JPS6377647A - 板状体の研削方法及びその装置 - Google Patents

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、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、例えば半導体装置−ハ（以下ウ
ェーハと称する）の裏面の荒研削及び仕」−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、回転砥石をウェ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、ウェーハの面を
上方から研削したり、或はウェーハを非回転テーブル又
は回転テーブル−１−に載置し、回転砥石とウェーハと
をウェ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、ウェ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」一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
続的に行なわれるノ、二め、弔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−１一方か
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：１一応力が生じ、良好な加工面を得
ｉｔ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、＋
ｉ？ｉ記のような加工変質層や内＋ＷＫ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＜ｉｔ
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」二のように、１ｊｔ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Ｕず、しかし高
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しのであり
、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」−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−Ｌ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、ｔＪ　ａ６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、ｌｉｊ記板
状体の面を」一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−にげ
用回転砥石と＋ｊｒｉ記荒研削された板状体とを切り込
み送り量に相当してｒ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＊ｉＱ記板桟板
状体」二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」−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
」ユ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、ｌは機台、２は荒研削部、３は仕十げ研削
部で、荒研削部２と仕上げ研削部３とは機台１１−の同
一線上に対向配置されている。

４は回転テ８−プルである第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、」１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ＩＯに回転可能に設けられ
ている。

第１スピンドル本体ＩＯは、ｌ側に１対の案内レールＩ
２及び第１ナツト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ｌ側面に
垂直方向に設けられた１対の案内ｉ／４１５に係合され
、第１ナツト１３は案内Ｍ　１５間に設けられた長孔１
６に遊合されている。第１ナツト１３には第１送りネジ
Ｉ７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ＩＯ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ナツト１３
を介してＡ矢印方向すなわち−に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１一方位置から２点鎖線で示す位置に
相当する下方位置まで除々に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−に方位置よりも
４一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Ｉ−ヒの１対の案内１ノール
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ナブト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ｌ
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送りナツト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を研削時には
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ｌ」−に同定されている。

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３Ｉを介して第２スピンドル本体３０に回転ｉｆ能
に設けられている。

第２スピンドル本体３０は、ｌ側にＩ対の案内レール３
２及び第３ナツト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ｌ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ナツト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ナツト３３には第３送りネジ３
７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の内壁に設置Ｊ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ナツト３３
を介してＣ矢印方向すなわちに下方向に移動されるが、
第３送りモータ３９は、仕−１−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」一方位置から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−）：のｌ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ｉ’ｌｌ≦に設けられた第４ナブト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ｊ（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ナツト４１を介し
てＤ矢印方向すなわら左右方向に移動されるが、第４送
りモータ４７１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１１
を記砥石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は素材である研削部のウェーハ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、」Ｌいに９０変の位相で配置さ
れている。

４９はウェーハ供給装置で、−に下方向に移動し、左右
方向に４５度回動し得るように設けられ、ト１゜つ−ｒ
ｌＨいに９０度の位相で連結された４木のアーム５０を
備え、該各アー１１５０の先端には吸着バッド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、吸着バッド５１を作動して搬出テーブ
ル４７を除いた各テーブル４，２５，４５ｊ二のウェー
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、吸着バッド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、−に昇し、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
って所定の荒研削部に相当して荒研削される。

一方−仕ｔ−１−Ｆｉｔ’１ｌｌｉ　３’７’ｌｔ−６
ｉＴ藷１−　ｆ−ｌｊ　’ｌ　！、−竿３送りモータ３
９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」ユげ用回転砥石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
ェーハＷは、仕」−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ｊ１り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」：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４
６から素材のウェーハＷが載置され、搬出テーブル４７
−１−の仕−１−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．
２５，４５．４７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−［−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ら、該欠陥部は仕りげ研削に
Ｊ：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間、第２図は第
１図のｎ　−ｎ線に沿った概略的な断面図である。２・
・−荒研削部、３・・・仕」−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、Ｉ４・・・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. （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. （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。