TW450875B - Two-side grinding device and its method for thin disk work - Google Patents

Description

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1 I —- 公告本 五、發明說明（4) 輪以微小速度進刀後，停止各硏磨砂輪之進刀同時也可將 各硏磨砂輪與工件向與加工面平行方向相對地移動。又， 也可以停止硏磨砂輪與工件之相對移動之後也持續無火花 硏磨，無火花硏磨結束後，將各硏磨面從加工面離開。也 可以停止硏磨砂輪與工件之相對移動，同時結束無火花硏 磨，使各硏磨面從加工面離開。並且，直到工件從一對硏 磨砂輪之間出來到外爲止，使硏磨砂輪與工件進行相對移 動，而將各硏磨面從加工面脫離。 將正在迴轉之硏磨砂輪之硏磨面使其接觸於工件之加工 面，並給與進刀，加工面就受到硏磨，工件外周與硏磨面 外周交叉，且工件中心位於硏磨面內之狀態下，使工件自 轉，則當工件迴轉一圈時，工件加工面之全面可通過硏磨 面之間，而接觸硏磨面。所以，使硏磨砂輪之硏磨面外徑 稍大於工件半徑時，只要將工件在當場自轉，就可同時硏 磨其兩面加工面之全面。只要將工件在當場自轉即可，因 而不必像以往使用托架等移動，所以即使是薄板圓盤狀之 工件也可容易且確實地硏磨，並且，可使裝置小型化。又 ，可使用硏磨面外徑較工件半徑稍大之硏磨砂輪，進行加 工面全體之硏磨，因不必使用硏磨面外徑較工件外徑爲大 之大型硏磨砂輪，所以’從此點，也可使裝置小型化。 當工件中心從硏磨面脫離時，工件之中心附近就完全不 接觸於硏磨面。因此’將硏磨砂輪進刀至既定位置之後’ 停止各硏磨砂輪之進刀，直到工件中心從各硏磨面脫離爲 450875 公告本 1¾年?月/曰緣正i炱 五、發明說明（13) 到既定位置時（時點t 3 )，以更低速度之細硏磨進給 速度再向進刀方向移動。當砂輪（3) (4)之進刀停 止時’就開始無火花硏磨。 在結束無火花硏磨之前（時點t 5)，在停止砂輪 (3) (4)之進刀狀態下，驅動移動裝置（2)之致 動器（9)，支持構件（7)向上方轉動，藉此，自轉 裝置（1 )與支持於其上之工件（W)就從硏磨加工位 置向上方移動。此時，爲了使工件（W)中心（c )從 硏磨面（3a) (4a)離開，至少必須移動硏磨面 (3a) (4a)之寬度之1/2以上。工件（W)之 中心（c )從硏磨面（3 a ) ( 4 a )向上側離開之既 定位置移動工件（W)時（時點t 6)，致動器（9) 就停止，而停止自轉裝置（1 )及工件（W)之移動， 並持續無火花硏磨。當結束無火花硏磨時（時點t 7)，砂輪（3) (4)就被移動至向左右離開之待機 位置。硏磨面（3a) (4a)就從加工面（a) (b )離開（時點t 8 )。當工件（W )移動到工件 (W )之中心（c )從硏磨面（3 a ) ( 4 a )離開位 置時之砂輪（3 ) ( 4 )與工件（W )之前所視位置關 係，爲表示於第4(c)圖中。 若砂輪（3) (4)從工件（W)離開時，就停止移動 裝置（2)之支持構件（7)，於砂輪（3) (4)停止 於待機位置之狀態下，以工件搬運裝置，完成硏磨之工件 (W)就從自轉裝置（1 )被搬出。並且，與上述同樣， -15- 450875__

公告本 五、發明說明（Η) 下一工件（w)就被搬入自轉裝置（1) ’而進行研1磨 作業。 在砂輪（3) (4)之進刀中及到時點t 5之無火花 硏磨中，藉砂、輪（3) (4)之迴轉，接觸於其等之硏 磨面（3a) (4a)之工件（W)之加工面（a) (b )被硏磨，工件（w)外周就與硏磨面（3 a ) (4 a )外周交叉且工件（W)之中心（c )位於硏磨 面（3a) (4a)內之狀態下藉工件（W)之自轉’ 當工件（W)轉一圈之時段，工件（W)之加工面 (a ) (b)全面就通過硏磨面（3a) (4a)之 間，接觸於硏磨面（3a) (4a)，其結果，在工件 (W)轉幾轉之間，同時硏磨兩面加工面（a) ( b ) 之全面。此時，工件（W )之中心（c )附近以外之部 分，係只有工件（W)轉一圈之時間之一部與硏磨面 (3a) ( 4 a )接觸，但是，中心（c )附近，係經 常與硏磨面（3a) (4a)接觸。因此，到時點t5 進行無火花硏磨時之工件（W)厚度，係外周側變厚， 中心（c )附近爲變薄。然而，由於時點t 5以後之工 件（W )移動工件（w)之中心（c )離開硏磨面（3 a ) (4 a )時，工件（w)之中心（c )附近，就完全不與硏 磨面（3a) (4a)接觸，工件（W)中心（c)從硏 磨面（3a) (4a)離開之後工件（W)移動時段及其 後之工件（W)移動停止之時段，工件（w)中心（c )附 近以外之厚度厚之部分就被硏磨，於時點t 7結束無火花 -16- 450875 修正丨曼 Wb\ 公告本 五、發明說明（15) 硏磨之狀態下，較時點t 5之狀態相較，工件（W )中 心（c )附近與其以外部分之厚度差異就會變小。所 以，硏磨加工後之工件（W )之厚度變動爲小。 與加工面（a) (b)成平行方向之工件（W)移動 速度，移動距離等，係由關於工件（W)之厚度所要求 之精度等所決定。 構成兩面硏磨裝置之磨床，係工件自轉裝置，移動裝 置等之各部構成，硏磨作業之方法等，並非限於上述實 施例，而可適當變更。 本發明係並非如上述實施例一對硏磨砂輪爲對向於水 平方向之橫型者而已，也可適用於一對硏磨砂輪對向於 上下方向之縱型者。 又，本發明也可適用於在外周2處所形成定位用平坦 部之工件之兩面硏磨。其時，於工件自轉裝置，在工件 周圍之3處所，分別有2個外周導輪爲裝設成較定位用 平坦部之周向尺寸稍大間隔。 於上述實施例中，即使停止工件（W)之移動後也持續 無火花硏磨，在結束無火花硏磨後使硏磨面（3a) (4 a )離開加工面（a ) ( b )，但是停止工件（W )移動 的同時，結束無火花硏磨，使硏磨面（3a) (4a)離 開加工面（a ) ( b )也可以。又，於上述實施例中，工件 (W)位於左右之硏磨面（3a) (4a)之間，而硏磨 面（3a) (4a)外周與加工面（a) (b)外周交叉之狀態下 -17- 450875

五、發明說明（16) ’結束無火花硏磨時，使砂輪（3) (4)向左右離開 方向移動，而使硏磨面（3a) (4a)從加工面 (a ) ( b )離開，但是，也可以直到工件（w )從左 右硏磨面（3a) (4a)之間向外出來爲止將工件 (W)與加工面（a) (b)平行方向移動，使硏磨面 (3a) (4a)從加工面（a) (b)離開。 又，於上述實施例，將兩方之砂輪（3) (4)藉向 軸向移動加以進刀，但是也可以將砂輪（3 )( 4 ) — 方與工件（W)向軸向移動加以進刀。 茲舉出本發明之實施例與比較例，詳細說明本發明。 但是，並非由此本發明受到限制。 「實施例」 作爲實施例，使用第1圖所示之兩面硏磨裝置，進行 半導體矽晶圓之兩面硏磨。 矽晶圓係使用由C Z法製造之矽單結晶晶錠使用鋼絲 鋸分割之厚度約1mm，直徑200mm(8英吋）， 面方位（1 0 0 )。 作爲可磨條件，砂輪係使用陶瓷（vitrified) # 2 0 0 0 (砂輪寬：3mm)，砂輪轉數爲2500rpm，晶圓轉 數爲2 5 r p m。 首先，將砂輪以高速之快速進給速度向彼此靠近方向之 進刀速度方向移動，砂輪某程度靠近於晶圓時，將進刀速 度定爲粗硏磨速度1 0 0 i η。並且，將砂輪向 •18 450875

W年？月έ日 #j£il 截 五、發明說明（17) 進刀方向移動，砂輪接觸於晶圓加工面之後晶圓在單側 被硏磨5 0 //m時，切換爲精密硏磨進給速度5 0 //m / m i η，再將晶圓在單側硏磨1 〇 // m時，停止砂輪 之進刀，開始無火花硏磨。從開始無火花硏磨6秒後， 將晶圓以4 Omm/m i η速度對於加工面以平行之上 方向移動6mm。此時，晶圓之轉數爲2·5rpm。 其後，將砂輪移動至待機位置，結束硏磨。 將以上述條件所硏磨之矽晶圓2 0枚，量測兩面之平 坦度進行厚度量測。平坦度量測係使用A D E公司製 Ultra Gage 9700+ (靜電電容型平坦度量測計）進行。 其結果，2 0 枚晶圓之 GBIR(Global Backside Ideal Range)之平均値爲〇 .5 0 //m，標準偏差爲Ο .0 5 6 // m。又，於晶圓中心部之 SRIR(Si te Backs ide Ideal Range , Cell S i ze = 2 5 m m x 2 5mm，Offset = 1 2 . 5 mmxl 2.5mm)之平均値係〇.24//m，標準偏差 爲 Ο · Ο 4 1 // m。 關於實施例進行之上述厚度之量測之量測値之晶圓之 徑向厚度分布爲如第6圖所示。由第6圖就可淸楚，依 據實施例，於晶圓中心部厚度並沒有特別變薄之情形發 生。 「比較例」 作爲比較例，在無火花硏磨時除了不移動晶圓之外’ 其他則與實施例同樣條件進行矽晶圓之兩面硏磨。 其結果，2 0枚晶圓之上述GBIR之平均値爲0 · 6 9 // m -19-

句年？月έ 疆度

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第5圖 切入(進刀)

工件位置(上下方向)

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