一种改善硅片外延倒角层倒角设备及操作方法

技术领域

本发明涉及硅片倒角技术领域，更具体地说，本发明涉及一种改善硅片外延倒角层倒角设备及操作方法。

背景技术

硅片倒角工艺是用具有特定形状的砂轮磨去硅片边缘锋利的崩边、棱角和裂缝等，对硅片倒角可使硅片边缘获得平滑的半径周线，这一步一般在磨片之前或之后进行，在硅片边缘的裂痕和小裂缝会在硅片上产生机械应力并会产生位错，尤其是在硅片制备的高温过程中，小裂缝会在生产过程中成为有害沾污物的聚集地并产生颗粒脱落，平滑的边缘半径可以将这些影响降到最小，在进行硅片外延倒角层倒角时需要使用相对应的倒角设备，但现有的倒角设备还存在一些缺陷。

如中国专利公开的一种改善硅片外延倒角层倒角设备及操作方法，且公开号为CN113787408B的专利提出，通过在安装板上贯穿设置准心斗，利用准心斗内表面的推块，将硅片推动下落，使得硅片处于准心斗的中心位置，进而方便将硅片进行定心操作，此结构较为简单，而且不会对硅片造成损害，易于推广。

上述现有技术中，在改善硅片外延倒角层倒角时，通过真空泵和吸盘的配合使用将硅片进行固定，然后将硅片移动至打磨盘的一侧进行倒角操作，但由于吸盘吸附固定在硅片的一侧，且硅片两侧缺少防护层，进而在打磨倒角过程中硅片容易受到打磨盘的挤压出现脱落且损坏晶圆的情况，从而增加硅片的加工损坏量，容易给使用者带来较大损失。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种改善硅片外延倒角层倒角设备及操作方法，通过旋转防护板一和旋转防护板二向硅片挤压，进而将硅片进行夹持固定，同时通过刚性耐磨的旋转防护板一和旋转防护板二搭配硅胶材质的防护圈方便形成硅片的防护层，使得在夹持固定硅片的同时，增加对晶圆的防护，进而在打磨倒角时避免出现硅片脱落损坏晶圆的情况，从而保证改善硅片外延倒角层倒角设备的使用效果，且降低硅片外延倒角层倒角设备工作时的硅片损坏量，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种改善硅片外延倒角层倒角设备，包括防护夹持组件，所述防护夹持组件的内部固定安装有旋转组件，且旋转组件的内侧夹持固定有硅片本体，所述防护夹持组件的顶部固定安装有伸缩组件，且伸缩组件的顶部设置有线性电机；

所述线性电机的一侧安装有控位组件，所述硅片本体的外部设置有放置架，且放置架的底部设置有移动组件，所述移动组件的底部固定连接有底板，且底板的顶部一侧固定安装有倒角盒，所述倒角盒的内部转动安装有倒角打磨轮；

所述防护夹持组件带动所述旋转组件将所述硅片本体进行夹持固定，同时通过所述旋转组件增加所述硅片本体两侧夹持部位的防护，然后通过所述伸缩组件和所述线性电机的配合使用，将所述硅片本体移动至所述倒角打磨轮的顶部进行打磨倒角操作。

在一个优选地实施方式中，所述防护夹持组件包括驱动盒，且驱动盒的内部固定安装有驱动电机，所述驱动电机的转轴一端固定连接有联动齿轮，且联动齿轮的一侧固定连接有转柱；

所述转柱通过连接皮带转动连接有传动齿轮，且传动齿轮的内部同样固定连接有转柱，所述传动齿轮通过转柱转动安装在驱动盒的内部，且传动齿轮的外壁啮合有连接齿带。

在一个优选地实施方式中，所述传动齿轮对称设置在连接齿带的内侧，且连接齿带底侧的传动齿轮内部固定连接有转杆，所述转杆的外壁等距离安装有凸轮；

两个所述转杆之间同样安装有传动齿轮和连接齿带，且转杆之间通过传动齿轮和连接齿带转动连接，所述凸轮的一侧挤压连接有限位板一，且限位板一的一侧固定安装有挤压弹簧。

在一个优选地实施方式中，所述旋转组件包括固定电机，且固定电机的转轴一端固定连接有卡柱，所述固定电机的一侧固定安装有夹持盒，所述卡柱的外部移动设置有插接筒，且插接筒的一端固定连接有旋转防护板一；

所述插接筒转动设置在限位板一内部，且旋转防护板一通过插接筒转动设置在限位板一的一侧，所述卡柱的一端和插接筒的内槽均呈十字状结构。

在一个优选地实施方式中，所述旋转防护板一的一侧固定连接有防护圈，且防护圈对称设置在硅片本体的两侧，所述防护圈的一侧固定连接有旋转防护板二，且旋转防护板二的一侧固定连接有转动柱，所述转动柱通过轴承转动连接有限位板二，且限位板二移动设置在夹持盒内部；

所述夹持盒的一侧内壁与限位板一移动连接，且限位板一通过挤压弹簧弹性安装在夹持盒的内部，所述夹持盒的内壁与转杆转动连接，且旋转防护板二转动设置在夹持盒内部，所述防护圈为硅胶材质，且旋转防护板一和旋转防护板二均为高锰钢材质。

在一个优选地实施方式中，所述伸缩组件包括固定架板，且固定架板的顶部一侧固定连接有挤压柱，所述固定架板的底部固定安装有液压缸，且液压缸的外部设置有限位折板；

所述限位折板固定安装在固定架板的底部，且限位折板的内部移动连接有限位杆，所述限位杆固定安装在限位折板和驱动盒之间，所述液压缸的伸缩杆底端固定安装在驱动盒的顶部。

在一个优选地实施方式中，所述线性电机的两侧固定连接有支撑板，且线性电机通过支撑板固定安装在底板的顶部，所述控位组件包括移动盒，且移动盒的一侧内部螺纹连接有螺纹柱；

所述移动盒的内部移动连接有移动柱，且移动柱的外壁固定连接有复位弹簧，所述移动柱的一端固定安装有移动导电块。

在一个优选地实施方式中，所述移动盒的内侧壁固定安装有固定导电块，且移动导电块和固定导电块的外部均固定安装有绝缘壳，所述控位组件移动设置在线性电机的一侧，且线性电机的一侧对应螺纹柱开设有多个螺纹孔；

所述移动盒通过螺纹柱螺纹安装在线性电机的一侧，且移动柱通过复位弹簧弹性安装在移动盒内部，所述移动柱的一端与挤压柱的一端挤压设置。

在一个优选地实施方式中，所述放置架的内部等距离开设有卡槽，且硅片本体通过卡槽放置在放置架的内部，所述放置架对称放置在移动组件的顶部，且移动组件包括固定板，所述固定板的内部移动连接有滑条，且滑条的顶部固定连接有移动板；

所述移动板的一侧焊接有焊接板，且焊接板的一侧固定安装有电动推杆，所述电动推杆固定安装在底板的顶部，且移动板的顶部两侧设置有延长边，所述放置架通过延长边限位在移动板内侧，所述倒角盒的一侧固定安装有电机。

一种改善硅片外延倒角层倒角设备的操作方法，包括以下步骤：

步骤一：首先将硅片放置在放置架的内部，然后将放置架放置在移动板顶部一侧，同时将一个空的放置架放置在移动板的另一侧顶部预备放置加工后的硅片；

步骤二：线性电机带动伸缩组件将防护夹持组件和旋转组件移动至硅片的外侧，然后通过驱动电机将联动齿轮和传动齿轮等结构带动，使得转杆带动凸轮旋转，进而将限位板一和限位板二向硅片移动，使得旋转防护板一和旋转防护板二通过防护圈对硅片的中心进行夹持；

步骤三：夹持硅片后通过伸缩组件将硅片提起，然后通过线性电机将硅片移动至倒角打磨轮的顶部，且在夹持硅片前，可通过调节控位组件的位置将伸缩组件进行移动定位，从而方便将硅片移动至对应的倒角打磨轮的顶部；

步骤四：硅片移动至倒角打磨轮的顶部，电机带动倒角盒内部的倒角打磨轮转动，同时固定电机带动卡柱和插接筒转动，使得旋转防护板一和旋转防护板二同时转动，进而将硅片旋转，从而打磨硅片的边缘，进行硅片外延倒角层的倒角操作。

步骤五：倒角完成后通过线性电机将加工后的硅片移动至空的放置架的顶部，然后通过伸缩组件将硅片下移放置在放置架的卡槽内部，然后伸缩组件将防护夹持组件和旋转组件向上抬起，通过移动组件的使用将放置架向一侧移动，使得下一排代加工的硅片移动至旋转组件的底部，然后重复上述步骤进行硅片的加工。

本发明的技术效果和优点：

驱动电机通过联动齿轮、传动齿轮和连接齿带将转杆和凸轮转动，进而将凸轮挤压限位板一将旋转防护板一和旋转防护板二向硅片挤压，进而将硅片进行夹持固定，同时通过刚性耐磨的旋转防护板一和旋转防护板二搭配硅胶材质的防护圈方便形成硅片的防护层，使得在夹持固定硅片的同时，增加对晶圆的防护，进而在打磨倒角时避免出现硅片脱落损坏晶圆的情况，从而保证改善硅片外延倒角层倒角设备的使用效果，且降低硅片外延倒角层倒角设备工作时的硅片损坏量；

通过控制伸缩组件的伸缩行程方便根据不同尺寸的硅片本体，将防护夹持组件和旋转组件移动至硅片本体的中心对其进行夹持固定，同时配合控位组件的移动使用，方便控制线性电机的开启关闭，从而通过关闭线性电机确定伸缩组件的移动位置，进而方便根据硅片本体的尺寸选择不同的倒角打磨轮进行使用，从而提高改善硅片外延倒角层倒角设备的适用性；

通过线性电机、伸缩组件和移动组件的配合使用，方便将放置架内部的硅片本体进行夹持倒角加工，同时方便将加工完成的硅片本体放置放置在放置架的内部，且配合移动组件将放置架根据防护夹持组件和旋转组件的位置进行移动，从而方便将硅片加工后放置在放置架内部，进而避免人工将加工后的硅片进行拿取，提高改善硅片外延倒角层倒角设备的工作效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的防护夹持组件的内部结构示意图；

图3为本发明防护夹持组件的结构示意图；

图4为本发明旋转组件的结构示意图；

图5为本发明旋转组件的拆分结构示意图；

图6为本发明伸缩组件和移动组件的结构示意图；

图7为本发明控位组件的结构示意图。

附图标记为：1、防护夹持组件；11、驱动盒；12、驱动电机；13、联动齿轮；14、传动齿轮；15、连接齿带；16、转杆；17、凸轮；18、挤压弹簧；19、限位板一；2、旋转组件；21、固定电机；22、夹持盒；23、卡柱；24、插接筒；25、旋转防护板一；26、防护圈；27、旋转防护板二；28、转动柱；29、限位板二；3、伸缩组件；31、固定架板；32、挤压柱；33、液压缸；34、限位折板；35、限位杆；4、硅片本体；5、线性电机；6、控位组件；61、移动盒；62、螺纹柱；63、移动柱；64、复位弹簧；65、移动导电块；66、固定导电块；7、放置架；8、移动组件；81、固定板；82、滑条；83、移动板；84、焊接板；85、电动推杆；9、倒角盒；10、倒角打磨轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据图1-5所示的一种改善硅片外延倒角层倒角设备，包括防护夹持组件1，防护夹持组件1的内部固定安装有旋转组件2，且旋转组件2的内侧夹持固定有硅片本体4；

防护夹持组件1包括驱动盒11，且驱动盒11的内部固定安装有驱动电机12，驱动电机12的转轴一端固定连接有联动齿轮13，且联动齿轮13的一侧固定连接有转柱；

转柱通过连接皮带转动连接有传动齿轮14，且传动齿轮14的内部同样固定连接有转柱，传动齿轮14通过转柱转动安装在驱动盒11的内部，且传动齿轮14的外壁啮合有连接齿带15；

传动齿轮14对称设置在连接齿带15的内侧，且连接齿带15底侧的传动齿轮14内部固定连接有转杆16，转杆16的外壁等距离安装有凸轮17；

两个转杆16之间同样安装有传动齿轮14和连接齿带15，且转杆16之间通过传动齿轮14和连接齿带15转动连接，凸轮17的一侧挤压连接有限位板一19，且限位板一19的一侧固定安装有挤压弹簧18；

旋转组件2包括固定电机21，且固定电机21的转轴一端固定连接有卡柱23，固定电机21的一侧固定安装有夹持盒22，卡柱23的外部移动设置有插接筒24，且插接筒24的一端固定连接有旋转防护板一25；

插接筒24转动设置在限位板一19内部，且旋转防护板一25通过插接筒24转动设置在限位板一19的一侧，卡柱23的一端和插接筒24的内槽均呈十字状结构；

旋转防护板一25的一侧固定连接有防护圈26，且防护圈26对称设置在硅片本体4的两侧，防护圈26的一侧固定连接有旋转防护板二27，且旋转防护板二27的一侧固定连接有转动柱28，转动柱28通过轴承转动连接有限位板二29，且限位板二29移动设置在夹持盒22内部；

夹持盒22的一侧内壁与限位板一19移动连接，且限位板一19通过挤压弹簧18弹性安装在夹持盒22的内部，夹持盒22的内壁与转杆16转动连接，且旋转防护板二27转动设置在夹持盒22内部，防护圈26为硅胶材质，且旋转防护板一25和旋转防护板二27均为高锰钢材质。

实施方式具体为：两个联动齿轮13相互啮合设置，进而方便通过两侧的联动齿轮13将两侧的传动齿轮14和连接齿带15进行相反转动，进而方便将两侧的转杆16和凸轮17相反转动，从而方便将限位板一19和限位板二29进行相对移动，使得方便将旋转防护板一25和旋转防护板二27进行相对移动将硅片进行夹持固定；

同时高锰钢材质的旋转防护板一25和旋转防护板二27配合硅胶材质的防护圈26方便形成硅片的防护层，使得在夹持固定硅片的同时，增加对晶圆的防护，进而在打磨倒角时避免出现硅片脱落损坏晶圆的情况，从而保证改善硅片外延倒角层倒角设备的使用效果，且降低硅片外延倒角层倒角设备工作时的硅片损坏量；

凸轮17为圆板结构，且凸轮17偏心安装在转杆16的外部，进而在转杆16再次转动时，将凸轮17的凸出一侧转动到夹持盒22一侧时，限位板一19可通过挤压弹簧18的弹力向夹持盒22内部移动，从而方便将旋转防护板一25带动向夹持盒22移动，进而方便将硅片进行放松操作，方便通过防护夹持组件1和旋转组件2的配合使用将硅片进行夹持取放。

根据图1、图6和图7所示的一种改善硅片外延倒角层倒角设备，防护夹持组件1的顶部固定安装有伸缩组件3，伸缩组件3的顶部设置有线性电机5，线性电机5的一侧安装有控位组件6，硅片本体4的外部设置有放置架7；

防护夹持组件1带动旋转组件2将硅片本体4进行夹持固定，同时通过旋转组件2增加硅片本体4两侧夹持部位的防护，然后通过伸缩组件3和线性电机5的配合使用，将硅片本体4移动至倒角打磨轮10的顶部进行打磨倒角操作；

伸缩组件3包括固定架板31，且固定架板31的顶部一侧固定连接有挤压柱32，固定架板31的底部固定安装有液压缸33，且液压缸33的外部设置有限位折板34；

限位折板34固定安装在固定架板31的底部，且限位折板34的内部移动连接有限位杆35，限位杆35固定安装在限位折板34和驱动盒11之间，液压缸33的伸缩杆底端固定安装在驱动盒11的顶部；

线性电机5的两侧固定连接有支撑板，且线性电机5通过支撑板固定安装在底板的顶部，控位组件6包括移动盒61，且移动盒61的一侧内部螺纹连接有螺纹柱62；

移动盒61的内部移动连接有移动柱63，且移动柱63的外壁固定连接有复位弹簧64，移动柱63的一端固定安装有移动导电块65；

移动盒61的内侧壁固定安装有固定导电块66，且移动导电块65和固定导电块66的外部均固定安装有绝缘壳，控位组件6移动设置在线性电机5的一侧，且线性电机5的一侧对应螺纹柱62开设有多个螺纹孔；

移动盒61通过螺纹柱62螺纹安装在线性电机5的一侧，且移动柱63通过复位弹簧64弹性安装在移动盒61内部，移动柱63的一端与挤压柱32的一端挤压设置。

实施方式具体为：通过控制伸缩组件3的伸缩行程方便根据不同尺寸的硅片本体4，将防护夹持组件1和旋转组件2移动至硅片本体4的中心对其进行夹持固定，同时配合控位组件6的移动使用，方便控制线性电机5的开启关闭，从而通过关闭线性电机5确定伸缩组件3的移动位置，进而方便根据硅片本体4的尺寸选择不同的倒角打磨轮10进行使用，从而提高改善硅片外延倒角层倒角设备的适用性；

挤压柱32的设置方便将移动柱63进行挤压，从而方便将移动导电块65和固定导电块66通电使用，从而方便将继电器打开控制线性电机5的使用，且继电器将线性电机5进行定时关闭，从而方便将伸缩组件3停止在倒角打磨轮10的顶部，将硅片进行定时加工操作，且限位杆35的设置方便将防护夹持组件1和旋转组件2带动移动时，将限位杆35在限位折板34内部移动，从而方便将其进行限位操作。

根据图1和图6所示的一种改善硅片外延倒角层倒角设备，放置架7的底部设置有移动组件8，移动组件8的底部固定连接有底板，且底板的顶部一侧固定安装有倒角盒9，倒角盒9的内部转动安装有倒角打磨轮10；

放置架7的内部等距离开设有卡槽，且硅片本体4通过卡槽放置在放置架7的内部，放置架7对称放置在移动组件8的顶部，且移动组件8包括固定板81，固定板81的内部移动连接有滑条82，且滑条82的顶部固定连接有移动板83；

移动板83的一侧焊接有焊接板84，且焊接板84的一侧固定安装有电动推杆85，电动推杆85固定安装在底板的顶部，且移动板83的顶部两侧设置有延长边，放置架7通过延长边限位在移动板83内侧，倒角盒9的一侧固定安装有电机。

实施方式具体为：放置架7的设置方便将硅片放置在卡槽内部进行限位放置，同时方便将加工完成的硅片本体4放置放置在放置架7的内部，且配合移动组件8将放置架7根据防护夹持组件1和旋转组件2的位置进行移动，从而方便将硅片加工后放置在放置架7内部，进而避免人工将加工后的硅片进行拿取，提高改善硅片外延倒角层倒角设备的工作效率；

滑条82的设置方便增加对移动板83的水平限位，进而方便将顶部的放置架7带动水平移动，使得放置架7内部的代加工硅片和待放置空的卡槽能与伸缩组件3的位置始终保持匹配，从而方便将放置架7内部的硅片进行夹取加工，同时方便将加工后的硅片进行对应放置。

本发明工作原理：将硅片放置在放置架7的卡槽内部，然后将放置架7放置在移动板83顶部一侧，同时将一个空的放置架7放置在移动板83的另一侧顶部预备放置加工后的硅片，然后线性电机5带动伸缩组件3将防护夹持组件1和旋转组件2移动至硅片的外侧，然后通过驱动电机12将联动齿轮13和传动齿轮14等结构带动，使得转杆16带动凸轮17旋转，进而将限位板一19和限位板二29向硅片移动，使得旋转防护板一25和旋转防护板二27通过防护圈26对硅片的中心进行夹持；

然后将移动盒61在线性电机5的一侧移动，对应线性电机5一侧螺纹孔将移动盒61进行固定，且线性电机5的一侧设置有三组螺纹孔，三组螺纹孔对应三个倒角打磨轮10设置，进而将控位组件6固定在对应的螺纹孔上可对应使用底部的倒角打磨轮10将硅片进行倒角操作；

伸缩组件3向上将硅片移动，并通过线性电机5将硅片移动至倒角打磨轮10的顶部，且线性电机5带动伸缩组件3移动时，挤压柱32对移动柱63进行挤压，使得移动柱63将移动导电块65阿星固定导电块66一侧推动，然后将移动导电块65和固定导电块66进行贴合导电操作，进而将继电器打开控制线性电机5关闭，使得线性电机5停止使用，然后将伸缩组件3固定在对应的倒角打磨轮10的顶部；

然后伸缩组件3将硅片下移至倒角打磨轮10的外壁，且电机带动倒角盒9内部的倒角打磨轮10转动，同时固定电机21带动卡柱23和插接筒24转动，使得被旋转防护板一25和旋转防护板二27夹持的硅片同时转动，从而将硅片外延倒角层进行倒角操作，倒角完成后通过线性电机5将加工后的硅片移动至空的放置架7的顶部，然后通过伸缩组件3将硅片下移放置在放置架7的卡槽内部；

然后伸缩组件3带动防护夹持组件1和旋转组件2向上移动，电动推杆85将焊接板84带动移动板83进行移动，使得滑条82在固定板81内部移动，进而方便限制放置架7进行水平移动，且放置架7的移动将放置架7内部下一排代加工的硅片移动至旋转组件2的底部，进而方便重复上述步骤进行后续硅片的倒角操作。