CN114871946A - 磨轮进给装置及硅片减薄机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种磨轮进给装置及硅片减薄机，磨轮进给装置包括：磨轮；固定座，所述固定座具有沿上下方向贯穿设置的安装孔；第一驱动组件，所述第一驱动组件包括安装于所述安装孔内的座体、与座体转动连接的转轴，座体与安装孔之间具有间隙，所述磨轮连接于所述转轴上；微调机构，所述微调机构包括沿所述安装孔的周向间隔分布的至少三个调节组件，每一所述调节组件连接于所述固定座与所述座体之间，且用以调节所述第一驱动组件与该调节组件对应的位置处的下移量；可根据具体需求进行Z轴微量进给，提升减薄工艺的稳定性，同时，可以通过控制多个所述调节组件不同的下移量，实现磨轮在X轴与Y轴方向的高精度倾斜调整，提高硅片研磨的精度。

Description

磨轮进给装置及硅片减薄机

技术领域

本发明涉及半导体加工生产的领域，尤其涉及一种磨轮进给装置及硅片减薄机。

背景技术

硅片减薄机主要用于衬底硅片制备阶段表面加工，以及集成电路封装前对晶片背面多余的基体材料进行去除。随着IC制造技术的飞速发展，硅片大直径化、超薄化的发展趋势对硅片磨削的加工效率和加工质量提出了更高的要求。

现有的硅片减薄机中的磨轮进给装置一般设置为一套驱动磨轮上下移动的电机丝杆机构。但是，通过电机丝杆机构驱动磨轮的一次微量进给量最低只能达到微米级，难以满足现有的工艺需求，且易导致硅片表面产生微裂纹面，最后需要抛光工艺去除微裂纹面，工艺较为复杂；同时，磨轮在工作过程中，由于其自身的消耗导致其厚度会发生不同程度的衰减，进而导致研磨后的硅片厚度不一，导致硅片研磨减薄的精度较差。

有鉴于此，有必要提供一种改进的磨轮进给装置及硅片减薄机以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磨轮进给装置及具有该磨轮进给装置的硅片减薄机，该磨轮进给装置能够实现磨轮的一次微量进给量小于100nm，减少硅片表面微裂纹的产生；同时，可实现对磨轮的高精度倾斜调整，能够实现控制对硅片中心和边缘不同的减薄厚度的调整，提高硅片研磨的精度。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种磨轮进给装置，包括：

磨轮；

固定座，所述固定座具有沿上下方向贯穿设置的安装孔；

第一驱动组件，所述第一驱动组件包括安装于所述安装孔内的座体、与所述座体转动连接的转轴，所述座体与所述安装孔之间具有间隙，所述磨轮连接于所述转轴上；

微调机构，所述微调机构包括沿所述安装孔的周向间隔分布的至少三个调节组件，每一所述调节组件连接于所述固定座与所述座体之间，且用以调节所述第一驱动组件与该调节组件对应的位置处的下移量。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述调节组件包括驱动件，所述驱动件沿纵向进给，所述驱动件的固定端连接于所述固定座上、驱动端连接于所述座体上。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述调节组件包括驱动件，所述驱动件沿横向进给，所述驱动件的固定端连接于所述固定座上；所述调节组件还包括连接于所述座体上的第一滑块，所述第一滑块具有与所述驱动件的驱动端相配合的第一斜面，在所述驱动端朝向所述座体横向进给时，所述第一滑块下移。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述调节组件还包括连接于所述驱动端且与所述第一滑块相配合的第二滑块，所述第二滑块具有与所述第一斜面相配合的第二斜面。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述调节组件还包括设于所述第一斜面与所述第二斜面之间的滚柱。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述驱动件为压电陶瓷。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述磨轮进给装置还包括连接件，所述连接件包括固定于所述座体外侧的第一固定环、位于第一固定环外周且与所述固定座相固定的第二固定环、连接于所述第一固定环与第二固定环之间的弹性件。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述调节组件连接于所述第一固定环与第二固定环之间；或者所述调节组件连接于所述第一固定环与所述固定座之间。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述磨轮进给装置还包括立柱、连接于所述立柱与所述固定座之间的第二驱动组件，所述第二驱动组件用以驱动所述固定座上下移动。

为实现上述发明目的，本发明还提供一种硅片减薄机，包括上述的磨轮进给装置。

本发明的有益效果是：本发明中的磨轮进给装置，其中的微调机构包括沿所述安装孔的周向间隔分布的至少三个调节组件，所述调节组件用以调节所述第一驱动组件与该调节组件对应的位置处的下移量，在硅片研磨时，可根据具体需求进行Z轴微量进给，提升减薄工艺的稳定性，提升产品良率，提高产品质量，进一步缩短减薄的工艺流程；同时，可以通过控制多个所述调节组件不同的下移量，实现磨轮在X轴与Y轴方向的高精度倾斜调整，能够实现控制对硅片中心和边缘不同的减薄厚度的调整，大大增加了减薄工艺的灵活性，提高硅片研磨的精度。

附图说明

图1是本发明第一实施方式中的磨轮进给装置的结构示意图；

图2是图1中地磨轮进给装置中的固定座与调节组件的分解图；

图3是图1所示的磨轮进给装置的另一角度的结构示意图；

图4是图3中A-A向的剖视图；

图5是本发明第二实施方式中的磨轮进给装置的结构示意图；

图6是图5中B-B向的剖视图；

图7是图6中的C处的放大图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述，请参照图1至图7所示，为本发明的较佳实施方式。显而易见地，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，根据这些实施方式所获得的其他的实施方式都属于本发明的保护范围内。

需要说明的是，本发明中的术语第一、第二等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应作广义理解，例如，连接可以是直接连接或者通过中间媒介间接连接，可以是固定连接也可以是活动连接或者可拆卸连接或者一体式连接。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。

请参图1-图4所示，为本发明第一实施方式中的磨轮进给装置10，所述磨轮进给装置10用以带动磨轮1下压，以对位于承载工件上的硅片进行磨削减薄。

所述磨轮进给装置10包括磨轮1、固定座2、连接于所述固定座2上且用以驱动所述磨轮1转动的第一驱动组件3、设于所述固定座2与所述第一驱动组件3之间以间接调节所述磨轮1的下移量的微调机构。

所述第一驱动组件3可采用现有的任何主轴，只要能够实现带动所述磨轮1转动即可。较优的，所述第一驱动组件3采用气浮主轴，以实现超精密磨削，所述气浮主轴的具体结构可沿用现有的气浮主轴的结构。同时，需要说明的是，本发明的说明书附图中并未详细示出第一驱动组件3内部的具体结构，所述第一驱动组件3内部的具体结构可沿用现有技术中的第一驱动组件3，于此，不再赘述。

具体地，所述第一驱动组件3包括座体31、设于所述座体31内的第一电机，所述磨轮1连接于所述第一电机的转轴32上，在所述第一电机驱动所述转轴32转动时，能够带动所述磨轮1转动，以对位于承载工件上的硅片进行磨削减薄。

所述固定座2具有沿上下方向贯穿设置的安装孔21，所述第一驱动组件3安装于所述安装孔21内，且所述第一驱动组件3与所述安装孔21之间具有间隙，即，所述座体31与所述安装孔21之间具有间隙。以给所述第一驱动组件3提供一定的水平移动空间。

所述微调机构包括沿所述安装孔21的周向间隔分布的至少三个调节组件4，每一所述调节组件4连接于所述固定座2与所述座体31之间，且所述调节组件4用以调节所述第一驱动组件3与该调节组件4对应的位置处的下移量。本发明中的磨轮进给装置10，在硅片研磨时，能够提升所述磨轮进给装置10的下移进给精度，控制多个所述调节组件4的下移量相同，即可根据具体需求进行Z轴微量进给，所述磨轮1的一次微量进给量能够小于100nm，提升减薄工艺的稳定性，提升产品良率，提高产品质量，进一步缩短减薄的工艺流程；同时，可以通过控制多个所述调节组件4不同的下移量，实现磨轮1在X轴与Y轴方向的高精度倾斜调整，能够实现控制对硅片中心和边缘不同的减薄厚度的调整，大大增加了减薄工艺的灵活性，提高硅片研磨的精度。

于一具体实施方式中，所述微调机构包括三个所述调节组件4，且三个所述调节组件4均匀分布于所述安装孔21的周向，通过三点定面的原理调节磨轮1的倾斜角度。当然，并不以此为限，于其他实施方式中，也可以设置四个或者更多个所述调节组件4来调节磨轮1的倾斜角度。

进一步地，本实施方式中，每一所述调节组件4包括驱动件41，所述驱动件41沿纵向进给，所述驱动件41的固定端411连接于所述固定座2上、驱动端412连接于所述座体31上。在所述驱动件41启动时，所述驱动件41的驱动端412沿上下方向移动，以直接驱动所述第一驱动组件3沿上下方向移动，间接带动所述磨轮1沿上下方向移动，实现所述磨轮1的微量进给。

可以理解的是，上述的纵向即指上下方向。

具体地，所述固定端411直接连接固定于所述固定座2的下侧面上，所述驱动端412向下突伸并连接于所述座体31上。所述驱动件41自所述固定座2的下侧与所述座体31相连接，能够避免所述座体31上与所述驱动件41相连接的结构与所述安装孔21相干涉影响所述座体31的下移量。

于一具体实施方式中，所述驱动件41为压电陶瓷，所述压电陶瓷设置为随着施加的电压的变化沿纵向伸缩形变，此时，所述固定端411、驱动端412即为所述压电陶瓷相对的两端，能够进一步提升所述磨轮进给装置10的下移进给精度，提升减薄工艺的稳定性，提高产品质量，更进一步缩短减薄工艺流程。当然，并不以此为限，所述驱动件41也可以设置为其他直线驱动结构，如滚柱丝杆与导轨副配合结构。

进一步地，所述磨轮进给装置10还包括连接所述固定座2与所述座体31的连接件5，所述连接件5包括固定于所述座体31外侧的第一固定环51、位于第一固定环51外周且与所述固定座2相固定的第二固定环52、连接于所述第一固定环51与第二固定环52之间的弹性件53。增强所述座体31与所述固定座2之间连接的稳定性，可知的是，在所述微调机构带动所述座体31微量进给时，所述弹性件53能够发生相应的形变，使所述座体31能够发生Z轴微量进给和/或在X轴与Y轴方向的倾斜。

具体地，所述第一固定环51与所述座体31之间，所述第二固定环52与所述固定座2之间均可通过螺钉相固定连接。当然，并不以此为限。

进一步地，所述弹性件53为环状弹性件，并连接所述第一固定环51的外周与第二固定环52的内周，以增强所述第一固定环51、第二固定环52之间相对移动的稳定性。

同时，本发明中并不限定所述弹性件53的具体结构形式，只要在所述微调机构带动所述座体31微量进给时，所述弹性件53能够发生相应的形变，且不会干涉所述座体31的移动即可。

更优地，所述弹性件53进一步设置为，在所述座体31复位时，所述弹性件53能复位。

在所述驱动件41沿纵向进给，且具有上述的连接件5的实施方式中，所述驱动件41的驱动端412可以设置为固定连接于所述第一固定环51上，以将所述驱动端412间接连接至所述座体31上，即，所述调节组件4连接于所述固定座2与所述第一固定环51之间，简化所述座体31的结构，同时简化所述驱动件41、连接件5、座体31之间的连接结构，并实现对所述座体31的驱动。当然，并不以此为限。

请参图5-图7所示，为本发明第二实施方式中的磨轮进给装置10a，该第二实施方式与第一实施方式的区别在于：所述驱动件41a沿横向进给，所述调节组件4a还包括连接于所述座体31上的第一滑块42，所述第一滑块42具有与所述驱动件41a的驱动端412a相配合的第一斜面421，沿所述座体31的径向向外所述第一斜面421的高度逐渐降低，在所述驱动端412a朝向所述座体31横向进给时，所述驱动端412a向所述第一斜面421更高的位置移动，则带动所述第一滑块42下移，带动所述座体31下移。即，将所述驱动件41a的横向运动转换为所述座体31的纵向移动。同时，能够通过驱动件41a在横向的运动，实现座体31在纵向的高精运动，进而进一步提升所述磨轮进给装置10a的下移进给精度。

可知的是，可以根据磨轮1一次微量进给量的需求调节所述第一斜面421的具体斜率。

进一步地，所述调节组件4a还包括连接于所述驱动端412a且与所述第一滑块42相配合的第二滑块43，所述第二滑块43具有与所述第一斜面421相配合的第二斜面431。在所述驱动端412a朝向所述座体31横向进给时，所述第二斜面431与第一斜面421相对移动，所述第一滑块42下移，带动所述座体31下移。

进一步地，所述调节组件4a还包括设于所述第一斜面421与所述第二斜面431之间的滚柱44，减小所述第一斜面421与第二斜面431之间的摩擦，更有利于所述第一斜面421与第二斜面431之间的相对运动。

具体地，所述第一滑块42设于所述第一固定环51上，所述驱动件41a的固定端411a固定连接于所述第二固定环52上，以将所述固定端411a间接连接至所述固定座2上，即，所述调节组件4a连接于所述第一固定环51与所述第二固定环52之间，使所述固定端411a与所述固定座2相对固定，所述第一滑块42与所述座体31相对固定。简化所述调节组件4a与固定座2、座体31之间的连接。

第二实施方式与第一实施方式除上述区别外，其他均相同，于此，不再赘述。

进一步地，请参图1所示，所述磨轮进给装置10、10a还包括立柱6、连接于所述立柱6与所述固定座2之间的第二驱动组件7，所述第二驱动组件7用以驱动所述固定座2上下移动。在硅片研磨的粗磨阶段，通过第二驱动组件7驱动固定座2下移，带动磨轮1下压对硅片进行粗磨，在硅片研磨的精磨阶段，通过微调机构根据具体需求使磨轮1进行Z轴微量进给，避免硅片出现微裂纹，同时，根据硅片的减薄状态，通过微调机构动态调整磨轮1的倾斜角度，实现对磨轮1的高精度倾斜调整，能够实现控制对硅片中心和边缘不同的减薄厚度的调整，大大增加了减薄工艺的灵活性，提高硅片研磨的精度。

具体地，所述第二驱动组件7包括固定于所述立柱6上的第二电机71、与所述第二电机71相连接且沿上下方向延伸的丝杆72、固定于所述固定座2上且与所述丝杆72螺纹配合的螺母73、设于所述固定座2上且位于所述丝杆72的相对两侧的导轨74、设于所述固定座2上与所述导轨74相配合的导块75。所述导轨74沿上下方向延伸。在所述第二电机71启动带动所述丝杆72转动时，所述导块75沿所述导轨74上下移动，以限制所述固定座2转动，使所述螺母73仅能相对所述丝杆72上下移动，带动所述固定座2上下移动。

进一步地，本发明还提供一种硅片减薄机，所述硅片减薄机包括上述的磨轮进给装置10、10a。

所述磨轮进给装置10、10a的结构如上所述，于此，不再赘述。

综上所述，本发明中的磨轮进给装置10、10a，其中的微调机构包括沿所述安装孔21的周向间隔分布的至少三个调节组件4、4a，所述调节组件4、4a用以调节所述第一驱动组件3与该调节组件4、4a对应的位置处的下移量，在硅片研磨时，可根据具体需求进行Z轴微量进给，提升减薄工艺的稳定性，提升产品良率，提高产品质量，进一步缩短减薄的工艺流程；同时，可以通过控制多个所述调节组件4、4a不同的下移量，实现磨轮1在X轴与Y轴方向的高精度倾斜调整，能够实现控制对硅片中心和边缘不同的减薄厚度的调整，大大增加了减薄工艺的灵活性，提高硅片研磨的精度。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种磨轮进给装置，其特征在于：包括：

磨轮；

固定座，所述固定座具有沿上下方向贯穿设置的安装孔；

第一驱动组件，所述第一驱动组件包括安装于所述安装孔内的座体、与所述座体转动连接的转轴，所述座体与所述安装孔之间具有间隙，所述磨轮连接于所述转轴上；

微调机构，所述微调机构包括沿所述安装孔的周向间隔分布的至少三个调节组件，每一所述调节组件连接于所述固定座与所述座体之间，且用以调节所述第一驱动组件与该调节组件对应的位置处的下移量。

2.如权利要求1所述的磨轮进给装置，其特征在于：所述调节组件包括驱动件，所述驱动件沿纵向进给，所述驱动件的固定端连接于所述固定座上、驱动端连接于所述座体上。

3.如权利要求1所述的磨轮进给装置，其特征在于：所述调节组件包括驱动件，所述驱动件沿横向进给，所述驱动件的固定端连接于所述固定座上；所述调节组件还包括连接于所述座体上的第一滑块，所述第一滑块具有与所述驱动件的驱动端相配合的第一斜面，在所述驱动端朝向所述座体横向进给时，所述第一滑块下移。

4.如权利要求3所述的磨轮进给装置，其特征在于：所述调节组件还包括连接于所述驱动端且与所述第一滑块相配合的第二滑块，所述第二滑块具有与所述第一斜面相配合的第二斜面。

5.如权利要求4所述的磨轮进给装置，其特征在于：所述调节组件还包括设于所述第一斜面与所述第二斜面之间的滚柱。

6.如权利要求2或3所述的磨轮进给装置，其特征在于：所述驱动件为压电陶瓷。

7.如权利要求1所述的磨轮进给装置，其特征在于：所述磨轮进给装置还包括连接件，所述连接件包括固定于所述座体外侧的第一固定环、位于第一固定环外周且与所述固定座相固定的第二固定环、连接于所述第一固定环与第二固定环之间的弹性件。

8.如权利要求7所述的磨轮进给装置，其特征在于：所述调节组件连接于所述第一固定环与第二固定环之间；或者所述调节组件连接于所述第一固定环与所述固定座之间。

9.如权利要求1所述的磨轮进给装置，其特征在于：所述磨轮进给装置还包括立柱、连接于所述立柱与所述固定座之间的第二驱动组件，所述第二驱动组件用以驱动所述固定座上下移动。

10.一种硅片减薄机，其特征在于：所述硅片减薄机包括权利要求1-9中任意一项所述的磨轮进给装置。

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