CN115106925A - 多工位式晶圆研磨机构 - Google Patents

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CN115106925A CN202210700396.5A CN202210700396A CN115106925A CN 115106925 A CN115106925 A CN 115106925A CN 202210700396 A CN202210700396 A CN 202210700396A CN 115106925 A CN115106925 A CN 115106925A
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Abstract

本发明公开了一种多工位式晶圆研磨机构，包括：转盘组件，其包括：转盘，所述转盘沿其转动方向依次设置有上下料工位、第一研磨工位及第二研磨工位；晶圆转移组件，其位于所述上下料工位，且所述晶圆转移组件设置于所述转盘的上方；第一研磨组件，其位于所述第一研磨工位，且所述第一研磨组件设置于所述转盘的上方；以及第二研磨组件，其位于所述第二研磨工位，且所述第二研磨组件设置于所述转盘的上方。根据本发明，其通过晶圆转移组件将晶圆上下料，通过第一研磨组件对晶圆初步研磨，通过第二研磨组件对晶圆进一步研磨，以实现晶圆转移‑研磨一体化进行，具有较好的晶圆研磨效果，同时无需人工操作，自动化程度高，提高了工作效率。

Description

多工位式晶圆研磨机构
技术领域
本发明涉及非标自动化领域。更具体地说，本发明涉及一种多工位式晶圆研磨机构。
背景技术
在非标自动化领域中，采用不同结构形式的研磨装置来实现工件的研磨是众所周知的。在研究和实现工件的研磨的过程中，发明人发现现有技术中的研磨装置至少存在如下问题：
现有的装置研磨精度较低，研磨效果较差，工作效率低下，同时，现有的装置还需人工辅助操作，作为一种周期性的工序，自动化程度低，进一步降低了工作效率。
有鉴于此，实有必要开发一种多工位式晶圆研磨机构，用以解决上述问题。
发明内容
针对现有技术中存在的不足之处，本发明的主要目的是，提供一种多工位式晶圆研磨机构，其通过晶圆转移组件将晶圆上下料，通过第一研磨组件对晶圆初步研磨，通过第二研磨组件对晶圆进一步研磨，以实现晶圆转移-研磨一体化进行，具有较好的晶圆研磨效果，同时无需人工操作，自动化程度高，提高了工作效率。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种多工位式晶圆研磨机构，包括：转盘组件，其包括：转盘，所述转盘沿其转动方向依次设置有上下料工位、第一研磨工位及第二研磨工位；
晶圆转移组件，其位于所述上下料工位，且所述晶圆转移组件设置于所述转盘的上方；
第一研磨组件，其位于所述第一研磨工位，且所述第一研磨组件设置于所述转盘的上方；以及
第二研磨组件，其位于所述第二研磨工位，且所述第二研磨组件设置于所述转盘的上方；
其中，所述晶圆转移组件将晶圆转移至所述上下料工位处，所述转盘带动晶圆沿第一方向转动，以使得所述依次经过第一研磨工位及第二研磨工位，所述第一研磨组件对晶圆初步研磨，所述第二研磨组件对晶圆进一步研磨，所述转盘在带动晶圆沿与所述第一方向相反的第二方向转动，以使得研磨后的回位至所述上下料工位处，所述晶圆转移组件将研磨后的晶圆转移下料。
优选的，所述第一研磨组件包括：第一驱动单元，其通过第一安装架安装于所述转盘的上方；以及
第一研磨头，其通过固定件与所述第一驱动单元传动连接；
其中，所述第一驱动单元驱动所述第一研磨头沿竖直方向往复运动，以使得所述第一研磨头可选择性的与所述第一研磨工位处的晶圆接触。
优选的，所述第一驱动单元包括：第一驱动器，其固定安装于所述第一安装架上；以及
第一传动件，其沿竖直方向布置，且所述第一传动件与所述第一驱动器的动力输出端传动连接，所述第一传动件的活动部与所述固定件传动连接；
在所述第一驱动器的作用下，所述第一研磨头沿竖直方向往复运动。
优选的，所述第一研磨组件还包括：至少两个导向件，其固定安装于所述第一安装架上，且所述导向件的活动部与所述固定件固定连接。
优选的，所述第二研磨组件包括：第二驱动单元，其通过第二安装架安装于所述转盘的上方；以及
第二研磨头，其通过第二固定件与所述第二驱动单元传动连接；
其中，所述第二驱动单元驱动所述第二研磨头沿竖直方向往复运动，以使得所述第二研磨头可选择性的与所述第一研磨工位处的晶圆接触。
优选的，所述第一研磨头与所述第二研磨头的研磨精度不同。
优选的，还包括：定位旋转单元，其设置有不少于3组，且每组所述定位旋转单元分别布置于转盘的上下料工位、第一研磨工位及第二研磨工位处，
所述定位旋转单元包括：旋转驱动器，其固定安装于所述转盘的下方；转动件，其与所述旋转驱动器的动力输出端传动连接；以及
承载件，其固定安装于所述转动件的上方；
所述承载件用于承载晶圆，在所述旋转驱动器的作用下，所述承载件沿一转动方向转动。
优选的，所述转动件内部开设有连通气路，所述承载件的顶部开设有吸附槽，所述连通气路的一端与所述吸附槽相连通，所述连通气路的另一端与外部的气源设备相连通；
在气源设备的作用下，所述连通气路、所述吸附槽之间呈负压环境。
优选的，所述晶圆转移组件包括：固定板；
上料驱动器，其固定安装于所述固定板上；以及
至少两组上料单元，其通过第一转接板与所述上料驱动器的动力输出端传动连接；
其中，所述上料单元包括：第一升降驱动器，其固定安装于所述第一转接板上；
第一吸头，其与所述第一升降驱动器的动力输出端传动连接。
优选的，所述晶圆转移组件还包括：下料转移驱动器，其固定安装于所述固定板上；以及
下料单元，其通过第二转接板与所述下料转移驱动器的动力输出端传动连接；
其中，所述下料单元包括：第二升降驱动器，其固定安装于所述第二转接板上；以及
第二吸头，其与所述第二升降驱动器的动力输出端传动连接。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：本发明中通过晶圆转移组件将晶圆上下料，通过第一研磨组件对晶圆初步研磨，通过第二研磨组件对晶圆进一步研磨，以实现晶圆转移-研磨一体化进行，具有较好的晶圆研磨效果，同时无需人工操作，自动化程度高，提高了工作效率。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制，其中：
图1为根据本发明一个实施方式提出的多工位式晶圆研磨机构的三维结构视图；
图2为根据本发明一个实施方式提出的多工位式晶圆研磨机构的俯视图；
图3为根据本发明一个实施方式提出的多工位式晶圆研磨机构中晶圆转移组件的三维结构视图；
图4为根据本发明一个实施方式提出的多工位式晶圆研磨机构中转盘组件及旋转定位单元的三维结构视图；
图5为根据本发明一个实施方式提出的多工位式晶圆研磨机构中转盘组件及旋转定位单元的另一视角的三维结构视图；
图6为根据本发明一个实施方式提出的多工位式晶圆研磨机构中转盘组件及旋转定位单元的剖视图；
图7为根据本发明一个实施方式提出的多工位式晶圆研磨机构中第一研磨组件的三维结构视图；
图8为根据本发明一个实施方式提出的多工位式晶圆研磨机构中第一研磨组件的剖视图；
图9为根据本发明一个实施方式提出的多工位式晶圆研磨机构中第二研磨组件的三维结构视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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。
在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词是相对于各附图中所示的构造进行定义的，特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化，所以，也不应当将这些或者其他的方位用于解释为限制性用语。
涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接的关系，除非以其他方式明确地说明。
根据本发明的一实施方式结合图1～9的示出，可以看出，多工位式晶圆研磨机构130，其包括：转盘组件131，其包括：转盘1311，所述转盘1311沿其转动方向依次设置有上下料工位、第一研磨工位及第二研磨工位；
晶圆转移组件132，其位于所述上下料工位，且所述晶圆转移组件132设置于所述转盘1311的上方；
第一研磨组件133，其位于所述第一研磨工位，且所述第一研磨组件133设置于所述转盘1311的上方；以及
第二研磨组件134，其位于所述第二研磨工位，且所述第二研磨组件134设置于所述转盘1311的上方；
其中，所述晶圆转移组件132将晶圆转移至所述上下料工位处，所述转盘1311带动晶圆沿第一方向转动，以使得所述依次经过第一研磨工位及第二研磨工位，所述第一研磨组件133对晶圆初步研磨，所述第二研磨组件134对晶圆进一步研磨，所述转盘1311在带动晶圆沿与所述第一方向相反的第二方向转动，以使得研磨后的回位至所述上下料工位处，所述晶圆转移组件132将研磨后的晶圆转移下料。
在本发明一优选的实施方式中，所述转盘组件131还包括：转动驱动器(图中未示)，其动力输出端与所述转盘1311传动连接，所述转动驱动器驱动所述转盘1311转动。
进一步，所述多工位式晶圆研磨机构130还包括：定位旋转单元135，其设置有不少于3组，且每组所述定位旋转单元135分别布置于转盘1311的上下料工位、第一研磨工位及第二研磨工位处，
所述定位旋转单元135包括：旋转驱动器1351，其固定安装于所述转盘1311的下方；
转动件1352，其与所述旋转驱动器1351的动力输出端传动连接；以及
承载件1353，其固定安装于所述转动件1352的上方；
所述承载件1353用于承载晶圆，在所述旋转驱动器1351的作用下，所述承载件1353沿一转动方向转动。
进一步，所述转动件1352内部开设有连通气路13521，所述承载件1353的顶部开设有吸附槽13531，所述连通气路13521的一端与所述吸附槽13531相连通，所述连通气路13521的另一端与外部的气源设备相连通；
在气源设备的作用下，所述连通气路13521、所述吸附槽13531之间呈负压环境。
具体的，所述晶圆转移组件132将晶圆转移至所述承载件1353上，在气源设备的作用下，所述连通气路13521、所述吸附槽13531之间呈负压环境，以将晶圆吸附固定，所述旋转驱动器1351通过所述转动件1352驱动所述承载件1353沿一转动方向转动，以同步带动晶圆转动；
当转盘1311带动待研磨的晶圆至第一研磨工位时，转动中的晶圆与所述第一研磨组件133相配合，以对晶圆进行初步研磨；
当转盘1311带动待研磨的晶圆至第二研磨工位时，转动中的晶圆与所述第二研磨组件134相配合，以对晶圆进行进一步研磨。
进一步，所述第一研磨组件133包括：第一驱动单元1332，其通过第一安装架1331安装于所述转盘1311的上方；以及
第一研磨头1333，其通过固定件1334与所述第一驱动单元1332传动连接；
其中，所述第一驱动单元1332驱动所述第一研磨头1333沿竖直方向往复运动，以使得所述第一研磨头1333可选择性的与所述第一研磨工位处的晶圆接触。
具体的，当待研磨的晶圆位于第一研磨工位时，所述第一驱动单元1332驱动所述第一研磨头1333沿竖直方向向下运动，以与位于第一研磨工位的转动中的晶圆接触，进而所述第一研磨头1333对晶圆进行研磨操作；
当晶圆初步研磨完毕后，所述第一驱动单元1332驱动所述第一研磨头1333沿竖直方向向上运动，以将所述第一研磨头1333与晶圆分离，所述转盘1311驱动晶圆至第二研磨工位。
进一步，所述第一驱动单元1332包括：第一驱动器13321，其固定安装于所述第一安装架1331上；以及
第一传动件13322，其沿竖直方向布置，且所述第一传动件13322与所述第一驱动器13321的动力输出端传动连接，所述第一传动件13322的活动部与所述固定件1334传动连接；
在所述第一驱动器13321的作用下，所述第一研磨头1333沿竖直方向往复运动。
具体的，当待研磨的晶圆位于第一研磨工位时，所述第一驱动器13321的驱动所述第一研磨头1333沿竖直方向向下运动，以与位于第一研磨工位的转动中的晶圆接触，进而所述第一研磨头1333对晶圆进行研磨操作；
当晶圆初步研磨完毕后，所述第一驱动器13321的驱动所述第一研磨头1333沿竖直方向向上运动，以将所述第一研磨头1333与晶圆分离
进一步，所述第一研磨组件133还包括：至少两个导向件1336，其固定安装于所述第一安装架1331上，且所述导向件1336的活动部与所述固定件1334固定连接。
在本发明一优选的实施方式中，所述第一研磨组件133还包括：围挡1335，其布置于所述第一研磨头1333的周向区域。
进一步，所述第二研磨组件134包括：第二驱动单元1342，其通过第二安装架1341安装于所述转盘1311的上方；以及
第二研磨头1343，其通过第二固定件1344与所述第二驱动单元1342传动连接；
其中，所述第二驱动单元1342驱动所述第二研磨头1343沿竖直方向往复运动，以使得所述第二研磨头1343可选择性的与所述第一研磨工位处的晶圆接触。
具体的，当待研磨的晶圆位于第二研磨工位时，所述第二驱动单元1342驱动所述第二研磨头1343沿竖直方向向下运动，以与位于第二研磨工位的转动中的晶圆接触，进而所述第二研磨头1343对晶圆进行研磨操作；
当晶圆初步研磨完毕后，所述第二驱动单元1342驱动所述第二研磨头1343沿竖直方向向上运动，以将所述第二研磨头1343与晶圆分离，所述转盘1311驱动研磨完毕后晶圆回位至上下料工位。
在本发明一优选的实施方式中，所述第二研磨组件134的具体细节结构与所述第一研磨组件133的相同。
进一步，所述第一研磨头1333与所述第二研磨头1343的研磨精度不同。
在本发明一优选的实施方式中，所述第二研磨头1343的研磨精度大于所述第一研磨头1333的研磨精度。
进一步，所述晶圆转移组件132包括：固定板1321；
上料驱动器1322，其固定安装于所述固定板1321上；以及
至少两组上料单元1323，其通过第一转接板1326与所述上料驱动器1322的动力输出端传动连接；
其中，所述上料单元1323包括：第一升降驱动器13231，其固定安装于所述第一转接板1326上；
第一吸头13232，其与所述第一升降驱动器13231的动力输出端传动连接。
具体的，所述上料驱动器1322沿其驱动方向依次设置有第一上料工位及第二下料工位，所述第一下料工位与所述转盘1311的上下料工位相对接；
所述上料驱动器1322驱动所述第一吸头13232至所述第一上料工位处吸取待研磨的晶圆并转移至所述第二下料工位，所述第一升降驱动器13231驱动待研磨的晶圆沿竖直方向向下活动，以将待研磨的晶圆放置于所述上下料工位的承载件1353上。
进一步，所述晶圆转移组件132还包括：下料转移驱动器1324，其固定安装于所述固定板1321上；以及
下料单元1325，其通过第二转接板1327与所述下料转移驱动器1324的动力输出端传动连接；
其中，所述下料单元1325包括：第二升降驱动器13251，其固定安装于所述第二转接板1327上；以及
第二吸头13252，其与所述第二升降驱动器13251的动力输出端传动连接。
具体的，所述下料转移驱动器1324沿其驱动方向依次设置有第二上料工位及第二下料工位，所述第二上料工位与所述转盘1311的上下料工位相对接；
晶圆经过所述第一研磨头1333与所述第二研磨头1343研磨完毕后，所述转动驱动器驱动所述转盘1311沿第二方向转动，以使得研磨完毕后的晶圆回位至所述转盘1311的上下料工位处，所述下料转移驱动器1324控制所述第二吸头13252至所述第二上料工位处，所述第二升降驱动器13251控制所述第二吸头13252沿竖直方向向下活动，以将所述上下料工位处的研磨完毕的晶圆吸取，所述下料转移驱动器1324控制第二吸头13252及研磨完毕的晶圆转移至第二下料工位处以进行下料。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种多工位式晶圆研磨机构，其特征在于，包括：
转盘组件(131)，其包括：转盘(1311)，所述转盘(1311)沿其转动方向依次设置有上下料工位、第一研磨工位及第二研磨工位；
晶圆转移组件(132)，其位于所述上下料工位，且所述晶圆转移组件(132)设置于所述转盘(1311)的上方；
第一研磨组件(133)，其位于所述第一研磨工位，且所述第一研磨组件(133)设置于所述转盘(1311)的上方；以及
第二研磨组件(134)，其位于所述第二研磨工位，且所述第二研磨组件(134)设置于所述转盘(1311)的上方；
其中，所述晶圆转移组件(132)将晶圆转移至所述上下料工位处，所述转盘(1311)带动晶圆沿第一方向转动，以使得所述依次经过第一研磨工位及第二研磨工位，所述第一研磨组件(133)对晶圆初步研磨，所述第二研磨组件(134)对晶圆进一步研磨，所述转盘(1311)在带动晶圆沿与所述第一方向相反的第二方向转动，以使得研磨后的回位至所述上下料工位处，所述晶圆转移组件(132)将研磨后的晶圆转移下料。
2.如权利要求1所述的多工位式晶圆研磨机构，其特征在于，所述第一研磨组件(133)包括：第一驱动单元(1332)，其通过第一安装架(1331)安装于所述转盘(1311)的上方；以及
第一研磨头(1333)，其通过固定件(1334)与所述第一驱动单元(1332)传动连接；
其中，所述第一驱动单元(1332)驱动所述第一研磨头(1333)沿竖直方向往复运动，以使得所述第一研磨头(1333)可选择性的与所述第一研磨工位处的晶圆接触。
3.如权利要求2所述的多工位式晶圆研磨机构，其特征在于，所述第一驱动单元(1332)包括：第一驱动器(13321)，其固定安装于所述第一安装架(1331)上；以及
第一传动件(13322)，其沿竖直方向布置，且所述第一传动件(13322)与所述第一驱动器(13321)的动力输出端传动连接，所述第一传动件(13322)的活动部与所述固定件(1334)传动连接；
在所述第一驱动器(13321)的作用下，所述第一研磨头(1333)沿竖直方向往复运动。
4.如权利要求2所述的多工位式晶圆研磨机构，其特征在于，所述第一研磨组件(133)还包括：至少两个导向件(1336)，其固定安装于所述第一安装架(1331)上，且所述导向件(1336)的活动部与所述固定件(1334)固定连接。
5.如权利要求2所述的多工位式晶圆研磨机构，其特征在于，所述第二研磨组件(134)包括：第二驱动单元(1342)，其通过第二安装架(1341)安装于所述转盘(1311)的上方；以及
第二研磨头(1343)，其通过第二固定件(1344)与所述第二驱动单元(1342)传动连接；
其中，所述第二驱动单元(1342)驱动所述第二研磨头(1343)沿竖直方向往复运动，以使得所述第二研磨头(1343)可选择性的与所述第一研磨工位处的晶圆接触。
6.如权利要求5所述的多工位式晶圆研磨机构，其特征在于，所述第一研磨头(1333)与所述第二研磨头(1343)的研磨精度不同。
7.如权利要求1所述的多工位式晶圆研磨机构，其特征在于，还包括：定位旋转单元(135)，其设置有不少于3组，且每组所述定位旋转单元(135)分别布置于转盘(1311)的上下料工位、第一研磨工位及第二研磨工位处，
所述定位旋转单元(135)包括：旋转驱动器(1351)，其固定安装于所述转盘(1311)的下方；
转动件(1352)，其与所述旋转驱动器(1351)的动力输出端传动连接；以及
承载件(1353)，其固定安装于所述转动件(1352)的上方；
所述承载件(1353)用于承载晶圆，在所述旋转驱动器(1351)的作用下，所述承载件(1353)沿一转动方向转动。
8.如权利要求7所述的多工位式晶圆研磨机构，其特征在于，所述转动件(1352)内部开设有连通气路(13521)，所述承载件(1353)的顶部开设有吸附槽(13531)，所述连通气路(13521)的一端与所述吸附槽(13531)相连通，所述连通气路(13521)的另一端与外部的气源设备相连通；
在气源设备的作用下，所述连通气路(13521)、所述吸附槽(13531)之间呈负压环境。
9.如权利要求1所述的多工位式晶圆研磨机构，其特征在于，所述晶圆转移组件(132)包括：固定板(1321)；
上料驱动器(1322)，其固定安装于所述固定板(1321)上；以及
至少两组上料单元(1323)，其通过第一转接板(1326)与所述上料驱动器(1322)的动力输出端传动连接；
其中，所述上料单元(1323)包括：第一升降驱动器(13231)，其固定安装于所述第一转接板(1326)上；
第一吸头(13232)，其与所述第一升降驱动器(13231)的动力输出端传动连接。
10.如权利要求1所述的多工位式晶圆研磨机构，其特征在于，所述晶圆转移组件(132)还包括：下料转移驱动器(1324)，其固定安装于所述固定板(1321)上；以及
下料单元(1325)，其通过第二转接板(1327)与所述下料转移驱动器(1324)的动力输出端传动连接；
其中，所述下料单元(1325)包括：第二升降驱动器(13251)，其固定安装于所述第二转接板(1327)上；以及
第二吸头(13252)，其与所述第二升降驱动器(13251)的动力输出端传动连接。
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