大尺寸晶圆磨削减薄设备气浮主轴承载特性研究

摘要

超薄晶圆磨削减薄的厚度变化量和碎片率受气浮主轴承载性能的影响.对晶圆旋转型磨削系统进行了运动学和动力学分析,建立了磨削减薄设备气浮主轴止推负载表达式.通过建立气浮主轴止推轴承气膜流态的数学模型,研究节流孔和气膜内气体流动过程,得到空气静压轴承承载力分布.详细分析了气浮主轴止推轴承承载特性随结构参数和工艺参数的变化规律,发现节流孔直径和供气压力是影响止推轴承承载特性的重要因素.在此基础上,采用有限元分析软件建立了磨轮盘及主轴转子有限元模型,分析了磨轮盘在偏心轴向力、磨削力矩及螺钉预紧力等复合载荷极端工况下的变形特性,得到磨轮盘最大形变量为1.4μm.通过研究,为减薄设备的研发提供理论参考.