JP2008100319A - Grind processing method and device - Google Patents

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JP2008100319A JP2006285443A JP2006285443A JP2008100319A JP 2008100319 A JP2008100319 A JP 2008100319A JP 2006285443 A JP2006285443 A JP 2006285443A JP 2006285443 A JP2006285443 A JP 2006285443A JP 2008100319 A JP2008100319 A JP 2008100319A
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Kazuaki Egawa
一秋 江川
Toshiki Tsuboi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a grind processing method capable of sensing a grind finishing point in grind processing at high accuracy, and obtaining a high-quality product at efficient grind processing, and a grind processing device using the method. <P>SOLUTION: A control object 42 whose surface is a light reflection face 43 is placed at a same level as a grinding face at the time of final finishing, and is provided in parallel to a grinding object 41 in a processing area of a grinding stone for grinding a grinding face of the grinding object. Lights are radiated on the light reflection face 43 of the control object 42 during grinding, and reflection lights 57 from the light reflection face 43 are monitored. The time when variation of the reflection lights 57 is sensed by a contact of the light reflection face 43 and a grinding stone 33 is regarded as a grind finishing point, and the grinding is completed. Therefore, the grind finishing point can be sensed at high accuracy in grinding, so as to realize high accurate and efficient grind processing. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体材料および液晶パネルなどの電子デバイスの研削加工において、照射した光により研削終了点を検知することで加工を終了させる研削方法および研削加工装置に関する。   The present invention relates to a grinding method and a grinding apparatus for finishing processing by detecting a grinding end point by irradiated light in grinding processing of electronic devices such as semiconductor materials and liquid crystal panels.

現在、電子デバイスの平坦化処理で使用されているCMP(Chemical Mechanical Poloshing)装置は、半導体ウェハや液晶ディスプレイパネルの研削、研磨工程において製品の品質を決定する重要な装置となっている。特に、電子デバイス製品はマイクロ単位の公差の仕上がり精度が必要とされていることから、この装置は精度の高い加工ができると同時に、一定してその高い精度の加工が実現できる性能を有していなければならない。   2. Description of the Related Art Currently, a CMP (Chemical Mechanical Polishing) apparatus used in planarization processing of electronic devices has become an important apparatus that determines the quality of products in grinding and polishing processes of semiconductor wafers and liquid crystal display panels. In particular, since electronic device products require a precision of micro-unit tolerances, this device can perform high-precision machining, and at the same time, has the performance to achieve constant high-precision machining. There must be.

また、加工される材料である、例えばウェハ用のシリコン板や液晶ディスプレイパネル用の石英基板等は硬質の脆性材料であることから、従来のエッチングや研削、研磨加工では一定して精度の高い加工をすることが難しいだけでなく、材料を損傷してしまうことがある。   In addition, since the materials to be processed, such as silicon plates for wafers and quartz substrates for liquid crystal display panels, are hard and brittle materials, processing with constant and high accuracy in conventional etching, grinding, and polishing processes. Not only is it difficult to do, it can also damage the material.

生産プロセスのこの研削、研磨加工の一工程においてこのような不具合が生じることで、結果として大量の不良品が出来ることになる。しかも、大型材料の加工の場合、例えば、従来の化学的エッチングによる研削、研磨加工を行うことで、直接材料を損傷することがない場合でも加工時間を要するため生産効率が低下する。   Such a defect occurs in one of the grinding and polishing steps of the production process, resulting in a large number of defective products. In addition, in the case of processing a large material, for example, by performing grinding and polishing by conventional chemical etching, even if the material is not directly damaged, processing time is required, so that the production efficiency is lowered.

一般の生活用品においてこれらの電子デバイスが必要不可欠となっている現在では、上記のような生産プロセスにおける歩留まりの低下は、各企業の業績だけでなく市場経済に悪影響を及ぼす。そのため、このCMP装置をはじめとした平坦化技術について様々な開発がなされている。   At present, when these electronic devices are indispensable for general household goods, the decrease in yield in the production process as described above adversely affects not only the performance of each company but also the market economy. For this reason, various developments have been made on planarization techniques including this CMP apparatus.

その中でも、このCMP装置に係る研磨方法および研磨装置として特開平8−330260号公報(特許文献1)および特開平10−112449号公報(特許文献2)、ならびに研磨量測定装置として特開平10−260015号公報(特許文献3)が知られている。以下、図13(a)、(b)および図14を参照して、特許文献1から特許文献3の従来技術について説明する。   Among them, JP-A-8-330260 (Patent Document 1) and JP-A-10-112449 (Patent Document 2) as a polishing method and polishing apparatus according to this CMP apparatus, and JP-A-10-10 as a polishing amount measuring apparatus. Japanese Patent No. 260015 (Patent Document 3) is known. Hereinafter, with reference to FIG. 13A, FIG. 13B, and FIG.

図13(a)、(b)および図14に示すCMP装置の基本構造は、研磨パッド112が上面に付着した回転テーブル111と、シリコンウェハ等の研磨対象物141を把持する研磨対象物保持部121、および研磨対象物141と同様に加工される参照用対象物142を保持する参照用対象物保持部122が設置されている。また、遊離砥粒の研磨剤132を研磨パッド112上に供給するノズル131が備えられている。   The basic structure of the CMP apparatus shown in FIGS. 13A, 13B, and 14 includes a rotary table 111 having a polishing pad 112 attached to the upper surface, and a polishing object holding unit that holds a polishing object 141 such as a silicon wafer. 121 and a reference object holding unit 122 that holds a reference object 142 to be processed in the same manner as the polishing object 141. In addition, a nozzle 131 that supplies a polishing agent 132 of loose abrasive onto the polishing pad 112 is provided.

この装置が作動すると、研磨パッド112上面にノズル131から研磨剤132が供給されて、保持部121、122に把持された研磨対象物141および参照用対象物142がそれぞれ回転しながら研磨パッド112上面に押圧されると同時に研磨される。   When this apparatus is operated, the polishing agent 132 is supplied from the nozzle 131 to the upper surface of the polishing pad 112, and the upper surface of the polishing pad 112 is rotated while the polishing object 141 and the reference object 142 held by the holding portions 121 and 122 rotate. At the same time, it is polished.

この場合、参照用対象物142は、研磨対象物141と同時に加工されながら加工面143に光が照射され、その反射光154が受光素子152に受光されて、研磨量が検出される。つまり、この装置では、参照用対象物142の加工状況を継続して監視するインプロセス計測を行い、継続して受光する反射光154を監視することによって現状の加工における研磨量が加工仕上がり時の研磨量に達したか否かを判断し、達したと判断された時点を研磨加工の終了点として装置の駆動制御部に停止信号を伝達することで研磨加工が終了される。   In this case, the reference object 142 is irradiated with light on the processing surface 143 while being processed simultaneously with the polishing object 141, and the reflected light 154 is received by the light receiving element 152, and the polishing amount is detected. That is, in this apparatus, the in-process measurement for continuously monitoring the processing state of the reference object 142 is performed, and the reflected light 154 that is continuously received is monitored, so that the polishing amount in the current processing is the same as the processing finish. It is determined whether or not the polishing amount has been reached, and the polishing process is terminated by transmitting a stop signal to the drive control unit of the apparatus with the point of time when it is determined that the polishing amount has been reached as the end point of the polishing process.

上記した装置の基本構造は、特許文献1から特許文献3のいずれの技術において同様であるが、研磨加工終了時を検知する検知手段について異なるため、その点について以下、説明する。   The basic structure of the apparatus described above is the same in any of the techniques of Patent Document 1 to Patent Document 3, but the detection means for detecting the end of the polishing process is different, so that point will be described below.

図13(a)と(b)は、それぞれ特許文献1と特許文献2に記載の研磨方法および研磨装置の構成概略図である。   FIGS. 13A and 13B are schematic configuration diagrams of the polishing method and the polishing apparatus described in Patent Document 1 and Patent Document 2, respectively.

図13(a)の特許文献1に記載の従来技術に係る研磨対象物の板厚寸法は、参照用対象物142に光を照射し、反射された光から板厚Δdを検出している。   As for the plate thickness dimension of the polishing object according to the prior art described in Patent Document 1 of FIG. 13A, the reference object 142 is irradiated with light, and the plate thickness Δd is detected from the reflected light.

そして、研磨加工開始時点の板厚Δd0と現時点で計測した板厚Δdとから研磨量を検出し、この検出した研磨量と、予め同一材料および同一条件で最終仕上がり寸法に加工した際に検出した研磨量とを比較して、両者が同一であれば研磨加工終了時であるとする。   Then, the polishing amount is detected from the plate thickness Δd0 at the start of the polishing process and the plate thickness Δd measured at the present time, and this detected polishing amount is detected when the final finished dimensions are processed in advance under the same material and under the same conditions. Comparing the polishing amount, if both are the same, it is determined that the polishing process is completed.

ここで、この板厚Δdの測定は、参照用対象物142の上方の光源151から照射された光153が参照用対象物142の上面144で反射された反射光154と、上面144からさらに透過した加工面143において反射された反射光154との位相差を検出することで行われる。   Here, the thickness Δd is measured by reflecting the light 153 emitted from the light source 151 above the reference object 142 by the reflected light 154 reflected by the upper surface 144 of the reference object 142 and further transmitting from the upper surface 144. This is done by detecting the phase difference from the reflected light 154 reflected on the processed surface 143.

次に、図13(b)に示す特許文献2に記載の装置とその方法は、光源151をレーザ光とした光干渉型膜厚計測法で厚さΔdを測定する。同図D部詳細は、干渉膜厚計の拡大図であって、計測に使用するスリット161の形状を示しており、同図E部詳細は、干渉膜厚計の原理を示す参照用対象物の拡大図である。   Next, the apparatus and method described in Patent Document 2 shown in FIG. 13B measure the thickness Δd by an optical interference type film thickness measurement method using the light source 151 as a laser beam. The detail of the D part of the figure is an enlarged view of the interference film thickness meter and shows the shape of the slit 161 used for the measurement. The detail of the E part of the figure is a reference object showing the principle of the interference film thickness meter. FIG.

同図D部詳細図において、光源151から照射されたレーザ光153は干渉膜厚計のスリット161を通過した後に参照用対象物142の上面144から内部を透過して加工面143に到達する。そこで反射されたレーザ光154は、再びスリット161を通過して受光素子152に受光される。ここでレーザ光153は、同図E部詳細図に示すように、参照用対象物142の加工面143の内部を透過させており、光の干渉により生じる反射光154の光量変化を計測することで膜厚Δdを検出している。   In the detailed view of part D in FIG. 6, the laser beam 153 emitted from the light source 151 passes through the slit 161 of the interference film thickness meter and then passes through the upper surface 144 of the reference object 142 to reach the processing surface 143. The reflected laser beam 154 passes through the slit 161 again and is received by the light receiving element 152. Here, the laser beam 153 is transmitted through the inside of the processing surface 143 of the reference object 142 as shown in FIG. E, which is a detailed view of the reference object 142, and measures the change in the amount of reflected light 154 caused by the light interference. Is used to detect the film thickness Δd.

参照用対象物142に入射したレーザ光153の反射光154には、参照用対象物142の上面で反射される光154a、加工面143で反射される光154b、研磨パッド112に施された溝面115で反射される光154cの3種類がある。そのうち、参照用対象物142の上面で反射される光154aと加工面143で反射される光154dは互いに干渉して、光路差が1/2の波長になるたびに打ち消し合う。また、研磨パッド112の溝面115で反射される光154dは膜厚の検出に外乱となる光となるので、スリット161により低減している。そして、研磨加工における反射光154の強度の変化から研磨量を検出して加工の終了時を検知している。   The reflected light 154 of the laser beam 153 incident on the reference object 142 includes light 154a reflected on the upper surface of the reference object 142, light 154b reflected on the processing surface 143, and grooves formed on the polishing pad 112. There are three types of light 154 c reflected by the surface 115. Among them, the light 154a reflected from the upper surface of the reference object 142 and the light 154d reflected from the processed surface 143 interfere with each other and cancel each time the optical path difference becomes a half wavelength. Further, the light 154d reflected by the groove surface 115 of the polishing pad 112 becomes a disturbance to detect the film thickness, and thus is reduced by the slit 161. Then, the polishing amount is detected from the change in the intensity of the reflected light 154 in the polishing process to detect the end of the process.

図14は、特許文献3に記載する研磨量測定装置の概略構成図である。この装置では、レーザ光151でビームスプリッター162を介して参照用対象物142に照射し、加工面143と上面144のそれぞれで反射された反射光同士の位相の違いを利用して、研磨された参照用対象物142の加工量を測定する。すなわち、光源から出射されたレーザ光151は、ビームスプリッタ―162を通過し、直下の参照対象物用保持穴158内に入射して参照用対象物144を照射する。照射光153は、その一部が参照用対象物142の内部を透過して加工面143で、また、照射光153の一部は参照用対象物142の上面144でそれぞれ反射され、ビームスプリッター162にそれぞれ戻る。そして、ビームスプリッター162に戻ったこれら2つの反射光156と157は、ビームスプリッター162で光路を変更され、光検出部171内の信号処理部や位置検出部172に導入され、ここで研磨量が検出される。   FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a polishing amount measuring apparatus described in Patent Document 3. In this apparatus, the reference object 142 is irradiated with the laser beam 151 via the beam splitter 162 and polished using the difference in phase between the reflected lights reflected on the processing surface 143 and the upper surface 144, respectively. The processing amount of the reference object 142 is measured. That is, the laser beam 151 emitted from the light source passes through the beam splitter 162, enters the reference object holding hole 158 directly below, and irradiates the reference object 144. A part of the irradiation light 153 passes through the inside of the reference object 142 and is reflected by the processing surface 143, and a part of the irradiation light 153 is reflected by the upper surface 144 of the reference object 142, and the beam splitter 162. Return to each. Then, these two reflected lights 156 and 157 returning to the beam splitter 162 are changed in optical path by the beam splitter 162 and introduced into the signal processing unit and the position detection unit 172 in the light detection unit 171, where the polishing amount is reduced. Detected.

上記したいずれの従来技術においてもインプロセス計測により研磨加工を監視しており、光干渉法による計測から研磨量を検出して、研磨加工終了時を検知している。
特開平8−330260号公報 特開平10−112449号公報 特開平10−260015号公報
In any of the above prior arts, the polishing process is monitored by in-process measurement, and the polishing amount is detected from the measurement by the optical interferometry to detect the end of the polishing process.
JP-A-8-330260 JP-A-10-112449 JP-A-10-260015

特許文献1から特許文献3の従来技術において、いずれの場合の検知手段にも使用されている光干渉法は、薄膜の膜厚を高い精度で検出することができる。   In the prior arts of Patent Documents 1 to 3, the optical interferometry used in the detection means in any case can detect the film thickness of the thin film with high accuracy.

しかしながら、参照用対象物142の加工面143に照射された光が効率的に反射されなければ、膜厚を高い精度で検出して研磨加工をすることができない。また、膜厚を検出するための照射光153は、参照用対象物142の内部を透過して加工面143で反射されるものであるから、その反射光154が受光素子152で受光されるまでに、反射あるいは屈折などにより減衰するといった不都合があった。   However, unless the light applied to the processing surface 143 of the reference object 142 is efficiently reflected, the film thickness cannot be detected and polished with high accuracy. Further, since the irradiation light 153 for detecting the film thickness is transmitted through the reference object 142 and reflected by the processing surface 143, the reflected light 154 is received by the light receiving element 152. In addition, there is an inconvenience such as attenuation due to reflection or refraction.

また、回転テーブル111と参照用対象物保持部122のそれぞれの回転運動により反射光154が揺らぐため、研磨加工の終了を検知するのはタイムラグが生じる可能性が高い。   Further, since the reflected light 154 fluctuates due to the rotational movements of the rotary table 111 and the reference object holding unit 122, it is highly likely that a time lag will occur when detecting the end of the polishing process.

つまり、参照用対象物142からの反射光154を確実に検出して研磨加工の終了を確実に検知できなければ、高精度の研磨加工および一定の精度での加工は実現できない。   In other words, unless the reflected light 154 from the reference object 142 is reliably detected and the end of the polishing process can be reliably detected, high-precision polishing and a process with a certain accuracy cannot be realized.

また、特許文献1から特許文献3に記載のいずれの場合も、研磨加工に研磨パッド112とスラリー状の遊離砥粒の研磨剤132を使用しており、この研磨剤132が研磨対象物141の加工面143に一様に行き渡るので、均一に研磨することが可能であり、精度の高い仕上がりが実現する。そのため、研削加工よりも研磨加工といった最終段階の仕上げ工程に適している。   In any case described in Patent Document 1 to Patent Document 3, the polishing pad 112 and the slurry-like free abrasive abrasive 132 are used for polishing, and this abrasive 132 is used as the polishing object 141. Since it uniformly reaches the processing surface 143, it can be uniformly polished, and a highly accurate finish is realized. Therefore, it is more suitable for the final finishing process such as polishing rather than grinding.

しかしながら、近年ではディスプレイパネル等の大型材料の加工が多いこともあって、精密な研磨加工に有利な遊離砥粒の研磨剤132をそのような大型材料の加工に使用すると、加工時間ばかり掛かって生産効率が低下する。しかも、加工時間が長時間に渡ると発熱が生じ、この研磨加工により生じる発熱は、製品の品質を低下させて、歩留まりの低下につながる。したがって、大型材料の加工の場合は仕上げ寸法にまで効率的に加工するにあたっては、研磨加工に対応するだけでなく、研削加工をも含む複数の加工工程を備えた装置であることが望ましい。   However, in recent years, large-scale materials such as display panels are often processed, and if the abrasive 132 of free abrasive grains, which is advantageous for precise polishing, is used for processing such large materials, it only takes a long processing time. Production efficiency decreases. Moreover, heat is generated when the processing time is extended for a long time, and the heat generated by the polishing process lowers the quality of the product and leads to a decrease in yield. Therefore, in the case of processing a large material, in order to efficiently process to the finished size, it is desirable that the apparatus has a plurality of processing steps including not only polishing processing but also grinding processing.

また、このスラリー状の遊離砥粒を使用した研磨剤132は、研磨加工中に回転テーブル111および参照用対象物保持部122あるいは研磨対象物保持部121の自転によって広範囲に飛散する。これにより、検出のための光源151あるいは受光装置152は常時汚れた状態となって、加工終了時の検知に支障をきたし、加工精度の低下につながる。   In addition, the abrasive 132 using the slurry-like loose abrasive particles is scattered widely by the rotation of the rotary table 111 and the reference object holding unit 122 or the polishing object holding unit 121 during the polishing process. As a result, the light source 151 or the light receiving device 152 for detection is always in a dirty state, hindering detection at the end of processing, and lowering the processing accuracy.

そこで、本発明は、研削加工において研削終了点を高精度で検知できるとともに、効率の良い研削および研磨加工で高品質の製品が得られる研削加工方法および研削加工装置を提供する。   Therefore, the present invention provides a grinding method and a grinding device capable of detecting a grinding end point in grinding with high accuracy and obtaining a high-quality product by efficient grinding and polishing.

上記課題を解決するため、本発明に係る研削加工方法は、表面が光反射面とされた参照用対象物を、その光反射面が研削対象物の最終仕上げ時点の研削面と同一レベルとなるよう、且つ、研削対象物の研削面を研削する研削砥石の加工領域内に位置するように研削対象物と並設し、この状態で研削加工中に前記参照用対象物の光反射面に光を照射するとともに該光反射面からの反射光を監視し、該光反射面と研削砥石との接触に起因して前記反射光に変動が発生したことを検知した時、これを前記研削砥石による研削対象物の研削終了点として捉え研削加工を終了させることを特徴とするものである。   In order to solve the above problems, the grinding method according to the present invention is such that the reference object whose surface is a light reflecting surface has the same level as the ground surface at the time of final finishing of the object to be ground. And in parallel with the grinding object so as to be located in the processing region of the grinding wheel for grinding the grinding surface of the grinding object, and in this state, the light is reflected on the light reflecting surface of the reference object during the grinding process. And the reflected light from the light reflecting surface is monitored, and when it is detected that the reflected light fluctuates due to contact between the light reflecting surface and the grinding wheel, this is determined by the grinding wheel. It is characterized in that the grinding process is terminated as a grinding end point of the object to be ground.

この発明によれば、研削加工が進行して研削対象物が最終仕上げ寸法に達すると同時に、研削対象物の研削面と同一レベルに設置された参照用対象物が研削砥石と接触し、これによって参照用対象物の表面の状態が変わり反射光に変動が発生するので、この反射光の変動を捉えることでタイムラグを生じることがなく研削終了点を検知できる。   According to the present invention, as the grinding process proceeds and the grinding object reaches the final finish dimension, the reference object placed at the same level as the grinding surface of the grinding object comes into contact with the grinding wheel, thereby Since the state of the surface of the reference object changes and the reflected light fluctuates, the end point of grinding can be detected without causing a time lag by capturing the fluctuation of the reflected light.

また、前記参照用対象物として、前記研削対象物の最終仕上げ厚さ寸法と略同一厚さ寸法を有する参照用対象物を用いてもよい。   Further, as the reference object, a reference object having substantially the same thickness dimension as the final finished thickness dimension of the grinding object may be used.

この場合、研削加工前の研削対象物と参照用対象物とを同一平面に並設するだけで研削加工対象物に対する参照用対象物のレベル合わせが不要となる。   In this case, leveling of the reference object with respect to the grinding object becomes unnecessary by simply arranging the grinding object and the reference object before grinding on the same plane.

また、前記参照用対象物として、表面に光を反射する金属薄膜を形成し、この金属薄膜をもって光反射面とした参照用対象物を用いてもよい。   Further, as the reference object, a reference thin film may be used in which a metal thin film that reflects light is formed on the surface, and the metal thin film is used as a light reflecting surface.

この場合、参照用対象物に照射された光は光反射面で効率的に反射されるので、受光した反射光の変動発生が捉え易くなり、研削終了点が確実に検知される。   In this case, since the light irradiated on the reference object is efficiently reflected by the light reflecting surface, it is easy to detect the fluctuation of the received reflected light, and the grinding end point is reliably detected.

また、前記参照用対象物として、表面に光を反射する着色コーティングを施し、この着色コーティング膜をもって光反射面とした参照用対象物を用いてもよい。   Further, as the reference object, a reference object in which a colored coating that reflects light is applied to the surface and the colored coating film is used as a light reflecting surface may be used.

この場合、参照用対象物の光反射面に研削砥石が僅かに接触しても、この着色コーティングが剥がされるので、反射光の監視に所謂色センサも使用できることになるので、監視方法の選択肢が増え、研削終了点の検知精度の向上が期待できる。   In this case, even if the grinding wheel is slightly in contact with the light reflecting surface of the reference object, the colored coating is peeled off, so that a so-called color sensor can be used for monitoring the reflected light. The increase in the accuracy of detecting the grinding end point can be expected.

また、前記参照用対象物として、光反射面に撥水処理が施された参照用対象物を用いてもよい。   Moreover, you may use the reference target object by which the water repellent process was performed to the light reflection surface as said reference target object.

この場合、研削加工中に参照用対象物の反射面に異物が飛散してきても、該反射面は撥水処理が施されていることから、反射面に異物が付着しにくくなり、参照用対象物に照射された光の反射面での反射が異物によって阻害される虞がない。   In this case, even if foreign matter is scattered on the reflective surface of the reference object during grinding, the reflective surface is subjected to water repellent treatment. There is no possibility that the reflection of the light irradiated to the object on the reflecting surface is obstructed by the foreign matter.

また、研削加工中に生じる前記反射光の受光阻害要因を気体の噴射により除去しつつ研削加工を行うことを特徴としてもよい。   Moreover, it is good also as performing grinding while removing the light reception obstruction | occlusion factor of the said reflected light which arises during grinding by gas injection.

この場合、参照対象物の反射面で反射された光の光路上での研削屑および研削液等の飛散がなくなるので、参照対象物の反射面からの光が受光され易くなる。   In this case, since the scattering of the grinding scraps and the grinding fluid on the optical path of the light reflected by the reflection surface of the reference object is eliminated, the light from the reflection surface of the reference object is easily received.

また、研削加工を終了する毎に、研削砥石を、前記研削終了点における位置から、研削砥石の初期空送り移動量及び加工移動量に相当する距離だけ戻った研削加工開始点に復帰させ、この研削加工開始点から次の研削加工を開始することとしてもよい。   Further, every time the grinding process is finished, the grinding wheel is returned to the grinding start point returned from the position at the grinding end point by a distance corresponding to the initial idle feed movement amount and the machining movement amount of the grinding wheel. The next grinding process may be started from the grinding process starting point.

この場合、研削砥石の磨耗状態に関係なく、次の研削加工を開始するにあたって自動的に研削砥石を研削加工開始点に復帰させることが可能となり、全工程の自動化が可能となる。   In this case, regardless of the wear state of the grinding wheel, it is possible to automatically return the grinding wheel to the grinding start point when starting the next grinding process, and it is possible to automate the entire process.

また、本発明に係る研削加工装置は、研削対象物の研削面を研削する研削砥石と、前記研削対象物の最終仕上げ時点の研削面と表面が同一レベルとなるよう、且つ、前記研削砥石の加工領域内に位置するように前記研削対象物と並設されるとともに前記表面が光反射面とされた参照用対象物と、この参照用対象物に光を照射する光照射手段と、この光照射手段から照射され前記参照対象物の光反射面で反射された反射光を監視するとともに、該反射光の変動を検知したとき、これを前記研削砥石による研削対象物の研削終了点として捉え前記研削砥石による研削を終了させる研削終了手段とを備えたことを特徴とする。   Further, the grinding apparatus according to the present invention is such that the grinding wheel for grinding the grinding surface of the object to be ground and the surface of the grinding object at the time of final finishing of the grinding object have the same level and the surface of the grinding wheel. A reference object that is arranged side by side with the grinding object so as to be located in the processing region and whose surface is a light reflecting surface, a light irradiation means for irradiating light to the reference object, and the light While monitoring the reflected light emitted from the irradiation means and reflected by the light reflecting surface of the reference object, when detecting the fluctuation of the reflected light, this is regarded as the grinding end point of the grinding object by the grinding wheel Grinding end means for ending grinding with the grinding wheel is provided.

この発明によれば、生産プロセスにおいて精度の高い研削加工が可能となるので、歩留まりをよくすることができる。   According to the present invention, high-precision grinding can be performed in the production process, so that the yield can be improved.

また、前記参照用対象物は、前記研削対象物の最終仕上げ厚さ寸法と略同一厚さ寸法を有することとしてもよい。   The reference object may have a thickness dimension substantially the same as the final finished thickness dimension of the grinding object.

この場合、参照用対象物は、研削対象物の設置面と同一レベルの平面に設置するだけでよいため、装置に研削対象物あるいは参照用対象物を設置する時間を短縮することができる。   In this case, since the reference object only needs to be installed on the same level as the installation surface of the grinding object, the time for installing the grinding object or reference object in the apparatus can be shortened.

また、前記参照用対象物は、その表面に光を反射する金属薄膜が形成され、この金属薄膜をもって該表面が光反射面とされてもよい。   The reference object may be formed with a metal thin film that reflects light on a surface thereof, and the metal thin film may be used as a light reflecting surface.

この場合、参照用対象物に照射された光は光反射面で効率的に反射されるので、受光した反射光の変動発生が捉え易くなり、研削終了点が確実に検知される。   In this case, since the light irradiated on the reference object is efficiently reflected by the light reflecting surface, it is easy to detect the fluctuation of the received reflected light, and the grinding end point is reliably detected.

また、前記参照用対象物は、その表面に光を反射する着色コーティングが施され、この着色コーティング膜をもって該表面が光反射面とされてもよい。   The reference object may be provided with a colored coating that reflects light on a surface thereof, and the surface may be a light reflecting surface with the colored coating film.

この場合、参照用対象物の光反射面に研削砥石が僅かに接触しても、この着色コーティングが剥がされるので、反射光の監視に所謂色センサも使用できることになるので、監視方法の選択肢が増え、研削終了点の検知精度の向上が期待できる。   In this case, even if the grinding wheel is slightly in contact with the light reflecting surface of the reference object, the colored coating is peeled off, so that a so-called color sensor can be used for monitoring the reflected light. The increase in the accuracy of detecting the grinding end point can be expected.

また、前記参照用対象物は、その光反射面に撥水処理が施されていてもよい。   Further, the reference object may be subjected to a water repellent treatment on its light reflecting surface.

この場合、研削加工中に参照用対象物の反射面に異物が飛散してきても、該反射面は撥水処理が施されていることから、反射面に異物が付着しにくくなり、参照用対象物に照射された光の反射面での反射が異物によって阻害される虞がない。   In this case, even if foreign matter is scattered on the reflective surface of the reference object during grinding, the reflective surface is subjected to water repellent treatment. There is no possibility that the reflection of the light irradiated to the object on the reflecting surface is obstructed by the foreign matter.

また、前記参照用対象物は、他の参照用対象物と交換可能とてもよい。   Also, the reference object is very good exchangeable with other reference objects.

この場合、生産プロセス毎に、研削対象物の材質に応じて参照用対象物を使い分けることが可能となる。   In this case, the reference object can be properly used according to the material of the grinding object for each production process.

また、研削加工中に生じる反射光の受光阻害要因を除去する気体噴射手段をさらに備えていてもよい。   Moreover, you may further provide the gas injection means which removes the light reception obstruction | occlusion factor of the reflected light which arises during grinding.

この場合、参照対象物の反射面で反射された光の光路上での研削屑および研削液等の飛散がなくなるので、参照対象物の反射面からの光が受光され易くなる。   In this case, since the scattering of the grinding scraps and the grinding fluid on the optical path of the light reflected by the reflection surface of the reference object is eliminated, the light from the reflection surface of the reference object is easily received.

また、研削加工を終了する毎に、研削砥石を、前記研削終了点における位置から、研削砥石の初期空送り移動量及び加工移動量に相当する距離だけ戻った研削加工開始点に復帰させる研削砥石復帰手段をさらに備えていてもよい。   In addition, every time the grinding process is finished, the grinding wheel is returned to the grinding process starting point which is returned from the position at the grinding end point by a distance corresponding to the initial idle feed movement amount and the machining movement amount of the grinding wheel. A return means may be further provided.

この場合、本発明の装置で研削加工を終了する度に工程毎に異なる研削砥石の磨耗量を逐一認識しなくとも、研削砥石を研削加工開始点に復帰させることができるので、自動的に次の新たな研削加工を開始することができる。   In this case, the grinding wheel can be returned to the grinding start point without recognizing the wear amount of the grinding wheel which is different for each process every time the grinding process is completed by the apparatus of the present invention. A new grinding process can be started.

本発明によれば、研削加工において研削終了点を高精度で検知することができるので、高精度な研磨加工を効率よく行うことができる。したがって、本発明を、例えば大型の電子デバイスの研削加工に採用した場合、高い加工寸法精度を実現することができると同時に、従来に比べて高品質の製品を効率よく大量に生産することができる。   According to the present invention, since a grinding end point can be detected with high accuracy in grinding, high-precision polishing can be performed efficiently. Therefore, when the present invention is applied to, for example, grinding of a large electronic device, high processing dimensional accuracy can be realized, and at the same time, high-quality products can be efficiently and mass-produced as compared with the conventional one. .

本発明の実施形態について、以下、図1から図8を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8.

まず、本実施形態に係る研削加工装置で加工される研削対象物の一例としての液晶ディスプレイパネルについて、図1を参照して簡単に説明しておく。図1は、研削加工装置液晶ディスプレイパネルの構造を示す断面図である。   First, a liquid crystal display panel as an example of a grinding object processed by the grinding apparatus according to the present embodiment will be briefly described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure of a liquid crystal display panel of a grinding apparatus.

研削加工装置この液晶パネルは、液晶基板81、液晶82、封止基板83、カラーフィルタ84、保護基板85の順に貼り合わせた後に、本研削加工装置でもって保護基板85の表面(P面)が研削加工される。この保護基板85は、その表面(P面)上にフレーム等の他の部材86が積層されることから、数十μmの板厚にまで規定された平面度に加工される。   Grinding apparatus This liquid crystal panel has the surface (P surface) of the protective substrate 85 with this grinding apparatus after the liquid crystal substrate 81, the liquid crystal 82, the sealing substrate 83, the color filter 84, and the protective substrate 85 are bonded together in this order. Grinded. Since this protective substrate 85 has other members 86 such as a frame laminated on the surface (P surface), the protective substrate 85 is processed to have a flatness defined to a plate thickness of several tens of μm.

次に、研削加工装置の構成について、図2から図8を参照して説明する。   Next, the configuration of the grinding apparatus will be described with reference to FIGS.

図2は、研削装置の正面図であり、図3は、図2におけるA−A線矢視図である。   FIG. 2 is a front view of the grinding apparatus, and FIG. 3 is a view taken along line AA in FIG.

回転テーブル11の上面には、複数の液晶パネル固定治具21が放射状に配設されるとともに電磁チャック13により固定されている。また、これら液晶パネル固定治具21の回転軌跡内において参照用対象物固定冶具22が電磁チャック13により固定されている。そして、固定冶具21の上面には研削対象物である図1に示す液晶パネル41が、また固定治具22の上面には参照用対象物42が、それぞれ真空チャック27により固定される。 回転テーブル11の周縁寄りの上方には、下面に複数の研削砥石33(図示例では12個)が放射状に配置された砥石基板32が配設されており、液晶パネル41および参照用対象物42と対向した状態で砥石基板中心軸31を中心に回転される。砥石基板中心軸31の上端には砥石アーム36が載設され、この砥石アーム36によって砥石基板32が昇降動するように構成されており、砥石基板32が下降するのに伴って、複数個の研削砥石33が図3中矢符で示す方向に回転されながら液晶パネル加工面44に向けて押圧される一方、研削砥石33の下方を回転テーブル11上の各液晶パネル41及び参照用対象物42が回転テーブル11の回転に伴って通過することにより液晶パネル41が均一に研削加工される。   A plurality of liquid crystal panel fixing jigs 21 are radially arranged on the upper surface of the rotary table 11 and fixed by an electromagnetic chuck 13. Further, the reference object fixing jig 22 is fixed by the electromagnetic chuck 13 within the rotation trajectory of the liquid crystal panel fixing jig 21. A liquid crystal panel 41 shown in FIG. 1 as an object to be ground is fixed to the upper surface of the fixing jig 21, and a reference object 42 is fixed to the upper surface of the fixing jig 22 by a vacuum chuck 27. Above the periphery of the turntable 11, a grindstone substrate 32 having a plurality of grinding wheels 33 (12 in the illustrated example) radially arranged on the lower surface is disposed. A liquid crystal panel 41 and a reference object 42 are provided. Is rotated around the center axis 31 of the grindstone substrate. A grindstone arm 36 is mounted on the upper end of the grindstone substrate central axis 31, and the grindstone substrate 32 is configured to move up and down by the grindstone arm 36. The grinding wheel 33 is pressed toward the liquid crystal panel processing surface 44 while being rotated in the direction indicated by the arrow in FIG. 3, while the liquid crystal panel 41 and the reference object 42 on the rotary table 11 are below the grinding wheel 33. The liquid crystal panel 41 is uniformly ground by passing along with the rotation of the turntable 11.

参照用対象物42が回転テーブル11の回転によって移動する通過経路の上方には、研削終了点を検知する光検出部51、研削終了点検出部71、及び研削加工を停止する駆動制御ユニット72が設けられている。   Above the passage path along which the reference object 42 moves by the rotation of the turntable 11, a light detection unit 51 that detects a grinding end point, a grinding end point detection unit 71, and a drive control unit 72 that stops the grinding process. Is provided.

光検出部51は、参照用対象物42の反射面43に照射する光源58と、その光源58から照射され反射面43で反射された反射光57を受光する受光素子55とを有する。この光源58としては、発光ダイオードと、この発光ダイオードの光を参照用対象物42の反射面43に導出する照射用光ファイバと、反射面43で反射されて戻ってくる反射光を研削終了点検出部71に導く帰還用光ファイバ52とを組み合わせたものが好適に用いられる。また、光源58から照射される照射光56の光束の大きさや光量等を調節するための集光レンズなどの光学機器が光検出部51の適所に設けられている。この光検出部51から照射され、参照用対象物42の反射面43で反射された反射光57は、帰還用光ファイバ52を介して研削終了点検出部71に導かれる。研削終了点検出部71には、例えば光電センサが設けられており、帰還用光ファイバ52を介して受光した反射光57の光量の変動を加工中常時監視し、その変動の発生を検知することをもって研削終了点を検出する。   The light detection unit 51 includes a light source 58 that irradiates the reflection surface 43 of the reference object 42, and a light receiving element 55 that receives the reflected light 57 that is emitted from the light source 58 and reflected by the reflection surface 43. The light source 58 includes a light emitting diode, an irradiation optical fiber for leading the light from the light emitting diode to the reflecting surface 43 of the reference object 42, and the reflected light that is reflected by the reflecting surface 43 and returned to the ground. A combination of the return optical fiber 52 leading to the exit portion 71 is preferably used. In addition, an optical device such as a condenser lens for adjusting the size and the amount of light of the irradiation light 56 emitted from the light source 58 is provided at an appropriate position of the light detection unit 51. The reflected light 57 emitted from the light detection unit 51 and reflected by the reflection surface 43 of the reference object 42 is guided to the grinding end point detection unit 71 via the feedback optical fiber 52. For example, a photoelectric sensor is provided in the grinding end point detection unit 71, and the fluctuation in the amount of the reflected light 57 received through the feedback optical fiber 52 is constantly monitored during processing to detect the occurrence of the fluctuation. The end point of grinding is detected.

さらに、この光検出部51には内部に圧縮気体を引き入れる吸入口53と、その圧縮気体を参照用対象物42に向けて噴射する噴射口54が設けられており、この圧縮気体が光検出部内部を通過し、参照用対象物42に噴射されることで、研削屑や研削液等の受光阻害要因が光検出部51に付着するのが防止される。   Further, the light detection unit 51 is provided with an inlet 53 for drawing compressed gas therein and an injection port 54 for injecting the compressed gas toward the reference object 42, and the compressed gas is detected by the light detection unit. By passing through the inside and being jetted onto the reference object 42, it is possible to prevent light reception inhibition factors such as grinding scraps and grinding fluid from adhering to the light detection unit 51.

また、それとは別に、研削屑や研削液等の異物が参照用対象物42の光反射面43上に付着するのを防止又は光反射面43上に付着したそれら異物を除去する目的で、光検出部51の側方近傍位置に参照用対象物42に向けて圧縮気体が噴射可能なブローユニット61が設置されている。   Separately, in order to prevent foreign matters such as grinding scraps and grinding fluid from adhering to the light reflecting surface 43 of the reference object 42 or to remove these foreign matters adhering to the light reflecting surface 43, light A blow unit 61 capable of injecting compressed gas toward the reference object 42 is installed near the side of the detection unit 51.

図4は、固定冶具と液晶パネルおよび参照用対象物の固定時の状態を示す概略断面図である。前記真空チャック27は、図4に示すように、固定治具21,22の上面に形成された凹部内に嵌入されてなる多孔質の吸着板23と、該凹部と固定治具21,22の外部とを連通する一つ又は複数の吸引孔24と、図示しない吸引ポンプや真空ポンプ等の吸引手段とから構成されている。そして、この吸引手段を作動させることにより、液晶パネル41及び参照用対象物42は、それぞれ各固定冶具21、22における吸着板23を介して各固定治具21,22の上面に固定される。ここで、吸着板23としては、液晶パネル41と直接接触するものであるから、通気性を有し、表面に凹凸がなく、且つ剛性を有する多孔質のものが好ましく、例えば、セラミックあるいは樹脂等の面粗度が低く、接触した際に傷を生じる等の悪影響を及ぼさない材質のものが好適である。また、多孔質の吸着板23でなくとも、面粗度の低い板材に多数の貫通孔を施したものを使用してもよい。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state when the fixing jig, the liquid crystal panel, and the reference object are fixed. As shown in FIG. 4, the vacuum chuck 27 includes a porous suction plate 23 fitted in a recess formed on the upper surface of the fixing jigs 21 and 22, and the recess and the fixing jigs 21 and 22. It is composed of one or a plurality of suction holes 24 communicating with the outside, and suction means such as a suction pump and a vacuum pump (not shown). Then, by operating this suction means, the liquid crystal panel 41 and the reference object 42 are fixed to the upper surfaces of the fixing jigs 21 and 22 via the suction plates 23 in the fixing jigs 21 and 22, respectively. Here, since the adsorption plate 23 is in direct contact with the liquid crystal panel 41, it is preferably a porous material having air permeability, no irregularities on the surface, and having rigidity, such as ceramic or resin. It is preferable to use a material that has a low surface roughness and does not adversely affect the surface when it comes into contact. Moreover, you may use what gave many through-holes to the board | plate material with low surface roughness instead of the porous adsorption | suction board 23. FIG.

次に、本実施形態に係る研削加工装置の動作について説明する。尚、この動作説明をもって本発明に係る研削加工方法の説明に代える。   Next, the operation of the grinding apparatus according to this embodiment will be described. In addition, it replaces with description of the grinding method which concerns on this invention with this operation | movement description.

まず、回転テーブル11上に電磁チャック13により固定された固定治具21上に液晶パネル41を、また固定テーブル11上に電磁チャック13により固定された固定治具22上に参照用対象物42を、それぞれ固定治具21,22の真空チャック27により固定する。   First, the liquid crystal panel 41 is fixed on the fixing jig 21 fixed on the rotary table 11 by the electromagnetic chuck 13, and the reference object 42 is fixed on the fixing jig 22 fixed on the fixing table 11 by the electromagnetic chuck 13. These are fixed by the vacuum chuck 27 of the fixing jigs 21 and 22, respectively.

液晶パネル41と参照用対象物42の固定が完了した後、回転テーブル11と砥石基板32とをそれぞれ回転させてから、砥石基板アーム36により砥石基板32を下降させて液晶パネル41に砥石基板32を押圧する。これにより、回転する研削砥石33の下方を回転テーブル11上の各液晶パネル41及び参照用対象物42が回転テーブル11の回転に伴って通過することとなり、研削砥石33により液晶パネル41が均一に研削加工される。   After the fixing of the liquid crystal panel 41 and the reference object 42 is completed, the rotary table 11 and the grindstone substrate 32 are rotated, respectively, and then the grindstone substrate 32 is lowered by the grindstone substrate arm 36 to the liquid crystal panel 41 on the grindstone substrate 32. Press. As a result, the liquid crystal panel 41 and the reference object 42 on the rotary table 11 pass under the rotating grinding wheel 33 as the rotary table 11 rotates, and the liquid crystal panel 41 is made uniform by the grinding wheel 33. Grinded.

そして、研削加工中、光検出部51から参照用対象物42の通過経路に光を照射することにより、回転テーブル11が1回転する毎に、参照用対象物42の光反射面43で光検出部51からの光が反射され、この反射光57の光量の変動を研削終了点検出部71で監視し続ける。   During the grinding process, the light detection unit 51 irradiates light to the passage path of the reference object 42, so that the light reflection surface 43 of the reference object 42 detects light each time the turntable 11 rotates once. The light from the part 51 is reflected, and the grinding end point detecting part 71 continues to monitor the fluctuation of the light quantity of the reflected light 57.

研削加工が進み、液晶パネル41が目的の厚み近くまで研削され、さらに研削が進むと研削砥石33が参照用対象物42の反射面43と接触する。これによって反射面43の面粗度が変わり反射光57の光量が大きく変動する。この光量の変動が光検出部51により検知されることとなり、これを研削終了点として捉え、研削停止信号が研削終了点検出部71から駆動制御ユニット72に伝達され、これを受けて駆動制御ユニット72から、回転テーブル11、砥石基板32等の駆動部に停止指令が出されることによって研削加工が終了する。   As the grinding process proceeds, the liquid crystal panel 41 is ground to a target thickness, and when the grinding progresses further, the grinding wheel 33 comes into contact with the reflecting surface 43 of the reference object 42. As a result, the surface roughness of the reflective surface 43 changes and the amount of reflected light 57 varies greatly. The fluctuation of the light amount is detected by the light detection unit 51, and this is regarded as a grinding end point, and a grinding stop signal is transmitted from the grinding end point detection unit 71 to the drive control unit 72. When the stop command is issued from 72 to the drive unit such as the rotary table 11 and the grindstone substrate 32, the grinding process is completed.

次に、上記した光検出部51による反射光57の変動検知について以下詳述する。
ここで使用する参照用対象物42は、図4に示すように、その反射面43の表面粗さをRa0.01からRa0.05程度の鏡面仕上げとして、厚み寸法が液晶パネル41の最終仕上がり寸法hと同じとなるように加工しておく。研削加工開始時においては、参照用対象物42と同一レベルに固定した液晶パネル41の厚み寸法h1は参照用対象物42の厚み寸法hよりも大きいため、研削砥石33は参照用対象物42には当接せず、液晶パネル41のみが研削砥石33により研削加工される。
Next, the fluctuation detection of the reflected light 57 by the above-described light detection unit 51 will be described in detail below.
As shown in FIG. 4, the reference object 42 used here has a mirror surface finish of about 0.01 to Ra0.05 as the surface roughness of the reflecting surface 43, and the thickness dimension is the final finished dimension of the liquid crystal panel 41. Processed to be the same as h. Since the thickness dimension h1 of the liquid crystal panel 41 fixed to the same level as the reference object 42 is larger than the thickness dimension h of the reference object 42 at the start of grinding, the grinding wheel 33 is moved to the reference object 42. And the liquid crystal panel 41 alone is ground by the grinding wheel 33.

そして、液晶パネル41の厚み寸法が、最終仕上がり寸法hに達した時点で初めて、液晶パネル41の最終仕上げ時点の研削面と同一レベルに固定されている参照用対象物の光反射面43に研削砥石33が接触し、光反射面43が研削砥石33によって削られる。予め、鏡面処理されていた参照用対象物42の反射面43は、僅かに研削されることで表面粗さが変化し、例えばRa0.01からRa0.3に変化した場合は、照射光56の光量と比較して反射光57の光量が激減する。このように反射光57の光量が変動した時点で、液晶パネル41が最終仕上がり寸法に達したと判断し、装置を停止して研削加工を終了させる。   Only when the thickness dimension of the liquid crystal panel 41 reaches the final finished dimension h, the liquid crystal panel 41 is ground on the light reflecting surface 43 of the reference object fixed at the same level as the ground surface at the time of final finishing of the liquid crystal panel 41. The grindstone 33 comes into contact, and the light reflecting surface 43 is cut by the grindstone 33. The reflective surface 43 of the reference object 42 that has been mirror-finished in advance is slightly ground to change the surface roughness. For example, when the surface is changed from Ra 0.01 to Ra 0.3, Compared with the amount of light, the amount of reflected light 57 is drastically reduced. When the amount of the reflected light 57 changes in this way, it is determined that the liquid crystal panel 41 has reached the final finished size, and the apparatus is stopped to finish the grinding process.

参照用対象物42は上記したものに限らず、例えば図5から図7に示すような構造のものであってもよい。   The reference object 42 is not limited to the one described above, and may have a structure as shown in FIGS.

図5から図7は、参照用対象物固定冶具22に参照用対象物42を固定した際の縦断面図である。本例では、参照用対象物42の光反射面43からの反射光57の変動を確実に検知するために、この光反射面43上にさらに薄膜を形成している。   5 to 7 are longitudinal sectional views when the reference object 42 is fixed to the reference object fixing jig 22. In this example, a thin film is further formed on the light reflecting surface 43 in order to reliably detect the fluctuation of the reflected light 57 from the light reflecting surface 43 of the reference object 42.

図5は、参照用対象物42の加工面43に金属薄膜45を施したものであり、例えば、光を反射するNi、Al等の薄膜をめっき法あるいはコーディングによって光反射面43に形成している。   FIG. 5 shows a case where a metal thin film 45 is applied to the processed surface 43 of the reference object 42. For example, a thin film such as Ni or Al that reflects light is formed on the light reflecting surface 43 by plating or coding. Yes.

また、図6は、前述した撥水処理の一具体例を示し、ここでは反射面42に撥水性被膜46を形成している。この撥水性被膜46は、参照用対象物42の加工面43に撥水性を有した透光性のZrO2か、あるいはフッ素系樹脂を真空蒸着により塗着させることにより形成している。 FIG. 6 shows a specific example of the above-described water-repellent treatment. Here, a water-repellent coating 46 is formed on the reflective surface 42. The water-repellent coating 46 is formed by applying light-transmitting ZrO 2 having water repellency or a fluorine-based resin to the processed surface 43 of the reference object 42 by vacuum deposition.

さらに、図7は、上記した図5に示す金属薄膜45と図6に示す撥水性被膜46とを組み合わせた一具体例を示し、参照用対象物42の反射面43に金属薄膜45を施し、その上に透光性の撥水性被膜46を重畳している。   Further, FIG. 7 shows a specific example in which the metal thin film 45 shown in FIG. 5 and the water repellent coating 46 shown in FIG. 6 are combined, and the reflective surface 43 of the reference object 42 is provided with the metal thin film 45, A translucent water-repellent coating 46 is superimposed thereon.

これら上記したいずれの参照用対象物42を使用しても、光による検知が効率的となり、また参照用対象物42の光反射面43に汚れや異物が付着しにくくなるので、反射光57が減衰しにくくなる。したがって、研削終了点の検知精度が高くなり、精度の高い研削加工が実現する。   Even if any of these reference objects 42 described above is used, detection by light becomes efficient, and dirt and foreign matter are less likely to adhere to the light reflecting surface 43 of the reference object 42, so that the reflected light 57 is generated. It becomes difficult to attenuate. Therefore, the detection accuracy of the grinding end point is increased, and a highly accurate grinding process is realized.

<実施例>
以下、本発明に係る装置の実施例について、図8から図12を参照して説明する。
<Example>
Embodiments of the apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

図8は、本発明の実施例である研削加工装置の全体斜視図である。   FIG. 8 is an overall perspective view of a grinding apparatus that is an embodiment of the present invention.

本実施例に係る研削加工装置の基本構造は、従来周知の縦型ロータリー平面研削盤と同一であり、さらに研削加工の寸法精度を上げるために、研削対象物と研削工具の位置決め検知手段および、研削終了点の検知手段が備えられている。   The basic structure of the grinding apparatus according to the present embodiment is the same as that of a conventionally known vertical rotary surface grinder, and in order to further increase the dimensional accuracy of the grinding process, positioning detection means for the grinding object and the grinding tool, A means for detecting a grinding end point is provided.

装置架台14内部に設置されているモータによって駆動する回転テーブル11と、この回転テーブル11に対向して複数個の砥石が一体化したセギュメント砥石35が設置されている。このセギュメント砥石35は、円形状の本体と、この本体に一つの平坦な面を成して放射状に配設された着脱自在な複数個の研削砥石33とから構成され、回転テーブル11とセギュメント砥石35とは互いの中心軸12、31が偏心して設置されており、回転する回転テーブル11の円周上でセギュメント砥石35は中心軸31周りに回転する。このセギュメント砥石35は、砥石工具アクチュエータ34を構成するボールネジあるいはリニアガイドによって昇降動可能となされており、研削加工時は液晶パネル41等の研削対象物を押圧する位置に移動される。   A rotary table 11 driven by a motor installed inside the apparatus base 14 and a segment grindstone 35 in which a plurality of grindstones are integrated are installed facing the rotary table 11. The segment grindstone 35 is composed of a circular main body and a plurality of detachable grinding whetstones 33 arranged radially on the main body, and the rotary table 11 and the segment grindstone. The central shafts 12 and 31 are arranged eccentrically with respect to 35, and the segment grindstone 35 rotates around the central shaft 31 on the circumference of the rotating rotary table 11. The segment grindstone 35 can be moved up and down by a ball screw or a linear guide constituting the grindstone tool actuator 34, and is moved to a position to press a grinding object such as the liquid crystal panel 41 during grinding.

回転テーブル11の上面には、複数個の液晶パネル固定冶具21が回転テーブル11上に放射状に配列されるとともに電磁チャック13により固定されている。この液晶パネル固定冶具21の上面に液晶パネル41が固定される。これら複数個の液晶パネル固定冶具21は、それぞれにエア配管25が施され、回転テーブル11の中心軸12に設けたマニホールド26を介して、装置架台14内部の真空ポンプと接続されている。液晶パネル固定冶具21の上面は、複数箇所に亘って吸引孔24を有するとともに鏡面仕上げ加工されていることから、真空ポンプを作動することで、液晶パネル41は均等な吸引力によって液晶パネル固定冶具21に固定される。   A plurality of liquid crystal panel fixing jigs 21 are radially arranged on the rotary table 11 and fixed by the electromagnetic chuck 13 on the upper surface of the rotary table 11. A liquid crystal panel 41 is fixed to the upper surface of the liquid crystal panel fixing jig 21. Each of the plurality of liquid crystal panel fixing jigs 21 is provided with an air pipe 25 and is connected to a vacuum pump inside the apparatus base 14 via a manifold 26 provided on the central shaft 12 of the rotary table 11. Since the upper surface of the liquid crystal panel fixing jig 21 has suction holes 24 at a plurality of locations and is mirror-finished, the liquid crystal panel 41 is fixed by a uniform suction force by operating the vacuum pump. 21 is fixed.

また、回転テーブル11の上面には、液晶パネル固定治具21の回転軌跡上に位置するように参照用対象物固定冶具22が設置されている。この参照用対象物固定冶具22も液晶パネル固定冶具21と同様にエア配管25がマニホールド26に施されており、吸引力によって参照用対象物42が固定されるようになっている。   A reference object fixing jig 22 is installed on the upper surface of the turntable 11 so as to be positioned on the rotation locus of the liquid crystal panel fixing jig 21. Similarly to the liquid crystal panel fixing jig 21, the reference object fixing jig 22 is provided with an air pipe 25 on the manifold 26, and the reference object 42 is fixed by a suction force.

図9は、図8におけるB部の拡大図である。   FIG. 9 is an enlarged view of a portion B in FIG.

この装置には、回転テーブル11の平面度を光センサで検知する回転位置検知装置16が設けられている。また、参照用対象物42に照射した光で研削終了点を検知する研削終了点検知装置74と、参照用対象物42あるいは液晶パネル41の加工面に圧縮気体を噴射するブローユニット61が装置内壁面15に設置されている。これらは、回転する参照用対象物42が真下を通過するように、可変アーム63によって位置を調節することができる。   This apparatus is provided with a rotational position detector 16 that detects the flatness of the rotary table 11 with an optical sensor. In addition, a grinding end point detecting device 74 that detects a grinding end point with light applied to the reference object 42 and a blow unit 61 that injects compressed gas onto the processed surface of the reference object 42 or the liquid crystal panel 41 are provided in the apparatus. It is installed on the wall 15. These can be adjusted in position by the variable arm 63 so that the rotating reference object 42 passes just below.

次に、本実施例に係る研削加工装置による加工順序を説明する。   Next, the processing order by the grinding apparatus according to the present embodiment will be described.

まず、各固定冶具21、22を電磁チャック13により回転テーブル11上に固定するとともに、液晶パネル41及び参照用対象物42を、真空ポンプを作動させて真空チャック27により各固定冶具21、22に固定する。   First, the fixing jigs 21 and 22 are fixed on the rotary table 11 by the electromagnetic chuck 13, and the liquid crystal panel 41 and the reference object 42 are moved to the fixing jigs 21 and 22 by the vacuum chuck 27 by operating the vacuum pump. Fix it.

そして、回転テーブル11を回転させた後に、砥石工具アクチュエータ34によりセギュメント砥石35を液晶パネル41を押圧する位置に回転させながら移動させる。これにより研削加工が開始する。   Then, after the rotary table 11 is rotated, the segment grindstone 35 is moved to the position where the liquid crystal panel 41 is pressed by the grindstone tool actuator 34. This starts grinding.

ここで、セギュメント砥石35として、硬脆材料の研削に適した#3000のダイヤモンド砥石を使用すれば、効率的な研削ができる。   Here, if a diamond grindstone of # 3000 suitable for grinding hard and brittle materials is used as the segment grindstone 35, efficient grinding can be performed.

研削加工が開始されると、回転位置検知装置16は、光センサを用いて回転テーブル11の傾きおよび回転時の平面度が適切であるかをリアルタイムで監視する。これにより、液晶パネル41は適切な平面度で研削加工される。   When the grinding process is started, the rotational position detector 16 monitors in real time whether the tilt of the rotary table 11 and the flatness during rotation are appropriate using an optical sensor. Thereby, the liquid crystal panel 41 is ground with an appropriate flatness.

図10は、本実施例に係る研削加工装置の研削終了点検出装置と参照用対象物の構造を示す縦断面図である。   FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing the structure of the grinding end point detection device and the reference object of the grinding apparatus according to the present embodiment.

研削加工の終了は、参照用対象物42の加工面を研削終了点検出装置74が通過した際に照射した光量と反射された光量の変化によって検知される。   The end of grinding is detected by a change in the amount of light irradiated and the amount of reflected light when the grinding end point detection device 74 passes the processed surface of the reference object 42.

この研削終了点検知装置74は、周期的に参照用対象物42の直上に位置することになるので、内蔵されている光ファイバ52から照射された光56が、下方を通過する参照用対象物42の上面で反射されて再び光ファイバ52に受光される。   Since this grinding end point detection device 74 is periodically positioned directly above the reference object 42, the reference object through which the light 56 irradiated from the built-in optical fiber 52 passes below is provided. The light is reflected by the upper surface of 42 and received by the optical fiber 52 again.

研削加工の開始時は、参照用対象物42の光反射面42での反射光57の光量は一定しているが、液晶パネル41が最終仕上げ加工寸法と同一に研削された時点で参照用対象物42の反射面43がセギュメント砥石35により同時に削られて、反射面43の面粗度が変化し反射光57の光量が激減する。この光量の変化を研削終了点として検知し、以後、制御ユニットから信号を伝達して各部の駆動を停止させる。   At the start of the grinding process, the light quantity of the reflected light 57 on the light reflecting surface 42 of the reference object 42 is constant, but the reference object is obtained when the liquid crystal panel 41 is ground to the same final finishing dimension. The reflective surface 43 of the object 42 is simultaneously scraped by the segment grindstone 35, the surface roughness of the reflective surface 43 changes, and the amount of reflected light 57 is drastically reduced. This change in the amount of light is detected as a grinding end point, and thereafter, a signal is transmitted from the control unit to stop driving of each part.

ここで、この急激な光量の変化を確実に検出するために、研削終了点検知装置74に設けた吸入口53から外気を吸引し、研削終了点検知装置74内部を通じて噴射口54から参照用対象物42に向けて圧縮気体を噴射することで、この研削終了点検知装置74の内部にある光ファイバ等の検知機器に異物が付着するのを防止している。また、参照用対象物42の反射面43の異物付着を防止するブローユニット61も備えられていることから、このブローユニット61から参照用対象物42に向けて圧縮気体を噴射することにより、反射面43上から研削屑および研削液を確実に除去することができる。   Here, in order to surely detect this sudden change in the amount of light, outside air is sucked from the suction port 53 provided in the grinding end point detection device 74, and the reference target is supplied from the injection port 54 through the grinding end point detection device 74. By injecting the compressed gas toward the object 42, foreign matter is prevented from adhering to a detection device such as an optical fiber inside the grinding end point detection device 74. In addition, since a blow unit 61 that prevents foreign matter from adhering to the reflective surface 43 of the reference object 42 is also provided, by reflecting the compressed gas from the blow unit 61 toward the reference object 42, reflection is performed. Grinding waste and grinding fluid can be reliably removed from the surface 43.

上記実施例に係る研削加工装置は、数値制御およびシーケンサー制御する制御ユニットを有することによって、自動研削加工装置とすることもできる。この自動研削加工装置の実施例として以下、図11および図12を参照して説明する。   The grinding apparatus according to the above embodiment can be an automatic grinding apparatus by having a control unit that performs numerical control and sequencer control. An example of this automatic grinding apparatus will be described below with reference to FIGS.

図11は、自動研削加工装置の加工工程フローチャートであり、以下、この加工フローチャートに従って、自動研削加工方法の工程順序を説明する。   FIG. 11 is a process flowchart of the automatic grinding apparatus. Hereinafter, the process sequence of the automatic grinding method will be described according to the process flowchart.

最初に、回転テーブル11上に固定冶具21、22を介して液晶パネル41および参照用対象物42がそれぞれ固定される。   First, the liquid crystal panel 41 and the reference object 42 are respectively fixed on the turntable 11 via the fixing jigs 21 and 22.

次に、加工開始時のセギュメント砥石35の位置が設定される。この加工開始点は、砥石工具アクチュエータ34を駆動してセギュメント砥石35を下降させ、例えば、レーザーセンサや電気マイクロセンサ等を介してセギュメント砥石35が液晶パネル41と接触した位置情報を制御ユニットが取得する。そして、制御ユニットによってこの接触した位置から一定距離オフセットした位置を加工原点に設定するため、一旦セギュメント砥石35を液晶パネル加工面44から上昇させる。この位置を加工開始点として制御ユニットが認識する(ステップS1)。   Next, the position of the segment grindstone 35 at the start of machining is set. This processing start point is driven by the grindstone tool actuator 34 to lower the segment grindstone 35. For example, the control unit obtains position information of the segment grindstone 35 contacting the liquid crystal panel 41 via a laser sensor, an electric microsensor, or the like. To do. Then, the segment grindstone 35 is once lifted from the liquid crystal panel processing surface 44 in order to set the position offset by a certain distance from the contacted position by the control unit as the processing origin. The control unit recognizes this position as the machining start point (step S1).

続いて、液晶パネル41の反射面43から上方に離間しているセギュメント砥石35は、上記した加工開始点において、予めプログラミングされているセギュメント砥石35の切り込み速度あるいは切り込み送り量等のパラメータに従って空送りされる。セギュメント砥石35はこれらのパラメータに従って回転しながら、再び液晶パネル41に接触する位置まで下降し、加工を開始する(ステップS2)。   Subsequently, the segment grindstone 35 spaced upward from the reflective surface 43 of the liquid crystal panel 41 is fed in accordance with parameters such as the cutting speed or the cutting feed amount of the segment grindstone 35 programmed in advance at the above-described processing start point. Is done. The segment grindstone 35 descends to a position where it comes into contact with the liquid crystal panel 41 while rotating according to these parameters, and starts machining (step S2).

研削加工としては、まず粗研削が行われ(ステップS3)、この間設定された粗研削量に達したか否かが判断される(ステップS4)。そして粗研削量が設定された量に達していなければ粗研削を継続すべくステップS3に戻る。粗研削量が設定された量に達していたならば、中研削を行う(ステップS5)。   As the grinding process, first, rough grinding is performed (step S3), and it is determined whether or not the rough grinding amount set during this time is reached (step S4). If the rough grinding amount has not reached the set amount, the process returns to step S3 to continue the rough grinding. If the rough grinding amount has reached the set amount, medium grinding is performed (step S5).

ここでも、中研削量が設定された中研削量に達したか否かが常時判断され(ステップS6)、達していなければ中研削を継続すべくステップS5に戻る。中研削量が設定された量に達していたならば、エアブロー装置及び終点検知装置を作動させる(ステップS7)。   Again, it is always determined whether or not the intermediate grinding amount has reached the set intermediate grinding amount (step S6). If not, the process returns to step S5 to continue the intermediate grinding. If the intermediate grinding amount has reached the set amount, the air blowing device and the end point detection device are operated (step S7).

次に、エアブロー装置及び終点検知装置を作動させたまま精研削を開始する(ステップS8)。ここで光検出装置による研削終了点の検知がされると(ステップS9)、セギュメント砥石35の切り込みが停止され、スパークアウト工程に移る(ステップし10)。ステップS9で研削終了点が検知されなければ、未だ研削終了点に達していないとしてステップS8に戻り、精研削を継続する。   Next, fine grinding is started with the air blow device and the end point detection device being operated (step S8). Here, when the grinding end point is detected by the light detection device (step S9), the cutting of the segment grindstone 35 is stopped, and the process proceeds to the spark-out process (step 10). If the grinding end point is not detected in step S9, it is determined that the grinding end point has not yet been reached, the process returns to step S8, and precise grinding is continued.

一定時間のスパークアウト工程が終了したと判断されたならば(ステップS11)、制御ユニットはこの時点のセギュメント砥石35の座標位置を保存した後に、空送りを含む全工程の切り込み送り量にセギュメント砥石35の磨耗量を加えた量に相当する距離だけ上昇して、自動的に加工開始点が設定される(ステップS12)。スパークアウト時間が設定した時間に達していなければ、ステップS10に戻りスパークアウトを継続する。   If it is determined that the spark-out process for a certain time has been completed (step S11), the control unit stores the coordinate position of the segment grindstone 35 at this time, and then adds the segment grindstone to the cutting feed amount of all processes including idle feed. The machining start point is automatically set by increasing the distance corresponding to the amount obtained by adding the wear amount of 35 (step S12). If the spark-out time has not reached the set time, the process returns to step S10 to continue the spark-out.

セギュメント砥石35が自動的に次回の加工開始点に復帰したならば、エアブロー装置及び終点検知装置をそれぞれ停止し(ステップS13)、その後、自動運転を終了する(ステップS14)。そして、次の液晶パネルをセットし(ステップS15)、ステップS2へと戻り、次の研削加工に入る。   If the segment grindstone 35 automatically returns to the next processing start point, the air blow device and the end point detection device are stopped (step S13), and then the automatic operation is terminated (step S14). Then, the next liquid crystal panel is set (step S15), the process returns to step S2, and the next grinding process is started.

図12は、本実施例に係る自動研削加工装置の加工工程線図である。   FIG. 12 is a machining process diagram of the automatic grinding apparatus according to the present embodiment.

本実施例における液晶パネル41の研削加工は、薄型加工をしなければならないために研削量が多くなる。そのため、従来は効率的な加工として、工程毎に研削加工装置や砥石の種類を変えて加工していた。これに対して、本実施例に係る研削加工装置では、制御ユニットに砥石切り込み速度等のパラメータを段階的に低下させるプログラミングをすることで、砥石の取り替えによる精度の低下を伴わずに一種類の砥石で複数工程の研削加工を行うことができる。   The grinding process of the liquid crystal panel 41 in the present embodiment increases the amount of grinding because it must be thinned. Therefore, conventionally, as an efficient process, the type of grinding apparatus or grindstone was changed for each process. On the other hand, in the grinding apparatus according to the present embodiment, the control unit is programmed to reduce the parameters such as the grinding wheel cutting speed step by step, so that one kind of accuracy is not caused by the grinding stone replacement. Multiple grinding processes can be performed with a grindstone.

図12において、Oの「(1)加工開始点設定」はセギュメント砥石35の原点設定位置であり、OからSの「(2)加工スタート」までは空送りを示している。この空送り工程では、砥石切り込み速度f1でセギュメント砥石35が下降され、その後実際に研削加工が始まるSからM1の工程の「(3)粗研削」まで同じ砥石切り込み速度f1で研削される。これら空送りと「(3)粗研削」の工程で砥石切り込み速度を高くすることで、最終仕上がり寸法精度を考慮することなく研削を進行することができるので、加工時間が短縮される。   In FIG. 12, “(1) Machining start point setting” of O is the origin setting position of the segment grindstone 35, and “(2) Machining start” of O to S indicates idle feeding. In this idle feed process, the segment grindstone 35 is lowered at the grindstone cutting speed f1, and thereafter, grinding is performed at the same grindstone cutting speed f1 from S where the grinding process is actually started to "(3) rough grinding" in the process of M1. By increasing the grindstone cutting speed in these idle feeding and “(3) rough grinding” steps, grinding can proceed without considering the final finished dimensional accuracy, so the processing time is shortened.

次に、切り込み送り量がM1に達してから「(4)中研削」が開始すると、砥石基板切り込み速度はf2に落とされる。そして、仕上がり加工寸法に近づいてきたM2から、実施例1に記載の研削終了点検知装置74を作動させ「(3)精研削」として砥石切り込み速度をf3と低速にして研削する。例えば、回転テーブル1回転あたりの切り込み量を0.1μm程度にする。これにより、研削終了点検知装置74の検出精度が上がって、研削終了点検知を的確に行うことができる。   Next, when “(4) medium grinding” starts after the cutting feed amount reaches M1, the grinding wheel substrate cutting speed is lowered to f2. Then, from M2 that has approached the finished machining size, the grinding end point detection device 74 described in the first embodiment is operated, and grinding is performed with the grindstone cutting speed as low as f3 as “(3) precision grinding”. For example, the cutting amount per rotation of the rotary table is set to about 0.1 μm. Thereby, the detection accuracy of the grinding end point detection device 74 is increased, and the grinding end point can be accurately detected.

最後の「(7)スパークアウト」工程では、切り込み送りを停止して砥石切り込み速度が0となる。この間に、セギュメント砥石35はF時点の座標から、OからEの空送りを含んだ切り込み送り量に砥石磨耗量を追加した距離を自動的に上昇させて、加工開始点と設定される。また、研削終了点検知装置74も停止して、Fの「(10)自動運転終了」となる。   In the final “(7) spark-out” step, the cutting feed is stopped and the grinding wheel cutting speed becomes zero. During this time, the segment grindstone 35 automatically increases the distance obtained by adding the grindstone wear amount to the cutting feed amount including the idle feed from O to E from the coordinates at the time point F, and is set as the processing start point. Further, the grinding end point detecting device 74 is also stopped, and F becomes “(10) End of automatic operation”.

これらの研削加工各工程の砥石切り込み速度および切り込み送り量等を制御ユニットにプログラムしていれば、精度の高い効率的な研削加工が自動的に行われ、生産効率の上昇につながる。   If the grinding wheel cutting speed and the cutting feed amount of each grinding process are programmed in the control unit, highly accurate and efficient grinding is automatically performed, leading to an increase in production efficiency.

本発明の研削加工方法および研削加工装置は、研磨加工方法およびその装置として利用することが可能である。そして、研削、研磨対象物のそれぞれに適合する固定砥粒を使用することで、半導体デバイスだけでなくプラズマディスプレイ等のディスプレイデバイスまたは太陽電池等のエネルギーデバイスをはじめとして、平坦化が必要なガラス部材、もしくはナノスケールを必要とする機械部品または医療用機器等の精密機械部品においても利用可能である。   The grinding method and the grinding apparatus of the present invention can be used as a polishing method and its apparatus. And by using fixed abrasives suitable for grinding and polishing objects, not only semiconductor devices but also display devices such as plasma displays or energy devices such as solar cells, glass members that need to be flattened Alternatively, the present invention can also be used in mechanical parts that require nanoscales or precision machine parts such as medical equipment.

本発明の実施形態に係る研削方法において研削対象物とされる液晶パネルの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the liquid crystal panel made into a grinding target object in the grinding method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る研削加工方法を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the grinding method which concerns on embodiment of this invention. 図2におけるA−A線矢視図である。It is an AA arrow line view in FIG. 固定冶具と液晶パネルおよび参照用対象物の固定時の状態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the state at the time of fixation of a fixing jig, a liquid crystal panel, and the reference object. 参照用対象物の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the target object for a reference. 参照用対象物のさらに他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the target object for a reference. 参照用対象物のさらに他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the target object for a reference. 本発明の実施例に係る研削加工装置の全体斜視図である。1 is an overall perspective view of a grinding apparatus according to an embodiment of the present invention. 図8に示すB部の部分拡大斜視図である。It is a partial expansion perspective view of the B section shown in FIG. 本発明の実施例に係る研削加工装置の研削終了点検出部と参照用対象物の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the grinding | polishing end point detection part of the grinding processing apparatus which concerns on the Example of this invention, and the reference target object. 本発明の実施例に係る自動研削加工装置の加工工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of the automatic grinding apparatus which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る研削加工装置の研削加工の工程線図である。It is a process diagram of the grinding process of the grinding apparatus concerning the example of the present invention. (a)は特許文献1に係る研磨方法とその装置の概略構成図、(b)は特許文献2に係る研磨方法と研磨装置の概略構成図である。(A) is a schematic block diagram of the grinding | polishing method and its apparatus which concern on patent document 1, (b) is a schematic block diagram of the grinding | polishing method and polishing apparatus which concern on patent document 2. FIG. 特許文献3に係る方光学研磨量測定装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the direction optical polishing amount measuring apparatus which concerns on patent document 3.

符号の説明Explanation of symbols

33 研削砥石
41 研削対象物
42 参照用対象物
43 光反射面
45 金属薄膜
46 撥水性被膜
51 光検出部
52 光ファイバ
56 照射光
57 反射光
61 ブローユニット
71 研削終了点検出部
74 研削終了点検知装置
33 Grinding wheel 41 Grinding object 42 Reference object 43 Light reflecting surface 45 Metal thin film 46 Water repellent coating 51 Light detection unit 52 Optical fiber 56 Irradiation light 57 Reflected light 61 Blow unit 71 Grinding end point detection unit 74 Grinding end point detection apparatus

Claims (15)

表面が光反射面とされた参照用対象物を、その光反射面が研削対象物の最終仕上げ時点の研削面と同一レベルとなるよう、且つ、研削対象物の研削面を研削する研削砥石の加工領域内に位置するように研削対象物と並設し、この状態で研削加工中に前記参照用対象物の光反射面に光を照射するとともに該光反射面からの反射光を監視し、該光反射面と研削砥石との接触に起因して前記反射光に変動が発生したことを検知した時、これを前記研削砥石による研削対象物の研削終了点として捉え研削加工を終了させることを特徴とする研削加工方法。   The reference object whose surface is a light reflecting surface is a grinding wheel for grinding the grinding surface of the grinding object so that the light reflecting surface is at the same level as the grinding surface at the time of final finishing of the grinding object. In parallel with the grinding object so as to be located in the processing region, and in this state, the light reflecting surface of the reference object is irradiated during the grinding process and the reflected light from the light reflecting surface is monitored, When it is detected that the reflected light has changed due to contact between the light reflecting surface and the grinding wheel, this is regarded as a grinding end point of the object to be ground by the grinding wheel, and the grinding process is terminated. A characteristic grinding method. 前記参照用対象物として、前記研削対象物の最終仕上げ厚さ寸法と略同一厚さ寸法を有する参照用対象物を用いることを特徴とする請求項1に記載の研削加工方法。   2. The grinding method according to claim 1, wherein a reference object having a thickness dimension substantially the same as a final finished thickness dimension of the grinding object is used as the reference object. 前記参照用対象物として、表面に光を反射する金属薄膜を形成し、この金属薄膜をもって光反射面とした参照用対象物を用いることを特徴とする請求項1又は2に記載の研削加工方法。   3. The grinding method according to claim 1 or 2, wherein a metal thin film that reflects light is formed on the surface as the reference object, and the reference object having the metal thin film as a light reflecting surface is used. . 前記参照用対象物として、表面に光を反射する着色コーティングを施し、この着色コーティング膜をもって光反射面とした参照用対象物を用いることを特徴とする請求項1又は2に記載の研削加工方法。   3. The grinding method according to claim 1, wherein the reference object is provided with a colored coating that reflects light on a surface thereof, and the reference object having a light reflecting surface with the colored coating film is used. . 前記参照用対象物として、光反射面に撥水処理が施された参照用対象物を用いることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一つに記載の研削加工方法。   The grinding method according to any one of claims 1 to 4, wherein a reference object having a light-reflecting surface subjected to a water repellent treatment is used as the reference object. 研削加工中に生じる前記反射光の受光阻害要因を気体の噴射により除去しつつ研削加工を行うことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載の研削加工方法。   The grinding method according to any one of claims 1 to 5, wherein the grinding process is performed while removing the light reception inhibition factor of the reflected light generated during the grinding process by gas injection. 研削加工を終了する毎に、研削砥石を、前記研削終了点における位置から、研削砥石の初期空送り移動量及び加工移動量に相当する距離だけ戻った研削加工開始点に復帰させ、この研削加工開始点から次の研削加工を開始することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一つに記載の研削加工方法。   Each time the grinding process is finished, the grinding wheel is returned to the grinding start point returned from the position at the grinding end point by a distance corresponding to the initial idle feed movement amount and the machining movement amount of the grinding wheel. The grinding method according to any one of claims 1 to 6, wherein the next grinding process is started from a starting point. 研削対象物の研削面を研削する研削砥石と、
前記研削対象物の最終仕上げ時点の研削面と表面が同一レベルとなるよう、且つ、前記研削砥石の加工領域内に位置するように前記研削対象物と並設されるとともに前記表面が光反射面とされた参照用対象物と、
この参照用対象物に光を照射する光照射手段と、
この光照射手段から照射され前記参照対象物の光反射面で反射された反射光を監視するとともに、該反射光の変動を検知したとき、これを前記研削砥石による研削対象物の研削終了点として捉え前記研削砥石による研削を終了させる研削終了手段と、
を備えたことを特徴とする研削加工装置。
A grinding wheel for grinding a grinding surface of an object to be ground;
The ground surface of the grinding object at the time of final finishing is flush with the grinding object so that the surface is at the same level and located in the processing region of the grinding wheel, and the surface is a light reflecting surface. A reference object, and
A light irradiation means for irradiating the reference object with light;
The reflected light emitted from the light irradiation means and reflected by the light reflecting surface of the reference object is monitored, and when the fluctuation of the reflected light is detected, this is used as a grinding end point of the grinding object by the grinding wheel. A grinding end means for ending the grinding by the grinding wheel,
A grinding apparatus characterized by comprising:
前記参照用対象物は、前記研削対象物の最終仕上げ厚さ寸法と略同一厚さ寸法を有することを特徴とする請求項8に記載の研削加工装置。   The grinding apparatus according to claim 8, wherein the reference object has a thickness dimension substantially the same as a final finished thickness dimension of the grinding object. 前記参照用対象物は、その表面に光を反射する金属薄膜が形成され、この金属薄膜をもって該表面が光反射面とされたことを特徴とする請求項8又は9に記載の研削加工装置。   The grinding apparatus according to claim 8 or 9, wherein a metal thin film that reflects light is formed on a surface of the reference object, and the metal thin film serves as a light reflecting surface. 前記参照用対象物は、その表面に光を反射する着色コーティングが施され、この着色コーティング膜をもって該表面が光反射面とされたことを特徴とする請求項8又は9に記載の研削加工装置。   10. The grinding apparatus according to claim 8, wherein the reference object is provided with a colored coating that reflects light on the surface thereof, and the colored coating film forms the surface as a light reflecting surface. . 前記参照用対象物は、その光反射面に撥水処理が施されたことを特徴とする請求項8乃至11のいずれか一つに記載の研削加工装置。   12. The grinding apparatus according to claim 8, wherein the light reflection surface of the reference object is subjected to a water repellent treatment. 前記参照用対象物は、他の参照用対象物と交換可能とされたことを特徴とする請求項8乃至12のいずれか一つに記載の研削加工装置。   The grinding apparatus according to any one of claims 8 to 12, wherein the reference object is replaceable with another reference object. 研削加工中に生じる前記反射光の受光阻害要因を除去する気体噴射手段をさらに備えたことを特徴とする請求項8乃至13のいずれか一つに記載の研削加工装置。   The grinding apparatus according to any one of claims 8 to 13, further comprising a gas injection unit that removes a light reception inhibition factor of the reflected light generated during the grinding process. 研削加工を終了する毎に、研削砥石を、前記研削終了点における位置から、研削砥石の初期空送り移動量及び加工移動量に相当する距離だけ戻った研削加工開始点に復帰させる研削砥石復帰手段をさらに備えたことを特徴とする請求項8乃至14のいずれか一つに記載の研削加工装置。   Grinding wheel return means for returning the grinding wheel to the grinding processing start point that is returned by a distance corresponding to the initial idle feed movement amount and processing movement amount of the grinding wheel from the position at the grinding end point every time grinding processing is completed. The grinding apparatus according to claim 8, further comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013035097A (en) * 2011-08-08 2013-02-21 Disco Corp Contact detection method of moving object
TWI773810B (en) * 2017-09-05 2022-08-11 日商荏原製作所股份有限公司 Method for polishing substrate with functional chip, program for executing the method on control device including computer, computer-readable recording medium, and substrate

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