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研磨装置及研磨方法

阅读:497发布:2021-02-25

IPRDB可以提供研磨装置及研磨方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明实现一种可在用来装载基板的载台单元对大尺寸基板的端面部以良好精度进行去角加工的研磨装置。基板装载于载台单元(60)并以既定基准状态加以固定保持。第1研磨单元(40a)具备用来研磨保持于载台单元(60)的基板的端面的磨石、及用来支撑被磨石研磨的基板端面附近的该基板侧缘部的下面的基板侧缘部支撑机构。第1研磨单元(40a),在前述磨石研磨前述基板的前述端面的状态下,藉由第1研磨单元移动机构(85A),与前述基板侧缘部支撑机构一起沿着前述基板的前述端面移动。,下面是研磨装置及研磨方法专利的具体信息内容。

1.一种研磨装置,其特征在于,具备:

载台单元,用来装载基板,以既定基准状态固定保持该基板;

第1研磨单元,具备用来研磨该载台单元所保持的该基板的端面的磨 石、以及用来支撑被该磨石研磨的基板的端面附近的该基板侧缘部下面的 基板侧缘部支撑机构;以及第1研磨单元移动机构,在该磨石研磨该基板的该端面的状态下,使 该第1研磨单元与该基板侧缘部支撑机构一起沿该基板的该端面移动。

2.如权利要求1所述的研磨装置,其特征在于其中所述的第1研磨单 元进一步具备基板侧缘部保持机构,用来保持被基板侧缘部支撑机构支撑 的该基板侧缘部上面。

3.如权利要求1所述的研磨装置,其特征在于其中所述的基板侧缘部 支撑机构以低摩擦构件来支撑该基板的下面。

4.如权利要求2所述的研磨装置,其特征在于其中所述的基板侧缘部 保持机构,以低摩擦构件来保持该基板的上面。

5.如权利要求3或4所述的研磨装置,其特征在于其中所述的低摩擦 构件为自由轴承。

6.如权利要求1所述的研磨装置,其特征在于其中所述的载台单元具 备用来装载该基板下面的中央部,并吸引保持该中央部的中心载台。

7.如权利要求6所述的研磨装置,其特征在于其中所述的载台单元具 有配置于该中心载台周围的多数个基板辅助支撑机构,以分别支撑保持于 该中心载台的该基板下面的侧部。

8.如权利要求7所述的研磨装置,其特征在于其中所述的基板辅助支 撑机构具有用来支撑该基板下面的辅助支撑台;该辅助支撑台以低摩擦构 件来支撑该基板的下面。

9.如权利要求8所述的研磨装置,其特征在于其中所述的低摩擦构件 为自由轴承。

10.如权利要求7所述的研磨装置,其特征在于其中所述的基板辅助支 撑机构具有用来支撑该基板下面的辅助支撑台;

于该辅助支撑台设有用来吸引保持该基板下面的机构。

11.如权利要求8或10所述的研磨装置,其特征在于其中所述的基板 辅助支撑机构具备滑动机构,用来使该辅助支撑台滑动而接近及离开中心 载台。

12.如权利要求7所述的研磨装置,其特征在于其中所述的载台单元进 一步具备用来使中心载台旋转的载台旋转机构。

13.如权利要求12所述的研磨装置,其特征在于其中所述的载台旋转 机构,使基板辅助支撑机构与中心载台一起一体旋转。

14.如权利要求12所述的研磨装置,其特征在于其中所述的第1研磨 单元及该第1研磨单元移动机构,安装于具有第1水平梁的第1研磨单元 保持体,该第1水平梁沿着保持于载台单元的基板的端面配置;

该第1研磨单元保持体可在对该第1水平梁的垂直方向移动

15.如权利要求14所述的研磨装置,其特征在于其中所述的第1研磨 单元安装成可沿着该第1研磨单元保持体的第1水平梁移动,该第1研磨 单元移动机构使该第1研磨单元沿着该第1水平梁移动

16.如权利要求14所述的研磨装置,其特征在于其中,于第1研磨单 元设有用来拍摄设于基板的对准标记的影像的摄影装置;并进一步具备:影像处理装置,用来运算该摄影装置所拍摄的该对准标记的影像资料; 以及控制部,根据以该影像处理装置运算后的该对准标记的位置资料,来 运算装载于中心单元的基板相对基准状态的旋转角度。

17.如权利要求15所述的研磨装置,其特征在于其进一步具备;

第2研磨单元,具备磨石及基板侧缘部支撑机构,该磨石用来研磨载 台单元所保持的基板中位于被该第1研磨单元研磨的端面的相反侧的端面, 该基板侧缘部支撑机构用来支撑被该磨石研磨的基板端面附近的该基板侧 缘部的下面;以及第2研磨单元移动机构,在该磨石研磨该基板的端面的状态下,使第2 研磨单元与该基板侧缘部支撑机构一起沿该基板的端面移动;

该第2研磨单元及该第2研磨单元移动机构安装于具有与该第1研磨 单元保持体的该第1水平梁平行的第2水平梁的第2研磨单元保持体,该 第2研磨单元保持体可在对该第2水平梁的垂直方向平行移动。

18.如权利要求17所述的研磨装置,其特征在于其中所述的载台旋转 机构,使该中心载台旋转成使装载于该中心载台的基板相对该基准状态仅 旋转30~60°范围的既定角度;

该第1研磨单元及第2研磨单元分别同时研磨保持于旋转后的中心载 台上该基板的相对向的该各端面。

19.一种研磨装置,其特征在于,具备:

载台单元,用来装载基板,以基准状态固定保持该基板;

4台研磨单元,其分别具备用来分别研磨该载台单元所保持的该基板的 4个各端面的磨石、以及用来分别支撑被该各磨石研磨的该基板的该各端面 附近、该基板侧缘部的下面的基板侧缘部支撑机构;

4台单元移动机构,用来使该各研磨单元分别在该磨石分别研磨该基板 的该各端面的状态下,与该各基板侧缘部支撑机构一起沿该基板的该各端 面移动;以及

4台研磨单元进给机构,用来使该各研磨单元分别在接近及离开该基板 的该各端面的方向移动。

20.如权利要求19所述的研磨装置,其特征在于其中在该各研磨单元 分别设有用来分别拍摄设于该基板的对准标记的影像,且拍摄该各磨石所 研磨的研磨部位的摄影装置;并进一步具备:影像处理装置,用来对从该各摄影装置所得的该对准标记及该研磨部 位的影像、资料进行运算;以及控制部,根据以该影像处理装置运算的该对准标记的位置资料,来运 算装载于该中心单元的该基板从基准状态算起的旋转角度,并且运算该各 端面的研磨量,分别控制该各研磨单元进给机构。

21.如权利要求20所述的研磨装置,其特征在于其中所述的各研磨单 元在该各摄影装置与该各磨石之间,分别具有用来对该各摄影装置喷吹空 气的鼓风装置。

22.一种研磨方法,利用权利要求1项的研磨装置进行基板端面的研磨, 其特征在于,包含:保持步骤,于该载台单元装载该基板,藉由该载台单元以该基准状态 来固定保持该基板;

支撑步骤,将该载台单元所保持的该基板的侧缘部、以该第1研磨单 元的该基板侧缘部支撑机构来加以支撑;以及移动步骤,在该第1研磨单元的该磨石研磨被该基板侧缘部支撑机构 支撑的该侧缘部端面的状态下,藉由该第1研磨单元移动机构来使该第1 研磨单元沿研磨中的该端面移动。

23.如权利要求22所述的研磨方法,其特征在于其中所述的研磨装置 的该第1研磨单元具有用来保持被该基板侧缘部支撑机构支撑的该基板的 侧缘部上面的基板侧缘部保持机构;

在该支撑步骤后,进一步包含由该基板侧缘部保持机构来保持被该基 板侧缘部支撑机构支撑的该基板侧缘部上面的保持步骤。

24.如权利要求22所述的研磨方法,其特征在于其中所述的中心载台 具有用来吸引该基板中央部的吸引机构;

该保持步骤中,以该中心载台的该吸引机构来吸引该基板的中央部。

25.如权利要求24所述的研磨方法,其特征在于其中所述的研磨装置 的该载台单元,具有配置于该中心载台周围的多数个基板辅助支撑机构, 以分别支撑该中心载台所保持的该基板下面的侧部;

该保持步骤中,被固定保持于该中心载台的该基板下面的侧部,被至 少1个该基板辅助支撑机构所支撑。

26.如权利要求25所述的研磨方法,其特征在于其中所述的研磨装置 的该基板辅助支撑机构具有使该辅助支撑台滑动而接近及离开该中心载台 的滑动机构;

该保持步骤中,使该基板辅助支撑构件滑动,以支撑该中心载台所保 持固定的该基板的侧部。

27.如权利要求22所述的研磨方法,其特征在于其中所述的研磨装置 的该载台单元具有用来使该中心载台旋转的载台旋转机构;

该保持步骤中,该基板的该端面,藉由该旋转机构而沿着该第1研磨 单元移动机构进行的该第1研磨单元的移动方向旋转。

28.如权利要求22所述的研磨方法,其特征在于其中所述的研磨装置 的该第1研磨单元及该第1研磨单元移动机构,安装于具有水平梁的第1 研磨单元保持体,该水平梁沿着该载台单元所保持的该基板的端面配置, 该第1研磨单元保持体可在对该水平梁的垂直方向平行移动;

该移动步骤中,该第1研磨单元,在被该第1研磨单元移动机构移动 的期间,沿着该基板的该端面藉由第1研磨单元保持体来移动。

29.一种研磨方法,利用权利要求15的研磨装置来进行基板端面的研 磨,其特征在于,包含:保持步骤,于该载台单元装载基板,藉由该载台单元来将该基板以基 准状态加以固定保持;

支撑步骤,将该第1研磨单元、保持于该载台单元的该基板的侧缘部 藉由该基板侧缘部支撑机构来加以支撑;以及移动步骤,在该第1研磨单元的该磨石研磨被该基板侧缘部支撑机构 所支撑的侧缘部的端面的状态下,藉由该第1研磨单元移动机构来使该第1 研磨单元沿正被研磨的端面移动;

并进一步包含:

在该保持步骤后且在该移动步骤前,藉由该摄影装置来拍摄该载台单 元所保持的该基板所设的对准标记的步骤;

接着,将该对准标记的影像资料藉由该影像处理装置加以处理,而来 成该对准标记的位置资料的步骤;以及接着,根据在该影像处理装置处理后的该对准标记的位置资料,来运 算该基板相对该基准状态的旋转角度的步骤;

在该移动步骤中,根据该运算后的旋转角度来控制该第1研磨单元保 持体的移动,使该第1研磨单元沿该基板的该端面移动。

30.一种研磨方法,利用权利要求18所述的研磨装置来进行的基板端 面的研磨,其特征在于,包含:保持步骤,于该载台单元装载该基板,藉由该载台单元将该基板以该 基准状态固定保持;

旋转步骤,以该载台旋转机构使该载台单元旋转该基板相对该基准位 置的既定角度;

支撑步骤,将保持于该载台单元的该基板彼此相对的侧缘部,分别以 该第1研磨单元及该第2研磨单元的各该基板侧缘部支撑机构来加以支撑; 以及移动步骤,在该第1研磨单元及该第2研磨单元的各该磨石研磨被该 各基板侧缘部支撑机构所支撑的侧缘部端面的状态下,以该第1研磨单元 移动机构及第1研磨单元保持体、且以该第2研磨单元移动机构及第2研 磨单元保持体,来使该第1研磨单元及该第2研磨单元沿被研磨中的该各 端面分别移动。

31.如权利要求30所述的研磨方法,其特征在于其中所述的既定角度, 相对该基准状态的30°~60°范围的角度。

32.一种研磨方法,利用权利要求20所述的的研磨装置来进行基板端 面的研磨,其特征在于,包含:保持步骤,于该载台单元装载该基板,藉由该载台单元将该基板以该 基准状态加以固定保持;

支撑步骤,将该载台单元所保持的该基板的侧缘部,以该4台研磨单 元的该基板侧缘部支撑机构分别加以支撑;以及移动步骤,在该各研磨单元的该磨石研磨被该各基板侧缘部支撑机构 支撑的侧缘部的各端面的状态下,以该各研磨单元移动机构使该各研磨单 元沿正被研磨的该端面移动。

33.如权利要求32所述的研磨方法,其特征在于其中所述的移动步骤 中,根据从该各摄影装置所得的该研磨部位的影像资料,来分别运算该各 端面的研磨量,以分别控制该各研磨单元进给机构。

说明书全文

技术领域

本发明关于一种用来研磨基板外侧侧面的端面的研磨装置及研磨方 法。

背景技术

半导体晶圆、玻璃基板、石英基板、陶瓷基板等脆性基板,通常需进 行基板端面的去角加工。又,将单片基板间贴合而成的贴合基板,亦需进 行各基板端面的去角加工。这种贴合基板特别是常用于为一种平面显示器 (FPD)的液晶显示器(LCD)用面板。又,贴合基板也使用于为液晶显示器(LCD) 用面板以外的FPD的电浆显示器面板(PDP)、有机EL面板,或使用于液晶 投影机内含的透过型液晶投影机基板、反射型液晶投影机基板等。再者, 贴合基板也使用于场发射显示器(FED)。此种用途的贴合基板,其尺寸从行 动电话用的液晶显示器用面板般小型的基板到TV用、到显示器用般大型的 基板,有各式各样的尺寸。贴合基板,从大型母基板分割为既定大小,以 制造各个FPD。在FPD的制造上,贴合基板的分割步骤及面取步骤的良率反 映于FPD的制造成本上。
本发明中,作为上述各种基板的一例,以单片的玻璃基板及贴合玻璃 基板为例进行说明。图23及图24分别为自大面积的母液晶面板分割为个 别单位而成的液晶显示器(LCD)用面板D的俯视图及侧视图。此液晶显示器 (LCD)用面板D将间隔件散布于2片玻璃基板G1及G2的任一者,将两基板 彼此贴合,于两基板间形成间隙部,于该间隙部注入液晶L,然后,将液晶 L以间隙部密封材V封住而形成。于下侧的玻璃基板G2形成有用来驱动个 别像素的电晶体20。各电晶体20输入端子的电极端子21,作为外部连接 用而形成于下侧玻璃基板G2的侧缘部Q。玻璃基板G2的侧缘部Q呈露出状 态,未被上侧玻璃基板G1覆盖。电极端子21,作为各电晶体2 0的输入端 子,以连接于外部电路。
又,为了避免电晶体20因制造步骤中产生于基板表面的静电而绝缘破 坏,将各电极端子21以形成于侧缘部Q上的短路电极22互相短路。设有 短路电极22的玻璃基板G2,在液晶显示器(LCD)用面板D制程的最终阶段, 沿着形成于各电极端子21与短路电极22之间的划痕(格线或切割线)23进 行割断(分割),于玻璃基板G2的宽度W切开侧缘部Q。因此,解除短路电 极22对各电极端子21彼此造成的短路。图25显示玻璃基板G2侧缘部Q 的加工步骤的示意立体图。根据图25来说明该加工方法。
如图25(A)所示,于液晶显示器(LCD)用面板D的一边的玻璃基板G2的 侧缘部Q形成有用来使多数个电极端子21的各端子互相短路的短路电极 22。在液晶显示器(LCD)用面板D制程的最终阶段,如图25(B)所示,于各 电极端子21与短路部22之间沿着短路电极22形成划痕23。又,沿着划痕 23进行割断,藉此,如图25(C)所示,玻璃基板G2的侧缘部Q的短路电极 22被割开。其次,如图25(D)所示,对玻璃基板G2的端面24进行研磨, 将形成有电极端子21的玻璃基板G2的端面24加以研磨,并且对形成有电 极端子21的玻璃基板G2的表面与端面24所接触的边缘25进行去角(轻微 去角)加工。
又,对玻璃基板G2端面24两侧的垂直方向上的各边缘26,也藉由研 磨来进行去角加工。如图25(D)所示,研磨玻璃基板G2端面2 4的各边缘的 理由如下。
亦即,在制造液晶显示器用面板等FPD时,对基板贴合而成的母贴合 基板进行划线及割断,分割为显示面板基板,于分割出的各显示面板基板, 会在使用划线刀进行划线时形成的划痕两侧(分割出的基板的端面边缘部) 残留应力。此残留应力将成为在划线及割断进行后产生碎片等的原因,可 能在制品化后形成制品不良。因此,对于分割出的基板,在划线及割断进 行后的基板的端面以研磨等方式来进行去角加工,藉此除去残留有残留应 力的部分。又,在通常的液晶显示器(LCD)用面板的制程使用湿式研磨装置, 来防止研磨量多造成热的不良影响。
上述研磨加工对液晶显示器(LCD)用面板仅研磨一个端面的例子,然而 液晶显示器(LCD)用面板的实际制程中,有时须研磨2个端面或3个端面。 此外,视用途有时需研磨所有的4个端面。
专利文献1(日本特开平8-197402号公报)中揭示有用来研磨LCD用面 板端面的研磨装置。该研磨装置中,设有用来对安置于吸附载台单元上的 既定位置的玻璃基板分别研磨各端面的4台研磨机;使各研磨机分别抵接 待研磨的端面的边缘,同时沿着各边缘移动,藉此将各边缘同时研磨而去 角加工。此研磨装置具备:用来进一步吸引固定安置后的LCD用面板(工件) 的吸附载台单元、用来使吸附载台单元往沿着水平方向的X方向及Y方向 移动并且在X-Y(水平方向)平面沿着X-Y平面旋转角度θ的载台单元移 动机构、及用来拍摄安置于吸附载台单元上工件所附的对准标记的CCD摄 影机。再者,此研磨装置具备位置对准机构,藉以自CCD摄影机的影像资 料辨识工件的位置偏移程度,并以补偿该位置偏移量的方式以载台单元移 动机构来移动吸附载台单元。再者,此研磨装置具备:用来使4台各研磨 机往X、Y、Z的各方向移动的研磨机进给机构、用来使与加工对象的工件 的边缘对应的研磨机沿着各边缘同时移动而进行研磨的研磨机移动机构、 及用来控制此研磨机移动机构的控制部。
依据此研磨装置,在研磨工件的4个边缘时,固定工件,使4台研磨 机一边沿各边缘移动一边进行研磨。因此,可大幅缩短研磨所需的时间, 每次进行研磨,不必进行工件的移动及旋转,故可在不因工件的移动等造 成位置偏移的情况下以高精度进行研磨。又,因可在1个载台单元上进行 所有端面的研磨加工,故不须设置用来旋转载台单元的装置,不需要宽广 空间,而可实现小型化。
又,将基板的端面及表面的水平方向上的边缘的C去角及R去角、基 板的端面彼此所形成垂直方向上的边缘的C去角及R去角、以及基板端面 的边缘部分以外的研磨加工,在以下的说明中全部称为去角加工。
图26用来对基板端面做去角加工的另一习知研磨装置的要部构成的说 明用侧视图。此研磨装置30具备研磨单元31、及用来吸附保持去角加工对 象的基板33的载台32。载台32以真空吸附的方式来保持矩形基板33者, 藉由未图示的旋转机构可绕垂直轴旋转任意的角度θ。载台32的底部固定 于未图示的旋转机构的旋转基座。
研磨单元31具备:主轴马达34、具有可旋转的磨石集合体35的研磨 头36、用来拍摄设于基板33的一对对准标记的CCD摄影机等一对摄影装置 37、及用来使研磨头36上下移动的研磨头移动机构38。又,此研磨装置 30,设铅直方向为Z轴方向、设载台32相对研磨单元31所在的一边为Y 轴方向、设分别与Z轴方向及Y轴方向正交的方向为X轴方向。研磨头移 动机构38使研磨头36往Z轴方向移动,进行定位,使得待旋转的磨石35 位于相对基板边缘33a的研磨位置。又,具有研磨头移动机构38的研磨单 元31藉由未图示的研磨单元移动机构而往X轴方向及Y轴方向分别独立移 动。又,研磨单元31藉由未图示的控制部而使可旋转的磨石集合体35的 既定磨石35i抵接于基板33,并以旋转的状态沿着基板33的边缘33a移动。
磨石集合体35具有各自呈近似圆盘状的多数个磨石35i(i=1,2··n); 各磨石35i藉由支撑轴保持成以同轴状态堆迭多段。各磨石35i为去角加 工用的磨石;以迭层状态设置成多段的理由是为了缩短在去角加工时的准 备时间,例如因各磨石35i的研磨面的磨粒磨损而须进行更换所需的准备 时间。磨石集合体35,在磨石35i的研磨面磨损,无法将基板33的端面 33a的边缘去角加工成既定形状时,磨石35i的支撑轴即藉由研磨头移动机 构38而以既定间距被移往Z轴方向,以未磨损的磨石35i的新磨石面来进 行去角加工。若使磨石35i的段数为n,则随着磨石35i的磨损进行,第1 段、...第i段、...第n段的磨石构件35i的研磨面依序升降以研磨基板33 的端面33a。
一对摄影装置37,拍摄设于基板的一对对准标记的各标记。研磨装置 30的控制部(未图示)使设于控制部的记忆体记忆一对对准标记的位置资 料。在载台32的装载面,若使其中心(基准)位置S的座标为(X0,Y0,Z0), 则于载台32以中心位置(X0,Y0)为中心设有成点对称的多数个吸引槽;使 此载台32的吸引槽藉由真空泵或吸引泵等吸引机构而为负压状态,藉此将 去角加工对象的基板33以真空吸附的方式固定。
再者,专利文献2(日本特开平10-58293号公报)中揭示有用来研磨玻 璃基板端面的研磨装置,其中,该研磨装置具有洗净含在研磨时产生的研 磨粉的悬浮液的机能。此研磨装置中,载台单元可在水平状态下旋转;与 固定于该载台单元的工件两侧的边缘相对向的方式设有2台研磨机。又, 在各研磨机的磨石抵接于工件两侧的边缘的状态下使载台单元移动,藉此, 以磨石来研磨基板的各边缘。当研磨结束,即使载台单元旋转90°,研磨 工件的未研磨的剩余一对边缘。藉此,工件的所有边缘的研磨加工完成。
又,专利文献3(日本特开2003-275955号公报)中揭示有一种在将大 面积的母液晶面板切割成单位液晶显示器用面板后,研磨单位液晶显示器 用面板的边缘的研磨装置。此研磨装置的特征在于:具备可与单位液晶显 示器用面板多种大小对应的液晶显示器用面板研磨台。此研磨装置具有可 按照单位液晶显示器用面板的大小互相移动的多数个研磨台组成部分。

发明内容

最近,对于FPD也要求显示面积大的面板,因此,母基板面板的尺寸 也大型化。母液晶面板有使用第6代、第7代面板的趋势。第6代的母液 晶面板的基板大小例如为1500mm×1850mm;第7代的母液晶面板的基板大 小例如为1870mm×2200mm。在将这样大小的母液晶面板的基板分割为多数 个液晶显示器用面板的基板,并对分割出的液晶显示器用面板的基板的边 缘及端面进行研磨加工的情况下,要求揭示于专利文献1及2的研磨装置 所用的载台单元为大型载台。要确保大型载台单元的用来装载基板的上面 的平面度与普通大小的载台单元的平面度有相同的精度并不容易,若在未 能确保必要平面度的载台上面装载基板并吸引固定基板,即会于基板的端 面发生波状起伏等。如此,在基板发生有波状起伏等的状态下,可能无法 以高精度研磨基板的端面。
又,如图27所示,若使载台32为小型,使大型基板35吸附固定于小 型载台32,基板33的周缘部便往下方挠曲。在基板33的去角加工时,通 常,如图26所示,希望将基板33固定成基板33的边缘33a往外突出载台 32的装载面约5~15mm。然而,若基板33大型化且薄型化,如图27所示, 若载台32变小型,则基板33超出载台32的部分变大,该部分的挠曲也变 大。在此情况下,要相对基板33的边缘33a来定位待旋转的磨石35变得 困难。尤其,若因基板33的端面33a发生波状起伏,而使边缘33a相对于 Z轴方向的位置非一定,则不容易将磨石35i以高精度定位于基板33的边 缘并连续进行研磨,而有无法进行精度佳的去角加工的问题发生。
又,虽然也可以考虑:配合基板33的大小的变更来变更为大小不同的 载台32,以使基板33的边缘33a往外侧突出载台32的装载面约5~15mm; 但在此情况下,载台32的更换等所需的更换准备时间变长,生产效率降低。
专利文献3的研磨装置,利用可移动的多数个载台,而可适用基板的 各种大小。然而,在将基板以多数个载台来支撑的情况下,多数个载台的 各载台支撑基板的一部分,故无法支撑基板的全面。因此,基板在各载台 之间挠曲,而可能无法以不挠曲的方式支撑基板的所有边缘。结果,专利 文献3的研磨装置有无法进行精度佳的基板去角加工的问题。
本发明有鉴于上述习知问题点而开发,其目的在于:提供一种可适用 多种大小的基板,藉由对于大尺寸基板安定地支撑基板端面的研磨部分的 周边,而可精度佳地进行去角加工的基板端面的研磨单元、研磨装置及研 磨方法。
本发明的研磨装置,其特征在于具备:载台单元,用来装载基板,以 既定基准状态固定保持该基板;第1研磨单元,具备用来研磨该载台单元 所保持的该基板的端面的磨石、以及用来支撑被该磨石研磨的基板的端面 附近的该基板侧缘部下面的基板侧缘部支撑机构;以及第1研磨单元移动 机构,在该磨石研磨该基板的该端面的状态下,使该第1研磨单元与该基 板侧缘部支撑机构一起沿该基板的该端面移动。
又,本发明,利用前述研磨装置进行基板端面的研磨,其特征在于, 包含:保持步骤,于该载台单元装载该基板,藉由该载台单元以该基准状 态来固定保持该基板;支撑步骤,将该载台单元所保持的该基板的侧缘部、 以该第1研磨单元的该基板侧缘部支撑机构来加以支撑;以及移动步骤, 在该第1研磨单元的该磨石研磨被该基板侧缘部支撑机构支撑的该侧缘部 端面的状态下,藉由该第1研磨单元移动机构来使该第1研磨单元沿研磨 中的该端面移动。
依据本发明,因第1研磨单元的基板侧缘部支撑机构支撑待研磨加工 的基板端面附近的基板侧缘部,故可以将基板端面的待研磨加工部位正确 地定位于一定的高度;而且因基板侧缘部支撑机构与磨石一起移动,故对 于基板的端面的研磨加工,可在不受基板的波状起伏、挠曲等影响之下进 行研磨作业。
又,因于第1研磨单元进一步设置用来将基板的侧缘部的上面加以保 持的机构,故在研磨加工时可以防止藉由磨石而依序移动的研磨部位浮起, 因此,可以将研磨部位以高精度定决,如此,也可以在不受基板厚度方向 的位移的影响下以良好精度、安定地进行研磨加工。
因基板侧缘部支撑机构藉由低摩擦构件来支撑基板的下面,故基板侧 缘部支撑机构可以边支撑基板侧缘部边顺畅地移动。
因基板侧缘部保持机构藉由低摩擦构件来支撑基板的下面,故基板侧 缘部保持机构可以与基板侧缘部支撑机构一起一边将基板侧缘部自两侧夹 持一边顺畅地移动。
在低摩擦构件为自由轴承的情况下,因自由轴承所具备的大滚珠一边 以点接触状态支撑基板端面的研磨部位的附近的基板侧缘部一边顺畅地旋 转移动,故与基板下面间的摩擦阻力小,又,因在一边抵接于基板下面一 边移动的方向上不受限制,故能确实防止基板受损。
因载台单元具备用来吸引保持基板下面的中央部的中心载台,故即便 在研磨加工时在基板产生扭矩,仍可以防止基板的旋转及位置偏移发生。
因载台单元具有配置于该中心载台周围的多数个基板辅助支撑机构, 以分别支撑保持于中心载台的前述基板的下面的侧部,故即便基板尺寸大, 基板辅助支撑机构仍在中心载台与研磨单元之间支撑基板,而可防止基板 发生挠曲。
因载台单元的前述基板辅助支撑机构具有用来支撑前述基板下面的辅 助支撑台,该辅助支撑台藉由低摩擦构件来支撑前述基板的下面,故可以 将基板下面以不造成损害的方式支撑。
因将前述载台单元的前述基板辅助支撑机构的前述基板的下面藉由自 由轴承来支撑,故在基板保持用的中心载台旋转的情况下,将基板以不引 起位置偏移的方式支撑,基板下面不会受损。
因于前述基板辅助支撑机构的用来抵接于前述基板下面的部分设置用 来将基板的下面吸引保持的真空吸引机构,故可以将基板保持稳固。结果, 即便基板尺寸变大,在端面部的研磨加工时,相对基板的扭矩变大,仍不 会发生基板旋转或位置偏移。
因前述基板辅助支撑机构具备用来使前述辅助支撑台滑动而接近及离 开前述中心载台的滑动机构,故可以配合基板的大小变更基板辅助支撑机 构的位置,因此能将基板以安定的状态支撑。又,因对应于多种的基板大 小,故不需要用来更换载台等的更换准备作业。
因前述载台单元进一步具备用来使前述中心载台旋转的载台旋转机 构,故即便装载保持于载台单元的基板相对基准位置在水平方向上旋转, 仍可以藉由使载台单元旋转,来补偿基板的姿势,使得基板的研磨加工生 产线与磨石的移动方向平行。
因前述第1研磨单元及前述第1研磨单元移动机构安装于具有沿着保 持于前述载台单元的前述基板的端面所配置成的水平梁的第1研磨单元保 持体,该研磨单元保持体可在前述水平梁的垂直方向上移动,故不必在研 磨单元使载台单元旋转,就可以研磨装载于载台单元的基板的3个端面。 又,因使载台单元至少旋转1°、90°、或180°,故可以进行基板的4个 研磨。再者,当研磨单元到达正进行研磨的端面的端部时,因适当设定研 磨单元的移动方向,故可以进行基板的角隅部的去角,再者,也容易使基 板的角隅部的去角为C去角或R去角。
前述研磨装置进一步具备第2研磨单元及第2研磨单元移动机构;该 第2研磨单元具备用来研磨保持于前述载台单元的前述基板的被前述第1 研磨单元研磨的端面的位于相反侧的端面的磨石、及用来支撑被该磨石研 磨的基板的端面附近的该基板侧缘部的下面的基板侧缘部支撑机构;该第2 研磨单元移动机构用来使前述第2研磨单元、前述基板侧缘部支撑机构在 前述磨石研磨着前述基板的端面的状态下沿着前述基板的前述端面移动; 前述第2研磨单元及前述第2研磨单元移动机构安装于具有与前述第1研 磨单元保持体的前述水平梁平行的第2水平梁的第2研磨单元保持体;该 第2研磨单元保持体可在前述第2水平梁的垂直方向上平行移动;因此, 可以使用第1及第2研磨单元来对基板进行研磨加工。又,当第1及第2 研磨单元到达研磨加工正在进行的基板的端面的端部时,适当设定各研磨 单元的移动方向,故也可以同时进行基板角隅部的去角,又,也可以容易 使基板角隅部的去角为C去角或R去角。
前述载台旋转机构使前述中心载台旋转成使得装载于前述中心载台的 基板相对前述基准状态仅旋转30°~60°的范围的既定角度;前述第1研 磨单元及第2研磨单元分别同时研磨保持于旋转后的中心载台上的基板的 相对向的各端面,因此,可以在各研磨单元不影响之下进行以良好效率进 行研磨作业。
本发明的研磨装置,其特征在于具备:载台单元,用来装载基板,将 该基板以基准状态保持固定;4台研磨单元,分别具备用来分别研磨保持于 该载台单元的前述基板的各端面的磨石、及用来分别支撑被前述各磨石研 磨的前述基板的前述各端面附近、前述基板侧缘部的下面的基板侧缘部支 撑机构;4台单元移动机构,用来使前述各研磨单元分别在前述磨石的各磨 石分别研磨着前述基板的前述各端面的状态下与前述各基板侧缘部支撑机 构一起沿着前述基板的前述各端面移动;以及4台研磨单元进给机构,用 来使前述各研磨单元分别在接近及离开前述基板的前述各端面的方向上移 动;因此,可以藉由4台研磨单元,将4个基板端面,同时且不受基板厚 度方向的位移的影响下以良好精度安定地进行研磨加工。
于前述各研磨单元分别设有用来分别拍摄设于前述基板的对准标记的 影像,并且拍摄前述各磨石所产生的研磨部位的摄影装置;该研磨装置进 一步具备:影像处理装置,用来对自前述各摄影装置所得到的前述对准标 记及前述研磨部位的影像、资料进行运算;以及控制部,根据在前述影像 处理装置运算后的前述对准标记的位置资料,来运算装载于前述中心单元 的前述基板的自基准状态算起的水平方向的斜度,并且运算前述各端面的 研磨量,分别控制前述各研磨单元进给机构;藉此,由运算求取装载于载 台单元的基板的斜度,故能使磨石沿着基板端面移动,而能以高精度做去 角加工。
前述各研磨单元在前述各摄影装置与前述各磨石之间分别具有用来对 前述各摄影装置喷空气的鼓风装置,故能以高精度拍摄研磨部位的影像。
依据本发明的研磨方法,其包含:保持步骤,于前述载台单元装载前 述基板,藉由前述载台单元来将前述基板以前述基准状态保持固定;支撑 步骤,将保持于前述载台单元的前述基板的侧缘部、前述第1研磨单元藉 由前述基板侧缘部支撑机构来支撑;以及移动步骤,在前述第1研磨单元 的前述磨石在被前述基板侧缘部支撑机构支撑的侧缘部的端面进行研磨的 状态下,藉由前述第1研磨单元移动机构来使前述第1研磨单元沿着正在 研磨的端面移动;如此,因在研磨加工时,研磨部位不会浮起,可以将研 磨部位边以高精度依序定位于既定位置边研磨加工,故可以在不受基板厚 度方向的位移的影响下精度良好地进行安定的加工。
因前述中心载台具有用来吸引前述基板中央部的吸引机构;在前述保 持步骤中,由前述中心载台的前述吸引机构来吸引前述基板的中央部,故 即便在研磨加工时,于基板产生扭矩,仍可以防止基板的旋转及位置偏移 发生。
前述研磨装置的前述载台单元具有配置于该中心载台周围的多数个基 板辅助支撑机构,以分别支撑保持于前述中心载台的前述基板的下面的侧 部;在前述保持步骤中,在前述中心载台保持固定的前述基板的下面的侧 部被至少1个前述基板辅助支撑机构所支撑。因此,即便基板尺寸变大, 基板辅助支撑构件仍在中心载台与研磨单元之间支撑基板,而可以防止基 板发生挠曲。
前述研磨装置的前述基板辅助支撑机构具有用来使前述辅助支撑台滑 动而接近及离开前述中心载台的滑动机构;在前述保持步骤中,前述基板 辅助支撑构件滑动,去支撑在前述中心载台保持固定的前述基板的侧部。 因此,可以在安定的状态支撑基板。又,不需要例如为了适用多种基板大 小而更换载台这样的更换准备作业。
前述研磨装置的前述载台单元进一步具备用来使前述中心载台旋转的 载台旋转机构;在前述保持步骤中,前述基板的前述端面藉由前述旋转机 构而沿着前述第1研磨单元移动机构所产生的前述第1研磨单元的移动方 向旋转。因此,即便保持于中心载台的基板自基准状态往水平方向倾斜, 仍可借着使中心载台旋转,来补偿基板的姿势,使得基板的加工生产线与 磨石的移动方向平行。
前述研磨装置的前述第1研磨单元及前述第1研磨单元移动机构安装 于具有沿着保持于前述载台单元的前述基板的端面配置而成的水平梁的第 1研磨单元保持体;该第1研磨单元保持体可在前述水平梁的垂直方向上平 行移动;在前述移动步骤中,前述第1研磨单元,藉由前述第1研磨单元 移动机构而沿着前述基板的前述端面移动时,藉由第1研磨单元保持体而 移动。因此,可以使磨石沿着基板端面移动。
本发明中,其特征在于:包含:保持步骤,于前述载台单元装载基板, 藉由前述载台单元来将该基板以基准状态保持固定;支撑步骤,将前述第1 研磨单元、保持于前述载台单元的前述基板的例缘部藉由前述基板侧缘部 支撑机构来支撑;以及移动步骤,在前述第1研磨单元的前述磨石在被前 述基板侧缘部支撑机构支撑的侧缘部的端面研磨着的状态下藉由前述第1 研磨单元移动机构来使前述第1研磨单元沿着正在研磨的端面移动;该研 磨方法进一步包含:在前述保持步骤之后且在前述移动步骤之前,藉由前 述摄影装置来拍摄保持于前述载台单元的前述基板所设的对准标记的步 骤;接着,将前述对准标记的影像资料藉由前述影像处理装置来处理,而 生成前述对准标记的位置资料的步骤;以及接着,根据在前述影像处理装 置处理后的前述对准标记的位置资料,来运算前述基板的相对前述基准状 态的水平方向的斜度的步骤;在前述移动步骤中,根据前述运算后的斜度 来控制前述第1研磨单元保持体的移动,使得前述第1研磨单元沿着前述 基板的前述端面移动。藉此,由运算求取装载于中心载台或载台单元的基 板的相对基准状态的水平方向的斜度,故可以使磨石沿着基板端面移动。
又,本发明中,其包含:于前述载台单元装载前述基板,藉由前述载 台单元来将前述基板以前述基准状态保持固定的保持步骤;接着,藉由前 述载台旋转机构来使前述载台单元旋转前述基板的相对前述基准位置的既 定角度的步骤;将保持于前述载台单元的前述基板的相对的侧缘部藉由前 述第1研磨单元及前述第2研磨单元的各单元的前述基板侧缘部支撑机构 来支撑的支撑步骤;以及在前述第1研磨单元及前述第2研磨单元的各单 元的前述磨石研磨着被前述各基板侧缘部支撑机构支撑的侧缘部的端面的 状态下,藉由前述第1研磨单元移动机构及第1研磨单元保持体且藉由前 述第2研磨单元移动机构及第2研磨单元保持体,来使前述第1研磨单元 及前述第2研磨单元沿着正在研磨的前述各端面分别移动的移动步骤。因 此,可以可确实避开前述各研磨单元的影响,并可以缩短至研磨加工结束 为止的待机时间。再者,当研磨单元到达在进行研磨加工的端面的端部时, 适当设定研磨单元的移动方向,故也能同时进行基板的角隅部的去角,并 可以容易使基板的角隅部的去角为C去角或R去角。
因前述既定角度为相对前述基准状态的水平方向上的30°~60°的范 围的角度,故在事先将载台的既定角度设定于30°、45°、60°这样容易 执行运算的角度的情况下,可以高速运算研磨单元的磨石的移动方向,所 以,可以缩短至研磨加工结束为止的待机时间。
又,本发明中,其包含:保持步骤,于前述载台单元装载前述基板, 藉由前述载台单元来将前述基板以前述基准状态保持固定;支撑步骤,将 保持于前述载台单元的前述基板的侧缘部藉由前述4台研磨单元的前述基 板侧缘部支撑机构来分别支撑;以及移动步骤,在前述各研磨单元的前述 磨石研磨着被前述各基板侧缘部支撑机构支撑的侧缘部的各端面的状态 下,使前述各研磨单元藉由前述各研磨单元移动机构而沿着正在研磨的前 述端面移动。因此,藉由4台研磨单元将4个基板端面部以同时、且前述 基板端面部的研磨部位以高精度依序定位于既定位置的方式研磨加工,故 可以在不受基板的厚度方向的位移的影响下,以良好精度进行安定的加工。
在前述移动步骤中,根据自前述各摄影装置获得的前述研磨部位的影 像资料,来分别运算前述各端面的研磨量,分别控制前述各研磨单元机构。 因此,可以经常进行一定的量的去角加工。

附图说明

图1显示本发明实施形态的研磨装置的概略构成的立体图。
图2显示该研磨装置所用的研磨单元的要部构成的侧视图。
图3显示该研磨单元的要部构成的前视图。
图4是该研磨单元所用的磨石的剖视图。
图5(A)及(B)分别显示该研磨单元所用的自由轴承的构造的局部剖视 图。
图6显示实施形态1的研磨装置所用的载台单元的构造的俯视图。
图7显示该载台单元的滑动台的构造的侧视图。
图8说明本发明的研磨单元的待机状态的侧视图。
图9说明本发明的第1研磨单元的加工状态的侧视图。
图10说明本发明的第1研磨单元的初期状态的另一例的侧视图。
图11说明本发明的第1研磨单元的待机状态的另一例的侧视图。
图12说明本发明的第1研磨单元的加工状态的另一例的侧视图。
图13显示本发明的研磨装置所用的基板端面部的第2研磨单元的要部 构成的侧视图。
图14显示本发明的第2研磨单元的要部构成的前视图。
图15说明本发明的第2研磨单元的待机状态的侧视图。
图16说明本发明的第2研磨单元的加工状态的侧视图。
图17(1)~(9)说明实施形态1的基板端面部的研磨装置的第1研磨动 作的图。
图18(1)~(7)说明实施形态1的基板端面部的研磨装置的第2研磨动 作的图。
图19(1)~(7)说明实施形态1的基板端面部的研磨装置的第3研磨动 作的图。
图20显示本发明的实施形态2的基板端面部的研磨装置的外观的立体 图。
图21(1)~(6)说明实施形态2的基板端面部的研磨装置的研磨动作的 图。
图22显示本发明的实施形态3的基板的端面部的研磨装置构造的示意 俯视图。
图23显示液晶显示器的端部构造的俯视图。
图24显示液晶显示器的端部构造的侧视图。
图25(A)~(D)用来说明液晶显示器的加工的液晶显示器的立体图。
图26说明习知基板端面部的研磨装置的要部构成的侧视图。
图27该研磨装置的动作说明图。
【主要元件符号说明】
30,80A,80B,90:研磨装置                32:载台
31,40a,40aA,40aa,40b,91:研磨单元    33:基板
33a:端面                                 34,46:主轴马达
35,45:磨石集合体                        36,41:研磨头
37,49,49A,49B:摄影装置                38,44:研磨头移动机构
42,42A,42B:基板侧缘部支撑机构          42b,42b,52a:开口部
42a:支撑板部                             43,84:LM导件
43a:LM滑块                               43b:LM滑轨
45I:磨石                                 45ia:锥形部
45ib:平坦部                              47:伺服马达
48:滚珠螺杆单元                          48a:螺杆轴
48b:螺帽部                               50,50A,50B,65:自由轴承
50a:大滚珠                         50b:小滚珠
50c:轴承本体                       50d:盖子
50e:凸缘部                         50f:螺栓
51:垂直底板                        52:水平底板
53:压缸                            54:活塞杆
57:升降板                          60:载台单元
61:中心载台                        61a,61b:吸引沟槽
62a:第1辅助支撑台                  63a:第2辅助支撑台
63b:第2升降用汽                    63c:轴承
63d:第2导杆                        63g:滑动用马达
63h:第2滑动座                      63I:导轨
63j:导轨                           631:齿条
63m:第2小齿轮                      64:固定台
81A,81B:研磨单元保持体移动机构    82:底座
83A,83B:研磨单元保持体            85A,85B:研磨单元移动机构
92:移动引导                        96:鼓风装置

具体实施方式

实施形态1
图1显示本发明实施形态1的研磨装置的概略构成的示意立体图。于 此研磨装置80A设有底座82、设于底座82上用以保持端面待研磨处理的基 板的载台单元60、用来将被此载台单元60保持的基板的端面研磨处理的研 磨单元40a、用来保持研磨单元40a的研磨单元保持体83A、用来引导研磨 单元保持体83A的一对LM导件84、用来使研磨单元保持体83A沿各LM导 件84移动的研磨单元保持体移动机构81A、用来使保持于研磨单元保持体 83A的研磨单元40a移动的研磨单元移动机构85A、安装于研磨单元40a的 摄影装置49A、控制部88、及影像处理装置89。
底座82,上面呈水平的长方形状。又,以下的说明中,设底座82上面 的短边方向为X轴方向、长边方向为Y轴方向、垂直方向为Z轴方向。于 底座82的上面中央部,设有用来装载加工对象的基板(未图示)藉此将该基 板保持于水平状态的载台单元60。此载台单元60能使所保持的基板以水平 状态旋转至任意的角度。于作为载台单元60的X轴方向两侧的底座82沿 着Y轴方向的各侧部上,分别设有沿着Y轴方向延伸的LM导件84。
于一对LM导件84的各导件,有门型形状的研磨单元保持体83A的两 侧的各脚部,设置成各自能沿着各LM导件84移动。研磨单元保持体83A 各脚部的上端部彼此藉由水平梁而结合成的门型;沿着LM导件84移动, 水平梁藉此通过载台单元60上。
于底座82,设有用来使研磨单元保持体83A的各脚部沿着一对LM导 件84的各导件在Y轴方向上往复移动的研磨单元保持体移动机构81A。于 研磨单元保持体83A的水平梁,有用来研磨保持于载台单元60上的基板的 端面的研磨单元40a保持成能在X轴方向上移动。研磨单元40a藉由研磨 单元移动机构85A而沿着研磨单元保持体83A的水平梁在X轴方向上往复 移动。
于研磨单元40a,设有用来拍摄保持于载台单元60上的基板所附的一 对对准标记的摄影装置49A。摄影装置49A由CCD摄影机等构成,可以拍摄 设于基板的对准标记,且拍摄基板的研磨部位。由摄影装置49A获得的影 像资料由影像处理装置89来做影像处理。由影像处理装置89做影像处理 后的资料输出到控制部88。控制部88进行研磨装置80全体的动作的控制, 根据来自影像处理装置89的影像处理资料来运算装载于载台单元60的基 板的水平面内相对X轴及Y轴方向的斜度,并存放于记忆体。
藉由研磨单元移动机构85A而能在X轴方向上移动的研磨单元40a,因 研磨单元保持体83A藉由研磨单元保持体移动机构81A而在Y轴方向上移 动,故在Y轴方向上移动。研磨单元保持体移动机构81A具有滚珠螺杆及 伺服马达(均未图示);门型的研磨单元保持体83A的各脚部可以藉由因伺 服马达而正转及反转的滚珠螺杆来沿着设于底座82的各LM导件84在Y轴 方向上往复移动。又,研磨单元保持体移动机构81A不限于使用有滚珠螺 杆及伺服马达的构成,也可以为使用有线性马达等的构成。
用来使研磨单元40a(能沿研磨单元保持体83A的水平梁的侧面移动) 沿着X轴方向移动的研磨单元移动机构85A,由滚珠螺杆、伺服马达、LM 导件等构成;研磨单元40a可以藉由因伺服马达而正转及反转的滚珠螺杆 来沿着X轴方向往复移动。又,研磨单元移动机构85A不限于使用有滚珠 螺杆、伺服马达等的构成,也可以为使用有线性马达等的构成。
其次,根据图2及图3,来说明支撑于研磨装置80A的研磨单元保持体 83A的研磨单元40a。图2是研磨单元40a的X轴方向(图1的箭号A方向) 的侧视图,图3是Y轴方向(图1的箭号B方向)的前视图。又,在图2及 图3分别图示与图1的X-Y-Z轴间的关系。图2及图3中,研磨单元40a 具备可上下移动的研磨头41、可上下移动且固定于既定高度位置的基板侧 缘部支撑机构42、移动导件(LM导件)43、及用来使研磨头41在Z轴(垂直) 方向移动的研磨头移动机构44。又,在图2及图3,尚未图示设于研磨单 元40a的摄影装置49A(参照图1)。
研磨头41安装于垂直底板51;该垂直底板51以垂直状态被支撑于研 磨单元保持体83A的水平梁,且可沿着X轴方向滑动。研磨头41具有被支 撑于垂直底板51且可在上下方向(Z轴方向)上移动的主轴马达46。主轴马 达46配置成旋转轴沿着Z轴(垂直)方向,且旋转轴往下方延伸;于其下部 安装有可以因主轴马达46而正转及反转的圆柱状磨石集合体45。藉由主轴 马达46来进行的磨石集合体45的正转或反转是依照加工条件而选择。
研磨头41,藉由设于垂直底板51的一对LM导件43而保持成在Z轴方 向(上下方向)上滑动自如,并且藉由研磨头移动机构44而在Z轴方向上移 动且以高精度定位。一对LM导件43的各导件如图3所示具有沿着Z轴方 向配置而成的LM滑轨43b。一对LM滑轨43b在X轴方向上隔着适当间隔互 相平行;于各LM滑轨43b,分别设有安装成各自能在Z轴方向上滑动的上 下一对LM滑块43a。上下一对LM滑块43a,分别被安装于主轴马达46左 右的各侧部的上下。一对LM滑轨43b,以主轴马达46的旋转轴的X轴方向 位置与X轴方向位置一致的垂直轴为中央,分别配置于左右的各侧方;主 轴马达46以高刚性保持于各LM滑轨43b,而沿着各LM滑轨43b安定地上 下行进。
用来使具有主轴马达46及磨石集合体45的研磨头41上下移动的研磨 头移动机构44,具有伺服马达47及1支滚珠螺杆单元48。滚珠螺杆单元 48,如图3所示,具有沿着Z轴方向配置于一对LM滑轨43b左右方向的中 央的螺杆轴48a、及如图2所示螺合于螺杆轴48a的螺帽部48b。螺帽部48b, 以不旋转的状态安装于研磨头41的主轴马达46而成为一体。螺杆轴48a 的上端部连结于伺服马达47;使伺服马达47正转及反转,螺杆轴48a藉此 而正转及反转,螺帽部48b即沿着螺杆轴48a在上方及下方滑动。因此, 主轴马达46沿着螺杆轴48a往上方及下方移动,研磨头41全体沿着Z轴 方向移动。又,停止伺服马达47的旋转,来将研磨头41定位于Z轴方向 的既定位置。
磨石集合体45,与图26所示的磨石集合体35具有同样的构成。磨石 集合体45中有分别呈近似圆盘状的n个磨石45i=1,2,...,n以同轴状态在 上下方向堆达成许多层。将1个磨石45i的截面显示于图4。磨石45i,其 在外周面上下方向的中央部具有V字状沟槽部45ic,该沟槽部45ic的上下 的各侧面分别形成为锥形部45ia。上下的各锥形部45ia所夹的沟槽部45ic 的中央部底面,为平坦的平坦部45ib。磨石45i藉由V字状沟槽部45ic的 各锥形部45ia而能对基板端面的上下边缘部同时研磨,进行去角加工,又, 藉由沟槽部45ic的平坦部45ib亦能对基板端面同时进行研磨。
此种磨石45j的沟槽部45ic的形状,藉由整形或修整来形成。磨石45i 的沟槽部45ic的形状,并不限于上述形状,也可以为各锥形部45ia呈曲 面的U字状沟槽部45ic,又,也可以是能进行一次贴合基板去角加工的复 杂形状。又,磨石45i相对向的锥形部45ia相对于磨石45i旋转轴的倾斜 角度可互异,亦可以藉由研磨来除去基板的电极端子的短路电极。又,磨 石集合体45的旋转轴也可倾斜。
又,虽未图示,但在磨石集合体45与摄影装置49A之间设有鼓风装置, 其用来以空气将基板研磨时产生的研磨粉排往既定方向。藉由此鼓风装置, 可以防止加工液淋在摄影装置49A。
如图2及图3所示,于安装有研磨头41的垂直底板51的下端部安装 有水平底板52。水平底板52以在滑动到上方的磨石集合体45的下方成为 水平状态的方式支撑于垂直底板51的下端面。水平底板52设有具有比磨 石集合体45的各磨石45i的外径更大内径的开口部42b,以使下降的磨石 集合体45通过。开口部42b在上下方向贯穿。
于水平底板52的下方,设有当端面待去角加工的基板装载于载台单元 60上时,就将该基板的侧缘部支撑成可滑动的基板侧缘部支撑机构42。基 板侧缘部支撑机构42为了抑制当装载于载台单元60上的基板的端面位于 磨石集合体45的可加工范围时,基板包含端面的端面附近的侧缘部往下侧 挠曲的现象,故可以将该基板的侧缘部保持水平,调整基板的侧缘部的斜 度及高度。因此,利用磨石集合体45的磨石45i来进行的基板端面的研磨 调整于最佳状态。
基板侧缘部支撑机构42,具有以水平状态配置于水平底板52下方的支 撑板部42a。支撑板部42a藉由配置于水平底板52的垂直底板51附近的汽 缸53而能以水平状态在Z轴方向(垂直方向)平行移动。汽缸53以活塞杆 54能往下方延伸的方式配置于水平底板52上;活塞杆54贯穿设于水平底 板52的开口部而安装于支撑板部42a。支撑板部42a藉由汽缸53在Z轴方 向上移动,而定位于上方的加工位置及下方的待机位置。如以上所述,汽 缸53用来使基板侧缘部支撑机构42的支撑板部42a在Z轴方向上移动的 基板侧缘部支撑机构移动机构。
又,汽缸53的活塞杆54,如图2所示,配置于距离磨石集合体45的 旋转轴的轴心L1的垂直底板51附近。
于支撑板部42a的中央部,以和设于水平底板52的开口部52a相对向 的方式设有开口部42b。支撑板部42a的开口部42b,形成与设于水平底板 52的开口部52a相同大小。
于支撑板部42a的开口部52a的周围的上面,设有用来将基板的侧缘 部支撑成能滑动的多数个自由轴承50。图2及图3所示之例中,以围着支 撑板部42a开口部42a的方式将例如12个自由轴承50安装成正方形(将一 边由4个自由轴承50来形成)。
自由轴承50亦称为万向滚轮,可以将作为搬送对象的物体以球体来支 撑成能往任意方向(360°)滑动。图5显示设于图2及图3所示基板侧缘部 文持手段42的自由轴承的构造的局部剖视图。此自由轴承50于轴承本体 50c的上部设有半球状凹部,于此半球状凹部内收纳有多数个小滚珠50b, 并且收纳有底部被多数个小滚珠50b保持成能滚动自如的大滚珠50a。大滚 珠50a的上部,从轴承本体50c的凹部向上方突出的状态。轴承本体50c 被盖子50d覆盖,大滚珠50a的上部从设于盖子50d的开口部突出。大滚 珠50a被盖子50d保持成不会脱离轴承本体50c。于盖子50d的周缘部设有 凸缘部50e,凸缘部50e螺栓等固定于支撑板部42a。
又,自由轴承50不限于图5(A)所示的构成,也可以如图5(B)所示使 用自由轴承50B;该自由轴承50B于轴承本体50c安装有螺栓50f,以取代 凸缘部50e。在此情况下,螺栓50f直接安装于支撑板部42a。
无论其型式为何,作为大滚珠50a,均使用例如在以钢、不锈钢等金属、 或树脂等所构成的球形本体,涂有低摩擦系数的树脂而构成者。
基板侧缘部支撑机构42的多数个自由轴承50,以位于各轴承大滚珠 50a最上部的顶点,接触基板下面的状态来进行支撑。因此,位于各自由轴 承50大滚珠50a最上部的顶点调整至与载台单元60的基板装载面同高, 基板的侧缘部就被多数个自由轴承50以与载台单元60的装载面相同的高 度支撑。藉此,来防止基板的侧缘部往下方挠曲。
研磨头41,如后所述,虽沿着以固定状态装载于载台单元60上的基板 的端面移动,且基板侧缘部支撑机构42亦一边支撑基板的端面附近的侧缘 部、一边与研磨头41一体移动,但由于在支撑板部42a设有自由轴承50, 故基板的侧缘部被自由轴承50支撑成能滑动,因此,基板的侧缘部,被支 撑为其下面不致受损。
基板侧缘部支撑机构42中,直接抵接于基板下面来进行支撑的构件, 并不限于将自由轴承50设于支撑板部42a的构成,也可以为将氟树脂(注 册商标“铁氟龙”)等低摩擦系数材料所构成的支撑构件设置于支撑板部42a 的构成,或为用低摩擦系数材料来涂支撑板部42a的上面的构成。由于使 用氟树脂等低摩擦系数的材料,故可以在不损害基板下面的情形下将基板 支撑成顺畅滑动。
自由轴承50,由于球体的大滚珠50a抵接于基板侧缘部的下面,故大 滚珠50a的表面不易附着研磨粉,可以防止研磨粉使基板受损。自由轴承 50因大滚珠50a与基板的下面做点接触,且大滚珠50a本身可旋转,故摩 擦阻力小,而且也不会在基板的移动方向加上限制,所以,可以在不损害 基板的侧缘部之下,以能顺畅地滑动的方式来进行支撑。其结果,研磨单 元41以研磨部位附近的基板的侧缘部被基板侧缘部支撑机构42支撑的状 态进行研磨,故能以不发生基板的波状起伏、挠曲等的方式一边正确地进 行基板的高度方向的定位、一边以良好精度进行基板端面的研磨。
其次,说明用来固定加工对象的基板的载台单元60。图6显示本实施 形态的研磨装置所用的载台单元60的构成的俯视图。载台单元60具有以 真空吸附来保持基板中央部的正方形中心载台61、及配置于此中心载台61 周围的4个基板辅助支撑机构67。
中心载台61,当装载基板的中央部时,即将所装载的基板中央部予以 吸附来加以固定保持。若使中心载台61的中心位置S的座标为(X0,Y0,Z0), 则正方形中心载台61配置于沿着X轴方向及Y轴方向的水平状态,在X轴、 Y轴、Z轴的任一方向上均不移动,能以Z轴为中心旋转。
中心载台61,连结于底座82的上面的固定板64(参照图7)的下方所设 的旋转机构的旋转载台(未图示);以旋转机构来使中心载台61旋转。旋转 机构可以使中心载台以水平状态旋转微小角度。旋转机构由控制部88所控 制的伺服马达等来构成。
于中心载台61的上面,设有为了将基板的下面的中央部吸引保持而形 成与中心载台61的正方形状相似的正方形状的第1吸引沟槽61a、及以中 心载台61的中心位置(X0,Y0,Z0)为中心的十字状第2吸引沟槽61b。第2 吸引沟槽61b由各自沿着X轴方向及Y轴方向的一对直线所形成;各直线 的端部位于中心载台61的中心位置(X0,Y0,Z0)、与构成中心载台61外周 的各侧缘的大致中间位置。又,于构成第2吸引沟槽61b的各直线的端部、 与中心载台61的各侧缘的大致中间位置,分别形成有沿着各侧缘延伸的第 1吸引沟槽61a的直线沟槽部。
第1吸引沟槽61a及第2吸引沟槽61b的内部被未图示的真空泵所减 压;装载于中心载台61的基板就吸附于减压状态下的第1吸引沟槽61a及 第2吸引沟槽61b的内部,藉此而于中心载台61保持固定。
在于中心载台61装载基板,加工该基板的端面的情况下,当旋转的磨 石集合体45的磨石45i接触于基板的端面时,在基板产生扭矩;中心载台 61的第1吸引沟槽61a及第2吸引沟槽61b将基板的中央部真空吸引而保 持固定,故确实防止基板旋转或移动而偏离中心载台61的既定位置。
配置于中心载台61周围的4个基板辅助支撑机构67分别形成相同的 构造;每一个支撑机构分别具有沿着正方形中心载台61各侧缘配置而成的 条板状第1辅助支撑台62a、及沿着该第1辅助支撑台62a配置于第1辅助 支撑台62a外侧的条板状第2辅助支撑台63a。
图7是图6中相对中心载台61的中心位置位于-X轴方向的基板辅助 支撑机构67的-X轴方向所见的侧视图。如图7所示,于第2辅助支撑台 63a的下方配置有以与第2辅助支撑台63a相对向的方式配置成水平状态的 第2滑动座63h。第2滑动座63h,将第2辅助支撑台63a支撑成能在Z轴 方向(上下方向)滑动,且可沿X轴方向或Y轴方向滑动而接近及离开中心 载台61。
又,于第1辅助支撑台62a的下方,亦配置有以与第1辅助支撑台62a 相对向的方式配置成水平状态的第1滑动座62h(参照图6)。图6中,对相 对中心载台61分别位于-X轴方向及+Y轴方向的各基板辅助支撑机构67, 分别省略位于上侧的第1辅助支撑台62a及第2辅助支撑台63a,分别显示 位于下侧的第1滑动座62h及第2滑动座63h。
如图7所示,第2滑动座63h沿着配置于第2滑动座63h下方的固定 台64上所设的一对导轨63i滑动。一对导轨63i,分别沿着X轴方向或Y 轴方向配置,于条板状第2滑动座63h的下面安装有用来卡合于各导轨63i 的第2引导体63j。第2滑动座63h,借着一对第2引导体63j分别相对各 导轨63i滑动而在接近或离开中心载台61的方向上平行移动。
于第2滑动座63h上安装有由伺服马达构成的第2滑动用马达63g。第 2滑动用马达63g的旋转轴延伸至第2滑动座63h的下方,于该旋转轴的下 端部将第2小齿轮63m安装成能与旋转轴一体地正转及反转。又,于第2 滑动用马达63g的旋转轴设有用来检测转速(旋转角)的感测器,藉由此感 测器来控制第2滑动用马达63g的旋转。
于一边的导轨63i的附近以与该导轨63i平行的方式设有齿条631;于 此齿条631有上述的第2小齿轮63m啮合着。因第2滑动用马达63g而正 转及反转的第2小齿轮63m在齿条631上转动,沿着齿条631移动。因此, 安装有用来使第2小齿轮63m旋转的第2滑动用马达63g的第2滑动座63h, 即与第2小齿轮63m一起滑动。
在配置于第1辅助支撑台62a下方的第1滑动座62h的下面,亦设有 用来分别卡合于一对导轨63i的第1引导体(未图示),又,如图6所示, 于第1滑动座62h设有第1滑动用马达62g,并且于第1滑动用马达62g的 旋转轴的下端部安装有啮合于齿条631的第1小齿轮62m。因此,第1滑动 座62h也藉由第1滑动用马达62g的正转及反转,而沿着一对导轨63i平 行移动而接近及离开中心载台61。
如图7所示,于此第2滑动座63h的上面中央部设有用来使第2辅助 支撑台63a升降的第2升降用汽缸63b。第2升降用汽缸63b中,活塞杆以 垂直状态配置,以在上下方向上滑动;其上端部安装于配置于水平状态的 第2辅助支撑台63a的下面中央部。
于第2辅助支撑台63a下面的两侧,分别安装有各以垂直状态配置的 第2导杆63d的上端部。各第2导杆63d被分别设于第2滑动座63h上面 的轴承63c支撑成能上下滑动。
藉由此种构成,第2辅助支撑台63a藉由第2升降用汽缸63b而以相 对第2滑动座63h维持水平状态的方式升降,上升至与中心载台61上面同 高的作业位置(Z轴座标=Z0),在该作业位置定位。又,下降至比该作业位 置低高度L3的待机位置,在该待机位置定位。
如图6所示,于第1滑动座62h的上面中央部,亦设有用来使第1辅 助支撑台62a升降的第1升降用汽缸62b。第1升降用汽缸62b中,活塞杆 以垂直状态配置,以在上下方向滑动,其上端部安装于配置于水平状态的 第1辅助支撑台62a的下面中央部。
于第1辅助支撑台63a下面的两侧,分别安装有各自以垂直状态配置 的第1导杆62d的上端部。各第1导杆62d被分别设于第1滑动座62h上 面的轴承63c支撑成能上下滑动。
藉由此种构成,第1辅助支撑台62a亦藉由第1升降用汽缸62b而以 相对第1滑动座63h维持水平状态的方式上升至与中心载台61上面同高的 作业位置(Z轴座标=Z0),在此作业位置定位。又,下降至比该作业位置低 高度L3的待机位置,在此待机位置定位。
如图6及图7所示,于第2辅助支撑台63a的上面设有多数个自由轴 承65。各自由轴承65形成与设于研磨单元40a基板侧线部支撑机构42的 自由轴承50同样的构成,例如以锯齿状配置于条板状第2辅助支撑台63a 的上面。
于第1辅助支撑台63a的上面,如图6所示,亦设有多数个自由轴承 65。各自由轴承65形成与设于研磨单元40a基板侧缘部支撑机构42的自 由轴承50同样的构成,例如以锯齿状配置于条板状第2辅助支撑台63a的 上面。
以此方式构成的载台单元60,将端面待研磨处理的基板中央部装载于 中心载台61上。此外,根据装载于中心载台61上的基板大小,使隔着中 心载台61配置的一对第1辅助支撑台62a或所有的第1辅助支撑台62a位 于与中心载台61上面同高的作业位置,或进一步使隔着中心载台61配置 的一对第2辅助支撑台63a或所有的第2辅助支撑台63a位于与中心载台 61上面同高的作业位置,以分别支撑装载于中心载台61上的基板的侧部。
当装载于中心载台61上的基板尺寸小,而不必藉由第1辅助支撑台62a 及第2辅助支撑台63a来支撑侧部时,则使第1辅助支撑台62a及第2辅 助支撑台63a位于比作业位置更下方的待机位置。中心载台61能以水平状 态旋转,配置于中心载台61周围的各基板辅助支撑机构67也能随着中心 载台61的旋转一起旋转。
在第1辅助支撑台62a及第2辅助支撑台63a设置自由轴承65,而使 自由轴承65点接触于基板的下面,故能以不伤害基板下面的方式来支撑。 又,也可以设置低摩擦材所构成的基板支撑构件,来代替自由轴承65。又, 也可以与中心载台61同样地设置吸引沟槽,将基板的侧部支撑成固定状态, 而不设置自由轴承65等。
又,研磨基板时所使用的加工水不会进入用来使第1辅助支撑台62a 及第2辅助支撑台63a移动的机构。
就上述般构成的研磨装置的动作加以说明。图8显示在小尺寸基板33 装载于中心载台61的状态下对基板33的端面33a进行去角加工的情况的 初期状态的说明图。在尺寸小的基板33的情况,仅使用载台单元60的中 心载台61来保持基板33。又,图8仅显示与研磨装置80的研磨作业相关 的说明所必要的最小限度的单元。
当于中心载台61上装载基板33时,设于中心载台61上面的第1吸引 沟槽61a及第2吸引沟槽61b的内部就成为减压状态,将基板33吸附于中 心载台61保持固定。
然后,研磨单元保持体83A藉由研磨单元保持体移动机构81A而在Y 轴方向上移动接近中心载台61,基板侧缘部支撑机构82在中心载台61侧 的侧部位于固定在中心载台61的基板33的下方。在此情况下,使基板33 的端面处于靠近研磨单元41的磨石集合体45的状态。
当成为此状态时,具有磨石集合体45及主轴马达46的研磨头41,即 藉由图2所示的研磨头移动机构44,而被定位于研磨基准位置P2与中心载 台61上面大致同高的位置;该研磨基准位置P2是磨石集合体45所使用的 磨石45i的下面中心位置。又,研磨单元40a的基板侧缘部支撑机构42, 藉由汽缸53的动作,而位于比研磨基准位置更低的既定高度L2的待机位 置。又,磨石集合体45,因通常自最下段的磨石45i起依序使用,故在研 磨作业开始时,使最下段的磨石45i的下面的中心位置为研磨基准位置P2。
在此情况下,使基板侧缘部支撑机构42下降,使得基板侧缘部支撑机 构42位于基板侧缘部支撑机构42的研磨待机位置P2的下方的基准位置P1。 基准位置P1具有与研磨待机位置P2的X座标及Y座标相同的X座标及Y 座标,并与设于基板侧缘部支撑机构42的各自由轴承的顶部同高。
亦即,若使研磨基准位置P2及待机位置P1的X座标及Y座标分别为 X1,Y1,则中心载台61的中心位置S的座标为(X0,Y0,Z0);研磨基准位置 P2的座标为(X1,Y1,Z0);基准位置P1为座标(X1,Y1,Z0-L2)的待机位置。 因此,汽缸53使基板侧缘部支撑机构42下降,使得基板侧缘部支撑机构 42的基准位置P1位于比研磨基准位置P2更低距离L2的位置。因此,研磨 基准位置P2比基板侧缘部支撑机构42的基准位置P1高出许多。
然后,如图9所示,研磨单元40a的基板侧缘部支撑机构42藉由汽缸 53的动作而上升距离L2,并且研磨头41藉由研磨头移动机构44的伺服马 达47而下降,使得研磨头41的基准位置P2的高度降低ΔZ。因此,中央 部被支撑于中心载台61的基板33被自由轴承50支撑成侧缘部与中心载台 61同高;基板33如图9所示自被中心载台61保持的中央部至待研磨加工 的侧缘部形成水平状态。又,基板33的端面33a与磨石集合体45最下段 的磨石45i的侧面以靠近的状态相对向
当处于此状态时,藉由摄影装置49A来以光学的方式拍摄写在基板33 的2个对准标记。由摄影装置49A拍摄而得的对准标记的影像资料经影像 处理装置89处理,以求取对准标记的中心点(也称为重心)的座标值。接着, 控制部88自2个对准标记的中心点的座标值运算基板33相对于在中心载 台61正常的基板33的保持位置在水平方向上的旋转角(X-Y平面上绕Z轴 的旋转角)θ,控制部88控制载台单元旋转机构,以消除运算出的旋转角 θ。因此,载台单元60全体旋转θ°,基板33在水平面上的旋转被补偿, 使得装载于载台单元60的基板33的端面33a与磨石集合体45沿着X轴方 向的移动方向一致。因此,在之后的去角加工,防止装载于载台单元60的 基板33的端面的去角量改变,故可以不拘基板33的大小进行精度非常高 的研磨加工。
又,除了藉由载台单元60的旋转来使基板33在水平方向上旋转,藉 此来补偿基板33的姿势这样做之外,也可以根据自2个对准标记的座标值 求出的基板33在水平方向的旋转角度来运算基板33的端面33a相对X轴 方向所成的角度,控制部88在研磨作业中控制研磨单元移动机构85A及研 磨单元保持体移动机构81A,以沿着在水平方向上旋转后的基板33的端面 33a的方式,使研磨单元40边往X轴方向移动边往Y轴方向移动。在此情 况下,同样地,即便保持于中心载台61的基板33不在正常的状态,也能 防止基板33端面33a的去角量改变,故可以进行精度高的去角加工。
然后,在考虑基板33的厚度、磨石45的外形尺寸、转速、进给量等 的下设定研磨头41的研磨条件,在研磨头41的磨石集合体45的旋转状态 下,研磨单元保持体83A藉由研磨单元保持体移动机构81A而在Y轴方向 上移动,使得最下段的磨石45i抵接于基板33的端面33a。因此,基板33 的端面进入设于磨石45i外周面的V字状沟槽部45ic内,基板33的端面 33a的上侧及下侧的各边缘成为分别抵接于沟槽部45ic上下各锥形部45ia 的状态。因此,基板33的端面33a的上下的各边缘同时进行去角加工。又, 借着各边缘进行去角加工,将位于上下各边缘间的端面33a藉由磨石45i 的沟槽部45ic的平坦面45ib来研磨加工。
其次,研磨单元40a藉由研磨单元移动机构85A而在X轴方向上移动。 因此,磨石45i沿着基板33的端面33a移动,藉由磨石45i的各锥形部45ia 将基板33的端面33a的上下的各边缘做去角加工,并且将端面33a研磨加 工。
在此情况下,由于研磨单元移动机构85A,故研磨单元40a沿着基板 33的端面33a移动,因此,基板侧缘部支撑机构42也沿着基板33的端面 33a移动,故用来支撑基板33的端面33a附近部分的基板侧缘部支撑机构 42的自由轴承50以接触于基板33下面的状态顺畅地移动,于是将磨石45i 所要抵接的基板33的端面33a附近部分安定地支撑。因此,藉由磨石45i 来将基板33的端面33a的上下各边缘安定地去角加。
为了对基板33的1个端面33a进行去角加工,考虑例如基板33的厚 度、磨石集合体45的各磨石45i的外形尺寸、各磨石45i的转速及进给量 等,来设定最佳的研磨条件。
图10显示对大尺寸的基板33进行去角加工时的初期状态的说明图。 图10显示基板33装载于中心载台61前的状态。研磨单元保持体移动机构 81A在X轴方向移动成,从载台单元60的中心载台61的中心位置S至磨石 集合体45的距离比图8所示状态的距离更长。在中央部保持于中心载台61 的基板33的尺寸大,其侧缘部向下的挠曲量大的情况下,藉由基板辅助支 撑机构67的第1辅助支撑台62或藉由第1辅助支撑台62及第2辅助支撑 台63来支撑基板33的侧部。
因此,视进行研磨的基板33大小,藉由第1滑动用马达62g的旋转驱 动、或藉由第1滑动用马达62g及第2滑动用马达63g的旋转驱动,仅将 第1辅助支撑台62、或将第1辅助支撑台62及第2辅助支撑台63的双方, 移动至离开中心载台61既定距离的位置。又,使第1辅助支撑台62及第2 辅助支撑台63位于与研磨单元41的基板侧缘部支撑机构42同高的待机位 置。
又,因第1辅助支撑台62与第2辅助支撑台63的动作相同,故以下 的说明中,仅就第2辅助支撑台63加以说明。
当第2辅助支撑台63成为离开中心载台61既定距离的状态时,如图 11所示,基板33的中央部装载固定于中心载台61上。
其次,当成为此状态时,升降用汽缸63b运转,第2辅助支撑台63上 升,使设于第2辅助支撑台63的自由轴承65的顶部与中心载台61的装载 面同高。因此,基板33被中心载台61的上面及第2辅助支撑台63的自由 轴承65所支撑。
之后,如图12所示,研磨单元40a的基板侧缘部支撑机构42藉由汽 缸53而上升高度L2,并且研磨头41藉由研磨头移动机构44的伺服马达 47而下降,使研磨头41的基准位置P2的高度降低高度L2。
当成为此状态时,以下,藉由与前述动作同样的动作来对基板33的端 面33a进行研磨处理。
如此,位于中心载台61与研磨头41的基板侧缘部支撑机构42间的基 板33部分,被基板辅助支撑机构67的第1辅助支撑台62、或第1辅助支 撑台62及第2辅助支撑台63所支撑,故防止基板33在中心载台61与研 磨头41的基板侧缘部支撑机构42之间发生挠曲。其结果,即使是大面积 的基板33,也可以藉由基板侧缘部支撑机构42将基板33的侧缘部安定地 支撑,故能以高精度对大面积的基板33的端面33a进行去角加工。
又,若待研磨加工的基板33的尺寸不大,不须在中心载台61与研磨 头41的基板侧缘部支撑机构42之间支撑基板33,则使第1辅助支撑台62 及第2辅助支撑台63下降至待避位置。因此,可以进行各种大小的基板33 的端面33a的去角加工,不必进行载台更换等准备更换的作业。
又,载台单元60,包含中心载台61及基板辅助支撑机构67的全体在 装载有基板33的状态下,藉由载台旋转机构而旋转。因此,在基板被载台 单元60的中心载台61及基板辅助支撑机构67保持时,则即使中心载台61 及基板辅助支撑机构67旋转,基板33也不会发生相对载台单元60的位置 偏移。因于基板辅助支撑机构67的第1辅助支撑台62及第2辅助支撑台 63设有用来以点接触于基板33下面的自由轴承65,故即使在载台单元60 的旋转时基板33滑动,基板33的下面也不会受损。
又,也可以藉由载台旋转机构来仅使中心载台61旋转,此时,由于基 板33固定于中心载台61上,故不会发生位置偏移。再者,由于在基板辅 助支撑机构67的第1辅助支撑台62及第2辅助支撑台63设有用来以点接 触于基板下面的自由轴承65,故即使在仅有中心载台61旋转的情况下,也 不会使基板33的下面受损。在仅有中心载台61旋转的情况下,载台旋转 机构只要使中心载台旋转即可,所以可以大幅简化研磨装置的构造。
又,亦可取代在所有第1辅助支撑台62及第2辅助支撑台63安装自 由轴承65,而仅在第2辅助支撑台63安装自由轴承65,于第1辅助支撑 台62,与中心载台61同样地设置吸引沟槽。
再者,也可以于第1辅助支撑台62及第2辅助支撑台63的基板33装 载面,与中心载台61同样地设置吸引沟槽。此时,除了中心载台61将基 板33的中央部藉由真空泵或吸引马达等吸引机构来真空吸引而保持之外, 稍微离开基板33中心的基板33外周侧部分亦藉由真空泵或吸引马达等吸 引机构来真空吸引而保持,藉此将基板33保持非常稳固。此时,当载台单 元60全体旋转时,尺寸大的基板33虽会产生大的扭矩,但也藉由第1辅 助支撑台62及第2辅助支撑台63来将基板33保持固定,因此,基板33 不会旋转或移动,故能确实防止基板33的位置偏移。
又,在研磨单元40a,亦可设置用来将被基板侧缘部支撑机构42支撑 的基板33的侧缘部,从上侧加以固定的基板侧缘部保持机构。图13设有 基板侧缘部保持机构的研磨单元40a的侧视图,图14该研磨单元40a的前 视图。
如图13及图14所示,于研磨单元40a的水平底板52的下面,设有多 数个自由轴承50H来作为基板侧缘部保持机构。各自由轴承50H形成为与 设于基板侧缘部支撑机构42的支撑板部42a的自由轴承50相同,以大滚 珠50b位于下侧的方式、与设于基板侧缘部支撑机构42的各自由轴承50 同样地配置于水平底板52的下面,且配置于设于水平底板52中央部的开 口部52a的周围。
水平底板52,与图2及图3所示的研磨单元40a不同,安装于沿着垂 直底板51以垂直状态配置而成的升降板57的下端部。
升降板57藉由未图示的平板升降机构而能上下(Z轴方向)移动。平板 升降机构藉由沿着Z轴设置于研磨单元保持体83A的LM导件、滚珠螺杆、 及伺服马达而在升降板57升降。又,平板升降机构不限于此种构成,也可 以使用线性马达、汽缸等来构成。
水平底板52,藉由平板升降机构而定位于既定高度。又,基板侧缘部 支撑机构42的支撑板部42a,藉由设于水平底板52的汽缸53而定位于低 于水平底板52既定高度的低水平面。
自由轴承50H,在基板33的去角加工时,从上侧来保持基板33端面 33a的附近部分,以抑制基板33的端面33a往上方移动。又,自由轴承50H 在研磨单元40a沿着基板33的端面33a移动时,接触基板33的上面而滑 动,但由于与基板33上面间的摩擦力小,故能顺畅的在基板33的上面移 动。
由于其他构成与图2及图3所示的研磨单元40a的构成相同,因此对 相同的构成部分赋予相同符号,省略说明。
以上,说明以此方式构成的研磨单元40a的动作。首先,使水平底板 52藉由平板升降机构而移至上方的待机位置。又,使基板侧缘部支撑机构 42的支撑板部42a藉由设于水平底板52的汽缸53而移至下方的待机位置。 于此状态下,使研磨单元保持体移动机构81A在Y轴方向移动而接近装载 有基板33中央部的中心载台61,如图15所示,使基板33的侧缘部位于研 磨头41的基板侧缘部支撑机构42的支撑板部42a与水平底板52之间。
当成为此状态时,水平底板52下降,使设于水平底板52下面的各自 由轴承50H的下端顶部,位于距中心载台61的上面的高度(Z0)往上装载固 定于中心载台61上的基板33的厚度ΔZ’高的位置(Z0+ΔZ’)。然后, 支撑板部42a藉由设于水平底板52的汽缸53而上升,使设于支撑板部42a 的各自由轴承50的上端的顶部位于与中心载台61的上面(Z0)同高的位置 (Z0)。
据此,如图16所示,装载于中心载台61的基板33的侧缘部下面,被 设于支撑板部42a的自由轴承50所支撑,并且被设于水平底板52的自由 轴承50H所保持。然后,藉由与前述动作同样的动作来对基板33的端面33a 进行研磨处理。
又,在藉由磨石集合体45的磨石45i来进行基板33的端面33a的研 磨作业时,磨石45i上下方向的中央部即为研磨位置P3,该研磨位置P3, 相对中心载台61的中心的高度Z0,为基板33的厚度一半高的位置(Z0+Δ Z’/2)。此加工位置随着磨石45i的形状等而改变。
如此,对基板33的端面33a的附近的侧缘部的下面及上面在被自由轴 承50及50H保持的状态下进行研磨加工,因此能抑制基板33侧缘部的挠 曲、波状起伏等,而能将基板33的端面33a以高精度安定地研磨处理。各 自由轴承50及50H对于基板33来说滑动摩擦小,故不会使基板33的下面 及上面受损。又,也可以不使用设于水平底板52的自由轴承50H,而是使 用滑动摩擦小的材质的垫子,例如氟树脂(注册商标“铁氟龙”)。
又,若是大面积基板33时,如前所述,使用辅助基板支撑机构67。
其次,根据图17说明使用本发明的研磨装置80A来对1片基板33的4 个端面依序进行去角加工的第1方法。图17仅显示研磨单元40a、摄影装 置49A、研磨单元保持体83A、基板33,以说明基板33与研磨单元40a的 位置关系、或基板33与摄影装置49A的位置关系。
又,使基板33为下基板b与上基板c贴合而成的贴合基板。下基板b 稍大于上基板c,其外周部形成有电路保护用短路电极。研磨单元40a在加 工时沿着基板33的端面33a移动。
首先,将自母基板分割出的基板(贴合基板)33装载于载台单元60的中 心载台61。此时,将长方形基板33以长度方向为X轴方向、宽度方向为Y 轴方向的方式装载于中心载台61。又,如图17(1)所示,有关装载于中心 载台61的基板33,使接近研磨单元保持体83A的端面中位于X-Y座标轴 的-X轴方向的一边的角隅部为A、使相对角隅部A位于+X轴方向的角隅 部为B、使位于角隅部B的+Y轴方向的角隅部为C、使相对角隅部C位于 -X轴方向的角隅部为D。
将基板33以导销等来定位于载台单元60的中心载台61并保持固定于 中心载台61,摄影装置49A就拍摄设于基板33的一对对准标记。此时,首 先,摄影装置49A如图17(1)所示拍摄位于角隅部B附近的一边的对准标记 的位置,其次,如图17(2)所示拍摄位于角隅部A附近的另一边的对准标记 的位置。利用摄影装置49A进行的拍摄一结束,控制部88就根据2个对准 标记的位置资料来运算基板33相对正常状态的水平方向的倾斜角度,并记 忆于控制部88的记忆体。
由于从母基板分割出的基板33,其分割线与连接一对对准标记的直线 大多不完全平行,因此根据基板33(依据储存于控制部88的记忆体的一对 对准标记所得)的位置资料,来使研磨加工时的研磨单元40a在往X轴方向 移动时往Y轴方向移动,藉此能对基板33的端面33a以平行于连接一对对 准标记的直线的方式进行研磨加工。
其次,使位于基板33的角隅部点附近的研磨单元40a的磨石集合体45 旋转,并且将磨石集合体45的磨石45i定位成可对角隅部A进行研磨加工。 又,使研磨单元40a自基板33的角隅部A往角隅部B移动,藉此进行角隅 部A与B之间的端面的去角加工。此时,控制部88根据记忆于记忆体的资 料,随着研磨单元40a往X轴方向的移动,使研磨单元保持体83A往Y轴 方向移动,藉此进行线性内插。
然后,如图17(3)所示,当从基板33的角隅部A到角隅部B的端面研 磨作业结束时,研磨单元保持体83A全体就往-Y轴方向移动而远离中心载 台61,并且研磨单元40a沿着研磨单元保持体83A往-X轴方向移动。藉 此,研磨单元40a位于身为待机位置的H点。H点设定成即便矩形基板33 以中心载台61为中心旋转,研磨单元40a也不与基板33碰撞。
其次,如图17(4)所示,使载台单元60全体动作,以使基板33旋转 90°,使得基板33的角隅部D成为接近研磨单元40a的待机位置H的状态。 然后,藉由研磨单元保持体83A及研磨单元40a的移动来将研磨单元40a 定位,以研磨基板33的角隅部D,并如图17(5)所示,使研磨单元40a沿 着研磨单元保持体83A往+X轴方向移动,藉此对位于角隅部D与角隅部A 之间的端面自角隅部D朝向角隅部A进行研磨加工。
当从基板33的角隅部D到角隅部A的端面的研磨作业结束时,如图17(6) 所示,研磨单元保持体83A全体即往-Y轴方向移动而远离中心载台61, 且研磨单元40a沿着研磨单元保持体8 3A往-X轴方向移动。藉此,使研磨 单元40a位于待机位置的H点。
其次,使载台单元60全体动作,来使基板33旋转90°,以使基板33 的C点成为接近研磨单元40a的待机位置H的状态。然后,藉由研磨单元 保持体83A及研磨单元40a的移动来将研磨单元40a定位,以研磨基板33 的角隅部点,并如图17(7)所示,使研磨单元40a沿着研磨单元保持体83A 往+X轴方向移动,藉此对位于角隅部C与角隅部D之间的端面自角隅部C 朝角隅部D进行研磨加工。
当从基板33的角隅部C到角隅部D端面的研磨作业结束时,如图17(8) 所示,研磨单元保持体83A全体即往-Y轴方向移动,以远离中心载台61, 并且研磨单元40a沿着研磨单元保持体83A往-X轴方向移动。藉此,使 研磨单元40a位于待机位置的H点。
其次,使载台单元60全体动作,以使基板33旋转90°,使基板33的 B点成为接近研磨单元40a的待机位置H的状态。然后,藉由研磨单元保持 体83A及研磨单元40a的移动来将研磨单元40a定位,以研磨基板33的角 隅部B,并如图17(9)所示,使研磨单元40a沿着研磨单元保持体83A往+ X轴方向移动,藉此对位于角隅部B与角隅部C之间的端面自角隅部B朝角 隅部C进行研磨加工。如此,将基板33转3次,每次90°,藉此对保持于 载台单元60的基板33的4个端面分别进行去角加工。
图18使用本发明的研磨装置80A来对基板33的4个端面进行去角加 工的第2方法的说明图。与图17所示的情况同样地,首先,如图18(1)所 示,拍摄位于点B附近的一边的对准标记的位置,其次,如图18(2)所示, 拍摄位于角隅部A附近的另一边的对准标记的位置。利用摄影装置49A来 进行的拍摄一结束,控制部88就根据2个对准标记的位置资料来运算基板 33的水平方向的倾斜角度,并储存于控制部88的记忆体。
之后,从使用摄影装置49A进行的拍摄的结束点,亦即角隅部A开始 做去角加工,并如图18(3)所示,使研磨单元40a朝角隅部B移动。此时, 控制部88根据储存于记忆体的资料,随着研磨单元40a往X轴方向的移动, 来使研磨单元保持体83A往Y轴方向移动。
其次,不使用载台单元60来使基板33旋转,而是如图18(4)所示,研 磨单元保持体83A往Y轴方向移动,研磨单元40a藉此对位于角隅部B与 角隅部C间的端面,对角隅部B及角隅部C做去角加工。在此情况下,控 制部88也根据记忆于记忆体的资料,随着研磨单元保持体83A往Y轴方向 的移动,来使研磨单元40a往X轴方向移动。
其次,研磨单元保持体83A全体往-Y轴方向移动而远离中心载台61, 并且研磨单元40a沿着研磨单元保持体83A往-X轴方向移动,藉此,如 图18(5)所示,使研磨单元40a位于待机位置的H点。
其次,使载台单元60全体动作,使基板33旋转90°,以使基板33的 D点成为接近研磨单元40a的待机位置H的状态。然后,使研磨单元40a往 Y轴方向移动,并且使研磨单元40a沿着研磨单元保持体83A往X轴方向移 动,以研磨基板33的角隅部A,并使研磨单元保持体83A接近中心载台61。 又,如图18(6)所示,使研磨单元40a沿着研磨单元保持体83A往-X轴方 向移动,藉此对位于角隅部A与角隅部D之间的端面自A点朝D点做去角 加工。
然后,不必藉由载台单元60来使基板33旋转,而是如图18(7)所示, 使研磨单元保持体83A朝Y轴方向移动,以藉由研磨单元40a来对位于角 隅部B与角隅部C间的端面,从角隅部B朝角隅部C进行去角加工。此时, 控制部88也根据储存于记忆体的资料,随着研磨单元保持体83A往Y轴方 向的移动,使研磨单元40a往X轴方向移动。
在此情况下,利用载台单元60来使基板33旋转90°的动作只要进行 2次即可,所以去角加工的作业效率提升。
图19使用本发明的研磨装置80A来对基板33的4个端面进行去角加 工的第3方法的说明图。与图18所示的情况同样地,首先,如图19(1)所 示,拍摄位于角隅部B附近的一边的对准标记的位置,接着,如图19(2) 所示,拍摄位于角隅部A附近的另一边的对准标记的位置。当使用摄影装 置49A进行的拍摄结束时,控制部88即根据2个对准标记的位置资料,来 运算基板33的水平方向的倾斜角度,并储存于控制部88的记忆体。
之后,从利用摄影装置49A进行的拍摄的结束点,亦即角隅部A开始 进行去角加工,如图19(3)所示,并使研磨单元40a朝角隅部B移动。在此 情况下,控制部88根据记忆于记忆体的资料,随着研磨单元40a朝X轴方 向的移动,来使研磨单元保持体83A往Y轴方向移动。
其次,不必藉由载台单元60来使基板33旋转,而是如图19(4)所示, 使研磨单元保持体83A往Y轴方向移动,研磨单元40a藉此对位于角隅部B 与角隅部C之间的端面朝角隅部B及角隅部C进行去角加工。此时,控制 部88也根据储存于记忆体的资料,随着研磨单元保持体83A往Y轴方向的 移动,来使研磨单元40a往X轴方向移动。
其次,研磨单元保持体83A全体朝-Y轴方向移动而远离中心载台61, 并且研磨单元40a沿着研磨单元保持体83A往-X轴方向移动,如图19(5) 所示,研磨单元40a藉此位于待机位置的H点。
以上所述各步骤与图18所示的第2方法相同。
其次,使载台单元60全体动作,使基板33旋转180°,以使基板33 的角隅部C成为接近研磨单元40a的待机位置H的状态。然后,使研磨单 元40a往Y轴方向移动,并且使研磨单元40a沿着研磨单元保持体83A往X 轴方向移动,以研磨基板33的角隅部C,并使研磨单元保持体83A接近中 心载台61。又,如图19(6)所示,使研磨单元40a沿着研磨单元保持体83A 往-X轴方向移动,藉此对位于角隅部C与角隅部D之间的端面自隅角部C 朝角隅部D进行去角加工。
然后,不必藉由载台单元60来使基板33旋转,而是如图19(7)所示, 使研磨单元保持体83A朝Y轴方向移动,藉此藉由研磨单元40a来对位于 角隅部D与角隅部A之间的端面自角隅部D朝角隅部A进行去角加工。此 时,控制部88也根据储存于记忆体的资料,随着研磨单元保持体83A往Y 轴方向的移动,使研磨单元40a往X轴方向移动。
此第3方法,由于仅需要实施一次利用载台单元60进行基板33旋转 180°的动作,因此能提升去角加工的作业效率。
依据本发明的研磨装置,研磨单元40a以能往X轴方向移动的方式设 置于横跨着载台单元60上配置于X轴方向且能往Y轴方向移动的研磨单元 保持体83A,所以不必藉由研磨单元40a来使载台单元60旋转,即可对装 载于载台单元60的基板33的3个端面33a进行研磨加工。又,只要藉由 载台单元60来使基板33旋转90°或180°1次,也可对基板33剩余的1 个端面做研磨加工。使基板33旋转90°或180°的时机是考虑作业效率等 后适当设定的。
又,基板33的旋转方向可以为顺时钟方向及逆时钟方向的任一方向。 又,在基板33的端面33a的各端面的角隅部,使研磨单元40a沿着该角隅 部移动,藉此可对该角隅部的上下的边缘进行去角。在此情况下,也可对 角隅部进行C去角、R去角的任一种去角。
实施形态2
图20显示本发明实施形态2的研磨装置的概略构成的立体图。实施形 态2的研磨装置80B,于实施形态1的研磨装置80A的研磨单元保持体 83A(以下,使此研磨单元保持体83A为第1研磨单元保持体83A)再加设第 2研磨单元保持体83B,其他构成则与实施形态1的研磨装置80A的构成相 同。第2研磨单元保持体83B,形成与第1研磨单元保持体83A同样的构成, 设有第2研磨单元40b、摄影装置49B等,并且藉由第2引导体移动机构 81B能沿着设于底座82上面的一对LM导件84移动。又,引导体移动机构 81B设于LM导件84,此LM导件84有别于设有用来驱动第1研磨单元保持 体83A的引导体移动机构81A的LM导件84。
第2引导体移动机构81B、用来使第2研磨单元40b往X轴方向移动的 研磨单元移动机构85B等,受控制部88的控制。其他构成则与实施形态1 的研磨装置80A相同。
以此方式构成的实施形态2的研磨装置80B,因具备研磨单元40a及第 2研磨单元40b,故即使在基板33固定于载台单元60的状态下,仍能对基 板33互相对向的2个端面同时做去角加工。
图21使用实施形态2的研磨装置80B来对基板33的4个端面做去角 加工的方法的说明图。首先,如图21(1)所示,将载台单元60安置于既定 基准位置,将基板33装载于载台单元60并保持固定。此时,保持成基板 33的短边平行于Y轴、或基板33的长边平行于X轴。又,图21中,与图 17所示的说明图同样地,设基板33的各角隅部分别为A、B、C、D。
其次,使第1研磨单元保持体83A移动到基板33的角隅部A与B间的 端面附近,使得摄影装置49A能拍摄角隅部A的对准标记。又,使第2研 磨单元保持体83B移动到基板33的角隅部A与B间的端面附近,使得摄影 装置49A能拍摄角隅部B的对准标记。当处于这样的状态时,就利用各摄 影装置49A来拍摄角隅部A的对准标记,并且利用摄影装置49B来拍摄角 隅部B的对准标记。
接着,从由各摄影装置49A及49B拍摄而得的各对准标记的影像资料, 藉由影像处理装置89来生成2个对准标记的位置座标资料。控制部88使 用自影像处理装置89送来的位置座标资料来运算基板33相对X轴方向的 斜度,正确地辨认载台单元60上的基板33的状态,并将位置资料记忆于 控制部88的记忆体。
其次,使第1研磨单元保持体83A及研磨单元40a分别移动,以使第1 研磨单元保持体83A的研磨单元40a位于与图17(4)所示待机位置H同样的 待机位置,并且使第2研磨单元保持体83B及研磨单元40a分别移动,以 使第2研磨单元保持体83B的研磨单元40a位于相对中心载台61的中心与 待机位置H互为点对称的待机位置。
然后,如图21(2)所示,载台单元61藉由控制部88而顺时钟旋转既定 角度φ。因此,基板3 3也同样地旋转。角度φ与基板33的长边与短边的 比有关,但希望为30°、45°、60°的任一角度。
其次,将第1研磨单元保持体83A的研磨单元40a定位成可研磨角隅 部D,并且将研磨单元40a定位成可研磨角隅部B。此时,如图21(2)所示, 虽然基板33的角隅部A位于第1研磨单元保持体83A之下,但研磨单元40a 自待机位置H沿着Y轴方向移动,故研磨单元40a与基板33互不影响。又, 虽然基板33的角隅部C位于第2研磨单元保持体83A之下,但研磨单元40b 也自在Y轴方向及X轴方向上远离基板33的角隅部C的待机位置沿着Y轴 方向移动,故不会影响基板33的角隅部C。
当处于这样的状态时,第1研磨单元保持体83A就往-Y轴方向移动, 并且研磨单元40a往X轴方向移动,以使第1研磨单元保持体83A的研磨 单元40a对角隅部D与A之间的端面自角隅部D朝A进行研磨。与此同时, 第2研磨单元保持体83B往Y轴方向移动,并且研磨单元40b往-X轴方 向移动,以使第2研磨单元保持体83B的研磨单元40b对角隅部B与C之 间的端面自角隅部B朝C进行研磨。
在此情况下,以初期状态的基板33的角隅部A及B的位置资料为基准 的基板33的水平方向的旋转角度储存于控制部88的记忆体,又,载台单 元60的旋转角φ也储存于控制部88的记忆体,所以控制部88使用此等位 置资料来运算研磨单元40a及40b的行进资料,并存放于记忆体。因此, 控制部88可以根据存放于记忆体的研磨单元40a及40b的行进资料,来控 制第1研磨单元保持体83A及研磨单元40a的移动,藉此使这两者沿着角 隅部D与A之间的端面移动,并且控制第2研磨单元保持体83B及研磨单 元40b的移动,藉此使这两者沿着角隅部B与C之间的端面移动。
当第1研磨单元保持体83A的研磨单元40a到达角隅部A时,即控制 第1研磨单元保持体83A及研磨单元40a,使得研磨单元40a沿着角隅部A 移动。藉此,分别研磨角隅部A的各端面。同样地,当第2研磨单元保持 体8 3B的研磨单元40b到达角隅部C时,即控制第2研磨单元保持体83B 及研磨单元40b,使得研磨单元40b沿着角隅部C移动。藉此,分别研磨角 隅部C的各端面。
然后,使第1研磨单元保持体83A往Y轴方向移动,并且使研磨单元 4 0a往X轴方向移动,以使第1研磨单元保持体83A的研磨单元40a如图 21(4)所示对角隅部A与B之间的端面自角隅部A朝B进行研磨。与此同时, 使第2研磨单元保持体83B往-Y轴方向移动,并且使研磨单元40b往-X 轴方向移动,以使第2研磨单元保持体83B的研磨单元40b对角隅部C与D 之间的端面自角隅部C朝D进行研磨。
然后,第1研磨单元保持体83A的研磨单元40a到达角隅部B,并且第 2研磨单元保持体83B的研磨单元40b到达角隅部D,就这样,基板33的4 个端面的去角加工结束。
如此,在图21(2)~(4)所示的步骤中,是在基板33的4个端面的去角 加工的同时,也能对基板33的所有角隅部进行去角加工;但也可以在到图 21(4)为止的步骤结束后,进一步如图21(5)所示,使载台单元60旋转成基 板33的长边成为沿着X轴方向的状态后,藉由第1研磨单元保持体83A的 研磨单元40a来对角隅部B做去角加工,并且藉由第2研磨单元保持体83B 的研磨单元40b来对角隅部D做去角加工,进一步再藉由第1研磨单元保 持体83A的研磨单元40a来对角隅部A进行去角加工,并且藉由第2研磨 单元保持体83B的研磨单元40b来对角隅部C进行去角加工。
如此,依据本实施形态的研磨装置80B,使载台单元60以中心载台61 的中心为轴在XY平面旋转既定角度(30°,45°,60°),并使2个研磨单元 40a及40b移动到基板33的对角线上的各角隅部后,藉由研磨单元40a及 研磨单元40b在不旋转基板33之下对基板33的连续端面连续进行研磨, 所以,基板33的端面的去角作业效率显著提升。
而且,可以在不使第1研磨单元保持体83A及第1研磨单元保持体83B 彼此互相影响之下对基板33的所有端面进行去角作业。在基板33的各角 隅部变更研磨单元40a及研磨单元40b的移动方向,藉此也可对基板33的 角隅部的端面做去角加工,又,也能容易将角隅部的去角加工变更为C去 角或R去角。
实施形态3
图22显示本发明实施形态3研磨装置的概略构造的俯视图。于此研磨 装置90设有4台研磨单元91、4台移动引导体92、4台研磨单元移动机构 99、中心载台100、影像处理装置101、控制部102、4个研磨单元进给机 构(未图示)。
本实施形态的研磨装置90具备用来装载基板33的中央部并吸附保持 的矩形中心载台100、分别沿着此中心载台100的各侧缘配置而成的4台移 动引导体92、分别能沿着各移动引导体92移动的4台研磨单元91、用来 使各研磨单元91分别沿着各移动引导体92往复移动的研磨单元移动机构 99、以及未图示的研磨单元进给机构,该研磨单元进给机构,用来使各研 磨单元91分别在XY平面往身为正交于移动引导体92的方向的图22中的 箭号P方向(与中心载台的端面垂直的方向)往复移动。
又,于研磨装置90的各研磨单元91分别设有鼓风装置96。再者,研 磨装置90具备用来处理由各摄影装置49拍摄到的影像的影像处理装置 101、及根据来自影像处理装置101的输出资料来运算基板33的对准标记 的位置资料并且控制研磨装置90的动作的控制部102。研磨单元移动机构 99借着由控制部102给予控制信号而进行驱动。又,图22中,影像处理装 置101仅图示1个,但也可设有2个以上。影像处理装置101将由各摄影 装置49拍摄而得的影像资料依序处理下去,故可以用1个来处理自多数个 摄影装置49送来的影像。
各研磨单元91形成与实施形态1的研磨单元40a相同的构成,具有可 在Z轴方向上移动的磨石集合体45、及用来使磨石集合体45在Z轴方向上 移动的研磨头移动机构。摄影装置49配置于此磨石集合体45的在磨石集 合体45做研磨处理时移动方向的相反侧;又,于磨石集合体与摄影装置之 间设有鼓风装置96,用来吹走磨石集合体45所产生的研磨粉、加工液等的。 又,对于摄影装置49及鼓风装置96,可以藉由分厘头来调整距基板33的 高度及相对基板端面的位置。又,鼓风装置96连接于未图示的空气泵,用 来将压缩空气向摄影装置49喷出。控制部102根据由影像处理装置101处 理而得的对准标记的位置资料,来进行装载于中心载台100上的基板33相 对X轴方向的斜度的运算、各研磨单元91的磨石集合体的磨石对基板33 的进给量(研磨深度)的运算、以及用来各磨石沿着倾斜的基板33的各端面 移动的各研磨单元移动机构99及各研磨单元进给机构(未图示)的控制。又, 控制部102也具备将事先决定得到的设定值与实际的研磨量做比较,控制 各研磨单元进给机构,以使基板的去角量为一定的机能。
又,中心载台100具有平行于XY平面的吸附面,但未设有载台的旋转 机构。于中心载台100的里面设有用来测得研磨单元91已抵接于基板33 的端面的声响感测器。此声响感测器借着侦知透过基板33发生于中心载台 100的振动,来测得研磨单元91与基板33的抵接。
各研磨单元移动机构99由分别沿着中心载台100的各侧缘,亦即,装 载于中心载台100而保持的基板33的各端面33a设置成的各移动引导体92 以及未图示的滚珠螺杆、伺服马达所构成,用来使研磨单元91沿着中心载 台100的各侧缘(基板33的各端面33a)自该第1位置往该第2位置往复移 动。又,研磨单元移动机构99不限于由滚珠螺杆、伺服马达所构成,也可 由线性马达所构成。
研磨单元进给机构由未图示的LM导件以及滚珠螺杆、伺服马达所构成, 用来使各研磨单元91移动而往图中的箭号P方向,亦即,相对基板33的 各端面33a接近、离开的方向,以将研磨单元91的磨石每次微小量地往基 板3 3的端面33a推进。又,研磨单元进给机构的构成要素不限于LM导件、 滚珠螺杆、伺服马达,也可以为LM导件及线性马达。
其次,叙述对基板33的4个端面33a同时加工的程序。首先,中心载 台100装载基板33兵吸引保持。其次,摄影装置49拍摄设于基板33的对 准标记,此拍摄所得的影像资料在影像处理装置101处理,而生成对准标 记的位置资料。控制部102根据自影像处理装置101输出的对准标记的位 置资料来运算基板33相对基准位置的X轴、Y轴方向上的偏移量,并根据 运算结果来算出基板33相对X轴方向及Y轴方向的斜度、各研磨单元91 的基板33的研磨开始位置、及研磨结束位置。
又,控制部102分别控制各研磨单元移动机构99及各研磨单元进给机 构的X轴方向及Y轴方向(箭号R及箭号P方向)的移动方向、以及研磨开 始位置及研磨结束位置(以下,称此控制为线性内插)。因此,即便在基板 33未以既定姿势保持于中心载台100上的状态,亦即,基板33相对基准位 置在水平方向上倾斜的状态,仍能沿着基板33的各端面33a研磨。
之后,使各研磨单元91在磨石旋转的状态下沿着箭号P方向移动而接 近基板33的各端面33a。又,藉由设于载台单元100里面的声响感测器, 侦知发生于载台单元100的振动,以检测各研磨单元91已抵接于基板33 的端面33a。因此,控制部88检测0点,0点是各研磨单元91抵接于基板 33尚未开始做研磨处理的各端面33a的初期位置。然后,各研磨单元91的 磨石停止旋转,各研磨头91移动至待机位置。
其次,各研磨单元91的磨石分别旋转。在此状态下,有关各研磨单元 91,边将基板33的各端面33a、基板33的侧缘部藉由基板侧缘部支撑机构 来支撑,边在基板33的各端面33a被磨石45研磨的状态下藉由各研磨单 元移动机构99来使研磨单元91往图22的箭号R所示的方向移动。此时, 控制部102根据算出的基板33相对X方向及Y方向的斜度、以及基板33 的研磨开始位置及研磨结束位置的资料,来使各研磨单元91藉由研磨单元 移动机构99来往R方向移动,并且藉由研磨装置进给机构来往P方向同时 移动。因此,各研磨单元91一边藉由线性内插来补偿基板33的位置偏移 量、一边对基板33的端面33a连续进行研磨。
本实施形态的研磨装置90,如上所述,可藉由4台研磨单元91来同时 加工基板33的4个端面33a。又,使此研磨装置90的研磨单元91在位于 基板33角隅部的研磨开始时或研磨结束时沿着基板33的角隅部移动,藉 此也能对基板33所有的角隅部同时做去角作业。再者,控制研磨单元91 沿着基板33角隅部移动时的移动方向,藉此能使基板33的角隅部的去角 为C去角、R去角的任一去角。
又,各研磨单元91一边藉由研磨单元移动机构99而往R方向同时移 动,一边进行基板33的研磨,同时,配置于磨石45移动方向后方的鼓风 装置96即喷射高压空气。高压空气用来从刚被磨石45去角后的基板33的 端面33a除去加工液。又,配置于磨石45后方的摄影装置49拍摄被磨石 45去角后的基板33的端面33。将藉由摄影装置49而得的影像以影像处理 装置101来处理,以检测实际上研磨后的基板33的去角量。控制部102判 别相较于事先设定好的去角量的上限值及下限值,基板33的实际的去角量 是否超出上限值及下限值。去角量超出上限值及下限值的任一者时,控制 部102控制研磨单元91的研磨单元移动机构99及研磨单元进给机构,以 控制磨石相对基板33端面的位置,藉此进行基板33去角量的补偿。
如此,对于刚被磨石45做去角加工后的基板33的端面,以鼓风装置 除去加工液、以摄影装置49拍摄刚去角加工后的基板33的端面。如此, 控制部102检测去角量,并与事先设定妥的设定值做比较,调节磨石45的 送出量,以补偿去角量。藉由此种补偿,可以防止基板33相对基准状态倾 斜而导致去角量改变,而能随时进行一定量的去角加工。因此,可以进行 精度非常好的研磨。又,若去角量相对于磨石45的送出量变少,则控制部 102判断磨石45的研磨部已磨损。此时,在所使用的磨石45为多段构造的 磨石集合体的情况下,使研磨头往上下方向移动既定量,藉此能处于可藉 由新的磨石来做研磨的状态。因此,不必进行磨石的更换准备作业,作业 效率显著提升。
又,本实施形态虽利用中心载台100来保持基板33,但也可以使用在 实施形态1所使用的可旋转的载台单元来取代中心载台100。在此情况下, 也可以藉由载台旋转机构来使中心载台或载台单元全体旋转。在使用藉由 载台旋转机构而能旋转的载台单元的情况下,摄影装置49拍摄装载于载 台单元的基板33所设的对准标记,影像处理装置101从摄影装置49的影 像资料辨认基板33的位置偏移,控制部102藉由载台旋转机构来使装载有 基板33的载台单元旋转既定角,以补偿基板33的位置偏移量。又,在研 磨装置90的各研磨单元91的移动方向及基板的端面补偿成平行的状态下 进行基板33的去角作业。
在使用本实施形态的研磨装置90的情况下,中心载台100小即可,即 便基板的大小改变,也不必做更换基板装载用载台等更换准备。又,由于 支撑待研磨的基板端面,因此即使是大尺寸基板,也能以不挠曲的状态精 度良好地研磨基板的端面。又,对于基板有时候可以研磨4个端面,故可 以非常有效率地研磨。
本发明的研磨单元及研磨装置可以用于半导体晶圆、玻璃基板、石英 基板、陶瓷基板等脆性基板,尤其用于将2片单片基板贴合而成的贴合基 板的液晶显示器(LCD)、电浆显示器面板(PDP)、有机EL面板、液晶投影机 所含的透过型液晶投影机基板、包含反射型液晶投影机基板及场发射显示 器(FED)的大型平面显示器(FPD)的制造装置。
专利文献1:日本特开平8-197402号公报
专利文献2:日本特开平10-58293号公报
专利文献3:日本特开2003-275955号公报
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