CN111823128A - 一种半导体晶圆加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半导体晶圆加工设备，其结构包括支撑主机、控制面板、滑动器、支撑台、电机、研磨砂轮、晶圆放置机构，支撑主机前表面嵌有控制面板，夹片对晶圆外侧的上下两侧表面进行贴紧，通过研磨砂轮研磨过程中产生的转动力，使得晶圆的外侧顺着转动轮进行转动，确保研磨砂轮对晶圆表面进行全面的研磨，通过卡位转杆转动与定位卡槽进行卡合，将晶圆进行翻面，提高了对晶圆的研磨效率，牵引绳进行牵引拉动，带动了连接盘进行平稳的往下移动，这时四个活塞板在四个气管内部同步进行活塞运动，这时吸盘内部呈真空状态，这时吸盘与晶圆的底面进行牢牢吸附，同时只对晶圆的底面进行吸附，确保晶圆的表面不受研磨影响，能够进行全面的研磨。

Description

一种半导体晶圆加工设备

技术领域

本发明涉及晶圆光刻显影设备领域，更具体地说，尤其是涉及到一种半导体晶圆加工设备。

背景技术

半导体晶圆在生产时，需要使用到晶圆研磨机对晶圆的表面层进行打磨，去掉切割时在晶圆表面产生的锯痕和破损，使晶圆表面达到所要求的光洁度，但是由于晶圆较薄，研磨机在对晶圆进行研磨的过程中，需要对晶圆的外侧进行装夹，避免研磨砂轮在研磨过程中造成晶圆发生位置偏移，由于晶圆的外侧与夹具进行抵触，导致晶圆的外侧连接处表面的研磨效果降低，并且需要对晶圆的正反面进行研磨，还需要将晶圆从夹具上拆下进行翻面，重新定位装夹，降低研磨砂轮的研磨效率。

发明内容

本发明实现技术目的所采用的技术方案是：该一种半导体晶圆加工设备，其结构包括支撑主机、控制面板、滑动器、支撑台、电机、研磨砂轮、晶圆放置机构，所述支撑主机前表面嵌有控制面板，所述滑动器安装在支撑主机右侧表面，并且滑动器与支撑台滑动连接，所述电机固定那装载支撑台上端，所述电机输出端与研磨砂轮同步转动，并且研磨砂轮位于支撑台下方，所述研磨砂轮位于晶圆放置机构上方，所述晶圆放置机构固定安装在支撑主机右端，所述晶圆放置机构包括放置框板、气缸、装夹机构、承载台，所述放置框板底面固定安装在支撑主机右端，所述放置框板外侧设有气缸，并且气缸输出端与装夹机构相固定，所述装夹机构位于放置框板内部，所述承载台固定安装在放置框板内侧底面，并且承载台位于装夹机构下方，所述气缸和装夹机构均设有两个，并且呈左右对称安装在放置框板的左右两侧。

作为本发明的进一步改进，所述装夹机构包括连接块、滑轮、限位机构、推杆、装夹头，所述连接块与气缸输出端相固定，所述连接块右端设有滑轮，并且滑轮与推杆内壁滑动连接，所述连接块与推杆内部连接处固定安装有限位机构，所述推杆右端设有装夹头，所述滑轮共设有两个并且安装在连接块右端的上下两侧，并且推杆内部设有一个与滑轮宽度相匹配的环形凹槽。

作为本发明的进一步改进，所述限位机构包括转动块、卡位转杆、固定环、定位卡槽，所述转动块与推杆内部相固定，所述转动块外侧固定安装有卡位转杆，所述转动块外侧设有固定环并且位于同一圆心上，所述固定环与连接块右端相固定，所述固定环内壁设有定位卡槽，并且卡位转杆与定位卡槽卡合连接，所述定位卡槽共设有两个，分别安装在固定环内壁的上下两侧呈上下对称结构。

作为本发明的进一步改进，所述装夹头包括卡边板、弹簧、夹片、导向杆，所述卡边板内壁固定安装有弹簧，所述弹簧与夹片相固定，并且夹片位于卡边板内部，所述导向杆固定安装在卡边板内部，并且导向杆采用间隙配合贯穿于夹片内部，所述卡边板呈凹槽型弧板结构，所述弹簧共设有十二个，并且两个为一组，均匀分布在夹片与卡边板内部的连接处。

作为本发明的进一步改进，所述夹片包括夹板、铰接板、转动轮，所述夹板内部固定安装有铰接板，所述导向杆采用间隙配合贯穿于夹板内部，所述铰接板与转动轮轴连接，所述转动轮共设有两个，分别设在铰接板的首尾两端。

作为本发明的进一步改进，所述承载台包括伸缩器、抵触面板、吸附机构，所述伸缩器底面固定安装在放置框板内侧底面，所述抵触面板底部采用间隙配合安装在伸缩器上端内部，所述抵触面板上端内部设有吸附机构，所述伸缩器和抵触面板均呈圆柱体结构，并且伸缩器的内径与抵触面板的外径相匹配，并且伸缩器通过控制面板进行控制连接。

作为本发明的进一步改进，所述吸附机构包括吸盘、气管、活塞板、连接盘、牵引绳、拉杆、卡杆，所述吸盘嵌在抵触面板内部上表面，所述吸盘下端设有气管，所述活塞板采用间隙配合安装在气管内部下端，并且活塞板下端与连接盘上表面相固定，所述连接盘下端与牵引绳首端相缠绕，并且牵引绳末端与拉杆相缠绕，所述拉杆采用间隙配合贯穿于抵触面板内部，所述卡杆固定安装在抵触面板外侧表面，所述卡杆与拉杆内部卡合连接，所述吸盘共设有四个，并且均匀分布在抵触面板顶面内部的四个方位上，所述连接盘呈圆盘型结构，并且牵引绳与连接盘的圆心处进行缠绕。

本发明的有益效果在于：

1.装夹头对晶圆两侧表面进行贴紧，使得夹片对晶圆外侧的上下两侧表面进行贴紧，通过研磨砂轮研磨过程中产生的转动力，使得晶圆的外侧顺着转动轮进行转动，同时夹片与晶圆的外侧表面的抵触面积发生转换，确保研磨砂轮对晶圆表面进行全面的研磨，通过转动装夹头，使得转动块绕着固定环进行转动，这时通过卡位转杆转动与定位卡槽进行卡合，确保装夹头转动一百八十度，将晶圆进行翻面，提高了对晶圆的研磨效率。

2.拉动拉杆，使得牵引绳进行牵引拉动，带动了连接盘进行平稳的往下移动，这时四个活塞板在四个气管内部同步进行活塞运动，这时吸盘内部呈真空状态，这时吸盘与晶圆的底面进行牢牢吸附，同时只对晶圆的底面进行吸附，确保晶圆的表面不受研磨影响，能够进行全面的研磨。

附图说明

图1为本发明一种半导体晶圆加工设备的结构示意图。

图2为本发明一种晶圆放置机构的俯视结构示意图。

图3为本发明一种装夹机构的内部结构示意图。

图4为本发明一种限位机构的结构示意图。

图5为本发明一种装夹头的立体结构示意图。

图6为本发明一种夹片的俯视结构示意图。

图7为本发明一种承载台的立体结构示意图。

图8为本发明一种吸附机构的内部结构示意图。

图中：支撑主机-1、控制面板-2、滑动器-3、支撑台-4、电机-5、研磨砂轮-6、晶圆放置机构-7、放置框板-71、气缸-72、装夹机构-73、承载台-74、连接块-731、滑轮-732、限位机构-733、推杆-734、装夹头-735、转动块-33a、卡位转杆-33b、固定环-33c、定位卡槽-33d、卡边板-35a、弹簧-35b、夹片-35c、导向杆-35d、夹板-c1、铰接板-c2、转动轮-c3、伸缩器-741、抵触面板-742、吸附机构-743、吸盘-43a、气管-43b、活塞板-43c、连接盘-43d、牵引绳-43e、拉杆-43f、卡杆-43g。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述：

实施例1：

如附图1至附图6所示：

本发明一种半导体晶圆加工设备，其结构包括支撑主机1、控制面板2、滑动器3、支撑台4、电机5、研磨砂轮6、晶圆放置机构7，所述支撑主机1前表面嵌有控制面板2，所述滑动器3安装在支撑主机1右侧表面，并且滑动器3与支撑台4滑动连接，所述电机5固定那装载支撑台4上端，所述电机5输出端与研磨砂轮6同步转动，并且研磨砂轮6位于支撑台4下方，所述研磨砂轮6位于晶圆放置机构7上方，所述晶圆放置机构7固定安装在支撑主机1右端，所述晶圆放置机构7包括放置框板71、气缸72、装夹机构73、承载台74，所述放置框板71底面固定安装在支撑主机1右端，所述放置框板71外侧设有气缸72，并且气缸72输出端与装夹机构73相固定，所述装夹机构73位于放置框板71内部，所述承载台74固定安装在放置框板71内侧底面，并且承载台74位于装夹机构73下方，所述气缸72和装夹机构73均设有两个，并且呈左右对称安装在放置框板71的左右两侧，利于对晶圆外侧两侧进行装夹，确保对晶圆进行定位研磨。

其中，所述装夹机构73包括连接块731、滑轮732、限位机构733、推杆734、装夹头735，所述连接块731与气缸72输出端相固定，所述连接块731右端设有滑轮732，并且滑轮732与推杆734内壁滑动连接，所述连接块731与推杆734内部连接处固定安装有限位机构733，所述推杆734右端设有装夹头735，所述滑轮732共设有两个并且安装在连接块731右端的上下两侧，并且推杆734内部设有一个与滑轮732宽度相匹配的环形凹槽，确保滑轮732在推杆734内部进行滑动，使得推杆734绕着连接块731进行平稳转动。

其中，所述限位机构733包括转动块33a、卡位转杆33b、固定环33c、定位卡槽33d，所述转动块33a与推杆734内部相固定，所述转动块33a外侧固定安装有卡位转杆33b，所述转动块33a外侧设有固定环33c并且位于同一圆心上，所述固定环33c与连接块731右端相固定，所述固定环33c内壁设有定位卡槽33d，并且卡位转杆33b与定位卡槽33d卡合连接，所述定位卡槽33d共设有两个，分别安装在固定环33c内壁的上下两侧呈上下对称结构，利于通过卡位转杆33b转动与定位卡槽33d进行卡位，确保转动块33a绕着固定环33c内部转动一百八十度，对装夹头735进行翻转。

其中，所述装夹头735包括卡边板35a、弹簧35b、夹片35c、导向杆35d，所述卡边板35a内壁固定安装有弹簧35b，所述弹簧35b与夹片35c相固定，并且夹片35c位于卡边板35a内部，所述导向杆35d固定安装在卡边板35a内部，并且导向杆35d采用间隙配合贯穿于夹片35c内部，所述卡边板35a呈凹槽型弧板结构，利于对晶圆边缘进行装夹，所述弹簧35b共设有十二个，并且两个为一组，均匀分布在夹片35c与卡边板35a内部的连接处，利于对夹片35c进行缓冲调节，确保夹片35c对晶圆边缘有效的装夹，防止晶圆位置发生偏移。

其中，所述夹片35c包括夹板c1、铰接板c2、转动轮c3，所述夹板c1内部固定安装有铰接板c2，所述导向杆35d采用间隙配合贯穿于夹板c1内部，所述铰接板c2与转动轮c3轴连接，所述转动轮c3共设有两个，分别设在铰接板c2的首尾两端，利于对晶圆外侧进行滑动，确保晶圆进行定点转动，将晶圆边缘与夹板c1的抵触面进行转换，确保晶圆的表层均被研磨砂轮研磨到。

本实施例的具体使用方式与作用：

本发明中，将晶圆放置在承载台74上表面，通过控制面板2控制两个气缸72进行同步推移，使得推杆734带动装夹头735进行移动，这时装夹头735对晶圆两侧表面进行贴紧，通过弹簧35b的弹力作用，使得夹片35c对晶圆外侧的上下两侧表面进行贴紧，接着启动电机5使得研磨砂轮6进行转动对晶圆表面进研磨，确保晶圆的研磨的过程中圆心不会发生偏移，并且通过研磨砂轮6研磨过程中产生的转动力，使得晶圆的外侧顺着转动轮c3进行转动，同时晶圆的圆心不会发生偏移，同时夹片35c与晶圆的外侧表面的抵触面积发生转换，确保研磨砂轮6对晶圆表面进行全面的研磨，一个表层研磨完成后，通过转动装夹头735，使得转动块33a绕着固定环33c进行转动，这时通过卡位转杆33b转动与定位卡槽33d进行卡合，确保装夹头735转动一百八十度，将晶圆进行翻面，翻面后无需在对晶圆圆心进行定位，提高了对晶圆的研磨效率。

实施例2：

如附图7至附图8所示：

其中，所述承载台74包括伸缩器741、抵触面板742、吸附机构743，所述伸缩器741底面固定安装在放置框板71内侧底面，所述抵触面板742底部采用间隙配合安装在伸缩器741上端内部，所述抵触面板742上端内部设有吸附机构743，所述伸缩器741和抵触面板742均呈圆柱体结构，并且伸缩器741的内径与抵触面板742的外径相匹配，并且伸缩器741通过控制面板2进行控制连接，通过伸缩器741带动抵触面板742进行伸缩，能够将抵触面板742缩进伸缩器741内部。

其中，所述吸附机构743包括吸盘43a、气管43b、活塞板43c、连接盘43d、牵引绳43e、拉杆43f、卡杆43g，所述吸盘43a嵌在抵触面板742内部上表面，所述吸盘43a下端设有气管43b，所述活塞板43c采用间隙配合安装在气管43b内部下端，并且活塞板43c下端与连接盘43d上表面相固定，所述连接盘43d下端与牵引绳43e首端相缠绕，并且牵引绳43e末端与拉杆43f相缠绕，所述拉杆43f采用间隙配合贯穿于抵触面板742内部，所述卡杆43g固定安装在抵触面板742外侧表面，所述卡杆43g与拉杆43f内部卡合连接，所述吸盘43a共设有四个，并且均匀分布在抵触面板742顶面内部的四个方位上，利于对晶圆的底面进行牢固的吸附，确保晶圆在进行研磨的过程中中心点的位置不会发生偏移，所述连接盘43d呈圆盘型结构，并且牵引绳43e与连接盘43d的圆心处进行缠绕，利于确保带动连接盘43d进行平稳的往下移动，同时拉动了四个活塞板43c在气管43b内部进行气压改变，使得吸盘43a对晶圆的底面进行牢牢的吸附。

本实施例的具体使用方式与作用：

本发明中，将晶圆放置在抵触面板742上，通过控制面板2控制伸缩器741进行工作，调节抵触面板742的高度，防止抵触面板742与装夹机构73发生碰撞，接着拉动拉杆43f，使得牵引绳43e进行牵引拉动，带动了连接盘43d进行平稳的往下移动，这时四个活塞板43c在四个气管43b内部同步进行活塞运动，将气管43b内部的气压进行改变，这时吸盘43a内部呈真空状态，这时吸盘43a与晶圆的底面进行牢牢吸附，将晶圆的圆心进行定位，确保晶圆在研磨的过程中不会发生偏移，同时只对晶圆的底面进行吸附，确保晶圆的表面不受研磨影响，能够进行全面的研磨。

利用本发明所述技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种半导体晶圆加工设备，其结构包括支撑主机（1）、控制面板（2）、滑动器（3）、支撑台（4）、电机（5）、研磨砂轮（6）、晶圆放置机构（7），所述支撑主机（1）前表面嵌有控制面板（2），所述滑动器（3）安装在支撑主机（1）右侧表面，并且滑动器（3）与支撑台（4）滑动连接，所述电机（5）固定那装载支撑台（4）上端，所述电机（5）输出端与研磨砂轮（6）同步转动，并且研磨砂轮（6）位于支撑台（4）下方，所述研磨砂轮（6）位于晶圆放置机构（7）上方，所述晶圆放置机构（7）固定安装在支撑主机（1）右端，其特征在于：

所述晶圆放置机构（7）包括放置框板（71）、气缸（72）、装夹机构（73）、承载台（74），所述放置框板（71）底面固定安装在支撑主机（1）右端，所述放置框板（71）外侧设有气缸（72），并且气缸（72）输出端与装夹机构（73）相固定，所述装夹机构（73）位于放置框板（71）内部，所述承载台（74）固定安装在放置框板（71）内侧底面，并且承载台（74）位于装夹机构（73）下方。

2.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆加工设备，其特征在于：所述装夹机构（73）包括连接块（731）、滑轮（732）、限位机构（733）、推杆（734）、装夹头（735），所述连接块（731）与气缸（72）输出端相固定，所述连接块（731）右端设有滑轮（732），并且滑轮（732）与推杆（734）内壁滑动连接，所述连接块（731）与推杆（734）内部连接处固定安装有限位机构（733），所述推杆（734）右端设有装夹头（735）。

3.根据权利要求2所述的一种半导体晶圆加工设备，其特征在于：所述限位机构（733）包括转动块（33a）、卡位转杆（33b）、固定环（33c）、定位卡槽（33d），所述转动块（33a）与推杆（734）内部相固定，所述转动块（33a）外侧固定安装有卡位转杆（33b），所述转动块（33a）外侧设有固定环（33c）并且位于同一圆心上，所述固定环（33c）与连接块（731）右端相固定，所述固定环（33c）内壁设有定位卡槽（33d），并且卡位转杆（33b）与定位卡槽（33d）卡合连接。

4.根据权利要求2所述的一种半导体晶圆加工设备，其特征在于：所述装夹头（735）包括卡边板（35a）、弹簧（35b）、夹片（35c）、导向杆（35d），所述卡边板（35a）内壁固定安装有弹簧（35b），所述弹簧（35b）与夹片（35c）相固定，并且夹片（35c）位于卡边板（35a）内部，所述导向杆（35d）固定安装在卡边板（35a）内部，并且导向杆（35d）采用间隙配合贯穿于夹片（35c）内部。

5.根据权利要求4所述的一种半导体晶圆加工设备，其特征在于：所述夹片（35c）包括夹板（c1）、铰接板（c2）、转动轮（c3），所述夹板（c1）内部固定安装有铰接板（c2），所述导向杆（35d）采用间隙配合贯穿于夹板（c1）内部，所述铰接板（c2）与转动轮（c3）轴连接。

6.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆加工设备，其特征在于：所述承载台（74）包括伸缩器（741）、抵触面板（742）、吸附机构（743），所述伸缩器（741）底面固定安装在放置框板（71）内侧底面，所述抵触面板（742）底部采用间隙配合安装在伸缩器（741）上端内部，所述抵触面板（742）上端内部设有吸附机构（743）。

7.根据权利要求6所述的一种半导体晶圆加工设备，其特征在于：所述吸附机构（743）包括吸盘（43a）、气管（43b）、活塞板（43c）、连接盘（43d）、牵引绳（43e）、拉杆（43f）、卡杆（43g），所述吸盘（43a）嵌在抵触面板（742）内部上表面，所述吸盘（43a）下端设有气管（43b），所述活塞板（43c）采用间隙配合安装在气管（43b）内部下端，并且活塞板（43c）下端与连接盘（43d）上表面相固定，所述连接盘（43d）下端与牵引绳（43e）首端相缠绕，并且牵引绳（43e）末端与拉杆（43f）相缠绕，所述拉杆（43f）采用间隙配合贯穿于抵触面板（742）内部，所述卡杆（43g）固定安装在抵触面板（742）外侧表面，所述卡杆（43g）与拉杆（43f）内部卡合连接。

Images