[发明专利]一种晶片面形和厚度差调整装置及方法

说明书

本发明公开了一种晶片面形和厚度差调整装置及方法，所述装置包括床身、粗磨轴、精磨轴、抛光轴、转台、四个工作台、存储器和控制器。本发明的装置采用了三主轴四工位的布局，极大提高了晶片加工装备的集成度；本发明方法的调整顺序为粗磨轴晶片厚度补偿、精磨轴面形调整、粗磨轴面型调整、精磨轴晶片厚度补偿，存储器存储粗磨轴、精磨轴在各工作台上加工的晶片厚度与理想厚度的差值，所述控制器根据磨削时所使用的主轴、工作台，从存储器中读取相应的厚度差，并将所读取的厚度差与所使用主轴输入的竖直进给量进行相加，将相加后的进给量作为所使用主轴的实际进给量。本发明既减少了支撑点数，又保证了精磨砂轮的刚性，大大提高了晶片加工的面形精度。

技术领域

本发明涉及晶片超精密加工领域，特别涉及一种晶片面形和厚度差调整装置及方法。

背景技术

如图1所示，晶片面形的评价指标有两个，分别是凹凸度δ₁和饱满度δ₂，面形调整方法主要是改变磨削轮1和晶片2的夹角来进行调整。现有晶片面形调整方法主要以下三种：

第一种，如图2所示，磨削轮1或者晶片2可依次绕相互垂直的X、Y轴调整磨削轮1和晶片2的夹角，其中X轴在磨削轮中心与晶片中心的连线上，Y轴在晶片所在平面内；

第二种，如图3所示，磨削轮1或者晶片2绕T轴调整磨削轮1和晶片2的夹角，T轴为磨削轮中心、磨削轮外圆与晶片外圆的一个交点的连线；

第三种，如图4所示，磨削轮1或者晶片2可依次绕相互垂直的E₁、E₂轴调整磨削轮1和晶片2的夹角，图中OK为磨削轮1和晶片2接触区所对应的弦，起点O为晶片2的中心，终点K为磨削轮1外缘和晶片2外缘的一个交点，其中E₂轴与OK平行，E₁轴在晶片所在的平面内。

现有晶片厚度差控制方法主要是靠晶片加工装置自身的精度保证。

但是上述晶片面形调整方法、厚度差控制装置在实际使用过程中还存在一定的缺陷，如现有面形调整方法中的第一、二种调整方法，绕任意一个轴调整时，都同时改变面形评价指标δ₁和δ₂，导致调整难度大；现有面形调整方法中的第三种调整方法实现起来调整机构多，导致工艺系统整体刚度差；严格的厚度差要求会导致加工装置零部件的加工成本大幅度上升。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种采用较少调整装置、调整晶片面形较方便、制造成本低的晶片面形和厚度差调整装置及方法。

为了实现上述目的，本发明的基本思路如下：如图5-6所示，晶片面形的调整采用两个调整轴进行调整的方法，且两个调整轴均在晶片所在的平面内，其中调整轴E₁垂直于或者平行于磨削圆弧所对应的弦OK，弦的起点O为晶片的中心，弦的终点K为磨削轮外缘和晶片外缘的一个交点；其中另一个调整轴E₂与调整轴E₁的夹角为60°，磨削轮或者晶片可依次绕调整轴E₁和调整轴E₂调整磨削轮和晶片的夹角。

本发明的技术方案如下：一种晶片面形和厚度差调整装置，包括床身、粗磨轴、精磨轴、抛光轴、转台、搬入搬出工作台、粗磨工作台、精磨工作台、抛光工作台、存储器和控制器；所述转台安装在床身上、具有旋转功能，所述粗磨轴、精磨轴和抛光轴均安装在转台周边的床身上，所述粗磨轴和精磨轴具有竖直进给功能，所述抛光轴具有水平进给和竖直进给功能，所述水平进给的方向平行于抛光工作台中心和转台中心的连线；

所述转台上面沿周向均布四个工作台；所述粗磨轴、精磨轴和抛光轴的旋转轴下端均设置磨削轮，分别为粗磨砂轮、精磨砂轮和抛光轮；位于粗磨砂轮、精磨砂轮和抛光轮下的工作台分别记作粗磨工作台、精磨工作台和抛光工作台对应，无磨削轮对应的工作台记作搬入搬出粗磨工作台，即四个工作台对应四个不同的工位；