-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schleifscheibe, die ein plattenförmiges Werkstück wie beispielsweise einen Wafer schleift.
-
Beschreibung der verwandten Technik
-
Beim Durchführen eines Schleifvorgangs zum Schleifen eines Wafers wird eine Schleifvorrichtung (siehe beispielsweise japanische Offenlegungsschrift Nr. 2000-288881) benutzt, die einen Haltetisch und eine Schleifeinheit beinhaltet. Der Haltetisch hält den Wafer. Die Schleifeinheit enthält eine Spindel, die eine Scheibenanbringung dreht, in der eine Schleifscheibe angebracht ist. Die Schleifscheibe beinhaltet mehrere Segmentschleifsteine, die in ihr ringförmig angeordnet sind. Dann wird ein Schleifen wie folgt durchgeführt. Während Schleifwasser zu den Segmentschleifsteinen zugeführt wird, wird eine sich drehende Schleifscheibe abgesenkt, um die Segmentschleifsteine dadurch in Kontakt mit einer oberen Oberfläche des am Haltetischs gehaltenen Wafers zu bringen.
-
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
-
Ein vorgegebener Abstand (Lücke) ist zwischen zwei benachbarten Segmentschleifsteinen vorgesehen, sodass das zur Schleifscheibe zugeführte Schleifwasser während des Schleifvorgangs durch eine Zentrifugalkraft von einer inneren Umfangsseite zu einer äußeren Umfangsseite der Segmentschleifsteine abgegeben werden kann. Die Lücke wirkt als eine Abgabeöffnung, durch den das Schleifwasser während des Schleifvorgangs zu einer Außenseite der Segmentschleifsteine abgegeben wird.
-
Wenn der Segmentschleifstein durch ein Schleifen in Richtung einer Wurzel davon abgenutzt wird, verringert allerdings der Segmentschleifstein, der nun eine geringere Höhe aufweist, die Lücke (Abgabeöffnung), was zu einem reduzierten Drainageeffekt führt. Als ein Ergebnis neigt das Schleifwasser, das Abrieb beinhaltet, dazu, in einem Bereich an der inneren Umfangsseite des Segmentschleifsteins zu stagnieren, und der Abrieb kann sich ansammeln und an der Innenseite des Segmentschleifsteins abgelagert werden oder kann durch den sich drehenden Segmentschleifstein gefangen werden, sodass er an einer Schleifoberfläche an einem unteren Ende des Segmentschleifsteins haftet. Wenn der Abrieb, der am Segmentschleifstein abgelagert ist, auf den Wafer fällt oder ein Schleifen von einem Segmentschleifstein durchgeführt wird, an dessen Schleifoberfläche der Abrieb haftet, werden tiefe Kratzer oder Kratzer, die sich in unregelmäßigen Richtungen erstrecken, im Wafer ausgebildet. Dies beeinträchtigt leider ein Bauelement.
-
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schleifscheibe bereitzustellen, die Schleifwasser verlässlich nach außerhalb des Segmentschleifsteins abgibt, selbst, wenn sich der Segmentschleifstein abnutzt, und die es dadurch Abrieb nicht erlaubt, sich innerhalb des Segmentschleifsteins anzusammeln.
-
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Schleifscheibe bereitgestellt, die an einem distalen Ende einer Spindel angeordnet ist, um einen an einem Haltetisch gehaltenen Wafer zu schleifen. Die Schleifscheibe beinhaltet: eine ringförmige Basis, die eine am distalen Ende der Spindel anzubringende Anbringoberfläche aufweist; und mehrere Segmentschleifsteine, die ringförmig an einer Oberfläche fest angebracht sind, die der Anbringoberfläche der ringförmigen Basis gegenüberliegt, und die voneinander äquidistant beabstandet sind. Die ringförmige Basis weist mehrere Schlitze auf, die in ihr ausgebildet sind. Jeder der Schlitze stellt eine Lücke dar, die zwischen zwei benachbarten Segmentschleifsteinen ausgebildet ist, und die sich so in Richtung einer Seite der ringförmigen Basis erstreckt, dass der Schlitz eine Breite der Lücke aufweist.
-
Die Schleifscheibe im Aspekt der vorliegenden Erfindung kann vorbeugen, dass Kratzer, die ein Bauelement beeinflussen, an einem Wafer ausgebildet werden, da, selbst, wenn die ringförmig angeordneten Segmentschleifsteine abgenutzt worden sind, sodass sie dadurch die Lücken an der Seite der Segmentschleifsteine verringern, die als Schleifwasserabgabeöffnungen dienen, die Schlitze in der Basis als die Abgabeöffnungen wirken, und dadurch Abrieb nicht in Bereichen innerhalb der Segmentschleifsteine stagniert.
-
Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Art, diese zu realisieren, werden ersichtlicher und die Erfindung selbst wird am besten durch ein Studium der folgenden Beschreibung und der angehängten Ansprüche unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen, verstanden.
-
Figurenliste
-
- 1 ist eine Perspektivansicht, die ein Beispiel einer Schleifscheibe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 2 ist eine Perspektivansicht, die ein Beispiel einer bekannten Schleifscheibe darstellt;
- 3 ist eine teilweise Querschnittseitenansicht, die einen Zustand darstellt, in dem ein an einem Haltetisch gehaltener Wafer von einer sich drehenden Schleifscheibe geschliffen wird, während Schleifwasser zugeführt wird; und
- 4 ist eine Draufsicht, die schematisch einen Bereich des Wafers, der durch Segmentschleifsteine während eines Schleifvorgangs zu bearbeiten ist, von oben gesehen darstellt.
-
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
-
Eine in 1 und 3 dargestellte Schleifscheibe 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine ringförmige Basis 10, die, beispielsweise, aus Edelstahl oder Aluminium ausgebildet ist. Die Basis 10 weist eine ebene Anbringoberfläche 100 auf. Die Anbringoberfläche 100 ist über eine in 3 dargestellte Scheibenanbringung 21 an einer Seite eines distalen Endes einer in 3 dargestellten Spindel 20 angebracht. Eine Oberfläche der Basis 10, die der Anbringoberfläche 100 gegenüberliegt, stellt eine ebene Schleifsteinbefestigungsoberfläche 101 dar. Ein Segmentschleifstein ist an der Schleifsteinbefestigungsoberfläche 101 befestigt. Die Anbringoberfläche 100 und die Schleifsteinbefestigungsoberfläche 101 erstrecken sich parallel zueinander. Wie in 1 dargestellt, weist die Basis 10 eine ringförmige Öffnung 102 auf, die in einer Mitte davon ausgebildet ist. Die Öffnung 102 tritt durch die Basis 10 durch und erstreckt sich von der Anbringoberfläche 100 zur Schleifsteinbefestigungsoberfläche 101.
-
Mehrere Segmentschleifsteine 11 sind ringförmig durch ein geeignetes Haftmittel an der Schleifsteinbefestigungsoberfläche 101 der Basis 10 fest angebracht. Die Segmentschleifsteine 11 sind in einer Umfangsrichtung äquidistant beabstandet, wobei eine Lücke 104 mit einer vorgegebenen Breite zwischen jedem Paar benachbarter Segmentschleifsteine 11 angeordnet ist. Die Segmentschleifsteine 11 sind jeweils aus beispielsweise Metall, Keramik, Kunststoff oder einem anderen bindenden Material (Bindematerial), dass mit abrasiven Körnern wie Diamant und kubischen Bornitrid (CBN) vermischt ist, ausgebildet, und sind jeweils im Wesentlichen als ein rechteckiges Parallelepiped ausgebildet. Es wird angemerkt, dass die Arten von bindenden Materialien und abrasiven Körnern nicht beschränkend sind und beispielsweise gemäß einer Benutzung ausgewählt oder ausgewechselt werden können.
-
Die Basis 10 weist eine innere Oberfläche auf, die beispielsweise eine geneigte Oberfläche ist, die in einem vorgegebenen Winkel geneigt ist. Eine innere Oberfläche hat mehrere Schleifwasserzufuhröffnungen 103, die so ausgebildet sind, dass sie in der Umfangsrichtung äquidistant beabstandet sind. Schleifwasser wie beispielsweise Reinwasser strahlt aus den Schleifwasserzufuhröffnungen 103 heraus. Das von den Schleifwasserzufuhröffnungen 103 zugeführte Schleifwasser fließt über die geneigte Oberfläche, um dadurch die Basis 10 zu kühlen. Das Schleifwasser kühlt ferner die Segmentschleifsteine 11 und einen Abschnitt des Wafers W (siehe 3), der geschliffen wird, und entfernt dadurch erzeugten Abrieb von einer Rückseite Wb des Wafers W. Es ist nicht notwendigerweise erforderlich, dass die Basis 10 die Schleifwasserzufuhröffnungen 103 in sich ausgebildet hat.
-
Anders als eine Basis 10 einer Schleifscheibe 1A des in 2 dargestellten Standes der Technik, weist die Basis 10 der Schleifscheibe 1 in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mehrere Schlitze 106 auf, die in ihr ausgebildet sind. Die Schlitze 106 stellen jeweils die Lücke 104 dar, die zwischen zwei benachbarten Segmentschleifsteinen 11 ausgebildet ist, wobei die Lücke 104 in Richtung der Seite der Basis 10 so verlängert ist, dass sie eine Breite der Lücke 104 aufweist. Der im Beispiel von 1 dargestellte Schlitz 106 weist eine Länge auf, die sich zu einer Position erstreckt, die im Wesentlichen eine Mitte einer Dicke der Basis 10 ist. Diese Ausgestaltung ist allerdings nur illustrativ und nicht beschränkend.
-
Es wird Bezug auf 3 genommen. Die Schleifscheibe 1 ist zur Benutzung über die ringförmige Scheibenanbringung 21 am distalen Ende der Spindel 20 angebracht. Die Spindel 20 weist eine axiale Richtung auf, die sich in einer Z-Achsen-Richtung erstreckt, und ist durch einen nicht dargestellten Motor um eine Achse in der Z-Achsen-Richtung drehbar.
-
Wie in 3 dargestellt, weist die Spindel 20 einen Flussdurchlass 20a, der in ihrem Inneren ausgebildet ist, auf. Der Flussdurchlass 20a ist ein Pfad, durch den das Schleifwasser durchtritt. Der Flusspfad 20a tritt in der Axialrichtung (Z-Achsen-Richtung) durch die Spindel 20 durch. Der Flusspfad 20a steht mit Flusspfaden 21b, die in der Scheibenanbringung 21 ausgebildet sind, in Verbindung. Eine Schleifwasserquelle 25 ist stromaufwärts des Flusspfades 20a so angeordnet, dass sie mit dem Flusspfad 20a in Verbindung steht. Die Schleifwasserzufuhrquelle 25 führt das Schleifwasser zu. Die Flusspfade 21b sind so angeordnet, dass sie innerhalb der Scheibenanbringung 21 voneinander in der Umfangsrichtung der Scheibenanabringung 21 in Richtungen orthogonal zur Axialrichtung der Spindel 20 mit vorgegebenen Abständen voneinander beabstandet sind. Die Flusspfade 21b stehen mit jeweiligen Schleifwasserzufuhröffnungen 103 in der Basis 10 des Schleifrads 1 in Verbindung.
-
Ein Haltetisch 30 hält den Wafer W. Der Haltetisch 30 weist beispielsweise ein kreisförmiges Profil auf. Der Haltetisch 30 beinhaltet einen Ansaugabschnitt 300 und einen Rahmenkörper 301. Der Ansaugabschnitt 300 ist beispielweise aus einem porösen Material ausgebildet und zieht den Wafer W durch Ansaugen an. Der Rahmenkörper 301 trägt den Ansaugabschnitt 300. Der Ansaugabschnitt 300 steht mit einer Ansaugquelle, nicht dargestellt, in Verbindung und hält den Wafer W durch Ansaugen an einer Halteoberfläche 300a, die eine freiliegende Oberfläche des Ansaugabschnitts 300 ist. Die Halteoberfläche 300a ist als eine konische Oberfläche ausgebildet, die extrem schwach geneigt ist, sodass sie ein Drehzentrum des Haltetischs 30 als eine Spitze aufweist. Ein Drehmittel 31 ist mit einer Bodenoberflächenseite des Haltetischs 30 verbunden. Der Haltetisch 30 ist durch das Drehmittel 31 um die Z-Achsen-Richtung axial drehbar. Zusätzlich ist der Haltetisch 30 zur hin- und herbewegenden Bewegung in einer Y-Achsen-Richtung durch ein nicht dargestelltes Bewegungsmittel in der Lage.
-
Eine Schleifwasserstrahldüse 38 ist so angeordnet, dass sie der inneren Oberfläche der Basis 10 und inneren Oberflächen der Segmentschleifsteine 11 zugewandt ist. Die Schleifwasserstrahldüse 38 spritzt Schleifwasser, das von einer Schleifwasserzufuhrquelle 39 zugeführt wird, von der Seite der inneren Oberfläche der sich drehenden Schleifscheibe 1 in Richtung von Kontaktabschnitten zwischen den Segmentschleifsteinen 11 und dem Wafer W, um dadurch die Kontaktabschnitte zu kühlen und den durch ein Schleifen erzeugten Abrieb zu entfernen.
-
Das Folgende beschreibt ein Schleifen des in 3 beschriebenen Wafers W, unter Benutzung der Schleifscheibe 1. Der Wafer 1 kann beispielsweise ein Halbleiterwafer sein, der Silizium als ein Basismaterial benutzt und ein kreisförmiges plattenförmiges Profil aufweist. Mehrere Bauelemente sind an einer vorderen Seite Wa ausgebildet. Die vordere Seite Wa zeigt in 3 nach unten und wird durch ein nicht dargestelltes Schutzband geschützt. Die hintere Seite Wb des Wafers W wird eine geschliffene Oberfläche, an der der Schleifvorgang ausgeführt wird. Der Wafer W kann trotzdem beispielsweise ein Kunststoffsubstrat oder ein Keramiksubstrat sein.
-
Der Haltetisch 30, der den Wafer W mit der zur oberen Seite freiliegenden hinteren Seite Wb hält, wird durch einen nicht dargestellten Bewegungsmechanismus in einer +Y-Richtung zu einer Position unterhalb der Schleifscheibe 1 bewegt. Dann wird eine Ausrichtung zwischen der Schleifscheibe 1 und dem am Haltetisch 30 gehaltenen Wafer W ausgeführt. Die Ausrichtung wird beispielsweise so durchgeführt, dass die Drehmitte der Schleifscheibe 1 in der +Y-Richtung in Bezug auf ein Drehzentrum des Wafers W um einen vorgegebenen Abstand versetzt ist und eine Drehtrajektorie der Segmentschleifsteine 11 durch das Drehzentrum des Wafers W verläuft. Zusätzlich wird eine Neigung des Haltetischs 30 so eingestellt, dass die Halteoberfläche 300a, die eine leicht geneigte konische Oberfläche ist, parallel mit Schleifoberflächen (untere Oberflächen) der Segmentschleifsteine 11 ist. Die vorangegangene Einstellung bewirkt, dass die hintere Seite Wb des Wafers W, der durch Ansaugen an und entlang der Halteoberfläche 300a als einer konischen Oberfläche gehalten wird, sich parallel zu den Schleifoberflächen der Segmentschleifsteine 11 erstreckt.
-
Nachdem die Ausrichtung der Schleifscheibe 1 mit dem Wafer W durchgeführt worden ist, dreht sich die Schleifscheibe 1 in Ansicht von der Seite einer +-Z-Achsenrichtung wie in 3 dargestellt gegen den Uhrzeigersinn, wenn die Spindel 20 durch einen nicht dargestellten Motor drehbar angetrieben wird. Darüber hinaus senkt sich die Schleifscheibe einer -Z-Richtung ab, um dadurch die Segmentschleifsteine 11 an die hintere Seite Wb des Wafers W anstoßen zu lassen, sodass ein Schleifen durchgeführt wird. Während des Schleifens dreht sich der Wafer W, wenn der Haltetisch 30 sich in Ansicht von der Seite der +-Z-Richtung gegen den Uhrzeigersinn dreht, sodass die Segmentschleifsteine 11 eine gesamte Oberfläche der hinteren Seite Wb des Wafers W schleifen.
-
Es wird angemerkt, dass, da der Wafer W durch Ansaugung an und entlang der Halteoberfläche 300a als die konische Oberfläche gehalten wird, die Segmentschleifsteine 11 wie in 4 dargestellt über einen Bereich der Rotationstrajektorie der Segmentschleifsteine 11, der durch einen Pfeil R in 4 dargestellt wird, an den Wafer W anstoßen und ihn schleifen.
-
Während des Schleifvorgangs führt die in 3 dargestellte Schleifwasserzufuhrquelle 25 Schleifwasser zum Flusspfad 20a in der Spindel 20 zu, um hauptsächlich die Schleifscheibe 1 zu kühlen. Das zum Flusspfad 20a zugeführte Schleifwasser tritt durch die Flusspfade 21b in der Scheibenanbringung 21 durch und strahlt aus den Schleifwasserzufuhröffnungen 103, wobei es die Segmentschleifsteine 11 erreicht. Zusätzlich wird Schleifwasser von der Schleifwasserstrahldüse 38 in Richtung der Kontaktabschnitte zwischen den Segmentschleifsteinen 11 und dem Wafer W von der Seite der inneren Oberfläche der sich drehenden Schleifscheibe 1 gespritzt.
-
Das Schleifwasser, das aus den Schleifwasserzufuhröffnungen 103 gestrahlt wird, und das Schleifwasser, das aus der Schleifwasserstrahldüse 38 gespritzt wird, werden durch die Lücke 104 an jedem der in 1 dargestellten Segmentschleifsteine 11 durch eine Zentrifugalkraft, die von einer Drehung des Haltetischs 30 erzeugt wird, zusammen mit dem Abrieb und abrasiven Körnern, die beispielsweise von den Segmentschleifsteinen 11 gefallen sind, nach außerhalb der Segmentschleifsteine 11 abgegeben, bevor sie über die hintere Seite Wb des Wafers W von der Halteoberfläche 300a des Haltetischs 30 herabfließen.
-
Der Schleifvorgang, der von der Schleifscheibe 1 für einen einzigen oder mehrere Wafer W wie oben beschrieben durchgeführt wird, bewirkt, dass sich die Segmentschleifsteine 11 in Richtung ihrer Wurzeln abnutzen, sodass sie eine geringere Höhe aufweisen. Wenn beispielsweise der Wafer W mit der im in 2 dargestellten Stand der Technik bekannten Schleifscheibe 1a geschliffen wird, verringert der Segmentschleifstein 11, der nun eine geringere Höhe aufweist, die Lücke 104, was in einem reduzierten Schleifwasserdrainageeffekt resultiert. Als ein Ergebnis stagniert das Schleifwasser in dem Bereich, der in 4 durch den Pfeil R bezeichnet ist, sodass sich Abrieb ansammeln kann und am Inneren des Segmentschleifsteins 11 abgelagert werden kann oder an der Schleifoberfläche (untere Endoberfläche) des Segmentschleifsteins 11 anhaften kann. Wenn der Abrieb, der am Segmentschleifstein 11 abgelagert ist, auf den Wafer W fällt, oder ein Schleifen durch die Segmentschleifsteine 11 an deren Schleifoberfläche Abrieb anhaftet, durchgeführt wird, werden tiefe Kratzer oder Kratzer, die sich in unregelmäßigen Richtungen erstrecken, im Wafer W ausgebildet.
-
In der Schleifscheibe 1 in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wirkt allerdings, selbst wenn die Lücke 104 aufgrund des Segmentschleifsteins 11, der durch die Durchführung des Schleifvorgangs abgenutzt worden ist, sich verringert, der Schlitz 106 in der Basis 10 als eine Abgabeöffnung, um das Schleifwasser nach außerhalb des Segmentschleifsteins 11 abzugeben. Daher stagniert das Schleifwasser, das den Abrieb enthält, nicht im in 4 durch den Pfeil R bezeichneten Bereich innerhalb der Segmentschleifsteine 11, sodass verhindert werden kann, dass Kratzer, die das Bauelement beeinflussen, am Wafer W ausgebildet werden.
-
Die Schleifscheibe 1 in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist für einen Innenschneider- Schleifvorgang nützlich, in dem sich die Schleifscheibe 1 und der Haltetisch 30 in einer identischen Drehrichtung drehen, wie in der Ausführungsform, die oben beschrieben ist, und in der die sich drehenden Segmentschleifsteine 11 in den äußeren Umfang des Wafers W eintreten, um ein Schleifen in Richtung der Mitte des Wafers W durchzuführen. Die Schleifscheibe 1 in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auch für ein als TAIKO-Schleifen bezeichnetes Schleifverfahren nützlich. Das TAIKO-Schleifen ist eine Art von Schleifverfahren zum Verbessern einer Handhabungsleistung, während der Wafer W auf eine ultradünne Dicke geschliffen wird. Das Schleifverfahren benutzt eine Schleifscheibe, die einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als ein Durchmesser des Wafers W. Das Schleifverfahren bildet durch Schleifen einer Fläche an der hinteren Seite Wb des Wafers W, die einer Fläche entspricht, in der Bauelemente ausgebildet werden, eine kreisförmige Vertiefung an der vorderen Seite Wa des Wafers W aus und bildet dann in einem äußeren Umfangsgebiet an der hinteren Seite Wb des Wafers W einen ringförmigen Verstärkungsvorsprung aus.
-
Während des TAIKO-Schleifvorgangs berühren die Segmentschleifsteine den Wafer W über eine Fläche, deren Verhältnis größer ist als im gewöhnlichen Schleifvorgang, der zuvor beschrieben worden ist. Daher neigt das TAIKO- Schleifen, verglichen mit dem gewöhnlichen Schleifvorgang, dazu, eine Drainageeffizienz des Schleifwassers nach außerhalb der Segmentschleifsteine zu verringern. Darüber hinaus reduziert sich die Lücke zwischen den Segmentschleifsteinen, wenn sich die Segmentschleifsteine abnutzen, was in einer weiter reduzierten Drainageeffizienz des Schleifwassers resultiert. Der Schlitz wird in der Basis der Schleifscheibe ausgebildet, die einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser des im TAIKO-Schleifen benutzten Wafers W, indem die Lücke zwischen den Segmentschleifsteinen in Richtung der Basisseite so erstreckt wird, dass der Schlitz die Weite der Lücke aufweist. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, dass das Schleifwasser während des TAIKO- Schleifens noch zuverlässiger drainiert wird.
-
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf Details der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform beschränkt. Der Umfang der Erfindung wird durch den angehängten Patentanspruch definiert und alle Änderungen und Modifikationen, die in das Äquivalente des Schutzbereichs der Ansprüche fallen, sind daher von der Erfindung umfasst.
