一种双工位晶圆研磨设备制造技术

本发明专利技术公开了一种双工位晶圆研磨设备，具体涉及晶圆研磨装置技术领域，包括底座；转动轴；转盘；晶圆槽；导向柱；滑动座；伸缩安装杆；研磨头；平移单元，驱动滑动座沿转盘径向移动，使得转盘旋转时，研磨头的研磨轨迹成螺旋形；伸缩单元。通过转盘的转动，使得平移单元能够启动，并同步驱动滑动座朝转盘的径向内侧方向移动，滑动座移动时，将由伸缩单元驱动研磨头朝下移动至指定高度，并随着滑动座的继续移动，使得研磨头开始接触晶圆的上表面，使得研磨头开始对晶圆上表面进行研磨，研磨头的研磨轨迹成螺旋形，能够覆盖两个晶圆的转动半径区域，因此研磨头的外径尺寸无需过大即可满足对不同外径尺寸晶圆的研磨需求，且不会出现研磨盲区。盲区。盲区。

【技术实现步骤摘要】
一种双工位晶圆研磨设备


[0001]本专利技术涉及晶圆研磨装置
，更具体地说，本专利技术涉及一种双工位晶圆研磨设备。

技术介绍

[0002]晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅，晶圆在进行生产时，需要先对晶圆棒进行切片，然后对切割的晶圆片进行研磨操作。
[0003]经检索，中国专利号CN215588816U中公开了一种晶圆研磨装置。晶圆研磨装置包括：基座，具有加工区和厚度检测区；转盘，可转动地设置在基座上，转盘上设置有用于承载晶圆的承载部；加工区和厚度检测区沿转盘的旋转方向分布；研磨头，设置在基座上且位于加工区，研磨头用于对转动至加工区的晶圆进行研磨；厚度检测装置，设置在基座上且位于厚度检测区，厚度检测装置用于对完成研磨并转动至厚度检测区的晶圆进行厚度检测；其中，承载部为多个，多个承载部绕转盘的旋转轴的周向间隔设置。
[0004]上述现有技术中的晶圆研磨设备通过研磨头对晶圆表面进行研磨，研磨头研磨轨迹形成的区域需要覆盖晶圆转动轨迹区域，这样就需要研磨头的外径足够大，才能达到研磨头研磨轨迹形成的区域覆盖晶圆转动轨迹区域的目的，当晶圆外径尺寸型号较多时，进而会造成研磨头尺寸型号同样变多，影响了研磨头的制造成本以及晶圆研磨设备的制造成本。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的实施例提供一种双工位晶圆研磨设备，本专利技术所要解决的技术问题是：现有技术中的晶圆研磨设备上的研磨头外径尺寸需要足够大才能覆盖晶圆转动轨迹区域，导致研磨头型号变多，进而影响晶圆研磨设备的制造成本。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种双工位晶圆研磨设备，包括底座，还包括：
[0007]转动轴，竖直转动连接于所述底座且由外部电机驱动其转动；
[0008]转盘，同轴连接于所述转动轴的上端，且所述转盘顶面沿其轴向阵列设有两个凹陷的晶圆槽；
[0009]导向柱，通过安装两个立杆水平设于所述转盘上方；
[0010]滑动座，可滑动地套装于所述导向柱上，且所述滑动座底部伸缩插合有伸缩安装杆，所述伸缩安装杆穿出滑动座底部的一端同轴固接有研磨头；
[0011]平移单元，用于在所述转盘转动时，同步驱动所述滑动座沿转盘径向移动，使得所述转盘旋转时，所述研磨头的研磨轨迹成螺旋形；
[0012]伸缩单元，用于在所述滑动座朝转盘径向内侧方向移动时，能够驱动所述伸缩安装杆朝下移动至固定位置，以使所述研磨头能够对晶圆槽内放置的晶圆上表面进行研磨。
[0013]如图1
‑
12所示，实施方式具体为：将两个切割后的晶圆放置于晶圆槽内，晶圆上表
面略突出至转盘上方，通过外部电机驱动转盘转动，由于转盘的转动，使得平移单元能够启动，并同步驱动滑动座朝转盘的径向内侧方向移动，滑动座移动时，将由伸缩单元驱动研磨头朝下移动至指定高度，并随着滑动座的继续移动，使得研磨头开始接触晶圆的上表面，使得研磨头开始对晶圆上表面进行研磨，由于研磨头持续移动，使得研磨头的研磨轨迹成螺旋形，同时能够覆盖两个晶圆的转动半径区域，因此研磨头的外径尺寸无需过大即可满足对不同外径尺寸晶圆的研磨需求，且不会出现研磨盲区。
[0014]在另外一个优选的实施方式中，所述伸缩单元包括第一滑动销，所述第一滑动销穿设于伸缩安装杆的上端，所述导向柱上开设有供伸缩安装杆移动能自由通过的第一避空槽，且所述导向柱上还开设有供第一滑动销插合的异形滑动槽，所述异形滑动槽沿邻近转盘的方向依次包括第一直槽、斜槽、第二直槽，所述第一直槽、斜槽及第二直槽首尾依次相连通，所述第一滑动销在第一直槽上滑动时，使得所述研磨头位于转盘上方，所述第一滑动销在第二直槽上滑动时，使得所述研磨头朝下移动并能够接触晶圆表面。
[0015]采用上述方案后，当滑动座朝转盘的径向内侧方向移动时，将带动研磨头同步移动，同时使伸缩安装杆上的第一滑动销由第一直槽滑动至斜槽上，使得伸缩安装杆朝下移动，然后再随着滑动座的移动，使得第一滑动销由斜槽滑动至第二直槽上，进而使得研磨头下移到位，并能够接触晶圆的上表面，由于只需滑动座的移动即可实现研磨头的进刀、退刀动作，使得结构较为简单，另外研磨头的动作配合滑动座的平移，使得研磨头在转盘转速未到位时，不会接触到晶圆上表面，避免影响对晶圆的研磨效果。
[0016]在另外一个优选的实施方式中，所述平移单元包括：
[0017]连接杆，同轴连接于所述转盘顶部，且所述转盘旋转时能够同步带动连接杆转动；
[0018]齿条，水平固接于所述滑动座外壁上；
[0019]齿轮，同轴连接于所述连接杆的上端，且所述齿轮与齿条能够外啮合。
[0020]采用上述方案后，通过转盘的旋转，使得连接杆同步旋转，进而使得齿轮与齿条啮合传动，以此驱动滑动座朝转盘的径向内侧方向移动，结构简单且自动化程度高。
[0021]在另外一个优选的实施方式中，所述转盘内同轴开设有连通腔，所述晶圆槽的内底壁上设有多个通孔形式的吸气孔，所述连通腔与吸气孔相贯通，所述转动轴上端部设有盲孔形式的滑动腔，所述连通腔的内底壁上设有与滑动腔连通的连通孔，所述连接杆下端可滑动地穿至滑动腔内，且所述连接杆的外壁与连通孔内壁之间具有供空气流通的流通空间，所述转盘旋转时，将由抽气单元对所述滑动腔内抽气，使得能够对放置在所述晶圆槽内的晶圆产生负压吸力，同时所述滑动腔内空气压力降低时，将由驱动单元驱动所述连接杆朝下移动，进而使所述齿轮与齿条外啮合。
[0022]采用上述方案后，将晶圆放置于晶圆槽内后，晶圆底面与晶圆槽内底壁贴平，再通过转盘的旋转，使得抽气单元能够对滑动腔内抽气，进而使连通腔内气压降低，使得能够透过吸气孔对晶圆产生负压吸附力，进而能够使转盘旋转时对晶圆进行限位固定，避免研磨时晶圆产生窜动，另外滑动腔内气压降低后，将由驱动单元驱动连接杆朝下移动，使得齿轮与齿条能够接触并啮合，进而能够由转盘的转动驱动滑动座移动，从而防止转盘转动初期阶段转盘转速未达到研磨所需求的转速时避免滑动座移动。
[0023]在另外一个优选的实施方式中，所述抽气单元包括：
[0024]密封仓，固定套装于所述转动轴上，且所述密封仓内部空心；
[0025]活塞环，可滑动地套装于所述转动轴上，且位于所述密封仓内，所述活塞环与密封仓内底壁之间围成一个抽气腔，所述转动轴外壁上开设有与抽气腔及滑动腔贯通的抽气孔；
[0026]两个摆动臂，沿所述转动轴的轴向阵列铰接于转动轴上，两个所述摆动臂远离转动轴的一端设有配重球；
[0027]两个滑动杆，竖直固接于所述活塞环端面上，且能够自由穿出所述密封仓的顶面，所述滑动杆的上端穿设有第二滑动销，所述摆动臂上开设有供滑动杆自由通过的第二避空槽，且所述摆动臂上还开设有供第二滑动销插合的腰形孔，所述腰形孔的长度方向与摆动臂长度方向平行。
[0028]采用上述方案后，通过转盘的旋转，使得配重球受到转盘旋转所产生的离心力影响，进而使得配重球朝转盘径向外侧移动并使摆动臂朝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双工位晶圆研磨设备，包括底座(1)，其特征在于，还包括：转动轴(15)，竖直转动连接于所述底座(1)且由外部电机驱动其转动；转盘(17)，同轴连接于所述转动轴(15)的上端，且所述转盘(17)顶面沿其轴向阵列设有两个凹陷的晶圆槽(14)；导向柱(3)，通过安装两个立杆(2)水平设于所述转盘(17)上方；滑动座(6)，可滑动地套装于所述导向柱(3)上，且所述滑动座(6)底部伸缩插合有伸缩安装杆(7)，所述伸缩安装杆(7)穿出滑动座(6)底部的一端同轴固接有研磨头(8)；平移单元，用于在所述转盘(17)转动时，同步驱动所述滑动座(6)沿转盘(17)径向移动，使得所述转盘(17)旋转时，所述研磨头(8)的研磨轨迹成螺旋形；伸缩单元，用于在所述滑动座(6)朝转盘(17)径向内侧方向移动时，能够驱动所述伸缩安装杆(7)朝下移动至固定位置，以使所述研磨头(8)能够对晶圆槽(14)内放置的晶圆上表面进行研磨。2.根据权利要求1所述的一种双工位晶圆研磨设备，其特征在于，所述伸缩单元包括第一滑动销(31)，所述第一滑动销(31)穿设于伸缩安装杆(7)的上端，所述导向柱(3)上开设有供伸缩安装杆(7)移动能自由通过的第一避空槽，且所述导向柱(3)上还开设有供第一滑动销(31)插合的异形滑动槽，所述异形滑动槽沿邻近转盘(17)的方向依次包括第一直槽(21)、斜槽、第二直槽(4)，所述第一直槽(21)、斜槽及第二直槽(4)首尾依次相连通，所述第一滑动销(31)在第一直槽(21)上滑动时，使得所述研磨头(8)位于转盘(17)上方，所述第一滑动销(31)在第二直槽(4)上滑动时，使得所述研磨头(8)朝下移动并能够接触晶圆表面。3.根据权利要求1所述的一种双工位晶圆研磨设备，其特征在于，所述平移单元包括：连接杆(28)，同轴连接于所述转盘(17)顶部，且所述转盘(17)旋转时能够同步带动连接杆(28)转动；齿条(5)，水平固接于所述滑动座(6)外壁上；齿轮(12)，同轴连接于所述连接杆(28)的上端，且所述齿轮(12)与齿条(5)能够外啮合。4.根据权利要求3所述的一种双工位晶圆研磨设备，其特征在于，所述转盘(17)内同轴开设有连通腔(24)，所述晶圆槽(14)的内底壁上设有多个通孔形式的吸气孔(13)，所述连通腔(24)与吸气孔(13)相贯通，所述转动轴(15)上端部设有盲孔形式的滑动腔(26)，所述连...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗锡彦，唐明星，李伟，舒雄，
申请(专利权)人：深圳市晶封半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：