CN218891703U - 一种磨削工作台和基板磨削装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磨削工作台和基板磨削装置，所述磨削工作台包括旋转座，所述旋转座的上方设置有安装法兰，吸盘设置于所述安装法兰上部；所述吸盘包括主体部和吸附部，所述主体部的边缘配置有外环，所述吸附部设置于所述外环的内部；所述吸盘还包括支撑结构，所述支撑结构位于所述外环的内部，并且，所述支撑结构的高度大于所述外环的高度。

Description

一种磨削工作台和基板磨削装置

技术领域

本实用新型属于基板磨削技术领域，具体而言，涉及一种磨削工作台和基板磨削装置。

背景技术

半导体行业中，通常在基板表面形成有电子电路以制造半导体芯片。基板在被分割为半导体芯片之前，通过磨削加工装置来磨削形成有电子电路的器件面的相反侧的背面，从而将基板磨削至预定的厚度。基板背面的磨削能够减小芯片封装体积，降低封装贴装高度，改善芯片的热扩散效率、电气性能和机械性能，从而减轻芯片的加工量。

在基板磨削设备中，通过主轴带动砂轮旋转，以磨削吸附在陶瓷吸盘上的基板，实现基板的磨削。为获得平坦的基板表面，需要在磨削过程中保持砂轮与基板的相对平行，因此，在基板磨削前，需要使用砂轮对陶瓷吸盘进行磨削修整。

在磨削修整吸盘时，陶瓷吸盘承受磨削力而产生轻微形变。现有陶瓷吸盘的边缘区域由致密陶瓷制成，其中心区域由多孔陶瓷制成。由于多孔陶瓷的刚度较致密陶瓷低，在磨削过程中，吸盘边缘区域的形变小，而吸盘中心区域的形变较大。这会导致磨削修整过程中，吸盘中心区域朝向凹陷而磨削量减少，使得吸盘表面呈中央凸起的面形。这会影响砂轮与吸盘之间的平行度，致使基板磨削的面形和表面平整度不能满足工艺要求。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种磨削工作台和基板磨削装置，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

本实用新型实施例的第一方面提供了一种磨削工作台，其包括旋转座，所述旋转座的上方设置有安装法兰，吸盘设置于所述安装法兰上部；所述吸盘包括主体部和吸附部，所述主体部的边缘配置有外环，所述吸附部设置于所述外环的内部；所述吸盘还包括支撑结构，所述支撑结构位于所述外环的内部，并且，所述支撑结构的高度大于所述外环的高度。

在一些实施例中，所述支撑结构的刚度大于所述吸附部的刚度。

在一些实施例中，所述支撑结构为环状结构，其与所述外环同心设置。

在一些实施例中，所述支撑结构的数量至少一对，其间隔设置于所述主体部的上表面。

在一些实施例中，所述外环和支撑结构将所述吸盘分割为不同的吸附区，所述吸附区对应的主体部配置有沿厚度方向的进气孔道，所述进气孔道与所述吸附部相连通。

在一些实施例中，所述支撑结构的高度较所述外环的高度大2-10um。

在一些实施例中，所述支撑结构为柱状结构，其数量为多个并均匀分布在所述外环的内部。

在一些实施例中，其中一个支撑结构设置于所述吸盘的中心位置，其他支撑结构以所述吸盘的圆心为基准沿圆周均匀分布。

在一些实施例中，所述支撑结构为条状结构，其数量为多个并沿所述吸盘的半径方向设置。

本实用新型实施例的第一方面提供了一种基板磨削装置，其包括：

上面所述的磨削工作台，用于吸附待磨削的基板并带动基板旋转；

和磨削模块，其设置于磨削工作台上方，用于使砂轮抵接于基板以对基板进行磨削处理。

本实用新型的有益效果包括：

a.在吸盘的上部配置支撑结构，支撑结构的刚度较吸附部的大，以提高吸盘的整体刚度，保证吸盘磨削修整的平整度；

b.支撑结构为同心的环状结构，以将吸盘分割为多个不同的吸附区，以吸附固定不同尺寸的基板，提高磨削工作台的适用范围。

附图说明

通过结合以下附图所作的详细描述，本实用新型的优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本实用新型的保护范围，其中：

图1是本实用新型一实施例提供的磨削工作台的示意图；

图2是本实用新型一实施例提供的吸盘的剖视图；

图3是图2中吸盘的俯视图；

图4是本实用新型一实施例提供的主体部的示意图；

图5是本实用新型另一实施例提供的吸盘的示意图；

图6是本实用新型再一实施例提供的吸盘的示意图；

图7是本实用新型一实施例提供的基板磨削装置的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例及其附图，对本实用新型所述技术方案进行详细说明。在此记载的实施例为本实用新型的特定的具体实施方式，用于说明本实用新型的构思；这些说明均是解释性和示例性的，不应理解为对本实用新型实施方式及本实用新型保护范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书及其说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

本说明书的附图为示意图，辅助说明本实用新型的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。应当理解的是，为了便于清楚地表现出本实用新型实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制，相同的参考标记用于表示附图中相同的部分。

在本实用新型中，晶圆(Wafer,W)也称基板(Substrate)，其含义和实际作用等同。

本实用新型公开的实施例，总体上涉及在半导体器件制造工业中使用的基板磨削装置，其中用于吸附待加工基板的磨削工作台是基板磨削装置的关键部件。

图1是本实用新型一实施例提供的磨削工作台100的示意图。磨削工作台100包括旋转座10，旋转座10的上方设置有安装法兰20，吸盘30设置于安装法兰20的上部。其中，旋转座10能够带动安装法兰20及其上的吸盘30沿中轴线转动。

图2是本实用新型一实施例提供的吸盘30的剖视图。吸盘30包括主体部31，主体部31的边缘配置有外环33。其中，外环33为环状结构，其沿主体部31的上表面竖向延伸设置，并且，外环33与主体部31一体成型。

进一步地，吸盘30还包括吸附部32，吸附部32设置于外环33的内部，吸附部32由多孔陶瓷制成，其可以通过真空吸附待磨削的基板。

图2所示的实施例中，吸盘30还包括支撑结构34，其中，支撑结构34位于外环33的内部，并且，支撑结构34的高度大于外环33的高度。

本实用新型中，支撑结构34与外环33存在高度差，位于吸盘30内部位置的支撑结构34的高度要略大于位于吸盘30边缘位置的外环33的高度。进一步地，支撑结构34与外环33的高度差为2-10um，以在一定程度上抵消磨削修整吸盘30时产生的形变量。

进一步地，支撑结构34的刚度大于吸附部32的刚度，以提升吸盘30对应吸附区的整体刚性，在磨削修整吸盘30时，吸盘30中心区域的形变量会减少，以避免吸盘30出现内凹外凸的面形，保证吸盘30表面磨削修整的平整度。

作为本实用新型的一个实施例，外环33和支撑结构34由致密陶瓷制成，而吸附部32由多孔陶瓷制成。支撑结构34的刚度大于吸附部32的刚度，使得吸盘30表面磨削修整符合工艺要求。

图3是图2中吸盘30的俯视图，支撑结构34为环状结构，支撑结构34同心设置于外环33的内侧，吸附部32设置于支撑结构34之间，以及支撑结构34与外环33之间，以用于支撑待磨削的基板。

图4是本实用新型一实施例提供的主体部31的示意图，主体部31的上表面配置有一个外环33，并且，外环33设置于主体部31的边缘位置，以在外环33的内部形成放置吸附部32的吸附区。

同时，主体部31的上表面配置有一对支撑结构34，支撑结构34为环状结构，其同心、间隔设置于外环33的内部，以将吸附区分割为不同的吸附区。图4中，吸附区包括一个圆形区域和两个环形区域。

图4中，吸附区对应的主体部31配置有进气孔道30a，进气孔道30a沿主体部31的厚度方向贯通设置。

图2所示的实施例中，进气孔道30a与吸附部32相连通，而进气孔道30a通过管路或通道与外部的真空源连接，以通过真空吸附的方式固定吸盘30表面的基板。

图4所示的实施例中，紧邻外环33的支撑结构34的外径尺寸与8英寸基板的外径相匹配，而外环33的外径尺寸与12英寸基板的外径相匹配，并且，支撑结构34形成的吸附区都配置有进气孔道30a。即吸盘30由支撑结构34分割为不同的区域，其可用于真空吸附8英寸基板和12英寸基板，以提升磨削工作台100的适用范围。

图5是本实用新型另一实施例提供的吸盘30的示意图，其中，为了体现进气孔道30a的设置位置，未显示设置于主体部31上方的吸附部32。

图5中，支撑结构34为柱状结构，其分布在外环33合围区域的内部。具体地，支撑结构34为圆柱状结构，其数量为多个，并大致均匀设置在外环33合围区域的内部。

进一步地，其中一个支撑结构34设置于吸盘30的中心位置，而其他支撑结构34以吸盘30的圆心为基准沿圆周均匀分布。由于支撑结构34的刚度要大于吸附部32的刚度，因此，设置的支撑结构34能够整体增强吸盘30的刚性。

在磨削修整吸盘30时，吸盘30圆心处的刚度最为薄弱；设置在吸盘30中心位置的支撑结构34能够提升吸盘30圆心处的刚性，防止吸盘30圆心处受到磨削力而向下凹陷。

同时，吸盘30的中心位置设置的支撑结构34的高度略大于其他位置设置的支撑结构34的高度。具体地，两者的高度差控制在1-3um，以在一定程度上抵消磨削修整吸盘30时产生的形变量，保证吸盘30磨削修整的面形符合工艺要求。

图5中，除吸盘30的中心位置以外的多个支撑结构34沿同一圆周方向分布，并且，多个支撑结构34位于吸盘30的半径方向的1/2处。由于吸盘30半径方向的1/2处对应的受力变形较大，其对应的刚性较小，因此，图5设置的多个支撑结构34能够增强吸盘30的刚性。在一些实施例中，沿圆周方向分布的多个支撑结构34也可以设置在吸盘30半径方向的1/3至3/4之间，以提升或调解吸盘30的刚性。

图5所示的实施例中，主体部31配置有多个进气孔道30a，并且，进气孔道30a与未示出的吸附部32相连通，以真空吸附待磨削的基板。

图6是本实用新型再一实施例提供的吸盘30的示意图，其中，为了体现进气孔道30a的设置位置，未显示设置于主体部31上方的吸附部32。

图6中，支撑结构34为条状结构，支撑结构34沿吸盘30的半径方向设置；即支撑结构34由吸盘30的圆心向外环33延伸设置。

图6所示的实施例中，条状的支撑结构34的数量为多个，其沿吸盘30的圆心为基准向外辐射设置，以增强吸盘30的整体刚性。

图6中，支撑结构34由致密陶瓷制成，而吸附部32由多孔陶瓷制成，以提升吸盘30的整体刚性。

进一步地，支撑结构34的上表面为倾斜面，具体地，支撑结构34靠近吸盘30中心位置的高度大于其靠近吸盘30边缘位置的高度，以抵消磨削修整吸盘30时产生的形变量，保证经过磨削修整的吸盘30的表面与砂轮平行，以保证基板磨削的加工面形。

作为本实施例的一个方面，支撑结构34的高度差控制在2-3um。即支撑结构34的表面呈中间高边缘低的倾斜状态，以保证吸盘30磨削修整后的面形，避免吸盘30的表面呈中央凸起的形貌，保证砂轮与吸盘30的平行度，以获取符合工艺要求的面形。

此外，在吸盘30上配置支撑结构34增强吸盘的整体刚度，这也能够控制通过真空吸附固定在吸盘30上的基板自身的变形，尤其是厚度较薄的基板，以保证基板磨削的加工质量。

图7是本实用新型一实施例提供的基板磨削装置的示意图，一种基板磨削装置包括上面所述的磨削工作台100，用于吸附待磨削的基板并带动基板旋转；还包括磨削模块200，磨削模块200设置于磨削工作台100上方，用于使砂轮抵接于基板，以对基板进行磨削处理。

可以理解的是，磨削工作台100的数量可以为多个，其设置在转台上，以视需切换磨削工作台100的位置；同时，磨削模块200通常设置在基板磨削装置的立柱上，以控制砂轮沿竖直方向移动，实现磨削模块200中砂轮的竖向进给，保证基板的磨削面形和平整度满足工艺要求。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种磨削工作台，其特征在于，包括旋转座，所述旋转座的上方设置有安装法兰，吸盘设置于所述安装法兰上部；所述吸盘包括主体部和吸附部，所述主体部的边缘配置有外环，所述吸附部设置于所述外环的内部；所述吸盘还包括支撑结构，所述支撑结构位于所述外环的内部，并且，所述支撑结构的高度大于所述外环的高度。

2.如权利要求1所述的磨削工作台，其特征在于，所述支撑结构的刚度大于所述吸附部的刚度。

3.如权利要求1所述的磨削工作台，其特征在于，所述支撑结构为环状结构，其与所述外环同心设置。

4.如权利要求3所述的磨削工作台，其特征在于，所述支撑结构的数量至少一对，其间隔设置于所述主体部的上表面。

5.如权利要求3所述的磨削工作台，其特征在于，所述外环和支撑结构将所述吸盘分割为不同的吸附区，所述吸附区对应的主体部配置有沿厚度方向的进气孔道，所述进气孔道与所述吸附部相连通。

6.如权利要求1所述的磨削工作台，其特征在于，所述支撑结构的高度较所述外环的高度大2-10um。

7.如权利要求1所述的磨削工作台，其特征在于，所述支撑结构为柱状结构，其数量为多个并均匀分布在所述外环的内部。

8.如权利要求7所述的磨削工作台，其特征在于，其中一个支撑结构设置于所述吸盘的中心位置，其他支撑结构以所述吸盘的圆心为基准沿圆周均匀分布。

9.如权利要求1所述的磨削工作台，其特征在于，所述支撑结构为条状结构，其数量为多个并沿所述吸盘的半径方向设置。

10.一种基板磨削装置，其特征在于，包括：

权利要求1至9任一项所述的磨削工作台，用于吸附待磨削的基板并带动基板旋转；

和磨削模块，其设置于磨削工作台上方，用于使砂轮抵接于基板以对基板进行磨削处理。

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