JP5912696B2 - 研削方法 - Google Patents

Description

本発明は、研削砥石の研削面を目立てするとともに板状物の研削を行う研削方法に関する。

半導体ウェーハ、金属板などの各種被加工物は、研削装置によって研削されて所定の厚さに加工された後に分割されてデバイスとなる。研削装置においては、被加工物に対して回転する研削砥石の研削面を当接させることにより被加工物の研削が行われる。かかる研削を行うと、研削砥石の研削面には目詰まりが生じやすく、この目詰まりにより研削能力が低下するため、研削砥石の研磨面を頻繁にドレッシングする必要がある。

例えば、金属板など靭性が高い被加工物を研削する場合には、研削砥石に目詰まりが生じやすいため、所定枚数の被加工物を研削するごとに、研削砥石の目立てのためのドレッシングを行なう必要がある。

そこで、ドレッサーボードをチャックテーブルの近傍に配置し、研削作業終了後に研削砥石のドレッシングを行ってドレッシング作業の効率化を図ることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−３０５６４３号公報

しかしながら、ドレッサーボードをチャックテーブルの近傍に配置する構成では、研削装置にドレッサーボードを保持するための保持機構を別途設ける必要があり、研削装置の構造が複雑になると共に、高コストとなる問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、研削装置に別途ドレッシングのための機構を設けることなく、効率的に研削砥石のドレッシングを実施できる研削方法を提供することを目的とする。

本発明の研削方法は、板状物を保持するチャックテーブルと、前記チャックテーブルに保持された板状物を研削する研削砥石が装着された研削手段と、を少なくとも備えた研削装置を用いて板状物を研削する研削方法であって、板状物の研削面上に前記研削砥石の目立て用ドレッサーボードを接着剤にて貼着するドレッサーボード貼着工程と、前記ドレッサーボード貼着工程を実施した後、前記ドレッサーボードを貼着していない面側を前記チャックテーブル上に保持して、前記ドレッサーボードを前記研削手段により前記ドレッサーボードを除去するまで研削し、前記研削砥石の目立てを行うドレッシング工程と、前記ドレッシング工程後に続けて、前記研削手段により前記板状物を研削し所定厚さへと薄化する研削工程と、を備え、前記ドレッサーボード貼着工程では、前記研削砥石の目詰まり解消に適した厚さで且つ板状物の面積より小さい面積の前記ドレッサーボードを、板状物の前記研削面上に貼着することを特徴とする。

この研削方法によれば、研削面上にドレッサーボードが貼着された板状物に対して、ドレッサーボードが除去された後に研削加工が施されることから、研削加工と同一の加工動作により研削砥石のドレッシングを行うことができるので、研削装置に別途ドレッシングのための機構を設けることなく、板状物を研削する前に研削砥石の目立てを行うことができ、効率的に研削砥石のドレッシングを実施することが可能となる。

本発明によれば、研削装置に別途ドレッシングのための機構を設けることなく、効率的に研削砥石のドレッシングを実施できる。

本実施の形態に係るドレッサーボード貼着工程においてドレッサーボードを貼着した板状物の一例を示す斜視図である。 本実施の形態に係る研削装置の斜視図である。 本実施の形態に係るドレッシング工程の一例を示す断面模式図である。 本実施の形態に係る研削工程の一例を示す断面模式図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態に係る研削方法は、被加工物としての板状物にドレッサーボードを貼着するドレッサーボード貼着工程（１）と、研削装置によって研削砥石の目立てを行うドレッシング工程（２）と、研削装置によって板状物を薄化する研削工程（３）と、を含んで構成される。

ドレッサーボード貼着工程（１）では、板状物の研削面上にドレッサーボードを接着剤にて貼着する。ドレッサーボードの貼着は、例えば、板状物の研削面の中心部に接着剤となる液状樹脂を塗布し、この液状樹脂上に所定のドレッサーボードを載置した後、所定の圧力でこれらをプレスし、液状樹脂を外的刺激（例えば、液状樹脂が熱硬化樹脂の場合は熱、紫外線硬化樹脂の場合は紫外線）により硬化させて行う。このようなドレッサーボードの貼着は、例えば、オペレータにより手作業で行うことが考えられる。また、ドレッサーボードの貼着は、別の貼着装置により行ってもよい。

図１は、ドレッサーボード貼着工程（１）においてドレッサーボード１２を貼着した板状物１０の一例を示す斜視図である。図１に示すように、被加工物としての板状物１０は、略円板状に形成されている。板状物１０は、例えば、半導体ウェーハ、難研削材であるサファイア基板やＳｉＣ基板、あるいは、靭性が高い金属板（例えば、銅）などで構成される。

板状物１０の研削面側中央位置には、接着剤１１を介して目立て用のドレッサーボード１２が貼着されている。ドレッサーボード１２の砥粒径などの種類は、板状物１０の材料により適宜適切なものを選択できる。また、ドレッサーボード１２の厚さは、研削砥石の目詰まり解消に適した厚さに調整できる。例えば、ドレッサーボード１２を利用するドレッシング工程（２）は中間ドレスであり、研削砥石の研削面における目詰まりが解消されれば足りるため、ドレッサーボード１２は厚さ１ｍｍ以下のものを利用することができる。例えば、ドレッサーボード１２としては、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）からなるホワイトアランダム（ＷＡ）を砥粒として用いた、厚さ２０μｍのドレッサーボードを適用できる。

なお、図１において、ドレッサーボード１２は略矩形状に示されているが、これに限らず、ドレッサーボード１２は円形状などに構成されていてもよい。

ドレッサーボード貼着工程（１）においてドレッサーボード１２が貼着された板状物１０は、例えば、ドレッシング工程（２）及び研削工程（３）を実施する研削装置にセットされるカセット内に収容される。

ドレッシング工程（２）では、研削装置の研削手段によって、ドレッサーボード貼着工程（１）において板状物１０に貼着したドレッサーボード１２を除去するまで研削して、研削砥石の目立てを行う。

研削工程（３）では、ドレッシング工程（２）後に続けて、研削装置の研削手段によって、板状物１０を研削し所定の厚さへと薄化する。この研削工程（３）における研削手段による加工動作は、ドレッシング工程（２）における研削手段によるドレッシング動作に続けて行うことができる。なお、ドレッシング動作後に接着剤１１も研削をすることになるが、数μｍの厚みであるため研削砥石には特に影響は無い。

ここで、図２を参照して、ドレッシング工程（２）及び研削工程（３）において用いる研削装置について説明する。図２は、本実施の形態に係る研削装置の斜視図である。なお、本実施の形態に係るドレッシング工程（２）及び研削工程（３）において用いる研削装置は、図２に示す構成に限定されない。研削装置は、研削手段による研削によって、板状物１０に貼着したドレッサーボード１２を除去可能であり、かつ、板状物１０を所望の厚さに薄化可能であれば、どのような構成でもよい。

図２に示すように、研削装置１００は、略直方体状の基台１０１を有している。基台１０１の上面には、一対のチャックテーブル１０２（図２においては、１つのみ図示）が配置されたターンテーブル１０３が設けられている。ターンテーブル１０３の後方には、研削ユニット１２０を支持する立壁部１０４が立設されている。

立壁部１０４には、研削ユニット１２０を上下移動させる研削ユニット移動機構１０５が設けられている。研削ユニット移動機構１０５は、立壁部１０４の前面に配置されたＺ軸方向に平行な一対のガイドレール１０６と、一対のガイドレール１０６にスライド可能に設置されたモータ駆動のＺ軸テーブル１０７と、を含んで構成される。Ｚ軸テーブル１０７の前面には、研削ユニット１２０が支持されている。Ｚ軸テーブル１０７の背面には、立壁部１０４の開口１０８を介して後方に突出したナット部が設けられている。

Ｚ軸テーブル１０７のナット部には、立壁部１０４の裏面に設けられたボールねじが螺合されている。そして、ボールねじの一端部に連結された駆動モータ１０９が回転駆動されることで、研削ユニット１２０が一対のガイドレール１０６に沿ってＺ軸方向に移動される。

研削装置１００は、板状物１０が保持されたチャックテーブル１０２と、研削ユニット１２０における研削ホイール１２１とを相対回転させることにより、板状物１０を研削するように構成されている。

チャックテーブル１０２に保持される板状物１０は、ドレッサーボード１２を貼着した面を上向きにして、リングフレーム１３に張られた粘着シート１４に貼着されている。すなわち、板状物１０は、ドレッサーボード１２を貼着していない面側が、チャックテーブル１０２上に保持される。なお、板状物１０に対する粘着シート１４の貼着は、図示しない既知のマウンタ装置によって実施される。

ターンテーブル１０３は、大径の円板状に形成されており、上面には回転軸を中心とした点対称位置に複数のチャックテーブル１０２が配置されている。また、ターンテーブル１０３は、図示しない回転駆動機構によって矢印Ｄ１方向に所定間隔で間欠回転される。このため、複数のチャックテーブル１０２は、板状物１０が搬入及び搬出される載せ換え位置と、研削ユニット１２０に対峙する研削位置との間で移動する構成となる。

チャックテーブル１０２は、小径の円板状に形成されており、ターンテーブル１０３の上面に回転可能に設けられている。チャックテーブル１０２の上面には、ポーラスセラミック材により吸着面１０２ａ（図２において不図示、図３及び図４参照）が形成されている。チャックテーブル１０２の周囲には、環状のマグネット１１０が設けられている。板状物１０の周囲のリングフレーム１３は、磁性体で構成されているため、環状のマグネット１１０によって吸着固定される。

基台１０１の上面において、ターンテーブル１０３の研削位置の近傍には、ハイトゲージ１１１が設けられている。ハイトゲージ１１１は、板状物１０の上面に接触して、その厚さを測定する１本の接触子１１２を有している。ハイトゲージ１１１では、接触子１１２によって、チャックテーブル１０２の表面位置が事前に測定され、この表面位置を基準に板状物１０の厚さが測定される。ハイトゲージ１１１による測定値は、伝送路を介して図示しない制御部に入力される。

研削ユニット１２０は、円筒状のスピンドル１２２の下端にマウント１２３が設けられている。マウント１２３には、複数の研削砥石１２４が固定された研削ホイール１２１が装着されている。これらの研削砥石１２４は、例えば、ダイヤモンド砥粒をメタルボンドやレジンボンド等の結合剤で固めたダイヤモンド砥石で構成されている。これらの研削砥石１２４は、スピンドル１２２の駆動に伴ってＺ軸まわりに高速回転する。そして、研削ホイール１２１と、板状物１０とが平行状態で回転接触することにより、板状物１０が研削される。

このように構成された研削装置１００では、ハイトゲージ１１１によって板状物１０の厚さがリアルタイムに測定される。このハイトゲージ１１１の測定結果が、目標厚さである板状物１０の最終的な仕上げ厚さに近づくように研削ユニット１２０の送り量が制御される。

続いて、図３及び図４を参照して、ドレッシング工程（２）及び研削工程（３）について説明する。図３は、本実施の形態に係るドレッシング工程（２）の一例を示す断面模式図である。図４は、本実施の形態に係る研削工程（３）の一例を示す断面模式図である。なお、図３及び図４においては、説明の便宜上、板状物１０を支持するリングフレーム１３及び粘着シート１４を省略している。

ドレッシング工程（２）においては、例えば、研削装置１００の図示しないカセットに収容された研削加工前の板状物１０が、カセット内から搬送されて、載せ換え位置に配置されたチャックテーブル１０２上に載置される。そして、板状物１０は、ドレッサーボード１２が貼着されていない面側をチャックテーブル１０２の吸着面１０２ａにより保持される。板状物１０が吸着保持されると、ターンテーブル１０３は回転駆動され、チャックテーブル１０２が研削ホイール１２１に臨む研削位置に移動する。

チャックテーブル１０２は研削位置に移動した後、図３に示すように、矢印Ｄ２方向に所定の回転速度で回転する。一方、ドレッシング対象となる研削砥石１２４が装着されている研削ホイール１２１は、矢印Ｄ３方向に所定の回転速度で回転しながら、矢印Ｄ４方向、すなわち、ドレッサーボード１２を貼着した板状物１０に向けて所定の送り速度で移動する。この結果、ドレッサーボード１２に接触しながら回転する研削砥石１２４の研削面が研削されて目立てが実行される。

ドレッシング工程（２）は、板状物１０に貼着されたドレッサーボード１２がすべて除去されたところで終了する。

なお、研削装置１００の図示しないカセットに収容された研削加工前の板状物１０のすべてにドレッサーボード１２が貼着されている必要はなく、板状物１０による目詰まりの生じやすさ等を考慮して、研削加工する板状物１０において任意の間隔でドレッサーボード１２を貼着すればよい。言い換えれば、研削工程（３）を施すすべての板状物１０に対して、ドレッサーボード貼着工程（１）及びドレッシング工程（２）を施す必要はない。

例えば、研削加工する板状物１０において、５枚に１枚の間隔でドレッサーボード１２を貼着してもよい。この場合には、５枚の板状物１０のうち１枚のみに対して、ドレッサーボード貼着工程（１）及びドレッシング工程（２）を施すこととなる。また、例えば、靭性が高い銅などの目詰まりが生じやすい材質の板状物１０を加工する場合には、１枚ごとにドレッサーボード１２を貼着してもよい。この場合には、すべての板状物１０に対して、ドレッサーボード貼着工程（１）及びドレッシング工程（２）を施すこととなる。

ドレッシング工程（２）の終了後、続けて、研削工程（３）を実施する。

ドレッシング工程（２）と同様に、チャックテーブル１０２を矢印Ｄ２方向に所定の回転速度で回転させながら、研削砥石１２４が装着されている研削ホイール１２１を矢印Ｄ３方向に所定の回転速度で回転させつつ、矢印Ｄ４方向に所定の送り速度で移動させる。この結果、研削砥石１２４の研削面が、板状物１０の表面に当接し、研削加工が行われる。このとき、ハイトゲージ１１１によって板状物１０の厚さがリアルタイムに測定される。

研削工程（３）は、研削砥石１２４による研削によって、板状物１０が所定厚さへと薄化されたところで終了する。以上の一連の動作により、本実施の形態に係る研削方法が終了する。

以上のように、本実施の形態に係る研削方法によれば、研削面上にドレッサーボード１２が貼着された板状物１０に対して、ドレッサーボード１２が除去された後に研削加工が施されることから、研削加工と同一の加工動作により研削砥石１２４のドレッシングを行うことができるので、研削装置１００に別途ドレッシングのための機構を設けることなく、板状物１０を研削する前に研削砥石１２４の目立てを行うことができ、効率的に研削砥石１２４のドレッシングを実施することが可能となる。

特に、本実施の形態に係る研削方法によれば、研削面上にドレッサーボード１２が貼着された板状物１０を被加工物の一部（又は全部）に組み入れることができることから、ドレッシング工程（２）と研削工程（３）とを一連の動作として実行することができるので、例えば、ドレッシングのためだけにドレッサーボードをチャックテーブル１０２上に載せ替えたり、研削ホイール１２１をドレッシングのために移動したりするような煩雑な作業を要さずに研削砥石１２４のドレッシングを実施することが可能となる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。

本発明は、研削装置に別途ドレッシングのための機構を設けることなく、効率的に研削砥石のドレッシングを実施でき、特に、研削砥石に目詰まりが生じやすい金属板など靭性が高い被加工物を研削する場合に有用である。

１０ 板状物
１１ 接着剤
１２ ドレッサーボード
１３ リングフレーム
１４ 粘着シート
１００ 研削装置
１０１ 基台
１０２ チャックテーブル
１０２ａ 吸着面
１０３ ターンテーブル
１０４ 立壁部
１０５ 研削ユニット移動機構
１０６ ガイドレール
１０７ Ｚ軸テーブル
１０８ 開口
１０９ 駆動モータ
１１０ マグネット
１１１ ハイトゲージ
１１２ 接触子
１２０ 研削ユニット
１２１ 研削ホイール
１２２ スピンドル
１２３ マウント
１２４ 研削砥石

Claims (1)

1. 板状物を保持するチャックテーブルと、前記チャックテーブルに保持された板状物を研削する研削砥石が装着された研削手段と、を少なくとも備えた研削装置を用いて板状物を研削する研削方法であって、
   板状物の研削面上に前記研削砥石の目立て用ドレッサーボードを接着剤にて貼着するドレッサーボード貼着工程と、
   前記ドレッサーボード貼着工程を実施した後、前記ドレッサーボードを貼着していない面側を前記チャックテーブル上に保持して、前記ドレッサーボードを前記研削手段により前記ドレッサーボードを除去するまで研削し、前記研削砥石の目立てを行うドレッシング工程と、
   前記ドレッシング工程後に続けて、前記研削手段により前記板状物を研削し所定厚さへと薄化する研削工程と、を備え、
   前記ドレッサーボード貼着工程では、前記研削砥石の目詰まり解消に適した厚さで且つ板状物の面積より小さい面積の前記ドレッサーボードを、板状物の前記研削面上に貼着することを特徴とする研削方法。

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