本发明专利技术公开一种应用于硬脆薄片材料的双面减薄设备，包括底座、分别立设于底座表面两侧的第一立柱及第二立柱、连接于第一立柱与第二立柱之间的横梁、可垂向升降地设置于第一立柱的内侧壁上并用于磨削工件底面的底面磨削机构、可垂向升降地设置于第二立柱的内侧壁上并用于磨削工件表面的表面磨削机构、可水平旋转地设置于底座表面的转盘、设置于转盘表面并分布于同一径向的第一工作台及第二工作台，表面磨削机构对第一工作台上的工件的磨削作业与底面磨削机构对第二工作台上的工件的磨削作业同步进行。本发明专利技术能够避免在硬脆薄片材料的加工过程中因磨削分力造成立柱弯曲形变现象，保证表面磨削机构与底面磨削机构的加工位姿稳定不变。姿稳定不变。姿稳定不变。
【技术实现步骤摘要】
一种应用于硬脆薄片材料的双面减薄设备
[0001]本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种应用于硬脆薄片材料的双面减薄设备。
技术介绍
[0002]随着硬脆薄片材料(如Si、SiC或GaN等半导体基底材料)的减薄加工对材料表面质量(平坦性和表面粗糙度等)具有极高的要求，因此需要减薄设备具有良好的整机刚性，此外，由于晶圆制造厂一直在追求更高的产能和良率，因此需要设备具有更高的加工效率和更好的加工稳定性。
[0003]图1为目前市场上用于减薄半导体基底材料的典型设备结构，包括底座F1、固定安装在底座上的立柱F2、设置在立柱上的主轴进给单元F3、设置在主轴进给单元上的主轴单元F4和设置在底座上的工件载台单元F5，其中主轴单元上设置有可转动的砂轮，工件载台单元中设置有可转动的真空吸盘，工件载台单元布置在砂轮的下方且砂轮的圆弧在竖直方向的投影覆盖真空吸盘的圆心处。在减薄加工过程中，真空吸盘通过负压吸附固定半导体基底材料(工件)，砂轮在主轴单元内的电机驱动下转动，且真空吸盘以一定速度同时转动，砂轮在主轴进给单元的驱动下与半导体基底材料接触，砂轮与半导体基底材料之间由此产生磨削力作用，使得基底材料被不断地去除，从而最终完成基底材料的减薄。半导体基底材料需要将两面进行减薄，通常是将半导体基底材料的底面加工完成后，再翻转进行表面加工。
[0004]通过上述加工过程可以发现，砂轮与基底材料之间存在竖直方向的磨削分力，在该磨削分力的作用下，对主轴单元形成力矩效应(弯矩)，立柱将因此而形成弯曲变形，主轴单元产生小幅“后仰”，这种位姿变化将使砂轮的底面无法与工件载台单元的表面保持稳定的相对位置关系，进而导致基底材料的表面加工质量下降。
[0005]因此，如何避免在硬脆薄片材料的加工过程中因磨削分力造成立柱弯曲形变现象，保证加工位姿稳定不变，是本领域技术人员面临的技术问题。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是提供一种应用于硬脆薄片材料的双面减薄设备，能够避免在硬脆薄片材料的加工过程中因磨削分力造成立柱弯曲形变现象，保证加工位姿稳定不变。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种应用于硬脆薄片材料的双面减薄设备，包括底座、分别立设于所述底座表面两侧的第一立柱及第二立柱、连接于所述第一立柱与所述第二立柱之间的横梁、可垂向升降地设置于所述第一立柱的内侧壁上并用于磨削工件底面的底面磨削机构、可垂向升降地设置于所述第二立柱的内侧壁上并用于磨削工件表面的表面磨削机构、可水平旋转地设置于所述底座表面的转盘、设置于所述转盘表面并分布于同一径向的第一工作台及第二工作台，所述表面磨削机构对所述第一工作台上的工件的磨削作业与所述底面磨削机构对所述第二工作台上的工件的磨削作业同步进行。
[0008]优选地，所述底面磨削机构包括可垂向升降地设置于所述第一立柱内的第一传动组件，以及与所述第一传动组件的输出端相连、用于对所述第一工作台上的工件底面进行磨削作业的底面磨削部件；所述表面磨削机构包括可垂向升降地设置于所述第二立柱内的第二传动组件，以及与所述第二传动组件的输出端相连、用于对所述第二工作台上的工件表面进行磨削作业的表面磨削部件。
[0009]优选地，所述第一工作台及所述第二工作台均可水平旋转地设置于所述转盘的表面，且所述底面磨削部件的垂向投影边缘覆盖所述第一工作台的圆心，所述表面磨削部件的垂向投影边缘覆盖所述第二工作台的圆心。
[0010]优选地，所述转盘的表面还设置有可水平旋转的第三工作台及第四工作台，所述第三工作台与所述第四工作台分布于同一径向方向，且所述第一工作台、所述第二工作台、所述第三工作台、所述第四工作台四者共圆。
[0011]优选地，所述底座的前端连接有延伸座；还包括设置于所述延伸座上、用于暂存待加工工件的上料存储箱及用于暂存已加工工件的出料存储箱。
[0012]优选地，还包括设置于所述延伸座上、用于对待加工工件进行清洗的第一清洁组件。
[0013]优选地，还包括设置于所述延伸座上、用于对经过所述第一清洁组件清洗后的工件进行圆心对中的工件定位组件。
[0014]优选地，还包括设置于所述底座上、用于对底面已加工的工件进行清洗的第二清洁组件，以及设置于所述底座上、用于对经过所述第二清洁组件清洗后的工件的底面进行面型检测的第一检测组件。
[0015]优选地，还包括设置于所述延伸座上、用于对表面已加工的工件进行清洗的第三清洁组件，以及设置于所述延伸座上、用于对经过所述第三清洁组件清洗后的工件的表面进行面型检测的第二检测组件。
[0016]优选地，还包括可移动地设置于所述延伸座上并用于在所述上料存储箱与所述第一清洁组件之间、所述出料存储箱与所述第二检测组件之间转运工件的第一转运机械臂；
[0017]可移动地设置于所述延伸座上并用于在所述第一清洁组件与所述工件定位组件之间、所述工件定位组件与所述第三工作台之间、所述第三工作台与所述第三清洁组件之间、所述第三清洁组件与所述第二检测组件之间转运工件的第二转运机械臂；
[0018]可移动地设置于所述底座上并用于在所述第四工作台与所述第二清洁组件之间、所述第二清洁组件与所述第一检测组件之间、所述第一检测组件与所述第四工作台之间转运工件的第三转运机械臂。
[0019]本专利技术所提供的应用于硬脆薄片材料的双面减薄设备，主要包括底座、第一立柱、第二立柱、横梁、底面磨削机构、表面磨削机构、转盘、第一工作台、第二工作台。其中，底座为本设备的主体结构和底层结构，主要用于安装其余零部件，同时为工件提供双面减薄作业场景。第一立柱和第二立柱均立设在底座的表面上，并分别位于底座的表面两侧方位，保持正对。横梁连接在第一立柱与第二立柱之间，将两者连接为一体。底面磨削机构设置在第一立柱的内侧壁上，并且可沿着第一立柱的内侧壁进行垂向升降运动，以实现进给运动，主要用于磨削工件的底面，将工件的底面减薄。同理，表面磨削机构设置在第二立柱的内侧壁上，并且可沿着第二立柱的内侧壁进行垂向升降运动，以实现进给运动，主要用于磨削工件
的表面，将工件的表面减薄。转盘设置在底座的表面上，一般位于第一立柱与第二立柱之间的中间区域，并且可在底座的表面上进行水平旋转运动(自转)。第一工作台及第二工作台均设置在转盘的表面上，主要用于装夹工件，并且第一工作台和第二工作台在转盘的表面上分布在同一径向方向上，即位于同一直径的圆心左右两端区域。
[0020]重要的是，当转盘进行旋转时，由于第一工作台与第二工作台呈同一径向分布，因此能够同时旋转到互相正对的底面磨削机构和表面磨削机构处，并且底面磨削机构对第一工作台上的工件底面的磨削作业，与表面磨削机构对第二工作台上的工件表面的磨削作业状态保持同步(即同时开始加工、同时完成加工)。因此，当转盘旋转到位后，第一工作台旋转到底面磨削机构的工位处，第二工作台同时旋转到表面磨削机构的工位处，两者同时对两个工件进行减薄作业，使得底面磨削机构受到第一工作台上的工件的磨削分力，表面磨削机构受到第二工作台上的工件的磨削分力，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种应用于硬脆薄片材料的双面减薄设备，其特征在于，包括底座(1)、分别立设于所述底座(1)表面两侧的第一立柱(2)及第二立柱(3)、连接于所述第一立柱(2)与所述第二立柱(3)之间的横梁(4)、可垂向升降地设置于所述第一立柱(2)的内侧壁上并用于磨削工件底面的底面磨削机构(5)、可垂向升降地设置于所述第二立柱(3)的内侧壁上并用于磨削工件表面的表面磨削机构(6)、可水平旋转地设置于所述底座(1)表面的转盘(7)、设置于所述转盘(7)表面并分布于同一径向的第一工作台(8)及第二工作台(9)，所述表面磨削机构(5)对所述第一工作台(8)上的工件的磨削作业与所述底面磨削机构(6)对所述第二工作台(9)上的工件的磨削作业同步进行。2.根据权利要求1所述的应用于硬脆薄片材料的双面减薄设备，其特征在于，所述底面磨削机构(5)包括可垂向升降地设置于所述第一立柱(2)内的第一传动组件(51)，以及与所述第一传动组件(51)的输出端相连、用于对所述第一工作台(8)上的工件底面进行磨削作业的底面磨削部件(52)；所述表面磨削机构(6)包括可垂向升降地设置于所述第二立柱(3)内的第二传动组件(61)，以及与所述第二传动组件(61)的输出端相连、用于对所述第二工作台(9)上的工件表面进行磨削作业的表面磨削部件(62)。3.根据权利要求2所述的应用于硬脆薄片材料的双面减薄设备，其特征在于，所述第一工作台(8)及所述第二工作台(9)均可水平旋转地设置于所述转盘(7)的表面，且所述底面磨削部件(52)的垂向投影边缘覆盖所述第一工作台(8)的圆心，所述表面磨削部件(62)的垂向投影边缘覆盖所述第二工作台(9)的圆心。4.根据权利要求1
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3任一项所述的应用于硬脆薄片材料的双面减薄设备，其特征在于，所述转盘(7)的表面还设置有可水平旋转的第三工作台(10)及第四工作台(11)，所述第三工作台(10)与所述第四工作台(11)分布于同一径向方向，且所述第一工作台(8)、所述第二工作台(9)、所述第三工作台(10)、所述第四工作台(11)四者共圆。5.根据权利要求4所述的应用于硬脆薄片材料的双面减薄设备，其特征在于，所述底座(...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨兆明，川嶋勇，张峰，
申请(专利权)人：浙江芯晖装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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