一种半导体制造用超高纯钽环的加工夹具及其方法和用途与流程

1.本发明属于半导体制造技术领域，尤其涉及一种半导体制造用超高纯钽环的加工夹具及其方法和用途。


背景技术：

2.半导体技术是指以半导体为材料，制作成组件及集成电路的技术半导体，包括晶圆的生长技术、薄膜沉积、光刻、蚀刻、掺杂技术和工艺整合等，而对半导体的高纯钽环进行加工时，需要通过夹具将其固定，从而进行光刻和蚀刻。
3.目前，采用常用夹具对高纯钽环进行固定时，无法对夹具中的卡盘进行微调，无法适应不同尺寸大小高纯钽环的加工条件，具有较大的局限性。同时，在对高纯钽环进行加工时，对精确度的要求是非常高的，在光刻和蚀刻的过程中需要精确到几厘米，现有的夹具无法达到加工高纯钽环所需要的精确度。若完全凭靠技术人员的经验，会导致高纯钽环加工设备的使用者的局限很大。
4.cn203356685u公开了一种卡盘爪铣端面设备，所述卡盘爪铣端面设备包括卡盘爪铣端面夹具，所述卡盘爪铣端面夹具上安装有卡爪。该卡盘爪铣端面夹具的钳口张开度可根据加工工件的尺寸进行调节，装夹方便快捷，夹紧力大，可以用于各类卡盘爪铣端面。
5.cn213828002u公开了一种新型的机械加工专用夹具，包括底座、卡座、主卡盘爪、心轴和副卡盘爪，底座下表面设置有定位孔，底座周侧面焊接有若干卡座，卡座上表面安装有主卡盘爪，主卡盘爪为“l”形板体结构，主卡盘爪一侧安装有副卡盘爪，副卡盘爪一端安装有心轴。该夹具两个卡盘爪的配合，可以提高在夹持力需求较小的情况下加紧工件。
6.cn211331378u公开了一种基于三爪卡盘的改装夹具，包括三爪卡盘上的卡盘和三个卡爪，三个卡爪共同与夹持件相抵，每个所述卡爪的上端均开设有收纳槽，每个所述收纳槽的侧壁均转动连接有用于加强固定夹持件的辅助装置，每个所述卡爪远离卡盘的一端均焊接有限位块，每个所述限位块上均设有用于辅助装置定位的限位装置。该夹具保证对夹持件的稳定夹持，并且能够保证加工过程中夹持件长期稳定性。
7.尽管上述文献对加工夹具的不同方面进行了结构的改进，但其达到的效果仅为改善夹具的夹紧力方面，无法实现对夹具中的卡盘尺寸进行微调，也达不到高纯钽环加工所需要的高精确度，并不适合作为半导体制造用超高纯钽环的加工夹具。因此，如何设计一种具有高精确度，并且卡盘尺寸可调的半导体制造用超高纯钽环的加工夹具至关重要。


技术实现要素：

8.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种半导体制造用超高纯钽环的加工夹具及其方法和用途，能够实现对加工夹具中的卡盘尺寸的调控，适应不同尺寸的高纯钽环，并且可以保证高纯钽环在加工过程中的高精确度，从而提高加工成品的质量和资源的利用率，拓宽了加工夹具的使用范围。
9.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
10.第一方面，本发明提供了一种半导体制造用超高纯钽环的加工夹具，所述加工夹具包括撑开组件和与所述撑开组件机械连接的调节组件，所述撑开组件包括卡盘和卡盘爪，所述卡盘爪内撑所述卡盘，待加工工件套设于所述卡盘的外周；所述调节组件包括牙套和螺纹杆，所述牙套的一端与所述卡盘爪远离所述卡盘的一端紧贴，所述牙套远离所述卡盘爪的一端与所述螺纹杆螺纹连接。
11.转动所述螺纹杆带动所述牙套运动，从而调控所述卡盘爪对所述卡盘的撑开程度，以适应所述加工工件的尺寸。
12.本发明提供的半导体制造用超高纯钽环的加工夹具，通过撑开组件和调节组件间的配合实现了加工夹具中的卡盘进行微调，并且保证了高纯钽环在加工过程中的高精确度。其中，转动螺纹杆可以调控牙套向卡盘方向的靠近程度，从而调控卡盘爪的张开程度，进而可以实现对卡盘尺寸的精准调控，从而提高加工成品的质量和资源的利用率，拓宽了加工夹具的使用范围。
13.作为本发明一种优选的技术方案，所述卡盘的侧壁上开设有调节缝隙，所述调节缝隙用于调节所述卡盘的尺寸。
14.本发明中，在卡盘的侧壁上还开设有调节缝隙，用于对卡盘的尺寸做进一步地调节，从而以便对加工工件的撑开大小进行准确地调节。
15.优选地，所述卡盘的外表面上设置有至少两个锁紧组件，所述锁紧组件用于将所述加工工件固定于所述卡盘的外表面。
16.优选地，所述卡盘靠近所述调节组件的一端滑动连接有长盘，所述长盘上滑动连接有所述卡盘爪，所述长盘与牙套滑动连接。
17.优选地，所述卡盘爪紧贴所述牙套的一端为斜面。
18.作为本发明一种优选的技术方案，所述牙套靠近所述卡盘爪的一端为斜面，所述卡盘爪和牙套的斜面相匹配。
19.作为本发明一种优选的技术方案，所述牙套的内部设置有细牙槽，所述螺纹杆表面设置有细牙，所述细牙槽和细牙相互匹配，将所述螺纹杆插入所述牙套的内部，调控所述牙套的运动。
20.本发明中，牙套的内部设置有细牙槽，螺纹杆的表面设置有细牙，通过控制细牙在细牙槽内转动的圈数，判断卡盘爪张开的程度，有利于使用者对加工工件撑开程度的掌握，从而提高了半导体制造用超高纯钽环的加工精确度，提高成品的质量。
21.作为本发明一种优选的技术方案，所述加工夹具还包括加工组件，所述加工组件与撑开组件通过连接组件进行连接。
22.优选地，所述连接组件包括固定柱和连接柱，所述固定柱设置于所述加工组件上，所述固定柱远离所述加工组件的一端可拆卸地安装有连接柱，所述连接柱与长盘固定连接。
23.优选地，所述螺纹杆远离所述牙套的一端依次贯穿所述连接组件和加工组件，并且在所述加工组件的内部设置有螺纹杆固定套，所述螺纹杆固定套将所述螺纹杆固定于所述加工组件的内部。
24.作为本发明一种优选的技术方案，所述连接柱远离所述固定柱的一端外表面上固定安装有至少两个安装块，所述安装块远离所述固定柱的一端开设有t型滑槽，所述t型滑
槽内滑动安装有t型滑块，所述长盘固定安装在所述t型滑块上。
25.作为本发明一种优选的技术方案，所述锁紧组件包括固定套，所述固定套固定于所述卡盘远离所述连接柱的一端，所述固定套的两端均开设有丝杆孔。
26.优选地，所述固定套靠近所述卡盘的外表面的一端可拆卸地安装有限位板，所述限位板上开设有转动孔，所述限位板上开设的转动孔与所述固定套上开设的丝杆孔相匹配，通过丝杆将限位板可拆卸地安装于所述固定套靠近所述卡盘的外表面的一端。
27.本发明中，在卡盘的外表面还设置有锁紧装置，通过锁紧装置将加工工件进一步固定在卡盘的外周，确保在加工过程中加工工件的稳定性，提高成品的质量。
28.作为本发明一种优选的技术方案，所述加工夹具还包括设置于所述加工组件上的电机。
29.第二方面，本发明提供了一种采用第一方面所述的加工夹具的加工方法，所述加工方法包括：
30.将所述加工工件套设于所述卡盘的外周，转动所述螺纹杆带动所述牙套运动，从而调控所述卡盘爪对所述卡盘的撑开程度以适应所述加工工件的尺寸，随后对所述加工工件进行加工。
31.第三方面，本发明提供了一种第一方面所述的加工夹具的用途，所述加工夹具用于制备半导体制造用超高纯钽环。
32.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
33.本发明提供的半导体制造用超高纯钽环的加工夹具，通过撑开组件和调节组件间的配合能够实现对加工夹具中的卡盘尺寸的精确调控，从而可以适应不同尺寸的高纯钽环，并且可以保证高纯钽环在加工过程中的高精确度，提高加工成品的质量和资源的利用率，拓宽了加工夹具的使用范围。
附图说明
34.图1为本发明一个具体实施方式中的半导体制造用超高纯钽环加工夹具的立体结构示意图。
35.图2为本发明一个具体实施方式中的半导体制造用超高纯钽环加工夹具中的撑开组件和调节组件的剖视结构示意图。
36.图3为本发明一个具体实施方式中的半导体制造用超高纯钽环加工夹具中的撑开组件的立体结构示意图。
37.图4为本发明一个具体实施方式中的半导体制造用超高纯钽环加工夹具中的安装块与t型滑块的立体结构示意图。
38.图5为本发明一个具体实施方式中的半导体制造用超高纯钽环加工夹具中的锁紧组件的剖视结构示意图。
39.其中，1
‑
加工组件；2
‑
电机；3
‑
固定柱；4
‑
连接柱；5
‑
加工工件；6
‑
卡盘；7
‑
卡盘爪；8
‑
长盘；9
‑
调节缝隙；10
‑
牙套；11
‑
细牙槽；12
‑
螺纹杆；13
‑
细牙；14
‑
螺纹杆固定套；15
‑
固定套；16
‑
丝杆；17
‑
安装块；18
‑
t型滑槽；19
‑
t型滑块；20
‑
丝杆孔；21
‑
限位板；22
‑
转动孔。
具体实施方式
40.需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
41.需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
42.本领域技术人员理应了解的是，本发明中必然包括用于实现工艺完整的必要管线、常规阀门和通用泵设备，但以上内容不属于本发明的主要发明点，本领域技术人员可以基于工艺流程和设备结构选型可以自行增设布局，本发明对此不做特殊要求和具体限定。
43.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
44.在一个具体实施方式中，如图1和图2所示，本发明提供了一种半导体制造用超高纯钽环的加工夹具，所述加工夹具包括撑开组件和与所述撑开组件机械连接的调节组件，所述撑开组件包括卡盘6和卡盘爪7，所述卡盘爪7内撑所述卡盘6，待加工工件5套设于所述卡盘6的外周；所述调节组件包括牙套10和螺纹杆12，所述牙套10的一端与所述卡盘爪7远离所述卡盘6的一端紧贴，所述牙套10远离所述卡盘爪7的一端与所述螺纹杆12螺纹连接。
45.转动所述螺纹杆12带动所述牙套10运动，从而调控所述卡盘爪7对所述卡盘6的撑开程度，以适应所述加工工件5的尺寸。
46.本发明提供的半导体制造用超高纯钽环的加工夹具，通过撑开组件和调节组件间的配合实现了加工夹具中的卡盘6进行微调，并且保证了高纯钽环在加工过程中的高精确度。其中，转动螺纹杆12可以调控牙套10向卡盘6方向的靠近程度，从而调控卡盘爪7的张开程度，进而可以实现对卡盘6尺寸的精准调控，从而提高加工成品的质量和资源的利用率，拓宽了加工夹具的使用范围。
47.进一步地，所述卡盘6的侧壁上开设有调节缝隙9，所述调节缝隙9用于调节所述卡盘6的尺寸。
48.本发明中，在卡盘6的侧壁上还开设有调节缝隙9，用于对卡盘6的尺寸做进一步地调节，从而以便对加工工件5的撑开大小进行准确地调节。
49.进一步地，如图3所示，所述卡盘6的外表面上设置有至少两个锁紧组件，所述锁紧组件用于将所述加工工件5固定于所述卡盘6的外表面。
50.进一步地，所述卡盘6靠近所述调节组件的一端滑动连接有长盘8，所述长盘8上滑动连接有所述卡盘爪7，所述长盘8与牙套10滑动连接。
51.进一步地，所述卡盘爪7紧贴所述牙套10的一端为斜面。
52.进一步地，所述牙套10靠近所述卡盘爪7的一端为斜面，所述卡盘爪7和牙套10的斜面相匹配。
53.进一步地，所述牙套10的内部设置有细牙槽11，所述螺纹杆12表面设置有细牙13，所述细牙槽11和细牙13相互匹配，将所述螺纹杆12插入所述牙套10的内部，调控所述牙套10的运动。
54.本发明中，牙套10的内部设置有细牙槽11，螺纹杆12的表面设置有细牙13，通过控制细牙13在细牙槽11内转动的圈数，判断卡盘爪7张开的程度，有利于使用者对加工工件5撑开程度的掌握，从而提高了半导体制造用超高纯钽环的加工精确度，提高成品的质量。
55.进一步地，所述加工夹具还包括加工组件1，所述加工组件1与撑开组件通过连接组件进行连接。
56.进一步地，所述连接组件包括固定柱3和连接柱4，所述固定柱3设置于所述加工组件1上，所述固定柱3远离所述加工组件1的一端可拆卸地安装有连接柱4，所述连接柱4与长盘8固定连接。
57.进一步地，所述螺纹杆12远离所述牙套10的一端依次贯穿所述连接组件和加工组件1，并且在所述加工组件1的内部设置有螺纹杆固定套14，所述螺纹杆固定套14将所述螺纹杆12固定于所述加工组件1的内部。
58.进一步地，如图4所示，所述连接柱4远离所述固定柱3的一端外表面上固定安装有至少两个安装块17，所述安装块17远离所述固定柱3的一端开设有t型滑槽18，所述t型滑槽18内滑动安装有t型滑块19，所述长盘8固定安装在所述t型滑块19上。
59.进一步地，如图5所示，所述锁紧组件包括固定套，所述固定套15固定于所述卡盘6远离所述连接柱4的一端，所述固定套15的两端均开设有丝杆孔20。
60.进一步地，所述固定套15靠近所述卡盘6的外表面的一端可拆卸地安装有限位板21，所述限位板21上开设有转动孔22，所述限位板21上开设的转动孔22与所述固定套上开设的丝杆孔20相匹配，通过丝杆16将限位板21可拆卸地安装于所述固定套15靠近所述卡盘6的外表面的一端。
61.进一步地，所述加工夹具还包括设置于所述加工组件1上的电机2。
62.在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种采用上述具体实施方式提供的所述加工夹具的加工方法，所述加工方法包括：
63.将所述加工工件5套设于所述卡盘6的外周，转动所述螺纹12带动所述牙套10运动，从而调控所述卡盘爪7对所述卡盘6的撑开程度以适应所述加工工件5的尺寸，随后对所述加工工件5进行加工。
64.示例性地，如图1所示，采用本发明提供的加工夹具对工件进行加工时，首先转动螺纹杆12，使得螺纹杆12带动牙套10向远离撑开组件的方向运动，牙套10的运动使卡盘爪7缩回，卡盘爪7松开6；然后转动丝杆16，将丝杆16拧松后转动限位板21，使限位板21和卡盘6错开，将加工工件5套在卡盘6的外周，随后转动螺纹杆12，根据加工所需确定细牙13在细牙槽11内转动的圈数，螺纹杆12带动牙套10向靠近撑开组件的方向运动，牙套10的运动推开卡盘爪7，卡盘爪7撑开卡盘，进而卡盘6撑开加工工件5；随后转动限位板21使其回到与卡盘6相对应的位置，然后转动丝杆16，丝杆16带动限位板21下移使得限位板21夹紧加工工件5；最后启动电机2对加工工件5进行加工。
65.申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。