説明

研削装置及び研削装置の観察方法

【課題】 研削装置の状態を常時観察できる研削装置及び研削装置の観察方法を提供することである。
【解決手段】 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が配設された研削ホイールを有する研削手段と、研削領域に研削水を供給する研削水供給手段とを備えた研削装置であって、前記チャックテーブルに保持されたウエーハの研削によって発生する研削屑を含んだ研削水によって研削状態を観察する観察手段を具備したことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ウエーハの研削によって発生する研削屑を含んだ研削水によって研削状態を観察する研削装置及び研削装置の観察方法に関する。
【背景技術】
【0002】
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、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
【0003】
半導体チップの小型化及び軽量化を図るために、通常、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切削して個々のデバイス(チップ)に分離するのに先立って、ウエーハの裏面を研削して所定の厚さに形成している。
【0004】
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が配設された研削ホイールを回転可能に支持する研削手段と、研削領域に研削水を供給する研削水供給手段とを具備しており、ウエーハを所定の厚みに加工することができる。
【0005】
しかし、研削装置は、チャックテーブルに保持されたウエーハに対して研削手段を所定の送り速度で接近させ、研削ホイールの研削砥石をウエーハに接触させて研削を遂行しており、研削砥石の目つぶれによってウエーハに面焼けが生じる場合があるという問題を有している。
【0006】
かかる問題を解決するために、特開平7−249601号公報には、定期的に自動で研削砥石の洗浄を行い、研削砥石の目つぶれによる目立て作業の頻度を低減させるようにした研削装置が開示されている。
【特許文献1】特開平7−249601号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献1に開示された研削装置では、定期的に自動で研削砥石の洗浄を行い、研削砥石の目立て作業(ドレッシング)の頻度を低減させることを狙っているが、洗浄のタイミングを適正に設定することは困難であり、確実性に欠けるという問題がある。
【0008】
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、研削装置の状態を常時観察できる研削装置及び研削装置の観察方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一側面によると、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が配設された研削ホイールを有する研削手段と、研削領域に研削水を供給する研削水供給手段とを備えた研削装置であって、前記チャックテーブルに保持されたウエーハの研削によって発生する研削屑を含んだ研削水によって研削状態を観察する観察手段を具備したことを特徴とする研削装置が提供される。
【0010】
好ましくは、観察手段は、研削屑を含んだ研削水のpHを検出するpH検出部、又は研削屑を含んだ研削水の濃度を検出する濃度検出部、又は研削屑を含んだ研削水の温度を検出する温度検出部を備えている。観察手段は、例えば、研削ホイールのドレッシング時期を観察する。
【0011】
本発明の他の側面によると、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が配設された研削ホイールを有する研削手段と、研削領域に研削水を供給する研削水供給手段とを備えた研削装置の観察方法であって、前記チャックテーブルに保持されたウエーハの研削によって発生する研削屑を含んだ研削水によって研削状態を観測することを特徴とする研削装置の観察方法が提供される。
【発明の効果】
【0012】
本発明は、研削屑を含んだ研削水に基づいて研削状態を観察するように構成したので、研削ホイールのドレッシングのタイミングを適正に認識することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
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かかるウエーハの裏面を研削する研削装置2の外観斜視図を示している。研削装置2のハウジング4は、水平ハウジング部分6と、垂直ハウジング部分8から構成される。
【0014】
垂直ハウジング部分8には上下方向に伸びる1対のガイドレール12,14が固定されている。この一対のガイドレール12,14に沿って研削手段(研削ユニット)16が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット16は支持部20を介して一対のガイドレール12,14に沿って上下方向に移動する移動基台18に取り付けられている。
【0015】
研削ユニット16は、支持部20に取り付けられたスピンドルハウジング22と、スピンドルハウジング22中に回転可能に収容されたスピンドル24と、スピンドル24を回転駆動するサーボモータ26を含んでいる。
【0016】
図4に最も良く示されるように、スピンドル24の先端部にはマウンター28が固定されており、このマウンター28には研削ホイール30がねじ止めされている。研削ホイール30はホイール基台32の自由端部にダイヤモンド砥粒等をレジンボンド、ビトリファイドボンド等の適宜のボンド剤で固めた複数の研削砥石34が固着されて構成されている。
【0017】
研削手段(研削ユニット)16にはホース36を介して研削水が供給される。好ましくは、研削水としては純水が使用される。図4に示すように、ホース36から供給された研削水が、スピンドル24に形成された研削水供給穴38、マウンター28に形成された空間40及び研削ホイール30のホイール基台32に形成された複数の研削水供給ノズル42を介して研削砥石34及びチャックテーブル54に保持されたウエーハWに供給される。
【0018】
図1を再び参照すると、研削装置2は、研削ユニット16を一対の案内レール12,14に沿って上下方向に移動する研削ユニット送り機構44を備えている。研削ユニット送り機構44は、ボールねじ46と、ボールねじ46の一端部に固定されたパルスモータ48から構成される。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、移動基台18の内部に固定されたボールねじ46のナットを介して移動基台18が上下方向に移動される。
【0019】
水平ハウジング部分6の凹部10には、チャックテーブルユニット50が配設されている。チャックテーブルユニット50は、図2に示すように、支持基台52と、支持基台52に回転自在に配設されたチャックテーブル54を含んでいる。チャックテーブルユニット50は更に、チャックテーブル54を挿通する穴を有したカバー56を備えている。
【0020】
チャックテーブルユニット50は、チャックテーブル移動機構58により研削装置2の前後方向に移動される。チャックテーブル移動機構58は、ボールねじ60と、ボールねじ60のねじ軸62の一端に連結されたパルスモータ64から構成される。
【0021】
パルスモータ64をパルス駆動すると、ボールねじ60のねじ軸62が回転し、このねじ軸62に螺合したナットを有する支持基台52が研削装置2の前後方向に移動する。よって、チャックテーブル54もパルスモータ64の回転方向に応じて、前後方向に移動する。
【0022】
図1に示されているように、図2に示した一対のガイドレール66,68及びチャックテーブル移動機構58は蛇腹70,72により覆われている。すなわち、蛇腹70の前端部は凹部10を画成する前壁に固定され、後端部がカバー56の前端面に固定されている。また、蛇腹72の後端は垂直ハウジング部分8に固定され、その前端はカバー56の後端面に固定されている。
【0023】
ハウジング4の水平ハウジング部分6には、第1のウエーハカセット74と、第2のウエーハカセット76と、ウエーハ搬送手段78と、ウエーハ仮載置手段80と、ウエーハ搬入手段82と、ウエーハ搬出手段84と、洗浄手段86が配設されている。更に、ハウジング4の前方にはオペレータが研削条件等を入力する操作手段88が設けられている。
【0024】
また、水平ハウジング部分6の概略中央部には、チャックテーブル54を洗浄する洗浄水噴射ノズル90が設けられている。この洗浄水噴射ノズル90は、チャックテーブルユニット54がウエーハ搬入・搬出領域に位置づけられた状態において、チャックテーブル54に保持された研削加工後のウエーハに向けて洗浄水を噴出する。
【0025】
ハウジング4の凹部10には、研削砥石32によるウエーハWの研削屑を含んだ研削水を排水する排水口92が設けられている。この排水口92には、図4に示すように、研削水のpHを検出するpHセンサ94、研削屑を含んだ研削水の濃度を検出する濃度センサ96、研削水の温度を検出する温度センサ98が設けられている。特に図示しないが研削屑の粒径を検出する粒径センサを設けるようにしてもよい。
【0026】
pHセンサ94、濃度センサ96及び温度センサ98の検出出力はコントローラ100に入力される。コントローラ100はLCD等の表示手段102に接続されている。pHセンサ94、濃度センサ96、温度センサ98及びコントローラ100で観察手段を構成する。
【0027】
このように構成された研削装置2の研削作業について以下に説明する。第1のウエーハカセット74中に収容されるウエーハは、保護テープが表面側(回路が形成されている側の面)に装着された半導体ウエーハであり、従ってウエーハは裏面が上側に位置する状態で第1のカセット74中に収容されている。このように複数の半導体ウエーハを収容した第1のウエーハカセット74は、ハウジング4の所定のカセットを搬入領域に載置される。
【0028】
そして、カセット搬入領域に載置された第1のウエーハカセット74に収容されていた研削加工前の半導体ウエーハが全て搬出されると、空のウエーハカセット74に変えて複数個の半導体ウエーハを収容した新しい第1のウエーハカセット74が手動でカセット搬入領域に載置される。
【0029】
一方、ハウジング4の所定のカセット搬出領域に載置された第2のウエーハカセット76に所定枚数の研削加工後の半導体ウエーハが搬入されると、かかる第2のウエーハカセット76は手動で搬出されて、新しい空の第2のウエーハカセット76がカセット搬出領域に載置される。
【0030】
第1のウエーハカセット74に収容された半導体ウエーハは、ウエーハ搬送手段78の上下動作及び進退動作により搬送され、ウエーハ仮載置手段80に載置される。ウエーハ仮載置手段80に載置されたウエーハは、ここで中心合わせが行われた後にウエーハ搬入手段82の旋回動作によって、ウエーハ搬入・搬出領域に位置せしめられているチャックテーブルユニット50のチャックテーブル54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。
【0031】
このようにチャックテーブル54がウエーハを吸引保持したならば、チャックテーブル移動機構58を作動して、チャックテーブルユニット54を移動して装置後方の研削領域に位置づける。
【0032】
チャックテーブルユニット50が研削領域に位置づけられると、チャックテーブル54に保持されたウエーハの中心が研削ホイール30の外周円を僅かに超えた位置に位置づけられる。
【0033】
次に、チャックテーブル54を例えば100〜300rpm程度で回転し、サーボモータ26を駆動して研削ホイール30を4000〜7000rpmで回転するとともに、研削ユニット送り機構44のパルスモータ48を正転駆動して研削ユニット16を下降させる。
【0034】
そして、図4に示すように、研削ホイール30の研削砥石34をチャックテーブル54上のウエーハWの裏面(被研削面)に所定の荷重で押圧することにより、ウエーハWの裏面が研削される。このようにして所定時間研削することにより、ウエーハWが所定の厚さに研削される。
【0035】
研削が終了すると、チャックテーブル移動機構58を駆動してチャックテーブル54をウエーハ搬入・搬出領域に位置づける。チャックテーブル54がウエーハ搬入・搬出領域に位置づけられたならば、洗浄水噴射ノズル90から洗浄水を噴射してチャックテーブル54に保持されている研削加工されたウエーハWの被研削面(裏面)を洗浄するとともに、ウエーハWが搬出された後のチャックテーブル54が洗浄される。
【0036】
チャックテーブル54に保持されているウエーハの吸引保持が解除されてから、ウエーハWはウエーハ搬出手段84により洗浄手段86に搬送される。洗浄手段86に搬送されたウエーハは、ここで洗浄されるとともにスピン乾燥される。次いで、ウエーハがウエーハ搬送手段78により第2のウエーハカセット76の所定位置に収納される。
【0037】
このようにして数多くのウエーハの裏面を研削すると、研削砥石30の作用端部が目つぶれすることになる。そこで、本実施形態では、排水口92にpHセンサ94、濃度センサ96及び温度センサ98を設けて、これらのセンサにより研削状態を観察する。
【0038】
すなわち、コントローラ100はpHセンサ94、濃度センサ96及び温度センサ98の検出出力に基づいて所定の演算を行い、表示手段102に研削ホイール30のドレッシング時期が来たことを表示するドレッシング表示104、サーボモータ26の異常を知らせるモータ異常表示106、研削水の異常を知らせる研削水異常表示108等を行う。
【0039】
すなわち、本実施形態によると、研削屑を含んだ研削水のpH、研削水の濃度又は研削水の温度を検出することにより、研削手段(研削ユニット)16の研削状態を観察することができ、研削砥石34のドレッシング時期等を表示手段102に表示させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】本発明実施形態にかかる研削装置の外観斜視図である。
【図2】チャックテーブルユニット及びチャックテーブル送り機構の斜視図である。
【図3】下側から見た研削ホイールの斜視図である。
【図4】本発明の要部を示す一部断面ブロック図である。
【符号の説明】
【0041】
2 研削装置
16 研削手段(研削ユニット)
24 スピンドル
26 サーボモータ
30 研削ホイール
34 研削砥石
36 ホース
42 研削水供給ノズル
50 チャックテーブルユニット
54 チャックテーブル
92 排水口
94 pHセンサ
96 濃度センサ
98 温度センサ
100 コントローラ
102 表示手段

【特許請求の範囲】
【請求項1】
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が配設された研削ホイールを有する研削手段と、研削領域に研削水を供給する研削水供給手段とを備えた研削装置であって、
前記チャックテーブルに保持されたウエーハの研削によって発生する研削屑を含んだ研削水によって研削状態を観察する観察手段を具備したことを特徴とする研削装置。
【請求項2】
前記観察手段は、研削屑を含んだ研削水のpHを検出するpH検出部を有している請求項1記載の研削装置。
【請求項3】
前記観察手段は、研削屑を含んだ研削水の濃度を検出する濃度検出部を有している請求項1又は2記載の研削装置。
【請求項4】
前記観察手段は、研削屑を含んだ研削水の温度を検出する温度検出部を有している請求項1〜3のいずれかに記載の研削装置。
【請求項5】
前記観察手段は、前記研削ホイールのドレッシング時期を観察する請求項1〜4のいずれかに記載の研削装置。
【請求項6】
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が配設された研削ホイールを有する研削手段と、研削領域に研削水を供給する研削水供給手段とを備えた研削装置の観察方法であって、
前記チャックテーブルに保持されたウエーハの研削によって発生する研削屑を含んだ研削水によって研削状態を観測することを特徴とする研削装置の観察方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2009−28876(P2009−28876A)
【公開日】平成21年2月12日(2009.2.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−197757(P2007−197757)
【出願日】平成19年7月30日(2007.7.30)
【出願人】(000134051)株式会社ディスコ (2,397)
【Fターム(参考)】