一种全自动晶圆研磨机的制作方法

1.本发明涉及晶圆加工技术领域，具体为一种全自动晶圆研磨机。


背景技术：

2.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，切片后，形成硅晶圆片，也就是晶圆，晶圆生产线以8英寸和12英寸为主，晶圆的主要加工方式为片加工和批加工，即同时加工1片或多片晶圆，随着半导体特征尺寸越来越小，加工及测量设备越来越先进，使得晶圆加工出现了新的数据特点，而晶圆研磨机就是针对晶圆进行研磨抛光打磨的设备。
3.目前市场上大多数用于晶圆加工所使用的晶圆研磨机，其采用的是通过研磨轮将放置在固定托盘上的硅晶薄片进行研磨，由于科技发展的日新月异，硅晶的尺寸也在不停的变换，而大多数研磨机的固定托盘的尺寸都是特定的无法进行更换，固然使得一种固定托盘只能放置一种尺寸的硅晶薄片，并且晶圆在加工研磨前需要对其表面涂抹抛光液，通过抛光液来加速研磨的速度和提高研磨质量，但是这种抛光液需要人工手动涂抹，而人工涂抹会导致抛光液无法均衡的达到晶圆表面的全部范围，同时在研磨过程中还需要经过水冷降温研磨轮，用以保护晶圆和研磨轮不会过热导致工件损坏，但是大多数的研磨机没有对这种使用过的冷却水收集的设置，造成水的浪费，为此我们提出一种全自动晶圆研磨机。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种全自动晶圆研磨机，解决了上述背景技术中提出的问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种全自动晶圆研磨机，包括操作箱，所述操作箱的顶部安装有伺服电机，所述伺服电机的输出轴固定套接有螺杆，所述螺杆的外部螺纹套接有支撑板，所述支撑板的底部安装有液压机，所述液压机的底部固定连接有保护箱，所述保护箱的一侧固定连接有连接盒，所述操作箱的内部安装有马达，所述马达的顶部固定套接有托盘，所述托盘的底部固定连接有限位框，所述操作箱的内腔开设有集水槽，所述操作箱正面的一侧固定连接有封门，所述操作箱的后侧固定连接有防水框。
6.可选的，所述保护箱的内部安装有电机，且电机的输出轴固定套接有研磨轮，所述连接盒的顶部固定连接有存料盒。
7.可选的，所述存料盒的顶部开设有注料口，所述连接盒的底部卡接有软毛刷，所述软毛刷的底部高度低于研磨轮的高度。
8.可选的，所述限位框的内部滑动套接有调节杆，所述调节杆的外部设有螺栓螺帽组，且螺栓螺帽组穿过限位框，所述调节杆的一端固定连接有限位板。
9.可选的，所述集水槽的内部固定连接有过滤板，所述操作箱内腔的顶部开设有排
水孔，且排水孔的底部与集水槽相连通。
10.可选的，所述防水框的内部呈镂空状，所述防水框的内部设有斜板，且防水框的斜板与集水槽的一端相接。
11.可选的，所述封门的正面固定连接有抽水箱，所述抽水箱的内部安装有抽水泵，所述抽水泵的排水口固定连接有喷嘴，且喷嘴穿过封门。
12.可选的，所述抽水泵的底部设有水管，且水管的一端与集水槽相互连通，所述操作箱正面的左侧设有拉门。
13.本发明提供了一种全自动晶圆研磨机，具备以下有益效果：
14.1、该全自动晶圆研磨机，通过在托盘底部固定连接的限位框，当晶圆需要放置在托盘的顶部时，首先转动调节杆外部的螺栓螺帽组，使得限位框和调节杆变为活动状态，然后将调节杆从限位框的内部抽出，当所有的调节杆都从限位框的内部抽出并打开到最大程度后，将晶圆放置在托盘的顶部，并依次推回三组调节杆，经过限位板的限位使得晶圆被固定在托盘顶部的中心部位，然后转动调节杆外部的螺栓螺帽组将三组调节杆进行固定即可，由此提高了本装置的精准性。
15.2、该全自动晶圆研磨机，通过在保护箱一侧固定连接的连接盒，当晶圆放置完成后，首先启动马达，通过马达带动托盘上的晶圆进行转动，然后将抛光液注入到存料盒的内部，接着启动液压机，通过液压机的下压使得软毛刷与晶圆的表面所贴合，存料盒内部的抛光液经过连接盒与软毛刷的顶部所接触并渗透到软毛刷的底部，当托盘在转动时，即可使得抛光液均匀的涂抹在晶圆的表面，提高了本装置的便捷性和精准性。
16.3、该全自动晶圆研磨机，通过在操作箱内部开设的集水槽，在进行研磨前，首先将冷却水通过操作箱内腔顶部开设的排水孔注入到集水槽的内部，然后启动各组设备对晶圆进行研磨，在研磨过程中，启动抽水泵，通过抽水泵将集水槽的内部冷却水抽出并经过喷嘴进行喷洒，通过喷嘴将冷却水喷洒到晶圆的表面用以对晶圆和研磨轮的双向冷却，而使用过的冷却水则继续经过排水孔进入到集水槽的内部，以此往复循环，提高了本装置的实用性并节约了水资源。
附图说明
17.图1为本发明结构主视图；
18.图2为本发明防水框的侧视图；
19.图3为本发明操作箱的剖视图；
20.图4为本发明固定架的正视图；
21.图5为本发明抽水箱的剖视图；
22.图6为本发明过滤板的正视图。
23.图中：1、操作箱；2、伺服电机；3、螺杆；4、支撑板；5、液压机；6、保护箱；7、研磨轮；8、连接盒；9、存料盒；10、软毛刷；11、马达；12、托盘；13、限位框；14、调节杆；15、限位板；16、集水槽；17、过滤板；18、封门；19、抽水箱；20、抽水泵；21、喷嘴；22、防水框。
具体实施方式
24.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。
25.请参阅图1至图2，本发明提供一种技术方案：一种全自动晶圆研磨机，包括操作箱1，操作箱1作为本装置的主要操作平台，其起到了支撑和限位托盘12的效果，并且使得晶圆在打磨时所使用的冷却水不会溅射到装置外部，提高了本装置的便捷性，操作箱1的顶部安装有伺服电机2，伺服电机2作为连接盒8和研磨轮7移动的动力源，确保了控制软毛刷10和研磨轮7在晶圆表面的半径上进行移动，用以达到对晶圆表面的全面研磨和涂抹，伺服电机2的输出轴固定套接有螺杆3，螺杆3起到了联动支撑板4的效果，由于螺杆3的一端转动套接在操作箱1顶部的一侧，使得螺杆3在跟随伺服电机2所转动时可以带动支撑板4做往复运动，提高了本装置的机械联动性，螺杆3的外部螺纹套接有支撑板4，支撑板4起到了支撑液压机5的效果，确保了支撑板4的移动可以同步带动液压机5进行移动，提高了本装置的联动性，支撑板4的底部安装有液压机5，液压机5起到了控制保护箱6升降的效果，液压机5的底部固定连接有保护箱6，保护箱6起到了联动连接盒8的作用，使得保护箱6的移动可以带动连接盒8进行同步移动，提高了本装置的便捷性，保护箱6的一侧固定连接有连接盒8，连接盒8作为过渡连接装置，起到了对上承接存料盒9对下衔接软毛刷10的作用，操作箱1的内部安装有马达11，马达11起到了控制托盘12进行转动的效果，通过托盘12带动晶圆进行自传，用以确保对晶圆研磨的全面性，马达11的顶部固定套接有托盘12，托盘12作为承重装置，起到了装载晶圆并固定晶圆的效果，托盘12的底部固定连接有限位框13，限位框13起到了限位调节杆14的效果，确保了调节杆14在移动时只能沿着限位框13的方向进行移动，提高了本装置的稳定性，操作箱1的内腔开设有集水槽16，集水槽16起到了将操作箱1内腔顶部所使用的冷却水进行统一收集的效果，操作箱1正面的一侧固定连接有封门18，封门18起到了支撑抽水箱19的作用，确保了抽水箱19维持在指定的位置，提高了本装置的稳定性，操作箱1的后侧固定连接有防水框22，防水框22起到了防水的效果，避免了喷嘴21在喷洒时冷却水产生溅射，提高了本装置的防护性。
26.请参阅图3至图6，保护箱6的内部安装有电机，且电机的输出轴固定套接有研磨轮7，研磨轮7作为现有技术，其起到了研磨晶圆表面的作用，本技术不再进行详细赘述，连接盒8的顶部固定连接有存料盒9，存料盒9的顶部开设有注料口，连接盒8的底部卡接有软毛刷10，连接盒8确保了将存料盒9内部盛放副抛光液过渡到软毛刷10的顶部，用以完成对软毛刷10的渗透，确保了软毛刷10底部的抛光液始终保持在充足状态，软毛刷10的底部高度低于研磨轮7的高度，软毛刷10的高度低于研磨轮7底部的高度，确保了软毛刷10可以优先于研磨轮7与晶圆的表面接触，确保了抛光液在研磨前即可完成涂抹，限位框13的内部滑动套接有调节杆14，调节杆14起到了联动限位板15的效果，并且起到了根据不同尺寸的晶圆进行延伸的效果，调节杆14的外部设有螺栓螺帽组，螺栓螺帽组确保了对调节杆14形成限位和固定，确保了限位板15对晶圆固定的稳定性，且螺栓螺帽组穿过限位框13，调节杆14的一端固定连接有限位板15，限位板15的内侧呈弧形，且与托盘12的弧形一致，用以确保了完美贴合在晶圆的表面，避免了对晶圆的外部造成压损，提高了晶圆的安全性，集水槽16的内部固定连接有过滤板17，过滤板17用以确保对集水槽16内部所重新收集的冷却水进行过滤的效果，提高了下次冷却水喷洒时的安全性，避免了杂质喷洒到晶圆的表面，提高了晶圆的安全性，操作箱1内腔的顶部开设有排水孔，且排水孔的底部与集水槽16相连通，防水框22的内部呈镂空状，防水框22的内部设有斜板，斜板用以将操作箱1顶部流出的冷却水重新引
导进集水槽16内部的效果，提高了冷却水的收集效果，且防水框22的斜板与集水槽16的一端相接，封门18的正面固定连接有抽水箱19，抽水箱19的内部安装有抽水泵20，抽水泵20的排水口固定连接有喷嘴21，且喷嘴21穿过封门18，抽水泵20的底部设有水管，且水管的一端与集水槽16相互连通，操作箱1正面的左侧设有拉门。
27.综上，该全自动晶圆研磨机，使用时，首先打开操作箱1正面左侧的拉门，将冷却水洒在操作箱1内腔顶部的表面，使得冷却水经过操作箱1内腔顶部的排水孔和防水框22的引导顺流进入到集水槽16的内部，然后将分别转动三组调节杆14外部的螺栓螺帽组，使得限位框13和调节杆14变为活动状态，然后将三组调节杆14从三组限位框13的内部抽出到最大程度，接着将晶圆放置在托盘12的顶部，然后依次推动三组限位板15，直到三组限位板15完全与晶圆的外部相抵，此时经过三组限位板15的限位，使得晶圆位于托盘12顶部的中心位置，然后转动三组螺栓螺帽组，将三组调节杆14进行固定，由此达到将晶圆进行固定夹持的效果，然后启动马达11，通过马达11的转动带动托盘12顶部的晶圆进行同步转动，此时将抛光液注入到存料盒9的内部，抛光液经过存料盒9进入到连接盒8的内部与软毛刷10的顶部所接触并经过软毛刷10渗透到软毛刷10的底部，然后启动液压机5，使得液压机5带动保护箱6和连接盒8同步下压，由于软毛刷10的底部高度低于研磨轮7的高度，软毛刷10优先于研磨轮7与晶圆所接触，当软毛刷10与晶圆的表面接触后，软毛刷10的底部即可对自传中的晶圆表面进行涂抹，当晶圆过大时，可以启动伺服电机2，通过伺服电机2的转动联动螺杆3进行转动，螺杆3的转动使得液压机5联动连接盒8进行移动，连接盒8的移动带动软毛刷10进行直线的移动，由此使得软毛刷10的涂抹范围增加，直到将晶圆的表面完全涂抹上抛光液，然后启动保护箱6内部安装的电机，电机的启动带动研磨轮7开始转动，然后继续控制液压机5下压使得研磨轮7的底部与晶圆的表面接触，然后进行研磨，在研磨过程中启动伺服电机2，通过伺服电机2的移动达到螺杆3带动研磨轮7做直线的同步运动，即可完成研磨，在研磨过程中启动抽水泵20，通过抽水泵20将集水槽16内部的冷却水抽入到喷嘴21的内部，并经过喷嘴21的喷洒，对晶圆和研磨轮7进行双向冷却，同时使用过的冷却水流进排水孔的表面经过排水孔重新进入到集水槽16的内部，以便循环使用。
28.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
29.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。