JP2022091470A - Workpiece grinding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、研削装置を用いて被加工物を研削する被加工物の研削方法に関する。 The present invention relates to a method for grinding a work piece, which grinds the work piece using a grinding device.
デバイスチップの製造工程では、互いに交差する複数のストリート(分割予定ライン)によって区画された複数の領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハが用いられる。このウェーハをストリートに沿って分割することにより、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが得られる。デバイスチップは、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の様々な電子機器に組み込まれる。 In the device chip manufacturing process, a wafer in which a device is formed in a plurality of regions partitioned by a plurality of streets (planned division lines) intersecting each other is used. By dividing this wafer along the street, a plurality of device chips each including a device can be obtained. Device chips are incorporated into various electronic devices such as mobile phones and personal computers.
近年では、電子機器の小型化に伴い、デバイスチップにも薄型化が求められている。そこで、ウェーハの分割前に、ウェーハを研削して薄化する手法が用いられている。ウェーハの研削には、被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、被加工物を研削する研削ユニットとを備える研削装置が用いられる。研削ユニットには、研削砥石を含む研削ホイールが装着される。そして、研削ユニットは、研削ホイールを回転させて研削砥石を被加工物に接触させることにより、被加工物を研削する。 In recent years, with the miniaturization of electronic devices, the device chips are also required to be thinner. Therefore, a method of grinding and thinning a wafer before dividing the wafer is used. For grinding a wafer, a grinding device including a chuck table having a holding surface for holding a workpiece and a grinding unit for grinding the workpiece is used. The grinding unit is equipped with a grinding wheel including a grinding wheel. Then, the grinding unit grinds the workpiece by rotating the grinding wheel to bring the grinding wheel into contact with the workpiece.
研削装置を用いてウェーハ等の被加工物を研削する際には、チャックテーブルによって保持された被加工物の中心が研削砥石の移動経路(回転経路)と重なるように、チャックテーブルと研削ユニットとの位置関係が調節される。そして、チャックテーブルと研削ホイールとをそれぞれ回転させた状態で、研削ホイールをチャックテーブルの保持面に向かって下降させると、研削砥石の下面が被加工物の上面側に接触して被加工物が研削される。このような研削方式は、インフィード研削と呼ばれる。 When grinding a workpiece such as a wafer using a grinding device, the chuck table and the grinding unit are arranged so that the center of the workpiece held by the chuck table overlaps with the movement path (rotation path) of the grinding wheel. The positional relationship of is adjusted. Then, when the grinding wheel is lowered toward the holding surface of the chuck table with the chuck table and the grinding wheel rotated, the lower surface of the grinding wheel comes into contact with the upper surface side of the workpiece and the workpiece is moved. Be ground. Such a grinding method is called in-feed grinding.
一方、被加工物の研削には、クリープフィード研削と称される研削方式が用いられることもある。クリープフィード研削では、研削砥石がチャックテーブルの保持面の外側に位置付けられ、且つ、研削砥石の下面が被加工物の上面よりも下方に位置付けられるように、チャックテーブルと研削ユニットとの位置関係が調節される。そして、研削ホイールを回転させ、且つ、チャックテーブルを回転させない状態で、チャックテーブルを保持面と平行な方向(水平方向)に沿って移動させると、研削砥石の側面及び下面が被加工物の上面側に接触して被加工物が研削される(特許文献1参照)。 On the other hand, a grinding method called creep feed grinding may be used for grinding the workpiece. In creep feed grinding, the positional relationship between the chuck table and the grinding unit is such that the grinding wheel is positioned outside the holding surface of the chuck table and the lower surface of the grinding wheel is positioned below the upper surface of the workpiece. Be adjusted. Then, when the chuck table is moved along the direction parallel to the holding surface (horizontal direction) while the grinding wheel is rotated and the chuck table is not rotated, the side surfaces and the lower surface of the grinding wheel are the upper surface of the workpiece. The workpiece is ground in contact with the side (see Patent Document 1).
被加工物をクリープフィード研削で研削する場合には、被加工物の一端から他端までが研削砥石の移動経路(回転経路)の先端の直下を通過するように、チャックテーブルの水平方向における移動距離(加工送り距離)が設定される。例えば、被加工物が円盤状のウェーハである場合には、加工送り距離は少なくともウェーハの直径以上に設定される。また、チャックテーブルの移動速度(加工送り速度)は、被加工物が研削砥石に接触した際に被加工物及び研削砥石に過度の圧力(加工負荷)がかからないように、一定以下に維持される。そのため、加工送り距離の短縮や加工送り速度の増加には限界があり、クリープフィード研削においては加工時間を短くして加工効率を向上させることが難しい。 When grinding a work piece by creep feed grinding, the chuck table moves horizontally so that one end to the other end of the work piece passes directly under the tip of the movement path (rotational path) of the grinding wheel. The distance (machining feed distance) is set. For example, when the workpiece is a disk-shaped wafer, the machining feed distance is set to at least the diameter of the wafer. In addition, the moving speed (machining feed rate) of the chuck table is maintained below a certain level so that excessive pressure (machining load) is not applied to the workpiece and the grinding wheel when the workpiece comes into contact with the grinding wheel. .. Therefore, there is a limit to shortening the machining feed distance and increasing the machining feed rate, and it is difficult to shorten the machining time and improve the machining efficiency in creep feed grinding.
また、被加工物をクリープフィード研削で研削している間、研削砥石は被加工物との接触によって徐々に摩耗する。そのため、1枚の被加工物の研削中に研削砥石の下面の高さ位置が変動し、研削後の被加工物に厚さのばらつきが生じることがある。この場合には、被加工物の厚さを整えるために、クリープフィード研削によってさらに被加工物を少量研削する工程が追加される。その結果、改めてチャックテーブル及び研削ユニットの位置の調節や加工送りが必要となり、加工時間が増大する。 Further, while the workpiece is being ground by creep feed grinding, the grinding wheel gradually wears due to contact with the workpiece. Therefore, the height position of the lower surface of the grinding wheel may fluctuate during grinding of one workpiece, and the thickness of the workpiece after grinding may vary. In this case, in order to adjust the thickness of the workpiece, a step of further grinding a small amount of the workpiece by creep feed grinding is added. As a result, it is necessary to adjust the positions of the chuck table and the grinding unit and to feed the machining again, which increases the machining time.
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、研削装置で被加工物を研削する際の加工時間を短縮することが可能な被加工物の研削方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a method for grinding a workpiece, which can shorten the machining time when grinding the workpiece with a grinding apparatus.
本発明の一態様によれば、研削装置を用いて被加工物を研削する被加工物の研削方法であって、該研削装置は、該被加工物を保持する保持面を有し、該保持面と垂直な方向に沿って回転軸が設定されたチャックテーブルと、環状に配置された研削砥石を含む研削ホイールが装着され、該研削砥石で該被加工物を研削する研削ユニットと、を備え、該研削砥石が該保持面の外側に位置付けられ、且つ、該研削砥石の下面が該チャックテーブルによって保持された該被加工物の上面から所定の距離下方に位置付けられるように、該チャックテーブルと該研削ユニットとの位置関係を調節する準備ステップと、該準備ステップの実施後、該チャックテーブルと該研削ホイールとを回転させながら、該チャックテーブルと該研削ユニットとを該保持面と平行な方向に沿って相対的に移動させ、該研削砥石で該被加工物を外周縁から中心まで研削する第1研削ステップと、該第1研削ステップの実施後、該チャックテーブルと該研削ホイールとを回転させたまま、該チャックテーブルと該研削ユニットとを該保持面と垂直な方向に沿って相対的に移動させ、該研削砥石で該被加工物を所定の仕上げ厚さになるまで研削する第2研削ステップと、を含む被加工物の研削方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, it is a method of grinding a work piece by using a grinding device, and the grinding device has a holding surface for holding the work piece and holds the work piece. It is equipped with a chuck table having a rotation axis set along a direction perpendicular to the surface, and a grinding unit equipped with a grinding wheel including a grinding wheel arranged in an annular shape and grinding the workpiece with the grinding wheel. With the chuck table, the grinding wheel is positioned on the outside of the holding surface, and the lower surface of the grinding wheel is positioned below the upper surface of the workpiece held by the chuck table by a predetermined distance. A preparatory step for adjusting the positional relationship with the grinding unit, and after the preparatory step, the chuck table and the grinding unit are rotated in a direction parallel to the holding surface while rotating the chuck table and the grinding wheel. A first grinding step of grinding the workpiece from the outer peripheral edge to the center with the grinding wheel, and after performing the first grinding step, the chuck table and the grinding wheel are rotated. The chuck table and the grinding unit are relatively moved along the direction perpendicular to the holding surface, and the workpiece is ground to a predetermined finish thickness with the grinding grind. A grinding step and a method of grinding the workpiece including the grinding step are provided.
なお、好ましくは、該被加工物の研削方法は、該第1研削ステップの実施後、且つ、該第2研削ステップの実施前に、該チャックテーブルと該研削ユニットとを該保持面と垂直な方向に沿って相対的に移動させ、該被加工物と該研削砥石とを互いに離隔させる離隔ステップを更に含む。 It is preferable that the method of grinding the workpiece is such that the chuck table and the grinding unit are perpendicular to the holding surface after the first grinding step and before the second grinding step. It further includes a separation step that moves relative to the direction and separates the workpiece from the grinding wheel.
本発明の一態様に係る被加工物の研削方法では、チャックテーブルと研削ユニットとを保持面と平行な方向に沿って相対的に移動させる第1研削ステップ(クリープフィード研削)が、チャックテーブルを回転させた状態で実施される。これにより、加工送り距離を短くすることができ、加工時間が短縮される。 In the method for grinding a workpiece according to one aspect of the present invention, a first grinding step (creep feed grinding) in which the chuck table and the grinding unit are relatively moved along a direction parallel to the holding surface is a chuck table. It is carried out in a rotated state. As a result, the machining feed distance can be shortened and the machining time can be shortened.
また、本発明の一態様に係る被加工物の研削方法では、チャックテーブルと研削ユニットとを保持面と垂直な方向に沿って相対的に移動させる第2研削ステップ(インフィード研削)が、第1研削ステップの後に連続的に実施される。これにより、第1研削ステップ後の被加工物の厚さを整えるために再度クリープフィード研削を実施する工程が不要となり、加工時間が短縮される。 Further, in the method for grinding a workpiece according to one aspect of the present invention, a second grinding step (in-feed grinding) in which the chuck table and the grinding unit are relatively moved along a direction perpendicular to the holding surface is the first. It is carried out continuously after one grinding step. This eliminates the need for a step of performing creep feed grinding again in order to adjust the thickness of the workpiece after the first grinding step, and shortens the machining time.
以下、添付図面を参照して本発明の一態様に係る実施形態を説明する。まず、本実施形態に係る被加工物の研削方法に用いることが可能な研削装置の構成例について説明する。図1は、研削装置2を示す斜視図である。なお、図1において、X軸方向(第1加工送り方向、前後方向、第1水平方向)とY軸方向(左右方向、第2水平方向)とは、互いに垂直な方向である。また、Z軸方向(第2加工送り方向、鉛直方向、上下方向、高さ方向)は、X軸方向及びY軸方向と垂直な方向である。 Hereinafter, embodiments according to one aspect of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, a configuration example of a grinding device that can be used in the method for grinding a workpiece according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a perspective view showing the grinding device 2. In FIG. 1, the X-axis direction (first machining feed direction, front-rear direction, first horizontal direction) and the Y-axis direction (left-right direction, second horizontal direction) are directions perpendicular to each other. The Z-axis direction (second machining feed direction, vertical direction, vertical direction, height direction) is a direction perpendicular to the X-axis direction and the Y-axis direction.
研削装置2は、研削装置2を構成する各構成要素を支持又は収容する基台4を備える。基台4の上面側には、長手方向がX軸方向に沿う矩形状の開口4aが形成されている。また、基台4の後端部には、基台4の上面から上方に突出する直方体状の支持構造6が、Z軸方向に沿って設けられている。
The grinding device 2 includes a base 4 that supports or accommodates each component constituting the grinding device 2. A
開口4aの内部には、第1移動機構(第1移動ユニット)8が設けられている。例えば第1移動機構8は、ボールねじ式の移動機構であり、X軸方向に沿って配置された一対のガイドレール(不図示)と、一対のガイドレールにスライド可能に装着された平板状の移動テーブル(不図示)とを備える。移動テーブルの裏面(下面)側にはナット部が設けられており、このナット部には、一対のガイドレールの間にX軸方向に沿って配置されたボールねじ(不図示)が螺合されている。また、ボールねじの端部にはパルスモータ(不図示)が連結されている。パルスモータによってボールねじを回転させると、移動テーブルが一対のガイドレールに沿ってX軸方向に移動する。 A first moving mechanism (first moving unit) 8 is provided inside the opening 4a. For example, the first moving mechanism 8 is a ball screw type moving mechanism, which is a pair of guide rails (not shown) arranged along the X-axis direction and a flat plate shape slidably mounted on the pair of guide rails. It is equipped with a moving table (not shown). A nut portion is provided on the back surface (lower surface) side of the moving table, and a ball screw (not shown) arranged along the X-axis direction is screwed into the nut portion between the pair of guide rails. ing. A pulse motor (not shown) is connected to the end of the ball screw. When the ball screw is rotated by the pulse motor, the moving table moves along the pair of guide rails in the X-axis direction.
第1移動機構8の移動テーブルの表面(上面)側には、被加工物11を保持するチャックテーブル(保持テーブル)10が設けられている。また、第1移動機構8は、チャックテーブル10を囲むように設けられたテーブルカバー8aを備える。さらに、テーブルカバー8aの前方及び後方には、X軸方向に沿って伸縮可能な蛇腹状の防塵防滴カバー12が設けられている。テーブルカバー8a及び防塵防滴カバー12は、開口4aの内部に配置されている第1移動機構8の構成要素(ガイドレール、移動テーブル、ボールねじ、パルスモータ等)を覆っている。
A chuck table (holding table) 10 for holding the
チャックテーブル10の上面は、X軸方向及びY軸方向と概ね平行に形成された平坦面であり、被加工物11を保持する保持面10aを構成している。保持面10aは、例えばポーラスセラミックス等の多孔質部材によって構成されており、チャックテーブル10の内部に形成された流路(不図示)、バルブ(不図示)等を介して、エジェクタ等の吸引源(不図示)に接続されている。なお、図1では円盤状の被加工物11の保持を想定して保持面10aが円形に形成されている例を示すが、保持面10aの形状は被加工物11の形状等に応じて適宜変更できる。
The upper surface of the chuck table 10 is a flat surface formed substantially parallel to the X-axis direction and the Y-axis direction, and constitutes a holding
チャックテーブル10は、第1移動機構8によってテーブルカバー8aとともにX軸方向に沿って移動する。また、チャックテーブル10にはモータ等の回転駆動源(不図示)が連結されており、この回転駆動源はチャックテーブル10をZ軸方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させる。すなわち、チャックテーブル10の回転軸は保持面10aと垂直な方向に沿って設定されている。
The chuck table 10 moves along the X-axis direction together with the
支持構造6の前面側には、第2移動機構(第2移動ユニット)14が設けられている。第2移動機構14は、Z軸方向に沿って配置された一対のガイドレール16を備える。一対のガイドレール16には、平板状の移動テーブル18が一対のガイドレール16に沿ってスライド可能に装着されている。
A second moving mechanism (second moving unit) 14 is provided on the front surface side of the
移動テーブル18の後面側(裏面側)にはナット部(不図示)が設けられており、このナット部には、一対のガイドレール16の間にZ軸方向に沿って配置されたボールねじ20が螺合されている。また、ボールねじ20の端部にはパルスモータ22が連結されている。パルスモータ22によってボールねじ20を回転させると、移動テーブル18が一対のガイドレール16に沿ってZ軸方向に移動する。
A nut portion (not shown) is provided on the rear surface side (rear surface side) of the moving table 18, and the
移動テーブル18の前面側(表面側)には、移動テーブル18の前面から前方に突出する支持部材24が固定されている。支持部材24は、被加工物11を研削する研削ユニット26を支持している。研削ユニット26のZ軸方向における移動(昇降)が、第2移動機構14によって制御される。
A
研削ユニット26は、支持部材24によって支持された中空の円柱状のハウジング28を備える。ハウジング28には、Z軸方向に沿って配置された円柱状のスピンドル30が収容されている。スピンドル30の先端部(下端部)は、ハウジング28の下面から下方に突出している。また、スピンドルの基端部(上端部)には、モータ等の回転駆動源(不図示)が連結されている。
The grinding
スピンドル30の先端部には、円盤状のホイールマウント32が固定されている。そして、ホイールマウント32の下面側に、被加工物11を研削する研削ホイール34が装着される。例えば研削ホイール34は、ボルト等の固定具によってホイールマウント32に固定される。
A disk-shaped
研削ホイール34は、金属等でなりホイールマウント32と概ね同径に形成された環状の基台36を備える。また、基台36の下面側には、複数の研削砥石38が固定されている。例えば、複数の研削砥石38は直方体状に形成され、基台36の外周に沿って概ね等間隔に配列されている。
The grinding
研削砥石38は、ダイヤモンド、cBN(Cubic Boron Nitride)等でなる砥粒を、メタルボンド、レジンボンド、ビトリファイドボンド等の結合材で固定することによって形成される。ただし、研削砥石38の材質、形状、大きさ等に制限はなく、基台36に固定される研削砥石38の数も任意に設定できる。
The grinding
研削ホイール34は、回転駆動源からスピンドル30及びホイールマウント32を介して伝達される動力により、鉛直方向と概ね平行な回転軸の周りを回転する。すなわち、研削ホイール34の回転軸はチャックテーブル10の保持面10aと垂直な方向に沿って設定されている。また、研削ユニット26の内部又は近傍には、チャックテーブル10によって保持された被加工物11と研削砥石38とに純水等の液体(研削液)を供給するノズル等の研削液供給路(不図示)が設けられている。
The grinding
研削装置2の内部又は外部には、研削装置2を制御する制御部(制御ユニット、制御装置)40が設けられている。制御部40は、研削装置2の各構成要素(第1移動機構8、チャックテーブル10、第2移動機構14、研削ユニット26等)に接続されており、各構成要素の動作を制御するための制御信号を生成する。
A control unit (control unit, control device) 40 for controlling the grinding device 2 is provided inside or outside the grinding device 2. The
例えば制御部40は、コンピュータによって構成され、研削装置2の制御に必要な演算等の処理を行う処理部と、研削装置2の制御に用いられる各種の情報(データ、プログラム等)を記憶する記憶部とを備える。処理部は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサを含んで構成される。また、記憶部は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等のメモリを含んで構成される。
For example, the
上記の研削装置2によって、被加工物11が研削される。例えば被加工物11は、シリコン等の半導体でなる円盤状のウェーハであり、表面11a及び裏面11bを備える。また、被加工物11は、互いに交差するように格子状に配列された複数のストリート(分割予定ライン)によって、複数の矩形状の領域に区画されている。そして、被加工物11の表面11a側のストリートによって区画された複数の領域にはそれぞれ、IC(Integrated Circuit)、LSI(Large Scale Integration)、LED(Light Emitting Diode)等のデバイス(不図示)が形成されている。
The
被加工物11を切削加工、レーザー加工等によってストリートに沿って分割することにより、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが製造される。また、被加工物11の分割前に、研削装置2を用いて被加工物11の裏面11b側を研削して被加工物11を薄化しておくと、薄型化されたデバイスチップが得られる。
By dividing the
ただし、被加工物11の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば被加工物11は、シリコン以外の半導体(GaAs、InP、GaN、SiC等)、サファイア、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等でなる任意の形状及び大きさのウェーハであってもよい。また、被加工物11に形成されるデバイスの種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はなく、被加工物11にはデバイスが形成されていなくてもよい。
However, there are no restrictions on the material, shape, structure, size, etc. of the
例えば被加工物11は、表面11a側が保持面10aと対向し、裏面11b側が上方に露出するように、チャックテーブル10上に配置される。この状態で吸引源の負圧を保持面10aに作用させると、被加工物11がチャックテーブル10によって吸引保持される。なお、被加工物11の表面11a側には、樹脂等でなり被加工物11の表面11a側(デバイス等)を保護する保護テープが貼付されていてもよい。この場合には、被加工物11が保護テープを介してチャックテーブル10の保持面10aで保持される。
For example, the
図2は、チャックテーブル10及び研削ユニット26を示す一部断面側面図である。チャックテーブル10の保持面10aは、保持面10aの中心を頂点とする円錐状に形成されており、保持面10aの径方向に対して僅かに傾斜している。そのため、被加工物11は保持面10aに沿って僅かに変形した状態で保持される。そして、チャックテーブル10は、保持面10aの後端側(支持構造6側)の領域10bが研削砥石38の下面と平行になるように、僅かに傾いた状態で配置される。
FIG. 2 is a partial cross-sectional side view showing the chuck table 10 and the grinding
なお、図2では説明の便宜上、保持面10aの傾斜を誇張して示しているが、実際の保持面10aの傾斜は小さい。例えば、保持面10aの直径が290mm以上310mm以下程度である場合には、保持面10aの中心の高さ位置と保持面10aの外周縁の高さ位置との差(円錐の高さに相当)は、20μm以上40μm以下程度に設定される。
Although the inclination of the holding
チャックテーブル10によって保持された被加工物11は、研削ホイール34の研削砥石38によって研削され、薄化される。また、被加工物11の研削中は、被加工物11及び研削砥石38に研削液が供給される。これにより、被加工物11及び研削砥石38が冷却されるとともに、加工によって生じた屑(加工屑)が洗い流される。
The
ここで、本実施形態においては、チャックテーブル10と研削ホイール34とをチャックテーブル10の保持面10aと平行な方向に沿って相対的に移動させて被加工物11を加工するクリープフィード研削と、チャックテーブル10と研削ホイール34とをチャックテーブル10の保持面10aと垂直な方向に沿って相対的に移動させて被加工物11を加工するインフィード研削とを実施することにより、被加工物11を薄化する。以下、研削装置2を用いた被加工物の研削方法の具体例を説明する。
Here, in the present embodiment, creep feed grinding is performed in which the chuck table 10 and the
まず、チャックテーブル10と研削ユニット26との位置関係を調節する(準備ステップ)。図3(A)は、準備ステップにおけるチャックテーブル10及び研削ユニット26を示す側面図である。準備ステップでは、研削砥石38が保持面10aの半径方向外側に位置付けられ、且つ、研削砥石38の下面がチャックテーブル10によって保持された被加工物11の上面(裏面11b)から所定の距離下方に位置付けられるように、チャックテーブル10及び研削ユニット26の位置が調節される。
First, the positional relationship between the chuck table 10 and the grinding
具体的には、被加工物11が研削ホイール34と重ならずに研削ホイール34の前方(図3(A)における紙面左側)に配置されるように、チャックテーブル10のX軸方向における位置が第1移動機構8(図1参照)によって制御される。また、研削砥石38の下面が被加工物11の裏面11bよりも下方に位置付けられるように、研削ユニット26のZ軸方向における位置が第2移動機構14(図1参照)によって制御される。
Specifically, the position of the chuck table 10 in the X-axis direction is set so that the
このときの被加工物11の裏面11bと研削砥石38の下面との高さ位置(Z軸方向における位置)の差ΔHが、後述の第1研削ステップにおける被加工物11の研削量(研削前後の被加工物11の厚さの差)の目標値に対応する。被加工物11がシリコンウェーハである場合には、例えばΔHの値は10μm程度に設定される。
At this time, the difference ΔH between the height position (position in the Z-axis direction) between the
次に、チャックテーブル10と研削ホイール34とを回転させながら、チャックテーブル10と研削ユニット26とを保持面10aと平行な方向に沿って相対的に移動させ、研削砥石38で被加工物11を外周縁から中心まで研削する(第1研削ステップ)。図3(B)は、第1研削ステップにおけるチャックテーブル10及び研削ユニット26を示す側面図である。
Next, while rotating the chuck table 10 and the
第1研削ステップでは、被加工物11をクリープフィード研削によって研削する。具体的には、まず、チャックテーブル10と研削ホイール34とをそれぞれ、チャックテーブル10の保持面10aと概ね垂直な回転軸の周りで回転させる。例えば、チャックテーブル10の回転数は300rpmに設定され、研削ホイール34の回転数は2000rpm以上3000rpm以下に設定される。
In the first grinding step, the
そして、チャックテーブル10及び研削ホイール34を回転させた状態で、チャックテーブル10をX軸方向に沿って研削ホイール34側に移動させる(第1加工送り)。これにより、チャックテーブル10と研削ホイール34とが、チャックテーブル10の保持面10aと平行な方向に沿って互いに接近する。なお、チャックテーブル10の移動速度(加工送り速度)は、例えば5mm/sに設定される。
Then, with the chuck table 10 and the
チャックテーブル10が移動して被加工物11の外周縁が研削砥石38の移動経路(回転経路)の前端(図3(B)における紙面左端)に到達すると、被加工物11の外周部が研削砥石38によって削り取られる。このとき、被加工物11はチャックテーブル10とともに回転しているため、被加工物11の外周部の全体が研削砥石38と接触して環状に研削される。
When the chuck table 10 moves and the outer peripheral edge of the
そして、チャックテーブル10は、被加工物11の中心が研削砥石38の移動経路の前端と重なる位置に配置されるまで、X軸方向に沿って移動する。その結果、被加工物11が外周縁から中心まで研削され、被加工物11の全体が薄化される。
Then, the chuck table 10 moves along the X-axis direction until the center of the
上記のように、本実施形態では、チャックテーブル10を回転させながらクリープフィード研削を行う。この場合、被加工物11の中心が研削砥石38の移動経路の前端の直下に到達した時点で、被加工物11の全体の研削が完了する。そのため、被加工物11の全体が研削砥石38の移動経路の前端の直下を通過するまでチャックテーブル10を移動させる必要がなく、チャックテーブル10の移動距離が大幅に短縮される。これにより、被加工物11の研削に要する時間が削減され、加工効率が向上する。
As described above, in the present embodiment, creep feed grinding is performed while rotating the chuck table 10. In this case, when the center of the
次に、チャックテーブル10と研削ユニット26とを保持面10aと垂直な方向に沿って相対的に移動させ、被加工物11と研削砥石38とを互いに離隔させる(離隔ステップ)。図4は、離隔ステップにおけるチャックテーブル10及び研削ユニット26を示す側面図である。
Next, the chuck table 10 and the grinding
離隔ステップでは、研削ユニット26を第2移動機構14(図1参照)によって僅かに上昇させ、研削砥石38を被加工物11から離隔させる。これにより、被加工物11と研削砥石38との間で摩擦が一時的に作用しない状態となり、被加工物11及び研削砥石38が冷却される。その結果、被加工物11の面焼け等の加工不良が防止される。また、後述の第2研削ステップにおいて、研削砥石38が被加工物11から離れた状態から改めて被加工物11に接触する。このとき、研削砥石38の下面側の摩耗が促進され、研削砥石38のコンディションが整えられる。
In the separation step, the grinding
なお、離隔ステップでは、チャックテーブル10及び研削ホイール34の回転を維持することが好ましい。これにより、離隔ステップの実施後、後述の第2研削ステップへスムーズに移行できる。
In the separation step, it is preferable to maintain the rotation of the chuck table 10 and the
ただし、被加工物11の研削に支障がなければ、離隔ステップを省略してもよい。例えば、被加工物11が、研削が容易な部材(シリコンウェーハ等)である場合には、面焼けや研削不良が生じにくいため、離隔ステップを省略しても被加工物11の研削が正常に行われやすい。この場合には、第1研削ステップの終了時における研削ユニット26の高さ位置が維持されたまま、後述の第2研削ステップが開始される。
However, if the grinding of the
ここで、前述の第1研削ステップにおいては、被加工物11が外周縁から中心まで研削される間に研削砥石38が摩耗し、研削砥石38の下面の高さ位置が変動することがある。この場合、研削の序盤(被加工物11の外周部の研削)と終盤(被加工物11の中心部の研削)とで、被加工物11の研削量が変動し、研削後の被加工物11の厚さにばらつきが生じることがある。例えば、第1研削ステップでシリコンウェーハを研削した場合、シリコンウェーハの中心部が外周部よりも1μm程度厚くなる。
Here, in the above-mentioned first grinding step, the grinding
そこで、本実施形態においては、第1研削ステップの実施後(離隔ステップを実施する場合は、離隔ステップの実施後)、チャックテーブル10と研削ホイール34とを回転させたまま、チャックテーブル10と研削ユニット26とを保持面10aと垂直な方向に沿って相対的に移動させ、研削砥石38で被加工物11を所定の仕上げ厚さになるまで研削する(第2研削ステップ)。図5(A)は、第2研削ステップにおけるチャックテーブル10及び研削ユニット26を示す側面図である。
Therefore, in the present embodiment, after the first grinding step is performed (in the case where the separation step is performed, after the separation step is performed), the chuck table 10 and the
第2研削ステップでは、被加工物11をインフィード研削によって研削する。具体的には、チャックテーブル10及び研削ホイール34の回転を維持したまま、第2移動機構14(図1参照)によって研削ユニット26をZ軸方向に沿って下降させる(第2加工送り)。これにより、チャックテーブル10と研削ホイール34とが、チャックテーブル10の保持面10aと垂直な方向に沿って互いに接近する。
In the second grinding step, the
なお、研削ユニット26の下降速度(加工送り速度)は、例えば0.2μm/s以上1μm/s以下に設定される。また、チャックテーブル10及び研削ホイール34の回転数は、第1研削ステップと同じであっても異なっていてもよい。
The descending speed (machining feed rate) of the grinding
研削砥石38の下面が被加工物11の上面(裏面11b)に到達すると、被加工物11の裏面11b側が研削砥石38によって削り取られ、被加工物11が薄化される。このとき、被加工物11の裏面11b側の全域が研削砥石38によって同時進行で徐々に研削されるため、被加工物11の各領域における研削量には差が生じにくい。その結果、研削後の被加工物11の厚さのばらつきが低減される。
When the lower surface of the
被加工物11の研削は、被加工物11の厚さが所定の仕上げ厚さになるまで継続される。図5(B)は、被加工物11の研削後のチャックテーブル10及び研削ユニット26を示す側面図である。そして、被加工物11の研削が完了すると、研削ユニット26が上昇して被加工物11と研削砥石38とが離隔されるとともに、チャックテーブル10及び研削ホイール34の回転が停止される。
Grinding of the
上記のような研削装置2を用いた被加工物11の研削は、制御部40(図1参照)で研削装置2の各構成要素の動作を制御することによって実現される。具体的には、制御部40の記憶部には、準備ステップ、第1研削ステップ、離隔ステップ、第2研削ステップの実施に必要な研削装置2の各構成要素(第1移動機構8、チャックテーブル10、第2移動機構14、研削ユニット26等)の一連の動作を記述するプログラムが記憶されている。そして、被加工物11の研削を実行する際には、制御部40が記憶部からプログラムを読み出して実行し、研削装置2の各構成要素に制御信号を出力する。これにより、研削装置2の稼働が制御され、本実施形態に係る被加工物の研削方法が自動で実施される。
Grinding of the
以上の通り、本実施形態に係る被加工物の研削方法では、チャックテーブル10と研削ユニット26とを保持面10aと平行な方向に沿って相対的に移動させる第1研削ステップ(クリープフィード研削)が、チャックテーブル10を回転させた状態で実施される。これにより、加工送り距離を短くすることができ、加工時間が短縮される。
As described above, in the method for grinding a workpiece according to the present embodiment, the first grinding step (creep feed grinding) in which the chuck table 10 and the grinding
また、本実施形態に係る被加工物の研削方法では、チャックテーブル10と研削ユニット26とを保持面10aと垂直な方向に沿って相対的に移動させる第2研削ステップ(インフィード研削)が、第1研削ステップの後に連続的に実施される。これにより、第1研削ステップ後の被加工物11の厚さを整えるために再度クリープフィード研削を実施する工程が不要となり、加工時間が短縮される。
Further, in the method for grinding a workpiece according to the present embodiment, a second grinding step (in-feed grinding) in which the chuck table 10 and the grinding
なお、被加工物11の研削量が多い場合には、クリープフィード研削を複数回実施した後にインフィード研削を実施してもよい。この場合には、1回目の第1研削ステップが完了した後、研削砥石38の下面が研削後の被加工物11の上面(裏面11b)から所定の距離下方に位置付けられるように、チャックテーブル10及び研削ユニット26の位置が改めて調節される(2回目の準備ステップ)。その後、チャックテーブル10をX軸方向に沿って移動させ、被加工物11を再度クリープフィード研削によって研削する(2回目の第1研削ステップ)。
When the amount of grinding of the
そして、上記のように準備ステップ及び第1研削ステップが複数回繰り返された後、インフィード研削が実施され(第2研削ステップ)、被加工物11の厚さが均一化される。なお、準備ステップ及び第1研削ステップの回数に制限はなく、被加工物11の材質、厚さ等に応じて適宜設定される。
Then, after the preparation step and the first grinding step are repeated a plurality of times as described above, in-feed grinding is performed (second grinding step), and the thickness of the
その他、上記実施形態に係る構造、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。 In addition, the structure, method, and the like according to the above-described embodiment can be appropriately modified and implemented as long as they do not deviate from the scope of the object of the present invention.
11 被加工物
11a 表面
11b 裏面
2 研削装置
4 基台
4a 開口
6 支持構造
8 第1移動機構(第1移動ユニット)
8a テーブルカバー
10 チャックテーブル(保持テーブル)
10a 保持面
10b 領域
12 防塵防滴カバー
14 第2移動機構(第2移動ユニット)
16 ガイドレール
18 移動テーブル
20 ボールねじ
22 パルスモータ
24 支持部材
26 研削ユニット
28 ハウジング
30 スピンドル
32 ホイールマウント
34 研削ホイール
36 基台
38 研削砥石
40 制御部(制御ユニット、制御装置)
11
8a Table cover 10 Chuck table (holding table)
16
Claims (2)
該研削装置は、
該被加工物を保持する保持面を有し、該保持面と垂直な方向に沿って回転軸が設定されたチャックテーブルと、
環状に配置された研削砥石を含む研削ホイールが装着され、該研削砥石で該被加工物を研削する研削ユニットと、を備え、
該研削砥石が該保持面の外側に位置付けられ、且つ、該研削砥石の下面が該チャックテーブルによって保持された該被加工物の上面から所定の距離下方に位置付けられるように、該チャックテーブルと該研削ユニットとの位置関係を調節する準備ステップと、
該準備ステップの実施後、該チャックテーブルと該研削ホイールとを回転させながら、該チャックテーブルと該研削ユニットとを該保持面と平行な方向に沿って相対的に移動させ、該研削砥石で該被加工物を外周縁から中心まで研削する第1研削ステップと、
該第1研削ステップの実施後、該チャックテーブルと該研削ホイールとを回転させたまま、該チャックテーブルと該研削ユニットとを該保持面と垂直な方向に沿って相対的に移動させ、該研削砥石で該被加工物を所定の仕上げ厚さになるまで研削する第2研削ステップと、を含むことを特徴とする被加工物の研削方法。 It is a grinding method of a workpiece that grinds the workpiece using a grinding device.
The grinding device is
A chuck table having a holding surface for holding the workpiece and having a rotation axis set along a direction perpendicular to the holding surface.
A grinding wheel including a grinding wheel arranged in an annular shape is mounted, and a grinding unit for grinding the workpiece with the grinding wheel is provided.
The chuck table and the chuck table so that the grinding wheel is positioned outside the holding surface and the lower surface of the grinding wheel is positioned a predetermined distance below the upper surface of the workpiece held by the chuck table. Preparation steps to adjust the positional relationship with the grinding unit,
After performing the preparation step, while rotating the chuck table and the grinding wheel, the chuck table and the grinding unit are relatively moved along a direction parallel to the holding surface, and the grinding wheel is used. The first grinding step, which grinds the workpiece from the outer peripheral edge to the center,
After performing the first grinding step, the chuck table and the grinding unit are relatively moved along the direction perpendicular to the holding surface while the chuck table and the grinding wheel are rotated, and the grinding is performed. A method for grinding a workpiece, which comprises a second grinding step of grinding the workpiece to a predetermined finish thickness with a grindstone.
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