JP2023051365A - Workpiece grinding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、円盤状の被加工物の全域が仕上げ厚さになるように被加工物の被研削面側を研削する被加工物の研削方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of grinding a disk-shaped workpiece for grinding the surface side of the workpiece so that the entire area of the disk-shaped workpiece has a finished thickness.
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。 Device chips such as ICs (Integrated Circuits) and LSIs (Large Scale Integration) are essential components in various electronic devices such as mobile phones and personal computers. Such chips are manufactured, for example, by dividing a workpiece such as a wafer having a large number of devices formed on its surface into regions each including individual devices.
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。被加工物の薄化は、例えば、研削装置において被加工物の裏面側を研削することによって行われる。このような研削装置は、円錐の側面に対応するような形状の保持面(上面)を有し、この保持面の中心を通る直線を回転軸として回転可能なチャックテーブルを備える。 Furthermore, the workpiece is often thinned before being divided for the purpose of reducing the size and weight of chips. The thinning of the workpiece is performed, for example, by grinding the back side of the workpiece with a grinding device. Such a grinding apparatus has a holding surface (upper surface) shaped to correspond to the side surface of a cone, and includes a chuck table rotatable about a straight line passing through the center of the holding surface as a rotation axis.
また、このチャックテーブルの上方には、円環状の研削ホイールを先端部に装着可能なスピンドルを有する研削ユニットが設けられている。そして、研削ホイールは、円環状のホイール基台と、それぞれが直方体状の形状を有し、且つ、ホイール基台の周方向に沿って離散して配置された複数の研削砥石とを含む。また、複数の研削砥石のそれぞれは、結合材と、結合材の内部に分散され、且つ、結合材によって保持される砥粒とを含む。 Further, above the chuck table, a grinding unit having a spindle to which an annular grinding wheel can be attached is provided. The grinding wheel includes an annular wheel base, and a plurality of grinding wheels each having a rectangular parallelepiped shape and arranged discretely along the circumferential direction of the wheel base. Each of the plurality of grinding wheels also includes a bond and abrasive grains dispersed within and held by the bond.
この研削装置においては、一般的に、被加工物の表面に形成されたデバイスを保護するための保護テープを介してチャックテーブルに被加工物が保持される(例えば、特許文献1参照)。そして、このチャックテーブルと研削ホイールが先端部に装着されたスピンドルとの双方が回転した状態で、複数の研削砥石のそれぞれの研削面(下面)と被加工物の裏面(上面)とを接触させることによって、被加工物の裏面側が研削される。 In this grinding apparatus, a workpiece is generally held on a chuck table via a protective tape for protecting devices formed on the surface of the workpiece (see, for example, Patent Document 1). Then, in a state in which both the chuck table and the spindle with the grinding wheel attached to the tip are rotating, the grinding surface (lower surface) of each of the plurality of grinding wheels is brought into contact with the back surface (upper surface) of the workpiece. Thereby, the back side of the workpiece is ground.
炭化シリコン(SiC)又はサファイア(Al2O3)からなるウェーハ等の硬い構造物が被加工物の裏面側に露出している場合、この被加工物の研削に伴って、複数の研削砥石のそれぞれの研削面(下面)に露出した砥粒の摩耗(目潰れ)が激しくなる。この場合、スピンドルを介して複数の研削砥石を含む研削ホイールを回転させるモータの駆動電流が上昇するといった不具合が生じるおそれがある。 When a hard structure such as a wafer made of silicon carbide (SiC) or sapphire (Al 2 O 3 ) is exposed on the back side of the workpiece, a plurality of grinding wheels are used as the workpiece is ground. The abrasive grains exposed on the respective grinding surfaces (lower surfaces) are severely worn (loose). In this case, there is a risk that the driving current of the motor that rotates the grinding wheel including the plurality of grinding wheels via the spindle will increase.
そのため、このような場合には、被加工物の研削に伴う複数の研削砥石のそれぞれの自生発刃(研削面側の結合材が削られて、研削面に新しい砥粒が露出すること)を促進させることが必要になる。自生発刃を促進させるためには、例えば、複数の研削砥石のそれぞれに含まれる結合材として脆い材料を適用すればよい。ただし、この場合には、砥粒を保持する結合材の保持力が弱くなり、被加工物の研削が困難になるおそれがある。 Therefore, in such a case, self-sharpening of each of the plurality of grinding wheels (bonding material on the grinding surface side is scraped off and new abrasive grains are exposed on the grinding surface) accompanying the grinding of the workpiece. need to be promoted. In order to promote self-sharpening, for example, a brittle material may be used as a binder contained in each of a plurality of grinding wheels. However, in this case, the holding force of the bonding material that holds the abrasive grains is weakened, which may make it difficult to grind the workpiece.
この点に鑑み、本発明の目的は、砥粒を保持する結合材の保持力を弱くすることなく、複数の研削砥石のそれぞれの自生発刃を促進させることが可能な被加工物の研削方法を提供することである。 In view of this point, an object of the present invention is to provide a method of grinding a workpiece capable of promoting the self-sharpening of each of a plurality of grinding wheels without weakening the holding power of the binder that holds the abrasive grains. is to provide
本発明によれば、円盤状の被加工物と同心円状、且つ、該被加工物の元の厚さと仕上げ厚さとの差よりも浅い深さの円環状の溝を該被加工物の被研削面に形成する溝形成ステップと、該溝形成ステップ後、該被加工物と、複数の研削砥石が離散して配置され、且つ、該被加工物の半径よりも長い外径を有する円環状の研削ホイールと、の双方が回転した状態で、該複数の研削砥石のそれぞれの研削面と該被加工物の該被研削面とを接触させることによって、該被加工物の全域が該仕上げ厚さになるように該被加工物の該被研削面側を研削する研削ステップと、を備える被加工物の研削方法が提供される。 According to the present invention, an annular groove concentric with a disk-shaped workpiece and having a depth shallower than the difference between the original thickness and the finished thickness of the workpiece is formed on the workpiece. a step of forming grooves on the surface; after the step of forming grooves, the work piece and a plurality of grinding wheels are arranged discretely and have an outer diameter longer than the radius of the work piece; By bringing the grinding surface of each of the plurality of grinding wheels into contact with the ground surface of the workpiece while both the grinding wheel and the grinding wheel are rotating, the entire area of the workpiece is the finished thickness. and a grinding step of grinding the surface side of the workpiece to be ground so that the workpiece is ground.
好ましくは、該研削ステップは、粗研削用砥粒をそれぞれが含む複数の粗研削用研削砥石が離散して配置された円環状の粗研削用研削ホイールを利用して、該被加工物の該被研削面側を研削する粗研削ステップと、該粗研削ステップ後に、仕上げ研削用砥粒をそれぞれが含む複数の仕上げ研削用研削砥石が離散して配置された円環状の仕上げ研削用研削ホイールを利用して、該被加工物が該仕上げ厚さになるように該被加工物の該被研削面側を研削する仕上げ研削ステップと、を含む。 Preferably, the grinding step utilizes an annular rough grinding wheel on which a plurality of coarse grinding wheels, each containing coarse grinding grains, are discretely arranged to grind the workpiece into the rough grinding wheel. A rough grinding step for grinding the surface to be ground, and after the rough grinding step, an annular grinding wheel for finish grinding on which a plurality of grinding wheels for finish grinding, each containing abrasive grains for finish grinding, are separately arranged. and a finish grinding step of grinding the side of the surface to be ground of the workpiece so that the workpiece has the finish thickness.
好ましくは、該溝形成ステップは、円環状の切削ブレードが回転した状態で、該被加工物の該被研削面に垂直な方向に沿って該切削ブレードを該被加工物の該被研削面側に切り込ませる切り込みステップと、該切り込みステップ後に、該切削ブレードが回転した状態で、該被加工物の周方向に沿って該被加工物を少なくとも一回転させる回転ステップと、を含む。 Preferably, in the step of forming the groove, the annular cutting blade is rotated, and the cutting blade is moved along the direction perpendicular to the surface to be ground of the workpiece. and after the cutting step, rotating the workpiece at least once along the circumferential direction of the workpiece while the cutting blade is rotated.
あるいは、該溝形成ステップは、該被加工物と、複数の溝形成用研削砥石が離散して配置され、且つ、該被加工物の半径よりも長く、該被加工物の直径よりも短い外径を有する円環状の溝形成用研削ホイールと、の双方が回転した状態で、該複数の溝形成用研削砥石のそれぞれの研削面と該被加工物の該被研削面とを接触させることによって実施される。 Alternatively, the grooving step includes: the work piece and a plurality of grooving grinding wheels arranged discretely; By bringing the grinding surface of each of the plurality of groove-forming grinding wheels into contact with the surface to be ground of the workpiece while both the annular groove-forming grinding wheel having a diameter and the grinding wheel for groove-forming are rotating. be implemented.
本発明においては、被加工物の被研削面に円環状の溝を形成してから、被加工物の被研削面側を研削する。この場合、複数の研削砥石のそれぞれの側面のうち研削面近傍の領域が被加工物の被研削面に形成された溝の側面に衝突しながら、被加工物の被研削面側の研削が行われる。 In the present invention, an annular groove is formed in the ground surface of the workpiece, and then the ground surface side of the workpiece is ground. In this case, the grinding of the surface to be ground of the workpiece is performed while the regions near the grinding surfaces of the side surfaces of the plurality of grinding wheels collide with the side surfaces of the grooves formed in the surface to be ground of the workpiece. will be
そして、このような衝突が起きると、被加工物の研削面側の結合材が削られやすくなる。その結果、本発明においては、砥粒を保持する結合材の保持力を弱くすることなく、複数の研削砥石のそれぞれの自生発刃を促進させることができる。 When such a collision occurs, the bonding material on the grinding surface side of the workpiece is likely to be scraped off. As a result, in the present invention, the self-sharpening of each of the plurality of grinding wheels can be promoted without weakening the holding power of the binder that holds the abrasive grains.
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、表面に多数のデバイスが形成された被加工物の研削方法の一例を模式的に示すフローチャートである。この方法においては、まず、円盤状の被加工物と同心円状、且つ、被加工物の元の厚さと仕上げ厚さとの差よりも浅い深さの円環状の溝を被加工物の被研削面に形成する(溝形成ステップ:S1)。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a flow chart schematically showing an example of a grinding method for a workpiece having many devices formed on its surface. In this method, first, an annular groove concentric with a disk-shaped workpiece and having a depth shallower than the difference between the original thickness and the finished thickness of the workpiece is formed on the ground surface of the workpiece. (groove forming step: S1).
図2は、溝形成ステップ(S1)の一例を模式的に示すフローチャートである。この溝形成ステップ(S1)においては、被加工物の被研削面に垂直な方向に沿って切削ブレードを被加工物の被研削面側に切り込ませた後(切り込みステップ:S11)、被加工物の周方向に沿って被加工物を少なくとも一回転させる(回転ステップ:S12)。 FIG. 2 is a flow chart schematically showing an example of the groove forming step (S1). In this groove forming step (S1), after the cutting blade is cut into the ground surface of the workpiece along the direction perpendicular to the ground surface of the workpiece (cutting step: S11), The workpiece is rotated at least once along the circumferential direction of the workpiece (rotating step: S12).
図3は、切り込みステップ(S11)及び回転ステップ(S12)を実施可能な切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X1軸方向(前後方向、加工送り方向)及びY1軸方向(左右方向、割り出し送り方向)は、水平面上において互いに垂直な方向であり、また、Z1軸方向(上下方向)は、X1軸方向及びY1軸方向に垂直な方向(鉛直方向、切り込み送り方向)である。 FIG. 3 is a perspective view schematically showing an example of a cutting device capable of performing the cutting step (S11) and the rotating step (S12). The X1-axis direction (front-rear direction, machining feed direction) and the Y1-axis direction (left-right direction, indexing feed direction) shown in FIG. ) is a direction perpendicular to the X1-axis direction and the Y1-axis direction (vertical direction, cutting feed direction).
図3に示される切削装置2は、各構成要素が搭載される基台4を備える。基台4の角部には、カセット6が載せられるカセットテーブル8が設置されている。このカセット6には、例えば、被加工物の表面に貼りつけられた円盤状のダイシングテープを介して、被加工物と環状フレームとが一体化されたフレームユニット11が収容される。
The
この被加工物は、例えば、表面側に多数のデバイスが形成された炭化シリコン又はサファイア等からなる円盤状のウェーハである。また、カセットテーブル8は、カセットテーブル移動機構(不図示)に接続されており、例えば、Z1軸方向に沿って移動可能である。このカセットテーブル移動機構は、フレームユニット11を適切に搬出入できるようにカセットテーブル8に載せられたカセット6の高さを調整する。
This workpiece is, for example, a disk-shaped wafer made of silicon carbide, sapphire, or the like, on which a large number of devices are formed. Also, the cassette table 8 is connected to a cassette table moving mechanism (not shown), and is movable along the Z1 axis direction, for example. This cassette table moving mechanism adjusts the height of the
また、基台4の上部には、基台4の上面側を覆うカバー10が取り付けられている。そして、カバー10の内部には、円環状の切削ブレードを先端部に装着可能なスピンドル(切削ブレード用スピンドル)を有する切削ユニット12が収容されている。この切削ユニット12は、切削ユニット移動機構(不図示)に接続されており、例えば、Y1軸方向及びZ1軸方向に沿って移動可能である。
A
また、切削ユニット12の下方には、フレームユニット11を吸引して保持可能なチャックテーブル14が設けられている。このチャックテーブル14は、チャックテーブル移動機構(不図示)に接続されており、例えば、X1軸方向に沿って移動可能である。また、チャックテーブル14は、回転機構(不図示)に接続されており、Z1軸方向に対して概ね平行な直線を回転軸として回転可能である。
A chuck table 14 capable of holding the
さらに、カバー10の側面10aには、ユーザーインターフェースとなるタッチパネル16が設けられている。また、カバー10の上面10bには、警告灯(パイロットランプ)18が設けられている。そして、上述した切削装置2の構成要素は、制御ユニット(不図示)に接続されている。
Furthermore, the
この制御ユニットは、中央処理装置(CPU)と、主記憶装置(揮発性メモリ)及び補助記憶装置(不揮発性メモリ)を含む記憶装置とを有し、上述した切削装置2の構成要素の動作を制御する。例えば、制御ユニットは、チャックテーブル14において保持された被加工物が切削されるように、切削ユニット12のスピンドルを回転させるとともに、切削ユニット12及び/又はチャックテーブル14を移動させる。
This control unit has a central processing unit (CPU) and storage devices including a main storage device (volatile memory) and an auxiliary storage device (non-volatile memory), and controls the operations of the components of the
図4(A)及び図4(B)のそれぞれは、切削装置2を利用して被加工物の裏面(被研削面)に溝を形成する様子を模式的に示す一部断面側面図である。この溝を形成する際には、まず、表面15aに貼りつけられたダイシングテープ13を介して被加工物15の中心とチャックテーブル14の中心とが重なるように、カセット6からチャックテーブル14にフレームユニット11を搬送する。
4A and 4B are partial cross-sectional side views schematically showing how grooves are formed on the back surface of the workpiece (surface to be ground) using the
次いで、ダイシングテープ13を介して被加工物15を吸引して保持するようにチャックテーブル14を動作させる。次いで、切削ユニット12の切削ブレード20が被加工物15の中心と外周との中間領域の真上に位置付けられるように、切削ユニット12及び/又はチャックテーブル14を移動させる。
Next, the chuck table 14 is operated so as to suck and hold the
次いで、切削ユニット12のスピンドル(切削ブレード用スピンドル)22を回転させながら、被加工物15の裏面15bから被加工物15の元の厚さと仕上げ厚さとの差よりも浅い深さに下端が至るまで切削ブレード20を下降させる(図4(A)参照)。次いで、このスピンドル22を回転させたまま、チャックテーブル14を少なくとも一回転させる(図4(B))。これにより、被加工物15と同心円状、且つ、被加工物15の元の厚さと仕上げ厚さとの差よりも浅い深さの円環状の溝17が被加工物15の裏面15bに形成される。
Next, while rotating the spindle (spindle for cutting blade) 22 of the cutting
図1に示される被加工物の研削方法においては、溝形成ステップ(S1)後に、被加工物15の全域が仕上げ厚さになるように被加工物15の裏面(被研削面)側を研削する(研削ステップ:S2)。図5は、研削ステップ(S2)の一例を模式的に示すフローチャートである。この研削ステップ(S2)においては、被加工物15の裏面(被研削面)15b側の粗研削を行った後(粗研削ステップ:S21)、被加工物15の裏面(被研削面)15b側の仕上げ研削を行う(仕上げ研削ステップ:S22)。
In the method of grinding a workpiece shown in FIG. 1, after the groove forming step (S1), the back surface (surface to be ground) of the
図6は、粗研削ステップ(S21)及び仕上げ研削ステップ(S22)を実施可能な研削装置の一例を模式的に示す斜視図である。なお、図6に示されるX2軸方向(前後方向)及びY2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、Z2軸方向(上下方向)は、X2軸方向及びY2軸方向に垂直な方向(鉛直方向)である。 FIG. 6 is a perspective view schematically showing an example of a grinding apparatus capable of performing the rough grinding step (S21) and the finish grinding step (S22). Note that the X2-axis direction (front-rear direction) and the Y2-axis direction (left-right direction) shown in FIG. 6 are directions perpendicular to each other on the horizontal plane, and the Z2-axis direction (vertical direction) It is the direction perpendicular to the axial direction (vertical direction).
図6に示される研削装置24は、各構成要素が搭載される基台26を備える。この基台26の上面の前端側には開口26aが形成されており、開口26a内には搬送機構28が設けられている。この搬送機構28は、例えば、複数の関節を持つロボットアームである。また、開口26aの前方には、カセット30a,30bが載せられるカセット載置台32a,32bが設けられている。
A grinding
このカセット30a,30bには、例えば、裏面15bに溝17が形成された被加工物15の表面15aからダイシングテープ13を分離した後に、この表面15aに新たにフィルム状の保護テープが貼り付けられた被加工物15が収容される。なお、この保護テープは、被加工物15の裏面15b側が研削される際に被加工物15の表面15aに形成されたデバイスが損傷するのを防止する。
In the
また、搬送機構28は、被加工物15を保持して搬送できるだけでなく、被加工物15の上下を反転させることもできる。また、開口26aの斜め後方には、被加工物15の位置を調整するための位置調整機構34が設けられている。位置調整機構34は、例えば、円盤状のテーブルと、テーブルの周囲に配置された複数のピンとを備える。
Further, the
搬送機構28は、例えば、被加工物15をカセット30aから搬出し、裏面15bが上を向くように被加工物15を位置調整機構34のテーブルに搬入する。そして、このテーブルの径方向に沿って複数のピンが移動することで、例えば、位置調整機構34のテーブルに搬入された被加工物15の中心が、X2軸方向及びY2軸方向に平行な平面(X2Y2座標平面)において所定の位置(座標)に合わせられる。
The
搬送機構28及び位置調整機構34の後方には、被加工物15を搬送する搬送機構36が設けられている。また、搬送機構36の後方には、円盤状のターンテーブル38が設けられている。このターンテーブル38は、モータ等の回転駆動源(不図示)に接続されており、Z2軸方向に対して概ね平行な直線を回転軸として回転する。
A
また、ターンテーブル38の上面には、被加工物15を保持できる3個のチャックテーブル40が設けられている。3個のチャックテーブル40は、ターンテーブル38の周方向に沿って概ね等間隔に設けられている。なお、ターンテーブル38上に設けられるチャックテーブル40の数等に制限はない。
Three chuck tables 40 capable of holding the
図7は、ターンテーブル38及びその周辺の構造を模式的に示す平面図である。なお、図7では、説明の便宜上、一部の要素が破線で表現されている。搬送機構36は、位置調整機構34において位置合わせされた被加工物15を位置調整機構34から搬出し、搬送機構36に隣接する搬入搬出領域Aに配置されたチャックテーブル40に搬入する。
FIG. 7 is a plan view schematically showing the structure of the
ターンテーブル38は、例えば、図6及び図7において矢印で示される方向に回転し、3個のチャックテーブル40を、搬入搬出領域A、粗研削領域B及び仕上げ研削領域Cの順に移動させる。3個のチャックテーブル40のそれぞれは、モータ等の回転駆動源(不図示)に接続されており、Z2軸方向に対して概ね平行な直線を回転軸として回転する。
The
このチャックテーブル40は、例えば、セラミックス等からなる円盤状の枠体を有する。そして、この枠体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おり、この凹部にはセラミックス等からなる円盤状のポーラス板が固定されている。 The chuck table 40 has a disk-shaped frame made of, for example, ceramics. A concave portion having a circular opening at the upper end is formed on the upper surface side of the frame, and a disk-shaped porous plate made of ceramics or the like is fixed to the concave portion.
また、チャックテーブル40の上面は、中心が外縁よりも僅かに突出した円錐の側面に相当する形状に構成されており、被加工物15の表面15a側を保持する保持面40aとして機能する。すなわち、各チャックテーブル40は、被加工物15を保持する保持面40aを上部に備えている。
The upper surface of the chuck table 40 has a shape corresponding to the side surface of a cone with the center slightly protruding from the outer edge, and functions as a holding
具体的には、この保持面40aは、チャックテーブル40の内部に形成された吸引路(不図示)等を介して真空ポンプ等の吸引源(不図示)に連通している。そして、この吸引源を動作させると、保持面40a近傍の空間に吸引力が作用する。そのため、被加工物15の表面15a側が保持面40aに置かれた状態で、この吸引源を動作させると、被加工物15がチャックテーブル40によって吸引されて保持される。
Specifically, the holding
また、粗研削領域B及び仕上げ研削領域Cのそれぞれの後方には、柱状の支持構造42が設けられている(図6参照)。各支持構造42の前面側には、Z2軸移動機構44が設けられている。このZ2軸移動機構44は、Z2軸方向に概ね平行な一対のガイドレール46を備える。
A
そして、一対のガイドレール46の前面側には、移動プレート48がスライドできる態様で取り付けられている。この移動プレート48の後面(裏面)側には、ボールねじを構成するナット部(不図示)が固定されており、このナット部には、ガイドレール46に対して概ね平行なねじ軸50が回転できる態様で連結されている。
A moving
このねじ軸50の上端部には、モータ52が連結されている。そして、モータ52によってねじ軸50を回転させることで、移動プレート48はガイドレール46に沿ってZ2軸方向に沿って移動する。また、移動プレート48の前面(表面)側には、固定具54が設けられている。この固定具54は、研削ユニット56を支持し、この研削ユニット56は、固定具54に固定されるスピンドルハウジング58を備える。
A
そして、このスピンドルハウジング58には、Z2軸方向に対して概ね平行な直線を回転軸として回転できる態様でスピンドル(研削ホイール用スピンドル)60が収容されている。このスピンドル60の下端部は、スピンドルハウジング58の下端面から露出しており、このスピンドル60の下端部には円盤状のマウント62が固定されている。
A spindle (grinding wheel spindle) 60 is accommodated in the
そして、粗研削領域B側の研削ユニット56のマウント62の下面には、粗研削用研削ホイール64が装着されている。この粗研削用研削ホイール64は、ステンレス鋼又はアルミニウム等の金属材料からなり、且つ、外径がマウント62の直径と概ね等しい円環状の粗研削用ホイール基台を備える。また、粗研削用研削ホイール64の内径及び外径の双方は、上記の被加工物15の半径よりも長い。
A
この粗研削用ホイール基台の下面には、粗研削に適したダイヤモンド等の粗研削用砥粒がビトリファイド又はレジノイド等のボンドで固定されてなる複数の粗研削用研削砥石が離散して配置されている。また、粗研削領域B側の研削ユニット56のスピンドルハウジング58には、スピンドル60の上端側に接続されるモータ等の粗研削用回転駆動源(不図示)が収容されている。
A plurality of grinding wheels for rough grinding are discretely arranged on the lower surface of the wheel base for rough grinding. ing. The
そして、粗研削用回転駆動源が動作すると、スピンドル60とともに粗研削用研削ホイール64が回転する。この時、粗研削用研削ホイール64に含まれる複数の粗研削用研削砥石は、その外径及び内径の双方が上記の被加工物15の半径よりも長い円環状の軌跡を描く。また、この軌跡は、粗研削領域Bに位置付けられたチャックテーブル40の保持面40aの中心と重なる。
When the rotary drive source for rough grinding operates, the grinding
さらに、粗研削用研削ホイール64の傍には、被加工物15の裏面15bと複数の粗研削用研削砥石の下面(研削面)との接触点(加工点)に純水等の液体(研削液)を供給できる液体供給用ノズル(不図示)が設けられている。ただし、この液体供給用ノズルの代わりに、又は、液体供給用ノズルとともに、液体の供給に使用される液体供給口が粗研削用研削ホイール64に設けられてもよい。
Further, near the grinding
同様に、仕上げ研削領域C側の研削ユニット56のマウント62の下面には、仕上げ研削用研削ホイール66が装着されている。仕上げ研削用研削ホイール66は、ステンレス鋼又はアルミニウム等の金属からなり、且つ、外径がマウント62の直径と概ね等しい円環状の仕上げ研削用ホイール基台を備えている。また、仕上げ研削用研削ホイール66の内径及び外径の双方は、上記の被加工物15の半径よりも長い。
Similarly, a grinding
仕上げ研削用ホイール基台の下面には、仕上げ研削に適したダイヤモンド等の仕上げ研削用砥粒(例えば、平均粒径が粗研削用砥粒よりも細かい砥粒)がビトリファイド又はレジノイド等のボンドで固定されてなる複数の仕上げ研削用研削砥石が離散して配置されている。また、仕上げ研削領域C側の研削ユニット56のスピンドルハウジング58には、スピンドル60の上端側に接続されるモータ等の仕上げ研削用回転駆動源(不図示)が収容されている。
Abrasive grains for finish grinding such as diamond suitable for finish grinding (for example, abrasive grains with a finer average grain size than abrasive grains for rough grinding) are attached to the lower surface of the wheel base for finish grinding with a bond such as vitrified or resinoid. A plurality of fixed grinding wheels for finish grinding are arranged discretely. The
そして、仕上げ研削用回転駆動源が動作すると、スピンドル60とともに仕上げ研削用研削ホイール66が回転する。この時、仕上げ研削用研削ホイール66に含まれる複数の仕上げ研削用研削砥石は、その外径及び内径の双方が上記の被加工物15の半径よりも長い円環状の軌跡を描く。また、この軌跡は、仕上げ研削領域Cに位置付けられたチャックテーブル40の保持面40aの中心と重なる。
When the rotary drive source for finish grinding operates, the grinding
さらに、仕上げ研削用研削ホイール66の傍には、被加工物15の裏面15bと複数の仕上げ研削用研削砥石の下面(研削面)との接触点(加工点)に純水等の液体(研削液)を供給できる液体供給用ノズル(不図示)が設けられている。ただし、この液体供給用ノズルの代わりに、又は、液体供給用ノズルとともに、液体の供給に使用される液体供給口が仕上げ研削用研削ホイール66に設けられてもよい。
Further, beside the grinding
チャックテーブル40に保持された被加工物15は、上述した2組の研削ユニット56によって順に研削される。具体的には、被加工物15は、粗研削領域Bにおいて粗研削領域B側の研削ユニット56で研削されてから、仕上げ研削領域Cにおいて仕上げ研削領域C側の研削ユニット56で研削される。
The
さらに、搬入搬出領域Aの前方、且つ、搬送機構36の側方には、研削された後の被加工物15を搬送する搬送機構68が設けられている。また、搬送機構68の前方には、搬送機構68によってチャックテーブル40から搬出された被加工物15を洗浄する洗浄ユニット70が設けられている。
Further, in front of the loading/unloading area A and on the side of the
この洗浄ユニット70は、例えば、被加工物15の表面15a側を保持した状態で回転するスピンナーテーブルと、スピンナーテーブルによって保持された被加工物15の裏面(被研削面)15b側に洗浄用の流体を噴射するノズルとを備えている。この洗浄ユニット70で洗浄された被加工物15は、搬送機構28によって洗浄ユニット70から搬送されて、例えば、カセット30bに搬入される。
The
さらに、研削装置24は、上記の構成要素以外の構成要素を備えてもよい。例えば、研削装置24は、オペレータからの指示を研削装置24へ入力するタッチセンサと、オペレータに向けて各種の情報を出力するディスプレイとによって構成されるタッチパネルを備えてもよい。そして、上述した研削装置24の構成要素は、制御ユニット(不図示)に接続されている。
Further, grinding
この制御ユニットは、中央処理装置(CPU)と、主記憶装置(揮発性メモリ)及び補助記憶装置(不揮発性メモリ)を含む記憶装置とを有し、上述した研削装置24の構成要素の動作を制御する。例えば、制御ユニットは、チャックテーブル40において保持された被加工物15が元の厚さから仕上げ厚さになるように、上述した構成要素を制御する。
This control unit has a central processing unit (CPU) and a memory device including a main memory device (volatile memory) and an auxiliary memory device (non-volatile memory), and controls the operation of the components of the grinding
図8(A)及び図8(B)のそれぞれは、研削装置24を利用して被加工物15の裏面15b側を研削する様子を模式的に示す一部断面側面図である。この研削の際には、まず、搬送機構28が被加工物15をカセット30aから搬出して被加工物15の裏面15bが上を向くように位置調整機構34の円盤状のテーブルの上面に搬入する。これにより、被加工物15は、その表面15aに貼り付けられた保護テープ19を介してテーブルに支持される。
8A and 8B are partial cross-sectional side views schematically showing how the grinding
次いで、このテーブルの径方向に沿って、テーブルの周囲に配置された複数のピンを移動させることで、被加工物15の中心の位置をX2Y2座標平面における特定の座標に位置付ける。次いで、搬送機構36が被加工物15を位置調整機構34のテーブルから搬出して搬入搬出領域Aに位置付けられたチャックテーブル40の保持面40aに搬入する。これにより、被加工物15は、保護テープ19を介してチャックテーブル40に支持される。
Next, by moving a plurality of pins arranged around the table along the radial direction of the table, the center of the
次いで、保護テープ19を介して被加工物15の表面15a側を吸引して保持するようにチャックテーブル40を動作させる。次いで、被加工物15を保持するチャックテーブル40を粗研削領域Bに位置付けるように、ターンテーブル38を回転させる。次いで、粗研削領域Bに位置付けられたチャックテーブル40及び粗研削領域B側の研削ユニット56のスピンドル60の双方を回転させる。
Next, the chuck table 40 is operated so as to suck and hold the
また、スピンドル60の回転に伴って、粗研削用研削ホイール64(粗研削用ホイール基台64a)の周方向に沿って、マウント62及び粗研削用研削ホイール64が回転する。次いで、チャックテーブル40及び粗研削用研削ホイール64を回転させたまま、複数の粗研削用研削砥石64bの下面(研削面)を被加工物15の裏面15bに接触させるように粗研削領域B側の研削ユニット56を下降させる(図8(A)参照)。
Further, as the
これにより、被加工物15の裏面15b側が複数の粗研削用研削砥石64bの下側によって研削されて除去される。そして、この研削(粗研削)は、被加工物15の厚さが仕上げ厚さよりも厚い所定の厚さになるまで継続される。例えば、粗研削は、被加工物15の裏面15bに形成された溝17の深さが1/3倍~1/10倍になるまで継続される。
As a result, the
次いで、粗研削領域Bに位置付けられたチャックテーブル40及び粗研削領域B側の研削ユニット56のスピンドル60の双方の回転を停止させ、且つ、この研削ユニット56を上昇させる。次いで、被加工物15を保持するチャックテーブル40を仕上げ研削領域Cに位置付けるように、ターンテーブル38を回転させる。次いで、仕上げ研削領域Cに位置付けられたチャックテーブル40及び仕上げ研削領域C側の研削ユニット56のスピンドル60の双方を回転させる。
Next, rotation of both the chuck table 40 positioned in the rough grinding area B and the
また、スピンドル60の回転に伴って、仕上げ研削用研削ホイール66(仕上げ研削用ホイール基台66a)の周方向に沿って、マウント62及び仕上げ研削用研削ホイール66が回転する。次いで、チャックテーブル40及び仕上げ研削用研削ホイール66を回転させたまま、複数の仕上げ研削用研削砥石66bの下面(研削面)を被加工物15の裏面15bに接触させるように仕上げ研削領域C側の研削ユニット56を下降させる(図8(B)参照)。
Further, along with the rotation of the
これにより、被加工物15の裏面15b側が複数の仕上げ研削用研削砥石66bによって研削されて除去される。そして、この研削(仕上げ研削)は、被加工物15の厚さが仕上げ厚さになるまで継続される。すなわち、仕上げ研削によって被加工物15の裏面15bに形成された溝17が消失する。その結果、被加工物15の全域が仕上げ厚さになる。
As a result, the
上述した被加工物の研削方法においては、被加工物15の裏面15bに円環状の溝17を形成してから、被加工物15の裏面15b側を研削する。この場合、複数の研削砥石(粗研削用研削砥石64b及び仕上げ研削用研削砥石66b)のそれぞれの側面のうち下面近傍の領域が被加工物15の裏面15bに形成された溝17の側面のうち上面近傍の領域に衝突しながら、被加工物15の裏面15b側の研削が行われる。
In the above-described method of grinding a workpiece, the
そして、このような衝突が起きると、被加工物15の下面側の結合材が削られやすくなる。その結果、上述した被加工物の研削方法においては、砥粒(粗研削用砥粒及び仕上げ研削用砥粒)を保持する結合材の保持力を弱くすることなく、複数の研削砥石(粗研削用研削砥石64b及び仕上げ研削用研削砥石66b)のそれぞれの自生発刃を促進させることができる。
When such a collision occurs, the bonding material on the lower surface side of the
なお、上述した内容は本発明の一態様であって、上述した内容と異なる特徴を有する発明も本発明には含まれる。例えば、本発明の溝形成ステップにおいては、研削、プラズマエッチング又はレーザーアブレーションを利用して、被加工物15の裏面15bに溝を形成してもよい。
The contents described above are one aspect of the present invention, and inventions having features different from the contents described above are also included in the present invention. For example, the groove forming step of the present invention may utilize grinding, plasma etching, or laser ablation to form grooves in the
図9(A)及び図9(B)のそれぞれは、研削装置を利用して被加工物15の裏面(被研削面)15bに溝を形成する様子を模式的に示す一部断面側面図である。図9(A)及び図9(B)のそれぞれに示される研削装置72は、チャックテーブル74を有する。このチャックテーブル74は、例えば、セラミックス等からなる円盤状の枠体を有する。
9A and 9B are partial cross-sectional side views schematically showing how grooves are formed on the back surface (surface to be ground) 15b of the
そして、この枠体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おり、この凹部にはセラミックス等からなる円盤状のポーラス板が固定されている。また、チャックテーブル74の上面は、中心が外縁よりも僅かに突出した円錐の側面に相当する形状に構成されており、被加工物15の表面15a側を保持する保持面74aとして機能する。
A concave portion having a circular opening at the upper end is formed on the upper surface side of the frame, and a disk-shaped porous plate made of ceramics or the like is fixed to the concave portion. The upper surface of the chuck table 74 is formed in a shape corresponding to the side surface of a cone with the center slightly protruding from the outer edge, and functions as a holding
具体的には、この保持面74aは、チャックテーブル74の内部に形成された吸引路(不図示)等を介して真空ポンプ等の吸引源(不図示)に連通している。そして、この吸引源を動作させると、保持面74a近傍の空間に吸引力が作用する。そのため、被加工物15の表面15a側が保持面74aに置かれた状態で、この吸引源を動作させると、被加工物15がチャックテーブル74によって吸引されて保持される。
Specifically, the holding
さらに、チャックテーブル74は、チャックテーブル移動機構(不図示)に接続されており、水平方向に沿って移動可能である。また、チャックテーブル74の上方には、研削ユニット76が設けられている。この研削ユニット76は、鉛直方向に対して概ね平行な直線を回転軸として回転できるスピンドル78を有する。
Furthermore, the chuck table 74 is connected to a chuck table moving mechanism (not shown) and is horizontally movable. A grinding
そして、スピンドル78の下端部には、円盤状のマウント80が固定されている。また、マウント80の下面には、溝形成用研削ホイール82が装着されている。この溝形成用研削ホイール82は、ステンレス鋼又はアルミニウム等の金属材料からなり、且つ、外径がマウント80の直径と概ね等しい円環状の溝形成用ホイール基台82aを備える。
A disk-shaped
また、溝形成用研削ホイール82の内径及び外径の双方は、上記の被加工物15の半径よりも長く、被加工物15の直径よりも短い。この溝形成用ホイール基台82aの下面には、ダイヤモンド等の溝形成用砥粒がビトリファイド又はレジノイド等のボンドで固定されてなる複数の溝形成用研削砥石82bが離散して配置されている。
Also, both the inner and outer diameters of the
なお、本発明の研削ステップにおいて用いられる研削ホイール(粗研削用研削ホイール64及び仕上げ研削用研削ホイール66)の内径及び外径の双方が被加工物15の直径よりも短い場合には、溝形成用研削ホイール82は、この研削ホイール(例えば、粗研削用研削ホイール64)と同じものであってもよい。
In addition, when both the inner diameter and the outer diameter of the grinding wheels (the grinding
さらに、スピンドル78の上端部は、モータ等の回転駆動源(不図示)に接続されている。そして、回転駆動源が動作すると、スピンドル78とともに溝形成用研削ホイール82が回転する。この時、溝形成用研削ホイール82に含まれる複数の溝形成用研削砥石82bは、その外径及び内径の双方が上記の被加工物15の半径よりも長く、被加工物15の直径よりも短い円環状の軌跡を描く。
Furthermore, the upper end of the
さらに、溝形成用研削ホイール82の傍には、被加工物15の裏面15bと複数の溝形成用研削砥石82bの下面(研削面)との接触点(加工点)に純水等の液体(研削液)を供給できる液体供給用ノズル(不図示)が設けられている。ただし、この液体供給用ノズルの代わりに、又は、液体供給用ノズルとともに、液体の供給に使用される液体供給口が溝形成用研削ホイール82に設けられてもよい。
Further, near the
研削装置72を利用して被加工物15の裏面(被研削面)15bに溝を形成する際には、まず、表面15aに貼りつけられた保護テープ19を介して被加工物15の中心とチャックテーブル74の中心とが重なるように、チャックテーブル74に被加工物15を搬送する。
When forming grooves on the back surface (surface to be ground) 15b of the
次いで、保護テープ19を介して被加工物15の表面15a側を吸引して保持するようにチャックテーブル74を動作させる。次いで、スピンドル78の回転軸(溝形成用研削ホイール82の回転軸)となる直線がチャックテーブル74の保持面74aの中心を通過するように、チャックテーブル74を移動させる。次いで、チャックテーブル74及びスピンドル78の双方を回転させる。
Next, the chuck table 74 is operated so as to suck and hold the
次いで、チャックテーブル74及び溝形成用研削ホイール82を回転させたまま、複数の溝形成用研削砥石82bの下面(研削面)を被加工物15の裏面(被研削面)15bに接触させるように研削ユニット76を下降させる。これにより、被加工物15の裏面15b側の円環状の領域が複数の溝形成用研削砥石82bの下側によって研削されて除去される。
Next, while rotating the chuck table 74 and the groove-forming
そして、この研削は、複数の溝形成用研削砥石82bの下面と被加工物15の表面15aとの間隔が被加工物15の仕上げ厚さよりも長い所定の厚さよりも厚い所定の長さになるまで継続される(図9(A)参照)。次いで、チャックテーブル74及びスピンドル78の双方の回転を停止させ、且つ、研削ユニット76を上昇させる(図9(B)参照)。これにより、被加工物15と同心円状、且つ、被加工物15の元の厚さと仕上げ厚さとの差よりも浅い深さの円環状の溝21が被加工物15の裏面15bに形成される。
In this grinding, the distance between the lower surfaces of the plurality of groove-forming
また、本発明の溝形成ステップ及び研削ステップは、研削ユニットとチャックテーブルとの相対的な位置関係を任意に変更できる単一の研削装置において実施されてもよい。具体的には、この研削装置においては、研削ユニット及び/又はチャックテーブルがボールねじ式の水平方向移動機構に接続されている。 Also, the groove forming step and the grinding step of the present invention may be performed in a single grinding apparatus that can arbitrarily change the relative positional relationship between the grinding unit and the chuck table. Specifically, in this grinding apparatus, the grinding unit and/or the chuck table are connected to a ball screw type horizontal movement mechanism.
そして、この水平方向移動機構を動作させることによって、研削ホイールの回転軸となる直線がチャックテーブルの保持面の中心を通過する状態と、回転する研削砥石が描く軌跡がチャックテーブルの保持面の中心に重なる状態とを切り替えるように、研削ユニットとチャックテーブルとを相対的に移動させることができる。 By operating this horizontal movement mechanism, the state where the straight line, which is the rotation axis of the grinding wheel, passes through the center of the holding surface of the chuck table, and the trajectory drawn by the rotating grinding wheel is the center of the holding surface of the chuck table. The grinding unit and the chuck table can be moved relative to each other so as to switch between the state of overlapping with the
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。 In addition, the structure, method, and the like according to the above-described embodiments can be modified as appropriate without departing from the scope of the present invention.
2 :切削装置
4 :基台
6 :カセットテーブル
8 :カセット
10 :カバー(10a:側面、10b:上面)
11 :フレームユニット
12 :切削ユニット
13 :ダイシングテープ
14 :チャックテーブル
15 :被加工物(15a:表面、15b:裏面(被研削面))
16 :タッチパネル
17 :溝
18 :警告灯(パイロットランプ)
19 :保護テープ
20 :切削ブレード
21 :溝
22 :スピンドル(切削ブレード用スピンドル)
24 :研削装置
26 :基台(26a:開口)
28 :搬送機構
30a,30b:カセット
32a,32b:カセット載置台
34 :位置調整機構
36 :搬送機構
38 :ターンテーブル
40 :チャックテーブル(40a:保持面)
42 :支持構造
44 :Z2軸移動機構
46 :ガイドレール
48 :移動プレート
50 :ねじ軸
52 :モータ
54 :固定具
56 :研削ユニット
58 :スピンドルハウジング
60 :スピンドル(研削ホイール用スピンドル)
62 :マウント
64 :粗研削用研削ホイール
(64a:粗研削用ホイール基台、64b:粗研削用研削砥石)
66 :仕上げ研削用研削ホイール
(66a:仕上げ研削用ホイール基台、66b:仕上げ研削用研削砥石)
68 :搬送機構
70 :洗浄ユニット
72 :研削装置
74 :チャックテーブル(74a:保持面)
76 :研削ユニット
78 :スピンドル
80 :マウント
82 :溝形成用研削ホイール
(82a:溝形成用ホイール基台、82b:溝形成用研削砥石)
2: cutting device 4: base 6: cassette table 8: cassette 10: cover (10a: side surface, 10b: top surface)
Reference Signs List 11: frame unit 12: cutting unit 13: dicing tape 14: chuck table 15: workpiece (15a: front surface, 15b: back surface (surface to be ground))
16: Touch panel 17: Groove 18: Warning light (pilot lamp)
19: Protective tape 20: Cutting blade 21: Groove 22: Spindle (spindle for cutting blade)
24: grinding device 26: base (26a: opening)
28:
42: Support structure 44: Z2-axis movement mechanism 46: Guide rail 48: Movement plate 50: Screw shaft 52: Motor 54: Fixture 56: Grinding unit 58: Spindle housing 60: Spindle (spindle for grinding wheel)
62: Mount 64: Grinding wheel for rough grinding
(64a: wheel base for rough grinding, 64b: grinding wheel for rough grinding)
66: Grinding wheel for finish grinding
(66a: wheel base for finish grinding, 66b: grinding wheel for finish grinding)
68: Conveying mechanism 70: Cleaning unit 72: Grinding device 74: Chuck table (74a: holding surface)
76: grinding unit 78: spindle 80: mount 82: grinding wheel for groove formation
(82a: groove forming wheel base, 82b: groove forming grinding wheel)
Claims (4)
該溝形成ステップ後に、該被加工物と、複数の研削砥石が離散して配置され、且つ、該被加工物の半径よりも長い外径を有する円環状の研削ホイールと、の双方が回転した状態で、該複数の研削砥石のそれぞれの研削面と該被加工物の該被研削面とを接触させることによって、該被加工物の全域が該仕上げ厚さになるように該被加工物の該被研削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被加工物の研削方法。 A groove forming step of forming an annular groove in the ground surface of the work piece concentrically with the disk-shaped work piece and having a depth shallower than the difference between the original thickness of the work piece and the finished thickness of the work piece. and,
After the grooving step, both the workpiece and an annular grinding wheel having a plurality of spaced apart grinding wheels and an outer diameter greater than the radius of the workpiece were rotated. In the state, by bringing the grinding surface of each of the plurality of grinding wheels into contact with the surface to be ground of the workpiece, the workpiece is adjusted so that the entire area of the workpiece has the finished thickness. a grinding step of grinding the surface to be ground;
A grinding method for a workpiece, comprising:
粗研削用砥粒をそれぞれが含む複数の粗研削用研削砥石が離散して配置された円環状の粗研削用研削ホイールを利用して、該被加工物の該被研削面側を研削する粗研削ステップと、
該粗研削ステップ後に、仕上げ研削用砥粒をそれぞれが含む複数の仕上げ研削用研削砥石が離散して配置された円環状の仕上げ研削用研削ホイールを利用して、該被加工物が該仕上げ厚さになるように該被加工物の該被研削面側を研削する仕上げ研削ステップと、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の被加工物の研削方法。 The grinding step includes
Rough grinding of the surface side of the workpiece using an annular grinding wheel for rough grinding in which a plurality of grinding wheels for rough grinding, each containing abrasive grains for rough grinding, are discretely arranged a grinding step;
After the rough grinding step, an annular finish grinding wheel on which a plurality of finish grinding wheels each containing finish grinding grains are discretely arranged is used to reduce the workpiece to the finish thickness. A finish grinding step of grinding the ground surface side of the workpiece so that it is even.
The method of grinding a workpiece according to claim 1, characterized by comprising:
円環状の切削ブレードが回転した状態で、該被加工物の該被研削面に垂直な方向に沿って該切削ブレードを該被加工物の該被研削面側に切り込ませる切り込みステップと、
該切り込みステップ後に、該切削ブレードが回転した状態で、該被加工物の周方向に沿って該被加工物を少なくとも一回転させる回転ステップと、
を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の被加工物の研削方法。 The grooving step includes:
a cutting step of cutting the cutting blade into the surface to be ground of the workpiece along a direction perpendicular to the surface to be ground of the workpiece while the annular cutting blade is rotating;
a rotating step of rotating the workpiece at least once along the circumferential direction of the workpiece while the cutting blade is rotated after the cutting step;
The method of grinding a workpiece according to claim 1 or 2, comprising:
In the groove forming step, the workpiece and a plurality of groove-forming grinding wheels are arranged separately, and an outer diameter that is longer than the radius of the workpiece and shorter than the diameter of the workpiece is formed. It is carried out by bringing the grinding surface of each of the plurality of groove-forming grinding wheels into contact with the surface to be ground of the workpiece while both of the annular groove-forming grinding wheel and the groove-forming grinding wheel are rotating. 3. The method of grinding a workpiece according to claim 1 or 2, characterized in that:
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240724 |