JP6850631B2 - Grinding device - Google Patents

Description

本発明は、研削装置に関し、特に、研削砥石をドレスするドレス手段を備えた研削装置に関する。 The present invention relates to a grinding device, and more particularly to a grinding device provided with a dressing means for dressing a grinding wheel.

半導体製造分野では、シリコンウェハ等の半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という）を薄膜に形成するために、ウェハの裏面を研削する裏面研削が行われている。 In the field of semiconductor manufacturing, backside polishing is performed to grind the back side of a wafer in order to form a semiconductor wafer such as a silicon wafer (hereinafter referred to as “wafer”) as a thin film.

ウェハの裏面研削を行う研削装置として、特許文献１には、ウェハを保持する保持手段と、ウェハを研削する研削砥石と、研削砥石をドレスするドレス部材と、を備えたものが開示されている。 As a grinding device for grinding the back surface of a wafer, Patent Document 1 discloses a device including a holding means for holding the wafer, a grinding wheel for grinding the wafer, and a dress member for dressing the grinding wheel. ..

このような研削装置では、ドレス部材が研削砥石に押し付けられると、研削砥石の砥粒を離脱して自生発刃が生じる。ドレス部材と研削砥石とが平行に押し当てられるため、研削砥石の研削面は水平に均されるようにドレスされる。そして、平坦な研削面を有する研削砥石をウェハに押し当てることにより、ウェハをフラット形状に研削することができる。これにより、サファイア等の難削材であっても研削砥石の砥粒が摩耗することに起因するウェハの面焼けを生じさせることなく、ウェハの研削を継続して行うことができる。 In such a grinding device, when the dress member is pressed against the grinding wheel, the abrasive grains of the grinding wheel are separated and a spontaneous blade is generated. Since the dress member and the grinding wheel are pressed in parallel, the grinding surface of the grinding wheel is dressed so as to be leveled horizontally. Then, the wafer can be ground into a flat shape by pressing a grinding wheel having a flat grinding surface against the wafer. As a result, even if it is a difficult-to-cut material such as sapphire, the wafer can be continuously ground without causing surface burn of the wafer due to wear of the abrasive grains of the grinding wheel.

特許第５８１５１５０号公報Japanese Patent No. 5815150

しかしながら、上述したような特許文献１記載の研削装置では、ドレス部材の砥石がドレス部材の表面から部分的に突設して細かい凹凸が形成されており、タッチセンサをドレス部材の表面に接触させてドレス部材の厚み（ドレス残量）を測定すると、タッチセンサの先端が摩耗してドレス残量を誤って測定する虞があった。 However, in the grinding apparatus described in Patent Document 1 as described above, the grindstone of the dress member partially protrudes from the surface of the dress member to form fine irregularities, and the touch sensor is brought into contact with the surface of the dress member. When the thickness of the dress member (remaining amount of dress) was measured, the tip of the touch sensor was worn and there was a risk that the remaining amount of dress was erroneously measured.

そこで、ドレス残量を正確に測定するという解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は、この課題を解決することを目的とする。 Therefore, a technical problem to be solved, which is to accurately measure the remaining amount of dress, arises, and an object of the present invention is to solve this problem.

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、ウェハを保持する保持手段と、前記ウェハを研削する研削砥石を有する研削手段と、を備えた研削装置であって、前記研削砥石をドレスするドレス材と、該ドレス材を回転させる回転機構と、を備えるドレス手段と、前記ドレス材上にクーラント水を供給するクーラント水供給手段と、回転する前記ドレス材上に形成されたクーラント水の水膜を介して前記ドレス材のドレス残量を測定する接触式測定手段と、を備えている研削装置を提供する。 The present invention has been proposed to achieve the above object, and the invention according to claim 1 includes grinding means for holding a wafer and grinding means having a grinding wheel for grinding the wafer. A dressing means for dressing the grinding wheel, a rotating mechanism for rotating the dressing material, a coolant water supply means for supplying coolant water on the dressing material, and the rotating device. Provided is a grinding device including a contact-type measuring means for measuring the remaining amount of dress in the dress material through a water film of coolant water formed on the dress material.

この構成によれば、ドレス材上に水膜が形成されることにより、接触式測定手段がドレス材に水膜を介して滑らかに接触する、いわゆる流体潤滑状態が維持されるため、ドレス材に接触する接触式測定手段の摩耗を抑制することができる。また、接触式測定手段が、水膜を介してドレス材に接触することにより、研削砥石に付着していた研削屑が水膜内を浮遊した後に外部に排除されるため、接触式測定手段とドレス材との間に研削屑が介在することに起因して接触式測定手段が研削屑を噛み込んで過剰に摩耗することを抑制できる。 According to this configuration, by forming the water film on the dress material, the contact type measuring means smoothly contacts the dress material through the water film, that is, the so-called fluid lubrication state is maintained, so that the dress material can be used. Wear of the contact-type measuring means that comes into contact can be suppressed. Further, when the contact-type measuring means comes into contact with the dressing material through the water film, the grinding debris adhering to the grinding wheel floats in the water film and is eliminated to the outside. It is possible to prevent the contact-type measuring means from biting the grinding debris and excessively wearing it due to the presence of the grinding debris between the dress material and the dress material.

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、前記ドレス材の表面が、撥水性を有している研削装置を提供する。 The invention according to claim 2 provides a grinding apparatus in which the surface of the dress material has water repellency, in addition to the constitution of the invention according to claim 1.

この構成によれば、ドレス材の表面に水膜が形成され易くなるため、ドレス材に接触する接触式測定手段の摩耗をさらに抑制することができる。 According to this configuration, a water film is likely to be formed on the surface of the dress material, so that wear of the contact-type measuring means in contact with the dress material can be further suppressed.

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明の構成に加えて、前記接触式測定手段は、前記研削砥石のドレッシング中に前記ドレス材のドレス残量を測定する研削装置を提供する。 According to a third aspect of the invention, in addition to the configuration of the invention according to claim 1 or 2 wherein, prior Kise' Sawashiki measuring means, grinding devices for measuring the dress remaining capacity of the dress material in the dressing of the grinding wheel I will provide a.

この構成によれば、ドレス材のドレス残量をモニタしながら研削砥石をドレス可能なため、研削砥石のドレッシングを効率的に行うことができる。 According to this configuration, the grinding wheel can be dressed while monitoring the remaining amount of the dressing material, so that the grinding wheel can be dressed efficiently.

請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の発明の構成に加えて、ドレス前の既知のドレス残量からドレス後の前記接触式測定手段の昇降量を減じてドレス後の前記ドレス残量を演算する制御装置を備えている研削装置を提供する。
The invention of claim 4, wherein, in addition to the configuration of the invention according to any one of claims 1 to 3, the lift amount before Kise' Sawashiki measuring means after dress from known dress remaining before dress Provided is a grinding apparatus including a control device for calculating the remaining amount of the dress after decrementing.

この構成によれば、安価なタッチセンサを用いて、ドレス材のドレス残量を測定することができる。 According to this configuration, the remaining amount of the dress material can be measured by using an inexpensive touch sensor.

本発明は、ドレス材上に水膜が形成されることにより、接触式測定手段とドレス材との間で流体潤滑状態が維持されるため、ドレス材に接触する接触式測定手段の摩耗を抑制することができる。また、接触式測定手段が、水膜を介してドレス材に接触することにより、研削砥石に付着していた研削屑が水膜内を浮遊した後に外部に排除されるため、接触式測定手段とドレス材との間に研削屑が介在することに起因して接触式測定手段が研削屑を噛み込んで過剰に摩耗することを抑制できる。 In the present invention, since the water film is formed on the dress material, the fluid lubrication state is maintained between the contact type measuring means and the dress material, so that the wear of the contact type measuring means in contact with the dress material is suppressed. can do. Further, when the contact-type measuring means comes into contact with the dressing material through the water film, the grinding debris adhering to the grinding wheel floats in the water film and is eliminated to the outside. It is possible to prevent the contact-type measuring means from biting the grinding debris and excessively wearing it due to the presence of the grinding debris between the dress material and the dress material.

本発明の一実施例に係る研削装置を示す側面図。The side view which shows the grinding apparatus which concerns on one Example of this invention. 図１に示す研削装置の平面図。The plan view of the grinding apparatus shown in FIG. ウェハチャックの内部構造を示す図２のＩ−Ｉ線一部切欠側面図。FIG. 2 is a partially cutaway side view of the line II of FIG. 2 showing the internal structure of the wafer chuck. ドレスユニットを示す平面図。Top view showing the dress unit. ドレスユニット及びドレスユニット傾斜機構の内部構造を示す図４のＩＩ−ＩＩ線一部切欠側面図。FIG. 4 is a partially cutaway side view of line II-II of FIG. 4, showing the internal structure of the dress unit and the dress unit tilting mechanism. ドレッシングの手順を示す模式図。The schematic diagram which shows the dressing procedure. 接触式測定手段が水膜を介してドレス材に接触する状態を示す部分断面模式図。The partial cross-sectional schematic diagram which shows the state which the contact type measuring means contacts a dress material through a water film.

本発明に係る研削装置は、ドレス残量を正確に測定するという目的を達成するために、ウェハを保持する保持手段と、ウェハを研削する研削砥石を有する研削手段と、を備えた研削装置であって、研削砥石をドレスするドレス材と、ドレス材を回転させる回転機構と、を備えるドレス手段と、ドレス材上にクーラント水を供給するクーラント水供給手段と、回転するドレス材上に形成されたクーラント水の水膜を介してドレス材のドレス残量を測定する接触式測定手段と、を備えていることにより実現する。 The grinding apparatus according to the present invention is a grinding apparatus including a holding means for holding a wafer and a grinding means having a grinding grindstone for grinding the wafer in order to achieve the object of accurately measuring the remaining amount of dress. It is formed on a dressing material for dressing a grinding wheel, a dressing means for rotating the dressing material, a coolant water supply means for supplying coolant water on the dressing material, and a rotating dressing material. This is achieved by providing a contact-type measuring means for measuring the remaining amount of the dress material through the water film of the coolant water.

以下、本発明の一実施例に係る研削装置１について、図面に基づいて説明する。なお、以下の実施例において、構成要素の数、数値、量、範囲等に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも構わない。 Hereinafter, the grinding apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following examples, when the number, numerical value, quantity, range, etc. of the components are referred to, the specific number is used unless it is clearly stated or in principle it is clearly limited to a specific number. It is not limited, and may be more than or less than a specific number.

また、構成要素等の形状、位置関係に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似又は類似するもの等を含む。 In addition, when referring to the shape and positional relationship of components, etc., unless otherwise specified or when it is considered that this is not the case in principle, those that are substantially similar to or similar to the shape, etc. shall be used. Including.

また、図面は、特徴を分かり易くするために特徴的な部分を拡大する等して誇張する場合があり、構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。また、断面図では、構成要素の断面構造を分かり易くするために、一部の構成要素のハッチングを省略することがある。なお、本実施例において、「上」、「下」の語は、鉛直方向における上方、下方に対応するものとする。 In addition, the drawings may be exaggerated by enlarging the characteristic parts in order to make the features easy to understand, and the dimensional ratios and the like of the components are not always the same as the actual ones. Further, in the cross-sectional view, hatching of some components may be omitted in order to make the cross-sectional structure of the components easy to understand. In this embodiment, the terms "upper" and "lower" correspond to upper and lower in the vertical direction.

図１は、ドレスユニット８を省略した研削装置１の基本的構成を示す側面図である。図２は、研削装置１の平面図である。図３は、ウェハチャック３を示す図２のＩ−Ｉ線一部切欠側面図である。図４は、ドレスユニット８を示す平面図である。図５は、ドレスユニット８及びドレスユニット傾斜機構９の内部構造を示す図４のＩＩ−ＩＩ線一部切欠側面図である。 FIG. 1 is a side view showing a basic configuration of a grinding apparatus 1 in which the dress unit 8 is omitted. FIG. 2 is a plan view of the grinding device 1. FIG. 3 is a partially cutaway side view of FIG. 2 showing the wafer chuck 3. FIG. 4 is a plan view showing the dress unit 8. FIG. 5 is a partially cutaway side view of the line II-II of FIG. 4 showing the internal structures of the dress unit 8 and the dress unit tilting mechanism 9.

研削装置１は、研削手段２でウェハWを裏面研削して薄膜に形成する。研削手段２は、研削砥石２１と、研削砥石２１を先端に取り付けたスピンドル２２と、スピンドル２２を鉛直方向Ｖに送るスピンドル送り機構２３と、を備えている。 The grinding device 1 grinds the wafer W on the back surface by the grinding means 2 to form a thin film. The grinding means 2 includes a grinding wheel 21, a spindle 22 to which the grinding wheel 21 is attached to the tip, and a spindle feeding mechanism 23 that feeds the spindle 22 in the vertical direction V.

研削砥石２１は、スピンドル２２の先端に水平に取り付けられている。研削砥石２１がウェハWに押し当てられることにより、ウェハWが研削される。 The grinding wheel 21 is horizontally attached to the tip of the spindle 22. The wafer W is ground by pressing the grinding wheel 21 against the wafer W.

スピンドル２２は、図示しないモータによって回転軸ａ１を中心として回転方向Ｃ１に沿って研削砥石２１を回転させる。 The spindle 22 uses a motor (not shown) to rotate the grinding wheel 21 around the rotation axis a1 along the rotation direction C1.

スピンドル送り機構２３は、コラム４とスピンドル２２とを連結する２つのリニアガイド２３ａと、スピンドル２２を鉛直方向Ｖに昇降させる公知のボールネジスライダ機構（不図示）と、を備えている。 The spindle feed mechanism 23 includes two linear guides 23a that connect the column 4 and the spindle 22, and a known ball screw slider mechanism (not shown) that raises and lowers the spindle 22 in the vertical direction V.

研削手段２の下方には、保持手段としてのウェハチャック３が配置されている。なお、複数のウェハＷを連続して研削加工するために、研削装置１は、複数のウェハチャック３を備えている。複数のウェハチャック３は、インデックステーブル５の回転軸を中心に円周上で所定の間隔を空けて配置されている。 A wafer chuck 3 as a holding means is arranged below the grinding means 2. In order to continuously grind a plurality of wafers W, the grinding apparatus 1 includes a plurality of wafer chucks 3. The plurality of wafer chucks 3 are arranged at predetermined intervals on the circumference around the rotation axis of the index table 5.

ウェハチャック３は、チャック３１と、エアベアリング３２と、を備えている。 The wafer chuck 3 includes a chuck 31 and an air bearing 32.

チャック３１は、上面にアルミナ等の多孔質材料からなる図示しない吸着体が埋設されている。ウェハチャック３は、チャック３１及びエアベアリング３２内を通ってチャック３１の表面に延びる図示しない管路を備えている。管路は、エアベアリング３２のロータ３２ａに連結された図示しないロータリージョイントを介して図示しない真空源、圧縮空気源及び給水源に接続されている。真空源が起動すると、チャック３１に載置されたウェハＷがチャック３１に吸着保持される。また、圧縮空気源又は給水源が起動すると、ウェハＷとチャック３１との吸着が解除される。 An adsorbent (not shown) made of a porous material such as alumina is embedded in the upper surface of the chuck 31. The wafer chuck 3 includes a conduit (not shown) that passes through the chuck 31 and the air bearing 32 and extends to the surface of the chuck 31. The pipeline is connected to a vacuum source, a compressed air source and a water supply source (not shown) via a rotary joint (not shown) connected to the rotor 32a of the air bearing 32. When the vacuum source is activated, the wafer W placed on the chuck 31 is attracted and held by the chuck 31. Further, when the compressed air source or the water supply source is activated, the adsorption between the wafer W and the chuck 31 is released.

エアベアリング３２は、回転軸ａ２回りに回転可能なロータ３２ａと、ロータ３２ａの外周に配置されたステータ３２ｂと、を備えている。ロータ３２ａとチャック３１とは、図示しないボルトで固定されている。ロータ３２ａは、ロータリージョイントに接続され、回転軸ａ２を中心にして回転方向Ｃ２に沿ってチャック３１を回転させる。ロータ３２ａとステータ３２ｂとの間には、所定の間隙（エアギャップ）が設けられており、この間隙に圧縮空気を外部から供給することにより、ロータ３２ａがステータ３２ｂに対して非接触で回転することができる。 The air bearing 32 includes a rotor 32a that can rotate around the rotation shaft a2, and a stator 32b that is arranged on the outer periphery of the rotor 32a. The rotor 32a and the chuck 31 are fixed with bolts (not shown). The rotor 32a is connected to a rotary joint and rotates the chuck 31 around the rotation axis a2 along the rotation direction C2. A predetermined gap (air gap) is provided between the rotor 32a and the stator 32b, and by supplying compressed air to this gap from the outside, the rotor 32a rotates in a non-contact manner with respect to the stator 32b. be able to.

ウェハチャック３は、研削砥石２１の回転軸ａ１に対して回転軸ａ２を傾斜させるチャック傾斜機構６を備えている。チャック傾斜機構６は、チルトテーブル６１と、固定支持部６２と、上流側可動支持部６３と、下流側可動支持部６４と、を備えている。 The wafer chuck 3 includes a chuck tilting mechanism 6 that tilts the rotating shaft a2 with respect to the rotating shaft a1 of the grinding wheel 21. The chuck tilting mechanism 6 includes a tilt table 61, a fixed support portion 62, an upstream movable support portion 63, and a downstream movable support portion 64.

チルトテーブル６１は、平面視で略三角形状に形成されている。チルトテーブル６１には、固定支持部６２、上流側可動支持部６３及び下流側可動支持部６４が、回転軸ａ２を中心にして半径Ｒ１の円周上に１２０度離れて配置されている。 The tilt table 61 is formed in a substantially triangular shape in a plan view. On the tilt table 61, the fixed support portion 62, the upstream movable support portion 63, and the downstream movable support portion 64 are arranged 120 degrees apart on the circumference of the radius R1 with the rotation axis a2 as the center.

固定支持部６２は、チルトテーブル６１にボルト６２ａで締結されている。 The fixed support portion 62 is fastened to the tilt table 61 with bolts 62a.

上流側可動支持部６３は、固定支持部６２に対してウェハチャック３の回転方向Ｃ２の上流側に配置されている。なお、上流側可動支持部６３の構造は、下流側可動支持部６４と同様であるから、下流側可動支持部６４を例にその構造を説明し、上流側可動支持部６３に関する説明を省略する。 The upstream movable support portion 63 is arranged on the upstream side of the wafer chuck 3 in the rotation direction C2 with respect to the fixed support portion 62. Since the structure of the upstream movable support portion 63 is the same as that of the downstream movable support portion 64, the structure will be described by taking the downstream movable support portion 64 as an example, and the description of the upstream movable support portion 63 will be omitted. ..

下流側可動支持部６４は、固定支持部６２に対してウェハチャック３の回転方向Ｃ２の下流側に配置されている。下流側可動支持部６４は、チルトテーブル６１に埋め込まれたナット６４ａと、インデックステーブル５に固定され、上部がナット６４ａに螺合するチルト用ボールネジ６４ｂと、チルト用ボールネジ６４ｂを回転させるチルト用モータ６４ｃと、を備えている。下流側可動支持部６４は、固定支持部６２より鉛直方向Ｖに長く形成されている。 The downstream movable support portion 64 is arranged on the downstream side of the wafer chuck 3 in the rotation direction C2 with respect to the fixed support portion 62. The downstream movable support portion 64 includes a nut 64a embedded in the tilt table 61, a tilt ball screw 64b fixed to the index table 5 and whose upper portion is screwed into the nut 64a, and a tilt motor for rotating the tilt ball screw 64b. It is equipped with 64c. The downstream movable support portion 64 is formed longer than the fixed support portion 62 in the vertical direction V.

研削装置１は、研削手段２がウェハＷを押圧する際の荷重でチルトテーブル６１が落ち込んだ沈降量を計測するスケール７を備えている。 The grinding device 1 includes a scale 7 for measuring the amount of sedimentation of the tilt table 61 due to the load when the grinding means 2 presses the wafer W.

研削装置１は、研削砥石２１をドレスするドレスユニット８を備えている。ドレスユニット８は、ドレスボード８１と、ドレスベース機構８２と、ドレスユニット送り機構８３と、を備えている。 The grinding device 1 includes a dress unit 8 for dressing the grinding wheel 21. The dress unit 8 includes a dress board 81, a dress base mechanism 82, and a dress unit feed mechanism 83.

ドレスボード８１は、研削砥石２１に対向するように配置されて研削砥石２１をドレスするドレス材８１ａと、ドレス材８１ａを支持するドレス台金８１ｂと、を備えている。ドレス材８１ａは、研削砥石２１よりも高度の小さい材料であり、例えばホワイトアルミナ及び結合剤で形成されている。ドレス材８１ａの表面は、撥水性を有している。 The dress board 81 includes a dress material 81a that is arranged so as to face the grinding wheel 21 and dresses the grinding wheel 21, and a dress base 81b that supports the dress material 81a. The dressing material 81a is a material having a higher altitude than the grinding wheel 21, and is formed of, for example, white alumina and a binder. The surface of the dress material 81a has water repellency.

ドレスベース機構８２は、ドレスボード８１を回転可能に支持している。具体的には、ドレスベース機構８２は、回転軸ａ３回りに回転可能なロータ８２ａと、ロータ８２ａの外周に配置されたステータ８２ｂと、ロータ８２ａに連結されてドレスボード８１を支持するベース部材８２ｃと、を備えている。 The dress base mechanism 82 rotatably supports the dress board 81. Specifically, the dress base mechanism 82 includes a rotor 82a that can rotate around the rotation axis a3, a stator 82b arranged on the outer periphery of the rotor 82a, and a base member 82c that is connected to the rotor 82a to support the dressboard 81. And have.

ロータ８２ａは、図示しないロータリージョイントに接続され、回転軸ａ３を中心にして回転方向Ｃ３に沿ってドレスボード８１及びベース部材８２ｃを回転させる。ロータ８２ａとステータ８２ｂとの間には、所定の間隙（エアギャップ）が設けられており、この間隙に圧縮空気を外部から供給することにより、ロータ８２ａがステータ８２ｂに対して非接触で回転することができる。 The rotor 82a is connected to a rotary joint (not shown), and rotates the dress board 81 and the base member 82c around the rotation axis a3 along the rotation direction C3. A predetermined gap (air gap) is provided between the rotor 82a and the stator 82b, and by supplying compressed air to this gap from the outside, the rotor 82a rotates in a non-contact manner with respect to the stator 82b. be able to.

また、ドレスベース機構８２には、ロータ８２ａ内を通ってベース部材８２ｃの表面に延びる管路を備えている。管路は、ロータ８２ａに連結されたロータリージョイントを介して図示しない真空源及び圧縮空気源に接続されている。管路は、ロータ８２ａに連結された図示しないロータリージョイントを介して図示しない真空源及び圧縮空気源に接続されている。真空源が起動すると、ベース部材８２ｃに載置されたドレスボード８１がベース部材８２ｃに吸着保持される。また、圧縮空気源が起動すると、ドレスボード８１とドレスベース機構８２との吸着が解除される。 Further, the dress base mechanism 82 is provided with a conduit that passes through the rotor 82a and extends to the surface of the base member 82c. The pipeline is connected to a vacuum source and a compressed air source (not shown) via a rotary joint connected to the rotor 82a. The pipeline is connected to a vacuum source and a compressed air source (not shown) via a rotary joint (not shown) connected to the rotor 82a. When the vacuum source is activated, the dress board 81 placed on the base member 82c is attracted and held by the base member 82c. Further, when the compressed air source is activated, the adsorption between the dress board 81 and the dress base mechanism 82 is released.

ドレスユニット送り機構８３は、後述するベーステーブル９５に連結された２つのリニアガイド８３ａと、ベーステーブル９５を鉛直方向Ｖに昇降させる公知のボールネジスライダ機構８３ｂと、を備えている。すなわち、リニアガイド８３ａ及びボールネジスライダ機構８３ｂは、スピンドル送り機構２３と平行に配置されている。 The dress unit feed mechanism 83 includes two linear guides 83a connected to a base table 95, which will be described later, and a known ball screw slider mechanism 83b that raises and lowers the base table 95 in the vertical direction V. That is, the linear guide 83a and the ball screw slider mechanism 83b are arranged in parallel with the spindle feed mechanism 23.

また、ドレスユニット８は、ドレス材８１ａの厚みを測定するタッチセンサ８４を備えている。タッチセンサ８４は、ドレス材８１との接触・非接触に応じてＯＮ／ＯＦＦを出力する接点式センサである。タッチセンサ８４は、ベーステーブル９５に対して鉛直方向Ｖに昇降可能に設けられており、タッチセンサ８４の昇降量を測定する図示しないスケールに接続されている。タッチセンサ８４は、例えば、株式会社キーエンス製の接触式センサ（型番：ＧＴ２−ＰＡ１２Ｋ）である。 Further, the dress unit 8 includes a touch sensor 84 that measures the thickness of the dress material 81a. The touch sensor 84 is a contact type sensor that outputs ON / OFF according to contact / non-contact with the dress material 81. The touch sensor 84 is provided so as to be able to move up and down in the vertical direction V with respect to the base table 95, and is connected to a scale (not shown) for measuring the amount of movement of the touch sensor 84. The touch sensor 84 is, for example, a contact sensor (model number: GT2-PA12K) manufactured by KEYENCE CORPORATION.

また、タッチセンサ８４は、旋回中心８４ａ回りに搖動可能に設けられている。なお、タッチセンサ８４は、平面上を移動可能に構成されているものであれば如何なる構成であっても構わない。タッチセンサ８４の代わりに、レーザ光を用いた測長センサ等を用いても構わない。 Further, the touch sensor 84 is provided so as to be able to swing around the turning center 84a. The touch sensor 84 may have any configuration as long as it is configured to be movable on a plane. Instead of the touch sensor 84, a length measuring sensor or the like using a laser beam may be used.

また、ドレスユニット８は、ドレス材８１ａの表面にクーラント水を供給するノズル８５を備えている。なお、ノズル８５にクーラント水を広範囲に散水可能なフレアタイプを採用して、研削砥石２１及びタッチセンサ８４に当てる構成であって構わない。 Further, the dress unit 8 is provided with a nozzle 85 for supplying coolant water to the surface of the dress material 81a. A flare type capable of sprinkling coolant water over a wide range may be adopted for the nozzle 85, and the nozzle 85 may be applied to the grinding wheel 21 and the touch sensor 84.

ドレスユニット８は、研削砥石２１の回転軸ａ１に対して回転軸ａ３を傾斜させるドレスユニット傾斜機構９を備えている。ドレスユニット傾斜機構９は、チルトテーブル９１と、固定支持部９２と、上流側可動支持部９３と、下流側可動支持部９４と、を備えている。 The dress unit 8 includes a dress unit tilting mechanism 9 that tilts the rotating shaft a3 with respect to the rotating shaft a1 of the grinding wheel 21. The dress unit tilting mechanism 9 includes a tilt table 91, a fixed support portion 92, an upstream side movable support portion 93, and a downstream side movable support portion 94.

チルトテーブル９１には、固定支持部９２、上流側可動支持部９３及び下流側可動支持部９４が、回転軸ａ３を中心にして半径Ｒ２の円周上に１２０度離れて配置されている。 On the tilt table 91, the fixed support portion 92, the upstream side movable support portion 93, and the downstream side movable support portion 94 are arranged 120 degrees apart on the circumference of the radius R2 about the rotation axis a3.

固定支持部９２は、チルトテーブル９１とベーステーブル９５とを鉛直方向Ｖに連結するボルトである。なお、図５中の符号９２ａは、チルトテーブル９１とベーステーブル９５との間に介装された球面座金である。 The fixed support portion 92 is a bolt that connects the tilt table 91 and the base table 95 in the vertical direction V. Reference numeral 92a in FIG. 5 is a spherical washer interposed between the tilt table 91 and the base table 95.

上流側可動支持部９３は、固定支持部９２に対してドレスボード８１の回転方向Ｃ３の上流側に配置されている。なお、上流側可動支持部９３の構造は、下流側可動支持部９４と同様であり、上流側可動支持部９３に関する説明を省略する。 The upstream movable support portion 93 is arranged on the upstream side of the dress board 81 in the rotation direction C3 with respect to the fixed support portion 92. The structure of the upstream movable support portion 93 is the same as that of the downstream movable support portion 94, and the description of the upstream movable support portion 93 will be omitted.

下流側可動支持部９４は、固定支持部９２に対してドレスボード８１の回転方向Ｃ３の下流側に配置されている。下流側可動支持部９４は、調整つまみ９４ａと、チルト用ボールネジ９４ｂと、を備えている。 The downstream movable support portion 94 is arranged on the downstream side of the dress board 81 in the rotation direction C3 with respect to the fixed support portion 92. The downstream movable support portion 94 includes an adjustment knob 94a and a tilt ball screw 94b.

調整つまみ９４ａは、円筒状に形成されており、先端がチルトテーブル９１に嵌合されている。調整つまみ９４ａには、挿通孔９４ｃが形成されている。 The adjustment knob 94a is formed in a cylindrical shape, and its tip is fitted to the tilt table 91. An insertion hole 94c is formed in the adjustment knob 94a.

チルト用ボールネジ９４ｂは、挿通孔９４ｃに挿通され、先端がベーステーブル９５に嵌合されている。チルト用ボールネジ９４ａと調整つまみ９４ｂとの間には、ばね９４ｄが介装されている。チルト用ボールネジ９４ｂが回転すると、チルト用ボールネジ９４ｂが螺進した分だけ、チルトテーブル９１が上昇するように構成されている。 The tilt ball screw 94b is inserted into the insertion hole 94c, and its tip is fitted to the base table 95. A spring 94d is interposed between the tilt ball screw 94a and the adjustment knob 94b. When the tilt ball screw 94b rotates, the tilt table 91 is configured to rise by the amount that the tilt ball screw 94b is screwed.

研削装置１の動作は、制御装置１０によって制御される。制御装置１０は、研削装置１を構成する構成要素をそれぞれ制御するものである。制御装置１０は、例えば、ＣＰＵ、メモリ等により構成される。なお、制御装置１０の機能は、ソフトウェアを用いて制御することにより実現されても良く、ハードウェアを用いて動作することにより実現されても良い。 The operation of the grinding device 1 is controlled by the control device 10. The control device 10 controls each of the constituent elements constituting the grinding device 1. The control device 10 is composed of, for example, a CPU, a memory, and the like. The function of the control device 10 may be realized by controlling with software, or may be realized by operating with hardware.

制御装置１０は、図示しない厚みセンサが計測したウェハＷの厚みに基づいて、所望のウェハ厚を得られるように、回転軸ａ２を回転軸ａ１に対して傾斜させて、研削砥石２１がウェハＷを研削する加工範囲を調整する。なお、厚みセンサは、研削装置１の構成に含まれるものに限定されず、例えば、研削装置１の外部装置で計測されたデータを制御装置１０にフィードバックさせるものであっても構わない。上流側可動支持部６３及び下流側可動支持部６４がそれぞれ独立して鉛直方向Ｖに沿って伸縮し、チルトテーブル６１が固定支持部６２を基準として傾斜することにより、回転軸ａ２を傾斜させることができる。 In the control device 10, the rotating shaft a2 is tilted with respect to the rotating shaft a1 so that a desired wafer thickness can be obtained based on the thickness of the wafer W measured by the thickness sensor (not shown), and the grinding wheel 21 is used for the wafer W. Adjust the machining range to grind. The thickness sensor is not limited to the one included in the configuration of the grinding device 1, and may be, for example, one that feeds back the data measured by the external device of the grinding device 1 to the control device 10. The upstream movable support portion 63 and the downstream movable support portion 64 independently expand and contract along the vertical direction V, and the tilt table 61 is tilted with respect to the fixed support portion 62 to tilt the rotation axis a2. Can be done.

制御装置１０には、回転軸ａ１に対する回転軸ａ２の角度（チルト角）、すなわち、研削砥石２１に対するウェハＷの接触角度に応じたウェハＷの研削量のデータが記憶されている。これにより、研削前のウェハＷの厚み又は研削中のウェハＷの厚みを計測し、この厚みと所望のウェハの厚みの差分から研削量及び回転軸ａ１に対する回転軸ａ２のチルト角を調整する。また、回転軸ａ１に対する回転軸ａ３の角度（チルト角）に応じた研削砥石２１の研削面２１ａの形状に関するデータが記憶されている。 The control device 10 stores data on the amount of grinding of the wafer W according to the angle (tilt angle) of the rotating shaft a2 with respect to the rotating shaft a1, that is, the contact angle of the wafer W with respect to the grinding wheel 21. Thereby, the thickness of the wafer W before grinding or the thickness of the wafer W during grinding is measured, and the grinding amount and the tilt angle of the rotating shaft a2 with respect to the rotating shaft a1 are adjusted from the difference between this thickness and the desired thickness of the wafer. Further, data regarding the shape of the grinding surface 21a of the grinding wheel 21 according to the angle (tilt angle) of the rotating shaft a3 with respect to the rotating shaft a1 is stored.

次に、ドレスユニット８の作用について、図面に基づいて説明する。図６は、ドレッシングの手順を示す模式図である。図７は、タッチセンサ８４が水膜ＷＦを介してドレス材８１aに当てた状態を示す部分断面模式図である。 Next, the operation of the dress unit 8 will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a schematic view showing a dressing procedure. FIG. 7 is a schematic partial cross-sectional view showing a state in which the touch sensor 84 is in contact with the dress material 81a via the water film WF.

まず、図６（ａ）に示すように、研削砥石２１をドレスする前に、ドレスボード８１を模したダミーボードＤＢをベース部材８２ｃに載置する。ダミーボードＤＢは、厚みが既知のものを用意する。 First, as shown in FIG. 6A, before dressing the grinding wheel 21, a dummy board DB imitating the dress board 81 is placed on the base member 82c. A dummy board DB having a known thickness is prepared.

次に、図６（ｂ）に示すように、タッチセンサ８４をダミーボードＤＢに接触させる。制御装置１０は、タッチセンサ８４がダミーボードＤＢに接触したときのタッチセンサ８４の送り量を記憶する。以下、このタッチセンサ８４の送り量を基準値とする。 Next, as shown in FIG. 6B, the touch sensor 84 is brought into contact with the dummy board DB. The control device 10 stores the feed amount of the touch sensor 84 when the touch sensor 84 comes into contact with the dummy board DB. Hereinafter, the feed amount of the touch sensor 84 is used as a reference value.

次に、図６（ｃ）に示すように、タッチセンサ８４をドレス材８１ａに接触させた状態で、ドレス材８１ａで研削砥石２１をドレスする。ドレスユニット８は、ウェハＷを研削した後の研削砥石２１の研削面２１ａをドレスする。具体的には、ウェハＷの研削が終了すると、研削砥石２１が鉛直方向Ｖの上方に退避する。その後、ボールネジスライダ機構８３ｂが駆動して、ドレス材８１ａが研削砥石２１の研削面２１ａに接近する。 Next, as shown in FIG. 6C, the grinding wheel 21 is dressed with the dressing material 81a in a state where the touch sensor 84 is in contact with the dressing material 81a. The dress unit 8 dresses the grinding surface 21a of the grinding wheel 21 after grinding the wafer W. Specifically, when the grinding of the wafer W is completed, the grinding wheel 21 retracts above the vertical direction V. After that, the ball screw slider mechanism 83b is driven, and the dress material 81a approaches the grinding surface 21a of the grinding wheel 21.

そして、研削砥石２１及びドレスボード８１をそれぞれ回転させながら、ドレスボード８１を研削砥石２１に向けて押し当てることにより、研削砥石２１の研削面２１ａがドレス材８１ａによってドレスされる。 Then, while rotating the grinding wheel 21 and the dress board 81, the dress board 81 is pressed against the grinding wheel 21, so that the grinding surface 21a of the grinding wheel 21 is dressed by the dressing material 81a.

ボールネジスライダ機構８３ｂが、スピンドル送り機構２３と平行に配置されていることにより、ボールネジスライダ機構８３ｂが、ドレスボード８１を研削砥石２１に押し当てる際の鉛直方向Ｖに沿った押圧力を受けるため、研削砥石２１を安定してドレスすることができる。 Since the ball screw slider mechanism 83b is arranged in parallel with the spindle feed mechanism 23, the ball screw slider mechanism 83b receives a pressing force along the vertical direction V when the dressboard 81 is pressed against the grinding wheel 21. The grinding wheel 21 can be stably dressed.

また、ボールネジスライダ機構８３ｂが、研削砥石２１の中心Ｏとスピンドル送り機構２３との間に配置されていることにより、リニアガイド８３ａ及びボールネジスライダ機構８３ｂに片持ち支持されたベーステーブル９５にドレスボード８１を研削砥石２１に押し当てる際の鉛直方向Ｖに沿った押圧力が局所的に作用することが抑制され、リニアガイド８３ａに片持ち支持されたベーステーブル９５が研削砥石２１をドレスする際の反力で跳ね上がることが抑制されるため、研削砥石２１をさらに安定してドレスすることができる。 Further, since the ball screw slider mechanism 83b is arranged between the center O of the grinding wheel 21 and the spindle feed mechanism 23, the dressboard is placed on the base table 95 cantilevered by the linear guide 83a and the ball screw slider mechanism 83b. When the pressing force along the vertical direction V when pressing the 81 against the grinding wheel 21 is suppressed, the base table 95 cantilevered and supported by the linear guide 83a dresses the grinding wheel 21. Since the reaction force prevents the grinding wheel 21 from jumping up, the grinding wheel 21 can be dressed more stably.

研削砥石２１をドレッシングする際には、タッチセンサ８４がドレス材８１ａに接触する。タッチセンサ８４がドレス材８１に接触し続けるように、タッチセンサ８４が送られ続けることにより、上述した基準値及びタッチセンサ８４の送り量に基づいて、ドレス材８１の厚み（ドレス残量）を測定することができる。 When dressing the grinding wheel 21, the touch sensor 84 comes into contact with the dressing material 81a. By continuing to feed the touch sensor 84 so that the touch sensor 84 keeps in contact with the dress material 81, the thickness of the dress material 81 (remaining amount of dress) is increased based on the above-mentioned reference value and the feed amount of the touch sensor 84. Can be measured.

また、図７に示すように、クーラント水が供給されている状態でドレスボード８１が回転することにより、余剰のクーラント水が遠心力で飛散し、ドレス材８１ａの表面には極めて薄い水膜ＷＦが形成される。水膜を形成する一例としては、クーラント水の供給量を０．１〜０．５ｌ／ｍｉｎ、ドレスボード８１の回転数を４００ｒｐｍ以下に設定することが考えられる。なお、クーラント水は、研削砥石２１及びタッチセンサ８４に当たるように供給されるのが好ましい。 Further, as shown in FIG. 7, when the dress board 81 rotates while the coolant water is being supplied, the excess coolant water is scattered by centrifugal force, and the surface of the dress material 81a is an extremely thin water film WF. Is formed. As an example of forming the water film, it is conceivable to set the supply amount of coolant water to 0.1 to 0.5 l / min and the rotation speed of the dressboard 81 to 400 rpm or less. The coolant water is preferably supplied so as to hit the grinding wheel 21 and the touch sensor 84.

このようにして、上述した研削装置１は、ドレス材８１ａ上に水膜ＷＦが形成されることにより、タッチセンサ８４とドレス材８１ａとの間で流体潤滑状態が維持されるため、ドレス材８１ａに接触するタッチセンサ８４の摩耗を抑制することができる。 In this way, in the above-mentioned grinding apparatus 1, the water film WF is formed on the dress material 81a, so that the fluid lubrication state is maintained between the touch sensor 84 and the dress material 81a, so that the dress material 81a It is possible to suppress the wear of the touch sensor 84 that comes into contact with the touch sensor 84.

また、タッチセンサ８４が、水膜ＷＦを介してドレス材８１ａに接触することにより、研削屑が水膜ＷＦ内を浮遊した後に外部に排除されるため、タッチセンサ８４とドレス材８１ａとの間に研削屑が介在してタッチセンサ８４が研削屑を噛み込んで過剰に摩耗することを抑制できる。 Further, when the touch sensor 84 comes into contact with the dress material 81a via the water film WF, the grinding debris floats in the water film WF and then is discharged to the outside. Therefore, between the touch sensor 84 and the dress material 81a. It is possible to prevent the touch sensor 84 from biting the grinding debris and excessively wearing it due to the presence of the grinding debris.

さらに、研削砥石２１やドレスボード８１を停止させることなく、ドレス材８１ａの厚みをモニタしながら研削砥石２１をドレス可能なため、研削砥石２１のドレッシングを効率的に行うことができる。 Further, since the grinding wheel 21 can be dressed while monitoring the thickness of the dressing material 81a without stopping the grinding wheel 21 and the dress board 81, the grinding wheel 21 can be dressed efficiently.

なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。 It should be noted that the present invention can be modified in various ways as long as it does not deviate from the spirit of the present invention, and it is natural that the present invention extends to the modified ones.

１ ・・・ 研削装置
２ ・・・ 研削手段
２１・・・ 研削砥石
２２・・・ スピンドル
２３・・・ スピンドル送り機構
２３ａ・・・リニアガイド
３ ・・・ ウェハチャック（保持手段）
３１・・・ チャック
３２・・・ エアベアリング
３２ａ・・・ロータ
３２ｂ・・・ステータ
４ ・・・ コラム
５ ・・・ インデックステーブル
６ ・・・ チャック傾斜機構
６１・・・ チルトテーブル
６２・・・ 固定支持部
６２ａ・・・ボルト
６３・・・ 上流側可動支持部
６４・・・ 下流側可動支持部
７ ・・・ スケール
８ ・・・ ドレスユニット（ドレス手段）
８１・・・ ドレスボード
８１ａ・・・ドレス材
８１ｂ・・・ドレス台金
８２・・・ ドレスベース機構
８２ａ・・・ロータ
８２ｂ・・・ステータ
８２ｃ・・・ベース部材
８３・・・ ドレスユニット送り機構
８３ａ・・・リニアガイド
８３ｂ・・・ボールネジスライダ機構
８４・・・ タッチセンサ
８４ａ・・・旋回中心
８５・・・ ノズル
９ ・・・ ドレスユニット傾斜機構
９１・・・ チルトテーブル
９２・・・ 固定支持部
９３・・・ 上流側可動支持部
９４・・・ 下流側可動支持部
１０ ・・・ 制御装置
Ｗ ・・・ ウェハ
1 ・ ・ ・ Grinding device 2 ・ ・ ・ Grinding means 21 ・ ・ ・ Grinding wheel 22 ・ ・ ・ Spindle 23 ・ ・ ・ Spindle feed mechanism 23a ・ ・ ・ Linear guide 3 ・ ・ ・ Wafer chuck (holding means)
31 ・ ・ ・ Chuck 32 ・ ・ ・ Air bearing 32a ・ ・ ・ Rotor 32b ・ ・ ・ Stator 4 ・ ・ ・ Column 5 ・ ・ ・ Index table 6 ・ ・ ・ Chuck tilt mechanism 61 ・ ・ ・ Tilt table 62 ・ ・ ・ Fixed Support part 62a ・ ・ ・ Bolt 63 ・ ・ ・ Upstream side movable support part 64 ・ ・ ・ Downstream side movable support part 7 ・ ・ ・ Scale 8 ・ ・ ・ Dress unit (dressing means)
81 ... Dress board 81a ... Dress material 81b ... Dress base 82 ... Dress base mechanism 82a ... Rotor 82b ... Stator 82c ... Base member 83 ... Dress unit feed mechanism 83a ・ ・ ・ Linear guide 83b ・ ・ ・ Ball screw slider mechanism 84 ・ ・ ・ Touch sensor 84a ・ ・ ・ Turning center 85 ・ ・ ・ Nozzle 9 ・ ・ ・ Dress unit tilt mechanism 91 ・ ・ ・ Tilt table 92 ・ ・ ・ Fixed support Part 93 ・ ・ ・ Upstream side movable support part 94 ・ ・ ・ Downstream side movable support part 10 ・ ・ ・ Control device W ・ ・ ・ Wafer

Claims (4)

ウェハを保持する保持手段と、前記ウェハを研削する研削砥石を有する研削手段と、を備えた研削装置であって、
前記研削砥石をドレスするドレス材と、該ドレス材を回転させる回転機構と、を備えるドレス手段と、
前記ドレス材上にクーラント水を供給するクーラント水供給手段と、
回転する前記ドレス材上に形成されたクーラント水の水膜を介して前記ドレス材のドレス残量を測定する接触式測定手段と、
を備えていることを特徴とする研削装置。 A grinding device including a holding means for holding a wafer and a grinding means having a grinding wheel for grinding the wafer.
A dressing means for dressing the grinding wheel, a rotating mechanism for rotating the dressing material, and a dressing means.
A coolant water supply means for supplying coolant water onto the dress material,
A contact-type measuring means for measuring the remaining amount of dress in the dress material through a water film of coolant water formed on the rotating dress material, and
A grinding device characterized by being equipped with. 前記ドレス材の表面が、撥水性を有していることを特徴とする請求項１記載の研削装置。 The grinding apparatus according to claim 1, wherein the surface of the dress material has water repellency. 前記接触式測定手段は、前記研削砥石のドレッシング中に前記ドレス材のドレス残量を測定することを特徴とする請求項１又は２記載の研削装置。 Before Kise' Sawashiki measuring means, grinding apparatus according to claim 1 or 2, wherein the measuring the dress remaining capacity of the dress material in the dressing of the grinding wheel. ドレス前の既知のドレス残量からドレス後の前記接触式測定手段の昇降量を減じてドレス後の前記ドレス残量を演算する制御装置を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の研削装置。 From claim 1, characterized in that it comprises a control device from a known address remaining before dress by subtracting the amount of vertical movement of the front Kise' Sawashiki measuring means after dress computing the address remaining after dress The grinding apparatus according to any one of 3.

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