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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Schleifscheibenanbringungsmechanismus
in einer Schleifvorrichtung.
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Beschreibung des Standes der
Technik
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Bei
einem Halbleiterbauelement-Herstellungsverfahren sind mehrere als
Straßen bezeichnete, sich kreuzende Trennlinien auf der
Vorderseite eines im Wesentlichen scheibenförmigen Halbleiterwafers
ausgebildet, um dadurch mehrere Bereiche abzuteilen, in denen Bauelemente,
wie zum Beispiel ICs (integrierte Schaltungen) und LSIs getrennt
ausgebildet sind. Der Halbleiterwafer wird entlang dieser Straßen
durch eine Schneidevorrichtung geschnitten, um dadurch den Halbleiterwafer
in einzelne Halbleiterchips zu teilen. Bevor der Wafer entlang der Straßen
geschnitten wird, wird die Rückseite des Wafers geschliffen
oder geätzt, um die Dicke des Wafers auf einen vorgegebenen
Wert zu verringern. In den letzten Jahren war es erforderlich, die
Waferdicke weiter auf zum Beispiel ungefähr 50 μm
zu verringern, um eine Verringerung der Größe
und des Gewichts elektrischer Geräte zu erreichen.
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Bei
einer Schleifvorrichtung zum Schleifen der Rückseite eines
Wafers, um die Waferdicke auf solch einen kleinen Wert zu verringern,
wurden verschiedene Verfahren angewandt, um einen dünnen Wafer
mit einer hohen Chipfestigkeit zu erhalten. Jedoch wird bei einer
Verringerung der Waferdicke die Handhabung des Wafers bei auf einen
Schleifschritt folgenden Verfahrensschritten sehr schwierig. Um eine
Verringerung der Waferdicke und eine Verbesserung der Handhabbarkeit
des Wafers zu verwirklichen, wurde zum Beispiel in dem offengelegten
japanischen Patent Nr. 2007-19461 ein
Schleifverfahren vorgeschlagen. Bei diesem Schleifverfahren wird
die Rückseite eines Wafers nur in einem Bauelementbereich,
in dem Bauelemente, wie zum Beispiel ICs und LSIs ausgebildet sind,
geschliffen, um dadurch einen ringförmigen Vorsprung in
einem Umfangsrandbereich zu belassen.
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Jedoch
ist eine bei diesem Schleifverfahren verwendete Schleifscheibe in
hohem Maße verschieden von (kleiner als) einer normalen
Schleifscheibe zum Schleifen der gesamten Rückseite eines
Wafers in Bezug auf den äußeren Durchmesser der
Scheibe und den Durchmesser des Rings von Schleifelementen, die
ringförmig entlang des äußeren Umfangs
der Scheibe angeordnet sind. Dementsprechend kann die bei diesem
Schleifverfahren verwendete Schleifscheibe nicht anstelle der normalen
Schleifscheibe verwendet werden und muss deshalb je nach Erfordernis
durch die normale Schleifscheibe ausgetauscht werden. Ferner muss
bei einem Schleifverfahren, das einen Verstärkungsabschnitts-Ausbildungsschritt
zum Ausbilden eines ringförmigen Vorsprungs in einem Umfangsrandbereich
eines Wafers, indem nur ein zentraler Bereich des Wafers, in dem Bauelemente,
wie zum Beispiel ICs und LSIs ausgebildet sind, geschliffen wird,
aufweist, nur der ringförmige Vorsprung geschliffen werden,
um den Wafer bis zu einem gewissen Grad abzuflachen, unmittelbar
bevor der Wafer in die einzelnen Bauelemente geteilt wird.
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Auch
bei einem solchen Schleifschritt, bei dem nur der in dem Umfangsrandbereich
ausgebildete ringförmige Vorsprung geschliffen wird, um
den Wafer bis zu einem gewissen Grad abzuflachen, wird eine Schleifvorrichtung
verwendet und muss der ringförmige Vorsprung durch Verwendung
erster Schleifelemente, die grobe Schleifkörner enthalten,
und zweiter Schleifelemente, die feine Schleifkörner enthalten,
geschliffen werden. Daher sind zwei Arten von Schleifscheiben mit
zwei Arten von Schleifelementen erforderlich und müssen
diese durcheinander ausgetauscht werden, um einen gewünschten Schliff
zu erhalten.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Schleifscheibenanbringungsmechanismus
für eine Schleifvorrichtung bereitzustellen, mit dem zwei
Arten von Schleifscheiben je nach Erfordernis gleichzeitig oder
getrennt angebracht werden können.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Schleifscheibenanbringungsmechanismus
zum lösbaren Anbringen einer Schleifscheibe an eine Scheibenanbringung,
die an einer Achse in einer Schleifvorrichtung befestigt ist, bereitgestellt, wobei
die Schleifscheibe eine erste Schleifscheibe, die aus einer ringförmigen
ersten Scheibenbasis mit einem inneren Durchmesser mit einer ersten
Abmessung und mehreren an der ersten Scheibenbasis angebrachten
ersten Schleifelementen besteht, und eine zweite Schleifscheibe
beinhaltet, die aus einer zweiten Scheibenbasis mit einem äußeren
Durchmesser mit einer zweiten Abmessung, die kleiner als die erste
Abmessung ist, und mehreren an der zweiten Scheibenbasis angebrachten
zweiten Schleifelementen besteht; die Scheibenanbringung eine ringförmige
erste Anbringungsoberfläche zum Anbringen der ersten Scheibenbasis
der ersten Schleifscheibe und eine radial innerhalb der ersten Anbringungsoberfläche ausgebildete
zweite Anbringungsoberfläche zum Anbringen der zweiten
Scheibenbasis der zweiten Schleifscheibe aufweist; und die Endoberflächen
der zweiten Schleifelemente der zweiten Schleifscheibe um einen
vorgegebenen Abstand von den Endoberflächen der ersten
Schleifelemente der ersten Schleifscheibe in dem Zustand, in dem
die erste und die zweite Schleifscheibe jeweils an der ersten und
der zweiten Anbringungsoberfläche angebracht sind, hervorstehen.
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Vorzugsweise
ist eine Schleifwasserdüse zum Lenken von Schleifwasser
in Richtung auf die ersten und zweiten Schleifelemente an der Scheibenanbringung
an einem zentralen Abschnitt davon angebracht, wobei die Vorsprungshöhe
der Schleifwasserdüse geringer als jene der ersten und
zweiten Schleifelemente ist.
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Vorzugsweise
kann sowohl die erste Schleifscheibe als auch die zweite Schleifscheibe
an die Scheibenanbringung angebracht oder von dieser abgenommen
werden, ohne dass dabei eine Beeinflussung (Behinderung) durch die
andere Schleifscheibe oder dieser anderen Schleifscheibe auftritt.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung weist die Scheibenanbringung die erste Anbringungsoberfläche
und die zweite Anbringungsoberfläche auf. Dementsprechend
können die erste Schleifscheibe mit einem normal großen äußeren
Durchmesser und die zweite Schleifscheibe mit einem kleineren äußeren Durchmesser
beide an der Scheibenanbringung angebracht werden. Ferner kann entweder
die erste Schleifscheibe oder die zweite Schleifscheibe je nach
Erfordernis an der Scheibenanbringung angebracht werden. Deshalb
ist es möglich, verschiedene Arten von Schleifverfahren,
wie zum Beispiel ein Schleifen der gesamten Oberfläche
eines Werkstücks, ein Schleifen eines Teils eines Werkstücks, um
einen ringförmigen Vorsprung in einem Umfangsrandbereich
des Werkstücks zu belassen, und ein Schleifen lediglich
eines solchen ringförmigen Vorsprungs, durch Verwendung
einer einzelnen Achse durchzuführen.
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Ferner
können die erste und die zweite Schleifscheibe wahlweise
an der Scheibenanbringung angebracht werden, so dass, wenn entweder die
erste oder die zweite Schleifscheibe beschädigt oder abgenutzt
ist, nur eine solche beschädigte oder abgenutzte Schleifscheibe
ausgewechselt werden kann, um dadurch die Wirtschaftlichkeit zu
verbessern. Außerdem kann, verglichen mit einer Schleifvorrichtung
mit zwei oder mehr Achsen, eine Schleifvorrichtung mit einer einzelnen
Achse bei wesentlich niedrigeren Kosten und kleinerer Raumerfordernis bereitgestellt
werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit verbessert und Platz gespart
wird.
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Die
obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung und die Art und Weise, diese zu verwirklichen, werden
offenkundiger werden, und die Erfindung selbst wird am besten verstanden
werden, indem die folgende Beschreibung und die angefügten
Ansprüche mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen,
die einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen,
studiert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Halbleiterwafers, wenn dieser
von dessen Vorderseite aus betrachtet wird;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht des Halbleiterwafers, wenn dieser von
dessen Rückseite aus in dem Zustand betrachtet wird, in
dem ein Schutztape an der Vorderseite des Halbleiterwafers angebracht
ist;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht einer Schleifvorrichtung, die einen Schleifscheibenanbringungsmechanismus
gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet;
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4 ist
eine perspektivische Ansicht einer Einspanntischeinheit und eines
Einspanntischzuführmechanismus;
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5A ist
eine perspektivische Ansicht, die das Verfahren des Anbringens einer
ersten Schleifscheibe an eine Scheibenanbringung zeigt;
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5B ist
eine perspektivische Ansicht, die das Verfahren des Anbringens einer
zweiten Schleifscheibe an die Scheibenanbringung zeigt;
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6A ist
eine Schnittdarstellung, die den Zustand zeigt, in dem die erste
Schleifscheibe an der Scheibenanbringung angebracht ist;
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6B ist
eine Schnittdarstellung, die den Zustand zeigt, in dem die zweite
Schleifscheibe an der Scheibenanbringung angebracht ist;
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7 ist
eine perspektivische Ansicht, die das Verfahren des Anbringens der
ersten und der zweiten Schleifscheibe an die Scheibenanbringung zeigt;
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8 ist
eine Schnittdarstellung, die den Zustand zeigt, in dem die erste
und die zweite Schleifscheibe an der Scheibenanbringung angebracht sind;
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9A ist
eine Seitenansicht zur Veranschaulichung des Verfahrens des Schleifens
der gesamten Rückseite eines Wafers durch Verwendung der
ersten Schleifscheibe;
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9B ist
eine Seitenansicht zur Veranschaulichung eines Schleifverfahrens
zum Schleifen der Rückseite eines Wafers in lediglich einem
Bauelementbereich durch Verwendung der zweiten Schleifscheibe, um
dadurch einen ringförmigen Vorsprung in einem Umfangsrandbereich
zu belassen;
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10A ist eine Seitenansicht zur Veranschaulichung
eines Schritts des Schleifens der Rückseite eines Wafers
in lediglich einem Bauelementbereich durch Verwendung der zweiten
Schleifscheibe, um dadurch einen ringförmigen Vorsprung
in einem Umfangsrandbereich zu belassen;
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10B ist eine Seitenansicht zur Veranschaulichung
eines Schritts des Grobschleifens des ringförmigen Vorsprungs
durch Verwendung der zweiten Schleifscheibe nach dem in 10A gezeigten Schritt;
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10C ist eine Seitenansicht zur Veranschaulichung
eines Schritts des Feinschleifens des ringförmigen Vorsprungs
durch Verwendung der ersten Schleifscheibe nach dem in 10B gezeigten Schritt;
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11 ist
eine Draufsicht zur Veranschaulichung des in 9B gezeigten
Schleifverfahrens unter Verwendung der zweiten Schleifscheibe; und
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12 ist
eine vergrößerte Schnittdarstellung des Wafers,
der durch das in 9B gezeigte Schleifverfahren
unter Verwendung der zweiten Schleifscheibe geschliffen wurde.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ein
Schleifscheibenanbringungsmechanismus gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird nun ausführlich mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Halbleiterwafers 11, bevor
dieser geschliffen wurde, um die Waferdicke auf einen vorgegebenen
Wert zu verringern. Der in 1 gezeigte
Halbleiterwafer 11 ist ein Siliziumwafer mit einer Dicke
von zum Beispiel 700 μm. Mehrere sich kreuzende Straßen 13 sind
auf der Vorderseite 11a des Halbleiterwafers 11 ausgebildet,
um dadurch mehrere rechteckige Bereiche abzuteilen, in denen Bauelemente 15,
wie zum Beispiel ICs und LSIs, getrennt ausgebildet sind.
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Der
Halbleiterwafer 11 beinhaltet einen Bauelementbereich 17,
in dem die Bauelemente 15 ausgebildet sind, und einen Umfangsrandbereich 19,
der den Bauelementbereich 17 umgibt. Ferner ist eine Kerbe 21 als
eine Markierung zum Anzeigen der Kristallorientierung eines Siliziumwafers
an dem äußeren Umfang des Halbleiterwafers 11 ausgebildet.
Außerdem wird ein Schutztape (Schutzband) 23 (siehe 2)
an der Vorderseite 11a des Halbleiterwafers 11 durch
einen Schutztapeanbringungsschritt vor einem Schleifschritt angebracht.
Dementsprechend ist die Vorderseite 11a des Halbleiterwafers 11 durch das
Schutztape 23 geschützt und die Rückseite 11b des
Halbleiterwafers 11 freigelegt, wie in 2 gezeigt
ist.
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Die
Rückseite 11b des Halbleiterwafers 11 wird
durch Verwendung einer in 3 gezeigten Schleifvorrichtung 2 geschliffen,
um die Waferdicke auf einen vorgegebenen Wert zu verringern. Mit
Bezug auf 3 weist die Schleifvorrichtung 2 ein
Gehäuse 4 auf. Das Gehäuse 4 besteht
aus einem horizontalen Gehäuseabschnitt 6 und
einem vertikalen Gehäuseabschnitt 8. Ein Paar
sich vertikal erstreckender Führungsschienen 12 und 14 ist
an dem vertikalen Gehäuseabschnitt 8 befestigt.
Ein Schleifmittel (eine Schleifeinheit) 16 ist an dem vertikalen
Gehäuseabschnitt 8 so angebracht, dass es vertikal
entlang der Führungsschienen 12 und 14 bewegbar
ist. Spezieller ist die Schleifeinheit 16 durch ein Halterungselement 20 an
einer bewegbaren Basis 18 angebracht, die vertikal entlang
der Führungsschienen 12 und 14 bewegbar
ist.
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Die
Schleifeinheit 16 beinhaltet ein Achsengehäuse 22,
das fest an dem Halterungselement 20 angebracht ist, eine
Achse 24, die drehbar in dem Achsengehäuse 22 angebracht
ist, und einen Servomotor 26 zum Drehantrieb der Achse 24.
Schleifwasser wird der Schleifeinheit 16 durch einen Schlauch 36 zugeführt.
Vorzugsweise wird destilliertes Wasser (Reinwasser) als Schleifwasser
verwendet. Die Schleifvorrichtung 2 ist mit einem Schleifeinheitszuführmechanismus 44 zum
vertikalen Bewegen der Schleifeinheit 16 entlang der Führungsschienen 12 und 14 versehen.
Der Schleifeinheitszuführmechanismus 44 besteht
aus einer Kugelspindel 46 und einem Pulsmotor 48,
der an einem Ende der Kugelspindel 46 befestigt ist. Wenn
der Pulsmotor 48 angetrieben wird, wird die Kugelspindel 46 so
gedreht, dass die bewegbare Basis 18 durch eine Mutter,
die in der bewegbaren Basis 18 befestigt und in Schraubeneingriff
mit der Kugelspindel 46 ist, vertikal bewegt wird.
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Der
horizontale Gehäuseabschnitt 6 ist mit einer Aussparung 10 zum
Vorsehen einer Einspanntischeinheit 50 ausgebildet. Wie
in 4 gezeigt, beinhaltet die Einspanntischeinheit 50 eine
Halterungsbasis 52 und einen drehbar an der Halterungsbasis 52 gehaltenen
Einspanntisch 54. Die Einspanntischeinheit 50 beinhaltet
ferner eine Abdeckung 56 mit einer Öffnung zum
Einführen des Einspanntischs 54. Die Einspanntischeinheit 50 ist
in der Längsrichtung (Richtung nach vorne/hinten) der Schleifvorrichtung 2 durch
einen Einspanntischbewegungsmechanismus 58 bewegbar. Der
Einspanntischbewegungsmechanismus 58 besteht aus einer Kugelspindel 60 und
einem Pulsmotor 64, der mit einem Ende eines Schraubenschafts 62 der
Kugelspindel 60 verbunden ist.
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Wenn
der Pulsmotor 64 angetrieben wird, wird der Schraubenschaft 62 der
Kugelspindel 60 so gedreht, dass die Halterungsbasis 52,
die eine Mutter in Schraubeneingriff mit dem Schraubenschaft 62 aufweist,
entlang eines Paars von Führungsschienen 66 und 68 in
der Längsrichtung der Schleifvorrichtung 2 bewegt
wird. Dementsprechend wird der Einspanntisch 54 in der
Längsrichtung der Schleifvorrichtung 2 gemäß der
Drehrichtung des Pulsmotors 64 bewegt. Die Führungsschienen 66 und 68 und
der Einspanntischbewegungsmechanismus 58, die in 4 gezeigt
sind, sind mit einem Paar von balgenartigen Abdeckungen 70 und 72 bedeckt,
wie in 3 gezeigt ist. Spezieller ist das vordere Ende
der balgenartigen Abdeckung 70 an einer die Aussparung 10 definierenden
vorderen Wand befestigt und das hintere Ende der balgenartigen Abdeckung 70 an
dem vorderen Ende der Abdeckung 56 befestigt. Andererseits
ist das hintere Ende der balgenartigen Abdeckung 72 an
dem vertikalen Gehäuseabschnitt 8 befestigt und
das vordere Ende der balgenartigen Abdeckung 72 an dem
hinteren Ende der Abdeckung 56 befestigt.
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An
dem horizontalen Gehäuseabschnitt 6 des Gehäuses 4 sind
eine erste Waferkassette 74, eine zweite Waferkassette 76,
ein Wafertragemittel 78, ein Waferpositionierungsmittel 80,
ein Waferanbringungsmittel 82, ein Waferabnahmemittel 84 und ein
Reinigungsmittel 86 vorgesehen. Ferner ist ein Bedienungsmittel 88,
um es einem Benutzer zu ermöglichen, Schleifbedingungen
oder dergleichen einzugeben, an dem horizontalen Gehäuseabschnitt 6 an
dessen vorderer Position vorgesehen. Außerdem ist eine
Reinigungswasserdüse 90 zum Reinigen des Einspanntischs 54 an
dem horizontalen Gehäuseabschnitt 6 an dessen
im Wesentlichen zentraler Position vorgesehen. Die Reinigungswasserdüse 90 wirkt
so, dass sie Reinigungswasser in Richtung auf den auf dem Einspanntisch 54 gehaltenen
Wafer nach dem Schleifschritt in dem Zustand lenkt, in dem die Einspanntischeinheit 50 an
einer Wafer-Anbringungs/Abnahme-Position angeordnet ist.
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Wenn
der Pulsmotor 64 des Einspanntischbewegungsmechanismus 58 angetrieben
wird, wird die Einspanntischeinheit 50 zwischen einer Schleifposition,
in welcher der Wafer durch die Schleifeinheit 16 wie in 3 gezeigt
geschliffen wird, und der Wafer-Anbringungs/Abnahme-Position, in
welcher der ungeschliffene Wafer von dem Waferanbringungsmittel 82 aufgenommen
wird oder der geschliffene Wafer zu dem Waferabnahmemittel 84 überführt wird,
bewegt.
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Ein
für die in 3 gezeigte Schleifeinheit 16 verwendeter
Schleifscheibenanbringungsmechanismus wird nun mit Bezug auf 5A bis 8 ausführlich
beschrieben. Wie in 5A und 6A gezeigt,
ist eine Scheibenanbringung 28 an dem unteren Ende der
Achse 24 durch mehrere Schrauben 25 befestigt.
Eine ringförmige erste Anbringungsoberfläche 28a ist
entlang des äußeren Umfangs der Scheibenanbringung 28 ausgebildet
und eine zweite Anbringungsoberfläche 28b ist
radial innerhalb der ersten Anbringungsoberfläche 28a ausgebildet.
Die zweite Anbringungsoberfläche 28b ist von der
ersten Anbringungsoberfläche 28a zurückgenommen.
Die erste Anbringungsoberfläche 28a ist mit mehreren Einführungslöchern 27 ausgebildet
und die zweite Anbringungsoberfläche 28b ist mit
mehreren Gewindelöchern 29 ausgebildet.
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Das
in 5A gezeigte Bezugszeichen 30 bezeichnet
eine erste Schleifscheibe mit einem inneren Durchmesser mit einer
ersten Abmessung. Die erste Schleifscheibe 30 besteht aus
einer ringförmigen Scheibenbasis 32 und mehreren
Schleifelementen 34, die an der unteren Oberfläche
der Scheibenbasis 32 entlang deren äußeren
Umfangs befestigt sind. Zum Beispiel wird jedes Schleifelement 34 durch
Mischen von Diamantschleifkörnern in einer keramischen
Bindung und Aushärten der resultierenden Mischung hergestellt.
Wie in
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5A und 6A gezeigt
ist, wird die erste Schleifscheibe 30 an die erste Anbringungsoberfläche 28a der
Scheibenanbringung 28 angebracht, indem mehrere Schrauben 33 durch
die Einführungslöcher 27 in mehrere in
der Scheibenbasis 32 der ersten Schleifscheibe 30 ausgebildete
Gewindelöcher in Schraubeneingriff gebracht werden.
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Das
in 5B gezeigte Bezugszeichen 38 bezeichnet
eine zweite Schleifscheibe mit einem äußeren Durchmesser
mit einer zweiten Abmessung, die kleiner als die erste Abmessung
ist. Die zweite Schleifscheibe 38 besteht aus einer Scheibenbasis 40 und
mehreren Schleifelementen 42, die an der unteren Oberfläche
der Scheibenbasis 40 entlang deren äußeren
Umfangs befestigt sind. Zum Beispiel wird jedes Schleifelement 42 durch
Mischen von Diamantschleifkörnern in einer keramischen
Bindung und Aushärten der resultierenden Mischung hergestellt.
Die Scheibenbasis 40 der zweiten Schleifscheibe 38 weist
ein Mittelloch 41 und mehrere Einführungslöcher 31 auf.
Wie in 5B und 6B gezeigt
ist, wird die zweite Schleifscheibe 38 an der zweiten Anbringungsoberfläche 28b der
Scheibenanbringung 28 angebracht, indem mehrere Schrauben 35 durch
die Einführungslöcher 31 in mehrere in
der Scheibenanbringung 28 ausgebildete Gewindelöcher 29 in
Schraubeneingriff gebracht werden.
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Eine
Schleifwasserdüse 92 ist an der zweiten Anbringungsoberfläche 28b der
Scheibenanbringung 28 an einem zentralen Abschnitt davon
durch mehrere Schrauben 37 befestigt. Der äußere
Durchmesser der Schleifwasserdüse 92 ist so festgelegt,
dass er kleiner als der Durchmesser des Mittellochs 41 der zweiten
Schleifscheibe 38 ist. Dementsprechend kann die zweite
Schleifscheibe 38 in dem Zustand an die Scheibenanbringung 28 angebracht
oder von dieser abgenommen werden, in dem die Schleifwasserdüse 92 an
der Scheibenanbringung 28 angebracht ist.
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Wie
in 7 und 8 gezeigt ist, kann die zweite
Schleifscheibe 38 an die zweite Anbringungsoberfläche 28b der
Scheibenanbringung 28 in dem Zustand angebracht werden,
in dem die erste Schleifscheibe 30 an der ersten Anbringungsoberfläche 28a der
Scheibenanbringung 28 angebracht ist. Umgekehrt kann die
erste Schleifscheibe 30 an die erste Anbringungsoberfläche 28a der
Scheibenanbringung 28 in dem Zustand angebracht werden,
in dem die zweite Schleifscheibe 38 an der zweiten Anbringungsoberfläche 28b der
Scheibenanbringung 28 angebracht ist. Daher kann sowohl
die erste als auch die zweite Schleifscheibe 30 und 38 an
die Scheibenanbringung 28 angebracht oder von dieser abgenommen
werden, ohne dass eine Beeinflussung der anderen Schleifscheibe
auftritt.
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Wie
am besten in 8 gezeigt ist, ist die Schleifwasserdüse 92 an
dem Zentrum der Scheibenanbringung 28 so befestigt, dass
sie weniger als die Schleifelemente 34 der ersten Schleifscheibe 30 und
die Schleifelemente 42 der zweiten Schleifscheibe 38 hervorsteht.
Mit anderen Worten ist die untere Endoberfläche der Schleifwasserdüse 92 in
einer höheren Lage festgelegt als die untere Endoberfläche jedes
Schleifelements 34 und die untere Endoberfläche
jedes Schleifelements 42. Außerdem ist die untere
Endoberfläche jedes Schleifelements 34 in einer höheren
Lage festgelegt als die untere Endoberfläche jedes Schleifelements 42.
Die Schleifwasserdüse 92 kann Schleifwasser in
zumindest vier Richtungen zu den Schleifelementen 34 und 42 lenken,
die in der äußeren Umfangsrichtung angeordnet
sind.
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Der
Betrieb der Schleifvorrichtung 2 wird nun beschrieben.
Jeder in der ersten Waferkassette 74 gelagerte Wafer ist
ein Halbleiterwafer, dessen Vorderseite (auf der eine Schaltung
ausgebildet ist) mit einem Schutztape bedeckt ist. Dementsprechend
ist jeder Wafer in der ersten Waferkassette 74 in dem Zustand
gelagert, in dem die Rückseite jedes Wafers nach oben gerichtet
ist. Die erste Waferkassette 74, die so mehrere Halbleiterwafer
lagert, ist an einer vorgegebenen Kassettenanbringungsposition an dem
Gehäuse 4 angeordnet.
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Wenn
alle ungeschliffenen Halbleiterwafer aus der an der Kassettenanbringungsposition
angeordneten ersten Waferkassette 74 herausbefördert wurden,
wird diese leere erste Waferkassette 74 manuell durch eine
neue ersetzt, die mehrere Halbleiterwafer enthält. Andererseits
ist die zweite Waferkassette 76 an einer vorgegebenen Kassettenabnahmeposition
an dem Gehäuse 4 angeordnet. Wenn eine vorgegebene
Anzahl von geschliffenen Halbleiterwafern in die zweite Waferkassette 76 befördert
wurde, wird die zweite Waferkassette 76 manuell durch eine neue
ersetzt, die leer ist.
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Jeder
in der ersten Waferkassette 74 gelagerte Halbleiterwafer
wird aus der Kassette 74 durch die vertikale Bewegung (Bewegung
nach oben/unten) und die horizontale Bewegung (Bewegung nach vorne/hinten)
des Wafertragemittels 78 herausbefördert und auf
dem Waferpositionierungsmittel 80 angeordnet. Der auf dem
Waferpositionierungsmittel 80 angeordnete Wafer wird einer
Zentrierung unterzogen. Danach wird der Wafer von dem Waferpositionierungsmittel 80 zu
dem Einspanntisch 54 der an der Wafer-Anbringungs/Abnahme-Position
angeordneten Einspanntischeinheit 50 durch die Schwenkbewegung
des Waferanbringungsmittels 82 überführt. Daher
wird der Wafer auf dem Einspanntisch 54 durch Ansaugen
gehalten. Danach wird die Einspanntischeinheit 50 durch
den Einspanntischbewegungsmechanismus 58 zu der Schleifposition
bewegt.
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Wenn
die Einspanntischeinheit 50 somit an der Schleifposition
angeordnet ist, wird das Zentrum des auf dem Einspanntisch 54 gehaltenen
Wafers an eine Position gesetzt, die sich geringfügig innerhalb des äußeren
Kreises der ersten Schleifscheibe 30 befindet, wie in 9A gezeigt
ist. Danach wird der Einspanntisch 54 zum Beispiel mit
ungefähr 100 bis 300 U/min (Umdrehungen pro Minute; rpm)
gedreht und die erste Schleifscheibe 30 zum Beispiel mit 4.000
bis 7.000 U/min gedreht, indem der Servomotor 26 angetrieben
wird. Zur gleichen Zeit wird der Pulsmotor 48 des Schleifeinheitszuführmechanismus 44 vorwärts
gerichtet angetrieben, um die Schleifeinheit 16 abzusenken.
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Dementsprechend
kommen die Schleifelemente 34 der ersten Schleifscheibe 30 mit
der Rückseite (Schleifoberfläche) des auf dem
Einspanntisch 54 gehaltenen Wafers 11 mit einer
vorgegebenen Kraft in Druckkontakt, wodurch die gesamte Rückseite
des Wafers 11 geschliffen wird. Indem die gesamte Rückseite
des Wafers 11 für eine vorgegebene Zeit geschliffen
wird, wird die Dicke des Wafers 11 auf einen vorgegebenen
Wert verringert. Nachdem dieser Schleifschritt beendet wurde, wird
der Einspanntischbewegungsmechanismus 58 angetrieben, um
den Einspanntisch 54 zu der Wafer-Anbringungs/Abnahme-Position
zu bewegen. Danach wird Reinigungswasser von der Reinigungswasserdüse 90 in
Richtung auf den an der Wafer-Anbringungs/Abnahme-Position angeordneten
Einspanntisch 54 gelenkt, wodurch die geschliffene Oberfläche
(Rückseite) des auf dem Einspanntisch 54 gehaltenen
Wafers 11 gereinigt wird.
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Für
den Fall eines Schleifverfahrens, bei dem die Rückseite
des Wafers 11 nur in dem Bauelementbereich 17 geschliffen
wird, um einen ringförmigen Vorsprung in dem Umfangsrandbereich 19 zu belassen,
wird die zweite Schleifscheibe 38 an der Scheibenanbringung 28 angebracht,
um das Schleifen des Wafers 11 durchzuführen,
wie in 9B gezeigt ist. Für
den Fall dieses Schleifverfahrens sind das Zentrum P1 der Drehung
des Einspanntischs 54 und das Zentrum P2 der Drehung der
zweiten Schleifelemente 42 zueinander versetzt, wie in 11 gezeigt
ist. Außerdem ist der äußere Durchmesser
der zweiten Schleifelemente 42 so festgelegt, dass er kleiner
als der Durchmesser eines Grenzkreises 94 zwischen dem
Bauelementbereich 17 und dem Umfangsrandbereich 19 des
Wafers 11 und geringfügig größer
als der Radius dieses Grenzkreises 94 ist. Dementsprechend
tritt der Ring der Schleifelemente 42 der zweiten Schleifscheibe 38 durch
das Zentrum P1 der Drehung des Einspanntisches 54 hindurch.
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Der
Einspanntisch 54 wird zum Beispiel mit 300 U/min in der
durch einen Pfeil 55 gezeigten Richtung gedreht und die
zweite Schleifscheibe 38 wird zum Beispiel mit 6.000 U/min
in der durch einen Pfeil 96 gezeigten Richtung gedreht.
Zur gleichen Zeit wird der Pulsmotor 48 angetrieben, um
die Schleifelemente 42 der zweiten Schleifscheibe 38 mit
der Rückseite des Wafers 11 in Kontakt zu bringen
und die zweite Schleifscheibe 38 um einen vorgegebenen
Betrag bei einer vorgegebenen Zuführrate nach unten zuzuführen.
Als Folge wird die Rückseite des Wafers 11 nur
in dem Bauelementbereich 17 geschliffen, so dass eine runde
Aussparung 98 mit einer vorgegebenen Tiefe ausgebildet
wird, wie in 12 gezeigt ist. Das heißt
die Dicke des Wafers 11 ist nur in dem Bauelementbereich 17 auf
eine vorgegebene Dicke (zum Beispiel 50 μm) verringert.
Zur gleichen Zeit ist ein ringförmiger Vorsprung (ringförmiger
Verstärkungsabschnitt) 100 in dem Umfangsrandbereich 19 so ausgebildet,
dass er die runde Aussparung 98 umgibt.
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Ein
weiteres Schleifverfahren, das sowohl die erste als auch die zweite
Schleifscheibe 30 und 38, die an der Scheibenanbringung 28 angebracht sind,
verwendet, wird nun mit Bezug auf 10A bis 10C beschrieben. Bei diesem Schleifverfahren wird
zuerst die Rückseite des Wafers 11 nur in dem Bauelementbereich 17 geschliffen,
um einen ringförmigen Vorsprung (ringförmiger
Verstärkungsabschnitt) in dem Umfangsrandbereich 19 zu
belassen, und als nächstes nur der ringförmige
Vorsprung geschliffen, um den Wafer bis zu einem gewissen Grad abzuflachen.
In diesem Fall werden die Schleifelemente 42 der zweiten
Schleifscheibe 38 für grobes Schleifen und die
Schleifelemente 34 der ersten Schleifscheibe 30 für
feines Schleifen (Fertigschleifen) verwendet.
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Wie
in 10A gezeigt ist, wird die Rückseite des
Wafers 11 nur in dem Bauelementbereich 17 geschliffen,
indem die zweite Schleifscheibe 38 verwendet wird, um dadurch
einen ringförmigen Vorsprung 39 in dem Umfangsrandbereich 19 zu
belassen (Schritt der Ausbildung eines ringförmigen Verstärkungsabschnitts).
Wie in 10B gezeigt ist, wird als nächstes
der ringförmige Vorsprung 39 durch Verwendung
der zweiten Schleifscheibe 38 grob geschliffen (Grobschliffschritt).
Wie in 10C gezeigt ist, wird als nächstes
der ringförmige Vorsprung 39 durch Verwendung
der ersten Schleifscheibe 30 fein geschliffen (Feinschliffschritt).
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Entsprechend
dem Schleifscheibenanbringungsmechanismus gemäß dieser
bevorzugten Ausführungsform kann das obige Schleifverfahren
zum anfänglichen Ausbilden eines ringförmigen
Vorsprungs in dem Umfangsrandbereich 19 des Wafers 11 und
anschließenden Schleifen dieses ringförmigen Vorsprungs,
um den Wafer 11 bis zu einem gewissen Grad als Ganzes abzuflachen,
durchgeführt werden, indem sowohl die erste als auch die
zweite Schleifscheibe 30 und 38 an der einzelnen
Achse 24 angebracht werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der oben beschriebenen
bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Der
Umfang der Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche
definiert und alle Veränderungen und Abwandlungen, die innerhalb
der Äquivalenz des Umfangs der Ansprüche liegen,
werden deshalb durch die Erfindung umfasst.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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