CN114833665A - 磨削方法 - Google Patents

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CN114833665A CN202210092058.8A CN202210092058A CN114833665A CN 114833665 A CN114833665 A CN 114833665A CN 202210092058 A CN202210092058 A CN 202210092058A CN 114833665 A CN114833665 A CN 114833665A
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Abstract

本发明提供磨削方法，该方法不在磨削装置中设置用于固定与卡盘工作台连结的主轴的机构而能够抑制缓进给磨削时产生于卡盘工作台的振动。在利用缓进给磨削对被加工物进行磨削时，使与卡盘工作台连结的主轴的突出部的下表面与壳体接触。即，在主轴的突出部的下表面与壳体接触的状态下进行缓进给磨削。在该情况下，在对卡盘工作台所吸引保持的被加工物进行缓进给磨削时，产生于主轴的突出部的下表面侧的摩擦力作为对卡盘工作台的振动的阻力而发挥作用。因此，能够抑制缓进给磨削时产生于卡盘工作台的振动。

Description

磨削方法
技术领域
本发明涉及磨削方法。
背景技术
IC(Integrated Circuit，集成电路)和LSI(Large Scale Integration，大规模集成)等半导体器件的芯片是在移动电话和个人计算机等各种电子设备中不可欠缺的构成要素。这样的芯片例如通过将在正面上形成有大量半导体器件的晶片按照包含各个半导体器件的区域进行分割而制造。
近年来，为了芯片的小型化和轻量化等，大多在将晶片分割之前将晶片薄化。作为将晶片薄化的方法，例如可以举出由磨削装置进行的磨削，该磨削装置具有：卡盘工作台，其利用保持面将晶片的下表面侧进行吸引保持；以及磨削磨轮，其设置于卡盘工作台的上方且具有呈环状离散地配置的多个磨削磨具。
在这样的磨削装置中，大多通过被称为切入式磨削的磨削方法将晶片等被加工物薄化。在该磨削方法中，首先在将卡盘工作台定位于磨削磨轮的下方的状态下使卡盘工作台和磨削磨轮旋转。
并且，在保持使卡盘工作台和磨削磨轮旋转的状态下，按照多个磨削磨具的下表面与被加工物的上表面接触的方式使卡盘工作台和磨削磨轮沿着铅垂方向相对地移动。由此，通过多个磨削磨具的下表面对被加工物的整个上表面侧进行磨削。另外，通过使卡盘工作台和磨削磨轮继续沿着铅垂方向相对地移动，对被加工物的上表面侧的具有规定厚度的部分进行磨削而将被加工物薄化。
另外，在这样的磨削装置中，有时也通过被称为缓进给磨削的磨削方法将被加工物薄化(例如参照专利文献1)。在该磨削方法中，首先在卡盘工作台和磨削磨轮在水平方向上远离且多个磨削磨具的下表面定位成比被加工物的上表面低而比被加工物的下表面高的状态下使磨削磨轮旋转。
并且，在保持使磨削磨轮旋转的状态下，按照多个磨削磨具的外侧面与被加工物的侧面接触的方式使卡盘工作台和磨削磨轮沿着水平方向相对地移动。由此，通过多个磨削磨具的外侧面将被加工物的上表面侧的具有规定厚度的端部进行磨削。另外，通过使卡盘工作台和磨削磨轮继续沿着水平方向相对地移动，对被加工物的整个上表面侧进行磨削而将被加工物薄化。
专利文献1：日本特开2005-28550号公报
当在磨削装置中进行切入式磨削时，如上述那样需要使卡盘工作台旋转。因此，卡盘工作台通常按照与能够旋转的主轴一起旋转的方式连结于该主轴。
这里，在这样的磨削装置中进行缓进给磨削的情况下，与进行切入式磨削的情况相比，在卡盘工作台上产生较大的振动。并且，在被加工物的磨削中，在卡盘工作台产生振动的情况下，有可能在所磨削的被加工物的被磨削面上形成较大的凹凸和裂纹。
因此，在兼用于切入式磨削和缓进给磨削的公知的磨削装置中通常设置有用于固定与卡盘工作台连结的主轴的机构(例如使用螺钉等固定主轴的机构)。但是，这样的机构有可能使磨削装置的构造复杂，使磨削装置的制造成本增加。
发明内容
鉴于该点，本发明的目的在于提供磨削方法，不在磨削装置中设置这样的机构而能够抑制缓进给磨削时产生于卡盘工作台的振动。
根据本发明，提供磨削方法，使用磨削装置对被加工物进行磨削，该磨削装置具有：卡盘工作台，其具有对该被加工物进行保持的保持面；工作台基座，在该工作台基座的上部安装有该卡盘工作台；第1主轴，其具有主体部和突出部，该主体部从该工作台基座的下部的中心垂下，该突出部从该主体部的侧面朝外侧突出；壳体，其围绕该主体部的侧面，并且在该壳体的内部设置有在与该突出部的下表面对置的位置开口的连通路；流体提供源，其向该连通路提供流体；第2主轴，其具有下端部，在该下端部安装有具有对该被加工物进行磨削的多个磨削磨具的磨削磨轮；铅垂方向移动机构，其使该卡盘工作台和该磨削磨轮沿着铅垂方向相对地移动；水平方向移动机构，其使该卡盘工作台和该磨削磨轮沿着与该铅垂方向垂直的水平方向相对地移动，其特征在于，该磨削方法具有如下的步骤：选择步骤，选择是利用切入式磨削还是缓进给磨削对该被加工物进行磨削，其中，在该切入式磨削中，在将该卡盘工作台定位于该磨削磨轮的下方的状态下使该卡盘工作台和该磨削磨轮旋转，然后一边使该卡盘工作台和该磨削磨轮旋转一边使该卡盘工作台和该磨削磨轮沿着该铅垂方向相对地移动而对该被加工物进行磨削，在该缓进给磨削中，在使该卡盘工作台和该磨削磨轮在该水平方向上远离并且将该多个磨削磨具的下表面定位成比该被加工物的上表面低而比该被加工物的下表面高的状态下使该磨削磨轮旋转，然后一边使该磨削磨轮旋转一边使该卡盘工作台和该磨削磨轮沿着该水平方向相对地移动而对该被加工物进行磨削；分离步骤，在通过该选择步骤选择了该切入式磨削的情况下，从该流体提供源向该连通路提供流体而使该突出部的下表面从该壳体分离；以及接触步骤，在通过该选择步骤选择了该缓进给磨削的情况下，不从该流体提供源向该连通路提供流体而使该突出部的下表面与该壳体接触。
在本发明中，在利用缓进给磨削对被加工物进行磨削时使与卡盘工作台连结的主轴的突出部与壳体接触。在该情况下，在对卡盘工作台所吸引保持的被加工物进行缓进给磨削时，产生于主轴的突出部的下表面侧的摩擦力作为对卡盘工作台的振动的阻力而发挥作用。因此，在本发明中，抑制缓进给磨削时产生于卡盘工作台的振动。
附图说明
图1是示意性示出磨削装置的一例的立体图。
图2是示意性示出磨削装置的一例的构成要素的一部分的局部剖视侧视图。
图3是示意性示出磨削方法的一例的流程图。
标号说明
2：磨削装置；4：基台(4a：开口)；6：工作台罩；8：卡盘工作台；10：框体(10a：凹部)；12：多孔板(12a：上表面)；14：工作台基座；16：主轴(16a：主体部、16b：突出部)；18：壳体(18a：凹部、18b：凸部、18c：连通路)；20：从动带轮(20a：轴、20b：凸缘)；22：带；24：传动带轮；26：电动机；28：防尘防滴罩；30：操作面板；32：支承构造；34：Z轴方向移动机构(铅垂方向移动机构)；36：Z轴导轨；38：Z轴移动板；40：丝杠轴；42：电动机；44：支承件；46：磨削单元；48：主轴壳体；50：主轴；52：电动机；54：磨轮安装座；56：磨削磨轮；58：磨轮基台；60：磨削磨具。
具体实施方式
参照附图，对本发明的实施方式进行说明。图1是示意性示出在切入式磨削和缓进给磨削中兼用的磨削装置的一例的立体图。另外，图1所示的X轴方向(前后方向)和Y轴方向(左右方向)是在水平面上相互垂直的方向，另外，Z轴方向(上下方向)是与X轴方向和Y轴方向垂直的方向(铅垂方向)。
图1所示的磨削装置2具有对各构成要素进行支承的基台4。在基台4的上表面上形成有具有沿着X轴方向延伸的长边部的开口4a。在开口4a的内部配置有滚珠丝杠式的X轴方向移动机构(未图示)(水平方向移动机构)。X轴方向移动机构具有沿着X轴方向延伸的一对导轨(未图示)。
在一对导轨的上部以能够沿着一对导轨滑动的方式连结有X轴移动板(未图示)。另外，在一对导轨之间配置有沿着X轴方向延伸的丝杠轴(未图示)。在丝杠轴的一个端部连结有用于使丝杠轴旋转的电动机(未图示)。
在丝杠轴的形成有螺旋状的槽的表面上设置有螺母部(未图示)，该螺母部中收纳有在旋转的丝杠轴的表面上滚动的滚珠，构成滚珠丝杠。即，当丝杠轴进行旋转时，滚珠在螺母部内循环，螺母部沿着X轴方向移动。
另外，该螺母部固定于X轴移动板(未图示)的下表面侧。因此，若利用电动机使丝杠轴旋转，则X轴移动板与螺母部一起沿着X轴方向移动。
在X轴移动板上设置有工作台罩6。另外，在工作台罩6上设置有卡盘工作台8。这里，参照图2对卡盘工作台8等进行说明。另外，图2是示意性示出磨削装置2的构成要素的一部分(卡盘工作台8等)的局部剖视侧视图。
卡盘工作台8例如具有由不锈钢等金属材料或陶瓷形成的框体10。框体10具有圆盘状的底壁以及从该底壁的外周部向上方延伸的圆环状的侧壁。并且，通过该侧壁而在框体10的上表面侧划分出凹部10a。
在凹部10a中固定有由陶瓷形成的圆盘状的多孔板12。多孔板12的上表面12a(卡盘工作台8的保持面)可以构成为相当于圆锥的侧面的形状(圆锥状)，也可以构成为平坦。在卡盘工作台8的下部设置有以能够更换的方式安装卡盘工作台8的圆盘状的工作台基座14。
多孔板12的下表面侧例如经由设置于框体10和工作台基座14的内部的流路(未图示)和阀(未图示)而与喷射器等吸引源(未图示)连通。若在该吸引源进行动作的状态下将阀打开，则能够在多孔板12的上表面12a(卡盘工作台8的保持面)上产生负压，对被加工物进行吸引保持。
在工作台基座14的下部固定有主轴(第1主轴)16的上部。并且，当后述的电动机26进行动作时，卡盘工作台8、工作台基座14和主轴16以通过卡盘工作台8的保持面的中心且沿着Z轴方向或从Z轴方向略微倾斜的方向的直线作为旋转轴在图2所示的箭头A的方向上旋转。
主轴16具有：从工作台基座14的下部的中心垂下的圆柱状的主体部16a；以及从主体部16a的侧面向外侧突出的环状的突出部16b。主轴16收纳于借助支承机构(未图示)而固定于X轴移动板的管状的壳体18中。
在壳体18的内周面上设置有具有与突出部16b对应的形状的凹部18a。例如凹部18a的底面(与Z轴方向大致平行的面、在图2中沿上下方向延伸的面)和突出部16b的侧面成为在俯视时以卡盘工作台8等的旋转轴为中心的同心圆状。在该情况下，俯视时的凹部18a的底面的直径比俯视时的突出部16b的侧面的直径略长。
另外，沿着卡盘工作台8等的旋转轴的方向的凹部18a的底面的宽度比该方向的突出部16b的侧面的宽度宽。并且，凹部18a围绕突出部16b的上表面、侧面和下表面。
俯视时的壳体18的凹部18a以外的内周面的内径比俯视时的主体部16a的直径略长。并且，该内周面围绕主体部16a的侧面。另外，在壳体18的外周面上设置有凸部18b。
另外，在壳体18的内部设置有多个连通路18c。多个连通路18c各自的一端在凸部18b开口，例如经由配管(未图示)和阀(未图示)而与流体提供源(未图示)连接。该流体提供源能够将空气等气体或水等液体提供至多个连通路18c各自的一端。
连通路18c在壳体18的内部分支，分支的连通路18c的前端分别在凹部18a的与突出部16b的上表面对置的位置和与突出部16b的下表面对置的位置开口。因此，当从流体提供源向多个连通路18c提供流体时，将该流体提供至突出部16b的上表面和下表面。
并且，当将超过规定的压力的流体提供至突出部16b的下表面时，突出部16b的下表面从凹部18a分离。另外，提供至突出部16b的上表面和下表面的流体在主轴16与壳体18之间的间隙通过而向磨削装置2的外侧排出。
另一方面，在未向突出部16b的下表面提供流体的情况下，由于重力的作用，突出部16b的下表面在凹部18a中与壳体18接触。在该情况下，主轴16借助壳体18而支承于X轴移动板。
即，在主轴16中，在从流体提供源向多个连通路18c提供超过规定的压力的流体的情况下，突出部16b的下表面从壳体18的凹部18a分离，另外，在未提供流体的情况下，突出部16b的下表面与壳体18的凹部18a接触。
在主体部16a的下部固定有从动带轮20。从动带轮20具有：轴20a；以及分别设置于轴20a的上端部和下端部的凸缘20b。并且，在轴20a上卷绕有赋予了规定的张力的带22。
在从动带轮20的附近设置有在水平方向上与从动带轮20分开的传动带轮24。并且，带22也卷绕在传动带轮24上。另外，传动带轮24的一个端部与电动机26连结。并且，当电动机26进行动作时，传动带轮24以沿着Z轴方向的直线或沿着从Z轴方向略微倾斜的方向的直线作为旋转轴在图2所示的箭头B的方向上旋转。
此时，通过传动带轮24与带22之间的摩擦力的作用，带22也进行旋转，另外，通过带22与轴20a之间的摩擦力的作用，从动带轮20也进行旋转。其结果是，卡盘工作台8、工作台基座14和主轴16在图2所示的箭头A的方向上旋转。
再次参照图1，对磨削装置2的其他构成要素进行说明。在开口4a中按照夹着工作台罩6的方式设置有能够在X轴方向上伸缩的折皱状的防尘防滴罩28。在开口4a的前端附近设置有用于输入磨削条件等的操作面板30。
另外，在开口4a的后端附近设置有向上方延伸的长方体状的支承构造32。在支承构造32的前表面侧(即、操作面板30侧)设置有Z轴方向移动机构(铅垂方向移动机构)34。Z轴方向移动机构34具有沿着Z轴方向延伸的一对Z轴导轨36。
在一对Z轴导轨36的前表面侧以能够沿着一对Z轴导轨36滑动的方式连结有Z轴移动板38。另外，在一对Z轴导轨36之间配置有沿着Z轴方向延伸的丝杠轴40。在丝杠轴40的一个端部连结有用于使丝杠轴40旋转的电动机42。
在丝杠轴40的形成有螺旋状的槽的表面上设置有螺母部(未图示)，该螺母部中收纳有在旋转的丝杠轴40的表面上滚动的滚珠，构成滚珠丝杠。即，当丝杠轴40进行旋转时，滚珠在螺母部内循环，螺母部沿着Z轴方向移动。
另外，该螺母部固定于Z轴移动板38的背面侧。因此，若利用电动机42使丝杠轴40旋转，则Z轴移动板38与螺母部一起沿着Z轴方向移动。
在Z轴移动板38的前表面侧设置有支承件44。支承件44对磨削单元46进行支承。磨削单元46具有固定于支承件44的圆筒状的主轴壳体48。在主轴壳体48中以能够旋转的状态部分地收纳有沿着Z轴方向延伸的圆柱状的主轴(第2主轴)50。
在主轴50的上端部连结有用于使主轴50旋转的电动机52。主轴50的下端部从主轴壳体48露出，在该下端部固定有由不锈钢等金属材料形成的圆盘状的磨轮安装座54的上部。
在磨轮安装座54的下部安装有具有与磨轮安装座54大致相同的直径的环状的磨削磨轮56。磨削磨轮56具有由不锈钢等金属材料形成的圆环状的磨轮基台58。在磨轮基台58的下表面侧固定有多个磨削磨具60。
多个磨削磨具60分别是长方体状，沿着磨轮基台58的周向离散地配置。另外，在磨削磨轮56的附近或内部设置有在对被加工物进行磨削时向磨削面提供水等磨削液的喷嘴(未图示)。
另外，在磨削装置2中，在利用切入式磨削对被加工物进行磨削时，主要是多个磨削磨具60的下表面成为对被加工物进行磨削的磨削面，另外，在利用缓进给磨削对被加工物进行磨削时，主要是多个磨削磨具60的外侧面成为对被加工物进行磨削的磨削面。
因此，可以在磨削磨轮56的附近或内部分别设置有向多个磨削磨具60的下表面提供磨削液的喷嘴以及向多个磨削磨具60的外侧面提供磨削液的喷嘴。
并且，当电动机52进行动作时，主轴50、磨轮安装座54和磨削磨轮56以沿着Z轴方向或沿着从Z轴方向略微倾斜的方向的直线作为旋转轴进行旋转。
图3是示出使用图1所示的磨削装置2对被加工物进行磨削的磨削方法的一例的流程图。在该方法中，首选选择是否利用缓进给磨削对被加工物进行磨削，即选择是利用切入式磨削还是缓进给磨削对被加工物进行磨削(选择步骤：S1)。
在选择不利用缓进给磨削对被加工物进行磨削即利用切入式磨削对被加工物进行磨削的情况下(选择步骤(S1)：否)，使用于使卡盘工作台8旋转的主轴(固定于工作台基座14的主轴)16从壳体18分离(分离步骤：S11)。具体而言，将超过规定的压力的流体从流体提供源提供至壳体18的多个连通路18c各自的一端。
接着，利用切入式磨削对被加工物进行磨削(磨削步骤：S12)。该切入式磨削例如按以下的顺序进行。首先，将被加工物吸引保持于卡盘工作台8。具体而言，在将该被加工物载置于卡盘工作台8的保持面之后，在使经由阀而与设置于卡盘工作台8的框体10和工作台基座14的内部的流路连通的吸引源进行动作的状态下，将该阀打开。
接着，使卡盘工作台8和磨削磨轮56移动至规定的位置。具体而言，按照将卡盘工作台8定位于磨削磨轮56的下方的方式使X轴方向移动机构(未图示)和Z轴方向移动机构34进行动作。由此，将磨削磨轮56的多个磨削磨具60中的任意磨削磨具60例如定位于卡盘工作台8的保持面的中心的正上方。
接着，使卡盘工作台8和磨削磨轮56旋转。具体而言，使电动机26进行动作以便使主轴16旋转，并且使电动机52进行动作以便使主轴50旋转。
接着，使卡盘工作台8和磨削磨轮56沿着Z轴方向相对地移动而对被加工物进行磨削。具体而言，按照卡盘工作台8所吸引保持的被加工物的上表面与多个磨削磨具60的下表面接触的方式使Z轴方向移动机构34进行动作。
由此，通过多个磨削磨具60的下表面对被加工物的整个上表面侧进行磨削。另外，通过使Z轴方向移动机构34继续进行动作，对被加工物的上表面侧的具有规定厚度的部分进行磨削，将被加工物薄化。
在该切入式磨削中，在使卡盘工作台8旋转之前，使主轴16的突出部16b的下表面从壳体18分离。由此，在使卡盘工作台8旋转时，不会在主轴16的突出部16b的下表面侧产生大的摩擦力，能够使卡盘工作台8容易地旋转。
另一方面，在选择利用缓进给磨削对被加工物进行磨削的情况下(选择步骤(S1)：是)，使用于使卡盘工作台8旋转的主轴(固定于工作台基座14的主轴)16与壳体18接触(接触步骤：S21)。具体而言，停止从流体提供源向壳体18的多个连通路18c各自的一端提供流体。
接着，利用缓进给磨削对被加工物进行磨削(磨削步骤：S22)。该缓进给磨削例如按以下的顺序进行。首先，将被加工物吸引保持于卡盘工作台8。具体而言，在将该被加工物载置于卡盘工作台8的保持面之后，在使经由阀而与设置于卡盘工作台8的框体10和工作台基座14的内部的流路连通的吸引源进行动作的状态下，将该阀打开。
接着，使卡盘工作台8和磨削磨轮56移动至规定的位置。具体而言，按照卡盘工作台8和磨削磨轮56在X轴方向上远离并且多个磨削磨具60的下表面比卡盘工作台8所吸引保持的被加工物的上表面低而比被加工物的下表面高的方式使X轴方向移动机构(未图示)和Z轴方向移动机构34进行动作。
接着，使磨削磨轮56旋转。具体而言，使电动机52进行动作以便使主轴50旋转。接着，使卡盘工作台8和磨削磨轮56沿着X轴方向相对地移动而对被加工物进行磨削。具体而言，按照卡盘工作台8所吸引保持的被加工物的外侧面与多个磨削磨具60的侧面接触的方式使X轴方向移动机构(未图示)进行动作。
由此，通过多个磨削磨具60的外侧面将被加工物的上表面侧的具有规定厚度的端部进行磨削。另外，通过使X轴方向移动机构继续进行动作，对被加工物的整个上表面侧进行磨削，将被加工物薄化。
在该缓进给磨削中，在对被加工物进行磨削之前，使主轴16的突出部16b的下表面与壳体18接触。由此，产生于主轴16的突出部16b的下表面侧的摩擦力成为阻力，抑制对被加工物进行磨削时产生于卡盘工作台8的振动。
另外，上述的实施方式的构造和方法等只要不脱离本发明的目的的范围，则可以适当地变更并实施。例如可以使在壳体18的凸部18b开口的多个连通路18c各自的一端经由配管(未图示)和阀(未图示)而与喷射器等吸引源连接。
该吸引源例如在使主轴16与壳体18接触时(图3所示的接触步骤(S21))进行动作。在该情况下，能够将主轴16与壳体18的间隙中的流体快速地排出。由此，能够缩短利用缓进给磨削对被加工物进行磨削时所需的时间。
或者，该吸引源也可以在利用缓进给磨削对被加工物进行磨削时(图3所示的磨削步骤(S22))进行动作。在该情况下，在主轴16被壳体18吸引的状态下进行缓进给磨削。由此，能够进一步抑制对被加工物进行磨削时产生于卡盘工作台8的振动。
另外，该吸引源也可以在图3所示的接触步骤(S21)和磨削步骤(S22)这两个步骤中进行动作。

Claims (1)

1.一种磨削方法，使用磨削装置对被加工物进行磨削，
该磨削装置具有：
卡盘工作台，其具有对该被加工物进行保持的保持面；
工作台基座，在该工作台基座的上部安装有该卡盘工作台；
第1主轴，其具有主体部和突出部，该主体部从该工作台基座的下部的中心垂下，该突出部从该主体部的侧面朝外侧突出；
壳体，其围绕该主体部的侧面，并且在该壳体的内部设置有在与该突出部的下表面对置的位置开口的连通路；
流体提供源，其向该连通路提供流体；
第2主轴，其具有下端部，在该下端部安装有具有对该被加工物进行磨削的多个磨削磨具的磨削磨轮；
铅垂方向移动机构，其使该卡盘工作台和该磨削磨轮沿着铅垂方向相对地移动；
水平方向移动机构，其使该卡盘工作台和该磨削磨轮沿着与该铅垂方向垂直的水平方向相对地移动，
其特征在于，
该磨削方法具有如下的步骤：
选择步骤，选择是利用切入式磨削还是缓进给磨削对该被加工物进行磨削，其中，在该切入式磨削中，在将该卡盘工作台定位于该磨削磨轮的下方的状态下使该卡盘工作台和该磨削磨轮旋转，然后一边使该卡盘工作台和该磨削磨轮旋转一边使该卡盘工作台和该磨削磨轮沿着该铅垂方向相对地移动而对该被加工物进行磨削，在该缓进给磨削中，在使该卡盘工作台和该磨削磨轮在该水平方向上远离并且将该多个磨削磨具的下表面定位成比该被加工物的上表面低而比该被加工物的下表面高的状态下使该磨削磨轮旋转，然后一边使该磨削磨轮旋转一边使该卡盘工作台和该磨削磨轮沿着该水平方向相对地移动而对该被加工物进行磨削；
分离步骤，在通过该选择步骤选择了该切入式磨削的情况下，从该流体提供源向该连通路提供流体而使该突出部的下表面从该壳体分离；以及
接触步骤，在通过该选择步骤选择了该缓进给磨削的情况下，不从该流体提供源向该连通路提供流体而使该突出部的下表面与该壳体接触。
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