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TW202435304A - 被加工物的加工方法 - Google Patents

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TW202435304A
TW202435304A TW112148918A TW112148918A TW202435304A TW 202435304 A TW202435304 A TW 202435304A TW 112148918 A TW112148918 A TW 112148918A TW 112148918 A TW112148918 A TW 112148918A TW 202435304 A TW202435304 A TW 202435304A
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TW
Taiwan
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grinding
workpiece
holding table
holding
wheel
Prior art date
Application number
TW112148918A
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English (en)
Inventor
麻海航
黃綮宥
林芷稜
Original Assignee
日商迪思科股份有限公司
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  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

[課題]提供一種能縮短或省略對研削後的被加工物所施行之研磨加工的被加工物的加工方法。[解決手段]一種被加工物的加工方法,其以研削裝置研削被加工物,研削裝置具備:保持台,其能保持並旋轉被加工物;以及研削單元,其具有主軸,所述主軸在前端部裝設包含研削磨石之研削輪,並且,所述被加工物的加工方法包含:第一研削步驟,其一邊使保持台與研削輪以第一研削進給速度相對地移動,一邊以研削磨石研削被加工物;以及第二研削步驟,其在第一研削步驟後,一邊使保持台與研削輪以比第一研削進給速度更慢的第二研削進給速度相對地移動,一邊以研削磨石研削被加工物,直至與施加於研削輪之負載對應之負載對應值達到預定的值為止。

Description

被加工物的加工方法
本發明係關於一種以研削裝置研削被加工物之被加工物的加工方法。
在元件晶片的製造程序中,使用在藉由被排列成格子狀之多條分割道(分割預定線)所劃分之多個區域分別形成有元件之基板(晶圓)。藉由沿著切割道分割此基板,而獲得具備元件之晶片(元件晶片)。晶片被組裝於行動電話、個人電腦等各式各樣的電子設備。
近年來,伴隨著電子設備的小型化,進而追求晶片的薄型化。於是,有時會在分割基板前使用研削裝置實施將基板進行研削、薄化之加工。研削裝置具備:保持台,其保持被加工物;以及研削單元,其對被加工物施行研削加工。研削單元具備主軸,在主軸的前端部裝設包含研削磨石之環狀的研削輪。以保持台保持被加工物,一邊使保持台及研削輪旋轉一邊使研削磨石接觸被加工物,藉此將被加工物進行研削、薄化。
在研削被加工物後,使用研磨裝置實施將已施行被加工物的研削加工之面(被研削面)側進行研磨之加工。研磨裝置具備:保持台,其保持被加工物;以及研磨單元,其對被加工物施行研磨加工。研磨單元具備主軸,在主軸的前端部裝設圓盤狀的研磨墊。以保持台保持被加工物,一邊使保持台及研磨墊旋轉一邊使研磨墊接觸被加工物,藉此將被加工物進行研磨。
此外,若在以研削裝置研削被加工物後以研磨裝置進行研磨,則在裝置間搬送被加工物會耗費工夫與時間。於是,有時會使用具備研削單元與研磨單元兩者之加工裝置(研削研磨裝置)(參照專利文獻1)。若使用研削研磨裝置,則變得能對被加工物連續地施行研削加工與研磨加工,加工效率提升。 [習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2016-207942號公報
[發明所欲解決的課題] 若如上述般使用研磨裝置、研削研磨裝置對被加工物的被研削面側施行研磨加工,則減少表面粗糙度且被研削面被鏡面化,研削後的被加工物的品質提升。然而,因準備及實施研磨加工會耗費時間,故若在研削加工後實施研磨加工則加工效率會降低。並且,因研磨加工使用研磨墊等消耗品或研磨液(漿液),故若長時間實施研磨加工則成本亦增加。
本發明係鑑於所述問題而完成者,目的在於提供一種被加工物的加工方法,其能縮短或省略對研削後的被加工物所施行之研磨加工。
[解決課題的技術手段] 若根據本發明的一態樣,則提供一種被加工物的加工方法,其以研削裝置研削被加工物,該研削裝置具備:保持台,其能保持並旋轉該被加工物;以及研削單元,其具有主軸,該主軸在前端部裝設包含研削磨石之研削輪,並且,該被加工物的加工方法包含:第一研削步驟,其一邊使該保持台與該研削輪以第一研削進給速度相對地移動,一邊以該研削磨石研削該被加工物;以及第二研削步驟,其在該第一研削步驟後,一邊使該保持台與該研削輪以比該第一研削進給速度更慢的第二研削進給速度相對地移動,一邊以該研削磨石研削該被加工物,直至與施加於該研削輪之負載對應之負載對應值達到預定的值為止。
此外,較佳為,該負載對應值為使該主軸旋轉之馬達的電流值。並且,較佳為,該被加工物的加工方法進一步包含:第三研削步驟,其在該第二研削步驟後,在已使該保持台與該研削輪的相對移動停止之狀態下,以該研削磨石研削該被加工物。並且,較佳為,該被加工物為玻璃基板。
[發明功效] 在本發明的一態樣之被加工物的加工方法中,以第一研削進給速度研削被加工物後,以比第一研削進給速度更慢的第二研削進給速度研削被加工物,直至負載對應值達到預定的值為止。藉此,可對被加工物的被研削面施行與研磨加工相同性質的研削加工,並可縮短或省略在被加工物的研削後所實施之研磨加工。
以下,參照隨附圖式,說明本發明的一態樣之實施方式。首先,說明能使用於實施本實施方式之被加工物的加工方法之研削裝置的構成例。圖1為表示研削被加工物11之研削裝置2之立體圖。此外,在圖1中,X軸方向(前後方向、第一水平方向)與Y軸方向(左右方向、第二水平方向)為互相垂直的方向。並且,Z軸方向(研削進給方向、高度方向、鉛直方向、上下方向)為與X軸方向及Y軸方向垂直的方向。
例如,被加工物11為以硼矽酸鹽玻璃、石英玻璃等而成之圓盤狀的玻璃基板,並具備互相大致平行的正面(第一面)11a及背面(第二面)11b。但是,被加工物11的材質、形狀、構造、大小等並無限制。例如,被加工物11亦可為以半導體(Si、GaAs、InP、GaN、SiC等)、陶瓷、樹脂、金屬等而成之基板(晶圓)。
並且,被加工物11亦可形成有多個IC(Integrated Circuit,積體電路)、LSI(Large Scale Integration,大型積體電路)、LED(Light Emitting Diode,發光二極體)、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems,微機電系統)元件等元件。例如,被加工物11藉由以互相交叉之方式排列成格子狀之多條切割道(分割預定線)而被劃分成多個矩形狀的區域。然後,在被加工物11的正面11a側的藉由切割道所劃分之多個區域分別形成元件。
藉由沿著切割道分割上述的被加工物11,而製造分別具備元件之多個晶片(元件晶片)。並且,在分割被加工物11前,若先使用研削裝置2研削被加工物11的背面11b側並薄化被加工物11,則獲得經薄型化之晶片。但是,元件的種類、數量、形狀、構造、大小、配置等並無限制,被加工物11亦可未形成有元件。
研削裝置2具備:基台4,其支撐或容納構成研削裝置2之各構成要素。在基台4的上表面側設置有矩形狀的開口4a,所述矩形狀的開口4a以長邊方向沿著X軸方向之方式形成。並且,在基台4的後端部的上表面側沿著Z軸方向配置有長方體狀的支撐構造6。
在開口4a的內部設置有能保持並旋轉被加工物11的保持台(卡盤台)8。保持台8的上表面構成保持被加工物11之保持面8a。此外,圖1中雖表示保持圓盤狀的被加工物11之圓形的保持面8a,但保持面8a的形狀可因應被加工物11的形狀等而適當變更。
圖2為表示保持台8之剖面圖。保持台8具備以SUS(不鏽鋼)等金屬、玻璃、陶瓷、樹脂等而成之圓柱狀的框體(本體部)10。在框體10的上表面10a側的中央部設置有圓柱狀的凹部10b。
在框體10的凹部10b嵌入有以多孔陶瓷等多孔材料而成之圓盤狀的保持構件12。保持構件12包含從保持構件12的上表面連通至下表面之多個氣孔。保持構件12的上表面構成圓形的吸引面12a,所述圓形的吸引面12a在以保持台8保持被加工物11時吸引被加工物11。
藉由框體10的上表面10a與保持構件12的吸引面12a而構成保持台8的保持面8a。保持面8a係透過保持構件12所含之氣孔、被設置於框體10的內部之流路10c、閥(未圖示)等而與噴射器等吸引源(未圖示)連接。
保持台8的保持面8a被形成為以保持面8a的中心為頂點之圓錐狀,並相對於保持面8a的徑向稍微傾斜。然後,以相當於保持面8a的一部分且從保持面8a的中心至外周緣之保持區域8b與水平面(XY平面)成為大致平行之方式,以稍微傾斜之狀態配置保持台8。被加工物11之中被保持面8a的保持區域8b及其附近所保持之區域係被後述的研削單元32研削。
在保持台8連結有使保持台8繞旋轉軸旋轉之馬達等旋轉驅動源(未圖示),所述旋轉軸係沿著與保持面8a的徑向垂直的方向所設定。保持台8的旋轉軸以通過保持面8a的中心之方式與保持面8a交叉,並相對於Z軸方向稍微傾斜。
此外,在圖2中為了方便說明,雖誇張圖示保持台8的保持面8a的傾斜,但實際的保持面8a的傾斜小。例如,在保持面8a的直徑為290mm以上且310mm以下左右之情形中,保持面8a的中心與外周緣之高度的差(相當於圓錐的高度)被設定成20μm以上且40μm以下左右。
如圖1所示,在保持台8連結有使保持台8沿著X軸方向移動之X軸移動單元14。X軸移動單元14例如為滾珠螺桿式的移動機構,並被設置於開口4a的內側。具體而言,X軸移動單元14具備:X軸滾珠螺桿(未圖示),其沿著X軸方向配置;以及X軸脈衝馬達(未圖示),其使X軸滾珠螺桿旋轉。然後,X軸滾珠螺桿螺合於已與保持台8連結之螺帽部(未圖示)。
並且,X軸移動單元14具備以包圍保持台8之方式設置之平板狀的工作台蓋16。在工作台蓋16的前方及後方設置有能沿著X軸方向伸縮的蛇腹狀的防塵防滴蓋18。工作台蓋16及防塵防滴蓋18被設置成覆蓋被容納於開口4a的內側之X軸移動單元14的構成要素(X軸滾珠螺桿、X軸脈衝馬達等)。
若使X軸移動單元14運作,則保持台8與工作台蓋16一起沿著X軸方向移動。藉此,保持台8被定位於開口4a的前端部(搬送位置)或後端部(研削位置)。
在支撐構造6的前表面側設置有Z軸移動單元20。Z軸移動單元20例如為滾珠螺桿式的移動機構,並具備沿著Z軸方向配置之一對Z軸導軌22。平板狀的Z軸移動板24能沿著Z軸導軌22滑動地被裝設於一對Z軸導軌22。
在Z軸移動板24的背面側(後表面側)設置有螺帽部(未圖示)。在此螺帽部螺合有Z軸滾珠螺桿26,所述Z軸滾珠螺桿26係在一對Z軸導軌22之間沿著Z軸方向配置。並且,在Z軸滾珠螺桿26的端部連結有使Z軸滾珠螺桿26旋轉之Z軸脈衝馬達28。
在Z軸移動板24的正面(前表面)側固定有支撐構件30。若以Z軸脈衝馬達28使Z軸滾珠螺桿26旋轉,則Z軸移動板24及支撐構件30沿著Z軸導軌22在Z軸方向移動(升降)。
支撐構件30支撐對被加工物11施行研削加工之研削單元32。研削單元32具備被支撐構件30支撐之圓柱狀的外殼34。在外殼34容納有沿著Z軸方向配置之圓柱狀的主軸36。主軸36的前端部(下端部)從外殼34的下表面往下方突出。並且,在主軸36的基端部(上端部)連結有馬達等旋轉驅動源。
在主軸36的前端部固定有以金屬等而成之圓盤狀的輪安裝件38。然後,在輪安裝件38的下表面側能拆卸地裝設將被加工物11進行研削之環狀的研削輪40。例如,研削輪40藉由螺栓等固定工具而被固定於輪安裝件38。藉此,研削輪40透過輪安裝件38被裝設於主軸36的前端部。
研削輪40具備以鋁、不鏽鋼等金屬而成之環狀的輪基台42。輪基台42被形成為與輪安裝件38大致相同直徑,輪基台42的上表面側被固定於輪安裝件38的下表面側。並且,在輪基台42的下表面側固定有多個研削磨石44。例如,研削磨石44被形成為長方體狀,並沿著輪基台42的圓周方向以大致等間隔環狀地排列。研削磨石44的下表面構成研削被加工物11之研削面。
研削磨石44包含以金剛石、cBN(cubic Boron Nitride,立方氮化硼)等而成之磨粒與固定磨粒之金屬結合劑、樹脂結合劑、陶瓷結合劑等結合材(黏合材)。但是,研削磨石44的材質、形狀、構造、大小等並無限制。並且,研削磨石44的數量亦可任意地設定。
研削輪40藉由從旋轉驅動源(未圖示)透過主軸36及輪安裝件38所傳遞之動力而繞著與Z軸方向大致平行的旋轉軸旋轉。若使研削輪40旋轉,則多個研削磨石44分別以主軸36的旋轉軸作為中心沿著與水平面(XY平面)大致平行的環狀的回旋軌道(回旋路徑)回旋。
在研削單元32的內部或附近設置有研削液供給路徑(未圖示),所述研削液供給路徑(未圖示)用於供給純水等液體(研削液)。在以研削單元32研削被加工物之際,從研削液供給路徑對被加工物11及研削磨石44供給研削液。藉此,被加工物11及研削磨石44被冷卻,且因研削加工而產生之屑(加工屑)被洗去。
在研削單元32的下方設置有測量被加工物11的厚度之厚度測量單元(厚度測量器)46。厚度測量單元46在被加工物11的研削的前後或研削中,測量被保持台8保持之被加工物11的厚度。
例如,厚度測量單元46根據被加工物11的上表面的位置與保持台8的保持面8a的位置而測量被加工物11的厚度。具體而言,厚度測量單元46具備:第一測量規(被加工物測量規)48,其測量被保持台8保持之被加工物11的上表面的位置;以及第二測量規(工作台測量規)50,其測量保持台8的保持面8a的位置。第一測量規48為測量被加工物11的上表面的高度位置之接觸式或非接觸式的測量器(高度規)。並且,第二測量規50為測量保持面8a的高度位置之接觸式或非接觸式的測量器(高度規)。
厚度測量單元46根據藉由第一測量規48所測量到之被加工物11的上表面的位置與藉由第二測量規50所測量到之保持面8a的位置之差值,計算被加工物11的厚度。但是,只要能測量被加工物11的厚度,則厚度測量單元46的種類、構成等並無限制。
並且,研削裝置2具備控制研削裝置2之控制器(控制單元、控制部、控制裝置)52。控制器52與研削裝置2的各構成要素(保持台8、X軸移動單元14、Z軸移動單元20、研削單元32、厚度測量單元46等)連接。控制器52藉由將控制訊號輸出至研削裝置2的各構成要素而控制研削裝置2的動作。
例如,控制器52係藉由電腦所構成。具體而言,電腦52具備:處理部,其進行用於使研削裝置2運作的運算等;以及記憶部,其記憶使用於研削裝置2的運作之各種的資訊(資料、程式等)。處理部係包含CPU(Central Processing Unit,中央處理單元)等處理器所構成。並且,記憶部係包含ROM(Read Only Memory,唯讀記憶體)、RAM(Random Access Memory,隨機存取記憶體)等記憶體所構成。
接著,針對以研削裝置2研削被加工物11之被加工物的加工方法的具體例進行說明。圖3為表示被加工物的加工方法之流程圖。在本實施方式中,以保持台8保持被加工物11後,藉由依序實施第一研削步驟S1、第二研削步驟S2、第三研削步驟S3,而將被加工物11進行研削、薄化。
以研削裝置2研削被加工物11之際,如圖1所示,被加工物11被保持台8保持。例如,被加工物11係以正面11a(被保持面)側面對保持面8a且背面11b(被研削面)側在上方露出之方式被配置於保持台8上。此時,被加工物11係以保持台8的旋轉軸通過被加工物11的中心之方式被定位成與保持面8a呈同心圓狀。並且,被加工物11覆蓋保持台8的吸引面12a(參照圖2)的整體。
在已將被加工物11配置於保持台8上之狀態下,若使吸引源的吸引力(負壓)作用於保持面8a,則被加工物11被保持台8吸引保持。此外,嚴格而言,保持面8a係如同前述被形成為圓錐狀(參照圖2)。因此,若以保持台8吸引保持被加工物11,則被加工物11以沿著保持面8a稍微變形之狀態被保持。
以保持台8保持被加工物11之際,亦可在被加工物11的正面11a側固定有保護構件(未圖示)。保護構件被固定成覆蓋被加工物11的正面11a側的整體,並保護被加工物11的正面11a側。此情形,被加工物11隔著保護構件被保持台8的保持面8a保持。
作為保護構件,可使用被形成為與被加工物11大致相同直徑之圓形的薄片(保護薄片)。例如,保護薄片包含薄膜狀的基材與設置於基材上之黏著層(糊劑)。基材係以聚烯烴、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯等樹脂而成,黏著層係以環氧系、丙烯酸系或橡膠系的接著劑等而成。此外,黏著層亦可為藉由紫外線的照射而硬化之紫外線硬化樹脂。
接著,一邊使保持台8與研削輪40以第一研削進給速度相對地移動,一邊以研削磨石44研削被加工物11(第一研削步驟S1)。圖4(A)為表示在第一研削步驟S1中之研削裝置2之側視圖。
在第一研削步驟S1中,首先,調整保持台8與研削輪40的位置關係。具體而言,藉由X軸移動單元14(參照圖1)而使保持台8沿著X軸方向移動,以被加工物11的中心與研削磨石44的回旋軌道在Z軸方向中重疊之方式進行定位。此外,研削磨石44的回旋軌道的直徑大於被加工物11的半徑,研削磨石44被配置成與從被加工物11的中心至外周緣之圓弧狀的區域重疊。
接著,使保持台8及主軸36(研削輪40)旋轉。例如,保持台8的旋轉數被設定成100rpm以上且200rpm以下,主軸36的旋轉數(研削輪40的旋轉數)被設定成1000rpm以上且3000rpm以下。
然後,在已使保持台8及研削輪40旋轉之狀態下,藉由Z軸移動單元20(參照圖1)而使研削單元32沿著Z軸方向下降。藉此,保持台8與研削輪40沿著Z軸方向(與主軸36及研削輪40的旋轉軸平行的方向)相對地移動(研削進給),被加工物11與研削磨石44接近、接觸。此時的保持台8與研削輪40的相對的移動速度(研削單元32的下降速度)相當於在第一研削步驟S1中之研削進給速度(第一研削速度)。例如,第一研削進給速度被設定成0.05μm/s以上且0.25μm/s以下。
若研削磨石44與被加工物11接觸,則研削磨石44一邊以通過保持台8的旋轉軸之方式回旋,一邊研削被加工物11的背面11b側的整體。藉此,被加工物11的整體被薄化。持續研削被加工物11直至被加工物11成為預定的厚度為止。
此外,在第一研削步驟S1中,測量、監測被加工物11的厚度。具體而言,在被加工物11被研削輪40研削之期間,藉由厚度測量單元46(參照圖1)而依序地測量被加工物11的厚度。
厚度測量單元46根據藉由第一測量規48所測量到之被加工物11的背面11b的高度位置與藉由第二測量規50所測量到之保持面8a的高度位置之差值,計算被加工物11的厚度。此外,在被加工物11固定有保護構件之情形中,厚度測量單元46藉由從被加工物11的背面11b的高度位置與保持面8a的高度位置之差值減去預先記錄之保護構件的厚度,而計算被加工物11的厚度。
藉由厚度測量單元46所測量到之被加工物11的厚度被輸入控制器52。然後,控制器52將藉由厚度測量單元46所測量到之被加工物11的厚度與預先記憶於控制器52的記憶體之基準值(被加工物11的厚度的目標值)進行比較,藉此判定被加工物11是否已被薄化至預定的厚度。
此外,被加工物11的厚度亦可藉由控制器52而計算。例如,將由第一測量規48及第二測量規50所得之測量結果輸入控制器52。然後,控制器52根據從厚度測量單元46所輸入之被加工物11的背面11b的高度位置與保持面8a的高度位置之差值,計算被加工物11的厚度。
並且,在由研削輪40所進行之被加工物11的研削中,監測施加於研削輪40之負載(壓力)。具體而言,依序地測量與施加於研削輪40之負載(研削負載)對應之值(負載對應值),並輸入控制器52。
例如,如圖4(A)所示,在主軸36連接有作為旋轉驅動源之馬達54。若從控制器52對馬達54輸入控制訊號,則驅動馬達54,而使主軸36、輪安裝件38及研削輪40旋轉。並且,將馬達54的電流值依序地輸入控制器52,並藉由控制器52進行監測。
若研削磨石44與被加工物11接觸,則研削負載(壓力)施加於研削磨石44。其結果,為了維持研削輪40的旋轉,所需的主軸36的轉矩增大,馬達54的電流值亦增大。亦即,馬達54的電流值反映研削負載的變動。因此,可藉由檢測馬達54的電流值作為負載對應值而監測被加工物11的研削狀況。
圖5為表示馬達54的電流值的時間變化之圖表。首先,在研削磨石44與被加工物11接觸前(時刻t 0~t 1),研削負載未施加於研削輪40,馬達54的電流值維持較低。然後,若研削磨石44與被加工物11接觸,則開始被加工物11的研削(時刻t 1)。之後,若進行研削進給,則研削磨石44緩慢地被推壓至被加工物11。藉此,研削負載增加,馬達54的電流值亦增加(時刻t 1~t 2)。
此外,若以研削磨石44研削被加工物11,則研削磨石44的結合材產生磨耗,從結合材突出之磨粒會脫落,且埋入結合材之磨粒會重新露出。此現象被稱為自銳性,藉由自銳性而整理研削磨石44的狀態。
若進行由研削磨石44所致之被加工物11的研削並且自銳性持續發生,則研削磨石44的研削能力被維持在高的狀態。藉此,保持研削進給量與被加工物11的研削量的平衡,施加於研削磨石44之負載穩定。其結果,馬達54的電流值成為大致固定(時刻t 2~t 3)。
此外,在第一研削步驟S1中,亦可使研削進給速度產生變動。例如,在第一研削步驟S1的初期,以研削效率為優先,將研削進給速度設定成高速(第一速度),在第一研削步驟S1的末期,以加工品質為優先,將研削進給速度設定成低速(第二速度)。此情形,被加工物11係在以第一速度研削進給之狀態下被研削後,在以比第一速度更慢的第二速度研削進給之狀態下被研削。例如,第二速度被設定成第一速度的70%以下,較佳為60%以下,更佳為50%以下。
若在第一研削步驟S1的中途使研削進給速度減速(時刻t 3),則經由研削磨石44所致之被加工物11的推壓減弱,研削負載減少。其結果,馬達54的電流值亦減少(時刻t 3~t 4)。之後,若進行由研削磨石44所致之被加工物11的研削,則施加於研削磨石44之負載穩定,馬達54的電流值成為大致固定(時刻t 4~t 5)。
藉由上述的第一研削步驟S1(時刻t 1~t 5),被加工物11被研削、薄化直至成為預定的厚度。此外,控制器52亦可記憶有馬達54的電流值的上限值I lim。此情形,控制器52依序比較從馬達54輸入之馬達54的電流值與上限值I lim。然後,若馬達54的電流值大於上限值I lim,則控制器52對研削單元32輸出控制訊號,中斷由研削輪40所進行之被加工物11的研削。藉此,避免在施加過大的研削負載之狀態下的被加工物11的研削。
接著,一邊使保持台8與研削輪40以比第一研削進給速度更慢的第二研削進給速度相對地移動,一邊以研削磨石44研削被加工物11,直至負載對應值達到預定的值為止(第二研削步驟)。圖4(B)為表示在第二研削步驟S2中之研削裝置2之側視圖。
在第二研削進給步驟S2中,維持著保持台8及主軸36(研削輪40)的旋轉而使研削進給速度(研削單元32的下降速度)減少。此時的保持台8與研削輪40的相對的移動速度相當於在第二研削步驟S2中之研削進給速度(第二研削進給速度)。例如,第二研削進給速度為第一研削進給速度(在第一研削步驟S1中之研削進給速度)的30%以下,較佳為20%以下,更佳為10%以下。具體而言,在第二研削步驟S2中之研削進給速度可設定成0.03μm/s以下,較佳為0.02μm/s以下,更佳為0.01μm/s以下。
若如上述般使研削輪40以低速下降,則研削磨石44以在被加工物11的背面11b滑行之方式回旋,以微弱的力如臨摹般研削被加工物11的背面11b側。藉此,去除殘留於被加工物11的背面11b側之微小的研削痕(鋸痕),且減少被加工物11的背面11b的表面粗糙度,將被加工物11的背面11b鏡面化。
亦即,在第二研削步驟S2中,藉由使研削進給大幅地減速,而對被加工物11的背面11b側施行與研磨加工相同性質的研削加工。藉此,變得能省略在被加工物11的研削後所實施之研磨加工。並且,假設在研削加工後另外實施研磨加工之情形,亦減少研磨量,而削減研磨加工所需要的時間與成本。
此外,在第二研削步驟S2中亦測量、監測馬達54的電流值作為負載對應值。如圖5所示,若從第一研削步驟S1切換至第二研削步驟S2而研削進給速度降低(時刻t 5),則由研削磨石44所致之被加工物11的推壓減弱,研削負載減少。其結果,馬達54的電流值亦減少(時刻t 5~t 6)。
然而,在第二研削步驟S2中因研削磨石44較弱地接觸被加工物11的背面11b側,故研削磨石44的結合材難以產生磨耗,難以產生自銳性。因此,變得容易產生在從研削磨石44的結合材露出之磨粒不脫落之狀態下磨耗之現象(磨粒鈍化)。藉此,研削磨石44的研削能力緩慢地降低,研削負載增加(時刻t 6~t 7)。
此外,控制器52記憶有馬達54的電流值的參照值I ref。參照值I ref相當於在第二研削步驟S2中之馬達54的電流值的上限值,並預先被設定成預定的值。然後,控制器52依序比較從馬達54輸入之電流值與參照值I ref,而判定馬達54的電流值是否達到參照值I ref
若馬達54的電流值達到參照值I ref,則控制器52將控制訊號輸出至Z軸移動單元20的Z軸脈衝馬達28(參照圖1),並使研削進給(研削輪40的下降)停止(時刻t 7)。如此,在第二研削步驟S2(時刻t 5~t 7)中,並非根據被加工物11的厚度,而是根據施加於研削輪40之負載的大小使研削進給停止。藉此,可避免在研削負載過高的狀態下繼續進行被加工物11的研削,防止表面燒焦等加工不良。
此外,在圖5中雖表示在第一研削步驟S1中之馬達54的電流值的上限值I lim與在第二研削步驟S2中之馬達54的電流值的參照值I ref為相同的值之情形,但上限值I lim與參照值I ref可獨立地設定。例如,在第二研削步驟S2中不易產生加工不良之情形中,亦可將參照值I ref設定為比上限值I lim高。另一方面,在第二研削步驟S2中容易產生加工不良之情形中,亦可將參照值I ref設定為比上限值I lim低。例如,參照值I ref可設定成小於上限值I lim且為上限值I lim的80%以上,較佳為小於上限值I lim且為上限值I lim的90%以上,更佳為小於上限值I lim且為上限值I lim的95%以上。
在第二研削步驟S2後,較佳為在已使保持台8與研削輪40的相對的移動停止之狀態下,以研削磨石44進一步研削被加工物11(第三研削步驟S3)。圖4(C)為表示在第三研削步驟S3中之研削裝置2之側視圖。
在第三研削步驟S3中,維持著保持台8及主軸36(研削輪40)的旋轉而中斷研削進給(研削單元32的下降),並使保持台8與研削輪40的相對的移動停止(研削進給速度=0μm/s)。藉此,在被加工物11與研削輪40的位置關係已被固定之狀態下,稍微地研削被加工物11,緩慢地解除研削磨石44被推壓至被加工物11之狀態。其結果,研削負載緩慢地減少,如圖5所示般馬達54的電流值亦減少(時刻t 7~t 8)。
若實施上述的第三研削步驟S3,則相較於急遽地停止被加工物11的研削之情形,變得不易在被加工物11的背面11b側殘留研削痕。藉此,被加工物11的加工品質提升。此外,在第三研削步驟S3中,研削被加工物11直至保持台8旋轉預定的次數為止(例如10次旋轉)。亦即,藉由保持台8的旋轉數而設定結束被加工物11的研削之時間點。
但是,結束被加工物11的研削之時間點的設定方法並無限制。例如,可研削被加工物11直至藉由厚度測量單元46(參照圖1)所測量之被加工物11的厚度成為預定的厚度為止,亦可研削被加工物11直至馬達54的電流值減少至預定的值為止。並且,亦可設定研削被加工物11之時間。
然後,在第三研削步驟S3後,使被加工物11與研削輪40以互相分離之方式相對地移動(分離步驟)。具體而言,使研削單元32上升,使研削磨石44往從被加工物11離開之方向移動。藉此,研削負載急遽地減少,馬達54的電流值亦急遽減少(時刻t 8~t 9)。然後,若研削磨石44從被加工物11完全地離開,則馬達54的電流值成為與被加工物11的研削前(時刻t 0~t 1)相同的值(時刻t 9以後)。
實施上述的被加工物的加工方法時的研削裝置2的動作係被控制器52控制。具體而言,在控制器52的記憶體記憶有記載研削裝置2的動作之程式,所述研削裝置2的動作用於實現被加工物11的一連串的處理(第一研削步驟S1~第三研削步驟S3)。然後,在以研削裝置2研削被加工物11之際,控制器52讀取並執行程式。藉此,對研削裝置2的各構成要素輸出控制訊號,而自動進行由研削裝置2所進行之被加工物11的研削。
如同上述,在本實施方式之被加工物的加工方法中,以第一研削進給速度研削被加工物11後(第一研削步驟S1),以比第一研削進給速度更慢的第二研削進給速度研削被加工物11直至負載對應值達到預定的值為止(第二研削步驟S2)。藉此,可對被加工物11的被研削面施行與研磨加工相同性質的研削加工,可縮短或省略在被加工物11的研削後所實施之研磨加工。
並且,在第二研削步驟S2中,根據研削負載的大小而決定結束被加工物11的研削之時間點。藉此,可避免在研削負載過高的狀態下繼續進行被加工物11的研削,而防止加工不良的產生。
此外,在上述實施方式中,雖已說明與施加於研削輪40之負載(研削負載)對應之值(負載對應值)為馬達54的電流值之例子,但負載對應值的種類並無限制。例如,保持台8亦可連結有測量施加於保持台8之荷重之荷重測量器(荷重元)。並且,主軸36亦可連結有測量施加於主軸36之荷重之荷重測量器(荷重元)。在此情形中,亦可使用藉由荷重測量器所測量到之荷重值作為負載對應值。
另外,上述實施方式之構造、方法等,只要在不脫離本發明的目的範圍內,則可適當變更並實施。
11:被加工物 11a:正面(第一面) 11b:背面(第二面) 2:研削裝置 4:基台 4a:開口 6:支撐構造 8:保持台(卡盤台) 8a:保持面 8b:保持區域 10:框體(本體部) 10a:上表面 10b:凹部 10c:流路 12:保持構件 12a:吸引面 14:X軸移動單元 16:工作台蓋 18:防塵防滴蓋 20:Z軸移動單元 22:Z軸導軌 24:Z軸移動板 26:Z軸滾珠螺桿 28:Z軸脈衝馬達 30:支撐構件 32:研削單元 34:外殼 36:主軸 38:輪安裝件 40:研削輪 42:輪基台 44:研削磨石 46:厚度測量單元(厚度測量器) 48:第一測量規(被加工物測量規) 50:第二測量規(工作台測量規) 52:控制器(控制單元、控制部、控制裝置) 54:馬達
圖1為表示研削裝置之立體圖。 圖2為表示保持台之剖面圖。 圖3為表示被加工物的加工方法之流程圖。 圖4(A)為表示在第一研削步驟中之研削裝置之側視圖,圖4(B)為表示在第二研削步驟中之研削裝置之側視圖,圖4(C)為表示在第三研削步驟中之研削裝置之側視圖。 圖5為表示馬達的電流值的時間變化之圖表。
S1:第一研削步驟
S2:第二研削步驟
S3:第三研削步驟

Claims (4)

  1. 一種被加工物的加工方法,其以研削裝置研削被加工物,且特徵在於, 該研削裝置具備:保持台,其能保持並旋轉該被加工物;以及研削單元,其具有主軸,該主軸在前端部裝設包含研削磨石之研削輪, 該被加工物的加工方法包含: 第一研削步驟,其一邊使該保持台與該研削輪以第一研削進給速度相對地移動,一邊以該研削磨石研削該被加工物;以及 第二研削步驟,其在該第一研削步驟後,一邊使該保持台與該研削輪以比該第一研削進給速度更慢的第二研削進給速度相對地移動,一邊以該研削磨石研削該被加工物,直至與施加於該研削輪之負載對應之負載對應值達到預定的值為止。
  2. 如請求項1之被加工物的加工方法,其中,該負載對應值為使該主軸旋轉之馬達的電流值。
  3. 如請求項1或2之被加工物的加工方法,其中,進一步包含:第三研削步驟,其在該第二研削步驟後,在已使該保持台與該研削輪的相對移動停止之狀態下,以該研削磨石研削該被加工物。
  4. 如請求項1或2之被加工物的加工方法,其中,該被加工物為玻璃基板。
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