JP2024068261A - Method for grinding workpiece - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、研削ホイールを使用して被加工物を研削する被加工物の研削方法に関する。 The present invention relates to a method for grinding a workpiece using a grinding wheel.
複数のデバイスが形成されたウェーハを分割して個片化することにより、デバイスを備えるデバイスチップが製造される。また、複数のデバイスチップを所定の基板上に実装し、実装されたデバイスチップを樹脂でなる封止材(モールド樹脂)で被覆することにより、パッケージ基板が形成される。このパッケージ基板を分割して個片化することにより、パッケージ化された複数のデバイスチップを備えるパッケージデバイスが製造される。デバイスチップやパッケージデバイスは、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の様々な電子機器に組み込まれる。 By dividing and singulating a wafer on which multiple devices are formed, device chips equipped with devices are manufactured. In addition, a package substrate is formed by mounting multiple device chips on a specified substrate and covering the mounted device chips with a resin sealing material (mold resin). By dividing and singulating this package substrate, a package device equipped with multiple packaged device chips is manufactured. The device chips and package devices are incorporated into various electronic devices such as mobile phones and personal computers.
近年では、電子機器の小型化に伴い、デバイスチップやパッケージデバイスの薄型化が求められている。そこで、研削装置を用いて分割前のウェーハやパッケージ基板を研削して薄化する処理が実施されることがある。研削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、被加工物に研削加工を施す研削ユニットとを備えており、研削ユニットには複数の研削砥石を備える環状の研削ホイールが装着される。被加工物をチャックテーブルで保持し、研削ホイールを回転させつつ研削砥石を被加工物に接触させることにより、被加工物が研削、薄化される(特許文献1参照)。 In recent years, with the miniaturization of electronic devices, there is a demand for thinner device chips and package devices. Therefore, a grinding device is sometimes used to grind and thin undivided wafers and package substrates. The grinding device is equipped with a chuck table that holds the workpiece and a grinding unit that performs grinding on the workpiece, and the grinding unit is equipped with an annular grinding wheel equipped with multiple grinding stones. The workpiece is held on the chuck table, and the grinding wheel is rotated while the grinding stones are brought into contact with the workpiece, thereby grinding and thinning the workpiece (see Patent Document 1).
研削砥石は、砥粒を結合材(ボンド材)で固定することによって形成される。そして、研削砥石で被加工物を研削すると、研削砥石が被加工物に衝突して結合材の摩耗が生じ、結合材から突出している砥粒が脱落するとともに結合材に埋め込まれている砥粒が新たに露出する。この現象は自生発刃と称されており、自生発刃によって研削砥石のコンディションが整えられて研削能力が維持される。 Grinding wheels are formed by fixing abrasive grains with a binder (bond material). When a workpiece is ground with a grinding wheel, the wheel collides with the workpiece, causing the binder to wear away, causing the abrasive grains protruding from the binder to fall off and exposing new abrasive grains embedded in the binder. This phenomenon is called self-sharpening, and the self-sharpening keeps the grinding wheel in good condition and maintains its grinding ability.
また、被加工物を研削加工で薄化する際には、粒径の大きい砥粒を含む粗研削用の研削砥石で被加工物を研削する粗研削工程と、粒径の小さい砥粒を含む仕上げ研削用の研削砥石で被加工物を研削する仕上げ研削工程とが実施される。被加工物に粗研削を施すと、被加工物の被研削面側には円弧状の研削痕(ソーマーク)が残存するが、その後の仕上げ研削によって研削痕が除去される。これにより、研削加工後の被加工物に研削痕が残存することを防止できる。 When a workpiece is thinned by grinding, a rough grinding process is carried out in which the workpiece is ground with a grinding wheel for rough grinding that contains large grains, and a finish grinding process is carried out in which the workpiece is ground with a grinding wheel for finish grinding that contains small grains. When the workpiece is rough ground, arc-shaped grinding marks (saw marks) remain on the grinding surface of the workpiece, but the grinding marks are removed by the subsequent finish grinding. This makes it possible to prevent grinding marks from remaining on the workpiece after grinding.
しかしながら、被加工物の仕上げ研削中には研削砥石の結合材が摩耗して砥粒が脱落する。特に、研削痕が形成された被加工物の被研削面側に仕上げ研削用の研削砥石が最初に接触する際に結合材の摩耗が生じやすく、脱落する砥粒の量も多くなる。そして、研削砥石から脱落した砥粒は、仕上げ研削中に被加工物と研削砥石との間に入り込み、研削砥石によって被加工物の被研削面側に押し付けられる。これにより、被加工物の被研削面側に新たな深い研削痕が形成されることがある。この場合、仕上げ研削後の被加工物に研削痕が残存し、被加工物の品質が低下してしまう。 However, during the finish grinding of the workpiece, the binder of the grinding wheel wears away and the abrasive grains fall off. In particular, when the grinding wheel for finish grinding first comes into contact with the grinding surface of the workpiece on which the grinding marks have been formed, the binder is likely to wear away, and a large amount of abrasive grains fall off. The abrasive grains that have fallen off from the grinding wheel get between the workpiece and the grinding wheel during finish grinding, and are pressed against the grinding surface of the workpiece by the grinding wheel. This can result in new deep grinding marks being formed on the grinding surface of the workpiece. In this case, grinding marks remain on the workpiece after finish grinding, reducing the quality of the workpiece.
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、被加工物の品質低下を抑制することが可能な被加工物の研削方法の提供を目的とする。 The present invention was made in consideration of these problems, and aims to provide a method for grinding a workpiece that can suppress deterioration in the quality of the workpiece.
本発明の一態様によれば、第1砥粒を含む第1研削砥石を備える第1研削ホイールと、該第1砥粒よりも平均粒径が小さい第2砥粒を含む第2研削砥石を備える第2研削ホイールとを使用して被加工物を研削する被加工物の研削方法であって、研削液を供給しながら該第1研削砥石を該被加工物に接触させることにより、該被加工物の被研削面側を研削する第1研削ステップと、該第1研削ステップの後に、研削液を供給しながら該第2研削砥石を該被加工物に接触させることにより、該被加工物の該被研削面側を研削する第2研削ステップと、該第2研削ステップの後に、研削液を供給しながら該被加工物と該第2研削砥石とを離隔させる離隔ステップと、該離隔ステップの後に、研削液を供給しながら該第2研削砥石を該被加工物に接触させることにより、該被加工物が所定の厚さになるまで該被加工物の該被研削面側を研削する第3研削ステップと、を含み、該第3研削ステップにおける該被加工物の研削量は、該第2研削ステップにおける該被加工物の研削量よりも少ない被加工物の研削方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, a method for grinding a workpiece using a first grinding wheel having a first grinding stone containing first abrasive grains and a second grinding wheel having a second grinding stone containing second abrasive grains having an average grain size smaller than that of the first abrasive grains, the method comprising: a first grinding step in which the first grinding stone is brought into contact with the workpiece while supplying a grinding fluid, thereby grinding the grinding surface side of the workpiece; and after the first grinding step, a second grinding stone is brought into contact with the workpiece while supplying a grinding fluid, thereby grinding the grinding surface side of the workpiece. A method for grinding a workpiece includes a second grinding step in which the workpiece is ground on the side of the workpiece, a separation step in which the workpiece and the second grinding wheel are separated from each other while supplying a grinding fluid after the second grinding step, and a third grinding step in which the workpiece is ground on the side of the workpiece to be ground until the workpiece has a predetermined thickness by bringing the second grinding wheel into contact with the workpiece while supplying a grinding fluid after the separation step, and the amount of the workpiece ground in the third grinding step is less than the amount of the workpiece ground in the second grinding step.
なお、好ましくは、該被加工物の研削方法は、該離隔ステップの後、且つ、該第3研削ステップの前に、該被加工物の該被研削面側を洗浄する洗浄ステップを更に含む。 Preferably, the method for grinding the workpiece further includes a cleaning step for cleaning the grinding surface side of the workpiece after the separating step and before the third grinding step.
また、本発明の他の一態様によれば、第1砥粒を含む第1研削砥石を備える第1研削ホイールと、該第1砥粒よりも平均粒径が小さい第2砥粒を含む第2研削砥石を備える第2研削ホイールとを使用して被加工物を研削する被加工物の研削方法であって、研削液を供給しながら該第1研削砥石を該被加工物に接触させることにより、該被加工物に凹部を形成しつつ該凹部を囲繞する環状の補強部を残存させる第1研削ステップと、該第1研削ステップの後に、研削液を供給しながら該第2研削砥石を該被加工物に接触させることにより、該凹部の底面を研削する第2研削ステップと、該第2研削ステップの後に、研削液を供給しながら該被加工物と該第2研削砥石とを離隔させる離隔ステップと、該離隔ステップの後に、研削液を供給しながら該第2研削砥石を該被加工物に接触させることにより、該被加工物の該凹部が形成された領域が所定の厚さになるまで該凹部の底面を研削する第3研削ステップと、を含み、該第3研削ステップにおける該被加工物の研削量は、該第2研削ステップにおける該被加工物の研削量よりも少ない被加工物の研削方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method for grinding a workpiece using a first grinding wheel having a first grinding stone containing first abrasive grains and a second grinding wheel having a second grinding stone containing second abrasive grains having an average grain size smaller than that of the first abrasive grains, the method comprising: a first grinding step in which the first grinding stone is brought into contact with the workpiece while supplying a grinding fluid, thereby forming a recess in the workpiece and leaving an annular reinforcing portion surrounding the recess; and after the first grinding step, a second grinding stone is brought into contact with the workpiece while supplying a grinding fluid, thereby forming a recess in the workpiece and leaving an annular reinforcing portion surrounding the recess. A method for grinding a workpiece includes a second grinding step for grinding the bottom surface of the recess, a separation step for separating the workpiece from the second grinding wheel while supplying a grinding fluid after the second grinding step, and a third grinding step for grinding the bottom surface of the recess until the area of the workpiece where the recess is formed reaches a predetermined thickness by contacting the second grinding wheel with the workpiece while supplying a grinding fluid after the separation step, in which the amount of the workpiece ground in the third grinding step is less than the amount of the workpiece ground in the second grinding step.
なお、好ましくは、該被加工物の研削方法は、該離隔ステップの後、且つ、該第3研削ステップの前に、該凹部の底面を洗浄する洗浄ステップを更に含む。 Preferably, the method for grinding the workpiece further includes a cleaning step for cleaning the bottom surface of the recess after the separating step and before the third grinding step.
本発明の一態様に係る被加工物の研削方法では、第1研削砥石で被加工物を研削した後、第2研削砥石で被加工物を研削する。そして、被加工物の厚さが仕上げ厚さになる前に研削液を供給しながら被加工物と第2研削砥石とを離隔させた後、再び第2研削砥石で被加工物を研削する。これにより、仕上げ研削中に脱落した砥粒による研削痕の形成が生じにくくなり、被加工物の品質低下が抑制される。 In one embodiment of the present invention, a method for grinding a workpiece includes grinding the workpiece with a first grinding wheel, and then grinding the workpiece with a second grinding wheel. Then, before the thickness of the workpiece reaches the finishing thickness, the workpiece and the second grinding wheel are separated while supplying grinding fluid, and the workpiece is again ground with the second grinding wheel. This makes it less likely that grinding marks will be formed due to abrasive grains that have fallen off during finish grinding, and reduces deterioration in the quality of the workpiece.
(実施形態1)
以下、添付図面を参照して本発明の一態様に係る実施形態を説明する。まず、本実施形態に係る被加工物の研削方法に用いることが可能な研削装置の構成例について説明する。図1は、被加工物11を研削する研削装置2を示す斜視図である。図1において、X軸方向(第1水平方向、左右方向)とY軸方向(第2水平方向、前後方向)とは、互いに垂直な方向である。また、Z軸方向(加工送り方向、高さ方向、鉛直方向、上下方向)は、X軸方向及びY軸方向と垂直な方向である。
(Embodiment 1)
Hereinafter, an embodiment according to one aspect of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, a configuration example of a grinding device that can be used in the grinding method of a workpiece according to this embodiment will be described. FIG. 1 is a perspective view showing a
研削装置2は、研削装置2を構成する各構成要素を支持又は収容する基台4を備える。基台4の前端部の上面側には開口4aが設けられており、開口4aの内側には被加工物11を搬送する搬送ユニット(搬送機構)6が設けられている。例えば搬送ユニット6として、被加工物11を保持可能なロボットハンド(エンドエフェクタ)が装着された搬送ロボットが用いられる。
The
搬送ユニット6の両側には、カセット設置領域8A,8Bが設けられている。カセット設置領域8A,8B上にはそれぞれ、複数の被加工物11を収容可能なカセット10A,10Bが配置される。
図2は、研削装置2によって研削される被加工物11を示す斜視図である。例えば被加工物11は、単結晶シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハであり、互いに概ね平行な表面(第1面)11a及び裏面(第2面)11bを含む。
Figure 2 is a perspective view showing the
被加工物11は、互いに交差するように格子状に配列された複数のストリート(分割予定ライン)13によって、複数の矩形状の領域に区画されている。また、ストリート13によって区画された複数の領域の表面11a側にはそれぞれ、IC(Integrated Circuit)、LSI(Large Scale Integration)、LED(Light Emitting Diode)、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)デバイス等のデバイス15が形成されている。
The
被加工物11は、複数のデバイス15が形成された略円形のデバイス領域17と、デバイス領域17を囲繞する環状の外周余剰領域19とを、表面11a側に備える。外周余剰領域19は、表面11aの外周縁を含む所定の幅(例えば2mm程度)の帯状領域に相当する。外周余剰領域19には、デバイス15が形成されておらず、又は製品に使用されないデバイス15(ダミーデバイス)のみが形成されている。図2には、デバイス領域17と外周余剰領域19との仮想的な境界を破線で示している。
The
被加工物11をストリート13に沿って分割することにより、デバイス15をそれぞれ備える複数のデバイスチップが製造される。また、被加工物11の分割前に、被加工物11の裏面11b側を研削して被加工物11を薄化しておくと、薄型化されたデバイスチップが得られる。
By dividing the
なお、被加工物11の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば被加工物11は、シリコン以外の半導体(GaAs、InP、GaN、SiC等)、ガラス(石英ガラス、ホウケイ酸ガラス等)、セラミックス、樹脂、金属等でなる基板(ウェーハ)であってもよい。また、デバイス15の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。
There are no limitations on the material, shape, structure, size, etc. of the
図1に示すように、開口4aの斜め後方には、位置合わせ機構(アライメント機構)12が設けられている。カセット10A,10Bに収容された被加工物11は、搬送ユニット6によって位置合わせ機構12に搬送される。そして、位置合わせ機構12は被加工物11を挟み込んで所定の位置に配置する。
As shown in FIG. 1, an
位置合わせ機構12に隣接する位置には、被加工物11を搬送する搬送ユニット(搬送機構、ローディングアーム)14が設けられている。例えば搬送ユニット14は、被加工物11の上面側を吸引保持する吸引パッドを備える。搬送ユニット14は、位置合わせ機構12によって位置合わせが行われた被加工物11を吸着パッドで保持した後、吸着パッドを旋回させて被加工物11を後方に搬送する。
A transport unit (transport mechanism, loading arm) 14 that transports the
搬送ユニット14の後方には、円盤状のターンテーブル16が設けられている。ターンテーブル16には、ターンテーブル16をZ軸方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させるモータ等の回転駆動源(不図示)が連結されている。
A disk-shaped
ターンテーブル16上には、被加工物11を保持する複数のチャックテーブル(保持テーブル)18が設けられている。図1には、3個のチャックテーブル18がターンテーブル16の周方向に沿って概ね等間隔(120°間隔)で配置されている例を示している。ただし、チャックテーブル18の個数に制限はない。
On the
図3は、チャックテーブル18を示す断面図である。チャックテーブル18は、SUS(ステンレス鋼)等の金属、ガラス、セラミックス、樹脂等でなる円柱状の枠体(本体部)20を備える。枠体20の上面20a側の中央部には、円柱状の凹部20bが設けられている。凹部20bは、枠体20の上面20aと同心円状に形成されている。
Figure 3 is a cross-sectional view of the chuck table 18. The chuck table 18 has a cylindrical frame (main body) 20 made of metal such as SUS (stainless steel), glass, ceramics, resin, etc. A
枠体20の凹部20bには、ポーラスセラミックス等の多孔質材でなる円盤状の保持部材22が嵌め込まれている。保持部材22は、保持部材22の上面から下面まで連通する多数の気孔を含んでいる。保持部材22の上面は、チャックテーブル18で被加工物11を保持する際に被加工物11を吸引する円形の吸引面22aを構成している。
A disk-shaped holding
枠体20の上面20aと保持部材22の吸引面22aとによって、被加工物11を保持する保持面18aが構成される。保持面18aは、保持部材22に含まれる気孔、枠体20の内部に形成された流路20c、バルブ(不図示)等を介して、エジェクタ等の吸引源(不図示)に接続される。
The
チャックテーブル18の保持面18aは、保持面18aの中心を頂点とする円錐状に形成されており、保持面18aの径方向に対して僅かに傾斜している。そして、チャックテーブル18は、保持面18aの一部に相当し保持面18aの中心から外周縁に至る保持領域18bが水平面(XY平面)と概ね平行になるように、僅かに傾いた状態で配置される。
The holding
チャックテーブル18には、チャックテーブル18を回転させるモータ等の回転駆動源(不図示)が連結されている。回転駆動源は、チャックテーブル18を回転軸24の周りで回転させる。回転軸24は、保持面18aの径方向と垂直な方向に沿って設定されており、保持面18aと交差しつつ保持面18aの中心を通過する。また、回転軸24はZ軸方向に対して僅かに傾斜している。
A rotational drive source (not shown), such as a motor, that rotates the chuck table 18 is connected to the chuck table 18. The rotational drive source rotates the chuck table 18 around a
なお、図3では説明の便宜上、保持面18aの傾斜を誇張して図示している(図5(A)以降も同様)。ただし、実際の保持面18aの傾斜は小さい。例えば、保持面18aの直径が290mm以上310mm以下程度である場合には、保持面18aの中心と外周縁との高さの差(円錐の高さに相当)は、20μm以上40μm以下程度に設定される。
For ease of explanation, the inclination of the holding
図1に示すターンテーブル16は、平面視で時計回りに回転する。これにより、各チャックテーブル18が搬送位置A、粗研削位置(第1研削位置)B、仕上げ研削位置(第2研削位置)C、搬送位置Aに順に位置付けられる。
The
粗研削位置Bの近傍及び仕上げ研削位置Cの近傍にはそれぞれ、チャックテーブル18によって保持された被加工物11の厚さを測定する厚さ測定器26が設けられている。例えば厚さ測定器26は、チャックテーブル18によって保持された被加工物11の上面の高さを測定する第1高さ測定器(第1ハイトゲージ)と、チャックテーブル18の上面の高さを測定する第2高さ測定器(第2ハイトゲージ)とを備える。
A
粗研削位置B、仕上げ研削位置Cの後方にはそれぞれ、柱状の支持構造28A,28Bが配置されている。支持構造28Aの前面側には移動ユニット(移動機構)30Aが設けられ、支持構造28Bの前面側には移動ユニット(移動機構)30Bが設けられている。
移動ユニット30A,30Bはそれぞれ、Z軸方向に沿って配置された一対のガイドレール32を備える。一対のガイドレール32には、平板状の移動プレート34がガイドレール32に沿ってスライド可能に装着されている。
Each of the moving
移動プレート34の後面側(裏面側)には、ナット部(不図示)が設けられている。このナット部には、一対のガイドレール32の間にZ軸方向に沿って配置されたボールねじ36が螺合されている。また、ボールねじ36の端部には、ボールねじ36を回転させるパルスモータ38が連結されている。パルスモータ38でボールねじ36を回転させると、移動プレート34がZ軸方向に沿って移動する。
A nut portion (not shown) is provided on the rear side (back side) of the moving
移動ユニット30Aの移動プレート34には、被加工物11に粗研削を施す研削ユニット(粗研削ユニット)40Aが装着されている。研削ユニット40Aは、粗研削位置Bに位置付けられたチャックテーブル18によって保持されている被加工物11を研削する。
A grinding unit (rough grinding unit) 40A that performs rough grinding on the
具体的には、研削ユニット40Aは、中空の円柱状に形成されたハウジング42Aを備える。ハウジング42Aは、移動プレート34の前面側(表面側)に固定されている。ハウジング42AにはZ軸方向に沿って配置された円柱状のスピンドル44A(図5(A)参照)が収容されており、スピンドル44Aの先端部(下端部)はハウジング42Aから露出している。スピンドル44Aの基端部(上端部)にはスピンドル44Aを回転させるモータ等の回転駆動源46Aが連結されており、スピンドル44Aの先端部には金属等でなる円盤状のホイールマウント48Aが固定されている。
Specifically, the grinding
ホイールマウント48Aの下面側には、粗研削用の研削ホイール(粗研削ホイール、第1研削ホイール)50Aが装着される。研削ホイール50Aは、ホイールマウント48Aに着脱可能で被加工物11に粗研削を施すための加工工具であり、例えば締結ボルト等の固定具によってホイールマウント48Aに固定される。
A grinding wheel (rough grinding wheel, first grinding wheel) 50A for rough grinding is attached to the underside of the
移動ユニット30Bの移動プレート34には、被加工物11に仕上げ研削を施す研削ユニット(仕上げ研削ユニット)40Bが装着されている。研削ユニット40Bは、仕上げ研削位置Cに位置付けられたチャックテーブル18によって保持されている被加工物11を研削する。
A grinding unit (finish grinding unit) 40B that performs finish grinding on the
具体的には、研削ユニット40Bは、ハウジング42Bと、ハウジング42Bに収容されたスピンドル44B(図6(A)参照)とを備える。スピンドル44Bの基端部(上端部)にはスピンドル44Bを回転させるモータ等の回転駆動源46Bが連結されており、スピンドル44Bの先端部(下端部)には円盤状のホイールマウント48Bが固定されている。なお、研削ユニット40Bの構成要素の構成及び機能は、研削ユニット40Aと同様である。
Specifically, grinding
ホイールマウント48Bの下面側には、仕上げ研削用の研削ホイール(仕上げ研削ホイール、第2研削ホイール)50Bが装着される。研削ホイール50Bは、ホイールマウント48Bに着脱可能で被加工物11に仕上げ研削を施すための加工工具であり、例えば締結ボルト等の固定具によってホイールマウント48Bに固定される。
A grinding wheel (finish grinding wheel, second grinding wheel) 50B for finish grinding is attached to the underside of the
研削ホイール50Aは、環状のホイール基台(第1ホイール基台)52A及び複数の研削砥石54A(第1研削砥石)を備える(図5(A)参照)。また、研削ホイール50Bは、環状のホイール基台(第2ホイール基台)52B及び複数の研削砥石(第2研削砥石)54Bを備える(図6(A)参照)。研削ホイール50A,50Bの構成及び機能の詳細については後述する。
The
移動ユニット30Aは、研削ユニット40AをZ軸方向に沿って昇降させることにより、粗研削位置Bに位置付けられているチャックテーブル18と研削ホイール50AとをZ軸方向に沿って互いに接近及び離隔させる。同様に、移動ユニット30Bは、研削ユニット40BをZ軸方向に沿って昇降させることにより、仕上げ研削位置Cに位置付けられているチャックテーブル18と研削ホイール50BとをZ軸方向に沿って互いに接近及び離隔させる。
The moving
搬送ユニット14とX軸方向において隣接する位置には、被加工物11を搬送する搬送ユニット(搬送機構、アンローディングアーム)56が設けられている。例えば搬送ユニット56は、被加工物11の上面側を吸引保持する吸引パッドを備える。搬送ユニット56は、搬送位置Aに配置されたチャックテーブル18によって保持されている被加工物11を吸着パッドで保持した後、吸着パッドを旋回させて被加工物11を前方に搬送する。
A transport unit (transport mechanism, unloading arm) 56 that transports the
搬送ユニット56の前方側には、被加工物11を洗浄する洗浄ユニット(洗浄機構、洗浄装置)58が設けられている。洗浄ユニット58は、搬送ユニット56によってチャックテーブル18から搬送された被加工物11を洗浄する。例えば洗浄ユニット58は、被加工物11を保持して回転するスピンナテーブルと、スピンナテーブルによって保持された被加工物11に洗浄用の液体(純水等)を供給するノズルとを備える。
A cleaning unit (cleaning mechanism, cleaning device) 58 that cleans the
また、研削装置2は、研削装置2を構成する各構成要素(搬送ユニット6、位置合わせ機構12、搬送ユニット14、ターンテーブル16、チャックテーブル18、厚さ測定器26、移動ユニット30A,30B、研削ユニット40A,40B、搬送ユニット56、洗浄ユニット58等)に接続されたコントローラー(制御ユニット、制御部、制御装置)60を備える。コントローラー60は、研削装置2の各構成要素に制御信号を出力することにより、研削装置2を制御する。
The grinding
例えばコントローラー60は、コンピュータによって構成され、研削装置2の稼働に必要な演算を行う演算部と、研削装置2の稼働に用いられる各種の情報(データ、プログラム等)を記憶する記憶部とを含む。演算部は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサを含んで構成される。また、記憶部は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等のメモリを含んで構成される。
For example, the
研削装置2で被加工物11を加工する際には、まず、複数の被加工物11を収容したカセット10A又はカセット10Bが、カセット設置領域8A又はカセット設置領域8B上に設置される。そして、搬送ユニット6によって被加工物11がカセット10A又はカセット10Bから位置合わせ機構12に搬送され、位置合わせ機構12によって被加工物11の位置合わせが行われる。その後、搬送ユニット14によって被加工物11が搬送位置Aに配置されているチャックテーブル18に搬送され、チャックテーブル18によって保持される。
When the
次に、ターンテーブル16が回転し、被加工物11を保持したチャックテーブル18が粗研削位置Bに位置付けられる。そして、研削ユニット40Aに装着された研削ホイール50Aによって被加工物11が研削される。これにより、被加工物11に粗研削が施される。
Next, the
次に、ターンテーブル16が回転し、被加工物11を保持したチャックテーブル18が仕上げ研削位置Cに位置付けられる。そして、研削ユニット40Bに装着された研削ホイール50Bによって被加工物11が研削される。これにより、被加工物11に仕上げ研削が施される。
Next, the
被加工物11の粗研削及び仕上げ研削が完了すると、ターンテーブル16が回転し、被加工物11を保持したチャックテーブル18が再び搬送位置Aに位置付けられる。そして、被加工物11が搬送ユニット56によってチャックテーブル18上から洗浄ユニット58に搬送され、洗浄ユニット58によって洗浄される。洗浄後の被加工物11は、搬送ユニット6によって搬送され、カセット10A又はカセット10Bに収容される。
When the rough grinding and finish grinding of the
次に、本実施形態に係る被加工物の研削方法の具体例について説明する。図4は、被加工物の加工方法を示すフローチャートである。以下では一例として、研削装置2を用いて被加工物11の裏面11b側を研削することによって被加工物11を薄化する場合について説明する。すなわち、被加工物11の裏面11bが研削ホイール50A,50Bによって研削される面(被研削面)に相当する。
Next, a specific example of the method for grinding the workpiece according to this embodiment will be described. FIG. 4 is a flowchart showing the method for processing the workpiece. As an example, the following describes a case where the
まず、研削ホイール50Aで被加工物11の被研削面側(裏面11b側)を研削する(第1研削ステップS1)。図5(A)は第1研削ステップS1における研削装置2を示す一部断面側面図であり、図5(B)は第1研削ステップS1における研削装置2を示す平面図である。
First, the grinding surface side (back
被加工物11を研削する際には、被加工物11がチャックテーブル18で保持される。前述の通り、位置合わせ機構12(図1参照)によって位置合わせが行われた被加工物11が、搬送ユニット14(図1参照)によって搬送され、搬送位置Aに配置されたチャックテーブル18上に配置される。
When grinding the
被加工物11は、表面11a側が保持面18aに対面して裏面11b側(被研削面側)が上方に露出するように、チャックテーブル18上に配置される。このとき被加工物11は、チャックテーブル18の回転軸24が被加工物11の中心を通過するように、保持面18aと同心円状に位置付けられる。また、チャックテーブル18の吸引面22a(図3参照)の全体が被加工物11によって覆われる。この状態で、保持面18aに吸引源の吸引力(負圧)を作用させると、被加工物11がチャックテーブル18によって吸引保持される。
The
なお、前述の通り、チャックテーブル18の保持面18aは円錐状に形成されている。そして、チャックテーブル18で被加工物11を保持すると、被加工物11が保持面18aに沿って僅かに変形する。その結果、被加工物11のうち保持面18aの保持領域18b(図3参照)で支持されている領域の裏面11b側が、水平面(XY平面)と概ね平行に配置される。
As mentioned above, the holding
被加工物11の表面11a側には、被加工物11を保護する保護シートが貼付されてもよい。これにより、被加工物11の表面11a側及びデバイス15(図2参照)が保護シートによって覆われて保護される。この場合、被加工物11は保護シートを介してチャックテーブル18の保持面18aで保持される。
A protective sheet for protecting the
例えば保護シートとして、円形に形成されたフィルム状の基材と、基材上に設けられた粘着層(糊層)とを含むテープが用いられる。基材は、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタラート等の樹脂でなる。また、粘着層は、エポキシ系、アクリル系、又はゴム系の接着剤等でなる。なお、粘着層は、紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化樹脂であってもよい。 For example, a tape including a circular film-like substrate and an adhesive layer (glue layer) provided on the substrate is used as the protective sheet. The substrate is made of a resin such as polyolefin, polyvinyl chloride, or polyethylene terephthalate. The adhesive layer is made of an epoxy-based, acrylic-based, or rubber-based adhesive. The adhesive layer may be an ultraviolet-curing resin that is cured by exposure to ultraviolet light.
次に、ターンテーブル16(図1参照)が回転し、被加工物11を保持したチャックテーブル18が粗研削位置B(図1参照)に位置付けられる。これにより、被加工物11が研削ホイール50Aの下方に配置される。
Next, the turntable 16 (see FIG. 1) rotates, and the chuck table 18 holding the
図5(A)に示すように、研削ホイール50Aは、環状のホイール基台52Aを備える。ホイール基台52Aは、アルミニウム、ステンレス等の金属でなり、ホイールマウント48Aと概ね同径に形成される。また、ホイール基台52Aの下面側には、複数の研削砥石54Aが固定されている。例えば研削砥石54Aは、直方体状に形成され、ホイール基台52Aの周方向に沿って概ね等間隔で環状に配列される。
As shown in FIG. 5A, the
研削砥石54Aは、砥粒(第1砥粒)と、砥粒を固定する結合材(ボンド材)とを含む。砥粒としては、ダイヤモンド、cBN(cubic Boron Nitride)等が用いられ、結合材としては、メタルボンド、レジンボンド、ビトリファイドボンド等が用いられる。ただし、研削砥石54Aの材質、形状、構造、大きさ等に制限はなく、研削砥石54Aの数及び配列も任意に設定できる。
The
回転駆動源46A(図1参照)を駆動させると、スピンドル44A及び研削ホイール50AがZ軸方向と概ね平行な回転軸の周りを回転する。これにより、複数の研削砥石54Aがそれぞれ、スピンドル44A及び研削ホイール50Aの回転軸を中心とする環状の軌道(経路)に沿って旋回する。
When the
被加工物11を保持したチャックテーブル18が粗研削位置B(図1参照)に位置付けられると、被加工物11の中心と研削砥石54Aの軌道とがZ軸方向において重なるように、チャックテーブル18と研削ホイール50Aとの位置関係が調節される。なお、研削砥石54Aの軌道の直径は、被加工物11の半径よりも大きい。そのため、複数の研削砥石54Aは、被加工物11の中心から外周縁に至る円弧状の領域と重なるように配置される。
When the chuck table 18 holding the
次に、チャックテーブル18を回転軸24の周りで回転させるとともに、研削ホイール50Aをスピンドル44Aの回転軸の周りで回転させる。例えば、チャックテーブル18の回転数は100rpm以上900rpm以下に設定され、スピンドル44A及び研削ホイール50Aの回転数は1000rpm以上3000rpm以下に設定される。
Next, the chuck table 18 is rotated around the
そして、チャックテーブル18及び研削ホイール50Aを回転させた状態で、研削ユニット40AをZ軸方向(スピンドル44A及び研削ホイール50Aの回転軸と平行な方向)に沿って所定の速度で下降させ、チャックテーブル18の保持面18aと研削ホイール50Aとを相対的に接近させる。このときのチャックテーブル18と研削ホイール50AとのZ軸方向における相対的な移動速度が、第1研削ステップS1における加工送り速度に相当する。例えば、加工送り速度は1.0μm/s以上6.0μm/s以下に設定される。
Then, while rotating the chuck table 18 and the
研削砥石54Aが被加工物11に接触すると、研削砥石54Aはチャックテーブル18の回転軸24を通過するように旋回しつつ、被加工物11の裏面11b側の全体を研削する。これにより、被加工物11の全体が薄化される。
When the
また、被加工物11が研削ホイール50Aで研削されている間は、被加工物11及び研削砥石54Aに研削液74が供給される。研削液74によって、被加工物11及び研削砥石54Aが冷却されるとともに、被加工物11の研削によって発生した屑(研削屑)が洗い流される。
While the
例えば研削装置2には、研削液74を供給する研削液供給ユニット70Aが設けられている。研削液供給ユニット70Aは、研削ユニット40Aの下方に設けられたノズル72Aを備える。例えばノズル72Aは、研削砥石54Aの軌道の内側と重なる位置に設置され、チャックテーブル18で保持された被加工物11及び研削砥石54Aに純水等の研削液74を供給する。
For example, the grinding
上記のように、第1研削ステップS1では、被加工物11及び研削砥石54Aに研削液74を供給しながら研削砥石54Aを被加工物11に接触させることにより、被加工物11の被研削面側(裏面11b側)を研削する。そして、被加工物11が所定の厚さになるまで薄化されると、研削ホイール50Aが上昇し、研削砥石54Aが被加工物11から離隔される。これにより、被加工物11の粗研削が完了する。なお、第1研削ステップS1後の被加工物11の裏面11b側には、研削砥石54Aの軌道に沿って形成された円弧状の研削痕(ソーマーク)11cが残存する(図5(B)参照)。
As described above, in the first grinding step S1, the
次に、研削ホイール50Bで被加工物11の被研削面側(裏面11b側)を研削する(第2研削ステップS2)。図6(A)は第2研削ステップS2における研削装置2を示す一部断面側面図であり、図6(B)は第2研削ステップS2における研削装置2を示す平面図である。
Next, the grinding surface side (back
被加工物11の粗研削(第1研削ステップS1)が完了すると、ターンテーブル16(図1参照)が回転し、被加工物11を保持したチャックテーブル18が仕上げ研削位置C(図1参照)に位置付けられる。これにより、被加工物11が研削ホイール50Bの下方に配置される。
When the rough grinding of the workpiece 11 (first grinding step S1) is completed, the turntable 16 (see FIG. 1) rotates and the chuck table 18 holding the
図6(A)に示すように、研削ホイール50Bは、環状のホイール基台52Bと、ホイール基台52Bに固定された複数の研削砥石54Bとを備える。なお、ホイール基台52B及び研削砥石54Bの材質、構造、機能等は、研削ホイール50Aのホイール基台52A及び研削砥石54A(図5(A)参照)と同様である。ただし、研削砥石54Bに含まれる砥粒(第2砥粒)の平均粒径は、研削砥石54Aに含まれる砥粒(第1砥粒)の平均粒径よりも小さい。
As shown in FIG. 6A, the
回転駆動源46B(図1参照)を駆動させると、スピンドル44B及び研削ホイール50BがZ軸方向と概ね平行な回転軸の周りを回転する。これにより、複数の研削砥石54Bがそれぞれ、スピンドル44B及び研削ホイール50Bの回転軸を中心とする環状の軌道(経路)に沿って旋回する。
When the
被加工物11を保持したチャックテーブル18が仕上げ研削位置C(図1参照)に位置付けられると、被加工物11の中心と研削砥石54Bの軌道とがZ軸方向において重なるように、チャックテーブル18と研削ホイール50Bとの位置関係が調節される。なお、研削砥石54Bの軌道の直径は、被加工物11の半径よりも大きい。そのため、複数の研削砥石54Bは、被加工物11の中心から外周縁に至る円弧状の領域と重なるように配置される。
When the chuck table 18 holding the
次に、チャックテーブル18を回転軸24の周りで回転させるとともに、研削ホイール50Bをスピンドル44Bの回転軸の周りで回転させる。例えば、チャックテーブル18の回転数は100rpm以上900rpm以下に設定され、スピンドル44B及び研削ホイール50Bの回転数は1000rpm以上3000rpm以下に設定される。
Next, the chuck table 18 is rotated around the
そして、チャックテーブル18及び研削ホイール50Bを回転させた状態で、研削ユニット40BをZ軸方向(スピンドル44B及び研削ホイール50Bの回転軸と平行な方向)に沿って所定の速度で下降させ、チャックテーブル18の保持面18aと研削ホイール50Bとを相対的に接近させる。このときのチャックテーブル18と研削ホイール50BとのZ軸方向における相対的な移動速度が、第2研削ステップS2における加工送り速度に相当する。例えば、加工送り速度は0.1μm/s以上1.0μm/s以下に設定される。
Then, while rotating the chuck table 18 and the
研削砥石54Bが被加工物11に接触すると、研削砥石54Bはチャックテーブル18の回転軸24を通過するように旋回しつつ、被加工物11の裏面11b側を削り取る。これにより、被加工物11の裏面11b側が研削され、被加工物11の全体が薄化される。
When the
また、被加工物11が研削ホイール50Bで研削されている間は、被加工物11及び研削砥石54Bに研削液74が供給される。例えば研削装置2には、研削液74を供給する研削液供給ユニット70Bが設けられている。研削液供給ユニット70Bは、研削ユニット40Bの下方に設けられたノズル72Bを備える。例えばノズル72Bは、研削砥石54Bの軌道の内側と重なる位置に設置され、チャックテーブル18で保持された被加工物11及び研削砥石54Bに純水等の研削液74を供給する。
While the
上記のように、第2研削ステップS2では、被加工物11及び研削砥石54Bに研削液74を供給しながら研削砥石54Bを被加工物11に接触させることにより、被加工物11の被研削面側(裏面11b側)を研削する。これにより、被加工物11に仕上げ研削が施され、第1研削ステップS1において被加工物11の裏面11b側に形成された研削痕11c(図5(B)参照)が除去される。
As described above, in the second grinding step S2, the
なお、研削砥石54Bで被加工物11の裏面11b側を研削すると、研削砥石54Bの結合材が摩耗し、結合材から露出している砥粒が脱落するとともに結合材の内部に埋め込まれている砥粒が新たに露出する。この現象は自生発刃と称されており、自生発刃によって研削砥石54Bの研削能力が維持される。特に、研削痕11c(図5(B)参照)が残存している被加工物11の裏面11b側に研削砥石54Bが最初に接触する際に結合材の摩耗が生じやすく、自生発刃が促進される。これにより、被加工物11の仕上げ研削の開始時に研削砥石54Bのコンディションが整えられる。
When the
しかしながら、研削砥石54Bから脱落した砥粒は、仕上げ研削中に被加工物11と研削砥石54Bとの間に入り込み、研削砥石54Bによって被加工物11の裏面11b側に押し付けられる。その結果、被加工物11の裏面11b側に新たな深い研削痕(ソーマーク)11dが形成されることがある(図6(B)参照)。この場合、仕上げ研削後の被加工物11に研削痕11dが残存し、被加工物11の品質が低下してしまう。
However, abrasive grains that fall off the
そこで、本実施形態では、仕上げ研削の終盤で被加工物11の研削を一時的に中断し、研削砥石54Bから脱落した砥粒を被加工物11上から除去した後、仕上げ研削を再開する。これにより、仕上げ研削の終盤において被加工物11に研削痕11dが形成されにくくなり、被加工物11の品質低下が抑制される。
Therefore, in this embodiment, grinding of the
具体的には、まず、被加工物11の厚さが被加工物11の最終的な厚さの目標値(仕上げ厚さ)になる前に、被加工物11に研削液74を供給しながら被加工物11と研削砥石54Bとを離隔させる(離隔ステップS3)。図7は離隔ステップS3における研削装置2を示す一部断面側面図である。
Specifically, first, before the thickness of the
離隔ステップS3では、研削液供給ユニット70Bのノズル72Bから被加工物11に研削液74を供給したまま、移動ユニット30B(図1参照)で研削ユニット40Bを上昇させる。これにより、研削砥石54Bが被加工物11の裏面11b側から離隔され、被加工物11の仕上げ研削が一時的に中断される。そして、第2研削ステップS2(図6(B)及び図6(B)参照)において研削砥石54Bから脱落して被加工物11の裏面11bに付着し、又は被加工物11と研削砥石54Bとの間に入り込んだ砥粒が、研削液74によって被加工物11の裏面11b側から洗い流されて除去される。
In the separation step S3, the grinding
離隔ステップS3の後には、被加工物11の被研削面側(裏面11b側)をさらに洗浄する洗浄ステップS4を実施してもよい。図8(A)は洗浄ステップS4における研削装置2を示す一部断面側面図であり、図8(B)は洗浄ステップS4における研削装置2を示す平面図である。
After the separation step S3, a cleaning step S4 may be performed to further clean the grinding surface side (back
例えば研削装置2は、研削液供給ユニット70B(図7参照)とは別に、被加工物11に洗浄用の流体86を供給する洗浄流体供給ユニット80を備える。洗浄流体供給ユニット80は、L字状の支持アーム82を備え、支持アーム82の基端部には支持アーム82を旋回させるモータ等の回転駆動源(不図示)が連結されている。
For example, the grinding
支持アーム82の先端部には、洗浄用の流体86を供給するノズル84が装着されている。ノズル84には、ノズル84に流体86を供給する流体供給源(不図示)が接続されている。回転駆動源を駆動させると、支持アーム82及びノズル84が旋回し、チャックテーブル18とノズル84とが水平面(XY平面)と平行な方向に沿って相対的に移動する。
A
前述の離隔ステップS3(図7参照)における研削ユニット40Bの移動量(上昇量)は、ノズル84が被加工物11と研削ホイール50Bとの間を移動可能となるように設定される。そして、洗浄ステップS4では、チャックテーブル18を回転させた状態で、ノズル84から流体86を噴射させつつ、ノズル84を被加工物11の上方で移動させる。例えばノズル84は、被加工物11の中心と重なる領域を通過する円弧状の軌道に沿って往復移動する(図8(B)参照)。
The amount of movement (amount of lift) of the grinding
流体86としては、純水等の液体と、エアー等の気体とを含む混合流体を用いることができる。そして、ノズル84から被加工物11の裏面11b側に向かって流体86が噴射されると、被加工物11の裏面11b側に存在する砥粒が吹き飛ばされ、又は洗い流される(2流体洗浄)。これにより、被加工物11の裏面11b側から砥粒が除去される。
The fluid 86 can be a mixed fluid containing a liquid such as pure water and a gas such as air. When the fluid 86 is sprayed from the
なお、離隔ステップS3及び洗浄ステップS4では、チャックテーブル18及び研削ホイール50Bを回転させたままの状態に維持することが好ましい。これにより、後述の第3研削ステップS5において被加工物11の仕上げ研削を速やかに再開することが可能になる。
In addition, during the separation step S3 and cleaning step S4, it is preferable to keep the chuck table 18 and
また、前述の離隔ステップS3(図7参照)において被加工物11に供給される研削液74によって砥粒を十分に除去することが可能であれば、洗浄ステップS4を省略してもよい。この場合、洗浄流体供給ユニット80は不要となる。
In addition, if the abrasive grains can be sufficiently removed by the grinding
次に、被加工物11が所定の仕上げ厚さになるまで研削ホイール50Bで被加工物11の被研削面側(裏面11b側)を研削する(第3研削ステップS5)。図9(A)は第3研削ステップS5における研削装置2を示す一部断面側面図であり、図9(B)は第3研削ステップS5における研削装置2を示す平面図である。
Next, the grinding surface side (back
第3研削ステップS5では、第2研削ステップS2(図6(B)及び図6(B)参照)と同様の手順で被加工物11を研削する。具体的には、チャックテーブル18及び研削ホイール50Bを回転させた状態で、研削ユニット40BをZ軸方向に沿って所定の速度で下降させ、チャックテーブル18の保持面18aと研削ホイール50Bとを相対的に接近させる。また、研削液供給ユニット70Aのノズル72Aから被加工物11及び研削砥石54Aに研削液74が供給される。
In the third grinding step S5, the
研削砥石54Bが被加工物11に接触すると、被加工物11の裏面11b側が研削砥石54Bによって研削される。これにより、被加工物11の仕上げ研削が再開され、被加工物11の裏面11b側に残存している研削痕11d(図8(B)参照)が除去される。
When the
上記のように、第1研削ステップS1では、被加工物11及び研削砥石54Aに研削液74を供給しながら研削砥石54Bを被加工物11に接触させることにより、被加工物11の被研削面側(裏面11b側)を研削する。そして、被加工物11の厚さが仕上げ厚さになるまで被加工物11が研削されると、研削ユニット40Bが上昇し、研削砥石54Bが被加工物11から離隔される。これにより、被加工物11の仕上げ研削が完了する。
As described above, in the first grinding step S1, the grinding surface side (back
第3研削ステップS5では、離隔ステップS3及び/又は洗浄ステップS4によって被加工物11の裏面11b側から砥粒が除去された状態で、被加工物11の仕上げ研削が再開される。これにより、第3研削ステップS5において被加工物11と研削砥石54Bとの間に入り込む砥粒が大幅に減少し、被加工物11の裏面11b側に新たな研削痕が形成されにくくなる。
In the third grinding step S5, the finish grinding of the
なお、前述の第2研削ステップS2において、被加工物11の仕上げ研削の大部分は完了している。そのため、第3研削ステップS5では、被加工物11の裏面11b側に残存している研削痕11d(図8(B)参照)が除去される程度に被加工物11が研削されればよい。すなわち、第3研削ステップS5における被加工物11の研削量は、第2研削ステップS2における被加工物11の研削量よりも少ない。なお、被加工物11の研削量は、研削前後における被加工物11の厚さの差に相当する。
Note that in the second grinding step S2 described above, most of the finish grinding of the
また、第3研削ステップS5における被加工物11の研削量が多いと、第3研削ステップS5の実施中に研削砥石54Bから脱落する砥粒の量も多くなり、被加工物11に新たな研削痕が形成されやすくなる。そのため、第3研削ステップS5における被加工物11の研削量は、被加工物11に形成されている研削痕11dを除去可能な範囲内で小さい値に設定されることが好ましい。例えば、第3研削ステップS5における被加工物11の研削量は、10μm以下、好ましくは5μm以下、より好ましくは3μm以下に設定される。
Furthermore, if the amount of grinding of the
第3研削ステップS5におけるチャックテーブル18の回転数、研削ホイール50Bの回転数、チャックテーブル18と研削ホイール50BとのZ軸方向における相対的な移動速度(加工送り速度)は、第2研削ステップS2と同様に設定できる。ただし、第3研削ステップS5における加工送り速度は、第2研削ステップS2における加工送り速度より低くてもよい。第3研削ステップS5での被加工物11の研削量は少ないため、第3研削ステップS5における加工送り速度を低速に設定しても加工効率への影響は小さい。
The rotation speed of the chuck table 18, the rotation speed of the
例えば、第3研削ステップS5における加工送り速度は、第2研削ステップS2における加工送り速度の3/4以下、好ましくは2/3以下、より好ましくは1/2以下に設定される。これにより、第3研削ステップS5において研削砥石54Bにかかる負荷が低減され、研削砥石54Bから脱落する砥粒の量が減少するため、被加工物11に新たな研削痕が形成されにくくなる。
For example, the processing feed rate in the third grinding step S5 is set to 3/4 or less, preferably 2/3 or less, and more preferably 1/2 or less of the processing feed rate in the second grinding step S2. This reduces the load on the
上記の第1研削ステップS1~第3研削ステップS5を実施することにより、被加工物11に粗研削及び仕上げ研削が施され、被加工物11が所定の仕上げ厚さになるまで薄化される。その後、被加工物11をストリート13(図2参照)に沿って分割することにより、被加工物11が個片化され、デバイス15(図2参照)を備える薄型のデバイスチップが得られる。なお、被加工物11の分割には、環状の切削ブレードで被加工物11を切削する切削装置、被加工物11にレーザー加工を施すレーザー加工装置等の加工装置を用いることができる。
By carrying out the above-mentioned first grinding step S1 to third grinding step S5, the
以上の通り、本実施形態に係る被加工物の研削方法では、研削砥石54Aで被加工物11を研削した後、研削砥石54Bで被加工物11を研削する。そして、被加工物11の厚さが仕上げ厚さになる前に研削液を供給しながら被加工物11と研削砥石54Bとを離隔させた後、再び研削砥石54Bで被加工物11を研削する。これにより、仕上げ研削中に脱落した砥粒による研削痕の形成が生じにくくなり、被加工物11の品質低下が抑制される。
As described above, in the method for grinding a workpiece according to this embodiment, the
なお、上記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。 The structures, methods, etc., according to the above embodiments can be modified as appropriate without departing from the scope of the present invention.
(実施形態2)
実施形態1では、被加工物11の裏面11b側の全体を研削することによって、被加工物11の全体を薄化する例について説明した。ただし、被加工物11の全体を薄化すると、被加工物11の剛性が低下し、その後の被加工物11の取り扱い(搬送、保持等)の際に被加工物11の変形や破損が生じやすくなる。そのため、被加工物11の裏面11b側の中央部のみを研削して薄化してもよい。この場合、被加工物11の中央部に円形の凹部が形成される一方で、被加工物11の外周部は薄化されずに厚い状態に維持され、環状の補強部として残存する。これにより、被加工物11の剛性の低下が抑制される。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, an example was described in which the
被加工物11の中央部の研削には、研削装置2A(図10(A)~図11(B)参照)が用いられる。研削装置2Aは、図1に示す研削装置2の変形例に相当し、被加工物11の中央部に粗研削及び仕上げ研削を施す。具体的には、研削装置2Aは、チャックテーブル18と、被加工物11に粗研削を施す研削ユニット(粗研削ユニット)100A(図10(A)参照)と、被加工物11に仕上げ研削を施す研削ユニット(仕上げ研削ユニット)100B(図11(A))とを備える。なお、研削装置2Aが備える研削ユニット100A,100B以外の構成要素の構成及び機能は、研削装置2と同様である。
A grinding
以下、本実施形態に係る被加工物の研削方法について説明する。本実施形態では、研削ユニット100Aで被加工物11に粗研削を施し(第1研削ステップS1)、その後、研削ユニット100Bで被加工物11に仕上げ研削を施す(第2研削ステップS2~第3研削ステップS5)。なお、本実施形態に係る被加工物の研削方法の具体的な手順は、以下で説明する事項を除いて、実施形態1と同様である。
The grinding method for a workpiece according to this embodiment will be described below. In this embodiment, the grinding
まず、研削ユニット100Aで被加工物11を研削することにより、被加工物11に凹部を形成しつつ凹部を囲繞する環状の補強部を残存させる(第1研削ステップS1)。図10(A)は被加工物11の中央部に粗研削を施す研削装置2Aを示す一部断面側面図であり、図10(A)は被加工物11の中央部に粗研削を施す研削装置2Aを示す平面図である。
First, the
研削ユニット100Aは、スピンドル102A及びホイールマウント104Aを備え、スピンドル102AはZ軸方向に沿って設定された回転軸の周りを回転する。なお、スピンドル102A、ホイールマウント104Aの構成及び機能はそれぞれ、研削ユニット40Aのスピンドル44A、ホイールマウント48A(図5(A)参照)と同様である。ただし、ホイールマウント104Aの直径はホイールマウント48Aの直径よりも小さい。
The grinding
ホイールマウント104Aには、研削ホイール106Aが装着される。研削ホイール106Aは、環状のホイール基台108Aと、ホイール基台108Aに固定された複数の研削砥石110Aとを備える。スピンドル102Aを回転させると、研削ホイール106Aがスピンドル102Aの回転軸の周りを回転し、複数の研削砥石110Aがそれぞれ環状の軌道(経路)に沿って旋回する。
A
なお、研削ホイール106A、ホイール基台108A、研削砥石110Aの構成及び機能はそれぞれ、研削ホイール50A、ホイール基台52A、研削砥石54A(図5(A)参照)と同様である。ただし、ホイール基台108Aの直径はホイール基台52Aの直径よりも小さく、研削砥石110Aの軌道の直径は研削砥石54Aの軌道の直径よりも小さい。
The
第1研削ステップS1では、まず、チャックテーブル18で被加工物11を保持する。そして、被加工物11の中心と研削砥石110Aの軌道とがZ軸方向において重なるように、チャックテーブル18と研削ホイール106Aとの位置関係を調節する。
In the first grinding step S1, the
なお、研削砥石110Aの軌道の直径は、被加工物11の半径よりも小さい。例えば、研削砥石110Aの軌道の直径は、被加工物11のデバイス領域17(図2参照)の半径と概ね同一に設定される。この場合、複数の研削砥石110Aは、被加工物11のデバイス領域17と重なり、且つ、被加工物11の外周縁とは重ならないように配置される。
The diameter of the orbit of the
次に、チャックテーブル18及び研削ホイール106Aを回転させる。例えば、チャックテーブル18の回転数は10rpm以上300rpm以下に設定され、研削ホイール106Aの回転数(スピンドル102Aの回転数)は1000rpm以上6000rpm以下に設定される。
Next, the chuck table 18 and the
そして、チャックテーブル18及び研削ホイール106Aを回転させた状態で、研削ユニット100BをZ軸方向(スピンドル102A及び研削ホイール106Aの回転軸と平行な方向)に沿って下降させる。これにより、チャックテーブル18と研削ホイール106AとがZ軸方向に沿って相対的に移動し、被加工物11と研削砥石110Aとが接近する。なお、チャックテーブル18と研削ホイール106AとのZ軸方向における相対的な移動速度(加工送り速度)は、例えば1.0μm/s以上6.0μm/s以下に設定される。
Then, with the chuck table 18 and
研削砥石110Aが被加工物11に接触すると、研削砥石110Aはチャックテーブル18の回転軸24を通過するように旋回しつつ、被加工物11の裏面11b側の中央部を研削する。これにより、被加工物11の中央部のみが薄化され、被加工物11の裏面11b側の中央部に円形の凹部(溝)21が形成される。
When the
凹部21は、被加工物11の表面11a及び裏面11bと概ね平行な円形の底面21aと、底面21a及び裏面11bに接続された環状の側面(側壁、内壁)21bとを含む。なお、凹部21の直径はデバイス領域17の直径と概ね同一であり、凹部21は複数のデバイス15(図2参照)と重なるように形成される。
The
また、被加工物11の外周部には、研削加工が施されていない領域に相当する環状の補強部23が残存する。補強部23は、外周余剰領域19(図2参照)を含み、デバイス領域17(図2参照)及び凹部21を囲繞している。
In addition, an annular reinforcing
上記のように、被加工物11の中央部のみを薄化すると、被加工物11の外周部(補強部23)は厚い状態に維持され、補強部23が被加工物11を補強する補強領域として機能する。これにより、被加工物11の剛性の低下が抑制され、被加工物11の変形や破損が生じにくくなる。
As described above, when only the central portion of the
そして、被加工物11の中央部の厚さ(凹部21の深さ)が所定の値になると、研削ユニット100Aが上昇し、研削砥石110Aが被加工物11から離隔される。これにより、研削ホイール106Aによる被加工物11の粗研削が完了する。そして、粗研削後の被加工物11の凹部21の底面21aには、研削砥石110Aの軌道に沿って形成された円弧状の研削痕(ソーマーク)11eが残存する(図10(B)参照)。
When the thickness of the center of the workpiece 11 (depth of the recess 21) reaches a predetermined value, the grinding
なお、第1研削ステップS1では、実施形態1と同様、被加工物11及び研削砥石110Aに研削液を供給しながら研削砥石110Aを被加工物11に接触させる。例えば、ホイールマウント104A及びホイール基台108Aの内部には、研削液が供給される研削液供給路(不図示)が設けられている。研削液供給路は、複数の研削砥石110Aの内側で開口している。そして、研削砥石110Aで被加工物11を研削する間、研削液供給路から研削液が流出して被加工物11及び研削砥石110Aに供給される。これにより、被加工物11及び研削砥石110Aが冷却されるとともに、研削屑が洗い流される。
In the first grinding step S1, as in the first embodiment, the
ただし、研削液の供給方法に制限はない。例えば、チャックテーブル18の周囲には、研削液供給ユニット70A(図5(A)及び図5(B)参照)が設けられていてもよい。この場合には、研削液供給ユニット70Aのノズル72Aから被加工物11及び研削砥石110Aに研削液が供給される。
However, there are no limitations on the method of supplying the grinding fluid. For example, a grinding
次に、被加工物11に仕上げ研削を施す。図11(A)は被加工物11の中央部に仕上げ研削を施す研削装置2Aを示す一部断面側面図であり、図11(A)は被加工物11の中央部に仕上げ研削を施す研削装置2Aを示す平面図である。
Next, the
具体的には、まず、研削ユニット100Bで被加工物11の凹部21の底面21aを研削する(第2研削ステップS2)。研削ユニット100Bは、スピンドル102B及びホイールマウント104Bを備え、スピンドル102BはZ軸方向に沿って設定された回転軸の周りを回転する。なお、スピンドル102B、ホイールマウント104Bの構成及び機能はそれぞれ、研削ユニット100Aのスピンドル102A、ホイールマウント104A(図10(A)参照)と同様である。
Specifically, first, the
ホイールマウント104Bには、研削ホイール106Bが装着される。研削ホイール106Bは、環状のホイール基台108Bと、ホイール基台108Bに固定された複数の研削砥石110Bとを備える。スピンドル102Bを回転させると、研削ホイール106Bがスピンドル102Bの回転軸の周りを回転し、複数の研削砥石110Bがそれぞれ環状の軌道(経路)に沿って旋回する。
A
ホイール基台108B及び研削砥石110Bの材質、構造、機能等は、研削ホイール106Aのホイール基台108A及び研削砥石110A(図10(A)参照)と同様である。ただし、研削砥石110Bに含まれる砥粒(第2砥粒)の平均粒径は、研削砥石110Aに含まれる砥粒(第1砥粒)の平均粒径よりも小さい。
The material, structure, function, etc. of the
第2研削ステップS2では、まず、チャックテーブル18で被加工物11を保持する。そして、被加工物11の中心と研削砥石110Bの軌道とがZ軸方向において重なるように、チャックテーブル18と研削ホイール106Bとの位置関係を調節する。
In the second grinding step S2, first, the
なお、研削砥石110Bの軌道の直径は、被加工物11の半径よりも小さい。例えば、研削砥石110Bの軌道の直径は、被加工物11のデバイス領域17(図2参照)の半径と概ね同一に設定される。そして、複数の研削砥石110Bは、被加工物11の凹部21と重なり、且つ、被加工物11の補強部23とは重ならないように配置される。
The diameter of the orbit of the
次に、チャックテーブル18及び研削ホイール106Bを回転させる。例えば、チャックテーブル18の回転数は10rpm以上300rpm以下に設定され、研削ホイール106Bの回転数(スピンドル102Bの回転数)は1000rpm以上6000rpm以下に設定される。
Next, the chuck table 18 and the
そして、チャックテーブル18及び研削ホイール106Bを回転させた状態で、研削ユニット100BをZ軸方向(スピンドル102B及び研削ホイール106Bの回転軸と平行な方向)に沿って下降させる。これにより、チャックテーブル18と研削ホイール106BとがZ軸方向に沿って相対的に移動し、被加工物11と研削砥石110Bとが接近する。なお、チャックテーブル18と研削ホイール106BとのZ軸方向における相対的な移動速度(加工送り速度)は、例えば0.1μm/s以上1.0m/s以下に設定される。
Then, with the chuck table 18 and
研削砥石110Bが被加工物11に接触すると、研削砥石110Bはチャックテーブル18の回転軸24を通過するように旋回しつつ、被加工物11の凹部21の底面21aを研削する。すなわち、第2研削ステップS2では、凹部21の底面21aが研削ホイール106Bによって研削される面(被研削面)に相当する。これにより、被加工物11の凹部21の底面21aに仕上げ研削が施され、第1研削ステップS1において凹部21の底面21a側に形成された研削痕11e(図10(B)参照)が除去される。
When the
なお、第2研削ステップS2では、実施形態1と同様、被加工物11及び研削砥石110Bに研削液を供給しながら研削砥石110Bを被加工物11に接触させる。例えば、ホイールマウント104B及びホイール基台108Bの内部には、研削液が供給される研削液供給路(不図示)が設けられている。研削液供給路は、複数の研削砥石110Bの内側で開口している。そして、研削砥石110Bで被加工物11を研削する間、研削液供給路から研削液が流出して被加工物11及び研削砥石110Bに供給される。これにより、被加工物11及び研削砥石110Bが冷却されるとともに、研削屑が洗い流される。
In the second grinding step S2, as in the first embodiment, the
ただし、研削液の供給方法に制限はない。例えば、チャックテーブル18の周囲には、研削液供給ユニット70B(図6(A)及び図6(B)参照)が設けられていてもよい。この場合には、研削液供給ユニット70Bのノズル72Bから被加工物11及び研削砥石110Bに研削液が供給される。
However, there are no limitations on the method of supplying the grinding fluid. For example, a grinding
そして、被加工物11の中央部の厚さが最終的な厚さの目標値(仕上げ厚さ)になる前に、被加工物11に研削液を供給しながら被加工物11と研削砥石110Bとを離隔させる(離隔ステップS3)。具体的には、被加工物11に研削液を供給したまま、研削ユニット100Bを上昇させる。これにより、研削砥石110Bが凹部21の底面21a側から離隔され、仕上げ研削が一時的に中断される。
Then, before the thickness of the center of the
また、第2研削ステップS2において研削砥石110Bから脱落して被加工物11の凹部21に付着し、又は凹部21の底面21aと研削砥石110Bとの間に入り込んだ砥粒が、研削液によって被加工物11の凹部21から洗い流されて除去される。なお、離隔ステップS3の手順の詳細は、実施形態1と同様である(図7参照)。
In addition, in the second grinding step S2, the abrasive grains that have fallen off the
離隔ステップS3の後には、被加工物11の凹部21の底面21aをさらに洗浄する洗浄ステップS4を実施してもよい。被加工物11の洗浄方法は、実施形態1と同様である。例えば、洗浄流体供給ユニット80のノズル84(図8(A)及び図8(B)参照)から凹部21の底面21aに洗浄用の流体86が噴射される。これにより、凹部21の底面21aから砥粒が除去される。
After the separation step S3, a cleaning step S4 may be performed to further clean the
次に、被加工物11の中央部(凹部21が形成された領域)が所定の仕上げ厚さになるまで、研削ホイール106Bで凹部21の底面21aを研削する(第3研削ステップS5)。第3研削ステップS5では、第2研削ステップS2と同様の手順で被加工物11を研削する。
Next, the
具体的には、チャックテーブル18及び研削ホイール106Bを回転させた状態で、研削ユニット100BをZ軸方向に沿って所定の速度で下降させ、チャックテーブル18の保持面18aと研削ホイール106Bとを相対的に接近させる。なお、第3研削ステップS5では、第2研削ステップS2と同様、被加工物11及び研削砥石110Bに研削液を供給しながら研削砥石110Bを被加工物11に接触させる。
Specifically, while rotating the chuck table 18 and the
研削砥石110Bが被加工物11に接触すると、凹部21の底面21aが研削砥石110Bによって研削される。これにより、被加工物11の仕上げ研削が再開され、凹部21の底面21aに残存している研削痕が除去される。そして、被加工物11の中央部の厚さが仕上げ厚さになるまで被加工物11が研削されると、研削ユニット40Bが上昇し、研削砥石110Bが被加工物11から離隔される。これにより、被加工物11の仕上げ研削が完了する。
When the
上記のように、第3研削ステップS5では、離隔ステップS3及び/又は洗浄ステップS4によって凹部21の底面21aから砥粒が除去された状態で、被加工物11の仕上げ研削が再開される。これにより、第3研削ステップS5において被加工物11と研削砥石110Bとの間に入り込む砥粒が大幅に減少し、凹部21の底面21aに新たな研削痕が形成されにくくなる。
As described above, in the third grinding step S5, the finish grinding of the
なお、実施形態1と同様、第3研削ステップS5における被加工物11の研削量は、第2研削ステップS2における被加工物11の研削量よりも少ない。例えば、第3研削ステップS5における被加工物11の研削量は、10μm以下、好ましくは5μm以下、より好ましくは3μm以下に設定される。
As in the first embodiment, the amount of
また、第3研削ステップS5におけるチャックテーブル18の回転数、研削ホイール106Bの回転数、チャックテーブル18と研削ホイール106BとのZ軸方向における相対的な移動速度(加工送り速度)は、第2研削ステップS2と同様に設定できる。ただし、第3研削ステップS5における加工送り速度は、第2研削ステップS2における加工送り速度より低くてもよい。例えば、第3研削ステップS5における加工送り速度は、第2研削ステップS2における加工送り速度の3/4以下、好ましくは2/3以下、より好ましくは1/2以下に設定される。
In addition, the rotation speed of the chuck table 18, the rotation speed of the
上記の第1研削ステップS1~第3研削ステップS5を実施することにより、被加工物11の中央部に粗研削及び仕上げ研削が施され、被加工物11の中央部が所定の仕上げ厚さになるまで薄化される。その後、被加工物11をストリート13(図2参照)に沿って分割することにより、被加工物11のデバイス領域17(図2参照)が個片化され、デバイス15(図2参照)を備える薄型のデバイスチップが得られる。
By carrying out the above-mentioned first grinding step S1 to third grinding step S5, rough grinding and finish grinding are performed on the central portion of the
以上の通り、本実施形態に係る被加工物の研削方法は、被加工物11の中央部に凹部21を研削して被加工物11の外周部に補強部23を残存させる場合にも適用できる。なお、本実施形態は、実施形態1と適宜組み合わせることができる。
As described above, the method for grinding a workpiece according to this embodiment can also be applied to cases where a
11 被加工物
11a 表面(第1面)
11b 裏面(第2面)
11c,11d,11e 研削痕(ソーマーク)
13 ストリート(分割予定ライン)
15 デバイス
17 デバイス領域
19 外周余剰領域
21 凹部(溝)
21a 底面
21b 側面(側壁、内壁)
23 補強部
2 研削装置
4 基台
4a 開口
6 搬送ユニット(搬送機構)
8A,8B カセット設置領域
10A,10B カセット
12 位置合わせ機構(アライメント機構)
14 搬送ユニット(搬送機構、ローディングアーム)
16 ターンテーブル
18 チャックテーブル(保持テーブル)
18a 保持面
18b 保持領域
20 枠体(本体部)
20a 上面
20b 凹部
20c 流路
22 保持部材
22a 吸引面
24 回転軸
26 厚さ測定器
28A,28B 支持構造
30A,30B 移動ユニット(移動機構)
32 ガイドレール
34 移動プレート
36 ボールねじ
38 パルスモータ
40A,40B 研削ユニット
42A,42B ハウジング
44A,44B スピンドル
46A,46B 回転駆動源
48A,48B ホイールマウント
50A,50B 研削ホイール
52A,52B ホイール基台
54A,54B 研削砥石
56 搬送ユニット(搬送機構、アンローディングアーム)
58 洗浄ユニット(洗浄機構、洗浄装置)
60 コントローラー(制御ユニット、制御部、制御装置)
70A,70B 研削液供給ユニット
72A,72B ノズル
74 研削液
80 洗浄流体供給ユニット
82 支持アーム
84 ノズル
86 流体
100A,100B 研削ユニット
102A,102B スピンドル
104A,104B ホイールマウント
106A,106B 研削ホイール
108A,108B ホイール基台
110A,110B 研削砥石
11
11b Back side (second surface)
11c, 11d, 11e Grinding marks (saw marks)
13th Street (Planned division line)
15
23
8A, 8B
14 Transport unit (transport mechanism, loading arm)
16
32
58 Cleaning unit (cleaning mechanism, cleaning device)
60 Controller (control unit, control unit, control device)
70A, 70B Grinding
Claims (4)
研削液を供給しながら該第1研削砥石を該被加工物に接触させることにより、該被加工物の被研削面側を研削する第1研削ステップと、
該第1研削ステップの後に、研削液を供給しながら該第2研削砥石を該被加工物に接触させることにより、該被加工物の該被研削面側を研削する第2研削ステップと、
該第2研削ステップの後に、研削液を供給しながら該被加工物と該第2研削砥石とを離隔させる離隔ステップと、
該離隔ステップの後に、研削液を供給しながら該第2研削砥石を該被加工物に接触させることにより、該被加工物が所定の厚さになるまで該被加工物の該被研削面側を研削する第3研削ステップと、を含み、
該第3研削ステップにおける該被加工物の研削量は、該第2研削ステップにおける該被加工物の研削量よりも少ないことを特徴とする被加工物の研削方法。 A method for grinding a workpiece, comprising: using a first grinding wheel having a first grinding stone including first abrasive grains; and a second grinding wheel having a second grinding stone including second abrasive grains having an average grain size smaller than that of the first abrasive grains,
a first grinding step of grinding a surface of the workpiece by bringing the first grinding wheel into contact with the workpiece while supplying a grinding fluid;
a second grinding step of grinding the grinding surface side of the workpiece by bringing the second grinding wheel into contact with the workpiece while supplying a grinding fluid after the first grinding step;
a separating step of separating the workpiece from the second grinding wheel while supplying a grinding fluid after the second grinding step;
and a third grinding step of grinding the workpiece on the grinding surface side until the workpiece has a predetermined thickness by bringing the second grinding wheel into contact with the workpiece while supplying a grinding fluid after the separating step,
A method for grinding a workpiece, wherein a grinding amount of the workpiece in the third grinding step is smaller than a grinding amount of the workpiece in the second grinding step.
研削液を供給しながら該第1研削砥石を該被加工物に接触させることにより、該被加工物に凹部を形成しつつ該凹部を囲繞する環状の補強部を残存させる第1研削ステップと、
該第1研削ステップの後に、研削液を供給しながら該第2研削砥石を該被加工物に接触させることにより、該凹部の底面を研削する第2研削ステップと、
該第2研削ステップの後に、研削液を供給しながら該被加工物と該第2研削砥石とを離隔させる離隔ステップと、
該離隔ステップの後に、研削液を供給しながら該第2研削砥石を該被加工物に接触させることにより、該被加工物の該凹部が形成された領域が所定の厚さになるまで該凹部の底面を研削する第3研削ステップと、を含み、
該第3研削ステップにおける該被加工物の研削量は、該第2研削ステップにおける該被加工物の研削量よりも少ないことを特徴とする被加工物の研削方法。 A method for grinding a workpiece, comprising: using a first grinding wheel having a first grinding stone including first abrasive grains; and a second grinding wheel having a second grinding stone including second abrasive grains having an average grain size smaller than that of the first abrasive grains,
a first grinding step in which the first grinding wheel is brought into contact with the workpiece while supplying a grinding fluid, thereby forming a recess in the workpiece and leaving an annular reinforcing portion surrounding the recess;
a second grinding step of grinding a bottom surface of the recess by bringing the second grinding wheel into contact with the workpiece while supplying a grinding fluid after the first grinding step;
a separating step of separating the workpiece from the second grinding wheel while supplying a grinding fluid after the second grinding step;
and a third grinding step of, after the separating step, bringing the second grinding wheel into contact with the workpiece while supplying a grinding fluid, thereby grinding a bottom surface of the recess until a region of the workpiece where the recess is formed reaches a predetermined thickness,
A method for grinding a workpiece, wherein a grinding amount of the workpiece in the third grinding step is smaller than a grinding amount of the workpiece in the second grinding step.
4. The method for grinding a workpiece according to claim 3, further comprising a cleaning step of cleaning a bottom surface of the recess after the separating step and before the third grinding step.
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