(57)【要約】【課題】砥石のドレスを適切なタイミングで、かつ適切なドレス量で行う。【解決手段】ある実施の形態における研削装置は、保持テーブル３に保持されたワークＷを研削加工する砥石７２を含む工具７とこの工具７を回転可能に支持する回転スピンドル６２２とを有する加工手段と、砥石７２を目立てするドレス手段９とを備える。ドレス手段９は、ドレス面９１１を有するドレス部９１と、このドレス部９１を、研削加工中の砥石７２にドレス面９１１が接触する作用位置と研削加工中の砥石７２にドレス面９１１が接触しない非作用位置とに選択的に位置付ける移動部９２と、回転スピンドル６２２の回転に供される電流値を検出する電流検出部９３と、電流検出部９３によって検出された電流値が予め設定された閾値を超えたときにドレス部９１を作用位置に位置付けるように移動部９２を制御する制御部９４とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された前記ワークを研削加工する砥石を含む工具と、該工具を回転可能に支持するスピンドルとを有する加工手段と、
前記砥石を目立てするドレス手段と、
を備えた研削装置であって、
前記ドレス手段は、
ドレス面を有するドレス部と、
前記ドレス部を、研削加工中の前記砥石に前記ドレス面が接触する作用位置と、研削加工中の前記砥石に前記ドレス面が接触しない非作用位置とに選択的に位置付ける移動部と、
前記スピンドルの回転に供される電流値を検出する電流検出部と、
前記電流検出部によって検出された電流値が予め設定された閾値を超えたときに前記ドレス部を前記作用位置に位置付けるように前記移動部を制御する制御部と、
を有することを特徴とする研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハ等のワークを研削加工する研削装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程では、ＩＣやＬＳＩ等のデバイスが表面に形成されたウェーハ等のワークは、個々のチップに分割される前に裏面が研削され、所定の厚さに加工される。ここで、ワークの研削加工は、通常、ワークの表面を保持手段によって保持し、例えばダイヤモンド砥粒等の砥石がレジンボンド等の好適なボンドで固着された工具を回転させつつ、この工具を保持手段上のワークの裏面に対して押圧することによって行われる。
【０００３】
ところで、このワークの研削加工で使用する砥石は、経時的に発生する目詰まり等を解消するためのドレス（目立て）が必要である。例えば、特許文献１には、所定枚数のワークの研削加工が終了した場合に砥石にレーザービームを照射してドレスを行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１８３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、ドレスを定期的に行うため、実際にはその必要がないにも関わらずドレスを行ってしまう場合があった。さらに、ドレスを適切なドレス量で行うのが難しく、結果、砥石の寿命を縮めてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みて為されたものであり、砥石のドレスを適切なタイミングで、かつ適切なドレス量で行うことができる研削装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる研削装置は、ワークを保持する保持手段と、前記保持手段に保持された前記ワークを研削加工する砥石を含む工具と、該工具を回転可能に支持するスピンドルとを有する加工手段と、前記砥石を目立てするドレス手段と、を備えた研削装置であって、前記ドレス手段は、ドレス面を有するドレス部と、前記ドレス部を、研削加工中の前記砥石に前記ドレス面が接触する作用位置と、研削加工中の前記砥石に前記ドレス面が接触しない非作用位置とに選択的に位置付ける移動部と、前記スピンドルの回転に供される電流値を検出する電流検出部と、前記電流検出部によって検出された電流値が予め設定された閾値を超えたときに前記ドレス部を前記作用位置に位置付けるように前記移動部を制御する制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、砥石のドレスを適切なタイミングで、かつ適切なドレス量で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態の研削装置の構成例を示す斜視図である。
【図２】図２は、研削装置を構成するドレス手段の構成を示す模式図である。
【図３】図３は、作用位置のドレス部を示す模式図である。
【図４】図４は、研削装置の動作手順を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態である研削装置について図面を参照して説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。
【００１１】
本実施の形態の研削装置は、砥石を含む工具を用い、ワークの被加工面を研削加工するものである。なお、研削装置が研削対象とするワークの具体例は、特に限定されるものではなく、例えばシリコン（Ｓｉ）やガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）等の半導体ウェーハの他、セラミック、ガラス、サファイア（Ａｌ2Ｏ3）系の無機材料基板、板状金属や樹脂の延性材料、さらには、ミクロンオーダーからサブミクロンオーダーの平坦度（ＴＴＶ：total  thickness  variation：ワークの被加工面を基準面として厚み方向に測定した高さの被加工面全面における最大値と最小値の差）が要求される各種加工材料が挙げられる。
【００１２】
図１は、本実施の形態の研削装置１の構成例を示す斜視図である。図１に示すように、本実施の形態の研削装置１は、装置ハウジング２を備える。装置ハウジング２は、細長く延在する直方体形状の主部２１と、この主部２１の後端部（図１において右端部）に設けられ、実質上鉛直上方に延びる直立壁２２とを有する。
【００１３】
主部２１の上面には、カバー部材４によって周囲が覆われた保持手段としての保持テーブル３と、このカバー部材４の前後に延在する蛇腹手段５１，５２とが配設されている。
【００１４】
保持テーブル３には、図１中に示す保持テーブル３の位置であるワーク載置域で、不図示の搬送手段によって例えば略円板形状を有するワークＷが被加工面を上にして搬入され（矢印Ａ１）、保持テーブル３の上面である保持面３１上に載置される。この保持テーブル３は、ワークＷに応じた大きさのチャックテーブルを主体とするものであり、不図示の吸引手段によって保持面３１上に載置されたワークＷを吸引保持する。
【００１５】
ここで、保持テーブル３は、下方の主部２１内部に配設された不図示のテーブル移動手段によって水平移動可能に構成されており、前述のワーク載置域と、後述する砥石７２を含む工具７下方の図１中に一点鎖線で示すワーク加工域Ｅ１との間で移動される。そして、保持テーブル３がＸ軸に沿って図１中に矢印Ａ２１で示す方向に移動すると、蛇腹手段５１および蛇腹手段５２がそれぞれ伸張および収縮し、保持テーブル３がＸ軸に沿って図１中に矢印Ａ２２で示す方向に移動すると、蛇腹手段５１および蛇腹手段５２がそれぞれ収縮および伸張する。さらに、保持テーブル３は、下方の主部２１内部に配設された不図示のテーブル回転手段によって鉛直方向（Ｚ軸方向）を回転軸として回転可能に構成されている（矢印Ａ３）。
【００１６】
装置ハウジング２の直立壁２２の前面には、鉛直方向に延びる一対の案内レール２２１が設けられており、加工手段６が昇降移動可能に装着されている。加工手段６は、移動基台６１と、この移動基台６１に装着されたスピンドルユニット６２とを具備している。
【００１７】
移動基台６１の後面には、鉛直方向に沿うように一対の係合部（不図示）が設けられており、この一対の係合部が直立壁２２の一対の案内レール２２１と摺動可能に係合して加工手段６の昇降移動を可能にしている。この加工手段６の昇降移動は、加工送り機構８によって実現される。
【００１８】
加工送り機構８は、直立壁２２の前側に配設され実質上鉛直に延びる雄ねじロッド８１を具備しており、この雄ねじロッド８１は、その上側先端部および下側先端部が直立壁２２に取り付けられた軸受部材８２，８３によって回転可能に支持されている。上側の軸受部材８２には雄ねじロッド８１を回転駆動するための駆動源であるモータ８４が配設されており、このモータ８４の出力軸が雄ねじロッド８１に伝動連結されている。そして、移動基台６１の後面には、その幅方向中央部から後方に延びる貫通雌ねじ孔（不図示）が形成されており、この貫通雌ねじ孔に雄ねじロッド８１が螺合している。したがって、モータ８４が正転すると、案内レール２２１に沿って移動基台６１すなわち加工手段６が下降移動（前進）し、モータ８４が逆転すると、案内レール２２１に沿って移動基台６１すなわち加工手段６が上昇移動（後退）する。
【００１９】
一方、移動基台６１の前面には、前方に突出した支持部６１１が設けられ、この支持部６１１にスピンドルユニット６２が取り付けられている。スピンドルユニット６２は、支持部６１１に装着されたスピンドルハウジング６２１と、このスピンドルハウジング６２１に回転自在に配設されたスピンドルとしての回転スピンドル６２２と、この回転スピンドル６２２を回転駆動するための駆動源であるモータ６２３とを具備している。回転スピンドル６２２の下端部はスピンドルハウジング６２１の下端を越えて下方に突出しており、その下端において平面視円形状の工具装着部材６２４が設けられている。そして、工具装着部材６２４の下面に、工具７が砥石７２を下にした状態で装着される。
【００２０】
工具７は、ホイール基台７１と、砥石７２とを備える。ホイール基台７１は、工具装着部材６２４に応じた大きさに形成された外形が略円形形状を有する部材であり、不図示の締結ボルトによって工具装着部材６２４の下面に着脱可能に装着（締結）される。砥石７２は、ワークＷに接触してその被加工面の研削加工を行うものであり、ホイール基台７１の下面にその外周端に沿って複数個配設されている。研削加工中、この工具７の砥石７２、詳細には、砥石７２の下面である研削面７２１（図２を参照）は、回転スピンドル６２２の回転によって鉛直方向を回転軸として回転しながら移動基台６１の下降移動によって下降することで、ワーク加工域Ｅ１に位置する保持テーブル３の保持面３１上に保持されたワークＷに接触する。
【００２１】
また、図１に示すように、装置ハウジング２の主部２１上において、その後端側のワーク加工域Ｅ１の近傍位置にドレス手段９が配設されている。図２は、ドレス手段９の構成を示す模式図であり、研削加工中の砥石７２、ワーク加工域Ｅ１に位置する保持テーブル３、この保持テーブル３の保持面３１上に保持されたワークＷ、および後述する非作用位置のドレス部９１の位置関係をＹ軸方向から示している。また、図３は、非作用位置のドレス部９１を示す図である。
【００２２】
ドレス手段９は、平面視円形状のドレス部９１を有し、その上面に砥石７２の粒径よりも細かいサイズの砥粒が適宜のボンド剤で固定されてドレス面９１１を形成している。このドレス部９１は、内部に昇降駆動用のモータやシリンダ等が配設された移動部９２の上端に配設され、この移動部９２の昇降動作によってＺ軸方向へ上下動自在な構成となっている（矢印Ａ４）。そして、この移動部９２の昇降動作により、ドレス部９１は、図３に示すように、そのドレス面９１１が保持テーブル３の保持面３１と略同じ高さとなる高さ位置であって研削加工中の砥石７２の研削面７２１に接触する作用位置と、図２に示すように作用位置から下降してドレス面９１１が研削加工中の砥石７２に接触しない非作用位置とに選択的に位置付けられる。
【００２３】
ここで、ワークＷの研削加工は、ワークＷと工具７とを図２に示すような位置関係でそれぞれ回転させながらワークＷの被加工面に砥石７２の研削面７２１を接触させることで、ワークＷの被加工面の全面を研削加工する。すなわち、図１に示したワーク加工域Ｅ１は、工具７の回転に伴って移動する砥石７２が、保持テーブル３の回転軸、すなわちワークＷの中心を通る位置として設定される。また、砥石７２のドレス（目立て）は、前述の研削加工中において、図３に示すような工具７とドレス面９１１との位置関係で砥石７２の研削面７２１にドレス面９１１を接触させることで、砥石７２の研削面７２１を目立てする。すなわち、ドレス部９１は、工具７の回転に伴って移動する砥石７２がドレス面９１１の中心を通るように配設される。
【００２４】
また、ドレス手段９は、回転スピンドル６２２の回転に供される電流値を検出する電流検出部９３と、電流検出部９３の検出値に従って移動部９２の昇降動作を制御する制御部９４とを有する。
【００２５】
電流検出部９３は、研削加工中、常時回転スピンドル６２２の回転に供される電流値、具体的には、回転スピンドル６２２を回転駆動するモータ６２３の電流値を検出する。
【００２６】
制御部９４は、移動部９２の昇降動作を制御して研削加工中においてドレス部９１を作用位置または非作用位置に選択的に位置付けるための処理を行う。具体的には、制御部９４は、電流検出部９３によって検出された電流値を監視し、予め閾値として設定された所定の電流値を超えない間はドレス部９１を非作用位置に位置付け、閾値を超えた場合に移動部９２を上昇移動させてドレス部９１を作用位置に位置付ける。
【００２７】
次に、以上説明した研削装置１の動作手順について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。先ず、研削装置１は、ドレス部９１を非作用位置に位置付けてワークＷの研削加工を開始する（ステップＳ１）。
【００２８】
具体的には、先ず、不図示のテーブル移動手段が、保持テーブル３をワーク載置域に移動させる。その後、不図示の搬送手段が、保持テーブル３の保持面３１上に被加工面を上にしてワークＷを載置する。このとき、不図示の吸引手段が駆動し、ワークＷが保持面３１上で吸引保持される。以上のように保持面３１上でワークＷを保持したならば、続いて、不図示のテーブル移動手段が、保持テーブル３をワーク載置域からワーク加工域Ｅ１へと移動させる。これにより、保持テーブル３は、図２を参照して説明したように、回転する砥石７２の移動経路が保持面３１上のワークＷの中心を通る位置に位置付けられる。また、このとき、ドレス部９１が作用位置に位置付けられている場合には、制御部９４は、移動部９２を駆動して下降移動させ、ドレス部９１を非作用位置に位置付ける。
【００２９】
このようにして保持テーブル３をワーク加工域Ｅ１に移動させたならば、モータ６２３が駆動して回転スピンドル６２２が回転し、回転スピンドル６２２の下側先端部に工具装着部材６２４を介して装着された工具７が鉛直方向を回転軸として回転する。そして、このように工具７を回転させた状態で加工送り機構８のモータ８４が駆動し、加工手段６を下降移動させる。この加工手段６の下降移動によって、回転する砥石７２の研削面７２１が回転する保持面３１上のワークＷに接触する（図２の状態）。
【００３０】
また、これらの動作と並行して不図示のテーブル回転手段が駆動し、保持テーブル３を例えば工具７の回転方向と同一の方向に回転させて保持面３１上のワークＷを略鉛直方向を回転軸として回転させる。これによって、ワークＷの研削加工が開始される。
【００３１】
以上のようにして研削加工を開始した後、研削加工中は、図４に示すように、電流検出部９３が常時回転スピンドル６２２の回転に供される電流値（回転スピンドル６２２を駆動するモータ６２３の電流値）を検出する（ステップＳ３）。また、制御部９４が、この電流検出部９３によって検出される電流値を監視し、電流値が閾値を超えたか否かを判定する。そして、制御部９４は、電流値が閾値を超えた場合には（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、ドレス部９１が非作用位置に位置付けられているか否かを判定し、非作用位置に位置付けられていれば（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、移動部９２を駆動して上昇移動させ、ドレス部９１を作用位置に位置付ける（ステップＳ９）。
【００３２】
このようにしてドレス部９１を作用位置に位置付けると、ドレス面９１１は、砥石７２の移動経路がドレス面９１１の中心を通る位置関係で、回転する砥石７２の研削面７２１に接触する（図３の状態）。この結果、回転するワークＷの被加工面に接触しながら回転する砥石７２によってワークＷの研削加工が行われると同時に、ドレス面９１１に接触しながら回転する砥石７２の研削面７２１の目立てが行われる。
【００３３】
一方、図４に示すように、前回までの検出で電流値が閾値を超えており、ドレス部９１が既に作用位置に位置付けられている場合には（ステップＳ７：Ｎｏ）、ステップＳ１５に移行する。
【００３４】
また、制御部９４は、電流検出部９３によって検出される電流値が閾値を超えない場合には（ステップＳ５：Ｎｏ）、ドレス部９１が作用位置に位置付けられているか否かを判定する。前回の検出では電流値が閾値を超えており、今回の検出で電流値が閾値以下となった場合には、ドレス部９１は作用位置に位置付けられている。このように、ドレス部９１が作用位置に位置付けられている場合には（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、移動部９２を駆動して下降移動させ、ドレス部９１を非作用位置に位置付ける（ステップＳ１３）。一方、ドレス部９１が非作用位置に位置付けられている場合には（ステップＳ１１：Ｎｏ）、ステップＳ１５に移行する。
【００３５】
そして、ステップＳ１５では、研削加工の終了判定を行い、研削加工を終了しない間は（ステップＳ１５：Ｎｏ）、ステップＳ３に戻って上記した処理を繰り返す。また、研削加工を終了する場合には（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、本処理を終える。
【００３６】
上記したように、ドレスは、経時的に発生する砥石７２の目詰まりを解消するために行われる。ここで、この目詰まりが起こると、ワークＷが削れなくなるが、一方で、ワークＷを所定の厚さに研削するために、砥石７２（加工手段６）は、移動基台６１の下降移動によって下降しようとし続ける。結果、砥石７２とワークＷの被加工面との間に発生する摩擦力が大きくなり、回転スピンドル６２２の回転にかかる負荷が増大するため、回転スピンドル６２２を回転駆動するモータ６２３の電流値が増大する。このことから、モータ６２３の電流値によって、ドレスの要否を判断することができる。
【００３７】
本実施の形態では、研削加工中、モータ６２３の電流値を監視することとした。そして、モータ６２３の電流値が予め閾値として設定された所定の電流値を超えた場合に、ドレス部９１を作用位置に位置付けて砥石７２の研削面７２１にドレス面９１１を接触させ、研削加工と並行して砥石７２の研削面７２１を目立てするようにした。閾値は、事前に正常時のモータ６２３の電流値（砥石７２に目詰まりが発生していない状態での研削加工中のモータ６２３の電流値）と、異常時（砥石７２に目詰まりが発生している状態での研削加工中のモータ６２３の電流値）とを検証して設定しておけばよい。また、モータ６２３の電流値が閾値以下となった場合には、ドレスによって砥石７２の目詰まりが解消したと判断し、ドレス部９１を非作用位置に位置付けて砥石７２の研削面７２１からドレス面９１１を離間させるようにした。したがって、モータ６２３の電流値が閾値を超えている間だけ、砥石７２の研削面７２１にドレス面９１１を接触させてドレスを行うことができる。これによれば、砥石７２のドレスを適切なタイミングで、かつ適切なドレス量で行うことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように、本発明の研削装置は、砥石のドレスを適切なタイミングで、かつ適切なドレス量で行うのに適している。
【符号の説明】
【００３９】
１      研削装置
２      装置ハウジング
３      保持テーブル
３１      保持面
５１，５２      蛇腹手段
６      加工手段
６１      移動基台
６２      スピンドルユニット
６２１      スピンドルハウジング
６２２      回転スピンドル
６２３      モータ
６２４      工具装着部材
７      工具
７２      砥石
７２１      研削面
８      加工送り機構
９      ドレス手段
９１      ドレス部
９１１      ドレス面
９２      移動部
９３      電流検出部
９４      制御部
Ｅ１      ワーク加工域
Ｗ      ワーク
【図１】
2012135851.tif 000003
【図２】
2012135851.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012135851.tif 000006