JP2023042444A - 基板研削装置及び基板研削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大型の基板を効率良く高精度に研削することができる基板研削装置及び基板研削方法を提供する。
【解決手段】基板３０を吸着して保持した状態で回転するワークテーブル２０と、ワークテーブル２０に保持されて回転する基板３０を回転しながら研削するカップホイール型の第１の研削といし１１と、ワークテーブル２０に保持されて回転する基板３０を回転しながら研削するカップホイール型の第２の研削といし１５と、を具備し、第１の研削といし１１及び第２の研削といし１５は、回転する基板３０に対して同時に接触可能な位置に設けられており、ワークテーブル２０は、基板３０の回転中心が第１の研削といし１１の研削範囲内となる第１の研削位置２５から第２の研削といし１５の研削範囲内となる第２の研削位置２６に移動可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板研削装置及び基板研削方法に関し、特に、大型実装基板の研削に適した基板研削装置及び基板研削方法に関する。

近年、研削加工の対象物である基板の大型化が進められている。この種の大型の基板として、例えば、ＷＬＰ（Ｗａｆｅｒ Ｌｅｖｅｌ Ｐａｃｋａｇｅ）や、ＷＬＰを更に大型化した大型実装基板であるＰＬＰ（Ｐａｎｅｌ Ｌｅｖｅｌ Ｐａｃｋａｇｅ）等が知られている。そして、この種の大型の基板を効率的且つ高精度に研削する技術が求められている。

特許文献１には、この種の大型の基板の研削に用いられる基板研削装置が開示されている。同文献に開示された基板研削装置は、ワークテーブルに保持されて回転する基板を回転しながら研削するカップホイール型の仕上げ研削といしと、仕上げ研削といしと同時に基板に接近して回転しながら基板を研削するカップホイール型の粗研削といしと、を具備する。

このような構成により、反りの大きいＰＬＰ等の大型実装基板をターンテーブル等で搬送することなく、仕上げ研削といしと粗研削といしで同時に研削することができる。よって、基板研削装置を大型化することなく、大型の基板を短時間で高精度に研削することができる。

特開２０２０－４０１８９号公報

しかしながら、上記した従来技術の基板研削装置は、効率的な研削加工を実現するために改善すべき点があった。
具体的には、特許文献１に開示された従来技術の基板研削装置は、基板を移動することなく仕上げ研削といしと粗研削といしで基板を同時に研削することができるので、効率的な研削加工が可能である。

ところが、同文献の基板研削装置では、粗研削といしは、その研削範囲が基板の回転中心を通過しない位置に設けられており、基板の回転中心近傍を研削することができない。即ち、粗研削が行われても、基板の回転中心近傍には、研削されていない凸部が残される。基板の回転中心近傍に残された凸部は、仕上げ研削といしのみによって研削されることになる。

そのため、従来技術の基板研削装置は、仕上げ研削といしによる研削量が多く、研削加工時間の短縮が難しいという問題点があった。また、仕上げ研削といしの摩耗量が多く、交換回数も多くなるので、基板の生産コストが高いという問題点もある。

特に近年、ＰＬＰ等の大型実装基板の表面を更に高精度に加工することが要求されており、仕上げ研削といしとして、従来よりも砥粒径の小さい研削といしを使用することが求められている。

前述のとおり、従来技術の基板研削装置では、仕上げ研削といしで基板の回転中心近傍の凸部を研削することが必要である。そのため、仕上げ研削といしの選択に凸部の研削ができる制約があった。

例えば、基板の被加工面を高精度に研削するため粒度＃８０００の仕上げ研削といしを使用することが要求されても、従来技術の基板研削装置では、回転中心近傍の凸部の研削に時間を要し、また、仕上げ研削といしの摩耗が激しいので、実用が難しかった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、大型の基板を効率良く高精度に研削することができる基板研削装置及び基板研削方法を提供することにある。

本発明の基板研削装置は、基板を吸着して保持した状態で回転するワークテーブルと、前記ワークテーブルに保持されて回転する前記基板を回転しながら研削するカップホイール型の第１の研削といしと、前記ワークテーブルに保持されて回転する前記基板を回転しながら研削するカップホイール型の第２の研削といしと、を具備し、前記第１の研削といし及び前記第２の研削といしは、回転する前記基板に対して同時に接触可能な位置に設けられており、前記ワークテーブルは、前記基板の回転中心が前記第１の研削といしの研削範囲内となる第１の研削位置から前記第２の研削といしの研削範囲内となる第２の研削位置に移動可能であることを特徴とする。

また、本発明の基板研削方法は、回転自在なワークテーブルに基板を吸着させるチャッキング工程と、前記基板を保持した前記ワークテーブルをカップホイール型の第１の研削といし及び第２の研削といしの下方の第１の研削位置に送る搬送工程と、前記第１の研削位置において前記ワークテーブルを回転させて保持されている前記基板を回転させると共に前記第１の研削といしを回転させて前記基板を研削する第１の研削工程と、前記第１の研削工程を実行した後、前記基板を保持した前記ワークテーブルを第１の研削といし及び第２の研削といしの下方の第２の研削位置に送る位置変更工程と、前記第２の研削位置において前記ワークテーブルを回転させて保持されている前記基板を回転させると共に前記第２の研削といしを回転させて前記基板を研削する第２の研削工程と、を具備し、前記第１の研削位置では、前記基板の回転中心が前記第１の研削といしの研削範囲内にあり、前記第２の研削位置では、前記基板の回転中心が前記第２の研削といしの研削範囲内にあることを特徴とする。

本発明の基板研削装置によれば、ワークテーブルに保持されて回転する基板を回転しながら研削するカップホイール型の第１の研削といし及び第２の研削といしを有し、第１の研削といし及び第２の研削といしは、回転する基板に対して同時に接触可能な位置に設けられており、ワークテーブルは、基板の回転中心が第１の研削といしの研削範囲内となる第１の研削位置から第２の研削といしの研削範囲内となる第２の研削位置に移動可能である。このような構成により、第１の研削といし及び第２の研削といしをそれぞれ好適に設定し、基板を効率良く高精度に研削することができる。例えば、第１の研削といしを粗研削といし、第２の研削といしを仕上げ研削といしとして、粗研削から仕上げ研削まで効率良く実行することができる。

また、第１の研削といし及び第２の研削といしは、回転する基板に対して同時に接触可能な位置に設けられているので、第１の研削位置から第２の研削位置への移動も容易である。従来の一般的な基板研削装置のように、離れた位置に粗研削ポジションや仕上げ研削ポジションを設け、それぞれのポジションに移動するワークテーブルに基板を載せ替えて搬送する必要がない。また、複数のワークテーブルが載置される大型のターンテーブル等を設ける必要もない。よって、本発明の基板研削装置は、装置のフットプリントを抑えて、ＰＬＰ等の大型実装基板を効率良く高精度に研削することができる。

また、本発明の基板研削装置によれば、前記第１の研削位置で前記第１の研削といしによる前記基板の研削が実行され、前記第２の研削位置で前記第２の研削といしによる前記基板の研削が実行されても良い。

これにより、第１の研削位置においては、第１の研削といしで基板の回転中心近傍を含む被加工面全域を研削することができ、且つ、第２の研削位置においては、第２の研削といしで基板の回転中心近傍を含む被加工面全域を研削することができる。よって、第１の研削といし及び第２の研削といしを各々有効に利用して、基板の被加工面を効率良く高精度に研削することができる。

具体的には、第１の研削といしを砥粒径の大きい粗研削といし、第２の研削といしを砥粒径の小さい仕上げ研削といしとして、第１の研削といしで基板の被加工面の全領域を粗研削した後、第２の研削といしで基板の被加工面の全領域を仕上げ研削することができる。

即ち、効率的な粗研削で、基板の回転中心近傍に未研削の凸部を残すことなく、基板の加工面の全域を平坦化した後、仕上げ研削を行うことができる。仕上げ研削を行う第２の研削といしは、従来技術の基板研削装置のように基板の回転中心近傍に残された凸部を研削する必要がない。よって、従来技術よりも砥粒径の小さい仕上げ研削といしを利用して、短時間の研削加工で、基板の被加工面を高精度に仕上げることができる。

また、第２の研削といしは、基板の回転中心近傍の凸部を研削する必要がないので、少ない摩耗量に抑えられる。よって、研削といしの使用量を減らすことができ、基板の生産コストを削減することができる。

また、本発明の基板研削装置によれば、前記第２の研削位置において前記第１の研削といし及び前記第２の研削といしが同時に前記基板を研削可能であっても良い。これにより、例えば、粗研削用の砥粒径の大きい第１の研削といしと、仕上げ研削用の砥粒径の小さい第２の研削といしと、を同時に利用した研削を実行し、研削加工の効率を向上させることができる。

また、本発明の基板研削方法によれば、回転自在なワークテーブルに基板を吸着させるチャッキング工程と、基板を保持したワークテーブルをカップホイール型の第１の研削といし及び第２の研削といしの下方の第１の研削位置に送る搬送工程と、第１の研削位置においてワークテーブルを回転させて保持されている基板を回転させると共に第１の研削といしを回転させて基板を研削する第１の研削工程と、第１の研削工程を実行した後、基板を保持したワークテーブルを第１の研削といし及び第２の研削といしの下方の第２の研削位置に送る位置変更工程と、第２の研削位置においてワークテーブルを回転させて保持されている基板を回転させると共に第２の研削といしを回転させて基板を研削する第２の研削工程と、を具備し、第１の研削位置では、基板の回転中心が第１の研削といしの研削範囲内にあり、第２の研削位置では、基板の回転中心が第２の研削といしの研削範囲内にある。これにより、ＰＬＰ等の大型実装基板を効率良く高精度に研削することができる。

また、本発明の基板研削方法によれば、前記第２の研削工程において、前記第１の研削といし及び前記第２の研削といしが同時に回転して前記基板に接近し前記基板が研削された後、前記第１の研削といしが前記基板から離れた状態で前記第２の研削といしが前記基板に接近して前記基板が研削されても良い。これにより、例えば、砥粒径の大きい第１の研削といしを使用した粗研削工程と、砥粒径の小さい第２の研削といしを使用した仕上げ研削工程と、の間に、第１の研削といしと第２の研削といしを同時に利用した研削を行うことができ、研削加工の効率を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る基板研削装置の概略を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る基板研削装置の第１の研削位置における研削ステージ付近を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る基板研削装置の第１の研削位置における研削ステージ付近を模式的に示す縦断面図である。 本発明の実施形態に係る基板研削装置の第２の研削位置における研削ステージ付近を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る基板研削装置の第２の研削位置における研削ステージ付近を模式的に示す縦断面図である。 本発明の実施形態に係る基板研削装置の粗研削工程における基板の回転中心付近を模式的に示す縦断面図である。 本発明の実施形態に係る基板研削装置の仕上げ研削工程における基板の回転中心付近を模式的に示す縦断面図である。 本発明の実施形態に係る基板研削装置の第２の研削工程の他の例における基板の回転中心付近を模式的に示す縦断面図である。 本発明の実施形態に係る基板研削装置の第２の研削工程の他の例における基板の回転中心付近を模式的に示す縦断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る基板研削装置を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る基板研削装置１０の概略を示す平面図である。
図１を参照して、基板研削装置１０は、基板３０を研削または研磨する装置である。

基板研削装置１０の加工対象物である基板３０は、例えば、ＰＬＰ等の大面積の実装基板や、パッケージ基板、その他の積層基板、半導体基板、コンデンサ等の素子用の基板等であっても良い。基板研削装置１０は、基板３０の主面から基板３０を構成する樹脂層、銅電極、半導体素子等を高精度に研削または研磨し、反りのある大面積の基板３０であっても効率良く加工することができる。

基板研削装置１０は、加工対象物である基板３０を設置するためのスタンバイステージ２３と、基板３０の研削を実行するための研削ステージ２４と、基板３０を保持するワークテーブル２０と、第１の研削といしである粗研削といし１１と、第２の研削といしである仕上げ研削といし１５と、を有する。

スタンバイステージ２３は、加工前に加工対象の基板３０をワークテーブル２０に固定すると共に、研削加工後にワークテーブル２０から基板３０のチャッキングを取り外すためのステージである。

スタンバイステージ２３の上方には、ワークテーブル２０の真空チャックに基板３０を吸着させるための貼付ハウジング２２が設けられている。スタンバイステージ２３において、ワークテーブル２０の上面に載置された基板３０は、上方から下降する貼付ハウジング２２と下方のワークテーブル２０との間に挟まれ、真空吸着によってワークテーブル２０に固定される。基板３０がワークテーブル２０に固定された後、貼付ハウジング２２は基板３０から離れて上昇する。

ワークテーブル２０は、研削工程において基板３０を保持した状態で回転するテーブルであり、スタンバイステージ２３と研削ステージ２４との間を略水平に移動して基板３０を搬送することができるよう設けられている。

具体的には、ワークテーブル２０は、スタンバイステージ２３で上面に基板３０が吸着された後、研削ステージ２４の所定の位置に移動し、基板３０を支持した状態で回転する。基板３０の研削が終了した後、ワークテーブル２０は、スタンバイステージ２３の所定の位置に移動する。

なお、ワークテーブル２０は、基板３０の回転中心２１が粗研削といし１１の研削範囲内となる第１の研削位置２５（図２参照）から仕上げ研削といし１５の研削範囲内となる第２の研削位置２６（図４参照）に移動可能である。詳細については後述する。

研削ステージ２４は、基板３０の研削工程を実行するためのポジションである。研削ステージ２４には、ワークテーブル２０の上面に吸着された基板３０がワークテーブル２０と共に搬送され、粗研削といし１１及び仕上げ研削といし１５によって基板３０の研削工程が行われる。

粗研削といし１１は、回転しながら基板３０を研削するカップホイール型の研削といしであり、粗研削コラム１３によって上下方向に移動可能に支持されている。粗研削といし１１は、研削ステージ２４に搬送されたワークテーブル２０及び基板３０の上方に設けられている。

仕上げ研削といし１５は、回転しながら基板３０を研削するカップホイール型の研削といしであり、仕上げ研削コラム１７によって上下方向に移動可能に支持されている。仕上げ研削といし１５は、研削ステージ２４に搬送されたワークテーブル２０及び基板３０の上方に設けられている。

研削ステージ２４には、定寸装置２８が設けられている。定寸装置２８は、基板３０を高精度に研削するため、基板３０の上面位置を正確に検出して基板３０の加工寸法を計測する装置である。

基板研削装置１０には、制御盤２７が設けられている。制御盤２７は、各種情報を入力するための入力部や各種情報を表示するモニター、各種演算等を行う演算部等を有する。制御盤２７は、入力された情報に基づき、各種演算を実行し、基板研削装置１０全体における加工の監視及び制御等を行う。

また、基板研削装置１０には、粗研削といし１１及び仕上げ研削といし１５を洗浄するための図示しない洗浄液噴射装置が設けられても良い。洗浄液噴射装置は、粗研削といし１１に洗浄液を吹き付けるための噴射ノズルと、仕上げ研削といし１５に洗浄液を吹き付けるための噴射ノズルと、を有する。

噴射ノズルからは、例えば、３ＭＰａから１７ＭＰａの圧力で、粗研削といし１１及び仕上げ研削といし１５の基板３０から離れたといし刃先１２、１６（図３参照）近傍に洗浄液が噴射される。これにより、研削工程において、粗研削といし１１及び仕上げ研削といし１５に付着した削り屑を洗い流すことができ、基板３０を高精度に研削することができる。

図２は、基板研削装置１０の第１の研削位置２５における研削ステージ２４付近を示す平面図である。図３は、第１の研削位置２５における研削ステージ２４付近を模式的に示す縦断面図である。

図２及び図３を参照して、粗研削といし１１及び仕上げ研削といし１５は、研削工程において回転する基板３０の上面３１に対して同時に接触可能な位置に設けられている。具体的には、研削工程時には、粗研削といし１１は基板３０の上方であって下降すれば基板３０の上面３１に接触可能な位置にあり、仕上げ研削といし１５も基板３０の上方であって下降すれば基板３０の上面３１に接触可能な位置にある。

第１の研削位置２５は、後述する第１の研削工程が実行される基板３０の位置である。なお、図２においては、第１の研削位置２５は、第１の研削工程が行われる際の基板３０の回転中心２１の水平送り方向の位置、即ち図２における矢視方向の位置、を示している。また、第２の研削位置２６は、後述する第２の研削工程が行われる際の基板３０の回転中心２１の位置を示している。
研削ステージ２４の第１の研削位置２５には、基板３０の上方に、基板３０を研削する粗研削といし１１及び仕上げ研削といし１５が併設されている。

粗研削といし１１は、研削範囲の直径がワークテーブル２０の半径よりも大きく、その研削範囲が基板３０の回転中心２１を通過する位置に設けられている。これにより、粗研削といし１１は、基板３０の被加工面である上面３１の全域を粗研削することができる。

粗研削といし１１は、主として基板３０の粗研削を行うといしであり、仕上げ研削といし１５は、主として基板３０の仕上げ研削を行うといしである。よって、仕上げ研削といし１５の砥粒径は、粗研削といし１１の砥粒径よりも小さい。換言すれば、仕上げ研削といし１５の粒度は、粗研削といし１１の粒度よりも大きい。また、仕上げ研削といし１５の直径は、粗研削といし１１の直径と略同じであっても良い。

仕上げ研削といし１５は、研削範囲の直径がワークテーブル２０の半径よりも大きく、基板３０の回転中心２１に近く、粗研削といし１１に接触しない位置に設けられている。

図４は、基板研削装置１０の第２の研削位置２６における研削ステージ２４付近を示す平面図である。図５は、第２の研削位置２６における研削ステージ２４付近を模式的に示す縦断面図である。

図４及び図５を参照して、第２の研削位置２６は、後述する第２の研削工程が実行される基板３０の位置である。なお、図４においては、第１の研削位置２５及び第２の研削位置２６は、基板３０の回転中心２１の水平送り方向の位置、即ち図４における矢視方向の位置、を示している。

前述のとおり、基板３０を保持するワークテーブル２０は、第１の研削位置２５から第２の研削位置２６に位置調整可能に設けられている。
研削ステージ２４の第２の研削位置２６において、粗研削といし１１は、基板３０の回転中心２１に近く、仕上げ研削といし１５に接触しない位置に設けられている。

仕上げ研削といし１５は、その研削範囲が基板３０の回転中心２１を通過する位置に設けられている。これにより、仕上げ研削といし１５は、基板３０の被加工面である上面３１の全体を高精度に仕上げ研削することができる。

即ち、基板研削装置１０は、第１の研削位置２５においては、粗研削といし１１で基板３０の回転中心２１近傍を含む被加工面全域を研削することができ、且つ、第２の研削位置２６においては、仕上げ研削といし１５で基板３０の回転中心２１近傍を含む被加工面全域を高精度に研削することができる。

具体的には、第１の研削といしを砥粒径の大きい粗研削といし１１、第２の研削といしを砥粒径の小さい仕上げ研削といし１５として、第１の研削といしで基板３０の被加工面の全領域を粗研削した後、第２の研削といしで基板３０の被加工面の全領域を仕上げ研削することができる。
このように基板研削装置１０は、第１の研削といし及び第２の研削といしをそれぞれ好適に設定し、基板３０を効率良く高精度に研削することができる。

また、粗研削といし１１及び仕上げ研削といし１５は、回転する基板３０に対して同時に接触可能な近接した位置に設けられているので、第１の研削位置２５から第２の研削位置２６への移動も容易である。

基板研削装置１０は、従来の一般的な基板研削装置のように離れた位置に粗研削用のテーブル設置設備と仕上げ研削用のテーブル設置設備を分けて設け、それぞれのテーブル設置設備に移動する別のワークテーブルに基板３０を載せ替えて搬送する必要がない。

そのため、基板研削装置１０は、搬送による生産時間を大幅に短縮することができ生産効率を高めることができる。また、ワークテーブル２０に吸着保持された基板３０を載せ替えることなく連続して粗研削と仕上げ研削を実行できるので、基板３０の載せ替えによる反りの発生等の問題もなく、基板３０の被加工面に効率良く高精度な平坦面を形成することができる。

また、２つの工程に対応する装置を離れた位置に設ける必要がなく、また、複数のワークテーブルが載置される大型のターンテーブル等を設ける必要もない。そのため、基板研削装置１０のフットプリント、即ち占有面積、を抑えて、大型の基板３０を効率良く研削することができる。よって、ＰＬＰ等の大型実装基板に対応可能な小型の高性能な基板研削装置１０が得られる。

例えば、加工対象の基板３０が反りの大きいＰＬＰ等の大型実装基板等であっても、ターンテーブル等を設けてワークテーブル２０を搬送することなく、粗研削といし１１と仕上げ研削といし１５を好適に利用して効率良く研削することができる。このように、基板研削装置１０によって短時間で高精度な研削工程が実現する。

即ち、効率的な粗研削で、基板３０の回転中心２１近傍に未研削の凸部３２（図８参照）を残すことなく、基板３０の加工面の全域を平坦化した後、仕上げ研削を行うことができる。仕上げ研削を行う第２の研削といしは、従来技術の基板研削装置のように基板３０の回転中心２１近傍に残された凸部３２を研削する必要がない。よって、従来技術よりも砥粒径の小さい仕上げ研削といし１５を利用して、短時間の研削加工で、基板３０の被加工面を高精度に仕上げることができる。

また、仕上げ研削といし１５は、基板３０の回転中心２１近傍の凸部３２を研削する必要がないので、少ない摩耗量に抑えられる。よって、仕上げ研削といし１５の使用量を減らすことができ、基板３０の生産コストを削減することができる。

次に、基板研削装置１０による基板製造方法について詳細に説明する。
図１を参照して、先ず、回転自在なワークテーブル２０に基板３０を吸着させるチャッキング工程が実行される。

チャッキング工程では、ロボット等によってスタンバイステージ２３にあるワークテーブル２０の上面に加工対象物である基板３０が載置される。そして、基板３０の上方から貼付ハウジング２２が下降し、基板３０はワークテーブル２０に真空吸着される。

そして、基板３０を保持したワークテーブル２０を粗研削といし１１及び仕上げ研削といし１５の下方の研削位置に送る搬送工程が行われる。搬送工程では、基板３０を保持したワークテーブル２０は、スタンバイステージ２３から研削ステージ２４の研削位置、詳しくは、第１の研削位置２５（図２参照）、へと移動する。

研削ステージ２４において、基板３０を研削する研削工程が実行される。詳しくは、第１の研削位置２５において粗研削といし１１で基板３０を研削する第１の研削工程が実行され、第２の研削位置２６（図４参照）において仕上げ研削といし１５で基板３０を研削する第２の研削工程が実行される。

研削工程では、先ず、定寸装置２８によって基板３０の厚さが測定され、基板３０の上面３１（図３参照）よりエアーカット分高いところに粗研削といし１１が位置決めされる。

研削工程において、ワークテーブル２０に保持されている基板３０は、ワークテーブル２０と共に回転し、回転しながら下降して接触する粗研削といし１１若しくは仕上げ研削といし１５によって研削される。なお、研削工程の詳細については後述する。

研削工程によって研削が行われた基板３０は、ワークテーブル２０と共に研削ステージ２４からスタンバイステージ２３に移動する。そして、研削加工後の基板３０は、真空吸着が切られ、ワークテーブル２０から取り外される。

次に、図６ないし図９を参照して、基板研削装置１０による基板３０の研削工程について詳細に説明する。
図６は、粗研削工程における基板３０の回転中心２１付近を模式的に示す縦断面図である。

図６を参照して、研削工程では、先ず、第１の研削工程である粗研削工程が実行される。粗研削工程では、基板３０は第１の研削位置２５にあり、粗研削といし１１が上方から基板３０に接近して基板３０の上面３１を研削する。

具体的には、制御盤２７（図１参照）は、ワークテーブル２０（図３参照）を回転させて保持されている基板３０を回転させると共に、粗研削といし１１を回転させて下方に送る。

これにより、粗研削といし１１の研削範囲内にある回転中心２１を中心として回転する基板３０の上面３１に、回転する粗研削といし１１のといし刃先１２が接触して、基板３０の上面３１の全域が研削される。

粗研削工程における粗研削といし１１の切り込み速度は、例えば、１０から３００μｍ／分が好ましく、更に好ましくは、３０から３００μｍ／分である。これにより粗研削といし１１の摩耗が少なく、効率的で高精度な研削が可能となる。

なお、仕上げ研削といし１５のといし刃先１６は、粗研削といし１１のといし刃先１２よりも上方にある。即ち、仕上げ研削といし１５のといし刃先１６は、基板３０から離れた上方にあって仕上げ研削といし１５による研削は行われていない。

このように粗研削工程において、基板３０の回転中心２１は粗研削といし１１の研削範囲内にあり、砥粒径が大きく摩耗の少ない粗研削といし１１によって、基板３０の回転中心２１近傍を含む上面３１の全域の研削が効率良く行われる。

次に、粗研削工程が実行された後、基板３０を保持したワークテーブル２０を粗研削といし１１及び仕上げ研削といし１５の下方の第２の研削位置２６に送る位置変更工程が行われる。

位置変更工程では、図３に示すように、研削加工を終えた粗研削といし１１は、上昇して基板３０の上面３１から離れる。即ち、粗研削といし１１のといし刃先１２は、仕上げ研削といし１５のといし刃先１６と略同様に、基板３０の上面３１から離れた状態となる。

そして、基板３０は、ワークテーブル２０と共に水平移動し、図５に示すように、基板３０の回転中心２１が仕上げ研削といし１５の研削範囲内に入る第２の研削位置２６に送られる。

図７は、仕上げ研削工程における基板３０の回転中心２１付近を模式的に示す縦断面図である。
図７を参照して、位置変更工程で基板３０が第２の研削位置２６に送られた後、第２の研削工程としての仕上げ研削工程が行われる。仕上げ研削工程では、第２の研削といしである仕上げ研削といし１５によって基板３０の研削が行われる。

具体的には、粗研削といし１１が基板３０の上面３１に接触しない状態で、制御盤２７（図１参照）は、ワークテーブル２０（図３参照）を回転させて保持されている基板３０を回転させると共に、仕上げ研削といし１５を回転させて下方に送る。

これにより、仕上げ研削といし１５の研削範囲内にある回転中心２１を中心として回転する基板３０の上面３１に、回転する仕上げ研削といし１５のといし刃先１６が接触して、基板３０の上面３１の全域が研削される。

仕上げ研削工程における仕上げ研削といし１５の切り込み速度は、例えば、５から３００μｍ／分であり、好ましくは、５から１００μｍ／分、更に好ましくは、１０から１００μｍ／分である。これにより仕上げ研削といし１５の摩耗が少なく、効率的で高精度な仕上げ研削が可能となる。

仕上げ研削といし１５は、基板３０の被加工面を高精度に研削するため、例えば、粒度＃４０００から＃３００００、好ましくは、粒度＃８０００から＃３００００である。基板研削装置１０は、第１の研削といしとしての粗研削といし１１で基板３０の上面３１全域を研削してから、第２の研削といしとしての仕上げ研削といし１５で基板３０の上面３１が研削される。

よって、基板研削装置１０は、仕上げ研削といし１５として従来技術では使用することが難しかった高番手のといしを利用することができる。これにより、従来技術の基板研削装置では難しかった高精度な基板研削が実現し、例えば、ＰＬＰ等の大型実装基板を効率良く高精度に平坦化することができる。

仕上げ研削工程における仕上げ研削といし１５の加工代は極めて少なく、仕上げ研削といし１５の摩耗量は少ない。具体的には、基板研削装置１０によれば、１種類の研削といしで粗研削から仕上げ研削までの全ての研削工程を実行する従来技術の研削方法に比べて、被加工面をより高精度に平坦化することができ、且つ研削加工時間を約１／２以下に、研削といしのランニングコストを約１／４以下に抑えることができる。

図８は、第２の研削工程における他の例として基板３０の回転中心２１付近を模式的に示す縦断面図である。
図８に示すように、基板研削装置１０は、第２の研削位置２６において粗研削といし１１及び仕上げ研削といし１５が同時に基板３０を研削可能である。即ち、粗研削といし１１及び仕上げ研削といし１５は、同時に回転しながら、ワークテーブル２０に保持されて回転する基板３０に対して同時に接近して、基板３０を同時に研削するよう制御されても良い。

具体的には、図６に示す如く、第１の研削位置２５で粗研削といし１１のみを利用した第１の研削工程が実行され、位置変更工程で基板３０の位置が第２の研削位置２６に変更された後に、図８に示す如く、粗研削用の砥粒径の大きい粗研削といし１１と、仕上げ研削用の砥粒径の小さい仕上げ研削といし１５と、の双方を利用した研削工程が実行されても良い。

粗研削といし１１及び仕上げ研削といし１５を同時に利用した研削工程では、粗研削といし１１のといし刃先１２が仕上げ研削といし１５のといし刃先１６よりも基板３０の上面３１に近い状態で、即ちといし刃先１２がといし刃先１６よりも低い状態で、粗研削といし１１及び仕上げ研削といし１５が基板３０に接近して基板３０が研削される。

仕上げ研削といし１５のといし刃先１６から下方の粗研削といし１１のといし刃先１２までの距離は、例えば、１から５０μｍ、好ましくは、１から３０μｍである。なお、粗研削といし１１及び仕上げ研削といし１５を、互いの位置関係を維持したまま同じ切り込み速度で送ることも可能である。

このように第２の研削位置２６における研削で、粗研削といし１１の方が基板３０に近い状態で研削が行われることにより、砥粒径が大きく摩耗の少ない研削といし１１によって、基板３０の回転中心２１近傍を除く広い範囲の研削が効率良く行われる。

第２の研削位置２６において基板３０の回転中心２１を含む全体を研削可能な仕上げ研削といし１５は、粗研削といし１１と同時に回転しながら下降する。これにより、粗研削といし１１が接触せずに研削されなかった基板３０の回転中心２１近傍の凸部３２を、仕上げ研削といし１１で研削することができる。

図９は、基板研削装置１０の第２の研削工程の他の例における基板３０の回転中心付近を模式的に示す縦断面図である。
図８に示す粗研削といし１１及び仕上げ研削といし１５の双方を利用した研削工程が実行された後、図９に示すように、粗研削といし１１は、仕上げ研削といし１５よりも上方に移動する。即ち、粗研削といし１１のといし刃先１２は、仕上げ研削といし１５のといし刃先１６よりも上方になり、基板３０の上面３１から離れた状態となる。

そして、粗研削といし１１が基板３０の上面３１に接触しない状態で仕上げ研削といし１５が回転しながら基板３０に接触して基板３０の研削が行われる。これにより、粗研削といし１１のといし刃先１２が接触せず研削されなかった基板３０の回転中心２１近傍の凸部３２が、仕上げ研削といし１１によって研削される。

図６を参照して既に説明したとおり、第１の研削位置２５における第１の研削工程によって基板３０の上面３１は粗研削といし１１で研削されている。そして、図８及び図９に示すように、第２の研削位置２６で行われる第２の研削工程における仕上げ研削といし１５の研削範囲は、回転中心２１近傍の狭い範囲である。よって、仕上げ研削といし１５の摩耗量を少なく抑えることができる。

図９に示すように、凸部３２が仕上げ研削といし１１によって研削された後、図７に示すように、仕上げ研削といし１１による基板３０の研削が引き続き実行される。そして、既に説明したように、仕上げ研削といし１１のといし刃先１２によって、基板３０の上面３１全体が高精度に仕上げ研削されて平坦化する。

以上説明の如く、本実施形態では、ワークテーブル２０の搬送回数を減らし装置のフットプリントを抑えつつ効率的な研削加工が行われる。また、仕上げ研削といし１５の研磨量を抑えつつ大型実装基板等を効率良く高精度に研削することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更実施が可能である。

１０ 基板研削装置
１１ 粗研削といし
１２ といし刃先
１３ 粗研削コラム
１５ 仕上げ研削といし
１６ といし刃先
１７ 仕上げ研削コラム
２０ ワークテーブル
２１ 回転中心
２２ 貼付ハウジング
２３ スタンバイステージ
２４ 研削ステージ
２５ 第１の研削位置
２６ 第２の研削位置
２７ 制御盤
２８ 定寸装置
３０ 基板
３１ 上面
３２ 凸部

Claims (5)

1. 基板を吸着して保持した状態で回転するワークテーブルと、
   前記ワークテーブルに保持されて回転する前記基板を回転しながら研削するカップホイール型の第１の研削といしと、
   前記ワークテーブルに保持されて回転する前記基板を回転しながら研削するカップホイール型の第２の研削といしと、を具備し、
   前記第１の研削といし及び前記第２の研削といしは、回転する前記基板に対して同時に接触可能な位置に設けられており、
   前記ワークテーブルは、前記基板の回転中心が前記第１の研削といしの研削範囲内となる第１の研削位置から前記第２の研削といしの研削範囲内となる第２の研削位置に移動可能であることを特徴とする基板研削装置。
2. 前記第１の研削位置で前記第１の研削といしによる前記基板の研削が実行され、
   前記第２の研削位置で前記第２の研削といしによる前記基板の研削が実行されることを特徴とする請求項１に記載の基板研削装置。
3. 前記第２の研削位置において前記第１の研削といし及び前記第２の研削といしが同時に前記基板を研削可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板研削装置。
4. 回転自在なワークテーブルに基板を吸着させるチャッキング工程と、
   前記基板を保持した前記ワークテーブルをカップホイール型の第１の研削といし及び第２の研削といしの下方の第１の研削位置に送る搬送工程と、
   前記第１の研削位置において前記ワークテーブルを回転させて保持されている前記基板を回転させると共に前記第１の研削といしを回転させて前記基板を研削する第１の研削工程と、
   前記第１の研削工程を実行した後、前記基板を保持した前記ワークテーブルを前記第１の研削といし及び前記第２の研削といしの下方の第２の研削位置に送る位置変更工程と、
   前記第２の研削位置において前記ワークテーブルを回転させて保持されている前記基板を回転させると共に前記第２の研削といしを回転させて前記基板を研削する第２の研削工程と、を具備し、
   前記第１の研削位置では、前記基板の回転中心が前記第１の研削といしの研削範囲内にあり、
   前記第２の研削位置では、前記基板の回転中心が前記第２の研削といしの研削範囲内にあることを特徴とする基板研削方法。
5. 前記第２の研削工程において、前記第１の研削といし及び前記第２の研削といしが同時に回転して前記基板に接近し前記基板が研削された後、前記第１の研削といしが前記基板から離れた状態で前記第２の研削といしが前記基板に接近して前記基板が研削されることを特徴とする請求項４に記載の基板研削方法。
   

Images