JP2016010823A - 研削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】誤った研削工具の装着を防止できる研削装置を提供する。
【解決手段】工具マウント（４０ａ，４０ｂ）には、周方向に間隔をおいて複数のネジ挿通穴（Ｈ１ａ，Ｈ１ｂ）が形成されており、研削工具（４２ａ，４２ｂ）の環状基台（４８ａ，４８ｂ）には、工具マウントの複数のネジ挿通穴に対応する複数の雌ネジ穴（Ｈ２ａ，Ｈ２ｂ）が形成されており、第１の研削手段（３４ａ）が備える工具マウントに形成された複数のネジ挿通穴及び第１の研削手段の工具マウントに装着される研削工具の環状基台に形成された複数の雌ネジ穴の大きさと、第２の研削手段（３４ｂ）が備える工具マウントに形成された複数のネジ挿通穴及び第２の研削手段の工具マウントに装着される研削工具の環状基台に形成された複数の雌ネジ穴の大きさと、は異なり、第１の研削手段及び第２の研削手段の工具マウントには、それぞれ、異なる大きさの締結ネジ（５２ａ，５２ｂ）によって研削工具が装着される構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の板状の被加工物を研削する研削装置に関する。

分割予定ラインで区画された表面の各領域にそれぞれＩＣ等のデバイスが形成された半導体ウェーハは、例えば、裏面側を研削された後に、各デバイスに対応する複数のデバイスチップへと分割される。このように、半導体ウェーハを研削によって薄く加工することで、小型軽量なデバイスチップを実現できる。

半導体ウェーハのような被加工物を研削する際には、それぞれ異なる研削工具を装着した複数の研削ユニットを備える研削装置を使用することがある（例えば、特許文献１参照）。このような研削装置を使用することで、被加工物の加工効率及び加工品質をともに高めることができる。

特開２０００−２８８８８１号公報

ところで、上述した研削装置では、各研削ユニットに装着すべき研削工具が異なっているので、各研削ユニットに対して誤った研削工具を装着してしまうと、適切な加工品質を得られなくなり、場合によっては被加工物が破損する。

本発明はかかる問題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、誤った研削工具の装着を防止できる研削装置を提供することである。

本発明によれば、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該被加工物の上面を研削する第１の研削手段及び第２の研削手段と、を備える研削装置であって、該第１の研削手段及び該第２の研削手段は、それぞれ、回転可能なスピンドルと、該スピンドルの先端部に形成された工具マウントと、該工具マウントに装着される環状基台及び該環状基台の自由端部において環状に配設される研削砥石を備えた研削工具と、を有し、該工具マウントには、周方向に間隔をおいて複数のネジ挿通穴が形成されており、該研削工具の該環状基台には、該工具マウントの複数の該ネジ挿通穴に対応する複数の雌ネジ穴が形成されており、該第１の研削手段が備える該工具マウントに形成された複数の該ネジ挿通穴及び第１の研削手段の該工具マウントに装着される該研削工具の該環状基台に形成された複数の該雌ネジ穴の大きさと、該第２の研削手段が備える該工具マウントに形成された複数の該ネジ挿通穴及び第２の研削手段の該工具マウントに装着される該研削工具の該環状基台に形成された複数の該雌ネジ穴の大きさと、は異なり、該第１の研削手段及び該第２の研削手段の該工具マウントには、それぞれ、異なる大きさの締結ネジによって該研削工具が装着されることを特徴とする研削装置が提供される。

本発明の研削装置は、第１の研削手段が備える工具マウントのネジ挿通穴及び第１の研削手段に装着される研削工具の雌ネジ穴の大きさと、第２の研削手段が備える工具マウントのネジ挿通穴及び第２の研削手段に装着される研削工具の雌ネジ穴の大きさと、が異なっており、第１の研削手段及び第２の研削手段の工具マウントには、それぞれ、異なる大きさの締結ネジによって研削工具が装着される。

そのため、第１の研削手段の工具マウントに第２の研削手段用の研削工具を装着し、また、第２の研削手段の工具マウントに第１の研削手段用の研削工具を装着してしまうことはない。このように、本発明によれば、誤った研削工具の装着を防止できる研削装置を提供できる。

本実施形態に係る研削装置を模式的に示す斜視図である。 図２（Ａ）は、本実施形態に係る研削装置で研削される被加工物の例を模式的に示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、被加工物に保護部材が貼着される様子を模式的に示す斜視図である。 第１の研削ユニットのホイールマウント及び研削ホイールを拡大した斜視図である。 第２の研削ユニットのホイールマウント及び研削ホイールを拡大した斜視図である。

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る研削装置２を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、研削装置２は、各構成を支持する基台４を備えている。

基台４の上面前端側には、開口４ａが形成されており、この開口４ａ内には、被加工物を搬送する搬送ユニット６が設けられている。また、開口４ａのさらに前方の領域には、それぞれ、複数の被加工物を収容可能なカセット８ａ，８ｂを載置する載置台１０ａ，１０ｂが形成されている。

図２（Ａ）は、本実施形態に係る研削装置２で研削される被加工物の例を模式的に示す斜視図である。図２（Ａ）に示すように、被加工物１１は、例えば、シリコン等の半導体材料で形成された略円形の板状物（ウェーハ）であり、表面１１ａは、中央のデバイス領域１３と、デバイス領域１３を囲む外周余剰領域１５とに分けられている。

デバイス領域１３は、格子状に配列されたストリート（分割予定ライン）１７でさらに複数の領域に区画されており、各領域にはＩＣ等のデバイス１９が形成されている。被加工物１１の外周１１ｃは面取り加工されており、僅かに丸みを帯びている。

この被加工物１１の表面１１ａ側には、デバイス１９を保護するための保護部材が貼着される。図２（Ｂ）は、被加工物１１に保護部材が貼着される様子を模式的に示す斜視図である。

図２（Ｂ）に示すように、保護部材２１は、被加工物１１と略同径の円盤状に形成されており、表面２１ａ側には、接着層が設けられている。保護部材２１としては、例えば、粘着テープ、樹脂基板、被加工物１１と同じ板状物（ウェーハ）等を用いることができる。

この保護部材２１の表面２１ａ側を、被加工物１１の表面１１ａ側に対面させて、保護部材２１と被加工物１１とを重ね合せる。これにより、被加工物１１の表面１１ａ側に保護部材２１を貼着できる。

開口４ａの斜め後方には、被加工物１１の位置合わせを行うアライメント機構１２が設けられている。このアライメント機構１２は、例えば、カセット８ａから搬送ユニット６で搬送され、裏面１１ｂ側が上方に露出するように仮置きされた被加工物１１の中心を位置合わせする。

アライメント機構１２と隣接する位置には、被加工物１１を吸引保持して旋回する搬入機構１４が配置されている。この搬入機構１４は、アライメント機構１２で位置合わせされた被加工物１１を吸引保持して後方に搬送する。

アライメント機構１２及び搬入機構１４の後方には、開口４ｂが形成されている。この開口４ｂ内には、鉛直軸の周りに回転する円盤状のターンテーブル１６が配置されている。ターンテーブル１６の上面には、被加工物１１を吸引保持する４個のチャックテーブル１８が略等角度間隔に設置されている。

搬入機構１４で吸引保持された被加工物１１は、搬入位置Ａに位置付けられたチャックテーブル１８へと搬入される。ターンテーブル１６は、図示する回転方向Ｒの向きに回転し、チャックテーブル１８を、搬入位置Ａ、粗研削位置Ｂ、仕上げ研削位置Ｃ、搬出位置Ｄの順に位置付ける。

各チャックテーブル１８は、モータ等の回転駆動源（不図示）と連結されており、鉛直軸の周りに回転する。各チャックテーブル１８の上面は、被加工物１１を吸引保持する保持面となっている。

この保持面は、チャックテーブル１８の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）と接続されている。チャックテーブル１８に搬入された被加工物１１は、保持面に作用する吸引源の負圧で表面１１ａ側（保護部材２１の裏面２１ｂ側）を吸引される。

ターンテーブル１６の後方には、壁状の支持構造２０が立設されている。支持構造２０の前面には、２組の昇降ユニット２２が設けられている。各昇降ユニット２２は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に伸びる２本の昇降ガイドレール２４を備えており、この昇降ガイドレール２４には、昇降テーブル２６がスライド可能に設置されている。

昇降テーブル２６の後面側（裏面側）には、ナット部（不図示）が固定されており、このナット部には、昇降ガイドレール２４と平行な昇降ボールネジ２８が螺合されている。昇降ボールネジ２８の一端部には、昇降パルスモータ３０が連結されている。

昇降パルスモータ３０で昇降ボールネジ２８を回転させることにより、昇降テーブル２６は昇降ガイドレール２４に沿って上下に移動する。各昇降テーブル２６の前面（表面）には、固定具３２が設けられている。

粗研削位置Ｂの上方に位置付けられた昇降テーブル２６の固定具３２には、被加工物１１を粗研削する第１の研削ユニット（第１の研削手段）３４ａが固定されている。一方、仕上げ研削位置Ｃの上方に位置付けられた昇降テーブル２６の固定具３２には、被加工物１１を仕上げ研削する第２の研削ユニット（第２の研削手段）３４ｂが固定されている。

第１の研削ユニット３４ａ及び第２の研削ユニット３４ｂのスピンドルハウジング３６ａ，３６ｂには、それぞれ、回転軸を構成するスピンドル３８ａ，３８ｂが収容されている。スピンドル３８ａ，３８ｂの下端部（先端部）には、それぞれ、円盤状のホイールマウント（工具マウント）４０ａ，４０ｂが固定されている。

第１の研削ユニット３４ａのホイールマウント４０ａの下面には、粗研削用の研削ホイール（研削工具）４２ａが装着されており、第２の研削ユニット３４ｂのホイールマウント４０ｂの下面には、仕上げ研削用の研削ホイール（研削工具）４２ｂが装着されている。

スピンドル３８ａ，３８ｂの上端側には、それぞれ、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、研削ホイール４２ａ，４２ｂは、回転駆動源から伝達される回転力で回転する。

チャックテーブル１８及びスピンドル３８ａ，３８ｂを回転させつつ、研削ホイール４２ａ，４２ｂを下降させ、純水等の研削液を供給しながら被加工物１１の裏面１１ｂ側に接触させることで、被加工物１１を粗研削又は仕上げ研削できる。

搬入機構１４と隣接する位置には、研削後の被加工物１１を吸引保持して旋回する搬出機構４４が設けられている。搬出機構４４の側方には、搬出機構４４で搬出された研削後の被加工物１１を洗浄する洗浄機構４６が配置されている。洗浄機構４６で洗浄された被加工物１１は、搬送ユニット６で搬送され、カセット８ｂに収容される。

図３は、第１の研削ユニット３４ａのホイールマウント４０ａ及び研削ホイール４２ａを拡大した斜視図である。図３に示すように、研削ホイール４２ａは、アルミニウム等の金属材料で形成された環状のホイール基台（環状基台）４８ａを備えている。ホイール基台４８ａの下面（自由端部）には、粗研削用の複数の研削砥石５０ａが環状に配設されている。

ホイールマウント４０ａには、上下に貫通する複数のネジ挿通穴Ｈ１ａが、周方向に所定の間隔をおいて形成されている。一方、ホイール基台４８ａには、ホイールマウント４０ａの複数のネジ挿通穴Ｈ１ａに対応する複数の雌ネジ穴Ｈ２ａが形成されている。ネジ挿通穴Ｈ１ａ及び雌ネジ穴Ｈ２ａに対応した締結ネジ５２ａを、ネジ挿通穴Ｈ１ａを通じて雌ネジ穴Ｈ２ａに締め込むことで、研削ホイール４２ａをホイールマウント４０ａに固定できる。

第２の研削ユニット３４ｂのホイールマウント４０ｂ及び研削ホイール４２ｂの構造は、第１の研削ユニット３４ａのホイールマウント４０ａ及び研削ホイール４２ａの構造と同様である。図４は、第２の研削ユニット３４ｂのホイールマウント４０ｂ及び研削ホイール４２ｂを拡大して示す斜視図である。

図４に示すように、研削ホイール４２ｂは、アルミニウム等の金属材料で形成された環状のホイール基台（環状基台）４８ｂを備えている。ホイール基台４８ｂの下面（自由端部）には、仕上げ研削用の複数の研削砥石５０ｂが環状に配設されている。

ホイールマウント４０ｂには、上下に貫通する複数のネジ挿通穴Ｈ１ｂが、周方向に所定の間隔をおいて形成されている。一方、ホイール基台４８ｂには、ホイールマウント４０ｂの複数のネジ挿通穴Ｈ１ｂに対応する複数の雌ネジ穴Ｈ２ｂが形成されている。ネジ挿通穴Ｈ１ｂ及び雌ネジ穴Ｈ２ｂに対応した締結ネジ５２ｂを、ネジ挿通穴Ｈ１ｂを通じて雌ネジ穴Ｈ２ｂに締め込むことで、研削ホイール４２ｂをホイールマウント４０ｂに固定できる。

本実施形態の研削装置２では、第１の研削ユニット３４ａのネジ挿通穴Ｈ１ａ及び雌ネジ穴Ｈ２ａの径（大きさ）と、第２の研削ユニット３４ｂのネジ挿通穴Ｈ１ｂ及び雌ネジ穴Ｈ２ｂの径（大きさ）とを異ならせている。具体的には、ネジ挿通穴Ｈ１ａ及び雌ネジ穴Ｈ２ａの径を、ネジ挿通穴Ｈ１ｂ及び雌ネジ穴Ｈ２ｂの径より大きくしている。

そのため、例えば、第１の研削ユニット３４ａのホイールマウント４０ａに対して仕上げ研削用の研削ホイール４２ｂを装着しようとしても、ネジ挿通穴Ｈ１ａ及び雌ネジ穴Ｈ２ａに対応した大径の締結ネジ５２ａを、研削ホイール４２ｂの小径の雌ネジ穴Ｈ２ｂに締め込むことはできない。

また、例えば、第２の研削ユニット３４ｂのホイールマウント４０ｂに対して粗研削用の研削ホイール４２ａを装着しようとしても、ネジ挿通穴Ｈ１ｂ及び雌ネジ穴Ｈ２ｂに対応した小径の締結ネジ５２ｂを、研削ホイール４２ａの大径の雌ネジ穴Ｈ２ａに締め込むことはできない。つまり、第１の研削ユニット３４ａ及び第２の研削ユニット３４ｂに対して、誤った研削ホイール４２ａ，４２ｂを装着してしまうことはない。

以上のように、本発明の研削装置２は、第１の研削ユニット（第１の研削手段）３４ａが備えるホイールマウント（工具マウント）４０ａのネジ挿通穴Ｈ１ａ及び第１の研削ユニット３４ａに装着される研削ホイール（研削工具）４２ａの雌ネジ穴Ｈ２ａの大きさと、第２の研削ユニット（第２の研削手段）３４ｂが備えるホイールマウント（工具マウント）４０ｂのネジ挿通穴Ｈ１ｂ及び第２の研削ユニット３４ｂに装着される研削ホイール（研削工具）４２ｂの雌ネジ穴Ｈ２ｂの大きさと、が異なっており、第１の研削ユニット３４ａ及び第２の研削ユニット３４ｂのホイールマウント４０ａ，４０ｂには、それぞれ、異なる大きさの締結ネジ５２ａ，５２ｂによって研削ホイール４２ａ，４２ｂが装着される。

そのため、第１の研削ユニット３４ａのホイールマウント４０ａに第２の研削ユニット３４ｂ用の研削ホイール４２ｂを装着し、また、第２の研削ユニット３４ｂのホイールマウント４０ｂに第１の研削ユニット３４ａ用の研削ホイール４２ａを装着してしまうことはない。このように、本実施形態によれば、誤った研削ホイール４２ａ，４２ｂの装着を防止できる研削装置２を提供できる。

なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施できる。例えば、上記実施形態では、ネジ挿通穴Ｈ１ａ及び雌ネジ穴Ｈ２ａの径を、ネジ挿通穴Ｈ１ｂ及び雌ネジ穴Ｈ２ｂの径より大きくしているが、ネジ挿通穴Ｈ１ａ及び雌ネジ穴Ｈ２ａの径を、ネジ挿通穴Ｈ１ｂ及び雌ネジ穴Ｈ２ｂの径より小さくしても良い。

また、上記実施形態では、２組の研削ユニットを備える研削装置２を例示しているが、本発明の研削装置は、３組以上の研削ユニットを備えても良い。この場合にも、ネジ挿通穴及び雌ネジ穴の径を異ならせることで、誤った研削ホイールの装着を防止できる。

また、各研削ユニットで使用する締結ネジの規格（ネジ山、ネジ溝のピッチ等）を異ならせても良い。この場合、誤った研削ホイールの装着をより適切に防止できる。その他、上記実施形態に係る構成、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

２ 加工装置
４ 基台
４ａ，４ｂ 開口
６ 搬送ユニット
８ａ，８ｂ カセット
１０ａ，１０ｂ 載置台
１２ アライメント機構
１４ 搬入機構
１６ ターンテーブル
１８ チャックテーブル
２０ 支持構造
２２ 昇降ユニット
２４ 昇降ガイドレール
２６ 昇降テーブル
２８ 昇降ボールネジ
３０ 昇降パルスモータ
３２ 固定具
３４ａ 第１の研削ユニット（第１の研削手段）
３４ｂ 第２の研削ユニット（第２の研削手段）
３６ａ，３６ｂ スピンドルハウジング
３８ａ，３８ｂ スピンドル
４０ａ，４０ｂ ホイールマウント（工具マウント）
４２ａ，４２ｂ 研削ホイール（研削工具）
４４ 搬出機構
４６ 洗浄ユニット
４８ａ，４８ｂ ホイール基台（環状基台）
５０ａ，５０ｂ 研削砥石
５２ａ，５２ｂ 締結ネジ
Ｈ１ａ，Ｈ１ｂ ネジ挿通穴
Ｈ２ａ，Ｈ２ｂ 雌ネジ穴
Ｒ 回転方向
Ａ 搬入位置
Ｂ 粗研削位置
Ｃ 仕上げ研削位置
Ｄ 搬出位置
１１ 被加工物
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１１ｃ 外周
１３ デバイス領域
１５ 外周余剰領域
１７ ストリート（分割予定ライン）
１９ デバイス
２１ 保護部材
２１ａ 表面
２１ｂ 裏面

Claims (1)

1. 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該被加工物の上面を研削する第１の研削手段及び第２の研削手段と、を備える研削装置であって、
   該第１の研削手段及び該第２の研削手段は、それぞれ、回転可能なスピンドルと、該スピンドルの先端部に形成された工具マウントと、該工具マウントに装着される環状基台及び該環状基台の自由端部において環状に配設される研削砥石を備えた研削工具と、を有し、
   該工具マウントには、周方向に間隔をおいて複数のネジ挿通穴が形成されており、
   該研削工具の該環状基台には、該工具マウントの複数の該ネジ挿通穴に対応する複数の雌ネジ穴が形成されており、
   該第１の研削手段が備える該工具マウントに形成された複数の該ネジ挿通穴及び第１の研削手段の該工具マウントに装着される該研削工具の該環状基台に形成された複数の該雌ネジ穴の大きさと、該第２の研削手段が備える該工具マウントに形成された複数の該ネジ挿通穴及び第２の研削手段の該工具マウントに装着される該研削工具の該環状基台に形成された複数の該雌ネジ穴の大きさと、は異なり、
   該第１の研削手段及び該第２の研削手段の該工具マウントには、それぞれ、異なる大きさの締結ネジによって該研削工具が装着されることを特徴とする研削装置。