JPH0790453B2 - 板状体の研削方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体ウェーハ、コンパクトディスク用ガラ
ス等の板状体の研削方法及びその装置に関するものであ
る。詳細には、前記板状体に加工変質層や内部応力等の
欠陥をほとんど発生させることがなく、しかも高能率で
研削することのできる、板状体の研削方法及びその装置
に関するものである。

（発明の背景） 半導体ウェーハ、コンパクトディスク用ガラス等の板状
体の研削技術において、例えば半導体ウェーハ（以下ウ
ェーハと称する）の裏面の荒研削及び仕上げ研削は回転
砥石を用いて行われるが、ウェーハを回転テーブル上に
載置し、回転砥石をウエーハの面に押し当てて徐々に移
動して切り込み送りすることにより、ウエーハの面を上
方から研削したり、或はウエーハを非回転テーブル又は
回転テーブル上に載置し、回転砥石とウェーハとをウエ
ーハの面に直角な方向に相対的に移動して切り込み送り
した後、前記両者をウェーハの面に平行な方向に相対的
に往復移動して切削送りし、前記切り込み送りと切削送
りとを複数回繰り返し、ウエーハを側方から研削するこ
と等により行われている。

ところで、ウェーハを上方から研削する場合には、ウェ
ーハが研削中回転され、しかも切り込み送りが連続的に
行なわれるため、単位時間当りの研削断面積が大きく、
能率良く研削することができる、という利点がある。し
かしながら、ウェーハには砥石が上方から押圧している
ため、垂直方向の力が作用し、表面にマイクロクラック
等の加工変質層が生じたり、加工変質層の下方部分には
内部応力が生じ、良好な加工面を得難いという欠点があ
る。

また、ウェーハを側方から研削する場合には、ウェーハ
の表面には垂直方向の力がほとんど作用しないため、前
記のような加工変質層や内部応力等の欠陥がほとんど発
生せず、良好な加工面を得ることができる、という利点
がある。しかしながら、切り込み送り量を大きく設定す
る場合には研削面に割れが生じ易いため、１回の切削送
り行程時における切り込み送り量を大きく設定すること
ができず、切削送り行程を複数回繰り返す必要があり、
それだけ研削能率が低いという欠点がある。

以上のように、前記従来の研削技術においては、加工変
質層、内部応力等の欠陥を発生させず、しかも高能率で
研削することができない状況である。

（発明の目的） 本発明は、前記従来の事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、加工変質層、内部応力等の欠陥の発生
を伴わず、しかも能率良く研削することのできる板状体
の研削方法及びその装置を提供することにある。

（発明の構成） 本発明の研削方法及びその装置は、板状体を上方から研
削する研削方法及びその装置を採用することにより荒研
削を行なった後に、板状体を側方から研削する研削方法
及びその装置を採用することにより仕上げ研削を行うよ
うにしたものである。

すなわち、本発明の板状体の研削方法の構成上の特徴
は、荒研削用回転砥石を用い、研削すべき板状体を回転
し、前記荒研削用回転砥石を前記板状体の面に直角な方
向に徐々に移動して切り込み送りし、前記板状体の面を
上方から研削することにより板状体を荒研削し、しかる
後、仕上げ用回転砥石を用い、該仕上げ用回転砥石と前
記荒研削された板状体とを切り込み送り量に相当して予
め位置設定し、次で前記板状体の面に平行な方向に相対
的に移動して切削送りし、前記板状体の面を側方から研
削することにより前記板状体を仕上げ研削することにあ
る。

また、本発明の板状体の研削装置の構成上の特徴は、荒
研削用回転砥石と、研削すべき板状体を載置する回転テ
ーブルとを備え、前記荒研削用回転砥石が研削中前記回
転テーブルの面に直角な方向に徐々に切り込み送りし得
るように設けられている荒研削部と、仕上げ用回転砥石
と、前記板状体を載置するテーブルとを備え、前記仕上
げ用回転砥石と前記テーブルとを前記テーブルの面に直
角な方向に相対的に移動して前記板状体の切り込み送り
置を研削前に設定し得るように設けられ、かつ前記テー
ブルの面と平行な方向に相対的に移動し得るように設け
られている仕上げ研削部とからなることにある。

（実施例） 本発明の実施例を図に基いて詳細に説明する。図におい
て、１は機台、２は荒研削部、３は仕上げ研削部で、荒
研削部２と仕上げ研削部３とは機台１上の同一線上に対
向配置されている。

４は回転テーブルである第１テーブルで、板状体である
ウェーハＷを吸着保持する吸着機構（図示せず）を備
え、機台１に設けられたテーブル駆動モータ５により回
転可能に設けられている。

６は第１スピンドルで、下端にはフランジ７を介して円
筒状の荒研削用回転砥石８が設けられ、上端には第１ス
ピンドル駆動モータ９が連結され、軸受スリーブ11を介
して第１スピンドル本体10に回転可能に設けられてい
る。

第１スピンドル本体10は、１側に１対の案内レール12及
び第１ナット13が設けられている。案内レール12は、第
１移動架台14の垂直な１側面に垂直方向に設けられた１
対の案内溝15に係合され、第１ナット13は案内溝15間に
設けられた長孔16に遊合されている。第１ナット13には
第１送りネジ17が螺合されており、第１送りネジ17は、
一端が第１移動架台14の内壁に設けられた軸受18に回転
自在に支持され、他端が第１送りモータ19に連結されて
いる。

第１スピンドル本体10は、第１送りモータ19を駆動する
ことにより、第１送りネジ17及び第１ナット13を介して
Ａ矢印方向すなわち上下方向に移動されるが、第１送り
モータ19は、荒研削用回転砥石８を研削時には荒研削代
に相当する距離、例えば第２図に実線で示す位置に相当
する上方位置から２点鎖線で示す位置に相当する下方位
置まで徐々に移動して切削送りし、切削終了時には実線
で示す位置に相当する上方位置よりも上方に移動して退
避するように、制御されている。

第１移動架台14は、機台１上の１対の案内レール20に摺
動自在に設けられており、第１移動架台14の下部に設け
られた第２ナット21には第２送りネジ22が螺合されてい
る。第２送りネジ22は、一端が機台１に設けられた軸受
23に回転自在に支持されていると共に、他端が第２送り
モータ24に連結されている。

第１移動架台14は、第２送りモータ24を駆動することに
より、第２送りネジ22及び第２送りナット21を介してＢ
矢印方向すなわち左右方向に移動されるが、第２送りモ
ータ24は、荒研削用回転砥石８を切削時には２点鎖線で
示す位置に相当する左方位置、すなわちその端縁が第１
テーブル４の中心と対向する位置よりも僅かに左方の位
置に移動して位置決めし、研削終了時には実線で示す位
置に相当する右方位置に移動して退避させるように、制
御されている。

25は非回転テーブルである第２テーブルで、板状体であ
るウェーハＷを吸着保持する吸着機構（図示せず）を備
え、機台１上に固定されている。

26は第２スピンドルで、下端にはフランジ27を介して円
錐台状の仕上げ用回転砥石28が設けられ、上端には第２
スピンドル駆動モータ29が連結され、軸受スリーブ31を
介して第２スピンドル本体30に回転可能に設けられてい
る。

第２スピンドル本体30は、１側に１対の案内レール32及
び第３ナット33が設けられている。案内レール32は、第
２移動架台34の垂直な１側面に垂直方向に設けられた１
対の案内溝35に係合され、第３ナット33は前記案内溝35
間に設けられた長孔36に遊合されている。第３ナット33
には第３送りネジ37が螺合されており、第３送りネジ37
は、一端が第２移動架台34の内壁に設けられた軸受38に
回転自在に支持され、他端が第３送りモータ39に連結さ
れている。

第２スピンドル本体30は、第３送りモータ39を駆動する
ことにより、第３送りネジ37及び第３ナット33を介して
Ｃ矢印方向すなわち上下方向に移動されるが、第３送り
モータ39は、仕上げ用回転砥石28を研削時には仕上げ代
に相当する距離、例えば第２図に実線で示す位置に相当
する上方位置から２点鎖線で示す位置に相当する下方位
置まで移動して位置決めし、研削終了時には実線で示す
位置に相当する上方位置よりも上方に移動して退避する
ように、制御されている。

第２移動架台34は、機台１上の１対の案内レール40に摺
動自在に設けられており、第２移動架台34の下部に設け
られた第４ナット41には第４送りネジ42が螺合されてい
る。第４送りネジ42は、一端が機台１に設けられた軸受
43に回転自在に支持されていると共に、他端が第４送り
モータ44に連結されている。

第２移動架台34は、第４送りモータ44を駆動することに
より、第４送りネジ42及び第４ナット41を介してＤ矢印
方向すなわち左右方向に移動されるが、第４送りモータ
44は、仕上げ用回転砥石28を研削時には２点鎖線で示す
位置に相当する右方位置、すなわち前記砥石28の端縁が
第２テーブル25の端縁を通過する位置まで移動して切削
送りし、研削終了時には実線で示す位置に相当する左方
位置まで移動して退避するように、制御されている。

45は素材である研削前のウェーハＷを待機させる供給テ
ーブル、46は前記ウェーハＷが収納されている素材カセ
ットで、前記両者間には素材カセット46内のウェーハを
供給テーブル45に搬入する搬入装置（図示せず）が設け
られている。

47は製品である仕上げ研削後のウェーハＷを載置する搬
出テーブル、48は前記ウェーハＷを収納する製品カセッ
トで、前記両者間には搬出テーブル47上のウェーハＷを
製品カセット48に搬出する搬出装置（図示せず）が設け
られている。

なお、供給テーブル45及び搬出テーブル47は、第１テー
ブル４及び第２テーブル25と同心状に配置され、前記４
個のテーブルは、互いに90度の位相で配置されている。

49はウェーハ供給装置で、上下方向に移動し、左右方向
に45度回動し得るように設けられ、且つ互いに90度の位
相で連結された４本のアーム50を備え、該各アーム50の
先端には吸着パッド51が設けられている。ウェーハ供給
装置49は、研削の前後に作動され、次のように制御され
る。先ず、右方へ45度回動して下降し、吸着パッド51を
作動して搬出テーブル47を除いた各テーブル4,25,45上
のウェーハＷを吸着保持する。次いで、上昇し、左方へ
90度回動した後下降し、吸着パッド51の作動を解除して
供給テーブル45を除いた各テーブル4,25,47上にウェー
ハＷを載置する。しかる後、上昇し、右方に45度回動し
て図に示す初期の位置に停止する。

なお、各部材の作動は、図示せざる制御装置により制御
されている。

本実施例は以上のように構成されており、研削作業は次
のように行なわれる。

ウェーハ供給装置49により第１テーブル４に素材のウェ
ーハＷが、第２テーブル25に荒研削後のウェーハＷが供
給載置され、荒研削部２及び仕上げ研削部３が同時に作
動開始される。

荒研削部２では、前記したように第２送りモータ24が駆
動され第１移動架台14がＢ矢印左方向に移動され、荒研
削用回転砥石８が２点鎖線で示す位置に相当する左方位
置に位置決めされる。しかる後、第１テーブル４が回転
されると共に、第１送りモータ９が駆動され、荒研削用
回転砥石８が第２図に２点鎖線で示す下方の位置まで徐
々に連続的に移動される。荒研削用回転砥石８の端縁が
第１テーブル４の中心すなわちウェーハＷの中心よりも
僅かに左方の位置に位置決めされ、且つ第１テーブル４
が回転されているため、第２図に２点鎖線で示すよう
に、ウェーハＷは荒研削用回転砥石８により上方から順
次研削され、全面にわたって所定の荒研削代に相当して
荒研削される。

一方、仕上げ研削部３では、前記したように第３送りモ
ータ39が駆動され、第２スピンドル本体30がＣ矢印下方
向に移動され、仕上げ用回転砥石28が第２図に２点鎖線
で示す位置に相当する下方位置に位置決めされる。しか
る後、第４送りモータ44が駆動され、第２移動台34がＤ
矢印右方向に移動され、仕上げ用回転砥石28は２点鎖線
で示す右方の位置まで移動される。その間、ウエーハＷ
は、仕上げ用回転砥石28により側方から順次研削され、
所定の仕上げ代に研削される。なお、仕上げ研削部３で
は、仕上げ用回転砥石28の１回の切り込み送り量を少な
く設定し、複数回にわたって研削するようにしてもよ
い。

以上のように、各研削部2,3において研削が終了した
後、各研削砥石8,28は実線で示す位置に復帰され、ウェ
ーハ供給装置49により、前記のように搬出テーブル47を
除いた各テーブル4,25,45上のウェーハＷは夫々次のテ
ーブルに移動載置される。そして、各研削部2,3におい
ては前記研削作業が繰り返されるが、研削作業中、供給
テーブル45には素材カセット46から素材のウェーハＷが
載置され、搬出テーブル47上の仕上げ研削されたウェー
ハＷは、製品カセット48に収納される。

本実施例は、荒研削と仕上げ研削とが同時に行われるた
め、効率良く研削を行うことができ、又各テーブル4,2
5,45,47が同心状で、しかも同位相で配置され、ウェー
ハＷの供給装置49、搬入装置46及び搬出装置48を備えて
いるため、ウェーハＷの供給、搬出及び位置決めを円滑
に行うことができ、量産性の高いものである。

本発明は、本実施例のみに限定されるものでないことは
勿論のことであり、例えば、荒研削用回転砥石として円
板状、円錐台状等の回転砥石を用いてもよく、仕上げ用
回転砥石として、円板状、円筒状等の回転砥石を用いも
よい。また、仕上げ研削部３の第２テーブル25は、回転
テーブルであってもよい。

（発明の効果） 本発明は、板状体を回転し、荒研削用回転砥石を用いる
ことにより荒研削が行われるため、たとえ仕上げ研削の
速度が遅いとしても、従来の板状体を回転して荒研削か
ら仕上げ研削を行うものとほぼ同程度に効率良く研削す
ることができる。しかも、仕上げ研削用回転砥石により
側方から順次研削することにより仕上げ研削が行われる
ため、たとえ荒研削により加工変質層、内部応力等の欠
陥を生じているとしても、該欠陥部は仕上げ研削により
ほぼ除去され、従来の板状体を側方から研削して荒研削
から仕上げ研削までを行うものとほぼ同程度に、前記欠
陥の少ない良好な面を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の概略的な平面図、第２図は第
１図のII−II線に沿った概略的な断面図である。２…荒
研削部、３…仕上げ研削部、４…第１テーブル、８…荒
研削用回転砥石、10…第１スピンドル本体、14…第１移
動架台、25…第２テーブル、28…仕上げ用回転砥石、30
…第２スピンドル本体、34…第２移動架台、Ｗ…半導体
ウェーハ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】荒研削用回転砥石を用い、研削すべき板状
   体を回転し、前記荒研削用回転砥石を前記板状体の面に
   直角な方向に徐々に移動して切り込み送りし、前記板状
   体の面を上方から研削することにより板状体を荒研削
   し、しかる後、仕上げ用回転砥石を用い、該仕上げ用回
   転砥石と前記荒研削された板状体とを切り込み送り量に
   相当して予め位置設定し、次で前記板状体の面に平行な
   方向に相対的に移動して切削送りし、前記板状体の面を
   側方から研削することにより前記板状体を仕上げ研削す
   ることを特徴とする板状体の研削方法。
2. 【請求項２】荒研削用回転砥石と、研削すべき板状体を
   載置する回転テーブルとを備え、前記荒研削用回転砥石
   が研削中前記回転テーブルの面に直角な方向に徐々に移
   動して切り込み送りし得るように設けられている荒研削
   部と、仕上げ用回転砥石と、前記板状体を載置するテー
   ブルとを備え、前記仕上げ用回転砥石と前記テーブルと
   を前記テーブルの面に直角な方向に相対的に移動して前
   記板状体の切込み送り置を研削前に設定し得るように設
   けられ、かつ前記テーブルの面と平行な方向に相対的に
   移動して切削送りし得るように設けられている仕上げ研
   削部とからなることを特徴とする板状体の研削装置。