JP4766993B2 - Method and apparatus for grinding plate-like workpiece - Google Patents
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Description
本発明は、半導体ウェーハなどの板状被研削物の研削方法及び研削装置に関するものである。 The present invention relates to a grinding method and a grinding apparatus for a plate-like workpiece such as a semiconductor wafer.
従来より、半導体ウェーハをチャックテーブルに吸引保持した状態で回転させ、回転する研削ホイールの下面に配置した研削砥石で半導体ウェーハを研削する研削装置は知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a grinding apparatus that rotates a semiconductor wafer while sucked and held on a chuck table and grinds the semiconductor wafer with a grinding wheel disposed on the lower surface of a rotating grinding wheel is known.
例えば、特許文献1では、研削ホイールやチャックテーブルをエアーベアリングで支持することで、クッション性を持たせ、脆性材料であるシリコンが破損しないように研削するエアーベアリングを備えた半導体ウェーハの研削装置が開示されている。この研削装置では、砥石を取り付けるホイールマウンタと所定の間隔を空けてスラストプレートを配置し、研削ホイールが撓まないようにしている。
しかしながら、上記特許文献1の研削装置のように研削ホイールが撓まないように工夫されたものでも、ウェーハ及び研削砥石は、それぞれエアーベアリングに隙間を空けて支持された状態にあるので、実際に研削砥石がウェーハに当接してから、さらに切り込んである研削程度研削圧力が加わるまで研削が開始されない。
However, even if the grinding wheel is devised so as not to bend like the grinding device of
そして、切り込みを停止したときにも、エアーベアリングから反力を受けているので、急激に研削砥石をウェーハから離すと、最後に研削砥石がウェーハに当接した場所に1本の研削条痕が残って仕上げ面精度が低下するという問題がある。 Even when the cutting is stopped, since the reaction force is received from the air bearing, when the grinding wheel is abruptly separated from the wafer, one grinding streak is finally formed at the place where the grinding wheel finally contacts the wafer. There is a problem that the finished surface accuracy is lowered.
したがって、従来、切り込みを停止した場合でも、すぐには研削砥石をウェーハから離すことができず、徐々にウェーハから離して、できるだけ研削条痕が発生しないようにしているので、研削時間が長くなるという問題があった。 Therefore, conventionally, even when the cutting is stopped, the grinding wheel cannot be immediately separated from the wafer, but is gradually separated from the wafer so as not to generate grinding marks as much as possible, so that the grinding time becomes long. There was a problem.
本発明は、かかる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、板状研削物の仕上がり面精度を低下させることなく、研削時間を短くすることにある。 This invention is made | formed in view of this point, The place made into the objective is to shorten grinding time, without reducing the finished surface precision of a plate-shaped grinding | polishing thing.
上記の目的を達成するために、この発明では、実際に研削が開始されるときの研削砥石が板状被研削物を押さえ付け、実際に研削が始まる最小の圧力を記憶して、研削砥石を板状被研削物から離す工程で該記憶した値と同じ値にまで研削圧力が低下したときに、研削砥石を板状被研削物から離脱させるようにした。 In order to achieve the above object, in the present invention, the grinding wheel when grinding is actually started presses the plate-shaped workpiece, the minimum pressure at which grinding is actually started is stored, and the grinding wheel is When the grinding pressure was reduced to the same value as the stored value in the step of separating from the plate-shaped workpiece, the grinding wheel was detached from the plate-shaped workpiece.
具体的には、第1の発明では、板状被研削物を研削する方法を前提とし、
第1のエアーベアリングに回転可能に支持されたチャックテーブルに上記板状被研削物を吸引保持すると共に、該板状被研削物を研削する円環状の研削砥石を有し、第2のエアーベアリングに回転可能に支持された研削ホイールを、上記研削砥石が上記チャックテーブルの回転中心上に載るように配置する準備工程と、
上記チャックテーブルを回転させると共に、上記研削ホイールを回転させ、上記研削砥石を上記板状被研削物に近付けて当接させ、押し付けながら切り込んで研削する荒研削工程と、
上記研削砥石が所定の研削圧力を受けて上記板状被研削物を実際に研削し始めるときの上記第1のエアーベアリングに設けた1対のチャック側圧力ポートの圧力差又は、上記第2のエアーベアリングに設けた1対の砥石側圧力ポートの圧力差を計測し、記憶する記憶工程と、
上記研削砥石の切り込みを停止して研削ホイールとチャックテーブルとに溜まった撓みを開放する最終仕上げ工程と、
上記最終仕上げ工程において、計測される1対のチャック側圧力ポートの圧力差又は上記1対の砥石側圧力ポートの圧力差が、上記記憶された圧力差まで低下したときに上記研削砥石を板状被研削物から離脱させる離脱工程とを含む構成とする。
Specifically, in the first invention, on the premise of a method of grinding a plate-shaped workpiece,
The plate-like workpiece is sucked and held on a chuck table rotatably supported by the first air bearing, and has an annular grinding wheel for grinding the plate-like workpiece, and the second air bearing A preparatory step of arranging a grinding wheel rotatably supported on the grinding wheel so that the grinding wheel is placed on a rotation center of the chuck table;
A rough grinding step of rotating the chuck table, rotating the grinding wheel, bringing the grinding wheel close to and contacting the plate-shaped workpiece, cutting and grinding while pressing,
A pressure difference between a pair of chuck-side pressure ports provided in the first air bearing when the grinding wheel receives a predetermined grinding pressure and actually starts grinding the plate-shaped workpiece, or the second A storage step of measuring and storing a pressure difference between a pair of grinding wheel side pressure ports provided in the air bearing;
A final finishing step of stopping the cutting of the grinding wheel and releasing the bending accumulated in the grinding wheel and the chuck table;
In the final finishing step, when the measured pressure difference between the pair of chuck side pressure ports or the pressure difference between the pair of grinding wheel side pressure ports is reduced to the stored pressure difference, the grinding wheel is plate-shaped. And a detaching step for detaching from the object to be ground.
すなわち、チャックテーブルと研削ホイールとは、それぞれ第1又は第2のエアーベアリングにそれぞれ回転可能に支持されているので、研削中に研削砥石を切り込んで研削砥石から板状被研削物に研削圧力が負荷されると、チャックテーブル及び研削ホイールが傾く。研削圧力が小さい段階では、研削砥石が板状被研削物の表面を滑るだけで、実際には研削は行われない。そして、ある程度研削圧力が上昇した段階で実際に研削が開始され、板状被研削物の表面が除去される。切り込みを停止して研削圧力を低下させるときに、急激に研削砥石をウェーハから離すと、第1又は第2エアーベアリングから反力を受けているので、最後に研削砥石がウェーハに当接した場所に1本の研削条痕が残る。しかし、上記の構成によると、研削圧力が上昇して実際に研削が開始されるときの1対のチャック側圧力ポートと1対の砥石側圧力ポートとで検出した圧力差を記憶することで、研削砥石の切り込みを停止して研削ホイールとチャックテーブルとに溜まった撓みを開放する最終仕上げ工程において研削圧力を低下させながら研削砥石を離脱させても研削条痕が許容される程度以下になるタイミングが判明するので、それ以降に研削砥石を板状被研削物から離脱させれば研削条痕が許容される程度以下になる。 That is, since the chuck table and the grinding wheel are rotatably supported by the first or second air bearing, respectively, the grinding wheel is cut during grinding so that the grinding pressure is applied from the grinding wheel to the plate-shaped workpiece. When loaded, the chuck table and grinding wheel tilt. At the stage where the grinding pressure is low, the grinding wheel merely slides on the surface of the plate-shaped workpiece, and grinding is not actually performed. And grinding is actually started when the grinding pressure rises to some extent, and the surface of the plate-like workpiece is removed. When the grinding wheel is suddenly moved away from the wafer when the cutting is stopped and the grinding pressure is lowered, a reaction force is received from the first or second air bearing. One grinding streak remains on the surface. However, according to the above configuration, by storing the pressure difference detected between the pair of chuck side pressure ports and the pair of grindstone side pressure ports when the grinding pressure increases and grinding is actually started, When the grinding wheel is removed while the grinding pressure is reduced in the final finishing process to stop the cutting of the grinding wheel and release the flexure accumulated on the grinding wheel and chuck table. Therefore, if the grinding wheel is removed from the plate-like workpiece after that, the grinding streak becomes less than the allowable level.
第2の発明では、上記板状被研削物は、半導体ウェーハとする。 In the second invention, the plate-shaped workpiece is a semiconductor wafer.
上記の構成によると、脆性材料であり、極めて高精度な仕上げを要求される半導体ウェーハが研削条痕を残すことなく研削される。 According to the above configuration, a semiconductor wafer that is a brittle material and requires extremely high-precision finishing is ground without leaving a grinding streak.
第3の発明では、第1のエアーベアリングに回転可能に支持され、板状被研削物を吸引保持するチャックテーブルと、
該板状被研削物を研削する円環状の研削砥石を有し、第2のエアーベアリングに回転可能に支持された研削ホイールとを備え、
上記研削砥石が上記チャックテーブルの回転中心上に載るように該チャックテーブルの回転中心と上記研削ホイールの回転中心とがオフセットして配置された研削装置であって、
上記第1のエアーベアリングに設けられた少なくとも1対のチャック側圧力ポート又は、
上記第2のエアーベアリングに設けられた少なくとも1対の砥石側圧力ポートと、
上記研削砥石が所定の研削圧力を受けて上記板状被研削物を実際に研削し始めるときの上記チャック側圧力ポート又は上記砥石側圧力ポートとで検出した圧力差を記憶し、切り込み停止後、上記チャック側圧力ポート又は上記砥石側圧力ポートで検出した圧力差が、上記記憶された圧力差まで低下したときに、研削ホイールを離脱させる制御手段とを備えている。
In the third invention, a chuck table that is rotatably supported by the first air bearing and sucks and holds the plate-shaped workpiece;
A circular grinding wheel for grinding the plate-like workpiece, and a grinding wheel rotatably supported by a second air bearing;
A grinding apparatus in which the center of rotation of the chuck table and the center of rotation of the grinding wheel are offset so that the grinding wheel is placed on the center of rotation of the chuck table,
At least one pair of chuck-side pressure ports provided in the first air bearing, or
At least one pair of grinding wheel side pressure ports provided in the second air bearing;
Stores the pressure difference detected at the chuck side pressure port or the grindstone side pressure port when the grinding wheel receives a predetermined grinding pressure and starts to actually grind the plate-shaped workpiece, after stopping cutting, And a control means for detaching the grinding wheel when the pressure difference detected at the chuck side pressure port or the grindstone side pressure port decreases to the stored pressure difference.
すなわち、チャックテーブルと研削ホイールとは、それぞれ第1又は第2のエアーベアリングにそれぞれ回転可能に支持されているので、研削中に研削砥石を切り込んで研削砥石から板状被研削物に研削圧力が負荷されると、チャックテーブル及び研削ホイールが傾く。研削圧力が小さい段階では、研削砥石が板状被研削物の表面を滑るだけで、実際には研削は行われない。そして、ある程度研削圧力が上昇した段階で実際に研削が開始され、板状被研削物の表面が除去される。切り込みを停止して研削圧力を低下させるときに、急激に研削砥石をウェーハから離すと、第1又は第2エアーベアリングから反力を受けているので、最後に研削砥石がウェーハに当接した場所に1本の研削条痕が残る。しかし、上記の構成によると、制御手段が、研削圧力が上昇して実際に研削が開始されるときの1対のチャック側圧力ポート又は1対の砥石側圧力ポートで検出した圧力差を記憶することで、研削砥石の切り込みを停止して研削ホイールとチャックテーブルとに溜まった撓みを開放する最終仕上げ工程において、研削圧力を低下させながら研削砥石を離脱させても研削条痕が許容される程度以下になるタイミングが判明するので、それ以降に研削砥石を板状被研削物から離脱させれば研削条痕が許容される程度以下になる。 That is, since the chuck table and the grinding wheel are rotatably supported by the first or second air bearing, respectively, the grinding wheel is cut during grinding so that the grinding pressure is applied from the grinding wheel to the plate-shaped workpiece. When loaded, the chuck table and grinding wheel tilt. At the stage where the grinding pressure is low, the grinding wheel merely slides on the surface of the plate-shaped workpiece, and grinding is not actually performed. And grinding is actually started when the grinding pressure rises to some extent, and the surface of the plate-like workpiece is removed. When the grinding wheel is suddenly moved away from the wafer when the cutting is stopped and the grinding pressure is lowered, a reaction force is received from the first or second air bearing. One grinding streak remains on the surface. However, according to the above configuration, the control means stores the pressure difference detected at the pair of chuck-side pressure ports or the pair of grindstone-side pressure ports when the grinding pressure increases and grinding is actually started. Thus, in the final finishing process of stopping the cutting of the grinding wheel and releasing the flexure accumulated on the grinding wheel and chuck table, the grinding streak is allowed even if the grinding wheel is detached while reducing the grinding pressure Since the timing of the following becomes clear, if the grinding wheel is subsequently detached from the plate-shaped workpiece, the grinding striation becomes less than the allowable level.
第4の発明では、1対のチャック側圧力ポートは、平面視でチャックテーブルの中心を通り、上記研削砥石及び上記板状被研削物の外周端の交点と、上記チャックテーブルの回転中心とを結んだ基準直線に対して略平行な直線上に該中心から等しい距離を空けてそれぞれ配置され、
1対の砥石側圧力ポートは、平面視で研削ホイールの中心を通り、上記基準直線に対して略垂直な直線上に該中心から等しい距離を空けてそれぞれ配置されている。
In the fourth invention, the pair of chuck side pressure ports pass through the center of the chuck table in a plan view, and intersect the intersection of the outer peripheral ends of the grinding wheel and the plate-shaped workpiece and the rotation center of the chuck table. Arranged on a straight line substantially parallel to the connected reference straight line at an equal distance from the center,
The pair of grinding wheel side pressure ports are respectively arranged on a straight line that passes through the center of the grinding wheel in a plan view and is substantially perpendicular to the reference straight line with an equal distance from the center.
上記の構成によると、基準直線に対して圧力ポートが適切に配置されているので、基準直線に対するチャックテーブル及び研削ホイールの傾き具合が圧力差から容易に検出される。このことで、板状被研削物に加わる研削圧力が推定されるので、研削砥石を離脱させても研削条痕が許容される程度以下になるタイミングが推定される。 According to the above configuration, since the pressure port is appropriately disposed with respect to the reference straight line, the inclination of the chuck table and the grinding wheel with respect to the reference straight line can be easily detected from the pressure difference. Thus, since the grinding pressure applied to the plate-like workpiece is estimated, the timing when the grinding streak is less than the allowable level even if the grinding wheel is removed is estimated.
第5の発明では、上記板状被研削物は、半導体ウェーハとする。 In the fifth invention, the plate-shaped workpiece is a semiconductor wafer.
上記の構成によると、脆性材料であり、極めて高精度な仕上げを要求される半導体ウェーハが研削条痕を残すことなく研削される。 According to the above configuration, a semiconductor wafer that is a brittle material and requires extremely high-precision finishing is ground without leaving a grinding streak.
以上説明したように、上記第1及び第3の発明によれば、研削砥石が所定の研削圧力を受けて板状被研削物を実際に研削し始めるときの1対のチャック側圧力ポートの圧力差又は、1対の砥石側圧力ポートの圧力差を計測することで、研削砥石を離脱させても研削条痕が許容される程度以下になる研削圧力を記憶し、最終仕上げ工程において計測された1対のチャック側圧力ポートの圧力差又は1対の砥石側圧力ポートの圧力差が、記憶した圧力差よりも小さくなった後、研削砥石を板状被研削物から離脱させている。このため、板状研削物の仕上がり面精度を低下させることなく、研削時間を短くすることができる。 As described above, according to the first and third inventions described above, the pressure of the pair of chuck-side pressure ports when the grinding wheel receives a predetermined grinding pressure and actually starts grinding the plate-shaped workpiece. By measuring the difference or the pressure difference between the pair of grinding wheel side pressure ports, the grinding pressure at which the grinding streak is less than or equal to the allowable level even if the grinding wheel is removed was memorized and measured in the final finishing step. After the pressure difference between the pair of chuck side pressure ports or the pressure difference between the pair of grinding wheel side pressure ports becomes smaller than the stored pressure difference, the grinding wheel is detached from the plate-shaped workpiece. For this reason, the grinding time can be shortened without reducing the finished surface accuracy of the plate-like ground material.
上記第2及び第5の発明によれば、研削対象である板状被研削物を脆性材料であり、極めて高精度な仕上げを要求される半導体ウェーハとしている。このため、本発明の作用効果が顕著に発揮される。 According to the second and fifth aspects of the invention, the plate-like workpiece to be ground is made of a brittle material and is a semiconductor wafer that is required to have an extremely high precision finish. For this reason, the effect of this invention is exhibited notably.
上記第4の発明では、基準直線に対して圧力ポートを適切に配置して基準直線に対するチャックテーブル及び研削ホイールの傾き具合を圧力差から容易に検出し、板状被研削物に加わる研削圧力を推定している。このため、研削砥石を離脱させても研削条痕が許容される程度以下になるタイミングを正確に推定できるので、板状研削物の仕上がり面精度を低下させることなく、研削時間を極めて効率的に短くすることができる。 In the fourth aspect of the invention, the pressure port is appropriately arranged with respect to the reference straight line, the inclination of the chuck table and the grinding wheel with respect to the reference straight line is easily detected from the pressure difference, and the grinding pressure applied to the plate-like workpiece is determined. Estimated. For this reason, even when the grinding wheel is removed, it is possible to accurately estimate the timing at which the grinding striation is less than the allowable level, so that the grinding time can be made extremely efficient without degrading the finished surface accuracy of the plate-like grinding object. Can be shortened.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に本発明の実施形態にかかる研削装置1を示し、この研削装置1は、基台2と、この基台2から略垂直に立設された縦壁部3とを備えている。この縦壁部3の正面側には、1対のレール4が基台2に対して略垂直に配設されている。このレール4には、スライド板5が上下方向にスライド移動可能に取り付けられている。このスライド板5から略垂直に縦壁部3に向かって推進部6が設けられている。この推進部6には、雌ネジが設けられている。
FIG. 1 shows a
すなわち、上記縦壁部3の上端には、推進モータ7が設けられ、その駆動軸である推進軸8には、推進ネジ(ボールネジ)が設けられている。この推進ネジに上記推進部6の雌ネジが嵌合し、推進モータ7を駆動することで、上記スライド板5が上下にスライド移動可能となっている。
That is, a propulsion motor 7 is provided at the upper end of the
上記研削装置1は、図示しない制御手段としてのコントローラを備え、研削装置1全体の制御を行うように構成されている。
The grinding
上記基台2には、板状被研削物としての半導体ウェーハ9を吸引保持するチャックテーブル10が設けられている。すなわち、基台2の上面には、中央に貫通孔11aが設けられたベース11が配置されている。このベース11の貫通孔11aにベアリングハウジング12が配置されている。ベアリングハウジング12内には、第1のエアーベアリング13が配置され、この第1のエアーベアリング13にチャックテーブル10が回転可能に支持されている。
The
図2に示すように、上記チャックテーブル10は、回転中心Xを頂点とする極めて小さい勾配の傾斜面からなる多孔質材料で形成された円錐面10aを有している。チャックテーブル10は、下方に向かって伸びる中心軸10bを有し、その中心には、空気孔10cが設けられている。この空気孔10cから空気を吸引することで、円錐面10aの多数の孔から空気を吸引して半導体ウェーハ9が吸引保持されるようになっている。円錐面10aの反対側には、平坦な表面を有する円板状の底部10dが形成されている。
As shown in FIG. 2, the chuck table 10 has a
上記第1のエアーベアリング13は、表面がカーボンなどの多孔質材料で構成され、図示しない圧力源から供給される加圧気体を小さな孔からチャックテーブル10の中心軸10b及び底部10dに吹き付けて発生した静圧によって、チャックテーブル10を回転可能に支持するようになっている。
The
図1に示すように、チャックテーブル10の中心軸10bの下端部は、カップリング14でチャック回転軸15に傾斜可能に連結されている。このチャック回転軸15は、その下端側にチャック側プーリー16が設けられている。このチャック側プーリー16に嵌められたベルト17がチャック回転用モータ18に駆動されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the lower end portion of the
一方、上記スライド板5には、砥石回転用モータ20が設けられている。この砥石回転用モータ20のホイール回転軸21は、ステータ22に対して傾斜可能な状態で回転可能となっている。図2に示すように、このホイール回転軸21には、研削ホイール25の中心軸25aが連結されている。この研削ホイール25の中心軸25aは下端部に円板状に広がった表面が平坦な円板部25bを有し、その下側に砥石取付部25cが設けられている。この砥石取付部25cの下端にウェーハ9を研削する円環状の研削砥石27が着脱可能に取り付けられている。例えば、この研削砥石27は、円環状のアルミフレームにダイヤモンド砥石が取り付けられた構造となっている。
On the other hand, the
上記砥石回転用モータ20の下端側内面には、第2のエアーベアリング26が設けられている。この第2のエアーベアリング26も、上記第1のエアーベアリング13と同様に構成され、加圧気体を小さな孔から研削ホイール25の中心軸25a及び円板部25bに吹き付けて発生した静圧によって、研削ホイール25を回転可能に支持するようになっている。
A
そして、上記研削砥石27が上記チャックテーブル10の回転中心X上に載るように該チャックテーブル10の回転中心Xと上記研削ホイール25の回転中心Yとがオフセットして配置されている。
The rotation center X of the chuck table 10 and the rotation center Y of the
図1に示すように、上記第1のエアーベアリング13のベアリングハウジング12は、上記ウェーハ9の研削砥石27に対する当たり面の傾斜角を調整可能に構成されている。すなわち、基台2上のベース11には、1つのボール形状のチルト支点30と1対のボールネジ31,32とが設けられている。
As shown in FIG. 1, the bearing
ボールネジ31はベアリングハウジング12に固定され内面に雌ネジを有するボールネジナット31aに嵌合し、減速機31bを介してボールネジ駆動モータ31cを駆動することによりボールネジナット31aが上下する構造となっている。ボールネジ駆動モータ31cはサーボモータ又はステッピングモータよりなる。ボールネジ32も同様の構造となっている。
The ball screw 31 is fixed to the bearing
上記チルト支点30と1対のボールネジ31,32との位置関係について、図3を用いて具体的に説明する。平面視で研削砥石27とウェーハ9の外周との交点C1とチャックテーブル10の中心点C2とを結んで基準直線Zを引く。この基準直線Zに対して略平行となる位置に第1のボールネジ31と第2のボールネジ32とを配置する。この1対のボールネジ31,32に対して正三角形をつくるように上記チルト支点30を配置する。この正三角形の中心は、チャックテーブル10の中心と一致している。このように配置することで、ベアリングハウジング12が3点で支持され、チャックテーブル10が研削砥石27のウェーハ9に対する当たり面に対して傾斜可能に構成されている。
The positional relationship between the
そして、上記基準直線Zに略平行となる第1のエアーベアリング13の中心に対して対向する位置に1対のチャック側圧力ポート41,42が設けられている。この1対のチャック側圧力ポート41,42は、第1圧力ポート41及び第2圧力ポート42からなる。図4に示すように、第1圧力ポート41で第1のエアーベアリング13表面とチャックテーブル10の底部10dとの間における第1のボールネジ31側の圧力P1 が検出され、第2圧力ポート42で第2のボールネジ32側の圧力P2 が検出されるようになっている。すなわち、図5に示すように、研削加工中は研削負荷によりチャックテーブル10が第2のボールネジ32側へ傾くので、第1のエアーベアリング13表面とチャックテーブル10の底部10dとの間の隙間が狭くなって、P2 が大きくなり(P2 >P1 )、その圧力差PAC(PAC=P2 −P1 )が生じる。
A pair of chuck-
同様に上記基準直線Zに略垂直となる第2のエアーベアリング26における中心に対して対向する位置に1対の砥石側圧力ポート43,44を設ける。この1対の砥石側圧力ポート43,44は、第3圧力ポート43及び第4圧力ポート44からなる。図2に示すように、第3圧力ポート43で第2のエアーベアリング26の表面と円板部25bとの間におけるチャックテーブル10と反対側の圧力P3 が検出され、第4圧力ポート44でチャックテーブル10側の圧力P4 が検出されるようになっている。すなわち、研削加工中は研削負荷により研削砥石27がチャックテーブル10側へ傾くので、第2のエアーベアリング26の表面と円板部25bとの間の隙間が狭くなって、P4 が大きくなり(P4 >P3 )、その圧力差PBW(PBW=P4 −P3 )が生じる。
Similarly, a pair of grindstone-
−運転動作−
次に、本実施形態にかかる研削装置1の運転動作について説明する。
-Driving action-
Next, the operation of the
(ティーチング作業)
予め、上記ウェーハ9の形状が目標とする形状に研削できるようにチャックテーブル10の傾きを調整しておく。目標とする形状とは、研削後の要求される製品の板厚に仕上がった形状をいう。
(Teaching work)
The inclination of the chuck table 10 is adjusted in advance so that the shape of the
(研削作業)
次いで、図6を用いて研削作業について説明する。図6には、砥石回転用モータ20の消費電力である研削電力及びウェーハに設けたゲージ(図示せず)から送られてくるゲージ信号が示されている。
(Grinding work)
Next, the grinding operation will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows the grinding power that is the power consumption of the grinding
研削時には、まず、チャックテーブル10にウェーハ9を吸引保持し、チャック回転用モータ18を駆動してチャックテーブル10を回転させる。
At the time of grinding, first, the
次いで、準備工程において、砥石回転用モータ20を駆動して研削ホイール25を回転させると共に、研削砥石27がチャックテーブル10の回転中心X上に載るまで、推進モータ7を駆動して研削ホイール25を下降させる。すると、チャックテーブル10は、第1のエアーベアリング13に、研削ホイール25は、第2のエアーベアリング26に、それぞれ隙間を空けて載置されているので、チャックテーブル10又は研削ホイール25は、傾斜して研削砥石27がウェーハ9上を滑り砥石に目つぶれを生じるのみで、すぐに研削は始まらない。
Next, in the preparation process, the grinding
そして、P1において、ある程度ウェーハ9に荷重(実際に加工が始まるときの最小の力)が負荷された段階で研削が開始される。このときの研削中の1対のチャック側圧力ポート41,42の圧力差P0Ac(P0Ac=P2 −P1 )又は、1対の砥石側圧力ポート43,44の圧力差P0Bw(P0Bw=P4 −P3 )を計測してコントローラに記憶しておく(記憶工程)。
Then, at P1, grinding is started when a load (minimum force when processing is actually started) is applied to the
次いで、研削ホイール25を下降させてさらに荷重を加え、ウェーハ9を研削する。P2以降では、一定のスピードで安定して研削ホイール25を下降させて荒削りする(荒研削工程)。このとき研削砥石27は自生発刃を行って、砥石自身も削れながらウェーハ9が研削される。
Next, the grinding
次いで、P3において、研削ホイール25の下降スピードを緩めて仕上げ工程を行う。
Next, at P3, the lowering speed of the
次いで、P4以降の最終仕上げ工程において、切り込みを停止させ、研削砥石27とウェーハ9との間に溜まった撓みを開放する。この最終仕上げ工程では、形状変化速度が最少となり、最終形状が決まる。なお、最終仕上げ工程において、ゲージ信号が平坦なのは、測定子を上昇させているためである。
Next, in the final finishing process after P4, the cutting is stopped, and the bending accumulated between the
この研削中の上記1対のチャック側圧力ポート41,42の圧力差PAC又は、上記1対の砥石側圧力ポート43,44の圧力差PBWを計測する。すると、圧力差PAC、又はPBWは、徐々に小さくなる。
During this grinding, the pressure difference P AC between the pair of chuck
そして、上記1対のチャック側圧力ポート41,42の圧力差PACが記憶された上記圧力差P0Acと等しくなるか、又は1対の砥石側圧力ポート43,44の圧力差が記憶された上記P0Bwと等しくなったときに、一気に推進モータ7を駆動して研削砥石27をウェーハ9から離脱させる(離脱工程)。
The pressure difference P AC between the pair of chuck
−実施形態の効果−
したがって、本実施形態にかかる研削方法及び研削装置1によると、研削砥石27が所定の研削圧力を受けてウェーハ9を実際に研削し始めるときの1対のチャック側圧力ポート41,42の圧力差P0Ac又は、1対の砥石側圧力ポート43,44の圧力差P0Bwを計測することで、研削砥石27がウェーハ9上を滑り始め、研削砥石27を離脱させても研削条痕が許容される程度以下になる研削圧力を記憶し、最終仕上げ工程において、計測される圧力差PAC、又はPBWが、記憶された圧力差P0Ac、又はP0Bwよりも小さくなった後に研削砥石27をウェーハ9から離脱させている。このため、ウェーハ9の仕上がり面精度を低下させることなく、研削時間を短くすることができる。
-Effect of the embodiment-
Therefore, according to the grinding method and the
また、基準直線Zに対して圧力ポート41〜44を適切に配置して基準直線Zに対するチャックテーブル10及び研削ホイール25の傾き具合を圧力差PAC、PBWから容易に検出し、ウェーハ9に加わる研削圧力を推定している。このため、研削砥石27を離脱させても研削条痕が許容される程度以下になるタイミングを正確に推定できるので、ウェーハ9の仕上がり面精度を低下させることなく、研削時間を極めて効率的に短くすることができる。
Further, the
(その他の実施形態)
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
(Other embodiments)
The present invention may be configured as follows with respect to the above embodiment.
すなわち、上記実施形態では、第1のエアーベアリング13及び第2のエアーベアリング26にそれぞれ1対の圧力ポート41〜44を設けたが、1対の圧力ポートは第1のエアーベアリング13又は第2のエアーベアリング26のどちらか一方のみに設けてもよい。また、圧力ポートは1対ではなく2対の圧力ポートを90度の間隔を空けて設けてもよい。
That is, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、第1のエアーベアリング13又は第2のエアーベアリング26に設けた圧力ポートの圧力差が記憶された圧力差より小さくなった後に研削砥石27をウェーハ9から離脱させているが、第1のエアーベアリング13と第2のエアーベアリング26の両者に設けた圧力ポートの圧力差がそれぞれ記憶された両者の圧力差より小さくなった後に研削砥石27をウェーハ9から離脱させてもよい。
Further, in the above embodiment, the grinding
また、上記実施形態では、研削砥石27を離脱させても研削条痕が許容される程度以下になるタイミングを圧力から求めているが、そのときの研削電力としてもよい。すなわち、仕上げ電力を記憶し、その仕上げ電力と等しくなったときに離脱工程に移るようにしてもよい。
In the above embodiment, the timing at which the grinding streak is less than or equal to the allowable level even if the
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or a use.
以上説明したように、本発明は、エアーベアリングを使用した半導体ウェーハなどの板状被研削物の研削装置及び研削方法について有用である。 As described above, the present invention is useful for a grinding apparatus and a grinding method for a plate-like workpiece such as a semiconductor wafer using an air bearing.
1 研削装置
9 ウェーハ(板状被研削物)
10 チャックテーブル
13 第1のエアーベアリング
25 研削ホイール
26 第2のエアーベアリング
27 研削砥石
41 第1圧力ポート(チャック側圧力ポート)
42 第2圧力ポート(チャック側圧力ポート)
43 第3圧力ポート(砥石側圧力ポート)
44 第4圧力ポート(砥石側圧力ポート)
Z 基準直線
LW 砥石軸直径
PAC 1対のチャック側圧力ポートの圧力差
PBW 1対の砥石側圧力ポートの圧力差
P0Ac 記憶された1対のチャック側圧力ポートの圧力差
P0Bw 記憶された1対の砥石側圧力ポートの圧力差
1 Grinding
DESCRIPTION OF
42 Second pressure port (chuck side pressure port)
43 3rd pressure port (grinding wheel side pressure port)
44 4th pressure port (grinding wheel side pressure port)
Pressure difference Z reference line LW wheel spindle diameter P AC pair of chuck side pair of chuck-side pressure port is the pressure difference P0 Ac storage of the wheel-side pressure port of the pressure difference P BW pair of pressure ports P0 is Bw stored Pressure difference between a pair of grinding wheel side pressure ports
Claims (5)
第1のエアーベアリングに回転可能に支持されたチャックテーブルに上記板状被研削物を吸引保持すると共に、該板状被研削物を研削する円環状の研削砥石を有し、第2のエアーベアリングに回転可能に支持された研削ホイールを、上記研削砥石が上記チャックテーブルの回転中心上に載るように配置する準備工程と、
上記チャックテーブルを回転させると共に、上記研削ホイールを回転させ、上記研削砥石を上記板状被研削物に近付けて当接させ、押し付けながら切り込んで研削する荒研削工程と、
上記研削砥石が所定の研削圧力を受けて上記板状被研削物を実際に研削し始めるときの上記第1のエアーベアリングに設けた1対のチャック側圧力ポートの圧力差又は、上記第2のエアーベアリングに設けた1対の砥石側圧力ポートの圧力差を計測し、記憶する記憶工程と、
上記研削砥石の切り込みを停止して研削ホイールとチャックテーブルとに溜まった撓みを開放する最終仕上げ工程と、
上記最終仕上げ工程において、計測される1対のチャック側圧力ポートの圧力差又は上記1対の砥石側圧力ポートの圧力差が、上記記憶された圧力差まで低下したときに上記研削砥石を板状被研削物から離脱させる離脱工程とを含んでいることを特徴とする板状被研削物の研削方法。 In a method of grinding a plate-shaped workpiece,
The plate-like workpiece is sucked and held on a chuck table rotatably supported by the first air bearing, and has an annular grinding wheel for grinding the plate-like workpiece, and the second air bearing A preparatory step of arranging a grinding wheel rotatably supported on the grinding wheel so that the grinding wheel is placed on a rotation center of the chuck table;
A rough grinding step of rotating the chuck table, rotating the grinding wheel, bringing the grinding wheel close to and contacting the plate-shaped workpiece, cutting and grinding while pressing,
A pressure difference between a pair of chuck-side pressure ports provided in the first air bearing when the grinding wheel receives a predetermined grinding pressure and actually starts grinding the plate-shaped workpiece, or the second A storage step of measuring and storing a pressure difference between a pair of grinding wheel side pressure ports provided in the air bearing;
A final finishing step of stopping the cutting of the grinding wheel and releasing the bending accumulated in the grinding wheel and the chuck table;
In the final finishing step, when the measured pressure difference between the pair of chuck side pressure ports or the pressure difference between the pair of grinding wheel side pressure ports is reduced to the stored pressure difference, the grinding wheel is plate-shaped. A method for grinding a plate-like object to be ground, comprising a separation step of separating from the object to be ground.
上記板状被研削物は、半導体ウェーハであることを特徴とする板状被研削物の研削方法。 In the grinding method of the plate-shaped workpiece of Claim 1,
The plate-like object to be ground is a semiconductor wafer.
該板状被研削物を研削する円環状の研削砥石を有し、第2のエアーベアリングに回転可能に支持された研削ホイールとを備え、
上記研削砥石が上記チャックテーブルの回転中心上に載るように該チャックテーブルの回転中心と上記研削ホイールの回転中心とがオフセットして配置された研削装置であって、
上記第1のエアーベアリングに設けられた少なくとも1対のチャック側圧力ポート又は、
上記第2のエアーベアリングに設けられた少なくとも1対の砥石側圧力ポートと、
上記研削砥石が所定の研削圧力を受けて上記板状被研削物を実際に研削し始めるときの上記チャック側圧力ポート又は上記砥石側圧力ポートとで検出した圧力差を記憶し、切り込み停止後、上記チャック側圧力ポート又は上記砥石側圧力ポートで検出した圧力差が、上記記憶された圧力差まで低下したときに、研削ホイールを離脱させる制御手段とを備えていることを特徴とする研削装置。 A chuck table rotatably supported by the first air bearing and sucking and holding the plate-shaped workpiece;
A circular grinding wheel for grinding the plate-like workpiece, and a grinding wheel rotatably supported by a second air bearing;
A grinding apparatus in which the center of rotation of the chuck table and the center of rotation of the grinding wheel are offset so that the grinding wheel is placed on the center of rotation of the chuck table,
At least one pair of chuck-side pressure ports provided in the first air bearing, or
At least one pair of grinding wheel side pressure ports provided in the second air bearing;
Stores the pressure difference detected at the chuck side pressure port or the grindstone side pressure port when the grinding wheel receives a predetermined grinding pressure and starts to actually grind the plate-shaped workpiece, after stopping cutting, A grinding apparatus comprising: a control means for releasing the grinding wheel when a pressure difference detected at the chuck side pressure port or the grindstone side pressure port is reduced to the stored pressure difference.
上記1対のチャック側圧力ポートは、平面視でチャックテーブルの中心を通り、上記研削砥石及び上記板状被研削物の外周端の交点と、上記チャックテーブルの回転中心とを結んだ基準直線に対して略平行な直線上に該中心から等しい距離を空けてそれぞれ配置され、
上記1対の砥石側圧力ポートは、平面視で研削ホイールの中心を通り、上記基準直線に対して略垂直な直線上に該中心から等しい距離を空けてそれぞれ配置されていることを特徴とする研削装置。 The grinding apparatus according to claim 3, wherein
The pair of chuck-side pressure ports pass through the center of the chuck table in plan view, and a reference straight line connecting the intersection of the outer peripheral ends of the grinding wheel and the plate-like workpiece and the rotation center of the chuck table. Arranged on a straight line substantially parallel to each other at an equal distance from the center,
The pair of grinding wheel side pressure ports are arranged on a straight line that passes through the center of the grinding wheel in a plan view and is substantially perpendicular to the reference straight line with an equal distance from the center. Grinding equipment.
上記板状被研削物は、半導体ウェーハであることを特徴とする研削装置。
In the grinding device according to claim 3 or 4,
The plate-like object to be ground is a semiconductor wafer.
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