研削装置
【課題】被加工物を外周部に環状の凸部を残して凹部に研削することができるとともに、被加工物の全面を研削することができる研削装置を提供する。
【解決手段】研削手段をチャックテーブル６の保持面に対して相対的に平行に移動しチャックテーブル６に保持された被加工物１０の全面を研削する第１の研削位置と、被加工物１０を外周部に環状の凸部を残して凹部に研削する第２の研削位置に位置付ける位置きめ手段を具備し、研削砥石３３２の環状の研削帯域の外径は被加工物１０の半径より大きく、研削すべき凹部の直径より小さく設定され、研削砥石３３２の環状の研削帯域の内径は研削すべき凹部の半径より小さく設定されており、環状の研削帯域の幅は研削砥石３３２が第１の研削位置および第２の研削位置のいずれに位置付けられた状態においても環状の研削帯域がチャックテーブルに保持された被加工物１０の回転中心を通過する寸法に設定されている。
【解決手段】研削手段をチャックテーブル６の保持面に対して相対的に平行に移動しチャックテーブル６に保持された被加工物１０の全面を研削する第１の研削位置と、被加工物１０を外周部に環状の凸部を残して凹部に研削する第２の研削位置に位置付ける位置きめ手段を具備し、研削砥石３３２の環状の研削帯域の外径は被加工物１０の半径より大きく、研削すべき凹部の直径より小さく設定され、研削砥石３３２の環状の研削帯域の内径は研削すべき凹部の半径より小さく設定されており、環状の研削帯域の幅は研削砥石３３２が第１の研削位置および第２の研削位置のいずれに位置付けられた状態においても環状の研削帯域がチャックテーブルに保持された被加工物１０の回転中心を通過する寸法に設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を研削するための研削装置、更に詳しくは被加工物を外周部に環状の凸部を残して凹部に研削することができるとともに、被加工物の全面を研削することができる研削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々のデバイスを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。
【０００３】
上述したように分割されるウエーハは、ストリートに沿って切断する前に裏面を研削して所定の厚さに形成される。近年、電気機器の軽量化、小型化を達成するためにウエーハの厚さを５０μm以下に形成することが要求されている。しかるに、ウエーハの厚さを５０μm以下に形成すると破損し易くなり、ウエーハの搬送等の取り扱いが困難になるという問題がある。
【０００４】
上述した問題を解消するために、ウエーハの裏面におけるデバイス領域に対応する領域を凹状に研削してデバイス領域の厚さを所定厚さに形成するとともに、ウエーハの裏面における外周余剰領域を残存させて環状の凸部からなる環状の補強部を形成することにより、薄くなったウエーハの搬送等の取り扱いを容易にしたウエーハの加工方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２４６４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
而して、ウエーハの裏面におけるデバイス領域に対応する領域を研削してデバイス領域の厚さを所定厚さに形成するとともに、ウエーハの裏面における外周余剰領域を残存させて環状の補強部を形成する研削装置は、ウエーハの全面を研削する研削装置の研削砥石の外径より小さい外径の研削砥石を用いるために、それぞれの研削加工を実施する研削装置を設置しなければならず、不経済であるという問題がある。
【０００７】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、被加工物を外周部に環状の凸部を残して凹部に研削することができるとともに、被加工物の全面を研削することができる研削装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持する保持面を有し回転可能に構成されたチャックテーブルと、
該チャックテーブルに保持された被加工物を研削するための研削砥石が環状に配設され環状の研削帯域を有し回転可能に構成された研削ホイールを備えた研削手段と、
該研削手段を該チャックテーブルの該保持面に垂直な方向に研削送りする研削送り手段と、を具備する研削装置において、
該研削手段を該チャックテーブルの保持面に対して相対的に平行に移動し該チャックテーブルに保持された被加工物の全面を研削する第１の研削位置と、被加工物を外周部に環状の凸部を残して凹部に研削する第２の研削位置に位置付ける位置きめ手段を具備し、
該研削ホイールを構成する研削砥石の環状の研削帯域の外径は、研削すべき被加工物の半径より大きく被加工物に研削すべき凹部の直径より小さく設定され、
該研削ホイールを構成する研削砥石の環状の研削帯域の内径は、被加工物に研削すべき凹部の半径より小さく設定されており、
該研削ホイールを構成する研削砥石の環状の研削帯域の幅は、該研削砥石が該第１の研削位置および第２の研削位置のいずれに位置付けられた状態においても環状の研削帯域が該チャックテーブルに保持された被加工物の回転中心を通過する寸法に設定されている、
ことを特徴とする研削装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による研削装置は、研削ホイールを構成する研削砥石の環状の研削帯域の外径は研削すべき被加工物の半径より大きく被加工物に研削すべき凹部の直径より小さく設定され、研削ホイールを構成する研削砥石の環状の研削帯域の内径は被加工物の研削すべき凹部の半径より小さく設定されており、研削ホイールを構成する研削砥石の環状の研削帯域の幅は研削砥石が被加工物の全面を研削する第１の研削位置および被加工物を外周部に環状の凸部を残して凹部に研削する第２の研削位置のいずれに位置付けられた状態においても環状の研削帯域がチャックテーブルに保持された被加工物の回転中心を通過する寸法に設定されているので、一つの研削ホイールによって全面研削加工と凹部研削加工を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に従って構成された研削装置の斜視図。
【図２】図１に示す研削装置に装備される粗研削用の研削砥石を備えた研削ホイールの底面図。
【図３】図１に示す研削装置に装備される仕上げ研削用の研削砥石を備えた研削ホイールの底面図。
【図４】被加工物としての半導体ウエーハの斜視図。
【図５】図４に示す半導体ウエーハの表面に保護部材を貼着した状態を示す斜視図。
【図６】図２または図３に示す研削ホイールを用いて図４に示す半導体ウエーハに全面研削加工するための条件を示す説明図。
【図７】図２または図３に示す研削ホイールを用いて図４に示す半導体ウエーハに外周部に環状の凸部を残して研削加工するための条件を示す説明図。
【図８】図１に示す研削装置によって実施する全面粗研削加工の説明図。
【図９】図１に示す研削装置によって実施する凹部粗研削加工の説明図。
【図１０】図１に示す研削装置によって実施する全面仕上げ研削加工の説明図。
【図１１】図１に示す研削装置によって実施する凹部仕上げ研削加工の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に従って構成された研削装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して更に詳細に説明する。
【００１２】
図１には、本発明に従って構成された研削装置の斜視図が示されている。
図示の実施形態における研削装置は、略直方体状の装置ハウジング２を具備している。装置ハウジング２の図１において右上端には、静止支持板２１が立設されている。この静止支持板２１の内側面には、上下方向に延びる２対の案内レール２２、２２および２３、２３が設けられている。一方の案内レール２２、２２には粗研削手段としての粗研削ユニット３が上下方向に移動可能に装着されており、他方の案内レール２３、２３には仕上げ研削手段としての仕上げ研削ユニット４が上下方向に移動可能に装着されている。
【００１３】
粗研削ユニット３は、ユニットハウジング３１と、該ユニットハウジング３１の下端に回転自在に装着されたホイールマウント３２に装着された研削ホイール３３と、該ユニットハウジング３１の上端に装着されホイールマウント３２を矢印３２aで示す方向に回転せしめるサーボモータ３４と、ユニットハウジング３１を水平方向に移動可能に支持する移動基台３５とを具備している。研削ホイール３３は、環状の砥石基台３３１と、該砥石基台３３１の下面に装着された粗研削用の研削砥石３３２とによって構成されている。環状の砥石基台３３１の下面に装着された粗研削用の研削砥石３３２は、図２に示すように複数の砥石片３３２aが径方向に対して傾斜して環状に配設されており、環状の研削帯域３３０を備えている。なお、複数の砥石片３３２aからなる環状の研削帯域３３０の外径、内径および幅等については、後で詳細に説明する。
【００１４】
図１に戻って説明を続けると、上記移動基台３５の前面には、水平方向（後述するチャックテーブルの保持面に対して平行）に延びる一対の案内レール３５１、３５１が設けられている。この一対の案内レール３５１、３５１にユニットハウジング３１に形成された一対の被案内レール３１１、３１１を嵌合することにより、ユニットハウジング３１は移動基台３５の水平方向に移動可能に支持される。また、移動基台３５の後面には被案内レール３５２、３５２が設けられており、この被案内レール３５２、３５２を上記静止支持板２１に設けられた案内レール２２、２２に移動可能に嵌合することにより、粗研削ユニット３は静止支持板２１に上下方向に移動可能に支持される。
【００１５】
図示の形態における粗研削ユニット３は、上記ユニットハウジング３１を案内レール３５１、３５１に沿って移動せしめる位置きめ手段３６を具備している。位置きめ手段３６は、上記移動基台３５に案内レール３５１、３５１と平行に配設され回転可能に支持された雄ねじロッド３６１と、該雄ねじロッド３６１を回転駆動するためのパルスモータ３６２を備えており、雄ねじロッド３６１がユニットハウジング３１に形成された雌ねじ３１２に螺合している。このように構成された位置きめ手段３６は、パルスモータ３６２によって雄ねじロッド３６１を正転および逆転駆動することにより、ユニットハウジング３１を案内レール３５１、３５１に沿って水平方向に移動せしめる。また、図示の形態における粗研削ユニット３は、上記移動基台３５を案内レール２２、２２に沿って移動させ研削ホイール３３を研削送りする研削送り手段３７を具備している。研削送り手段３７は、上記静止支持板２１に案内レール２２、２２と平行に上下方向に配設され回転可能に支持された雄ねじロッド３７１と、該雄ねじロッド３７１を回転駆動するためのパルスモータ３７２と、上記移動基台３５に装着され雄ねじロッド３７１と螺合する図示しない雌ねじブロックを具備しており、パルスモータ３７２によって雄ねじロッド３７１を正転および逆転駆動することにより、粗研削ユニット３を上下方向（後述するチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向）に移動せしめる。
【００１６】
上記仕上げ研削ユニット４も粗研削ユニット３と同様に構成されており、ユニットハウジング４１と、該ユニットハウジング４１の下端に回転自在に装着されたホイールマウント４２に装着された研削ホイール４３と、該ユニットハウジング４１の上端に装着されホイールマウント４２を矢印４２aで示す方向に回転せしめる電動モータ４４と、ユニットハウジング４１を水平方向に移動可能に支持する移動基台４５とを具備している。研削ホイール４３は、環状の砥石基台４３１と、該砥石基台４３１の下面に装着された仕上げ研削用の研削砥石４３２とによって構成されている。環状の砥石基台４３１の下面に装着された仕上げ研削用の研削砥石４３２は、図３に示すように複数の砥石片４３２aが径方向に対して傾斜して環状に配設されており、環状の研削帯域４３０を備えている。なお、複数の砥石片４３２aからなる環状の研削帯域４３０の外径、内径および幅等は、上述した粗研削ユニット３の研削ホイール３３と同様に構成されており、後で詳細に説明する。
【００１７】
図１に戻って説明を続けると、上記の移動基台４５の前面には、水平方向に延びる一対の案内レール４５１、４５１は設けられている。この一対の案内レール４５１、４５１にユニットハウジング４１に形成された一対の被案内レール４１１、４１１を嵌合することにより、ユニットハウジング４１は移動基台４５の水平方向（後述するチャックテーブルの保持面に対して平行）に移動可能に支持される。また、移動基台４５の後面には被案内レール４５２、４５２が設けられており、この被案内レール４５２、４５２を上記静止支持板２１に設けられた案内レール２３、２３に移動可能に嵌合することにより、仕上げ研削ユニット４は静止支持板２１に上下方向に移動可能に支持される。図示の実施形態における仕上げ研削ユニット４は、上記ユニットハウジング４１を案内レール４５１、４５１に沿って移動せしめる位置きめ手段４６を具備している。位置きめ手段４６は、上記移動基台４５に案内レール４５１、４５１と平行に配設され回転可能に支持された雄ねじロッド４６１と、該雄ねじロッド４６１を回転駆動するためのパルスモータ４６２を備えており、雄ねじロッド４６１がユニットハウジング４１に形成された雌ねじ４１２に螺合している。このように構成された位置きめ手段４６は、パルスモータ４６２によって雄ねじロッド４６１を正転および逆転駆動することにより、ユニットハウジング４１を案内レール４５１、４５１に沿って水平方向に移動せしめる。
【００１８】
上記移動基台４５の後面には被案内レール４５２、４５２が設けられており、この被案内レール４５２、４５２を上記静止支持板２１に設けられた案内レール２３、２３に移動可能に嵌合することにより、仕上げ研削ユニット４が上下方向に移動可能に支持される。図示の形態における仕上げ研削ユニット４は、上記移動基台４５を案内レール２３、２３に沿って移動させ研削ホイール４３を研削送りする研削送り送り手段４７を具備している。研削送り送り手段４７は、上記静止支持板２１に案内レール２３、２３と平行に上下方向に配設され回転可能に支持された雄ねじロッド４７１と、該雄ねじロッド４７１を回転駆動するためのパルスモータ４７２と、上記移動基台４５に装着され雄ねじロッド４７１と螺合する図示しない雌ねじブロックを具備しており、パルスモータ４７２によって雄ねじロッド４７１を正転および逆転駆動することにより、仕上げ研削ユニット４を上下方向（後述するチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向）に移動せしめる。
【００１９】
図示の実施形態における研削装置は、上記静止支持板２１の前側において装置ハウジング２の上面と略面一となるように配設されたターンテーブル５を具備している。このターンテーブル５は、比較的大径の円盤状に形成されており、図示しない回転駆動機構によって矢印５ａで示す方向に適宜回転せしめられる。ターンテーブル５には、図示の実施形態の場合それぞれ１２０度の位相角をもって３個のチャックテーブル６が水平面内で回転可能に配置されている。このチャックテーブル６は、円盤状の基台６１とポーラスセラミック材によって円盤状に形成され吸着保持チャック６２とからなっており、吸着保持チャック６２上（保持面）に載置されたウエーハを図示しない吸引手段を作動することにより吸引保持する。このように構成されたチャックテーブル６は、図１に示すように図示しない回転駆動機構によって矢印６aで示す方向に回転せしめられる。ターンテーブル５に配設された３個のチャックテーブル６は、ターンテーブル５が適宜回転することによりウエーハ搬入・搬出域Ａ、粗研削加工域Ｂ、および仕上げ研削加工域Ｃおよびウエーハ搬入・搬出域Ａに順次移動せしめられる。
【００２０】
図示の実施形態における研削装置は、被加工物搬入・搬出域Ａに対して一方側に配設され研削加工前の被加工物である半導体ウエーハをストックする第１のカセット７と、被加工物搬入・搬出域Ａに対して他方側に配設され研削加工後の被加工物である半導体ウエーハをストックする第２のカセット８と、第１のカセット７と被加工物搬入・搬出域Ａとの間に配設され被加工物の中心合わせを行う中心合わせ手段９と、被加工物搬入・搬出域Ａと第２のカセット８との間に配設されたスピンナー洗浄手段１１と、第１のカセット７内に収納された被加工物である半導体ウエーハを中心合わせ手段９に搬出するとともにスピンナー洗浄手段１１で洗浄された半導体ウエーハを第２のカセット８に搬送する被加工物搬送手段１２と、中心合わせ手段９上に載置され中心合わせされた半導体ウエーハを被加工物搬入・搬出域Ａに位置付けられたチャックテーブル６上に搬送する被加工物搬入手段１３と、被加工物搬入・搬出域Ａに位置付けられたチャックテーブル６上に載置されている研削加工後の半導体ウエーハをスピンナー洗浄手段１１に搬送する被加工物搬出手段１４を具備している。
【００２１】
上記第１のカセット７には、図４に示す半導体ウエーハが収容される。図４に示す半導体ウエーハ１０は、例えば厚さが７００μmのシリコンウエーハからなっており、表面１０ａに複数のストリート１０１が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート１０１によって区画された複数の領域にIC、LSI等のデバイス１０２が形成されている。このように構成された半導体ウエーハ１０は、デバイス１０２が形成されているデバイス領域１０４と、該デバイス領域１０４を囲繞する外周余剰領域１０５を備えている。なお、外周余剰領域１０５の幅は、２〜３mmに設定されている。このように構成された半導体ウエーハ１０は、図５に示すように表面１０ａに保護部材１００が貼着された状態で第１のカセット７に複数枚収容される。このとき、半導体ウエーハ１０は、裏面１０bを上側にして収容される。
【００２２】
ここで、被加工物である半導体ウエーハ１０の大きさおよび半導体ウエーハ１０に研削すべき凹部の大きさと、上記研削ホイール３３（４３）を構成する研削砥石３３２（４３２）の複数の砥石片３３２a（４３２a）からなる環状の研削帯域３３０（４３０）の外径d1、内径d2および幅B等との関係について、図６および図７を参照して説明する。図６は研削砥石３３２（４３２）によって被加工物である半導体ウエーハ１０の全面を研削する状態（第１の研削位置）を示している。半導体ウエーハ１０の全面を研削するには、環状の研削帯域３３０（４３０）の外径d1が被加工物である半導体ウエーハ１０の半径r1より大きくなければならないとともに、環状の研削帯域３３０（４３０）が被加工物である半導体ウエーハ１０の回転中心P1を通過しなければならない。また、図７は研削砥石３３２（４３２）によって被加工物である半導体ウエーハ１０に外周部に環状の凸部を残して凹部に研削する状態（第２の研削位置）を示している。この場合、環状の研削帯域３３０（４３０）の外径d1が被加工物である半導体ウエーハ１０のデバイス領域１０４と外周余剰領域１０５との境界線１０６の直径D2（研削すべき凹部の直径D2）より小さく境界線１０６の半径ｒ2（研削すべき凹部の半径ｒ2）より大きく、環状の研削帯域３３０（４３０）の内径d2が境界線１０６の半径ｒ2（研削すべき凹部の半径ｒ2）より小さくなければならないとともに、環状の研削帯域３３０（４３０）が半導体ウエーハ１０の回転中心P1を通過しなければならない。従って、環状の研削域３３０（４３０）の幅Bは、上記第１の研削位置および第２の研削位置のいずれに位置付けられた状態においても環状の研削域３３０（４３０）がチャックテーブルに保持された被加工物である半導体ウエーハ１０の回転中心P1を通過する寸法に設定されている。
【００２３】
従って、研削砥石３３２（４３２）によって被加工物の全面を研削するとともに、被加工物を外周部に環状の凸部を残して凹部に研削するためには、研削砥石３３２（４３２）の環状の研削帯域３３０（４３０）の外径d1を研削すべき被加工物の半径ｒ1より大きく被加工物に研削すべき凹部の直径D2より小さく設定し、研削砥石３３２（４３２）の環状の研削帯域３３０（４３０）の内径d2を被加工物に研削すべき凹部の半径ｒ2より小さく設定し、研削砥石３３２（４３２）の環状の研削帯域３３０（４３０）の幅Bを研削砥石３３２（４３２）が第１の研削位置および第２の研削位置のいずれに位置付けられた状態においても環状の研削帯域３３０（４３０）がチャックテーブルに保持された被加工物の回転中心P1を通過する寸法に設定する必要がある。
【００２４】
図示の実施形態における研削装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
第１のカセット７に収容された研削加工前の被加工物である半導体ウエーハ１０は被加工物搬送手段１２の上下動作および進退動作により搬送され、中心合わせ手段９に載置される。中心合わせ手段９に載置され中心合わせされた半導体ウエーハ１０は、被加工物搬入手段１３の旋回動作によって被加工物搬入・搬出域Ａに位置付けられたチャックテーブル６の吸着保持チャック６２上に載置される。そして、図示しない吸引手段を作動して、半導体ウエーハ１０を吸着保持チャック６２上に吸引保持する。次に、ターンテーブル５を図示しない回転駆動機構によって矢印５ａで示す方向に１２０度回動せしめて、半導体ウエーハ１０を載置したチャックテーブル６を粗研削加工域Ｂに位置付ける。
【００２５】
粗研削加工域Ｂに位置付けられたチャックテーブル６に保持された半導体ウエーハ１０の全面を研削する場合には、上記位置きめ手段３６を作動して研削ホイール３３を構成する粗研削用の研削砥石３３２を図６に示す第１の研削位置に位置付ける。一方、半導体ウエーハ１０の裏面に外周余剰領域１０５を環状の凸部として残して凹部を研削する場合には、上記位置きめ手段３６を作動して研削ホイール３３を構成する粗研削用の研削砥石３３２を図７に示す第２の研削位置に位置付ける。
【００２６】
次に、半導体ウエーハ１０の全面を研削する場合には、図８に示すようにチャックテーブル６を矢印６aで示す方向に３００ｒｐｍで回転しつつ、研削砥石３３２を備えた研削ホイール３３を矢印３２aで示す方向に６０００ｒｐｍで回転せしめるとともに、研削送り手段３７を作動して研削ホイール３３の研削砥石３３２を半導体ウエーハ１０の上面（裏面１０b）に接触させる。そして、研削ホイール３３を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。この結果、半導体ウエーハ１０は上面（裏面１０b）が粗研削され所定の厚さより僅かに厚く形成される（全面粗研削加工）。
【００２７】
また、半導体ウエーハ１０の裏面１０bに余剰領域１０５を環状の凸部として残して凹部を研削する場合も、図９に示すようにチャックテーブル６を矢印６aで示す方向に３００ｒｐｍで回転しつつ、研削砥石３３２を備えた研削ホイール３３を矢印３２aで示す方向に６０００ｒｐｍで回転せしめるとともに、研削送り手段３７を作動して研削ホイール３３の研削砥石３３２を半導体ウエーハ１０の上面（裏面１０b）に接触させる。そして、研削ホイール３３を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。この結果、半導体ウエーハ１０の裏面１０bには、デバイス領域１０４に対応する領域が粗研削除去されて所定厚さ（例えば３０μm）より僅かに厚い円形状の凹部１０４bが形成されるとともに、外周余剰領域１０５に対応する領域が残存されて環状の凸部からなる環状の補強部１０５bに形成される（凹部粗研削加工）。
【００２８】
なお、この間にウエーハ搬入・搬出域Ａに位置付けられた次のチャックテーブル６上には、研削加工前の半導体ウエーハ１０が上述したように中心位置合わせされて載置される。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、半導体ウエーハ１０をチャックテーブル６上に吸引保持する。次に、ターンテーブル５を矢印５aで示す方向に１２０度回動せしめて、全面粗研削加工または凹部粗研削加工された半導体ウエーハ１０を保持しているチャックテーブル６を仕上げ研削加工域Ｃに位置付け、研削加工前の半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル６を粗研削加工域Ｂに位置付ける。
【００２９】
このようにして、粗研削加工域Ｂに位置付けられたチャックテーブル６上に保持された研削加工前の半導体ウエーハ１０の裏面１０bには粗研削ユニット３によって上記図８に示す全面粗研削加工または上記図９に示す凹部粗研削加工が実施される。
【００３０】
また、仕上げ研削加工域Ｃに位置付けられたチャックテーブル６上に載置され上記全面粗研削加工された半導体ウエーハ１０の裏面１０bに仕上げ研削ユニット４によって全面仕上げ研削加工を施す場合には、上記位置きめ手段４６を作動して研削ホイール４３を構成する仕上げ研削用の研削砥石４３２を図６に示す第１の研削位置に位置付ける。一方、仕上げ研削加工域Ｃに位置付けられたチャックテーブル６上に載置され上記凹部粗研削加工された半導体ウエーハ１０の裏面１０bに仕上げ研削ユニット４によって凹部仕上げ研削加工を施す場合には、上記位置きめ手段４６を作動して研削ホイール４３を構成する仕上げ研削用の研削砥石４３２を図７に示す第２の研削位置に位置付ける。
【００３１】
次に、上記全面粗研削加工された半導体ウエーハ１０の裏面１０bに全面仕上げ研削加工を施す場合には、図１０に示すようにチャックテーブル６を矢印６aで示す方向に３００ｒｐｍで回転しつつ、研削砥石４３２を備えた研削ホイール４３を矢印４２aで示す方向に６０００ｒｐｍで回転せしめるとともに、研削送り手段４７を作動して研削ホイール４３の研削砥石４３２を半導体ウエーハ１０の上面（裏面１０b）に接触させる。そして、研削ホイール３３を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。この結果、半導体ウエーハ１０は上面（裏面１０b）が仕上げ研削され所定の厚さ形成される（全面仕上げ研削加工）。
【００３２】
また、上記凹部粗研削加工された半導体ウエーハ１０の裏面１０bに凹部仕上げ研削加工を施す場合には、図１１に示すようにチャックテーブル６を矢印６aで示す方向に３００ｒｐｍで回転しつつ、研削砥石４３２を備えた研削ホイール４３を矢印４２aで示す方向に６０００ｒｐｍで回転せしめるとともに、研削送り手段４７を作動して研削ホイール４３の研削砥石４３２を半導体ウエーハ１０の裏面に形成された円形状の凹部１０４bの底面に接触させる。そして、研削ホイール４３を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。この結果、半導体ウエーハ１０の裏面に形成された円形状の凹部１０４bの底面が仕上げ研削され、デバイス領域１０４に対応する領域は所定厚さ（例えば３０μm）に形成される（凹部仕上げ研削加工）。
【００３３】
上述したように、粗研削加工域Ｂにおいて全面粗研削加工または凹部粗研削加工された半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル６は仕上げ研削加工域Ｃに、被加工物搬入・搬出域Ａにおいて研削加工前の半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル６は粗研削加工域Ｂにそれぞれ移動せしめられる。なお、粗研削加工域Ｂおよび仕上げ研削加工域Ｃを経由して被加工物搬入・搬出域Ａに戻ったチャックテーブル６は、ここで全面仕上げ研削加工または凹部仕上げ研削加工された半導体ウエーハ１０の吸着保持を解除する。そして、被加工物搬入・搬出域Ａに位置付けられたチャックテーブル６上の全面仕上げ研削加工または凹部仕上げ研削加工された半導体ウエーハ１０は、被加工物搬出手段１４によってスピンナー洗浄手段１１に搬出される。
【００３４】
スピンナー洗浄手段１１に搬送された半導体ウエーハ１０は、ここで裏面１０a（研削面）および側面に付着している研削屑が洗浄除去されるとともに、スピン乾燥される。このようにして洗浄およびスピン乾燥された半導体ウエーハ１０は、被加工物搬送手段１２によって第２のカセット８に搬送され収納される。
【００３５】
以上本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば、上述した実施形態においては研削手段をチャックテーブルの保持面に対して相対的に平行に移動し第１の研削位置と第２の研削位置に位置付ける位置きめ手段として、粗研削ユニット３のユニットハウジング３１を案内レール３５１、３５１に沿って移動せしめる位置きめ手段３６および仕上げ研削ユニット４のユニットハウジング４１を案内レール４５１、４５１に沿って移動せしめる位置きめ手段４６を示したが、位置きめ手段としてはチャックテーブル６が配設されたターンテーブル５を回動する回転駆動機構を用いることができる。即ち、ターンテーブル５に配設されたチャックテーブル６を研削加工域に位置付けた後に、ターンテーブル５を僅かに回動調整して、チャックテーブル６に保持された被加工物と研削ホイールの研削砥石との関係を上記第１の研削位置状態または第２の研削位置状態に位置付ける。
また、上述した実施形態においては粗研削手段としての粗研削ユニット３と仕上げ研削手段としての仕上げ研削ユニット４を装備した研削装置を示したが、本発明は一つの研削ユニットを備えた研削装置に適用されることは云うまでもない。
【符号の説明】
【００３６】
２：装置ハウジング
３：粗研削ユニット
３３：研削ホイール
３３２：研削砥石
３６：位置きめ手段
３７：研削送り手段
４：仕上げ研削ユニット
４３：研削ホイール
４３２：研削砥石
４６：位置きめ手段
４７：研削送り手段
５：ターンテーブル
６：チャックテーブル
７：第１のカセット
８：第２のカセット
９：中心合わせ手段
１０：半導体ウエーハ
１１：スピンナー洗浄手段
１２：被加工物搬送手段
１３：被加工物搬入手段
１４：被加工物搬出手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を研削するための研削装置、更に詳しくは被加工物を外周部に環状の凸部を残して凹部に研削することができるとともに、被加工物の全面を研削することができる研削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々のデバイスを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。
【０００３】
上述したように分割されるウエーハは、ストリートに沿って切断する前に裏面を研削して所定の厚さに形成される。近年、電気機器の軽量化、小型化を達成するためにウエーハの厚さを５０μm以下に形成することが要求されている。しかるに、ウエーハの厚さを５０μm以下に形成すると破損し易くなり、ウエーハの搬送等の取り扱いが困難になるという問題がある。
【０００４】
上述した問題を解消するために、ウエーハの裏面におけるデバイス領域に対応する領域を凹状に研削してデバイス領域の厚さを所定厚さに形成するとともに、ウエーハの裏面における外周余剰領域を残存させて環状の凸部からなる環状の補強部を形成することにより、薄くなったウエーハの搬送等の取り扱いを容易にしたウエーハの加工方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２４６４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
而して、ウエーハの裏面におけるデバイス領域に対応する領域を研削してデバイス領域の厚さを所定厚さに形成するとともに、ウエーハの裏面における外周余剰領域を残存させて環状の補強部を形成する研削装置は、ウエーハの全面を研削する研削装置の研削砥石の外径より小さい外径の研削砥石を用いるために、それぞれの研削加工を実施する研削装置を設置しなければならず、不経済であるという問題がある。
【０００７】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、被加工物を外周部に環状の凸部を残して凹部に研削することができるとともに、被加工物の全面を研削することができる研削装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持する保持面を有し回転可能に構成されたチャックテーブルと、
該チャックテーブルに保持された被加工物を研削するための研削砥石が環状に配設され環状の研削帯域を有し回転可能に構成された研削ホイールを備えた研削手段と、
該研削手段を該チャックテーブルの該保持面に垂直な方向に研削送りする研削送り手段と、を具備する研削装置において、
該研削手段を該チャックテーブルの保持面に対して相対的に平行に移動し該チャックテーブルに保持された被加工物の全面を研削する第１の研削位置と、被加工物を外周部に環状の凸部を残して凹部に研削する第２の研削位置に位置付ける位置きめ手段を具備し、
該研削ホイールを構成する研削砥石の環状の研削帯域の外径は、研削すべき被加工物の半径より大きく被加工物に研削すべき凹部の直径より小さく設定され、
該研削ホイールを構成する研削砥石の環状の研削帯域の内径は、被加工物に研削すべき凹部の半径より小さく設定されており、
該研削ホイールを構成する研削砥石の環状の研削帯域の幅は、該研削砥石が該第１の研削位置および第２の研削位置のいずれに位置付けられた状態においても環状の研削帯域が該チャックテーブルに保持された被加工物の回転中心を通過する寸法に設定されている、
ことを特徴とする研削装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による研削装置は、研削ホイールを構成する研削砥石の環状の研削帯域の外径は研削すべき被加工物の半径より大きく被加工物に研削すべき凹部の直径より小さく設定され、研削ホイールを構成する研削砥石の環状の研削帯域の内径は被加工物の研削すべき凹部の半径より小さく設定されており、研削ホイールを構成する研削砥石の環状の研削帯域の幅は研削砥石が被加工物の全面を研削する第１の研削位置および被加工物を外周部に環状の凸部を残して凹部に研削する第２の研削位置のいずれに位置付けられた状態においても環状の研削帯域がチャックテーブルに保持された被加工物の回転中心を通過する寸法に設定されているので、一つの研削ホイールによって全面研削加工と凹部研削加工を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に従って構成された研削装置の斜視図。
【図２】図１に示す研削装置に装備される粗研削用の研削砥石を備えた研削ホイールの底面図。
【図３】図１に示す研削装置に装備される仕上げ研削用の研削砥石を備えた研削ホイールの底面図。
【図４】被加工物としての半導体ウエーハの斜視図。
【図５】図４に示す半導体ウエーハの表面に保護部材を貼着した状態を示す斜視図。
【図６】図２または図３に示す研削ホイールを用いて図４に示す半導体ウエーハに全面研削加工するための条件を示す説明図。
【図７】図２または図３に示す研削ホイールを用いて図４に示す半導体ウエーハに外周部に環状の凸部を残して研削加工するための条件を示す説明図。
【図８】図１に示す研削装置によって実施する全面粗研削加工の説明図。
【図９】図１に示す研削装置によって実施する凹部粗研削加工の説明図。
【図１０】図１に示す研削装置によって実施する全面仕上げ研削加工の説明図。
【図１１】図１に示す研削装置によって実施する凹部仕上げ研削加工の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に従って構成された研削装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して更に詳細に説明する。
【００１２】
図１には、本発明に従って構成された研削装置の斜視図が示されている。
図示の実施形態における研削装置は、略直方体状の装置ハウジング２を具備している。装置ハウジング２の図１において右上端には、静止支持板２１が立設されている。この静止支持板２１の内側面には、上下方向に延びる２対の案内レール２２、２２および２３、２３が設けられている。一方の案内レール２２、２２には粗研削手段としての粗研削ユニット３が上下方向に移動可能に装着されており、他方の案内レール２３、２３には仕上げ研削手段としての仕上げ研削ユニット４が上下方向に移動可能に装着されている。
【００１３】
粗研削ユニット３は、ユニットハウジング３１と、該ユニットハウジング３１の下端に回転自在に装着されたホイールマウント３２に装着された研削ホイール３３と、該ユニットハウジング３１の上端に装着されホイールマウント３２を矢印３２aで示す方向に回転せしめるサーボモータ３４と、ユニットハウジング３１を水平方向に移動可能に支持する移動基台３５とを具備している。研削ホイール３３は、環状の砥石基台３３１と、該砥石基台３３１の下面に装着された粗研削用の研削砥石３３２とによって構成されている。環状の砥石基台３３１の下面に装着された粗研削用の研削砥石３３２は、図２に示すように複数の砥石片３３２aが径方向に対して傾斜して環状に配設されており、環状の研削帯域３３０を備えている。なお、複数の砥石片３３２aからなる環状の研削帯域３３０の外径、内径および幅等については、後で詳細に説明する。
【００１４】
図１に戻って説明を続けると、上記移動基台３５の前面には、水平方向（後述するチャックテーブルの保持面に対して平行）に延びる一対の案内レール３５１、３５１が設けられている。この一対の案内レール３５１、３５１にユニットハウジング３１に形成された一対の被案内レール３１１、３１１を嵌合することにより、ユニットハウジング３１は移動基台３５の水平方向に移動可能に支持される。また、移動基台３５の後面には被案内レール３５２、３５２が設けられており、この被案内レール３５２、３５２を上記静止支持板２１に設けられた案内レール２２、２２に移動可能に嵌合することにより、粗研削ユニット３は静止支持板２１に上下方向に移動可能に支持される。
【００１５】
図示の形態における粗研削ユニット３は、上記ユニットハウジング３１を案内レール３５１、３５１に沿って移動せしめる位置きめ手段３６を具備している。位置きめ手段３６は、上記移動基台３５に案内レール３５１、３５１と平行に配設され回転可能に支持された雄ねじロッド３６１と、該雄ねじロッド３６１を回転駆動するためのパルスモータ３６２を備えており、雄ねじロッド３６１がユニットハウジング３１に形成された雌ねじ３１２に螺合している。このように構成された位置きめ手段３６は、パルスモータ３６２によって雄ねじロッド３６１を正転および逆転駆動することにより、ユニットハウジング３１を案内レール３５１、３５１に沿って水平方向に移動せしめる。また、図示の形態における粗研削ユニット３は、上記移動基台３５を案内レール２２、２２に沿って移動させ研削ホイール３３を研削送りする研削送り手段３７を具備している。研削送り手段３７は、上記静止支持板２１に案内レール２２、２２と平行に上下方向に配設され回転可能に支持された雄ねじロッド３７１と、該雄ねじロッド３７１を回転駆動するためのパルスモータ３７２と、上記移動基台３５に装着され雄ねじロッド３７１と螺合する図示しない雌ねじブロックを具備しており、パルスモータ３７２によって雄ねじロッド３７１を正転および逆転駆動することにより、粗研削ユニット３を上下方向（後述するチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向）に移動せしめる。
【００１６】
上記仕上げ研削ユニット４も粗研削ユニット３と同様に構成されており、ユニットハウジング４１と、該ユニットハウジング４１の下端に回転自在に装着されたホイールマウント４２に装着された研削ホイール４３と、該ユニットハウジング４１の上端に装着されホイールマウント４２を矢印４２aで示す方向に回転せしめる電動モータ４４と、ユニットハウジング４１を水平方向に移動可能に支持する移動基台４５とを具備している。研削ホイール４３は、環状の砥石基台４３１と、該砥石基台４３１の下面に装着された仕上げ研削用の研削砥石４３２とによって構成されている。環状の砥石基台４３１の下面に装着された仕上げ研削用の研削砥石４３２は、図３に示すように複数の砥石片４３２aが径方向に対して傾斜して環状に配設されており、環状の研削帯域４３０を備えている。なお、複数の砥石片４３２aからなる環状の研削帯域４３０の外径、内径および幅等は、上述した粗研削ユニット３の研削ホイール３３と同様に構成されており、後で詳細に説明する。
【００１７】
図１に戻って説明を続けると、上記の移動基台４５の前面には、水平方向に延びる一対の案内レール４５１、４５１は設けられている。この一対の案内レール４５１、４５１にユニットハウジング４１に形成された一対の被案内レール４１１、４１１を嵌合することにより、ユニットハウジング４１は移動基台４５の水平方向（後述するチャックテーブルの保持面に対して平行）に移動可能に支持される。また、移動基台４５の後面には被案内レール４５２、４５２が設けられており、この被案内レール４５２、４５２を上記静止支持板２１に設けられた案内レール２３、２３に移動可能に嵌合することにより、仕上げ研削ユニット４は静止支持板２１に上下方向に移動可能に支持される。図示の実施形態における仕上げ研削ユニット４は、上記ユニットハウジング４１を案内レール４５１、４５１に沿って移動せしめる位置きめ手段４６を具備している。位置きめ手段４６は、上記移動基台４５に案内レール４５１、４５１と平行に配設され回転可能に支持された雄ねじロッド４６１と、該雄ねじロッド４６１を回転駆動するためのパルスモータ４６２を備えており、雄ねじロッド４６１がユニットハウジング４１に形成された雌ねじ４１２に螺合している。このように構成された位置きめ手段４６は、パルスモータ４６２によって雄ねじロッド４６１を正転および逆転駆動することにより、ユニットハウジング４１を案内レール４５１、４５１に沿って水平方向に移動せしめる。
【００１８】
上記移動基台４５の後面には被案内レール４５２、４５２が設けられており、この被案内レール４５２、４５２を上記静止支持板２１に設けられた案内レール２３、２３に移動可能に嵌合することにより、仕上げ研削ユニット４が上下方向に移動可能に支持される。図示の形態における仕上げ研削ユニット４は、上記移動基台４５を案内レール２３、２３に沿って移動させ研削ホイール４３を研削送りする研削送り送り手段４７を具備している。研削送り送り手段４７は、上記静止支持板２１に案内レール２３、２３と平行に上下方向に配設され回転可能に支持された雄ねじロッド４７１と、該雄ねじロッド４７１を回転駆動するためのパルスモータ４７２と、上記移動基台４５に装着され雄ねじロッド４７１と螺合する図示しない雌ねじブロックを具備しており、パルスモータ４７２によって雄ねじロッド４７１を正転および逆転駆動することにより、仕上げ研削ユニット４を上下方向（後述するチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向）に移動せしめる。
【００１９】
図示の実施形態における研削装置は、上記静止支持板２１の前側において装置ハウジング２の上面と略面一となるように配設されたターンテーブル５を具備している。このターンテーブル５は、比較的大径の円盤状に形成されており、図示しない回転駆動機構によって矢印５ａで示す方向に適宜回転せしめられる。ターンテーブル５には、図示の実施形態の場合それぞれ１２０度の位相角をもって３個のチャックテーブル６が水平面内で回転可能に配置されている。このチャックテーブル６は、円盤状の基台６１とポーラスセラミック材によって円盤状に形成され吸着保持チャック６２とからなっており、吸着保持チャック６２上（保持面）に載置されたウエーハを図示しない吸引手段を作動することにより吸引保持する。このように構成されたチャックテーブル６は、図１に示すように図示しない回転駆動機構によって矢印６aで示す方向に回転せしめられる。ターンテーブル５に配設された３個のチャックテーブル６は、ターンテーブル５が適宜回転することによりウエーハ搬入・搬出域Ａ、粗研削加工域Ｂ、および仕上げ研削加工域Ｃおよびウエーハ搬入・搬出域Ａに順次移動せしめられる。
【００２０】
図示の実施形態における研削装置は、被加工物搬入・搬出域Ａに対して一方側に配設され研削加工前の被加工物である半導体ウエーハをストックする第１のカセット７と、被加工物搬入・搬出域Ａに対して他方側に配設され研削加工後の被加工物である半導体ウエーハをストックする第２のカセット８と、第１のカセット７と被加工物搬入・搬出域Ａとの間に配設され被加工物の中心合わせを行う中心合わせ手段９と、被加工物搬入・搬出域Ａと第２のカセット８との間に配設されたスピンナー洗浄手段１１と、第１のカセット７内に収納された被加工物である半導体ウエーハを中心合わせ手段９に搬出するとともにスピンナー洗浄手段１１で洗浄された半導体ウエーハを第２のカセット８に搬送する被加工物搬送手段１２と、中心合わせ手段９上に載置され中心合わせされた半導体ウエーハを被加工物搬入・搬出域Ａに位置付けられたチャックテーブル６上に搬送する被加工物搬入手段１３と、被加工物搬入・搬出域Ａに位置付けられたチャックテーブル６上に載置されている研削加工後の半導体ウエーハをスピンナー洗浄手段１１に搬送する被加工物搬出手段１４を具備している。
【００２１】
上記第１のカセット７には、図４に示す半導体ウエーハが収容される。図４に示す半導体ウエーハ１０は、例えば厚さが７００μmのシリコンウエーハからなっており、表面１０ａに複数のストリート１０１が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート１０１によって区画された複数の領域にIC、LSI等のデバイス１０２が形成されている。このように構成された半導体ウエーハ１０は、デバイス１０２が形成されているデバイス領域１０４と、該デバイス領域１０４を囲繞する外周余剰領域１０５を備えている。なお、外周余剰領域１０５の幅は、２〜３mmに設定されている。このように構成された半導体ウエーハ１０は、図５に示すように表面１０ａに保護部材１００が貼着された状態で第１のカセット７に複数枚収容される。このとき、半導体ウエーハ１０は、裏面１０bを上側にして収容される。
【００２２】
ここで、被加工物である半導体ウエーハ１０の大きさおよび半導体ウエーハ１０に研削すべき凹部の大きさと、上記研削ホイール３３（４３）を構成する研削砥石３３２（４３２）の複数の砥石片３３２a（４３２a）からなる環状の研削帯域３３０（４３０）の外径d1、内径d2および幅B等との関係について、図６および図７を参照して説明する。図６は研削砥石３３２（４３２）によって被加工物である半導体ウエーハ１０の全面を研削する状態（第１の研削位置）を示している。半導体ウエーハ１０の全面を研削するには、環状の研削帯域３３０（４３０）の外径d1が被加工物である半導体ウエーハ１０の半径r1より大きくなければならないとともに、環状の研削帯域３３０（４３０）が被加工物である半導体ウエーハ１０の回転中心P1を通過しなければならない。また、図７は研削砥石３３２（４３２）によって被加工物である半導体ウエーハ１０に外周部に環状の凸部を残して凹部に研削する状態（第２の研削位置）を示している。この場合、環状の研削帯域３３０（４３０）の外径d1が被加工物である半導体ウエーハ１０のデバイス領域１０４と外周余剰領域１０５との境界線１０６の直径D2（研削すべき凹部の直径D2）より小さく境界線１０６の半径ｒ2（研削すべき凹部の半径ｒ2）より大きく、環状の研削帯域３３０（４３０）の内径d2が境界線１０６の半径ｒ2（研削すべき凹部の半径ｒ2）より小さくなければならないとともに、環状の研削帯域３３０（４３０）が半導体ウエーハ１０の回転中心P1を通過しなければならない。従って、環状の研削域３３０（４３０）の幅Bは、上記第１の研削位置および第２の研削位置のいずれに位置付けられた状態においても環状の研削域３３０（４３０）がチャックテーブルに保持された被加工物である半導体ウエーハ１０の回転中心P1を通過する寸法に設定されている。
【００２３】
従って、研削砥石３３２（４３２）によって被加工物の全面を研削するとともに、被加工物を外周部に環状の凸部を残して凹部に研削するためには、研削砥石３３２（４３２）の環状の研削帯域３３０（４３０）の外径d1を研削すべき被加工物の半径ｒ1より大きく被加工物に研削すべき凹部の直径D2より小さく設定し、研削砥石３３２（４３２）の環状の研削帯域３３０（４３０）の内径d2を被加工物に研削すべき凹部の半径ｒ2より小さく設定し、研削砥石３３２（４３２）の環状の研削帯域３３０（４３０）の幅Bを研削砥石３３２（４３２）が第１の研削位置および第２の研削位置のいずれに位置付けられた状態においても環状の研削帯域３３０（４３０）がチャックテーブルに保持された被加工物の回転中心P1を通過する寸法に設定する必要がある。
【００２４】
図示の実施形態における研削装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
第１のカセット７に収容された研削加工前の被加工物である半導体ウエーハ１０は被加工物搬送手段１２の上下動作および進退動作により搬送され、中心合わせ手段９に載置される。中心合わせ手段９に載置され中心合わせされた半導体ウエーハ１０は、被加工物搬入手段１３の旋回動作によって被加工物搬入・搬出域Ａに位置付けられたチャックテーブル６の吸着保持チャック６２上に載置される。そして、図示しない吸引手段を作動して、半導体ウエーハ１０を吸着保持チャック６２上に吸引保持する。次に、ターンテーブル５を図示しない回転駆動機構によって矢印５ａで示す方向に１２０度回動せしめて、半導体ウエーハ１０を載置したチャックテーブル６を粗研削加工域Ｂに位置付ける。
【００２５】
粗研削加工域Ｂに位置付けられたチャックテーブル６に保持された半導体ウエーハ１０の全面を研削する場合には、上記位置きめ手段３６を作動して研削ホイール３３を構成する粗研削用の研削砥石３３２を図６に示す第１の研削位置に位置付ける。一方、半導体ウエーハ１０の裏面に外周余剰領域１０５を環状の凸部として残して凹部を研削する場合には、上記位置きめ手段３６を作動して研削ホイール３３を構成する粗研削用の研削砥石３３２を図７に示す第２の研削位置に位置付ける。
【００２６】
次に、半導体ウエーハ１０の全面を研削する場合には、図８に示すようにチャックテーブル６を矢印６aで示す方向に３００ｒｐｍで回転しつつ、研削砥石３３２を備えた研削ホイール３３を矢印３２aで示す方向に６０００ｒｐｍで回転せしめるとともに、研削送り手段３７を作動して研削ホイール３３の研削砥石３３２を半導体ウエーハ１０の上面（裏面１０b）に接触させる。そして、研削ホイール３３を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。この結果、半導体ウエーハ１０は上面（裏面１０b）が粗研削され所定の厚さより僅かに厚く形成される（全面粗研削加工）。
【００２７】
また、半導体ウエーハ１０の裏面１０bに余剰領域１０５を環状の凸部として残して凹部を研削する場合も、図９に示すようにチャックテーブル６を矢印６aで示す方向に３００ｒｐｍで回転しつつ、研削砥石３３２を備えた研削ホイール３３を矢印３２aで示す方向に６０００ｒｐｍで回転せしめるとともに、研削送り手段３７を作動して研削ホイール３３の研削砥石３３２を半導体ウエーハ１０の上面（裏面１０b）に接触させる。そして、研削ホイール３３を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。この結果、半導体ウエーハ１０の裏面１０bには、デバイス領域１０４に対応する領域が粗研削除去されて所定厚さ（例えば３０μm）より僅かに厚い円形状の凹部１０４bが形成されるとともに、外周余剰領域１０５に対応する領域が残存されて環状の凸部からなる環状の補強部１０５bに形成される（凹部粗研削加工）。
【００２８】
なお、この間にウエーハ搬入・搬出域Ａに位置付けられた次のチャックテーブル６上には、研削加工前の半導体ウエーハ１０が上述したように中心位置合わせされて載置される。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、半導体ウエーハ１０をチャックテーブル６上に吸引保持する。次に、ターンテーブル５を矢印５aで示す方向に１２０度回動せしめて、全面粗研削加工または凹部粗研削加工された半導体ウエーハ１０を保持しているチャックテーブル６を仕上げ研削加工域Ｃに位置付け、研削加工前の半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル６を粗研削加工域Ｂに位置付ける。
【００２９】
このようにして、粗研削加工域Ｂに位置付けられたチャックテーブル６上に保持された研削加工前の半導体ウエーハ１０の裏面１０bには粗研削ユニット３によって上記図８に示す全面粗研削加工または上記図９に示す凹部粗研削加工が実施される。
【００３０】
また、仕上げ研削加工域Ｃに位置付けられたチャックテーブル６上に載置され上記全面粗研削加工された半導体ウエーハ１０の裏面１０bに仕上げ研削ユニット４によって全面仕上げ研削加工を施す場合には、上記位置きめ手段４６を作動して研削ホイール４３を構成する仕上げ研削用の研削砥石４３２を図６に示す第１の研削位置に位置付ける。一方、仕上げ研削加工域Ｃに位置付けられたチャックテーブル６上に載置され上記凹部粗研削加工された半導体ウエーハ１０の裏面１０bに仕上げ研削ユニット４によって凹部仕上げ研削加工を施す場合には、上記位置きめ手段４６を作動して研削ホイール４３を構成する仕上げ研削用の研削砥石４３２を図７に示す第２の研削位置に位置付ける。
【００３１】
次に、上記全面粗研削加工された半導体ウエーハ１０の裏面１０bに全面仕上げ研削加工を施す場合には、図１０に示すようにチャックテーブル６を矢印６aで示す方向に３００ｒｐｍで回転しつつ、研削砥石４３２を備えた研削ホイール４３を矢印４２aで示す方向に６０００ｒｐｍで回転せしめるとともに、研削送り手段４７を作動して研削ホイール４３の研削砥石４３２を半導体ウエーハ１０の上面（裏面１０b）に接触させる。そして、研削ホイール３３を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。この結果、半導体ウエーハ１０は上面（裏面１０b）が仕上げ研削され所定の厚さ形成される（全面仕上げ研削加工）。
【００３２】
また、上記凹部粗研削加工された半導体ウエーハ１０の裏面１０bに凹部仕上げ研削加工を施す場合には、図１１に示すようにチャックテーブル６を矢印６aで示す方向に３００ｒｐｍで回転しつつ、研削砥石４３２を備えた研削ホイール４３を矢印４２aで示す方向に６０００ｒｐｍで回転せしめるとともに、研削送り手段４７を作動して研削ホイール４３の研削砥石４３２を半導体ウエーハ１０の裏面に形成された円形状の凹部１０４bの底面に接触させる。そして、研削ホイール４３を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。この結果、半導体ウエーハ１０の裏面に形成された円形状の凹部１０４bの底面が仕上げ研削され、デバイス領域１０４に対応する領域は所定厚さ（例えば３０μm）に形成される（凹部仕上げ研削加工）。
【００３３】
上述したように、粗研削加工域Ｂにおいて全面粗研削加工または凹部粗研削加工された半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル６は仕上げ研削加工域Ｃに、被加工物搬入・搬出域Ａにおいて研削加工前の半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル６は粗研削加工域Ｂにそれぞれ移動せしめられる。なお、粗研削加工域Ｂおよび仕上げ研削加工域Ｃを経由して被加工物搬入・搬出域Ａに戻ったチャックテーブル６は、ここで全面仕上げ研削加工または凹部仕上げ研削加工された半導体ウエーハ１０の吸着保持を解除する。そして、被加工物搬入・搬出域Ａに位置付けられたチャックテーブル６上の全面仕上げ研削加工または凹部仕上げ研削加工された半導体ウエーハ１０は、被加工物搬出手段１４によってスピンナー洗浄手段１１に搬出される。
【００３４】
スピンナー洗浄手段１１に搬送された半導体ウエーハ１０は、ここで裏面１０a（研削面）および側面に付着している研削屑が洗浄除去されるとともに、スピン乾燥される。このようにして洗浄およびスピン乾燥された半導体ウエーハ１０は、被加工物搬送手段１２によって第２のカセット８に搬送され収納される。
【００３５】
以上本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば、上述した実施形態においては研削手段をチャックテーブルの保持面に対して相対的に平行に移動し第１の研削位置と第２の研削位置に位置付ける位置きめ手段として、粗研削ユニット３のユニットハウジング３１を案内レール３５１、３５１に沿って移動せしめる位置きめ手段３６および仕上げ研削ユニット４のユニットハウジング４１を案内レール４５１、４５１に沿って移動せしめる位置きめ手段４６を示したが、位置きめ手段としてはチャックテーブル６が配設されたターンテーブル５を回動する回転駆動機構を用いることができる。即ち、ターンテーブル５に配設されたチャックテーブル６を研削加工域に位置付けた後に、ターンテーブル５を僅かに回動調整して、チャックテーブル６に保持された被加工物と研削ホイールの研削砥石との関係を上記第１の研削位置状態または第２の研削位置状態に位置付ける。
また、上述した実施形態においては粗研削手段としての粗研削ユニット３と仕上げ研削手段としての仕上げ研削ユニット４を装備した研削装置を示したが、本発明は一つの研削ユニットを備えた研削装置に適用されることは云うまでもない。
【符号の説明】
【００３６】
２：装置ハウジング
３：粗研削ユニット
３３：研削ホイール
３３２：研削砥石
３６：位置きめ手段
３７：研削送り手段
４：仕上げ研削ユニット
４３：研削ホイール
４３２：研削砥石
４６：位置きめ手段
４７：研削送り手段
５：ターンテーブル
６：チャックテーブル
７：第１のカセット
８：第２のカセット
９：中心合わせ手段
１０：半導体ウエーハ
１１：スピンナー洗浄手段
１２：被加工物搬送手段
１３：被加工物搬入手段
１４：被加工物搬出手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持する保持面を有し回転可能に構成されたチャックテーブルと、
該チャックテーブルに保持された被加工物を研削するための研削砥石が環状に配設され環状の研削帯域を有し回転可能に構成された研削ホイールを備えた研削手段と、
該研削手段を該チャックテーブルの該保持面に垂直な方向に研削送りする研削送り手段と、を具備する研削装置において、
該研削手段を該チャックテーブルの保持面に対して相対的に平行に移動し該チャックテーブルに保持された被加工物の全面を研削する第１の研削位置と、被加工物を外周部に環状の凸部を残して凹部に研削する第２の研削位置に位置付ける位置きめ手段を具備し、
該研削ホイールを構成する研削砥石の環状の研削帯域の外径は、研削すべき被加工物の半径より大きく被加工物に研削すべき凹部の直径より小さく設定され、
該研削ホイールを構成する研削砥石の環状の研削帯域の内径は、被加工物に研削すべき凹部の半径より小さく設定されており、
該研削ホイールを構成する研削砥石の環状の研削帯域の幅は、該研削砥石が該第１の研削位置および第２の研削位置のいずれに位置付けられた状態においても環状の研削帯域が該チャックテーブルに保持された被加工物の回転中心を通過する寸法に設定されている、
ことを特徴とする研削装置。
【請求項１】
被加工物を保持する保持面を有し回転可能に構成されたチャックテーブルと、
該チャックテーブルに保持された被加工物を研削するための研削砥石が環状に配設され環状の研削帯域を有し回転可能に構成された研削ホイールを備えた研削手段と、
該研削手段を該チャックテーブルの該保持面に垂直な方向に研削送りする研削送り手段と、を具備する研削装置において、
該研削手段を該チャックテーブルの保持面に対して相対的に平行に移動し該チャックテーブルに保持された被加工物の全面を研削する第１の研削位置と、被加工物を外周部に環状の凸部を残して凹部に研削する第２の研削位置に位置付ける位置きめ手段を具備し、
該研削ホイールを構成する研削砥石の環状の研削帯域の外径は、研削すべき被加工物の半径より大きく被加工物に研削すべき凹部の直径より小さく設定され、
該研削ホイールを構成する研削砥石の環状の研削帯域の内径は、被加工物に研削すべき凹部の半径より小さく設定されており、
該研削ホイールを構成する研削砥石の環状の研削帯域の幅は、該研削砥石が該第１の研削位置および第２の研削位置のいずれに位置付けられた状態においても環状の研削帯域が該チャックテーブルに保持された被加工物の回転中心を通過する寸法に設定されている、
ことを特徴とする研削装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１６９４８７（Ｐ２０１２−１６９４８７Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２９９４２（Ｐ２０１１−２９９４２）
【出願日】平成２３年２月１５日（２０１１．２．１５）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１５日（２０１１．２．１５）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
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