一种新型硅片边缘抛光机的制作方法

1.本实用新型涉及硅片抛光技术领域，具体涉及一种新型硅片边缘抛光机。


背景技术：

2.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。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨、抛光、切片后，形成硅晶圆片。
3.硅片晶圆在切片后需要进行倒角处理，以减少后续研磨及抛光加工时的破损率，硅片倒角通常采用成形砂轮高速旋转加工成，倒角后的硅片边缘由多段小圆弧和斜边组成，硅片边缘部位的应力大大减小，降低了后续加工破片几率。但由于倒角是采用砂轮加工，倒角部分的表粗糙度较大，粗糙的表面会藏污纳垢，如金属颗粒、研磨抛光液的残留等，造成后续清洗很难清洗干净；由于倒角时砂轮与硅片之间是硬接触，磨削时倒角部位会产生损伤层，具有很多微裂纹或晶格缺陷，会增加后道研磨及抛光破片的几率，也会加大后续外延的缺陷，因此在晶圆加工的工艺流程中，增加硅片边缘抛光是必要的。
4.目前市场上现有的硅片抛光机多以进口为主，主要以speedfam、bbs为代表。speedfam公司的硅片边缘抛光机加工时，硅片做高速旋转运动，粘贴有抛光布并按一定角度做成的半圆状抛头靠在硅片的外缘处，抛头做线往复运动，并通过重锤对加工部位施压，并在加工区域加注抛光液，从而对硅片的边缘进行化学机械抛光；bbs公司的硅片边缘抛光机加工时，硅片做旋转运动，磨头部由多个具有一定角度的摆锤组成，不同的摆锤加工部位角度不同，磨头部做与硅片相反的旋转运动，磨头旋转时，摆锤会产生离心力靠向硅片并对硅片施加一定的压力，对硅片边缘进行加工，磨头转速越高，产生的离心力越大。二者的加工模式有较大区别，但均能达到加工的目的，但均存在一定的局限性。speedfam的设备，其抛头为成形半圆形状，大小和角度均固定，加工效率较低，且加工范围仅限于某一尺寸规格的硅片，抛头的加工难度也比较大。bbs的设备采用多个不同角度的磨头加工，效率较高，但磨头的加工部位相对固定，磨损较快，且磨头数量较多，摆锤灵活性不一致容易造成压力不一致，磨头更换也比较麻烦，加工工件的尺寸也是固定的。二者的设备均仅适用于8寸及12寸硅片的外圆边缘加工，对于6寸及以下的硅片的参考直边则无法加工。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种新型硅片边缘抛光机，以解决上述背景技术中提出的磨头的灵活性较差，容易造成压力不一致，磨头更换也比较麻烦，且加工工件的尺寸也是固定的，不能进行调节，降低了磨头的使用局限性问题
6.为达到以上目的，本实用新型采用的技术方案为：
7.一种新型硅片边缘抛光机，包括机架、磨头组件和旋转台，所述机架的底端四角均设置有支撑座，所述机架的内部底端设置有接液盆，接液盆的上端中央设置有旋转台，旋转台的顶端表面吸附有硅片，旋转台远离硅片的一端设置有供液接口，所述机架的中部远离
旋转台的一侧设置有摆臂，所述机架的上端设置有磨头组件，所述磨头组件包括升降电机、安装支架、旋转电机、传动轴、侧推气缸和磨头，所述升降电机的一端螺栓连接在机架的顶端表面，另一端与安装支架活动连接，所述旋转电机的设置在安装支架的内部，旋转电机的输出端传动连接有与其相匹配的传动轴，所述传动轴的一端贯穿安装支架与磨头固定连接。
8.优选的，所述机架内部远离安装支架的一侧底端设置有底座，所述侧推气缸的底端螺栓连接在底座的表面，并通过底座固定安装在机架的内部，所述侧推气缸的输出端与安装支架固定连接。
9.优选的，所述安装支架包括连接板、滑杆、固定套和固定板，所述滑杆的一端贯穿机架，且活动安装在机架的顶端位于升降电机的两侧，所述滑杆的底端固定安装有固定板，所述滑杆表面远离固定板的一端表面活动连接有固定套，所述连接板的两端与固定套固定连接，所述连接板通过固定套固定安装在安装支架的表面。
10.优选的，所述升降电机的一端与连接板固定连接，所述旋转电机通过固定板活动安装在安装支架的内部，所述传动轴的一端贯穿固定板与磨头固定连接。
11.优选的，所述旋转电机、传动轴和磨头同轴设置，所述磨头通过安装支架设置有机架内部，且位于供液接口的一侧上端。
12.与现有技术相比，本实用新型提供了一种新型硅片边缘抛光机，具备以下有益效果：
13.本实用新型通过设置的升降电机和旋转电机不紧使磨头在加工时除了做旋转运动外，还进行上下运动，避免磨头同一位置工作，从而延长磨头抛光皮的使用寿命；同时将磨头组件采用柔性气缸平移，通气缸移动并固定磨头使磨头的压力保持一致，同时通过调节气缸的平移位置，即可调控压力大小，在一定范围内适用不同直径的硅片加工，加工范围更广，工艺适应能力更强，提高了磨头的使用局限性。
附图说明
14.图1为本实用新型的一种新型硅片边缘抛光结构示意图；
15.图中标号为：
16.1、机架；2、支撑座；3、磨头组件；4、接液盆；5、旋转台；6、硅片；7、供液接口；8、摆臂；9、升降电机；10、安装支架；11、旋转电机；12、传动轴；13、侧推气缸；14、底座；15、磨头；16、连接板；17、滑杆；18、固定套；19、固定板。
具体实施方式
17.以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
18.参照图1所示，一种新型硅片边缘抛光机，包括机架1、磨头组件3和旋转台5，机架1的底端四角均设置有支撑座2，机架1的内部底端设置有接液盆4，接液盆4的上端中央设置有旋转台5，旋转台5的顶端表面吸附有硅片6，旋转台5远离硅片6的一端设置有供液接口7，在硅片6抛光时提供抛光液，机架1的中部远离旋转台5的一侧设置有摆臂8，摆臂8根据程序设定摆动对硅片6的斜面加工，机架1的上端设置有磨头组件3，磨头组件3包括升降电机9、
安装支架10、旋转电机11、传动轴12、侧推气缸13和磨头15，升降电机9的一端螺栓连接在机架1的顶端表面，另一端与安装支架10活动连接，旋转电机11的设置在安装支架10的内部，旋转电机11的输出端传动连接有与其相匹配的传动轴12，传动轴12的一端贯穿安装支架10与磨头15固定连接。
19.具体的，机架1内部远离安装支架10的一侧底端设置有底座14，侧推气缸13的底端螺栓连接在底座14的表面，并通过底座14固定安装在机架1的内部，侧推气缸13的输出端与安装支架10固定连接，侧推气缸13工作时，通过自身的活塞杆伸缩带动安装支架10一端，从而移动安装支架10底端的磨头，进而调节磨头15对硅片6的压力，并使其保持一定的压力值，通过调节侧推气缸13的平移位置，即可调控压力大小，在一定范围内适用不同直径的硅片加工。
20.具体的，安装支架10包括连接板16、滑杆17、固定套18和固定板19，滑杆17的一端贯穿机架1，且活动安装在机架1的顶端位于升降电机9的两侧，滑杆17的底端固定安装有固定板19，滑杆17表面远离固定板19的一端表面活动连接有固定套18，连接板16的两端与固定套18固定连接，连接板16通过固定套18固定安装在安装支架10的表面。
21.具体的，升降电机9的一端与连接板16固定连接，旋转电机11通过固定板19活动安装在安装支架10的内部，传动轴12的一端贯穿固定板19与磨头15固定连接，旋转电机11、传动轴12和磨头15同轴设置，磨头15通过安装支架10设置有机架1内部，且位于供液接口7的一侧上端，升降电机9通过驱动连接板16使用安装支架10向下移动，从而使滑杆17的一端与机架分离，滑杆17一端至机架1内部时，再由侧推气缸13带动安装支架10进行移动，然后旋转电机11通过转动轴12带动磨头15转动，从而对硅片6进行抛光。
22.本实用新型的工作原理及使用流程：本实用新型安装好过后，再检查无误使用时，将硅片6采用手动或机械手放置在旋转台5上，旋转台5利用真空将硅片6吸附在旋转台的台面上，磨头15通过升降电机9的驱动下降至工件高度位置，并由旋转电机11带动磨头15旋转，磨头组件3通过侧推气缸13以一定的压力靠向硅片6开始加工，磨头15靠近硅片6的同时供液口7开始供液，此时旋转工作台5带动硅片6做旋转运动，开始对硅片6的外圆进行抛光加工，当加工完外圆后，摆臂8根据程序设定摆动对硅片的斜面加工，直至加工完成，接液盆4用于接盛抛光液并返回到供液系统中。
23.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。