CN113211241A - 磨削装置和磨削方法 - Google Patents

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Abstract

提供磨削装置和磨削方法，即使对卡盘工作台局部地施加较大的磨削载荷也能够防止被加工物的厚度偏差恶化。磨削装置具有：卡盘工作台，其保持被加工物；板状的工作台基座，其支承卡盘工作台；磨削单元，其能够利用安装于主轴的一端部的磨削磨轮对被加工物进行磨削；载荷检测单元，其检测从磨削单元施加于工作台基座的载荷；倾斜调整单元，其支承工作台基座，能够调整工作台基座的倾斜；存储部，其存储施加于工作台基座的载荷与载荷所引起的工作台基座的倾斜变化量之间的相关关系；和控制部，其根据载荷检测单元所检测的载荷以及该相关关系对倾斜调整单元进行控制，调整工作台基座的倾斜以便抵消与所检测的载荷对应的工作台基座的倾斜变化量。

Description

磨削装置和磨削方法
技术领域
本发明涉及对被加工物进行磨削的磨削装置和对被加工物进行磨削的磨削方法。
背景技术
在半导体器件芯片的制造工艺中，为了对半导体晶片的一个面侧进行磨削而使用磨削装置。磨削装置具有卡盘工作台，该卡盘工作台对位于与半导体晶片的一个面相反的一侧的另一个面侧进行保持。
在卡盘工作台的下部设置有使卡盘工作台进行旋转的电动机等旋转驱动源。旋转驱动源的旋转轴与卡盘工作台的下部连结。卡盘工作台的上表面成为圆锥状的凸面，该上表面作为对半导体晶片进行吸引的保持面而发挥功能。
在卡盘工作台的上方设置有磨削单元。磨削单元具有圆柱状的主轴。在主轴的下端部固定有圆盘状的安装座的上表面侧，在安装座的下表面侧安装有环状的磨削磨轮。
磨削磨轮具有：环状的基台，其由金属形成；以及多个磨削磨具，它们呈环状地排列在基台的下表面侧。各磨削磨具呈块状，由多个磨削磨具的下表面规定的平面成为对半导体晶片实施磨削的磨削面。
在利用磨削装置对半导体晶片的一个面侧进行磨削时，在半导体晶片的另一个面上粘贴树脂制的保护带。然后，隔着保护带利用保持面对半导体晶片的另一个面侧进行吸引保持。
此时，半导体晶片仿照保持面的形状而变形为凸状。另外，卡盘工作台的旋转轴以磨削磨轮的磨削面与半导体晶片的一个面侧的一部分区域大致平行的方式相对于主轴倾斜为规定的角度。
在对半导体晶片的一个面侧进行磨削时，在使卡盘工作台和磨削磨轮分别向规定的方向进行旋转的状态下，将磨削磨轮向下方进行加工进给。通过磨削面与半导体晶片的一个面侧的一部分(圆弧状的区域)接触，对一个面侧进行磨削。
但是，磨削后的半导体晶片有时根据保护带的种类、晶片的直径等而厚度偏差不同。因此，公知有如下的方法：根据保护带的种类等而预先收集厚度偏差的数据，在磨削时根据该数据自动地调整主轴相对于卡盘工作台的旋转轴的角度(例如，参照专利文献1)。
但是，在通常的磨削装置中，主轴与铅垂方向大致平行地配置，主轴成为相对于铅垂方向不倾斜的构造。因此，代替使主轴倾斜的方式而调整卡盘工作台的旋转轴的倾斜。
在卡盘工作台的下方设置有用于调整卡盘工作台的旋转轴的倾斜的倾斜调整单元。倾斜调整单元例如包含固定支承机构、第1可动支承机构以及第2可动支承机构，并在三点对卡盘工作台进行支承。
在磨削时，圆弧状的被磨削区域位于固定支承机构与第1可动支承机构之间的上方，因此对固定支承机构和第1可动支承机构施加比较大的载荷。但是，施加于第2可动支承机构的载荷与固定支承机构和第1可动支承机构相比比较小。
专利文献1：日本特开2009-90389号公报
因此，存在在磨削时卡盘工作台的倾斜发生变化，半导体晶片的厚度偏差变大的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，即使对卡盘工作台局部地施加较大的磨削载荷，也能够防止被加工物的厚度偏差恶化。
根据本发明的一个方式，提供一种磨削装置，其对被加工物进行磨削，其中，该磨削装置具有：卡盘工作台，其对该被加工物进行保持；板状的工作台基座，其对该卡盘工作台进行支承；磨削单元，其具有主轴，能够利用安装于该主轴的一端部的磨削磨轮对该卡盘工作台所保持的该被加工物进行磨削；载荷检测单元，其具有载荷测量器，对从该磨削单元施加于该工作台基座的载荷进行检测；倾斜调整单元，其对该工作台基座进行支承，能够调整该工作台基座的倾斜；存储部，其存储施加于该工作台基座的载荷与载荷所引起的该工作台基座的倾斜变化量之间的相关关系；以及控制部，其具有处理器，根据该载荷检测单元所检测的载荷以及该相关关系来对该倾斜调整单元进行控制，调整该工作台基座的倾斜以便抵消与所检测的载荷对应的该工作台基座的倾斜变化量。
优选的是，该倾斜调整单元具有固定支承机构和多个可动支承机构，该相关关系是施加于该固定支承机构和各可动支承机构的载荷与施加了载荷的情况下的该固定支承机构和各可动支承机构的各自的收缩量所引起的该工作台基座的倾斜变化量之间的相关关系，该控制部根据该相关关系来调整各可动支承机构的长度，从而调整该工作台基座的倾斜。
根据本发明的另一方面，提供一种磨削方法，对被加工物进行磨削，其中，该磨削方法具有如下的步骤：第1倾斜调整步骤，调整对卡盘工作台进行支承的工作台基座的倾斜，以便使磨削磨轮的由磨具部的下表面规定的磨削面与该卡盘工作台的保持面的一部分区域平行，其中，该磨削磨轮在轮基台的一个面侧具有沿着该一个面的周向配置的所述磨具部，该卡盘工作台的保持面的所述一部分区域与该磨具部和该卡盘工作台所保持的该被加工物的接触区域重叠；第1磨削步骤，在该第1倾斜调整步骤之后，利用该磨削磨轮对该被加工物进行磨削，并且检测施加于该工作台基座的载荷；第2倾斜调整步骤，在该第1磨削步骤之后，根据施加于该工作台基座的载荷与载荷所引起的该工作台基座的倾斜量变化量之间的相关关系以及在该第1磨削步骤中检测的载荷来调整该工作台基座的倾斜，以便抵消与在该第1磨削步骤中检测的载荷对应的该工作台基座的倾斜变化量；以及第2磨削步骤，在该第2倾斜调整步骤之后，将该被加工物磨削至规定的完工厚度。
优选的是，该相关关系是施加于固定支承机构和多个可动支承机构的载荷与施加了载荷的情况下的该固定支承机构和各可动支承机构的各自的收缩量所引起的该工作台基座的倾斜变化量之间的相关关系，其中，所述固定支承机构和多个可动支承机构用于调整该工作台基座的倾斜，在该第2倾斜调整步骤中，根据施加于该固定支承机构和各可动支承机构的载荷以及该相关关系来调整各可动支承机构的长度。
另外，优选的是，该磨削方法还具有如下的第3磨削步骤：在该第2磨削步骤之后，在将各可动支承机构的长度分别调整为在该第2倾斜调整步骤中进行了调整的长度的状态下，利用该卡盘工作台对与该被加工物不同的其他被加工物进行保持，利用该磨削磨轮对该其他被加工物进行磨削。
另外，优选的是，在该第3磨削步骤中，利用该磨削磨轮对该其他被加工物进行磨削，并且检测施加于该工作台基座的载荷，该磨削方法还具有如下的第3倾斜调整步骤：根据在该第3磨削步骤中检测的载荷以及该相关关系来调整该工作台基座的倾斜，以便抵消与在第3磨削步骤中检测的载荷对应的该工作台基座的倾斜变化量。
本发明的一个方式的磨削装置具有存储部，该存储部存储施加于工作台基座的载荷与载荷所引起的工作台基座的倾斜变化量之间的相关关系。另外，磨削装置具有控制部，该控制部根据载荷检测单元所检测的载荷以及存储在存储部中相关关系来对倾斜调整单元进行控制。
控制部调整工作台基座的倾斜，以便抵消与所检测的载荷对应的工作台基座的倾斜变化量。由此，与不调整工作台基座的倾斜的情况相比，能够防止被加工物的厚度偏差恶化。
附图说明
图1是示出磨削装置的结构例的立体图。
图2是卡盘工作台等的局部剖面侧视图。
图3的(A)是卡盘工作台等的局部剖面侧视图，图3的(B)是磨削时的卡盘工作台的俯视图。
图4是示出载荷与收缩量的对应关系的一例的曲线图。
图5是卡盘工作台等的局部剖面侧视图。
图6的(A)是以磨削载荷为30N进行了磨削后的被加工物的背面侧的剖面轮廓，图6的(B)是以磨削载荷为60N进行了磨削后的被加工物的背面侧的剖面轮廓。
图7是示出对被加工物进行磨削的情形的图。
图8是第1实施方式的磨削方法的流程图。
图9的(A)是示出对其他被加工物进行磨削的情形的图，图9的(B)是示出进一步调整工作台基座的倾斜的情形的图。
图10是第2实施方式的磨削方法的流程图。
标号说明
2：磨削装置；4：基台；4a：开口；6：支承构造；8：X轴移动机构；8a：工作台罩；10：卡盘工作台；11：被加工物；11a：正面；11b：背面；12：框体；13：接触区域；14：多孔板；14a：保持面；14b：区域；16：旋转轴；18：轴承；20：支承板；22：工作台基座；24：载荷检测单元；24a：载荷测量器；26：倾斜调整单元；26a：固定支承机构；26b：第1可动支承机构；26c：第2可动支承机构；28：支柱；30：上部支承体；32：脉冲电动机；34：轴承；36：支承板；40：防尘防滴罩；42：操作面板；44：Z轴移动机构；46：Z轴导轨；48：Z轴移动板；50：Z轴滚珠丝杠；52：Z轴脉冲电动机；54：支承件；56：磨削单元；58：主轴壳体；60：主轴；62：伺服电动机；64：轮安装座；66：磨削磨轮；68：轮基台；70：磨削磨具；70a：磨削面；72：控制装置；74：存储部；76：控制部。
具体实施方式
参照附图对本发明的一个方式的实施方式进行说明。图1是示出磨削装置2的结构例的立体图。另外，在图1中，用功能块表示磨削装置2的结构要素的一部分。
另外，图1等所示的X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向(铅垂方向、上下方向、磨削进给方向)是相互垂直的方向。磨削装置2具有搭载有各结构要素的基台4。
在基台4的上表面形成有沿着X轴方向具有长边部的开口4a。在开口4a的内部配置有滚珠丝杠式的X轴移动机构8。X轴移动机构8具有沿着X轴方向配置的一对导轨(未图示)。
在一对导轨之间沿着X轴方向配置有滚珠丝杠(未图示)。在滚珠丝杠的一端连结有用于使滚珠丝杠进行旋转的脉冲电动机(未图示)。
在滚珠丝杠上以能够旋转的方式连结有螺母部(未图示)，该螺母部设置于X轴移动工作台(未图示)的下表面侧。如果通过脉冲电动机使滚珠丝杠进行旋转，则X轴移动工作台沿着X轴方向移动。
在X轴移动工作台上设置有工作台罩8a。另外，在工作台罩8a上设置有卡盘工作台(保持工作台)10。这里，参照图2对卡盘工作台10的结构进行说明。图2是卡盘工作台10等的局部剖面侧视图。
卡盘工作台10具有由陶瓷形成的圆盘状的框体12。在框体12上形成有圆盘状的凹部。在凹部的底部形成有吸引路(未图示)。吸引路的一端在凹部的底面露出，吸引路的另一端与喷射器等吸引源(未图示)连接。
在凹部中固定有多孔板14。多孔板14的下表面大致平坦，但多孔板14的上表面形成为中心部比外周部稍微突出的圆锥状。当使吸引源进行动作时，在多孔板14的上表面(保持面14a)产生负压。
在卡盘工作台10的下部连结有圆柱状的旋转轴16的上部。旋转轴16是伺服电动机等旋转驱动源(未图示)的输出轴。当使旋转驱动源进行动作时，卡盘工作台10绕旋转轴16进行旋转。
在卡盘工作台10的下方且在旋转轴16的周围设置有环状的轴承18，该轴承18以能够旋转的方式对卡盘工作台10进行支承。在轴承18的下方且旋转轴16的周围固定有环状的支承板20。
在支承板20的下方且在旋转轴16的周围设置有板状且环状的工作台基座22。另外，在支承板20的平坦的下表面与工作台基座22的平坦的上表面之间配置有载荷检测单元24。
载荷检测单元24具有3个载荷测量器24a。3个载荷测量器24a以沿着工作台基座22的上表面的周向相互分离的方式设置。各载荷测量器24a的上表面与支承板20的下表面接触。载荷测量器24a例如是隔膜型的测压元件。
但是，载荷测量器24a也可以是柱型的测压元件。测压元件例如包含将载荷转换为电信号的传感器。测压元件例如具有包含压电元件的压电式传感器，但也可以代替它而具有应变仪式传感器或静电电容式传感器等。
卡盘工作台10隔着轴承18、支承板20以及载荷检测单元24而被工作台基座22支承，因此在保持面14a被按压的情况下，由载荷检测单元24测量施加于工作台基座22的载荷(磨削载荷)。
在工作台基座22的下表面侧以沿着工作台基座22的周向相互分离的方式设置有3个支承机构(固定支承机构26a、第1可动支承机构26b以及第2可动支承机构26c)。各支承机构配置于载荷测量器24a的正下方。另外，在本说明书中，将这3个支承机构统称为倾斜调整单元26。
工作台基座22的一处被固定支承机构26a支承。固定支承机构26a具有规定的长度的支柱(固定轴)。支柱的上部固定于上部支承体，该上部支承体固定于工作台基座22的下表面，支柱的下部固定于支承基座。
与此相对，工作台基座22的其他两处被第1可动支承机构26b和第2可动支承机构26c支承。第1可动支承机构26b和第2可动支承机构26c分别具有在前端部形成有外螺纹的支柱(可动轴)28。
支柱28的前端部(上部)以能够旋转的方式与固定于工作台基座22的下表面的上部支承体30连结。更具体而言，上部支承体30是具有螺纹孔的杆等的金属制柱状部件，支柱28的外螺纹以能够旋转的方式与上部支承体30的螺纹孔连结。
在第1可动支承机构26b和第2可动支承机构26c的各支柱28的外周固定有具有规定的外径的环状的轴承34。轴承34的一部分被阶梯状的支承板36支承。即，第1可动支承机构26b和第2可动支承机构26c被支承板36支承。
在支柱28的下部连结有使支柱28进行旋转的脉冲电动机32。通过使脉冲电动机32进行动作而使支柱28向一个方向进行旋转，上部支承体30上升。
另外，通过利用脉冲电动机32使支柱28向另一方向进行旋转，上部支承体30下降。这样，通过使上部支承体30上升或下降，调整工作台基座22(即，卡盘工作台10)的倾斜。
另外，有时固定支承机构26a、第1可动支承机构26b以及第2可动支承机构26c的Z轴方向的长度会根据工作台基座22承受的载荷而收缩。例如，固定支承机构26a的支柱与上部支承体之间的距离缩短，第1可动支承机构26b和第2可动支承机构26c的各支柱28与上部支承体30之间的距离缩短，由此各支承机构弹性收缩。
这里，返回图1，对磨削装置2的其他结构要素进行说明。在开口4a上以在X轴方向上夹着工作台罩8a的方式设置有能够在X轴方向上伸缩的波纹状的防尘防滴罩40。
在开口4a的X轴方向的一端附近设置有用于输入磨削条件等的操作面板42。另外，在开口4a的X轴方向的另一端附近设置有向上方延伸的长方体状的支承构造6。
在支承构造6的前表面侧(即，操作面板42侧)设置有Z轴移动机构44。Z轴移动机构44具有沿着Z轴方向配置的一对Z轴导轨46。
在一对Z轴导轨46上以能够沿着Z轴方向滑动的方式安装有Z轴移动板48。在Z轴移动板48的后表面侧(背面侧)设置有螺母部(未图示)。
在该螺母部上以能够旋转的方式结合有沿着Z轴方向配置的Z轴滚珠丝杠50。Z轴方向上的Z轴滚珠丝杠50的一端部与Z轴脉冲电动机52连结。
当通过Z轴脉冲电动机52使Z轴滚珠丝杠50进行旋转时，Z轴移动板48沿着Z轴导轨46在Z轴方向上移动。在Z轴移动板48的前表面侧设置有支承件54。
支承件54对磨削单元56进行支承。磨削单元56具有固定于支承件54的圆筒状的主轴壳体58。在主轴壳体58中以能够旋转的状态收纳有沿着Z轴方向的圆柱状的主轴60的一部分。
在主轴60的上端部连结有用于使主轴60进行旋转的伺服电动机62。主轴60的下端部(一端部)从主轴壳体58露出，在该下端部固定有由不锈钢等金属材料形成的圆盘状的轮安装座64的上表面。
在轮安装座64的下表面安装有构成为与轮安装座64大致相同直径的环状的磨削磨轮66。如图2所示，磨削磨轮66具有由不锈钢等金属材料形成的环状的轮基台68。
在轮基台68的下表面(一个面)侧沿着该下表面的周向离散地配置有多个磨削磨具70(即，磨具部)。多个磨削磨具70的下表面在Z轴方向上位于大致相同的高度位置，由该下表面规定对被加工物11进行磨削的磨削面70a。
使用磨削磨轮66对保持面14a所吸引保持的被加工物11进行磨削。如图1所示，被加工物11例如是主要由碳化硅(SiC)形成的直径约为150mm的半导体晶片。在被加工物11的正面11a侧形成有IC(Integrated Circuit：集成电路)等器件。
但是，被加工物11也可以由碳化硅以外的材料形成。被加工物11也可以由砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、硅(Si)、蓝宝石等形成。
出于保护器件的目的，在被加工物11的正面11a侧粘贴有保护带(未图示)。在对被加工物11的背面11b进行磨削的情况下，利用保持面14a对正面11a侧进行吸引并保持。此时，被加工物11仿照保持面14a的形状而变形。
在磨削时，旋转轴16按照保持面14a的一部分与磨削面70a平行的方式倾斜。图3的(A)是示出在磨削面70a与保持面14a的一部分区域14b大致平行的状态下对被加工物11进行磨削的情形的卡盘工作台10等的局部剖面侧视图。图3的(B)是磨削时的卡盘工作台10的俯视图。
在使磨削磨轮66和卡盘工作台10向规定的方向(例如，俯视时为逆时针方向)进行旋转的状态下，将磨削磨轮66进行磨削进给。由此，被加工物11的背面11b中的位于保持面14a的一部分区域14b上的圆弧状的一部分区域(即，与一部分区域14b重叠的背面11b的一部分区域)与磨削面70a接触而被磨削。
在图3的(B)中，用圆弧状的粗虚线表示磨削面70a与被加工物11的背面11b的接触区域13(即，被磨削区域)。另外，在图3的(B)中，用虚线的圆表示载荷测量器24a。
如图3的(B)的俯视图所示，接触区域13位于固定支承机构26a与第1可动支承机构26b之间的正上方。因此，当利用磨削磨轮66对被加工物11进行按压时，对固定支承机构26a和第1可动支承机构26b施加比第2可动支承机构26c大的载荷。
图4是示出施加于支承机构的载荷与支承机构的收缩量的对应关系的一例的曲线图。另外，在图4中，为了方便，该对应关系在各支承机构中相同，但该对应关系也可以按照每个支承机构而不同。该对应关系例如能够通过对未形成有器件的测试加工用的晶片进行磨削来取得。
当将磨削磨轮66进行磨削进给时，被加工物11被磨削磨轮66按压。如上所述，接触区域13位于固定支承机构26a和第1可动支承机构26b之间的上方，因此施加于固定支承机构26a和第1可动支承机构26b的载荷(图4所示的A1)比施加于第2可动支承机构26c的载荷(图4所示的A2)大。
因此，固定支承机构26a和第1可动支承机构26b的收缩量(图4所示的B1)比第2可动支承机构26c的收缩量(图4所示的B2)大，工作台基座22从即将磨削之前的状态发生倾斜。这样，工作台基座22的倾斜因各支承机构的收缩量而发生变化。
例如，当被加工物11被磨削磨轮66按压时，由于载荷，固定支承机构26a和第1可动支承机构26b分别沿Z轴方向收缩2μm，第2可动支承机构26c沿Z轴方向收缩1μm。在该情况下，工作台基座22从即将磨削之前的状态发生变化，成为第1倾斜。
另外，例如在由于载荷而固定支承机构26a沿Z轴方向收缩1μm，第1可动支承机构26b沿Z轴方向收缩2μm的情况下，工作台基座22从即将磨削之前的状态发生变化，成为第2倾斜。这样，工作台基座22的倾斜变化量因各支承机构的收缩量而不同。
因此，为了调查磨削中产生的工作台基座22的倾斜的变化，利用上述载荷测量器24a对施加于各支承机构的载荷进行测量。与测量出的载荷对应的信息被发送到控制装置72(参照图1)。
控制装置72例如由计算机构成，其包含：以CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)为代表的处理器等处理装置；DRAM(Dynamic Random Access Memory：动态随机存取存储器)、SRAM(Static Random Access Memory：静态随机存取存储器)、ROM(ReadOnly Memory：只读存储器)等主存储装置；以及闪存、硬盘驱动器、固态驱动器等辅助存储装置。
例如，通过按照存储在辅助存储装置中的软件来使处理装置等进行动作，实现控制装置72的功能。辅助存储装置的一部分还作为存储由载荷测量器24a检测出的载荷与各支承机构的收缩量的对应关系(即，检测出的载荷与工作台基座22的倾斜变化量之间的相关关系)的存储部74而发挥功能。载荷与各支承机构的收缩量的对应关系以数学式、表等方式存储在存储部74中。
但是，存储部74也可以是通过控制装置72所具有的读取装置(未图示)来读取信息的存储介质。该存储介质例如是CD(Compact Disc：光盘)、DVD(Digital Versatile Disc：数字多功能光盘)、USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)存储器、磁阻存储器等。
控制装置72具有对各动作机构等进行控制的控制部76。控制部76对X轴移动机构8、卡盘工作台10用的吸引源和旋转驱动源、倾斜调整单元26、Z轴移动机构44、伺服电动机62等的动作进行控制。
控制部76在接收了来自载荷测量器24a的测量信号之后，在规定的时机访问存储部74。然后，控制部76根据存储在存储部74中的载荷与收缩量的对应关系，读出与载荷对应的收缩量，或者计算收缩量。
然后，控制部76对倾斜调整单元26中的第1可动支承机构26b和第2可动支承机构26c的各自的脉冲电动机32的动作进行控制，以便使磨削面70a与保持面14a的一部分区域14b平行。
接着，使用图3的(A)和图5至图8对利用磨削装置2对被加工物11进行磨削的磨削方法进行说明。另外，图8是第1实施方式的磨削方法的流程图。
在第1实施方式的磨削方法中，首先，在利用保持面14a保持着正面11a侧的状态下，按照使磨削面70a与一部分区域14b平行的方式调整工作台基座22的倾斜(第1倾斜调整步骤(S10))。
在第1倾斜调整步骤(S10)之后，将磨削单元56沿着Z轴方向进行加工进给，如图3的(A)所示，在使工作台基座22倾斜的状态下，利用磨削磨轮66对背面11b侧进行磨削(第1磨削步骤(S20))。例如，分别使主轴60以4000rpm的速度进行旋转，使旋转轴16以300rpm的速度进行旋转，以0.2μm/s的加工进给速度将磨削单元56进行加工进给。
在第1磨削步骤(S20)中，对背面11b侧进行磨削，并且利用载荷检测单元24检测工作台基座22的载荷。伴随着磨削的进行，有时虽然伺服电动机62的负载电流不变化，但从磨削单元56施加于卡盘工作台10的载荷增加。
在该情况下，在背面11b上产生磨削磨具70的滑动，虽然主轴60的转速不变化，但施加于接触区域13的载荷增加。当施加于接触区域13的载荷增加时，对固定支承机构26a和第1可动支承机构26b施加比第2可动支承机构26c大的载荷。
由此，固定支承机构26a和第1可动支承机构26b的收缩量比第2可动支承机构26c的收缩量大，例如如图5所示，按照磨削面70a与工作台基座22的上表面大致平行的方式，工作台基座22的倾斜发生变化。图5是示出磨削面70a与工作台基座22的上表面大致平行的状态的卡盘工作台10等的局部剖面侧视图。
如果在工作台基座22的上表面与磨削面70a大致平行的状态下继续进行磨削，则由于保持面14a是圆锥状的凸面，被加工物11的中心部的厚度会减少。使用实验例对中心部的厚度减少的例子进行说明。
图6的(A)是以磨削载荷为30N进行了磨削后的被加工物11的背面11b侧的剖面轮廓，图6的(B)是以磨削载荷为60N进行了磨削后的被加工物11的背面11b侧的剖面轮廓。另外，图6的(A)和图6的(B)中的磨削载荷是施加于卡盘工作台10的载荷。
在图6的(A)和图6的(B)中，横轴是通过背面11b的中心的被加工物11的剖面中的被加工物11的径向的位置，纵轴是由设置于磨削装置2的厚度测量仪测量的背面11b侧的高度(μm)。另外，纵轴的零点位于距保持面14a规定的高度。
如图6的(A)所示，在磨削载荷为30N的情况下，与被加工物11的外周部相比，中心部变高。在图6的(A)的剖面轮廓中，背面11b侧的最高点与最低点之差为0.94μm。
与此相对，如图6的(B)所示，当磨削载荷上升至60N时，接触区域13正下方的一部分区域14b下沉，由此与图6的(A)相比，中心部变低。在图6的(B)的剖面轮廓中，背面11b侧的最高点与最低点之差为0.64μm。
这样，随着对保持面14a的载荷的增加，被加工物11的中心部的厚度减少。认为这是由于如图5所示、工作台基座22的上表面与磨削面70a大致水平。
为了防止这样的中心部的厚度的局部减少，在本实施方式中，在第1磨削步骤(S20)之后，根据在第1磨削步骤(S20)中检测出的载荷，调整工作台基座22的倾斜(第2倾斜调整步骤(S30))。
在第2倾斜调整步骤(S30)中，控制部76利用存储在存储部74中的相关关系，计算或读出与在第1磨削步骤(S20)中检测出的载荷对应的各支承机构的收缩量。
然后，控制部76对脉冲电动机32进行控制来相对地调整各支承机构的长度，以便抵消工作台基座22的倾斜变化量。由此，调整工作台基座22的倾斜，恢复到第1倾斜调整步骤(S10)时的工作台基座22的倾斜。
例如，在由于载荷而固定支承机构26a和第1可动支承机构26b分别沿Z轴方向收缩2μm，第2可动支承机构26c沿Z轴方向收缩1μm的情况下，使脉冲电动机32进行动作而使第2可动支承机构26c进一步沿Z轴方向收缩1μm。
另外，例如在由于载荷而固定支承机构26a沿Z轴方向收缩1μm，第1可动支承机构26b沿Z轴方向收缩2μm的情况下，使第1可动支承机构26b沿Z轴方向伸长1μm，使第2可动支承机构26c沿Z轴方向收缩1μm。
另外，在第2倾斜调整步骤(S30)中，在一边进行磨削一边停止磨削的状态下，或者在使磨削磨轮66从被加工物11分离的状态下，可以调整第1可动支承机构26b和第2可动支承机构26c的Z轴方向的长度。
在第2倾斜调整步骤(S30)之后，在与第1磨削步骤(S20)相同的条件下对背面11b侧进行磨削，使被加工物11成为规定的完工厚度(第2磨削步骤(S40))。
图7是示出在调整了工作台基座22的倾斜之后对被加工物11进行磨削的情形的图。当被加工物11被磨削至完工厚度时，背面11b侧与磨削前相比被去除例如10μm。
在本实施方式中，根据在第1磨削步骤(S20)中检测出的载荷，在第2倾斜调整步骤(S30)中，调整工作台基座22的倾斜以便抵消倾斜变化量。由此，与未通过第2倾斜调整步骤(S30)调整工作台基座22的倾斜的情况相比，能够防止被加工物11的厚度偏差恶化。
但是，载荷检测单元24所测量的载荷与工作台基座22的倾斜的变化量之间的相关关系并不限定于施加于各支承机构的载荷与各支承机构的收缩量的对应关系。例如，该相关关系也可以是施加于各支承机构的载荷与工作台基座22的上表面的三维倾斜的对应关系。
工作台基座22的上表面的三维倾斜例如能够利用照相机内置型位移传感器(未图示)、激光位移计、接触式位移传感器等来确定，其中，照相机内置型位移传感器使用图像自动地检测工作台基座22的倾斜。
接着，使用图9的(A)、图9的(B)以及图10对第2实施方式进行说明。在第2实施方式中，利用在第2倾斜调整步骤(S30)中进行了调整的工作台基座22的倾斜，与一个被加工物11同样地对其他被加工物11进行磨削。
在第2实施方式中，首先，与第1实施方式相同，对一个被加工物11进行第1倾斜调整步骤(S10)至第2磨削步骤(S40)。然后，在第2磨削步骤(S40)之后，将一个被加工物11从卡盘工作台10搬出。
然后，在将各可动支承机构的长度分别调整为在第2倾斜调整步骤(S30)中调整后的长度的状态下，利用保持面14a对其他被加工物11的正面11a侧进行保持。
接着，将磨削磨轮66进行磨削进给，对其他被加工物11的背面11b侧进行磨削(第3磨削步骤(S50))。图9的(A)是示出对其他被加工物11进行磨削的情形的图。
在第2实施方式中，由于能够直接利用在第2倾斜调整步骤(S30)中调整后的各可动支承机构的长度，因此第3磨削步骤(S50)中的倾斜调整单元26的调整变得容易或不需要。
在第3磨削步骤(S50)中，利用磨削磨轮66对其他被加工物11进行磨削，并且利用载荷检测单元24检测施加于工作台基座22的载荷。而且，如果工作台基座22从第2倾斜调整步骤(S30)时的倾斜发生变化，则调整工作台基座22的倾斜(第3倾斜调整步骤(S60))。
另外，如果工作台基座22未从第2倾斜调整步骤(S30)时的倾斜发生变化，则也可以省略第3倾斜调整步骤(S60)。在第3倾斜调整步骤(S60)中，也利用载荷与工作台基座22的倾斜变化量之间的相关关系。
控制部76根据该相关关系和在第3磨削步骤(S50)中检测出的载荷，使倾斜调整单元26进行动作来调整工作台基座22的倾斜，以便抵消与在第3磨削步骤(S50)中检测出的载荷对应的工作台基座22的倾斜变化量。由此，能够防止被加工物11的厚度偏差恶化。
图9的(B)是示出在第3磨削步骤(S50)开始后进一步调整工作台基座22的倾斜的情形的图。在第3倾斜调整步骤(S60)之后，对其他被加工物11进行磨削直至成为与一个被加工物11相同的完工厚度。另外，图10是第2实施方式的磨削方法的流程图。
在第2实施方式中，与未通过第3倾斜调整步骤(S60)调整工作台基座22的倾斜的情况相比，也能够防止被加工物11的厚度偏差恶化。
除此之外，上述实施方式的构造、方法等能够在不脱离本发明的目的的范围内进行适当变更来实施。例如，载荷测量器24a的数量不一定限定于三个，也可以为四个以上。

Claims (6)

1.一种磨削装置，其对被加工物进行磨削，其特征在于，
该磨削装置具有：
卡盘工作台，其对该被加工物进行保持；
板状的工作台基座，其对该卡盘工作台进行支承；
磨削单元，其具有主轴，能够利用安装于该主轴的一端部的磨削磨轮对该卡盘工作台所保持的该被加工物进行磨削；
载荷检测单元，其具有载荷测量器，对从该磨削单元施加于该工作台基座的载荷进行检测；
倾斜调整单元，其对该工作台基座进行支承，能够调整该工作台基座的倾斜；
存储部，其存储施加于该工作台基座的载荷与载荷所引起的该工作台基座的倾斜变化量之间的相关关系；以及
控制部，其具有处理器，根据该载荷检测单元所检测的载荷以及该相关关系来对该倾斜调整单元进行控制，调整该工作台基座的倾斜以便抵消与所检测的载荷对应的该工作台基座的倾斜变化量。
2.根据权利要求1所述的磨削装置，其特征在于，
该倾斜调整单元具有固定支承机构和多个可动支承机构，
该相关关系是施加于该固定支承机构和各可动支承机构的载荷与施加了载荷的情况下的该固定支承机构和各可动支承机构的各自的收缩量所引起的该工作台基座的倾斜变化量之间的相关关系，
该控制部根据该相关关系来调整各可动支承机构的长度，从而调整该工作台基座的倾斜。
3.一种磨削方法，对被加工物进行磨削，其特征在于，
该磨削方法具有如下的步骤：
第1倾斜调整步骤，调整对卡盘工作台进行支承的工作台基座的倾斜，以便使磨削磨轮的由磨具部的下表面规定的磨削面与该卡盘工作台的保持面的一部分区域平行，其中，该磨削磨轮在轮基台的一个面侧具有沿着该一个面的周向配置的所述磨具部，该卡盘工作台的保持面的所述一部分区域与该磨具部和该卡盘工作台所保持的该被加工物的接触区域重叠；
第1磨削步骤，在该第1倾斜调整步骤之后，利用该磨削磨轮对该被加工物进行磨削，并且检测施加于该工作台基座的载荷；
第2倾斜调整步骤，在该第1磨削步骤之后，根据施加于该工作台基座的载荷与载荷所引起的该工作台基座的倾斜量变化量之间的相关关系以及在该第1磨削步骤中检测的载荷来调整该工作台基座的倾斜，以便抵消与在该第1磨削步骤中检测的载荷对应的该工作台基座的倾斜变化量；以及
第2磨削步骤，在该第2倾斜调整步骤之后，将该被加工物磨削至规定的完工厚度。
4.根据权利要求3所述的磨削方法，其特征在于，
该相关关系是施加于固定支承机构和多个可动支承机构的载荷与施加了载荷的情况下的该固定支承机构和各可动支承机构的各自的收缩量所引起的该工作台基座的倾斜变化量之间的相关关系，其中，所述固定支承机构和多个可动支承机构用于调整该工作台基座的倾斜，
在该第2倾斜调整步骤中，根据施加于该固定支承机构和各可动支承机构的载荷以及该相关关系来调整各可动支承机构的长度。
5.根据权利要求4所述的磨削方法，其特征在于，
该磨削方法还具有如下的第3磨削步骤：在该第2磨削步骤之后，在将各可动支承机构的长度分别调整为在该第2倾斜调整步骤中进行了调整的长度的状态下，利用该卡盘工作台对与该被加工物不同的其他被加工物进行保持，利用该磨削磨轮对该其他被加工物进行磨削。
6.根据权利要求5所述的磨削方法，其特征在于，
在该第3磨削步骤中，利用该磨削磨轮对该其他被加工物进行磨削，并且检测施加于该工作台基座的载荷，
该磨削方法还具有如下的第3倾斜调整步骤：根据在该第3磨削步骤中检测的载荷以及该相关关系来调整该工作台基座的倾斜，以便抵消与在第3磨削步骤中检测的载荷对应的该工作台基座的倾斜变化量。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114770289B (zh) * 2022-03-23 2024-02-06 深圳市智能机器人研究院 一种打磨抛光装置及标定方法
CN115179161A (zh) * 2022-07-25 2022-10-14 何圣榜 一种机械自动化的加工设备及其操作方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3467807B2 (ja) * 1993-09-30 2003-11-17 豊田工機株式会社 研削装置
EP1139397A1 (en) * 1999-09-20 2001-10-04 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd Method of manufacturing semiconductor wafer
US20040014401A1 (en) * 2001-08-07 2004-01-22 Chun-Cheng Tsao Method for backside die thinning and polishing of packaged integrated circuits
JP2009043931A (ja) * 2007-08-08 2009-02-26 Disco Abrasive Syst Ltd ウェーハの裏面研削方法
JP5276823B2 (ja) 2007-10-04 2013-08-28 株式会社ディスコ ウェーハの研削加工装置
US9393669B2 (en) * 2011-10-21 2016-07-19 Strasbaugh Systems and methods of processing substrates
US8968052B2 (en) * 2011-10-21 2015-03-03 Strasbaugh Systems and methods of wafer grinding
JP6336772B2 (ja) 2014-02-14 2018-06-06 株式会社ディスコ 研削研磨装置
JP2015160260A (ja) * 2014-02-26 2015-09-07 株式会社東芝 研削装置及び研削方法
US9656370B2 (en) * 2015-10-06 2017-05-23 Disco Corporation Grinding method
JP6632356B2 (ja) 2015-12-10 2020-01-22 株式会社東京精密 研削装置
JP6869051B2 (ja) 2017-02-27 2021-05-12 株式会社東京精密 研削装置

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