JP5735217B2 - Method and apparatus for grinding hard substrate - Google Patents
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Description
本発明は、光デバイスウエーハ等の基板となるサファイア基板等の硬質基板の研削方法および研削装置に関する。 The present invention relates to a grinding method and a grinding apparatus for a hard substrate such as a sapphire substrate which is a substrate for an optical device wafer or the like.
光デバイス製造工程においては、略円板形状であるサファイア基板や炭化珪素基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体からなる光デバイス層が積層され格子状に形成された複数のストリートによって区画された複数の領域に発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスを形成して光デバイスウエーハを構成する。このように構成された光デバイスウエーハをストリートに沿って切断することにより、光デバイスが形成された領域を分割して個々の光デバイスを製造している。 In the optical device manufacturing process, an optical device layer made of a gallium nitride compound semiconductor is laminated on the surface of a substantially disc-shaped sapphire substrate or silicon carbide substrate, and is partitioned by a plurality of streets formed in a lattice shape. Optical devices such as light emitting diodes and laser diodes are formed in the region to constitute an optical device wafer. The optical device wafer thus configured is cut along the streets to divide the region where the optical device is formed to manufacture individual optical devices.
このようにして分割される光デバイスウエーハは、光デバイスの軽量化、小型化、輝度の向上を図るために、ストリートに沿って切断する前に研削装置によってサファイア基板や炭化珪素基板の裏面が研削され、所定の厚みに加工される。サファイア基板や炭化珪素基板の裏面を研削する研削装置は、被加工物を保持する保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルの保持面に保持されたウエーハを研削するための研削砥石を備えた研削ホイールおよび該研削ホイールを回転駆動するためのサーボモータ等の駆動源を備えた研削手段と、該研削手段をチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向に研削送りする研削送り手段とを具備し、研削ホイールを回転しつつ研削砥石の研削面を被加工物の被研削面に接触させ、所定の研削送り速度で研削送りすることにより、被加工物を所定の厚みに研削する。(例えば、特許文献1参照。)
The optical device wafer divided in this way is used to grind the back surface of the sapphire substrate or silicon carbide substrate before cutting along the street in order to reduce the weight, size and brightness of the optical device. And processed to a predetermined thickness. A grinding apparatus for grinding a back surface of a sapphire substrate or a silicon carbide substrate includes a chuck table having a holding surface for holding a workpiece and a grinding wheel for grinding a wafer held on the holding surface of the chuck table. A grinding means provided with a driving source such as a grinding wheel and a servo motor for rotationally driving the grinding wheel, and a grinding feed means for grinding and feeding the grinding means in a direction perpendicular to the holding surface of the chuck table. The workpiece is ground to a predetermined thickness by rotating the grinding wheel while bringing the grinding surface of the grinding wheel into contact with the surface to be ground of the workpiece and grinding and feeding at a predetermined grinding feed speed. (For example, refer to
而して、光デバイスウエーハを構成するサファイア基板や炭化珪素基板は硬度が高いとともに裏面が鏡面に形成されているため、ダイヤモンド砥粒を主成分として構成された研削砥石によって研削しても研削することが困難である。即ち、被加工物であるサファイア基板等を所定の厚みに仕上げる研削砥石の砥粒は粒径が細かいために、基板に対する所謂食い込みが弱く滑り、研削送りに伴い押圧力が増大して基板を破損させるという問題がある。 Thus, since the sapphire substrate and silicon carbide substrate constituting the optical device wafer have high hardness and the back surface is formed in a mirror surface, grinding is performed even when grinding with a grinding wheel composed mainly of diamond abrasive grains. Is difficult. In other words, because the abrasive grains of the grinding wheel that finishes the sapphire substrate, which is the workpiece, to a predetermined thickness, have a small particle size, the so-called bite into the substrate is weak and slips, and the pressing force increases with grinding feed and damages the substrate There is a problem of making it.
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、サファイア基板や炭化珪素基板等の硬質基板であっても研削砥石による所謂食い込みを良好にして滑りを防止することにより破損させることなく所定の厚みに形成することができる硬質基板の研削方法および研削装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and the main technical problem is that even a hard substrate such as a sapphire substrate or a silicon carbide substrate is damaged by preventing the occurrence of slippage by improving the so-called biting by the grinding wheel. An object of the present invention is to provide a grinding method and a grinding apparatus for a hard substrate that can be formed to a predetermined thickness without causing them.
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、硬質基板の被加工面を研削して所定の厚みに形成する硬質基板の研削方法であって、
硬質基板の被加工面に研削砥石を接触させ互いに異なる回転速度で回転することにより硬質基板の被加工面に傷を付けて梨地面に形成する梨地加工工程と、
該梨地加工工程が実施された硬質基板の被加工面をダイヤモンド砥粒を主成分として構成された研削砥石によって研削し、所定の厚みに研削する研削工程と、を含み、
該梨地加工工程は粒径が500〜1000μmのダイヤモンド砥粒を主成分として構成された研削砥石によって実施し、該研削工程は粒径が10〜50μmのダイヤモンド砥粒を主成分として構成された研削砥石によって実施する、
ことを特徴とする硬質基板の研削方法が提供される。
In order to solve the above main technical problem, according to the present invention, there is provided a grinding method for a hard substrate that forms a predetermined thickness by grinding a work surface of a hard substrate,
A matte processing step in which a grinding wheel is brought into contact with the processing surface of the hard substrate and rotated at different rotation speeds to scratch the processing surface of the hard substrate and form on the matte surface;
The processed surface of the rigid substrate該梨land processing step is performed by grinding the configured grinding wheel as the main component of diamond abrasive grains, seen including and a grinding step for grinding to a predetermined thickness,
The satin finish processing step is performed by a grinding wheel composed mainly of diamond abrasive grains having a particle size of 500 to 1000 μm, and the grinding step is grinding composed mainly of diamond abrasive grains having a particle size of 10 to 50 μm. Carried out with a grinding wheel,
A method for grinding a hard substrate is provided.
また、本発明によれば、被加工物を保持する保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルの保持面に保持された被加工物を研削するための研削砥石を備えた研削ホイールおよび該研削ホイールを回転駆動するための駆動源を備えた研削手段と、該研削手段を該チャックテーブルの保持面に対して垂直な方向に研削送りする研削送り手段と、該チャックテーブルを該研削手段による研削領域と該研削領域から退避する非研削領域とに位置付けるチャックテーブル位置付け手段と、を具備する研削装置において、
該非研削領域には、該チャックテーブルに保持された被加工物の被加工面に傷を付けて梨地面に形成するための梨地加工工具を備えた梨地加工手段が配設されており、
該梨地加工工具は、粒径が500〜1000μmのダイヤモンド砥粒を主成分として構成された研削砥石を備え被加工物の被加工面に接触し該チャックテーブルと異なる回転速度で回転せしめられるように構成され、
該研削ホイールは、粒径が10〜50μmのダイヤモンド砥粒を主成分として構成された研削砥石を備えている、
ことを特徴とする研削装置が提供される。
According to the present invention, a chuck table having a holding surface for holding a workpiece, a grinding wheel having a grinding wheel for grinding the workpiece held on the holding surface of the chuck table, and the grinding wheel Grinding means having a drive source for rotationally driving the grinding wheel, grinding feed means for grinding and feeding the grinding means in a direction perpendicular to the holding surface of the chuck table, and the chuck table by the grinding means In a grinding apparatus comprising a grinding table and a chuck table positioning means positioned in a non-grinding region retracted from the grinding region,
In the non-grinding area, a matte finishing means provided with a satin processing tool for scratching the workpiece surface of the workpiece held on the chuck table and forming it on the matte ground is disposed,
The satin processing tool is provided with a grinding wheel composed mainly of diamond abrasive grains having a particle size of 500 to 1000 μm so as to come into contact with the processing surface of the workpiece and be rotated at a rotation speed different from that of the chuck table. Configured,
The grinding wheel includes a grinding wheel composed mainly of diamond abrasive grains having a particle size of 10 to 50 μm.
A grinding device is provided.
本発明による硬質基板の研削方法においては、硬質基板の被加工面に研削砥石を接触させ互いに異なる回転速度で回転することにより硬質基板の被加工面に傷を付けて梨地面に形成する梨地加工工程と、梨地加工工程が実施された硬質基板の被加工面をダイヤモンド砥粒を主成分として構成された研削砥石によって研削し、所定の厚みに研削する研削工程とを含み、梨地加工工程は粒径が500〜1000μmのダイヤモンド砥粒を主成分として構成された研削砥石によって実施し、研削工程は粒径が10〜50μmのダイヤモンド砥粒を主成分として構成された研削砥石によって実施するので、研削砥石によって研削する際には硬質基板の被加工面が梨地面に形成されているため、研削砥石による所謂食い込みが良好となり、研削が開始されるとともに研削加工が進行する。従って、研削砥石が硬質基板の被加工面上で滑り研削送りによる研削砥石の押圧力が高まることによって、硬質基板が破損するという問題を解消することができる。 In the method for grinding a hard substrate according to the present invention, the surface of the hard substrate is formed on the ground surface by scratching the surface to be processed of the hard substrate by bringing the grinding wheel into contact with the surface of the hard substrate and rotating the grindstone at different rotational speeds. process and to ground by configured grinding wheel to be processed surface of the rigid substrate satin finish process is carried out as the main component of diamond abrasive grains, seen including a grinding step for grinding to a predetermined thickness, satin finish step Since the grinding is performed with a grinding wheel composed mainly of diamond abrasive grains having a particle size of 500 to 1000 μm, and the grinding step is performed with a grinding wheel composed mainly of diamond abrasive grains having a particle diameter of 10 to 50 μm, When grinding with a grinding wheel, the work surface of the hard substrate is formed on a satin surface, so that the so-called biting by the grinding wheel is good and grinding starts. Both grinding progresses. Therefore, the problem that the hard substrate is damaged can be solved by increasing the pressing force of the grinding wheel by sliding grinding feed on the processing surface of the hard substrate.
また、本発明による研削装置は、被加工物を保持する保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルの保持面に保持された被加工物を研削するための研削砥石を備えた研削ホイールおよび研削ホイールを回転駆動するための駆動源を備えた研削手段と、該研削手段をチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向に研削送りする研削送り手段と、チャックテーブルを研削手段による研削領域と研削領域から退避する非研削領域とに位置付けるチャックテーブル位置付け手段とを具備し、該非研削領域にチャックテーブルに保持された被加工物の被加工面に傷を付けて梨地面に形成するための梨地加工工具を備えた梨地加工手段を配設されており、梨地加工工具は、粒径が500〜1000μmのダイヤモンド砥粒を主成分として構成された研削砥石を備え被加工物の被加工面に接触し該チャックテーブルと異なる回転速度で回転せしめられるように構成され、研削ホイールは、粒径が10〜50μmのダイヤモンド砥粒を主成分として構成された研削砥石を備えているので、研削砥石によって被加工物の被加工面に傷を付けて梨地面に形成する梨地加工工程と、梨地加工工程が実施された被加工物の被加工面を研削砥石によって研削し所定の厚みに研削する研削工程とを1台の研削装置によって実施することができる。 A grinding device according to the present invention includes a chuck table having a holding surface for holding a workpiece, a grinding wheel having a grinding wheel for grinding the workpiece held on the holding surface of the chuck table, and Grinding means having a drive source for rotationally driving the grinding wheel, grinding feed means for grinding and feeding the grinding means in a direction perpendicular to the holding surface of the chuck table, and a grinding area by the grinding means A satin surface for forming a ground surface by scratching a work surface of a work piece held by the chuck table in the non-grinding region and having a chuck table positioning means positioned in a non-grinding region retracted from the grinding region processing is disposed a satin finish means having a tool, satin finish tool, configured as a main component diamond abrasive grains having a grain size is 500~1000μm The grinding wheel is configured to come into contact with the work surface of the work piece and to be rotated at a rotation speed different from that of the chuck table, and the grinding wheel has diamond abrasive grains having a particle size of 10 to 50 μm as a main component. Since it is equipped with a configured grinding wheel, the surface of the workpiece that has been subjected to the matte finishing process is formed on the matte surface by scratching the workpiece surface of the workpiece with the grinding wheel. And a grinding process of grinding to a predetermined thickness with a grinding wheel can be carried out by a single grinding apparatus.
以下、本発明による硬質基板の研削方法および研削装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して更に詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a method and apparatus for grinding a hard substrate according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
図1には本発明に従って構成された研削装置の斜視図が示されている。
図1に示す研削装置は、全体を番号2で示す装置ハウジングを具備している。装置ハウジング2は、細長く延在する直方体形状の主部21と、該主部21の後端部(図1において右上端)に設けられ上方に延びる直立壁22とを有している。直立壁22の前面には、上下方向に延びる一対の案内レール221、221が設けられている。この一対の案内レール221、221に研削手段としての研削ユニット3が上下方向に移動可能に装着されている。
FIG. 1 shows a perspective view of a grinding apparatus constructed in accordance with the present invention.
The grinding apparatus shown in FIG. 1 is provided with an apparatus housing generally indicated by
研削ユニット3は、移動基台31と該移動基台31に装着されたスピンドルユニット32を具備している。移動基台31は、後面両側に上下方向に延びる一対の脚部311、311が設けられており、この一対の脚部311、311に上記一対の案内レール221、221と摺動可能に係合する被案内溝312、312が形成されている。このように直立壁22に設けられた一対の案内レール221、221に摺動可能に装着された移動基台31の前面には前方に突出した支持部313が設けられている。この支持部313にスピンドルユニット32が取り付けられる。
The grinding unit 3 includes a moving
スピンドルユニット32は、支持部313に装着されたスピンドルハウジング321と、該スピンドルハウジング321に回転自在に配設された回転スピンドル322と、該回転スピンドル322を回転駆動するための駆動源としてのサーボモータ323とを具備している。回転スピンドル322の下端部はスピンドルハウジング321の下端を越えて下方に突出せしめられており、その下端にはマウンター324が設けられている。このマウンター324の下面に研削ホイール325が装着される。研削ホイール325は、図2に示すように環状の基台326と該基台326の下面に環状に装着された研削砥石327とからなっており、環状の基台326がマウンター324に締結ボルト328によって取付けられる。なお、研削砥石327は、図示の実施形態においては粒径が10〜50μmのダイヤモンド砥粒をビトリファイドボンドで結合して構成されており、下面が研削面327aを形成する。
The
図1に戻って説明を続けると、上記回転スピンドル322には研削水供給通路322aが形成されており、この研削水供給通路322aが研削水供給手段320に接続されている。従って、研削水供給手段320が作動すると、研削水が研削水供給通路322aおよびマウンター324に設けられた図示しない研削水供給穴を通して研削ホイール325を構成する研削砥石327に供給される。
Referring back to FIG. 1, the description will be continued. A grinding water supply passage 322 a is formed in the
図示の研削装置は、上記研削ユニット3を上記一対の案内レール221、221に沿って上下方向(後述するチャックテーブルの保持面と垂直な方向)に移動せしめる研削送り手段4を備えている。この研削送り手段4は、直立壁22の前側に配設され上下上鉛直に延びる雄ねじロッド41を具備している。この雄ねじロッド41は、その上端部および下端部が直立壁22に取り付けられた軸受部材42および43によって回転自在に支持されている。上側の軸受部材42には雄ねじロッド41を回転駆動するための駆動源としてのパルスモータ44が配設されており、このパルスモータ44の出力軸が雄ねじロッド41に伝動連結されている。移動基台31の後面にはその幅方向中央部から後方に突出する連結部(図示していない)も形成されており、この連結部には上下方向に延びる貫通雌ねじ穴が形成されており、この雌ねじ穴に上記雄ねじロッド41が螺合せしめられている。従って、パルスモータ44が正転すると移動基台31即ち研削ユニット3が下降即ち前進せしめられ、パルスモータ44が逆転すると移動基台31即ち研削ユニット3が上昇即ち後退せしめられる。
The illustrated grinding apparatus includes grinding feed means 4 for moving the grinding unit 3 in the vertical direction (direction perpendicular to a holding surface of a chuck table described later) along the pair of
図1および図3を参照して説明を続けると、ハウジング2の主部21の後半部には略矩形状の作業部211が設けられており、この作業部211にはチャックテーブル機構5が配設されている。チャックテーブル機構5は、図3に示すように上記作業部211の前後方向(直立壁22の前面に垂直な方向)である矢印51aおよび51bで示す方向に延在する一対の案内レール51、51と、該一対の案内レール51、51上に摺動自在に載置された移動基台52と、該移動基台52上に円筒部材53によって支持されたカバーテーブル54と、上面に被加工物を保持する保持面551を有するチャックテーブル55を具備している。
Continuing with reference to FIG. 1 and FIG. 3, a substantially rectangular working
図3に示すように、カバーテーブル54は中央に開口541を備えており、該開口541の周囲が円筒部材53の上端に適宜の固定手段によって取り付けられる。チャックテーブル55は、円筒部材53に回転可能に支持され、カバーテーブル54の中央に形成された開口541を通して配設される。このチャックテーブル55は、円筒部材53内に配設されたサーボモータ(図示せず)によって回転せしめられる。なお、チャックテーブル55は、図示しない吸引手段に接続されている。従って、チャックテーブル55を図示しない吸引手段に選択的に連通することにより、保持面551上に載置された被加工物を吸引保持する。
As shown in FIG. 3, the cover table 54 has an
図3を参照して説明を続けると、図示の研削装置は、上記チャックテーブル機構5を一対の案内レール51、51に沿って矢印51aおよび51bで示す方向に移動せしめるチャックテーブル位置付け手段56を具備している。チャックテーブル位置付け手段56は、一対の案内レール51間に配設され案内レール51と平行に延びる雄ねじロッド561と、該雄ねじロッド561を回転駆動するサーボモータ562を具備している。雄ねじロッド561は、上記移動基台52に設けられたねじ穴521と螺合して、その先端部が一対の案内レール51、51間に配設された軸受部材563によって回転自在に支持されている。サーボモータ562は、その駆動軸が雄ねじロッド561の基端と伝動連結されている。従って、サーボモータ562が正転すると移動基台52即ちチャックテーブル55が矢印51aで示す方向に移動し、サーボモータ562が逆転すると移動基台52即ちチャックテーブル6が矢印51bで示す方向に移動せしめられる。このチャックテーブル位置付け手段56は、チャックテーブル6を図3において2点鎖線で示す研削域(図1における研削領域25)と図3において実線で示すように該研削領域25から退避する非研削領域(図1における非研削領域24)に選択的に位置付ける。
3, the illustrated grinding apparatus includes chuck table positioning means 56 that moves the
図1に戻って説明を続けると、上記チャックテーブル機構5を構成するカバーテーブル54の移動方向両側には、横断面形状が逆チャンネル形状であって、上記一対の案内レール51、51や雄ねじロッド561およびサーボモータ562等を覆っている蛇腹手段61および62が付設されている。蛇腹手段61および62はキャンパス布の如き適宜の材料から形成することができる。蛇腹手段61の前端は作業部211の前面壁211aに固定され、後端はチャックテーブル機構5のカバーテーブル54の前端面に固定されている。蛇腹手段62の前端はチャックテーブル機構5のカバーテーブル54の後端面に固定され、後端は装置ハウジング2の直立壁22の前面22aに固定されている。チャックテーブル55が矢印51aで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段61が伸張されて蛇腹手段62が収縮され、チャックテーブル55が矢印51bで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段61が収縮されて蛇腹手段62が伸張せしめられる。
Returning to FIG. 1, the description will be continued. On both sides in the moving direction of the cover table 54 constituting the
図示の実施形態における研削装置は、上記非研削領域24に位置付けられたチャックテーブル55の上面である保持面551に保持された被加工物の上面である被加工面に傷を付けて梨地面に形成する梨地加工機構7を具備している。この梨地加工機構7は、装置ハウジング2の主部21の両側部に対向して配設された一対の支持部材71、71を具備している。この一対の支持部材71、71間には水平に配設された案内ロッド72が固定されおり、該案内ロッド72に滑動ブロック73が摺動可能に装着されている。即ち、滑動ブロック73には案内ロッド72が挿通せしめられる貫通穴が形成されており、この貫通穴を案内ロッド72に嵌挿することにより、滑動ブロック73は案内ロッド72に摺動可能に支持される。上記一対の支持部材71、71間には案内ロッド72の下方に平行に配設された雄ねじロッド74が回転可能に装着されている。この雄ねじロッド74は滑動ブロック73に形成された雌ねじ穴に螺合せしめられており、その一端が一対の支持部材71、71の一方に装着された電動モータ75に伝動連結されている。電動モータ75が正転駆動され雄ねじロッド74が所定方向に回転せしめられると、滑動ブロック73は矢印73aで示す方向に移動せしめられる。また、電動モータ75が逆転駆動され雄ねじロッド74が所定方向と反対方向に回転せしめられると、滑動ブロック73は矢印73bで示す方向に移動せしめられる。
The grinding apparatus in the illustrated embodiment scratches the work surface, which is the upper surface of the work piece held by the holding
上記滑動ブロック73の前面には上下方向に案内レール731が形成されており、該案内レール731に沿って梨地加工手段76が移動可能に配設されている。梨地加工手段76は、案内レール731に嵌合する被案内溝761aを備えたケース761を備え、被案内溝761aを案内レール731に嵌合することにより案内レール731に沿って移動可能に支持される。なお、ケース761と滑動ブロック73との間にはエアシリンダ等の昇降手段(図示せず)が配設されており、該昇降手段によってケース761は案内レール731に沿って昇降せしめられる。ケース761内には電動モータが配設されていて、その出力軸762がケース761の下方に突出せしめられている。この出力軸762に梨地加工工具763が装着されている。この梨地加工工具763は、図4に示すように環状の基台764と該基台764の下面に環状に装着された研削砥石765とからなっており、環状の基台764が図示しない電動モータの出力軸762に装着されたマウンター766に締結ボルト767によって取付けられる。なお、研削砥石765は、図示の実施形態においては粒径が500〜1000μmのダイヤモンド砥粒をメタルボンドで結合して構成されており、下面が研削面765aを形成する。
A
図示の実施形態における研削装置は、非研削領域24に位置付けられたチャックテーブル55に保持された被加工物および/またはチャックテーブル55の保持面551に洗浄水を供給する洗浄水供給手段8を具備している。この洗浄水供給手段8は、装置ハウジング2の主部21の中間部に配設された洗浄水噴射ノズル81を備えており、該洗浄水噴射ノズル81から非研削領域24に位置付けられたチャックテーブル55の上面である保持面551に向けて洗浄水としての純水を噴出するように構成されている。
The grinding apparatus in the illustrated embodiment includes cleaning water supply means 8 for supplying cleaning water to the workpiece held on the chuck table 55 positioned in the
図1を参照して説明を続けると、装置ハウジング2の主部21における前半部上には、第1のカセット11と、第2のカセット12と、被加工物仮載置手段13と、被加工物洗浄手段14と、被加工物搬送手段15と、被加工物搬入手段16および被加工物搬出手段17が配設されている。第1のカセット11は研削加工前の被加工物を収納し、装置ハウジング2の主部21におけるカセット搬入域に載置される。第2のカセット12は装置ハウジング2の主部21におけるカセット搬出域に載置され、研削加工後の被加工物を収納する。被加工物仮載置手段13は第1のカセット11と非研削領域24との間に配設され、研削加工前の被加工物を仮載置し中心合わせする。被加工物洗浄手段14は非研削領域24と第2のカセット12との間に配設され、研削加工後の被加工物を洗浄する。被加工物搬送手段15は第1のカセット11と第2のカセット12との間に配設され、第1のカセット11内に収納された被加工物を被加工物仮載置手段13に搬出するとともに被加工物洗浄手段14で洗浄された被加工物を第2のカセット12に搬送する。被加工物搬入手段16は被加工物仮載置手段13と非研削領域24との間に配設され、被加工物仮載置手段13上に載置された研削加工前の被加工物を非研削領域24に位置付けられたチャックテーブル機構5のチャックテーブル55上に搬送する。被加工物搬出手段17は非研削領域24と被加工物洗浄手段14との間に配設され、非研削領域24に位置付けられたチャックテーブル55上に載置されている研削加工後の被加工物を被加工物洗浄手段14に搬送する。
The description will be continued with reference to FIG. 1. On the front half of the
図示の実施形態における研削装置は以上のように構成されており、以下その作用について主に図1を参照して説明する。
図5の(a)および(b)には、本発明による硬質基板の加工方法に従って加工される光デバイスウエーハの斜視図および要部を拡大して示す断面図が示されている。図5の(a)および(b)に示す光デバイスウエーハ10は、例えば厚みが400μmのサファイア基板100の表面100aに窒化物半導体からなる光デバイス層としての発光層(エピ層)110が5μmの厚みで積層されている。そして、発光層(エピ層)110が格子状に形成された複数のストリート120によって区画された複数の領域に発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイス130が形成されている。このように形成された光デバイスウエーハ10を構成するサファイア基板100の裏面100bを研削するには、サファイア基板100の表面100aに形成された光デバイス130を保護するために、図6の(a)および(b)に示すように発光層(エピ層)110の表面110aに保護部材Tを貼着する。なお、保護部材Tは、図示の実施形態においては厚さが100μmのポリ塩化ビニル(PVC)からなるシート基材の表面にアクリル樹脂系の糊が厚さ5μm程度塗布されている。このようにして発光層(エピ層)110の表面110aに保護部材Tが貼着された光デバイスウエーハ10は、サファイア基板100の裏面100bを上側にして第1のカセット11に収容される。このようにして研削加工前の光デバイスウエーハ10を収容した第1のカセット11は、図1に示すようにカセット搬入域に載置される。
The grinding apparatus in the illustrated embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described mainly with reference to FIG.
5A and 5B show a perspective view of an optical device wafer processed according to the method for processing a hard substrate according to the present invention and a cross-sectional view showing an enlarged main part. An
上述したように、カセット搬入域に載置された第1のカセット11に収容された光デバイスウエーハ10を研削するには、被加工物搬送手段15を作動して第1のカセット11に収容された研削加工前の被加工物としての光デバイスウエーハ10を搬出し、被加工物仮載置手段13に載置する。被加工物仮載置手段13に載置された光デバイスウエーハ10は、ここで中心合わせが行われた後に被加工物搬入手段16によって非研削領域24に位置付けられているチャックテーブル機構5のチャックテーブル55の保持面551上に載置される。光デバイスウエーハ10がチャックテーブル55上に載置されたならば、図示しない吸引手段を作動することにより、光デバイスウエーハ10は保護部材Tを介してチャックテーブル55の保持面551上に吸引保持される。このようにして、チャックテーブル55上に光デバイスウエーハ10を吸引保持したならば、梨地加工機構7を作動して非研削領域24に位置付けられたチャックテーブル55の上面である保持面551の保持されているサファイア基板100の裏面100bに傷を付けて梨地面に形成する梨地加工工程を実施する。
As described above, in order to grind the
梨地加工工程は、図7に示すようにチャックテーブル55を矢印55aで示す方向に例えば100rpmの回転速度で回転するとともに、梨地加工手段76の梨地加工工具763を矢印763aで示す方向に例えば1000rpmの回転速度で回転する。そして、梨地加工工具763を下降せめ例えば1〜1.5μm/秒の送り速度で移動するとともに、梨地加工工具763を矢印73aおよび73bで示す方向に光デバイスウエーハ10を構成するサファイア基板100の裏面100b(上面)に沿って例えば10秒間で1往復する加工送りを実施する。この結果、サファイア基板100の裏面100bには梨地加工工具763を構成する研削砥石765の研削面765aが作用して、サファイア基板100の裏面100bが梨地加工される。この梨地加工工程において梨地加工する研削砥石765は上述したように粒径が500〜1000μmという大きい粒径のダイヤモンド砥粒をメタルボンドで結合して構成されているので、サファイア基板100の裏面100bが鏡面に形成されていても所謂食い込みが良く、滑ることなく、図8に示すように容易に梨地面に形成することができる。なお、梨地加工工程における加工量は図示の実施形態においては10μmに設定されている。従って、梨地加工工程が実施された光デバイスウエーハ10を構成するサファイア基板100の厚みは、390μmとなる。
As shown in FIG. 7, the matte finishing process rotates the chuck table 55 in the direction indicated by the
上述した梨地加工工程を実施したならば、梨地加工手段76を待機位置に位置付け、チャックテーブル位置付け手段56を作動してチャックテーブル55を矢印51aで示す方向に移動し、図3において2点鎖線で示す研削域(図1における研削域25)に位置付ける。チャックテーブル55が研削域25に位置付けられたならば、梨地加工工程が実施された光デバイスウエーハ10を構成するサファイア基板100の裏面100bをダイヤモンド砥粒を主成分として構成された研削砥石によって研削し、所定の厚みに研削する研削工程を実施する。
When the above-described satin finishing process is performed, the satin finishing means 76 is positioned at the standby position, the chuck table positioning means 56 is operated, and the chuck table 55 is moved in the direction indicated by the
研削工程は、図9に示すようにチャックテーブル55を矢印55aで示す方向に例えば750rpmの回転速度で回転するとともに、研削ホイール325を矢印325aで示す方向に例えば1000rpmの回転速度で回転する。そして、研削送り手段4のパルスモータ44を正転駆動して研削ホイール325を矢印325bで示す方向に例えば1〜1.5μm/秒の研削送り速度で研削送りし、研削砥石327の研削面327aが被加工面であるサファイア基板100の裏面100b(上面)に接触した位置から例えば290μm研削送りする。この結果、サファイア基板100の裏面100bが研削され、サファイア基板100は図示の実施形態においては厚みが100μmに形成される。この研削工程においては、研削水供給手段320を作動して研削水を研削水供給通路322aおよびマウンター324に設けられた図示しない研削水供給穴を通して研削ホイール325を構成する研削砥石327による研削加工部に供給される。このようにして実施される研削工程においては、被加工面であるサファイア基板100の裏面100bが上述したように梨地面に形成されているので、研削砥石327による所謂食い込みが良好となり、上述したように粒径が10〜50μmという細かいダイヤモンド砥粒をビトリファイドボンドで結合して構成した研削砥石327であっても研削が開始されるとともに研削加工が進行する。従って、研削砥石327が硬質基板であるサファイア基板100の裏面100b(上面)で滑り研削送りによる研削砥石327の押圧力が高まることによって、サファイア基板100が破損するという問題を解消することができる。
In the grinding process, as shown in FIG. 9, the chuck table 55 is rotated in the direction indicated by the
上述した研削工程を実施したならば、研削送り手段4のパルスモータ44を逆転駆動してスピンドルユニット32を待機位置まで上昇させ研削ホイール325の回転を停止するとともに、チャックテーブル55の回転を停止する。
When the above-described grinding process is performed, the
次に、チャックテーブル位置付け手段56を作動して、上述したようにサファイア基板100の裏面100bが研削加工された光デバイスウエーハ10を吸引保持しているチャックテーブル55を非研削領域(図1における非研削領域24)に位置付ける。チャックテーブル55を非研削領域24に位置付けたならば、洗浄水供給手段8を作動して洗浄水噴射ノズル81からチャックテーブル55に保持されている研削加工後の光デバイスウエーハ10を構成するサファイア基板100の裏面100b(被加工面)に洗浄水(純水)を噴射して、サファイア基板100の裏面100bである被加工面を洗浄する。この洗浄によって、サファイア基板100の裏面100bである被加工面に付着している研削屑を含む研削水を簡易的に除去する(簡易洗浄工程)。このようにして簡易洗浄工程を実施したならば、チャックテーブル55による光デバイスウエーハ10の吸引保持を解除する。そして、ウエーハ搬出手段17を作動して光デバイスウエーハ10をチャックテーブル55から搬出し、洗浄手段14に搬送する。洗浄手段14に搬送された光デバイスウエーハ10は、ここで洗浄され(洗浄工程)、その後、被加工物搬送手段15よって第2のカセット12の所定位置に収納される。
Next, the chuck table positioning means 56 is actuated to bring the chuck table 55 holding the
2:研削装置の装置ハウジング
3:研削ユニット
32:スピンドルユニット
322:回転スピンドル
325:研削ホイール
327:研削砥石
4:研削送り手段
5:チャックテーブル機構
55:チャックテーブル
56:チャックテーブル位置付け手段
7:梨地加工機構
76:梨地加工手段
763:梨地加工工具
766:研削砥石
10:光デバイスウエーハ
100:サファイア基板
11:第1のカセット
12:第2のカセット
13:被加工物仮載置手段
14:洗浄手段
15:ウエーハ搬送手段
16:ウエーハ搬入手段
17:ウエーハ搬出手段
2: Grinding device housing 3: Grinding unit 32: Spindle unit 322: Rotating spindle 325: Grinding wheel 327: Grinding wheel 4: Grinding feed means 5: Chuck table mechanism 55: Chuck table 56: Chuck table positioning means 7: Pear finish Machining mechanism 76: satin finish processing means 763: satin finish processing tool 766: grinding wheel 10: optical device wafer 100: sapphire substrate 11: first cassette 12: second cassette 13: workpiece temporary placement means 14: cleaning means 15: Wafer carrying means 16: Wafer carrying means 17: Wafer carrying means
Claims (2)
硬質基板の被加工面に研削砥石を接触させ互いに異なる回転速度で回転することにより硬質基板の被加工面に傷を付けて梨地面に形成する梨地加工工程と、
該梨地加工工程が実施された硬質基板の被加工面をダイヤモンド砥粒を主成分として構成された研削砥石によって研削し、所定の厚みに研削する研削工程と、を含み、
該梨地加工工程は粒径が500〜1000μmのダイヤモンド砥粒を主成分として構成された研削砥石によって実施し、該研削工程は粒径が10〜50μmのダイヤモンド砥粒を主成分として構成された研削砥石によって実施する、
ことを特徴とする硬質基板の研削方法。 A method of grinding a hard substrate to form a predetermined thickness by grinding a work surface of the hard substrate,
A matte processing step in which a grinding wheel is brought into contact with the processing surface of the hard substrate and rotated at different rotation speeds to scratch the processing surface of the hard substrate and form on the matte surface;
The processed surface of the rigid substrate該梨land processing step is performed by grinding the configured grinding wheel as the main component of diamond abrasive grains, seen including and a grinding step for grinding to a predetermined thickness,
The satin finish processing step is performed by a grinding wheel composed mainly of diamond abrasive grains having a particle size of 500 to 1000 μm, and the grinding step is grinding composed mainly of diamond abrasive grains having a particle size of 10 to 50 μm. Carried out with a grinding wheel,
A method for grinding a hard substrate.
該非研削領域には、該チャックテーブルに保持された被加工物の被加工面に傷を付けて梨地面に形成するための梨地加工工具を備えた梨地加工手段が配設されており、
該梨地加工工具は、粒径が500〜1000μmのダイヤモンド砥粒を主成分として構成された研削砥石を備え被加工物の被加工面に接触し該チャックテーブルと異なる回転速度で回転せしめられるように構成され、
該研削ホイールは、粒径が10〜50μmのダイヤモンド砥粒を主成分として構成された研削砥石を備えている、
ことを特徴とする研削装置。 A chuck table having a holding surface for holding a workpiece, a grinding wheel having a grinding wheel for grinding the workpiece held on the holding surface of the chuck table, and for rotating the grinding wheel Grinding means provided with a drive source, grinding feed means for grinding and feeding the grinding means in a direction perpendicular to the holding surface of the chuck table, grinding area by the grinding means, and retreating from the grinding area A chuck table positioning means positioned in the non-grinding region, and a grinding apparatus comprising:
In the non-grinding area, a matte finishing means provided with a satin processing tool for scratching the workpiece surface of the workpiece held on the chuck table and forming it on the matte ground is disposed,
The satin processing tool is provided with a grinding wheel composed mainly of diamond abrasive grains having a particle size of 500 to 1000 μm so as to come into contact with the processing surface of the workpiece and be rotated at a rotation speed different from that of the chuck table. Configured,
The grinding wheel includes a grinding wheel composed mainly of diamond abrasive grains having a particle size of 10 to 50 μm.
A grinding apparatus characterized by that.
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