专利名称：磨床微倾角调整机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种于主轴头与头座间上方与前方的两侧位置，分别利用调整圆头调整螺栓的伸出量，获致精密研磨所需倾角的磨床微倾角调整机构。
背景技术：
晶圆薄化在半导体制程中决定着晶圆级封装和系统级封装的最小可能封装尺寸，而在薄化的制程中，表面粗糙度与厚度变异量以及量产的效能则为业者所注重；晶圆薄化的前段制程，将晶柱予以切片，为了消除切片后的锯痕，再以grinding研磨方式，使晶圆表面达到可进行抛光处理的平坦度，以8时晶圆而言，表面厚度的变异量(TTV值)一般要求5μm以内。
在消除锯痕的研磨过程中，将切片后的晶圆吸附于钻石砂轮下方具有真空吸盘的工作台上，并使钻石砂轮的环齿通过晶圆的中心点，配合使用纯水作研磨介质，使工作台及钻石砂轮同时转动而作相对的磨削运动；在研磨的过程中，由于加工效率及晶圆中凹制程的需求，较佳的磨削入刀角度必须微向左倾及微向前倾(以操作者面对机台的方向而言)，因此磨床即必须设有前、后方向及左、右方向的微倾角调整机构，而该微倾角的调整方式，可藉由砂轮主轴头上设倾角调整机构或者于工作台上设倾角调整机构等两个方式来完成。
请参阅图1所示的US6,685,542，其于立柱50上设升降螺杆51，以带动主轴头52作升降的动作，主轴头52下端的钻石砂轮53的底面设有磨削用的环齿54，由于主轴头52仅能作升降的动作，因此于吸盘式工作台55的下端设有3支精密螺杆56，以三点支撑调整的方式来微调吸盘式工作台55的倾角角度，以提供磨削时入刀角度所需的微倾角；但该种方式，由于吸盘式工作台55下端不仅设有3支可调整的精密螺杆56，且须配设吸附的管路及其它传动机构，使得在机构的配置设计上较为复杂，又吸盘式工作台55本身亦将因其为可调式的平台，而导致降低其支撑刚性，因此于工作台上设倾角调整机构较不理想。
请参阅图2所示的JP11-309673，其于立柱60一侧设有可升降的滑动板61，滑动板61的前方以枢轴62枢接一连结板63，该连结板63的上方设有一可由螺杆64带动升降的楔形块65，一设于连结板63前方的主轴头66，其以螺栓67锁设于连结板63上，并于一V型槽68上以滚珠69抵顶于楔形块65的斜面，当旋松螺栓67时，利用楔形块65的升降，以其斜面抵顶滚珠69，即可使主轴头66作前、后向倾角的调整；请参阅图3，于滑动板61的上方设有ㄈ型的固定架70，该固定架70上设有一可由螺杆71推移的压块72，压块72系压抵滑移于连结板63的顶面，当压块72被推移向左、右移动时，由于重心的偏移，将使得连结板63以枢轴62为轴心作旋转的摆动，即可使主轴头66作左、右向倾角的调整；但该种方式，其连结板63及主轴头66的重量均由枢轴62支撑，将对枢轴62产生过大的负荷，而降低使用寿命，且在作左、右向倾角的调整后，连结板63因无定位的机构，将无法保持在倾角的角度上，于加工作业时，更容易因受力而改变倾角的角度，因此机构的刚性不佳。
发明内容
本发明的目的是提供一种磨床微倾角调整机构，于主轴头上设微倾角调整机构，以提供磨削时入刀角度所需的微倾角；将主轴头架设于头座上，该头座的上方开设有一横向的V型槽，主轴头相对于V型槽的两侧分别设有由固定螺栓及圆头调整螺栓所组成的固锁单元，调整两侧圆头调整螺栓的伸出量，可使主轴头作左、右向倾角的调整，另于主轴头相对于头座前方板面的两侧位置分别设有由固定螺栓及圆头调整螺栓所组成的固锁单元，调整该两侧圆头调整螺栓的伸出量，可使主轴头作前、后向倾角的调整；藉此，利用主轴头与头座间的微倾角调整机构，即可获致精密研磨所需的倾角需求，且达到结构简单并易于调整技术效果。
本发明的另一目的是提供一种磨床微倾角调整机构，其中，于头座的下端设有一球型支撑块，不仅可辅助支撑主轴头的重量，且于主轴头作前、后方向及左、右方向的微倾角调整时，可提供球面的滑移支撑顶缘。
下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
图1是美国第6,685,542号专利的架构示意图；图2是JP11-309673的前、后向倾角的调整示意图；图3是JP11-309673的左、右向倾角的调整示意图；图4是本发明设于磨床的架构示意图；图5是本发明的外观示意图；图6是本发明的侧视图；图7是本发明的前视图；图8是本发明左、右向倾角的调整示意图；图9是本发明向左倾角的调整示意图；图10是本发明前、后向倾角的调整示意图；图11是本发明向前倾角的调整示意图；图12是本发明向左及向前倾角调整后的磨削作业示意图。
附图标记说明10立柱；11升降螺杆；20头座；21V型槽；22垫片；23支撑块；30主轴头；301上方板面；302前板面；31砂轮；32环齿；33第一固锁单元；331固定螺栓；332固定螺栓；333圆头调整螺栓；334间隙；34第二固锁单元；341固定螺栓；342固定螺栓；343圆头调整螺栓；344间隙；35第三固锁单元；351固定螺栓；352固定螺栓；353圆头调整螺栓；354间隙；36第四固锁单元；361固定螺栓；362固定螺栓；363圆头调整螺栓；364间隙；37固定螺栓；371间隙；38固定螺栓；381间隙；40工作台；41晶圆；50立柱；51升降螺杆；52主轴头；53钻石砂轮；54环齿；55工作台；56精密螺杆；60立柱；61滑动板；62枢轴；63连结板；64螺杆；65楔形块；66主轴头；67螺栓；68V型槽；69滚珠；70固定架；71螺杆；72压块。
具体实施例方式
请参阅图4，本发明于研磨机立柱10一侧设有升降机构，以带动加工主轴升降位移，该升降机构以螺杆11螺合一头座20，再于头座20上架置主轴头30，而可利用螺杆11的转动带动主轴头30升降，主轴头30下方设有砂轮31，砂轮31的底面则环状排列有环齿32，以对下方工作台上的晶圆作薄化的磨削作业。
请参阅图5、图6、图7，为了提高加工效率及晶圆中凹制程的需求，本发明于主轴头上设倾角调整机构，以提供磨削时入刀角度所需的微倾角，其于头座20的上方开设一横向的V型槽21，V型槽21的表面经硬化处理，另于头座20前方的两侧位置分别固设有经硬化处理的垫片22；一架置于头座20的主轴头30相对于V型槽21的上方板面301，于两侧分别设有第一固锁单元33及第二固锁单元34，第一固锁单元33及第二固锁单元34分别包括有两支固定螺栓331、332、341、342及一圆头调整螺栓333、343，圆头调整螺栓333、343并以其球面抵顶于V型槽21的表面；另主轴头30于相对头座20前方的前板面302两侧，亦设有第三固锁单元35及第四固锁单元36，第三固锁单元35及第四固锁单元36相同的分别包括有两支固定螺栓351、352、361、362及一圆头调整螺栓353、363，两圆头调整螺栓353、363以其球面抵顶于经硬化处理的垫片22表面；为了加强头座20与主轴头30连结的锁固力，另于主轴头30的前板面302上增加设置数支固定螺栓37、38；此外，于头座20下方设有球面的支撑块23，其不仅可辅助支撑主轴头30的重量，且于主轴头30作前、后方向及左、右方向的微倾角调整时，可提供球面的滑移支撑顶缘。
请参阅图5、图8，本发明利用第一固锁单元33及第二固锁单元34中抵顶于V型槽21两侧的圆头调整螺栓333、343作左、右向倾角的调整；于调整前固定螺栓331、332、341、342呈松开状，而两圆头调整螺栓333、343抵顶于V型槽21内，因此当分别转动两圆头调整螺栓333、343，使其分别具有不同的伸出量时，即使得左、右侧产生高低位差，此时固定螺栓331、332、341、342由于与上方板面301的套合孔间具有间隙334、344，因此上方板面301在作左右高低位移时，可利用该间隙334、344配合移动，而不会受到固定螺栓331、332、341、342的限制，进而可使主轴头30作左、右向倾角的调整。
请参阅图5、图9，为了提高加工效率，较佳的磨削角度为向左侧倾斜(以操作者面对机台的方向而言)，因此可利用本发明左、右向倾角的调整机制；其转动右侧的圆头调整螺栓333，并使其具有较大的伸出量，即可使主轴头30于头座20上向左侧作些微的倾斜，再以固定于主轴头的量表接触工作台，量测工作台左、中、右的三点读值是否符合需求，并于完成调整后以固定螺栓331、332、341、342锁固定位，此即完成左倾的调整。
请参阅图5、图7、图10，本发明利用第三固锁单元35及第四固锁单元36中两圆头调整螺栓353、363作前、后向倾角的调整；于调整前固定螺栓351、352、361、362、37、38呈松开状，而两圆头调整螺栓353、363则抵顶于垫片22上，因此当分别转动两圆头调整螺栓353、363时，主轴头30的前板面302，将会以上方板面301的圆头调整螺栓333、343为支撑点，而作前、后向的摆动，即使得前、后向产生高低位差，此时固定螺栓351、352、361、362、37、38由于与前板面302的套合孔间具有间隙354、364、371、381，因此前板面302在作前后高低位移时，可利用该间隙354、364、371、381配合移动，而不会受到固定螺栓351、352、361、362、37、38的限制，进而可使主轴头30作前、后向倾角的调整。
请参阅图5、图7、图11，为了符合晶圆微中凹的制程需求，较佳的磨削角度为向前侧倾斜，因此可利用本发明前、后向倾角的调整机制；其系同时转动左、右侧的圆头调整螺栓363、353，并使其缩小伸出量，即可使主轴头30于头座20上向前方作些微的倾斜，再以固定于主轴头的量表接触工作台，量测工作台左、中、右的三点读值是否符合需求，并于完成调整后以固定螺栓351、352、361、362、37、38锁固定位，此即完成前倾的调整。
请参阅图12，本发明于完成左倾及前倾的倾角调整后，即可进行晶圆的试磨，由图面中可以了解到，主轴头30作左倾及前倾的倾角调整后，当工作台40带动晶圆41转动作磨削作业时，主轴头30下方的环齿可通过晶圆41的中心点，且向前左侧磨削，其不仅提高加工效率且符合晶圆微中凹的制程的需求，于完成试磨后可量测晶圆表面厚度的变异量(TTV)及中凹情形，若有不符合则再利用本发明微倾角调整机构进行调整，即可获致精密研磨所需的倾角需求，且达到结构简单并易于调整的功效。
权利要求
1.一种磨床微倾角调整机构，包括头座，其后侧连结于立柱的升降机构，以进行升降位移，并于上方开设有横向的V型槽；主轴头，以上方板面及前板面架置于头座上，主轴头下方连结具有环齿的砂轮；第一和第二固锁单元，设于主轴头上方板面的两侧，分别具有固定螺栓及调整螺栓，两调整螺栓分别调整抵顶于头座V型槽内的伸出量；第三和第四固锁单元，设于主轴头前板面的两侧，分别具有固定螺栓及调整螺栓，两调整螺栓分别调整抵顶于头座前方板面的伸出量。
2.依权利要求1所述的磨床微倾角调整机构，其中，该头座上方的V型槽表面经硬化处理，以供主轴头第一、二固锁单元的调整螺栓抵顶接触。
3.依权利要求1所述的磨床微倾角调整机构，其中，该头座前方板面两侧设有经硬化处理的垫片，以供主轴头第三、四固锁单元的调整螺栓抵顶接触。
4.依权利要求1所述的磨床微倾角调整机构，其中，该第一、二固锁单元的调整螺栓端部呈球面，以抵顶于头座V型槽的表面。
5.依权利要求1所述的磨床微倾角调整机构，其中，该第三、四固锁单元的调整螺栓端部呈球面，以抵顶于头座前方板面。
6.依权利要求1所述的磨床微倾角调整机构，其中，该头座的下端设有一球型状支撑块，以辅助支撑主轴头的重量及提供滑移的球面顶缘。
7.依权利要求1所述的磨床微倾角调整机构，其中，该主轴头的前板面两侧分别设置有固定螺栓，以加强头座与主轴头连结的锁固力。
8.依权利要求1所述的磨床微倾角调整机构，其中，该头座后侧螺合于立柱升降机构的螺杆上，以进行升降位移。
9.依权利要求1所述的磨床微倾角调整机构，其中，主轴头的上方板面两侧设有套合孔，以供一、第二固锁单元的固定螺栓套穿，并使套合孔与固定螺栓间具有间隙，以使主轴头利用该间隙配合移动调整。
10.依权利要求1所述的磨床微倾角调整机构，其中，该主轴头的前板面两侧设有套合孔，以供第三、第四固锁单元的固定螺栓套穿，并使套合孔与固定螺栓间具有间隙，以使主轴头利用该间隙配合移动调整。
全文摘要
本发明公开了一种磨床微倾角调整机构，将主轴头架设于头座上，该头座上方开设有有一横向的V型槽，主轴头相对于V型槽的两侧分别设有由固定螺栓及圆头调整螺栓所组成的固锁单元，通过调整两侧圆头调整螺栓的伸出量，可使主轴头作左、右向倾角的调整，另于主轴头相对于头座前方板面的两侧位置分别设有由固定螺栓及圆头调整螺栓所组成的固锁单元，调整该两侧圆头调整螺栓的伸出量，可使主轴头作前、后向倾角的调整；藉此，利用主轴头与头座间的微倾角调整机构，即可获致精密研磨所需的倾角需求，且达到结构简单并易于调整的技术效果。
文档编号H01L21/304GK1796051SQ20041010279
公开日2006年7月5日 申请日期2004年12月28日 优先权日2004年12月28日
发明者陈世昌, 陈来毅, 赖杰隆 申请人:财团法人工业技术研究院