一种晶圆减薄用抛光装置

技术领域

本发明属于减薄抛光技术领域，具体为一种晶圆减薄用抛光装置。

背景技术

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，也就是晶圆。国内晶圆生产线以8英寸和12英寸为主。晶圆的主要加工方式为片加工和批加工，即同时加工1片或多片晶圆。随着半导体特征尺寸越来越小，加工及测量设备越来越先进，使得晶圆加工出现了新的数据特点。同时，特征尺寸的减小，使得晶圆加工时，空气中的颗粒数对晶圆加工后质量及可靠性的影响增大，而随着洁净的提高，颗粒数也出现了新的数据特点。为了保证晶圆在测试和运输过程中保持足够的强度，从晶圆厂出厂的晶圆都比较厚。晶圆在使用前，需要进行减薄、抛光，以达到提高其散热效率、减小芯片封装体积、提高电性能等要求。

现有技术中的装置在使用时，只能晶圆的一个位置处进行喷洒抛光液，使其在晶圆表面不均匀，降低了抛光的效果。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种晶圆减薄用抛光装置，有效的解决了上述背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种晶圆减薄用抛光装置，包括底板，所述底板上固定安装有U框联板，U框联板上设有安装板，安装板与U框联板之间通过螺栓连接设置；所述安装板上固定安装有联动电机，联动电机的输出端上安装有联动方块，联动方块与海绵轮上设有的联动方槽连接设置；所述底板上对称安装有联动夹板，两个联动夹板共同连接伸缩气缸，伸缩气缸与伸动调高单元连接设置。

优选的，所述伸动调高单元包括设置于伸缩气缸输出端上的伸动方板，伸动方板上对称安装有限位板，限位板与U框联板上设有的限位槽滑动连接设置；所述限位槽上安装有限位杆，限位杆上套设有限位弹簧，限位弹簧的一端与限位槽固定连接，另一端与限位板固定连接设置。

优选的，所述限位板上固定安装有连接夹板，连接夹板上设有驱动电机，驱动电机与旋动方摩机构连接设置；

所述旋动方摩机构包括设置于驱动电机输出端上的驱动锥齿轮，驱动锥齿轮啮合连接联动锥齿轮，联动锥齿轮上安装有联动转轴，联动转轴与伸动方板传动连接设置；所述联动转轴上安装有联动齿轮，联动齿轮啮合连接驱动齿轮，驱动齿轮的一侧上安装有旋动圆板，旋动圆板与双联夹位组件连接设置。

优选的，所述驱动齿轮的另一侧上设有限动转槽，限动转槽与伸动方板上固定设有的限动转块转动连接设置；所述驱动齿轮啮合连接从动齿轮，从动齿轮与往力复动组件连接设置；

所述往力复动组件包括设置于从动齿轮一侧上的从动转轴，从动转轴与伸动方板传动连接设置，另一侧上固定安装有位动杆，位动杆与矩形方板上设有的矩形方槽滑动连接设置；所述矩形方板的一侧上对称安装有延长杆，延长杆穿过伸动方板上固定设有的延长板与第一限板固定连接设置；所述延长杆上套设有延长弹簧，延长弹簧的一端与延长板固定连接，另一端与矩形方板固定连接设置。

优选的，所述矩形方板的另一侧上固定安装有复动长板，复动长板上固定安装有复动基座，复动基座上设有复动转轴，复动转轴与角位控节机构连接设置；

所述角位控节机构包括设置于复动转轴一端上的绕动轮，绕动轮上设有绳索，绳索与延长板上固定设有的安装座连接设置；所述另一端上安装有发条弹簧。

优选的，所述复动转轴上安装有从动锥齿轮，从动锥齿轮啮合连接主动锥齿轮，主动锥齿轮上安装有主动转轴，主动转轴穿过复动长板上固定设有的主动基座与异动长板连接设置，所述异动长板的一侧上固定安装有喷头，另一侧上安装有定位块，定位块与定位杆滑动连接设置；定位杆与主动基座之间通过定位基座固定连接设置；所述定位杆上套设有定位弹簧，定位弹簧的一端与定位基座固定连接，另一端与定位块固定连接设置。

优选的，所述绕动轮上安装有绕动转轴，绕动转轴与衔定止位单元连接设置；

所述衔定止位单元包括设置于绕动转轴上的从动滑轮，从动滑轮通过传动带与主动滑轮连接设置，主动滑轮上安装有驱动螺纹轴，驱动螺纹轴与伸动方板上设有的驱动基座传动连接设置。

优选的，所述驱动螺纹轴上螺纹安装有衔定方板，衔定方板的一侧上安装有导向板，导向板上设有导向杆，导向杆穿过驱动基座上设有的导向基座与第二限板固定连接设置。

优选的，所述衔定方板的另一侧上固定安装有制动方板，制动方板上设有异动制板，异动制板上对称安装有止位板，止位板上滑动安装有止位杆，两个止位杆共同连接缓冲垫；所述止位杆上套设有止位弹簧，止位弹簧的一端与缓冲垫固定连接，另一端与止位板固定连接设置。

优选的，所述双联夹位组件包括对称设置于旋动圆板上的夹动位板，夹动位板上对称安装有夹动杆，两个所述夹动杆的一端共同连接升动板，升动板上安装有提手，另一端共同连接贴合板，贴合板上安装有橡胶层；所述夹动杆上套设有拉伸弹簧，拉伸弹簧的一端与贴合板固定连接，另一端与夹动位板固定连接设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)复动长板在移动时，通过安装座、绳索和绕动轮的配合，而使得绕动轮转动，而使得复动转轴上的发条弹簧处于缓冲的状态，使得从动锥齿轮转动并啮合主动锥齿轮转动，而使得主动转轴转动，由于前两者的锥齿轮的大小不同，而使得主动转轴的转速较慢，而使得异动长板转动，使其通过定位块在定位杆内限位转动，而使得定位弹簧处于缓冲的状态，使得喷头转动而改变喷洒的角度，进一步提升了喷洒的范围，避免喷洒时存在死角，在配合上圆晶自身的旋转，可以全方位的对圆晶的表面进行喷洒抛光液，提升了抛光的效果；

(2)操作人员通过向外拉动提手，使得升动板上的夹动杆在夹动位板内限位移动，而使得拉伸弹簧处于缓冲的状态，使得两个贴合板相对移动，通过将圆晶放置在旋动圆板上，通过放开提手，而使得拉伸弹簧复位移动，而使得两个贴合板复位而将圆晶限位，通过橡胶层避免对圆晶造成损坏，避免在研磨时而导致圆晶的位置发生移动，使得圆晶限位在当前位置，提升了研磨的效果；同时双联夹位组件比圆晶体位小，不影响海绵轮的研磨；

(3)启动驱动电机，使其输出端上的驱动锥齿轮转动并带动啮合的联动锥齿轮转动，使得联动转轴上的联动齿轮转动并啮合驱动齿轮转动，使其上的限动转槽在限动转块内限位转动，而使得旋动圆板转动，使得旋动圆板上的圆晶也随即旋转，从而配合联动电机上的海绵轮的研磨，提升了抛光的效率；

(4)绕动转轴在转动时带动绕动转轴转动，通过从动滑轮和传动带的配合而使得主动滑轮转动，使得驱动螺纹轴转动，而使得衔定方板通过导向板上的导向杆在导向基座内限位移动，而使得异动制板上的缓冲垫朝着圆晶的方向移动，当复动长板复位时随即复位；当圆晶在被研磨时由于冲击力以及旋转时所带来的离心力等原因会导致圆晶位移，通过缓冲垫的往复移动，定点对圆晶的位置进行一个限位，当圆晶位移时，使得移动的缓冲垫接触到圆晶，使其推动圆晶移动复位将其矫正，而使得止位弹簧处于缓冲的状态，避免装置中途停机矫正，提升了抛光的效率；同时装置上的各零件皆可设置保护壳，避免喷洒的抛光液淋到各部分零件；

(5)将需要打磨的圆晶通过双联夹位组件将其固定在旋动圆板上，通过启动伸缩气缸，其输出端移动并带动伸动方板向上移动，使其通过两个限位板在限位槽内限位移动，而使得限位杆上的限位弹簧处于缓冲的状态，继而将圆晶上升到海绵轮的上方，通过启动联动电机，使得其输出端上的联动方块带动海绵轮转动，而使得海绵轮在圆晶的表面上旋转打磨，而伸缩气缸由plc控制板驱动，使得在移动时更精准，使得抛光时的精度更高，提升了抛光的效果和效率；

(6)驱动齿轮在转动时啮合从动齿轮转动，通过位动杆、矩形方板和矩形方槽的配合，而使得延长杆在延长板内往复移动，而使得延长弹簧处于缓冲、复位的状态，继而使得复动长板在伸动方板内往复移动，而使得复动长板上的喷头在伸动方板的位置上往复移动，而使得喷头所喷出的抛光液可以顺着复动长板所移动的方向而移动喷洒，提升了对圆晶喷洒的范围，使得均匀的喷洒到圆晶上，从而提升了抛光的效果。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明联动电机结构示意图；

图3为本发明伸动方板结构示意图；

图4为本发明限位槽结构示意图；

图5为本发明联动夹板结构示意图；

图6为本发明驱动齿轮结构示意图；

图7为本发明缓冲垫结构示意图；

图8为本发明异动长板结构示意图；

图9为本发明矩形方板结构示意图；

图中：1、底板；2、U框联板；3、安装板；4、螺栓；5、联动电机；6、联动方块；7、海绵轮；8、联动方槽；9、联动夹板；10、伸缩气缸；11、伸动方板；12、限位板；13、限位槽；14、限位杆；15、限位弹簧；16、连接夹板；17、驱动电机；18、驱动锥齿轮；19、联动锥齿轮；20、联动转轴；21、联动齿轮；22、驱动齿轮；23、旋动圆板；24、限动转槽；25、限动转块；26、从动齿轮；27、从动转轴；28、位动杆；29、矩形方板；30、矩形方槽；31、延长杆；32、延长板；33、延长弹簧；34、复动长板；35、复动基座；36、复动转轴；37、绕动轮；38、绳索；39、安装座；40、发条弹簧；41、从动锥齿轮；42、主动锥齿轮；43、主动转轴；44、主动基座；45、异动长板；46、喷头；47、定位块；48、定位杆；49、定位基座；50、定位弹簧；51、绕动转轴；52、从动滑轮；53、传动带；54、主动滑轮；55、驱动螺纹轴；56、驱动基座；57、衔定方板；58、导向板；59、导向杆；60、导向基座；61、制动方板；62、异动制板；63、止位板；64、止位杆；65、缓冲垫；66、止位弹簧；67、夹动位板；68、夹动杆；69、升动板；70、提手；71、贴合板；72、橡胶层；73、拉伸弹簧。

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。

实施例，由图1至图9给出，本发明包括底板1，所述底板1上固定安装有U框联板2，U框联板2上设有安装板3，安装板3与U框联板2之间通过螺栓4连接设置；所述安装板3上固定安装有联动电机5，联动电机5的输出端上安装有联动方块6，联动方块6与海绵轮7上设有的联动方槽8连接设置；所述底板1上对称安装有联动夹板9，两个联动夹板9共同连接伸缩气缸10，伸缩气缸10与伸动调高单元连接设置；所述伸动调高单元包括设置于伸缩气缸10输出端上的伸动方板11，伸动方板11上对称安装有限位板12，限位板12与U框联板2上设有的限位槽13滑动连接设置；所述限位槽13上安装有限位杆14，限位杆14上套设有限位弹簧15，限位弹簧15的一端与限位槽13固定连接，另一端与限位板12固定连接设置；

操作人员将需要打磨的圆晶通过双联夹位组件将其固定在旋动圆板23上，通过启动伸缩气缸10，其输出端移动并带动伸动方板11向上移动，使其通过两个限位板12在限位槽13内限位移动，而使得限位杆14上的限位弹簧15处于缓冲的状态，继而将圆晶上升到海绵轮7的上方，通过启动联动电机5，使得其输出端上的联动方块6带动海绵轮7转动，而使得海绵轮7在圆晶的表面上旋转打磨，而伸缩气缸10由plc控制板驱动，使得在移动时更精准，使得抛光时的精度更高，提升了抛光的效果和效率。

本实施例的限位板12上固定安装有连接夹板16，连接夹板16上设有驱动电机17，驱动电机17与旋动方摩机构连接设置；所述旋动方摩机构包括设置于驱动电机17输出端上的驱动锥齿轮18，驱动锥齿轮18啮合连接联动锥齿轮19，联动锥齿轮19上安装有联动转轴20，联动转轴20与伸动方板11传动连接设置；所述联动转轴20上安装有联动齿轮21，联动齿轮21啮合连接驱动齿轮22，驱动齿轮22的一侧上安装有旋动圆板23，旋动圆板23与双联夹位组件连接设置；所述驱动齿轮22的另一侧上设有限动转槽24，限动转槽24与伸动方板11上固定设有的限动转块25转动连接设置；所述驱动齿轮22啮合连接从动齿轮26，从动齿轮26与往力复动组件连接设置；

通过启动驱动电机17，使其输出端上的驱动锥齿轮18转动并带动啮合的联动锥齿轮19转动，使得联动转轴20上的联动齿轮21转动并啮合驱动齿轮22转动，使其上的限动转槽24在限动转块25内限位转动，而使得旋动圆板23转动，使得旋动圆板23上的圆晶也随即旋转，从而配合联动电机5上的海绵轮7的研磨，提升了抛光的效率。

本实施例的往力复动组件包括设置于从动齿轮26一侧上的从动转轴27，从动转轴27与伸动方板11传动连接设置，另一侧上固定安装有位动杆28，位动杆28与矩形方板29上设有的矩形方槽30滑动连接设置；所述矩形方板29的一侧上对称安装有延长杆31，延长杆31穿过伸动方板11上固定设有的延长板32与第一限板固定连接设置；所述延长杆31上套设有延长弹簧33，延长弹簧33的一端与延长板32固定连接，另一端与矩形方板29固定连接设置；所述矩形方板29的另一侧上固定安装有复动长板34，复动长板34上固定安装有复动基座35，复动基座35上设有复动转轴36，复动转轴36与角位控节机构连接设置；

驱动齿轮22在转动时啮合从动齿轮26转动，通过位动杆28、矩形方板29和矩形方槽30的配合，而使得延长杆31在延长板32内往复移动，而使得延长弹簧33处于缓冲、复位的状态，继而使得复动长板34在伸动方板11内往复移动，而使得复动长板34上的喷头46在伸动方板11的位置上往复移动，而使得喷头46所喷出的抛光液可以顺着复动长板34所移动的方向而移动喷洒，提升了对圆晶喷洒的范围，使得均匀的喷洒到圆晶上，从而提升了抛光的效果。

本实施例的角位控节机构包括设置于复动转轴36一端上的绕动轮37，绕动轮37上设有绳索38，绳索38与延长板32上固定设有的安装座39连接设置；所述另一端上安装有发条弹簧40；所述复动转轴36上安装有从动锥齿轮41，从动锥齿轮41啮合连接主动锥齿轮42，主动锥齿轮42上安装有主动转轴43，主动转轴43穿过复动长板34上固定设有的主动基座44与异动长板45连接设置，所述异动长板45的一侧上固定安装有喷头46，另一侧上安装有定位块47，定位块47与定位杆48滑动连接设置；定位杆48与主动基座44之间通过定位基座49固定连接设置；所述定位杆48上套设有定位弹簧50，定位弹簧50的一端与定位基座49固定连接，另一端与定位块47固定连接设置；所述绕动轮37上安装有绕动转轴51，绕动转轴51与衔定止位单元连接设置；

复动长板34在移动时，通过安装座39、绳索38和绕动轮37的配合，而使得绕动轮37转动，而使得复动转轴36上的发条弹簧40处于缓冲的状态，使得从动锥齿轮41转动并啮合主动锥齿轮42转动，而使得主动转轴43转动，由于前两者的锥齿轮的大小不同，而使得主动转轴43的转速较慢，而使得异动长板45转动，使其通过定位块47在定位杆48内限位转动，而使得定位弹簧50处于缓冲的状态，使得喷头46转动而改变喷洒的角度，进一步提升了喷洒的范围，避免喷洒时存在死角，在配合上圆晶自身的旋转，可以全方位的对圆晶的表面进行喷洒抛光液，提升了抛光的效果。

本实施例的衔定止位单元包括设置于绕动转轴51上的从动滑轮52，从动滑轮52通过传动带53与主动滑轮54连接设置，主动滑轮54上安装有驱动螺纹轴55，驱动螺纹轴55与伸动方板11上设有的驱动基座56传动连接设置；所述驱动螺纹轴55上螺纹安装有衔定方板57，衔定方板57的一侧上安装有导向板58，导向板58上设有导向杆59，导向杆59穿过驱动基座56上设有的导向基座60与第二限板固定连接设置；所述衔定方板57的另一侧上固定安装有制动方板61，制动方板61上设有异动制板62，异动制板62上对称安装有止位板63，止位板63上滑动安装有止位杆64，两个止位杆64共同连接缓冲垫65；所述止位杆64上套设有止位弹簧66，止位弹簧66的一端与缓冲垫65固定连接，另一端与止位板63固定连接设置；

绕动转轴51在转动时带动绕动转轴51转动，通过从动滑轮52和传动带53的配合而使得主动滑轮54转动，使得驱动螺纹轴55转动，而使得衔定方板57通过导向板58上的导向杆59在导向基座60内限位移动，而使得异动制板62上的缓冲垫65朝着圆晶的方向移动，当复动长板34复位时随即复位；当圆晶在被研磨时由于冲击力以及旋转时所带来的离心力等原因会导致圆晶位移，通过缓冲垫65的往复移动，定点对圆晶的位置进行一个限位，当圆晶位移时，使得移动的缓冲垫65接触到圆晶，使其推动圆晶移动复位将其矫正，而使得止位弹簧66处于缓冲的状态，避免装置中途停机矫正，提升了抛光的效率；同时装置上的各零件皆可设置保护壳，避免喷洒的抛光液淋到各部分零件。

本实施例的双联夹位组件包括对称设置于旋动圆板23上的夹动位板67，夹动位板67上对称安装有夹动杆68，两个所述夹动杆68的一端共同连接升动板69，升动板69上安装有提手70，另一端共同连接贴合板71，贴合板71上安装有橡胶层72；所述夹动杆68上套设有拉伸弹簧73，拉伸弹簧73的一端与贴合板71固定连接，另一端与夹动位板67固定连接设置；

操作人员通过向外拉动提手70，使得升动板69上的夹动杆68在夹动位板67内限位移动，而使得拉伸弹簧73处于缓冲的状态，使得两个贴合板71相对移动，通过将圆晶放置在旋动圆板23上，通过放开提手70，而使得拉伸弹簧73复位移动，而使得两个贴合板71复位而将圆晶限位，通过橡胶层72避免对圆晶造成损坏，避免在研磨时而导致圆晶的位置发生移动，使得圆晶限位在当前位置，提升了研磨的效果；同时双联夹位组件比圆晶体位小，不影响海绵轮7的研磨。

工作原理：操作人员通过向外拉动提手70，使得升动板69上的夹动杆68在夹动位板67内限位移动，而使得拉伸弹簧73处于缓冲的状态，使得两个贴合板71相对移动，通过将圆晶放置在旋动圆板23上，通过放开提手70，而使得拉伸弹簧73复位移动，而使得两个贴合板71复位而将圆晶限位，通过橡胶层72避免对圆晶造成损坏，避免在研磨时而导致圆晶的位置发生移动，使得圆晶限位在当前位置，提升了研磨的效果；同时双联夹位组件比圆晶体位小，不影响海绵轮7的研磨；通过启动伸缩气缸10，其输出端移动并带动伸动方板11向上移动，使其通过两个限位板12在限位槽13内限位移动，而使得限位杆14上的限位弹簧15处于缓冲的状态，继而将圆晶上升到海绵轮7的上方，通过启动联动电机5，使得其输出端上的联动方块6带动海绵轮7转动，而使得海绵轮7在圆晶的表面上旋转打磨，而伸缩气缸10由plc控制板驱动，使得在移动时更精准，使得抛光时的精度更高，提升了抛光的效果和效率；通过启动驱动电机17，使其输出端上的驱动锥齿轮18转动并带动啮合的联动锥齿轮19转动，使得联动转轴20上的联动齿轮21转动并啮合驱动齿轮22转动，使其上的限动转槽24在限动转块25内限位转动，而使得旋动圆板23转动，使得旋动圆板23上的圆晶也随即旋转，从而配合联动电机5上的海绵轮7的研磨，提升了抛光的效率；驱动齿轮22在转动时啮合从动齿轮26转动，通过位动杆28、矩形方板29和矩形方槽30的配合，而使得延长杆31在延长板32内往复移动，而使得延长弹簧33处于缓冲、复位的状态，继而使得复动长板34在伸动方板11内往复移动，而使得复动长板34上的喷头46在伸动方板11的位置上往复移动，而使得喷头46所喷出的抛光液可以顺着复动长板34所移动的方向而移动喷洒，提升了对圆晶喷洒的范围，使得均匀的喷洒到圆晶上，从而提升了抛光的效果；复动长板34在移动时，通过安装座39、绳索38和绕动轮37的配合，而使得绕动轮37转动，而使得复动转轴36上的发条弹簧40处于缓冲的状态，使得从动锥齿轮41转动并啮合主动锥齿轮42转动，而使得主动转轴43转动，由于前两者的锥齿轮的大小不同，而使得主动转轴43的转速较慢，而使得异动长板45转动，使其通过定位块47在定位杆48内限位转动，而使得定位弹簧50处于缓冲的状态，使得喷头46转动而改变喷洒的角度，进一步提升了喷洒的范围，避免喷洒时存在死角，在配合上圆晶自身的旋转，可以全方位的对圆晶的表面进行喷洒抛光液，提升了抛光的效果；绕动转轴51在转动时带动绕动转轴51转动，通过从动滑轮52和传动带53的配合而使得主动滑轮54转动，使得驱动螺纹轴55转动，而使得衔定方板57通过导向板58上的导向杆59在导向基座60内限位移动，而使得异动制板62上的缓冲垫65朝着圆晶的方向移动，当复动长板34复位时随即复位；当圆晶在被研磨时由于冲击力以及旋转时所带来的离心力等原因会导致圆晶位移，通过缓冲垫65的往复移动，定点对圆晶的位置进行一个限位，当圆晶位移时，使得移动的缓冲垫65接触到圆晶，使其推动圆晶移动复位将其矫正，而使得止位弹簧66处于缓冲的状态，避免装置中途停机矫正，提升了抛光的效率；同时装置上的各零件皆可设置保护壳，避免喷洒的抛光液淋到各部分零件。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。