JP5693303B2 - 研削装置 - Google Patents

Description

本発明は、オペレータがチャックテーブルにウエーハを着脱するマニュアルタイプの研削装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の数多くのデバイスが表面に形成され、且つ個々のデバイスが分割予定ライン（ストリート）によって区画された半導体ウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置（ダイシング装置）によって分割予定ラインを切削して個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電気機器に広く利用されている。

研削装置は、ウエーハ等の被加工物を保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削手段と、被加工物を搬出入する搬出入位置と被加工物を研削する研削位置とにチャックテーブルを位置付ける位置付け手段とを備えていて、被加工物を所望の厚みに研削することができる。

研削装置は自動的にカセットからウエーハを搬出して研削し、その後研削後のウエーハを洗浄してカセットに収容するフルオートタイプの研削装置（例えば、特開２００１−１２６１号公報参照）と、オペレータがチャックテーブルにウエーハを着脱するマニュアルタイプの研削装置（例えば、特開２００５−２４６４９１号公報参照）とに大きく分かれており、設置面積の有効利用を図るユーザーにおいては、設置面積が小さいマニュアルタイプが選択される。

特開２００１−１２６１号公報 特開２００５−２４６４９１号公報

しかし、マニュアルタイプの研削装置を選択したユーザーにおいては、ウエーハを粗研削しその後仕上げ研削するためには、２台のマニュアルタイプの研削装置を用意しなければならず不経済であるとともに、チャックテーブルからチャックテーブルへのウエーハの乗せ換えを行わなければならず生産性が悪いという問題がある。また、２台のマニュアルタイプの研削装置を設置すると、設置面積の有効利用が図れないという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ウエーハの粗研削及び仕上げ研削が効率良くできるとともに設置面積が小さいマニュアルタイプの研削装置を提供することである。

本発明によると、被加工物を保持する回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削手段と、該チャックテーブルに被加工物を搬出入する搬出入位置と該チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削位置とに該チャックテーブルを位置付ける位置付け手段と、を備えた研削装置であって、ベースと、該ベースの一方の側部に沿って立設されたコラムと、を更に備え、該研削手段は、該搬出入位置と該研削位置とを結ぶ直線上に配設され、該コラム上に上下動可能に取り付けられた第１の研削手段と第２の研削手段とを含み、該第１の研削手段は該第２の研削手段より該搬出入位置側に配設され、該第１の研削手段には粗研削用の研削砥石が環状に配設された第１研削ホイールが回転可能に装着され、該第２の研削手段には仕上げ研削用の研削砥石が環状に配設された第２研削ホイールが該第１研削ホイールとは独立して回転可能に装着されており、該チャックテーブルに対して該第１の研削手段を接近及び離反させる研削送り手段と、該チャックテーブルに対して該第２の研削手段を接近及び離反させる研削送り手段とは共通の研削送り手段で構成されて該コラムに装着されており、該位置付け手段により被加工物を保持した該チャックテーブルを該第１の研削手段に対向する位置に位置付けて、該チャックテーブルを回転すると共に該第１研削ホイールを回転させて被加工物の粗研削を実施し、該粗研削終了後に、該位置付け手段により該チャックテーブルを該第２の研削手段に対向する位置に位置付けて、該チャックテーブルを回転すると共に該第２研削ホイールを回転させて被加工物の仕上げ研削を実施することを特徴とする研削装置が提供される。

本発明の研削装置は、被加工物をチャックテーブルに対して搬出入する搬出入位置と研削位置とを結ぶ直線上に配設された第１の研削手段と第２の研削手段とを含み、チャックテーブルに対して第１の研削手段を接近及び離反させる研削送り手段と、チャックテーブルに対して第２の研削手段を接近及び離反させる研削送り手段とが共通の研削送り手段で構成されているので、少ない設置面積で効率良く被加工物の粗研削及び仕上げ研削を行うことができる。

半導体ウエーハの表面側斜視図である。 表面に保護テープが貼着された半導体ウエーハの裏面側斜視図である。 本発明実施形態に係る研削装置の斜視図である。 図４（Ａ）は粗研削時の研削砥石とチャックテーブルに保持されたウエーハとの位置関係を示す斜視図、図４（Ｂ）は仕上げ研削時の研削砥石とチャックテーブルに保持されたウエーハとの位置関係を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は所定の厚さに加工される前の半導体ウエーハの斜視図である。図１に示す半導体ウエーハ１１は、例えば厚さが７００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面１１ａに複数のストリート１３が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート１３によって区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。

このように構成された半導体ウエーハ１１は、デバイス１５が形成されているデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９を備えている。また、半導体ウエーハ１１の外周にはシリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ２１が形成されている。

半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂの研削を実施する前に、半導体ウエーハ１１の表面１１ａにはデバイス１５を保護するために保護テープ２３が貼着される。よって、研削装置に供給される半導体ウエーハ１１は、図２に示すように、表面１１ａが保護テープ２３により保護され、裏面１１ｂが露出した形態となる。

次に、図３を参照して、本発明実施形態の研削装置２について詳細に説明する。４は研削装置２のベースであり、ベース４の一方の側部に沿ってコラム６が立設されている。コラム６には、上下方向に伸びる一対のガイドレール８が固定されている。この一対のガイドレール８に沿って粗研削ユニット（粗研削手段）１０及び仕上げ研削ユニット（仕上げ研削手段）２６が互いに隣接して上下方向に移動可能に装着されている。

粗研削ユニット１０は、ハウジング１２と、ハウジング１２中に回転可能に収容されたスピンドル１４と、スピンドル１４の先端に固定されたホイールマウント１６と、ホイールマウント１６に着脱可能にねじ締結された粗研削ホイール１８と、スピンドル１４を回転駆動するサーボモータ２４とを含んでいる。粗研削ホイール１８は、図４（Ａ）に示すように、環状基台２０と、環状基台２０の下端部外周に環状に配設された複数の粗研削用の研削砥石２２とから構成される。

粗研削ユニット１０に隣接して仕上げ研削ユニット２６が配設されている。仕上げ研削ユニット２６は、ハウジング２７と、ハウジング２７中に回転可能に収容されたスピンドル２８と、スピンドル２８の先端に固定されたホイールマウント３０と、ホイールマウント３０に着脱可能にねじ締結された仕上げ研削ホイール３２と、スピンドル２８を回転駆動するサーボモータ３８とを含んでいる。仕上げ研削ホイール３２は、図４（Ｂ）に示すように、環状基台３４と、環状基台３４の下端部外周に環状に配設された複数の仕上げ研削用の研削砥石３６とから構成される。

粗研削ユニット１０及び仕上げ研削ユニット２６はＹ軸方向に整列して保持部材４０に取り付けられており、保持部材４０は一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動する移動基台４２に取り付けられている。

研削装置２は、粗研削ユニット１０及び仕上げ研削ユニット２６を一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動するボールねじ４４とパルスモータ４６とから構成される研削ユニット送り機構４８を備えている。

この構成により、粗研削ユニット１０及び仕上げ研削ユニット２６は共通の研削送り機構４８により研削送りされる。パルスモータ４６をパルス駆動すると、ボールねじ４４が回転し、移動基台４２及び保持部材４０が上下方向に移動される。

ベース４の上面には凹部４ａが形成されており、この凹部４ａ中にチャックテーブル機構５０が配設されている。チャックテーブル機構５０はチャックテーブル５２を備えており、図示しない移動機構により図３に示されたウエーハ搬出入位置Ａと、粗研削ユニット１０に対向する粗研削位置Ｂと、仕上げ研削ユニット２６に対向する仕上げ研削位置Ｃとの間でＹ軸方向に移動される。５４は蛇腹である。ベース４の前方側には、研削装置２のオペレータが研削条件等を入力する操作パネル５６が配設されている。

このように構成された研削装置２の研削作業について以下に説明する。図３に示すウエーハ搬出入位置Ａに位置付けられたチャックテーブル５２上に、図２に示された保護テープ２３が貼着されたウエーハ１１を保護テープ２３を下にしてオペレータが載置し、負圧吸引源を作動してウエーハ１１を吸引保持する。次いで、チャックテーブル５２をＹ軸方向に移動して、粗研削位置Ｂに位置付ける。

このように位置付けられたウエーハ１１に対して、図４（Ａ）に示すように、チャックテーブル５２を矢印ａ方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール１８をチャックテーブル５２と同一方向に、即ち矢印ｂ方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、研削ユニット送り機構４８を作動して粗研削砥石２２をウエーハ１１の裏面１１ｂに接触させる。

そして、粗研削ホイール１８を所定の研削送り速度（例えば３．０μｍ／秒）で下方に所定量研削送りして、ウエーハ１１の粗研削を実施する。図示しない接触式又は非接触式の厚み測定ゲージによってウエーハ１１の厚みを測定しながらウエーハを所望の厚み、例えば１００μｍに仕上げる。粗研削を実施すると、ウエーハ１１の裏面（被研削面）１１ｂには、多数の弧が放射状に描かれた模様を呈する研削条痕３１が残留する。

粗研削が終了すると、研削ユニット送り機構４８を駆動して粗研削ホイール１８を少し上昇させてから、チャックテーブル移動機構を駆動して、チャックテーブル５２に保持されたウエーハ１１をＹ軸方向に移動し、仕上げ研削位置Ｃに位置付ける。

このように位置付けられたウエーハ１１に対して、図４（Ｂ）に示すように、チャックテーブル５２を矢印ａ方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、仕上げ研削ホイール３２をチャックテーブル５２と同一方向に、即ち矢印ｂ方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、研削ユニット送り機構４８を作動して仕上げ研削砥石３６をウエーハ１１の裏面１１ｂに接触させる。

そして、仕上げ研削ホイール３２を所定の研削送り速度（例えば０．３μｍ／秒）で下方に所定量研削送りして、ウエーハ１１の仕上げ研削を実施する。図示しない接触式又は非接触式の厚み測定ゲージによってウエーハ１１の厚みを測定しながらウエーハを所望の厚み、例えば９５μｍに仕上げる。

仕上げ研削を実施すると、粗研削時の研削条痕３１が研削除去されて、ウエーハ１１の裏面（被研削面）１１ｂには、仕上げ研削砥石３６による仕上げ研削時の研削条痕３３が残留する。

仕上げ研削の終了したウエーハ１１は、チャックテーブル移動機構を駆動することによりウエーハ搬出入位置Ａに戻され、オペレータが仕上げ研削の終了したウエーハ１１をチャックテーブル５２上から除去する。

上述した実施形態の研削装置２は、粗研削ユニット１０と仕上げ研削ユニット２６がウエーハ搬出入位置Ａと仕上げ研削位置Ｃとを結ぶ直線上に配設され、チャックテーブル５２に対して粗研削ユニット１０を接近及び離反させる研削送り機構と、チャックテーブル５２に対して仕上げ研削ユニット２６を接近及び離反させる研削送り機構とを共通の研削ユニット送り機構４８により構成したので、少ない設置面積で効率良くウエーハ１１の粗研削及び仕上げ研削を行うことができる。

２ 研削装置
１０ 粗研削ユニット
１１ 半導体ウエーハ
１８ 粗研削ホイール
２２ 粗研削砥石
２６ 仕上げ研削ユニット
３６ 仕上げ研削砥石
４８ 研削ユニット送り機構
５２ チャックテーブル

Claims (1)

1. 被加工物を保持する回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削手段と、該チャックテーブルに被加工物を搬出入する搬出入位置と該チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削位置とに該チャックテーブルを位置付ける位置付け手段と、を備えた研削装置であって、
   ベースと、該ベースの一方の側部に沿って立設されたコラムと、を更に備え、
   該研削手段は、該搬出入位置と該研削位置とを結ぶ直線上に配設され、該コラム上に上下動可能に取り付けられた第１の研削手段と第２の研削手段とを含み、
   該第１の研削手段は該第２の研削手段より該搬出入位置側に配設され、該第１の研削手段には粗研削用の研削砥石が環状に配設された第１研削ホイールが回転可能に装着され、該第２の研削手段には仕上げ研削用の研削砥石が環状に配設された第２研削ホイールが該第１研削ホイールとは独立して回転可能に装着されており、
   該チャックテーブルに対して該第１の研削手段を接近及び離反させる研削送り手段と、該チャックテーブルに対して該第２の研削手段を接近及び離反させる研削送り手段とは共通の研削送り手段で構成されて該コラムに装着されており、
   該位置付け手段により被加工物を保持した該チャックテーブルを該第１の研削手段に対向する位置に位置付けて、該チャックテーブルを回転すると共に該第１研削ホイールを回転させて被加工物の粗研削を実施し、
   該粗研削終了後に、該位置付け手段により該チャックテーブルを該第２の研削手段に対向する位置に位置付けて、該チャックテーブルを回転すると共に該第２研削ホイールを回転させて被加工物の仕上げ研削を実施することを特徴とする研削装置。

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