双面减薄的装置和方法

文档序号:1400778 发布日期:2020-03-06 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 双面减薄的装置和方法 (Double-sided thinning device and method ) 是由 卢健平 于 2019-12-09 设计创作,主要内容包括:本发明公开了双面减薄的装置和方法,装置包括:环状保持器,所述环状保持器包括承载环和静压环,所述承载环沿径向支撑加工工件的外周侧,通过所述承载环带动加工工件在竖直方向上转动,所述静压环沿着径向固定设置在承载环的外周侧;两个静压垫,分别为第一静压垫和第二静压垫,所述两个静压垫分别对称地设置在环状保持器的两侧;进击轴,所述进击轴设置在静压垫的下部开孔处,沿着轴向移动,所述进击轴上的砂轮通过开孔直接研磨加工工件,所述第一静压垫与第二静压垫的间距为D&lt;Sub&gt;0&lt;/Sub&gt;+130~D&lt;Sub&gt;0&lt;/Sub&gt;+150微米。由此,采用该装置可相对地提升生产的稳定性,降低机台调试的频率。(The invention discloses a device and a method for thinning double surfaces, wherein the device comprises: an annular holder including a carrier ring that supports an outer peripheral side of the processing workpiece in a radial direction and moves the processing workpiece to rotate in a vertical direction by the carrier ring, and a static pressure ring fixedly provided on the outer peripheral side of the carrier ring in the radial direction; two static pressure pads, namely a first static pressure pad and a second static pressure pad, wherein the two static pressure pads are symmetrically arranged on two sides of the annular retainer respectively; the impact shaft is arranged at a lower opening of the static pressure pad and moves along the axial direction, a grinding wheel on the impact shaft directly grinds and processes the workpiece through the opening, and the distance between the first static pressure pad and the second static pressure pad is D 0 &#43;130~D 0 &#43;150 μm. Therefore, the device can relatively improve the production stability and reduceFrequency of machine debugging.)

双面减薄的装置和方法

技术领域

本发明属于减薄装置技术领域,具体涉及一种双面减薄的装置和方法。

背景技术

双面减薄是正常使用多线切割后,用来均匀移除在多线切割时造成的损伤层。

目前,DXSG320机台为常用的双面减薄装置,首先将加工工件放置在承载环上,承载环转动带动工件转动,设置在进击轴上的砂轮对硅片两面进行研磨。减薄过程中,在研削室有限空间内,工件竖直方向上轴向转动不可避免会发生一定的偏摆,偏摆量大的情况会导致工件翘曲变形严重,影响后续工序中产品的纳米形貌。在生产过程中,需要不断地调整砂轮偏摆位置,以保证产品品质的稳定。

因两相对静压垫之间的间隔,直接影响到研削室空间。为控制研削室内各部件的平行度及偏摆量,需依据不同工艺条件的加工工件,调整研削室空间,以提升工艺的稳定性。

对此,现有的双面减薄装置及工艺方法有待进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的目的在于提出一种双面减薄的装置和方法,在该装置主体硬件结构无改变的情况下,拓宽生产条件的范围,相对地提升设备生产稳定性,降低机台调制频率,提高产品品质的稳定性。

在本发明的一个方面,本发明提出了一种双面减薄的装置,根据本发明实施例,所述装置包括:

环状保持器,所述环状保持器包括承载环和静压环,所述承载环沿径向支撑加工工件的外周侧,通过所述承载环带动加工工件在竖直方向沿轴向转动,所述静压环沿着径向固定设置在承载环的外周侧,

两个静压垫,分别为第一静压垫和第二静压垫,所述两个静压垫分别对称地设置在环状保持器的两侧,

进击轴,所述进击轴设置在所述静压垫的下部开孔处,沿着轴向方向移动,所述进击轴上的砂轮通过开孔直接研磨加工工件,

所述第一静压垫与第二静压垫的间距为D0+130~D0+150微米,其中D0为加工工件初始厚度,单位为微米。

本发明目的是在拓宽生产条件范围的前提下,进一步地提高双面减薄装置的稳定性及平行度,其中加工工件在研削室内的自由度对其影响最大,而两个静压垫的间隙直接影响到加工工件的自由度。发明人在实际运行中发现,当偏摆空间过小,会导致加工工件的自由度较小,则造成加工工件的偏摆空间较小,会导致当调整砂轮的偏摆幅度大于加工工件的偏摆空间时,砂轮的偏摆容易造成加工工件挤压,使得研磨条件不稳定或纳米形貌不佳;当偏摆空间过大,会导致加工工件的自由度较大,则造成加工工具的偏摆空间远大于设备砂轮可调整的偏摆幅度,导致加工工件在加工时候会有额外的偏摆空间,其加工工件的偏摆会使得研磨条件不稳定或纳米形貌不佳。

本发明双面减薄装置的硬体主结构中砂轮参数的调整上限为50微米,若大于50微米需重置原点后才能再做调整,增加机台调试频率,使得研磨条件不稳定,所以设定静压环偏摆量的上限为50微米,作为其最大自由度的条件。经过大量的实验发现,静压环偏摆量的下限为40微米,若小于40微米,偏摆量小造成工件挤压现象的时常发生。

而本发明双面减薄装置工作过程中,加工工件一直沿着轴向处于转动状态,考虑到静压环的偏摆会直接影响到加工工件的偏摆。通过大量实验发现静压环偏摆量为40~50微米时,会造成加工工件同步偏摆,偏摆量为35~45微米,考虑到前置工件TTV在30微米以内的要求,同时考虑到转动过程中两侧都有偏摆,因此,加工工件总偏摆量为100~120微米(即((35~45)+30/2)*2)。本申请为控制加工工件总偏摆量为100~120微米要求,考虑静压垫表面平面度30微米以下要求,所以控制第一静压垫和第二静压垫的间距为加工工件总偏摆量+30微米+D0,即第一静压垫和第二静压垫的间距为D0+130微米~D0+150微米,其中D0为加工工件初始厚度,单位为微米。

平面度是具有宏观凹凸高度相对于理想平面的偏差。静压垫表面平面度与其所采用的材质相关,一般都采用金属涂布类似的材质也可采用陶瓷材质,其平面度都能达到30微米以下。特别是采用陶瓷材料,平面度都可达到5微米以下。

另外,根据本发明上述实施例的双面减薄的装置还可以具有如下附加的技术特征:

本发明一些实施例中,所述静压环的厚度设置为D0+(130~150)微米+2X-(40~50)微米,其中X为静压垫与静压环运行预留的间隔,单位为微米。

为了进一步提高双面减薄装置运行时的稳定性及平行度,发明人进一步探索研究,发现双面减薄装置在运行中,加工工件与承载环连为一体在竖直方向上沿轴向转动,承载环与静压环为直接接触状态,在第一静压垫和第二静压垫的间距保持一定的情况下,若静压环厚度过大,静压环与静压垫之间的间隙会过小,若间隙小于基本的静压环转动时的偏摆量,会造成转动时卡住,无法正常生产;若静压环厚度过小,静压环与静压垫之间的间隙过大,若间隙大于工件与静压垫的距离时,会导致工件研磨时会接触到静压垫,会造成工件有额外的偏摆,无法稳定的连续生产,造成加工工件品质的不稳定。本申请发明人正是在认识到上述影响的基础上,并且结合上述的实验结果静压环偏摆量为40~50微米,得到静压环的厚度H2为两静压垫间距+2X-静压环偏摆量即D0+(130~150)微米+2X-(40~50)微米,其中X为静压垫与静压环运行预留的间隔,该预留的间隔是由双面减薄装置硬体结构本身来控制的,X一般取值范围为20~30微米。

本发明实施例中,所述承载环上设置有定位槽驱动片,所述定位槽驱动片与所述承载环是分离式的,所述加工工件直接卡在所述定位槽驱动片上,所述定位槽驱动片转动带动加工工件转动。

本发明实施例中,所述定位槽驱动片处于研磨区的厚度为D1-80~D1-100微米,所述定位槽驱动片处于研磨区外的厚度大于研磨区的厚度,其中D1为加工工件最终厚度,单位为微米。

本发明实施例中,所述承载环上设置定位槽驱动片,所述定位槽驱动片与承载环成同一平面,所述加工工件直接卡在承载环上,通过承载环上定位槽驱动片的驱动点运动,带动整个加工工件的转动。

本发明实施例中,所述静压环外周底部接触式滚轮及上部两个静压导轮,通过静压导轮的进水口输入水,由水产生压力来加压夹取固定静压环。

在本发明的再一个方面,本发明提出了一种利用上述双面减薄的装置实施减薄的方法。根据本发明的实施例,所述方法包括:

(1)砂轮接近阶段:初始时砂轮的间隔设定为工件初始厚度;

(2)粗加工阶段:目的是移除多线切割时造成的损伤层,所述粗加工阶段移除量由切割条件来决定;

(3)精加工阶段:所述精加工阶段的移除量依据粗加工阶段的情况而定,一般为15-25微米;

(4)修整减薄阶段:所述修整减薄阶段的移除量为0-5微米;

其中,在步骤(1)之前,设定所述两个静压垫间的间距为D0+130~D0+150微米,其中D0为所述加工工件初始厚度,单位为微米。

另外,根据本发明上述实施例的双面减薄方法还可以具有如下附加的技术特征:

本发明实施例中,在所述步骤(1)之前,设定所述静压环的厚度为D0+(130~150)微米+2X-(40~50)微米,其中X为静压垫与静压环运行预留的间隔,单位为微米。

本发明实施例中,在所述步骤(1)之前,设定固定槽驱动片处于研磨区的厚度为D1-80~D1-100微米,且定位槽驱动片处于研磨区外的厚度大于研磨区的厚度,其中D1为加工工件最终厚度,单位为微米。

本发明实施例中,所述静压环底部布置两个接触式滚轮及上部布置两个静压导轮,通过静压导轮进水口施加水压,在静压环上形成水膜,通过水膜产生的压力来加压固定静压环。

本发明双面减薄的工艺方法中,还包含步骤(5):加工工件的夹取步骤,

所述进水口持续向一个静压垫喷水,使得加工工件在水压的作用推向另外一个静压垫,然后通过机械手臂上的吸盘吸附置于一侧静压垫上的加工工件,如利用硬质吸盘吸附该加工工件。

本发明实施例中,通过调节软体增加喷水时间,使得加工工件置于一侧静压垫上,以取代直接真空吸附该加工工件,且所述硬质吸盘与工件接触的表面设置1-3微米的软性材质,或所述硬质吸盘与工件接触的整个表面上布置软性材质。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1是根据本发明一个实施例的双面减薄的装置纵截面结构示意图;

图2是图1中的静压垫、砂轮和加工工件的部分结构示意图;

图3a是根据本发明又一个实施例的双面减薄的装置中承载环的左视图;

图3b是根据本发明又一个实施例的双面减薄的装置中承载环的左视图;

图4a是图3a中承载环中定位槽驱动片的一种结构示意图;

图4b是图3a中承载环中定位槽驱动片的另一种结构示意图;

图5是根据本发明又一个实施例的双面减薄的装置中静压垫的结构示意图;

图6是根据本发明又一个实施例的双面减薄的装置中环状保持器与滚轮的工作结构示意图;

图7是根据本发明又一个实施例的双面减薄的装置中硬质吸盘的结构示意图;

图8是根据本发明又一个实施例的双面减薄的装置中硬质吸盘的结构示意图;

图9是本发明双面减薄的方法的流程图。

其中,100-环状保持器,200-第一静压垫,300-第二静压垫,400-砂轮,500-硬质吸盘,11-静压环,12-承载环,13-加工工件,111-接触式滚轮,112-静压导轮,121-定位槽驱动片,122-驱动点,21-供水孔,51-软性材质,600-进击轴。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,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”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,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,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的一个方面,本发明提出了一种双面减薄的装置。

根据本发明的实施例,参考图1、2,本发明的双面减薄装置,包括环状保持器100、两个静压垫200/300,及设有砂轮400的进击轴600。环状保持器100包括静压环11和承载环12,承载环12沿径向支撑加工工件13的外周侧,通过所述承载环12带动加工工件13在竖直方向上沿轴向转动,静压环11沿着径向固定设置在承载环12的外周侧;两个静压垫分别为第一静压垫200和第二静压垫300,两个静压垫对称地设置在环状保持器100的两侧;在两静压垫200/300下部开孔处(未示出)进击轴600沿着轴向方向移动,进击轴600上的砂轮400通过开孔直接研磨加工工件13。本发明中承载环12的驱动方式不受限制,只要能实现承载环12在竖直方向上转动即可。

在拓宽生产条件范围的前提下,为提高本发明双面减薄装置的稳定性及平行度,其中加工工件在研削室内的自由度对其影响最大,而两个静压垫的间距直接影响到加工工件13的自由度。

而本发明双面减薄装置工作过程中,加工工件13在竖直方向上沿着轴向转动,考虑到静压环11的偏摆会直接影响到加工工件13的偏摆。通过大量实验发现静压环11偏摆量为40~50微米时,会造成加工工件同步偏摆,偏摆量为35~45微米,而为满足前置工件TTV在30微米以内的要求,同时考虑到转动过程中两侧都有偏摆,因此,加工工件总偏摆量为100~120微米(即((35~45)+30/2)*2)。为控制加工工件总偏摆量为100~120微米要求,考虑静压垫表面平面度30微米以下要求,所以控制第一静压垫和第二静压垫的间距为加工工件总偏摆量+30微米+D0,即第一静压垫和第二静压垫的间距H1为D0+130微米~D0+150微米,其中D0为加工工件初始厚度,单位为微米。具体见图1所示。

为了进一步提高双面减薄装置转动时的稳定性及平行度,发明人进一步探索研究发现,双面减薄装置在运行中,加工工件13与承载环12连为一体在竖直方向上沿轴向转动,承载环12与静压环11为直接接触状态,在第一静压垫200和第二静压垫300的间距保持一定的情况下,若静压环11厚度过大,静压环11与静压垫200/300之间的间隙会过小,若间隙小于基本的静压环11转动时候的偏摆量时,会造成转动时卡住,无法正常生产;而若静压环11厚度过小,静压环11与静压垫200/300之间的间隙会过大,如间隙大于加工工件13与静压垫200/300的距离时,会导致工件研磨时候会接触到静压垫,会造成加工工件有额外的偏摆无法稳定的连续生产,造成加工工件品质的不稳定。发明人正是在认识到上述影响的基础上,并且结合静压环11偏摆量为40~50微米,得到如图1所示静压环11的厚度H2为第一静压垫200和第二静压垫300的间距+2X-静压环偏摆量即D0+(130~150)微米+2X-(40~50)微米,其中X为静压垫200/300与静压环11运行预留的间隔,该预留的间隔是由减薄机台硬体结构本身来控制的,该X一般取值范围为20~30微米。

本发明为了实现承载环在竖直方向沿轴向自转,如图3a所示,承载环12上设置有定位槽驱动片121,定位槽驱动片121与所述承载环12是分离式的,加工工件13外圆周上对应地设有沟槽(未示出),承载环12上的定位槽驱动片121直接卡接在沟槽上,通过定位槽驱动片121转动带动加工工件13转动。例如,可以在承载环12的内周面设有内齿轮,与马达连接的驱动齿轮与内齿轮啮合,即在马达的作用下通过驱动齿轮带动内齿轮转动,从而带动承载环12转动,进而通过定位槽驱动片121带动加工工件13沿其轴向自转。

如图2-4所示,在本发明双面减薄装置研磨过程中,随着加工工件13轴向转动,定位槽驱动片121一部分转动时会进入砂轮研磨区,因此与砂轮研磨区接触部分自定义为定位槽驱动片121的研磨区。

发明人发现,通过承载环12上定位槽驱动片121带动整个加工工件13转动,要求研磨砂轮400不要接触到定位槽驱动片121,否则会造成加工工件13的偏摆,会在加工工件13边缘出现厚度不均匀的情况。为达到设备运行的稳定性要求,在满足上述静压环11厚度设计要求下,再配合加工工件最终厚度要求,考虑到静压环11具有40~50微米偏摆量,则定位槽驱动片121处于研磨区的厚度为D1-(40-50)*2微米即D1-80~D1-100微米,其中D1为加工工件最终厚度,单位为微米。这样运行过程中,研磨砂轮400就不会接触到定位槽驱动片121,有效地避免砂轮阻力而导致定位槽驱动片121的扭曲。如图3a和图3b中,M区为定位槽驱动片121的研磨区。

为了进一步减少静压环12可偏摆的空间,避免运行中定位槽驱动片121的扭曲,设计定位槽驱动片121处于研磨区外的厚度大于研磨区的厚度,也就是通过增加定位槽驱动片121研磨区外的厚度,来加强其抗弯强度,减少定位槽驱动片121的扭曲。如图4a所示,三种不同定位槽驱动片121的结构,都满足研磨区外的厚度大于研磨区的厚度要求。如图4中b所示,设计定位槽驱动片121的研磨区经过N区到达研磨区外的增厚部分,不仅减少定位槽驱动片121的扭曲,增强其抗弯强度,而且也避免砂轮400在交界区(研磨区与研磨区外的交界处)接触在到定位槽驱动片121,具体的交界区参考图4b。因定位槽驱动片121一部分会进入研磨区,要求其采用韧性好,硬度高的塑性材料,如聚酰亚胺、碳纤维或二者组合的材料。

为避免运行中定位槽驱动片121的扭曲,还可以采用的方案为,参考图3b,承载环12上设置定位槽驱动片121,该定位槽驱动片121与承载环12处于同一平面,所述定位槽驱动片121的驱动点122直接卡在加工工件13上,通过承载环12上定位槽驱动片121的驱动点122的转动,带动整个加工工件13的转动。

进一步的,发明人发现,现有采用接触式滚轮111接触固定方式通过滚轮与静压环外周直接接触加压对静压环固定,而因长期挤压导致滚轮轴承磨损而出现缝隙造成静压环偏摆。如图6所示,静压环11底部的接触式滚轮111及静压导轮112,静压环11底部布置两个接触式滚轮111,通过接触式滚轮111接触来承载固定静压环11;静压导轮112透过输入水使其与静压环11外周面间形成水膜产生水压来加压固定静压环11,该固定方式称为静压水封式固定静压环。本实施例采用滚轮接触固定方式和静压水封固定方式相结合的方式来固定静压环,一方面避免仅仅依靠进水口产生的水压很难达到稳定固定的效果,另一方面即使由于长期挤压导致滚轮磨损而出现缝隙造成偏摆,但在重力作用下整个环状保持器100会自动下移,相对地提升生产的稳定性。

本发明的第二个方面,本发明提出了一种利用上述双面减薄的装置实施双面减薄的工艺方法。参见图9,该实施例的工艺方法,包括:

S100:砂轮接近阶段,使砂轮接近加工工件13表面;

该步骤中,按照常规操作方式安装加工工件,然后通过设定双面减薄装置上的控制程序,使得砂轮400接近加工工件表面,设定两侧砂轮400之间的距离为减薄前加工工件13表面的最大厚度,从而在砂轮400开始运行时即可直接接触到加工工件13表面,提高工作效率。需要说明的是,双面减薄装置上的控制程序为其装置上的常规部件,此处不再赘述。

S200:粗加工阶段,设定砂轮400的粗加工移除量,以便对加工工件表面进行粗加工;

该步骤中,通过设定双面减薄装置上的控制程序,设定砂轮400的粗加工移除量,然后开启砂轮400对加工工件13表面进行粗加工。具体的,该设定粗加工移除量数值为多线切割时造成的损伤层厚度,目的是以较快的时间进行厚度移除,此处粗加工移除量配合切割条件来决定,如以0.16微米的切割线搭配上GC#1000生产,粗加工移除量约50~60微米,搭配GC#1200粗加工移除量约40~50微米,搭配GC#1500粗加工移除量约35~45微米。其中1000、1200及1500为目数,目数越大颗粒越小,GC是代表碳化硅。

S300:精加工阶段,设定砂轮400的精加工移除量,以便对粗加工后的加工工件13表面进行精加工;

该步骤中,通过设定双面减薄装置上的控制程序,设定砂轮400的精加工移除量,以便对粗加工后的加工工件13表面进行精加工。具体的,本申请的精加工移除量设定数值为加工工件完成减薄的最终厚度再加上后续修整移除量。此处移除量约为(15-25)微米

S400:修整减薄阶段,对精加工后的加工工件13表面进行修整。

该步骤中,通过设定双面减薄装置上的控制程序,设定砂轮400的修整移除量,对精加工后的加工工件13进行修整。具体的,修整移除量设定数值为0~5微米。

在该实施的双面减薄工艺方法步骤之前,设定两个静压垫间的间距为D0+130~D0+150微米,D0为所述加工工件13初始厚度,单位为微米。在硬体主结构不改变的情况下,两个静压垫200/300的间隙直接影响到加工工件13的自由度,为提高双面减薄装置生产时的稳定性,按如上要求调节两个静压垫的间距。具体详述见双面减薄装置部分。

在双面减薄方法的实施例中,为进一步提升生产的稳定性,降低机台调试频率,要求两个静压垫的间距满足D0+130~D0+150微米的情况下,并且结合静压环11偏摆量为40~50微米,得到如图1所示,静压环11的厚度H2为两个静压垫200/300的间距+2X-静压环偏摆量即D0+(130~150)微米+2X-(40~50)微米,其中X为静压垫200/300与静压环11运行预留的间隔,该预留的间隔是由减薄机台硬体结构本身来控制的,该X取值范围为20~30微米。

在双面减薄方法的实施例中,为达到设备运行的稳定性及平行性要求,在满足上述静压环11厚度设计要求下,再配合加工工件最终厚度要求,考虑到静压环40~50微米偏摆量,则定位槽驱动片121处于研磨区的厚度为D1-(40-50)*2微米即D1-80~D1-100微米,其中D1为加工工件最终厚度,单位为微米。这样研磨运行过程中,砂轮400就不会接触到定位槽驱动片121,有效地避免砂轮400阻力而导致定位槽驱动片121的扭曲。

为了进一步减少静压环12可偏摆的空间,避免运行中定位槽驱动片121的扭曲,设计定位槽驱动片121不处于研磨区的厚度大于研磨区的厚度,也就是通过增加定位槽驱动片121的研磨区外的厚度,来加强其抗弯强度。

为了避免运行中定位槽驱动片121的扭曲,还可以采用的方案为,可参考图3b,承载环12上设置定位槽驱动片121,该定位槽驱动片121与承载环12处于同一平面,所述设置在定位槽驱动片121上的驱动点122直接卡接在加工工件13对应的沟槽上,通过承载环12上定位槽驱动片121上的驱动点122的转动,带动整个加工工件13的转动。

在双面减薄方法实施例中,发明人发现,现有的采用滚轮接触固定方式通过滚轮与静压环外周直接接触加压对静压环固定,而因长期挤压导致滚轮轴承磨损而出现缝隙造成静压环偏摆。本工艺方法实施例中采用滚轮接触固定方式和静压水封固定方式相结合的方式来固定静压环,一方面避免仅仅依靠进水口产生的水压很难达到稳定固定的效果,另一方面即使由于长期挤压导致滚轮磨损而出现缝隙造成偏摆,但在重力作用下整个环状保持器100会自动下移,相对地提升生产时的稳定性。具体参见图6。

在双面减薄工艺方法中,还包括S500:加工工件13夹取步骤,在减薄结束阶段由一侧静压垫200/300上的供水孔21持续喷水,产生水压,使得加工工件13被推到另一侧的静压垫200/300上,即由水的表面张力将加工工件13吸附在静压垫上200/300,再通过机械手臂上的吸盘进行夹取。该方式称为表面张力吸附方式。具体参见图5。

现有技术中因静压垫背面设有真空吸附点,可直接抽真空,实现加工工件的真空吸附。现有采用上述真空吸附方式,因吸附点有较强的作用力,导致静压垫上异物在真空点附近对工件表面造成缺陷。本申请采用的表面张力吸附方式相比现有的真空吸附方式,在一定程度上避免工件在夹取步骤中形成的表面缺陷。

具体参见图5,第一静压垫200及第二静压垫300上分别设置多个供水口21,在加工工件13减薄阶段结束后,喷水装置(未示出)通过一侧静压垫200/300的供水口21持续喷水,延长喷水的时间,产生水压在该压力的作用下将工件推向另一侧静压垫200/300上,通过机械手臂上的吸盘进行夹取。此外,在研磨过程中,通过两侧静压垫200/300的供水口21持续地供水,也可及时地清除加工工件13运行中产生的磨屑。进一步地,为消除因水压产生的偏差,可在两侧静压垫200/300上对称地分布供水口21,且保持水压一致,使得加工工件13表面受力均匀,有效地避免了因水压造成的偏摆,提升生产的稳定性。

本双面减薄方法S500:加工工件13夹取步骤中,发现现有吸盘采用硬式塑胶材质的吸盘,因与工件直接接触的部分为硬质材质,长时间使用会造成其表面粗糙,易造成异物粘附其表面,吸附工件时会造成重复性的固定点缺陷。此外,在实际生产中,机械手臂夹取工件的位置需设定在固定位置,若吸盘完全采用软性材质如橡皮类,则无法完成正常夹取。具体参见图8。

对此上述存在的问题,本申请在硬质吸盘500与工件接触的表面部分设置1-3微米的软性材质51,这样在吸附工件时,保证硬质吸盘500与工件接触的部分仅为软性材质51,缓冲并减少接触时的压力,减少吸附时造成工件表面的缺陷。进一步地,如图9所示,本申请在硬质吸盘500与工件的整个接触面部分都采用软性材质51,完全避免硬质材质与工件直接接触,在吸附工件过程中,可避免吸附时造成的缺陷,操作方便。需要说明的是,本申请中“软性材质”为现有技术中的常规材质,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,只要可以实现上述效果即可,此处不再赘述。

采用本申请的双面减薄装置及方法应用于直径300mm的晶圆片加工,初始厚度D0不大于900mm的条件下,与双面减薄装置相同硬体条件研磨相比,发现双面减薄装置机台的跳动性比较低、运行很平稳,也就是运行中机台的根本不需调试,生产比较稳定。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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发明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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

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