KR20180031574A

KR20180031574A - 연삭 휠 및 연삭 장치

Info

Publication number: KR20180031574A
Application number: KR1020170117043A
Authority: KR
Inventors: 샤오밍 추
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2016-09-20
Filing date: 2017-09-13
Publication date: 2018-03-28
Also published as: US20180079046A1; JP6814579B2; CN107838767B; CN107838767A; SG10201707093XA; TWI731145B; KR102260927B1; JP2018047508A; US10639761B2; TW201817544A

Abstract

(과제) 연삭 지석에 대하여 적절히 초음파 진동을 전달함으로써 웨이퍼를 양호하게 연삭하는 것.
(해결 수단) 유지 테이블 (20) 에 유지된 웨이퍼 (W) 를 연삭하는 연삭 휠 (50) 이, 연삭 장치의 마운트 (45) 에 장착되는 제 1 원환판 (53) 과, 제 1 원환판의 외주로부터 수하되는 통체 (55) 와, 통체의 하단에 연결된 제 2 원환판 (56) 과, 제 2 원환판의 하면에 고리형으로 배치 형성된 복수의 연삭 지석 (52) 과, 제 2 원환판의 상면에서 개구를 둘러싸도록 배치 형성된 고리형의 초음파 발진부 (58) 와, 초음파 발진부로부터 연삭 지석에 전달된 초음파 진동을 수진하는 초음파 수진부 (59) 를 포함한다.

Description

연삭 휠 및 연삭 장치{GRINDING WHEEL AND GRINDING APPARATUS}

본 발명은 웨이퍼를 연삭하는 연삭 휠 및 연삭 장치에 관한 것이다.

종래, 연삭 장치로서 연삭 지석을 진동시키면서, 웨이퍼를 연삭하는 것이 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1 에 기재된 연삭 장치는, 연삭 지석에 초음파 진동을 전달함으로써, 연삭이 곤란한 웨이퍼에 대한 연삭 지석의 지립의 물림을 양호하게 하고 있다. 또, 초음파 진동에 의해 연삭 부하가 적어짐으로써, 연삭 지석의 글레이징 등이 방지되어 연삭 지석의 수명을 길게 하고 있다. 통상적으로 이 종류의 연삭 장치에서는, 연삭 개시시에 연삭 이송을 빠르게 하고, 웨이퍼의 두께가 목표 마무리 두께에 가까워지면 연삭 이송을 느리게 하여, 웨이퍼에 데미지를 남기지 않도록 연삭하고 있다.

일본 공개특허공보 2015-013321호

그러나, 연삭 개시 직후에는 연삭 이송이 빠르기 때문에, 웨이퍼에 대한 연삭 지석의 부딪힘이 강하여 연삭 부하가 커진다. 연삭 지석의 진동이 웨이퍼에 의해 억제되기 때문에, 연삭 지석에 초음파 진동을 전하고 있음에도 불구하고, 막힘이나 글레이징이 발생하여 양호한 연삭을 할 수 없었다. 한편으로, 연삭 종료 직전에는 연삭 이송이 느려지기 때문에, 웨이퍼에 대한 연삭 지석의 부딪힘이 약하여 연삭 부하가 작아지지만, 연삭 지석의 진동에 의해 웨이퍼가 불필요하게 깎였다. 이와 같이, 연삭 상황에 따라 웨이퍼를 적절히 연삭할 수 없다는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 연삭 지석에 대하여 적절히 초음파 진동을 전달함으로써 웨이퍼를 양호하게 연삭할 수 있는 연삭 휠 및 연삭 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 고리형으로 배치 형성한 복수의 연삭 지석에 초음파 진동을 전달시켜 유지 테이블에 유지된 웨이퍼를 연삭하는 연삭 휠로서, 연삭 장치의 마운트에 장착하는 고리형의 피장착면을 갖는 제 1 원환판과, 그 제 1 원환판의 외주로부터 수하 (垂下) 되는 통체와, 그 통체의 하단과 연결되고 중앙에 개구를 갖는 제 2 원환판과, 그 제 2 원환판의 하면에 고리형으로 배치 형성한 복수의 연삭 지석과, 그 제 2 원환판의 상면에 그 개구를 둘러싸도록 배치 형성된 고리형의 초음파 발진부와, 그 초음파 발진부로부터 그 연삭 지석에 전달된 초음파 진동을 수진 (受振) 하는 그 제 2 원환판의 상면에 배치 형성된 초음파 수진부를 구비한 연삭 휠이 제공된다.

이 구성에 의하면, 초음파 발진부로부터 제 2 원환판을 통하여 연삭 지석에 초음파 진동이 전달되어, 연삭 지석의 연삭면을 진동시키면서 유지 테이블 상의 웨이퍼가 연삭된다. 이때, 초음파 발진부로부터 제 2 원환판에 초음파 진동이 전달되면, 제 2 원환판에 배치 형성된 연삭 지석의 연삭 상황에 따라 초음파 수진부에서 수진되는 초음파 진동의 진폭량이 변화한다. 즉, 웨이퍼에 대한 연삭 지석의 부딪힘이 강하면 진폭량이 작아지고, 웨이퍼에 대한 연삭 지석의 부딪힘이 약하면 진폭량이 커진다. 따라서, 초음파 수진부에 의해 연삭 지석에 전달된 초음파 진동을 수진함으로써, 초음파 발진부의 초음파 진동의 진폭량을 적절히 조절할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 연삭 장치로서, 유지면에서 웨이퍼를 유지하는 유지 테이블과, 연삭 휠을 회전 가능하게 장착하는 마운트를 갖고 그 유지 테이블이 유지한 웨이퍼를 연삭하는 연삭 유닛과, 그 유지면에 대하여 수직 방향으로 그 연삭 유닛을 연삭 이송하는 연삭 이송 유닛을 구비하고, 그 연삭 휠은, 연삭 장치의 그 마운트에 장착하는 고리형의 피장착면을 갖는 제 1 원환판과, 그 제 1 원환판의 외주로부터 수하되는 통체와, 그 통체의 타단과 연결되고 중앙에 개구를 갖는 제 2 원환판과, 그 제 2 원환판의 하면에 고리형으로 배치 형성된 복수의 연삭 지석과, 그 제 2 원환판의 상면에 그 개구를 둘러싸도록 배치 형성된 고리형의 초음파 발진부와, 그 초음파 발진부로부터 그 연삭 지석에 전달된 초음파 진동을 수신하는 그 제 2 원환판의 상면에 배치 형성된 초음파 수신부를 포함하고, 연삭 장치는, 그 연삭 휠의 그 초음파 발진부에 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원과, 그 초음파 발진부가 발진한 초음파 진동이 그 연삭 지석에 전달된 진폭량을 그 초음파 수신부가 수신하고, 수신한 그 진폭량에 의해 그 고주파 전원으로부터 공급하는 전력을 제어하는 제어부를 추가로 구비한 연삭 장치가 제공된다.

본 발명에 의하면, 연삭 중의 연삭 지석의 진동 상태에 따라 초음파 진동의 진폭량을 조정함으로써, 웨이퍼를 양호하게 연삭할 수 있다.

도 1 은, 본 실시형태의 연삭 장치의 사시도이다.
도 2 는, 본 실시형태의 연삭 수단의 분해 사시도이다.
도 3 은, 본 실시형태의 연삭 수단의 모식 단면도이다.
도 4 는, 본 실시형태의 연삭 장치에 의한 연삭 동작의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5 는, 변형예의 연삭 수단의 모식 단면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 실시형태의 연삭 장치에 대해 설명한다. 도 1 은, 본 실시형태의 연삭 장치의 사시도이다. 연삭 장치는, 도 1 에 나타내는 바와 같이 연삭 가공 전용의 장치 구성에 한정되지 않고, 예를 들어, 연삭 가공, 연마 가공, 세정 가공 등의 일련의 가공이 전자동으로 실시되는 풀 오토 타입의 가공 장치에 장착되어도 된다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 연삭 장치 (1) 는, 다수의 연삭 지석 (52) 을 고리형으로 나열한 연삭 휠 (50) 을 사용하여, 유지 테이블 (20) 에 유지된 웨이퍼 (W) 를 초음파 연삭하도록 구성되어 있다. 웨이퍼 (W) 는 보호 테이프 (T) 가 첩착 (貼着) 된 상태로 연삭 장치 (1) 에 반입되고, 보호 테이프 (T) 를 통해 유지 테이블 (20) 에 유지된다. 또한, 웨이퍼 (W) 는, 연삭 대상이 되는 판상 부재이면 되고, 실리콘, 갈륨 비소 등의 반도체 웨이퍼여도 되고, 세라믹, 유리, 사파이어 등의 광 디바이스 웨이퍼여도 되고, 디바이스 패턴 형성 전의 아즈 슬라이스 웨이퍼여도 된다.

연삭 장치 (1) 의 기대 (基臺) (10) 의 상면에는, X 축 방향으로 연장되는 직사각형 형상의 개구가 형성되어 있고, 이 개구는 유지 테이블 (20) 과 함께 이동 가능한 이동판 (11) 및 벨로우즈상의 방수 커버 (12) 로 덮여 있다. 방수 커버 (12) 의 하방에는, 유지 테이블 (20) 을 X 축 방향으로 이동시키는 볼 나사식의 진퇴 수단 (도시 생략) 이 형성되어 있다. 유지 테이블 (20) 은 회전 수단 (도시 생략) 에 연결되어 있고, 회전 수단의 구동에 의해 회전 가능하게 구성되어 있다. 또, 유지 테이블 (20) 의 상면에는, 다공질의 포러스재에 의해 웨이퍼 (W) 를 흡인 유지하는 유지면 (21) 이 형성되어 있다.

기대 (10) 상의 칼럼 (15) 에는, 연삭 수단 (연삭 유닛) (40) 을 유지 테이블 (20) 의 유지면 (21) 에 대하여 수직 방향 (Z 축 방향) 으로 연삭 이송하는 연삭 이송 수단 (30) 이 형성되어 있다. 연삭 이송 수단 (30) 은, 칼럼 (15) 에 배치된 Z 축 방향으로 평행한 1 쌍의 가이드 레일 (31) 과, 1 쌍의 가이드 레일 (31) 에 슬라이드 가능하게 설치된 모터 구동의 Z 축 테이블 (32) 을 갖고 있다. Z 축 테이블 (32) 의 배면측에는 도시되지 않은 너트부가 형성되고, 이들 너트부에 볼 나사 (33) 가 나사 결합되어 있다. 볼 나사 (33) 의 일단부에 연결된 구동 모터 (34) 에 의해 볼 나사 (33) 가 회전 구동됨으로써, 연삭 수단 (40) 이 가이드 레일 (31) 을 따라 Z 축 방향으로 이동된다.

연삭 수단 (40) 은, 하우징 (41) 을 통해 Z 축 테이블 (32) 의 전면에 장착되어 있고, 스핀들 유닛 (42) 에 의해 연삭 휠 (50) 을 중심축 둘레로 회전시키도록 구성되어 있다. 스핀들 유닛 (42) 은, 이른바 에어 스핀들로, 케이싱 (43) 의 내측에서 고압 에어를 통해 스핀들축 (44) 을 회전 가능하게 지지하고 있다. 스핀들축 (44) 의 선단에는 마운트 (45) 가 연결되어 있고, 마운트 (45) 에는 다수의 연삭 지석 (52) 이 고리형으로 배치 형성된 연삭 휠 (50) 이 장착되어 있다. 연삭 지석 (52) 은, 다이아몬드 지립을 메탈 본드나 레진 본드 등의 결합제로 굳혀서 형성되어 있다.

연삭 수단 (40) 의 높이 위치는, 리니어 스케일 (70) 에 의해 측정되고 있다. 리니어 스케일 (70) 은, Z 축 테이블 (32) 에 형성한 판독부 (71) 에 의해 가이드 레일 (31) 의 표면에 형성한 스케일부 (72) 의 눈금을 판독함으로써, 연삭 수단 (40) 의 높이 위치를 측정하고 있다. 또, 연삭 장치 (1) 에는, 장치 각 부를 통괄 제어하는 제어부 (66) 가 형성되어 있다. 제어부 (66) 는, 각종 처리를 실행하는 프로세서나 메모리 등으로 구성된다. 메모리는, 용도에 따라 ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory) 등의 1 개 또는 복수의 기억 매체로 구성된다.

또, 연삭 수단 (40) 에는 연삭 휠 (50) 에 초음파 진동을 발생시키는 초음파 발진부 (58) (도 2 참조) 가 형성되어 있고, 초음파 발진부 (58) 에는 고주파 전원 (65) 으로부터 고주파 전력이 공급되고 있다. 이와 같이 구성된 연삭 장치 (1) 에서는, 연삭 휠 (50) 에서 발생한 초음파 진동을 연삭 지석 (52) 에 전달시켜, 연삭 지석 (52) 의 연삭면을 진동시키면서 웨이퍼 (W) 로 가압하여 연삭함으로써 웨이퍼 (W) 가 목표 마무리 두께까지 박화된다. 이때, 연삭 개시 직후에 연삭 이송 속도가 빨라지고, 마무리 두께 직전에 연삭 이송 속도가 느려지도록 제어하여, 연삭 후의 웨이퍼 (W) 에 데미지가 남지 않도록 하고 있다.

그런데, 일반적인 연삭 장치에 의한 웨이퍼 (W) 의 연삭 가공에서는, 연삭 개시 직후의 연삭 이송이 빠르기 때문에, 초음파 진동이 전달된 연삭 지석이 웨이퍼 (W) 에 대하여 강하게 가압되고 있다. 웨이퍼 (W) 에 대한 연삭 지석의 부딪힘이 강해지면, 연삭 지석의 진동이 웨이퍼 (W) 에 의해 억제되기 때문에, 연삭 지석의 연삭면에 글레이징 등이 발생하여 초음파 연삭의 효과를 충분히 얻을 수 없다. 이 때문에, 연삭 수단에 의한 연삭 이송이 빠른 연삭 개시 직후에는, 연삭 지석의 진동의 진폭량이 커지도록, 고주파 전압의 출력을 높게 조절하는 것이 바람직하다.

한편으로, 연삭 종료 직전에는 연삭 이송이 느리기 때문에, 웨이퍼 (W) 에 대한 연삭 지석의 부딪힘이 약해져 있다. 연삭 개시 직후와 동일한 진폭량으로 연삭 지석이 진동하면, 연삭 지석에 의해 웨이퍼 (W) 가 지나치게 깎여 데미지가 남는다. 이 때문에, 연삭 이송 속도가 느린 연삭 종료 직전에는, 연삭 지석의 진폭량이 작아지도록, 고주파 전압의 출력을 낮게 조정하는 것이 바람직하다. 이 경우, 실험에 의해 연삭 이송 속도에 따른 고주파 전압의 적절한 출력 조건을 찾아내는 것이 가능하지만, 몇 번이나 실험을 반복해야만 하여 번거로운 것이었다.

그래서, 본 실시형태의 연삭 장치 (1) 에서는, 웨이퍼 (W) 의 연삭 중에 연삭 지석 (52) 의 진동의 진폭량을 검출하여, 연삭 지석 (52) 의 진동의 진폭량이 목표 진폭량에 가까워지도록, 고주파 전원 (65) 의 출력을 조정하고 있다. 이로써, 연삭 수단 (40) 의 연삭 이송 속도에 의해 웨이퍼 (W) 에 대한 연삭 지석 (52) 의 부딪힘 정도가 바뀌더라도, 연삭 이송 속도에 따라 고주파 전원 (65) 의 출력이 조절되어, 적절한 진폭량으로 연삭 지석 (52) 을 계속 진동시킬 수 있다. 따라서, 연삭 개시부터 연삭 종료까지 연삭 지석 (52) 에 의해 웨이퍼 (W) 를 양호하게 초음파 연삭하는 것이 가능하게 되어 있다.

이하, 도 2 및 도 3 을 참조하여 본 실시형태의 연삭 휠에 대해 설명한다. 도 2 는, 본 실시형태의 연삭 수단의 사시도이다. 도 3 은, 본 실시형태의 연삭 수단의 단면 모식도이다. 또한, 도 2 및 도 3 에 있어서는, 설명의 편의상, 스핀들로부터 케이싱을 생략하여 기재하고 있다.

도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 연삭 휠 (50) 은, 휠 기대 (51) 의 하면에 복수의 연삭 지석 (52) 을 고리형으로 배치 형성하여, 휠 기대 (51) 에 형성한 초음파 발진부 (58) 로부터 연삭 지석 (52) 에 초음파 진동을 전달하도록 구성되어 있다. 휠 기대 (51) 의 상벽은 제 1 원환판 (53) 에 의해 고리형으로 형성되어 있고, 제 1 원환판 (53) 의 상면이 연삭 장치 (1) (도 1 참조) 의 마운트 (45) 에 장착되는 피장착면 (54) 으로 되어 있다. 제 1 원환판 (53) 의 피장착면 (54) 에는 복수의 나사공 (61) 이 형성되어 있고, 마운트 (45) 의 삽입 통과공 (46) 에 삽입된 볼트 (47) 의 선단이 나사공 (61) 에 나사 결합됨으로써 마운트 (45) 에 연삭 휠 (50) 이 고정된다.

휠 기대 (51) 의 측벽은 제 1 원환판 (53) 의 외주로부터 수하된 통체 (55) 에 의해 원통상으로 형성되어 있고, 휠 기대 (51) 의 바닥벽은 통체 (55) 의 하단에 연결된 제 2 원환판 (56) 에 의해 고리형으로 형성되어 있다. 제 2 원환판 (56) 의 하면에는 복수의 연삭 지석 (52) 이 고리형으로 배치 형성되고, 제 2 원환판 (56) 의 상면에는 중앙의 개구 (57) 를 둘러싸도록 고리형의 초음파 발진부 (58) 가 형성되어 있다. 또, 제 2 원환판 (56) 의 상면에는, 초음파 발진부 (58) 의 직경 방향 외측에 있어서, 초음파 발진부 (58) 로부터 연삭 지석 (52) 에 전달된 초음파 진동을, 제 2 원환판 (56) 상에서 수진하는 원 형상의 초음파 수진부 (59) 가 형성되어 있다.

스핀들축 (44) 의 축심에는 관통공 (48) 이 형성되어 있고, 관통공 (48) 내에는 고주파 전원 (65) 및 제어부 (66) 의 배선이 배치 형성되어 있다. 관통공 (48) 의 하단측에는 고주파 전원 (65) 및 제어부 (66) 의 커넥터 (67, 68) 가 각각 배치 형성되어 있고, 고주파 전원 (65) 의 커넥터 (67) 에는 초음파 발진부 (58) 의 커넥터 (62) 가 접속되고, 제어부 (66) 의 커넥터 (68) 에는 초음파 수진부 (59) 의 커넥터 (63) 가 접속되어 있다. 이로써, 고주파 전원 (65) 으로부터 초음파 발진부 (58) 에 고주파 전력이 공급됨과 함께, 초음파 수진부 (59) 에서 수진한 초음파 진동의 진폭량에 상당하는 전기 신호가 제어부 (66) 에 출력된다.

초음파 발진부 (58) 는, 압전 소자 등의 초음파 진동자로 구성되어 있고, 고주파 전원 (65) 으로부터의 고주파 전압에 따라 직경 방향으로 신축하여 진동하고 있다. 이 초음파 발진부 (58) 의 직경 방향의 신축이 반복됨으로써, 초음파 발진부 (58) 로부터 제 2 원환판 (56) 을 통해 연삭 지석 (52) 에 초음파 진동이 전달된다. 초음파 수진부 (59) 는, 초음파 발진부 (58) 와 동일한 압전 소자 등의 초음파 진동자로 구성되어 있고, 제 2 원환판 (56) 의 초음파 진동을 전기 신호 (전압) 로 변환하여 제어부 (66) 에 출력한다. 제어부 (66) 는, 초음파 수진부 (59) 에서 수진한 초음파 진동의 진폭량에 기초하여, 고주파 전원 (65) 의 출력을 제어하고 있다.

이 경우, 연삭 지석 (52) 의 진동의 진폭량이 작아지는 연삭 개시 직후에는 고주파 전원 (65) 의 출력이 높게 제어되고, 연삭 지석 (52) 의 진동의 진폭량이 커지는 연삭 종료 직전에는 고주파 전원 (65) 의 출력이 낮게 제어된다. 이로써, 웨이퍼 (W) 에 대한 연삭 지석 (52) 의 부딪힘 정도에 상관없이, 연삭 지석 (52) 의 진동의 진폭량을 적절한 크기로 계속 유지하면서, 연삭 개시부터 연삭 종료까지 웨이퍼 (W) 를 양호하게 연삭할 수 있다. 또한, 웨이퍼 (W) 의 연삭에 의해서도 진동이 발생하지만, 연삭 지석 (52) 에 전달되는 초음파 진동과는 분명히 주파수가 상이하기 때문에 제어부 (66) 에 있어서 분리하는 것이 가능하게 되어 있다.

도 4 를 참조하여, 연삭 동작에 대해 설명한다. 도 4 는, 본 실시형태의 연삭 장치에 의한 연삭 동작의 일례를 나타내는 도면이다. 또한, 도 4A 는 연삭 개시 직후의 일례를 나타내고, 도 4B 는 연삭 종료 직전의 일례를 나타내고 있다.

도 4A 에 나타내는 바와 같이, 유지 테이블 (20) 에 웨이퍼 (W) 가 재치 (載置) 되고, 유지 테이블 (20) 의 유지면 (21) 의 흡인력에 의해 웨이퍼 (W) 가 유지된다. 또, 유지 테이블 (20) 이 연삭 수단 (40) 의 하방에 위치되어, 유지 테이블 (20) 이 회전됨과 함께 연삭 수단 (40) 의 연삭 휠 (50) 이 고속 회전된다. 또, 고주파 전원 (65) 으로부터 초음파 발진부 (58) 에 고주파 전압이 공급되어, 초음파 발진부 (58) 의 초음파 진동이 제 2 원환판 (56) 을 통해 연삭 지석 (52) 에 전달된다. 그리고, 연삭 휠 (50) 의 연삭 지석 (52) 이 웨이퍼 (W) 에 맞닿아, 소정의 연삭 이송 속도로 연삭 이송된다.

연삭 개시 직후에는 연삭 수단 (40) 의 연삭 이송이 빠르기 때문에, 웨이퍼 (W) 에 대하여 연삭 지석 (52) 이 강하게 가압되고 있다. 이때, 초음파 발진부 (58) 로부터 연삭 지석 (52) 에 전달되는 초음파 진동이, 제 2 원환판 (56) 상의 초음파 수진부 (59) 에 수진되어 제어부 (66) 에 실시간으로 출력된다. 제어부 (66) 에서는, 초음파 수진부 (59) 에서 수진되는 초음파 진동의 진폭량이 목표 진폭량에 가까워지도록 고주파 전원 (65) 의 출력이 올려진다. 따라서, 웨이퍼 (W) 에 대한 연삭 지석 (52) 의 부딪힘이 강한 연삭 개시 직후라도, 연삭 지석 (52) 의 진폭량이 목표 진폭량에 가까워짐으로써, 웨이퍼 (W) 를 양호하게 연삭하는 것이 가능하게 되어 있다.

도 4B 에 나타내는 바와 같이, 연삭에 의해 웨이퍼 (W) 가 마무리 두께 (t) 에 가까워지면, 연삭 수단 (40) 의 연삭 이송이 느려져 웨이퍼 (W) 에 대한 연삭 지석 (52) 의 부딪힘이 서서히 약해진다. 이 때문에, 초음파 수진부 (59) 에서 수진되는 초음파 진동의 진폭량이 커지지 않도록, 제어부 (66) 에 의해 연삭 지석 (52) 의 진폭량이 목표 진폭량에 가까워지도록 고주파 전원 (65) 의 출력이 낮춰진다. 따라서, 웨이퍼 (W) 에 대한 연삭 지석 (52) 의 부딪힘이 약한 연삭 종료 직전이라도, 연삭 지석 (52) 의 진폭량이 목표 진폭량에 가까워짐으로써, 웨이퍼 (W) 를 양호하게 연삭하는 것이 가능하게 되어 있다.

초음파 수진부 (59) 에서 수진된 연삭 지석 (52) 의 진동이 항상 제어부 (66) 에 피드백되어, 초음파 발진부 (58) 에 대한 고주파 전원 (65) 의 출력이 조절되기 때문에, 연삭 이송 속도에 상관없이 양호하게 웨이퍼 (W) 를 연삭하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 초음파 진동의 진폭량을 목표 진폭량에 가까워지도록 제어하는 구성으로 하였지만, 목표 진폭량은 연삭 이송의 속도에 따라 가변되어도 된다. 즉, 연삭 이송이 빠른 연삭 개시 직후와 연삭 이송이 느린 연삭 종료 직전의 목표 진폭량이 상이해도 된다. 이로써, 보다 양호하게 웨이퍼 (W) 를 연삭하는 것이 가능하다.

이상과 같이, 본 실시형태의 연삭 장치 (1) 에 의하면, 초음파 발진부 (58) 로부터 제 2 원환판 (56) 을 통해 연삭 지석 (52) 에 초음파 진동이 전달되어, 연삭 지석 (52) 의 연삭면을 진동시키면서 유지 테이블 (20) 상의 웨이퍼 (W) 가 연삭된다. 이때, 초음파 발진부 (58) 로부터 제 2 원환판 (56) 에 초음파 진동이 전달되면, 제 2 원환판 (56) 에 배치 형성된 연삭 지석 (52) 의 연삭 상황에 따라 초음파 수진부 (59) 에서 수진되는 초음파 진동의 진폭량이 변화한다. 즉, 웨이퍼 (W) 에 대한 연삭 지석 (52) 의 부딪힘이 강하면 진폭량이 작아지고, 웨이퍼 (W) 에 대한 연삭 지석 (52) 의 부딪힘이 약하면 진폭량이 커진다. 따라서, 초음파 수진부 (59) 에 의해 연삭 지석 (52) 에 전달된 초음파 진동을 수진함으로써, 초음파 발진부 (58) 의 초음파 진동의 진폭량을 적절히 조절하여 웨이퍼 (W) 를 양호하게 연삭할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 제 2 원환판 (56) 상에서 고리형의 초음파 발진부 (58) 의 직경 방향 외측에 초음파 수진부 (59) 가 배치 형성되는 구성으로 하였으나, 이 구성에 한정되지 않는다. 초음파 수진부는, 초음파 발진부로부터 연삭 지석에 전달되는 초음파 진동을 수진 가능한 위치에 배치 형성되어 있으면 되고, 예를 들어, 도 5 에 나타내는 변형예의 연삭 휠 (80) 과 같이, 제 2 원환판 (81) 상에서 고리형의 초음파 발진부 (82) 의 직경 방향 내측에 초음파 수진부 (83) 가 배치 형성되어도 된다. 이 경우, 제 2 원환판 (81) 의 중앙에 개구 (84) 가 형성되어, 제 2 원환판 (81) 의 내주연이 자유단으로 되어 있기 때문에, 초음파 발진부 (82) 의 외측보다 내측 쪽이 진동하기 쉽게 되어 있다. 따라서, 초음파 수진부 (83) 를 초음파 발진부 (82) 의 직경 방향 내측에 배치 형성함으로써, 초음파 수진부 (83) 의 수진 감도를 높이는 것이 가능하게 되어 있다.

본 실시형태에서는, 초음파 발진부 (58) 가 고리형으로 형성된 압전 소자로 구성되었지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 초음파 발진부는 고리형이라고 볼 수 있을 정도로 간극을 두고 고리형으로 나열된 복수의 압전 소자로 구성되어도 된다. 또, 초음파 발진부 (58) 는, 초음파 진동을 발진 가능하면, 압전 소자에 한정되지 않는다.

본 실시형태에서는, 초음파 발진부 (58) 가 직경 방향으로 신축하도록 초음파 진동하는 구성으로 하였으나, 이 구성에 한정되지 않는다. 초음파 발진부 (58) 는 두께 방향으로 수축하도록 초음파 진동하는 구성으로 해도 된다.

본 실시형태에서는, 초음파 수진부 (59) 가 원 형상으로 형성된 압전 소자로 구성하였으나, 이 구성에 한정되지 않는다. 초음파 수진부는 초음파 진동을 수진 가능한 형상이면, 특별히 외형은 한정되지 않는다. 또, 초음파 수진부는, 초음파 진동을 수진 가능하면, 압전 소자에 한정되지 않는다.

본 실시형태에서는, 연삭 이송 수단 (연삭 이송 유닛) (30) 으로서 볼 나사식의 이동 기구를 예시하여 설명하였으나, 이 구성에 한정되지 않는다. 연삭 이송 수단은, 유지 테이블의 유지면에 대하여 수직 방향으로 연삭 수단을 연삭 이송 가능하면 되고, 예를 들어, 리니어 모터식의 이동 기구나 랙 앤 피니언식의 이동 기구로 구성되어도 된다.

또, 본 실시형태 및 변형예를 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시형태로서, 상기 실시형태 및 변형예를 전체적 또는 부분적으로 조합한 것이어도 된다.

또, 본 발명의 실시형태 및 변형예는 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지로 변경, 치환, 변형되어도 된다. 나아가서는, 기술의 진보 또는 파생되는 다른 기술에 의해, 본 발명의 기술적 사상을 다른 방식으로 실현할 수 있다면, 그 방법을 사용하여 실시되어도 된다. 따라서, 특허청구범위는, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 포함될 수 있는 모든 실시형태를 커버하고 있다.

또, 본 실시형태에서는, 본 발명을 연삭 장치에 적용한 구성에 대해 설명하였지만, 초음파 진동을 이용하여 웨이퍼를 가공하는 다른 가공 장치에 적용하는 것이 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 연삭 지석에 대하여 적절히 초음파 진동을 전달함으로써 웨이퍼를 양호하게 연삭할 수 있다는 효과를 갖고, 특히, 사파이어나 실리콘 카바이드 등의 경질 웨이퍼의 연삭에 사용되는 연삭 휠 및 연삭 장치에 유용하다.

1 : 연삭 장치
20 : 유지 테이블
21 : 유지면
30 : 연삭 이송 수단
40 : 연삭 수단
45 : 마운트
50 : 연삭 휠
51 : 휠 기대
52 : 연삭 지석
53 : 제 1 원환판
54 : 피장착면
55 : 통체
56 : 제 2 원환판
57 : 제 2 원환판의 개구
58 : 초음파 발진부
59 : 초음파 수진부
65 : 고주파 전원
66 : 제어부
W : 웨이퍼

Claims

고리형으로 배치 형성한 복수의 연삭 지석에 초음파 진동을 전달시켜 유지 테이블에 유지된 웨이퍼를 연삭하는 연삭 휠로서,
연삭 장치의 마운트에 장착하는 고리형의 피장착면을 갖는 제 1 원환판과,
그 제 1 원환판의 외주로부터 수하되는 통체와,
그 통체의 하단과 연결되고 중앙에 개구를 갖는 제 2 원환판과,
그 제 2 원환판의 하면에 고리형으로 배치 형성한 복수의 연삭 지석과,
그 제 2 원환판의 상면에 그 개구를 둘러싸도록 배치 형성된 고리형의 초음파 발진부와,
그 초음파 발진부로부터 그 연삭 지석에 전달된 초음파 진동을 수진하는 그 제 2 원환판의 상면에 배치 형성된 초음파 수진부를 구비한 연삭 휠.
연삭 장치로서,
유지면에서 웨이퍼를 유지하는 유지 테이블과,
연삭 휠을 회전 가능하게 장착하는 마운트를 갖고 그 유지 테이블이 유지한 웨이퍼를 연삭하는 연삭 유닛과,
그 유지면에 대하여 수직 방향으로 그 연삭 유닛을 연삭 이송하는 연삭 이송 유닛을 구비하고,
그 연삭 휠은,
연삭 장치의 그 마운트에 장착하는 고리형의 피장착면을 갖는 제 1 원환판과,
그 제 1 원환판의 외주로부터 수하되는 통체와,
그 통체의 타단과 연결되고 중앙에 개구를 갖는 제 2 원환판과,
그 제 2 원환판의 하면에 고리형으로 배치 형성된 복수의 연삭 지석과,
그 제 2 원환판의 상면에 그 개구를 둘러싸도록 배치 형성된 고리형의 초음파 발진부와,
그 초음파 발진부로부터 그 연삭 지석에 전달된 초음파 진동을 수신하는 그 제 2 원환판의 상면에 배치 형성된 초음파 수신부를 포함하고,
연삭 장치는, 그 연삭 휠의 그 초음파 발진부에 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원과,
그 초음파 발진부가 발진한 초음파 진동이 그 연삭 지석에 전달된 진폭량을 그 초음파 수신부가 수신하고, 수신한 그 진폭량에 의해 그 고주파 전원으로부터 공급하는 전력을 제어하는 제어부를 추가로 구비한 연삭 장치.