JP4697839B2 - 研削装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研削水を供給しながら回転する砥石を板状物に接触させて板状物の面を研削する研削装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
IC、LSI等の回路が表面に複数形成された半導体ウェーハの裏面は、研削により所定の厚さに形成される。
【0003】
半導体ウェーハの裏面の研削には、例えば図3に示す研削手段60を備えた研削装置を用いる。この研削手段60は、半導体ウェーハWに接触して研削を行う砥石29と、砥石29を支持するリング状基台28と、リング状基台28を支持するホイールマウンタ26と、ホイールマウンタ26と一体に形成されたスピンドル25とから概ね構成されており、スピンドル25、ホイールマウンタ26、研削ホイール27の内部には研削水流通路34が連通して形成されている。また、研削水流通路34には研削水源35が連通している。
【0004】
図3の構成においては、チャックテーブル15において半導体ウェーハWを表面を下にした状態で保持し、回転する砥石29が半導体ウェーハWの裏面に接触することにより研削が行われる。そしてこのとき、研削水源35から研削水流通路34に研削水が供給され、砥石29と半導体ウェーハWの裏面との接触部(加工点)に噴出口36から噴出した研削水が供給されることにより、研削焼けや研削不良が生じるのを防止している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、研削水源35から研削水流通路34に十分な研削水が供給されているにもかかわらず、砥石29と半導体ウェーハWとの接触部には研削水が十分に供給されない場合があり、この場合は研削焼けや研削不良が生じて半導体ウェーハWの品質が著しく低下するという問題がある。
【0006】
この問題が生じる原因について本発明の発明者が調査したところ、本来研削水流通路34を流れる研削水は、そのすべてが噴出口36から噴出しなければならないが、実際には図3において拡大して示すように、ホイールマウンタ26とリング状基台28との結合部に経時的に隙間46が生じ、回転時の遠心力によって隙間46から外周側に研削水が漏水し、その分噴出口36から噴出される研削水の量が減っているという事実を発見した。
【0007】
そして、このように経時的にホイールマウンタ26とリング状基台28との間に隙間46が形成される原因としては、必ずしも明確ではないが、両者はボルトによって締め付けられ密着して固定されてはいるものの、ホイールマウンタ26を構成する金属(ステンレス等)とリング状基台28を構成する金属(アルミニウム)とが異なるために両者の間に電位差が生じ、この電位差によってアルミニウム等によって形成されたリング状基台28が電解腐食することが考えられる。
【0008】
そこで、研削装置においては、ホイールマウンタとリング状基台との間に隙間が形成されてそこから研削水が漏れることにより加工点に研削水が十分に供給されない場合に、板状物に研削焼けや研削不良が生じるのを防止することに課題を有している。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための具体的手段として本発明は、砥石と該砥石を支持するリング状基台とから構成される研削ホイールと、該リング状基台を支持するホイールマウンタと、該リング状基台及び該ホイールマウンタの内部を連通し該リング状基台において開口する研削水流通路と、該研削水流通路に研削水を供給する研削水源とを少なくとも備えた研削装置であって、該リング状基台は、該砥石を保持する砥石保持部と、該ホイールマウンタに取り付けられる取付部とから少なくとも構成され、該取付部と該ホイールマウンタとの結合部から遠心力によって飛散する研削水を検出する検出手段が配設され検出手段は、取付部とホイールマウンタとの結合部から遠心力によって飛散する研削水を受け止める環状の研削水受止リングと、研削水受止リングが受け止めた研削水の量を計測する計測部とを少なくとも備え、計測部は、単位時間当たりの水量を計測し、水量が許容値を超えた際にその旨を報知する研削装置を提供する。
【0010】
このように構成される研削装置においては、研削ホイールを支持するホイールマウンタと取付部との結合部から飛散する研削水の量を計測するようにしたため、計測結果に基づいて、研削水が加工点に十分に供給されているかどうかを判断することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例として、図1及び図2に示す研削装置10について説明する。なお、従来例と同様に構成される部位には同一の符号を付して説明することとする。
【0012】
図1の研削装置10において、研削の対象となる半導体ウェーハWは、カセット11に複数収容される。そして、搬出入手段12によって搬出されて位置合わせ手段13に載置され、ここで一定の位置に位置合わせされた後、第一の搬送手段14によってチャックテーブル15に搬送され、裏面を上にして保持される。
【0013】
チャックテーブル15、16、17は、ターンテーブル18によって回転可能に支持されており、半導体ウェーハWを保持したチャックテーブル15は、ターンテーブル18が左回りに所定角度(図示の例では120度)回転することにより、粗研削手段20の直下に位置付けられる。
【0014】
粗研削手段20は、壁部21に垂直方向に配設された一対のガイドレール22にガイドされて駆動源23の駆動により上下動する支持部24に支持され、支持部24の上下動に伴って上下動する構成となっている。
【0015】
ここで、図2に示すように、粗研削手段20においては、回転可能に支持されたスピンドル25の先端にホイールマウンタ26を介して研削ホイール27が装着されている。研削ホイール27は、砥石29と、砥石29を支持するリング状基台28とから構成され、リング状基台28は、砥石29を保持する砥石保持部30と、ホイールマウンタ26に取り付けられる取付部31と、取付部31から砥石保持部30に至る内周壁部32及び外周壁部33とから構成される。
【0016】
スピンドル25、ホイールマウンタ26、リング状基台28の内部には研削水流通路34が連通して形成されており、研削水源35から供給された研削水が研削水流通路34を通ってリング状基台28の下端に設けた噴出口36から噴出する構成となっている。
【0017】
図1においては図示していないが、ホイールマウンタ26及びリング状基台28の外周側には、ホイールマウンタ26と取付部31との結合部に形成された隙間46から漏水し飛散する研削水を受け止める環状の研削水受止リング37が配設されている。
【0018】
この研削水受止リング37は、ホイールマウンタ26と取付部31との結合部の外周側から漏れた研削水を開口部38から受け止め、外周側に設けた排出部39から排出する構成となっており、排出された研削水は、気液分離タンク40に蓄えられる。
【0019】
気液分離タンク40に蓄えられた研削水の量は計測部41によって計測され、その後、研削水がドレーン43に排出される。計測部41としては、例えば単位時間当たりの水量を計測する流量計を用いることができ、研削水受止リング37と気液分離タンク40と計測部41とで検出手段42を構成している。
【0020】
計測部41は信号発生部44に接続されており、計測部41において計測した単位時間当たりの水量に応じて、信号発生部44において信号を発する。この信号としては、オペレータに対して報知するためのブザーや、研削を自動的に中止させるための電気信号等が考えられる。
【0021】
このように構成される粗研削手段20の研削ホイール27の直下にチャックテーブル15に保持された半導体ウェーハWが位置付けられると、研削水が噴出口36から噴出すると共に、砥石29が回転しながら下降して半導体ウェーハWの裏面に接触して粗研削が行われる。
【0022】
経時的にホイールマウンタ26と取付部31との間に隙間46が形成されると、回転による遠心力により隙間46から研削水が漏水する。この場合、その研削水は開口部38から研削水受止リング37の内部に進入し、排出部39から排出され気液分離タンク40へと流れ込む。
【0023】
気液分離タンク40においては、気体はバキュームポンプ45によって吸引され、液体のみがタンク内に蓄積される。そして、液体については、計測部41において単位時間当たりに蓄積された水量を計測し、その水量が所定の許容値を超えていた場合には、信号発生部44にその旨を知らせる。
【0024】
例えば、研削水源35から供給される研削水が3リットル/分である場合、計測部41における水量の所定の許容値を1リットル/分とし、計測により求めた水量が1リットル/分を超えた場合には、研削水の漏れが許容値を超えているために砥石29と半導体ウェーハWとの接触部(加工点)に研削水が十分に供給されていないことになる。
【0025】
従ってこの場合は、水量が許容値を超えた旨を信号発生部44に伝達し、信号発生部44において、ブザーを鳴らす等により研削を中止させることにより、研削焼けや研削不良を未然に防止することができる。また、新しい研削ホイールに交換すれば、研削を再開することができる。更に、信号発生部44から発生する信号を研削を制御する制御部に伝達し、制御部において自動的に研削を停止するようにすることもできる。
【0026】
粗研削の終了後は、ターンテーブル18が左回りに120度回転することにより、粗研削された半導体ウェーハWが仕上げ研削手段50の直下に位置付けられる。
【0027】
仕上げ研削手段50は、砥石の種類のみ粗研削手段20と異なり、それ以外の部位については図2に示した粗研削手段20と同様に構成されるため、同一の符号を付して図2を参照して説明する。
【0028】
仕上げ研削手段50の研削ホイール27の直下にチャックテーブル15に保持された半導体ウェーハWが位置付けられると、研削水が噴出口36から噴出すると共に、砥石51が回転しながら下降して半導体ウェーハWの裏面に接触して仕上げ研削が行われる。
【0029】
仕上げ研削手段50においても、回転による遠心力によりホイールマウンタ26と取付部31との結合部に形成された隙間46から研削水が漏れた場合、その研削水は開口部38から研削水受止リング37の内部に進入し、排出部39から排出され気液分離タンク40へと流れ込む。
【0030】
従って、粗研削の場合と同様に、水量が許容値を超えた場合には、その旨を信号発生部44に伝達し、信号発生部44において、ブザーを鳴らす等により研削を中止させることにより、研削焼けや研削不良を未然に防止することができ、電解腐食していない新しい研削ホイールに交換して研削を再開すれば、研削焼けや研削不良を生じさせることなく仕上げ研削が行われ、品質の良い半導体ウェーハを形成することができる。
【0031】
このようにして裏面が仕上げ研削された半導体ウェーハWは、第二の搬送手段52によって洗浄装置53に搬送される。そして、ここで裏面に付着した研削屑が洗浄により除去された後、搬出入手段12によってカセット54に収容される。以上のような粗研削、仕上げ研削、洗浄を、カセット11に収容されているすべての半導体ウェーハについて行うと、研削され、洗浄された半導体ウェーハがすべてカセット54に収容される。
【0032】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る研削装置においては、研削ホイールを支持するホイールマウンタと取付部との結合部から飛散する研削水の量を計測するようにしたため、計測結果に基づいて、研削水が加工点に十分に供給されているかどうかを判断することができる。従って、研削水が加工点に十分に供給されていない場合には、研削を中止する等の策を講ずることにより、研削焼けや研削不良が生じるのを未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る研削装置の実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図2】同研削装置を構成する研削手段の構成を示す略示的断面図である。
【図3】従来の研削装置を構成する研削手段を構成する略示的断面図である。
【符号の説明】
10…研削装置 11…カセット 12…搬出入手段
13…位置合わせ手段 14…第一の搬送手段
15、16、17…チャックテーブル
18…ターンテーブル 20…粗研削手段
21…壁部 22…ガイドレール 23…駆動源
24…支持部 25…スピンドル
26…ホイールマウンタ 27…研削ホイール
28…リング状基台 29…砥石 30…砥石保持部
31…取付部 32…内周壁部 33…外周壁部
34…研削水流通路 35…研削水源 36…噴出口
37…研削水受止リング 38…開口部
39…排出部 40…気液分離タンク 41…計測部
42…検出手段 43…ドレーン
44…信号発生部 45…バキュームポンプ
46…隙間 50…仕上げ研削手段 51…砥石
52…第二の搬送手段 53…洗浄装置
54…カセット
60…研削手段

Claims (1)

  1. 砥石と該砥石を支持するリング状基台とから構成される研削ホイールと、該リング状基台を支持するホイールマウンタと、該リング状基台及び該ホイールマウンタの内部を連通し該リング状基台において開口する研削水流通路と、該研削水流通路に研削水を供給する研削水源とを少なくとも備えた研削装置であって、
    該リング状基台は、該砥石を保持する砥石保持部と、該ホイールマウンタに取り付けられる取付部とから少なくとも構成され、
    該取付部と該ホイールマウンタとの結合部から遠心力によって飛散する研削水を検出する検出手段が配設され
    検出手段は、該取付部と該ホイールマウンタとの結合部から遠心力によって飛散する研削水を受け止める環状の研削水受止リングと、該研削水受止リングが受け止めた研削水の量を計測する計測部とを少なくとも備え、
    計測部は、単位時間当たりの水量を計測し、該水量が許容値を超えた際にその旨を報知する研削装置。
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