一种晶体研磨装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种晶体研磨装置，属于半导体材料研磨处理的技术领域。


背景技术：

2.碳化硅晶体材料由于其具有优良的半绝缘特性而受到广泛关注，特别是对于具有特殊需求的大功率半导体器件，碳化硅因所具有的高温、高频、大功率等特点成为这些器件选择的潜力材料。碳化硅晶体经切割后进行研磨处理，便于晶体的后续使用。
3.现有的研磨装置，一般使用放置盘夹持晶体，再使用研磨盘对晶体的上下表面进行研磨，在研磨过程中，持续加入研磨液进行研磨。但是现有的研磨盘只对晶体进行一次研磨，对晶体研磨后的研磨液回收后无法重复利用，并且研磨液中的大颗粒研磨料会对晶体造成非均匀性损伤，使晶体的表面不平整，晶体表面参数差异大，研磨效果不佳。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种晶体研磨装置，一次研磨机构通过运输管与研磨料加工机构连通，二次研磨机构通过运输管与一次研磨机构连通，通过运输管可将研磨浆料依次运输至一次研磨机构和二次研磨机构，使得进入二次研磨机构的研磨浆料为一次研磨机构研磨细化后的研磨浆料，从而实现对晶体的二次均匀化研磨，提高晶体表面的研磨效果。
5.本技术采用的技术方案如下：
6.本技术提供了一种晶体研磨装置，所述装置包括：
7.研磨料加工机构，所述研磨料加工机构用于获得研磨浆料；
8.一次研磨机构，所述一次研磨机构通过运输管与所述研磨料加工机构连通；所述一次研磨机构包括第一研磨盘和第一放置盘，所述第一放置盘设置有用于放置晶体的第一容纳孔，所述第一研磨盘和第一放置盘能够相对旋转；
9.二次研磨机构，所述二次研磨机构通过运输管与所述一次研磨机构的底部连通；所述二次研磨机构包括第二研磨盘和第二放置盘，所述第二放置盘开设有用于放置晶体的第二容纳孔，所述第二研磨盘和第二放置盘能够相对旋转。
10.优选地，所述运输管包括集输管、第一导流管和第二导流管，所述集输管的一端伸入到研磨料加工机构内，所述第一导流管和第二导流管分别与所述集输管连通；
11.所述第一放置盘通过第一导流管与所述集输管连通；
12.所述第二放置盘通过第二导流管与所述第一放置盘的底部连通。
13.优选地，所述第一导流管穿过所述第一放置盘，且两端分别与所述集输管连通，所述第一导流管与所述第一放置盘顶部连接处设置有开口；
14.所述第二导流管穿过所述第二放置盘，且两端分别与所述集输管连通，所述第二导流管与所述第二放置盘顶部连接处设置有开口。
15.优选地，所述第一导流管和第二导流管之间的集输管内设置有滤网。
16.优选地，所述研磨料加工机构、二次研磨机构和一次研磨机构在所述集输管的轴向上由下到上依次设置。
17.优选地，所述运输管还包括回流管，所述回流管的一端与所述研磨料加工机构连接，另一端与所述集输管的顶端连通。
18.优选地，所述集输管内设置有第一隔板和第二隔板；
19.所述第一隔板位于所述集输管与所述第一导流管顶端连接处的靠下位置；
20.所述第二隔板位于所述集输管与所述第二导流管顶端连接处的靠下位置。
21.优选地，所述第一研磨盘包括第一上研磨盘和第一下研磨盘，所述第一上研磨盘、第一放置盘和第一下研磨盘能够相对旋转；和/或
22.所述第二研磨盘包括第二上研磨盘和第二下研磨盘，所述第二上研磨盘、第二放置盘和第二下研磨盘能够相对旋转。
23.优选地，所述第一容纳孔设置为至少两个，至少两个第一容纳孔以所述第一放置盘的中心为中心对称设置；
24.所述第二容纳孔设置为至少两个，至少两个第二容纳孔以所述第二放置盘的中心为中心对称设置；和/或
25.所述第一放置盘和/或第二放置盘上开设有导流槽。
26.优选地，所述第一研磨盘和第一放置盘的至少表面是由碳化硅材料制成；所述第二研磨盘和第二放置盘的至少表面是由碳化硅材料制成
27.本实用新型的有益效果包括但不限于：
28.(1)本实用新型涉及的晶体研磨装置，一次研磨机构通过运输管与研磨料加工机构连通，二次研磨机构通过运输管与一次研磨机构连通，通过运输管可将研磨浆料依次运输至一次研磨机构和二次研磨机构，使得进入二次研磨机构的研磨浆料为一次研磨机构研磨细化后的研磨浆料，二次研磨机构的较细的研磨浆料减少了对晶体的损伤，并且也能将一次研磨时产生的非均匀性损伤去除，使晶体的厚度去除更为均匀，改善晶体的面型，提高晶体表面的研磨效果。
29.(2)本实用新型涉及的晶体研磨装置，第一导流管、第二导流管和集输管连通，有利于反复循环利用研磨浆料，在对晶体进行研磨的同时不断细化研磨浆料，避免研磨浆料对晶体造成损伤，可对晶体进行细致化研磨，提高晶体的表面的均匀性。
30.(3)本实用新型涉及的晶体研磨装置，回流管、集输管、第一导流管和第二导流管形成回路，可使研磨浆料在该回路内重复使用，进一步提高研磨浆料的循环利用率，有效降低成本，利于大规模产业化生产。
31.(4)本实用新型涉及的晶体研磨装置，通过设置能够相对于第一放置盘旋转的第一上研磨盘和第一下研磨盘，以及能够相对于第二放置盘旋转的第二上研磨盘和第二下研磨盘，能够实现对晶片的上下表面同时进行一次或二次研磨处理，提高对晶体的研磨效率。
32.(5)本实用新型涉及的晶体研磨装置，表面为碳化硅材料的第一研磨盘、第一放置盘、第二研磨盘和第二放置盘对晶体进行研磨，能避免晶体与金属的直接接触，阻止金属离子污染晶体，保护晶体的电阻率。
附图说明
33.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
34.图1为本技术涉及的晶体研磨装置的结构示意图；
35.图2为本技术涉及的研磨装置中一次研磨机构的结构示意图；
36.其中，1、研磨料加工机构；10、集输管；11、第一导流管；12、第二导流管；13、第三导流管；14、滤网；15、回流管；16、第一隔板；17、第二隔板；20、第一研磨盘；201、第一上研磨盘；202、第一下研磨盘；21、第一放置盘；22、第一容纳孔；23、导流槽；30、第二研磨盘；31、第二放置盘。
具体实施方式
37.下面结合实施例详述本技术，但本技术并不局限于这些实施例。
38.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是，本技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
39.另外，在本技术的描述中，需要理解的是，术语“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技术和简化描述，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技术的限制。
40.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
41.此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
42.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
43.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
44.参考图1
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2，本实用新型提供了一种晶体研磨装置，该装置包括：研磨料加工机构1、一次研磨机构和二次研磨机构，研磨料加工机构1用于获得研磨浆料；一次研磨机构通过
运输管与研磨料加工机构1连通；一次研磨机构包括第一研磨盘20和第一放置盘21，第一放置盘21设置有用于放置晶体的第一容纳孔22，第一研磨盘20和第一放置盘21能够相对旋转；二次研磨机构通过运输管与一次研磨机构的底部连通；二次研磨机构包括第二研磨盘30和第二放置盘31，第二放置盘31开设有用于放置晶体的第二容纳孔，第二研磨盘30和第二放置盘31能够相对旋转。
45.通过设置一次研磨机构和二次研磨机构，能够实现对晶体的二次研磨；晶体自一次研磨机构处进行研磨，研磨浆料通过运输管自研磨料加工机构1运输至一次研磨机构，此时的研磨浆料粒径较大，使得晶体可实现较大厚度的减薄，但是较大颗粒的研磨浆料有可能会造成非均匀性损伤，在研磨晶体的同时，一次研磨机构也对浆料进行研磨，进一步细化研磨浆料；晶体自一次研磨机构转移至二次研磨机构进行研磨时，一次研磨机构细化后的研磨浆料通过运输管运输至二次研磨机构，此时的研磨浆料粒径较小，二次研磨机构能够对晶体进行细化研磨，能对晶体进行细致化研磨的同时，减少对晶体的损伤，并且也能将一次研磨时产生的非均匀性损伤去除，使晶体的厚度去除更为均匀，改善晶体的面型，提高晶体表面的研磨效果。
46.作为一种实施方式，运输管包括集输管10、第一导流管11和第二导流管12，集输管10的一端伸入到研磨料加工机构1内，第一导流管11和第二导流管12分别与集输管10连通；第一放置盘21通过第一导流管11与集输管10连通；第二放置盘31通过第二导流管12与第一放置盘21的底部连通。集输管10用于集中运输研磨料加工机构1的研磨浆料，通过与集输管10连通的第一导流管11，将集输管10中的研磨浆料运输至第一放置盘21，在第一放置盘21内使用第一研磨盘20和研磨浆料对晶体进行一次研磨，一次研磨后得到细化研磨浆料；通过第二导流管12将第一放置盘21内的细化研磨浆料运输至第二放置盘31，在第二放置盘31内利用第二研磨盘30和细化研磨浆料对晶体进行二次研磨，二次研磨后的浆料通过第二导流管12运输回集输管10内，可再次重复用于一次研磨和二次研磨。能够提高研磨浆料的重复利用率，同时便于将一次研磨后的细化研磨浆料直接运输至二次研磨机构，进一步提高对晶体的研磨效果。
47.作为一种实施方式，第一导流管11穿过第一放置盘21，且两端分别与集输管10连通，第一导流管11与第一放置盘21顶部连接处设置有开口；第二导流管12穿过第二放置盘31，且两端分别与集输管10连通，第二导流管12与第二放置盘31顶部连接处设置有开口。研磨浆料自集输管10和第一导流管11流入至第一放置盘21，研磨完成后的细化研磨浆料又从第一放置盘21自第一导流管11的另一端流回至集输管10，集输管10再将细化研磨浆料通过第二导流管12流入至第二放置盘31，二次研磨后的研磨浆料又从第二放置盘31自第二导流管12的另一端流回至集输管10，和研磨料加工机构1的其他粒径的研磨浆料进行均匀细化和浆料化处理，有利于反复循环利用研磨浆料，在对晶体进行研磨的同时不断细化研磨浆料，避免研磨浆料对晶体造成损伤，可对晶体进行细致化研磨，提高晶体的表面的均匀性。
48.作为一种实施方式，第一导流管11和第二导流管12之间的集输管10内设置有滤网14。第一放置盘21内研磨后的细化研磨浆料依次经第一导流管11、集输管10、第二导流管12运输至第二放置盘31，在第一导流管11和第二导流管12之间的集输管10内设置滤网14，该滤网14用于过滤细化研磨浆料中的大颗粒研磨料，避免大颗粒研磨料进入到第二放置盘31后造成晶体表面损伤，保证第二放置盘31中细化研磨浆料的粒径较小且均匀，经过滤网14
后的细化研磨浆料能二次均匀化对晶体进行研磨，有利于得到平整度较好，翘曲度warp和弯曲度bow数值较低的晶体。
49.作为一种优选的实施方式，滤网14的上方设置有第三导流管13，第三导流管13与研磨料加工机构1连通，经滤网14过滤留下的大颗粒研磨料通过第三导流管13运输至研磨料加工机构1，重新进行研磨浆料均匀化研磨处理，经处理后继续用于一次研磨，能够提高研磨浆料的利用率，降低研磨成本。
50.作为一种实施方式，研磨料加工机构1、二次研磨机构和一次研磨机构在集输管10的轴向上由下到上依次设置。集输管10内的研磨浆料自上而下依次经过一次研磨机构、二次研磨机构和研磨料加工机构1，研磨浆料依靠重力向下顺流，利于研磨浆料的依次运输，提高对研磨浆料的利用效率。
51.作为一种实施方式，运输管还包括回流管15，回流管15的一端与研磨料加工机构1连接，另一端与集输管10的顶端连通。回流管15设置在研磨料加工机构1的一侧，用于将研磨料加工机构1的研磨浆料运输至集输管10的顶端，集输管10再将研磨浆料依次运输至一次研磨机构和二次研磨机构，经二次研磨机构后的研磨浆料再次通过集输管10运输回研磨料加工机构1。回流管15、集输管10、第一导流管11和第二导流管12形成回路，可使研磨浆料在该回路内重复使用，进一步提高研磨浆料的循环利用率，有效降低成本，利于大规模产业化生产。
52.作为一种实施方式，集输管10内设置有第一隔板16和第二隔板17；第一隔板16位于集输管10与第一导流管11顶端连接处的靠下位置；第二隔板17位于集输管10与第二导流管12顶端连接处的靠下位置。第一隔板16和第二隔板17的设置，使集输管10内的研磨浆料经过第一导流管或第二导流管运输至一次研磨机构和二次研磨机构，而不是直接在集输管10内运输，集输管10内的研磨浆料必须经过一次研磨机构后再重新运输至集输管10内，之后再运输至二次研磨机构，保证二次研磨机构所用的研磨浆料是经一次研磨机构研磨处理后的细化研磨浆料，确保该研磨装置能够对晶体进行二次研磨，避免晶体在研磨时的产生损伤，提高晶体的表面平整度。
53.作为一种实施方式，第一研磨盘20包括第一上研磨盘201和第一下研磨盘202，第一上研磨盘201、第一放置盘21和第一下研磨盘202能够相对旋转；第一上研磨盘201能够接触第一放置盘21内晶体的上表面，第一上研磨盘201和第一放置盘21相对旋转，用于对晶体的上表面进行一次研磨；第一下研磨盘202能够接触第一放置盘21内晶体的下表面，第一放置盘21和第一下研磨盘202相对旋转，用于对晶体的下表面进行二次研磨。通过设置能够相对于第一放置盘21旋转的第一上研磨盘201和第一下研磨盘202，能够实现对晶片的上下表面同时进行一次研磨处理。
54.作为一种实施方式，第二研磨盘30包括第二上研磨盘和第二下研磨盘，第二上研磨盘、第二放置盘31和第二下研磨盘能够相对旋转；同理，第二上研磨盘和第二下研磨盘的设置，能够实现对晶片的上下表面同时进行二次研磨处理，提高对晶体的研磨效率。
55.具体的，第一上研磨盘201、第一下研磨盘202和第一放置盘21的相对旋转方式不做具体限定，例如第一放置盘21固定，第一上研磨盘201和第一下研磨盘202以一定的转速运动；或者第一上研磨盘201和第一下研磨盘202固定，第一放置盘21以一定的转速运动；或者第一上研磨盘201、第一下研磨盘202和第一放置盘21之间以不同的转速运动，以实现对
晶体的上下表面的一次研磨处理。同理，第二上研磨盘、第二下研磨盘和第二放置盘31的相对旋转方式也不做具体限定，其旋转方式可参考上述方式。并且上述实施方式中的晶体的上下表面是相对的，此处仅指晶体放入第一放置盘21和第二放置盘31时晶体的上下表面，并不作为本技术的限制。
56.作为一种实施方式，第一容纳孔22设置为至少两个，至少两个第一容纳孔22以第一放置盘21的中心为中心对称设置；第二容纳孔设置为至少两个，至少两个第二容纳孔以第二放置盘31的中心为中心对称设置。第一研磨盘20和第二研磨盘30均能够分别覆盖上述第一容纳孔22和第二容纳孔内的晶体，至少两个第一容纳孔22和第二容纳孔，可同时实现对多个晶体进行研磨，提高晶体的研磨生产效率，适于批量研磨晶体。对称设置的第一容纳孔22和第二容纳孔，有利于第一研磨盘20和第二研磨盘30均匀的对晶体进行研磨，进一步提高研磨后晶体表面的平整度。
57.具体的，第一容纳孔22和第二容纳孔的尺寸与晶体的尺寸大致相等。以第一容纳孔22为例，晶体的侧面与第一容纳孔22的内侧壁配合，使得晶体卡合在第一容纳孔22中，并且晶体的厚度略大于第一容纳孔22的高度，使得晶体卡合在第一容纳孔22时，晶体的上下表面均略突出于第一容纳孔22，使得第一上研磨盘201和第一下研磨盘202可同时接触到晶体的上下表面，对晶体进行研磨。另外第一上研磨盘201和第一下研磨盘202能够对第一容纳孔22内的晶体起到限位作用，保证晶体不会从第一容纳孔22内掉落。优选的，第一容纳孔22和第二容纳孔的数量为四个、六个或八个。
58.作为一种优选的实施方式，第一放置盘21和/或第二放置盘31上开设有导流槽23，第一导流管11中引入的研磨浆料流入至第一放置盘21上，第一放置盘21的导流槽23将第一导流管11中引入的研磨浆料导入至第一下研磨盘202中，此时晶体的上下表面均能接触到研磨浆料，通过第一上研磨盘201、第一下研磨盘202和第一放置盘21的相对旋转，实现对晶体的一次研磨。同理，第二导流管12中引入的细化研磨浆料流入至第二放置盘31上，第二放置盘31的导流槽23将第二导流管12中引入的细化研磨浆料导入至第二下研磨盘中，此时晶体的上下表面均能接触到细化研磨浆料，通过第二上研磨盘、第二下研磨盘和第二放置盘31的相对旋转，实现对晶体的二次研磨。
59.具体的，导流槽23延伸到第一放置盘21和第二放置盘31的边缘，流入第一放置盘21的研磨浆料自第一放置盘21的边缘流到第一下研磨盘202上，或者经第一导流管11再运输至集输管10内；流入第二放置盘31的研磨浆料自第二放置盘31的边缘流到第二下研磨盘上，或者经第二导流管12内再运输至集输管10内。
60.作为一种实施方式，第一研磨盘20和第一放置盘21的至少表面是由碳化硅材料制成；第二研磨盘30和第二放置盘31的至少表面是由碳化硅材料制成。金属研磨盘对晶体研磨时，会导致金属研磨盘脱落的金属在碳化硅表面进行摩擦，造成金属离子得到扩散，从而使晶体的电阻率下降，影响晶体的性能。使用表面为碳化硅材料的第一研磨盘20和第一放置盘21对晶体进行一次研磨，能避免晶体与金属的直接接触，阻止金属离子污染晶体，保护晶体的电阻率，使晶体性能稳定。同理，第二研磨盘30和第二放置盘31表面的碳化硅材料也能阻止晶体受到金属污染，在二次研磨的同时保护晶体的电阻率，提高晶体的稳定性。
61.使用本技术的晶体研磨装置对晶体进行二次研磨，并采用现有的正常研磨装置对同批次的晶体进行研磨作对比，得到晶体的面型参数，具体见下表1：
62.表1
[0063][0064]
根据表1中的数据可知，使用本技术的研磨装置对晶体进行二次研磨工艺，能够较大程度的提升晶体表面面型的稳定性，降低晶体表面的不均匀性，有效降低晶体的翘曲度warp和弯曲度bow数值。
[0065]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0066]
以上，仅为本技术的实施例而已，本技术的保护范围并不受这些具体实施例的限制，而是由本技术的权利要求书来确定。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的技术思想和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。