CN111152086A - 被加工物的加工方法和加工装置 - Google Patents

Abstract

提供被加工物的加工方法和加工装置，缩小进行切削和修整的装置的面积并且削减切削和修整所花费的成本。将磨削单元(3)所具有的磨削磨具(34)相对于被加工物(W)的背面(Wc)进行磨削进给，从而一边对被加工物(W)的背面(Wc)进行磨削，一边使外周缘去除单元(4)所具有的切削刀具(42)切入至被加工物(W)的外周剩余区域(Wb)，对被加工物(W)的外周剩余区域(Wb)进行修整，从而实现磨削和修整的并行实施。

Description

被加工物的加工方法和加工装置

技术领域

本发明涉及被加工物的加工方法和加工装置。

背景技术

在半导体器件的制造工序中，在被加工物的正面上形成格子状的分割预定线，在由该分割预定线划分的区域内形成IC、LSI等器件。并且，在对被加工物的背面进行磨削而薄化至规定的厚度之后，通过切削装置等沿着分割预定线进行分割，从而制造出各个半导体器件芯片。

在被加工物中，存在一种在外周形成有从正面至背面的倒角的被加工物。当将形成有倒角的被加工物薄化至一半的厚度以下时，在外周形成所谓的锐边，被加工物有可能发生破损。为了防止该情况，例如已知有专利文献1和2所记载的加工方法那样的方法：对被加工物的外周进行修整、去除倒角，然后通过被加工物的背面的磨削而进行薄化。

专利文献1：日本特开2000-173961号公报

专利文献2：日本特开2012-043825号公报

但是，为了进行如上述那样对被加工物进行修整之后进行薄化的以往的工序，作为与用于薄化的磨削装置不同的装置，需要另外准备修整用的切削装置。因此，存在装置整体的占有面积增大的问题和作为与磨削不同的工序而实施修整从而导致成本增大的问题。本发明所要解决的课题在于缩小进行被加工物的磨削和修整的装置面积以及削减磨削和修整所花费的成本。

发明内容

本发明提供被加工物的加工方法和加工装置。

本发明提供被加工物的加工方法，对被加工物的背面进行磨削，该被加工物在正面上具有由呈格子状形成的多条分割预定线划分而形成有器件的器件区域，并且具有围绕器件区域的外周剩余区域，其特征在于，该被加工物的加工方法具有如下的步骤：保持步骤，利用能够以铅垂方向的旋转轴为中心而进行旋转的保持工作台的保持面对该被加工物的正面上所粘贴的保护部件进行保持；以及磨削步骤，使该保持工作台旋转，并且一边利用以与该保持面垂直的旋转轴为中心而进行旋转的磨削磨具对该被加工物的背面进行磨削，一边使以与该保持面平行的旋转轴为中心而进行旋转的切削刀具切入至该被加工物的外周剩余区域，对该被加工物的外周缘进行切削，该被加工物的加工方法同时实施该被加工物的背面的磨削和该被加工物的外周缘的切削。

在上述被加工物的加工方法中，也可以是，该磨削步骤包含：粗磨削步骤，使用以与该保持面垂直的旋转轴为中心而进行旋转的粗磨削磨具对该被加工物的背面进行粗磨削，直至达到即将成为完工厚度前的厚度；以及精磨削步骤，在粗磨削步骤之后，使用以与该保持面垂直的旋转轴为中心而进行旋转的精磨削磨具进行精磨削，直至达到完工厚度，在该粗磨削步骤中的粗磨削时或者在该精磨削步骤中的精磨削时，对该被加工物的外周缘进行切削。

本发明提供被加工物的加工装置，其对被加工物的背面进行磨削，该被加工物在正面上具有由呈格子状形成的多条分割预定线划分而形成有器件的器件区域，并且具有围绕器件区域的外周剩余区域，其中，该被加工物的加工装置至少具有：保持单元，其利用以铅垂方向的旋转轴为中心而进行旋转的保持工作台的保持面对该被加工物的正面上所粘贴的保护部件进行保持；磨削单元，其具有磨削磨具，该磨削磨具以与该保持面垂直的旋转轴为中心而进行旋转，对该被加工物的背面进行磨削；以及外周缘去除单元，其使以与该保持面平行的旋转轴为中心而进行旋转的切削刀具切入至该被加工物的外周剩余区域，对该被加工物的外周缘进行切削，该被加工物的加工装置一边使用该磨削单元对被加工物的背面进行磨削，一边通过该外周缘去除单元对被加工物的外周缘进行切削。

在上述被加工物的加工装置中，该磨削单元包含：粗磨削单元，其具有粗磨削磨具，该粗磨削磨具以与该保持面垂直的旋转轴为中心而进行旋转，对该被加工物的背面进行粗磨削；以及精磨削单元，其具有精磨削磨具，该精磨削磨具以与该保持面垂直的旋转轴为中心而进行旋转，对该被加工物的背面进行精磨削，在该粗磨削时或在该精磨削时，通过该外周缘去除单元对被加工物的外周缘进行切削。

本发明的磨削装置通过在磨削装置中搭载修整机构，能够缩小装置面积。另外，在磨削装置内，能够并行地进行磨削和修整，大幅提高加工的速度，结果是具有能够抑制用于加工的成本的效果。

附图说明

图1是示出加工装置的剖视图。

图2是示出在加工装置中并行地进行被加工物的背面的磨削和外周剩余区域的切削去除的状态的立体图。

图3是示出加工装置的另一例的立体图。

图4是示出在加工装置的另一例中并行地进行被加工物的背面的磨削和外周剩余区域的切削去除的状态的立体图。

标号说明

1：加工装置；10：双轴机；100：基座；101A：第1柱；101B：第2柱；2：保持单元；20：保持工作台；200：吸附部；210：框体；200a：保持面；210a：框体上表面；22：吸引单元；23：旋转单元；24：旋转轴；3：磨削单元；30：电动机；31：主轴；32：安装座；33：磨削磨轮；34：磨削磨具；3A：粗磨削单元；34A：粗磨削磨具；3B：精磨削单元；34B：精磨削磨具；35：旋转轴；4：外周缘去除单元；40：电动机；41：主轴；42：切削刀具；43：壳体；44：刀具罩；5：转台；W：被加工物；Wa：正面；Wb：外周剩余区域；Wc：背面；Wd：器件区域；T：保护部件。

具体实施方式

1第1实施方式

1-1加工装置的结构

被加工物W例如如图1所示那样是进行了倒角加工的晶片等，在正面Wa上具有器件区域Wd，背面Wc的外周缘为外周剩余区域Wb。在被加工物W的正面上粘贴有保护部件T。图1、图2所示的加工装置1是具有保持单元2、磨削单元3以及外周缘去除单元4的装置，该加工装置1一边通过磨削单元3对保持单元2所保持的被加工物W的背面Wc进行磨削，一边通过外周缘去除单元4对被加工物W的外周剩余区域Wb进行切削。

保持单元2具有保持工作台20，在保持工作台20的下方配设有吸引单元22和旋转单元23。保持工作台20具有：吸引部200，其由多孔部件构成；以及框体210，其围绕吸引部200并从下方进行支承。吸引部200的上表面作为从下方对粘贴于被加工物W的正面Wa的保护部件T进行保持的保持面200a，框体210的上表面作为高度与保持面200a相同的基准面210a。保持工作台20通过吸引单元22所发挥的吸引力而将被加工物W吸引保持在保持面200a上。另外，保持工作台20能够通过保持工作台20的下方的旋转单元23而以与保持面200a垂直的方向(Z轴方向)的旋转轴24为中心进行旋转。

磨削单元3具有电动机30以及通过电动机30进行驱动而旋转的主轴31，在主轴31的下方配设有安装座32，在安装座32的下方连结有磨削磨轮33。在磨削磨轮33的下表面上粘固有呈大致长方体状的多个磨削磨具34。构成为通过电动机30使主轴31以铅垂方向(Z轴方向)的旋转轴35为中心而进行旋转，与此相伴粘固于磨削磨轮33的磨削磨具34进行旋转，从而对被加工物W进行磨削。

如图2所示，外周缘去除单元4具有：主轴41，其通过电动机40进行驱动而旋转；以及切削刀具42，其伴随主轴41的旋转而旋转。切削刀具42例如收纳在刀具罩44中。在对被加工物W的外周剩余区域Wb进行切削时，主轴41通过电动机40的驱动而以与保持面200a平行的旋转轴为中心进行旋转，与此相伴切削刀具42同样绕与保持面200a平行的旋转轴进行旋转。并且，当通过未图示的升降单元使外周去除单元4下降时，切削刀具42接近被加工物W的外周剩余区域Wb，切削刀具42切入至被加工物W的外周剩余区域Wb。

作为具有上述特征的加工装置1，例如可以举出所谓的单轴机的装置和被称为双轴机的装置等，该单轴机能够利用一个磨削单元的一次磨削而进行磨削直至达到完工的厚度为止，该双轴机进行如下的两个磨削的步骤：通过具有粒径比较大的磨粒的磨具进行粗磨削直至即将达到完工的厚度之前为止，然后通过具有粒径比粗磨削时所用的磨具小的磨粒的磨具进行精磨削。

1-2加工方法

(保持步骤)

对于使用了加工装置1的加工方法，分成保持步骤和磨削步骤来进行说明。首先，在保持步骤中，如图1所示，在按照被加工物W的中心与保持工作台20的中心一致的方式通过未图示的对位单元对在正面Wa上粘贴有保护部件T的被加工物W进行对位之后，使被加工物W的背面Wc向上而载置于保持工作台20上。然后，通过配设在保持工作台20的下方的吸引单元22的吸引力而从下方对粘贴于被加工物W的保护部件T进行吸引而保持在保持工作台20的保持面200a上。由此，在保持工作台20上对被加工物W进行保持。

(磨削步骤)

接着，进行保持工作台20上所保持的被加工物W和磨削单元3的对位。如图1所示，被加工物W和磨削单元3成为旋转的磨削磨具34通过保持工作台20的中心的位置关系。因此，在被加工物W的背面Wc上的磨削磨具34的旋转轨迹的外侧，残留有使外周缘去除单元4对被加工物W的外周剩余区域Wb上进行作用的区域。

另外，将外周缘去除单元4的切削刀具42定位于被加工物W的背面Wc上的外周剩余区域Wb。

在进行了对位之后，一边通过磨削单元3对被加工物W的背面Wc进行磨削，一边利用外周缘去除单元4切入至外周剩余区域Wb，将外周剩余区域Wb切削去除。具体而言，磨削单元3所具有的电动机30使主轴31旋转，从而伴随主轴31的旋转，配设在主轴31的下方的安装座32进行旋转，与安装座32连接的磨削磨轮33进行旋转。并且，通过磨削磨轮33的旋转，粘固在磨削磨轮33的下表面的磨削磨具34进行旋转。另一方面，通过保持单元2所具有的旋转单元23使保持工作台20旋转。并且，通过未图示的升降单元使旋转的磨削磨具34下降，使磨削磨具34与被加工物W的背面Wc接触，从而对被加工物W的背面Wc进行磨削。

一边使用上述的磨削方法进行磨削，一边使用切削刀具42进行被加工物W的外周剩余区域Wb的切削去除。通过电动机40进行驱动而使主轴41旋转，通过主轴41的旋转，切削刀具42进行旋转。通过未图示的升降单元使旋转的切削刀具42下降从而切入至被加工物W的外周剩余区域Wb。此时，例如外周剩余区域Wb的切削可以在卡盘工作台的一次旋转的期间完成，也可以在卡盘工作台的数次旋转的期间呈螺旋阶梯状切入而一点点地去除外周剩余区域Wb。

此时，保持工作台20按照例如300rpm的旋转速度进行旋转。磨削磨轮33一边按照例如6000rpm的旋转速度进行旋转，一边朝向下方按照例如1μm/秒的速度进行磨削进给。此时，切削刀具42按照例如30000rpm左右进行旋转。

这里，当通过保持工作台20的旋转而使被加工物W旋转时，对切削刀具42施加较大的负荷，容易使被加工物W的品质降低。特别是，当使保持工作台20的旋转速度成为适合被加工物W的背面Wc的磨削的旋转速度时，切削刀具42也有可能发生破损。因此，期望在使保持工作台20的旋转速度成为适合被加工物W的背面Wc的磨削的旋转速度的情况下，使切削刀具42的下降速度与不进行背面磨削而仅进行外周剩余区域Wb的去除的情况相比成为低速。

当通过背面Wc的磨削而使被加工物W形成为完工厚度时，使磨削磨轮33上升，从而结束磨削。另一方面，对于外周剩余区域Wb，需要使切削刀具42切入至正面Wa而将其完全去除。因此，期望在背面Wc的磨削结束的阶段，外周剩余区域Wb的去除也结束。

由此，能够并行地进行被加工物W的背面Wc的磨削和外周剩余区域Wb的切削去除，能够削减加工所花费的成本。

2第2实施方式

2-1双轴机的结构

在图3中记载了双轴机10的结构，该双轴机10具有两种磨削单元，使用这些单元分成粗磨削和精磨削这两个工序而对被加工物W进行磨削直至达到完工的厚度为止。另外，在双轴机10进行加工时，也与使用上述加工装置1的被加工物W的加工时同样地，在被加工物W的正面Wa上粘贴有保护部件T。

图3所示的双轴机10具有：基座100；竖立设置在基座100上的第1柱101A；以及同样地竖立设置在基座100上的第2柱101B。在两个柱101A和101B上分别配设有磨削进给单元6，并且在各个磨削进给单元6中配设有粗磨削单元3A和精磨削单元3B。

在进行磨削加工时，被加工物W载置于以能够旋转的方式支承于转台5的保持工作台20上。如图3所示，转台5例如对三个保持工作台20进行支承，转台5进行旋转，从而三个保持工作台20分别进行公转。

各个保持工作台20与上述加工装置1的保持工作台20同样地具有吸引部200和框体210。载置于吸引部200的保持面200a的被加工物W通过配设在保持工作台20的下方的吸引单元22从下方进行吸引保持。另外，保持工作台20通过同样地配设在保持工作台20的下方的旋转单元23而以铅垂方向的旋转轴24为中心进行自转。

两个磨削进给单元6分别通过第1柱101A和第2柱101B进行支承。磨削进给单元6具有：滚珠丝杠60，其具有Z轴方向的轴；一对导轨61，它们与滚珠丝杠60平行地配设；电动机62，其与滚珠丝杠60的上端连结；升降板63，其与导轨61滑动连接，并且升降板63的内部的螺母构造与滚珠丝杠60螺合；以及支托64，其与升降板63连结。

例如在图3的左侧所示的将粗磨削单元3A进行磨削进给的磨削进给单元6中，构成为电动机62使滚珠丝杠60旋转，从而升降板63和支托64被导轨61引导而进行升降，并且升降板63和支托64进行升降，从而支托64所支承的粗磨削单元3A也进行升降，粗磨削单元3A相对于保持工作台20接近和远离。另外，关于将配设在粗磨削单元3A的右侧的精磨削单元3B进行磨削进给的磨削进给单元6也是同样的，并标记相同的标号。

粗磨削单元3A通过上述磨削进给单元6所具有的支托64进行支承。粗磨削单元3A与上述加工装置1同样地具有电动机30和被电动机30驱动的主轴31，在主轴31的下方配设有安装座32。在安装座32的下方连结有磨削磨轮33。

在双轴机10所具有的粗磨削单元3A的磨削磨轮33的下表面上粘固有粗磨削磨具34A。粗磨削磨具34A是具有粒径比较大的磨粒的大致长方体状的磨具。构成为通过电动机30进行驱动而使主轴31以铅垂方向的旋转轴35为中心进行旋转，与此相伴粘固在磨削磨轮33的粗磨削磨具34A进行旋转。

在双轴机10中，例如在粗磨削单元3A的附近配设有精磨削单元3B。在双轴机10所具有的精磨削单元3B的磨削磨轮33的下表面上同样地粘固有精磨削磨具34B。精磨削磨具34B具有粒径比粗磨削磨具34A小的磨粒。

通过转台5进行旋转，保持工作台20移动至粗磨削单元3A的下方，对保持工作台20上所保持的被加工物W的背面Wc进行粗磨削之后，接着使转台5进一步旋转，从而保持有被加工物W的保持工作台20移动至精磨削单元3B的下方，对被加工物W的背面Wc进行精磨削。

在双轴机10的基座100上具有外周缘去除单元4。外周缘去除单元4具有：电动机40；被电动机40驱动的主轴41；以及伴随主轴41的旋转而进行旋转的切削刀具42。切削刀具42例如收纳在刀具罩44中。例如在精磨削时，使外周缘去除单元4的切削刀具42切入至旋转的被加工物W的外周缘Wb而进行外周缘的去除。

通过使用上述双轴机10，无需与磨削装置分体地准备切削装置，因此能够缩小装置整体的面积。

2-2基于双轴机的加工方法

记载基于图3所示的具有粗磨削单元3A和精磨削单元3B的双轴机10的加工方法。

(保持步骤)

与上述第1实施方式中的保持步骤相同。

(粗磨削步骤)

首先，通过使转台5旋转，从而按照粗磨削单元3A与被加工物W的位置关系成为与上述第1实施方式相同的位置关系的方式进行对位。在进行了对位之后，通过粗磨削单元3A对被加工物W的背面Wc进行粗磨削。具体而言，通过电动机30使主轴31旋转，通过主轴31的旋转而使粗磨削磨具34A旋转。另一方面，通过保持单元2所具有的旋转单元23使保持工作台20旋转。并且，通过磨削进给单元6所具有的电动机62使滚珠丝杠60旋转，从而使升降板63下降。通过使升降板63下降，旋转的粗磨削磨具34A下降，粗磨削磨具34A与被加工物W的背面Wc接触，从而对被加工物W的背面Wc进行粗磨削。

(精磨削步骤)

在粗磨削之后，通过转台5的旋转而使保持工作台20移动，将保持工作台20上所保持的被加工物W定位于精磨削单元3B的下方。另外，外周缘去除单元4与被加工物W的对位也与第1实施方式同样地进行。与粗磨削时同样地使用磨削进给单元6而使精磨削单元3B所具有的精磨削磨具34B下降，对被加工物W的背面Wc进行磨削。进行磨削直至达到完工的厚度为止，若达到了完工的厚度，则结束磨削。

例如一边进行精磨削一边使用切削刀具42进行被加工物W的外周剩余区域Wb的切削去除。切削去除的方法与在上述第1实施方式中所用的方法相同。

第2实施方式中的使用双轴机10的加工方法的特征在于，一边利用粗磨削步骤和精磨削步骤中的任意步骤进行磨削，一边进行外周缘的去除。因此，不仅能够如上所述在精磨削步骤中进行外周缘的去除，而且也能够在粗磨削步骤中一边进行粗磨削一边进行外周缘的去除。

通过一边利用粗磨削步骤或精磨削步骤中的任意步骤进行磨削，一边进行外周剩余区域Wb的切削，从而无需利用分开的工序进行磨削加工和外周缘去除加工，能够削减时间成本。

Claims (4)

1.一种被加工物的加工方法，对被加工物的背面进行磨削，该被加工物在正面上具有由呈格子状形成的多条分割预定线划分而形成有器件的器件区域，并且具有围绕器件区域的外周剩余区域，其特征在于，

该被加工物的加工方法具有如下的步骤：

保持步骤，利用能够以铅垂方向的旋转轴为中心而进行旋转的保持工作台的保持面对该被加工物的正面上所粘贴的保护部件进行保持；以及

磨削步骤，使该保持工作台旋转，并且一边利用以与该保持面垂直的旋转轴为中心而进行旋转的磨削磨具对该被加工物的背面进行磨削，一边使以与该保持面平行的旋转轴为中心而进行旋转的切削刀具切入至该被加工物的外周剩余区域，对该被加工物的外周缘进行切削，

该被加工物的加工方法同时实施该被加工物的背面的磨削和该被加工物的外周缘的切削。

2.根据权利要求1所述的被加工物的加工方法，其特征在于，

该磨削步骤包含：

粗磨削步骤，使用以与该保持面垂直的旋转轴为中心而进行旋转的粗磨削磨具对该被加工物的背面进行粗磨削，直至达到即将成为完工厚度前的厚度；以及

精磨削步骤，在粗磨削步骤之后，使用以与该保持面垂直的旋转轴为中心而进行旋转的精磨削磨具进行精磨削，直至达到完工厚度，

在该粗磨削步骤中的粗磨削时或者在该精磨削步骤中的精磨削时，对该被加工物的外周缘进行切削。

3.一种被加工物的加工装置，其对被加工物的背面进行磨削，该被加工物在正面上具有由呈格子状形成的多条分割预定线划分而形成有器件的器件区域，并且具有围绕器件区域的外周剩余区域，其中，

该被加工物的加工装置至少具有：

保持单元，其利用以铅垂方向的旋转轴为中心而进行旋转的保持工作台的保持面对该被加工物的正面上所粘贴的保护部件进行保持；

磨削单元，其具有磨削磨具，该磨削磨具以与该保持面垂直的旋转轴为中心而进行旋转，对该被加工物的背面进行磨削；以及

外周缘去除单元，其使以与该保持面平行的旋转轴为中心而进行旋转的切削刀具切入至该被加工物的外周剩余区域，对该被加工物的外周缘进行切削，

该被加工物的加工装置一边使用该磨削单元对被加工物的背面进行磨削，一边通过该外周缘去除单元对被加工物的外周缘进行切削。

4.根据权利要求3所述的被加工物的加工装置，其中，

该磨削单元包含：

粗磨削单元，其具有粗磨削磨具，该粗磨削磨具以与该保持面垂直的旋转轴为中心而进行旋转，对该被加工物的背面进行粗磨削；以及

精磨削单元，其具有精磨削磨具，该精磨削磨具以与该保持面垂直的旋转轴为中心而进行旋转，对该被加工物的背面进行精磨削，

在该粗磨削时或在该精磨削时，通过该外周缘去除单元对被加工物的外周缘进行切削。

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