(57)【要約】      （修正有）【課題】被加工物の形態によらず高精度に被加工物を研削可能な研削方法及び研削装置を提供する。【解決手段】被加工物１１が、被加工物単体である第１形態であるか、粘着テープＴを介して環状フレームＦに支持された被加工物ユニットであるかを判別する判別ステップを実施後、研削ステップを実施する。被加工物１１が第１形態のときには、第１高さ位置検出器を被加工物に接触させるとともに第２高さ位置検出器を枠体上面に接触させて研削を実施する。第２形態のときには、被加工物１１を保持する前に第１高さ位置検出器４８ａでチャックテーブル３６の上面高さ位置を検出した後、チャックテーブル３６で被加工物１１を保持しながら研削を実施する。研削中には、第１高さ位置検出器４８ａを被加工物１１上面に接触させて上面高さ位置を検出し、その高さ位置とチャックテーブル３６の保持部の上面高さ位置とから被加工物の厚みを算出しつつ研削を遂行する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を研削する研削方法であって、
被加工物を保持する保持部と該保持部を囲繞する枠体とから構成され、該保持部上面と該枠体の上面が同一面上にあるチャックテーブルと、
該チャックテーブルに保持される被加工物に貼着された粘着テープの外周が貼着された環状フレームを固定するフレーム固定手段と、
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保持された被加工物の上面に接触する第１接触針と、該第１接触針が被加工物上面に接触した状態から被加工物上面に接触しない退避位置に該第１接触針を移動させる第１退避手段とを有し、被加工物の上面高さ位置を検出する第１高さ位置検出手段と、
該チャックテーブルの該枠体の上面に接触する第２接触針と、該第２接触針が該枠体上面に接触した状態から該枠体上面に接触しない退避位置に該第２接触針を移動させる第２退避手段とを有し、該枠体の上面高さ位置を検出する第２高さ位置検出手段と、を備えた研削装置を準備する研削装置準備ステップと、
研削すべき被加工物が、被加工物単体又は被加工物と略同一サイズの保護部材が被加工物に貼着された第１形態であるか、被加工物と該被加工物に貼着された粘着テープと該粘着テープの外周が貼着された環状フレームとからなり該粘着テープが該枠体上面を覆う第２形態であるかを判別する判別ステップと、
該判別ステップを実施した後、被加工物を該研削装置準備ステップで準備した研削装置で研削する研削ステップと、を備え、
該研削ステップでは、
被加工物が該第１形態のときには、該チャックテーブルで被加工物を保持して該第１接触針を被加工物上面に接触させるとともに該第２接触針を該枠体上面に接触させて、被加工物の上面高さ位置と該枠体の上面高さ位置との差から被加工物の厚みを算出しつつ研削を実施し、
被加工物が該第２形態のときには、該チャックテーブルで被加工物を保持する前に該第１接触針を該保持部の上面に接触させて該保持部の上面高さ位置を検出した後、該チャックテーブルで被加工物を保持し該フレーム固定手段で該環状フレームを固定して研削を実施し、研削中には該第１接触針を被加工物上面に接触させて研削中の被加工物の上面高さ位置と該保持部の上面高さ位置とから被加工物の厚みを算出しつつ研削を遂行する、ことを特徴とする研削方法。
【請求項２】
請求項１記載の研削方法で被加工物を研削する研削装置であって、
被加工物を保持する保持部と該保持部を囲繞する枠体とから構成され、該保持部上面と該枠体の上面が同一面上にあるチャックテーブルと、
該チャックテーブルに保持される被加工物に貼着された粘着テープの外周が貼着された環状フレームを固定するフレーム固定手段と、
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保持された被加工物の上面に接触する第１接触針と、該第１接触針が被加工物上面に接触した状態から被加工物上面に接触しない退避位置に該第１接触針を移動させる第１退避手段とを有し、被加工物の上面高さ位置を検出する第１高さ位置検出手段と、
該チャックテーブルの該枠体の上面に接触する第２接触針と、該第２接触針が該枠体上面に接触した状態から該枠体上面に接触しない退避位置に該第２接触針を移動させる第２退避手段とを有し、該枠体の上面高さ位置を検出する第２高さ位置検出手段と、
を具備した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、被加工物の形態によらず被加工物の厚みを測定しながら研削可能な被加工物の研削方法および研削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体デバイスや光デバイスの製造プロセスでは、インゴットから切り出されたシリコンやガリウム砒素、サファイア等のウエーハが研削装置によって研削されて所定の厚みへと薄化されるとともに平坦化される。
【０００３】
薄化・平坦化されたウエーハの表面に複数の回路素子を形成し、更にウエーハの裏面が研削されて所定の厚みへと薄化された後、ダイシング装置等によりウエーハを個々のデバイスへと分割することで各種の半導体デバイスや光デバイスが製造される。
【０００４】
研削装置による加工中では、例えば特開２００６−２１２６４号公報に開示されるように、被加工物の厚みを測定しつつ研削を遂行し、被加工物が所定の厚みに達した場合に加工を終了するように制御している。
【０００５】
表面保護テープを介して、或いは直にチャックテーブルで保持した被加工物を研削する際、チャックテーブルの上面高さ位置を第１高さ位置検出器で研削すると同時に、被加工物の上面高さ位置を第２高さ位置検出器で検出することで被加工物の厚みを算出して、被加工物の研削仕上げ厚みが所望の厚みになるようにコントロールしている。
【０００６】
研削装置は、一般的に特開２０００−００６０１８号公報に開示されるように、チャックテーブルの上面高さ位置を検出する第１の高さ位置検出器と被加工物の上面高さ位置を検出する第２の高さ位置検出器を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２１２６４号公報
【特許文献２】特開２０００−００６０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一方、破損した不定形な被加工物や小サイズの被加工物を複数一度に研削する場合等には、被加工物を粘着テープに貼着し、粘着テープの外周部を環状フレームに装着した形態で研削を実施することがある。
【０００９】
この場合、チャックテーブルは粘着テープで覆われているため、上記のように被加工物の上面高さとチャックテーブルの上面高さとから被加工物の厚みを算出することができないという問題がある。
【００１０】
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、被加工物の形態によらず高精度に被加工物を研削可能な研削方法及び研削装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明によると、被加工物を研削する研削方法であって、被加工物を保持する保持部と該保持部を囲繞する枠体とから構成され、該保持部上面と該枠体の上面が同一面上にあるチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持される被加工物に貼着された粘着テープの外周が貼着された環状フレームを固定するフレーム固定手段と、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保持された被加工物の上面に接触する第１接触針と、該第１接触針が被加工物上面に接触した状態から被加工物上面に接触しない退避位置に該第１接触針を移動させる第１退避手段とを有し、被加工物の上面高さ位置を検出する第１高さ位置検出手段と、該チャックテーブルの該枠体の上面に接触する第２接触針と、該第２接触針が該枠体上面に接触した状態から該枠体上面に接触しない退避位置に該第２接触針を移動させる第２退避手段とを有し、該枠体の上面高さ位置を検出する第２高さ位置検出手段と、を備えた研削装置を準備する研削装置準備ステップと、研削すべき被加工物が、被加工物単体又は被加工物と略同一サイズの保護部材が被加工物に貼着された第１形態であるか、被加工物と該被加工物に貼着された粘着テープと該粘着テープの外周が貼着された環状フレームとからなり該粘着テープが該枠体上面を覆う第２形態であるかを判別する判別ステップと、該判別ステップを実施した後、被加工物を該研削装置準備ステップで準備した研削装置で研削する研削ステップと、を備え、該研削ステップでは、被加工物が該第１形態のときには、該チャックテーブルで被加工物を保持して該第１接触針を被加工物上面に接触させるとともに該第２接触針を該枠体上面に接触させて、被加工物の上面高さ位置と該枠体の上面高さ位置との差から被加工物の厚みを算出しつつ研削を実施し、被加工物が該第２形態のときには、該チャックテーブルで被加工物を保持する前に該第１接触針を該保持部の上面に接触させて該保持部の上面高さ位置を検出した後、該チャックテーブルで被加工物を保持し該フレーム固定手段で該環状フレームを固定して研削を実施し、研削中には該第１接触針を被加工物上面に接触させて研削中の被加工物の上面高さ位置と該保持部の上面高さ位置とから被加工物の厚みを算出しつつ研削を遂行する、ことを特徴とする研削方法が提供される。
【００１２】
請求項２記載の発明によると、請求項１記載の研削方法で被加工物を研削する研削装置であって、被加工物を保持する保持部と該保持部を囲繞する枠体とから構成され、該保持部上面と該枠体の上面が同一面上にあるチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持される被加工物に貼着された粘着テープの外周が貼着された環状フレームを固定するフレーム固定手段と、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保持された被加工物の上面に接触する第１接触針と、該第１接触針が被加工物上面に接触した状態から被加工物上面に接触しない退避位置に該第１接触針を移動させる第１退避手段とを有し、被加工物の上面高さ位置を検出する第１高さ位置検出手段と、該チャックテーブルの該枠体の上面に接触する第２接触針と、該第２接触針が該枠体上面に接触した状態から該枠体上面に接触しない退避位置に該第２接触針を移動させる第２退避手段とを有し、該枠体の上面高さ位置を検出する第２高さ位置検出手段と、を具備したことを特徴とする研削装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の研削方法では、被加工物の形態を判別した後、被加工物の形態に応じて研削中の被加工物の厚みを算出するため、被加工物の形態によらず高精度に被加工物を研削できる。
【００１４】
また、本発明の研削装置は、それぞれ接触針を退避させる独立した退避手段を有する第１及び第２上面高さ位置検出手段を備えているため、通常の被加工物も粘着テープを介して環状フレームで支持された被加工物も厚みを算出しながら１台の研削装置で研削することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明実施形態に係る研削装置の斜視図である。
【図２】被加工物の第１形態の斜視図である。
【図３】被加工物の第２形態の斜視図である。
【図４】実施形態に係る第１及び第２高さ位置検出器の斜視図である。
【図５】第１形態の被加工物の研削ステップを説明する斜視図である。
【図６】第２形態の被加工物を研削する際に、チャックテーブルの保持部上面高さ位置を検出する様子を示す斜視図である。
【図７】第２形態の被加工物の研削ステップを説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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は本発明実施形態に係る研削装置２の外観斜視図を示している。４は研削装置２のベースであり、ベース４の後方にはコラム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。
【００１７】
この一対のガイドレール８に沿って研削ユニット（研削手段）１０が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット１０は、スピンドルハウジング１２と、スピンドルハウジング１２を保持する支持部１４を有しており、支持部１４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１６に取り付けられている。
【００１８】
研削ユニット１０は、スピンドルハウジング１２中に回転可能に収容されたスピンドル１８と、スピンドル１８を回転駆動するモータ１９と、スピンドル１８の先端に固定されたホイールマウント２０と、ホイールマウント２０にねじ締結された研削ホイール２２とを含んでいる。
【００１９】
研削装置２は、研削ユニット１０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２８とパルスモータ３０とから構成される研削ユニット送り機構３２を備えている。パルスモータ３０を駆動すると、ボールねじ２８が回転し、移動基台１６が上下方向に移動される。
【００２０】
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にチャックテーブル機構３４が配設されている。チャックテーブル機構３４はチャックテーブル３６を有し、図示しない移動機構によりウエーハ着脱位置Ａと、研削ユニット１０に対向する研削位置Ｂとの間でＹ軸方向に移動される。
【００２１】
チャックテーブル３６に隣接して複数個のクランプ３８が配設されている。４０，４２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４４が配設されている。
【００２２】
チャックテーブル３６に隣接して、第１高さ位置検出器４６と、第２高さ位置検出器４８が配設されている。図４に示すように、チャックテーブル３６はポーラスセラミックス等から形成された吸引保持部３６ａと、吸引保持部３６ａを囲繞するＳＵＳ等から形成された枠体３６ｂから構成される。
【００２３】
第１高さ位置検出器４６は、アクチュエータとしてのエアシリンダ５０を有しており、エアシリンダ５０は電磁弁５４を介して圧縮エアを供給するエア供給源５６に選択的に連通される。同様に、第２高さ位置検出器４８は、アクチュエータとしてのエアシリンダ５２を有しており、エアシリンダ５２は電磁弁５８を介してエア供給源５６に選択的に連通される。
【００２４】
電磁弁５４が図示した遮断位置にある場合には、エアシリンダ５０にエアが供給されないため、第１高さ位置検出器４６の接触針４６ａは自重で吸引保持部３６ａの上面に接触しており、電磁弁５８が図示した遮断位置にある場合には、エアシリンダ５２にエアが供給されないため、第２高さ位置検出器４８の接触針４８ａは自重でチャックテーブル３６の枠体３６ｂの上面に接触している。
【００２５】
電磁弁５４が連通位置に切り替えられると、エアシリンダ５０にエアが導入されてピストンロッドにより接触針４６ａの端部が押されるため、接触針４６ａは吸引保持部３６ａに接触しない退避位置に上昇される。エアシリンダ５０、電磁弁５４及びエア供給源５６で第１退避手段を構成する。
【００２６】
同様に、電磁弁５８が連通位置に切り替えられると、エアシリンダ５２にエアが導入されてピストンロッドにより接触針４８ａの端部が押されるため、接触針４８ａは枠体３６ｂに接触しない退避位置に上昇される。エアシリンダ５２、電磁弁５８及びエア供給源５６で第２退避手段を構成する。
【００２７】
本実施形態では、第１高さ位置検出器４６の接触針４６ａは自重で吸引保持部３６ａの上面に接触し、第２高さ位置検出器４８の接触針４８ａは自重で枠体３６ｂの上面に接触しているが、ばねで積極的に吸引保持部３６ａの上面及び枠体３６ｂの上面に接触させるようにしてもよい。また、本実施形態では、アクチュエータとしてエアシリンダ５０，５２を採用しているが、エアシリンダに変わって電磁アクチュエータを採用するようにしてもよい。
【００２８】
図２を参照すると、本発明の研削方法の加工対象である第１形態の被加工物の斜視図が示されている。第１形態の被加工物はウエーハ１１単体であるか、或いはウエーハ１１の表面にウエーハ１１と略同一サイズの表面保護テープ２３が貼着された状態であるかの何れかである。ここで、略同一サイズとは、チャックテーブル３６の枠体３６ｂの上面の一部が露出するようなサイズである。
【００２９】
ウエーハ１１は表面に複数のデバイス１５が形成されており、表面側に表面保護テープ２３が貼着されて裏面１１ｂが露出している。２１はシリコンの結晶方位を示すマークとしてのノッチである。
【００３０】
図３を参照すると、第２形態の被加工物の斜視図が示されている。第２形態の被加工物は、ウエーハ１１の表面側に粘着テープＴを貼着し、粘着テープＴの外周部を環状フレームＦに貼着してウエーハユニット２５として、ウエーハ１１と環状フレームＦを粘着テープＴを介して一体化したものである。
【００３１】
ウエーハ１１の表面には、複数の分割予定ライン１３が格子状に形成されており、交差する分割予定ライン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。尚、第１及び第２形態の被加工物はウエーハ１１に限定されるものではない。
【００３２】
本発明の研削方法は、図１に示したような第１高さ検出器４６及び第２高さ検出器４８を備えた研削装置２により実施される。本発明の研削方法は、研削すべき被加工物が、図２に示したような第１形態であるか、又は図３に示したような第２形態であるかを判別する判別ステップを含んでいる。この判別ステップは、研削装置の作業者が目視により行う。
【００３３】
本実施形態では、第１形態は、図２に示すように、ウエーハ１１の表面に表面保護テープ２３が貼着された形態であり、第２形態は、図３に示すように、ウエーハ１１が粘着テープＴを介して環状フレームＦに一体化されてウエーハユニット２５とされた形態である。
【００３４】
第１形態は、表面保護テープ２３が貼着されていないウエーハ１１単体でもよい。また、第１形態は、表面保護テープ２３に替え、ウエーハ１１の表面にシリコン、ガラス等からなるサブストレートが貼着された形態でもよい。
【００３５】
判別ステップを実施した後、被加工物を研削装置２で研削する研削ステップを実施する。この研削ステップでは、被加工物が第１形態のときには、即ち図２に示すようなウエーハ１１の表面に表面保護テープ２３が貼着されているか、或いはウエーハ１１単体のときには、図５に示すように、チャックテーブル３６でウエーハ１１を保持して第１高さ位置検出器４６の接触針４６ａをウエーハ１１の上面（裏面）１１ｂに接触させるとともに、第２高さ位置検出器４８の接触針４８ａを枠体３６ｂの上面に接触させて、ウエーハ１１の上面高さ位置と枠体３６ｂの上面高さ位置との差からウエーハ１１の厚みを算出しつつ、図示しない研削ホイールでウエーハ１１の裏面１１ｂを研削する。
【００３６】
一方、被加工物が第２形態のときには、即ち図３に示すようなウエーハユニット２５のときには、チャックテーブル３６の吸引保持部３６ａでウエーハユニット２５を保持する前に、まず図６に示すように、第１高さ位置検出器４６の接触針４６ａを吸引保持部３６ａの上面に接触させて吸引保持部３６ａの上面高さ位置を検出する。このとき、第２高さ位置検出器４８のエアシリンダ５２を作動させて、第２高さ位置検出器４８の接触針４８ａは退避位置に上昇させておく。
【００３７】
次いで、図７に示すように、チャックテーブル３６でウエーハ１１を粘着テープＴを介して保持し、固定手段としてのクランプ３８で環状フレームＦをクランプして固定する。固定手段としては、クランプ３８の他に永久磁石及び治具等を採用可能である。
【００３８】
この状態で、研削ホイール２２でウエーハ１１の裏面１１ｂの研削を実施する。研削ホイール２２は、環状のホイール基台２４と、ホイール基台２４の自由端部に固着された複数の研削砥石２６とから構成される。
【００３９】
研削ステップでは、チャックテーブル３６を矢印ａ方向に例えば３００ｒｐｍで回転させると共に研削ホイール２２を矢印ｂ方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させつつ、研削送り機構３２を駆動して研削ホイール２２を下方に所定量研削送りしながら、ウエーハ１１の裏面１１ｂの研削を実施する。
【００４０】
この研削中には、第１高さ位置検出器４６の接触針４６ａをウエーハ１１の上面（裏面）１１ｂに接触させてウエーハ１１の上面高さ位置を検出し、研削中のウエーハ１１の上面高さ位置と図６で検出したチャックテーブル３６の吸引保持部３６ａの上面高さ位置との差からウエーハ１１の厚みを算出しつつ研削を実行する。
【００４１】
被加工物が第２形態のウエーハユニット２５の場合には、粘着テープＴの厚みは予め判明しているため、研削中のウエーハ１１の上面高さ位置からチャックテーブル３６の保持面３６ａの上面高さ位置及び粘着テープＴの厚みを減算することにより、研削加工中のウエーハ１１の厚みを算出することができる。
【００４２】
尚、被加工物が第２形態の場合には、第１高さ位置検出器４６のみを使用して研削中のウエーハ１１の厚みを算出できるため、第２高さ位置検出器４８の接触針４８ａはウエーハ１１の上面及びチャックテーブル３６の枠体３６ｂの上面に接触しない退避位置に上昇させておく。
【符号の説明】
【００４３】
２    研削装置
１０    研削ユニット
１１    ウエーハ
１５    デバイス
２２    研削ホイール
２３    表面保護テープ
２５    ウエーハユニット
Ｔ    粘着テープ
Ｆ    環状フレーム
３６    チャックテーブル
３６ａ    吸引保持部
３６ｂ    枠体
４６    第１高さ位置検出器
４８    第２高さ位置検出器
４６ａ，４８ａ    接触針
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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