CN101237960A - 精密加工设备和精密加工方法 - Google Patents

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Abstract

一种精密加工设备，其构造成使得丝杠机构和致动器安装在第二支座上，第二支座支撑旋转砂轮的旋转装置，并且在粗磨阶段到超精磨阶段中，在适当地调整第二支座的移动量的同时执行磨削。位姿控制装置置于第一支座和旋转磨削目标体的旋转装置之间。通过光探针测量磨削目标体的厚度和平整度，并且将测量结果传送到计算机。然后将反馈指令传送到位姿控制装置以降低目标值和测量值之间的差，并且因此进行位姿控制。

Description

精密加工设备和精密加工方法
技术领域
本发明涉及一种当磨削例如硅片或磁盘基片等需要精确的几何精度和平整度的待磨削体(下文中也称作“磨削目标体”)时所使用的精密加工设备和精密加工方法。更具体地，本发明涉及一种精密加工设备和精密加工方法，其能够在从粗磨到精磨的所有磨削阶段，在控制位姿控制装置的位姿和控制形成精密加工设备的移动部分的移动量时，通过执行反馈控制精确地控制待磨削体的厚度和平整度。
背景技术
近来，对体积更小、能耗更少的新一代功率器件的需求日益增加。电子设备中使用的高精度、多层半导体就是这样的例子。为了满足这种需求，可以研发各种加工方法，例如用于制造极薄的以硅片为代表的半导体晶片的在加工表面上或加工表面内没有位错和晶格畸变的加工方法，以及表面粗糙度(Ra)为次纳米到纳米级、加工表面的平整度为次微米到微米级或更少的加工方法。
着眼于汽车工业，作为汽车的功率器件的IGBT(绝缘栅双极晶体管)是逆变器系统的主要部分。将来，随着这些逆变器的性能提高和其尺寸减小，预计混合动力车辆的生产将日益增加。因此，形成这些IGBT的硅片必需极薄，厚度约为50至150μm并且优选为90至120μm，并且开关损耗、不变损耗和热损耗均需减小。此外，通过使其具有完美的表面，即在直径约为200至400mm的圆硅片的加工表面上或加工表面内侧附近没有位错、晶格畸变或其它此类缺陷，并且通过使其表面粗糙度(Ra)为次纳米到纳米级、以及使其平整度为次微米到微米级，半导体的电极形成工艺的成品率和半导体的多层化将提高。
通常，前述半导体的加工目前需要多道工序，例如使用金刚石砂轮粗磨、研磨、蚀刻以及使用游离磨粒进行湿式CMP(湿式化学机械抛光)。在这种传统的加工方法中，在加工表面内可能出现氧化层、位错以及晶格畸变，使得极难获得完美的表面。而且，由于在加工期间或电极形成之后发生的晶片破坏，使得晶片的平整度也很差，因而成品率降低。此外，使用传统的加工方法，随着晶片的直径从200mm增加到300mm、400mm，也难以使晶片变得极薄。因此，目前进行的研究是使直径为200mm的晶片的厚度达到100μm的水平。
鉴于传统技术具有前述问题，发明人在日本专利申请公报No.2000-141207中披露了关于精密平面加工机械的发明，该机械能够仅使用精密金刚石砂轮连贯有效地执行从粗磨到包括最终延性模式工序的超精表面加工的所有工序。
在应用于金刚石砂轮的磨削工序中，有三个主要运动很重要：砂轮的转动、支撑砂轮的主轴的前移或进给以及待加工体的定位。精确地控制这些运动使得精密加工成为可能。但是，为了连贯地利用同一设备执行从粗加工到超精加工的所有工序，上述主要运动中的特别是主轴的前移或进给必须在宽的范围内以极高的精度进行控制。在传统磨削工序中为了控制主轴，广泛使用例如应用伺服马达的方法。但是，这种方法不能以足够的精度提供从低压范围到高压范围的控制。特别地，在执行超精密加工的低压区域中这种方法不能产生足够的加工。因此发明人在日本专利申请公报No.2000-141207中披露了一种精密加工机械，其通过将伺服马达与超磁致伸缩致动器结合来执行压力控制。伺服马达和压电致动器在10gf/cm2或更高的压力范围内使用，而超磁致伸缩致动器在10gf/cm2到0.01gf/cm2的压力范围内使用。因此，能够用单个设备连贯地执行从粗加工到超精密加工的所有工序。而且，磨削砂轮是粒度数细于3000的金刚石杯形砂轮。
在半导体的晶片表面磨削工序过程中进行检查以确保不仅当产品加工完成后、而且在磨削阶段中晶片具有所需的厚度并且晶片表面具有所需的平整度很重要。即使磨削设备由高性能致动器控制，如上所述，检查磨削表面的实际平整度等并且将结果反馈到下一磨削工序，也能够获得更好的加工精度。日本专利申请公报No.JP-A-8-174417披露了关于磨削方法的发明，其根据磨削前后盘形样件的厚度差计算磨削量，并且保持磨削量在允许范围内，但是当所计算的磨削量偏离容许值时改变磨削条件或更换磨片等。
在通常晶片的抛光或磨削控制中，如上述日本专利申请公报No.JP-A-8-174417所述，通常采用的方法根据磨削前后晶片厚度之差计算磨削量，并且在执行加工的同时判定磨削量是否在允许范围内。但是，如日本专利申请公报No.2000-141207中所述，利用通过使用伺服马达和超磁致伸缩致动器的结合进行磨削同时通过控制压力而连贯地执行从粗加工到超精密加工的磨削设备，计算加工前后晶片厚度之差等会干扰从粗加工到超精密加工的连贯磨削的期望速度。而且，当从粗加工到超精密加工的磨削时，要根据磨削量精确地控制晶片的表面加工精度、厚度以及平整度等是极难的。即，当通过磨削量确定粗加工结束时的磨削精度时，不能判定晶片的平整度(即整个晶片的平整程度；如果整个晶片产生起伏或晶片朝向中心部或边缘部翘曲则平整度降低)是否为所需的平整度。因此，在以对厚度和平整度进行微小调整为重点的超精加工阶段，有时微小调整是不够的。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种精密加工设备和一种精密加工方法，其能够连贯地执行粗磨到超精磨以及将待磨削体磨削成具有高精度的厚度和平整度。
为了实现前述目的，根据本发明的精密加工设备包括：旋转磨削目标体的第一旋转装置以及支撑所述第一旋转装置的第一支座；旋转砂轮的第二旋转装置以及支撑所述第二旋转装置的第二支座；移动装置，其用于使所述第一支座和所述第二支座选择性地彼此移近或移离；控制装置，其用于控制所述第一支座和所述第二支座由所述移动装置所移动的量；以及测量装置，其用于测量所述磨削目标体的厚度和平整度，其特征在于所述移动装置包括由丝杠机构形成的第一移动部分和由基于压力控制的致动器形成的第二移动部分，所述移动装置根据情况的需要选择性地使用所述第一移动部分和所述第二移动部分使所述第一支座和所述第二支座相对于彼此移动，并且所述控制装置构造成基于由所述测量装置获取的测量结果调整所述第一支座和所述第二支座的移动量以获得所述磨削目标体的预定厚度和平整度。
本发明涉及一种精密加工设备，其能够仅用单个精密加工设备连贯地从粗磨到超精磨对磨削目标体进行磨削。本发明涉及一种设备，其用于生产具有期望平整度和厚度的成品磨削目标体，同时在每个磨削阶段中适当地控制磨削目标体的平整度和厚度。在此，平整度指整个磨削目标体(例如晶片)的平整程度。例如，取决于磨削方法以及磨削进展情况，整个晶片可能会产生起伏，中心部可能会翘曲，导致平整度差。
在保持磨削目标体的同时转动磨削目标体的第一旋转装置安装在第一支座上，并且旋转砂轮的第二旋转装置安装在第二支座上，使得磨削目标体的加工表面和砂轮表面彼此相对。两者定位成使得磨削目标体和砂轮的中心轴线彼此重合。然后执行磨削，同时，例如，支撑旋转磨削目标体的第一旋转装置的第一支座固定，支撑旋转砂轮的第二旋转体的第二支座的移动量根据加工阶段由第一移动部分或第二移动部分控制。
第一移动部分是基于第二支座物理移动的移动量的控制机构。第二移动部分是通过向第二支座施加恒压而移动第二支座的恒压控制机构。为了有效地执行超精磨，考虑到磨削量和磨削效率等，在最初的粗磨阶段优选地基于移动量控制第二支座，而在最终的精加工阶段(即超精磨阶段)优选地通过以步进方式改变的恒压控制完成精加工。因此，本发明通过提供一种具有第一移动部分和第二移动部分的精密加工设备使得能够使用如上所述的单个设备进行连贯的磨削。
在支撑旋转砂轮的第二旋转装置的第二支座朝向磨削目标体侧移动的一个示例中，形成所谓的丝杠机构(即第一移动部分)的螺母或丝杠附连到第二支座。此外，适当的气动致动器或液压致动器(即第二移动部分)也附连到第二支座。丝杠机构构造成使得螺母能够螺纹连接到附连于伺服马达输出轴的丝杠上。通过附连到第二支座上的螺母能够控制第二支座的移动。能够根据磨削阶段适当地选择丝杠机构和致动器。例如，在最初的粗磨阶段，选择丝杠机构并且在磨削目标体的表面上执行粗磨，直到通过适量地移动螺母而使第二支座上的旋转装置(即砂轮)向磨削目标体侧移动而将磨削目标体磨到特定的粗糙度。当磨削目标体的表面的粗磨结束时，控制模式从基于移动量的控制切换到超精磨阶段的恒压控制。当切换到这种控制模式时，所用的砂轮被替换为用于超精磨的砂轮。在超精磨阶段，通过极精细的磨削对磨削目标体的表面进行精加工。此磨削要求砂轮以恒压抵压磨削目标体的表面。因此，本发明的目的在于通过使用例如气动致动器或液压致动器等实现该恒压控制。
本发明的精密加工设备能够仅用单个精密加工设备连贯地执行从粗磨到超精磨的磨削，因为可以选择性地使用丝杠机构和气动或液压致动器。而且，在需要恒压控制的超精磨阶段，能够使用众所周知的气动或液压致动器。因此，在致动器的操作过程中不存在发热等问题，并且该设备能够经济地制造。
在最终的超精磨阶段，对磨削目标体的平整度和厚度进行细微的调整。因此，在粗磨阶段升到此超精磨阶段时，必须进行磨削控制，使得磨削目标体的平整度成为适当的平整度，使得磨削目标体的厚度成为适当的厚度。在此发明中，在每个磨削阶段中使用恰当的测量装置来测量磨削目标体的平整度和厚度，并且基于测量结果的移动量指令经由适当的控制装置取决于磨削阶段反馈到第一移动部分或第二移动部分，使得能够生产所需的成品磨削目标体。例如，磨削目标体在磨削阶段中任意点的平整度和厚度均提前设定，并且从粗磨阶段到超精磨阶段的数据都存储在计算机内设置的控制装置中。在任意点来自测量装置的测量结果被传送到控制装置，然后控制装置获取预设数据(即目标值)和测得数据之间的差。然后移动量指令传送到第一移动部分或第二移动部分，它们将执行下一磨削工序以降低该差，然后移动部分基于所述指令值移动。
另外，尽管没有特别地限定测量装置，但是期望使用非接触式测量装置以防止磨削目标体表面碎裂和破坏磨削目标体。特别地，用本发明的精密加工设备磨削的磨削目标体极薄，这意味着必需避免测量装置通过扫过磨削目标体的表面等方式来测量表面平整度。因此，用于实现近场光反射测量的光探针是能够用作此测量装置的一个示例。磨削目标体上任意位置处的厚度和表面平整度通过在磨削目标体附近的对置位置上设置一个或多个这种光探针进行测量。在这种情况下，电子束或激光束从光探针发射到磨削目标体上。例如，当磨削目标体为硅片时，硅片具有以下特性，即紫外射线能够穿过晶片的内侧，而波长比紫外射线长的可见射线不能穿过，而是由其表面反射。因此，当测量硅片的厚度时，可见射线和紫外射线独立地照射在硅片上相同的点上。然后，根据可见射线和紫外射线两者的反射光的差，能够极精确地测量晶片的厚度。同时，当测量硅片的平整度时，通过仅发射可见射线并且根据可见射线的光速和其在发射、反射以及反射光接收之间所用的时间进行测量，能够测量整个晶片的平整度。在此，厚度测量光探针和平整度测量光探针可以是同一个探针或分离的探针。而且，取决于磨削目标体的材料，可能需要适当地调整发射的光波的类型(即使用可见射线和红外射线；使用红外射线和微波，等等)。此外，如下为测量磨削目标体表面上多个点的方法的示例。即，用参考标记r表示磨削目标体的半径时，通过旋转磨削目标体一次测量磨削目标体上任意半径r1处的多个点，在旋转装置保持磨削目标体所处的平面中水平地滑动磨削目标体，以相同的方式测量异于半径r1的半径r2处的多个点，并且在半径内多次重复此操作，能够测量磨削目标体的表面上的多个点。
而且，根据本发明另一方面的精密加工设备涉及一种精密加工设备，其包括：旋转磨削目标体的第一旋转装置以及支撑所述第一旋转装置的第一支座；旋转砂轮的第二旋转装置以及支撑所述第二旋转装置的第二支座；移动装置，其用于使所述第一支座和所述第二支座选择性地彼此移近或移离；控制装置，其用于控制所述第一支座和所述第二支座由所述移动装置所移动的量；以及测量装置，其用于测量所述磨削目标体的厚度和平整度。此精密加工设备的特征在于所述移动装置包括由丝杠机构形成的第一移动部分和由基于压力控制的致动器形成的第二移动部分，并且根据情况的需要选择性地使用所述第一移动部分和所述第二移动部分使所述第一支座和所述第二支座相对于彼此移动；用于控制所述第一旋转装置或所述第二旋转装置的位姿的位姿控制装置置于所述第一旋转装置和所述第一支座之间或所述第二旋转装置和所述第二支座之间；所述位姿控制装置包括在由X轴和Y轴形成的平面内延伸的第一板构件和平行并隔开于所述第一板构件的第二板构件；在所述两个板构件的对置表面内形成有凹部；在所述第一板构件和所述第二板构件之间置有球体，并且所述球体部分配合在所述两个凹部内；沿垂直于由所述X轴和所述Y轴形成的平面的Z轴方向伸展的第一致动器也置于所述第一板构件和所述第二板构件之间；沿由所述X轴和所述Y轴形成的平面内的适当方向伸展的第二致动器连接到所述第二板构件；所述第二板构件构造成在物体放置到所述第二板构件上时能够相对于所述第一板构件移动；所述球体通过能够弹性变形的粘合剂附连到所述第一板构件和/或所述第二板构件；在所述第一致动器和所述第二致动器两者上设置有压电元件和超磁致伸缩元件；所述控制装置构造成基于由所述测量装置获取的测量结果调整所述第一支座和所述第二支座的移动量和/或所述位姿控制装置的位姿以获得所述磨削目标体的预定厚度和平整度。
第一板构件和第二板构件都由具有足够强度的材料制成，以便能够支撑置于第二板构件上的物体的重量，并且优选地由非磁性材料制成。没有具体地限定材料，但能够使用奥氏体不锈钢(SUS)。同时，置于第一板构件和第二板构件之间的球体同样必需由具有足够强度的材料制成，以便于至少支撑置于第二板构件上的物体的重量。因此，能够根据设定的物体重量适当地选择形成球体的材料，金属是所能使用的一个示例。对应于球体形状的凹部形成在第一板构件和第二板构件的对应于球体的位置处。球体设置成置于板构件之间，部分球体配合进两个凹部中。根据板构件和球体的大小、所需的位姿控制精度等能够适当地调整这些凹部的大小(即深度和开口直径等)。自然地，通过配合到凹部中的球体部分，必然在第一板构件和第二板构件之间维持至少预定的间隙。此间隙是如下的合适间隙：即使例如操作第二致动器而使第二板构件倾斜，该间隙也能够确保第二板构件不与第一板构件接触。
能够通过粘合剂连接球体和形成在两个板构件的相对位置的凹部的表面。所使用的粘合剂能够是在常温下具有弹性性能的材料制成的适当的粘合剂。一些能够使用的示例包括弹性环氧树脂基粘合剂和弹性粘合剂。例如，能够使用如下粘合剂：其抗拉抗剪粘附强度为10到15Mpa、衰减系数为2到7Mpa-sec、更优选为4.5Mpa-sec，并且粘合剂的弹簧系数为80到130GN/m，更优选为100GN/m。粘合剂的厚度可设定为约0.2mm。除了在两个板构件上形成凹部之外，也可以仅在其中一个板构件上形成凹部，球体的一部分配合到此凹部中，并且用粘合剂将该球体粘合到凹部的表面。
位姿控制装置的一个示例包括在第一板构件和第二板构件之间设置球体和两个第一致动器，使得它们分别位于任意平面三角形的顶点，并且第二致动器安装在第二板构件的四个端侧的至少其中一个上。当物体直接置于第二板构件上时，这三个致动器能够实现第二板构件相对于第一板构件的三维移位。当第二板构件移位时，从下面支撑第二板构件的球体表面的粘合剂弹性变形，使得第二板构件能几乎没有约束的自由移位。
第一和第二致动器两者都优选地为至少设置有超磁致伸缩元件的致动器。在此，超磁致伸缩元件由镍或铁合金以及例如镝或铽等稀土金属形成。通过向绕棒形超磁致伸缩元件的线圈施加电流产生的磁场，该元件能够伸展约1μm到2μm。而且，此超磁致收缩元件的特性使得其能够在等于或小于2kHz的频率范围内使用，并且具有皮秒(10-12sec)级的响应速度。此外，输出性能为约5kJ/cm3，这约为后面将描述的压电元件的输出性能的20到50倍。同时，压电元件能够用钛酸铅(PbTiO3)、钛酸钡(BaTiO3)或锆钛酸铅(Pb(Zr，Ti)O3)等制成。压电元件的特性使得其能够在等于或大于10kHz的频率范围内使用，并且具有纳秒(10-9sec)级的响应速度。输出功率小于超磁致伸缩元件的输出功率，使得其适于在相对较轻负载的区域内执行精确地定位控制(即位姿控制)。在此，压电元件还包括电致伸缩元件。而且，上述用于位姿控制装置的移动量指令表示超磁致伸缩元件和压电元件的伸展量。
粘合剂的涂层形成于球体的表面上。此结构构造成使得球体和粘合剂涂层不彼此附连，因此它们能够相对于彼此移动。粘合剂的材料能够弹性变形，如上所述。例如，此粘合剂的涂层能够形成于金属球体的表面上。在此，为了减小相对于第二板构件的移动的束缚程度，在本发明中球体和球体外周的粘合剂不彼此附连。例如，石墨涂层可以形成在球体的表面上，然后粘合剂涂层形成在此石墨涂层的外周。因为粘合剂和石墨涂层不彼此粘附，即因为这两者基本上不能彼此附连，所以当第二板构件移位时，球体在固定位置不受束缚地旋转，同时表面层的粘合剂随着第二板构件的移位而沿第二板构件弹性变形，不受球体的束缚。因此，本发明的此部分包括分别适于实现第一板构件、附连到第一板构件的粘合剂以及未附连到粘合剂的球体(或者球体表面上的涂层)的板构件、粘合剂以及球体(即其表面涂层)。位姿控制装置所需的极小的实时移动能够通过进一步减小相对于第二板构件的移动的束缚程度来实现。此外，因为几乎没有第二板构件的束缚，所以与现有技术相比，能够减小当用于使第二板构件移位时第二致动器所需的能量。
本发明还涉及一种在磨削阶段不仅能够适当地控制第一移动部分和第二移动部分还能够适当地控制位姿控制装置的精密加工设备，或者能够适当地控制位姿控制装置的精密加工设备。特别地，在磨削阶段中，当仅控制位姿控制装置时，形成位姿控制装置的第二板构件通过基于测量装置获得的测量结果向第一致动器和/或第二致动器发送移动量指令(即超磁致伸缩元件等的膨胀/收缩量指令)能够移动到适当的位置和适当的角度(即位姿控制)。假设反馈指令仅传送到位姿控制装置而不传送到移动部分的结构不需要设置将移动部分与位姿控制装置相连的接口电路，则能够使控制的电路结构得以简化。
根据本发明，根据置于第二板构件上的物体的重量和磨削阶段能够适当地选择每个致动器的超磁致伸缩元件和压电元件。因此，在进行磨削的同时能够对旋转装置执行极精确的位姿控制，同时显著地降低仅使用超磁致伸缩元件时产生的热量的影响。能够在使用位姿控制装置适当地校正对置的旋转装置的轴心不重合的同时进行磨削。因为超磁致伸缩元件和压电元件两者的响应速度都很快，所以在本发明中，选择性地使用了超磁致伸缩元件和压电元件两者，压电元件用作主要元件，而超磁致伸缩元件在需要时使用。总是检测轴心的细微不重合。这些检测到的细微不重合由计算机进行数字加工，并且作为超磁致伸缩元件(即超磁致伸缩致动器)或压电元件(即压电致动器)需要伸展或收缩的量输入致动器。
而且，在根据本发明的精密加工设备中，所述第二移动部分还可包括多个具有不同压力性能的气动致动器或液压致动器，并且所述第二支座和所述第二旋转装置由所述第二移动部分所致的移动能够用不同的压力选择性地控制。
在最终的精加工阶段之前的超精磨阶段，必需进行多阶段的恒压磨削，同时逐渐降低压力和调整磨削目标体的表面，使其处于延性模式。
在本发明中，由具有对应于每个恒压磨削阶段的压力性能的致动器执行多阶段的恒压磨削。例如，当需要10mgf/cm2到5000gf/cm2的压力控制时，其分成两个阶段，即10mgf/cm2到300gf/cm2为低压区域，300gf/cm2到5000gf/cm2为高压区域。然后，能够选择性地安装分别用于两种压力区域的两种致动器。
而且，在根据本发明的精密加工设备中，所述砂轮还至少包括CMG砂轮。
CMG砂轮(固定研磨涂层)是在根据CMG(化学机械磨削)方法的最终磨削过程中使用的砂轮。此方法仅执行采用CMG砂轮的磨削工序，来代替例如蚀刻、研磨和抛光等许多传统工序。这是一种目前正在发展的技术。在磨削工序中，金刚石砂轮用于粗磨阶段，而CMG砂轮用于超精磨阶段，即，根据磨削阶段使用不同类型的砂轮。
而且，根据本发明的精密加工方法使用以下精密加工设备，所述精密加工设备包括：旋转磨削目标体的第一旋转装置以及支撑所述第一旋转装置的第一支座；旋转砂轮的第二旋转装置以及支撑所述第二旋转装置的第二支座；移动装置，其用于使所述第一支座和所述第二支座选择性地彼此移近或移离；控制装置，其用于控制所述第一支座和所述第二支座由所述移动装置所移动的量；测量装置，其用于测量所述磨削目标体的厚度和平整度，所述移动装置包括由丝杠机构形成的第一移动部分和由基于压力控制的致动器形成的第二移动部分。此精密加工方法的特征在于包括：磨削所述磨削目标体的第一工序，在该工序中粗磨所述磨削目标体；以及精加工所述磨削目标体的第二工序，在该工序中用CMG砂轮磨削所述已磨削过的磨削目标体，其中在所述第一工序中，使用所述第一移动部分调整所述第一旋转装置和所述第二旋转装置以及所述第一支座和所述第二支座的移动；并且在所述第二工序中，使用所述第二移动部分调整所述第一旋转装置和所述第二旋转装置以及所述第一支座和所述第二支座的移动，并且另外，在所述第一工序和所述第二工序中，通过所述测量装置测量被磨削过的磨削目标体的厚度和平整度，并且基于获取的测量结果调整所述第一支座和所述第二支座的移动量以获得所述磨削目标体的预定厚度和平整度。
例如，在第一工序中，用金刚石砂轮进行粗磨，在第二工序中，用CMG砂轮进行超精磨。
如上所述，执行第一工序的第一移动部分是通过例如使用丝杠机构等使第二支座朝向第一支座侧物理移动固定量而执行粗磨的控制机构。
如上所述，执行第二工序的第二移动部分是以步进方式执行恒压控制的机构，并且能够通过为每个压力阶段选择适当的气动致动器或液压致动器来实现。如上所述，通过在每个磨削阶段(即在第一和第二工序中)使用适当的测量装置测量磨削目标体的厚度和表面平整度，并且经由适当的控制装置将基于测量结果的调整部分移动量指令按照磨削阶段反馈到第一移动部分或第二移动部分，能够生产出期望的成品磨削目标体。
另外，本发明的另一方面涉及一种使用精密加工设备的精密加工方法，所述精密加工设备包括：旋转磨削目标体的第一旋转装置以及支撑所述第一旋转装置的第一支座；旋转砂轮的第二旋转装置以及支撑所述第二旋转装置的第二支座；移动装置，其用于使所述第一支座和所述第二支座选择性地彼此移近或移离；控制装置，其用于控制所述第一支座和所述第二支座由所述移动装置所移动的量；以及测量装置，其用于测量所述磨削目标体的厚度和平整度；以及位姿控制装置，其用于控制所述第一旋转装置或所述第二旋转装置的位姿，所述位姿控制装置置于所述第一旋转装置和所述第一支座之间或所述第二旋转装置和所述第二支座之间，所述移动装置包括由丝杠机构形成的第一移动部分和由基于压力控制的致动器形成的第二移动部分。此精密加工方法的特征在于包括：磨削所述磨削目标体的第一工序，在该工序中粗磨所述磨削目标体；以及精加工所述磨削目标体的第二工序，在该工序中用CMG砂轮磨削所述已磨削过的磨削目标体。另外，在所述第一工序中，使用所述第一移动部分调整所述第一旋转装置和所述第二旋转装置以及所述第一支座和所述第二支座的移动并且粗磨所述磨削目标体；并且在所述第二工序中，使用所述第二移动部分调整所述第一旋转装置和所述第二旋转装置以及所述第一支座和所述第二支座的移动。此外，在所述第一工序和所述第二工序中，通过所述测量装置测量被磨削的磨削目标体的厚度和平整度，并且基于获取的测量结果调整所述第一支座和所述第二支座的移动量和/或所述位姿控制装置的位姿以获得所述磨削目标体的预定厚度和平整度。
本发明不仅涉及到控制第一移动部分和第二移动部分的方法，而且还涉及到控制位姿控制装置的方法或仅用于控制位姿控制装置的方法。特别地，本发明的优点在于其不仅在如上所述仅控制位姿控制装置时避免在第一和第二移动部分与位姿控制装置之间设置接口电路，而且通过仅操作位姿控制装置的位姿控制来就可以生产出高质量的成品磨削目标体。
另外，在根据本发明的精密加工方法中，从所述第一工序到所述第二工序的转换无需将卡夹在所述旋转装置上的所述磨削目标体从所述旋转装置上卸下。
可以根据适当的方法例如真空吸引等夹持磨削目标体。但是，经过检验，本发明人发现当在从使用金刚石砂轮的磨削(即第一工序)到使用CMG砂轮的磨削(即第二工序)的过渡期间卸下磨削目标体时，在第一工序中生产的磨削过的磨削目标体表面上残留有斑纹图案。另一方面，当在该过渡期间不卸下磨削目标体时没有发现斑纹图案。因此可以确定，由于金刚石磨削阶段产生的残余应力，在卸下期间磨削目标体发生翘曲，并且此翘曲在表面上产生了斑纹图案。
根据前述说明可以理解，根据本发明的精密加工设备和精密加工方法能够实现高效、精确的磨削，因为通过选择性地采用基于例如丝杠机构的第一移动部分的移动量控制和例如气动致动器或液压致动器的第二移动部分的多步恒压控制，它们使得从粗磨到超精磨的磨削能够连贯地进行。本发明的精密加工设备还能够增加磨削精度，因为在磨削期间，在两个板构件之间置有球体的位姿控制设备适当地校正旋转装置的位姿。在此，根据本发明的精密加工设备并非构造成使用超磁致伸缩致动器在超精磨阶段中执行压力控制，因此，不需要考虑该磨削阶段中发热的问题。此外，根据本发明的精密加工设备和精密加工方法通过在从粗磨到超精磨的所有磨削阶段进行磨削同时适当地测量和控制磨削目标体的平整度和厚度并且根据需要执行反馈控制而能够生产出精加工产品，即精确磨削过的磨削目标体。
附图说明
参照附图，通过阅读本发明优选实施方式的如下详细说明，将更好地理解本发明的特征、优点以及技术和工业意义，图中：
图1是根据本发明的一个示例性实施方式的精密加工设备的侧视图；
图2是示出从光探针照射到磨削目标体上的光束的框架形式的视图；
图3是示出对磨削目标体的平整度所做的测量和对磨削目标体的厚度所做的测量的框架形式的视图；
图4是示出位姿控制装置的反馈控制的流程图；
图5是移动装置的立体图；
图6是沿图5中的线VI-VI的截面图；
图7是沿图5中的线VII-VII的截面图；
图8是示出位姿控制装置的一个示例的俯视图；
图9是沿图8中的线IX-IX的截面图；
图10是沿图8中的线X-X的截面图；
图11是以框架形式示出旋转装置和磨削目标体的实际坐标系和经计算机进行A/D转换后的坐标系光的视图；
图12是示出在磨削目标体表面上每个坐标处的厚度测量结果的图表；
图13A是示出成品磨削目标体的表面平整度(粗糙度)的最大允许值的视图；以及
图13B是测试结果图，其示出了沿着成品磨削目标体直径的平整度差。
具体实施方式
在下面的说明书和附图中，将以示例性实施方式更详细地描述本发明。在图示的示例性实施方式中使用了气动致动器。然而，可替代地，可以使用液压致动器。另外，根据压力控制，可以设置三个或更多的致动器。此外，在图示的示例性实施方式中，位姿控制装置受到反馈控制。当然，可替代地，丝杠机构可以受到反馈控制或者位姿控制装置和丝杠机构两者都通过接口电路进行控制。
图1示出根据一个示例性实施方式的精密加工设备1。精密加工设备1大致包括：旋转装置6a，其以真空吸引的位姿旋转磨削目标体a；第一支座2，其支撑旋转装置6a；第二支座3，其支撑旋转砂轮b的旋转装置6b；移动装置，其用于沿水平方向移动第二支座3；以及基座9，其从下面支撑第一支座2和第二支座3。对于砂轮b，在粗磨阶段优选地使用金刚石砂轮，在超精磨阶段优选地使用CMG砂轮。
位姿控制装置7置于第一支座2和旋转装置6a之间。而且，移动装置包括用于基于移动量控制第二支座3的丝杠机构4和用于压力控制第二支座3的气动致动器5。丝杠机构4和气动致动器5两者都连接到控制器8，并且构造成使得它们能够根据磨削阶段适当地切换。
丝杠机构4构造成使得附连到第二支座3的螺母42能够以可旋转方式螺纹连接到丝杠41上，其中丝杠41安装于伺服马达43的输出轴上。螺母42和第二支座3构造成使得它们能够彼此分开。用于测量磨削目标体厚度的光探针91(下面也称作“厚度测量光探针91”)和用于测量磨削目标体平整度的光探针92(下面也称作“平整度测量光探针92”)都在不妨碍砂轮b旋转的位置安装到旋转装置6b的与安装于旋转装置6a的磨削目标体a相对的表面上。这些光探针91和92适用于本发明的生产超薄晶片等的精密加工设备，因为它们能够在不接触磨削目标体a的情况下测量磨削目标体a的厚度和平整度。编码器(旋转编码器6a1)固定到旋转装置6a的后部，并且构造成：当磨削目标体a旋转360度时，在沿径向的任意位置(r)处和每一角度(θ)处连续记录通过光探针91和92测量的磨削目标体a的厚度和平整度，其将由编码器(将在后面描述)读出。然后由光探针91和92测量的测量结果(即磨削目标体的厚度和平整度)经由A/D转换器93传送到计算机94。在计算机94中，从粗磨到超精磨旋转装置6b的移动量以及例如在每一磨削阶段磨削目标体的厚度和平整度被提前设定和记录。被分开容纳的控制装置严密地检查光探针91和92的测量结果和设定值之间的差，并且判定该差是否处于允许范围内。如果此差超出了允许范围，则控制装置输出反馈指令到位姿控制装置7(反馈指令从计算机94经由D/A转换器95传送到位姿控制装置7的第一致动器或第二致动器)以控制磨削目标体a的位姿。
图2示出从光探针照射到磨削目标体上的光束的框架形式的视图。当磨削目标体a为硅片时，厚度测量光探针91发射两种具有不同波长的光波(即紫外射线Z1和可见射线Z2)，并且基于这两种射线的反射光测量厚度(将在后面描述)。同时，平整度测量光探针92发射可见射线Z3并且基于其反射光测量平整度(将在后面描述)。而且，厚度测量光探针91和平整度测量光探针92测量磨削目标体a的半径内任意点的值。磨削目标体a由旋转装置6a旋转(即沿X方向)，因此通过在此任意半径处沿周向进行多次测量能够获得此任意半径处的多个测量结果。在这种情况下，通过在旋转装置6a的侧表面处沿水平方向(即沿Y方向)移动磨削目标体a，能够对各个半径处的圆周方向上的多个点进行测量。通过在旋转磨削目标体的同时使磨削目标体a逐渐从中心点向磨削目标体a的外周边缘滑动，能够对横跨磨削目标体a的整个表面的多个点进行测量。
图3示出通过厚度测量光探针91和平整度测量光探针92对磨削目标体a(在这种情况下为硅片)的厚度和平整度进行的测量。厚度测量光探针91发射波长能够穿过硅片的紫外射线Z1和不穿过硅片而是被硅片表面反射的可见射线Z2。通过用厚度测量光探针91读取两条射线的反射光能够精确地测量硅片的厚度。
同时，平整度测量光探针92仅发射可见射线Z3。例如，发射横跨硅片任意直径的可见射线Z3能够精确测量横跨该直径的平整度。即，根据可见射线的光速和其在发射、反射和反射光接收之间经过的时间能够测量整个晶片的平整度。在图中的示例性实施方式中，厚度测量光探针和平整度测量光探针是两个分开的探针。但是，可替代地，可以通过单个光探针测量厚度和平整度两者。
图4是示出位姿控制装置的反馈控制的流程图。在驱动丝杠机构4的同时对磨削目标体a进行磨削，以便在任意点处以及在从粗磨到超精磨的每个阶段处获得磨削目标体的平整度和厚度两者的预设目标值(步骤S1)。在此磨削阶段中，通过测量装置(即光探针)测量磨削目标体a的表面平整度和磨削目标体a的厚度(步骤S2)。
然后，判定来自测量装置的测量结果是否处于平整度和厚度目标值的允许范围内(步骤S3)。如果测量结果处于允许范围内，则磨削工序继续(步骤S4)。另一方面，如果测量结果超出了允许范围，则向位姿控制装置7传送降低测量结果和目标值之间差的反馈指令信号(步骤S5)。在从粗磨到超精磨的所有阶段，连续执行步骤S1到S5。当完工的产品具有规定的平整度和厚度时程序结束(步骤S6)。
图5是详细示出移动装置的视图。当从侧面观察时第二支座3形如字母L。其中一侧是安装有旋转装置6b的一侧，而另一侧是经由销构件45与板构件44连接的一侧，形成丝杠机构4的螺母42直接附连到板构件44。
在第二支座3的另一侧32内形成有通孔，丝杠41松动地插设在该通孔内。气动致动器5a和5b固定到松配合的丝杠41的左右侧。这些气动致动器5a和5b具有不同的压力性能。例如，气动致动器5a是覆盖相对较低压力区域的致动器，而气动致动器5b是覆盖相对较高压力区域的致动器。例如，在气动致动器5a中，活塞杆5a2以可滑动方式容纳在缸体5a1内。在这种情况下，致动器5a和5b不必一定是气动致动器，而是可以用液压致动器替代。
在磨削工序的最初粗磨阶段，连接到螺母42的板构件44通过销构件45连接到第二支座3。因此，螺母42根据伺服马达43的驱动移动固定量，并且第二支座3(其安装到旋转构件6b)也能够根据螺母42的移动而移动固定量。
同时，在粗磨之后的超精磨期间，通过去除销构件45将板构件44与第二支座3断开。在这种状态下，现在能够驱动覆盖高压区域的气动致动器5b。第二支座3被压向第一支座2侧，同时形成气动致动器5b的活塞杆5b2的一端推动板构件44，即板构件44受到反作用力。此板构件44固定到螺母42，并且螺母42螺纹连接到丝杠41上，因此能够受到足够的反作用力以推动第二支座3。在超精磨工序中，在高压区域中执行完逐步地恒压磨削后，所用的致动器切换到覆盖低压区域的气动致动器5a，并且如高压区域中一样，在低压区域中执行逐步地恒压磨削。
图6是沿图5中的线VI-VI的截面图。根据该图，很明显气动致动器5a的活塞杆5a2和气动致动器5b的活塞杆5b2向前推动第二支座3，同时板构件受到反作用力。
同时，图7是沿图5中的线VII-VII的截面图。根据该图，很明显固定到螺母42的板构件44能够通过销构件45和45与第二支座3(即第二支座3的另一侧32)附连或分开。
图8示出位姿控制装置7的一个示例，并且图9是沿图8中的线IX-IX的截面图。位姿控制装置7是向上开口的壳体。此壳体包括第一板构件71和侧壁711，并且能够用如SUS材料制成。第二板构件72经由第二致动器75和75附连在对置的侧壁711和711之间。在这种情况下，即使第二板构件72倾斜，在第一板构件71和第二板构件72之间也能够确保使第二板构件72不干涉第一板构件71的适当距离L。在图中所示的示例性实施方式中，除了第二致动器75之外，多个弹簧77、77……置于侧壁711和第二板构件72之间以将第二板构件72保持在X-Y平面内。
第二致动器75包括具有适当刚度的轴构件75c、超磁致伸缩元件75a以及压电元件75b。超磁致伸缩元件75a构造成使得未图示的线圈附连到元件的周围。超磁致伸缩元件75a能够根据电流流过线圈时产生的磁场伸展。压电元件75b还能够根据施加的电压而伸展。可根据加工阶段，即，第二板构件72是否需要移动较大量，适当地选择是否操作超磁致伸缩元件75a或压电元件75b。在这种情况下，超磁致伸缩元件75a通常能够用镍或铁合金以及如镝或铽等稀土金属形成。压电元件75b能够用钛酸铅(PbTiO3)、钛酸钡(BaTiO3)或锆钛酸铅(Pb(Zr，Ti)O3)等制成。
例如，在位姿控制装置7安装在第一支座2上的情况下，当在X-Y平面(即沿水平方向)移动第二板构件72时，操作第二致动器75和75，并且当沿Z方向(即沿竖直方向)移动第二板构件72时，操作第一致动器76和76。在这种情况下，正如第二致动器75一样，第一致动器76包括具有适当刚度的轴构件76c、超磁致伸缩元件76a以及压电元件76b。第二板构件72通过反馈磨削目标体a的厚度和平整度的测量结果并且传送反馈指令到超磁致伸缩元件或压电元件而被控制到适当的位姿，并且执行磨削以调整磨削目标体a的厚度和平整度。
除第一致动器76和76外，球体73也置于第一板构件71和第二板构件72之间。图10的截面图中详细地示出了此球体73。
球体73可包括例如由金属制成的球芯部73a、例如由石墨制成并且设置在芯部73a外围的涂层73b。此外，由在常温下能够弹性变形的粘合剂74制成的涂层形成在涂层73b的外围。在这种情况下，所用的粘合剂74可以是以下粘合剂(即弹性环氧树脂基粘合剂)：其抗拉抗剪粘附强度为10到15Mpa，衰减系数为2到7Mpa-sec，更优选地为4.5Mpa-sce，并且粘合剂的弹簧系数为80到130GN/m，更优选地为100GN/m。粘合剂的厚度可设定到约0.2mm。
凹部71a和72a形成在第一板构件71和第二板构件72中对应于球体73的位置处。部分球体73配合到这些凹部71a和72a中，并因此定位球体73。而且，涂敷球体73外围的粘合剂74粘合到凹部71a和72a，但是不粘合到球体73(即球体73的涂层73b)，从而球体73能够在粘合剂74的涂层内自由地旋转。在此，球体73不必粘合到凹部71a和72a两者；仅粘合到其中一个就足够了。在这种情况下，在没有粘合的凹部侧，没有粘合剂，而仅是没有粘合力的弹性构件覆盖球体73。
在旋转装置6a安装在第二板构件72上的情况下，当通过操作第一致动器76和第二致动器75控制旋转装置6a的位姿时，由粘合剂74形成的涂层的弹性变形允许第二板构件72自由地三维移位。此时，球体73的芯部73a支撑旋转装置6a的重量，同时仅在固定位置旋转而不受外围的粘合剂74形成的涂层的束缚。因此，球体73基本上仅支撑旋转装置6a的重量，并且不附连到粘合剂74，因此粘合剂74能够根据第二板构件72的移位弹性变形，而不会对球体73有任何束缚。因此，第二板构件72仅受到大致与来自粘合剂74的弹性变形的反作用力相对应的极微小量的限制。
图11以框架形式示出旋转装置和磨削目标体的实际坐标系和通过计算机A/D转换后的坐标系光的视图。固定到旋转装置6a1后部的编码器6a1能够读取磨削目标体a的旋转。在这种情况下，旋转装置6a的坐标系设定为图中所示的x-y-z轴(z轴是旋转装置6b和旋转装置6a两者沿轴线方向的轴线)，光波从前述的光探针91和92照射到旋转装置6b侧。在磨削目标体a的测量点处，任意坐标(θ，r)处的厚度记录在计算机94中。例如，图12示出当径向被分成38份时并且当编码器6a1(即旋转编码器)的分辨率是1024(脉冲/转)时，在每个测量点处记录的数据的示例。然后确定所测数据与对应于数据坐标的任意点处的磨削目标体的设定厚度之差是否处于允许范围内。如果该差超出允许范围，则反馈指令传送到位姿控制装置，并且进行调整以使得该差处于允许范围内。以下是使用上述精密加工设备1对磨削目标体进行精密加工的方法的概述。
能够使用精密加工设备1从粗磨到最终的超精磨连贯地执行根据本发明的磨削目标体的磨削方法(即精密加工方法)。此方法的第一工序是在用丝杠机构4使第二支座3(旋转装置6b)移动预定量的同时通过使用金刚石砂轮作为砂轮b粗磨磨削目标体来对其进行磨削。在此，还能够顺次使用具有不同粗糙度的各种金刚石砂轮进行磨削。在此粗磨阶段，如果砂轮b和磨削目标体a的轴心不重合，则通过位姿控制装置7检测和校正砂轮b和磨削目标体a的位置。
接下来在第二工序中，砂轮b从金刚石砂轮改变为CMG砂轮。此时，在以步进方式在相对较高压力区域内改变恒压的同时操作气动致动器5b以朝向磨削目标体a推动CMG砂轮。在磨削的最终阶段，致动器切换到气动致动器5a并且以类似的步进方式在较低压力区域内改变恒压执行磨削目标体a的最终磨削。在此超精磨阶段中，不断地检测砂轮b和磨削目标体a的位置，并且如果它们的轴心不重合，则通过位姿控制装置7校正它们的位置。
在第一和第二工序之间，如上所述，根据需要通过光探针91和92测量磨削目标体a的厚度和平整度。然后，将基于这些测量结果的反馈指令发送到位姿控制装置7并且用位姿控制装置7控制位姿，进行磨削，使得厚度和平整度能够与它们各自的目标值相匹配或者处于允许范围内。
而且，在第一和第二工序之间，期望磨削目标体a不会从旋转装置6a上卸下，使得磨削目标体的表面上不残留斑纹。
表1示出发明人进行的磨削测试的设定条件。
[表1]
设定条件 特性 规格
冷却方法 淡水 20±0.1℃
磨削目标体 硅片 Φ300×0.8
驱动参数 砂轮转速 40～1500rpm
磨削目标体转速 20～500rpm
进给速度 0.5～20μm/min
切削深度 2～20μm
在砂轮自转并且沿磨削目标体的外周公转同时对磨削目标体的表面进行磨削。因此，磨削目标体的表面的磨削过的截面趋于具有中心部分从周围部分突出的形状。图13A是框架形式的视图，其中磨削目标体的中心部分突出的允许差设定为1.24μm，并且直径为300mm的硅片的直径端部之间的高度差为±6μm/300mm。图13B的视图示出了当选择成品磨削目标体(即硅片)的任意直径并且测量沿该直径的差时的结果。从图13B可以看出，该测试的差能够保持在允许值范围内。由于精密加工设备通过反馈控制使用位姿控制装置进行位姿控制，所以利用该精密加工设备能够精确地控制成品磨削目标体的厚度和平整度。
尽管上文参照本发明的示例性实施方式对本发明进行了说明，但是可以理解本发明不限于这些示例性实施方式或构造。相反，本发明意在覆盖各种改型和等同布置。另外，虽然以多种示例性组合和构型示出了示例性实施方式的多种元件，但是包括更多、更少或仅单个元件的其它组合和构型也在本发明的精神和范围内。

Claims (14)

1.一种精密加工设备，其包括：旋转磨削目标体的第一旋转装置以及支撑所述第一旋转装置的第一支座；旋转砂轮的第二旋转装置以及支撑所述第二旋转装置的第二支座；移动装置，其用于使所述第一支座和所述第二支座选择性地彼此移近或移离；控制装置，其用于控制所述第一支座和所述第二支座由所述移动装置所移动的量；测量装置，其用于测量所述磨削目标体的厚度和平整度；其特征在于：
所述移动装置包括由丝杠机构形成的第一移动部分和由基于压力控制的致动器形成的第二移动部分，所述移动装置根据情况的需要选择性地使用所述第一移动部分和所述第二移动部分使所述第一支座和所述第二支座相对于彼此移动，并且
所述控制装置构造成基于由所述测量装置获取的测量结果调整所述第一支座和所述第二支座的移动量以获得所述磨削目标体的预定厚度和平整度。
2.如权利要求1所述的精密加工设备，其特征在于，用于控制所述第一旋转装置或所述第二旋转装置的位姿的位姿控制装置置于所述第一旋转装置和所述第一支座之间或所述第二旋转装置和所述第二支座之间；所述位姿控制装置包括在由X轴和Y轴形成的平面内延伸的第一板构件和平行并隔开于所述第一板构件的第二板构件；在所述两个板构件的对置表面内形成有凹部；在所述第一板构件和所述第二板构件之间置有球体，并且所述球体部分配合在所述两个凹部内；沿垂直于由所述X轴和所述Y轴形成的平面的Z轴方向伸展的第一致动器也置于所述第一板构件和所述第二板构件之间；沿由所述X轴和所述Y轴形成的平面内的适当方向伸展的第二致动器连接到所述第二板构件；所述第二板构件构造成在物体放置到所述第二板构件上时能够相对于所述第一板构件移动；所述球体通过能够弹性变形的粘合剂附连到所述第一板构件和/或所述第二板构件；在所述第一致动器和所述第二致动器两者上设置有压电元件和超磁致伸缩元件；并且所述控制装置构造成：基于由所述测量装置获取的测量结果调整所述第一支座和所述第二支座的移动量和/或所述位姿控制装置的位姿以获得所述磨削目标体的预定厚度和平整度。
3.如权利要求1或2所述的精密加工设备，其特征在于，所述第二移动部分包括多个具有不同压力性能的气动致动器或液压致动器，并且所述第二支座和所述第二旋转装置由所述第二移动部分所致的移动能够用不同的压力选择性地控制。
4.如权利要求1-3中任一项所述的精密加工设备，其特征在于，所述砂轮包括至少一个CMG砂轮。
5.一种精密加工设备，其包括：旋转磨削目标体的第一旋转装置以及支撑所述第一旋转装置的第一支座；旋转砂轮的第二旋转装置以及支撑所述第二旋转装置的第二支座；移动装置，其用于使所述第一支座和所述第二支座选择性地彼此移近或移离；控制装置，其用于控制所述第一支座和所述第二支座由所述移动装置所移动的量；以及测量装置，其用于测量所述磨削目标体的厚度和平整度，其特征在于：
所述移动装置包括由丝杠机构形成的第一移动部分和由基于压力控制的致动器形成的第二移动部分，所述移动装置根据情况的需要选择性地使用所述第一移动部分和所述第二移动部分使所述第一支座和所述第二支座相对于彼此移动；
用于控制所述第一旋转装置或所述第二旋转装置的位姿的位姿控制装置置于所述第一旋转装置和所述第一支座之间或所述第二旋转装置和所述第二支座之间；所述位姿控制装置包括在由X轴和Y轴形成的平面内延伸的第一板构件和平行并隔开于所述第一板构件的第二板构件；在所述两个板构件的对置表面内形成有凹部；在所述第一板构件和所述第二板构件之间置有球体，并且所述球体部分配合在所述两个凹部内；沿垂直于由所述X轴和所述Y轴形成的平面的Z轴方向伸展的第一致动器也置于所述第一板构件和所述第二板构件之间；沿由所述X轴和所述Y轴形成的平面内的适当方向伸展的第二致动器连接到所述第二板构件；所述第二板构件构造成在物体放置到所述第二板构件上时能够相对于所述第一板构件移动；所述球体通过能够弹性变形的粘合剂附连到所述第一板构件和/或所述第二板构件；在所述第一致动器和所述第二致动器两者上设置有压电元件和超磁致伸缩元件；并且所述控制装置构造成：基于由所述测量装置获取的测量结果调整所述第一支座和所述第二支座的移动量和/或所述位姿控制装置的位姿以获得所述磨削目标体的预定厚度和平整度。
6.如权利要求5所述的精密加工设备，其特征在于，所述第二移动部分包括多个具有不同压力性能的气动致动器或液压致动器，并且所述第二支座和所述第二旋转装置由所述第二移动部分所致的移动能够用不同的压力选择性地控制。
7.如权利要求5或6所述的精密加工设备，其特征在于，所述砂轮包括至少一个CMG砂轮。
8.一种使用精密加工设备的精密加工方法，所述精密加工设备包括：旋转磨削目标体的第一旋转装置以及支撑所述第一旋转装置的第一支座；旋转砂轮的第二旋转装置以及支撑所述第二旋转装置的第二支座；移动装置，其用于使所述第一支座和所述第二支座选择性地彼此移近或移离；控制装置，其用于控制所述第一支座和所述第二支座由所述移动装置所移动的量；测量装置，其用于测量所述磨削目标体的厚度和平整度，所述移动装置包括由丝杠机构形成的第一移动部分和由基于压力控制的致动器形成的第二移动部分，所述方法的特征在于包括：
磨削所述磨削目标体的第一工序，其中通过使用所述第一移动部分调整所述第一旋转装置和所述第二旋转装置以及所述第一支座和所述第二支座的移动并且粗磨所述磨削目标体；以及
精加工所述磨削目标体的第二工序，其中通过使用所述第二移动部分调整所述第一旋转装置和所述第二旋转装置以及所述第一支座和所述第二支座的移动并且用CMG砂轮磨削所述已磨削过的磨削目标体，其中
在所述第一工序和所述第二工序中，通过所述测量装置测量被磨削的磨削目标体的厚度和平整度，并且基于获取的测量结果调整所述第一支座和所述第二支座的移动量以获得所述磨削目标体的预定厚度和平整度。
9.如权利要求8所述的精密加工方法，其中所述精密加工设备还包括用于控制所述第一旋转装置或所述第二旋转装置的位姿的位姿控制装置，其置于所述第一旋转装置和所述第一支座之间或所述第二旋转装置和所述第二支座之间，所述方法的特征在于：基于由所述测量装置获取的测量结果调整所述第一支座和所述第二支座的移动量和/或所述位姿控制装置的位姿以获得所述磨削目标体的预定厚度和平整度。
10.如权利要求8或9所述的精密加工方法，其特征在于，从所述第一工序到所述第二工序的转换无需将卡夹在所述第一旋转装置上的所述磨削目标体从所述第一旋转装置上卸下。
11.如权利要求8-10中任一项所述的精密加工方法，其特征在于，在所述第一工序和所述第二工序中，用不同的压力选择性地控制所述第二支座和所述第二旋转装置的移动。
12.一种使用精密加工设备的精密加工方法，所述精密加工设备包括：旋转磨削目标体的第一旋转装置以及支撑所述第一旋转装置的第一支座；旋转砂轮的第二旋转装置以及支撑所述第二旋转装置的第二支座；移动装置，其用于使所述第一支座和所述第二支座选择性地彼此移近或移离；控制装置，其用于控制所述第一支座和所述第二支座由所述移动装置所移动的量；测量装置，其用于测量所述磨削目标体的厚度和平整度；以及用于控制所述第一旋转装置或所述第二旋转装置的位姿的位姿控制装置，其置于所述第一旋转装置和所述第一支座之间或所述第二旋转装置和所述第二支座之间，所述移动装置包括由丝杠机构形成的第一移动部分和由基于压力控制的致动器形成的第二移动部分，所述方法的特征在于包括：
磨削所述磨削目标体的第一工序，其中通过使用所述第一移动部分调整所述第一旋转装置和所述第二旋转装置以及所述第一支座和所述第二支座的移动并且粗磨所述磨削目标体；以及
精加工所述磨削目标体的第二工序，其中通过使用所述第二移动部分调整所述第一旋转装置和所述第二旋转装置以及所述第一支座和所述第二支座的移动并且用CMG砂轮磨削所述已磨削过的磨削目标体，其中
在所述第一工序和所述第二工序中，通过所述测量装置测量被磨削的磨削目标体的厚度和平整度，并且基于获取的测量结果调整所述第一支座和所述第二支座的移动量和/或所述位姿控制装置的位姿以获得所述磨削目标体的预定厚度和平整度。
13.如权利要求12所述的精密加工方法，其特征在于，从所述第一工序到所述第二工序的转换无需将卡夹在所述第一旋转装置上的所述磨削目标体从所述第一旋转装置上卸下。
14.如权利要求12或13所述的精密加工方法，其特征在于，在所述第一工序和所述第二工序中，用不同的压力选择性地控制所述第二支座和所述第二旋转装置的移动。
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