TWI707742B - Window structure for measuring thickness of workpiece - Google Patents
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Abstract
Description
本發明係關於一種工件之板厚測量用窗結構。The invention relates to a window structure for measuring the thickness of a workpiece.
以往,為了使矽晶圓、玻璃、陶瓷、水晶等薄板狀之工件的雙面或單面平坦而使用研磨工件的研磨裝置。Conventionally, in order to flatten both sides or one side of thin-plate-shaped workpieces such as silicon wafers, glass, ceramics, and crystals, a polishing device for polishing workpieces has been used.
一般而言,此種研磨裝置連接有在研磨工件時測量工件之板厚的板厚測量裝置。作為此種板厚測量裝置,已知有例如將紅外線照射至工件上並接收反射之反射光來測量工件之板厚的裝置。Generally speaking, this type of grinding device is connected to a plate thickness measuring device that measures the thickness of the workpiece when grinding the workpiece. As such a thickness measuring device, for example, a device that irradiates infrared rays on a workpiece and receives reflected light to measure the thickness of the workpiece.
在研磨裝置的定盤,設置有例如如專利文獻1所示之測量用窗結構(工件之板厚測量用窗結構)。這種測量用窗結構係於貫通研磨裝置之定盤表面與背面的測量孔中安裝窗構件而形成。窗構件係由一端側插入至測量孔的筒狀部、設置於筒狀部一端的透光性的窗板、及設置於筒狀部另一端側的固定部所構成。固定部被固定在定盤的表面。以如此方式構成之專利文獻1的測量用窗結構,係使發射自板厚測量裝置的紅外線通過筒狀部穿透窗板照射至工件的表面,並使被工件之表面及背面反射的反射光穿透窗板通過筒狀部而被板厚測量裝置接收。 先行技術文獻 專利文獻The platen of the polishing apparatus is provided with a window structure for measurement (a window structure for measuring the thickness of a workpiece) as shown in
專利文獻1:日本國特開第2013-223908號公報Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2013-223908
發明欲解決之課題Problems to be solved by the invention
然而,在專利文獻1之測量用窗結構,由於固定部保持窗構件之筒狀部的另一端並被固定在定盤的表面,因此窗構件會因定盤的振動等而出現意外傾斜的情況。在此情況下,由於窗構件變得無法讓測量工件之板厚所必須之量的紅外線或反射光穿透,因此在板厚測量裝置可獲得之板厚的測量值精確度會下降。於是,期望有可將窗構件穩定地固定在定盤表面的工件之板厚測量用窗結構。However, in the measurement window structure of
本發明係有鑑於上述課題而研發,其目的在於提供可將窗構件穩定地固定在定盤表面的工件之板厚測量用窗結構。The present invention was developed in view of the above-mentioned problems, and its object is to provide a window structure for measuring plate thickness of a workpiece that can stably fix the window member on the surface of the table plate.
用以解決課題之手段Means to solve the problem
本發明之工件之板厚測量用窗結構係具備:測量孔,貫通研磨薄板狀工件之研磨裝置的定盤之表面與背面;窗構件,具有一端側插入至測量孔的筒狀部及設置於前述筒狀部之一端的透光性的窗板;及固定部,以面接觸的方式保持前述筒狀部之另一端側的外周面並被固定在前述定盤的表面。The window structure for measuring the thickness of the workpiece of the present invention is provided with: a measuring hole, which penetrates the surface and back of the table of the polishing device for grinding a thin-plate-shaped workpiece; and a window member having a cylindrical part inserted into the measuring hole at one end and set in The translucent window at one end of the cylindrical portion; and a fixing portion that holds the outer peripheral surface of the other end of the cylindrical portion in a surface contact manner and is fixed to the surface of the platen.
發明效果Invention effect
在本發明之工件之板厚測量用窗結構,使固定部以面接觸的方式保持筒狀部之另一端側的外周面。藉此,由於固定部保持窗構件之筒狀部的範圍比以往寬廣,因此變得可在維持預先調整之角度的同時持續保持窗構件之筒狀部。因此,本發明之工件之板厚測量用窗結構,可將窗構件穩定地固定在定盤的表面。In the window structure for measuring the plate thickness of the workpiece of the present invention, the fixing portion holds the outer peripheral surface of the other end side of the cylindrical portion in a surface contact manner. Thereby, since the range of the fixing portion holding the cylindrical portion of the window member is wider than before, it becomes possible to continuously hold the cylindrical portion of the window member while maintaining the pre-adjusted angle. Therefore, the window structure for measuring the thickness of the workpiece of the present invention can stably fix the window member on the surface of the table.
以下,根據圖式說明本發明的實施形態。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings.
圖1係表示使用關於本發明之實施形態的工件之板厚測量用窗結構1之研磨系統101之結構的模式圖。此種研磨系統101係具備研磨裝置201、及連接至研磨裝置201之板厚測量裝置301。使用圖1簡單說明關於研磨裝置201及板厚測量裝置301的結構。FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of a
研磨裝置201係使用研磨劑研磨薄板狀工件W兩面的裝置。此種研磨裝置201係具備旋轉驅動的上定盤211及下定盤212;以及控制上定盤211及下定盤212之驅動的控制部213。The
在上定盤211的下表面211b及下定盤212的上表面212a,分別安裝有研磨墊(未圖示)。在雙方的研磨墊之間配置有遊星輪214,載置於下定盤212。此遊星輪214保持有工件W。研磨裝置201係由以下方式構成,旋轉驅動上定盤211及下定盤212,並在供應研磨劑的同時以雙方之研磨墊研磨工件W的兩面。Polishing pads (not shown) are attached to the
板厚測量裝置301係測量研磨中之工件W之板厚Wt的裝置。此板厚測量裝置301係具備測量裝置本體311、連接至測量裝置本體311之雷射頭312及資料解析部313。The plate thickness measuring
雖未圖示,但測量裝置本體311具備發射紅外線Ra的振盪器、及測定反射光Rb(參照圖13)之干涉強度的測定器。雷射頭312係由以下方式構成,在將發射自振盪器之紅外線Ra照射至研磨中之工件W之表面Wa的同時,接收工件W之表面Wa及背面Wb所反射的反射光Rb。Although not shown, the measuring device
資料解析部313的輸入側係連接至測量裝置本體311的測定器,輸出側連接至研磨裝置201的控制部213。此資料解析部313係由以下方式構成,自測定器獲取干涉強度的測量值,並根據此測量值即時運算工件W的板厚Wt。再者,資料解析部313亦由以下方式構成,可將運算所得之工件W的板厚Wt送至控制部213。控制部213由以下方式構成,控制上定盤211及下定盤212的旋轉驅動。The input side of the
在上定盤211設置有本實施形態之工件之板厚測量用窗結構1。此工件之板厚測量用窗結構1係如圖13所示,其用途為讓發射自雷射頭312的紅外線Ra通過且照射至工件W的表面Wa,並讓工件W之表面Wa及背面Wb所反射的反射光Rb通過且接收至雷射頭312。關於此工件之板厚測量用窗結構1的構成於以下進行具體的說明。The
圖2係工件之板厚測量用窗結構1的縱剖面圖。此工件之板厚測量用窗結構1係具備測量孔2,貫通研磨裝置201的上定盤211之上下表面(表面與背面)211a、211b;窗構件3,插入至測量孔2;及固定部4,保持窗構件3並被固定在上定盤211的上表面211a。再者,此工件之板厚測量用窗結構1係具備外罩5,覆蓋窗構件3及固定部4並被固定在上定盤211的上表面211a。Fig. 2 is a longitudinal sectional view of the
測量孔2的路徑係自上定盤211的下表面211b朝上表面211a而形成。在此測量孔2的上部插入並固定有帶孔螺栓6。在此帶孔螺栓6設置有貫通上下表面的插通孔6a。在帶孔螺栓6的外周嵌入有被固定在上定盤211之上表面211a的襯套7。在襯套7的上表面7a,帶孔螺栓6通過的中央孔7b周圍設置有多個固定孔7c。此多個固定孔7c係以預定的間隔配置在襯套7的圓周方向。另外,亦可不透過帶孔螺栓6或襯套7將保持有窗構件3的固定部4固定在上定盤211的上表面211a。The path of the
接著,說明窗構件3的結構。此窗構件3係具備筒狀部31,插入至測量孔2;及窗板32,設置於筒狀部31的下端。更具備包覆材33,覆蓋筒狀部31的外周面31a。Next, the structure of the
筒狀部31係藉由石英玻璃、BK-7等玻璃類材料、藍寶石、樹脂等材料形成為筒狀。筒狀部31的一端有開口。此筒狀部31自中間部到下部的部分31b係插入至測量孔2。筒狀部31的上緣部31d朝外側彎曲而形成為鍔狀。The
窗板32係藉由石英玻璃、BK-7等玻璃類材料、藍寶石、樹脂等具有透光性的材料而形成為板狀。此窗板32係藉由熔接、黏著、或一體成形等方式設置於筒狀部31的下端。此外,從防止因研磨劑或研磨渣等造成刮傷的觀點來看,筒狀部31與窗板32係以具有透光性的脆性材料形成為佳。另外,在選擇脆性材料作為筒狀部31及窗板32之材料的情況下,窗板32以藉由熔接設置於筒狀部31的方式為佳。包覆材33係以樹脂製的熱收縮管所構成。此包覆材33係密接於筒狀部31的外周面31a。The
接著,說明關於固定部4的結構。此固定部4係具備插通部41,插通筒狀部31的上部31c;及固定部本體42,被固定在嵌入於插通部41外周的上定盤211之上表面211a。Next, the structure of the
插通部41係具備套筒411;圓環狀彈性構件412,嵌入至套筒411之外周面411e的下部;軸環413,嵌入至套筒411之外周面411e的中間部。此插通部41更具備圓環狀彈性構件414,嵌入至套筒411之外周面411e的上部。The
套筒411係藉由樹脂形成為略圓筒狀。筒狀部31的上部31c透過包覆材33穿過套筒411的內部。筒狀部31的上緣部31d透過包覆材33卡鎖在套筒411的上表面411a。The
圖3係套筒411的平面圖。圖4係套筒411的正面圖。此套筒411係具備套筒本體4111;及鍔部4112,一體成形在套筒本體4111下部的外周。套筒本體4111形成為圓筒狀。鍔部4112形成為圓環狀。FIG. 3 is a plan view of the
在套筒411的上表面411a(套筒本體4111的上表面),朝下方設置有多個上缺口411b。此多個上缺口411b係以預定間隔配置於套筒411的圓周方向。在套筒411的下表面411c(套筒本體4111及鍔部4112的下表面),朝上方設置有多個下缺口411d。此多個下缺口411d係於套筒411的圓周方向配置於相鄰之上缺口411b、411b之間。A plurality of
如圖2所示,圓環狀彈性構件412係由矽膠等橡膠材料(例如O型環)等具有彈性的構件而形成。此圓環狀彈性構件412係受到套筒411之鍔部4112所支持並嵌入在套筒本體4111之外周面411e的下部。As shown in FIG. 2, the annular
圖5係軸環413的縱剖面圖。此軸環413係形成為圓筒狀。軸環413之內周面413a的上部413b係以在較內周面413a之中間部413c更外側展開成圓錐狀的方式形成。軸環413之內周面413a的下部413d係以在較內周面413a之中間部413c更外側展開成圓錐狀的方式形成。如圖2所示,軸環413係以內周面413a的下部413d抵住圓環狀彈性構件412,並嵌入在套筒本體4111之外周面411e的中間部。Fig. 5 is a longitudinal sectional view of the
如圖2所示,圓環狀彈性構件414係由矽膠等橡膠材料(例如O型環)等具有彈性的構件而形成。此圓環狀彈性構件414係抵住軸環413之內周面413a的上部413b,並嵌入在套筒本體4111之外周面411e的上部。As shown in FIG. 2, the annular
固定部本體42係具備外殼421;及蓋422,安裝在外殼421的上表面421a。The fixing portion main body 42 is provided with a
外殼421係形成為圓筒形的容器狀。此外殼421係受到襯套7的支持。在外殼421的下表面421b上,位於與襯套7之中央孔7b對向的位置,設置有貫通上方的嵌合孔421c。穿過襯套7之中央孔7b的帶孔螺栓6之上部嵌入在此嵌合孔421c。The
在外殼421的內部收納有插通部41。此外殼421在插通部41的圓環狀彈性構件414、軸環413、圓環狀彈性構件412受到蓋422擠壓時,限制圓環狀彈性構件414及圓環狀彈性構件412朝外周側(固定部本體42側)變形,並藉由僅讓圓環狀彈性構件414及圓環狀彈性構件412朝內周側(套筒411側)變形的方式,使套筒411往內側(窗構件3側)收縮,讓此套筒411透過包覆材33對筒狀部31之上部31c的外周面31a以面接觸的方式施加均勻的壓力並將其勒緊。The
圖6係外殼421的平面圖。圖7係圖6的A-A剖面圖及B-B剖面圖。在外殼421之上表面421a的圓周方向上,位於對應襯套7之多個固定孔7c(參照圖2)的位置,設置有多個外殼固定孔421d。此多個外殼固定孔421d係自外殼421的上表面421a貫通至下表面421b而形成。FIG. 6 is a plan view of the
如圖2所示,各外殼固定孔421d及襯套7的各固定孔7c,外殼固定用螺絲423穿過外殼固定孔421d螺合於襯套7的固定孔7c。藉此,外殼421係透過襯套7固定在上定盤211的上表面211a。As shown in FIG. 2, for each
如圖6及圖7所示,在外殼421的上表面421a上,位於外殼固定孔421d之圓周方向的一方側,設置有多個外殼調整孔421e。此多個外殼調整孔421e係自外殼421的上表面421a貫通至下表面421b而形成。As shown in FIGS. 6 and 7, the
如圖2所示,外殼調整用螺絲424係穿過並螺合至各外殼調整孔421e。外殼調整用螺絲424的下端抵接於襯套7的上表面7a。在此外殼調整用螺絲424的上表面設置有螺絲孔424a。外殼調整用螺絲424可藉由轉動此螺絲孔424a調整擰入量的方式來調整外殼421的安裝角度。As shown in FIG. 2, the
再者,在外殼421的上表面421a上,位於外殼固定孔421d之圓周方向的另一方側,設置有多個蓋固定孔421f。此蓋固定孔421f係自外殼421的上表面421a貫通至下表面421b而形成。Furthermore, on the
圖8係蓋422的平面圖。圖9係圖8的C-C剖面圖及D-D剖面圖。此蓋422係形成為圓環狀。在蓋422之上表面422a的中央部分設置有插通孔422c。此插通孔422c係自蓋422的上表面422a貫通至下表面422b。如圖2所示,在此插通孔422c穿過插通部41的套筒411。FIG. 8 is a plan view of the
在蓋422之下表面422b的插通孔422c周圍,設置有圓環狀的嵌合部4221。如圖2所示,此嵌合部4221係嵌入至外殼421的上端部與套筒411的上端部之間。Around the
如圖8及圖9所示,在蓋422之上表面422a的插通孔422c周圍,位於對應外殼固定孔421d(參照圖6)的位置,設置有多個外殼固定用通孔422d。各外殼固定用通孔422d係自蓋422的上表面422a貫通至下表面422b而形成,以使外殼固定用螺絲423(參照圖2)穿過。As shown in FIGS. 8 and 9, around the
在蓋422之上表面422a的插通孔422c周圍,位於對應外殼調整孔421e(參照圖6)的位置,設置有調整用通孔422e。各調整用通孔422e係自蓋422的上表面422a貫通至下表面422b而形成,以使外殼調整用螺絲424(參照圖2)穿過。Around the
在蓋422之上表面422a的插通孔422c周圍,位於對應多個蓋固定孔421f(參照圖6)的位置,設置有多個蓋固定用通孔422f。此多個蓋固定用通孔422f係自蓋422的上表面422a貫通至下表面422b而形成。如圖2所示,在各蓋固定用通孔422f及蓋固定孔421f,蓋固定用螺絲425係自蓋固定用通孔422f穿過並螺合至蓋固定孔421f。蓋422係藉此被安裝在外殼421的上表面421a,並可藉由調整蓋固定用螺絲425的擰入量,調整蓋422對圓環狀彈性構件414及圓環狀彈性構件412的擠壓力。順著擰緊方向轉動蓋固定用螺絲425時,會增加蓋422對圓環狀彈性構件414及圓環狀彈性構件412的擠壓力,從而使圓環狀彈性構件414及圓環狀彈性構件412的變形量變大。由於圓環狀彈性構件414及圓環狀彈性構件412抵接於蓋422、外殼421及軸環413,因此圓環狀彈性構件414及圓環狀彈性構件412無法朝這些方向變形,僅能朝套筒411的方向變形。若圓環狀彈性構件414及圓環狀彈性構件412的變形量越大,則圓環狀彈性構件414及圓環狀彈性構件412朝套筒411側的推出量(變形量)會越大,從而使套筒411朝內側(窗構件3側)方向的收縮量變大。因此,可藉由調整蓋固定用螺絲425的擰入量,調整套筒411朝內側(窗構件3側)方向的收縮量,並可對筒狀部31之上部31c的外周面31a以面接觸的方式施加均勻的壓力並以適當的力度將其勒緊。另外,除了上述內容之外,亦可調整成在蓋固定用螺絲425的擰入量成為最大時,亦即在將蓋固定用螺絲425擰緊時,圓環狀彈性構件414及圓環狀彈性構件412的變形量為最適當。Around the
圖10係外罩5的平面圖。圖11係自上定盤211之外周側觀看外罩5的概略斜視圖。圖12係外罩5的概略仰視圖。使用圖2及圖10至圖12說明關於外罩5的結構。如圖2所示,此外罩5係具備外罩本體51;透光板52,配置於外罩本體51的上表面512b;及安裝部53,將透光板52安裝至外罩本體51的上表面512b。FIG. 10 is a plan view of the
外罩本體51係包覆窗構件3、固定部4及襯套7並被固定在上定盤211的上表面211a。此外罩本體51係藉由透明的樹脂而形成為圓筒狀(參照圖11)。此外罩本體51係具備周壁511;上鍔512,結合至周壁511的上端;底壁513,結合至周壁511的下端。The
周壁511係以包圍窗構件3及固定部4之外周的方式形成。周壁511的上端係自上定盤211的內周側朝外周側(自圖2中的右側到左側)往斜下方切下的形狀。The
上鍔512係以自上定盤211之內周側朝外周側斜往下方的方式設置。此上鍔512係以包覆固定部4的方式形成為圓環狀(參照圖10及圖11)。在上鍔512中,在與筒狀部31之上端的開口部31e對向的部分設置有透過孔512a。在上鍔512的上表面512b上更設置有多個安裝孔512d。The
底壁513係以包圍襯套7之外周的方式形成為圓環狀(參照圖12)。此底壁513係配置於上定盤211的上表面211a。在此底壁513的側面,設置有貫通的多個外罩固定孔513a。外罩固定用螺絲515係穿過並螺合至各外罩固定孔513a。各外罩固定用螺絲515的前端係抵壓住襯套7的周面。藉此,外罩5係透過襯套7固定在上定盤211的上表面211a。此外,如圖11及圖12所示,自底壁513的下端到周壁511的下部,沿著底壁513的圓周方向設置有多個缺口513b。The
如圖2及圖10所示,透光板52係配置為蓋住透過孔512a。此透光板52係由石英玻璃、BK-7等玻璃類材料、藍寶石、樹脂等具有透光性的材料形成為板狀。As shown in FIGS. 2 and 10, the light-transmitting
如圖2、圖10及圖11所示,安裝部53係具備按壓板531,將透光板52按壓至外罩本體51之上鍔512的上表面512b;及多個螺絲532,將按壓板531安裝至上鍔512的上表面512b。As shown in Figures 2, 10 and 11, the mounting
按壓板531係形成為朝上定盤211之外周側開口的C字形板狀。藉此,按壓板531以包圍透光板52之外周部分的方式設置,並構成本實施形態的圍繞部。藉由按壓板531形成為朝上定盤211之外周側開口的C字形板狀,在按壓板531的外周側,設置有連通按壓板531之內部與外部的缺口531c(連通部)。在此按壓板531的上表面531a,在對應外罩本體51之上鍔512之多個安裝孔512d的位置,設置有多個安裝孔531b。多個螺絲532係穿過按壓板531多個安裝孔531b與上鍔512的安裝孔512d並螺合。The
接著,使用圖13說明使用工件之板厚測量用窗結構1的工件W之板厚測量方法。若在研磨工件W時紅外線Ra自板厚測量裝置301的雷射頭312(參照圖1)透過外罩5之透光板52照射至窗構件3,紅外線Ra會自窗構件3之筒狀部31上端的開口部31e照射至內部。被照射的紅外線Ra透過下方的窗板32照射至工件W的表面Wa,工件W的表面Wa及背面Wb所反射的反射光Rb穿透過窗板32,並經由上端的開口部31e且透過外罩5的透光板52而被板厚測量裝置301的雷射頭312接收。Next, a method of measuring the thickness of the workpiece W using the
接著,列舉本實施形態之工件之板厚測量用窗結構1的效果來進行說明。Next, the effects of the
(1)本實施形態之工件之板厚測量用窗結構1係具備測量孔2,貫通上定盤211的上下表面211a、211b;及窗構件3,具有筒狀部31,下端側(一端側)插入測量孔2,及透光性的窗板32,設置於筒狀部31的一端。本實施形態之工件之板厚測量用窗結構1更具備固定部4,以面接觸的方式保持筒狀部31之上端側(另一端側)的外周面31a並被固定在上定盤211的上表面211a。亦即在本實施形態之工件之板厚測量用窗結構1中,固定部4係以面接觸的方式保持筒狀部31之另一端側的外周面31a。藉此,固定部4保持窗構件3之筒狀部31的範圍比以往寬廣,因此變得可在維持預先調整之角度的同時持續保持窗構件3之筒狀部31。因此,本實施形態之工件之板厚測量用窗結構1,可將窗構件3穩定地固定在上定盤211的上表面211a。再者,窗構件3係藉由被穩定固定在上定盤211的上表面211a,抑制因上定盤211的振動等而出現意外傾斜的情況。藉此,由於窗構件3變得可確實讓測定工件W之板厚Wt所必要之量紅外線Ra及反射光Rb穿透,因此可抑制板厚Wt的測定精確度下降。(1) The
(2)在本實施形態之工件之板厚測量用窗結構1中,固定部4係具備套筒411,使筒狀部31之上端側穿過;及圓環狀彈性構件414、412,嵌入在套筒411的外周面411e。固定部4更具備固定部本體42,拘束圓環狀彈性構件之外周並固定於上定盤211的上表面211a。固定部本體42係擠壓圓環狀彈性構件的外周,使套筒411以施加均勻的壓力的方式面接觸于筒狀部31之上端側的外周面31a並勒緊,藉此以面接觸的方式保持外周面31a並固定在上定盤211的上表面211a。藉此,由於固定部4保持窗構件3之筒狀部31的範圍會變寬廣,因此變得可在維持預先調整之角度的同時持續保持窗構件3之筒狀部31。因此,本實施形態之工件之板厚測量用窗結構1,可將窗構件3穩定地固定在上定盤211的上表面211a。尤其在筒狀部31使用石英玻璃、BK-7等玻璃類材料、類似藍寶石之脆性材料的情況下,可藉由套筒411以面接觸的方式保持筒狀部31之上端側的外周面31a,在以此分散按壓力的同時不會施加局部性的壓力。因此,本實施形態之工件之板厚測量用窗結構1係可防止窗構件3破損,並同時將窗構件3穩定地固定在上定盤211的上表面211a。(2) In the
(3)在本實施形態之工件之板厚測量用窗結構1中,於套筒411的兩端側,分別在圓周方向以預定間隔設置多個缺口(上缺口411b、下缺口411d)。因此,套筒411在與沒有缺口的情況下相比,整體變得容易收縮,且相對於筒狀部31之上端側之外周面31a接觸面積會變多。藉此,固定部4可進一步在分散按壓力的同時以不會施加局部性壓力的方式保持筒狀部31之上端側的外周面31a。因此,本實施形態之工件之板厚測量用窗結構1係可進一步防止窗構件3破損,並同時將窗構件3穩定地固定在上定盤211的上表面211a。(3) In the
(4)在本實施形態之工件之板厚測量用窗構件1中,筒狀部31及窗板32係以具有透光性的脆性材料形成。藉此,筒狀部31及窗板32係可抑制妨礙紅外線Ra或反射光Rb透過之主要因素的產生,其中上述主要因素為研磨劑或研磨渣等造成的刮傷。此外,由於窗板32係熔接設置於筒狀部31的一端,因此與黏著設置於筒狀部31之一端的情況相比變得難以剝離。因此,本實施形態之工件之板厚測量用窗結構1係可一邊提升窗構件3的耐久性,一邊將窗構件3穩定地固定在上定盤211的上表面211a,並同時確實地精確測定工件W。(4) In the
(5)在本實施形態之工件之板厚測量用窗結構1係具備外罩5,包覆窗構件3及固定部4,並被固定在上定盤211的上表面211a。此外罩5在與筒狀部31之上端的開口部31e對向的部分,設置有相當於具有透光性之透光部的透光板52。藉此,紅外線Ra會經由透光板52穿透至筒狀部31內,且可藉由外罩5防止研磨劑、洗淨水、塵埃等進入筒狀部31內。因此,本實施形態之工件之板厚測量用窗結構1可提高防水性及防塵性。(5) The
(6)在本實施形態之工件之板厚測量用窗結構1中,外罩5之透光板52係相對於上定盤211之上表面211a以自上定盤211之內周側朝外周側斜斜下傾的方式配置。藉此在研磨工件W時,即使透光板52上附著有研磨劑、洗淨水、塵埃等,亦可利用上定盤211的旋轉自透光板52的表面有效率地去除研磨劑、洗淨水、塵埃等。因此,本實施形態之工件之板厚測量用窗結構1係可進一步提高防水性及防塵性。此外,藉由透光板52係相對於上定盤211之上表面211a以傾斜方式配置,當紅外線Ra自雷射頭312照射至透光板52時,可將來自透光板52的反射光反射至與雷射頭312的設置方向不同的方向。藉此,可防止雷射頭312接收與來自工件W之反射光Rb不同的反射光,而可防止板厚Wt的測定精度下降。(6) In the
(7)在本實施形態之工件之板厚測量用窗結構1中,於外罩5之透光板52的周圍設置有包圍透光板52之外周部分的按壓板531(圍繞部)。再者,在按壓板531之上定盤211的外周側,設置有連通按壓板531之內部與外部的缺口531c(連通部)。藉此,即使透光板52上附著有研磨劑、洗淨水、塵埃等,亦可利用上定盤211的旋轉並藉由缺口531c在上定盤211的外周側自透光板52的表面有效率地去除研磨劑、洗淨水、塵埃等。因此,本實施形態之工件之板厚測量用窗結構1可進一步提高防水性及防塵性。(7) In the
此外,筒狀部31之上緣部31d係卡鎖在固定部4之套筒411的上表面411a而被固定部4保持。藉此,可防止窗構件3自固定部4脫落。因此,本實施形態之工件之板厚測定用窗構件1係可更穩定地將窗構件3固定在上定盤211的上表面211a。再者,筒狀部31之上緣部31d係形成為鍔狀並卡鎖於固定部4之套筒411的上表面411a。藉此,窗構件3係可藉由簡單的結構來防止脫落。因此,本實施形態之工件之板厚測量用窗結構1係可在抑制製造成本的同時更穩定地將窗構件3固定在上定盤211的上表面211a。In addition, the
再者,窗板32係以具有透光性的材料形成。尤其在筒狀部31及窗板32使用脆性材料的情況下可提升耐熱性。除此之外,在窗板32以具有透光性之脆性材料形成的情況下,由於可抑制成為妨礙紅外線Ra及反射光Rb透過之主因的刮傷產生,因此可更確實地讓測定工件W之板厚Wt所必須之量的紅外線Ra及反射光Rb透過,從而可更進一步抑制板厚Wt之測量值精度的下降。Furthermore, the
此外,窗構件3係具備包覆筒狀部31之外周面31a的樹脂製包覆材33。藉此,窗構件3係可藉由包覆材33保護筒狀部31而提升強度。此外,萬一筒狀部31破損,亦可藉由包覆材33防止其碎片飛散。此外,由於固定部4係透過包覆材33保持筒狀部31的外周面31a,因此可利用包覆材33之嘆性及摩擦係數確實地保持住筒狀部31的外周面31a。因此,本實施形態之工件之板厚測量用窗結構1係可更穩定地將窗構件3固定在上定盤211的上表面211a。In addition, the
此外,由於在套筒411的圓環狀彈性構件414與圓環狀彈性構件412之間嵌入有軸環413,因此圓環狀彈性構件414及圓環狀彈性構件412的位置被固定。藉此,套筒411係透過圓環狀彈性構件414及圓環狀彈性構件412以施加均勻的壓力的方式勒緊筒狀部31之上端側的外周面31a。藉此,固定部4係可在確實地分散按壓力的同時以不會施加局部性壓力的方式保持筒狀部31之上端側的外周面31a。因此,本實施形態之工件之板厚測量用窗結構1係可在進一步防止窗構件3破損的同時更穩定地將窗構件3固定在上定盤211的上表面211a。In addition, since the
再者,軸環413之內周面413a的上部413b係以在較內周面413a之中間部413c更外側展開成圓錐狀的方式形成而支持圓環狀彈性構件414。因此,圓環狀彈性構件414的位置被確實地固定住。此外,軸環413之內周面413a的下部413d係以在較內周面413a之中間部413c更外側展開成圓錐狀的方式形成而抵接圓環狀彈性構件412。因此,圓環狀彈性構件412的位置被確實地固定住。軸環413之內周面413a的上部413b及下部413d係以在較內周面413a之中間部413c更外側展開成圓錐狀的方式形成,因此若藉由蓋422使圓環狀彈性構件414及412受到按壓,則會以確實地僅朝套筒411方向推出的方式變形。藉此,套筒411係進一步透過圓環狀彈性構件414及圓環狀彈性構件412以施加均勻的壓力的方式勒緊筒狀部31之上端側的外周面31a。藉此,固定部4係可在更確實地分散按壓力的同時以不會施加局部性壓力的方式保持筒狀部31之上端側的外周面31a。因此,本實施形態之工件之板厚測量用窗結構1係可在進一步防止窗構件3破損的同時更穩定地將窗構件3固定在上定盤211的上表面211a。Furthermore, the
此外固定部4的固定部本體42係具備外殼421,收納有插通部41;及蓋422,安裝於外殼421的上表面421a。藉此,固定部4係可藉由蓋422防止研磨劑、洗淨水、塵埃等進入外殼421內。因此,本實施形態之工件之板厚測量用窗結構1係可進一步提高防水性及防塵性。In addition, the fixing portion main body 42 of the fixing
此外,透光板52係以具有透光性的材料形成。尤其在透光板52使用脆性材料的情況下,可抑制因研磨劑或研磨屑等造成刮傷而成為妨礙紅外線Ra及反射光Rb透過的主因。因此,本實施形態之工件之板厚測量用窗結構1係可提升透光板52的耐久性。此外,由於藉由透光板52可抑制刮傷而可抑制透光性的降低,因此可確實地讓測定工件W之板厚Wt所必須之量的紅外線Ra及反射光Rb透過。藉此,可進一步抑制板厚Wt之測量值精度的降低。此外可藉由以具有透光性的脆性材料形成透光板52來提升耐熱性。In addition, the light-transmitting
此外,在自外罩本體51之底壁513的下端至周壁511的下部設置有缺口513b。藉此,即使在研磨工件W時有研磨劑、洗淨水、塵埃等進入外罩本體51內,亦可利用上定盤211的旋轉,將研磨劑、洗淨水、塵埃等自缺口513b排出至外罩本體51的外側。因此,本實施形態之工件之板厚測量用窗結構1係可進一步提高防水性及防塵性。In addition, a
以上,參照圖式詳細說明了本發明的實施形態,但具體的結構並不受此實施形態限制,不逸脫本發明主旨的設計變更亦包含在本發明內。Above, the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, but the specific structure is not limited by this embodiment, and design changes that do not deviate from the spirit of the present invention are also included in the present invention.
例如,在本實施形態中將工件之板厚測量用窗結構1設置在上定盤211的上表面211a,但亦可設置位於下定盤212之表面的下表面212b。For example, in this embodiment, the
此外,雖然在本實施形態中使用的是以具有透光性之脆性材料形成的透光板52,但形成透光板52的材料亦可不限制為具有透光性的脆性材料,即使在形成透光板52的材料為樹脂的情況下,亦可獲得與本實施形態相同的效果。此外,雖然在本實施形態之工件之板厚測量用窗結構1中,適用於研磨工件W之雙面的研磨裝置201,但亦可適用於研磨工件W之單面的研磨裝置。In addition, although the light-transmitting
此外,雖然本實施形態之外罩5係適用於本發明涉及之窗構件3及固定部4,亦可適用於本發明以外的窗構件及固定部。在此情況下的工件之板厚測量用窗結構係具備測量孔,貫通研磨薄板狀工件之研磨裝置的定盤之表面與背面;及窗構件,具有一端側插入至前述測量孔的筒狀部及設置於前述筒狀部之一端的透光性的窗板。在此情況下之工件之板厚測量用窗結構更具備固定部,保持前述筒狀部並被固定在前述定盤的表面;及外罩,覆蓋前述筒狀部及前述固定部並固定於前述定盤的表面。前述外罩更在與前述筒狀部之另一端的開口部對向的部分設置有具有透光性的透光部。在以往之工件之板厚測量用窗結構中,由於筒狀部外露因此有研磨劑、洗淨水、塵埃等會進入筒狀部內的問題。然而,在此情況下之工件之板厚測量用窗結構中,由於透過外罩防止研磨劑、洗淨水、塵埃等進入筒狀部內,因此可提高防水性及防塵性。In addition, although the
此外,本實施形態之插通部41係由圓環狀彈性構件412及414、軸環413所構成,但亦可藉由令軸環為多個,並在多個軸環之間亦設置圓環狀彈性構件的方式,使用以透過此圓環狀彈性構件讓套筒411朝內側(窗構件3側)收縮的接觸點變得更多。在此情況下,可在將來自圓環狀彈性構件之按壓力更均勻分散的同時施加至套筒411上,而可在更確實地分散按壓力的同時以不會施加局部性壓力的方式保持筒狀部31之上端側的外周面31a。此外,雖然在本實施形態中使用多個圓環狀彈性構件,但使用單一個亦可獲得與本發明同樣的效果。In addition, the
1‧‧‧工件之板厚測量用窗結構2‧‧‧測量孔3‧‧‧窗構件4‧‧‧固定部5‧‧‧外罩6‧‧‧帶孔螺栓6a‧‧‧插通孔7‧‧‧襯套7a‧‧‧上表面7b‧‧‧中央孔7c‧‧‧固定孔31‧‧‧筒狀部31a‧‧‧外周面31b‧‧‧中間部到下部的部分31c‧‧‧上部31d‧‧‧上緣部31e‧‧‧開口部32‧‧‧窗板33‧‧‧包覆材41‧‧‧插通部42‧‧‧固定部本體51‧‧‧外罩本體52‧‧‧透光板(透光部)53‧‧‧安裝部101‧‧‧研磨系統201‧‧‧研磨裝置211‧‧‧上定盤(定盤)211a‧‧‧上表面(表面)211b‧‧‧下表面(背面)212‧‧‧下定盤212a‧‧‧上表面212b‧‧‧下表面213‧‧‧控制部214‧‧‧遊星輪301‧‧‧板厚測量裝置311‧‧‧測量裝置本體312‧‧‧雷射頭313‧‧‧資料解析部411‧‧‧套筒411a‧‧‧上表面411b‧‧‧上缺口411c‧‧‧下表面411d‧‧‧下缺口411e‧‧‧外周面412‧‧‧圓環狀彈性構件413‧‧‧軸環413a‧‧‧內周面413b‧‧‧上部4413c‧‧‧中間部413d‧‧‧下部414‧‧‧圓環狀彈性構件421‧‧‧外殼421a‧‧‧上表面421b‧‧‧下表面421c‧‧‧嵌合孔421d‧‧‧外殼固定孔421e‧‧‧外殼調整孔421f‧‧‧蓋固定孔422‧‧‧蓋422a‧‧‧上表面422b‧‧‧下表面422c‧‧‧插通孔422d‧‧‧外殼固定用通孔422e‧‧‧調整用通孔422f‧‧‧蓋固定用通孔423‧‧‧外殼固定用螺絲424‧‧‧外殼調整用螺絲424a‧‧‧螺絲孔425‧‧‧蓋固定用螺絲511‧‧‧周壁512‧‧‧上鍔512a‧‧‧透過孔512b‧‧‧上表面512d‧‧‧安裝孔513‧‧‧底壁513a‧‧‧外罩固定孔513b‧‧‧缺口515‧‧‧外罩固定用螺絲531‧‧‧按壓板(圍繞部)531a‧‧‧上表面531b‧‧‧安裝孔531c‧‧‧缺口(連通部)532‧‧‧螺絲4111‧‧‧套筒本體4112‧‧‧鍔部4221‧‧‧嵌合部Ra‧‧‧紅外線Rb‧‧‧反射光W‧‧‧工件Wa‧‧‧表面Wb‧‧‧背面Wt‧‧‧板厚1‧‧‧Window structure for measuring the thickness of the workpiece 2‧‧‧Measurement hole 3‧‧‧Window member 4‧‧‧Fixed part 5‧‧‧Cover 6‧‧‧Bolt with hole 6a‧‧‧Insulation hole 7 ‧‧‧Sleeve 7a‧‧‧Upper surface 7b‧‧‧Central hole 7c‧‧‧Fixed hole 31‧‧‧Cylinder part 31a‧‧‧Outer peripheral surface 31b‧‧‧The middle part to the lower part 31c‧‧‧ Upper part 31d‧‧‧Upper edge part 31e‧‧‧Opening part 32‧‧‧Window plate 33‧‧‧Coating material 41‧‧‧Insulation part 42‧‧‧Fixed part body 51‧‧‧Cover body 52‧‧ ‧Translucent plate (translucent part) 53‧‧‧Mounting part 101‧‧‧Grinding system 201‧‧‧Grinding device 211‧‧‧Upper plate (fixed plate) 211a‧‧‧Upper surface (surface) 211b‧‧ ‧Bottom surface (back) 212‧‧‧Bottom plate 212a‧‧‧Upper surface 212b‧‧‧Bottom surface 213‧‧‧Control part 214‧‧‧Plug wheel 301‧‧‧Plate thickness measuring device 311‧‧‧Measurement device Body 312‧‧‧Laser head 313‧‧‧Data analysis part 411‧‧‧Sleeve 411a‧‧Upper surface 411b‧‧‧Upper notch 411c‧‧Lower surface 411d‧‧‧Lower notch 411e‧‧Outer periphery Surface 412‧‧‧Annular elastic member 413‧‧‧Collar 413a‧‧‧Inner peripheral surface 413b‧‧‧Upper part 4413c‧‧‧Middle part 413d‧‧‧Lower part 414‧‧‧Annular elastic member 421‧ ‧‧Shell 421a‧‧‧Upper surface 421b‧‧‧Bottom surface 421c‧‧‧Fitting hole 421d‧‧‧Case fixing hole 421e‧‧Shell adjusting hole 421f‧‧‧Cover fixing hole 422‧‧‧Cover 422a‧ ‧‧Upper surface 422b‧‧‧Lower surface 422c‧‧‧Insulation hole 422d‧‧‧Case fixing through hole 422e‧‧‧Adjustment through hole 422f‧‧‧Cover fixing through hole 423‧‧‧For housing fixing Screw 424‧‧‧Case adjustment screw 424a‧‧‧Screw hole 425‧‧‧Screw 511 for cover fixing 512‧‧‧Upper flange 512a‧‧ Through hole 512b‧‧‧Upper surface 512d‧‧‧ Mounting hole 513‧‧‧Bottom wall 513a‧‧‧Cover fixing hole 513b‧‧Notch 515‧‧‧Cover fixing screw 531‧‧Pressing plate (surround part) 531a‧‧‧Upper surface 531b‧‧‧Mounting hole 531c‧‧‧Notch (connecting part) 532‧‧‧Screw 4111‧‧‧Sleeve body 4112‧‧‧Flange part 4221‧‧‧Fitting part Ra‧‧‧Infrared Rb‧‧‧Reflected light W‧‧‧Workpiece Wa‧‧‧Surface Wb‧‧‧Back Wt‧‧‧Board thickness
圖1係表示使用關於本發明之實施形態的工件之板厚測量用窗結構之研磨系統構成的模式圖。 圖2係關於本發明之實施形態的工件之板厚測量用窗結構的縱剖面圖。 圖3係構成同實施形態之工件之板厚測量用窗結構之套筒的平面圖。 圖4係圖3之套筒的正面圖。 圖5係構成同實施形態之工件之板厚測量用窗結構之軸環的縱剖面圖。 圖6係構成同實施形態之工件之板厚測量用窗結構之外殼的平面圖。 圖7係圖6之A-A的剖面圖及B-B的剖面圖。 圖8係構成同實施形態之工件之板厚測量用窗結構之蓋的平面圖。 圖9係圖8之C-C的剖面圖及D-D的剖面圖。 圖10係構成同實施形態之工件之板厚測量用窗結構之外罩的平面圖。 圖11係自上定盤之外周側觀看圖10之外罩的概略斜視圖。 圖12係圖10之外罩的概略仰視圖。 圖13係說明使用同實施形態之工件之板厚測量用窗結構的工件之板厚測量方法的圖。FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a polishing system using a window structure for measuring plate thickness of a workpiece according to an embodiment of the present invention. Fig. 2 is a longitudinal sectional view of a window structure for measuring a thickness of a workpiece according to an embodiment of the present invention. Fig. 3 is a plan view of a sleeve constituting a window structure for measuring plate thickness of a workpiece in the same embodiment. Figure 4 is a front view of the sleeve of Figure 3; Fig. 5 is a longitudinal sectional view of a collar constituting a window structure for measuring plate thickness of a workpiece in the same embodiment. Fig. 6 is a plan view of the outer shell constituting the window structure for measuring the thickness of the workpiece in the same embodiment. Fig. 7 is a cross-sectional view of A-A and a cross-sectional view of B-B of Fig. 6. Fig. 8 is a plan view of the cover constituting the window structure for measuring the thickness of the workpiece in the same embodiment. Fig. 9 is a cross-sectional view of C-C and a cross-sectional view of D-D of Fig. 8. Fig. 10 is a plan view of the outer cover of the window structure for measuring the thickness of the workpiece constituting the same embodiment. Fig. 11 is a schematic perspective view of the outer cover of Fig. 10 viewed from the outer peripheral side of the upper platen. Fig. 12 is a schematic bottom view of the outer cover of Fig. 10; Fig. 13 is a diagram illustrating a method of measuring the thickness of a workpiece using the window structure for measuring the thickness of the workpiece in the same embodiment.
1‧‧‧工件之板厚測量用窗結構 1‧‧‧Window structure for workpiece thickness measurement
2‧‧‧測量孔 2‧‧‧Measuring hole
3‧‧‧窗構件 3‧‧‧Window components
4‧‧‧固定部 4‧‧‧Fixed part
5‧‧‧外罩 5‧‧‧Cover
6‧‧‧帶孔螺栓 6‧‧‧Bolt with hole
6a‧‧‧插通孔 6a‧‧‧through hole
7‧‧‧襯套 7‧‧‧ Bush
7a‧‧‧上表面 7a‧‧‧Upper surface
7b‧‧‧中央孔 7b‧‧‧Central hole
7c‧‧‧固定孔 7c‧‧‧fixing hole
31‧‧‧筒狀部 31‧‧‧Cylinder
31a‧‧‧外周面 31a‧‧‧Outer peripheral surface
31b‧‧‧中間部到下部的部分 31b‧‧‧The middle part to the lower part
31c‧‧‧上部 31c‧‧‧Upper
31d‧‧‧上緣部 31d‧‧‧Upper edge
31e‧‧‧開口部 31e‧‧‧Opening
32‧‧‧窗板 32‧‧‧Window panel
33‧‧‧包覆材 33‧‧‧cladding material
41‧‧‧插通部 41‧‧‧Connecting part
42‧‧‧固定部本體 42‧‧‧Fixed part body
51‧‧‧外罩本體 51‧‧‧Cover body
52‧‧‧透光板(透光部) 52‧‧‧Transmitting plate (transmitting part)
53‧‧‧安裝部 53‧‧‧Installation Department
211‧‧‧上定盤(定盤) 211‧‧‧Upper Fix (Fix)
211a‧‧‧上表面(表面) 211a‧‧‧Upper surface (surface)
211b‧‧‧下表面(背面) 211b‧‧‧Lower surface (back)
411‧‧‧套筒 411‧‧‧Sleeve
411a‧‧‧上表面 411a‧‧‧Upper surface
411e‧‧‧外周面 411e‧‧‧Outer peripheral surface
412‧‧‧圓環狀彈性構件 412‧‧‧Circular elastic member
413‧‧‧軸環 413‧‧‧Collar
413b‧‧‧上部 413b‧‧‧Upper
413d‧‧‧下部 413d‧‧‧Lower
414‧‧‧圓環狀彈性構件 414‧‧‧Circular elastic member
421‧‧‧外殼 421‧‧‧Shell
421a‧‧‧上表面 421a‧‧‧Upper surface
421b‧‧‧下表面 421b‧‧‧Lower surface
421c‧‧‧嵌合孔 421c‧‧‧Mating hole
421d‧‧‧外殼固定孔 421d‧‧‧Case fixing hole
421e‧‧‧外殼調整孔 421e‧‧‧Shell adjustment hole
421f‧‧‧蓋固定孔 421f‧‧‧Cover fixing hole
422‧‧‧蓋 422‧‧‧cover
422c‧‧‧插通孔 422c‧‧‧through hole
422f‧‧‧蓋固定用通孔 422f‧‧‧Through hole for cover fixing
423‧‧‧外殼固定用螺絲 423‧‧‧Shell fixing screws
424‧‧‧外殼調整用螺絲 424‧‧‧Case adjustment screw
424a‧‧‧螺絲孔 424a‧‧‧Screw hole
425‧‧‧蓋固定用螺絲 425‧‧‧Screw for cover fixing
511‧‧‧周壁 511‧‧‧ Zhoubi
512‧‧‧上鍔 512‧‧‧Upper
512a‧‧‧透過孔 512a‧‧‧Through hole
512b‧‧‧上表面 512b‧‧‧Upper surface
512d‧‧‧安裝孔 512d‧‧‧Mounting hole
513‧‧‧底壁 513‧‧‧Bottom Wall
513a‧‧‧外罩固定孔 513a‧‧‧Cover fixing hole
513b‧‧‧缺口 513b‧‧‧Gap
515‧‧‧外罩固定用螺絲 515‧‧‧Screw for fixing cover
531‧‧‧按壓板(圍繞部) 531‧‧‧Press plate (surround part)
531a‧‧‧上表面 531a‧‧‧Upper surface
531b‧‧‧安裝孔 531b‧‧‧Mounting hole
531c‧‧‧缺口(連通部) 531c‧‧‧Gap (connecting part)
532‧‧‧螺絲 532‧‧‧screw
4111‧‧‧套筒本體 4111‧‧‧Sleeve body
4112‧‧‧鍔部 4112‧‧‧Eb
4221‧‧‧嵌合部 4221‧‧‧Mating part
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