JP2019111634A - 被加工物の研削方法 - Google Patents

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Shinji Yamashita
真司 山下
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Abstract

【課題】被加工物の研削方法において、研削により被加工物が局所的な薄化されることが無いようにして、研削加工後の被加工物の厚さをより均一なものとする。【解決手段】板状の被加工物Wの上面Wbを研削砥石で研削し薄化する被加工物Wの研削方法であって、被加工物Wと同材質の支持基板Bをチャックテーブル30の保持面300aで保持し、保持面300aと直交する回転軸310によって回転する研削砥石で支持基板Bの上面Baを研削する第1研削ステップと、第1研削ステップで研削した支持基板Bの上面Baに被加工物Wを保持し、第1研削ステップにおいて使用した研削砥石で被加工物Wの上面Wbを研削する第2研削ステップと、を備え、第2研削ステップにおいて研削した被加工物Wの厚さ精度を向上させる研削方法である。【選択図】図4

Description

本発明は、被加工物の研削方法に関する。
表面にIC、LSI等のデバイスが複数形成された被加工物は、その裏面が研削されて所定の厚さに形成され(例えば、特許文献1参照)、ダイシング装置等の分割装置によって個々のデバイスに分割されて携帯電話、パソコン等の電子機器に利用される。そして、被加工物の裏面を研削する研削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、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回転可能に支持した研削手段とを備えて構成され、被加工物を効率よく研削することができる。
特開2012−135854号公報
しかしながら、LT(リチウムタンタレート)やサファイア等の硬質材料からなる被加工物を研削する場合、研削負荷が高いこと等を要因とし被加工物の中心部分など面内に局所的に薄く研削される部分が発生する。研削装置は研削砥石の研削面に対するチャックテーブルの保持面の傾きを変更することで研削厚さの均一性を調整可能な機構を有しているが、被加工物の中心部分などの面内の局所的な厚さをピンポイントで調整可能とする機構は有さない。よって、例えば硬質材料からなる被加工物を研削する場合は、研削による被加工物の局所的な薄化により、被加工物の研削後の厚さの均一性が落ちるという問題がある。
よって、被加工物の研削方法においては、研削により被加工物が局所的に薄化されることが無いようにして、研削加工後の被加工物の研削厚さをより均一なものとするという課題がある。
上記課題を解決するための本発明は、板状の被加工物の上面を研削砥石で研削し薄化する被加工物の研削方法であって、該被加工物と同材質の支持基板をチャックテーブルの保持面で保持し、該保持面と直交する回転軸によって回転する研削砥石で支持基板の上面を研削する第1研削ステップと、第1研削ステップで研削した該支持基板の上面に被加工物を保持し、第1研削ステップにおいて使用した該研削砥石で被加工物の上面を研削する第2研削ステップと、を備え、第2研削ステップにおいて研削した被加工物の厚さ精度を向上させる研削方法である。
前記支持基板は上面と下面とを貫通する貫通孔が形成されており、前記第2研削ステップにおいて、前記チャックテーブルの吸引により該支持基板の該貫通孔を吸引経路として用い被加工物を該支持基板の上面に保持するものとすると好ましい。
前記支持基板を接着剤で前記チャックテーブルに固定する固定ステップを備え、被加工物を研削する第2研削ステップのみを被加工物の枚数分複数回実施可能とすると好ましい。
本発明に係る研削方法において、被加工物は表面にデバイスが形成される前のもの又はデバイスが形成された後のもののどちらであってもよい。
本発明に係る研削方法は、被加工物と同材質の支持基板をチャックテーブルの保持面で保持し、保持面と直交する回転軸によって回転する研削砥石で支持基板の上面を研削する第1研削ステップと、第1研削ステップで研削した支持基板の上面に被加工物を保持し、第1研削ステップにおいて使用した研削砥石で被加工物の上面を研削する第2研削ステップと、を備えているため、第1研削ステップで研削された支持基板と第2研削ステップで研削する被加工物とは同材質であることから、第2研削ステップにおいて被加工物の局所的に薄く研削される部分が支持基板の局所的に薄く研削された部分とを重なり合わせることで、被加工物の該局所的に薄く研削されてしまう部分を従来の研削方法よりも研削されにくくした状態で研削していくため、研削後の被加工物の研削厚さの均一性を向上させることができる。
支持基板は上面と下面とを貫通する貫通孔が形成されていることで、第2研削ステップにおいて、チャックテーブルの吸引により支持基板の貫通孔を吸引経路として用いて被加工物を支持基板の上面に保持することが可能となる。
支持基板を接着剤でチャックテーブルに固定する固定ステップを備えることで、被加工物を研削する第2研削ステップのみを被加工物の枚数分複数回実施することができる。
研削装置の一例を示す斜視図である。 第1研削ステップにおいて支持基板の上面を研削している状態を示す断面図である。 研削加工中における研削砥石による被加工物の加工領域を上方から見た場合の説明図である。 第2研削ステップにおいて支持基板の上面に保持された被加工物を研削する状態を示す断面図である。
図1に示す研削装置3は、チャックテーブル30によって吸引保持された被加工物Wに研削加工を施す装置である。
研削装置3のベース3A上の前方(−Y方向側)は、被加工物Wを搬送可能なロボット330によってチャックテーブル30に対して被加工物Wの着脱が行われる領域となっており、ベース3A上の後方(+Y方向側)は、被加工物Wに対して粗研削を施す粗研削手段31又は被加工物Wに対して仕上げ研削を施す仕上げ研削手段32によってチャックテーブル30上に保持された被加工物Wの研削が行われる領域となっている。
ベース3A上の前方側には、研削前の被加工物Wを収容する第一のカセット331及び研削済みの被加工物Wを収容する第二のカセット332が配設されている。第一のカセット331及び第二のカセット332の近傍には、第一のカセット331から研削前の被加工物Wを搬出すると共に、研削済みの被加工物Wを第二のカセット332に搬入するロボット330が配設されている。
ロボット330の可動域には、加工前の被加工物Wを所定の位置に位置合わせする位置合わせ手段333及び研削済みの被加工物Wを洗浄する洗浄手段334が配設されている。洗浄手段334は、例えば、枚葉式のスピンナー洗浄装置である。
位置合わせ手段333の近傍には第一の搬送手段335が配設され、洗浄手段334の近傍には第二の搬送手段336が配設されている。第一の搬送手段335は、位置合わせ手段333に載置された研削前の被加工物Wを図1に示すいずれかのチャックテーブル30に搬送する機能を有し、第二の搬送手段336は、いずれかのチャックテーブル30に保持された研削済みの被加工物Wを洗浄手段334に搬送する機能を有する。
ベース3A上の第一の搬送手段335の後方側には、ターンテーブル34が配設されており、ターンテーブル34の上面には、例えば3つのチャックテーブル30が周方向に等間隔を空けて配設されている。ターンテーブル34の中心には、軸方向がZ軸方向である図示しない回転軸が配設されており、回転軸を中心としてターンテーブル34はベース3A上で自転可能となっている。ターンテーブル34の回転により、いずれかのチャックテーブル30が第一の搬送手段335及び第二の搬送手段336の近傍に位置付けされる。
チャックテーブル30は、ターンテーブル34によって公転可能に支持されている。チャックテーブル30は、例えば、その外形が円形状であり、ポーラス部材等からなり被加工物Wを吸着する吸着部300と、吸着部300を支持する枠体301とを備える。吸着部300は図示しない吸引源に連通し、吸引源が吸引することで生み出された吸引力が、吸着部300の露出面である保持面300aに伝達されることで、チャックテーブル30は保持面300a上で被加工物Wを吸引保持する。保持面300aは、チャックテーブル30の回転中心を頂点とする極めて緩やか傾斜を備える円錐面に形成されている。
チャックテーブル30の下面側には、軸部及び軸部を回転させるモータ等からなる回転手段370が接続されており、チャックテーブル30は、ターンテーブル34上において回転手段370によって回転可能となっている。
また、チャックテーブル30の下方には、カップリング等を介してチャックテーブル30に接続される傾き調節機構371が配設されている。傾き調節機構371は、チャックテーブル30の保持面300aの水平面に対する傾きを調節することができる。
ベース3A上の後方側には、コラム3B及びコラム3Cが並べて立設されており、コラム3Bの前面には、粗研削手段31をチャックテーブル30によって保持された被加工物Wに対して研削送りする第一の研削送り手段35が配設されており、コラム3Cの前面には、仕上げ研削手段32をチャックテーブル30によって保持された被加工物Wに対して研削送りする第二の研削送り手段36が配設されている。
第一の研削送り手段35は、鉛直方向(Z軸方向)の軸心を有するボールネジ350と、ボールネジ350と平行に配設された一対のガイドレール351と、ボールネジ350に連結されボールネジ350を回動させるモータ352と、内部のナットがボールネジ350に螺合すると共に側部がガイドレール351に摺接する昇降部353とから構成され、モータ352がボールネジ350を回転させることに伴い昇降部353がガイドレール351にガイドされて昇降する。昇降部353は粗研削手段31を支持しており、昇降部353の昇降によって粗研削手段31も昇降する。
第二の研削送り手段36は、鉛直方向の軸心を有するボールネジ360と、ボールネジ360と平行に配設された一対のガイドレール361と、ボールネジ360に連結されボールネジ360を回動させるモータ362と、内部のナットがボールネジ360に螺合すると共に側部がガイドレール361に摺接する昇降部363とから構成され、モータ362がボールネジ360を回転させることに伴い昇降部363がガイドレール361にガイドされて昇降する。昇降部363は仕上げ研削手段32を支持しており、昇降部363の昇降によって仕上げ研削手段32も昇降する。
粗研削手段31は、軸方向が鉛直方向である回転軸310と、回転軸310を回転可能に支持するハウジング311と、回転軸310を回転駆動するモータ312と、回転軸310の下端に取り付けられたマウント314と、マウント314に着脱可能に接続された研削ホイール313とを備える。研削ホイール313の底面には、略直方体形状の複数の粗研削砥石313aが環状に配設されている。粗研削砥石313aは、所定のボンド剤でダイヤモンド砥粒等が固着されて成形されている。粗研削砥石313aは、例えば、粗研削に用いられる砥石であり、砥石中に含まれる砥粒が比較的大きな砥石である。
例えば、回転軸310の内部には、研削水供給源に連通し研削水の通り道となる図示しない流路が、回転軸310の軸方向に貫通して形成されており、流路は研削ホイール313の底面において粗研削砥石313aに向かって研削水を噴出できるように開口している。
仕上げ研削手段32は、粗研削によって仕上げ厚さ程度まで薄化された被加工物Wに対して、平坦性を高める仕上げ研削を行うことができる。即ち、仕上げ研削手段32は、仕上げ研削砥石323aを備え回転可能に装着した研削ホイール313で、粗研削手段31が研削した被加工物Wの上面Wbをさらに研削する。仕上げ研削砥石323a中に含まれる砥粒は、粗研削手段31の粗研削砥石313aに含まれる砥粒よりも粒径の小さい砥粒である。仕上げ研削手段32の仕上げ研削砥石323a以外の構成については、粗研削手段31の構成と同様となっている。
研削位置まで降下した状態の粗研削手段31及び仕上げ研削手段32にそれぞれ隣接する位置には、例えば、被加工物Wの厚さを接触式にて測定する第1の厚さ測定手段38Aと第2の厚さ測定手段38Bとがそれぞれ配設されている。第1の厚さ測定手段38Aと第2の厚さ測定手段38Bとは、同一の構造を備えているため、以下に、第1の厚さ測定手段38Aについてのみ説明する。第1の厚さ測定手段38Aは、例えば、一対の厚さ測定器(ハイトゲージ)、即ち、チャックテーブル30の保持面300aの高さ位置測定用の第1の高さ測定器381と、チャックテーブル30に保持された被加工物Wの上面Wbの高さ位置測定用の第2の高さ測定器382とを備えている。
第1の高さ測定器381及び第2の高さ測定器382は、その各先端に、上下方向に昇降し各測定面に接触するコンタクトを備えている。第1の厚さ測定手段38Aは、第1の高さ測定器381により、基準面となる枠体301の上面の高さ位置を測定し、第2の高さ測定器382により、チャックテーブル30に保持された被加工物Wの上面Wbの高さ位置を測定し、両者の測定値の差を算出することで、被加工物Wの厚さを研削中等に随時測定することができる。
以下に、研削装置3を用いて図1に示す被加工物Wを研削する場合の各ステップについて説明する。図1に示す板状の被加工物Wは、例えば、硬質材料であるLTを母材とする外形が円形板状の半導体ウエーハであり、その下面Waには、分割予定ラインSによって格子状に区画された各領域にはIC等のデバイスDがそれぞれ形成されている。被加工物Wの上面Wbは、研削加工が施される被研削面なる。なお、被加工物Wは下面WaにデバイスDが形成される前のウエーハであってもよいし、その材質は、LTに限定されるものではなく、例えば、サファイア、炭化ケイ素(SiC)、アルチック(AlTiC)又はアルミナセラミック(Al)等であってもよい。
(1)固定ステップ
例えば、まず、図2に示す支持基板Bを図示しない接着剤でチャックテーブル30に固定する。支持基板Bの材質は、被加工物Wの材質と同じものである(本実施形態においてはLT)。支持基板Bは、例えば、被加工物Wと略同径の円形板状に形成されており、上面Baと下面Bcとを厚さ方向に貫通する貫通孔Bdが形成されている。貫通孔Bdは、例えば、被加工物Wの上面Baの面方向に一定の間隔を保って複数形成されている。なお、貫通孔Bdは、例えば、被加工物Wの上面Baの面方向に一定の間隔を保って形成され、面方向に延びる貫通溝状となっていてもよい。
例えば、支持基板Bの下面Bcの外周端の領域に接着剤が円環状に塗布される。そして、チャックテーブル30の枠体301の上面の一部に支持基板Bの接着剤が塗布された下面Bcの外周端の領域が押し付けられることで、支持基板Bが接着剤でチャックテーブル30に固定された状態となる。
なお、固定ステップは、本実施形態のように最初に実施されていなくてもよく、例えば、後述する(2)第1研削ステップを実施した後に実施されてもよい。
(2)第1研削ステップ
次に、被加工物Wと同材質の支持基板Bをチャックテーブル30の保持面300aで保持し、保持面300aと直交する粗研削手段31の回転軸310によって回転する粗研削砥石313aで支持基板Bの上面Baを研削する第1研削ステップを実施する。
チャックテーブル30の保持面300a上での支持基板Bの保持は、本実施形態のように先に(1)固定ステップを実施している場合には、接着剤による接着力と図示しない吸引源が生み出す吸引力とによってなされる。
(1)固定ステップを実施していない場合には、支持基板Bの中心とチャックテーブル30の保持面300aの中心とが略合致するようにして、支持基板Bはチャックテーブル30の保持面300aに載置される。そして、図示しない吸引源が駆動して生み出される吸引力が、保持面300aに伝達されることにより、チャックテーブル30が保持面300a上で支持基板Bを吸引保持する。なお、支持基板Bに上下面を貫通する貫通孔Bdが形成されていても、支持基板Bの下面Bcの貫通孔Bdが形成されている箇所以外の面が真空吸着されるため、支持基板Bはチャックテーブル30によって吸引保持される。
図1において、+Z軸方向から見て時計回り方向にターンテーブル34が回転することで、支持基板Bを保持したチャックテーブル30が粗研削手段31の下まで移動して、研削ホイール313と支持基板Bとの位置合わせがなされる。位置合わせは、例えば、図2に示すように、研削ホイール313の回転中心が支持基板Bの回転中心に対して所定の距離だけ−X方向にずれ、粗研削砥石313aの回転軌道が支持基板Bの回転中心を通るように行われる。また、緩やかな円錐面である保持面300aが粗研削砥石313aの研削面(下面)に対して平行になるように、傾き調節機構371によってチャックテーブル30の傾きが調整されることで、円錐面である保持面300aにならって吸引保持されている支持基板Bの上面Baが、粗研削砥石313aの研削面に対して平行になる。
研削ホイール313と支持基板Bとの位置合わせが行われた後、図1に示すモータ312により保持面300aと直交する回転軸310が回転駆動されるのに伴って、図2に示すように、研削ホイール313が+Z方向側からみて反時計周り方向に回転する。また、第一の研削送り手段35が粗研削手段31を−Z方向へと降下させていき、粗研削砥石313aが支持基板Bの上面Baに当接することで研削加工が行われる。研削中は、回転手段370がチャックテーブル30を+Z方向側からみて反時計周り方向に回転させるのに伴って支持基板Bも回転するので、粗研削砥石313aが支持基板Bの上面Baの全面の研削加工を行う。例えば、研削加工中は、研削水を回転軸310中の流路を通して粗研削砥石313aと支持基板Bとの接触部位に対して供給して、接触部位を冷却・洗浄する。また、例えば、研削加工中においては、図1に示す第1の厚さ測定手段38Aにより支持基板Bの厚さが逐次測定される。
なお、研削において、研削ホイール313の回転方向を+Z方向側からみて時計周り方向とし、チャックテーブル30の回転方向を+Z方向側からみて時計周り方向としてもよいし、研削ホイール313の回転方向を+Z方向側からみて反時計周り方向とし、チャックテーブル30の回転方向を+Z方向側からみて時計周り方向としてもよい。
支持基板Bはチャックテーブル30の緩やかな円錐面である保持面300aにならって吸引保持されているため、図3に示すように、粗研削砥石313aの回転軌跡中の矢印Rで示す範囲内において、粗研削砥石313aは回転する支持基板Bの上面Baに当接し研削を行う。
ここで、硬質材料であるLTからなる支持基板Bを研削する場合、粗研削砥石313aに掛かる研削負荷が高いため、例えば、支持基板Bの上面Ba中の回転中心Bf付近の領域が局所的に他よりも多く研削されることで、研削後の支持基板Bの回転中心Bf付近の領域が周囲よりも凹んだ状態になる。
支持基板Bの上面Baを所定量研削した後、第一の研削送り手段35が粗研削手段31を上方に移動させて、粗研削砥石313aを支持基板Bの上面Baから離間させる。
図1において、+Z軸方向から見て時計回り方向にターンテーブル34が回転することで、粗研削後の支持基板Bを保持したチャックテーブル30が仕上げ研削手段32の下まで移動して、仕上げ研削砥石323aと支持基板Bとの位置合わせがなされる。その後、研削ホイール313が+Z方向側からみて例えば反時計周り方向に回転する。また、第二の研削送り手段36が仕上げ研削手段32を−Z方向へと降下させていき、仕上げ研削砥石323aが支持基板Bの上面Baに当接することで研削加工が行われる。研削中は、回転手段370がチャックテーブル30を+Z方向側からみて例えば反時計周り方向に回転させるのに伴って支持基板Bも回転するので、仕上げ研削砥石323aが支持基板Bの上面Baの全面の研削加工を行う。例えば、研削加工中は、研削水を回転軸310中の流路を通して仕上げ研削砥石323aと支持基板Bとの接触部位に対して供給して、接触部位を冷却・洗浄する。また、例えば、研削加工中においては、図1に示す第2の厚さ測定手段38Bにより支持基板Bの厚さが逐次測定される。
仕上げ研削においても、硬質材料であるLTからなる支持基板Bを研削する場合、仕上げ研削砥石323aに掛かる研削負荷が高いため、例えば、支持基板Bの上面Ba中の回転中心Bf付近の領域が局所的に他よりも多く研削されることで、仕上げ研削後の支持基板Bの回転中心Bf付近の領域が周囲よりも凹んだ状態になる。
支持基板Bの上面Baに仕上げ研削を所定量施した後、第二の研削送り手段36が仕上げ研削砥石323aを支持基板Bから離間させて、第1研削ステップを完了する。
なお、本実施形態の第1研削ステップでは、支持基板Bの粗研削と仕上げ研削とを実施しているが、支持基板Bの仕上げ研削のみを実施するものとしてもよい。また、支持基板Bに対する粗研削の研削量と仕上げ研削の研削量とは、例えば、第2研削ステップにおける被加工物Wに対する粗研削の研削量と仕上げ研削の研削量とを考慮して定められる。
(3)第2研削ステップ
次いで、第1研削ステップで研削した支持基板Bの上面Baに被加工物W(一枚目の被加工物Wとする)を保持し、第1研削ステップにおいて使用した粗研削砥石313aで被加工物Wの上面Wbを研削する第2研削ステップを実施する。
図1において、+Z軸方向から見て時計回り方向にターンテーブル34が回転することで、第一の搬送手段335の近傍に支持基板Bを保持したチャックテーブル30が位置付けられる。そして、被加工物Wを吸引保持した第一の搬送手段335が旋回移動して、被加工物Wを支持基板Bの上方に位置付ける。
図4に示すように、被加工物Wの中心と支持基板Bの上面Baの中心とが略合致するようにして、被加工物Wが支持基板Bの上面Baに載置される。そして、図示しない吸引源により生み出される吸引力が、チャックテーブル30及び支持基板Bの吸引経路として用いられる貫通孔Bdを介して上面Baに伝達されることにより、支持基板Bが上面Baで被加工物Wを吸引保持する。吸引保持された被加工物Wは、全体的に円錐面となっている支持基板Bの上面Baにならって上面Wbが全体的に円錐面となる。また、吸引保持された被加工物Wの上面Wb中の回転中心Wf付近の領域は、支持基板Bの上面Ba中の中心Bf付近の領域の凹みにならって凹んだ状態となる。
例えば、固定ステップを第1研削ステップを実施する前に実施していない場合には、第1研削ステップを実施後に、図1において、+Z軸方向から見て時計回り方向にターンテーブル34が回転することで、第二の搬送手段336の近傍に支持基板Bを保持したチャックテーブル30が位置付けられる。そして、第二の搬送手段336が支持基板Bを洗浄手段334に搬送し、洗浄手段334によって支持基板Bが洗浄された後、洗浄された支持基板Bが再びチャックテーブル30に搬送される。そして、固定ステップが実施されてから、支持基板Bの上面Baで被加工物Wが吸引保持されるものとしてもよい。
図1において、+Z軸方向から見て時計回り方向にターンテーブル34が回転することで、粗研削手段31の研削ホイール313と被加工物Wとの位置合わせがなされる。位置合わせは、例えば、図4に示すように、研削ホイール313の回転中心が被加工物Wの回転中心に対して所定の距離だけ−X方向にずれ、粗研削砥石313aの回転軌道が被加工物Wの回転中心を通るように行われる。
図1に示すモータ312により保持面300aと直交する回転軸310が回転駆動されるのに伴って、図4に示すように、研削ホイール313が+Z方向側からみて反時計周り方向に回転する。また、第一の研削送り手段35が粗研削手段31を−Z方向へと降下させていき、粗研削砥石313aが被加工物Wの上面Wbに当接することで研削加工が行われる。研削中は、回転手段370がチャックテーブル30を+Z方向側からみて反時計周り方向に回転させるのに伴って被加工物Wも回転するので、粗研削砥石313aが被加工物Wの上面Wbの全面の研削加工を行う。例えば、研削加工中は、研削水を回転軸310中の流路を通して粗研削砥石313aと被加工物Wとの接触部位に対して供給して、接触部位を冷却・洗浄する。
例えば、従来の研削方法のように、チャックテーブル30の保持面300aで直接硬質材料であるLTからなる被加工物Wを吸引保持して上面Wbの研削する場合には、粗研削砥石313aに掛かる研削負荷が高く、研削加工中において被加工物Wの上面Wbの回転中心Wf付近の領域は、被加工物Wの上面Wbのその他の領域よりも研削されて周囲よりも凹んだ状態となる。したがって、研削後の被加工物Wは回転中心Wf付近の領域が局所的に薄くなり、研削厚さの均一性が落ちるという問題が生じ得る。
本発明に係る研削方法では、実際に被加工物Wが研削される際に、チャックテーブル30で支持基板Bを介して吸引保持された被加工物Wの上面Wb中の回転中心Wf付近の領域は、被加工物Wと同材質の支持基板Bの上面Ba中の中心Bf付近の領域の凹みに重なって凹んだ状態となっている。そのため、第1研削ステップにおいて支持基板Bの上面Baを研削した粗研削砥石313aで被加工物Wを同様に研削することで、従来はより研削されやすかった被加工物Wの上面Wb中の回転中心Wf付近の領域が、粗研削砥石313aの研削面に対して他の領域よりも相対的に下方に引き下げられた状態で研削が行われていく。したがって、被加工物Wの上面Wb中の回転中心Wf付近の領域は、従来のようにチャックテーブル30の保持面300aで直接被加工物Wを吸引保持して研削する場合よりも、本発明に係る研削方法における場合の方が粗研削砥石313aで局所的に研削されにくくなる。その結果、被加工物Wの上面Wb全面に均一な研削加工が施されていく。
研削加工中においては、図1に示す第1の厚さ測定手段38Aにより被加工物Wの厚さが逐次測定される。そして、被加工物Wを所定量研削した後、第一の研削送り手段35により粗研削手段31を上方に移動させて、粗研削砥石313aを被加工物Wの上面Wbから離間させる。
図1において、+Z軸方向から見て時計回り方向にターンテーブル34が回転することで、粗研削後の被加工物Wを保持したチャックテーブル30が仕上げ研削手段32の下まで移動して、第1研削ステップにおいて使用した仕上げ研削砥石323aと被加工物Wとの位置合わせがなされる。そして、回転しつつ降下する仕上げ研削砥石323aが被加工物Wの上面Wbに当接することで研削加工が行われる。研削中は、回転手段370がチャックテーブル30を回転させるのに伴って被加工物Wも回転するので、仕上げ研削砥石323aが被加工物Wの上面Wbの全面の仕上げ研削加工を行う。仕上げ研削加工中は、仕上げ研削砥石323aと被加工物Wとの接触部位を冷却・洗浄する。また、例えば、研削加工中においては、図1に示す第2の厚さ測定手段38Bにより被加工物Wの厚さが逐次測定される。
仕上げ研削においても、従来の研削方法では研削で局所的に窪み易かった被加工物Wの上面Wb中の回転中心Wf付近の領域が、被加工物Wと同材質の支持基板Bの上面Ba中の中心Bf付近の領域の凹みに重なって凹んだ状態となっている。よって、被加工物Wの該領域が仕上げ研削砥石323aの研削面に対して他の領域よりも相対的に下方に引き下げられた状態で研削が行われていくため、仕上げ研削砥石323aにより局所的に研削されにくくなる。その結果、被加工物Wの上面Wb全面に均一な研削加工が施されていく。
被加工物Wの上面Wbに平坦性を高める仕上げ研削を所定量施した後、第二の研削送り手段36が仕上げ研削手段32を上方に移動させて、仕上げ研削砥石323aを被加工物Wの上面Wbから離間させて、第2研削ステップを完了する。
その後、図示しない吸引源による吸引を止めて、チャックテーブル30から被加工物Wを離脱させると、図4に示す支持基板Bの上面Ba中の中心Bf付近の領域の凹みにならって凹んでいた被加工物Wの上面Wb中の回転中心Wf付近の領域は平坦な状態に戻るため、仕上げ研削加工後の被加工物Wは研削厚さが従来よりも均一な状態となっている。
なお、チャックテーブル30の保持面300aには、例えばエアを供給可能な図示しないエア供給源が接続されており、エア供給源は、被加工物Wを支持基板Bの上面Baから離脱させる際にエアをチャックテーブル30に供給する。供給されたエアは支持基板Bの上面Baから上方に向かって噴出する。このエアの噴射圧力で被加工物Wを上面Baから押し上げ、上面Baと被加工物Wとの間に残存する真空吸着力(吸引源による吸引を止めた後に残る真空吸着力)を排除し、被加工物Wを支持基板B上から確実に離脱可能とする。
このように、本発明に係る研削方法においては、被加工物Wと同材質の支持基板Bをチャックテーブル30の保持面300aで保持し、保持面300aと直交する回転軸310によって回転する粗研削砥石313a及び仕上げ研削砥石323aで支持基板Bの上面Baを研削する第1研削ステップと、第1研削ステップで研削した支持基板Bの上面Baに被加工物Wを保持し、第1研削ステップにおいて使用した粗研削砥石313a及び仕上げ研削砥石323aで被加工物Wの上面Wbを研削する第2研削ステップと、を備えることで、第1研削ステップで研削された支持基板Bと第2研削ステップで研削する被加工物Wとは同材質であるため、第2研削ステップにおいて被加工物Wの局所的に薄く研削される部分(例えば、回転中心Wf付近の領域)が支持基板Bの局所的に薄く研削された部分(回転中心Bf付近の領域)と重なり合うことで、被加工物Wの該局所的に薄く研削されてしまう部分を従来の研削方法よりも研削されにくくした状態で研削していくことができるため、研削後の被加工物Wの研削厚さの均一性を向上させることができる。
支持基板Bは上面Baと下面Bcとを貫通する貫通孔Bdが形成されていることで、第2研削ステップにおいて、チャックテーブル30の吸引により支持基板Bの貫通孔Bdを吸引経路として用いて被加工物Wを支持基板Bの上面Baに保持することが可能となる。
本実施形態のように(1)固定ステップを実施している場合においては、上記のように第2研削ステップを実施して、一枚目の被加工物Wを研削し終えた後に、別の被加工物W(二枚目の被加工物W)を支持基板Bの上面Baで吸引保持する。そして、先に一枚目の被加工物Wを第2研削ステップを実施して粗研削及び仕上げ研削したのと同様に、再び第2研削ステップのみを実施して二枚目の被加工物Wを研削していく。
先に説明したように、研削後の被加工物Wを支持基板Bの上面Baから離脱させる際に、エア供給源からチャックテーブル30にエアを供給するが、例えば、固定ステップを実施していない場合においては、該エア供給により支持基板Bがチャックテーブル30の保持面300aから外れてしまうことがある。研削後の支持基板Bがチャックテーブル30の保持面300aから外れてしまった後、再度研削後の該支持基板Bをチャックテーブル30の保持面300aで吸引保持させる際には、支持基板Bと保持面300aとの位置が前の位置とずれてしまうことがある。そして、位置がずれてしまった支持基板B上で新たな被加工物Wを吸引保持すると、第2研削ステップにおける被加工物Wの研削厚さの均一性が若干落ちる場合がある。
そこで、本発明に係る研削方法においては、支持基板Bを接着剤でチャックテーブル30に固定する固定ステップを備えることで、支持基板Bの位置ずれを発生させないこととし、被加工物Wを研削する第2研削ステップのみを精度良く被加工物Wの枚数分複数回実施していくことが可能となる。
なお、本発明に係る研削方法は上記実施形態に限定されるものではなく、また、添付図面に図示されている研削装置3の構成等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。
例えば、研削装置3は、本実施形態のような研削手段が二軸の研削装置に限定されるものではなく、研削手段が一軸の研削装置であってもよい。
W:被加工物 Wa:被加工物の下面 Wb:被加工物の上面
B:支持基板 Ba:支持基板の上面 Bd:支持基板の貫通孔
3:研削装置 3A:ベース 3B、3C:コラム
30:チャックテーブル 300:吸着部 300a:保持面 301:枠体
31:粗研削手段 310:回転軸 311:ハウジング 312:モータ
313:研削ホイール 313a:粗研削砥石
32:仕上げ研削手段 323a:仕上げ研削砥石
330:ロボット
331:第一のカセット 332:第二のカセット 333:位置合わせ手段 334:洗浄手段
335:第一の搬送手段 336:第二の搬送手段 34:ターンテーブル
35:第一の研削送り手段 350:ボールネジ 351:ガイドレール 352:モータ 353:昇降部
36:第二の研削送り手段 360:ボールネジ 361:ガイドレール 362:モータ 363:昇降部 370:回転手段 371:傾き調節機構
38A:第1の厚さ測定手段 381:第1の高さ測定器 382:第2の高さ測定器
38B:第2の厚さ測定手段

Claims (4)

  1. 板状の被加工物の上面を研削砥石で研削し薄化する被加工物の研削方法であって、
    該被加工物と同材質の支持基板をチャックテーブルの保持面で保持し、該保持面と直交する回転軸によって回転する研削砥石で支持基板の上面を研削する第1研削ステップと、
    第1研削ステップで研削した該支持基板の上面に被加工物を保持し、第1研削ステップにおいて使用した該研削砥石で被加工物の上面を研削する第2研削ステップと、を備え、第2研削ステップにおいて研削した被加工物の厚さ精度を向上させる研削方法。
  2. 前記支持基板は上面と下面とを貫通する貫通孔が形成されており、
    前記第2研削ステップにおいて、前記チャックテーブルの吸引により該支持基板の該貫通孔を吸引経路として用い被加工物を該支持基板の上面に保持することを特徴とする請求項1記載の研削方法。
  3. 前記支持基板を接着剤で前記チャックテーブルに固定する固定ステップを備え、
    被加工物を研削する第2研削ステップのみを被加工物の枚数分複数回実施可能とすることを特徴とする請求項1又は2記載の研削方法。
  4. 被加工物は表面にデバイスが形成される前のもの又はデバイスが形成された後のもののどちらであってもよい請求項1、2、又は3記載の研削方法。
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