(57)【要約】【課題】被研削物の表面に大きな研削面積を生じさせ、等量で研削し且つ順調に屑の排出を行い、総厚変動を減少することができる研削装置を提供する。【解決手段】載置回転軸２２０を有し、載置回転軸２２０を中心にして回転する載置台２００と、載置台２００に位置決めされる被研削物３００と、砥石回転軸４２０を有し、砥石回転軸４２０を中心にして回転する砥石台４００と、砥石台４００に接続されて且つ被研削物３００に接触し研削し、被研削物３００の表面を研削して対応する研削面積を生じさせ、砥石ディスク４１０の中心及び研削歯５００の中心と交差する仮想放射線と０度〜３５度の研削角度で交わる研削歯５００と、を備える。【選択図】図１
2017132033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転動作を行う載置盤と、
前記載置盤に位置決めされる少なくとも１つの被研削物と、
前記載置盤に対して回転動作を行う砥石ディスクと、
前記砥石ディスクに接続されて、前記被研削物に接触し研削する複数の研削歯と、を備え、
前記研削歯の各々は、前記被研削物の表面を研削して研削面積を生じさせ、前記砥石ディスクの中心及び前記研削歯の中心と交差する仮想放射線と、０度より大きく３５度より小さい研削角度で交わる研削装置。
【請求項２】
前記研削角度は、０度より大きく且つ２０度以下である請求項１に記載の研削装置。
【請求項３】
前記載置盤と前記砥石ディスクは、円形であり、前記研削歯の各々は、長方形又はアーチ形であり、螺旋状に配列され、前記被研削物は、円形、楕円形、正方形又は三角形である請求項１に記載の研削装置。
【請求項４】
前記載置盤との間に接続される載置回転軸に接続されて、前記載置盤を載置回転速度で回転させるように制御する載置回転モーターと、
前記砥石ディスクとの間に接続される砥石回転軸に接続されて、前記砥石ディスクを砥石回転速度で回転させるように制御する砥石回転モーターと、を更に備え、
前記載置回転速度は、前記砥石回転速度以下である請求項１に記載の研削装置。
【請求項５】
前記研削歯の各々は、基端幅を有する基端と、先端幅を有する先端と、を有し、前記基端と前記砥石ディスクの中心とが基端距離離れており、前記先端と前記砥石ディスクの中心とが先端距離離れており、前記基端距離が前記先端距離より小さく、且つ前記基端幅が前記先端幅と異なる請求項１に記載の研削装置。
【請求項６】
前記研削歯の各々は、第１の側辺と第２の側辺とを更に有し、前記第１の側辺が前記第２の側辺に対応して、前記基端と前記先端が平面状または曲面状であり、前記第１の側辺と前記第２の側辺が平面状または曲面状であり、前記第１の側辺の辺長が前記第２の側辺の辺長以下で、且つ前記第１の側辺の辺長が前記基端幅より大きい請求項５に記載の研削装置。
【請求項７】
載置盤と載置回転軸とを有し、前記載置盤が前記載置回転軸に接続されて、前記載置回転軸を中心にして回転する載置台と、
前記載置盤に位置決めされる複数の被研削物と、
砥石ディスクと砥石回転軸とを有し、前記砥石ディスクが前記砥石回転軸に接続されて、前記砥石回転軸を中心にして回転する砥石台と、
前記砥石ディスクに接続されて、前記被研削物に接触し研削する複数の研削歯と、を備え、
前記研削歯の各々は、前記被研削物の表面を研削して研削面積を生じさせ、前記砥石ディスクの中心及び前記研削歯の中心と交差する仮想放射線と、０度より大きく３５度より小さい研削角度で交わり、
前記載置盤は、時計回り又は反時計回りに回転し、前記砥石ディスクは、時計回り又は反時計回りに回転し、前記載置回転軸と前記砥石回転軸とが互いに平行となり且つ前記載置盤の盤面と前記研削歯の各々の研削面とが互いに平行となり、前記載置回転軸と前記載置盤の盤面とが互いに垂直となる研削装置。
【請求項８】
前記載置盤と前記砥石ディスクを回転させる回転工程と、
前記研削歯によって前記被研削物に接触的し研削して、前記研削歯の各々は、前記被研削物の表面を研削して研削面積を生じさせ、前記砥石ディスクの中心及び１つの前記研削歯の中心と交差する仮想放射線と、０度より大きく３５度より小さい研削角度で交わり、前記研削面積が前記研削角度に対応する研削工程と、
を含む請求項１に記載の研削装置を用いた研削方法。
【請求項９】
前記回転工程は、
載置回転モーターによって前記載置盤を載置回転速度で回転させるように制御し、且つ砥石回転モーターによって前記砥石ディスクを砥石回転速度で回転させるように制御し、前記載置回転速度が前記砥石回転速度以下である回転速度制御サブ工程を更に含む請求項８に記載の研削方法。
【請求項１０】
前記回転工程は、
前記載置盤を載置回転方向に回転させるように制御し、且つ前記砥石ディスクを砥石回転方向に回転させるように制御し、前記載置回転方向が時計回り又は反時計回りであり、前記砥石回転方向が時計回り又は反時計回りである回転方向制御サブ工程を更に含む請求項８に記載の研削方法。
【請求項１１】
載置回転軸の軸方向及び砥石回転軸の軸方向を制御するものであり、前記載置回転軸が前記載置盤に接続され、前記砥石回転軸が前記砥石ディスクに接続され、前記載置回転軸と前記砥石回転軸とが互いに平行となり且つ前記載置盤と前記砥石ディスクとが互いに平行となる軸方向制御工程を更に含む請求項８に記載の研削方法。
【請求項１２】
前記研削角度は、０度より大きく且つ２０度以下である請求項８に記載の研削方法。
【請求項１３】
前記研削歯の各々は、基端幅を有する基端と、先端幅を有する先端と、を有し、前記基端と前記砥石ディスクの中心とが基端距離離れており、前記先端と前記砥石ディスクの中心とが先端距離離れており、前記基端距離が前記先端距離より小さく、且つ前記基端幅が前記先端幅と異なる請求項８に記載の研削方法。
【請求項１４】
前記研削歯の各々は、第１の側辺と第２の側辺とを更に有し、前記第１の側辺が前記第２の側辺に対応し、前記基端と前記先端が平面状または曲面状であり、前記第１の側辺と前記第２の側辺が平面状または曲面状であり、前記第１の側辺の辺長が前記第２の側辺の辺長以下且つ前記基端幅より大きい請求項１３に記載の研削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研削装置及びそれを用いた研削方法に関し、特に、研削後の被研削物の総厚変動を減少できる研削装置及び研削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製造加工又は精密研削分野において、研削加工は、かなり大切な工程の１つである。従来の砥石台は、一般的に、使用時、研削歯を組み合わせて砥石のグループを構成し、この砥石のグループを砥石回転軸を介して砥石回転モーターに接続して研削操作を行って、その研削歯が砥石台の中心に対応し且つ放射状となるように設置される。しかしながら、このような研削歯の変位方向と研削歯の研削側面の延び方向とが互いに垂直となるため、被研削物の屑が研削歯の変位方向に対向する研削側面に集まり堆積し、更に屑の排出の不良を招き、よって、一般的に、その研削の品質は高くない。また、研削屑が研削歯の側面にたまりやすいことで蓄熱という現象の発生を招き、研削機能を大幅に低下させ、使用寿命が少なくなってしまう。
【０００３】
よく用いられる他の砥石台は、使用時、研削歯を組み合わせて砥石のグループを構成し、砥石のグループを砥石回転軸を介して砥石回転モーターに接続して研削操作を行って、その研削歯が特定の研削角度を持ち、工業によく用いられる研削角度は３５〜４５度である。このような構造は、屑の取り除きに寄与するが、常に摩擦接触の面積が小さすぎるため研削の効能及び品質の均一性が低下し、更に総厚変動（Ｔｏｔａｌ  Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  Ｖａｒｉａｔｉｏｎ；ＴＴＶ）が大きすぎるためメーカーのニーズを満たさないこととなる。
【０００４】
上記によると、現在の市場において順調に屑の排出を行い且つ研削後の被研削物の総厚変動を減少できる研削装置及び研削方法がまだないため、当業者なら誰でも、その解決手段に対する検討を行っている。
【発明の概要】
【０００５】
したがって、本発明は、特殊な研削角度によって回転速度及び回転方向の制御を合わせて、被研削物の表面に大きな研削面積を発生させ且つ等量で研削することができ、更に研削後の被研削物の総厚変動を減少する研削装置及びそれを用いた研削方法を提供する。また、一定範囲の研削角度と適切なパラメータの組合せによって、研削装置は研削中に順調に屑の排出を行うだけでなく、チッピング率を低下させることができる。なお、所定の陳列位置で同時に複数の被研削物を研削でき、大幅に生産量を高めるだけでなく、経済効果を向上させ生産コストを低下させることができる。
【０００６】
本発明の一態様によれば、回転動作を行う載置盤と、載置盤に位置決めされる少なくとも１つの被研削物と、載置盤に対して回転動作を行う砥石ディスクと、砥石ディスクに接続されて、被研削物に接触し研削する複数の研削歯と、を備え、研削歯の各々は、被研削物の表面を研削して研削面積を生じさせ、砥石ディスクの中心及び研削歯の中心と交差する仮想放射線と、０度より大きく３５度より小さい研削角度で交わる研削装置を提供する。
【０００７】
これによって、本発明の研削装置は、特殊な研削角度によって回転速度及び回転方向の制御を合わせて、被研削物の表面に大きな研削面積を発生させるとともに、同時に等量で研削を行い順調に屑の排出を行うことができ、更に研削後の被研削物の総厚変動を減少することができる。
【０００８】
前記の研削装置によれば、研削角度は、０度より大きく２０度以下であってもよい。なお、前記載置盤と砥石ディスクは、円形である。研削歯の各々は、長方形又はアーチ形であり、螺旋状に配列される。被研削物は、円形、楕円形、正方形又は三角形であってもよい。また、前記載置盤は、時計回り又は反時計回りに回転してもよく、砥石ディスクも時計回り又は反時計回りに回転してもよい。載置回転軸と砥石回転軸とは互いに平行となり且つ載置盤の盤面と研削歯の各々の研削面とは互いに平行となり、載置回転軸と載置盤の盤面とは互いに垂直となる。なお、前記研削装置は、載置回転モーターと砥石回転モーターを備えてもよい。そのうち、載置回転モーターは、載置盤との間に接続される載置回転軸に接続されて、且つ載置盤を載置回転速度で回転させるように制御する。砥石回転モーターは、砥石ディスクとの間に接続される砥石回転軸に接続されて、砥石ディスクを砥石回転速度で回転させるように制御する。載置回転速度は、砥石回転速度以下である。また、研削歯の各々は、基端幅を有する基端と、先端幅を有する先端と、を有する。基端と砥石ディスクの中心とは、基端距離離れており、先端と砥石ディスクの中心とは、先端距離離れている。基端距離は先端距離より小さく、且つ基端幅は先端幅と異なる。なお、前記研削歯の各々は、第１の側辺と第２の側辺とを有してもよく、第１の側辺が第２の側辺に対応する。基端と先端は、平面状または曲面状であり、第１の側辺と第２の側辺は、平面状または曲面状である。第１の側辺の辺長は、第２の側辺の辺長以下で、且つ基端幅より大きい。
【０００９】
本発明の一態様の別の実施形態によれば、載置盤と載置回転軸とを有し、載置盤が載置回転軸に接続され且つ載置回転軸を中心にして回転する載置台と、載置盤に位置決めされる複数の被研削物と、砥石ディスクと砥石回転軸とを有し、砥石ディスクが砥石回転軸に接続され且つ砥石回転軸を中心にして回転する砥石台と、砥石ディスクに接続されて、被研削物に接触し研削する複数の研削歯と、を備え、研削歯の各々は、１つの被研削物の表面で研削面積を生じさせ、砥石ディスクの中心及び研削歯の中心と交差する仮想放射線と、０度より大きく３５度より小さい研削角度で交わり、研削面積が研削角度に対応して、なお、載置盤は、時計回り又は反時計回りに回転し、且つ砥石ディスクは、時計回り又は反時計回りに回転し、載置回転軸と砥石回転軸とが互いに平行となり且つ載置盤の盤面と研削歯の各々の研削面とが互いに平行となり、載置回転軸と載置盤の盤面とが互いに垂直となる研削装置を提供する。
【００１０】
これによって、本発明の研削装置は、同時に複数の被研削物を研削でき、大幅に生産量を高めるだけでなく、経済効果を向上させ生産コストを低下させることができる。
【００１１】
本発明の別の態様は、前記の研削装置を用いた研削方法を提供する。この研削方法は、載置盤と砥石ディスクを回転させる回転工程と、研削歯によって被研削物に接触し研削して、研削歯の各々は、被研削物の表面で研削して研削面積を生じさせ、砥石ディスクの中心及び１つの研削歯の中心と交差する仮想放射線と、０度より大きく３５度より小さい研削角度で交わり、研削面積が研削角度に対応する研削工程と、を含む。
【００１２】
これによって、本発明の研削装置は、特殊な研削角度によって載置台と砥石台の回転速度及び研削面積の制御を合わせて、被研削物の表面に大きな研削面積を生じさせ、且つ等量で研削し順調に屑の排出を行い、更に研削後の被研削物の総厚変動を減少することができる。
【００１３】
前記の研削方法によれば、回転工程は、回転速度制御サブ工程を含んでもよい。この回転速度制御サブ工程は、載置回転モーターによって載置盤を載置回転速度で回転させるように制御し、且つ砥石回転モーターによって砥石ディスクを砥石回転速度で回転させるように制御し、載置回転速度が砥石回転速度以下である。また、回転工程は、回転方向制御サブ工程を含んでもよい。この回転方向制御サブ工程は、載置盤を載置回転方向に回転させるように制御し、且つ砥石ディスクを砥石回転方向に回転させるように制御し、載置回転方向が時計回り又は反時計回りであってもよく、砥石回転方向が時計回り又は反時計回りであってもよい。なお、前記研削方法は、軸方向制御工程を含んでもよい。この軸方向制御工程は、載置回転軸及び砥石回転軸の軸方向を制御するものであり、載置回転軸が載置盤に接続され、且つ砥石回転軸が砥石ディスクに接続され、載置回転軸と砥石回転軸とが互いに平行となり且つ載置盤と砥石ディスクとが互いに平行となる。なお、前記研削角度は、０度より大きく且つ２０度以下であってもよい。前記研削歯の各々は、基端幅を有する基端と、先端幅を有する先端と、を有する。基端と砥石ディスクの中心とは、基端距離離れており、先端と砥石ディスクの中心とは、先端距離離れている。基端距離は先端距離より小さく、且つ基端幅は先端幅と異なる。なお、前記研削歯の各々は、第１の側辺と第２の側辺とを有してもよく、第１の側辺が第２の側辺に対応する。基端と先端は、平面状または曲面状であり、第１の側辺と第２の側辺は、平面状または曲面状である。第１の側辺の辺長は、第２の側辺の辺長以下で、且つ基端幅より大きい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例の研削装置を示す斜視模式図である。
【図２Ａ】図１の砥石ディスクを示す上面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの砥石ディスクを示す断面図である。
【図３】図１の載置盤と砥石ディスクとにより被研削物を研削することを示す上面図である。
【図４】本発明の別の実施例の砥石ディスクを示す上面図である。
【図５】本発明の別の実施例の研削装置を示す斜視模式図である。
【図６】本発明の一実施例の研削方法の流れを示す模式図である。
【図７】本発明の別の実施例の研削方法の流れを示す模式図である。
【図８】３枚の４インチウエハの２５４ミリメートルの砥石ディスク直径における研削角度に対応する総厚変動のデータ図である。
【図９】５枚の４インチウエハの３０４ミリメートルの砥石ディスク直径における研削角度に対応する総厚変動のデータ図である。
【図１０Ａ】本発明の他の実施例の研削装置の砥石ディスクを示す上面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの研削歯を示す模式図である。
【図１０Ｃ】図１０Ａの載置盤と砥石ディスクとにより被研削物を研削することを示す上面図である。
【図１０Ｄ】本発明の他の実施例の研削歯を示す模式図である。
【図１０Ｅ】本発明の他の実施例の研削歯を示す模式図である。
【図１０Ｆ】本発明の他の実施例の研削歯を示す模式図である。
【図１０Ｇ】本発明の他の実施例の研削歯を示す模式図である。
【図１０Ｈ】２５４ミリメートルの砥石ディスク直径における研削歯の歯型に対応する研削比のデータ図である。
【図１０Ｉ】３０４ミリメートルの砥石ディスク直径における研削歯の歯型に対応する研削比のデータ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面で本発明の複数の実施例を説明し、明らかに説明するために、数多くの実際の細部を以下の説明で併せて説明する。しかしながら、これらの実際の細部は本発明を制限するためのものではないことを理解すべきである。つまり、本発明の一部の実施例において、これらの実際の細部は必要なものではない。そのほか、図面を簡略化するために、ある従来慣用の構造と素子は図面において簡単に模式的に示す。また、同一の素子は同一の番号で示すことがある。
【００１６】
図１〜図３を併せて参照されたい。図１は、本発明の一実施例の研削装置１００を示す斜視模式図である。図２Ａは、図１の砥石ディスク４１０を示す上面図である。図２Ｂは、図２Ａの砥石ディスク４１０を示す断面図である。図３は、図１の載置盤２１０と砥石ディスク４１０とにより被研削物３００を研削することを示す上面図である。図面に示すように、研削装置１００は、載置台２００、複数の被研削物３００、砥石台４００及び複数の研削歯５００、砥石回転モーター６１０及び載置回転モーター６２０を備える。
【００１７】
載置台２００は、載置盤２１０と載置回転軸２２０とを有し、載置盤２１０が載置回転軸２２０に接続されて且つ載置回転軸２２０を中心にして回転する。載置盤２１０は、円形である。なお、載置盤２１０は時計回り又は反時計回りに回転してもよく、本実施例において、載置盤２１０は時計回りに回転する。載置回転軸２２０と載置盤２１０の盤面とは互いに垂直となる。また、研削装置１００において、載置盤２１０の盤面は、水平面に対して傾斜角を持ち、径方向内側の部位が高く径方向外側の部位が低いわずかな突出状となり、本実施例においてこのような形構造によって屑の排出の効果が向上される。
【００１８】
被研削物３００は載置盤２１０に位置決めされ、且つ載置盤２１０に被研削物３００が５つ設けられる。本実施例の被研削物３００は、４インチウエハであり円形である。もちろん、被研削物３００は、形が円形、楕円形、正方形、三角形又は他の多角形を呈してもよく他の材質であってもよい。また、被研削物３００は、等距離に分離されて載置盤２１０に固着され、ある厚さを有する。注意すべきなのは、一般的に研削技術の良否は総厚変動（Ｔｏｔａｌ  Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  Ｖａｒｉａｔｉｏｎ；ＴＴＶ）の大きさによって決められ、それは被研削物３００の最大厚さと最小厚さの差を示す。この総厚変動の最小化は、最終製品の厚さ公差を決める要件であり、且つこの数が更なる薄いウエハ及び素子の実現に影響をもたらすものであり、総厚変動が小さいほど後プロセスのチッピング率を低下させることができる。
【００１９】
砥石台４００は、砥石ディスク４１０と砥石回転軸４２０とを有し、砥石ディスク４１０が砥石回転軸４２０に接続されて且つ砥石回転軸４２０を中心にして回転する。砥石ディスク４１０は、円形である。なお、砥石ディスク４１０は時計回り又は反時計回りに回転してもよく、本実施例において、砥石ディスク４１０は反時計回りに回転し、載置盤２１０は時計回りに回転する。言い換えれば、載置盤２１０と砥石ディスク４１０とは、研削面に対して同方向に作動する。また、載置回転軸２２０と砥石回転軸４２０とは互いに平行となり、且つ載置盤２１０の盤面と砥石ディスク４１０の盤面とは互いに平行となり且つ大きさが同じ平面面積を有する。なお、砥石ディスク４１０は、中空の環状構造であり且つ中環斜面４１２を有し、この構造によって砥石ディスク４１０と砥石回転軸４２０を安定的に締付けることができる。
【００２０】
研削歯５００は、砥石ディスク４１０に接続されて、被研削物３００に接触し研削できる。研削歯５００の各々は細長い形又はアーチ形であってもよく、本実施例の研削歯５００は細長い形であり、且つ螺旋状に配列される。研削歯５００の外端は砥石ディスク４１０の外縁に近い。研削歯５００の各々は、砥石ディスク４１０の中心４３０及び１つの研削歯５００の中心と交差する仮想放射線４４０と、研削角度θで交わる。研削歯５００の各々の研削面と載置盤２１０の盤面とは互いに平行となる。なお、研削歯５００の各々は、いずれかの被研削物３００の表面を研削して研削面積を生じさせてもよい。この研削面積は、研削角度θに対応する。具体的には、研削角度θが変わると、研削面積も対応的に変わる。また、研削面積は、載置盤２１０と砥石ディスク４１０の回転速度、回転方向、回転半径、研削歯５００の形のような数多くのパラメータと対応的な相関性がある。その中のいずれかのパラメータが変わると、研削面積もこれに伴い変わり、更に総厚変動の大きさに影響をもたらす。したがって、適切なパラメータを選択して好ましい研削品質と等量研削の効果が得られる。
【００２１】
載置回転モーター６２０は、載置回転軸２２０に接続されて、且つ載置盤２１０を載置回転速度で回転させるように制御する。砥石回転モーター６１０は、砥石回転軸４２０に接続されて、且つ砥石ディスク４１０を砥石回転速度で回転させるように制御する。本発明の一つの好ましい実施例のパラメータは、以下の通りである。一、載置回転速度は砥石回転速度より小さい。二、研削角度θは−２０度〜＋２０度の範囲（０度以外）にある。三、載置盤２１０の直径は１８７ミリメートル以上で、且つ５５０ミリメートル以下、砥石ディスク４１０の直径は２００ミリメートル以上６００ミリメートル以下である。四、研削歯５００は細長い形又は長いアーチ形である。五、載置盤２１０に複数の被研削物３００が設けられる。これによって、特殊な研削角度θによって適切な回転速度、載置盤２１０と砥石ディスク４１０の大きさ及び研削歯５００の形を合わせて、被研削物３００の表面に大きな研削面積を生じさせるだけでなく、研削装置１００に順調に屑の排出を行わせて、更に研削後のウエハの総厚変動を減少することができる。
【００２２】
図４は、本発明の別の実施例の砥石ディスク４１０を示す上面図である。砥石ディスク４１０に研削歯５００ａが設けられ、この研削歯５００ａと図２Ａの研削歯５００との差異は形が異なることにある。上面図を見ると、研削歯５００ａは長いアーチ状であるが、研削歯５００は長細い形状である。この２つの異なる研削歯５００、５００ａの何れも研削後のウエハの総厚変動を効果的に減少し、且つ研削中に順調に屑の排出を行うことができる。
【００２３】
図５は、本発明の別の実施例の研削装置１００ａを示す斜視模式図である。図面に示すように、載置台２００の載置回転軸２２０の軸方向は砥石台４００の砥石回転軸４２０の軸方向と平行となり、且つ載置回転軸２２０と砥石回転軸４２０の何れもＸ軸方向と平行となる。また、載置盤２１０、砥石ディスク４１０及びＺ軸方向の三つはそれぞれ平行となる。本実施例は、特殊な研削角度θによって適切な回転速度、載置盤２１０と砥石ディスク４１０の大きさ及び研削歯５００の形を合わせて、水平方向上の研削だけでなく、垂直方向上の研削にも用いられ、両方向の研削の何れも研削後のウエハの総厚変動を減少することができる。
【００２４】
図１と図２Ａを併せて参照されたい。図６は、本発明の一実施例の研削方法７００の流れを示す模式図である。図７は、本発明の別の実施例の研削方法７００ａの流れを示す模式図である。この研削方法７００は、回転工程Ｓ１１と研削工程Ｓ１２とを含む。回転工程Ｓ１１は、載置台２００と砥石台４００を回転させる。研削工程Ｓ１２は、研削歯５００によって被研削物３００を研削する。研削歯５００の各々は１つの被研削物３００の表面を研削して研削面積を生じさせる。研削歯５００の各々は、砥石ディスク４１０の中心４３０及び１つの研削歯５００の中心と交差する仮想放射線４４０と、０度より大きく３５度より小さい研削角度θで交わる。なお、研削面積は研削角度θに対応する。本発明の好ましい実施例の研削角度θは、０度より大きく且つ２０度以下である。本発明の更に好ましい実施例の研削角度θは、１０度以上２０度以下である。また、研削方法７００ａは、軸方向制御工程Ｓ２１、回転工程Ｓ２２及び研削工程Ｓ２３を含む。研削工程Ｓ２３は、研削方法７００の研削工程Ｓ１２と同じであるため、説明しない。軸方向制御工程Ｓ２１は、載置台２００の載置回転軸２２０の軸方向及び砥石台４００の砥石回転軸４２０の軸方向を制御する。この軸方向制御工程Ｓ２１は、載置回転軸２２０と砥石回転軸４２０をＸ軸方向、Ｙ軸方向又はＺ軸方向と平行にすることができる。載置回転軸２２０と砥石回転軸４２０とが互いに平行のため、載置盤２１０と砥石ディスク４１０とも互いに平行となる。なお、回転工程Ｓ２２は、回転速度制御サブ工程Ｓ２２１及び回転方向制御サブ工程Ｓ２２２を含む。回転速度制御サブ工程Ｓ２２１は、載置回転モーター６２０によって載置盤２１０を載置回転速度で回転させるように制御し、同時に砥石回転モーター６１０によって砥石ディスク４１０を砥石回転速度で回転させるように制御する。載置回転速度は、砥石回転速度以下であってもよい。また、回転方向制御サブ工程Ｓ２２２は、載置盤２１０を載置回転方向に回転させるように制御し、且つ制御砥石ディスク４１０を砥石回転方向に回転させるように制御する。載置回転方向は、時計回り又は反時計回りであってもよく、砥石回転方向も時計回り又は反時計回りであってもよい。本発明は、上記の回転方向、回転速度、研削角度θの特殊なパラメータの組合せによって、被研削物３００の表面に大きな研削面積を生じさせ、更に研削後のウエハの総厚変動を減少しチッピング率を低下させることができる。
【００２５】
図８は、３枚の４インチウエハの２５４ミリメートルの砥石ディスク４１０の直径における研削角度θに対応する総厚変動のデータ図である。図９は、５枚の４インチウエハの３０４ミリメートルの砥石ディスク４１０の直径における研削角度θに対応する総厚変動のデータ図である。最も適切なパラメータを選択して最適な研削品質を得るために、本発明は、各種の異なるパラメータとデータを分析して、表１と表２に示される。そのうち、表１のパラメータは図８のデータに対応し、表２のパラメータは図９のデータに対応する。データ図に示すように、他のパラメータが同じな条件で、研削角度θが小さいほど、それによる総厚変動が小さくなることが分かる。注意すべきなのは、研削角度θが下限値より小さい場合、例えば０度に等しい場合、研削の効能、品質及び屑の排出の順調度が低下する。研削角度θが１０度である場合、本実施例の研削装置１００、１００ａは最小総厚変動を有し、且つ優れた屑の排出の効果を依然として維持する。
【表１】
2017132033.tif 000003
【表２】
2017132033.tif 000004
【００２６】
第１０Ａ〜１０Ｉ図を併せて参照されたい。図１０Ａは、本発明の他の実施例の研削装置１００の砥石ディスク４１０を示す上面図である。図１０Ｂは、図１０Ａの研削歯５００ｂを示す模式図である。図１０Ｃは、図１０Ａの載置盤２１０と砥石ディスク４１０とにより被研削物３００を研削することを示す上面図である。図１０Ｄ〜１０Ｇ図は、本発明の他の各種の実施例の研削歯５００ｃ、５００ｄ、５００ｅ、５００ｆを示す模式図である。図面に示すように、研削歯５００ｂ、５００ｃ、５００ｄ、５００ｅの各々は、基端幅Ｔ１を有する基端５１０、先端幅Ｔ２を有する先端５２０、第１の側辺５３０及び第２の側辺５４０を有する。基端５１０と砥石ディスク４１０の中心４３０とは、基端距離Ｄ１離れており、先端５２０と砥石ディスク４１０の中心４３０とは、先端距離Ｄ２離れている。基端距離Ｄ１は先端距離Ｄ２より小さい。つまり、研削歯５００の先端５２０は砥石ディスク４１０の外縁に近い。基端幅Ｔ１は先端幅Ｔ２より大きい。つまり、研削歯５００は砥石ディスク４１０の径方向内側の部位の幅が広く径方向外側の部位の幅が狭い形である。本実施例において、研削歯５００の径方向内側の部位が広く径方向外側の部位が狭い形によって、研削装置１００は研削中に研削歯５００の基端５１０の摩耗量が先端５２０より大きいという差異を補償して、研削後のウエハの総厚変動を効果的に減少することができる。具体的には、研削歯５００について、研削歯５００が被研削物３００を研削する場合、砥石ディスク４１０の中心４３０の位置に近いほどその研削量が多くなり、つまり摩耗量が大きくなり、これは先端５２０が基端５１０より変位の距離が長く、先端５２０の冷却効果がよくて研削量が少なくなるが、基端５１０が冷却し温度が下がりにくくて研削量が多くなるためである。言い換えれば、研削量が多い基端５１０の基端幅Ｔ１を増加して、その研削量と先端５２０の研削量をバランスさせ且つ同じ状況を達成すると、この条件で研削された被研削物３００の総厚変動が減少され、更に研削の品質と被研削物３００の効能が改善される。
【００２７】
また、研削角度θが０度より大きく且つ９０度より小さいため、研削装置１００は順調に屑の排出を行うことができる。研削歯５００の各々の研削面と載置盤２１０の盤面とが互いに平行となり、且つ研削歯５００の研削面と砥石ディスク４１０の盤面及び被研削物３００の表面とが平行となり、この構造によって、更に被研削物３００の総厚変動を低下させることができる。なお、基端５１０と先端５２０は、平面状または曲面状であってもよい。第１の側辺５３０は第２の側辺５４０に対応し、且つ第１の側辺５３０と第２の側辺５４０は、平面状または曲面状であってもよい。第１の側辺５３０の辺長は、第２の側辺５４０の辺長以下で、且つ基端幅Ｔ１より大きい。基端５１０、先端５２０、第１の側辺５３０又は第２の側辺５４０の形を問わず、基端幅Ｔ１が先端幅Ｔ２より大きいと、研削歯５００全体の摩耗のバランスの向上を達成し、更に研削後の総厚変動を減少することができる。なお、第１の側辺５３０と第２の側辺５４０が何れも平面状である場合、研削歯５００、５００ｃと同じように、その上面図がテーパ状であり、図１０Ｆに示すようなものとなる。第１の側辺５３０と第２の側辺５４０が何れも曲面状である場合、研削歯５００ａと同じように、その上面図が彎月状であり、図１０Ｄに示すようなものとなる。もちろん、研削歯５００ｆの異なる位置の摩耗量を補償してバランスさせるように、図１０Ｇに示すように、研削歯５００ｆは砥石ディスク４１０の径方向外側の部位の幅が広く径方向内側の部位の幅が狭い形であってもよく、異なる研削環境条件に用いられてもよい。また注意すべきなのは、研削中に、被研削物３００の屑は研削歯５００、５００ａ、５００ｂ、５００ｃ、５００ｄ、５００ｅ、５００ｆの走行方向すなわち回転方向に対応する側辺に堆積されやすい。図１０Ｃを例として、砥石ディスク４１０が時計回りに走行すなわち回転し、被研削物３００の屑が第２の側辺５４０に堆積されやすく、この堆積現象を改善するために、第２の側辺５４０の延び方向が仮想放射線４４０と一定の大きさの夾角で交わる必要がある。言い換えれば、第２の側辺５４０の延び方向が仮想放射線４４０と平行でなければ、研削装置１００は研削中に順調に屑の排出を行い、屑を砥石ディスク４１０の外側又は内側へ排出することができる。なお、本発明の研削歯５００、５００ａ、５００ｂ、５００ｃはテーパ状又は彎月状であり、その第１の側辺５３０又は第２の側辺５４０が仮想放射線４４０自体に対して夾角を持ち、この夾角が研削角度θを併せてより大きな角度変化を生じさせることができる。そのため、その構造は一層屑の排出に寄与し、屑の排出をさらに順調にする。
【００２８】
図１０Ｈと図１０Ｉを併せて参照されたい。図１０Ｈは、２５４ミリメートルの砥石ディスク４１０の直径における研削歯５００の歯型に対応する研削比のデータ図である。図１０Ｉは、３０４ミリメートルの砥石ディスク４１０の直径における研削歯５００の歯型に対応する研削比のデータ図である。図１０Ｈと図１０Ｉの被研削物３００はウエハである。図１０Ｈにおいてテスト対象であるウエハは３、４及び５枚である。図１０Ｉにおいてテスト対象であるウエハは５と７枚である。本発明に記載の研削比は研削歯５００の摩耗の平均厚さを単位研削量で割る百分率であり、図面に示すように、ウエハの枚数を問わず、本発明の内方が広く外方が狭い研削歯５００、すなわち径方向内側の部位の幅が広く径方向外側の部位の幅が狭い研削歯５００の歯型による研削比は、何れも、伝統的な、すなわち、従来の径方向内側の部位と径方向外側の部位とが同じ幅の歯型の研削比より小さいことが分かる。言い換えれば、本発明の研削歯５００の摩耗の平均厚さは、伝統的な歯型の摩耗の平均厚さより小さいため、研削歯５００は基端５１０の摩耗量が先端５２０より大きいという差異を補償して研削表面全体の摩耗量をバランスさせ、更に総厚変動とチッピング率を低下させる。
【００２９】
上記の実施形態によると、本発明は以下のメリットを有することが分かる。一、特殊な研削角度によって回転速度、回転方向及び関連パラメータの制御を合わせて、被研削物の表面に大きな研削面積を生じさせ、更に研削後のウエハの総厚変動を減少することができる。二、一定範囲の研削角度と適切な研削パラメータの組合せによって、研削装置は研削中に等量で研削し、順調に屑の排出を行うことができるだけでなく、且つチッピング率を低下させることができる。三、所定の陳列位置で同時に複数の被研削物を研削して、大幅に生産量を高めるだけでなく、経済効果を向上させ生産コストを低下させることができる。
【００３０】
本発明を実施形態に上記の通り開示したが、本発明を限定するためのものではなく、当業者であれば、本発明の精神と範囲から逸脱しない限り、各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とするものである。
【符号の説明】
【００３１】
１００、１００ａ  研削装置
２００  載置台
２１０  載置盤
２２０  載置回転軸
３００  被研削物
４００  砥石台
４１０  砥石ディスク
４１２  中環斜面
４２０  砥石回転軸
４３０  中心
４４０  仮想放射線
５００、５００ａ、５００ｂ  研削歯
５００ｃ、５００ｄ、５００ｅ  研削歯
５００ｆ  研削歯
５１０  基端
５２０  先端
５３０  第１の側辺
５４０  第２の側辺
６１０  砥石回転モーター
６２０  載置回転モーター
７００、７００ａ  研削方法
Ｓ１１、Ｓ２２  回転工程
Ｓ１２、Ｓ２３  研削工程
Ｓ２１  軸方向制御工程
Ｓ２２１  回転速度制御サブ工程
Ｓ２２２  回転方向制御サブ工程
θ  研削角度
Ｔ１  基端幅
Ｔ２  先端幅
Ｄ１  基端距離
Ｄ２  先端距離
【図１】
2017132033.tif 000005
【図２Ａ】
2017132033.tif 000006
【図２Ｂ】
2017132033.tif 000007
【図３】
2017132033.tif 000008
【図４】
2017132033.tif 000009
【図５】
2017132033.tif 000010
【図６】
2017132033.tif 000011
【図７】
2017132033.tif 000012
【図８】
2017132033.tif 000013
【図９】
2017132033.tif 000014
【図１０Ａ】
2017132033.tif 000015
【図１０Ｂ】
2017132033.tif 000016
【図１０Ｃ】
2017132033.tif 000017
【図１０Ｄ】
2017132033.tif 000018
【図１０Ｅ】
2017132033.tif 000019
【図１０Ｆ】
2017132033.tif 000020
【図１０Ｇ】
2017132033.tif 000021
【図１０Ｈ】
2017132033.tif 000022
【図１０Ｉ】
2017132033.tif 000023