JP2021146417A - Grinding method for wafer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウェーハ等を研削する研削方法に関する。 The present invention relates to a grinding method for grinding a semiconductor wafer or the like.
半導体ウェーハを研削する研削装置は、保持面にウェーハを保持させ保持面の中心を軸に回転するチャックテーブルと、環状の砥石の中心を軸に砥石を回転させ保持面に保持されたウェーハを研削する研削手段と、を備える。保持面は、その中心を頂点とする肉眼では目視できない程度の極めてなだらかな円錐状の斜面に形成されている。そして、きわめてなだらかな円錐斜面である保持面を傾き調整手段によって研削砥石の下面と平行になるように傾き調整した状態で、研削中の砥石は保持面の中心を通り、砥石の回転軌跡において保持面の外周から中心に至る範囲でウェーハを研削している。 The grinding device for grinding a semiconductor wafer is a chuck table that holds the wafer on the holding surface and rotates around the center of the holding surface, and a grindstone that rotates around the center of the annular grindstone to grind the wafer held on the holding surface. It is provided with a grinding means to be used. The holding surface is formed on an extremely gentle conical slope whose apex is the center thereof, which is invisible to the naked eye. Then, in a state where the holding surface, which is an extremely gentle conical slope, is tilted and adjusted so as to be parallel to the lower surface of the grinding wheel by the tilt adjusting means, the grindstone being ground passes through the center of the holding surface and is held in the rotation locus of the grindstone. The wafer is ground from the outer circumference to the center of the surface.
例えば、気孔を有するビトリファイドボンド砥石を保持面に接近する方向に所定の研削送り速度で移動させることによって、保持面に保持されたウェーハに砥石を押し付けて例えば60Nの荷重を加えながらウェーハの被研削面である上面を研削している。そのため、研削中の保持面に保持されたウェーハの中心を通過する砥石は、中心の手前では研削荷重に抗するウェーハからの抗力により圧縮され、中心を通過した後は研削荷重が無くなる事によりウェーハからの抗力が無くなり膨張する。これにより砥石の回転軌跡エリアにおけるウェーハの中心は砥石が接触する割合が多くなりその他の部分よりも研削され、直径2mmから4mmの円柱状の空間である凹みができる場合がある。 For example, by moving a vitrified bond grindstone having pores in a direction approaching the holding surface at a predetermined grinding feed rate, the grindstone is pressed against the wafer held on the holding surface and the wafer is to be ground while applying a load of, for example, 60 N. The upper surface, which is the surface, is being ground. Therefore, the grindstone that passes through the center of the wafer held on the holding surface during grinding is compressed by the drag force from the wafer that resists the grinding load in front of the center, and the grinding load disappears after passing through the center. The drag from the wafer disappears and it expands. As a result, the center of the wafer in the rotation locus area of the grindstone becomes more in contact with the grindstone and is ground more than other parts, and a dent which is a columnar space having a diameter of 2 mm to 4 mm may be formed.
そのため、例えば特許文献1に開示にされているように、チャックテーブルの上面を研削して円柱状の凹みをウェーハに形成させないような適切な保持面を形成する(セルフグラインドする)発明がある。
Therefore, for example, as disclosed in
しかし、上記のようにチャックテーブルの上面をセルフグラインドして適切な保持面を形成するには、形成したい保持面の形状が複雑であることから、時間が掛かるという問題が有る。
よって、保持面に保持されたウェーハを砥石で研削するウェーハの研削方法においては、保持面をセルフグラインドにより形成する工程に時間をとられること無く、また、保持面で保持した状態で研削した研削後のウェーハの中心に円柱状の凹みを形成させないようにするという課題がある。
However, in order to self-grind the upper surface of the chuck table to form an appropriate holding surface as described above, there is a problem that it takes time because the shape of the holding surface to be formed is complicated.
Therefore, in the wafer grinding method in which the wafer held on the holding surface is ground with a grindstone, the process of forming the holding surface by self-grinding does not take time, and the grinding is performed while the wafer is held on the holding surface. There is a problem that a columnar recess is not formed in the center of the subsequent wafer.
中心を頂点とする円錐斜面の保持面でウェーハを保持し該保持面の中心を軸に回転可能な保持手段と、環状の研削砥石の中心を軸に該研削砥石を回転可能に装着し該保持面に保持されたウェーハを該研削砥石で研削する研削手段と、該研削砥石の下面に平行な水平方向に該保持手段と該研削手段とを相対的に移動させる水平移動手段と、該保持手段と該研削手段とを該保持面に垂直な方向に相対的に移動させる研削送り手段と、を備えた研削装置を用いて該研削砥石の下面と平行な該保持面の半径領域でウェーハを研削するウェーハの研削方法であって、該保持面の中心とウェーハの中心とを合致させて該保持面にウェーハを保持させる保持工程と、該水平移動手段を用いて該研削砥石の径方向の刃幅からなる該研削砥石の回転軌跡が該保持面に保持されたウェーハの回転中心を通らないように、該回転軌跡を該保持面の中心から予め設定した距離だけずらして該研削砥石に対してウェーハを位置づける第1位置づけ工程と、該第1位置づけ工程後、該研削送り手段で該研削砥石を該保持面に接近する方向に研削送りして予め設定した仕上げ厚みより予め設定した値(例えば、1μm〜3μm)だけ厚い厚みまでウェーハを研削することによって該研削砥石が通らないウェーハの中心部分に該刃幅よりも小さい直径の円柱凸部を形成させる第1研削工程と、該第1研削工程の後、該水平移動手段を用いて該研削砥石の該回転軌跡が該保持面の中心を通るように該研削砥石に対してウェーハを位置づける第2位置づけ工程と、該第2位置づけ工程後、該研削送り手段で該研削砥石を該保持面に接近する方向に移動させて該円柱凸部を除去すると共に予め設定した該仕上げ厚みまでウェーハを研削する第2研削工程と、を備えるウェーハの研削方法である。 A holding means that holds the wafer on a holding surface of a conical slope with the center as the apex and can rotate around the center of the holding surface, and the grinding wheel that is rotatably mounted and held around the center of the annular grinding wheel. A grinding means for grinding a wafer held on a surface with the grinding wheel, a horizontal moving means for relatively moving the holding means and the grinding means in a horizontal direction parallel to the lower surface of the grinding wheel, and the holding means. The wafer is ground in a radial region of the holding surface parallel to the lower surface of the grinding wheel by using a grinding device provided with a grinding feed means for moving the grinding means and the grinding means relative to the holding surface in a direction perpendicular to the holding surface. A method for grinding a wafer, which is a holding step of aligning the center of the holding surface with the center of the wafer to hold the wafer on the holding surface, and a radial blade of the grinding wheel using the horizontal moving means. With respect to the grinding wheel, the rotation trajectory is shifted by a preset distance from the center of the holding surface so that the rotation trajectory of the grinding wheel consisting of the width does not pass through the rotation center of the wafer held on the holding surface. After the first positioning step of positioning the wafer and the first positioning step, the grinding wheel is ground and fed in a direction approaching the holding surface by the grinding feed means, and a value preset from a preset finish thickness (for example, A first grinding step of grinding a wafer to a thickness as thick as 1 μm to 3 μm) to form a cylindrical convex portion having a diameter smaller than the blade width in the central portion of the wafer through which the grinding wheel does not pass, and the first grinding step. After that, a second positioning step of positioning the wafer with respect to the grinding wheel so that the rotation locus of the grinding wheel passes through the center of the holding surface using the horizontal moving means, and after the second positioning step, the step. A method for grinding a wafer, comprising a second grinding step of moving the grinding wheel in a direction approaching the holding surface by a grinding feed means to remove the cylindrical convex portion and grinding the wafer to a preset finish thickness. Is.
前記保持工程を行う前に、前記回転軌跡が前記保持面の中心を通る前記研削砥石で試験用ウェーハを研削したことによって、該保持面に保持された該試験用ウェーハの中心に形成される円柱凹部の直径を測定する直径測定工程を備え、前記保持工程は、該試験用ウェーハを該保持面から搬出した後に実施し、前記第1位置づけ工程は、該直径測定工程で測定した測定直径を前記予め設定した距離として、該回転軌跡の前記刃幅の中心と該保持面の中心とが一致する位置から該回転軌跡を該測定直径だけずらして、該回転軌跡の外周又は内周と該保持面の中心との距離を該測定直径の半分としてもよい。 A cylinder formed at the center of the test wafer held on the holding surface by grinding the test wafer with the grinding wheel whose rotation locus passes through the center of the holding surface before performing the holding step. The holding step includes a diameter measuring step of measuring the diameter of the recess, the holding step is carried out after the test wafer is carried out from the holding surface, and the first positioning step is the measurement diameter measured in the diameter measuring step. As a preset distance, the rotation locus is shifted by the measurement diameter from the position where the center of the blade width of the rotation locus and the center of the holding surface coincide with each other, and the outer circumference or the inner circumference of the rotation locus and the holding surface are shifted. The distance from the center of the measurement may be half of the measured diameter.
前記第1位置づけ工程は、前記回転軌跡の外周又は内周と前記保持面の中心との距離が前記刃幅の半分になるように該回転軌跡を該保持面の中心からずらして該研削砥石に対してウェーハを位置づけてもよい。 In the first positioning step, the rotation locus is shifted from the center of the holding surface so that the distance between the outer circumference or the inner circumference of the rotation locus and the center of the holding surface is half the width of the blade, and the grinding wheel is used. The wafer may be positioned relative to the wafer.
本発明に係るウェーハの研削方法は、保持面の中心とウェーハの中心とを合致させて保持面にウェーハを保持させる保持工程と、水平移動手段を用いて研削砥石の回転軌跡が保持面の中心を通らないように研削砥石の径方向の刃幅からなる研削砥石の回転軌跡を保持面の中心から予め設定した距離だけずらして研削砥石に対してウェーハを位置づける第1位置づけ工程と、第1位置づけ工程後、研削送り手段で研削砥石を保持面に接近する方向に研削送りして予め設定した仕上げ厚みより予め設定された値(1μm〜3μm)だけ厚い厚みまでウェーハを研削することによって研削砥石が通らないウェーハの中心部分に研削砥石の刃幅よりも小さい直径の円柱凸部を形成させる第1研削工程とを実施する。そして、第1研削工程の後、水平移動手段を用いて研削砥石の回転軌跡が保持面の中心を通るように研削砥石に対してウェーハを位置づける第2位置づけ工程と、第2位置づけ工程後、研削送り手段で研削砥石を保持面に接近する方向に移動させて円柱凸部を消失させると共に予め設定した仕上げ厚みまでウェーハを研削する第2研削工程と、を実施することで、第2研削工程において、ウェーハの中心は研削砥石が接触する割合が多くなり、第1研削工程においてウェーハの被研削面に形成された円柱凸部がウェーハの被研削面のその他の部分よりも多く研削され、第2研削工程後のウェーハを、従来ウェーハの中心に形成されていた円柱凹部を有さない均一な厚みのウェーハにすることが可能となる。 The method for grinding a wafer according to the present invention includes a holding step in which the center of the holding surface and the center of the wafer are aligned to hold the wafer on the holding surface, and the rotation locus of the grinding wheel is the center of the holding surface using a horizontal moving means. The first positioning step and the first positioning step of positioning the wafer with respect to the grinding wheel by shifting the rotation locus of the grinding wheel, which consists of the blade width in the radial direction of the grinding wheel so as not to pass through, by a preset distance from the center of the holding surface. After the process, the grinding grind is fed by grinding the grinding grind in the direction approaching the holding surface by the grinding feed means, and the grinding grind is ground to a thickness thicker by a preset value (1 μm to 3 μm) than the preset finish thickness. The first grinding step is performed in which a cylindrical convex portion having a diameter smaller than the blade width of the grinding wheel is formed in the central portion of the wafer that does not pass through. Then, after the first grinding step, a second positioning step of positioning the wafer with respect to the grinding wheel so that the rotation locus of the grinding wheel passes through the center of the holding surface using the horizontal moving means, and after the second positioning step, grinding By carrying out the second grinding step of moving the grinding grindstone in the direction approaching the holding surface by the feeding means to eliminate the cylindrical convex portion and grinding the wafer to a preset finish thickness, in the second grinding step. In the first grinding process, the cylindrical convex portion formed on the surface to be ground of the wafer is ground more than the other parts of the surface to be ground of the wafer, and the second The wafer after the grinding process can be made into a wafer having a uniform thickness without the cylindrical recess formed in the center of the conventional wafer.
図1に示す研削装置1は、チャックテーブル等の保持手段30上に吸引保持されたウェーハ80を研削手段16によって研削加工する装置であり、研削装置1の装置ベース10上の前方(−Y方向側)は、保持手段30に対してウェーハ80の着脱が行われる着脱領域であり、装置ベース10上の後方(+Y方向側)は、研削手段16によって保持手段30上に保持されたウェーハ80の研削加工が行われる加工領域である。
なお、本発明に係る研削装置は、研削装置1のような研削手段16が1軸の研削装置に限定されるものではなく、粗研削手段と仕上げ研削手段とを備え、回転するターンテーブルでウェーハ80を粗研削手段又は仕上げ研削手段の下方に位置づけ可能な2軸の研削装置等であってもよい。
The
The grinding device according to the present invention is not limited to a single-axis grinding device such as the
図1に示すウェーハ80は、例えば、円柱状のシリコンインゴットをワイヤーソー等で薄く切断して形成された円形のアズスライスウェーハである。ウェーハ80の図1において下側を向いている面を表面801とし、表面801に対してZ軸方向(鉛直方向)において反対側の面を被研削面802とする。例えば、表面801は、図示しない保護部材が貼着されて保護されていてもよい。
なお、ウェーハ80はアズスライスウェーハに限定されるものではない。
The
The
外形が平面視円形状の保持手段30は、例えば、ポーラス部材等からなりウェーハ80を吸着する吸着部300と、吸着部300を支持する枠体301とを備える。保持手段30の吸着部300は、エジェクター機構又は真空発生装置等の吸引源37(図2参照)に連通し、吸引源37が吸引することで生み出された吸引力が、吸着部300の露出面と枠体301の上面とで構成される保持面302に伝達されることで、保持手段30は保持面302上でウェーハ80を吸引保持することができる。
保持面302は、保持手段30の回転中心3022を頂点とし肉眼では判断できない程度の極めてなだらかな円錐斜面となっている。
The holding means 30 having a circular shape in a plan view includes, for example, a
The
保持手段30は、カバー39によって周囲から囲まれつつ、軸方向がZ軸方向(鉛直方向)であり保持面302の中心3022を通る回転軸を軸に回転可能であり、カバー39及びカバー39に連結されY軸方向に伸縮する蛇腹カバー390の下方に配設された水平移動手段13によって、装置ベース10上をY軸方向に往復移動可能である。
The
研削手段16の研削砥石1644の下面に平行な水平方向(Y軸方向)に保持手段30と研削手段16とを相対的に移動させる水平移動手段13は、Y軸方向の軸心を有するボールネジ130と、ボールネジ130と平行に配設された一対のガイドレール131と、ボールネジ130の一端に連結しボールネジ130を回動させるモータ132と、内部のナットがボールネジ130に螺合し底部がガイドレール131に摺接する可動板133とを備えており、モータ132がボールネジ130を回動させると、これに伴い可動板133がガイドレール131にガイドされてY軸方向に直動し、可動板133上にテーブルベース35を介して配設された保持手段30をY軸方向に移動させることができる。
なお、水平移動手段13は、ターンテーブルであってもよい。
The horizontal moving means 13 for relatively moving the holding means 30 and the grinding means 16 in the horizontal direction (Y-axis direction) parallel to the lower surface of the
The horizontal moving means 13 may be a turntable.
保持手段30は、テーブルベース35を介して可動板133上に配設されている。また、テーブルベース35は、保持手段30の周方向に等間隔を空けて複数配設された傾き調整手段34によって傾きが調整可能となっており、テーブルベース35の傾きが調整されることで、研削手段16の研削砥石1644の下面に対する保持手段30の保持面302の傾きを調整できる。
傾き調整手段34は、本実施形態においては、例えば保持手段30の周方向に120度間隔空けて配設された2つの昇降部340と、昇降部340から周方向に120度空けて配設された固定柱部341とを備えている。2つの昇降部340は、例えば、Z軸方向に上下動可能な電動シリンダやエアシリンダ等である。
The holding means 30 is arranged on the
In the present embodiment, the inclination adjusting means 34 is arranged, for example, two elevating
加工領域には、コラム11が立設されており、コラム11の−Y方向側の前面には保持手段30と研削手段16とを保持面302に垂直な方向(Z軸方向)に相対的に移動させる研削送り手段17が配設されている。研削送り手段17は、軸方向がZ軸方向であるボールネジ170と、ボールネジ170と平行に配設された一対のガイドレール171と、ボールネジ170の上端に連結しボールネジ170を回動させる昇降モータ172と、内部のナットがボールネジ170に螺合し側部がガイドレール171に摺接する昇降板173とを備えており、昇降モータ172がボールネジ170を回動させると、これに伴い昇降板173がガイドレール171にガイドされてZ軸方向に往復移動し、昇降板173に固定された研削手段16がZ軸方向に研削送りされる。
A
例えば、研削装置1は、研削送り手段17により上下動する研削手段16の高さ位置を検出する高さ位置検出手段12を備えている。高さ位置検出手段12は、一対のガイドレール171に沿ってZ軸方向に延在するスケール120と、昇降板173に固定されスケール120に沿って昇降板173と共に移動しスケール120の目盛りを光学式にて読み取る読み取り部123とを備える。
For example, the grinding
保持手段30の保持面302に保持されたウェーハ80を研削加工する研削手段16は、軸方向がZ軸方向である回転軸160と、回転軸160を回転可能に支持するハウジング161と、回転軸160を回転駆動するモータ162と、回転軸160の下端に接続された円環状のマウント163と、マウント163の下面に着脱可能に装着された研削ホイール164と、ハウジング161を支持し研削送り手段17の昇降板173に固定されたホルダ165とを備える。
The grinding means 16 for grinding the
研削ホイール164は、ホイール基台1643と、ホイール基台1643の底面に環状に配置された研削砥石1644とを備える。本実施形態において、研削砥石1644は、例えば、気孔を有するビトリファイドボンドでダイヤモンド砥粒等が固着されて、1本の環状の輪に成形されたコンテニュアス配列のビトリファイドボンド研削砥石である。環状の研削砥石1644の刃幅は、例えば、3mmに設定されている。なお、研削砥石は、ホイール基台1643の下面に、略直方体形状の複数の研削砥石チップを研削砥石チップ間に所定の間隔を空けて環状に配列したセグメント砥石であってもよいし、砥粒を固定するボンドもビトリファイドボンドに限定されるものではなくレジンボンドでもよい。
The
図1に示す回転軸160の内部には、研削水供給源に連通し研削水の通り道となる図示しない流路が、回転軸160の軸方向(Z軸方向)に貫通して設けられており、該図示しない流路は、さらにマウント163を通り、ホイール基台1643の底面において研削砥石1644に向かって研削水を噴出できるように開口している。
Inside the
研削位置まで降下した状態の研削手段16に隣接する位置には、例えば、ウェーハ80の厚みを接触式にて測定する厚み測定手段38が配設されている。なお、厚み測定手段38は、非接触式のタイプであってもよいし、または、研削装置1は厚み測定手段38が配設されていなくてもよい。
At a position adjacent to the grinding means 16 in a state of being lowered to the grinding position, for example, a thickness measuring means 38 for measuring the thickness of the
研削装置1は、上記のように説明した研削装置1の各構成要素を制御可能な制御手段9を備えている。CPU及びメモリ等の記憶素子等で構成される制御手段9は、例えば、研削送り手段17、研削手段16、及び水平移動手段13等に電気的に接続されており、制御手段9の制御の下で、研削送り手段17による研削手段16の研削送り動作、研削手段16における研削ホイール164の回転動作、及び水平移動手段13による保持手段30の研削ホイール164に対する位置付け動作等が制御される。
The grinding
昇降モータ172は、例えば、サーボモータであり、昇降モータ172の図示しないエンコーダは、サーボアンプとしての機能も有する制御手段9に接続されており、制御手段9の出力インターフェイスから昇降モータ172に対して動作信号が供給されることによって回転軸160が回転し、図示しないエンコーダが検知した回転数をエンコーダ信号として制御手段9の入力インターフェイスに対して出力する。そして、エンコーダ信号を受け取った制御手段9は、研削送り手段17により研削送りされる研削手段16の高さ位置を遂次認識できるとともに、研削手段16の研削送り速度をフィードバック制御できる。
なお、制御手段9は、高さ位置検出手段12が検出した研削手段16の高さ位置情報を受け取り、該情報を基に研削手段16の高さ位置を遂次認識できるものであってもよい。
The elevating
The control means 9 may receive the height position information of the grinding means 16 detected by the height position detecting means 12, and may be capable of sequentially recognizing the height position of the grinding means 16 based on the information. ..
水平移動手段13のモータ132は、例えば、サーボモータであり、モータ132の図示しないエンコーダは、サーボアンプとしての機能も有する制御手段9に接続されており、制御手段9からモータ132に対して動作信号が供給されることによってボールネジ130が回転し、図示しないエンコーダが検知した回転数をエンコーダ信号として制御手段9に対して出力する。そして、エンコーダ信号を受け取った制御手段9は、水平移動手段13によりY軸方向に水平移動される保持手段30のY軸方向における位置を遂次認識し、所定の位置に位置づける制御が可能となる。
The
以下に、図1に示す研削装置1を用いて、本発明に係るウェーハ80の研削方法を実施する場合の各工程について説明する。
Hereinafter, each step when the method for grinding the
(1)保持工程
まず、着脱領域に位置づけられた保持手段30の保持面302の中心3022とウェーハ80の中心808とが合致するように、ウェーハ80が被研削面802を上に向けた状態で保持面302上に載置される。そして、吸引源37(図2参照)が作動して生み出された吸引力が、保持面302に伝達されることで、保持手段30によりウェーハ80が保持される。また、緩やかな円錐斜面である保持面302が図1に示す研削手段16の研削砥石1644の研削面(下面)に対して平行になるように、図1に示す傾き調整手段34によってテーブルベース35及び保持手段30の傾きが調整されることで、円錐斜面である保持面302にならって吸引保持されているウェーハ80の上面である被研削面802が、研削砥石1644の下面に対して略平行になる。
(1) Holding Step First, in a state where the
(2)第1位置づけ工程
次いで、図2、3に示すように、ウェーハ80を吸引保持した保持手段30が、水平移動手段13によって+Y方向に送られて、研削砥石1644の径方向の刃幅(例えば3mm)からなる回転軌跡が保持面302の中心3022、即ち、保持面302に保持されたウェーハ80の回転中心808を通らないように研削砥石1644の回転軌跡を保持面302の中心3022から予め設定した距離だけずらして研削砥石1644に対してウェーハ80を位置づける。即ち、研削砥石1644の回転中心が保持手段30の保持面302の中心3022(即ち、ウェーハ80の中心808)に対して所定の距離だけ水平方向(+Y方向、または−Y方向)にずれ、また、従来においては、研削砥石1644の刃幅の中心(中点)が保持手段30の保持面302の中心3022に合致するように研削手段16が水平方向において位置づけられるが、本実施形態においては、例えば、研削砥石1644の刃幅の中心が、保持面302の中心3022から2.8mmだけずれた状態となる。なお、第1位置づけ工程では、図2、3に示す研削砥石1644の回転軌跡の内周と保持面302の中心3022との距離が、研削砥石1644の刃幅3mmの半分である1.5mmになるように回転軌跡を保持面302の中心3022からずらして研削砥石1644に対してウェーハ80を位置づけしてもよい。該位置付けは、例えば、制御手段9は移動する保持手段30の保持面302の中心3022の逐次認識しているため、従来のような保持面302の中心3022と研削砥石1644の刃幅中心とを一度位置合わせした後、該ズレ量(オフセット量)分Y軸方向に保持手段30を移動させて行ってもよい。
なお、図2、図3においては、研削装置1の各構成を簡略化して示している。
(2) First Positioning Step Next, as shown in FIGS. 2 and 3, the holding means 30 that sucks and holds the
In addition, in FIG. 2 and FIG. 3, each configuration of the
なお、第1位置づけ工程では、図4、図5に示すように、ウェーハ80を吸引保持した保持手段30が、水平移動手段13によって+Y方向に送られて、研削砥石1644の径方向の3mmの刃幅からなる回転軌跡が保持面302の中心3022を通らないように研削砥石1644の回転軌跡を保持面302の中心3022から予め設定した距離だけずらし、そして、研削砥石1644の回転軌跡の外周と保持面302の中心3022との距離が刃幅3mmの半分である1.5mmになるようにしてもよい。
In the first positioning step, as shown in FIGS. 4 and 5, the holding means 30 that sucks and holds the
(3)第1研削工程
次いで、図2に簡略化して示す研削送り手段17によって、研削砥石1644が保持面302に接近する−Z方向に所定の研削送り速度で研削手段16が研削送りされていく。具体的には、図6のグラフGに示すように、例えば原点高さ位置に位置している研削手段16が高速で下降していく。また、原点高さ位置から下降し始めた研削手段16の高さ位置は、制御手段9によって常に把握されている。
そして、図6のグラフGに示すように、研削手段16がエアカット開始位置Z1に到達する。なお、図6のグラフGにおいて、横軸は研削時間Tを示し、縦軸は研削手段16の高さ位置Hを示している。
(3) First Grinding Step Next, the grinding means 16 is grounded at a predetermined grinding feed rate in the −Z direction in which the
Then, as shown in the graph G of FIG. 6, the grinding means 16 reaches the air cut start position Z1. In the graph G of FIG. 6, the horizontal axis represents the grinding time T, and the vertical axis represents the height position H of the grinding means 16.
研削手段16がエアカット開始位置Z1に到達すると、研削送り手段17が、エアカット開始位置Z1から研削砥石1644の研削面がウェーハ80の被研削面802に接触するまでのエアカット(図6のグラフGに示す時間T1から時間T2までのエアカット)におけるエアカット送り速度を、エアカット開始位置Z1に到達する前の下降速度よりも低速で、例えば研削加工時の研削送り速度と同速度とする制御が制御手段9の下で行われる。エアカットを行うことで、ウェーハ80に研削砥石1644がウェーハ80を破損させる速度で突っ込むことが無いようになる。
When the grinding means 16 reaches the air cut start position Z1, the grinding feed means 17 air cuts from the air cut start position Z1 until the grinding surface of the
その後、研削手段16が高さ位置Z2まで下降すると、例えば図2、3に示すように+Z方向側から見て反時計回り方向に回転される研削砥石1644の研削面がウェーハ80の被研削面802に接触して、被研削面802の研削が開始される。また、保持手段30が所定の回転速度で例えば+Z方向側から見て反時計回り方向に回転するのに伴い保持面302上に保持されたウェーハ80も回転するので、研削砥石1644がウェーハ80の被研削面802全面の研削加工を行う。ウェーハ80は保持手段30の緩やかな円錐斜面である保持面302にならって吸引保持されているため、図3に示すように、研削砥石1644の回転軌跡中の矢印Rで示す範囲内、即ち、保持面302側から見ると研削砥石1644の下面と平行な保持面302の半径領域内において、研削砥石1644はウェーハ80に当接し、例えば60Nの押し付け荷重をウェーハ80に加えつつ研削を行う。また、研削砥石1644の回転軌跡中において、主に研削砥石1644の内周側の内刃が加工点となる。研削加工中には、研削水が研削砥石1644とウェーハ80の被研削面802との接触部位に供給されて、接触部位が冷却・洗浄される。
After that, when the grinding means 16 descends to the height position Z2, for example, as shown in FIGS. Upon contact with the 802, grinding of the surface to be ground 802 is started. Further, as the holding means 30 rotates at a predetermined rotation speed, for example, in the counterclockwise direction when viewed from the + Z direction side, the
例えば、図1に示す高さ位置検出手段12を用いた研削手段16の高さ位置の検出が行われ、制御手段9が研削送り手段17による研削手段16の研削送り量を制御しつつ研削手段16を図6のグラフGに示す高さ位置Z3まで降下させることで、制御手段9に予め設定された仕上げ厚みよりも1μm〜3μmだけ厚い厚みまでウェーハ80が研削(図6のグラフGに示す時間T2から時間T3までの第1研削)された後、所謂スパークアウトと呼ばれる加工が実施される。また、仕上げ厚みよりも1μm〜3μmだけ厚い厚みまで研削された研削砥石1644が通らないウェーハ80の中心部分に、例えば研削砥石1644の刃幅(本実施形態おいては、3mm)よりも小さい直径(例えば、2.6mm)の図7、図8に示す円柱凸部807が形成された状態になる。
つまり、図2に示す回転軌跡の内側に円柱凸部807が形成される。なお、回転軌跡の外側に円柱凸部807を形成するように研削砥石1644をずらしてもよい。
For example, the height position of the grinding means 16 is detected by using the height position detecting means 12 shown in FIG. 1, and the controlling means 9 controls the grinding feed amount of the grinding means 16 by the grinding feed means 17 while grinding means. By lowering 16 to the height position Z3 shown in the graph G of FIG. 6, the
That is, the cylindrical
図6のグラフGに示す時間T3から時間T4までのスパークアウトでは、研削送り手段17による研削手段16の下降が停止され、研削手段16の高さ位置が、所定時間例えば高さ位置Z3で保持された状態で、回転する研削砥石1644により、回転するウェーハ80の被研削面802の削り残しが除去されて、被研削面802が整えられる。
なお、第1研削工程において、図1に示す厚み測定手段38によるウェーハ80の厚み測定が行われてもよい。
In the spark-out from time T3 to time T4 shown in the graph G of FIG. 6, the lowering of the grinding means 16 by the grinding feed means 17 is stopped, and the height position of the grinding means 16 is held at a predetermined time, for example, the height position Z3. In this state, the
In the first grinding step, the thickness of the
スパークアウト実施後に、研削送り手段17により研削手段16がエスケープカット(図6のグラフGに示す時間T4から時間T5までのエスケープカット)される。エスケープカットにおいては、研削手段16がウェーハ80の被研削面802への悪影響を抑えるためにゆっくりと上昇する。ここで、研削加工中において、研削手段16からウェーハ80、ウェーハ80を保持する保持手段30、テーブルベース35、及び傾き調整手段34等に−Z方向への例えば60Nの押し付け荷重が掛かっており、研削手段16がゆっくり上昇すると、押し付け荷重から上記ウェーハ80等が解放される。その結果、いわゆるスプリングバック現象が生じて、ウェーハ80の被研削面802も上昇するため、ウェーハ80の被研削面802が研削砥石1644の下面に接した状態が例えば継続される。そして、例えば、ウェーハ80の被研削面802が上昇する研削砥石1644の下面に追従するように接触しながら、研削手段16が所定の高さ位置Z4まで上昇して停止する。
なお、エスケープカット中は、研削手段16の上昇速度を速めて研削砥石1644の下面にウェーハ80の被研削面802が接触しないようにしてもよい。
After the spark-out is performed, the grinding means 16 is escape-cut (escape cut from time T4 to time T5 shown in the graph G of FIG. 6) by the grinding feed means 17. In the escape cut, the grinding means 16 slowly rises in order to suppress an adverse effect on the surface to be ground 802 of the
During the escape cut, the ascending speed of the grinding means 16 may be increased so that the surface to be ground 802 of the
(4)第2位置づけ工程
第1研削工程後、水平移動手段13によって保持手段30が−Y方向に移動されて、研削砥石1644の回転軌跡が保持面302の中心3022を通るように研削砥石1644に対してウェーハ80が位置づけされる。即ち、研削砥石1644の回転軌跡が第1研削工程においてウェーハ80の中心部分に形成された円柱凸部807の直上に位置するように研削砥石1644に対してウェーハ80が位置づけされる。例えば、図6のグラフGに示すように、時間T5から時間T6において行われる第2位置づけ工程では、研削手段16の高さ位置Z4は固定されており、ウェーハ80の被研削面802から研削砥石1644が離間せずに、回転する研削砥石1644により円柱凸部807を水平方向に向かって研削しつつ、研削砥石1644に対してウェーハ80が位置づけされてもよい。または、図6のグラフGの二点鎖線で示すように、研削送り手段17によって研削砥石1644を一度ウェーハ80の被研削面802から少しだけ上方の高さ位置Z5まで上昇退避させウェーハ80から研削砥石1644を離間させ、その後、水平移動手段13による先に説明したウェーハ80の位置づけを行い、再び、研削送り手段17により例えば第2研削工程における研削送り速度と略同様の下降速度で研削手段16を下降させてもよい。
(4) Second Positioning Step After the first grinding step, the holding means 30 is moved in the −Y direction by the horizontal moving means 13, and the
(5)第2研削工程
次いで、図7に簡略化して示す研削送り手段17によって、研削砥石1644が保持面302に接近する−Z方向に所定の研削送り速度で研削手段16が研削送りされていく。そして、回転する研削砥石1644がウェーハ80の被研削面802に接触して、被研削面802が円柱凸部807と共に研削されていく。また、保持手段30が所定の回転速度で回転するのに伴い保持面302上に保持されたウェーハ80も回転して、研削水の供給が行われつつ研削砥石1644がウェーハ80の被研削面802全面の研削加工を行う。
(5) Second Grinding Step Next, the grinding means 16 is grounded at a predetermined grinding feed rate in the −Z direction in which the
例えば、図1に示す高さ位置検出手段12を用いた研削手段16の高さ位置の検出が行われ、制御手段9が研削送り手段17による研削手段16の研削送り量を制御しつつ、制御手段9に予め設定された仕上げ厚みまでウェーハ80が第2研削(図6のグラフGに示す時間T6から時間T7に示す第2研削)された後、時間T7から時間T8においてスパークアウト、及び時間T8から時間T9においてエスケープカットが行われ、さらに、研削手段16がウェーハ80から上昇退避して第2研削工程が終了する。第2研削工程後のウェーハ80は、第1研削工程において形成されていた円柱凸部807に対する研削が第2研削工程においてその他の被研削面802よりも割合が多くなされたことで、中心808に従来形成されていた円柱状の凹部が形成されていない均一な厚みのウェーハとなる。
なお、円柱凸部807は、刃幅の直径に対応した大きさで形成する。
For example, the height position of the grinding means 16 is detected by using the height position detecting means 12 shown in FIG. 1, and the control means 9 controls while controlling the grinding feed amount of the grinding means 16 by the grinding feed means 17. After the
The cylindrical
本発明に係るウェーハの研削方法は上記実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。また、添付図面に図示されている研削装置1の構成等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。
It goes without saying that the wafer grinding method according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be implemented in various different forms within the scope of the technical idea. Further, the configuration and the like of the
例えば、上記実施形態においては、研削ホイール164と保持手段30との回転方向を同一とし、回転する研削砥石1644がウェーハ80の外周から入り中心808に向かって研削していく外内研削を行っているが、例えば、第1研削工程及び第2研削工程において、研削ホイール164と保持手段30との回転方向を反対方向とし、回転する研削砥石1644がウェーハ80の中心808から入り外周に向かって研削していく内外研削を行ってもよい。
For example, in the above embodiment, the
本発明に係るウェーハの研削方法は、先に説明した保持工程を行う前に、回転軌跡が保持手段30の保持面302の中心3022を通る研削砥石1644で図9に示す試験用ウェーハ806を研削したことによって、保持面302に保持された試験用ウェーハ806の中心8062に形成される円柱凹部の直径を測定する直径測定工程を備えていてもよい。
In the wafer grinding method according to the present invention, the
(保持工程の前に実施する直径測定工程)
図9に示すように、まず、保持手段30の保持面302の中心3022と試験用ウェーハ806の中心8062とが合致するように、試験用ウェーハ806が被研削面を上に向けた状態で保持面302上に載置され吸引保持される。なお、試験用ウェーハ806は、図1に示すウェーハ80であってもよいし、ダミーウェーハであってもよい。試験用ウェーハ806を吸引保持した保持手段30が、+Y方向に送られて、研削砥石1644の回転中心が保持手段30の保持面302の中心3022(即ち、試験用ウェーハ806の中心8062)に対して所定の距離だけ水平方向(+Y方向)にずれ、研削砥石1644の径方向の刃幅(例えば、3mm)からなる回転軌跡が試験用ウェーハ806の回転中心8062を通るように行われる。即ち、例えば、研削砥石1644のY軸方向の刃幅の中心(中点)の位置に保持面302に保持されている試験用ウェーハ806の中心8062が合致せしめられる。
(Diameter measurement process performed before the holding process)
As shown in FIG. 9, first, the
次いで、図9に示す研削送り手段17によって、研削砥石1644が保持面302に接近する−Z方向に所定の研削送り速度で研削手段16が研削送りされていく。例えば図9に示す+Z方向側から見て反時計回り方向に回転される研削砥石1644の研削面が試験用ウェーハ806の被研削面(上面)に接触して、被研削面の研削が開始される。また、保持手段30が所定の回転速度で例えば+Z方向側から見て反時計回り方向に回転するのに伴い保持面302上に保持された試験用ウェーハ806も回転するので、研削砥石1644が試験用ウェーハ806の被研削面全面の研削加工を行う。そして、仕上げ厚みよりも1μm〜3μmだけ厚い厚みまで研削された試験用ウェーハ806の中心8062には、背景技術の欄で説明したような現象によって、図10に示す円柱凹部8068が形成された状態になる。
Next, the grinding feed means 17 shown in FIG. 9 grinds the grinding
次いで、例えば、保持手段30の上方に位置づけされた図示しない撮像手段によって試験用ウェーハ806の被研削面が撮像され、さらに、形成された円柱凹部8068が写った撮像画像を用いた画像解析が、例えば、図1に示す研削装置1の制御手段9によって実施されて、円柱凹部8068の直径が測定される。例えば、円柱凹部8068の測定直径は約3mmとなる。そして、円柱凹部8068の測定直径3mmについての情報が、制御手段9の記憶素子に記憶される。
Then, for example, an image analysis using an image taken by an imaging means (not shown) positioned above the holding means 30 to image the surface to be ground of the
(直径測定工程後に実施する保持工程)
研削装置1の着脱領域において、保持手段30の保持面302から試験用ウェーハ806が搬出され、代わりに図1に示す製品チップとなるウェーハ80が、先に説明した保持工程における場合と同様に、保持面302の中心3022とウェーハ80の中心808とを合致させて保持面302で保持される。
(Holding process performed after the diameter measurement process)
In the attachment / detachment region of the grinding
(直径測定工程で測定した測定直径を用いた第1位置づけ工程)
次いで、図11、図12に示すように、ウェーハ80を吸引保持した保持手段30が、水平移動手段13によって+Y方向に送られて、研削砥石1644の径方向の刃幅(例えば3mm)からなる回転軌跡が保持面302の中心3022を通らないようにするために、直径測定工程で測定した測定直径3mmを用いて、研削砥石1644の回転軌跡の刃幅の中心と保持面302の中心3022とが一致する位置から回転軌跡を測定直径3mmだけずらして、研削砥石1644に対してウェーハ80が位置づけされる。その結果、例えば、研削砥石1644の回転軌跡の内周と保持面302の中心3022との距離が測定直径3mmの半分である1.5mmになる。
なお、研削砥石1644の回転軌跡の外周と保持面302の中心3022との距離が測定直径3mmの半分である1.5mmになるように、ウェーハ80を研削砥石1644に対して位置づけてもよい。
(First positioning step using the measured diameter measured in the diameter measuring step)
Next, as shown in FIGS. 11 and 12, the holding means 30 that sucks and holds the
The
その後、先に説明した第1研削工程から第2研削工程を実施して、第2研削工程後のウェーハ80を、中心808に従来形成されていた円柱凹部が形成されていない均一な厚みのウェーハとする。
After that, the first grinding step to the second grinding step described above are carried out, and the
80:ウェーハ 802:被研削面 801:表面 807:円柱凸部
1:研削装置 10:装置ベース
30:保持手段 300:吸着部 301:枠体 302:保持面
35:テーブルベース 34:傾き調整手段 340:昇降部 341:固定柱部
38:厚み測定手段 37:吸引源
13:水平移動手段 130:ボールネジ 132:モータ 133:可動板
11:コラム 17:研削送り手段 170:ボールネジ 172:昇降モータ
16:研削手段 160:回転軸 162:モータ 164:研削ホイール
1643:ホイール基台 1644:研削砥石
9:制御手段
806:試験用ウェーハ 8062:試験用ウェーハの中心 8068:円柱凹部
80: Wafer 802: Surface to be ground 801: Surface 807: Cylindrical convex part 1: Grinding device 10: Equipment base 30: Holding means 300: Adsorption part 301: Frame body 302: Holding surface
35: Table base 34: Tilt adjusting means 340: Elevating part 341: Fixed column part 38: Thickness measuring means 37: Suction source 13: Horizontal moving means 130: Ball screw 132: Motor 133: Movable plate 11: Column 17: Grinding feeding means 170: Ball screw 172: Lifting motor 16: Grinding means 160: Rotating shaft 162: Motor 164: Grinding wheel 1643: Wheel base 1644: Grinding grindstone 9: Control means 806: Test wafer 8062: Test wafer center 8068: Cylinder Recess
Claims (3)
該保持面の中心とウェーハの中心とを合致させて該保持面にウェーハを保持させる保持工程と、
該水平移動手段を用いて該研削砥石の径方向の刃幅からなる該研削砥石の回転軌跡が該保持面に保持されたウェーハの回転中心を通らないように、該回転軌跡を該保持面の中心から予め設定した距離だけずらして該研削砥石に対してウェーハを位置づける第1位置づけ工程と、
該第1位置づけ工程後、該研削送り手段で該研削砥石を該保持面に接近する方向に研削送りして予め設定した仕上げ厚みより予め設定した値だけ厚い厚みまでウェーハを研削することによって該研削砥石が通らないウェーハの中心部分に該刃幅よりも小さい直径の円柱凸部を形成させる第1研削工程と、
該第1研削工程の後、該水平移動手段を用いて該研削砥石の該回転軌跡が該保持面の中心を通るように該研削砥石に対してウェーハを位置づける第2位置づけ工程と、
該第2位置づけ工程後、該研削送り手段で該研削砥石を該保持面に接近する方向に移動させて該円柱凸部を除去すると共に予め設定した該仕上げ厚みまでウェーハを研削する第2研削工程と、を備えるウェーハの研削方法。 A holding means that holds the wafer on the holding surface of a conical slope with the center as the apex and can rotate around the center of the holding surface, and the grinding grind is rotatably mounted and held around the center of the annular grinding grind. A grinding means for grinding a wafer held on a surface with the grinding wheel, a horizontal moving means for relatively moving the holding means and the grinding means in a horizontal direction parallel to the lower surface of the grinding wheel, and the holding means. Grinding a wafer in a radial region of the holding surface parallel to the lower surface of the grinding wheel using a grinding device provided with a grinding feed means for moving the grinding means and the grinding means relative to the holding surface in a direction perpendicular to the holding surface. This is a method of grinding wafers.
A holding step of aligning the center of the holding surface with the center of the wafer to hold the wafer on the holding surface,
Using the horizontal moving means, the rotation locus of the grinding wheel, which consists of the radial blade width of the grinding wheel, is set on the holding surface so that the rotation locus of the grinding wheel does not pass through the rotation center of the wafer held on the holding surface. The first positioning step of positioning the wafer with respect to the grinding wheel by shifting it by a preset distance from the center, and
After the first positioning step, the grinding wheel is grounded by the grinding feed means in a direction approaching the holding surface, and the wafer is ground to a thickness thicker than a preset finish thickness by a preset value. The first grinding step of forming a cylindrical convex portion having a diameter smaller than the blade width in the central portion of the wafer through which the grindstone does not pass, and
After the first grinding step, a second positioning step of positioning the wafer with respect to the grinding wheel so that the rotation locus of the grinding wheel passes through the center of the holding surface using the horizontal moving means.
After the second positioning step, the grinding wheel is moved in a direction approaching the holding surface by the grinding feed means to remove the cylindrical convex portion and grind the wafer to the preset finish thickness. And, a method of grinding a wafer.
前記保持工程は、該試験用ウェーハを該保持面から搬出した後に実施し、
前記第1位置づけ工程は、該直径測定工程で測定した測定直径を前記予め設定した距離として、該回転軌跡の前記刃幅の中心と該保持面の中心とが一致する位置から該回転軌跡を該測定直径だけずらして、該回転軌跡の外周又は内周と該保持面の中心との距離を該測定直径の半分とする請求項1記載のウェーハの研削方法。 A cylinder formed at the center of the test wafer held on the holding surface by grinding the test wafer with the grinding wheel whose rotation locus passes through the center of the holding surface before performing the holding step. Equipped with a diameter measuring step to measure the diameter of the recess
The holding step is carried out after the test wafer is carried out from the holding surface.
In the first positioning step, the measurement diameter measured in the diameter measuring step is set as the preset distance, and the rotation locus is set from a position where the center of the blade width of the rotation locus and the center of the holding surface coincide with each other. The method for grinding a wafer according to claim 1, wherein the distance between the outer circumference or the inner circumference of the rotation locus and the center of the holding surface is halved by the measurement diameter.
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