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KR102531221B1 - 연삭 장치 - Google Patents

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KR102531221B1
KR102531221B1 KR1020180096551A KR20180096551A KR102531221B1 KR 102531221 B1 KR102531221 B1 KR 102531221B1 KR 1020180096551 A KR1020180096551 A KR 1020180096551A KR 20180096551 A KR20180096551 A KR 20180096551A KR 102531221 B1 KR102531221 B1 KR 102531221B1
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KR
South Korea
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grinding
grinding wheel
light
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wheel
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겐지 다케노우치
다카유키 가와자와
Original Assignee
가부시기가이샤 디스코
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Abstract

(과제) 난삭재로 형성된 웨이퍼 등을 연삭하는 경우, 지석의 마모를 억제함과 함께 원활하게 연삭할 수 있도록 한다.
(해결 수단) 피가공물 (W) 을 유지하는 테이블 (30) 과, 스핀들 (70) 에 장착된 연삭 휠 (74) 을 포함하는 연삭 수단 (7) 을 포함하는 연삭 장치로서, 연삭 휠 (74) 은, 지립 (P1) 을 본드제 (B1) 로 결합한 지석 (74a) 을 갖고, 피가공물 (W) 을 연삭할 때에 적어도 지석 (74a) 에 연삭수를 공급하는 공급 수단 (8) 과. 테이블 (30) 에 인접하여 배치 형성되고, 테이블 (30) 로 유지된 피가공물 (W) 을 연삭하는 지석 (74a) 의 연삭면에 광을 조사하는 광 조사 수단 (9) 을 포함하고, 광 조사 수단 (9) 은, 광을 발광하는 발광부 (91) 와, 발광부 (91) 를 둘러싸서 광의 확산을 방지하는 확산 방지벽 (94) 을 갖는 연삭 장치 (1) 이다.

Description

연삭 장치{GRINDING APPARATUS}
본 발명은, 피가공물을 유지하는 유지 테이블과 유지 테이블로 유지된 피가공물을 연삭하는 연삭 휠을 가진 연삭 수단을 구비한 연삭 장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼 등의 판상의 피가공물은, 연삭 장치 (예를 들어, 특허문헌 1 참조) 에 의해 연삭되어 소정의 두께로 박화된 후, 절삭 장치 등에 의해 분할되어 개개의 디바이스 칩이 되고, 각종 전자 기기 등에 이용되고 있다.
일본 공개특허공보 2001-284303호
웨이퍼가 질화갈륨 (GaN), 실리콘카바이드 (SiC) 또는 갈륨비소 (GaAs) 등의 난삭재로 형성되어 있는 경우에는, 연삭 휠의 연삭 지석의 마모량이 격심하여 생산 비용이 늘어난다는 문제가 있다. 또, 금속으로 형성된 웨이퍼 또는 금속 전극이 부분적으로 웨이퍼의 피연삭면에 노출된 웨이퍼를 연삭하는 경우에는, 금속의 연성에 의해 연삭이 곤란해진다는 문제가 있다.
따라서, 난삭재로 형성된 웨이퍼 또는 금속을 함유하는 웨이퍼를 연삭하는 경우에 있어서는, 연삭 지석의 과도한 마모를 억제함과 함께 원활하게 연삭할 수 있도록 한다는 과제가 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 피가공물을 유지하는 유지 테이블과, 스핀들과 그 스핀들에 장착되어 그 유지 테이블로 유지된 피가공물을 연삭하는 연삭 휠을 포함하는 연삭 수단을 포함하는 연삭 장치로서, 그 연삭 휠은, 지립을 본드제로 결합한 연삭 지석을 갖고, 그 유지 테이블로 유지된 피가공물을 그 연삭 수단으로 연삭할 때에 적어도 그 연삭 지석에 연삭수를 공급하는 연삭수 공급 수단과, 그 유지 테이블에 인접하여 배치 형성되고, 그 유지 테이블로 유지된 피가공물을 연삭하는 그 연삭 지석의 연삭면에 광을 조사하는 광 조사 수단을 포함하고, 그 광 조사 수단은, 그 광을 발광하는 발광부와, 그 발광부를 둘러싸서 그 광의 확산을 방지하는 확산 방지벽을 갖는 연삭 장치이다.
상기 광 조사 수단은, 상기 연삭 휠의 회전 궤적 상에서 상기 연삭 지석의 연삭면에 대면하여 배치되고, 상기 확산 방지벽에는, 그 연삭 휠이 진입하는 입구부와 그 연삭 휠이 퇴출하는 출구부가 형성되어 있는 것으로 하면 바람직하다.
상기 연삭 지석은, 상기 지립과 광 촉매립을 상기 본드제로 결합하고 있고, 그 광 조사 수단은 그 광 촉매립을 여기시키는 그 광을 조사하는 것으로 하면 바람직하다.
상기 본드제는 비트리파이드 본드이면 바람직하다.
본 발명에 관련된 연삭 장치는, 연삭 휠은, 지립을 본드제로 결합한 연삭 지석을 갖고, 유지 테이블로 유지된 피가공물을 연삭 수단으로 연삭할 때에 적어도 연삭 지석에 연삭수를 공급하는 연삭수 공급 수단과, 유지 테이블에 인접하여 배치 형성되고, 유지 테이블로 유지된 피가공물을 연삭하는 연삭 지석의 연삭면에 광을 조사하는 광 조사 수단을 포함하고, 광 조사 수단은, 광을 발광하는 발광부와, 발광부를 둘러싸서 광의 확산을 방지하는 확산 방지벽을 갖기 때문에, 연삭 가공 중에 있어서, 발광부가 산출하는 광을 확산 방지벽에 의해 확산시키지 않아 연삭 지석의 연삭면에 대한 광의 조사 효율을 향상시키고, 피가공물에 절입하는 연삭 지석을 효율적으로 친수화하거나 함으로써 연삭수에 의한 냉각 효과를 향상시켜 연삭 지석의 마모를 억제함과 함께, 연삭 부스러기의 배출성을 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 연삭 지석의 친수화 등에 의해, 연삭 지석이 피가공물을 연삭하는 가공 영역에 효과적으로 연삭수가 공급되기 때문에, 가공열에 의한 가공 품질의 악화를 방지할 수 있고, 피가공물이 난삭재로 형성된 웨이퍼라도 원활하게 연삭하는 것이 가능해진다.
또, 연삭 지석을, 지립과 광 촉매립을 본드제로 결합하고, 광 조사 수단은 광 촉매립을 여기시키는 광을 조사하는 것으로 함으로써, 공급된 연삭수에 하이드록시 라디칼에 의한 산화력을 발현시킬 수 있다. 따라서, 예를 들어 피가공물이 난삭재로 형성된 웨이퍼라도, 생성시킨 하이드록시 라디칼의 강한 산화력에 의해 피가공물의 피연삭면을 산화시켜 취약화시키면서 연삭을 실시할 수 있어, 피가공물을 원활하게 연삭하는 것이 가능해진다. 동일하게 피가공물이 금속으로 형성된 웨이퍼 또는 금속 전극이 부분적으로 웨이퍼의 피연삭면에 노출된 웨이퍼라도, 하이드록시 라디칼의 강한 산화력에 의해 금속을 산화시켜 취약화시키면서 연삭을 실시할 수 있기 때문에, 피가공물을 원활하게 연삭하는 것이 가능해진다.
연삭 지석의 본드제를 비트리파이드 본드로 함으로써, 광의 조사에 의한 연삭 지석의 친수화 등을 보다 높일 수 있다.
도 1 은 연삭 장치의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 2 는 연삭 휠의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 3 은 연삭 지석의 일부를 확대한 정면도이다.
도 4 는 연삭 수단, 유지 테이블, 및 광 조사 수단의 위치 관계의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 5 는 유지 테이블에 유지된 피가공물을 연삭 지석으로 연삭하고 있는 상태를 나타내는 단면도 (端面圖) 이다.
도 6(A) 는 연삭 가공 중에 있어서의 연삭 휠의 회전 궤적과 연삭 지석에 의한 피가공물의 가공 영역과 광 조사 수단의 위치 관계를 상방에서 본 경우의 설명도이다. 도 6(B) 는 연삭면에 광이 조사된 직후의 연삭 지석이 피가공물에 절입되어 있는 상태를 측방에서 본 경우의 설명도이다.
도 7 은 연삭 가공 중에 발광부 상의 커버를 향하여 세정수를 공급하고 있는 상태를 부분적으로 나타내는 단면도이다.
도 1 에 나타내는 연삭 장치 (1) 는, 유지 테이블 (30) 상에 유지된 피가공물 (W) 을 연삭 휠 (74) 을 구비하는 연삭 수단 (7) 에 의해 연삭하는 장치이다. 연삭 장치 (1) 의 베이스 (10) 상의 전방측 (-Y 방향측) 은, 유지 테이블 (30) 에 대하여 피가공물 (W) 의 착탈이 실시되는 영역인 착탈 영역 (A) 이 되고 있으며, 베이스 (10) 상의 후방은, 연삭 수단 (7) 에 의해 피가공물 (W) 의 연삭이 실시되는 영역인 연삭 영역 (B) 이 되고 있다. 베이스 (10) 상의 전방측에는, 오퍼레이터가 연삭 장치 (1) 에 대하여 가공 조건 등을 입력하기 위한 입력 수단 (12) 이 배치 형성되어 있다.
유지 테이블 (30) 은, 예를 들어, 그 외형이 원 형상이고, 피가공물 (W) 을 흡착하는 흡착부 (300) 와, 흡착부 (300) 를 지지하는 프레임체 (301) 를 구비한다. 흡착부 (300) 는 도시되지 않은 흡인원에 연통되고, 흡착부 (300) 의 노출면인 유지면 (300a) 상에서 피가공물 (W) 을 흡인 유지한다. 유지 테이블 (30) 의 유지면 (300a) 은, 유지 테이블 (30) 의 회전 중심을 정점으로 하는 매우 완만한 경사를 구비하는 원뿔면으로 형성되어 있다. 유지 테이블 (30) 은, 커버 (31) 에 의해 주위로부터 둘러싸여져 있고, Z 축 방향의 축심 둘레로 회전 가능함과 함께, 커버 (31) 및 커버 (31) 에 연결된 벨로우즈 커버 (31a) 의 하방에 배치 형성된 도시되지 않은 Y 축 방향 이송 수단에 의해, 착탈 영역 (A) 과 연삭 영역 (B) 사이를 Y 축 방향으로 왕복 이동 가능하게 되어 있다.
연삭 영역 (B) 에는, 칼럼 (11) 이 세워져 형성되어 있고, 칼럼 (11) 의 측면에는 연삭 수단 (7) 을 Z 축 방향으로 연삭 이송하는 연삭 이송 수단 (5) 이 배치 형성되어 있다. 연삭 이송 수단 (5) 은, Z 축 방향의 축심을 갖는 볼 나사 (50) 와, 볼 나사 (50) 와 평행하게 배치 형성된 1 쌍의 가이드 레일 (51) 과, 볼 나사 (50) 의 상단에 연결되고 볼 나사 (50) 를 회동시키는 모터 (52) 와, 내부의 너트가 볼 나사 (50) 에 나사 결합되고 측부가 가이드 레일에 슬라이딩 접촉하는 승강판 (53) 과, 승강판 (53) 에 연결되고 연삭 수단 (7) 을 유지하는 홀더 (54) 로 구성되며, 모터 (52) 가 볼 나사 (50) 를 회동시키면, 이것에 수반하여 승강판 (53) 이 가이드 레일 (51) 에 가이드되어 Z 축 방향으로 왕복 이동하고, 홀더 (54) 에 유지된 연삭 수단 (7) 이 Z 축 방향으로 연삭 이송된다.
연삭 수단 (7) 은, 축 방향이 Z 축 방향인 스핀들 (70) 과, 스핀들 (70) 을 회전 가능하게 지지하는 하우징 (71) 과, 스핀들 (70) 을 회전 구동시키는 모터 (72) 와, 스핀들 (70) 의 선단에 연결된 마운트 (73) 와, 마운트 (73) 의 하면에 착탈 가능하게 장착된 연삭 휠 (74) 을 구비한다.
도 2 에 나타내는 연삭 휠 (74) 은, 환상의 휠 기대 (74b) 와, 휠 기대 (74b) 의 바닥면 (자유 단부) 에 환상으로 배치 형성된 복수의 대략 직방체 형상의 연삭 지석 (74a) 으로 구성된다. 또, 휠 기대 (74b) 의 상면에는 나사공 (74c) 및 연삭수를 연삭 지석 (74a) 을 향하여 분사하는 분사구 (74d) 가 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서 연삭 지석 (74a) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 다이아몬드 지립 (P1) 과 산화티탄 (TiO2) 립 등의 광 촉매립 (P2) 을 혼재시키고, 유리질, 세라믹질의 본드제인 비트리파이드 본드 (B1) 로 결합한 것이다. 연삭 휠 (74) 은, 도 1 에 나타내는 나사 (73a) 를 마운트 (73) 에 형성된 구멍에 통과시켜 휠 기대 (74b) 의 나사공 (74c) 에 나사 결합시킴으로써, 마운트 (73) 의 하면에 장착된다.
연삭 지석 (74a) 의 형상은, 일체의 환상을 형성하고 있는 것이어도 되고, 또, 광 촉매립 (P2) 은, 산화주석립, 산화아연립, 또는 산화세륨립 등이어도 된다. 또한, 연삭 지석 (74a) 은, 광 촉매립 (P2) 을 함유하지 않는 것이어도 되고, 본드제로서 비트리파이드 본드 이외의 본드제를 사용한 것이어도 된다.
연삭 휠 (74) 의 제조 방법은, 예를 들어 이하와 같다. 먼저, 비트리파이드 본드 (B1) 에 대하여, 입경 ＃1000 의 다이아몬드 지립 (P1) 을 혼입하고, 추가로 광 촉매립 (P2) 을 혼입한 후 교반하여 혼재시킨다. 비트리파이드 본드 (B1) 로는, 예를 들어, 이산화규소 (SiO2) 를 주성분으로 하며, 융점을 제어하기 위해 미량의 첨가제를 첨가해도 된다. 이어서, 이 혼합물을 소정의 온도에서 가열하고, 추가로 프레스하여 대략 직방체상으로 성형한다. 그 후, 추가로 고온에서 수 시간 소결시킴으로써, 연삭 지석 (74a) 을 제조한다. 연삭 지석 (74a) 중의 광 촉매립 (P2) 의 함유량은 예를 들어 15 중량％ 이다. 그리고, 제조된 연삭 지석 (74a) 을 휠 기대 (74b) 의 바닥면에 환상으로 복수 배치 형성하고 고착시킴으로써, 연삭 휠 (74) 을 제조한다. 또한, 다이아몬드 지립 (P1) 의 입경은, 본 실시형태에 있어서의 예에 한정되는 것은 아니며, 광 촉매립 (P2) 의 종류 및 함유량 등에 따라 적절히 변경 가능하다.
도 1 에 나타내는 스핀들 (70) 의 내부에는, 연삭 지석 (74a) 에 대하여 연삭수를 공급하는 연삭수 공급 수단 (8) 에 연통되고 연삭수의 통로가 되는 유로 (70a) 가, 스핀들 (70) 의 축 방향 (Z 축 방향) 으로 관통하여 형성되어 있고, 유로 (70a) 를 통과한 연삭수는, 마운트 (73) 를 통과하여, 휠 기대 (74b) 에서 연삭 지석 (74a) 을 향하여 분출할 수 있도록 되어 있다.
연삭수 공급 수단 (8) 은, 물 (예를 들어, 순수) 을 저장한 연삭수원 (80) 과, 연삭수원 (80) 에 접속되고 유로 (70a) 에 연통되는 배관 (81) 과, 배관 (81) 상의 임의의 위치에 배치 형성되고 연삭수의 공급량을 조정하는 조정 밸브 (82) 를 구비하고, 적어도 연삭 지석 (74a) 에 대하여 연삭수를 공급한다.
연삭 장치 (1) 는, 도 1, 4 에 나타내는 바와 같이, 유지 테이블 (30) 에 인접하여 배치 형성되고, 유지 테이블 (30) 로 유지된 피가공물 (W) 을 연삭하는 연삭 지석 (74a) 의 연삭면 (하면) 에 광을 조사하는 광 조사 수단 (9) 을 구비하고 있다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 광 조사 수단 (9) 은, 예를 들어, 대략 원호상의 외형을 갖는 받침부 (90) 와, 받침부 (90) 의 상면에 복수 (도시된 예에 있어서는 4 개) 나열되도록 배치 형성된 발광부 (91) 와, 발광부 (91) 를 향하여 세정수 (예를 들어, 순수) 를 공급하는 세정수 공급부 (92) 와, 발광부 (91) 에 오염물이 부착되는 것을 방지하는 커버 (93) 와, 발광부 (91) 를 둘러싸서 광의 확산을 방지하는 확산 방지벽 (94) 을 구비하고 있다.
예를 들어 받침부 (90) 의 상면에 형성된 패임부에 매설되어 있는 발광부 (91) 는, LED 조명으로서 소정 파장의 광을 발광할 수 있고, 도시되지 않은 전원에 의해 온/오프를 전환시킬 수 있다. 또한, 본 실시형태와 같이 연삭 지석 (74a) 에 함유되는 광 촉매립 (P2) 이 산화티탄립인 경우에는, 발광부 (91) 가 산출하는 광 (자외광) 의 파장은, 예를 들어 201 ㎚ 이상 400 ㎚ 이하이면 바람직하고, 201 ㎚ 이상 365 ㎚ 이하이면 보다 바람직하다.
또한, 연삭 지석 (74a) 이 광 촉매립 (P2) 을 함유하지 않는 것인 경우에는, 발광부 (91) 는 2 파장의 광을 발광할 수 있는 2 파장 LED 나 저압 수은 램프이면 바람직하고, 80 ㎚ 이상 200 ㎚ 이하의 파장 (예를 들어, 파장 185 ㎚) 의 광과 240 ㎚ 이상 280 ㎚ 이하의 파장 (예를 들어, 파장 254 ㎚) 의 광을 발광할 수 있으면 보다 바람직하다. 물론, 연삭 지석 (74a) 이 광 촉매립 (P2) 을 함유하지 않는 것인 경우에 201 ㎚ 이상 365 ㎚ 이하의 광을 조사해도 된다.
판상의 커버 (93) 는, 예를 들어, 유리 등의 투명 부재로 구성되어 있고, 받침부 (90) 의 상면에 발광부 (91) 를 덮도록 고정되어 있다. 예를 들어, 받침부 (90) 는, 상하동 가능하게 되어 있어, 연삭 가공을 실시할 때에 커버 (93) 의 상면의 높이 위치를 연삭 지석 (74a) 의 연삭 이송 위치를 고려한 원하는 높이 위치로 설정할 수 있다.
세정수 공급부 (92) 는, 예를 들어, 물을 저장한 도시되지 않은 세정수원과, 세정수원에 연통되는 세정수 노즐 (920) 을 구비하고 있다. 세정수 노즐 (920) 은, 예를 들어, 받침부 (90) 의 측면에 받침부 (90) 를 따르도록 고정되어 있고, 세정수를 발광부 (91) 를 덮는 커버 (93) 를 향하여 분사하는 좁은 폭의 슬릿상의 분사구 (920a) 가 복수 길이 방향으로 정렬되어 형성되어 있다. 분사구 (920a) 는, 분사된 세정수를 커버 (93) 의 상면에서 정류화할 수 있도록 형상, 사이즈, 및 발광부 (91) 에 대한 각도 등이 설정되어 있다.
발광부 (91) 를 둘러싸는 확산 방지벽 (94) 은, 예를 들어, 외측판 (940) 및 내측판 (941) 을 구비하고 있고, 외측판 (940) 및 내측판 (941) 은, SUS 등의 금속판을 받침부 (90) 의 외형에 맞춰 구부려서 형성된 것이며, 받침부 (90) 의 측면에 각각 고정되어 있다. 외측판 (940) 및 내측판 (941) 에는 도시되지 않은 배수구가 형성되어 있고, 세정수 노즐 (920) 로부터 분사되어 커버 (93) 의 상면을 세정한 세정수는, 커버 (93) 의 상면으로부터 유하 (流下) 한 후에 이 배수구로부터 확산 방지벽 (94) 외부로 배출된다. 확산 방지벽 (94) 에는, 연삭 휠 (74) 이 진입하는 입구부 (94a) 와 연삭 휠 (74) 이 퇴출하는 출구부 (94b) 가 형성되어 있다. 입구부 (94a) 및 출구부 (94b) 는, 적어도 연삭 지석 (74a) 을 통과시킬 수 있을 정도의 크기로 형성되어 있다. 도 4 에 있어서는, 외측판 (940) 및 내측판 (941) 의 내측면은 매끄러운 곡면으로 되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 외측판 (940) 및 내측판 (941) 은 소정의 각도를 형성하며 절곡되어 형성되어 있고, 그 내측면이 다면체상으로 되어 있어도 된다.
이하에 도 1 에 나타내는 연삭 장치 (1) 를 사용하여 피가공물 (W) 을 연삭하는 경우의 연삭 장치 (1) 의 동작에 대해 설명한다.
도 1 에 나타내는 외형이 원형 판상인 피가공물 (W) 은, 예를 들어, 난삭재인 SiC 로 형성되는 반도체 웨이퍼이고, 도 1 에 있어서 하측을 향하고 있는 피가공물 (W) 의 표면 (Wa) 에는, 분할 예정 라인에 의해 구획된 격자상의 영역에 다수의 디바이스가 형성되어 있고, 표면 (Wa) 을 보호하는 보호 테이프 (T) 가 첩착되어 있다. 피가공물 (W) 의 이면 (Wb) 은 연삭 휠 (74) 로 연삭되는 피연삭면이 된다. 또한, 피가공물 (W) 의 형상 및 종류는 특별히 한정되는 것은 아니며, 연삭 휠 (74) 과의 관계로 적절히 변경 가능하고, GaAs 또는 GaN 등으로 형성되는 웨이퍼나, 금속으로 형성된 웨이퍼 또는 금속 전극이 부분적으로 웨이퍼의 이면에 노출된 웨이퍼도 포함된다.
먼저, 착탈 영역 (A) 내에 있어서, 피가공물 (W) 이, 이면 (Wb) 이 상측이 되도록 유지 테이블 (30) 의 유지면 (300a) 상에 재치 (載置) 된다. 그리고, 도시되지 않은 흡인원에 의해 생성되는 흡인력이 유지면 (300a) 에 전달됨으로써, 유지 테이블 (30) 이 유지면 (300a) 상에서 피가공물 (W) 을 흡인 유지한다. 피가공물 (W) 은, 완만한 원뿔면인 유지면 (300a) 을 따라 흡인 유지된 상태가 된다.
유지 테이블 (30) 이, 도시되지 않은 Y 축 방향 이송 수단에 의해 연삭 수단 (7) 의 아래까지 ＋Y 방향으로 이동하여, 연삭 휠 (74) 과 유지 테이블 (30) 에 유지된 피가공물 (W) 의 위치 맞춤이 이루어진다. 위치 맞춤은, 예를 들어, 연삭 휠 (74) 의 회전 중심이 피가공물 (W) 의 회전 중심에 대하여 소정의 거리만큼 ＋Y 방향으로 어긋나고, 연삭 지석 (74a) 의 회전 궤적이 피가공물 (W) 의 회전 중심을 통과하도록 실시된다. 또, 완만한 원뿔면인 유지면 (300a) 이, 연삭 지석 (74a) 의 하면인 연삭면에 대하여 평행해지도록 유지 테이블 (30) 의 기울기가 조정됨으로써, 피가공물 (W) 의 이면 (Wb) 이 연삭 지석 (74a) 의 연삭면에 대하여 평행해진다.
연삭 휠 (74) 과 피가공물 (W) 의 위치 맞춤이 실시된 후, 모터 (72) 에 의해 스핀들 (70) 이 회전 구동됨에 따라, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 연삭 휠 (74) 이 ＋Z 방향측에서 봤을 때에 반시계 방향으로 회전한다. 또, 연삭 수단 (7) 이 연삭 이송 수단 (5) 에 의해 -Z 방향으로 이송되고, 연삭 휠 (74) 이 -Z 방향으로 강하해 가고, 연삭 지석 (74a) 이 피가공물 (W) 의 이면 (Wb) 에 맞닿음으로써 연삭 가공이 실시된다. 또한, 연삭 중에는, 유지 테이블 (30) 이 ＋Z 방향측에서 봤을 때에 반시계 방향으로 회전함에 따라 피가공물 (W) 도 회전하므로, 연삭 지석 (74a) 이 피가공물 (W) 의 이면 (Wb) 의 전체면의 연삭 가공을 실시한다.
연삭 가공 중에 있어서는, 연삭수 공급 수단 (8) 이 연삭수를 스핀들 (70) 중의 유로 (70a) 에 대하여 공급한다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 유로 (70a) 에 공급된 연삭수는, 마운트 (73) 의 내부에 마운트 (73) 의 둘레 방향으로 일정한 간격을 두고 형성된 유로 (73b) 를 통과하고, 또한 휠 기대 (74b) 의 분사구 (74d) 로부터 연삭 지석 (74a) 을 향하여 분사된다.
피가공물 (W) 은 유지 테이블 (30) 의 완만한 원뿔면인 유지면 (300a) 상에 유지면 (300a) 을 따라 흡인 유지되어 있기 때문에, 도 6(A) 에 이점쇄선으로 나타내는 연삭 휠 (74) 의 회전 궤적 중의 영역 (E) (이하, 가공 영역 (E) 으로 한다) 에 있어서, 연삭 지석 (74a) 은 피가공물 (W) 에 맞닿아 연삭을 실시한다.
유지 테이블 (30) 에 인접하여 배치 형성되는 광 조사 수단 (9) 은, 예를 들어, 연삭 휠 (74) 과 유지 테이블 (30) 의 위치 맞춤이 이루어진 상태에 있어서, 도 6(A) 에 나타내는 바와 같이 가공 영역 (E) 에 연삭 지석 (74a) 이 진입하기 직전에 배치되고, 또한 도 6(B) 에 나타내는 바와 같이, 광 조사 수단 (9) 은, 연삭 휠 (74) 의 회전 궤적 상에서 연삭 지석 (74a) 의 연삭면 (하면) 에 대면하여 배치된다. 연삭 가공의 개시에 수반하여, 발광부 (91) 가 온 상태가 되고, 발광부 (91) 가 예를 들어 파장 365 ㎚ 정도의 광 (자외광) 을 발광한다. 그리고, 회전하는 연삭 휠 (74) 의 연삭 지석 (74a) 이 입구부 (94a) 로부터 확산 방지벽 (94) 내에 진입하면, 발광부 (91) 가 산출하는 광이, 커버 (93) 를 투과하여 확산 방지벽 (94) 내에 있어서 연삭 지석 (74a) 의 연삭면에 조사된다. 확산 방지벽 (94) 이 발광부 (91) 가 산출하는 광이 확산되는 것을 방지하여, 확산 방지벽 (94) 내의 상방을 통과하는 연삭 지석 (74a) 의 연삭면에 광이 집광되기 때문에, 연삭 지석 (74a) 의 연삭면에 대한 광의 조사 효율이 종래보다 양호해진다.
광의 조사에 의해, 연삭 지석 (74a) 중에 혼재하는 광 촉매립 (P2) 이 여기되고, 즉, 광 촉매립 (P2) 의 가전자대의 전자가 여기되어, 전자 및 정공의 2 개의 캐리어가 발생한다. 연삭 지석 (74a) 에 혼재하는 광 촉매립 (P2) 에 생성된 정공은, 광 촉매립 (P2) 의 표면에 접촉한 연삭수를 산화시켜, 산화력이 높은 하이드록시 라디칼을 생성한다. 그 때문에, 출구부 (94b) 로부터 퇴출하는 연삭 지석 (74a) 의 연삭면과 접촉한 연삭수에는, 적어도 피가공물 (W) 의 이면 (Wb) 상에서 하이드록시 라디칼에 의한 산화력이 부여된다.
SiC 로 형성된 피가공물 (W) 이, 발생된 하이드록시 라디칼에 의해 산화되어 취약화되므로, 피가공물 (W) 을 연삭 휠 (74) 로 용이하게 연삭하는 것이 가능해진다. 또, 발생된 하이드록시 라디칼의 존재 시간은 매우 짧기 때문에, 연삭수에 의한 피가공물 (W) 의 이면 (Wb) 이외의 산화는 발생하지 않는다. 또, 분사된 연삭수는, 연삭 지석 (74a) 과 피가공물 (W) 의 이면 (Wb) 의 접촉 부위를 냉각시키고 또한 피가공물 (W) 의 이면 (Wb) 에 발생된 연삭 부스러기의 제거도 실시한다.
또한, 예를 들어, 피가공물 (W) 이 금속으로 형성된 웨이퍼 또는 금속 전극이 부분적으로 웨이퍼의 이면에 노출된 웨이퍼라도, 하이드록시 라디칼의 강한 산화력에 의해 금속을 산화시켜 취약화시키면서 연삭을 실시할 수 있기 때문에, 피가공물을 원활하게 연삭하는 것이 가능해진다.
또, 본드제로서 비트리파이드 본드 (B1) 가 사용되고 있는 연삭 지석 (74a) 의 연삭면은, 예를 들어, 광의 조사에 의해 극성이 큰 친수기가 형성됨으로써 친수성이 향상되고, 연삭 지석 (74a) 의 연삭면에 있어서 연삭수가 물방울이 되기 어려워져, 연삭 지석 (74a) 의 연삭면 전체에 연삭수가 수막상으로 퍼지기 쉬워진다. 그 때문에, 친수화된 연삭 지석 (74a) 은, 많은 연삭수를 수반하여 가공 영역 (E) 내로 진입하여 피가공물 (W) 의 이면 (Wb) 을 연삭한다. 연삭수가 피가공물 (W) 의 이면 (Wb) 과 연삭 지석 (74a) 의 연삭면의 접촉 부위에 보다 많이 들어감으로써, 접촉 부위에 발생하는 마찰열의 발생이 억제된다. 그 때문에, 연삭 지석 (74a) 의 과도한 마모가 억제됨과 함께, 연삭 부스러기의 배출성을 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 연삭 지석 (74a) 의 친수화에 의해, 연삭 지석 (74a) 이 피가공물 (W) 을 연삭하는 가공 영역 (E) 에 효과적으로 연삭수가 공급되기 때문에, 가공열에 의한 가공 품질의 악화를 방지할 수 있다.
또한, 연삭 지석 (74a) 이 광 촉매립 (P2) 을 함유하지 않는 것인 경우에 있어서는, 발광부 (91) 는, 예를 들어 파장 185 ㎚ 의 자외광과 파장 254 ㎚ 의 자외광을 연삭 지석 (74a) 을 향하여 조사해도 된다. 연삭 지석 (74a) 의 연삭면에 대하여 파장 185 ㎚ 의 자외광이 조사됨으로써, 연삭 지석 (74a) 의 하면과 발광부 (91) 사이에 존재하는 공기 중의 산소 분자가 자외광을 흡수하고, 기저 상태의 산소 원자를 생성한다. 생성된 산소 원자는 주위의 산소 분자와 결합하여 오존을 생성한다. 또한, 발생한 오존이 파장 254 ㎚ 의 자외광을 흡수함으로써, 여기 상태의 활성 산소가 생성된다. 활성 산소나 오존은 높은 산화력을 갖기 때문에, 연삭 지석 (74a) 의 연삭면에 생성된 탄소나 수소 등과 결합하여, 극성이 큰 친수기를 연삭 지석 (74a) 의 연삭면에 형성해 가고, 결과적으로 연삭 지석 (74a) 이 친수화된다.
또, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 연삭 가공 중에 있어서는, 세정수 공급부 (92) 가 세정수를 발광부 (91) 상의 커버 (93) 에 대하여 공급한다. 즉, 세정수 노즐 (920) 로부터 커버 (93) 상에 분사된 세정수가, 흐름이 적당히 정류화되면서 커버 (93) 상에 부착되어 있는 연삭 부스러기 등의 오염물을 제거해 감으로써, 연삭 중에 있어서 발광부 (91) 가 산출하는 광이 항상 연삭 지석 (74a) 의 가공면에 적절히 조사된다. 커버 (93) 상으로부터 유하한 세정수는, 도시되지 않은 배수구로부터 확산 방지벽 (94) 의 외부로 배출된다.
연삭 가공에 대해 얻어진 실험 결과의 일례로는, SiC 로 형성된 피가공물 (W) 을 50 ㎛ 연삭하는 데에, 종래의 연삭 장치에서는 110 초 걸렸지만, 본 발명에 관련된 연삭 장치 (1) 는 90 초로 끝나, 연삭 시간의 단축을 도모할 수 있었다. 또, 피가공물 (W) 의 Si 면의 연삭에 있어서, 연삭량을 100 으로 한 경우에 종래의 연삭 장치에서는 연삭 지석의 전체의 83 ％ 가 마모되었지만, 본 발명에 관련된 연삭 장치 (1) 에서는, 연삭량을 100 으로 한 경우에 연삭 지석 (74a) 의 마모는 전체의 57 ％ 로 끝났다. 또한, 피가공물 (W) 의 C 면의 연삭에 있어서, 연삭량을 100 으로 한 경우에 종래의 연삭 장치에서는 연삭 지석의 전체의 60 ％ 가 마모되었지만, 본 발명에 관련된 연삭 장치 (1) 에서는, 연삭량을 100 으로 한 경우에 연삭 지석 (74a) 의 마모는 전체의 39 ％ 로 끝났다.
1 : 연삭 장치
10 : 베이스
11 : 칼럼
12 : 입력 수단
30 : 유지 테이블
300 : 흡착부
300a : 유지면
301 : 프레임체
31 : 커버
31a : 벨로우즈 커버
5 : 연삭 이송 수단
50 : 볼 나사
51 : 가이드 레일
52 : 모터
53 : 승강판
54 : 홀더
7 : 연삭 수단
70 : 스핀들
70a : 유로
71 : 하우징
72 : 모터
73 : 마운트
73a : 나사
74 : 연삭 휠
74a : 연삭 지석
74b : 휠 기대
74c : 나사공
8 : 연삭수 공급 수단
80 : 연삭수원
81 : 배관
82 : 조정 밸브
9 : 광 조사 수단
90 : 받침부
91 : 발광부
92 : 세정수 공급부
93 : 커버
94 : 확산 방지벽
940 : 외측판
941 : 내측판
94a : 입구부
94b : 출구부
P1 : 다이아몬드 지립
P2 : 광 촉매립
B1 : 비트리파이드 본드
W : 피가공물
Wa : 피가공물의 표면
Wb : 피가공물의 이면
T : 보호 테이프
A : 착탈 영역
B : 연삭 영역

Claims (5)

  1. 피가공물을 유지하는 유지 테이블과, 스핀들과 그 스핀들에 장착되어 그 유지 테이블로 유지된 피가공물을 연삭하는 연삭 휠을 포함하는 연삭 수단을 포함하는 연삭 장치로서,
    그 연삭 휠은, 지립을 본드제로 결합한 연삭 지석을 갖고,
    그 연삭 휠은, 환상의 휠 기대와, 그 휠 기대의 바닥면에 환상으로 배치 형성된 복수의 직방체 형상의 그 연삭 지석을 포함하고,
    그 유지 테이블로 유지된 피가공물을 그 연삭 수단으로 연삭할 때에 적어도 그 연삭 지석에 연삭수를 공급하는 연삭수 공급 수단과,
    그 유지 테이블에 인접함과 함께 가공시의 그 연삭 휠의 축 방향 선단에 대향하도록 배치 형성되고, 그 유지 테이블로 유지된 피가공물을 연삭하는 그 연삭 지석의 연삭면에 광을 조사하는 광 조사 수단을 포함하고,
    그 광 조사 수단은, 그 광을 발광하는 발광부와, 그 발광부를 둘러싸서 그 광의 확산을 방지하는 확산 방지벽을 갖고,
    상기 광 조사 수단은, 상기 연삭 지석의 배치 형성한 환상과 교차되도록 상기 연삭 지석의 연삭면에 대면하여 배치되고,
    상기 확산 방지벽은, 곡면에 의해 구성된 내측면을 갖고, 그 연삭 휠이 진입하는 입구부와 그 연삭 휠이 퇴출하는 출구부가 형성되어 있는, 연삭 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 조사 수단은, 상기 발광부를 향하여 세정수를 공급하는 세정수 공급부를 추가로 갖고, 상기 연삭 휠의 회전 궤적 상에서 상기 연삭 지석의 연삭면에 대면하여 배치되어 있는, 연삭 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 본드제는 비트리파이드 본드인, 연삭 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
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