DE3213252A1

DE3213252A1 - Verfahren zur staerkenkontrolle waferartiger werkstuecke und laeppvorrichtung hierfuer

Info

Publication number: DE3213252A1
Application number: DE19823213252
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Joetsu Niigata Honda; Kiyoo Katagiri
Original assignee: Naoetsu Electronics Co Ltd; Shin Etsu Engineering Co Ltd
Current assignee: Naoetsu Electronics Co Ltd; Shin Etsu Engineering Co Ltd
Priority date: 1981-04-10
Filing date: 1982-04-08
Publication date: 1982-12-09
Also published as: US4433510A; DE3213252C2; JPS57168109A

Description

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PATENTANWÄLTE

NAO-1

1) Shin-Etsu Engineering Co., Ltd.

4-2, 1-chome, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan

2) Naoetsu Electronics Co., Ltd.
596-2, Jonokoshishinden, Kubiki-mura, Nakakubiki-gun, Niigata-ken, Japan

Verfahren zur Stärkenkontrolle waferartiger Werkstücke und Läppvorrichtung hierfür

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruches 2.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur effizienteren Kontrolle bzw. Steuerung der Dicke von waferartigen Werkstücken beim Läppen und eine Läppmaschine, die mit einer verbesserten Einrichtung zur Inpfozeß-Kontrolle der Stärke der waferartigen Werkstücke beim Läppen ausgestattet ist.

Bekanntlich wird eine Vielzahl von Materialien oder Werkstoffen in waferartiger Ausführung, worunter z.B. Mikroplättchen oder aus Einkristallen geschnittene Scheibchen verstanden werden, gegenwärtig in den Bereichen z.B. der elektronischen Industrie,

BERSSTRASSE 48¹Ia . O-8O30 MÜNCHEN-GAUTING TELEPHON: (03Q) 8003030 ■ TELEX: 021777l»erd

— A —

beispielsweise als Silicon-Halbleiter mit hohem Reinheitsgrad verwendet, GGG (Gadolinium Gallium Granat) Einkristalle für Magnetblasen- Domänen-Speicher, schmelzflüssig gegossene bzw. geschmolzene Quarzglasplatten, die zur Maskenerstellung bei der Mustergestaltung von IC-Schaltungen verwendet werden und dergleichen, Diese Werkstoffe bzw. Werkstücke werden dadurch hergestellt, daß zuerst ein Block oder eine Stange eines entsprechenden Materials in eine waferartige Form geschnitten wird, die anschließend, um eine bestimmte Dicke und Oberflächenglätte bzw. Oberflächenfeinheit zu erreichen, in einer Läppmaschine, wie sie beispielsweise in der US-PS 3 089 29 2 offenbart ist, geschliffen und geläppt wird.

Parallel mit der Entwicklung der elektronischen Technologie ist ein gegenwärtiger Trend festzustellen, daß die Anforderung an die Exaktheit und Gleichmäßigkeit der Dicke derartiger waferartiger Werkstoffe, wie sie durch Läppen fertiggestellt werden, mehr und mehr zunimmt.. Die zuverlässigste Art der Dickenbestimmung eines waferartigen Werkstückes beim Läppen ist·selbstverständlich die direkte Stärkenmessung des Werkstückes, indem dieses durch Unterbrechen des Arbeitsablaufes periodisch aus der Läppmaschine genommen wird. Es ist jedoch überflüssig, darauf hinzuweisen, daß eine Stärkenmessung außerhalb der Maschine, also maschinenextern, unpraktikabel ist und mit einem sehr niedrigen Arbeitswirkungsgrad verbunden ist.

Dementsprechend wurden mehrere Verfahren zur Inprozeß-Dickenmessung von Werkstücken beim Läppen vorgeschlagen, d.h. ohne Herausnahme der Werkstücke aus der Läppmaschine, um den Betrieb der Läppmaschine zu einem Zeitpunkt zu beenden, indem die abnehmende Stärke der Werkstücke beim Läppen die gewünschte oder geforderte Dicke erreicht hatte.

Eine der Grundprinzipien einer derartigen Inprozeß-Dickenmessung ist die Verwendung eines Wirbelstromsensors, der z.B. genau fest-

gelegt an der oberen Planscheibe einer Läppmaschine befestigt ist, um in Abhängigkeit von der Spalt- bzw. Abstandsbreite zwischen der oberen und unteren Planscheibe, die die Werkstücke sandwichartig umfassen, elektrische Signale zu erzeugen. Der in einem derartigen Wirbelstromsensor erhaltene Wert gibt indirekt in erster Näherung die Stärke der Werkstücke beim Läppen wieder, obwohl dabei mehrere Fehlerfaktoren mit eingeschlossen sind.

So entspricht beispielsweise der durch das Wirbelstromsignal repräsentierte Wert nicht der exakten Dicke des Werkstückes, sondern entspricht dem Spaltabstand zwischen den Flächen der Planscheiben, die die Werkstücke sandwichartig umfassen, wobei die Spaltbreite die Summierung der Werkstückdicke und der Dicke der Schichten des abgeschliffenen Materials oder' Pulvers ist, das zwischen den Oberflächen des Werkstückes und den Flächen der oberen und unteren Planscheibe zu liegen kommt.

Weiterhin unterliegt die Oberfläche der Planscheibe selbst während des Läppablaufes einerAbriebsabnutzung, wobei der Betrag der Abnutzung der oberen Planscheibe, die den Sensor trägt, einen negativen Fehlerbeitrag zum Wert der Stärke des Werkstückes gibt,- wie er durch das Wirbelstromsignal wiedergegeben wird.

Aus diesem Grunde muß der Dickenwert des Werkstückes beim Läppen, d_er durch das Signal, das in dem an bzw. in der oberen planen Scheibe angebrachten Sensor erhalten wird, bestimmt wird, durch Substraktion der Stärke der Schichten des Abriebmaterials und durch Addition der Stärke entsprechend dem Abnutzungsbetrag der oberen Planscheibe, der empirisch schätzbar ist, immer mit Korrekturen.versehen werden.

Ungeachtet der vorausgehend erwähnten Korrekturen, die sich bei einer direkten Bestimmung aus dem Signal des Sensors auf

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den Dickenwert- des Werkstückes auswirken, weicht die tatsächliche Stärke des Werkstückes, wie es nach Beendigung des Läppvorganges aus der Läppmaschine genommen wird, häufig beträchtlich von dem Wert ab, wie er aufgrund der Registrierung der Inprozeß-Messung unter Verwendung des Sensors, erwartet wird.

Es wurden aufwendige Untersuchungen zur Aufklärung des Grundes für die vorausgehend erwähnte Abweichung bei der Registrierung bzw. beim Festhalten der Inprozeß-Dickenmessung von der tatsächlichen Stärke des waferartigen Werkstückes, wie es aus der Läppmaschine genommen wird, durchgeführt, um ein wirksames und zuverlässiges Verfahren zur überwachung der Stärke von waferartigen Werkstücken beim Läppen zu schaffen.

Ein Ziel der Erfindung ist es daher, ein neues und verbessertes Verfahren zur überwachung und Steuerung der Dicke von waferartigen Werkstücken beim Läppen in einer Läppmaschine zu schaffen, indem durch die Inprozeß-Messung der Stärke in der Maschine unter Verwendung einer an einer planen Läpp-p]atte an einer bestimmten Stelle befestigten Sensoreinrichtung gemessen wird, die die Aufzeichnung eines sehr zuverlässigen Dickenwertes mit kleinster Abweichung von der tatsächlichen Stärke des Werkstückes ermöglicht, wie es nach Beendigung des Läppvorganges aus der Maschine genommen wird.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, eine Läppmaschine zu schaffen, in der das Läppen von waferartigen Werkstücken mit sehr zuverlässiger überwachung der Stärke der Werkstücke beim Läppen durch eine Inprozeß-Messung der Stärke in der Maschine mittels einer an bzw. in einer Läpp-Platte fest angebrachten Sensoreinrichtung durchzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, bei dem mittels einer Inprozeß-Kontrolle die Stärke von wafer-

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artigen Werkstücken unter Eliminierung von möglichen Fehlerquellen genauer ermittelt werden kann, als bei einem gattungsgemäßen bekannten Verfahren.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 und bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 2 gelöst.

Die Vorteile der Erfindung werden zusammen mit einem Ausführungsbeispiel anhand der Figuren 1 und 2 noch näher erläutert. Die schematischen Darstellungen der Figuren 1 und 2 zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt in einer Vertikalachse durch den Hauptteil einer Läppvorrichtung und

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Rotationseinheit zur Übertragung der in einer Positionsbestimmungs- und Sensoreinrichtung erzeugten Signale zu einem . Datenverarbeitungscomputer.

Wie oben bereits erwähnt, sind die herkömmlichen Verfahren zur Inprozeß-Messung der Stärke von waferartigen Werkstücken bzw. Mikroplättchen beim Läppen in einer Läppvorrichtung mehr oder weniger unvermeidlich Gegenstand einer beträchtlichen Abweichung des Stärkenwertes, der von der Erfassung bei einer Inprozeß-Messung in der Maschine erwartet wird, gegenüber der tatsächlichen Stärke der Werkstücke, wie sie nach Herausnahme aus der Läppvorrichtung nach Beendigung des Läppvorganges festgestellt wird.

Man hat eine Analyse des Grundes für die obige Abweichung durchgeführt und entdeckt, daß die Abweichung hauptsächlich auf

die Schwankung der Spaltbreite zwischen den Läppoberflächen während des Betriebes der Läppmaschine oder der Drehbewegung der Planplatten zurückzuführen ist. Des weiteren ist diese Abweichung auf die nicht vollständige Parallelität zwischen den Läppflächen und der wellenförmigen Umdrehung und Vibration der Planplatten zurückzuführen, so daß, sofern die Signale von der Sensoreinrichtung fortlaufend erfaßt werden, die Werterfassung notwendigerweise innerhalb eines beträchtlich weiten Bereiches schwanken muß und daher keinen genauen.Stärkenwert ergeben kann. Die weitere Analyse der Unsicherheit in der Werterfassung bzw. Wertermittlung ergab als eine Schlußfolgerung, daß eine derartige Schwankung in der Werterfassung eine periodische Erscheinung aufwies, wobei eine Periode einer Umdrehung der Planplatten relativ zueinander entsprach. Mit anderen Worten sind die Stärkenwerte, die vom Signal der Sensoreinrichtung abgeleitet werden, relativ stabil,· sofern das Signal nur einmal je Umdrehung der Planplatte zu Zeitpunkten festgehalten wird, wenn die obere und untere Planplatte sich in der gleichen relativen Umdrehungsposition befinden. Aus diesem Grunde würde eine Inprozeß-Messung der Stärke in einer solchen periodischen Art und Weise die Fehler, die durch die wellenförmige Umdrehung und Vibration der Planplatten herrühien, eliminieren und damit ein Mittel zur besseren Kontrolle der Stärke von waferartigen Werkstücken beim Läppen schaffen.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen in weiteren Einzelheiten beschrieben.

Die in Fig. 1 dargestellte Läppmaschine ist im Prinzip vom selben Typ wie die in der US-PS 3 089 292 offenbarte Maschine.

Der Hauptteil der Maschine ist aus einer oberen plattenartigen Läppscheibe 1 und einer unteren Läppscheibe 2 aufgebaut, die jeweils eine ringförmige Läppfläche aufweisen und vertikal zueinander gewandt angeordnet sind. Hierbei bilden die beiden

^-ι L· \ ^j ί. \j ί.

Läppscheiben 1 und 2 einen engen Spalt zwischtmeinander, indem eine Vielzahl von zu bearbeitenden Werkstücken 3 in mehreren Gruppen sandwichartig aufgenommen ist, wobei jede Gruppe durch den entsprechenden Werkstückhalter 4 bzw. Träger gehalten wird. Jeder der Werkstückhalter 4 wird durch einen Satz eines Planeten radgetriebes 5 und eines internen Antriebes 6 bzw. einer Innenverzahnung _t mit einer Planetenbewegung angetrieben, d.h. mit einer Umdrehung um die Zentralachse und gleichzeitig um die eigene Achse. Die obere Läppscheibe 1, die untere Läppscheibe 2, der Planetenradantrieb 5 und der interne Antrieb 6 werden unabhängig voneinander durch entsprechende Wellen 7, 8, 9 und 10, die durch ein in der Figur nicht gezeigtes Antriebsaggregat angetrieben werden, in Rotationsbewegung versetzt.

Beim Einlegen der Werkstücke 3 in die Läppmaschine wird die obere Läppscheibe 1 durch eine in der Figur nicht gezeigLo Aufhängeeinrichtung angehoben, um einen ausreichenden Abstand zur unteren Läppscheibe 2 zu schaffen. Nachdem vier bis sechs Werkstücke in der öffnung bzw. den öffnungen jedes der drei bis fünf Werkstückhalter 4 angeordnet sind, wird die obere Läppscheibe 1 abgesenkt, um die Werkstücke 3 unter ihrem Eigengewicht sandwichartig einzuschließen. Während eine wässrige Lösung eines Schleifpulvers einer ringförmigen Zuflußrinne 11 zugeführt wird, um von dort durch die Leitungen 12 nach unten in den Spalt zwischen den Läpp-Platten 1 und 2 zu fließen, werden die Läpp-Platten 1 und 2, der Planetenradantrieb 5 und der interne Antrieb 6 in entsprechender Weise in Rotation versetzt, so daß die Oberfläche der Werkstücke 3 durch die Abriebwirkung der Schleifpulverlösung, die zwischen die Oberflächen der Werkstücke 3 und die Flächen der oberen oder der unteren Schleifplatte 1 und 2 gelangt, geschliffen oder geläppt wird.

Die Läppmaschine weist eine Positioniereinrichtung bzw. Steuereinrichtung zur intermittierenden bzw. periodischen Erzeugung eines Signales in einem gleichmäßigen Intervall auf, das einer Um-

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drehung der Läppscheiben relativ zueinander entspricht. Die in Fig. 1 dargestellte Positioniereinrichtung der Maschine besteht aus einem Satz eines an der Umfangswandung der unteren Läppscheibe 2 genau befestigten Senders 13 und eines an der Umfangswandung der oberen Läppscheibe 1 ebenfalls fest angebrachten Empfänger 14, zur Aufnahme des vom Sender 13 abgegebenen Signals, Es ist selbstverständlich, daß die Intensität des vom Empfänger 14 aufgenommenen Signals zu dem Zeitpunkt am stärksten ist, wenn sich der Empfänger unmittelbar über dem Sender 13 befindet, so daß die Maxima im Kontinuum vom Empfänger 14 aufgenommenen Signals als Positionierungssignal der oberen Läppscheibe 1 relativ zur unteren Läppscheibe 2 verwendet werden können.

Andererseits ist zur Ermittlung der Spaltbreite zwischen den Läppscheiben 1 und 2 an bzw. in der oberen Läppscheibe 1 ein Sensor 15 genau fixiert angebracht, der ein Signal entsprechend der so ermittelten Spaltbreite erzeugt, die bzw. das in erster Näherung der Dicke der Werkstücke 3 beim Läppen entspricht.

Das Grundprinzip dos Sensors 15 zur Ermittlung der Spaltbreite soll dabei nicht einschränkend verstanden werden, zumal verschiedene Verfahren nach dem Stand der Technik bekannt sind. Beispielsweise kann der Sensor 15 ein Wirbelstromdetektor für die elektromagnetische Kopplung zwischen der oberen und unteren Läppscheibe sein, die gewöhnlich aus Gußeisen hergestellt sind, um ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von der Spaltbreite zu erzeugen. Alternativ dazu kann der Sensor 15 auch eine Kombination aus einem Ultraschallstrahler und einem Empfänger des Echos der an der Oberfläche der unteren Läppscheibe 2 reflektierten Ultraschallwellen sein, um die Verzögerungszeit des Echos als Funktion der Spaltbreite festzustellen. Auf alle Fälle ist der Sensor 15 an der oberen Läppscheibe 1 in einer öffnung 16 bzw. einer durchgehenden Bohrung der oberen Läppscheibe 1 fest angebracht, um der unteren Läppscheibe 2 direkt zugewandt gegenüberliegen zu können.

An

Auch das Grundprinzip der Positioniereinrichtung darf nicht einschränkend verstanden werden. So kann beispielsweise der Sender 13 ein Permanentmagnet sein, der mit einem Hall-Element gekoppelt ist, um den magnetischen Fluß um den Permanentmagneten

13 festzustellen. Als Alternative dazu kann der Sender 13 auch ein Ultraschallstrahler sein, der mit einem Ultraschallempfänger

14 wirkungsmäßig gekoppelt ist. Auf jeden Fall sind der Sender und der Empfänder 14 an den entsprechenden Läpp-Platten 2 oder derart befestigt, daß der letztere direkt über dem vorausgehend Erwähnten vorbeigeführt wird, wenn die Läppscheiben relativ zueinander gedreht werden.

Die Signale vom Empfänger 14, der die genaue Lage feststellt, und vom Sensor 15 für die Spaltbreite werden zu einem Datenverarbeitungscomputer 17 übertragen, der extern von der Läppmaschine angeordnet ist. Das elektrische Ausgangssignal vom Sensor 15 zur Feststellung der Spaltbreite wird im Computer 17 unter Berücksichtigung notwendiger Korrekturen für die Fehler, die im direkt vom Sensor 15 erhaltenen Spaltbreitenwert enthalten sind, zu jedem Zeitpunkt, in dem das Positionierungssignal vom Empfänger 14 im Computer 17 empfangen wird, verarbeitet. Anders ausgedrückt, wird der Wert, der die Dicke der Wafer beim Läppen darstellt, nur einmal pro Umdrehung der Läppscheiben relativ zueinander in dem Zeitpunkt erhalten, wenn die obere und untere Läppscheibe 1 und 2 sich in der gleichen relativen Winkelposition während ihrer Umdrehung befinden; normalerweise beim exakten Gegenüberliegen von Sender und Empfanger.

Wie vorausgehend erläutert, sollten die Korrekturen am Spaltbreitenwert in zweifacher Hinsicht ausgeführt werden. Einmal muß ein Wert, der dem positiven Fehler entspricht, welcher durch die Stärke der Schichten zwischen der Oberfläche der Werkstücke und der Läppfläche der Läppscheibe vorhandenen Schichten der Schleiflösung vom Spaltbreitenwert subtrahiert werden, wobei dies eine Funktion der Antriebsbedingungen der Läppscheiben, der Verteilung der Partikelgröße des Schleifpulvers, der Zufuhr-

rate der Schleiflösung und ähnliche Parameter ist. Zum anderen muß ein Wert, der dem negativen Fehler entspricht, aufgrund des Abriebes der Läppflächen der Läppscheiben,insbesondere der oberen Läppscheibe 1,zum Wert der Spaltbreite addiert werden, obwohl diese Korrektur normalerweise sehr viel kleiner ist als der Betrag der Stärkenabnahme der Werkstücke im Verlauf des Schleifens oder Läppens. Auf alle Fälle müssen diese Korrekturfaktoren im voraus als Funktion der verschiedenen Parameter empirisch ermittelt werden und dem Computer 17 während der Zeit des Betriebes eingegeben oder im Speicher des Computers gespeichert werden. Sofern die Läpparbeitsvorgänge unter den gleichen Arbeitsbedingungen für die gleiche Art von Werkstücken durchgeführt werden, reicht es aus, daß die einmal eingegebenen Korrekturfaktoren auch für die nachfolgenden Arbeitsabläufe beibehalten werden.

Die durch den Computer 17 berechneten Stärkenwerte der Werkstücke können, sofern dies gewünscht wird, fortlaufend oder zu jeder beliebigen Zeit ausgedruckt werden . Es ist auch möglich, den Computer so zu programmieren, daß er ein Signal zur Unterbrechung bzw. Beendigung des Betriebes der Läppmaschine erzeugt, wenn die Stärke der Werkstücke einen vorgegebenen Betrag erreicht hat.

Die in dem Empfänger 14 zur Feststellung der genauen Lage und die im Sensor 15 für die Dicke erzeugten Signale müssen über eine Einrichtung beliebiger Art zum Computer 17 übermittelt werden. Nachfolgend wird eine typische derartige Signalübermittlungseinrichtung beschrieben, obwohl die Apparatur darauf nicht speziell beschränkt ist.

Die im Empfänger 14, z.B. einem Hall-Element, zur Bestimmung der Position erzeugten Signale, werden in den Positionssignal-Prozessor 18, der auf der oberen Läppscheibe vorgesehen ist, zur Verstärkung der vom Empfänger 14 erhaltenen Signale eingespeist. In ähnlicher Weise werden die vom Sensor 15 zur Stärkenbestimmung erzeugten Signale in den Stärkensignal-

Prozessor 19, der ebenfalls auf der oberen Läppscheibe 1 angebracht ist, und der beispielsweise mit einer Brückenschaltung und einem Verstärker aufgebaut sein kann, eingegeben. Die in den Prozessoren 18, 19 verarbeiteten Signale werden anschließend zu einer Dreheinheit 20 geleitet und daraus zur Einspeisung in den Computer 17 weitergeleitet. Diese Dreheinheit 20, die eine Kopplungseinrichtung zwischen rotierenden Teilen und feststehenden Teilen bzw. Anschlüssen darstellt, dient auch zur elektrischen Spannungsversorgung der Signal-Prozessoren 18 und 19.

In Fig. 2, die einen axialen Querschnitt zeigt, ist der Aufbau der Dreheinheit 20 schematisch dargestellt. Der Slator 21 der Dreheinheit 20 ist an der zur Aufhängung der oberen Läppscheibe dienenden Welle 22 befestigt, während der Rotor 23 in fester Anordnung zur oberen Läppscheibe 1 steht. Die Welle 22 dient ausschließlich dazu, die obere Läppscheibe 1 beim Einsetzen der Werkstücke in die Werkstückhalter 4 auf der unteren Läppscheibe 2 anheben zu können, damit ausreichender Zwischenraum für diesen Arbeitsgang besteht. Die obere Läppscheibe 1 kann unabhängig von der Welle 22 während des Betriebes der Läppmaschine durch einen Mechanismus, z.B. ein Axiallager 24 bzw. ein Axialkugellager gedreht werden.

Die Dreheinheit 20 weist einen Rotationsübertrager 25 für die Energieversorgung bzw. einen Dynamotor oder einen Wechselstrom-Wechselstrom-Drehtransformator auf, einen Drehimpuls-Wandler 26 zur Übertragung der Positionssignale und einen Rotations-Photokoppler 27 zur Übertragung der Stärkensignale. Die Statorwicklung des Übertragers 25 ist z.B. mit einer Spannungsversorgung verbunden. Die Statorwicklung des Drehimpuls-Wandlers 26 und einer der Leitungsdrähte für den Ausgang des Photokopplers 27 werden jeweils mit dem Computer 17 verbunden. Die Rotorwicklungen des Übertragers 25 und des Wandlers 26 und der andere ι Leitungsdraht für den Ausgang des Photokopplers 2"/

sind je mit den Signal-Prozessoren 18 und bzw. 19 durch die Hohlwelle des Rotors 23 verbunden.

Der Aufbau der Dreheinheit 20 ist selbstverständlich nicht auf den vorausgehenden beschriebenen Aufbau mit dem Rotationsübertrager 25, dem Drehimpulswandler 26 und dem Rotations-Photokoppler 27 beschränkt. Es können natürlich auch herkömmliche Vorrichtungen einschließlich Bürsten und Schleifringe verwendet werden. Die vorausgehend beschriebene Vorrichtung weist jedoch mehr Vorteile auf, als Vorrichtungen herkömmlicher Art, da aufgrund der Vermeidung jeglichen mechanischen Kontaktes, bei denen mehr oder weniger unvermeidlich in den zum Computer 17 übertragenen Signalen elektrisches Rauschen bzw. elektrische Störpegel vorhanden sind, eine beachtlich verbesserte Genauigkeit bei der Dickenbestimmung sichergestellt werden kann.

Eine alternative Möglichkeit der Signalübertragung ist selbstverständlich die, daß die Signale mittels einer drahtlosen Einrichtung als elektromagnetische Wellen, die mit den Signalen vom Empfänger 14 und dem Sensor 15 moduliert sind, übertragen werden und in einem extern von der Läppmaschine angeordneten Funkempfänger empfangen werden, um von dort in den Computer 17 eingespeist zu werden.

Wie vorausgehend beschrieben, besteht das Grundprinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, daß die Stärkenbestimmung von waferartigen Werkstücken jeweils nur einmal während jeder Relativumdrehung der Läppscheiben,zu den von der Positioniereinrichtung bestimmten Zeitpunkten /geeigneten per Computer berechneten Korrekturen berechnet wird, so daß die Messergebnisse ohne Einbeziehung von Fehlern gewonnen werden, die durch den Betrieb der Läppmaschine aufgrund der wellenförmigen Umdrehung der Läppscheiben, der Vibration der Maschine, unabsichtliche Unregelmäßigkeiten oder Störeinflüsse auf die Läppfläche und dergleichen verursacht werden, sind. Aus diesem Grunde unterliegen die mittels

des erfindungsgemäßen Verfahrens fertiggestellten waferartigen Werkstücke geringeren Schwankungen in der Stärke oder geringeren Abweichungen von der Soll-Stärke. In einem Beispiel lag die Stärke der Werkstücke sehr gut innerhalb einer Abweichung von ±3 μΐη vom Sollwert bei einem Prozentsatz von 96 bis 97· % der Fälle, während der entsprechende Wert bei entsprechender Anwendung des herkömmlichen Verfahrens 82 bis 83 % betrug.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt im Bearbeitungswirkungsgrad der Läpparbeitsvorgänge. Bei den herkömmlichen zeitgesteuerten Läpparbeitsvorgängen erfolgt gewöhnlich ein Aussortieren der Werkstücke nach der Stärke bzw. Dicke, ein periodisches Überprüfen der Stärke der Werkstücke während dos Läppens und ein Wiedereinsetzen der Werkstücke zwei oder dreimal. Demgegenüber kann eine derartige Ineffizienz in den Läpparbeitsvorgängen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vollständig beseitigt werden. Eine derartige vereinfachte Handhabung der Werkstücke verringert selbstverständlich den Ausschuß bzw. die Verluste von Werkstücken aufgrund von Bruch und trägt auf diese Weise zu einer Verbesserung der Produktausbeute ebenso wie zu einer Reduzierung des Arbeitsaufwandes im großen Maße bei.

Claims

PATENTANWÄLTE NAO-1

1) Shin-Etsu Engineering Co., Ltd.

4-2, 1-chome, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan

Patentansprüche

Verfahren zur Inprozeß-Messung der Stärke von waferartigen Werkstücken beim Läppen in einer Läppmaschine, wobei die Werkstücke sandwichartig zwischen den Läppflächen einer oberen und einer unteren Läppscheibe, die relativ zueinander bewegbar sind, angeordnet sind, unter Verwendung einer an einer der Läppscheiben fest angebrachten Sensoreinrichtung, die ein Signal entsprechend dem Spaltabstand zwischen den Läppflächen erzeugt,

dadurch gekennzeichnet , daß das Signal intermittierend in regelmäßigen Intervallen, die einer relativen Umdrehung der oberen und der unteren Läppscheibe zueinander entsprechen, von der Sensoreinrichtung abgeleitet wird.

BERGSTRASSE 48¹Ii ■ Ο-ΘΟ3β MÜNCHEN-GAUTINS TELEPHON; (08S) 8B0S03O · TELEX: 021777 Isar d

2. Läppvorrichtung zum Läppen waferartiger Werkstücke mit einer Einrichtung zur Inprozeß-Messung der Stärke der Werkstücke beim Läppen,

gekennzeichnet durch

a) eine obere Läppscheibe (1) mit einer im wesentlichen horizontalen Läppfläche;

b) einer unteren Läppscheibe (2), die relativ zur oberen Läppscheibe (1) drehbar ist und eine Läppfläche aufweist, die im wesentlichen parallel zur Läppfläche der oberen Läppscheibe angeordnet ist, um während des Läppens die Werkstücke zwischen oberer und unterer Läppscheibe zu halten;

c) eine Positioniereinrichtung (13,14) zur intermittierenden Erzeugung eines .Signales in gleichmäßigen Intervallen, die einer Umdrehung der unteren Läppscheibe relativ gegenüber der oberen Läppscheibe entsprechen;

d) eine Sensoreinrichtung (15) zur Erzeugung eines Signales

in Abhängigkeit von der Spaltbreite zwischen den Läppflächen der oberen und unteren Läppscheibe mit dazwischen gehaltenen Werkstücken; und

e) eine Einrichtung (17,18,19,20) zur Umwandlung des in der Sensoreinrichtung (15) erzeugten Signales in einen Wert 'für die Spaltbreite zwischen den Läppflächen jeweils zu dem Zeitpunkt, in dem ein Signal von der Positioniereinrichtung (13,14) erzeugt wird.