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WO2010037469A1 - Verfahren zum messen der dicke von in einer bearbeitungsmaschine bearbeiteten scheibenförmigen werkstücken - Google Patents

Verfahren zum messen der dicke von in einer bearbeitungsmaschine bearbeiteten scheibenförmigen werkstücken Download PDF

Info

Publication number
WO2010037469A1
WO2010037469A1 PCT/EP2009/006590 EP2009006590W WO2010037469A1 WO 2010037469 A1 WO2010037469 A1 WO 2010037469A1 EP 2009006590 W EP2009006590 W EP 2009006590W WO 2010037469 A1 WO2010037469 A1 WO 2010037469A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
workpiece
thickness
processing machine
measuring device
optical
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/006590
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ingo Grotkopp
Ulrich Ising
Hans-Peter Boller
Jörn KANZOW
Jörg Meyer
Original Assignee
Peter Wolters Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peter Wolters Gmbh filed Critical Peter Wolters Gmbh
Publication of WO2010037469A1 publication Critical patent/WO2010037469A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/07—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
    • B24B37/08—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for double side lapping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/12—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving optical means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • H01L22/26—Acting in response to an ongoing measurement without interruption of processing, e.g. endpoint detection, in-situ thickness measurement

Definitions

  • the invention relates to a method for measuring the thickness of disc-shaped workpieces machined in a processing machine, which serve as a substrate for electronic components, wherein the processing machine has an upper rotatably driven working disk with an annular work surface facing a lower working surface, and wherein the work surfaces form a working gap between them, in which a plurality of carriers are arranged, which receive workpieces in recesses and are displaceable by means of a rolling device in rotation, whereby the carriers and thus the workpieces received in them move along a cycloidal trajectory.
  • the invention also relates to a processing machine with an upper rotating drivable working disk with an annular working surface which faces a lower working surface, wherein the working surfaces form a working gap between them, in which a plurality of carriers are arranged, which receive workpieces in recesses and by means of a rolling device in Rotation are displaceable, whereby the carriers and thus the workpieces received in them move along a cycloidal trajectory.
  • a plane-parallel machining of workpieces such as semiconductor wafers (wafers).
  • the machining may consist of grinding, lapping, polishing or the like.
  • the work surfaces on work coverings which engage with the workpiece surfaces.
  • a cooling lubricant may be introduced into the working gap, which optionally contains polishing or lapping material.
  • the geometry of the workpieces produced is of great importance for further use.
  • the finished workpieces are often provided by optical imaging methods with integrated circuits. Unwanted thickness variations of the workpieces reduce the image sharpness and thus the quality of the integrated circuits.
  • the invention is therefore based on the object to provide a method and a processing machine of the type mentioned, with which a higher measurement accuracy is achieved without undesirable reaction to the workpiece.
  • the invention solves this problem by the subject matter of independent claims 1 and 14. Advantageous embodiments can be found in the dependent claims, the description and the figures.
  • the invention solves the problem in that by means of an optical measuring method, the thickness of at least one workpiece located in the processing machine is measured.
  • the invention accordingly achieves the object by virtue of the fact that the processing machine has at least one optical measuring device with which the thickness of at least one workpiece located in the processing machine can be measured.
  • the invention is based on the idea of arranging an optical measuring device in or on the processing machine.
  • the measuring device and in particular a corresponding measuring head are thus integrated into a region of the machine which temporarily allows a direct thickness measurement during processing.
  • the mechanical workpiece thickness is determined. This can be done for example by means of a map, which was previously created as part of a calibration.
  • a more accurate compared to the prior art thickness measurement is made possible during processing, so that for example the decisive in a material-removing workpiece machining shutdown of the machine can be determined more accurately.
  • measuring accuracies of 1 ⁇ m and better are possible. Detrimental influences such as temperature drift, tool wear, contamination and mechanical compliance of the workpiece can be largely excluded according to the invention.
  • the double side working machine may have upper and lower working disks and is for example used for grinding, lapping, polishing, or the like of the workpieces.
  • the thin workpieces can have a thickness of have less than 1.5 mm.
  • the workpieces can be semiconductor wafers, in particular silicon wafers, to which, for example, an integrated circuit can be applied. But there are also other workpieces conceivable, for example, sapphire disks ("Silicon On Insulator, SOI"), to which an integrated circuit or a single component, such as a diode can be applied.
  • SOI Silicon On Insulator
  • the workpieces can have a cylindrical or circular geometry. If necessary, a capacitive pre-measurement of the workpiece thickness at the machine input can take place.
  • a (partial) lateral, in particular radial, thickness profile can be created.
  • the thickness measurement can therefore be carried out along different points distributed on a lateral line on the workpiece surface.
  • double-side processing machines usually has the task of avoiding an undesirable concave or undesirable convex surface or thickness shape by the processing plate, such as polishing plate. Due to the prevailing in such processing machines rotating machining can be assumed that the workpieces are machined substantially rotationally symmetric, so that any deviations from the given geometry are rotationally symmetric.
  • a lateral or radial thickness measurement thus provides sufficient accuracy.
  • the workpieces can pass through an area outside the working gap, for example during grinding or lapping operations.
  • This is referred to as technical overflow.
  • it is located on the outside of the working gap.
  • the overflow can also be located on the inside of the working gap.
  • the optical thickness measurement takes place in the region outside the working gap, or that the Processing machine has at least one optical measuring device in the area outside the working gap, with which the thickness of at least one workpiece in the area outside the working gap is measurable.
  • the overflow is easily accessible and is therefore particularly suitable for thickness measurement in this area.
  • the processing machine has at least one optical measuring device arranged in a working disk of the processing machine, with which the thickness measurement takes place or can take place.
  • Double-side processing machines usually have an upper and a lower working disk. This embodiment is therefore based on the idea of arranging a measuring device in one of these working disks, preferably in the upper working disk, because of possible contamination, and in this way making it possible to measure the optical thickness during machining. This procedure is particularly suitable for polishing operations, in which an overflow may be undesirable.
  • the thickness can be measured by means of an interferometric measurement method, that is to say the measuring device is an interferometric measuring device.
  • an interferometric measuring device for example, infrared interferometry can be used, in which infrared light is brought into interference.
  • the workpieces for example semiconductor wafers (silicon wafers or the like) may be partially transparent to infrared light. They are then also suitable for internal infrared interferometry. This allows a particularly accurate measurement.
  • Infrared radiation is directed to the workpiece top, wherein a first radiation component is reflected on the workpiece top and a second Radiation component penetrates the workpiece thickness, is reflected at the workpiece bottom and exits again on the workpiece top, the first and the second radiation component to form a
  • Interference pattern based on the interference pattern, the optical workpiece thickness between the
  • Determined workpiece top and the workpiece base, from a measurement of the intensity of the reflected and / or transmitted from the workpiece infrared radiation is taking into account the optical
  • Workpiece thickness determines the mechanical workpiece thickness.
  • the processing machine can be further characterized in that the measuring device has an infrared radiation source, with the infrared radiation can be directed to the workpiece top, so that a first radiation component is reflected on the workpiece top and a second radiation component penetrates the workpiece thickness, is reflected at the workpiece bottom and again on the workpiece top exits, and the first and the second radiation component to form an interference pattern interfere, the measuring device further comprises an evaluation, with the basis of the interference pattern, the optical workpiece thickness between the workpiece top and the workpiece bottom can be determined, the measuring device further comprises an intensity measuring device with which the intensity of the reflected and / or transmitted from the workpiece infrared radiation can be measured, wherein With the evaluation device from the measured intensity, taking into account the optical workpiece thickness, the mechanical workpiece thickness can be measured.
  • the refractive index due to a changed absorption due to changed workpiece thickness can be neglected. This is especially true for infrared radiation only low-absorbing materials, such as silicon. With other materials it is possible that the absorption of the workpiece also changes with a change in thickness.
  • the refractive index can then be determined by correcting the measured intensity by a scale factor determined during a calibration and indicating the changed absorption.
  • this embodiment achieves a more accurate thickness measurement and thus improved properties for the application of integrated circuits or individual electronic components in comparison to the prior art.
  • the mechanical workpiece thickness can be calculated as the quotient of the optical workpiece thickness and the refractive index.
  • the Determination of the optical workpiece thickness between the workpiece top side and the workpiece underside and an optional determination of the refractive index can be carried out in each case using suitable Kalibrationskenn- lines or appropriate calibration maps.
  • the upper side of the workpiece is the side of the workpiece facing the incident radiation, while the side of the workpiece facing away from the incident radiation is referred to as the workpiece underside.
  • this embodiment is independent of the orientation of the workpiece in space or of the direction of incidence of the infrared radiation. It can also be directed, for example, in a vertical direction from bottom to top on the workpiece.
  • the second radiation component can, of course, repeatedly pass through the workpiece thickness and correspondingly be reflected several times on the lower and optionally inner surface of the upper side before it emerges from the workpiece again.
  • the inclusion of the interference pattern is carried out in particular on the workpiece top side facing side.
  • the infrared radiation can for example be coupled into a glass fiber and passed through it onto the workpiece, or the radiation coming from the workpiece can be picked up by the glass fiber and fed to a sensor and evaluation device.
  • a suitable detector can be provided with a suitable evaluation electronics.
  • the disk-shaped workpiece may be part of a sandwich structure, in which case the workpiece underside forms the interface with the next underlying layer. Likewise, the workpiece top may be the interface to a next overlying layer.
  • the interference pattern generated by the interference of the radiation components for example, a diffraction pattern or a
  • an infrared radiation spectrum can be directed onto the workpiece top side, that is to say the infrared radiation source generates an infrared radiation spectrum.
  • This spectrum can be directed in particular perpendicular to the workpiece top.
  • a spectrometer for example a grating spectrometer.
  • infrared radiation sources in particular infrared lamps or infrared gas discharge lamps, can be used as infrared radiation sources.
  • the path difference produced by the workpiece thickness is just such that destructive or constructive interference occurs.
  • This interference pattern can then be spectrally analyzed and evaluated by means of a spectrometer. For example, from the distance between two maxima or minima, the optical workpiece thickness can be determined.
  • the intensity of the radiation resulting from the interference of the first and second radiation components can be measured after their reflection at the workpiece top side or after their exit from the workpiece top side.
  • the intensity measuring device is designed accordingly. In this embodiment, so the Intensity measurement on the same side on which the two interfering radiation components are received and evaluated.
  • the same measuring arrangement can advantageously be used for the intensity measurement and the evaluation of the interference pattern.
  • a particularly high accuracy can be achieved if an intensity difference between two defined points of the interference pattern, for example an interference maximum and an interference minimum, is determined for measuring the intensity.
  • the minimum may in particular also have an intensity equal to zero.
  • a third radiation component can emerge from the workpiece at the bottom of the workpiece and, for measuring the intensity of the reflected and / or transmitted infrared radiation, the intensity of the third radiation component can be measured after its exit from the workpiece.
  • the intensity measuring device is designed accordingly. In this embodiment, therefore, the intensity of the radiation radiating through the workpiece is recorded and deduced therefrom on the reflection or absorption degree. This embodiment lends itself, for example, when the underside of the workpiece is accessible from the outside and corresponding continuous radiation can be recorded.
  • the refractive index of the workpiece can be determined, and the mechanical workpiece thickness can be determined taking into account the determined refractive index from the optical workpiece thickness.
  • the refractive index can be determined, for example, from a characteristic curve representing the refractive index as a function of the intensity or the intensity difference of the infrared radiation reflected and / or transmitted by the workpiece. Such a characteristic can be part of a Calibration be created and stored, for example, in the evaluation. It is also conceivable to determine the mechanical workpiece thickness by means of a characteristic diagram. Such a characteristic map can represent, for example, the workpiece thickness as a function of the intensity or the intensity difference and the refractive index. Such a map is usually created as part of a calibration. The use of characteristic curves or characteristics leads to a particularly simple evaluation of the recorded radiation.
  • the workpiece thickness can also be measured by measuring the distances between the respective measuring device and the top or bottom of a workpiece passing through the region by means of at least two optical measuring devices arranged above and below the region outside the working gap, and measuring the workpiece thickness from the measured distances is determined by means of a differential measurement. It can be done in this embodiment, for example, a transit time measurement by means of two lasers, wherein a laser is disposed above the workpiece and a laser below. From the respective term of the laser radiation from the laser source to the workpiece and back can be closed to the distance.
  • the processing machine in the area outside the working gap a along the traversed by a workpiece path before the measuring device arranged cleaning device, such as a rinsing device, with the located on the workpiece process medium, such as polishing or lapping, before a thickness measurement can be.
  • cleaning device such as a rinsing device
  • the processing machine in the area outside the working gap on the traversed by a workpiece path behind the measuring device means for (re-) application of process medium, such as polishing or lapping, to the workpiece having a thickness measurement.
  • the process medium removed before the measurement can be applied to the workpiece again.
  • a cleaning device, a measuring device and a device for re-applying process medium can thus be provided in succession.
  • the measuring device can have a measuring cleaning device with which at least part of the measuring device can be flushed with a cleaning medium, in particular a cleaning fluid (gas or liquid).
  • a cleaning medium in particular a cleaning fluid (gas or liquid).
  • flushing of an optical measuring head can take place in order to protect this contamination that falsifies the measurement result.
  • the cleaning fluid is, for example, clean air or a corresponding aqueous fluid in question.
  • the flushing of a measuring head can also be done with the process medium located on the workpiece.
  • the carriers can be operated for the duration of the thickness measurement with a reduced rotational speed compared to the normal processing speed.
  • the carriers can also be completely stopped for the measurement.
  • the workpieces pass through the area used for the optical measurement, for example the overflow, so slower in this embodiment. In this way, a more accurate measurement of the thickness is possible.
  • It may further be provided to adapt the position of the measuring device used for the thickness measurement as a function of wear of the processing machine, in particular of the working disks.
  • the work disks or work coverings are used in operation. For example, the upper working disk is then correspondingly new delivered to the workpieces, so that again the desired pressure is exerted on the workpiece.
  • the working gap can thus be shifted downwards, for example, overall.
  • a distance measurement with lasers for thickness measurement a shift of the working gap affects the measurement result. Therefore, it is provided in this embodiment, for example, that the measuring device according to the displacement of the working gap can also be moved. Such a tracking of the measuring device, the accuracy is maintained even at a wear of the machine at any time.
  • the processing machine can furthermore have a control device with which the processing parameters of the processing machine can be adapted in dependence on a determined workpiece thickness and / or a determined workpiece thickness profile.
  • the control device can of course also be a control device. From a feedback of the workpiece thickness to the machine control system, a control and / or regulation of the machine parameters ("recipe recommendation / variation") can take place.
  • Such an adaptation of the parameters of the machine may be, for example, a shutdown of the machine upon reaching a predetermined material removal, ie a predetermined workpiece thickness. Another example is the occurrence of undesirable convexity or concavity of a measured radial thickness profile of the workpieces.
  • the work disks or the work coverings correspondingly have an undesired concavity or convexity.
  • the geometry of the working wheels for example by applying mechanical pressure in the desired manner.
  • segmented work coverings eg in polishing plates.
  • the processing machine according to the invention may be designed for carrying out the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a part of a processing machine according to the invention in a plan view
  • FIG. 3 shows a detail of the processing machine according to the invention in a cross section
  • Fig. 4 shows a structure of the measuring device according to the invention according to an exemplary embodiment
  • Fig. 5 is a sketch for illustrating the beam paths in the invention.
  • a part of a double-side processing machine 10 is shown in a plan view.
  • the lower working disk 11 With a lower working surface 12, which together with a not shown working surface of an upper working disc limits a working gap.
  • a plurality of carriers 14 are arranged, each having a plurality of recesses 16 for not shown in Fig. 1 workpieces, for example, semiconductor wafers, such as silicon wafers have.
  • each rotor disk 14 has four recesses 16.
  • the rotor disks 14 are set in rotation by means of a rolling device, whereby they describe a cycloidal trajectory together with the workpieces received in their recesses 16.
  • the recesses 16 and workpieces received therein pass partially through an area 18 outside the working gap bounded by the lower work surface 12 and upper work surface.
  • This area 18 is also referred to as overflow 18.
  • this arranged on the outside of the annular working gap overflow 18 is shown enlarged.
  • a second region 19 outside the annular working gap is located in Fig. 1 on the inside of the working gap.
  • a lapping disk 20 is also shown as the upper working disk 20 hi the example shown in Fig. 2, a workpiece passes through the overflow 18 along an illustrated by the arrow 22 track 22. Along this track 22 are in the overflow 18 in a row a cleaning device 24, in the illustrated example, a rinsing device 24, an optical measuring device 26 and a device 28 for applying process medium, in the example shown a lapping, arranged on the workpiece.
  • a cleaning device 24 in the illustrated example, a rinsing device 24, an optical measuring device 26 and a device 28 for applying process medium, in the example shown a lapping, arranged on the workpiece.
  • the flushing device 24 in the present case a water rinse, is located on the workpiece lapping before passing through the optical measuring device 26 from the workpiece. Subsequently, the thickness of the workpiece is measured directly with the optical measuring device 26 in the overflow 18.
  • the previously removed lapping agent is applied to the workpiece again with the device 28.
  • the speed of the processing machine 10 and in particular of the rotor discs 14 can be reduced compared to the normal operation.
  • the measuring device 26 is shown in more detail. It can be seen how a recorded in a rotor 14 workpiece 30, in this case a silicon wafer 30, the overflow 18 passes.
  • the wafer 30 is located between the lapping disk 20 and the lower working disk 11 and in particular in the working gap 31 delimited between the upper working surface 21 of the lapping disk 20 and the lower working surface 12 of the lower working disk 11.
  • the optical measuring device 26 in the present case an infrared interferometric measuring device 26 is arranged. With the measuring device 26, an infrared radiation spectrum 32, that is to say infrared radiation of different wavelengths or frequencies, is directed onto the upper side 34 of the wafer 30.
  • the measuring device 26 has a housing 36 which can be closed on its underside by a magnetically driven cover 38.
  • the measuring device 26 further has a measuring cleaning device which, in the example shown, generates an air flow 40 for keeping the measuring head free of contaminants.
  • the infrared radiation 32 directed onto the workpiece upper side 34 by the measuring device 26 and in particular an infrared radiation source is reflected by a first radiation component on the workpiece upper side 34, while a second radiation component penetrates the workpiece thickness, on the underside of the workpiece is reflected and exits directly or after multiple reflections on the inside of the top 34 and the workpiece bottom 42 again on the workpiece top 34.
  • the first and second radiation fractions coming back from the workpiece 30 reach a sensor and evaluation device 44 shown only schematically in FIG.
  • Fig. 4 the construction of the measuring device 26 and in particular the sensor and evaluation device 44 is shown in more detail.
  • the silicon wafer 30 is shown, whose mechanical thickness d is to be measured.
  • An infrared radiation source 46 in the present case an infrared lamp 46, generates the infrared radiation 32.
  • a beam splitter 48 for example a semitransparent mirror 48, the infrared radiation 32 focused by an optical system 50 reaches the upper side 34 of the wafer 30 under normal incidence.
  • a first radiation component 52 is reflected on the workpiece upper side 34 and runs back perpendicular to the beam splitter 48.
  • the radiation 53 passing back through the workpiece thickness d from the workpiece underside 42 to the upper side 34 is in turn partially reflected at the upper side 34, so that a further radiation component 56 passes through the workpiece thickness d again from the upper side 34 to the workpiece lower side 42, and so on.
  • the spectrometer 60 is a grating spectrometer 60.
  • the infrared radiation 32 striking the spectrometer 60 is spectrally fanned out, as shown schematically in FIG. 4 as the spectrum 62.
  • spectrum 62 for purposes of illustration only, the radiation intensity is plotted in arbitrary units versus wavelength.
  • a corresponding interference diagram is shown in a general and schematic manner in FIG. 4 at reference numeral 64.
  • the intensity is plotted in arbitrary units over the wavelength. This results in an interference pattern 66.
  • the optical workpiece thickness L as a product of the mechanical workpiece thickness d and the refractive index of the wafer 30 can be determined in a manner known per se to the person skilled in the art.
  • the intensity difference 70 between an interference maximum and an interference minimum contains information about the reflectivity of the wafer 30.
  • the refractive index of the wafer 30 can be determined, for example, on the basis of a characteristic curve created during a calibration.
  • the mechanical workpiece thickness d are calculated as the quotient of the determined optical workpiece thickness L and the likewise determined refractive index n.
  • a thickness measurement which is more accurate than that of the prior art is possible online during the machining of a workpiece 30.
  • at least the part of the workpiece 30 located in the overflow 18 can be measured radially, wherein the method for measuring the thickness is carried out successively along a radial surface line on the workpiece and thus a radial thickness profile is created.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen der Dicke von in einer Bearbeitungsmaschine bearbeiteten scheibenförmigen Werkstücken für integrierte Schaltungen, wobei die Bearbeitungsmaschine eine obere rotierend antreibbare Arbeitsscheibe mit einer ringförmigen Arbeitsfläche aufweist, die einer unteren Arbeitsfläche zugekehrt ist, und wobei die Arbeitsflächen zwischen sich einen Arbeitsspalt bilden, in dem mehrere Läuferscheiben angeordnet sind, die in Ausnehmungen Werkstücke aufnehmen und mittels einer Abwälzvorrichtung in Rotation versetzbar sind, wodurch die Läuferscheiben und damit die in ihnen aufgenommenen Werkstücke sich entlang einer zykloidischen Bahn bewegen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mittels eines optischen Messverfahrens die Dicke mindestens eines in der Bearbeitungsmaschine befindlichen Werkstücks gemessen wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine entsprechende Bearbeitungsmaschine.

Description

Verfahren zum Messen der Dicke von in einer Bearbeitungsmaschine bearbeiteten scheibenförmigen Werkstücken
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen der Dicke von in einer Bearbeitungsmaschine bearbeiteten scheibenförmigen Werkstücken, die als Substrat für elektronische Bauelemente dienen, wobei die Bearbeitungsmaschine eine obere rotierend antreibbare Arbeitsscheibe mit einer ringförmigen Arbeitsfläche aufweist, die einer unteren Arbeitsfläche zugekehrt ist, und wobei die Arbeitsflächen zwischen sich einen Arbeitsspalt bilden, in dem mehrere Läuferscheiben angeordnet sind, die in Ausnehmungen Werkstücke aufnehmen und mittels einer Abwälzvorrichtung in Rotation versetzbar sind, wodurch die Läuferscheiben und damit die in ihnen aufgenommenen Werkstücke sich entlang einer zykloidischen Bahn bewegen,.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Bearbeitungsmaschine mit einer oberen rotierend antreibbaren Arbeitsscheibe mit einer ringförmigen Arbeitsfläche, die einer unteren Arbeitsfläche zugekehrt ist, wobei die Arbeitsflächen zwischen sich einen Arbeitsspalt bilden, in dem mehrere Läuferscheiben angeordnet sind, die in Ausnehmungen Werkstücke aufnehmen und mittels einer Abwälzvorrichtung in Rotation versetzbar sind, wodurch die Läuferscheiben und damit die in ihnen aufgenommenen Werkstücke sich entlang einer zykloidischen Bahn bewegen.
Bei Arbeitsmaschinen mit oberer und unterer Arbeitsscheibe spricht man von Dop- pelseitenbearbeitungsmaschinen. Mit ihnen erfolgt eine planparallele Bearbeitung von Werkstücken, beispielsweise von Halbleiterscheiben (Wafer). Die Bearbeitung kann in einem Schleifen, Läppen, Polieren oder dergleichen bestehen. Je nach Bearbeitungsvorgang weisen die Arbeitsflächen Arbeitsbeläge auf, die mit den Werkstückflächen in Eingriff gelangen. Ebenfalls je nach Bearbeitungsvorgang kann in den Arbeitsspalt ein Kühlschmiermittel eingeleitet werden, das gegebenenfalls Polier- bzw. Läppmaterial enthält. Die Geometrie der dabei erzeugten Werkstücke ist von großer Bedeutung für den weiteren Einsatz. So werden die fertig bearbeiteten Werkstücke häufig durch optische Abbildeverfahren mit integrierten Schaltungen versehen. Unerwünschte Dickenschwankungen der Werkstücke verringern die Abbildungsschärfe und damit die Qualität der integrierten Schaltungen.
Zum Ende des Bearbeitungsvorgangs, wenn das Werkstück eine vorgegebene Dicke erreicht hat, wird die Maschine abgeschaltet. Die sogenannte Abschaltgenauigkeit von Doppelseitenbearbeitungsmaschinen unterliegt diversen Einflüssen, beispielsweise Temperaturdrift, Werkzeugverschleiß, Verschmutzung und mechanischer Nachgiebigkeit. Bekannt sind indirekte Messverfahren, um die Dicke von Werkstücken während des Bearbeitungsprozesses abzuschätzen. Diese bieten jedoch nicht immer eine ausreichende Genauigkeit. Darüber hinaus ist vorgeschlagen worden, die Dicke von Werkstücken durch mechanische, taktile Messverfahren direkt und während des Bearbeitungsprozesses zu messen. Die auf diese Weise erreichbaren Genauigkeiten sind jedoch ebenfalls in der Praxis häufig nicht ausreichend. Außerdem kann es durch die mechanische Messung zu unerwünschten Einwirkungen auf das Werkstück kommen.
Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Bearbeitungsmaschine der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit denen eine höhere Messgenauigkeit ohne unerwünschte Rückwirkung auf das Werkstück erreicht wird.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche 1 und 14. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den Figuren. Für ein Verfahren der eingangs genannten Art löst die Erfindung die Aufgabe dadurch, dass mittels eines optischen Messverfahrens die Dicke mindestens eines in der Bearbeitungsmaschine befindlichen Werkstücks gemessen wird. Für die Bearbeitungsmaschine löst die Erfindung die Aufgabe entsprechend dadurch, dass die Bearbeitungsmaschine mindestens eine optische Messeinrichtung aufweist, mit der die Dicke mindestens eines in der Bearbeitungsmaschine befindlichen Werkstücks messbar ist.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, eine optische Messeinrichtung in oder an der Bearbeitungsmaschine anzuordnen. Die Messeinrichtung und insbesondere ein entsprechender Messkopf sind also in einen Bereich der Maschine integriert, der während der Bearbeitung zeitweise eine direkte Dickenmessung erlaubt. Dabei wird die mechanische Werkstückdicke ermittelt. Dies kann beispielsweise mittels eines Kennfelds erfolgen, das zuvor im Rahmen einer Kalibrierung erstellt wurde. Durch die direkte optische Messung wird erfindungsgemäß eine im Vergleich zum Stand der Technik genauere Dickenmessung während der Bearbeitung ermöglicht, so dass beispielsweise der bei einer materialabtragenden Werkstückbearbeitung entscheidende Abschaltzeitpunkt der Maschine genauer ermittelt werden kann. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine sind Messgenauigkeiten von 1 ?m und besser möglich. Verfälschende Einflüsse wie Temperaturdrift, Werkzeugverschleiß, Verschmutzung und mechanische Nachgiebigkeit des Werkstücks können erfindungsgemäß weitgehend ausgeschlossen werden. Im Vergleich zu taktilen Messverfahren findet erfindungsgemäß keinerlei Einwirkung auf die Werkstücke durch die Messung statt.
Die Doppelseitenbearbeitungsmaschine kann eine obere und eine untere Arbeitsscheibe besitzen und dient beispielsweise zum Schleifen, Läppen, Polieren, oder dergleichen, der Werkstücke. Die dünnen Werkstücke können eine Dicke von weniger als 1,5 mm besitzen. Bei den Werkstücken kann es sich um Halbleiterscheiben (Wafer), insbesondere Silizium- Wafer, handeln, auf die beispielsweise eine integrierte Schaltung aufgebracht werden kann. Es sind aber auch andere Werkstücke denkbar, beispielsweise Saphirscheiben ("Silicon On Insulator, SOI"), auf die eine integrierte Schaltung oder ein einzelnes Bauelement, wie beispielsweise eine Diode aufgebracht werden kann. Die Werkstücke können eine zylindrische bzw. kreisförmige Geometrie besitzen. Gegebenenfalls kann eine kapazitive Vormessung der Werkstückdicke am Maschineneingang erfolgen.
Erfindungsgemäß kann ein (teilweises) laterales, insbesondere radiales, Dickenprofil erstellt werden. Die Dickenmessung kann also entlang verschiedener auf einer lateralen Linie auf der Werkstückoberfläche verteilter Punkte durchgeführt werden. Gerade bei Doppelseitenbearbeitungsmaschinen besteht in der Regel die Aufgabe, eine unerwünscht konkave oder unerwünscht konvexe Oberflächen- oder Dickenform durch die Bearbeitungsteller, beispielsweise Polierteller, zu vermeiden. Aufgrund der in solchen Bearbeitungsmaschinen vorherrschenden rotierenden Bearbeitung kann dabei davon ausgegangen werden, dass die Werkstücke im Wesentlichen rotationssymmetrisch bearbeitet werden, so dass auch gegebenenfalls auftretende Abweichungen von der vorgegebenen Geometrie rotationssymmetrisch sind. Eine laterale bzw. radiale Dickenmessung liefert somit eine ausreichende Genauigkeit.
Bei ihrer zykloidischen Bahnbewegung können die Werkstücke einen Bereich außerhalb des Arbeitsspalts durchlaufen, beispielsweise bei Schleif- oder Läppvorgängen. Dieser wird fachsprachlich als Überlauf bezeichnet. Er befindet sich beispielsweise an der Außenseite des Arbeitsspalts. Bei einem ringförmigen Arbeitsspalt kann sich der Überlauf aber auch an der Innenseite des Arbeitsspalts befinden. Nach einer Ausgestaltung kann daher vorgesehen sein, dass die optische Dickenmessung in dem Bereich außerhalb des Arbeitsspalts erfolgt, bzw. dass die Bearbeitungsmaschine mindestens eine optische Messeinrichtung im Bereich außerhalb des Arbeitsspalts aufweist, mit der die Dicke mindestens eines Werkstücks in dem Bereich außerhalb des Arbeitsspalts messbar ist. Der Überlauf ist gut zugänglich und eignet sich daher besonders für eine Dickenmessung in diesem Bereich.
Nach einer alternativen Ausgestaltung kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Bearbeitungsmaschine mindestens eine in einer Arbeitsscheibe der Bearbeitungsmaschine angeordnete optische Messeinrichtung aufweist, mit der die Dickenmessung erfolgt bzw. erfolgen kann. Doppelseitenbearbeitungsmaschinen weisen üblicherweise eine obere und eine untere Arbeitsscheibe auf. Dieser Ausgestaltung liegt also die Idee zugrunde, eine Messeinrichtung in einer dieser Arbeitsscheiben, wegen möglicher Verschmutzungen bevorzugt in der oberen Arbeitsscheibe, anzuordnen und auf diese Weise eine optische Dickenmessung während der Bearbeitung zu ermöglichen. Diese Vorgehensweise bietet sich insbesondere bei Poliervorgängen an, bei denen ein Überlauf unerwünscht sein kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann die Dicke mittels eines interferometri- schen Messverfahrens gemessen werden, die Messeinrichtung also eine interferometrische Messeinrichtung sein. Dabei kann beispielsweise die Infrarotin- terferometrie zum Einsatz kommen, bei der Infrarotlicht zur Interferenz gebracht wird. Dazu können die Werkstücke, beispielsweise Halbleiterscheiben (Silizium- Wafer o.a.) für Infrarotlicht teiltransparent sein. Sie sind dann auch für eine interne Infrarotinterferometrie geeignet. Dies erlaubt eine besonders genaue Messung.
Gemäß einer Fortbildung dieser Ausgestaltung des Verfahrens können weiterhin die folgenden Schritte vorgesehen sein:
Infrarotstrahlung wird auf die Werkstückoberseite gerichtet, wobei ein erster Strahlungsanteil an der Werkstückoberseite reflektiert wird und ein zweiter Strahlungsanteil die Werkstückdicke durchdringt, an der Werkstückunterseite reflektiert wird und wieder an der Werkstückoberseite austritt, der erste und der zweite Strahlungsanteil interferieren unter Bildung eines
Interferenzmusters, anhand des Interferenzmusters wird die optische Werkstückdicke zwischen der
Werkstückoberseite und der Werkstückunterseite bestimmt, aus einer Messung der Intensität der von dem Werkstück reflektierten und/oder transmittierten Infrarotstrahlung wird unter Berücksichtigung der optischen
Werkstückdicke die mechanische Werkstückdicke ermittelt.
Die erfindungsgemäße Bearbeitungsmaschine kann entsprechend weiter dadurch gekennzeichnet sein, dass die Messeinrichtung eine Infrarotstrahlungsquelle aufweist, mit der Infrarotstrahlung auf die Werkstückoberseite gerichtet werden kann, so dass ein erster Strahlungsanteil an der Werkstückoberseite reflektiert wird und ein zweiter Strahlungsanteil die Werkstückdicke durchdringt, an der Werkstückunterseite reflektiert wird und wieder an der Werkstückoberseite austritt, und der erste und der zweite Strahlungsanteil unter Bildung eines Interferenzmusters interferieren, die Messeinrichtung weiterhin eine Auswerteeinrichtung aufweist, mit der anhand des Interferenzmusters die optische Werkstückdicke zwischen der Werkstückoberseite und der Werkstückunterseite bestimmt werden kann, die Messeinrichtung weiterhin eine Intensitätsmesseinrichtung aufweist, mit der die Intensität der von dem Werkstück reflektierten und/oder transmittierten Infrarotstrahlung gemessen werden kann, wobei mit der Auswerteeinrichtung aus der gemessenen Intensität unter Berücksichtigung der optischen Werkstückdicke die mechanische Werkstückdicke gemessen werden kann. Bei dieser Ausgestaltung ist erkannt worden, dass es beispielsweise aufgrund von Materialschwankungen (Dotierungsschwankungen) zu Abweichungen des Brechungsindexes und dadurch zu einer Verfälschung der Dickenmessung kommen kann. Es ist weiter erkannt worden, dass sich eine Änderung des Brechungsindexes auf den Reflexions- bzw. Absorptionsgrad des Werkstücks auswirkt und es somit bei verändertem Brechungsindex zu einer entsprechenden Änderung in der reflektierten bzw. transmittierten Strahlungsintensität kommt. Dieser Effekt wird ausgenutzt, um bei der Bestimmung der mechanischen Werkstückdicke aus der ermittelten optischen Werkstückdicke Brechungsindexschwankungen zu kompensieren.
Abhängig von dem jeweiligen Material des Werkstücks kann dabei in den meisten Fällen ein Einfluss auf den Brechungsindex durch eine veränderte Absorption aufgrund veränderter Werkstückdicke vernachlässigt werden. Dies gilt insbesondere bei Infrarotstrahlung nur gering absorbierenden Werkstoffen, wie Silizium. Bei anderen Werkstoffen ist es möglich, dass sich bei einer Dickenänderung die Absorption des Werkstücks ebenfalls ändert. Dann kann der Brechungsindex ermittelt werden, indem die gemessene Intensität um einen im Rahmen einer Kalibrierung ermittelten, die veränderte Absorption anzeigenden Skalenfaktor korrigiert wird.
Bei Schwankungen des Brechungsindexes zum Beispiel aufgrund von Dotierungsschwankungen werden mit dieser Ausgestaltung im Vergleich zum Stand der Technik eine genauere Dickenmessung und so verbesserte Eigenschaften für das Aufbringen von integrierten Schaltungen oder einzelnen elektronischen Bauelementen erreicht.
Mit dieser Ausgestaltung werden dünne scheibenförmige teiltransparente Werkstücke vermessen. Die mechanische Werkstückdicke kann als Quotient aus der optischen Werkstückdicke und dem Brechungsindex berechnet werden. Die Bestimmung der optischen Werkstückdicke zwischen der Werkstückoberseite und der Werkstückunterseite sowie eine gegebenenfalls erfolgende Bestimmung des Brechungsindexes kann jeweils unter Verwendung geeigneter Kalibrationskenn- linien beziehungsweise geeigneter Kalibrationskennfelder erfolgen. Als Werkstückoberseite wird dabei die der einfallenden Strahlung zugewandte Seite des Werkstücks bezeichnet, während als Werkstückunterseite die der einfallenden Strahlung abgewandte Seite des Werkstücks bezeichnet wird. Selbstverständlich ist diese Ausgestaltung unabhängig von der Ausrichtung des Werkstücks im Raum bzw. von der Einfallrichtung der Infrarotstrahlung. Sie kann beispielsweise auch in vertikaler Richtung von unten nach oben auf das Werkstück gerichtet werden.
Bei der erfindungsgemäß genutzten internen Interferometrie kann der zweite Strahlungsanteil die Werkstückdicke natürlich mehrfach durchlaufen und entsprechend mehrfach an der Unter- und gegebenenfalls Innenfläche der Oberseite reflektiert worden sein, bevor er wieder aus dem Werkstück austritt. Die Aufnahme des Interferenzmusters erfolgt insbesondere auf der der Werkstückoberseite zugewandten Seite. Dabei kann die Infrarotstrahlung beispielsweise in eine Glasfaser eingekoppelt werden und durch diese auf das Werkstück geleitet werden bzw. die von dem Werkstück kommende Strahlung kann von der Glasfaser aufgenommen und einer Sensor- und Auswerteeinrichtung zugeführt werden. Für die Auswertung des Interferenzmusters kann ein geeigneter Detektor mit einer geeigneten Auswerteelektronik vorgesehen sein.
Das scheibenförmige Werkstück kann Teil einer Sandwichstruktur sein, wobei dann die Werkstückunterseite die Grenzfläche zu der nächsten darunterliegenden Schicht bildet. Ebenso kann die Werkstückoberseite die Grenzfläche zu einer nächsten darüber liegenden Schicht sein. Das durch die Interferenz der Strahlungsanteile erzeugte Interferenzmuster kann beispielsweise ein Beugungsmuster oder auch ein beispielsweise spektral aufgefächertes Interferenzmuster analog zur Weißlichtinter- ferometrie sein. Auf die Art der Interferenz kommt es nicht an.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann ein Infrarotstrahlungsspektrum auf die Werkstückoberseite gerichtet werden, die Infrarotstrahlungsquelle also ein Infrarotstrahlungsspektrum erzeugen. Dieses Spektrum kann insbesondere senkrecht auf die Werkstückoberseite gerichtet werden. Es ist dann weiter möglich, die durch Interferenz der ersten und zweiten Strahlungsanteile entstandene Strahlung mittels eines Spektrometers, beispielsweise eines Gitterspektrometers, spektral zu analysieren. Dabei können als Infrarotstrahlungsquellen zum Beispiel Infrarotlampen, insbesondere Infrarotglühlampen oder Infrarotgasentladungslampen, verwendet werden. Dabei kommt es zur Interferenz der beiden Strahlungsanteile. Insbesondere ist für bestimmte Wellenlängen des Spektrums der durch die Werkstückdicke erzeugte Gangunterschied gerade so, dass destruktive oder konstruktive Interferenz auftritt. Dieses Interferenzmuster kann dann mittels eines Spektrometers spektral analysiert werden und ausgewertet werden. Beispielsweise aus dem Abstand zweier Maxima oder Minima kann die optische Werkstückdicke bestimmt werden.
Selbstverständlich sind erfindungsgemäß auch andere Interferenzverfahren denkbar, beispielsweise mit Strahlung hoher Kohärenzlänge (zum Beispiel Laserstrahlung) und schrägem Strahlungseinfall.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann zur Messung der Intensität der von dem Werkstück reflektierten und/oder transmittierten Infrarotstrahlung die Intensität der durch Interferenz der ersten und zweiten Strahlungsanteile entstandenen Strahlung nach ihrer Reflexion an der Werkstückoberseite beziehungsweise nach ihrem Austritt aus der Werkstückoberseite gemessen werden. Die Intensitätsmesseinrichtung ist dazu entsprechend ausgebildet. Bei dieser Ausgestaltung kann also die Intensitätsmessung auf derselben Seite erfolgen, auf der die beiden interferierenden Strahlungsanteile empfangen und ausgewertet werden. So kann in vorteilhafter Weise für die Intensitätsmessung und die Auswertung des Interferenzmusters dieselbe Messanordnung genutzt werden. Eine besonders hohe Genauigkeit kann erreicht werden, wenn zur Messung der Intensität ein Intensitätsunterschied zwischen zwei definierten Punkten des Interferenzmusters, beispielsweise einem Interferenzmaximum und einem Interferenzminimum, ermittelt wird. Das Minimum kann insbesondere auch eine Intensität gleich Null aufweisen.
Gemäß einer alternativen diesbezüglichen Ausgestaltung kann ein dritter Strahlungsanteil an der Werkstückunterseite aus dem Werkstück austreten und zur Messung der Intensität der reflektierten und/oder transmittierten Infrarotstrahlung die Intensität des dritten Strahlungsanteils nach seinem Austritt aus dem Werkstück gemessen werden. Wieder ist die Intensitätsmesseinrichtung entsprechend dazu ausgebildet. Bei dieser Ausgestaltung wird also die Intensität der das Werkstück durchstrahlenden Strahlung aufgenommen und daraus auf den Reflektions- beziehungsweise Absorptionsgrad geschlossen. Diese Ausgestaltung bietet sich zum Beispiel an, wenn die Unterseite des Werkstücks von außen zugänglich ist und entsprechend durchgehende Strahlung aufgenommen werden kann.
Nach einer weiteren Ausgestaltung kann der Brechungsindex des Werkstücks bestimmt werden, und die mechanische Werkstückdicke unter Berücksichtigung des ermittelten Brechungsindexes aus der optischen Werkstückdicke ermittelt werden. Der Brechungsindex kann beispielsweise aus einer den Brechungsindex in Abhängigkeit von der Intensität beziehungsweise dem Intensitätsunterschied der von dem Werkstück reflektierten und/oder transmittierten Infrarotstrahlung darstellenden Kennlinie ermittelt werden. Eine solche Kennlinie kann im Rahmen einer Kalibrierung erstellt werden und beispielsweise in der Auswerteeinrichtung hinterlegt sein. Es ist auch denkbar, die mechanische Werkstückdicke mittels eines Kennfelds zu ermitteln. Ein solches Kennfeld kann zum Beispiel die Werkstückdicke in Abhängigkeit von der Intensität beziehungsweise dem Intensitätsunterschied und dem Brechungsindex darstellen. Auch ein solches Kennfeld wird üblicherweise im Rahmen einer Kalibration erstellt. Der Einsatz von Kennlinien bzw. Kennfeldern führt zu einer besonders einfachen Auswertung der aufgenommenen Strahlung.
Die Werkstückdicke kann alternativ auch gemessen werden, indem mittels mindestens zweier oberhalb und unterhalb des Bereichs außerhalb des Arbeitsspalts angeordneter optischer Messeinrichtungen die Abstände zwischen der jeweiligen Messeinrichtung und der Ober- bzw. Unterseite eines den Bereich durchlaufenden Werkstücks gemessen werden und die Werkstückdicke aus den gemessenen Abständen mittels einer Differenzmessung bestimmt wird. Es kann bei dieser Ausgestaltung beispielsweise eine Laufzeitmessung mittels zweier Laser erfolgen, wobei ein Laser oberhalb des Werkstück angeordnet ist und ein Laser unterhalb. Aus der jeweiligen Laufzeit der Laserstrahlung von der Laserquelle zu dem Werkstück und zurück kann auf den Abstand geschlossen werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann die Bearbeitungsmaschine im Bereich außerhalb des Arbeitsspalts eine entlang der von einem Werkstück durchlaufenen Bahn vor der Messeinrichtung angeordnete Reinigungsvorrichtung, beispielsweise eine Spülvorrichtung, aufweisen, mit der auf dem Werkstück befindliches Prozessmedium, beispielsweise Polier- oder Läppmittel, vor einer Dickenmessung entfernt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, für die optische Dickenmessung störendes Prozessmedium vor der Messung von dem Werkstück zu entfernen. Um das Werkstück nach dem Durchlaufen des Überlaufs wieder problemlos der weiteren Bearbeitung zufuhren zu können, kann weiter vorgesehen sein, dass die Bearbeitungsmaschine im Bereich außerhalb des Arbeitsspalts eine entlang der von einem Werkstück durchlaufenen Bahn hinter der Messeinrichtung angeordnete Einrichtung zum (Wieder-)Aufbringen von Prozessmedium, beispielsweise Polier- oder Läppmittel, auf das Werkstück nach einer Dickenmessung aufweist. Es kann nach Durchführung der Messung also das vor der Messung entfernte Prozessmedium wieder auf das Werkstück aufgebracht werden. Entlang der Bahn der Werkstücke durch den Überlauf können also hintereinander eine Reinigungsvorrichtung, eine Messeinrichtung und eine Einrichtung zum Wiederaufbringen von Prozessmedium vorgesehen sein.
Weiterhin kann die Messeinrichtung eine Messreinigungsvorrichtung aufweisen, mit der zumindest ein Teil der Messeinrichtung mit einem Reinigungsmedium, insbesondere einem Reinigungsfluid (Gas oder Flüssigkeit), umspült werden kann. Dabei kann eine Spülung eines optischen Messkopfes erfolgen, um diesen vor das Messergebnis verfälschenden Verschmutzungen zu schützen. Als Reinigungsfluid kommt beispielsweise saubere Luft oder ein entsprechendes wasserhaltiges Fluid in Frage. Die Spülung eines Messkopfs kann aber auch mit dem auf dem Werkstück befindlichen Prozessmedium erfolgen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung können die Läuferscheiben für die Zeitdauer der Dickenmessung mit einer im Vergleich zur normalen Bearbeitungsgeschwindigkeit verminderten Rotationsgeschwindigkeit betrieben werden. Die Läuferscheiben können für die Messung natürlich auch vollständig angehalten werden. Die Werkstücke durchlaufen den für die optische Messung genutzten Bereich, beispielsweise den Überlauf, bei dieser Ausgestaltung also langsamer. Auf diese Weise ist eine genauere Messung der Dicke möglich. Es kann weiterhin vorgesehen sein, die Position der zur Dickenmessung eingesetzten Messeinrichtung in Abhängigkeit von einem Verschleiß der Bearbeitungsmaschine, insbesondere der Arbeitsscheiben, anzupassen. Die Arbeitsscheiben bzw. Arbeitsbeläge nutzen sich im Betrieb ab. Beispielsweise die obere Arbeitsscheibe wird dann entsprechend neu auf die Werkstücke zugestellt, so dass wieder der gewünschte Druck auf das Werkstück ausgeübt wird. Je nach Verschleiß kann sich dadurch der Arbeitsspalt beispielsweise insgesamt nach unten verschieben. Erfolgt beispielsweise eine Abstandsmessung mit Lasern zur Dickenmessung beeinflusst eine Verschiebung des Arbeitsspalts das Messergebnis. Deshalb ist bei dieser Ausgestaltung beispielsweise vorgesehen, dass die Messeinrichtung entsprechend der Verlagerung des Arbeitsspalts ebenfalls verlagert werden kann. Durch ein solches Nachführen der Messeinrichtung wird die Genauigkeit auch bei einem Verschleiß der Maschine jederzeit aufrechterhalten.
Die Bearbeitungsmaschine kann weiterhin eine Steuereinrichtung aufweisen, mit der in Abhängigkeit von einer ermittelten Werkstückdicke und/oder eines ermittelten Werkstückdickenprofils die Bearbeitungsparameter der Bearbeitungsmaschine an- gepasst werden können. Die Steuereinrichtung kann selbstverständlich auch eine Regeleinrichtung sein. Aus einer Rückmeldung der Werkstückdicke an die Maschinensteuerung kann eine Steuerung und/oder Regelung der Maschinenparameter ("Rezeptempfehlung/-variation") erfolgen. Eine solche Anpassung der Parameter der Maschine kann beispielsweise ein Abschalten der Maschine bei Erreichen eines vorgegebenen Materialabtrags, also einer vorgegebenen Werkstückdicke, sein. Ein anderes Beispiel ist das Auftreten einer unerwünschten Konvexität oder Konkavität eines gemessenen radialen Dickenprofils der Werkstücke. In diesem Fall kann davon ausgegangen werden, dass die Arbeitsscheiben bzw. die Arbeitsbeläge entsprechend eine unerwünschte Konkavität bzw. Konvexität aufweisen. Um dies zu korrigieren, kann dann als Bearbeitungsparameter die Geometrie der Arbeitsscheiben beispielsweise durch Ausüben mechanischen Drucks in gewünschter Weise beeinflusst werden. Ein weiteres Beispiel sind sogenannte segmentierte Arbeitsbeläge, z.B. bei Poliertellern. Bei solchen Arbeitsbelägen kann entsprechend einer gemessenen Geometrie des Werkstücks gezielt Druck auf einzelne Segmente des Arbeitsbelags ausgeübt werden, so dass eine gezielte Geometrieeinstellung möglich ist.
Die erfindungsgemäße Bearbeitungsmaschine kann zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet sein.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 einen Teil einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine in einer Draufsicht,
Fig. 2 einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine in einer Draufsicht,
Fig. 3 einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine in einem Querschnitt,
Fig. 4 einen Aufbau der erfindungsgemäßen Messeinrichtung nach einem Ausfuhrungsbeispiel, und
Fig. 5 eine Skizze zur Veranschaulichung der Strahlengänge bei der Erfindung.
Soweit nichts anderes angegeben ist, bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände. In Fig. 1 ist ein Teil einer erfindungsgemäßen Doppel- seitenbearbeitungsmaschine 10 in einer Draufsicht dargestellt. Zu erkennen ist die untere Arbeitsscheibe 11 mit einer unteren Arbeitsfläche 12, die zusammen mit einer nicht näher dargestellten Arbeitsfläche einer oberen Arbeitsscheibe einen Arbeitsspalt begrenzt. In dem Arbeitsspalt sind mehrere Läuferscheiben 14 angeordnet, die jeweils mehrere Ausnehmungen 16 für in Fig. 1 nicht dargestellte Werkstücke, beispielsweise Halbleiterscheiben, wie Silizium- Wafer, aufweisen. In dem dargestellten Beispiel besitzt jede Läuferscheibe 14 vier Ausnehmungen 16. Die Läuferscheiben 14 sind mittels einer Abwälzvorrichtung in Rotation versetzbar, wodurch sie zusammen mit den in ihren Ausnehmungen 16 aufgenommenen Werkstücken eine zykloidische Bahn beschreiben.
Ln Zuge der zykloidischen Bahnbewegung durchlaufen die Ausnehmungen 16 und mit ihnen darin aufgenommene Werkstücke teilweise einen Bereich 18 außerhalb des durch die untere Arbeitsfläche 12 und obere Arbeitsfläche begrenzten Arbeitsspalts. Dieser Bereich 18 wird auch als Überlauf 18 bezeichnet. In der Draufsicht in Fig. 2 ist dieser an der Außenseite des ringförmigen Arbeitsspalts angeordnete Überlauf 18 vergrößert dargestellt. Ein zweiter Bereich 19 außerhalb des ringförmigen Arbeitsspalts befindet sich in Fig. 1 an der Innenseite des Arbeitsspalts. Obgleich im Folgenden eine Dickenmessung an dem Überlauf 18 an der Spaltaußenseite beschrieben wird, wäre eine solche Dickenmessung in analoger Weise auch in dem Überlauf 19 an der Innenseite des Spalts möglich.
In Fig. 2 ist darüber hinaus als obere Arbeitsscheibe 20 eine Läppscheibe 20 dargestellt, hi dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel durchläuft ein Werkstück den Überlauf 18 entlang einer durch den Pfeil 22 veranschaulichten Bahn 22. Entlang dieser Bahn 22 sind in dem Überlauf 18 hintereinander eine Reinigungsvorrichtung 24, in dem dargestellten Beispiel eine Spülvorrichtung 24, eine optische Messeinrichtung 26 sowie eine Einrichtung 28 zum Aufbringen von Prozessmedium, in dem dargestellten Beispiel einem Läppmittel, auf das Werkstück angeordnet. Mit der Spülvorrichtung 24, vorliegend einer Wasserspülung, wird auf dem Werkstück befindliches Läppmittel vor dem Durchlaufen der optischen Messeinrichtung 26 von dem Werkstück entfernt. Anschließend wird mit der optischen Messeinrichtung 26 im Überlauf 18 direkt die Dicke des Werkstücks gemessen. Um das Werkstück anschließend wieder dem normalen Bearbeitungsprozess zuführen zu können, wird mit der Einrichtung 28 das zuvor entfernte Läppmittel wieder auf das Werkstück aufgebracht. Zumindest während des Messvorgangs kann dabei die Drehzahl der Bearbeitungsmaschine 10 und insbesondere der Läuferscheiben 14 gegenüber dem normalen Betrieb reduziert werden.
In Fig. 3 ist die Messeinrichtung 26 genauer dargestellt. Dabei ist zu erkennen, wie ein in einer Läuferscheibe 14 aufgenommenes Werkstück 30, vorliegend ein Silizium- Wafer 30, den Überlauf 18 durchläuft. Der Wafer 30 befindet sich zwischen der Läppscheibe 20 und der unteren Arbeitsscheibe 11 und insbesondere in dem zwischen der oberen Arbeitsfläche 21 der Läppscheibe 20 und der unteren Arbeitsfläche 12 der unteren Arbeitsscheibe 11 begrenzten Arbeitsspalt 31. In dem Bereich des Überlaufs 18 ist die optische Messvorrichtung 26, vorliegend eine infra- rotinterferometrische Messeinrichtung 26 angeordnet. Mit der Messeinrichtung 26 wird ein Infrarotstrahlungsspektrum 32, also Infrarotstrahlung unterschiedlicher Wellenlängen bzw. Frequenzen, auf die Oberseite 34 des Wafers 30 gerichtet. Die Messvorrichtung 26 besitzt ein Gehäuse 36, das an seiner Unterseite durch einen magnetisch getriebenen Deckel 38 verschließbar ist. Die Messvorrichtung 26 besitzt weiterhin eine Messreinigungsvorrichtung, die in dem dargestellten Beispiel einen Luftstrom 40 zum Freihalten des Messkopfes von Verunreinigungen erzeugt.
Die von der Messeinrichtung 26 und insbesondere einer Infrarotstrahlungsquelle auf die Werkstückoberseite 34 gerichtete Infrarotstrahlung 32 wird mit einem ersten Strahlungsanteil an der Werkstückoberseite 34 reflektiert, während ein zweiter Strahlungsanteil die Werkstückdicke durchdringt, an der Werkstückunterseite reflektiert wird und direkt bzw. nach mehreren Reflektionen an der Innenseite der Oberseite 34 und der Werkstückunterseite 42 wieder an der Werkstückoberseite 34 austritt. Die von dem Werkstück 30 zurückkommenden ersten und zweiten Strahlungsanteile gelangen zu einer in Fig. 3 lediglich schematisch dargestellten Sensor- und Auswerteeinrichtung 44.
In Fig. 4 ist der Aufbau der Messeinrichtung 26 und insbesondere der Sensor- und Auswerteeinrichtung 44 genauer dargestellt. Dabei ist der Silizium- Wafer 30 gezeigt, dessen mechanische Dicke d gemessen werden soll. Eine Infrarotstrahlungsquelle 46, vorliegend eine Infrarotlampe 46 erzeugt die Infrarotstrahlung 32. Durch einen Strahlteiler 48, beispielsweise einen halbdurchlässigen Spiegel 48, gelangt die durch eine Optik 50 fokussierte Infrarotstrahlung 32 unter senkrechtem Einfall auf die Oberseite 34 des Wafers 30.
Der Strahlengang beim Auftreffen auf den Wafer 30 ist in Fig. 5 genauer dargestellt. Ein erster Strahlungsanteil 52 wird an der Werkstückoberseite 34 reflektiert und läuft senkrecht zum Strahlteiler 48 zurück. Ein weiterer Strahlungsanteil 53 durchdringt die Werkstückdicke d, wird an der Werkstückunterseite 42 (teil-)reflektiert, durchläuft die Werkstückdicke d nochmals von der Unterseite 42 zu der Oberseite 34 und tritt zumindest teilweise als zweiter Strahlungsanteil 54 wieder an der Werkstückoberseite 34 aus. Die die Werkstückdicke d von der Werkstückunterseite 42 zur Oberseite 34 zurück durchlaufende Strahlung 53 wird an der Oberseite 34 wiederum teilreflektiert, so dass ein weiterer Strahlungsanteil 56 die Werkstückdicke d wieder von der Oberseite 34 zur Werkstückunterseite 42 durchläuft, und so weiter. Diese Strahlengänge sind an sich bekannt. Da die Strahlung 53 an der Werkstückunterseite 42 nur teilreflektiert wird, tritt bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ein dritter Strahlungsanteil 58 an der Werkstückunterseite 42 aus. Der erste und zweite Strahlungsanteil 52, 54 (und gegebenenfalls weitere reflektierte Strahlungsanteile) treffen nach ihrer Reflexion bzw. nach ihrem Wiederaustritt aus dem Werkstück 30 erneut auf den Strahlteiler 48 und werden von diesem senkrecht abgelenkt und zu einem Spektrometer 60 geführt. In dem dargestellten Beispiel handelt es sich bei dem Spektrometer 60 um ein Gitterspekrometer 60. Durch dieses Spektrometer 60 wird die auf das Spektrometer 60 treffende Infrarotstrahlung 32 spektral aufgefächert, wie dies in Fig. 4 schematisch als Spektrum 62 dargestellt ist. In dem Spektrum 62 ist lediglich zur Veranschaulichung die Strahlungsintensität in beliebigen Einheiten über der Wellenlänge aufgetragen.
Der von dem Wafer 30 zurückkommende Teil der Infrarotstrahlung 32, insbesondere der erste und zweite Strahlungsanteil 52, 54 interferieren miteinander in ebenfalls an sich bekannter Weise. Je nach dem durch die Waferdicke d verursachten Gangunterschied der Strahlungsanteile 52, 54 kommt es zu konstruktiver oder destruktiver Interferenz. Ein entsprechendes Interferenzdiagramm ist in allgemeiner und schematischer Weise in Fig. 4 bei dem Bezugszeichen 64 dargestellt. In dem Interferenzdiagramm 64 ist wiederum die Intensität in beliebigen Einheiten über der Wellenlänge aufgetragen. Es ergibt sich ein Interferenzmuster 66. Durch eine Auswertung des Intensitätssignals in dem Interferenzdiagramm 64 wird die Dicke d des Werkstücks 30 bestimmt. Beispielsweise aus dem Abstand 68 zweier Interferenz- maxima kann in dem Fachmann an sich bekannter Weise die optische Werkstückdicke L als Produkt der mechanischen Werkstückdicke d und des Brechungsindexes des Wafers 30 ermittelt werden. Der Intensitätsunterschied 70 zwischen einem Interferenzmaximum und einem Interferenzminimum enthält eine Information über die Reflektivität des Wafers 30. Auf Grundlage des gemessenen Intensitätsunterschieds 70 kann z.B. anhand einer im Rahmen einer Kalibrierung erstellten Kennlinie der Brechungsindex des Wafers 30 bestimmt werden. Auf dieser Grundlage kann die mechanische Werkstückdicke d als Quotient aus der ermittelten optischen Werkstückdicke L und dem ebenfalls ermittelten Brechungsindex n berechnet werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine ist online während der Bearbeitung eines Werkstücks 30 eine im Vergleich zum Stand der Technik genauere Dickenmessung möglich. Dabei kann zumindest der in dem Überlauf 18 befindliche Teil des Werkstücks 30 radial vermessen werden, wobei entlang einer radialen Oberflächenlinie auf dem Werkstück nacheinander das Verfahren zur Dickenmessung durchgeführt wird und so ein radiales Dickenprofil erstellt wird.
Auf Grundlage dieser Dickenmessung können Rückschlüsse auf die Geometrie des Werkstücks 30 und insbesondere ein Vergleich der gemessenen Geometrie mit einer vorgegebenen Geometrie erfolgen. Auf dieser Grundlage können von einer nicht näher dargestellten Steuer- und/oder Regeleinrichtung ein oder mehrere Parameter der Bearbeitungsmaschine angepasst werden, um die Werkstückgeometrie in der gewünschten Weise zu beeinflussen.
Es wird darauf hingewiesen, dass obgleich in dem in den Figuren dargestellten Ausfuhrungsbeispiel eine optische Messung der Werkstückdicke in dem von den Werkstücken durchlaufenen Bereich außerhalb des Arbeitsspalts beschrieben ist, erfindungsgemäß in analoger Weise auch eine Dickenmessung mittels einer oder mehrerer in den Arbeitsscheiben der Maschine, beispielsweise der oberen Arbeitsscheibe, angeordneten optischen Messeinrichtungen erfolgen kann.

Claims

Ansprüche:
1. Verfahren zum Messen der Dicke von in einer Bearbeitungsmaschine (10) bearbeiteten scheibenförmigen Werkstücken (30), die als Substrat für elektronische Bauelemente dienen, wobei die Bearbeitungsmaschine (10) eine obere rotierend antreibbare Arbeitsscheibe (20) mit einer ringförmigen Arbeitsfläche aufweist, die einer unteren Arbeitsfläche (12) zugekehrt ist, und wobei die Arbeitsflächen (12) zwischen sich einen Arbeitsspalt bilden, in dem mehrere Läuferscheiben (14) angeordnet sind, die in Ausnehmungen (16) Werkstücke (30) aufnehmen und mittels einer Abwälzvorrichtung in Rotation versetzbar sind, wodurch die Läuferscheiben (14) und damit die in ihnen aufgenommenen Werkstücke (30) sich entlang einer zykloidi- schen Bahn (22) bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines optischen Messverfahrens die Dicke mindestens eines in der Bearbeitungsmaschine befindlichen Werkstücks (30) gemessen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Läuferscheiben (14) aufgenommene Werkstücke (30) bei ihrer Bahnbewegung zumindest teilweise einen Bereich (18) außerhalb des Arbeitsspalts durchlaufen, wobei die optische Dickenmessung in dem Bereich (18) außerhalb des Arbeitsspalts erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Dickenmessung mittels mindestens einer in einer Arbeitsscheibe der Bearbeitungsmaschine angeordneten optischen Messeinrichtung erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke mittels eines interferometrischen Messverfahrens gemessen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte:
Infrarotstrahlung (32) wird auf die Werkstückoberseite (34) gerichtet, wobei ein erster Strahlungsanteil an der Werkstückoberseite (34) reflektiert wird und ein zweiter Strahlungsanteil die Werkstückdicke (d) durchdringt, an der Werkstückunterseite (42) reflektiert wird und wieder an der Werkstückoberseite (34) austritt, der erste und der zweite Strahlungsanteil interferieren unter Bildung eines Interferenzmusters,
-anhand des Interferenzmusters wird die optische Werkstückdicke zwischen der Werkstückoberseite (34) und der Werkstückunterseite (42) bestimmt, aus einer Messung der Intensität der von dem Werkstück (30) reflektierten und/oder transmittierten Infrarotstrahlung (32) wird unter Berücksichtigung der optischen Werkstückdicke (L) die mechanische Werkstückdicke (d) ermittelt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Infrarotstrahlungsspektrum auf die Werkstückoberseite (34) gerichtet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 2 oder nach Anspruch 2 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückdicke gemessen wird, indem mittels mindestens zweier oberhalb und unterhalb des Bereichs (18) außerhalb des Arbeitsspalts angeordneter optischer Messeinrichtungen die Abstände zwischen der jeweiligen Messeinrichtung und der Ober- bzw. Unterseite eines den Bereich (18) durchlaufenden Werkstücks (30) gemessen werden und die Werkstückdicke aus den gemessenen Abständen mittels einer Differenzmessung bestimmt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Werkstück (30) befindliches Prozessmedium, insbesondere Polier- oder Läppmittel, vor der Dickenmessung mittels einer Reinigungsvorrichtung (24), insbesondere einer Spülvorrichtung (24), entfernt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Dickenmessung Prozessmedium, insbesondere Polier- oder Läppmittel, auf das Werkstück (30) aufgebracht wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Dickenmessung eingesetzte Messeinrichtung (26) zumindest teilweise mit einem Reinigungsmedium (40), insbesondere einem Reini- gungsfluid (40), umspült wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Läuferscheiben (14) für die Zeitdauer der Dickenmessung mit einer verminderten Rotationsgeschwindigkeit betrieben werden.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position einer zur Dickenmessung eingesetzten Messeinrichtung (26) in Abhängigkeit von einem Verschleiß der Bearbeitungsmaschine (10), insbesondere der Arbeitsscheiben (20), angepasst wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der ermittelten Werkstückdicke die Bearbeitungsparameter der Bearbeitungsmaschine (10) angepasst werden.
14. Bearbeitungsmaschine mit einer oberen rotierend antreibbaren Arbeitsscheibe (20) mit einer ringförmigen Arbeitsfläche, die einer unteren Arbeitsfläche (12) zugekehrt ist, wobei die Arbeitsflächen (12) zwischen sich einen Arbeitsspalt bilden, in dem mehrere Läuferscheiben (14) angeordnet sind, die in Ausnehmungen (16) Werkstücke (30) aufnehmen und mittels einer Abwälzvorrichtung in Rotation versetzbar sind, wodurch die Läuferscheiben (14) und damit die in ihnen aufgenommenen Werkstücke (30) sich entlang einer zykloi- dischen Bahn (22) bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsmaschine (10) mindestens eine optische Messeinrichtung (26) aufweist, mit der die Dicke mindestens eines in der Bearbeitungsmaschine befindlichen Werkstücks (30) messbar ist.
15. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in den Läuferscheiben (14) aufgenommene Werkstücke (30) bei ihrer Bahnbewegung zumindest teilweise einen Bereich (18) außerhalb des Arbeitsspalts durchlaufen, und dass die Bearbeitungsmaschine mindestens eine optische Messeinrichtung (26) im Bereich (18) außerhalb des Arbeitsspalts aufweist, mit der die Dicke mindestens eines Werkstücks (30) in dem Bereich (18) außerhalb des Arbeitsspalts messbar ist.
16. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsmaschine mindestens eine in einer Arbeitsscheibe der Bearbeitungsmaschine angeordnete optische Messeinrichtung aufweist, mit der die Dickenmessung erfolgen kann.
17. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (26) eine interferometrische Messeinrichtung (26) ist.
18. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass: die Messeinrichtung (26) eine Infrarotstrahlungsquelle aufweist, mit der Infrarotstrahlung (32) auf die Werkstückoberseite (34) gerichtet werden kann, so dass ein erster Strahlungsanteil an der Werkstückoberseite (34) reflektiert wird und ein zweiter Strahlungsanteil die Werkstückdicke (d) durchdringt, an der Werkstückunterseite (42) reflektiert wird und wieder an der Werkstückoberseite (34) austritt, und der erste und der zweite Strahlungsanteil unter Bildung eines Interferenzmusters interferieren, die Messeinrichtung (26) weiterhin eine Auswerteeinrichtung aufweist, mit der anhand des Interferenzmusters die optische Werkstückdicke zwischen der Werkstückoberseite (34) und der Werkstückunterseite (42) bestimmt werden kann, die Messeinrichtung (26) weiterhin eine Intensitätsmesseinrichtung aufweist, mit der die Intensität der von dem Werkstück (30) reflektierten und/oder transmittierten Infrarotstrahlung (32) gemessen werden kann, wobei mit der Auswerteeinrichtung aus der gemessenen Intensität unter Berücksichtigung der optischen Werkstückdicke (L) die mechanische Werkstückdicke (d) ermittelt werden kann.
19. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarotstrahlungsquelle ein Infrarotstrahlungsspektrum (32) erzeugt.
20. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 15 oder nach Anspruch 15 und Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung mindestens zwei oberhalb und unterhalb des Bereichs (18) außerhalb des Arbeitsspalts angeordnete optische Messeinrichtungen aufweist, mit denen die Abstände zwischen der jeweiligen Messeinrichtung und der Ober- bzw. Unterseite eines den Bereich durchlaufenden Werkstücks (30) messbar sind und die Messeinrichtung weiter eine Auswerteeinrichtung aufweist, mit der die Werkstückdicke aus den gemessenen Abständen mittels einer Differenzmessung bestimmt werden kann.
21. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsmaschine (10) im Bereich (18) außerhalb des Arbeitsspalts eine entlang der von einem Werkstück (30) durchlaufenen Bahn (22) vor der Messeinrichtung (26) angeordnete Reinigungsvorrichtung (24), insbesondere eine Spülvorrichtung (24), aufweist, mit der auf dem Werkstück (30) befindliches Prozessmedium, insbesondere Polier- oder Läppmittel, vor einer Dickenmessung entfernt werden kann.
22. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsmaschine (10) im Bereich außerhalb des Arbeitsspalts eine entlang der von einem Werkstück (30) durchlaufenen Bahn (22) hinter der Messeinrichtung (26) angeordnete Einrichtung (28) zum Aufbringen von Prozessmedium, insbesondere Polier- oder Läppmittel, auf das Werkstück (30) nach einer Dickenmessung aufweist.
23. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (26) eine Messreinigungsvorrichtung aufweist, mit der zumindest ein Teil der Messeinrichtung (26) mit einem Reinigungsmedium (42), insbesondere einem Reinigungsfluid (42), umspült werden kann.
24. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsmaschine (10) eine Steuereinrichtung aufweist, mit der in Abhängigkeit von einer ermittelten Werkstückdicke die Bearbeitungsparameter der Bearbeitungsmaschine (10) angepasst werden können.
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