一种减薄机及其控制方法技术

本发明专利技术涉及晶圆减薄技术领域，公开了一种减薄机及其控制方法。减薄机包括：承片台，其上水平设置有用于吸附晶圆的吸盘；进给组件，其包括在竖直方向上呈直线设置的主轴及磨轮，磨轮固定设置在主轴上靠近晶圆的一端，主轴能够竖直向下移动，以带动磨轮竖直向下移动并抵接至晶圆；测力传感器，其设置在主轴上，测力传感器用于检测主轴施加至磨轮的磨削力F，且磨削力F与主轴在竖直方向上的下降速率f

【技术实现步骤摘要】
一种减薄机及其控制方法


[0001]本专利技术涉及晶圆减薄
，尤其涉及一种减薄机及其控制方法。

技术介绍

[0002]晶圆指的是制作硅半导体集成电路所用的硅晶片，晶圆为圆柱形的单晶硅，是生产集成电路所用的载体。其中，在对晶圆的加工过程中，需要使用减薄机对晶圆进行减薄，即对晶圆的厚度进行减薄，以使具有较小尺寸的晶圆能够用于制作更为复杂的集成电路。
[0003]具体地，减薄机包括承片台以及进给组件，晶圆水平放置在承片台上的吸盘上，进给组件包括沿竖直方向上呈直线设置的电机、主轴以及磨轮，电机与主轴驱动连接，主轴与磨轮固定连接，电机能够驱动主轴向靠近晶圆的方向竖直向下移动，以使磨轮竖直向下移动至晶圆的表面，从而对晶圆进行磨削，进而获得厚度值满足条件的晶圆。
[0004]其中，由于主轴以及磨轮竖直向下移动的高度以及下降的速率均会影响最终晶圆的厚度磨削效果，但目前的减薄机通常仅涉及对晶圆的厚度检测，从而能够根据检测到的晶圆的厚度控制主轴竖直向下的具体下降高度；较少涉及对主轴竖直向下的下降速率的研究，进而无法保证对晶圆的最终磨削效果。
[0005]因此，亟需一种减薄机及其控制方法，能够解决以上问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的一个目的在于提出一种减薄机，其能够根据测力传感器检测到的磨削力值控制主轴在竖直方向上的下降速率，以使磨轮能够始终以恒定的预设磨削力对晶圆进行磨削，以保证对晶圆的最终磨削效果。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种减薄机，包括：
[0009]承片台，所述承片台上水平设置有吸盘，所述吸盘用于吸附晶圆；
[0010]进给组件，其与所述吸盘相对设置且位于所述吸盘的上方，所述进给组件包括在竖直方向上呈直线设置的主轴以及磨轮，所述磨轮固定设置在所述主轴上靠近所述晶圆的一端，所述主轴能够竖直向下移动，以带动所述磨轮竖直向下移动并抵接至所述晶圆；
[0011]测力传感器，其设置在所述主轴上，所述测力传感器用于检测所述主轴施加至所述磨轮的磨削力F，且磨削力F与所述主轴在竖直方向上的下降速率f
a
呈幂指数关系；
[0012]控制器，其与所述测力传感器信号连接，所述控制器与所述主轴控制连接，所述控制器用于根据所述测力传感器检测的磨削力值控制所述主轴在竖直方向上的下降速率f
a
，以使磨削力F保持为预设磨削力。
[0013]进一步地，所述减薄机还包括：
[0014]测厚传感器，其设置在所述承片台上，所述测厚传感器用于检测所述晶圆的厚度，所述控制器与所述测厚传感器信号连接，所述控制器还用于根据所述测厚传感器检测的厚度值控制所述主轴在竖直方向上的下降高度。
[0015]进一步地，所述进给组件还包括：
[0016]驱动件及丝杆，所述驱动件与所述丝杆传动连接，所述主轴为空心轴，所述空心轴的一端螺纹套设在所述丝杆上，所述空心轴的另一端与所述磨轮固定连接，所述驱动件用于驱动所述丝杆转动，以使所述主轴在所述丝杆上竖直向下移动；
[0017]两个固定块及两个导轨，所述固定块固定设置在所述主轴上，两个所述导轨分别位于所述主轴的相对两侧，一个所述固定块能够在一个所述导轨上滑动。
[0018]本专利技术的另一个目的在于提出一种减薄机，其能够保证对晶圆减薄加工的准确性。
[0019]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0020]一种减薄机的控制方法，其基于如上所述的减薄机，所述减薄机的控制方法包括对所述主轴在竖直方向上的下降速率f
a
的控制，对所述主轴在竖直方向上的下降速率f
a
的控制包括以下步骤：
[0021]S11：所述测力传感器检测出所述主轴施加至所述磨轮的磨削力F，并反馈至所述控制器，所述控制器判断磨削力F是否等于预设磨削力；
[0022]S12：当所述控制器判断出磨削力F等于预设磨削力时，所述控制器控制所述主轴以此时的预设下降速率f
a1
竖直下降；当所述控制器判断出磨削力F不等于预设磨削力时，所述控制器将此时所述主轴的下降速率f
a
调整至预设下降速率f
a1
再进行竖直下降。
[0023]进一步地，在所述步骤S12中，根据以下公式计算所述主轴的预设下降速率f
a1
：
[0024][0025]其中，F为磨削力，C
F
为比例常数，a
p
为磨削的切入深度，n
s
为所述磨轮的转速，单位为rpm，v
f
为所述承片台竖直向上的移动速率，单位为um/min，α、β、γ为是各项的指数且均为常数，磨削的切入深度其中f
a
为所述主轴的下降速率，n
w
为所述承片台的旋转速率；当F为预设磨削力时，对应计算出的所述主轴的下降速率f
a
为所述主轴的预设下降速率f
a1
。
[0026]进一步地，所述进给组件还包括驱动件及丝杆，所述驱动件与所述丝杆传动连接，所述主轴螺纹套设在所述丝杆上，且所述驱动件与所述丝杆之间设置有减速器；所述减薄机的控制方法还包括对所述驱动件的选择控制，以能够根据所述主轴的预设下降速率f
a1
选择所述驱动件的型号。
[0027]进一步地，对所述驱动件的选择控制包括以下步骤：
[0028]S21：根据公式和已知的预设磨削力，计算出所述主轴的预设下降速率f
a1
；
[0029]S22：根据以下公式计算出所述驱动件的转速n
M
：
[0030][0031]其中，Ph为所述丝杆的导程，i为所述减速器的减速比；
[0032]S23：根据计算出所述驱动件的转速n
M
选择所述驱动件的型号。
[0033]进一步地，测厚传感器包括支座、第一测杆、第二测杆、第一测头及第二测头，所述支座固定设置在所述承片台上，所述第一测杆和所述第二测杆均设置在所述支座上，所述第一测头与所述第二测头分别设置在所述第一测杆与所述第二测杆上；所述减薄机的控制方法还包括对所述主轴在竖直方向上的下降高度的控制，对所述主轴在竖直方向上的下降高度的控制包括以下步骤：
[0034]S31：测厚传感器检测出所述晶圆的厚度，在测量前，使所述第一测头和所述第二测头分别接触所述吸盘的上表面，以进行调零；在测量时，使所述第一测头与所述晶圆的上表面接触，所述第二测头与所述晶圆的下表面接触，记录所述第一测头的测量高度H
A
，所述第二测头的测量高度H
B
，则所述晶圆的厚度H为H
A
‑
H
B
的绝对值；
[0035]S32：所述控制器能够根据所述测厚传感器检测出的所述晶圆的厚度值H，控制所述主轴在竖直方向上的下降高度。
[0036]进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种减薄机，其特征在于，包括：承片台(1)，所述承片台(1)上水平设置有吸盘(2)，所述吸盘(2)用于吸附晶圆(3)；进给组件(4)，其与所述吸盘(2)相对设置且位于所述吸盘(2)的上方，所述进给组件(4)包括在竖直方向上呈直线设置的主轴(41)以及磨轮(42)，所述磨轮(42)固定设置在所述主轴(41)上靠近所述晶圆(3)的一端，所述主轴(41)能够竖直向下移动，以带动所述磨轮(42)竖直向下移动并抵接至所述晶圆(3)；测力传感器(5)，其设置在所述主轴(41)上，所述测力传感器(5)用于检测所述主轴(41)施加至所述磨轮(42)的磨削力F，且磨削力F与所述主轴(41)在竖直方向上的下降速率f
a
呈幂指数关系；控制器(7)，其与所述测力传感器(5)信号连接，所述控制器(7)与所述主轴(41)控制连接，所述控制器(7)用于根据所述测力传感器(5)检测的磨削力值控制所述主轴(41)在竖直方向上的下降速率f
a
，以使磨削力F保持为预设磨削力。2.如权利要求1所述的减薄机，其特征在于，所述减薄机还包括：测厚传感器(6)，其设置在所述承片台(1)上，所述测厚传感器(6)用于检测所述晶圆(3)的厚度，所述控制器(7)与所述测厚传感器(6)信号连接，所述控制器(7)还用于根据所述测厚传感器(6)检测的厚度值控制所述主轴(41)在竖直方向上的下降高度。3.如权利要求1或2所述的减薄机，其特征在于，所述进给组件(4)还包括：驱动件(43)及丝杆(44)，所述驱动件(43)与所述丝杆(44)传动连接，所述主轴(41)为空心轴，所述空心轴的一端螺纹套设在所述丝杆(44)上，所述空心轴的另一端与所述磨轮(42)固定连接，所述驱动件(43)用于驱动所述丝杆(44)转动，以使所述主轴(41)在所述丝杆(44)上竖直向下移动；两个固定块(45)及两个导轨(46)，所述固定块(45)固定设置在所述主轴(41)上，两个所述导轨(46)分别位于所述主轴(41)的相对两侧，一个所述固定块(45)能够在一个所述导轨(46)上滑动。4.一种减薄机的控制方法，其特征在于，其基于如权利要求1或2所述的减薄机，所述减薄机的控制方法包括对所述主轴(41)在竖直方向上的下降速率f
a
的控制，对所述主轴(41)在竖直方向上的下降速率f
a
的控制包括以下步骤：S11：所述测力传感器(5)检测出所述主轴(41)施加至所述磨轮(42)的磨削力F，并反馈至所述控制器(7)，所述控制器(7)判断磨削力F是否等于预设磨削力；S12：当所述控制器(7)判断出磨削力F等于预设磨削力时，所述控制器(7)控制所述主轴(41)以此时的预设下降速率f
a1
竖直下降；当所述控制器(7)判断出磨削力F不等于预设磨削力时，所述控制器(7)将此时所述主轴(41)的下降速率f
a
调整至预设下降速率f
a1
再进行竖直下降。5.如权利要求4所述的减薄机的控制方法，其特征在于，在所述步骤S12中，根据以下公式计算所述主轴(41)的预设下降速率f
a1
：其中，F为磨削力，C
F
为比例常数，a
p
为磨削的切入深度，n
s
为所述磨轮(42)的转速，单位为rpm，v
f
为所述承片台(1)竖直向上的移动速率，单位为um/min，α、β、γ为是各项的指数且
均为常数，磨削的切入深度其中f
a
为所述主轴(41)的下降速率，n
w
为所述承片台(1)的旋转速率；当F为预设磨削力时，对应计算出的所述主轴(41)的下降速率f
a
为所述主轴(41)的预设下降速率f
a1
。6.如权利要求5所述的减薄机的控制方法，其特征在于，所述进给组件(4)还包括驱动件(43)及丝杆(44)，所述驱动件(43)与所述丝杆(44)传动连接，所述主轴(41)螺纹套设在所述丝杆(44)上，且所述驱动件(43)与所述丝杆(44)之间设置有减速器；所述减薄机的控制方法还包括对所述驱动件(43)的选择控制，以能够根据所述主轴(41)的预设下降速率f
a1
选择所述驱动件(43)的型号。7.如权利要求6所述的减薄机的控制方法，其特征在于，对所述驱动件(43)的选择控制包括以下步骤：S21：根据公式和已知的预设磨削力，计算出所述主轴(41)的预设下降速率f
a1
；S22：根据以下公式计算出所述驱动件(43)的转速n
M
：其中，Ph...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨云龙，赵锋，孙志超，张天华，葛凡，
申请(专利权)人：江苏京创先进电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：