TWI619580B - 平面研磨機及其研磨方法 - Google Patents

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  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Abstract

一種平面研磨機及其研磨方法，該研磨機包括：一基座；一第一旋轉單元，設置在該基座上，該第一旋轉單元有一轉軸；一下定位盤，連接該轉軸；一超音波單元，連接該下定位盤；一第二旋轉單元，設置在該基座上；一上定位盤，連接該第二旋轉單元，該上定位盤並可移動至對應該下定位盤。將待研磨物件進行研磨時，藉由該超音波單元控制該下定位盤震盪，使該待研磨物件整體隨之震盪，可提高該待研磨物件的研磨速度，且因為是該待研磨物件整體震盪，因而不影響其研磨後之平整度。

Description

平面研磨機及其研磨方法
本發明係有關於一種平面研磨機及其研磨方法，特別是指在置放待研磨物件的下定位盤上加裝超音波震盪器，使下定位盤整體產生震盪，提高待研磨物件的研磨速度，且不影響其表面平整度的發明。
為了要讓玻璃表面平整，通常會進行玻璃表面研磨的工作，參閱中華民國發明專利第I290877號「玻璃研磨裝置及研磨系統」，係包括：一研磨架；一下部頂板，該下部頂板以可脫離方式結合於該研磨架，其上面設有粘附物；一上部頂板，該上部頂板與該下部頂板之上面對向設置，其在與該下部頂板之對向面附著有研磨墊，且其內部設有研磨液導管，以讓研磨液通過；一驅動裝置，用以旋轉上部頂板；一傳送裝置，用以傳送該驅動裝置；一研磨液供給裝置，藉由該上部頂板之研磨液導管提供研磨液。
而為了提高研磨後之玻璃的平整度，參閱中華民國新型專利第M400382號「超音波輔助化學機械拋光機構」，該案在用於固定研磨冶具的支架上裝設超音波產生器，使該研磨冶具裝設研磨墊後可因為超音波震盪使研磨墊產生震盪，以提高待研磨物件在研磨後之平整度。但是，利用超音波產生器使研磨墊產生震盪，當研磨墊對玻璃進行研磨時，只有接觸研磨墊的玻璃受到震盪影響，屬於單點震盪，因而不易控制研磨後玻璃的平整度。
爰此，為改善前述缺失，本發明提出一種平面研磨機，包括： 一基座；一第一旋轉單元，設置在該基座上，該第一旋轉單元有一轉軸；一下定位盤，連接該轉軸；一超音波單元，連接該下定位盤；一第二旋轉單元，設置在該基座上；一上定位盤，連接該第二旋轉單元，該上定位盤並可移動至對應該下定位盤。
進一步，該轉軸上有一液壓軸承。
進一步，該第二旋轉單元連接在一位移單元上，使該上定位盤可透過該位移單元移動至對應該下定位盤。更進一步，該位移單元上有一光學尺，用以控制該上定位盤的移動位置。
進一步，有一雷射測距儀設置在該基座上，該雷射測距儀有一偵測接頭可伸入該下定位盤上方。
進一步，該第二旋轉單元的轉速介於每分鐘1000轉至每分鐘4000轉。更進一步，該第一旋轉單元的轉速介於每分鐘1轉至每分鐘60轉。
本發明並提出一種平面研磨方法，包括： 將一待研磨物件固定在一下定位盤上；使一上定位盤位移至對應該下定位盤，而對該待研磨物件進行研磨，研磨過程中，以一超音波單元控制該下定位盤產生震盪，使該待研磨物件隨之震盪。
進一步，該超音波單元使該下定位盤以振幅介於1微米至5微米上下震盪。
進一步，當該待研磨物件研磨至待研磨厚度的90%至95%時，該超音波單元即停止。
根據上述技術特徵可達成以下功效： 待研磨物件進行研磨時，透過超音波單元使待研磨物件整體產生震盪，研磨後之待研磨物件其表面粗糙度Ra不大於0.03微米，其表面不均勻度不大於百分之十。
(1)‧‧‧基座
(2)‧‧‧第一旋轉單元
(21)‧‧‧轉軸
(211)‧‧‧液壓軸承
(3)‧‧‧下定位盤
(4)‧‧‧超音波單元
(5)‧‧‧第二旋轉單元
(6)‧‧‧位移單元
(61)‧‧‧光學尺
(7)‧‧‧上定位盤
(8)‧‧‧雷射測距儀
(81)‧‧‧偵測接頭
(9)‧‧‧待研磨物件
[第一圖]係為本發明之立體外觀圖。
[第二圖]係為本發明實施例中，第一旋轉單元、下定位盤及超音波單元的配置關係圖。
[第三圖]係為本發明實施例中，雷射測距儀操作示意圖。
[第四圖]係為本發明實施例中，上定位盤對應下定位盤進行研磨的示意圖。
綜合上述技術特徵，本發明平面研磨機及其研磨方法的主要功效將可於下述實施例清楚呈現。
參閱第一圖及第二圖所示，本實施例包括： 一基座(1)；一第一旋轉單元(2)，設置在該基座(1)上，該第一旋轉單元(2)有一轉軸(21)，該轉軸(21)上有一液壓軸承(211)；一下定位盤(3)，連接該轉軸(21)；一超音波單元(4)，連接該下定位盤(3)；一第二旋轉單元(5)，透過一位移單元(6)而設置在該基座(1)上，該位移單元(6)上有一光學尺(61)；一上定位盤(7)，連接該第二旋轉單元(5)；一雷射測距儀(8)，設置在該基座(1)上，該雷射測距儀(8)有一偵測接頭(81)可伸入該下定位盤(3)上方。
參閱第三圖所示，將一待研磨物件(9)，以晶圓為例，其中該晶圓厚度為725微米，將其放置在該下定位盤(3)上，之後將該雷射測距儀(8)之偵測接頭(81)旋轉至對應該待研磨物件(9)上方，轉動該待研磨物件(9)，使該雷射測距儀(8)偵測該待研磨物件(9)上八個點位，以計算該待研磨物件(9)之最厚與最薄處，並換算研磨量。
參閱第四圖所示，之後再透過該位移單元(6)使該上定位盤(7)移動至對應該下定位盤(3)，其中可利用該光學尺(61)精準控制該上定位盤(7)的移 動位置，進而對該晶圓進行研磨。研磨過程中，使該第一旋轉單元(2)的轉速介於每分鐘1轉至每分鐘60轉進而帶動該下定位盤(3)旋轉，使該第二旋轉單元(5)的轉速介於每分鐘1000轉至每分鐘4000轉進而帶動該上定位盤(7)旋轉，而研磨時的軸向研磨速度介於每分鐘15微米至20微米，並且，透過該超音波單元(4)使該晶圓整體以振幅介於1微米至5微米上下震盪，本實施例以3微米為例，因此可使該晶圓上的振幅一致，其中，當該晶圓研磨至待研磨厚度的90%至95%時，該超音波單元(4)即停止，本實施例中，當該晶圓研磨至厚度為300微米時，該超音波單元(4)即停止，並且持續對該晶圓進行研磨，直到該晶圓研磨至預定厚度為250微米±2.5微米時，其表面粗糙度Ra不大於0.03微米，其表面不均勻度不大於百分之十，因此達成研磨後該晶圓表面平整度較佳的功效。之後並可利用該雷射測距儀(8)進一步偵測該待研磨物件(9)之厚度是否達標。其中，透過該超音波單元(4)輔助研磨可達到對晶圓進行粗研磨的功效，而當該超音波單元(4)停止時，繼續進行研磨，則可達到細研磨的功效。因此，本發明透過單一的機台即可對晶圓同時進行粗研磨及細研磨。相對習知當晶圓進行粗研磨完成時，需要更換機台以對晶圓進行細研磨，需要重新定位及校準水平，可能導致良率下降的問題，本發明不需將晶圓更換機台以進行粗研磨及細研磨將可大幅提升產品良率。
進一步要說明的是，該液壓軸承(211)可以防止該第一旋轉單元(2)的馬達於研磨時的震動上傳至該下定位盤(3)，也能夠防止該超音波單元(4)所產生的振幅往下傳至該基座(1)，因此可以提高加工時的穩定性。
綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。

Claims (5)

  1. 一種平面研磨機，包括：一基座；一第一旋轉單元，設置在該基座上，該第一旋轉單元有一轉軸，該轉軸上有一液壓軸承，其中，該第一旋轉單元的轉速介於每分鐘1轉至每分鐘60轉；一下定位盤，連接該轉軸；一超音波單元，連接該下定位盤；一第二旋轉單元，設置在該基座上，該第二旋轉單元的轉速介於每分鐘1000轉至每分鐘4000轉；一上定位盤，連接該第二旋轉單元，該上定位盤並可移動至對應該下定位盤。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之平面研磨機，其中，該第二旋轉單元連接在一位移單元上，使該上定位盤可透過該位移單元移動至對應該下定位盤。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之平面研磨機，其中，該位移單元上有一光學尺，用以控制該上定位盤的移動位置。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之平面研磨機，進一步，有一雷射測距儀設置在該基座上，該雷射測距儀有一偵測接頭可伸入該下定位盤上方。
  5. 一種平面研磨方法，包括：將一待研磨物件固定在一下定位盤上，連接該下定位盤之一第一旋轉單元的轉速介於每分鐘1轉至每分鐘60轉；使一上定位盤位移至對應該下定位盤，而對該待研磨物件進行研磨，連接該上定位盤之一第二旋轉單元的轉速介於每分鐘1000轉至每分鐘4000轉，研磨過程中，以一超音波單元控制該下定位盤產生震盪，使該待研磨物件隨之震盪，其中，該超音波單元使該下定位盤以振幅為1微米至5微米上下震盪，且當該待研磨物件研磨至待研磨厚度的90%至95%時，該超音波單元即停止。
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