减薄机的制作方法

1.本发明涉及半导体加工设备技术领域，尤其涉及一种减薄机。


背景技术：

2.在晶圆的加工过程中，减薄机是必不可少的加工设备。减薄机通过磨轮对晶圆进行减薄处理。
3.目前，减薄机的磨轮偏置于承片台的一侧，且磨轮的外缘经过承片台的圆心，使得磨轮只能对承片台上的晶圆实现整面减薄或整面抛光。然而，随着晶圆加工的多样化，当需要对晶圆进行局部减薄时，例如在晶圆的外圈保留3mm～4mm的支撑环结构，则需要更换特定类型的减薄机，导致现有的减薄机的加工工艺单一，难以满足晶圆多样化的加工需求。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种减薄机，以解决现有的减薄机加工工艺单一，难以满足晶圆多样化加工需求的技术问题。
5.为达此目的，本发明所采用的技术方案是：
6.减薄机，包括：
7.机座和承片台，所述机座上具有上下料工位和加工工位，所述承片台滑动设置于所述机座上并在所述上下料工位与所述加工工位之间往复移动；
8.磨削机构，包括驱动模组、主轴和磨轮，所述磨轮同轴设置于所述主轴上，所述主轴与所述磨轮的直径均可调；所述驱动模组通过所述主轴与所述磨轮传动连接，以驱动所述磨轮在所述加工工位升降和转动；
9.所述磨轮在所述承片台的投影圆的圆心经过所述承片台的移动轨迹线，且所述投影圆的外缘经过所述承片台的圆心。
10.作为优选方案，所述磨削机构还包括转接件，所述转接件设置于所述主轴上，不同直径的所述磨轮选择性地安装于所述转接件上。
11.作为优选方案，所述转接件包括转接头和转接盘，所述转接盘的上端具有所述转接头，所述转接头设置于所述主轴上，所述转接盘的下端具有多个同轴设置的限位环槽，不同直径的所述磨轮选择性地安装于对应的所述限位环槽内。
12.作为优选方案，所述转接盘包括主盘体和多个不同直径的环形板，多个不同直径的环形板同轴凸设于所述主盘体的下端面，相邻两个所述环形板之间围成对应的所述限位环槽。
13.作为优选方案，所述驱动模组包括：
14.箱体和升降驱动件，所述箱体设置于所述机座上，所述升降驱动件设置于所述箱体内；
15.支撑件，所述主轴固定设置于所述支撑件上，所述升降驱动件驱动所述支撑件沿竖直方向可拆卸地滑动设置于所述箱体上。
16.作为优选方案，所述支撑件包括滑板和锁紧环，所述锁紧环固定于所述滑板上，所述主轴安装于所述锁紧环内；
17.所述磨削机构还包括第一滑轨，所述第一滑轨沿所述竖直方向设置于所述箱体上，所述滑板与所述第一滑轨滑动配合。
18.作为优选方案，所述磨削机构还包括平衡组件，所述平衡组件设置于所述箱体上，且所述平衡组件的输出端与所述支撑件相连并随所述支撑件同步升降，以拉紧所述支撑件。
19.作为优选方案，所述平衡组件具有两个，两个所述平衡组件对称设置于所述支撑件的两侧。
20.作为优选方案，所述减薄机还包括丝杠组件，所述承片台通过所述丝杠组件滑动设置于所述机座上。
21.作为优选方案，所述减薄机还包括两个止位件，两个所述止位件沿所述移动轨迹线相对设置于所述丝杠组件的两侧，以分别限制所述承片台沿所述移动轨迹线的两个极限位位移。
22.本发明的有益效果为：
23.本发明提出的减薄机，当承载有晶圆的承片台移动至加工工位后，驱动模组驱动磨轮下降至晶圆上表面并对晶圆进行减薄加工或抛光加工。由于磨轮在承片台的投影圆的圆心经过承片台的移动轨迹线，且投影圆的外缘经过承片台的圆心，减薄机可以根据实际加工需求更换不同直径的主轴与不同直径的磨轮，以满足晶圆的整面加工或局部加工需求，避免了减薄机由于加工工艺单一导致不能满足晶圆多样化加工需求的问题，实现了减薄机的多样化的加工工艺，提高了通用性。
附图说明
24.图1是本发明实施例提供的减薄机的结构示意图；
25.图2是本发明实施例提供的减薄机的仰视图；
26.图3是本发明实施例提供的第一种直径的磨轮在承片台上的投影圆与承片台的结构示意图；
27.图4是本发明实施例提供的第二种直径的磨轮在承片台上的投影圆与承片台的的结构示意图；
28.图5是本发明实施例提供的第三种直径的磨轮在承片台上的投影圆与承片台的的结构示意图；
29.图6是本发明实施例提供的转接件的结构示意图一；
30.图7是本发明实施例提供的转接件的结构示意图二。
31.图中部件名称和标号如下：
32.10、投影圆；20、移动轨迹线；
33.1、机座；13、第二滑轨；14、止位件；2、承片台；3、主轴；4、磨轮；5、转接件；51、转接头；52、转接盘；520、限位环槽；521、主盘体；522、环形板；6、箱体；7、支撑件；71、滑板；72、锁紧环；8、第一滑轨；9、平衡组件；91、平衡支架；92、气缸。
具体实施方式
34.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
35.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
38.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
39.目前，减薄机的磨轮偏置于承片台的一侧，且磨轮的外缘经过承片台的圆心，使得磨轮只能对承片台上的晶圆实现整面减薄或整面抛光。然而，随着晶圆加工的多样化，现有的减薄机的加工工艺单一，难以满足晶圆多样化的加工需求。
40.为解决上述问题，如图1～图3所示，本实施例提出了一种减薄机，减薄机包括机座1、承片台2和磨削机构，机座1上具有上下料工位和加工工位，承片台2滑动设置于机座1上并在上下料工位与加工工位之间往复移动。磨削机构包括驱动模组、主轴3和磨轮4，磨轮4同轴设置于主轴3上，主轴3与磨轮4的直径均可调。驱动模组通过主轴3与磨轮4传动连接，以驱动磨轮4在加工工位升降和转动。磨轮4在承片台2的投影圆10的圆心经过承片台2的移动轨迹线20，且投影圆10的外缘经过承片台2的圆心a。
41.当承载有晶圆的承片台2移动至加工工位后，驱动模组驱动磨轮4下降至晶圆上表面并对晶圆进行减薄加工或抛光加工。由于磨轮4在承片台2的投影圆10的圆心经过承片台2的移动轨迹线20，且投影圆10的外缘经过承片台2的圆心a，减薄机可以根据实际加工需求更换不同直径的主轴3与不同直径的磨轮4，以满足晶圆的整面加工或局部加工需求，避免了减薄机由于加工工艺单一导致不能满足晶圆多样化加工需求的问题，实现了减薄机的多样化的加工工艺，提高了通用性。
42.如图1和图3所示，当承片台2沿其移动轨迹线20(图3中的虚直线)移动至上下料工位时，通过机械手等自动上下料机构将待加工的晶圆放置于承片台2的中心。需要说明的是，承片台2与承载的晶圆同心设置。当承片台2移动至加工工位后，驱动模组驱动磨轮4下
降至晶圆的上表面并驱动磨轮4旋转，以对晶圆进行整面或局部的减薄或抛光加工。当加工完毕后，驱动模组驱动磨轮4复位，承片台2沿其移动轨迹线20再次移动至上下料工位，机械手将加工后的晶圆从承片台2上取下即可。
43.在本实施例中，减薄机还包括丝杠组件，承片台2通过丝杠组件滑动设置于机座1上。丝杠组件能够精确控制承片台2的位移，提高了承片台2的移动精度。由于丝杠组件为现有技术，对于丝杠组件的具体结构不再详述。
44.进一步地，如图1所示，减薄机还包括第二滑轨13，承片台2与第二滑轨13滑动配合。第二滑轨13对承片台2沿移动轨迹线20的往复移动起到导向限位作用，提高了承片台2的位移精度。
45.如图1所示，减薄机还包括两个止位件14，两个止位件14沿移动轨迹线20相对设置于丝杠组件的两侧，以分别限制承片台2沿移动轨迹线20的两个极限位位移。当承片台2沿移动轨迹线20移动至上下料工位或加工工位时，承片台2与对应的止位件14相抵接，避免承片台2发生位置偏移，进一步提高了承片台2的位移精度。
46.具体地，止位件14包括立柱和档杆，立柱固定设置于机座1上，挡杆沿移动轨迹线20延伸并固定安装于立柱上。当承片台2移动至上下料工位或加工工位时能够抵接于对应的档杆的端部，以使档杆对承片台2的极限位移进行限位。
47.如图1所示，驱动模组还包括箱体6、升降驱动件、旋转驱动件和支撑件7，箱体6设置于机座1上，升降驱动件设置于箱体6内。主轴3固定设置于支撑件7上，升降驱动件驱动支撑件7沿竖直方向可拆卸地滑动设置于箱体6上。旋转驱动件通过主轴3驱动磨轮4转动，以使磨轮4对承片台2上的晶圆进行减薄或抛光。
48.进一步地，支撑件7包括滑板71和锁紧环72，锁紧环72固定于滑板71上，主轴3安装于锁紧环72内。磨削机构还包括第一滑轨8，第一滑轨8沿竖直方向设置于箱体6上，滑板71与第一滑轨8滑动配合。第一滑轨8对滑板71升降移动起到导向限位作用，提高了主轴3与磨轮4的升降位移精度。
49.如图1所示，磨削机构还包括平衡组件9，平衡组件9设置于箱体6上，且平衡组件9的输出端与支撑件7相连并随支撑件7同步升降，以拉紧支撑件7。通过平衡组件9拉紧支撑件7，使得支撑件7、主轴3与磨轮4的重力之和与平衡组件9的拉力基本相等，即磨轮4能够零重力接触晶圆，避免晶圆受到压力导致损伤，提高了对晶圆的保护。
50.进一步地，平衡组件9具有两个，两个平衡组件9对称设置于支撑件7的两侧，以使支撑件7受到均匀的拉力，从而保证磨轮4的水平度，提高磨轮4的加工质量。
51.具体地，本实施例平衡组件9包括平衡支架91与气缸92，平衡支架91的第一端固定安装于箱体6的顶部，平衡支架91的第二端伸出箱体6形成悬臂结构。气缸92的缸座枢轴安装于平衡支架91的第二端，气缸92的活塞杆连接于锁紧环72上。两个气缸92共同拉紧锁紧环72，以与支撑件7、主轴3、磨轮4三者的重力之和相平衡。当主轴3与磨轮4沿竖直方向升降移动时，活塞杆同步进行升降，以始终保持拉紧状态。在其他实施例中，气缸92还可以替换为液压缸或电推杆等机构，在此不做具体限定。
52.如图3所示，承片台2的直径尺寸为12寸，主轴3与磨轮4的直径尺寸均为12寸，使得磨轮4能够对承片台2上的晶圆进行整面减薄或整面抛光加工。如图4所示，承片台2的直径尺寸为12寸，主轴3的直径尺寸可以为12寸或8寸，磨轮4的直径尺寸为8寸，使得磨轮4同样
能够对承片台2上的晶圆进行整面减薄或整面抛光加工。如图5所示，承片台2的直径尺寸为12寸，主轴3的直径尺寸可以为12寸或8寸，磨轮4的直径尺寸小于8寸(称为小磨轮模式)，使得磨轮4能够对承片台2上的晶圆进行局部减薄或局部抛光加工。
53.在本实施例中，减薄机可以根据晶圆的加工需求更换不同的主轴3与不同尺寸的磨轮4，从而实现减薄机的系列化和模块化，组装出不同配置的减薄机。由于主轴3与磨轮4的尺寸可以根据实际的加工需求进行灵活调整，满足了晶圆多样化的加工需求，提高了减薄机的通用性。
54.如图1所示，磨削机构还包括转接件5，转接件5设置于主轴3上，不同直径的磨轮4选择性地安装于转接件5上。磨轮4通过转接件5与主轴3实现了稳定安装。同时，转接件5具有一定的通用性，能够与不同直径的磨轮4固定安装，使得磨轮4的更换操作简便易行，提高了更换效率。需要说明的是，当主轴3需要更换时，同时适应性地更换锁紧环72即可。
55.如图6和图7所示，转接件5包括转接头51和转接盘52，转接盘52的上端具有转接头51，转接头51设置于主轴3上，转接盘52的下端具有多个同轴设置的限位环槽520，不同直径的磨轮4选择性地安装于对应的限位环槽520内。通过限位环槽520实现了对磨轮4的限位安装，提高了磨轮4的稳定性和安装效率。
56.进一步地，转接盘52包括主盘体521和多个不同直径的环形板522，多个不同直径的环形板522同轴凸设于主盘体521的下端面，相邻两个环形板522之间围成对应的限位环槽520。且主盘体521上贯穿开设有多个安装孔组，每个安装孔组包括多个沿主盘体521周向分布的安装孔，每个限位环槽520内均具有一个安装孔组。磨轮4卡接于对应的限位环槽520时还同时通过限位环槽520内的安装孔组与主盘体521固定连接，进一步提高了磨轮4安装的稳定性和可靠性。
57.以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.减薄机，其特征在于，包括：机座(1)和承片台(2)，所述机座(1)上具有上下料工位和加工工位，所述承片台(2)滑动设置于所述机座(1)上并在所述上下料工位与所述加工工位之间往复移动；磨削机构，包括驱动模组、主轴(3)和磨轮(4)，所述磨轮(4)同轴设置于所述主轴(3)上，所述主轴(3)与所述磨轮(4)的直径均可调；所述驱动模组通过所述主轴(3)与所述磨轮(4)传动连接，以驱动所述磨轮(4)在所述加工工位升降和转动；所述磨轮(4)在所述承片台(2)的投影圆(10)的圆心经过所述承片台(2)的移动轨迹线(20)，且所述投影圆(10)的外缘经过所述承片台(2)的圆心。2.根据权利要求1所述的减薄机，其特征在于，所述磨削机构还包括转接件(5)，所述转接件(5)设置于所述主轴(3)上，不同直径的所述磨轮(4)选择性地安装于所述转接件(5)上。3.根据权利要求2所述的减薄机，其特征在于，所述转接件(5)包括转接头(51)和转接盘(52)，所述转接盘(52)的上端具有所述转接头(51)，所述转接头(51)设置于所述主轴(3)上，所述转接盘(52)的下端具有多个同轴设置的限位环槽(520)，不同直径的所述磨轮(4)选择性地安装于对应的所述限位环槽(520)内。4.根据权利要求3所述的减薄机，其特征在于，所述转接盘(52)包括主盘体(521)和多个不同直径的环形板(522)，多个不同直径的环形板(522)同轴凸设于所述主盘体(521)的下端面，相邻两个所述环形板(522)之间围成对应的所述限位环槽(520)。5.根据权利要求1所述的减薄机，其特征在于，所述驱动模组包括：箱体(6)和升降驱动件，所述箱体(6)设置于所述机座(1)上，所述升降驱动件设置于所述箱体(6)内；支撑件(7)，所述主轴(3)固定设置于所述支撑件(7)上，所述升降驱动件驱动所述支撑件(7)沿竖直方向可拆卸地滑动设置于所述箱体(6)上。6.根据权利要求5所述的减薄机，其特征在于，所述支撑件(7)包括滑板(71)和锁紧环(72)，所述锁紧环(72)固定于所述滑板(71)上，所述主轴(3)安装于所述锁紧环(72)内；所述磨削机构还包括第一滑轨(8)，所述第一滑轨(8)沿所述竖直方向设置于所述箱体(6)上，所述滑板(71)与所述第一滑轨(8)滑动配合。7.根据权利要求5所述的减薄机，其特征在于，所述磨削机构还包括平衡组件(9)，所述平衡组件(9)设置于所述箱体(6)上，且所述平衡组件(9)的输出端与所述支撑件(7)相连并随所述支撑件(7)同步升降，以拉紧所述支撑件(7)。8.根据权利要求7所述的减薄机，其特征在于，所述平衡组件(9)具有两个，两个所述平衡组件(9)对称设置于所述支撑件(7)的两侧。9.根据权利要求1所述的减薄机，其特征在于，所述减薄机还包括丝杠组件，所述承片台(2)通过所述丝杠组件滑动设置于所述机座(1)上。10.根据权利要求9所述的减薄机，其特征在于，所述减薄机还包括两个止位件(14)，两个所述止位件(14)沿所述移动轨迹线(20)相对设置于所述丝杠组件的两侧，以分别限制所述承片台(2)沿所述移动轨迹线(20)的两个极限位位移。

技术总结
本发明涉及半导体加工设备技术领域，尤其涉及一种减薄机。减薄机包括机座、承片台和磨削机构，机座上具有上下料工位和加工工位，承片台滑动设置于机座上并在上下料工位与加工工位之间往复移动。磨削机构包括驱动模组、主轴和磨轮，磨轮同轴设置于主轴上，主轴与磨轮的直径均可调；驱动模组通过主轴与磨轮传动连接，以驱动磨轮在加工工位升降和转动。磨轮在承片台的投影圆的圆心经过承片台的移动轨迹线，且投影圆的外缘经过承片台的圆心。减薄机可以根据实际加工需求更换不同直径的主轴与不同直径的磨轮，以满足晶圆的整面加工或局部加工需求，实现了减薄机的多样化的加工工艺，提高了减薄机的通用性。提高了减薄机的通用性。提高了减薄机的通用性。


技术研发人员：杨云龙 高阳 孙志超 蔡国庆 沈海丽
受保护的技术使用者：江苏京创先进电子科技有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/8/31