一种硅片表面处理设备的制作方法

本发明涉及硅片打磨，具体为一种硅片表面处理设备。

背景技术：

1、硅片，又称为晶圆，是制造芯片和各种半导体器件的核心原材料。在半导体制造中，硅片表面处理是关键的工艺步骤之一，旨在为后续的光刻、掺杂、沉积等工艺提供优质的基础，其中，打磨作为硅片表面处理的重要环节，主要用于提升硅片的表面质量，去除表面缺陷和粗糙度，为后续的加工工艺奠定坚实的基础。

2、中国专利公开申请号为202311214386.1的“一种具有截面研磨功能的单晶硅片表面处理装置”涉及一种改进的打磨设备。该装置包括机壳、表面处理机构、升降架和机座，其中机壳和升降架均设置在机座的上方，升降架位于机壳内。

3、该装置在打磨过程中，通过调整研磨轮的运动轨迹，实现对硅片的均匀打磨。然而，实际操作中，研磨轮在硅片表面旋转时，会产生较大的磨削力，特别是当研磨轮移动至硅片边缘时，现有装置无法有效防护硅片边缘，会增加硅片表面缺陷的风险，例如崩边和塌边，从而影响最终产品的质量。因此，针对这种情况，需要对装置进行优化，以减少这些缺陷的发生。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种硅片表面处理设备，本发明解决了现有装置打磨硅片时容易发生崩边的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种硅片表面处理设备，包括底座、位于底座上方用于支撑硅片并且可旋转的支撑盘，以及位于底座内部的收集组件，还包括：

3、研磨机构，包括升降组件、切削液管、齿环和研磨轮，所述齿环内侧啮合有齿轮，所述齿轮上端面连接有驱动组件，齿轮下端面转动连接有第二连杆，所述第二连杆下端面转动安装有滑块，所述滑块外壁滑动安装有固定框；当升降组件带动研磨轮与硅片抵接后，切削液管供给切削液，驱动组件带动齿轮在齿环内转动，齿轮带动滑块在固定框内往复移动，滑块带动研磨轮在硅片上移动，完成均匀打磨；

4、防护机构，包括挤压组件、冷却组件和防护环，所述防护环外壁固定安装有挡环，所述挡环外壁沿其圆周均匀安装有若干个拉簧，所述拉簧远离挡环一侧安装有转动块；当滑块往复移动时，挤压组件挤压研磨轮下方的挡环，挡环带防护环抵接在硅片外壁上，防止崩边；

5、挤压组件，包括对称安装在滑块外壁上的挤压块和对称安装在固定框内壁上的弹簧，所述弹簧下端面安装有滑杆，所述滑杆下端面转动安装有锥形轮；滑块移动时，带动挤压块挤压滑杆，滑杆带动锥形轮下降，锥形轮挤压挡环。

6、优选的，所述收集组件包括开设在底座上的切削液舱，所述切削液舱内壁滑动安装有滤板。

7、优选的，所述升降组件包括支撑板，所述支撑板固定安装在底座外壁上，支撑板下端面安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆下端面安装有支撑架。

8、优选的，所述驱动组件包括第二伺服电机，所述第二伺服电机上端面安装在支撑架上，第二伺服电机的输出轴固定安装有第一连杆，所述第一连杆远离第二伺服电机一端转动安装在齿轮上。

9、优选的，所述固定框与支撑架固定连接，所述支撑架下端面固定安装有固定环，所述固定环下端面与齿环固定连接。

10、优选的，所述固定框外壁对应滑杆处开设有滑槽，所述滑槽内壁与滑杆滑动连接。

11、优选的，所述滑块下端面固定安装有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴与研磨轮固定连接。

12、优选的，所述冷却组件包括开设在防护环外壁上的水道，所述水道内壁安装有挡块，水道一侧贯穿挡环分别安装有进水管和出水管，且进水管和出水管位于挡块两侧，所述进水管和出水管远离水道一侧安装有水箱，所述水箱安装在支撑盘下端面上。

13、优选的，所述底座上端面安装有第三伺服电机，所述第三伺服电机的输出轴与支撑盘固定连接。

14、优选的，所述支撑盘外壁开设有若干个通孔，支撑盘下端面对应通孔处抵接有环形槽，所述环形槽下端面沿其圆周均匀连通有若干个管道，所述管道下端面贯穿底座与切削液舱连通。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

16、本发明设置有研磨机构，当研磨轮与硅片抵接时，此时第一伺服电机带动研磨轮转动，对硅片进行打磨，第二伺服电机带动第一连杆转动，第一连杆带动齿轮在齿环上进行转动，齿轮通过第二连杆带动滑块在固定框内往复移动，从而能够使滑块带动研磨轮在硅片上往复移动，进行均匀打磨；

17、本发明设置有防护机构，当滑块在固定框内往复移动时，滑块上的挤压块会先挤压滑杆，滑杆在滑槽内滑动，带动锥形轮下降，并且拉伸弹簧，此时锥形轮会挤压挡环，挡环带动防护环抵接在硅片外壁上，随着滑块继续带动挤压块移动，此时滑块带动研磨轮打磨硅片的边缘，防护环会对硅片边缘进行防护，并且防护环会对打磨处的硅片边缘进行降温，减少断裂或崩边情况的产生。

技术特征：

1.一种硅片表面处理设备，包括底座（1）、位于底座（1）上方用于支撑硅片（3）并且可旋转的支撑盘（9），以及位于底座（1）内部的收集组件，其特征在于，还包括：

2.根据权利要求1所述的一种硅片表面处理设备，其特征在于：所述收集组件包括开设在底座（1）上的切削液舱（2），所述切削液舱（2）内壁滑动安装有滤板（38）。

3.根据权利要求1所述的一种硅片表面处理设备，其特征在于：所述升降组件包括支撑板（4），所述支撑板（4）固定安装在底座（1）外壁上，支撑板（4）下端面安装有电动伸缩杆（6），所述电动伸缩杆（6）下端面安装有支撑架（7）。

4.根据权利要求3所述的一种硅片表面处理设备，其特征在于：所述驱动组件包括第二伺服电机（21），所述第二伺服电机（21）上端面安装在支撑架（7）上，第二伺服电机（21）的输出轴固定安装有第一连杆（22），所述第一连杆（22）远离第二伺服电机（21）一端转动安装在齿轮（18）上。

5.根据权利要求3所述的一种硅片表面处理设备，其特征在于：所述固定框（12）与支撑架（7）固定连接，所述支撑架（7）下端面固定安装有固定环（8），所述固定环（8）下端面与齿环（11）固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种硅片表面处理设备，其特征在于：所述固定框（12）外壁对应滑杆（16）处开设有滑槽（13），所述滑槽（13）内壁与滑杆（16）滑动连接。

7.根据权利要求1所述的一种硅片表面处理设备，其特征在于：所述滑块（24）下端面固定安装有第一伺服电机（19），所述第一伺服电机（19）的输出轴与研磨轮（20）固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种硅片表面处理设备，其特征在于：所述冷却组件包括开设在防护环（29）外壁上的水道（31），所述水道（31）内壁安装有挡块（32），水道（31）一侧贯穿挡环（30）分别安装有进水管（25）和出水管（28），且进水管（25）和出水管（28）位于挡块（32）两侧，所述进水管（25）和出水管（28）远离水道（31）一侧安装有水箱（34），所述水箱（34）安装在支撑盘（9）下端面上。

9.根据权利要求1所述的一种硅片表面处理设备，其特征在于：所述底座（1）上端面安装有第三伺服电机（37），所述第三伺服电机（37）的输出轴与支撑盘（9）固定连接。

10.根据权利要求2所述的一种硅片表面处理设备，其特征在于：所述支撑盘（9）外壁开设有若干个通孔（33），支撑盘（9）下端面对应通孔（33）处抵接有环形槽（35），所述环形槽（35）下端面沿其圆周均匀连通有若干个管道（36），所述管道（36）下端面贯穿底座（1）与切削液舱（2）连通。

技术总结
本发明属于硅片打磨技术领域，公开了一种硅片表面处理设备，包括底座、支撑盘和收集组件，还包括：研磨机构，包括升降组件、切削液管、齿环和研磨轮，齿环内侧啮合有齿轮，齿轮上端面连接有驱动组件，齿轮下端面转动连接有第二连杆，第二连杆下端面转动安装有滑块，滑块外壁滑动安装有固定框；防护机构，包括挤压组件、冷却组件和防护环，防护环外壁固定安装有挡环，挡环外壁沿其圆周均匀安装有若干个拉簧，拉簧远离挡环一侧安装有转动块；挤压组件，包括对称安装在滑块外壁上的挤压块和对称安装在固定框内壁上的弹簧，弹簧下端面安装有滑杆，滑杆下端面转动安装有锥形轮。本发明解决了现有装置打磨硅片时容易发生崩边的问题。

技术研发人员：宋文,刘云华,周龙,曹刚,焦利
受保护的技术使用者：无锡旭邦精密机械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/28