【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于磨削设备，具体涉及一种用于对半导体晶圆外边缘进行处理的倒角磨边机和磨削方法。
技术介绍
1、诸如半导体晶圆之类的工件是由单晶碳化硅(sic)材料制成的半导体材料的薄片，通过一系列沉积和蚀刻步骤，用于制造微电子器件，形成所需的电路和组件。从加工角度看，碳化硅(sic)材料的硬度值仅次于自然界中的金刚石。因此在切割时，必须要执行的操作过程之一就是需要晶圆从碳化硅锭切割成片出来后进行倒角磨边。薄的、平坦的晶圆需要具有与晶圆片厚度相对应的外部边缘，并且通常具有圆形或部分圆形的轮廓。对晶圆进行边缘磨边的两个主要目的是:
2、(1)在严格的公差范围内将晶圆直径减小到目标指定直径；
3、(2)使晶圆边缘轮廓更加光滑，以减少在之后的加工(晶圆和器件制造)中的碎片风险。
4、现有倒角磨边机可以完成上述加工目的，其中薄、平的晶圆由可旋转的晶圆夹片板或卡盘支撑。现有的倒角磨边机设有单一磨削站，磨削站配置有旋转的工作砂轮与晶圆以基本共面的关系设置，并与晶圆的外边缘接触，所述工作砂轮具有与晶圆倒角形状对应的外磨削边缘表面，即在加工过程中，对晶圆的外边缘进行轮廓加工，以产生所需的形状和光洁度，是磨料研磨原理的加工操作。砂轮可以包含由金属和物理上比硅片材料碳化硅更硬的材料磨料，如细小的金刚石颗粒，结合在陶瓷或聚合物基体中的颗粒。所述工作砂轮需要定期拆卸，砂轮的外磨削边缘表面需要定期重新加工，或修整，以暴露新的磨料或修整在磨削过程中可能变钝的工作表面。单一磨削站的配置限定了加工效率，而且定期的拆卸砂轮，增加了设
技术实现思路
1、因此，本专利技术所要解决的技术问题在于现有技术中倒角磨边机的工作砂轮需要定期拆卸，砂轮的外磨削边缘表面需要定期重新加工，或修整，以暴露新的磨料或修整在磨削过程中可能变钝的工作表面。单一磨削站的配置限定了加工效率，而且定期的拆卸砂轮，增加了设备的停机时间，反复的安装砂轮也会影响砂轮的安装定位精度，造成砂轮的利用率不高。使得现有的倒角磨边机停机时间长，精度保证不良，加工效率低。
2、为此，本专利技术提供一种倒角磨削单元站，包括:
3、围绕旋转轴旋转的晶圆夹持卡盘，其可旋转地支撑具有圆周特定倒角形状边缘的半导体晶圆；
4、可围绕旋转轴进行旋转的工作砂轮，所述旋转轴具有与所述晶圆夹持卡盘隔开的圆周边缘表面；
5、修整工具，其具有与所述工作砂轮的所述圆周边缘表面间隔的外周修整面；
6、其中，所述晶圆夹持卡盘和工作砂轮中的一个可移动以接触所述晶圆夹持卡盘上的半导体晶圆的外边缘和所述半导体晶圆的平直边缘进行磨削操作，所述工作砂轮和修整工具中的一个可移动以接触所述工作砂轮的圆周边缘表面和修整工具的外周修整面进行修整操作。
7、可选地，所述修整工具包括具有修整面轮廓的修整轮，并且可连接到修整工具主轴组件的可旋转轴，该旋转轴围绕与工作砂轮的旋转轴平行并且与工作砂轮的旋转轴保持间隔。
8、可选地，工作砂轮连接到砂轮主轴组件的可旋转轴，晶圆夹持卡盘连接到具有旋转轴的晶圆夹持卡盘主轴组件的可旋转轴，修整工具主轴组件和工作砂轮主轴组件的旋转轴沿着并且相对于倒角磨削单元的线性轴线性移动。
9、可选地，晶圆夹持卡盘主轴组件和工作砂轮主轴组件分别是线性可移动的，以便在磨削操作期间周期性地接触支撑在晶圆夹持卡盘上的半导体晶圆的外边缘和平直边缘。
10、可选地，晶圆夹持卡盘主轴组件的旋转轴、工作砂轮主轴组件的旋转轴和修整工具主轴组件的旋转轴在一个公共垂直平面上平行对齐。
11、可选地，工作砂轮主轴组件位于晶圆夹持卡盘主轴组件和修整工具主轴组件之间的线性位置。
12、可选地，晶圆夹持卡盘主轴组件，工作砂轮和修整工具是可旋转的，并与倒角磨削单元的操作平面共面。
13、可选地，工作砂轮的圆周边缘表面和修整工具的外周修整面是圆的并且围绕各自的第二旋转轴和第三旋转轴同心。
14、可选地，圆周边缘表面包括多个环形槽，径向设置在其中，对于第二旋转轴轴向间隔。
15、可选地，圆周边缘表面包括多个环形环面，从其中径向突出，相对于修整工具主轴组件的旋转轴轴向间隔，并且与多个环形槽相反。
16、可选地，外周修整面包括一个单一的环形面径向突出其中。
17、可选地，修整工具主轴组件沿着旋转轴垂直移动，以便交替地将单个环形环面与工作砂轮的多个环形槽对齐。
18、可选地，倒角磨削单元站还包括一个模块外壳，容纳圆夹持卡盘主轴组件和工作砂轮主轴组件和修整站外壳，容纳修整工具主轴组件。
19、可选地，修整工具主轴组件是线性扩展和可伸缩的相对于模块外壳。
20、可选地，模块外壳和修整站外壳线性连接，并通过一个共同的墙上的开口相互连接，修整工具主轴组件可以通过该开口穿过。
21、一种磨削方法，用于上述所述的倒角磨削单元站，该方法包括:
22、将晶圆固定在沿第一旋转轴旋转设置的晶圆夹持卡盘上；
23、将工作砂轮旋转设置在相对于晶圆夹持卡盘间隔的第二旋转轴上；
24、通过移动晶圆夹持卡盘或工作砂轮以接触半导体晶圆的外边缘和工作砂轮的圆周边缘表面来进行磨削操作；分别进行砂轮修整操作，将具有外周修整面的修整工具定位在工作砂轮附近；通过移动修整工具或工作砂轮以接触外周修整面和周边砂轮表面来进行修整操作。
25、可选地，修整工具被配置为跟随第三旋转轴旋转，且还包括旋转的外周修整面接触到工作砂轮圆周边缘表面的步骤。
26、可选地，晶圆夹持卡盘，工作砂轮的圆周边缘表面，修整工具与操作平面共面。
27、可选地，砂轮包括多个环形槽径向设置在圆周边缘表面和轴向相对于第二旋转轴间隔。
28、可选地，修整工具包括放射状设置在外周修整面上的多个环形环面，该多个环形环面相对于第三旋转轴轴向间隔，并且与多个环形槽相反。
29、可选地，该方法还包括相对于第三旋转轴移动修整工具以垂直对齐从外周修整面径向突出的环形环面，从而修整多个环形槽。
30、一种倒角磨边机，用于平面半导体晶圆，包括:
31、晶圆装载站，用于接收一个或多个晶圆；
32、晶圆卸载站，用于移除一个或多个晶圆；
33、在晶圆装载站和晶圆卸载站之间对准的多个上述所述的倒角磨削单元站，每个倒角磨削单元站包括在第一旋转轴上旋转对准的晶圆夹持卡盘，在第二旋转轴上旋转对准的工作砂轮，以及旋转对准第三旋转轴的修整工具，其中，晶圆夹持卡盘、工作砂轮和修整工具相对可移动，以定期对一个或多个晶圆进行倒角磨削操作，并分别用修整工具修整，砂轮对工作砂轮进行修整操作，包括坐标机器人，用以在晶圆装载站、晶圆卸载站和多个倒角磨削单元站之间运输一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种倒角磨削单元站，其特征在于，包括:
2.根据权利要求1所述的倒角磨削单元站，其特征在于，所述修整工具包括具有修整面轮廓的修整轮，并且可连接到修整工具主轴组件的可旋转轴，该旋转轴围绕与工作砂轮的旋转轴平行并且与工作砂轮的旋转轴保持间隔。
3.根据权利要求2所述的倒角磨削单元站，其特征在于，工作砂轮连接到工作砂轮主轴组件的可旋转轴，晶圆夹持卡盘连接到具有旋转轴的晶圆夹持卡盘主轴组件的可旋转轴，修整工具主轴组件和工作砂轮主轴组件的旋转轴沿着并且相对于倒角磨削单元的线性轴线性移动。
4.根据权利要求3所述的倒角磨削单元站，其特征在于，晶圆夹持卡盘主轴组件和工作砂轮主轴组件分别是线性可移动的，以便在磨削操作期间周期性地接触支撑在晶圆夹持卡盘上的半导体晶圆的外边缘和半导体晶圆的平直边缘。
5.根据权利要求4所述的倒角磨削单元站，其特征在于，晶圆夹持卡盘主轴组件的旋转轴、工作砂轮主轴组件的旋转轴和修整工具主轴组件的旋转轴在一个公共垂直平面上平行对齐。
6.根据权利要求5所述的倒角磨削单元站，其特征在于，工作砂轮主轴组件位于晶圆
7.根据权利要求6所述的倒角磨削单元站，其特征在于，晶圆夹持卡盘主轴组件、工作砂轮和修整工具是可旋转的，并与倒角磨削单元的操作平面共面。
8.根据权利要求3中所述的倒角磨削单元站，其特征在于，工作砂轮的圆周边缘表面和修整工具的外周修整面是圆的并且围绕各自的第二旋转轴和第三旋转轴同心。
9.根据权利要求8所述的倒角磨削单元站，其特征在于，圆周边缘表面包括多个环形槽，径向设置在其中，对于第二旋转轴轴向间隔。
10.根据权利要求9所述的倒角磨削单元站，其特征在于，圆周边缘表面包括多个环形环面，从其中径向突出，相对于修整工具主轴组件的旋转轴轴向间隔，并且与多个环形槽相反。
11.根据权利要求10所述的倒角磨削单元站，其特征在于，外周修整面包括一个单一的环形面径向突出其中。
12.根据权利要求10所述的倒角磨削单元站，其特征在于，修整工具主轴组件沿着旋转轴垂直移动，以便交替地将单个环形环面与工作砂轮的多个环形槽对齐。
13.根据权利要求3所述的倒角磨削单元站，其特征在于，还包括一个模块外壳，容纳晶圆夹持卡盘主轴组件和工作砂轮主轴组件和修整站外壳，以及容纳修整工具主轴组件。
14.根据权利要求13所述的倒角磨削单元站，其特征在于，修整工具主轴组件是线性扩展和可伸缩的相对于模块外壳。
15.根据权利要求14所述的倒角磨削单元站，其特征在于，模块外壳和修整站外壳线性连接，并通过一个共同的墙上的开口相互连接，修整工具主轴组件可以通过该开口穿过。
16.一种磨削方法，用于权利要求1-15中任一项所述的倒角磨削单元站，其特征在于，该方法包括:
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，修整工具被配置为跟随第三旋转轴旋转，且还包括旋转的外周修整面接触到工作砂轮圆周边缘表面的步骤。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，晶圆夹持卡盘、工作砂轮的圆周边缘表面、修整工具与操作平面共面。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，工作砂轮包括多个环形槽，径向设置在圆周边缘表面和轴向相对于第二旋转轴间隔。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，修整工具包括放射状设置在外周修整面上的多个环形面，该多个环形面相对于第三旋转轴轴向间隔，并且与多个环形槽相反。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括相对于第三旋转轴移动修整工具以垂直对齐从外周修整面径向突出的环形面，从而修整多个环形槽。
22.一种倒角磨边机，用于平面半导体晶圆，其特征在于，包括:
...【技术特征摘要】
1.一种倒角磨削单元站，其特征在于，包括:
2.根据权利要求1所述的倒角磨削单元站，其特征在于，所述修整工具包括具有修整面轮廓的修整轮，并且可连接到修整工具主轴组件的可旋转轴，该旋转轴围绕与工作砂轮的旋转轴平行并且与工作砂轮的旋转轴保持间隔。
3.根据权利要求2所述的倒角磨削单元站，其特征在于，工作砂轮连接到工作砂轮主轴组件的可旋转轴，晶圆夹持卡盘连接到具有旋转轴的晶圆夹持卡盘主轴组件的可旋转轴，修整工具主轴组件和工作砂轮主轴组件的旋转轴沿着并且相对于倒角磨削单元的线性轴线性移动。
4.根据权利要求3所述的倒角磨削单元站，其特征在于，晶圆夹持卡盘主轴组件和工作砂轮主轴组件分别是线性可移动的，以便在磨削操作期间周期性地接触支撑在晶圆夹持卡盘上的半导体晶圆的外边缘和半导体晶圆的平直边缘。
5.根据权利要求4所述的倒角磨削单元站，其特征在于，晶圆夹持卡盘主轴组件的旋转轴、工作砂轮主轴组件的旋转轴和修整工具主轴组件的旋转轴在一个公共垂直平面上平行对齐。
6.根据权利要求5所述的倒角磨削单元站，其特征在于，工作砂轮主轴组件位于晶圆夹持卡盘主轴组件和修整工具主轴组件之间的线性位置。
7.根据权利要求6所述的倒角磨削单元站，其特征在于，晶圆夹持卡盘主轴组件、工作砂轮和修整工具是可旋转的，并与倒角磨削单元的操作平面共面。
8.根据权利要求3中所述的倒角磨削单元站，其特征在于，工作砂轮的圆周边缘表面和修整工具的外周修整面是圆的并且围绕各自的第二旋转轴和第三旋转轴同心。
9.根据权利要求8所述的倒角磨削单元站，其特征在于，圆周边缘表面包括多个环形槽，径向设置在其中，对于第二旋转轴轴向间隔。
10.根据权利要求9所述的倒角磨削单元站，其特征在于，圆周边缘表面包括多个环形环面，从其中径向突出，相对于修整工具主轴组件的旋转轴轴向间隔，并且与多个环形槽...
【专利技术属性】
技术研发人员：G·切斯瓦夫，姜玲玲，刘先榜，
申请(专利权)人：铂睿希苏州电子机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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