CN213439061U - 一种压力可调的半导体材料研磨夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压力可调的半导体材料研磨夹具，包括夹具外围、夹具内轴、吸附面、气缸缸体、活塞、第一进气管路、第一调压阀和第二进气管路，所述夹具内轴轴向滑动设置在夹具外围内，所述夹具内轴的下端连接所述吸附面，所述夹具内轴的上端连接所述活塞的活塞杆，所述气缸缸体与所述夹具外围固定连接，所述活塞设置于所述气缸缸体内并将所述气缸缸体的内腔分隔为上腔体和下腔体，所述第一调压阀设置于所述第一进气管路，所述第一进气管路连接于压力气源和所述上腔体之间，所述第二进气管路连接所述下腔体。本实用新型可方便地实时调节施加于待研磨材料的压力，压力重复性在+/‑2.5％。

Description

一种压力可调的半导体材料研磨夹具

技术领域

本实用新型涉及一种研磨夹具，特别是涉及一种压力可调的半导体材料研磨夹具。

背景技术

在半导体晶圆或材料的处理过程中，需要对晶圆或材料进行减薄和抛光处理。减薄是对其厚度做减法，去除掉一定厚度的材料，使晶圆或材料变薄，以方便散热或后续的加工处理(如抛光，划裂，外延，封装等)。抛光的过程是对研磨产生的表面损伤层进行处理，提高表面光洁度，达到合符要求的表面质量(粗糙度，洁净度，损伤层厚度)等。现有的半导体减薄加工工艺，主要采用的是垂直进给的磨削式减薄和采用磨料的水平研磨式减薄。

在减薄和抛光过程中，夹具夹持晶圆或材料在研磨抛光机上进行精密加工。加工的同时夹具需要施加一定的压力在晶圆或材料背面，以确保晶圆或材料被正确的加工。当前的精密研磨抛光夹具通常是在材料上方直接加一定重量的负载块或者通过机械旋钮调节下压力等，这些加压方式都比较粗糙，压力重复性不佳，操作上有随意性，也不方便，不利于标准化的生产。

实用新型内容

针对上述现有技术缺陷，本实用新型的任务在于提供一种压力可调的半导体材料研磨夹具，便于研磨加工过程中压力调整保证晶圆加工的一致性。

本实用新型技术方案如下：一种压力可调的半导体材料研磨夹具，包括夹具外围、夹具内轴、吸附面、气缸缸体、活塞、第一进气管路、第一调压阀和第二进气管路，所述夹具内轴轴向滑动设置在夹具外围内，所述夹具内轴的下端连接所述吸附面，所述夹具内轴的上端连接所述活塞的活塞杆，所述气缸缸体与所述夹具外围固定连接，所述活塞设置于所述气缸缸体内并将所述气缸缸体的内腔分隔为上腔体和下腔体，所述第一调压阀设置于所述第一进气管路，所述第一进气管路连接于压力气源和所述上腔体之间，所述第二进气管路连接所述下腔体。

进一步地，包括第二调压阀，所述第二调压阀设置于所述第二进气管路，所述第二进气管路连接于所述压力气源和所述下腔体之间。

进一步地，包括控制器，所述控制器控制所述第一调压阀。

进一步地，包括控制器，所述控制器控制所述第一调压阀和所述第二调压阀。

进一步地，所述夹具外围包括顶板、轴部和下腔，所述气缸缸体固定于所述顶板，所述夹具内轴滑动设置于所述轴部，所述吸附面设置于所述下腔并与所述下腔的四周设有间隙。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：可通过调节进入气缸的上腔体和下腔体的气体压力来在线实时调节施加于待加工材料的下压力，压力重复性在+/-2.5％，现有技术中弹簧调节压力夹具的压力重复性为+/-5％。

附图说明

图1为压力可调的半导体材料研磨夹具结构示意图。

图2为压力可调的半导体材料研磨夹具压力调节示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为对本实用新型的限定。

为了更好地理解本实用新型，请结合图1及图2所示，本实施例涉及的压力可调的半导体材料研磨夹具包括夹具外围、夹具内轴1、吸附面2、气缸缸体3、活塞4、第一进气管路5、第一调压阀6、第二进气管路7、第二调压阀8以及控制器9。夹具外围主要是承托气缸缸体3以及保证吸附面2处于合适的位置，夹具外围包括顶板10、轴部11和下腔12，顶板10、轴部11、下腔12从上至下依次连接，轴部11和下腔12的内部为中空。吸附面2设置于下腔12并与下腔12的四周设有间隙，通常吸附面2被设置为圆形，其底面设置多个吸附孔，通过在底面的背侧形成一定的真空来吸附待加工材料13。夹具外围的下腔12设置为圆柱形空腔以容纳吸附面2。吸附面2的上部连接夹具内轴1，夹具内轴1滑动设置于夹具外围的轴部11。夹具外围的顶板10固定连接气缸缸体3，活塞4设置于气缸缸体3内并将气缸缸体4的内腔分隔为上腔体和下腔体。活塞的活塞杆14向下伸出进入夹具外围的轴部11与夹具内轴1固定连接，即活塞4的上下移动带动夹具内轴1及吸附面2上下移动。第一调压阀6设置于第一进气管路5，第一进气管路5一端连接压力气源，另一端通过气缸缸体3的上进气口15连接上腔体。第二调压阀8设置于第二进气管路7，第二进气管路7一端连接压力气源，另一端通过气缸缸体3的下进气口16连接下腔体。应当指出的是，第一进气管路5和第二进气管路7除了连接压力气源外也可以单独连接大气提供一个压力基准。控制器9则与第一调压阀6和第二调压阀8连接，由上位机17连接控制器9对第一调压阀6和第二调压阀8控制，在第一进气管路5和第二进气管路6均连接压力气源时，由第一调压阀6和第二调压阀8来调节上腔体和下腔体的压力差进而调节研磨压力。

请结合图2所示，压力可调的半导体材料研磨夹具的W1＝4.8KG，晶圆背面8公斤。实验对像为4英寸硅晶圆，研磨时背压设定8公斤。需设定压力大于W1(4.8KG)，因此上腔体压力P1需要大于下腔体压力P2。下腔体通过第二进气管路7直接与大气接通，则对应的P2为固定值，由第一调压阀6控制上腔体压力P1，使P1-P2＝3.2KG，实际数据显示，测得实际晶圆背面压力范围为7.85～8.14KG，误差精度为+/-1.9％。

Claims (5)

1.一种压力可调的半导体材料研磨夹具，其特征在于，包括夹具外围、夹具内轴、吸附面、气缸缸体、活塞、第一进气管路、第一调压阀和第二进气管路，所述夹具内轴轴向滑动设置在夹具外围内，所述夹具内轴的下端连接所述吸附面，所述夹具内轴的上端连接所述活塞的活塞杆，所述气缸缸体与所述夹具外围固定连接，所述活塞设置于所述气缸缸体内并将所述气缸缸体的内腔分隔为上腔体和下腔体，所述第一调压阀设置于所述第一进气管路，所述第一进气管路连接于压力气源和所述上腔体之间，所述第二进气管路连接所述下腔体。

2.根据权利要求1所述的压力可调的半导体材料研磨夹具，其特征在于，包括第二调压阀，所述第二调压阀设置于所述第二进气管路，所述第二进气管路连接于所述压力气源和所述下腔体之间。

3.根据权利要求1所述的压力可调的半导体材料研磨夹具，其特征在于，包括控制器，所述控制器控制所述第一调压阀。

4.根据权利要求2所述的压力可调的半导体材料研磨夹具，其特征在于，包括控制器，所述控制器控制所述第一调压阀和所述第二调压阀。

5.根据权利要求1所述的压力可调的半导体材料研磨夹具，其特征在于，所述夹具外围包括顶板、轴部和下腔，所述气缸缸体固定于所述顶板，所述夹具内轴滑动设置于所述轴部，所述吸附面设置于所述下腔并与所述下腔的四周设有间隙。

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