CN220516470U - 一种衬底固定装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种衬底固定装置，涉及半导体加工的技术领域，包括相对设置的置物盘和压盘，所述置物盘与所述压盘可拆卸连接且所述置物盘与所述压盘连接时能够对待加工衬底进行夹持。本申请能够改善衬底倒角加工过程中的固定稳定性，提高加工后所得到的衬底质量。

Description

一种衬底固定装置

技术领域

本申请涉及半导体加工的技术领域，尤其是涉及一种衬底固定装置。

背景技术

氧化镓是一种直接带隙的宽禁带半导体，具有禁带宽度大、击穿场强高、饱和电子漂移速率快、化学性质稳定及成本低等优点，在深紫外光电器件、高功率高电压器件和高频通信器件等领域具有广阔的应用前景。（010）晶向的氧化镓衬底是制造氧化镓基 MOS 管的最理想衬底，因此市场对（010）氧化镓取向的衬底需求量很大。当前世界范围内主流的氧化镓晶体生长方法均无法提供大尺寸的（010）晶向氧化镓衬底，因此氧化镓衬底制造商面临着要加工大量的小尺寸矩形（010）氧化镓衬底的现实。

衬底倒角的研磨是加工氧化镓取向衬底的关键环节。氧化镓衬底边沿不倒角或者倒角质量不良，在后续加工过程中，衬底都很容易在边沿产生微裂纹和崩边而报废。 半导体行业中，晶圆和大尺寸矩形衬底的倒角技术相对成熟，但对于小尺寸的矩形衬底倒角存在技术空白。存在的主要问题是小尺寸的衬底按照现有的真空吸附法不能很好地固定在吸盘上，从而导致衬底倒角不均匀或衬底加工中飞落等不良后果。

实用新型内容

为了改善衬底倒角加工过程中的固定稳定性，提高加工后所得到的衬底质量，本申请提供一种衬底固定装置。

本申请提供一种衬底固定装置，采用如下的技术方案：

一种衬底固定装置包括相对设置的置物盘和压盘，所述压盘具有朝向置物盘方向的夹持力。

通过采用上述技术方案，利用置物盘和压盘之间的夹持力，将待加工衬底夹持固定于置物盘和压盘之间，置物盘与压盘均直接和待加工衬底抵接，对衬底进行有效限位，具有良好的固定效果，降低衬底倒圆角过程中发生偏移的情况，从而提高衬底的加工质量。

可选的，所述置物盘包括置物板和置于置物板一端的第一磁吸件，所述压盘包括压板和设置于所述压板远离所述置物盘一端的第二磁吸件，且所述第一磁吸件与所述第二磁吸件能够相互吸引；

所述压盘远离所述置物盘的一端设置有缓冲件。

通过采用上述技术方案，第一磁吸件和第二磁吸件能够相互吸引，从而实现置物板与压板之间的可拆卸连接；将待加工衬底放置于置物板后，移动压盘靠近置物盘，在第一磁吸件和第二磁吸件的相互作用下置物板和压板相互连接从而将待加工衬底进行夹持固定。缓冲件的设置用于阻碍第二磁吸件朝靠近第一磁吸件的方向移动，使得第二磁吸件能够缓慢朝靠近第一磁吸件的方向移动，防止第一磁吸件和第二磁吸件互相靠近瞬间产生过大的加速度和冲击力，降低夹持过程中对待加工衬底造成的损伤。

可选的，所述第一磁吸件和所述第二磁吸件均由磁铁制成，或第一磁吸件和所述第二磁吸件一个为磁铁制成，另一个为磁性金属制成。

通过采用上述技术方案，第一磁吸件和第二磁吸件由磁铁制成，从而使得第一磁吸件和第二磁吸件之间得以产生相互吸引力。

可选的，所述缓冲件包括缓冲弹簧或弹力绳，所述缓冲件一端和压盘相连。

通过采用上述技术方案，缓冲弹簧或弹力绳均具备弹力，当第一磁吸件与第二磁吸件相互靠近时，缓冲件在第一磁吸件的作用下发生弹性形变，使得第二磁吸件能够缓慢靠近第一磁吸件，即压板得以缓慢移动至靠近置物板。

可选的，所述第二磁吸件远离所述压板的一侧连接有挂钩，且所述缓冲件靠近所述第二磁吸件的一端设置有用于与挂钩配合的挂环。

通过采用上述技术方案，第二磁吸件上的挂钩能够悬挂于挂钩上，从而实现缓冲件与压盘之间的可拆卸连接，当压盘将待加工衬底抵压于置物板上后，可将压盘从缓冲件上取下，使得压盘于待加工衬底和置物盘形成一体，便于转动置物盘进行倒角研磨。

可选的，所述挂钩与所述第二磁吸件之间连接有压盘轴，且所述压盘轴由非磁性金属制成。

通过采用上述技术方案，通过压盘轴将磁吸件与挂钩进行连接，压盘轴由非磁性材料制成，若缓冲件选用铁磁性金属制成时，压盘轴将缓冲件和第二磁吸件进行分隔，以降低缓冲件被吸附于第二磁吸件上的可能性。

可选的，所述第一磁吸件远离所述置物板的一端连接有连接法兰，所述连接法兰靠近所述第一磁吸件的一端连接有法兰轴，且所述法兰轴与所述第一磁吸件固定连接。

通过采用上述技术方案，连接法兰通过法兰轴实现与第一磁吸件之间的连接，连接法兰连接于第一磁吸件上便于置物盘与其他物体进行稳固连接。

可选的，所述法兰轴靠近连接法兰的一端一体成型有连接部。

通过采用上述技术方案，连接部的设置用于加强连接轴与连接法兰之间的连接强度。

可选的，所述第二磁吸件转动连接于所述压盘轴上。

通过采用上述技术方案，第二磁吸件转动连接于压盘轴上，从而实现第二磁吸件与挂钩之间的转动连接，且挂钩与缓冲件相连接，从而间接使得第二磁吸件与缓冲件之间的转动连接，当压盘与置物盘相连接后，可不需要将压盘从缓冲件上拆离直接旋转置物盘以进行倒角加工。

可选的，包括用于连接所述缓冲件的机架，所述缓冲件远离所述压盘的一端设置有连接转轴，所述连接转轴转动连接于所述机架上。

通过采用上述技术方案，缓冲件通过连接轴套转动连接于机架上，当植物盘与压盘固定住待加工衬底后，转动置物盘进行倒角加工时，可无需将压盘从缓冲件上拆离，便于操作。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益效果：

1.本申请中通过设置可拆卸连接的置物盘和压盘将待加工衬底进行夹持固定，对衬底进行有效限位，具有良好的固定效果，降低衬底倒圆角过程中发生偏移的情况，本申请固定牢固，结构简单；

2.本申请中在压盘远离置物盘的一端设置缓冲件，利用缓冲件使第二磁吸件能够缓慢朝靠近第一磁吸件的方向移动，防止第一磁吸件和第二磁吸件互相靠近瞬间产生过大的加速度和冲击力对置于置物盘上的待加工衬底造成损伤，安全可靠；

3.本申请中法兰轴靠近连接法兰的一端一体成型有连接部，连接部的设置加强了连接轴与连接法兰之间的连接强度。

附图说明

图1是本申请实施例1的固定装置的整体结构示意图；

图2是本申请实施例2的固定装置的整体结构示意图；

图3是本申请实施例3的固定装置的整体结构示意图。

附图标记说明：1、置物盘；11、置物板；12、第一磁吸件；13、连接法兰；14、法兰轴；141、连接部；2、压盘；21、压板；22、第二磁吸件；23、压盘轴；24、拓展块；3、缓冲件；31、挂环；32、连接钩；4、挂钩；5、机架；6、连接转轴；7、轴承。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

实施例1:

本申请实施例公开的一种衬底固定装置，参照图1，衬底固定装置包括安装于机架5上，衬底固定装置包括置物盘1和可拆卸连接于置物盘1上方的压盘2。压盘2包括压板21和焊接于压板21远离置物盘1一端的第二磁吸件22，置物盘1包括置物板11和焊接于置物板11上的第一磁吸件12。第一磁吸件12与第二磁吸件22均由磁铁制成，且第一磁吸件12和第二磁吸件22均呈锥台状，且第一磁吸件12与第二磁吸件22相对设置。在本实施例中，置物板11和压板21均为矩形板状，第一磁吸板靠近置物板11的端面与置物板11尺寸相同，第二磁吸板靠近压板21的端面与压板21的尺寸相同，且均小于待加工衬底的尺寸。当待加工衬底研磨倒角，能够减少置物盘1和压盘2对加工造成的干扰。

参照图1，将待加工衬底置于置物板11上后，将压盘2置于待加工衬底上方，在第一磁吸件12和第二磁吸件22的相互作用下，压盘2与置物盘1相互吸引，使得待加工衬底被夹持于置物板11和压板21之间，从而实现衬底固定装置对衬底的固定。

在其他实施例中，第一磁吸件12和第二磁吸件22也可以一个为磁铁制成，另一个为磁性金属制成，例如使用铁制成，从而实现置物盘1与压盘2之间的可拆卸连接。

参照图1，由于第一磁吸件12与第二磁吸件22相互靠近时容易瞬间加速产生冲击力，容易对置于放置盘上的待加工衬底造成损伤。为了控制压盘2与置物盘1相互靠近时的速度，在第二磁吸件22远离置物盘1的一端连接有缓冲件3。在本实施例中，缓冲件3具体设置为缓冲弹簧，且缓冲弹簧由铁磁性金属制成。缓冲件3靠近压盘2的一端一体成型有挂环31，另一端一体成型有连接钩32。缓冲件3通过连接钩32悬挂于机架5上，压盘2靠近缓冲件3的一端固定有挂钩4，挂钩4可挂入挂环31内，从而实现压盘2与缓冲件3之间的可拆卸连接。在其他实施例中，缓冲件3还可设置为弹力绳。

参照图1，将待加工衬底置于置物板11上后，将压盘2朝靠近置物盘1的方向拉动，使得压盘2逐渐靠近置物盘1，压板21与待加工衬底相抵接。在拉力和第一磁吸件12对第二磁吸件22的磁吸力一起驱动压盘2朝靠近置物盘1的方向移动，缓冲件3发生弹性形变而阻碍压盘2朝靠近置物盘1的方向移动，从而减缓压盘2的移动速度，降低压板21冲击待加工衬底的可能性。

参照图1，在压盘2和置物盘1相互吸合前，第二磁吸件22可能会吸附住缓冲件3，影响缓冲件3发生形变。为了降低第二磁吸件22对缓冲件3的影响，在挂钩4与第二磁吸件22之间设置有压盘轴23，且压盘轴23由非磁性材料制成。在本实施例中压盘轴23具体选用塑料制成。压盘轴23一端与挂钩4样固定连接，另一端与第二磁吸件22粘接固定。压盘轴23的设置将缓冲件3和第二磁吸件22相间隔，以减弱第二磁吸件22作用在缓冲件3上的磁吸力。

参照图1，第一磁吸件12远离置物板11的一端固定有连接法兰13。连接法兰13上开设有螺纹孔，机架5上固定有用于驱动置物盘1转动的驱动源（图中未示出），驱动源具体设置为电机。驱动源通过可通过螺栓螺纹连接于螺纹孔内实现与连接法兰13之间的固定连接。 连接法兰13靠近第一磁吸件12的一端一体成型有法兰轴14，法兰轴14与第一磁吸件12固定连接。法兰轴14靠近连接法连的一端一体成型有连接部141，连接部141外侧壁为弧形，且连接部141直径朝远离连接法兰13的方向渐缩，以提高连接法兰13与法兰轴14之间的连接强度。

参照图1，当压盘2与置物盘1相吸合并对待加工衬底进行夹持后，将挂钩4与挂环31拆离，使得压盘2、待加工衬底和置物盘1形成一个整体，启动驱动源即可驱动置物盘1旋转，待加工衬底随置物盘1一起旋转进行倒角的研磨加工。

本申请实施例一种衬底固定装置的实施原理为：将待加工衬底置于置物盘1上后对待加工衬底进行定位，随后拉动压盘2，使得压盘2缓慢朝靠近置物盘1的方向移动，直至压盘2与待加工衬底相抵。将压盘2上的挂钩4从缓冲件3上取下，使得缓冲件3和压盘2相分离，最后启动驱动源驱动置物盘1转动进行倒角研磨。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于，参照图2，第二磁吸进远离所述压板21的一端固定有圆柱状拓展块24，拓展块24上套设固定有轴承7，轴承7内嵌于压盘轴23内，轴承7外圈与压盘轴23固定连接。轴承7的设置实现了第二磁吸件22与压盘轴23之间的转动连接，当置物盘1带动压盘2转动时，可无需将压盘2从缓冲件3上拆离。

实施例3：

本实施例与实施例1的区别在于，参照图3，缓冲弹簧远离挂环31的一端固定有连接转轴6，连接转轴6穿设于机架5内并与机架5转动连接，从而实现缓冲件3与机架5的转动连接。当置物盘1带动压盘2转动时，可无需将压盘2冲缓冲件3上拆离。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种衬底固定装置，其特征在于：包括相对设置的置物盘（1）和压盘（2），所述压盘（2）具有朝向置物盘（1）方向的夹持力；

所述置物盘（1）包括置物板（11）和置于置物板（11）一端的第一磁吸件（12），所述压盘（2）包括压板（21）和设置于所述压板（21）远离所述置物盘（1）一端的第二磁吸件（22），且所述第一磁吸件（12）与所述第二磁吸件（22）能够相互吸引；

所述压盘（2）远离所述置物盘（1）的一端设置有缓冲件（3）。

2.根据权利要求1所述的一种衬底固定装置，其特征在于：所述第一磁吸件（12）和所述第二磁吸件（22）均由磁铁制成，或第一磁吸件（12）和所述第二磁吸件（22）一个为磁铁制成，另一个为磁性金属制成。

3.根据权利要求2所述的一种衬底固定装置，其特征在于：所述缓冲件（3）包括缓冲弹簧或弹力绳，所述缓冲件（3）一端和压盘（2）相连。

4.根据权利要求3所述的一种衬底固定装置，其特征在于：所述第二磁吸件（22）远离所述压板（21）的一侧连接有挂钩（4），且所述缓冲件（3）靠近所述第二磁吸件（22）的一端设置有用于与挂钩(4)配合的挂环（31）。

5.根据权利要求4所述的一种衬底固定装置，其特征在于：所述挂钩（4）与所述第二磁吸件（22）之间连接有压盘轴（23），且所述压盘轴（23）由非磁性金属制成。

6.根据权利要求3所述的一种衬底固定装置，其特征在于：所述第一磁吸件（12）远离所述置物板（11）的一端连接有连接法兰（13），所述连接法兰（13）靠近所述第一磁吸件（12）的一端连接有法兰轴（14），且所述法兰轴（14）与所述第一磁吸件（12）固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种衬底固定装置，其特征在于：所述法兰轴（14）靠近连接法兰（13）的一端一体成型有连接部（141）。

8.根据权利要求5所述的一种衬底固定装置，其特征在于：所述第二磁吸件（22）转动连接于所述压盘轴（23）上。

9.根据权利要求1所述的一种衬底固定装置，其特征在于：包括用于连接所述缓冲件（3）的机架（5），所述缓冲件（3）远离所述压盘（2）的一端设置有连接转轴（6），所述连接转轴（6）转动连接于所述机架（5）上。