TWI833851B - 圓板狀工件的加工方法 - Google Patents
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Abstract
[課題]若將圓板狀工件加工,使研磨後的圓板狀工件成為均一厚度。
[解決手段]本發明之工件的加工方法係包含:使圓板狀工件保持在平台(5)的工程;使工件與研削輪(304)旋轉而以砥石研削工件的工程;使研削後工件與研磨墊(44)旋轉而在研磨墊(44)覆蓋工件的狀態下進行研磨的工程;在研磨後工件的中心的第1測定點(P1)、與工件的外周緣附近的第2測定點(P2)的至少2點中,測定工件厚度的工程;由所測定到的2個測定點(P1、P2)中的工件厚度,辨識工件徑方向中的厚度傾向的工程;及根據所辨識到的厚度傾向,變更使研削輪(304)旋轉的旋轉軸(300)與平台(5)的旋轉軸(571)的傾斜關係的工程。
Description
本發明係關於將圓板狀工件進行研削及研磨的加工方法。
在由圓板狀工件製造元件晶片等情形下,如專利文獻1所揭示,在將圓板狀工件以研削砥石研削而薄化後,以具備可覆蓋圓板狀工件的被研削面的面積的研磨面的研磨墊研磨被研削面。
在研削加工中,使環狀配設有研削砥石的研削輪旋轉,且以研削砥石將圓板狀工件研削成均一厚度。為了將圓板狀工件研削成均一厚度,如專利文獻2所揭示,在研削加工中使研削暫時停止,以圓板狀工件的半徑的中點(亦即圓板狀工件的中心與外周緣的中間的位置)、及由該中點以中心方向與外周方向分離相同距離的2點之計3點,測定圓板狀工件的厚度。接著,以消除該3個測定點的圓板狀工件的厚度差的方式,變更使研削輪旋轉的心軸與保持圓板狀工件的保持平台的平台旋轉軸的傾斜的關係(以下亦稱為「傾斜關係」)。
若將被研削成均一厚度的圓板狀工件進行研磨,研磨墊接觸的時間長的圓板狀工件的中央部分被研磨較多,而有形成為中凹形狀的圓板狀工件的情形。此外,在研削與研磨使用相同保持平台的研削研磨裝置中,保持平台的保持面形成為以中心為頂點的圓錐形狀。若研磨該圓錐形狀的保持平台所保持的研削後的圓板狀工件,研磨墊被強力抵碰圓板狀工件的中心部分,因此中心部分容易被研磨。以其對策而言,如專利文獻3所揭示,將研磨墊的研磨面局部修整,以研磨面的中央不會強力抵碰圓板狀工件的方式調整研磨面的形狀,藉此研磨後的圓板狀工件的厚度形成為均一。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2005-153090號公報
[專利文獻2] 日本特開2013-119123號公報
[專利文獻3] 日本特開2015-223636號公報
(發明所欲解決之課題)
但是,在將研磨墊按壓在圓板狀工件的時間長的研磨加工中,如專利文獻3所揭示,即使在將研磨墊的研磨面修整為所希望的形式的情形下,亦有研磨墊被壓壞,研磨後的圓板狀工件形成為中凹形狀的問題。
此外,若研磨墊藉由修整而變薄,研磨墊的緩衝性變小,有研磨墊被強力按壓在保持平台所保持的圓板狀工件的中心部分,研磨後的圓板狀工件形成為中凹形狀的問題。
因此,本發明之目的在提供可以研磨後的圓板狀工件成為均一厚度的方式進行加工的加工方法。
(解決課題之手段)
用以解決上述課題的本發明係一種圓板狀工件的加工方法,其係在以研削砥石研削保持在保持平台的保持面的圓板狀工件之後以研磨墊進行研磨的圓板狀工件的加工方法,其係包含:保持工程,其係使圓板狀工件保持在該保持平台;研削工程,其係使配置有該研削砥石的研削輪與該圓板狀工件分別旋轉且以該研削砥石研削該圓板狀工件;研磨工程,其係在該研削工程之後,在該研磨墊覆蓋該圓板狀工件的狀態下,使該圓板狀工件與該研磨墊分別旋轉來研磨該圓板狀工件;測定工程,其係在該研磨工程之後,在位於該圓板狀工件的中心側的第1測定點、與位於該圓板狀工件的外周緣側的第2測定點的至少2個測定點中,測定該圓板狀工件的厚度;厚度傾向辨識工程,其係由在該測定工程所測定到的至少該2個測定點中的該圓板狀工件的厚度,辨識該圓板狀工件的徑方向中的厚度傾向;及傾斜變更工程,其係根據在該厚度傾向辨識工程中所辨識出的該厚度傾向,變更使該研削輪旋轉的旋轉軸與該保持平台的旋轉軸的傾斜關係。
在本發明之圓板狀工件的加工方法中,較佳為在前述測定工程中,係在前述2個測定點、及前述第1測定點與前述第2測定點的中間點亦即第3測定點的至少3個測定點中,測定前述圓板狀工件的厚度,在前述厚度傾向辨識工程中,由至少該3個測定點中的該圓板狀工件的厚度,辨識該圓板狀工件的徑方向中的厚度傾向。
在本發明之圓板狀工件的加工方法中,較佳為另外包含:研磨前測定工程,其係在前述研磨工程前,在前述第1測定點、及前述第2測定點的至少2個測定點中,測定前述圓板狀工件的厚度;及算出工程,其係在前述傾斜變更工程前,由在該研磨前測定工程所測定到的至少該2個測定點中的該圓板狀工件的厚度,扣除在前述測定工程所測定到的至少該2個測定點中的該圓板狀工件的厚度,算出至少該2個測定點中的研磨去除量,在該傾斜變更工程中,係根據在前述厚度傾向辨識工程中所辨識出的厚度傾向與該研磨去除量,變更使前述研削輪旋轉的旋轉軸與前述保持平台的旋轉軸的傾斜關係。
在本發明之圓板狀工件的加工方法中,較佳為在前述研磨前測定工程中,係在前述2個測定點、及前述第1測定點與前述第2測定點的中間點亦即第3測定點的至少3個測定點中,測定前述圓板狀工件的厚度,在前述測定工程中,係至少在該3個測定點中測定該圓板狀工件的厚度,在前述算出工程中,係由在該研磨前測定工程所測定到的至少該3個測定點中的該圓板狀工件的厚度,扣除在該測定工程所測定到的至少該3個測定點中的該圓板狀工件的厚度,算出至少該3個測定點中的研磨去除量,在前述厚度傾向辨識工程中,係由至少該3個測定點中的該圓板狀工件的厚度,辨識該圓板狀工件的徑方向中的厚度傾向。
(發明之效果)
本發明之圓板狀工件的加工方法係具備:在位於圓板狀工件的中心側的第1測定點、與位於圓板狀工件的外周緣側的第2測定點的至少2點中,測定圓板狀工件的厚度的測定工程;由在測定工程所測定到的至少2個測定點中的圓板狀工件的厚度,辨識圓板狀工件的徑方向中的厚度傾向(例如成為中凹狀的傾向)的厚度傾向辨識工程;及根據在厚度傾向辨識工程中所辨識出的厚度傾向,變更使研削輪旋轉的旋轉軸與保持平台的旋轉軸的傾斜關係的傾斜變更工程,因此與先被研磨加工的圓板狀工件相比,可將接下來被研磨加工的新的圓板狀工件高精度地平坦化。
其中,在研削研磨加工中,研磨墊係定期進行修整,若反覆修整而研磨墊的厚度變薄,有研磨墊更加容易成為中凹狀的現象,但是本發明之圓板狀工件的加工方法係即使在對研磨墊定期施行修整的情形下,與先被研磨加工的圓板狀工件相比,亦可使接下來被研磨加工的新的圓板狀工件高精度地平坦化。
在測定工程中,在前述2個測定點、與第1測定點與第2測定點的中間點亦即第3測定點的至少3個測定點中,測定圓板狀工件的厚度,若在厚度傾向辨識工程中,由至少3個測定點中的圓板狀工件的厚度辨識圓板狀工件的徑方向中的厚度傾向時,當在傾斜變更工程中變更使研削輪旋轉的旋轉軸與保持平台的旋轉軸的傾斜關係時,相較於測定點為2個的情形,可更適當地變更傾斜關係。
此外,包含:在研磨工程前,在第1測定點、與第2測定點的至少2個測定點中,測定圓板狀工件的厚度的研磨前測定工程;及在傾斜變更工程前,由在研磨前測定工程所測定到的至少2個測定點中的圓板狀工件的厚度,扣除在測定工程所測定到的至少2個測定點中的圓板狀工件的厚度,算出2個測定點中的研磨去除量的算出工程,在傾斜變更工程中,若根據在厚度傾向辨識工程中所辨識出的厚度傾向與研磨去除量,變更使研削輪旋轉的旋轉軸與保持平台的旋轉軸的傾斜關係時,與先被研磨加工的圓板狀工件相比,可將接下來被研磨加工的新的圓板狀工件更高精度地平坦化。
此外,在研磨前測定工程中,在前述2個測定點、與第1測定點與第2測定點的中間點亦即第3測定點的至少3個測定點中,測定圓板狀工件的厚度,且在測定工程中,在至少3個測定點中,測定圓板狀工件的厚度,在算出工程中,由在研磨前測定工程所測定到的至少3個測定點中的圓板狀工件的厚度,扣除在測定工程所測定到的至少3個測定點中的圓板狀工件的厚度,算出至少3個測定點中的研磨去除量,且在厚度傾向辨識工程中,由至少3個測定點中的圓板狀工件的厚度,辨識圓板狀工件的徑方向中的厚度傾向時,當在傾斜變更工程中變更使研削輪旋轉的旋轉軸與保持平台的旋轉軸的傾斜關係時,相較於測定點為2個的情形,可更為適當地變更傾斜關係。
圖1所示之研削研磨裝置1係具備:粗研削手段30、精加工研削手段31、及研磨手段4,將被保持在任何保持平台5上的圓板狀工件W藉由粗研削手段30及精加工研削手段31進行研削,再藉由研磨手段4進行研磨的裝置。
研削研磨裝置1係例如在第1裝置基座10的後方(+Y方向側)連結第2裝置基座11而構成。第1裝置基座10上係成為進行圓板狀工件W的搬出入等的搬出入區域A。第2裝置基座11上係成為藉由粗研削手段30、精加工研削手段31或研磨手段4而加工在保持平台5所保持的圓板狀工件W的加工區域B。
圖1所示之圓板狀工件W係例如由矽母材等所成之圓形的半導體晶圓,在圖1中朝向下方的圓板狀工件W的表面Wa係形成有複數元件,貼著未圖示的保護膠帶予以保護。圓板狀工件W的背面Wb係成為被施行研削加工或研磨加工的被加工面。其中,圓板狀工件W係除了矽之外,亦可由砷化鎵、藍寶石、氮化鎵或矽碳化物等所構成。
在第1裝置基座10的正面側(-Y方向側)係設有第1匣盒載置部150及第2匣盒載置部151,在第1匣盒載置部150係載置收容加工前的圓板狀工件W的第1匣盒150a,在第2匣盒載置部151係載置收容加工後的圓板狀工件W的第2匣盒151a。
在第1匣盒150a的+Y方向側的開口的後方,係配設有由第1匣盒150a搬出加工前的圓板狀工件W,且將加工後的圓板狀工件W搬入至第2匣盒151a的機器人155。在鄰接機器人155的位置係設有暫置區域152,在暫置區域152係配設有對位手段153。對位手段153係將由第1匣盒150a搬出且被載置於暫置區域152的圓板狀工件W,利用以縮徑的方式移動的對位銷而對位(定心)在預定的位置。
在與對位手段153鄰接的位置係配置有在保持圓板狀工件W的狀態下回旋的裝載臂154a。裝載臂154a係保持在對位手段153中被對位的圓板狀工件W,且搬送至被配置在加工區域B內的任何保持平台5。在裝載臂154a之鄰係設有在保持加工後的圓板狀工件W的狀態下回旋的卸載臂154b。在與卸載臂154b近接的位置,係配置有將藉由卸載臂154b被搬送的加工後的圓板狀工件W進行洗淨的單片式的洗淨手段156。藉由洗淨手段156所洗淨的圓板狀工件W係藉由機器人155而被搬入至第2匣盒151a。
在第2裝置基座11上的後方(+Y方向側)係立設有第1立柱12,在第1立柱12的前面係設有粗研削進給手段20。粗研削進給手段20係由以下構成:具有鉛直方向(Z軸方向)的軸心的滾珠螺桿200、與滾珠螺桿200平行配置的一對導軌201、連結於滾珠螺桿200且使滾珠螺桿200旋動的馬達202、內部的螺帽螺合在滾珠螺桿200且側部滑接於導軌201的升降板203、及連結於升降板203且保持粗研削手段30的保持具204,若馬達202使滾珠螺桿200旋動,伴隨此,升降板203被導軌201導引而以Z軸方向往返移動,且被支持在保持具204的粗研削手段30亦以Z軸方向往返移動。
粗研削手段30係具備:軸方向為鉛直方向(Z軸方向)的旋轉軸300、可旋轉地支持旋轉軸300的殼體301、旋轉驅動旋轉軸300的馬達302、連接於旋轉軸300的下端的圓形狀的架座303、及可安裝卸下地連接於架座303的下面的研削輪304。接著,研削輪304係具備:輪基台304a、及環狀配置在輪基台304a的底面之大致直方體形狀的複數粗研削砥石304b。粗研削砥石304b係例如砥石中所包含的砥粒為相對較大的砥石。
例如,在旋轉軸300的內部係形成有以Z軸方向延伸的研削水流路,未圖示的研削水供給手段連通至該研削水流路。由研削水供給手段對旋轉軸300所供給的研削水係由研削水流路的下端的開口朝向粗研削砥石304b噴出至下方,到達粗研削砥石304b與圓板狀工件W的接觸部位。
此外,在第2裝置基座11上的後方,與第1立柱12以X軸方向排列而立設有第2立柱13,在第2立柱13的前面係設有精加工研削進給手段21。精加工研削進給手段21係構成為與粗研削進給手段20相同,可將精加工研削手段31以Z軸方向進行研削進給。精加工研削手段31係具備砥石中所包含的砥粒相對較小的精加工研削砥石314b,其他構成係與粗研削手段30相同。
在第2裝置基座11上的單側(-X方向側)係立設有第3立柱14,在第3立柱14的前面係設有Y軸方向移動手段24。Y軸方向移動手段24係由以下構成:具有Y軸方向的軸心的滾珠螺桿240、與滾珠螺桿240平行配置的一對導軌241、使滾珠螺桿240旋動的馬達242、及內部的螺帽螺合在滾珠螺桿240且側部滑接於導軌241的可動板243。接著,若馬達242使滾珠螺桿240旋動,伴隨此,可動板243被導軌241導引而以Y軸方向移動,且被設在可動板243上的研磨手段4伴隨可動板243的移動而以Y軸方向移動。
在可動板243上係設有藉由使研磨手段4以Z軸方向作升降而相對保持平台5接近或間離的研磨進給手段25。研磨進給手段25係由以下構成:具有鉛直方向的軸心的滾珠螺桿250、與滾珠螺桿250平行配置的一對導軌251、連結於滾珠螺桿250且使滾珠螺桿250旋動的馬達252、內部的螺帽螺合在滾珠螺桿250且側部滑接於導軌251的升降板253、及連結於升降板253且保持研磨手段4的保持具254,若馬達252使滾珠螺桿250旋動,升降板253被導軌251導引而以Z軸方向移動,且被支持在保持具254的研磨手段4亦以Z軸方向移動。
研磨手段4係例如由以下構成:軸方向為鉛直方向的旋轉軸40、可旋轉地支持旋轉軸40的殼體41、旋轉驅動旋轉軸40的馬達42、被固定在旋轉軸40的下端的圓形板狀的架座43、及可安裝卸下地安裝在架座43的下面的圓形的研磨墊44。研磨墊44係例如由氈等不織布所成,在中央部分形成有漿料(包含游離砥粒的研磨液)通過的貫穿孔。研磨墊44的直徑係成為與架座43的直徑為相同程度的大小,此外,大於保持平台5的直徑。
在旋轉軸40的內部係形成有以軸方向延伸的漿料流路,未圖示的漿料供給手段連接於該漿料流路。由漿料供給手段對旋轉軸40所供給的漿料係由漿料流路的下端的開口朝向研磨墊44噴出,且通過研磨墊44的貫穿孔而到達研磨墊44與圓板狀工件W的接觸部位。
如圖1所示,在第2裝置基座11上係配置有旋轉平台6,在旋轉平台6的上面,例如,以周方向隔著相等間隔配置有4個保持平台5。在旋轉平台6的下面側係連接有供給空氣的未圖示的空氣供給源。藉由將該空氣供給源所供給的空氣朝旋轉平台6的下面噴吹,可使旋轉平台6上浮而形成為可繞著Z軸方向的軸心旋轉的狀態。此外,在旋轉平台6的中心係設有用以使旋轉平台6自轉的未圖示的旋轉軸,可以旋轉軸為中心而使旋轉平台6繞著Z軸方向的軸心自轉。藉由旋轉平台6進行自轉,使4個保持平台5進行公轉,可由暫置區域152的近傍,朝向粗研削手段30的下方、精加工研削手段31的下方、研磨手段4的下方,依序定位保持平台5。
如圖1所示,保持平台5係在上部具備有多孔構件50,多孔構件50係一邊被框體502所圍繞一邊予以支持,並且連接於未圖示的吸引源。多孔構件50的上面係成為保持圓板狀工件W的表面Wa的保持面50a,此外,形成為具備有以保持平台5的旋轉中心為頂點之極為平緩的傾斜的圓錐面狀。接著,圓板狀工件W亦仿效圓錐面狀的保持面50a予以保持。其中,保持面50a的傾斜係些微到以肉眼幾乎無法辨識。
保持平台5係可以通過保持面50a的中心的旋轉軸571為中心來進行旋轉。如圖2所示,在旋轉軸571係設有貫穿該旋轉軸571的配管571b,配管571b係連接於產生未圖示的保持面50a的吸引力的吸引源。
保持平台5係可藉由圖2所示之保持平台旋轉手段57而旋轉。保持平台旋轉手段57係例如具備有前述旋轉軸571、及以保持平台5的中心為軸而使保持平台5旋轉之成為驅動源的馬達572的滑輪機構。在馬達572的軸係安裝有滑輪573,在滑輪573係捲繞無端環帶574。無端環帶574亦被捲繞在旋轉軸571。藉由馬達572旋轉驅動滑輪573,無端環帶574伴隨滑輪573的旋轉而旋動,因無端環帶574旋動,旋轉軸571及保持平台5進行旋轉。
如圖2所示,各個保持平台5係具備調整旋轉軸571的傾斜的傾斜變更手段51。
傾斜變更手段51係由支持台52、及連結於支持台52的位置調整單元53所構成。支持台52係由形成為圓筒狀的支持筒部520、及由支持筒部520擴徑的凸緣部521所構成。支持台52係圍繞旋轉軸571的上部側,透過設在其內部之未圖示的軸承而可旋轉地支持保持平台5的旋轉軸571。接著,傾斜變更手段51係具有藉由調整凸緣部521的傾斜,來調整旋轉軸571的傾斜,亦即保持面50a的傾斜的功能。
如圖2所示,在凸緣部521係以周方向隔著相等間隔設有2個以上的位置調整單元53。例如,如圖3所示,以120度間隔,配置2個位置調整單元53、及固定凸緣部521的固定單元53a。此外,亦可配置3個以上的位置調整單元53。
如圖2、4所示,位置調整單元53係由以下構成:藉由螺絲539而被固定在旋轉平台6的筒部531、貫穿筒部531的軸532、連結在軸532的下端的驅動部533、及在軸532的上端被固定在凸緣部521的固定部534。驅動部533係由使軸532旋轉的馬達533a、及減弱軸532的旋轉速度的減速機533b所構成。
如圖4所示,在軸532的上端部係形成有第1公螺旋部532a。另一方面,固定部534係由具有螺合在第1公螺旋部532a的第1母螺旋部535a的螺帽535、及藉由螺栓536a而被固定在螺帽535的夾持螺帽536所構成,以螺帽535與夾持螺帽536夾持凸緣部521。在螺栓536a與軸532之間係介在有彈簧536b。
筒部531係在形成在旋轉平台6的孔6c予以支持。此外,在軸532的下端部係透過接頭532c而連結有減速機533b及馬達533a,可藉由利用馬達533a所為之驅動而使軸532旋轉。結果,可使凸緣部521的傾斜改變。
例如,如圖1所示,在旋轉平台6的中央係設有圓柱狀的支持台64,在支持台64上係配置有粗研削厚度測定手段65、精加工研削厚度測定手段66、及研磨厚度測定手段67。粗研削厚度測定手段65、精加工研削厚度測定手段66、及研磨厚度測定手段67的構成相同,因此以下說明粗研削厚度測定手段65的構成。
粗研削厚度測定手段65係具備與第2裝置基座11的上面呈平行(水平)延伸的臂650,臂650係可藉由被固定在支持台64上的移動手段659而以水平回旋移動。
在臂650,係以其延伸存在方向以直線狀均等分離排列的方式配置有光感測器652、光感測器653、光感測器651。
如圖1所示,研削研磨裝置1係具備有例如進行裝置全體的控制的控制手段9。控制手段9係具備有按照控制程式進行運算處理的CPU、及記憶體等記憶部90,電性連接於粗研削進給手段20、精加工研削進給手段21、粗研削手段30、精加工研削手段31及保持平台旋轉手段57(參照圖2)等。接著,在控制手段9的控制之下,控制藉由粗研削進給手段20(精加工研削進給手段21)所為之粗研削手段30(精加工研削手段31)之朝向Z軸方向的研削進給動作、及粗研削手段30(精加工研削手段31)中的研削輪304的旋轉動作、藉由保持平台旋轉手段57所為之保持平台5的旋轉動作等。
(加工方法的實施形態1)
以下說明使用上述圖1所示之研削研磨裝置1,對圓板狀工件W施行研削加工及研磨加工時的各工程。本實施形態之圓板狀工件的加工方法(以下設為實施形態1的加工方法)的各工程係例如以圖5所示之流程圖所示之順序予以實施。
(1)保持工程
首先,因如圖1所示之旋轉平台6自轉,未載置圓板狀工件W的狀態的保持平台5進行公轉,保持平台5移動至裝載臂154a的近傍。機器人155由第1匣盒150a拉出一個圓板狀工件W,使圓板狀工件W移動至暫置區域152。接著,藉由對位手段153,圓板狀工件W被定心之後,裝載臂154a使被定心的圓板狀工件W移動至保持平台5上。接著,如圖6所示,以保持平台5的中心與圓板狀工件W的中心大致一致的方式,圓板狀工件W在將背面Wb朝上的狀態下被載置於保持面50a上。其中,在圖6中簡化顯示傾斜變更手段51或保持平台旋轉手段57等的構成。
接著,藉由未圖示的吸引源進行作動所產生的吸引力通過圖2所示之配管571b而被傳達至保持面50a,藉由保持平台5來保持圓板狀工件W。此外,以平緩的圓錐面狀的保持面50a相對圖1所示之粗研削手段30的粗研削砥石304b的研削面(下面)呈平行的方式,藉由圖2所示之傾斜變更手段51來調整保持平台5的傾斜(旋轉軸571的傾斜),藉此如圖7所示,仿效圓錐面狀的保持面50a予以吸引保持的圓板狀工件W的背面Wb的一部分相對粗研削砥石304b的研削面呈大致平行。
(2)研削工程
圖1所示之旋轉平台6由+Z方向觀看以逆時針方向自轉,藉此吸引保持圓板狀工件W的狀態的保持平台5公轉,進行粗研削手段30的粗研削砥石304b與被保持在保持平台5的圓板狀工件W的對位。對位係例如圖7、圖8所示,粗研削砥石304b的旋轉中心相對圓板狀工件W的旋轉中心以預定距離以水平方向偏移,以粗研削砥石304b的旋轉軌跡通過圓板狀工件W的旋轉中心的方式進行。
如圖7所示,伴隨藉由馬達302以預定的旋轉速度旋轉旋轉軸300,粗研削砥石304b進行旋轉。此外,粗研削手段30藉由粗研削進給手段20而被送至-Z方向,旋轉的粗研削砥石304b抵接於在保持平台5被保持的圓板狀工件W的背面Wb,藉此進行研削加工。此外,伴隨保持平台旋轉手段57使保持平台5以預定的旋轉速度旋轉,被保持在保持面50a上的圓板狀工件W亦進行旋轉,因此粗研削砥石304b進行圓板狀工件W的背面Wb的全體的粗研削加工。在粗研削加工中,未圖示的研削水供給手段將研削水通過旋轉軸300中的研削水流路而供給至粗研削砥石304b與圓板狀工件W的背面Wb的接觸部位,來將接觸部位進行冷卻/洗淨。
圓板狀工件W係仿效保持平台5的平緩圓錐面狀的保持面50a予以吸引保持,因此如圖8所示,在粗研削砥石304b的旋轉軌跡中以箭號R1所示範圍內,粗研削砥石304b係抵接於保持平台5進行研削。
圓板狀工件W被粗研削至精加工厚度的跟前之後,圖7所示之粗研削進給手段20使粗研削手段30上升且由圓板狀工件W間離。接著,如圖1所示之旋轉平台6由+Z方向觀看以逆時針方向旋轉,吸引保持圓板狀工件W的保持平台5移動至精加工研削手段31的下方。
圖1所示之精加工研削手段31的精加工研削砥石314b與在保持平台5被吸引保持的圓板狀工件W的對位與粗研削加工的情形同樣地進行之後,精加工研削手段31藉由精加工研削進給手段21而被送至下方,旋轉的精加工研削砥石314b抵接於圓板狀工件W的背面Wb,此外,伴隨保持平台5進行旋轉,被保持在保持面50a的圓板狀工件W進行旋轉,而圓板狀工件W的背面Wb的全體被精加工研削。此外,對精加工研削砥石314b與圓板狀工件W的接觸部位供給研削水,接觸部位被冷卻/洗淨。其中,保持平台5的傾斜(旋轉軸571的傾斜)係成為與粗研削時相同。
(3)研磨工程
在使精加工研削砥石314b由以成為所希望的精加工厚度(例如100μm)的方式被研削且背面Wb的平坦性更高的圓板狀工件W間離之後,圖1所示之旋轉平台6由+Z方向觀看以逆時針方向自轉,藉此保持精加工研削後的圓板狀工件W的保持平台5公轉,保持平台5被定位在研磨手段4研磨圓板狀工件W的預定的研磨加工位置。圓板狀工件W對研磨手段4的研磨墊44的對位係例如圖9、10所示,研磨墊44的旋轉中心相對圓板狀工件W的旋轉中心,以預定距離以水平方向偏移,形成為以研磨墊44覆蓋圓板狀工件W的背面Wb的全體的狀態。其中,在圖示之例中,研磨墊44的外周的一部分與圓板狀工件W的外周的一部分形成為由+Z方向觀看呈重疊的狀態,但是並非為侷限於該狀態者。
如圖9所示,伴隨藉由馬達42旋轉驅動旋轉軸40,研磨墊44進行旋轉。此外,研磨手段4藉由研磨進給手段25而被送至-Z方向,藉由研磨墊44抵接於圓板狀工件W的背面Wb來進行研磨加工。此外,伴隨保持平台旋轉手段57使保持平台5以預定的旋轉速度進行旋轉,被保持在保持面50a上的圓板狀工件W亦進行旋轉,因此研磨墊44進行圓板狀工件W的背面Wb的全體的研磨加工。此外,研磨加工中係對研磨墊44與圓板狀工件W的背面Wb的接觸部位供給漿料。
圓板狀工件W係仿效保持平台5的平緩圓錐面狀的保持面50a予以吸引保持,因此如圖10所示,在研磨墊44的研磨面中以箭號R2所示範圍內,研磨墊44係抵接於圓板狀工件W進行研磨。
其中,若在研磨加工中使研磨手段4未移動至圓板狀工件W的面方向(水平方向),有在背面Wb形成條紋模樣的情形,此係成為使圓板狀工件W的抗折強度降低的要因。因此,在研磨加工中,亦可Y軸方向移動手段24使研磨手段4以Y軸方向往返移動,使研磨墊44在圓板狀工件W的背面Wb上以Y軸方向滑動。
使一個圓板狀工件W的研磨完成後,藉由圖9所示之研磨進給手段25,使研磨手段4朝+Z方向移動而由研磨加工完畢的圓板狀工件W間離。
(4)測定工程
在研磨工程後,例如,在位於如圖11所示之圓板狀工件W的中心(中心側)的第1測定點P1、位於圓板狀工件W的外周緣附近(外周緣側)的第2測定點P2、及第1測定點P1與第2測定點P2的中間點亦即第3測定點P3的至少3點中測定圓板狀工件W的厚度。其中,測定點亦可僅為第1測定點P1與第2測定點P2的2個。具體而言,保持平台5的旋轉被停止之後,例如,圖1所示之研磨厚度測定手段67的臂650作回旋移動而被定位在圓板狀工件W的半徑的上方(亦即,圓板狀工件W的中心與外周緣之間的區域的上方),第1測定點P1、第3測定點P3、第2測定點P2分別被定位在光感測器651、653、652的正下方。
例如,光感測器651、653、652係對被定位在其下方的圓板狀工件W,內置的投光元件照射測定光,且在受光元件接受反射光。接著,算出受光元件受到在圓板狀工件W的背面Wb作反射的反射光與透過圓板狀工件W後在表面Wa作反射的反射光時的光路差,根據該算出值,由干涉分光法的原理等分別測定第1測定點P1、第2測定點P2、第3測定點P3中的圓板狀工件W的厚度T1、T2、T3。
(5)厚度傾向辨識工程
研磨厚度測定手段67的光感測器651、652、653將關於所測定到的圓板狀工件W的第1測定點P1的厚度T1、第2測定點P2的厚度T2、第3測定點P3的厚度T3的資訊送至圖1所示之控制手段9。被送至控制手段9的該資訊係被記憶在控制手段9的記憶部90。
控制手段9係具備有例如由第1測定點P1的厚度T1、第2測定點P2的厚度T2、第3測定點P3的厚度T3,辨識圓板狀工件W的徑方向中的厚度的傾向(以下稱為「厚度傾向」)的厚度傾向辨識部91。例如,所被測定到的第1測定點P1、第2測定點P2、第3測定點P3中的圓板狀工件W的厚度分別為厚度T1=99μm、T2=102μm、T3=101μm。此時,厚度傾向辨識部91係判斷有研磨後的圓板狀工件W朝向徑方向外側變厚的傾向,換言之,研磨後的圓板狀工件W係有成為中凹狀的傾向。
(6)傾斜變更工程
此外,旋轉平台6由+Z方向觀看以逆時針方向自轉,保持研磨加工後的圓板狀工件W的保持平台5公轉,保持平台5移動至圖1所示之卸載臂154b的近傍。
接著,卸載臂154b吸引保持被吸引保持在保持平台5上之被施行研磨加工的圓板狀工件W,此外,中止藉由未圖示的吸引源所為之吸引,解除藉由保持平台5所為之圓板狀工件W的吸引保持。卸載臂154b由保持平台5朝向洗淨手段156搬送圓板狀工件W,且在以洗淨手段156進行圓板狀工件W的洗淨。已進行洗淨的圓板狀工件W係藉由機器人155而被收容在第2匣盒151a內。
控制手段9係例如若對新的研削前的圓板狀工件W施行研削,在對接下來的新的圓板狀工件W的研削工程中,為了形成與在厚度傾向辨識工程中所辨識出的厚度傾向(朝向徑方向外側變厚的傾向)相反的厚度傾向的圓板狀工件W,變更粗研削手段30及精加工研削手段31之裝設有研削輪304的旋轉軸300(亦即使研削輪304旋轉的旋轉軸300)與保持平台5的旋轉軸571的傾斜關係(傾斜的關係)。換言之,以減弱或消除在厚度傾向辨識工程中所辨識出的厚度傾向的方式,變更裝設有研削輪304的旋轉軸300(亦即使研削輪304旋轉的旋轉軸300)與保持平台5的旋轉軸571的傾斜關係(傾斜的關係)。
例如,圖2所示之位置調整單元53的驅動部533的馬達533a若為藉由從未圖示的脈衝振盪器被供給的驅動脈衝進行動作的脈衝馬達時,控制手段9藉由計數被供給至馬達533a的驅動脈衝數,掌握藉由各位置調整單元53所得之凸緣部521的傾斜角度,透過傾斜變更手段51來變更保持平台5的旋轉軸571相對於粗研削手段30之裝設有研削輪304的鉛直方向的旋轉軸300的相對傾斜。亦即,在本實施形態中,如圖12所示,在藉由控制手段9所為之控制之下,傾斜變更手段51係以保持平台5的外周側(接近傾斜變更手段51的外周側)以+Z方向上舉預定距離的方式,變更旋轉軸571的傾斜角度。
其中,亦可形成為將位置調整單元53的驅動部533的馬達533a作為伺服馬達,且在伺服馬達連接有旋轉編碼器的構成。旋轉編碼器係連接於亦具有作為伺服放大器的功能的控制手段9,由控制手段9對伺服馬達被供給動作訊號之後,對控制手段9輸出編碼器訊號(伺服馬達的旋轉數)。控制手段9係藉由所接收到的編碼器訊號,掌握藉由傾斜變更手段51所得之旋轉軸571的傾斜角度。
藉由變更裝設有研削輪304的旋轉軸300與保持平台5的旋轉軸571的傾斜關係,當對接下來被保持在保持平台5的新的圓板狀工件W在研削工程中施行研削時,可在先被研削研磨的圓板狀工件W中在研磨後比圓板狀工件W中的第1測定點P1更厚之相當於第2測定點P2的區域及相當於第3測定點P3的區域,對粗研削砥石304b(精加工研削砥石314b)的研削面,在對於相當於第1測定點P1的區域相對被提高至上方的狀態下進行研削。因此,可藉由研削工程的完成來形成與先結束研磨加工的圓板狀工件W的厚度傾向(朝向徑方向外側變厚的傾向)相反的厚度傾向(朝向徑方向內側變厚的傾向)的圓板狀工件W,換言之為中凸狀的圓板狀工件W。
接著,藉由對朝向徑方向內側變厚的傾向的圓板狀工件W施行之前說明的研磨加工,在先實施的研磨加工中原不易被研磨的圓板狀工件W的第2測定點P2及第3測定點P3更容易被研磨的狀態(更容易接觸研磨墊44的狀態)下進行研磨,因此新的研磨加工後的圓板狀工件W係成為比先被施行研削研磨加工的圓板狀工件W為更高精度平坦化的狀態。
如上所述,本實施形態之圓板狀工件的加工方法係具備:使圓板狀工件W保持在保持平台5的保持工程;使圓板狀工件W與研削輪304分別旋轉且以粗研削砥石304b(精加工研削砥石314b)研削圓板狀工件W的研削工程;在研削工程後,使圓板狀工件W與研磨墊44分別旋轉而在研磨墊44覆蓋圓板狀工件W的狀態下進行研磨的研磨工程;在研磨工程後,在位於圓板狀工件W的中心(中心側)的第1測定點P1、圓板狀工件W的外周緣附近(外周緣側)的第2測定點P2、及例如第3測定點P3的3點中,測定圓板狀工件W的厚度的測定工程;由在測定工程所測定到的3個測定點P1、P2、P3中的圓板狀工件W的厚度T1、T2、T3,辨識圓板狀工件W的徑方向中的厚度傾向(例如成為中凹狀的傾向)的厚度傾向辨識工程;及針對接下來的新的圓板狀工件W,為了形成與在研削工程中在厚度傾向辨識工程中所辨識出的厚度傾向相反的厚度傾向(例如成為中凸狀的傾向)的圓板狀工件W,變更裝設有研削輪304的旋轉軸300與保持平台5的旋轉軸571的傾斜關係的傾斜變更工程,藉此與先被研磨加工的圓板狀工件W相比,可將接下來被研磨加工的新的圓板狀工件更高精度地平坦化。
其中,在研削研磨加工中,若針對研磨墊44定期進行修整,若反覆修整而研磨墊44的厚度變薄,研磨墊44係有更容易成為中凹狀的現象,但是本實施形態之圓板狀工件W的加工方法係即使在對研磨墊44定期施行修整的情形下,與先被研磨加工的圓板狀工件W相比,亦可將接下來被研磨加工的新的圓板狀工件高精度地平坦化。
如本實施形態所示,在測定工程中,係在2個測定點P1、P2、及第1測定點P1與第2測定點P2的中間點亦即第3測定點P3的至少3個測定點中測定圓板狀工件W的厚度,在厚度傾向辨識工程中,係由至少3個測定點P1~P3中的圓板狀工件W的厚度T1~T3,辨識圓板狀工件W的徑方向中的厚度傾向,藉此,相較於測定點僅為第1測定點P1與第2測定點P2的2個的情形,亦可在傾斜變更工程中更適當地變更傾斜關係。
(加工方法的實施形態2)
以下說明使用上述圖1所示之研削研磨裝置1,對圓板狀工件W施行研削加工及研磨加工時的各工程。本實施形態之圓板狀工件的加工方法(以下設為實施形態2的加工方法)的各工程係以例如圖13所示之流程圖所示順序實施。
(1)針對第一個圓板狀工件的保持工程~(2)研削工程
保持工程係與實施形態1的情形同樣地進行,如圖14所示,藉由保持平台5來保持圓板狀工件W(以下設為第一個圓板狀工件W)。此外,在研削工程中與實施形態1的情形同樣地進行粗研削與精加工研削,如圖15所示,以圓板狀工件W成為所希望的精加工厚度(例如100μm)的方式予以研削。
(3)針對第一個圓板狀工件的研磨前測定工程
接著,在圖16所示之位於圓板狀工件W的中心(中心側)的第1測定點P1、位於圓板狀工件W的外周緣附近(外周緣側)的第2測定點P2、及第1測定點P1與第2測定點P2的中間點亦即第3測定點P3的至少3點中測定圓板狀工件W的精加工研削後的厚度。其中,測定點亦可僅為第1測定點P1與第2測定點P2的2個。具體而言,保持平台5的旋轉被停止,使精加工研削砥石314b由圓板狀工件W間離後,例如圖1所示之精加工研削厚度測定手段66的臂650進行回旋移動而被定位在圓板狀工件W的半徑的上方(亦即,圓板狀工件W的中心與外周緣之間的區域的上方),第1測定點P1、第2測定點P2、第3測定點P3分別被定位在光感測器651、652、653的正下方。接著,藉由光感測器651、652、653,分別測定第1測定點P1、第2測定點P2、第3測定點P3中的圓板狀工件W的厚度T11、T12、T13。
精加工研削厚度測定手段66的光感測器651、652、653將關於所測定到的圓板狀工件W的第1測定點P1的厚度T11、第2測定點P2的厚度T12、第3測定點P3的厚度T13的資訊送至圖1所示之控制手段9。被送至控制手段9的該資訊係被記憶在控制手段9的記憶部90。例如,被測定到的第1測定點P1、第2測定點P2、第3測定點P3中的圓板狀工件W的精加工研削後的厚度係分別為厚度T11=102μm、T12=100μm、T13=101μm。
(4)針對第一個圓板狀工件的研磨工程
接著,被研削至精加工厚度且背面Wb的平坦性更加提高的圓板狀工件W移動至研磨手段4的下方,如圖17所示,與實施形態1的情形同樣地研磨圓板狀工件W。接著,使第一個圓板狀工件W的研磨完成後,如圖18所示,使研磨手段4朝+Z方向移動而由研磨加工完畢的圓板狀工件W間離。
(5)針對第一個圓板狀工件的測定工程
保持平台5的旋轉被停止後,第1測定點P1、第2測定點P2、第3測定點P3分別被定位在研磨厚度測定手段67的光感測器651、652、653的正下方。接著,研磨厚度測定手段67的光感測器651、652、653分別測定第1測定點P1、第2測定點P2、第3測定點P3中的圓板狀工件W的厚度T21、T22、T23。例如,成為厚度T21=95μm、T22=98 μm、T23=97μm。其中,測定點亦可僅為第1測定點P1與第2測定點P2的2個。
(6)針對第一個圓板狀工件的算出工程
例如控制手段9的CPU由在研磨前測定工程所測定到的圖16所示之第1測定點P1、第2測定點P2、第3測定點P3中的第一個圓板狀工件W的精加工研削後的厚度T11=102μm、T12=100μm、T13=101μm,分別扣除在測定工程所測定到的圖18所示之第1測定點P1、第2測定點P2、第3測定點P3中的圓板狀工件W的研磨後的厚度T21=95μm、T22=98μm、T23=97μm,分別算出3個測定點中的研磨去除量L1=102μm-95μm=7μm、L2=100μm-98μm=2μm、及L3=101μm-97μm=4μm。
(7)針對第一個圓板狀工件的厚度傾向辨識工程
研磨厚度測定手段67的光感測器651、652、653將關於所測定到的圓板狀工件W的第1測定點P1的厚度T21、第2測定點P2的厚度T22、第3測定點P3的厚度T23的資訊分別送至圖1所示之控制手段9。例如,如圖18所示,由於所測定到的厚度T21=95μm、T22=98μm、T23=97μm,因此厚度傾向辨識部91係判斷有研磨後的圓板狀工件W朝向徑方向外側變厚的傾向,換言之,研磨後的圓板狀工件W係有成為中凹狀的傾向。
藉由圖1所示之旋轉平台6由+Z方向觀看以逆時針方向自轉,,保持平台5移動至卸載臂154b的近傍。接著,卸載臂154b將圓板狀工件W由保持平台5搬送至洗淨手段156。已進行洗淨的第一個圓板狀工件W係藉由機器人155而被收容在第2匣盒151a內。
(8)第一個圓板狀工件中的傾斜變更工程
在本實施形態2中的傾斜變更工程中,為了在接下來的研削工程形成與由在厚度傾向辨識工程中所辨識出的厚度傾向(第一個圓板狀工件W成為中凹狀的傾向)扣除在算出工程所算出的第1測定點P1、第2測定點P2、第3測定點P3中的研磨去除量L1=7μm、L2=2μm、及L3=4μm後的圓板狀工件W的厚度傾向相反的厚度傾向的圓板狀工件W(第二個圓板狀工件W),變更粗研削手段30及精加工研削手段31之裝設有研削輪304的旋轉軸300與保持平台5的旋轉軸571的傾斜關係。具體而言,以可消除因研磨而在圓板狀工件W所產生的厚度差(在此為L1-L2=7μm-2μm=5μm)的方式,變更裝設有研削輪304的旋轉軸300與保持平台5的旋轉軸571的傾斜關係。其中,在第一個圓板狀工件W中,由在厚度傾向辨識工程中所辨識到的3個測定點P1~P3的厚度傾向A1扣除各研磨去除量L1~L3後的厚度傾向A2係如圖19所示,相較於研磨後的第一個圓板狀工件W成為中凹狀的厚度傾向,形成為傾斜更陡的中凹狀的厚度傾向。因此,與扣除各研磨去除量L1~L3後的厚度傾向相反的第二個圓板狀工件W的厚度傾向(在接下來的研削工程中應形成的厚度傾向)A3係如圖19所示成為中凸狀的厚度傾向。
關於粗研削手段30及精加工研削手段31之裝設有研削輪304的旋轉軸300與保持平台5的旋轉軸571的傾斜關係的變更的具體例,例如,藉由圖1所示之控制手段9,算出第1測定點P1中的研磨去除量L1=7μm、第2測定點P2中的研磨去除量L2=2μm、及第3測定點P3中的研磨去除量L3=4μm之中的最大研磨去除量L1與最小研磨去除量L2的差(L1-L2=5μm)。接著,該差係成為用以適當變更旋轉軸300與旋轉軸571的傾斜關係的補正值S1=5μm。在本實施形態中,如圖20所示,在藉由控制手段9所為之控制之下,傾斜變更手段51變更保持平台5的旋轉軸571的傾斜角度(例如,將保持平台5之接近位置調整單元53的外周側的保持面50a上升預定距離),以精加工研削後的厚度成為中凸5μm(補正值S1=5μm)的方式,亦即,第1測定點P1的精加工研削後的厚度成為所希望的精加工厚度100μm+5μm (補正值S1)=105μm。
(9)針對第二個圓板狀工件的保持工程~(10)研削工程
關於新被施行研削的圓板狀工件W(以下為第二個圓板狀工件W)的保持工程與對第一個圓板狀工件W的情形同樣地進行,如圖20所示,藉由保持平台5來保持圓板狀工件W。此外,研削工程中的粗研削及精加工研削,除了變更保持平台5的旋轉軸571的傾斜之點之外,係與對第一個圓板狀工件W的情形同樣地進行,如圖21所示,以圓板狀工件W成為所希望的精加工厚度(例如100μm)的方式予以研削,藉此可將研削後的第二個圓板狀工件W形成為中凸狀的厚度傾向。
(11)針對第二個圓板狀工件的研磨前測定工程
接著,在圖22所示之第二個圓板狀工件W的前述第1測定點P1~第3測定點P3的3點中測定圓板狀工件W的精加工研削後的厚度。保持平台5的旋轉被停止,使精加工研削砥石314b由圓板狀工件W間離後,藉由圖1所示之精加工研削厚度測定手段66的光感測器651、652、653,測定第1測定點P1、第2測定點P2、第3測定點P3中的圓板狀工件W的厚度T31、T32、T33。其中,測定點亦可僅為第1測定點P1與第2測定點P2的2個。
精加工研削厚度測定手段66的光感測器651、652、653將關於所測定到的圓板狀工件W的第1測定點P1的厚度T31、第2測定點P2的厚度T32、第3測定點P3的厚度T33的資訊送至圖1所示之控制手段9。例如,所被測定到的第1測定點P1、第2測定點P2、第3測定點P3中的圓板狀工件W的精加工研削後的厚度係分別為厚度T31=105μm、T32=100μm、T33=102μm,成為中凸狀。
(12)針對第二個圓板狀工件的研磨工程
接著,被研削至精加工厚度且背面Wb的平坦性更高的圓板狀工件W移動至研磨手段4的下方,如圖23所示,除了變更保持平台5的旋轉軸571的傾斜之點之外,係與對第一個圓板狀工件W時同樣地進行研磨。接著,使第二個圓板狀工件W的研磨完成之後,藉由研磨進給手段25使研磨手段4朝+Z方向移動而由研磨加工完畢的圓板狀工件W間離。
(13)針對第二個圓板狀工件的測定工程
保持平台5的旋轉被停止之後,藉由研磨厚度測定手段67的光感測器651、652、653,如圖24所示,研磨厚度測定手段67的光感測器651、652、653分別測定第1測定點P1、第2測定點P2、第3測定點P3中的第二個圓板狀工件W的厚度T41、T42、T43。例如,設為厚度T41=98μm、T42=98μm、T43=98μm。其中,測定點亦可僅為第1測定點P1與第2測定點P2的2個。
(14)針對第二個圓板狀工件的算出工程
控制手段9的CPU由圖22所示之在研磨前測定工程所測定到的第1測定點P1、第2測定點P2、第3測定點P3中的第一個圓板狀工件W的精加工研削後的厚度T31=105μm、T32=100μm、T33=102μm,扣除圖24所示之在測定工程所測定到的第1測定點P1、第2測定點P2、第3測定點P3中的圓板狀工件W的研磨後的厚度T41=98μm、T42=98μm、T43=98μm,算出3個測定點中的研磨去除量L11= 105μm-98μm=7μm、L12=100μm-98μm=2μm、及L13= 102μm-98μm=4μm。
(15)針對第二個圓板狀工件的厚度傾向辨識工程
研磨厚度測定手段67的光感測器651、652、653將關於圖24所示之測定出的厚度T41、T42、T43的資訊送至圖1所示之控制手段9。例如,第1測定點P1、第2測定點P2、第3測定點P3中的圓板狀工件W的研磨後的厚度係分別為厚度T41=98μm、T42=98μm、T43=98μm,因此厚度傾向辨識部91係判斷研磨後的圓板狀工件W為平坦。
之後,第二個圓板狀工件W由保持平台5被搬出,且被收納在圖1所示之第2匣盒151a。
在本實施形態之圓板狀工件的加工方法中,包含:在研磨工程前在第1測定點P1、第2測定點P2、及例如第3測定點P3的至少3個測定點P1、P2、P3中,測定圖16所示之圓板狀工件W的厚度T11、T12、T13的研磨前測定工程;及在傾斜變更工程前,由在研磨前測定工程所測定到的圖16所示之3個測定點P1、P2、P3中的圓板狀工件W的厚度T11、T12、T13,扣除在測定工程所測定到的圖18所示之3個測定點P1、P2、P3中的圓板狀工件W的厚度T21、T22、T23,算出3個測定點P1、P2、P3中的研磨去除量L1、L2、及L3的算出工程,在傾斜變更工程中,為了在接下來的研削工程形成與由在厚度傾向辨識工程中所辨識出的厚度傾向(第一個圓板狀工件W成為中凹狀的傾向)扣除在算出工程所算出的第1測定點P1、第2測定點P2、第3測定點P3中的研磨去除量L1~L3後的第一個圓板狀工件W的厚度傾向(中凹狀的厚度傾向)相反的厚度傾向(中凸狀的厚度傾向)的新的第二個圓板狀工件W,變更裝設有研削輪304的旋轉軸300與保持平台5的旋轉軸571的傾斜關係。亦即,以可消除因研磨而在圓板狀工件W所產生的厚度差的方式,變更裝設有研削輪304的旋轉軸300與保持平台5的旋轉軸571的傾斜關係。藉此,如圖22所示,可將第二個圓板狀工件W在研削工程後形成為中凸狀的厚度傾向,可將新的圓板狀工件W(第二個圓板狀工件W)比先被研磨加工的第一個圓板狀工件W在研磨後更高精度地平坦化。
如本實施形態所示,在研磨前測定工程中,係在2個測定點P1及P2、及第1測定點P1與第2測定點P2的中間點亦即第3測定點P3的至少3個測定點P3中測定圓板狀工件W的厚度T11~T13,在測定工程中,係在至少3個測定點P1~P3中測定圓板狀工件W的厚度T21~T23,且在算出工程中,係由在研磨前測定工程所測定到的3個測定點P1~P3中的圓板狀工件W的厚度T11~T13,扣除在測定工程所測定到的3個測定點P1~P3中的圓板狀工件W的厚度T21~T23,算出3個測定點P1~P3中的研磨去除量L1~L3,在厚度傾向辨識工程中,係由至少3個測定點P1~P3中的研磨後的圓板狀工件W的厚度,辨識圓板狀工件W的徑方向中的厚度傾向,藉此相較於測定點僅為第1測定點P1與第2測定點P2的2個的情形,亦可在傾斜變更工程中更適當地變更前述傾斜關係。
(16)第二個圓板狀工件中的傾斜變更工程
在本實施形態2中的傾斜變更工程中,為了在接下來的研削工程形成與由在厚度傾向辨識工程中所辨識出的厚度傾向(第二個研磨後的圓板狀工件W成為平坦的傾向)扣除在算出工程所算出的第1測定點P1、第2測定點P2、第3測定點P3中的研磨去除量L11=7μm、L12=2μm、及L13=4μm後的圓板狀工件W的厚度傾向(中凹狀的厚度傾向)相反的厚度傾向(中凸狀的厚度傾向)的第三個圓板狀工件W,變更粗研削手段30及精加工研削手段31之裝設有研削輪304的旋轉軸300與保持平台5的旋轉軸571的傾斜關係。亦即,以可消除因研磨而在圓板狀工件W所產生的厚度差的方式,變更裝設有研削輪304的旋轉軸300與保持平台5的旋轉軸571的傾斜關係。
具體而言,例如,藉由控制手段9,算出第1測定點P1、第2測定點P2、第3測定點P3中的研磨去除量L11=7μm、L12=2μm、及L13=4μm之中的最大研磨去除量L11與最小研磨去除量L12的差(L11-L12=5μm)。接著,該差係成為用以適當變更旋轉軸300與旋轉軸571的傾斜關係的補正值S2=5μm。該補正值S2=5μm係與第一個圓板狀工件W中在傾斜變更工程中所算出的補正值S1=5μm為相同值,因此裝設有研削輪304的旋轉軸300與保持平台5的旋轉軸571的傾斜關係係維持如圖25所示,接下來的第三個圓板狀工件W的第1測定點P1的精加工研削後的厚度成為與第二個圓板狀工件W相同之所希望的精加工厚度100μm+5μm (補正值S2)=105μm。
(17)針對第三個圓板狀工件的保持工程~(18)研削工程
關於新被施行研削的圓板狀工件W(以下為第三個圓板狀工件W)的保持工程與對第二個圓板狀工件W的情形同樣地進行,如圖26所示,藉由保持平台5來保持圓板狀工件W。此外,與對第二個圓板狀工件W的情形同樣地,以圓板狀工件W成為所希望的精加工厚度(例如100μm)的方式進行粗研削及精加工研削,藉此可將研削後的第三個圓板狀工件W的厚度傾向形成為中凸狀。
(19)針對第三個圓板狀工件的研磨前測定工程
接著,在圖27所示之第三個的第1測定點P1、第2測定點P2、及第3測定點P3的至少3點中測定圓板狀工件W的精加工研削後的厚度。保持平台5的旋轉被停止,使精加工研削砥石314b由圓板狀工件W間離之後,藉由圖1所示之精加工研削厚度測定手段66的光感測器651、652、653,測定第1測定點P1、第2測定點P2、第3測定點P3中的圓板狀工件W的厚度T51、T52、T53。
精加工研削厚度測定手段66的光感測器651、652、653將關於所測定到的厚度T51、T52、T53的資訊送至圖1所示之控制手段9。例如,所被測定到的厚度係成為厚度T51=105μm、T52=100μm、T53=102μm。
(20)針對第三個圓板狀工件的研磨工程
接著,被研削至精加工厚度的圓板狀工件W移動至研磨手段4的下方,如圖28所示,與對第二個圓板狀工件W時同樣地進行研磨。接著,使第三個圓板狀工件W的研磨完成之後,藉由研磨進給手段25使研磨手段4朝+Z方向移動而由研磨加工完畢的圓板狀工件W間離。
(21)針對第三個圓板狀工件的測定工程
保持平台5的旋轉被停止之後,如圖29所示,藉由研磨厚度測定手段67的光感測器651、652、653,分別測定第1測定點P1、第2測定點P2、第3測定點P3中的第三個圓板狀工件W的厚度T61、T62、T63。例如,成為厚度T61=97.9μm、厚度T62=98μm、厚度T63=98μm。
(22)針對第三個圓板狀工件的算出工程
例如控制手段9的CPU由圖27所示之在研磨前測定工程所測定到的第1測定點P1、第2測定點P2、第3測定點P3中的第三個圓板狀工件W的精加工研削後的厚度T51=105μm、T52=100μm、T53=102μm,扣除圖29所示之在測定工程所測定到的第1測定點P1、第2測定點P2、第3測定點P3中的圓板狀工件W的研磨後的厚度T61=97.9μm、T62=98μm、T63=98μm,算出3個測定點中的研磨去除量L21=105μm-97.9μm=7.1μm、L22=100μm-98μm=2μm、及L23=102μm-98μm=4μm。
(23)針對第三個圓板狀工件的厚度傾向辨識工程
研磨後的圓板狀工件W之被測定到的厚度係如圖29所示為厚度T61=97.9μm、T62=98μm、T63=98μm,因此,厚度傾向辨識部91係判斷研磨後的圓板狀工件W為稍微中凹狀。亦即,因研磨墊44變形等,研磨去除量發生變化,藉此判斷研磨後的圓板狀工件W的平坦度些微降低。
之後,第三個圓板狀工件W係由保持平台5被搬出而被收容在圖1所示之第2匣盒151a內。
(24)第三個圓板狀工件中的傾斜變更工程
在本實施形態2中的傾斜變更工程中,為了在接下來的研削工程形成與由在厚度傾向辨識工程中所辨識出的厚度傾向(第三個圓板狀工件W稍微成為中凹狀的傾向)扣除在算出工程所算出的第1測定點P1、第2測定點P2、第3測定點P3中的研磨去除量L21=7.1μm、L22=2μm、及L23=4μm後的第三個圓板狀工件W的厚度傾向(中凹狀的厚度傾向)為相反的厚度傾向(中凸狀的厚度傾向)的圓板狀工件W(第四個圓板狀工件W),變更粗研削手段30及精加工研削手段31之裝設有研削輪304的旋轉軸300與保持平台5的旋轉軸571的傾斜關係。亦即,以可消除因研磨而在圓板狀工件W所產生的厚度差的方式,變更裝設有研削輪304的旋轉軸300與保持平台5的旋轉軸571的傾斜關係。
具體而言,例如,藉由控制手段9,算出研磨去除量L21=7.1μm、L22=2μm、及L23=4μm之中的最大研磨去除量L21與最小研磨去除量L22的差 (L21-L22=5.1μm)。接著,該差係研磨後的第三個圓板狀工件W的中心的第1測定點P1多出0.1μm而形成為比第二個圓板狀工件W更被研磨的傾向,相對於此,成為用以適當變更旋轉軸300與旋轉軸571的傾斜關係的補正值S3=5.1μm。
在本實施形態2中,在藉由控制手段9所為之控制之下,傾斜變更手段51變更保持平台5的旋轉軸571的傾斜角度(例如,將保持平台5的外周側的保持面50a以預定距離上升的變更),使得接下來的第四個圓板狀工件W的精加工研削後的厚度成為中凸5.1μm(補正值S3= 5.1μm),亦即,第四個圓板狀工件W的第1測定點P1的精加工研削後的厚度成為所希望的精加工厚度100μm+5.1μm(補正值S3)=105.1μm。藉此,與依因研磨墊44變形等所致之研磨去除量的變化而在研磨後如圖29所示在平坦度發生些微差異的第三個圓板狀工件W不同,以在第四個圓板狀工件W的研磨後的平坦度不會產生差異的方式,補正加工條件,俾以追隨研磨去除量的變化,可適當變更第四個圓板狀工件W的研削工程後的厚度傾向。
結果,可將接下來的第四個圓板狀工件W在研削工程後形成為中凸狀的厚度傾向,此外,可將接下來的第四個圓板狀工件W相較於先被研磨加工的第三個圓板狀工件W,在研磨後更高精度地平坦化,亦即,可將第1測定點P1、第2測定點P2、第3測定點P3中的第四個圓板狀工件W的研磨後的厚度,與第二個圓板狀工件W同樣地一致為例如98μm。
本發明之圓板狀工件的加工方法並非限定於上述實施形態1或2,可在該技術思想的範圍內以各種不同的形態予以實施,自不待言。此外,關於所附圖面所圖示的研削研磨裝置1的各構成,亦非限定於此,可在可發揮本發明之效果的範圍內適當變更。
W:圓板狀工件
Wa:圓板狀工件W的表面
Wb:圓板狀工件W的背面
1:研削研磨裝置
10:第1裝置基座
A:搬出入區域
150:第1匣盒載置部
150a:第1匣盒
151:第2匣盒載置部
151a:第2匣盒
152:暫置區域
153:對位手段
154a:裝載臂
154b:卸載臂
155:機器人
156:洗淨手段
11:第2裝置基座
B:加工區域
12:第1立柱
20:粗研削進給手段
200:滾珠螺桿
201:導軌
202:馬達
203:升降板
204:保持具
30:粗研削手段
300:旋轉軸
301:殼體
302:馬達
303:架座
304:研削輪
304a:輪基台
304b:粗研削砥石
13:第2立柱
21:精加工研削進給手段
31:精加工研削手段
314b:精加工研削砥石
14:第3立柱
24:Y軸方向移動手段
240:滾珠螺桿
241:導軌
242:馬達
243:可動板
25:研磨進給手段
250:滾珠螺桿
251:導軌
252:馬達
253:升降板
254:保持具
4:研磨手段
40:旋轉軸
41:殼體
42:馬達
43:架座
44:研磨墊
6:旋轉平台
6c:孔
64:支持台
65:粗研削厚度測定手段
650:臂部
659:移動手段
651~653:光感測器
66:精加工研削厚度測定手段
67:研磨厚度測定手段
5:保持平台
50:多孔構件
50a:保持面
502:框體
51:傾斜調整手段
52:支持台
520:支持筒部
521:凸緣部
53:位置調整單元
531:筒部
532:軸
532a:第1公螺旋部
532c:接頭
533:驅動部
533a:馬達
533b:減速機
534:固定部
535:螺帽
535a:第1母螺旋部
536:夾持螺帽
536a:螺栓
536b:彈簧
539:螺絲
53a:固定單元
57:保持平台旋轉手段
571:旋轉軸
571b:配管
572:馬達
573:滑輪
574:無端環帶
9:控制手段
90:記憶部
91:厚度傾向辨識部
A1~A3:厚度傾向
L1~L3:研磨去除量
P1:第1測定點
P2:第2測定點
P3:第3測定點
R1、R2:箭號
T1、T2、T3、T11、T12、T13、T21、T22、T23、T31、T32、T33、T41、T42、T43、T51、T52、T53、T61、T62、T63:厚度
圖1係顯示研削研磨裝置之一例的斜視圖。
圖2係顯示位置調整單元與保持平台與保持平台旋轉手段的斜視圖。
圖3係顯示構成傾斜調整手段的位置調整單元的配置例的說明圖。
圖4係顯示位置調整單元之例的剖面圖。
圖5係說明實施形態1的圓板狀工件的加工方法的各工程的流程的流程圖。
圖6係說明使圓板狀工件保持在保持平台的狀態的剖面圖。
圖7係說明使板狀工件與研削輪分別旋轉且以研削砥石研削圓板狀工件的狀態的剖面圖。
圖8係由上方觀看研削加工中藉由研削砥石所為之圓板狀工件的加工區域時的說明圖。
圖9係說明使圓板狀工件與研磨墊分別旋轉而在研磨墊覆蓋圓板狀工件的狀態下進行研磨的狀態的剖面圖。
圖10係由下方觀看研磨加工中藉由研磨墊所為之圓板狀工件的加工區域時的說明圖。
圖11係說明在位於圓板狀工件的中心(中心側)的第1測定點、位於圓板狀工件的外周緣附近(外周緣側)的第2測定點、及第1測定點與第2測定點的中間點亦即第3測定點的3點中測定圓板狀工件的厚度的狀態的剖面圖。
圖12係說明為了形成與在厚度傾向辨識工程所辨識出的厚度傾向相反的厚度傾向的圓板狀工件,變更裝設有研削輪的旋轉軸與保持平台的旋轉軸的傾斜關係的狀態的剖面圖。
圖13係說明實施形態2的圓板狀工件的加工方法的各工程的流程的流程圖。
圖14係說明使第一個圓板狀工件保持在保持平台的狀態的剖面圖。
圖15係說明使第一個板狀工件與研削輪分別旋轉且以研削砥石研削圓板狀工件的狀態的剖面圖。
圖16係說明在位於研磨前的第一個圓板狀工件的中心(中心側)的第1測定點、位於圓板狀工件的外周緣附近(外周緣側)的第2測定點、及第1測定點與第2測定點的中間點亦即第3測定點的3點中測定圓板狀工件的厚度的狀態的剖面圖。
圖17係說明使第一個圓板狀工件與研磨墊分別旋轉而在研磨墊覆蓋圓板狀工件的狀態下進行研磨的狀態的剖面圖。
圖18係說明在位於研磨後的第一個圓板狀工件的中心(中心側)的第1測定點、位於圓板狀工件的外周緣附近(外周緣側)的第2測定點、及第1測定點與第2測定點的中間點亦即第3測定點的3點中測定圓板狀工件的厚度的狀態的剖面圖。
圖19係用以說明針對第一個圓板狀工件之在厚度傾向辨識工程所辨識出的厚度傾向、及由所辨識出的厚度傾向扣除研磨去除量後的厚度傾向、以及與扣除研磨去除量後的厚度傾向相反而在接下來的研削工程中在第二個圓板狀工件應形成的厚度傾向的說明圖。
圖20係說明為了形成與第一個圓板狀工件的厚度傾向相反的厚度傾向的第二個圓板狀工件,變更保持平台的旋轉軸的傾斜時的剖面圖。
圖21係說明在保持平台保持第二個圓板狀工件而以成為所希望厚度的方式進行研削的狀態的剖面圖。
圖22係說明在位於研磨前的第二個圓板狀工件的中心(中心側)的第1測定點、位於圓板狀工件的外周緣附近(外周緣側)的第2測定點、及第1測定點與第2測定點的中間點亦即第3測定點的3點中測定圓板狀工件的厚度的狀態的剖面圖。
圖23係說明使第二個圓板狀工件與研磨墊分別旋轉而在研磨墊覆蓋圓板狀工件的狀態下進行研磨的狀態的剖面圖。
圖24係說明在位於研磨後的第二個圓板狀工件的中心(中心側)的第1測定點、位於圓板狀工件的外周緣附近(外周緣側)的第2測定點、及第1測定點與第2測定點的中間點亦即第3測定點的3點中測定圓板狀工件的厚度的狀態的剖面圖。
圖25係說明在第二個圓板狀工件中在傾斜變更工程中維持傾斜時的剖面圖。
圖26係說明在保持平台保持第三個圓板狀工件而以成為所希望厚度的方式進行研削的狀態的剖面圖。
圖27係說明在位於研磨前的第三個圓板狀工件的中心(中心側)的第1測定點、位於圓板狀工件的外周緣附近(外周緣側)的第2測定點、及第1測定點與第2測定點的中間點亦即第3測定點的3點中測定圓板狀工件的厚度的狀態的剖面圖。
圖28係說明使第三個圓板狀工件與研磨墊分別旋轉而在研磨墊覆蓋圓板狀工件的狀態下進行研磨的狀態的剖面圖。
圖29係說明在位於研磨後的第三個圓板狀工件的中心(中心側)的第1測定點、位於圓板狀工件的外周緣附近(外周緣側)的第2測定點、及第1測定點與第2測定點的中間點亦即第3測定點的3點中測定圓板狀工件的厚度的狀態的剖面圖。
Claims (2)
- 一種圓板狀工件的加工方法,其係在以研削砥石研削保持在保持平台的保持面的圓板狀工件之後以研磨墊進行研磨的圓板狀工件的加工方法,其係包含:保持工程,其係使圓板狀工件保持在該保持平台;研削工程,其係使配置有該研削砥石的研削輪與該圓板狀工件分別旋轉且以該研削砥石研削該圓板狀工件;研磨工程,其係在該研削工程之後,在該研磨墊覆蓋該圓板狀工件的狀態下,使該圓板狀工件與該研磨墊分別旋轉來研磨該圓板狀工件;測定工程,其係在該研磨工程之後,在位於該圓板狀工件的中心側的第1測定點、與位於該圓板狀工件的外周緣側的第2測定點的至少2個測定點中,測定該圓板狀工件的厚度;厚度傾向辨識工程,其係由在該測定工程所測定到的至少該2個測定點中的該圓板狀工件的厚度,辨識該圓板狀工件的徑方向中的厚度傾向;及傾斜變更工程,其係根據在該厚度傾向辨識工程中所辨識出的該厚度傾向,變更使該研削輪旋轉的旋轉軸與該保持平台的旋轉軸的傾斜關係,另外包含:研磨前測定工程,其係在前述研磨工程前,在至少該2個測定點中,測定前述圓板狀工件的厚度;及 算出工程,其係在前述傾斜變更工程前,由在該研磨前測定工程所測定到的至少該2個測定點中的該圓板狀工件的厚度,扣除在前述測定工程所測定到的至少該2個測定點中的該圓板狀工件的厚度,算出至少該2個測定點中的研磨去除量,在該傾斜變更工程中,係根據在前述厚度傾向辨識工程中所辨識出的厚度傾向與該研磨去除量,變更使前述研削輪旋轉的旋轉軸與前述保持平台的旋轉軸的傾斜關係。
- 如申請專利範圍第1項之圓板狀工件的加工方法,其中,在前述測定工程中,係在前述2個測定點、及前述第1測定點與前述第2測定點的中間點亦即第3測定點的至少3個測定點中,測定前述圓板狀工件的厚度,在前述厚度傾向辨識工程中,由至少該3個測定點中的該圓板狀工件的厚度,辨識該圓板狀工件的徑方向中的厚度傾向,在前述研磨前測定工程中,係在至少該3個測定點中,測定前述圓板狀工件的厚度,在前述算出工程中,係由在該研磨前測定工程所測定到的至少該3個測定點中的該圓板狀工件的厚度,扣除在該測定工程所測定到的至少該3個測定點中的該圓板狀工件的厚度,算出至少該3個測定點中的研磨去除量,在前述厚度傾向辨識工程中,係由至少該3個測定點中的該圓板狀工件的厚度,辨識該圓板狀工件的徑方向中 的厚度傾向。
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