一种晶圆研磨机构及其研磨头的制作方法

本发明涉及晶圆研磨领域，具体为一种晶圆研磨机构及其研磨头。

背景技术：

1、随着信息化时代的到来，在信息知识爆炸的年代，微电子技术下的产品影响着我们生活的方方面面，如今最为常用的通信工具—手机，上下班坐公交车使用的ic卡，洗衣服用的全自动洗衣机，做饭用的电饭煲，烧水用的电水壶，茶余饭后的欣赏电视节目，这些和我们生活息息相关的电子产品都采用了微电子技术处理而完成其功能性的发挥，给我们的生活带来了便捷，带来了高品质的享受，对提高我们的生活质量有着积极的影响，在工业制造应用和军工产业中也扮演着非常重要的角色，国家也在大力支持国内的微电子和芯片行业的发展，晶圆是制造半导体芯片的基本材料，而在晶圆的生产过程中为了保障它工艺需求以及后续生产芯片的物理强度、散热性以及尺寸需求的条件，就必须使用晶圆研磨机构对晶圆进行打磨以控制器厚度，并将晶圆表面由于切割工艺而产生的锯痕去除，降低晶圆表面的损伤层深度，从而有效地提高硅片表面的平坦度，而现有的晶圆研磨机构及其研磨头在工作过程中存在一些问题；

2、例如公开号为cn111168561b的研磨头及晶圆研磨装置，其在工作过程中，虽在固定环与待研磨晶圆之间设置缓冲环，可以有效地防止研磨过程中固定环导致的晶圆边缘应力集中现象，同时起到了缓冲作用，改善了晶圆的研磨效果，但其缓冲环的适用性较差，不能够对不同规格大小的晶圆进行便捷稳定的全方位挤压固定和缓冲防护工作，进而不能够保证晶圆后续研磨工作的稳定和便捷；由于晶圆在研磨处理过程中，需要进行粗磨、精磨和抛光处理，而现有的晶圆研磨装置在工作过程中，不能够晶圆进行便捷稳定的多工序一体化处理，实用性较差，功能性较为单一，进而导致晶圆的加工效率低，同时现有的研磨头在长时间工作后，不能够对打磨盘进行便捷稳定的拆卸更换，进而不能够保证研磨机构长时间工作状态的稳定，因此需要提供一种晶圆研磨机构及其研磨头来满足使用者的需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种晶圆研磨机构及其研磨头，以解决上述背景技术提出的目前市场上的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种晶圆研磨机构，包括装置外壳，所述装置外壳的顶端面上安装固定有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出端连接有连接轴，所述连接轴上固定连接有第一圆形齿轮和连接推板，所述第一圆形齿轮上啮合连接有第二圆形齿轮，所述装置外壳内安装有工序切换组件，所述工序切换组件通过支撑杆安装有定位防护组件，所述装置外壳的底部侧端连接有排水管，所述排水管上安装有电磁阀，所述装置外壳上开设有通槽，所述通槽内限位滑动连接有密封垫，所述密封垫上固定连接有连接挡板。

3、一种研磨头，包括拆装处理组件、粗磨盘、精磨盘和抛光盘，所述拆装处理组件安装在装置外壳内，所述粗磨盘、精磨盘和抛光盘上均贯穿开设有安装槽，所述粗磨盘的直径、精磨盘的直径和抛光盘的直径相同，所述安装槽呈矩形。

4、作为本发明的一种优选方案，其中：所述工序切换组件包括第二伺服电机，所述第二伺服电机安装固定在装置外壳的底端面上，所述第二伺服电机的输出轴上固定连接有转盘和限位板，所述转盘上固定连接有导向杆，所述装置外壳的内部底端面上转动连接有转动轴，所述转动轴上固定连接有导向板，所述导向板上贯穿开设有导向槽，所述限位板固定在转盘的顶部中心部位，所述限位板的侧端面与导向板的侧端面相贴合，所述导向板的中心轴线与装置外壳的中心轴线位于同一竖直中心线上，所述导向槽设置有四个，四个导向槽等角度分布在导向板上。

5、作为本发明的一种优选方案，其中：所述转动轴的顶端固定连接有第一网板，所述第一网板固定连接在固定框底部底端，所述固定框的内部顶端固定连接有第二网板，所述固定框通过密封轴承转动连接在装置外壳内，所述支撑杆固定连接在第二网板上，所述第一网板为小孔径网板，所述第二网板为大孔径网板，所述第一网板的两侧固定连接有磁性圈，所述磁性圈内磁性吸附连接有收集箱，所述收集箱为铁制，所述第二网板的顶端面与连接推板的底端面相贴合，所述连接推板对称分布在连接轴的两侧，所述连接推板呈圆弧状，所述第一网板的顶端面与磁性圈的顶端面平齐。

6、作为本发明的一种优选方案，其中：所述定位防护组件包括固定板和放置板，所述固定板固定连接在支撑杆的顶端，所述放置板的底端安装固定有第三伺服电机，所述第三伺服电机的输出轴上固定连接有第一锥形齿轮，所述第一锥形齿轮上啮合连接有第二锥形齿轮，所述第二锥形齿轮上固定连接有从动轴，所述从动轴通过密封轴承转动连接在中转框内，所述中转框固定连接在固定板上，所述放置板等角度分布在固定板的上方，所述第三伺服电机安装在放置板的底端中心部位，所述第二锥形齿轮等角度分布在第一锥形齿轮上，所述第二锥形齿轮通过从动轴与中转框一一对应。

7、作为本发明的一种优选方案，其中：所述中转框的顶部连接有固定管和输气管，所述固定管的顶部连接有橡胶吸盘，所述固定管的顶端固定连接在放置板内，所述从动轴上固定连接有连接线圈，所述连接线圈上缠绕有牵引绳，所述牵引绳的顶端固定连接有橡胶活塞，所述橡胶活塞滑动连接在固定管内，所述橡胶活塞的底端固定连接有复位弹簧，所述复位弹簧的底端固定连接有第三网板，所述第三网板固定连接在固定管内部底端，所述牵引绳贯穿滑动连接在第三网板上，所述固定管和输气管均等角度分布在中转框的顶部，所述连接线圈等距分布在从动轴上，所述牵引绳和复位弹簧均连接在橡胶活塞的底部中心部位。

8、作为本发明的一种优选方案，其中：所述输气管的顶端连接有橡胶气囊，所述橡胶气囊的侧端面固定连接在定位槽内部侧端，所述定位槽开设在放置板上，所述定位槽位于中转框正上方，所述定位槽底端面的高度小于橡胶吸盘顶端面的高度，所述橡胶气囊呈圆环状。

9、作为本发明的一种优选方案，其中：所述拆装处理组件包括套杆，所述套杆的顶端转动连接在装置外壳的内部顶端面上，所述套杆固定连接在第二圆形齿轮上，所述套杆的内部顶端面上安装固定有液压杆，所述液压杆的底端固定连接在连接杆内，所述连接杆限位滑动连接在套杆内，所述连接杆的底部固定连接有安装板，所述安装板的直径与粗磨盘的直径相同，所述连接杆固定在安装板的中心部位，所述连接杆的横截面呈矩形，所述第二圆形齿轮等角度分布在第一圆形齿轮上，所述第二圆形齿轮与套杆一一对应。

10、作为本发明的一种优选方案，其中：所述连接杆内转动连接有螺纹杆，所述螺纹杆上螺纹连接有连接块，所述连接块上的侧端铰接有衔接杆，所述衔接杆的另一端铰接有滑动杆，所述滑动杆贯穿滑动连接在连接杆内，所述滑动杆的另一端固定连接有夹持板，所述夹持板上固定连接有橡胶垫，所述安装板的顶端面上固定连接有存储箱，所述存储箱的底端连接有下料管。

11、作为本发明的一种优选方案，其中：所述衔接杆对称分布在连接块的两侧，所述衔接杆通过滑动杆与夹持板一一对应，所述夹持板的横截面呈“l”字形，所述存储箱呈圆环状，所述下料管等角度分布在存储箱的底端，所述下料管固定连接在安装板上，所述下料管与粗磨盘、精磨盘和抛光盘之间均为贯穿滑动连接。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、1、设置有拆装处理组件，利用螺纹杆的转动能够带动螺纹连接的连接块向上或向下运动，进而能够通过衔接杆上的滑动杆推动相应的夹持板同时向外或向内运动，利用两侧夹持板的运动，能够配合安装槽对粗磨盘、精磨盘或抛光盘进行便捷稳定的定位夹持安装和拆卸工作，进而能够保证粗磨盘、精磨盘或抛光盘后续维护更换工作的稳定和便捷，并且在安装板带动粗磨盘、精磨盘或抛光盘进行转动研磨工作时，配合使用存储箱底部的各个下料管能够对研磨处理过程中的晶圆进行全面均匀的自动冲洗，进而能够保证晶圆后续粗磨、精磨和抛光工作的稳定。

14、2、设置有工序切换组件，利用第二伺服电机能够带动转盘和限位板同时转动，此时转盘利用导向杆能够拨动导向槽上的导向板进行稳定的间歇转动，且每次转动90°，进而能够通过第一网板、固定框和第二网板带动各组定位防护组件间歇转动，从而能够带动各组定位防护组件上固定的各个晶圆间歇运动至粗磨盘、精磨盘或抛光盘的正下方，配合粗磨盘、精磨盘或抛光盘的持续转动能够对各组定位防护组件上固定的各个晶圆进行自动高效的粗磨、精磨和抛光处理，便捷高效的完成晶圆的一体化处理，有效提高了晶圆研磨处理的工作效率，增加了研磨机构的使用多样性和便捷性。

15、3、设置有定位防护组件，通过将晶圆放置在各个放置板上的各个定位槽中，利用第三伺服电机输出轴上的第一锥形齿轮能够带动各个第二锥形齿轮上的从动轴在相应的中转框中稳定转动，此时利用从动轴上的各个连接线圈能够对各个牵引绳进行稳定收卷，进而能够带动相应的橡胶活塞在固定管中向下稳定运动，从而能够利用橡胶吸盘的负压吸力同时对各个晶圆进行自动稳定的吸附固定，保证晶圆后续研磨处理工作的稳定和安全，且在各个橡胶活塞向下运动过程中，能够将固定管中的空气通过中转框上的输气管稳定输送至橡胶气囊中，并对橡胶气囊进行自动稳定的充气，利用充气后的橡胶气囊能够对不同规格大小的晶圆进行全方位的挤压固定和柔性防护，避免晶圆在研磨处理过程中出现磕碰损坏，同时在橡胶气囊的全方位挤压作用下，能够有效避免晶圆在研磨过程中，因外力造成晶圆破裂，有效提高了研磨机构的使用高效性和安全性。

16、4、设置有连接推板和收集箱，在连接轴的转动作用下，通过第一圆形齿轮和第二圆形齿轮的啮合驱动能够带动粗磨盘、精磨盘和抛光盘同时转动，保证晶圆后续处理工作的稳定，在晶圆研磨处理过程中，产生的粉尘和颗粒能够通过第一网板落至固定框内的第二网板上，进而能够粉尘和颗粒进行稳定过滤，与此同时，在连接轴转动过程中，能够带动各个连接推板稳定转动，进而能够将过滤的粉尘和颗粒稳定推送至磁性圈上的收集箱中，完成粉尘和颗粒的自动过滤收集工作，并且利用磁性圈能够对收集箱进行便捷稳定的拆卸安装，从而能够保证粉尘和颗粒后续转运工作的稳定和便捷，同时能够保证冲洗用水后续循环利用工作的稳定和便捷，增加了研磨机构的使用多样性.

17、5、设置有通槽，晶圆处理工作结束后，各组定位防护组件能够间歇转动至通槽处，此时工作人员可通过驱动第三伺服电机输出轴上的第一锥形齿轮反向转动，此时在反向驱动作用下，能够利用从动轴上的各个连接线圈能够对各个牵引绳进行稳定放卷，此时橡胶活塞利用复位弹簧能够自动向上运动至橡胶吸盘上方，此时在橡胶活塞的运动作用下，能够推动晶圆自动向上运动，直至脱离定位槽，随后工作人员可通过通槽对处理后的晶圆进行便捷稳定的拿取下料工作，增加了研磨机构的使用便捷性和稳定性。