本发明专利技术公开了一种芯片的调压研磨抛光装置，包括机台、磨抛盘、Z轴运动机构、压力调整机构、支臂机构和工件夹持臂，磨抛盘和Z轴运动机构设置于机台，Z轴运动机构驱动压力调整机构沿Z轴移动，压力调整机构包括基座、主动滑块、调压弹簧、从动滑块、第一压力传感器和驱动装置，主动滑块和从动滑块沿Z轴浮动设置于基座，两个滑块间通过调压弹簧连接，第一压力传感器用于测量主动滑块与从动滑块之间作用力，驱动装置设置于基座用于驱动主动滑块在基座上沿Z轴移动，支臂机构的末端与从动滑块连接呈悬臂梁，支臂机构的头端与工件夹持臂连接，工件夹持臂的底端用于夹持工件。本发明专利技术可使磨抛压力单次脉冲的变化量精度小于5g。单次脉冲的变化量精度小于5g。单次脉冲的变化量精度小于5g。
【技术实现步骤摘要】
芯片的调压研磨抛光装置
[0001]本专利技术涉及一种研磨抛光装置，特别是涉及一种芯片的调压研磨抛光装置，属于半导体晶片处理装置
技术介绍
[0002]现有的研磨抛光的加工过程中，加工应变、翘曲、表层损伤、内部微裂纹等对芯片的被加工表面有很大的不利影响。为了解决难以在最佳条件下进行研磨抛光的问题，传统的研磨抛光方法只考虑被加工样品的去除量和研磨抛光时长，不太考虑加工压力对芯片表面的影响。但是由于各种可能的问题，例如夹具、研磨盘、磨料、被研磨材料等的磨损、劣化及破损等，都会造成芯片与研磨机构间接触压力不当而影响效果。
[0003]当前市场中的研磨抛光设备大多数是对大尺寸晶圆的研磨抛光，设备尺寸大，晶圆固定的夹具及对晶圆的下压力都很大。而有一些应用，像失效分析，逆向工程，某些传感器芯片，金刚石芯片等，需要对小尺寸的芯片（比如20mmx20mm等）进行单个研磨抛光。这些芯片相对大晶圆来说尺寸要小得多，不容易夹持，并且容易在加工中碎裂或损坏，所以在加工时其表面施加的压力在几十克到数百克。现有的研磨抛光装置其下压力通常都是数公斤到几十公斤不等，对于几十克到数百克的小压力控制非常不精确。
技术实现思路
[0004]针对上述现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种芯片的调压研磨抛光装置，目的是提高对芯片下压力控制的精度，保证下压力在数百克范围内的压力浮动在可接收范围内。
[0005]本专利技术技术方案如下：一种芯片的调压研磨抛光装置，包括机台、磨抛盘、Z轴运动机构、压力调整机构、支臂机构和工件夹持臂，所述磨抛盘和所述Z轴运动机构设置于所述机台，所述Z轴运动机构驱动所述压力调整机构沿Z轴移动，所述压力调整机构包括基座、主动滑块、调压弹簧、从动滑块、第一压力传感器和驱动装置，所述主动滑块和所述从动滑块沿Z轴浮动设置于所述基座，所述从动滑块设置在所述主动滑块上方，所述主动滑块与所述从动滑块之间通过所述调压弹簧连接，所述第一压力传感器用于测量所述主动滑块与所述从动滑块之间的作用力，所述驱动装置设置于所述基座用于驱动所述主动滑块在所述基座上沿Z轴移动，所述支臂机构的末端与所述从动滑块连接呈悬臂梁，所述支臂机构的头端与所述工件夹持臂连接，所述工件夹持臂的底端用于夹持工件，所述Z轴垂直于所述磨抛盘的转动平面。
[0006]进一步地，为了便于检测样品与磨抛盘间的摩擦系数，按工艺控制磨抛过程，所述支臂机构包括L型支臂，所述L型支臂的转角位置设置转轴用于与所述从动滑块转动连接，所述L型支臂包括第一臂部和第二臂部，所述第一臂部用于连接所述工件夹持臂，所述第二臂部抵靠于所述从动滑块的侧壁，设置第二压力传感器用于测量所述第二臂部和所述从动滑块的侧壁之间的作用力。
[0007]进一步地，所述第一臂部设有水平泡，所述第二臂部设有调节螺钉，所述调节螺钉
用于调节所述第二臂部与所述从动滑块的侧壁的间距。如此便于调整第一臂部使其处于水平状态，以准确计算样品与磨抛盘间的摩擦系数。
[0008]进一步地，所述支臂机构的头端设有伸缩臂，所述工件夹持臂与所述伸缩臂连接，所述机台与所述Z轴运动机构之间设有横向运动机构，所述横向运动机构驱动所述Z轴运动机构沿平行于所述磨抛盘的转动平面的方向移动。通过横向运动机构和伸缩臂的调节，可以便于调整工件夹持臂与磨抛盘在水平方向（磨抛盘的转动平面）的相对位置。
[0009]进一步地，所述支臂机构的头端设有旋转电机，所述工件夹持臂与所述支臂机构转动连接，所述旋转电机驱动所述工件夹持臂以Z轴为轴转动。
[0010]进一步地，所述工件夹持臂内设有气路，所述气路于所述支臂机构设有接头。通过工件夹持臂的气路可以通真空对芯片进行吸附，或者通空气对样品夹具进行冷却，或通压力空气对芯片进行加压等。
[0011]进一步地，所述基座的两侧设有滑轨，所述主动滑块和所述从动滑块均与所述滑轨配合，所述基座设有丝杆，所述主动滑块与所述丝杆构成丝杆螺母运动副，所述驱动装置用于驱动所述丝杆转动。
[0012]本专利技术所提供的技术方案的优点在于：通过Z轴运动机构和压力调整机构的配合运动，使工件夹持臂底端对磨抛盘的磨抛压力符合设定要求，利用压力调整机构中对调压弹簧的伸缩量的控制间接控制了磨抛压力使其在很小的范围内浮动，单次脉冲的变化量精度小于5g，满足芯片的几十克到数百克的压力调整需求。通过控制Z轴运动即可实时监测芯片的去除厚度，防止去除过量。通过第二压力传感器对侧向压力的检测，间接得到芯片与磨抛盘间在研磨抛光过程中的摩擦力，从而可计算出摩擦系数等来监测研磨抛光相关表面的变化情况。
附图说明
[0013]图1为实施例的芯片的调压研磨抛光装置的结构示意图。
[0014]图2为横向运动机构的结构示意图。
[0015]图3为Z轴运动机构的结构示意图。
[0016]图4为压力调整机构的结构示意图。
[0017]图5为压力调整机构的背侧结构示意图。
[0018]图6为支臂机构和工件夹持臂的结构示意图。
[0019]图7为下压力测量的示意图。
[0020]图8为主动滑块上移时第一压力传感器测量的压力值与时间的关系。
[0021]图9为主动滑块下移时第一压力传感器测量的压力值与时间的关系。
[0022]图10为摩擦力测量的示意图。
[0023]图11为第二压力传感器测量的侧向力值与时间的关系。
具体实施方式
[0024]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本说明之后，本领域技术人员对本说明的各种等同形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围内。
[0025]请结合图1所示，本实施例的芯片的调压研磨抛光装置包括触摸控制屏1、横向运动机构2、Z轴运动机构3、压力调整机构4、支臂机构5、工件夹持臂6、磨抛盘7和机台8。触摸控制屏1安装在机台8的侧面的可调节支架上，可进行前后左右及上下角度的调节，以方便操作人员操作。通过触摸控制屏1进行施加在芯片的下压力的设定以及监测芯片与磨抛盘7间的摩擦力以判断研磨抛光状态。
[0026]横向运动机构2和磨抛盘7是直接设置在机台8上，磨抛盘7自身可转动，其转动平面为水平面。横向运动机构2位于磨抛盘7的侧方，横向运动机构2的运动方向平行于磨抛盘7的转动平面，即也为水平移动，其目的使连接于横向运动机构2上的Z轴运动机构3等部件在水平面内移动，最终使得芯片在磨抛盘7表面产生不同于切线方向的位移，提升研磨抛光效率。
[0027]具体的请参见图2所示，横向运动机构2包括轨道固定基板201、横移运动基板202、横向轨道203、平移滑块204、齿条205、步进电机206和电机齿轮207等。轨道固定基板201固定在机台8上，轨道固定基板201上固定有横向轨道203和齿条205。于横向轨道203配合的平移滑块204与横移运动基板202固定连接，步进电机206固定于横移运动基板202的一端，电机齿轮207连接在步进电机206本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种芯片的调压研磨抛光装置，其特征在于，包括机台、磨抛盘、Z轴运动机构、压力调整机构、支臂机构和工件夹持臂，所述磨抛盘和所述Z轴运动机构设置于所述机台，所述Z轴运动机构驱动所述压力调整机构沿Z轴移动，所述压力调整机构包括基座、主动滑块、调压弹簧、从动滑块、第一压力传感器和驱动装置，所述主动滑块和所述从动滑块沿Z轴浮动设置于所述基座，所述从动滑块设置在所述主动滑块上方，所述主动滑块与所述从动滑块之间通过所述调压弹簧连接，所述第一压力传感器用于测量所述主动滑块与所述从动滑块之间的作用力，所述驱动装置设置于所述基座用于驱动所述主动滑块在所述基座上沿Z轴移动，所述支臂机构的末端与所述从动滑块连接呈悬臂梁，所述支臂机构的头端与所述工件夹持臂连接，所述工件夹持臂沿Z轴设置，所述工件夹持臂的底端用于夹持工件，所述Z轴垂直于所述磨抛盘的转动平面。2.根据权利要求1所述的芯片的调压研磨抛光装置，其特征在于，所述支臂机构包括L型支臂，所述L型支臂的转角位置设置转轴用于与所述从动滑块转动连接，所述L型支臂包括第一臂部和第二臂部，所述第一臂部用于连接所述工件夹持臂，所述第二臂部抵靠于所述从动滑块的侧壁，设置第二压...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢华伟，
申请(专利权)人：苏州铼铂机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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