆研磨抛光设备，其特征在于，所述转动轴（22）的外侧固定连接有加固转盘（26），且安放框架（3）靠近加固转盘（26）的内侧固定连接有环形限位轨（23），加固转盘（26）滑动连接于环形限位轨（23）的内部。
8.根据权利要求4所述的一种晶圆研磨抛光设备，其特征在于，所述安放框架（3）靠近顶端的外侧环形开有切合槽（2），且安放框架（3）靠近每个切合槽（2）的外侧均固定连接有外架（4），每个外架（4）面向安放框架（3）内的一侧均固定连接有液压缸一（13），液压缸一（13）的输出端固定连接有限位弧架（12），限位弧架（12）穿过切合槽（2），限位弧架（12）面向安放框架（3）中心点的外侧开有适配槽（21）。
9.根据权利要求8所述的一种晶圆研磨抛光设备，其特征在于，其中一个所述外架（4）的外侧固定连接有固定杆（11），且固定杆（11）的另一端固定连接有安装块（20），安装块（20）的底部固定连接有液压缸三（29），液压缸三（29）的输出端设有中心点按压组件（30），中心点按压组件（30）包括下压环板（3001）。
10.根据权利要求9所述的一种晶圆研磨抛光设备，其特征在于，所述下压环板（3001）固定连接于液压缸三（29）的输出端，且下压环板（3001）的底部等距离通过铰链连接有偏转架（3005），每个偏转架（3005）面向下压环板（3001）底部的外侧均固定连接有多个挤压弹簧杆（3004），挤压弹簧杆（3004）的另一端固定连接于下压环板（3001）的底部，偏转架（3005）的两侧内壁均通过轴承连接有连接轴（3003），位于同一个偏转架（3005）上的两个连接轴（3003）的相对一侧固定连接有同一个挤压球（3002）。
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