JP2023148880A - 修正方法及び被加工物の研削方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】被加工物の研削時に研削領域を構成する研削砥石の振れを抑制する。【解決手段】研削ホイールの複数の研削砥石の内周面側及び外周面側の形状を修正する修正方法であって、ドレッシングボードをチャックテーブルで吸引保持する保持ステップと、ドレッシング部に形成されている円弧状の溝部に少なくとも1つの研削砥石が挿入された状態で研削ホイールを回転させる第2の回転軸の周りに研削ホイールを回転させ、更に、チャックテーブルを第1の回転軸の周りに回転させることにより、複数の研削砥石の内周面に対面する溝部の第1側面と複数の研削砥石の外周面に対面する溝部の第2側面とを利用して、第2の回転軸と複数の研削砥石の下面で規定される環状の研削面の中心とのずれが小さくなる様に、複数の研削砥石の内周面側及び外周面側の形状を修正する修正ステップと、複数の研削砥石をドレッシング部から離す分離ステップと、を備える修正方法を提供する。【選択図】図1
Description
本発明は、複数の研削砥石の内周面側及び外周面側の形状を修正する修正方法、及び、被加工物の表面側のデバイス領域に対応する被加工物の裏面側の所定領域を研削する被加工物の研削方法に関する。
半導体デバイスチップの製造工程では、複数の分割予定ライン(ストリート)が表面に格子状に設定され、当該複数のストリートで区画された各領域にIC(Integrated Circuit)等のデバイスが形成されたウェーハ(即ち、被加工物)が加工される。
例えば、被加工物の裏面側を研削装置で研削して薄化した後、切削装置を用いて各ストリートに沿って被加工物を切削することで、被加工物は複数の半導体デバイスチップに分割される。
この研削時に使用される研削装置は、円柱状のスピンドルを含む研削ユニットを備える。スピンドルの下端部には、円盤状のマウントを介して円環状の研削ホイールが装着される。研削ホイールは、円環状のホイール基台を有する。
ホイール基台の一面側には、例えば、それぞれセグメント状の複数の研削砥石が、ホイール基台の周方向に沿って略等間隔に配置されている。研削砥石は、砥粒と、砥粒を固定するためのボンド材と、を有する。
未使用の研削ホイールでは、砥粒がボンド材から適切に突出していない。そこで、被加工物の研削前には、砥粒をボンド材から適切に突出させるために、ドレッシングボードを用いて研削砥石の底面側に対してドレッシングが行われる(例えば、特許文献1参照)。
ところで、ドレッシングによるボンド材からの砥粒の適切な突出とは別に研削加工の良否を決める要素として、スピンドルを回転軸として研削ホイールを回転させた際における研削砥石の平面内での振れがある。
例えば、複数の研削砥石が配列されている所定の円の中心と、ホイール基台の径方向の中心と、が一致していない場合、スピンドルを回転軸として研削ホイールを回転させると、研削領域を構成する研削砥石が水平面内において振れる。
被加工物の研削時に研削領域を構成する研削砥石が平面内で振れると、被加工物の外周部においてチッピングの数が増加する等の加工不良につながる可能性がある。
本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであり、被加工物の研削時に研削領域を構成する研削砥石の振れを抑制することを目的とする。
本発明の一態様によれば、環状に配置された複数の研削砥石を有する研削ホイールの該複数の研削砥石の内周面側及び外周面側の形状を修正する修正方法であって、支持基台の上面にドレッシング部が固定されたドレッシングボードの該支持基台の下面を、チャックテーブルの保持面で吸引保持する保持ステップと、該保持ステップの後、該ドレッシング部に形成されている円弧状の溝部に該複数の研削砥石のうち少なくとも1つの研削砥石が挿入された状態で該研削ホイールを回転させる第2の回転軸の周りに該研削ホイールを回転させ、更に、該チャックテーブルを第1の回転軸の周りに回転させることにより、該複数の研削砥石の内周面に対面する該溝部の第1側面と該複数の研削砥石の外周面に対面する該溝部の第2側面とを利用して、該第2の回転軸と該複数の研削砥石の下面で規定される環状の研削面の中心とのずれが小さくなる様に、該複数の研削砥石の内周面側及び外周面側の形状を修正する修正ステップと、該修正ステップの後、該チャックテーブルと該研削ホイールとを該第2の回転軸の延伸方向に沿って相対的に離すことにより、該複数の研削砥石を該ドレッシング部から離す分離ステップと、を備える修正方法が提供される。
好ましくは、該修正方法は、該保持ステップの後、且つ、該修正ステップの前に、該チャックテーブルを回転させず、且つ、該研削ホイールを該第2の回転軸の周りに回転させた状態で、該チャックテーブルと該研削ホイールとを該第2の回転軸の延伸方向に沿って相対的に接近させることにより、該ドレッシング部に該溝部を形成する溝部形成ステップを更に備える。
好ましくは、該保持ステップにおいて該保持面で吸引保持されるドレッシングボードは、研削砥石の刃幅よりも大きい幅を有する円弧状の該溝部が該ドレッシング部に形成されている。
本発明の他の態様によれば、複数のデバイスが形成されたデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域と、を表面側に有する被加工物の該デバイス領域に対応する該被加工物の裏面側の所定領域を研削する被加工物の研削方法であって、環状に配置された複数の研削砥石を有する研削ホイールの該複数の研削砥石の内周面側及び外周面側の形状を修正する形状修正ステップと、該形状修正ステップの後、チャックテーブルを第1の回転軸の周りに回転させ、且つ、該研削ホイールを第2の回転軸の周りに回転させた状態で、該チャックテーブルと該研削ホイールとを該第2の回転軸の延伸方向に沿って相対的に接近させることにより、該研削ホイールで該被加工物の該所定領域を研削する研削ステップと、を備え、該形状修正ステップは、支持基台の上面にドレッシング部が固定されたドレッシングボードの該支持基台の下面を、該チャックテーブルの保持面で吸引保持する保持ステップと、該保持ステップの後、該チャックテーブルを回転させず、且つ、該研削ホイールを該第2の回転軸の周りに回転させた状態で、該チャックテーブルと該研削ホイールとを該第2の回転軸に沿って相対的に接近させることにより、該ドレッシング部に溝部を形成する溝部形成ステップと、該溝部形成ステップの後、該ドレッシング部に形成されている円弧状の該溝部に該複数の研削砥石のうち少なくとも1つの研削砥石が挿入された状態で該第2の回転軸の周りに該研削ホイールを回転させ、更に、該チャックテーブルを該第1の回転軸の周りに回転させることにより、該複数の研削砥石の内周面に対面する該溝部の第1側面と該複数の研削砥石の外周面に対面する該溝部の第2側面とを利用して、該第2の回転軸と該複数の研削砥石の下面で規定される環状の研削面の中心とのずれが小さくなる様に、該複数の研削砥石の内周面側及び外周面側の形状を修正する修正ステップと、該修正ステップの後、該チャックテーブルと該研削ホイールとを該第2の回転軸の延伸方向に沿って相対的に離すことにより、該複数の研削砥石を該ドレッシング部から離す分離ステップと、を有し、該研削ステップは、該被加工物の該表面側を該保持面で保持する被加工物保持ステップと、該被加工物保持ステップの後、該研削ホイールで該デバイス領域に対応する該被加工物の該裏面側の該所定領域を研削し、円盤状の薄化部と該薄化部を囲繞するリング状の補強部とを形成する凹部形成ステップと、を有する被加工物の研削方法が提供される。
本発明の一態様に係る修正方法では、ドレッシング部に形成されている円弧状の溝部に複数の研削砥石が挿入された状態でチャックテーブルを回転させることにより、複数の研削砥石の内周面に対面する溝部の第1側面と複数の研削砥石の外周面に対面する溝部の第2側面とを利用して、複数の研削砥石の内周面側及び外周面側の形状を修正する。
これにより、研削ホイールの回転中心と、複数の研削砥石の下面で規定される環状の研削面の中心と、のずれを小さくできるので、被加工物の研削時において研削領域を構成する研削砥石の振れを抑制できる。
添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図1は、第1の実施形態に係る複数の研削砥石58(図2参照)の形状を修正する修正方法のフロー図である。第1の実施形態では、保持ステップS10、溝部形成ステップS20、修正ステップS30及び分離ステップS40の順で、各ステップを実行する。
まず、当該修正方法で使用する研削装置2について説明する。図2は、研削装置2の一部断面側面図である。なお、図2に示す+Z方向及び-Z方向は、Z軸方向と平行な互いに逆向きの方向である。例えば、Z軸方向は鉛直方向、+Z方向は上方向、-Z方向は下方向である。
また、+X方向及び-X方向は、Z軸方向と直交するX軸方向と平行な互いに逆向きの方向であり、+Y方向及び-Y方向は、Z軸方向及びX軸方向と直交するY軸方向と平行な互いに逆向きの方向である。例えば、X‐Y平面は水平面に対応する。
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、それぞれX軸方向に沿って配置された一対のガイドレール6が設けられている。一対のガイドレール6上には、平面視で矩形状の移動板8がスライド可能に取り付けられている。
移動板8の下面側には、ナット部10が設けられている。ナット部10には、X軸方向に略平行に配置されたねじ軸12がボール(不図示)を利用して回転可能に連結されている。ねじ軸12の一端部には、モータ14が連結されている。
モータ14でねじ軸12を回転させると、移動板8はX軸方向に沿って移動する。一対のガイドレール6、移動板8、ねじ軸12、モータ14等は、X軸方向移動機構16を構成する。
移動板8の上面には、円盤状のチャックテーブル18が支持されている。チャックテーブル18は、セラミックスで形成された円盤状の枠体20を有する。枠体20の中央部には、所定の深さを有する円盤状の凹部が形成されている。
枠体20には、真空ポンプ等の吸引源(不図示)に接続された、管部、溝部等(不図示)が形成されている。凹部には、凹部の内径と略同じ径を有し且つ多孔質セラミックスで形成された円盤状のポーラス板22が固定されている。
吸引源から、管部、溝部等へ負圧が伝達されると、ポーラス板22の上面には負圧が生じる。枠体20の上面と、ポーラス板22の上面とは、略面一の保持面18aを構成している。保持面18aは、中心部が外周部に比べて僅かに突出した円錐形状を有する。
保持面18aでは、負圧を利用して、それぞれ円盤状の被加工物21(図3(A)参照)又は円盤状のドレッシングボード11(図4参照)が吸引保持される。ここで、図4を参照して、ドレッシングボード11について説明する。
ドレッシングボード11は、後述する複数の研削砥石58に対してツルーイング及び/又はドレッシングを施す際に使用される。ドレッシングボード11は、樹脂で形成された円盤状の支持基台13を有する。
支持基台13は、ポーラス板22の上面の径以上且つ枠体20の上面の径以下の所定の径を有する。支持基台13の上面13aには、支持基台13よりも小径の円盤状のドレッシング部15が支持基台13と略同心状に配置されている。
ドレッシング部15は、例えば、10mmの厚さを有し、接着剤等により支持基台13の上面13aに固定されている。ドレッシング部15は、ホワイトアランダム(WA)、グリーンカーボン(GC)等の砥粒と、砥粒を固定するためのビトリファイドボンド、レジンボンド等のボンド材と、を有する。
ドレッシング部15の砥粒は、記号#及び数値で示される所定の粒度を有する。粒度は、JIS(Japanese Industrial Standards) R 6001-2の沈降試験方法又は電気抵抗試験方法における微粉の粒度分布に従う。
本実施形態のドレッシング部15は、研削砥石58に対してツルーイングを施すために使用されるので、研削砥石58のドレッシングのみを目的としたドレッシング部に比べて、砥粒の平均粒径が大きい。
具体的には、#4000で特定される平均粒径を有する砥粒、又は、#4000で特定される平均粒径よりも大きな平均粒径を有する砥粒が、ドレッシング部15の砥粒として使用される。
なお、粒度の表記では、#に続く数字が小さくなるほど、平均粒径(例えば、メジアン径又は50%径と称される)が大きくなり、#に続く数字が大きくなるほど、平均粒径が小さくなる。
ここで、図2に戻り、研削装置2の他の構成要素について説明する。チャックテーブル18の下部には、回転軸(第1の回転軸)24が固定されている。回転軸24には、従動プーリ(不図示)が連結されている。
移動板8上には、モータ等の回転駆動源(不図示)が設けられており、この回転駆動源の出力軸に連結された駆動プーリ(不図示)と、回転軸24に固定された従動プーリとには、無端ベルト(不図示)が掛けられている。
回転駆動源を動作させると、チャックテーブル18は回転軸24の周りに回転する。チャックテーブル18は、環状のベアリング26により回転可能に支持されている。また、ベアリング26は、環状のテーブルベース28で支持されている。
更に、テーブルベース28の下面側には、テーブルベース28の周方向に沿って略等間隔に、固定支持機構30a、第1可動支持機構30b及び第2可動支持機構30cが設けられている。
固定支持機構30aは、所定長さの固定軸部を有している。固定軸部の上部は、テーブルベース28に固定されており、固定軸部の下部は、移動板8に固定されている。固定軸部は、伸縮することなく、一定の長さを有する。
第1可動支持機構30b及び第2可動支持機構30cの各々は、上部に雄ねじが形成された可動軸部を有する。可動軸部の下部は、移動板8に対して回転可能に支持されている。また、可動軸部の上部は、テーブルベース28の下部に形成されたねじ穴に回転可能に連結されている。
可動軸部の回転方向に応じて可動軸部がねじ穴に挿入される長さを調整することで、テーブルベース28の傾きが調整される。テーブルベース28の傾きを調整することで、研削ユニット46の直下に位置する保持面18aの一部が、X‐Y平面に略平行になる。
基台4の+X方向の端部には、基台4の上面から+Z方向に延びる壁部30が設けられている。壁部30の一面側には、研削送り機構32が設けられている。研削送り機構32は、Z軸方向に沿って配置された一対のガイドレール34を有する。なお、図2では、片方のガイドレール34を示す。
ガイドレール34には、移動ブロック36がスライド可能に取り付けられている。移動ブロック36の後方の側面には、ナット部38が設けられている。ナット部38には、Z軸方向に略平行に配置されたねじ軸40がボール(不図示)を介して回転可能に連結されている。
ねじ軸40の上端部には、モータ42が連結されている。モータ42でねじ軸40を回転させると、移動ブロック36はZ軸方向に沿って移動する。移動ブロック36には、固定具44を介して、研削ユニット46が固定されている。
研削ユニット46は、Z軸方向に沿って配置された円筒状のスピンドルハウジング48を有する。スピンドルハウジング48には、円柱状のスピンドル(第2の回転軸)50の一部が回転可能に収容されている。スピンドル50はZ軸方向に沿って配置されている。
スピンドル50の上側の一部には、モータ等の回転駆動源(不図示)が設けられている。スピンドル50の下端部は、スピンドルハウジング48の底部よりも下方に突出しており、この下端部には、円盤状のマウント52の上面側の中心部が固定されている。
マウント52は、保持面18aと略同じ径を有する。マウント52の下面側には、マウント52と略同径の円環状の研削ホイール54が装着されている。研削ホイール54は、アルミニウム合金等の金属で形成された円環状のホイール基台56を有する。
ホイール基台56の下面56a側には、ホイール基台56の周方向に沿って複数の研削砥石58が所定の間隔で環状に配置されている(図3参照)。各研削砥石58は、ダイヤモンド、cBN(cubic boron nitride)等の砥粒と、セラミックス、樹脂等の砥粒を固定するボンド材と、を有する。
各研削砥石58の内周面58aは、円筒状の一の曲面に沿って配置されており、同様に、各研削砥石58の外周面58bは、円筒状の他の曲面に沿って配置されている(図6参照)。内周面58a及び外周面58bは、略同軸に配置されている。また、各研削砥石58の下面58cは、環状の研削面54aを規定している(図7参照)。
研削砥石58の下面58c(図5、図7参照)は、ホイール基台56の下面56aから所定量だけ突出しており、この突出量は、セグメント高さと呼ばれる。各研削砥石58のセグメント高さは、例えば、1.0mm以上8.0mm以下に設定される。本実施形態の研削砥石58のセグメント高さは、7.0mmである。
スピンドル50を回転させると、研削ホイール54はスピンドル50の周りに回転する(図7参照)。研削ユニット46の下部には、加工点へ純水等の研削水を供給するためのノズル(不図示)が設けられている。
研削装置2には、X軸方向移動機構16、チャックテーブル18の回転駆動源、第1可動支持機構30b及び第2可動支持機構30c、研削送り機構32、研削ユニット46、ノズル等の動作を制御する制御ユニット(不図示)が設けられている。
制御ユニットは、例えば、CPU(Central Processing Unit)に代表されるプロセッサ(処理装置)と、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、SRAM(Static Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等の主記憶装置と、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等の補助記憶装置と、を有するコンピュータによって構成されている。
補助記憶装置には、所定のプログラムを含むソフトウェアが記憶されている。このソフトウェアに従いプロセッサを動作させることによって、制御ユニットの機能が実現される。例えば、制御ユニットは、被加工物21を研削する際に、所定の加工条件に従って研削装置2を動作させる。
また、被加工物21の研削前には、砥粒をボンド材から適切に突出させるために、ドレッシングボード11を用いた研削砥石58のドレッシングが行われる。ドレッシングを行う際には、通常、まず、ドレッシングボード11の下面13bを保持面18aで吸引保持する。
次いで、チャックテーブル18を回転軸24の周りに回転させ、且つ、研削ホイール54をスピンドル50の周りに回転させた状態で、研削ユニット46を所定の速度で下方に研削送りする。研削砥石58の下面58cがドレッシング部15の上面15aに接触することにより、研削砥石58の下面58c側に対してドレッシングが行われる。
ところで、研削砥石58のドレッシングとは別に、研削加工の良否を決める要素として、研削領域を構成する研削砥石58のX‐Y平面内における振れがある。
例えば、図3(A)から図3(D)に示す様に、複数の研削砥石58の下面58cで規定される環状の研削面54aの中心54a1と、研削ホイール54の回転中心50aとが、X‐Y平面でずれていることにより、研削領域を構成する研削砥石58がX‐Y平面内において振れる。
なお、図3(A)から図3(D)では、説明の便宜上、中心54a1と回転中心50aとの距離を誇張して大きく示すが、実際には、両者の距離は300μm以下と非常に小さい。
図3(A)は、被加工物21の研削時の上面図である。図3(B)は、図3(A)に示す研削ホイール54が上面視で時計回りに90度回転したときの上面図であり、図3(C)は、図3(B)に示す研削ホイール54が上面視で時計回りに90度回転したときの上面図である。
図3(D)は、図3(C)に示す研削ホイール54が上面視で時計回りに90度回転したときの上面図である。なお、図3(B)から図3(D)では、図3(A)において研削領域を構成する研削砥石58の位置を破線で示す。また、チャックテーブル18を省略し、回転軸24の回転中心24aを黒丸で示す。
図3(A)から図3(D)に示す様に、中心54a1及び回転中心50aがずれている場合、被加工物21の研削時に研削領域を構成する研削砥石58が所定方向に揺動するかの様にX‐Y平面内で振れる。
研削領域を構成する研削砥石58の振れは、被加工物21の外周部においてチッピングの数が増加する(即ち、被加工物21のエッジ部の加工品質の低下)等の加工不良につながる可能性がある。
加えて、中心54a1及び回転中心50aのずれに起因して研削ホイール54に作用する遠心力がスピンドル50をX‐Y平面内で振動させ、この振動が被加工物21の加工不良につながる可能性もある。
そこで、本実施形態では、被加工物21の研削の前に、図1に示すフローに従い研削装置2及びドレッシングボード11を用いて複数の研削砥石58にツルーイングを施すことで、研削砥石58の形状を修正する。
本実施形態では、補助記憶装置に記憶された所定のプログラムに従い研削装置2を動作させることで、図1に示す修正方法を実行する。まず、X軸方向移動機構16を動作させて、研削ユニット46の位置から-X方向に離れた搬入搬出位置にチャックテーブル18を配置する。
そして、図4に示す様に、ドレッシング部15の上面15aが露出する様に、支持基台13の下面13bを保持面18aで吸引保持する(保持ステップS10)。図4は、保持ステップS10を示す一部断面側面図である。
その後、図5及び図6に示す様に、X軸方向移動機構16の直下に位置する研削位置にチャックテーブル18を+X方向に移動させる。図5は、保持ステップS10後、溝部形成ステップS20前の一部断面側面図であり、図6は、保持ステップS10後、溝部形成ステップS20前の上面図である。
保持ステップS10の後、チャックテーブル18を回転させず、且つ、研削ホイール54をスピンドル50の周りに回転させた状態で、チャックテーブル18と研削ホイール54とをZ軸方向(スピンドル50の延伸方向)に沿って相対的に接近させる。
本実施形態では、研削送り機構32で研削ユニット46を下降(即ち、-Z方向に移動)させることで、研削ホイール54をチャックテーブル18に接近させる。そして、図7及び図8に示す様に、研削砥石58をドレッシング部15に切り込ませて、ドレッシング部15に円弧状の溝部15bを形成する(溝部形成ステップS20)。
溝部形成ステップS20では、例えば、ノズルから加工点に研削水を2.0L/分以上4.0L/分以下の所定値で供給すると共に、研削ホイール54を2000rpm以上3000rpm以下の所定値で回転させ、研削送り機構32で研削ユニット46を-Z方向に0.5μm/s以上5.0μm/s以下の所定値で研削送りする。
図7は、溝部形成ステップS20を示す一部断面側面図であり、図8は、溝部形成ステップS20を示す上面図である。本実施形態では、研削砥石58の下面58cをドレッシング部15の上面15aから6.0mmの深さに切り込ませて、溝部15bを形成する。
溝部形成ステップS20の後、研削ホイール54のスピンドル50の周りで回転を維持しつつ、研削ユニット46の研削送りを停止する。そして、回転軸24周りでのチャックテーブル18の回転を開始する(図9、図10参照)。
つまり、回転する研削ホイール54において複数の研削砥石58のうち少なくとも1つの研削砥石58が溝部15bに挿入された状態で、回転軸24の周りに比較的ゆっくりと(例えば、回転速度1.0rpmで)、所定時間(例えば、3.0s)、チャックテーブル18を回転させる。
これにより、研削砥石58の内周面58aに対面する溝部15bの第1側面15b1により内周面58a側がツルーイングされ、研削砥石58の外周面58bに対面する溝部15bの第2側面15b2により外周面58b側がツルーイングされる。
この様にして、第1側面15b1及び第2側面15b2を利用して、全ての研削砥石58の内周面58a側及び外周面58b側の形状を修正する(修正ステップS30)。図9は、修正ステップS30を示す一部断面側面図であり、図10は、修正ステップS30を示す上面図である。
修正ステップS30では、図10に示す様に、研削砥石58を第1側面15b1及び第2側面15b2に押し当てることで(白抜き矢印参照)、スピンドル50の回転中心50aと、環状の研削面54aの中心54a1と、のずれが小さくなる様に、ツルーイングできる。
これにより、研削ホイール54の回転中心50aと、環状の研削面54aの中心54a1と、のずれを小さくできるので、被加工物21の研削時における研削砥石58の振れを抑制できる。
例えば、チャックテーブル18の回転速度を1.0rpmとし、3.0s間ツルーイングを行えば、複数の研削砥石58の内周面58a及び外周面58bを回転中心50aに対して同心円状にできる。
特に、チャックテーブル18を1.0rpmで3.0sかけてゆっくりと回転させることで、ドレッシング部15を研削砥石58の内周面58a及び外周面58bへ徐々に当てることができる。
これにより、チャックテーブル18を所定角度18°(=1.0rpm(即ち、6.0°/s)×3.0s)だけ瞬間的に(例えば、1.0s未満の短時間で)回転させる場合に比べて、研削砥石58への急激な負荷の増加を抑制できる。
この様に、研削砥石58の内周面58a側及び外周面58b側をそれぞれツルーイングすることで、内周面58a側及び外周面58b側が例えば100μm以上200μm以下削られ、研削面54aの中心54a1と研削ホイール54の回転中心50aとのずれ(例えば、ずれ量は300μm)が解消される。
修正ステップS30の後、チャックテーブル18と研削ホイール54とをスピンドル50の延伸方向に沿って相対的に離すことにより、複数の研削砥石58をドレッシング部15から離す(分離ステップS40)。図11は、分離ステップS40を示す一部断面側面図である。
本実施形態の分離ステップS40ではチャックテーブル18の回転を停止した状態で、研削送り機構32で研削ユニット46を100μm/s以上1000μm/s以下の所定速度で上昇させることにより、研削ホイール54をチャックテーブル18から離す。
但し、修正ステップS30で回転させた方向とは逆方向にチャックテーブル18を回転させることで、研削砥石58の内周面58a及び外周面58bをドレッシング部15の第1側面15b1及び第2側面15b2から離した後に、研削ユニット46を上昇させてもよい。これにより、分離ステップS40において、ドレッシング部15と研削砥石58との接触を防止できる。
なお、これに代えて、内周面58aが第1側面15b1に接触せず且つ外周面58bが第2側面15b2に接触しないように、修正ステップS30で回転させた方向とは逆方向にチャックテーブル18をゆっくりと回転させながら、研削ユニット46を上昇させてもよい。
これにより、分離ステップS40でのドレッシング部15と研削砥石58との接触を防止すると共に、修正ステップS30後に直ちに分離ステップS40を開始できるので、研削砥石58の修正方法を実行する上で分離ステップS40までを含めた合計時間を短縮できる。
上述の様に、本実施形態では、複数の研削砥石58の内周面58a側及び外周面58b側の形状を修正することで、研削ホイール54の回転中心50aと、環状の研削面54aの中心54a1と、のずれを小さくできるので、被加工物21の研削時に研削領域を構成する研削砥石58の振れを抑制できる。
(変形例)次に、図12(A)及び図12(B)を参照して第1の実施形態の変形例について説明する。変形例に係るドレッシングボード23の形状及び材料は、ドレッシングボード11と略同じである。
但し、ドレッシングボード23のドレッシング部25には、上面25aから所定の深さ(例えば、0.6mm)まで研削砥石58の刃幅58d(図12(B)参照)よりも大きい幅25c(図12(A)参照)を有する円弧状の溝部25bが予め形成されている。
図12(A)は、変形例に係るドレッシングボード23を示す上面図である。ドレッシングボード23を用いて研削砥石58の内周面58a側及び外周面58b側の形状を修正する際には、まず、保持ステップS10において、チャックテーブル18の保持面18aで支持基台13の下面13bを吸引保持する。
次に、溝部形成ステップS20を省略し、修正ステップS30に進む。修正ステップS30では、回転する研削ホイール54の研削砥石58が溝部15bに挿入された状態でチャックテーブル18の回転を開始する(図12(B)参照)。図12(B)は、変形例に係る修正ステップS30を示す上面図である。
修正ステップS30において、溝部25bの第1側面25b1及び第2側面25b2を利用して、全ての研削砥石58の内周面58a側及び外周面58b側の形状を修正した後、分離ステップS40にて研削ホイール54をドレッシング部25から離す。
当該変形においても、研削ホイール54の回転中心50aと、研削面54aの中心54a1と、のずれを小さくできるので、被加工物21の研削時に研削領域を構成する研削砥石58の振れを抑制できる。
次に、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、研削装置60を用いて、被加工物31(図14(A)参照)に対して、TAIKO(登録商標)と称される研削を行う。
図13は、第2の実施形態における研削装置60の一部断面側面図である。なお、研削装置2と実質的に同じ構成要素には、図2に付した符号と同じ符号を付し、研削装置60の構成要素の説明を省略することがある。
研削装置60は、円盤状のチャックテーブル62を有する。チャックテーブル62は、セラミックスで形成された円盤状の枠体64を有する。枠体64の中央部には、所定の深さを有する円盤状の凹部が形成されている。
枠体64には、真空ポンプ等の吸引源(不図示)に接続された管部、溝部等(不図示)が形成されている。凹部には、凹部の内径と略同じ径を有し且つ多孔質セラミックスで形成された円盤状のポーラス板66が固定されている。
吸引源から、管部、溝部等へ負圧が伝達されると、ポーラス板66の上面には負圧が生じる。枠体64の上面と、ポーラス板66の上面とは、略面一の保持面62aを構成している。保持面62aは、図13に示す様に、上面視での径方向の中心を通る断面視において双凹形状となっている。
保持面62aには、上述のドレッシングボード11や被加工物31(図14(A)参照)等が吸引保持される。保持面62aの上方には、研削ユニット68が配置されている。研削ユニット68は、移動ブロック36に対して固定されたスピンドルハウジング48を有する。
スピンドルハウジング48には、スピンドル50の一部が回転可能に収容されている。スピンドル50は、Z軸方向に沿って配置されており、スピンドル50の下端部には、円盤状のマウント52を介して円環状の研削ホイール70が装着されている。
本実施形態の研削ホイール70は、保持面62aの略半分の径を有する。研削ホイール70は、アルミニウム合金等の金属で形成された円環状のホイール基台72を有する。ホイール基台72の下面側には、ホイール基台72の周方向に沿って略等間隔で、複数の研削砥石74が環状に配置されている。
図14(A)に示す様に、研削ユニット68で研削される被加工物31は、所定の直径(例えば、直径約200mm)を有する円盤状の単結晶シリコンウェーハを有する。図14(A)は、被加工物31の斜視図である。
なお、被加工物31の種類、材質、大きさ、形状、構造等に制限はない。被加工物31は、化合物半導体(GaN、SiC等)等で形成された単結晶基板を有してもよい。
被加工物31は、表面31a及び裏面31bを有する。表面31aから裏面31bまでの長さ(即ち、被加工物31の厚さ)は、200μm以上800μm以下の所定値(例えば、725μm)である。
表面31aには、複数の分割予定ライン33が格子状に設定されている。複数の分割予定ライン33で区画された矩形状の各領域の表面31a側には、IC等のデバイス35が形成されている。但し、デバイス35の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等に制限はない。
複数のデバイス35が形成されているデバイス領域37aの周りには、平面視においてデバイス領域37aを囲繞する様に、デバイス35が形成されておらず略平坦な環状の外周余剰領域37bが存在する。
被加工物31の研削前には、研削時におけるデバイス35へのダメージを低減するために、樹脂製で円形の保護テープ39を表面31a側に貼り付ける。被加工物31の研削時には、デバイス領域37aに対応する裏面31b側の所定領域37c(図14(B)参照)を所定深さだけ研削して、円盤状の凹部31c1を形成する。
これにより、被加工物31に、凹部31c1よりも表面31a側に位置する円盤状の薄化部31c2と、凹部31c1及び薄化部31c2の側部を囲繞するリング状補強部31dと、を形成する。図14(B)は、第2の実施形態における研削後の被加工物31の断面図である。
ところで、被加工物31の研削時に研削領域を構成する研削砥石74が所定方向に揺動するかの様にX‐Y平面内で振れると、凹部31c1の底部の外周部31eが、断面視において、略直角(図14(B)参照)ではなく、所定の曲率を有する円弧状になる(図14(C)参照)。
図14(C)は、比較例における研削後の被加工物31の断面図であり、図14(C)において、凹部31c1の底部の外周部31fは、所定の曲率を有する円弧状である。図14(C)に示す外周部31fが形成されると、デバイス領域37aの有効範囲が減少するので、被加工物31の研削前に、研削砥石74の形状を修正しておくことが好ましい。
図15は、第2の実施形態における被加工物31の研削方法のフロー図である。図15に示す保持ステップS10から分離ステップS40は、図1から図11を参照して既に説明したので、説明を省略する。
本実施形態では、保持ステップS10から分離ステップS40をまとめて、研削砥石74の形状修正ステップS50と称する。形状修正ステップS50では、上述の様に、ドレッシングボード11を用いて、全ての研削砥石58の内周面74a側及び外周面74b側(図13参照)の形状を修正する。
これにより、研削ホイール70の回転中心50aと、複数の研削砥石74の下面74cで規定される環状の研削面70aの中心(不図示)と、のずれを小さくできるので、被加工物31の研削時に研削領域を構成する研削砥石74の振れを抑制できる。
形状修正ステップS50の後、ドレッシングボード11に代えて、被加工物31を保持面62aに載置し、保護テープ39を介して表面31a側を保持面62aで吸引保持する(被加工物保持ステップS60)。
被加工物保持ステップS60の後、テーブルベース28の傾きを適宜調整すると共に、チャックテーブル62を回転軸24の周りに所定の回転速度で回転させる。更に、研削ホイール70をスピンドル50の周りに回転させた状態で、チャックテーブル62と研削ユニット68とをスピンドル50の延伸方向に沿って相対的に接近させる。
本実施形態では、研削送り機構32で研削ユニット68を下降させることにより研削ホイール70をチャックテーブル62に接近させる。この様にして、所定領域37cを研削して、図14(B)に示す様に底部の外周部31eが断面視で略直角の凹部31c1を形成する(凹部形成ステップS70)。
研削ユニット68の研削送り量は、所定厚さの薄化部31c2を残す様に適宜調整される。なお、本実施形態では、便宜的に、被加工物保持ステップS60と、凹部形成ステップS70と、を併せて研削ステップS80と称する。
本実施形態では、凹部31c1の底部の外周部31eが断面視で略直角であるので、凹部31c1の底部の外周部31fが断面視で所定の曲率を有する円弧状である場合に比べて、デバイス領域37aの有効範囲を大きくできる。
更に、形状修正ステップS50に起因して、凹部31c1の底面(即ち、薄化部31c2の裏面11b側の面)における粗さや、TTV(Total Thickness Variation)を低減できると共に、被加工物31の割れを抑制できる。また、形状修正ステップS50を経ない場合に比べて、研削砥石74の磨耗を低減できる。
その他、上述の実施形態に係る構造、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。上述の実施形態では、研削ユニット46、68をZ軸方向に沿って下降させたが、チャックテーブル18、62をZ軸方向に沿って上昇させてもよい。
また、修正ステップS30では、ドレッシングボード11に代えて、薄化部31c2及びリング状補強部31dを有する被加工物31のリング状補強部31dを用いて、研削砥石58の内周面58a側及び外周面58b側の形状を修正してもよい。
2:研削装置、4:基台
6:ガイドレール、8:移動板、10:ナット部、12:ねじ軸、14:モータ
11:ドレッシングボード、13:支持基台、13a:上面、13b:下面
15:ドレッシング部
15a:上面、15b:溝部、15b1:第1側面、15b2:第2側面
16:X軸方向移動機構、18:チャックテーブル、18a:保持面、20:枠体
21:被加工物
22:ポーラス板、24:回転軸(第1の回転軸)、24a:回転中心
23:ドレッシングボード、25:ドレッシング部
25a:上面、25b:溝部、25b1:第1側面、25b2:第2側面、25c:幅
26:ベアリング、28:テーブルベース、30:壁部
30a:固定支持機構、30b:第1可動支持機構、30c:第2可動支持機構
31:被加工物、31a:表面、31b:裏面、31c1:凹部、31c2:薄化部
31d:リング状補強部、31e:外周部、31f:外周部、33:分割予定ライン
32:研削送り機構、34:ガイドレール、36:移動ブロック
35:デバイス、37a:デバイス領域、37b:外周余剰領域、37c:所定領域
38:ナット部、40:ねじ軸、42:モータ、44:固定具
39:保護テープ
46:研削ユニット、48:スピンドルハウジング
50:スピンドル(第2の回転軸)、50a:回転中心
52:マウント、54:研削ホイール、54a:研削面、54a1:中心
56:ホイール基台、56a:下面
58:研削砥石、58a:内周面、58b:外周面、58c:下面、58d:刃幅
60:研削装置、62:チャックテーブル、62a:保持面
64:枠体、66:ポーラス板
68:研削ユニット、70:研削ホイール、70a:研削面
72:ホイール基台、74:研削砥石、74a:内周面、74b:外周面、74c:下面
S10:保持ステップ、S20:溝部形成ステップ、S30:修正ステップ
S40:分離ステップ、S50:形状修正ステップ、S60:被加工物保持ステップ
S70:凹部形成ステップ、S80:研削ステップ
6:ガイドレール、8:移動板、10:ナット部、12:ねじ軸、14:モータ
11:ドレッシングボード、13:支持基台、13a:上面、13b:下面
15:ドレッシング部
15a:上面、15b:溝部、15b1:第1側面、15b2:第2側面
16:X軸方向移動機構、18:チャックテーブル、18a:保持面、20:枠体
21:被加工物
22:ポーラス板、24:回転軸(第1の回転軸)、24a:回転中心
23:ドレッシングボード、25:ドレッシング部
25a:上面、25b:溝部、25b1:第1側面、25b2:第2側面、25c:幅
26:ベアリング、28:テーブルベース、30:壁部
30a:固定支持機構、30b:第1可動支持機構、30c:第2可動支持機構
31:被加工物、31a:表面、31b:裏面、31c1:凹部、31c2:薄化部
31d:リング状補強部、31e:外周部、31f:外周部、33:分割予定ライン
32:研削送り機構、34:ガイドレール、36:移動ブロック
35:デバイス、37a:デバイス領域、37b:外周余剰領域、37c:所定領域
38:ナット部、40:ねじ軸、42:モータ、44:固定具
39:保護テープ
46:研削ユニット、48:スピンドルハウジング
50:スピンドル(第2の回転軸)、50a:回転中心
52:マウント、54:研削ホイール、54a:研削面、54a1:中心
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58:研削砥石、58a:内周面、58b:外周面、58c:下面、58d:刃幅
60:研削装置、62:チャックテーブル、62a:保持面
64:枠体、66:ポーラス板
68:研削ユニット、70:研削ホイール、70a:研削面
72:ホイール基台、74:研削砥石、74a:内周面、74b:外周面、74c:下面
S10:保持ステップ、S20:溝部形成ステップ、S30:修正ステップ
S40:分離ステップ、S50:形状修正ステップ、S60:被加工物保持ステップ
S70:凹部形成ステップ、S80:研削ステップ
Claims (4)
- 環状に配置された複数の研削砥石を有する研削ホイールの該複数の研削砥石の内周面側及び外周面側の形状を修正する修正方法であって、
支持基台の上面にドレッシング部が固定されたドレッシングボードの該支持基台の下面を、チャックテーブルの保持面で吸引保持する保持ステップと、
該保持ステップの後、該ドレッシング部に形成されている円弧状の溝部に該複数の研削砥石のうち少なくとも1つの研削砥石が挿入された状態で該研削ホイールを回転させる第2の回転軸の周りに該研削ホイールを回転させ、更に、該チャックテーブルを第1の回転軸の周りに回転させることにより、該複数の研削砥石の内周面に対面する該溝部の第1側面と該複数の研削砥石の外周面に対面する該溝部の第2側面とを利用して、該第2の回転軸と該複数の研削砥石の下面で規定される環状の研削面の中心とのずれが小さくなる様に、該複数の研削砥石の内周面側及び外周面側の形状を修正する修正ステップと、
該修正ステップの後、該チャックテーブルと該研削ホイールとを該第2の回転軸の延伸方向に沿って相対的に離すことにより、該複数の研削砥石を該ドレッシング部から離す分離ステップと、を備えることを特徴とする修正方法。 - 該保持ステップの後、且つ、該修正ステップの前に、該チャックテーブルを回転させず、且つ、該研削ホイールを該第2の回転軸の周りに回転させた状態で、該チャックテーブルと該研削ホイールとを該第2の回転軸の延伸方向に沿って相対的に接近させることにより、該ドレッシング部に該溝部を形成する溝部形成ステップを更に備えることを特徴とする請求項1に記載の修正方法。
- 該保持ステップにおいて該保持面で吸引保持されるドレッシングボードは、研削砥石の刃幅よりも大きい幅を有する円弧状の該溝部が該ドレッシング部に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の修正方法。
- 複数のデバイスが形成されたデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域と、を表面側に有する被加工物の該デバイス領域に対応する該被加工物の裏面側の所定領域を研削する被加工物の研削方法であって、
環状に配置された複数の研削砥石を有する研削ホイールの該複数の研削砥石の内周面側及び外周面側の形状を修正する形状修正ステップと、
該形状修正ステップの後、チャックテーブルを第1の回転軸の周りに回転させ、且つ、該研削ホイールを第2の回転軸の周りに回転させた状態で、該チャックテーブルと該研削ホイールとを該第2の回転軸の延伸方向に沿って相対的に接近させることにより、該研削ホイールで該被加工物の該所定領域を研削する研削ステップと、を備え、
該形状修正ステップは、
支持基台の上面にドレッシング部が固定されたドレッシングボードの該支持基台の下面を、該チャックテーブルの保持面で吸引保持する保持ステップと、
該保持ステップの後、該チャックテーブルを回転させず、且つ、該研削ホイールを該第2の回転軸の周りに回転させた状態で、該チャックテーブルと該研削ホイールとを該第2の回転軸に沿って相対的に接近させることにより、該ドレッシング部に溝部を形成する溝部形成ステップと、
該溝部形成ステップの後、該ドレッシング部に形成されている円弧状の該溝部に該複数の研削砥石のうち少なくとも1つの研削砥石が挿入された状態で該第2の回転軸の周りに該研削ホイールを回転させ、更に、該チャックテーブルを該第1の回転軸の周りに回転させることにより、該複数の研削砥石の内周面に対面する該溝部の第1側面と該複数の研削砥石の外周面に対面する該溝部の第2側面とを利用して、該第2の回転軸と該複数の研削砥石の下面で規定される環状の研削面の中心とのずれが小さくなる様に、該複数の研削砥石の内周面側及び外周面側の形状を修正する修正ステップと、
該修正ステップの後、該チャックテーブルと該研削ホイールとを該第2の回転軸の延伸方向に沿って相対的に離すことにより、該複数の研削砥石を該ドレッシング部から離す分離ステップと、を有し、
該研削ステップは、
該被加工物の該表面側を該保持面で保持する被加工物保持ステップと、
該被加工物保持ステップの後、該研削ホイールで該デバイス領域に対応する該被加工物の該裏面側の該所定領域を研削し、円盤状の薄化部と該薄化部を囲繞するリング状の補強部とを形成する凹部形成ステップと、を有することを特徴とする被加工物の研削方法。
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