JP2007210054A - Cup type grinding wheel, double-end grinder and double-end grinding method - Google Patents

Cup type grinding wheel, double-end grinder and double-end grinding method Download PDF

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Fumiaki Kinai
文晃 喜内
Hiromichi Isogai
宏道 磯貝
Kumiko Murayama
久美子 村山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cup type grinding wheel, improving the cooling effect of a plate-like workpiece in the process of grinding to restrain variation of a grinding rate and to stabilize the flatness after grinding, and also to provide a double-disk grinder including it and a double-disk grinding method using the same. <P>SOLUTION: The cup type grinding wheel 1 is used in an in-feed type double-end grinder, and the cup type grinding wheel 1, the double-end grinder and the double-end grinding method are characterized in that a metallic support 2 of the cup type grinding wheel 1 has a groove 17 for securing a passage for discharging grinding liquid between abrasive layer segments 3 in the process of grinding the plate-like workpiece. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体ウェーハ、露光原版用石英基板等の板状加工物の両頭研削に使用されるカップ型砥石およびこれを備えた両頭研削装置ならびにこれを用いる両頭研削方法に関する。   The present invention relates to a cup-type grindstone used for double-head grinding of a plate-like workpiece such as a semiconductor wafer or a quartz substrate for an exposure original plate, a double-head grinding apparatus including the same, and a double-head grinding method using the same.

従来から半導体ウェーハ（以下単にウェーハともいう）や露光原版用石英基板等の板状加工物の精密加工において平面研削が用いられている。平面研削では、片面研削または両面研削が行われる。両面研削でも、片面を研削し、反転させもう一方の面を研削する方法や、同時に両面を研削する両頭研削または両面同時研削といわれる研磨方法がある。   Conventionally, surface grinding has been used in precision processing of plate-like workpieces such as semiconductor wafers (hereinafter also simply referred to as wafers) and quartz substrates for exposure original plates. In surface grinding, single-sided grinding or double-sided grinding is performed. Even in double-sided grinding, there are a method of grinding one surface and inverting it and grinding the other surface, and a polishing method called double-head grinding or simultaneous double-side grinding in which both surfaces are ground simultaneously.

例えばウェーハの表面を同時に研削する両頭研削方式にも幾つかの方式があるが、２つの対になる円筒砥石の間にウェーハを通すことによって研削するクリープフィード研削や、一対のカップ型砥石を用い、砥石がウェーハ中心を通過するようにカップ型砥石とウェーハが共に回転しながら研削するインフィード研削方式が主流である。   For example, there are several double-head grinding methods that grind the surface of the wafer at the same time. However, creep feed grinding, in which the wafer is passed between two pairs of cylindrical grinding wheels, or a pair of cup-type grinding wheels is used. The in-feed grinding method in which the cup-type grindstone and the wafer rotate together so that the grindstone passes through the center of the wafer is the mainstream.

図８は、従来の例えば半導体ウェーハ表面を同時に研削するインフォード型両頭研削装置の作用説明図である。
図８（ａ）は、カップ型砥石と研磨されるウェーハを側面から見た概念図である。図に示すように、カップ型砥石１の台金２の一端面には、湾曲した直方体型の砥粒層セグメント３が円周上に多数配置されている。このカップ型砥石１が、ウェーハ４の中心部を砥粒層セグメント３が通過するように配置され回転する。この時、ウェーハ４もカップ型砥石と逆方向に回転する。
図８（ｂ）は、砥粒層セグメント３とウェーハ４の接触部の一部の拡大を示す。図に示されるように、半導体ウェーハ４は、台金２に両面から挟み込まれる形になっており、ウェーハ４の両面が台金２に配置された砥粒層セグメント３によって同時に研削される。 FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of a conventional Inford type double-head grinding apparatus that grinds, for example, the surface of a semiconductor wafer at the same time.
FIG. 8A is a conceptual view of a cup-type grindstone and a wafer to be polished as viewed from the side. As shown in the figure, a large number of curved rectangular parallelepiped abrasive layer segments 3 are arranged on the circumference on one end face of a base metal 2 of a cup-type grindstone 1. The cup-type grindstone 1 is arranged and rotated so that the abrasive layer segment 3 passes through the center of the wafer 4. At this time, the wafer 4 also rotates in the opposite direction to the cup-type grindstone.
FIG. 8B shows an enlargement of a part of the contact portion between the abrasive layer segment 3 and the wafer 4. As shown in the drawing, the semiconductor wafer 4 is sandwiched from both sides of the base metal 2, and both surfaces of the wafer 4 are simultaneously ground by the abrasive layer segments 3 disposed on the base metal 2.

図９は従来のカップ型砥石を用いた場合の問題点を示す図である。従来のカップ型砥石を用いて、例えばウェーハを両頭研削する場合、研削が進むに連れて砥粒層セグメント３は削られて短くなる。このため、図９（ａ）に示す砥石使用開始時と比較して、図９（ｂ）に示す砥石ライフ（砥石寿命）間際には砥粒層セグメント３、台金２およびウェーハ４で作られる隙間５が狭くなってしまう。したがって、台金２の中心部から供給された研削液が前記隙間５から排出され難くなる。
ここで、研削液を供給する目的は、砥粒層セグメント３とウェーハ４間の摩擦熱を研削液によって吸収し排出することにより、温度上昇による研削レートの変化を抑え、よって研削後のウェーハ平面度を安定させることにある。すなわち、温度が上昇すると、その部分でウェーハが熱膨張した状態で研削されることになるため、研削レートが速くなり、結果的にウェーハの平面度が悪化する。この研削レートの変化による平面度の悪化を研削液による冷却効果により抑制しているのである。特に、図８（ａ）に示すように、ウェーハ４中心においては、ウェーハ４と砥粒層セグメント３が常に接触するため、研削レートが上がりやすく、結果的に中心部が窪んでしまう恐れがあった。そして、この恐れは、砥粒層セグメント３が削られることによって砥粒層セグメント３間の隙間５が狭くなると、さらに大きくなる。なぜなら、隙間５が狭くなり研削液が滞留し、排出され難くなることにより、冷却効果が十分得られなくなるためである。 FIG. 9 is a diagram showing problems when a conventional cup-type grindstone is used. When a conventional cup-type grindstone is used, for example, when a wafer is subjected to double-side grinding, the abrasive layer segment 3 is cut and shortened as the grinding proceeds. For this reason, it is made of the abrasive grain layer segment 3, the base metal 2 and the wafer 4 just before the grinding wheel life (grinding wheel life) shown in FIG. The gap 5 is narrowed. Therefore, the grinding liquid supplied from the central portion of the base metal 2 is difficult to be discharged from the gap 5.
Here, the purpose of supplying the grinding liquid is to absorb the friction heat between the abrasive layer segment 3 and the wafer 4 by the grinding liquid and to discharge it, thereby suppressing the change in the grinding rate due to the temperature rise, and thus the wafer plane after grinding. It is to stabilize the degree. That is, when the temperature rises, the wafer is ground in a state where the wafer is thermally expanded at that portion, so that the grinding rate is increased and as a result, the flatness of the wafer is deteriorated. The deterioration of flatness due to the change in the grinding rate is suppressed by the cooling effect by the grinding fluid. In particular, as shown in FIG. 8 (a), at the center of the wafer 4, the wafer 4 and the abrasive layer segment 3 are always in contact with each other, so that the grinding rate is likely to increase, and as a result, the center may be depressed. It was. This fear is further increased when the gap 5 between the abrasive layer segments 3 is narrowed by cutting the abrasive layer segments 3. This is because the gap 5 becomes narrow and the grinding fluid stays and is not easily discharged, so that a sufficient cooling effect cannot be obtained.

この問題に対し、例えば、特許文献１においては、研削部における研削液の滞留を防止するため、台金内の研削液経路に傾斜を設けている。そして、この傾斜を設けることにより、重力および遠心力で研削液を加圧して、研削液の滞留を防止し、冷却効果が十分に得られるようにするとしている。
特開平１１−１８８６４５号公報 To solve this problem, for example, in Patent Document 1, an inclination is provided in the grinding fluid path in the base metal in order to prevent the grinding fluid from staying in the grinding part. By providing this inclination, the grinding liquid is pressurized by gravity and centrifugal force to prevent the stagnation of the grinding liquid so that a sufficient cooling effect can be obtained.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-188645

従来技術では、上述のように、研削液の滞留に起因するウェーハ平面度の悪化が問題であった。
供給する研削液の加圧という上記特許文献１の方法によっても、ある程度のウェーハ平面度の安定化は可能である。しかし、砥石ライフ間際で極端に砥粒層セグメント間の隙間が小さくなった状態では、いくら供給される研削液を加圧しても、その排出が不十分になり、十分な冷却効果に伴う平面度の安定化は達成できなかった。そこで、研削液を効率よく排出できる手段が必要となっていた。
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、加工枚数の増加に伴い研削セグメントが削られ短くなっても、研削後の平面度を安定化させることができるカップ型砥石およびこれを備えた両頭研削装置ならびにこれを用いる両頭研削方法を提供することにある。 In the prior art, as described above, the deterioration of the wafer flatness due to the retention of the grinding fluid has been a problem.
The wafer flatness can be stabilized to some extent also by the method disclosed in Patent Document 1 in which the supplied grinding fluid is pressurized. However, in the state where the gap between the abrasive layer segments is extremely small just before the grindstone life, no matter how much the supplied grinding fluid is pressurized, its drainage becomes insufficient, and flatness due to sufficient cooling effect Stabilization could not be achieved. Therefore, means for efficiently discharging the grinding fluid has been required.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to stabilize the flatness after grinding even if the grinding segment is shaved and shortened as the number of processed sheets increases. It is an object of the present invention to provide a cup-type grindstone, a double-head grinding apparatus equipped with the same, and a double-head grinding method using the same.

本発明の一態様のカップ型砥石は、
両頭研削装置で使用するカップ型砥石であって、
前記カップ型砥石の台金は砥粒層セグメント間に溝を有することを特徴とする。 The cup-type grindstone of one aspect of the present invention is
A cup-type grindstone used in a double-head grinding machine,
The base of the cup-type grindstone has a groove between the abrasive layer segments.

本発明の一態様の両頭研削装置は、
両頭研削装置で使用するカップ型砥石であって、
前記カップ型砥石の台金は砥粒層セグメント間に溝を有することを特徴とするカップ型砥石を備えることを特徴とする。 The double-head grinding apparatus according to one aspect of the present invention includes:
A cup-type grindstone used in a double-head grinding machine,
The base of the cup-type grindstone includes a cup-type grindstone having grooves between abrasive layer segments.

本発明の一態様の両頭研削方法は、
両頭研削装置で使用するカップ型砥石であって、
前記カップ型砥石の台金は砥粒層セグメント間に溝を有することを特徴とするカップ型砥石を用いることを特徴とする。 The double-head grinding method according to one aspect of the present invention includes:
A cup-type grindstone used in a double-head grinding machine,
The base of the cup-type grindstone uses a cup-type grindstone having grooves between abrasive layer segments.

本発明によれば、研削後の平面度を安定化させることのできるカップ型砥石およびこれを備えた両頭研削装置ならびにこれを用いる両頭研削方法を提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the cup-type grindstone which can stabilize the flatness after grinding, the double-headed grinding apparatus provided with the same, and the double-headed grinding method using the same.

以下、本発明に係わるカップ型砥石およびこれを備えた両頭研削装置ならびにこれを用いる両頭研削方法についての実施の形態につき、添付図面に基づき説明する。   DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a cup-type grindstone according to the present invention, a double-head grinding apparatus including the cup-type grinding wheel, and a double-head grinding method using the same will now be described with reference to the accompanying drawings.

[実施の形態１]
（カップ型砥石・両頭研削装置）
図２は、本発明に係る実施の形態１のインフィード型両頭研削装置の構成概要を示すための概略説明図である。図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、平面図、正面図および側面図である。
本実施の形態のインフィード型両頭研削装置は、板状加工物例えば半導体ウェーハ４の両面を同時に研削する装置として構成され、図２に示すように、両頭研削装置６は、同方向に回転する一対のカップ型砥石１とウェーハ４を両面から支持する二対のウェーハ押さえローラ７、ウェーハ４の円周を支持する４個のウェーハガイドローラ９とウェーハ４をカップ型砥石１と反対方向に回転駆動する一対のウェーハ駆動ローラ１１から構成されている。 [Embodiment 1]
(Cup type grinding wheel / double-head grinding machine)
FIG. 2 is a schematic explanatory diagram for illustrating a schematic configuration of the in-feed type double-head grinding apparatus according to the first embodiment of the present invention. 2A, 2B, and 2C are a plan view, a front view, and a side view, respectively.
The in-feed type double-head grinding apparatus according to the present embodiment is configured as an apparatus for simultaneously grinding both surfaces of a plate-like workpiece, for example, a semiconductor wafer 4, and the double-head grinding apparatus 6 rotates in the same direction as shown in FIG. A pair of cup-type grindstones 1 and two pairs of wafer pressing rollers 7 that support the wafer 4 from both sides, and four wafer guide rollers 9 that support the circumference of the wafer 4 and the wafer 4 rotate in the opposite direction to the cup-type grindstone 1. It comprises a pair of wafer drive rollers 11 to be driven.

カップ型砥石１は台金２と砥石部１３と砥石回転軸１５からなり、砥石部１３の研削面には砥石が接合されている。本実施の形態においては、図２（ｃ）に示すように台金２に湾曲した直方体型の砥粒層セグメント３が円周上に多数接合されている。そして、これらの砥粒層セグメント３がウェーハ４の中心を通るようにウェーハ４のセット位置を調整している。研削液は、通常、砥石回転軸１５の中心孔（図示せず）から供給するようにしている。   The cup-type grindstone 1 includes a base 2, a grindstone portion 13, and a grindstone rotating shaft 15, and a grindstone is bonded to the grinding surface of the grindstone portion 13. In the present embodiment, as shown in FIG. 2 (c), a large number of rectangular parallelepiped abrasive layer segments 3 curved on the base metal 2 are joined on the circumference. The set position of the wafer 4 is adjusted so that the abrasive layer segments 3 pass through the center of the wafer 4. The grinding liquid is usually supplied from a central hole (not shown) of the grindstone rotating shaft 15.

図１は、本実施の形態のカップ型砥石１の砥粒層セグメント３とウェーハ４の接触部の一部の拡大を示す概略図である。図１に示すように、カップ型砥石１の台金２は砥粒層セグメント３間に凹形状の溝１７を有する。
なお、この溝１７は必ずしも凹形状でなくとも、研削液を排出する隙間５が確保できるのであれば、その他の形状、例えば半円形状や多角形状であってもかまわない。 FIG. 1 is a schematic view showing an enlargement of a part of the contact portion between the abrasive grain layer segment 3 and the wafer 4 of the cup-type grindstone 1 of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the base metal 2 of the cup-type grindstone 1 has concave grooves 17 between the abrasive layer segments 3.
The groove 17 is not necessarily concave, but may be other shapes, for example, a semicircular shape or a polygonal shape, as long as the gap 5 for discharging the grinding fluid can be secured.

（研削方法）
次に、本実施の形態のカップ型砥石およびインフィード型両頭研削装置の研削方法について図２を参照しつつ説明する。
ウェーハ４を両頭研削装置６にセットし、二対のウェーハ押さえローラ７で両面を支持し、４個のウェーハガイドローラ９でウェーハの円周を支持し、ウェーハ駆動ローラ１１でウェーハ４を回転させる。次に、一対のカップ型砥石１を回転させながら、ウェーハ４の両面から挟み込むようにして近づけ、砥石部１３の外周をウェーハに接触させ、ウェーハ４とカップ型砥石１を互いに反対方向に回転させて研削する。
そして、研削中は研削液を砥石回転軸１５の中心孔（図示せず）から供給するようにしている。 (Grinding method)
Next, a grinding method of the cup-type grindstone and the in-feed type double-head grinding apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG.
The wafer 4 is set in a double-head grinding device 6, both surfaces are supported by two pairs of wafer pressing rollers 7, the circumference of the wafer is supported by four wafer guide rollers 9, and the wafer 4 is rotated by a wafer driving roller 11. . Next, while rotating the pair of cup-type grindstones 1, they are brought close to each other from both surfaces of the wafer 4, the outer periphery of the grindstone portion 13 is brought into contact with the wafer, and the wafer 4 and the cup-type grindstone 1 are rotated in opposite directions. And grind.
During grinding, the grinding liquid is supplied from the center hole (not shown) of the grindstone rotating shaft 15.

（作用・効果）
従来技術においては、砥石ライフ間際で極端に砥粒層セグメント間の隙間が小さくなった状態では、研削液の排出が不十分になり、十分な冷却効果に伴う平面度の安定化は達成できないという問題があった。
図３は、本実施の形態のカップ型砥石の作用説明図である。
本実施の形態においては、図３に示すように、カップ型砥石１の台金２の砥粒層セグメント３間に凹形状の溝１７を有するため、砥石使用開始時（図３（ａ））は、言うに及ばず、砥石ライフ間際（図３（ｂ））においても、研削液の排出経路が隙間５として十分に確保される。したがって、砥石ライフ間際まで、十分な冷却効果を保証することが出来、研削後のウェーハ平面度の安定化が達成できる。また、これを砥石ライフの観点から見れば、従来技術においては砥粒層セグメント３が削れて研削液の排出経路である隙間５が縮小することによる冷却効果の低下が砥石ライフを制限していた。しかしながら、本実施の形態においては、排出経路の縮小が砥石ライフを制限することはなく、砥粒層セグメント３が研削によって削れて消失する直前まで砥粒層セグメント３を利用することが出来るため、実質的な砥石ライフの延長が実現できることにもなる。 (Action / Effect)
In the prior art, in a state where the gap between the abrasive layer segments is extremely small just before the grindstone life, the drainage of the grinding fluid becomes insufficient, and the flatness stabilization due to the sufficient cooling effect cannot be achieved. There was a problem.
FIG. 3 is an operation explanatory view of the cup-type grindstone of the present embodiment.
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, since the concave groove 17 is provided between the abrasive layer segments 3 of the base metal 2 of the cup-type grindstone 1, the use of the grindstone is started (FIG. 3 (a)). Needless to say, the grinding fluid discharge path is sufficiently secured as the gap 5 even just before the grinding wheel life (FIG. 3B). Therefore, a sufficient cooling effect can be guaranteed until just before the grinding wheel life, and stabilization of the wafer flatness after grinding can be achieved. Further, from the viewpoint of the grindstone life, in the prior art, the reduction in the cooling effect due to the grinding layer segment 3 being shaved and the gap 5 being the grinding fluid discharge path being reduced has limited the grindstone life. . However, in the present embodiment, the reduction of the discharge path does not limit the grindstone life, and the abrasive layer segment 3 can be used until just before the abrasive layer segment 3 is scraped away by grinding, It will also be possible to substantially extend the grinding wheel life.

[実施の形態２]
（カップ型砥石・両頭研削装置）
本実施の形態におけるインフィード型両頭研削装置の構成については実施の形態１と同様であるので説明を省略する。 [Embodiment 2]
(Cup type grinding wheel / double-head grinding machine)
Since the configuration of the in-feed type double-head grinding apparatus in the present embodiment is the same as that in the first embodiment, the description thereof is omitted.

図４は、本実施の形態を説明する概略図であり、図４（ａ）は、カップ型砥石およびウェーハの側面概念図、図４（ｂ）はカップ型砥石の砥粒層セグメントとウェーハの接触部の一部の拡大を示す概略図である。
カップ型砥石１の台金２は砥粒層セグメント３間に凹形状の溝１７を有する点に関しては、実施の形態１と同様である。これに加えて、図４（ａ）に示すように台金２外周には、例えば、アルミニウム合金からなるリング型部材２１が備えられている。そして、このリング型部材２１は、例えば、台金２に対して相対的に砥石の高さ方向に、内側に螺旋状の溝（ネジ溝）を有したリング型部材２１が、外周に螺旋状の溝を有する台金２と互いの溝同士で合わさり、回転するという機構により移動可能となっている。 FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the present embodiment, FIG. 4 (a) is a side conceptual view of a cup-type grindstone and a wafer, and FIG. 4 (b) is a diagram of an abrasive layer segment of the cup-type grindstone and a wafer. It is the schematic which shows the expansion of a part of contact part.
The base metal 2 of the cup-type grindstone 1 is the same as that of the first embodiment in that it has a concave groove 17 between the abrasive grain layer segments 3. In addition to this, a ring-shaped member 21 made of, for example, an aluminum alloy is provided on the outer periphery of the base metal 2 as shown in FIG. The ring-shaped member 21 has, for example, a ring-shaped member 21 having a spiral groove (screw groove) on the inner side in the height direction of the grindstone relative to the base metal 2. The base metal 2 having the grooves and the grooves are brought together and moved by a mechanism of rotating.

（研削方法）
次に、本実施の形態のカップ型砥石およびインフィード型両頭研削装置の研削方法について説明する。
図４に示すリング型部材２１を、ウェーハ４の研削の進行に応じて、図４（ｂ）の矢印で示す砥石の高さ方向に移動させる以外は実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
ここで、リング型部材２１の移動タイミングは、研削液の排出効率を向上させる方法であれば特に指定はされない。例えば、砥粒層セグメント３を新しいものに交換して所定の時間経過後、所定の量だけ移動しても構わないし、あるいは、交換して所定の枚数を研磨した後、所定の量を動かしても構わない。
常に、砥粒層セグメント３間の隙間５の大きさを一定に保つという観点からは、砥粒層セグメント３の減少を常にモニタして、この減少に同期してリング型部材２１を台金に対して相対的に砥石の高さ方向に移動することが望ましい。すなわち、砥石セグメント３が減少した量だけ、リング型部材２１を台金２に対して相対的に移動することが望ましい。砥石セグメント３の減少に同期して、リング型部材２１を相対的に移動させる方法としては、例えば、ウェーハ加工後の砥粒層セグメント３の刃先位置をモニタし、１枚前のウェーハ加工終了後の刃先位置と比較し、砥粒層セグメント３の減少量を算出する。その後、砥粒層セグメント３の減少分リング型部材２１が移動するようにリング型部材２１を砥石の円周方向に回転させる。このリング型部材２１の移動時には、両頭研削装置内に付属のアームによりリング型部材２１は固定され、台金２が回転しながら送り方向に移動することにより、リング型部材２１と台金２の相対位置が変化するといった方法がある。 (Grinding method)
Next, a grinding method of the cup-type grindstone and the in-feed type double-head grinding apparatus of the present embodiment will be described.
Since the ring type member 21 shown in FIG. 4 is moved in the height direction of the grindstone indicated by the arrow in FIG. Is omitted.
Here, the movement timing of the ring-shaped member 21 is not particularly specified as long as it is a method for improving the discharging efficiency of the grinding fluid. For example, the abrasive layer segment 3 may be replaced with a new one and moved by a predetermined amount after a predetermined time has elapsed, or after exchanging and polishing a predetermined number of sheets, the predetermined amount is moved. It doesn't matter.
From the viewpoint of always keeping the size of the gap 5 between the abrasive layer segments 3 constant, the decrease of the abrasive layer segment 3 is always monitored, and the ring-shaped member 21 is used as a base metal in synchronization with this decrease. On the other hand, it is desirable to move relatively in the height direction of the grindstone. That is, it is desirable to move the ring-shaped member 21 relative to the base metal 2 by the amount that the grindstone segment 3 is reduced. As a method of relatively moving the ring-shaped member 21 in synchronization with the decrease of the grindstone segment 3, for example, the position of the cutting edge of the abrasive layer segment 3 after the wafer processing is monitored, and after the processing of the previous wafer is completed. The amount of decrease in the abrasive grain layer segment 3 is calculated in comparison with the cutting edge position. Then, the ring type member 21 is rotated in the circumferential direction of the grindstone so that the ring type member 21 is moved by the reduced amount of the abrasive layer segment 3. When the ring mold member 21 is moved, the ring mold member 21 is fixed in the double-head grinding apparatus by an attached arm, and the base metal 2 moves in the feeding direction while rotating, whereby the ring mold member 21 and the base metal 2 are moved. There is a method in which the relative position changes.

（作用・効果）
図５は、本実施の形態のカップ型砥石の作用説明図である。
本実施の形態によれば、砥粒層セグメント３の研削による減少に応じて、リング型部材を砥石の高さ方向に移動させることが可能となる。したがって、常に、砥粒層セグメント３間の隙間５を一定の範囲の大きさに保つことが可能となる。すなわち、例えば、図５（ｂ）の砥石ライフ間際であっても、砥粒層セグメント３の減少分だけ、リング型部材２１を矢印で示される砥石の高さ方向に移動することにより、台金２に設けられた凹形状の溝１７を露出させ、図５（ａ）に示す砥石使用開始時と同様の隙間５の大きさを確保できる。これにより、ウェーハ４研削中、十分な研削液排出経路が存在するため、十分な冷却効果が得られ、研削後のウェーハ平面度が安定する。
さらに、砥粒層セグメント３の減少と同期して、リング型部材２１を台金２に対して相対的に移動させれば、ウェーハ４の研削中常に隙間５の大きさを一定に保つことができる。したがって、研削の進行に伴う冷却効果の変動が全くなくなるため、ウェーハ４の熱膨張による研削レートの変化がなくなり、より一層のウェーハ平面度の安定を実現することが可能となる。 (Action / Effect)
FIG. 5 is an operation explanatory view of the cup-type grindstone of the present embodiment.
According to the present embodiment, the ring-shaped member can be moved in the height direction of the grindstone in accordance with the decrease due to the grinding of the abrasive layer segment 3. Therefore, the gap 5 between the abrasive layer segments 3 can always be kept in a certain range. That is, for example, even at the point of the grinding wheel life of FIG. 5B, the base metal is moved by moving the ring-shaped member 21 in the height direction of the grinding stone indicated by the arrow by the amount of the decrease of the abrasive grain layer segment 3. The concave groove 17 provided in 2 is exposed, and the size of the gap 5 similar to that at the start of use of the grindstone shown in FIG. Thereby, since there is a sufficient grinding liquid discharge path during the grinding of the wafer 4, a sufficient cooling effect is obtained, and the wafer flatness after grinding is stabilized.
Further, in synchronization with the reduction of the abrasive layer segment 3, if the ring-shaped member 21 is moved relative to the base metal 2, the size of the gap 5 can be kept constant during the grinding of the wafer 4. it can. Therefore, since the fluctuation of the cooling effect due to the progress of grinding is completely eliminated, the change in the grinding rate due to the thermal expansion of the wafer 4 is eliminated, and it becomes possible to realize further stabilization of the wafer flatness.

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。実施の形態の説明においては、カップ型砥石、両頭研削装置および両頭研削方法等で、本発明の説明に直接必要としない部分等については記載を省略したが、必要とされるカップ型砥石、両頭研削装置および両頭研削方法等に関わる要素を適宜選択して用いることができる。   The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. In the description of the embodiment, the description of the cup-type grindstone, the double-head grinding apparatus, the double-head grinding method, etc., which is not directly necessary for the explanation of the present invention is omitted. Elements related to a grinding apparatus, a double-head grinding method, and the like can be appropriately selected and used.

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのカップ型砥石、両頭研削装置および両頭研削方法は、本発明の範囲に包含される。   In addition, all cup-type grindstones, double-head grinding devices, and double-head grinding methods that include elements of the present invention and can be appropriately modified by those skilled in the art are included in the scope of the present invention.

以下、本発明の実施例および比較例について、図面を参照しつつ説明するが、これらによって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, examples and comparative examples of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.

（実施例１）
図２に示した両頭研削装置に、図１に示したカップ型砥石を取り付けて、半導体ウェーハの研削を行った。
ウェーハ４は、インゴットよりワイヤーソーを用いてスライスされた厚さ８００μｍ、直径２００ｍｍ（８インチ）のものを使用した。カップ型砥石１は直径２００ｍｍ、砥粒層セグメント３は幅３ｍｍで、砥粒層セグメント３間の間隔は１ｍｍで溝１７は凹形状をしており、深さ７ｍｍである。砥石粒度は＃２０００のものを用いた。
また、砥石の送り速度は４０μｍ／ｍｉｎ、砥石回転数を３３．３３Ｓ−１（２０００ｒｐｍ）、ウェーハ回転数を０．６６７Ｓ−１（４０ｒｐｍ）で行った。研削液としては水を用い、砥石の中心位置より両面で５Ｌ／ｍｉｎ掛けている。また、ウェーハの削り量（取り代）は両面で５０μｍとした。
上記条件で、５０００枚のウェーハを研削し、研削後に各ウェーハの平面度を静電容量方式平坦度測定器により測定した。測定結果は図６、図７に示す。 Example 1
The cup-type grindstone shown in FIG. 1 was attached to the double-head grinding apparatus shown in FIG. 2, and the semiconductor wafer was ground.
As the wafer 4, a wafer having a thickness of 800 μm and a diameter of 200 mm (8 inches) sliced from an ingot using a wire saw was used. The cup-type grindstone 1 has a diameter of 200 mm, the abrasive grain layer segment 3 has a width of 3 mm, the interval between the abrasive grain layer segments 3 is 1 mm, the groove 17 has a concave shape, and has a depth of 7 mm. A grindstone particle size of # 2000 was used.
Moreover, the feed speed of the grindstone was 40 μm / min, the grindstone rotation speed was 33.33 S −1 (2000 rpm), and the wafer rotation speed was 0.667 S −1 (40 rpm). Water is used as the grinding liquid, and 5 L / min is applied on both sides from the center position of the grindstone. Further, the wafer cutting amount (removal allowance) was 50 μm on both sides.
Under the above conditions, 5000 wafers were ground, and the flatness of each wafer was measured by a capacitance type flatness measuring device after grinding. The measurement results are shown in FIGS.

（実施例２）
図２に示した両頭研削装置に、図４に示したカップ型砥石を取り付けて、半導体ウェーハの研削を行った。
リング型部材２１を砥粒層セグメント３の減少に同期して砥石の高さ方向に移動させること以外は、実施例１と同様の条件で行った。
また、５０００枚のウェーハを研削し、研削後に各ウェーハの平面度を測定したことも実施例１と同様である。測定結果は図６、図７に示す。 (Example 2)
The cup-type grindstone shown in FIG. 4 was attached to the double-head grinding apparatus shown in FIG. 2, and the semiconductor wafer was ground.
This was performed under the same conditions as in Example 1 except that the ring-shaped member 21 was moved in the height direction of the grindstone in synchronization with the decrease in the abrasive layer segments 3.
Further, as in Example 1, the 5000 wafers were ground and the flatness of each wafer was measured after grinding. The measurement results are shown in FIGS.

（比較例）
図２に示した両頭研削装置に、図８に示した従来技術のカップ型砥石を取り付けて、半導体ウェーハの研削を行った。
カップ型砥石が異なる以外は、実施例１、２と同様の条件での研削およびウェーハの平面度を測定した。測定結果は図６、図７に示す。 (Comparative example)
The double-sided grinding apparatus shown in FIG. 2 was attached with the conventional cup-type grindstone shown in FIG. 8 to grind the semiconductor wafer.
Except for the cup-type grindstone, grinding and wafer flatness were measured under the same conditions as in Examples 1 and 2. The measurement results are shown in FIGS.

（結果）
図６に実施例１，２および比較例の加工枚数に伴う平面度の推移をしめす。横軸は加工枚数、縦軸は平面度である。ここで平面度とは、ある基準線からウェーハ表面までの距離の最大値と最小値の差であり、実際の測定値の単位はμｍであるが、図６には相対値で示している。図６から明らかなように、比較例の従来技術のカップ型砥石に比べ、実施例１のカップ型砥石の使用により、加工枚数を重ねた場合のウェーハ平面度悪化が抑制されることがわかった。また、その抑制効果は、実施例２のカップ型砥石でより顕著になった。
図７には、実施例１，２および比較例の加工後のウェーハ平面度のばらつきを示す。
図７から明らかなように、比較例の従来技術のカップ型砥石に比べ、実施例１のカップ型砥石の使用により、加工後のウェーハ平面度のばらつきが抑制されることがわかった。また、その抑制効果は、実施例２のカップ型砥石でより顕著になった。
このように、実施例１、２において、本発明により冷却効果が向上し、研削後のウェーハ平面度が安定化することが判明した。 (result)
FIG. 6 shows the change in flatness with the number of processed samples of Examples 1 and 2 and the comparative example. The horizontal axis is the number of processed sheets, and the vertical axis is the flatness. Here, the flatness is a difference between the maximum value and the minimum value of the distance from a certain reference line to the wafer surface, and the unit of the actual measurement value is μm, but is shown as a relative value in FIG. As is apparent from FIG. 6, it was found that the use of the cup-type grindstone of Example 1 suppressed the deterioration of wafer flatness when the number of processed sheets was increased, as compared with the conventional cup-type grindstone of the comparative example. . Moreover, the suppression effect became more remarkable with the cup-type grindstone of Example 2.
FIG. 7 shows variations in wafer flatness after processing in Examples 1 and 2 and the comparative example.
As is apparent from FIG. 7, it was found that the variation in wafer flatness after processing was suppressed by using the cup-type grindstone of Example 1 as compared with the conventional cup-type grindstone of the comparative example. Moreover, the suppression effect became more remarkable with the cup-type grindstone of Example 2.
Thus, in Examples 1 and 2, it was found that the cooling effect was improved by the present invention, and the wafer flatness after grinding was stabilized.

実施の形態１のカップ型砥石１の砥粒層セグメント３とウェーハ４の接触部の一部の拡大を示す概略図である。3 is a schematic diagram showing an enlargement of a part of a contact portion between an abrasive grain layer segment 3 and a wafer 4 of the cup-type grindstone 1 of Embodiment 1. FIG. 実施の形態１のインフィード型両頭研削装置の構成概要を示すための概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing for showing the structure outline | summary of the in-feed type double-head grinding apparatus of Embodiment 1. FIG. 実施の形態１のカップ型砥石の作用説明図である。FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the cup-type grindstone according to the first embodiment. 実施の形態２を説明する概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a second embodiment. 実施の形態２のカップ型砥石の作用説明図である。It is action | operation explanatory drawing of the cup type grindstone of Embodiment 2. FIG. 実施例１，２および比較例の加工枚数に伴うウェーハ平面度の推移を示す図である。It is a figure which shows transition of the wafer flatness accompanying the processing number of Examples 1, 2 and a comparative example. 実施例１，２および比較例の加工後のウェーハ平面度のばらつきを示す図である。It is a figure which shows the dispersion | variation in the wafer flatness after the process of Examples 1, 2 and a comparative example. 従来の両頭研削装置の作用説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the conventional double-head grinding apparatus. 従来のカップ型砥石を用いた場合の問題点を示す図である。It is a figure which shows the problem at the time of using the conventional cup type grindstone.

符号の説明Explanation of symbols

１ カップ型砥石
２ 台金
３ 砥粒層セグメント
４ ウェーハ
５ 隙間
６ 両頭研削装置
７ ウェーハ押さえローラ
９ ウェーハガイドローラ
１１ ウェーハ駆動ローラ
１３ 砥石部
１５ 砥石回転軸
１７ 溝
２１ リング型部材

1 Cup-type whetstone 2 Base metal 3 Abrasive layer segment 4 Wafer
5 Clearance
6 Double-head grinding device 7 Wafer pressing roller 9 Wafer guide roller 11 Wafer drive roller 13 Grinding wheel 15 Grinding wheel rotating shaft 17 Groove 21 Ring type member

Claims (6)

両頭研削装置で使用するカップ型砥石であって、
前記カップ型砥石の台金は砥粒層セグメント間に溝を有することを特徴とするカップ型砥石。 A cup-type grindstone used in a double-head grinding machine,
The cup-type grindstone has a groove between the abrasive layer segments. 前記溝は凹形状であることを特徴とする請求項１記載のカップ型砥石。   The cup-type grindstone according to claim 1, wherein the groove has a concave shape. 前記台金外周にリング型部材を有し、前記リング型部材は前記台金に対し砥石の高さ方向に相対的に移動可能であることを特徴とする請求項１または２記載のカップ型砥石。   The cup-type grindstone according to claim 1, further comprising a ring-shaped member on an outer periphery of the base metal, wherein the ring-shaped member is movable relative to the base metal in a height direction of the grindstone. . 前記リング型部材は砥粒層セグメントの減少に同期して前記台金に対し砥石の高さ方向に相対的に移動することを特徴とする請求項３記載のカップ型砥石。   4. The cup-type grindstone according to claim 3, wherein the ring-shaped member moves relative to the base metal in the height direction of the grindstone in synchronization with a decrease in the abrasive layer segments. 請求項１ないし請求項４いずれか１項に記載のカップ型砥石を備えることを特徴とする両頭研削装置。   A double-head grinding apparatus comprising the cup-type grindstone according to any one of claims 1 to 4. 請求項１ないし請求項４いずれか１項に記載のカップ型砥石を用いることを特徴とする両頭研削方法。
A double-head grinding method using the cup-type grindstone according to any one of claims 1 to 4.
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