JP7828185B2 - 研削方法 - Google Patents

研削方法

Info

Publication number
JP7828185B2
JP7828185B2 JP2022010701A JP2022010701A JP7828185B2 JP 7828185 B2 JP7828185 B2 JP 7828185B2 JP 2022010701 A JP2022010701 A JP 2022010701A JP 2022010701 A JP2022010701 A JP 2022010701A JP 7828185 B2 JP7828185 B2 JP 7828185B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
grinding
workpiece
grinding wheel
plate portion
thin plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022010701A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2023109277A (ja
Inventor
佳一 鈴木
大佑 種村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Disco Corp
Original Assignee
Disco Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Disco Corp filed Critical Disco Corp
Priority to JP2022010701A priority Critical patent/JP7828185B2/ja
Priority to US18/152,262 priority patent/US12409527B2/en
Priority to CN202310067698.8A priority patent/CN116494053A/zh
Priority to TW112101716A priority patent/TW202330169A/zh
Priority to KR1020230006406A priority patent/KR20230115895A/ko
Priority to DE102023200429.1A priority patent/DE102023200429A1/de
Publication of JP2023109277A publication Critical patent/JP2023109277A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7828185B2 publication Critical patent/JP7828185B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/20Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground
    • B24B7/22Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B24B7/228Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain for grinding thin, brittle parts, e.g. semiconductors, wafers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B1/00Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B27/00Other grinding machines or devices
    • B24B27/0076Other grinding machines or devices grinding machines comprising two or more grinding tools
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/07Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
    • B24B37/08Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for double side lapping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/10Single-purpose machines or devices
    • B24B7/16Single-purpose machines or devices for grinding end-faces, e.g. of gauges, rollers, nuts, piston rings
    • B24B7/17Single-purpose machines or devices for grinding end-faces, e.g. of gauges, rollers, nuts, piston rings for simultaneously grinding opposite and parallel end faces, e.g. double disc grinders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D7/00Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor
    • B24D7/06Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor with inserted abrasive blocks, e.g. segmental
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P52/00Grinding, lapping or polishing of wafers, substrates or parts of devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/04Apparatus for manufacture or treatment
    • H10P72/0428Apparatus for mechanical treatment or grinding or cutting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Description

本発明は、ウェーハのような円板状の被加工物を研削する際に適用される研削方法に関する。
小型で軽量なデバイスチップを実現するために、集積回路等のデバイスが表面側に設けられたウェーハを薄く加工する機会が増えている。例えば、ウェーハの表面側をチャックテーブルで保持し、砥粒を含む研削砥石が固定された研削ホイールと、チャックテーブルと、を互いに回転させて、純水等の液体を供給しながらウェーハの裏面側に研削砥石を押し当てることで、このウェーハが研削され薄くなる。
ところで、上述の方法によりウェーハの全体が薄くなると、ウェーハの剛性も大幅に低下して、後の工程でのウェーハの取り扱いが難しくなる。そこで、ウェーハよりも直径が小さな研削ホイールを用いて、デバイスが設けられたウェーハの中央側(内側)の領域を研削し、外縁側(外側)の領域を研削せずにそのまま残すことで、研削後のウェーハの剛性を高く保つ技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
この技術では、まず、ある程度に大きな砥粒を含む研削砥石が固定された第1研削ホイールでウェーハの中央側の領域が粗く研削され、円板状の薄板部と、薄板部を囲む環状の厚板部と、がウェーハに形成される。このように、大きな砥粒を含む研削砥石が固定された研削ホイールを用いれば、小さな砥粒を含む研削砥石が固定された研削ホイールを用いる場合に比べて、ウェーハの研削に要する時間が短くなる。
一方で、大きな砥粒を含む研削砥石が固定された研削ホイールを用いてウェーハを粗く研削すると、この研削砥石に起因した傷や歪を含むダメージ層が被研削面側に形成され、薄板部の力学的な強度(抗折強度等)が不足し易い。そこで、ウェーハを粗く研削した後には、相対的に小さな砥粒を含む研削砥石が固定された研削ホイールを用いて薄板部を更に研削することで、ダメージ層が除去されている。
特開2007-19461号公報
ところで、薄板部を更に研削してダメージ層を除去する際に研削ホイールが厚板部の内側の側面等に接触すると、厚板部が欠けてしまうことがある。よって、ダメージ層を除去する際には、研削ホイールを厚板部に接触させないように、薄板部の中央側の領域だけが研削されていた。しかしながら、この方法では、薄板部の外縁側の領域(厚板部との境界に近い領域)にダメージ層が残り、この領域を製品に使用できなくなってしまう。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、円板状の被加工物を研削して薄板部と厚板部とを形成する際に、従来の研削方法に比べて大幅に長い時間を要することなく、製品に使用できる有効領域が最大限に確保される研削方法を提供することである。
本発明の一側面によれば、第1面と該第1面とは反対側の第2面とを有する円板状の被加工物を該第2面側から研削する際に適用される研削方法であって、それぞれが砥粒を含む複数の第1研削砥石が該被加工物よりも小さな第1直径の環状の領域に配列されている第1研削ホイールと、該被加工物と、を相互に回転させながら該第2面と交差する第1方向に相対的に移動させることで、該第1研削砥石を該第2面側から該被加工物に接触させて該被加工物を研削し、円板状の第1薄板部と、該第1薄板部を囲む環状の第1厚板部と、を該被加工物に形成する第1研削ステップと、該第1研削ステップの後に、それぞれが該第1研削砥石に比べて小さな砥粒を含む複数の第2研削砥石が該被加工物よりも小さな第2直径の環状の領域に配列されている第2研削ホイールと、該被加工物と、を相互に回転させながら該第2面と交差する第2方向に相対的に移動させることで、該第2研削砥石を該第2面側から該第1厚板部と該第1薄板部とに接触させて該被加工物を研削し、該第1薄板部よりも直径が大きく薄い円板状の第2薄板部と、該第2薄板部を囲む環状の第2厚板部と、を該被加工物に形成する第2研削ステップと、を含み、該第2研削ステップでは、該第1厚板部に残った該第2面の内側の縁から外側に向かって該第2研削砥石の該第2直径の方向での幅以上に離れた該第2面上の領域に該第2研削砥石を接触させ、該第2研削ホイールと、該被加工物と、を該第2面と垂直な方向に相対的に移動させながら、該第2研削ホイールの回転の中心と、該被加工物の回転の中心と、を該第2面に平行な方向において近づける研削方法が提供される。
好ましくは、該第1研削ステップでは、該第1研削ホイールと、該被加工物と、を該第2面と垂直な方向に相対的に移動させながら、該第1研削ホイールの回転の中心と、該被加工物の回転の中心と、を該第2面に平行な方向において近づける。
本発明の一側面にかかる研削方法では、第1研削砥石を備える第1研削ホイールで被加工物を研削して、第1薄板部と第1厚板部とを形成した後に、第1研削砥石に比べて小さな砥粒を含む第2研削砥石を備える第2研削ホイールで第1厚板部とともに第1薄板部を研削して、第2薄板部と第2厚板部とを形成するので、第2薄板部の全体が、第1研削砥石によるダメージ層のない有効領域となる。
そして、第1厚板部の第2研削ホイールで除去される部分の体積は十分に小さいので、例えば、第1薄板部の中央側の領域だけが第2研削ホイールで研削され第1厚板部が第2研削ホイールで全く研削されない従来の研削方法と比べても、研削に要する時間が大幅に長くなることはない。よって、本発明の一側面にかかる研削方法によれば、従来の研削方法に比べて大幅に長い時間を要することなく、製品に使用できる有効領域が最大限に確保される。
また、本発明の一側面にかかる研削方法では、第2研削ホイールで第1厚板部とともに第1薄板部を研削する際に、第1厚板部に残った第2面の内側の縁から外側に向かって第2研削砥石の幅(第2直径の方向での第2研削砥石の幅)以上に離れた第2面上の領域に第2研削砥石が接触する。
これにより、第2研削砥石の最も内側の部分(第2直径の方向で最も内側に位置する部分)が第1厚板部に接触するタイミングが必ず存在するので、第2研削砥石の内側の部分の摩耗を外側の部分の摩耗に応じて適切に進行させ、第2研削砥石の外側の部分だけが摩耗する偏摩耗の進行を抑えることができる。
図1は、円板状の被加工物に保護部材が貼付される様子を模式的に示す斜視図である。 図2は、保護部材を介して被加工物がチャックテーブルに保持される様子を模式的に示す断面図である。 図3は、第1研削ホイールによる被加工物の研削が開始される様子を模式的に示す断面図である。 図4は、第1研削ホイールによる被加工物の研削が進行する様子を模式的に示す断面図である。 図5は、第1研削ホイールにより研削された後の被加工物の一部を模式的に示す断面図である。 図6は、第2研削ホイールによる被加工物の研削が開始される様子を模式的に示す断面図である。 図7は、第2研削ホイールによる被加工物の研削が進行する様子を模式的に示す断面図である。 図8は、第2研削ホイールにより研削された後の被加工物の一部を模式的に示す断面図である。 図9は、変形例にかかる研削方法において第1研削ホイールにより研削された後の被加工物の一部を模式的に示す断面図である。 図10は、変形例にかかる研削方法において第2研削ホイールにより研削された後の被加工物の一部を模式的に示す断面図である。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。本実施形態にかかる研削方法では、まず、研削の対象となる円板状の被加工物に保護部材が貼付される(貼付ステップ)。図1は、円板状の被加工物11に保護部材21が貼付される様子を模式的に示す斜視図である。
被加工物11は、例えば、シリコン(Si)等の半導体で構成される円板状のウェーハである。つまり、この被加工物11は、円形状の表面(第1面)11aと、表面11aとは反対側の円形状の裏面(第2面)11bと、を有している。被加工物11の表面11a側は、互いに交差する複数のストリート(分割予定ライン)13で複数の小領域に区画されており、各小領域には、集積回路(IC:Integrated Circuit)等のデバイス15が形成されている。
本実施形態にかかる研削方法では、この被加工物11のデバイス15が形成された領域(デバイス領域)に対応する部分が裏面11b側から研削され、被加工物11の一部が薄くなる。すなわち、本実施形態にかかる研削方法では、被加工物11が裏面11b側から凹状に加工される。
なお、本実施形態では、シリコン等の半導体で構成される円板状のウェーハが被加工物11として用いられているが、被加工物11の材質、形状、構造、大きさ等は、この態様に制限されない。例えば、他の半導体、セラミックス、樹脂、金属等の材料で構成される基板等が被加工物11として用いられ得る。同様に、デバイス15の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等も、上述の態様に制限されない。被加工物11には、デバイス15が形成されていなくてもよい。
被加工物11に貼付される保護部材21は、代表的には、被加工物11と概ね同等の直径を持つ円形状のテープ(フィルム)、樹脂基板、被加工物11と同種又は異種のウェーハ等である。この保護部材21の表面21a側には、被加工物11に対する接着力を示す接着層が設けられている。
そのため、図1に示されるように、保護部材21の表面21a側を被加工物11の表面11aに密着させることで、保護部材21は、被加工物11の表面11aに貼付される。これにより、被加工物11を裏面11b側から研削する際に表面11aに加わる衝撃が保護部材21で緩和され、被加工物11のデバイス15等が保護される。
被加工物11の表面11aに保護部材21が貼付された後には、この保護部材21を介して被加工物11がチャックテーブルに保持される(保持ステップ)。図2は、保護部材21を介して被加工物11が研削装置2のチャックテーブル4に保持される様子を模式的に示す断面図である。なお、以下の各工程では、図2等に示される研削装置2が使用される。
研削装置2は、被加工物11を保持できるように構成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は、例えば、ステンレス鋼に代表される金属を用いて形成された円板状の枠体6を含む。枠体6の上面側には、円形状の開口を上端に持つ凹部6aが形成されている。この凹部6aには、セラミックス等を用いて多孔質の円板状に形成された保持板8が固定されている。
保持板8の上面8aは、例えば、円錐の側面に相当する形状に構成されており、被加工物11等を保持する保持面として機能する。なお、円錐の頂点に相当する保持板8の上面8aの中心8bと、保持板8の上面8aの外周縁と、の高さの差(高低差)は、10μm~30μm程度である。本実施形態では、この保持板8の上面(保持面)8aに、保護部材21の裏面21bが接触する。
保持板8の下面側は、枠体6の内部に設けられた流路6bや、枠体6の外部に配置されたバルブ(不図示)等を介して、エジェクタ等の吸引源(不図示)に接続されている。そのため、保持板8の上面8aに保護部材21の裏面21bを接触させた状態で、バルブを開き、吸引源の負圧を作用させると、この保護部材21の裏面21bがチャックテーブル4により吸引される。すなわち、被加工物11は、その裏面11bが上方に露出するように、保護部材21を介してチャックテーブル4に保持される。
枠体6の下部には、モーター等の回転駆動源(不図示)が連結されている。チャックテーブル4は、この回転駆動源が生じる力によって、上面8aの中心8bが回転の中心となるように、鉛直方向に沿う軸、又は鉛直方向に対して僅かに傾いた軸の周りに回転する。また、枠体6は、チャックテーブル移動機構(不図示)によって支持されており、チャックテーブル4は、このチャックテーブル移動機構が生じる力によって、水平方向に移動する。
保護部材21を介して被加工物11がチャックテーブル4で保持された後には、被加工物11のデバイス15が形成された領域(デバイス領域)に対応する領域が、裏面11b側から粗く研削される(第1研削ステップ)。図3は、被加工物11の研削が開始される様子を模式的に示す断面図であり、図4は、被加工物11の研削が進行する様子を模式的に示す断面図である。なお、図3及び図4では、説明の便宜上、一部の要素の側面が示されている。
図3及び図4に示されるように、研削装置2のチャックテーブル4よりも上方の位置には、第1研削ユニット(粗研削ユニット)10が配置されている。第1研削ユニット10は、例えば、筒状のスピンドルハウジング(不図示)を含む。スピンドルハウジングの内側の空間には、柱状のスピンドル12が収容されている。
スピンドル12の下端部には、例えば、被加工物11よりも直径の小さな円板状のマウント14が設けられている。マウント14の下面には、マウント14と概ね直径が等しい円環状の第1研削ホイール(粗研削ホイール)16が、ボルト(不図示)等で固定されている。
第1研削ホイール16は、ステンレス鋼やアルミニウム等の金属を用いて形成された円環状のホイール基台18を含む。ホイール基台18の円環状の下面には、このホイール基台18の周方向に沿って複数の第1研削砥石(粗研削砥石)20が固定されている。すなわち、複数の第1研削砥石20は、被加工物11よりも小さな直径(第1直径)の環状の領域に配列されている。各第1研削砥石20は、例えば、ダイヤモンド等でなる大きめの砥粒が樹脂等でなる結合剤中に分散された構造を有している。
この第1研削砥石20を含む第1研削ホイール16で被加工物11が研削されると、単位時間当たりに被加工物11を除去できる量が多くなる一方で、被加工物11の被研削面側に傷又は歪を含むダメージ層が形成され易くなる。スピンドル12の上端側には、モーター等の回転駆動源(不図示)が連結されている。第1研削ホイール16は、この回転駆動源が生じる力によって、鉛直方向に沿う軸、又は鉛直方向に対して僅かに傾いた軸の周りに回転する。
第1研削ホイール16の傍、又は第1研削ホイール16の内部には、第1研削砥石20等に対して研削用の液体(代表的には、水)を供給できるように構成されたノズル(不図示)が設けられている。スピンドルハウジングは、例えば、第1研削ユニット移動機構(不図示)によって支持されており、第1研削ユニット10は、この第1研削ユニット移動機構が生じる力によって、鉛直方向に移動する。
第1研削ユニット10(第1研削ホイール16)で被加工物11を研削する際には、まず、第1研削ユニット10の直下にチャックテーブル4が移動する。より具体的には、デバイス15が形成された領域の直上に第1研削ホイール16(全ての第1研削砥石20)が配置されるように、チャックテーブル移動機構がチャックテーブル4を水平方向に移動させる。
その後、チャックテーブル4と第1研削ホイール16とがそれぞれ回転し、第1研削ユニット10(第1研削ホイール16)が下降する。つまり、第1研削ホイール16と被加工物11とが相互に回転しながら、被加工物11の裏面11bと交差する鉛直方向(第1方向)に相対的に移動する。なお、この際には、ノズルから第1研削砥石20等に液体が供給される。これにより、図3に示されるように、第1研削砥石20が裏面11b側から被加工物11に接触し、被加工物11の研削が開始される。
なお、具体的な研削の条件に大きな制限はない。例えば、効率の良い被加工物11の研削を実現するためには、チャックテーブル4の回転数が、100rpm~600rpm、代表的には、300rpmに設定され、第1研削ホイール16の回転数が、1000rpm~7000rpm、代表的には、4500rpmに設定され、第1研削ユニット10の下降の速さ(研削送り速度)が、0.8μm/s~10μm/s、代表的には、6.0μm/sに設定される。
被加工物11の研削が進行すると、図4に示されるように、被加工物11の第1研削砥石20が接触した部分が薄くなり、残りの部分の厚みが維持される。つまり、被加工物11のデバイス15が形成された領域に対応する部分が薄くなり、円板状の第1薄板部11cとなる。また、被加工物11のデバイス15が形成された領域を囲む領域(外周領域)に対応する部分の厚みが維持され、第1薄板部11cを囲む環状の第1厚板部11dとなる。
図5は、第1研削ホイール16により研削された後の被加工物11の一部を模式的に示す断面図である。図5に示されるように、大きめの砥粒を含む第1研削砥石20によって研削された第1薄板部11cの裏面11b側の部分(被研削面)には、傷又は歪を含むダメージ層11eが存在する。ダメージ層11eは、被加工物11の力学的な強度(抗折強度等)を低下させるので、このダメージ層11eが存在する領域を製品として使用することはできない。
そこで、第1研削ホイール16による研削の後には、ダメージ層11eが除去されるように、第1薄板部11cと第1厚板部11dとが裏面11b側からより高い精度で研削される(第2研削ステップ)。図6は、被加工物11の研削が開始される様子を模式的に示す断面図であり、図7は、被加工物11の研削が進行する様子を模式的に示す断面図である。なお、図6及び図7では、説明の便宜上、一部の要素の側面が示されている。
図6及び図7に示されるように、研削装置2のチャックテーブル4よりも上方の位置には、第1研削ユニット10とは別の第2研削ユニット(仕上げ研削ユニット)30が配置されている。第2研削ユニット30は、例えば、筒状のスピンドルハウジング(不図示)を含む。スピンドルハウジングの内側の空間には、柱状のスピンドル32が収容されている。
スピンドル32の下端部には、例えば、被加工物11よりも直径の小さな円板状のマウント34が設けられている。マウント34の下面には、マウント34と概ね直径が等しい円環状の第2研削ホイール(仕上げ研削ホイール)36が、ボルト(不図示)等で固定されている。
第2研削ホイール36は、ステンレス鋼やアルミニウム等の金属を用いて形成された円環状のホイール基台38を含む。ホイール基台38の円環状の下面には、このホイール基台38の周方向に沿って複数の第2研削砥石(仕上げ研削砥石)40が固定されている。すなわち、複数の第2研削砥石40は、被加工物11よりも小さな直径(第2直径)の環状の領域に配列されている。
各第2研削砥石40は、例えば、ダイヤモンド等でなる小さめの砥粒が樹脂等でなる結合剤中に分散された構造を有している。具体的には、第2研削砥石46に含まれる砥粒の大きさ(代表的には、平均粒径)は、第1研削砥石20に含まれる砥粒の大きさに比べて小さい。
この第2研削砥石40を含む第2研削ホイール36で被加工物11が研削されると、第1研削ホイール16で被加工物11が研削される場合に比べて、単位時間当たりに被加工物11を除去できる量が少なくなる一方で、ダメージ層が生じ難い。スピンドル32の上端側には、モーター等の回転駆動源(不図示)が連結されている。第2研削ホイール36は、この回転駆動源が生じる力によって、鉛直方向に沿う軸、又は鉛直方向に対して僅かに傾いた軸の周りに回転する。
第2研削ホイール36の傍、又は第2研削ホイール36の内部には、第2研削砥石40等に対して研削用の液体(代表的には、水)を供給できるように構成されたノズル(不図示)が設けられている。スピンドルハウジングは、例えば、第2研削ユニット移動機構(不図示)によって支持されており、第2研削ユニット30は、この第2研削ユニット移動機構が生じる力によって、鉛直方向に移動する。
第2研削ユニット30(第2研削ホイール36)で被加工物11を研削する際には、まず、第2研削ユニット30の直下にチャックテーブル4が移動する。より具体的には、第2研削ホイール36の複数の第2研削砥石40のいずれかが、第1厚板部11dの内側の縁(第1薄板部11cの外側の縁)よりも外側の領域の直上に配置されるように、チャックテーブル移動機構がチャックテーブル4を水平方向に移動させる。
本実施形態では、第2研削ユニット30が下降することで、第1厚板部11dに存在する裏面11bの内側の縁から外側に向かって第2研削砥石40の幅W以上に離れた裏面11b上の領域に第2研削砥石40を接触させることができるように、チャックテーブル移動機構がチャックテーブル4を水平方向に移動させる。ここで、第2研削砥石40の幅Wは、第2研削砥石40が配列される環状の領域の直径の方向における第2研削砥石40の幅であり、例えば、1mm~5mm程度である。
その後、チャックテーブル4と第2研削ホイール36とがそれぞれ回転し、第2研削ユニット30(第2研削ホイール36)が下降する。つまり、第2研削ホイール36と被加工物11とが相互に回転しながら、被加工物11の裏面11bと交差する鉛直方向(第2方向)に相対的に移動する。なお、この際には、ノズルから第2研削砥石40等に液体が供給される。
これにより、図6に示されるように、第2研削砥石40が裏面11b側から第1厚板部11dに接触し、被加工物11の研削が開始される。上述のように、本実施形態では、第1厚板部11dに存在する裏面11bの内側の縁から外側に向かって第2研削砥石40の幅W以上に離れた裏面11b上の領域に、第2研削砥石40が接触する。
つまり、第2研削砥石40の幅Wの方向で最も内側の部分が第1厚板部11dに接触するタイミングが必ず存在するので、第2研削砥石40の内側の部分の摩耗を外側の部分の摩耗に応じて適切に進行させ、第2研削砥石40の外側の部分だけが摩耗する偏摩耗の進行を抑えることができる。
なお、具体的な研削の条件に大きな制限はない。例えば、効率が良く精度の高い被加工物11の研削を実現するためには、チャックテーブル4の回転数が、100rpm~600rpm、代表的には、300rpmに設定され、第2研削ホイール36の回転数が、1000rpm~7000rpm、代表的には、4000rpmに設定される。
被加工物11の研削が進行し、第2研削砥石40と接触する第1厚板部11dの内側の部分が除去された後には、第2研削砥石40は、第1薄板部11cにも接触する。すなわち、本実施形態では、第1厚板部11dのみが研削された後に、第1薄板部11c(及び第1厚板部11d)を含む領域が裏面11b側から研削される。
ここで、第1厚板部11dのみが研削される段階で第2研削砥石40にかかる研削の負荷は、第1薄板部11cを含む領域が研削される段階で第2研削砥石40にかかる研削の負荷に比べて小さい。よって、第1厚板部11dのみが研削される段階では、第1薄板部11cを含む領域が研削される段階に比べて、第2研削ユニット30の下降の速さ(研削送り速度)を高めることが可能である。
例えば、第1厚板部11dのみが研削される段階の第2研削ユニット30の下降の速さが、0.8μm/s~5.0μm/sに設定され、第1薄板部11cを含む領域が研削される段階の第2研削ユニット30の下降の速さが、0.1μm/s~0.8μm/sに設定される。このように、第1厚板部11dのみが研削される段階において第2研削ユニット30の下降の速さが高められることにより、例えば、第1厚板部11dが研削されない従来の研削方法と比べても、研削に要する時間が大幅に長くならずに済む。
被加工物11の研削が更に進行すると、図7に示されるように、被加工物11の第2研削砥石40が接触した部分が更に薄くなり、残りの部分の厚みが維持される。つまり、被加工物11のデバイス15が形成された領域に対応する部分が更に薄くなり、円板状の第2薄板部11fとなる。また、被加工物11のデバイス15が形成された領域を囲む領域(外周領域)に対応する部分の厚みが維持され、第2薄板部11fを囲む環状の第2厚板部11gとなる。
図8は、第2研削ホイール36により研削された後の被加工物11の一部を模式的に示す断面図である。図8に示されるように、小さめの砥粒を含む第2研削砥石40によって研削された第2薄板部11fの裏面11b側の部分(被研削面)には、実質的なダメージ層11eが残らない。よって、第2薄板部11fの全体が、製品に使用できる有効領域となる。
図8に示されるように、第2薄板部11fの縁は、第2研削砥石40の幅W以上の値をとる距離Dの分だけ第1薄板部11cの縁より外側に形成され、第2厚板部11gの内側の縁は、距離Dの分だけ第1厚板部11dの内側の縁より外側に形成される。つまり、第2薄板部11fの直径と第1薄板部11cの直径との差、及び第2厚板部11gの幅と第1厚板部11dの幅との差は、距離Dの2倍に等しくなる。
例えば、被加工物11のデバイス15が形成された領域が有効領域に含まれていれば、全てのデバイス15を製品とすることが可能である。この場合には、第2薄板部11fの直径が、デバイス15が形成された領域の直径以上となる。したがって、第1薄板部11cの直径は、デバイス15が形成された領域の直径よりも小さくなることがある。
以上のように、本実施形態にかかる研削方法では、第1研削砥石20を備える第1研削ホイール16で被加工物11を研削して、第1薄板部11cと第1厚板部11dとを形成した後に、第1研削砥石20に比べて小さな砥粒を含む第2研削砥石40を備える第2研削ホイール36で第1厚板部11dとともに第1薄板部11cを研削して、第2薄板部11fと第2厚板部11gとを形成するので、第2薄板部11fの全体が、第1研削砥石20によるダメージ層11eのない有効領域となる。
そして、第1厚板部11dの第2研削ホイール36で除去される部分の体積は十分に小さいので、例えば、第1薄板部11cの中央側の領域だけが第2研削ホイール36で研削され第1厚板部11dが第2研削ホイール36で全く研削されない従来の研削方法と比べても、研削に要する時間が大幅に長くなることはない。よって、本実施形態にかかる研削方法によれば、従来の研削方法に比べて大幅に長い時間を要することなく、製品に使用できる有効領域が最大限に確保される。
また、本実施形態にかかる研削方法では、第2研削ホイール36で第1厚板部11dとともに第1薄板部11cを研削する際に、第1厚板部11dに存在する裏面(第2面)11bの内側の縁から外側に向かって第2研削砥石40の幅W(第2研削砥石40が配列される環状の領域の直径(第2直径)の方向での第2研削砥石40の幅)以上に離れた裏面11b上の領域に第2研削砥石40が接触する。
これにより、第2研削砥石40の最も内側の部分(第2研削砥石40が配列される環状の領域の直径(第2直径)の方向で最も内側に位置する部分)が第1厚板部11dに接触するタイミングが必ず存在するので、第2研削砥石40の内側の部分の摩耗を外側の部分の摩耗に応じて適切に進行させ、第2研削砥石40の外側の部分だけが摩耗する偏摩耗の進行を抑えることができる。
なお、本発明は、上述した実施形態の記載に制限されず種々変更して実施可能である。上述のように、被加工物11に対する第1研削ホイール16の位置と、被加工物11に対する第2研削ホイール36の位置とには、第2研削砥石40の幅W以上(距離D)のずれがある。
よって、第1研削砥石20が配列される環状の領域の直径(第1直径)と、第2研削砥石40が配列される環状の領域の直径(第2直径)とは、必ずしも等しくなくてよい。例えば、第1研削砥石20が配列される環状の領域の直径に比べて、第2研削砥石40が配列される環状の領域の直径が大きくてもよい。
また、第1研削ホイール16で被加工物11が研削される際には、第1研削ホイール16と被加工物11とを裏面11bと垂直な方向に相対的に移動させながら、第1研削ホイール16の回転の中心と、被加工物11の回転の中心と、を裏面11bに平行な方向において近づけてもよい。図9は、この変形例にかかる研削方法において第1研削ホイール16により研削された後の被加工物11の一部を模式的に示す断面図である。
図9に示されるように、この変形例では、第1薄板部11cと第1厚板部11dとにより規定される空間が逆円錐台状となるように、被加工物11の裏面11bに対して第1厚板部11dの内側の側面が傾斜する。つまり、第1研削砥石20の外側の側面が被加工物11に接触しないので、第1研削砥石20の偏摩耗の進行を抑えることができる。
同様に、第2研削ホイール36で被加工物11が研削される際には、第2研削ホイール36と被加工物11とを裏面11bと垂直な方向に相対的に移動させながら、第2研削ホイール36の回転の中心と、被加工物11の回転の中心と、を裏面11bに平行な方向において近づけてもよい。図10は、この変形例にかかる研削方法において第2研削ホイール36により研削された後の被加工物11の一部を模式的に示す断面図である。
図10に示されるように、この変形例では、第2薄板部11fと第2厚板部11gとにより規定される空間が逆円錐台状となるように、被加工物11の裏面11bに対して第2厚板部11gの内側の側面が傾斜する。つまり、第2研削砥石40の外側の側面が被加工物11に接触しないので、第2研削砥石40の偏摩耗の進行を更に抑えることができる。
また、第1研削ホイール16で被加工物11が研削される際に被加工物11を保持するチャックテーブルと、第2研削ホイール36で被加工物11が研削される際に被加工物11を保持する別のチャックテーブルと、を備える研削装置を用いて被加工物11が研削されてもよい。同様に、第1研削ユニット10を備える研削装置と、第2研削ユニット30を備える別の研削装置と、を用いて被加工物11が研削されてもよい。
その他、上述の実施形態及び変形例にかかる構造、方法等は、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され得る。
11 :被加工物
11a :表面(第1面)
11b :裏面(第2面)
11c :第1薄板部
11d :第1厚板部
11e :ダメージ層
11f :第2薄板部
11g :第2厚板部
13 :分割予定ライン(ストリート)
15 :デバイス
21 :保護部材
21a :表面
21b :裏面
2 :研削装置
4 :チャックテーブル
6 :枠体
6a :凹部
6b :流路
8 :保持板
8a :上面(保持面)
8b :中心
10 :第1研削ユニット(粗研削ユニット)
12 :スピンドル
14 :マウント
16 :第1研削ホイール(粗研削ホイール)
18 :ホイール基台
20 :第1研削砥石(粗研削砥石)
30 :第2研削ユニット(仕上げ研削ユニット)
32 :スピンドル
34 :マウント
36 :第2研削ホイール(仕上げ研削ホイール)
38 :ホイール基台
40 :第2研削砥石(仕上げ研削砥石)

Claims (2)

  1. 第1面と該第1面とは反対側の第2面とを有する円板状の被加工物を該第2面側から研削する際に適用される研削方法であって、
    それぞれが砥粒を含む複数の第1研削砥石が該被加工物よりも小さな第1直径の環状の領域に配列されている第1研削ホイールと、該被加工物と、を相互に回転させながら該第2面と交差する第1方向に相対的に移動させることで、該第1研削砥石を該第2面側から該被加工物に接触させて該被加工物を研削し、円板状の第1薄板部と、該第1薄板部を囲む環状の第1厚板部と、を該被加工物に形成する第1研削ステップと、
    該第1研削ステップの後に、それぞれが該第1研削砥石に比べて小さな砥粒を含む複数の第2研削砥石が該被加工物よりも小さな第2直径の環状の領域に配列されている第2研削ホイールと、該被加工物と、を相互に回転させながら該第2面と交差する第2方向に相対的に移動させることで、該第2研削砥石を該第2面側から該第1厚板部と該第1薄板部とに接触させて該被加工物を研削し、該第1薄板部よりも直径が大きく薄い円板状の第2薄板部と、該第2薄板部を囲む環状の第2厚板部と、を該被加工物に形成する第2研削ステップと、を含み、
    該第2研削ステップでは、該第1厚板部に残った該第2面の内側の縁から外側に向かって該第2研削砥石の該第2直径の方向での幅以上に離れた該第2面上の領域に該第2研削砥石を接触させ、該第2研削ホイールと、該被加工物と、を該第2面と垂直な方向に相対的に移動させながら、該第2研削ホイールの回転の中心と、該被加工物の回転の中心と、を該第2面に平行な方向において近づける研削方法。
  2. 該第1研削ステップでは、該第1研削ホイールと、該被加工物と、を該第2面と垂直な方向に相対的に移動させながら、該第1研削ホイールの回転の中心と、該被加工物の回転の中心と、を該第2面に平行な方向において近づける請求項1に記載の研削方法。
JP2022010701A 2022-01-27 2022-01-27 研削方法 Active JP7828185B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022010701A JP7828185B2 (ja) 2022-01-27 2022-01-27 研削方法
US18/152,262 US12409527B2 (en) 2022-01-27 2023-01-10 Grinding method for circular plate-shaped workpiece
CN202310067698.8A CN116494053A (zh) 2022-01-27 2023-01-13 磨削方法
TW112101716A TW202330169A (zh) 2022-01-27 2023-01-16 研削方法
KR1020230006406A KR20230115895A (ko) 2022-01-27 2023-01-17 연삭 방법
DE102023200429.1A DE102023200429A1 (de) 2022-01-27 2023-01-20 Schleifverfahren für kreisförmiges plattenförmiges werkstück

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022010701A JP7828185B2 (ja) 2022-01-27 2022-01-27 研削方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023109277A JP2023109277A (ja) 2023-08-08
JP7828185B2 true JP7828185B2 (ja) 2026-03-11

Family

ID=87068814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022010701A Active JP7828185B2 (ja) 2022-01-27 2022-01-27 研削方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US12409527B2 (ja)
JP (1) JP7828185B2 (ja)
KR (1) KR20230115895A (ja)
CN (1) CN116494053A (ja)
DE (1) DE102023200429A1 (ja)
TW (1) TW202330169A (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101161411A (zh) 2006-10-11 2008-04-16 株式会社迪思科 晶片的磨削加工方法
US20090020854A1 (en) 2007-07-20 2009-01-22 Tao Feng Process of forming ultra thin wafers having an edge support ring
JP2018041915A (ja) 2016-09-09 2018-03-15 株式会社ディスコ ウェーハ及びウェーハの加工方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5390740B2 (ja) 2005-04-27 2014-01-15 株式会社ディスコ ウェーハの加工方法
JP2007266352A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Disco Abrasive Syst Ltd ウエーハの加工方法
JP2017056522A (ja) * 2015-09-17 2017-03-23 株式会社ディスコ 研削ホイール及び研削方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101161411A (zh) 2006-10-11 2008-04-16 株式会社迪思科 晶片的磨削加工方法
JP2008098351A (ja) 2006-10-11 2008-04-24 Disco Abrasive Syst Ltd ウエーハの研削加工方法
US20090020854A1 (en) 2007-07-20 2009-01-22 Tao Feng Process of forming ultra thin wafers having an edge support ring
JP2018041915A (ja) 2016-09-09 2018-03-15 株式会社ディスコ ウェーハ及びウェーハの加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230115895A (ko) 2023-08-03
DE102023200429A1 (de) 2023-07-27
CN116494053A (zh) 2023-07-28
US20230234179A1 (en) 2023-07-27
US12409527B2 (en) 2025-09-09
JP2023109277A (ja) 2023-08-08
TW202330169A (zh) 2023-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102255728B1 (ko) 웨이퍼의 가공 방법
KR102226224B1 (ko) 웨이퍼 및 웨이퍼의 가공 방법
CN113400101B (zh) 磨削方法
JP2022160807A (ja) 被加工物の加工方法
JP7620380B2 (ja) 研削方法
JP7828185B2 (ja) 研削方法
JP2023180612A (ja) 被加工物の研削方法
JP7718825B2 (ja) 被加工物の研削方法
JP7704634B2 (ja) 被加工物の研削方法
JP2024130077A (ja) 被加工物の研削方法
JP7427327B2 (ja) ワークピースの研削方法
JP2024059330A (ja) 研削ホイール及び被加工物の研削方法
JP2025041242A (ja) 被加工物の加工方法
JP7764264B2 (ja) 被加工物の加工方法
JP7614711B2 (ja) 被加工物の加工方法
TWI916532B (zh) 磨削方法
JP2024111879A (ja) 被加工物の加工方法
JP2025014364A (ja) ウェーハの研削方法
KR20230174167A (ko) 피가공물의 연삭 방법
JP2024068261A (ja) 被加工物の研削方法
JP2024074422A (ja) 被加工物の研削方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20241119

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20250715

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250729

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20250929

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20251110

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20260203

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20260227

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7828185

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150