本发明涉及半导体制造技术领域，公开了一种半导体晶圆研磨设备，包括研磨片、研磨框、研磨盘、夹紧装置、驱动装置；研磨片设置在研磨框上方；研磨框内设有研磨盘，研磨盘由电机驱动旋转，研磨盘顶面上设置有至少一个夹紧装置；夹紧装置包括发条弹簧钢片、夹紧橡胶、中心轴、托盘、底座、位移适应结构；夹紧橡胶设置在的发条弹簧钢片靠近涡状中心的侧边上，底座位于发条弹簧钢片的涡状中心内，通过位移适应结构与研磨盘移动连接，中心轴的底面在托盘顶面固定连接；托盘可旋转地套设在中心轴上。通过上述技术方案的设置，将晶圆固定在夹紧装置上，夹持力道大，固定稳定；能够夹持不同尺寸的晶圆，换型方便；放置和取出晶圆的操作均十分快捷方便。
1.一种半导体晶圆研磨设备，其特征在于，包括研磨片（1）、研磨框（2）、研磨盘（3）、夹紧装置（4）、驱动装置（5）；所述研磨片（1）设置在所述研磨框（2）上方，所述研磨片（1）能够实现上下移动；所述研磨框（2）内设有所述研磨盘（3），所述研磨盘（3）由电机驱动旋转，所述研磨盘（3）顶面上设置有至少一个所述夹紧装置（4），所述夹紧装置（4）由驱动装置（5）驱动以实现夹紧晶圆；所述夹紧装置（4）包括发条弹簧钢片（100）、夹紧橡胶（6）、中心轴（7）、托盘（8）、底座（9）、位移适应结构（11）；所述发条弹簧钢片（100）为涡状结构，其一端与所述驱动装置（5）固定连接，另一端与所述研磨盘（3）固定连接，所述夹紧橡胶（6）设置在所述的所述发条弹簧钢片（100）靠近涡状中心的侧边上，所述底座（9）位于发条弹簧钢片（100）的涡状中心内，通过所述位移适应结构（11）与所述研磨盘（3）可移动连接，所述中心轴（7）的底面与所述底座（9）顶面固定连接；所述托盘（8）可旋转地套设在所述中心轴（7）上，用于放置晶圆；所述托盘（8）的直径等于晶圆的直径。
2.根据权利要求1所述的半导体晶圆研磨设备，其特征在于，所述夹紧装置（4）以研磨盘（3）的轴心为中心点圆周等距设置，所述驱动装置（5）位于所述研磨盘（3）的轴心处。
3.根据权利要求1‑2中任意一项所述的半导体晶圆研磨设备，其特征在于，所述中心轴（7）与所述托盘（8）之间通过轴承（12）进行连接，所述轴承（12）的外表设置有花键（13），所述托盘（8）的内环面上设置有花键槽（14），所述花键（13）嵌入到所述花键槽（14）中。
4.根据权利要求3所述的半导体晶圆研磨设备，其特征在于，所述中心轴（7）的顶面低于所述托盘（8）的顶面。
5.根据权利要求4所述的半导体晶圆研磨设备，其特征在于，所述夹紧装置（4）还包括固定座（15）、橡胶内环（16）；所述固定座（15）为顶端开口的中空结构，其外表面上形成为固定座花键（25），所述固定座（15）通过固定座花键（25）嵌入到花键槽（14）中设置在所述托盘（8）之中，所述橡胶内环（16）与固定座（15）固定连接，位于所述托盘（8）的上表面。
6.根据权利要求5所述的半导体晶圆研磨设备，其特征在于，所述夹紧装置（4）还包括橡胶外环（17），所述橡胶外环（17）套设在所述橡胶内环（16）外，向远离所述托盘（8）的方向翘起。
7.根据权利要求6所述的半导体晶圆研磨设备，其特征在于，所述橡胶外环（17）上设置有贯通其上下表面的排气孔（18）。
8.根据权利要求6所述的半导体晶圆研磨设备，其特征在于，所述橡胶外环（17）的外径小于所述托盘（8）的直径。
9.根据权利要求1‑2中任意一项所述的半导体晶圆研磨设备，其特征在于，所述位移适应结构（11）包括滑块（19）、滑槽（20）、弹簧（21），所述底座（9）的底面上有滑块（19），所述滑块（19）上形成有平行于滑块（19）滑动方向的限位杆，所述滑槽（20）设置在所述研磨盘（3）上，与所述滑块（19）的形状相适应，所述滑块（19）与所述滑槽（20）相配合，所述弹簧（21）的两端分别与所述滑块（19）和滑槽（20）固定连接。
10.根据权利要求1‑2中任意一项所述的半导体晶圆研磨设备，其特征在于，所述驱动装置（5）包括固定轮（22）、驱动电机（23），所述固定轮（22）与所述发条弹簧钢片（100）固定连接，所述驱动电机（23）的输出轴与所述固定轮（22）固定连接，所述驱动电机（23）与所述研磨盘（3）固定连接。
半导体晶圆研磨设备
技术领域
[0001] 本发明涉及半导体制造技术领域，具体地涉及一种半导体晶圆研磨设备。
背景技术
[0002] 晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅芯片，晶圆是生产集成电路所用的载体，一般意义晶圆多指单晶硅圆片。晶圆是最常用的半导体材料，按其直径分为4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等规格，近来发展出12英寸甚至研发更大规格。晶圆越大，同一圆片上可生产的IC就越多，可降低成本；但对材料技术和生产技术的要求更高，例如均匀度等等的问题。晶圆制造中，随着制程技术的升级、导线与栅极尺寸的缩小，光刻技术对晶圆表面的平坦程度的要求越来越高。机械研磨的研磨一致性好，表面平整度高，研磨效。
[0003] 现有技术中也出现了一些半导体晶圆研磨的技术方案，如申请号为201710312993.X的一项中国专利公开了一种用于电子产品制造的晶圆研磨设备，包括有底板、左架、顶板、研磨框、研磨片、调节机构等；底板顶部左侧安装有左架，左架顶端连接有顶板，底板顶部右侧安装有旋转机构，旋转机构上连接有研磨框，研磨框底部连接有调节机构，顶板底部中间安装有升降机构，升降机构底部连接有研磨片。该技术方案能够将不同的晶圆放置于不同的调节机构中，再进行研磨。但是该方案中研磨盘上装夹晶圆的方式不便于晶圆的取出，因此影响加工效率；研磨时晶圆能够在放置槽内滑动，影响晶圆表面的研磨质量；不同直径的晶圆研磨时需要更换研磨盘，换型时间长，影响加工效率。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种半导体晶圆研磨设备，该发明能够解决现有技术中存在的研磨时晶圆夹持不牢固、取出晶圆不方便以及研磨不同直径的晶圆时换型不方便的问题。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供一种半导体晶圆研磨设备，包括研磨片、研磨框、研磨盘、夹紧装置、驱动装置；所述研磨片设置在所述研磨框上方，所述研磨片能够实现上下移动；所述研磨框内设有所述研磨盘，所述研磨盘由电机驱动旋转，所述研磨盘顶面上设置有至少一个所述夹紧装置，所述夹紧装置由驱动装置驱动以实现夹紧晶圆；所述夹紧装置包括发条弹簧钢片、夹紧橡胶、中心轴、托盘、底座、位移适应结构；所述发条弹簧钢片为涡状结构，其一端与所述驱动装置固定连接，另一端与所述研磨盘固定连接，所述夹紧橡胶设置在所述的所述发条弹簧钢片靠近涡状中心的侧边上，所述底座位于发条弹簧钢片的涡状中心内，通过所述位移适应结构与所述研磨盘移动连接，所述中心轴的底面在所述托盘顶面固定连接；所述托盘可旋转地套设在所述中心轴上，用于放置晶圆；所述托盘的直径等于晶圆的直径。
[0006] 通过上述技术方案的设置，将所述晶圆放置在所述托盘上，启动驱动装置拉紧发条弹簧钢片，通过夹紧橡胶对晶圆挤压，将晶圆固定在夹紧装置上，夹持力道大，对晶圆的固定稳定；由于发条弹簧钢片在拉紧时能发生弯曲以适应托盘和晶圆，因此能够夹持不同尺寸的晶圆，在换型时仅需要更换托盘即可，换型方便；发条弹簧钢片放松后，会自动恢复至初始大小，可直接取出晶圆，放置和取出晶圆的操作均十分快捷方便。
[0007] 进一步地，所述夹紧装置以研磨盘的轴心为中心点圆周等距设置，所述驱动装置位于所述研磨盘的轴心处。
[0008] 进一步地，所述中心轴与所述托盘之间通过轴承进行连接，所述轴承的外表设置有花键，所述托盘的内环面上设置有花键槽，所述花键嵌入到所述花键槽中。
[0009] 进一步地，所述中心轴的顶面低于所述托盘的顶面。
[0010] 进一步地，所述夹紧装置还包括固定座、橡胶内环；所述固定座为顶端开口的中空结构，其外表面上形成为固定座花键，所述固定座通过固定座花键嵌入到花键槽中设置在所述托盘之中，所述橡胶内环与固定座固定连接，位于所述托盘的上表面。
[0011] 进一步地，所述夹紧装置还包括橡胶外环，所述橡胶外环套设在所述橡胶内环外，向远离所述托盘的方向翘起。
[0012] 进一步地，所述橡胶外环上设置有贯通其上下表面的排气孔。
[0013] 进一步地，所述橡胶外环的外径小于所述托盘的直径。
[0014] 进一步地，所述位移适应结构包括滑块、滑槽、弹簧，所述底座的底面上有滑块，所述滑块上形成有平行与滑块滑动方向的限位杆，所述滑槽设置在所述研磨盘上，与所述滑块的形状相适应，所述滑块与所述滑槽相配合，所述弹簧的两端分别与所述滑块和滑槽固定连接。
[0015] 进一步地，所述驱动装置包括固定轮、驱动电机，所述固定轮与所述发条弹簧钢片固定连接，所述驱动电机的输出轴与所述固定轮固定连接，所述驱动电机与所述研磨盘固定连接。
[0016] 本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0017] 图1为本发明的一种具体实施例的结构示意图；
[0018] 图2为图1隐藏研磨片的俯视图；
[0019] 图3为图2的B处放大图；
[0020] 图4为图1的A处放大图；
[0021] 图5为夹紧装置隐藏弹簧钢片后的爆炸视图。
[0022] 附图标记说明
[0023] 1研磨片
[0024] 2研磨框
[0025] 3研磨盘
[0026] 4夹紧装置
[0027] 5驱动装置
[0028] 100弹簧钢片
[0029] 6夹紧橡胶
[0030] 7中心轴
[0031] 8托盘
[0032] 9底座
[0033] 11位移适应结构
[0034] 12轴承
[0035] 13花键
[0036] 14花键槽
[0037] 15固定座
[0038] 16橡胶内环
[0039] 17橡胶外环
[0040] 18排气孔
[0041] 19滑块
[0042] 20滑槽
[0043] 21弹簧
[0044] 22固定轮
[0045] 23驱动电机
[0046] 24弧形连接板
[0047] 25固定座花键
具体实施方式
[0048] 以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0049] 在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指在装配使用状态下的方位。“内、外”是指相对于各部件本身轮廓的内、外。
[0050] 本发明提供一种半导体晶圆研磨设备，如图1‑图5所示，包括研磨片1、研磨框2、研磨盘3、夹紧装置4、驱动装置5；所述研磨片1设置在所述研磨框2上方，所述研磨片1能够实现上下移动；所述研磨框2内设有所述研磨盘3，所述研磨盘3由电机驱动旋转，所述研磨盘3顶面上设置有至少一个所述夹紧装置4，所述夹紧装置4由驱动装置5驱动以实现夹紧晶圆；所述夹紧装置4包括发条弹簧钢片100、夹紧橡胶6、中心轴7、托盘8、底座9、位移适应结构
11；所述发条弹簧钢片100为涡状结构，其一端与所述驱动装置5固定连接，另一端与所述研磨盘3固定连接，所述夹紧橡胶6设置在所述的所述发条弹簧钢片100靠近涡状中心的侧边上，所述底座9位于发条弹簧钢片100的涡状中心内，通过所述位移适应结构11与所述研磨盘3移动连接，所述中心轴7的底面在所述托盘8顶面固定连接；所述托盘8可旋转地套设在所述中心轴7上，用于放置晶圆；所述托盘8的直径等于晶圆的直径。
[0051] 通过上述技术方案的设置，将所述晶圆放置在所述托盘8上，启动驱动装置5拉紧发条弹簧钢片100，通过夹紧橡胶6对晶圆挤压，将晶圆固定在夹紧装置4上，夹持力道大，对晶圆的固定稳定；由于发条弹簧钢片100在拉紧时能发生弯曲以适应托盘8和晶圆，因此能够夹持不同尺寸的晶圆，在换型时仅需要更换托盘8即可，换型方便；发条弹簧钢片100放松后，会自动恢复至初始大小，可直接取出晶圆，放置和取出晶圆的操作均快捷方便。所述位移适应结构11的移动路径、弧形连接板23位于研磨盘3的的同一条直径上。由于设置了位移适应结构11，在发条弹簧钢片100夹紧时，晶圆和托盘8向弧形连接板23靠近并抵住，能够使得发条弹簧钢片100在夹紧不同尺寸的晶圆时能够更加贴合晶圆，增加接触面积，提高夹持力度。且，在研磨盘3旋转研磨时，由于离心力的作用，使得托盘8以及底座9等部件向外移动，使得发条弹簧钢片100拉得更紧，对晶圆的夹持更加牢固。
[0052] 优选地，所述发条弹簧钢片100通过弧形连接板23与所述压磨盘3固定连接，弧形连接板23能够使得发条弹簧钢片100的固定更加牢固；
[0053] 优选地，所述夹紧橡胶6采用耐热的橡胶。
[0054] 优选地，所述发条弹簧钢片100的圈数至少为2圈。
[0055] 需要说明的是，所述发条弹簧钢片100、夹紧橡胶6的顶面高于放置在托盘8上所述晶圆的底面、低于放置在托盘8上的晶圆的顶面。
[0056] 进一步地，所述夹紧装置4以研磨盘3的轴心为中心点圆周等距设置，所述驱动装置5位于所述研磨盘3的轴心处。
[0057] 为了方便更换托盘8，在优选的情况下，所述中心轴7与所述托盘8之间通过轴承12进行连接，所述轴承12的外表设置有花键13，所述托盘8的内环面上设置有花键槽14，所述花键13嵌入到所述花键槽14中。通过上述技术方案的设置，能够直接插拔托盘8，取出和安装方便。
[0058] 为了增加托盘8和晶圆之间的摩擦力，在优选的情况下，所述中心轴7的顶面低于所述托盘8的顶面，所述夹紧装置4还包括固定座15、橡胶内环16；所述固定座15为顶端开口的中空结构，其外表面上形成为固定座花键25，所述固定座15通过固定座花键25嵌入到花键槽14中设置在所述托盘8之中，所述橡胶内环16与固定座15固定连接，位于所述托盘8的上表面。
[0059] 考虑到位移适应结构11的移动加速度过大时，由于惯性的作用，晶圆和托盘8之间会发生位移，为了解决上述技术问题，在优选的情况下，所述夹紧装置4还包括橡胶外环17，所述橡胶外环17套设在所述橡胶内环16外，所述橡胶外环17与橡胶内环16固定连接，向远离所述托盘8的方向翘起。通过上述技术方案的设置，橡胶外环17和橡胶内环16以及固定座15构成了类似吸盘的结构，在三者的上边面放置晶圆并轻压后能够对晶圆起到吸附的作用，防止晶圆和托盘8之间发生位移，并且同时能够增加研磨时晶圆的牢固性。
[0060] 优选地，所述橡胶外环16、橡胶内环17采用耐热的橡胶。
[0061] 进一步地，为了使得将晶圆和橡胶外环17、橡胶内环16、底座15之间的气体排出更加彻底，以获得更大的内外压力差异，在优选的情况下，所述橡胶外环17上设置有贯通其上下表面的排气孔18。
[0062] 为了方便精确扣取晶圆，使得晶圆和橡胶外环17、橡胶内环16、底座15分离，在优选的情况下，所述橡胶外环17的外径小于所述托盘8的直径。
[0063] 为了使得不同尺寸的晶圆和托盘8能够与发条弹簧钢片100的固定点相抵，在优选的情况下，所述位移适应结构11包括滑块19、滑槽20、弹簧21，所述底座9的底面上有滑块19，所述滑块19上形成有平行与滑块19滑动方向的限位杆，所述滑槽20设置在所述研磨盘3上，与所述滑块19的形状相适应，所述滑块19与所述滑槽20相配合，所述弹簧21的两端分别与所述滑块19和滑槽20固定连接。所述底座9、托盘8、中心轴7同轴设置，三者的轴线位于所述滑槽20中最远离弹簧21的一端时，三者的轴线与在发条弹簧钢片100的涡状中心能够放置的最大尺寸的晶圆的轴线重合。
[0064] 为了能够拉紧多个发条弹簧钢片100，在优选的情况下，所述驱动装置5包括固定轮22、驱动电机23，所述固定轮22与所述发条弹簧钢片100固定连接，所述驱动电机23的输出轴与所述固定轮22固定连接，所述驱动电机23与所述研磨盘3固定连接。所述驱动电机23具有锁止功能，所述研磨盘3靠近所述驱动电机23处设置有散热孔。优选地，多个发条弹簧钢片100在固定轮22外圆周表面上放射性分布。
[0065] 以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0066] 另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0067] 此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
