一種大尺寸磨削晶圓厚度測量夾具的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體硅晶圓測試技術領域，具體為一種大尺寸磨削晶圓厚度測量夾具。
【背景技術】
[0002]電子封裝技術不斷發展推動著電子封裝產品逐漸向薄、小、輕以及高集成方向發展。硅晶圓作為電子封裝的基底材料，為滿足封裝厚度要求，封裝前需對晶圓進行減薄。由于低損傷、高效率的優點，晶圓自旋轉磨削技術已成為晶圓磨削的主流加工技術。然而，晶圓磨削過程中由于機器振動、砂輪主軸的擺動、砂輪和晶圓的彈性變形等因素，晶圓表面不同位置處厚度會存在較大偏差。通常情況下，磨削機自帶的接觸式晶圓厚度探針可對磨削過程中晶圓厚度實時監測，但探針只能對晶圓表面特定區域厚度進行檢測以此作為整片晶圓厚度的一個參考，缺乏準確性。要準確獲得晶圓表面厚度以及厚度偏差，需對晶圓表面多個位置進行檢測。基于非接觸測試原理的晶圓全檢儀等專業晶圓厚度檢測儀器可準確測量晶圓厚度，然而這些設備只能對特定尺寸的晶圓進行檢測，當晶圓直徑過大時，便超過了設備探頭的行程，不能對晶圓表面厚度進行全面有效測量。
[0003]為解決上述問題，本發明公開了一種大尺寸磨削晶圓厚度測量夾具，以實現對任意尺寸晶圓厚度的測量，可大大節約測試成本。

【發明內容】

[0004]本發明提出一種大尺寸磨削晶圓厚度測量夾具，結合接觸式/非接觸式晶圓厚度檢測儀器可實現對任意尺寸晶圓厚度的檢測。首先將晶圓吸附在吸盤上，通過調整微調螺桿和旋轉吸盤可對任意尺寸磨削晶圓厚度進行全面有效測量。
[0005]本發明采用如下技術方案:
[0006]其特征在于，包括檢測探頭、吸盤、帶刻度吸盤載臺、帶刻度導軌底座。所述檢測探頭為錐形或圓柱形；所述吸盤部分包括:吸孔104、定位銷102、閥門105、定位線301、吸盤轉軸201 ;其中，所述吸盤吸孔104呈同心圓分布在吸盤表面，定位銷102與吸盤表面固接，定位線301通過機械劃刻方式獲得；閥門105通過鉚釘或螺釘與吸盤側壁連接，閥門上設有閥門開關401和閥門塞402，閥門開關直徑大于閥門塞直徑，吸盤轉軸201與吸盤底面固接。
[0007]所述帶刻度吸盤載臺部分包括:角度刻度、吸盤轉軸凹槽701、吸盤轉軸制動螺鈕702、滑塊1001、微調螺桿109、微調螺桿配合內槽901、微調螺桿配合外槽902 ;吸盤轉軸201嵌入吸盤轉軸凹槽701，可左右轉動，由吸盤轉軸制動螺鈕702固定制動；吸盤載臺底部的滑塊1001嵌入導軌110，可沿導軌滑動。
[0008]所述導軌底座部分包括:距離刻度、微調螺桿109、導軌110、底座凹槽1201、可拆卸固定螺栓108 ;微調螺桿109端部設置螺紋與底座凹槽1201內部螺紋咬合，并與吸盤載臺底部的微調螺桿配合凹槽901配合，可拆卸固定螺栓108與導軌底座底面固接。
[0009]進一步，所述微調螺桿配合內槽(901)直徑大于微調螺桿配合外槽(902)直徑，微調螺桿端部(1101)直徑大于微調螺桿配合外槽(902)直徑。
[0010]進一步，可拆卸固定螺栓(108)與導軌底座鉚接或螺釘連接。
[0011]進一步，閥門呈“十”字形，閥門上設有閥門開關(401)和閥門塞(402)，閥門開關(401)內側端部直徑大于閥門塞(402)內側直徑。
[0012]本發明可以取得以下有益效果:
[0013]1、本發明通過調節微調螺桿和旋轉吸盤，可快速確定晶圓表面任一檢測位置，實現對晶圓表面厚度的全面檢測，避免了局部測量誤差。
[0014]2、本發明中的真空吸盤的吸附作用可使晶圓平鋪在吸盤表面，便于厚度測量，減小測量誤差。
[0015]3、本發明可在現有的設備上對大尺寸晶圓厚度進行測量，可充分利用現有的晶圓厚度檢測設備，大大節約成本。
[0016]4、本發明結構簡單，使用方便，安全可靠。
【附圖說明】
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[0017]圖1為本發明整體結構示意圖。
[0018]圖2為本發明吸盤結構示意圖。
[0019]圖3為本發明吸盤表面示意圖。
[0020]圖4為本發明吸盤閥門結構示意圖。
[0021]圖5，圖6為本發明吸盤閥門剖面示意圖。
[0022]圖7為本發明帶刻度導軌底座與帶刻度吸盤載臺配合示意圖。
[0023]圖8為本發明帶刻度吸盤載臺側視示意圖。
[0024]圖9為本發明帶刻度吸盤載臺底面示意圖。
[0025]圖10為本發明帶刻度吸盤載臺與微調螺桿配合示意圖。
[0026]圖11為本發明帶刻度吸盤載臺與微調螺桿配合底面示意圖。
[0027]圖12為本發明微調螺桿與帶刻度導軌底座配合示意圖。
[0028]圖中:
[0029]101—外部檢測探頭，102—定位銷，103—吸盤，104—吸孔，105—吸盤閥門，106—帶刻度吸盤載臺，107—帶刻度導軌底座，108—可拆卸固定螺栓，109—微調螺桿，110—導軌，201—吸盤轉軸，301—定位線，401—吸盤閥門開關，402—吸盤閥門塞，403—管道，701—吸盤轉軸凹槽，702—吸盤轉軸制動螺鈕，901 —微調螺桿配合內槽，901—微調螺桿配合外槽，1001 —滑塊，1101—微調螺桿端部，1201—凹槽。
【具體實施方式】
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[0030]下面結合附圖對本發明進行詳細說明:
[0031]圖1為本發明整體結構不意圖，測量晶圓厚度時，將晶圓晶向定向缺口對齊定位線301，定位線垂直于晶圓定向缺口微小圓弧的切線，晶圓邊緣與定位銷102相切；通過真空栗抽走吸盤內部空氣吸附晶圓；調節微調螺桿109，此時吸盤載臺帶動吸盤平動，參照帶刻度導軌底座107上的線性刻度將吸盤移動到目標位置，旋轉吸盤，參照帶刻度吸盤載臺106上的角度刻度將吸盤定位到待測位置；檢測探頭101對晶圓厚度進行檢測。
[0032]圖2為本發明吸盤結構示意圖，吸盤內部中空，表面開有吸孔與吸盤內部中空部分相連，吸盤側壁設有吸盤閥門，閥門由閥門開關和閥門塞構成，可控制抽真空過程。
[0033]圖3為吸盤表面示意圖，吸孔104呈同心圓分布在吸盤表面。
[0034]圖4、5和6分別為吸盤閥門的結構示意圖和剖面圖，吸盤閥門由吸盤閥門開關401、吸盤閥門塞402、管道403組成，抽真空時管道403用于連接外部設備，吸盤閥門開關401端部直徑大于管道403直徑可防止漏氣，吸盤閥門塞402保護管道，防止雜物進入。
[0035]圖7為本發明帶刻度導軌底座與帶刻度吸盤載臺配合示意圖，圖8為本發明帶刻度吸盤載臺結構示意圖，圖9為本發明帶刻度吸盤載臺底面示意圖，圖10為本發明帶刻度吸盤載臺與微調螺桿配合示意圖，圖11為本發明帶刻度吸盤載臺與微調螺桿配合底面示意圖，圖12為本發明微調螺桿與帶刻度導軌底座配合示意圖。帶刻度導軌底座107側壁設有刻度尺，中部開有凹槽1201以便安裝微調螺桿109，微調螺桿端部1101直徑與微調螺桿配合外槽902直徑相同并大于微調螺桿配合外槽902直徑，微調螺桿端部1101螺紋與凹槽1201內螺紋咬合。因此，帶刻度導軌底座107、微調螺桿109、帶刻度吸盤載臺緊密結合，通過調節微調螺桿109可帶動吸盤載臺106平動。帶刻度吸盤載臺106上設有吸盤轉軸凹槽701，吸盤轉軸201嵌入吸盤轉軸凹槽701內可360度旋轉，吸盤轉軸制動螺鈕702用于制動吸盤轉軸旋轉便于定位測量。
【主權項】
1.一種大尺寸磨削晶圓厚度測量夾具；其特征在于，由上至下包括檢測探頭、吸盤、帶刻度吸盤載臺和帶刻度導軌底座； 所述檢測探頭為錐形或圓柱形；所述吸盤部分包括:吸孔(104)、定位銷(102)、閥門(105)、定位線(301)和吸盤轉軸(201);所述帶刻度吸盤載臺部分包括:角度刻度、吸盤轉軸凹槽701、吸盤轉軸制動螺鈕(702)、滑塊(1001)、微調螺桿(109)、微調螺桿配合內槽(901)、微調螺桿配合外槽(902);所述導軌底座部分包括:距離刻度、微調螺桿(109)、導軌(110)、底座凹槽(1201)、可拆卸固定螺栓(108); 其中，所述吸孔(104)呈同心圓分布在吸盤表面，定位銷(102)與吸盤表面固接，定位線(301)位于吸盤表面的邊緣；閥門(105)通過鉚釘或螺釘與吸盤側壁連接，吸盤轉軸(201)與吸盤底面固接，吸盤轉軸(201)嵌入吸盤轉軸凹槽(701)，由吸盤轉軸制動螺鈕(702)固定制動；吸盤載臺底部的滑塊(1001)嵌入導軌(110);所述微調螺桿(109)端部設置螺紋，微調螺桿配合內槽(901)、微調螺桿配合外槽(902)設置在帶刻度吸盤載臺底端邊緣，微調螺桿(109)端部螺紋與底座凹槽(1201)內部螺紋咬合，同時與吸盤載臺底部的微調螺桿配合內槽(901)配合，可拆卸固定螺栓(108)與導軌底座底面固接。2.根據權利要求1所述的一種大尺寸磨削晶圓厚度測量夾具，其特征在于:所述微調螺桿配合內槽(901)直徑大于微調螺桿配合外槽(902)直徑，微調螺桿端部(1101)直徑大于微調螺桿配合外槽(902)直徑。3.根據權利要求1所述的一種大尺寸磨削晶圓厚度測量夾具，其特征在于:可拆卸固定螺栓(108)與導軌底座鉚接或螺釘連接。4.根據權利要求1所述的一種大尺寸磨削晶圓厚度測量夾具，其特征在于:閥門呈“十”字形，閥門上設有閥門開關(401)和閥門塞(402)，閥門開關(401)內側端部直徑大于閥門塞(402)內側直徑。
【專利摘要】本發明公開了一種大尺寸磨削晶圓厚度測量夾具，包括檢測探頭、吸盤、帶刻度吸盤載臺、帶刻度導軌底座。檢測探頭為錐形；吸盤部分包括：吸孔、定位銷、閥門、定位線和吸盤轉軸；吸孔用于吸附晶圓，定位銷和定位線用于定位測量晶圓，閥門控制抽真空過程。帶刻度吸盤載臺由刻度、吸盤轉軸凹槽、吸盤轉軸制動螺鈕、滑塊、微調螺桿、微調螺桿配合凹槽構成；吸盤轉軸凹槽與吸盤低端旋轉軸配合可使吸盤旋轉，吸盤轉軸制動螺鈕用于制動吸盤轉軸。帶刻度導軌底座上的導軌與吸盤載臺上的滑塊配合，導軌底座開有安置微調螺桿的凹槽，調節微調螺桿使吸盤載臺帶動吸盤在導軌上線性滑動。本發明結構簡單，操作方便，可對晶圓表面任意位置厚度進行測量。
【IPC分類】H01L21/687, H01L21/66
【公開號】CN105161438
【申請號】CN201510420095
【發明人】秦飛, 孫敬龍, 安彤, 陳沛, 宇慧平, 王仲康, 唐亮
【申請人】北京工業大學
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年7月16日