JP6534861B2

JP6534861B2 - 研削装置

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Publication number: JP6534861B2
Application number: JP2015111221A
Authority: JP
Inventors: 高明杉山
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2015-06-01
Filing date: 2015-06-01
Publication date: 2019-06-26
Anticipated expiration: 2035-06-01
Also published as: JP2016221636A

Description

本発明は、チャックテーブルに保持されたウエーハに研削を行う研削装置に関する。

研削を行うことによりウエーハが薄くなると、ウエーハの剛性が低下してその後の工程においてウエーハの取り扱いが困難となるという問題があるため、例えばウエーハの裏面のうち、デバイスが複数形成されたデバイス領域に対応する領域に凹部を形成し、デバイス領域の外周側の外周余剰領域に対応する領域にリング状の凸部を形成する研削方法が提案されている（例えば、下記の特許文献１を参照）。

特開２０１３−１６５２８７号公報

しかし、上記研削方法を用いてウエーハを研削する際には、砥石とウエーハとに向けて研削水を供給しながらウエーハを研削するため、デバイス領域に形成された凹部に研削屑を含んだ研削水（廃液）が溜まる。研削屑には、ウエーハの屑や砥石から落ちた砥粒が含まれていることから、該砥粒がウエーハに接触する砥石の表面（研削面）に侵入して、ウエーハの被研削面の状態を粗くするとともに砥石の研削面を磨耗させる。このように磨耗した砥石でウエーハを研削すると、ウエーハの被研削面の面状態も悪化することから、研削面が磨耗した状態の砥石で上記研削方法を実施してウエーハの中央部分を研削して凹部を形成しても、凹部の角部分が直角にならないため、デバイス領域の最外周に位置するチップが平坦にならないという問題がある。

本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、砥石の研削面の磨耗を防止するとともに、より多くのチップを確保できるようにすることを目的としている。

本発明は、ウエーハを保持するチャックテーブルと、外周部の下部に砥石を環状に配設した研削ホイールを用いて該チャックテーブルに保持されるウエーハの中央部を研削して凹部を形成するとともにウエーハの外周部に環状の凸部を形成する研削手段と、該砥石とウエーハとに研削水を供給する研削水供給手段と、該研削手段と該チャックテーブルとを相対的に接近及び離間する方向に研削送りする研削送り手段と、を備える研削装置であって、該環状に配設された砥石の内周側を吸引する吸引手段を含み、該研削手段は、該研削ホイールを回転可能に装着するマウントを下端に連接するスピンドルと、該スピンドルの回転中心を貫通する貫通孔と、を備え、該吸引手段は、環状の該砥石の回転軌道の内周側において該砥石の上方に開口し該貫通孔に連通する吸引口と、該貫通孔を介して該吸引口に連通する吸引源とにより構成され、該研削水供給手段によって該砥石とウエーハとに供給される該研削水を該吸引手段が該研削ホイールの回転軌道の内周側かつ該砥石の上方に形成された該吸引口から吸引することができる。

上記貫通孔が、上記吸引源に連通する第１の貫通孔と、研削水供給源に連通する第２の貫通孔とからなり、上記吸引手段は、上記吸引口と該第１の貫通孔とを連通させる吸引路を有し、前記研削水供給手段によって該第２の貫通孔を通じて上記砥石とウエーハとに供給された研削水を、該吸引手段が該吸引口から吸引することが望ましい。

本発明にかかる研削装置は、環状に配設された砥石の内周側を吸引する吸引手段を含んでおり、吸引手段は、環状の砥石の回転軌道の内周側において開口しスピンドルの回転中心を貫通する貫通孔と連通する吸引口と、貫通孔を介して吸引口に連通する吸引源とにより構成したため、ウエーハの中央部を研削することにより形成される凹部に研削屑や砥粒などが含まれる研削水が溜まっても吸引口から研削水を吸引することができ、砥石の研削面に研削屑などが侵入するのを防止することにより研削面が過度に磨耗するのを防ぐことができる。よって、砥石の面状態を良好に維持しながらウエーハを研削できるため、凹部の角部分を直角形状にすることができ、チップを平坦にしてより多くのチップを確保することができる。

上記した貫通孔が、吸引源に連通する第１の貫通孔と、研削水供給源に連通する第２の貫通孔とからなり、吸引手段が、吸引口と第１の貫通孔とを連通させる吸引路を有している場合は、研削水供給手段によって第２の貫通孔を通じて上記砥石とウエーハとに供給された研削水が上記凹部において研削屑等を含みながら溜まったとしても、上記砥石の回転軌道の内周側の該吸引口から該研削水を効率よく吸引することができる。

研削装置の一例を示す斜視図である。研削手段，研削水供給手段及び吸引手段の構成を示す断面図である。研削ホイールによってウエーハを研削する状態を示す斜視図である。環状に配設された砥石の内側からウエーハに研削水を供給するとともに、凹部に溜まった研削水を吸引口で吸引する状態を説明する断面図である。研削ホイールの外側からウエーハに研削水を供給するとともに、凹部に溜まった研削水を吸引口で吸引する状態を説明する断面図である。

図１に示す研削装置１は、ウエーハなどの被加工物を研削する研削装置の一例であり、Ｙ軸方向にのびる基台２を有している。基台２の上面には、Ｙ軸方向に移動可能なカバー６によってカバーされたチャックテーブル４を備えている。チャックテーブル４の上面はウエーハを保持する保持面５となっており、保持面５は吸引源に接続されている。チャックテーブル４は、Ｙ軸方向に移動することができる。

基台２のＹ軸方向後部には、Ｚ軸方向にのびるコラム３が立設されている。コラム３の前方には、チャックテーブル３が吸引保持したウエーハの中央部を研削して凹部を形成するとともに外周部に環状の凸部を形成する研削手段１０と、研削手段１０とチャックテーブル４とを相対的に接近及び離間する方向に研削送りする研削送り手段４０とを備えている。

研削送り手段４０は、Ｚ軸方向にのびるボールネジ４１と、ボールネジ４１の一端に接続されたモータ４２と、ボールネジ４１と平行にのびる一対のガイドレール４３と、内部に備えたナットがボールネジ４１に螺合するとともに側部がガイドレール４３に摺接し研削手段１０が一方の面に固定された昇降板４４とを備えている。研削送り手段４０は、モータ４２によって駆動されてボールネジ４１が回動し、一対のガイドレール４３に沿って昇降板４４をＺ軸方向に移動させることで、昇降板４４とともに研削手段１０をＺ軸方向に昇降させることができる。

研削手段１０は、図１及び図２に示すように、Ｚ軸方向の軸心を有するスピンドル１１と、スピンドル１１を回転可能に囲繞して支持するスピンドルハウジング１２と、スピンドル１１の一端に接続されたモータ１３と、スピンドル１１の下端に連接されたマウント１４と、マウント１４に回転可能に装着された研削ホイール１５と、研削ホイール１５の下部に環状に固着された砥石１６とを備えている。砥石１６の下面は、ウエーハを研削する研削面１６ａとなっている。モータ１３がスピンドル１１を回転させることにより、研削ホイール１５を所定の回転速度で回転させることができる。

また、研削手段１０を構成するスピンドル１１には、その回転中心を貫通する貫通孔が形成されている。この貫通孔は、２つの配管で構成されている。すなわち、図２に示すように、一方の配管が吸引力を砥石１６の回転軌道の内周側の領域に作用させる第１の貫通孔１７となっており、他方の配管が研削水の流路となる第２の貫通孔１８となっている。第２の貫通孔１８の下端には、研削水を噴出させる噴出口１９が形成されている。第１の貫通孔１７及び第２の貫通孔１８の上端には、ロータリージョイント７が接続されている。

スピンドル１１の上端には、研削水供給源２１を有し砥石１６とウエーハとに研削水を供給する研削水供給手段２０を備えている。第２の貫通孔１８は、研削水供給源２１に接続されている。そして、研削水供給手段２０は、研削水供給源２１から所定の流量の研削水を第２の貫通孔１８に流入させて噴出口１９から下方に噴出させることができる。

研削装置１は、環状に配設された砥石１６の内周側の領域を吸引する吸引手段３０を含んで構成されている。吸引手段３０は、第１の貫通孔１７に連通する複数の吸引口３１と、第１の貫通孔１７を介して吸引口３１と連通する吸引源３２と、研削ホイール１５の内部に形成され吸引口３１と第１の貫通孔１７とを連通させる吸引路３３とにより構成されている。このように構成される吸引手段３０では、第１の貫通孔１７及び吸引路３３を通じて吸引口３１に吸引力を作用させることにより、砥石１６の回転軌道の内周側の領域に溜まった研削水を吸引することが可能となっている。なお、吸引口３１の大きさや数は特に限定されるものではなく、砥石１６の回転軌道の内周側において開口して複数形成されていればよい。

次に、研削装置１を用いて、図３に示すウエーハＷの中央に凹部を形成するとともに外周縁に凸部を形成する研削例について説明する。ウエーハＷは、円板状に形成された被加工物の一例であって、材質等が特に限定されるものではない。ウエーハＷは、デバイスが形成された面が表面Ｗａとなっており、表面Ｗａには例えば保護テープが貼着される。一方、表面Ｗａと反対側にある裏面Ｗｂが砥石１６によって研削される被研削面となっている。

まず、ウエーハＷの表面Ｗａ側をチャックテーブル４の保持面５に載置して裏面Ｗｂ側を露出させる。続いて図示しない吸引源の吸引力によって保持面５でウエーハＷを吸引保持したら、チャックテーブル４を研削手段１０の下方に移動させる。その後、研削送り手段４０によって、研削手段１０とチャックテーブル４とを相対的に接近する方向に研削手段１０を下降させる。

図３に示すように、チャックテーブル４を例えば矢印Ａ方向に回転させるとともに、研削手段１０は、スピンドル１１が回転することにより研削ホイール１５を例えば矢印Ａ方向に回転させながら、ウエーハＷの裏面Ｗｂに砥石１６の研削面１６ａを接触させて研削する。このとき、ウエーハＷの回転中心Ｗｏに砥石１６を常に接触させ、ウエーハＷの裏面Ｗｂのうち、中央部分のみを研削して凹部８を形成するとともにウエーハＷの外周部（凹部８の外周側）に環状の凸部９を形成する。

ウエーハＷの研削中は、図４に示す研削水供給手段２０を用いて、回転する砥石１６の回転軌道の内周側にウエーハＷと砥石１６とに研削水２２を供給する。具体的には、研削水供給源２１から第２の貫通孔１８に所定の流量の研削水２２を流入させ、噴出口１９から研削水２２を噴出させてウエーハＷの凹部８に供給する。研削水２２としては、例えば純水を用いることができる。

噴出口１９から噴出された研削水２２は、回転する砥石１６の回転軌道の内周側に形成された凹部８に溜まる。凹部８に溜まった研削水２２には、ウエーハＷの研削屑や砥石１６から崩れ落ちた砥粒が含まれている。なお、図示の例では、チャックテーブル４の保持面５は平面になっているが、この構成に限られず、中央から外周縁にかけて傾斜した円錐面の保持面で構成されるチャックテーブルを使用してもよい。

ウエーハＷの研削中は、ウエーハＷの凹部８に溜まった研削水２２を吸引手段３０によって吸引する。吸引手段３０は、吸引源３２の吸引力を、第１の貫通孔１７及び吸引路３３を通じて吸引口３１に作用させる。噴出口１９から噴出された研削水２２は、研削ホイール１５の回転による遠心力によって砥石１６に向けて流れるため、吸引口３１を砥石１６の上方に設けることで、砥石１６に向けて流れ込んだ研削水及び研削屑を効率よく吸引することができる。そして、吸引口３１から吸引された研削水及び研削屑は、吸引路３３及び第１の貫通孔１７を通って装置外部へ排出される。

ウエーハＷの研削中は、吸引手段３０によって、凹部８に溜まった研削水２２を常に吸引することが好ましい。このように、研削屑等が混入した研削水２２を砥石１６の回転軌道の内周側の吸引口３１で効率よく吸引することで、研削屑や砥粒を凹部８に残留させないようにすることができる。このようにして、ウエーハＷの裏面Ｗｂを研削して凹部８と環状の凸部９を形成する。

このように、研削装置１は、砥石１６の配設位置の内周側を吸引する吸引手段３０を備え、吸引手段３０は、研削ホイール１５の下部に固着された環状の砥石１６の回転軌道の内周側において第１の貫通孔１７と連通する吸引口３１と、第１の貫通孔１７を介して吸引口３１に連通する吸引源３２と、吸引口３１と第１の貫通孔１７とを連通させる吸引路３３とにより構成したため、ウエーハＷの研削時に、研削屑等を含む研削水２２が凹部８に溜まっても吸引口３１から研削水２２を効率よく吸引でき、砥石１６の研削面１６ａに研削屑等が侵入するのを防止することができる。これにより、研削面１６ａの面状態を良好に維持しながらウエーハＷを研削できるため、ウエーハＷの裏面Ｗｂに形成される凹部８の角部分を直角形状に形成することができ、ウエーハＷの外周側のチップについても平坦に形成してより多くのチップを確保することが可能となる。

上記した研削水供給手段２０では、スピンドル１１の回転中心を貫通する第２の貫通孔１８から砥石１６とウエーハＷとに研削水を供給する構成となっているが、このような構成に限定されない。例えば、図５に示すように、研削手段１０ａとは別に、研削ホイール１５の外側にノズル２３を有する研削水供給手段２０ａを配置し、研削ホイール１５の外側からチャックテーブル４ａに保持されたウエーハＷ１に研削水２２を供給するようにしてもよい。

この研削手段１０ａでは、スピンドル１１に備える貫通孔が、少なくとも上記吸引手段３０に連通する１つの配管で構成されており、上記した第２の貫通孔１８は不要となっている。また、図示の例におけるチャックテーブル４ａは、その保持面５ａが円錐面に形成されている。そのため、保持面５ａに保持されるウエーハＷ１の裏面Ｗｂも円錐面になり、砥石１６とウエーハＷ１との間に隙間が形成されるため、研削ホイール１５の外側においてウエーハＷ１に研削水を供給しても、砥石１６の回転軌道の内周側に研削水が流入する構成となっている。

研削手段１０ａによりウエーハＷ１を研削するときは、上記研削手段１０と同様の動作によって行う。すなわち、チャックテーブル４ａを例えば矢印Ａ方向に回転させるとともに、研削ホイール１５を例えば矢印Ａ方向に回転させながら、ウエーハＷ１の回転中心Ｗｏに砥石１６を常に接触させ、ウエーハＷ１の裏面Ｗｂのうち、中央部分のみを研削して凹部８を形成するとともにウエーハＷの外周縁に環状の凸部９を形成する。ウエーハＷ１の研削中は、研削水供給手段２０ａを用いて、回転する砥石１６の外側からウエーハＷ１と砥石１６とに研削水２２を供給するとともに、ウエーハＷ１の凹部８に溜まった研削水２２を上記した吸引手段３０により砥石１６の回転軌道の内周側の吸引口３１から吸引する。このように、研削手段１０ａがウエーハＷ１を研削する際に、研削水供給手段２０ａを用いて研削ホイール１５の外側から研削水２２を砥石１６とウエーハＷとに供給する場合においても、凹部８に溜まった研削屑等を含む研削水２２を砥石１６の回転軌道の内周側の吸引口３１で吸引して砥石１６の研削面１６ａに研削屑等が進入するのを防止でき、研削面１６ａの状態を良好に維持することができる。

１：研削装置２：基台３：コラム４，４ａ：チャックテーブル
５，５ａ：保持面６：カバー７：ロータリージョイント８：凹部９：凸部
１０，１０ａ：研削手段１１：スピンドル１２：スピンドルハウジング
１３：モータ１４：マウント１５：研削ホイール１６：砥石１６ａ：研削面
１７：第１の貫通孔１８：第２の貫通孔１９：噴出口
２０，２０ａ：研削水供給手段２１：研削水供給源２２：研削水２３：ノズル
３０：吸引手段３１：吸引口３２：吸引源３３：吸引路
４０：研削送り手段４１：ボールネジ４２：モータ４３：ガイドレール
４４：昇降板

Claims

ウエーハを保持するチャックテーブルと、外周部の下部に砥石を環状に配設した研削ホイールを用いて該チャックテーブルに保持されるウエーハの中央部を研削して凹部を形成するとともにウエーハの外周部に環状の凸部を形成する研削手段と、該砥石とウエーハとに研削水を供給する研削水供給手段と、該研削手段と該チャックテーブルとを相対的に接近及び離間する方向に研削送りする研削送り手段と、を備える研削装置であって、
該環状に配設された砥石の内周側を吸引する吸引手段を含み、
該研削手段は、該研削ホイールを回転可能に装着するマウントを下端に連接するスピンドルと、該スピンドルの回転中心を貫通する貫通孔と、を備え、
該吸引手段は、環状の該砥石の回転軌道の内周側において該砥石の上方に開口し該貫通孔に連通する吸引口と、該貫通孔を介して該吸引口に連通する吸引源とにより構成され、
該研削水供給手段によって該砥石とウエーハとに供給される該研削水を該吸引手段が該研削ホイールの回転軌道の内周側かつ該砥石の上方に形成された該吸引口から吸引することを特徴とする研削装置。
前記貫通孔が、前記吸引源に連通する第１の貫通孔と、研削水供給源に連通する第２の貫通孔とからなり、
前記吸引手段は、前記吸引口と該第１の貫通孔とを連通させる吸引路を有し、
前記研削水供給手段によって該第２の貫通孔を通じて前記砥石とウエーハとに供給された研削水を、該吸引手段が該吸引口から吸引することを特徴とする請求項１記載の研削装置。