JP2023104444A - Processing method for work-piece - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、板状の被加工物を研削して所定の厚さに薄化する被加工物の加工方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of processing a plate-shaped workpiece to grind it to a predetermined thickness.
携帯電話機やパーソナルコンピュータに代表される電子機器では、電子回路等のデバイスを備えるデバイスチップが必須の構成要素になっている。デバイスチップは、例えば、シリコン等の半導体材料でなるウェーハを分割予定ライン(ストリート)で複数の領域に区画し、各領域にデバイスを形成した後、このウェーハを分割予定ラインで分割することにより得られる。そして、ウェーハを分割する前にウェーハを薄化しておくと、最終的に薄型のデバイスチップを製造できる。 2. Description of the Related Art In electronic equipment represented by mobile phones and personal computers, device chips having devices such as electronic circuits are essential components. Device chips are obtained by, for example, dividing a wafer made of a semiconductor material such as silicon into a plurality of regions along planned division lines (streets), forming devices in each region, and then dividing this wafer along the planned division lines. be done. By thinning the wafer before dividing it, thin device chips can be finally manufactured.
ウェーハの薄化の工程では、砥粒を含む研削砥石が固定された円環状の研削ホイールでウェーハを研削し、その後、研削によりウェーハの被加工面に生じた凹凸形状を除去する等の目的のために、ウェーハを研磨パッドで研磨する(特許文献1参照)。そして、ウェーハの薄化の加工には、研削ユニットと、研磨ユニットと、を備える研削研磨装置が使用される。 In the process of thinning the wafer, the wafer is ground with an annular grinding wheel to which a grinding wheel containing abrasive grains is fixed, and then the uneven shape generated on the surface to be processed of the wafer is removed by grinding. For this purpose, the wafer is polished with a polishing pad (see Patent Document 1). A grinding and polishing apparatus including a grinding unit and a polishing unit is used for thinning the wafer.
さらに、研削研磨装置では、ウェーハ等の被加工物を早い速度で研削する工程である粗研削と、被加工物を遅い速度で高精度に研削する工程である仕上げ研削と、の2段階で研削が実施される。粗研削では、早い速度の研削を実施するために、比較的径の大きい砥粒を含む研削砥石が使用される。そして、仕上げ研削では、粗研削により被加工物に生じた損傷層を除去しつつ被加工面を高精度に平坦化するために、比較的径の小さい砥粒を含む研削砥石が使用される。 Furthermore, the grinding and polishing apparatus performs grinding in two stages: rough grinding, which is a process of grinding a workpiece such as a wafer at a high speed, and finish grinding, which is a process of grinding the workpiece at a low speed with high precision. is carried out. Rough grinding uses a grinding wheel containing relatively large diameter abrasive grains to achieve high speed grinding. In the finish grinding, a grinding wheel containing abrasive grains with a relatively small diameter is used in order to planarize the surface to be processed with high precision while removing the damaged layer generated in the workpiece by rough grinding.
研削研磨装置は、デバイスの製造工程で不良が生じたウェーハやテスト加工等に使用されたウェーハ等から再生ウェーハ(リクレイムウェーハ)を製造するために、ウェーハに形成された酸化膜等の硬い層を除去する目的で使用されることがある。そして、研削研磨装置では、被加工物の被加工面に形成された硬い層を十分に除去することやその他の目的のために、粒径の特に大きな砥粒を含む研削砥石を粗研削に使用したり、強度の高い条件で粗研削を実施したりすることがある。 Grinding and polishing equipment removes hard layers such as oxide films formed on wafers in order to manufacture reclaimed wafers from wafers with defects in the device manufacturing process or wafers used for test processing. It can be used for removal purposes. In the grinding and polishing apparatus, a grinding wheel containing abrasive grains with a particularly large grain size is used for rough grinding in order to sufficiently remove a hard layer formed on the surface to be processed of the workpiece and for other purposes. Alternatively, rough grinding may be performed under high-intensity conditions.
しかしながら、これらの場合、粗研削で被加工物の被加工面や外周縁に生じる損傷が大きくなる。そのため、損傷層を十分に除去するために仕上げ研削を長時間実施する必要があり、研削研磨装置の処理速度が低下する。また、仕上げ研削で損傷層を十分に除去できずに被加工物の品質が低下する場合もある。 However, in these cases, the damage caused to the surface to be processed and the outer peripheral edge of the workpiece by rough grinding becomes large. Therefore, it is necessary to perform finish grinding for a long time in order to sufficiently remove the damaged layer, and the processing speed of the grinding and polishing apparatus decreases. In addition, the quality of the workpiece may deteriorate due to insufficient removal of the damaged layer by finish grinding.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、研削により被加工物に生じる損傷を低減し、被加工物を短時間かつ高品質に加工できる被加工物の加工方法を提供することである。 The present invention has been made in view of these problems, and its object is to reduce the damage caused to the workpiece by grinding, and to produce a workpiece that can be processed in a short time and with high quality. It is to provide a processing method.
本発明の一態様によれば、被加工物を加工する加工方法であって、研磨パッドを該被加工物の被加工面に接触させ、該被加工物を研磨する第1の研磨ステップと、該第1の研磨ステップの実施後、第1の研削砥石を備える研削ホイールを該被加工物の該被加工面に接触させ該被加工物を研削する第1の研削ステップと、を備えることを特徴とする被加工物の加工方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a processing method for processing a work piece, comprising: a first polishing step of polishing the work piece by bringing a polishing pad into contact with a work surface of the work piece; and a first grinding step of grinding the workpiece by bringing a grinding wheel comprising a first grinding wheel into contact with the workpiece surface of the workpiece after performing the first polishing step. A method of machining a workpiece is provided.
好ましくは、該第1の研削ステップの後、該被加工物の該被加工面を研磨する第2の研磨ステップをさらに備える。 Preferably, the method further comprises a second polishing step of polishing the surface of the workpiece after the first grinding step.
より好ましくは、該第2の研磨ステップでは、該研磨パッドを使用して該被加工物の該被加工面を研磨する。 More preferably, in the second polishing step, the polishing pad is used to polish the surface of the workpiece.
さらに好ましくは、該第1の研削ステップの後、該第2の研磨ステップの前に、第2の研削砥石を備える研削ホイールを該被加工物の該被加工面に接触させて該被加工物を研削する第2の研削ステップをさらに備え、該第2の研削砥石に含まれる砥粒の粒径は、該第1の研削砥石に含まれる砥粒の粒径よりも小さい。 More preferably, after the first grinding step and before the second polishing step, a grinding wheel comprising a second grinding wheel is brought into contact with the surface of the workpiece to grind the workpiece. wherein the particle size of the abrasive grains contained in the second grinding wheel is smaller than the grain size of the abrasive grains contained in the first grinding wheel.
または、好ましくは、該第1の研削ステップの後、第2の研削砥石を備える研削ホイールを該被加工物の該被加工面に接触させて該被加工物を研削する第2の研削ステップをさらに備え、該第2の研削砥石に含まれる砥粒の粒径は、該第1の研削砥石に含まれる砥粒の粒径よりも小さい。 Alternatively, preferably, after the first grinding step, a second grinding step of grinding the workpiece by bringing a grinding wheel having a second grinding wheel into contact with the workpiece surface of the workpiece. Further, the particle size of the abrasive grains contained in the second grinding wheel is smaller than the particle size of the abrasive grains contained in the first grinding wheel.
また、好ましくは、該第1の研磨ステップで研磨される該被加工物の該被加工面には、酸化膜が形成されている。 Preferably, an oxide film is formed on the surface of the workpiece to be polished in the first polishing step.
本発明の一態様にかかる被加工物の加工方法では、研磨パッドを被加工物の被加工面に接触させ被加工物を研磨した後、第1の研削砥石を備える研削ホイールで被加工物の被加工面を研削する。この場合、研削される被加工物の被加工面は予め研磨で表層が除去されたものとなるため、被加工面を予め研磨せずに研削を実施する場合よりも弱い強度で被加工物の被加工面を研削できる。すなわち、研削により被加工物に生じる損傷を低減でき、被加工物を短時間かつ高品質に加工できる。 In the method for processing a workpiece according to one aspect of the present invention, after polishing the workpiece by bringing the polishing pad into contact with the surface to be processed of the workpiece, the workpiece is ground with a grinding wheel having a first grinding wheel. Grind the surface to be processed. In this case, since the surface layer of the surface of the workpiece to be ground has been removed by polishing in advance, the workpiece is ground with a weaker strength than in the case of grinding without previously polishing the surface to be ground. The surface to be processed can be ground. That is, it is possible to reduce the damage caused to the workpiece by grinding, and to process the workpiece in a short time with high quality.
したがって、本発明の一態様によると、研削により被加工物に生じる損傷を低減し、被加工物を短時間かつ高品質に加工できる被加工物の加工方法が提供される。 Therefore, according to one aspect of the present invention, there is provided a method for processing a workpiece that can reduce damage caused to the workpiece by grinding and process the workpiece with high quality in a short period of time.
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、本実施形態にかかる被加工物の加工方法で使用される研削研磨装置2の構成例を示す斜視図である。以下の説明で用いられる前後方向(X軸方向)、左右方向(Y軸方向)、及び鉛直方向(Z軸方向)は、互いに垂直である。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a grinding/
図2には、本実施形態に係る被加工物の加工方法で加工される被加工物11を模式的に示す断面図が含まれている。被加工物11は、例えば、半導体を用いて形成される円板状のウェーハである。より詳細には、被加工物11の材料は、Si(シリコン)、SiC(炭化ケイ素)、サファイア等である。
FIG. 2 includes a cross-sectional view schematically showing the
表面11a側が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、各小領域にIC(Integrated Circuit)等のデバイスが形成された被加工物11が本実施形態に係る被加工物の加工方法の加工対象となる場合がある。この被加工物11は、裏面11b側が被加工面として加工される。この被加工面には、酸化膜、窒化膜やその他の機能層が形成されていてもよい。酸化膜及び窒化膜は、例えば、被加工物11に主成分として含まれる元素の酸化物若しくは窒化物により構成される膜、またはその他の元素の酸化物若しくは窒化膜により構成される膜である。被加工物11の表面11a側には、デバイスを保護するためのフィルム状の保護部材13(図2等参照)等が貼付される。
A
また、加工対象となる被加工物11は、研削研磨装置2で実施される加工の条件を検討する際のテスト加工に使用されたウェーハや、デバイスの製造工程において加工が適切に実施されなかったウェーハでもよい。そして、本実施形態に係る被加工物の加工方法では、このような被加工物11を加工することで再生ウェーハ(リクレイムウェーハ)を製造してもよい。そして、加工されて再生ウェーハとなる被加工物11の被加工面となる裏面11b側には、酸化膜、窒化膜やその他の機能層が形成されていてもよい。
In addition, the
ただし、被加工物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、金属等の材料を用いて形成される基板等を被加工物11としても良い。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。被加工物11には、デバイスが形成されていなくても良い。また、その場合には、被加工物11の表面11a側には保護部材13が貼付されなくてもよい。
However, the material, shape, structure, size, etc. of the
次に、研削研磨装置2について詳述する。図1に示すように、研削研磨装置2は、各構造を支持する基台4を備えている。基台4の上面前端側には、開口4aが形成されており、開口4a内には、円板状の被加工物11(図2参照)を搬送するための搬送機構6が設けられている。
Next, the grinding/
開口4aの前方には、カセットテーブル8a、8bが設けられている。カセットテーブル8a、8bには、それぞれ、複数の被加工物11を収容できるカセット10a、10bが載せられる。開口4aの斜め後方には、被加工物11の位置を調整するための位置調整機構12が設けられている。
Cassette tables 8a and 8b are provided in front of the
位置調整機構12は、例えば、被加工物11の中央の部分を支持できるように構成されたテーブル12aと、テーブル12aより外側の領域でこのテーブル12aに対して接近及び離隔できるように構成された複数のピン12bと、を備えている。カセット10aから搬送機構6によって搬出された被加工物11がテーブル12aに載せられると、複数のピン12bによってこの被加工物11の中心の位置がテーブル12aの中央部に合わせられる。
The
位置調整機構12の近傍には、被加工物11を保持して旋回できる搬入機構14が設けられている。搬入機構14は、被加工物11の上面側の全体を吸着できる吸着パッドを備え、位置調整機構12で位置が調整された被加工物11を後方に搬送する。搬入機構14の後方には、ターンテーブル16が設けられている。
A carrying-in
ターンテーブル16は、モータ等の駆動源(不図示)に連結されており、鉛直方向に対して概ね平行な回転軸の周りに回転する。このターンテーブル16の上面には、加工の際に被加工物11を支持するための4個のチャックテーブル18が概ね等しい角度の間隔で設けられている。なお、ターンテーブル16上に設けられるチャックテーブル18の数等に制限はない。
The
搬入機構14は、被加工物11を吸着パッドで吸着し、搬入機構14の近傍の搬入搬出位置に配置されたチャックテーブル18へと搬入する。ターンテーブル16を回転させると、各チャックテーブル18を移動できる。
The
各チャックテーブル18は、モータ等の駆動源(不図示)に連結されており、鉛直方向に対して概ね平行な(又は、鉛直方向に対して僅かに傾いた)回転軸の周りに回転する。各チャックテーブル18の上面の一部は、被加工物11を吸引して支持できる支持面になっている。
Each chuck table 18 is connected to a drive source (not shown) such as a motor, and rotates around a rotation axis generally parallel to the vertical direction (or slightly inclined with respect to the vertical direction). A part of the upper surface of each chuck table 18 serves as a support surface capable of supporting the
この支持面は、チャックテーブル18の内部に形成された流路(不図示)等を通じて吸引源(不図示)に接続されている。チャックテーブル18に搬入された被加工物11は、支持面に作用する吸引源の負圧によって下面側を吸引される。図2には、チャックテーブル18に吸引保持された被加工物11を模式的に示す断面図が含まれている。本実施形態では、被加工物11の裏面11b側が上方に露出するように、被加工物11の表面11a側が保護部材13を介してチャックテーブル18に支持される。
This support surface is connected to a suction source (not shown) through a channel (not shown) or the like formed inside the chuck table 18 . The
研削研磨装置2は、被加工物11を研削する2つの研削ユニット34を備える。ターンテーブル16の後方側には、研削ユニット34をそれぞれ支持する柱状の支持構造20が設けられている。各支持構造20の前面側(ターンテーブル16側)には、鉛直移動機構22が設けられている。各鉛直移動機構22は、鉛直方向に対して概ね平行な一対のガイドレール24を備えており、一対のガイドレール24には、移動プレート26がスライドできる態様で取り付けられている。
The grinding and polishing
各移動プレート26の裏面側(後面側)には、ボールネジを構成するナット(不図示)が固定されており、このナットには、ガイドレール24に対して概ね平行なネジ軸28が回転できる態様でねじ込まれている。各ネジ軸28の一端部には、パルスモータ30が連結されている。パルスモータ30によってネジ軸28を回転させることで、移動プレート26はガイドレール24に沿って鉛直方向に移動する。
A nut (not shown) constituting a ball screw is fixed to the back side (rear side) of each moving
各移動プレート26の表面(前面)には、固定具32が設けられている。各固定具32には、被加工物11を研削するための研削ユニット34が支持されている。各研削ユニット34は、固定具32に固定されるスピンドルハウジング36を備えている。
A
各スピンドルハウジング36には、鉛直方向に対して概ね平行な(又は、鉛直方向に対して僅かに傾いた)回転軸となるスピンドル38が回転できる態様で収容されている。各スピンドル38の上端側には、モータ等の駆動源(不図示)が連結されており、各スピンドル38は、この駆動源の動力によって回転する。また、各スピンドル38の下端部は、スピンドルハウジング36の下面から露出している。スピンドル38の下端部には、円盤状のマウント40が固定されている。
Each
各研削ユニット34のマウント40の下面には、それぞれ、研削ホイール(研削用の加工具)42a,42bが装着される。研削ホイール42a,42bは、ステンレス鋼やアルミニウム等の金属材料でマウント40と概ね同径に形成されたホイール基台を備えている。ホイール基台の下面には、ダイヤモンド等で形成された砥粒を含む複数の研削砥石43a,43bが固定されている(図3等参照)。
Grinding wheels (processing tools for grinding) 42a and 42b are attached to the lower surface of the
研削ホイール42a,42bの一方は被加工物11の粗研削に使用され、研削ホイール42a,42bの他方は被加工物11の仕上げ研削に使用される。なお、仕上げ研削用の研削砥石43a,43bに含まれる砥粒の粒径は、一般的に、粗研削用の研削砥石に含まれる砥粒の粒径よりも小さい。
One of the grinding
各研削ホイール42a、42bの近傍には、被加工物11の研削砥石43a,43bと接触する領域(加工点)に純水等の液体(研削液)を供給するための液体供給ノズル(不図示)が配置されている。また、各研削ホイール42a、42bの近傍には、被加工物11の厚さを測定するための接触式又は非接触式の厚さ測定器(不図示)が配置されている。なお、液体を供給するための開口を各研削ホイール42a、42bに設け、これを液体供給ノズルとして用いても良い。
In the vicinity of each of the grinding
研削研磨装置2は、被加工物11を研磨する研磨ユニット66を備える。ターンテーブル16の側方には、研磨ユニット66を支持する支持構造44が設けられている。支持構造44のターンテーブル16側には、移動機構46が設けられている。移動機構46は、前後方向に対して概ね平行な一対の第1のガイドレール48を備えており、一対の第1のガイドレール48には、第1の移動プレート50がスライドできる態様で取り付けられている。
The grinding and polishing
第1の移動プレート50の裏面側(支持構造44側)には、ボールネジを構成するナット(不図示)が固定されており、このナットには、第1のガイドレール48に対して概ね平行なネジ軸52が回転できる態様でねじ込まれている。ネジ軸52の一端部には、パルスモータ54が連結されている。パルスモータ54によってネジ軸52を回転させることで、第1の移動プレート50は第1のガイドレール48に沿って前後方向に移動する。
A nut (not shown) that constitutes a ball screw is fixed to the rear surface side (
第1の移動プレート50の表面側には、鉛直方向に対して概ね平行な一対の第2のガイドレール56が設けられている。一対の第2のガイドレール56には、第2の移動プレート58がスライドできる態様で取り付けられている。第2の移動プレート58の裏面側(第1の移動プレート50側)には、ボールネジを構成するナット(不図示)が固定されており、このナットには、第2のガイドレール56に対して概ね平行なネジ軸60が回転できる態様でねじ込まれている。
A pair of
ネジ軸60の一端部には、パルスモータ62が連結されている。パルスモータ62によってネジ軸60を回転させることで、第2の移動プレート58は第2のガイドレール56に沿って鉛直方向に移動する。第2の移動プレート58の表面には、固定具64が設けられている。固定具64には、被加工物11を研磨するための研磨ユニット66が支持されている。
A
研磨ユニット66は、固定具64に固定されるスピンドルハウジング68を備えている。スピンドルハウジング68には、鉛直方向に対して概ね平行な(又は、鉛直方向に対して僅かに傾いた)回転軸となるスピンドル70が回転できる態様で収容されている。スピンドル70の上端側には、モータ等の駆動源(不図示)が連結されており、スピンドル70は、この駆動源の動力によって回転する。
スピンドル70の下端部は、スピンドルハウジング68の下面から露出している。スピンドル70の下端部には、円盤状のマウント72が固定されている。マウント72の下面には、発泡ポリウレタン等の樹脂や不織布を用いて形成される研磨パッド(研磨用の加工具)74が装着されている。
A lower end of the
この研磨パッド74の直径は、チャックテーブル18の半径以下である。よって、被加工物11に対して研磨パッド74を接触させて被加工物11を加工する際にも、被加工物11の一部の領域が上方に露出する。そして、研磨パッド74を接触させて被加工物11を加工する際には、加工に偏りが生じないように、この研磨パッド74(又はチャックテーブル18)を水平方向に沿って移動させる。
The diameter of this
ただし、研削研磨装置2で使用される研磨パッド74の直径はこれに限定されない。すなわち、研磨パッド74の直径は、被加工物11の半径を超えてもよく、被加工物11の直径を超えてもよい。この場合、研磨パッド74で被加工物11を研磨する際に研磨パッド74等を水平方向に沿って移動させなくてもよい。
However, the diameter of the
なお、研磨パッド74には、例えば、被加工物11の研磨パッド74と接触する領域(加工点)に対して、砥粒を分散させた液体(研磨液)を供給するための開口が設けられていてもよい。そして、被加工物11を研磨する際には、研磨液が被加工物11と研磨パッド74の間に供給されてもよい。
The
または、研磨パッド74には砥粒が分散固定されていてもよい。そして、被加工物11を研磨する際には研磨液が被加工物11等に供給されなくてもよい。すなわち、研削研磨装置2では、被加工物11に対して湿式の研磨が実施されてもよく、乾式の研磨が実施されてもよい。
Alternatively, abrasive grains may be dispersed and fixed on the
さらに、研削研磨装置2は、研磨ユニット66の近傍に被加工物11の厚さを測定する厚さ測定器が設けられてもよい。そして、研削研磨装置2では、研磨ユニット66で研磨される被加工物11の厚さや被加工面の厚さ分布が監視されながら、研磨ユニット66で所定の厚さとなるまで被加工物11が研磨されてもよい。
Further, the grinding and polishing
図1に示すように、搬入機構14の側方の位置には、研削ユニット34及び研磨ユニット66によって加工された後の被加工物11を保持して旋回できる搬出機構80が設けられている。搬出機構80の前方、且つ開口4aの後方側には、搬出機構80で搬出された被加工物11を洗浄できるように構成された洗浄機構82が配置されている。洗浄機構82で洗浄された被加工物11は、搬送機構6で搬送され、例えば、カセット10bに収容される。
As shown in FIG. 1, a carry-out
上述した各構成要素には、制御ユニットが接続されている。制御ユニットは、被加工物11を適切に加工できるように各構成要素の動作等を制御する。制御ユニットは、代表的には、CPU(Central Processing Unit)等の処理装置やフラッシュメモリ等の記憶装置を含むコンピュータによって構成される。記憶装置に記憶されたソフトウェアに従い処理装置等を動作させることによって、制御ユニットの様々な機能が実現される。
A control unit is connected to each component described above. The control unit controls the operation of each component so that the
ここで、研削研磨装置2で加工が望まれる被加工物11についてさらに説明する。ウェーハの表面にデバイスを形成する一連の工程では、一部の工程が適切に実施されず、正常なデバイスの形成に失敗することがある。この場合、そのままウェーハを分割しても正常なデバイスチップを製造できない。そこで、研削研磨装置2で被加工物11としてウェーハを加工して不要な層を取り除き、新たなデバイスチップの製造に使用可能なウェーハを作製することが望まれる。
Here, the
また、デバイスチップの製造プロセスでは、ウェーハを目的の通りに加工するための適切な加工条件が各工程で必要となる。そして、この適切な加工条件を導出するために、多数のテスト加工が繰り返され、加工結果が評価される。テスト加工を実施するために多数のウェーハが必要となるが、テスト加工では高品質なウェーハを使用する必要はない。そこで、一度テスト加工に使用されたウェーハや、デバイスの形成に失敗したウェーハを研削研磨装置2で加工し、テスト加工に使用可能なウェーハを作製することが望まれる。
In addition, in the device chip manufacturing process, each step requires appropriate processing conditions for processing the wafer as intended. Then, in order to derive the appropriate machining conditions, a large number of test machining are repeated and the machining results are evaluated. A large number of wafers are required to perform the test process, but the test process does not require the use of high quality wafers. Therefore, it is desirable to process wafers that have been used for test processing or wafers for which device formation has failed with the grinding and polishing
そして、研削研磨装置2で加工が望まれる被加工物11の裏面11b側には、酸化膜や窒化膜、その他の機能層が形成されている場合があり、研削研磨装置2では裏面11b側に設けられた硬い層15(図2参照)の除去が望まれることがある。また、被加工物11自体が硬い材料で形成される場合がある。
Oxide films, nitride films, and other functional layers may be formed on the
そして、研削研磨装置2では、被加工物11の被加工面となる裏面11bに形成された硬い層15等を十分に除去することやその他の目的のために、粒径の特に大きな砥粒を含む研削砥石43a,43bを粗研削に使用することがある。または、強度の高い条件で粗研削を実施することがある。
In the grinding and polishing
しかしながら、これらの場合、粗研削による負荷のために被加工物11の被加工面や外周縁に生じる損傷が大きくなる。そのため、損傷層を十分に除去するために仕上げ研削を長時間実施する必要があり、研削研磨装置2の処理速度が低下する。また、仕上げ研削で損傷層を十分に除去できずに被加工物11の品質が低下する場合もある。
However, in these cases, damage caused to the surface to be processed and the outer peripheral edge of the
そこで、下記の本実施形態に係る被加工物の加工方法により、研削で被加工物11に生じる損傷を低減しつつ被加工物11を短時間かつ高品質に加工する。以下、本実施形態に係る被加工物の加工方法について詳述する。図6は、本実施形態に係る被加工物の加工方法の各工程の流れを示すフローチャートである。ただし、図6のフローチャートに記載された工程の一部が実施されなくてもよく、フローチャートに記載されていない工程がさらに実施されてもよい。
Therefore, the
本実施形態に係る被加工物の加工方法は、主に研削研磨装置2で実施される。まず、研磨パッド74を被加工物11の被加工面(裏面11b)に接触させ、被加工物11を研磨する第1の研磨ステップS10を実施する。
The method for processing a workpiece according to this embodiment is mainly performed by the grinding/
第1の研磨ステップS10では、まず、カセット10a,10bから被加工物11を搬出し、被加工物11をチャックテーブル18の上面に載せる。この過程において、被加工物11の被加工面となる裏面11b側を上方に向け、位置調整機構12で被加工物11の位置を調整しておき、搬入機構14に被加工物11の搬送動作を所定の通りに実施させる。すると、被加工物11の中心と、チャックテーブル18の上面の中心と、が重なる。
In the first polishing step S10, first, the
そして、チャックテーブル18で被加工物11を吸引保持する。なお、被加工物11の表面11a側には、被加工物11の表面11aを保護するために、テープ状の保護部材13が貼着されてもよい。すなわち、被加工物11は、保護部材13を介してチャックテーブル18に吸引保持される。そして、上方から見たときの時計回りにターンテーブル16を回転させて、被加工物11を吸引保持するチャックテーブル18を研磨ユニット66の下方に送る。図2は、第1の研磨ステップS10を模式的に示す断面図である。
Then, the chuck table 18 sucks and holds the
次に、チャックテーブル18と研磨パッド74とを相互に回転させて、上方に露出する被加工物11の裏面11b側(上面側)に研磨パッド74の下面を接触させる。これにより、被加工物11は、研磨パッド74により研磨される。このとき、被加工物11の裏面11b側の全域を均一に研磨できるように、移動機構46を作動させて鉛直方向に対して概ね平行な方向に沿って研磨パッド74を移動させ続ける。
Next, the chuck table 18 and the
被加工物11を研磨する際、被加工物11及び研磨パッド74には砥粒を含む研磨液が供給されてもよい。または、被加工物11を研磨する際、被加工物11及び研磨パッド74には砥粒を含む研磨液が供給されなくてもよい。被加工物11の材質や除去対象となる硬い層15の種別等に応じて、研磨パッド74の種別や研磨液供給の有無が決定されるとよい。
When polishing the
研磨パッド74で被加工物11を研磨すると、被加工物11を薄化できる。また、被加工物11の被加工面(裏面11b)側に硬い層15が形成されている場合、研磨により硬い層15を除去できる。研磨パッド74で被加工物11を研磨する間、厚さ測定器で被加工物11の厚さを監視し、被加工物11が所定の厚さとなったときに被加工物11の研磨を終了するとよい。
By polishing the
被加工物11を研磨する際に被加工物11にかかる加工負荷は、被加工物11を研削する際に被加工物11にかかる加工負荷(粗研削により被加工物11にかかる負荷)よりも小さい。そのため、研磨パッド74で被加工物11を研磨する際には、被加工物11を研削する際に被加工面に生じるような損傷層が被加工物11には生じない。
The processing load applied to the
第1の研磨ステップS10を実施した後、第1の研削ステップS20を実施する。第1の研削ステップS20では、第1の研削砥石を備える研削ホイール42a,42bを被加工物11の被加工面(裏面11b)に接触させ被加工物を研削する。第1の研削ステップS20は、研削研磨装置2の二つの研削ユニット34の一方により実施される。図3は、第1の研削ステップS20を模式的に示す断面図である。
After performing the first polishing step S10, the first grinding step S20 is performed. In the first grinding step S20, the grinding
第1の研削ステップS20を実施する際には、ターンテーブル16を時計回りに回転させて被加工物11を吸引保持するチャックテーブル18を2つの研削ユニット34の一方の下方に移動させる。例えば、第1の研削ステップS20で研削ホイール42bを備える研削ユニット34を使用する場合、当該研削ユニット34の下方にチャックテーブル18を移動させる。
When performing the first grinding step S<b>20 , the
そして、純水等の研削水を被加工物11と研削ホイール42bに供給しながら、チャックテーブル18と研削ホイール42bとを相互に回転させて、被加工物11の裏面11b側(上面側)に研削ホイール42bの研削砥石43bを接触させる。
Then, while supplying grinding water such as pure water to the
ここで、被加工物11の研削を粗研削と仕上げ研削の2段階で実施する場合、第1の研削ステップS20では、被加工物11の粗研削を実施して、第1の研削ステップS20の次に、被加工物11の仕上げ研削として、第2の研削ステップS30を実施する。図4は、第2の研削ステップS30を模式的に示す断面図である。
Here, when the
第2の研削ステップS30を実施する際には、ターンテーブル16を回転させて被加工物11を吸引保持するチャックテーブル18を2つの研削ユニット34の他方に移動させる。第2の研削ステップS30では、第2の研削砥石を備える研削ホイール42a,42bを被加工物11の被加工面(裏面11b)に接触させ被加工物を研削する。
When performing the second grinding step S<b>30 , the
例えば、第2の研削ステップS30で研削ホイール42aを備える研削ユニット34を使用する場合、当該研削ユニット34の下方にチャックテーブル18を移動させる。
そして、純水等の研削水を被加工物11と研削ホイール42aに供給しながら、チャックテーブル18と研削ホイール42aとを相互に回転させて、被加工物11の裏面11b側(上面側)に研削ホイール42aの研削砥石43aを接触させる。
For example, when using the grinding
Then, while supplying grinding water such as pure water to the
被加工物11を2段階に分けて研削する場合、第1の研削ステップS20で粗研削を実施して被加工物11を高速度で研削し、第2の研削ステップS30で仕上げ研削を実施して被加工物11を精度良く研削する。各研削ステップでは、被加工物11の厚さを厚さ測定器で監視し、それぞれ、被加工物11が所定の厚さとなったときに被加工物11の研削を終了するとよい。
When the
そして、研削研磨装置2で被加工物11を所定の仕上げ厚さに薄化する場合、粗研削(第1の研削ステップS20)において被加工物11に予定された総研削量の大半を研削する。さらに、仕上げ研削(第2の研削ステップS30)においては粗研削において被加工物11に生じた損傷層を除去しつつ被加工物11を所定の仕上げ厚さに薄化する。
When the
ここで、第1の研磨ステップS10において研磨パッド74で被加工物11を研磨すると、被加工物11をある程度薄化できる。そのため、最終的に被加工物11を所定の厚さに薄化するにあたり、被加工物11を研削で除去する量が低減される。すなわち、粗研削(第1の研削ステップS20)で被加工物11を研削する研削量を減少できる。この場合、粗研削で被加工物11の被加工面に形成される損傷層が減少するため、仕上げ研削(第2の研削ステップS30)も短時間かつ高品質に実施できる。
Here, by polishing the
また、被加工物11が被加工面に硬い層15を有し、この硬い層15を除去する場合においては、仮に、被加工物11を研磨せずに被加工物11を粗研削して硬い層15を除去する場合、粗研削により比較的厚い損傷層が被加工物11に形成されることになる。これは、比較的大きな粒径の砥粒を含む研削砥石が固定された研削ホイールを使用して被加工物11を研削したり、比較的高い強度で被加工物11を研削したりする必要があるためである。
In addition, when the
これらの場合、厚い損傷層の除去のために仕上げ研削を長時間実施しなければならなくなり、研削研磨装置2における被加工物11の加工効率が低下する。また、仕上げ研削で損傷層を十分に除去できないことがあり、仕上げ研削後の被加工物11の品質が低下してしまう。
In these cases, finish grinding must be performed for a long time to remove the thick damaged layer, and the efficiency of processing the
これに対して、本実施形態に係る被加工物の加工方法では、第1の研磨ステップS10で被加工物11に形成された硬い層15が除去される。そのため、被加工物11を研削する際に比較的大きな粒径の砥粒を含む研削砥石が固定された研削ホイールを使用する必要がなく、比較的弱い強度で被加工物11を研削できる。この場合、研磨で被加工物11に形成される損傷層が低減されるため、被加工物11を短時間かつ高品質に研削できる。
In contrast, in the method for processing a workpiece according to the present embodiment, the
なお、本実施形態に係る被加工物の加工方法では、第1の研削ステップS20で被加工物11を研削した後、第2の研磨ステップS40を実施してもよい。第1の研削ステップS20の後に第2の研削ステップS30を実施する場合、第2の研磨ステップS40は第2の研削ステップS30の後に実施される。第2の研磨ステップS40では、被加工物11の被加工面(裏面11b)を研磨する。
In addition, in the method for processing a workpiece according to the present embodiment, the second polishing step S40 may be performed after the
第2の研磨ステップS40では、第1の研磨ステップS10で使用された研磨パッド74を使用して被加工物11の被加工面を研磨してもよい。または、第2の研磨ステップS40は、第1の研磨ステップS10で使用された研磨パッド74が使用されなくてもよく、他の研磨パッドが使用されてもよい。この場合、例えば、被加工物11は研削研磨装置2の外部に搬出され、研削研磨装置2の外部の研磨装置(不図示)で第2の研磨ステップS40が実施されてもよい。
In the second polishing step S40, the
第2の研磨ステップS40は、研削により被加工物11の被加工面に形成された微小な凹凸を除去して被加工面を平坦化し、被加工面を鏡面に仕上げることが目的として実施される場合がある。そして、研削研磨装置2の研磨ユニット66が第2の研磨ステップS40の実施目的に適合する場合、第2の研磨ステップS40を研磨ユニット66で実施できる。その一方で、研磨ユニット66が当該実施目的に適合しない場合、研削研磨装置2の外部の好適な研磨装置で第2の研磨ステップS40が実施されるとよい。
The second polishing step S40 is carried out for the purpose of removing fine irregularities formed on the surface to be processed of the
以下、研削研磨装置2で実施される場合を例に第2の研磨ステップS40を説明する。図5は、第2の研磨ステップS40を模式的に示す断面図である。第2の研磨ステップS40では、ターンテーブル16を回転させて被加工物11を吸引保持するチャックテーブル18を研磨ユニット66の下方に送る。
The second polishing step S<b>40 will be described below by taking as an example the case where it is performed by the grinding/
次に、チャックテーブル18と研磨パッド74とを相互に回転させて、上方に露出する被加工物11の裏面11b側(上面側)に研磨パッド74の下面を接触させる。これにより、被加工物11は、研磨パッド74により研磨される。このとき、被加工物11の裏面11b側の全域を均一に研磨できるように、移動機構46を作動させて鉛直方向に対して概ね平行な方向に沿って研磨パッド74を移動させ続ける。
Next, the chuck table 18 and the
被加工物11を研磨する際、被加工物11及び研磨パッド74には砥粒を含む研磨液が供給されてもよい。または、被加工物11を研磨する際、被加工物11及び研磨パッド74には砥粒を含む研磨液が供給されなくてもよい。
When polishing the
ここで、第2の研磨ステップS40における研磨条件は、第1の研磨ステップS10における研磨条件と同一である必要はない。例えば、第1の研磨ステップS10及び第2の研磨ステップS40では、研磨パッド74の回転速度、チャックテーブル18の回転速度、研磨ユニット66の下降速度、研磨液の供給の有無及びその供給量、加工時間等が異なってもよい。
Here, the polishing conditions in the second polishing step S40 need not be the same as the polishing conditions in the first polishing step S10. For example, in the first polishing step S10 and the second polishing step S40, the rotation speed of the
第2の研磨ステップS40を実施すると、被加工物11の被加工面の凹凸が除去されて被加工面が鏡面に仕上がる。その後、ターンテーブル16を回転させて搬出機構80が被加工物11にアクセスできる位置にチャックテーブル18を移動させる。そして、チャックテーブル18による被加工物11の吸引保持を解除し、搬出機構80で被加工物11を洗浄機構82に搬送して、洗浄機構82で被加工物11を洗浄する。その後、搬送機構6で被加工物11をカセット10a,10bに収容する。
When the second polishing step S40 is performed, the unevenness of the surface to be processed of the
以上に説明する通り、本実施形態に係る被加工物の加工方法では、被加工物11の被加工面を研削する前に、該被加工面を研磨する。そのため、被加工物11が薄化される。また、被加工物11の被加工面に硬い層15が形成されている場合、研磨により硬い層15を除去できる。したがって、被加工物11に実施される研削の強度を低減して被加工物11に生じる損傷を低減し、被加工物11を短時間かつ高品質に加工できる
As described above, in the method for processing a workpiece according to the present embodiment, the surface to be processed of the
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、各工程において厚さ測定器で被加工物11の厚さを監視し、被加工物11を所定の厚さとなるまで加工する場合について説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。本発明の一態様では、各工程において厚さ測定器で被加工物11の厚さが監視されなくてもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the description of the above-described embodiment and can be implemented with various modifications. For example, in the above-described embodiment, the thickness of the
硬い層15が裏面11b側に形成された被加工物11を研削研磨装置2で加工して再生ウェーハを形成する際、硬い層15を除去しつつ可能な限り厚く被加工物11が残るように被加工物11が加工されることが望まれる場合がある。この場合、本発明の一態様に係る被加工物の加工方法の第1の研磨ステップS10では、硬い層15が除去されるまで被加工物11の被加工面を研磨すればよい。
When the
本発明の一態様に係る被加工物の加工方法では、硬い層15を研磨により除去できるため、硬い層15を研削で除去する場合とは異なり被加工物11に厚い損傷層が形成されることはない。そのため、加工による被加工物11の除去量が多くなくても加工後の被加工物11が一定の水準を満たすものとなる。すなわち、テスト加工等に利用できる比較的厚い再生ウェーハを製造できる。
In the method for processing a workpiece according to one aspect of the present invention, since the
また、上述した実施形態では、第1の研磨ステップS10と、第1の研削ステップS20と、第2の研削ステップS30と、第2の研磨ステップS40と、を実施する場合について主に説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。例えば、本発明の一態様に係る被加工物の加工方法では、第2の研磨ステップS40は省略されてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where the first polishing step S10, the first grinding step S20, the second grinding step S30, and the second polishing step S40 are performed has been mainly described. , one aspect of the present invention is not limited to this. For example, in the method for processing a workpiece according to one aspect of the present invention, the second polishing step S40 may be omitted.
第1の研磨ステップS10と、第1の研削ステップS20と、第2の研削ステップS30と、をこの順番で実施する場合、まず、研磨ユニット66で被加工物11を研磨する。その後、ターンテーブル16を時計回りに回転させてチャックテーブル18を移動させ、研削砥石43bを備える研削ホイール42bで被加工物11を粗研削する。そして、さらにターンテーブル16を時計回りに回転させてチャックテーブル18を移動させ、研削砥石43aを備える研削ホイール42aで被加工物11を仕上げ研削する。
When performing the first polishing step S10, the first grinding step S20, and the second grinding step S30 in this order, first, the polishing
また、研削研磨装置2で第1の研磨ステップS10と、第1の研削ステップS20と、第2の研削ステップS30と、第2の研磨ステップS40と、を実施する場合、まず、研磨ユニット66で被加工物11を研磨する。その後、ターンテーブル16を反時計回りに回転させてチャックテーブル18を移動させ、研削砥石43aを備える研削ホイール42aで被加工物11を粗研削する。すなわち、第1の研削ステップS20では、第1の研削砥石として研削砥石43aを使用する。
When performing the first polishing step S10, the first grinding step S20, the second grinding step S30, and the second polishing step S40 in the grinding/
その後、ターンテーブル16を反時計回りに回転させてチャックテーブル18を移動させ、研削砥石43bを備える研削ホイール42bで被加工物11を仕上げ研削する。すなわち、第2の研削ステップS30では、第2の研削砥石として研削砥石43bを使用する。その後、さらにターンテーブル16を反時計回りに回転させてチャックテーブル18を移動させ、研磨ユニット66で被加工物11を研磨する。
After that, the
このように、研削研磨装置2のターンテーブル16の回転方向が切り替えることにより、本発明に係る被加工物の加工方法の様々な態様を研削研磨装置2において実施可能となる。すなわち、制御ユニットの制御プログラムを改造することにより、本発明に係る被加工物の加工方法は既存の研削研磨装置2でも実施可能となる。
By switching the rotation direction of the
その他、上述した実施形態や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変更して実施できる。 In addition, the structures, methods, and the like according to the above-described embodiments and modifications can be modified without departing from the scope of the present invention.
11 被加工物
11a 表面
11b 裏面
13 保護部材
15 硬い層
2 研削研磨装置
4 基台
4a 開口
6 搬送機構
8a,8b カセットテーブル
10a,10b カセット
12 位置調整機構
12a テーブル
12b ピン
14 搬入機構
16 ターンテーブル
18 チャックテーブル
20,44 支持構造
22 鉛直移動機構
24,48,56 ガイドレール
26,50,58 移動プレート
28,52,60 ネジ軸
30,54,62 パルスモータ
32,64 固定具
34 研削ユニット
36,68 スピンドルハウジング
38,70 スピンドル
40,72 マウント
42a,42b 研削ホイール
43a,43b 研削砥石
46 移動機構
66 研磨ユニット
74 研磨パッド
80 搬出機構
82 洗浄機構
REFERENCE SIGNS
Claims (6)
研磨パッドを該被加工物の被加工面に接触させ、該被加工物を研磨する第1の研磨ステップと、
該第1の研磨ステップの実施後、第1の研削砥石を備える研削ホイールを該被加工物の該被加工面に接触させ該被加工物を研削する第1の研削ステップと、を備えることを特徴とする被加工物の加工方法。 A processing method for processing a workpiece,
a first polishing step of contacting a polishing pad with a surface to be processed of the workpiece to polish the workpiece;
and a first grinding step of grinding the workpiece by bringing a grinding wheel comprising a first grinding wheel into contact with the workpiece surface of the workpiece after performing the first polishing step. A method of processing a workpiece characterized by:
該第2の研削砥石に含まれる砥粒の粒径は、該第1の研削砥石に含まれる砥粒の粒径よりも小さいことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の被加工物の加工方法。 After the first grinding step and before the second polishing step, a grinding wheel having a second grinding wheel is brought into contact with the surface of the workpiece to grind the workpiece. further comprising 2 grinding steps;
4. The workpiece according to claim 2, wherein the grain size of the abrasive grains contained in the second grinding wheel is smaller than the grain size of the abrasive grains contained in the first grinding wheel. method of processing things.
該第2の研削砥石に含まれる砥粒の粒径は、該第1の研削砥石に含まれる砥粒の粒径よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の被加工物の加工方法。 After the first grinding step, further comprising a second grinding step of grinding the workpiece with a grinding wheel comprising a second grinding wheel in contact with the surface to be processed of the workpiece;
2. The method of machining a workpiece according to claim 1, wherein the grain size of the abrasive grains contained in the second grinding wheel is smaller than the grain size of the abrasive grains contained in the first grinding wheel. .
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