CN111823084A - 具有差动螺纹结构的磨削设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有差动螺纹结构的磨削设备，包括工作台、吸盘转台、磨削工具、以及角度调节装置，其包括与吸盘转台连接的第一差动螺纹组件和第二差动螺纹组件，第一差动螺纹组件用于使吸盘转台绕第二定向转动，第二差动螺纹组件用于使吸盘转台绕第一定向转动；第一差动螺纹组件和第二差动螺纹组件均通过差动螺纹结构实现；第一定向与第二定向正交于吸盘转台中心并且二者组成的直角坐标系平面平行于吸盘转台上表面，第一定向垂直于在砂轮对晶圆磨削时砂轮与晶圆接触的两个端点连线。本发明能够实现晶圆磨削面形的准确控制，提高了加工效果和制造品质，从而为超高密度的半导体堆叠制程提供技术保障，是半导体高密度封装发展等的重要组成。

Description

具有差动螺纹结构的磨削设备
技术领域
本发明涉及半导体晶圆加工技术领域，尤其涉及一种具有差动螺纹结构的磨削设备。
背景技术
目前半导体行业采用在半导体晶圆的表面上形成有IC（Integrated Circuit，集成电路）或LSI（Large Scale Integration，大规模集成电路）等电子电路来制造半导体芯片。晶圆在被分割为半导体芯片之前，通过磨削加工装置来磨削形成有电子电路的器件面的相反侧的背面，从而将晶圆减薄至预定的厚度。晶圆背面的磨削能够减小芯片封装体积，降低封装贴装高度，背面减薄后的芯片厚度甚至可以达到初始厚度的5%以下。同时为了增大IC芯片产量，降低单元制造成本，晶圆趋向大直径化，但是晶圆尺寸增大后带来晶圆容易产生翘曲变形、面形精度要求不易保证，导致加工效果差。
使用现有技术对晶圆减薄后容易造成晶圆的厚度不均匀，难以保证面形精度，进而影响后续工艺。
发明内容
本发明实施例提供了一种具有差动螺纹结构的磨削设备，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
本发明实施例提供了一种具有差动螺纹结构的磨削设备，包括：
工作台，用于支承多个吸盘转台；
吸盘转台，用于保持晶圆并带动晶圆旋转；
磨削工具，具有用于抵接晶圆以对晶圆进行磨削减薄处理的砂轮；以及
用于调节所述吸盘转台的角度调节装置，其包括与所述吸盘转台连接的第一差动螺纹组件和第二差动螺纹组件，所述第一差动螺纹组件用于使所述吸盘转台绕第二定向转动，所述第二差动螺纹组件用于使所述吸盘转台绕第一定向转动；
所述第一差动螺纹组件和所述第二差动螺纹组件均通过差动螺纹结构实现以使吸盘转台转动角度的调节精度不高于0.1°；优选的，吸盘转台转动角度的调节精度小于等于0.01°，以使得磨削后的晶圆总厚度偏差TTV不超过2微米。晶圆的总厚度偏差（totalthickness variation，TTV）是指晶圆不同半径处的厚度的最大变化量。
所述第一定向与所述第二定向正交于吸盘转台中心并且二者组成的直角坐标系平面平行于吸盘转台上表面，所述第一定向垂直于在砂轮对晶圆磨削时砂轮与晶圆接触的两个端点连线。
在一个实施例中，所述吸盘转台包括吸盘、旋转轴、第一支撑板和第二支撑板，所述吸盘、所述第一支撑板和所述第二支撑板依次按照由上至下的顺序套装于所述旋转轴；
所述第一差动螺纹组件包括第一可调支件、第一支件和第二支件；所述第一可调支件位于所述第一定向上，其包括连接在所述第一支撑板与所述第二支撑板之间的第一差动螺杆以在第二支撑板的支撑下抬高或降低第一支撑板而使吸盘绕第二定向转动；所述第一支件和所述第二支件关于所述第一定向对称分布；
所述第二差动螺纹组件包括第二可调支件、第三支件和第四支件；所述第二可调支件位于所述第二定向上，其包括连接在所述第二支撑板与所述工作台之间的第二差动螺杆以在工作台的支撑下抬高或降低第二支撑板而使吸盘绕第一定向转动；所述第三支件和所述第四支件关于所述第二定向对称分布。
在一个实施例中，第一差动螺杆的上下两个螺纹的螺距之差不大于0.1mm，优选为0.05mm；第二差动螺杆的上下两个螺纹的螺距之差不大于0.1mm，优选为0.05mm，以保证吸盘转台倾斜角度的调节精度不超过0.01°。
在一个实施例中，所述第一可调支件包括紧固于所述第一支撑板上的第一连接件、紧固于所述第二支撑板上的第二连接件、所述第一差动螺杆和第一电机，所述第一连接件和所述第二连接件套装在所述第一差动螺杆外并且所述第一差动螺杆的上部螺纹端与所述第一连接件螺纹连接、所述第一差动螺杆的下部螺纹端与所述第二连接件螺纹连接，所述第一电机驱动所述第一差动螺杆旋转。
在一个实施例中，所述第一差动螺杆通过第一花键轴组件与位于其下方的所述第一电机连接。
在一个实施例中，所述第一支件和所述第二支件均分别与所述第一支撑板通过球面铰接。
在一个实施例中，所述第二可调支件包括紧固于所述第二支撑板上的第三连接件、紧固于所述工作台上的第四连接件、所述第二差动螺杆和第二电机，所述第三连接件和所述第四连接件套装在所述第二差动螺杆外并且所述第二差动螺杆的上部螺纹端与所述第三连接件螺纹连接、所述第二差动螺杆的下部螺纹端与所述第四连接件螺纹连接，所述第二电机驱动所述第二差动螺杆旋转。
在一个实施例中，所述第二差动螺杆通过第二花键轴组件与位于其下方的所述第二电机连接。
在一个实施例中，所述第三支件和所述第四支件均分别与所述第二支撑板通过球面铰接。
本发明实施例的有益效果包括：通过调节用于保持晶圆的吸盘转台的倾斜角度，能够实现晶圆磨削面形的准确控制，另外，差动螺纹结构实现了微小的角度调整，提高了控制精确性，保证了晶圆的加工效果和制造品质，从而为超高密度的半导体堆叠制程提供技术保障，是半导体高密度封装发展等的重要组成。
附图说明
通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的优点将变得更清楚和更容易理解，但这些附图只是示意性的，并不限制本发明的保护范围，其中：
图1以示意性立体图示出了本发明一实施例提供的磨削设备；
图2示意性示出了晶圆磨削的工作原理；
图3示意性示出了晶圆的磨削区域；
图4示意性示出了晶圆的多种磨削面形；
图5示意性示出了用于表征晶圆磨削面形的两个特征参数；
图6以示意性立体图示出了本发明一实施例提供的承载晶圆的机台；
图7以示意性立体图示出了图6中所示机台的吸盘转台；
图8以示意性剖视图示出了图7中所示的吸盘转台，未示出角度调节装置；
图9示意性示出了角度调节装置在机台上的布局设置；
图10示意性示出了使用第一差动螺纹组件调节倾斜角度的x方向视图；
图11示意性示出了使用第二差动螺纹组件调节倾斜角度的y方向视图；
图12示出了本发明一实施例提供的吸盘转台的俯视图；
图13示出了本发明一实施例提供的第一差动螺纹组件的结构示意图；
图14示出了本发明一实施例提供的第二差动螺纹组件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例及其附图，对本发明所述技术方案进行详细说明。在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思；这些说明均是解释性和示例性的，不应理解为对本发明实施方式及本发明保护范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书及其说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。应当理解的是，除非特别予以说明，为了便于理解，以下对本发明具体实施方式的描述都是建立在相关设备、装置、部件等处于原始静止的未给与外界控制信号和驱动力的自然状态下描述的。
此外，还需要说明的是，本申请中使用的例如前、后、上、下、左、右、顶、底、正、背、水平、垂直等表示方位的术语仅仅是为了便于说明，用以帮助对相对位置或方向的理解，并非旨在限制任何装置或结构的取向。
图1以示意性立体图示出了本发明的一个实施例提供的磨削设备1。所示磨削设备1包括承载晶圆的机台3，以及，用于使砂轮抵接晶圆w以对晶圆进行磨削减薄处理的磨削工具2。
如图1所示，承载晶圆的机台3主要包括工作台31，工作台31上配置有多个用于保持晶圆并带动晶圆旋转的吸盘转台32。其中，工作台31可绕其竖向中轴线旋转以使工作台31带动多个吸盘转台32整体旋转移动从而实现吸盘转台32在不同工位间转换位置。每个吸盘转台32还可单独旋转。
如图1所示，作为一种可实施方式，在工作台31上均匀分布有三个可单独旋转的吸盘转台32，分别具有用于吸附晶圆的第一吸盘、第二吸盘和第三吸盘，三个吸盘为结构完全相同的多孔陶瓷吸盘以实现真空吸附晶圆，并且，三个吸盘转台32中心与工作台31中心连线互成120°夹角。三个吸盘转台32对应三个工位，即粗磨工位、精磨工位和装卸工位，其中相对砂轮的两个工位分别用于进行粗磨削和精磨削，剩下一个工位用于晶圆的装卸和清洗。通过工作台31的旋转可带动三个吸盘转台32在这三个工位间切换，以实现吸盘转台32载着晶圆按照装卸工位-粗磨工位-精磨工位-装卸工位的顺序循环移动。本实施例通过反复循环实现晶圆的全自动装卸和连续磨削及清洗。采用旋转式工作台31进行晶圆磨削具有材料去除率高、晶圆表面损伤小、容易实现自动化的优点。
如图1所示，磨削工具2主要由粗磨部21和精磨部22组成，粗磨部21设有用于对晶圆进行粗磨削的粗磨砂轮211，精磨部22设有用于对晶圆进行精磨削的精磨砂轮221。磨削过程是将磨削用砂轮按压在晶圆表面并旋转，以研磨掉一定厚度。
粗磨部21包括形状为杯形结构的粗磨砂轮211、粗磨主轴、粗磨主轴座和粗磨进给机构。粗磨砂轮211连接在粗磨主轴的底部以使粗磨主轴带动粗磨砂轮211旋转从而实现粗磨砂轮211对晶圆表面旋转磨削，粗磨主轴通过粗磨主轴座与粗磨进给机构连接以实现上下移动，通过粗磨进给机构控制粗磨砂轮211相对于晶圆接近或远离以进行轴向切入式进给磨削。本实施例中，粗磨砂轮211可以为金刚石砂轮，其表面较粗糙以实现快速的晶圆磨削，减少晶圆减薄时间。在粗磨削时，粗磨砂轮211相对于晶圆的进给速度为2至10μm/s从而实现高速进给，粗磨砂轮211的转速为2000-4000rpm。粗磨砂轮211的半径与晶圆的半径匹配，可以为晶圆半径的1至1.2倍。粗磨削过程对晶圆厚度的减薄量大于600μm，经过粗磨削之后，晶圆厚度可减为150μm之内。
精磨部22包括形状为杯形结构的精磨砂轮221、精磨主轴、精磨主轴座和精磨进给机构。精磨砂轮221连接在精磨主轴的底部以使精磨主轴带动精磨砂轮221旋转从而实现精磨砂轮221对晶圆表面旋转磨削，精磨主轴通过精磨主轴座与精磨进给机构连接以实现上下移动，通过精磨进给机构控制精磨砂轮221相对于晶圆接近或远离以进行轴向切入式进给磨削。本实施例中，精磨砂轮221可以为金刚石砂轮，其表面粗糙度低于粗磨砂轮211，由于粗磨快速去除晶圆表面材料会产生严重的表面缺陷和损失，利用精磨砂轮221的细致表面进行低速磨削以降低晶圆表面损伤层厚度并提高晶圆表面质量。在精磨削时，精磨砂轮221相对于晶圆的进给速度为0.1至1μm/s从而实现低速进给来提高磨削精度，精磨砂轮221的转速为2000-4000rpm。精磨砂轮221的半径与晶圆的半径匹配，可以为晶圆半径的1至1.2倍。
如图1所示，磨削设备1还包括测量单元4，其包括接触式测量仪和非接触式光学测量仪，能够实现在线监测晶圆厚度。接触式测量仪的测头压在晶圆表面以利用晶圆上下表面的高度差测量晶圆的厚度。接触式测量仪设有两套，分别配置在粗磨部21和精磨部22。非接触式光学测量仪利用红外光照射晶圆并根据晶圆上下表面的不同反射光计算晶圆厚度。需要说明的是，在本公开中，晶圆厚度是指晶圆上表面至下表面之间的整体厚度，而不是铺设在晶圆表面的镀膜厚度。
如图1所示，磨削设备1还包括清洗单元5，清洗单元5包括第一清洗部51和第二清洗部52。第一清洗部51用于吸盘清洗和打磨，具有可旋转的第一本体，第一本体底部设有吸盘清洗用毛刷和吸盘打磨用油石，第一本体底部还设有通孔以通过第一本体内部的管路向吸盘喷淋清洗用流体。第二清洗部52用于晶圆清洗，具有可旋转的第二本体，第二本体底部设有晶圆清洗用毛刷，并且第二本体底部还设有通孔以通过第二本体内部的管路向晶圆喷淋清洗用液体。
如图1所示，磨削设备1还包括一简易机械手6，简易机械手6用于将晶圆放置在机台3上以进行磨削，并在磨削和清洗完成后从机台3上取出晶圆以进行后续传输。作为一种可实施方式，简易机械手6内部设有用于抽真空的管路，以实现真空吸附晶圆。
另外在具体实施中，磨削设备1还包括磨削液供给单元，其用于在粗磨削和/或精磨削时向晶圆表面喷淋磨削液以助研磨，磨削液可以为去离子水。
图2示出了使用砂轮和吸盘转台32实现磨削的工作原理，如图所示在磨削时采用装有真空吸盘的旋转式吸盘转台32，真空吸盘将晶圆吸附在其上并带动晶圆旋转，晶圆的中心与吸盘转台32的中心重合，砂轮按压在晶圆上旋转并按照一定的进给速度沿轴向F进给，由此对晶圆进行磨削。
图3以示意性简化图示出了本公开中采用的半接触磨削方式，如图3中阴影区域所示的磨削区34，砂轮只与晶圆的中心至边缘的区域即磨削区34接触以进行磨削，从而使晶圆在磨削后形成了如图4所示的多种磨削面形。如图5所示，以其中一种磨削面形为例，采用凹凸度δ1和饱满度δ2两个特征参数对具体磨削面形进行表征。
可以理解的是，晶圆的磨削面形与砂轮和吸盘轴线之间的夹角有关，通过调节砂轮轴线和吸盘轴线之间的夹角，可以实现磨削面形的控制。以下介绍本公开中通过调节吸盘转台32的倾斜角度来调整晶圆磨削面形的具体实施方式。
图6以示意性立体图示出了本发明一个实施例提供的承载晶圆的机台3，其包括：
工作台31，其可旋转并支承多个吸盘转台32；
吸盘转台32，其对晶圆进行保持并可带动晶圆旋转；
角度调节装置33（未示出），其与所述吸盘转台32连接以在至少两个方向上调节吸盘转台32的倾斜角度。
如图6所示，工作台31能围绕其竖向中轴线旋转，在工作台31上均匀分布有能单独旋转的三个吸盘转台32，所述三个吸盘转台32分别在装卸工位、粗磨工位和精磨工位之间轮转。
图7和图8分别以示意性立体图和剖视图示出了本发明的一个实施例提供的吸盘转台32的结构。为了清楚起见，在图8中未示出角度调节装置33。所示吸盘转台32包括：吸盘321、压板（未示出）、安装板322、第一支撑板323、第二支撑板324、轴套325、旋转轴326、连接轴327、带轮328和旋转接头329。其中，吸盘321通过压板固定在安装板322上，安装板322固定在旋转轴326顶端，旋转轴326外套设有轴套325，旋转轴326和轴套325穿过第一支撑板323和第二支撑板324的中心镂空区域而使环状的第一支撑板323和环状的第二支撑板324上下堆叠套装在轴套325外，轴套325与第一支撑板323固定连接，吸盘321位于第一支撑板323上方，第二支撑板324设置在第一支撑板323下方。旋转轴326底端与连接轴327固定连接，连接轴327连接带轮328，带轮328通过传动带连接电机以实现电动旋转。连接轴327底端固定有旋转接头329。
参照图8，本实施例中实现吸盘转台32旋转和倾斜控制的工作原理为：通过电机控制以及传动带、带轮328和连接轴327的传动实现旋转轴326带动吸盘321旋转，支撑板与轴套325固定连接，支撑板倾斜时使轴套325连带着旋转轴326倾斜，从而使吸盘321倾斜。
下面具体介绍本公开中利用角度调节装置33调节吸盘转台32倾斜角度的实施方式。
图9示出了本发明的一个实施例提供的一种角度调节装置33的布局方式。
如图9所示，角度调节装置33包括沿吸盘周向布置的第一差动螺纹组件330和第二差动螺纹组件340。在本发明的一个实施例中，第一差动螺纹组件330连接在第一支撑板与第二支撑板之间，第二差动螺纹组件340连接在第二支撑板与工作台之间。
为了方便理解，这里定义图9中x方向为第一定向，y方向为第二定向。
第一差动螺纹组件330用于调节吸盘转台32的中轴线与第一定向（x方向）的夹角，第一差动螺纹组件330可使吸盘转台32绕第二定向（y方向）转动，从而实现调节晶圆磨削面形的饱满度。第二差动螺纹组件340用于调节吸盘转台32的中轴线与第二定向（y方向）的夹角，第二差动螺纹组件340可使吸盘转台32绕第一定向（x方向）转动，从而实现调节晶圆磨削面形的凹凸度。
其中，第一差动螺纹组件330和第二差动螺纹组件340分别与吸盘转台32连接，具体采用与支撑板连接的方式，从而通过角度调节装置33直接控制支撑板的倾斜，从而使吸盘倾斜。图中工作台31上的三个吸盘转台32均分别连接有角度调节装置33，在具体工艺中，当吸盘转台32轮转至精磨工位进行晶圆的精磨削时有进行角度调节的步骤。
可以理解的是，第一定向（x方向）与第二定向（y方向）相互垂直且二者组成的xy直角坐标系平面平行于吸盘转台32上表面。
第一定向（x方向）和第二定向（y方向）的具体设置方式为：当工作台31带动吸盘转台32移动至如图9所示右上角的精磨工位时，即吸盘转台32搭载晶圆位于精磨工位以使精磨砂轮221对晶圆进行精磨削时，第一定向（x方向）垂直于晶圆与精磨砂轮221接触的两个端点连线。由此设定了第一定向（x方向）的方向之后，基于第一定向（x方向）与第二定向（y方向）相互垂直且相交于吸盘转台32中心，能够确定第一定向（x方向）和第二定向（y方向）的具体位置以及方向。
结合图9至图11，可以理解的是，吸盘转台32单独绕y方向转动，即控制第一差动螺纹组件330动作时可以控制晶圆磨削面形的饱满度δ2。吸盘转台32单独绕x方向转动，即控制第二差动螺纹组件340动作时可以控制晶圆磨削面形的凹凸度δ1。所以采用本公开中的角度调节装置33可以分别独立控制晶圆磨削面形的凹凸度δ1和饱满度δ2，控制精度高，效果好。
图12示出了本发明的一个实施例提供的吸盘转台32的俯视图。
吸盘转台32包括吸盘321、旋转轴326、第一支撑板323和第二支撑板324，吸盘321、第一支撑板323和第二支撑板324依次按照由上至下的顺序套装在旋转轴外。
图13和图14分别以示意性剖视图示出了本发明的一个实施例提供的第一差动螺纹组件330和第二差动螺纹组件340在吸盘转台32中的布局结构，其中，第一差动螺纹组件330和第二差动螺纹组件340均通过差动螺纹结构实现。
图13示出了本发明一实施例提供的第一差动螺纹组件330的结构示意图。图13是按照图12中所示的G-G方向的剖视图。
如图13所示，第一差动螺纹组件330包括第一可调支件331、第一支件332和第二支件333，第一可调支件331位于第一定向（x方向）上，第一支件332和第二支件333关于第一定向（x方向）对称分布。第一可调支件331通过高度的升降来调节吸盘转台32的中轴线与第一定向（x方向）的夹角。
优选地，第一可调支件331、第一支件332和第二支件333沿圆周均匀分布，各支件与中轴线的连线夹角为120°。
第一可调支件331连接在第一支撑板323和第二支撑板324之间以在第二支撑板324的支撑下通过第一可调支件331与第一支撑板323连接的支点抬高或降低第一支撑板323；第一支件332和第二支件333均分别与第二支撑板324固定连接并与第一支撑板323滑动连接。
如图13所示，第一可调支件331包括紧固于第一支撑板323上的第一连接件、紧固于第二支撑板324上的第二连接件、第一差动螺杆3315和第一电机3316，第一差动螺杆3315连接在第一支撑板323与第二支撑板324之间，第一差动螺杆3315贯穿第一支撑板323和第二支撑板324在对应位置处分别形成的上通孔和下通孔；第一连接件和第二连接件套装在第一差动螺杆3315外并且第一差动螺杆3315的上部螺纹端与第一连接件螺纹连接、第一差动螺杆3315的下部螺纹端与第二连接件螺纹连接；第一连接件具体为第一螺母3317，第一螺母3317安装于上通孔处并与第一差动螺杆3315上部螺纹配合以实现在第一差动螺杆3315旋转时改变第一螺母3317和第一差动螺杆3315的相对高度，第二连接件具体为第二螺母3318，第二螺母3318安装于下通孔处并与第一差动螺杆3315下部螺纹配合以实现在第一差动螺杆3315旋转时改变第二螺母3318和第一差动螺杆3315的相对高度。另外，第一差动螺杆3315通过第一花键轴组件与位于其下方的第一电机3316连接。
其中，第一差动螺杆3315的上下两个螺纹分别为上部螺纹和下部螺纹，该上部螺纹和下部螺纹的旋向一致。
第一可调支件331的工作原理为：第一电机3316驱动第一差动螺杆3315旋转，第一差动螺杆3315通过螺纹连接带动第一螺母3317上升或下降从而抬高或降低第一支撑板323，并且，第一差动螺杆3315旋转一周，第一螺母3317上升或下降一个差动螺距，此差动螺距为第一螺母3317的螺距与第二螺母3318的螺距之差，易于实现微小的角度调整。下面举例说明调整的调整量：第一螺母3317的螺距为1.95mm，第二螺母3318的螺距为2.00mm，当控制第一电机3316驱动第一差动螺杆3315转动30°时，第一支撑板323在该支点上沿竖直方向的移动量为（2.00-1.95）·（30°/360°）≈0.0042mm，即为4.2μm，从而实现了微米级的调整。当第一差动螺杆3315转动一周360°时，第一支撑板323在该支点上沿竖直方向的移动量为2.00-1.95=0.05mm，晶圆的直径为300mm，故吸盘转台带动晶圆倾斜的角度为arcsin（0.05/300）≈0.01°，从而实现了晶圆微小角度的倾斜。
第一支件332和第二支件333均分别与第一支撑板323通过球面铰接。第一支件332包括球头3321和连接杆3322，球头3321设于连接杆3322顶端，球头3321的球形端配合安装于第一支撑板323下端面的调节腔内，连接杆3322与第二支撑板324固定连接。第二支件333的实现方式和结构组成与第一支件332相同，本领域技术人员可根据以上描述实现，在此不再赘述。
第一支件332和第二支件333根据第一支撑板323上升或下降的距离进行调整以完成调整吸盘的倾斜角度。
图14示出了本发明一实施例提供的第二差动螺纹组件340的结构示意图。图14是按照图12中所示的F-F方向的剖视图。
如图14所示，第二差动螺纹组件340包括第二可调支件341、第三支件342和第四支件343，第二可调支件341位于第二定向（y方向）上，第三支件342和第四支件343关于第二定向（y方向）对称分布。第二可调支件341通过高度的升降来调节吸盘转台32的中轴线与第二定向（y方向）的夹角。
优选地，第二可调支件341、第三支件342和第四支件343沿圆周均匀分布，各支件与中轴线的连线夹角为120°。
如图14所示，第二可调支件包括紧固于第二支撑板324上的第三连接件、紧固于工作台上的第四连接件、第二差动螺杆和第二电机，第二差动螺杆连接在第二支撑板324与工作台之间，第三连接件和第四连接件套装在第二差动螺杆外并且第二差动螺杆的上部螺纹端与第三连接件螺纹连接、第二差动螺杆的下部螺纹端与第四连接件螺纹连接。第二电机驱动第二差动螺杆旋转。第二差动螺杆通过第二花键轴组件与位于其下方的第二电机连接。
其中，第二差动螺杆的上下两个螺纹分别为上部螺纹和下部螺纹，该上部螺纹和下部螺纹的旋向一致。
如图14所示，第三支件和第四支件均分别与第二支撑板324通过球面铰接。
第二差动螺纹组件340的具体组成结构和工作原理与第一差动螺纹组件330类似，仅安装位置不同，本领域技术人员可根据以上描述实现第二差动螺纹组件340，在此不再赘述。
基于图13和图14，本发明的一个实施例实现角度调节的工作过程包括：
1）利用第一差动螺纹组件330调节吸盘转台32的中轴线与第一定向（x方向）的夹角时，可以控制晶圆磨削面形的饱满度δ2，具体过程为：第一可调支件331以第二支撑板324为支撑抬高或降低第一支撑板323，同时在第一支件332和第二支件333处使第一支撑板323相应移动，从而使第一支撑板323连接吸盘转台32的旋转轴326倾斜。
2）利用第二差动螺纹组件340调节吸盘转台32的中轴线与第二定向（y方向）的夹角时，可以控制晶圆磨削面形的凹凸度δ1，具体过程为：第二可调支件341以工作台31为支撑抬高或降低第二支撑板324，同时在第三支件342和第四支件343处使第二支撑板324相应移动，基于第一差动螺纹组件330连接着第二支撑板324和第一支撑板323，可使第一支撑板323相应倾斜从而实现吸盘转台32的旋转轴326倾斜。
本发明实施例采用六点支撑的布局设计，通过在两个方向上调节吸盘转台的倾斜角度实现了分别控制晶圆磨削面形的凹凸度δ1和饱满度δ2，避免了二者交叉变化，易于实现准确的晶圆面形控制，提高了磨削效果。另外，本公开采用叠加式的两套差动螺纹组件进行双层调节保证了角度调节功能的实现、结构紧凑，又通过差动螺纹结构实现了微小的角度调整，提高了控制精确性。
本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。应当理解的是，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制，相同的参考标记用于表示附图中相同的部分。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种具有差动螺纹结构的磨削设备，其特征在于，包括：
工作台，用于支承多个吸盘转台；
吸盘转台，用于保持晶圆并带动晶圆旋转；
磨削工具，具有用于抵接晶圆以对晶圆进行磨削减薄处理的砂轮；以及
用于调节所述吸盘转台的角度调节装置，其包括与所述吸盘转台连接的第一差动螺纹组件和第二差动螺纹组件，所述第一差动螺纹组件用于使所述吸盘转台绕第二定向转动，所述第二差动螺纹组件用于使所述吸盘转台绕第一定向转动；
所述第一差动螺纹组件和所述第二差动螺纹组件均通过差动螺纹结构实现以使吸盘转台转动角度的调节精度不高于0.1°；
所述第一定向与所述第二定向正交于吸盘转台中心并且二者组成的直角坐标系平面平行于吸盘转台上表面，所述第一定向垂直于在砂轮对晶圆磨削时砂轮与晶圆接触的两个端点连线。
2.如权利要求1所述的磨削设备，其特征在于，所述吸盘转台包括吸盘、旋转轴、第一支撑板和第二支撑板，所述吸盘、所述第一支撑板和所述第二支撑板依次按照由上至下的顺序套装于所述旋转轴；
所述第一差动螺纹组件包括第一可调支件、第一支件和第二支件；所述第一可调支件位于所述第一定向上，其包括连接在所述第一支撑板与所述第二支撑板之间的第一差动螺杆以在第二支撑板的支撑下抬高或降低第一支撑板而使吸盘绕第二定向转动；所述第一支件和所述第二支件关于所述第一定向对称分布；
所述第二差动螺纹组件包括第二可调支件、第三支件和第四支件；所述第二可调支件位于所述第二定向上，其包括连接在所述第二支撑板与所述工作台之间的第二差动螺杆以在工作台的支撑下抬高或降低第二支撑板而使吸盘绕第一定向转动；所述第三支件和所述第四支件关于所述第二定向对称分布。
3.如权利要求2所述的磨削设备，其特征在于，所述第一差动螺杆的上下两个螺纹的螺距之差不大于0.1mm，所述第二差动螺杆的上下两个螺纹的螺距之差不大于0.1mm。
4.如权利要求2所述的磨削设备，其特征在于，所述第一可调支件包括紧固于所述第一支撑板上的第一连接件、紧固于所述第二支撑板上的第二连接件、所述第一差动螺杆和第一电机，所述第一连接件和所述第二连接件套装在所述第一差动螺杆外并且所述第一差动螺杆的上部螺纹端与所述第一连接件螺纹连接、所述第一差动螺杆的下部螺纹端与所述第二连接件螺纹连接，所述第一电机驱动所述第一差动螺杆旋转。
5.如权利要求4所述的磨削设备，其特征在于，所述第一差动螺杆通过第一花键轴组件与位于其下方的所述第一电机连接。
6.如权利要求2所述的磨削设备，其特征在于，所述第一支件和所述第二支件均分别与所述第一支撑板通过球面铰接。
7.如权利要求2所述的磨削设备，其特征在于，所述第二可调支件包括紧固于所述第二支撑板上的第三连接件、紧固于所述工作台上的第四连接件、所述第二差动螺杆和第二电机，所述第三连接件和所述第四连接件套装在所述第二差动螺杆外并且所述第二差动螺杆的上部螺纹端与所述第三连接件螺纹连接、所述第二差动螺杆的下部螺纹端与所述第四连接件螺纹连接，所述第二电机驱动所述第二差动螺杆旋转。
8.如权利要求7所述的磨削设备，其特征在于，所述第二差动螺杆通过第二花键轴组件与位于其下方的所述第二电机连接。
9.如权利要求2所述的磨削设备，其特征在于，所述第三支件和所述第四支件均分别与所述第二支撑板通过球面铰接。
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