[发明专利]一种半导体晶圆研磨设备

说明书

本发明属于半导体制造技术领域，具体的说是一种半导体晶圆研磨设备，包括研磨片、研磨框、研磨盘、夹紧装置，所述夹紧装置包括固定块、铰接挡板、一号空气弹簧、夹紧块、连接块，所述固定块的一条边上设置一号矩形槽；所述一号矩形槽槽口处铰接一号空气弹簧的一端；所述一号空气弹簧的另一端固定连接铰接挡板的一端；所述铰接挡板另一端相互铰接；所述夹紧块与铰接挡板相对设置，夹紧块一端底部与连接块的一端台肩铰接，夹紧块一端顶部通过弹簧与连接块的一端顶部连接；本发明通过在压缩弹片下方设置二号空气弹簧，二号空气弹簧压缩摆动弹片，通过二号空气弹簧和弹簧配合作用，实现对晶圆进行夹持，且夹持力柔软、可靠。

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，具体的说是一种半导体晶圆研磨设备。

背景技术

晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅芯片，晶圆是生产集成电路所用的载体，一般意义晶圆多指单晶硅圆片。晶圆是最常用的半导体材料，按其直径分为4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等规格，近来发展出12英寸甚至研发更大规格。晶圆越大，同一圆片上可生产的IC就越多，可降低成本；但对材料技术和生产技术的要求更高，例如均匀度等等的问题。晶圆制造中，随着制程技术的升级、导线与栅极尺寸的缩小，光刻技术对晶圆表面的平坦程度的要求越来越高。机械研磨的研磨一致性好，表面平整度高，研磨效率高。

现有技术中也出现了一些半导体晶圆研磨的技术方案，如申请号为201710312993.X的一项中国专利公开了一种用于电子产品制造的晶圆研磨设备，包括有底板、左架、顶板、研磨框、研磨片、调节机构等；底板顶部左侧安装有左架，左架顶端连接有顶板，底板顶部右侧安装有旋转机构，旋转机构上连接有研磨框，研磨框底部连接有调节机构，顶板底部中间安装有升降机构，升降机构底部连接有研磨片。该技术方案能够将不同的晶圆放置于不同的调节机构中，再进行研磨。但是该方案中研磨盘上装夹晶圆的方式不便于晶圆的取出，因此影响加工效率；研磨时晶圆能够在放置槽内滑动，影响晶圆表面的研磨质量；不同直径的晶圆研磨时需要更换研磨盘，换型时间长，影响加工效率。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种半导体晶圆研磨设备，通过在固定块一侧设置铰接挡板和一号空气弹簧，在连接块一侧设置夹紧块，通过夹紧块和铰接挡板的相互配合作用，实现了对晶圆进行可靠的夹紧；通过在夹紧块的另一端顶部铰接斜板，实现了晶圆能够方便进入夹紧块内，进而实现单手装夹晶圆，且装夹效率更高；通过在夹紧块另一端下方设置一号连杆和二号连杆，实现了晶圆在研磨时夹紧块能够锁紧，进一步保证夹紧的可靠性；通过在夹紧块一端下方设置相互啮合的齿条和凸轮，凸轮压紧圆弧形齿条啮合实现快速的调整夹紧块的夹持宽度，实现适用研磨不同直径的晶圆。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种半导体晶圆研磨设备，包括研磨片、研磨框、研磨盘、夹紧装置，所述研磨片设置在研磨框上方，研磨片能够实现上下移动；所述研磨框内设有研磨盘；所述研磨盘由电机驱动旋转，研磨盘上端设有一组夹紧装置；所述夹紧装置用于在研磨时夹持晶圆，夹紧装置在研磨盘上表面呈放射状布置；所述夹紧装置包括固定块、铰接挡板、一号空气弹簧、夹紧块、连接块，所述固定块底面固定连接在研磨盘上，固定块的一条边上设置一号矩形槽；所述一号矩形槽槽口处铰接一号空气弹簧的一端，一号空气弹簧沿一号矩形槽的中心线对称设置；所述一号空气弹簧的另一端固定连接铰接挡板的一端；所述铰接挡板对称设置，两个铰接挡板端头相互铰接；所述夹紧块的一边设置V字形槽，夹紧块与铰接挡板相对设置，夹紧块与铰接挡板相互配合作用实现对晶圆的夹紧；所述夹紧块一端底部与连接块的一端台肩铰接，夹紧块一端顶部通过弹簧与连接块的一端顶部连接；所述连接块与固定块相对设置，连接块底面固定连接在研磨盘的上表面上。工作时，用手按压夹紧块另一端，把晶圆放入夹紧块的V字形槽内，松开按压夹紧块的手，弹簧拉紧夹紧块一端，夹紧块挤压晶圆向铰接挡板一侧移动，晶圆挤压铰接挡板，铰接挡板摆动，一号空气弹簧伸长，当弹簧力与一号空气弹簧的弹力平衡时，晶圆被夹紧；电机带动研磨盘转动，研磨片下降开始研磨晶圆。