CN114454023A - 基于标准气缸的晶圆磨削吸附平台 - Google Patents

基于标准气缸的晶圆磨削吸附平台 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于标准气缸的晶圆磨削吸附平台，属于晶圆加工技术领域，包括底座、转接盘、顶升盘、驱动电机、旋转接头和顶升气缸，顶升盘活动设置在底座上，底座和转接盘固定连接，驱动电机与转接盘连接，顶升盘、旋转接头和顶升气缸依次连接，顶升气缸驱动顶升盘上升，使晶圆与吸附平台脱离，在底座上设置有实现晶圆吸附的真空吸附槽。本发明在顶升气缸与顶升盘之间设置旋转接头，旋转接头作为传输气源气体的转接通道，不限制气体管路的连接方式，可实现吸附平台的不限角度的多圈旋转，为改进和尝试多种磨削工艺提供条件，同时提高磨削精度和品质，提高了晶圆加工精度，减少崩边现象的发生，明显提高成品率，提高产量。

Description

基于标准气缸的晶圆磨削吸附平台
技术领域
本发明属于晶圆磨削技术领域，具体涉及一种基于标准气缸的晶圆磨削吸附平台。
背景技术
由于减薄前晶圆边缘部分的截面一般为圆弧形状，对晶圆进行超精密减薄后，圆弧形状的边缘部分会形成尖锐的锐角，导致晶圆边缘的机械强度明显地降低，在磨削减薄过程中不可避免地发生崩边现象，进而可能会引起硅片断裂。因此，能否有效抑制晶圆外部区域的边缘碎裂是晶圆超薄工艺中的关键问题之一。在晶圆减薄前对晶圆边缘进行磨边，可以有效抑制崩边，其原理是在减薄前先对晶圆边缘部分进行磨边开槽，防止晶圆边缘在磨削减薄后形成尖锐的锐角，进而抑制崩边的发生。
晶圆磨削用旋转顶升吸附平台是用于晶圆磨边加工的专用设备，其主要功能是利用精密砂轮对晶圆进行研磨整形加工，从而有效抑制晶圆减薄工艺中的边缘碎裂，进而提高晶圆减薄工艺的加工精度和产量。吸附晶圆的转台采用DD马达与吸附平台直接相连，带动整个吸附平台旋转，但是与吸附平台连接的管路无法大角度旋转，使得吸附平台的旋转范围受到限制，使得磨削工艺固定，较难实现磨削工艺的改进；晶圆磨削用旋转顶升吸附平台的不足会导致晶圆磨边精度可靠性较差，也会加剧晶圆边缘崩边现象。因此，为了改善现有晶圆磨削用旋转顶升吸附平台的不足，提高晶圆磨边质量，研发高性能的晶圆磨边加工设备十分重要。
发明内容
发明目的：针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种增加晶圆磨削范围，提高磨削精度，方便移出已完成加工晶圆的晶圆磨削用旋转顶升吸附平台。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于标准气缸的晶圆磨削吸附平台，包括底座、转接盘、顶升盘、驱动电机、旋转接头和顶升气缸，所述顶升盘活动设置在底座上，所述底座和转接盘固定连接，所述驱动电机与转接盘连接，所述顶升盘、旋转接头和顶升气缸依次连接，所述顶升气缸驱动顶升盘上升，使晶圆与吸附平台脱离，在所述底座上设置有实现晶圆吸附的真空吸附槽。
作为优选，所述旋转接头设置有两路通道用于形成两个气路，第一气路与顶升盘连接，辅助晶圆破真空并清理残留水；第二气路与真空吸附槽连接，使真空吸附槽吸附晶圆。
作为优选，在所述顶升盘上设置有若干出气孔，第一气路与出气孔连接，提供正压的气源。
作为优选，第一气路包括旋转接头的第一通道和设置在第一通道两端的第一进气接头和第一出气接头，所述第一出气接头通过第三接头与出气孔连接。
作为优选，第三接头设置有1个或者多个，第一出气接头可同时连接多个第三接头。
作为优选，所述第二气路包括开设在转接盘与底座之间的第一气道，设置在底座上的第二气道，旋转接头的第一通道和设置在第二通道两端的第二进气接头和第二出气接头，所述第二出气接头通过第四接头与第一气道连接，第一气道、第二气道、真空吸附槽依次连接。
作为优选，在所述顶升盘的底面上设置有至少一圈凸缘，在所述底座上设置有与凸缘相对应的第一凹槽，所述凸缘嵌入第一凹槽内。
作为优选，旋转接头的旋转部与顶升盘固定连接，固定部与顶升气缸连接。
作为优选，所述驱动电机和转接盘中空，顶升气缸和旋转接头设置在中空部分内。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明在顶升气缸与顶升盘之间设置旋转接头，旋转接头作为传输气源气体的转接通道，不限制气体管路的连接方式，可实现旋转机构的不限角度的多圈旋转，解决了管路跟随平台旋转、旋转角度和范围小的问题，为改进和尝试多种磨削工艺提供条件，同时提高磨削精度和品质，减少崩边现象的发生，明显提高成品率，提高产量。
本发明采用标准气缸，标准气缸结构简单，磨损小，易于安装和维护；本发明将标准气缸与旋转接头进行结合，方便的实现顶升盘升降和吸附平台旋转。
附图说明
图1是基于标准气缸的晶圆磨削吸附平台结构示意图；
图2是基于标准气缸的晶圆磨削吸附平台俯视图；
图3是图2的D-D向剖视图；
图4是图2的C-C向剖视图；
图5是基于标准气缸的晶圆磨削吸附平台的转接盘结构示意图；
图6是基于标准气缸的晶圆磨削吸附平台部分结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1-6所示，一种基于标准气缸的晶圆磨削吸附平台，包括底座1、转接盘2、顶升盘3、驱动电机4、旋转接头5和顶升气缸6，顶升盘3活动设置在底座1上，底座1和转接盘2固定连接，驱动电机4与转接盘2连接，顶升盘3、旋转接头5和顶升气缸6依次连接，顶升气缸6驱动顶升盘3上升，使晶圆与吸附平台脱离，在底座1上设置有实现晶圆吸附的真空吸附槽7，第二气路与真空吸附槽7连通，提供负压气源，实现晶圆吸附。
转接盘2采用下锁式转接盘，为了配合顶升气缸6和转接头5的高度需要，在转接盘2与驱动电机4之间还可以加装转接板19，驱动电机4、转接盘2和转接板19均采用中空结构，顶升气缸6和旋转接头5设置在中空部分内。
本发明的顶升盘3通过顶升气缸6进行驱动，顶升气缸6通过旋转接头5与顶升盘3连接，旋转接头5包括旋转部51和固定部52，旋转接头5的旋转部51与顶升盘3固定连接，固定部52与顶升气缸6的活塞杆连接。顶升气缸6向上运动时，顶升盘3被顶起，用于脱卸晶圆。
在顶升盘3的底面上设置有至少一圈凸缘17，本发明设置相邻的两圈，在底座1上设置有与凸缘17相对应的第一凹槽18，凸缘17嵌入第一凹槽18内。凸缘17和第一凹槽18的配合起到导向、限位的作用。在顶升盘3上设置有若干出气孔8，第一气路与出气孔8连接，提供正压的气源。
旋转接头5设置有两路通道用于形成两个气路，第一气路与顶升盘3的出气孔8连接，辅助晶圆破真空并清理晶圆磨削过程中产生的残留水；第二气路与真空吸附槽7连接，使真空吸附槽7吸附晶圆。
第一气路包括旋转接头5的第一通道和设置在第一通道两端的第一进气接头9和第一出气接头10，第一出气接头10通过第三接头11与出气孔8连接。第三接头11设置有1个或者多个，第一出气接头10可同时连接多个第三接头11。
第二气路包括开设在转接盘2与底座1之间的第一气道12、设置在底座1上的第二气道13，旋转接头5的第一通道，以及设置在第二通道两端的第二进气接头14和第二出气接头15；第二气道12设置有多道，径向均匀开设在转接盘2上，第二出气接头15通过第四接头16与第一气道12连接，第一气道12、第二气道13、真空吸附槽7依次连接。第四接头16的数量与第一气道12的数量相同，每个第四接头16对应连接一个第一气道12，多个第四接头16相互连接。真空吸附槽7位于顶升盘3外周，真空吸附槽7设置在陶瓷吸盘20上，陶瓷吸盘20可以单独粘结设置在金属制成的底座2上，或者陶瓷吸盘23和底座2均采用陶瓷制成，两者一体成型。
驱动电机4采用直驱电机(DD马达)，DD马达直接连接到转接盘上，实现对转接盘的直接驱动，消除了由机械传动带来的反向间隙、柔度以及与之相关的其它问题，静音，精确度高，使用寿命长。
本发明的工作过程和原理：待磨削的晶圆放置在吸附平台上，进行定位后，第二气路向真空吸附槽7提供负压气源，将晶圆吸附；晶圆加工完成后，第二气路断开，顶升气缸6动作向上将顶升盘3顶起，帮助脱卸晶圆，同时第一气路向出气孔8提供正压气源，正压气源一方面清除晶圆与顶升盘3之间的残留水，另一方面辅助晶圆破真空，利于快速脱卸加工完成的晶圆。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于标准气缸的晶圆磨削吸附平台，其特征在于：包括底座(1)、转接盘(2)、顶升盘(3)、驱动电机(4)、旋转接头(5)和顶升气缸(6)，所述顶升盘(3)活动设置在底座(1)上，所述底座(1)和转接盘(2)固定连接，所述驱动电机(4)与转接盘(2)连接，所述顶升盘(3)、旋转接头(5)和顶升气缸(6)依次连接，所述顶升气缸(6)驱动顶升盘(3)上升，使晶圆与吸附平台脱离，在所述底座(1)上设置有实现晶圆吸附的真空吸附槽(7)。
2.根据权利要求1所述的基于标准气缸的晶圆磨削吸附平台，其特征在于：所述旋转接头(5)设置有两路通道用于形成两个气路，第一气路与顶升盘(3)连接，辅助晶圆破真空并清理残留水；第二气路与真空吸附槽(7)连接，使真空吸附槽(7)吸附晶圆。
3.根据权利要求2所述的基于标准气缸的晶圆磨削吸附平台，其特征在于：在所述顶升盘(3)上设置有若干出气孔(8)，第一气路与出气孔(8)连接，提供正压的气源。
4.根据权利要求3所述的基于标准气缸的晶圆磨削吸附平台，其特征在于：第一气路包括旋转接头(5)的第一通道和设置在第一通道两端的第一进气接头(9)和第一出气接头(10)，所述第一出气接头(10)通过第三接头(11)与出气孔(8)连接。
5.根据权利要求1所述的基于标准气缸的晶圆磨削吸附平台，其特征在于：第三接头(11)设置有1个或者多个，第一出气接头(10)可同时连接多个第三接头(11)。
6.根据权利要求1所述的基于标准气缸的晶圆磨削吸附平台，其特征在于：所述第二气路包括开设在转接盘(2)与底座(1)之间的第一气道(12)，设置在底座(1)上的第二气道(13)，旋转接头(5)的第一通道，以及设置在第二通道两端的第二进气接头(14)和第二出气接头(15)，所述第二出气接头(15)通过第四接头(16)与第一气道(12)连接，第一气道(12)、第二气道(13)、真空吸附槽(7)依次连接。
7.根据权利要求1所述的基于标准气缸的晶圆磨削吸附平台，其特征在于：在所述顶升盘(3)的底面上设置有至少一圈凸缘(17)，在所述底座(1)上设置有与凸缘(17)相对应的第一凹槽(18)，所述凸缘(17)嵌入第一凹槽(18)内。
8.根据权利要求1所述的基于标准气缸的晶圆磨削吸附平台，其特征在于：旋转接头(5)的旋转部(51)与顶升盘(3)固定连接，固定部(52)与顶升气缸(6)连接。
9.根据权利要求1所述的基于标准气缸的晶圆磨削吸附平台，其特征在于：所述驱动电机(4)和转接盘(2)中空，顶升气缸(6)和旋转接头(5)设置在中空部分内。
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