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TWI855153B - 板狀工件之磨削方法 - Google Patents

板狀工件之磨削方法 Download PDF

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TWI855153B
TWI855153B TW109131328A TW109131328A TWI855153B TW I855153 B TWI855153 B TW I855153B TW 109131328 A TW109131328 A TW 109131328A TW 109131328 A TW109131328 A TW 109131328A TW I855153 B TWI855153 B TW I855153B
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山中聰
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日商迪思科股份有限公司
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Abstract

[課題]將在磨削後的方形板狀工件產生之厚度差變小。 [解決手段]在磨削步驟之後所實施的退離步驟中，藉由使磨削磨石與矩形工件在水平方向上相對地移動，而使磨削磨石從矩形工件離開。亦即，在退離步驟中使一邊彼此相接觸一邊旋轉的磨削磨石與矩形工件維持彼此相接觸的狀態在水平方向上相對地移動。從而，即使在磨削步驟之後馬上在磨削後的矩形工件上存在有厚度的偏差(厚度差)的情況下，仍然可以藉由在退離步驟中的磨削磨石與矩形工件的水平移動，而以磨削磨石來刮除矩形工件的較厚的部分。藉此，可以讓矩形工件的厚度差變小。

Description

板狀工件之磨削方法
本發明是有關於一種板狀工件之磨削方法。
在專利文獻1及2所揭示的技術中，是以磨削磨石來磨削四角形的方形板狀工件。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2016-150421號公報 專利文獻2：日本特開2015-205358號公報
發明欲解決之課題
磨削磨石是在基台配置成環狀，且對已保持在旋轉的工作夾台之方形板狀工件的上表面進行磨削。此時，磨削磨石是接觸於旋轉的方形板狀工件之自中心到外周的區域。因此，在磨削中，磨削磨石中的接觸於方形板狀工件的部分的長度(磨削距離)會變長、或變短。亦即，在例如磨削方形板狀工件的對角線的周邊部分時，磨削距離會變長。另一方面，在磨削連結板狀工件中的相向的邊的中心之線的周邊部分時，磨削距離會變短。
在磨削距離變短時，因為會使施加於磨削磨石的負荷變得較小，所以磨削力會變得較高，而變得易於進行磨削。因此，變得容易將方形板狀工件中的被磨削部分形成為事先設定之預定的厚度。相對於此，在磨削距離變長時，因為施加於磨削磨石的負荷變得較大，所以磨削力變得較低，而變得難以進行磨削。因此，易於讓方形板狀工件中的被磨削部分變得比預定的厚度更厚。
如此，因為在磨削中因應於磨削距離的長短而在磨削力產生變化，所以會因應於所述的變化，而導致在已磨削之方形板狀工件的厚度產生差異。
從而，本發明之目的在於：在磨削板狀工件(例如，四角形的板狀工件)時，讓在磨削後之方形板狀工件產生的厚度差變小。 用以解決課題之手段
本發明的板狀工件之磨削方法(本磨削方法)是使用了磨削裝置的板狀工件之磨削方法，前述磨削裝置具備：工作夾台，藉由保持面保持多角形的板狀工件，並以該保持面的中心為軸而旋轉；磨削機構，以環狀的磨削磨石對已保持在該工作夾台的板狀工件進行磨削；磨削進給機構，使該磨削機構在垂直於該保持面的方向上移動；及水平移動機構，使該磨削機構與該工作夾台在平行於該保持面的水平方向上相對地移動，前述板狀工件之磨削方法包含以下步驟： 磨削步驟，使用該水平移動機構來將該工作夾台的該軸定位到該磨削磨石的下表面所通過之水平方向的位置，並使用該磨削進給機構來將該磨削機構朝接近於該工作夾台的方向磨削進給，並藉由該磨削磨石將已保持在旋轉之該工作夾台的該保持面的板狀工件磨削到成為事先設定的厚度為止；及 退離步驟，在該磨削步驟之後，停止由該磨削進給機構所進行之磨削進給，並使用該水平移動機構來使該磨削機構與該工作夾台在水平方向上相對地移動成讓該磨削磨石從該工作夾台的該軸前往該工作夾台的外周，藉此使該磨削磨石離開該板狀工件。 發明效果
在本磨削方法中，是在磨削步驟之後所實施的退離步驟中，藉由使磨削磨石與板狀工件在水平方向上相對地移動，而使磨削磨石從板狀工件離開。亦即，在退離步驟中使一邊彼此相接觸一邊旋轉的磨削磨石與板狀工件，以維持彼此相接觸的狀態在水平方向上相對地移動。
從而，在本磨削方法中，即使是在磨削步驟之後馬上在磨削後的板狀工件上存在有厚度的偏差(厚度差)的情況下，仍然可以藉由在退離步驟中的磨削磨石與板狀工件的水平移動，而以磨削磨石來刮除板狀工件的較厚的部分。藉此，可以讓板狀工件的厚度差變小。
用以實施發明之形態
如圖1所示，本實施形態之磨削裝置11是用於磨削作為多角形的板狀工件之矩形工件W的裝置，並具備有長方體形的基台12、朝上方延伸的支柱13，控制磨削裝置11的各構件的控制機構70。
在基台12的上表面側設置有開口部12a。並且，在開口部12a內配置有保持機構15。保持機構15包含有工作夾台18及支撐構件16，前述工作夾台18具備有吸附矩形工件W的保持面19，前述支撐構件16是支撐工作夾台18。
工作夾台18的保持面19是連通於吸引源(未圖示)，且隔著保護膠帶來吸引保持矩形工件W。亦即，保持機構15是藉由保持面19來保持矩形工件W。 再者，保持面19具有以中心為頂點之平緩傾斜的圓錐形，且矩形工件W也沿著保持面19被保持成圓錐狀(參照圖2)。
又，如圖1所示，工作夾台18是藉由配置於支撐構件16內的旋轉機構M，而在已藉由保持面19保持有矩形工件W的狀態下，以通過保持面19的中心之在Z軸方向上延伸的中心軸18b(參照圖3)為軸且可旋轉。從而，矩形工件W是被保持面19所保持且以中心為軸而旋轉。
在工作夾台18的周圍連結有在Y軸方向上伸縮的蛇腹罩蓋J。並且，於保持機構15的下方配設有Y軸方向移動機構40。
Y軸方向移動機構40是水平移動機構之一例。Y軸方向移動機構40使保持機構15與磨削機構30在平行於保持面19的水平方向上相對地移動。Y軸方向移動機構40具備有平行於Y軸方向的一對Y軸導軌42、在此Y軸導軌42上滑動之Y軸移動工作台45、和Y軸導軌42平行的Y軸滾珠螺桿43、以及連接於Y軸滾珠螺桿43的Y軸伺服馬達44、用於檢測Y軸伺服馬達44的旋轉速度及位置的Y軸編碼器46、以及保持這些的保持台41。
Y軸移動工作台45是以可在Y軸導軌42上滑動的方式設置。在Y軸移動工作台45的下表面固定有螺帽部45a(參照圖2)。於此螺帽部45a螺合有Y軸滾珠螺桿43。Y軸伺服馬達44是連結於Y軸滾珠螺桿43的一端部。
如圖1所示，在Y軸方向移動機構40中，是藉由以Y軸伺服馬達44使Y軸滾珠螺桿43旋轉，而讓Y軸移動工作台45沿著Y軸導軌42在Y軸方向上移動。在Y軸移動工作台45上載置有保持機構15的支撐構件16。從而，隨著Y軸移動工作台45往Y軸方向的移動，使包含工作夾台18的保持機構15在Y軸方向上移動。
再者，如圖2所示，支撐構件16是透過傾斜度變更構件17而被載置在Y軸移動工作台45上。傾斜度變更構件17是為了變更保持機構15中的工作夾台18的保持面19的傾斜度而使用。
在本實施形態中，若粗略地說，保持機構15是沿著Y軸方向在前方(-Y方向側)的晶圓載置位置與後方(+Y方向側)的磨削區域之間移動，前述晶圓載置位置是用於將矩形工件W載置於保持面19的位置，前述磨削區域是矩形工件W被磨削的區域。
又，如圖1所示，在基台12上的後方(+Y方向側)豎立設置有支柱13。在支柱13的前表面設置有磨削矩形工件W的磨削機構30、及使磨削機構30在垂直於保持面19的Z軸方向(磨削進給方向)上移動的磨削進給機構14。
磨削進給機構14具備有：平行於Z軸方向的一對Z軸導軌21、於此Z軸導軌21上滑動的Z軸移動工作台23、和Z軸導軌21平行的Z軸滾珠螺桿20、Z軸伺服馬達22、用於檢測Z軸伺服馬達22的旋轉速度及位置的Z軸編碼器25、及安裝於Z軸移動工作台23的前表面(正面)的支持器24。支持器24保持有磨削機構30。
Z軸移動工作台23是以可在Z軸導軌21上滑動的方式設置。在Z軸移動工作台23的後表面側(背面側)固定有螺帽部20a(參照圖2)。於此螺帽部20a螺合有Z軸滾珠螺桿20。Z軸伺服馬達22是連結於Z軸滾珠螺桿20的一端部。
如圖1所示，在磨削進給機構14中，是藉由Z軸伺服馬達22使Z軸滾珠螺桿20旋轉，而讓Z軸移動工作台23沿著Z軸導軌21在Z軸方向上移動。藉此，已安裝於Z軸移動工作台23的支持器24、及保持於支持器24的磨削機構30也和Z軸移動工作台23一起在Z軸方向上移動。
磨削機構30具備有：固定於支持器24的主軸殼體31、可旋轉地保持在主軸殼體31的主軸32、旋轉驅動主軸32的馬達33、安裝於主軸32的下端的輪座34、及被輪座34所支撐的磨削輪35。
主軸殼體31是以朝Z軸方向延伸的方式保持於支持器24。主軸32是以和工作夾台18的保持面19正交的方式於Z軸方向上延伸，且可旋轉地被主軸殼體31所支撐。
馬達33是連結於主軸32的上端側。主軸32是藉由此馬達33，而以在Z軸方向上延伸的旋轉軸為中心來旋轉。
輪座34是形成為圓板狀，且固定於主軸32的下端(前端)。輪座34是支撐磨削輪35。
磨削輪35形成為具有與輪座34大致相同直徑。磨削輪35包含由不鏽鋼等金屬材料所形成之圓環狀的輪基台(環狀基台)36。在輪基台36的下表面，是涵蓋全周而固定有環狀地配置的複數個磨削磨石37。磨削磨石37是對已保持在保持機構15中工作夾台18的保持面19之矩形工件W的上表面進行磨削，其中前述保持機構15是配置在磨削區域。 再者，矩形工件W的被磨削面有形成器件的圖案面之情況、及圖案面的相反側的背面之情況。
如此，磨削機構30是藉由設置在旋轉之磨削輪35的環狀的磨削磨石37來對保持在保持機構15中的工作夾台18的保持面19，且以保持面19的中心為軸而旋轉之矩形工件W進行磨削。 再者，磨削時，如圖2所示，是藉由傾斜度變更構件17將工作夾台18之傾斜度調整成：圓錐狀的矩形工件W之上表面相對於磨削磨石37變得平行。
控制機構70是控制磨削裝置11的各個構件，並執行矩形工件W的磨削處理。以下，針對磨削裝置11中的磨削處理進行說明。
首先，控制機構70或作業人員使矩形工件W保持在圖1所示之保持機構15中的工作夾台18的保持面19。之後，控制機構70控制馬達33，而使磨削輪35(磨削磨石37)與主軸32一起如在圖3藉由箭頭A所示地旋轉。 此外，控制機構70藉由配置於支撐構件16內的旋轉機構M而使工作夾台18旋轉。藉此，將保持於工作夾台18及其保持面19的矩形工件W如藉由箭頭B所示地旋轉。
接著，控制機構70實施磨削步驟。在此步驟中，首先，控制機構70是使用Y軸方向移動機構40，而如圖3所示地將已保持在保持機構15的工作夾台18中的保持面19之矩形工件W的中心(旋轉中心)，定位到磨削機構30中的磨削磨石37的下表面所通過的水平方向的位置。亦即，可將磨削磨石37(磨削磨石37的下表面)配置在已保持於保持面19之矩形工件W的中心。
此外，控制機構70是使用磨削進給機構14，而如在圖3藉由箭頭C所示地將包含磨削磨石37的磨削機構30朝接近於工作夾台18的方向(-Z方向)磨削進給。如此進行，控制機構70藉由磨削磨石37將已保持於旋轉之工作夾台18的保持面19之矩形工件W磨削到成為事先設定的厚度為止。
再者，在磨削步驟中，正在被磨削的矩形工件W的厚度是藉由未圖示的厚度測定機構來適當測定。又，在圖3及圖4中，是將磨削進給機構14及磨削機構30簡化來顯示。
磨削步驟之後，控制機構70會實施退離步驟。在退離步驟中，控制機構70會停止由磨削進給機構14所進行之磨削機構30的磨削進給。之後，控制機構70在使磨削磨石37及工作夾台18旋轉的狀態下，使用Y軸方向移動機構40(參照圖1及圖2)來使磨削磨石37與工作夾台18在水平方向上相對地移動成讓磨削機構30的磨削磨石37從工作夾台18的旋轉中心(中心軸18b)前往工作夾台18的外周。在本實施形態中，是以從旋轉之矩形工件W的中心18a(參照圖3)前往矩形工件W的外周的方式使磨削磨石37與工作夾台18在水平方向上相對地移動。又，在本實施形態中，Y軸方向移動機構40是使工作夾台18(保持機構15)如在圖4中藉由箭頭D所示地朝-Y方向移動。如此進行，控制機構70即如圖2所示，使磨削磨石37從矩形工件W離開。
如以上，在本實施形態中，是在磨削步驟之後所實施的退離步驟中，藉由使磨削磨石37與矩形工件W在水平方向上相對地移動，而使磨削磨石37從矩形工件W離開。亦即，在退離步驟中使一邊彼此相接觸一邊旋轉的磨削磨石37與矩形工件W以維持彼此相接觸的狀態在水平方向上相對地移動。
從而，即使在磨削步驟之後馬上在磨削後的矩形工件W上存在有厚度的偏差(厚度差)的情況下，仍然可以藉由在退離步驟中的磨削磨石37與矩形工件W的水平移動，而以磨削磨石37來刮除矩形工件W的較厚的部分。藉此，可以將矩形工件W的厚度差變小。
亦即，在連結矩形工件W中的相向的邊的中心之線的周邊部分被磨削時，磨削距離會變短，且施加於磨削磨石37的負荷變得較小，而變得容易將被磨削部分形成為預定的厚度。另一方面，在矩形工件W之對角線的周邊部分被磨削時，磨削距離變長，且施加於磨削磨石37的負荷變得較大，而變得易於使被磨削部分變得較厚。因此，在磨削步驟之後馬上有以下情況：如圖5所示地在矩形工件W產生厚度差。
有關於此，在本實施形態中，可實施上述之退離步驟，而藉由對矩形工件W相對地水平移動的磨削磨石37來刮除矩形工件W中的較厚的部分。藉此，如圖6所示，變得可讓矩形工件W中的厚度差變小。
再者，在本實施形態中，是在工作夾台18的保持面19保持有1片矩形工件W。有關於此，亦可在保持面19載置複數片(例如2片)矩形工件W，並同時對這些矩形工件W進行磨削。
即使在此情況下，也會在磨削步驟之後馬上有以下情況：如圖7所示地在矩形工件W1及矩形工件W2產生有厚度差。並且，可以藉由實施上述之退離步驟，而如圖8所示，讓矩形工件W1及矩形工件W2中的厚度差變小。
11:磨削裝置 12:基台 12a:開口部 13:支柱 14:磨削進給機構 15:保持機構 16:支撐構件 17:傾斜度變更構件 18:工作夾台 18a:中心 18b:中心軸 19:保持面 20:Z軸滾珠螺桿 20a,45a:螺帽部 21:Z軸導軌 22:Z軸伺服馬達 23:Z軸移動工作台 24:支持器 25:Z軸編碼器 30:磨削機構 31:主軸殼體 32:主軸 33:馬達 34:輪座 35:磨削輪 36:輪基台(環狀基台) 37:磨削磨石 40:Y軸方向移動機構 41:保持台 42:Y軸導軌 43:Y軸滾珠螺桿 44:Y軸伺服馬達 45:Y軸移動工作台 46:Y軸編碼器 70:控制機構 A,B,C,D:箭頭 J:蛇腹罩蓋 M:旋轉機構 W,W1,W2:矩形工件 X,+X,-X,+Y,-Y,Z,+Z,-Z:方向
圖1是顯示磨削裝置之構成的說明圖。 圖2是從側面顯示磨削裝置之構成的說明圖。 圖3是顯示磨削裝置中的磨削步驟的說明圖。 圖4是顯示磨削裝置中的退離步驟的說明圖。 圖5是顯示在磨削步驟之後馬上形成於矩形工件之厚度差的說明圖。 圖6是顯示退離步驟後的矩形工件的說明圖。 圖7是顯示在磨削步驟之後馬上形成於矩形工件之厚度差的說明圖。 圖8是顯示退離步驟後的矩形工件的說明圖。
14:磨削進給機構
15:保持機構
18:工作夾台
19:保持面
30:磨削機構
32:主軸
34:輪座
35:磨削輪
36:輪基台(環狀基台)
37:磨削磨石
A,B,D:箭頭
W:矩形工件
X,+Y,-Y,+Z,-Z:方向

Claims (1)

  1. 一種板狀工件之磨削方法，是使用了磨削裝置的板狀工件之磨削方法，前述磨削裝置具備：工作夾台，藉由保持面保持多角形的板狀工件，並以該保持面的中心為軸而旋轉；磨削機構，以環狀的磨削磨石對已保持在該工作夾台的板狀工件進行磨削；磨削進給機構，使該磨削機構在垂直於該保持面的方向上移動；及水平移動機構，使該磨削機構與該工作夾台在平行於該保持面的水平方向上相對地移動，該磨削磨石可接觸於保持在該工作夾台並旋轉的板狀工件之自中心到外周的區域，前述板狀工件之磨削方法包含以下步驟：磨削步驟，使用該水平移動機構來將該工作夾台的該軸定位到該磨削磨石的下表面所通過之水平方向的位置，並使用該磨削進給機構來將該磨削機構朝接近該工作夾台的方向磨削進給，並藉由該磨削磨石將已保持在旋轉之該工作夾台的該保持面的板狀工件的上表面的整個面一邊改變磨削距離一邊磨削到成為事先設定的厚度為止，前述磨削距離為該磨削磨石中的接觸於板狀工件的部分的長度；及退離步驟，在該磨削步驟之後，停止由該磨削進給機構所進行之磨削進給，並使用該水平移動機構來使該磨削機構與該工作夾台在水平方向上相對地移動成讓接觸板狀工件的上表面的該磨削磨石從該工作夾台的該軸前往該工作夾台的外周，藉此一邊藉由刮除磨削步驟後之板狀工件中較厚的部分來使因該磨削距離的差而產生的厚度差變小，一邊使該磨削磨石離開該板狀工件。
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