JP2022113212A

JP2022113212A - 被加工物の研削方法

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Publication number: JP2022113212A
Application number: JP2021009275A
Authority: JP
Inventors: 弘樹宮本; Hiroki Miyamoto
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2021-01-25
Filing date: 2021-01-25
Publication date: 2022-08-04
Anticipated expiration: 2041-01-25
Also published as: KR20220107950A; TW202230504A; CN114789371A; JP7547019B2

Abstract

【課題】加工効率の低下を抑えつつ研削砥石のコンディションを改善させることが可能な被加工物の研削方法を提供する。
【解決手段】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、研削装置は、被加工物を保持する保持面を有し、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、研削砥石を含む研削ホイールが装着され、研削砥石で被加工物を研削する研削ユニットと、を備え、研削ホイールを回転させながら、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、研削砥石で被加工物を一端側から他端側まで研削する第１研削ステップと、チャックテーブルと研削ホイールとを回転させながら、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、研削砥石で被加工物を研削する第２研削ステップと、を含む。
【選択図】図１

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。

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。

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、研削装置を用いてウェーハを研削して薄化する工程が実施されることがある。研削装置は、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ており、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。

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軌跡と重なるように、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ながら、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。

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、研削砥石が被加工物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、チャックテーブルを回転させず、且つ、研削ホイールを回転させた状態で、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ことにより、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）。

特開２００５－２８５５０号公報

研削ホイールに含まれる研削砥石は、ダイヤモンド等でなる砥粒を結合材（ボンド材）で固定することによって形成される。そして、研削砥石の結合材から突出する砥粒が被加工物に衝突することにより、被加工物に研削加工が施される。また、研削砥石による被加工物の研削を継続すると、結合材が摩耗し、露出している砥粒が脱落するとともに結合材の内部に埋め込まれている砥粒が新たに露出する。この現象は自生発刃と呼ばれており、自生発刃によって研削砥石の研削能力が維持される。

ここで、クリープフィード研削では、研削砥石が被加工物の側面から内側に向かって衝突して被加工物を研削する。そのため、研削砥石の側面側では摩耗が生じやすいが、研削砥石の下面側では摩耗が生じにくい。その結果、研削砥石の下面側において自生発刃が適度な頻度で発生せず、研削砥石の研削能力が低下することがある。また、研削加工によって生じた屑（研削屑）が研削砥石の下面側に蓄積され、砥粒の突出が不十分になることがある（目詰まり）。

上記のようにクリープフィード研削中に研削砥石のコンディションが悪化すると、加工不良が生じやすくなる。そのため、クリープフィード研削の途中には、研削砥石を所定の部材に衝突させて研削砥石を意図的に摩耗させる、ドレッシング工程が実施されることがある。しかしながら、研削砥石のドレッシングを行うと、被加工物の加工が中断してしまい、加工効率が低下する。

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、加工効率の低下を抑えつつ研削砥石のコンディションを改善させることが可能な被加工物の研削方法の提供を目的とする。

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、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、該研削砥石が該チャックテーブルによって保持された該被加工物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第１準備ステップと、該第１準備ステップの実施後、該研削ホイールを回転させながら、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一端側から他端側まで研削する第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の回転軸と該研削砥石の軌道とが重なるように、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第２準備ステップと、該第２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。

なお、好ましくは、該被加工物の研削方法では、該第１準備ステップ、該第１研削ステップ、該第２準備ステップ、及び該第２研削ステップを、それぞれ２回以上実施する。

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研削ステップの実施後に、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研削ステップが実施される。これにより、研削砥石の下面側の摩耗が促進され、研削砥石のコンディションが改善される。また、第２研削ステップでは、研削砥石の下面側のドレッシングが、被加工物の研削と同時進行で実施される。そのため、研削砥石のドレッシング中にも被加工物の研削が続行され、加工効率が向上する。

研削装置を示す一部断面側面図である。チャックテーブル及び研削ユニットを示す斜視図である。図３（Ａ）は第１準備ステップにおけるチャックテーブル及び研削ユニットを示す側面図であり、図３（Ｂ）は第１研削ステップにおけるチャックテーブル及び研削ユニットを示す側面図である。図４（Ａ）は第２準備ステップにおけるチャックテーブル及び研削ユニットを示す側面図であり、図４（Ｂ）は第２研削ステップにおけるチャックテーブル及び研削ユニットを示す側面図である。

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を示す一部断面側面図である。なお、図１において、Ｘ軸方向（第１加工送り方向、第１水平方向、前後方向）とＹ軸方向（第２水平方向、左右方向）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。

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、直方体状の開口４ａが設けられている。そして、開口４ａの内側には、研削装置２による加工の対象となる被加工物１１を保持するチャックテーブル（保持テーブル）６が設けられている。チャックテーブル６の上面は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と概ね平行な平坦面であり、被加工物１１を保持する保持面６ａを構成している。

また、基台４の内側には、移動機構（移動ユニット）８が設けられている。移動機構８は、チャックテーブル６に連結されており、チャックテーブル６をＸ軸方向に沿って移動させる。具体的には、移動機構８は、Ｘ軸方向に沿って配置されたボールねじ１０を備える。ボールねじ１０は、チャックテーブル６に連結されたナット部（不図示）に螺合されている。また、ボールねじ１０の端部には、ボールねじ１０を回転させるパルスモータ１２が連結されている。パルスモータ１２でボールねじ１０を回転させると、チャックテーブル６がＸ軸方向に沿って移動する。

また、チャックテーブル６には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。この回転駆動源は、チャックテーブル６を保持面６ａと概ね垂直な回転軸（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６の回転軸は、保持面６ａと垂直な方向に沿って設定されている。

チャックテーブル６及び移動機構８の後方（図１の紙面右側）には、直方体状の支持構造（コラム）１４が設けられている。そして、支持構造１４の表面側（前面側）には、移動機構（移動ユニット）１６が設けられている。移動機構１６は、チャックテーブル６と後述の研削ユニット２８とを、チャックテーブル６の保持面６ａと垂直な方向（Ｚ軸方向）に沿って接近及び離隔させる。

具体的には、移動機構１６は、支持構造１４の表面側に固定された一対のガイドレール１８を備える。一対のガイドレール１８は、Ｙ軸方向において互いに離隔した状態で、Ｚ軸方向に沿って配置されている。また、一対のガイドレール１８には、平板状の移動プレート２０が、ガイドレール１８に沿ってスライド可能な状態で装着されている。

移動プレート２０の裏面側（背面側）には、ナット部２２が設けられている。また、一対のガイドレール１８の間にはボールねじ２４がＺ軸方向に沿って設けられており、ボールねじ２４はナット部２２に螺合されている。そして、ボールねじ２４の端部には、ボールねじ２４を回転させるパルスモータ２６が連結されている。パルスモータ２６でボールねじ２４を回転させると、移動プレート２０がガイドレール１８に沿ってＺ軸方向に移動（昇降）する。

移動プレート２０の表面側（前面側）には、被加工物１１を研削する研削ユニット２８が装着されている。研削ユニット２８は、移動プレート２０の表面側に固定された中空の円柱状の支持部材３０を備える。支持部材３０には、円柱状のハウジング３２が収容されている。ハウジング３２の下面側は、ゴム等でなる緩衝部材３４を介して、支持部材３０の底面によって支持されている。

ハウジング３２には、Ｚ軸方向に沿って配置された円柱状のスピンドル３６が収容されている。スピンドル３６の先端部（下端部）は、ハウジング３２から露出しており、支持部材３０の底部に設けられた開口を介して支持部材３０の下面から下方に突出している。また、スピンドル３６の基端部（上端部）には、スピンドル３６を回転させるモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。

スピンドル３６の先端部には、金属等でなる円盤状のマウント３８が固定されている。そして、マウント３８の下面側に、被加工物１１を研削する環状の研削ホイール４０が装着される。例えば研削ホイール４０は、ボルト等の固定具によってマウント３８に固定される。

研削ホイール４０は、アルミニウム、ステンレス等の金属でなりマウント３８と概ね同径に形成された環状の基台４２を備える。基台４２の上面側は、マウント３８の下面側に固定される。また、基台４２の下面側には、複数の研削砥石４４が固定されている。例えば、複数の研削砥石４４は直方体状に形成され、基台４２の周方向に沿って概ね等間隔で環状に配列されている。

研削砥石４４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（ボンド材）で固定することによって形成される。ただし、研削砥石４４の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。また、研削砥石４４の数も任意に設定できる。

研削ホイール４０は、スピンドル３６の基端部に連結された回転駆動源からスピンドル３６及びマウント３８を介して伝達される動力により、チャックテーブル６の保持面６ａと概ね垂直な回転軸（Ｚ軸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４０の回転軸は、保持面６ａと垂直な方向に沿って設定されている。そして、チャックテーブル６によって保持された被加工物１１の上面側に回転する研削砥石４４を接触させると、被加工物１１の上面側が削り取られる。これにより、被加工物１１に研削加工が施され、被加工物１１が薄化される。

研削装置２の各構成要素（チャックテーブル６、移動機構８、移動機構１６、研削ユニット２８等）は、研削装置２を制御する制御ユニット（制御部、制御装置）４６に接続されている。制御ユニット４６は、研削装置２の構成要素の動作を制御する制御信号を生成して、研削装置２の稼働を制御する。

例えば制御ユニット４６は、コンピュータによって構成され、研削装置２の稼働に必要な演算を行う演算部と、研削装置２の稼働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含む。演算部は、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、主記憶装置、補助記憶装置等として機能する各種のメモリを含んで構成される。

被加工物１１は、チャックテーブル６によって保持された状態で、研削ユニット２８によって研削される。図２は、チャックテーブル６及び研削ユニット２８を示す斜視図である。

チャックテーブル６は、ＳＵＳ（ステンレス鋼）等の金属、ガラス、セラミックス、樹脂等でなる円柱状の枠体（本体部）４８を備える。枠体４８の上面４８ａ側の中央部には、円柱状の凹部４８ｂが設けられている。また、凹部４８ｂには、ポーラスセラミックス等の多孔質部材でなる円盤状の保持部材５０が嵌め込まれている。保持部材５０は、内部に保持部材５０の上面から下面に連通する空孔（流路）を含んでいる。保持部材５０の上面５０ａは、チャックテーブル６によって被加工物１１を保持する際に被加工物１１を吸引する吸引面に相当する。

凹部４８ｂの深さと保持部材５０の厚さとは概ね同一に設定され、枠体４８の上面４８ａと保持部材５０の上面５０ａとは概ね同一平面上に配置される。そして、枠体４８の上面４８ａと保持部材５０の上面５０ａとによって、チャックテーブル６の保持面６ａが構成される。保持面６ａは、保持部材５０に含まれる空孔、枠体４８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。

チャックテーブル６の保持面６ａ上に、被加工物１１が配置される。例えば被加工物１１は、シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハであり、互いに概ね平行な表面（第１面）１１ａ及び裏面（第２面）１１ｂを含む。

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、ストリートによって区画された複数の領域の表面１１ａ側にはそれぞれ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイス等のデバイス（不図示）が形成されている。

被加工物１１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。また、被加工物１１の分割前に、被加工物１１の裏面１１ｂ側を研削装置２によって研削して被加工物１１を薄化することにより、薄型化されたデバイスチップが得られる。

ただし、被加工物１１の種類、材質、大きさ、形状、構造等に制限はない。例えば被加工物１１は、シリコン以外の半導体（ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＳｉＣ等）、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等でなる円盤状のウェーハ（基板）であってもよい。また、被加工物１１は、ＣＳＰ（Chip Size Package）基板、ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded package）基板等のパッケージ基板であってもよい。

例えば被加工物１１は、表面１１ａ側が保持面６ａに対向し、裏面１１ｂ側が上方に露出するように、チャックテーブル６上に配置される。この状態で保持面６ａに吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、被加工物１１がチャックテーブル６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）を保護する保護シートが貼付されていてもよい。この場合には、被加工物１１が保護シートを介してチャックテーブル６の保持面６ａで保持される。

チャックテーブル６によって保持された被加工物１１は、研削ホイール４０に含まれる研削砥石４４によって研削され、薄化される。また、研削ユニット２８の内部又は近傍には、純水等の液体（研削液）を供給するための研削液供給路（不図示）が設けられている。研削砥石４４によって被加工物１１を研削する際には、研削液が被加工物１１及び研削砥石４４に供給される。これにより、被加工物１１及び研削砥石４４が冷却されるとともに、研削加工によって発生した屑（研削屑）が洗い流される。

本実施形態においては、チャックテーブル６と研削ホイール４０とを保持面６ａと平行な方向に沿って相対的に移動させて被加工物１１を研削するクリープフィード研削と、チャックテーブル６と研削ホイール４０とを保持面６ａと垂直な方向に沿って相対的に移動させて被加工物１１を研削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。

まず、チャックテーブル６と研削ユニット２８との位置関係を調節する（第１準備ステップ）。図３（Ａ）は、第１準備ステップにおけるチャックテーブル６及び研削ユニット２８を示す側面図である。第１準備ステップでは、研削砥石４４がチャックテーブル６によって保持された被加工物１１の外側に位置付けられ、且つ、研削砥石４４の下面がチャックテーブル６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６及び研削ユニット２８の位置が調節される。

具体的には、被加工物１１が研削ホイール４０と重ならず研削ホイール４０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６のＸ軸方向における位置が移動機構８（図１参照）によって制御される。また、研削砥石４４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２８のＺ軸方向における位置が移動機構１６（図１参照）によって制御される。このときの被加工物１１の裏面１１ｂと研削砥石４４の下面との高さ位置（Ｚ軸方向における位置）の差ΔＨが、次の第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）の目標値に相当する。

次に、研削ホイール４０を回転させながら、チャックテーブル６と研削ユニット２８とを保持面６ａと平行な方向に沿って相対的に移動させ、研削砥石４４で被加工物１１を一端側から他端側まで研削する（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６及び研削ユニット２８を示す側面図である。

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、スピンドル３６を回転させることにより、研削ホイール４０をチャックテーブル６の保持面６ａと概ね垂直な回転軸の周りで回転させる。例えば、研削ホイール４０の回転数は１０００ｒｐｍ以上３０００ｒｐｍ以下に設定される。

そして、研削ホイール４０を回転させた状態で、チャックテーブル６を回転させずにＸ軸方向に沿って研削ホイール４０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６と研削ホイール４０とが、チャックテーブル６の保持面６ａ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６の移動速度（加工送り速度）は、例えば１ｍｍ／ｓ以上２０ｍｍ／ｓ以下に設定される。

チャックテーブル６が移動して、被加工物１１の一端（被加工物１１の移動方向における前端、図３（Ｂ）における紙面右端）が研削砥石４４の軌道に到達すると、被加工物１１の一端部が研削砥石４４によって削り取られる。そして、チャックテーブル６は、被加工物１１の他端（被加工物１１の移動方向における後端、図３（Ｂ）における紙面左端）が研削砥石４４の軌跡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が一端側から他端側まで研削され、被加工物１１の全体が薄化される。

上記のクリープフィード研削では、研削砥石４４が被加工物１１の側面から内側に向かって衝突して被加工物を研削するため、研削砥石４４の側面側では摩耗が生じやすいが、研削砥石４４の下面側では摩耗が生じにくい。すなわち、研削中において研削砥石４４の下面のＺ軸方向における位置が変動しにくい。その結果、被加工物１１の研削量の誤差が低減される。

また、研削後の被加工物１１の裏面１１ｂ側には、研削砥石４４の軌跡に沿って形成された円弧状の傷（研削痕、ソーマーク）が残存する。そして、クリープフィード研削においては、チャックテーブル６が回転しない状態で被加工物１１が研削されるため、研削後の被加工物１１の裏面１１ｂ側には、複数の研削痕が概ね平行に形成される。このように、研削痕の向きを揃えることにより、研削後の被加工物１１の強度の異方性を制御できる。

しかしながら、上記の通りクリープフィード研削では研削砥石４４の下面側で摩耗が生じにくいため、研削砥石４４の下面側において自生発刃が生じにくい。また、研削屑が研削砥石４４の下面側に蓄積されやすく、研削砥石４４の砥粒の突出が不十分になることがある（目詰まり）。従って、クリープフィード研削のみを長時間実施すると、研削砥石４４の研削能力が低下することがある。

そこで、本実施形態においては、クリープフィード研削の実施後、被加工物１１をインフィード研削によって研削する。これにより、研削砥石４４の下面側の摩耗が促進され、研削砥石４４のコンディションが良好に維持される。

まず、第１研削ステップの実施後に、チャックテーブル６と研削ユニット２８との位置関係を調節する（第２準備ステップ）。図４（Ａ）は、第２準備ステップにおけるチャックテーブル６及び研削ユニット２８を示す側面図である。第２準備ステップでは、チャックテーブル６の回転軸と研削砥石４４の軌道とが重なるように、チャックテーブル６と研削ユニット２８との位置関係が調節される。なお、研削砥石４４の軌道は、研削ホイール４０を回転させた際に複数の研削砥石４４がそれぞれ通過する環状の経路（移動経路、回転経路）に相当する。

具体的には、まず、研削ユニット２８を移動機構１６（図１参照）によって上昇させ、研削砥石４４を被加工物１１から離隔させる。そして、チャックテーブル６の回転軸が研削砥石４４の軌道と重なるように、チャックテーブル６のＸ軸方向における位置が移動機構８（図１参照）によって制御される。例えば、保持面６ａの中心及び被加工物１１の中心が、研削ホイール４０の前端部（図４（Ａ）における紙面左端部）に配置されている研削砥石４４と重なるように、チャックテーブル６の位置が調節される。

次に、チャックテーブル６と研削ユニット２８とを回転させながら、チャックテーブル６と研削ユニット２８とを保持面６ａと垂直な方向に沿って相対的に移動させ、研削砥石４４で被加工物１１を研削する（第２研削ステップ）。図４（Ｂ）は、第２研削ステップにおけるチャックテーブル６及び研削ユニット２８を示す側面図である。

第２研削ステップでは、被加工物１１にインフィード研削を施す。具体的には、チャックテーブル６及び研削ホイール４０を回転させた状態で、研削ユニット２８を移動機構１６（図１参照）によって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６と研削ホイール４０とが、チャックテーブル６の保持面６ａと垂直な方向に沿って互いに接近する。

研削砥石４４の下面が被加工物１１の上面（裏面１１ｂ）に接触すると、被加工物１１の裏面１１ｂ側が研削砥石４４によって削り取られ、被加工物１１が薄化される。そして、被加工物１１の厚さが所定の厚さになるまで、被加工物１１の研削が継続される。

上記の第２研削ステップでは、被加工物１１と接触する研削砥石４４の下面側で摩耗が生じ、自生発刃が促進されるとともに目詰まりが解消される。すなわち、被加工物１１の研削と同時に、研削砥石４４の下面側のドレッシングが行われる。その結果、研削砥石４４のコンディションが改善され、研削砥石４４の研削能力が回復する。

第２研削ステップにおける被加工物１１の加工条件は、研削砥石４４の下面側に適切なドレッシングが施されるように設定される。例えば、被加工物１１の研削量は、１０μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは２０μｍ以上４０μｍ以下に設定される。また、チャックテーブル６の回転数は、例えば１００ｒｐｍ以上３００ｒｐｍに設定される。さらに、研削ユニット２８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。

なお、第２研削ステップでは、被加工物１１の薄化を主たる目的とする通常のインフィード研削を実施する場合よりも、研削ホイール４０の回転数を低速に設定することが好ましい。これにより、研削砥石４４の下面側の摩耗が促進され、研削砥石４４のコンディションが短時間で改善する。具体的には、研削ホイール４０の回転数は、例えば２０００ｒｐｍ以上３０００ｒｐｍ以下であることが好ましい。

その後、第１準備ステップ（図３（Ａ）参照）と同じ内容の第３準備ステップと、第１研削ステップ（図３（Ｂ）参照）と同じ内容の第３研削ステップとが順に実施され、クリープフィード研削が再開される。なお、第３研削ステップにおいては、第２研削ステップの実施によってコンディションが改善された研削砥石４４で被加工物１１が研削される。これにより、加工品質が向上し、加工不良の発生が抑制される。そして、被加工物１１の厚さが所定の目標値（仕上げ厚さ）になるまで被加工物１１が薄化されると、被加工物１１の研削加工が完了する。

上記の研削装置２による被加工物１１の研削は、制御ユニット４６（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、制御ユニット４６の記憶部には、第１準備ステップ、第１研削ステップ、第２準備ステップ、第２研削ステップ、第３準備ステップ、第３研削ステップの実施に必要な研削装置２の各構成要素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、制御ユニット４６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。

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６と研削ユニット２８とを保持面６ａ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）の実施後に、チャックテーブル６と研削ユニット２８とを保持面６ａ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）が実施される。これにより、研削砥石４４の下面側における摩耗が促進され、研削砥石４４のコンディションが改善される。

また、第２研削ステップ（インフィード研削）では、研削砥石４４の下面側のドレッシングが、被加工物１１の研削と同時進行で実施される。そのため、研削砥石４４のドレッシング中にも被加工物１１の研削が続行され、加工効率が向上する。

なお、本実施形態に係る被加工物の研削方法において、クリープフィード研削（第１準備ステップ及び第１研削ステップ）の実施回数、及び、インフィード研削（第２準備ステップ及び第２研削ステップ）の実施回数は、被加工物１１の材質、研削量等に応じて適宜設定できる。すなわち、第１準備ステップ、第１研削ステップ、第２準備ステップ、第２研削ステップを、それぞれ２回以上実施してもよい。

例えば、クリープフィード研削（第１準備ステップ及び第１研削ステップ）が１回又は２回以上連続して実施された後、インフィード研削（第２準備ステップ及び第２研削ステップ）が１回実施され、研削砥石４４のコンディションが改善される。その後、同様にクリープフィード研削とインフィード研削とが順に繰り返されることにより、被加工物１１が薄化される。これにより、研削砥石４４のコンディションを良好に維持したまま、被加工物１１を所望の厚さになるまで薄化することができる。

ただし、被加工物１１に最後に施される研削加工は、クリープフィード研削（第３研削ステップ）であることが好ましい。これにより、研削加工後の被加工物１１の厚さのばらつきが低減されるとともに、研削加工後の被加工物１１の強度の異方性が制御される。

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。

１１被加工物
１１ａ表面（第１面）
１１ｂ裏面（第２面）
２研削装置
４基台
４ａ開口
６チャックテーブル（保持テーブル）
６ａ保持面
８移動機構（移動ユニット）
１０ボールねじ
１２パルスモータ
１４支持構造（コラム）
１６移動機構（移動ユニット）
１８ガイドレール
２０移動プレート
２２ナット部
２４ボールねじ
２６パルスモータ
２８研削ユニット
３０支持部材
３２ハウジング
３４緩衝部材
３６スピンドル
３８マウント
４０研削ホイール
４２基台
４４研削砥石
４６制御ユニット（制御部、制御装置）
４８枠体（本体部）
４８ａ上面
４８ｂ凹部
５０保持部材
５０ａ上面

Claims

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、
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、
該研削砥石が該チャックテーブルによって保持された該被加工物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第１準備ステップと、
該第１準備ステップの実施後、該研削ホイールを回転させながら、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一端側から他端側まで研削する第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の回転軸と該研削砥石の軌道とが重なるように、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第２準備ステップと、
該第２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。
該第１準備ステップ、該第１研削ステップ、該第２準備ステップ、及び該第２研削ステップを、それぞれ２回以上実施することを特徴とする請求項１記載の被加工物の研削方法。