JPH11207579A - 薄板状工作物の両面研削方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄板状工作物を基準支持位置からのずれを生
じることなく適正位置に保持して、精度の高い両面研削
加工を実現することができる両面研削方法を提供する。 【解決手段】 半導体ウェハＷの表裏両面を回転支持す
るとともに、一対の砥石車１、２を研削送りしてウェハ
Ｗの表裏両面を同時に研削加工する方法であって、基準
側である左砥石車１の研削送りを基準位置Ｚで停止させ
た後、右砥石車の研削送りのみを続行するようにする。
基準側砥石車１の砥石面がウェハ研削の基準面として作
用して、ウェハＷは、研削工程の進行のいかんにかかわ
らず、常時基準位置Ｚに安定して保持され、この結果、
ウェハＷに変形を生じることなく、その表裏両面の研削
加工を高い精度をもって行うことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は薄板状工作物の両
面研削方法に関し、さらに詳細には、半導体ウェハ等の
薄板状工作物の表裏両面を、一対の砥石車の研削送りに
より同時に研削加工する平面研削技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体ウェハ等の薄板状工作物の
表裏両面を同時に研削する研削方法としては、図５に示
すように、工作物であるウェハＷの周縁の複数位置を図
示しない支持ローラにより回転支持するとともに、この
ウェハＷの表裏両面を固定側回転ローラａと駆動側回転
ローラｂとで挟持状に支持し、この駆動側回転ローラｂ
の回転駆動によってウェハＷを回転させながら、回転駆
動する左右一対の砥石車ｃ，ｄを左右両側から研削送り
して、上記ウェハＷの表裏両面を同時に研削加工してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに、左右一対の砥石車ｃ，ｄの同時研削送りによりウ
ェハＷの表裏両面を研削する場合、上記固定側回転ロー
ラａがウェハＷの左側基準位置となっていることから、
ウェハＷは、砥石車ｃ，ｄの研削送りが進むにつれて、
図示のように右方向へ徐々に変形していく状態で研削さ
れることになり、この結果、ウェハＷの形状不良を引き
起こしてしまうという問題があった。

【０００４】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的とするところは、薄板状工作物を
基準支持位置からのずれを生じることなく適正位置に保
持して、精度の高い両面研削加工を実現することができ
る両面研削方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の両面研削方法は、薄板状工作物の表裏両面
を回転支持するとともに、一対の砥石車を研削送りして
前記工作物の表裏両面を同時に研削加工する方法であっ
て、上記両砥石車のうちの基準側砥石車の研削送りを基
準位置で停止させた後、他方の砥石車の研削送りのみを
続行するようにしたことを特徴とする。

【０００６】上記基準位置としては、工作物の表裏両面
を回転支持する回転ローラのうち、固定側回転ローラの
支持位置に対応した位置に設定されており、より具体的
には、上記基準側砥石車が上記回転ローラにより回転支
持された工作物の片面に当接する位置が設定されてい
る。

【０００７】好適な実施態様として、上記両砥石車を同
時に研削送りして、粗研削送りを開始した後、上記基準
側砥石車が上記基準位置に達した時にその研削送りを停
止させ、以後は、上記他方の砥石車の研削送りのみを続
行して、粗研削、中研削および仕上研削を行う。

【０００８】このように、両砥石車のうちの基準側砥石
車の研削送りを所定の基準位置で停止させた後、他方の
砥石車の研削送りのみを続行することにより、基準側砥
石車の砥石面が工作物研削の基準面として作用し、工作
物は、研削工程の進行のいかんにかかわらず、常時上記
基準位置に安定して保持される結果、工作物に変形を生
じることなく、その表裏両面の研削加工が行われる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。

【００１０】本発明に係る薄板状工作物の研削装置が図
１および図２に示されている。この研削装置は、具体的
には半導体ウェハＷの表裏両面を研削するもので、左右
一対の砥石車１，２、ウェハＷの保持機構を構成する支
持ローラ３および回転ローラ４等を主要部として備える
横型平面研削盤である。

【００１１】砥石車１，２は具体的にはカップ型砥石車
であって、その周縁部先端面１１，２１が砥石面とされ
ている。これら砥石車１，２は、研削位置にあるウェハ
Ｗに対して左右両側に対向して配置されている。

【００１２】そして、これら砥石車１，２は、その主軸
１ａ，２ａがそれぞれ砥石台１００，１０１にそれぞれ
回転可能に軸承されるとともに、図示しない駆動機構に
より図１に示す矢符Ｐ方向へ回転駆動される。また、上
記砥石台１００，１０１が、図示しない送り機構により
ベッド５上をそれぞれ水平移動されて、砥石車１，２
は、それぞれ矢符Ｘ，Ｙ方向へ研削送りされる構成とさ
れている。

【００１３】支持ローラ３は、ウェハＷの周縁の下部左
右位置と頂部位置とを回転支持する三点支持機構を構成
している。具体的には、下部左右位置の支持ローラ３，
３は、ベッド５に図示しない支持部材を介して、水平軸
回りに自由回転可能に支持されている。また、頂部の支
持ローラ３は、支持アーム３１の先端に水平軸回りに自
由回転可能に支持されるとともに、この支持アーム３１
の揺動もしくはスライド動作により、ウェハＷの周縁頂
部を上方から回転支持する支持位置と、後述するウェハ
搬入出装置６の搬入出経路の外へ退避する退避位置との
間で移動可能とされている。

【００１４】回転ローラ４は、上記支持ローラ３に周縁
が支持されたウェハＷの表裏両面を回転可能に支持する
とともに、上記砥石車１，２の砥石面１１，２１と逆方
向（図１に示す矢符Ｑ方向）へ回転駆動するもので、具
体的には、固定側回転ローラ４１と駆動側回転ローラ４
２で一組とされてなり、これら両回転ローラ４１，４２
が、図２に示すように、ウェハＷの表裏両面を挟持状に
支持する。図示の実施形態においては、図１に示すよう
に、これら両回転ローラ４１，４２の組は、ウェハＷの
前後外周部分の２箇所と、ウェハＷの頂部外周部分の１
箇所の計３箇所にそれぞれ対応配置されている。

【００１５】固定側回転ローラ４１は、ベッド５上に固
定的に設けられた支持部５１に自由回転可能に支持され
てなり、この固定側回転ローラ４１がウェハＷの左側面
を支持する支持位置（図２の支持状態）を基準支持位置
としている。

【００１６】駆動側回転ローラ４２は、支持部５２に下
向きに設けられた駆動モータ４３の駆動軸４３ａに取り
付けられるとともに、上記支持部５２が、スライド基台
５３に水平方向へ移動可能に支持されている。

【００１７】具体的には、スライド基台５３には上下２
本の支持ロッド５４，５４が水平状態で設けられてお
り、この支持ロッド５４に上記支持部５２が水平方向へ
移動可能に支持されている。また、支持ロッド５４に
は、弾発スプリング５５が設けられており、この弾発ス
プリング５５が、上記支持部５２をスライド基台５３の
前方、つまり固定側回転ローラ４１側へ向けて弾発付勢
している。５６は、支持ロッド５４の先端に設けられた
支持部５２の抜止め用ストッパを示している。

【００１８】上記スライド基台５３は、ベッド５上に敷
設されたガイドレール５７に沿って図示しないスライド
駆動機構により水平方向にスライド可能に設けられてい
る。

【００１９】そして、各駆動側回転ローラ４２は、スラ
イド基台５３の前方への移動によりそれぞれ対峙する固
定側回転ローラ４１に接近して、この固定側回転ローラ
４１との間で、後述するウェハ搬入出装置６で搬入され
たウェハＷを挟持状に垂直状態で支持する。この際、各
駆動側回転ローラ４２には弾発スプリング５５による弾
発付勢力が付与されており、この状態で駆動側回転ロー
ラ４２が回転駆動することにより、支持ローラ３に支持
されたウェハＷに回転力が円滑に付与されて、ウェハＷ
は所定の回転速度をもって支持回転される。

【００２０】ウェハＷは、上下方向へ昇降動作するウェ
ハ搬入出装置６により、上述した平面研削盤の研削加工
位置（図１および図２に示す位置）に搬入および搬出さ
れる。このウェハ搬入出装置６は、具体的には、複数
（図示の実施形態では２個）の真空吸着部６１，６１を
有する搬送アーム６２を備えてなり、これら真空吸着部
６１，６１がウェハＷの右側面を真空吸着により支持す
る。

【００２１】次に、以上のように構成された平面研削盤
によるウェハＷの研削方法を説明する。

【００２２】Ａ．ウェハＷの搬入： ウェハＷの頂部を支持する支持ローラ３が退避位置
に退避し、この状態でウェハＷを真空吸着した搬送アー
ム６２が下降して、ウェハＷの周縁下部を下部左右の支
持ローラ３，３上に載置させる。

【００２３】 この状態で、搬送アーム６２が図３
(a) に示す矢符方向へ水平移動して、ウェハＷの左側面
を固定側回転ローラ４１の外周支持面に当接配置する。
これにより、ウェハＷの頂部の基準支持位置が決まる。

【００２４】 スライド基台５３により、駆動側回転
ローラ４２が、図３(b) の二点鎖線で示すように固定側
回転ローラ４１側へ移動して、これら両回転ローラ４
１，４２によりウェハＷの両面を挟持状に支持する。

【００２５】 ウェハＷの両面が回転ローラ４１，４
２により挟持されると、搬送アーム６２が、その真空吸
着部６１によるウェハＷの真空吸着を解除して、上昇退
避する。

【００２６】 ウェハＷの周縁頂部を支持する支持ロ
ーラ３が退避位置から支持位置へ移動して、ウェハＷの
周縁頂部を回転可能に支持する。

【００２７】このようにして、ウェハＷの周縁部が支持
ローラ３，３，３により回転可能に三点支持されるとと
もに、その両面が固定側回転ローラ４１と駆動側回転ロ
ーラ４２とにより挟持されることにより、ウェハＷの研
削加工位置への搬入工程が完了する（図３(c) 参照）。

【００２８】なお、以上の搬入工程においては、左右両
砥石車１、２は、ウェハＷおよびウェハ搬入出装置６と
の干渉を避けるために、ウェハＷに対して左右方向へ所
定間隔を隔てた位置に配置されている。

【００２９】Ｂ．ウェハＷの表裏面同時研削：平面研削
盤は、その研削加工位置に搬入支持されたウェハＷの表
裏両面に対して、以下の順次で左右砥石車１，２による
同時インフィード研削を行う。なお、以下の説明におい
ては、便宜上、左側の砥石車１を左砥石車、右側の砥石
車２を右砥石車という。

【００３０】 ウェハＷの表裏両面が固定側回転ロー
ラ４１，４１，…と駆動側回転ローラ４２，４２，…と
により挟持状に支持された状態で、駆動側回転ローラ４
２が回転駆動して、ウェハＷを矢符Ｑ方向に回転させ
る。これと同時に、またはこれに続いて、左砥石車１お
よび右砥石車２が、回転駆動しながら、研削送り方向
Ｘ，Ｙへ、同時に所定のアプローチ前進速度をもってア
プローチ研削送りされた後、所定の粗研削送り速度をも
って粗研削送りされる。

【００３１】この場合の粗研削送りは、左右砥石車１、
２がウェハＷの表裏両面に当接する前に開始される。こ
のような構成をとるのは、アプローチ前進速度が比較的
早い速度であることから、アプローチ研削送り中に左右
砥石車１、２がウェハＷの表裏両面に当接すると、当接
時の衝撃でウェハＷが割れてしまうおそれがあるのに対
して、粗研削送り速度がアプローチ前進速度に比較して
遅いことから、粗研削中に左右砥石車１、２がウェハＷ
の表裏両面に当接しても、ウェハＷが割れるおそれがな
いからである。

【００３２】 粗研削を開始した後、左砥石車１が、
図３(d) に示すように基準位置Ｚに達すると、左砥石車
１の粗研削送りが停止される。左砥石車１はこの基準位
置Ｚを保ち、よって以後は、右砥石車２の研削送りのみ
が続行されて、粗研削送り速度による粗研削、中研削送
り速度による中研削および仕上研削送り速度による仕上
研削が順次連続して行われることとなる。

【００３３】ここで、上記基準位置Ｚは、固定側回転ロ
ーラ４１，４１，…によるウェハＷの支持位置つまり基
準支持位置に対応して設定されており、図示の実施形態
においては、上記基準支持位置からの垂線位置に設定さ
れている。この基準位置Ｚにおいては、左砥石車１はウ
ェハＷの左側面に当接する。

【００３４】 右砥石車２の研削送りのみによる粗研
削、中研削および仕上研削が終了すると、所定のスパー
クアウトの後、左右砥石車１，２は、それぞれ研削加工
開始位置まで後退復帰して、研削加工工程を完了する。

【００３５】以上の研削工程における左右砥石車１，２
の研削送りサイクルが、図４(a) および(b) に示されて
いる。

【００３６】Ｃ．ウェハＷの搬出：研削工程を完了した
ウェハＷは、上述したウェハＷの搬入工程と逆の動作に
よって研削盤の研削加工位置から装置外へ搬出される。

【００３７】しかして、上記のように左右両砥石車１、
２のうち、基準側つまり固定側回転ローラ４１の側に配
置された左砥石車１の研削送りを基準位置Ｚで停止さ
せ、以後は、右砥石車２の研削送りのみによって、続く
粗研削、中研削、仕上げ研削を行うことで、ウェハＷ
は、研削工程の進行のいかんにかかわらず、常時上記基
準位置Ｚ（固定側回転ローラ４１の基準支持位置に対
応）に安定して保持される結果、左右砥石車１、２によ
るウェハＷの同時研削を、ウェハＷに変形を生じさせる
ことなく、高い精度をもって行うことができ、これによ
りウェハＷの形状不良が軽減されて歩留りの向上が図ら
れる。

【００３８】なお、上述した実施形態はあくまでも本発
明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれ
に限定されることなくその範囲内で種々の設計変更が可
能である。

【００３９】例えば、上述実施形態は、半導体ウェハＷ
の表裏両面を同時研削する場合についてのものである
が、本発明は他の同様な薄板状工作物の研削にも適用可
能であることはもちろんである。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
薄板状工作物の表裏両面を研削加工する一対の砥石車の
うちの基準側砥石車の研削送りを基準位置で停止させた
後、他方の砥石車の研削送りのみを続行するようにした
から、基準側砥石車の砥石面が工作物研削の基準面とし
て作用し、工作物は、研削工程の進行のいかんにかかわ
らず、常時上記基準位置に安定して保持され、この結
果、工作物に変形を生じることなく、その表裏両面の研
削加工を高い精度をもって行うことが可能となる。これ
により、ウェハＷの形状不良を軽減して、歩留りの向上
を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薄板状工作物の研削方法を実施するた
めの研削装置の概略構成を示す正面図である。

【図２】同研削装置の側面図である。

【図３】同研削装置によるウェハの研削工程を説明する
ための概略側面図である。

【図４】同研削工程における左右砥石車の研削送りサイ
クルを示し、図４(a) は左砥石車の研削送りサイクル線
図、図４(b) は右砥石車の研削送りサイクル線図であ
る。

【図５】従来の薄板状工作物の研削方法を説明する概略
側面図である。

【符号の説明】

Ｗ 半導体ウェハ（薄板状工作物） Ｘ 左砥石車の研削送り方向 Ｙ 右砥石車の研削送り方向 Ｚ 基準位置 １ 左砥石車（基準側砥石車） ２ 右砥石車 ３ 支持ローラ １１ 左砥石車の砥石面 ２１ 右砥石車の砥石面 ４１ 固定側回転ローラ ４２ 駆動側回転ローラ ６ ウェハ搬入出装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄板状工作物の表裏両面を回転支持する
   とともに、一対の砥石車を研削送りして前記工作物の表
   裏両面を同時に研削加工する方法であって、前記両砥石
   車のうちの基準側砥石車の研削送りを基準位置で停止さ
   せた後、他方の砥石車の研削送りのみを続行するように
   したことを特徴とする薄板状工作物の両面研削方法。
2. 【請求項２】 前記基準位置は、工作物の表裏両面を回
   転支持する回転ローラのうち、固定側回転ローラの支持
   位置に対応して設定されていることを特徴とする請求項
   １に記載の薄板状工作物の両面研削方法。
3. 【請求項３】 前記基準位置は、前記基準側砥石車が前
   記回転ローラにより回転支持された工作物の片面に当接
   する位置に設定されていることを特徴とする請求項２に
   記載の薄板状工作物の両面研削方法。
4. 【請求項４】 前記両砥石車を同時に研削送りして、粗
   研削送りを開始した後、前記基準側砥石車が前記基準位
   置に達した時にその研削送りを停止させ、以後は、前記
   他方の砥石車の研削送りのみを続行して、粗研削、中研
   削および仕上研削を行うようにしたことを特徴とする請
   求項３に記載の薄板状工作物の両面研削方法。