JP5730127B2 - Grinding method - Google Patents

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Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を研削する研削方法に関する。   The present invention relates to a grinding method for grinding a workpiece such as a semiconductor wafer.

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。   A semiconductor wafer in which a number of devices such as IC and LSI are formed on the surface, and each device is partitioned by a line to be divided (street), the back surface is ground by a grinding machine and processed to a predetermined thickness. A dividing line is cut by a cutting device (dicing device) to be divided into individual devices, and the divided devices are widely used in various electric devices such as mobile phones and personal computers.

ウエーハの裏面を研削する研削装置は、ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削砥石を有する研削ホイールを回転可能に支持する研削手段とを備えていて、ウエーハを高精度に所望の厚みに研削できる。   A grinding apparatus for grinding a back surface of a wafer includes a chuck table for holding a wafer, and a grinding means for rotatably supporting a grinding wheel having a grinding wheel for grinding the wafer held on the chuck table. Can be ground to a desired thickness with high accuracy.

一般にウエーハを研削する際、加工時間を短縮するとともに高精度にウエーハを平坦化するために、粗い砥粒の粗研削砥石でウエーハを研削した後、細かい砥粒の仕上げ研削砥石でウエーハを研削し、所望の厚みへと薄化する。   In general, when grinding a wafer, in order to shorten the processing time and flatten the wafer with high precision, the wafer is ground with a coarse grinding wheel with coarse abrasive grains, and then the wafer is ground with a finish grinding wheel with fine abrasive grains. And thin to desired thickness.

特開２０１０−１４９２２２号公報JP 2010-149222 A

一般にシリコンウエーハやサファイアウエーハ等は表裏両面が鏡面仕上げされた後、その表面に半導体層が成膜される。よって、表面に半導体層を有するウエーハの裏面を研削する際には、裏面が鏡面仕上げされているため、ウエーハに対して研削砥石が削り込まない、所謂食いつき不良が生じることがある。   In general, a silicon wafer, a sapphire wafer, and the like are mirror-finished on both sides, and a semiconductor layer is formed on the surface. Therefore, when the back surface of a wafer having a semiconductor layer on the surface is ground, since the back surface is mirror-finished, a so-called biting failure may occur in which the grinding wheel is not cut into the wafer.

食いつき不良が発生するとウエーハに面焼けが生じたり、研削送りに伴い押圧力が増大してウエーハを破損させたり、ウエーハの品質を低下させるという問題がある。   When the biting failure occurs, there are problems that the wafer is burnt, the pressing force increases with the grinding feed, the wafer is damaged, and the quality of the wafer is deteriorated.

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、ウエーハ等の被加工物に面焼け等の品質低下や破損を生じさせる恐れを低減可能な研削方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a grinding method capable of reducing the risk of quality deterioration and damage such as surface burning on a workpiece such as a wafer. It is to be.

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で保持された被加工物を研削する研削砥石を含む研削ホイールを回転可能に支持する研削手段と、該研削手段を研削送りする研削送り手段と、該研削砥石に超音波振動を付与する超音波生成手段と、を備えた研削装置で被加工物を研削する研削方法であって、被加工物を該チャックテーブルで保持する保持ステップと、被加工物を保持した該チャックテーブルを回転させつつ該超音波生成手段を作動させて該研削砥石に超音波振動を付与するとともに、該研削送り手段により該研削手段を研削送りして回転する該研削砥石を被加工物に削り込ませる削り込みステップと、該削り込みステップを実施した後、該超音波生成手段を停止させるとともに該研削送り手段により該研削手段を研削送りして被加工物を研削する研削ステップと、を具備し、該削り込みステップでは、該研削砥石が被加工物に削り込み、該研削砥石で正常な削り込みが遂行されていることを検出し、該削り込みステップで正常な削りこみが遂行されていることを検出した後、該研削ステップを実施することを特徴とする研削方法が提供される。 According to the present invention, a rotatable chuck table for holding a workpiece, a grinding means for rotatably supporting a grinding wheel including a grinding wheel for grinding the workpiece held by the chuck table, and the grinding means A grinding method for grinding a workpiece with a grinding device comprising: a grinding feed means for grinding and feeding; and an ultrasonic wave generating means for applying ultrasonic vibration to the grinding wheel, the workpiece being applied to the chuck table A holding step for holding the workpiece, and operating the ultrasonic wave generating means while rotating the chuck table holding the workpiece to apply ultrasonic vibrations to the grinding wheel, and the grinding means by the grinding feed means. A grinding step for grinding the grinding wheel that is rotated by grinding and feeding into a workpiece, and after performing the grinding step, the ultrasonic wave generation means is stopped and the grinding tool is stopped. And feeding grinding the grinding means by feeding means comprises a grinding step for grinding the workpiece, and in step narrowing scraping said, the grinding grindstone narrowing cutting the workpiece, narrowing scraping normal in the grinding whetstone A grinding method is provided in which the grinding step is performed after detecting that the cutting is performed, and detecting that normal cutting is performed in the cutting step .

好ましくは、前記削り込みステップにおいて、正常な削り込みが遂行されていることを検出した直後に、超音波振動子への電力供給を停止する。 Preferably, in the cutting step , power supply to the ultrasonic transducer is stopped immediately after detecting that normal cutting has been performed .

本発明の研削方法によると、被加工物に対して研削砥石が削り込む際に超音波振動が研削砥石に付与されるため、研削砥石が確実に被加工物に対して削り込むことができ、被加工物に面焼け等の品質低下を生じさせる恐れを低減できる。   According to the grinding method of the present invention, since the ultrasonic vibration is imparted to the grinding wheel when the grinding wheel is cut into the workpiece, the grinding wheel can be cut into the workpiece with certainty, It is possible to reduce the possibility of causing quality degradation such as surface burn on the workpiece.

請求項２記載の発明によると、研削砥石が被加工物に削り込む際には超音波振動を付与し、以降は超音波振動を付与することなく研削が遂行されるため、被加工物を薄く研削しても超音波振動によって被加工物が破損する恐れがない。   According to the invention described in claim 2, since the grinding wheel applies ultrasonic vibration when it is cut into the workpiece, and thereafter grinding is performed without applying ultrasonic vibration, the workpiece is thinned. There is no risk of the workpiece being damaged by ultrasonic vibration even after grinding.

本発明の研削方法を実施するのに適した研削装置の斜視図である。It is a perspective view of a grinding device suitable for carrying out the grinding method of the present invention. 粗研削ユニットの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a rough grinding unit. 図３（Ａ）はホイールベースの斜視図、図３（Ｂ）はホイールベースの断面図である。3A is a perspective view of the wheel base, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the wheel base. 光デバイスウエーハの表面に保護テープを貼着する様子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a mode that a protective tape is stuck on the surface of an optical device wafer. 削り込みステップ及び研削ステップを説明する斜視図である。It is a perspective view explaining a grinding step and a grinding step.

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を参照すると、本発明の研削方法を実施するのに適した研削装置２の斜視図が示されている。４は研削装置２のハウジング（ベース）であり、ハウジング４の後方には二つのコラム６ａ，６ｂが立設されている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, there is shown a perspective view of a grinding apparatus 2 suitable for carrying out the grinding method of the present invention. Reference numeral 4 denotes a housing (base) of the grinding device 2, and two columns 6 a and 6 b are erected on the rear side of the housing 4.

コラム６ａには、上下方向に伸びる一対のガイドレール（一本のみ図示）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１０が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、そのスピンドルハウジング２０が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１２に取り付けられている。   A pair of guide rails (only one is shown) 8 extending in the vertical direction is fixed to the column 6a. A rough grinding unit 10 is mounted along the pair of guide rails 8 so as to be movable in the vertical direction. The rough grinding unit 10 is attached to a moving base 12 whose spindle housing 20 moves in the vertical direction along a pair of guide rails 8.

粗研削ユニット１０は、スピンドルハウジング２０と、スピンドルハウジング２０中に回転可能に収容されたスピンドル２４（図２及び図５参照）と、スピンドル２４を回転駆動するサーボモータ２６と、スピンドル２４の先端に固定されたホイールマウント２８（図２及び図５参照）と、ホイールマウント２８に複数のねじ２９により着脱可能に固定された先端に複数の粗研削用の研削砥石３２を有する研削ホイール３０とを含んでいる。粗研削用の研削砥石３２は、平均粒径６０μｍ前後のダイアモンド砥粒を金属で固めて構成されている。   The rough grinding unit 10 includes a spindle housing 20, a spindle 24 (see FIGS. 2 and 5) rotatably accommodated in the spindle housing 20, a servo motor 26 that rotationally drives the spindle 24, and a tip of the spindle 24. A fixed wheel mount 28 (see FIGS. 2 and 5) and a grinding wheel 30 having a plurality of grinding wheels 32 for rough grinding at the tip fixed to the wheel mount 28 by a plurality of screws 29 detachably. It is out. The grinding wheel 32 for rough grinding is formed by solidifying diamond abrasive grains having an average particle diameter of around 60 μm with metal.

粗研削ユニット１０は、粗研削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ１４とパルスモータ１６とから構成される粗研削ユニット送り機構１８を備えている。パルスモータ１６をパルス駆動すると、ボールねじ１４が回転し、移動基台１２が上下方向に移動される。   The rough grinding unit 10 includes a rough grinding unit feed mechanism 18 including a ball screw 14 and a pulse motor 16 that move the rough grinding unit 10 up and down along a pair of guide rails 8. When the pulse motor 16 is pulse-driven, the ball screw 14 rotates and the moving base 12 is moved in the vertical direction.

他方のコラム６ｂにも、上下方向に伸びる一対のガイドレール（一本のみ図示）３４が固定されている。この一対のガイドレール３４に沿って仕上げ研削ユニット３６が上下方向に移動可能に装着されている。   A pair of guide rails (only one is shown) 34 extending in the vertical direction is also fixed to the other column 6b. A finish grinding unit 36 is mounted along the pair of guide rails 34 so as to be movable in the vertical direction.

仕上げ研削ユニット３６は、そのスピンドルハウジング３８が一対のガイドレール３４に沿って上下方向に移動する図示しない移動基台に取り付けられている。仕上げ研削ユニット３６は、スピンドルハウジング３８と、スピンドルハウジング３８中に回転可能に収容された図示しないスピンドルと、スピンドルを回転駆動するサーボモータ４０と、スピンドルの先端に固定された図示しないホイールマウントと、ホイールマウントに着脱可能に固定された仕上げ研削用の研削砥石４４を有する研削ホイール４２を含んでいる。仕上げ研削用の研削砥石４４は、平均粒径１０μｍ前後のダイアモンド砥粒を樹脂で固めて構成されている。   The finish grinding unit 36 is attached to a moving base (not shown) in which the spindle housing 38 moves in the vertical direction along the pair of guide rails 34. The finish grinding unit 36 includes a spindle housing 38, a spindle (not shown) rotatably accommodated in the spindle housing 38, a servo motor 40 that rotationally drives the spindle, a wheel mount (not shown) fixed to the tip of the spindle, A grinding wheel 42 having a grinding wheel 44 for finish grinding is detachably fixed to the wheel mount. The grinding wheel 44 for finish grinding is configured by solidifying diamond abrasive grains having an average particle diameter of about 10 μm with a resin.

仕上げ研削ユニット３６は、仕上げ研削ユニット３６を一対の案内レール３４に沿って上下方向に移動するボールねじ４６とパルスモータ４８とから構成される仕上げ研削ユニット送り機構５０を備えている。パルスモータ４８をパルス駆動すると、ボールねじ４６が回転し、仕上げ研削ユニット３６が上下方向に移動される。   The finish grinding unit 36 includes a finish grinding unit feed mechanism 50 including a ball screw 46 and a pulse motor 48 that move the finish grinding unit 36 in the vertical direction along a pair of guide rails 34. When the pulse motor 48 is pulse-driven, the ball screw 46 rotates and the finish grinding unit 36 is moved in the vertical direction.

研削装置２は、コラム６ａ，６ｂの前側においてハウジング４の上面と略面一となるように配設されたターンテーブル５２を具備している。ターンテーブル５２は比較的大径の円板状に形成されており、図示しない回転駆動機構によって矢印５３で示す方向に回転される。   The grinding device 2 includes a turntable 52 disposed so as to be substantially flush with the upper surface of the housing 4 on the front side of the columns 6a and 6b. The turntable 52 is formed in a relatively large-diameter disk shape, and is rotated in a direction indicated by an arrow 53 by a rotation driving mechanism (not shown).

ターンテーブル５２には、互いに円周方向に１２０度離間して３個のチャックテーブル５４が水平面内で回転可能に配置されている。チャックテーブル５４は、ポーラスセラミックス材によって円板状に形成された吸着チャックを有しており、吸着チャックの保持面上に載置されたウエーハを真空吸引手段を作動することにより吸引保持する。   On the turntable 52, three chuck tables 54 are arranged so as to be rotatable in a horizontal plane, spaced from each other by 120 degrees in the circumferential direction. The chuck table 54 has a suction chuck formed in a disk shape by a porous ceramic material, and sucks and holds the wafer placed on the holding surface of the suction chuck by operating a vacuum suction means.

ターンテーブル５２に配設された３個のチャックテーブル５４は、ターンテーブル５２２が適宜回転することにより、ウエーハ搬入・搬出領域Ａ、粗研削加工領域Ｂ、仕上げ研削加工領域Ｃ、及びウエーハ搬入・搬出領域Ａに順次移動される。   The three chuck tables 54 arranged on the turntable 52 are rotated in accordance with the turntable 522, so that the wafer loading / unloading area A, rough grinding area B, finish grinding area C, and wafer loading / unloading are performed. The region A is sequentially moved.

ハウジング４の前側部分には、ウエーハカセット５６と、ウエーハ搬送ロボット５８と、複数の位置決めピン６２を有する位置決めテーブル６０と、ウエーハ搬入機構（ローディングアーム）６４と、ウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）６６と、スピンナテーブル６８を有し研削されたウエーハを洗浄及びスピン乾燥するスピンナ洗浄装置７０と、スピンナ洗浄装置７０で洗浄及びスピン乾燥された研削後のウエーハを収容する収容カセット７２が配設されている。   In the front portion of the housing 4, a wafer cassette 56, a wafer transfer robot 58, a positioning table 60 having a plurality of positioning pins 62, a wafer carry-in mechanism (loading arm) 64, and a wafer carry-out mechanism (unloading arm) 66 A spinner cleaning device 70 having a spinner table 68 for cleaning and spin drying the ground wafer, and a storage cassette 72 for storing the ground wafer cleaned and spin dried by the spinner cleaning device 70. Yes.

次に、図２を参照して、粗研削ユニット１０の詳細構造について説明する。スピンドル２４の先端は小径先端部２４ａに形成されており、この小径先端部２４ａにホイールマウント２８が固定されている。ホイールマウント２８には複数のねじ２９により研削ホイール３０が着脱可能に固定されている。   Next, the detailed structure of the rough grinding unit 10 will be described with reference to FIG. The tip of the spindle 24 is formed in a small diameter tip 24a, and a wheel mount 28 is fixed to the small diameter tip 24a. A grinding wheel 30 is detachably fixed to the wheel mount 28 by a plurality of screws 29.

研削ホイール３０は、ホイールベース７４と、振動吸収リング７６と、マウント装着リング７８とから構成されている。図３を参照して、ホイールベース７４の詳細構造について説明する。   The grinding wheel 30 includes a wheel base 74, a vibration absorbing ring 76, and a mount mounting ring 78. A detailed structure of the wheel base 74 will be described with reference to FIG.

ホイールベース７４の第２面即ち下面７４ｂの外周には、粗研削用の複数の研削砥石３２が環状に固着されている。ホイールベース７４の第１面即ち上面７４ａには環状溝７９が形成されており、この環状溝７９中に環状の超音波振動子８０が挿入されて接着剤等により固着されている。ホイールベース７４は中心穴８３を有している。超音波振動子８０は複数の円弧状超音波振動子を環状溝７９中に挿入固定するようにしてもよい。   A plurality of grinding wheels 32 for rough grinding are fixed to the outer periphery of the second surface of the wheel base 74, that is, the lower surface 74b. An annular groove 79 is formed on the first surface, that is, the upper surface 74a of the wheel base 74, and an annular ultrasonic vibrator 80 is inserted into the annular groove 79 and fixed by an adhesive or the like. The wheel base 74 has a center hole 83. The ultrasonic transducer 80 may insert and fix a plurality of arc-shaped ultrasonic transducers in the annular groove 79.

超音波振動子８０としては、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｉ、Ｔｉ）Ｏ３）、リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ３）、リチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ３）等を用いることができる。 As the ultrasonic vibrator 80, barium titanate (BaTiO 3 ), lead zirconate titanate (Pb (Zi, Ti) O 3 ), lithium niobate (LiNbO 3 ), lithium tantalate (LiTaO 3 ), or the like is used. be able to.

図２を再び参照すると、スピンドル２４はスピンドルハウジング２０のボア２２中に回転可能に挿入されている。スピンドル２４は一体的に形成されたスラフトプレート２４ｂを有している。   Referring again to FIG. 2, the spindle 24 is rotatably inserted into the bore 22 of the spindle housing 20. The spindle 24 has an integrally formed raft plate 24b.

粗研削ユニット１０は、スピンドル２４を回転駆動する電動モータ８２を備えている。電動モータ８２は例えば永久磁石式モータから構成される。電動モータ８２は、スピンドル２４の中間部に形成されたモータ装着部８４に装着された永久磁石からなるロータ８６と、ロータ８６の外周側においてスピンドルハウジング２０に配設されたステータコイル８８とから構成される。   The rough grinding unit 10 includes an electric motor 82 that rotationally drives the spindle 24. The electric motor 82 is composed of, for example, a permanent magnet motor. The electric motor 82 includes a rotor 86 made of a permanent magnet mounted on a motor mounting portion 84 formed at an intermediate portion of the spindle 24, and a stator coil 88 disposed on the spindle housing 20 on the outer peripheral side of the rotor 86. Is done.

このように構成された電動モータ８２は、ステータコイル８８に後述する電力供給手段によって交流電流が印加されることによりロータ８６が回転し、ロータ８６が装着されたスピンドル２４が回転される。   In the electric motor 82 configured in this manner, the rotor 86 is rotated by applying an alternating current to the stator coil 88 by power supply means described later, and the spindle 24 to which the rotor 86 is mounted is rotated.

粗研削ユニット１０は更に、超音波振動子８０に交流電力を印加するとともに電動モータ８２に交流電力を印加する電力供給手段９０を具備している。電力供給手段９０は、スピンドル２４の上端に配設されたロータリートランス９２を含んでいる。   The rough grinding unit 10 further includes power supply means 90 that applies AC power to the ultrasonic transducer 80 and applies AC power to the electric motor 82. The power supply means 90 includes a rotary transformer 92 disposed at the upper end of the spindle 24.

ロータリートランス９２は、スピンドル２４の上端に配設された受電手段９４と、受電手段９４と対向して配設された給電手段９６を具備している。受電手段９４は、スピンドル２４に装着されたロータコア９８と、ロータコア９８に巻回された受電コイル１００とから構成される。   The rotary transformer 92 includes a power receiving unit 94 disposed at the upper end of the spindle 24 and a power feeding unit 96 disposed opposite to the power receiving unit 94. The power receiving means 94 includes a rotor core 98 attached to the spindle 24 and a power receiving coil 100 wound around the rotor core 98.

このように構成された受電手段９４の受電コイル１００には導電線１０２が接続されている。この導電線１０２は、スピンドル２４の中心に軸方向に形成された貫通穴２５中に配設され、その先端がコネクタを介して超音波振動子８０に接続された一対の導電線８１に接続されている。   A conductive wire 102 is connected to the power receiving coil 100 of the power receiving means 94 configured as described above. The conductive wire 102 is disposed in a through hole 25 formed in the axial direction in the center of the spindle 24, and the tip thereof is connected to a pair of conductive wires 81 connected to the ultrasonic transducer 80 via a connector. ing.

給電手段９６は、受電手段９４の外周側に配設されたステータコア１０４と、ステータコア１０４に配設された給電コイル１０６とから構成される。このように構成された給電手段９６の給電コイル１０６には、電気配線１０８を介して交流電力が供給される。   The power feeding means 96 includes a stator core 104 disposed on the outer peripheral side of the power receiving means 94 and a power feeding coil 106 disposed on the stator core 104. AC power is supplied to the power supply coil 106 of the power supply means 96 configured in this way via the electrical wiring 108.

電力供給手段９０は、交流電源１１０と、交流電源１１０とロータリートランス９２の給電コイル１０６との間に挿入された電圧調整手段１１２と、給電手段９６に供給する交流電力の周波数を調整する周波数調整手段１１４と、電圧調整手段１１２及び周波数調整手段１１４を制御する制御手段１１６と、制御手段１１６に研削砥石３２に付与する超音波振動の振幅等を入力する入力手段１１８を具備している。   The power supply means 90 is a frequency adjustment that adjusts the frequency of the AC power supplied to the AC power supply 110, the voltage adjusting means 112 inserted between the AC power supply 110 and the power supply coil 106 of the rotary transformer 92, and the power supply means 96. Means 114, control means 116 for controlling voltage adjusting means 112 and frequency adjusting means 114, and input means 118 for inputting the amplitude of the ultrasonic vibration applied to the grinding wheel 32 to the control means 116 are provided.

交流電源１１０は、制御回路１２２及び電気配線１２０を介して電動モータ８２のステータコイル８８に交流電力を供給する。周波数調整手段１１４としては、株式会社エヌエフ回路設計ブロックが提供するデジタルファンクションジェラレータ（商品名「ＤＦ−１９０５」）を使用することができる。ＤＦ−１９０５によると、周波数を１０Ｈｚ〜５００ｋＨｚの範囲内で適宜調整することができる。   The AC power supply 110 supplies AC power to the stator coil 88 of the electric motor 82 via the control circuit 122 and the electric wiring 120. As the frequency adjusting means 114, a digital function gelator (trade name “DF-1905”) provided by NF Circuit Design Block Co., Ltd. can be used. According to DF-1905, the frequency can be appropriately adjusted within a range of 10 Hz to 500 kHz.

図４を参照すると、本発明の研削方法の加工対象となる光デバイスウエーハ１１の表面側斜視図が示されている。光デバイスウエーハ１１は、サファイア基板１３上に窒化ガリウム（ＧａＮ）等のエピタキシャル層（半導体層）１５が積層されて構成されている。光デバイスウエーハ１１は、エピタキシャル層１５が積層された表面１１ａと、サファイアウエーハ１３が露出した裏面１１ｂとを有している。   Referring to FIG. 4, there is shown a front side perspective view of an optical device wafer 11 to be processed by the grinding method of the present invention. The optical device wafer 11 is configured by laminating an epitaxial layer (semiconductor layer) 15 such as gallium nitride (GaN) on a sapphire substrate 13. The optical device wafer 11 has a front surface 11a on which an epitaxial layer 15 is laminated and a back surface 11b on which the sapphire wafer 13 is exposed.

サファイア基板１３は例えば１．３ｍｍの厚みを有しており、エピタキシャル層１５は例えば５μｍの厚みを有している。エピタキシャル層１５にＬＥＤ等の複数の光デバイス１９が、格子状に形成された分割予定ライン（ストリート）１７によって区画されて形成されている。   The sapphire substrate 13 has a thickness of 1.3 mm, for example, and the epitaxial layer 15 has a thickness of 5 μm, for example. A plurality of optical devices 19 such as LEDs are formed on the epitaxial layer 15 by being partitioned by dividing lines (streets) 17 formed in a lattice shape.

本発明の研削方法を実施するのにあたり、光デバイスウエーハ１１の表面１１ａには光デバイス１９を保護するために保護テープ２１が貼着される。以下、研削装置２により光デバイスウエーハ１１の裏面１１ｂを研削する本発明実施形態の研削方法について説明する。   In carrying out the grinding method of the present invention, a protective tape 21 is attached to the surface 11 a of the optical device wafer 11 in order to protect the optical device 19. Hereinafter, a grinding method according to an embodiment of the present invention in which the back surface 11b of the optical device wafer 11 is ground by the grinding apparatus 2 will be described.

このように表面に保護テープ２１の貼着された光デバイスウエーハ１１は、ウエーハカセット５６中に複数枚収容されて、ウエーハカセット５６がベース４上に載置される。ウエーハカセット５６中に収容された光デバイスウエーハ１１は、ウエーハ搬送ロボット５８の上下動作及び進退動作によって搬送され、ウエーハ位置決めテーブル６０上に載置される。   A plurality of the optical device wafers 11 having the protective tape 21 attached to the surface in this way are accommodated in the wafer cassette 56, and the wafer cassette 56 is placed on the base 4. The optical device wafer 11 accommodated in the wafer cassette 56 is transported by the vertical motion and the forward / backward motion of the wafer transport robot 58 and is placed on the wafer positioning table 60.

ウエーハ位置決めテーブル６０上に載置された光デバイスウエーハ１１は、複数の位置決めピン６２によって中心あわせが行われた後、ローディングアーム６４の旋回動作によって、ウエーハ搬入・搬出領域Ａに位置せしめられているチャックテーブル５４上に載置され、チャックテーブル５４によって吸引保持される。   The optical device wafer 11 placed on the wafer positioning table 60 is positioned in the wafer carry-in / out area A by the turning operation of the loading arm 64 after being centered by a plurality of positioning pins 62. It is placed on the chuck table 54 and sucked and held by the chuck table 54.

次いで、ターンテーブル５２が反時計回り方向に１２０度回転されて、光デバイスウエーハ１１を保持したチャックテーブル５４が粗研削加工領域Ｂに位置付けられる。このように位置付けられた光デバイスウエーハ１１に対して図５に示すように、チャックテーブル５４を矢印ａ方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール３０をチャックテーブル５４と同一方向に、即ち矢印ｂ方向に例えば１０００ｒｐｍで回転駆動させるとともに、研削ユニット送り機構１８を作動して研削砥石３２を光デバイスウエーハ１１の裏面１１ｂに接触させる。   Next, the turntable 52 is rotated 120 degrees counterclockwise, and the chuck table 54 holding the optical device wafer 11 is positioned in the rough grinding region B. As shown in FIG. 5, with respect to the optical device wafer 11 positioned in this manner, the grinding wheel 30 is rotated in the same direction as the chuck table 54, that is, the arrow b while rotating the chuck table 54 in the direction of arrow a at 300 rpm, for example. For example, the grinding unit feeding mechanism 18 is operated to bring the grinding wheel 32 into contact with the back surface 11 b of the optical device wafer 11.

この時、電力供給手段９０によってロータリートランス９２を構成する給電手段９６の給電コイル１０６に所定周波数の交流電力を供給する。その結果、回転する受電手段９４の受電コイル１００、導電線１０２、導電線８１を介して超音波振動子８０に所定周波数の交流電力が印加され、超音波振動子８０は主にラジアル方向（半径方向）に超音波振動する。この超音波振動は、ホイールベース７４を介して複数の研削砥石３２に伝達され、研削砥石３２がラジアル方向に超音波振動する。   At this time, AC power of a predetermined frequency is supplied to the power supply coil 106 of the power supply means 96 constituting the rotary transformer 92 by the power supply means 90. As a result, AC power having a predetermined frequency is applied to the ultrasonic transducer 80 via the power receiving coil 100, the conductive wire 102, and the conductive wire 81 of the rotating power receiving means 94, and the ultrasonic transducer 80 is mainly used in the radial direction (radius). Direction). This ultrasonic vibration is transmitted to the plurality of grinding wheels 32 via the wheel base 74, and the grinding wheel 32 is ultrasonically vibrated in the radial direction.

このように超音波振動子８０で研削砥石３２を主にラジアル方向に振動させながら、研削ホイール３０を所定の研削送り速度（例えば０．０２５ｍｍ／分）で下方に所定量研削送りする。   In this way, the grinding wheel 30 is ground by a predetermined amount at a predetermined grinding feed speed (for example, 0.025 mm / min) while the grinding wheel 32 is vibrated mainly in the radial direction by the ultrasonic vibrator 80.

その結果、研削砥石３２が超音波振動しながら光デバイスウエーハ１１の裏面１１ｂに圧接されるため、研削砥石３２が光デバイスウエーハ１１の裏面１１ｂですべることなく確実に裏面１１ｂのサファイア基板１３に削り込む（食い込む）ことができる。   As a result, the grinding wheel 32 is pressed against the back surface 11b of the optical device wafer 11 while being ultrasonically vibrated, so that the grinding wheel 32 is reliably scraped to the sapphire substrate 13 on the back surface 11b without sliding on the back surface 11b of the optical device wafer 11. You can bite.

研削砥石３２がサファイア基板１３に削り込むと、スピンドル２４を駆動するサーボモータ２６の負荷電流値が上昇するため、サーボモータ２６の負荷電流値の上昇を検出することにより正常な削り込みが遂行されたかの検出することができる。   When the grinding wheel 32 is cut into the sapphire substrate 13, the load current value of the servo motor 26 that drives the spindle 24 increases. Therefore, normal cutting is performed by detecting an increase in the load current value of the servo motor 26. Can be detected.

サーボモータ２６の負荷電流値の上昇により研削砥石３２の削り込みを検出したならば、直ちに或いは所定時間経過後に超音波振動子８０への電力供給を停止し、超音波振動なしで削り込みステップと同一条件で光デバイスウエーハ１１の研削を続行する。接触式又は非接触式の厚み測定ゲージによって光デバイスウエーハ１１の厚みを測定しながら、光デバイスウエーハ１１を所望の厚み、例えば１５０μｍの厚みまで研削する。   If cutting of the grinding wheel 32 is detected due to an increase in the load current value of the servo motor 26, the power supply to the ultrasonic vibrator 80 is stopped immediately or after a predetermined time has elapsed, and the cutting step without ultrasonic vibration is performed. Grinding of the optical device wafer 11 is continued under the same conditions. The optical device wafer 11 is ground to a desired thickness, for example, 150 μm, while measuring the thickness of the optical device wafer 11 with a contact-type or non-contact-type thickness measurement gauge.

粗研削が終了した光デバイスウエーハ１１を保持したチャックテーブル５４は、ターンテーブル５２を反時計回りに１２０度回転することにより仕上げ研削加工領域Ｃに位置付けられ、仕上げ研削砥石４４を有する仕上げ研削ユニット３６による仕上げ研削が実施される。   The chuck table 54 holding the optical device wafer 11 after the rough grinding is positioned in the finish grinding region C by rotating the turntable 52 120 degrees counterclockwise, and the finish grinding unit 36 having the finish grinding wheel 44 is provided. Finish grinding is performed.

この仕上げ研削ステップでは、粗研削砥石３２による粗研削により光デバイスウエーハ１１の裏面１１ｂにソーマークが形成されているので、仕上げ研削砥石４４の食いつき不良は発生しない。よって、本実施形態では、仕上げ研削ユニット３６には超音波振動付与機構は装備されていない。   In this finish grinding step, since the saw mark is formed on the back surface 11b of the optical device wafer 11 by rough grinding with the rough grinding wheel 32, the finish grinding wheel 44 does not have a biting defect. Therefore, in this embodiment, the finish grinding unit 36 is not equipped with an ultrasonic vibration applying mechanism.

仕上げ研削ステップでは、図５に示した粗研削ステップと同様に、チャックテーブル５４を矢印ａ方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、仕上げホイール４２をチャックテーブル５４と同一方向に例えば１０００ｒｐｍで回転させるとともに、仕上げ研削ユニット送り機構５０を作動して仕上げ研削用の研削砥石４４を光デバイスウエーハ１１の裏面１１ｂに接触させる。   In the finish grinding step, as in the rough grinding step shown in FIG. 5, while rotating the chuck table 54 in the direction of arrow a at, for example, 300 rpm, the finish wheel 42 is rotated in the same direction as the chuck table 54, for example, at 1000 rpm, The finish grinding unit feed mechanism 50 is operated to bring the grinding wheel 44 for finish grinding into contact with the back surface 11 b of the optical device wafer 11.

そして、仕上げ研削ホイール４２を所定の研削送り速度（例えば０．００９ｍｍ／分）で下方に所定量研削送りして、光デバイスウエーハ１１の裏面１１ｂの仕上げ研削を実施する。接触式又は非接触式の厚み測定ゲージによって光デバイスウエーハ１１の厚みを測定しながら、光デバイスウエーハ１１を所望の厚み、例えば１００μｍの厚みまで研削する。   Then, the finish grinding wheel 42 is ground and fed downward by a predetermined amount at a predetermined grinding feed speed (for example, 0.009 mm / min), and finish grinding of the back surface 11b of the optical device wafer 11 is performed. The optical device wafer 11 is ground to a desired thickness, for example, 100 μm, while measuring the thickness of the optical device wafer 11 with a contact-type or non-contact-type thickness measurement gauge.

仕上げ研削を終了した光デバイスウエーハ１１を保持したチャックテーブル５４は、ターンテーブル５２を反時計回りに１２０度回転することにより、ウエーハ搬入・搬出領域Ａに位置付けられる。   The chuck table 54 holding the optical device wafer 11 for which finish grinding has been completed is positioned in the wafer carry-in / out area A by rotating the turntable 52 120 degrees counterclockwise.

チャックテーブル５４に保持されている光デバイスウエーハ１１の吸引保持が解除されてから、ウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）６６で光デバイスウエーハ１１が吸着されて、アンローディングアーム６６が旋回することによりスピンナ洗浄装置７０に搬送される。   After the suction holding of the optical device wafer 11 held on the chuck table 54 is released, the optical device wafer 11 is adsorbed by the wafer unloading mechanism (unloading arm) 66, and the unloading arm 66 rotates to spin the spinner. It is conveyed to the cleaning device 70.

スピンナ洗浄装置７０に搬送された光デバイスウエーハ１１は、ここでスピン洗浄されるとともにスピン乾燥される。次いで、ウエーハ搬送ロボット５８により収容カセット７２の所定位置に光デバイスウエーハ１１が収容される。   The optical device wafer 11 transported to the spinner cleaning apparatus 70 is spin cleaned and spin dried here. Next, the optical device wafer 11 is accommodated in a predetermined position of the accommodation cassette 72 by the wafer transport robot 58.

上述した実施形態では、粗研削ユニット１０で削り込みステップ及び研削ステップを実施したが、粗研削ユニット１０では研削砥石３２に常に超音波振動を付与しながら研削する削り込みステップを実施し、仕上げ研削ユニット３６で超音波振動を付与せずに研削する研削ステップを実施するようにしてもよい。粗研削ユニット１０で研削砥石３２に常に超音波振動を付与しながら粗研削を実施することにより、加工時間の短縮化が期待できる。   In the above-described embodiment, the rough grinding unit 10 performs the grinding step and the grinding step. However, the rough grinding unit 10 performs the grinding step for grinding while always applying ultrasonic vibration to the grinding wheel 32, and finish grinding. A grinding step of grinding without applying ultrasonic vibration in the unit 36 may be performed. By performing rough grinding while always applying ultrasonic vibration to the grinding wheel 32 by the rough grinding unit 10, it is possible to shorten the processing time.

また、上述した実施形態の研削装置２では、仕上げ研削ユニット３６には超音波振動付与機構が装備されていないが、仕上げ研削ユニット３６に超音波振動付与機構を装備し、仕上げ研削砥石４４で削り込みステップ及び研削ステップを実施するようにしてもよい。   Further, in the grinding apparatus 2 of the above-described embodiment, the finish grinding unit 36 is not equipped with an ultrasonic vibration applying mechanism, but the finish grinding unit 36 is equipped with an ultrasonic vibration applying mechanism and is ground with the finish grinding wheel 44. The indenting step and the grinding step may be performed.

上述した実施形態では本発明の研削方法をサファイア基板に適用した例について説明したが、本発明の研削方法はサファイア基板に限定されるものではなく、ＳｉＣ、シリコンナイトライド、リチウムタンタレート、アルチック等の硬質脆性材料、更にはシリコンウエーハの研削にも同様に適用することができる。   In the embodiment described above, an example in which the grinding method of the present invention is applied to a sapphire substrate has been described. However, the grinding method of the present invention is not limited to a sapphire substrate, and SiC, silicon nitride, lithium tantalate, artic, etc. The present invention can be similarly applied to the grinding of hard brittle materials and silicon wafers.

２ 研削装置
１０ 粗研削ユニット
１１ 光デバイスウエーハ
１３ サファイア基板
１５ エピタキシャル層
１８ 粗研削ユニット送り機構
１９ 光デバイス
２１ 保護テープ
３０ 粗研削ホイール
３２ 粗研削砥石
３６ 仕上げ研削ユニット
４２ 仕上げ研削ホイール
４４ 仕上げ研削砥石
５０ 仕上げ研削ユニット送り機構
５２ ターンテーブル
５４ チャックテーブル
７４ ホイールベース
８０ 超音波振動子 2 Grinding device 10 Coarse grinding unit 11 Optical device wafer 13 Sapphire substrate 15 Epitaxial layer 18 Coarse grinding unit feed mechanism 19 Optical device 21 Protective tape 30 Coarse grinding wheel 32 Coarse grinding wheel 36 Finish grinding unit 42 Finish grinding wheel 44 Finish grinding wheel 50 Finish grinding unit feed mechanism 52 Turn table 54 Chuck table 74 Wheel base 80 Ultrasonic vibrator

Claims (2)

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で保持された被加工物を研削する研削砥石を含む研削ホイールを回転可能に支持する研削手段と、該研削手段を研削送りする研削送り手段と、該研削砥石に超音波振動を付与する超音波生成手段と、を備えた研削装置で被加工物を研削する研削方法であって、
被加工物を該チャックテーブルで保持する保持ステップと、
被加工物を保持した該チャックテーブルを回転させつつ該超音波生成手段を作動させて該研削砥石に超音波振動を付与するとともに、該研削送り手段により該研削手段を研削送りして回転する該研削砥石を被加工物に削り込ませる削り込みステップと、
該削り込みステップを実施した後、該超音波生成手段を停止させるとともに該研削送り手段により該研削手段を研削送りして被加工物を研削する研削ステップと、具備し、
該削り込みステップでは、該研削砥石が被加工物に削り込み、該研削砥石で正常な削り込みが遂行されていることを検出し、
該削り込みステップで正常な削りこみが遂行されていることを検出した後、該研削ステップを実施することを特徴とする研削方法。 A rotatable chuck table for holding a workpiece, a grinding means for rotatably supporting a grinding wheel including a grinding wheel for grinding the workpiece held by the chuck table, and a grinding for grinding and feeding the grinding means A grinding method for grinding a workpiece with a grinding device comprising a feeding means and an ultrasonic generation means for applying ultrasonic vibration to the grinding wheel,
A holding step for holding a workpiece on the chuck table;
The ultrasonic generating means is operated while rotating the chuck table holding the workpiece to apply ultrasonic vibration to the grinding wheel, and the grinding means is ground and fed by the grinding feed means. A cutting step for cutting the grinding wheel into the workpiece;
A grinding step for grinding the work piece by stopping the ultrasonic wave generation means and grinding-feeding the grinding means by the grinding-feed means after performing the cutting step ;
In the cutting step, the grinding wheel is cut into a workpiece, and it is detected that normal grinding is performed with the grinding wheel,
A grinding method, wherein the grinding step is carried out after detecting that normal grinding is performed in the grinding step . 該削り込みステップにおいて、正常な削り込みが遂行されていることを検出した直後に、該超音波振動子への電力供給を停止する、請求項１記載の研削方法。 The grinding method according to claim 1 , wherein, in the cutting step, immediately after detecting that normal cutting is being performed, the power supply to the ultrasonic transducer is stopped .
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