一种用于晶圆打磨的装置转让专利
申请号 : CN202110576501.4
文献号 : CN113021115B
文献日 : 2021-08-20
发明人 : 李健儿 , 冯永 , 张正 , 胡仲波 , 鲜贵容
申请人 : 四川上特科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种用于晶圆打磨的装置,其特征在于,包括:独立安装的打磨机构(100)以及驱动机构(300);
打磨机构(100)包括竖直设置的矩形框(110),矩形框(110)底部向上转动设有下传动轴(120),下传动轴(120)的顶部设有的支撑圆盘(130),下传动轴(120)带动支撑圆盘(130)一同旋转,矩形框(110)顶部向下转动穿设有上传动轴(140),上传动轴(140)下段沿轴线方向滑动设有压紧圆盘(150),上传动轴(140)带动压紧圆盘(150)一同旋转,压紧圆盘(150)转动设有连接盘(160),上传动轴(140)穿过连接盘(160),上传动轴(140)与连接盘(160)之间具有间隙,矩形框(110)顶部向下设有一对伸缩气缸(170),伸缩气缸(170)的推杆与连接盘(160)相连,伸缩气缸(170)的推杆与上传动轴(140)平行;
压紧圆盘(150)顶部同轴设有连接圆管(151),连接圆管(151)上段加工有花键孔(1511),上传动轴(140)下段为花键轴(141),压紧圆盘(150)与上传动轴(140)之间通过花键孔(1511)与花键轴(141)实现滑动配合;
连接圆管(151)上段外周连接有轴承(220),轴承(220)外圈安装于连接盘(160)底部,轴承(220)采用深沟球轴承;
矩形框(110)中段设有支撑环(111),支撑环(111)呈环形结构,并且与上传动轴(140)同轴,支撑环(111)的内壁与连接圆管(151)之间具有间隙,压紧圆盘(150)位于支撑环(111)下方,连接盘(160)位于支撑环(111)上方,支撑环(111)圆周均匀穿设有至少三颗限位螺钉(230),限位螺钉(230)的轴线延长线与连接圆管(151)的轴线垂直相交,限位螺钉(230)前端设有滚动的钢珠(231),钢珠(231)与连接圆管(151)的外壁滚动接触;
矩形框(110)两侧均设有打磨轮组(180),打磨轮组(180)的旋转轴线与下传动轴(120)平行,打磨轮组(180)包括下打磨片(181)和上打磨片(182),分别用于打磨晶圆的上表面和下表面的边沿,下打磨片(181)和上打磨片(182)之间的间距可调,下打磨片(181)和上打磨片(182)沿打磨轮组(180)旋转线轴方向的位置可调,打磨轮组(180)与下传动轴(120)之间的间距可调;
打磨轮组(180)还包括连接轴(183),连接轴(183)上段为矩形杆,下打磨片(181)与上打磨片(182)均滑动套设与矩形杆,下打磨片(181)与上打磨片(182)均穿设有锁紧螺钉(184)用于将下打磨片(181)与上打磨片(182)压紧于连接轴(183),连接轴(183)底部连接于一电机的主轴,连接轴(183)的旋转方向与支撑圆盘(130)的旋转方向相反;
驱动机构(300)包括转动轴(310)以及与转动轴(310)相连的驱动电机,转动轴(310)与下传动轴(120)以及上传动轴(140) 平行,转动轴(310)与下传动轴(120)之间采用同步带传动,转动轴(310)与上传动轴(140)之间采用同步带传动。
2.根据权利要求1所述的一种用于晶圆打磨的装置,其特征在于,打磨轮组(180)设于滑动杆(190),滑动杆(190)截面为矩形结构,滑动杆(190)滑动穿过矩形框(110)的侧壁,滑动杆(190)的滑动垂直于下传动轴(120)的轴线,滑动杆(190)沿滑动方向配合设有丝杆(210),丝杆(210)转动设于矩形框(110)外侧,丝杆(210)的轴线延长线与下传动轴(120)的轴线垂直相交,丝杆(210)采用电机控制。
3.根据权利要求2所述的一种用于晶圆打磨的装置,其特征在于,滑动杆(190)位于矩形框(110)外侧的一端设有限位块(191),限位块(191)始终处于矩形框(110)外侧。
4.根据权利要求1所述的一种用于晶圆打磨的装置,其特征在于,支撑圆盘(130)底部与下传动轴(120)的上段之间采用花键连接,以便于拆卸更换支撑圆盘(130),下传动轴(120)的顶部与支撑圆盘(130)的底部之间通过圆锥配合。
说明书 :
一种用于晶圆打磨的装置
技术领域
背景技术
晶圆边沿十分锋利,在后期的生产过程中十分容易划伤操作者,同时在粘贴蓝膜时也容易
导致蓝膜划破,因此需要对切片后的晶圆两面的边沿进行倒角打磨,使晶圆的边沿更加光
滑。
上升;(2)现有的打磨装置振动较大,打磨后的晶圆边沿形状不规整;(3)用于晶圆的夹持机
构,通常包括一对同轴设置的压盘,现有的打磨装置多数仅将其中一个压盘作为驱动轮提
供旋转力使晶圆旋转,而将另一个压盘作为随动轮,利用压紧晶圆时的压力随着晶圆一起
转动,采用此种结构,在对晶圆边沿进行打磨时容易出现晶圆与压紧机构之间发生相对转
动,即打滑的现象,十分容易损坏晶圆。
发明内容
滑,防止晶圆损坏。
传动轴,上传动轴下段沿轴线方向滑动设有压紧圆盘,上传动轴带动压紧圆盘一同旋转,压
紧圆盘转动设有连接盘,上传动轴穿过连接盘,上传动轴与连接盘之间具有间隙,矩形框顶
部向下设有一对伸缩气缸,伸缩气缸的推杆与连接盘相连,伸缩气缸的推杆与上传动轴平
行。
片之间的间距可调,下打磨片和上打磨片沿打磨轮组旋转线轴方向的位置可调,打磨轮组
与下传动轴之间的间距可调。
动。
紧于连接轴,连接轴底部连接于一电机的主轴,连接轴的旋转方向与支撑圆盘的旋转方向
相反。
设于矩形框外侧,丝杆的轴线延长线与下传动轴的轴线垂直相交,丝杆采用电机控制。
上段外周连接有轴承,轴承外圈安装于连接盘底部,轴承采用深沟球轴承。
支撑环圆周均匀穿设有至少三颗限位螺钉,限位螺钉的轴线延长线与连接圆管的轴线垂直
相交,限位螺钉前端设有滚动的钢珠,钢珠与连接圆管的外壁滚动接触。
减少打磨轮的备件,降低采购及管理成本。
机构的影响,从而提高打磨机构的稳定性,提高打磨质量,保证晶圆的规整型。
紧的同时还提供主动的旋转,可防止支撑圆盘与压紧圆盘之间存在相对转动,进而避免晶
圆与支撑圆盘以及压紧圆盘之间发生相对转动,保证对晶圆夹紧的稳定性,防止晶圆打滑,
防止损坏晶圆。
磨质量。
机构,可有效保证二者之间的同轴度,提高旋转时的稳定性。
附图说明
伸缩气缸‑170、打磨轮组‑180、下打磨片‑181、上打磨片‑182、连接轴‑183、锁紧螺钉‑184、
滑动杆‑190、限位块‑191、丝杆‑210、轴承‑220、限位螺钉‑230、钢珠‑231、驱动机构‑300、转
动轴‑310。
具体实施方式
实施例。
发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述。术语
“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“平行”、“垂
直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直,而是可以稍微倾斜。
地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,或是两个元件内部的连通。对于
本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
电机工作时振动对打磨机构100造成的影响,减小打磨机构100的振动,提高打磨机构100工
作时的稳定性,从而提高打磨质量。
臂直接放置于支撑圆盘130上,通过机械手臂的为移动位置控制晶圆的安放位置及精度,保
证晶圆与支撑圆盘130的同心度。下传动轴120带动支撑圆盘130一同旋转,支撑圆盘130位
于矩形框110的环形内部。矩形框110顶部向下转动穿设有上传动轴140,上传动轴140与下
传动轴120同轴,上传动轴140下段沿轴线方向滑动设有压紧圆盘150,利用压紧圆盘150对
支撑圆盘130上的晶圆进行压。并且上传动轴140带动压紧圆盘150一同旋转,旋转速度及旋
转方向与支撑圆盘130相同。压紧圆盘150转动设有连接盘160,连接盘160与压紧圆盘150沿
轴线方向的位置保持固定,上传动轴140穿过连接盘160,上传动轴140与连接盘160之间具
有间隙,矩形框110顶部向下设有一对伸缩气缸170,伸缩气缸170的推杆与连接盘160相连,
伸缩气缸170的推杆与上传动轴140平行,伸缩气缸170呈180°对称设于上传动轴140的两
侧,以提对连接盘160移动的稳定性。通过伸缩气缸170带动连接盘160沿上传动轴140的轴
线移动,连接盘160带动压紧圆盘150移动,从而实现对晶圆的压紧或松开。在压紧晶圆的同
时压紧圆盘150可相对于连接盘160旋转。
磨,首先对晶圆进行快速去除边角料的打磨;将另一组设计为精磨,对晶圆边沿进行最终的
的打磨抛光,提高光滑度。打磨轮组180的旋转轴线与下传动轴120平行,打磨轮组180包括
下打磨片181和上打磨片182,下打磨片181顶部圆周加工有朝上的弧形槽,上打磨片182底
部圆周加工有朝下的弧形槽,分别用于打磨晶圆的上表面和下表面的边沿,下打磨片181和
上打磨片182之间的间距可调,下打磨片181和上打磨片182沿打磨轮组180旋转线轴方向的
位置可调,以便于打磨不同厚度的晶圆,打磨轮组180与下传动轴120之间的间距可调,以便
于打磨不同直径的晶圆,另一方面可通过移动打磨轮组180从晶圆的边沿逐步向晶圆的中
心移动,缓慢形成预定的晶圆尺寸。
动,转动轴310与上传动轴140之间采用同步带传动,用同步带可以防止打滑,保证传递效
率,下传动轴120与上传动轴140通过同一根转动轴310进行传动,转动轴310与下传动轴120
之间的传动比等于转动轴310与上传动轴140之间的传动比,因此下传动轴120与上传动轴
140的转速相同,同时对晶圆提供相同的旋转速度,防止晶圆产生打滑现象。带传动与齿轮
传动以及链条传动相比,所传递出的振动更小,有利于减小打磨机构100的振动。采具有相
同的主动转速。
以及上打磨片182与连接轴183之间发生相对转动,下打磨片181与上打磨片182均穿设有锁
紧螺钉184用于将下打磨片181与上打磨片182压紧于连接轴183,连接轴183底部连接于一
电机的主轴,通过电机带动连接轴183旋转,连接轴183的旋转方向与支撑圆盘130的旋转方
向相反。
的结构防止转动,提高滑动时的稳定性,滑动杆190的滑动垂直于下传动轴120的轴线,滑动
杆190沿滑动方向配合设有丝杆210,丝杆210转动设于矩形框110外侧,丝杆210的轴线延长
线与下传动轴120的轴线垂直相交,丝杆210采用电机控制,以便于精确控制打磨轮组180的
移动速度以及移动位置,精确控制晶圆最终打磨直径。
位置,以防止打磨轮组180与支撑圆盘130发生碰撞,提高设备安全性。
之间通过花键孔1511与花键轴141实现滑动配合,不仅使压紧圆盘150可在上传动轴140上
滑动,同时保证旋转力矩的传动。连接圆管151上段外周过盈连接有轴承220,轴承220外圈
过盈安装于连接盘160底部,轴承220采用深沟球轴承以便于承受压紧晶圆时轴向的压力。
盘150位于支撑环111下方,连接盘160位于支撑环111上方,支撑环111圆周均匀穿设有至少
三颗限位螺钉230,限位螺钉230的轴线延长线与连接圆管151的轴线垂直相交,限位螺钉
230前端设有滚动的钢珠231,钢珠231与连接圆管151的外壁滚动接触。利用限位螺钉230对
连接圆管151进行固定,减小压紧圆盘150的摆动,提高稳定性,通过钢珠231与连接圆管151
外壁接触,在对连接圆管151进行加固的同时还可避免影响连接圆管151的旋转以及升降。
矩,下传动轴120的顶部与支撑圆盘130的底部之间通过圆锥配合,以提高支撑圆盘130与下
传动轴120之间的同轴度。
属于本发明保护的范围。