一种半导体晶圆研磨设备制造技术

本发明专利技术属于半导体制造技术领域，具体的说是一种半导体晶圆研磨设备，包括研磨片、研磨框、研磨盘、夹紧装置，所述夹紧装置包括固定块、铰接挡板、一号空气弹簧、夹紧块、连接块，所述固定块的一条边上设置一号矩形槽；所述一号矩形槽槽口处铰接一号空气弹簧的一端；所述一号空气弹簧的另一端固定连接铰接挡板的一端；所述铰接挡板另一端相互铰接；所述夹紧块与铰接挡板相对设置，夹紧块一端底部与连接块的一端台肩铰接，夹紧块一端顶部通过弹簧与连接块的一端顶部连接；本发明专利技术通过在压缩弹片下方设置二号空气弹簧，二号空气弹簧压缩摆动弹片，通过二号空气弹簧和弹簧配合作用，实现对晶圆进行夹持，且夹持力柔软、可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体晶圆研磨设备
本专利技术属于半导体制造
，具体的说是一种半导体晶圆研磨设备。
技术介绍
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅芯片，晶圆是生产集成电路所用的载体，一般意义晶圆多指单晶硅圆片。晶圆是最常用的半导体材料，按其直径分为4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等规格，近来发展出12英寸甚至研发更大规格。晶圆越大，同一圆片上可生产的IC就越多，可降低成本；但对材料技术和生产技术的要求更高，例如均匀度等等的问题。晶圆制造中，随着制程技术的升级、导线与栅极尺寸的缩小，光刻技术对晶圆表面的平坦程度的要求越来越高。机械研磨的研磨一致性好，表面平整度高，研磨效率高。现有技术中也出现了一些半导体晶圆研磨的技术方案，如申请号为201710312993.X的一项中国专利公开了一种用于电子产品制造的晶圆研磨设备，包括有底板、左架、顶板、研磨框、研磨片、调节机构等；底板顶部左侧安装有左架，左架顶端连接有顶板，底板顶部右侧安装有旋转机构，旋转机构上连接有研磨框，研磨框底部连接有调节机构，顶板底部中间安装有升降机构，升降机构底部连接有研磨片。该技术方案能够将不同的晶圆放置于不同的调节机构中，再进行研磨。但是该方案中研磨盘上装夹晶圆的方式不便于晶圆的取出，因此影响加工效率；研磨时晶圆能够在放置槽内滑动，影响晶圆表面的研磨质量；不同直径的晶圆研磨时需要更换研磨盘，换型时间长，影响加工效率。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本专利技术提出的一种半导体晶圆研磨设备，通过在固定块一侧设置铰接挡板和一号空气弹簧，在连接块一侧设置夹紧块，通过夹紧块和铰接挡板的相互配合作用，实现了对晶圆进行可靠的夹紧；通过在夹紧块的另一端顶部铰接斜板，实现了晶圆能够方便进入夹紧块内，进而实现单手装夹晶圆，且装夹效率更高；通过在夹紧块另一端下方设置一号连杆和二号连杆，实现了晶圆在研磨时夹紧块能够锁紧，进一步保证夹紧的可靠性；通过在夹紧块一端下方设置相互啮合的齿条和凸轮，凸轮压紧圆弧形齿条啮合实现快速的调整夹紧块的夹持宽度，实现适用研磨不同直径的晶圆。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术所述的一种半导体晶圆研磨设备，包括研磨片、研磨框、研磨盘、夹紧装置，所述研磨片设置在研磨框上方，研磨片能够实现上下移动；所述研磨框内设有研磨盘；所述研磨盘由电机驱动旋转，研磨盘上端设有一组夹紧装置；所述夹紧装置用于在研磨时夹持晶圆，夹紧装置在研磨盘上表面呈放射状布置；所述夹紧装置包括固定块、铰接挡板、一号空气弹簧、夹紧块、连接块，所述固定块底面固定连接在研磨盘上，固定块的一条边上设置一号矩形槽；所述一号矩形槽槽口处铰接一号空气弹簧的一端，一号空气弹簧沿一号矩形槽的中心线对称设置；所述一号空气弹簧的另一端固定连接铰接挡板的一端；所述铰接挡板对称设置，两个铰接挡板端头相互铰接；所述夹紧块的一边设置V字形槽，夹紧块与铰接挡板相对设置，夹紧块与铰接挡板相互配合作用实现对晶圆的夹紧；所述夹紧块一端底部与连接块的一端台肩铰接，夹紧块一端顶部通过弹簧与连接块的一端顶部连接；所述连接块与固定块相对设置，连接块底面固定连接在研磨盘的上表面上。工作时，用手按压夹紧块另一端，把晶圆放入夹紧块的V字形槽内，松开按压夹紧块的手，弹簧拉紧夹紧块一端，夹紧块挤压晶圆向铰接挡板一侧移动，晶圆挤压铰接挡板，铰接挡板摆动，一号空气弹簧伸长，当弹簧力与一号空气弹簧的弹力平衡时，晶圆被夹紧；电机带动研磨盘转动，研磨片下降开始研磨晶圆。优选的，所述夹紧块靠近晶圆一侧设置二号矩形槽；所述二号矩形槽底面上固定连接支撑柱一端；所述支撑柱对称设置，支撑柱另一端铰接摆动弹片的中部；所述摆动弹片对称设置两个，摆动弹片为S形，摆动弹片一端用于压住晶圆，两个摆动弹片的端头通过弹簧连接，两个摆动弹片的中部通过压缩弹片相连；所述压缩弹片为圆弧形，所述二号空气弹簧对应摆动弹片设置两个，两个二号空气弹簧对称设置，二号空气弹簧一端铰接在压缩弹片中部；所述二号空气弹簧的另一端铰接摆动弹片的端头上。工作时，用手按压夹紧块另一端，把晶圆放入夹紧块内的压缩弹片上，松开按压夹紧块的手，晶圆对的反作用力挤压压缩弹片，压缩弹片变形挤压二号空气弹簧一端，二号空气弹簧另一端挤压摆动弹片另一端，摆动弹片摆动，摆动弹片一端压住晶圆，晶圆受力平衡后被夹紧；通过二号空气弹簧和弹簧配合作用，实现对晶圆进行夹持，且夹持力柔软、可靠。优选的，所述夹紧块的一侧顶部铰接斜板。工作时，斜板用于装夹晶圆时使夹紧块摆动，方便晶圆进入夹紧块内，实现单手即可装夹晶圆，且装夹效率更高。优选的，所述斜板中部设置三号矩形槽；所述三号矩形槽中部设置旋转轴；所述旋转轴在推杆一端的一字形槽内滑动；所述推杆的另一端铰接一号连杆一端和二号连杆一端；所述一号连杆另一端铰接在连接块上表面中部；所述二号连杆另一端铰接夹紧块另一端底部。工作时，推动晶圆沿斜板滑动，晶圆挤压推杆一端，推杆推动一号连杆和二号连杆摆动，二号连杆带动夹紧块摆动，晶圆移动到夹紧块内，夹紧块对晶圆进行夹紧，夹紧后一号连杆和二号连杆在一条直线上，保证晶圆在研磨时夹紧块能够锁紧，进一步保证夹紧的可靠性。优选的，所述推杆一端设有滚轮；所述斜板一侧设置按压弹片；所述按压弹片覆盖在滚轮上。工作时，推动晶圆沿斜板滑动，晶圆挤压按压弹片，按压弹片变形，按压弹片挤压滚轮，滚轮推动推杆移动；按压弹片使晶圆更容易沿斜板滑动，推杆一端设置滚轮使按压弹片挤压推杆时更加省力。优选的，所述所述夹紧块一端底部与动齿条一端铰接；所述动齿条与定齿条通过圆弧形齿啮合；所述定齿条固定连接在连接块的一端台肩上；所述动齿条光面与凸轮接触；所述凸轮转动连接在固定支架一端；所述固定支架另一端固定连接在连接块上表面上。工作时，如果研磨的晶圆直径增大，转动凸轮，使凸轮不再挤压动齿条，移动动齿条后重新与定齿条啮合，旋转凸轮锁紧动齿条；通过凸轮压紧圆弧形齿条啮合实现快速的调整夹紧块的夹持宽度，进而实现适用研磨不同直径的晶圆。本专利技术的有益效果如下：1.本专利技术通过在固定块一侧设置铰接挡板和一号空气弹簧，在连接块一侧设置夹紧块，通过夹紧块和铰接挡板的相互配合作用，实现了对晶圆进行可靠的夹紧。2.本专利技术通过在压缩弹片下方设置二号空气弹簧，二号空气弹簧压缩摆动弹片，通过二号空气弹簧和弹簧配合作用，实现对晶圆进行夹持，且夹持力柔软、可靠。3.本专利技术通过在夹紧块的另一端顶部铰接斜板，实现了晶圆能够方便进入夹紧块内，进而实现单手装夹晶圆，且装夹效率更高。4.本专利技术通过在夹紧块另一端下方设置一号连杆和二号连杆，实现了晶圆在研磨时夹紧块能够锁紧，进一步保证夹紧的可靠性。5.本专利技术通过在夹紧块一端下方设置相互啮合的齿条和凸轮，凸轮压紧圆弧形齿条啮合实现快速的调整夹紧块的夹持宽度，实现适用研磨不同直径的晶圆。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术的主视图；图2是图1中A-A处的剖视图；图3是图2中B处的放大图及夹紧块的一种结构示意图；图4是本专利技术夹紧块的另一种结构示意图；图中：研磨片1、研磨框2、研磨盘3、夹紧装置4、固定块41、一号矩形槽411、铰接挡板42、一号空气弹簧43、夹紧块44、二号矩形槽441、连接块45、支撑柱51、摆动弹片52、压缩弹片53、二号空气弹簧54本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体晶圆研磨设备，其特征在于：包括研磨片(1)、研磨框(2)、研磨盘(3)、夹紧装置(4)，所述研磨片(1)设置在研磨框(2)上方，研磨片(1)能够实现上下移动；所述研磨框(2)内设有研磨盘(3)；所述研磨盘(3)由电机驱动旋转，研磨盘(3)上端设有一组夹紧装置(4)；所述夹紧装置(4)用于在研磨时夹持晶圆，夹紧装置(4)在研磨盘(3)上表面呈放射状布置；所述夹紧装置(4)包括固定块(41)、铰接挡板(42)、一号空气弹簧(43)、夹紧块(44)、连接块(45)，所述固定块(41)底面固定连接在研磨盘(3)上，固定块(41)的一条边上设置一号矩形槽(411)；所述一号矩形槽(411)槽口处铰接一号空气弹簧(43)的一端，一号空气弹簧(43)沿一号矩形槽(411)的中心线对称设置；所述一号空气弹簧(43)的另一端固定连接铰接挡板(42)的一端；所述铰接挡板(42)对称设置，两个铰接挡板(42)端头相互铰接；所述夹紧块(44)的一边设置V字形槽，夹紧块(44)与铰接挡板(42)相对设置，夹紧块(44)与铰接挡板(42)相互配合作用实现对晶圆的夹紧；所述夹紧块(44)一端底部与连接块(45)的一端台肩铰接，夹紧块(44)一端顶部通过弹簧与连接块(45)的一端顶部连接；所述连接块(45)与固定块(41)相对设置，连接块(45)底面固定连接在研磨盘(3)的上表面上。...

【技术特征摘要】
1.一种半导体晶圆研磨设备，其特征在于：包括研磨片(1)、研磨框(2)、研磨盘(3)、夹紧装置(4)，所述研磨片(1)设置在研磨框(2)上方，研磨片(1)能够实现上下移动；所述研磨框(2)内设有研磨盘(3)；所述研磨盘(3)由电机驱动旋转，研磨盘(3)上端设有一组夹紧装置(4)；所述夹紧装置(4)用于在研磨时夹持晶圆，夹紧装置(4)在研磨盘(3)上表面呈放射状布置；所述夹紧装置(4)包括固定块(41)、铰接挡板(42)、一号空气弹簧(43)、夹紧块(44)、连接块(45)，所述固定块(41)底面固定连接在研磨盘(3)上，固定块(41)的一条边上设置一号矩形槽(411)；所述一号矩形槽(411)槽口处铰接一号空气弹簧(43)的一端，一号空气弹簧(43)沿一号矩形槽(411)的中心线对称设置；所述一号空气弹簧(43)的另一端固定连接铰接挡板(42)的一端；所述铰接挡板(42)对称设置，两个铰接挡板(42)端头相互铰接；所述夹紧块(44)的一边设置V字形槽，夹紧块(44)与铰接挡板(42)相对设置，夹紧块(44)与铰接挡板(42)相互配合作用实现对晶圆的夹紧；所述夹紧块(44)一端底部与连接块(45)的一端台肩铰接，夹紧块(44)一端顶部通过弹簧与连接块(45)的一端顶部连接；所述连接块(45)与固定块(41)相对设置，连接块(45)底面固定连接在研磨盘(3)的上表面上。2.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆研磨设备，其特征在于：所述夹紧块(44)靠近晶圆一侧设置二号矩形槽(441)；所述二号矩形槽(441)底面上固定连接支撑柱(51)一端；所述支撑柱(51)对称设置，支撑柱(51)另一端铰接摆动弹片(52)的中部；所述摆动弹片(52...

【专利技术属性】
技术研发人员：王青，
申请(专利权)人：王青，
类型：发明
国别省市：江苏,32