磨削方法
技术领域
本发明涉及通过对被加工物的背面侧的中央部进行磨削而在被加工物的背面侧形成圆盘状的凹部的磨削方法,该圆盘状的凹部由实施了磨削的圆形的被磨削部和围绕被磨削部的周围且未实施磨削的环状加强部构成。
背景技术
被加工物在正面侧设定有由相互交叉的多条分割预定线划分的多个区域,在各区域内形成有IC(Integrated Circuit:集成电路)、LSI(Large Scale Integration:大规模集成)等器件,该被加工物经过磨削、切削等而被分割为多个器件芯片。作为被加工物的磨削方法,例如有如下方法:仅对与配置有多个器件的圆形的器件区域在被加工物的厚度方向上对应的背面侧的圆形的中央部进行磨削(例如,参照专利文献1)。
通过仅对背面侧的圆形的中央部进行磨削,在被加工物的背面侧形成圆盘状的凹部,该圆盘状的凹部由实施了磨削的圆形的被磨削部和围绕被磨削部的周围且未实施磨削的环状加强部构成。这样,通过残留环状加强部,具有虽然背面侧变薄,被加工物的搬送等处理也变得容易的优点。
专利文献1:日本特开2007-19461号公报
但是,在磨削工序中,由于磨削磨具与背面侧接触时的冲击或磨削磨具的外侧侧面与环状加强部的内周侧面的接触,有时会在环状加强部的背面侧形成多个崩边(缺损),导致环状加强部的强度降低。
另外,在磨削工序后实施湿蚀刻的情况下,形成于环状加强部的缺损部分被蚀刻,从而会在环状加强部的背面侧形成凹凸。如果形成凹凸,则在后续的工序中会进一步产生其他问题。例如,蒸镀于背面侧的金属膜容易以凹凸部分为起点被剥离。另外,例如当在背面侧上粘贴切割带时,由于凹凸部分而产生粘贴不良。
发明内容
本发明是鉴于上述问题点而完成的,其目的在于降低在环状加强部的背面侧产生的缺损的量。
根据本发明的一个方式,提供一种被加工物的磨削方法,利用磨削磨轮的磨具部对圆盘状的被加工物的背面侧进行磨削,该磨削磨轮具有圆环状的磨轮基台和呈环状配置在该磨轮基台的一个面侧的该磨具部,该被加工物在正面侧具有形成有多个器件的器件区域和围绕该器件区域的周围的外周剩余区域,其中,该磨削方法具有如下的步骤:正面保护步骤,利用保护部件覆盖该被加工物的该正面侧;保持步骤,利用能够绕第1旋转轴旋转的圆盘状的卡盘工作台对该被加工物的该正面侧进行吸引保持;倾斜磨削步骤,在该保持步骤之后,使安装在第2旋转轴的下端部并且具有比该卡盘工作台的直径小的直径且配置在该卡盘工作台的上方的该磨削磨轮绕该第2旋转轴旋转,并且在按照使该磨削磨轮中的位于该卡盘工作台的外周部侧的上方的第1部分的底部比位于该卡盘工作台的中心部侧的上方的第2部分的底部高的方式使该第2旋转轴相对于该第1旋转轴倾斜的状态下,按照该磨削磨轮和该卡盘工作台沿着与该第1旋转轴平行的方向相互接近的方式使两者相对地移动,由此对该被加工物的该背面侧的在该被加工物的厚度方向上与该器件区域对应的中央部进行磨削,从而在该背面侧形成由实施了磨削的圆形的被磨削部和围绕该被磨削部的周围且未实施磨削的环状加强部构成的圆盘状的凹部;以及倾斜变化及磨削步骤,在该倾斜磨削步骤之后,一边按照该第2旋转轴变得与该第1旋转轴平行的方式使该第2旋转轴的倾斜逐渐变化,一边对该背面侧进行磨削。
磨削方法还具有如下的通常磨削步骤:在该倾斜变化及磨削步骤之后,在使该磨削磨轮的该第2旋转轴与该卡盘工作台的该第1旋转轴平行的状态下,按照该磨削磨轮和该卡盘工作台沿着与该第1旋转轴平行的方向相互接近的方式使两者相对地移动,由此对该被磨削部进行磨削。
在本发明的一个方式的磨削方法的倾斜磨削步骤中,使磨削磨轮绕第2旋转轴旋转,并且在按照使磨削磨轮中的位于卡盘工作台的外周部侧的上方的第1部分的底部比位于卡盘工作台的中心部侧的上方的第2部分的底部高的方式使第2旋转轴相对于第1旋转轴倾斜的状态下,对被加工物的背面侧的中央部进行磨削而在背面侧形成圆盘状的凹部。
由此,能够消除磨削磨具的外周侧面与环状加强部的上表面的内周缘接触而产生的环状加强部的背面侧的缺损。因此,能够降低在环状加强部的背面侧产生的缺损的量。
附图说明
图1是磨削装置的局部剖视侧视图。
图2是被加工物等的立体图。
图3的(A)是被加工物单元等的局部剖视侧视图,图3的(B)是倾斜磨削步骤中的磨削磨轮等的局部剖视侧视图。
图4的(A)是磨削时的磨削磨轮等的局部剖视侧视图,图4的(B)是图4的(A)的局部放大图。
图5是示出倾斜变化及磨削步骤的图。
图6是示出通常磨削步骤的图。
图7是磨削方法的流程图。
图8是示出比较例的磨削步骤的图。
标号说明
2:磨削装置;4:基台;6:卡盘工作台;6a:框体;6b:多孔板;6c:保持面;6c1:外周部;6c2:中心部;8:输出轴;10:柱;11:被加工物;11a:正面;11b:背面;11b1:外周部;11b2:中央部;11c:凹部;11c1:环状加强部;11c2:被磨削部;11d:曲面;12:磨削进给单元;12a:导轨;12b:移动板;12c:螺母部;12d:滚珠丝杠;12e:脉冲电动机;13:分割预定线;14:磨削单元;14a:保持部件;14b:主轴壳体;14c、14c1、14c2:垫片;14d:公螺钉;14e:主轴;15:器件;16:磨轮安装座;17a:器件区域;17b:外周剩余区域;18:磨削磨轮;18a:磨轮基台;18b:下表面;18c:磨削磨具;18c1:第1部分;18c2:第2部分;19:保护部件;21:被加工物单元;23:间隙;25:区域。
具体实施方式
参照附图对本发明的一个方式的实施方式进行说明。首先,使用图1对磨削装置2进行说明。图1是磨削装置2的局部剖视侧视图。磨削装置2具有支承多个构成要素的大致长方体状的基台4。
在基台4上设置有圆盘状的卡盘工作台6。卡盘工作台6具有陶瓷制的框体6a。在框体6a内设置有流路(未图示),该流路的一端与喷射器等吸引源(未图示)连接。
框体6a在上表面侧具有由圆盘状的空间构成的凹部。在该凹部中固定有圆盘状的多孔板6b。另外,凹部和多孔板6b的直径与后述的被加工物11(参照图2)的直径被设定为大致相同(例如200mm)。
在多孔板6b上连接有框体6a的流路的另一端。当使吸引源进行动作时,在多孔板6b的上表面产生负压,该上表面作为吸引并保持被加工物11的保持面6c发挥作用。
在卡盘工作台6的下表面侧配置有电动机等第1旋转驱动源(未图示)。第1旋转驱动源的输出轴(第1旋转轴)8与Z轴方向(高度方向、铅垂方向)大致平行地配置。
输出轴8与卡盘工作台6的下表面侧连结。当使第1旋转驱动源进行动作时,卡盘工作台6绕输出轴8旋转。在基台4的后方侧设置有长方体状的柱10。
在柱10的前方侧设置有磨削进给单元12。磨削进给单元12具有按照与高度方向大致平行的方式固定于柱10的前方侧面上的一对导轨12a。另外,在图1中,示出了位于纸面里侧的一个导轨12a。
在一对导轨12a上以能够滑动的方式安装有移动板12b。在移动板12b的背面(后方)侧设置有螺母部12c。与高度方向大致平行地配置的滚珠丝杠12d以能够旋转的方式与螺母部12c连结。
在滚珠丝杠12d的上端部连结有脉冲电动机12e。如果通过脉冲电动机12e使滚珠丝杠12d旋转,则移动板12b沿着导轨12a移动。
在移动板12b的正面(前方)固定有构成磨削单元14的圆筒状的保持部件14a。在保持部件14a的内侧的空间中配置有圆筒状的主轴壳体14b。
在主轴壳体14b的下部,分别环状地配置有块状的多个垫片14c(14c1,14c2)。各垫片14c的上表面与主轴壳体14b的下表面接触,各垫片14c的下表面配置在保持部件14a的底板的上表面侧。
在图1中,示出了配置在最接近柱10的位置(即后方)的垫片14c1和配置在最远离柱10的位置(即前方)的垫片14c2。在垫片14c2的下部侧形成有螺纹孔。
另外,在位于螺纹孔的下部的保持部件14a的底板上形成有贯通孔。经由该贯通孔,在螺纹孔中紧固公螺钉14d的轴部。公螺钉14d的头部比保持部件14a的底板向下方露出,在公螺钉14d的头部上连结有电动机等驱动机构(未图示)的输出轴。
例如,如果使驱动机构进行动作而使公螺钉14d向一方旋转,则垫片14c2向上方移动,垫片14c2的下表面稍微离开保持部件14a的底板的上表面。与此相对,如果使公螺钉14d向另一方旋转,则垫片14c2向下方移动,垫片14c2的下表面与保持部件14a的底板的上表面接触。为了实现后述的被加工物11的磨削方法而适当调整垫片14c2的厚度、移动量等。
在主轴壳体14b的内部配置有圆柱状的主轴14e。主轴14e以能够旋转的方式支承在主轴壳体14b上。在主轴14e的上端部连结有伺服电动机等第2旋转驱动源(未图示)。
主轴14e配置为贯穿形成在保持部件14a的底板的中央部的开口。主轴14e的下端位于比保持部件14a的底板的下表面靠下方的位置。在主轴14e的下端部连结有圆盘状的磨轮安装座16的上表面的中央部。
在磨轮安装座16的下表面侧安装有由铝合金等形成的圆环状的磨轮基台18a的上表面侧。即,磨轮基台18a借助磨轮安装座16而安装于主轴14e的下端部。
磨轮基台18a配置在卡盘工作台6的上方。磨轮基台18a的直径比卡盘工作台6的直径小。例如,磨轮基台18a的直径设定为比保持面6c的直径(在本例中约为200mm)小的规定的长度。
在磨轮基台18a的下表面(一个面)18b侧,分别呈环状地配置有块状的多个磨削磨具18c(磨具部)(分段排列)。另外,也可以设置圆环状的一个磨削磨具(磨具部)来代替多个磨削磨具18c(连续排列)。
磨轮基台18a和多个磨削磨具18c构成磨削磨轮18。当使第2旋转驱动源进行动作时,主轴14e旋转,磨削磨轮18绕主轴(第2旋转轴)14e旋转。
另外,在主轴14e和磨轮基台18a的内部形成有用于向磨削磨具18c提供纯水等磨削液的规定的流路(未图示),在磨削时从磨削液提供源(未图示)向磨削磨具18c提供磨削液。
接下来,对作为磨削对象的被加工物11进行说明。图2是被加工物11等的立体图。本实施方式的被加工物11例如是由硅等半导体材料形成的圆盘状的晶片。被加工物11例如具有100μm以上且800μm以下的规定的厚度。
被加工物11的正面11a侧被相互交叉的多条分割预定线(间隔道)13划分成多个区域,在各区域中形成有IC、LSI等器件15。
另外,被加工物11的材质、形状、构造、大小等没有限制。例如,也可以使用由硅以外的其他半导体材料形成的基板作为被加工物11。另外,器件15的种类、数量、形状、构造、大小、配置等也没有限制。
在观察被加工物11的正面11a侧的情况下,多个器件15配置在圆形的器件区域17a的内侧。在器件区域17a的外侧,按照围绕器件区域17a的周围的方式配置有不具有器件15的外周剩余区域17b。
在图2中,用虚线表示圆形的器件区域17a与环状的外周剩余区域17b的边界线。但是,该边界线是假想线,实际上没有标注在被加工物11上。另外,在正面11a侧和背面11b侧的各外周部形成有角部被实施了倒角的斜面部(参照图3的(A)等)。
接下来,使用图2至图7对被加工物11的磨削方法进行说明。其中,图7是磨削方法的流程图。首先,如图2所示,将由树脂形成的圆形的保护部件19粘贴在正面11a侧。由此,形成正面11a侧被保护部件19覆盖的被加工物单元21(正面保护步骤S10)。
保护部件19按照除了覆盖正面11a之外还覆盖正面11a侧的斜面部的方式粘贴。保护部件19是由树脂形成的圆盘状的薄片,具有基材层和设置在基材层的一个面上的糊层(粘接层)。
糊层例如由紫外线固化树脂构成,但也可以由热固化性树脂或自然固化性树脂构成。另外,在基材层上也可以不一定设置糊层。例如,保护部件19也可以仅由基材层构成,通过热压接等粘贴在正面11a侧。
在正面保护步骤S10之后,利用卡盘工作台6的保持面6c吸引并保持被加工物11的正面11a侧(即,保护部件19的位于一个面的相反侧的另一个面)(保持步骤S20)。图3的(A)是被加工物单元21等的局部剖视侧视图。
在保持步骤S20之后,使用磨削装置2利用磨削磨轮18对背面11b侧进行磨削。在本实施方式中,首先,使驱动机构进行动作,使公螺钉14d旋转,调整垫片14c2的位置。
主轴14e的下端配置成位于保持面6c的外周部6c1与保持面6c的中心部6c2之间。通过调整垫片14c2的位置,主轴14e向保持面6c的中心部6c2侧倾斜规定的角度θ。
规定的角度θ(以度(arc degree)表示)例如大于0度且为2度以下(0度<θ≤2度)。如图3的(B)所示,通过使主轴14e(点划线)相对于与输出轴8平行的直线(虚线)倾斜规定的角度θ,多个磨削磨具18c中的位于外周部6c1侧的上方的第1部分18c1的底部比位于中心部6c2侧的上方的第2部分18c2的底部稍高。
在该状态下,使磨削磨轮18绕主轴14e旋转,并使卡盘工作台6绕输出轴8旋转。例如,将主轴14e的转速设为3000rpm,将输出轴8的转速设为300rpm。
接着,使脉冲电动机12e进行动作,使磨削磨轮18和卡盘工作台6沿着与输出轴8平行的方向相对移动,以便使磨削磨轮18和卡盘工作台6相互接近。
例如,将磨削单元14以1.0μm/秒沿Z轴方向向下方磨削进给。由此,对背面11b侧进行磨削(倾斜磨削步骤S30)。图3的(B)是倾斜磨削步骤S30中的磨削磨轮18等的局部剖视侧视图。
当磨削磨具18c与背面11b侧接触时,背面11b侧被磨削而去除。在本实施方式中,不对与外周剩余区域17b对应的背面11b侧的外周部11b1进行磨削,而对在被加工物11的厚度方向上与器件区域17a对应的背面11b侧的中央部11b2进行磨削。
图4的(A)是磨削时的磨削磨轮18等的局部剖视侧视图。中央部11b2被实施了磨削而成为圆形的被磨削部11c2。该被磨削部11c2的周围成为未实施磨削的环状加强部11c1。
通过被磨削部11c2和以围绕被磨削部11c2的方式配置的环状加强部11c1,在背面11b侧的中央部形成圆盘状的凹部11c。图4的(B)是图4的(A)的被磨削部11c2与环状加强部11c1的边界附近的局部放大图。
在倾斜磨削步骤S30中,使主轴14e相对于输出轴8倾斜规定的角度θ。因此,在磨削磨具18c的外周侧面从环状加强部11c1的上表面(即背面11b的外周部11b1)的内周缘离开的状态下进行磨削。即,在磨削时,在磨削磨具18c的外周侧面与环状加强部11c1的上表面的内周缘之间形成有间隙23。
例如,在环状加强部11c1的内周侧面的深度为600μm的情况下,若θ=1.9度,则从环状加强部11c1的上表面的内周缘至磨削磨具18c的外周侧面的距离为20μm。因此,在磨削磨具18c的外周侧面处的磨粒的突出量为10μm的情况下,磨削磨具18c的磨粒不与环状加强部11c1的上表面的内周缘接触。
在本实施方式的倾斜磨削步骤S30中,由于这样形成有间隙23,因此能够消除因磨削磨具18c的外周侧面与环状加强部11c1的上表面的内周缘接触而产生的环状加强部11c1的背面11b侧的缺损。因此,能够降低在环状加强部11c1的背面11b侧产生的缺损的量。
在倾斜磨削步骤S30之后,在停止了磨削单元14的磨削进给的状态下使驱动机构进行动作,使公螺钉14d向另一方旋转。由此,使主轴14e的倾斜向与在倾斜磨削步骤S30中倾斜的方向相反的方向逐渐变化。
在本实施方式中,按照取消在倾斜磨削步骤S30中形成的规定的角度θ的方式调整主轴14e的倾斜,使主轴14e与输出轴8平行。但是,在该倾斜变化中,也继续进行背面11b侧的磨削(倾斜变化及磨削步骤S40)。
图5是被磨削部11c2与环状加强部11c1的边界附近的局部放大图,是示出倾斜变化及磨削步骤S40的图。另外,在图5中,用双点划线表示倾斜磨削步骤S30中的磨削磨具18c,用实线表示在倾斜变化及磨削步骤S40中消除了倾斜的状态的磨削磨具18c。
在倾斜变化及磨削步骤S40中,使主轴14e与输出轴8平行,从而与仅通过倾斜磨削步骤S30完成磨削的情况相比,能够使被磨削部11c2变得平坦。
另外,在倾斜变化及磨削步骤S40中,由于主轴14e的倾斜变化的动作,在环状加强部11c1的内周侧面的底部与被磨削部11c2的边界附近形成环状的曲面11d。
另外,在本实施方式的倾斜变化及磨削步骤S40中,不将磨削单元14向下方磨削进给,但也可以与倾斜磨削步骤S30同样地一边以1.0μm/秒进行磨削进给一边使主轴14e与输出轴8平行。
然后,在倾斜变化及磨削步骤S40之后,在使主轴14e与输出轴8平行的状态下,进一步磨削被磨削部11c2(通常磨削步骤S50)。图6是示出通常磨削步骤S50的图。
在通常磨削步骤S50中,按照使磨削磨轮18和卡盘工作台6沿着与输出轴8平行的方向相互接近的方式使磨削磨轮18和卡盘工作台6相对地移动。例如,使磨削单元14以1.0μm/秒向下方磨削进给。
另外,在本实施方式的磨削方法中,通常磨削步骤S50不是必须的。即,也可以从正面保护步骤S10至倾斜变化及磨削步骤S40结束被加工物11的磨削。
接下来,对比较例进行说明。图8是示出比较例的磨削步骤的图。在比较例中,在正面保护步骤S10和保持步骤S20之后,在使主轴14e与输出轴8平行的状态下,使主轴14e和输出轴8旋转,进行磨削进给。
在该情况下,磨削磨具18c的外周侧面与环状加强部11c1的上表面的内周缘接触(参照在图8中用点划线的圆圈表示的区域25)。因此,与上述实施方式相比,环状加强部11c1的背面11b侧的缺损的量变多。
此外,上述实施方式的构造、方法等只要不脱离本发明的目的范围,则能够适当变更来实施。例如,本实施方式的磨削方法能够应用于粗磨削和精磨削中的任意磨削。
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