用于测量扁平的工件的厚度的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于测量扁平的工件的厚度的方法，具有步骤：在双面加工机的上面的工作盘和下面的工作盘之间形成的工作间隙中在工作盘彼此相对旋转的情况下材料去除地加工工件；在加工工件期间，借助至少一个在上面的工作盘和/或下面的工作盘上设置的光学的厚度测量设备光学地测量工件厚度，所述至少一个厚度测量设备穿过上面的工作盘和/或下面的工作盘中的至少一个通孔测量处于工作间隙中的工件的工件厚度，将所述至少一个厚度测量设备的测量结果输送给双面加工机的控制设备，在达到工件的之前确定的目标厚度时，控制设备结束工件的加工过程。

A method for measuring the thickness of a flat piece of work

The invention relates to a method for measuring the thickness of the flat workpiece has the steps of: the gap formed between the above two work in machine work and the following work disc disc in disc rotation relative to each other under the condition of material removal of workpiece; during the workpiece, with at least the optical thickness measuring equipment an optical disc set working disk in the above and / or below on the measurement of the thickness of the workpiece, the workpiece thickness at least one hole in the workpiece measurement in the working gap of the work after the at least one disc thickness measuring equipment through the work above and / or below, the measurement results will be the at least one thickness measuring equipment delivered to the control device for double side processing machine, the target thickness is determined before reaching the workpiece when machining workpieces have end control equipment Cheng.

【技术实现步骤摘要】
用于测量扁平的工件的厚度的方法
本专利技术涉及一种用于测量在双面加工机中加工的扁平的工件的厚度的方法。在双面加工机、例如双面抛光机中对平的工件、如晶片、尤其是硅晶片材料去除地进行加工。在工件的该去除抛光中，工件厚度的控制有必要的意义，以用于达到质量要求。用于达到尽可能好的工件几何结构的目标窗口为大约100nm。如果错过目标尺寸，例如因为加工过程过长地持续，则边缘几何结构通常不足够满足晶片顾客的要求。尤其是对工件的平面度提出高的要求。典型地，对晶片几何参数SFQRmax、即在硅晶片上的局部的平整度(“siteflatness”)的最高值的要求处于15nm或甚至已经处于10nm。在其他的加工过程、例如无雾抛光亦或磨削中同样存在对相应的工件厚度的准确的认识的需求。
技术介绍
已知，借助涡流传感器对工作盘的距离并且借此间接对工件厚度进行测量。借此当然不总是可以达到开头解释的精度要求。此外这种测量依赖于在工作盘上的工作衬片、如抛光布的厚度和磨损。因此常见的是借助许多外部的参数、如抛光剂的特性(温度、pH值、时效、稀释、固体浓度、固体颗粒尺寸)和抛光布的特性(调节的类型、金刚石修整的类型、平整度、形状、磨损、上光)以及过程和处理时间预告工件厚度。通过控制这些外部的参数尝试，维持尽可能恒定的过程条件(可重复的去除率)。厚度控制然后通过过程时间和已知的初步测量进行。当然利用该方法开头提到的精度要求通常也不能够达到。尤其是外部的参数在加工期间例如通过磨损改变。由此出现预测的工件厚度的偏差。因此通常在双面加工机中的加工之后实施工件的外部的厚度测量。这不仅在测量技术上而且在过程技术上是的复杂的。尤其是晶片必须在测量之前在净化设备中净化。依赖于双面加工机的生产能力必须提供显著的测量能力。此外可以以这种方式在加工之后才确定不允许的厚度偏差。加工机的过程参数的校正对应地时间延迟地进行并且产生废品。由WO2010/037452A1总体地已知扁平的工件、如晶片的厚度的干涉的测量。以这种方式能够高精度地确定工件厚度。例如由US2006/0037699A1、EP1970163B1、DE112009001875T5或US6437868B1同样已知用于扁平的工件的厚度确定的光学的测量方法。厚度测量设备在此固定地设置在加工机上并且例如通过例如在机器的例如旋转的部分中的测量开口测量在机器中加工的工件的厚度。所述测量在此当然只在如下情况下是可能的，即，测量装置的光学的轴线正好朝测量开口定向。这在结构和过程技术方面是复杂的并且只可提供相对少量的测量点。这又影响测量的可靠性和精确性。
技术实现思路
因此从解释的现有技术出发，本专利技术的任务是，提供一种开头所述类型的方法，利用其以过程技术上简单地方式使在双面加工机中加工的工件的可靠的并且高精度的厚度确定成为可能。本专利技术通过权利要求1的主题解决所述任务。有利的设计在从属权利要求、说明书和附图中得出。本专利技术通过一种用于测量在双面加工机中加工的扁平的工件的厚度的方法解决该任务，具有步骤：—工件在双面加工机的上面的工作盘和下面的工作盘之间形成的工作间隙中在工作盘相对彼此相对旋转的情况下材料去除地加工，—在加工工件期间，工件厚度借助至少一个在上面的工作盘和/或下面的工作盘上设置的光学的厚度测量设备光学地测量，其中，所述至少一个厚度测量设备穿过上面的工作盘和/或下面的工作盘中的至少一个通孔测量处于工作间隙中的工件的工件厚度，—所述至少一个厚度测量设备的测量结果输送给双面加工机的控制设备，—在达到工件的之前确定的目标厚度时，控制设备结束工件的加工过程。所述双面加工机可以例如是双面抛光机。但也可以是其他双面加工机、例如双面磨床。在双面加工机的工作间隙中可以同时对多个工件在两侧材料去除地加工。为此工作盘通常设有工作衬片、例如抛光衬片。已知转子盘，所述转子盘分别具有用于接纳一个或多个工件、如半导体晶片的开口，工件漂浮地保持在所述开口中。转子盘在其外周边上具有齿部，所述齿部与工作间隙的外侧和内侧的对应的齿部啮合。由此转子盘在工作间隙中旋转并且工件沿圆形的轨道引导通过工作间隙。以这种方式可以实现特别均匀的加工。在加工期间工作盘之一可以被驱动或两个工作盘可以于是反向旋转地被驱动。这样的双面加工机本身已知。按照本专利技术借助至少一个固定地与上面的工作盘和/或下面的工作盘连接的光学的厚度测量设备在工件在工作间隙中的加工期间进行对工件厚度的光学的测量。为此，装备有厚度测量设备的上面的和/或下面的工作盘具有通孔，穿过所述通孔，与相应的工作盘一起旋转的厚度测量设备检测工件厚度。因此通孔从光学的厚度测量设备延伸至工作间隙，工件处于所述工作间隙中。工作盘也可以两部分式地构造，包括限定工作间隙的第一部分和按照承载盘的型式保持第一部分的第二部分。厚度测量设备可以于是对应地也在构成为支架的第二部分上固定。如解释的那样，按照本专利技术的厚度测量设备光学地工作并且达到对应高的精确性。其为此具有光学的辐射源、例如激光器。光学的辐射源的辐射可以输入耦合到光导体、如玻璃纤维中，所述光导体将光学的辐射、必要时通过具有例如透镜的聚焦光学系统穿过通孔定向到待测量的工件上。厚度测量设备通过其测量的通孔或贯通孔可以尤其是分散地构成在上面的和/或下面的工作盘上。当然，在工作盘上存在工作衬片时，该工作衬片对应地同样必须具有通孔，借此可以测量处于工作间隙中的工件。所述至少一个厚度测量设备的在加工期间检测的测量结果同样在工件的加工期间输送给控制设备。所述控制设备可以将所述测量值例如与对于工件提前确定的目标厚度比较。一旦达到目标厚度，则控制设备可以结束当前的加工过程。这可以总体上是在加工机中的工件的加工过程的结束。然而也可能的是，在当前的加工过程结束之后，开始另一个后续的加工过程，再次由控制设备控制。当然测量结果可以在发送给控制设备之前也被处理。这样测量结果可以例如首先输送给中间连接的计算机或类似物，其进一步处理厚度测量设备的厚度值并且由此确定过滤的、平滑化的或不同地处理的厚度值，所述厚度值最后发送给控制设备。计算机或类似物可以在这里也是控制设备的一部分。厚度测量设备与工作盘的按照本专利技术的固定的连接提供优点，即，已经在工作盘中的唯一的通孔的情况下在任何时间不通过旋转的工作盘中断的光路指向到包括工件的过程区域、亦即工作间隙中。借此相反于在机器的框架或壳体上不旋转地设置的测量装置，如其在现有技术中提出的，连续的厚度测量也是可能的。在任何情况下，获得的测量值的范围和数量不在结构上被限制，如在现有技术中的情况。此外本专利技术提供如下优点，则通孔可以从厚度测量设备那侧被密封，从而污物和湿气不可以到达厚度测量设备的光路或聚焦光学系统中。同时通过按照本专利技术的直接的光学的厚度测量在加工期间原地的精确的厚度检测是可能的，其中取消耗费的初步测量和外部的随后测量。而是控制设备可以在达到预定的目标厚度或预定的最小去除之后自动地结束加工过程。通过工件厚度的按照本专利技术的可靠的并且精确的原地的确定，省去了耗费的外部的测量仪器的测量能力生产物流简化，因为过程历史不再必须强制地已知。用于稳定去除率的精确连续的运行不再强制必需。废品减少。如已经提到的，按照本专利技术的方法可以以特别有利的方式在加工晶片、例如(单晶的)硅晶片时本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于测量在双面加工机中加工的扁平的工件(18)的厚度的方法，具有步骤：—在双面加工机的上面的工作盘(10)和下面的工作盘(12)之间形成的工作间隙(16)中在工作盘(10、12)相对彼此相对旋转的情况下材料去除地加工工件，—在加工工件(18)期间，借助至少一个在上面的工作盘(10)和/或下面的工作盘(12)上设置的光学的厚度测量设备光学地测量工件厚度，其中，所述至少一个厚度测量设备穿过上面的工作盘(10)和/或下面的工作盘(12)中的至少一个通孔(20)测量处于工作间隙(16)中的工件(18)的工件厚度，—将所述至少一个厚度测量设备的测量结果输送给双面加工机的控制设备(42)，—在达到工件(18)的之前确定的目标厚度时，控制设备(42)结束工件的加工过程。

【技术特征摘要】
2016.08.29 DE 102016116012.11.用于测量在双面加工机中加工的扁平的工件(18)的厚度的方法，具有步骤：—在双面加工机的上面的工作盘(10)和下面的工作盘(12)之间形成的工作间隙(16)中在工作盘(10、12)相对彼此相对旋转的情况下材料去除地加工工件，—在加工工件(18)期间，借助至少一个在上面的工作盘(10)和/或下面的工作盘(12)上设置的光学的厚度测量设备光学地测量工件厚度，其中，所述至少一个厚度测量设备穿过上面的工作盘(10)和/或下面的工作盘(12)中的至少一个通孔(20)测量处于工作间隙(16)中的工件(18)的工件厚度，—将所述至少一个厚度测量设备的测量结果输送给双面加工机的控制设备(42)，—在达到工件(18)的之前确定的目标厚度时，控制设备(42)结束工件的加工过程。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个厚度测量设备借助干涉测量的厚度测量方法测量工件(18)的厚度。3.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述至少一个厚度测量设备的光学的辐射源发射红外线辐射。4.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述至少一个厚度测量设备的至少一个聚焦光学系统(22)设置在所述至少一个通孔(20)中。5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，所述聚焦光学系统(22)具有至少1mm、优选至少2mm的焦深。6.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，对所述至少一个通孔(20)在其通向工作间隙(16)的入口的区域中以压缩空气进行吹扫。7.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述至少一个通孔(20)中，相对于工作间隙(16)产生过压。8.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述至少一个通孔(20)中在厚度测量设备和工作间隙(16)之间设置至少一个对于所述至少一个厚度测量设备的光学的辐射源的光学的辐射至少部分透明的保护窗(24)。9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，所述至少一个保护窗(24)由氧化铝或氟化钙制成。10.按照权利要求8或9之一所述的方法，其特征在于，所述至少一个保护窗(24)相对于设有所述至少一个通孔(20)的工作盘的限定工作间隙(16)...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·坎措，S·韦特，
申请(专利权)人：莱玛特·沃尔特斯有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE