KR20230084058A - 피가공물의 연삭 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 칩의 생산성을 저하시키지 않고, 또한 연삭 장치의 점유 영역의 증가를 억제하는 것이 가능한 피가공물의 연삭 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
제1 재료를 포함하는 제1 층을 연삭할 때의 연삭 휠의 회전 속도(제1 회전 속도)보다 제1 재료보다 난삭재인 제2 재료를 포함하는 제2 층을 연삭할 때의 연삭 휠의 회전 속도(제2 회전 속도)를 저속으로 한다. 이것에 의해, 문제의 발생없이 제2 층을 연삭할 수 있게 된다. 또한, 이와 같이 제2 층이 연삭되는 경우에는, 연삭력이 높은 연삭 휠을 이용하거나, 또는 피가공물의 연삭 속도를 느리게 할 필요가 없다. 이것에 의해, 칩의 생산성을 저하시키지 않고, 또한 연삭 장치의 점유 영역의 증가를 억제할 수 있게 된다.

Description

피가공물의 연삭 방법{METHOD FOR GRINDING A WORKPIECE}
본 발명은, 피가공물을 소정의 마무리 두께에 이를 때까지 연삭하는 피가공물의 연삭 방법에 관한 것이다.
IC(Integrated Circuit) 또는 LSI(Large Scale Integration) 등의 반도체 디바이스의 칩은, 휴대전화 및 퍼스널 컴퓨터 등의 각종 전자 기기에 있어서 불가결한 구성요소이다. 이러한 칩은, 예컨대, 표면에 다수의 디바이스가 형성된 웨이퍼 등의 피가공물을 개개의 디바이스를 포함하는 영역마다 분할함으로써 제조된다.
또한, 이 피가공물은, 얻어지는 칩을 박화하거나 또는 디바이스의 구성요소인 금속 전극을 노출시키기 위해, 그 분할 전에 연삭되는 경우가 많다. 이러한 연삭은, 예컨대, 복수의 연삭 지석이 환형으로 형성된 연삭 휠을 회전시키면서, 척테이블로 유지된 피가공물에 복수의 연삭 지석을 접촉시키는 것에 의해 행해진다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1 : 일본특허공개 제2009-90389호 공보
연삭에 이용되는 피가공물에는 여러가지 재료가 포함된다. 예컨대, 피가공물이 실리콘(Si)으로 이루어진 웨이퍼(실리콘 웨이퍼)를 포함하는 경우에는, 이 웨이퍼의 한 면에 산화실리콘(SiO2)막이 형성되어 있는 경우가 있다. 또한, 피가공물에서는, 디바이스의 구성요소인 금속 전극이 실리콘 웨이퍼에 매몰되도록 설치되어 있는 경우도 있다.
그리고, 연삭의 난이도는, 연삭되는 재료의 종류에 따라 변화한다. 예컨대, 산화실리콘을 연삭하면 연삭 지석에 포함되는 지립의 탈락(브레이킹)이 생기기 쉽다. 그 때문에, 산화실리콘은 실리콘보다 난삭재이다. 또한, 전극으로서 이용되는 금속은 실리콘보다 경도가 낮기 때문에, 금속 전극을 연삭하면 미세한 연삭 부스러기가 다량으로 생기기 쉽다. 그리고, 이 경우에는, 연삭 지석의 하면에서 노출되는 지립의 연삭 부스러기에 의한 피복(로딩)이 생기기 쉽다. 그 때문에, 금속 전극은 실리콘보다 난삭재이다.
이 점을 감안하여, 피가공물은, 연삭되는 재료의 종류에 따라서 조건을 변경하면서 연삭되는 경우가 있다. 예컨대, 난삭재를 포함하는 층을 연삭할 때에는, 연삭력이 높은 연삭 휠(예컨대, 각각에 포함되는 지립이 큰 복수의 연삭 지석이 환형으로 형성된 연삭 휠)을 이용하거나, 또는 피가공물의 연삭 속도(연삭 휠과 척테이블을 접근시키는 속도)를 느리게 하는 경우가 있다.
그러나, 난삭재를 포함하는 층을 연삭하기 위해 연삭력이 높은 연삭 휠이 이용되는 경우에는, 연삭 휠을 교환하는 것, 또는 2종 이상의 연삭 휠을 병립 가능한 연삭 장치를 이용하는 것이 필요해진다. 이 경우, 칩의 생산성이 저하되거나, 또는, 연삭 장치의 점유 영역(풋프린트)이 커질 우려가 있다. 마찬가지로, 난삭재를 포함하는 층을 연삭하기 위해 피가공물의 연삭 속도를 느리게 하는 경우에도 칩의 생산성이 저하될 우려가 있다.
이러한 점을 감안하여, 본 발명의 목적은, 칩의 생산성을 저하시키지 않고, 연삭 장치의 점유 영역의 증가를 억제하는 것이 가능한 피가공물의 연삭 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 제1 재료를 포함하는 제1 층과, 상기 제1 재료보다 난삭재인 제2 재료를 포함하고 상기 제1 층과 적층되어 있는 제2 층을 갖는 피가공물을 소정의 마무리 두께에 이를 때까지 연삭하는 피가공물의 연삭 방법으로서, 복수의 연삭 지석이 환형으로 배열된 연삭 휠을 제1 회전 속도로 회전시키면서, 척테이블로 유지된 상기 피가공물의 상기 제1 층을 상기 복수의 연삭 지석에 의해 연삭하는 제1 연삭 단계와, 상기 연삭 휠을 상기 제1 회전 속도보다 저속인 제2 회전 속도로 회전시키면서, 상기 척테이블로 유지된 상기 피가공물의 상기 제2 층을 상기 복수의 연삭 지석에 의해 연삭하는 제2 연삭 단계를 포함하는 피가공물의 연삭 방법이 제공된다.
본 발명에서는, 상기 제1 연삭 단계와 상기 제2 연삭 단계 사이에 상기 복수의 연삭 지석과 상기 피가공물을 이격시키는 이격 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는, 상기 제1 재료는 실리콘이고, 상기 제2 재료는 산화실리콘이고, 상기 제2 연삭 단계를 실시하여 상기 제2 층을 제거한 후에 상기 제1 연삭 단계를 실시하는 것이 바람직하다.
또한, 제2 연삭 단계에서 산화실리콘을 포함하는 층(예컨대 산화실리콘막)을 제거하는 경우에는, 상기 제2 연삭 단계는, 상기 연삭 휠과 상기 척테이블이 접근하도록 소정 속도로 상기 연삭 휠과 상기 척테이블을 상대적으로 이동시킨 상태에서, 상기 제2 층의 연삭이 시작되고 나서 소정 시간이 경과했을 때에 종료하는 것이 바람직하다.
혹은, 이 경우에는, 상기 제2 연삭 단계는, 상기 피가공물의 두께가 측정된 상태에서, 상기 피가공물의 두께가 소정 두께가 되었을 때에 종료하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 제1 재료를 포함하는 제1 층을 연삭할 때의 연삭 휠의 회전 속도(제1 회전 속도)보다 제1 재료보다 난삭재인 제2 재료를 포함하는 제2 층을 연삭할 때의 연삭 휠의 회전 속도(제2 회전 속도)를 저속으로 한다.
여기서, 연삭시의 연삭 휠의 회전 속도가 저속인 경우, 복수의 연삭 지석의 각각에 피가공물과의 접촉에 의해 강한 마찰력이 작용하여 복수의 연삭 지석이 깎이기 쉬워진다. 즉, 이 경우에는, 복수의 연삭 지석의 각각에서의 셀프 샤프닝이 촉진된다. 이것에 의해, 문제의 발생없이 제2 층을 연삭하는 것이 가능해진다.
또한, 이와 같이 제2 층이 연삭되는 경우에는, 연삭력이 높은 연삭 휠을 이용하거나, 또는 피가공물의 연삭 속도를 느리게 할 필요가 없다. 이것에 의해, 칩의 생산성을 저하시키지 않고, 또한 연삭 장치의 점유 영역의 증가를 억제하는 것이 가능해진다.
도 1은 연삭 장치의 일례를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 2의 (A)는 연삭전의 피가공물의 일례를 모식적으로 도시하는 사시도이고, 도 2의 (B)는 연삭전의 피가공물의 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 연삭 유닛의 구성요소의 일부를 모식적으로 도시하는 측면도이다.
도 4는 피가공물을 소정의 마무리 두께에 이를 때까지 연삭하는 피가공물의 연삭 방법의 일례를 모식적으로 도시하는 플로우차트이다.
도 5는 조연삭 단계의 구체예를 모식적으로 도시하는 플로우차트이다.
도 6의 (A), (B) 및 (C) 각각은 조연삭 단계의 모습을 모식적으로 도시하는 일부 단면 측면도이다.
첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 관해 설명한다. 도 1은 연삭 장치의 일례를 모식적으로 도시하는 사시도이다. 또, 도 1에 도시되는 X축 방향(좌우 방향) 및 Y축 방향(전후 방향)은, 수평면 상에서 서로 직교하는 방향이며, 또한 Z축 방향(상하 방향)은, X축 방향 및 Y축 방향에 직교하는 방향(연직 방향)이다.
도 1에 도시되는 연삭 장치(2)는, 각 구성요소를 지지 또는 수용하는 베이스(4)를 구비한다. 이 베이스(4)의 전단부의 상면측에는 개구(4a)가 형성되어 있고, 이 개구(4a)의 내측에는 반송 유닛(6)이 설치되어 있다. 이 반송 유닛(6)은, 예컨대 후술하는 피가공물(11)의 상면측을 흡인하는 흡인 패드를 갖는다.
또한, 반송 유닛(6)의 좌측 경사 전방 및 우측 경사 전방에는, 카세트 설치 영역(8a, 8b)이 각각 설치되어 있다. 그리고, 각 카세트 설치 영역(8a, 8b)의 위에는, 복수의 피가공물을 수용 가능한 카세트(10a, 10b)가 배치된다.
이 카세트(10a)에는, 예컨대 연삭 장치(2)에 있어서 연삭될 예정인 피가공물(연삭전의 피가공물)이 수용된다. 또한, 카세트(10b)에는 예컨대, 연삭 장치(2)에 있어서 연삭된 피가공물(연삭후의 피가공물)이 수용된다.
도 2의 (A)는 연삭전의 피가공물의 일례를 모식적으로 도시하는 사시도이고, 도 2의 (B)는 연삭전의 피가공물의 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 2의 (A) 및 (B)에 도시되는 피가공물(11)은, 실리콘(제1 재료)으로 이루어진 웨이퍼(제1 층)(13)를 표면(11a)측에 갖는다.
또한, 실리콘 웨이퍼(13)는, 격자형으로 설정된 스트리트(분할 예정 라인)(15)에 의해 복수의 영역으로 구획되어 있고, 각 영역에는 IC 또는 LSI 등의 디바이스(17)가 형성되어 있다. 또한, 피가공물(11)의 이면(11b)측에는, 실리콘 웨이퍼(13)와 적층하도록, 실리콘보다 난삭재인 산화실리콘(제2 재료)으로 이루어진 박막(산화실리콘막)(제2 층)(19)이 형성되어 있다.
이 산화실리콘막(19)은, 디바이스를 형성할 때에 피가공물(11)에 실시되는 처리(예컨대 가열) 등에 따라 형성된다. 또한, 피가공물(11)에서는, 실리콘보다 난삭재이며 디바이스(15)의 구성요소인 금속 전극이 실리콘 웨이퍼(13)의 내부에 매몰되어 있어도 좋다.
또한, 피가공물(11)의 표면(11a)에는, 디바이스(17)를 보호하기 위한 필름형의 테이프가 접착되어 있어도 좋다. 이 테이프는, 예컨대 원형으로 형성된 필름형의 기재와, 기재 상에 형성된 점착층(풀층)을 갖는다.
그리고, 이 기재는, 예컨대 폴리올레핀, 폴리염화비닐 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트의 수지로 이루어진다. 또한, 이 점착층은, 예컨대 에폭시계 또는 아크릴계의 접착제로 이루어진다. 혹은, 이 점착층은, 자외선이 조사되는 것에 의해 경화하는 자외선 경화성 수지이어도 좋다.
한편, 피가공물(11)의 재질, 형상, 구조 및 크기 등에 제한은 없다. 예컨대, 피가공물(11)은, 다른 반도체 재료로 이루어진 웨이퍼, 또는 세라믹스, 수지 혹은 금속 등의 재료로 이루어진 기판을 포함해도 좋다. 마찬가지로, 디바이스(17)의 종류, 수량, 형상, 구조, 크기 및 배치 등에도 제한은 없다.
그리고, 도 1에 도시되는 카세트(10a)에는, 예컨대 산화실리콘막(19)이 형성되어 있는 이면(11b)측이 위를 향하도록 피가공물(11)이 수용된다. 또한, 반송 유닛(6)은, 흡인 패드에 의해 피가공물(11)의 상면측(예컨대, 이면(11b)측)을 흡인하여 피가공물(11)이 반송 유닛(6)에 유지된 상태로 피가공물(11)을 카세트(10a)로부터 반출한다.
또한, 반송 유닛(6)의 좌측 경사 후방이자 반송 유닛(6)에 의해 피가공물(11)을 반송 가능한 위치에는, 위치 맞춤 기구(12)가 설치되어 있다. 그리고, 반송 유닛(6)에 의해 카세트(10a)로부터 반출된 피가공물(11)이 위치 맞춤 기구(12)에 반입되면, 피가공물(11)을 끼워 넣고 소정의 위치에 배치하도록 위치 맞춤 기구(12)가 동작한다.
또한, 반송 유닛(6)의 후방이자 위치 맞춤 기구(12)의 우측에는, 위치 맞춤 기구(12)에서 위치 맞춤이 행해진 피가공물(11)을 반출하는 반송 유닛(14)이 설치되어 있다. 이 반송 유닛(14)은, 예컨대 피가공물(11)의 상면측(예컨대 이면(11b)측)을 흡인하는 흡인 패드를 갖는다.
그리고, 위치 맞춤 기구(12)에 의해 위치 맞춤이 행해진 피가공물(11)이 반송 유닛(14)의 흡인 패드에 흡인되어 반송 유닛(14)에 유지되면, 흡인 패드를 선회시켜 피가공물(11)을 후방에 반송하도록 반송 유닛(14)이 동작한다.
또한, 반송 유닛(14)의 후방에는, 원반형의 턴테이블(16)이 설치되어 있다. 이 턴테이블(16)은, 턴테이블(16)을 Z축 방향과 대략 평행한 회전축의 둘레로 회전시키는 모터 등의 회전 구동원(도시 생략)과 연결되어 있다.
또한, 턴테이블(16)의 위에는, 각각이 피가공물(11)의 하면측(예컨대 표면(11a)측)을 흡인하여 유지하는 것이 가능한 복수의 척테이블(18)이 설치되어 있다. 또, 도 1에서는, 3개의 척테이블(18)이 턴테이블(16)의 둘레 방향을 따라 대략 등간격으로 배열되어 있는 예가 도시되어 있다.
이 척테이블(18)은, 수평면(XY 평면)과 대략 평행한 원형의 상면을 가지며, 이 상면에서 피가공물(11)을 유지한다. 즉, 척테이블(18)의 상면은, 피가공물(11)을 유지하는 유지면이 된다.
또한, 턴테이블(16)은, 예컨대 평면도에서 보았을 때 시계 방향으로 회전하여, 각 척테이블(18)을 반송 위치(A), 제1 연삭 위치(조연삭 위치)(B), 제2 연삭 위치(마무리 연삭 위치)(C) 및 반송 위치(A)의 순으로 위치 부여한다. 그리고, 반송 유닛(14)에 의해 반송된 피가공물(11)은, 반송 위치(A)에 위치 부여된 척테이블(18)에 반입된다.
또한, 척테이블(18)의 유지면은, 척테이블(18)의 내부에 형성된 유로(도시 생략) 및 밸브(도시 생략) 등을 통해 이젝터 등의 흡인원(도시 생략)에 연통한다. 그리고, 척테이블(18)에 피가공물(11)이 반입된 상태로 흡인원이 동작하고 밸브를 개방하는 것에 의해, 피가공물(11)의 하면측(예컨대 표면(11a)측)이 척테이블(18)측에 흡인된다. 이것에 의해, 피가공물(11)이 척테이블(18)의 유지면에서 유지된다.
또한, 척테이블(18)은, 척테이블(18)을 Z축 방향과 대략 평행한 회전축의 둘레로 회전시키는 모터 등의 회전 구동원(도시 생략)과 연결되어 있다. 이 회전 구동원은, 후술하는 연삭 휠(44a, 44b)의 복수의 연삭 지석(48)(도 3 참조)에 의해 피가공물(11)이 연삭될 때에 척테이블(18)을 회전시킨다.
또한, 제1 연삭 위치(B)의 근방과 제2 연삭 위치(C)의 근방의 각각에는, 척테이블(18)에 의해 유지된 피가공물(11)의 두께를 측정하는 두께 측정기(20a, 20b)가 설치되어 있다. 각 두께 측정기(20a, 20b)는, 피가공물(11)이 연삭될 때의 피가공물(11)의 두께의 변화를 시간의 경과에 따라 측정한다.
구체적으로는, 각 두께 측정기(20a, 20b)는 한 쌍의 하이트 게이지를 갖는다. 이 한 쌍의 하이트 게이지의 한쪽은, 피가공물(11)이 연삭될 때에, 후술하는 연삭 휠(44a, 44b)에 의해 덮이지 않고 노출된 피가공물(11)의 상면(예컨대 이면(11b))과 접촉하는 측정자를 갖는다.
또한, 한 쌍의 하이트 게이지의 다른 한쪽은, 피가공물(11)이 연삭될 때에, 피가공물(11) 및 후술하는 연삭 휠(44a, 44b)에 의해 덮이지 않고 노출된 척테이블(18)의 유지면에 접촉하는 측정자를 갖는다.
그 때문에, 피가공물(11)이 연삭될 때에는, 피가공물(11)의 상면(예컨대 이면(11b))의 높이와 척테이블(18)의 유지면의 높이가 한 쌍의 하이트 게이지에 의해 각각 측정된다. 그리고, 각 두께 측정기(20a, 20b)는, 이들 높이의 차를 피가공물(11)의 두께로서 측정한다.
또한, 제1 연삭 위치(B)의 후방에는 기둥형의 지지 구조(22a)가 배치되고, 제2 연삭 위치(C)의 후방에는 기둥형의 지지 구조(22b)가 배치되어 있다. 그리고, 각 지지 구조(22a, 22b)의 전면측(표면측)에는, 이동 플레이트(28a, 28b)를 Z축 방향을 따라 이동시키는(승강시키는) 이동 기구(24a, 24b)가 설치되어 있다.
각 이동 기구(24a, 24b)는, Z축 방향을 따라 연장된 한 쌍의 가이드 레일(26)을 갖는다. 이 한 쌍의 가이드 레일(26)의 전면측(표면측)에는, 슬라이드 가능한 형태로 이동 플레이트(28a, 28b)가 연결되어 있다. 또한, 한 쌍의 가이드 레일(26) 사이에는, Z축 방향을 따라 연장된 나사축(30)이 배치되어 있다.
그리고, 나사축(30)의 상단부에는, 나사축(30)을 회전시키기 위한 모터(32)가 연결되어 있다. 또한, 나사축(30)의 나사산이 형성된 외주면 상에는, 나사축(30)의 회전에 따라서 순환하는 다수의 볼을 수용하는 너트(도시 생략)가 설치되어, 볼나사가 구성되어 있다.
또한, 이 너트는, 이동 플레이트(28a, 28b)의 후면측(이면측)에 고정되어 있다. 그 때문에, 모터(32)로 나사축(30)을 회전시키면, 너트와 함께 이동 플레이트(28a, 28b)가 Z축 방향을 따라 이동한다(승강한다).
또한, 이동 플레이트(28a)의 전면측(표면측)에는, 피가공물(11)의 조연삭을 행하는 연삭 유닛(34a)이 고정되어 있다. 한편, 이동 플레이트(28b)의 전면측(표면측)에는, 피가공물(11)의 마무리 연삭을 행하는 연삭 유닛(34b)이 고정되어 있다.
그 때문에, 이동 플레이트(28a)가 승강하면 연삭 유닛(34a)도 승강하고, 또한 이동 플레이트(28b)가 승강하면 연삭 유닛(34b)도 승강한다. 각 연삭 유닛(34a, 34b)은, Z축 방향을 따라 연장된 중공의 원기둥형의 하우징(36)을 갖는다.
이 하우징(36)의 상부에는 모터(38)가 설치되어 있고, 이 모터(38)는 하우징(36)에 회전 가능한 형태로 수용되는 스핀들의 기단부(상단부)에 연결되어 있다. 또한, 이 스핀들은, Z축 방향을 따라 연장되고, 그 선단부(하단부)가 하우징(36)의 하부로부터 노출되어 있다.
도 3은, 하우징(36)의 하부로부터 노출된 연삭 유닛(34a, 34b)의 구성요소를 모식적으로 도시하는 측면도이다. 하우징(36)의 하부로부터 노출된 스핀들(40)의 선단부에는, 금속 등으로 이루어진 원반형의 마운트(42)가 고정되어 있다.
또한, 연삭 유닛(34a)의 마운트(42)의 하면측에는 조연삭용의 연삭 휠(44a)이 장착되고, 연삭 유닛(34b)의 마운트(42)의 하면측에는 마무리 연삭용의 연삭 휠(44b)이 장착되어 있다. 그리고, 각 연삭 휠(44a, 44b)은, 모터(38)로부터 스핀들(40) 및 마운트(42)를 통해 전달되는 동력에 의해, Z축 방향과 대략 평행한 회전축의 둘레로 회전한다.
또한, 각 연삭 휠(44a, 44b)은, 마운트(42)의 직경과 대략 외경이 같은 원환형의 휠 베이스(46)를 갖는다. 이 휠 베이스(46)는, 예컨대 알루미늄 또는 스테인리스 등의 금속으로 이루어진다. 또한, 휠 베이스(46)의 하면측에는, 복수의 연삭 지석(48)이 고정되어 있다.
복수의 연삭 지석(48)의 각각은, 예컨대 직방체형의 형상을 가지며, 휠 베이스(46)의 둘레 방향을 따라 대략 등간격으로 배열된다. 또한, 복수의 연삭 지석(48)의 각각은, 다이아몬드 또는 cBN(cubic Boron Nitride) 등으로 이루어진 지립을, 메탈 본드, 레진 본드 또는 비트리파이드 본드 등의 결합재로 고정함으로써 형성된다.
다만, 연삭 휠(44a)의 연삭 지석(48)으로는 조연삭에 적합한 연삭 지석이 적용되고, 연삭 휠(44b)의 연삭 지석(48)으로는 마무리 연삭에 적합한 연삭 지석이 적용된다. 그 때문에, 연삭 휠(44b)의 연삭 지석(48)에 포함되는 지립의 평균 입경은, 예컨대 연삭 휠(44a)의 연삭 지석(48)에 포함되는 지립의 평균 입경보다 작다.
또한, 각 연삭 유닛(34a, 34b)의 내부에는, 순수 등의 액체(연삭액)를 공급하기 위한 연삭액 공급로(도시 생략)가 설치되어 있다. 또한, 각 연삭 유닛(34a, 34b)의 근방에는, 연삭액 공급로 대신에 또는 그에 더하여, 연삭액을 공급하는 노즐이 설치되어도 좋다.
이 연삭액은, 연삭 휠(44a, 44b)의 복수의 연삭 지석(48)에 의해 피가공물(11)이 연삭될 때에 피가공물(11)과 복수의 연삭 지석(48)의 접촉 계면(가공점)에 공급된다. 이것에 의해, 피가공물(11) 및 연삭 지석(48)이 냉각되고, 연삭에 의해 발생한 부스러기(연삭 부스러기)가 씻겨진다.
그리고, 연삭 유닛(34a)에서는, 연삭 휠(44a)을 회전시켰을 때의 복수의 연삭 지석(48)의 궤적이 제1 연삭 위치(B)에 위치 부여된 척테이블(18)의 유지면의 중심과 겹치도록 각 구성요소가 배치되어 있다.
마찬가지로, 연삭 유닛(34b)에서는, 연삭 휠(44b)을 회전시켰을 때의 복수의 연삭 지석(48)의 궤적이 제2 연삭 위치(C)에 위치 부여된 척테이블(18)의 유지면의 중심과 겹치도록 각 구성요소가 배치되어 있다.
또한, 반송 유닛(14)과 X축 방향에서 인접하는 위치에는, 반송 위치(A)에 위치 부여된 척테이블(18)의 위에 배치되어 있는 피가공물(11)을 반출하는 반송 유닛(50)이 설치되어 있다. 이 반송 유닛(50)은, 예컨대 피가공물(11)의 상면측(예컨대 이면(11b)측)을 흡인하는 흡인 패드를 구비한다.
그리고, 연삭이 끝난 피가공물(11)이 반송 유닛(50)의 흡인 패드에 흡인되어 반송 유닛(50)에 유지되면, 흡인 패드를 선회시켜 피가공물(11)을 전방에 반송하도록 반송 유닛(50)이 동작한다.
또한, 반송 유닛(50)의 우측 경사 전방이자 반송 유닛(50)에 의해 피가공물(11)을 반송 가능한 위치에는, 피가공물(11)을 세정하는 세정 유닛(52)이 설치되어 있다. 그리고, 반송 유닛(50)에 의해 연삭이 끝난 피가공물(11)이 세정 유닛(52)에 반입되면, 피가공물(11)을 세정하도록 세정 유닛(52)이 동작한다.
도 4는, 연삭 장치(2)에 있어서 피가공물(11)을 소정의 마무리 두께에 이를 때까지 연삭하는 피가공물의 연삭 방법의 일례를 모식적으로 도시하는 플로우차트이다. 이 방법에서는 우선, 이면(11b)이 위를 향한 상태의 피가공물(11)을 반송 위치(A)에 위치 부여된 척테이블(18)에 유지시킨다(유지 단계 : S1).
이어서, 척테이블(18)이 제1 연삭 위치(B)에 위치 부여되도록 턴테이블(16)을 회전시킨다(제1 회전 단계 : S2). 이어서, 조연삭용의 연삭 휠(44a)을 회전시키면서, 척테이블(18)로 유지된 피가공물(11)을 복수의 연삭 지석(48)에 의해 연삭한다(조연삭 단계 : S3).
도 5는, 조연삭 단계(S3)의 구체예를 모식적으로 도시하는 플로우차트이며, 도 6의 (A), (B) 및 (C) 각각은, 조연삭 단계(S3)의 모습을 모식적으로 도시하는 일부 단면 측면도이다.
이 조연삭 단계(S3)에서는, 우선, 조연삭용의 연삭 휠(44a)을 저속 회전시키면서, 척테이블(18)로 유지된 피가공물(11)의 산화실리콘막(19)을 복수의 연삭 지석(48)에 의해 연삭한다(제1 연삭 단계 : S31).
구체적으로는, 스핀들(40) 및 마운트(42)와 함께 연삭 휠(44a)이 700(rpm) 이상 1500(rpm) 미만의 회전 속도(제2 회전 속도)로 회전하도록 모터(38)를 동작시킨다. 또한, 척테이블(18)이 100(rpm) 이상 300(rpm) 미만의 회전 속도로 회전하도록 척테이블(18)에 연결되어 있는 회전 구동원을 동작시킨다.
그리고, 연삭 휠(44a) 및 척테이블(18)의 쌍방을 회전시킨 채로, 연삭 휠(44a)과 척테이블(18)을 접근시키도록 이동 기구(24a)가 이동 플레이트(28a) 및 연삭 유닛(34a)을 소정의 속도로 하강시킨다.
이것에 의해, 복수의 연삭 지석(48)이 피가공물(11)의 산화실리콘막(19)에 접촉하여, 산화실리콘막(19)이 연삭된다(도 6의 (A) 참조). 또, 제1 연삭 단계(S31)는, 산화실리콘막(19)이 제거될 때까지 계속된다.
예컨대, 제1 연삭 단계(S31)는, 산화실리콘막(19)의 연삭이 시작되고 나서 소정의 시간(구체적으로는, 산화실리콘막(19)의 두께를 연삭 유닛(34a)의 하강 속도로 나누는 것에 의해 얻어지는 시간 이상의 시간)이 경과했을 때에 종료한다.
혹은, 제1 연삭 단계(S31)는, 두께 측정기(20a)에 의해 피가공물(11)의 두께가 측정된 상태에서, 피가공물(11)의 두께가 소정의 두께(구체적으로는, 피가공물(11)의 원래의 두께로부터 산화실리콘막(19)의 두께를 빼는 것에 의해 얻어지는 두께 이하의 두께)가 되었을 때에 종료해도 좋다.
이어서, 복수의 연삭 지석(48)과 피가공물(11)을 이격시킨다(이격 단계 : S32). 구체적으로는, 연삭 휠(44a) 및 척테이블(18)의 쌍방을 회전시킨 채로, 복수의 연삭 지석(48)과 피가공물(11)을 이격시키도록 이동 기구(24a)가 이동 플레이트(28a) 및 연삭 유닛(34a)을 상승시킨다(도 6의 (B) 참조).
이어서, 조연삭용의 연삭 휠(44a)을 고속 회전시키면서, 척테이블(18)로 유지된 피가공물(11)의 실리콘 웨이퍼(13)를 복수의 연삭 지석(48)에 의해 연삭한다(제2 연삭 단계 : S33).
구체적으로는, 스핀들(40) 및 마운트(42)와 함께 연삭 휠(44a)이 1500(rpm) 이상 6000(rpm) 미만의 회전 속도(제1 회전 속도)로 회전하도록 모터(38)를 동작시킨다.
그리고, 연삭 휠(44a) 및 척테이블(18)의 쌍방을 회전시킨 채로, 연삭 휠(44a)과 척테이블(18)을 접근시키도록 이동 기구(24a)가 이동 플레이트(28a) 및 연삭 유닛(34a)을 소정의 속도(예컨대, 제1 연삭 단계(S31)에서의 이동 플레이트(28a) 및 연삭 유닛(34a)의 하강 속도와 같은 속도)로 하강시킨다.
이것에 의해, 복수의 연삭 지석(48)이 피가공물(11)의 실리콘 웨이퍼(13)에 접촉하여, 실리콘 웨이퍼(13)가 연삭된다(도 6의 (C) 참조). 또, 제2 연삭 단계(S33)는, 실리콘 웨이퍼(13)의 연삭이 시작되고 나서 소정의 시간이 경과했을 때에 종료해도 좋고, 피가공물(11)의 두께가 소정 두께가 되었을 때에 종료해도 좋다.
이어서, 연삭 휠(44a) 및 척테이블(18)의 쌍방의 회전을 정지시키도록, 모터(38) 및 척테이블(18)에 연결되어 있는 회전 구동원의 동작을 정지시킨다. 또한, 복수의 연삭 지석(48)과 피가공물(11)을 이격시키도록 이동 기구(24a)가 이동 플레이트(28a) 및 연삭 유닛(34a)을 상승시킨다.
이어서, 척테이블(18)이 제2 연삭 위치(C)에 위치 부여되도록 턴테이블(16)을 회전시킨다(제2 회전 단계 : S4). 이어서, 마무리 연삭용의 연삭 휠(44b)을 회전시키면서, 척테이블(18)로 유지된 피가공물(11)을 복수의 연삭 지석(48)에 의해 연삭한다(마무리 연삭 단계 : S5).
구체적으로는, 스핀들(40) 및 마운트(42)와 함께 연삭 휠(44b)이 소정의 회전 속도로 회전하도록 모터(38)를 동작시킨다. 또한, 척테이블(18)이 소정의 회전 속도로 회전하도록 척테이블(18)에 연결되어 있는 회전 구동원을 동작시킨다.
그리고, 연삭 휠(44b) 및 척테이블(18)의 쌍방을 회전시킨 채로, 연삭 휠(44b)과 척테이블(18)을 접근시키도록 이동 기구(24b)가 이동 플레이트(28b) 및 연삭 유닛(34b)을 소정의 속도로 하강시킨다.
이것에 의해, 복수의 연삭 지석(48)이 피가공물(11)의 실리콘 웨이퍼(13)에 접촉하여 실리콘 웨이퍼(13)가 연삭된다. 또한, 마무리 연삭 단계(S5)는, 두께 측정기(20b)에 의해 측정되는 피가공물(11)의 두께가 소정의 마무리 두께에 이를 때까지 계속된다. 이상에 의해, 도 4에 도시되는 피가공물의 연삭 방법이 완료한다.
전술한 조연삭 단계(S3)에서는, 실리콘으로 이루어진 웨이퍼(실리콘 웨이퍼)(13)를 연삭할 때의 연삭 휠(44a)의 회전 속도보다 실리콘보다 난삭재인 산화실리콘으로 이루어진 박막(산화실리콘막)(19)을 연삭할 때의 연삭 휠(44a)의 회전 속도를 저속으로 한다.
여기서, 연삭시의 연삭 휠(44a)의 회전 속도가 저속인 경우, 복수의 연삭 지석(48)의 각각에 피가공물(11)과의 접촉에 의해 강한 마찰력이 작용하여 복수의 연삭 지석(48)이 깎이기 쉬워진다. 즉, 이 경우에는, 복수의 연삭 지석(48)의 각각에서의 셀프 샤프닝이 촉진된다. 이것에 의해, 문제의 발생없이 산화실리콘막(19)을 연삭할 수 있게 된다.
또한, 이와 같이 산화실리콘막(19)이 연삭되는 경우에는, 연삭력이 높은 연삭 휠을 이용하거나, 또는 피가공물(11)의 연삭 속도(연삭 휠(44a)의 하강 속도)를 느리게 할 필요가 없다. 이것에 의해, 피가공물(11)을 분할함으로써 제조되는 칩의 생산성을 저하시키지 않고, 또한 연삭 장치(2)의 점유 영역의 증가를 억제할 수 있게 된다.
또, 전술한 피가공물의 연삭 방법은 본 발명의 일 양태이며, 본 발명은 전술한 피가공물의 연삭 방법에 한정되지 않는다. 예컨대, 본 발명의 연삭 방법은, 실리콘보다 난삭재이며 디바이스(17)의 구성요소인 금속 전극을, 피가공물(11)의 이면(11b)에서 노출시키기 위해 실시되어도 좋다.
이 경우, 조연삭 단계(S3)에서 우선, 연삭 휠(44a)을 고속 회전시키면서, 금속 전극의 근방에 이를 때까지, 피가공물(11)의 이면(11b)측이 복수의 연삭 지석(48)에 의해 연삭된다. 그리고, 연삭 휠(44a)을 저속 회전시키면서, 금속 전극을 포함하는 층의 일부가 연삭될 때까지, 피가공물(11)의 이면(11b)측이 더 연삭된다.
이 조연삭 단계(S3)에서는, 전술한 바와 같이, 실리콘보다 난삭재인 금속 전극을 포함하는 층을 연삭할 수 있게 된다. 또한, 전술한 바와 같이, 피가공물(11)을 분할함으로써 제조되는 칩의 생산성을 저하시키지 않고, 또한 연삭 장치(2)의 점유 영역의 증가를 억제할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 연삭 방법에서는, 마무리 연삭 단계(S5)가 생략되어도 좋다. 즉, 본 발명의 연삭 방법에서는, 제2 연삭 단계(S33)에서 피가공물(11)이 소정의 마무리 두께까지 연삭되어도 좋다.
또한, 본 발명의 연삭 방법에서는, 이격 단계(S32)가 생략되어도 좋다. 즉, 본 발명의 연삭 방법에서는, 복수의 연삭 지석(48)과 피가공물(11)이 접촉한 상태로 연삭 휠(44a)의 회전 속도가 변경되어도 좋다.
또한, 본 발명의 연삭 방법에서는, 피가공물(11)을 유지하는 척테이블(18)을 상승시키면서 피가공물(11)의 연삭이 실시되어도 좋다. 즉, 연삭 장치(2)에서는, 연삭 휠(44a, 44b)과 척테이블(18)을 상대적으로 이동시키는 것이 가능한 구조가 설치되어 있으면 되며, 이 구조에 제한은 없다.
그 밖에, 전술한 실시형태에 따른 구조 및 방법 등은, 본 발명이 목적으로 하는 범위를 일탈하지 않는 한 적절하게 변경하여 실시할 수 있다.
2 : 연삭 장치 4 : 베이스(4a : 개구)
6 : 반송 유닛 8a, 8b : 카세트 설치 영역
10a, 10b : 카세트
11 : 피가공물(11a : 표면, 11b : 이면)
12 : 위치 맞춤 기구
13 : 실리콘으로 이루어진 웨이퍼(실리콘 웨이퍼)
14 : 반송 유닛 15 : 스트리트(분할 예정 라인)
16 : 턴테이블 17 : 디바이스
18 : 척테이블(18a : 유지면)
19 : 산화실리콘으로 이루어진 박막(산화실리콘막)
20a, 20b : 두께 측정기 22a, 22b : 지지 구조
24a, 24b : 이동 기구 26 : 가이드 레일
28a, 28b : 이동 플레이트 30 : 나사축
32 : 모터 34a, 34b : 연삭 유닛
36 : 하우징 38 : 회전 구동원
40 : 스핀들 42 : 마운트
44a, 44b : 연삭 휠 46 : 휠 베이스
48 : 연삭 지석 50 : 반송 유닛
52 : 세정 유닛

Claims (5)

  1. 제1 재료를 포함하는 제1 층과, 상기 제1 재료보다 난삭재인 제2 재료를 포함하고, 또한 상기 제1 층과 적층되어 있는 제2 층을 갖는 피가공물을 미리 정해놓은 마무리 두께에 이를 때까지 연삭하는 피가공물의 연삭 방법으로서,
    복수의 연삭 지석이 환형으로 배열된 연삭 휠을 제1 회전 속도로 회전시키면서, 척테이블로 유지된 상기 피가공물의 상기 제1 층을 상기 복수의 연삭 지석에 의해 연삭하는 제1 연삭 단계와,
    상기 연삭 휠을 상기 제1 회전 속도보다 저속인 제2 회전 속도로 회전시키면서, 상기 척테이블로 유지된 상기 피가공물의 상기 제2 층을 상기 복수의 연삭 지석에 의해 연삭하는 제2 연삭 단계
    를 포함하는 피가공물의 연삭 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 연삭 단계와 상기 제2 연삭 단계의 사이에 상기 복수의 연삭 지석과 상기 피가공물을 이격시키는 이격 단계를 더 포함하는 피가공물의 연삭 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 재료는 실리콘이고,
    상기 제2 재료는 산화실리콘이고,
    상기 제2 연삭 단계를 실시하여 상기 제2 층을 제거한 후에 상기 제1 연삭 단계를 실시하는 것인 피가공물의 연삭 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2 연삭 단계는, 상기 연삭 휠과 상기 척테이블이 접근하도록 미리 정해놓은 속도로 상기 연삭 휠과 상기 척테이블을 상대적으로 이동시킨 상태에서, 상기 제2 층의 연삭이 시작되고 나서 미리 정해놓은 시간이 경과했을 때에 종료하는 것인 피가공물의 연삭 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제2 연삭 단계는, 상기 피가공물의 두께가 측정된 상태에서, 상기 피가공물의 두께가 미리 정해놓은 두께가 되었을 때에 종료하는 것인 피가공물의 연삭 방법.
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