JP2023023314A - 保持テーブルの整形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物の研削によって被加工物の平坦度を所望の値にするために有効な保持テーブルの整形方法を提供する。【解決手段】保持テーブルの表面側の研削（セルフグラインド）に先立って、まず、テーブルベースに保持テーブルを仮固定する（仮固定ステップ）。そして、保持テーブルの表面を封止物で封止した状態で吸引源を動作させることによって、保持テーブルの裏面を吸引して保持テーブルの裏面とテーブルベースの被載置面とを密着させた後（密着ステップ）、テーブルベースに保持テーブルを固定する（固定ステップ）。【選択図】図４

Description

本発明は、保持テーブルの表面側を研削して保持テーブルの表面を整形する保持テーブルの整形方法に関する。

ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）及びＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等のデバイスのチップは、携帯電話及びパーソナルコンピュータ等の各種電子機器において不可欠の構成要素である。このようなチップは、例えば、表面に多数のデバイスが形成されたウェーハ等の被加工物を個々のデバイスを含む領域毎に分割することで製造される。

さらに、この被加工物は、チップの小型化及び軽量化等を目的として、その分割前に薄化されることが多い。被加工物を薄化する方法としては、研削装置における被加工物の研削が挙げられる。この研削装置においては、被加工物と複数の研削砥石が円環状に離散して配置された研削ホイールとを回転させながら、被加工物に複数の研削砥石を接触させることによって、被加工物を研削する。

具体的には、研削装置においては、被加工物を保持する保持テーブルを回転させながら被加工物の研削が行われる。この保持テーブルは、一般的に、保持テーブルの表面において露出する円盤状のポーラス板と、このポーラス板が嵌合する凹部が形成されている円盤状の枠体とによって構成されている。

さらに、この枠体には凹部の底面において開口する貫通孔が形成され、この貫通孔は吸引源に連通可能である。そして、この吸引源が動作すると、ポーラス板を介して保持テーブルの表面から周囲に吸引力が作用する。そのため、保持テーブルの表面に被加工物が載置された状態で吸引源を動作させることで、保持テーブルにおいて被加工物を保持することができる。

また、研削装置には、一般的に、保持テーブルの裏面が載置される被載置面を有するテーブルベースが設けられており、保持テーブルは、ボルト等の固定用具を用いてテーブルベースに固定されている。すなわち、この保持テーブルは、一般的に、研削装置から着脱可能である。

さらに、このテーブルベースの被載置面とは反対の面側には駆動軸が固定されている。そして、保持テーブルがテーブルベースに固定された状態で、この駆動軸を回転させることで、保持テーブルに保持された被加工物を回転させることができる。

ところで、このような研削装置においては、被加工物の研削に先立って、その表面を整形するために保持テーブルの表面側の研削（セルフグラインド）が行われることがある（例えば、特許文献１参照）。これにより、この保持テーブルにおいて保持された状態で研削される被加工物の平坦度（Ｔｏｔａｌ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ：ＴＴＶ）等を改善させることができる。

特開２００８－１１４３３６号公報

しかしながら、セルフグラインドの際の保持テーブルの状況（前者の状況）は、被加工物の研削の際の保持テーブルの状況（後者の状況）と異なる。例えば、前者の状況においては、吸引源を動作させずに保持テーブルのポーラス板が露出した状態で研削が行われるのに対して、後者の状況においては、吸引源を動作させて保持テーブルに載置された被加工物に吸引力を作用させた状態で研削が行われる。

このような違いに起因して、前者の状況において保持テーブルの裏面とテーブルベースの被載置面との間に存在する隙間は、後者の状況において両面の間に存在する隙間よりも広くなることがある。その結果、保持テーブルのセルフグラインドを行ったにもかかわらず、被加工物を研削する際に被加工物の平坦度を所望の値にすることが困難になるおそれがある。

この点に鑑み、本発明の目的は、被加工物の研削によって被加工物の平坦度を所望の値にするために有効な保持テーブルの整形方法を提供することである。

本発明によれば、被加工物が載置される表面を有する保持テーブルの裏面が載置される被載置面を有するテーブルベースと、該テーブルベースの該被載置面とは反対の面側に固定される駆動軸と、該駆動軸を介して該テーブルベースを回転させる回転ユニットと、該保持テーブルの該表面に載置された該被加工物を該保持テーブル側に吸引可能、かつ、該テーブルベースの該被載置面に載置された該保持テーブルを該テーブルベース側に吸引可能な吸引源と、複数の研削砥石が円環状に離散して配置された研削ホイールを先端部に装着可能なスピンドルと、を備える研削装置において、該保持テーブルの該表面側を研削して該保持テーブルの該表面を整形する保持テーブルの整形方法であって、該保持テーブルの該裏面を該テーブルベースの該被載置面に載置する載置ステップと、該載置ステップ後に、該保持テーブルを固定するための固定用具を用いて、該テーブルベースに該保持テーブルを固定するために必要な所定の固定力より小さい固定力で該テーブルベースに該保持テーブルを仮固定する仮固定ステップと、該仮固定ステップ後に、該保持テーブルの該表面を封止物で封止した状態で該吸引源を動作させることによって、該保持テーブルの該裏面を吸引して該保持テーブルの該裏面と該テーブルベースの該被載置面とを密着させる密着ステップと、該密着ステップ後に、該保持テーブルの該裏面を吸引したまま、該固定用具を用いて、該所定の固定力で該テーブルベースに該保持テーブルを固定する固定ステップと、該固定ステップ後に、該保持テーブルの該表面から該封止物を取り外した状態で、該駆動軸を介して該テーブルベースを回転させ、かつ、該スピンドルを介して該研削ホイールを回転させながら、該保持テーブルの該表面に該複数の研削砥石を接触させることによって、該保持テーブルの該表面側を研削する研削ステップと、を備える保持テーブルの整形方法が提供される。

本発明においては、保持テーブルの表面側の研削（セルフグラインド）に先立って、まず、テーブルベースに保持テーブルを仮固定する（仮固定ステップ）。そして、保持テーブルの表面を封止物で封止した状態で吸引源を動作させることによって、保持テーブルの裏面を吸引して保持テーブルの裏面とテーブルベースの被載置面とを密着させた後（密着ステップ）、テーブルベースに保持テーブルを固定する（固定ステップ）。

この場合、仮固定ステップ及び密着ステップを行わずに固定ステップのみが行われる場合と比較して、保持テーブルのセルフグラインドの際の保持テーブルの裏面とテーブルベースの被載置面との間に存在する隙間が狭くなる。

これにより、このセルフグラインドの際の保持テーブルの状況を被加工物の研削の際の保持テーブルの状況に近付けることができる。その結果、本発明によって整形された保持テーブルにおいては、被加工物の研削によって被加工物の平坦度を所望の値にすることが容易になる。

図１は、研削装置の一例を模式的に示す斜視図である。 図２は、テーブルベースの断面と駆動軸の断面とを模式的に示す図である。 図３は、保持テーブルを模式的に示す断面図である。 図４は、保持テーブルの整形方法の一例を模式的に示すフローチャートである。 図５は、載置ステップの様子を模式的に示す図である。 図６は、仮固定ステップの様子を模式的に示す図である。 図７は、密着ステップの様子を模式的に示す図である。 図８は、固定ステップの様子を模式的に示す図である。 図９は、研削ステップの様子を模式的に示す図である。

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、研削装置の一例を模式的に示す斜視図である。なお、図１に示されるＸ軸方向（前後方向）及びＹ軸方向（左右方向）は、水平面上において互いに垂直な方向であり、また、Ｚ軸方向（上下方向）は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに垂直な方向（鉛直方向）である。

図１に示される研削装置２は、各構成要素を支持する基台４を有する。基台４の上面にはＸ軸方向に沿って延在する長手部を有する開口４ａが形成されている。この開口４ａの内側には、ボールねじ式のＸ軸方向移動機構（不図示）と、Ｘ軸方向における位置がＸ軸方向移動機構によって調整されるＸ軸移動テーブル（不図示）とが配置されている。

このＸ軸移動テーブルの上方には、中央に円柱状の貫通孔が形成されているテーブルカバー６が設けられている。この貫通孔には、後述するテーブルベースを回転させるための駆動軸（図１においては不図示）が通されている。この駆動軸はＸ軸移動テーブルに連結しており、Ｘ軸移動テーブルとともにＸ軸方向に沿って移動できる。

さらに、テーブルカバー６の前方及び後方には、Ｘ軸方向移動機構の上側を覆い、Ｘ軸方向に沿う蛇腹状の防塵防滴カバー８が設けられている。そして、Ｘ軸移動テーブルがＸ軸方向に沿って移動すると、テーブルカバー６に形成されている貫通孔を通る駆動軸と共にテーブルカバー６もＸ軸方向に沿って移動し、かつ、移動するテーブルカバー６に合わせて防塵防滴カバー８が伸縮する。

また、テーブルカバー６上には円盤状のテーブルベース１０が設けられている。図２は、テーブルベース１０の断面とテーブルベース１０の下面側に固定されている駆動軸の断面とを模式的に示す図である。なお、図２においては、駆動軸に接続されている構成要素の一部がブロックで示されている。

テーブルベース１０は、例えば、ステンレス鋼等の金属材料からなる。また、テーブルベース１０の外周部の上面には、複数（例えば、１２個）の円柱状のねじ孔１０ａがテーブルベース１０の周方向に沿って概ね等間隔に形成されている。なお、複数のねじ孔１０ａのそれぞれは、後述するボルト（固定用具）のねじ部と螺合可能である。

また、テーブルベース１０の上面のねじ孔１０ａよりも内側の領域には、互いに径が異なる複数の（例えば、２つ）の円環状の溝１０ｂが形成されている。この溝１０ｂの底面には、それぞれがテーブルベース１０の下面に向かって延在する複数の連通路１０ｃが形成されている。

さらに、この連通路１０ｃは、テーブルベース１０の上面及び下面のそれぞれに平行な面において、テーブルベース１０の内部の中心から放射状に延在するような連通路１０ｄに連通している。そして、この連通路１０ｄは、テーブルベース１０の上面及び下面のそれぞれにおいて開口する円柱状の貫通孔１０ｅに連通している。

また、テーブルベース１０の下面側には、駆動軸１２が固定されている。この駆動軸１２には、テーブルベース１０の貫通孔１０ｅと連通する連通路１２ａが形成されている。また、この連通路１２ａは、バルブ１４を介して、真空ポンプ等の吸引源１６と連通可能である。

さらに、駆動軸１２の下部には、回転ユニット（不図示）が連結されている。この回転ユニットは、例えば、プーリー及びモータ等を含み、駆動軸１２を介してテーブルベース１０を回転させる。また、回転ユニットは、図１に示される基台４の開口４ａの内側に配置されるＸ軸移動テーブルに連結しており、Ｘ軸移動テーブルとともにＸ軸方向に沿って移動できる。

また、研削装置２においては、テーブルベース１０の上面（被載置面）に円盤状の保持テーブル１８が載置される。図３は、保持テーブル１８を模式的に示す断面図である。この保持テーブル１８は、例えば、セラミックスからなる枠体２０を有する。この枠体２０は、テーブルベース１０と概ね同径の円盤状の底壁２０ａを含む。

この底壁２０ａの外周部には、それぞれが底壁２０ａの上面及び下面のそれぞれにおいて開口する複数（例えば、１２個）の円柱状の貫通孔２０ｂが底壁２０ａの周方向に沿って概ね等間隔に形成されている。

なお、複数の貫通孔２０ｂの数は、テーブルベース１０の上面に形成されている複数のねじ孔１０ａの数と同じである。また、この貫通孔２０ｂの径は、後述するボルト（固定用具）のねじ部の幅よりも僅かに長く、このボルトの頭部の幅よりも短い。

また、底壁２０ａの上面の貫通孔２０ｂよりも内側の領域には、円環状の側壁２０ｃが設けられている。この側壁２０ｃの内側面には、下部の内径が上部の内径よりも短くなるように段差が形成されている。

換言すると、側壁２０ｃの内側には、側壁２０ｃの上部によって囲まれる第１円柱状空間と、側壁２０ｃの下部によって囲まれ、かつ、第１円柱状空間よりも径が短い第２円柱状空間２０ｄとが存在する。

そして、第１円柱状空間には、セラミックスからなる円盤状のポーラス板２２が側壁２０ｃに固定して設けられている。このポーラス板２２の上面（保持テーブル１８の表面）は平坦であるが、後述する保持テーブル１８の上面側の研削（セルフグラインド）によって、例えば、円錐の側面に相当する形状に整形される。

さらに、底壁２０ａの中央には、底壁２０ａの上面及び下面のそれぞれにおいて開口する円柱状の貫通孔２０ｅが形成されている。なお、貫通孔２０ｅは、保持テーブル１８がテーブルベースの上面に載置される際にテーブルベース１０に形成されている貫通孔１０ｅに連通するように形成されている。

再び図１を参照して、研削装置２の残りの構成要素について説明する。基台４の上面に形成されている開口４ａの前端近傍には、研削条件等を入力するための操作パネル２４が設けられている。また、開口４ａの後端近傍には、上方に延在する直方体状の支持構造２６が設けられている。

この支持構造２６の前面側（すなわち、操作パネル２４側）には、Ｚ軸方向移動機構２８が設けられている。Ｚ軸方向移動機構２８は、Ｚ軸方向に沿って延在する一対のＺ軸ガイドレール３０を有する。一対のＺ軸ガイドレール３０の前面側には、一対のＺ軸ガイドレール３０に沿ってスライド可能な態様でＺ軸移動プレート３２が連結されている。

また、一対のＺ軸ガイドレール３０の間には、Ｚ軸方向に沿って延在するねじ軸３４が配置されている。このねじ軸３４の一端部には、ねじ軸３４を回転させるためのモータ３６が連結されている。また、ねじ軸３４の螺旋状の溝が形成された表面には、回転するねじ軸３４の表面を転がるボールを収容するナット部（不図示）が設けられ、ボールねじが構成されている。

すなわち、ねじ軸３４が回転するとボールがナット部内を循環してナット部がＺ軸方向に沿って移動する。また、このナット部は、Ｚ軸移動プレート３２の後面側（裏面側）に固定されている。そのため、モータ３６でねじ軸３４を回転させれば、ナット部とともにＺ軸移動プレート３２がＺ軸方向に沿って移動する。

Ｚ軸移動プレート３２の前面側には、支持具３８が設けられている。この支持具３８は、研削ユニット４０を支持している。そして、研削ユニット４０は、支持具３８に固定された円筒状のスピンドルハウジング４２を有する。このスピンドルハウジング４２には、Ｚ軸方向に沿って延在する円柱状のスピンドル４４が、回転可能な状態で部分的に収容されている。

このスピンドル４４の上端部（基端部）には、スピンドル４４を回転させるためのモータ４６が連結されている。また、スピンドル４４の下端部は、スピンドルハウジング４２から露出しており、この下端部（先端部）には、ステンレス鋼等の金属材料からなる円盤状のホイールマウント４８が設けられている。

このホイールマウント４８の下部には、ホイールマウント４８と概ね等しい径を有する円環状の研削ホイール５０が装着されている。この研削ホイール５０は、ステンレス鋼等の金属材料からなる円環状のホイール基台５２を有する。このホイール基台５２の下面側には、複数の研削砥石５４が固定されている。

複数の研削砥石５４のそれぞれは、直方体状であり、ホイール基台５２の周方向に沿って円環状に離散して配置されている。さらに、研削ホイール５０の近傍又はその内部には、被加工物を研削する際に研削面に水等の研削液を供給するノズル（不図示）が設けられている。そして、モータ４６が動作すると、Ｚ軸方向に沿う直線を回転軸としてスピンドル４４とともに研削ホイール５０が回転する。

図４は、研削装置２において保持テーブル１８の表面側を研削して保持テーブル１８の表面を整形する保持テーブルの整形方法の一例を模式的に示すフローチャートである。また、図５～図９のそれぞれは、図４に示される方法に含まれる複数のステップのそれぞれの様子を模式的に示す図である。

この方法においては、まず、保持テーブル１８の枠体２０の複数の貫通孔２０ｂのそれぞれがテーブルベース１０のねじ孔１０ａのいずれかと重なるように、保持テーブル１８の下面（裏面）をテーブルベース１０の上面（被載置面）に載置する（載置ステップ：Ｓ１）（図５参照）。

次いで、テーブルベース１０に保持テーブル１８を仮固定する（仮固定ステップ：Ｓ２）（図６参照）。具体的には、保持テーブル１８の複数の貫通孔２０ｂのそれぞれにボルト（固定用具）５６を挿入し、ボルト５６がテーブルベース１０のねじ孔１０ａと螺合する方向にボルト５６を回転させる。

この時、ボルト５６を回転させる力（トルク）（固定力）は、後述する固定ステップにおいてボルト５６を回転させる力よりも低くする。例えば、仮固定ステップにおいてボルト５６を回転させる力は、１Ｎｍである。

次いで、保持テーブル１８の下面（裏面）とテーブルベース１０の上面（被載置面）とを密着させる（密着ステップ：Ｓ３）（図７参照）。具体的には、まず、少なくともポーラス板２２の上面が覆われるように、円盤状の封止物１１によって保持テーブル１８の上面を封止する。なお、この封止物１１は、例えば、シリコン等からなるウェーハである。

そして、吸引源１６を動作させた状態でバルブ１４を閉状態から開状態に切り替える。これにより、ポーラス板２２を介したリークが抑制された状態で、駆動軸１２の連通路１２ａと、テーブルベース１０の貫通孔１０ｅ、連通路１０ｄ，１０ｃ及び溝１０ｂとを介して、保持テーブル１８の下面が吸引される。

その結果、保持テーブル１８の下面とテーブルベース１０の上面との間の隙間が時間の経過とともに狭くなって両面が密着する。例えば、この状態を３０分以上３時間以下維持することによって、両面を十分に密着させることができる。

次いで、保持テーブル１８の下面とテーブルベース１０の上面とが十分に密着すれば、保持テーブル１８の下面を吸引したまま、テーブルベース１０に保持テーブル１８を固定する（固定ステップ：Ｓ４）（図８参照）。

具体的には、所定のトルクでボルト５６がテーブルベース１０のねじ孔１０ａと螺合する方向にボルト５６を回転させる。例えば、固定ステップにおいてボルト５６を回転させる力（トルク）は、４Ｎｍである。

次いで、保持テーブル１８の上面側（表面側）を研削する（研削ステップ：Ｓ５）（図９参照）。具体的には、まず、バルブ１４を開状態から閉状態に切り替えた後、吸引源１６の動作を停止させる。次いで、保持テーブル１８の上面から封止物１１を取り外す。

次いで、研削ホイール５０を回転させた時の複数の研削砥石５４の回転軌道に保持テーブル１８の上面の中心が重なるように、基台４の開口４ａの内部に配置されたＸ軸方向移動機構を動作させる。

次いで、駆動軸１２の下部に連結されている回転ユニットが駆動軸１２を介してテーブルベース１０とともに保持テーブル１８を回転させ、かつ、モータ４６がスピンドル４４を介して研削ホイール５０を回転させる。

次いで、複数の研削砥石５４の下面を保持テーブル１８の上面に接触させるように、Ｚ軸方向移動機構２８を動作させる。これにより、保持テーブル１８の上面側（表面側）が研削されて円錐の側面に相当する形状に整形される。

図４に示される保持テーブルの整形方法においては、保持テーブル１８の上面側の研削（セルフグラインド）に先立って、まず、テーブルベース１０に保持テーブル１８を仮固定する（仮固定ステップ（Ｓ２））。

そして、保持テーブル１８の上面を封止物１１で封止した状態で吸引源１６を動作させることによって、保持テーブル１８の下面（裏面）を吸引して保持テーブル１８の下面とテーブルベース１０の上面（被載置面）とを密着させた後（密着ステップ（Ｓ３））、テーブルベース１０に保持テーブル１８を固定する（固定ステップ（Ｓ４））。

この場合、仮固定ステップ（Ｓ２）及び密着ステップ（Ｓ３）を行わずに固定ステップ（Ｓ４）のみが行われる場合と比較して、保持テーブル１８のセルフグラインドの際の保持テーブル１８の下面とテーブルベース１０の上面との間に存在する隙間が狭くなる。

これにより、このセルフグラインドの際の保持テーブル１８の状況を被加工物の研削の際の保持テーブル１８の状況に近付けることができる。その結果、この方法によって研削された保持テーブル１８においては、被加工物の研削によって被加工物の平坦度を所望の値にすることが容易になる。

なお、上述した内容は本発明の一態様であって、本発明は上述した内容に限定されない。例えば、研削時に被加工物を冷却するための冷却水の流路が保持テーブル１８の内部に形成されている場合には、この流路に冷却水を流しながら上記の研削ステップ（Ｓ５）を実施してもよい。この場合、セルフグラインドの際の保持テーブル１８の状況を被加工物の研削の際の保持テーブル１８の状況にさらに近付けることができる。

その他、上述した実施形態にかかる構造及び方法等は、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。

２ ：研削装置
４ ：基台（４ａ：開口）
６ ：テーブルカバー
８ ：防塵防滴カバー
１０ ：テーブルベース（１０ａ：ねじ孔、１０ｂ：溝）
（１０ｃ，１０ｄ：連通路、１０ｅ：貫通孔）
１２ ：駆動軸（１２ａ：連通路）
１４ ：バルブ
１６ ：吸引源
１８ ：保持テーブル
２０ ：枠体（２０ａ：底壁、２０ｂ：貫通孔、２０ｃ：側壁）
（２０ｄ：第２円柱状空間、２０ｅ：貫通孔）
２２ ：ポーラス板
２４ ：操作パネル
２６ ：支持構造
２８ ：Ｚ軸方向移動機構
３０ ：Ｚ軸ガイドレール
３２ ：Ｚ軸移動プレート
３４ ：ねじ軸
３６ ：モータ
３８ ：支持具
４０ ：研削ユニット
４２ ：スピンドルハウジング
４４ ：スピンドル
４６ ：モータ
４８ ：ホイールマウント
５０ ：研削ホイール
５２ ：ホイール基台
５４ ：研削砥石
５６ ：ボルト

Claims (1)

1. 被加工物が載置される表面を有する保持テーブルの裏面が載置される被載置面を有するテーブルベースと、該テーブルベースの該被載置面とは反対の面側に固定される駆動軸と、該駆動軸を介して該テーブルベースを回転させる回転ユニットと、該保持テーブルの該表面に載置された該被加工物を該保持テーブル側に吸引可能、かつ、該テーブルベースの該被載置面に載置された該保持テーブルを該テーブルベース側に吸引可能な吸引源と、複数の研削砥石が円環状に離散して配置された研削ホイールを先端部に装着可能なスピンドルと、を備える研削装置において、該保持テーブルの該表面側を研削して該保持テーブルの該表面を整形する保持テーブルの整形方法であって、
   該保持テーブルの該裏面を該テーブルベースの該被載置面に載置する載置ステップと、
   該載置ステップ後に、該保持テーブルを固定するための固定用具を用いて、該テーブルベースに該保持テーブルを固定するために必要な所定の固定力より小さい固定力で該テーブルベースに該保持テーブルを仮固定する仮固定ステップと、
   該仮固定ステップ後に、該保持テーブルの該表面を封止物で封止した状態で該吸引源を動作させることによって、該保持テーブルの該裏面を吸引して該保持テーブルの該裏面と該テーブルベースの該被載置面とを密着させる密着ステップと、
   該密着ステップ後に、該保持テーブルの該裏面を吸引したまま、該固定用具を用いて、該所定の固定力で該テーブルベースに該保持テーブルを固定する固定ステップと、
   該固定ステップ後に、該保持テーブルの該表面から該封止物を取り外した状態で、該駆動軸を介して該テーブルベースを回転させ、かつ、該スピンドルを介して該研削ホイールを回転させながら、該保持テーブルの該表面に該複数の研削砥石を接触させることによって、該保持テーブルの該表面側を研削する研削ステップと、
   を備えることを特徴とする保持テーブルの整形方法。
   

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