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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Doppelseitenschleifen von Halbleiterscheiben,
insbesondere ein Verfahren zum Justieren von Doppelseitenschleifmaschinen
durch verbessertes Ausrichten der Schleifspindeln von Doppelseitenschleifmaschinen, Korrektur
der Schleifspindelpositionen sowie geeignete Vorrichtungen zur Durchführung
des Verfahrens.
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Doppelseitenschleifmaschinen
kommen bei mechanischen Bearbeitungsschritten in Fertigungssequenzen
der Waferindustrie zur Herstellung von Halbleiter-, insbesondere
von Siliciumscheiben (Wafer) zum Einsatz. Es handelt sich um eine
mechanisch abrasive, Material abtragende Bearbeitung der Halbleiterscheiben.
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Das
simultane Doppelseitenschleifen („Double Disk Grinding",
DDG) wird oftmals eingesetzt, um eine besonders gute Geometrie der
bearbeiteten Halbleiterscheiben zu erreichen, insbesondere im Vergleich
zu alternativen Bearbeitungsverfahren wie dem sog. Läppverfahren.
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Ein
geeignetes DDG-Verfahren und zur Durchführung des Verfahrens
geeignete Vorrichtungen sind beispielsweise aus
EP 868 974 A2 bekannt.
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Die
Halbleiterscheibe wird frei schwimmend zwischen zwei auf gegenüberliegenden
Spindeln montierten Schleifrädern- bzw. scheiben gleichzeitig auf
beiden Seiten bearbeitet. Dabei wird die Halbleiterscheibe weitgehend
frei von Zwangskräften axial zwischen zwei Wasser- oder
Luftkissen (z. B. den sog. Hydropads) geführt sowie radial
von einem Führungsring oder von einzelnen radialen Speichen
an einem „Davonschwimmen" gehindert. Während des Schleifvorgangs
wird die Halbleiterscheibe rotiert, meist angetrieben von einem
sog. „Notch finger", der in die Orientierungskerbe der
Halbleiterscheibe (den „Notch") eingreift.
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Geeignete
DDG-Maschinen werden beispielsweise von der Fa. Koyo Machine Industries Co.,
Ltd. angeboten. Das Modell DXSG320 eignet sich zum Schleifen von
Halbleiterscheiben mit Durchmesser 300 mm. Als Schleifwerkzeuge
werden meist Diamantschleifscheiben verwendet.
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Besonders
kritisch beim DDG-Verfahren ist die Ausrichtung der beiden Schleifspindeln
(= Wellen), auf denen die Schleifscheiben montiert werden. Die beiden
Spindeln sollten bei der Grundeinstellung der Maschine exakt kollinear
ausgerichtet sein, da Abweichungen (radial, axial) negativen Einfluss
auf Form und Nanotopologie der Scheibe haben. Was die Form bzw.
Shape der Scheibe angeht, spricht der Fachmann auch von Bow oder
Warp.
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Ausgehend
von dieser (oftmals unsymmetrischen) Grundeinstellung werden die
Spindeln anschließend symmetrisch verkippt, um entsprechende Produktkriterien
zu erfüllen, u. a. bzgl. des Schleifbildes (Kreuzschliff)
oder der globalen Geometrie GBIR (früher: TTV, „Total
Thickness Variation"). In
JP 2001-062718 wird
eine entsprechende Methode offenbart. Bei einer bereits gerüsteten
Maschine in Arbeitsposition wird der Versatz der Scheibe senkrecht zur
Spindelrichtung (radial) mittels Wirbelstromsensoren gemessen und
die Position der Schleifspindeln entsprechend eingestellt. Die Schleifspindeln
werden also mit den auf ihnen befestigten Schleifscheiben in Arbeitsposition
gefahren und gegenüber der Grundeinstellung im wesentlichen
symmetrisch gekippt (Tilt bzw. Schleiftilt).
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Die
unsymmetrischen Abweichungen der Achsfluchtung werden im Rahmen
dieser Erfindung auch als Parallelitätsabweichung bzw.
Winkelabweichung bezeichnet. Dem Fachmann sind in diesem Zusammenhang
auch die Begriffe Maschinenachsfluchtung oder einfach Achsfluchtung
geläufig. Parallelitätsabweichung soll den Abstand
der Mittelinien der beiden Schleifspindeln an einem bestimmten Punkt,
Winkelabweichung den Winkel zwischen diesen zwei Mittellinien bezeichnen.
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Im
Stand der Technik wurden bereits Anstrengungen unternommen, die
geschilderten Probleme zu lösen, da – wie zuvor
erwähnt – in Grundeinstellung nicht exakt ausgerichtete
Schleifspindeln das Schleifergebnis erheblich beeinflussen.
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In
EP 1 616 662 A1 ist
ein Verfahren beschrieben, das vorsieht, in Arbeitsposition jeweils
die Abstände der Hydropads von drei vorgegebenen Positionen
auf Vorder- und Rückseite des Werkstücks mittels
Wegsensoren zu bestimmen, daraus Verformungen des Werkstücks
bezüglich der wenigstens drei Positionen zu berechnen und
bei zu großen Abweichungen die axialen Positionen der Schleifscheiben
entsprechend auszurichten.
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Aus
DE 10 2004 011 996
A1 ist ebenfalls bekannt, in Hydropads einen oder mehrere
Messsensoren zu integrieren, welche während des Schleifvorgangs
eine Messung des Abstands zwischen der Oberfläche der Hydropads
und der Werkstückoberfläche ermöglichen.
Diese Abstandsmessungen dienen der Zentrierung des Werkstücks
zwischen den Hydropads durch axiale Verschiebung der Schleifspindeln
derart, dass der Abstand des Werkstücks vom Hydropad auf
beiden Seiten des Werkstücks gleich wird. Ein ähnliches
Verfahren, das insbesondere auf eine Mittelebene des Werkstücks
Bezug nimmt und drei Abstandsmesser in der Scheibenführung
vorsieht, ist auch aus
DE
10 2004 053 308 A1 bekannt.
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Nachteilig
an den bekannten Verfahren ist, dass die Parallelitätsabweichung
der Schleifspindeln (Abstand der Mittellinien der Spindeln) mangels
radialer Messwerte unberücksichtigt bleibt. Die Grundeinstellung
der Schleifspindeln lässt sich mit den beschriebenen Verfahren
nicht korrigieren. Dies gilt auch für die in
JP 2001-062718 offenbarte Methode.
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Zur
Durchführung der Abstandsmessung selbst sind mechanische
Taster – wie z. B. in
JP 2005-201862 offenbart – und
Wirbelstromsensoren bekannt. Weiterhin sind optische Messgeräte,
z. B. mittels Laser, bereits Stand der Technik. Derartige Messgeräte
sind z. B. von der Fa. db Prüftechnik (OPTALIGN
®-Modelle) erhältlich.
Zur Winkelmessung sind handelsübliche Inklinometer (elektrische Wasserwaagen)
geeignet.
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Die
Aufgabe der Erfindung bestand darin, den Stand der Technik derart
zu modifizieren, dass eine exakte Achsfluchtmessung in Schleifposition
an DDG-Schleifmaschinen ermöglicht wird.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch Verfahren zur Korrektur der Schleifspindelpositionen
in Doppelseitenschleifmaschinen zur gleichzeitigen beidseitigen
Bearbeitung von Halbleiterscheiben, wobei die beiden Schleifspindeln,
umfassend jeweils einen Schleifscheibenflansch zur Aufnahme einer
Schleifscheibe, mittels eines Kupplungselements auf Torsion gekuppelt
werden und eine Messeinheit, umfassend Inklinometer und zwei Sensoren
zur Abstandsmessung, statt Schleifscheiben zwischen den beiden Schleifscheibenflanschen
derart montiert ist, dass die Schleifspindeln dabei im wesentlichen
in der Position sind, in der sie sich mit montierten Schleifscheiben
während des Schleifvorganges befinden, wobei die gekuppelten
Schleifspindeln gedreht werden, während mittels Inklinometer und
Sensoren radiale und axiale Korrekturwerte einer Achsfluchtung der beiden
Schleifspindeln ermittelt werden, die zu einer symmetrischen Ausrichtung
der beiden Schleifspindeln verwendet werden.
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Vorzugsweise
wird mittels des Inklinometers ein Drehwinkel, mittels des ersten
Sensors ein radialer Abstand zu einem gegenüberliegenden
Schleifscheibenflansch und mittels des zweiten Sensors ein axialer
Abstand zu einer Messglocke auf dem von diesem Sensor während
der Drehung beschriebenen Durchmesser gemessen.
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Zur
Messung des axialen Abstands ist eine Art Messglocke als Bezugssystem
erforderlich. Eine geeignete Vorrichtung in Form einer auf einem Schleifschleibenflansch
befestigten Aufnahmeplatte mit einer gegenüber dem Flansch
vertikal (parallel zur Spindelachse) angeordneten Leiste ist in 1 dargestellt.
Gegen diese Leiste wird axial gemessen. Eine Vielzahl andere Konfigurationen
ist ebenfalls denkbar. Da fest auf dem Flansch montiert, wird auch die
Messglocke während der Messung gedreht.
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Vorzugsweise
werden aus Drehwinkel und radialen und axialen Abständen
unter Berücksichtigung maschinentypischer Hebelwege horizontale und
vertikale Korrekturwerte der Achsfluchtung der beiden Schleifspindeln
ermittelt.
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Vorzugsweise
handelt es sich bei den Sensoren um optische oder induktive Abstandsmesser.
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Vorzugsweise
handelt es sich um Wirbelstromsensoren mit einer Auflösung
von 0,4 μm–2 μm.
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Vorzugsweise
wird zur Aufbereitung der Messdaten Drehwinkel und Abstände
sowie zur Berechnung der horizontalen und vertikalen Korrekturen
ein Steuergerät verwendet.
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Vorzugsweise
werden die auf Torsion gekuppelten Schleifspindeln während
der Messungen um 360° gedreht.
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Zur
Durchführung dieses Verfahrens eignet sich eine Vorrichtung,
umfassend zwei gegenüber stehende, kollineare rotierbare
Schleifspindeln, die jeweils einen Schleifscheibenflansch, geeignet
zur Aufnahme einer Schleifscheibe, umfassen, wobei zwischen den
beiden auf Torsion gekuppelten Schleifscheibenflanschen eine Messeinheit,
umfassend Inklinometer und zwei Sensoren zur Abstandsmessung, an
einem der beiden Schleifscheibenflansche montiert ist, dadurch gekennzeichnet,
dass die Schleifspindeln dabei im wesentlichen in einer Position
sind, in der sie sich mit montierten Schleifscheiben während
eines Schleifvorganges befinden und dass ein erster Sensor zur Messung
eines radialen Abstand zu einem dem Sensor gegenüberliegenden Schleifscheibenflansch
und ein zweiter Sensor zur Messung eines axialen Abstands zu einer
auf dem Schleifscheibenflansch montierten Messglocke geeignet ist.
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Der
axiale Abstand wird vorzugsweise in Bezug auf eine auf diesem Schleifscheibenflansch
befestigte in Spindelrichtung angeordnete Messglocke bestimmt. Diese
Messglocke umfasst vorzugsweise wenigstens eine Leiste als Bezug
für axiale Abstandsmessungen, die parallel zur Spindelache
angeordnet und auf dem Schleifscheibenflansch montiert ist.
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Die
Achsfluchtmessung wird in der Arbeitsposition der Spindelführungen
durchgeführt, also im Wesentlichen in der Position, in
der die Halbleiterscheibe geschliffen wird. Dies wird u. a. durch
einen besonders kompakten Aufbau der zur Messung verwendeten Sensoren
sowie Inklinometer erreicht und stellt einen wesentlichen Vorteil
der Erfindung dar.
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Die
vorzugsweise verwendeten Wirbelstromsensoren ermöglichen
einen zur Durchführung des Verfahrens erwünschten
relativ kompakten Aufbau der Messeinheit.
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Sowohl
Sensoren als auch Inklinometer werden vorzugsweise mittels geeigneter
Halterung anstatt der Schleifscheiben auf einem Schleifscheibenflansch
montiert.
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Vorzugsweise
umfasst der Aufbau der Messvorrichtung aus Sensoren und Inklinometer
auch Halterungen, die mittels Schrauben am Schleifscheibenflansch
befestigt werden.
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Vorzugsweise
wird ein Steuergerät zur Datenaufbereitung und zur Berechnung
der Korrekturwerte verwendet, das außerhalb der Maschine
platziert wird.
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Der
gesamte Aufbau der Messvorrichtung nach Montage an den Schleifscheibenflanschen
ist vorzugsweise weniger als 50 mm breit.
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Da
der Messaufbau anstelle der Schleifscheiben montiert wird, liegen
die Schleifscheibenflansche vorzugsweise etwa 50 mm oder weniger auseinander.
Dies entspricht in etwa der Arbeitsposition, in der die Grundeinstellung
vorgenommen wird.
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Der
gesamte Aufbau wird vorzugsweise um 360° rotiert, während
dessen durch Sensoren und Messeinheit bzw. Steuergerät
die axialen und radialen Messwerte aufgenommen werden. Dazu werden zunächst
die beiden Schleifspindeln auf Torsion gekuppelt. Das Drehen der
gekuppelten Spindeln erfolgt vorzugsweise manuell.
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Eine
Messeinheit berechnet die Parallelitäts- und Winkelabweichung
der Schleifspindeln sowie daraus die horizontalen und vertikalen
Korrekturwerte unter Berücksichtigung maschinenspezifischer Hebelwege.
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Nach
Korrektur der Spindeltilts erfolgt vorzugsweise eine weitere Korrekturmessung
auf Achsfluchtung. Anschließend werden die Schleifspindeln vorzugsweise
in Schleif- bzw. Arbeitsposition gebracht (Anfahren der Schleiftilts)
und erneut die Achsfluchtung gemessen. Ist das Ergebnis nicht symmetrisch
zur vorherigen Achsfluchtmessung, wird erneut korrigiert.
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Für
die Messungen eignen sich beispielsweise die Messgeräte
und Sensoren der Modellreihe EX-V der Fa. Keyence.
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Während
der Drehung erfolgt die Messdatenerfassung der axialen und radialen
Abweichungen z. B. bei vier Winkelpositionen 3 Uhr, 6 Uhr, 9 Uhr
und 12 Uhr. Die Winkelpositionen haben einen jeweiligen Abstand
von 90°. Der jeweilige Drehwinkel wird vorzugsweise mittels
Inklinometer ermittelt, der im Messaufbau integriert ist.
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Aus
diesen Messwerten lässt sich der Achsversatz mit folgenden
Formeln beschreiben: VP = (R6 – R0)/2;
HP = (R9 – R3)/2;
VW = (A6 – A0)/d; HW =
(A9 – A3)/d,wobei VP = Parallelitätsabweichung
vertikal, HP = Parallelitätsabweichung horizontal, VW =
Winkelabweichung vertikal und HW = Winkelabweichung horizontal.
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R0
entspricht z. B. dem radialen (= R) Messwert bei 0 Uhr (= 12 Uhr),
A3 z. B. dem axialen (= A) Messwert bei 3 Uhr usw. Mit d wird der
Durchmesser des Kreises, den der in axialer Richtung messende Sensor
beschreibt, bezeichnet.
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Daraus
ergeben sich maschinentypabhängig axiale und radiale Korrekturwerte über
die entsprechenden Hebelwege.
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VP
und VW werden zur Berechnung der vertikalen Korrekturwerte beider
Spindeln verwendet.
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Es
ergibt sich für jede Spindel getrennt ein vertikaler Korrekturwert,
der sowohl Winkelabweichung VW als auch Parallelitätsabweichung
VP unter Einfluss der Hebelwege berücksichtigt.
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HP
und HW werden zur Berechnung der horizontalen Korrekturwerte verwendet.
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Ergebnis
sind für jede Spindel 2 Korrekturwerte (horizontal und
vertikal). Diese Werte können für beide Spindeln
durchaus unterschiedlich ausfallen.
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Vorzugsweise
erfolgt die Berechnung der Korrekturen automatisch.
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Vorzugsweise
zeigt das Steuergerät 4 Werte an (VP, HP, VW, HW). Die
Messwerte der 2 Sensoren werden in der Messeinheit (Steuergerät)
vorzugsweise mittels Verstärker aufbereitet und anschließend mittels
integriertem oder separatem Rechner in die notwendigen Tiltinformationen
umgerechnet.
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Hierbei
werden die verschiedenen Parameter wie Kipphebel der Maschine, Messkreisdurchmesser
d, usw. berücksichtigt. Die Korrekturen sind also abhängig
vom verwendeten Maschinentyp und dem Aufbau der Messvorrichtung
bzw. der Anordnung der Sensoren.
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Insbesondere
gehen Abstände von Gelenk zu Kippantrieb bzw. Messposition
in die Berechnung ein.
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Dabei
ergeben sich schließlich vier Korrekturwerte LV, RV, LH,
RH (L = Links, R = Rechts, H = Horizontal, V = Vertikal).
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Das
Inklinometer ist eine elektronische Wasserwaage. Dazu eignet sich
beispielsweise das ISU Inclinometer Board der Fa. Althen Mess- und
Sensortechnik.
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Das
Inklinometer ist vorzugsweise mechanisch über die Aufnahmevorrichtung
mit den zwei Sensoren verbunden.
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Nach
der Spindelneigungskorrektur mittels der Korrekturwerte sollten
beide Spindeln miteinander fluchten und damit eine Referenzeinstellung
ergeben, von der aus die Spindeln anschließend symmetrisch
verstellt (Schleiftilts) und somit optimale Schleiftilts angefahren
werden.
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Das
Anfahren der Schleiftilts erfolgt vorzugsweise automatisch, indem
die berechneten Tilts in ein Steuerprogramm der DDG-Maschine eingegeben und
diese von der Maschine automatisch angefahren werden. Bei den DDG-Maschinen
der Fa. Koyo entspricht dies beispielsweise dem Programm „Tilt
Move".
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Manuelle
Tiltkorrektur mittels Schrauben (Imbusschrauben) ist bei Verwendung
anderer Maschinentypen möglich.
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Nach
erfolgter Achsfluchteinstellung werden die Schleifspindeln vorzugsweise
mit montierter Messvorrichtung auf die Schleiftilts gefahren.
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Eine
erneute Achsfluchtmessung zeigt, ob die Verkippung tatsächlich
symmetrisch erfolgte. Falls aufgrund von ungleichem Verhalten der
Tiltverstellmechaniken oder unterschiedlichem Lagerspiels innerhalb
der Maschine dies nicht der Fall war, wird vorzugsweise erneut korrigiert,
so dass schließlich eine optimale Symmetrie der Spindelausrichtung
gewährleistet ist.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, radiale Messwerte und somit
den radiale Versatz der Schleifspindelpositionen auch unter Wirkung
von Prozesskräften zu ermitteln.
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Dazu
eignet sich ein Verfahren zum simultanen Doppelseitenschleifen einer
Halbleiterscheibe, wobei zwischen zwei rotierenden Schleifrädern,
die auf gegenüberliegenden kollinearen Spindeln befestigt
sind, eine Halbleiterscheibe Material abtragend bearbeitet wird,
wobei die Halbleiterscheibe während der Bearbeitung mittels
zweier hydrostatischer Lager weitgehend frei von Zwangskräften
axial und mittels eines Führungsrings radial geführt
und durch einen Mitnehmer in Rotation versetzt wird, wobei während des
Schleifens einer Halbleiterscheibe mittels wenigstens zweier Sensoren
radiale Abstände wenigstens eines hydrostatischen Lagers
zu einem Schleifrad gemessen, daraus horizontale und vertikale Korrekturwerte
ermittelt und diese zur Korrektur einer Schleifspindelposition verwendet
werden.
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Vorzugsweise
sind die beiden Sensoren am hydrostatischen Lager montiert, wobei
sie bezüglich eines Umfangs der Schleifscheibe um einen
Winkel von wenigstens 30° und höchstens 150° (ideal:
90°) beabstandet sind, vgl. 2.
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Vorzugsweise
wird zunächst eine Halbleiterscheibe zu Testzwecken derart
bearbeitet und die horizontale sowie vertikale Abweichung für
diese Spindel ermittelt.
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Vorzugsweise
wird dieser Vorgang anschließend analog für die
gegenüberliegende Spindel wiederholt und ebenfalls die
horizontale sowie vertikale Abweichung ermittelt.
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Mittels
der so erhaltenen 4 Abweichungen (horizontal, vertikal, jeweils
links und rechts) werden die Spindeltilts vorzugsweise nochmals
(unsymmetrisch) korrigiert, so dass sich eine symmetrische Abweichung
von der statischen Achsfluchtmessung ergibt.
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Vorzugsweise
sind in den einer Bearbeitung einer Testscheibe nachfolgenden Schleifvorgängen die
Sensoren abmontiert.
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Vorzugsweise
handelt es sich bei den Sensoren um Wirbelstromsensoren.
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Diese
Messung erfolgt also während des Schleifvorgangs. Damit
werden die Prozesskräfte und deren Auswirkungen auf die
Spindelpositionen bei den Korrekturen implizit berücksichtigt.
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Die
Sensoren sind jeweils an einem der beiden hydrostatischen Lager
montiert und messen den Abstand radial zum Schleifrad.
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Mittels
der beiden Sensoren wird während des Schleifprozesses der
radiale Versatz der Schleifräder bzw. -spindeln ermittelt.
Dies erfolgt vorzugsweise für beide Spindeln getrennt.
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Dass
diese Messung vorzugsweise getrennt für die linke und die
rechte Spindel durchgeführt wird, kann von Vorteil sein,
da bei gleichzeitiger Messung die Sensoren sich gegenseitig beeinflussen
könnten.
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Nach
Korrektur der Positionen von linker und rechter Schleifspindel ergibt
sich insgesamt eine Korrektur des Parallelitätsabweichungen
der beiden Spindeln, allerdings in diesem Fall unter Berücksichtigung
von Prozesskräften, was einen besonderen Vorteil dieses
Aspekts der Erfindung darstellt.
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Aufgrund
der Beabstandung der beiden radial um die Schleifscheibe angeordneten
Sensoren lassen sich Größe und Richtung des radialen
Versatzes eindeutig ermitteln.
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Axiale
Messwerte werden nicht ermittelt.
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Die
radialen Messwerte werden unter Berücksichtigung der maschinenspezifischen
Hebelwege als Offset für die Schleiftilts (Spindelneigungswerte)
verwendet.
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Damit
läßt sich der radiale Versatz sowohl nach Richtung
als auch nach Größe zwischen Spindelleerlauf und
Lastbetrieb für beide Spindeln getrennt ermitteln.
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Die
gemessenen Radialwerte werden mit gegebener fester Winkellage in
die horizontalen und vertikalen Komponenten zerlegt. Die jeweilige
Differenz (linker-rechter Wert) wird je zur Hälfte als
Korrekturwert für linke und rechte Spindel verwendet. In die
linken und rechten Spindeltilts gehen diese Werte als Offset mit
unterschiedlichem Vorzeichen ein. Die Spindeln werden also derart
unsymmetrisch voreingestellt, dass sie unter Last wieder symmetrisch
zur Achsfluchtung stehen.
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Die
Verwendund eines Inklinometer ist nicht erforderlich und auch nicht
bevorzugt, da der Messwinkel durch die Anordnung der Sensoren vorgegeben
ist.
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Es
ergibt sich also wiederum je Spindel ein horizontaler und ein vertikaler
Korrekturwert.
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Die
so ermittelte Korrektur dient vorzugsweise als Offset für
eine zuvor statisch durchgeführte Achsfluchtmessung und
ermöglicht eine äußerst symmetrische
Schleiftilteinstellung.
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Daher
ist es besonders bevorzugt, die zuvor offenbarte statische Achsfluchtmessung
mit der hier beschriebenen Korrektur des radialen Versatzes zu kombinieren.
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Vorzugsweise
werden die Messungen während des Schleifens nicht nur an
einer Testscheibe durchgeführt, sondern in der laufenden
Produktion eingesetzt. Dabei werden beide Spindeln gleichzeitig vermessen.
Beide hydrostatischen Lager sind dazu mit Sensoren bestückt.
Die Korrekturen der Tiltoffsets erfolgen automatisch über
die Maschinensteuerung.
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Die
automatische Spindeleinstellung erfolgt, indem die ermittelten Korrekturen
im Schleifrezept („Tilt Move") hinterlegt und diese von
der Maschine angefahren werden.
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Für
den Fall, dass die Messung nur einmalig während des Schleifens
einer Testscheibe erfolgt, wird dagegen der so ermittelte Offset
als konstant angesehen und in nachfolgenden Schleifschritten jeweils
berücksichtigt, indem die nachfolgend zu verwendenden Schleiftilts
entsprechend um diesen Offset verschoben werden. Während
der nachfolgenden Produktion sind die Sensoren dabei vorzugsweise abmontiert.
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Die
Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung, umfassend ein hydrostatisches
Lager (7) zur axialen Führung einer Halbleiterscheibe
in einer Doppelseitenschleifmaschine, welches eine Aussparung beinhaltet,
durch welche eine Schleifscheibe (8) mit der Halbleiterscheibe
zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Sensoren (9)
zur Abstandsmessung am hydrostatischen Lager montiert sind, die
bezüglich eines Umfangs der Schleifscheibe (8)
um einen Winkel von wenigstens 30° und höchstens
150° beabstandet sind.
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Beim
hydrostatischen Lager handelt es sich vorzugsweise um ein Hydropad
gemäß Stand der Technik.
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Die
Sensoren werden zur Messung radialer Abstände zwischen
hydrostatischem Lager und einem Schleifrad einer Doppelseitenmaschine
und zur Korrektur einer Schleifspindelposition verwendet.
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Vorteil
der erfindungsgemäßen Verfahren ist eine wesentlich
symmetrischere Schleifspindelausrichtung durch exakte Achsfluchtmessung
und Berücksichtigung von Prozesskräften.
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Die
derart justierten DDG-Maschinen ermöglichen es, geschliffene
Halbleiterscheiben mit verbesserten Shape, Bow, Warp sowie Nanotopographien zu
erzeugen.
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Schwachstellen
in den Führungen der Maschine bei ungenauer Ausrichtung
der Spindeln sowie erhöhtes, unerwünschtes Lagerspiel
werden durch das erfindungsgemäße Verfahren weitgehend vermieden.
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Figuren
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1 zeigt
schematisch den Aufbau der Achsfluchtmessung in Arbeitsposition.
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2 zeigt
schematisch den Messaufbau bei wirkenden Prozesskräften
für eine Schleifspindel.
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Die
Messeinheit wird anstelle der Schleifscheiben zwischen den Schleifscheibenflanschen 1 montiert.
Durch das Kupplungselement 6 werden die beiden Spindeln
miteinander auf Torsion gekuppelt. Die Spindelvorschubachsen bzw.
die Schleifscheibenflansche 1 werden genau auf Arbeitsstellung (spätere
Schleifposition) gefahren. Die Messeinheit selbst umfasst einen
Sensor 5 für Abstandsmessungen in axialer Richtung
(parallel zur Spindelachse) und einen Sensor 4 für
Abstandsmessungen in radialer Richtung. Weiterhin beinhaltet der
Aufbau ein Inklinometer 3 zum Messen von 3, 6, 9 und 12
Uhr Winkelposition.
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Inklinometer 3 sowie
Sensoren 4 und 5, und eine Hälfte von
Kupplungselement 6 sind an der rechten Aufnahmeplatte 22 befestigt.
An der linken Aufnahmeplatte 21 ist die andere Hälfte
des Kupplungselementes befestigt. Weiterhin dient die linke Aufnahmeplatte 21 als „Messglocke".
Gegen diese Glocke wird mit den Sensoren der Abstand gemessen. Das
gesamte System wird als Messeinheit bezeichnet.
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In 2 ist
der Messaufbau für die Messung des Radialversatzes bei
wirkenden Prozesskräften für eine Spindel dargestellt:
eine Scheibenführung 7 (z. B. Hydropad & Führungsring),
eine Schleifscheibe 8 und zwei Sensoren 9. Die
Sensoren 9 sind am Hydropad, hier dargestellt als Scheibenführung 7,
befestigt und bezüglich eines Umfangs der Schleifscheibe 8 um
einen bestimmten Winkel beabstandet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 868974
A2 [0004]
- - JP 2001-062718 [0008, 0013]
- - EP 1616662 A1 [0011]
- - DE 102004011996 A1 [0012]
- - DE 102004053308 A1 [0012]
- - JP 2005-201862 [0014]