JP2024013315A - grinding equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】測定精度が保証された測定範囲を拡張する。
【解決手段】保持テーブルと、研削ユニットと、被加工物の厚さ方向における変位情報をそれぞれ取得可能な第1接触式ハイトゲージ及び第2接触式ハイトゲージと、変位情報を利用して該被加工物の厚さの変化を算出する算出部と、を備え、算出部は、第1接触式ハイトゲージを用いて得られる変位情報に基づいて、研削前の被加工物の初期厚さからこれよりも薄い第1厚さまでの第1範囲において、被加工物の厚さの変化を算出し、第2接触式ハイトゲージを用いて得られる変位情報に基づいて、第1厚さよりも薄い第2厚さを含む第2範囲において、被加工物の厚さの変化を算出し、第1範囲は、第1接触式ハイトゲージにおいて測定精度が保証された範囲であり、第2範囲は、第2接触式ハイトゲージにおいて測定精度が保証された範囲である研削装置を提供する。
【選択図】図2
An object of the present invention is to extend a measurement range in which measurement accuracy is guaranteed.
[Solution] A holding table, a grinding unit, a first contact height gauge and a second contact height gauge each capable of acquiring displacement information in the thickness direction of a workpiece, and a workpiece that uses the displacement information to a calculation unit that calculates a change in thickness of the workpiece, the calculation unit calculating a change in thickness of the workpiece from an initial thickness before grinding based on displacement information obtained using the first contact height gauge. A change in the thickness of the workpiece is calculated in the first range up to the first thickness, and includes a second thickness thinner than the first thickness based on displacement information obtained using the second contact height gauge. In the second range, the change in the thickness of the workpiece is calculated, the first range is the range where measurement accuracy is guaranteed in the first contact height gauge, and the second range is the range measured in the second contact height gauge. To provide a grinding device whose accuracy is within a guaranteed range.
[Selection diagram] Figure 2
Description
本発明は、2つの接触式ハイトゲージを有する研削装置に関する。 The present invention relates to a grinding device having two contact height gauges.
半導体ウェーハ等の被加工物を研削装置で研削する際には、例えば、保持テーブルの保持面で被加工物を吸引保持した状態で当該保持テーブルを所定の回転軸の周りに回転させると共に、スピンドルを回転軸として回転する研削ホイールを降下させることで、研削ホイールの研削砥石で被加工物を研削して薄化する。 When grinding a workpiece such as a semiconductor wafer using a grinding device, for example, the workpiece is suction-held on the holding surface of the holding table, and the holding table is rotated around a predetermined rotation axis, and the spindle By lowering the grinding wheel that rotates with the rotation axis, the grinding wheel of the grinding wheel grinds and thins the workpiece.
この様な研削装置では、研削砥石と被加工物とが接触する研削領域とは異なる領域において、一対のハイトゲージで被加工物の厚さを測定しながら、被加工物の研削を行う(例えば、特許文献1参照)。 In such a grinding device, the workpiece is ground while measuring the thickness of the workpiece with a pair of height gauges in a region different from the grinding region where the grinding wheel and the workpiece contact (for example, (See Patent Document 1).
具体的には、研削中に、保持面の高さ位置を第1のハイトゲージで測定すると共に、保持面で吸引保持された被加工物の上面(即ち、被研削面)の高さ位置を第2のハイトゲージで測定する。そして、被加工物の上面の高さ位置と、保持面の高さ位置と、の差分により、被加工物の厚さが算出される。
Specifically, during grinding, the height position of the holding surface is measured with a first height gauge, and the height position of the upper surface (i.e., the surface to be ground) of the workpiece that is suction-held by the holding surface is measured with a first height gauge. Measure using
ところで、各ハイトゲージには、測定精度(リニアリティ精度とも称される)が保証された測定範囲が予め定められている。例えば、測定精度が保証された測定範囲は、0μm以上1800μm以下である。そえゆえ、この測定精度が保証された測定範囲を超える範囲で測定を行っても、被加工物の厚さを正確に測定できない。 Incidentally, each height gauge has a predetermined measurement range in which measurement accuracy (also referred to as linearity accuracy) is guaranteed. For example, the measurement range where measurement accuracy is guaranteed is 0 μm or more and 1800 μm or less. Therefore, even if the measurement is performed in a range exceeding the guaranteed measurement range, the thickness of the workpiece cannot be accurately measured.
例えば、研削前の厚さが3000μmである被加工物を1000μmまで薄化する場合に、保持面の高さ位置を0μmに設定すると、研削開始時の厚さ3000μmから、研削が進み厚さ1800μmとなるまでは、被加工物の厚さを正確に測定できず、厚さ1800μm以下となって初めて正確に被加工物の厚さを測定できる。 For example, when thinning a workpiece whose thickness is 3000 μm before grinding to 1000 μm, if the height position of the holding surface is set to 0 μm, the thickness will progress from 3000 μm at the start of grinding to 1800 μm as the thickness progresses. The thickness of the workpiece cannot be accurately measured until the thickness of the workpiece becomes 1800 μm or less.
本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであり、比較的厚い被加工物の初期厚さを正確に測定すると共に薄化後の被加工物の厚さも正確に測定するために、測定精度が保証された測定範囲を拡張することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and aims to improve measurement accuracy in order to accurately measure the initial thickness of a relatively thick workpiece and also accurately measure the thickness of the workpiece after thinning. The purpose is to extend the guaranteed measurement range.
本発明の一態様によれば、被加工物を吸引保持する保持面を有する保持テーブルと、スピンドルを有し、該保持面で保持された該被加工物を該スピンドルに装着される研削ホイールで研削して該被加工物を薄化する研削ユニットと、該保持面で吸引保持された該被加工物の厚さ方向における変位に対応する変位情報を取得可能な第1接触式ハイトゲージと、該変位情報を取得可能な第2接触式ハイトゲージと、プロセッサ及びメモリを有し、該変位情報を利用して該被加工物の厚さの変化を算出する算出部と、を備え、該算出部は、該第1接触式ハイトゲージを用いて得られる該変位情報に基づいて、研削前の該被加工物の初期厚さから、該初期厚さよりも薄化された該被加工物の所定の厚さに対応する第1厚さまで、の第1範囲において、該被加工物の厚さの変化を算出し、該第2接触式ハイトゲージを用いて得られる該変位情報に基づいて、該第1厚さよりも薄い該被加工物の第2厚さを含む第2範囲において、該被加工物の厚さの変化を算出し、該第1範囲は、該第1接触式ハイトゲージにおいて測定精度が保証された範囲であり、該第2範囲は、該第2接触式ハイトゲージにおいて測定精度が保証された範囲である研削装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a holding table has a holding surface that holds a workpiece by suction, and a spindle, and the workpiece held on the holding surface is moved by a grinding wheel attached to the spindle. a grinding unit that thins the workpiece by grinding; a first contact height gauge capable of acquiring displacement information corresponding to displacement in the thickness direction of the workpiece held by suction on the holding surface; A second contact height gauge capable of acquiring displacement information; and a calculation unit that includes a processor and a memory and calculates a change in the thickness of the workpiece using the displacement information, the calculation unit , based on the displacement information obtained using the first contact height gauge, from the initial thickness of the workpiece before grinding to a predetermined thickness of the workpiece that is thinner than the initial thickness. The change in thickness of the workpiece is calculated in the first range up to a first thickness corresponding to , and the change in thickness of the workpiece is calculated from the first thickness based on the displacement information obtained using the second contact height gauge. A change in the thickness of the workpiece is calculated in a second range including a second thickness of the workpiece, which is thinner, and the first range has a guaranteed measurement accuracy in the first contact height gauge. A grinding device is provided in which the second range is a range in which measurement accuracy is guaranteed in the second contact type height gauge.
好ましくは、該第1範囲の下限は、該第2範囲の上限以上である。 Preferably, the lower limit of the first range is greater than or equal to the upper limit of the second range.
また、好ましくは、該第1接触式ハイトゲージの第1コンタクト部と、該第2接触式ハイトゲージの第2コンタクト部とは、該被加工物に接触可能な様に該保持テーブルの多孔質板の上方に配置されている。 Preferably, the first contact portion of the first contact height gauge and the second contact portion of the second contact height gauge are formed on a porous plate of the holding table so as to be able to contact the workpiece. placed above.
本発明の一態様に係る研削装置では、第1接触式ハイトゲージを用いて得られる変位情報に基づいて、研削前の被加工物の初期厚さから、初期厚さよりも薄化された被加工物の所定の厚さに対応する第1厚さまで、の第1範囲において、被加工物の厚さの変化を算出する。この第1範囲は、第1接触式ハイトゲージにおいて測定精度が保証された範囲である。 In the grinding apparatus according to one aspect of the present invention, the initial thickness of the workpiece before grinding is determined based on the displacement information obtained using the first contact height gauge. A change in the thickness of the workpiece is calculated in a first range of up to a first thickness corresponding to a predetermined thickness of . This first range is a range in which measurement accuracy is guaranteed in the first contact type height gauge.
更に、第2接触式ハイトゲージを用いて得られる変位情報に基づいて、第1厚さよりも薄い該被加工物の第2厚さを含む第2範囲において、被加工物の厚さの変化を算出する。この第2範囲は、第2接触式ハイトゲージにおいて測定精度が保証された範囲である。 Further, based on the displacement information obtained using the second contact height gauge, a change in the thickness of the workpiece is calculated in a second range including a second thickness of the workpiece that is thinner than the first thickness. do. This second range is a range in which measurement accuracy is guaranteed in the second contact type height gauge.
この様に、2つの接触式ハイトゲージで測定される高さ位置の差分で被加工物の厚さを測定するのではなく、それぞれの接触式ハイトゲージで、被加工物の厚さの異なる範囲を分担して測定することにより、1つの接触式ハイトゲージにおける測定精度が保証された範囲を超える広範な厚さ範囲を測定しながら被加工物を研削できる。 In this way, instead of measuring the thickness of the workpiece based on the difference in the height positions measured by two contact height gauges, each contact height gauge measures different ranges of the thickness of the workpiece. By performing measurements using a single contact height gauge, it is possible to grind a workpiece while measuring a wide range of thicknesses that exceeds the range for which the measurement accuracy of a single contact type height gauge is guaranteed.
添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図1は、研削装置2の斜視図である。図1に示すX軸方向、Y軸方向、及び、Z軸方向は互いに直交する方向である。
Embodiments according to one aspect of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view of the
研削装置2は、複数の構成要素を支持する基台4を有する。基台4は、X軸方向に沿う長手部を含む直方体形状を有する。基台4の上面には、長手部がX軸方向に沿って配置された矩形状の開口4aが形成されている。
The
開口4aには、矩形状のテーブルカバー6が設けられている。テーブルカバー6のX軸方向の両側には、X軸方向に沿って伸縮可能な蛇腹状のカバー部材8が設けられている。テーブルカバー6及び一対のカバー部材8の下方には、X軸方向移動機構10が設けられている。
A
なお、図1では、X軸方向移動機構10のおよその位置を矢印で示し、具体的な構造を省略している。X軸方向移動機構10は、各々X軸方向に沿って配置された一対のガイドレール(不図示)を有する。
In addition, in FIG. 1, the approximate position of the X-axis
一対のガイドレール上には、矩形板状の移動テーブル(不図示)が、X軸方向に沿ってスライド可能に取り付けられている。移動テーブルの下面側には、ナット部(不図示)が設けられている。 A rectangular plate-shaped moving table (not shown) is attached to the pair of guide rails so as to be slidable along the X-axis direction. A nut portion (not shown) is provided on the lower surface side of the movable table.
ナット部には、X軸方向に沿って配置されたねじ軸(不図示)が、複数のボール(不図示)を介して回転可能に連結されている。ねじ軸の一端部には、ステッピングモータ等の駆動源(不図示)が連結されている。 A screw shaft (not shown) arranged along the X-axis direction is rotatably connected to the nut portion via a plurality of balls (not shown). A driving source (not shown) such as a stepping motor is connected to one end of the screw shaft.
駆動源を動作させると、移動テーブルは、X軸方向に沿って移動する。テーブルカバー6上には、円板状のチャックテーブル(保持テーブル)12が設けられている。チャックテーブル12は、図4に示す様に、非多孔質セラミックスで形成された円板状の枠体14を有する。
When the drive source is operated, the moving table moves along the X-axis direction. A disk-shaped chuck table (holding table) 12 is provided on the
枠体14の上面側には、多孔質セラミックスで形成された円板状の多孔質板16が固定されている。枠体14の凹部には、複数の第1流路が放射線状に形成されている。また、凹部の径方向の中心には、枠体14の厚さ方向で枠体14を貫通する第2流路が形成されている。
A disc-shaped
第2流路には、電磁弁18aを介して、真空ポンプ等の吸引源18が接続されている。吸引源18を動作させた状態で電磁弁18aを開状態とすると、第1流路、第2流路等を介して多孔質板16の上面に負圧が伝達される。
A
枠体14及び多孔質板16の上面は、略面一であり、被加工物11(図1参照)を吸引保持する保持面12aとして機能する。保持面12aは、図4に示す様に、中央部が外周部に比べて突出する円錐形状になっている。突出量は、例えば、10μmから20μm程度であるが、図4では、説明の便宜上、突出量を誇張している。
The upper surfaces of the
チャックテーブル12の下面側には、円環状のテーブルベース20がボルト等の固定部材(不図示)で固定されている。また、テーブルベース20の下面側には、テーブルベース20と略同径の円環状の支持ベース(不図示)が設けられている。
An
支持ベースの径方向の中央部に位置する貫通孔の内側には、環状のベアリング(不図示)が設けられており、ベアリングの内側には、円柱状の回転軸22が固定されている。つまり、チャックテーブル12は、ベアリングを介して支持ベースで支持されている。
An annular bearing (not shown) is provided inside the through hole located in the radial center of the support base, and a cylindrical
支持ベースは、傾き調整機構(不図示)で支持されている。傾き調整機構は、支持ベースの空間的な傾きを調整することにより、チャックテーブル12の傾きを調整し、保持面12aの一部を後述する研削面50d(図6参照)と略平行にする。
The support base is supported by a tilt adjustment mechanism (not shown). The inclination adjustment mechanism adjusts the inclination of the chuck table 12 by adjusting the spatial inclination of the support base, and makes a part of the holding
傾き調整機構は、Z軸方向の長さが不変である1つの固定軸(不図示)と、Z軸方向の長さが可変である2つの可動軸(不図示)と、を含む。1つの固定軸と、2つの可動軸とは、チャックテーブル12の周方向に沿って略等間隔に配置されている。また、傾き調整機構は、X軸方向移動機構10の移動板で支持されている。
The tilt adjustment mechanism includes one fixed shaft (not shown) whose length in the Z-axis direction is constant, and two movable shafts (not shown) whose length in the Z-axis direction is variable. The one fixed shaft and the two movable shafts are arranged at approximately equal intervals along the circumferential direction of the chuck table 12. Further, the tilt adjustment mechanism is supported by a moving plate of the X-axis
チャックテーブル12の下面側には、上述の回転軸22の上端部が連結されている。回転軸22には、チャックテーブル12へ負圧を伝達するための第3流路が形成されている。なお、図4では、説明の便宜上、回転軸22の第3流路を簡潔に示しているが、第3流路は、100rpmから300rpm程度の高速回転と、真空リークの防止と、を両立できる様にロータリージョイントを介して吸引源18に接続されている。
The upper end portion of the above-mentioned
回転軸22の外周部には、従動プーリ(不図示)が固定されている。X軸方向移動機構10の移動板上には、サーボモータ等の回転駆動源(不図示)が配置されており、回転駆動源の出力軸には、駆動プーリ(不図示)が固定されている。
A driven pulley (not shown) is fixed to the outer circumference of the
従動プーリ及び駆動プーリには、無端ベルト(不図示)がかけられている。回転駆動源を動作させれば、回転駆動源の動力が伝達され、チャックテーブル12は回転軸22の周りに回転する。図4では、チャックテーブル12の回転中心12bを一点鎖線で示す。回転中心12bは、保持面12aの中心を通る。
An endless belt (not shown) is wrapped around the driven pulley and the drive pulley. When the rotational drive source is operated, the power of the rotational drive source is transmitted, and the chuck table 12 rotates around the
図1に戻って、基台4の奥側(X軸方向の一方側)には、長手部がZ軸方向に沿って配置された支持柱24が設けられている。支持柱24の一面側には、Z軸方向移動機構26が設けられている。Z軸方向移動機構26は、それぞれZ軸方向に略平行に配置された一対のガイドレール28を有する。
Returning to FIG. 1, on the back side (one side in the X-axis direction) of the base 4, a
一対のガイドレール28には、移動板30がスライド可能に固定されている。移動板30の裏面側には、ナット部(不図示)が設けられており、このナット部には、Z軸方向に沿って配置されたねじ軸32が、複数のボール(不図示)を介して回転可能に連結されている。
A
ねじ軸32の上端部には、ステッピングモータ等の駆動源34が連結されている。駆動源34でねじ軸32を回転させることにより、移動板30は、Z軸方向に沿って移動する。
A driving
移動板30の表面側には、研削ユニット40が設けられている。研削ユニット40は、移動板30の表面側に固定された筒状の支持具42を有する。支持具42の内側には、長手部がZ軸方向に沿って配置された円筒状のスピンドルハウジング44が設けられている。
A grinding
スピンドルハウジング44には、長手部がZ軸方向に沿って配置された円柱状のスピンドル46の一部が回転可能に収容されている。スピンドル46の上端部の近傍には、サーボモータ等の回転駆動源(不図示)が設けられている。
A part of a
スピンドル46の下端部は、支持具42及びスピンドルハウジング44の下端よりも下方に突出している。スピンドル46の下端部には、金属で形成された円板状のマウント48の上面側が固定されている。
The lower end of the
マウント48の下面側には、円環状の研削ホイール50が、ボルト等の固定部材(不図示)を利用して固定されている。この様に、研削ホイール50は、マウント48を介してスピンドル46に装着されている。
An
研削ホイール50は、アルミニウム合金等の金属で形成された円環状のホイール基台50aを有する(図4参照)。ホイール基台50aの下面側には、ホイール基台50aの周方向に沿って、各々セグメント状の複数の研削砥石50bが略等間隔に配置されている。
The grinding
スピンドル46を回転させると、研削ホイール50はスピンドル46を回転軸として回転する。このとき、図6に示す様に、複数の研削砥石50bの下面50cの軌跡により、研削面50dが形成される。
When the
再び、図1に戻って、チャックテーブル12は、X軸方向移動機構10により、基台4の手前側(X軸方向の他方側)に位置する搬入搬出位置A1と、研削位置A2と、の間を移動する。
Returning to FIG. 1 again, the chuck table 12 is moved between a loading/unloading position A1 located on the front side (the other side in the X-axis direction) of the base 4 and a grinding position A2 by the X-axis
チャックテーブル12が搬入搬出位置A1に配置されているとき、チャックテーブル12には未研削の被加工物11が搬入される、又は、チャックテーブル12から研削済みの被加工物11が搬出される。
When the chuck table 12 is placed at the carry-in/out position A1, an
本実施形態において研削加工の対象となる被加工物11は、SEMI(Semiconductor Equipment and Materials International)規格で規定されるシリコンウェーハの所定径に対応する厚さよりも大きい厚さを有する。
The
本実施形態の被加工物11は、8インチ(200mm±0.2mm)の径を有するが、SEMI規格で規定される8インチのシリコンウェーハの厚さ(即ち、725±20μm)よりも十分に厚い3600μmの厚さを有する。
The
但し、被加工物11の厚さは、2.0mm以上20.0mm以下の所定値であってもよい。本実施形態の被加工物11は、ガラスで形成された一枚の円板状の基板である。しかし被加工物11は、複数のシリコンウェーハが積層された、所謂、積層ウェーハであってもよい。
However, the thickness of the
被加工物11は、保持面12aで吸引される一面11aと、被研削面となる他面11bと、を有する。一面11a及び他面11b間の距離は、被加工物11の厚さとなる。本実施形態では、一面11aから他面11bへ進む方向を、便宜的に被加工物11の厚さ方向11cと称する。
The
被加工物11を研削する際には、まず、保持面12aで被加工物11を吸引保持したチャックテーブル12を、図2に示す様に研削位置A2に配置する。図2は、チャックテーブル12が研削位置A2に配置された研削装置2の斜視図である。
When grinding the
研削位置A2に配置されたチャックテーブル12の近傍には、それぞれ接触式の2つのハイトゲージが設けられている。第1ハイトゲージ(第1接触式ハイトゲージ)52は、X軸方向において第2ハイトゲージ(第2接触式ハイトゲージ)54よりも支持柱24に近い位置に配置されている。
Two contact type height gauges are provided near the chuck table 12 located at the grinding position A2. The first height gauge (first contact type height gauge) 52 is arranged closer to the
但し、第1ハイトゲージ52及び第2ハイトゲージ54の位置を入れ替えてもよい。つまり、第2ハイトゲージ54を、第1ハイトゲージ52よりも支持柱24に近い位置に配置してもよい。
However, the positions of the
図3(A)に示す様に、第1ハイトゲージ52は、基台4に固定された本体部52aを有する。本体部52aには、片持ち梁状のアーム52bの基端部が連結されている。アーム52bの先端部には、金属で形成された円柱状のヘッド部52cが設けられている。
As shown in FIG. 3(A), the
ヘッド部52c及びアーム52bは、自重で下方に落ち込んで前傾姿勢となる様に本体部52aに取り付けられている。また、必要に応じてヘッド部52cを比較的大きく昇降させるために、アーム52bの基端部にはモータ(不図示)を含む昇降機構(不図示)が設けられている。
The
ヘッド部52cの下端部には、ダイヤモンドで形成された半球状のコンタクト部(第1コンタクト部)52d(図4参照)が設けられている。被加工物11の研削時には、本体部52aを下降位置に配置し、保持面12aで吸引保持された被加工物11にコンタクト部52dを接触させる(図6参照)。
A hemispherical contact portion (first contact portion) 52d (see FIG. 4) made of diamond is provided at the lower end of the
これにより、厚さ方向11cにおける被加工物11の他面11bの高さ位置の変位が取得される。研削中には、コンタクト部52dが、他面11bに継続的に接触することで、リアルタイムに他面11bの変位情報が取得される。
Thereby, the displacement of the height position of the
第1ハイトゲージ52の基準高さ位置を設定する場合にも、本体部52aを下降位置に配置する(図5参照)。これに対して、第1ハイトゲージ52で、他面11bの変位情報を取得しない場合には、本体部52aは上昇位置に配置される(図4参照)。
Also when setting the reference height position of the
ところで、ヘッド部52cは、アーム52bに対して回転可能に構成されている。ヘッド部52cの回転軸は、図3(A)の紙面に略垂直な方向に沿って配置されている。コンタクト部52dの一部分が被加工物11に接触し続けると、この一部分のみ消耗が進み、コンタクト部52dが偏磨耗する。
By the way, the
コンタクト部52dが偏磨耗した場合、作業者がヘッド部52cの回転角度を調整することで、偏摩耗していない領域を被加工物11に接触させる。これにより、金属製のヘッド部52cが被加工物11に接触することを防止できる。
When the
第2ハイトゲージ54も同様に、本体部54a、アーム54b及びヘッド部54cを有する。ヘッド部54c及びアーム54bも、自重で下方に落ち込んで前傾姿勢となる様に本体部54aに取り付けられている。
Similarly, the
ヘッド部54cの下端部にも、ダイヤモンドで形成された半球状のコンタクト部(第2コンタクト部)54d(図4参照)が設けられている。ヘッド部54cが他面11bに接触することで、ヘッド部52cと同様に、リアルタイムに他面11bの変位情報を取得できる。
A hemispherical contact portion (second contact portion) 54d (see FIG. 4) made of diamond is also provided at the lower end of the
ヘッド部54cも、ヘッド部52cと同様に、昇降機構(不図示)により昇降可能に構成されている。第2ハイトゲージ54で他面11bの変位情報を取得する際には、本体部54aを下降位置に配置し、自重により保持面12aで吸引保持された被加工物11にコンタクト部54dを接触させる(図7参照)。
Like the
第2ハイトゲージ54の基準高さ位置を設定する場合にも、本体部54aを下降位置に配置する(図4参照)。これに対して、第2ハイトゲージ54で、変位情報を取得しない場合には、コンタクト部54dが他面11bから十分に離れる様に、本体部54aは上昇位置に配置される(図5参照)。
Also when setting the reference height position of the
ヘッド部54cも、アーム54bに対して自転可能に構成されている。それゆえ、作業者がヘッド部54cの回転角度を調整することで、コンタクト部54dのうち偏摩耗していない領域を被加工物11に接触させることができる。
The
図3(A)は、第1ハイトゲージ52及び第2ハイトゲージ54の配置を示す上面図である。コンタクト部52dと、コンタクト部54dとは、それぞれ被加工物11に接触可能な様に、チャックテーブル12の多孔質板16の上方に配置されている。
FIG. 3(A) is a top view showing the arrangement of the
図3(A)において、コンタクト部52d,54dは、チャックテーブル12の回転中心12bと、多孔質板16の半径(即ち、枠体14の内半径)と、の間に配置されている。但し、回転中心12bからコンタクト部52d,54dまでの距離は異なる。
In FIG. 3A, the
具体的には、コンタクト部52d(ヘッド部52cの位置を参照)から回転中心12bまでの距離B1は、コンタクト部54d(ヘッド部54cの位置を参照)から回転中心12bまでの距離B2よりも小さい(B1<B2)。しかし、各コンタクト部52d,54dから回転中心12bまでの距離を同じとしてもよい(B1=B2)。
Specifically, the distance B1 from the
各コンタクト部52d,54dから回転中心12bまでの距離を同じにすれば、距離B1を距離B2よりも小さくする場合に比べて、被加工物11の厚さの面内バラつきが変位情報に与える影響を低減できる。
If the distances from each
第1ハイトゲージ52は、図3(B)に示す様に、所定の厚さ範囲(第1範囲52e)において被加工物11の厚さの変化を正確に検出できる様に、測定精度が保証された範囲が予め定められている。本実施形態の第1範囲52eは、1800μm以上3600μm以下の範囲である。
As shown in FIG. 3(B), the
これに対して、第2ハイトゲージ54は、第1範囲52eとは異なる所定の厚さ範囲(第2範囲54e)において被加工物11の厚さの変化を正確に検出できる様に、測定精度が保証された範囲が予め定められている。本実施形態の第2範囲54eは、0μm以上1800μm以下の範囲である。
On the other hand, the
図3(B)は、第1ハイトゲージ52及び第2ハイトゲージ54において測定精度が保証された範囲を示すグラフである。測定精度は、例えば、ハイトゲージの変位量を横軸とし、ハイトゲージから出力される電圧値を縦軸としたグラフを作成した場合の直線性で評価される。
FIG. 3(B) is a graph showing a range in which measurement accuracy is guaranteed in the
本実施形態において、第1ハイトゲージ52及び第2ハイトゲージ54の直線性は、±0.3%F.S.(Full Scale)と規定されている。即ち、上述の第1範囲52e及び第2範囲54eの各々において、±0.3%F.S.が保証されている。
In this embodiment, the linearity of the
なお、コンタクト部52d、54dの各々は、所定方向において所定の高さ位置を基準(0μm)として-1000μmから+6000μmまでの範囲を物理的に移動可能であるが、上述の様に正確な測定精度が保証されている範囲は、第1範囲52e及び第2範囲54eに示す様に限定的である。
Note that each of the
この様に、2つのハイトゲージで測定される高さ位置の差分で被加工物11の厚さを測定するのではなく、第1ハイトゲージ52及び第2ハイトゲージ54の各々で、被加工物11の厚さの異なる範囲を分担して測定することにより、1つのハイトゲージにおける測定精度が保証された範囲を超える広範な厚さ範囲を測定しながら被加工物11を研削できる。
In this way, instead of measuring the thickness of the
本実施形態において、第1範囲52eの下限は、第2範囲54eの上限と等しい。この様に第1範囲52e及び第2範囲54eを連続的に設定することで、第1範囲52e及び第2範囲54eを一定領域に重複させる場合に比べて、より広範な範囲を連続的に測定できる。
In this embodiment, the lower limit of the
なお、第1範囲52eの下限が、第2範囲54eの上限以上であれば、第1範囲52eは、第2範囲54eと連続でなくてもよい。例えば、第1範囲52eと、第2範囲54eとは、不連続であってもよい。但し、この場合、第1範囲52eと、第2範囲54eと、の間には、測定精度が保証されない測定範囲が存在することになる。
Note that as long as the lower limit of the
また、3つ以上のハイトゲージを用いて、3つ以上の連続的な又は不連続的なそれぞれの測定範囲において、測定精度が保証された被加工物11の厚さ測定を行ってもよい。これにより、測定精度が保証された測定範囲を更に拡張できる。
Furthermore, the thickness of the
図1及び図2を参照して、研削装置2の他の要素について説明する。研削装置2は、X軸方向移動機構10、チャックテーブル12の回転駆動源、吸引源18、電磁弁18a、Z軸方向移動機構26、研削ユニット40、第1ハイトゲージ52及び第2ハイトゲージ54等の動作を制御する制御部56を有する。
Other elements of the grinding
制御部56は、例えば、CPU(Central Processing Unit)に代表されるプロセッサ(処理装置)58と、メモリ(記憶装置)60と、を含むコンピュータによって構成されている。
The
メモリ60は、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、SRAM(Static Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等の主記憶装置と、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等の補助記憶装置と、を含む。
The
補助記憶装置には、所定のプログラムを含むソフトウェアが記憶されている。このソフトウェアに従い処理装置等を動作させることによって、制御部56の機能が実現される。
The auxiliary storage device stores software including a predetermined program. The functions of the
所定のプログラムをプロセッサ58で実行することにより、制御部56は、第1ハイトゲージ52及び第2ハイトゲージ54からの変位情報を利用して被加工物11の厚さの変化を算出する算出部62として機能する。
By executing a predetermined program with the
次に、図4から図7を参照し、算出部62で被加工物11の厚さを算出しながら被加工物11を研削する方法について説明する。まず、図4に示す様に、第2ハイトゲージ54の基準高さ位置を設定する。図4は、第2ハイトゲージ54の基準高さ位置を設定する様子を示す図である。
Next, with reference to FIGS. 4 to 7, a method of grinding the
具体的には、保持面12aで被加工物11が吸引保持されていないチャックテーブル12を研削位置A2に移動させ、チャックテーブル12を回転軸22の周りに回転させながら第2ハイトゲージ54のコンタクト部54dを保持面12aに接触させる。
Specifically, the chuck table 12, in which the
これにより、第2ハイトゲージ54の基準高さ位置を保持面12aに設定する。本実施形態の第2ハイトゲージ54は、Z軸方向において、被加工物11の厚さ0μm(即ち、保持面12aに対応する高さ位置)から、厚さ1800μmまでの範囲において測定精度が保証されており、この厚さ範囲の測定を担当する。
Thereby, the reference height position of the
次に、チャックテーブル12を搬入搬出位置A1に戻し、円板状の治具プレート64の一面64aを保持面12aで吸引保持する。治具プレート64は、アルミナ等のセラミックスで形成されており1800μmの厚さを有する。吸引保持後、チャックテーブル12を研削位置A2に移動させる。
Next, the chuck table 12 is returned to the loading/unloading position A1, and one
次いで、図5に示す様に、第1ハイトゲージ52の基準高さ位置を、治具プレート64の他面(上面)64bに設定する。図5は、第1ハイトゲージ52の基準高さ位置を設定する様子を示す図である。
Next, as shown in FIG. 5, the reference height position of the
具体的には、治具プレート64を吸引保持したチャックテーブル12を研削位置A2に移動させ、チャックテーブル12を回転軸22の周りに回転させながら第1ハイトゲージ52のコンタクト部52dを治具プレート64の他面64bに接触させる。これにより、第1ハイトゲージ52の基準高さ位置を治具プレート64の他面64bに設定する。
Specifically, the chuck table 12 holding the
本実施形態の第1ハイトゲージ52は、Z軸方向において、被加工物11の厚さ1800μm(即ち、治具プレート64の他面64bに対応する高さ位置)から、厚さ3600μm(即ち、研削前の被加工物11の初期厚さ)までの範囲において測定精度が保証されており、この厚さ範囲の測定を担当する。
The
次に、チャックテーブル12を搬入搬出位置A1に戻して、治具プレート64を被加工物11と入れ替え、被加工物11を保持面12aで吸引保持する。そして、被加工物11を吸引保持したチャックテーブル12を研削位置A2に移動させ、研削を開始する。
Next, the chuck table 12 is returned to the loading/unloading position A1, the
図6は、被加工物11の研削前の初期厚さ11c0(本実施形態では3600μm)から、初期厚さ11c0よりも薄化された所定厚さである第1厚さ11c1(本実施形態では1800μm)まで、の第1範囲52eに被加工物11の厚さがあるときに、被加工物11を研削する様子を示す図である。
FIG. 6 shows a graph from an
研削時には、被加工物11を吸引保持したチャックテーブル12を回転軸22の周りに所定の速度で回転させると共に、スピンドル46を回転軸として回転する研削ホイール50をZ軸方向に沿って所定の加工送り速度で下降させる(インフィード研削)。
During grinding, the chuck table 12 that holds the
研削面50dが被加工物11の他面11bに接触することにより、他面11b側が研削される。研削時には、複数の研削砥石50bと他面11bとが接触する領域は、所定の円弧状領域50e(図2参照)となる。この円弧状領域50eの近傍には、ノズル(不図示)から所定の流量で純水等の研削水が供給される。
When the grinding
研削時には、コンタクト部52d,54dの両方が他面11bに接触しているが、正確に厚さを測定できるのは、上述の第1範囲52eで測定精度が保証されている第1ハイトゲージ52のみである。
During grinding, both the
それゆえ、被加工物11が比較的厚いときには、算出部62は、第1ハイトゲージ52を用いて得られる変位情報に基づいて、被加工物11の厚さの変化を算出する。これに対して、被加工物11が徐々に薄くなってくると、今度は、第1ハイトゲージ52では正確に被加工物11の厚さを測定できなくなる。
Therefore, when the
そこで、図7に示す様に、第1厚さ11c1よりも薄い被加工物11の第2厚さ11c2(即ち、研削により実現する目的厚さ)を含む第2範囲54eでは、算出部62は、第2ハイトゲージ54を用いて得られる変位情報に基づいて、被加工物11の厚さの変化を算出する。
Therefore, as shown in FIG. 7, in the
図7は、被加工物11の厚さが第2範囲54eにあるときに、被加工物11を研削する様子を示す図である。このときも、コンタクト部52d,54dの両方が他面11bに接触しているが、正確に厚さを測定できるのは、第2範囲54eで測定精度が保証されている第2ハイトゲージ54のみである。
FIG. 7 is a diagram showing how the
この様にして被加工物11を研削し、第2厚さ11c2まで被加工物11を薄化した後、研削を終了し、チャックテーブル12を搬入搬出位置A1へ戻す。
After grinding the
本実施形態では、2つのハイトゲージで測定される高さ位置の差分で被加工物11の厚さを測定するのではなく、第1ハイトゲージ52及び第2ハイトゲージ54で、被加工物11の厚さの異なる範囲を分担して測定することにより、1つのハイトゲージにおける測定精度が保証された範囲を超える広範な厚さ範囲を測定しながら被加工物11を研削できる。
In this embodiment, the thickness of the
その他、上述の実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。例えば、被加工物11を研削装置2に順次投入して複数の被加工物11の研削を行うこともできる。
In addition, the structure, method, etc. according to the above-described embodiments can be modified and implemented as appropriate without departing from the scope of the objective of the present invention. For example, it is also possible to grind a plurality of
この場合、第2ハイトゲージ54に設定された基準高さ位置(図4参照)と、第1ハイトゲージ52に設定された基準高さ位置(図5参照)と、を利用できるので、必ずしも、1つの被加工物11を研削する前にその都度基準高さ位置を設定する必要はない。
In this case, since the reference height position set on the second height gauge 54 (see FIG. 4) and the reference height position set on the first height gauge 52 (see FIG. 5) can be used, one There is no need to set the reference height position each time before grinding the
2:研削装置、4:基台、4a:開口
6:テーブルカバー、8:カバー部材、10:X軸方向移動機構
11:被加工物、11a:一面、11b:他面、11c:厚さ方向
11c0:初期厚さ、11c1:第1厚さ、11c2:第2厚さ
12:チャックテーブル(保持テーブル)、12a:保持面、12b:回転中心
14:枠体、16:多孔質板、18:吸引源、18a:電磁弁
20:テーブルベース、22:回転軸
24:支持柱、26:Z軸方向移動機構、28:ガイドレール、30:移動板
32:ねじ軸、34:駆動源
40:研削ユニット、42:支持具、44:スピンドルハウジング、46:スピンドル
48:マウント、50:研削ホイール、50a:ホイール基台、50b:研削砥石
50c:下面、50d:研削面、50e:円弧状領域
52:第1ハイトゲージ(第1接触式ハイトゲージ)、52a:本体部、52b:アーム
52c:ヘッド部、52d:コンタクト部(第1コンタクト部)、52e:第1範囲
54:第2ハイトゲージ(第2接触式ハイトゲージ)、54a:本体部、54b:アーム
54c:ヘッド部、54d:コンタクト部(第2コンタクト部)、54e:第2範囲
56:制御部、58:プロセッサ、60:メモリ、62:算出部
64:治具プレート、64a:一面、64b:他面
A1:搬入搬出位置、A2:研削位置
B1,B2:距離
2: Grinding device, 4: Base, 4a: Opening 6: Table cover, 8: Cover member, 10: X-axis direction movement mechanism 11: Workpiece, 11a: One side, 11b: Other side, 11c: Thickness direction 11c 0 : Initial thickness, 11c 1 : First thickness, 11c 2 : Second thickness 12: Chuck table (holding table), 12a: Holding surface, 12b: Center of rotation 14: Frame, 16: Porous plate , 18: Suction source, 18a: Solenoid valve 20: Table base, 22: Rotating shaft 24: Support column, 26: Z-axis direction movement mechanism, 28: Guide rail, 30: Moving plate 32: Screw shaft, 34: Drive source 40: Grinding unit, 42: Support, 44: Spindle housing, 46: Spindle 48: Mount, 50: Grinding wheel, 50a: Wheel base, 50b: Grinding wheel 50c: Bottom surface, 50d: Grinding surface, 50e: Arc shape Region 52: first height gauge (first contact type height gauge), 52a: main body part, 52b: arm 52c: head part, 52d: contact part (first contact part), 52e: first range 54: second height gauge (second height gauge) 2-contact height gauge), 54a: main body, 54b: arm 54c: head, 54d: contact section (second contact section), 54e: second range 56: control section, 58: processor, 60: memory, 62: Calculation unit 64: jig plate, 64a: one side, 64b: other side A1: loading/unloading position, A2: grinding position B1, B2: distance
Claims (3)
スピンドルを有し、該保持面で保持された該被加工物を該スピンドルに装着される研削ホイールで研削して該被加工物を薄化する研削ユニットと、
該保持面で吸引保持された該被加工物の厚さ方向における変位に対応する変位情報を取得可能な第1接触式ハイトゲージと、
該変位情報を取得可能な第2接触式ハイトゲージと、
プロセッサ及びメモリを有し、該変位情報を利用して該被加工物の厚さの変化を算出する算出部と、
を備え、
該算出部は、
該第1接触式ハイトゲージを用いて得られる該変位情報に基づいて、研削前の該被加工物の初期厚さから、該初期厚さよりも薄化された該被加工物の所定の厚さに対応する第1厚さまで、の第1範囲において、該被加工物の厚さの変化を算出し、
該第2接触式ハイトゲージを用いて得られる該変位情報に基づいて、該第1厚さよりも薄い該被加工物の第2厚さを含む第2範囲において、該被加工物の厚さの変化を算出し、
該第1範囲は、該第1接触式ハイトゲージにおいて測定精度が保証された範囲であり、
該第2範囲は、該第2接触式ハイトゲージにおいて測定精度が保証された範囲であることを特徴とする研削装置。 a holding table having a holding surface that holds the workpiece by suction;
a grinding unit that has a spindle and thins the workpiece by grinding the workpiece held by the holding surface with a grinding wheel attached to the spindle;
a first contact height gauge capable of acquiring displacement information corresponding to displacement in the thickness direction of the workpiece held by suction on the holding surface;
a second contact height gauge capable of acquiring the displacement information;
a calculation unit having a processor and a memory and calculating a change in the thickness of the workpiece using the displacement information;
Equipped with
The calculation unit is
Based on the displacement information obtained using the first contact height gauge, the initial thickness of the workpiece before grinding is reduced to a predetermined thickness of the workpiece that is thinner than the initial thickness. calculating a change in thickness of the workpiece in a first range of up to a corresponding first thickness;
A change in the thickness of the workpiece in a second range including a second thickness of the workpiece that is thinner than the first thickness based on the displacement information obtained using the second contact height gauge. Calculate,
The first range is a range in which measurement accuracy is guaranteed in the first contact height gauge,
A grinding device characterized in that the second range is a range in which measurement accuracy is guaranteed in the second contact height gauge.
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