CN110328606A - 一种全自动一体式单片单面研磨减薄设备 - Google Patents

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曹建伟
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卢嘉彬
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Abstract

一种全自动一体式单片单面研磨减薄设备。本发明涉及硬脆性材料的研磨抛光技术领域，特别涉及一种全自动单片单面研磨抛光装置。包括SIC陶瓷载盘，贴蜡模块包括加热机构和贴片机构，贴片机构包括密闭腔体，腔体内部设有支撑平台，顶部设有通过贴片加压气缸驱动的压板，腔体底部与真空泵相连；研磨抛光模块包括旋转工作台，旋转工作台上铺设抛光布；旋转工作台上方设有抛头，抛头连接抛头悬臂并通过抛头加压气缸驱动，抛头悬臂与抛头主轴相连，贴蜡模块中央有个旋转机械手。贴蜡模块和研磨抛光模块间设有直线传输机械手。本发明装置可以实现硬脆性材料研磨抛光后的片片一致性，提升硬脆性材料表面平坦度。保证硬脆性材料不研磨抛光的那侧表面不受损伤。大大降低人工成本，缩小设备占地面积。

Description

一种全自动一体式单片单面研磨减薄设备
技术领域
本发明涉及硬脆性材料的研磨抛光技术领域，特别涉及一种全自动一体式单片单面研磨减薄设备。
背景技术
研磨抛光装置是至关重要的半导体加工设备之一，半导体制造技术十分精细，制造工艺的及其复杂，对设备和材料的要求非常苛刻。2014年以来，中国掀起了新一轮半导体产业投资的热潮，大量资金投入到半导体产业中，中国半导体产业正处于飞速发展的黄金时期。目前主流的单面研磨抛光设备为了提高研磨和抛光的效率，采用一盘加工多片的方式，如图1所示，但是由于大盘直径大，变形大，从而加工出来的硬脆性材料一致性并不好，经常会出现两端厚，中心薄，或者中心厚两端薄的现象，同一批次研磨抛光厚的硬脆性材料的一致性差。虽然效率显著得到提升，可是在精度上面却有所下降了。
虽然双面化学机械研磨抛光，可以获得较好的局部平整度。但是硬脆性材料在双面研磨抛光中，常常因为真空夹具接触而形成损伤，因此必须有一种不划伤和不污染背面的设备和方法来解决正反面辨识困难等问题。
无论是单面研磨抛光设备还是双面研磨抛光设备，都需要配套的自动化产线，目前主流的是多台独立设备通过若干个传输机械手组合成一条产线，这样的设计往往是设备数量多且占地面积大，搬运困难。
综上，一种既能改善硬脆性材料研磨抛光后的一致性，解决背面不污染和划伤的全自动设备和研磨抛光方法，具有广阔的市场需求和前景。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种全自动一体式单片单面研磨减薄设备。
为解决上述技术问题，本发明采用的解决方案是：
提供一种全自动化单面单片研磨抛光装置，包括SIC陶瓷载盘和通过螺栓相连，集成到一台设备上的贴蜡模块和研磨抛光模块；
SIC陶瓷载盘上涂覆有均匀的蜡层；
贴蜡模块包括加热机构和贴片机构，加热机构内置热电偶；贴片机构包括密闭腔体，腔体内部设有支撑平台，腔体内顶部设有通过贴片加压气缸驱动的压板，腔体底部与真空泵相连；
研磨抛光模块包括并排沿线性排列设于贴蜡模块右侧的至少三个研磨抛光机构，每个研磨抛光机构均包括旋转工作台，旋转工作台上铺设抛光布；旋转工作台上方设有抛头，抛头连接抛头悬臂并通过抛头加压气缸驱动，抛头悬臂与抛头主轴相连；各个研磨抛光机构的抛头参数不一，可进行粗抛、中抛和精抛。
贴蜡模块中央有个旋转机械手，用于搬运硬脆性材料和SIC陶瓷载盘。
贴蜡模块和研磨抛光模块间设有直线传输机械手，用于搬运贴合后的SIC陶瓷载盘和硬脆性材料。
作为一种改进，SIC陶瓷载盘外径比比硬脆性材料外径大10mm。
作为一种改进，抛头通过调心滚子轴承与抛头悬臂相连，抛头还通过旋转接头与抛光液输送管相连。
作为一种改进，抛头抛光端设有球形塑料块。
作为一种改进，贴蜡模块上被人为地分成若干个工作区，包括贴片区、加热区、清洗滴蜡区、缓存区、上料区和下料区。
一种利用上述的装置进行研磨抛光的方法，其具体步骤为：
(1)先将硬脆性材料放置在上料区，通过中心旋转机械手将其转移至贴片区等待。
(2)中心旋转机械手然后将陶瓷块上的SIC陶瓷载盘转移到清洗滴蜡区，陶瓷载盘在滴蜡前需要进行一遍清洗。
(3)SIC陶瓷载盘上先涂上一层厚度均匀的蜡层，然后转移到加热区进行加热融化蜡层和蒸发水分，温度控制在100℃，当水分全部蒸发完毕进行下一步贴片过程；
(4)贴片时，SIC陶瓷载盘通过中心旋转机械手将其放置在硬脆性材料上，两者中间有一层蜡，通过真空泵将密闭腔体抽成真空状态，气缸驱动压板给SIC陶瓷载盘进行加压；
(5)当硬脆性材料贴片完毕后，再通过直线传输机械手将其转移至最左侧的研磨抛光(粗)，在研磨抛光(粗)进行研磨抛光加工，完成粗加工之后再转移到研磨抛光(中)进一步进行加工，最后转移到研磨抛光(精)进行最终的加工，加工完毕的硬脆性材料最终放置在缓存区，通过中心旋转机械手将其转移至下料区。
与现有技术相比，本发明的技术效果是：
1、采用单片研磨抛光技术，利用SIC陶瓷载盘作为载体，一次只加工一片，可以实现硬脆性材料研磨抛光后的片片一致性，提升硬脆性材料表面平坦度。
2、采用有蜡单面研磨抛光技术，可以保证硬脆性材料不研磨抛光的那侧表面不受损伤。
3、全自动化一体式结构设计和布局，可以大大降低人工成本，缩小设备占地面积。
4、贴片之前增加加热工序，蒸发掉多余水分，融化蜡层，能更好的进行贴片工作。
5、独特的真空贴片技术，可以避免硬脆性材料和陶瓷载盘在贴合的过程中产生气泡，从而保证硬脆性材料研磨减薄后获得更好的平坦度。
附图说明
图1为现有技术中的一盘多片研磨抛光结构示意图；
图2为本发明装置中单片单面贴蜡结构示意图；
图3为本发明装置中加热机构结构示意图；
图4为本发明装置中真空贴片机构示意图；
图5为本发明装置中单片单面研磨抛光结构示意图；
图6为本发明装置中浮动抛头结构示意图；
图7为本发明装置中研磨抛光工作原理图；
图8为本发明装置中全自动单片单面研磨抛光装置布局图。
附图标记为：1-陶瓷载盘；2-硬脆性材料；3-蜡层；4-SIC陶瓷载盘；5-抛头；6-旋转接头；7-抛光液输送管；8-抛头加压气缸；9-抛头悬臂；10-抛头主轴；11-抛光布；12-旋转工作台；13-调心滚子轴承；14-球形塑料块；15-热电偶；16-贴片加压气缸；17-压板；18-支撑平台；19-真空泵。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述。
一种全自动一体式单片单面研磨减薄设备，包括SIC陶瓷载盘4和通过螺栓相连，集成到一台设备上的贴蜡模块和研磨抛光模块；
SIC陶瓷载盘4上涂覆有均匀的蜡层3；
贴蜡模块包括加热机构和贴片机构，加热机构内置热电偶15；贴片机构包括密闭腔体，腔体内部设有支撑平台18，腔体内顶部设有通过贴片加压气缸16驱动的压板17，腔体底部与真空泵19相连；
研磨抛光模块包括并排沿线性排列设于贴蜡模块右侧的三个研磨抛光机构，每个研磨抛光机构的抛头粗糙度不同，可依次进行粗抛、中抛与精抛。每个研磨抛光机构均包括旋转工作台12，旋转工作台12上铺设抛光布11；旋转工作台12上方设有抛头，抛头连接抛头悬臂9并通过抛头加压气缸8驱动，抛头悬臂9与抛头主轴10相连；抛头通过调心滚子轴承13与抛头悬臂9相连，抛头还通过旋转接头6与抛光液输送管7相连。抛头抛光端设有球形塑料块14。
贴蜡模块和研磨抛光模块间设有直线传输机械手，用于搬运SIC陶瓷载盘4和硬脆性材料2。贴蜡模块中央有个旋转机械手，用于搬运硬脆性材料和SIC陶瓷载盘4。
SIC陶瓷载盘4外径比比硬脆性材料2外径大10mm。SIC材质刚性好，变形更小，同时SIC导热系数好，加热时温度升高所需要的时间更短，可以节省更多的时间。
如图2所示，SIC陶瓷载盘4上先涂上一层厚度均匀的蜡层3，然后转移到加热机构上进行加热融化蜡层和蒸发水分，如图3所示，整个加热机构内置一个热电偶15，SIC陶瓷载盘4直接放置在加热器上端，通过直接热传导的方式进行加热，蜡层3在正上方，由于陶瓷载盘导热系数好，温度需要控制在100摄氏度即可，当水分全部蒸发完毕即可进行下一步贴片过程。
贴片过程是在一个密闭抽真空的环境中进行的。如图4所示，贴片时，硬脆性材料2放置在支撑平台18上，SIC陶瓷载盘4放置在硬脆性材料上，两者中间有一层蜡，通过气缸16驱动压板17就可以给SIC陶瓷载盘4进行加压，在加压之前需要通过一个真空泵19将密闭腔体抽成真空状态。
当硬脆性材料贴片完毕之后，需要通过一个直线传输机械手将气转移至研磨抛光(粗)区，如图8所示，研磨抛光完毕后再转移到研磨抛光(中)，以此类推，直至最后到研磨抛光(精)，这样就完成了整个贴片和研磨抛光过程。
如图5、6、7所示，抛头5通过一个调心滚子轴承13安装到抛头悬臂9上，抛头即可以转动又可以浮动，抛头上还固定一个球面形状的塑料块14，该塑料块的作用是用来限制住抛头浮动的角度。同时抛头悬臂9设计成可以来回摆动的机构，当旋转工作台12以ω1的转速逆时针旋转时，抛头5会随着旋转工作台12一起旋转，此时抛头5的转速为ω2，方向为逆时针。同时抛头悬臂9会同时带着抛头5做往复的摆动运动，假设摆动角度为θ，θ的角度应该满足抛头5边缘不超出旋转工作台12最外侧同时也不得超过旋转工作台12的中心。
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种全自动一体式单片单面研磨减薄设备，其特征在于，包括SIC陶瓷载盘和通过螺栓相连，集成到一台设备上的贴蜡模块和研磨抛光模块；
所述SIC陶瓷载盘其中一个端面上涂覆有均匀的蜡层；
所述贴蜡模块包括加热机构和贴片机构，加热机构内置热电偶；所述贴片机构包括密闭腔体，腔体内部设有支撑平台，腔体内顶部设有通过贴片加压气缸驱动的压板，腔体底部与真空泵相连；
所述研磨抛光模块包括并排沿线性排列设于贴蜡模块右侧的至少三个研磨抛光机构，每个研磨抛光机构均包括旋转工作台，旋转工作台上铺设抛光布；旋转工作台上方设有抛头，抛头连接抛头悬臂并通过抛头加压气缸驱动，抛头悬臂与抛头主轴相连；
所述贴蜡模块中央有个旋转机械手，用于搬运硬脆性材料和SIC陶瓷载盘；贴蜡模块和研磨抛光模块间设有直线传输机械手，用于搬运SIC陶瓷载盘和硬脆性材料。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述SIC陶瓷载盘外径比比硬脆性材料外径大10mm。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述抛头通过调心滚子轴承与抛头悬臂相连，抛头还通过旋转接头与抛光液输送管相连。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述抛头抛光端设有球形塑料块。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113211305A (zh) * 2020-01-19 2021-08-06 山东浪潮华光光电子股份有限公司 一种砷化镓led芯片研磨后抛光的方法及工装
CN114643651A (zh) * 2022-03-21 2022-06-21 北京晶格领域半导体有限公司 一种碳化硅晶片贴蜡方法和辅助贴蜡装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06763A (ja) * 1992-06-19 1994-01-11 Furukawa Electric Co Ltd:The 半導体ウェハの研磨方法
CN1147782A (zh) * 1994-05-13 1997-04-16 Memc电子材料有限公司 半导体片抛光设备及方法
CN104191352A (zh) * 2014-08-29 2014-12-10 天津中环领先材料技术有限公司 一种提高抛光垫使用寿命的单晶硅晶圆片抛光方法
CN104625940A (zh) * 2013-11-12 2015-05-20 昆山科尼电子器材有限公司 一种硅片研磨光学抛光系统及其加工工艺
CN104759974A (zh) * 2015-04-16 2015-07-08 常州市科沛达超声工程设备有限公司 全自动贴片机
CN106002606A (zh) * 2016-05-16 2016-10-12 苏州辰轩光电科技有限公司 蓝宝石衬底抛光贴蜡机

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06763A (ja) * 1992-06-19 1994-01-11 Furukawa Electric Co Ltd:The 半導体ウェハの研磨方法
CN1147782A (zh) * 1994-05-13 1997-04-16 Memc电子材料有限公司 半导体片抛光设备及方法
CN104625940A (zh) * 2013-11-12 2015-05-20 昆山科尼电子器材有限公司 一种硅片研磨光学抛光系统及其加工工艺
CN104191352A (zh) * 2014-08-29 2014-12-10 天津中环领先材料技术有限公司 一种提高抛光垫使用寿命的单晶硅晶圆片抛光方法
CN104759974A (zh) * 2015-04-16 2015-07-08 常州市科沛达超声工程设备有限公司 全自动贴片机
CN106002606A (zh) * 2016-05-16 2016-10-12 苏州辰轩光电科技有限公司 蓝宝石衬底抛光贴蜡机

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113211305A (zh) * 2020-01-19 2021-08-06 山东浪潮华光光电子股份有限公司 一种砷化镓led芯片研磨后抛光的方法及工装
CN114643651A (zh) * 2022-03-21 2022-06-21 北京晶格领域半导体有限公司 一种碳化硅晶片贴蜡方法和辅助贴蜡装置
CN114643651B (zh) * 2022-03-21 2024-05-14 北京晶格领域半导体有限公司 一种碳化硅晶片贴蜡方法和辅助贴蜡装置

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