JP2012091245A

JP2012091245A - 研削装置

Info

Publication number: JP2012091245A
Application number: JP2010238465A
Authority: JP
Inventors: Takayo Urayama; 孝世浦山
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-10-25
Filing date: 2010-10-25
Publication date: 2012-05-17

Abstract

【課題】サファイア基板等に破損が生じる前に研削加工を停止可能な研削装置を提供することである。
【解決手段】被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削砥石を有する研削ホイールが回転可能に装着された研削手段とを備えた研削装置であって、該研削手段は、該研削ホイールが連結されるスピンドルを回転可能に支持するスピンドルハウジングと、該スピンドルハウジングに装着された振動測定手段と、該スピンドルハウジングを支持し該チャックテーブルに対して該スピンドルハウジングを接近及び離反させる方向に移動する研削送り手段と、該振動測定手段から出力される振動情報を受信する受信部と、異常な振動情報が予め記録されている異常記録部と、該受信部が受信した振動情報と該異常記録部に登録された該異常な振動情報とに基づいて該受信部が受信した振動情報の異常を検出し、該研削送り手段を制御する制御部とを有する制御手段と、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体ウエーハ、サファイア基板等の被加工物を研削する研削装置に関する。

ＩＣ，ＬＳＩ等の数多くのデバイスが表面に形成され、且つ個々のデバイスが分割予定ライン（ストリート）によって区画された半導体ウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置（ダイシング装置）によって分割予定ラインを切削して個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の電気機器に広く利用されている。

また、サファイア基板、ＳｉＣ基板等のエピタキシー基板上にＧａＮ等のエピタキシャル層（半導体層）が積層され、該エピタキシャル層に複数のＬＥＤ等の光デバイスが分割予定ラインによって区画されて形成された光デバイスウエーハも、その裏面側のエピタキシー基板が研削装置によって研削されて所望の厚みに加工される。

ウエーハの裏面を研削する研削装置は、ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削砥石を有する研削ホイールが回転可能に装着された研削手段とを備えていて、ウエーハを高精度に所望の厚みに研削できる。

特開２０１０−４６７４４号公報特開２００１−９６７５号公報

しかし、光デバイスウエーハに採用されるサファイア基板、ＳｉＣ基板等はモース硬度が高く、ダイアモンド砥粒をメタルボンド、ビトリファイドボンド等で固めた研削砥石で研削を遂行すると、研削砥石が目つぶれ又は目詰まり等を起こし研削が困難になり、基板が破損するという問題がある。

かかる問題を解決するために、切削装置において切削ブレードが装着されたスピンドルを駆動するモータの電流値を捉えて異常を検知し、切削加工を制御する技術が上記特許文献２に開示されている。

そこで、特許文献２に開示されている技術を研削装置に応用して、スピンドルを駆動するモータの電流値の変化を捉えて研削加工を制御するように構成したが、電流値の異常を検出した際には既にサファイア基板等に破損が生じているという問題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、研削対象となるサファイア基板等に破損が生じる前に研削加工を停止可能な研削装置を提供することである。

本発明によると、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削砥石を有する研削ホイールが回転可能に装着された研削手段とを備えた研削装置であって、該研削手段は、該研削ホイールが連結されるスピンドルを回転可能に支持するスピンドルハウジングと、該スピンドルハウジングに装着された振動測定手段と、該スピンドルハウジングを支持し該チャックテーブルに対して該スピンドルハウジングを接近及び離反させる方向に移動する研削送り手段と、該振動測定手段から出力される振動情報を受信する受信部と、異常な振動情報が予め記録されている異常記録部と、該受信部が受信した振動情報と該異常記録部に登録された該異常な振動情報とに基づいて該受信部が受信した振動情報の異常を検出し、該研削送り手段を制御する制御部とを有する制御手段と、を具備したことを特徴とする研削装置が提供される。

本発明は、スピンドルを駆動するモータの電流値の変化を捉えて異常を検出する前に、スピンドルハウジングに所定以上の大きな振動が発生するという知見に基づくものである。よって、スピンドルハウジングに装着された振動測定手段によりスピンドルハウジングの異常振動をいち早く検出し、この異常振動に基づいて研削送り手段を作動して研削ホイールの送りを停止させたり或いは送り速度を遅くしたり制御することにより、サファイア基板等の被加工物の破損を未然に防止できる。

光デバイスウエーハの表面に保護テープを貼着する様子を示す斜視図である。本発明実施形態に係る研削装置の全体構成図である。研削加工時の研削砥石とチャックテーブルに保持されたウエーハとの位置関係を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１に示すように、本発明の研削装置の研削対象となる光デバイスウエーハ１１は、サファイア基板１３上に例えばＧａＮからなるエピタキシャル層（半導体層）１５が積層されて構成されている。

エピタキシャル層１５の表面には、複数の分割予定ライン（ストリート）１７が格子状に形成されているとともに、該複数の分割予定ライン１７によって区画された各領域にそれぞれＬＥＤ（発光ダイオード）等の光デバイス１９が形成されている。

２１はオリエンテーションフラット（オリフラ）であり、第１の方向に伸長する分割予定ライン１９はオリフラ２１と平行に形成されており、第２の方向に伸長する分割予定ライン１９はオリフラ２１と直角に形成されている。

このように構成された光デバイスウエーハ１１の裏面側のサファイア基板１３を研削する予備工程として、表面に形成された光デバイス１９を保護するためにその表面に保護テープ２３が貼着される。よって、研削時には、光デバイスウエーハ１１はその表面側のエピタキシャル層１５が保護テープ２３で被覆され、裏面側のサファイア基板１３が露出する状態となる。

図２を参照すると、本発明実施形態の研削装置２の全体構成図が示されている。４は研削装置２のベースであり、ベース４の後方にはコラム６が立設されている。コラム６には、上下方向に伸びる一対のガイドレール８が固定されている。

この一対のガイドレール８に沿って研削ユニット（研削手段）１０が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット１０は、スピンドルハウジング１２と、スピンドルハウジング１２が装着されたホルダー１４を含んでおり、ホルダー１４が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動する移動基台１６に取り付けられている。

研削ユニット１０は、スピンドルハウジング１２中に回転可能に収容されたスピンドル２０と、スピンドルハウジング１２内に収容されたスピンドル２０を回転駆動するモータ２２と、スピンドル２０の先端に固定されたマウンタ２４と、マウンタ２４にねじ３１により着脱可能に取り付けられた研削ホイール２６とを含んでいる。

図３に示されるように、研削ホイール２６は、環状基台２８と、環状基台２８の自由端部に環状に固着された複数の研削砥石３０とから構成される。研削砥石３０は、ダイアモンド砥粒をメタルボンド又はビトリファイドボンドで固めて構成されている。

研削装置は、研削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ３２とパルスモータ３４とから構成される研削ユニット送り機構３６を備えている。パルスモータ３４をパルス駆動すると、ボールねじ３２が回転し、移動基台１６が上下方向に移動される。

ベース４の上面には凹部４ａが形成されており、この凹部４ａにチャックテーブル機構３８が配設されている。チャックテーブル機構３８はチャックテーブル４０を有し、図示しない移動機構により図２に示されたウエーハ着脱位置Ａと研削ユニット１０に対向する研削位置Ｂとの間でＹ軸方向に移動される。４２，４４は蛇腹である。ベース４の前方側には、研削装置２のオペレータが研削条件等を入力する操作パネル４６が配設されている。

スピンドルハウジング１２には振動測定器４８が配設されている。振動測定器４８は制御手段５０の受信部５２に接続されている。制御手段５０は、振幅等の異常な振動情報が予め登録されている異常記録部５４と、受信部５２が受信した振動測定器４８から出力される振動情報と異常記録部５４に登録されている異常情報とに基づいて、研削ユニット送り機構３６のパルスモータ３４を制御する制御部５６とを有している。

このように構成された研削装置２の研削作業について以下に説明する。図２に示されたウエーハ着脱位置Ａに位置づけられたチャックテーブル４０上に、図１に示された保護テープ２３がその表面側に貼付された光デバイスウエーハ１１を、保護テープ２３を下にして吸引保持する。次いで、チャックテーブル４０をＹ軸方向に移動して図３に示す研削位置Ｂに位置づける。

このように位置づけられた光デバイスウエーハ１１に対して、図３に示すように、チャックテーブル４０を矢印ａ方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール２６をチャックテーブル４０と同一方向に、即ち矢印ｂ方向に例えば１０００ｒｐｍで回転させるとともに、研削ユニット送り機構３６を作動して研削砥石３０をウエーハ１１の裏面１１ｂ、即ちサファイア基板１３に接触させる。

研削ホイール２６を所定の研削送り速度（例えば０．５〜１μｍ／秒）で下方に所定量研削送りして、光デバイスウエーハ１１のサファイア基板１３を所望の厚みに研削する。研削を遂行すると、スピンドルハウジング１２には所定の振幅値の振動、例えば３μｍ程度の振動が正常研削時に発生する。この振動は振動測定器４８で検出され、制御手段５０の受信部５２に入力される。

研削を続行して研削砥石３０が目つぶれ又は目詰まり等を引き起こすと、サファイア基板１３の研削が困難になるため振動測定器４８で検出する振動の振幅が瞬間的に増大する。異常記録部５４には例えば異常な振動情報として振幅１０μｍが記録されているものとする。

よって、制御部５６では受信部５２で受信した振幅が瞬間的に１０μｍに達した場合に異常と判断し、研削ユニット送り機構３６のパルスモータ３４に信号を送出して、パルスモータ３４の駆動を停止する。

これにより、研削ホイール２６の送りが停止されるため、サファイア基板１３の破損を未然に防止することができる。異常検出時にパルスモータ３４の駆動を停止するのに替えて、研削ユニット送り機構３６の送り速度を遅く制御するようにしてもよい。

２研削装置
１０研削ユニット
１１光デバイスウエーハ
１２スピンドルハウジング
１３サファイア基板
１４ホルダー
１５エピタキシャル層
１９光デバイス
２６研削ホイール
３０研削砥石
４０チャックテーブル
４８振動測定器

Claims

被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削砥石を有する研削ホイールが回転可能に装着された研削手段とを備えた研削装置であって、
該研削手段は、該研削ホイールが連結されるスピンドルを回転可能に支持するスピンドルハウジングと、
該スピンドルハウジングに装着された振動測定手段と、
該スピンドルハウジングを支持し該チャックテーブルに対して該スピンドルハウジングを接近及び離反させる方向に移動する研削送り手段と、
該振動測定手段から出力される振動情報を受信する受信部と、異常な振動情報が予め記録されている異常記録部と、該受信部が受信した振動情報と該異常記録部に登録された該異常な振動情報とに基づいて該受信部が受信した振動情報の異常を検出し、該研削送り手段を制御する制御部とを有する制御手段と、
を具備したことを特徴とする研削装置。