JP5850759B2

JP5850759B2 - 研削装置

Info

Publication number: JP5850759B2
Application number: JP2012025827A
Authority: JP
Inventors: 滋安藤; 政明長嶋
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-02-09
Filing date: 2012-02-09
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2032-02-09
Also published as: JP2013158902A

Description

本発明は、粘着シートを介して環状フレームに支持された被加工物を研削するフレーム研削用研削装置に関する。

半導体ウエーハ等のウエーハの裏面の研削に主に用いられる研削装置は、ウエーハを保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削手段を備えており、ウエーハの表面側を保護テープを介してチャックテーブルで保持してその裏面を露出させ、裏面に対して研削手段の研削砥石を摺動することにより研削が実施される。

一方、チャックテーブルの吸引保持面とは異なる形状の被加工物を研削する場合や、複数の被加工物を同時に研削する場合、又は研削後のハンドリングが非常に難しい被加工物を研削する場合等では、粘着シート上に被加工物を貼着し、粘着シートを介して被加工物を環状フレームに装着した状態で被加工物を研削することがある。このような研削の態様は、所謂フレーム研削と称される。

フレーム研削では、環状フレームがねじ止め、クランプ等によりチャックテーブルの保持面より下方に引き落とされて固定される。これにより、環状フレームが研削ホイールと接触せずに被加工物を研削することができる。

特開平６−３０２５６９号公報特開２００４−２４７６６０号公報

ところが、ねじ止め、クランプ不良等により環状フレームが正しく固定されない場合がある。環状フレームが正常に固定されずに保持面の上面高さ位置より環状フレームを固定する固定手段の上面が上方に浮き上がった状態で研削が遂行されると、被加工物とともに固定手段や環状フレームを研削ホイールで研削し、研削ホイールと固定手段や環状フレームが破損してしまうという問題がある。

本発明はこのような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、環状フレームの固定不良による研削ホイールと固定手段や環状フレームの破損を防止可能な研削装置を提供することである。

本発明によると、被加工物が粘着シート上に貼着されるとともに該粘着シートを介して環状フレームに装着された形態の被加工物ユニットの該被加工物を研削する研削装置であって、被加工物を保持する保持面を有し、該被加工物ユニットの被加工物を該粘着シートを介して保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物が該粘着シートを介して装着された該環状フレームを支持する支持部と、該支持部の上方から該支持部に支持された該環状フレームを該支持部とともに挟持する押さえ部とからなり、該押さえ部の上面が該チャックテーブルの保持面より下方となるように該環状フレームを固定するフレーム固定手段と、該チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削ホイールを回転可能に支持する研削手段と、該押さえ部の上面が該チャックテーブルの該保持面よりも下方に位置付けられているか否かを検出するフレーム検出手段と、を具備したことを特徴とする研削装置が提供される。

好ましくは、研削装置は、前記チャックテーブルに保持された被加工物の研削前の上面高さ位置を検出するとともに、前記研削手段で被加工物を研削している間に被加工物の上面高さ位置を検出する高さ位置検出手段を更に具備し、前記フレーム検出手段は、該高さ位置検出手段で兼用される。

本発明の研削装置は、環状フレーム上面及びフレーム固定手段の押さえ部の上面がチャックテーブルの保持面よりも下方に位置付けられているか否かを検出するフレーム検出手段を備えるため、環状フレームの固定不良を検出でき、環状フレームの固定不良に起因する研削ホイール及び環状フレームの破損を防止できる。

本発明実施形態に係る研削装置の斜視図である。フレーム固定ユニットの分解斜視図である。図２のＡ−Ａ線断面図である。図２のＢ−Ｂ線断面図である。環状フレームをフレーム固定ユニットによってチャックテーブルに固定する様子を示す分解斜視図である。フレーム固定ユニットの高さ位置を検出している様子を示す一部断面側面図である。研削装置による研削工程を示す一部断面側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明実施形態に係る研削装置２の斜視図が示されている。研削装置２は、作業者がマニュアルで被加工物をチャックテーブル上に搭載するマニュアルタイプの研削装置である。４は研削装置２のベースであり、ベース４の後方にはコラム６が立設されている。コラム６には、上下方向に伸びる一対のガイドレール８が固定されている。

この一対のガイドレール８に沿って研削ユニット（研削手段）１０が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット１０は、スピンドルハウジング１２と、スピンドルハウジング１２を保持する支持部１４を有しており、支持部１４が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動する移動基台１６に取り付けられている。

研削ユニット１０は、スピンドルハウジング１２中に回転可能に収容されたスピンドル１８と、スピンドル１８を回転駆動するモータ２０と、スピンドル１８の先端に固定されたホイールマウント２２と、ホイールマウント２２に着脱可能に装着された研削ホイール２４とを含んでいる。

研削装置２は、研削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ３０とパルスモータ３２とから構成される研削ユニット送り機構３４を備えている。パルスモータ３２を駆動すると、ボールねじ３０が回転し、移動基台１６が上下方向に移動される。

ベース４の上面には凹部４ａが形成されており、この凹部４ａにチャックテーブル機構３６が配設されている。チャックテーブル機構３６はチャックテーブル３８を有し、図示しない移動機構により被加工物着脱位置Ａと、研削ユニット１０に対向する研削位置Ｂとの間でＹ軸方向に移動される。

チャックテーブル３８には、後で詳細に説明するフレーム固定ユニットを構成する環状の支持枠４４が装着されている。４６は蛇腹である。ベース４の前方側には、研削装置２の作業者が研削条件等を入力する操作パネル４８が配設されている。

ベース４の中間部分には、研削中の被加工物の高さ位置を検出する接触式のハイトゲージ５０が回動可能に装着されている。ハイトゲージ５０は、後述するフレーム固定ユニットの上面及び環状フレームＦの上面がチャックテーブル３８の保持面よりも下方に位置付けられているか否かを検出するフレーム検出手段を兼用する。

次に、図２乃至図５を参照して、本発明実施形態に係るフレーム固定ユニット５５について詳細に説明する。図２を参照すると、フレーム固定ユニット５５の分解斜視図が示されている。

チャックテーブル３８は金属製の枠体４０と、枠体４０に囲繞されたポーラスセラミックス等から形成された吸引保持部４２を有している。吸引保持部４２の保持面４２ａは枠体４０の上面と面一に形成されている。枠体４０は環状の支持枠４４を支持する上面よりも所定高さ低い支持面４０ａを有している。

固定ユニット５５は、チャックテーブル３８の外周側に固定され、ウエーハ１１が装着された環状フレームＦを支持する環状の支持枠４４と、支持枠４４に支持された環状フレームＦを押さえる押さえリング５２とから構成される。

押さえリング５２は、環状フレームＦを押さえる鍔状の押さえ部６０と、支持枠４４に着脱可能に係合する係合部６２とを有している。一方、支持枠４４は、押さえリング５２の係合部６２に係合して押さえリングを固定する固定部５４と、環状フレームＦを支持するフレーム支持部４４ａと、押さえリング５２を支持するリング支持部４４ｂとを有している。

固定部５４は図示の実施形態では対向する位置に二つ配設されているが、三つ以上配設されていてもよい。環状の支持枠４４は、チャックテーブル３８の外周側に所定の間隔をもってはめられ、複数のねじ５８によってチャックテーブル３８の枠体４０の支持面４０ａに固定される。尚、ねじ５８の頭は支持面４４ａから突出しないように埋設される。

図３を参照すると、図２のＡ−Ａ線断面図が示されている。押さえリング５２の係合部６２は係合溝から構成される。係合溝６２は、上部壁６２ａと下部壁６２ｂを備え、上部壁６２ａは水平面に形成され、下部壁６２ｂは内周側に向かって下降する斜面に形成されている。

本実施形態の研削装置２では、被加工物１１はチャックテーブル３８の保持面４２ａと異なる形状をしているため、被加工物１１が粘着シートＴに貼着され、粘着シートＴの外周部が環状フレームＦに装着された被加工物ユニット１３としてチャックテーブル３８上に載置され、後述するフレーム固定ユニット５５により固定される。

図４を参照すると、図２のＢ−Ｂ線断面図が示されている。支持枠４４の固定部５４は、押さえリング５２の係合部６２に係合する爪部６８と、爪部６８を水平方向に移動して爪部６８を係合溝６２に密着させる機能を有する爪駆動部７０とを備えている。爪部６８の下面６８ａは、図３に示した係合溝６２の下部壁６２ｂの斜面に対応した傾斜を有している。

爪駆動部７０は、つまみ５６にねじ６４が連結され、押さえリング５２を支持する部分であるリング支持部４４ｂの側部に形成された貫通孔４４ｃにねじ６４が貫通するとともに、ねじ６４に爪部６８の基部６６が螺合して構成されている。つまみ５６を回転することにより、基部６６が水平方向に移動し、これに伴い爪部６８も水平方向に移動する。

図５に示すように、チャックテーブル３８の吸引保持部４２の形状と相違する被加工物１１は、粘着シートＴに貼着され、粘着シートＴの外周部が環状フレームＦに装着された被加工物ユニット１３としてチャックテーブル３８上に載置され、フレーム固定ユニット５５により環状フレームＦが固定される。

環状フレームＦの内径はチャックテーブル３８の枠体４０の外径より大きく、環状フレームＦはチャックテーブル３８に固定された支持枠４４のフレーム支持部４４ｂ上に載置され、更にその上から押さえリング５２に押さえられ、支持枠４４のフレーム支持部４４ｂと押さえリング５２の押さえ部６０によって挟持される。

次いで、つまみ５６を時計回り方向に回転して爪部６８を図４で右方向に移動していくと、爪部６８の下面６８ａが係合部６２の下部壁６２ｂに密着し、爪部６８と係合部６２が係合するため、押さえリング５２が支持枠４４に固定される。

その結果、環状フレームＦが支持枠４４と押さえリング５２とによってがっちりと挟持されて固定される。この状態においては、図６に示すように、環状フレームＦは吸引保持部４２の保持面４２ａより下の位置で固定され、且つ、押さえリング５２の押さえ部６０の上面がチャックテーブル３８の保持面４２ａより僅かに下の位置となるように固定される。

本実施形態の研削装置２では、被加工物ユニット１３の被加工物１１をチャックテーブル３８の吸引保持部４２で粘着シートＴを介して吸引保持し、環状フレームＦをフレーム固定ユニット５５で固定した後、被加工物１１の研削を実施する前に、ハイトゲージ５０を回動して被加工物１１の上面高さ位置を測定する。

更に、押さえリング５２の上面高さ位置を測定し、押さえリング５２の高さ位置がチャックテーブル３８の保持面４２ａの高さより低いか、即ち環状フレームＦがフレーム固定ユニット５５により正常に保持されているか否かを検出する。

押さえリング５２の上面高さは複数点で測定するのが望ましく、例えば四点で測定して、押さえリング５２の高さ位置がチャックテーブル３８の保持面４２ａの高さより低いか否かを検出する。また、押さえ部６０が一番押さえられるので、押さえ部６０以外の部位の押さえリング５２の上面高さを測定するのが好ましい。

押さえリング５２の上面高さがチャックテーブル３８の保持面４２ａの高さより高いと検出された場合には、環状フレームＦが正常に固定されていないことになり、この場合には作業者が被加工物ユニット１３の環状フレームＦの固定作業をもう一度やり直す。

上述した実施形態では、環状の支持枠４４と押さえリング５２で環状フレームＦを挟持して環状フレームＦを固定しているが、切削装置で通常使用されるフレームクランプと同様な複数のクランプで被加工物ユニット１３の環状フレームＦを固定するようにしてもよい。この場合には、ハイトゲージ５０でクランプの上面高さ位置を測定し、クランプの上面高さ位置が保持面４２ａより低いか否かを検出する。

次に、図７を参照して、被加工物１１が粘着シートＴを介してチャックテーブル３８に吸引保持され、環状フレームＦがフレーム固定ユニット５５により固定されている被加工物１１の研削作業について説明する。

被加工物１１を吸引保持したチャックテーブル３８を図１に示す研削位置Ｂに移動する。そしてチャックテーブル３８を矢印ａで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール２４を矢印ｂで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、研削ユニット送り機構３４を駆動して研削ホイール２４の研削砥石２８を被加工物１１の被研削面に接触させる。

そして、研削ホイール２４を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。ハイトゲージ５０で被加工物１１の上面高さを測定しながら、被加工物１１を所望の厚さ、例えば１００μｍに研削する。

上述した実施形態の研削装置２によると、環状フレームＦの上面及びフレーム固定ユニット５５の上面がチャックテーブル３８の保持面４２ａよりも下方に位置付けられているか否かを検出するフレーム検出手段をハイトゲージ５０で兼用しているため、研削中の被加工物の上面高さをハイトゲージ５０で測定できるとともに、環状フレームＦの固定不良をハイトゲージ５０の測定により検出でき、環状フレームＦの固定不良に起因する研削ホイール２４及び環状フレームＦの破損を防止することができる。

２研削装置
１０研削ユニット
１１被加工物
Ｔ粘着シート
Ｆ環状フレーム
１３加工物ユニット
２４研削ホイール
２８研削砥石
３８チャックテーブル
４２ａ保持面
４４支持枠
５０ハイトゲージ
５２押さえリング
５５フレーム固定ユニット

Claims

被加工物が粘着シート上に貼着されるとともに該粘着シートを介して環状フレームに装着された形態の被加工物ユニットの該被加工物を研削する研削装置であって、
被加工物を保持する保持面を有し、該被加工物ユニットの被加工物を該粘着シートを介して保持するチャックテーブルと、
該チャックテーブルに保持された被加工物が該粘着シートを介して装着された該環状フレームを支持する支持部と、該支持部の上方から該支持部に支持された該環状フレームを該支持部とともに挟持する押さえ部とからなり、該押さえ部の上面が該チャックテーブルの保持面より下方となるように該環状フレームを固定するフレーム固定手段と、
該チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削ホイールを回転可能に支持する研削手段と、
該押さえ部の上面が該チャックテーブルの該保持面よりも下方に位置付けられているか否かを検出するフレーム検出手段と、
を具備したことを特徴とする研削装置。
前記チャックテーブルに保持された被加工物の研削前の上面高さ位置を検出するとともに、前記研削手段で被加工物を研削している間に被加工物の上面高さ位置を検出する高さ位置検出手段を更に具備し、
前記フレーム検出手段は、該高さ位置検出手段で兼用されることを特徴とする請求項１記載の研削装置。