TW202310970A - 基板磨削裝置和基板磨削方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供基板磨削裝置和基板磨削方法。基板磨削裝置具備工作臺、第一磨削砂輪和第二磨削砂輪，所述工作臺構成為以吸附保持基板的狀態旋轉，所述第一磨削砂輪和所述第二磨削砂輪是杯型的砂輪，設置在能夠與旋轉的所述基板同時接觸的位置，並且構成為分別一邊旋轉一邊磨削旋轉的所述基板，所述工作臺構成為能夠使所述基板的旋轉中心從所述第一磨削砂輪的磨削範圍內的第一磨削位置移動到所述第二磨削砂輪的磨削範圍內的第二磨削位置。

Description

基板磨削裝置和基板磨削方法
本發明涉及基板磨削裝置和基板磨削方法。
近年來，作為磨削加工的對象物的基板的大型化不斷發展。作為這種大型基板，已知例如WLP（Wafer Level Package：晶圓級封裝）和PLP（Panel Level Package：面板級封裝）等，PLP是使WLP進一步大型化的大型安裝基板。而且，期待一種有效且高精度地磨削這種大型基板的技術。
在日本特開2020-40189號公報中公開了一種用於這種大型基板的磨削的基板磨削裝置。日本特開2020-40189號公報公開的基板磨削裝置具備：杯型的精磨砂輪，其一邊旋轉一邊磨削保持於工作臺並旋轉的基板；以及杯型的粗磨砂輪，其與精磨砂輪同時地接近基板並且一邊旋轉一邊磨削基板。
利用這樣的構造，能夠用精磨砂輪和粗磨砂輪同時地磨削翹曲大的PLP等大型安裝基板，而無需用轉檯等輸送該大型安裝基板。因此，不使基板磨削裝置大型化，就能夠短時間且高精度磨削大型基板。
在上述現有技術的基板磨削裝置中，為了實現高效的磨削加工，存在有待改善的方面。
日本特開2020-40189號公報中公開的現有技術的基板磨削裝置能夠用精磨砂輪和粗磨砂輪同時地磨削基板而無需移動基板。
然而，在日本特開2020-40189號公報的基板磨削裝置中，就粗磨砂輪而言，其磨削範圍設置於不經過基板的旋轉中心的位置，因此無法對基板的旋轉中心附近進行磨削。即，即便進行粗磨，基板的旋轉中心附近也殘留有未被磨削的凸部。因此，殘留在基板的旋轉中心附近的凸部僅被精磨砂輪磨削。
因此，現有技術的基板磨削裝置存在著精磨砂輪的磨削量多，磨削加工時間難以縮短的問題。另外，由於精磨砂輪的磨損量變多，精磨砂輪的更換次數也變多，因此還存在著基板的生產成本高的問題。
尤其是近年來出現了對PLP等大型安裝基板的表面進一步進行高精度加工的需求。因此，作為精磨砂輪，期待使用磨粒直徑比以往小的磨削砂輪。
如前所述，在現有技術的基板磨削裝置中，需要通過精磨砂輪對基板的旋轉中心附近的凸部進行磨削。因此，在選擇精磨砂輪時，需要選擇能進行凸部的磨削的精磨砂輪。這導致選擇精磨砂輪時受到制約。
為了高精度地磨削基板的被加工面，例如具有以下情況，即：存在將粒度號大的磨削砂輪（例如粒度號為#8000的磨削砂輪）用作精磨砂輪的需求。在該情況下，在現有技術的基板磨削裝置中，存在著進行旋轉中心附近的凸部的磨削需要花費時間的問題。另外，由於粒度號大的磨削砂輪、即磨粒直徑小的磨削砂輪被劇烈磨損，因此存在著難以作為精磨砂輪實際使用的問題。
本發明實施方式的基板磨削裝置具備工作臺、第一磨削砂輪和第二磨削砂輪，所述工作臺構成為以吸附保持基板的狀態旋轉，所述第一磨削砂輪和所述第二磨削砂輪是杯型的砂輪，設置在能夠與旋轉的所述基板同時接觸的位置，並且構成為分別一邊旋轉一邊磨削旋轉的所述基板，所述工作臺構成為能夠使所述基板的旋轉中心從所述第一磨削砂輪的磨削範圍內的第一磨削位置移動到所述第二磨削砂輪的磨削範圍內的第二磨削位置。
本發明是鑒於上述情況而完成的，其目的在於提供一種能夠高效且高精度地磨削大型基板的基板磨削裝置和基板磨削方法。
本發明的基板磨削裝置具備工作臺、第一磨削砂輪和第二磨削砂輪，所述工作臺構成為以吸附保持基板的狀態旋轉，所述第一磨削砂輪和所述第二磨削砂輪是杯型的砂輪，設置在能夠與旋轉的所述基板同時接觸的位置，並且構成為分別一邊旋轉一邊磨削旋轉的所述基板，所述工作臺構成為能夠使所述基板的旋轉中心從所述第一磨削砂輪的磨削範圍內的第一磨削位置移動到所述第二磨削砂輪的磨削範圍內的第二磨削位置。
另外，本發明的基板磨削方法包括：將基板吸附于自由旋轉的工作臺；使保持有所述基板的所述工作臺移動而使得所述基板的旋轉中心位於第一磨削位置，所述第一磨削位置處在杯型的第一磨削砂輪和杯型的第二磨削砂輪的下方且處在所述第一磨削砂輪的磨削範圍內；在所述基板的所述旋轉中心位於所述第一磨削位置的狀態下，使所述工作臺旋轉而使保持於所述工作臺的所述基板旋轉，並且使所述第一磨削砂輪旋轉而磨削所述基板；在執行完所述第一磨削砂輪的磨削之後，使保持有所述基板的所述工作臺移動而使得所述基板的所述旋轉中心位於第二磨削位置，所述第二磨削位置處在所述第一磨削砂輪和所述第二磨削砂輪的下方且處在所述第二磨削砂輪的磨削範圍內；在所述基板的所述旋轉中心位於所述第二磨削位置的狀態下，使所述工作臺旋轉而使保持於所述工作臺的所述基板旋轉，並且使所述第二磨削砂輪旋轉而磨削所述基板。
本發明的基板磨削裝置具有一邊旋轉一邊對保持於工作臺並旋轉的基板進行磨削的杯型的第一磨削砂輪和第二磨削砂輪。第一磨削砂輪和第二磨削砂輪設置在能夠與旋轉的基板同時接觸的位置。工作臺能使基板的旋轉中心從處於第一磨削砂輪的磨削範圍內的第一磨削位置移動到處於第二磨削砂輪的磨削範圍內的第二磨削位置。利用這樣的構造，能夠分別適當地設定第一磨削砂輪和第二磨削砂輪，高效且高精度地磨削基板。例如，設第一磨削砂輪為粗磨砂輪，設第二磨削砂輪為精磨砂輪，能夠高效地執行粗磨至精磨。
另外，第一磨削砂輪和第二磨削砂輪設置在能夠與旋轉的基板同時接觸的位置。因此，也容易使基板從第一磨削位置向第二磨削位置移動。具體而言，無需如現有的普通基板磨削裝置那樣將粗磨位置與精磨位置設置於分離的位置並且在移動到各個位置的工作臺上換載基板來輸送基板。另外，無需設置承載多個工作臺的大型轉檯等。因此，本發明的基板磨削裝置能夠抑制裝置的占地面積，能夠高效且高精度地磨削PLP等大型安裝基板。
另外，根據本發明的基板磨削裝置，也可以構成為：在所述基板的旋轉中心位於所述第一磨削位置的狀態下執行所述第一磨削砂輪對所述基板的磨削，在所述基板的旋轉中心位於所述第二磨削位置的狀態下執行所述第二磨削砂輪對所述基板的磨削。
由此，在基板的旋轉中心位於第一磨削位置的狀態下，能夠利用第一磨削砂輪磨削基板的包括旋轉中心附近的被加工面全部區域，並且在基板的旋轉中心位於第二磨削位置的狀態下，能夠利用第二磨削砂輪磨削基板的包括旋轉中心附近的被加工面全部區域。因此，能夠分別有效地利用第一磨削砂輪和第二磨削砂輪，高效且高精度地磨削基板的被加工面。
具體而言，將第一磨削砂輪設為磨粒直徑大的粗磨砂輪，將第二磨削砂輪設為磨粒直徑小的精磨砂輪，能夠在用第一磨削砂輪對基板的被加工面的全部區域進行粗磨之後，用第二磨削砂輪對基板的被加工面的全部區域進行精磨。
即，利用有效的粗磨，不在基板的旋轉中心附近殘留未磨削的凸部，能夠在使基板的加工面的全部區域平坦化後進行精磨。進行精磨的第二磨削砂輪無需如現有技術的基板磨削裝置那樣對殘留在基板的旋轉中心附近的凸部進行磨削。因此，能夠利用磨粒直徑比現有技術的磨粒直徑小的精磨砂輪，通過短時間的磨削加工對基板的被加工面高精度地進行精加工。
另外，第二磨削砂輪無需磨削基板的旋轉中心附近的凸部，因此能夠將第二磨削砂輪的磨損量抑制成較少。因此，能夠減少第二磨削砂輪的使用量，能夠削減基板的生產成本。
另外，在本發明的基板磨削裝置中，也可以構成為：在所述基板的所述旋轉中心位於所述第二磨削位置的狀態下，能夠利用所述第一磨削砂輪和所述第二磨削砂輪同時執行所述基板的磨削。由此，例如能夠執行同時利用粗磨用的磨粒直徑大的第一磨削砂輪和精磨用的磨粒直徑小的第二磨削砂輪的磨削，能夠提高磨削加工的效率。
另外，本發明的基板磨削方法包括：將基板吸附于自由旋轉的工作臺；使保持有所述基板的所述工作臺移動而使得所述基板的旋轉中心位於第一磨削位置，所述第一磨削位置處在杯型的第一磨削砂輪和杯型的第二磨削砂輪的下方且處在所述第一磨削砂輪的磨削範圍內；在所述基板的所述旋轉中心位於所述第一磨削位置的狀態下，使所述工作臺旋轉而使保持於所述工作臺的所述基板旋轉，並且使所述第一磨削砂輪旋轉而磨削所述基板；在執行完所述第一磨削砂輪的磨削之後，使保持有所述基板的所述工作臺移動而使得所述基板的所述旋轉中心位於第二磨削位置，所述第二磨削位置處在所述第一磨削砂輪和所述第二磨削砂輪的下方且處在所述第二磨削砂輪的磨削範圍內；在所述基板的所述旋轉中心位於所述第二磨削位置的狀態下，使所述工作臺旋轉而使保持於所述工作臺的所述基板旋轉，並且使所述第二磨削砂輪旋轉而磨削所述基板。由此，能夠高效且高精度地磨削PLP等大型安裝基板。
另外，在本發明的基板磨削方法中，也可以構成為：執行所述第一磨削砂輪的磨削，接下來，使所述工作臺移動而使得所述基板的所述旋轉中心位於處在所述第一磨削砂輪和所述第二磨削砂輪的下方且處在所述第二磨削砂輪的磨削範圍內的所述第二磨削位置，然後，在所述基板的所述旋轉中心位於所述第二磨削位置的狀態下，使所述工作臺旋轉而使保持於所述工作臺的所述基板旋轉，並且使所述第一磨削砂輪和所述第二磨削砂輪同時旋轉，利用所述第一磨削砂輪和所述第二磨削砂輪同時磨削所述基板；接下來，在使所述第一磨削砂輪離開所述基板的狀態下，利用所述第二磨削砂輪進一步磨削所述基板。由此，例如能夠在使用磨粒直徑大的第一磨削砂輪的粗磨工序與使用磨粒直徑小的第二磨削砂輪的精磨工序之間，進行同時利用第一磨削砂輪和第二磨削砂輪的磨削，能夠提高磨削加工的效率。
在下面的詳細說明中，出於說明的目的，為了提供對所公開的實施方式的徹底的理解，提出了許多具體的細節。然而，顯然可以在沒有這些具體細節的前提下實施一個或更多的實施方式。在其它的情況下，為了簡化製圖，示意性地示出了公知的結構和裝置。
以下，基於附圖對本發明實施方式的基板磨削裝置進行詳細說明。
圖1是表示本發明實施方式的基板磨削裝置10的概要的俯視圖。
如圖1所示，基板磨削裝置10是對基板30進行磨削或者研磨的裝置。
作為基板磨削裝置10的加工對象物的基板30例如可以是PLP等大面積的安裝基板、封裝基板、其他層疊基板、半導體基板、電容器等元件用的基板等。基板磨削裝置10從基板30的主面對構成基板30的樹脂層、銅電極、半導體元件等高精度地進行磨削或者研磨，即便是存在翹曲的大面積的基板30，也能高效地進行加工。
基板磨削裝置10具有用於設置作為加工對象物的基板30的待機工位23、用於執行基板30的磨削的磨削工位24、保持基板30的工作臺20、作為第一磨削砂輪的粗磨砂輪11和作為第二磨削砂輪的精磨砂輪15。
待機工位23是在磨削加工前將作為加工對象的基板30固定於工作臺20，並且在磨削加工後解除基板30在工作臺20上的固定並拆下基板30的工位。
在待機工位23的上方設置有粘貼機殼22，該粘貼機殼22用於將基板30吸附於工作臺20的真空吸盤。在待機工位23處，承載於工作臺20的上表面的基板30被夾入從上方下降的粘貼機殼22與下方的工作臺20之間，通過使用真空吸盤的真空吸附而被固定於工作臺20。在基板30被固定於工作臺20之後，粘貼機殼22離開基板30並上升。
工作臺20是在磨削工序中以保持基板30的狀態旋轉的工作臺，設置成能夠在待機工位23與磨削工位24之間大致水平地移動而輸送基板30。
具體而言，在基板30在待機工位23處被吸附於工作臺20的上表面之後，工作臺20移動到磨削工位24的預定位置，並以保持基板30的狀態旋轉。在基板30的磨削結束之後，工作臺20移動到待機工位23的預定位置。
另外，工作臺20能夠使基板30的旋轉中心21從粗磨砂輪11的磨削範圍內的第一磨削位置25（參見圖2）移動到精磨砂輪15的磨削範圍內的第二磨削位置26（參見圖4）。
磨削工位24是用於執行基板30的磨削工序的位置。在磨削工位24處，被吸附於工作臺20的上表面的基板30與工作臺20共同被輸送，利用粗磨砂輪11和精磨砂輪15進行基板30的磨削工序。
粗磨砂輪11是一邊旋轉一邊磨削基板30的杯型的磨削砂輪，被粗磨支柱13支承成能夠在上下方向移動。粗磨砂輪11設置於被輸送到磨削工位24的工作臺20和基板30的上方。
精磨砂輪15是一邊旋轉一邊磨削基板30的杯型的磨削砂輪，被精磨支柱17支承成能夠在上下方向移動。精磨砂輪15設置於被輸送到磨削工位24的工作臺20和基板30的上方。
在磨削工位24設置有定尺裝置28。定尺裝置28是為了高精度地磨削基板30而準確地檢測基板30的上表面31的位置並測量基板30的加工尺寸的裝置。
基板磨削裝置10設置有控制盤27。控制盤27具有用於輸入各種信息的輸入部、顯示各種信息的監視器和進行各種運算等的運算部等。控制盤27根據輸入的信息執行各種運算，並進行基板磨削裝置10整體的加工的監視和控制等。
另外，基板磨削裝置10也可以設置用於對粗磨砂輪11和精磨砂輪15進行清洗的未圖示的清洗液噴射裝置。清洗液噴射裝置具有用於向粗磨砂輪11噴射清洗液的噴射噴嘴和用於向精磨砂輪15噴射清洗液的噴射噴嘴。
從噴射噴嘴例如以3MPa至17MPa的壓力向粗磨砂輪11和精磨砂輪15的與基板30分離的砂輪刃尖12、16（參見圖3）附近噴射清洗液。由此，在磨削工序中，能夠清洗掉附著於粗磨砂輪11和精磨砂輪15的磨削屑，能夠高精度地磨削基板30。
圖2是表示基板磨削裝置10的第一磨削位置25處的磨削工位24附近的俯視圖。圖3是示意性地表示第一磨削位置25處的磨削工位24附近的縱斷面圖。
如圖2和圖3所示，粗磨砂輪11和精磨砂輪15設置於在磨削工序中能夠與旋轉的基板30的上表面31同時接觸的位置。具體而言，在磨削工序時，粗磨砂輪11設置在位於基板30的上方且如果粗磨砂輪11下降則能與基板30的上表面31接觸的位置。精磨砂輪15也設置在位於基板30的上方且如果精磨砂輪15下降則能與基板30的上表面31接觸的位置。
第一磨削位置25是執行後述的第一磨削工序的基板30的位置。另外，在圖2中，第一磨削位置25表示在進行第一磨削工序時，基板30的旋轉中心21在水平進給方向上的位置。另外，水平進給方向上的位置是指圖2中的箭頭方向的位置。另外，在圖2中，第二磨削位置26表示在進行後述的第二磨削工序時，基板30的旋轉中心21在水平進給方向上的位置。
在磨削工位24的第一磨削位置25處，磨削基板30的粗磨砂輪11和精磨砂輪15並列設置於基板30的上方。
粗磨砂輪11的磨削範圍的直徑大於工作臺20的半徑。粗磨砂輪11的磨削範圍設置於經過基板30的旋轉中心21的位置。由此，粗磨砂輪11能夠對基板30的作為被加工面的上表面31的全部區域進行粗磨。
粗磨砂輪11是主要進行基板30的粗磨的砂輪，精磨砂輪15是主要進行基板30的精磨的砂輪。因此，精磨砂輪15的磨粒直徑小於粗磨砂輪11的磨粒直徑。粒度號越大則磨粒直徑越小，因此，換言之精磨砂輪15的粒度號大於粗磨砂輪11的粒度號。
另外，精磨砂輪15的直徑也可以與粗磨砂輪11的直徑大致相同。
精磨砂輪15的磨削範圍的直徑大於工作臺20的半徑。精磨砂輪15設置在接近基板30的旋轉中心21且不接觸粗磨砂輪11的位置。
圖4是表示基板磨削裝置10的第二磨削位置26處的磨削工位24附近的俯視圖。圖5是示意性地表示第二磨削位置26處的磨削工位24附近的縱斷面圖。
如圖4和圖5所示，第二磨削位置26是執行後述的第二磨削工序的基板30的位置。另外，在圖4中，第一磨削位置25和第二磨削位置26表示基板30的旋轉中心21在水平進給方向上的位置。另外，水平進給方向上的位置是指圖4中的箭頭方向的位置。
如前所述，保持基板30的工作臺20設置成能夠使基板30的旋轉中心21從第一磨削位置25向第二磨削位置26移動（調整基板30的旋轉中心21的位置）。
在圖4中，粗磨砂輪11設置在接近基板30的旋轉中心21且不接觸精磨砂輪15的位置。
精磨砂輪15的磨削範圍設置於經過基板30的旋轉中心21的位置。由此，精磨砂輪15能夠對基板30的作為被加工面的上表面31整體高精度地進行精磨。
即，基板磨削裝置10在基板30的旋轉中心21位於第一磨削位置25的狀態下，能夠利用粗磨砂輪11磨削基板30的包括旋轉中心21附近的被加工面全部區域。並且，基板磨削裝置10在基板30的旋轉中心21位於第二磨削位置26的狀態下，能夠利用精磨砂輪15對基板30的包括旋轉中心21附近的被加工面全部區域高精度地進行磨削。
具體而言，將第一磨削砂輪設為磨粒直徑大的粗磨砂輪11，將第二磨削砂輪設為磨粒直徑小的精磨砂輪15，能夠在用第一磨削砂輪對基板30的被加工面的全部區域進行粗磨之後，用第二磨削砂輪對基板30的被加工面的全部區域進行精磨。
這樣，基板磨削裝置10通過分別適當地設定第一磨削砂輪和第二磨削砂輪，從而能夠高效且高精度地磨削基板30。
另外，粗磨砂輪11和精磨砂輪15設置在能夠與旋轉的基板30同時接觸的位置。另外，粗磨砂輪11和精磨砂輪15設置於相互接近的位置。第一磨削位置25（圖2中的基板30的旋轉中心21）位於粗磨砂輪11的磨削範圍內，第二磨削位置26（圖4中的基板30的旋轉中心21）位於精磨砂輪15的磨削範圍內。粗磨砂輪11和精磨砂輪15設置於接近的位置，因此能夠容易地使基板30的旋轉中心21從第一磨削位置25向第二磨削位置26移動。
在現有的普通基板磨削裝置中，將粗磨用的工作臺設置設備與精磨用的工作臺設置設備分開設置於分離的位置，針對每個工作臺設置設備分別設置用於輸送基板30的工作臺。因此，在將基板30從粗磨用工作臺設置設備輸送至精磨用的工作臺設置設備時，需要將基板30從粗磨用工作臺換載到精磨用的工作臺。在基板磨削裝置10中，無需這樣將基板30換載輸送到針對每個工作臺設置設備分別設置的工作臺。
即，在基板磨削裝置10中，能夠連續地執行粗磨和精磨而無需將吸附保持於工作臺20的基板30換載到其他工作臺。因此，能夠大幅縮短輸送所需的時間，能夠提高生產效率。另外，由於也不產生因基板30的換載而引起的發生翹曲等問題，因此能夠在基板30的被加工面高效地形成高精度的平坦面。
另外，無需將與粗磨和精磨這兩個工序對應的裝置設置於分離的位置。另外，也無需設置承載多個工作臺的大型轉檯等。因此，能夠抑制基板磨削裝置10的占地面積、即佔有面積，能夠高效地磨削大型的基板30。因此，可以獲得能應對PLP等大型安裝基板的小型且高性能的基板磨削裝置10。
例如，即便作為加工對象的基板30是翹曲大的PLP等大型安裝基板等，也能適當地利用粗磨砂輪11和精磨砂輪15高效地磨削基板30，而無需設置轉檯等來輸送工作臺20。這樣，利用基板磨削裝置10能夠短時間地實現高精度的磨削工序。
即，通過有效的粗磨，不在基板30的旋轉中心21附近殘留未磨削的凸部32（參見圖8），而是能夠在使基板30的加工面的全部區域平坦化之後進行精磨。進行精磨的第二磨削砂輪無需如現有技術的基板磨削裝置那樣對殘留在基板30的旋轉中心21附近的凸部32進行磨削。因此，與現有技術相比，能夠利用磨粒直徑小的精磨砂輪15，通過短時間的磨削加工高精度地精磨基板30的被加工面。
另外，精磨砂輪15無需對基板30的旋轉中心21附近的凸部32進行磨削，因此能夠將精磨砂輪15的磨損量抑制成較少。因此，能夠減少精磨砂輪15的使用量，能夠削減基板30的生產成本。
接下來，對基於基板磨削裝置10的基板製造方法進行詳細說明。
如圖1所示，首先執行將基板30吸附于自由旋轉的工作臺20的吸附工序。
在吸附工序中，通過機器人等在處於待機工位23的工作臺20的上表面承載作為加工對象物的基板30。然後，粘貼機殼22從基板30的上方下降，基板30被真空吸附於工作臺20的真空吸盤。
然後，進行將保持有基板30的工作臺20輸送到粗磨砂輪11和精磨砂輪15的下方的磨削位置的輸送工序。在輸送工序中，保持有基板30的工作臺20從待機工位23向磨削工位24的磨削位置移動。詳細地說，工作臺20使基板30的旋轉中心21向第一磨削位置25（參見圖2）移動。
在磨削工位24中，執行磨削基板30的磨削工序。詳細地說，執行在基板30的旋轉中心21位於第一磨削位置25（參見圖2）的狀態下，用粗磨砂輪11磨削基板30的第一磨削工序，並且執行在基板30的旋轉中心21位於第二磨削位置26（參見圖4）的狀態下，用精磨砂輪15磨削基板30的第二磨削工序。即，在第一磨削工序中，基板30的旋轉中心21位於粗磨砂輪11的磨削範圍內的預定位置、亦即第一磨削位置25。在第二磨削工序中，基板30的旋轉中心21位於精磨砂輪15的磨削範圍內的預定位置、亦即第二磨削位置26。
在磨削工序中，首先利用定尺裝置28測定基板30的厚度，並將粗磨砂輪11定位在比基板30的上表面31（參見圖3）高出空磨的量的位置。
在磨削工序中，保持於工作臺20的基板30與工作臺20共同旋轉，被一邊旋轉一邊下降而與基板30接觸的粗磨砂輪11或者精磨砂輪15磨削。另外，關於磨削工序的詳細內容將在後面進行說明。
通過磨削工序進行了磨削的基板30與工作臺20共同從磨削工位24移動到待機工位23。然後，磨削加工後的基板30被解除真空吸附，並被從工作臺20取下。
接下來，參見圖6~圖9，對基板磨削裝置10磨削基板30的磨削工序進行詳細說明。
圖6是示意性地表示粗磨工序中的基板30的旋轉中心21附近的縱斷面圖。
如圖6所示，在磨削工序中，首先執行作為第一磨削工序的粗磨工序。在粗磨工序中，基板30的旋轉中心21位於第一磨削位置25，粗磨砂輪11從上方接近基板30而磨削基板30的上表面31。
具體而言，控制盤27（參見圖1）使工作臺20（參見圖3）旋轉而使保持於工作臺20的基板30旋轉，並且使粗磨砂輪11旋轉並向下方進給。
由此，旋轉的粗磨砂輪11的砂輪刃尖12與基板30的上表面31接觸，磨削基板30的上表面31的全部區域，其中，基板30以處於粗磨砂輪11的磨削範圍內的旋轉中心21為中心旋轉。
粗磨工序中的粗磨砂輪11的進刀速度例如優選10μm/分~300μm/分，進一步優選30μm/分~300μm/分。由此，能夠進行粗磨砂輪11的磨損少、高效且高精度的磨削。
另外，在粗磨工序中，精磨砂輪15的砂輪刃尖16比粗磨砂輪11的砂輪刃尖12更位於上方。即，在粗磨工序中，精磨砂輪15的砂輪刃尖16處於與基板30分離的上方，不由精磨砂輪15進行磨削。
如此，在粗磨工序中，基板30的旋轉中心21處於粗磨砂輪11的磨削範圍內，利用磨粒直徑大且磨損少的粗磨砂輪11，高效地進行基板30的包括旋轉中心21附近的上表面31的全部區域的磨削。
接下來，執行作為第二磨削工序的精磨工序。在精磨工序中，在執行了粗磨工序之後，首先工作臺20執行位置變更工序，在該位置變更工序中，使基板30的旋轉中心21移動到粗磨砂輪11和精磨砂輪15的下方的第二磨削位置26。
在位置變更工序中，如圖3所示，已完成磨削加工的粗磨砂輪11上升而離開基板30的上表面31。即，粗磨砂輪11的砂輪刃尖12與精磨砂輪15的砂輪刃尖16大致同樣地成為離開基板30的上表面31的狀態。
然後，通過使保持有基板30的工作臺20水平移動，從而如圖5所示，基板30的旋轉中心21移動到精磨砂輪15的磨削範圍內的第二磨削位置26。
圖7是示意性地表示精磨工序中的基板30的旋轉中心21附近的縱斷面圖。
如圖7所示，在基板30的旋轉中心21在位置變更工序中移動到第二磨削位置26之後，進行作為第二磨削工序的精磨工序。在精磨工序中，利用作為第二磨削砂輪的精磨砂輪15進行基板30的磨削。
具體而言，控制盤27（參見圖1）進行如下控制，即：在粗磨砂輪11不接觸基板30的上表面31的狀態下，使工作臺20旋轉，從而使保持於工作臺20的基板30旋轉，並且使精磨砂輪15旋轉並向下方進給。
由此，旋轉的精磨砂輪15的砂輪刃尖16與基板30的上表面31接觸，磨削基板30的上表面31的全部區域，其中，基板30以處於精磨砂輪15的磨削範圍內的旋轉中心21為中心旋轉。
精磨工序中的精磨砂輪15的進刀速度例如為5μm/分~300μm/分，優選5μm/分~100μm/分，進一步優選10μm/分~100μm/分。由此，能夠實現精磨砂輪15的磨損少、高效且高精度的精磨。
作為精磨砂輪15，為了高精度地磨削基板30的被加工面，例如使用粒度號#4000~#30000的磨削砂輪，優選使用粒度號#8000~#30000的磨削砂輪。基板磨削裝置10在使用作為第一磨削砂輪的粗磨砂輪11磨削基板30的上表面31的全部區域之後，使用作為第二磨削砂輪的精磨砂輪15磨削基板30的上表面31。
因此，基板磨削裝置10能夠利用在現有技術中難以作為精磨砂輪15使用的粒度號大的磨削砂輪、即磨粒直徑小的磨削砂輪。由此，能實現在現有技術的基板磨削裝置中難以實現的高精度的基板磨削，因而能使例如PLP等大型安裝基板高效且高精度地平坦化。
根據基板磨削裝置10，精磨工序中的精磨砂輪15的加工量極少，精磨砂輪15的磨損量少。具體而言，根據基板磨削裝置10，與用一種磨削砂輪執行從粗磨至精磨的全部磨削工序的現有技術的磨削方法相比，能夠使被加工面更高精度地平坦化。進而，根據基板磨削裝置10，與現有技術的磨削方法相比，能夠將磨削加工時間抑制到約1/2以下，將磨削砂輪的運行成本抑制到約1/4以下。
圖8是示意性地表示第二磨削工序的變形例中的基板30的旋轉中心21附近的縱斷面圖。
如圖8所示，基板磨削裝置10構成為能夠在基板30的旋轉中心21位於第二磨削位置26的狀態下，利用粗磨砂輪11和精磨砂輪15同時磨削基板30。即，粗磨砂輪11和精磨砂輪15也可以被控制成一邊同時旋轉一邊同時接近保持於工作臺20並旋轉的基板30，同時磨削基板30。
具體而言，如圖6所示，在基板30的旋轉中心21位於第一磨削位置25的狀態下，執行僅利用粗磨砂輪11的第一磨削工序，接下來，在基板30的旋轉中心21的位置在位置變更工序中變更到第二磨削位置26之後，如圖8所示，也可以執行利用了粗磨用的磨粒直徑大的粗磨砂輪11和精磨用的磨粒直徑小的精磨砂輪15雙方的磨削工序。
如圖8所示，在同時利用粗磨砂輪11和精磨砂輪15的磨削工序中，以粗磨砂輪11的砂輪刃尖12比精磨砂輪15的砂輪刃尖16靠近基板30的上表面31的狀態，即砂輪刃尖12比砂輪刃尖16低的狀態，使粗磨砂輪11和精磨砂輪15接近基板30，來磨削基板30。
從精磨砂輪15的砂輪刃尖16至下方的粗磨砂輪11的砂輪刃尖12為止的距離例如是1μm~50μm，優選1μm~30μm。另外，也能使粗磨砂輪11和精磨砂輪15在維持著彼此的位置關係的狀態下以相同的進刀速度進給。
這樣，當進行基板30的旋轉中心21位於第二磨削位置26的狀態下的磨削時，以粗磨砂輪11比精磨砂輪15接近基板30的狀態進行磨削。由此，利用磨粒直徑大而磨損少的粗磨砂輪11，高效地進行除了基板30的旋轉中心21附近以外的寬廣範圍的基板30的磨削。
精磨砂輪15能夠在基板30的旋轉中心21位於第二磨削位置26的狀態下，對包括旋轉中心21的基板30整體進行磨削。因此，通過使精磨砂輪15和粗磨砂輪11同時地一邊旋轉一邊下降，從而能夠用精磨砂輪15對粗磨砂輪11未接觸而未磨削的基板30的旋轉中心21附近的凸部32進行磨削。
圖9是示意性地表示第二磨削工序的變形例中的基板30的旋轉中心附近的縱斷面圖。
在執行了圖8所示的利用粗磨砂輪11和精磨砂輪15雙方的磨削工序之後，如圖9所示，粗磨砂輪11移動到比精磨砂輪15更靠上方的位置。即，粗磨砂輪11的砂輪刃尖12比精磨砂輪15的砂輪刃尖16更位於上方，成為離開基板30的上表面31的狀態。
然後，在粗磨砂輪11不接觸基板30的上表面31的狀態下，精磨砂輪15一邊旋轉一邊接觸基板30，進行基板30的磨削。由此，利用精磨砂輪15對粗磨砂輪11的砂輪刃尖12未接觸而未磨削的基板30的旋轉中心21附近的凸部32進行磨削。
如參見圖6已經說明的那樣，通過基板30的旋轉中心21位於第一磨削位置25的狀態下的第一磨削工序，用粗磨砂輪11磨削基板30的上表面31。然後，如圖8和圖9所示，以基板30的旋轉中心21位於第二磨削位置26的狀態進行的第二磨削工序中的精磨砂輪15的磨削範圍是旋轉中心21附近的狹窄範圍。因此，能夠將精磨砂輪15的磨損量抑制成較少。
如圖9所示，在凸部32被精磨砂輪15磨削之後，如圖7所示，繼續執行精磨砂輪15對基板30的磨削。而且，如已經說明的那樣，基板30的上表面31整體被精磨砂輪15的砂輪刃尖16高精度地精磨而平坦化。
如以上說明的那樣，根據本發明實施方式的基板磨削裝置和基板磨削方法，能夠減少工作臺20的輸送次數，抑制裝置的占地面積，並且進行有效的磨削加工。另外，能夠抑制精磨砂輪15的磨削量，並且高效且高精度地磨削大型安裝基板等。
另外，本發明不限於上述實施方式，除此以外，可以在不脫離本發明的要旨的範圍內實施多種變更。
出於示例和說明的目的已經給出了所述詳細的說明。根據上面的教導，許多變形和改變都是可能的。所述的詳細說明並非沒有遺漏或者旨在限制在這裡說明的主題。儘管已經通過文字以特有的結構特徵和/或方法過程對所述主題進行了說明，但應當理解的是，申請專利範圍中所限定的主題不是必須限於所述的具體特徵或者具體過程。更確切地說，將所述的具體特徵和具體過程作為實施申請專利範圍的示例進行了說明。
10:基板磨削裝置 11:粗磨砂輪 12、16:砂輪刃尖 13:粗磨支柱 15:精磨砂輪 17:精磨支柱 20:工作臺 21:旋轉中心 22:粘貼機殼 23:待機工位 24:磨削工位 25:第一磨削位置 26:第二磨削位置 27:控制盤 28:定尺裝置 30:基板 31:上表面 32:凸部
圖1是表示本發明實施方式的基板磨削裝置的概要的俯視圖。 圖2是表示本發明實施方式的基板磨削裝置的第一磨削位置處的磨削工位附近的俯視圖。 圖3是示意性地表示本發明實施方式的基板磨削裝置的第一磨削位置處的磨削工位附近的縱斷面圖。 圖4是表示本發明實施方式的基板磨削裝置的第二磨削位置處的磨削工位附近的俯視圖。 圖5是示意性地表示本發明實施方式的基板磨削裝置的第二磨削位置處的磨削工位附近的縱斷面圖。 圖6是示意性地表示本發明實施方式的基板磨削裝置的粗磨工序中的基板的旋轉中心附近的縱斷面圖。 圖7是示意性地表示本發明實施方式的基板磨削裝置的精磨工序中的基板的旋轉中心附近的縱斷面圖。 圖8是示意性地表示本發明實施方式的基板磨削裝置的第二磨削工序的變形例中的基板的旋轉中心附近的縱斷面圖。 圖9是示意性地表示本發明實施方式的基板磨削裝置的第二磨削工序的變形例中的基板的旋轉中心附近的縱斷面圖。
10:基板磨削裝置
11:粗磨砂輪
13:粗磨支柱
15:精磨砂輪
17:精磨支柱
20:工作臺
22:粘貼機殼
23:待機工位
24:磨削工位
27:控制盤
28:定尺裝置
30:基板

Claims (5)

  1. 一種基板磨削裝置，其中， 具備工作臺、第一磨削砂輪和第二磨削砂輪，所述工作臺構成為以吸附保持基板的狀態旋轉，所述第一磨削砂輪和所述第二磨削砂輪是杯型的砂輪，設置在能夠與旋轉的所述基板同時接觸的位置，並且構成為分別一邊旋轉一邊磨削旋轉的所述基板，所述工作臺構成為能夠使所述基板的旋轉中心從所述第一磨削砂輪的磨削範圍內的第一磨削位置移動到所述第二磨削砂輪的磨削範圍內的第二磨削位置。
  2. 如請求項1所述的基板磨削裝置，其中， 在所述基板的所述旋轉中心位於所述第一磨削位置的狀態下，執行所述第一磨削砂輪對所述基板的磨削，在所述基板的所述旋轉中心位於所述第二磨削位置的狀態下，執行所述第二磨削砂輪對所述基板的磨削。
  3. 如請求項1或2所述的基板磨削裝置，其中，在所述基板的所述旋轉中心位於所述第二磨削位置的狀態下，能夠利用所述第一磨削砂輪和所述第二磨削砂輪同時執行所述基板的磨削。
  4. 一種基板磨削方法，其中，包括： 將基板吸附于自由旋轉的工作臺；使保持有所述基板的所述工作臺移動而使得所述基板的旋轉中心位於第一磨削位置，所述第一磨削位置處在杯型的第一磨削砂輪和杯型的第二磨削砂輪的下方且處在所述第一磨削砂輪的磨削範圍內；在所述基板的所述旋轉中心位於所述第一磨削位置的狀態下，使所述工作臺旋轉而使保持於所述工作臺的所述基板旋轉，並且使所述第一磨削砂輪旋轉而磨削所述基板；在執行完所述第一磨削砂輪的磨削之後，使保持有所述基板的所述工作臺移動而使得所述基板的所述旋轉中心位於第二磨削位置，所述第二磨削位置處在所述第一磨削砂輪和所述第二磨削砂輪的下方且處在所述第二磨削砂輪的磨削範圍內；以及在所述基板的所述旋轉中心位於所述第二磨削位置的狀態下，使所述工作臺旋轉而使保持於所述工作臺的所述基板旋轉，並且使所述第二磨削砂輪旋轉而磨削所述基板。
  5. 如請求項4所述的基板磨削方法，其中，包括： 執行所述第一磨削砂輪的磨削，接下來，使所述工作臺移動而使得所述基板的所述旋轉中心位於處在所述第一磨削砂輪和所述第二磨削砂輪的下方且處在所述第二磨削砂輪的磨削範圍內的所述第二磨削位置，然後，在所述基板的所述旋轉中心位於所述第二磨削位置的狀態下，使所述工作臺旋轉而使保持於所述工作臺的所述基板旋轉，並且使所述第一磨削砂輪和所述第二磨削砂輪同時旋轉，利用所述第一磨削砂輪和所述第二磨削砂輪同時磨削所述基板；以及接下來，在使所述第一磨削砂輪離開所述基板的狀態下，利用所述第二磨削砂輪進一步磨削所述基板。
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