CN112775820A - 一种晶圆高精密厚度研磨在线控制设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶圆高精密厚度研磨在线控制设备，包括研磨装置本体、密封门、丝杆、初始画面、加工压力待机画面、虚拟研磨和设备调整，所述虚拟研磨的输出端和晶体厚度设定的输入端相互连接，所述晶体厚度设定的输出端和控制器模块的输入端相互连接，本发明通过设置的晶体厚度设定，能够通过手动输入设定研磨晶片厚度，能够通过控制器模块将信息情况分别传递到控制单元和传感器放大器单元，通过控制单元将将研磨信息情况通过测量处理一进行处理，并通过指令发出模块一将信息传输到数据合成模块，通过设置的补偿演算和补偿值记忆，能够对研磨信息情况进行智能调整，从而能够避免使用者手动调整，增加了晶片研磨时的准确性。
Description
技术领域
本发明属于研磨在线控制技术领域，具体涉及一种晶圆高精密厚度研磨在线控制设备。
背景技术
晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅，硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片，也就是晶圆。目前国内晶圆生产线以8英寸和12英寸为主，晶圆的主要加工方式为片加工和批加工，即同时加工1片或多片晶圆。随着半导体特征尺寸越来越小，加工及测量设备越来越先进，使得晶圆加工出现了新的数据特点。同时，特征尺寸的减小，使得晶圆加工时，空气中的颗粒数对晶圆加工后质量及可靠性的影响增大，而随着洁净的提高，颗粒数也出现了新的数据特点。
现针对于目前市面上大多数的晶圆高精密厚度研磨在线控制设备提出以下问题：
1、目前市面上大多数的晶圆高精密厚度研磨在线控制设备在使用过程中，一般不能对工件厚度进行精密控制，且在研磨过程中需要使用者根据实际研磨情况手动对装置进行停机，这种方式较为麻烦且不能对研磨情况进行掌控，影响研磨效果；
2、目前市面上大多数的晶圆高精密厚度研磨在线控制设备在使用过程中，一般需要对设备进行校正，但是市面上大多数的控制设备在校正过程中，需要人工手动调整测量设备的位置，这种方式校正效果较差；
3、目前市面上大多数的晶圆高精密厚度研磨在线控制设备在使用过程中，需要使用者手动将晶片放置在搬运器内，并手动将搬运器推入到上下平台内，这种方式较为麻烦。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种晶圆高精密厚度研磨在线控制设备，以解决上述背景技术中提出的不能对研磨情况进行掌控的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种晶圆高精密厚度研磨在线控制设备，包括研磨装置本体、密封门、丝杆、初始画面、加工压力待机画面、虚拟研磨和设备调整，所述虚拟研磨的输出端和晶体厚度设定的输入端相互连接，所述晶体厚度设定的输出端和控制器模块的输入端相互连接，所述控制器模块的输出端分别和控制单元、传感器放大器单元的输入端相互连接，所述控制单元的输入端和测量处理一的输入端相互连接，所述测量处理一的输出端和指令发出模块一的输入端相互连接，所述指令发出模块一的输出端和数据合成模块的输入端相互连接，所述数据合成模块的输出端和补偿演算的输入端相互连接，所述补偿演算的输出端和补偿值记忆的输入端相互连接，所述补偿值记忆的输出端和测量结束的输入端相互连。
优选的，所述传感器放大器单元的输出端和测量处理二的输入端相互连接，所述测量处理二的输出端和指令发出模块二的输入端相互连接，所述指令发出模块二的输出端和传感器模块的输入端相互连接。
优选的，所述传感器模块的输出端和图像处理模块的输入端相互连接，所述图像处理模块的输出端和搬运器检测模块的输入端相互连接，所述搬运器检测模块的输出端和控制单元的输入端相互连接。
优选的，所述设备调整包含有传感器直线校正、电涡流传感器线性校正和传感器高度调整。
优选的，所述初始画面的输出端和基准厚度选择模块的输入端相互连接，所述基准厚度选择模块的输出端和加工压力待机画面的输入端相互连接。
优选的，所述加工压力待机画面包含有测量中画面显示、实测值设定画面、厚度设定画面、基准厚度选择画面、自动补偿值设定画面、传感器位置调整选择画面和维护画面。
优选的，所述装置本体上表面两侧均滑动连接有密封门，所述装置本体表面设置有液晶显示器，所述液晶显示器一侧设置有操控键盘，所述装置本体后侧表面设置有数据传输接口，所述数据传输接口一侧设置有电源接口。
优选的，所述装置本体内部上端两侧均设置有连接杆，两个所述连接杆两端均设置有连接环，所述连接环中间固定连接有调节板，所述调节板中间贯穿设置有丝杆，所述丝杆一端设置有驱动电机，所述丝杆两端为相反方向螺纹，所述丝杆表面螺纹连接有移动环。
优选的，所述装置本体内部底端一侧设置有下平台，所述下平台上端设置有搬运器，所述搬运器中间设置有晶片，所述搬运器上端设置有上平台，所述上平台一侧设置有电涡流传感器，所述上平台上表面固定连接有分支杆，所述分支杆上端设置有电动推杆一。
优选的，所述搬运器一端固定连接有伸缩杆，所述伸缩杆上表面开设有连接槽，所述伸缩杆上端设置有转动齿轮，所述转动齿轮一侧设置有驱动电机，所述转动齿轮上端设置有限位板，所述限位板下表面两侧均固定连接有限位卡齿，所述限位板上端固定连接有电动推杆二。
与现有技术相比，本发明提供了一种晶圆高精密厚度研磨在线控制设备，具备以下有益效果：
1、本发明通过设置的晶体厚度设定，能够通过手动输入设定研磨晶片厚度，能够通过控制器模块将信息情况分别传递到控制单元和传感器放大器单元，通过控制单元将将研磨信息情况通过测量处理一进行处理，并通过指令发出模块一将信息传输到数据合成模块，通过设置的补偿演算和补偿值记忆，能够对研磨信息情况进行智能调整，从而能够避免使用者手动调整，增加了晶片研磨时的准确性；
2、本发明通过设置的传感器放大器单元，能够控制器模块的信息传递到测量处理二，并通过指令发出模块二将信息指令传递到传感器模块，并通过搬运器检测模块对搬运器位置进行检测，从而能够实现对晶片位置的检测，通过这种方式能够实现对电涡流传感器测量时间进行测定；
3、本发明通过设置的传感器直线校正，能够分别通过对内、外侧传感器位置进行直线校正，能够使内侧传感器和外侧传感器位置进行校正，从而能够增加晶片研磨的准确性，通过设置的电涡流传感器线性校正，能够使电涡流传感器回到初始测试位置，通过设置的传感器高度调整，能够将传感器调整回初始测试位置，通过这种方式能够实现对更换后研磨定盘和传感器探头位置的调整，增加后续研磨结果的准确性；
4、本发明通过设置的丝杆，丝杆两端螺纹为相反方向，能够通过驱动电机带动丝杆转动，能够使丝杆两端的移动环保持相对方向移动，通过移动环位置移动，能够调整调节板的位置，通过调节板位置移动，能够调整密封门的位置，从而便于使用者打开密封门，通过设置的连接杆和连接环，能够通过调节板带动连接环在连接杆上移动，能够避免调节板位置出现偏移的情况；
5、本发明通过设置的转动齿轮，能够通过驱动电机带动转动齿轮转动，能够使转动齿轮表面的卡齿与伸缩杆调节端表面的连接槽啮合，能够使伸缩杆调节端位置移动，通过设置的伸缩杆，能够通过伸缩杆调节端位置移动，能够调整搬运器的位置，从而便于使用者移动搬运器内晶片的位置。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
图1为本发明提出的晶圆高精密厚度研磨在线控制设备的结构示意图；
图2为本发明提出的晶圆高精密厚度研磨在线控制设备的后视图；
图3为本发明提出的晶圆高精密厚度研磨在线控制设备中装置本体的仰视图；
图4为本发明提出的晶圆高精密厚度研磨在线控制设备的剖视图；
图5为本发明提出的晶圆高精密厚度研磨在线控制设备图4中A的放大图；
图6为本发明提出的晶圆高精密厚度研磨在线控制设备中初始画面的框架图；
图7为本发明提出的晶圆高精密厚度研磨在线控制设备中晶圆测定的框架图；
图8为本发明提出的晶圆高精密厚度研磨在线控制设备中设备调整的框架图；
图中：1、装置本体；2、密封门；3、液晶显示器；4、操控键盘；5、电源接口；6、数据传输接口；7、上平台；8、下平台；9、搬运器；10、连接杆；11、连接环；12、调节板；13、丝杆；14、移动环；15、电动推杆一；16、分支杆；17、电涡流传感器；18、电动推杆二；19、限位板；20、限位卡齿；21、伸缩杆；22、连接槽；23、转动齿轮；24、初始画面；25、基准厚度选择模块；26、加工压力待机画面；27、测量中画面显示；28、实测值设定画面；29、厚度设定画面；30、基准厚度选择画面；31、自动补偿值设定画面；32、传感器位置调整选择画面；33、维护画面；34、虚拟研磨；35、晶体厚度设定；36、控制器模块；37、控制单元；38、测量处理一；39、指令发出模块一；40、数据合成模块；41、补偿演算；42、补偿值记忆；43、测量结束；44、传感器放大器单元；45、测量处理二；46、指令发出模块二；47、传感器模块；48、图像处理模块；49、搬运器检测模块；50、设备调整；51、传感器直线校正；52、电涡流传感器线性校正；53、传感器高度调整。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-8，本发明提供一种晶圆高精密厚度研磨在线控制设备技术方案：一种晶圆高精密厚度研磨在线控制设备，包括研磨装置本体1、密封门2、丝杆13、初始画面24、加工压力待机画面26、虚拟研磨34和设备调整50，虚拟研磨34的输出端和晶体厚度设定35的输入端相互连接，晶体厚度设定35的输出端和控制器模块36的输入端相互连接，控制器模块36的输出端分别和控制单元37、传感器放大器单元44的输入端相互连接，控制单元37的输入端和测量处理一38的输入端相互连接，测量处理一38的输出端和指令发出模块一39的输入端相互连接，指令发出模块一39的输出端和数据合成模块40的输入端相互连接，数据合成模块40的输出端和补偿演算41的输入端相互连接，补偿演算41的输出端和补偿值记忆42的输入端相互连接，补偿值记忆42的输出端和测量结束43的输入端相互连接，通过手动输入设定研磨晶片厚度，能够通过控制器模块36将信息情况分别传递到控制单元37和传感器放大器单元44，通过控制单元37将将研磨信息情况通过测量处理一38进行处理，并通过指令发出模块一39将信息传输到数据合成模块40，通过补偿演算41和补偿值记忆42，能够对研磨信息情况进行智能调整，从而能够避免使用者手动调整，增加了晶片研磨时的准确性。
本发明中，优选的，传感器放大器单元44的输出端和测量处理二45的输入端相互连接，测量处理二45的输出端和指令发出模块二46的输入端相互连接，指令发出模块二46的输出端和传感器模块47的输入端相互连接，通过传感器放大器单元44，能够使控制器模块36的信息传递到测量处理二45，并通过指令发出模块二46将信息指令传递到传感器模块47，并通过搬运器检测模块49对搬运器9位置进行检测，从而能够实现对晶片位置的检测，通过这种方式能够实现对电涡流传感器17测量时间进行测定。
本发明中，优选的，传感器模块47的输出端和图像处理模块48的输入端相互连接，图像处理模块48的输出端和搬运器检测模块49的输入端相互连接，搬运器检测模块49的输出端和控制单元37的输入端相互连接。
本发明中，优选的，设备调整50包含有传感器直线校正51、电涡流传感器线性校正52和传感器高度调整53。
本发明中，优选的，初始画面24的输出端和基准厚度选择模块25的输入端相互连接，基准厚度选择模块25的输出端和加工压力待机画面26的输入端相互连接。
本发明中，优选的，加工压力待机画面26包含有测量中画面显示27、实测值设定画面28、厚度设定画面29、基准厚度选择画面30、自动补偿值设定画面31、传感器位置调整选择画面32和维护画面33。
本发明中，优选的，装置本体1上表面两侧均滑动连接有密封门2，装置本体1表面设置有液晶显示器3，液晶显示器3一侧设置有操控键盘4，装置本体1后侧表面设置有数据传输接口6，数据传输接口6一侧设置有电源接口5，方便使用者连接电源。
本发明中，优选的，装置本体1内部上端两侧均设置有连接杆10，两个连接杆10两端均设置有连接环11，连接环11中间固定连接有调节板12，调节板12中间贯穿设置有丝杆13，丝杆13一端设置有驱动电机，丝杆13两端为相反方向螺纹，丝杆13表面螺纹连接有移动环14，能够通过驱动电机带动丝杆13转动，能够使丝杆13两端的移动环14保持相对方向移动。
本发明中，优选的，装置本体1内部底端一侧设置有下平台8，下平台8上端设置有搬运器9，搬运器9中间设置有晶片，搬运器9上端设置有上平台7，上平台7一侧设置有电涡流传感器17，上平台7上表面固定连接有分支杆16，分支杆16上端设置有电动推杆一15，通过电动推杆一15调节端位置移动，能够调整上平台的位置。
本发明中，优选的，搬运器9一端固定连接有伸缩杆21，伸缩杆21上表面开设有连接槽22，伸缩杆21上端设置有转动齿轮23，转动齿轮23一侧设置有驱动电机，转动齿轮23上端设置有限位板19，限位板19下表面两侧均固定连接有限位卡齿20，限位板19上端固定连接有电动推杆二18，通过电动推杆二18调节端位置移动，能够调整限位卡齿20的位置。
本发明的工作原理及使用流程：使用时，通过手动输入设定研磨晶片厚度，能够通过控制器模块36将信息情况分别传递到控制单元37和传感器放大器单元44，通过控制单元37将将研磨信息情况通过测量处理一38进行处理，并通过指令发出模块一39将信息传输到数据合成模块40，通过补偿演算41和补偿值记忆42，能够对研磨信息情况进行智能调整，从而能够避免使用者手动调整，增加了晶片研磨时的准确性，通过传感器放大器单元44，能够使控制器模块36的信息传递到测量处理二45，并通过指令发出模块二46将信息指令传递到传感器模块47，并通过搬运器检测模块49对搬运器9位置进行检测，从而能够实现对晶片位置的检测，通过这种方式能够实现对电涡流传感器17测量时间进行测定，通过对内、外侧传感器位置进行直线校正，能够使内侧传感器和外侧传感器位置进行校正，从而能够增加晶片研磨的准确性，通过设置的电涡流传感器线性校正52，能够使电涡流传感器17回到初始测试位置，通过传感器高度调整53，能够将传感器调整回初始测试位置，通过这种方式能够实现对更换后研磨定盘和传感器探头位置的调整，增加后续研磨结果的准确性，通过驱动电机带动丝杆13转动，能够使丝杆13两端的移动环14保持相对方向移动，通过移动环14位置移动，能够调整调节板12的位置，通过调节板12位置移动，能够调整密封门2的位置，从而便于使用者打开密封门2，将需要研磨的晶片放置在搬运器9上，通过驱动电机带动转动齿轮23转动，能够使转动齿轮23表面的卡齿与伸缩杆21调节端表面的连接槽22啮合，能够使伸缩杆21调节端位置移动，通过伸缩杆21调节端位置移动，能够调整搬运器9的位置，从而便于使用者移动搬运器9内晶片的位置。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种晶圆高精密厚度研磨在线控制设备，包括研磨装置本体(1)、密封门(2)、丝杆(13)、初始画面(24)、加工压力待机画面(26)、虚拟研磨(34)和设备调整(50)，其特征在于：所述虚拟研磨(34)的输出端和晶体厚度设定(35)的输入端相互连接，所述晶体厚度设定(35)的输出端和控制器模块(36)的输入端相互连接，所述控制器模块(36)的输出端分别和控制单元(37)、传感器放大器单元(44)的输入端相互连接，所述控制单元(37)的输入端和测量处理一(38)的输入端相互连接，所述测量处理一(38)的输出端和指令发出模块一(39)的输入端相互连接，所述指令发出模块一(39)的输出端和数据合成模块(40)的输入端相互连接，所述数据合成模块(40)的输出端和补偿演算(41)的输入端相互连接，所述补偿演算(41)的输出端和补偿值记忆(42)的输入端相互连接，所述补偿值记忆(42)的输出端和测量结束(43)的输入端相互连。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆高精密厚度研磨在线控制设备，其特征在于：所述传感器放大器单元(44)的输出端和测量处理二(45)的输入端相互连接，所述测量处理二(45)的输出端和指令发出模块二(46)的输入端相互连接，所述指令发出模块二(46)的输出端和传感器模块(47)的输入端相互连接。
3.根据权利要求2所述的一种晶圆高精密厚度研磨在线控制设备，其特征在于：所述传感器模块(47)的输出端和图像处理模块(48)的输入端相互连接，所述图像处理模块(48)的输出端和搬运器检测模块(49)的输入端相互连接，所述搬运器检测模块(49)的输出端和控制单元(37)的输入端相互连接。
4.根据权利要求1所述的一种晶圆高精密厚度研磨在线控制设备，其特征在于：所述设备调整(50)包含有传感器直线校正(51)、电涡流传感器线性校正(52)和传感器高度调整(53)。
5.根据权利要求1所述的一种晶圆高精密厚度研磨在线控制设备，其特征在于：所述初始画面(24)的输出端和基准厚度选择模块(25)的输入端相互连接，所述基准厚度选择模块(25)的输出端和加工压力待机画面(26)的输入端相互连接。
6.根据权利要求5所述的一种晶圆高精密厚度研磨在线控制设备，其特征在于：所述加工压力待机画面(26)包含有测量中画面显示(27)、实测值设定画面(28)、厚度设定画面(29)、基准厚度选择画面(30)、自动补偿值设定画面(31)、传感器位置调整选择画面(32)和维护画面(33)。
7.根据权利要求1所述的一种晶圆高精密厚度研磨在线控制设备，其特征在于：所述装置本体(1)上表面两侧均滑动连接有密封门(2)，所述装置本体(1)表面设置有液晶显示器(3)，所述液晶显示器(3)一侧设置有操控键盘(4)，所述装置本体(1)后侧表面设置有数据传输接口(6)，所述数据传输接口(6)一侧设置有电源接口(5)。
8.根据权利要求1所述的一种晶圆高精密厚度研磨在线控制设备，其特征在于：所述装置本体(1)内部上端两侧均设置有连接杆(10)，两个所述连接杆(10)两端均设置有连接环(11)，所述连接环(11)中间固定连接有调节板(12)，所述调节板(12)中间贯穿设置有丝杆(13)，所述丝杆(13)一端设置有驱动电机，所述丝杆(13)两端为相反方向螺纹，所述丝杆(13)表面螺纹连接有移动环(14)。
9.根据权利要求1所述的一种晶圆高精密厚度研磨在线控制设备，其特征在于：所述装置本体(1)内部底端一侧设置有下平台(8)，所述下平台(8)上端设置有搬运器(9)，所述搬运器(9)中间设置有晶片，所述搬运器(9)上端设置有上平台(7)，所述上平台(7)一侧设置有电涡流传感器(17)，所述上平台(7)上表面固定连接有分支杆(16)，所述分支杆(16)上端设置有电动推杆一(15)。
10.根据权利要求9所述的一种晶圆高精密厚度研磨在线控制设备，其特征在于：所述搬运器(9)一端固定连接有伸缩杆(21)，所述伸缩杆(21)上表面开设有连接槽(22)，所述伸缩杆(21)上端设置有转动齿轮(23)，所述转动齿轮(23)一侧设置有驱动电机，所述转动齿轮(23)上端设置有限位板(19)，所述限位板(19)下表面两侧均固定连接有限位卡齿(20)，所述限位板(19)上端固定连接有电动推杆二(18)。
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