JP2022158456A - 研削方法 - Google Patents

研削方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2022158456A
JP2022158456A JP2021063374A JP2021063374A JP2022158456A JP 2022158456 A JP2022158456 A JP 2022158456A JP 2021063374 A JP2021063374 A JP 2021063374A JP 2021063374 A JP2021063374 A JP 2021063374A JP 2022158456 A JP2022158456 A JP 2022158456A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
grinding
workpiece
chuck table
grindstone
grinding wheel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021063374A
Other languages
English (en)
Inventor
佳一 鈴木
Keiichi Suzuki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Disco Corp
Original Assignee
Disco Abrasive Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Disco Abrasive Systems Ltd filed Critical Disco Abrasive Systems Ltd
Priority to JP2021063374A priority Critical patent/JP2022158456A/ja
Priority to KR1020220032771A priority patent/KR20220137538A/ko
Priority to TW111109914A priority patent/TW202239518A/zh
Priority to CN202210292801.4A priority patent/CN115194581A/zh
Priority to US17/656,357 priority patent/US11980993B2/en
Priority to DE102022202968.2A priority patent/DE102022202968A1/de
Publication of JP2022158456A publication Critical patent/JP2022158456A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/27—Work carriers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/06—Work supports, e.g. adjustable steadies
    • B24B41/061—Work supports, e.g. adjustable steadies axially supporting turning workpieces, e.g. magnetically, pneumatically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/20—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground
    • B24B7/22—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B24B7/228—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain for grinding thin, brittle parts, e.g. semiconductors, wafers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/04—Headstocks; Working-spindles; Features relating thereto
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/06—Work supports, e.g. adjustable steadies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B47/00—Drives or gearings; Equipment therefor
    • B24B47/20—Drives or gearings; Equipment therefor relating to feed movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B47/00—Drives or gearings; Equipment therefor
    • B24B47/22—Equipment for exact control of the position of the grinding tool or work at the start of the grinding operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/02—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent
    • B24B49/04—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent involving measurement of the workpiece at the place of grinding during grinding operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/04—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor involving a rotary work-table
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/20—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground
    • B24B7/22—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

【課題】従来の研削方法に比べて、板状のワークピースの中央部の表面粗さと外周部の表面粗さとの差を小さく抑えることができる新たな研削方法を提供する。【解決手段】研削方法であって、チャックテーブルと研削ホイールとの相対的な傾きを第１の状態に調整した上で、ワークピースに砥石を接触させてワークピースを研削する第１の研削ステップと、チャックテーブルと研削ホイールとの相対的な傾きを第１の状態とは異なる第２の状態に調整した上で、ワークピースに砥石を接触させてワークピースを研削する第２の研削ステップと、を含む。第２の研削ステップでは、第１の研削ステップに比べて表面粗さを小さくできる条件でワークピースを研削する。【選択図】図６

Description

本発明は、ウェーハのような板状のワークピースを研削する際に適用される研削方法に関する。
小型で軽量なデバイスチップを実現するために、集積回路等のデバイスが表面側に設けられたウェーハを薄く加工する機会が増えている。ウェーハの表面側をチャックテーブルで保持し、砥粒を含む複数の砥石が固定された研削ホイールと、チャックテーブルと、をともに回転させて、純水等の液体を供給しながらウェーハの裏面に砥石を押し当てることで、このウェーハを研削して薄くできる（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１４－１２４６９０号公報
ところで、砥石がチャックテーブルの回転軸を通り抜けるように研削ホイールとチャックテーブルとを互いに回転させる、いわゆるインフィード研削と呼ばれる研削方法では、ウェーハの中央部の表面粗さと外周部の表面粗さとに差が生じ易い。表面粗さの差は、デバイスチップの力学的な強度の差につながるので、研削後のウェーハの中央部の表面粗さと外周部の表面粗さとの差をできるだけ小さく抑えたいという要望があった。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来の研削方法に比べて、板状のワークピースの中央部の表面粗さと外周部の表面粗さとの差を小さく抑えることができる新たな研削方法を提供することである。
本発明の一側面によれば、保持面を有するチャックテーブルと、環状に配置された複数の砥石を有する研削ホイールとを、該複数の砥石が該チャックテーブルの回転軸を通り抜けるように、ともに回転させながら、該チャックテーブルの該保持面により保持された板状のワークピースを該研削ホイールで研削する研削方法であって、該砥石と該保持面との距離が、該チャックテーブルの該回転軸と重なる位置に比べて他の位置で大きくなるように、該チャックテーブルと該研削ホイールとの相対的な傾きを第１の状態に調整した上で、該保持面と該砥石とを相対的に接近させることにより、該ワークピースに該砥石を接触させて該ワークピースを研削する第１の研削ステップと、該第１の研削ステップの後、該砥石を該ワークピースから離して該ワークピースの研削を停止する研削停止ステップと、該研削停止ステップの後、該チャックテーブルの該回転軸と重なる位置で該ワークピースに該砥石が接触しないように、該チャックテーブルと該研削ホイールとの相対的な傾きを該第１の状態とは異なる第２の状態に調整した上で、該保持面と該砥石とを相対的に接近させることにより、該ワークピースに該砥石を接触させて該ワークピースを研削する第２の研削ステップと、を含み、該第２の研削ステップでは、該第１の研削ステップに比べて表面粗さが小さくなる条件で該ワークピースを研削する研削方法が提供される。
好ましくは、該第２の研削ステップでは、該第１の研削ステップに比べて該チャックテーブルを遅く回転させる。また、好ましくは、該第２の研削ステップでは、該第１の研削ステップに比べて該研削ホイールを速く回転させる。また、好ましくは、該第２の研削ステップでは、該第１の研削ステップに比べて該保持面と該砥石とを遅く接近させる。
砥石がチャックテーブルの回転軸を通り抜けるようにチャックテーブルと研削ホイールとをともに回転させるインフィード研削と呼ばれる研削方法では、単位時間当たりに除去されるワークピースの体積が、その中央部に比べて外周部で大きくなる。そのため、研削後のワークピースの外周部の表面粗さが、中央部の表面粗さに比べて大きくなり易い。
そこで、本発明の一側面にかかる研削方法では、チャックテーブルと研削ホイールとの相対的な傾きを第１の状態に調整することで、中央部が薄くなるようにワークピースを研削し（第１の研削ステップ）、その後、チャックテーブルと研削ホイールとの相対的な傾きを第１の状態とは異なる第２の状態に調整することで、中央部が除去されないようにワークピースを研削する（第２の研削ステップ）。
更に、第２の研削ステップでは、第１の研削ステップに比べて表面粗さが小さくなる条件でワークピースを研削する。これらにより、ワークピースの外周部の表面粗さを中央部の表面粗さとは別に調整して、小さくできる。つまり、従来の研削方法に比べて、ワークピースの中央部の表面粗さと外周部の表面粗さとの差を小さく抑えることができる。
図１は、研削装置の例を示す断面図である。 図２は、ワークピースが研削される様子を示す斜視図である。 図３は、ワークピースが第１の条件で研削される様子を示す断面図である。 図４は、第１の条件で研削された後のワークピースを示す断面図である。 図５は、砥石がワークピースから離れた状態を示す断面図である。 図６は、ワークピースが第２の条件で研削される様子を示す断面図である。 図７は、第２の条件で研削された後のワークピースを示す断面図である。 図８は、変形例において第１の条件で研削された後のワークピースを示す断面図である。 図９は、変形例において第２の条件で研削された後のワークピースを示す断面図である。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態で使用される研削装置２を示す断面図であり、図２は、この研削装置２で板状のワークピース１１が研削される様子を示す斜視図である。図１に示すように、研削装置２は、複数の構成要素を支持する直方体状の基台４を有している。
基台４の上部には、ワークピース１１を保持できるチャックテーブル１０が配置されている。チャックテーブル１０は、例えば、ステンレス鋼に代表される金属を用いて形成された円柱状（円盤状）の枠体１０ａを含む。枠体１０ａの上面側には、円形状の開口を上端に持つ凹部が形成されている。
この凹部には、セラミックス等を用いて多孔質の円盤状に形成された保持板１０ｂが固定されている。保持板１０ｂの上面１０ｃは、例えば、円錐の側面に相当する形状に構成されている。枠体１０ａの内部には、凹部の底に一端側が開口する流路（不図示）が設けられており、この流路の他端側は、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。
つまり、保持板１０ｂの下面側は、枠体１０ａの内部に設けられた流路やバルブ等を介して、吸引源に接続されている。そのため、保持板１０ｂの上面１０ｃにワークピース１１を載せて、バルブを開き、吸引源の負圧を作用させれば、ワークピース１１の下面側がチャックテーブル１０により吸引される。このように、保持板１０ｂの上面１０ｃは、ワークピース１１を吸引して保持する保持面として機能する。
枠体１０ａの下面側には、円盤状のテーブル基台１２が固定されている。テーブル基台１２の下部には、モーター等の回転駆動源１４が接続されている。つまり、チャックテーブル１０は、テーブル基台１２を介して回転駆動源１４に連結されている。回転駆動源１４を動作させることで、チャックテーブル１０は、保持面（上面１０ｃ）の中心を通る所定の回転軸１０ｄの周りに回転する。
テーブル基台１２の下方には、テーブル基台１２の傾きを調整できる傾き調整機構１６が配置されている。傾き調整機構１６は、１つの固定支持部１６ａと、２つの可動支持部１６ｂとを含む。１つの固定支持部１６ａと２つの可動支持部１６ｂとは、テーブル基台１２の周の方向において等しい角度の間隔（すなわち、１２０°の間隔）で配置され、それぞれの上端部が、テーブル基台１２の下面に接続されている。なお、図１では、２つの可動支持部１６ｂの１つが示されている。
固定支持部１６ａの上端の高さは、一定である。一方で、可動支持部１６ｂは、その上端の高さを変更できるように構成されている。可動支持部１６ｂの上端の高さを変更することにより、チャックテーブル１０の回転軸１０ｄの向き（角度）を所定の範囲内で調整できる。
チャックテーブル１０の近傍には、厚さ測定ユニット１８が設けられている。厚さ測定ユニット１８は、枠体１０ａの上方に配置される第１の高さ測定器１８ａと、保持板１０ｂの上方に配置される第２の高さ測定器１８ｂと、を含む。例えば、枠体１０ａの上面の高さを第１の高さ測定器１８ａで測定し、チャックテーブル１０に保持されたワークピース１１の上面の高さを第２の高さ測定器１８ｂで測定することにより、これらの測定値の差がワークピース１１の厚さとして算出される。
また、チャックテーブル１０の近傍には、研削液供給ユニット１９が設けられている。研削液供給ユニット１９は、基台４から上方に向かって伸びるパイプ部１９ａと、パイプ部１９ａの上端からチャックテーブル１０の回転軸１０ｄに向かって概ね水平な方向に伸びるノズル部１９ｂと、を含む。パイプ部１９ａの下端側は、純水等の研削液を貯留する研削液供給源（不図示）に接続されている。
基台４の側端には、上方に向かって伸びる角柱状の支持構造６が設けられている。支持構造６のチャックテーブル１０側の側面には、研削送りユニット２０が設けられている。研削送りユニット２０は、支持構造６のチャックテーブル１０側の側面に固定され上下に長い一対のガイドレール２０ａを含む。各ガイドレール２０ａには、移動プレート２０ｂがスライドできる態様で取り付けられている。
移動プレート２０ｂの支持構造６側の面には、ボールねじを構成するナット部２０ｃが設けられており、このナット部２０ｃには、上下に長いねじ軸２０ｄが回転できる態様で連結されている。ねじ軸２０ｄの一端部には、モーター２０ｅが接続されている。モーター２０ｅによってねじ軸２０ｄを回転させることで、移動プレート２０ｂはガイドレール２０ａに沿って上下に（図１のＺ軸に沿って）移動する。
移動プレート２０ｂの支持構造６とは反対側の面には、研削ユニット２２が設けられている。研削ユニット２２は、底のある円筒状の保持具２２ａを含む。保持具２２ａの側面は、移動プレート２０ｂに固定されており、保持具２２ａの内側には、筒状のスピンドルハウジング２２ｂが収容されている。スピンドルハウジング２２ｂは、任意のスペーサー２２ｃ等を介して保持具２２ａの底に支持されている。
スピンドルハウジング２２ｂの内側には、円柱状のスピンドル２２ｄの一部が収容されている。スピンドル２２ｄの上端側には、モーター等の回転駆動源（不図示）が接続されている。回転駆動源を動作させると、スピンドル２２ｄは、その軸心に対して概ね平行な回転軸２２ｅの周りに回転する。
スピンドル２２ｄの下端部は、スピンドルハウジング２２ｂの下端から外部に露出している。このスピンドル２２ｄの下端部には、円形の上面及び下面を有する円盤状のマウント２２ｆの上面側が固定されている。マウント２２ｆの下面には、研削ホイール２４が装着されている。
研削ホイール２４は、ステンレス鋼やアルミニウム等の金属でマウント２２ｆと概ね同径に形成された環状のホイール基台２６を備えている。研削ホイール２４をマウント２２ｆに装着する際には、このホイール基台２６の環状の上面をマウント２２ｆの円形の下面に接触させる。ホイール基台２６の環状の下面には、ダイヤモンドやｃＢＮ（cubic Boron Nitride）等の砥粒がビトリファイドやレジノイド等の結合剤で固定されてなる複数の砥石２８が環状に配置されている。
ワークピース１１の研削時には、チャックテーブル１０の回転軸１０ｄの一部（上面１０ｃより上方の部分）が研削ホイール２４の砥石２８と重なるように、チャックテーブル１０と研削ユニット２２との位置の関係が調整される。よって、ワークピース１１を研削するためにチャックテーブル１０と研削ホイール２４とをともに回転させると、複数の砥石２８は、回転軸１０ｄを順に通り抜ける。なお、ワークピース１１の研削時に研削ユニット２２を下降させると、ノズル部１９ｂは、研削ホイール２４の内側に配置される。
ワークピース１１は、代表的には、シリコン（Ｓｉ）等の半導体でなる円盤状のウェーハである。このワークピース１１の表面１１ａ（図３等参照）側は、例えば、互いに交差する複数の分割予定ライン（ストリート）で複数の小領域に区画されており、各小領域には、ＩＣ（Integrated Circuit）等のデバイスが形成されている。本実施形態では、このワークピース１１を、表面１１ａとは反対に位置する裏面１１ｂ（図２）側から研削して薄くする。
なお、本実施形態では、シリコン等の半導体でなる円盤状のウェーハをワークピース１１としているが、ワークピース１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば、他の半導体、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなる基板をワークピース１１として用いることもできる。同様に、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い。ワークピース１１には、デバイスが形成されていないこともある。
本実施形態にかかる研削方法では、まず、上述したワークピース１１を研削装置２のチャックテーブル１０で保持する（保持ステップ）。具体的には、例えば、ワークピース１１の表面１１ａ側を保持板１０ｂの上面１０ｃに接触させて、バルブを開き、吸引源の負圧を作用させる。これにより、ワークピース１１の表面１１ａ側がチャックテーブル１０により保持され、裏面１１ｂ側が上方に露出する。なお、ワークピース１１の表面１１ａ側には、予め、デバイスの保護に適した保護部材等を貼付しておいても良い。
ワークピース１１をチャックテーブル１０で保持した後には、このワークピース１１を第１の条件で研削する（第１の研削ステップ）。図３は、ワークピース１１が第１の条件で研削される様子を示す断面図である。なお、図３では、第１の条件で研削された後のワークピース１１の裏面１１ｃが破線で示されている。具体的には、例えば、チャックテーブル１０の中央の上方に砥石２８が配置されるように、チャックテーブル１０と研削ユニット２２との位置の関係を調整する。
また、チャックテーブル１０の中央での砥石２８と保持板１０ｂとの距離が、チャックテーブル１０の外周側の領域での砥石２８と保持板１０ｂとの距離に比べて近くなるように、傾き調整機構１６でチャックテーブル１０の傾きを調整する。すなわち、保持板１０ｂの上面１０ｃと砥石２８の下面との距離が、チャックテーブル１０の回転軸１０ｄと重なる位置に比べて他の位置で大きくなるように、チャックテーブル１０と研削ホイール２４との相対的な傾きを第１の状態に調整する。
なお、チャックテーブル１０と研削ホイール２４との相対的な傾きは、研削後のワークピース１１に求められるＴＴＶ（total thickness variation）等に応じて任意に設定される。ここでは、チャックテーブル１０の回転軸１０ｄとスピンドル２２ｄの回転軸２２ｅとのなす角度αが０°～０．００４°程度、好ましくは、０．００３４°程度となるように、チャックテーブル１０と研削ホイール２４との相対的な傾きを調整する。
その後、チャックテーブル１０と研削ホイール２４とをともに回転させながら、研削送りユニット２０で研削ホイール２４を下降させて、保持板１０ｂの上面１０ｃと砥石２８とを相対的に接近させる。そして、保持板１０ｂ上のワークピース１１に砥石２８を接触させて、ワークピース１１を裏面１１ｂ側から研削する。このワークピース１１の研削時には、複数の砥石２８が、チャックテーブル１０の回転軸１０ｄを順に通り抜けることになる。
なお、チャックテーブル１０を回転させる速さ、研削ホイール２４を回転させる速さ、及び、研削ホイール２４を下降させる速さ（保持板１０ｂの上面１０ｃと砥石２８とを接近させる速さ）等の条件は、研削後のワークピース１１に求められる表面粗さ（ワークピース１１の中央部の表面粗さ）に応じて任意に設定される。ここでは、チャックテーブル１０を１００ｒｐｍ～９００ｒｐｍの速さで回転させ、研削ホイール２４を１０００ｒｐｍ～３０００ｒｐｍの速さで回転させ、研削ホイール２４を１．５μｍ／ｓ～５．０μｍ／ｓの速さで下降させる。
保持板１０ｂの上面１０ｃと砥石２８との相対的な接近は、ワークピース１１が所望の厚さになるまで続けられる。図４は、第１の条件で研削された後のワークピース１１を示す断面図である。上述のように、チャックテーブル１０と研削ホイール２４との相対的な傾きは、第１の状態（つまり、回転軸１０ｄと回転軸２２ｅとが角度αをなす状態）に調整されている。よって、この第１の状態を含む第１の条件で研削されたワークピース１１の中央部は、外周部に比べて薄い。
ワークピース１１を第１の条件で研削した後には、砥石２８をワークピース１１から離してワークピース１１の研削を停止する（研削停止ステップ）。図５は、砥石２８がワークピース１１から離れた状態を示す断面図である。具体的には、例えば、研削送りユニット２０で研削ホイール２４を上昇させて、保持板１０ｂの上面１０ｃと砥石２８とを相対的に離す。なお、研削ホイール２４を上昇させる距離は、１０μｍ～１００μｍ程度で良い。
ワークピース１１の研削を停止した後には、ワークピース１１を第１の条件とは異なる第２の条件で研削する（第２の研削ステップ）。図６は、ワークピース１１が第２の条件で研削される様子を示す断面図である。なお、図６では、第２の条件で研削された後のワークピース１１の裏面１１ｄが破線で示されている。
具体的には、チャックテーブル１０の中央での砥石２８とワークピース１１との距離が、チャックテーブル１０の外周側の領域での砥石２８とワークピース１１との距離に比べて遠くなるように、傾き調整機構１６でチャックテーブル１０の傾きを調整する。すなわち、チャックテーブル１０の回転軸１０ｄと重なる位置でワークピース１１に砥石２８が接触しないように、チャックテーブル１０と研削ホイール２４との相対的な傾きを第１の状態とは異なる第２の状態に調整する。
なお、チャックテーブル１０と研削ホイール２４との相対的な傾きは、研削後のワークピース１１に求められるＴＴＶ等に応じて任意に設定される。ここでは、チャックテーブル１０の回転軸１０ｄとスピンドル２２ｄの回転軸２２ｅとのなす角度βが０．００７°～０．０１２°程度、好ましくは、０．００８°程度となるように、チャックテーブル１０と研削ホイール２４との相対的な傾きを調整する。
その後、チャックテーブル１０と研削ホイール２４とをともに回転させながら、研削送りユニット２０で研削ホイール２４を下降させて、保持板１０ｂの上面１０ｃと砥石２８とを相対的に接近させる。そして、保持板１０ｂ上のワークピース１１に砥石２８を接触させて、ワークピース１１を裏面１１ｂ側から研削する。このワークピース１１の研削時にも、複数の砥石２８が、チャックテーブル１０の回転軸１０ｄを順に通り抜けることになる。
ここで、本実施形態にかかる研削方法に適用される、いわゆるインフィード研削では、チャックテーブル１０の回転によって、ワークピース１１の外周部が中央部より速く移動する。よって、研削により除去されるワークピース１１の外周部の体積は、中央部の体積に比べて大きくなる。そのため、上述した第１の条件による研削では、ワークピース１１の中央部の表面粗さに比べて外周部の表面粗さが大きくなってしまう。
そこで、本実施形態では、ワークピース１１の中央部の表面粗さと外周部の表面粗さとの差が小さくなるなるように、第１の条件とは異なる第２の条件でワークピース１１の外周部を研削する。例えば、チャックテーブル１０を回転させる速さ、研削ホイール２４を回転させる速さ、及び、研削ホイール２４を下降させる速さ（保持板１０ｂの上面１０ｃと砥石２８とを接近させる速さ）のいずれかを、第１の条件での研削に比べてワークピース１１の外周部の表面粗さを小さくできるように調整する。
チャックテーブル１０を回転させる速さのみを調整する場合には、第１の条件での研削に比べてチャックテーブル１０を遅く回転させるように、第２の条件を設定する。具体的には、チャックテーブル１０を、第１の条件の１／３以下の速さで、代表的には、３０ｒｐｍ～３００ｒｐｍの速さで回転させる。研削ホイール２４を回転させる速さや、研削ホイール２４を下降させる速さは、第１の条件と同じで良い。
研削ホイール２４を回転させる速さのみを調整する場合には、第１の条件での研削に比べて研削ホイール２４を速く回転させるように、第２の条件を設定する。具体的には、研削ホイール２４を、第１の条件の２倍以上の速さで、代表的には、２０００ｒｐｍ～６０００ｒｐｍの速さで回転させる。チャックテーブル１０を回転させる速さや、研削ホイール２４を下降させる速さは、第１の条件と同じで良い。
研削ホイール２４を下降させる速さのみを調整する場合には、研削ホイール２４を遅く下降させるように、すなわち、保持板１０ｂの上面１０ｃと砥石２８とを遅く接近させるように、第２の条件を設定する。具体的には、研削ホイール２４を、第１の条件の１／５以下の速さで、代表的には、０．３μｍ／ｓ～１．０μｍ／ｓの速さで下降させる。チャックテーブル１０を回転させる速さや、研削ホイール２４を回転させる速さは、第１の条件と同じで良い。
このような第２の条件での研削により、例えば、研削後のワークピース１１の外周部の表面粗さを、中央部の表面粗さの±２０％の範囲に収めて、中央部の表面粗さと外周部の表面粗さとの差を小さくできる。なお、本実施形態では、チャックテーブル１０を回転させる速さ、研削ホイール２４を回転させる速さ、及び、研削ホイール２４を下降させる速さのいずれか１つの項目のみを第１の条件から変更しているが、複数の項目を変更することもできる。
保持板１０ｂの上面１０ｃと砥石２８との相対的な接近は、ワークピース１１が所望の厚さになるまで続けられる。図７は、第２の条件で研削された後のワークピース１１を示す断面図である。上述のように、チャックテーブル１０と研削ホイール２４との相対的な傾きは、第２の状態（つまり、回転軸１０ｄと回転軸２２ｅとが角度βをなす状態）に調整されている。よって、この第２の状態を含む第２の条件で研削されたワークピース１１の外周部は、第２の条件で研削される前のワークピース１１の外周部に比べて薄くなる。
一方、第２の条件での研削を経たワークピース１１の中央部の厚さは、第２の条件で研削される前のワークピース１１の外周部の厚さと変わらない。すなわち、ワークピース１１の中央部は、この第２の条件では研削されない。これにより、ワークピース１１の外周部の表面粗さを、中央部の表面粗さとは別に調整して、小さくできる。
なお、第２の条件での研削によりワークピース１１の広すぎる領域が加工されると、ワークピース１１の外周部の表面粗さと中央部の表面粗さとを適切に調整することができなくなる。同様に、第２の条件での研削によりワークピース１１の狭すぎる領域が加工されると、ワークピース１１の外周部の表面粗さと中央部の表面粗さとを適切に調整することができなくなる。
よって、第２の条件による研削では、ワークピース１１の外周縁からの距離がワークピース１１の半径の１／３～２／３となる領域を加工することが望ましく、外周縁からの距離が半径の２／５～３／５となる領域を加工するとより望ましい。なお、本実施形態では、第２の条件での研削により、ワークピース１１の外周縁からの距離がワークピース１１の半径の約１／２となる領域を加工している。
上述のように、砥石２８がチャックテーブル１０の回転軸１０ｄを通り抜けるようにチャックテーブル１０と研削ホイール２４とをともに回転させるインフィード研削と呼ばれる研削方法では、単位時間当たりに除去されるワークピース１１の体積が、その中央部に比べて外周部で大きくなる。そのため、研削後のワークピース１１の外周部の表面粗さが、中央部の表面粗さに比べて大きくなり易い。
そこで、本実施形態にかかる研削方法では、チャックテーブル１０と研削ホイール２４との相対的な傾きを第１の状態に調整することで、中央部が薄くなるようにワークピース１１を研削し（第１の研削ステップ）、その後、チャックテーブル１０と研削ホイール２４との相対的な傾きを第１の状態とは異なる第２の状態に調整することで、中央部が除去されないようにワークピース１１を研削する（第２の研削ステップ）。
更に、第２の研削ステップでは、第１の研削ステップに比べて表面粗さが小さくなる条件（第２の条件）でワークピース１１を研削する。これらにより、ワークピース１１の外周部の表面粗さを中央部の表面粗さとは別に調整して、小さくできる。つまり、従来の研削方法に比べて、ワークピース１１の中央部の表面粗さと外周部の表面粗さとの差を小さく抑えることができる。
なお、本発明は、上述した実施形態の記載に制限されず種々変更して実施可能である。例えば、上述した実施形態では、第１の研削ステップにおいてワークピース１１の裏面１１ｂ側が凹状に加工される条件でワークピース１１を研削し、第２の研削ステップにおいてワークピース１１の裏面１１ｂ側が凸状に加工される条件でワークピース１１を研削しているが、第２の研削ステップでは、ワークピース１１の裏面１１ｂ側が平坦に加工される条件でワークピース１１を研削することもできる。
図８は、変形例において第１の条件で研削された後のワークピース１１を示す断面図であり、図９は、変形例において第２の条件で研削された後のワークピース１１を示す断面図である。図８には、変形例にかかる第１の条件で研削された後のワークピース１１の裏面１１ｅが示されており、図９には、変形例にかかる第２の条件で研削された後のワークピース１１の裏面１１ｆが示されている。
変形例にかかる第２の条件では、チャックテーブル１０の回転軸１０ｄとスピンドル２２ｄの回転軸２２ｅとのなす角度βを、実質的にゼロとする。一方で、変形例にかかる第１の条件では、回転軸１０ｄと回転軸２２ｅとのなす角度αを、上述した実施形態の角度αよりも大きくする。他の具体的な条件（第１の条件及び第２の条件）は、上述した実施形態と同等で良い。この変形例でも、上述した実施形態の研削方法と同等のＴＴＶ及び表面粗さを達成することができる。
なお、第１の研削ステップにおいてワークピース１１の裏面１１ｂ側が平坦に加工される条件でワークピース１１を研削し、第２の研削ステップにおいてワークピース１１の裏面１１ｂ側が凸状に加工される条件でワークピース１１を研削することも考えられる。この条件では、ＴＴＶを高め難くなる一方で、ワークピース１１の中央部の表面粗さと外周部の表面粗さとの差を小さく抑えるという効果は十分に得られる。よって、求められる品質等により許容される場合には、このような条件を適用しても良い。
その他、上述の実施形態及び変形例にかかる構造、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 ：ワークピース
１１ａ ：表面
１１ｂ ：裏面
１１ｃ ：裏面
１１ｄ ：裏面
１１ｅ ：裏面
１１ｆ ：裏面
２ ：研削装置
４ ：基台
６ ：支持構造
１０ ：チャックテーブル
１０ａ ：枠体
１０ｂ ：保持板
１０ｃ ：上面
１０ｄ ：回転軸
１２ ：テーブル基台
１４ ：回転駆動源
１６ ：傾き調整機構
１６ａ ：固定支持部
１６ｂ ：可動支持部
１８ ：厚さ測定ユニット
１８ａ ：第１の高さ測定器
１８ｂ ：第２の高さ測定器
１９ ：研削液供給ユニット
１９ａ ：パイプ部
１９ｂ ：ノズル部
２０ ：研削送りユニット
２０ａ ：ガイドレール
２０ｂ ：移動プレート
２０ｃ ：ナット部
２０ｄ ：ねじ軸
２０ｅ ：モーター
２２ ：研削ユニット
２２ａ ：保持具
２２ｂ ：スピンドルハウジング
２２ｃ ：スペーサー
２２ｄ ：スピンドル
２２ｅ ：回転軸
２２ｆ ：マウント
２４ ：研削ホイール
２６ ：ホイール基台
２８ ：砥石
α ：角度
β ：角度

Claims (4)

  1. 保持面を有するチャックテーブルと、環状に配置された複数の砥石を有する研削ホイールとを、該複数の砥石が該チャックテーブルの回転軸を通り抜けるように、ともに回転させながら、該チャックテーブルの該保持面により保持された板状のワークピースを該研削ホイールで研削する研削方法であって、
    該砥石と該保持面との距離が、該チャックテーブルの該回転軸と重なる位置に比べて他の位置で大きくなるように、該チャックテーブルと該研削ホイールとの相対的な傾きを第１の状態に調整した上で、該保持面と該砥石とを相対的に接近させることにより、該ワークピースに該砥石を接触させて該ワークピースを研削する第１の研削ステップと、
    該第１の研削ステップの後、該砥石を該ワークピースから離して該ワークピースの研削を停止する研削停止ステップと、
    該研削停止ステップの後、該チャックテーブルの該回転軸と重なる位置で該ワークピースに該砥石が接触しないように、該チャックテーブルと該研削ホイールとの相対的な傾きを該第１の状態とは異なる第２の状態に調整した上で、該保持面と該砥石とを相対的に接近させることにより、該ワークピースに該砥石を接触させて該ワークピースを研削する第２の研削ステップと、を含み、
    該第２の研削ステップでは、該第１の研削ステップに比べて表面粗さが小さくなる条件で該ワークピースを研削する研削方法。
  2. 該第２の研削ステップでは、該第１の研削ステップに比べて該チャックテーブルを遅く回転させる請求項１に記載の研削方法。
  3. 該第２の研削ステップでは、該第１の研削ステップに比べて該研削ホイールを速く回転させる請求項１又は請求項２に記載の研削方法。
  4. 該第２の研削ステップでは、該第１の研削ステップに比べて該保持面と該砥石とを遅く接近させる請求項１から請求項３のいずれかに記載の研削方法。
JP2021063374A 2021-04-02 2021-04-02 研削方法 Pending JP2022158456A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021063374A JP2022158456A (ja) 2021-04-02 2021-04-02 研削方法
KR1020220032771A KR20220137538A (ko) 2021-04-02 2022-03-16 연삭 방법
TW111109914A TW202239518A (zh) 2021-04-02 2022-03-17 磨削方法
CN202210292801.4A CN115194581A (zh) 2021-04-02 2022-03-24 磨削方法
US17/656,357 US11980993B2 (en) 2021-04-02 2022-03-24 Method of grinding workpiece
DE102022202968.2A DE102022202968A1 (de) 2021-04-02 2022-03-25 Verfahren zum schleifen eines werkstücks

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021063374A JP2022158456A (ja) 2021-04-02 2021-04-02 研削方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022158456A true JP2022158456A (ja) 2022-10-17

Family

ID=83282982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021063374A Pending JP2022158456A (ja) 2021-04-02 2021-04-02 研削方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11980993B2 (ja)
JP (1) JP2022158456A (ja)
KR (1) KR20220137538A (ja)
CN (1) CN115194581A (ja)
DE (1) DE102022202968A1 (ja)
TW (1) TW202239518A (ja)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001007064A (ja) * 1999-06-17 2001-01-12 Sumitomo Metal Ind Ltd 半導体ウエーハの研削方法
EP1139397A1 (en) * 1999-09-20 2001-10-04 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd Method of manufacturing semiconductor wafer
US6827633B2 (en) * 2001-12-28 2004-12-07 Ebara Corporation Polishing method
JP5149020B2 (ja) * 2008-01-23 2013-02-20 株式会社ディスコ ウエーハの研削方法
JP2014124690A (ja) 2012-12-25 2014-07-07 Disco Abrasive Syst Ltd 研削方法および研削装置
JP6129551B2 (ja) * 2012-12-27 2017-05-17 株式会社ディスコ 板状物の加工方法
JP6803169B2 (ja) 2016-08-03 2020-12-23 株式会社ディスコ 研削方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115194581A (zh) 2022-10-18
TW202239518A (zh) 2022-10-16
KR20220137538A (ko) 2022-10-12
US20220314393A1 (en) 2022-10-06
DE102022202968A1 (de) 2022-10-06
US11980993B2 (en) 2024-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI469208B (zh) 研磨輪、研磨系統及研磨一晶圓之方法
KR20170028833A (ko) 연삭 휠 및 피가공물의 연삭 방법
JP6457275B2 (ja) 研削装置
JP2022000325A (ja) ツルーイング方法及び面取り装置
JP5938296B2 (ja) 研削装置
US20010053661A1 (en) Apparatus and method for ELID grinding a large-diameter workpiece to produce a mirror surface finish
JP2022158456A (ja) 研削方法
JP7427327B2 (ja) ワークピースの研削方法
JP2014065088A (ja) 研磨装置
CN112605734A (zh) 基板的磨削方法
US20230158640A1 (en) Grinding wheel
US20240189962A1 (en) Dressing member
US20230398654A1 (en) Workpiece grinding method
US20230051072A1 (en) Dressing ring
JP7525268B2 (ja) 平面研削装置
JP2022133007A (ja) 被加工物の研削方法
JP7321649B2 (ja) 研削方法
JP7301472B2 (ja) ウェーハの加工方法
JP2023049160A (ja) 被加工物の研削方法
JP2024059330A (ja) 研削ホイール及び被加工物の研削方法
JP2004330345A (ja) 薄片ワークの研削加工法およびその装置
JP2024074422A (ja) 被加工物の研削方法
JP2023064317A (ja) 被加工物の研削方法
JP2023109277A (ja) 研削方法
TW202404737A (zh) 被加工物的研削方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240219