JPS62251081A

JPS62251081A - 研削装置および研削砥石

Info

Publication number: JPS62251081A
Application number: JP9204786A
Authority: JP
Inventors: Norio Ando; 安藤　則夫
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-04-23
Filing date: 1986-04-23
Publication date: 1987-10-31

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は研削装置および研削砥石、特に半導体装置製造
において用いる半導体薄板（ウェハ）を研削する研削装
置および研削砥石に適用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

ＩＣ（集積回路）、ＬＳＩ（大規模集積回路）等の半導
体装置の製造にはウェハが使用されている。また、生産
性向上、コストの低減から、ウェハの大口径化が進んで
いる。このウェハの大口径化によって、ウェハの厚さは
、ウェハの反り等を防止するために一層厚くなってきて
いる。このため、ウェハはその主面表層部分に素子が形
成された後、裏面を所望の厚さ研削（バックグラインデ
ィング）されている。

このウェハの研削については、たとえば、工業調査会発
行「電子材料Ｊ１９８０年１１号、昭和５５年１１月１
日発行、Ｐ９１〜Ｐ９５に記載されている。この文献に
記載されている研削装置は、回転テーブルに配設された
チャックテーブルにウェハを真空吸着保持する構造とな
っているとともに、前記回転テーブルの回転方向に沿っ
て順次３本の回転するスピンドルが配設されている構造
となっている。そして、回転テーブルによって移送され
るウェハは、３本のスピンドルの下端に固定されたそれ
ぞれ砥粒粒度の異なる砥石によって研削され、順次荒研
削、中研削、仕上げ研削される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記文献に記載されているような３本のスピンドルを有
する研削装置は、ウェハをチャックテーブルに保持させ
て回転移動させることによって、荒研削、中研削、仕上
げ研削を行うことから、極めて効率的な研削ができる。

しかし、３本のスピンドルの高さ等の調整が悪い場合等
にあっては、次工程の研削を効果的に行うことができな
くなる場合があることが本発明者によってあきらかにさ
れた。

すなわち、スピンドルの高さ調整が悪い場合には、中研
削用砥石とウェハあるいは仕上げ研削用砥石とウェハと
の高さ関係が変化して、中研削工程あるいは仕上げ研削
工程で所定厚さの研削が行えなくなる。

一方、このような装置は、３本のスピンドルを有しかつ
ウェハを保持するチャックテーブルが回動する構造とな
っているため、装置が大型化し、据付面積を多く必要と
する。

本発明の目的は、荒研削から仕上げ研削までを１本のス
ピンドルの回転動作によって行える研削装置を提供する
ことにある。

本発明の他の目的は据付面積が小さくできる小型の研削
装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、荒研削から仕上げ研削までを同時
に行える砥石を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明によれば、ウェハを研削する砥石は、
荒研削部、中研削部、仕上げ研削部を有する構造となっ
ている。このため、研削装置にあっては、この砥石を取
り付けた１本の回転するスピンドルと、ウェハを真空吸
着保持しかつ前記スピンドルに対して相対的に前後進で
きるチャックテーブルと、からなっている。

〔作用〕

上記した手段によれば、ウェハは一回の研削動作によっ
て、荒研削、中研削、仕上げ研削が行われるため、正確
かつ確実な研削が行える。また、研削装置としては、ス
ピンドルは１本で良くかつウェハを保持するチャックテ
ーブルが前記スピンドルに対して相対的に前進あるいは
後退できればよいことから、装置が小型となる。したが
って、装置の据付面積も狭くてもよくなり、半導体装置
組立ラインに組み込み易くなる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の一実施例について説明する
。

第１図は本発明の一実施例によるウェハの研削状態の要
部を示す断面図、第２図は同じくウエハの研削装置を示
す要部断面図、第３図は同じく砥石を示す平面図である
。

本発明の研削装置は、第２図に示すように、ワークであ
る半導体薄板（ウェハ）１を載置固定するチャックテー
ブル（チャック）２と、このチャックテーブル２の上方
に配設される回転するスピンドル３とを有している。前
記チャックテーブル２は、複数の真空吸着孔４を有して
いて、チャックテーブル２の主面にウェハ１を真空吸着
によって保持するようになっている。また、前記スピン
ドル３の下端には砥石取付円板５が配設されている。

一方、前記砥石取付円板５には、第３図に示されるよう
な砥石６が固定されている。この砥石６は、ドーナツ体
となっている。また、砥石６の外周面は、第１図に示さ
れるように、下方に向かうに従って徐々に張り出すよう
になっている。この砥石６の外周面の張り出しは、先端
（下端）に向かうに従って、傾斜面の傾斜度が緩やかと
なるようになっている。すなわち、この砥石６の下部は
傾斜面の傾斜角がαとなる仕上げ研削部７となっている
。また、この仕上げ研削部７の上部は傾斜面の傾斜角が
βとなる中研削部８となるとともに、この中研削部８の
上部は傾斜面の傾斜角がＴとなる荒研削部９となってい
る。前記傾斜角αは最も緩やかな角度となり、傾斜角β
、傾斜角γと移行するにつれて角度が大きくなり、傾斜
面の傾斜度が急になる。たとえば、仕上げ研削部７の傾
斜角αは２０〜３０°、中研削部８の傾斜角βは４５０
前後、荒研削部９の傾斜角Ｔは６０°前後となっている
。

したがって、前記荒研削部９は傾斜角γの傾斜面からな
る研削面を有していることから、研削量が多く重切削と
なる。また、仕上げ研削部７は研削面が傾斜角αと最も
小さいことから、研削量は小さいが研削面はきれいなも
のとなり、鏡面が形成される。この仕上げ研削部７の下
面は平坦となっていることから、ウェハ１の研削面はマ
イクロクラックのない面となる。また、中研削部８は、
仕上げ研削部７よりも研削量が多いが、荒研削部９より
も少なくミ中研削を行うようになっている。

他方、前記砥石６は、前述のように、荒研削部９、中研
削部８．仕上げ研削部７をそれぞれ有しでいるが、これ
ら各部がより一層各部の研削効果を発揮するように、砥
石の粒度がそれぞれ異なっている。すなわち、前記仕上
げ研削部７の砥石の粒度は最も細かく、中研削部８の砥
石の粒度はそれよりも粗く、かつ荒研削部９の砥石の粒
度は中研削部８のものよりも粗くなっている。たとえば
、仕上げ研削部７の砥粒粒度は＃４０００、中研削部８
の砥粒粒度は＃６００、荒研削部９の砥粒粒度は＃２７
０となっている。なお、第１図では、各研削部における
砥粒１０の粒度の違いが分かるように、砥粒１０を仕上
げ研削部７では点々で示し、中研削部８では微小の丸で
示し、荒研削部９では小丸で示しである。

このような研削装置にあって、ウェハ１の裏面研削（バ
ンクグラインディング）を行う場合は、ウェハ１の素子
等を設けた主面をチャックテーブル２の保持面に対面さ
せるようにしてウェハ１をチャックテーブル２上に載置
する。また、チャックテーブル２の真空吸着孔４を利用
してウェハ１を真空吸着保持する。つぎに、前記スピン
ドル３を所望の速度で回転させるとともに、ウェハ１を
保持したチャックテーブル２を水平移動させ、砥石６で
ウェハ１のバックグラインディングを行う。

この−回の研削によって、ウェハ１の裏面の荒研削、中
研削、仕上げ研削が同時に行われる。

すなわち、前記砥石６の荒研削部９は、研削面の傾斜角
γが大きくかつ砥石の砥粒粒度が大きいことから、大量
にウェハ１を研削する。また、この荒研削部９による大
量研削によってウェハｌにマイクロクランクが発生して
も、このマイクロクランクが発生した部分は中研削部８
によって研削される。また、仕上げ研削部７は研削面の
傾斜角αが小さいことから、ウェハにマイクロクラック
を生じさせることなく仕上げ研削できる。したがって、
砥石６によって研削された面は大きな傷のない面となる
。

このような実施例によれば、つぎのような効果が得られ
る。

（１）本発明によれば吻ウェハのバンクグラインディン
グにあって、−個の砥石によって荒研削。

中研削、仕上げ研削が同時に行われることから再現性の
良い研削が行えるという効果が得られる。

（２）上記（１）により、本発明によれば、−個の砥石
によって荒研削、中研削、仕上げ研削が同時に行われる
ことから短時間にウェハのバックグラインディングが行
えるという効果が得られる。

（３）本発明の研削装置は、−個の砥石によって荒研削
、中研削、仕上げ研削を同時に行えることから、砥石を
固定するスピンドルは１本でよく、かつウェハを保持す
るチャックテーブルも１個あれば充分である。また、ス
ピンドルは回転しかつスピンドルあるいはチャックテー
ブルのいずれかが研削のために水平移動すればよいため
、構造が簡素となり、装置の小型化が達成できるという
効果が得られる。

−（４）上記（３）により、本発明の研削装置は小型で
あることから、据付面積も狭くて良いという効果が得ら
れる。

（５）上記（４）により、本発明の研削装置は小型で据
付面積が狭いことから、半導体装置の製造ラインに組み
込み易いという効果が得られる。

（６）上記（３）により、本発明の研削装置は、１回の
研削でウェハのバンクグラインディングが行えることか
ら、ウェハを枚葉処理する構造にすることもでき、処理
効率の向上が達成できるという効果が得られる。

（７）上記（１）〜（６）により、本発明によれば、ウ
ェハのバックグラインディングを再現性よくかつ短時間
に行えることから、研削コストの低減、換言するならば
、半導体装置の製造コストの低減を達成することができ
るという相乗効果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない、たとえば、砥石は、傾斜
面の傾斜角を順次変化させて仕上げ研削部、中研削部、
荒研削部を有する構造の砥石としても前記実施例同様な
効果が得られる。また、同様に、仕上げ研削部、中研削
部、荒研削部を得るために、砥石の各部の砥粒粒度を単
に変化させるだけでも理論的には前記実施例同様な効果
が得られる。また、第４図に示されるように、砥石６の
外周に沿って溝１１を設け、研削時の放熱を図っても良
い。また、第５図に示されるように、砥石６のブレード
表面を波形にすることによって、波形の各突出部１２で
矢印に示すようにウェハ１へのストレスの分散を図るよ
うにして、マイクロクランクの低減を図るようにしても
良い。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体装置の製造に
用いられるウェハの研削技術に適用した場合について説
明したが、それに限定されるものではなく、たとえば、
他の結晶材料あるいは割れ、欠けが生じ易いガラス、鋳
鉄等の研削技術にも適用できる。

本発明は少なくとも荒研削、中研削、仕上げ研削を同時
に行う研削技術には適用できる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。

すなわち、本発明によれば、ウェハを研削する砥石は、
荒研削部、中研削部、仕上げ研削部を有している。この
ため、−回の研削動作によって、荒研削、中研削、仕上
げ研削が行われるため、正確かつ確実な研削が短時間で
行える。また、研削装置にあっては、砥石は荒研削部、
中研削部、仕上げ研削部を有していることから、１個の
砥石を取り付けるスピンドルと、ウェハを保持するチャ
ックテーブルとを有する構造となり、装置の小型化が達
成できる。このことは、装置の据付面積が狭くできるこ
ととなり、半導体装置組立ラインに組み込み易くなるこ
とをも意味する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるウェハの研削状態の要
部を示す断面図、第２図は同じくウェハの研削装置を示す要部断面図、第３図は同じく砥石を示す平面図、第４図は本発明の他の実施例による砥石の正面図、第５図は本発明の他の実施例による砥石の要部を示す断
面図である。ｌ・・・半導体薄板（ウェハ）、２・・・チャックテー
ブル、３・・・スピンドル、４・・・真空吸着孔、５・
・・砥石取付円板、６・・・砥石、７・・・仕上げ研削
部、８・・・中研削部、９・・・荒研削部、１０・・・
砥粒、１１・・・溝、Δ　　　稙

Claims

【特許請求の範囲】１、ワークを載置固定するチャックと、下端に砥石を保
持して前記ワーク面を研削する回転するスピンドルと、
を有する研削装置であって、前記砥石は下部に仕上げ研
削部、上部に荒研削部、中間に中研削部を有する構造と
なっていることを特徴とする研削装置。２、ワーク研削用の砥石であって、この砥石は、下部に
仕上げ研削部、上部に荒研削部、中間に中研削部を有す
る構造となっていることを特徴とする研削砥石。３、前記砥石は、外周面が下端に向かうに従って徐々に
半径方向に張り出したドーナツ体からなっていて、外周
研削面の傾斜度は、下部の仕上げ研削部が最も傾斜度が
緩やかとなり、仕上げ研削部から中研削部、中研削部か
ら荒研削部に移るに従って傾斜度は順次急斜面となって
いることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の研削
砥石。４、前記砥石は、下部の仕上げ研削部の粒度が最も細か
くなり、仕上げ研削部から中研削部、中研削部から荒研
削部に移るに従って砥粒粒度は順次大きくなっているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の中研削部砥
石。５、前記砥石は、外周面が下端に向かうに従って徐々に
半径方向に張り出したドーナツ体からなっていて、外周
研削面の傾斜度は、下部の仕上げ研削部が最も傾斜度が
緩やかとなり、仕上げ研削部から中研削部、中研削部か
ら荒研削部に移るに従って傾斜度は順次急斜面となって
いるとともに、砥粒の粒度は、仕上げ研削部の粒度が最
も細かく、中研削部、荒研削部となるに従って順次大き
くなっていることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
載の研削砥石。