CN115284164A - 一种晶圆硅片机械减薄装置 - Google Patents

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沈桂英
赵有文
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Abstract

本发明涉及晶圆硅片加工技术领域，具体涉及一种晶圆硅片机械减薄装置。提供一种便于调整晶圆硅片减薄的位置，且可防止晶圆硅片产生翘曲的晶圆硅片机械减薄装置。一种晶圆硅片机械减薄装置，包括有固定机构和限位机构，操作架上部设有用于对晶圆硅片进行固定的固定机构，操作架左部设有用于对第一滑动架进行限位的限位机构，底座内部设有用于夹取晶圆硅片的取料机构。通过两个不同高度的研磨轮分别与晶圆硅片的内圈和外圈研磨，进而使晶圆硅片外圈经研磨后会形成一圈太鼓环，能够防止晶圆硅片在减薄的过程中发生翘曲的情况；通过控制操作架转动能够调整对晶圆硅片减薄的位置时，进而使研磨轮达到对晶圆硅片精准减薄的效果。

Description

一种晶圆硅片机械减薄装置
技术领域
本发明涉及晶圆硅片加工技术领域，具体涉及一种晶圆硅片机械减薄装置。
背景技术
单晶硅片是由纯度极高的单晶硅制成，单晶硅圆片也称为晶圆，是生产集成电路所用的载体，为了改善芯片散热效果，需要通过研磨的方式对晶片进行减薄。
专利授权公告号为CN207495157U的专利，公布了一种半导体晶圆减薄装置，包括减薄装置，所述减薄装置下侧设置有机组箱，在机组箱上表面固定安装有升降台，所述升降台上侧设置有固定板，在固定板上表面固定安装有吸附平台，所述机组箱两侧设置有左撑杆和右撑杆，所述机组箱和所述控制柜通过右撑杆固定连接，所述左撑杆和所述右撑杆顶部固定安装有横梁，在横梁中部设置有固定块，所述固定块内部设置有液压轴，在液压轴下端固定安装有转轴板。该专利通过粗磨轮、细磨轮和精磨轮虽然可对晶圆硅片进行减薄，但是并不便于调整晶圆硅片减薄的位置，且粗磨轮、细磨轮和精磨轮在对晶圆硅片进行减薄的过程中，并不便于对晶圆硅片内圈和外圈进行研磨，可能会发生翘曲的情况，进而影响晶圆硅片的研磨质量。
因此需设计一种便于调整晶圆硅片减薄的位置，且可避免晶圆硅片产生翘曲的晶圆硅片机械减薄装置。
发明内容
为了克服现有技术并不便于调整晶圆硅片减薄的位置，且并不便于对晶圆硅片内圈和外圈进行研磨，可能会发生翘曲的缺点，本发明的目的是提供一种便于调整晶圆硅片减薄的位置，且可防止晶圆硅片产生翘曲的晶圆硅片机械减薄装置。
技术方案为：一种晶圆硅片机械减薄装置，包括有底座、第一滑轨、操作架、导向杆、第一滑动架、弹性件、研磨轮和电机，底座上连接有第一滑轨，第一滑轨上滑动式连接有操作架，底座上间隔连接有三根导向杆，导向杆位于第一滑轨的一侧，导向杆之间滑动式连接有第一滑动架，导向杆上套设有弹性件，弹性件一端与第一滑动架连接，弹性件另一端与底座相连接，第一滑动架下部连接有两个用于对晶圆硅片进行减薄的研磨轮，底座上连接有电机，电机位于第一滑轨的一侧，电机的输出轴与操作架相连接，还包括有固定机构和限位机构，操作架上部设有用于对晶圆硅片进行固定的固定机构，操作架左部设有用于对第一滑动架进行限位的限位机构。
作为上述方案的改进，固定机构包括有固定架、活塞桶、吸盘、活塞杆和连接环，操作架上间隔连接有至少两个固定架，固定架上连接有活塞桶，活塞桶上部与操作架之间连接有吸盘，吸盘用于对晶圆硅片进行固定，活塞桶下部滑动式连接有活塞杆，活塞杆下部之间连接有连接环。
作为上述方案的改进，限位机构包括有固定块和限位杆，操作架上连接有至少两个固定块，固定块位于固定架的一侧，两个固定块上均连接有用于对第一滑动架进行限位的限位杆，第一滑动架移动能够与限位杆接触。
作为上述方案的改进，还包括有用于夹取晶圆硅片的取料机构，取料机构包括有第二滑轨、第二滑动架、转轴、夹板、第一扭力弹簧和橡胶块，底座上连接有至少两个第二滑轨，第二滑轨位于电机的一侧，第二滑轨之间滑动式连接有第二滑动架，第二滑动架上连接有转轴，转轴上转动式连接有至少两个用于对晶圆硅片进行夹取的夹板，转轴上套设有第一扭力弹簧，第一扭力弹簧两端分别与相近的夹板相连接，两个夹板相互靠近的一侧均连接有橡胶块，两个橡胶块配合用于对晶圆硅片进行夹取。
作为上述方案的改进，还包括有用于向上移动活塞杆的打开机构，打开机构包括有连接板和第一接触架，第二滑动架上连接有至少两个连接板，连接板上连接有第一接触架，第一接触架移动能够与连接环接触，使连接环带动活塞杆移动。
作为上述方案的改进，还包括有用于阻挡碎屑飞溅的防护机构，防护机构包括有保护壳和透气板，底座上连接有用于阻挡碎屑飞溅的保护壳，保护壳位于导向杆的一侧，保护壳上间隔嵌入有透气板。
作为上述方案的改进，还包括有用于自动打开夹板的夹紧机构，夹紧机构包括有第一连接架、第二连接架和第二接触架，保护壳上连接有第一连接架，第一连接架位于透气板的一侧，底座上连接有第二连接架，第二连接架位于保护壳的一侧，第一连接架上转动式连接有第二接触架，第二连接架上也转动式连接有第二接触架，夹板移动能够与第二接触架接触。
作为上述方案的改进，还包括有第二扭力弹簧，第二接触架上套设有至少两个第二扭力弹簧，一侧的第二扭力弹簧两端分别与相近的第二接触架和第一连接架相连接，另一侧的第二扭力弹簧两端分别与相近的第二接触架和第二连接架相连接。
1、通过两个不同高度的研磨轮分别与晶圆硅片的内圈和外圈研磨，进而使晶圆硅片外圈经研磨后会形成一圈太鼓环，能够防止晶圆硅片在减薄的过程中发生翘曲的情况；通过控制操作架转动能够调整对晶圆硅片减薄的位置时，进而使研磨轮达到对晶圆硅片精准减薄的效果。
2、通过限位杆对第一滑动架进行限位，能够防止对晶圆硅片减薄过多，在实际生产过程中，可对限位杆的高度进行调整，进而方便对晶圆硅片减薄不同厚度；通过启动电机，能够使晶圆硅片进行转动，进而方便研磨轮对晶圆硅片进行研磨，从而达到减薄的效果。
3、通过夹板与第二接触架配合，能够达到自动撑开夹板的目的；通过第一接触架与连接环接触，能够使连接环自动向上移动，进而方便橡胶块对减薄完成的晶圆硅片进行夹取，能够减小对晶圆硅片造成损坏。
4、保护壳可阻挡研磨轮研磨出的晶圆硅片碎屑飞溅，从而提高工作人员使用本装置的安全性，通过透气板，方便对研磨轮对晶圆硅片在减薄过程中产生的异味排出。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图。
图2为本发明的第一种部分立体结构示意图。
图3为本发明的第二种部分立体结构示意图。
图4为本发明固定机构的立体结构示意图。
图5为本发明限位机构的立体结构示意图。
图6为本发明取料机构的第一种部分立体结构示意图。
图7为本发明取料机构的第二种部分立体结构示意图。
图8为本发明取料机构的第三种部分立体结构示意图。
图9为本发明打开机构的立体结构示意图。
图10为本发明防护机构的立体结构示意图。
图11为本发明夹紧机构的第一种部分立体结构示意图。
图12为本发明夹紧机构的第二种部分立体结构示意图。
图中标号名称：1、底座，2、第一滑轨，3、操作架，4、导向杆，5、第一滑动架，6、弹性件，7、研磨轮，8、电机，9、固定机构，91、固定架，92、活塞桶，93、吸盘，94、活塞杆，95、连接环，10、限位机构，101、固定块，102、限位杆，11、取料机构，111、第二滑轨，112、第二滑动架，113、转轴，114、夹板，115、第一扭力弹簧，116、橡胶块，12、打开机构，121、连接板，122、第一接触架，13、防护机构，131、保护壳，132、透气板，14、夹紧机构，141、第一连接架，142、第二连接架，143、第二接触架，144、第二扭力弹簧。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本申请而不限于限制本申请的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
实施例1
如图1-5所示，一种晶圆硅片机械减薄装置，包括有底座1、第一滑轨2、操作架3、导向杆4、第一滑动架5、弹性件6、研磨轮7、电机8、固定机构9和限位机构10，底座1内底部左侧通过螺栓固接有第一滑轨2，第一滑轨2上滑动式连接有操作架3，底座1内底部左侧均匀间隔焊接有三根导向杆4，导向杆4位于第一滑轨2的外侧，三根导向杆4之间滑动式连接有第一滑动架5，三根导向杆4上均套设有弹性件6，弹性件6为压缩弹簧，弹性件6一端与第一滑动架5连接，弹性件6另一端与底座1相连接，第一滑动架5下部连接有两个用于对晶圆硅片进行减薄的研磨轮7，右侧的研磨轮7低于左侧的研磨轮7，底座1内底部左侧通过螺栓固接有电机8，电机8位于第一滑轨2的内侧，电机8的输出轴与操作架3相连接，操作架3上部设有固定机构9，操作架3左部设有限位机构10。
如图1和图4所示，固定机构9包括有固定架91、活塞桶92、吸盘93、活塞杆94和连接环95，操作架3上部均匀间隔通过螺栓固接有三个固定架91，三个固定架91上均连接有活塞桶92，三个活塞桶92上部与操作架3之间均连接有吸盘93，吸盘93用于对晶圆硅片进行固定，三个活塞桶92下部均滑动式连接有活塞杆94，三根活塞杆94下部之间通过螺栓固接有连接环95。
如图1和图5所示，限位机构10包括有固定块101和限位杆102，操作架3上部左侧焊接有两个固定块101，两个固定块101上均通过螺栓固接有用于对第一滑动架5进行限位的限位杆102，第一滑动架5向下移动能够与限位杆102接触。
当需要使用本装置时，可将晶圆硅片放置在操作架3上，然后再使用连接环95向下拉动活塞杆94，进而使吸盘93受大气压强的作用对晶圆硅片进行吸附，从而达到对晶圆硅片进行固定的效果，随后再启动电机8，使得电机8的输出轴带动操作架3在第一滑轨2上进行转动，在操作架3转动的同时，可向下按压第一滑动架5，使第一滑动架5带动研磨轮7向下移动，进而使弹性件6被压缩，因右侧的研磨轮7低于左侧的研磨轮7，所以在研磨轮7向下移动的同时，右侧的研磨轮7先对晶圆硅片内圈进行研磨，从而达到减薄的效果，当左侧的研磨轮7与晶圆硅片接触时，即可对晶圆硅片外圈进行减薄，晶圆硅片外圈经研磨后会形成一圈太鼓环，如此，通过两个不同高度的研磨轮7分别与晶圆硅片的内圈和外圈研磨，能够防止晶圆硅片在减薄的过程中发生翘曲的情况，当第一滑动架5与限位杆102接触时，即表示晶圆硅片已经减薄到预定薄度，随后即可松开第一滑动架5，在弹性件6的作用下带动第一滑动架5和研磨轮7向上移动复位，然后再关闭电机8，使得电机8停止运行，当需要调整对晶圆硅片减薄的位置时，可通过电机8自动控制操作架3和晶圆硅片在限定位置进行转动，进而方便研磨轮7对晶圆硅片进行精准减薄，当需要取出减薄完成的晶圆硅片时，可使用连接环95向上推动活塞杆94，进而使吸盘93受大气压强的作用不再对晶圆硅片进行固定，随后即可将晶圆硅片取出，如此，通过启动电机8，能够使晶圆硅片进行转动，进而方便研磨轮7对晶圆硅片进行减薄；通过两个不同高度的研磨轮7配合，可防止晶圆硅片在减薄的过程中翘曲；通过限位杆102对第一滑动架5进行限位，能够防止对晶圆硅片减薄过多，在实际生产过程中，可对限位杆102的高度进行调整，进而方便对晶圆硅片减薄不同厚度；通过控制操作架3转动能够调整对晶圆硅片减薄的位置时，进而使研磨轮7达到对晶圆硅片精准减薄的效果。
实施例2
如图1、图6、图7和图8所示，在实施例1的基础之上，还包括有取料机构11，取料机构11包括有第二滑轨111、第二滑动架112、转轴113、夹板114、第一扭力弹簧115和橡胶块116，底座1内底部右侧通过螺栓固接有两个第二滑轨111，两个第二滑轨111之间滑动式连接有第二滑动架112，第二滑动架112上部连接有转轴113，转轴113上转动式连接有两个用于对晶圆硅片进行夹取的夹板114，转轴113上套设有第一扭力弹簧115，第一扭力弹簧115两端分别与相近的夹板114相连接，两个夹板114左部相互靠近的一侧均通过粘接有橡胶块116，两个橡胶块116配合用于对晶圆硅片进行夹取。
如图1和图9所示，还包括有打开机构12，打开机构12包括有连接板121和第一接触架122，第二滑动架112下部前后两侧均焊接有连接板121，两个连接板121上均通过螺栓固接有第一接触架122，第一接触架122向左移动能够与连接环95接触，使连接环95带动活塞杆94向上移动。
如图1、图11和图12所示，还包括有夹紧机构14，夹紧机构14包括有第一连接架141、第二连接架142、第二接触架143和第二扭力弹簧144，保护壳131顶部右侧通过螺栓固接有第一连接架141，底座1右侧通过螺栓固接有第二连接架142，第一连接架141下部转动式连接有第二接触架143，第二连接架142上部也转动式连接有第二接触架143，夹板114移动能够与第二接触架143接触，两个第二接触架143前后两侧均套设有第二扭力弹簧144，上侧的第二扭力弹簧144两端分别与相近的第二接触架143和第一连接架141相连接，下侧的第二扭力弹簧144两端分别与相近的第二接触架143和第二连接架142相连接。
当需要取出减薄完成的晶圆硅片时，可在第二滑轨111上向左推动第二滑动架112和夹板114，在夹板114向左移动的同时与第二接触架143接触，因两个第二接触架143分别受第一连接架141和第二连接架142的阻挡不可向左进行转动，所以当夹板114此时与第二接触架143接触时，两个夹板114向外转动，进而使第一扭力弹簧115发生形变，在夹板114与第二接触架143分离的同时，夹板114也到达了减薄完成的晶圆硅片右方，而后在第一扭力弹簧115的作用下带动两个夹板114向内转动，当两个夹板114向内转动后，可通过橡胶块116对减薄完成的晶圆硅片进行夹取，在第二滑动架112向左移动的同时带动连接板121和第一接触架122移动，因此时吸盘93正在对晶圆硅片进行固定，所以连接环95处于下方，在第一接触架122移动的同时能够与连接环95接触，使连接环95自动向上移动，当连接环95向上移动后，吸盘93受大气压强的作用不再对晶圆硅片进行固定，然后再向右拉动第二滑动架112和夹板114复位，在夹板114向右移动的同时再次与第二接触架143接触，使得第二接触架143向右进行转动，进而使第二扭力弹簧144发生形变，当夹板114与第二接触架143分离后，在第二扭力弹簧144的作用下带动第二接触架143向左转动复位，然后再向外转动两个夹板114，使第一扭力弹簧115发生形变，随后即可将晶圆硅片取出，然后再松开两个夹板114，在第一扭力弹簧115的作用下带动两个夹板114向内转动复位，如此，通过夹板114与第二接触架143配合，能够达到自动撑开夹板114的目的；通过第一接触架122与连接环95接触，能够使连接环95自动向上移动，进而方便橡胶块116对减薄完成的晶圆硅片进行夹取，能够减小对晶圆硅片造成损坏。
如图1和图10所示，还包括有防护机构13，防护机构13包括有保护壳131和透气板132，底座1顶部右侧通过螺栓固接有用于阻挡碎屑飞溅的保护壳131，保护壳131位于导向杆4的外侧，保护壳131上间隔嵌入有透气板132。
在对晶圆硅片进行减薄的过程中，通过保护壳131可阻挡研磨轮7研磨出的晶圆硅片碎屑飞溅，从而提高工作人员使用本装置的安全性，通过透气板132，方便对研磨轮7对晶圆硅片在减薄过程中产生的异味排出。
以上所述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 (8)

1.一种晶圆硅片机械减薄装置，包括有底座（1）、第一滑轨（2）、操作架（3）、导向杆（4）、第一滑动架（5）、弹性件（6）、研磨轮（7）和电机（8），底座（1）上连接有第一滑轨（2），第一滑轨（2）上滑动式连接有操作架（3），底座（1）上间隔连接有三根导向杆（4），导向杆（4）位于第一滑轨（2）的一侧，导向杆（4）之间滑动式连接有第一滑动架（5），导向杆（4）上套设有弹性件（6），弹性件（6）一端与第一滑动架（5）连接，弹性件（6）另一端与底座（1）相连接，第一滑动架（5）下部连接有两个用于对晶圆硅片进行减薄的研磨轮（7），底座（1）上连接有电机（8），电机（8）位于第一滑轨（2）的一侧，电机（8）的输出轴与操作架（3）相连接，其特征是，还包括有固定机构（9）和限位机构（10），操作架（3）上部设有用于对晶圆硅片进行固定的固定机构（9），操作架（3）左部设有用于对第一滑动架（5）进行限位的限位机构（10）。
2.如权利要求1所述的一种晶圆硅片机械减薄装置，其特征是，固定机构（9）包括有固定架（91）、活塞桶（92）、吸盘（93）、活塞杆（94）和连接环（95），操作架（3）上间隔连接有至少两个固定架（91），固定架（91）上连接有活塞桶（92），活塞桶（92）上部与操作架（3）之间连接有吸盘（93），吸盘（93）用于对晶圆硅片进行固定，活塞桶（92）下部滑动式连接有活塞杆（94），活塞杆（94）下部之间连接有连接环（95）。
3.如权利要求2所述的一种晶圆硅片机械减薄装置，其特征是，限位机构（10）包括有固定块（101）和限位杆（102），操作架（3）上连接有至少两个固定块（101），固定块（101）位于固定架（91）的一侧，两个固定块（101）上均连接有用于对第一滑动架（5）进行限位的限位杆（102），第一滑动架（5）移动能够与限位杆（102）接触。
4.如权利要求3所述的一种晶圆硅片机械减薄装置，其特征是，还包括有用于夹取晶圆硅片的取料机构（11），取料机构（11）包括有第二滑轨（111）、第二滑动架（112）、转轴（113）、夹板（114）、第一扭力弹簧（115）和橡胶块（116），底座（1）上连接有至少两个第二滑轨（111），第二滑轨（111）位于电机（8）的一侧，第二滑轨（111）之间滑动式连接有第二滑动架（112），第二滑动架（112）上连接有转轴（113），转轴（113）上转动式连接有至少两个用于对晶圆硅片进行夹取的夹板（114），转轴（113）上套设有第一扭力弹簧（115），第一扭力弹簧（115）两端分别与相近的夹板（114）相连接，两个夹板（114）相互靠近的一侧均连接有橡胶块（116），两个橡胶块（116）配合用于对晶圆硅片进行夹取。
5.如权利要求4所述的一种晶圆硅片机械减薄装置，其特征是，还包括有用于向上移动活塞杆（94）的打开机构（12），打开机构（12）包括有连接板（121）和第一接触架（122），第二滑动架（112）上连接有至少两个连接板（121），连接板（121）上连接有第一接触架（122），第一接触架（122）移动能够与连接环（95）接触，使连接环（95）带动活塞杆（94）移动。
6.如权利要求5所述的一种晶圆硅片机械减薄装置，其特征是，还包括有用于阻挡碎屑飞溅的防护机构（13），防护机构（13）包括有保护壳（131）和透气板（132），底座（1）上连接有用于阻挡碎屑飞溅的保护壳（131），保护壳（131）位于导向杆（4）的一侧，保护壳（131）上间隔嵌入有透气板（132）。
7.如权利要求6所述的一种晶圆硅片机械减薄装置，其特征是，还包括有用于自动打开夹板（114）的夹紧机构（14），夹紧机构（14）包括有第一连接架（141）、第二连接架（142）和第二接触架（143），保护壳（131）上连接有第一连接架（141），第一连接架（141）位于透气板（132）的一侧，底座（1）上连接有第二连接架（142），第二连接架（142）位于保护壳（131）的一侧，第一连接架（141）上转动式连接有第二接触架（143），第二连接架（142）上也转动式连接有第二接触架（143），夹板（114）移动能够与第二接触架（143）接触。
8.如权利要求7所述的一种晶圆硅片机械减薄装置，其特征是，还包括有第二扭力弹簧（144），第二接触架（143）上套设有至少两个第二扭力弹簧（144），一侧的第二扭力弹簧（144）两端分别与相近的第二接触架（143）和第一连接架（141）相连接，另一侧的第二扭力弹簧（144）两端分别与相近的第二接触架（143）和第二连接架（142）相连接。
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