一种边缘研磨装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种边缘研磨装置及方法，涉及晶圆研磨领域，该边缘研磨装置包括：基座；研磨轮，包括圆柱状的磨轮轴心以及设于磨轮轴心外表面且沿磨轮轴心周向设置的螺纹状研磨槽，从磨轮轴心的一端至另一端，螺纹状研磨槽的形状和尺寸保持不变；设置在基座上的磨轮支撑机构，用于竖直固定研磨轮并控制研磨轮旋转以及在竖直方向上移动；设置在基座上的载台机构，用于倾斜放置待加工工件，并控制待加工工件旋转和移动。本发明专利技术实施例解决了倒角加工过程中，由于研磨装置与工件之间的接触点难以冷却使得工件出现烧伤和硬币纹的问题。

A Edge Grinding Device and Method

【技术实现步骤摘要】
一种边缘研磨装置及方法
本专利技术涉及晶圆研磨领域，尤其涉及一种边缘研磨装置及方法。
技术介绍
在半导体级晶圆片加工工艺中，倒角工艺承担着修正边缘损伤，实现需求轮廓，释放内应力的重要作用，是瓶颈工艺之一，因此对倒角研磨设备的产能及品质的要求是不可或缺的。倒角研磨装置通过研磨机构与晶圆片的相对运动对晶圆片进行研磨，在加工过程中，研磨机构位置固定并高速旋转，通过研磨轮与晶圆片之间的相对位移完成边缘的磨削效果。目前，常见的倒角研磨设备的加工行程有限，磨削部位难以及时冷却，使得晶圆片出现烧伤和硬币纹的问题，同时磨削过程中产生的碎屑也难以清除，堆积的碎屑会导致研磨设备的加工效率降低，大颗粒碎屑也会对晶圆片边缘造成二次损伤。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种边缘研磨装置及方法，用于解决倒角加工过程中，由于磨削部位难以冷却使得晶圆片出现烧伤和硬币纹的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种边缘研磨装置，包括：基座；研磨轮，包括圆柱状的磨轮轴心以及设于所述磨轮轴心外表面且沿所述磨轮轴心周向设置的螺纹状研磨槽，从所述磨轮轴心的一端至另一端，所述螺纹状研磨槽的形状和尺寸保持不变；设置在所述基座上的磨轮支撑机构，用于竖直固定所述研磨轮并控制所述研磨轮旋转以及在竖直方向上移动；设置在所述基座上的载台机构，用于倾斜放置待加工工件，并控制所述待加工工件旋转和移动。可选的，所述磨轮支撑机构包括：夹持部，设置于所述研磨轮的两端，用于固定所述研磨轮；驱动机构，用于控制所述研磨轮进行旋转以及在竖直方向上移动，所述驱动机构一端与所述夹持部相接，另一端与所述基座相接。可选的，所述驱动机构包括内芯和外壳，所述内芯固定在所述基座上，所述外壳与所述夹持部相接，所述外壳能够相对于所述内芯移动。可选的，所述内芯的外表面设有外螺纹，所述外螺纹的螺纹结构与所述螺纹状研磨槽的螺纹结构相同；所述外壳的内表面设有内螺纹，所述内螺纹的螺纹结构与所述螺纹状研磨槽的螺纹结构相同；所述外螺纹和所述内螺纹相咬合。可选的，所述载台机构包括：倾斜载台，所述倾斜载台与水平方向呈一定角度，用于倾斜放置所述待加工工件，并控制所述待加工工件旋转；载台支架，用于支撑所述倾斜载台，并控制所述倾斜载台移动。可选的，所述倾斜载台与水平方向之间的夹角角度等于所述螺纹状研磨槽与水平方向之间的夹角角度。另外，本专利技术实施例还提供了一种边缘研磨方法，应用于上述实施例中任一项所述的边缘研磨装置，包括：将待加工工件倾斜固定在载台机构上，所述待加工工件的边缘与研磨轮的螺纹状研磨槽对准；控制所述研磨轮进行旋转，并沿竖直方向做往返运动，同时控制载台机构带动所述待加工工件旋转。可选的，所述沿竖直方向做往返运动时，所述研磨轮的往返频率值采用以下公式计算：其中，F为所述研磨轮的往返频率值，H为所述研磨轮的长度，S为所述研磨轮的相邻槽口之间的间距，R为所述研磨轮进行旋转的速度值。可选的，所述研磨轮的旋转速度值大于所述待加工工件的旋转速度值。可选的，所述研磨轮的旋转方向与所述待加工工件的旋转方向相反。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：提供了一种基于螺纹状研磨轮的边缘研磨装置，加工过程中通过研磨轮的移动来延长加工行程，从而降低了磨削部位中的每一点与工件的接触频率，提供了充足的冷却时间，降低了工件被烧伤以及产生硬币纹的风险，此外，倾斜的研磨槽有利于加工碎屑的清理，提高了研磨装置的工作效率，降低了大颗粒碎屑对工件边缘造成损伤的风险。附图说明图1为现有技术中的边缘研磨装置的结构示意图；图2为利用现有技术中的研磨轮加工的工件的成分示意图；图3为本专利技术一实施例中的边缘研磨装置的结构示意图；图4为本专利技术一实施例中的磨轮支撑机构的结构示意图；图5为本专利技术一实施例中的载台机构的结构示意图；图6为使用本专利技术一实施例中的边缘研磨装置加工时研磨轮与工件的结构示意图；图7为使用本专利技术另一实施例中的边缘研磨装置加工时研磨轮与工件的结构示意图；图8为本专利技术一实施例中的边缘研磨方法的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参考图1，图1为现有技术中的边缘研磨装置的结构示意图，现有技术中的边缘研磨装置101呈圆柱状，外表面周向设置单圈研磨槽，在高速磨削的情况下，工件102持续与边缘研磨装置101接触，由于高速摩擦而产生的热量无法及时散去，使得工件102的边缘极易出现如图2所示的硬币纹形损伤层200。为解决上述问题，本专利技术实施例提供一种边缘研磨装置，延长了加工行程，从而增加了研磨接触点的冷却时间，避免工件在加工过程中出现烧伤和硬币纹的问题。请参考图3，图3为本专利技术一实施例中的边缘研磨装置的结构示意图，所述边缘研磨装置包括：基座301；研磨轮302，包括圆柱状的磨轮轴心以及设于所述磨轮轴心外表面且沿所述磨轮轴心周向设置的螺纹状研磨槽，从所述磨轮轴心的一端至另一端，所述螺纹状研磨槽的形状和尺寸保持不变；设置在所述基座上的磨轮支撑机构303，用于竖直固定所述研磨轮302并控制所述研磨轮302旋转以及在竖直方向上移动；设置在所述基座上的载台机构304，用于倾斜放置待加工工件305，并控制所述待加工工件305旋转和移动。在本专利技术的上述实施例中，提供了一种基于螺纹状研磨轮的边缘研磨装置，通过控制研磨轮在竖直方向上移动来保证研磨轮的凹槽与工件始终对准，加工过程中装置的加工行程为螺纹状研磨槽的长度，螺纹状研磨槽的长度可以用一下公式计算：其中，L为螺纹状研磨槽的长度，H为研磨轮的长度，S为研磨轮的相邻槽口之间的间距，D为磨轮轴心的直径；现有技术中的边缘研磨装置的加工行程为πD，因此，本专利技术的上述实施例有效地延长了加工行程，为接触点的冷却提供了足够的时间，避免工件出现烧伤和产生硬币纹的问题。在本专利技术的一些实施例中，可选的，所述研磨轮302还包括位于所述磨轮轴心两端的挡块；其中，所述挡块可以是树脂挡块或橡胶挡块。在本专利技术的上述实施例中，在磨轮轴心两端设置挡块，防止在加工过程中工件超过加工行程，起到了限制行程，保护研磨轮和工件的作用。在本专利技术的一些实施例中，可选的，如图4所示，图4为本专利技术一实施例中的磨轮支撑机构的结构示意图，所述磨轮支撑机构303包括：夹持部3031，设置于所述研磨轮的两端，用于固定所述研磨轮；驱动机构3032，用于控制所述研磨轮进行旋转以及在竖直方向上移动，所述驱动机构一端与所述夹持部相接，另一端与所述基座相接。在本专利技术的上述实施例中，夹持部用于固定研磨轮，避免在加工过程中研磨轮发生错位或脱落，夹持部连接驱动机构，驱动机构用于控制研磨轮旋转，从而对工件进行磨削，同时用于控制研磨轮在竖直方向上移动，从而保证研磨轮凹槽与工件保持对准状态。在本专利技术的一些实施例中，可选的，所述驱动机构3032包括内芯和外壳，所述内芯固定在所述基座上，所述外壳与所述夹持部相接，所述外壳能够相对于所述内芯移动。在本专利技术的上述实施例中，通过外壳在内芯上的移动实现驱动机构的移动，从而带动研磨轮在竖直方向上的移动，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种边缘研磨装置，其特征在于，包括：基座；研磨轮，包括圆柱状的磨轮轴心以及设于所述磨轮轴心外表面且沿所述磨轮轴心周向设置的螺纹状研磨槽，从所述磨轮轴心的一端至另一端，所述螺纹状研磨槽的形状和尺寸保持不变；设置在所述基座上的磨轮支撑机构，用于竖直固定所述研磨轮并控制所述研磨轮旋转以及在竖直方向上移动；设置在所述基座上的载台机构，用于倾斜放置待加工工件，并控制所述待加工工件旋转和移动。

【技术特征摘要】
1.一种边缘研磨装置，其特征在于，包括：基座；研磨轮，包括圆柱状的磨轮轴心以及设于所述磨轮轴心外表面且沿所述磨轮轴心周向设置的螺纹状研磨槽，从所述磨轮轴心的一端至另一端，所述螺纹状研磨槽的形状和尺寸保持不变；设置在所述基座上的磨轮支撑机构，用于竖直固定所述研磨轮并控制所述研磨轮旋转以及在竖直方向上移动；设置在所述基座上的载台机构，用于倾斜放置待加工工件，并控制所述待加工工件旋转和移动。2.根据权利要求1所述的边缘研磨装置，其特征在于，所述磨轮支撑机构包括：夹持部，设置于所述研磨轮的两端，用于固定所述研磨轮；驱动机构，用于控制所述研磨轮进行旋转以及在竖直方向上移动，所述驱动机构一端与所述夹持部相接，另一端与所述基座相接。3.根据权利要求2所述的边缘研磨装置，其特征在于，所述驱动机构包括内芯和外壳，所述内芯固定在所述基座上，所述外壳与所述夹持部相接，所述外壳能够相对于所述内芯移动。4.根据权利要求3所述的边缘研磨装置，其特征在于，所述内芯的外表面设有外螺纹，所述外螺纹的螺纹结构与所述螺纹状研磨槽的螺纹结构相同；所述外壳的内表面设有内螺纹，所述内螺纹的螺纹结构与所述螺纹状研磨槽的螺纹结构相同；所述外螺纹和所述内螺纹相咬合。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈光林，郑秉冑，姜镕，
申请(专利权)人：西安奕斯伟硅片技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61