JP2022047868A - Grinding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、研削装置に関する。 The present invention relates to a grinding device.
特許文献1~3に開示の研削装置では、保持面に保持されたウェーハを、環状の研削砥石によってインフィード研削する。この研削装置では、研削手段を、保持面に接近する下方向に研削送りし、保持面に保持されたウェーハに研削砥石を押し付けて、ウェーハを研削する。ウェーハが所定の厚みになったら、研削送りを停止した状態で研削砥石を所定の時間回転させてウェーハを研削する、スパークアウト加工を行う。その後、研削砥石をウェーハから離間する上方向にゆっくりと移動させながらウェーハを研削する、エスケープカット加工を行う。
In the grinding apparatus disclosed in
このようなエスケープカット加工を行うことによって、ウェーハから研削砥石を離す際に、研削砥石の回転軌跡によってウェーハの被研削面に凹凸が形成されることを、抑制している。 By performing such an escape cut process, when the grinding wheel is separated from the wafer, the formation of irregularities on the surface to be ground of the wafer due to the rotation locus of the grinding wheel is suppressed.
近年、研削加工時間を短縮するために、大きな押し付け力で研削砥石をウェーハに押し付けて、研削を実施している。このため、押し付け力によって、ウェーハを保持しているチャックテーブルが沈み込む。また、研削手段が、押し付け力の反力を受け、上方向に煽られる。 In recent years, in order to shorten the grinding time, a grinding wheel is pressed against a wafer with a large pressing force to perform grinding. Therefore, the chuck table holding the wafer sinks due to the pressing force. Further, the grinding means receives the reaction force of the pressing force and is fanned upward.
このように、研削砥石の押し付け力が大きい場合には、チャックテーブルと研削手段とが互いに遠ざかる方向に変位するため、エスケープカット加工の距離(時間)を長くする必要がある。 As described above, when the pressing force of the grinding wheel is large, the chuck table and the grinding means are displaced in the direction away from each other, so that it is necessary to lengthen the escape cut processing distance (time).
これに対して、研削砥石をウェーハに押し付ける力が小さい場合の加工条件では、チャックテーブルおよび研削手段における互いに遠ざかる方向に変位する量が小さい。そのため、エスケープカット加工の距離(時間)は短くてよい。 On the other hand, under the machining conditions when the force for pressing the grinding wheel against the wafer is small, the amount of displacement in the chuck table and the grinding means in the direction away from each other is small. Therefore, the escape cut processing distance (time) may be short.
したがって、本発明の目的は、ウェーハを研削する研削装置におけるエスケープカット加工の距離(時間)を最適化することにある。 Therefore, an object of the present invention is to optimize the distance (time) of escape cut processing in a grinding device for grinding a wafer.
本発明の第1の研削装置は、保持面によって被加工物を保持するチャックテーブルと、スピンドルの下端に装着された環状の研削砥石によって、該保持面に保持された被加工物を研削する研削手段と、該保持面に垂直な方向に該研削手段を移動させる研削送り手段と、該保持面の高さを測定する保持面高さ測定器と、該被加工物の厚みを測定する厚み測定手段と、を少なくとも備える研削装置であって、該保持面に保持された被加工物に該研削砥石が接触する前に該保持面高さ測定器によって測定された保持面高さを記憶する記憶部と、該研削砥石によって被加工物が所定の厚みに研削された後、該保持面高さ測定器によって測定される保持面高さが該記憶部に記憶された高さになるまで、該研削砥石を予め設定されているエスケープカット加工速度で上方向に移動させることにより、該研削砥石によって被加工物をエスケープカット加工する、制御部と、を備える。 The first grinding device of the present invention grinds the workpiece held on the holding surface by a chuck table for holding the workpiece by the holding surface and an annular grinding wheel mounted on the lower end of the spindle. Means, a grinding feed means for moving the grinding means in a direction perpendicular to the holding surface, a holding surface height measuring device for measuring the height of the holding surface, and a thickness measurement for measuring the thickness of the workpiece. A storage device including at least means, which stores the holding surface height measured by the holding surface height measuring device before the grinding wheel comes into contact with the workpiece held on the holding surface. After the workpiece is ground to a predetermined thickness by the portion and the grinding wheel, the holding surface height measured by the holding surface height measuring instrument is the height stored in the storage portion. It is provided with a control unit that escape-cuts the workpiece by the grinding wheel by moving the grinding wheel upward at a preset escape cut processing speed.
本発明の第2の研削装置は、保持面によって被加工物を保持するチャックテーブルと、スピンドルの下端に配置されたマウントの下面に装着された環状の研削砥石によって、該保持面に保持された被加工物を研削する研削手段と、該保持面に垂直な方向に該研削手段を移動させる研削送り手段と、該保持面の高さを測定する保持面高さ測定器と、該被加工物の厚みを測定する厚み測定手段と、を少なくとも備える研削装置であって、該保持面と該マウントの下面との間に介在された垂直方向に伸縮可能な伸縮ユニットを伸ばすことによって、該保持面を押し下げるとともに、該マウントを上方向に押し上げるように、該保持面および該マウントの下面に所定の荷重値の荷重を付与し、該保持面の下方向変位量と、該マウントの下面の上方向変位量と、を測定し、付与された所定の荷重値に対する該下方向変位量と該上方向変位量との関係を示すデータテーブルを記憶する記憶部と、該保持面に保持された被加工物に該研削砥石を接触させる前に該保持面高さ測定器によって測定された保持面高さである第1保持面高さと、該研削砥石によって被加工物が所定の厚みに研削された後、該研削砥石を該被加工物から離間させながら研削するエスケープカット加工の開始直前に、該保持面高さ測定器によって測定される保持面高さである第2保持面高さとの差を、該保持面の加工時下方向変位量として算出する第1算出部と、該加工時下方向変位量を用いて該データテーブルを参照し、該加工時下方向変位量と同じ値の該下方向変位量に応じた該上方向変位量を、エスケープカット加工の開始直前の該研削手段の加工時上方向変位量として抽出する抽出部と、該加工時下方向変位量と該加工時上方向変位量とを足した値を、エスケープカット加工の際の該研削砥石の上方向移動距離として算出する第2算出部と、該研削砥石の移動距離が該上方向移動距離となるまで、予め設定されているエスケープカット加工速度で該研削砥石を上方向に移動させることにより、該研削砥石によって被加工物をエスケープカット加工する、制御部と、を備える。 The second grinding device of the present invention is held on the holding surface by a chuck table that holds the workpiece by the holding surface and an annular grinding wheel mounted on the lower surface of the mount arranged at the lower end of the spindle. A grinding means for grinding a workpiece, a grinding feed means for moving the grinding means in a direction perpendicular to the holding surface, a holding surface height measuring device for measuring the height of the holding surface, and the workpiece. A grindstone having at least a thickness measuring means for measuring the thickness of a grindstone, the holding surface is provided by extending a vertically expandable expansion / contraction unit interposed between the holding surface and the lower surface of the mount. A predetermined load value is applied to the holding surface and the lower surface of the mount so as to push down the mount and push the mount upward, and the amount of downward displacement of the holding surface and the upward direction of the lower surface of the mount are applied. A storage unit that measures the amount of displacement and stores a data table showing the relationship between the amount of downward displacement and the amount of upward displacement with respect to an applied predetermined load value, and a workpiece held on the holding surface. After the first holding surface height, which is the holding surface height measured by the holding surface height measuring instrument before the grinding wheel is brought into contact with the object, and the work piece being ground to a predetermined thickness by the grinding wheel. Immediately before the start of the escape cut process in which the grinding wheel is ground while being separated from the workpiece, the difference from the second holding surface height, which is the holding surface height measured by the holding surface height measuring instrument, is set. The data table is referred to by using the first calculation unit that calculates the downward displacement amount of the holding surface as the machining downward displacement amount and the machining downward displacement amount, and the downward displacement amount having the same value as the machining downward displacement amount is referred to. An extraction unit that extracts the upward displacement amount according to the displacement amount as the machining upward displacement amount of the grinding wheel immediately before the start of the escape cut machining, the machining downward displacement amount, and the machining upward displacement. The value obtained by adding the amount is set in advance in the second calculation unit that calculates the upward movement distance of the grinding wheel in the escape cut process and until the moving distance of the grinding wheel becomes the upward moving distance. It is provided with a control unit that escape-cuts the workpiece by the grindstone by moving the grindstone upward at the escape cut processing speed.
研削加工時における保持面高さは、研削砥石が、被加工物を介して保持面を押し付けていることによって、低下している。そして、第1の研削装置では、エスケープカット加工を、保持面高さ測定器によって測定される保持面の高さが研削加工前の高さになるまで、実施している。ここで、エスケープカット加工における研削砥石の最適な移動距離は、保持面の被加工物に研削砥石が接しなくなるまで、すなわち、被加工物から研削砥石が離れるまでの距離である。そして、保持面の高さが研削加工前の高さになることは、研削砥石による保持面の押し付けがなくなること、すなわち、被加工物から研削砥石が離れたことを意味する。したがって、この構成では、エスケープカット加工における研削砥石の移動距離(移動時間)を最適化することが可能である。 The height of the holding surface during the grinding process is lowered by the grinding wheel pressing the holding surface through the workpiece. Then, in the first grinding apparatus, the escape cut process is performed until the height of the holding surface measured by the holding surface height measuring device becomes the height before the grinding process. Here, the optimum moving distance of the grinding wheel in the escape cut process is the distance until the grinding wheel does not come into contact with the workpiece on the holding surface, that is, until the grinding wheel separates from the workpiece. The fact that the height of the holding surface becomes the height before the grinding process means that the holding surface is no longer pressed by the grinding wheel, that is, the grinding wheel is separated from the workpiece. Therefore, in this configuration, it is possible to optimize the moving distance (moving time) of the grinding wheel in the escape cut processing.
また、第2の研削装置では、エスケープカット加工を、研削砥石の移動距離が上方向移動距離となるまで、実施している。この上方向移動距離は、被加工物の厚みが所定値に到達したときの、研削砥石が保持面を押し付けていることによる、研削砥石の上方向変位量および保持面の下方向変位量の和である。このため、研削砥石が上方向移動距離だけ上昇することは、研削砥石による保持面の押し付けがなくなること、すなわち、被加工物から研削砥石が離れたことを意味する。したがって、この構成でも、エスケープカット加工における研削砥石の移動距離(移動時間)を最適化することが可能となっている。 Further, in the second grinding device, the escape cut process is performed until the moving distance of the grinding wheel becomes the upward moving distance. This upward movement distance is the sum of the amount of upward displacement of the grinding wheel and the amount of downward displacement of the holding surface due to the grinding wheel pressing the holding surface when the thickness of the workpiece reaches a predetermined value. Is. Therefore, the fact that the grinding wheel rises by the upward moving distance means that the holding surface is not pressed by the grinding wheel, that is, the grinding wheel is separated from the workpiece. Therefore, even with this configuration, it is possible to optimize the moving distance (moving time) of the grinding wheel in the escape cut processing.
図1に示すように、本実施形態にかかる研削装置1は、被加工物としてのウェーハ100を研削するための装置であり、研削装置1の各部材を制御する制御部90を備えている。
As shown in FIG. 1, the
ウェーハ100は、たとえば、円形の半導体ウェーハである。図1においては下方を向いているウェーハ100の表面101は、複数のデバイスを保持しており、保護テープ103が貼着されることによって保護されている。ウェーハ100の裏面102は、研削加工が施される被加工面となる。
The
研削装置1は、被加工物を保持するための保持手段30を備えている。保持手段30は、チャックテーブル31、チャックテーブル31を支持する支持部材33、および、チャックテーブル31を回転させる回転手段34を含んでいる。
The
チャックテーブル31は、ウェーハ100を保持する保持面32、および、保持面32を囲む枠体36を備えている。本実施形態では、枠体36の上面は、保持面32と略面一に形成されており、保持面32と同じ高さを有している。
The chuck table 31 includes a
チャックテーブル31の保持面32は、吸引源(図示せず)に連通されており、保護テープ103を介してウェーハ100を吸引保持する。すなわち、チャックテーブル31は、保持面32によってウェーハ100を保持する。
The
また、チャックテーブル31は、下方に設けられた回転手段34により、保持面32によってウェーハ100を保持した状態で、保持面32の中心を通るZ軸方向に延在する中心軸を中心として回転可能である。したがって、ウェーハ100は、保持面32に保持されて保持面32の中心を軸に回転される。
Further, the chuck table 31 can rotate about the central axis extending in the Z-axis direction passing through the center of the
また、保持手段30の下方には、Y軸方向移動手段40が配設されている。
Y軸方向移動手段40は、保持手段30と研削手段70とを、相対的に、保持面32に平行なY軸方向に移動させる。本実施形態では、Y軸方向移動手段40は、研削手段70に対して、保持手段30をY軸方向に移動させるように構成されている。
なお、研削装置1は、Y軸方向移動手段40に代えて、水平移動手段として、複数の保持手段30を有するターンテーブルを有していてもよい。
Further, below the holding means 30, a Y-axis
The Y-axis direction moving means 40 moves the holding means 30 and the grinding means 70 in the Y-axis direction relatively parallel to the
The
Y軸方向移動手段40は、Y軸方向に平行なY軸ガイドレール42、このY軸ガイドレール42上をスライドするY軸移動テーブル45、Y軸ガイドレール42と平行なY軸ボールネジ43、Y軸ボールネジ43に接続されているY軸モータ44、および、これらを保持する保持台41を備えている。
The Y-axis direction moving means 40 includes a Y-
Y軸移動テーブル45は、スライド部材451を介して、Y軸ガイドレール42にスライド可能に設置されている。Y軸移動テーブル45の下面には、ナット部401が固定されている。このナット部401には、Y軸ボールネジ43が螺合されている。Y軸モータ44は、Y軸ボールネジ43の一端部に連結されている。
The Y-axis moving table 45 is slidably installed on the Y-
Y軸方向移動手段40では、Y軸モータ44がY軸ボールネジ43を回転させることにより、Y軸移動テーブル45が、Y軸ガイドレール42に沿って、Y軸方向に移動する。Y軸移動テーブル45には、支持柱35を介して、保持手段30の支持部材33が載置されている。したがって、Y軸移動テーブル45のY軸方向への移動に伴って、チャックテーブル31を含む保持手段30が、Y軸方向に移動する。
In the Y-axis direction moving means 40, the Y-axis moving table 45 moves in the Y-axis direction along the Y-
また、図1に示すように、保持手段30の後方(+Y方向側)には、コラム11が立設されている。コラム11の前面には、ウェーハ100を研削する研削手段70、および、研削送り手段50が設けられている。
Further, as shown in FIG. 1, a
研削送り手段50は、保持手段30と研削手段70とを、相対的に、保持面32に垂直なZ軸方向(研削送り方向)に移動させる。本実施形態では、研削送り手段50は、保持手段30に対して、研削手段70を、保持面32に垂直なZ軸方向に移動させるように構成されている。
The grinding feed means 50 moves the holding means 30 and the grinding means 70 relatively in the Z-axis direction (grinding feed direction) perpendicular to the holding
研削送り手段50は、Z軸方向に平行なZ軸ガイドレール51、このZ軸ガイドレール51上をスライドするZ軸移動テーブル53、Z軸ガイドレール51と平行なZ軸ボールネジ52、Z軸モータ54、Z軸モータ54の回転角度を検知するためのZ軸エンコーダ55、および、Z軸移動テーブル53の前面(表面)に取り付けられたホルダ56を備えている。ホルダ56は、研削手段70を保持している。
The grinding feed means 50 includes a Z-
Z軸移動テーブル53は、スライド部材531を介して、Z軸ガイドレール51にスライド可能に設置されている。Z軸移動テーブル53の後面側(裏面側)には、ナット部501が固定されている。このナット部501には、Z軸ボールネジ52が螺合されている。Z軸モータ54は、Z軸ボールネジ52の一端部に連結されている。
The Z-axis moving table 53 is slidably installed on the Z-
研削送り手段50では、Z軸モータ54がZ軸ボールネジ52を回転させることにより、Z軸移動テーブル53が、Z軸ガイドレール51に沿って、Z軸方向に移動する。これにより、Z軸移動テーブル53に取り付けられたホルダ56、および、ホルダ56に保持された研削手段70も、Z軸移動テーブル53とともにZ軸方向に移動する。
In the grinding feed means 50, the Z-
研削手段70は、ホルダ56に固定されたスピンドルハウジング71、スピンドルハウジング71に回転可能に保持されたスピンドル72、スピンドル72を回転駆動する回転モータ73、スピンドル72の下端に取り付けられたホイールマウント74、および、ホイールマウント74に支持された研削ホイール75を備えている。
The grinding means 70 includes a
スピンドルハウジング71は、Z軸方向に延びるようにホルダ56に保持されている。スピンドル72は、チャックテーブル31の保持面32と直交するようにZ軸方向に延び、スピンドルハウジング71に回転可能に支持されている。
The
回転モータ73は、スピンドル72の上端側に連結されている。この回転モータ73により、スピンドル72は、Z軸方向に延びる回転軸を中心として回転する。
The
ホイールマウント74は、円板状に形成されており、スピンドル72の下端(先端)に固定されている。ホイールマウント74は、研削ホイール75を支持する。
The
研削ホイール75は、外径がホイールマウント74の外径と略同径を有するように形成されている。研削ホイール75は、金属材料から形成された円環状のホイール基台76を含む。ホイール基台76の内部には、図示しない水源からの加工水を研削砥石77に供給するための加工水路761が形成されている。
The grinding
ホイール基台76の下面には、全周にわたって、環状に配置された複数の研削砥石77が固定されている。すなわち、スピンドル72の下端には、研削砥石77が装着されている。
A plurality of grinding
環状に配置された研削砥石77は、その中心を軸に、スピンドル72、ホイールマウント74、およびホイール基台76を介して、回転モータ73によって回転され、チャックテーブル31に保持されたウェーハ100の裏面102を研削する。
このように、研削手段70は、スピンドル72の下端、すなわち、スピンドル72の下端に配置されたホイールマウント74の下面に装着された環状の研削砥石77によって、保持面32に保持されたウェーハ100を研削する。
The annularly arranged grinding
As described above, the grinding means 70 holds the
また、研削装置1は、ウェーハ100の厚みを測定するための厚み測定手段60を備えている。厚み測定手段60は、保持面32に保持されたウェーハ100の厚みを、接触式にて測定することができる。厚み測定手段60は、保持面32の高さを測定する保持面高さ測定器としての第1ゲージ61、および、ウェーハ100の上面(裏面102)の高さを測定する上面高さ測定器としての第2ゲージ62を有している。
Further, the grinding
厚み測定手段60は、チャックテーブル31の枠体36の上面およびウェーハ100の裏面102に、それぞれ、第1ゲージ61および第2ゲージ62を接触させる。これにより、厚み測定手段60は、チャックテーブル31の保持面32の高さおよびウェーハ100の裏面102の高さ(上面高さ)を測定することができる。測定された保持面32の高さおよびウェーハ100の裏面102の高さは、厚み算出部63に送られる。厚み算出部63は、保持面32の高さとウェーハ100の裏面102の高さとの差分に基づいて、ウェーハ100の厚みを算出することができる。
The thickness measuring means 60 brings the
なお、厚み測定手段60は、第1ゲージ61および第2ゲージ62に代えて、保持面高さ測定器および上面高さ測定器として、非接触式の距離測定器、たとえばレーザー式の距離測定器を備えてもよい。この距離測定器は、たとえば、レーザー光線をウェーハ100に照射し、保持面32からの反射光およびウェーハ100の裏面102からの反射光を受光し、これらに基づいて、保持面32の高さ、ウェーハ100の裏面102の高さ、および、ウェーハ100の厚みを測定する。
The thickness measuring means 60 replaces the
制御部90は、研削装置1の各部材を制御して、ウェーハ100に対する研削加工を実施する。また、研削装置1は、記憶部92を備えている。以下に、記憶部92の機能とともに、制御部90によって制御される、研削装置1におけるウェーハ100の研削加工について説明する。
The
本実施形態では、まず、作業者は、チャックテーブル31の保持面32に、ウェーハ100を、裏面102が上向きとなるように保持させる。
In the present embodiment, first, the operator holds the
次に、制御部90は、Y軸方向移動手段40を制御して、保持手段30におけるチャックテーブル31の保持面32に保持されたウェーハ100の回転中心に、研削砥石77が位置づけられるまで、保持手段30を、Y軸方向に移動させる。
Next, the
また、制御部90は、研削手段70の回転モータ73を制御して、スピンドル72とともに研削ホイール75(研削砥石77)を回転させる。さらに、制御部90は、回転手段34により、チャックテーブル31の保持面32(ウェーハ100)を回転させる。
Further, the
次に、制御部90は、研削送り手段50を用いて、原点高さ位置にある研削手段70を、保持手段30に近づける。
Next, the
図2に、研削砥石77の高さ(研削砥石77の下面(研削面)の高さ)の時間変化を破線によって示す。図2に示すように、制御部90は、まず、研削砥石77の高さが、所定のエアカット開始高さH1となるまで、研削手段70を、比較的に高速の初期速度V1で、保持手段30に近づくように降下させる(時間範囲T1)。
FIG. 2 shows the time change of the height of the grinding wheel 77 (the height of the lower surface (grinding surface) of the grinding wheel 77) by a broken line. As shown in FIG. 2, the
また、制御部90は、研削砥石77の降下の開始とともに、第1ゲージ61によるチャックテーブル31の保持面32の高さの測定を開始する。
Further, the
そして、記憶部92が、チャックテーブル31の保持面32に保持されたウェーハ100の裏面102に研削砥石77が接触する前に第1ゲージ61によって測定された保持面32の高さ、すなわち、研削加工前の保持面32の高さを記憶する。
Then, the
研削加工時における保持面32の高さは、研削砥石77が保持面32上のウェーハ100に接することによって、保持面32が研削砥石77によって下方に押し付けられるため、低くなる。図2に、測定された保持面32の高さの時間変化を、実線によって示す。
The height of the holding
時間範囲T1では、研削砥石77が保持面32上のウェーハ100に接触していない。このため、図2に示すように、保持面32の高さは、研削加工前の高さ(h1)に維持される。
In the time range T1, the grinding
研削砥石77がエアカット開始高さH1に到達した後、制御部90は、研削送り手段50を用いて、研削手段70の降下速度を、初期速度V1よりも遅い加工送り速度である第1研削速度V2に設定し、研削手段70を保持手段30に接近させる(時間範囲T2)。すなわち、制御部90は、研削手段70の降下速度を、初期速度V1から第1研削速度V2に遅くする。
After the
時間範囲T2では、研削砥石77は、まだウェーハ100に接触しておらず、エアカットがなされている。そして、研削砥石77がウェーハ100の裏面102に接触したとき(時刻t1)以降では、制御部90は、第1研削速度V2で、研削砥石77によって、ウェーハ100の裏面102を研削する(時間範囲T3;第1研削加工)。なお、第1研削加工が開始されると、第1ゲージ61によって測定される保持面32の高さ(h2)は、研削砥石77によって保持面32が下方に押し付けられるために、少しずつ低くなってゆく。
In the time range T2, the grinding
その後、制御部90は、適宜、厚み測定手段60および厚み算出部63を用いて、研削されているウェーハ100の厚みを測定する。そして、ウェーハ100の厚みが所定値(目標値)に近づいた場合、制御部90は、研削送り手段50を用いて、第1研削速度V2よりも遅い第2研削速度V3で、研削手段70を保持手段30に接近させる(時間範囲T4)。すなわち、制御部90は、研削手段70の降下速度を、第1研削速度V2から第2研削速度V3にさらに遅くして、研削加工を継続する(第2研削加工)。この第2研削加工では、第1削加工においてウェーハ100に生じたダメージが低減される。
After that, the
また、第2研削加工では、研削手段70の降下速度が遅くなるため、研削砥石77によるウェーハ100に対する下方への押し付け力が小さくなる。このため、第1ゲージ61によって測定される保持面32の高さ(h3)は、第1研削加工の終了時に比べて、少しずつ高くなってゆく。
Further, in the second grinding process, the lowering speed of the grinding means 70 becomes slower, so that the downward pressing force of the
ウェーハ100の厚みが所定値に到達した時刻t2の後、制御部90は、いわゆるスパークアウトと呼ばれる加工を実施する(時間範囲T5)。スパークアウトでは、制御部90は、研削送り手段50による研削手段70の降下を停止し、所定時間、回転する研削砥石77の高さを維持して、ウェーハ100の裏面102における削り残しを除去する。
After the time t2 when the thickness of the
このスパークアウトでは、研削手段70の降下が停止されるため、研削砥石77によるウェーハ100に対する下方への押し付け力が、さらに小さくなる。このため、第1ゲージ61によって測定される保持面32の高さ(h4)は、第2研削加工の終了時に比べて、少しずつ高くなってゆく。
In this spark-out, the lowering of the grinding means 70 is stopped, so that the downward pressing force of the
その後、制御部90は、エスケープカット加工を実施する(時間範囲T6)。エスケープカット加工においては、制御部90は、研削砥石77によるウェーハ100の裏面102への悪影響を抑えるために、研削送り手段50を用いて、研削手段70を、予め設定されているエスケープカット加工速度V4で、ゆっくりと上方に移動させることにより、研削砥石77によってウェーハ100をエスケープカット加工する。
After that, the
このエスケープカット加工では、研削手段70がゆっくりと上昇されるため、研削砥石77によるウェーハ100に対する下方への押し付け力が、さらに小さくなる。このため、第1ゲージ61によって測定される保持面32の高さ(h5)は、スパークアウト時に比べてさらに高くなってゆく。
In this escape cut process, the grinding means 70 is slowly raised, so that the downward pressing force of the
そして、エスケープカット加工をすすめてゆくと、最終的に、研削砥石77がウェーハ100の裏面102から離れて、研削砥石77がウェーハ100の裏面102を研削しなくなる。このときには、保持面32が、研削砥石77の押し付け力を受けなくなる。したがって、エスケープカット加工における保持面32の高さ(h5)は、研削加工前の高さ(h1)となる。
When the escape cut process is proceeded, the grinding
そして、本実施形態では、制御部90は、第1ゲージ61によって測定される保持面32の高さ(h5)が、記憶部92に記憶された研削加工前の高さ(h1)になるまで、エスケープカット加工速度V4で研削砥石77を上昇させるエスケープカット加工を実施する。
Then, in the present embodiment, the
エスケープカットの終了後、制御部90は、研削送り手段50を用いて、研削手段70を、比較的に高速の退避速度V5で、原点高さ位置に退避させる(時間範囲T7)。
After the escape cut is completed, the
以上のように、本実施形態では、エスケープカット加工を、研削砥石77によって押し付けられている保持面32の高さが、研削加工前の高さになるまで、実施している。
As described above, in the present embodiment, the escape cut process is performed until the height of the holding
ここで、エスケープカット加工は、ウェーハ100から離れようとする研削砥石77によってウェーハ100の裏面102に凹凸が形成されることを抑制するために実施される。したがって、エスケープカット加工における研削砥石77の最適な移動距離(上昇距離)は、保持面32のウェーハ100に研削砥石77が接しなくなるまで、すなわち、ウェーハ100から研削砥石77が離れるまでの距離である。
Here, the escape cut process is performed in order to prevent the
そして、保持面32の高さが研削加工前の高さになることは、研削砥石77による保持面32の押し付けがなくなること、すなわち、ウェーハ100から研削砥石77が離れたことを意味する。したがって、本実施形態では、エスケープカット加工における研削砥石77の移動距離(移動時間)を最適化することが可能となっている。
The height of the holding
なお、本実施形態にかかる研削装置は、図3に示すような研削装置2であってもよい。この研削装置2は、図1に示した研削装置1と同様に、被加工物としてのウェーハ100を研削するための装置である。研削装置2は、研削装置1の構成において、変位計80をさらに備えている。
The grinding device according to the present embodiment may be the grinding
変位計80は、研削装置1の基台(図示せず)に備えられた支持台84、支持台84の先端から水平方向に延びるアーム85、ならびに、アーム85から水平方向に延びる上変位計81および下変位計82を備えている。
The
支持台84は、研削装置1の基台に、基台に対して回転可能に備えられている。したがって、アーム85を介して支持台84に支持されている上変位計81および下変位計82も、支持台84の回転とともに旋回することが可能である。この旋回により、上変位計81および下変位計82の先端は、それぞれ、ホイールマウント74の下方、および、保持面32の上方に配置されることが可能である。
The
上変位計81は、ホイールマウント74の下面であるマウント下面741の上方向変位量を測定するために用いられる。マウント下面741上方向変位量は、マウント下面741の下面に、ホイールマウント74を上方向に押し上げるような上向き荷重が付与されたときの、マウント下面741の上方向に変位する量である。
The
下変位計82は、チャックテーブル31の保持面32の下方向変位量を測定するために用いられる。保持面32の下方向変位量は、保持面32に、保持面32を下方向に押し下げるような下向き荷重が付与されたときの、保持面32の下方向に変位する量である。
The
なお、図3には、研削装置2における後述するデータテーブル記憶工程時の状態を示している。図3には示していないが、研削装置2も、ウェーハ100を研削する際には、研削手段70は、スピンドル72の下端に、ホイールマウント74に支持された、研削砥石77を有する研削ホイール75(図1参照)を備える。
Note that FIG. 3 shows the state of the grinding
また、図3には示していないが、研削装置2は、図1に示したものと同様の、第1ゲージ61および第2ゲージ62を含む厚み測定手段60を備えている。
Further, although not shown in FIG. 3, the grinding
また、研削装置2では、制御部90が、第1算出部93、抽出部94および第2算出部95を備えている。以下に、第1算出部93、抽出部94および第2算出部95の機能とともに、制御部90によって制御される研削装置2の動作について説明する。
Further, in the grinding
研削装置2では、ウェーハ100を研削する研削加工の準備工程として、データテーブル記憶工程が実施される。
In the
この工程では、作業者が、研削装置2の研削手段70から、研削ホイール75を取り外し、ホイールマウント74のマウント下面741を露出させる。そして、図3に示すように、制御部90あるいは作業者は、変位計80における上変位計81および下変位計82の先端を、それぞれ、ホイールマウント74の下方、および、保持面32の上方に配置する。
In this step, the operator removes the
さらに、作業者は、マウント下面741と、その下方に配置されたチャックテーブル31の保持面32との間に、垂直方向(Z軸方向)に伸縮可能な伸縮ユニット110を配置し、介在させる。
Further, the operator arranges and intervenes the
伸縮ユニット110は、シリンダ112および、シリンダ112内において移動可能なピストン111を備えている。シリンダ112は、レギュレータ115を介して、エア源116に連通されている。
The
伸縮ユニット110が保持面32とマウント下面741との間に介在されているときに、レギュレータ115によって、エア源116からのエアがシリンダ112内に導入されると、ピストン111が、シリンダ112内において+Z方向に移動し、伸縮ユニット110が伸びる。このように伸びることにより、伸縮ユニット110は、保持面32およびマウント下面741に、それぞれ、下向き荷重および上向き荷重を付与することができる。
When the expansion /
一方、レギュレータ115によってピストン111内のエアが排気されることにより、ピストン111が、シリンダ112内において-Z方向に移動し、伸縮ユニット110が縮む。
On the other hand, when the air in the
そして、制御部90は、保持面32とマウント下面741との間に介在された伸縮ユニットを伸ばすことによって、保持面32を押し下げるとともに、ホイールマウント74を上方向に押し上げるように、保持面32およびマウント下面741に、所定の荷重値の荷重(下向き荷重および上向き荷重)を付与する。
Then, the
さらに、制御部90は、変位計80を用いて、このときの保持面32の下方向変位量と、マウント下面741の上方向変位量と、を測定する。そして、制御部90は、たとえば、所定の荷重値の荷重(下向き荷重および上向き荷重)を変化させながら、保持面32の下方向変位量およびマウント下面741の上方向変位量を測定してゆく。
Further, the
そして、制御部90は、付与された所定の荷重値に対する、保持面32の下方向変位量とマウント下面741の上方向変位量との関係を取得して、この関係を示すデータテーブル921を生成する。そして、記憶部92が、このデータテーブル921を記憶する。
なお、下向き荷重および上向き荷重の付与およびデータテーブル921の生成の制御については、制御部90に代えて記憶部92が実施してもよい。
Then, the
The
次に、作業者および記憶部92は、研削装置1に関して図2を用いて説明したように、ウェーハ100に対する研削加工を実施する。
Next, the operator and the
すなわち、作業者が、マウント下面741と保持面32との間から伸縮ユニット110を取り外し、ホイールマウント74に、研削砥石77を含む研削ホイール75(図1参照)を取り付ける。さらに、制御部90あるいは作業者は、変位計80における上変位計81および下変位計82の先端が、ホイールマウント74の下方、および、保持面32の上方から離れるように、支持台84を回転させる。
That is, the operator removes the expansion /
さらに、作業者は、チャックテーブル31の保持面32に、ウェーハ100を保持させる。そして、制御部90が、研削手段70と保持手段30とのY軸方向における位置を合わせるとともに、保持面32および研削砥石77を回転させる。そして、制御部90は、研削送り手段50を用いて、研削手段70を初期速度V1で降下させる(図2;時間範囲T1)とともに、第1ゲージ61(図1参照)によるチャックテーブル31の保持面32の高さの測定を開始する。
Further, the operator causes the holding
そして、記憶部92が、保持面32に保持されたウェーハ100の裏面102に研削砥石77が接触する前に第1ゲージ61によって測定された保持面32の高さ、すなわち、研削加工前の保持面32の高さを、第1保持面高さとして記憶する。
Then, the
また、制御部90は、図2を用いて示したエアカット(時間範囲T2)、第1研削加工(時間範囲T3)、第2研削加工(時間範囲T4)、および、スパークアウト加工(時間範囲T5)を実施する。
Further, the
また、記憶部92は、ウェーハ100の厚みが所定値に到達した後であって、研削砥石77をウェーハ100の裏面102から離間させながら研削するエスケープカット加工(時間範囲T6)の開始前(すなわち、エスケープカット加工の開始直前)に、第1ゲージ61によって測定された保持面32の高さを、第2保持面高さとして記憶する。
そして、図3に示した第1算出部93が、第1保持面高さと第2保持面高さとの差を、保持面32の加工時下方向変位量として算出する。
Further, the
Then, the
その後、抽出部94が、この保持面32の加工時下方向変位量を用いて、記憶部92に記憶されているデータテーブル921を参照し、加工時下方向変位量と同じ値の下方向変位量に応じた上方向変位量を、エスケープカット加工の開始直前の研削砥石77における加工時上方向変位量として抽出する。
After that, the
さらに、第2算出部95が、保持面32の加工時下方向変位量と研削砥石77の加工時上方向変位量とを足した値を、エスケープカット加工の際の研削砥石77の上方向移動距離として算出する。
Further, the
その後、制御部90は、上述したエスケープカット加工を実施する(図2の時間範囲T6)。そして、研削装置2では、制御部90は、研削送り手段50を用いて、研削砥石77の移動距離が上記した上方向移動距離となるまで、予め設定されているエスケープカット加工速度V4で、研削砥石77を上方向に移動させることにより、研削砥石77によってウェーハ100をエスケープカット加工する。
After that, the
エスケープカットの終了後、制御部90は、研削手段70を、研削送り手段50を用いて、比較的に高速の退避速度V5で、原点高さ位置に退避させる(時間範囲T7)。
After the escape cut is completed, the
以上のように、研削装置2では、本実施形態では、エスケープカット加工を、研削砥石77の移動距離が上記した上方向移動距離となるまで、実施している。
As described above, in the present embodiment, in the grinding
上述したように、エスケープカット加工における研削砥石77の最適な移動距離(上昇距離)は、保持面32のウェーハ100に研削砥石77が接しなくなるまで、すなわち、ウェーハ100から研削砥石77が離れるまでの距離である。
As described above, the optimum moving distance (climbing distance) of the
そして、研削砥石77の上記した上方向移動距離は、ウェーハ100の厚みが所定値に到達したときの、研削砥石77が保持面32を押し付けていることによる、研削砥石77の上方向変位量および保持面32の下方向変位量の和である。このため、研削砥石77が、上方向移動距離だけ上昇することは、研削砥石77による保持面32の押し付けがなくなること、すなわち、ウェーハ100から研削砥石77が離れたことを意味する。したがって、本実施形態では、エスケープカット加工における研削砥石77の移動距離(移動時間)を最適化することが可能となっている。
The upward movement distance of the
また、研削装置2では、研削加工の際に保持面32の高さを測定することなく、エスケープカット加工における研削砥石77の移動距離を最適化することができる。したがって、研削加工の制御を簡略化することが可能となる。
Further, in the
1:研削装置、2:研削装置、11:コラム、
30:保持手段、31:チャックテーブル、32:保持面、36:枠体、
33:支持部材、34:回転手段、35:支持柱、
40:Y軸方向移動手段、41:保持台、42:Y軸ガイドレール、
43:Y軸ボールネジ、44:Y軸モータ、45:Y軸移動テーブル、
50:研削送り手段、51:Z軸ガイドレール、
52:Z軸ボールネジ、53:Z軸移動テーブル、54:Z軸モータ、
55:Z軸エンコーダ、56:ホルダ
60:厚み測定手段、61:第1ゲージ、62:第2ゲージ、63:厚み算出部、
70:研削手段、71:スピンドルハウジング、72:スピンドル、
73:回転モータ、74:ホイールマウント、741:マウント下面、
75:研削ホイール、76:ホイール基台、77:研削砥石、
80:変位計、81:上変位計、82:下変位計、84:支持台、85:アーム、
90:制御部、92:記憶部、921:データテーブル
93:第1算出部、94:抽出部、95:第2算出部、
100:ウェーハ、101:表面、102:裏面、103:保護テープ、
110:伸縮ユニット、111:ピストン、112:シリンダ、
115:レギュレータ、116:エア源
1: Grinding device 2: Grinding device, 11: Column,
30: Holding means, 31: Chuck table, 32: Holding surface, 36: Frame body,
33: Support member, 34: Rotating means, 35: Support pillar,
40: Y-axis direction moving means, 41: holding base, 42: Y-axis guide rail,
43: Y-axis ball screw, 44: Y-axis motor, 45: Y-axis moving table,
50: Grinding feed means, 51: Z-axis guide rail,
52: Z-axis ball screw, 53: Z-axis moving table, 54: Z-axis motor,
55: Z-axis encoder, 56: Holder 60: Thickness measuring means, 61: 1st gauge, 62: 2nd gauge, 63: Thickness calculation unit,
70: Grinding means, 71: Spindle housing, 72: Spindle,
73: Rotating motor, 74: Wheel mount, 741: Underside of mount,
75: Grinding wheel, 76: Wheel base, 77: Grinding wheel,
80: Displacement meter, 81: Upper displacement meter, 82: Lower displacement meter, 84: Support base, 85: Arm,
90: control unit, 92: storage unit, 921: data table 93: first calculation unit, 94: extraction unit, 95: second calculation unit,
100: Wafer, 101: Front side, 102: Back side, 103: Protective tape,
110: Telescopic unit, 111: Piston, 112: Cylinder,
115: Regulator, 116: Air source
Claims (2)
該保持面に保持された被加工物に該研削砥石が接触する前に該保持面高さ測定器によって測定された保持面高さを記憶する記憶部と、
該研削砥石によって被加工物が所定の厚みに研削された後、該保持面高さ測定器によって測定される保持面高さが該記憶部に記憶された高さになるまで、該研削砥石を予め設定されているエスケープカット加工速度で上方向に移動させることにより、該研削砥石によって被加工物をエスケープカット加工する、制御部と、
を備える研削装置。 A chuck table that holds the workpiece by the holding surface, a grinding means that grinds the workpiece held on the holding surface by an annular grinding wheel mounted on the lower end of the spindle, and a direction perpendicular to the holding surface. A grinding device including at least a grinding feed means for moving the grinding means, a holding surface height measuring device for measuring the height of the holding surface, and a thickness measuring means for measuring the thickness of the workpiece. hand,
A storage unit that stores the holding surface height measured by the holding surface height measuring device before the grinding wheel comes into contact with the workpiece held on the holding surface.
After the workpiece is ground to a predetermined thickness by the grinding wheel, the grinding wheel is operated until the holding surface height measured by the holding surface height measuring device becomes the height stored in the storage unit. A control unit that performs escape cut processing on the workpiece by the grinding wheel by moving it upward at a preset escape cut processing speed.
A grinding device equipped with.
該保持面と該マウントの下面との間に介在された垂直方向に伸縮可能な伸縮ユニットを伸ばすことによって、該保持面を押し下げるとともに、該マウントを上方向に押し上げるように、該保持面および該マウントの下面に所定の荷重値の荷重を付与し、該保持面の下方向変位量と、該マウントの下面の上方向変位量と、を測定し、付与された所定の荷重値に対する該下方向変位量と該上方向変位量との関係を示すデータテーブルを記憶する記憶部と、
該保持面に保持された被加工物に該研削砥石を接触させる前に該保持面高さ測定器によって測定された保持面高さである第1保持面高さと、該研削砥石によって被加工物が所定の厚みに研削された後、該研削砥石を該被加工物から離間させながら研削するエスケープカット加工の開始直前に、該保持面高さ測定器によって測定される保持面高さである第2保持面高さとの差を、該保持面の加工時下方向変位量として算出する第1算出部と、
該加工時下方向変位量を用いて該データテーブルを参照し、該加工時下方向変位量と同じ値の該下方向変位量に応じた該上方向変位量を、エスケープカット加工の開始直前の該研削手段の加工時上方向変位量として抽出する抽出部と、
該加工時下方向変位量と該加工時上方向変位量とを足した値を、エスケープカット加工の際の該研削砥石の上方向移動距離として算出する第2算出部と、
該研削砥石の移動距離が該上方向移動距離となるまで、予め設定されているエスケープカット加工速度で該研削砥石を上方向に移動させることにより、該研削砥石によって被加工物をエスケープカット加工する、制御部と、
を備える研削装置。 A chuck table that holds the workpiece by the holding surface, and a grinding means that grinds the workpiece held on the holding surface by an annular grinding wheel mounted on the lower surface of the mount arranged at the lower end of the spindle. A grinding feed means for moving the grinding means in a direction perpendicular to the holding surface, a holding surface height measuring device for measuring the height of the holding surface, and a thickness measuring means for measuring the thickness of the workpiece. It is a grinding device equipped with at least
The holding surface and the holding surface and the mounting surface so as to push down the holding surface and push up the mount by extending a vertically expandable telescopic unit interposed between the holding surface and the lower surface of the mount. A load of a predetermined load value is applied to the lower surface of the mount, the amount of downward displacement of the holding surface and the amount of upward displacement of the lower surface of the mount are measured, and the downward direction with respect to the applied predetermined load value. A storage unit that stores a data table showing the relationship between the displacement amount and the upward displacement amount,
The first holding surface height, which is the holding surface height measured by the holding surface height measuring instrument before the grinding wheel is brought into contact with the workpiece held on the holding surface, and the workpiece by the grinding wheel. Is the holding surface height measured by the holding surface height measuring instrument immediately before the start of the escape cut process in which the grinding wheel is ground to a predetermined thickness and then the grinding wheel is ground while being separated from the workpiece. 2 The first calculation unit that calculates the difference from the height of the holding surface as the amount of downward displacement of the holding surface during machining,
The data table is referred to using the downward displacement amount during machining, and the upward displacement amount corresponding to the downward displacement amount having the same value as the machining downward displacement amount is obtained immediately before the start of escape cut machining. An extraction unit that extracts as an upward displacement amount during processing of the grinding means,
A second calculation unit that calculates the sum of the downward displacement amount during machining and the upward displacement amount during machining as the upward movement distance of the grinding wheel during escape cut machining.
By moving the grinding wheel upward at a preset escape cut processing speed until the moving distance of the grinding wheel reaches the upward moving distance, the workpiece is escape-cut by the grinding wheel. , Control unit,
A grinding device equipped with.
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