CN211758756U - 一种晶圆保持环的切断装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种晶圆保持环的切断装置，所述的切断装置包括原料固定模组和锯片铣刀模组；所述的原料固定模组包括固定套筒以及用于驱动固定套筒自转的动力装置，晶圆保持环原料坯套设固定在固定套筒上，随着固定套筒自转带动晶圆保持环原料坯旋转；所述的锯片铣刀模组包括锯片铣刀以及用于驱动锯片铣刀旋转的电机，锯片铣刀和晶圆保持环原料坯同时旋转完成切断。本实用新型提供的切断装置主要用于晶圆保持环原料坯的切断加工，用锯片铣刀方式加工，锯片铣刀和晶圆保持环原料坯同时旋转完成切断，有效保证了晶圆保持环的平面度和平行度。

Description

一种晶圆保持环的切断装置

技术领域

本实用新型属于晶圆保持环加工技术领域，涉及一种晶圆保持环的切断装置。

背景技术

在集成电路的制造过程中，通常在硅晶片上依次沉积半导体层、导电层、氧化层等多种层结构。在沉积了每一层之后，会需要蚀刻工艺以形成所需的图案，从而形成电路元件。蚀刻工艺会导致沉积的层表面出现不平整或不均匀的问题，从而在后续的工艺步骤期间产生缺陷。因此需要对器件的表面进行平整化。化学机械研磨是一种常见的用于使器件表面平面化的工艺手段，

化学机械抛光技术是制备晶圆的关键步骤它能满足晶圆所必须的严格的工艺控制、高质量的表面外形及平面度。化学机械抛光系统是由旋转的晶圆夹持器、承载抛光垫的工作台和抛光液供给装置三大部分组成。晶圆以一定的压力压在旋转的抛光垫上，由亚微米或纳米磨粒和化学溶液组成的抛光液在晶圆与抛光垫之间流动并产生化学反应，晶圆表面形成的化学反应物由磨粒的机械作用去除实现机械磨削和化学腐蚀双重作用的抛光。背膜是介于晶圆和夹持器之间的一层弹性薄膜，用于确保晶圆上表面受力均匀。

目前为了增大芯片产量降低制造成本，晶圆直径不断增大，另外，为了提高集成电路的集成度晶圆的刻线宽度越来越细，晶圆表面精度也越来越高。对于150mm直径以上的晶圆，容易在晶圆边缘形成过磨现象从而降低了抛光质量和晶圆利用率。在晶圆外添加一个保持环可以解决这一问题它，可以把边缘的抛光垫和晶圆以下的抛光垫压平到同一高度。

晶圆保持环在制备过程中需要先将保持环原料坯按所需厚度切分，再进行精加工。晶圆保持环在切分时若不能有效保证产品的同心度和平面度，会极大地影响后续精加工过程。

CN201470994U公开了一种铝材的切断装置，包括锯片、锯臂和锯座，所述锯片为圆盘形，所述锯片的锯片中心与锯臂的一端可转动连接，所述锯臂远离锯片中心的另一端与锯座可转动连接，所述锯座的底部设有滚轮。

CN207172296U公开了一种木材切断装置，是由电动机、传动带、锯片、固定装置、滑动箱、固定板、定位板、木材、滑轨、机体、木屑流道、支撑柱、支撑板、步进电机、弹性联轴器、丝杠螺母机构、锯片主轴和带轮组成的，所述的机体上侧的相对两侧分布有电动机和步进电机，电动机与带轮连接，传动带将两个带轮连接，带轮与锯片主轴固连，锯片主轴穿过支撑柱，锯片安装在锯片主轴末端，在机体内部上侧设有木屑流道，步进电机通过弹性联轴器与丝杠螺母机构连接，支撑板两侧与丝杠螺母机构连接，固定板与丝杠螺母机构连接，固定板上有滑轨，滑轨与滑动箱连接，定位板嵌在滑动箱的内部，木材放入定位板的槽口中。

CN206578363U公开了一种自动切断装置，用于对待切割物料进行切割，所述自动切断装置包括出料机构、夹持机构、切割机构；所述出料机构包括用于供所述待切割物料通过的通孔；所述夹持机构用于夹持所述待切割物料，所述夹持机构包括第一夹持组件以及第二夹持组件，所述第一夹持组件与所述第二夹持组件相互对立且固定设置于与所述通孔所在的同一平面上；所述切割机构设置于与所述夹持机构所在的同一平面上，所述切割机构包括滑动组件以及连接于所述滑动组件上的切割组件；所述切割组件通过所述滑动组件进行直行往复运动；所述切割组件包括切割锯片以及用于驱动所述切割锯片旋转的驱动电机。

目前并未有针对晶圆保持环的切断装置，而其他切断装置又无法保证产品的平面度和平行度，故需特别设计制作专用夹具。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种晶圆保持环的切断装置，用锯片铣刀方式加工，锯片铣刀和原料坯同时旋转完成切断，有效保证了晶圆保持环的平面度和平行度。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种晶圆保持环的切断装置，所述的切断装置包括原料固定模组和锯片铣刀模组。

所述的原料固定模组包括固定套筒以及用于驱动固定套筒自转的动力装置，晶圆保持环原料坯套设固定在固定套筒上，随着固定套筒自转带动晶圆保持环原料坯旋转。

所述的锯片铣刀模组包括锯片铣刀以及用于驱动锯片铣刀旋转的电机，锯片铣刀和晶圆保持环原料坯同时旋转完成切断。

本实用新型提供的切断装置主要用于晶圆保持环原料坯的切断加工，用锯片铣刀方式加工，锯片铣刀和原料坯同时旋转完成切断，有效保证了晶圆保持环的平面度和平行度。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的切断装置还包括底座，所述的原料固定模组和锯片铣刀模组固定于底座上。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的动力装置包括驱动电机和皮带轮，所述的皮带轮分别套设在驱动电机的输出轴和固定套筒的中心轴上，驱动电机借由皮带轮带动固定套筒自转。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的底座上设置有用于支撑固定套筒的支座组。

所述的支座组包括分别设置于固定套筒两端的固定支座和移动支座。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的支座上设置有传送装置，所述的传送装置用于带动移动支座平移，通过平移移动支座装卸固定套筒。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的传送装置包括沿固定套筒轴向平行铺设的两条导轨，所述的导轨上设置有传送基座，所述的移动支座固定于传送基座上。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的传送装置还包括位于两条导轨中间并与导轨平行设置的传送丝杆，所述的传送丝杆贯穿传送基座，所述的传送丝杆用于驱动传送基座，传送基座在传送丝杆的驱动下沿导轨平移。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的原料固定模组还包括设置于底座上的支撑滚轮。

所述的支撑滚轮位于固定套筒下方，所述的支撑滚轮用于辅助晶圆保持环原料坯旋转。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的锯片铣刀模组还包括机台，所述的电机固定于机台上，所述的电机输出轴连接锯片铣刀。

所述机台上设置有冷却液喷淋管，所述的冷却液喷淋管的出口正对锯片铣刀。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的底座上设置有用于带动机台平移的驱动装置。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的驱动装置包括与导轨平行铺设的驱动链条。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的切断装置还包括设置于底座一侧的控制仪表模组。

所述的控制仪表模组包括中控电路板、控制开关和显示屏，所述的中控电路板分别独立地电性连接所述的动力装置、电机、传送装置和驱动装置，操作人员通过操作控制开关借由中控电路板对所述的动力装置、电机、传送装置和驱动装置进行反馈控制。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的底座上还设置有与底座对接匹配的外壳，所述外壳用于罩住所述的原料固定模组和锯片铣刀模组。

本实用新型提供的晶圆保持环的切断装置的使用方法包括如下步骤：

(1)操作人员操作控制开关，控制传送基座在传送丝杆的驱动下沿导轨平移直至移动支座与固定套筒的一端脱离，将晶圆保持环原料坯套装在固定套筒上，完成安装，再次操作相应的控制开关，控制传送基座复位直至移动支座顶紧固定套筒的一端；

(2)开启电机，电机带动锯片铣刀旋转；开启驱动电机，驱动电机带动皮带轮旋转，皮带轮带动固定套筒自转，锯片铣刀靠近晶圆保持环原料坯，对晶圆保持环原料坯进行切割得到第一片晶圆保持环，在切割过程中，通过冷却液喷淋管向锯片铣刀上喷淋冷却液；

(3)沿晶圆保持环原料坯一周切割完成后，关闭电机和驱动电机；待锯片铣刀和固定套筒停止旋转后，通过驱动链条控制机台平移，移动特定距离后(特定距离是指所要获得的晶圆保持环的厚度)，再次开启电机和驱动电机，锯片铣刀和固定套筒旋转，锯片铣刀靠近晶圆保持环原料坯，对晶圆保持环原料坯再次进行切割得到第二片晶圆保持环；

(4)重复步骤(3)直至整个晶圆保持环原料坯完全切分完毕。

需要说明的是，切割后得到的晶圆保持环并非最终成品，还需要进行粗加工、半精加工和精加工处理后才能得到用于晶圆的晶圆保持环成品。本实用新型提供的切断装置主要用于对晶圆保持环原料坯进行切断，后续处理不作考虑。

所述系统是指设备系统、装置系统或生产装置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的切断装置主要用于晶圆保持环原料坯的切断加工，用锯片铣刀方式加工，锯片铣刀和原料坯同时旋转完成切断，有效保证了晶圆保持环的平面度和平行度。

附图说明

图1为本实用新型一个具体实施方式提供的切断装置的结构示意图；

其中，1-底座；2-固定套筒；3-晶圆保持环原料坯；4-锯片铣刀；5-固定支座；6-移动支座；7-电机；8-机台；9-导轨；10-驱动电机；11-皮带轮；12-传送基座；13-传送丝杆；14-驱动链条；15-控制仪表模组；16-冷却液喷淋管。

具体实施方式

需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，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。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种晶圆保持环的切断装置，所述的切断装置如图1所示，包括原料固定模组和锯片铣刀模组；原料固定模组包括固定套筒2以及用于驱动固定套筒2自转的动力装置，晶圆保持环原料坯套设固定在固定套筒2上，随着固定套筒2自转带动晶圆保持环原料坯旋转；所述的锯片铣刀模组包括锯片铣刀4以及用于驱动锯片铣刀4旋转的电机7，锯片铣刀4和晶圆保持环原料坯3同时旋转完成切断。

切断装置还包括用于固定原料固定模组和锯片铣刀模组的底座1。

底座1上设置有用于支撑固定套筒2的支座组，支座组包括分别设置于固定套筒2两端的固定支座5和移动支座6。支座上设置有传送装置，所述的传送装置用于带动移动支座6平移，通过平移移动支座6装卸固定套筒2。传送装置包括沿固定套筒2轴向平行铺设的两条导轨9，导轨9上设置有传送基座12，移动支座6固定于传送基座12上。传送装置还包括位于两条导轨9中间并与导轨9平行设置的传送丝杆13，所述的传送丝杆13贯穿传送基座12，所述的传送丝杆13用于驱动传送基座12，传送基座12在传送丝杆13的驱动下沿导轨9平移。

动力装置包括驱动电机10和皮带轮11，皮带轮11分别套设在驱动电机10的输出轴和固定套筒2的中心轴上，驱动电机10借由皮带轮11带动固定套筒2自转。

原料固定模组还包括设置于底座1上的支撑滚轮，支撑滚轮位于固定套筒2下方，用于辅助晶圆保持环原料坯3旋转。

锯片铣刀模组还包括机台8，电机7固定于机台8上，电机7输出轴连接锯片铣刀4。机台8上设置有冷却液喷淋管16，冷却液喷淋管16的出口正对锯片铣刀4。

底座1上设置有用于带动机台8平移的驱动装置，驱动装置包括与导轨9平行铺设的驱动链条14。

切断装置还包括设置于底座1一侧的控制仪表模组15；控制仪表模组15包括中控电路板、控制开关和显示屏，所述的中控电路板分别独立地电性连接所述的动力装置、电机7、传送装置和驱动装置，操作人员通过操作控制开关借由中控电路板对所述的动力装置、电机7、传送装置和驱动装置进行反馈控制。

底座1上还设置有与底座1对接匹配的外壳，用于罩住原料固定模组和锯片铣刀模组。

本实用新型提供的切断装置的使用过程包括：

(1)操作人员操作控制开关，控制传送基座12在传送丝杆13的驱动下沿导轨9平移直至移动支座6与固定套筒2的一端脱离，将晶圆保持环原料坯3套装在固定套筒2上，完成安装，再次操作相应的控制开关，控制传送基座12复位直至移动支座6顶紧固定套筒2的一端；

(2)开启电机7，电机7带动锯片铣刀4旋转；开启驱动电机10，驱动电机10带动皮带轮11旋转，皮带轮11带动固定套筒2自转，锯片铣刀4靠近晶圆保持环原料坯3，对晶圆保持环原料坯3进行切割得到第一片晶圆保持环，在切割过程中，通过冷却液喷淋管16向锯片铣刀4上喷淋冷却液；

(3)沿晶圆保持环原料坯3一周切割完成后，关闭电机7和驱动电机10；待锯片铣刀4和固定套筒2停止旋转后，通过驱动链条14控制机台8平移，移动特定距离后(特定距离是指所要获得的晶圆保持环的厚度)，再次开启电机7和驱动电机10，锯片铣刀4和固定套筒2旋转，锯片铣刀4靠近晶圆保持环原料坯3，对晶圆保持环原料坯3再次进行切割得到第二片晶圆保持环；

(4)重复步骤(3)直至整个晶圆保持环原料坯3完全切分完毕。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (13)

1.一种晶圆保持环的切断装置，其特征在于，所述的切断装置包括原料固定模组和锯片铣刀模组；

所述的原料固定模组包括固定套筒以及用于驱动固定套筒自转的动力装置，晶圆保持环原料坯套设固定在固定套筒上，随着固定套筒自转带动晶圆保持环原料坯旋转；

所述的锯片铣刀模组包括锯片铣刀以及用于驱动锯片铣刀旋转的电机，锯片铣刀和晶圆保持环原料坯同时旋转完成切断。

2.根据权利要求1所述的切断装置，其特征在于，所述的切断装置还包括底座，所述的原料固定模组和锯片铣刀模组固定于底座上。

3.根据权利要求2所述的切断装置，其特征在于，所述的动力装置包括驱动电机和皮带轮，所述的皮带轮分别套设在驱动电机的输出轴和固定套筒的中心轴上，驱动电机借由皮带轮带动固定套筒自转。

4.根据权利要求3所述的切断装置，其特征在于，所述的底座上设置有用于支撑固定套筒的支座组；

所述的支座组包括分别设置于固定套筒两端的固定支座和移动支座。

5.根据权利要求4所述的切断装置，其特征在于，所述的支座上设置有传送装置，所述的传送装置用于带动移动支座平移，通过平移移动支座装卸固定套筒。

6.根据权利要求5所述的切断装置，其特征在于，所述的传送装置包括沿固定套筒轴向平行铺设的两条导轨，所述的导轨上设置有传送基座，所述的移动支座固定于传送基座上。

7.根据权利要求6所述的切断装置，其特征在于，所述的传送装置还包括位于两条导轨中间并与导轨平行设置的传送丝杆，所述的传送丝杆贯穿传送基座，所述的传送丝杆用于驱动传送基座，传送基座在传送丝杆的驱动下沿导轨平移。

8.根据权利要求7所述的切断装置，其特征在于，所述的原料固定模组还包括设置于底座上的支撑滚轮；

所述的支撑滚轮位于固定套筒下方，所述的支撑滚轮用于辅助晶圆保持环原料坯旋转。

9.根据权利要求8所述的切断装置，其特征在于，所述的锯片铣刀模组还包括机台，所述的电机固定于机台上，所述的电机输出轴连接锯片铣刀；

所述机台上设置有冷却液喷淋管，所述的冷却液喷淋管的出口正对锯片铣刀。

10.根据权利要求9所述的切断装置，其特征在于，所述的底座上设置有用于带动机台平移的驱动装置。

11.根据权利要求10所述的切断装置，其特征在于，所述的驱动装置包括与导轨平行铺设的驱动链条。

12.根据权利要求11所述的切断装置，其特征在于，所述的切断装置还包括设置于底座一侧的控制仪表模组；

所述的控制仪表模组包括中控电路板、控制开关和显示屏，所述的中控电路板分别独立地电性连接所述的动力装置、电机、传送装置和驱动装置，操作人员通过操作控制开关借由中控电路板对所述的动力装置、电机、传送装置和驱动装置进行反馈控制。

13.根据权利要求12所述的切断装置，其特征在于，所述的底座上还设置有与底座对接匹配的外壳，所述外壳用于罩住所述的原料固定模组和锯片铣刀模组。

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