[发明专利]一种晶圆减薄磨削力在线测量装置及方法

权利要求书

1.一种晶圆减薄磨削力在线测量装置，其特征在于，包含：半导体晶圆(1)，键合胶(2)，薄膜压力传感器(3)，工作台(4)，承载台(5)，晶圆主轴底座(6)，数据采集与无线传输模块，无线接收模块；所述半导体晶圆(1)通过键合胶(2)与工作台(4)的工作台面(404)连接；所述键合胶(2)的厚度小于300μm；所述薄膜压力传感器(3)的底面与键合胶(2)的底面位于同一平面，其厚度大于键合胶(2)的厚度3-10μm；所述工作台(4)内设置穿线孔(403)；所述穿线孔(403)呈长方体结构，贯穿于工作台(4)；薄膜压力传感器(3)通过导线穿过穿线孔(403)与数据采集和无线传输模块连接；所述数据采集和无线传输模块位于承载台(5)的空腔(503)内部，并通过螺栓与螺孔(502)固定；所述承载台(5)与磨削机台晶圆主轴底座(6)连接。

2.根据权利要求1所述的晶圆减薄磨削力在线测量装置，其特征在于，所述晶圆(1)为硅晶圆、碳化硅晶圆、砷化镓晶圆、碲锌镉晶圆、氧化锌晶圆的一种。

3.根据权利要求1所述的晶圆减薄磨削力在线测量装置，其特征在于，所述键合胶(2)为临时键合胶、蓝膜、双面胶带的一种。

4.根据权利要求1所述的晶圆减薄磨削力在线测量装置，其特征在于，所述薄膜压力传感器(3)为单点式薄膜压力传感器、阵列式薄膜压力传感器的一种或组合。

5.根据权利要求1所述的晶圆减薄磨削力在线测量装置，其特征在于，所述薄膜压力传感器的布置沿晶圆的半径方向和/或晶圆的晶向均匀分布。

6.根据权利要求1所述的晶圆减薄磨削力在线测量装置，其特征在于，所述工作台(4)包含工作台面(404)、固定台面(405)和螺栓孔(402)，所述工作台面(404)的高度不低于固定台面(405)的高度，工作台(4)的厚度不小于1cm。

7.根据权利要求1所述的晶圆减薄磨削力在线测量装置，其特征在于，所述承载台(5)包含空腔(503)和螺孔(502)。

8.根据权利要求1所述的晶圆减薄磨削力在线测量装置，其特征在于，承载台(5)与磨削机台的连接方式为螺栓连接或真空吸附连接的一种。

9.一种晶圆减薄磨削力在线测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：提供权利要求1所述晶圆减薄磨削力在线测量装置；

步骤2：提供一已标定力锤，用恒定力划过加工晶圆表面，当力锤划过薄膜压力传感器中心位置时，记录力锤的压力F₁和薄膜压力传感器的电压U₁，改变压力大小，重复上述步骤，建立压力F与电压U之间的关系；

步骤3：将晶圆减薄磨削力在线测量装置安装在磨削机台上，对加工晶圆进行磨削，并对薄膜压力传感器电压信号进行实时监测；磨轮接触和离开传感器时电压信号先增大后减小；记录最大电压信号为U_t，根据步骤2建立的压力与电压的关系，反推出磨削力F_t，即为测量磨削力；对应的应力为σ＝F_t/A_max，式中A_max为磨齿与传感器接触的最大面积。

10.根据权利要求9所述的一种晶圆减薄磨削力在线测量方法，其特征在于，所述力锤锤头几何形状与磨轮磨齿几何形状完全相同。