KR20240064529A - 유지용 지그, 유지용 지그의 제조 방법, 및 피가공물의 연삭 방법 - Google Patents

Abstract

(과제) 유지용 지그로 지지되어 연삭된 피가공물의 피지지면에 형성되는 볼록 형상을 억제한다.
(해결 수단) 상기 척 테이블과, 원판형 또는 원환형의 연삭 휠을 구비한 연삭 유닛과, 상기 척 테이블 및 상기 연삭 유닛을 상대적으로 접근 및 이격시키는 연삭 이송 유닛을 구비한 연삭 장치에서, 원판형의 피가공물을 상기 척 테이블로 유지할 때에 상기 피가공물과 상기 척 테이블 사이에 개재시키는 판형의 유지용 지그로서, 제1 면과, 상기 제1 면과는 반대 측의 제2 면과, 상기 제1 면과 상기 제2 면을 접속하는 외주면을 갖고, 상기 제1 면의 중앙 영역으로부터 상기 제2 면의 중앙 영역에 도달하는 변질층이 형성되어 있고, 상기 피가공물과 주성분의 재료가 동일하다.

Description

유지용 지그, 유지용 지그의 제조 방법, 및 피가공물의 연삭 방법{HOLDING JIG, METHOD FOR MANUFACTURING HOLDING JIG, AND METHOD FOR GRINDING WORKPIECE}

본 발명은, 원판형의 피가공물을 척 테이블로 유지할 때에 사용되는 유지용 지그, 그 유지용 지그의 제조 방법, 및 이 유지용 지그를 사용하여 피가공물을 연삭하는 피가공물의 연삭 방법에 관한 것이다.

소형이고 경량인 디바이스 칩을 실현하기 위해, 집적 회로를 비롯한 복수의 디바이스가 표면에 설치된 원판형의 웨이퍼를 얇게 가공하는 기회가 증가하고 있다. 예를 들어, 웨이퍼의 표면 측을 척 테이블로 유지하고, 연삭 휠로 불리는 공구와 척 테이블을 함께 회전시키고, 순수 등의 액체를 공급하면서 웨이퍼의 이면에 연삭 휠을 가압 접촉하는 것에 의해, 이 웨이퍼를 연삭하여 얇게 할 수 있다.

그런데, 제품이 되는 복수의 디바이스칩의 두께를 균일화하기 위해서는, 연삭 후의 웨이퍼의 두께가 웨이퍼의 전체에서 대략 일정하게 되도록, 웨이퍼를 충분히 높은 정밀도로 연삭할 필요가 있다. 이 과제에 대하여, 최근에는, 피가공물과 동일한 재질의 유지용 지그(기판)를 통하여 피가공물을 척 테이블로 유지하면서 연삭하는 연삭 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

피가공물과 동일한 재질의 기판을 척 테이블로 유지하여 연삭하면, 연삭 후의 기판의 피연삭면의 형상은, 피가공물을 직접 척 테이블로 유지하여 동일한 조건으로 연삭하는 경우의 연삭 후의 피가공물의 피연삭면의 형상과 대략 동일해진다. 따라서, 연삭 후의 기판의 피연삭면에 피가공물을 밀착시켜, 이 기판을 통해 피가공물을 척 테이블로 유지하면서 연삭하면, 연삭 후의 피가공물의 피연삭면의 형상과, 피연삭면과는 반대 측의 면(기판의 피연삭면에 밀착시킨 면)의 형상을 대략 동일하게 할 수 있다.

이와 같이, 상술한 연삭 방법에 따르면, 피가공물의 피연삭면과, 피연삭면과는 반대 측의 면의 거리를 피가공물의 전체에서 대략 일정하게 할 수 있다. 즉, 피가공물의 두께를, 피가공물의 전체에서 대략 일정하게 할 수 있다. 또한, 유지용 지그로서 사용되는 기판에는, 척 테이블의 흡인력을 피가공물에 대해 작용할 수 있도록, 기판을 두께의 방향으로 관통하는 복수의 구멍이 형성되어 있다.

또한, 기판에 간이적으로 관통 구멍을 형성하는 방법으로서, 기판의 표면 측 및 이면 측에 각각 서로 교차하는 직선형의 홈을 형성하고, 양 홈의 깊이의 합을 기판의 두께 이상으로 하는 것에 의해 양 홈이 교차하는 위치에 관통 구멍을 형성하는 것이 알려져 있다(특허문헌 2 참조). 이 방법으로도 유지용 지그를 형성할 수 있다.

일본 공개특허공보 2019-111634호 일본 공개특허공보 2004-356357호

척 테이블 상에서 피가공물을 지지하는 유지용 지그의 상면에는, 홈이 노출된다. 그 때문에, 홈의 주위에서는 피가공물이 유지용 지그에 지지되는 한편, 홈과 중첩되는 위치에 있어서 피가공물은 지지되지 않고 떠있는 상태가 된다.

이 상태에서 연삭 휠을 하강시켜, 연삭 휠의 하면 측에 설치된 연삭 지석을 피가공물의 상면에 가압 접촉하여 피가공물을 연삭하면, 피가공물이 부분적으로 홈에 압입되어 약간 돌출되게 된다. 이 경우, 피가공물의 피연삭면과는 반대 측의 피지지면에, 유지용 지그의 홈의 흔적인 미소한 볼록부가 남는다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 피가공물에 흡인력을 전달하면서, 피가공물의 피지지면에 미소한 볼록부를 발생시키지 않는 유지용 지그, 그 유지용 지그의 제조 방법, 및 이 유지용 지그를 사용하여 피가공물을 연삭하는 피가공물의 연삭 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 피가공물을 척 테이블로 유지할 때에 피가공물과 척 테이블의 사이에 개재시키는 판형의 유지용 지그로서,

제1 면과, 상기 제1 면과는 반대 측의 제2 면과, 상기 제1 면과 상기 제2 면을 접속하는 외주면을 갖고, 상기 제1 면의 중앙 영역으로부터 상기 제2 면의 중앙 영역에 도달하는 변질층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 유지용 지그가 제공된다.

본 발명의 다른 일 양태에 의하면, 척 테이블과, 원판형 또는 원환형의 연삭 휠을 구비한 연삭 유닛과, 상기 척 테이블 및 상기 연삭 유닛을 상대적으로 접근 및 이격시키는 연삭 이송 유닛을 구비한 연삭 장치에서, 원판형의 피가공물을 상기 척 테이블에서 유지할 때에 상기 피가공물과 상기 척 테이블의 사이에 개재시키는 판형의 유지용 지그로서,

제1 면과, 상기 제1 면과는 반대 측의 제2 면과, 상기 제1 면과 상기 제2 면을 접속하는 외주면을 갖고, 상기 제1 면의 중앙 영역으로부터 상기 제2 면의 중앙 영역에 도달하는 변질층이 형성되어 있고, 상기 피가공물과 주성분의 재료가 동일한 것을 특징으로 하는, 유지용 지그가 제공된다.

바람직하게는, 상기 변질층은, 상기 제1 면을 따른 직선형으로 형성되어 있는 부분과, 상기 제1 면을 따른 원형으로 형성되어 있는 부분의 한쪽 또는 양쪽을 갖는다.

또한, 본 발명의 다른 일 양태에 의하면, 상술한 유지용 지그의 제조 방법으로서, 기판을 준비하는 준비 단계와, 상기 기판을 투과하는 파장 성분을 갖는 레이저 빔을 상기 기판에 집광하여 상기 변질층을 상기 기판에 형성하는 것에 의해 상기 유지용 지그를 제조하는 레이저 가공 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유지용 지그의 제조 방법이 제공된다.

또한, 본 발명의 또 다른 일 양태에 의하면, 상술한 유지용 지그를 사용하여 그 피가공물을 연삭하는 피가공물의 연삭 방법으로서,

상기 유지용 지그의 상기 제2 면 측을 상기 척 테이블에 접촉시키는 것에 의해, 상기 유지용 지그를 상기 척 테이블로 지지하는 지그 지지 단계와,

상기 피가공물을 상기 유지용 지그의 상기 제1 면에 재치하고, 상기 유지용 지그를 통해 상기 피가공물을 상기 척 테이블로 흡인하는 것에 의해, 상기 피가공물을 상기 척 테이블로 흡인 유지하는 피가공물 유지 단계와,

상기 척 테이블의 테이블 회전축의 둘레의 회전과, 상기 연삭 휠의 휠 회전축의 둘레의 회전을 개시하고, 상기 연삭 이송 유닛을 작동시키는 것에 의해 상기 척 테이블 및 상기 연삭 유닛이 상대적으로 접근하도록 이동하는 연삭 이송을 개시하고, 상기 유지용 지그를 통하여 상기 척 테이블로 유지된 상기 피가공물을 상기 연삭 휠로 연삭하는 피가공물 연삭 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 피가공물의 연삭 방법이 제공된다.

바람직하게는, 상기 지그 지지 단계 후, 또한 상기 피가공물 유지 단계 전에, 상기 유지용 지그를 상기 연삭 휠로 연삭하는 지그 연삭 단계를 더 구비한다.

유지용 지그에는, 제1 면으로부터 제2 면에 도달하는 변질층이 형성되어 있다. 이 변질층은, 약간의 간극을 가지고 있어, 제1 면으로부터 제2 면으로 부압을 전달하는 흡인로로서 기능할 수 있다. 그리고, 제1 면 및 제2 면에 노출되는 변질층의 폭은 매우 작기 때문에, 유지용 지그를 통하여 피가공물을 척 테이블로 흡인 유지하여 피가공물을 연삭했을 때, 피가공물이 변질층으로 거의 빠지지 않는다. 그 때문에, 피가공물의 피지지면에는 미소한 볼록부가 발생하기 어렵다.

따라서, 본 발명의 일 양태에 의해, 피가공물에 흡인력을 전달하면서, 피가공물의 피지지면에 미소한 볼록부를 발생시키지 않는 유지용 지그, 그 유지용 지그의 제조 방법, 및 이 유지용 지그를 사용하여 피가공물을 연삭하는 피가공물의 연삭 방법이 제공된다.

도 1(A)는, 유지용 지그의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이고, 도 1(B)는, 유지용 지그의 다른 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 유지용 지그의 또 다른 일례를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 3은, 레이저 가공 장치를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는, 기판에 변질층을 형성하여 유지용 지그를 제조하는 모습을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는, 척 테이블에 지지된 유지용 지그를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은, 유지용 지그를 연삭하는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 7은, 유지용 지그를 연삭하는 모습을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 8은, 유지용 지그를 통해 척 테이블로 흡인 유지된 피가공물을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 9는, 피가공물을 연삭하는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 10은, 피가공물을 연삭하는 모습을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 11(A)는, 유지용 지그의 제조 방법의 각 단계의 흐름을 나타내는 플로우차트이고, 도 11(B)는, 유지용 지그를 이용한 피가공물의 연삭 방법의 각 단계의 흐름을 나타내는 플로우차트이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 관련되는 유지용 지그는, 주로 연삭 장치에서 사용된다. 도 6에는, 유지용 지그(11)가 사용되는 연삭 장치(60)가 모식적으로 나타내고 있다.

연삭 장치(60)는, 피가공물을 흡인 유지하는 척 테이블(62)과, 원판형 또는 원환형의 연삭 휠(80)을 구비한 연삭 유닛(70)을 구비한다. 또한, 연삭 장치(60)는, 척 테이블(62) 및 연삭 유닛(70)을 상대적으로 접근 및 이격시키는 연삭 이송 유닛(도시하지 않음)을 구비한다. 본 실시 형태에 관련된 유지용 지그(11)는, 예를 들어, 원판형의 피가공물을 척 테이블(62)로 유지할 때에 피가공물과 척 테이블(62)의 사이에 개재시키는 것에 의해 사용된다.

도 1(A)는, 일례에 관련된 유지용 지그(11, 11a)를 모식적으로 나타내는 사시도이고, 도 1(B)는, 다른 일례에 관련된 유지용 지그(11, 11b)를 모식적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는, 또 다른 일례에 관련된 유지용 지그(11, 11c)를 모식적으로 나타내는 평면도이다.

도 1(A), 도 1(B), 및 도 2에서는, 설명의 편의 상, 유지용 지그(11, 11a, 11b, 11c)를 구성하는 각 요소가 간략화되어 있다. 요컨대, 각 도면에 나타내는 각 요소의 형상, 크기, 수량, 배치 등은, 어디까지나 설명을 목적으로 한 일례에 지나지 않고, 본 실시 형태에 관련된 유지용 지그(11, 11a, 11b, 11c)를 전혀 한정하지 않는다.

본 실시 형태에 관련되는 유지용 지그(11)는, 예를 들어, 반도체 웨이퍼 등의 피가공물을 연삭하는 연삭 장치(60)에 있어서, 연삭 장치(60)가 구비하는 척 테이블(62)로 피가공물을 흡인 유지할 때에 사용된다. 보다 구체적으로는, 척 테이블(62) 상에 유지용 지그(11)를 재치하고, 유지용 지그(11) 상에 피가공물을 재치한다. 유지용 지그(11)는 상하 방향을 따라 부압(흡인력)을 전달할 수 있고, 척 테이블(62)은 유지용 지그(11)를 통해 피가공물을 흡인 유지할 수 있다.

후술하는 바와 같이, 유지용 지그(11)의 상면은, 연삭 장치(60)에 있어서 피가공물보다 먼저 연삭된다. 유지용 지그(11)는, 연삭 장치(60)에 있어서의 연삭의 용이성이 피가공물과 동등한 것이 바람직하다. 따라서, 유지용 지그(11)는, 연삭 장치(60)로 연삭되는 피가공물과 주성분이 되는 재료가 동일한 것이 바람직하다.

예를 들어, 연삭 장치(60)에 있어서 피가공물로서 실리콘 웨이퍼의 연삭이 예정되어 있는 경우, 유지용 지그(11)에는 실리콘을 주성분으로 하는 원판이 사용되는 것이 바람직하고, 실리콘 웨이퍼가 사용되는 것이 보다 바람직하다. 다만, 유지용 지그(11)의 재료에는 피가공물과는 상이한 재료가 사용되어도 좋다. 유지용 지그(11)에는, 예를 들어, 실리콘(Si), SiC(실리콘 카바이드) 등의 결정성의 반도체 재료가 사용되어도 되고, 유리 등의 비정질 재료가 사용되어도 된다.

도 1(A) 및 도 1(B)에 나타내는 바와 같이, 유지용 지그(11)는, 원 형상의 제1 면(13)과, 제1 면(13)과는 반대 측의 원 형상의 제2 면(15)과, 제1 면(13)의 외측 가장자리와 제2 면(15)의 외측 가장자리를 접속하는 외주면(23)을 갖는 원판형으로 형성되어 있다. 이 유지용 지그(11)는, 반도체 웨이퍼로 대표되는 원판형의 피가공물을 척 테이블(62)로 유지할 때에 사용되기 때문에, 대상의 피가공물의 직경과 동등 이상의 직경으로 구성되면 좋다.

다만, 대상의 피가공물의 직경에 대하여, 유지용 지그(11)의 직경이 지나치게 커지면, 대상의 피가공물과 마찬가지로 유지용 지그(11)를 연삭할 수 없게 된다. 따라서, 유지용 지그(11)의 직경이 대상의 피가공물의 직경의 1.00배~1.15배가 되도록, 유지용 지그(11)의 직경을 결정하는 것이 바람직하다. 유지용 지그(11)의 두께(제1 면(13)과 제2 면(15)의 거리)는, 예를 들어, 0.2mm~5.0mm, 대표적으로는, 0.7mm이다.

유지용 지그(11)에는, 제1 면(13)의 중앙 영역으로부터 제2 면(15)의 중앙 영역에 도달하는 변질층(17)이 형성되어 있다. 여기서, 각 면의 중앙 영역이란, 외주면(23)에 접하지 않는 영역, 또는 외주면(23)으로부터 이격된 영역을 말하고, 각 면의 중심을 포함하는 영역이다.

각 도면에서는, 표면에 노출된 변질층(17)이 파선에 의해 모식적으로 나타내고 있지만, 변질층(17)의 형상은 이것에 한정되지 않는다. 변질층(17)의 성질 및 형성 방법에 대해서는 후술한다. 도 1(A), 도 1(B), 및 도 2에 나타내는 각 유지용 지그(11)에서는, 주로 변질층(17)의 형상이나 배치가 서로 상이하다.

도 1(A)에 나타내는 유지용 지그(11a)에 있어서, 변질층(17a)은, 제1 면(13a) 및 제2 면(15a)에 평행한 평면에 있어서의 형상이 직선형이 되는 복수의 부분에 의해 구성된다. 즉, 변질층(17a)은 서로 교차하는 복수의 직선 형상 부분에 의해 구성된다. 다만, 변질층(17a)은 외주면(23a)에는 도달하지 않는다.

또한, 도 1(B)에 나타내는 유지용 지그(11b)에 있어서, 변질층(17b)은 제1 면(13b) 및 제2 면(15b)에 평행한 평면에 있어서의 형상이 원형이 되는 복수의 부분에 의해 구성된다. 즉, 변질층(17b)은 서로 직경이 상이한 복수의 원형 부분에 의해 구성된다. 그리고, 각 원형 부분의 중심은, 제1 면(13b)(제2 면(15b))의 중심에 위치되어 있다. 또한, 변질층(17b)은 외주면(23b)에는 도달하지 않는다.

또한, 도 2에 나타내는 유지용 지그(11c)에 있어서 변질층(17)은 제1 면(13c) 및 제2 면에 평행한 평면에 있어서 원형의 변질층(17c)과, 동 평면에 있어서 직선형의 변질층(17d)의 조합에 의해 구성된다. 그리고, 도 2에 나타내는 유지용 지그(11c)에 있어서도, 변질층(17c, 17d)은 외주면(23c)에 도달하지 않는다.

이와 같이, 본 실시 형태에 관련되는 유지용 지그(11)에 있어서, 변질층(17)은 제1 면(13)을 따르는 직선형으로 형성되어 있는 부분과, 제1 면(13)을 따르는 원형으로 형성되어 있는 부분의 한쪽 또는 양쪽을 갖는다.

다음에, 본 실시 형태에 관련되는 유지용 지그(11)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 11(A)는, 본 실시 형태에 관련된 유지용 지그(11)의 제조 방법의 각 단계의 흐름을 설명하는 플로우차트이다.

본 실시 형태에 관련되는 유지용 지그(11)의 제조 방법에서는, 우선, 유지용 지그(11)의 원료가 되는 기판을 준비하는 준비 단계(S10)를 실시한다. 준비 단계(S10)에서는, 예를 들어, 제조된 유지용 지그(11)를 통해 척 테이블(62)(도 6 등 참조)에 유지되는 피가공물과 주성분이 동일한 재료인 실리콘 웨이퍼가 기판으로서 준비된다. 다만, 준비 단계(S10)에서 준비되는 기판은 이것에 한정되지 않는다.

또한, 준비 단계(S10)에서는, 예를 들어, 디바이스 칩의 형성 과정에서 어느 하나의 공정이 적절히 실시되지 않고, 디바이스 칩의 제조 공정으로부터 배제된 피가공물을 재생하는 것에 의해 기판이 준비되어도 좋다. 예를 들어, 준비 단계(S10)에서는, 피가공물의 표면에 디바이스 등이 형성되어 있었던 경우, 이 표면을 연삭 장치(60)로 연삭하여 디바이스를 제거하는 것에 의해 기판이 준비되어도 좋다.

본 실시 형태에 관련되는 유지용 지그의 제조 방법에서는, 다음에, 기판을 투과하는 파장 성분을 갖는 레이저 빔을 상기 기판에 집광하여 변질층(17)을 기판에 형성하는 것에 의해 유지용 지그(11)를 제조하는 레이저 가공 단계(S20)를 실시한다. 기판의 레이저 가공은, 레이저 가공 장치로 실시된다. 다음으로, 레이저 가공 장치(2)에 대해 설명한다.

도 3은, 기판의 레이저 가공에 사용되는 레이저 가공 장치(2)를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 또한, 도 3에 나타내는 X축 방향 및 Y축 방향은, 수평면 상에 있어서 서로 직교하는 방향이며, 또한, Z축 방향은, X축 방향 및 Y축 방향의 각각에 직교하는 방향(연직 방향)이다.

레이저 가공 장치(2)는, 각 구성 요소를 지지하는 베이스(4)를 갖는다. 베이스(4)의 상면에는, X축 Y축 이동 기구(6)가 설치되어 있다. X축 Y축 이동 기구(6)는, 베이스(4)의 상면에 고정되고, 또한, Y축 방향을 따라 배치된 한 쌍의 Y축 가이드 레일(8)을 갖는다.

한 쌍의 Y축 가이드 레일(8)의 상면 측에는, 한 쌍의 Y축 가이드 레일(8)을 따라 슬라이드 가능한 양태로 Y축 이동판(10)이 장착되어 있다. Y축 이동판(10)의 하면 측에는, 볼 나사가 설치되어 있다.

볼 나사는, Y축 이동판(10)의 하면에 고정된 너트부(도시하지 않음)를 갖는다. 너트부에는, 나사축(12)이 볼(도시하지 않음)을 이용하여 회전 가능하게 연결되어 있다. 나사축(12)은, Y축 방향을 따라, 한 쌍의 Y축 가이드 레일(8)의 사이에 배치되어 있다.

나사축(12)의 일단부에는, 나사축(12)을 회전시키기 위한 모터(14)가 연결되어 있다. 모터(14)를 동작시키면, Y축 이동판(10)은, Y축 방향을 따라 이동한다. 한 쌍의 Y축 가이드레일(8), Y축 이동판(10), 나사축(12), 너트부, 모터(14) 등은 Y축 이동 기구를 구성한다.

Y축 이동판(10)의 상면에는, 한 쌍의 X축 가이드 레일(16)이 고정되어 있다. 한 쌍의 X축 가이드 레일(16)은, X축 방향을 따라 배치되어 있다. 한 쌍의 X축 가이드 레일(16)의 상면 측에는, 한 쌍의 X축 가이드 레일(16)을 따라 슬라이드 가능한 양태로 X축 이동판(18)이 장착되어 있다.

X축 이동판(18)의 하면 측에는, 볼 나사가 설치되어 있다. 볼 나사는, X축 이동판(18)의 하면에 고정된 너트부(도시하지 않음)를 갖는다. 너트부에는, 나사축(20)이 볼(도시하지 않음)을 이용하여 회전 가능하게 연결되어 있다.

나사축(20)은, X축 방향을 따라, 한 쌍의 X축 가이드 레일(16)의 사이에 배치되어 있다. 나사축(20)의 일단부에는, 나사축(20)을 회전시키기 위한 모터(22)가 연결되어 있다. 모터(22)를 동작시키면, X축 이동판(18)은 X축 방향을 따라 이동한다.

한 쌍의 X축 가이드 레일(16), X축 이동판(18), 나사축(20), 너트부, 모터(22) 등은, X축 이동 기구를 구성한다. X축 이동판(18)의 상면 측에는, 원기둥 형상의 테이블 베이스(24)가 설치되어 있다. 테이블 베이스(24)는, 모터 등의 회전 구동원(도시하지 않음)을 갖는다.

테이블 베이스(24)의 정상부에는, 원판형의 척 테이블(26)이 배치되어 있다. 회전 구동원은, 척 테이블(26)을, 그 유지면(26a)의 중심을 통과하고, 또한, Z축 방향에 평행한 직선을 회전축으로 하여 소정의 각도 범위에서 회전시킬 수 있다. 척 테이블(26)은, 비다공질의 금속으로 형성된 원판형의 프레임체를 갖는다.

프레임체의 중앙부에는 원판형의 오목부(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 이 오목부에는, 세라믹스로 형성된 원판형의 다공질판이 고정되어 있다. 프레임체에는, 소정의 유로(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 소정의 유로를 통해 이젝터 등의 흡인원(도시하지 않음)으로부터 다공질판의 상면에는, 부압이 전달된다.

프레임체의 환형의 상면과, 다공질판의 원형의 상면은, 대략 동일 평면으로 되어 있고, 기판을 흡인 유지하기 위한 대략 평탄한 유지면(26a)으로서 기능한다. 기판은, 유지면(26a)에서 흡인 유지된 상태에서, X축 Y축 이동 기구(6)에 의해 X축 및 Y축 방향 중 어느 것을 따라서도 이동 가능하다.

척 테이블(26)의 외주부에는, 척 테이블(26)의 둘레 방향을 따라서 대략 등간격으로 복수(본 실시 형태에서는, 4개)의 클램프 유닛(26b)이 설치되어 있다. 각 클램프 유닛(26b)은, 후술하는 링 프레임을 협지한다.

X축 Y축 이동 기구(6)의 후방에 위치하는 베이스(4)의 소정의 영역 상에는, 지지 구조(30)가 설치되어 있다. 지지 구조(30)의 Y-Z 평면을 따르는 일 측면에는, Z축 이동 기구(32)가 설치되어 있다. Z축 이동 기구(32)는, 한 쌍의 Z축 가이드 레일(34)을 갖는다.

한 쌍의 Z축 가이드 레일(34)은, 지지 구조(30)의 일 측면에 고정되고, 또한, Z축 방향을 따라 배치되어 있다. 한 쌍의 Z축 가이드 레일(34)에는, 한 쌍의 Z축 가이드 레일(34)을 따라 슬라이드 가능한 양태로 Z축 이동판(36)이 장착되어 있다.

Z축 이동판(36)의 이면 측에는, 볼 나사(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 볼 나사는, Z축 이동판(36)의 이면에 고정된 너트부(도시하지 않음)를 갖는다. 너트부에는, 나사축(도시하지 않음)이 볼을 이용하여 회전 가능하게 연결되어 있다.

나사축은, Z축 방향을 따라, 한 쌍의 Z축 가이드 레일(34)의 사이에 배치되어 있다. 나사축의 상단부에는, 나사축을 회전시키기 위한 모터(38)가 연결되어 있다. 모터(38)를 동작시키면, Z축 이동판(36)은, Z축 방향을 따라 이동한다.

Z축 이동판(36)의 표면 측에는, 지지구(40)가 고정되어 있다. 지지구(40)는, 레이저 빔 조사 유닛(42)의 일부를 지지한다. 레이저 빔 조사 유닛(42)은, 베이스(4)에 대해 고정된 레이저 발진기(도시하지 않음)를 갖는다. 레이저 발진기는, 예를 들어, 레이저 매질로서 Nd:YVO₄ 또는 Nd:YAG 등을 갖고, 기판을 투과하는 파장(예를 들어, 1342nm, 1064nm)을 갖는 펄스형의 레이저 빔을 출사한다.

레이저 발진기를 출발한 레이저 빔은, 레이저 빔 조사 유닛(42)의 내부의 광로를 진행하여 조사 헤드(52)로 유도된다. 조사 헤드(52)에는, 레이저 빔을 집광하는 집광 렌즈(도시하지 않음) 등이 수용되어 있다.

조사 헤드(52)는, 레이저 가공 시에, 유지면(26a)과 대면하도록 배치되고, 레이저 빔은, 유지면(26a)에 출사된다. 또한, 조사 헤드(52)는, 긴 길이부가 Y축 방향을 따라 배치된 원기둥 형상의 하우징(54)의 전단부에 설치되어 있다.

하우징(54)은, 그 후단부 측의 일부가 지지구(40)로 고정되어 있다. 또한, 조사 헤드(52) 근방에 위치하는 하우징(54)의 측면에는, 유지면(26a)과 대면 가능한 양태로 촬상 유닛(56)이 고정되어 있다. 조사 헤드(52), 하우징(54), 촬상 유닛(56) 등은, Z축 이동 기구(32)에 의해, 일체적으로 Z축 방향을 따라 이동 가능하다.

촬상 유닛(56)은, 예를 들어, 대물 렌즈와, LED(Light Emitting Diode) 등의 광원과, CCD(Charge-Coupled Device) 이미지 센서 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 이미지 센서 등의 촬상 소자를 갖는 가시광 카메라 유닛이다. 가시광 카메라 유닛의 경우, 촬상 소자로서 예를 들면 Si(실리콘)제의 포토 다이오드가 사용된다. 또한, 촬상 유닛(56)은, LED 등의 광원과 촬상 소자를 갖는 적외선 카메라 유닛이어도 좋다.

도 4는, 레이저 가공 단계(S20)를 실시하고 있을 때의 기판(19)을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 레이저 가공 단계(S20)에서는, 우선, 기판(19)을 척 테이블(26)에 재치한다. 그 후, 척 테이블(26)로 기판(19)을 흡인 유지한다.

여기서, 기판(19)의 방향에 특별히 제한은 없다. 도 4에는, 표면(19a)이 상방을 향하고, 이면(19b)이 하방을 향한 기판(19)을 모식적으로 나타내는 단면도가 도시되고 있다. 그리고, 기판(19)이 레이저 가공되었을 때, 기판(19)이 유지용 지그(11)가 되고, 표면(19a)이 제1 면(13a)이 되며, 이면(19b)이 제2 면(15a)이 된다. 다만, 기판(19)의 방향은 이것에 한정되지 않는다. 원래, 기판(19)의 표면(19a) 및 이면(19b)에는 구조적인 차이가 없는 경우가 있고, 서로 구별되지 않는 경우가 있다.

또한, 기판(19)의 이면(19b) 측에는, 기판(19)을 보호하기 위한 보호 테이프 등이 미리 부착되어도 좋다. 이 보호 테이프는, 기판(19)의 직경보다 큰 직경으로 기판(19)에 배치되어도 좋고, 보호 테이프의 외주부가 링 프레임에 부착되어도 좋다. 이 경우, 링 프레임은 척 테이블(26)의 클램프 유닛(26b)에 의해 고정된다. 또한, 도 4에 나타내는 단면도에서는, 이면(19b)에 부착된 보호 테이프나 링 프레임 등은 생략되어 있다.

레이저 가공 단계(S20)에서는, 다음에, 레이저 빔 조사 유닛(42)과, 척 테이블(26)을 Z축 방향을 따라 상대적으로 승강시킨다. 이에 의해, 조사 헤드(52)로부터 기판(19)에 조사되는 레이저 빔(52a)의 집광점인 집광점(52b)의 높이를 조정한다. 이 집광점(52b)의 높이에 대해서는 후술한다.

다음에, 레이저 빔 조사 유닛(42)의 조사 헤드(52)와, 척 테이블(26)을 X축 방향 및 Y축 방향을 포함하는 수평면을 따라 상대적으로 이동시키는 것에 의해, 집광점(52b) 및 기판(19)을 표면(19a)(후의 제1 면(13a))을 따라 상대적으로 이동시킨다. 즉, 가공 이송을 개시한다. 그리고, 집광점(52b) 및 기판(19)을 상대적으로 이동시키면서 레이저 빔 조사 유닛(42)을 작동시켜, 기판(19)에 표면(19a) 측으로부터 기판(19)을 투과하는 파장의 레이저 빔(52a)을 조사한다.

여기서, 레이저 가공 단계(S20)에 있어서의 레이저 빔(52a)의 조사 조건의 구체예는, 하기와 같다. 다만, 당해 조사 조건은 이것에 한정되지 않는다.

파장: 1342nm

펄스폭: 150nm

펄스 피치: 5.2㎛

반복 주파수: 90kHz

출력: 1.9W와 1.0W의 조합

이송 속도: 465mm/초

기판(19)을 투과하는 파장의 레이저 빔(52a)을 기판(19)의 내부의 집광점(52b)에 집광하면, 레이저 빔(52a)이 기판(19)에 흡수되어, 집광점(52b)의 근방에서 기판(19)이 변질되어, 변질층(17)이 형성된다.

또한, 레이저 빔(52a)은, 집광점(52b)의 높이를 변화시키면서 복수 회로 나누어 기판(19)의 각처에 집광되어도 좋다. 예를 들어, 첫회의 주사에서는 기판(19)의 내부의 보다 이면(19b)에 가까운 높이 위치에 집광점(52b)을 위치시켜 레이저 빔(52a)을 기판(19)에 조사하고, 주사의 횟수를 거듭할 때마다 집광점(52b)을 표면(19a)에 근접시켜 간다. 이에 의해, 기판(19)의 표면(19a)으로부터 이면(19b)으로 연속하는 변질층(17)이 기판(19)에 형성된다.

또는, 레이저 빔(52a)이 집광점(52b)의 높이를 변화시키면서 복수 회로 나누어 기판(19)의 각처에 집광되면, 각 집광점(52b)의 근방에 각각 변질 영역이 형성된다. 즉, 복수의 변질 영역이 기판(19)의 두께 방향으로 배열된다. 그리고, 기판(19)이 레이저 가공되는 동안에, 또는, 레이저 가공된 후에, 서로 상하로 인접하는 변질 영역 사이에 크랙(균열)이 형성되어 각 변질 영역이 접속된다. 여기서, 이 크랙은, 물리적인 충격이나 압력 등이 기판(19)에 가해짐으로써 형성되어도 좋고, 기판(19)이 레이저 가공됨으로써 형성되어도 좋다.

또한, 레이저 빔(52a)을 집광점(52b)의 높이 위치를 바꾸면서 기판(19)에 2회 이상 조사하는 경우, 집광점(52b)을 단계적으로 표면(19a) 측으로부터 이면(19b) 측에 근접해 가려고 하면, 소정의 품질의 변질층(17)이 기판(19)에 형성되지 않는 경우가 있다. 이것은, 선행한 레이저 빔(52a)에 의해 변질된 부분(변질 영역)을 통과하여 레이저 빔(52a)이 집광점(52b)에 집광되기 때문이다. 이 변질된 부분은, 레이저 빔(52a)을 흩뜨린다.

여기서, 기판(19)의 두께나 레이저 빔(52a)의 조사 조건에 따라서는, 한번의 주사로 기판(19)의 표면(19a)으로부터 이면(19b)에 이르는 변질층(17)을 기판(19)에 형성하는 것도 가능하다. 이 경우, 집광점(52b)은, 기판(19)의 표면(19a) 및 이면(19b)과의 거리가 대략 같아지는 높이 위치에 위치되면 좋다. 또한, 집광점(52b)은, 기판(19)의 두께 방향으로 신장된 선형 영역이어도 된다. 그리고, 조사 헤드(52)가 구비하는 집광 렌즈는, 레이저 빔(52a)을 선형 영역에 집광하는 기능을 가지면 좋다.

도 4에서는, 기판(19)에 형성된 변질층(17)을 기둥 형상의 영역으로서 모식적으로 나타내고 있지만, 변질층(17)의 형상은 단순한 기둥 형상에 한정되지 않는다. 변질층(17)은 높이에 따라 굵기가 변화해도 좋고, 표면(19a)으로부터 이면(19b)에 걸쳐 사행(蛇行) 등을 한 영역이어도 좋다.

이 변질층(17)은, 예를 들어, 기판(19)의 재료가 레이저 빔(52a)에 의해 변질된 부분(변질 영역)이다. 변질 영역은, 레이저 빔(52a)에 의해 열적 영향을 받아 취화(脆化)한 부분, 주위와는 밀도가 상이한 부분 등을 가리킨다. 또한, 예를 들면, 기판(19)이 결정성 재료에 의해 구성되어 있는 경우, 변질 영역은, 이 결정성이 무너져 다결정화한 부분, 또는, 어몰퍼스화한 부분을 말한다. 변질층(17)은 이 변질 영역에 의해 구성되지만, 이것에 한정되지 않는다.

요컨대, 변질층(17)은 기판(19) 중 구조가 변화한 부분을 말한다. 변질층(17)은 이 구조의 변화에 기인하는 매우 폭이 작은 무수한 균열(크랙)을 포함한다. 이 균열에 의해 기판(19)의 표면(19a)으로부터 이면(19b)까지가 접속되기 때문에, 변질층(17)이 기판(19)을 관통하는 통기로로서 기능한다. 이 균열의 폭은, 1~2㎛ 정도이다. 다만, 균열의 폭은 이것에 한정되지 않는다. 상하로 연속되는 통기로가 기판(19)에 형성되면, 유지용 지그(11)가 제조된다.

또한, 변질층(17)은 표면(19a)으로부터 이면(19b)까지 연속된 변질 영역으로 구성되어도 되지만, 표면(19a)으로부터 이면(19b)까지 연속되지 않은 변질 영역이 변질층(17)을 구성해도 된다. 이 경우, 각 변질 영역의 사이가 균열(크랙)로 연결됨과 함께, 배열된 복수의 변질 영역의 양단에 위치하는 변질 영역과, 기판(19)의 표면(19a) 또는 이면(19b)이 균열(크랙)에 의해 연결된다.

즉, 변질층(17)이란, 서로 연속되어 있지 않은 변질 영역과, 서로를 연결하는 균열(크랙)에 의해 구성되는 것을 포함한다. 다른 관점에서 설명하면, 기판(19)의 표면(19a)으로부터 이면(19b)까지 연속하는 균열(크랙)과, 이 균열을 따라 배치된 복수의 변질 영역에 의해 변질층(17)이 구성되어도 좋다. 이하, 각 도면에서는, 단순한 기둥 형상의 영역으로서 변질층(17)을 나타낸다.

다만, 변질층(17)은 기판(19)의 외주면에 접속되어 있지 않은 것이 바람직하다. 기판(19)의 일단으로부터 타단까지 연속하는 변질층(17)이 기판(19)에 형성되면, 변질층(17)을 경계로 하여 기판(19)이 2개로 분단되어 버린다. 또한, 기판(19)의 외주면에 변질층(17)이 도달하고 있으면, 기판(19)으로부터 형성된 유지용 지그(11)를 연삭 장치의 척 테이블에 재치하여 유지용 지그(11)를 통해 피가공물을 흡인 유지했을 때, 유지용 지그(11)의 외주면(23)으로부터 부압이 누설되어 버린다.

여기서, 도 1(A)에 나타내는 바와 같은 유지용 지그(11a)를 제조하는 경우, 레이저 빔 조사 유닛(42)의 조사 헤드(52)와, 척 테이블(26)을 직선형으로 가공 이송하면 좋다. 하나의 직선을 따라 기판(19)에 변질층(17a)을 형성한 후, 가공 이송 방향에 수직인 방향을 따라 조사 헤드(52) 및 척 테이블(26)을 상대적으로 이동시켜 인덱싱 이송을 행한다. 그 후, 다시 가공 이송 방향을 따라 조사 헤드(52) 등을 가공 이송하여, 다음의 직선을 따라 기판(19)에 변질층(17a)을 형성한다.

또한, 복수의 직선형 부분으로 구성되는 변질층(17a)을 기판(19)에 형성하여 도 1(A)에 나타내는 유지용 지그(11a)를 제조하는 경우, 인덱싱 이송량은 10㎛ 정도로 설정되는 것이 바람직하다. 즉, 변질층(17a)의 서로 인접하는 직선형 부분의 거리가 10㎛ 정도 이격되도록 기판(19)을 레이저 가공하면 된다. 다만, 이 거리는 10㎛에 한정되지 않는다.

또한, 복수의 원형 부분으로 구성되는 변질층(17b)을 기판(19)에 형성하여, 도 1(B)에 나타내는 바와 같은 유지용 지그(11b)를 제조하는 경우, 각각의 중심이 기판(19)의 표면(19a) 및 이면(19b)의 중심과 중첩되도록, 복수의 원형 부분을 기판(19)에 형성하면 좋다. 이 경우, 서로 내외에 인접하는 2개의 원형 부분의 간격을 20㎛ 정도 이격시키면 된다. 다만, 각 원형 부분의 간격은 20㎛으로 한정되지 않는다.

이상에 설명하는 유지용 지그의 제조 방법에 의하면, 통기로로서 기능하는 변질층(17)이 제1 면(13)으로부터 제2 면(15)에 걸쳐 형성된 유지용 지그(11)가 형성된다. 다음에, 본 실시 형태에 관련되는 유지용 지그(11)의 사용 방법에 대해서 설명한다. 즉, 유지용 지그(11)를 사용하여 피가공물을 연삭하는 연삭 방법에 대해서 설명한다.

먼저, 유지용 지그(11)가 사용되어 피가공물의 연삭이 실시되는 연삭 장치에 대해서 설명한다. 도 6 등에는, 연삭 장치(60)의 일부의 구성을 모식적으로 나타내는 사시도가 모식적으로 나타내고 있고, 도 7 등에는, 연삭 장치(60)의 일부의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도가 모식적으로 나타내고 있다.

연삭 장치(60)는, 원판형의 척 테이블(62)을 갖는다. 척 테이블(62)은, 비다공질의 세라믹스로 형성된 원판형의 프레임체(64)를 갖는다. 프레임체(64)의 중앙부에는 원판형의 오목부(64a)가 형성되어 있다.

이 오목부(64a)에는 세라믹스로 형성된 원판형의 다공질판(66)이 고정되어 있다. 프레임체(64)에는, 흡인로(64b)가 형성되어 있다. 이 흡인로(64b)를 통하여, 이젝터 등의 흡인원(도시하지 않음)으로부터 다공질판(66)의 상면에는 부압이 전달된다.

다공질판(66)의 상면은 외주부에 비해 중앙부가 약간 돌출된 원추 형상이다. 도 7 등에 나타내는 단면도에서는, 이 형상을 강조하여 기재하고 있다. 다공질판(66)의 형상은 도 7 등에 나타내는 단면도에 한정되지 않는다. 다공질판(66)의 원형의 상면과, 프레임체(64)의 환형의 상면은, 대략 동일 평면으로 되어 있고, 피가공물(21)을 흡인 유지하기 위한 대략 평탄한 유지면(62a)으로서 기능한다.

척 테이블(62)의 하부에는, 척 테이블(62)을 회전 가능하게 지지하는 원환이면서 평판형의 테이블 베이스(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 또한, 테이블 베이스의 하부에는, 척 테이블(62)의 기울기를 조정하는 기울기 조정 기구(도시하지 않음)가 설치되어 있다.

또한, 척 테이블(62)의 하부에는, 테이블 회전축(68)을 구성하는 스핀들이 연결되어 있다. 스핀들에는, 풀리, 벨트 등을 통해, 모터 등의 회전 구동원(도시하지 않음)이 연결되어 있다. 회전 구동원을 동작시키면, 척 테이블(62)은 테이블 회전축(68)의 둘레로 회전한다.

척 테이블(62)의 상방에는, 연삭 유닛(70)이 배치되어 있다. 연삭 유닛(70)은, 길이부가 연직 방향에 대략 평행하게 배치된 원통형의 스핀들 하우징(도시하지 않음)을 갖는다.

스핀들 하우징에는, 소정 방향(예를 들어, 연직 방향)을 따라 연삭 유닛(70)을 이동시키는 볼 나사식의 가공 이송 기구(도시하지 않음)가 연결되어 있다. 또한, 스핀들 하우징에는, 원기둥 형상의 스핀들(72)의 일부가 회전 가능하게 수용되어 있다.

스핀들(72)의 상단부에는, 모터 등의 회전 구동원이 설치되어 있다. 스핀들(72)의 하단부에는, 볼트 등의 고정구(78)에 의해 원판형의 마운트(76)가 고정되어 있다. 마운트(76)의 하면 측에는, 원환형의 연삭 휠(80)이 장착되어 있다.

연삭 휠(80)은, 알루미늄 합금으로 형성된 베이스(82)를 갖는다. 베이스(82)의 상면 측은, 마운트(76)에 접하도록 배치된다. 베이스(82)의 하면 측에는, 복수의 연삭 지석(84)이, 베이스(82)의 둘레 방향을 따라 대략 등간격으로 배치되어 있다.

각 연삭 지석(84)은, 예를 들어, 금속, 세라믹스, 수지 등의 결합재와, 다이아몬드, cBN(cubic Boron Nitride) 등의 지립을 갖는다. 평균 입경이 비교적 큰 지립은, 거친 연삭 지석에 사용되고, 평균 입경이 비교적 작은 지립은, 마무리 연삭 지석에 사용된다. 스핀들(72)을 회전시키면, 복수의 연삭 지석(84)의 하면의 궤적에 의해, 원환형의 연삭면이 형성된다. 연삭면은, 스핀들(72)의 길이 방향과 직교하는 평면이 된다.

다음에, 본 실시 형태에 관련되는 피가공물의 연삭 방법의 각 단계에 대해서 상세히 설명한다. 도 11(B)는, 본 실시 형태에 관련되는 피가공물의 연삭 방법의 각 단계의 흐름을 나타내는 플로우차트이다.

먼저, 유지용 지그(11)를 척 테이블(62)로 지지하는 지그 지지 단계(S30)를 실시한다. 도 5는, 지그 지지 단계(S30)를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 지그 지지 단계(S30)에서는, 유지용 지그(11)를 척 테이블(62)의 유지면(62a) 상에 재치한다. 또한, 이 때 유지용 지그(11)의 척 테이블(62)에 접촉하는 면을 제2 면(15)으로 한다. 그리고, 제2 면(15)과는 반대 측의 면을 제1 면(13)으로 한다.

지그 지지 단계(S30)에서는, 제2 면(15) 측을 척 테이블(62)에 접촉시키는 것에 의해, 유지용 지그(11)를 척 테이블(62)로 지지한다. 그리고, 척 테이블(62)의 흡인원을 작동시켜, 다공질판(66)을 통해 척 테이블(62)로 유지용 지그(11)를 흡인 유지한다.

그 후, 피가공물을 유지용 지그(11)에 재치하기 전에, 유지용 지그(11)가 제1 면(13) 측으로부터 연삭 휠(80)로 연삭한다. 즉, 지그 지지 단계(S30) 후, 또한 다음에 설명하는 피가공물 유지 단계(S50) 전에, 유지용 지그(11)를 연삭 휠(80)로 연삭하는 지그 연삭 단계(S40)가 실시되면 좋다.

지그 연삭 단계(S40)에서는, 먼저, 척 테이블(62)의 유지면(62a)의 일부가 연삭 휠(80)의 연삭면(연삭 지석(84)의 하면)과 대략 평행해지도록 테이블 베이스를 기울인다.

이 상태에서, 테이블 회전축(68)을 중심으로 하여 소정의 회전 속도(예를 들어, 200rpm)로 척 테이블(62)을 회전시키고, 휠 회전축(74)을 중심으로 하여 소정의 회전 속도(예를 들어, 3000rpm)로 연삭 휠(80)을 회전시킨다.

또한, 연삭 장치(60)의 연삭액 공급 노즐(도시하지 않음)로부터 순수 등의 연삭액을, 연삭면과 유지용 지그(11)의 제1 면(13)과의 접촉 영역에 공급하면서, 연삭 유닛(70)을 소정의 가공 이송 속도(예를 들어, 1.0㎛/s)로 하방으로 이동(즉, 가공 이송)한다. 연삭 지석(84)의 연삭면이 유지용 지그(11)의 제1 면(13)에 접촉하는 것에 의해, 유지용 지그(11)의 제1 면(13) 측이 연삭된다.

피가공물을 유지용 지그(11)에 재치하기 전에 유지용 지그(11)를 연삭하면, 유지용 지그(11)의 피연삭면(제1 면(13))의 형상은, 피가공물을 직접 척 테이블(62)로 유지하여 동일한 조건으로 연삭하는 경우의 연삭 후의 피가공물의 피연삭면의 형상과 대략 동일해진다.

연삭 후의 유지용 지그(11)의 피연삭면(제1 면(13))에 피가공물을 밀착시켜, 이 유지용 지그(11)를 통해 피가공물을 척 테이블(62)로 유지하면서 연삭한다. 이 때, 연삭 후의 피가공물의 피연삭면의 형상과, 피연삭면과는 반대 측의 면(유지용 지그(11)의 피연삭면에 밀착시킨 면)의 형상을 대략 동일하게 할 수 있다.

이와 같이, 피가공물을 재치하기 전에 유지용 지그(11)의 제1 면(13)을 연삭해 두면, 피가공물의 피연삭면과, 피연삭면과는 반대 측의 면과의 거리를 피가공물의 전체에서 대략 일정하게 할 수 있다. 즉, 피가공물의 두께를, 피가공물의 전체에서 대략 일정하게 할 수 있다.

또한, 변질층(17)이 유지용 지그(11)의 두께 방향을 따라 배열되는 복수의 변질 영역에 의해 구성되는 경우, 지그 연삭 단계(S40)가 개시되는 시점에서, 제1 면(13), 각 변질 영역, 및 제2 면(15)을 연결하는 크랙이 유지용 지그(11)에 형성되어 있지 않아도 된다. 이 경우, 지그 연삭 단계(S40)에서 유지용 지그(11)가 연삭될 때에 연삭 휠(80)로부터 유지용 지그(11)에 인가되는 힘에 의해 제1 면(13)으로부터 제2 면(15)까지를 접속하는 크랙이 유지용 지그(11)에 형성되고, 변질층(17)이 완성되어도 좋다.

다음에, 피가공물을 척 테이블(62)로 흡인 유지하는 피가공물 유지 단계(S50)를 실시한다. 도 8은, 연삭된 유지용 지그(11)에 피가공물(21)을 재치하는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이다.

피가공물(21)의 표면(21a) 측에는, IC나 LSI 등의 복수의 디바이스가 배치된다. 따라서, 피가공물(21)은 이면(21b) 측으로부터 연삭되어 박화된다. 그 때문에, 피가공물 유지 단계(S50)에서는, 피가공물(21)의 피연삭면이 되는 이면(21b)을 상방으로 노출시키기 위해서, 피연삭면과는 반대 측의 면인 표면(21a)을 하방을 향하게 한 상태로 피가공물(21)을 유지용 지그(11)에 재치한다. 즉, 이 때에 유지용 지그(11)의 제1 면(13)과, 피가공물(21)의 표면(21a)이 대면한다.

피가공물 유지 단계(S50)에서는, 피가공물(21)을 유지용 지그(11)의 제1 면(13)에 재치한 후, 척 테이블(62)의 흡인원을 작동시켜, 유지용 지그(11)를 통해 피가공물(21)을 척 테이블(62)로 흡인한다. 척 테이블(62)의 흡인원을 작동시키면, 흡인로(64b)와, 다공질판(66)과, 유지용 지그(11)의 변질층(17)을 통해 부압이 피가공물(21)에 작용한다. 즉, 피가공물(21)이 유지용 지그(11)를 통해 척 테이블(62)에 흡인 유지된다.

여기서, 유지용 지그(11)에 형성된 변질층(17)은 외주면(23)에는 도달하지 않기 때문에, 척 테이블(62)의 흡인원에서 생기는 부압이 누설되기 어렵다. 그 때문에, 척 테이블(62)은, 유지용 지그(11)를 통한 피가공물(21)의 흡인 유지를 적절히 실시할 수 있다.

또한, 피가공물(21)의 표면(21a) 측에는, 이 표면(21a)에 형성된 디바이스 등을 보호하기 위한 보호 테이프 등이 배치 형성되어도 된다. 이 경우, 피가공물(21)은, 보호 테이프를 통해 유지용 지그(11)에 재치된다.

다음에, 피가공물(21)을 연삭 장치(60)의 연삭 휠(80)로 연삭하는 피가공물 연삭 단계(S60)를 실시한다. 도 9는, 연삭되는 피가공물(21)을 모식적으로 나타내는 사시도이고, 도 10은, 연삭되는 피가공물(21)을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 피가공물 연삭 단계(S60)에서는, 지그 연삭 단계(S40)에서 유지용 지그(11)를 연삭하는 것과 동일한 순서로 피가공물(21)을 연삭한다.

먼저, 척 테이블(62)의 테이블 회전축(68)의 둘레의 회전과, 연삭 휠(80)의 휠 회전축(74)의 둘레의 회전을 개시한다. 즉, 테이블 회전축(68)을 중심으로 하여 소정의 회전 속도(예를 들어, 200rpm)로 척 테이블(62)을 회전시킴과 함께, 휠 회전축(74)을 중심으로 하여 소정의 회전 속도(예를 들어, 3000rpm)로 연삭 휠(80)을 회전시킨다.

또한, 연삭 장치(60)의 연삭액 공급 노즐로부터 순수 등의 연삭액을, 연삭 지석(84)의 연삭면과 피가공물(21)의 이면(21b)의 접촉 영역에 공급하면서, 연삭 유닛(70)을 소정의 가공 이송 속도(예를 들어, 1.0㎛/s)로 하방으로의 이동을 개시한다. 즉, 연삭 이송 유닛을 작동시키는 것에 의해 척 테이블(62) 및 연삭 유닛(70)이 상대적으로 접근하도록 이동하는 연삭 이송을 개시한다.

그리고, 유지용 지그(11)를 통해 척 테이블(62)로 유지된 피가공물(21)의 이면(21b)에 연삭 지석(84)의 연삭면을 접촉시키는 것에 의해, 피가공물(21)을 연삭 휠(80)로 연삭한다. 또한, 피가공물 연삭 단계(S60)에서는, 연삭되어 박화되는 피가공물(21)의 두께를 측정하는 두께 측정기(도시하지 않음)로 피가공물(21)의 두께를 측정하면서 연삭을 진행시키면 좋다. 그리고, 피가공물(21)이 목표가 되는 마무리 두께에 이를 때, 연삭 이송을 종료하여 연삭을 정지시키면 좋다.

또한, 피가공물 연삭 단계(S60)는, 거친 연삭 및 마무리 연삭의 2단계로 실시되어도 좋다. 즉, 연삭 지석(84)으로서 거친 연삭 지석을 갖는 하나의 연삭 유닛(70)(즉, 거친 연삭 유닛)으로 피가공물(21)의 이면(21b) 측을 거친 연삭한 후, 연삭 지석(84)으로서 마무리 연삭 지석을 갖는 다른 연삭 유닛(70)(즉, 마무리 연삭 유닛)으로 이면(21b) 측을 마무리 연삭한다.

피가공물(21)의 연삭이 완료된 후, 연삭 유닛(70)을 척 테이블(62)로부터 분리하고, 척 테이블(62)의 흡인원을 정지시켜 척 테이블(62)에 의한 피가공물(21)의 흡인 유지를 해제한다. 그 후, 박화된 피가공물(21)을 디바이스마다 분할하면, 개개의 디바이스 칩이 얻어진다.

여기까지 설명한 피가공물의 연삭 방법에 있어서는, 유지용 지그(11)를 통해 척 테이블(62)로 피가공물(21)을 흡인 유지하여, 피가공물(21)을 연삭한다. 여기서, 피가공물(21)을 연삭하면, 척 테이블(62)의 유지면(62a)을 향해 연삭 휠(80)에 의해 피가공물(21)이 압박된다.

종래 사용되고 있었던 제1 면(13) 및 제2 면(15)에 표출된 홈이 형성된 유지용 지그에서는, 지지된 피가공물(21)이 연삭 중에 이 홈에 압입되어, 피가공물(21)의 표면(21a)에 홈의 형상에 대응한 볼록 형상이 형성되어 있었다.

이에 대하여, 본 실시 형태에 관련되는 유지용 지그(11)에는 홈 대신에 변질층(17)이 형성되어 있다. 그리고, 유지용 지그(11)의 제1 면(13) 및 제2 면(15)에 표출되는 변질층(17)에 포함되는 균열은 매우 폭이 작다. 그 때문에, 유지용 지그(11)를 통해 척 테이블(62)에 유지된 피가공물(21)을 연삭했을 때, 피가공물(21)의 표면(21a) 측에는 종래와 같은 볼록 형상이 잔존하는 경우는 없다.

또한, 본 발명은, 상술한 실시 형태의 기재에 제한되지 않고 다양하게 변경하여 실시 가능하다. 예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 척 테이블(62)의 다공질판(66)에 유지용 지그(11)가 재치되어 사용되는 경우에 관해 설명했지만, 본 발명의 일 양태는 이것에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 일 양태에 따른 유지용 지그(11)는, 다공질판(66) 대신에 척 테이블(62)의 프레임체(64)의 오목부(64a)에 수용되어 사용되어도 좋다.

이 경우, 다공질판(66)의 상면에 형성되어 있던 것과 동일한 원추 형상이 유지용 지그(11)의 상면에 형성되면 된다. 그리고, 이 유지용 지그(11)에 피가공물(21)을 재치하여 척 테이블(62)로 피가공물(21)을 흡인 유지하여 피가공물(21)을 연삭하면, 두께가 전체적으로 균일하여, 피지지면인 표면(21a)에 미소한 볼록 형상이 잔존하지 않는 피가공물(21)이 얻어진다.

그 밖에, 상술한 실시 형태 및 각 변형예에 관련된 구조, 방법 등은, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한에 있어서 적절히 변경하여 실시할 수 있다.

11, 11a, 11b, 11c 유지용 지그
13, 13a, 13b, 13c 제1 면
15, 15a, 15b 제2 면
17, 17a, 17b, 17c, 17d 변질층
19 기판
19a, 21a 표면
19b, 21b 이면
21 피가공물
23, 23a, 23b, 23c 외주면
2　레이저 가공 장치
4 베이스
6 X축 Y축 이동 기구
8 Y축 가이드 레일
10 Y축 이동판
12 나사축
14 모터
16 X축 가이드 레일
18 X축 이동판
20 나사축
22 모터
24 테이블 베이스
26 척 테이블
26a 유지면
26b 클램프 유닛
30 지지 구조
32 Z축 이동 기구
34 Z축 가이드 레일
36 Z축 이동판
38 모터
40 지지구
42 레이저 빔 조사 유닛
52 조사 헤드
52a 레이저 빔
52b 집광점
54 하우징
56 촬상 유닛
60 연삭 장치
62 척 테이블
62a 유지면
64 프레임체
64a 오목부
64b 흡입로
66 다공질판
68 테이블 회전축
70 연삭 유닛
72 스핀들
74 휠 회전축
76 마운트
78 고정구
80 연삭 휠
82 베이스
84 연삭 지석

Claims (7)

1. 피가공물을 척 테이블로 유지할 때에 피가공물과 척 테이블의 사이에 개재시키는 판형의 유지용 지그로서,
   제1 면과,
   상기 제1 면과는 반대 측의 제2 면과,
   상기 제1 면과 상기 제2 면을 접속하는 외주면을 갖고,
   제1 면의 중앙 영역으로부터 제2 면의 중앙 영역에 도달하는 변질층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 유지용 지그.
2. 척 테이블과, 원판형 또는 원환형의 연삭 휠을 구비한 연삭 유닛과, 상기 척 테이블 및 상기 연삭 유닛을 상대적으로 접근 및 이격시키는 연삭 이송 유닛을 구비한 연삭 장치에서, 원판형의 피가공물을 상기 척 테이블로 유지할 때에 상기 피가공물과 상기 척 테이블의 사이에 개재시키는 판형의 유지용 지그로서,
   제1 면과,
   상기 제1 면과는 반대 측의 제2 면과,
   상기 제1 면과 상기 제2 면을 접속하는 외주면을 갖고,
   상기 제1 면의 중앙 영역으로부터 상기 제2 면의 중앙 영역에 도달하는 변질층이 형성되어 있고,
   상기 피가공물과 주성분의 재료가 동일한 것을 특징으로 하는, 유지용 지그.
3. 제1항에 있어서,
   상기 변질층은, 상기 제1 면을 따른 직선형으로 형성되어 있는 부분과, 상기 제1 면을 따른 원형으로 형성되어 있는 부분의 한쪽 또는 양쪽을 갖는 것을 특징으로 하는, 유지용 지그.
4. 제2항에 있어서,
   상기 변질층은, 상기 제1 면을 따른 직선형으로 형성되어 있는 부분과, 상기 제1 면을 따른 원형으로 형성되어 있는 부분의 한쪽 또는 양쪽을 갖는 것을 특징으로 하는, 유지용 지그.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 유지용 지그의 제조 방법으로서,
   기판을 준비하는 준비 단계와,
   상기 기판을 투과하는 파장 성분을 갖는 레이저 빔을 상기 기판에 집광하여 상기 변질층을 상기 기판에 형성하는 것에 의해 상기 유지용 지그를 제조하는 레이저 가공 단계
   를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유지용 지그의 제조 방법.
6. 제2항 또는 제4항에 기재된 유지용 지그를 사용하여 상기 피가공물을 연삭하는 피가공물의 연삭 방법으로서,
   상기 유지용 지그의 상기 제2 면 측을 상기 척 테이블에 접촉시키는 것에 의해, 상기 유지용 지그를 상기 척 테이블로 지지하는 지그 지지 단계와,
   상기 피가공물을 상기 유지용 지그의 상기 제1 면에 재치하고, 상기 유지용 지그를 통해 상기 피가공물을 상기 척 테이블로 흡인하는 것에 의해, 상기 피가공물을 상기 척 테이블로 흡인 유지하는 피가공물 유지 단계와,
   상기 척 테이블의 테이블 회전축의 둘레의 회전과, 상기 연삭 휠의 휠 회전축의 둘레의 회전을 개시하고, 상기 연삭 이송 유닛을 작동시키는 것에 의해 상기 척 테이블 및 상기 연삭 유닛이 상대적으로 접근하도록 이동하는 연삭 이송을 개시하고, 상기 유지용 지그를 통하여 상기 척 테이블로 유지된 상기 피가공물을 상기 연삭 휠로 연삭하는 피가공물 연삭 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 피가공물의 연삭 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 지그 지지 단계 후, 또한 상기 피가공물 유지 단계 전에, 상기 유지용 지그를 상기 연삭 휠로 연삭하는 지그 연삭 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 피가공물의 연삭 방법.