JP2012016770A

JP2012016770A - 研削方法および研削装置

Info

Publication number: JP2012016770A
Application number: JP2010154688A
Authority: JP
Inventors: Fumiteru Tashino; 文照田篠
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-07-07
Filing date: 2010-07-07
Publication date: 2012-01-26

Abstract

【課題】研削砥石の酸化を抑制することができる研削方法および研削装置を提供する。
【解決手段】チャックテーブルに保持された被加工物に研削砥石を作用せしめて研削する研削方法であって、研削砥石による研削領域に不活性ガスを供給しつつ研削する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を研削するための研削方法および研削装置に関する。

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード、CCD等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。

上述したようにして分割されるウエーハは、ストリートに沿って切断する前に研削装置によって裏面が研削され、所定の厚みに加工される。ウエーハの裏面を研削する研削装置は、ウエーハを保持する保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルの保持面上に保持されたウエーハを研削する研削手段と、該研削手段を研削送りする研削送り手段とを具備している。研削手段は、スピンドルハウジングと、該スピンドルハウジングに回転自在に支持された回転スピンドルと、該回転スピンドルに取付けられたマウンターと、該マウンターに装着される研削ホイールを具備している。この研削ホイールは円形状の基台と該基台の下面に環状に装着された研削砥石とから構成されており、研削砥石はcＢＮ（立法晶窒化ホウ素）またはダイヤモンド砥粒のような超砥粒がレジンボンドやビトリファイドボンド等のボンド材によって固められて形成されている。（例えば、特許文献１参照。）

特開２００５−２４６４９１号公報

而して、研削ホイールの研削砥石を構成する超砥粒は、ウエーハ等の被加工物との摩擦熱と大気の酸素とによって酸化し、比較的頻繁に目立て（ドレッシング）を行わなければならず生産性が悪いとともに不経済であるという問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、研削砥石の酸化を抑制することができる研削方法および研削装置を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、チャックテーブルに保持された被加工物に研削砥石を作用せしめて研削する研削方法であって、
該研削砥石による研削領域に不活性ガスを供給しつつ研削する、
ことを特徴とする研削方法が提供される。

また、本発明によれば、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削砥石を備えた研削ホイールとを具備する研削装置を用いて被加工物を研削する研削方法であって、
研削装置を密閉室内に収容し、該密閉室内に不活性ガスを充填した状態で研削砥石を被加工物に作用せしめて研削する、
ことを特徴とする研削方法が提供される。

更に、本発明によれば、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブル上に保持された被加工物を研削する研削砥石を備えた研削ホイールと、該研削ホイールを研削送りする研削送り手段と、を具備する研削装置において、
少なくとも該研削ホイールおよび該チャックテーブルを囲うカバー手段と、該カバー手段内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、を具備している、
ことを特徴とする研削装置が提供される。

本発明による研削方法においては、研削砥石による研削領域に不活性ガスを供給し酸素が遮断された状態で研削するので、研削砥石を構成する砥粒の酸化が抑制される。従って、研削砥石の目立て（ドレッシング）回数が減少して生産性が向上するとともに、研削砥石の寿命が伸び経済的である。
また、本発明によれば研削装置を密閉室内に収容し、密閉室内に不活性ガスを充填した状態で研削砥石を被加工物に作用せしめて研削するので、研削砥石は酸素が遮断されるため砥粒の酸化が抑制される。従って、研削砥石の目立て（ドレッシング）回数が減少して生産性が向上するとともに、研削砥石の寿命が伸び経済的である。
更に、本発明による研削装置は、少なくとも研削ホイールおよびチャックテーブルを囲うカバー手段と、カバー手段内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を具備しているので、カバー手段内に不活性ガスを供給することにより、研削砥石を酸素から遮断することができるため砥粒の酸化が抑制される。従って、研削砥石の目立て（ドレッシング）回数が減少して生産性が向上するとともに、研削砥石の寿命が伸び経済的である。

本発明に従って構成された研削装置の斜視図。図１に示す研削装置に装備されるカバー手段が分解された状態を示す斜視図。図１に示す研削装置によって実施する研削工程の説明図。

以下、本発明による研削方法および研削装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。

図１には本発明に従って構成された研削装置の斜視が示されており、図２には図１に示す研削装置に装備されるカバー手段が分解された状態を示す斜視図が示されている。
図１および図２に示す研削装置は、全体を番号２で示す装置ハウジングを具備している。この装置ハウジング２は、細長く延在する直方体形状の主部２１と、該主部２１の後端部（図１において右上端）に設けられ上方に延びる直立壁２２とを有している。直立壁２２の前面には、上下方向に延びる一対の案内レール２２１、２２１が設けられている。この一対の案内レール２２１、２２１に研削手段としての研削ユニット３が上下方向に移動可能に装着されている。

研削ユニット３は、移動基台３１と該移動基台３１に装着されたスピンドルユニット４を具備している。移動基台３１は、後面両側に上下方向に延びる一対の脚部３１１、３１１が設けられており、この一対の脚部３１１、３１１に上記一対の案内レール２２１、２２１と摺動可能に係合する被案内溝３１２、３１２が形成されている。このように直立壁２２に設けられた一対の案内レール２２１、２２１に摺動可能に装着された移動基台３１の前面には前方に突出した支持部３２が設けられている。この支持部３２にスピンドルユニット４が取り付けられる。

図２を参照して説明を続けると、スピンドルユニット４は、支持部３２に装着された円筒状のスピンドルハウジング４１と、該スピンドルハウジング４１に回転自在に配設された回転スピンドル４２と、該回転スピンドル４２を回転駆動するための駆動源としてのサーボモータ４３とを具備している。スピンドルハウジング４１に回転可能に支持された回転スピンドル４２は、一端部(図２において下端部)がスピンドルハウジング４１の下端から突出して配設されており、その一端(図２において下端)にホイールマウント４４が設けられている。そして、このホイールマウント４４の下面に研削ホイール５が取り付けられる。研削ホイール５は、円環状のホイール基台５１と該ホイール基台５１の下面に装着される複数の研削砥石５２とからなっており、ホイール基台５１がホイールマウント４４の下面に締結ボルト４５によって取付けられる。

図示の実施形態における研削装置は、上記スピンドルユニット４を上記一対の案内レール２２１、２２１に沿って上下方向（後述するチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向）に移動せしめる研削送り手段６を備えている。この研削送り手段６は、直立壁２２の前側に配設され上下方向に延びる雄ねじロッド６１を具備している。この雄ねじロッド６１は、その上端部および下端部が直立壁２２に取り付けられた軸受部材６２および６３によって回転自在に支持されている。上側の軸受部材６２には雄ねじロッド６１を回転駆動するための駆動源としてのパルスモータ６４が配設されており、このパルスモータ６４の出力軸が雄ねじロッド６１に伝動連結されている。上記移動基台３1の後面にはその幅方向中央部から後方に突出する連結部（図示していない）も形成されており、この連結部には貫通雌ねじ穴（図示していない）が形成されており、この雌ねじ穴に上記雄ねじロッド６１が螺合せしめられている。従って、パルスモータ６４が正転すると移動基台３1およびスピンドルユニット４が下降即ち前進せしめられ、パルスモータ６４が逆転すると移動基台３1およびスピンドルユニット４が上昇即ち後退せしめられる。

上記装置ハウジング２の主部２１にはチャックテーブル機構７が配設されている。チャックテーブル機構７は、被加工物保持手段としてのチャックテーブル７１と、該チャックテーブル７１の周囲を覆う支持テーブル７２と、該支持テーブル７２の前後に配設された蛇腹手段７３および７４を具備している。チャックテーブル７１は、上面に多孔性材料から形成された吸着チャック７１１が配設されており、該吸着チャック７１１が図示しない吸引手段に連通されている。従って、吸着チャック７１１の上面である保持面に被加工物であるウエーハを載置し、図示しない吸引手段を作動することにより吸着チャック７１１上に被加工物であるウエーハを吸引保持する。このように構成されたチャックテーブル７１は、図示しない回転駆動機構によって回転せしめられるようになっている。また、チャックテーブル７１は、図示しないチャックテーブル移動手段によって図１に示す被加工物載置域２４と上記スピンドルユニット４を構成する研削ホイール５と対向する研削域２５との間で移動せしめられる。蛇腹手段７３および７４はキャンパス布の如き適宜の材料から形成することができる。支持テーブル７２の前側に配設された蛇腹手段７３の前端は主部２１の前面壁に固定され、後端は支持テーブル７２の前端面に固定されている。また、支持テーブル７２の後ろ側に配設された蛇腹手段７４の前端は支持テーブル７２の後端面に固定され、後端は装置ハウジング２の直立壁２２の前面に固定されている。チャックテーブル７１が矢印２３ａで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段７３が伸張されて蛇腹手段７４が収縮され、チャックテーブル７１が矢印２３ｂで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段７３が収縮されて蛇腹手段７４が伸張せしめられる。

図示の実施形態における研削装置は、上記研削域２５に配設され研削ホイール５およびチャックテーブル７１を囲うカバー手段８を具備している。カバー手段８は、図２に示すように全体として箱型であり、上壁８１、前壁８２および両側壁８３、８３を備えており、装置ハウジング２におけるチャックテーブル機構７の両側に配設された研削水受け板２１１，２１１上に配設される。図２に示すようにカバー手段８の上壁８１には円形開口８１１が設けられ、この円形開口８１１の周縁から上方に延びる円筒部材８１２が設けられており、カバー手段８を研削域２５に配設する際には図１に示すように研削ホイール５を嵌挿して配設される。また、カバー手段８の上壁８１の後部には、上記研削送り手段６の雄ねじロッド６１が挿通する挿通穴８１３が設けられており、カバー手段８を研削域２５に配設する際には図１に示すように雄ねじロッド６１を挿通して配設する。更に、カバー手段８の上壁８１にはガス供給ダクト８５が接続されており、このガス供給ダクト８５が図２に示すように窒素ガス等の不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段９に接続されている。従って、不活性ガス供給手段９を作動することにより、カバー手段８内に不活性ガスが供給される。

カバー手段８を構成する前壁８２にはチャックテーブル機構７の通過を許容するための矩形状の開口８２１が形成されている。なお、カバー手段８を構成する上壁８１には、矩形状の開口８２１を開閉するためのシャッター８６が挿通する細長い穴８１４が設けられている。この穴８１４にシャッター８６を挿通して配設し、シャッター８６を上下に移動することにより、矩形状の開口８２１を開閉することができる。

図示の実施形態における研削装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
図１に示すように研削装置の被加工物載置域２４に位置付けられているチャックテーブル７１の上面である保持面上に被加工物としてのウエーハWを載置する。なお、ウエーハWにはデバイスが形成された表面にデバイスを保護するための保護テープTが貼着されており、この保護テープT側をチャックテーブル７１の上面に載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することによりチャックテーブル７１上に保護テープTを介してウエーハWを吸引保持する。このようにして、チャックテーブル７１上にウエーハWを吸引保持したならば、図示しないチャックテーブル移動手段を作動してチャックテーブル７１を矢印２３ａで示す方向に移動し研削域２５に位置付ける。このとき、カバー手段８を構成するシャッター８６を上方に移動して矩形開口８２１を開くことにより、チャックテーブル７１の移動を許容する。このようにして、チャックテーブル７１が研削域２５に位置付けられたならば、シャッター８６を下方に移動して矩形開口８２１を閉じる。

上述したようにチャックテーブル７１を研削域２５に位置付けるとともにシャッター８６を下方に移動して矩形開口８２１を閉じたならば、不活性ガス供給手段９を作動してカバー手段８内に不活性ガスを供給する。そして、図３に示すようにチャックテーブル７１を矢印７１aで示す方向に例えば３００rpmの回転速度で回転させるとともに、研削ホイール５を矢印５aで示す方向に例えば６０００rpmの回転速度で回転しつつ研削送り手段６のパルスモータ６４を正転駆動して研削ユニット３を矢印５bで示す方向に例えば１μm／秒の加工送り速度で研削送りし、研削ホイール５の複数の研削砥石５２の研削面をチャックテーブル７１に保持されたウエーハWの上面（裏面）に接触させ所定量研削送りする。この結果、チャックテーブル７１に保持されたウエーハWは、所定の厚みに研削される（研削工程）。なお、研削工程においては研削砥石５２による研削加工部に研削水が供給される。

上述した研削工程は、研削ホイール５およびウエーハWを保持したチャックテーブル７１を囲うカバー手段８内に不活性ガスが供給され、酸素が遮断された状態で実施するので、研削砥石５２の砥粒の酸化が抑制される。従って、研削砥石５２の目立て（ドレッシング）回数が減少して生産性が向上するとともに、研削砥石５２の寿命が伸び経済的である。

なお、上述した実施形態においては、研削ホイール５およびウエーハWを保持したチャックテーブル７１を囲うカバー手段８を設け、このカバー手段８内に不活性ガスが供給する例を示したが、研削装置を密閉室内に収容し、密閉室内に不活性ガスを供給して研削工程を実施することにより、研削砥石５２を酸素から遮断することができるため砥粒の酸化が抑制される。従って、研削砥石５２の目立て（ドレッシング）回数が減少して生産性が向上するとともに、研削砥石の寿命が伸び経済的である。

２：装置ハウジング
３：研削ユニット
３１：移動基台
４：スピンドルユニット
４１：スピンドルハウジング
４２：回転スピンドル
４４：ホイールマウント
５：研削ホイール
５１：ホイール基台
５２：研削砥石
６：研削送り手段
７：チャックテーブル機構
７１：チャックテーブル
８：カバー手段
８５：ガス供給ダクト
８６：シャッター
９：不活性ガス供給手段
W：ウエーハ
T：保護テープ

Claims

チャックテーブルに保持された被加工物に研削砥石を作用せしめて研削する研削方法であって、
該研削砥石による研削領域に不活性ガスを供給しつつ研削する、
ことを特徴とする研削方法。
被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削砥石を備えた研削ホイールとを具備する研削装置を用いて被加工物を研削する研削方法であって、
研削装置を密閉室内に収容し、該密閉室内に不活性ガスを充填した状態で研削砥石を被加工物に作用せしめて研削する、
ことを特徴とする研削方法。
被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブル上に保持された被加工物を研削する研削砥石を備えた研削ホイールと、該研削ホイールを研削送りする研削送り手段と、を具備する研削装置において、
少なくとも該研削ホイールおよび該チャックテーブルを囲うカバー手段と、該カバー手段内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、を具備している、
ことを特徴とする研削装置。