JP2015220276A - 支持治具 - Google Patents

Abstract

【課題】研削ホイールを構成する研削砥石による研削部に供給される研削水の流出を良好にすることができる被加工物の支持治具を提供する。
【解決手段】研削ホイールを構成する研削砥石による研削部に研削水を供給して被加工物を研削する研削装置のチャックテーブルに保持され被加工物を支持する支持治具であって、
該チャックテーブルの大きさに対応した基板と、該基板の上面に立設し被加工物を支持する支持面を備えた複数の支持台とからなっている。
【選択図】図６

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を研削するための研削装置のチャックテーブルに保持するための支持治具に関する。

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列された分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々のデバイスを製造している。また、サファイア基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハも分割予定ラインに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。このようにして分割されるウエーハは、分割予定ラインに沿って切断する前に研削装置によって裏面が研削され、所定の厚みに加工される。

研削装置は、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手段とを具備し、該研削手段が回転スピンドルと該回転スピンドルの一端に設けられたホイールマウントと該ホイールマウントに取り付けられた研削ホイールとからなり、該研削ホイールを構成する研削砥石による研削部に研削水を供給しつつ被加工物を研削する。

また、チャックテーブルの被加工物を吸引保持する吸着面は、被加工物としての例えば半導体ウエーハの大きさに対応した大きさに形成されていることから、例えばサファイア基板のように吸着面より小さい被加工物を研削する場合には、吸着面に対応した大きさの支持治具に複数の被加工物を貼り付けて研削している。
（例えば、特許文献１参照）

特開２０１０−２４７３１１号公報

しかるに、支持治具に貼り付けられた複数の被加工物を研削する際に、研削ホイールを構成する研削砥石による研削部に供給される研削水が隣接する被加工物に流れ込み、研削屑や研削砥石から脱落した砥粒によって被加工物が損傷するという問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、研削ホイールを構成する研削砥石による研削部に供給される研削水の流出を良好にすることができる被加工物の支持治具を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、研削ホイールを構成する研削砥石による研削部に研削水を供給して被加工物を研削する研削装置のチャックテーブルに保持され被加工物を支持する支持治具であって、
該チャックテーブルの大きさに対応した基板と、該基板の上面に立設し被加工物を支持する支持面を備えた複数の支持台と、からなっている、
ことを特徴とする支持治具が提供される。

上記複数の支持台の支持面に基板に対応する大きさのプレートが装着され、該プレートには複数の支持台に対応する領域以外の領域に研削水を流出する複数の貫通穴が形成されている。
また、被加工物は、複数の支持台の支持面、または支持面に対応する領域にワックスを介して支持される。

本発明による研削ホイールを構成する研削砥石による研削部に研削水を供給して被加工物を研削する研削装置のチャックテーブルに保持され被加工物を支持する支持治具は、チャックテーブルの大きさに対応した基板と、該基板の上面に立設し被加工物を支持する支持面を備えた複数の支持台とからなっているので、研削砥石による研削部に研削水を供給しつつ研削しても、研削水が支持台と支持台との間から流出して隣接する支持台に支持された被加工物への流れ込みが激減するため、研削屑や研削砥石から脱落した砥粒によって被加工物が損傷するという問題が解消する。

本発明に従って構成された支持治具に支持された被加工物を研削するための研削装置の斜視図。 被加工物としてのサファイア基板の斜視図。 本発明に従って構成された支持治具の第１の実施形態を示す斜視図。 本発明に従って構成された支持治具の第２の実施形態を示すもので構成部材を分解して示す斜視図および支持治具の斜視図。 図３に示す支持治具に図２に示すサファイア基板を支持した状態を示す斜視図。 図５に示す支持治具に支持されたサファイア基板を研削している状態を示す斜視図。 図４に示す支持治具に図２に示すサファイア基板を支持した状態を示す斜視図。 図７に示す支持治具に支持されたサファイア基板を研削している状態を示す斜視図。

以下、本発明に従って構成された支持治具の好適な実施形態について、添付図面を参照して更に詳細に説明する。
図１には、本発明に従って構成された支持治具に支持された被加工物を研削するための研削装置の斜視図が示されている。図１に示す研削装置１は、全体を番号２で示す装置ハウジングを具備している。この装置ハウジング２は、細長く延在する直方体形状の主部２１と、該主部２１の後端部（図１において右上端）に設けられ上方に延びる直立壁２２とを有している。直立壁２２の前面には、上下方向に延びる一対の案内レール２２１、２２１が設けられている。この一対の案内レール２２１、２２１に移動基台３が摺動可能に装着されている。移動基台３は、後面両側に上下方向に延びる一対の脚部３１、３１が設けられており、この一対の脚部３１、３１に上記一対の案内レール２２１、２２１と摺動可能に係合する被案内溝３１１、３１１が形成されている。このように直立壁２２に設けられた一対の案内レール２２１、２２１に摺動可能に装着された移動基台３の前面には前方に突出した支持部３２が設けられている。この支持部３２に研削手段としてのスピンドルユニット４が取り付けられる。

スピンドルユニット４は、支持部３２に装着された円筒状のスピンドルハウジング４１と、該スピンドルハウジング４１に回転自在に配設された回転スピンドル４２と、該回転スピンドル４２を回転駆動するための駆動源としてのサーボモータ４３とを具備している。スピンドルハウジング４１に回転可能に支持された回転スピンドル４２は、一端部（図１において下端部）がスピンドルハウジング４１の下端から突出して配設されており、その一端（図１において下端）にホイールマウント４４が設けられている。そして、このホイールマウント４４の下面に研削ホイール５が取り付けられる。研削ホイール５は、環状のホイール基台５１と該ホイール基台５１の下面における外周部の砥石装着部に環状に装着された複数の研削砥石５２とからなっており、環状のホイール基台５１が締結ボルト５３によってホイールマウント４４に装着される。なお、回転スピンドル４２の軸心には研削液供給手段４０に接続された研削水供給通路（図示せず）が形成されており、研削ホイール５の研削砥石５２による研削部に研削水を供給するように構成されている。

図示の実施形態における研削装置１は、上記スピンドルユニット４を上記一対の案内レール２２１、２２１に沿って上下方向（後述するチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向）に移動せしめる研削送り手段６を備えている。この研削送り手段６は、直立壁２２の前側に配設され上下方向に延びる雄ねじロッド６１を具備している。この雄ねじロッド６１は、その上端部および下端部が直立壁２２に取り付けられた軸受部材６２および６３によって回転自在に支持されている。上側の軸受部材６２には雄ねじロッド６１を回転駆動するための駆動源としてのパルスモータ６４が配設されており、このパルスモータ６４の出力軸が雄ねじロッド６１に伝動連結されている。上記移動基台３の後面にはその幅方向中央部から後方に突出する連結部（図示していない）も形成されており、この連結部には貫通雌ねじ穴（図示していない）が形成されており、この雌ねじ穴に上記雄ねじロッド６１が螺合せしめられている。従って、パルスモータ６４が正転すると移動基台３およびスピンドルユニット４が下降即ち前進せしめられ、パルスモータ６４が逆転すると移動基台３およびスピンドルユニット４が上昇即ち後退せしめられる。

図１を参照して説明を続けると、ハウジング２の主部２１にはチャックテーブル機構７が配設されている。チャックテーブル機構７は、被加工物保持手段としてのチャックテーブル７１と、該チャックテーブル７１の周囲を覆うカバー部材７２と、該カバー部材７２の前後に配設された蛇腹手段７３および７４を具備している。チャックテーブル７１は多孔性材料から形成された吸着チャック７１１を具備しており、吸着チャック７１１の上面である保持面上に被加工物を図示しない吸引手段によって保持するようになっている。このように構成されたチャックテーブル７１は、図示しない回転駆動機構によって回転せしめられるようになっている。また、チャックテーブル７１は、図示しないチャックテーブル移動手段によって図１に示す被加工物載置域２４と上記スピンドルユニット４を構成する研削ホイール５と対向する研削域２５との間で移動せしめられる。蛇腹手段７３および７４はキャンパス布の如き適宜の材料から形成することができる。蛇腹手段７３の前端は主部２１の前面壁に固定され、後端はカバー部材７２の前端面に固定されている。また、蛇腹手段７４の前端はカバー部材７２の後端面に固定され、後端は装置ハウジング２の直立壁２２の前面に固定されている。チャックテーブル７１が矢印２３ａで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段７３が伸張されて蛇腹手段７４が収縮され、チャックテーブル７１が矢印２３ｂで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段７３が収縮されて蛇腹手段７４が伸張せしめられる。

図２には、上述した研削装置１によって研削加工される被加工物としてのサファイア基板１０の斜視図が示されている。図２に示すサファイア基板１０は、例えば直径が５０ｍｍ、厚みが３００μｍに形成されている。

次に、上記サファイア基板１０を複数支持する支持治具について、図３および図４を参照して説明する。
図３には、本発明に従って構成された支持治具の第１の実施形態が示されている。図３に示す支持治具８は、円形状の基板８１と、該基板８１の上面に立設して設けられた複数（図示の実施形態においては３個）の支持台８２とからなっている。円形状の基板８１は、上記チャックテーブル７１の吸着チャック７１１の大きさと対応する大きさ（例えば２００ｍｍ）で厚みが例えば３ｍｍのセラミックス円板によって形成されている。支持台８２は、上記サファイア基板１０の直径より僅かに大きい直径を有し厚みが５ｍｍ程度に形成されており、上面がサファイア基板１０を支持する支持面８２１として機能する。なお、支持台８２は、基板８１と一体に形成してもよく、それぞれ別体で形成して適宜の接着剤によって接合してもよい。

次に、本発明に従って構成された支持治具の第２の実施形態について、図４の（ａ）および（ｂ）を参照して説明する。
図４の（ａ）および（ｂ）に示す支持治具８０は、上記図３に示す支持治具８と、該支持治具８の複数（図示の実施形態においては３個）の支持台８２の支持面８２１に装着される基板８１に対応する大きさを有する円形のプレート８３とから構成される。プレート８３は、複数の支持台８２に対応する領域８３１以外の領域に研削水を流出する複数の貫通穴８３２が形成されている。このように形成されたプレート８３の支持台８２に対応する複数（図示の実施形態においては３個）の領域８３１の下面を支持治具８の複数（図示の実施形態においては３個）の支持台８２の支持面８２１に適宜の接着剤によって接合することにより図４の（ｂ）に示すように支持治具８０を構成する。

図３に示す支持治具８および図４に示す支持治具８０は以上のように構成されており、以下支持治具８にサファイア基板１０を支持して上述した研削装置１によって研削加工する例について説明する。
先ず、図５の（ａ）および（ｂ）に示すように支持治具８を構成する３個の支持台８２の上面である支持面８２１にそれぞれサファイア基板１０をワックスを介して支持する。

次に、サファイア基板１０を支持した支持治具８を図１に示す研削装置１における被加工物載置域２４に位置付けられているチャックテーブル７１の吸着チャック７１１の上面である保持面上に載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することによりチャックテーブル７１上に支持治具８を介してサファイア基板１０を吸引保持する。このようにして、チャックテーブル７１上に支持治具８を介してサファイア基板１０を吸引保持したならば、図示しないチャックテーブル移動手段を作動してチャックテーブル７１を矢印２３ａで示す方向に移動し研削域２５に位置付ける。

このようにして支持治具８を介してサファイア基板１０を吸引保持したチャックテーブル７１が研削域２５に位置付けられたならば、図６に示すようにチャックテーブル７１を矢印７１ａで示す方向に３００ｒｐｍの回転速度で回転させるとともに、研削ホイール５を矢印５ａで示す方向に６００ｒｐｍの回転速度で回転しつつ研削送り手段６のパルスモータ６４を正転駆動してスピンドルユニット４を０．１μｍ／秒の速度で下降し、研削ホイール５の複数の研削砥石５２の研削面をチャックテーブル７１に保持されたサファイア基板１０の上面に接触させ所定量（１００μｍ）研削送りする。この結果、チャックテーブル７１に保持されたサファイア基板１０は、１００μｍ研削される（研削工程）。この研削工程においては、研削液供給手段４０が作動して研削水が回転スピンドル４２に形成された図示しない研削水供給通路を介して研削ホイール５の研削砥石５２による研削部に純水からなる研削水が供給される。このように、支持治具８を構成する３個の支持台８２の上面である支持面８２１にそれぞれ支持されたサファイア基板１０における研削砥石５２による研削部に研削水を供給しつつ研削しても、研削水が図６において破線で示す矢印のように支持台８２と支持台８２との間から流出して隣接する支持台８２に支持されたサファイア基板１０への流れ込みが激減するため、研削屑や研削砥石５２から脱落した砥粒によってサファイア基板１０が損傷するという問題が解消する。

次に、図４に示す支持治具８０にサファイア基板１０を支持して上述した研削装置１によって研削加工する例について説明する。
先ず、図７の（ａ）および（ｂ）に示すように支持治具８０を構成する３個の支持台８２の支持面８２１に装着されたプレート８３における支持台８２に対応する領域８３１にそれぞれサファイア基板１０をワックスを介して支持する。次に、サファイア基板１０を支持した支持治具８０を図１に示す研削装置１における被加工物載置域２４に位置付けられているチャックテーブル７１の吸着チャック７１１の上面である保持面上に載置し、図示しない吸引手段を作動することによりチャックテーブル７１上に支持治具８０を介してサファイア基板１０を吸引保持する。そして、図示しないチャックテーブル移動手段を作動してチャックテーブル７１を矢印２３ａで示す方向に移動し研削域２５に位置付ける。

次に、図６に示す実施形態と同様に図８に示すようにチャックテーブル７１を矢印７１ａで示す方向に３００rpｍの回転速度で回転させるとともに、研削ホイール５を矢印５ａで示す方向に６００rpｍの回転速度で回転しつつ研削送り手段６のパルスモータ６４を正転駆動してスピンドルユニット４を０．１μｍ／秒の速度で下降し、研削ホイール５の複数の研削砥石５２の研削面をチャックテーブル７１に保持されたサファイア基板１０の上面に接触させ所定量（１００μｍ）研削送りすることにより、チャックテーブル７１に保持されたサファイア基板１０を１００μｍ研削する（研削工程）。この研削工程においては、研削液供給手段４０が作動して研削水が回転スピンドル４２に形成された図示しない研削水供給通路を介して研削ホイール５の研削砥石５２による研削部に純水からなる研削水が供給される。このように、支持治具８０を構成するプレート８３における支持台８２に対応する領域８３１にそれぞれ支持されたサファイア基板１０における研削砥石５２による研削部に研削水を供給しつつ研削しても、研削水が図８において破線で示す矢印のようにプレート８３に形成された複数の貫通穴８３２を通して流出し、プレート８３と基板８１との間の隙間から排出されるので、プレート８３の支持台８２に対応する領域８３１に支持された隣接するサファイア基板１０への流れ込みが激減するため、研削屑や研削砥石５２から脱落した砥粒によってサファイア基板１０が損傷するという問題が解消する。

２：装置ハウジング
３：移動基台
４：スピンドルユニット
４０：研削液供給手段
４１：スピンドルハウジング
４２：回転スピンドル
４４：ホイールマウント
５：研削ホイール
５１：ホイール基台
５２：研削砥石
６：研削送り手段
７：チャックテーブル機構
７１：チャックテーブル
８、８０：支持治具
８１：基板
８２：支持台
８３：プレート
８３２：貫通穴
１０：サファイア基板

Claims (3)

1. 研削ホイールを構成する研削砥石による研削部に研削水を供給して被加工物を研削する研削装置のチャックテーブルに保持され被加工物を支持する支持治具であって、
   該チャックテーブルの大きさに対応した基板と、該基板の上面に立設し被加工物を支持する支持面を備えた複数の支持台と、からなっている、
   ことを特徴とする支持治具。
2. 該複数の支持台の支持面に該基板に対応する大きさのプレートが装着され、該プレートには該複数の支持台に対応する領域以外の領域に研削水を流出する複数の貫通穴が形成されている、請求項１記載の支持治具。
3. 被加工物は、該複数の支持台の支持面、または支持面に対応する領域にワックスを介して支持される、請求項１又は２記載の支持治具。