一种晶圆夹持式边缘抛光装置及其工艺的制作方法

本发明属于晶圆加工，具体涉及一种晶圆夹持式边缘抛光装置及其工艺。

背景技术：

1、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、抛光和切片后，形成硅晶圆片，也就是晶圆。

2、现有技术中公开了申请号为cn202211612202.2的中国专利，公开了一种晶圆夹持式边缘抛光装置及工艺，包括固定主轴和晶圆吸盘，所述固定主轴与外设机械臂固定连接，外设机械臂内设置有驱动固定主轴旋转的主轴电机，所述固定主轴底端固定连接有三角夹盘，所述三角夹盘表面阵列转动连接有晶圆夹臂，所述固定主轴表面滑动连接有三角滑盘，所述三角滑盘表面阵列转动连接有拉板。本发明的通过设置晶圆夹臂、夹持部和抛光布，采用夹持抛光一体式结构，通过晶圆夹臂和夹持部带动晶圆进行移送，减少工序加工中的机械时间，提高生产效能，同时抛光布套接在夹持部上，便于拆卸，并且降低了抛光布使用面积，从而提高抛光布的有效利用率。

3、上述方案通过多个抛光布设置在晶圆的周围，经过抛光布围绕晶圆转动，以对晶圆的边缘进行抛光，这种抛光方式，在抛光布高速转动过程中，由于摩擦阻力的变化，可能会导致晶圆的位置发生偏移，从而影响抛光效果，降低了晶圆的加工质量，而且传统的布设计尺寸大，导致未能充分保持使用寿命，造成抛光布可用时间的浪费，处理工艺采用在不同的动作进行分步完成，机械成本高效率低，为此我们提出一种一种晶圆夹持式边缘抛光装置及其工艺。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种晶圆夹持式边缘抛光装置及其工艺，旨在解决背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种晶圆夹持式边缘抛光装置，包括：

4、底座；

5、工作台，其固定连接于底座的顶部；

6、晶圆吸盘，其设置于工作台的上侧，其下侧设置有升降机构，通过升降机构调节晶圆吸盘的高度；

7、限位架，其设置有多个，其均固定连接于工作台的顶部，其上侧均滑动设置有可移动架，每个所述可移动架上均设置有一组打磨机构，多组打磨机构围绕在晶圆吸盘的周围以进行打磨；以及

8、位移机构，其设置于工作台上，其用于同步调节多个可移动架的位置以控制打磨直径。

9、作为本发明一种优选的方案，所述升降机构包括下护筒、延伸转台和第一电动推杆，所述下护筒固定连接于底座的下内壁，所述延伸转台滑动连接于下护筒内，所述晶圆吸盘固定连接于延伸转台的输出端，所述底座和工作台之间固定连接有保护筒，所述下护筒贯穿保护筒并向上延伸，所述第一电动推杆固定连接于底座的下内壁，所述第一电动推杆的伸长端固定连接于延伸转台。

10、作为本发明一种优选的方案，每个所述可移动架的底部均固定连接有滑杆，所述滑杆滑动连接于限位架的直杆表面，每个所述可移动架靠近晶圆吸盘处均设置有圆球槽。

11、作为本发明一种优选的方案，每组所述打磨机构均包括：

12、调节球，其转动连接于圆球槽内；

13、第二电机，其固定连接于调节球的下端

14、延伸轴，其转动连接于调节球内，其下端固定连接于第二电机的输出端，其上端固定连接有安装板；

15、电动伸缩杆，其一端通过铰轴活动连接于可移动架的底部，其另一端通过铰轴活动连接于调节球的表面；以及

16、打磨组件，其用于直接与晶圆接触以达到打磨的目的。

17、作为本发明一种优选的方案，每组所述打磨组件均包括打磨轮和抛光布，所述打磨轮固定连接于安装板的顶部，所述打磨轮的圆周表面设置有环形槽，所述抛光布可拆卸连接于环形槽内。

18、作为本发明一种优选的方案，所述位移机构包括；

19、轴筒，其固定连接于底座的下内壁，其输出端固定连接有小齿轮；

20、轴筒，其转动连接于下护筒的圆周表面，其上端固定连接有大锥形齿轮，其下端固定连接有大齿轮，所述大齿轮与小齿轮相啮合；以及

21、位移组件，其设置于多组，其分别设置于对应限位架上。

22、作为本发明一种优选的方案，每组所述位移组件均包括滚珠丝杆、小锥形齿轮和丝杆套，所述滚珠丝杆转动连接于限位架内，所述丝杆套套设于滚珠丝杆的圆周表面，所述丝杆套固定连接于滑杆内，所述小锥形齿轮固定连接于滚珠丝杆靠近升降机构的一端，所述小锥形齿轮与大锥形齿轮相啮合。

23、作为本发明一种优选的方案，所述底座的顶部固定连接有安装架，所述安装架靠近晶圆吸盘处固定连接有第二电动推杆，所述第二电动推杆的伸长端转动连接有下压块。

24、作为本发明一种优选的方案，所述安装架的靠近晶圆吸盘处固定连接有淋洗管，所述淋洗管的顶部固定设置有进水口，所述工作台的顶部设置有透水孔，所述工作台的底部固定连接有集水仓，所述集水仓位于透水孔的下侧。

25、一种晶圆夹持式边缘抛光工艺，包括如下步骤：

26、s1、将晶圆放置于晶圆吸盘的上侧，控制晶圆吸盘吸持固定晶圆；

27、s2、控制第二电动推杆的伸长端推动下压块向下移动，下压块与晶圆的顶部接触，使晶圆被夹持于晶圆吸盘和下压块之间，加固晶圆的稳定性；

28、s3、控制第一电机的输出端带动小齿轮转动，小齿轮带动大齿轮转动，在大锥形齿轮与小锥形齿轮的作用下，带动多个滚珠丝杆同步转动，多个可移动架逐渐向晶圆的方向靠近，最后使多个抛光布同步与晶圆的边缘接触；

29、s4、控制多个第二电机的输出端带动延伸轴同步转动，使多个打磨轮带动抛光布同步转动，通过多个抛光布同步打磨晶圆的边缘；

30、s5、当需要调节晶圆的高度时，在s1与s2之间，通过第一电动推杆的伸长端推动延伸转台向上移动，延伸转台推动晶圆吸盘向上移动，从而调节晶圆被夹持的高度，提高打磨效果。

31、s6、通过电动伸缩杆的伸长端推动调节球移动，调节球推动打磨轮偏转，可小幅度调节抛光布的打磨角度，扩大打磨范围；

32、s7、通过淋洗管喷淋研磨液，可降低打磨时的温度，减少抛光布的磨损，延长使用寿命。

33、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

34、1、本方案中使用时将晶圆放置于晶圆吸盘的上侧，控制第二电动推杆的伸长端推动下压块向下移动，下压块与晶圆的顶部接触，使晶圆被夹持于晶圆吸盘和下压块之间，晶圆加工使位置不会发生偏移，加固晶圆的稳定性，多个打磨轮位于晶圆吸盘的周围，控制第一电机的输出端带动小齿轮转动，多个抛光布同步与晶圆的边缘接触，此时控制多个第二电机的输出端带动延伸轴同步转动，使多个打磨轮带动抛光布同步转动，通过多个抛光布同步打磨晶圆的边缘，对比现有的单体打磨，效率更高打磨更加稳定，可减少抛光布使用面积，提高抛光布的有效利用率。

35、2、本方案中通过第一电动推杆的伸长端可推动延伸转台升降，延伸转台带动晶圆吸盘升降，可灵活调节晶圆吸盘的高度，继而调节晶圆固定后的高度，以根据晶圆的厚度进行细微调整，而且延伸转台可驱动晶圆吸盘转动，继而在加工时可驱动晶圆转动，可增大晶圆边缘的抛光面积，实现无死角打磨，提高打磨效率。

36、3、本方案通过电动伸缩杆的伸长端推动调节球移动，调节球推动打磨轮偏转，可小幅度调节抛光布的打磨角度，以扩大打磨范围，抛光布可拆设计，便于安装更换。