一种芯片制备用硅晶片加工装置及加工工艺

摘要

本发明涉及硅晶片加工装置技术领域，公开了一种芯片制备用硅晶片加工装置及加工工艺，通过打磨盘对硅晶圆进行打磨，启动增压泵，水箱内的水排进进水管内，通过进水管进而排进增压泵内，经过增压泵的增压作用，将冷却液排进出水管，最后经过多孔喷头喷出，从而在打磨时实现对硅晶圆的水冷降温作用，联轴器带动输入轴转动，输入轴带动第一主动皮带轮和第二主动皮带轮转动，第一主动皮带轮和第二主动皮带轮通过第一传动皮带和第二传动皮带分别带动第一从动皮带轮和第二从动皮带轮转动，进而使得第一转轴和第二转轴转动，从而使得两个散热扇转动，通过散热扇转动能够对打磨时产生的碎屑进行处理，防止碎屑影响打磨视线。

说明书

技术领域

本发明涉及硅晶片加工装置技术领域，具体为一种芯片制备用硅晶片加工装置及加工工艺。

背景技术

元素硅是一种灰色、易碎、四价的非金属化学元素，地壳成分中27.8％是硅元素构成的，仅次于氧元素含量排行第二，硅是自然界中比较富的元素，在石英、玛瑙、燧石和普通的滩石中就可以发现硅元素，硅晶片又称晶圆片，是由硅锭加工而成的，通过专门的工艺可以在硅晶片上刻蚀出数以百万计的晶体管，被广泛应用于集成电路的制造，硅属于半导体材料，其自身的导电性并不是很好，然而，可以通过添加适当的掺杂剂来精确控制它的电阻率，制造半导体前，必须将硅转换为晶圆片，这要从硅锭的生长开始，单晶硅是原子以三维空间模式周期形成的固体，这种模式贯穿整个材料，多晶硅是很多具有不同晶向的小单晶体单独形成的，不能用来做半导体电路。多晶硅必须融化成单晶体，才能加工成半导体应用中使用的晶圆片，加工硅晶片生成一个硅锭要花一周到一个月的时间，这取决于很多因素，包括大小、质量和终端用户要求，硅晶片在投入使用前需要进行打磨处理。

现有技术中，常见的硅晶片打磨装置大多数比较简陋，部分打磨装置缺少相应的硅晶片夹持装置，使得硅晶片在进行打磨时因缺少夹持或夹持不稳定导致硅晶片打磨时发生偏移，继而影响了硅晶片的打磨效果，另一方面，硅晶片在进行打磨时会局部会产生高温，长时间的局部打磨会使得硅晶片的打磨部分因温度过高导致整个硅晶片发生软化变形，从而影响了打磨尺寸，间接影响了打磨效果，且对于打磨过程中产生的细小碎屑需要及时处理，否则可能会影响操作人员的视线，导致打磨效果不理想，因此我们公开发明了一种芯片制备用硅晶片加工装置来满足需求。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种芯片制备用硅晶片加工装置，具备对硅晶圆4夹持固定、风冷水冷降温等优点，解决了硅晶圆4因缺少夹持装置易于偏移、温度过高发生软化变形的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种芯片制备用硅晶片加工装置，包括底板，所述底板的顶部固定连接有支撑柱，所述支撑柱的顶端固定连接有支撑台，所述支撑台的顶端设有硅晶圆，所述底板的顶部固定连接有两个固定板，两个所述固定板的一侧侧壁上均开设有转孔，两个所述转孔内转动套接有同一个双向螺纹杆，所述双向螺纹杆的两端分别贯穿所述转孔，且延伸至两个所述固定板的外侧，所述双向螺纹杆的一端固定连接有手轮，所述双向螺纹杆上转动螺接有两个滑动块，两个所述滑动块的一侧侧壁上均开设有穿孔，两个所述穿孔内滑动套接有同一个水平导杆，所述水平导杆的两端分别与两个相对应的所述固定板相连接，两个所述滑动块的顶端均固定连接有第一固定柱，所述底板的顶部固定连接有两个支柱，两个所述支柱的位置均与两个所述固定板的位置相对应，两个所述支柱的顶端均固定连接有第二固定柱，同一侧的两个所述第一固定柱与所述第二固定柱上均固定套接有弧形板。

优选地，两个所述弧形板相互靠近的一侧均固定连接有弧形夹板，所述底板的顶部固定连接有L型固定柱，所述L型固定柱的位置与所述硅晶圆的位置相对应，所述L型固定柱的一侧固定连接有弧形弹力夹块，所述弧形弹力夹块内设有打磨筒，所述打磨筒的顶端设有短接柱，所述短接柱与所述打磨筒的一端固定连接有同一个连接软管。

优选地，所述打磨筒的一侧设有防滑套，所述打磨筒内固定连接有固定盘，两个所述固定盘相互靠近的一侧固定连接有同一个电机，所述电机的输出端固定连接有联轴器，所述联轴器的一端固定连接有输入轴，所述打磨筒的底端开设有通孔，所述输入轴的一端贯穿所述通孔，且延伸至所述打磨筒外侧。

优选地，所述输入轴的底端固定连接有打磨盘，所述输入轴上固定套接有第一主动皮带轮与第二主动皮带轮，所述打磨筒上固定套接有契合板，所述契合板的底部固定连接有两个连接板，两个所述连接板的位置与所述打磨筒的位置相对应。

优选地，两个所述连接板的底端分别固定连接有第一冷却柱与第二冷却柱，所述第一冷却柱与所述第二冷却柱的底端均开设有圆孔，所述第一冷却柱内转动连接有第一转轴，所述第二冷却柱内转动连接有第二转轴，所述第一转轴与所述第二转轴的一端分别贯穿两个相对应的所述圆孔外，且分别延伸至所述第一冷却柱、所述第二冷却柱的外侧。

优选地，所述第一转轴上固定套接有第一从动皮带轮，所述第二转轴上固定套接有第二从动皮带轮，所述打磨筒与所述第一冷却柱、第二冷却柱的一侧均开设有矩形孔，所述第一主动皮带轮与所述第一从动皮带轮上共同张紧有同一个第一传动皮带，所述第二主动皮带轮与所述第二从动皮带轮上共同张紧有同一个第二传动皮带。

优选地，所述第一传动皮带与所述第二传动皮带的一端分别贯穿相应的所述矩形孔，所述第一转轴与所述第二转轴的底端均固定连接有散热扇，所述L型固定柱的顶部固定连接有放置板，所述放置板的顶部固定连接有水箱，所述水箱的一侧固定连接有基座。

优选地，所述基座的顶部固定连接有增压泵，所述增压泵的一端固定连接有进水管，所述水箱的一侧开设有出水孔，所述进水管的一端贯穿所述出水孔延伸至所述水箱内，所述增压泵的另一端固定连接有出水管。

优选地，所述出水管的一端固定连接有流通软管，所述流通软管的一端固定连接有硬质连接管，所述打磨筒的一侧固定连接有横板，所述横板的顶部开设有对孔，所述硬质连接管的一端贯穿所述对孔，且延伸至所述横板外侧，所述硬质连接管的底端固定连接有多孔喷头，所述多孔喷头的位置与所述打磨盘的位置相对应。

一种芯片制备用硅晶片加工工艺，使用了如权利要求1-3任一所述的一种芯片制备用硅晶片加工装置。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种芯片制备用硅晶片加工装置，具备以下有益效果：

1、该芯片制备用硅晶片加工装置，通过转动手轮，使得双向螺纹杆转动，双向螺纹杆带动两个弧形板，使得两个弧形板沿着水平导杆方向移动，使得两个弧形板之间相互远离或靠近，从而通过两个弧形夹板对硅晶圆进行夹持固定，防止在打磨时硅晶圆发生偏移影响打磨效果。

2、该芯片制备用硅晶片加工装置，通过联轴器带动输入轴转动，输入轴带动第一主动皮带轮和第二主动皮带轮转动，第一主动皮带轮和第二主动皮带轮通过第一传动皮带和第二传动皮带分别带动第一从动皮带轮和第二从动皮带轮转动，进而使得第一转轴和第二转轴转动，从而使得两个散热扇转动，通过散热扇转动能够对打磨时产生的碎屑进行处理，防止碎屑影响打磨视线。

3、该芯片制备用硅晶片加工装置，通过散热扇的转动实现风冷作用，配合水冷从而能够防止硅晶圆打磨时温度过高而造成整个硅晶片软化变形。

附图说明

图1为本发明第一视角立体结构示意图；

图2为本发明第二视角立体结构示意图；

图3为本发明弧形板、弧形夹块立体结构示意图；

图4为本发明L型固定柱立体结构示意图；

图5为本发明水箱立体结构示意图；

图6为本发明图4中部分放大立体结构示意图；

图7为本发明冷却柱剖开立体结构示意图；

图8为本发明契合板立体结构示意图。

图中：1、底板；2、支撑柱；3、支撑台；4、硅晶圆；5、固定板；6、双向螺纹杆；7、水平导杆；8、手轮；9、滑动块；10、第一固定柱；11、支柱；12、第二固定柱；13、弧形板；14、弧形夹板；15、L型固定柱；16、弧形弹力夹块；17、打磨筒；18、短接柱；19、连接软管；20、防滑套；21、固定盘；22、电机；23、输入轴；24、打磨盘；25、第二主动皮带轮；26、第一主动皮带轮；27、契合板；28、连接板；29、第一冷却柱；30、第二冷却柱；31、第一转轴；32、第二转轴；33、第一从动皮带轮；34、第二从动皮带轮；35、第一传动皮带；36、第二传动皮带；37、散热扇；38、放置板；39、水箱；40、基座；41、增压泵；42、进水管；43、出水管；44、流通软管；45、硬质连接管；46、多孔喷头。

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。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种芯片制备用硅晶片加工装置

实施例1

本申请的一种典型的实施方式中，如图1-8所示，一种芯片制备用硅晶片加工装置，包括底板1，底板1的顶部固定连接有支撑柱2，支撑柱2的顶端固定连接有支撑台3，支撑台3的顶端设有硅晶圆4，底板1的顶部固定连接有两个固定板5，两个固定板5的一侧侧壁上均开设有转孔，两个转孔内转动套接有同一个双向螺纹杆6，双向螺纹杆6的两端分别贯穿转孔，且延伸至两个固定板5的外侧，双向螺纹杆6的一端固定连接有手轮8，双向螺纹杆6上转动螺接有两个滑动块9，两个滑动块9的一侧侧壁上均开设有穿孔，两个穿孔内滑动套接有同一个水平导杆7，水平导杆7的两端分别与两个相对应的固定板5相连接，两个滑动块9的顶端均固定连接有第一固定柱10，底板1的顶部固定连接有两个支柱11，两个支柱11的位置均与两个固定板5的位置相对应，两个支柱11的顶端均固定连接有第二固定柱12，同一侧的两个第一固定柱10与第二固定柱12上均固定套接有弧形板13。

进一步的，在上述方案中，两个弧形板13相互靠近的一侧均固定连接有弧形夹板14，底板1的顶部固定连接有L型固定柱15，L型固定柱15的位置与硅晶圆4的位置相对应，L型固定柱15的一侧固定连接有弧形弹力夹块16，弧形弹力夹块16内设有打磨筒17，打磨筒17的顶端设有短接柱18，短接柱18与打磨筒17的一端固定连接有同一个连接软管19，通过两个弧形板13与两个弧形夹板14的设置，便于对硅晶圆4进行夹持固定。

进一步的，在上述方案中，打磨筒17的一侧设有防滑套20，打磨筒17内固定连接有固定盘21，两个固定盘21相互靠近的一侧固定连接有同一个电机22，电机22的输出端固定连接有联轴器，联轴器的一端固定连接有输入轴23，打磨筒17的底端开设有通孔，输入轴23的一端贯穿通孔，且延伸至打磨筒17外侧。

进一步的，在上述方案中，输入轴23的底端固定连接有打磨盘24，输入轴23上固定套接有第一主动皮带轮26与第二主动皮带轮25，打磨筒17上固定套接有契合板27，契合板27的底部固定连接有两个连接板28，两个连接板28的位置与打磨筒17的位置相对应。

进一步的，在上述方案中，两个连接板28的底端分别固定连接有第一冷却柱29与第二冷却柱30，第一冷却柱29与第二冷却柱30的底端均开设有圆孔，第一冷却柱29内转动连接有第一转轴31，第二冷却柱30内转动连接有第二转轴32，第一转轴31与第二转轴32的一端分别贯穿两个相对应的圆孔外，且分别延伸至第一冷却柱29、第二冷却柱30的外侧，通过两个连接板28的设置，便于第一冷却柱29和第二冷却柱30的固定，通过圆孔的设置，便于第一转轴31和第二转轴32的转动。

进一步的，在上述方案中，第一转轴31上固定套接有第一从动皮带轮33，第二转轴32上固定套接有第二从动皮带轮34，打磨筒17与第一冷却柱29、第二冷却柱30的一侧均开设有矩形孔，第一主动皮带轮26与第一从动皮带轮33上共同张紧有同一个第一传动皮带35，第二主动皮带轮25与第二从动皮带轮34上共同张紧有同一个第二传动皮带36，通过第一传动皮带35与第二传动皮带36的设置，使得第一从动皮带轮与第二从动皮带轮34能够转动；进一步的，通过矩形孔的设置，便于第一传动皮带35与第二传动皮带36转动。

进一步的，在上述方案中，第一传动皮带35与第二传动皮带36的一端分别贯穿相应的矩形孔，第一转轴31与第二转轴32的底端均固定连接有散热扇37，L型固定柱15的顶部固定连接有放置板38，放置板38的顶部固定连接有水箱39，水箱39的一侧固定连接有基座40，通过两个散热扇37的设置，便于对打磨中的硅晶圆4进行风冷散热，通过能够对碎屑进行处理，防止碎屑影响打磨视线。

进一步的，在上述方案中，基座40的顶部固定连接有增压泵41，增压泵41的一端固定连接有进水管42，水箱39的一侧开设有出水孔，进水管42的一端贯穿出水孔延伸至水箱39内，增压泵41的另一端固定连接有出水管43，通过出水孔的设置，便于冷却液排进进水管42内。

进一步的，在上述方案中，出水管43的一端固定连接有流通软管44，流通软管44的一端固定连接有硬质连接管45，打磨筒17的一侧固定连接有横板，横板的顶部开设有对孔，硬质连接管45的一端贯穿对孔，且延伸至横板外侧，硬质连接管45的底端固定连接有多孔喷头46，多孔喷头46的位置与打磨盘24的位置相对应，通过进水管42、增压泵41、出水管43及多孔喷头46的设置，从而实现对打磨中硅晶圆4的水冷作用。

一种芯片制备用硅晶片加工工艺，使用了如权利要求1-3任一所述的一种芯片制备用硅晶片加工装置。

在使用时，通过转动手轮8，使得双向螺纹杆6转动，双向螺纹杆6带动两个弧形板13，使得两个弧形板13沿着水平导杆7方向移动，使得两个弧形板13之间相互远离或靠近，从而通过两个弧形夹板14对硅晶圆4进行夹持固定，防止在打磨时硅晶圆4发生偏移影响打磨效果；将打磨筒17在弧形弹力夹块16中取出，通过打磨盘24对硅晶圆4进行打磨，启动增压泵41，水箱39内的水排进进水管42内，通过进水管42进而排进增压泵41内，经过增压泵41的增压作用，将冷却液排进出水管43，最后经过多孔喷头46喷出，从而在打磨时实现对硅晶圆4的水冷降温作用。

启动电机22，电机22的输出端通过联轴器带动输入轴23转动，输入轴23带动第一主动皮带轮26和第二主动皮带轮25转动，第一主动皮带轮26和第二主动皮带轮25通过第一传动皮带35和第二传动皮带36分别带动第一从动皮带轮33和第二从动皮带轮34转动，进而使得第一转轴31和第二转轴32转动，从而使得两个散热扇34转动，通过散热扇34转动能够对打磨时产生的碎屑进行处理，防止碎屑影响打磨视线；同时通过散热扇16的转动实现风冷作用，配合水冷从而能够防止硅晶圆4打磨时温度过高而造成整个硅晶片软化变形；通过连接软管19和流通软管44的设置，方便了对硅晶圆4进行任意位置的打磨、风冷及水冷作用。

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。