JP7128309B2 - Chamfered substrate manufacturing method and chamfering apparatus used therefor - Google Patents
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Description
本発明は、シリコン、サファイア、化合物、ガラス等の様々な素材、特に半導体ウエーハ、ガラスパネル等の板状被加工材の端面における高精度な面取り基板の製造方法及び装置に関し、平面形状の端部に円形以外の直線部を有する被加工材の端面加工に好適である。 The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a highly accurate chamfered substrate at the end face of various materials such as silicon, sapphire, compounds, and glass, particularly semiconductor wafers, glass panels, and other plate-shaped workpieces. It is suitable for processing the end face of a workpiece having a linear portion other than a circular shape.
近年、ウエーハの品質向上の要求が強く、ウエーハ端面(エッジ部)の加工状態が重要視され、半導体デバイス等の作製に使用されるシリコンウエーハ等の半導体ウエーハは、ハンドリングによるチッピングを防止するため、縁部を研削することで面取り加工が行われ、研磨による鏡面面取り加工が行われている。つまり、半導体製造工程において、ウエーハ製造からデバイス製造に至るまで、エッジ特性の品質改善は必要不可欠なプロセスとなっている。 In recent years, there has been a strong demand for improved quality of wafers, and the processing state of the wafer end face (edge portion) has been emphasized. Chamfering is performed by grinding the edge, and mirror-like chamfering is performed by polishing. In other words, in the semiconductor manufacturing process, from wafer manufacturing to device manufacturing, quality improvement of edge characteristics is an essential process.
シリコン等は固くてもろく、ウエーハの端面がスライシング時の鋭利なままでは、続く処理工程での搬送や位置合わせなどの取り扱い時に容易に割れたり欠けたりして、断片がウエーハ表面を傷つけたり汚染したりする。これを防ぐため、切り出されたウエーハの端面をダイヤモンドでコートされた面取り砥石で面取りする。この時、バラツキのある外周の直径を合わせ、オリエンテーションフラット(OF)の幅の長さを合わせる事や、ノッチと呼ばれる微少な切り欠きの寸法を合わせる事も含まれる。 Silicon and other materials are hard and brittle, and if the edge of the wafer remains sharp during slicing, it can easily break or chip during handling such as transportation and positioning in subsequent processing steps, and the fragments can damage or contaminate the wafer surface. or In order to prevent this, the end face of the cut wafer is chamfered with a diamond-coated chamfering whetstone. At this time, it also includes adjusting the diameter of the outer circumference, which varies, adjusting the width of the orientation flat (OF), and adjusting the size of a very small notch called a notch.
また、スマートフォンやタブレットに用いられる、薄型化、軽量化が追求されたガラス基板には、マスキング印刷、センサー電極の形成、その後に切断することが行われ、面取りの加工品質、加工面粗さ、マイクロクラックの発生などがガラス基板の端面強度に直接影響する。 In addition, for the glass substrates used in smartphones and tablets, where thinning and weight reduction are pursued, masking printing, formation of sensor electrodes, and then cutting are carried out. The occurrence of microcracks and the like directly affects the edge strength of the glass substrate.
さらに、通常の研削ではレジン砥石の回転軸に対してウエーハWの主面が垂直となる状態で面取り部を研削するが、この場合、面取り部には円周方向の研削痕が発生し易い。そこで、ウエーハに対して例えばレジンボンド砥石(レジン砥石)を傾けてウエーハの面取り部を研削する、いわゆるヘリカル研削を行うことが知られている。 Furthermore, in normal grinding, the chamfered portion is ground with the main surface of the wafer W perpendicular to the rotation axis of the resin grindstone. Therefore, it is known to perform so-called helical grinding, in which, for example, a resin bond grindstone (resin grindstone) is tilted with respect to the wafer to grind the chamfered portion of the wafer.
ヘリカル研削を行うと、通常研削に比べ面取り部の加工歪みを低減させるだけでなく、ウエーハの面取り部と砥石との接触領域が増えて面取り部の表面粗さが改善される効果が得られる。 When helical grinding is performed, not only does processing strain on the chamfered portion be reduced compared to normal grinding, but also the contact area between the chamfered portion of the wafer and the grindstone is increased to improve the surface roughness of the chamfered portion.
さらに、レジン砥石等により半導体ウエーハの面取り部をヘリカル研削する際、面取り部の連続加工を行うとレジン砥石の溝の上下の角度が徐々に変化する結果、ウエーハの面取り部の上下非対称性が一層大きくなる。そのため、上下非対称の形状の溝が周囲に形成された第1の砥石の溝で円盤状のツルアーの縁部を研削してツルアーの縁部を上下非対称の溝形状に成形し、ツルアーと第2の砥石とを相対的に傾けて該第2の砥石の周囲に溝を形成し、第2の砥石により溝方向に対してウエーハを相対的に傾けて上下略対称のレジン砥石を得て、面取り部を精研削することが知られ、例えば特許文献1に記載されている。 Furthermore, when the chamfered portion of a semiconductor wafer is helically ground with a resin grindstone or the like, continuous processing of the chamfered portion gradually changes the vertical angle of the groove of the resin grindstone, resulting in a further asymmetry of the chamfered portion of the wafer. growing. Therefore, the edge of the disk-shaped lure is ground by the groove of the first whetstone having a vertically asymmetric groove formed around it, and the edge of the disk-shaped lure is formed into a vertically asymmetric groove shape. The whetstone is relatively tilted to form a groove around the second whetstone, and the wafer is relatively tilted with respect to the groove direction by the second whetstone to obtain a substantially symmetrical resin whetstone, followed by chamfering. It is known to finely grind the part and is described, for example, in US Pat.
また、面取り用砥石の回転軸をウエーハの回転軸に対して所定角度傾斜させた面取り方法において、外周研削砥石にウエーハ外周部と、OF部用の加工溝を形成することが知られ、例えば特許文献2に記載されている。 In addition, in a chamfering method in which the rotation axis of the grindstone for chamfering is inclined at a predetermined angle with respect to the rotation axis of the wafer, it is known to form processing grooves for the outer peripheral portion of the wafer and the OF portion on the outer peripheral grinding wheel. It is described in Reference 2.
さらに、ノッチ部の面取り幅を一定にするため、砥石を面取り中にウエーハの厚さ方向に相対的に移動させることが知られ、特許文献3に記載されている。 Furthermore, it is known to relatively move the grindstone in the thickness direction of the wafer during chamfering in order to keep the chamfering width of the notch portion constant.
上記従来技術において、特許文献1に記載のものでは、上下非対称の形状の溝が周囲に形成された第1の砥石が必要で、その形状の決定が困難である。また、円形のウエーハの場合は全周で同じ形状で済むので一意的に決定できるが、OFの付いたウエーハ基板、角に円弧が付いた矩形又は多角形のウエーハ、基板、カバーガラス等で円形部と非円形部がある場合には、さらに困難であるばかりか、レジン砥石の溝の上下の角度の変化も円形部から非円形部へ移る位置、角部で大きくなり、全周をヘリカル研削することは極めて困難であった。つまり、角を有する基板(ワーク)の角部では砥石の溝の上面と下面のうちの片方のみ当たる片当たりが発生し、良好な面取りができなかった。 In the prior art described above, the one described in Patent Document 1 requires a first grindstone around which grooves having a vertically asymmetrical shape are formed, and it is difficult to determine the shape of the first grindstone. In the case of a circular wafer, the shape can be uniquely determined because the same shape is sufficient for the entire circumference. When there is a part and a non-circular part, not only is it more difficult, but the change in the vertical angle of the groove of the resin grindstone also increases at the position where the circular part moves to the non-circular part and at the corners, and the entire circumference must be helically ground. was extremely difficult to do. In other words, at the corners of the substrate (work) having corners, only one of the upper surface and the lower surface of the groove of the grindstone was hit, and good chamfering was not possible.
特許文献2に記載のものでは、研削工程が複雑化し、円形部が主体で非円形部が少ない場合には良いが、矩形又は多角形の場合には適用が困難であった。 The method described in Patent Literature 2 complicates the grinding process and is good for circular parts with few non-circular parts, but is difficult to apply to rectangular or polygonal parts.
特許文献3に記載のものでは、砥石を面取り中にウエーハの厚さ方向に相対的に移動させながら行わなければならないため、面取りの精度を上げるためにはウエーハあるいは砥石の厚さ方向のコントロールが複雑で困難であった。 In the method disclosed in Patent Document 3, since the grindstone must be moved relatively in the thickness direction of the wafer during chamfering, it is necessary to control the wafer or the grindstone in the thickness direction in order to improve the chamfering accuracy. It was complicated and difficult.
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、OF(オリフラ)の付いたウエーハ基板、矩形又は多角形のウエーハ、基板、カバーガラス等で円形部と非円形部とを有するものでもヘリカル研削を容易に可能として被加工物と砥石との接触領域を増やし、表面粗さを良好にし、形状崩れを改善することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide a helical wafer substrate having an OF (orientation flat), a rectangular or polygonal wafer, a substrate, a cover glass, or the like, even if it has a circular portion and a non-circular portion. To facilitate grinding, increase the contact area between a workpiece and a grindstone, improve the surface roughness, and improve shape collapse.
上記目的を達成するため、本発明は、角部と直線部とを有する板状の被加工材の端面を研削砥石の研削溝で研削する面取り基板の製造方法であって、前記被加工材の平面を厚さ方向に、前記被加工材の外周形状よりも小さいチャックテーブルで吸着し、前記被加工材の平面に垂直となる前記厚さ方向の軸に対して前記研削砥石の回転軸を傾け、前記研削溝を前記被加工材の端面に垂直方向より押し付けて当接し、前記被加工材の上部の面取り部が前記研削溝の上面斜面に接触し、前記被加工材の下部の面取り部が前記研削溝の下面斜面に接触しないようにして前記上部の面取り部を前記上面斜面で研削することを前記被加工材の端面の角部を含む全周を連続して行い、その後、前記研削砥石を前記被加工材に対して相対的に前記厚さ方向に上昇させて前記被加工材の下部の面取り部が前記下面斜面に接触し、前記上部の面取り部が前記上面斜面に接触しないようにして前記下部の面取り部を前記下面斜面で研削することを前記被加工材の端面の角部を含む全周を連続して行い、あるいは、前記被加工材の下部の面取り部が前記下面斜面に接触し、前記被加工材の上部の面取り部が前記上面斜面に接触しないようにして前記下部の面取り部を前記下面斜面で研削することを前記被加工材の端面の角部を含む全周を連続して行い、その後、前記研削砥石を前記被加工材に対して相対的に前記厚さ方向に下降させて前記被加工材の上部の面取り部が前記上面斜面に接触し、前記下部の面取り部が前記下面斜面に接触しないようにして前記上部の面取り部を前記上面斜面で研削することを前記被加工材の端面の角部を含む全周を連続して行う。 In order to achieve the above object, the present invention provides a chamfered substrate manufacturing method for grinding an end surface of a plate-shaped workpiece having corners and straight portions with a grinding groove of a grinding wheel, the method comprising: A chuck table smaller than the outer peripheral shape of the workpiece is used to suck the plane in the thickness direction, and the rotation axis of the grinding wheel is tilted with respect to the axis in the thickness direction perpendicular to the plane of the workpiece. , the grinding groove is pressed against the end surface of the workpiece in the vertical direction and abutted thereon, the upper chamfered portion of the workpiece is in contact with the upper slope of the ground groove, and the lower chamfered portion of the workpiece is Grinding the upper chamfered portion on the upper sloped surface without contacting the lower sloped surface of the grinding groove is continuously performed on the entire circumference including the corners of the end surface of the workpiece, and then the grinding wheel. is relatively raised in the thickness direction with respect to the work material so that the lower chamfered portion of the work material contacts the lower sloped surface and the upper chamfered portion does not contact the upper sloped surface. The chamfered portion of the lower portion of the workpiece is ground on the inclined surface of the lower surface by continuously grinding the entire circumference including the corners of the end surface of the workpiece, or the chamfered portion of the lower portion of the workpiece is ground on the inclined surface of the lower surface. The lower chamfered portion of the workpiece is ground on the lower sloped surface so that the upper chamfered portion of the workpiece does not contact the upper sloped surface, and the entire circumference including the corners of the end surface of the workpiece is ground. After that, the grinding wheel is lowered relative to the workpiece in the thickness direction so that the upper chamfered portion of the workpiece contacts the upper sloped surface, and the lower chamfered portion is The chamfered portion of the upper portion is continuously ground on the upper sloped surface so that the chamfered portion does not come into contact with the lower sloped surface .
また、上記において、前記研削溝の幅を前記研削砥石の回転軸を傾けたときの前記被加工材の見掛け厚みよりも大きくしたことが好ましい。 In the above, it is preferable that the width of the grinding groove is made larger than the apparent thickness of the workpiece when the rotation axis of the grinding wheel is tilted.
さらに、上記において、前記被加工材の端面の上部を前記研削溝で研削し、その後、前記研削砥石を前記被加工材に対して相対的に前記厚さ方向に上昇させて再び研削、あるいは、前記被加工材の端面の下部を前記研削溝で研削し、その後、前記研削砥石を前記被加工材に対して相対的に前記厚さ方向に下降させて再び研削することが好ましい。 Further, in the above, the upper part of the end face of the workpiece is ground by the grinding groove, and then the grinding wheel is raised in the thickness direction relatively to the workpiece and ground again, or It is preferable that the lower part of the end surface of the workpiece is ground by the grinding groove, and then the grinding wheel is lowered relative to the workpiece in the thickness direction to grind the workpiece again.
さらに、上記において、前記被加工材の端面の上部あるいは下部を全周に渡って前記研削溝で1周するように研削し、その後、前記研削砥石を前記被加工材に対して相対的に前記厚さ方向に上昇あるいは下降させて、さらに1周研削することが好ましい。 Further, in the above, the upper or lower part of the end surface of the workpiece is ground over the entire circumference so as to make one round with the grinding groove, and then the grinding wheel is moved relatively to the workpiece. It is preferable to raise or lower in the thickness direction and further grind one round.
さらに、上記において、前記研削砥石の回転軸を3~15°傾けることが好ましい。 Furthermore, in the above, it is preferable to incline the rotation axis of the grinding wheel by 3 to 15 degrees.
さらに、上記において、前記被加工材の端面の加工は、それぞれ前記被加工材の端面の上部の研削、中央部の研削、下部の研削とで行われることが好ましい。 Furthermore, in the above, it is preferable that the processing of the end face of the work material is performed by grinding the upper part, the center part, and the lower part of the end face of the work material, respectively.
さらに、上記において、前記上部の研削、中央部の研削、下部の研削は、それぞれ前記被加工材の端面を全周に渡って前記研削溝で1周するように行われることが好ましい。 Further, in the above, it is preferable that the grinding of the upper portion, the grinding of the central portion, and the grinding of the lower portion be performed so as to make one turn along the grinding groove over the entire circumference of the end surface of the workpiece.
また、本発明は、角部と直線部とを有する板状の被加工材の端面を研削砥石の研削溝で面取り加工する面取り装置において、前記被加工材の平面を厚さ方向に吸着し、前記被加工材の外周形状よりも小さいチャックテーブルと、前記被加工材の平面に垂直となる前記厚さ方向の軸に対して回転軸を傾け、前記研削溝を前記被加工材の端面に垂直方向より押し付けて当接する前記研削砥石と、を備え、前記被加工材の上部の面取り部が前記研削溝の上面斜面に接触し、前記被加工材の下部の面取り部が前記研削溝の下面斜面に接触しないようにして前記上部の面取り部を前記上面斜面で研削することを前記被加工材の端面の角部を含む全周を連続して行い、その後、前記研削砥石を前記被加工材に対して相対的に前記厚さ方向に上昇させて前記被加工材の下部の面取り部が前記下面斜面に接触し、前記上部の面取り部が前記上面斜面に接触しないようにして前記下部の面取り部を前記下面斜面で研削することを前記被加工材の端面の角部を含む全周を連続して行い、あるいは、前記被加工材の下部の面取り部が前記下面斜面に接触し、前記被加工材の上部の面取り部が前記上面斜面に接触しないようにして前記下部の面取り部を前記下面斜面で研削することを前記被加工材の端面の角部を含む全周を連続して行い、その後、前記研削砥石を前記被加工材に対して相対的に前記厚さ方向に下降させて前記被加工材の上部の面取り部が前記上面斜面に接触し、前記下部の面取り部が前記下面斜面に接触しないようにして前記上部の面取り部を前記上面斜面で研削することを前記被加工材の端面の角部を含む全周を連続して行うものである。 Further, the present invention provides a chamfering device for chamfering an end surface of a plate-shaped work piece having corners and straight portions with a grinding groove of a grinding wheel, wherein the flat surface of the work piece is sucked in the thickness direction, A chuck table that is smaller than the outer peripheral shape of the workpiece, and a rotation axis that is tilted with respect to the axis in the thickness direction that is perpendicular to the plane of the workpiece, so that the grinding groove is perpendicular to the end surface of the workpiece. a chamfered portion of the upper portion of the workpiece contacts the upper sloped surface of the grinding groove, and a chamfered portion of the lower portion of the workpiece contacts the lower sloped surface of the grinding groove. Grinding the chamfered portion of the upper part on the upper slope without contacting the workpiece is continuously performed on the entire circumference including the corners of the end face of the workpiece, and then the grinding wheel is applied to the workpiece. The lower chamfered portion of the workpiece is relatively raised in the thickness direction so that the lower chamfered portion of the workpiece contacts the lower sloped surface, and the upper chamfered portion does not contact the upper sloped surface. Grinding on the lower sloped surface is continuously performed on the entire circumference including the corners of the end surface of the workpiece, or the chamfered portion of the lower part of the workpiece contacts the lower sloped surface, and the workpiece Grinding the chamfered portion of the lower portion on the inclined surface of the lower surface so that the chamfered portion of the upper portion of the material does not contact the inclined surface of the upper surface is continuously performed around the entire circumference including the corners of the end surface of the workpiece, and then and lowering the grinding wheel relative to the workpiece in the thickness direction so that the upper chamfered portion of the workpiece contacts the upper sloped surface and the lower chamfered portion contacts the lower sloped surface. The chamfered portion of the upper portion is ground on the inclined surface of the upper surface so as not to be in contact with each other, and the whole circumference including the corners of the end surface of the workpiece is continuously performed .
さらに、上記のものにおいて、前記研削溝の幅は、前記研削砥石の回転軸を傾けたときの前記被加工材の見掛け厚みよりも大きくしたことが好ましい。 Furthermore, in the above-mentioned apparatus, it is preferable that the width of the grinding groove is made larger than the apparent thickness of the workpiece when the rotation axis of the grinding wheel is tilted.
さらに、上記のものにおいて、前記被加工材の端面の上部を前記研削溝で研削し、その後、前記研削砥石を前記被加工材に対して相対的に前記厚さ方向に上昇させて再び研削、あるいは、前記被加工材の端面の下部を前記研削溝で研削し、その後、前記研削砥石を前記被加工材に対して相対的に前記厚さ方向に下降させて再び研削することが好ましい。 Further, in the above, the upper part of the end surface of the workpiece is ground with the grinding groove, and then the grinding wheel is raised in the thickness direction relative to the workpiece and ground again; Alternatively, it is preferable to grind the lower part of the end face of the workpiece with the grinding groove, and then lower the grinding wheel relative to the workpiece in the thickness direction to grind the workpiece again.
さらに、上記のものにおいて、前記被加工材の端面の上部あるいは下部を全周に渡って前記研削溝で1周するように研削し、その後、前記研削砥石を前記被加工材に対して相対的に前記厚さ方向に上昇あるいは下降させて、さらに1周研削することが好ましい。 Further, in the above-described one, the upper or lower part of the end surface of the workpiece is ground over the entire circumference so as to make one round with the grinding groove, and then the grinding wheel is placed relative to the workpiece. It is preferable to raise or lower in the thickness direction and then grind one round.
さらに、上記のものにおいて、前記研削砥石の回転軸は3~15°傾けられたことが好ましい。 Further, in the above, it is preferable that the rotation axis of the grinding wheel is tilted by 3 to 15 degrees.
さらに、上記のものにおいて、前記被加工材の端面の加工は、端面の上部の研削と、中央部の研削と、下部の研削とをそれぞれ行うことが好ましい。 Further, in the above-described device, it is preferable that the end face of the workpiece be processed by grinding the upper part of the end face, grinding the center part, and grinding the lower part of the end face.
本発明によれば、矩形又は多角形の被加工材であっても、ヘリカル研削を可能として、表面粗さを良好にし、形状崩れを少なくすることができる。 According to the present invention, even a rectangular or polygonal workpiece can be helically ground, the surface roughness can be improved, and the shape deformation can be reduced.
以下に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。この実施形態により発明が限定されるものでなく、実施形態における構成要素には当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものも含まれる。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Below, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The invention is not limited by these embodiments, and the constituent elements in the embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art, or those that are substantially the same.
図1は本発明の一実施形態に係る面取り装置の主要部を示す平面図である。面取り装置は、主に供給回収部20、加工部10を有し、その他図示していないが、プリアライメント部、洗浄部、後測定部、搬送部等から構成される。
FIG. 1 is a plan view showing the main part of a chamfering device according to one embodiment of the present invention. The chamfering apparatus mainly has a supply/
ウエーハ加工工程は、スライス→面取り→ラップ→エッチング→ドナーキラー→精面取りの順で行われ、工程間には汚れを取り除くため、各種洗浄が用いられる。シリコン等は固くてもろく、ウエーハの端面がスライシング時の鋭利なままでは、続く処理工程での搬送や位置合わせなどの取り扱い時に容易に割れたり欠けたりして、断片がウエーハ表面を傷つけたり汚染したりする。これを防ぐため、面取り工程では切り出されたウエーハの端面をダイヤモンドでコートされた面取り砥石で面取りする。 Wafer processing steps are performed in the order of slicing→chamfering→lapping→etching→donor killer→precision chamfering, and various types of cleaning are used between the steps to remove dirt. Silicon, etc. is hard and brittle, and if the edge of the wafer remains sharp during slicing, it can easily break or chip during handling such as transportation and alignment in subsequent processing steps, and the fragments can damage or contaminate the wafer surface. or In order to prevent this, in the chamfering step, the end face of the cut wafer is chamfered with a diamond-coated chamfering grindstone.
面取り工程は、ラッピング工程の後に行なわれることもある。この時、バラツキのある外周の直径を合わせ、オリエンテーションフラット(OF)の幅の長さを合わせる事や、ノッチと呼ばれる微少な切り欠きの寸法を合わせる事も行われる。 The chamfering process may also be performed after the lapping process. At this time, the diameter of the outer periphery, which varies, is adjusted, the width of the orientation flat (OF) is adjusted, and the dimensions of minute cutouts called notches are adjusted.
供給回収部20は、面取り加工するウエーハWをウエーハカセット30から加工部10に供給すると共に、面取り加工されたウエーハをウエーハカセット30に回収する。この動作は供給回収ロボット40で行われる。ウエーハカセット30は、カセットテーブル31にセットされ、面取り加工するウエーハWが多数枚収納されている。供給回収ロボット40はウエーハカセット30からウエーハWを1枚ずつ取り出したり、面取り加工されたウエーハをウエーハカセット30に収納したりする。
The supply/
供給回収ロボット40は3軸回転型の搬送アーム50を備えており、搬送アーム50は、その上面部に図示しない吸着パッドを備えている。搬送アーム50は、吸着パッドでウエーハWの裏面を真空吸着してウエーハWを保持する。すなわち、この供給回収ロボット40の搬送アーム50は、ウエーハWを保持した状態で前後、昇降移動、及び旋回することができ、この動作を組み合わせることによりウエーハWの搬送を行う。
The supply/
加工部10はウエーハ面取り装置の正面部に配置されており、ウエーハWの外周面取りの全加工、すなわち、粗加工から仕上げ加工までを行う。この加工部10は、ウエーハ送り装置60、外周粗研削装置62、ウエーハWを搬送するトランスファーアーム63及び外周精研削装置61から構成されている。
The
図2は、加工部10の構成を示す斜視図、図3は平面図であり、ウエーハ送り装置60は、ウエーハWを吸着保持するチャックテーブル(ウエーハテーブル)66を有している。このチャックテーブル66は、図示しない駆動手段に駆動されることにより、前後方向(Y軸方向)、左右方向(X軸方向)、及び上下方向(Z軸方向)の各方向に移動するとともに、チャックテーブル駆動モータ65に駆動されることにより中心軸(θ軸)回りに回転する。
2 is a perspective view showing the configuration of the
外周粗研削装置62は、ウエーハ送り装置60のチャックテーブル66に対してY軸方向に所定距離離れた位置に配置される。この外周粗研削装置62は、外周粗研モータ67に駆動されて回転する外周粗研スピンドル68を有している。外周粗研スピンドル68は、図示しない駆動手段に駆動されることにより前後方向(Y軸方向)及び上下方向(Z軸方向)の各方向に移動可能に構成される。
The outer circumference
外周粗研スピンドル68には、ウエーハWの外周を粗加工(粗研削)する外周粗研削砥石69が装着され、その回転軸となる。外周粗研削砥石69は、その外周面に複数の外周粗研削用溝が形成されており(総形砥石)、この溝にウエーハWの外周を押し当てることにより、ウエーハWの外周が粗加工(粗研削)される。
An outer circumference rough grinding
外周精研削装置61は、ウエーハ送り装置60のチャックテーブル66に対してX軸方向に所定距離だけ離れた位置に配置される。この外周精研削装置61は、外周精研モータ70に駆動されて回転する外周精研スピンドル71を有している。外周精研スピンドル71は、図示しない駆動手段に駆動されることにより左右方向(X軸方向)及び上下方向(Z軸方向)の各方向に移動可能に構成される。外周精研スピンドル71には、ウエーハWの外周を仕上げ加工(精研削)する外周精研削砥石72が装着され、その回転軸となる。
The peripheral
外周精研削砥石72は、その外周面に外周精研削用溝が形成されており(総形砥石)、この溝にウエーハWの外周を押し当てることにより、ウエーハWの外周が仕上げ加工される。
The outer periphery
このとき、外周精研スピンドル71の回転軸をチャックテーブル66の回転軸に対してウエーハWの外周の接線方向に3~15°、望ましくは6~10°傾斜させた状態で行うヘリカル研削によってウエーハWの外周面取りの仕上げ加工を行う。
At this time, the wafer is ground by helical grinding in a state in which the rotation axis of the outer circumference
これにより、砥粒の運動方向がウエーハWの外周の運動方向と交差し、接触面積が増大すること等より、砥石摩耗が抑制され、外周の形状崩れ等を低減できるため、通常の研削に比べて加工面(研削面)の粗さが良好となる。 As a result, the direction of movement of the abrasive grains intersects with the direction of movement of the outer periphery of the wafer W, and the contact area increases. The roughness of the machined surface (grinding surface) is improved.
次に、加工部10の動作について説明する。加工開始前の待機状態では、チャックテーブル66に保持されるウエーハWは、その中心がチャックテーブル66の回転軸と一致するように配置される。このとき、ウエーハWのOF部は所定方向(本例ではY軸方向)を向くように配置される。
Next, the operation of the
また、外周粗研削砥石69及び外周精研削砥石72は、ウエーハWからそれぞれ所定距離離れた位置に位置している。具体的には、外周粗研削砥石69の回転中心はウエーハWの回転中心に対してY軸方向に所定距離離れた位置に配置され、かつ外周精研削砥石72の回転中心はウエーハWに対してX軸方向に所定距離離れた位置に配置される。
Further, the outer circumference
まず始めに、アライメント動作が行われる。このアライメント動作では、チャックテーブル66に保持されたウエーハWと外周粗研削砥石69及び外周精研削砥石72との上下方向(Z軸方向)について相対的な位置関係が調整される。
First, an alignment operation is performed. In this alignment operation, the relative positional relationship between the wafer W held on the chuck table 66 and the outer circumference
アライメント動作が完了したら、外周粗研モータ67が駆動される。次に、外周粗研削砥石69による研削(粗加工)を開始する。具体的には、外周粗研削装置62のY軸モータ(不図示)が駆動され、外周粗研スピンドル68がY軸方向に沿ってチャックテーブル66に向かって送られる。
When the alignment operation is completed, the outer circumference coarse grinding
外周粗研削砥石69としては、例えば、直径202mmのダイヤモンド砥粒のメタルボンド砥石で、粒度#800であるものを使用することができる。また、外周粗研スピンドル68は、ボールベアリングを用いたビルトインモータ駆動のスピンドルで、所定の回転速度、例えば回転速度8,000rpmで回転される。
As the outer circumference
チャックテーブル66に向かって外周粗研スピンドル68が送られると、ウエーハWの外周が外周粗研削砥石69に形成された外周粗研削用の研削溝に接触し、ウエーハWの外周部が外周粗研削砥石69により研削されて、ウエーハWの外周面取りの粗加工が開始される。
When the outer circumference rough grinding
外周粗研削砥石69による粗加工が開始された後、始めは図2のウエーハWは円形であるので、チャックテーブル66に保持されたウエーハWが一定速度で矢印方向に回転を開始する。この回転角度、つまり加工点が直線部となるOF部に至ると、外周粗研スピンドル68をY方向である、チャックテーブル66に向かう方向の送り量を多くすると共に、外周粗研スピンドル68をX方向に直線移動させ直線部を加工する。その後、直線部の加工を終了すると、再び、チャックテーブル66に保持された板状のウエーハWを一定速度で矢印方向に回転させ、残りの円形部を研削して外周粗研削砥石69による粗加工を終了する。
After the rough processing by the outer circumference
次に、外周精研削砥石72による仕上げ加工が同様に行われる。外周精研削砥石72は、ダイヤモンド砥粒のレジンボンド砥石が適している。また、外周精研スピンドル71の回転軸をチャックテーブル66の回転軸に対してウエーハWの外周の接線方向に3~15°、望ましくは6~10°傾斜させた状態でウエーハWの外周面取りの仕上げ加工が行われる。
Next, finish processing is performed in the same manner by the outer peripheral
さらに、外周精研削砥石72の面取り用加工溝はツルアーによって形成されるが、詳しい説明を省略する。また、外周粗研削砥石69としては、例えば、Fe、Cr、Cu等の金属粉等を主成分とし、ダイヤモンド砥粒を混ぜて成形したものが用いられる。ツルアーの材質は、外周粗研削砥石69によって加工することができる一方、外周精研削砥石72を研削することができるものを採用する。
Furthermore, although the processing groove for chamfering of the outer peripheral
例えば炭化珪素からなる砥粒を、必要に応じて充填剤等も加えてフェノール樹脂で結合し、これを円盤状のツルアーに成形したものが望ましい。外周精研削砥石72の材質は、ツルアーによって研削することで周囲に研削溝74を形成することができる一方、形成された研磨によってシリコンウエーハ等の面取り部を精研削することができるものを用いる。例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスチレン樹脂又はポリエチレン樹脂等を主成分とし、ダイヤモンド砥粒や立方晶窒化ホウ素砥粒を混ぜて成形したものが望ましい。
For example, it is preferable that abrasive grains made of silicon carbide are combined with a phenolic resin, if necessary, with a filler or the like added, and formed into a disk-shaped lure. The outer peripheral
また、外周精研削砥石72としては、例えば、直径50mmのダイヤモンド砥粒のレジンボンド砥石で、粒度#3000のものが用いられる。外周精研スピンドル71はエアーベアリングを用いたビルトインモータ駆動のスピンドルで、回転速度35,000rpmで回転される。
As the peripheral
図4は被加工材が円形でなく、矩形の場合での加工部の構成を示す斜視図であり、図5は同様に平面図である。被加工材が円形でなく、矩形の場合は、図4、5に示すように、直線部の加工が主となる。 FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the processing portion when the workpiece is not circular but rectangular, and FIG. 5 is a plan view of the same. When the workpiece is not circular but rectangular, as shown in FIGS. 4 and 5, the straight portion is mainly processed.
スマートフォンやタブレットの薄型化、軽量化が進むにつれてガラス基板、カバーガラス、あるいはサファイア、セラミックスが表面に使用され、端面強度が重要となり、鏡面研削において、砥粒によるチッピングの抑制と良好な面粗さが要求される。面取りの加工品質、加工面粗さ、マイクロクラックの発生などはガラス基板の端面強度に直接影響する。 As smartphones and tablets become thinner and lighter, glass substrates, cover glass, sapphire, and ceramics are used for the surface, and edge strength is important. is required. The processing quality of chamfering, the roughness of the processed surface, the generation of microcracks, etc., directly affect the edge strength of the glass substrate.
図4、5はスマートフォンやタブレットにおける矩形のガラスパネルの面取り加工を示しており、外周精研削装置61のX軸モータ(不図示)が駆動され、外周精研スピンドル71がX軸方向に沿ってチャックテーブル73に向かって送られる。
4 and 5 show the chamfering of a rectangular glass panel in a smart phone or tablet, the X-axis motor (not shown) of the peripheral
チャックテーブル73に向かって外周精研スピンドル71が送られると、ガラスパネル(あるいはウエーハ)Wの直線部が外周精研削砥石72に形成された面取り用加工溝である外周精研削用溝に接触し、ガラスパネルWの外周部が外周精研削砥石72によりヘリカル研削されて、ガラスパネルWの外周面取りの加工が開始される。外周精研削砥石72による加工が開始された後、図4、5のガラスパネルWは矩形であるので、チャックテーブル73に保持されたガラスパネルWがY軸方向に一定速度で移動を開始する。加工点が角部に到達すると、チャックテーブル73は、90°回転しつつY軸方向に移動を行い次の直線部を加工する。以下、同様にガラスパネルWの全外周を加工していく。
When the peripheral
また、研削砥石は、ポーラスな表面を有する面取り砥石素材に飽和脂肪酸溶液と共に潤滑剤を含ませ、表面を乾燥させて潤滑剤含浸砥石とし、この潤滑剤を含む砥石を研削時に水冷却して使用することが望ましい。これにより、砥石の切削点へ潤滑剤が確実に供給されて切削点温度を所定温度以下にすることができる。また、冷却液を水としたので、冷却液による環境汚染を防止できる。さらにウエーハ面取り装置では、砥石に潤滑剤を含浸させているので、長期にわたり潤滑剤を切削点に供給可能であり、冷却液を水としたので低温かつ環境に配慮した加工が可能となる。 In addition, the grinding wheel is made by impregnating a chamfering grinding wheel material having a porous surface with a saturated fatty acid solution and a lubricant, drying the surface to obtain a lubricant-impregnated grinding wheel, and using the grinding wheel containing this lubricant after water cooling during grinding. It is desirable to As a result, the lubricant is reliably supplied to the cutting point of the grindstone, and the cutting point temperature can be kept below the predetermined temperature. Moreover, since water is used as the cooling liquid, environmental pollution due to the cooling liquid can be prevented. Furthermore, in the wafer chamfering apparatus, since the grindstone is impregnated with a lubricant, the lubricant can be supplied to the cutting point for a long period of time.
チャックテーブル73は、図5に示すように矩形のガラスパネルWの形状と同様の形状であるが、外周精研削砥石72による加工時にガラスパネルW自体がやや弾性変形するようにガラスパネルWよりも十分に小さくなり、ガラスパネルWはチャックテーブル73よりオーバハングして保持されている。 The chuck table 73 has the same shape as the rectangular glass panel W as shown in FIG. It becomes sufficiently small, and the glass panel W is held overhanging from the chuck table 73 .
具体的には、チャックテーブル73の大さきは、ガラスパネルWのX軸方向の中央からの距離をQとし、チャックテーブル73のX軸方向の中央からの距離をPとすると、Q=(1.3~1.7)P、より望ましくはQ=1.5PとすることがガラスパネルWの吸着による固定及び研削加工の点から良い。つまり、ガラスパネルWの変形や撓み、歪みなどの加工精度への影響を避けると共に、加工時に被加工材、ガラスパネルW自体がやや弾性変形し、外周精研削砥石72が柔らかいレジンボンド砥石であることと相まって、その振れ等の衝撃を緩和する。Y軸方向も同様であり、図5のN=(1.3~1.7)H、より望ましくはN=1.5Hとすることが望ましい。つまり、チャックテーブル73の形状は、被加工材の外周形状よりも小さく、縦横共に、ガラスパネルWの平面形状よりも0.6~0.8倍が望ましい。なお、矩形のガラスパネルWの形状は、縦×横が120mm×60mm程度、厚みが0.5~1.5mm程度であり、矩形のチャックテーブル73は80mm×40mm程度が望ましい。
Specifically, the size of the chuck table 73 is defined as Q=(1 .3 to 1.7) P, more preferably Q=1.5P, is preferable from the standpoint of fixation by adsorption of the glass panel W and grinding. In other words, deformation, deflection, and distortion of the glass panel W are avoided, and the glass panel W itself is slightly elastically deformed during processing, and the peripheral
外周精研スピンドル71の回転軸をチャックテーブル73に対してガラスパネルWの外周の接線方向にθ=3~15°、望ましくは6~10°傾斜しているので、ガラスパネルWは外周精研削砥石72の研削溝74に対してこの角度θで当接し、砥粒の運動方向がガラスパネルWの運動方向と交差する。また、傾斜角度があまりに大きいと、研削抵抗の増大、端面における上下角部の欠け、キズなどの点で好ましくない。
Since the rotation axis of the peripheral
外周精研削砥石72の研削溝74の幅yは、外周精研削砥石72の研削溝74を角度θ傾けたとき、研削溝74の上端部が被加工材Wの上面と当接する位置から被加工材Wの下面が研削溝74の下端部に最も近づくが当接しない位置までの距離、つまり、研削溝74を角度θ傾けたときの被加工材の見掛け厚み、右端部からの左端部までの寸法y0よりも広くy>y0となっている。y0は、研削溝74の直径をD、被加工材Wの厚さをtとすると、おおよそDtanθ+t/cosθとなる。研削溝74の幅を広くする方法は予めツールイングするときの転写用の溝を広くしても良いし、ツールイング時のツルアーをZ軸方向に上下に移動して研削溝74を幅広く加工しても良い。
The width y of the grinding
次に、ヘリカル研削の加工手順を以下に説明する。
図10を参照して、チャックテーブル73に向かって外周精研スピンドル71が送られたとき、研削溝74の右上端部の上面斜面72uがガラスパネルWの上面、右上端部が当接して加工が開始され、その後、チャックテーブル73に保持されたガラスパネルWがY軸方向に一定速度で移動して面取りが行われる。
Next, a processing procedure for helical grinding will be described below.
Referring to FIG. 10, when the outer peripheral
ガラスパネルWの下面は、研削溝74がガラスパネルWの見掛け厚みより幅広となっているので、当接しない。ガラスパネルWの厚み方向の中央部、主要部は外周精研削砥石72の研削溝74の円周部が当接してヘリカル研削される。加工点がガラスパネルWの角R部に到達すると、チャックテーブル73が回転して、角部のRを加工する。このときは円形部を研削するのと同様になり、接触領域が小さくなるので、研削溝74の上面斜面の当接は弱くなり、厚み方向の中央部の研削が主となる。以下、同様にガラスパネルWの外周を1周するまで加工していく。
Since the
上記の加工が1周した点で、外周精研削砥石72をZ軸方向に上昇、あるいはチャックテーブル73をZ軸方向に降下させ、研削溝74の下面斜面がガラスパネルWの下面、左下端部の下面斜面72dが当接するようにする。つまり、研削砥石を被加工材に対して相対的に厚さ方向に上昇させる。その後、チャックテーブル73に保持されたガラスパネルWがX軸方向に一定速度で移動して2周目の面取りを行う。
At the point where the above processing has completed one round , the outer peripheral
ガラスパネルWの上面は研削溝74がガラスパネルWの見掛け厚みより幅広となっているので、当接しない。ガラスパネルWの厚み方向の中央部、主要部は外周精研削砥石72の研削溝74の円周部が当接してヘリカル研削される。
Since the grinding
以上のように、ガラスパネルWに対して外周精研削砥石72の研削溝74を角度θで傾斜させて当接し、砥粒の運動方向がガラスパネルWの運動方向と交差するようにし、かつ、外周精研削砥石72の研削溝74の幅を被加工材に対して外周精研削砥石72を角度θ傾けたときの被加工材の見掛け厚みよりも幅広とすること、外周精研削砥石72をZ軸方向に上下することにより、OF等の直線部、又は矩形、多角形等の材料の面取り加工にヘリカル研削を適用することが可能となる。これにより、端面の面粗さ、加工歪を小さくし、高番手の砥石でも長時間の使用が可能である。
As described above, the grinding
ここで、本発明者は、θの角度をより大きくして、ガラスパネルWの上面の右上端部が上面斜面72u当接し、かつ、ガラスパネルWの下面の左下端部に下面斜面72dが当接するようにして研削を行う評価を実施した。すると、ガラスパネルWの角部のRを研削する際、必ず、ガラスパネルWは、上面斜面72uと下面斜面72dとのうち片方しか当接できない状況が発生することを見いだした。このため、ガラスパネルWの角部においては、必ず上面か下面のうちのどちらかに研削が十分で無い部分が発生することが判明した。
Here, the present inventor made the angle θ larger so that the upper right end of the upper surface of the glass panel W abuts against the upper sloped
よって、本発明者は、ヘリカル研磨を行う際、θ、y、ガラスパネルWの厚みtの関係は、「ガラスパネルWの上面又は下面のうちどちらか一方のみが研削溝74の端部(上面斜面72uまたは下面斜面72d)に接触し、もう一方は端部に接触しない」(条件1)ようにθ、y、tが選択されなければならないことを見いだした。よって、それらのパラメータのうち、どれかが決まっているならば、変更可能なパラメータを調整することによって上記条件1を満たさなければならない。その際、条件1を満たす範囲で、なるべくy0がyに近い値である方が好ましいことが判明した。それにより、研削溝74の大部分を使用できるので、砥石の寿命も長くなるからである。
Therefore, when performing helical polishing, the inventor believes that the relationship between θ 1 , y, and the thickness t of the glass panel W is such that "only one of the upper surface and the lower surface of the glass panel W is the edge of the grinding groove 74 (the upper surface We have found that θ, y, t must be chosen such that the
図6は、円形部の加工と直線部の加工とでガラスパネルWの厚み方向の上下端部で外周精研削砥石72と研削溝74との当接の違いを説明する平面図であり、外周精研削砥石72の研削溝74の円筒部と直線ワークW1の接触領域は、円筒部と円形ワークW2の接触領域より大きいだけでなく、研削溝74の上下端部の上面斜面72uあるいは下面斜面72dとの直線ワークW1の接触域Lは円形ワークW2の接触域Mより大きい。
FIG. 6 is a plan view for explaining the difference in abutment between the outer periphery
したがって、直線ワークW1での研削抵抗は円形ワークW2の研削抵抗より大きいだけでなく、研削溝74の厚み方向の幅を円形ワークW2に合わせて面取り加工すると、直線ワークW1を面取り加工することができなくなる。また、円形ワークW2に対して上下対称に面取り加工ができるように研削溝74を作成したとしても、それを直線ワークW1に対して面取り加工すると上下面の形状が異なったものとなる。
Therefore, not only is the grinding resistance of the linear workpiece W1 greater than that of the circular workpiece W2, but if the width of the grinding
図7は、従来の板材の端面加工に対して平面研削盤80に1軸を追加した軸傾斜方式によるヘリカル研削の例を示す。図7に示すように、精密ステージ81を傾斜角度αで配置し、砥石82の最下点を被加工材83が通過するようにしたものである。砥石82は被加工材83よりも幅広であり、バイス84によって両面を加工面の近くまで固定されている。
FIG. 7 shows an example of helical grinding by an axis tilting method in which one axis is added to a
この方法では、図8(a)に示すように、被加工材83がバイス84によって、しっかりと固定されている点、砥石82の回転軸が加工面と水平となる点等より、砥石82が矢印Vのように押し付けられ、砥石82の振れ等が被加工材83へ衝撃となり、加工面にダメージを与える。また、研削によるキリコが加工面に落下することより、加工面にキリコによる傷、引っ掻きによる条痕が生じる。
In this method, as shown in FIG. 8(a) , the
これに対して、本発明では、被加工材Wに対して外周精研削砥石72の研削溝74を角度θ傾けている。また、チャックテーブル73はガラスパネルWの平面を載置し、この表面をエアーコンプレッサーやブロワー等で減圧し、ガラスパネルWを吸着し固定する。ガラスパネルWをチャックテーブル73よりオーバハングして垂直方向に吸着して保持した図8(b)の場合は、外周精研削砥石72の研削溝74が加工面に対して垂直に当接し、外周精研削砥石72による押し付け力が矢印Hのように働く。
On the other hand , in the present invention, the grinding
したがって、加工時に被加工材、例えばガラスパネルW自体がやや弾性変形し、外周精研削砥石72が柔らかいレジンボンド砥石であることと相まって、その振れ等の衝撃を緩和する。したがって、加工面にキズ等のダメージを与えことがなく、研削によるキリコは矢視のように排出され、加工面に落下することがなく、加工面にキリコによる傷、引っ掻きによる条痕を生じることがない。
Therefore, the material to be processed, for example, the glass panel W itself is slightly elastically deformed during processing, and together with the fact that the peripheral
図9は、以上の面取り基板の製造方法により加工された被加工材の端面を示す側面図であり、レジン砥石である外周精研削砥石72で研削後の条痕の状態を斜線で示している。研削溝74は被加工材(基板、ワーク)の厚みに対して幅を十分大きくし、被加工材に対して6~10°の斜め角度で当接させ、研削溝74の上面と下面のうち片面のみワークに当接するようにし、他方には当てないように面取りを行った。実際には、上面を当接させた研削を被加工材の端面の全周に対して1周行い、次に下面を当接させ、さらに1周させて合計2周の研磨、面取りを行った。
FIG. 9 is a side view showing an end face of a workpiece processed by the method for manufacturing a chamfered substrate described above, and the state of streaks after grinding with the outer peripheral
従来のヘリカル研削による面取り加工では角部、直線部を有する被加工材で砥石の研削溝の上面と下面のうち片方のみ強く当たる片当たりが発生し良好な面取りが出来なかったが、図に示すように厚み方向の中央部Cが砥石を傾斜させた角度に応じたヘリカル研削の特有な条痕となり、良好な面粗さで形状崩れを生じていない。 In the chamfering process by conventional helical grinding, it was not possible to perform good chamfering because only one of the upper and lower surfaces of the grinding groove of the grindstone hit hard on the work piece with corners and straight parts. As shown, the central portion C in the thickness direction becomes a peculiar streak of helical grinding according to the angle at which the grindstone is inclined, and the surface roughness is good and the shape does not collapse.
また、上下両端も角度、大きさ共に対称、図でTu、Tdの幅も均等であり、研削溝の端部で被加工材の端面の角部がヘリカル研削されたことによる条痕、角度、方向は研削溝の端部が当たっている分だけ異なり、それが明確に現れている。 In addition, both the upper and lower ends are symmetrical in terms of angle and size, and the widths of Tu and Td in the figure are also uniform. The direction differs by the amount of contact of the edge of the ground groove, which is clearly shown.
さらに、スマートフォンやタブレットの薄型化、軽量化に伴って、従来、ガラス基板を所定の大きさに切断してから、化学強化を行い、その後に、マスキング印刷を行い、センサー電極を形成していた。それに対して、上記の面取り基板の製造方法によれば、大きなガラス基板のまま化学強化処理を施した後、マスキング印刷、センサー電極形成を形成し、その後に、切断、面取り加工を行っても、つまり、端面に化学強化されていない状態でも良好な加工面粗さが得られ、マイクロクラックの発生を抑えることができる。そして、その結果、生産効率が極めて向上し、実用上で十分な端面強度を得ることができる。 Furthermore, as smartphones and tablets become thinner and lighter, conventionally, the glass substrate is cut to a predetermined size, chemically strengthened, and then masked and printed to form sensor electrodes. . On the other hand, according to the method for manufacturing a chamfered substrate, even if a large glass substrate is chemically strengthened as it is, masking printing is performed, sensor electrodes are formed, and then cutting and chamfering are performed. In other words, even when the end face is not chemically strengthened, a good machined surface roughness can be obtained, and the occurrence of microcracks can be suppressed. As a result, production efficiency is significantly improved, and practically sufficient end face strength can be obtained.
さらに、面粗さ、形状の対称性のみならず、研削溝を1回修正(ツールイング)した後、研削能力の低下、所定の外周面幅、外周角度、外周形状を満たさなくなるまでに連続して加工できる枚数も増加できる。さらに、レジン砥石である外周精研削砥石72のツールイングを繰り返し、面取り加工を連続した場合、摩耗によりレジン砥石が所定の直径以下となって、使用不可能となるまでに加工できる枚数も多くすることができる。
Furthermore, not only the surface roughness and shape symmetry, but also the reduction in grinding ability after one time correction (tooling) of the grinding groove, the predetermined outer peripheral surface width, outer peripheral angle, and outer peripheral shape are not satisfied. Also, the number of sheets that can be processed can be increased. Furthermore, when the
以上、外周精研削砥石72を用いたヘリカル研削として説明したが、粗研削時、つまり、外周粗研削砥石69を用いるときも同様に2周するヘリカル研削を行っても良い。これによれば、精研削時、外周精研削砥石72の研削溝74の摩耗、目詰まり、溝形状の変形を防いで、より良好な面取り加工を行うことができる。
Although helical grinding using the outer periphery
また、被加工材の端面の上部を全周に渡って研削溝74で1周するように研削(上部の研削)し、その後、研削砥石69あるいは72を被加工材の厚さ方向に相対的に上昇させて、さらに下部を1周研削(下部の研削)することとしたが、この順序は逆でも良いし、被加工材の端面の上部、下部に研削溝74の端部である上面斜面72u、下面斜面72dのいずれも当てない中央部の研削を別途に行っても良い。
In addition, the upper part of the end surface of the workpiece is ground over the entire circumference so as to make one round with the grinding groove 74 (upper grinding), and then the
図10は、中央部の研削を示している。中央部の研削は、外周精研スピンドル71に向かってチャックテーブル73が送られたとき、研削溝74の右上端部の上面斜面72u及び左下端部の下面斜面72dがいずれもガラスパネルWの上面及び下面に当接しないで加工が開始され、その後、チャックテーブル73に保持されたガラスパネルWがY軸方向に一定速度で移動して面取りが行われる。研削溝74が、ガラスパネルWの見掛け厚みy0、すなわち外周精研削砥石72の研削溝74を角度θ傾けたとき、研削溝74の直径をD、被加工材であるガラスパネルWの厚さtとの双方を考慮した厚みよりも十分、少なくとも20~30%幅広となっている。
FIG. 10 shows the central grinding . Grinding of the central portion is performed when the chuck table 73 is fed toward the outer periphery
ガラスパネルWの厚み方向の中央部、主要部は外周精研削砥石72の研削溝74の円周部が当接してヘリカル研削される。加工点が角のR部に到達すると、チャックテーブル73を回転させて、角部のRを加工する。ガラスパネルWの厚み方向の端部を研削溝74の上下斜面(あるいは上下端部)で研削しないので、上下非対称性に影響なく、ガラスパネルWの外周形状に係わらず加工することに適し、図2に示したような円形部が主体でOF部のような直線部がある場合に、形状を削り出すのには都合が良い。
The central portion and main portion of the glass panel W in the thickness direction are helically ground in contact with the peripheral portion of the grinding
図10の状態から外周精研削砥石72をZ軸方向に下降、あるいはチャックテーブル73をZ軸方向に上昇させ、研削溝74の右上端部の上面斜面72uにガラスパネルWの上面、図で右上端部を当接させる。つまり、研削砥石を被加工材に対して相対的に厚さ方向に下降させる。その後、チャックテーブル73に保持されたガラスパネルWをY軸方向に一定速度で移動してヘリカル研削による面取り加工が行われる。
From the state of FIG. 10 , the outer peripheral
外周精研削砥石72をZ軸方向に上昇、あるいはチャックテーブル73をZ軸方向に下降させ、研削溝74の下面斜面が、ガラスパネルWの下面、図で左下端部の下面斜面72dに当接するようにする。つまり、研削砥石を被加工材に対して相対的に厚さ方向に上昇させる。その後、チャックテーブル73に保持されたガラスパネルWがY軸方向に一定速度で移動して3周目の面取りを行う。
The outer peripheral
中央部の研削(a)、上部の研削(b)、下部の研削(c)の順で説明したが、これに限ることなく、上部の研削(b)、中央部の研削(a)、下部の研削(c)の順など任意でも良い。ただし、中央部の研削(a)を先に行うことが、先に形状を削り出すことができる点、その後、より慎重、正確に上部の研削(b)、下部の研削(c)を行える点で優れている。 Grinding of the central portion (a), grinding of the upper portion (b), and grinding of the lower portion (c) were explained in this order, but without being limited to this, grinding of the upper portion (b), grinding of the central portion (a), The order of grinding (c) of the lower part may be arbitrary. However, grinding the center part (a) first makes it possible to cut out the shape first, and then it is possible to grind the upper part (b) and the lower part (c) more carefully and accurately. Excellent at
また、被加工材として、特に、図2に示したような円形部が主体でOF部のような直線部がある場合に、中央部の研削(a)、上部の研削(b)、下部の研削(c)をそれぞれ、被加工材の外周を1周する必要はない。例えば、円形部は上部の研削(b)、下部の研削(c)だけを行い、直線部は中央部の研削(a)、上部の研削(b)、下部の研削(c)をそれぞれ行えば良く、面粗さを良好にし、形状崩れを生じないで加工時間を短縮、研削溝74の摩耗、目詰まり、溝形状の変形を防ぐことができる。 In addition, when the work material has a circular portion as shown in FIG. Each grind (c) does not need to go around the circumference of the workpiece. For example, if the circular part is ground only at the upper part (b) and the lower part (c), and the straight part is grinded at the central part (a), the upper part is ground (b) and the lower part is ground (c), respectively. It is possible to improve the surface roughness, shorten the processing time without causing shape collapse, and prevent abrasion, clogging, and deformation of the groove shape.
図11は、外周精研削砥石72の研削溝74の上面斜面72u及び下面斜面72dとの関係の詳細であり、研削溝74の斜面と面取り角度の関係を説明する。図11は外周精研削砥石72を傾けないで、被加工材Wへ当接させた状態であり、面取り角度が研削溝74の上面斜面72u及び下面斜面72dの角度と一致している。
FIG. 11 shows details of the relationship between the
ヘリカル研削を行うため、外周精研削砥石72を傾けた角度は、3~15°、望ましくは6~10°であるので、加工がわずかに開始されれば、上面斜面72uと被加工材Wの上面との接触領域は図11と大きな違いはない。したがって、図9で既に示したように、被加工材Wの上下両端(Tu、Tdの領域)も中央部Cと比べて条痕が斜面の分、異なる向きの条痕となり、ヘリカル研削の効果が十分に得られ、中央部と遜色なく加工歪み、表面粗さが改善される。この三つの条痕が現れるのが、以上の実施の形態の特徴でもある。
In order to perform helical grinding, the angle at which the outer peripheral
なお、説明を分かりやすくするため、図11の外周精研削砥石72を傾けないことで、研削溝74の斜面を面取り角度と一致させてもよい。それに対して、逆に、外周精研削砥石72を傾けて斜面を被加工材Wの面取り角度と一致させても良い。これにより、加工の開始時点、研削量が少ない場合でも、上面斜面72uと被加工材Wの上面との接触領域が増えて、被加工材Wの上下両端の表面粗さが改善される。
In order to make the explanation easier to understand, the slope of the grinding
10…加工部、20…供給回収部、30…ウエーハカセット、31…カセットテーブル、40…供給回収ロボット、50…搬送アーム、60…ウエーハ送り装置、61…外周精研削装置、62…外周粗研削装置、65…チャックテーブル駆動モータ、66…チャックテーブル、67…外周粗研モータ、68…外周粗研スピンドル(回転軸)、69…外周粗研削砥石、70…外周精研モータ、71…外周精研スピンドル(回転軸)、72…外周精研削砥石、72d…下面斜面、72u…上面斜面、73…チャックテーブル、74…研削溝、80…平面研削盤、81…精密ステージ、82…砥石、83…被加工材、84…バイス、W…ウエーハ、ガラスパネル、被加工材
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記被加工材の平面を厚さ方向に、前記被加工材の外周形状よりも小さいチャックテーブルで吸着し、
前記被加工材の平面に垂直となる前記厚さ方向の軸に対して前記研削砥石の回転軸を傾け、前記研削溝を前記被加工材の端面に垂直方向より押し付けて当接し、
前記被加工材の上部の面取り部が前記研削溝の上面斜面に接触し、前記被加工材の下部の面取り部が前記研削溝の下面斜面に接触しないようにして前記上部の面取り部を前記上面斜面で研削することを前記被加工材の端面の角部を含む全周を連続して行い、
その後、前記研削砥石を前記被加工材に対して相対的に前記厚さ方向に上昇させて前記被加工材の下部の面取り部が前記下面斜面に接触し、前記上部の面取り部が前記上面斜面に接触しないようにして前記下部の面取り部を前記下面斜面で研削することを前記被加工材の端面の角部を含む全周を連続して行い、
あるいは、前記被加工材の下部の面取り部が前記下面斜面に接触し、前記被加工材の上部の面取り部が前記上面斜面に接触しないようにして前記下部の面取り部を前記下面斜面で研削することを前記被加工材の端面の角部を含む全周を連続して行い、
その後、前記研削砥石を前記被加工材に対して相対的に前記厚さ方向に下降させて前記被加工材の上部の面取り部が前記上面斜面に接触し、前記下部の面取り部が前記下面斜面に接触しないようにして前記上部の面取り部を前記上面斜面で研削することを前記被加工材の端面の角部を含む全周を連続して行い、
前記チャックテーブルは、前記被加工材の外周形状よりも0.6~0.8倍小さくしたことを特徴とする面取り基板の製造方法。 A chamfered substrate manufacturing method for grinding an end face of a plate-shaped workpiece having a corner portion and a straight portion with a grinding groove of a grinding wheel, comprising:
sucking the plane of the workpiece in the thickness direction with a chuck table smaller than the outer peripheral shape of the workpiece;
tilting the axis of rotation of the grinding wheel with respect to the axis in the thickness direction perpendicular to the plane of the workpiece, and pressing the grinding groove against the end surface of the workpiece from the vertical direction to abut;
The upper chamfered portion of the workpiece contacts the upper sloped surface of the grinding groove, and the lower chamfered portion of the workpiece does not contact the lower sloped surface of the ground groove. Grinding on the slope is continuously performed on the entire circumference including the corners of the end face of the workpiece,
After that, the grinding wheel is raised in the thickness direction relative to the workpiece so that the lower chamfered portion of the workpiece contacts the lower sloped surface, and the upper chamfered portion contacts the upper sloped surface. Grinding the chamfered portion of the lower part on the lower sloped surface continuously around the entire circumference including the corners of the end surface of the workpiece,
Alternatively, the lower chamfered portion of the workpiece is ground on the lower sloped surface so that the lower chamfered portion of the workpiece contacts the lower sloped surface and the upper chamfered portion of the workpiece does not contact the upper sloped surface. Continuously perform the entire circumference including the corners of the end face of the work material,
After that, the grinding wheel is lowered relative to the workpiece in the thickness direction so that the upper chamfered portion of the workpiece contacts the upper sloped surface, and the lower chamfered portion contacts the lower sloped surface. Grinding the chamfered portion of the upper portion on the upper sloped surface continuously around the entire circumference including the corners of the end face of the workpiece, so as not to contact the
A method of manufacturing a chamfered substrate , wherein the chuck table is 0.6 to 0.8 times smaller than the outer peripheral shape of the workpiece .
前記研削溝の幅を前記研削砥石の回転軸を傾けたときの前記被加工材の見掛け厚みよりも大きくしたことを特徴とする面取り基板の製造方法。 A method for manufacturing a chamfered substrate according to claim 1,
A method of manufacturing a chamfered substrate, wherein the width of the grinding groove is made larger than the apparent thickness of the workpiece when the rotation axis of the grinding wheel is tilted.
前記研削砥石の回転軸を3~15°傾けることを特徴とする面取り基板の製造方法。 A method for manufacturing a chamfered substrate according to claim 1 or 2,
A method for producing a chamfered substrate, characterized in that the rotation axis of the grinding wheel is inclined by 3 to 15°.
前記被加工材の端面の加工は、それぞれ記被加工材の端面の上部の研削、中央部の研削、下部の研削とで行われることを特徴とする面取り基板の製造方法。 A method for manufacturing a chamfered substrate according to claim 1,
A method of manufacturing a chamfered substrate, wherein the processing of the end surface of the workpiece is performed by grinding the upper portion, the center portion, and the lower portion of the end surface of the workpiece, respectively.
前記被加工材の平面を厚さ方向に吸着し、前記被加工材の外周形状よりも小さいチャックテーブルと、
前記被加工材の平面に垂直となる前記厚さ方向の軸に対して回転軸を傾け、前記研削溝を前記被加工材の端面に垂直方向より押し付けて当接する前記研削砥石と、
を備え、
前記被加工材の上部の面取り部が前記研削溝の上面斜面に接触し、前記被加工材の下部の面取り部が前記研削溝の下面斜面に接触しないようにして前記上部の面取り部を前記上面斜面で研削することを前記被加工材の端面の角部を含む全周を連続して行い、
その後、前記研削砥石を前記被加工材に対して相対的に前記厚さ方向に上昇させて前記被加工材の下部の面取り部が前記下面斜面に接触し、前記上部の面取り部が前記上面斜面に接触しないようにして前記下部の面取り部を前記下面斜面で研削することを前記被加工材の端面の角部を含む全周を連続して行い、
あるいは、前記被加工材の下部の面取り部が前記下面斜面に接触し、前記被加工材の上部の面取り部が前記上面斜面に接触しないようにして前記下部の面取り部を前記下面斜面で研削することを前記被加工材の端面の角部を含む全周を連続して行い、
その後、前記研削砥石を前記被加工材に対して相対的に前記厚さ方向に下降させて前記被加工材の上部の面取り部が前記上面斜面に接触し、前記下部の面取り部が前記下面斜面に接触しないようにして前記上部の面取り部を前記上面斜面で研削することを前記被加工材の端面の角部を含む全周を連続して行い、
前記チャックテーブルは、前記被加工材の外周形状よりも0.6~0.8倍小さくしたことを特徴とする面取り装置。 A chamfering device for chamfering an end face of a plate-shaped workpiece having a corner portion and a straight portion with a grinding groove of a grinding wheel,
a chuck table that adsorbs the plane of the workpiece in the thickness direction and is smaller than the outer peripheral shape of the workpiece;
the grinding wheel that tilts its rotation axis with respect to the axis in the thickness direction that is perpendicular to the plane of the workpiece, and presses the grinding groove against the end surface of the workpiece from the vertical direction to abut it;
with
The upper chamfered portion of the workpiece contacts the upper sloped surface of the grinding groove, and the lower chamfered portion of the workpiece does not contact the lower sloped surface of the ground groove. Grinding on the slope is continuously performed on the entire circumference including the corners of the end face of the workpiece,
After that, the grinding wheel is raised in the thickness direction relative to the workpiece so that the lower chamfered portion of the workpiece contacts the lower sloped surface, and the upper chamfered portion contacts the upper sloped surface. Grinding the chamfered portion of the lower part on the lower sloped surface continuously around the entire circumference including the corners of the end surface of the workpiece,
Alternatively, the lower chamfered portion of the workpiece is ground on the lower sloped surface so that the lower chamfered portion of the workpiece contacts the lower sloped surface and the upper chamfered portion of the workpiece does not contact the upper sloped surface. Continuously perform the entire circumference including the corners of the end face of the work material,
After that, the grinding wheel is lowered relative to the workpiece in the thickness direction so that the upper chamfered portion of the workpiece contacts the upper sloped surface, and the lower chamfered portion contacts the lower sloped surface. Grinding the chamfered portion of the upper portion on the upper sloped surface continuously around the entire circumference including the corners of the end face of the workpiece, so as not to contact the
The chamfering apparatus , wherein the chuck table is 0.6 to 0.8 times smaller than the outer peripheral shape of the workpiece .
前記研削溝の幅は、前記研削砥石の回転軸を傾けたときの前記被加工材の見掛け厚みよりも大きくしたことを特徴とする面取り装置。 In the chamfering device according to claim 5,
A chamfering device, wherein the width of the grinding groove is set larger than the apparent thickness of the workpiece when the rotation axis of the grinding wheel is tilted.
前記研削砥石の回転軸は3~15°傾けられたことを特徴とする面取り装置。 In the chamfering device according to claim 5 or 6,
A chamfering device, wherein the rotation axis of the grinding wheel is inclined by 3 to 15 degrees.
前記被加工材の端面の加工は、端面の上部の研削と、中央部の研削と、下部の研削とをそれぞれ行うことを特徴とする面取り装置。 In the chamfering device according to claim 5,
A chamfering apparatus, wherein the end surface of the workpiece is processed by grinding an upper portion, a central portion, and a lower portion of the end surface.
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