KR20190096289A - 유지면의 연삭 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연삭후의 웨이퍼의 중앙이 얇아지지 않도록 유지 테이블로 유지할 수 있게 하는 것을 과제로 한다.
유지면의 연삭 방법에서는, 사용되는 연삭 지석(14)이 비트리파이드 본드(15)와 다이어몬드 지립(16)을 혼합하고 소결시켜 고형화하고 연삭면(14a)에 기공(17)을 갖는 비트리파이드 지석이며, 연삭면(14a)에 간극을 갖지 않고 고리형으로 형성되고, 유지 테이블(21)을 회전시켜, 유지면(24a)의 반경 영역에 연삭면(14a)을 접촉시켜 유지면(24a)을 연삭하기 때문에, 반경 영역에서는, 연삭면(14a)의 기공(17) 내에 다이어몬드 지립(16)을 메우면서 유지면(24a)을 연삭할 수 있고, 유지면(24a)의 중심(C)을 통과하여 연삭면(14a)과 유지면(24a) 사이에 간극이 생기면, 연삭면(14a)의 기공(17)으로부터 압출된 다이어몬드 지립(16)으로 유지면(24a)의 중앙에 오목부(25)를 형성할 수 있다. 따라서, 유지면(24a)으로 웨이퍼를 간극없이 유지할 수 있고, 웨이퍼를 균등한 두께로 연삭할 수 있다.

Description

유지면의 연삭 방법{HOLDING SURFACE GRINDING METHOD}
본 발명은, 유지 테이블의 유지면을 연삭하는 연삭 방법에 관한 것이다.
웨이퍼를 연삭하는 연삭 장치는, 웨이퍼를 유지하는 유지 테이블과, 유지 테이블에 유지된 웨이퍼에 연삭을 하는 연삭 지석이 고착된 연삭 휠이 회전 가능하게 장착된 연삭 수단을 포함하고, 웨이퍼를 미리 정해진 두께로 연삭할 수 있다. 연삭 장치에 있어서, 연삭 휠이나 유지 테이블을 교환하거나 한 후에는, 유지 테이블의 유지면과 연삭 지석의 연삭면을 평행으로 하기 위해, 연삭 지석으로 유지면을 연삭하는 셀프 그라인드를 실시하고 있다(예컨대 하기 특허문헌 1을 참조).
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2014-237210호 공보
상기 셀프 그라인드에서는, 유지 테이블의 반경 범위에 연삭 지석의 연삭면을 접촉시켜 연삭을 행하기 때문에, 유지 테이블의 유지면이 원추형상으로 형성된다. 유지 테이블에 의해 유지되는 웨이퍼가 두꺼운 경우, 웨이퍼가 유지면의 형상을 따르지 않고 유지면의 원추면의 정점 부근에서 유지면과 웨이퍼의 중앙 하면에 간극이 생기고, 웨이퍼의 중앙이 과잉으로 연삭되어 얇아진다고 하는 문제가 있다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 연삭후의 웨이퍼의 중앙이 지나치게 얇아지지 않도록 유지 테이블을 유지할 수 있게 하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명은, 고리형으로 연삭 지석을 배치한 연삭 휠의 중심을 축으로 회전시키는 연삭 수단과, 웨이퍼를 유지하는 유지면의 중심을 축으로 유지 테이블을 회전시키는 유지 수단을 포함한 연삭 장치를 이용하여, 상기 유지면의 중심을 통과하는 상기 연삭 지석으로 상기 유지면을 연삭하는 유지면의 연삭 방법으로서, 상기 연삭 지석은, 비트리파이드 본드와 다이어몬드 지립을 혼합하고 소결시켜 고형화하고 연삭면에 기공을 갖는 비트리파이드 지석이며, 상기 연삭면에 간극을 갖지 않고 고리형으로 형성되고, 상기 유지 테이블을 회전시켜, 상기 유지면의 반경 영역에 상기 연삭면을 접촉시켜 상기 유지면을 연삭한다.
상기 다이어몬드 지립은, 입도 600을 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 유지면의 연삭 방법에서는, 사용되는 연삭 지석이, 비트리파이드 본드와 다이어몬드 지립을 혼합하고 소결시켜 고형화하고 연삭면에 기공을 갖는 비트리파이드 지석이며, 연삭면에 간극을 갖지 않고 고리형으로 형성되고, 유지 테이블을 회전시켜, 유지면의 반경 영역에 연삭면을 접촉시켜 유지면을 연삭하도록 구성했기 때문에, 반경 영역에서는, 연삭면의 복수의 기공 내에 다이어몬드 지립을 메우면서 유지면을 연삭할 수 있음과 더불어, 유지면의 중심을 통과하여 연삭면과 유지면 사이에 간극이 생기면, 연삭면의 기공으로부터 압출된 다이어몬드 지립으로 유지면의 중앙에 평탄한 오목부를 형성할 수 있다. 이것에 의해, 예컨대 두께가 있는 웨이퍼를 유지 테이블로 유지하는 경우, 중앙에 오목부가 형성된 유지면으로 웨이퍼를 간극없이 유지할 수 있기 때문에, 웨이퍼의 중앙이 과도하게 연삭되는 것을 방지할 수 있고, 웨이퍼를 균등한 두께로 연삭하는 것이 가능해진다.
상기 다이어몬드 지립으로서 입도 600을 이용함으로써, 유지면의 표면 거칠기를 양호하게 마무리할 수 있다.
도 1은 연삭 장치의 일례의 구성을 부분적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 연삭 지석으로 유지면을 연삭하는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 연삭 지석의 회전 궤적을 나타냄과 더불어, 연삭 지석으로 유지면을 연삭하는 반경 영역을 설명하는 설명도이다.
도 4는 유지면의 반경 영역을 연삭 지석으로 연삭하고 있는 상태를 나타내는 부분 확대도이다.
도 5는 유지면의 중심을 통과한 연삭면의 기공으로부터 압출된 다이어몬드 지립이 유지면의 중심으로부터 직경 방향 외측의 영역을 연삭하고 있는 상태를 나타내는 부분 확대도이다.
도 6은 연삭된 후의 유지 테이블의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 1은, 본 발명에 관한 유지면의 연삭 방법에 이용되는 연삭 장치(1)의 일례이다. 연삭 장치(1)는, 연삭 휠(13)의 중심을 통과하는 회전축(100)을 축으로 회전시키는 연삭 수단(10)과, 웨이퍼를 유지하는 유지면(24a)의 중심을 통과하는 회전축(200)을 축으로 유지 테이블(21)을 회전시키는 유지 수단(20)을 적어도 포함하고 있다.
연삭 수단(10)은, 수직 방향의 축심을 갖는 스핀들(11)과, 마운트(12)를 통하여 스핀들(11)의 하단에 장착된 연삭 휠(13)과, 연삭 휠(13)의 하부에 고리형의 연삭 지석(14)을 포함하고 있다. 연삭 수단(20)에는, 연삭 수단(20)을 수직 방향으로 승강시키는 승강 수단(18)과, 스핀들(11)을 회전시키는 모터(도시하지 않음)가 접속되어 있다.
연삭 지석(14)은, 비트리파이드 본드(15)와 다이어몬드 지립(16)을 혼합하고 소결시켜 고형화한 비트리파이드 지석이다. 연삭 지석(14)의 하면은, 피연삭물과 접촉하는 연삭면(14a)으로 되어 있다. 또한, 연삭 지석(14)은, 연삭면(14a)에 복수의 기공(17)을 가지며, 또한, 연삭면(14a)에 간극을 갖지 않고 고리형으로 형성되어 있다. 복수의 기공(17)은, 연삭 지석(14)의 연삭면(14a)과 유지면(24a)이 실제로 접촉하는 연삭 영역에 있어서 다이어몬드 지립(16)을 밀어내기 위한 칩포켓으로서 기능한다. 본 실시형태에 나타내는 연삭 지석(14)은, 고리형으로 일체적으로 형성되어 있기 때문에, 상기 연삭 영역에서 연삭면(14a)과 유지면(24a) 사이에 간극이 생기지 않고, 통상이라면, 연삭면(14a)으로부터 자생 발인하여 표출된 다이어몬드 지립(16)을 밀어낼 곳이 없어지지만, 본 발명에 의하면, 연삭면(14a)의 복수의 기공(17)에 다이어몬드 지립(16)이 메워지기 때문에, 유지면(24a)의 면거칠기를 양호하게 형성하는 것이 가능해진다. 연삭 지석(14)은, 예컨대, 비트리파이드 본드(15)에 다이어몬드 지립(16)을 혼입하고, 미리 정해진 형틀에서 혼입한 다이어몬드 지립(16)에 프레스가공을 하고, 그 후, 미리 정해진 온도로 미리 정해진 시간 소결함으로써 직방체 형상으로 고형화되어 제조된다.
본 실시형태에 나타내는 연삭 지석(14)에서는, 다이어몬드 지립(16)을 굳히는 본드재로서 비트리파이드 본드(15)를 이용하고 있기 때문에, 다른 본드재(예컨대 레진 본드나 메탈 본드)에 비하여 비교적 딱딱하여, 연삭 지석(14)으로 유지면(24a)을 연삭하면, 유지면(24a)의 면상태를 양호하게 마무리하는 것이 가능해진다. 또한, 본드재로서 비트리파이드 본드(15)를 이용함으로써 다이어몬드 지립(16)을 견고하게 유지할 수 있어, 연삭 효율이 향상되고 연삭 지석(14)의 수명도 길어진다. 따라서, 연삭 지석(14)의 교환 빈도가 적어도 되기 때문에 유용하다.
다이어몬드 지립(16)의 입도는, 예컨대 입도 600(평균 입경 20 ㎛)을 이용하는 것이 바람직하다. 다이어몬드 지립(16)의 입경이 지나치게 작으면, 연삭 지석(14)으로 유지면(24a)을 연삭할 때에 다이어몬드 지립(16)이 연삭면(14a)으로부터 표출되지 않아, 유지면(24a)을 원하는 면상태로 마무리할 수 없고, 다이어몬드 지립(16)의 입경이 지나치게 크면, 연삭면(14a)으로부터의 다이어몬드 지립(16)의 돌출량이 커져 유지면(24a)의 표면 거칠기가 악화된다. 따라서, 다이어몬드 지립(16)의 입도로는, 상기 입도 600이 가장 적합하며, 이러한 다이어몬드 지립(16)에 의하면, 유지면(24a)의 표면 거칠기를 양호하게 마무리할 수 있다.
유지 수단(20)은, 웨이퍼를 흡인 유지하는 유지 테이블(21)과, 유지 테이블(21)의 회전축(200)을 회전시키는 모터(22)를 적어도 포함하고 있다. 유지 테이블(21)은, 중앙에 오목한 감합 홈(230)을 갖는 프레임(23)과, 프레임(23)에 수용되는 다공성 부재(24)를 포함하고 있다. 프레임(23)은, 예컨대 세라믹스 등으로 구성되어 있다. 다공성 부재(24)가 프레임(23)의 감합 홈(230)에 끼워지는 것에 의해, 유지 테이블(21)로서 구성된다.
다공성 부재(24)는, 원반형으로 형성되어 있고, 다공성 세라믹스 등의 다공질 부재에 의해 구성되어 있다. 다공성 부재(24)의 상면이 웨이퍼를 유지하는 유지면(24a)이다. 유지면(24a)은, 예컨대 직경 300 mm로 형성되어 있다. 또한, 다공성 부재(24)의 유지면(24a)은, 유지면(24a)의 중심(C)으로부터 유지면(24a)의 외주(E)에 걸쳐 경사진 대략 원추면으로 되어 있고, 도시하는 중심(C)은 대략 원추면의 정점으로 되어 있다. 유지면(24a)의 중심(C)과 외주(E)의 높이차는, 예컨대 30 ㎛ 정도로 형성되어 있다. 또, 도시하지 않지만, 유지 수단(20)에는, 유지 테이블(21)의 기울기를 조정하기 위한 기울기 조정 수단이 배치되어 있다.
다음으로, 연삭 장치(1)를 이용하여, 유지 테이블(21)의 유지면(24a)을 연삭하는 유지면의 연삭 방법에 관해 상세히 설명한다. 본 실시형태에서는, 두께가 있는 웨이퍼를 유지 테이블(21)의 유지면(24a)으로 유지하기 위해, 미리 유지면(24a)을 연삭하는 것으로 한다.
연삭을 시작할 때에는, 기울기 조정 수단에 의해, 도 2에 나타낸 바와 같이, 예컨대 유지 테이블(21)의 외주 우측을 높이는 것에 의해, 연삭 지석(14)의 중심의 회전축(100)과 유지 테이블(21)의 중심의 회전축(200)을 상대적으로 미리 정해진 각도만큼 기울여, 연삭 지석(14)의 연삭면(14a)을 유지면(24a)의 원추면의 정점(중심(C))으로부터 외주(E)에 이르는 면에 대하여 평행해지도록 조정한다.
이어서, 모터(22)에 의해 유지 테이블(21)을 예컨대 화살표 A 방향으로 회전시킨다. 승강 수단(18)에 의해 연삭 수단(10)을 하강시키면서, 연삭 수단(10)은 스핀들(11)을 회전시킴으로써, 연삭 휠(13)을 예컨대 화살표 A 방향으로 회전시켜, 연삭 지석(14)으로 유지면(24a)을 압박하면서 연삭한다.
여기서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 화살표 A 방향으로 회전하는 연삭 지석(14)의 회전 궤적 중, 연삭 지석(14)이 실제로 유지면(24a)에 접촉하여 연삭을 행하는 원호형의 반경 영역(점선으로 도시)이 연삭 영역(P1)으로 되어 있다. 유지면(24a)의 연삭중, 연삭 지석(14)은 항상 유지면(24a)의 중심(C)을 통과하면서, 연삭 영역(P1)에서 연삭 지석(14)의 연삭면(14a)이 유지면(24a)에 접촉하여 유지면(24a)을 연삭한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 연삭 지석(14)의 연삭면(14a)이 유지면(24a)에 접촉하고 있을 때에는, 연삭면(14a)으로부터 표출된 다이어몬드 지립(16)에 연삭 하중을 가하면서 유지면(24a)의 외주(E)로부터 유지면(24a)의 중심(C)을 향해 연삭을 행할 수 있다. 즉, 연삭 하중이 다이어몬드 지립(16)에 작용하면, 연삭 지석(14)의 연삭면(14a)으로부터 표출되어 있는 다이어몬드 지립(16)이 복수의 기공(17) 내에 메워지고, 다이어몬드 지립(16)의 돌출량을 작게 하여 유지면(24a)을 연삭할 수 있기 때문에, 표면 거칠기를 양호하게 마무리할 수 있다. 연삭 지석(14)은, 고리형으로 형성되고 연삭면(14a)에 간극이 없기 때문에, 도 3에 나타낸 연삭 영역(P1)에서는, 연삭면(14a)과 유지면(24a) 사이에 간극이 생기지 않고, 복수의 기공(17) 내에 다이어몬드 지립(16)이 메워진 상태가 유지된다.
한편, 도 3에 나타낸 연삭 지석(14)이 유지면(24a)의 중심(C)을 통과하면, 중심(C)을 통과한 연삭 지석(14)의 연삭면(14a)과 유지면(24a)이 비접촉의 상태가 된다. 즉, 연삭 지석(14)의 연삭면(14a)이 유지면(24a)에 접촉하지 않을 때에는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 연삭면(14a)과 유지면(24a) 사이에 간극이 생기기 때문에, 유지면(24a)의 중심(C)을 통과한 연삭면(14a)의 연삭 하중을 받지 않은 다이어몬드 지립(16)이 복수의 기공(17)으로부터 외측으로 압출된 상태가 된다. 복수의 기공(17)으로부터 압출된 다이어몬드 지립(16)에 의해 유지면(24a)의 중심(C)으로부터 직경 방향 외측의 작은 영역(예컨대 도 3에 나타내는 중앙 연삭 영역(P2))을 연삭함으로써, 도 6에 나타낸 바와 같이, 유지면(24a)의 중앙에 평탄한 오목부(25)를 형성한다. 이와 같이, 연삭 지석(14)과 유지 테이블(21)의 기울기 관계를 조정하지 않고, 두께가 있는 웨이퍼에 대응 가능한 유지면(24a)을 형성하는 것이 가능해진다. 오목부(25)의 화살표로 나타내는 직경은, 예컨대 직경 30 mm이다. 유지면(24a)의 연삭이 완료되면, 웨이퍼를 유지 테이블(21)로 유지하고, 웨이퍼에 대하여 연삭을 한다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 유지면의 연삭 방법에서는, 사용되는 연삭 지석(14)이, 비트리파이드 본드(15)와 다이어몬드 지립(16)을 혼합하고 소결시켜 고형화하고 연삭면(14a)에 기공(17)을 갖는 비트리파이드 지석이며, 연삭면(14a)에 간극을 갖지 않고 고리형으로 형성되고, 유지 테이블(21)을 회전시켜, 유지면(24a)의 반경 영역인 연삭 영역(P1)에 연삭면(14a)을 접촉시켜 유지면(24a)을 연삭하도록 구성했기 때문에, 연삭 영역(P1)에서는, 연삭면(14a)의 복수의 기공(17) 내에 다이어몬드 지립(16)을 메우면서 유지면(24a)을 연삭할 수 있음과 더불어, 유지면(24a)의 중심(C)을 통과하여 연삭면(14a)과 유지면(24a) 사이에 간극이 생기면, 연삭면(14a)의 기공(17)으로부터 압출된 다이어몬드 지립(16)로 유지면(24a)의 중앙에 평탄한 오목부(25)를 형성할 수 있다.
유지면(24a)의 중앙에 오목부(25)가 형성된 유지 테이블(21)에서는, 예컨대 두께가 있는 웨이퍼를 흡인 유지할 때, 오목부(25)를 따라서 웨이퍼의 중앙 부분도 흡인 유지할 수 있기 때문에, 유지면(24a)의 중앙과 웨이퍼의 중앙 부분 사이에 간극은 생기지 않게 된다. 따라서, 유지면(24a)으로 웨이퍼를 간극없이 유지할 수 있기 때문에, 웨이퍼의 중앙이 과도하게 연삭되는 것을 방지할 수 있고, 웨이퍼를 균등한 두께로 연삭하는 것이 가능해진다.
1 : 연삭 장치
10 : 연삭 수단
11 : 스핀들
12 : 마운트
13 : 연삭 휠
14 : 연삭 지석
15 : 비트리파이드 본드
16 : 다이어몬드 지립
17 : 기공
18 : 승강 수단
20 : 유지 수단
21 : 유지 테이블
22 : 모터
23 : 프레임
24 : 다공성 부재
25 : 오목부

Claims (2)

  1. 고리형으로 연삭 지석을 배치한 연삭 휠의 중심을 축으로 회전시키는 연삭 수단과, 웨이퍼를 유지하는 유지면의 중심을 축으로 유지 테이블을 회전시키는 유지 수단을 포함한 연삭 장치를 이용하여, 상기 유지면의 중심을 통과하는 상기 연삭 지석으로 상기 유지면을 연삭하는 유지면의 연삭 방법으로서,
    상기 연삭 지석은, 비트리파이드 본드와 다이어몬드 지립을 혼합하고 소결시켜 고형화하고 연삭면에 기공을 갖는 비트리파이드 지석이며, 상기 연삭면에 간극을 갖지 않고 고리형으로 형성되고,
    상기 유지 테이블을 회전시켜, 상기 유지면의 반경 영역에 상기 연삭면을 접촉시켜 상기 유지면을 연삭하는 것인 유지면의 연삭 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다이어몬드 지립은, 입도 600을 이용한 것인 유지면의 연삭 방법.
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