JP5708147B2 - Grinding wheel, double-head grinding method and silicon wafer manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、研削ホイール、両頭研削加工方法およびシリコンウェーハの製造方法に関する。 The present invention, grinding WHEEL, a method of manufacturing a double-disc grinding method and the silicon wafer.
従来、被研削物を研削する研削ホイールとして、カップ型のものが用いられている。一般的に、カップ型の研削ホイールは、ホイールベースに設けられた環状の砥石を有している。砥石は、環状の外周方向に沿って所定間隔で設けられた、複数のチップを備える。 Conventionally, a cup-type wheel is used as a grinding wheel for grinding an object to be ground. Generally, a cup-type grinding wheel has an annular grindstone provided on a wheel base. The grindstone includes a plurality of chips provided at predetermined intervals along the annular outer circumferential direction.
上述のような研削ホイールとしては、特許文献1に記載のような構成が知られている。
この特許文献1には、セラミックスや石材を研削する研削ホイールが開示されている。この研削ホイールのチップ間スリット(互いに隣り合うチップの向かい合う側辺、当該隣り合うチップの基端同士を結ぶ線、および、先端同士を結ぶ線で規定される領域)には、平均粒径が100μm〜2000μmの超砥粒が単層固着されている。
As a grinding wheel as described above, a configuration as described in
This
また、カップ型の研削ホイールを用いた研削方法としては、特許文献2に記載のようなウェーハを研削する方法が知られている。
この特許文献2には、研削ホイールの中心孔から研削液を供給するとともに、ウェーハの中心部を冷却液で冷却する方法が開示されている。
As a grinding method using a cup-type grinding wheel, a method of grinding a wafer as described in
This
ところで、特許文献1,2には、チップ間隔寸法(隣り合うチップの間隔寸法)が、チップの高さ方向(チップの突出方向)で一定に設定された研削ホイールが開示されている。しかしながら、このような研削ホイールを用い、研削ホイール内への研削液の供給量、ウェーハ1枚あたりの研削時間、研削ホイールの回転速度などの研削条件を一定にした状態で、複数のウェーハを順次研削すると、チップが摩耗するにしたがって、研削されたウェーハの反りが大きくなり、平坦度が悪くなるという問題点がある。
By the way,
本発明の目的は、チップの摩耗が進展した場合でも、被研削物の品質を維持可能な研削ホイール、両頭研削加工方法およびシリコンウェーハの製造方法を提供することにある。 An object of the present invention, even when the wear of the chip is developed to provide quality sustainable grinding WHEEL of object to be ground, a manufacturing method of double-disc grinding method and the silicon wafer.
本発明者は、図1に示すような両頭研削加工装置1に、図2に示すような研削ホイール9を用いて実験を行い、鋭意研究を重ねた結果、次の知見を見出した。
The present inventor conducted experiments using a
ここで、両頭研削加工装置1は、内部で被研削物としてのウェーハWを保持するキャリアリング2と、このキャリアリング2で保持されたウェーハWの両面に対向するようにそれぞれ配置された研削ホイール9と、研削ホイール9でウェーハWを研削するように駆動する図示しない研削機構とを備える。
Here, the double-
研削ホイール9は、例えばダイヤモンドホイールであるホイールベース91と、このホイールベース91の一面から突出する砥石92とを備える。
ホイールベース91は、円板状の円板部911と、この円板部911の外縁から円環状に突出する凸部912とを備える。円板部911の中央には、当該円板部911の両面を貫通する研削液供給孔913が設けられている。この研削液供給孔913を介して、研削ホイール9内(砥石92内)に、研削液が供給される。
砥石92は、砥粒をビトリファイドボンドで結合することにより形成されている。この砥石92は、円環状の砥石ベース921と、この砥石ベース921の外周方向に沿って設けられた複数のチップ922とを備える。チップ922は、図2に示すように、高さ寸法H91(チップ922の基端から先端までの寸法)が12mmであり、かつ、厚さ寸法が3mmの長方形板状に形成されている。また、隣り合うチップ922のチップ間隔寸法D91は、1mmに設定されている。このような構成により、砥石ベース921と、互いに隣り合うチップ922との間に、高さ位置に関係なく幅寸法がチップ間隔寸法D91と等しいチップ間スリットS9が形成される。
The
The
The
研削機構は、図1に示すように、鉛直方向に立てられたウェーハWの両側において、研削ホイール9を回転させ、ウェーハWの中心よりも下方の位置に砥石92を押し当てる。そして、この押し当てと同時に、研削ホイール9内に研削液を供給するとともにウェーハWを回転させることで、ウェーハWを研削する。
As shown in FIG. 1, the grinding mechanism rotates the
実験を行うに際して、チップ922の高さ寸法H91が3.5mm、9mm、12mmにそれぞれ設定された3種類の研削ホイール9を準備した。そして、所定流量の研削液を研削ホイール9内に供給して、5枚のウェーハWの研削を行った。
この際、研削液の供給流量を、4水準あるいは5水準に設定して研削を行った。また、研削液の供給流量以外の研削条件(ウェーハ1枚あたりの研削時間、研削ホイール9の回転速度など)を、全ての研削において同じにした。
そして、各高さ寸法H91における、研削液の供給流量(L/min)と、ウェーハWの品質との関係を調べた。その結果を、図3に示す。
In conducting the experiment, three types of
At this time, grinding was performed with the supply flow rate of the grinding fluid set to the 4th or 5th level. In addition, the grinding conditions other than the grinding fluid supply flow rate (grinding time per wafer, rotational speed of the
Then, the relationship between the supply flow rate (L / min) of the grinding fluid and the quality of the wafer W at each height dimension H91 was examined. The result is shown in FIG.
なお、ウェーハWの品質は、Bow−bfに基づいて評価した。Bow−bfが0μmの場合、ウェーハWの測定面(研削面)が平坦で、品質が良い状態を表す。
ここで、Bowとは、ウェーハ全体としての反りを表現する指標の1つであって、ウェーハの中心基準面からウェーハの中点における中心面までの変位により表すものであり、このときの中心基準面は中心面上の3点(Bow−3P)又はベストフィット(Bow−bf)基準により作られるものである。よって、Bow値にあってはプラス(+)で表されたものは凸型の反りを有するものとなり、マイナス(−)で表されたものは凹型の反りを有するものとなる。例えば、光学センサ式の平坦度測定器(LapmasterSFT社製Wafercom)等を使用して反り量を測定することができる。
The quality of the wafer W was evaluated based on Bow-bf. When Bow-bf is 0 μm, the measurement surface (ground surface) of the wafer W is flat and represents a good quality state.
Here, Bow is one of the indices expressing the warpage of the entire wafer, and is expressed by the displacement from the center reference plane of the wafer to the center plane at the midpoint of the wafer. The surface is created by a three-point (Bow-3P) or best-fit (Bow-bf) criterion on the center surface. Therefore, in the Bow value, a value represented by plus (+) has a convex warp, and a value represented by minus (−) has a concave warp. For example, the amount of warpage can be measured using an optical sensor type flatness measuring device (Wafercom, manufactured by Lapmaster SFT).
図3に示すように、各高さ寸法H91の研削ホイール9について、平均Bow−bf(5枚のウェーハWのBow−bfの平均値)の近似曲線を求めた。
この近似曲線から、ウェーハWの品質が良くなる(平均Bow−bfが0μmとなる)研削液の供給流量が、高さ寸法H91によって異なることが推定できる。この結果は、供給流量を含む全ての研削条件を、一定にした条件で研削を行うと、チップ922が摩耗するにしたがってウェーハWの反り量が大きくなるという、従来の問題点と一致する。
As shown in FIG. 3, an approximate curve of average Bow−bf (average value of Bow−bf of five wafers W) was obtained for the grinding
From this approximate curve, it can be estimated that the supply flow rate of the grinding fluid that improves the quality of the wafer W (average Bow-bf is 0 μm) varies depending on the height dimension H91. This result is consistent with the conventional problem that the amount of warpage of the wafer W increases as the
図3に示す結果から、チップ922の摩耗が進展した場合でも、ウェーハWの品質を安定させるための方策として、高さ寸法H91によって研削ホイール9に供給する研削液の流量を調整することが考えられる。しかしながら、研削液の供給流量を調整するために、新たな設備を導入する必要があり、両頭研削加工装置1の構成や制御が複雑になるという、新たな問題点が生じる。
そこで、本発明者は、研削液の供給流量を調整することなく、品質を安定させることができる方策を検討し、チップの高さ寸法が低くなるにしたがって、スリット面積(チップ間スリットの面積)が小さくなるという点に着目した。
From the results shown in FIG. 3, even when the wear of the
Therefore, the present inventor has examined a method capable of stabilizing the quality without adjusting the supply flow rate of the grinding fluid, and the slit area (the area of the slit between the chips) as the chip height dimension decreases. We paid attention to the fact that becomes smaller.
研削ホイール9内への研削液の供給流量が一定の場合、スリット面積が小さくなるほど、研削液の推定流出流速(チップ間スリットS9から流出する研削液の推定流速)(mm/sec)が速くなる。このため、各高さ寸法H91の場合について、Bow−bfが0μmになると推定される供給流量と、研削ホイール9全体でのスリット面積の総和とから、ウェーハWの品質が安定して良くなるような(Bow−bfがほぼ0μmとなるような)推定流出流速を算出した。その推定流出流速の近似曲線を、図4に目標水準として示す。
When the supply flow rate of the grinding fluid into the
各高さ寸法H91における推定流出流速が、図4の目標水準で示す値となるように変化すれば、ウェーハWの品質が安定して良くなると考えられる。
しかし、研削液の供給流量を1.6L/minで一定にした場合における、各高さ寸法H91での推定流出流速を算出すると、図4に実験例として示すような近似曲線が得られた。
この結果から、高さ寸法H91が7mm以上12mm以下の場合には、推定流出流速が目標水準に近い値で推移する一方で、7mmよりも小さくなるにしたがって、推定流出流速が目標水準から離れていくと推定できる。
以上のことから、チップ922の摩耗が進展して高さ寸法H91が小さくなっていく場合でも、推定流出流速が目標水準に近い値で推移するように、スリット面積の大きさが変化すれば、研削液の供給流量を調整しなくても、ウェーハWの品質が安定して良くなると推定できる。
本発明は、このような知見に基づいて、完成されたものである。
If the estimated outflow velocity at each height dimension H91 changes to the value indicated by the target level in FIG. 4, the quality of the wafer W is considered to be stable and improved.
However, when the estimated outflow velocity at each height dimension H91 was calculated when the grinding fluid supply flow rate was kept constant at 1.6 L / min, an approximate curve as shown in FIG. 4 as an experimental example was obtained.
From this result, when the height dimension H91 is 7 mm or more and 12 mm or less, the estimated outflow velocity changes at a value close to the target level, while the estimated outflow velocity moves away from the target level as it becomes smaller than 7 mm. Can be estimated.
From the above, even when the wear of the
The present invention has been completed based on such findings.
すなわち、本発明の研削ホイールは、研削液を用いた被研削物の研削に用いられる研削ホイールであって、略板状のホイールベースと、前記ホイールベースの一面から環状に突出するように設けられ、前記被研削物に押し当てられる砥石と、を備え、前記砥石は、前記環状の外周方向に沿って設けられた複数のチップを有し、隣り合うチップの間隔寸法は、チップの先端側よりも基端側の方が大きくなるように設定されていることを特徴とする。 That is, the grinding wheel of the present invention is a grinding wheel used for grinding an object to be ground using a grinding fluid, and is provided so as to project from a substantially plate-like wheel base and one surface of the wheel base in an annular shape. A grindstone pressed against the workpiece, and the grindstone has a plurality of chips provided along the annular outer circumferential direction, and the interval between adjacent chips is determined from the tip side of the chip. Also, the base end side is set to be larger.
本発明によれば、研削ホイールの基端側のチップ間隔寸法を、先端側のチップ間隔寸法よりも大きくしている。
このため、チップの高さ位置に関係なくチップ間隔寸法を一定に設定した従来の構成と比べて、チップが基端側まで摩耗した段階でのスリット面積を大きくすることができる。したがって、研削液の供給流量を一定にした場合でも、チップの摩耗が基端側まで進展したときにおける推定流出流速が、従来よりも遅くなり、当該推定流出流速が上記目標水準に近づけることができる。よって、全ての研削条件を一定にして、複数の被研削物を順次研削した場合でも、チップ摩耗による被研削物の反りの悪化を抑制することができ、品質を安定させることができる。
According to the present invention, the tip interval dimension on the proximal end side of the grinding wheel is made larger than the tip interval dimension on the distal end side.
For this reason, compared with the conventional structure which set the chip | tip space | interval dimension uniformly irrespective of the height position of a chip | tip, the slit area in the stage where the chip | tip was worn to the base end side can be enlarged. Therefore, even when the supply flow rate of the grinding fluid is constant, the estimated outflow velocity when the wear of the tip progresses to the proximal end side becomes slower than the conventional one, and the estimated outflow velocity can approach the target level. . Therefore, even when all the grinding conditions are made constant and a plurality of objects to be ground are sequentially ground, the warpage of the object to be ground due to chip wear can be suppressed, and the quality can be stabilized.
本発明の研削ホイールでは、チップの高さ寸法(チップの基端から先端までの寸法)を、H(mm)、チップ間スリット(互いに隣り合うチップの向かい合う側辺、当該隣り合うチップの基端同士を結ぶ線、および、先端同士を結ぶ線で規定される領域)の面積の総和を、A(H)(mm2)、被研削物の研削時に砥石内に供給する研削液の供給流量を、C(mm3/sec)、チップ間スリットから流出する研削液の流速を、F(H)(mm/sec)、とし、前記研削液の供給流量Cを一定とした場合に、前記隣り合うチップの間隔寸法は、研削処理に供することで摩耗するチップの高さ寸法Hの変化によって上昇する流速F(H)を、研削処理後の被研削物の反り量が目標範囲となる流速F(H)にまで低下させるのに必要な、チップ間スリットの面積の総和A(H)となるように設定されていることが好ましい。 In the grinding wheel of the present invention, the height dimension of the chip (the dimension from the base end to the tip end of the chip) is H (mm), the inter-chip slits (the opposite sides of adjacent chips, the base end of the adjacent chip) A (H) (mm 2 ), the total flow area that is defined by the line connecting each other and the line connecting the tips, and the supply flow rate of the grinding fluid supplied to the grinding wheel when grinding the workpiece , C (mm 3 / sec), the flow rate of the grinding fluid flowing out from the slit between the chips is F (H) (mm / sec), and the supply flow rate C of the grinding fluid is constant, the adjacent fluids are adjacent to each other. The distance between the chips is a flow rate F (H) that increases due to a change in the height dimension H of the tip that is worn by the grinding process, and a flow rate F ( H) The total area of the slits between the chips necessary for the reduction to It is preferably set to be A (H).
この発明によれば、隣り合うチップの間隔寸法を上述のように設定することで、被研削物の品質を安定させることができる。 According to the present invention, the quality of the workpiece can be stabilized by setting the interval between adjacent chips as described above.
本発明の研削ホイールでは、前記隣り合うチップの間隔寸法は、チップの高さ寸法(チップの基端から先端までの寸法)を、H(mm)、チップの高さ寸法がH(mm)の場合における、チップ間スリット(互いに隣り合うチップの向かい合う側辺、当該隣り合うチップの基端同士を結ぶ線、および、先端同士を結ぶ線で規定される領域)の面積の総和を、A(H)(mm2)、被研削物の研削時に砥石内に供給する研削液の供給流量を、C(mm3/sec)、チップの高さ寸法がH(mm)の場合において、被研削物の反り量が0になるときの、チップ間スリットから流出する研削液の流速を、F(H)(mm/sec)、とした場合に、以下の式(1)を満たすように設定されていることが好ましい。
A(H)=C/F(H) … (1)
In the grinding wheel of the present invention, the distance between adjacent chips is such that the height of the chip (the dimension from the base end to the tip of the chip) is H (mm), and the height of the chip is H (mm). In this case, the sum of the areas of the inter-chip slits (regions defined by opposing sides of adjacent chips, a line connecting the base ends of the adjacent chips, and a line connecting the tips) is represented by A (H ) (Mm 2 ), when the grinding fluid supply flow rate is C (mm 3 / sec) and the tip height is H (mm) when grinding the workpiece, When the flow rate of the grinding fluid flowing out from the slit between the chips when the warpage amount becomes 0 is F (H) (mm / sec), the following formula (1) is satisfied. It is preferable.
A (H) = C / F (H) (1)
なお、式(1)の関係を満たすように設定するとは、チップ間スリットの総面積A(H)が式(1)における値と概ね一致することを意味するものであり、完全に一致する場合にのみ限定されるものではない。
すなわち、供給流量Cを一定に制御するように設定した場合であっても、供給流量制御の機械的精度によって多少の流量変動は避けられず、許容されるA(H)の値も若干変化することになる。また、被研削物の反り量が0になるときのF(H)の値を採用しているが、実質的に0に近い値であれば同様の反り量抑制効果が得られることは言うまでもないことである。式(1)は研削ホイールの設計指針であって、これにほぼ類似するような範囲に設計することも含むものである。
例えば、装置における研削液の供給流量Cの公差を±0.1L/min設定とした場合には、その幅において発生する流速F(H)の差は約±10mm/secと試算され、A(H)は、このような差に対応する許容範囲を持つものである。
Note that setting so as to satisfy the relationship of the expression (1) means that the total area A (H) of the slits between the chips substantially matches the value in the expression (1). It is not limited to only.
That is, even if the supply flow rate C is set to be controlled to a certain level, some flow rate fluctuation is unavoidable due to the mechanical accuracy of the supply flow rate control, and the allowable value of A (H) also changes slightly. It will be. Further, although the value of F (H) when the warpage amount of the workpiece is 0 is adopted, it goes without saying that the same warpage amount suppressing effect can be obtained if the value is substantially close to 0. That is. Formula (1) is a design guideline for a grinding wheel, and includes designing in a range substantially similar to this.
For example, when the tolerance of the grinding fluid supply flow rate C in the apparatus is set to ± 0.1 L / min, the difference in the flow velocity F (H) generated in the width is estimated to be about ± 10 mm / sec. H) has an allowable range corresponding to such a difference.
ここで、F(H)は、チップ間スリットを有する研削ホイールを用いて、研削液の供給流量を細かく変化させた実験を行うことにより、実際に、反り量が0となったときの流速を測定して得られたものであってもよい。
また、F(H)は、反り量が0とならなかった場合の複数の流速に基づいて、反り量が0となるような流速を推定することで得られたものであってもよい。例えば、図3に示すように、研削液の供給流量を数水準で変化させたが、反り量が0となるような結果を得られなかった場合であっても、図4に示すように、目標水準となる推定流出流速の近似曲線を得ることができる。この近似曲線から、F(H)を求めてもよい。
なお、図4の近似曲線から求められるF(H)は、以下の数式(2)で表される。
F(H)=122.22×H-0.505 … (2)
Here, F (H) represents the flow rate when the warping amount actually becomes 0 by performing an experiment in which the grinding fluid supply flow rate is finely changed using a grinding wheel having a slit between chips. It may be obtained by measurement.
Further, F (H) may be obtained by estimating a flow rate at which the warpage amount becomes zero based on a plurality of flow rates when the warpage amount does not become zero. For example, as shown in FIG. 3, although the supply flow rate of the grinding fluid was changed at several levels, even when the result that the warping amount was 0 was not obtained, as shown in FIG. An approximate curve of the estimated outflow velocity that becomes the target level can be obtained. From this approximate curve, F (H) may be obtained.
In addition, F (H) calculated | required from the approximated curve of FIG. 4 is represented by the following Numerical formula (2).
F (H) = 122.22 × H −0.505 (2)
この発明によれば、上記の式(1)に基づきチップの形状を規定するだけの簡単な方法で、上述の効果が得られる研削ホイールを設計できる。 According to this invention, the grinding wheel which can obtain the above-mentioned effect can be designed by a simple method which only defines the shape of the chip based on the above formula (1).
本発明の両頭研削加工方法は、研削液を用いて板状の被研削物の両面を研削する両頭研削加工方法であって、上述の研削ホイールの砥石を、前記被研削物の両面にそれぞれ押し当てる工程と、前記研削ホイール内に研削液を供給しつつ、前記被研削物を研削する工程とを備えることを特徴とする。
本発明のシリコンウェーハの製造方法は、研削液を用いて板状の被研削物としてのシリコンウェーハの両面を研削する上述の両頭研削加工方法を備えることを特徴とする。
The double-headed grinding method of the present invention is a double-headed grinding method of grinding both surfaces of a plate-shaped workpiece using a grinding fluid, and presses the grinding wheel of the above-mentioned grinding wheel on both surfaces of the workpiece. a step of applying, while supplying the grinding fluid into the grinding wheel, characterized in that it comprises a step of grinding the object to be ground.
The method for producing a silicon wafer according to the present invention includes the above-mentioned double-head grinding method for grinding both surfaces of a silicon wafer as a plate-like object to be ground using a grinding liquid.
本発明の両頭研削加工方法およびシリコンウェーハの製造方法によれば、チップの摩耗が進展した場合でも、安定した品質の被研削物およびシリコンウェーハを提供することができる。 According to the double-head grinding method and the silicon wafer manufacturing method of the present invention, it is possible to provide an object to be ground and a silicon wafer with stable quality even when chip wear progresses.
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
[研削ホイールの構成]
図5に示すように、両頭研削加工装置1に適用される研削ホイール3は、ホイールベース91と、砥粒をビトリファイドボンドで結合することにより形成された砥石32とを備える。砥石32は、図6にも示すように、砥石ベース921と同じ円環状の砥石ベース321と、この砥石ベース321の外周方向に沿って互いに離れて設けられた複数のチップ322とを備える。
なお、チップ322は、円環状の砥石を切削することで形成されたものであってもよいし、予め砥石ベース321とチップ322に対応する形状のプレス型を製造しておき,当該プレス型に材料を充填して、加圧、焼成することで形成されたものであってもよい。また、砥石32は、ビトリファイドボンドタイプ以外のものであってもよい。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Configuration of grinding wheel]
As shown in FIG. 5, the
Note that the
具体的に、チップ322は、略板状に形成されており、砥石ベース321から離れるにしたがって幅寸法が広がる台形板状のチップ台形部323と、このチップ台形部323の先端から長方形板状に延びるチップ長方形部324とから構成されている。また、チップ322は、隣接するチップ322との間隔寸法(チップ間隔寸法)が、先端側よりも基端側の方が大きくなるように形成されている。このような構成により、砥石ベース321と、互いに隣り合うチップ322との間に、チップ322の基端側の幅寸法が先端側よりも大きいチップ間スリットS1が形成される。このチップ間スリットS1は、高さ位置が高くなるにしたがって幅寸法が小さくなるスリット基端部S2と、高さ位置に関係なく幅寸法が一定のスリット先端部S3とを備える。
Specifically, the
なお、チップ322の形状は、チップの高さ寸法をH(mm)、チップ間スリットS1の面積の総和をA(H)(mm2)、ウェーハWの研削時に砥石内に供給する研削液の供給流量をC(mm3/sec)、チップ間スリットS1から流出する研削液の流速をF(H)(mm/sec)、とし、研削液の供給流量Cを一定とした場合に、隣り合うチップ322の間隔寸法が、研削処理に供することで摩耗するチップ322の高さ寸法Hの変化によって上昇する流速F(H)を、研削処理後のウェーハWの反り量が目標範囲となる流速F(H)にまで低下させるのに必要な、チップ間スリットS1の面積の総和A(H)となるように設定されている。
The shape of the
具体的には、チップ322の形状は、以下の数式(1)および数式(2)をほぼ満たすように設定されている。
A(H)=C/F(H) … (1)
H:チップ322の高さ寸法(mm)
A(H):チップ322の高さ寸法がHの場合におけるチップ間スリットS1の
面積の総和(mm2)
C:ウェーハWの研削時に砥石内に供給する研削液の供給流量(mm3/sec)
F(H):チップ322の高さ寸法がHの場合において、ウェーハWの反り量が
0になるときのチップ間スリットS1から流出する研削液の流速
(mm/sec)
F(H)=122.22×H−0.505 … (2)
Specifically, the shape of the
A (H) = C / F (H) (1)
H: Height dimension of chip 322 (mm)
A (H): The slit S1 between the chips when the height dimension of the
Total area (mm 2 )
C: Supply flow rate (mm 3 / sec) of grinding fluid supplied into the grinding wheel when grinding the wafer W
F (H): When the height dimension of the
Flow rate of the grinding fluid flowing out from the slit S1 between the chips when it becomes zero
(Mm / sec)
F (H) = 122.22 × H −0.505 (2)
[両頭研削加工方法]
次に、上述の研削ホイール3を用いた両頭研削加工方法について説明する。
図5に示すように、2個の研削ホイール3を両頭研削加工装置1に装着する。そして、研削ホイール3をウェーハWの両面にそれぞれ押し当てるとともに、研削ホイール3内に研削液を供給し、ウェーハWを回転させることで、ウェーハWを研削する。その後、当該研削したウェーハWを新しいウェーハWに交換して、次の研削を行う。
[Double-head grinding method]
Next, a double-headed grinding method using the above-described
As shown in FIG. 5, two
[実施形態の作用効果]
上述したような本実施形態では、以下のような作用効果を奏することができる。
(1)互いに隣り合うチップ322の間隔寸法が、チップ322の先端側よりも基端側の方が大きくなるように、研削ホイール3を形成している。このため、チップ322の間隔寸法を高さ位置によらず一定にした場合と比べて、チップ長方形部324の全体とチップ台形部323の一部とが摩耗したときのスリット面積を、大きくすることができる。したがって、このように摩耗した状態における推定流出流速を、従来よりも遅くすることができる。よって、チップ322の摩耗が進展した場合でも、ウェーハWの品質を安定させることができる。さらには、研削ホイール3の長寿命化を図ることもできる。
[Effects of Embodiment]
In the present embodiment as described above, the following operational effects can be achieved.
(1) The
(2)また、研削ホイール3を上述の数式(1)および数式(2)をほぼ満たすように形成しているため、上述の効果が得られる研削ホイール3を容易に設計できる。
(2) Moreover, since the
[他の実施形態]
なお、本発明は上記実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲内において種々の改良および設計の変更などが可能である。
すなわち、研削ホイールのチップの形状としては、図7や図8に示すようにしてもよい。
[Other Embodiments]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
That is, the shape of the tip of the grinding wheel may be as shown in FIGS.
図7に示すように、研削ホイール3Aの砥石32Aを構成するチップ322Aは、基端側に設けられた台形状のチップ下台形部323Aと、このチップ下台形部323Aの先端に設けられた台形状のチップ上台形部324Aとから構成され、基端側の両隅部が切り欠かれた略長方形板状に形成されている。チップ322Aの高さ寸法H11、チップ下台形部323Aの高さ寸法H12、チップ上台形部324Aの高さ寸法H13は、それぞれ12mm、3mm、9mmに設定されている。また、隣り合うチップ下台形部323Aの基端側のチップ間隔寸法D11、チップ下台形部323Aの先端側のチップ間隔寸法D12、チップ上台形部324Aの先端側のチップ間隔寸法D13は、それぞれ3.5mm、0.7mm、0.5mmに設定されている。
このような構成により、砥石ベース321と、互いに隣り合うチップ322Aとの間に、高さ位置が高くになるにしたがって幅寸法が小さくなるチップ間スリットS11が形成される。
As shown in FIG. 7, a
With such a configuration, an inter-chip slit S11 whose width dimension decreases as the height position increases is formed between the
一方、図8に示すように、研削ホイール3Bの砥石32Bを構成するチップ322Bは、基端から先端に向かうにしたがって幅寸法が大きくなる台形板状に形成されている。このチップ322Bの高さ寸法H21は、12mmに設定されている。また、隣り合うチップ322Bの基端側のチップ間隔寸法D21、先端側のチップ間隔寸法D22は、それぞれ3.5mm、0.5mmに設定されている。
このような構成により、砥石ベース321と、互いに隣り合うチップ322Bとの間に、高さ位置が高くなるにしたがって幅寸法が小さくなるチップ間スリットS21が形成される。
On the other hand, as shown in FIG. 8, the
With such a configuration, an inter-chip slit S21 whose width dimension decreases as the height position increases is formed between the
以上のことから、図7に示す研削ホイール3Aおよび図8に示す研削ホイール3Bにおいても、チップ322Aの間隔寸法、チップ322Bの間隔寸法が、先端側よりも基端側の方が大きくなるように形成されているため、前記実施形態と同様に、チップ322の摩耗が進展しても、ウェーハWの品質を安定させることができる。
From the above, also in the
また、砥石の平面形状としては、円環状に限らず、三角や四角などの多角形の環状としてもよい。さらに、ウェーハWの両面を同時に研削する両頭研削加工を例示したが、ウェーハWの片面のみの研削加工において研削ホイール3を用いてもよい。また、被研削物としては、セラミックスや石材など、ウェーハW以外のものを対象としてもよい。
The planar shape of the grindstone is not limited to an annular shape, and may be a polygonal shape such as a triangle or a square. Furthermore, although the double-headed grinding process which grinds both surfaces of the wafer W simultaneously was illustrated, you may use the
次に、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの
例によってなんら限定されるものではない。
EXAMPLES Next, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.
まず、上記実施形態に用いた両頭研削加工装置1と同様の構成を有する両頭研削加工装置(光洋機械工業株式会社製、DXSG320)を準備した。
一方で、実施例の研削ホイールとして、図6に示すような研削ホイール3を準備した。また、比較例の研削ホイールとして、図2に示す実験例の研削ホイール9を準備した。実施例および比較例の研削ホイールの特性を、以下の表1に示す。
First, a double-head grinding apparatus (DXSG320, manufactured by Koyo Machine Industries Co., Ltd.) having the same configuration as the double-
On the other hand, the
ここで、実施例の研削ホイールは、研削液の供給流量Cを1.6L/min(=1.6×1003/60(mm3/sec))として、上記数式(1)および数式(2)から導かれる、以下の数式(3)を満たすように形成した。
A(H)=(1.6×1003/60)/(122.22×H−0.505) … (3)
Here, the grinding wheel examples the supply flow rate C of the grinding fluid as 1.6L / min (= 1.6 × 100 3/60 (
A (H) = (1.6 × 100 3 /60)/(122.22×H −0.505 ) (3)
その結果、チップ322の高さ寸法H1は12mm、チップ台形部323の高さ寸法H2は2mm、チップ長方形部324の高さ寸法H3は10mm、隣り合うチップ台形部323の基端間のチップ間隔寸法D1は3mm、隣り合うチップ長方形部324間のチップ間隔寸法D2は0.5mmとなった。図9に示すように、このようにチップ322の形状を設定することで、実施例の研削ホイールにおけるスリット面積の総和と、数式(3)に基づき計算されたスリット面積の総和とがほぼ一致することが分かる。
As a result, the height dimension H1 of the
そして、実施例および比較例の研削ホイールについて、研削液の供給流量を1.6L/minで一定にした場合における、高さ寸法H1と研削液の推定流出流速との関係を計算により推測した。その結果を図10に示す。
図10に示すように、実施例の研削ホイールでは、高さ寸法H1が7mm以上12mm以下の場合に加えて、7mm未満となった場合においても、目標水準に近い値で推移する近似曲線が得られた。このことから、実施例の研削ホイールでは、研削液の供給流量を含む全ての研削条件を一定にして、複数のウェーハWを順次研削すると、チップ322の高さ寸法H1が7mm以上の場合に加えて、7mm未満となった場合でも、ウェーハWの品質が安定する(Bow−bfがほぼ0μmとなる)と考えられる。
And about the grinding wheel of the Example and the comparative example, the relationship between the height dimension H1 and the presumed outflow velocity of a grinding fluid when the supply flow rate of the grinding fluid was made constant at 1.6 L / min was estimated by calculation. The result is shown in FIG.
As shown in FIG. 10, in the grinding wheel of the example, in addition to the case where the height dimension H1 is 7 mm or more and 12 mm or less, even when the height dimension H1 is less than 7 mm, an approximate curve that changes at a value close to the target level is obtained. It was. For this reason, in the grinding wheel of the embodiment, when all the grinding conditions including the supply flow rate of the grinding fluid are constant and a plurality of wafers W are ground sequentially, the height dimension H1 of the
そして、シリコン単結晶インゴットからワイヤーソーによってスライス加工された直径300mmのシリコンウェーハを準備し、実施例および比較例の各チップ高さの研削ホイールを用い、所定流量の研削液(純水)を研削ホイール内に供給して、シリコンウェーハ表裏面それぞれ20μmづつ除去するように研削処理を行った。この際、研削液の供給流量を、4水準あるいは5水準に設定して研削を行った。各実施例および比較例ともウェーハの研削処理枚数は5枚ずつであり、研削後のシリコンウェーハの平均Bow−bfを求めた。
実施例における結果を図11に示す。なお、比較例における結果は、図3に実験例として示した通りである。
Then, a silicon wafer having a diameter of 300 mm is prepared by slicing from a silicon single crystal ingot with a wire saw, and grinding fluid (pure water) at a predetermined flow rate is ground using the grinding wheel of each chip height in Examples and Comparative Examples. Grinding was performed so as to be supplied into the wheel and removed by 20 μm each on the front and back surfaces of the silicon wafer. At this time, grinding was performed with the supply flow rate of the grinding fluid set to the 4th or 5th level. In each example and comparative example, the number of wafers to be ground was five, and the average bow-bf of the silicon wafer after grinding was determined.
The result in an Example is shown in FIG. In addition, the result in a comparative example is as having shown as an experimental example in FIG.
比較例の場合、図3に示すように、高さ寸法H91が3.5mm〜12.0mmの範囲では、供給流量が1.6L/minにおける平均Bow−bfが、約−7μm〜約16μmであった。
これに対し、図11に示すように、実施例の場合、高さ寸法H1が3.0mm〜12.0mmの範囲では、供給流量が1.6L/minにおける平均Bow−bfが、約1μm〜約5μmであった。
以上のことから、高さ寸法がほぼ同じ範囲では、実施例におけるウェーハの品質が、比較例よりも安定して良くなることが確認できた。特に、摩耗が進展した段階に対応する、高さ寸法が約3.0mmの場合においても、実施例では、高品質のウェーハを提供できることが確認できた。
In the case of the comparative example, as shown in FIG. 3, when the height dimension H91 is in the range of 3.5 mm to 12.0 mm, the average Bow-bf at a supply flow rate of 1.6 L / min is about −7 μm to about 16 μm. there were.
On the other hand, as shown in FIG. 11, in the case of the embodiment, in the range of the height dimension H1 of 3.0 mm to 12.0 mm, the average Bow-bf at a supply flow rate of 1.6 L / min is about 1 μm It was about 5 μm.
From the above, it was confirmed that the quality of the wafer in the example is more stable and better than that in the comparative example within the same height dimension range. In particular, it was confirmed that even in the case where the height dimension corresponding to the stage where the wear progressed is about 3.0 mm, a high-quality wafer can be provided.
3,3A,3B…研削ホイール
32,32A,32B…砥石
322,322A,322B…チップ
91…ホイールベース
W…ウェーハ(被研削物)
3, 3A, 3B ... Grinding
Claims (5)
略板状のホイールベースと、
前記ホイールベースの一面から環状に突出するように設けられ、前記被研削物に押し当てられる砥石と、を備え、
前記砥石は、前記環状の外周方向に沿って設けられた複数のチップを有し、
隣り合うチップの間隔寸法は、チップの先端側よりも基端側の方が大きくなるように設定されていることを特徴とする研削ホイール。 A grinding wheel used for grinding an object to be ground using a grinding fluid,
A substantially plate-like wheelbase,
A wheel that is provided so as to protrude annularly from one surface of the wheel base and is pressed against the workpiece.
The grindstone has a plurality of chips provided along the outer circumferential direction of the ring,
The grinding wheel characterized in that the interval between adjacent chips is set so that the base end side is larger than the tip end side of the chip.
チップの高さ寸法(チップの基端から先端までの寸法)を、H(mm)、
チップ間スリット(互いに隣り合うチップの向かい合う側辺、当該隣り合うチップの基端同士を結ぶ線、および、先端同士を結ぶ線で規定される領域)の面積の総和を、A(H)(mm2)、
被研削物の研削時に砥石内に供給する研削液の供給流量を、C(mm3/sec)、
チップ間スリットから流出する研削液の流速を、F(H)(mm/sec)、とし、
前記研削液の供給流量Cを一定とした場合に、
前記隣り合うチップの間隔寸法は、
研削処理に供することで摩耗するチップの高さ寸法Hの変化によって上昇する流速F(H)を、研削処理後の被研削物の反り量が目標範囲となる流速F(H)にまで低下させるのに必要な、チップ間スリットの面積の総和A(H)となるように設定されていることを特徴とする研削ホイール。 The grinding wheel according to claim 1,
Tip height dimension (dimension from the base end to the tip end) is H (mm),
The total area of slits between chips (a region defined by opposing sides of adjacent chips, a line connecting the base ends of the adjacent chips, and a line connecting the tips) is expressed as A (H) (mm 2 ),
C (mm 3 / sec), the supply flow rate of the grinding fluid supplied into the grinding wheel when grinding the workpiece
F (H) (mm / sec), the flow rate of the grinding fluid flowing out from the slit between chips,
When the grinding fluid supply flow rate C is constant,
The distance between adjacent chips is as follows:
The flow velocity F (H) that rises due to the change in the height dimension H of the tip that is worn by the grinding treatment is reduced to the flow velocity F (H) that causes the warpage amount of the workpiece to be ground after the grinding treatment to be a target range. The grinding wheel is characterized in that it is set so as to be a total area A (H) of slit-to-chip slits necessary for the above.
前記隣り合うチップの間隔寸法は、
チップの高さ寸法(チップの基端から先端までの寸法)を、H(mm)、
チップの高さ寸法がH(mm)の場合における、チップ間スリット(互いに隣り合うチップの向かい合う側辺、当該隣り合うチップの基端同士を結ぶ線、および、先端同士を結ぶ線で規定される領域)の面積の総和を、A(H)(mm2)、
被研削物の研削時に砥石内に供給する研削液の供給流量を、C(mm3/sec)、
チップの高さ寸法がH(mm)の場合において、被研削物の反り量が0になるときの、チップ間スリットから流出する研削液の流速を、F(H)(mm/sec)、
とした場合に、以下の式(1)を満たすように設定されていることを特徴とする研削ホイール。
A(H)=C/F(H) … (1) In the grinding wheel according to claim 1 or 2,
The distance between adjacent chips is as follows:
Tip height dimension (dimension from the base end to the tip end) is H (mm),
In the case where the height dimension of the chip is H (mm), it is defined by an inter-chip slit (a side that faces adjacent chips, a line that connects the base ends of the adjacent chips, and a line that connects the tips. Area) is defined as A (H) (mm 2 ),
C (mm 3 / sec), the supply flow rate of the grinding fluid supplied into the grinding wheel when grinding the workpiece
When the chip height dimension is H (mm), the flow rate of the grinding fluid flowing out from the slit between the chips when the warping amount of the workpiece is zero is F (H) (mm / sec),
In this case, the grinding wheel is set so as to satisfy the following expression (1).
A (H) = C / F (H) (1)
請求項1から請求項3のいずれかに記載された研削ホイールの砥石を、前記被研削物の両面にそれぞれ押し当てる工程と、
前記研削ホイール内に研削液を供給しつつ、前記被研削物を研削する工程とを備えることを特徴とする両頭研削加工方法。 A double-head grinding method for grinding both sides of a plate-shaped workpiece using a grinding fluid,
Pressing the grinding wheel of the grinding wheel according to any one of claims 1 to 3 against both surfaces of the workpiece;
And a step of grinding the workpiece while supplying a grinding liquid into the grinding wheel.
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