JP2018164972A - Grinding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、研削装置に関し、特に、研削砥石をドレスするドレス手段を備えた研削装置に関する。 The present invention relates to a grinding apparatus, and more particularly to a grinding apparatus provided with dressing means for dressing a grinding wheel.
半導体製造分野では、シリコンウェハ等の半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という）を薄膜に形成するために、ウェハの裏面を研削する裏面研削が行われている。 In the field of semiconductor manufacturing, in order to form a semiconductor wafer such as a silicon wafer (hereinafter referred to as “wafer”) into a thin film, back surface grinding for grinding the back surface of the wafer is performed.
ウェハの裏面研削を行う研削装置として、特許文献１には、ウェハを保持する保持手段と、ウェハを研削する研削砥石と、研削砥石をドレスするドレス部材と、を備えたものが開示されている。 As a grinding apparatus that performs backside grinding of a wafer, Patent Document 1 discloses a device that includes a holding unit that holds a wafer, a grinding wheel that grinds the wafer, and a dress member that dresses the grinding wheel. .
このような研削装置では、ドレス部材が研削砥石に押し付けられると、研削砥石の砥粒を離脱して自生発刃が生じる。ドレス部材が研削砥石に平行に押し当てられるため、研削砥石の研削面は水平に均されるようにドレスされる。そして、平坦な研削面を有する研削砥石をウェハに押し当てることにより、ウェハをフラット形状に研削することができる。これにより、サファイア等の難削材であっても研削砥石の砥粒が摩耗することに起因するウェハの面焼けを生じさせることなく、ウェハの研削を継続して行うことができる。 In such a grinding apparatus, when the dress member is pressed against the grinding wheel, the abrasive grains are detached from the grinding wheel to generate a self-generated blade. Since the dressing member is pressed parallel to the grinding wheel, the grinding surface of the grinding wheel is dressed so as to be leveled horizontally. The wafer can be ground into a flat shape by pressing a grinding wheel having a flat grinding surface against the wafer. Thereby, even if it is a difficult-to-cut material such as sapphire, the wafer can be continuously ground without causing the surface burn of the wafer due to wear of the abrasive grains of the grinding wheel.
このような研削装置では、以下の手順でドレスボードと研削砥石との距離を調整した後に、ドレスボードで研削砥石をドレッシングする。まず、ドレスボードをチャックテーブルに取り付け、ドレスボードの高さ（厚み）を手動で測定する。そして、研削砥石を手動操作でドレスボードに接近させ、研削砥石を微動送りで研削砥石をドレスボードに接触させた接触位置を記録した後に、エアカット距離だけ研削砥石を上昇させる。その後、予めプログラミングされた研削条件に基づいて、ドレス部材が研削砥石を自動でドレッシングする。 In such a grinding apparatus, the distance between the dress board and the grinding wheel is adjusted by the following procedure, and then the grinding wheel is dressed with the dress board. First, the dressboard is attached to the chuck table, and the height (thickness) of the dressboard is manually measured. Then, the grinding wheel is brought close to the dressboard by manual operation, and after recording the contact position where the grinding wheel is brought into contact with the dressboard by finely feeding the grinding wheel, the grinding wheel is raised by the air cut distance. Thereafter, the dressing member automatically dresses the grinding wheel based on pre-programmed grinding conditions.
しかしながら、上述したような特許文献１記載の研削装置では、ドレスボードと研削砥石とを微動で接近させて接触させ、エアカット距離だけ研削砥石を上昇させた後にドレッシングを開始するため、ドレッシングを行うにあたってのセッティング作業が煩雑になりがちであるという問題があった。 However, in the grinding apparatus described in Patent Document 1 described above, dressing is performed in order to start dressing after the dressing board and the grinding stone are brought into close contact with each other and moved up by the air cut distance. There was a problem that the setting work during the process tends to be complicated.
そこで、ドレッシングを行うにあたってのセッティング作業を簡便に行うという解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は、この課題を解決することを目的とする。 Therefore, a technical problem to be solved arises that the setting work for dressing is simply performed, and the present invention aims to solve this problem.
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、ウェハを保持する保持手段と、前記ウェハを研削する研削砥石を有する研削手段と、を備えた研削装置であって、前記研削砥石をドレスするドレスボードと、該ドレスボードを水平方向及び垂直方向に移動させる移動機構と、を備えたドレス手段と、前記ドレスボードの高さを測定する第１の測定手段と、前記研削砥石の高さを測定する第２の測定手段と、前記第１の測定手段及び第２の測定手段の測定値に基づいて、前記研削砥石とドレスボードとを接近させる制御手段と、を備えている研削装置を提供する。 The present invention has been proposed in order to achieve the above-mentioned object, and the invention according to claim 1 is a grinding system comprising holding means for holding a wafer and grinding means having a grinding wheel for grinding the wafer. An apparatus comprising: a dressing board for dressing the grinding wheel; a moving mechanism for moving the dressing board in a horizontal direction and a vertical direction; and dressing means for measuring the height of the dressboard. Control for causing the grinding wheel and the dressboard to approach based on measurement values, second measurement means for measuring the height of the grinding wheel, and measurement values of the first and second measurement means And a grinding apparatus comprising the means.
この構成によれば、第１の測定手段及び第２の測定手段の測定値に基づいて、研削砥石とドレスボードとの距離が演算されることにより、研削砥石及びドレスボードをエアカット距離に円滑に位置決めできるため、研削砥石とドレスボードとを事前に接触させて研削砥石とドレスボードとの接触点を起点にしてエアカット距離だけ研削砥石を退避させることなく、研削砥石のドレッシングをスムーズに行うことができる。 According to this configuration, the distance between the grinding wheel and the dressboard is calculated based on the measured values of the first measuring means and the second measuring means, so that the grinding wheel and the dressboard can be smoothly cut to the air cut distance. Therefore, the grinding wheel can be dressed smoothly without contacting the grinding wheel and the dressboard in advance and retracting the grinding wheel by the air cut distance starting from the contact point between the grinding wheel and the dressboard. be able to.
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、前記第１の測定手段は、前記ドレスボードとの接触を検出する第１のタッチセンサと、前記ドレスボードと第１のタッチセンサとの初期距離及び前記ドレスボードと第１のタッチセンサとの接触位置に基づいて、前記ドレスボードの高さを演算する第１の演算部と、を備えている研削装置を提供する。 According to a second aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the first measuring means includes a first touch sensor that detects contact with the dressboard, the dressboard, and the first There is provided a grinding apparatus comprising: a first computing unit that computes a height of the dressboard based on an initial distance from the touch sensor and a contact position between the dressboard and the first touch sensor. .
この構成によれば、ドレスボードと第１のタッチセンサとの初期距離からドレスボードと第１のタッチセンサとの接触位置までの移動機構の移動量を減じることにより、ドレスボードの高さ（厚み）を得ることができる。 According to this configuration, the height (thickness of the dressboard) is reduced by reducing the amount of movement of the moving mechanism from the initial distance between the dressboard and the first touch sensor to the contact position between the dressboard and the first touch sensor. ) Can be obtained.
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明の構成に加えて、前記第２の測定手段は、前記研削砥石との接触を検出する第２のタッチセンサと、前記研削砥石と第２のタッチセンサとの初期位置及び前記研削砥石と第２のタッチセンサとの接触位置に基づいて、前記研削砥石の高さを演算する第２の演算部と、を備えている研削装置を提供する。 According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect of the invention, the second measuring means includes a second touch sensor that detects contact with the grinding wheel, and the grinding wheel. A grinding device comprising: a second computing unit that computes a height of the grinding wheel based on an initial position with the second touch sensor and a contact position between the grinding wheel and the second touch sensor. provide.
この構成によれば、研削砥石と第２のタッチセンサとの初期位置から研削砥石と第２のタッチセンサとの接触位置までの移動機構の移動量を減じることにより、研削砥石の高さ（厚み）を得ることができる。 According to this configuration, the height (thickness of the grinding wheel) is reduced by reducing the amount of movement of the moving mechanism from the initial position of the grinding wheel and the second touch sensor to the contact position between the grinding wheel and the second touch sensor. ) Can be obtained.
請求項４記載の発明は、請求項３項記載の発明の構成に加えて、前記第２のタッチセンサは、前記ドレスボードと一体に移動可能に設けられている研削装置を提供する。 According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the third aspect of the present invention, the second touch sensor provides a grinding device provided so as to be movable integrally with the dressboard.
この構成によれば、第２のタッチセンサと研削砥石との接触位置が、ドレスボードが研削砥石をドレスする位置の近傍に配置されるため、研削砥石を精度良くドレッシングすることができる。 According to this configuration, the contact position between the second touch sensor and the grinding wheel is disposed in the vicinity of the position where the dressboard dresses the grinding wheel, so that the grinding wheel can be dressed with high precision.
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項記載の発明の構成に加えて、前記移動機構は、前記ドレスボードを前記研削砥石に接近させる接近方向において、前記ドレスボードを載置するベースの後方を片持ち支持している研削装置を提供する。 According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect of the present invention, the moving mechanism moves the dressboard in an approach direction in which the dressboard approaches the grinding wheel. Provided is a grinding device that cantilever-supports a rear side of a base to be placed.
この構成によれば、ベースの後方が片持ち支持されていることにより、研削砥石がドレスボードに過度に強く押し付けられた場合にベースの前方が下方に撓むため、研削砥石の損傷を抑制することができる。 According to this configuration, since the rear side of the base is cantilevered, the front side of the base bends downward when the grinding wheel is pressed too strongly against the dressboard, thereby suppressing damage to the grinding wheel. be able to.
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項記載の発明の構成に加えて、前記ドレス手段は、前記ドレスボードの回転軸を前記研削砥石の回転軸に対して傾斜可能なドレスボード傾斜機構を備えている研削装置を提供する。 According to a sixth aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the dressing means is capable of inclining the rotational axis of the dressboard with respect to the rotational axis of the grinding wheel. Provided is a grinding device having a dressboard tilting mechanism.
この構成によれば、ドレスボードの傾斜角に応じて研削砥石の砥石面に傾斜角が形成されるため、研削後のウェハと研削砥石との接触状態をドレスボードの傾きに応じて間接的に規定することができる。 According to this configuration, since the inclination angle is formed on the grinding wheel surface according to the inclination angle of the dressboard, the contact state between the ground wafer and the grinding wheel is indirectly determined according to the inclination of the dressboard. Can be prescribed.
本発明は、第１の測定手段及び第２の測定手段の測定値に基づいて、研削砥石とドレスボードとの距離が演算されることにより、研削砥石及びドレスボードをエアカット距離に円滑に位置決めできるため、研削砥石のドレッシングをスムーズに行うことができる。 According to the present invention, the distance between the grinding wheel and the dressboard is calculated based on the measured values of the first measuring means and the second measuring means, so that the grinding wheel and the dressboard can be smoothly positioned at the air cut distance. Therefore, the grinding wheel can be dressed smoothly.
本発明は、ドレッシングを行うにあたってのセッティング作業を簡便に行うという目的を達成するために、ウェハを保持する保持手段と、ウェハを研削する研削砥石を有する研削手段と、を備えた研削装置であって、研削砥石をドレスするドレスボードと、ドレスボードを水平方向及び垂直方向に移動させる移動機構と、を備えたドレス手段と、ドレスボードの高さを測定する第１の測定手段と、研削砥石の高さを測定する第２の測定手段と、第１の測定手段及び第２の測定手段の測定値に基づいて、研削砥石とドレスボードとを接近させる制御手段と、を備えていることにより実現する。 The present invention is a grinding apparatus comprising a holding means for holding a wafer and a grinding means having a grinding wheel for grinding the wafer in order to achieve the purpose of simply performing a setting operation for dressing. A dressing board for dressing the grinding wheel, a moving mechanism for moving the dressing board in the horizontal and vertical directions, a first measuring means for measuring the height of the dressboard, and the grinding wheel And a control means for bringing the grinding wheel and the dressboard closer to each other on the basis of the measurement values of the first measurement means and the second measurement means. Realize.
以下、本発明の一実施例に係る研削装置１について、図面に基づいて説明する。なお、以下の実施例において、構成要素の数、数値、量、範囲等に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも構わない。 Hereinafter, a grinding apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following examples, when referring to the number, numerical value, quantity, range, etc. of the constituent elements, the specific number is used unless otherwise specified and clearly limited to a specific number in principle. It is not limited, and it may be a specific number or more.
また、構成要素等の形状、位置関係に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似又は類似するもの等を含む。 In addition, when referring to the shapes and positional relationships of components, etc., those that are substantially similar to or similar to the shapes, etc., unless otherwise specified or otherwise considered in principle to be apparent. Including.
また、図面は、特徴を分かり易くするために特徴的な部分を拡大する等して誇張する場合があり、構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。また、断面図では、構成要素の断面構造を分かり易くするために、一部の構成要素のハッチングを省略することがある。なお、本実施例において、「上」、「下」の語は、鉛直方向における上方、下方に対応するものとする。 In addition, the drawings may be exaggerated by enlarging characteristic portions in order to make the features easy to understand, and the dimensional ratios and the like of the constituent elements are not always the same. In the cross-sectional view, hatching of some components may be omitted in order to facilitate understanding of the cross-sectional structure of the components. In this embodiment, the terms “upper” and “lower” correspond to the upper and lower parts in the vertical direction.
図１は、研削装置１の基本的構成を示す斜視図である。図２は、ドレスユニット５の斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view showing a basic configuration of the grinding apparatus 1. FIG. 2 is a perspective view of the dress unit 5.
研削装置１は、研削手段２でウェハWを裏面研削して薄膜に形成する。ウェハＷは、例えば、シリコン基板等である。研削手段２は、研削砥石２１と、スピンドル２２と、を備えている。 The grinding apparatus 1 forms the thin film by grinding the back surface of the wafer W with the grinding means 2. The wafer W is, for example, a silicon substrate. The grinding means 2 includes a grinding wheel 21 and a spindle 22.
研削砥石２１は、スピンドル２２の先端に水平に取り付けられたカップ型砥石である。研削砥石２１がウェハWに押し当てられることにより、ウェハWが研削される。研削砥石２１は、例えば＃８０００を用いて、厚み５ｍｍに形成される。 The grinding wheel 21 is a cup-type wheel mounted horizontally at the tip of the spindle 22. When the grinding wheel 21 is pressed against the wafer W, the wafer W is ground. The grinding wheel 21 is formed to a thickness of 5 mm using, for example, # 8000.
スピンドル２２は、図示しないモータによって回転軸を中心として回転方向Ｃ１に沿って研削砥石２１を回転させる。スピンドル２２は、図示しないスピンドル送り機構によって鉛直（Ｚ軸）方向に送られる。スピンドル送り機構は、公知の構成であり、例えば、２本のリニアガイドとボールネジスライダ機構とで構成されている。 The spindle 22 rotates the grinding wheel 21 along the rotation direction C1 about the rotation axis by a motor (not shown). The spindle 22 is fed in the vertical (Z-axis) direction by a spindle feed mechanism (not shown). The spindle feed mechanism has a known configuration, and is composed of, for example, two linear guides and a ball screw slider mechanism.
研削手段２の下方には、保持手段としてのウェハチャック３が配置されている。なお、複数のウェハＷを連続して研削加工するために、インデックステーブル４上に複数のウェハチャック３を配置しても構わない。複数のウェハチャック３は、インデックステーブル４の回転軸を中心に円周上で所定の間隔を空けて配置されている。 Below the grinding means 2, a wafer chuck 3 as a holding means is arranged. Note that a plurality of wafer chucks 3 may be arranged on the index table 4 in order to grind a plurality of wafers W continuously. The plurality of wafer chucks 3 are arranged at predetermined intervals on the circumference around the rotation axis of the index table 4.
ウェハチャック３は、上面にアルミナ等の多孔質材料からなる図示しない吸着体が埋設されている。ウェハチャック３は、内部を通って表面に延びる図示しない管路を備えている。管路は、図示しないロータリージョイントを介して真空源、圧縮空気源又は給水源に接続されている。真空源が起動すると、ウェハチャック３に載置されたウェハＷがウェハチャック３に吸着保持される。また、圧縮空気源又は給水源が起動すると、ウェハＷとウェハチャック３との吸着が解除される。 The wafer chuck 3 has an adsorbent (not shown) made of a porous material such as alumina embedded in the upper surface thereof. The wafer chuck 3 includes a pipe line (not shown) that extends to the surface through the inside. The pipe line is connected to a vacuum source, a compressed air source, or a water supply source via a rotary joint (not shown). When the vacuum source is activated, the wafer W placed on the wafer chuck 3 is sucked and held by the wafer chuck 3. Further, when the compressed air source or the water supply source is activated, the adsorption between the wafer W and the wafer chuck 3 is released.
ウェハチャック３は、図示しないモータによって回転方向Ｃ２に沿って回転可能に構成されている。 The wafer chuck 3 is configured to be rotatable along a rotation direction C2 by a motor (not shown).
ウェハチャック３は、研削砥石２１の回転軸に対してウェハチャック３の回転軸を傾斜させる図示しないチャック傾斜機構を備えたものであっても構わない。チャック傾斜機構は、例えば、ウェハチャック３を載置するチルトテーブルと、チルトテーブルをＺ軸方向に固定する固定支持部と、Ｚ軸方向に伸縮してチルトテーブルを固定支持部まわりに傾斜させる可動支持部と、を備えた構成が考えられるが、この構成に限定されるものではない。 The wafer chuck 3 may include a chuck tilt mechanism (not shown) that tilts the rotation axis of the wafer chuck 3 with respect to the rotation axis of the grinding wheel 21. The chuck tilt mechanism is, for example, a tilt table on which the wafer chuck 3 is placed, a fixed support portion that fixes the tilt table in the Z-axis direction, and a movable that extends and contracts in the Z-axis direction to tilt the tilt table around the fixed support portion. Although the structure provided with the support part can be considered, it is not limited to this structure.
研削装置１は、研削砥石２１をドレスするドレスユニット５を備えている。ドレスユニット５は、ドレスボード５１と、ドレスベース機構５２と、を備えている。 The grinding apparatus 1 includes a dress unit 5 for dressing the grinding wheel 21. The dress unit 5 includes a dress board 51 and a dress base mechanism 52.
ドレスボード５１は、研削砥石２１に対向するように配置されて研削砥石２１をドレスするドレス材５１ａと、ドレス材５１ａを支持するドレス台５１ｂと、を備えている。ドレス材５１ａは、研削砥石２１よりも高度の小さい材料であり、例えばホワイトアルミナ及び結合剤で形成されている。ドレス材５１ａは、例えば直径６０ｍｍに設定される。 The dress board 51 includes a dress material 51a that is disposed so as to face the grinding wheel 21 and dresses the grinding wheel 21, and a dress base 51b that supports the dress material 51a. The dressing material 51a is a material that is smaller than the grinding wheel 21 and is made of, for example, white alumina and a binder. The dress material 51a is set to have a diameter of 60 mm, for example.
ドレスベース機構５２は、ドレスボード５１を回転可能に支持している。ドレスベース機構５２は、ドレスボード５１をボルトで固着したり、またはドレスボード５１を吸着保持するように構成されている。これにより、ドレスボード５１が摩耗した場合には、ドレスボード５１を交換することができる。 The dress base mechanism 52 supports the dress board 51 rotatably. The dress base mechanism 52 is configured to fix the dress board 51 with a bolt or to hold the dress board 51 by suction. Thereby, when the dressboard 51 is worn, the dressboard 51 can be replaced.
ドレスベース機構５２は、スライドボード５３の先端側に載置されている。スライドボード５３は、Ｘ軸方向に延伸されている。スライドボード５３は、第１の移動機構６と、第２の移動機構７と、を介してベース５４に連結されている。 The dress base mechanism 52 is placed on the distal end side of the slide board 53. The slide board 53 is extended in the X-axis direction. The slide board 53 is connected to the base 54 via the first moving mechanism 6 and the second moving mechanism 7.
第１の移動機構６は、ボールネジ６１と、スライダ６２と、ボールネジナット６３と、モータ６４と、を備えている。ボールネジ６１は、上部ベース５４ａに設けられ、Ｚ軸方向に延伸されている。スライダ６２は、ボールネジ６１に螺合されてスライドボード５３の基端に連結されている。ボールネジナット６３は、ボールネジ６１の後端に設けられている。モータ６４は、ボールネジ６１の上端に連結されており、モータ６４が駆動すると、ボールネジ６１が回転し、ボールネジ６１の回転方向に応じてスライダ６２が上下に移動してスライドボード５３が上部ベース５４ａに対して相対的に昇降移動する。 The first moving mechanism 6 includes a ball screw 61, a slider 62, a ball screw nut 63, and a motor 64. The ball screw 61 is provided on the upper base 54a and extends in the Z-axis direction. The slider 62 is screwed to the ball screw 61 and connected to the base end of the slide board 53. The ball screw nut 63 is provided at the rear end of the ball screw 61. The motor 64 is connected to the upper end of the ball screw 61. When the motor 64 is driven, the ball screw 61 rotates, the slider 62 moves up and down according to the rotation direction of the ball screw 61, and the slide board 53 moves to the upper base 54a. It moves up and down relatively.
ボールネジ６１のＹ軸方向の両側には、２本の第１のリニアガイド６５が配置されている。第１のリニアガイド６５は、上部ベース５４ａとスライドボード５３との間に介装されている。第１のリニアガイド６５は、スライドボード５３の基端に連結されてスライドボード５３を支持するスライダ６５ａを備えている。 Two first linear guides 65 are arranged on both sides of the ball screw 61 in the Y-axis direction. The first linear guide 65 is interposed between the upper base 54 a and the slide board 53. The first linear guide 65 includes a slider 65 a that is connected to the base end of the slide board 53 and supports the slide board 53.
第２の移動機構７は、ボールネジ７１と、図示しないスライダと、ボールネジナット７２と、図示しないモータと、を備えている。ボールネジ７１は、Ｘ軸方向に延伸され、上部ベース５４ａと下部ベース５４ｂとの間に介装されている。スライダは、ボールネジ７１に螺合されて上部ベース５４ａの裏面に連結されている。ボールネジナット７２は、ボールネジ７１の先端に設けられている。モータは、ボールネジ７１の基端に連結されており、モータが駆動すると、ボールネジ７２が回転し、ボールネジ７１の回転方向に応じてスライダが前後に移動して上部ベース５４ａが下部ベース５４ｂに対して相対的に進退移動する。 The second moving mechanism 7 includes a ball screw 71, a slider (not shown), a ball screw nut 72, and a motor (not shown). The ball screw 71 extends in the X-axis direction and is interposed between the upper base 54a and the lower base 54b. The slider is screwed to the ball screw 71 and connected to the back surface of the upper base 54a. The ball screw nut 72 is provided at the tip of the ball screw 71. The motor is connected to the base end of the ball screw 71. When the motor is driven, the ball screw 72 rotates, and the slider moves back and forth according to the direction of rotation of the ball screw 71, so that the upper base 54a moves relative to the lower base 54b. Move forward and backward relatively.
ボールネジ７１のＹ軸方向の両側には、２本の第２のリニアガイド７３が配置されている。第２のリニアガイド７３は、下部ベース５４ｂに設けられている。第２のリニアガイド７３は、上部ベース５４ａの裏面に連結されて上部ベース５４ａを支持するスライダ７３ａを備えている。 Two second linear guides 73 are arranged on both sides of the ball screw 71 in the Y-axis direction. The second linear guide 73 is provided on the lower base 54b. The second linear guide 73 includes a slider 73a that is connected to the back surface of the upper base 54a and supports the upper base 54a.
ドレスユニット５には、ドレスボード５１の高さ（厚み）を測定する第１の測定手段８と、研削砥石２１の高さ（厚み）を測定する第２の測定手段９と、が設けられている。 The dress unit 5 is provided with a first measuring means 8 for measuring the height (thickness) of the dressboard 51 and a second measuring means 9 for measuring the height (thickness) of the grinding wheel 21. Yes.
第１の測定手段８は、第１のタッチセンサ８１と、第１の演算部８２と、を備えている。第１のタッチセンサ８１は、スライドボード５３を跨ぐように形成された門型のコラム５５に設けられている。 The first measuring unit 8 includes a first touch sensor 81 and a first calculation unit 82. The first touch sensor 81 is provided in a portal column 55 formed so as to straddle the slide board 53.
第２の測定手段９は、第２のタッチセンサ９１と、第２の演算部９２と、を備えている。第２のタッチセンサ９１は、スライドボード５３の先端に設けられている。なお、第１の測定手段８、第２の測定手段９は、非接触式のセンサを有するものであっても構わないが、タッチセンサを採用することにより、低コストで第１の測定手段８、第２の測定手段９を構成することができる。 The second measuring unit 9 includes a second touch sensor 91 and a second calculation unit 92. The second touch sensor 91 is provided at the tip of the slide board 53. The first measuring means 8 and the second measuring means 9 may have non-contact type sensors, but by using a touch sensor, the first measuring means 8 can be manufactured at low cost. The second measuring means 9 can be configured.
ドレスユニット５は、研削砥石２１の回転軸に対してドレスボード５１の回転軸を傾斜させる図示しないドレス傾斜機構を備えたものであっても構わない。ドレス傾斜機構は、例えば、ドレスボード５１を載置するチルトテーブルと、チルトテーブルをＺ軸方向に固定する固定支持部と、Ｚ軸方向に伸縮してチルトテーブルを固定支持部まわりに傾斜させる可動支持部と、を備えるように構成することが、この構成に限定されるものではない。 The dress unit 5 may include a dress tilt mechanism (not shown) that tilts the rotation axis of the dress board 51 with respect to the rotation axis of the grinding wheel 21. The dress tilt mechanism is, for example, a tilt table on which the dress board 51 is placed, a fixed support unit that fixes the tilt table in the Z-axis direction, and a movable table that expands and contracts in the Z-axis direction to tilt the tilt table around the fixed support unit. The configuration including the support portion is not limited to this configuration.
研削装置１の動作は、制御装置１０によって制御される。制御装置１０は、研削装置１を構成する構成要素をそれぞれ制御するものである。制御装置１０は、例えば、ＣＰＵ、メモリ等により構成される。なお、制御装置１０の機能は、ソフトウェアを用いて制御することにより実現されても良く、ハードウェアを用いて動作することにより実現されても良い。 The operation of the grinding device 1 is controlled by the control device 10. The control device 10 controls each component constituting the grinding device 1. The control device 10 is configured by, for example, a CPU, a memory, and the like. Note that the function of the control device 10 may be realized by controlling using software or may be realized by operating using hardware.
制御装置１０は、第１の演算部８２が計測したドレスボード５１の高さ及び第２の演算部９２が計測した研削砥石２１の高さに基づいて、研削砥石２１とドレスボード５１との距離を調整する。なお、研削砥石２１の高さ及びドレスボード５１の高さを測定する測定手段は、上述した構成に限定されず、非接触式のものであっても構わない。また、制御装置１０には、研削加工開始前のドレスボード５１と研削砥石２１との距離、いわゆるエアカット距離が予め記憶されている。なお、制御装置１０は、第１の演算部８２、第２の演算部９２として機能するものであっても構わない。 The control device 10 determines the distance between the grinding wheel 21 and the dressboard 51 based on the height of the dressboard 51 measured by the first calculation unit 82 and the height of the grinding wheel 21 measured by the second calculation unit 92. Adjust. The measuring means for measuring the height of the grinding wheel 21 and the height of the dressboard 51 is not limited to the above-described configuration, and may be a non-contact type. Further, the control device 10 stores in advance a distance between the dressboard 51 and the grinding wheel 21 before starting the grinding process, a so-called air cut distance. The control device 10 may function as the first calculation unit 82 and the second calculation unit 92.
次に、ドレスユニット５の作用について、図面に基づいて説明する。図３は、ドレスボード５１と研削砥石２１の位置合わせを行う手順を示す模式図である。図４は、ドレスユニット５の待機位置を示す斜視図である。図５は、ドレスボード５１の高さを測定している様子を示す斜視図である。図６は、研削砥石２１の高さを測定している様子を示す斜視図である。図７は、研削砥石２１をドレスする様子を示す斜視図である。図８は、第２のタッチセンサ９１を省略した、研削砥石２１、ウェハチャック３及びドレスユニット５の配置関係を示す模式図である。図９は、ドレスボード５１の傾きに応じて研削砥石２１の研削面角度を調整する様子を示す模式図である。 Next, the operation of the dress unit 5 will be described based on the drawings. FIG. 3 is a schematic diagram showing a procedure for aligning the dressboard 51 and the grinding wheel 21. FIG. 4 is a perspective view showing the standby position of the dress unit 5. FIG. 5 is a perspective view showing a state in which the height of the dressboard 51 is being measured. FIG. 6 is a perspective view showing a state in which the height of the grinding wheel 21 is measured. FIG. 7 is a perspective view showing how the grinding wheel 21 is dressed. FIG. 8 is a schematic diagram showing an arrangement relationship of the grinding wheel 21, the wafer chuck 3, and the dress unit 5, omitting the second touch sensor 91. FIG. 9 is a schematic diagram showing how the grinding surface angle of the grinding wheel 21 is adjusted according to the inclination of the dressboard 51.
図３（ａ）に示すように、第２の移動機構７を駆動させて、ドレスボード５１を第１のタッチセンサ８１の直下に位置する第１の初期位置まで、待機位置のドレスユニット５をＸ軸方向の前方に移動させる。なお、図４に示すように、待機位置のドレスユニット５は、ドレス材５１ａが第１のタッチセンサ８１の直下に設定しても構わない。なお、第１の初期位置とは、ドレスボード５１を第１のタッチセンサ８１に接近させる（Ｚ軸方向に上昇させる）前の位置をいう。 As shown in FIG. 3A, the second moving mechanism 7 is driven, and the dressing unit 5 at the standby position is moved to the first initial position where the dressboard 51 is located immediately below the first touch sensor 81. Move forward in the X-axis direction. As shown in FIG. 4, in the dressing unit 5 at the standby position, the dressing material 51 a may be set immediately below the first touch sensor 81. Note that the first initial position refers to a position before the dressboard 51 is brought close to the first touch sensor 81 (raised in the Z-axis direction).
次に、図３（ｂ）及び図５に示すように、第１の移動機構６を駆動させて、ドレスボード５１を第１のタッチセンサ８１に接触するまで、ドレスボード５１をＺ軸方向の上方に上昇させる。第１のタッチセンサ８１がドレスボード５１に接触すると、モータ６４が逆回転して、スライドボード５３が下降する。第１の演算部８２は、第１の初期位置からドレスボード５１が第１のタッチセンサ８１に接触する第１の接触位置までのモータ６４の回転数を記憶する。 Next, as shown in FIGS. 3B and 5, the first moving mechanism 6 is driven, and the dressboard 51 is moved in the Z-axis direction until the dressboard 51 comes into contact with the first touch sensor 81. Raise upward. When the first touch sensor 81 contacts the dressboard 51, the motor 64 rotates in the reverse direction and the slide board 53 descends. The first calculation unit 82 stores the number of rotations of the motor 64 from the first initial position to the first contact position where the dressboard 51 contacts the first touch sensor 81.
第１の演算部８２は、第１の初期位置から第１の接触位置までのモータ６４の回転数に基づいて第１の移動機構６のＺ軸方向の上昇量を演算する。また、第１の演算部８２は、スライドボード５３をＺ軸方向に上昇する前のドレスボード５１を支持するスライドボード５３と第１のタッチセンサ８１との間の既知の初期距離から上述した第１の移動機構６のＺ軸方向の上昇量を減じることにより、ドレスボード５１の高さ（厚み）を演算する。なお、第１の演算部８２は、スライドボード５３と第１のタッチセンサ８１までの初期距離が予め記憶されている。 The first calculation unit 82 calculates the amount of increase in the Z-axis direction of the first moving mechanism 6 based on the rotational speed of the motor 64 from the first initial position to the first contact position. In addition, the first calculation unit 82 performs the above described first distance from the known initial distance between the first touch sensor 81 and the slide board 53 that supports the dress board 51 before the slide board 53 is raised in the Z-axis direction. The height (thickness) of the dressboard 51 is calculated by reducing the amount of increase in the Z-axis direction of one moving mechanism 6. The first calculation unit 82 stores an initial distance between the slide board 53 and the first touch sensor 81 in advance.
次に、第２の移動機構７を駆動させて、第２のタッチセンサ９１が研削砥石２１の直下に位置する第２の初期位置まで、ドレスユニット５をＸ軸方向の前方に移動させる。なお、第２の初期位置とは、スライドボード５３を第２のタッチセンサ９１に接近させる（Ｚ軸方向に上昇させる）前の位置をいう。 Next, the second moving mechanism 7 is driven to move the dress unit 5 forward in the X-axis direction to a second initial position where the second touch sensor 91 is located directly below the grinding wheel 21. Note that the second initial position refers to a position before the slide board 53 is brought close to the second touch sensor 91 (raised in the Z-axis direction).
次に、図３（ｃ）及び図６に示すように、第１の移動機構６を駆動させて、研削砥石２１が第２のタッチセンサ９１に接触するまで、スライドボード５３をＺ軸方向の上方に上昇させる。第２のタッチセンサ９１が研削砥石２１に接触すると、モータ６４が逆回転して、スライドボード５３が下降する。第２の演算部９２は、第２の初期位置から研削砥石２１が第２のタッチセンサ９１に接触する第２の接触位置までのモータ６４の回転数を記憶する。 Next, as shown in FIGS. 3C and 6, the first moving mechanism 6 is driven, and the slide board 53 is moved in the Z-axis direction until the grinding wheel 21 comes into contact with the second touch sensor 91. Raise upward. When the second touch sensor 91 contacts the grinding wheel 21, the motor 64 rotates in the reverse direction and the slide board 53 descends. The second calculation unit 92 stores the number of rotations of the motor 64 from the second initial position to the second contact position where the grinding wheel 21 contacts the second touch sensor 91.
第２の演算部９２は、第２の初期位置から第２の接触位置までのモータ６４の回転数に基づいて第１の移動機構６のＺ軸方向の上昇量を演算する。また、第２の演算部９２は、スライドボード５３をＺ軸方向に上昇する前の第２のタッチセンサ９１と研削砥石２１を支持するスピンドル２２との間の既知の初期距離から上述した第１の移動機構６のＺ軸方向の上昇量を減じることにより、研削砥石２１の高さ（厚み）を演算する。なお、第２の演算部９２には、スピンドル２２と第２のタッチセンサ９１までの初期距離が予め記憶されている。 The second calculator 92 calculates the amount of increase in the Z-axis direction of the first moving mechanism 6 based on the number of rotations of the motor 64 from the second initial position to the second contact position. In addition, the second calculation unit 92 determines the above-mentioned first distance from the known initial distance between the second touch sensor 91 before the slide board 53 is raised in the Z-axis direction and the spindle 22 that supports the grinding wheel 21. The height (thickness) of the grinding wheel 21 is calculated by reducing the amount of movement of the moving mechanism 6 in the Z-axis direction. The second computing unit 92 stores in advance an initial distance between the spindle 22 and the second touch sensor 91.
次に、図３（ｄ）及び図７に示すように、制御装置１０は、第１の演算部８２が演算したドレスボード５１の高さ及び第２の演算部９２が演算したドレスボード５１の高さに基づいて、ドレスボード５１と研削砥石２１とをエアカット距離まで接近させる。その後、所定の手順に従って、研削砥石２１及びドレスボード５１をそれぞれ回転させながら研削砥石２１をドレスボード５１に押し当てることにより、研削砥石２１がドレッシングされる。 Next, as illustrated in FIG. 3D and FIG. 7, the control device 10 determines the height of the dressboard 51 calculated by the first calculation unit 82 and the height of the dressboard 51 calculated by the second calculation unit 92. Based on the height, the dress board 51 and the grinding wheel 21 are brought close to the air cut distance. Thereafter, the grinding wheel 21 is dressed by pressing the grinding wheel 21 against the dress board 51 while rotating the grinding wheel 21 and the dress board 51 in accordance with a predetermined procedure.
研削砥石２１のドレッシング後に、研削砥石２１の高さを第２のタッチセンサ９１で再測定する。その後、研削砥石２１をウェハＷにエアカット距離まで接近させて、研削砥石２１及びウェハＷをそれぞれ回転させながら研削砥石２１をウェハＷに押し当てることにより、ウェハＷの研削加工を行う。例えば、研削砥石２１の回転数は１８００ｒｐｍ、ウェハＷの回転数は３０１ｒｐｍに設定される。研削砥石２１の下降速度は、例えば０．５μｍ／ｓｅｃに設定される。研削後には、ウェハＷのスパークアウトを１５秒行う。 After dressing the grinding wheel 21, the height of the grinding wheel 21 is measured again by the second touch sensor 91. Thereafter, the grinding wheel 21 is brought close to the air cut distance to the wafer W, and the grinding wheel 21 is pressed against the wafer W while rotating the grinding wheel 21 and the wafer W, respectively, thereby grinding the wafer W. For example, the rotational speed of the grinding wheel 21 is set to 1800 rpm, and the rotational speed of the wafer W is set to 301 rpm. The descending speed of the grinding wheel 21 is set to 0.5 μm / sec, for example. After grinding, the wafer W is sparked out for 15 seconds.
なお、図８に示すように、ドレス材５１ａの頂面をウェハＷの裏面と面一に位置決めすることにより、ウェハＷの裏面研削と研削砥石２１のドレッシングを同時に行うことができる。 As shown in FIG. 8, by positioning the top surface of the dressing material 51 a flush with the back surface of the wafer W, the back surface grinding of the wafer W and the dressing of the grinding wheel 21 can be performed simultaneously.
また、ドレスボード５１をドレス傾斜機構で傾斜させることにより、研削砥石２１の砥石面２１ａに任意の傾斜角を形成することができる。これにより、研削後のウェハＷと研削砥石２１との接触状態をドレスボード５１の傾きに応じて間接的に規定することができる。 In addition, by tilting the dress board 51 with the dress tilt mechanism, an arbitrary tilt angle can be formed on the grindstone surface 21a of the grinding grindstone 21. Thereby, the contact state between the wafer W after grinding and the grinding wheel 21 can be indirectly defined according to the inclination of the dressboard 51.
例えば、研削砥石２１を外周端部が内周端部より厚い中央凸状に形成する場合には、図９（ａ）に示すように、ドレスボード５１のＸ軸方向の先端側を基端側より上昇させる。なお、ドレスボード５１の傾斜角と研削面２１ａの傾斜角とは略一致する。 For example, when the grinding wheel 21 is formed in a central convex shape whose outer peripheral end is thicker than the inner peripheral end, the distal end side of the dress board 51 in the X-axis direction is the proximal end side as shown in FIG. Raise more. In addition, the inclination angle of the dress board 51 and the inclination angle of the grinding surface 21a are substantially the same.
また、研削砥石２１を外周端部が内周端部より薄い中央凹状に形成する場合には、図９（ｂ）に示すように、ドレスボード５１のＸ軸方向の基端側を先端側より上昇させる。 Further, when the grinding wheel 21 is formed in a central concave shape whose outer peripheral end is thinner than the inner peripheral end, as shown in FIG. 9B, the base end side of the dress board 51 in the X-axis direction is closer to the front end side. Raise.
このようにして、上述した研削装置１は、研削砥石２１とドレスボード５１との距離を予め測定し、研削砥石２１とドレスボード５１とをエアカット距離まで接近させることができるため、ドレスボード５１の交換後等に研削砥石２１とドレスボード５１とを事前に接触させて研削砥石２１とドレスボード５１との接触点を起点にしてエアカット距離だけ研削砥石２１を退避させることなく、研削砥石２１のドレッシングをスムーズに行うことができる。 Thus, since the grinding device 1 described above can measure the distance between the grinding wheel 21 and the dress board 51 in advance and bring the grinding wheel 21 and the dress board 51 close to the air cut distance, the dress board 51 The grinding wheel 21 and the dressboard 51 are brought into contact with each other in advance and the grinding wheel 21 is moved away from the contact point between the grinding wheel 21 and the dressboard 51 as the starting point without retracting the grinding wheel 21 by an air cut distance. Can be dressed smoothly.
また、スライドボード５３の先端に第２のタッチセンサ９１が設けられていることにより、ドレスユニット５を省スペースで設けることができる。 Further, since the second touch sensor 91 is provided at the tip of the slide board 53, the dress unit 5 can be provided in a space-saving manner.
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。 The present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.
１ ・・・ 研削装置
２ ・・・ 研削手段
２１・・・ 研削砥石
２１ａ・・・研削面
２２・・・ スピンドル
３ ・・・ ウェハチャック（保持手段）
４ ・・・ インデックステーブル
５ ・・・ ドレスユニット
５１・・・ ドレスボード
５１ａ・・・ドレス材
５１ｂ・・・ドレス台
５２・・・ ドレスベース機構
５３・・・ スライドボード
５４・・・ ベース
５４ａ・・・上部ベース
５４ｂ・・・下部ベース
５５・・・ コラム
６ ・・・ 第１の移動機構
６１・・・ （第１の移動機構の）ボールネジ
６２・・・ （第１の移動機構の）スライダ
６３・・・ （第１の移動機構の）ボールネジナット
６４・・・ （第１の移動機構の）モータ
６５・・・ 第１のリニアガイド
６５ａ・・・（第１のリニアガイドの）スライダ
７ ・・・ 第２の移動機構
７１・・・ （第２の移動機構の）ボールネジ
７２・・・ （第２の移動機構の）ボールネジナット
７３・・・ 第２のリニアガイド
７３ａ・・・（第２のリニアガイドの）スライダ
８ ・・・ 第１の測定手段
８１・・・ 第１のタッチセンサ
８２・・・ 第１の演算部
９ ・・・ 第２の測定手段
９１・・・ 第２のタッチセンサ
９２・・・ 第２の演算部
１０・・・ 制御装置
Ｗ ・・・ ウェハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Grinding device 2 ... Grinding means 21 ... Grinding wheel 21a ... Grinding surface 22 ... Spindle 3 ... Wafer chuck (holding means)
4 ... Index table 5 ... Dress unit 51 ... Dress board 51a ... Dress material 51b ... Dress base 52 ... Dress base mechanism 53 ... Slide board 54 ... Base 54a .... Upper base 54b ... Lower base 55 ... Column 6 ... First moving mechanism 61 ... Ball screw 62 (of the first moving mechanism) 62 ... Slider (of the first moving mechanism) 63 ... Ball screw nut (of the first moving mechanism) 64 ... Motor (of the first moving mechanism) 65 ... First linear guide 65a ... (of the first linear guide) slider 7 ... Second moving mechanism 71 ... Ball screw 72 (second moving mechanism) 72 ... Ball screw nut (second moving mechanism) 73 ... Second linear guide 73a ...・ Slider (of the second linear guide) 8... First measuring means 81... First touch sensor 82... First computing section 9... Second measuring means 91. 2nd touch sensor 92 ... 2nd calculating part 10 ... Control apparatus W ... Wafer
Claims (6)
前記研削砥石をドレスするドレスボードと、該ドレスボードを水平方向及び垂直方向に移動させる移動機構と、を備えたドレス手段と、
前記ドレスボードの高さを測定する第１の測定手段と、
前記研削砥石の高さを測定する第２の測定手段と、
前記第１の測定手段及び第２の測定手段の測定値に基づいて、前記研削砥石とドレスボードとを接近させる制御手段と、
を備えていることを特徴とする研削装置。 A grinding device comprising a holding means for holding a wafer and a grinding means having a grinding wheel for grinding the wafer,
Dressing means comprising: a dressboard for dressing the grinding wheel; and a moving mechanism for moving the dressboard horizontally and vertically;
First measuring means for measuring the height of the dressboard;
Second measuring means for measuring the height of the grinding wheel;
Control means for causing the grinding wheel and the dressboard to approach based on the measurement values of the first measurement means and the second measurement means;
A grinding apparatus comprising:
前記ドレスボードとの接触を検出する第１のタッチセンサと、
前記ドレスボードと第１のタッチセンサの初期距離及び前記ドレスボードと第１のタッチセンサとの接触位置に基づいて、前記ドレスボードの高さを演算する第１の演算部と、
を備えていることを特徴とする請求項１記載の研削装置。 The first measuring means includes
A first touch sensor for detecting contact with the dressboard;
A first computing unit that computes the height of the dressboard based on an initial distance between the dressboard and the first touch sensor and a contact position between the dressboard and the first touch sensor;
The grinding apparatus according to claim 1, further comprising:
前記研削砥石との接触を検出する第２のタッチセンサと、
前記研削砥石と第２のタッチセンサの初期距離及び前記研削砥石と第２のタッチセンサとの接触位置に基づいて、前記研削砥石の高さを演算する第２の演算部と、
を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の研削装置。 The second measuring means includes
A second touch sensor for detecting contact with the grinding wheel;
A second computing unit that computes a height of the grinding wheel based on an initial distance between the grinding wheel and the second touch sensor and a contact position between the grinding wheel and the second touch sensor;
The grinding apparatus according to claim 1, wherein the grinding apparatus is provided.
The grinding according to any one of claims 1 to 5, wherein the dressing means includes a dressboard tilting mechanism capable of tilting a rotation axis of the dressboard with respect to a rotation axis of the grinding wheel. apparatus.
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