专利名称：改善半导体单晶硅研磨硅片平行度的装置的制作方法
技术领域：
改善半导体单晶硅研磨硅片平行度的装置
技术领域：
本实用新型属于一种改善半导体单晶硅研磨硅片平行度的装置。背景技术：
用单晶硅棒制作硅元件，期间需通过切片机、磨片机、抛光机等设备将单 晶硅棒加工成符合一定要求的单晶硅片。其中，磨片机对硅片研磨是对硅切割 片进行整形处理的过程，主要目的是保证硅片的几何形状，在切割片的质量指 标基础上进一步提高硅片表面形态的完整性，包括平行度。
有色金属工人技术理论教材《硅片加工工艺》(侯连武编，北京内部书刑准
印证86—016号) 一书第69页第5节介绍了硅片研磨加工技术。从单晶棒切割 下来的硅片，由于机器精度，内园金刚石刀片和操作者修正刀片技术等原因， 不可能完全达到平行度要求，因此，研磨加工成为目前需要探索的重要的硅片 加工工艺，通过研磨加工，使硅片的厚度公差〈5wm，平行度〈2um，翘曲度 <20um，并去除刀痕等。
现有双面磨片机属于行星传动结构，从载体片运动形式分析，设计中都保 证了硅片在磨盘上的自转和公转，以使所有被磨硅片不因磨盘直径因素引起的 线速度变化而影响硅片的平行度。但是，现有技术的双面磨片机在实际使用中 对于大直径的硅片研磨存在如下问题由于磨盘直径方向的各处线速度不同， 位于磨盘外圆的硅片部分要比中间部分磨去较多，不但磨盘本身需要经常进行 修磨，如C62-640B/YJ型双面研磨机连续研磨4)3"硅片120片就要修正一次 磨盘，修磨圈数600圈，而且，硅片在这样的磨盘上进行研磨，其平行度和弯 曲度等很难达到标准，既影响生产效率，又浪费大量的磨料，加大生产成本， 况且给后道抛光工序提供这样的研磨片，抛光片的平行度差异会进一步加大， 以致达不到集成电路制作要求而报废。
发明内容
为克服现有技术存在的上述问题，本实用新型旨在提供一种具有新型结构 的改善半导体单晶硅研磨硅片平行度的装置，利用该磨片机对硅片进行研磨作 业，不但可以大大减少磨盘的修磨次数，还可以有效确保被磨硅片的平行度指 标符合要求。
为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案这种改善半导体单晶
硅研磨硅片平行度的装置的结构包括下磨盘、内齿轮、外齿轮和载体片，内齿 轮外壁和外齿轮内壁为齿形壁，内齿轮外壁和外齿轮内壁之间的区域底部设置 下磨盘，多个圆形状的载体片水平状布置在下磨盘上，载体片经外轮廓上的齿
件与内齿轮和外齿轮的齿形壁啮合；载体片上设有用于接纳硅片的若干个放片
孔，其特征是所述下磨盘的下磨盘内轮廓直径扩大后与内齿轮外壁之间留有
一圈内空磨区，所述下磨盘的下磨盘外轮廓直径縮小后与外齿轮内壁之间留有
一圈外空磨区；所述载体片的放片孔，每个放片孔的局部运动轨迹分别与内空 磨区、外空磨区重叠。
如上所述的改善半导体单晶硅研磨硅片平行度的装置，所述的下磨盘上方 还设有上磨盘，上磨盘内轮廓和上磨盘外轮廓的直径与下磨盘的下磨盘内轮廓 和下磨盘外轮廓的直径相一致。
如上所述的改善半导体单晶硅研磨硅片平行度的装置，上磨盘外轮廓和下 磨盘外轮廓的直径縮小值外空磨区为5 8ram，上磨盘内轮廓和下磨盘内轮廓的 直径扩大值内空磨区为3 5 mm。
有益效果本申请针对被磨硅片因磨盘直径因素引起的线速度变化，使被 磨硅片外圆部分比中心部分磨去较多，导致被磨硅片中间厚而边缘薄的塌边现 象，对于双面磨片机来说，通过縮小上、下磨盘的外圆直径和加大内圆直径的 技术方案，设置内、外空磨区后，利用磨片机行星轮结构即载体片的公转和自 转的特点，使被磨硅片的外圆部分减少被磨时间，从而实现均衡被磨硅片中部 与外部的实际被磨削量，控制平行度的目的。载体片在公转和自转情况下，设 置内、外空磨区后，使所有被磨硅片的周边部分相对于上下磨盘各处均有一个 周期性的偷闲(不被研磨)的间隙，因此，被磨硅片因磨盘直径因素引起的线 速度变化，使被磨硅片外圆部分比中心部分磨去较多，导致被磨硅片中间厚而 边缘薄的塌边现象得到抑制，被磨硅片的平行度得到有效改善和提高，从而也 实现了减少磨盘修磨次数的目的。
为加深理解本实用新型内容，
以下结合附图通过实施例作进一步详述。
图1为本实用新型一个实施例的俯视结构示意图，图中删去了上磨盘等部件。
图中序号分别表示载体片l，放片孔ll，外轮廓12，硅片2，外露部21， 内露部22，外齿轮3，外齿轮内壁31，下磨盘4，下磨盘内轮廓41，下磨盘外
轮廓42，内齿轮5，内齿轮外壁51，内空磨区52，外空磨区6，转轴7。
具体实施方式
参见图1。本实用新型的基本思路是在现有双面磨片机(也可以是单面磨 片机)的结构基础上，通过扩大磨盘内轮廓直径和縮小磨盘外轮廓直径来实现 的，其它结构没有作任何改变，形成内空磨区52、外空磨区6后，使放片孔ll 内的被磨硅片2的局部运动轨迹分别与内空磨区52、外空磨区6重叠，即公转 和自转情况下循环出现外露部21、内露部22。
下面以双面磨片机为例来说明本装置，由于双面磨片机是硅片研磨工序中 公知的一种常用机械，因此在说明中有些具体的结构不再赘述。
参见图l，该图是沿着上下磨盘作水平切割后，并移去上磨盘后的俯视结构 示意图。最外围是外齿轮3，外齿轮3的外齿轮内壁31向上凸起，形成朝向圆 心的圆弧状齿形壁。与外齿轮3相对应，中部设有一内齿轮5，内齿轮5的内齿 轮外壁51也向上凸起形成圆弧的齿形壁。内、外齿形壁之间的区域形成一个环 形槽，环形槽以内齿轮外壁51和外齿轮内壁31为挡边，环形槽的底面即为水 平状设置的下磨盘4。
多个圆形状的载体片1环布在下磨盘4上，载体片1的载体片外轮廓12的 壁上也设有与上述内、外齿形壁相匹配的齿件，经载体片外轮廓12上的齿件实 现与内齿轮5和外齿轮3的齿形壁啮合。载体片1上设有用于接纳硅片2的若 干个放片孔11，每片载体片1上一般设四个放片孔。下磨盘4的下磨盘内轮廓 41与内齿轮外壁51之间留有一圈内空磨区52，下磨盘4的下磨盘外轮廓42与 外齿轮内壁31之间留有一圈外空磨区6，所谓内、外空磨区实际上是一个不对
被磨硅片进行研磨的区域。
载体片1上的每个放片孔11的局部运动轨迹分别与内空磨区52、外空磨区 6重叠的意思是放置在载体片1的放片孔11内的被磨硅片2，在自转和公转 过程中，被磨硅片的周边部分都会呈周期性地渡过内空磨区52、外空磨区6而 不被研磨，获得"偷闲"机会，已此来应对被磨硅片因磨盘直径因素引起的线 速度变化，克服被磨硅片周边部分比中心部分磨去较多的缺陷，使被磨硅片中 间厚而边缘薄的塌边现象得到抑制，提高平行度。
根据现有磨片机磨盘状况，申请人反复试验得出上磨盘外轮廓和下磨盘 外轮廓42的直径縮小值外空磨区为5 8 mm，上磨盘内轮廓和下磨盘内轮廓41 的直径扩大值内空磨区为3 5ran为佳。
利用本实用新型改善半导体单晶硅研磨硅片平行度的装置进行磨片作业 时首先将载体片1 (或称行星片)放置在下磨盘4上，并使载体片1的外轮廓
上的齿件与外齿轮内壁31和内齿轮外壁52的齿形壁啮合。然后，将被磨硅片 分别摆放到载体片1的放片孔11内。此时，可观察到有些硅片2的周边部分的 局部外露于下磨盘4，即外露部21，内露部22分别位于外空磨区6、内空磨区 52内。此时，将上磨盘降落到被磨硅片的上表面，注入磨料、启动马达运转研 磨。在转轴7带动下，随着内齿轮5和外齿轮3的转动，载体片1在上、下磨 盘之间作行星式运动而带动放片孔ll内的被磨硅片也作行星式运动，从而实现 研磨。在整个研磨过程中，所有被磨硅片周边部分的内露部22、外露部21依次 轮换、周期性循环渡过内空磨区52和外空磨区6，获得"偷闲"时间，从而达 到本实用新型目的。
上述实施例只是为了加深理解本实用新型内容的个案，如将技术方案应用 至单面磨片机，根据实质内容而进行简单的变换也应属于本专利的保护范围。
权利要求1、一种改善半导体单晶硅研磨硅片平行度的装置，包括磨盘、内齿轮(5)、外齿轮(3)和载体片(1)，内齿轮外壁(51)和外齿轮内壁(31)为齿形壁，内齿轮外壁(51)和外齿轮内壁(31)之间的区域底部设有下磨盘(4)，多个圆形状的载体片(1)水平状布置在下磨盘(4)上，载体片(1)经外轮廓(12)上的齿件与内齿轮(5)和外齿轮(3)的齿形壁啮合；载体片(1)上设有用于接纳硅片(2)的若干个放片孔(11)，其特征是所述下磨盘(4)的下磨盘内轮廓(41)直径扩大后与内齿轮外壁(51)之间留有一圈内空磨区(52)，所述下磨盘(4)的下磨盘外轮廓(42)直径缩小后与外齿轮内壁(31)之间留有一圈外空磨区(6)；所述载体片(1)的放片孔(11)，每个放片孔(11)的局部运动轨迹分别与内空磨区(52)、外空磨区(6)重叠。
2、 如权利要求1所述的一种改善半导体单晶硅研磨硅片平行度的装置，其 特征是所述的下磨盘(4)上方还设有上磨盘，上磨盘内轮廓和上磨盘外轮廓 的直径与下磨盘(4)的下磨盘内轮廓(41)和下磨盘外轮廓(42)的直径相一 致。
3、 如权利要求2所述的一种改善半导体单晶硅研磨硅片平行度的装置，其 特征是上磨盘外轮廓和下磨盘外轮廓(42)的直径縮小值外空磨区为5 8mm， 上磨盘内轮廓和下磨盘内轮廓(41)的直径扩大值内空磨区为3 5mm。
专利摘要一种改善半导体单晶硅研磨硅片平行度的装置，包括下磨盘、内齿轮、外齿轮和载体片，内齿轮外壁和外齿轮内壁为齿形壁，内齿轮外壁和外齿轮内壁之间的区域底部设有下磨盘。载体片水平状布置在下磨盘上，载体片经外轮廓上的齿件与内齿轮和外齿轮的齿形壁啮合；载体片上设有用于接纳被磨硅片的若干个放片孔，下磨盘内轮廓与内齿轮外壁之间留有一圈内空磨区，下磨盘外轮廓与外齿轮内壁之间留有一圈外空磨区；所述载体片的放片孔，每个放片孔的局部运动轨迹分别与内空磨区、外空磨区重叠。本装置对被磨硅片进行研磨作业，不但可以大大减少磨盘的修磨次数，还可以有效确保被磨硅片的平行度指标符合要求。
文档编号F17D5/00GK201177164SQ200820085030
公开日2009年1月7日 申请日期2008年4月2日 优先权日2008年4月2日
发明者徐永忠, 楼春兰, 汪贵发, 赖建华, 辉 郑 申请人:万向硅峰电子股份有限公司