CN216442328U - 一种磨削主轴坐标测量机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种磨削主轴坐标测量机构，所述磨削主轴的边缘一圈设置金刚石砂轮座，所述砂轮座的底面设置一圈金刚石砂轮牙齿，所述金刚石砂轮牙齿用于磨削真空吸盘台面上的晶圆，所述测量机构包括：用于获得磨削主轴的基准Z轴坐标的标准块规；固定设置于固定座上并位于磨削主轴下方的检测传感器，所述检测传感器还具有传感器伸缩头，所述传感器伸缩头位于所述金刚石砂轮牙齿的正下方，用于检测磨削主轴的金刚石砂轮位置数据；以及计算单元，所述计算单元与所述检测传感器连接，用于计算获得所述磨削主轴的当前Z轴坐标。本实用新型可快速确定磨削主轴新的基准Z轴坐标数据，能够节省时间，提高效率，并且操作简单。

Description

一种磨削主轴坐标测量机构

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种磨削主轴坐标测量机构。

背景技术

半导体硅晶圆是制造半导体器件的基础性原材料。高纯度的半导体经过拉晶、切片等工序制备成为晶圆，晶圆经过一系列半导体制造工艺形成极微小的电路结构，再经减薄、切割、封装、测试成为芯片，广泛应用到各类电子设备中，其中晶圆减薄就是很重要的一环。

为了提高半导体芯片的电性能等要求，需要对半导体晶圆实施背面减薄，完成这项工艺的装置就是晶圆减薄机。晶圆减薄机通常包括磨削主轴、真空吸盘台面等部件。晶圆减薄前，先在上下料位置将晶圆放在真空吸盘台面上，再将台面移动至磨削主轴下方，磨削主轴下降对晶圆进行磨削减薄，磨削完成后磨削主轴上升至待机位置(砂轮下缘距离真空吸盘台面20mm)，台面移动至上下料位置。

为了提高减薄硅片效率，磨削时需要把磨削主轴高速(300mm/min)下降到尽可能靠近晶圆(一般为30-50um)后，再用减薄工艺速度(50um/min)进行减薄硅片，这个时候对磨削主轴的Z轴坐标(即磨削主轴上的金刚石砂轮下缘距离真空吸盘台面的距离值)的精确度要求就很严格，坐标有误差可能会造成磨削主轴和真空吸盘台面碰撞，使磨削主轴上的金刚石砂轮和真空吸盘台面上的硅片损坏，更严重的造成磨削主轴和真空吸盘台面都会损伤。

每次磨削完成后金刚石砂轮都有损耗，会造成金刚石砂轮下缘相对真空吸盘台面的距离发生改变(根据实际磨削量和磨削材料的不同，砂轮的损耗量不同，正常一般为10um左右)。如果可以正常完整地完成磨削动作，设备可以通过了解金刚石砂轮的损耗量来补正金刚石砂轮相对真空吸盘台面的坐标，每次磨削主轴回待机位置时金刚石砂轮下缘距离真空吸盘台面的距离都是20mm。但是如果发生以下事项就会出现无法补正金刚石砂轮相对真空吸盘台面的坐标值：1、磨削过程出现机台报警、故障造成磨削动作未完成，这个时候就不能知道砂轮的损耗，无法补正磨削主轴的坐标；2、金刚石砂轮出现粘结，无法正常磨削产品，这个时候需要用砂轮修整器对金刚石砂轮进行修整(把材质是碳化硅的砂轮修整器放在真空吸盘台面上，金刚石砂轮和碳化硅修整器互相磨削，对金刚石砂轮表面进行修整)，比如这个时候只知道磨削主轴下降了200um(金刚石砂轮和修整器一共损耗200um)，无法清楚地了解金刚石砂轮具体的损耗，无法补正磨削主轴的坐标；3、更换新的金刚石砂轮后，无法准确地确认新砂轮下缘距离真空吸盘台面的坐标值。

解决上述问题的现有方案是通过手动方式：在真空吸盘台面上放置测量用标准块规(一般为1mm)，再把砂轮轴下降接触到标准块规，这个时候以真空吸盘台面上表面认作Z坐标为0，砂轮下端面的坐标就是标准块规的厚度值，也就是1000um。但是现有方案操作比较麻烦，很花时间，其次对操作员的技能水平要求较高。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的缺陷，提供了一种磨削主轴坐标测量机构。

本实用新型提出了一种磨削主轴坐标测量机构，所述磨削主轴的边缘一圈设置金刚石砂轮座，所述砂轮座的底面设置一圈金刚石砂轮牙齿，所述金刚石砂轮牙齿用于磨削真空吸盘台面上的晶圆，其特征在于，所述测量机构包括：用于获得磨削主轴的基准Z轴坐标的标准块规，所述基准Z轴坐标为磨削主轴上的金刚石砂轮牙齿下缘与真空吸盘台面之间的距离值，以所述真空吸盘台面为Z轴原点；固定设置于固定座上并位于磨削主轴下方的检测传感器，所述检测传感器还具有传感器伸缩头，所述传感器伸缩头位于所述金刚石砂轮牙齿的正下方，用于检测磨削主轴的金刚石砂轮位置数据，所述金刚石砂轮位置数据为金刚石砂轮牙齿下缘与所述真空吸盘台面之间的距离值；以及计算单元，所述计算单元与所述检测传感器连接，根据所述磨削主轴的基准Z轴坐标数据，与所述金刚石砂轮位置数据而计算获得所述磨削主轴的当前Z轴坐标。

优选地，所述检测传感器与所述计算单元通过有线或无线连接进行数据传输。

优选地，所述固定座及所述检测传感器设置于所述真空吸盘台面以外的区域。

优选地，所述检测传感器为接触式位移传感器。

优选地，所述计算单元为计算机。

本实用新型具有如下有益效果：本实用新型的磨削主轴坐标测量机构，首次确认好磨削主轴Z轴坐标即基准Z轴坐标后，用检测传感器检测金刚石砂轮位置，根据传感器测量数据和磨削主轴Z轴坐标或者两者差值，之后每次更换新的金刚石砂轮或者需要确认磨削主轴当前Z轴位置时，只需要用传感器测量就能得到磨削主轴Z轴坐标数据，能够节省时间，提高效率，并且操作简单。

附图说明

图1是本实用新型的磨削主轴坐标测量机构剖面示意图，其中磨削主轴处于待机位置。

图2是本实用新型的磨削主轴坐标测量机构剖面示意图，其中磨削主轴处于工作位置。

图3是本实用新型的磨削主轴坐标测量机构的工作流程图。

具体实施方式

以下将结合说明书附图对本实用新型的实施方式予以说明。需要说明的是，本说明书中所涉及的实施方式不是穷尽的，不代表本实用新型的唯一实施方式。以下相应的实施例只是为了清楚的说明本实用新型专利的实用新型内容，并非对其实施方式的限定。对于该领域的普通技术人员来说，在该实施例说明的基础上还可以做出不同形式的变化和改动，凡是属于本实用新型的技术构思和实用新型内容并且显而易见的变化或变动也在本实用新型的保护范围之内。

如图1-2所示，本实用新型的磨削主轴坐标测量机构，用于测量晶圆减薄机的磨削主轴的Z轴坐标，包括标准块规11，检测传感器6，固定座8和计算单元10。下面对各部件进行详细说明。

图1是磨削主轴坐标测量机构剖面示意图，其中磨削主轴处于待机位置。图2是磨削主轴坐标测量机构剖面示意图，其中磨削主轴处于工作位置。磨削主轴1的边缘一圈设置金刚石砂轮座2，砂轮座2的下方设置一圈金刚石砂轮牙齿3，磨削主轴1可以上下移动并可绕中心轴自转，以对晶圆承载台5的上表面即真空吸盘台面9上的硅晶圆4进行磨削。

本实用新型中的标准块规11放置于真空吸盘台面9上用于获得磨削主轴1的基准Z轴坐标并提供给所述计算单元10。检测传感器6固定于固定座8上并位于磨削主轴1的下方，所述固定座8及检测传感器6设置于所述真空吸盘台面9以外的区域。检测传感器6可以为接触式位移传感器。检测传感器6的传感器伸缩头7设置在金刚石砂轮牙齿3的正下方，用于检测金刚石砂轮牙齿31下缘的位置数据。

计算单元10与检测传感器6连接，接收所述检测传感器6的检测数据，并根据基准Z轴坐标及检测传感器的检测数据进行计算处理。这里所述检测传感器6与所述计算单元10可以通过有线或无线连接进行数据传输。

下面结合图3详细说明本实用新型的磨削主轴测量机构的工作过程。步骤a：通过手动方式利用标准块规10获得磨削主轴的基准Z轴坐标并提供给计算单元10。所述基准Z轴坐标为磨削主轴上的金刚石砂轮牙齿下缘与真空吸盘台面之间的距离值，以所述真空吸盘台面为Z轴原点。具体地，在真空吸盘台面9上放上测量用标准块规10，标准块规一般厚度为1mm，再把磨削主轴下降到标准块规表面使磨削主轴的最下端即金钢石砂轮牙齿下缘与标准块规上表面接触，这时以真空吸盘台面上表面为Z轴原点，那么磨削主轴的最下端即金钢石砂轮牙齿下缘的坐标(即磨削主轴的Z轴坐标)就是标准块规的厚度值，即1000um。

步骤b：利用检测传感器6获得磨削主轴回到待机位置时金刚石砂轮的位置数据。所述金刚石砂轮的位置数据为金刚石砂轮牙齿下缘31与所述真空吸盘台面9之间的距离值。具体地，检测传感器6设置在磨削主轴的金钢石砂轮牙齿正下方，该检测传感器6由固定座7固定不动，检测传感器6的传感器伸缩头7测量金刚石砂轮牙齿下缘31与所述真空吸盘台面9之间的距离值。例如，在一个实施例中，磨削主轴在待机位置时，检测传感器6检测到金刚石砂轮的位置数据2000um。

步骤c：计算单元10根据步骤a中获得的磨削主轴1的基准Z轴坐标数据与步骤b中获得的金刚石砂轮的位置数据，计算获得两者的差值数据。当磨削主轴的基准Z轴坐标为1000um，磨削主轴回待机位置时金刚石砂轮的位置为2000um，则两者的差值为1000um。计算单元10可以是具有计算处理功能的任何设备，例如计算机等。

步骤d：当特定情况下需要获得磨削主轴1的当前Z轴坐标时，用所述检测传感器6测量当前金刚石砂轮的位置，获得金刚石砂轮的当前位置数据。这里，所述特定情况为无法补正金刚石砂轮相对于真空吸盘台面的坐标值时的各种情况，包括磨削过程中出现机台报警、故障造成磨削动作未完成，或者金刚石砂轮出现粘结，无法正常磨削产品，或者更换新的金刚石砂轮后，无法准确地确认新砂轮下缘距离真空吸盘台面的坐标值等等，这些情况下原来的磨削主轴的基准Z轴坐标已经不准确了，因此需要获得新的基准Z轴坐标。本实用新型中，用检测传感器6测量当前金刚石砂轮的位置，获得金刚石砂轮的当前位置数据例如为2500um。

步骤e：计算单元10根据步骤d中获得的金刚石砂轮的当前位置数据与步骤c中获得的差值数据，计算获得磨削主轴的当前Z轴坐标。这里，所述金刚石砂轮的当前位置数据为金刚石砂轮牙齿下缘与所述真空吸盘台面之间的距离值。具体地，所述金刚石砂轮的当前位置数据减去所述差值数据，即为所述磨削主轴的当前Z轴坐标。当金刚石砂轮的当前位置数据为2500um，差值数据为1000um，则此时磨削主轴的当前Z轴坐标为2500-1000＝1500um，即该1500um为磨削主轴当前的基准Z轴坐标，磨削主轴应从该位置下降并开始磨削工作。

显然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围。

Claims (5)

1.一种磨削主轴坐标测量机构，所述磨削主轴的边缘一圈设置金刚石砂轮座，所述砂轮座的底面设置一圈金刚石砂轮牙齿，所述金刚石砂轮牙齿用于磨削真空吸盘台面上的晶圆，其特征在于，所述测量机构包括：用于获得磨削主轴的基准Z轴坐标的标准块规，所述基准Z轴坐标为磨削主轴上的金刚石砂轮牙齿下缘与真空吸盘台面之间的距离值，以所述真空吸盘台面为Z轴原点；固定设置于固定座上并位于磨削主轴下方的检测传感器，所述检测传感器还具有传感器伸缩头，所述传感器伸缩头位于所述金刚石砂轮牙齿的正下方，用于检测磨削主轴的金刚石砂轮位置数据，所述金刚石砂轮位置数据为金刚石砂轮牙齿下缘与所述真空吸盘台面之间的距离值；以及计算单元，所述计算单元与所述检测传感器连接，根据所述磨削主轴的基准Z轴坐标数据，与所述金刚石砂轮位置数据而计算获得所述磨削主轴的当前Z轴坐标。

2.根据权利要求1所述的磨削主轴坐标测量机构，其特征在于，所述检测传感器与所述计算单元通过有线或无线连接进行数据传输。

3.根据权利要求2所述的磨削主轴坐标测量机构，其特征在于，所述固定座及所述检测传感器设置于所述真空吸盘台面以外的区域。

4.根据权利要求3所述的磨削主轴坐标测量机构，其特征在于，所述检测传感器为接触式位移传感器。

5.根据权利要求4所述的磨削主轴坐标测量机构，其特征在于，所述计算单元为计算机。

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