CN220094034U - 一种基板磨削工作台和基板磨削装备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基板磨削工作台和基板磨削装备，所述基板磨削工作台包括：安装座；旋转驱动部，其设置于所述安装座的下方；陶瓷吸盘，其设置于所述安装座的上方，以吸合待磨削的基板；所述安装座与陶瓷吸盘的接触处配置有辅助结构，其能够在所述接触处的至少部分区域形成真空，使得陶瓷吸盘紧密贴合于安装座的上方。所述基板磨削工作台是陶瓷吸盘真空吸合于安装座上方时，按照设定顺序安装固定螺栓，以保证陶瓷吸盘顶面的平整度。

Description

一种基板磨削工作台和基板磨削装备

技术领域

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

背景技术

半导体领域中，在集成电路/半导体(Integrated Circuit,IC)制造的后道制程阶段，为了降低封装贴装高度，减小芯片封装体积，改善芯片的热扩散效率、电气性能、机械性能，以及减轻芯片的加工量，基板在后续封装之前需要进行背面磨削处理，以将基板减薄至预定的厚度；背面磨削后的芯片厚度甚至可以达到初始厚度的5％以下。

基板薄化处理是在基板磨削装备上进行，其中，基板磨削工作台(chuck table)是基板磨削装备的关键零部件之一，其用于固定待磨削的基板。基板磨削工作台的装配制造质量，直接关系到基板减薄设备运行的可靠性。

基板磨削工作台通常包括陶瓷吸盘，其固定于安装座。陶瓷吸盘用于吸附基板并接触磨削屑，其为消耗件，需要定期维修和/或更换；因此，陶瓷吸盘的固定安装至关重要。

现有技术中，陶瓷吸盘通过固定螺栓连接于安装座，陶瓷吸盘与安装座之间仅在固定螺栓连接处紧密贴合，而其他区域未紧密贴合，这会影响基板磨削工作台的平整度，甚至影响基板磨削的质量。由于陶瓷吸盘与安装座之间存在贴合不紧密的区域，陶瓷吸盘在受到载荷施加时，其表面平整度会发生变化，这不利于基板总厚度偏差(total thicknessvariation，TTV)的控制。

提高陶瓷吸盘与安装座之间的接触面的平整度，能够一定程度上改善基板磨削工作台的制造质量，但这会增加零部件加工难度，不利于控制装备制造成本。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种基板磨削工作台和基板磨削装备，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基板磨削工作台，其包括：

安装座；

旋转驱动部，其设置于所述安装座的下方；

陶瓷吸盘，其设置于所述安装座的上方，以吸合待磨削的基板；

所述安装座与陶瓷吸盘的接触处配置有辅助结构，其能够在所述接触处的至少部分区域形成真空，使得陶瓷吸盘紧密贴合于安装座的上方。

在一些实施例中，所述辅助结构为凹槽，其设置于所述安装座的顶面和/或陶瓷吸盘的底面，并且，所述辅助结构与外部的真空源连接。

在一些实施例中，基板磨削工作台还包括通气轴，其通过转接件连接于所述安装座的下方，以为安装座与陶瓷吸盘的接触处抽真空或供气。

在一些实施例中，所述通气轴同轴设置于所述旋转驱动部的内部，所述转接件套设于所述通气轴的端部，所述转接件的端面抵接于所述安装座的底面，使得通气轴与转接件的内部形成供气孔道；所述安装座的内部设置有通气孔道，所述供气孔道与所述通气孔道连通，所述通气孔道与所述接触处相连通。

在一些实施例中，所述辅助结构为环形凹槽，其同心设置于所述安装座的顶面。

在一些实施例中，所述辅助结构的数量为多个，其设置于安装座半径的20％与80％之间的区域。

在一些实施例中，所述辅助结构为径向凹槽，其数量为多个并沿圆周均布于安装座的顶面。

在一些实施例中，所述辅助结构设置于陶瓷吸盘与安装座之间对角固定螺栓的连线上。

在一些实施例中，所述辅助结构包括主径向槽，所述主径向槽的两侧配置有次环向槽。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种基板磨削装备，其包括：

转盘；

上面所述的基板磨削工作台，其设置于所述转盘上方，以承载待处理基板；

磨削模块，其设置于基板磨削工作台上方，以对基板进行磨削处理。

本实用新型的有益效果包括：

a.在陶瓷吸盘与安装座之间设置辅助结构，在陶瓷吸盘孔位对齐后，对辅助结构进行抽空处理，以保证陶瓷吸盘紧密贴合于安装座的上方，避免安装过程中发生移位，使得陶瓷吸盘的表面平整度符合工艺要求，以提升基板磨削的稳定性；

b.辅助结构为凹槽结构，其设置于陶瓷吸盘的底面或安装座的顶面，以便对两者的接触区域抽空处理；

c.对陶瓷吸盘与安装座之间的辅助结构抽空处理，能够将残留于两者之间含有颗粒物的流体排出，有利于保证基板磨削工作台的装配制造质量；

d.辅助结构为同心的环状凹槽，抽空的辅助结构能够提供相对均匀的吸合力；

e.辅助结构为径向凹槽，其设置于安装座的固定孔与安装座中心的连线上，在安装固定螺栓时，将待固定螺栓所在连线对应的辅助结构保持常压，其他辅助结构抽空，以促进应力释放，获取表面平整度满足要求的基板磨削工作台，提高基板磨削质量。

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基板磨削工作台的示意图；

图2是本实用新型一实施例提供的基板磨削工作台的剖视图；

图3是本实用新型一实施例提供的转接件的示意图；

图4是本实用新型一实施例提供的通气轴于转接件连接的示意图；

图5是本实用新型一实施例提供的安装座的示意图；

图6是图5中安装座的剖视图；

图7是本实用新型另一实施例提供的安装座的示意图；

图8是本实用新型一实施例提供的配置有径向凹槽的安装座的俯视图；

图9是图8实施例变体对应的示意图；

图10是本实用新型一实施例提供的基板磨削装备的示意图。

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，“化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)”也称为“化学机械平坦化(Chemical Mechanical Planarization,CMP)”，晶圆(Wafer,W)也称基板(Substrate)，其含义和实际作用等同。

本实用新型公开内容的实施例，总体上涉及半导体制造领域的基板磨削装备，其通过磨削的方式实现基板的薄化处理。

图1是本实用新型一实施例提供的一种基板磨削工作台100的示意图，基板磨削工作台100包括：

安装座10；

旋转驱动部20，其设置于安装座10的下方，用于带动安装座10绕中轴线旋转；

陶瓷吸盘30，其设置于安装座10的上方，以吸合待磨削的基板。

进一步的，陶瓷吸盘30包括吸盘座31和多孔陶瓷32，如图2所示；多孔陶瓷32设置于吸盘座31的上部；吸盘座31的内部设置有输送流体的通路，以对多孔陶瓷32抽空处理而吸合待磨削的基板，或者，朝向多孔陶瓷32通入洁净空气和/或去离子水，以冲洗多孔陶瓷32表面残留的颗粒物。

图2所示的实施例中，安装座10与陶瓷吸盘30的接触处配置有辅助结构40，其能够在所述接触处的至少部分区域形成真空，使得陶瓷吸盘30紧密贴合于安装座10的上方，以便将残留于两者之间的水、残留磨削屑排出。

在将陶瓷吸盘30固定于安装座10时，维持陶瓷吸盘30紧密吸合于安装座10上方的状态，按照设定顺序安装固定螺栓50，以保证陶瓷吸盘30顶面的平整度。

即在安装陶瓷吸盘30时，首选将陶瓷吸盘30放置于安装座10的上表面，将两者的固定孔预先对齐；接着，开启真空源(图2未示出)，使得陶瓷吸盘30与安装座10之间的辅助结构40处于真空状态，陶瓷吸盘30紧密贴合在安装座10的上方；接着，按照顺序安装固定螺栓50，以将陶瓷吸盘30固定于安装座10的上方。经过上面所述的操作步骤，能够获取表面平整度良好的基板磨削工作台100，以保证基板磨削质量。

作为本实用新型的一个实施例，辅助结构40为凹槽，其设置于安装座10的顶面和/或陶瓷吸盘30的底面，并且，辅助结构40与外部的真空源连接，以在陶瓷吸盘30预先放置于安装座10的上方后，开启真空源，使得两者紧密贴合。

图2中，辅助结构40为凹槽，其设置于安装座10的顶面，外部的真空源与安装座10的辅助结构40连接，以保证陶瓷吸盘30与安装座10之间的紧密吸合。

进一步地，基板磨削工作台100还包括通气轴60，其通过转接件70连接于安装座10的下方，以为安装座10与陶瓷吸盘30的接触处抽真空或供气。需要说明的是，在陶瓷吸盘30拆卸时，可以朝向辅助结构40的内部通入适当的洁净气体，使得陶瓷吸盘30受到向上的气浮力，以方便操作人员将陶瓷吸盘30自安装座10的上方拆卸。

进一步地，通气轴60同轴设置于旋转驱动部20的内部，其用于为辅助结构40及陶瓷吸盘30供给流体，以获取真空或实现流体的供给；具体地，旋转驱动部20的中间位置配置竖向的通孔21，通气轴60设置于旋转驱动部20的通孔21中。

通气轴60为圆柱形结构，转接件70套设于通气轴60的端部，转接件70的端面抵接于安装座10的底面，使得通气轴60与转接件70的内部形成供气孔道60a。

图2中，供气孔道60a包括第一供气孔道61和第二供气孔道71；其中，第一供气孔道61设置于通气轴60的内部，第一供气孔道61沿通气轴60的长度方向设置，再沿通气轴60的半径方向延伸，以在通气轴60的内部形成流体孔道；第二供气孔道71设置于转接件70的内部，其与第一供气孔道61连通，以将通气轴60的流体传输至转接件70的内部。

进一步地，安装座10的内部设置有通气孔道10a，供气孔道60a与通气孔道10a连通，通气孔道10a与所述接触处相连通。具体的，通气孔道10a与辅助结构40连通，以通过通气轴60与连接件70组合作用，为辅助结构40抽真空或通入适当的气体。

图3是本实用新型一实施例提供的转接件70的示意图，转接件70为圆柱结构，其内部设置有贯通孔72，通气轴60(图4示出)同轴连接于贯通孔72的内部。第二供气孔道71包括第二供气孔道横向段71a和第二供气孔道竖向段71b，两者相互连通设置，并且，第二供气孔道横向段71a与通气轴60的第一供气孔道61相连通。

为了保证第二供气孔道横向段71a与第一供气孔道61之间的密封性，在两者的连接处配置有密封槽，以便于安装用于密封的密封圈。

进一步地，通气轴60为金属件，其与转接件70的贯通孔72采用精密的间隙配合连接为一体，以快捷安装通气轴60并保证两者的密封性，避免流体经由第二供气孔道横向段71a与第一供气孔道61之间的连接处泄漏。

现有技术中，安装座10为陶瓷件，通气轴60通常直接连接于安装座10，以实现流体的输送。具体的，在通气轴60安装时，通气轴60的端部需要深入安装座10上的安装孔并设置径向密封圈，以保证通气轴60于安装座10之间的密封性。但在安装过程中，金属制成的通气轴60可能与陶瓷制成的安装座10的安装孔触碰，尤其是通气轴60的端面与安装座10触碰，这会对安装座10造成损伤，甚至影响两者的密封效果。

本实用新型中，基板磨削工作台100配置有转接件70，其设置于旋转驱动部20的通孔21中。由于转接件70的设置，通气轴60与安装座10之间未采用径向密封，而是在转接件70与安装座10之间采用端面密封，以避免金属制成的通气轴60与陶瓷制成的安装座10直接接触，避免安装座10受到磕碰而影响密封效果。

图4是本实用新型一实施例提供的通气轴60与转接件70连接的示意图，通气轴60设置于转接件70的贯通孔72，并且，通气轴60的上端面低于转接件70的上端面，以避免金属制成的通气孔60与安装座10的底面抵接。

进一步地，通气轴60的中心位置配置有供给孔道，以为陶瓷吸盘30的作业提供真空、洁净气体及去离子水；具体地，陶瓷吸盘30的作业动作包括：实现待磨削基板的吸附动作、冲洗陶瓷吸盘表面颗粒物等，这里不再赘述。

作为本实用新型的一个实施例，辅助结构40为环形凹槽，其同心设置于安装座10的顶面，如图5所示，图6是图5中安装座10的俯视图，安装座10为盘状结构，其具有一定厚度，以便在其内部设置各种工艺孔道。

通气孔道10a包括第一通气孔道竖段11、通气孔道横段12和第二通气孔道竖段13；第一通气孔道竖段11沿安装座10的厚度方向设置，其下端与转接件70的第二供气孔道竖向段71b(图3示出)相对应；通气孔道横段12沿安装座10的半径方向设置，并且，其与第一通气孔道竖段11的端部连通；第二通气孔道竖段13沿安装座10的厚度方向设置，其与通气孔道横段12相连通。

图5所示的实施例中，辅助结构40的数量为两个，其位于安装座10半径的20％与80％之间的区域。当外部的真空源对辅助结构40进行抽真空时，陶瓷吸盘30真空吸附于安装座10的顶面，以在操作人员安装陶瓷吸盘30时，保证陶瓷吸盘30固定的可靠性，防止陶瓷吸盘30在半径方向发生移动而影响两者固定的准确性。

可以理解的是，辅助结构40也可以为其他数量。图7所示的实施例中，辅助结构40的数量为三件，其为环状凹槽并同心设置于安装座10的顶面。辅助结构40的宽度为5-30mm，以在陶瓷吸盘30与安装座10之间的接触处形成真空吸附区域。

同时，陶瓷吸盘30与安装座10之间的接触处抽真空，也有利于移除两者之间的水及其杂物，保证陶瓷吸盘30与安装座10之间贴合的更加紧密，有利于提高基板磨削工作台100上表面的平整度。

图7中，位于最内侧的辅助结构40为环形凹槽，其设置于安装座10半径的30％以内，以在该范围内形成真空吸附区域。在一些实施例中，位于最内侧的辅助结构40也可以为圆形槽，其设置于安装座10的中心位置，其与外侧的辅助装置40组合作用，保证陶瓷吸盘30可靠吸附于安装座10的上部，避免陶瓷吸盘30沿半径方向发生移动。

作为本实用新型的另一个实施例，辅助结构40也可以为径向凹槽，如图8所示。辅助结构40沿安装座10的半径方向设置。辅助结构40的数量为多个，其沿圆周均布于安装座10的顶面。

作为本实施例的一个方面，辅助结构40的数量等于安装座10上的固定孔10b的数量，辅助结构40设置于陶瓷吸盘30与安装座10之间对角固定螺栓的连线上。

进一步地，辅助结构40包括主径向槽41，如图8所示，主径向槽41沿安装座10的半径方向设置，其宽度为5-20mm。主径向槽41在安装座10半径方向的30％-80％范围内设置。

图9是图8实施例的一个变体，辅助结构40包括主径向槽41，主径向槽41的两侧配置有次环向槽42，以适当增加真空吸附区域的面积，保证陶瓷吸盘30与安装座10之间的紧密贴合。

次环向槽42垂直于主径向槽41设置，次环向槽42可以为矩形槽、弧形槽和/或其他形状的封闭槽，以适当扩大陶瓷吸盘30与安装座10之间接触处的真空吸附区域。

此外，本实用新型还提供了一种基板磨削装备1000，如图10所示，基板磨削装备1000包括：

转盘200，其设置于基板磨削装备1000的基体的上方；在驱动装置的带动下，转盘200能够绕其中轴线旋转；

以及上面所述的基板磨削工作台100，基板磨削工作台100设置于转盘200的上方，以承载待处理的基板；

磨削模块300，其设置于基板磨削工作台100的上方，以对基板进行磨削处理。

图10中，转盘200的上部均匀配置有三件基板磨削工作台100，其中，三件基板磨削工作台100的中心与转盘200的中心连线互成120°夹角，三件基板磨削工作台100在粗磨工位、精磨工位和装卸工位进行轮转，其中，与磨削模块300相对的两个工位分别进行粗磨削和精磨削，剩余一工位用于基板的装卸和清洗。

进一步地，磨削模块300包括粗磨部和精磨部，两者的结构类似，都配置有驱动砂轮上下移动的机构以及带动砂轮沿中轴线旋转的机构；两者的去呗是，粗磨部配置粗磨砂轮，精磨部配置精磨砂轮，其对应的旋转速度及进给速度存在差别。

由于一种基板磨削装备1000配置有图2示出的基板磨削工作台100，其在陶瓷吸盘30的安装过程中，对辅助结构40进行抽空处理，以保证陶瓷吸盘30紧密贴合于安装座10的上表面，以便保证基板磨削工作台100表面的平整度，有利于提高基板磨削的总厚度偏差，保证基板薄化处理的加工质量。

此外，基板磨削的作业环境相对恶劣，作业环境中含有磨削液、磨削屑及各种化学液；基板磨削时，含有磨削屑的液体会残留至基板磨削工作台100的内部，尤其是残留于陶瓷吸盘30与安装座10之间。而陶瓷吸盘30作为基板磨削装备的关键部件，需要定期检测和更换，因此，安装上面所述的制造方法安装陶瓷吸盘，能够有效避免残留的颗粒物对基板磨削工作台安装平整度的影响，保证基板磨削的质量。

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)

1.一种基板磨削工作台，其特征在于，包括：

安装座；

旋转驱动部，其设置于所述安装座的下方；

陶瓷吸盘，其设置于所述安装座的上方，以吸合待磨削的基板；

所述安装座与陶瓷吸盘的接触处配置有辅助结构，其能够在所述接触处的至少部分区域形成真空，使得陶瓷吸盘紧密贴合于安装座的上方。

2.如权利要求1所述的基板磨削工作台，其特征在于，所述辅助结构为凹槽，其设置于所述安装座的顶面和/或陶瓷吸盘的底面，并且，所述辅助结构与外部的真空源连接。

3.如权利要求1所述的基板磨削工作台，其特征在于，还包括通气轴，其通过转接件连接于所述安装座的下方，以为安装座与陶瓷吸盘的接触处抽真空或供气。

4.如权利要求3所述的基板磨削工作台，其特征在于，所述通气轴同轴设置于所述旋转驱动部的内部，所述转接件套设于所述通气轴的端部，所述转接件的端面抵接于所述安装座的底面，使得通气轴与转接件的内部形成供气孔道；所述安装座的内部设置有通气孔道，所述供气孔道与所述通气孔道连通，所述通气孔道与所述接触处相连通。

5.如权利要求1所述的基板磨削工作台，其特征在于，所述辅助结构为环形凹槽，其同心设置于所述安装座的顶面。

6.如权利要求5所述的基板磨削工作台，其特征在于，所述辅助结构的数量为多个，其设置于安装座半径的20％与80％之间的区域。

7.如权利要求1所述的基板磨削工作台，其特征在于，所述辅助结构为径向凹槽，其数量为多个并沿圆周均布于安装座的顶面。

8.如权利要求7所述的基板磨削工作台，其特征在于，所述辅助结构设置于陶瓷吸盘与安装座之间对角固定螺栓的连线上。

9.如权利要求8所述的基板磨削工作台，其特征在于，所述辅助结构包括主径向槽，所述主径向槽的两侧配置有次环向槽。

10.一种基板磨削装备，其特征在于，包括：

转盘；

权利要求1至9任一项所述的基板磨削工作台，其设置于所述转盘上方，以承载待处理基板；

磨削模块，其设置于基板磨削工作台上方，以对基板进行磨削处理。