CN206653255U - 硅片磨片支撑架及硅片磨片装置 - Google Patents

Abstract

一种硅片磨片支撑架及硅片磨片装置，属于多晶硅生产技术领域。支撑架包括支臂及连接于支臂两端且相对设置且两者间具有用于加工硅片的间隙的第一磨片支架及第二磨片支架。第一磨片支架转动连接有上磨片盘和上抛光盘，第二磨片支架转动连接有下磨片盘和下抛光盘。装置包括控制主体、硅片旋转盘、硅片收集盒以及上述支撑架，控制主体包括机架、控制系统及与控制系统电连接的驱动装置。硅片磨片支撑架固定于机架，硅片旋转盘设置于间隙并通过驱动装置进行转动，硅片旋转盘开设有至少一个硅片放置孔，硅片收集盒设置有与硅片放置孔配合的取样口。可进行硅片磨片、抛光等操作，简化工艺、操作简单、加工效果优良、处理效率高。

Description

硅片磨片支撑架及硅片磨片装置

技术领域

本实用新型涉及多晶硅生产技术领域，具体而言，涉及一种硅片磨片支撑架及硅片磨片装置。

背景技术

硅片检测时需进行抛光，即利用机械和化学的作用除去表面机械损伤层，进一步采用化学的方法将其处理成双镜面，以达到检测要求。检测时要求多晶硅片厚度为2.5mm，但硅片在切割时会出现硅片表面边缘有凸起或硅片表面中间有凹槽。目前，一般采用在金钢砂上对硅片进行人工研磨的方法，或是对钻床或手持式电钻粗加工后再对硅片进行人工研磨的方法。

现有技术的上述人工研磨方法，人力资源需求量高，且由于手持电钻等人工操作进行硅片磨片时难以保持平衡，容易对硅片造成损伤。在磨片过程中需要不时地拿硅片估计厚度并目测判断硅片是否磨平整磨光滑，磨片效果差。同时磨片后还需对硅片进行人工抛光，在大量检测硅片时，效率低下，严重影响下一工序的及时进行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种硅片磨片支撑架，能够用于进行硅片的磨片及抛光操作，处理效率高；同时磨片和抛光的效果好，处理后硅片的表面均匀。

本实用新型的另一目的在于提供一种硅片磨片装置，磨片效果好；磨片后可直接进行硅片的抛光处理，操作简单，处理效率高，节省人力资源。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种硅片磨片支撑架，其包括支臂及分别连接于支臂两端的第一磨片支架及第二磨片支架，第一磨片支架和第二磨片支架相对设置，第一磨片支架和第二磨片支架之间具有用于加工硅片的间隙，第一磨片支架靠近第二磨片支架的一侧转动连接有上磨片盘和上抛光盘，第二磨片支架靠近第一磨片支架的一侧转动连接有下磨片盘和下抛光盘。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上磨片盘与下磨片盘位置对应，上抛光盘与下抛光盘位置对应。

一种硅片磨片装置，其包括控制主体、硅片旋转盘、硅片收集盒以及上述的硅片磨片支撑架，控制主体包括机架、控制系统及与控制系统电连接的驱动装置，硅片磨片支撑架固定于机架，硅片旋转盘设置于间隙并通过驱动装置进行转动，硅片旋转盘开设有至少一个硅片放置孔，硅片收集盒设置有与硅片放置孔配合的取样口。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，支臂设置有用于调节第一磨片支架和第二磨片支架之间距离的第一伸缩机构，硅片旋转盘通过用于调节硅片放置孔与硅片磨片支撑架之间距离的第二伸缩机构与驱动装置转动连接。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，第一伸缩机构和第二伸缩机构均为与控制系统电连接的电动推杆。

进一步地，每个硅片放置孔内设置有至少一个用于抵住硅片的侧壁的弹性件。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，弹性件包括连接于硅片旋转盘的固定件以及连接于固定件两端的弹片，弹片的远离固定件的一端沿硅片放置孔的径向延伸。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，弹片用于与硅片接触的一侧设置有缓冲垫。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，硅片旋转盘开设有与硅片放置孔连通的滑槽，滑槽内设置有与弹性件连接的电动伸缩杆，电动伸缩杆设置有信号接收器，取样口设置有信号发送器，信号接收器、信号发送器及电动伸缩杆分别与控制系统电连接。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，硅片磨片装置还包括显示面板以及分别与硅片放置孔位置对应的厚度测量仪和直径测量仪，厚度测量仪和直径测量仪均分别与控制系统及显示面板电连接。

本实用新型实施例的有益效果是：

本实用新型提供的硅片磨片支撑架，设置上磨片盘及下磨片盘，用于对硅片的两个表面进行自动磨片操作。设置上抛光盘和下抛光盘，用于在进行硅片的磨片操作后，对硅片的两个表面进行自动抛光操作。自动化操作其磨片和抛光效果好，硅片加工的工艺简单、效率高。

本实用新型提供的硅片磨片装置，硅片旋转盘设置于第一磨片支架和第二磨片支架之间的间隙，硅片放置孔用于放置硅片，硅片旋转盘与驱动装置转动连接。当硅片旋转盘在驱动装置的驱动下转动时，固定于硅片放置孔内的硅片的两个表面与上、下磨片盘及上、下抛光盘接触，从而进行对硅片的磨片及抛光操作。硅片收集盒的取样口与硅片放置孔配合，完成抛光后的硅片通过取样口进入硅片收集盒，便于进行硅片的检测。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的硅片磨片装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的硅片磨片支撑架的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的硅片旋转盘在第一视角的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的硅片旋转盘在第二视角的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的硅片旋转盘的剖视图。

图标：100-硅片磨片装置；110-控制主体；111-机架；112-控制系统；113-显示面板；120-硅片磨片支撑架；121-支臂；1211-第一端部；1212-第二端部；122-第一磨片支架；1221-上磨片盘；1222-上抛光盘；123-第二磨片支架；1231-下磨片盘；1232-下抛光盘；124-第一伸缩机构；125-间隙；130-硅片旋转盘；131-第一表面；132-第二表面；133-第二伸缩机构；134-硅片放置孔；1341-弹性件；1342-弹片；1343-缓冲垫；1344-固定件；135-滑槽；1351-电动伸缩杆；1352-信号接收器；140-硅片收集盒；141-取样口。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

术语“上”、“下”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，“垂直”等术语并不表示要求部件之间绝对垂直，而是可以稍微倾斜。如“垂直”仅仅是指其方向相对而言更加垂直，并不是表示该结构一定要完全垂直，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解。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实用新型中的具体含义。

请参阅图1，本实施例提供一种硅片磨片装置100，包括控制主体110、固定于控制主体110的硅片磨片支撑架120、与控制主体110转动连接的硅片旋转盘130以及位于硅片旋转盘130下方的硅片收集盒140。

具体地，控制主体110包括机架111、设置于机架111的控制系统112、与控制系统112电连接的驱动装置(图未示)以及分别与该控制系统112及该驱动装置电连接的显示面板113。

在本实施例中，硅片磨片支撑架120固定于控制主体110的机架111。请参阅图2，硅片磨片支撑架120包括支臂121、第一磨片支架122以及第二磨片支架123。

支臂121包括相对的第一端部1211及第二端部1212，第一端部1211与第一磨片支架122连接，第二端部1212与第二磨片支架123连接。

第一磨片支架122和第二磨片支架123相对设置，且第一磨片支架122和第二磨片支架123之间具有用于加工硅片的间隙125。

具体地，第一磨片支架122设置有上磨片盘1221和上抛光盘1222，上磨片盘1221和上抛光盘1222分别与第一磨片支架122转动连接，便于转动过程中对硅片的一个表面进行磨片和抛光操作。

第二磨片支架123设置有下磨片盘1231和下抛光盘1232，下磨片盘1231和下抛光盘1232分别与第二磨片支架123转动连接，便于转动过程中对硅片的另一个表面进行磨片和抛光操作。

在本实施例中，上磨片盘1221和下磨片盘1231位置对应。上磨片盘1221和下磨片盘1231的相对设置便于对硅片的两个表面同时进行磨片操作，工艺简单。该磨片操作使硅片的受力均匀，防止硅片因单侧受力造成损伤或者脱落。同时，由于上磨片盘1221和下磨片盘1231之间的距离相对固定，便于使硅片磨片后的厚度保持一定。

进一步在本实施例中，上抛光盘1222和下抛光盘1232同样采用位置对应的设置方式。上抛光盘1222和下抛光盘1232的相对设置便于对硅片的两个表面同时进行抛光操作，进一步简化工艺。该抛光操作使硅片的受力均匀，防止硅片因单侧受力造成损伤或者脱落。同时，由于上抛光盘1222和下抛光盘1232之间的距离相对固定，便于使硅片抛光后的厚度保持一定，硅片检测时数据对比分析价值更高。

请继续参阅图2，支臂121设置有第一伸缩机构124，该第一伸缩机构124沿第一端部1211朝向第二端部1212延伸的方向进行伸缩，用于调节第一磨片支架122和第二磨片支架123之间的距离，即间隙125的宽度，从而改变上磨片盘1221和下磨片盘1231之间的距离以及上抛光盘1222和下抛光盘1232之间的距离。第一伸缩机构124的设置便于根据硅片厚度的不同需求进行过调节。

第一伸缩机构124较佳的设置可显示刻度的结构如标尺、刻度尺等，使第一磨片支架122和第二磨片支架123之间的间隙125的宽度的调节更加准确。

在本实施例中，该第一伸缩机构124为电动推杆，电动推杆与控制系统112电连接，便于自动化操作。

当然，在本实用新型其他的实施例中，第一伸缩机构124不限于电动推杆的形式，也可以设置为其他常规的可伸缩的结构，如手动调节的弹簧、螺纹、气动、液压伸缩杆等，或是在支臂121设置相互配合的伸缩槽和伸缩杆并通过螺栓抵紧伸缩杆实现固定的结构等。

请一并参阅图1及图3，在本实施例中，硅片旋转盘130设置于第一磨片支架122和第二磨片支架123之间的间隙125。

硅片旋转盘130包括相对的第一表面131和第二表面132，该第一表面131位于第二表面132的远离第二磨片支架123的一侧，第二表面132位于第一表面131的远离第一磨片支架122的一侧。

硅片旋转盘130开设有多个贯穿第一表面131和第二表面132的硅片放置孔134，用于容置硅片。

硅片旋转盘130与驱动装置转动连接。硅片旋转盘130在驱动装置的带动下进行转动时，将放置有待磨硅片的硅片放置孔134旋转至上磨片盘1221及下磨片盘1231之间，上磨片盘1221及下磨片盘1231对硅片进行磨片处理。磨片操作后，驱动装置驱动硅片旋转盘130继续转动，使放置有研磨后硅片的硅片放置孔134旋转至上抛光盘1222和下抛光盘1232之间，上抛光盘1222及下抛光盘1232对磨片后的硅片进行抛光处理。

在本实施例中，驱动装置与显示面板113的电连接，便于实时显示硅片旋转盘130的转动速度。而驱动装置与控制系统112的电连接，可根据实际需要调节硅片旋转盘130的旋转速度以及停留时间，便于提高磨片和抛光操作的效果。

进一步的，本实施例中硅片旋转盘130和驱动装置通过用于调节硅片旋转盘130与硅片磨片支撑架120之间距离的第二伸缩机构133转动连接，第二伸缩机构133与硅片旋转盘130大致地垂直。第二伸缩机构133用于根据支臂121的伸缩而调节硅片旋转盘130的高度，从而使硅片旋转盘130的第一表面131到第一磨片支架122的距离和第二表面132到第二磨片支架123的距离大致相等，使硅片在研磨时夹持稳定、受力均匀。

第二伸缩机构133在本实施例中也采用与控制系统112电连接的电动推杆，便于实现自动化控制。当然，在本实用新型其他的实施例中，第二伸缩机构133也可以采用如第一伸缩机构124所说的其他伸缩结构。

请参阅图4，硅片放置孔134内设置有两个用于抵住硅片的侧壁的弹性件1341，两个弹性件1341大致沿硅片放置孔134的轴线对称设置。

请参阅图5，弹性件1341包括用于与硅片旋转盘130连接的固定件1344以及与固定件1344的两端连接的弹片1342，弹片1342的远离固定件1344的一端沿硅片放置孔134的径向延伸。弹性件1341在用于夹持硅片时，弹片1342的靠近硅片放置孔134的轴线的一侧与硅片接触并进行夹持，便于稳定地固定不同直径的硅片的侧壁，从而对硅片与第一磨片支架122和第二磨片支架123相对的两个表面进行磨片及抛光操作。

在本实施例中，弹片1342与硅片接触的一侧设置有缓冲垫1343，缓冲垫1343由塑料等硬度低、弹性佳的材料制成，用于对硅片与弹片1342接触的边缘进行保护。

需要说明的是，在本实用新型其他的实施例中，弹性件1341的个数还可以是二个、三个、四个或是其他一个的情况，当弹性件1341的个数为多个时，多个弹性件1341较佳地沿硅片放置孔134的轴线均匀分布于硅片放置孔134的内壁，使弹性件1341对硅片的固定更加稳定。当然，在本实用新型其他的实施例中，弹性件1341还可以是其他的结构，如由弹性材料制备的凸块等。

在本实施例中，硅片旋转盘130开设有与硅片放置孔134连通的滑槽135，滑槽135内设置有与弹性件1341的固定件1344连接的电动伸缩杆1351，电动伸缩杆1351设置有信号接收器1352，信号接收器1352及电动伸缩杆1351分别与控制系统112电连接。

请继续参阅图1，硅片收集盒140设置有与硅片放置孔134配合的取样口141，该取样口141位于硅片放置孔134的下方，经磨片和抛光后的硅片从硅片放置孔134离开时，通过取样口141进入硅片收集盒140，便于对硅片进行检测。

取样口141设置有信号发送器(图未示)，该信号发送器与控制系统112电连接。当容置有抛光后硅片的硅片放置孔134随硅片旋转盘130的转动下，转动至取样口141的上方时，信号接收器1352接收到信号发送器的信号并反馈至控制系统112，控制系统112控制电动伸缩杆1351进行收缩使弹片1342滑动至滑槽135内，弹片1342之间的距离增大从而失去对硅片的夹持作用，硅片自动从硅片放置孔134的下端脱离并进入取样口141。当硅片放置孔134旋转离开取样口141上方时，电动伸缩杆1351伸长使弹片1342回到硅片放置孔134内，用于继续对硅片进行夹持。

需要说明的是，在本实用新型其他的实施例中，抛光完后的硅片也可以通过人工操作从硅片放置孔134取出，并从取样口141置入硅片收集盒140。

由于每个硅片的切片位置不同，检测时所含的杂质不同。硅片收集盒140设置有多个硅片槽(图未示)，每个硅片槽用于容纳一个硅片。多个硅片槽设置有与控制系统112电连接的动力装置(图未示)用于驱动硅片槽运动，使不同的硅片收集在该硅片特定的硅片槽内。

在本实施例中，硅片磨片装置100还设置有与硅片放置孔134位置对应的厚度测量仪和直径测量仪，厚度测量仪和直径测量仪分别与显示面板113及控制系统112电连接。较佳的，厚度测量仪和直径测量仪连接于硅片磨片支撑架120或机架111，其连接稳定，测量方便。当硅片抛光后转动至与厚度测量仪及直径测量仪对应位置时，控制系统112控制厚度测量仪及直径测量仪对硅片的厚度及直径进行测量并将测量结果直接显示于显示面板113，操作简单。

综上，本实施例提供的硅片磨片装置100，该硅片磨片支撑架120能够对硅片进行磨片及抛光操作，两个磨片盘之间的距离和两个抛光盘之间的距离相对固定且可控调节，磨片和抛光对硅片的损伤小，处理表面均匀；且硅片加工后的厚度统一，能够提高硅片检测时数据分析的对比价值。同时，该装置还能够实现硅片的厚度测量、直径测量及分装操作，操作简单，节省了工序和人力，工作效率提高。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种硅片磨片支撑架，其特征在于，包括支臂及分别连接于所述支臂两端的第一磨片支架及第二磨片支架，所述第一磨片支架和所述第二磨片支架相对设置，所述第一磨片支架和所述第二磨片支架之间具有用于加工硅片的间隙，所述第一磨片支架靠近所述第二磨片支架的一侧转动连接有上磨片盘和上抛光盘，所述第二磨片支架靠近所述第一磨片支架的一侧转动连接有下磨片盘和下抛光盘。

2.根据权利要求1所述的硅片磨片支撑架，其特征在于，所述上磨片盘与所述下磨片盘位置对应，所述上抛光盘与所述下抛光盘位置对应。

3.一种硅片磨片装置，其特征在于，包括控制主体、硅片旋转盘、硅片收集盒以及权利要求1或2所述的硅片磨片支撑架，所述控制主体包括机架、控制系统及与所述控制系统电连接的驱动装置，所述硅片磨片支撑架固定于所述机架，所述硅片旋转盘设置于所述间隙并通过所述驱动装置进行转动，所述硅片旋转盘开设有至少一个硅片放置孔，所述硅片收集盒设置有与所述硅片放置孔配合的取样口。

4.根据权利要求3所述的硅片磨片装置，其特征在于，所述支臂设置有用于调节所述第一磨片支架和所述第二磨片支架之间距离的第一伸缩机构，所述硅片旋转盘通过用于调节所述硅片放置孔与所述硅片磨片支撑架之间距离的第二伸缩机构与所述驱动装置转动连接。

5.根据权利要求4所述的硅片磨片装置，其特征在于，所述第一伸缩机构及所述第二伸缩机构均为与所述控制系统电连接的电动推杆。

6.根据权利要求3所述的硅片磨片装置，其特征在于，每个所述硅片放置孔内设置有至少一个用于抵住硅片的侧壁的弹性件。

7.根据权利要求6所述的硅片磨片装置，其特征在于，所述弹性件包括连接于所述硅片旋转盘的固定件以及连接于所述固定件两端的弹片，所述弹片的远离所述固定件的一端沿所述硅片放置孔的径向延伸。

8.根据权利要求7所述的硅片磨片装置，其特征在于，所述弹片用于与硅片接触的一侧设置有缓冲垫。

9.根据权利要求6所述的硅片磨片装置，其特征在于，所述硅片旋转盘开设有与所述硅片放置孔连通的滑槽，所述滑槽内设置有与所述弹性件连接的电动伸缩杆，所述电动伸缩杆设置有信号接收器，所述取样口设置有信号发送器，所述信号接收器、所述信号发送器及所述电动伸缩杆分别与所述控制系统电连接。

10.根据权利要求3所述的硅片磨片装置，其特征在于，还包括显示面板以及分别与所述硅片放置孔位置对应的厚度测量仪和直径测量仪，所述厚度测量仪和所述直径测量仪均分别与所述控制系统及所述显示面板电连接。