(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211294837.2 (22)申请日 2022.10.21 (71)申请人 浙江工业大 学 地址 310014 浙江省杭州市下城区潮王路 18号 (72)发明人 张学良　袁巨龙　邓乾发　杭伟　 王佳焕　 (74)专利代理 机构 北京祺和祺知识产权代理有 限公司 1 1501 专利代理师 崔巍 (51)Int.Cl. B24B 29/02(2006.01) B24B 27/00(2006.01) B24B 41/00(2006.01) B24B 41/06(2012.01)H01L 21/67(2006.01) H01L 21/677(2006.01) (54)发明名称 碳化硅晶片抛光设备 (57)摘要 本发明涉及一种碳化硅晶片抛光设备， 包括 抛光机械臂、 晶片表面等离子软化处理装置、 晶 片表面抛光装置。 抛光机械臂的晶片吸盘上设有 晶片电极， 晶片电极与晶片吸盘拾取的碳化硅晶 片导通， 晶片表面等离子软化处理装置包括脉冲 电源、 不锈钢电极。 水基电解液在脉冲电压作用 下与碳化硅晶片的表面发生等离子体活化改性 反应生成软化层， 再通过晶片表 面抛光装置打磨 去除碳化硅晶片表面上的软化层。 本发明采用抛 光机械臂、 晶片表面等离子软化处理装置、 晶片 表面抛光装置相结合的自动化精密抛光工艺， 相 比现有主要依靠人工操作， 缺乏专用的抛光设备 的工艺方案具有抛光效率高、 抛光效果更佳的特 点。 权利要求书2页 说明书5页 附图5页 CN 115502870 A 2022.12.23 CN 115502870 A 1.碳化硅晶片抛光设备， 其特征是包括抛光机械臂、 晶片表面等离子软化处理装置、 晶 片表面抛光装置， 所述抛光机械臂上设有晶片吸盘， 所述晶片吸盘上设有晶片电极， 所述晶 片电极与所述晶片吸盘拾取的碳化硅晶片导通， 碳化硅晶片通过所述抛光机械臂运送至所 述晶片表面等离子软化处理装置的加工工位， 所述晶片表面等离子软化处理装置包括脉冲 电源、 不锈钢电极， 所述 不锈钢电极通过 所述脉冲电源与所述晶片电极电连接， 设在所述不锈钢电极与碳化硅晶片间的水基电解液在预定电压 阈值、 脉冲 频率的脉冲 电压作用下与碳化硅晶片的表面 发生等离子体活化改性反应， 等离子体活化改性反应在碳 化硅晶片表面生成软化层， 生成软化层的碳化硅晶片通过所述抛光机械臂 运送至所述晶片 表面抛光装置的加工 工位， 所述晶片表面抛光装置打磨去除碳 化硅晶片表面上的软化层。 2.根据权利要求1所述的碳化硅晶片抛光设备， 其特征在于所述抛光机械臂包括旋转 立柱， 所述旋转立柱包括驱动底座、 立柱本体， 所述驱动底座内设有旋转驱动电机， 所述旋 转驱动电机的输出端向上与所述立柱本体的下端传动连接， 所述立柱本体的上端设有吸盘 悬臂， 所述吸盘悬臂的远端设有 所述晶片吸盘， 所述立柱本体内设有 悬臂升降机构， 所述悬 臂升降机构驱动所述吸盘悬臂升降运动。 3.根据权利要求2所述的碳化硅晶片抛光设备， 其特征在于所述立柱本体内设有所述 悬臂升降机构， 所述悬臂升降机构包括升降螺柱， 所述升降螺柱的下端与螺柱电机传动连 接， 所述升降螺柱的上端与所述立柱本体内的顶部形成轴向定位连接， 所述升降螺柱与升 降内螺块形成螺纹传动连接， 伸出所述立柱本体一侧上的升降通槽的所述升降内螺块的一 端与所述吸盘悬臂连接， 所述升降内螺块的另一端与所述立柱本体内侧壁上的升降导轨形 成升降导向滑动连接 。 4.根据权利要求1所述的碳化硅晶片抛光设备， 其特征在于所述晶片吸盘包括圆柱状 的吸盘壳体， 所述吸盘壳体内设有负压腔， 所述负压腔的一端与外部负压气源连通， 所述负 压腔的另一端与中心气道、 多个弧形气道连通， 所述弧形气道的弧形吸口等距环设在所述 吸盘壳体的吸附端的边沿上， 所述中心气道的吸口设在所述吸盘壳体的吸附端的中央部 。 5.根据权利要求1所述的碳化硅晶片抛光设备， 其特征在于所述晶片表面等离子软化 处理装置包括软化处理平台， 所述软化处理平台的台面上设有软化处理槽， 所述软化处理 槽的底面上设有电极安装槽， 所述电极安装槽内设有所述不锈钢电极， 所述软化处理槽的 底面上开设有电解液加液口， 所述电解液加液口与电解液 供液箱连通。 6.根据权利要求1所述的碳化硅晶片抛光设备， 其特征在于所述晶片表面抛光装置包 括抛光处理平台， 所述抛光处理平台的台面上设有抛光处理槽， 所述抛光处理槽的底面上 设有抛光盘安装槽， 所述抛光盘安装槽内设有抛光盘， 所述抛光盘与下方的抛光电机传动 连接， 所述抛光电机驱动所述抛光盘旋转。 7.根据权利要求6所述的碳化硅晶片抛光设备， 其特征在于所述抛光盘包括盘体， 所述 盘体的抛光端上包设有抛光布， 所述抛光处理槽的内侧槽壁上开设有氧化铈抛光液加液 口， 所述氧化铈抛光液加液口与抛光液 供液箱连通。 8.根据权利要求6所述的碳化硅晶片抛光设备， 其特征在于所述抛光机械臂上还设有 吸盘旋转驱动部件， 所述吸盘旋转驱动部件驱动所述晶片吸盘自转。 9.根据权利要求1所述的碳化硅晶片抛光设备， 其特征在于还包括上料装置、 下料装 置， 所述上料装置包括上料传送带， 所述上料传送带上沿传送方向间隔设有多个上料托盘，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115502870 A 2所述下料装置包括下料传送带， 所述下料传送带上沿传送方向间隔设有多个下料托盘， 所 述抛光机械臂从上料托盘内拾取待处理的碳化硅晶片， 所述抛光机械臂将处理过的碳化硅 晶片运送至所述下 料托盘内。 10.根据权利要求9所述的碳化硅晶片抛光设备， 其特征在于所述抛光机械臂包括旋转 立柱， 所述旋转立柱的上端设有四个沿周向等距布置的吸盘悬臂， 所述吸盘悬臂的远端设 有所述晶片吸盘， 所述旋转立柱内设有四个悬臂升降机构， 所述悬臂升降机构驱动对应的 所述吸盘悬臂升降运动， 所述旋转立柱驱动所述吸盘悬臂上的所述晶片吸盘在所述上料装 置、 晶片表面 等离子软化处 理装置、 晶片表面抛光装置、 下 料装置的设定 工位间循环流 转。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115502870 A 3