專利名稱：一種晶片磨床的傾角調(diào)整裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體晶片加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙主軸三工位晶片磨床的傾角調(diào)整裝置和方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體晶片磨床主要用于薄片狀半導(dǎo)體晶片表面磨削，從而使半導(dǎo)體晶片達(dá)到規(guī)定的厚度，并使表面達(dá)到一定的質(zhì)量要求。目前半導(dǎo)體晶片磨削主要基于晶片自旋轉(zhuǎn)磨削原理，即晶片真空吸附在多孔陶瓷吸盤臺上，并隨吸盤臺一起旋轉(zhuǎn)，磨削砂輪為杯型金剛石砂輪，其旋轉(zhuǎn)軸與吸盤臺旋轉(zhuǎn)軸相距砂輪半徑長度。砂輪隨主軸高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)還沿硅片軸向連續(xù)進(jìn)給，磨削完畢后砂輪復(fù)位。為保證在晶片磨削后，從吸盤臺取下時(shí)克服應(yīng)力變形，吸附晶片用的多孔陶瓷吸盤通常修整成中凸形狀。同時(shí)為減小磨削力，提高晶片表面粗糙度，實(shí)際磨削區(qū)為半接觸的晶片表面，因此砂輪主軸的旋轉(zhuǎn)軸線和吸盤臺的旋轉(zhuǎn)軸線之間傾角需要可調(diào)才能將吸盤和硅片磨削出特定的面型。在采用基于運(yùn)動(dòng)復(fù)映原理的磨削方法加工時(shí)，影響晶片加工面型精度的因素包括工件材料、工藝系統(tǒng)、磨床結(jié)構(gòu)、加工運(yùn)動(dòng)、砂輪幾何形狀和磨損等方面，選擇合理的角度調(diào)整控制方法是保證硅片高面型精度的關(guān)鍵。為提高磨削加工效率，商用磨床多采用雙主軸三工位結(jié)構(gòu)，雙主軸分別完成粗磨和精磨工序，三工位依次對應(yīng)待料位、粗磨位和精磨位。粗磨工位磨削的晶片面型應(yīng)當(dāng)與精磨工位處一致，才能保證損傷層均勻去除。傾角調(diào)整過程中必須兼顧所有軸間的相對位置關(guān)系，包括精磨砂輪主軸的旋轉(zhuǎn)軸線和三組吸盤臺的旋轉(zhuǎn)軸線之間傾角以及粗磨砂輪主軸的旋轉(zhuǎn)軸線和三組吸盤臺的旋轉(zhuǎn)軸線之間傾角?，F(xiàn)有的砂輪主軸的旋轉(zhuǎn)軸線和吸盤臺的旋轉(zhuǎn)軸線之間傾角的調(diào)整采用X-Y正交軸方式，由于三組吸盤臺均勻分布于可旋轉(zhuǎn)的分度臺上，即吸盤臺間分布角為120°，由于粗磨砂輪和精磨砂輪空間位置的對稱性與吸盤臺旋轉(zhuǎn)位置之間的差異，需要多次調(diào)整、試磨，最終調(diào)整到合適的位置，調(diào)整難度非常大，而且難于保證粗磨工位和精磨工位傾角的一致性。例如一種采用調(diào)整砂輪座和砂輪主軸整體的傾角調(diào)整結(jié)構(gòu)，由于調(diào)整的部分質(zhì)量大，應(yīng)力在傾角調(diào)整后恢復(fù)的時(shí)間比較長，占用生產(chǎn)周期較長，粗磨位和精磨位的吸盤臺軸線需要保證嚴(yán)格的一致性，所以吸盤臺的制造和裝配難度非常大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，發(fā)明了一種晶片磨床的傾角調(diào)整裝置和方法。將該裝置和方法應(yīng)用到雙主軸三工位晶片磨床中，調(diào)整晶片磨床的傾角時(shí)，主軸和洗盤臺均可以調(diào)整，且各個(gè)可調(diào)支腳是獨(dú)立調(diào)整控制晶片面型的參數(shù)，相互間沒有干擾，大大減少調(diào)整的次數(shù)和時(shí)間，能夠兼顧調(diào)整粗磨砂輪主軸的旋轉(zhuǎn)軸線、精磨砂輪主軸的旋轉(zhuǎn)軸線以及三組吸盤臺的旋轉(zhuǎn)軸線之間的相對位置關(guān)系，調(diào)整操作方便。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種晶片磨床的傾角調(diào)整方法，其特征是，采用雙主軸單元和三個(gè)工位布局，即粗磨、精磨主軸單元7、8，粗磨位、精磨位和待料位吸盤臺4、5、6三個(gè)工位；先將分度臺2安裝在磨床床身1中，在分度臺2上均勻分布有三個(gè)吸盤臺位，即粗磨位吸盤臺4、精磨位吸盤臺 5和待料位吸盤臺6，三個(gè)吸盤臺結(jié)構(gòu)完全相同，且三個(gè)吸盤臺中心線之間互成120° ；粗磨位吸盤臺4固定B支腳25位于分度臺2的中心0和所述待料位吸盤臺6的中心Ok的連線 OOffc上，粗磨位吸盤臺4固定A支腳M和粗磨位吸盤臺可調(diào)支腳21關(guān)于直線OOk對稱分布；精磨位吸盤臺5固定B支腳27位于分度臺2的中心0和精磨位吸盤臺6的中心Ok的連線OOk上，精磨位吸盤臺固定A支腳沈和精磨位吸盤臺可調(diào)支腳22關(guān)于直線OOk對稱分布；待料位吸盤臺6固定B支腳四位于分度臺2的中心0和所述待料位吸盤臺6的中心 Offc的連線OOk上，待料位吸盤臺固定A支腳觀和待料位吸盤臺可調(diào)支腳23關(guān)于直線OOk 對稱分布；所述粗磨主軸單元7中，粗磨砂輪9與粗磨主軸13同軸，粗磨主軸固定支腳17位于分度臺2的中心0和粗磨位吸盤臺4的中心Ok的連線OOkc連線0KC( W上，粗磨主軸可調(diào) A支腳15和粗磨主軸可調(diào)B支腳16，關(guān)于所述直線對稱120°分布；各個(gè)可調(diào)支腳的調(diào)整獨(dú)立控制晶片面型的參數(shù)，相互間沒有干擾，晶片磨床傾角調(diào)整，依次調(diào)整精磨軸、精磨位吸盤臺、粗磨軸、待料位吸盤臺和粗磨位吸盤臺，具體步驟如下1)調(diào)整精磨主軸14的傾角將精磨位吸盤臺5轉(zhuǎn)至精磨軸單元8的位置，根據(jù)晶片面型參數(shù)飽滿度K，調(diào)整精磨主軸14的精磨主軸可調(diào)A支腳18的高度；2)調(diào)整精磨位吸盤臺5的傾角根據(jù)晶片面型參數(shù)凸凹度hi，調(diào)整精磨位吸盤臺 5的精磨位吸盤臺可調(diào)支腳22的高度；3)調(diào)整粗磨主軸13的傾角分度臺2逆時(shí)針轉(zhuǎn)120°或順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，以調(diào)整完畢的精磨位吸盤臺5為基準(zhǔn)，根據(jù)晶片面型參數(shù)凸凹度h1;調(diào)整粗磨主軸13的粗磨主軸可調(diào)A支腳15和粗磨主軸可調(diào)B支腳16的高度；4)調(diào)整粗磨位吸盤臺4傾角將粗磨位吸盤臺4轉(zhuǎn)至精磨軸單元8的位置，以精磨主軸14為基準(zhǔn)，根據(jù)晶片面型參數(shù)凸凹度Ii1，調(diào)整粗磨位吸盤臺4的精磨位吸盤臺可調(diào)支腳21的高度；5)調(diào)整待料位吸盤臺6的傾角將待料位吸盤臺6轉(zhuǎn)至精磨軸單元8的位置，以精磨主軸14為基準(zhǔn)，根據(jù)晶片面型參數(shù)凸凹度Ii1，調(diào)整待料位吸盤臺6的待料位吸盤臺可調(diào)支腳23的高度；至此完成雙主軸單元三個(gè)工位晶片磨床的傾角調(diào)整，通過調(diào)整傾角，滿足晶片的面型參數(shù)凸凹度h和飽滿度ti2，磨出四種不同的基本面型。一種晶片磨片的傾角調(diào)整方法的調(diào)整裝置，其特征是，繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的分度臺2 安裝在磨床床身1的中，在分度臺2上均勻分布有三個(gè)吸盤臺位，即粗磨位吸盤臺4、精磨位吸盤臺5和待料位吸盤臺6，三個(gè)吸盤臺中心線之間互成120° ；所述粗磨位吸盤臺4、精磨位吸盤臺5和待料位吸盤臺6的結(jié)構(gòu)完全相同；粗磨位吸盤臺4分別由粗磨位吸盤臺可調(diào)支腳21，粗磨位吸盤臺固定A支腳M和粗磨位吸盤臺固定B支腳25支撐，粗磨位吸盤臺 4上均布的三個(gè)支腳與分度臺2連接；所述精磨位吸盤臺5分別由精磨位吸盤臺可調(diào)支腳 22，精磨位吸盤臺固定A支腳沈和精磨位吸盤臺固定B支腳27支撐，精磨位吸盤臺上均布的三個(gè)支腳與分度臺2連接；待料位吸盤臺分別由可調(diào)支腳23，待料位吸盤臺固定A支腳28和待料位吸盤臺固定B支腳四支撐。在床身1的左后側(cè)，直立安裝有粗磨主軸單元7，粗磨主軸單元7包括粗磨主軸座
11、粗磨進(jìn)給機(jī)構(gòu)30、粗磨主軸13和形狀為杯型結(jié)構(gòu)的粗磨砂輪9，所述粗磨主軸13通過在底部圓周上均布的三個(gè)支腳與粗磨主軸座11連接，這三個(gè)支腳分別為粗磨主軸可調(diào)A支腳15、粗磨主軸可調(diào)B支腳16和粗磨主軸固定支腳18 ；所述粗磨軸單元7的粗磨砂輪9的中心經(jīng)過分度臺2的中心和粗磨位吸盤臺4的中心的連線上，且粗磨砂輪9的輪齒經(jīng)過粗磨位吸盤臺4的中心；在床身1的右后側(cè)，直立安裝有精磨主軸單元8，精磨主軸單元8包括精磨主軸座
12、精磨進(jìn)給機(jī)構(gòu)31、精磨主軸14和形狀為杯型結(jié)構(gòu)的精磨砂輪10，所述精磨主軸14通過在底部圓周上均布的三個(gè)支腳與精磨主軸座12連接，這三個(gè)支腳分別為精磨主軸可調(diào)A支腳18、精磨主軸固定A支腳19和精磨主軸固定B支腳20 ；一種晶片磨片的傾角調(diào)整方法的調(diào)整裝置，其特征是，粗磨主軸可調(diào)A支腳15、粗磨主軸可調(diào)B支腳16、精磨主軸可調(diào)支腳18、粗磨位吸盤臺可調(diào)支腳21、精磨位吸盤臺可調(diào)支腳22和待料位吸盤臺可調(diào)支腳23的結(jié)構(gòu)相同，均為一種電致伸縮的直線驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，線圈 33繞在磁芯32上，線圈33中通入直流電，在電的作用下磁芯32引起變形產(chǎn)生伸縮效應(yīng)，改變可調(diào)支腳的高度；粗磨、精磨主軸、粗磨位、精磨位和待料位吸盤臺的可調(diào)支腳結(jié)構(gòu)或?yàn)槁菪Y(jié)構(gòu)，或?yàn)樾ㄐ螇K結(jié)構(gòu)或其他磁致伸縮微動(dòng)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的顯著效果是采用本發(fā)明的上述裝置后，由于采用較少的可調(diào)支腳，雙主軸三工位晶片磨床的剛度較高，各個(gè)可調(diào)支腳的調(diào)整獨(dú)立控制晶片面型的參數(shù)，相互間沒有干擾，大大減少調(diào)整的次數(shù)和時(shí)間，結(jié)合本發(fā)明的調(diào)整方法和步驟，能夠兼顧調(diào)整粗磨砂輪主軸的軸線、精磨砂輪主軸的軸線以及三組吸盤臺的軸線之間的相對位置關(guān)系。


附圖1半導(dǎo)體晶片面型參數(shù)圖，圖中X-X向坐標(biāo)軸，Z-Z向坐標(biāo)軸，hr晶片截面參數(shù)凸凹度，h2-飽滿度。附圖2應(yīng)用本發(fā)明的雙主軸三工位磨床外觀圖，附圖3粗磨主軸的傾角調(diào)整裝置， 附圖4精磨主軸的傾角調(diào)整裝置，附圖5待料位吸盤臺的傾角調(diào)整裝置，附圖6粗磨主軸可調(diào)B支腳的結(jié)構(gòu)示意圖，附圖7雙主軸三工位磨床傾角調(diào)整裝置布局(俯視)。圖中1床身，2分度臺，3晶片，4粗磨位吸盤臺，5精磨位吸盤臺，6待料位吸盤臺，7粗磨軸單元，8精磨軸單元，9粗磨砂輪，10精磨砂輪，11粗磨主軸座，12精磨主軸座，13粗磨主軸，14精磨主軸，15粗磨主軸可調(diào)A支腳，16粗磨主軸可調(diào)B支腳，17粗磨主軸固定支腳， 18精磨主軸可調(diào)支腳，19精磨主軸固定A支腳，20精磨主軸固定B支腳，21粗磨位吸盤臺可調(diào)支腳，22精磨位吸盤臺可調(diào)支腳，23待料位吸盤臺可調(diào)支腳，M粗磨位吸盤臺固定A支腳，25粗磨位吸盤臺固定B支腳，26精磨位吸盤臺固定A支腳，27精磨位吸盤臺固定B支腳，28待料位吸盤臺固定A支腳，29待料位吸盤臺固定B支腳，30粗磨進(jìn)給機(jī)構(gòu)，31精磨進(jìn)給機(jī)構(gòu)，32磁芯，33線圈，U+、U_電源。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖和技術(shù)方案詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施。
見圖1，雙主軸三工位晶片磨床磨出的半導(dǎo)體晶片的面型可由晶片截面的參數(shù)凸凹度Ii1和飽滿度Ii2表示，從而衍生出四種基本面型，其中有特例是凸凹度Ii1或飽滿度Ii2為 0的時(shí)候。通過調(diào)整粗、精磨主軸或吸盤臺的傾角就可以磨削出用戶所需的半導(dǎo)體晶片面型。見圖2，雙主軸三工位晶片磨床具有臺階狀的床身1，可繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的分度臺 2安裝在磨床身1的中部，在分度臺2上均勻分布有三個(gè)吸盤臺，即粗磨位吸盤臺4、精磨位吸盤臺5和待料位吸盤臺6，三個(gè)吸盤臺中心線之間互成120°。在床身1的左后側(cè)，直立設(shè)置著粗磨主軸單元7，粗磨主軸單元7包括粗磨主軸座11、粗磨進(jìn)給機(jī)構(gòu)30、粗磨主軸13 和形狀為杯型結(jié)構(gòu)的粗磨砂輪9，所述粗磨主軸13由粗磨主軸可調(diào)A支腳15、粗磨主軸可調(diào)B支腳16和粗磨主軸固定支腳17支撐；通過分別調(diào)整粗磨主軸可調(diào)A支腳15和粗磨主軸可調(diào)B支腳16，可以控制粗磨主軸13的傾角，從而保證晶片面型參數(shù)飽滿度ti2。所述粗磨軸單元7的形狀為杯型結(jié)構(gòu)的粗磨砂輪9的中心在分度臺2的中心和粗磨位吸盤臺4的中心的連線上，且粗磨砂輪10的輪齒經(jīng)過粗磨位吸盤臺4的中心。在床身1的右后側(cè)，直立安裝有精磨主軸單元8，精磨主軸單元8包括精磨主軸座12、粗磨進(jìn)給機(jī)構(gòu)31、精磨主軸 14和形狀為杯型結(jié)構(gòu)的精磨砂輪10 ；所述精磨主軸14由精磨主軸可調(diào)支腳18、精磨主軸固定A支腳19和精磨主軸固定B支腳20支撐；通過調(diào)整精磨主軸可調(diào)支腳18，可以控制精磨主軸14的傾角，從而保證晶片面型參數(shù)飽滿度ti2。所述精磨軸單元8的精磨砂輪10的中心在分度臺2的中心和精磨位吸盤臺5的中心的連線上，且精磨砂輪10的輪齒經(jīng)過精磨位吸盤臺5的中心。當(dāng)磨削加工晶片3時(shí)，將晶片3吸附在待料位吸盤臺6上，吸附在待料位吸盤臺6 上的晶片3隨分度臺2轉(zhuǎn)至粗磨主軸13下方。在粗磨加工晶片3時(shí)，吸附在待料位吸盤臺 6上的晶片3和粗磨砂輪9繞各自軸旋轉(zhuǎn)，粗磨砂輪9在粗磨進(jìn)給機(jī)構(gòu)30的驅(qū)動(dòng)下沿豎直方向連續(xù)進(jìn)給磨削晶片3，粗磨進(jìn)給機(jī)構(gòu)21可為“直線導(dǎo)軌+絲杠+伺服電機(jī)”或直線電機(jī)結(jié)構(gòu)。粗磨結(jié)束后，分度臺2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)120°，吸附在待料位吸盤臺6上的晶片3隨分度臺2轉(zhuǎn)至精磨主軸14下方。在精磨加工晶片3時(shí)，吸附在待料位吸盤臺6上的晶片3和精磨砂輪10繞各自軸旋轉(zhuǎn)，精磨砂輪10在精磨進(jìn)給機(jī)構(gòu)31的驅(qū)動(dòng)下沿豎直方向連續(xù)進(jìn)給磨削晶片3，精磨進(jìn)給機(jī)構(gòu)31可為“直線導(dǎo)軌+絲杠+伺服電機(jī)”或直線電機(jī)結(jié)構(gòu)。精磨結(jié)束后，分度臺2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)120°或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，待料位吸盤臺6上的晶片3隨分度臺 2—同復(fù)位，完成一個(gè)加工周期。見圖3和圖7，粗磨砂輪9的中心0 在分度臺2的中心0和粗磨位吸盤臺4的中心0K。的連線00κ。上，粗磨主軸13通過在底部圓周120°上均布的三個(gè)支腳與粗磨主軸座 11連接，這三個(gè)支腳分別為粗磨主軸可調(diào)A支腳15、粗磨主軸可調(diào)B支腳16和粗磨主軸固定支腳17，粗磨主軸可調(diào)A支腳15和粗磨主軸可調(diào)B支腳16的高度可調(diào)，其中粗磨主軸固定支腳17為固定支腳，位于分度臺2的中心和粗磨位吸盤臺4的中心的連線00κ。上，粗磨主軸可調(diào)A支腳15和粗磨主軸可調(diào)B支腳16為可調(diào)支腳，分布角為120°，關(guān)于所述直線 OOec對稱分布，調(diào)整粗磨主軸可調(diào)A支腳15，粗磨主軸13繞粗磨主軸可調(diào)B支腳16中心點(diǎn)和粗磨主軸固定支腳17中心點(diǎn)的連線轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整支腳處的高度，從而改變粗磨主軸13的傾角，可調(diào)整晶片面型參數(shù)飽滿度Ii2和凸凹度Ii1 ；調(diào)整粗磨主軸可調(diào)B支腳16，粗磨主軸13 繞通過粗磨主軸可調(diào)A支腳15中心點(diǎn)和粗磨主軸固定支腳17中心點(diǎn)的直線轉(zhuǎn)動(dòng)，可調(diào)整晶片面型參數(shù)凸凹度hi，綜合調(diào)整粗磨主軸可調(diào)A支腳15、粗磨主軸可調(diào)B支腳16，可調(diào)整晶片面型參數(shù)飽滿度K。見圖4和圖7，精磨砂輪10的中心Ofw在分度臺的中心0和精磨位吸盤臺5的中心 Ofc的連線OOrc上，精磨主軸14通過在底部圓周120°上均布的三個(gè)支腳與精磨主軸座12 連接，這三個(gè)支腳分別為精磨主軸可調(diào)A支腳18、精磨主軸固定A支腳19和精磨主軸固定 B支腳20為固定支腳，精磨主軸可調(diào)A支腳18的高度可調(diào)，其中精磨主軸可調(diào)支腳18位于粗磨砂輪9的中心Okw和精磨砂輪10的中心Ofw的直線OkwOfw上，精磨主軸固定A支腳19 和精磨主軸固定B支腳20為固定支腳，關(guān)于直線OkwOfw對稱分布，調(diào)整精磨主軸可調(diào)A支腳 18，精磨主軸14中心軸繞通過精磨主軸固定A支腳19的中心點(diǎn)和精磨主軸固定B支腳20 的中心點(diǎn)的直線轉(zhuǎn)動(dòng)，從而保證晶片面型參數(shù)飽滿度Ii2，而精磨主軸可調(diào)A支腳17的高度對晶片面型參數(shù)凸凹度Ii1沒有影響。見圖5和圖7，粗磨位吸盤臺4、精磨位吸盤臺5和待料位吸盤臺6具有相同的結(jié)構(gòu)，在此以待料位吸盤臺6為例說明其結(jié)構(gòu)，晶片3吸附于待料位吸盤臺6上端面，待料位吸盤臺6通過120°均布于其法蘭圓周的三個(gè)支腳連接分度臺2，高度可調(diào)，其中一個(gè)為待料位吸盤臺可調(diào)支腳23、其余兩個(gè)為待料位吸盤臺固定A支腳觀和待料位吸盤臺固定B支腳四，其中，待料位吸盤臺固定B支腳四位于分度臺2的中心和所述待料位吸盤臺6的中心的連線OOk上，待料位吸盤臺固定A支腳觀和待料位吸盤臺可調(diào)支腳23關(guān)于直線OOwc 對稱分布，待料位吸盤臺可調(diào)支腳23的高度可以調(diào)整，從而驅(qū)動(dòng)待料位吸盤臺6產(chǎn)生一定的傾角。粗磨位吸盤臺4的三個(gè)支腳分布位置為待料位吸盤臺6繞分度臺2的中心0順時(shí)針旋轉(zhuǎn)120°時(shí)的位置，調(diào)整粗磨位吸盤臺可調(diào)支腳21，粗磨位吸盤臺4的中心軸線繞通過粗磨位吸盤臺固定A支腳M的中心點(diǎn)和粗磨位吸盤臺固定B支腳25的中心點(diǎn)的直線轉(zhuǎn)動(dòng)， 保證晶片面型參數(shù)凸凹度Ii1 ；精磨位吸盤臺5的三個(gè)支腳分布位置為粗磨位吸盤臺4繞分度臺2的中心0順時(shí)針旋轉(zhuǎn)120°時(shí)的位置，調(diào)整精磨位吸盤臺可調(diào)支腳22，精磨位吸盤臺 5的中心軸線繞通過精磨位吸盤臺固定A支腳沈的中心點(diǎn)和粗磨位吸盤臺固定B支腳27 的中心點(diǎn)的直線轉(zhuǎn)動(dòng)，保證晶片面型參數(shù)凸凹度Ii1，而精磨主軸可調(diào)A支腳17的高度對晶片面型參數(shù)飽滿度Ii2沒有影響。見圖6，粗磨主軸可調(diào)A支腳15、粗磨主軸可調(diào)B支腳16、精磨主軸可調(diào)支腳18、 粗磨位吸盤臺可調(diào)支腳21、精磨位吸盤臺可調(diào)支腳22和待料位吸盤臺可調(diào)支腳23的結(jié)構(gòu)相同，均為一種電致伸縮的直線驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，線圈33繞在磁芯32上，線圈33中通入直流電， 在電的作用下磁芯32引起變形產(chǎn)生伸縮效應(yīng)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電致伸縮器所施加的電壓不同時(shí)，伸縮量也不同，伸縮量為士0.5mm，從而實(shí)現(xiàn)支腳高度的變化。但支腳的結(jié)構(gòu)并不局限于電致伸縮的直線驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，也可為螺旋結(jié)構(gòu)，或楔形塊結(jié)構(gòu)或其他或磁致伸縮等微動(dòng)機(jī)構(gòu)。雙主軸單元三工位晶片磨床的傾角調(diào)整方法，依次調(diào)整精磨軸、精磨位吸盤臺、粗磨軸、待料位吸盤臺和粗磨位吸盤臺，具體步驟如下1)調(diào)整精磨主軸14的傾角將精磨位吸盤臺5轉(zhuǎn)至精磨軸單元8的位置，根據(jù)晶片面型參數(shù)飽滿度K，調(diào)整精磨主軸14的精磨主軸可調(diào)A支腳18的高度；2)調(diào)整精磨位吸盤臺5的傾角根據(jù)晶片面型參數(shù)凸凹度Ii1，調(diào)整精磨位吸盤臺 5的精磨位吸盤臺可調(diào)支腳22的高度；3)調(diào)整粗磨主軸13的傾角分度臺2逆時(shí)針轉(zhuǎn)120°或順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，以調(diào)整完畢的精磨位吸盤臺5為基準(zhǔn)，根據(jù)晶片面型參數(shù)凸凹度h1;調(diào)整粗磨主軸13的粗磨主軸可調(diào)A支腳15和的粗磨主軸可調(diào)B支腳16高度；4)調(diào)整粗磨位吸盤臺4傾角將粗磨位吸盤臺4轉(zhuǎn)至精磨軸單元8的位置，以精磨主軸14為基準(zhǔn)，根據(jù)晶片面型參數(shù)凸凹度Ii1，調(diào)整粗磨位吸盤臺4的精磨位吸盤臺可調(diào)支腳21的高度；5)調(diào)整待料位吸盤臺6的傾角將待料位吸盤臺6轉(zhuǎn)至精磨軸單元8的位置，以精磨主軸14為基準(zhǔn)，根據(jù)晶片面型參數(shù)凸凹度Ii1，調(diào)整待料位吸盤臺6的待料位吸盤臺可調(diào)支腳23的高度；至此完成雙主軸三工位晶片磨床傾角調(diào)整，通過調(diào)整傾角，滿足晶片的面型參數(shù)凸凹度Ii1和飽滿度h2，磨出四種不同的基本面型。其中的特例是凸凹度Ii1或飽滿度Ii2為 0的時(shí)候。通過調(diào)整主軸或吸盤臺的傾角就可以磨削出用戶所需的半導(dǎo)體晶片面型。以磨削硅片達(dá)到所需面型為例，說明在雙主軸三工位晶片磨床上，根據(jù)預(yù)設(shè)的硅片面型，調(diào)整各軸的傾角磨削出需要的吸盤面型的調(diào)整方法和步驟如下1)將精磨位吸盤臺5轉(zhuǎn)至精磨軸單元8的位置，分別調(diào)整精磨主軸可調(diào)A支腳17 和精磨位吸盤臺可調(diào)支腳22的高度，保證精磨主軸14的軸線和精磨位吸盤臺5的軸線平行，依此為基準(zhǔn)開始調(diào)整；2)根據(jù)晶片面型參數(shù)飽滿度ti2，調(diào)整精磨主軸14的精磨主軸可調(diào)A支腳18的高度；根據(jù)晶片面型參數(shù)凸凹度Ii1，調(diào)整精磨位吸盤臺5的精磨位吸盤臺可調(diào)支腳22的高度； 試磨一片硅片，如果硅片面型參數(shù)的實(shí)際測量值與預(yù)設(shè)值不符，重新執(zhí)行該步驟。3)分度臺2逆時(shí)針轉(zhuǎn)120°或順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，此時(shí)精磨位吸盤臺5轉(zhuǎn)至粗磨主軸13的下方，以調(diào)整完畢的精磨位吸盤臺5為基準(zhǔn)，根據(jù)晶片面型參數(shù)凸凹度Ii1，調(diào)整粗磨主軸13的粗磨主軸可調(diào)A支腳15和的粗磨主軸可調(diào)B支腳16高度；試磨一片硅片，如果硅片面型參數(shù)凸凹度Ii1的實(shí)際測量值與預(yù)設(shè)值不符，重新執(zhí)行該步驟。4)將粗磨位吸盤臺4轉(zhuǎn)至精磨軸單元8的位置，以精磨主軸14為基準(zhǔn)，根據(jù)晶片面型參數(shù)凸凹度h，調(diào)整粗磨位吸盤臺4的精磨位吸盤臺可調(diào)支腳21的高度；試磨一片硅片，如果硅片面型參數(shù)凸凹度Ii1的實(shí)際測量值與預(yù)設(shè)值不符，重新執(zhí)行該步驟。5)調(diào)整待料位吸盤臺6的傾角將待料位吸盤臺6轉(zhuǎn)至精磨軸單元8的位置，以精磨主軸14為基準(zhǔn)，根據(jù)晶片面型參數(shù)凸凹度Ii1，調(diào)整待料位吸盤臺6的待料位吸盤臺可調(diào)支腳23的高度，試磨一片硅片，如果硅片面型參數(shù)凸凹度Ii1的實(shí)際測量值與預(yù)設(shè)值不符， 重新執(zhí)行該步驟。至此完成雙主軸三工位晶片磨床傾角調(diào)整，所磨出的硅片面型達(dá)到預(yù)設(shè)的面型。
權(quán)利要求
1.一種晶片磨床的傾角調(diào)整裝置，其特征是，采用雙主軸單元和三個(gè)工位布局，即粗磨軸單元(7)、精磨軸單元(8)，粗磨位吸盤臺G)、精磨位吸盤臺(5)和待料位吸盤臺(6)三個(gè)工位；先將繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的分度臺( 安裝在機(jī)床床身(1)中，在分度臺( 上均勻分布有三個(gè)吸盤臺位，即粗磨位吸盤臺G)、精磨位吸盤臺(5)和待料位吸盤臺(6)，三個(gè)吸盤臺結(jié)構(gòu)完全相同，且三個(gè)吸盤臺中心線之間互成120° ；粗磨位吸盤臺(4)分別由粗磨位吸盤臺可調(diào)支腳(21)，粗磨位吸盤臺固定A支腳04)和粗磨位吸盤臺固定B支腳05)支撐，粗磨位吸盤臺上均布的三個(gè)支腳與分度臺(2)連接；所述精磨位吸盤臺(5)分別由精磨位吸盤臺可調(diào)支腳(22)，精磨位吸盤臺固定A支腳06)和精磨位吸盤臺固定B支腳(XT) 支撐，精磨位吸盤臺上均布的三個(gè)支腳與分度臺( 連接；待料位吸盤臺分別由可調(diào)支腳 (23)，待料位吸盤臺固定A支腳08)和待料位吸盤臺固定B支腳09)支撐。在床身(1)的左后側(cè)，直立安裝有粗磨主軸單元(7)，粗磨主軸單元(7)包括粗磨主軸座(11)、粗磨進(jìn)給機(jī)構(gòu)(30)、粗磨主軸(13)和形狀為杯型結(jié)構(gòu)的粗磨砂輪(9)，所述粗磨主軸(1 通過在底部圓周上均布的三個(gè)支腳與粗磨主軸座(11)連接，這三個(gè)支腳分別為粗磨主軸可調(diào)A支腳(15)、粗磨主軸可調(diào)B支腳(16)和粗磨主軸固定支腳(18)；所述粗磨軸單元(7)的粗磨砂輪(9)的中心經(jīng)過分度臺(2)的中心和粗磨位吸盤臺 (4)的中心的連線上，且粗磨砂輪(9)的輪齒經(jīng)過粗磨位吸盤臺(4)的中心；在床身(1)的右后側(cè)，直立安裝有精磨主軸單元(8)，精磨主軸單元(8)包括精磨主軸座(12)、精磨進(jìn)給機(jī)構(gòu)(31)、精磨主軸(14)和形狀為杯型結(jié)構(gòu)的精磨砂輪(10)，所述精磨主軸(14)通過在底部圓周上均布的三個(gè)支腳與精磨主軸座(1 連接，這三個(gè)支腳分別為精磨主軸可調(diào)A支腳(18)、精磨主軸固定A支腳(19)和精磨主軸固定B支腳OO)；
2.如權(quán)利要求1所述的傾角調(diào)整裝置，其特征是，粗磨位吸盤臺(4)固定B支腳05) 位于分度臺O)的中心0和所述待料位吸盤臺(6)的中心Owc的連線OOwc上，粗磨位吸盤臺(4)固定A支腳04)和粗磨位吸盤臺可調(diào)支腳關(guān)于直線OOk對稱分布；精磨位吸盤臺(5)固定B支腳(27)位于分度臺(2)的中心0和精磨位吸盤臺(6)的中心Owc的連線OOwc 上，精磨位吸盤臺固定A支腳06)和精磨位吸盤臺可調(diào)支腳02)關(guān)于直線OOw。對稱分布； 待料位吸盤臺(6)固定B支腳09)位于分度臺(2)的中心0和所述待料位吸盤臺(6)的中心Ok的連線OOk上，待料位吸盤臺固定A支腳08)和待料位吸盤臺可調(diào)支腳03)關(guān)于直線OOk對稱分布；所述粗磨主軸單元(7)中，粗磨砂輪(9)與粗磨主軸(13)同軸，粗磨主軸固定支腳 (17)位于分度臺(2)的中心0和粗磨位吸盤臺(4)的中心Okc的連線OOkc延長線0KC( W上， 粗磨主軸可調(diào)A支腳(15)和粗磨主軸可調(diào)B支腳(16)，關(guān)于所述延長線對稱120° 分布。
3.如權(quán)利要求1所述的傾角調(diào)整裝置，其特征是，粗磨主軸可調(diào)A支腳(15)、粗磨主軸可調(diào)B支腳(16)、精磨主軸可調(diào)支腳(18)、粗磨位吸盤臺可調(diào)支腳、精磨位吸盤臺可調(diào)支腳02)和待料位吸盤臺可調(diào)支腳03)的結(jié)構(gòu)相同，均為一種電致伸縮的直線驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)， 線圈(33)繞在磁芯(32)上，線圈(33)中通入直流電，在電的作用下磁芯(32)引起變形產(chǎn)生伸縮效應(yīng)，改變可調(diào)支腳的高度；粗磨、精磨主軸、粗磨位、精磨位和待料位吸盤臺的可調(diào)支腳或?yàn)槁菪Y(jié)構(gòu)，或?yàn)樾ㄐ螇K結(jié)構(gòu)或其他磁致伸縮微動(dòng)機(jī)構(gòu)。
4.用于權(quán)利要求1所述裝置的傾角調(diào)整方法，其特征是，分別調(diào)整各個(gè)可調(diào)支腳，獨(dú)立控制晶片面型的參數(shù)，相互間沒有干擾，晶片磨床傾角調(diào)整，依次調(diào)整精磨軸、精磨位吸盤臺、粗磨軸、待料位吸盤臺和粗磨位吸盤臺，的具體步驟如下1)調(diào)整精磨主軸(14)的傾角將精磨位吸盤臺(5)轉(zhuǎn)至精磨軸單元(8)的位置，根據(jù)晶片面型參數(shù)飽滿度(h2)，調(diào)整精磨主軸(14)的精磨主軸可調(diào)A支腳(18)的高度；2)調(diào)整精磨位吸盤臺(5)的傾角根據(jù)晶片面型參數(shù)凸凹度Oi1),調(diào)整精磨位吸盤臺 (5)的精磨位吸盤臺可調(diào)支腳02)的高度；3)調(diào)整粗磨主軸(13)的傾角分度臺⑵逆時(shí)針轉(zhuǎn)120°或順時(shí)針旋轉(zhuǎn)120°，以調(diào)整完畢的精磨位吸盤臺(5)為基準(zhǔn)，根據(jù)晶片面型參數(shù)凸凹度Oi1),調(diào)整粗磨主軸(13)的粗磨主軸可調(diào)A支腳(15)和的粗磨主軸可調(diào)B支腳(16)高度；4)調(diào)整粗磨位吸盤臺(4)傾角將粗磨位吸盤臺(4)轉(zhuǎn)至精磨軸單元(8)的位置，以精磨主軸(14)為基準(zhǔn)，根據(jù)晶片面型參數(shù)凸凹度Oi1),調(diào)整粗磨位吸盤臺的精磨位吸盤臺可調(diào)支腳的高度；5)調(diào)整待料位吸盤臺(6)的傾角將待料位吸盤臺(6)轉(zhuǎn)至精磨軸單元(8)的位置， 以精磨主軸(14)為基準(zhǔn)，根據(jù)晶片面型參數(shù)凸凹度00，調(diào)整待料位吸盤臺(6)的待料位吸盤臺可調(diào)支腳03)的高度；至此完成雙主軸單元三個(gè)工位晶片磨床的傾角調(diào)整，通過調(diào)整傾角，滿足晶片的面型參數(shù)凸凹度Oi1)和飽滿度(h2)，磨出四種不同的基本面型。
全文摘要
本發(fā)明一種晶片磨床的傾角調(diào)整裝置和方法，屬于半導(dǎo)體晶片加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙主軸三工位晶片磨床的傾角調(diào)整方法和裝置。晶片磨床的傾角調(diào)整方法，采用雙主軸單元和三個(gè)工位布局，即粗磨、精磨主軸單元，粗磨位、精磨位和待料位吸盤臺三個(gè)工位，三個(gè)吸盤臺結(jié)構(gòu)完全相同；粗磨軸、精磨軸以及吸盤臺主軸均采用三個(gè)支腳支撐的結(jié)構(gòu)；其傾角調(diào)整步驟依次調(diào)整精磨軸、精磨位吸盤臺、粗磨軸、待料位吸盤臺和粗磨位吸盤臺。本發(fā)明由于采用較少的可調(diào)支腳，晶片磨床的剛度較高，各個(gè)可調(diào)支腳的調(diào)整獨(dú)立控制晶片面型的參數(shù)，相互間沒有干擾，大大減少調(diào)整的次數(shù)和時(shí)間，調(diào)整操作方便。
文檔編號B24B19/22GK102229087SQ201110147179
公開日2011年11月2日 申請日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者康仁科, 朱祥龍, 董志剛, 金洙吉 申請人:大連理工大學(xué)