本发明专利技术涉及研磨设备的传动技术领域，特别涉及一种晶圆减薄用气浮主轴，包括安装罩、传动轴组件、驱动装置、研磨组件、轴承座和驱动所述研磨组件沿所述传动轴组件的径向振动的超声振动组件和设置于所述研磨组件与所述传动轴组件间用于将所述传动轴组件的转矩传递给所述研磨组件并防止所述研磨组件的振动传递到所述传动轴组件的隔震组件，所述驱动装置设置于所述安装罩内，所述轴承座上设置有进气孔，所述研磨组件设置在所述安装罩外。本发明专利技术能有效提高晶圆片研磨后的表面质量。能有效提高晶圆片研磨后的表面质量。能有效提高晶圆片研磨后的表面质量。
【技术实现步骤摘要】
一种晶圆减薄用气浮主轴
[0001]本专利技术涉及研磨设备的传动
，特别涉及一种晶圆减薄用气浮主轴。
技术介绍
[0002]半导体加工行业中，经切片后晶圆厚度较厚，达不到产品使用要求，通常需要对晶圆进行减薄，通过减薄设备将晶圆减薄到一定厚度，研磨减薄是晶圆减薄的常用手段之一，主要通过研磨设备对晶圆片进行磨削减薄，研磨设备中的与高速旋转的砂轮连接的主轴是研磨机的核心部件，高速旋转的主轴惯性对主轴动静压轴承的损伤非常大。在研磨设备的使用过程中，主轴与轴承之间直接接触，主轴的高速转动带动其他部件的转动，但是在工作过程中不可避免的会造成主轴与轴承结构磨损，造成主轴损伤从而影响产品的磨削精度。
[0003]随着三代半导体的到来，新的半导体如SiC等材料硬度越来越高，精度要求越来越严格，采用传统的研磨设备对晶圆片进行研磨减薄工艺仍然在进行单向同心磨削加工，晶圆表面同心纹路严重，工艺层面容易造成材料的微裂纹，裂片，崩边，翘曲等缺陷，已经严重制约了新材料加工的产能及精度需求。
技术实现思路
[0004]针对上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种晶圆减薄用气浮主轴，使用该气浮主轴的研磨设备具有较高旋转精度，可以提高对晶圆片进行研磨减薄时晶圆片的表面质量。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种晶圆减薄用气浮主轴，包括安装罩、传动轴组件、设置于所述传动轴组件一端用于驱动传动轴组件旋转的驱动装置、设置于所述传动轴组件的另一端用于对晶圆片进行磨削减薄的研磨组件、用于对所述传动轴组件的旋转进行限位支撑的轴承座、驱动所述研磨组件振动的超声振动组件和设置于所述研磨组件与所述传动轴组件间用于将所述传动轴组件的转矩传递给所述研磨组件并防止所述研磨组件的振动传递到所述传动轴组件的隔震组件。
[0006]所述驱动装置设置于所述安装罩内，所述传动轴组件上形成有环凹部，所述轴承座设置于所述环凹部并与所述安装罩固定连接，所述轴承座上设置有贯穿轴承座侧壁的进气孔，当向所述进气孔中通入高压气体时所述传动组件与所述轴承座间形成气膜以防止传动组件与轴承座接触，所述研磨组件设置在所述安装罩外。
[0007]通过上述设置，当驱动传动轴组件旋转带动研磨组件对研磨组件下方的晶圆片进行磨削减薄时，向所述轴承座上的进气孔中通入高压气体时，所述轴承座与所述第一转轴、所述第二转轴和所述第三转轴间形成气膜产生间隙，使得高速旋转的传动轴组件不与轴承座产生机械接触，减小传动轴组件与轴承座间的摩擦以提高传动轴组件的旋转精度，传动组件带动研磨组件高速旋转对晶圆片进行研磨减薄时，运行非接触式电能传输模块驱动超声波换能器产生振动使研磨组件产生沿晶圆片径向的高频振动，来回高频振动的研磨组件可以防止在晶圆表面形成同心圆的研磨痕迹，提高了晶圆片研磨后的表面质量，隔震组件
对研磨组件产生的径向振动缓冲防止该振动传递到传动轴组件上，有效消除超声振动对气浮主轴旋转精度的影响。
[0008]进一步的，所述驱动装置包括驱动电机，所述驱动电机的电机定子与所述防护罩固定连接；所述传动轴组件包括由上至下依次连接的安装轴套、第一转轴、第二转轴和第三转轴，所述安装轴套与所述驱动电机的电机转子固定连接，所述第二转轴的外径小于所述第一转轴和所述第三转轴的外径使第二转轴处形成所述环凹部；所述超声振动组件包括非接触式电能传输模块和超声波换能器，所述非接触式电能传输模块与所述安装罩固定连接，所述超声波换能器对称设置于所述研磨组件上。
[0009]进一步的，所述隔震组件包括均与所述传动轴组件同轴设置的内减震柱和外减震环，所述内减震柱呈圆柱体，所述外减震环套设在所述内减震柱外与内减震柱间隙设置，所述内减震柱的柱面上周向均布多个沿内减震柱径向设置的方形柱，所述外减震环的内壁上设置与所述方形柱对应的方形滑槽，所述方形柱的上表面和下表面分别与所述方形滑槽的上侧内壁和下侧内壁滑动连接，方形柱的竖直表面均与方形滑槽的竖直内壁间隙设置，所述方形柱内沿内减震柱径向设置横向滑道，所述横向滑道内密封滑动连接滑柱，方形柱内设置多个气道，所述气道的内端与横向滑道远离内减震柱一端的内腔连通，气道的外端分别贯穿所述方形柱的各竖直表面和所述内减震柱柱面，多个所述气道的外端口处均固定连接弹性膜将气道的外端口封堵，内减震柱内设置将横向滑道靠近所述内减震柱一端的内腔与内减震柱外部空间连通的泄气道，所述外减震环与所述第三转轴可拆卸连接，所述内减震柱与所述研磨组件可拆卸连接。
[0010]当传动轴组件旋转带动外减震环旋转时，外减震环推动所述方形柱带动所述内减震柱旋转，受离心力作用所述滑块向远离内减震柱轴线方向滑动挤压横向滑道内的气体使各气道外端处的弹性膜膨胀填充于方形柱与横向滑道内壁间和内减震柱的柱面与外减震环的内壁间，当在超声波换能器的驱动下研磨组件带动内减震柱径向振动时膨胀的各弹性膜对内减震柱的振动进行缓冲减震，防止外减震环跟随内减震柱一起振动，进而防止传动轴组件跟随研磨组件一起振动，进一步防止在对晶圆片进行振动研磨时传动轴组件的旋转精度降低，在此过程中隔震组件既将转矩和拉力传递给研磨组件，也对研磨组件的径向振动进行缓冲。
[0011]进一步的，所述研磨组件包括与所述内减震柱可拆卸连接的第四转轴、与所述第四转轴固定连接的砂轮安装座和安装在所述砂轮安装座上的研磨砂轮，所述超声波换能器对称设置于所述第四转轴上。
[0012]进一步的，所述传动轴组件、所述内减震柱和所述第四转轴均沿所述传动轴组件轴线设置中空通道，所述安装轴套的中空通道内设置有进水管，所述进水管的上端向上伸出所述安装罩外与外部水源连通，所述安装轴套的底部与安装轴套同轴设置出水管，所述出水管的上端与所述安装轴套固定连接使所述出水管与所述安装轴套的中空通道对齐连通，出水管的下端位于所述砂轮安装座的内腔，所述研磨砂轮上竖直贯穿研磨砂轮设置若干通孔。
[0013]进一步的，所述出水管的下端与出水管同轴设置出水盘，所述出水盘的中部设置进水孔，所述出水管的下端位于所述出水孔内与所述出水盘可拆卸连接，所述出水盘上沿出水盘直径方向呈放射状均布若干与所述进水孔连通的水槽。
[0014]进一步的，所述安装罩还包括位于所述轴承座下方与轴承座固定连接的用于保护所述第三转轴的封闭环，所述非接触式电能传输模块设置于所述封闭环上。
[0015]进一步的，所述出水盘的进水孔上设置内螺纹，出水管与出水盘螺纹连接。
[0016]进一步的，所述外减震环的外壁一体成型环形安装板。
[0017]进一步的，所述内减震柱的底部一体成型环形连接部。
[0018]与现有技术相比，本专利技术通过在浮动主轴上设置超声振动组件来驱动研磨砂轮进行径向振动提高经研磨后的晶圆片的表面质量，并通过内减震柱与外减震环的配合，利用研磨时的旋转动能转化为弹性膜的弹性势能来对研磨组件的振动进行缓冲，防止研磨组件的振动传递给传动轴组件，进一步防止传动轴组件与轴承座机械接触，提高了传动组件的旋转精度。
附图说明
[0019]此本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种晶圆减薄用气浮主轴，包括安装罩、传动轴组件、设置于所述传动轴组件一端用于驱动传动轴组件旋转的驱动装置、设置于所述传动轴组件的另一端用于对晶圆片进行磨削减薄的研磨组件和用于对所述传动轴组件的旋转进行限位支撑的轴承座，所述驱动装置设置于所述安装罩内，所述传动轴组件上形成有环凹部，所述轴承座设置于所述环凹部并与所述安装罩固定连接，所述轴承座上设置有贯穿轴承座侧壁的进气孔，当向所述进气孔中通入高压气体时所述传动组件与所述轴承座间形成气膜以防止传动组件与轴承座接触，所述研磨组件设置在所述安装罩外，其特征在于：还包括驱动所述研磨组件沿所述传动轴组件的径向振动的超声振动组件和设置于所述研磨组件与所述传动轴组件间用于将所述传动轴组件的转矩传递给所述研磨组件并防止所述研磨组件的振动传递到所述传动轴组件的隔震组件。2.根据权利要求1所述的晶圆减薄用气浮主轴，其特征在于：所述驱动装置包括驱动电机，所述驱动电机的电机定子与所述防护罩固定连接；所述传动轴组件包括由上至下依次连接的安装轴套、第一转轴、第二转轴和第三转轴，所述安装轴套与所述驱动电机的电机转子固定连接，所述第二转轴的外径小于所述第一转轴和所述第三转轴的外径使第二转轴处形成所述环凹部；所述超声振动组件包括非接触式电能传输模块和超声波换能器，所述非接触式电能传输模块与所述安装罩固定连接，所述超声波换能器对称设置于所述研磨组件上。3.根据权利要求2所述的晶圆减薄用气浮主轴，其特征在于：所述隔震组件包括均与所述传动轴组件同轴设置的内减震柱和外减震环，所述内减震柱呈圆柱体，所述外减震环套设在所述内减震柱外与内减震柱间隙设置，所述内减震柱的柱面上周向均布多个沿内减震柱径向设置的方形柱，所述外减震环的内壁上设置与所述方形柱对应的方形滑槽，所述方形柱的上表面和下表面分别与所述方形滑槽的上侧内壁和下侧内壁滑动连接，方形柱的竖直表面均与方形滑槽的竖直内壁间隙设置，所述方形柱内沿内减震柱径向设置横向滑道，所述横向滑道内密封滑动连接滑柱，方形柱内设置多个气道，所述气道的内端与横向滑道远离...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘全益，
申请(专利权)人：深圳市长盈精密技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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