一种砷化镓单晶机械抛光设备制造技术

本实用新型专利技术公开了晶片打磨技术领域的一种砷化镓单晶机械抛光设备，包括支撑机构，还包括有打磨机构、转换机构和夹手；所述夹手滑动安装在支撑机构上端，所述打磨机构安装在支撑机构中间位置，所述转换机构固定安装在支撑机构上，且分别与打磨机构和夹手连通；保证晶片能够正常加工的前提下，最大程度的防止了晶片在加工过程中遭到夹持力的破坏几率。片在加工过程中遭到夹持力的破坏几率。片在加工过程中遭到夹持力的破坏几率。

【技术实现步骤摘要】
一种砷化镓单晶机械抛光设备


[0001]本技术涉及晶片打磨
，具体为一种砷化镓单晶机械抛光设备。

技术介绍

[0002]砷化镓晶片是由纯砷和镓合成并生长得到的砷化镓单晶材料经过切、磨、抛光和清洗等工序后制成，其中，抛光工序是实现砷化镓晶片最终达到超高精度的表面要求的关键工序。目前，国内外普遍采用的砷化镓晶片的抛光工艺是化学机械抛光(CMP)工艺；化学机械抛光机主要由晶片夹持器、承载抛光垫的工作台和抛光液供给装置三大部分组成。化学机械抛光时，设置有待抛光晶片的晶片夹持器以一定的压力压在旋转的抛光垫上，氧化性抛光液与晶片表面产生化学反应形成一层容易去除的氧化腐蚀膜，晶片表面形成的氧化腐蚀膜和抛光垫之间通过旋转的机械切削作用去除，在化学成膜和机械去膜的交替过程中完成了晶片的化学机械抛光，现有技术中为加快生产效率常使用双面加工的方式。
[0003]现有CMP技术在对晶片进行加工抛光的过程中，由于切削量过小，需要通过计时的方式控制切削量，这就要求加工过程中，各加工参数要保持稳定状态，以保证切削精度，其中一重要参数为晶片与抛光垫的相对转速，这就需要晶片在加工过程中，与晶片夹持器间不能发生相对转动，进而要求晶片夹持器夹紧晶片，这需要晶片夹持器以一个较大力在整个加工过程中夹紧晶片；现有的晶片夹持器在针对不同半径的晶片时，在保证正常加工的前提下，无法做到以最适合的力夹持不同半径的晶片，由于晶片十分脆弱，夹持力较大时，易使晶片受到破坏，而不同半径的晶片受到扭转力大小有不同，夹持力较小时，晶片又会产生转动，影响加工精度；使得晶片夹持器针对不同半径的晶片的范围受限，且不能对晶片起一个较好的保护效果。
[0004]基于此，本技术设计了一种砷化镓单晶机械抛光设备，以解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种砷化镓单晶机械抛光设备，以解决上述
技术介绍
中提出了现有的晶片夹持器在针对不同半径的晶片时，在保证正常加工的前提下，无法做到以最适合的力夹持不同半径的晶片，由于晶片十分脆弱，夹持力较大时，易使晶片受到破坏，而不同半径的晶片受到扭转力大小有不同，夹持力较小时，晶片又会产生转动，影响加工精度；使得晶片夹持器针对不同半径的晶片的范围受限，且不能对晶片起一个较好的保护效果的问题。
[0006]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种砷化镓单晶机械抛光设备，包括支撑机构，其特征在于：还包括有打磨机构、转换机构和夹手；所述夹手滑动安装在支撑机构上端；所述打磨机构安装在支撑机构中间位置，且能够实时反馈工作时所受扭矩力大小至转换机构上；所述转换机构固定安装在支撑机构上，且分别与打磨机构和夹手连通，所述转换机构能够通过打磨机构所受到的扭矩力大小动态调控夹手的夹持力大小。
[0007]作为本技术的进一步方案，所述支撑机构两侧上端均固定安装有滑轨，两条
所述滑轨相对面上均对称安装有夹手；
[0008]所述夹手包括有滑杆一，所述滑杆一滑动安装在滑轨上，所述滑杆一滑动连接有滑杆二，所述滑杆一与滑杆二间安装有弹簧，所述滑杆一靠近滑杆二一端贯穿连接有螺纹销；所述滑杆二固定连接有夹紧机构；常规夹紧方案，通过直接夹紧，为待加工晶片提供将其夹取的力和防止其转动的力，此种夹持力较大，易对晶片产生损伤，故本方案设置弹簧先对晶片提供一个较小的支撑待加工晶片重力的夹紧力，而后通过螺纹销锁紧滑杆一和滑杆二，保持住此夹紧力的同时，为后续的防止待加工晶片转动的力提供支撑。
[0009]作为本技术的进一步方案，所述夹紧机构内开设有弧形腔，所述夹紧机构外固定连接有第五管道口，所述第五管道口连通弧形腔，上述夹紧机构远离滑杆二的外侧壁的一侧，等距密封滑动安装有多个压头，所述压头与弧形腔连通，所述弧形腔内远离压头的一侧弹性滑动连接有压板；利用弧形腔内的液体压强，去挤压压头，进而通过压头为晶片提供防止其转动的夹持力，同时，液体压强会随晶片受到的扭矩力实时改变，使晶片受到的总的夹持力始终保持在较小的范围，最大程度的对晶片进行保护，防止其破损。
[0010]作为本技术的进一步方案，所述支撑机构中间位置开设有加工槽，所述加工槽与打磨机构在同一水平位置上；使整个加工过程上料和下料分别在支撑机构左右两侧上端进行，使上料和下料过程中，由于操作失误等非常规现象的出现，导致晶片脱离夹手时，有支撑机构作为防护，避免晶片直接掉落到地面，导致破损。
[0011]作为本技术的进一步方案，所述支撑机构上下两端分别对称固定安装有支撑架，所述支撑架端部均安装有打磨机构；所述打磨机构包括有电机，所述电机与支撑架端部固定连接，所述电机靠近支撑机构端转动安装有转动轴，所述转动轴滑动连接有滑动轴，所述滑动轴转动连接有打磨盘；所述转动轴和滑动轴间外接有压力机构，用于控制滑动轴向打磨盘方向的挤压力；
[0012]所述打磨机构上安装有传力机构，所述传力机构包括有固定杆，所述固定杆与滑动轴侧壁固定连接，所述固定杆固定连接有弧形筒，所述弧形筒一端固定安装有第一管道口，另一端滑动连接有弧形杆，所述弧形杆端部固定连接有固定块，所述固定块与打磨盘固定连接；且上下两个打磨机构上的传力机构关于竖直平面对称；通过传力机构带动打磨盘转动，使打磨盘工作时，与晶片间的摩擦力可以反馈到传力机构上，进而去控制晶片所受到的夹持力大小，最大程度的对晶片进行保护，防止其破损。
[0013]作为本技术的进一步方案，所述转换机构包括有第一液压罐，所述第一液压罐固定安装在滑轨上端，所述第一液压罐两端分别固定连接且连通有第二管道口和第三管道口，所述第一液压罐侧面固定连接有第二液压罐，所述第一液压罐和第二液压罐连接壁上贯穿开设有第一滑槽，所述第一滑槽上开设有第二滑槽，所述第一滑槽上滑动连接有滑板，所述滑板两侧壁上均垂直设置有密封壁，所述密封壁与第二滑槽密封滑动连接；所述滑板两端分别与第一液压罐和第二液压罐内壁密封滑动连接；
[0014]所述第二液压罐上端固定连接有第三液压罐，所述第三液压罐与第二液压罐两端分别连通；所述第三液压罐侧壁垂直连接有第四液压罐，且连接处贯穿连通；
[0015]所述第四液压罐中间位置固定安装有隔板，所述隔板延伸至第三液压罐内，并与第三液压罐内壁固定连接；所述隔板两侧均滑动连接有滑动块，所述滑动块靠第三液压罐一端滑动安装有伸缩块；所述第四液压罐远离第三液压罐一端固定连接且连通有第四管道
口；利用多个液压罐与滑动块还有滑板的配合，将上下两个打磨盘对晶片的摩擦力进行抵消汇总，进而得到晶片所受摩擦力的最终的合力大小，进而将合力的大小通过液压反馈到夹手上，得到最小的夹持力，以简单的机械结构得到一个稳定高效的实时反馈机构，进而使设备能够稳定高效的对晶片施加一个最小的夹持力，最大程度上对晶片进行保护。
[0016]作为本技术的进一步方案，上下两个所述打磨机构中的传力机构上的第一管道口分别与第二管道口和第三管道口通过软管连通；两个所述夹手上的第五管道口共同与第四管道口连通；所述传力机构、转换机构、夹手以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种砷化镓单晶机械抛光设备，包括支撑机构(1)，其特征在于：还包括有打磨机构(2)、转换机构(3)和夹手(4)；所述夹手(4)滑动安装在支撑机构(1)上端；所述打磨机构(2)安装在支撑机构(1)中间位置，且能够实时反馈工作时所受扭矩力大小至转换机构(3)上；所述转换机构(3)固定安装在支撑机构(1)上，且分别与打磨机构(2)和夹手(4)连通，所述转换机构(3)能够通过打磨机构(2)所受到的扭矩力大小动态调控夹手(4)的夹持力大小。2.根据权利要求1所述的一种砷化镓单晶机械抛光设备，其特征在于：所述支撑机构(1)两侧上端均固定安装有滑轨(1
‑
3)，两条所述滑轨(1
‑
3)相对面上均对称安装有夹手(4)；所述夹手(4)包括有滑杆一(4
‑
1)，所述滑杆一(4
‑
1)滑动安装在滑轨(1
‑
3)上，所述滑杆一(4
‑
1)滑动连接有滑杆二(4
‑
3)，所述滑杆一(4
‑
1)与滑杆二(4
‑
3)间安装有弹簧(4
‑1‑
1)，所述滑杆一(4
‑
1)靠近滑杆二(4
‑
3)一端贯穿连接有螺纹销(4
‑
2)；所述滑杆二(4
‑
3)固定连接有夹紧机构(4
‑
4)。3.根据权利要求2所述的一种砷化镓单晶机械抛光设备，其特征在于：所述夹紧机构(4
‑
4)内开设有弧形腔(4
‑4‑
1)，所述夹紧机构(4
‑
4)外固定连接有第五管道口(4
‑4‑
2)，所述第五管道口(4
‑4‑
2)连通弧形腔(4
‑4‑
1)，上述夹紧机构(4
‑
4)远离滑杆二(4
‑
3)的外侧壁的一侧，等距密封滑动安装有多个压头(4
‑4‑
5)，所述压头(4
‑4‑
5)与弧形腔(4
‑4‑
1)连通，所述弧形腔(4
‑4‑
1)内远离压头(4
‑4‑
5)的一侧弹性滑动连接有压板(4
‑4‑
3)。4.根据权利要求3所述的一种砷化镓单晶机械抛光设备，其特征在于：所述支撑机构(1)中间位置开设有加工槽(1
‑
1)，所述加工槽(1
‑
1)与打磨机构(2)在同一水平位置上。5.根据权利要求4所述的一种砷化镓单晶机械抛光设备，其特征在于：所述支撑机构(1)上下两端分别对称固定安装有支撑架(1
‑
2)，所述支撑架(1
‑
2)端部均安装有打磨机构(2)；所述打磨机构(2)包括有电机(2
‑
1)，所述电机(2
‑
1)与支撑架(1
‑
2)端部固定连接，所述电机(2
‑
1)靠近支撑机构(1)端转动安装有转动轴(2
‑
2)，所述转动轴(2
‑
2)滑动连接有滑动轴(2
‑
3)，所述滑动轴(2
‑
3)转动连接有打磨盘(2
‑
4)；所述转动轴(2
‑
2)和滑动轴(2
‑
3)间外接有压力机构，用于控制滑动轴(2
‑
3)向打磨盘(2
‑
4)方向的挤压力；所述打磨机构(2)上安装有传力机构(2
‑
5)，所述传力机构(2
‑
5)包括有固定杆(2
‑5‑
4)，所述固定杆(2
‑5‑
4)与滑动轴(2
‑
3)侧壁固...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁永，
申请(专利权)人：苏州诺富微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：