[發明專利]一種硅片外圓表面拋光裝置及拋光方法

在審

• 申請號: 201811218096.3
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109277933A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 曹建偉;朱亮;盧嘉彬;謝龍輝;周鋒;劉文濤;謝永旭;王凱
• 申請（專利權）人: 浙江晶盛機電股份有限公司
• 主分類號: B24B29/04
• 分類號: B24B29/04;B24B1/00;B24B41/06;B24B41/00;B24B47/12;B24B41/02;B24B41/04
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

1.一種硅片外圓表面拋光裝置，其特征在于，包括拋光裝置本體、驅動組件與拋光拋頭；

所述拋光裝置本體包括尺寸相同的圓形的上安裝板與圓形的下安裝板；上安裝板與下安裝板的外緣通過沿周向均布的6個支撐柱進行連接；上安裝板上端面中心通過連接法蘭與驅動組件連接，驅動組件采用變頻電機控制，能實現拋光裝置的正向和反向的旋轉；下安裝板上端面中心還設有硅片固定組件，用于放置并固定硅片；硅片固定組件內設有真空吸盤，從而對硅片通過真空吸附進行固定；硅片固定組件連接絲桿，并通過伺服電機進行驅動，使得硅片固定組件能在豎直方向上做往復運動；

所述拋光拋頭包括4個橫向拋頭、4個上拋拋頭以及4個下拋拋頭，交錯均勻布置于拋光裝置本體外緣；

所述橫向拋頭，包括擺桿安裝塊；其中兩個擺桿安裝塊固設于上安裝板外緣，兩個擺桿安裝塊固設于下安裝板外緣，擺桿安裝塊內通過軸銷連接一擺桿，擺桿能在相對于豎直方向兩側進行擺動；擺桿的上端與下端分別設有配重塊與拋光塊；擺桿安裝塊上下端面上分別設有上限位塊與下限位塊；

所述上拋拋頭，包括擺桿安裝塊；擺桿安裝塊固設于上安裝板外緣，擺桿安裝塊內通過軸銷連接一擺桿，擺桿能在相對于豎直方向兩側進行擺動；擺桿的上端與下端分別設有拋光塊與配重塊；擺桿安裝塊上下端面上分別設有下限位塊與上限位塊；

所述下拋拋頭，包括擺桿安裝塊；擺桿安裝塊固設于下安裝板外緣，擺桿安裝塊內通過軸銷連接一擺桿，擺桿能在相對于豎直方向兩側進行擺動；擺桿的上端與下端分別設有配重塊與拋光塊；擺桿安裝塊上下端面上分別設有上限位塊與下限位塊；

所述拋光塊上均設有拋光布。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，拋光布通過粘膠設于拋光塊上。

3.一種利用權利要求1所述的裝置進行硅片外圓表面拋光的方法，其特征在于，步驟為：

(1)首先，通過機械手將硅片放置到硅片固定組件上，并通過真空吸盤固定；此時，拋光裝置靜止，各拋頭在配重塊自重的作用下，擺桿擺動到最大角度，使硅片具有足夠的空間從下進入拋光裝置中的拋光起始點位置，即開始對硅片邊緣進行拋光的位置；

(2)硅片到達拋光起始點位置以后，根據拋光工藝要求，拋光裝置在驅動組件在變頻電機驅動下旋轉，各拋頭上的配重塊在拋光裝置旋轉的過程中產生離心力F，使拋光布緊緊貼合硅片外圓表面；

(3)拋光裝置在驅動組件的驅動下旋轉，此時，硅片通過真空吸盤固定在硅片固定組件上，不發生旋轉作用，這樣使拋光布和硅片外圓表面之間產生相對速度n，并在離心力F的作用下，拋光塊通過杠桿原理對硅片的外圓表面施加一個壓力F’，拋光布均勻地對硅片外圓表面進行拋光；

(4)在拋光裝置旋轉的同時，硅片在伺服電機和絲桿的驅動下在豎直方向做往復運動，這樣使上拋拋頭和下拋拋頭的擺桿繞銷軸擺動，使拋光布能緊貼硅片的外圓表面；

(5)硅片的外圓表面拋光完成，拋光裝置停止旋轉，各拋頭在配重塊自重作用下，擺桿擺到最大角度，硅片向下運動到初始位置，真空吸盤停止工作，機械手將硅片搬運到其他工位。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，施加在硅片外圓表面的壓力F’通過變頻電機控制的拋光裝置本體的旋轉速度來進行控制，其計算公式如下：

F’＝ω²·R·m；

R：配重塊旋轉半徑；m：配重塊質量；ω：拋光裝置本體的旋轉角速度。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，變頻電機轉速為50r/min～900r/min。

6.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，硅片的運動行程為±9mm。

7.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，硅片固定組件運動時與硅片的同心度在0.1mm以下，拋光裝置旋轉時與硅片的同軸度在0.05mm以下。