DE102022203118A1 - Bearbeitungsverfahren für ein werkstück - Google Patents

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Abstract

Es ist ein Bearbeitungsverfahren zum Schleifen eines Werkstücks vorgesehen. Das Bearbeitungsverfahren weist einen Halteschritt auf, bei dem das Werkstück an einer Seite einer vorderen Oberfläche an einem Einspanntisch gehalten wird, einen Grobschleifschritt, bei dem das Werkstück an einer Seite einer hinteren Oberfläche mit ersten Schleifsteinen geschliffen wird, bis das Werkstück eine vorbestimmte Dicke aufweist, einen Zusatzschleifschritt, bei dem das Werkstück an der Seite einer hinteren Oberfläche mit den ersten Schleifsteinen so geschliffen wird, dass ein ungeschliffener Bereich an einem äußeren Umfangsbereich des Werkstücks verbleibt, einen Schleifschritt für den ungeschliffenen Bereich, bei dem der ungeschliffene Bereich mit zweiten Schleifsteinen geschliffen wird, die eine durchschnittliche abrasive Korngröße aufweisen, die kleiner ist als die der ersten Schleifsteine, und einen Endschleifschritt, bei dem das Werkstück an der Seite einer hinteren Oberfläche mit den zweiten Schleifsteinen geschliffen wird, bis das Werkstück eine vorgegebene Enddicke aufweist.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bearbeitungsverfahren für ein Werkstück, das zum Schleifen von Werkstücken, beispielsweise von Wafern, geeignet ist.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Bei einem Herstellungsverfahren für Bauelementchips wird ein Wafer mit Bauelementen verwendet, die in jeweiligen Bereichen ausgebildet sind, die durch mehrere sich kreuzende Straßen (geplante Teilungslinien) definiert sind. Durch ein Teilen dieses Wafers entlang der Straßen erhält man die Bauelementchips mit den darin jeweils vorhandenen Bauelemente. Solche Bauelementchips werden in verschiedenen Arten von elektronischen Geräten wie beispielsweise Mobiltelefonen und Personalcomputern eingesetzt.
  • In den letzten Jahren ist zusammen mit der Verkleinerung elektronischer Geräte ein zunehmender Bedarf an dünner ausgestalteten Bauelementchips festzustellen. Vor einem Teilen eines Wafers könnte daher ein Ausdünnungsschritt durch ein Schleifen des Wafers mit einer Schleifvorrichtung durchgeführt werden. Die Schleifvorrichtung weist einen Einspanntisch, der ein Werkstück daran hält, und eine Schleifeinheit auf, die eine Schleifbearbeitung auf das Werkstück aufbringt. In der Schleifeinheit ist eine Spindel vorhanden, und an einem distalen Endabschnitt der Spindel ist eine Schleifscheibe angebracht, die Schleifsteine daran aufweist. Die Schleifvorrichtung schleift und dünnt das Werkstück aus, indem sie die Schleifscheibe dreht und die rotierenden Schleifsteine in Kontakt mit dem Werkstück bringt (siehe JP 2014-124690A ).
  • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Beim Schleifen eines Werkstücks mit einer Schleifvorrichtung werden nacheinander ein Grobschleifen und ein Feinschleifen durchgeführt. Konkret wird das Werkstück zunächst mit Schleifsteinen, die abrasive Körner großer Korngröße enthalten, geschliffen, bis das Werkstück auf eine vorgegebene Dicke ausgedünnt ist (Grobschleifschritt). Dann wird das Werkstück mit Schleifsteinen, die abrasive Körner kleiner Korngröße enthalten, geschliffen, bis das Werkstück auf eine Enddicke ausgedünnt ist (Feinschleifschritt). Die kombinierte Verwendung von Grobschleifen und Feinschleifen ermöglicht es, dass nach dem Schleifen weniger Bearbeitungsspuren am Werkstück verbleiben, wodurch die Schleifzeit verkürzt wird.
  • In einem letzten Schritt des Grobschleifens treffen die Schleifsteine mit den darin enthaltenen abrasiven Körner der großen Korngröße jedoch auf einen äußeren Umfangsabschnitt des Werkstücks, der dünn ausgestaltet und in seiner Steifigkeit reduziert wurde. Folglich könnten Bearbeitungsfehler wie Abplatzungen und/oder Risse am äußeren Umfangsabschnitt des Werkstücks auftreten. Insbesondere könnte eine Bearbeitung (Fasen) aufgebracht werden, um an äußeren Umfangsrändern des Werkstücks ausgebildete Eckabschnitte zu entfernen. In diesem Fall wird das Werkstück an einer Seitenoberfläche davon von einer vorderen Oberfläche zu einer hinteren Oberfläche hin in einer gekrümmten Form ausgebildet. Wenn das gefaste Werkstück ausgedünnt wird, wird ein äußerer Umfangsabschnitt des Werkstücks zu einer scharfen dünnen Form (Form einer scharfen Kante) ausgebildet, so dass in dem letzten Schritt des Grobschleifschritts Bearbeitungsfehler dazu neigen, am äußeren Umfangsabschnitt des Werkstücks aufzutreten.
  • Dementsprechend wird das Schleifen des Werkstücks vom Grobschleifen auf das Feinschleifen umgestellt, bevor das Werkstück so dünn ausgestaltet ist, dass es am äußeren Umfangsabschnitt des Werkstücks zu Bearbeitungsfehlern kommen kann. Aufgrund dieser Umstellung wird das Werkstück, nachdem das Werkstück zu einem gewissen Ausmaß ausgedünnt ist, mit den Schleifsteinen mit den darin enthaltenen abrasiven Körnern der kleinen Korngröße geschliffen, so dass das Auftreten von Bearbeitungsfehlern am äußeren Umfangsabschnitt des Werkstücks verringert wird. Dennoch ist der Schleiffortschritt des Werkstücks beim Feinschleifen im Vergleich zum Grobschleifen langsam, so dass es einige Zeit dauert, bis das Werkstück dünn ausgestaltet ist. Die Schleifzeit, die benötigt wird, bis die Dicke des Werkstücks einen Zielwert (Enddicke) erreicht, erhöht sich daher, wenn die Abtragsmenge des Werkstücks durch ein Grobschleifen reduziert wird, um das Auftreten von Bearbeitungsfehlern zu verringern, und die Entfernungsmenge des Werkstücks durch Feinschleifen erhöht wird.
  • Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bearbeitungsverfahren für ein Werkstück bereitzustellen, mit dem die Schleifzeit verkürzt werden kann, während das Auftreten von Bearbeitungsfehlern unterdrückt wird.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bearbeitungsverfahren zum Schleifen eines Werkstücks bereitgestellt. Das Bearbeitungsverfahren umfasst: einen Halteschritt eines Haltens des Werkstücks an einer Seite einer vorderen Oberfläche davon an einer Halteoberfläche eines Einspanntisches, der eine Drehachse aufweist, die entlang einer Richtung senkrecht zur Halteoberfläche festgelegt ist, einen Grobschleifschritt, nach einem Durchführen des Halteschritts, eines Einstellens einer Positionsbeziehung zwischen dem Einspanntisch und einer ersten Schleifscheibe so, dass eine Bewegungsbahn von ersten Schleifsteinen, die an der ersten Schleifscheibe vorhanden sind und erste abrasive Körner enthalten, die Drehachse des Einspanntischs überlappt, und eines Schleifens des Werkstücks an einer Seite einer hinteren Oberfläche davon mit den ersten Schleifsteinen, bis das Werkstück eine vorgegebene Dicke aufweist, einen Zusatzschleifschritt, nach einem Durchführen des Grobschleifschritts, eines Einstellens der Positionsbeziehung zwischen dem Einspanntisch und der ersten Schleifscheibe so, dass die ersten Schleifsteine eine Innenseite eines äußeren Umfangsrands des Werkstücks überlappen, und eines Schleifens des Werkstücks an der Seite der hinteren Oberfläche davon mit den ersten Schleifsteinen so, dass ein ungeschliffener Bereich an einem äußeren Umfangsabschnitt des Werkstücks verbleibt, einen Schleifschritt für den ungeschliffenen Bereich, nach einem Durchführen des Zusatzschleifschritts, eines Einstellens einer Positionsbeziehung zwischen dem Einspanntisch und einer zweiten Schleifscheibe so, dass eine Bewegungsbahn von zweiten Schleifsteinen, die an der zweiten Schleifscheibe vorhanden sind und zweite abrasive Körner mit einer kleineren durchschnittlichen Korngröße als diejenige der ersten abrasiven Körner aufweisen, die Drehachse des Einspanntischs überlappt, und eines Schleifens des ungeschliffenen Bereichs mit den zweiten Schleifsteinen, und einen Feinschleifschritt, nach einem Durchführen des Schleifschritts für den ungeschliffenen Bereich, eines Schleifens des Werkstücks an der Seite der hinteren Oberfläche davon mit den zweiten Schleifsteinen, bis das Werkstück eine vorgegebene Enddicke aufweist.
  • Bevorzugt könnte das Bearbeitungsverfahren ferner einen Trennungsschritt, nach einem Durchführen des Grobschleifschrittes und vor einem Durchführen des Zusatzschleifschrittes, eines Trennens des Werkstücks und der ersten Schleifsteine voneinander umfassen.
  • Bei dem Bearbeitungsverfahren gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die ersten Schleifsteine mit den darin enthaltenen abrasiven Körnern der großen Korngröße und die zweiten Schleifsteine mit den darin enthaltenen abrasiven Körnern der kleinen Korngröße verwendet. Nach dem Grobschleifen des Werkstücks mit den ersten Schleifsteinen wird das Werkstück mit den ersten Schleifsteinen so geschliffen, dass der ungeschliffene Bereich am äußeren Umfangsabschnitt des Werkstücks verbleibt. Danach wird mit den zweiten Schleifsteinen der ungeschliffene Bereich geschliffen und entfernt und das Feinschleifen des Werkstücks wird durchgeführt.
  • Wird das oben beschriebene Bearbeitungsverfahren verwendet, wird der äußere Umfangsabschnitt des Werkstücks mit den zweiten Schleifsteinen mit den darin enthaltenen abrasiven Körnern der kleinen Korngröße geschliffen, so dass das Auftreten von Bearbeitungsfehlern am äußeren Umfangsabschnitt des Werkstücks vermindert wird. Ferner wird das Werkstück zuvor in einem mittleren Abschnitt mit den ersten Schleifsteinen mit den darin enthaltenen abrasiven Körnern der großen Korngröße entfernt, bevor der äußere Umfangsabschnitt des Werkstücks mit den zweiten Schleifsteinen geschliffen wird. Dadurch kann die Bearbeitungszufuhrrate erhöht werden, wenn der äußere Umfangsabschnitt des Werkstücks mit den zweiten Schleifsteinen geschliffen wird. Es ist demgemäß möglich, die Zeit zum Schleifen des Werkstücks zu verkürzen, während das Auftreten von Bearbeitungsfehlern am äußeren Umfangsabschnitt des Werkstücks vermindert wird.
  • Die obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und ihre Umsetzungsweise werden am besten durch ein Studium der folgenden Beschreibung und beigefügten Ansprüche, unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen, deutlicher, und die Erfindung wird hierdurch am besten verstanden.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine teilweise Querschnittsseitenansicht, die eine Schleifvorrichtung zeigt, die in einem Bearbeitungsverfahren eines Werkstücks (das im Folgenden als ein „Bearbeitungsverfahren“ bezeichnet werden könnte) gemäß einer Ausführungsform eines Aspekts der vorliegenden Erfindung verwendbar ist;
    • 2 ist eine perspektivische Ansicht, die den Einspanntisch und eine Schleifeinheit in der Schleifvorrichtung darstellt;
    • 3 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Werkstück zeigt;
    • 4 ist eine teilweise Querschnittsseitenansicht, die die Schleifvorrichtung in einem Halteschritt darstellt;
    • 5A ist eine teilweise Querschnittsseitenansicht, die die Schleifvorrichtung in einem Grobschleifschritt darstellt;
    • 5B ist eine teilweise Querschnittsseitenansicht, die die Schleifvorrichtung in einem Trennungsschritt darstellt;
    • 6A ist eine teilweise Querschnittsseitenansicht, die die Schleifvorrichtung in einem Zusatzschleifschritt darstellt;
    • 6B ist eine teilweise Querschnittsseitenansicht, die die Schleifvorrichtung nach dem Zusatzschleifschritt darstellt;
    • 7A ist eine teilweise Querschnittsseitenansicht, die die Schleifvorrichtung in einem Schleifschritt für den ungeschliffenen Bereich darstellt; und
    • 7B ist eine teilweise Querschnittsseitenansicht, die die Schleifvorrichtung in einem Feinschleifschritt darstellt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen wird eine Ausführungsform des Aspekts der vorliegenden Erfindung beschrieben. Zunächst wird ein Ausgestaltungsbeispiel einer Schleifvorrichtung beschrieben, die in einem Bearbeitungsverfahren eines Werkstücks gemäß der vorliegenden Ausführungsform einsetzbar ist. 1 ist eine teilweise Querschnittsseitenansicht, die die Schleifvorrichtung 2 zeigt. Es ist zu beachten, dass in 1 eine X-Achsen-Richtung (erste horizontale Richtung, vordere und hintere Richtung) und eine Y-Achsen-Richtung (zweite horizontale Richtung, linke und rechte Richtung) senkrecht zueinander stehen. Es ist auch zu beachten, dass eine Z-Achsen-Richtung (Bearbeitungszufuhrrichtung, Höhenrichtung, Vertikalrichtung, Auf-und Ab-Richtung) senkrecht zur X-Achsen-Richtung und zur Y-Achsen-Richtung verläuft.
  • Die Schleifvorrichtung 2 weist ein Bett 4 auf, das einzelne Komponenten trägt oder aufnimmt, aus denen die Schleifvorrichtung 2 ausgestaltet ist. An einer Seite einer oberen Oberfläche des Betts 4 ist ein regelmäßiger, parallelepipedischer vertiefter Abschnitt 4a angeordnet. Innerhalb des vertieften Abschnitts 4a ist ein Einspanntisch (Haltetisch) 6 angeordnet, um ein Werkstück 11 als Ziel der Bearbeitung durch die Schleifvorrichtung 2 zu halten. Der Einspanntisch 6 weist eine obere Oberfläche auf, bei der es sich um eine ebene Oberfläche handelt, die im Wesentlichen parallel zur X-Achsen-Richtung und zur Y-Achsen-Richtung verläuft, sowie eine Halteoberfläche 6a, auf der das Werkstück 11 gehalten wird.
  • Im Inneren des vertieften Abschnitts 4a ist außerdem ein Bewegungsmechanismus (Bewegungseinheit) 8 angeordnet. Der Bewegungsmechanismus 8 ist mit dem Einspanntisch 6 verbunden und bewegt den Einspanntisch 6 entlang der X-Achsen-Richtung. Im Einzelnen weist der Bewegungsmechanismus 8 eine Kugelgewindespindel 10 auf, die entlang der X-Achsen-Richtung angeordnet ist. Die Kugelgewindespindel 10 steht in Gewindeeingriff mit einem mit dem Einspanntisch 6 verbundenen Mutterabschnitt (nicht abgebildet). An einem Endabschnitt der Kugelgewindespindel 10 ist ein Pulsmotor 12 angeschlossen, um die Kugelgewindespindel 10 zu drehen. Wenn die Kugelgewindespindel 10 durch den Pulsmotor 12 gedreht wird, bewegt sich der Einspanntisch 6 entlang der X-Achsen-Richtung.
  • An den Einspanntisch 6 ist eine Drehantriebsquelle (nicht abgebildet) wie beispielsweise ein Motor angeschlossen. Die Drehantriebsquelle dreht den Einspanntisch 6 um eine Drehachse, die im Wesentlichen senkrecht zur Halteoberfläche 6a (im Wesentlichen parallel zur Z-Achsen-Richtung) verläuft. Mit anderen Worten: Die Drehachse des Einspanntisches 6 ist entlang einer Richtung senkrecht zur Halteoberfläche 6a festgelegt.
  • Hinter dem Einspanntisch 6 und dem Bewegungsmechanismus 8 (auf der rechten Seite von 1) ist eine Tragstruktur (Tragsäule) 14 mit einer regelmäßigen Parallelepipedform angeordnet. An einer Seite einer vorderen Oberfläche (an einer Vorderseite) der Tragstruktur 14 ist ein Bewegungsmechanismus (Bewegungseinheit) 16 angeordnet. Der Bewegungsmechanismus 16 bewirkt, dass sich eine Schleifeinheit 28, die danach beschrieben wird, relativ zum Einspanntisch 6 in einer Richtung senkrecht zur Halteoberfläche 6a des Einspanntisches 6 (in der Z-Achsen-Richtung) annähert oder entfernt.
  • Im Einzelnen weist der Bewegungsmechanismus 16 ein Paar Führungsschienen 18 auf, die seitlich an der vorderen Oberfläche der Tragstruktur 14 befestigt sind. Die paarweisen Führungsschienen 18 sind entlang der Z-Achsen-Richtung so angeordnet, dass sie in der Y-Achsen-Richtung voneinander beabstandet sind. Auf den paarweisen Führungsschienen 18 ist eine ebene Bewegungsplatte 20 angebracht, die entlang der Führungsschienen 18 verschiebbar ist. An einer Seite einer hinteren Oberfläche (auf einer rückwärtigen Seite) der Bewegungsplatte 20 ist ein Mutterabschnitt 22 angeordnet. Zwischen den paarweise angeordneten Führungsschienen 18 ist entlang der Z-Achsen-Richtung eine Kugelgewindespindel 24 angeordnet, die in Gewindeeingriff mit dem Mutterabschnitt 22 steht. An einem Endabschnitt der Kugelgewindespindel 24 ist ein Pulsmotor 26 angeschlossen, um die Kugelgewindespindel 24 zu drehen. Wenn die Kugelgewindespindel 24 durch den Pulsmotor 26 gedreht wird, wird die Bewegungsplatte 20 in der Z-Achsen-Richtung entlang der Führungsschienen 18 bewegt (angehoben oder abgesenkt).
  • An einer Seite einer vorderen Oberfläche (an einer Vorderseite) der Bewegungsplatte 20 ist die Schleifeinheit 28 angebracht, um das Werkstück 11 zu schleifen. Die Schleifeinheit 28 weist ein hohlzylindrisches Tragelement 30 auf, das an der Seite der vorderen Oberfläche der Bewegungsplatte 20 befestigt ist. In dem Tragelement 30 ist ein zylindrisches Gehäuse 32 aufgenommen. Das Gehäuse 32 ist an einer Seite einer unteren Oberfläche an einer unteren Oberfläche des Tragelements 30 über ein Dämpfungselement 34 aus Gummi oder dergleichen getragen. In dem Gehäuse 32 ist eine zylindrische Spindel 36 untergebracht, die entlang der Z-Achsen-Richtung angeordnet ist. Ein distaler Endabschnitt (unterer Endabschnitt) der Spindel 36 ist von dem Gehäuse 32 freiliegend und steht von einer unteren Oberfläche des Tragelements 30 durch eine in einem unteren Abschnitt des Tragelements 30 angeordnete Öffnung nach unten vor. An einem proximalen Endabschnitt (oberer Endabschnitt) der Spindel 36 ist eine Drehantriebsquelle (nicht dargestellt), wie beispielsweise ein Motor, angeschlossen, um die Spindel 36 zu drehen. Am distalen Endabschnitt der Spindel 36 ist eine scheibenförmige Anbringung 38 aus Metall oder dergleichen angebracht. An einer Seite einer unteren Oberfläche der Anbringung 38 ist eine ringförmige Schleifscheibe 40 angebracht, um das Werkstück 11 zu schleifen. Die Schleifscheibe 40 ist beispielsweise mit Mitteln wie Schrauben an der Anbringung 38 befestigt.
  • Die Schleifscheibe 40 weist eine ringförmige Basis 42 auf, die aus Metall wie beispielsweise Aluminium oder rostfreiem Stahl ausgestaltet ist und im Wesentlichen mit dem gleichen Durchmesser wie die Anbringung 38 angebracht ist. Die Basis 42 ist an einer Seite einer oberen Oberfläche davon an der Seite der unteren Oberfläche der Anbringung 38 befestigt. An einer Seite einer unteren Oberfläche der Basis 42 ist eine Mehrzahl von Schleifsteinen 44 befestigt. Die Schleifsteine 44 sind jeweils beispielsweise in einer regelmäßigen Parallelepipedform ausgebildet und sind in einer ringförmigen Anordnung in im Wesentlichen gleichen Abständen entlang der Umfangsrichtung der Basis 42 ausgestaltet. Die Schleifsteine 44 sind durch Fixierung von abrasiven Körnern aus Diamant, kubischem Bornitrid (cBN) oder ähnlichem mit einem Bindemittel wie beispielsweise einer Metallbindung, einer Harzbindung oder einer keramischen Bindung ausgebildet. Es gibt jedoch keine Einschränkungen hinsichtlich des Materials, der Form, des Aufbaus, der Größe und dergleichen der Schleifsteine 44. Ferner kann die Anzahl der Schleifsteine 44 nach Belieben festgelegt werden.
  • Durch die von der Drehantriebsquelle, die mit dem proximalen Endabschnitt der Spindel 36 verbunden ist, über die Spindel 36 und die Anbringung 38 übertragene Energie wird die Schleifscheibe 40 um eine Drehachse gedreht, die im Wesentlichen senkrecht zur Halteoberfläche 6a des Einspanntisches 6 (im Wesentlichen parallel zur Z-Achsen-Richtung) verläuft. Mit anderen Worten: Die Drehachse der Schleifscheibe 40 ist entlang einer Richtung senkrecht zur Halteoberfläche 6a festgelegt.
  • Die einzelnen Komponenten (der Einspanntisch 6, der Bewegungsmechanismus 8, der Bewegungsmechanismus 16, die Schleifeinheit 28 usw.) der Schleifvorrichtung 2 sind mit einer Steuerungseinheit (Steuerungsteil, Steuerungseinrichtung) 46 verbunden, die die Schleifvorrichtung 2 steuert. Die Steuerungseinheit 46 steuert den Betrieb der Schleifvorrichtung 2 durch Erzeugen von Steuersignalen zur Steuerung von Vorgängen der Komponenten der Schleifvorrichtung 2. Die Steuerungseinheit 46 ist beispielsweise durch einen Computer ausgestaltet. Im Einzelnen weist die Steuerungseinheit 46 einen Steuerungsabschnitt auf, der die für den Betrieb der Schleifvorrichtung 2 erforderlichen Berechnungen durchführt, sowie einen Lagerabschnitt, der eine Vielzahl von Informationen (Daten, ein Programm usw.) speichert, die für den Betrieb der Schleifvorrichtung 2 zu verwenden sind. Der Rechenteil ist ausgestaltet und weist einen Prozessor wie beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) auf. Andererseits ist der Lagerabschnitt so ausgestaltet, dass er Speicher, wie beispielsweise einen Festspeicher (ROM) und einen Arbeitsspeicher (RAM), aufweist, die als Hauptspeicherelement und als Hilfsspeicherelement fungieren.
  • Während das Werkstück 11 am Einspanntisch 6 gehalten wird, wird es mit der Schleifeinheit 28 geschliffen. Konkret werden die rotierenden Schleifsteine 44 mit der Seite der oberen Oberfläche des am Einspanntisch 6 gehaltenen Werkstücks 11 in Kontakt gebracht, wodurch das Werkstück 11 an der Seite der oberen Oberfläche abgeschliffen wird. Infolgedessen wird das Werkstück 11 geschliffen und dünn ausgestaltet.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht, die den Einspanntisch 6 und die Schleifeinheit 28 darstellt. Der Einspanntisch 6 weist einen zylindrischen Rahmenkörper (Hauptkörper) 48 auf, der aus Metall wie beispielsweise rostfreiem Stahl (SUS), Glas, Keramik oder Kunststoff hergestellt ist. In einem zentralen Teil an einer Seite einer oberen Oberfläche 48a des Rahmenkörpers 48 ist ein zylindrischer vertiefter Abschnitt 48b konzentrisch mit dem Rahmenkörper 48 angeordnet. Ein scheibenförmiges Halteelement 50, das aus einem porösen Element aus poröser Keramik oder ähnlichem ausgebildet ist, ist in dem vertieften Abschnitt 48b angebracht. Das Halteelement 50 weist im Inneren Poren (Strömungspfade) auf, die von einer oberen Oberfläche 50a zu einer unteren Oberfläche des Halteelements 50 führen. Die obere Oberfläche 50a des Halteelements 50 fungiert als Halteoberfläche zum Ansaugen des Werkstücks 11 beim Halten des Werkstücks 11 am Einspanntisch 6. Der vertiefte Abschnitt 48b weist eine Tiefe auf, die im Wesentlichen gleich der Dicke des Halteelements 50 festgelegt ist, so dass die obere Oberfläche 48a des Rahmenkörpers 48 und die obere Oberfläche 50a des Halteelements 50 im Wesentlichen auf der gleichen Ebene angeordnet sind. Die Halteoberfläche 6a des Einspanntisches 6 wird durch die obere Oberfläche 48a des Rahmenkörpers 48 und die obere Oberfläche 50a des Halteelements 50 ausgebildet. Die Halteoberfläche 6a ist über die im Halteelement 50 ausgebildeten Poren, einen Strömungskanal (nicht dargestellt), der im Inneren des Rahmenkörpers 48 ausgebildet ist, und ein Ventil (nicht dargestellt) mit einer Ansaugquelle (nicht dargestellt) wie etwa einem Ejektor verbunden.
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht, die das Werkstück 11 zeigt. Das Werkstück 11 ist beispielsweise ein scheibenförmiger Wafer aus einem Halbleiter, wie beispielsweise Silizium, und weist eine vordere Oberfläche 11a und eine hintere Oberfläche 11b auf, die im Wesentlichen parallel zueinander sind. Es ist zu beachten, dass auf dem Werkstück 11 eine Behandlung (Fase) aufgebracht worden sein könnte, um die am oberen und unteren Ende eines äußeren Umfangsrandes (Seitenwand) des Werkstücks 11 ausgebildeten Ecken zu entfernen. In diesem Fall ist der äußere Umfangsrand des Werkstücks 11 in einer gekrümmten Form ausgebildet, die sich von der vorderen Oberfläche 11a bis zur hinteren Oberfläche 11b des Werkstücks 11 erstreckt (siehe 1).
  • Das Werkstück 11 wird durch mehrere Straßen (geplante Teilungslinien) 13, die in einer Gittermuster-Anordnung angeordnet sind, in mehrere rechteckige Bereiche unterteilt, so dass sich die Straßen 13 gegenseitig kreuzen. An der vorderen Oberfläche 11a der durch die Straßen 13 definierten Bereiche sind Bauelemente 15 wie beispielsweise integrierte Schaltungen (ICs), Large-Scale-Integration-Schaltungen (LSI), Leuchtdioden (LEDs) oder MEMS-Bauelemente (Mikro-ElektroMechanische-Systeme) ausgebildet. Das Werkstück 11 weist einen im Wesentlichen kreisförmigen Bauelementbereich 17 auf, in dem die Bauelemente 15 ausgebildet werden, sowie einen ringförmigen äußeren Umfangsrand 19, der den Bauelementbereich 17 umgibt. Der äußere Umfangsrand 19 bildet einen ringförmigen Bereich mit einer vorgegebenen Breite (beispielsweise etwa 2 mm), der den äußeren Umfangsrand des Werkstücks 11 aufweist. In 3 ist die Grenze zwischen dem Bauelementbereich 17 und dem äußeren Umfangsrand 19 durch eine zweipunktige Kettenlinie angedeutet. Durch Teilen des Werkstücks 11 im Gittermuster entlang der Straßen 13 wird eine Mehrzahl von Bauelementchips hergestellt, die jeweils die Bauelemente 15 aufweisen. Durch Schleifen und Ausdünnen des Werkstücks 11 vor seiner Teilung durch die Schleifvorrichtung 2 (siehe 1) erhält man ausgedünnte Bauelementchips.
  • Das Material, die Form, der Aufbau, die Größe und dergleichen des Werkstücks 11 sind jedoch nicht beschränkt. Beispielsweise könnte das Werkstück 11 ein Wafer (Substrat) aus einem anderen Halbleiter (GaAs, InP, GaN, SiC oder dergleichen) als Silizium, Glas, Keramik, Kunststoff, Metall oder dergleichen sein. Ferner gibt es keine Einschränkungen hinsichtlich der Art, Anzahl, Form, des Aufbaus, der Größe, der Anordnung und dergleichen der Bauelemente 15, und es könnten keine Bauelemente 15 am Werkstück 11 ausgebildet werden. Darüber hinaus könnte es sich bei dem Werkstück 11 auch um ein Gehäusesubstrat wie beispielsweise ein Chip Size Package (CSP)-Substrat oder ein Quad Flat Non-Leaded Package (QFN)-Substrat handeln.
  • Als nächstes wird ein spezifisches Beispiel für das Bearbeitungsverfahren für ein Werkstück unter Verwendung der Schleifvorrichtung 2 beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Werkstück 11 unter Verwendung einer Schleifscheibe 40A (siehe 4 usw.) zum Grobschleifen und einer Schleifscheibe 40B (siehe 7A usw.) zum Feinschleifen geschliffen.
  • Zunächst wird das Werkstück 11 an der Seite der vorderen Oberfläche 11a von der Halteoberfläche 6a des Einspanntisches 6 gehalten (Halteschritt). 4 stellt die Schleifvorrichtung 2 im Halteschritt in einer Seitenansicht mit Teilquerschnitt dar.
  • Das Werkstück 11 ist am Einspanntisch 6 so platziert, dass das Werkstück 11 an der Seite der vorderen Oberfläche 11a der Halteoberfläche 6a zugewandt ist und an der Seite der hinteren Oberfläche 11b nach oben freiliegt. Wird im oben beschriebenen Zustand eine Saugkraft (Unterdruck) der Ansaugquelle auf die Halteoberfläche 6a aufgebracht, so wird das Werkstück 11 an der Seite der vorderen Oberfläche 11a am Einspanntisch 6 unter Saugwirkung gehalten. An der Seite der vorderen Oberfläche 11a des Werkstücks 11 könnte eine Schutzfolie zum Schutz des Werkstücks 11 verbunden sein. Die Schutzfolie könnte beispielsweise ein kreisförmig ausgebildetes, folienartiges Basismaterial und eine auf das Basismaterial aufgebrachte Haftmittelschicht (Klebstoffschicht) aufweisen. Das Basismaterial ist aus Kunststoff wie beispielsweise Polyolefin, Polyvinylchlorid oder Polyethylenterephthalat hergestellt. Die Haftmittelschicht ist aus einem Haftmittel auf Epoxid-, Acryl- oder Kautschukbasis oder ähnlichem hergestellt. Durch die mit der Seite der vorderen Oberfläche 11a des Werkstücks 11 verbundene Schutzfolie werden die am Werkstück 11 ausgebildeten Bauelemente 15 (siehe 3) geschützt. Das Werkstück 11 wird über die Schutzfolie an der Halteoberfläche 6a des Einspanntisches 6 gehalten.
  • Der Einspanntisch 6 mit dem daran gehaltenen Werkstück 11 wird durch den Bewegungsmechanismus 8 unterhalb der Schleifeinheit 28 positioniert (siehe 1). Die Schleifscheibe (erste Schleifscheibe) 40A, die der Schleifscheibe 40 für das Grobschleifen entspricht, ist an der Schleifeinheit 28 angebracht. Die Schleifscheibe 40A weist eine ringförmige Basis (erste Basis) 42A und mehrere Schleifsteine (erste Schleifsteine) 44A auf. Die Basis 42A und die Schleifsteine 44A ähneln in Material, Aufbau, Form und dergleichen der oben erwähnten Basis 42 bzw. den Schleifsteinen 44 (siehe 1). Die Schleifsteine 44A enthalten jeweils abrasive Körner (erste abrasive Körner) zum Grobschleifen. Als erste abrasive Körner wird beispielsweise Diamant verwendet, der eine durchschnittliche Korngröße von 20 µm oder mehr und 60 µm oder weniger aufweist. Die Schleifsteine 44A sind in ringförmiger Anordnung an der Seite der unteren Oberfläche der Basis 42A angeordnet.
  • Beim Drehen der Spindel 36 drehen sich die Schleifsteine 44A jeweils um eine Drehachse, die im Wesentlichen senkrecht zur Halteoberfläche 6a des Einspanntisches 6 steht. Mit anderen Worten, die Schleifsteine 44A bewegen sich entlang einer ringförmigen Bahn (Rotationsbahn), die im Wesentlichen parallel zu einer horizontalen Ebene (X-Y-Ebene) verläuft. In 4 ist ein Außendurchmesser φ der Bewegungsbahn der Schleifsteine 44A angegeben. Der Außendurchmesser φ entspricht dem Durchmesser einer ringförmigen Bahn, die von den Endabschnitten der Schleifsteine 44A zu ziehen ist, wobei die Endabschnitte an einem äußeren Umfangsrand der Basis 42A angeordnet sind, wenn die Schleifscheibe 40A gedreht wird. Andererseits weist die Bewegungsbahn der Schleifsteine 44A einen Innendurchmesser auf, der dem Durchmesser einer ringförmigen Bahn entspricht, die von Endabschnitten der Schleifsteine 44A gezogen wird, wobei die Endabschnitte an der Seite einer Mitte der Basis 42A angeordnet sind, wenn die Schleifscheibe 40A gedreht wird.
  • Die Schleifscheibe 40A ist so ausgebildet, dass der Außendurchmesser φ der Bewegungsbahn der Schleifsteine 44A gleich oder größer als ein Radius Rw des Werkstücks 11 und kleiner als ein Durchmesser φw des Werkstücks 11 wird. Besonders bevorzugt ist es, die Schleifscheibe 40A so zu gestalten, dass der Innendurchmesser der Bewegungsbahn der Schleifsteine 44A gleich oder größer als der Radius Rw des Werkstücks 11 wird. Handelt es sich bei dem Werkstück 11 beispielsweise um einen 8-Zoll-Silizium-Wafer, so werden die Schleifsteine 44A so angeordnet, dass der Außendurchmesser φ der Bewegungsbahn der Schleifsteine 44A gleich oder größer als 100 mm und kleiner als 200 mm wird.
  • Als nächstes wird das Werkstück 11 an der Seite der hinteren Oberfläche 11b mit den Schleifsteinen 44A geschliffen (Grobschleifschritt). 5A ist eine teilweise querschnittliche Seitenansicht, die die Schleifvorrichtung 2 im Grobschleifschritt darstellt.
  • Im Grobschleifschritt wird eine Positionsbeziehung zwischen dem Einspanntisch 6 und der Schleifscheibe 40A so eingestellt, dass sich die Bewegungsbahn der Schleifsteine 44A mit der Drehachse des Einspanntisches 6 überschneidet. Konkret wird der Einspanntisch 6 durch den Bewegungsmechanismus 8 (siehe 1) bewegt, um den Einspanntisch 6 so zu positionieren, dass die Drehachse des Einspanntisches 6 (die Mitte der Halteoberfläche 6a und eine Mitte des Werkstücks 11) den Schleifstein 44A überlappt, der sich an einem vorderen Endabschnitt (linker Endabschnitt in 5A) der Schleifscheibe 40A befindet.
  • Die Schleifeinheit 28 wird dann durch den Bewegungsmechanismus 16 (siehe 1) abgesenkt, während der Einspanntisch 6 und die Schleifscheibe 40A gedreht werden. Infolgedessen wird die Schleifscheibe 40A relativ zum Einspanntisch 6 entlang der Richtung senkrecht zur Halteoberfläche 6a (der Z-Achsen-Richtung) bewegt (zur Bearbeitung zugeführt), wodurch die Schleifsteine 44A näher an das Werkstück 11 gebracht werden. Beispielsweise wird die Drehgeschwindigkeit des Einspanntisches 6 auf 60 U/min oder höher und 300 U/min oder niedriger festgelegt, und die Drehgeschwindigkeit der Schleifscheibe 40A wird auf 3.000 U/min oder höher und 6.000 U/min oder niedriger festgelegt. Ferner wird die Absenkgeschwindigkeit (Bearbeitungszufuhrgeschwindigkeit) der Schleifscheibe 40A beispielsweise auf 1 µm/s oder höher und 6 µm/s oder niedriger festgelegt. Wenn die Schleifsteine 44A an ihren unteren Oberflächen mit der hinteren Oberfläche 11b des Werkstücks 11 in Kontakt kommen, wird das Werkstück 11 an der Seite der gesamten hinteren Oberfläche 11b mit den Schleifsteinen 44A abgeschliffen, wodurch das Werkstück 11 ausgedünnt wird. Wenn das Werkstück 11 auf eine vorgegebene Dicke ausgedünnt ist, wird das Absenken der Schleifeinheit 28 gestoppt, und das Grobschleifen des Werkstücks 11 ist abgeschlossen.
  • Es ist zu beachten, dass innerhalb oder in der Nähe der Schleifeinheit 28 ein Schleiffluid-Zufuhrkanal (nicht dargestellt) angeordnet ist, um Fluid (Schleiffluid) wie beispielsweise Reinwasser zuzuführen. Wenn das Werkstück 11 von der Schleifeinheit 28 geschliffen wird, wird das Schleiffluid dem Werkstück 11 und den Schleifsteinen 44A zugeführt. Dadurch werden das Werkstück 11 und die Schleifsteine 44A gekühlt, und zusätzlich werden durch die Bearbeitung veranlasste Schmutzpartikel (Schleifrückstände) weggespült.
  • Als nächstes werden die Schleifsteine 44A von dem Werkstück 11 geschliffen (Trennungsschritt). 5B stellt die Schleifvorrichtung 2 im Trennungsschritt in einer teilweise querschnittlichen Seitenansicht dar.
  • Im Trennungsschritt wird die Schleifeinheit 28 durch den Bewegungsmechanismus 16 (siehe 1) leicht angehoben, wodurch die Schleifsteine 44A von der hinteren Oberfläche 11b des Werkstücks 11 getrennt werden. Infolgedessen werden das Werkstück 11 und die Schleifsteine 44A in einen Zustand gebracht, in dem keine Reibung zwischen ihnen wirkt, so dass das Werkstück 11 und die Schleifsteine 44A gekühlt werden. Dadurch wird das Werkstück 11 vor einem Bearbeitungsfehler wie beispielsweise dem Verbrennen der Oberfläche bewahrt. In einem danach zu beschreibenden Zusatzschleifschritt kommen die Schleifsteine 44A aus dem Zustand, in dem die Schleifsteine 44A vom Werkstück 11 entfernt sind, wieder mit dem Werkstück 11 in Kontakt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Abnutzung an der Seite der unteren Oberflächen der Schleifsteine 44A gefördert, so dass sich der Zustand der Schleifsteine 44A normalisiert.
  • Als nächstes wird das Werkstück 11 an der Seite der hinteren Oberfläche 11b mit den Schleifsteinen 44A so geschliffen, dass ein ungeschliffener Bereich an einem äußeren Umfangsabschnitt des Werkstücks 11 verbleibt (Zusatzschleifschritt). 6A ist eine teilweise querschnittliche Seitenansicht, die die Schleifvorrichtung 2 im Zusatzschleifschritt darstellt.
  • Bei dem Zusatzschleifschritt wird die Positionsbeziehung zwischen dem Einspanntisch 6 und der Schleifscheibe 40A so eingestellt, dass die Schleifsteine 44A eine Innenseite des äußeren Umfangsrandes des Werkstücks 11 überlappen. Konkret wird der Einspanntisch 6 durch den Bewegungsmechanismus 8 (siehe 1) so geschliffen, dass der Einspanntisch 6 so positioniert wird, dass alle Schleifsteine 44A näher an einer Mitte (in radialer Richtung innen) des Werkstücks 11 positioniert sind als am äußeren Umfangsrand des Werkstücks 11 in der Draufsicht. Dadurch werden die Schleifsteine 44A so positioniert, dass sie den mittleren Abschnitt des Werkstücks 11 überlappen, aber nicht den äußeren Umfangsabschnitt des Werkstücks 11 überlappen.
  • Die Schleifeinheit 28 wird dann durch den Bewegungsmechanismus 16 (siehe 1) abgesenkt, während der Einspanntisch 6 und die Schleifscheibe 40A gedreht werden. Infolgedessen wird die Schleifscheibe 40A relativ zum Einspanntisch 6 entlang der Richtung senkrecht zur Halteoberfläche 6a (Z-Achsen-Richtung) bewegt (zur Bearbeitung zugeführt), wodurch die Schleifsteine 44A näher an das Werkstück 11 gebracht werden. Beispielsweise wird die Drehgeschwindigkeit des Einspanntisches 6 auf 60 U/min oder höher und 300 U/min oder niedriger festgelegt, und die Drehgeschwindigkeit der Schleifscheibe 40A wird auf 3.000 U/min oder höher und 6.000 U/min oder niedriger festgelegt. Ferner wird die Absenkgeschwindigkeit (Bearbeitungszufuhrgeschwindigkeit) der Schleifscheibe 40A beispielsweise auf 1 µm/s oder höher und 6 µm/s oder niedriger festgelegt.
  • Wenn die Schleifsteine 44A an ihren unteren Oberflächen mit der hinteren Oberfläche 11b des Werkstücks 11 in Kontakt kommen, wird das Werkstück 11 an der Seite der hinteren Oberfläche 11b des mittleren Abschnitts davon mit den Schleifsteinen 44A abgeschliffen. Dadurch wird in dem mittleren Abschnitt des Werkstücks 11 eine ringförmige Vertiefung 11c ausgebildet. Andererseits kommen die Schleifsteine 44A nicht mit dem äußeren Umfangsabschnitt des Werkstücks 11 in Berührung, so dass der ringförmige, ungeschliffene Bereich 11d nicht mit den Schleifsteinen 44A geschliffen wird. Wenn die Vertiefung 11c ferner bis zu einer vorgegebenen Tiefe geschliffen ist, wird das Absenken der Schleifeinheit 28 gestoppt, und das Hilfsschleifen des Werkstücks 11 ist abgeschlossen.
  • 6B ist eine teilweise querschnittliche Seitenansicht, die die Schleifvorrichtung 2 nach dem Zusatzschleifschritt darstellt. Wenn der Zusatzschleifschritt durchgeführt wird, wird die Vertiefung 11c im Werkstück 11 ausgebildet und zusätzlich verbleibt ein ungeschliffener Bereich 11d am Werkstück 11. In einem Bereich innerhalb eines bestimmten Abstands von der Mitte des Werkstücks 11 verbleibt auch ein zylindrischer, ungeschliffener Bereich 11e, ohne dass er mit den Schleifsteinen 44A geschliffen wird.
  • Es ist zu beachten, dass der Trennungsschritt (siehe 5B) entfallen kann, indem der Zusatzschleifschritt kontinuierlich nach dem Grobschleifschritt (siehe 5A) durchgeführt wird. Konkret könnte, nachdem das Werkstück 11 mit den Schleifsteinen 44A auf eine vorgegebene Dicke geschliffen wurde (siehe 5A), das Schleifen des Werkstücks 11 mit den Schleifsteinen 44A fortgesetzt werden, während der Einspanntisch 6 entlang der X-Achsen-Richtung bewegt wird, so dass sich die Drehachse des Einspanntisches 6 der Drehachse der Schleifscheibe 40A annähert. In diesem Fall geht die Bearbeitung vom Grobschleifschritt zum Zusatzschleifschritt über, während die Schleifsteine 44A in Kontakt mit dem Werkstück 11 gehalten werden, und die Schleifsteine 44A schleifen das Werkstück 11, während sich die Schleifscheibe 40A relativ zum Werkstück 11 schräg nach unten bewegt (Schrägschleifen). An der Seite der hinteren Oberfläche 11b des Werkstücks 11 ist folglich die Vertiefung 11c ausgebildet, die eine geneigte Innenwand aufweist. Mit der Schleifeinheit 28 könnte ein weiterer Bewegungsmechanismus (nicht dargestellt) verbunden sein, um die Schleifeinheit 28 entlang der X-Achsen-Richtung zu bewegen. In diesem Fall kann auch ein Schrägschleifen auf das Werkstück 11 aufgebracht werden, indem die Schleifeinheit 28 entlang der X-Achsen-Richtung und der Z-Achsen-Richtung bewegt wird, ohne den Einspanntisch 6 zu bewegen.
  • Nach Beendigung des Zusatzschleifschrittes wird die Schleifeinheit 28 durch den Bewegungsmechanismus 16 (siehe 1) geschliffen, und die Schleifsteine 44A werden von der hinteren Oberfläche 11b des Werkstücks 11 getrennt. Dann wird die Schleifscheibe 40A von der Anbringung 38 abgenommen, und die Schleifscheibe (zweite Schleifscheibe) 40B (siehe 7A), die der Schleifscheibe 40 für das Feinschleifen entspricht, wird an der Anbringung 38 angebracht.
  • Die Schleifscheibe 40B weist eine ringförmige Basis (zweite Basis) 42B und mehrere Schleifsteine (zweite Schleifsteine) 44B auf. Die Basis 42B und die Schleifsteine 44B sind hinsichtlich Material, Aufbau, Form und dergleichen ähnlich wie die oben erwähnte Basis 42A bzw. die Schleifsteine 44A. Die in den Schleifsteinen 44B enthaltenen abrasiven Körner (zweite abrasive Körner) weisen jedoch eine kleinere durchschnittliche Korngröße auf als die in den Schleifsteinen 44A enthaltenen Körner (erste Körner). Als zweite abrasive Körner wird beispielsweise Diamant verwendet, der eine durchschnittliche Korngröße von 0,5 µm oder mehr und 20 µm oder weniger aufweist. Der Außendurchmesser einer Bewegungsbahn der Schleifsteine 44B ist nicht besonders begrenzt, sofern er gleich oder größer ist als der Radius Rw (siehe 4) des Werkstücks 11. Beispielsweise könnte der Außendurchmesser der Bewegungsbahn der Schleifsteine 44B gleich oder größer als der Durchmesser φw (siehe 4) des Werkstücks 11 sein.
  • Als nächstes werden die ungeschliffenen Bereiche 11d und 11e mit den Schleifsteinen 44B geschliffen (Schleifschritt für ungeschliffenen Bereich). 7A ist eine seitliche Teilschnittansicht der Schleifvorrichtung 2 im Schleifschritt für den ungeschliffenen Bereich.
  • Im Schleifschritt für den ungeschliffenen Bereich wird die Positionsbeziehung zwischen dem Einspanntisch 6 und der Schleifscheibe 40B so eingestellt, dass die Bewegungsbahn der Schleifsteine 44B die Drehachse des Einspanntischs 6 überlappt. Konkret wird der Einspanntisch 6 durch den Bewegungsmechanismus 8 (siehe 1) bewegt, um den Einspanntisch 6 so zu positionieren, dass die Drehachse des Einspanntisches 6 (die Mitte der Halteoberfläche 6a und die Mitte des Werkstücks 11) den Schleifstein 44B überlappt, der sich an einem vorderen Endabschnitt (linker Endabschnitt in 7A) der Schleifscheibe 40B befindet.
  • Die Schleifeinheit 28 wird dann durch den Bewegungsmechanismus 16 (siehe 1) abgesenkt, während der Einspanntisch 6 und die Schleifscheibe 40B gedreht werden. Infolgedessen wird die Schleifscheibe 40B relativ zum Einspanntisch 6 entlang der Richtung senkrecht zur Halteoberfläche 6a (der Z-Achsen-Richtung) bewegt (zur Bearbeitung zugeführt), wodurch die Schleifsteine 44B näher an das Werkstück 11 gebracht werden. Beispielsweise wird die Drehgeschwindigkeit des Einspanntisches 6 auf 60 U/min oder höher und 300 U/min oder niedriger festgelegt, und die Drehgeschwindigkeit der Schleifscheibe 40B wird auf 3.000 U/min oder höher und 6.000 U/min oder niedriger festgelegt. Ferner wird die Absenkgeschwindigkeit (Bearbeitungszufuhrgeschwindigkeit) der Schleifscheibe 40B beispielsweise auf 0,5 µm/s oder höher und 2 µm/s oder niedriger festgelegt. Wenn die Schleifsteine 44B an ihren unteren Oberflächen in Kontakt mit der hinteren Oberfläche 11b des Werkstücks 11 kommen, werden die auf dem Werkstück 11 verbleibenden ungeschliffenen Bereiche 11d und 11e (siehe 6B) mit den Schleifsteinen 44B abgeschliffen. Wenn die Schleifsteine 44B dann den Boden der Vertiefung 11c des Werkstücks 11 erreichen, ist die Entfernung der ungeschliffenen Bereiche 11d und 11e abgeschlossen.
  • Wie oben beschrieben, wird der ungeschliffene Bereich 11d, der am äußeren Umfangsabschnitt des Werkstücks 11 verbleibt, mit den Schleifsteinen 44B, die die abrasiven Körner der kleinen Korngröße enthalten, im Schleifbereich geschliffen und entfernt. Daher treten Bearbeitungsfehler wie beispielsweise Abplatzungen und/oder Risse am äußeren Umfangsabschnitt des Werkstücks 11 kaum auf, selbst wenn die Schleifsteine 44B beim Entfernen des ungeschliffenen Bereichs 11d an den äußeren Umfangsabschnitt des Werkstücks 11 treffen. Im Schleifschritt für den ungeschliffenen Bereich wird das Werkstück 11, dessen mittlerer Abschnitt durch die Ausbildung der Vertiefung 11c lokal ausgedünnt ist, mit den Schleifsteinen 44B geschliffen. Die Abtragsmenge verringert sich daher im Vergleich zu einem Fall, in dem die Vertiefung 11c nicht ausgebildet ist und das Werkstück 11 an der Seite der gesamten hinteren Oberfläche 11b geschliffen wird. Dies ermöglicht ein schnelles Abtragen der ungeschliffenen Bereiche 11d und 11e durch Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeit.
  • Als nächstes wird das Werkstück 11 an der Seite der hinteren Oberfläche 11b mit den Schleifsteinen 44B geschliffen (Feinschleifschritt). 7B ist eine teilweise Querschnittsansicht, die die Schleifvorrichtung 2 im Feinschleifschritt darstellt.
  • Während der Einspanntisch 6 und die Schleifscheibe 40B nach Beendigung des Schleifschritts für den ungeschliffenen Bereich in Rotation gehalten werden, wird der Feinschleifschritt durch Absenken der Schleifscheibe 40B durchgeführt. Wenn das Verfahren vom Schleifschritt für den ungeschliffenen Bereich zum Feinschleifschritt übergeht, ist es bevorzugt, die Absenkgeschwindigkeit der Schleifscheibe 40B zu verringern und somit die Absenkgeschwindigkeit der Schleifscheibe 40B im Feinschleifschritt langsamer zu machen als im Schleifschritt für den ungeschliffenen Bereich. Auf diese Weise kann die Oberflächenrauheit des Werkstücks 11 durch das Feinschleifen effektiv reduziert werden. Beispielsweise wird die Drehgeschwindigkeit des Einspanntisches 6 auf 60 U/min oder höher und 300 U/min oder niedriger festgelegt, und die Drehgeschwindigkeit der Schleifscheibe 40B wird auf 3.000 U/min oder höher und 6.000 U/min oder niedriger festgelegt. Ferner wird die Absenkgeschwindigkeit (Bearbeitungszufuhrgeschwindigkeit) der Schleifscheibe 40B beispielsweise auf 0,1 µm/s oder höher und 1 µm/s oder niedriger festgelegt.
  • Wird die Schleifscheibe 40B nach dem Schleifschritt für den ungeschliffenen Bereich ferner abgesenkt, wird das Werkstück 11 an der Seite der gesamten hinteren Oberfläche 11b mit den Schleifsteinen 44B abgeschliffen und auf eine vorgegebene Dicke ausgedünnt. Im Feinschleifschritt wird das Werkstück 11 so lange geschliffen, bis seine Dicke das Ziel (Enddicke) der Dicke des fertigen Werkstücks 11 erreicht. Danach wird das Absenken der Schleifscheibe 40B gestoppt, und das Feinschleifen des Werkstücks 11 ist abgeschlossen.
  • Das oben beschriebene Schleifen des Werkstücks 11 durch die Schleifvorrichtung 2 wird durch die Steuerung der Operationen der einzelnen Komponenten der Schleifvorrichtung 2 durch die Steuerungseinheit 46 realisiert (siehe 1). Konkret ist im Lagerabschnitt der Steuerungseinheit 46 ein Programm gespeichert. Das Programm spezifiziert eine Reihe von Operationen der einzelnen Komponenten der Schleifvorrichtung 2, die erforderlich sind, um nacheinander den Halteschritt, den Grobschleifschritt, den Trennungsschritt, den Zusatzschleifschritt, den Schleifbereich ohne Schleifmittel und den Feinschleifschritt durchzuführen. Wenn das Schleifen des Werkstücks 11 durchgeführt wird, liest die Steuerungseinheit 46 das Programm aus dem Lagerabschnitt, führt das Programm aus und gibt Steuersignale an die einzelnen Komponenten der Schleifvorrichtung 2 aus. Auf diese Weise wird der Betrieb der Schleifvorrichtung 2 gesteuert, und das Bearbeitungsverfahren eines Werkstücks gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird automatisch durchgeführt.
  • Das von der Schleifvorrichtung 2 geschliffene Werkstück 11 wird beispielsweise entlang der Straßen 13 (siehe 3) geschnitten und in die Bauelementchips mit den darin jeweils enthaltenen Bauelementen 15 geteilt. Für die Teilung des Werkstücks 11 wird eine Schneidvorrichtung verwendet, die das Werkstück 11 mit einer ringförmigen Schneidklinge schneidet, oder eine Laserbearbeitungsvorrichtung, die das Werkstück 11 durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl bearbeitet.
  • Wie oben beschrieben, werden bei dem Bearbeitungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Schleifsteine 44A mit den darin enthaltenen abrasiven Körnern der großen Korngröße und die Schleifsteine 44B mit den darin enthaltenen abrasiven Körnern der kleinen Korngröße verwendet. Nach dem Grobschleifen des Werkstücks 11 mit den Schleifsteinen 44A wird das Werkstück 11 mit den Schleifsteinen 44A so geschliffen, dass der ungeschliffene Bereich 11d am äußeren Umfangsabschnitt des Werkstücks 11 verbleibt. Danach wird mit den Schleifsteinen 44B der ungeschliffene Bereich 11d geschliffen und entfernt und das Feinschleifen des Werkstücks 11 durchgeführt. Wenn das oben beschriebene Bearbeitungsverfahren verwendet wird, wird der äußere Umfangsabschnitt des Werkstücks 11 mit den Schleifsteinen 44B mit den darin enthaltenen abrasiven Körnern der kleinen Korngröße geschliffen, so dass das Auftreten von Bearbeitungsfehlern am äußeren Umfangsabschnitt des Werkstücks 11 verringert wird. Ferner wird das Werkstück 11 zuvor an seinem mittleren Abschnitt mit den Schleifsteinen 44A mit den darin enthaltenen abrasiven Körnern der großen Korngröße abgetragen, bevor der äußere Umfangsabschnitt des Werkstücks 11 mit den Schleifsteinen 44B geschliffen wird. Die Bearbeitungszufuhr kann somit erhöht werden, wenn der äußere Umfangsabschnitt des Werkstücks 11 mit den Schleifsteinen 44B geschliffen wird. Dementsprechend ist es möglich, die Zeit zum Schleifen des Werkstücks 11 zu verkürzen, während das Auftreten von Bearbeitungsfehlern am äußeren Umfangsabschnitt des Werkstücks 11 vermindert wird.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Fall beschrieben, in dem, nachdem der Grobschleifschritt und der Zusatzschleifschritt durchgeführt worden sind, die Schleifscheibe 40A (siehe 6B usw.) durch die Schleifscheibe 40B (siehe 7A usw.) ausgetauscht wird und der Schleifschritt für den ungeschliffenen Bereich und der Feinschleifschritt durchgeführt werden. Alternativ könnte die Schleifvorrichtung 2 jedoch auch zwei Schleifeinheiten 28 in Kombination aufweisen. In diesem Fall werden der Grobschleifschritt und der Zusatzschleifschritt von einer der Schleifeinheiten 28 durchgeführt, an der die Schleifscheibe 40A angebracht ist, und der Schleifschritt für den ungeschliffenen Bereich und der Feinschleifschritt werden von der anderen Schleifeinheit 28 durchgeführt, an der die Schleifscheibe 40B angebracht ist. Auf diese Weise kann der Austausch der Schleifscheibe entfallen. Als weitere Alternative könnte das Werkstück 11 von zwei Schleifvorrichtungen 2 bearbeitet werden. In diesem Fall wird die Schleifscheibe 40A an der Schleifeinheit 28 einer der Schleifvorrichtungen 2 angebracht, und die Schleifscheibe 40B wird an der Schleifeinheit 28 der anderen Schleifvorrichtung 2 angebracht. Dann werden der Grobschleifschritt und der Zusatzschleifschritt mit der einen Schleifvorrichtung 2 durchgeführt, und der Schleifschritt für den ungeschliffenen Bereich und der Feinschleifschritt werden mit der anderen Schleifvorrichtung 2 durchgeführt.
  • Darüber hinaus können die oben beschriebenen Aufbauten, Verfahren und dergleichen gemäß der obigen Ausführungsform mit Modifikationen, wie sie innerhalb des Umfangs nicht von den Zielen der vorliegenden Erfindung abweicht erforderlich praktiziert werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Details der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform beschränkt. Der Schutzbereich der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert und sämtliche Änderungen und Abwandlungen, die in den äquivalenten Schutzbereich der Ansprüche fallen, sind folglich durch die Erfindung einbezogen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2014124690 A [0003]

Claims (2)

  1. Bearbeitungsverfahren zum Schleifen eines Werkstücks, aufweisend: einen Halteschritt eines Haltens des Werkstücks an einer Seite einer vorderen Oberfläche davon an einer Halteoberfläche eines Einspanntisches, der eine Drehachse aufweist, die entlang einer Richtung senkrecht zur Halteoberfläche festgelegt ist; einen Grobschleifschritt, nach einem Durchführen des Halteschritts, eines Einstellens einer Positionsbeziehung zwischen dem Einspanntisch und einer ersten Schleifscheibe so, dass eine Bewegungsbahn von ersten Schleifsteinen, die an der ersten Schleifscheibe vorhanden sind und erste abrasive Körner enthalten, die Drehachse des Einspanntischs überlappt, und eines Schleifens des Werkstücks an einer Seite einer hinteren Oberfläche davon mit den ersten Schleifsteinen, bis das Werkstück eine vorgegebene Dicke aufweist; einen Zusatzschleifschritt, nach einem Durchführen des Grobschleifschritts, eines Einstellens der Positionsbeziehung zwischen dem Einspanntisch und der ersten Schleifscheibe so, dass die ersten Schleifsteine eine Innenseite eines äußeren Umfangsrands des Werkstücks überlappen, und eines Schleifens des Werkstücks an der Seite der hinteren Oberfläche davon mit den ersten Schleifsteinen so, dass ein ungeschliffener Bereich an einem äußeren Umfangsabschnitt des Werkstücks verbleibt; einen Schleifschritt für den ungeschliffenen Bereich, nach einem Durchführen des Zusatzschleifschritts, eines Einstellens einer Positionsbeziehung zwischen dem Einspanntisch und einer zweiten Schleifscheibe so, dass eine Bewegungsbahn von zweiten Schleifsteinen, die an der zweiten Schleifscheibe vorhanden sind und zweite abrasive Körner mit einer kleineren durchschnittlichen Korngröße als diejenige der ersten abrasiven Körner aufweisen, die Drehachse des Einspanntischs überlappt, und eines Schleifens des ungeschliffenen Bereichs mit den zweiten Schleifsteinen; und einen Feinschleifschritt, nach einem Durchführen des Schleifschritts für den ungeschliffenen Bereich, eines Schleifens des Werkstücks an der Seite der hinteren Oberfläche davon mit den zweiten Schleifsteinen, bis das Werkstück eine vorgegebene Enddicke aufweist.
  2. Bearbeitungsverfahren gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: einen Trennungsschritt, nach einem Durchführen des Grobschleifschrittes und vor einem Durchführen des Zusatzschleifschrittes, eines Trennens des Werkstücks und der ersten Schleifsteine voneinander.
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