[實用新型]用于研磨大直徑單晶片的研磨機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120520103.2
• 申請日: 2011-12-13
• 公開（公告）號: CN202428307U
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹孜;李晨;李莉;石宇
• 申請（專利權(quán)）人: 有研半導(dǎo)體材料股份有限公司
• 主分類號: B24B37/04
• 分類號: B24B37/04;B24B37/14;B24B37/30;B24B37/34
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 郭佩蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種用于研磨半導(dǎo)體硅單晶片的設(shè)備，特別是一種用于研磨大直徑單晶片表面的一種設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體硅單晶事業(yè)的不斷發(fā)展，大直徑單晶的產(chǎn)量也越來越大。單晶在給客戶之前，需要對單晶進行參數(shù)檢測，比較重要的一項就是電阻率的檢測，常規(guī)的做法就是取大直徑單晶的頭尾樣片，對樣片進行電阻率檢測。目前主要使用直排四探針測量法進行檢測，這種測量方法要求樣片表面是均勻的研磨表面，因此樣片研磨表面是否均勻、是否平整對于電阻率檢驗是否準(zhǔn)確具有很大的影響。由于大直徑單晶直徑比較大，樣片厚度也比較厚，使得其樣片也比較重，目前對于大直徑單晶樣片的電阻率檢驗主要是通過對其表面進行噴砂處理或是拿砂紙手工打磨，制造出一個和研磨表面差不多的粗糙的面來進行檢測。這樣就存在樣片表面噴砂或打磨是否均勻，噴砂或打磨力度是否影響了樣片表面平整度，導(dǎo)致檢測出的電阻率的準(zhǔn)確性存在不確定性。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種用于研磨大直徑單晶片的研磨機，使用本設(shè)備對大直徑、厚度較大的單晶樣片表面進行研磨，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的對大直徑單晶片表面噴砂或是用砂紙打磨來得到研磨面，并提高樣片表面的平整度及研磨表面的均勻性，提高大直徑單晶電阻率檢測的準(zhǔn)確性，從而減少了返工率，降低生產(chǎn)成本。

為了達(dá)到上述發(fā)明的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

這種用于研磨大直徑單晶片的研磨機，它包括：基座，基座上設(shè)有工作臺，工作臺的上方設(shè)有磨頭裝置，該裝置包括驅(qū)動磨頭的電機及可改變電機轉(zhuǎn)速的皮帶輪組及調(diào)節(jié)磨頭上、下位置的手輪機構(gòu)，工作臺上置有研磨片槽，研磨片槽內(nèi)的支架上垂直固定吸片裝置，吸片裝置包括真空吸盤，驅(qū)動吸盤旋轉(zhuǎn)的電機、變速箱及皮帶，研磨片槽設(shè)有排屑、排水口，工作臺的下方設(shè)有手動調(diào)整單晶切片橫向及縱向位置的滑軌及手輪組件，本機還包括真空泵和管路以及位于研磨機上方的照明設(shè)備，機器底部裝有活動腳輪。

所述的吸盤可安裝單晶切片的最大直徑Φ＝400mm。

機器上設(shè)置滑軌及手輪組件是：手輪與絲杠連接并固定在工作臺的下方，底座與線性軸承連接，在基座和工作臺之間以滑軌相配合。

還裝有可控制吸盤轉(zhuǎn)速的電機變頻器。

基座上固定一把標(biāo)尺。

研磨機的骨架部分主要是不銹鋼。

磨頭采用金剛砂材質(zhì)，可以多種尺寸調(diào)換。

磨頭連接有驅(qū)動電機，其轉(zhuǎn)速由可以改變電機轉(zhuǎn)速的皮帶輪組控制

吸片裝置垂直固定在一個長方形的槽內(nèi)支架上，片槽可以接收研磨后的碎屑，通過排屑(排水)口排出。

吸盤表面為丁晴橡膠，內(nèi)部為鋁質(zhì)，可以多種尺寸調(diào)換。吸盤連接有驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)的電機變速箱和皮帶，轉(zhuǎn)速由可調(diào)整吸盤電機轉(zhuǎn)速的變頻器控制。

片槽下方裝有真空泵及管路，裝有冷卻水管路，通過開關(guān)冷卻水電磁閥將冷卻水噴到工件上。片槽內(nèi)設(shè)有排屑(排水)口。

研磨工藝流程

檢查水、電、氣正常→更換合適尺寸的磨頭和吸盤→啟動電源→將待研磨的工件(大直徑單晶片)放置于吸盤中央→調(diào)整工件(單晶切片)橫向及縱向位置→調(diào)整并固定研磨深度標(biāo)尺→打開吸盤旋轉(zhuǎn)開關(guān)→打開冷卻水電磁閥開關(guān)并使冷卻水噴到工件(單晶切片)和磨頭接觸面→打開磨頭旋轉(zhuǎn)開關(guān)→研磨工件(單晶切片)→研磨完畢→關(guān)閉磨頭旋轉(zhuǎn)開關(guān)→關(guān)閉冷卻水電磁閥開關(guān)→轉(zhuǎn)動動手輪提高磨頭位置→關(guān)閉真空吸盤旋轉(zhuǎn)開關(guān)→關(guān)閉真空泵→取下研磨好的工件→清理片槽內(nèi)的硅屑。

本設(shè)備通過真空吸盤將單晶片固定，利用可升降的磨頭裝置對單晶片進行表面研磨。

本實用新型的優(yōu)點是：為大直徑單晶片(Φ≤400mm)的表面研磨提供了一種可操作的平臺，通過調(diào)整大直徑單晶片的位置，或是磨頭的位置，通過調(diào)整大直徑單晶片的轉(zhuǎn)速或是磨頭的轉(zhuǎn)速，來對大直徑的、厚度較大的、重量較重的單晶樣片表面進行研磨，保證單晶樣片表面的研磨深度及研磨片表面的均勻性及平整度要求。

附圖說明

圖1：本發(fā)明研磨機的主視圖

圖2：圖1的左視圖

圖3：圖1的俯視圖

圖4a：本實用新型的手輪調(diào)節(jié)機構(gòu)示意圖

圖4b：圖4a的A-A剖視圖

圖中，1為基座，2為磨頭電機，3為磨頭皮帶，4為磨頭，5為吸盤，6為吸盤電機及變速箱，7為吸盤電機皮帶，8為變頻器，9為X軸滑軌及手輪，10為Y軸滑軌及手輪，11為Z軸滑軌及手輪，12為真空泵，13為電源及真空開關(guān)控制盒，14為擋水槽，15為照明燈。