JP4576503B2 - 平面研削方法 - Google Patents

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本発明はシリコンウエーハを含む硬脆材料の被加工物の平面研削方法に関する。
従来のシリコンウエーハを含む硬脆材料の被加工物の平面研削装置としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。このものは、研削盤本体に設置された振動計、回転計、電流計を含む各種モニタの信号から、砥石のドレッシング時期とツルーイング時期を判断し、自動でドレッシングとツルーイングとを実施するものである。これは、特許文献１の研削加工中の砥石軸負荷電流値ｉのグラフである図３（ａ）に示すように、砥石の目詰まり、砥粒の大きな単位での脱落を含む異常な加工状態が発生した場合、（ａ）のＢ部拡大図である（ｂ）に示す異常値ｅを越えて砥石軸負荷電流値ｉがピーク値ｈまで上昇し、砥石の砥粒面にかかる負荷によって、砥粒面に大きな破壊が発生し、その後砥石軸負荷電流値は急激に減少する経過をたどる。
特開平０９−２９６３０号公報
しかしながら特許文献１では、加工中の各種モニタ信号により、加工状態を検出することで、砥石のドレッシングとツルーイング実施の異常値ｅをトリガとしているが、研削工程全体又は各工程が終了した時点で初めて加工状態を判定する方式であるため、砥石の目詰まり、砥粒の大きな単位での脱落を含む異常な加工状態が発生した場合、図３（ｂ）に示すように、異常値ｅを越えて砥石軸負荷電流値ｉがピーク値ｈまで上昇し、被加工物へのダメージを救済することができなかった。仮に特許文献１でモニタの判断時期を早めて、異常値ｅ発生時に、ドレッシング装置、ツルーイング装置を起動したとした場合でも、短時間で異常状態のピーク値ｈに達するため、被加工物には異常な加工状態の痕跡が残されてしまう。上記により、加工終了直前の異常発生や、シリコンウエーハのような加工代が少ない場合、サファイアウエーハのような割れ易い硬脆材料の被加工物の加工では、トリガが入っても被加工物へのダメージを救済することができなかった。
本発明の課題は、上述した従来技術の課題を解決した、シリコンウエーハを含む硬脆材料の被加工物の平面研削装置において、砥石の目詰まり、砥粒の大きな単位での脱落を含む異常な加工状態が発生した場合、被加工物へのダメージを救済することができる平面研削方法を提供することにある。
このため本発明によると、シリコンウエーハを含む硬脆材料の被加工物の平面研削方法において、砥石を電歪素子又は磁歪素子を介して砥石軸に連結し、研削加工中の砥石軸負荷電流値をモニタリングし、前記砥石軸負荷電流値が予め定めた基準値以上に達したとき、前記砥石軸に連結した電歪素子又は磁歪素子を瞬時に起動させ、１０〜２０μｍだけ砥石軸の反切込方向に砥石軸を上昇させて前記砥石を退避させ、その後、さらに前記砥石軸に連結した電歪素子又は磁歪素子を起動させ、砥石軸に高周波振動を加えながら前記砥石を前記硬脆材料の被加工物に接触させ、砥石の自生を促した後、研削加工することを特徴とする平面研削方法を提供することにより、上述した従来技術の課題を解決した。
本発明では、砥石を電歪素子又は磁歪素子を介して砥石軸に連結し、研削加工中の砥石軸負荷電流値をモニタリングし、前記砥石軸負荷電流値が予め定めた基準値以上に達したとき、前記砥石軸に連結した電歪素子又は磁歪素子を瞬時に起動させ、１０〜２０μｍだけ砥石軸の反切込方向に砥石軸を上昇させて前記砥石を退避させ、その後、さらに前記砥石軸に連結した電歪素子又は磁歪素子を起動させ、砥石軸に高周波振動を加えながら前記砥石を前記硬脆材料の被加工物に接触させ、砥石の自生を促した後、研削加工するようにしたので、砥石の目詰まり、砥粒の大きな単位での脱落を含む異常な加工状態が発生した場合、砥石が異常な加工状態のまま研削加工を行うことを防止し、被加工物へのダメージを救済することができる平面研削方法を提供するものとなった。
図１（ａ）は本発明を実施するための最良の形態である平面研削装置の構成を示すブロック図で、本発明の平面研削装置は、シリコンウエーハである硬脆材料の被加工物１はチャックテーブル１３のチャック８に吸着してチャックされ、図示しないチャック駆動モータによってチャックテーブル回転方向ｇに回転される。研削砥石２は砥石フランジ３に砥石を電歪素子又は磁歪素子１０を介して砥石軸４に連結されている。砥石軸４は砥石軸駆動モータ５により回転駆動され、砥石軸駆動モータ５への砥石軸負荷電流値は砥石軸駆動モータ用アンプ７に入力され、さらに制御装置９に入力され、研削加工中の砥石軸負荷電流値ｉをモニタリングする。６は砥石軸４を砥石軸切込方向ｄに移動可能にされた砥石軸切込テーブルである。砥石軸４に連結された電歪素子又は磁歪素子１０は図示しない歪量フイードバックセンサを内蔵し、この歪量フイードバックセンサの信号は信号線１２によりコントローラ１１を介して制御装置９に入力される。研削加工中の砥石軸負荷電流値ｉが予め定めた基準値ｅ以上に達したとき、砥石軸４に連結した電歪素子又は磁歪素子１０は瞬時に起動され、１０〜２０μｍだけ砥石軸４の反切込方向−ｄに砥石軸４を上昇させて砥石２を退避させるようにした。この後、砥石軸４を停止させ、砥石２をドレッシング・ツルーイングしてもよい。
図２は本発明の平面研削方法による研削加工中の砥石軸負荷電流値ｉのグラフを示す。本発明では各工程での砥石軸負荷電流値ｉがシキイ値として予め定めた基準値ｅ以上に達したとき、砥石軸４に連結した電歪素子又は磁歪素子１０を瞬時に起動させ、１０〜２０μｍだけ砥石軸４の反切込方向−ｄに砥石軸４を上昇させて砥石２を退避させるので、グラフのｋに示すように、砥石軸負荷電流値ｉは急激に低下し、特許文献１のような、異常値ｅを越えて砥石軸負荷電流値ｉがピーク値ｈまで上昇して砥石の砥粒面にかかる負荷によって砥粒面に大きな破壊を発生させることはない。
本発明ではさらに、前記１０〜２０μｍだけ砥石軸４の反切込方向−ｄに砥石軸４を上昇させて砥石２を退避させた後、さらに砥石軸４に連結した電歪素子又は磁歪素子１０を起動させ、砥石軸４に例えば数十ヘルツといった高周波振動を加えながら砥石２を硬脆材料の被加工物１に接触させ、砥石の自生を促した後、研削加工するようにしたものである。図２のグラフのｊで示す砥石２の再切込み時に、砥石軸４に連結した電歪素子又は磁歪素子１０ の高周波振動は砥石２に加えられ、砥石２の個々の砥粒に負荷を与えることで、小さなレベルでの砥粒による砥石２の目詰まりの解消、自生を行いながら研削加工を継続する。
本発明を実施するための最良の形態である平面研削装置の構成を示すブロッ ク図。 本発明の平面研削方法による研削加工中の砥石軸負荷電流値ｉのグラフを示 す。 （ａ）は特許文献１の研削加工中の砥石軸負荷電流値ｉのグラフ、（ｂ）は （ａ）のＢ部拡大図である。
１：シリコンウエーハである硬脆材料の被加工物
２：研削砥石
４：砥石軸
５：砥石軸駆動モータ
１０：電歪素子又は磁歪素子
ｅ：予め定めた基準値
ｆ：砥石軸の回転方向
ｉ：砥石軸負荷電流値

Claims (1)

  1. シリコンウエーハを含む硬脆材料の被加工物の平面研削方法において、砥石を電歪素子又は磁歪素子を介して砥石軸に連結し、研削加工中の砥石軸負荷電流値をモニタリングし、前記砥石軸負荷電流値が予め定めた基準値以上に達したとき、前記砥石軸に連結した電歪素子又は磁歪素子を瞬時に起動させ、１０〜２０μｍだけ砥石軸の反切込方向に砥石軸を上昇させて前記砥石を退避させ、その後、さらに前記砥石軸に連結した電歪素子又は磁歪素子を起動させ、砥石軸に高周波振動を加えながら前記砥石を前記硬脆材料の被加工物に接触させ、砥石の自生を促した後、研削加工することを特徴とする平面研削方法。
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