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JP2016020017A - Grinding unit and grinding processing equipment - Google Patents

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JP2016020017A
JP2016020017A JP2014144761A JP2014144761A JP2016020017A JP 2016020017 A JP2016020017 A JP 2016020017A JP 2014144761 A JP2014144761 A JP 2014144761A JP 2014144761 A JP2014144761 A JP 2014144761A JP 2016020017 A JP2016020017 A JP 2016020017A
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JP
Japan
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grinding
ground
substrate
adjusting means
adjustment
Prior art date
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Pending
Application number
JP2014144761A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
小村 明夫
Akio Komura
明夫 小村
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Micro Engineering Inc
Original Assignee
Micro Engineering Inc
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Publication date
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  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide grinding processing equipment and component devices thereof which can more simply and highly accurately adjust an angle of a rotary shaft of a grinding surface in relation to a ground surface of a substrate.SOLUTION: A grinding head section includes a grinding stone 20 and an inclination adjustment mechanism for inclining a rotary shaft of the grinding stone 20 so as to change a relative angle of a grinding stone grinding surface in relation to a ground surface of a substrate W. The inclination adjustment mechanism includes: an adjuster 24 arranged at one intersection point position of two intersection points in which a horizontal line passing a center of the grinding stone grinding surface and a grinding stone grinding surface peripheral edge intersect each other; and adjusters 22 and 23 which are arranged at the grinding stone grinding surface peripheral edge and are arranged at positions forming each equal spaced angle with the center of the grinding stone grinding surface by using the arrangement position of the adjuster 24 as a reference. The inclination adjustment mechanism determines change amount for changing the relative angle of the grinding stone grinding surface in relation to the ground surface on the basis of the shape of the ground surface processed most recently, and operates only the adjuster 24 of the adjusters 22, 23 and 24 according to the change amount.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、半導体ウェーハ又はガラス基板などの基板を研削して平坦化するための研削ユニット及び研削処理装置に関する。   The present invention relates to a grinding unit and a grinding processing apparatus for grinding and flattening a substrate such as a semiconductor wafer or a glass substrate.

近年、半導体デバイスの製造工程においては、基板の高集積化に伴い、基板表面の平坦化技術がますます重要になっている。この平坦化技術のうち、最も重要な技術は、化学的機械的研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)である。この化学的機械的研磨は、研磨処理装置(ポリッシング装置とも呼ばれる)を用いて、シリカ(SiO)等の砥粒を含んだ研磨液を研削パッド上に供給しつつ、基板を研磨パッドに摺接させて研磨処理を行うものである。同様に、CMP加工の前加工である研削基板でも高精度化が求められている。 2. Description of the Related Art In recent years, in the semiconductor device manufacturing process, with the high integration of a substrate, a technology for planarizing the surface of the substrate has become increasingly important. Among the planarization techniques, the most important technique is chemical mechanical polishing (CMP). In this chemical mechanical polishing, a substrate is slid onto the polishing pad while supplying a polishing liquid containing abrasive grains such as silica (SiO 2 ) onto the grinding pad using a polishing processing apparatus (also called a polishing apparatus). Polishing treatment is performed in contact. Similarly, high precision is also required for a grinding substrate which is a pre-processing of CMP processing.

基板の研削処理の対象となる面(以下、「被研削面」という)の平坦度合の評価指標(フラットネス評価指標)として、GBIR(Global Backsurface-referenced Ideal plane/Range)、SFQR(Site Frontsurface referenced least sQuares/Range)などがある。GBIRは、裏面基準のグローバルフラットネス指標であり、周縁部を除いて画定される全ウェーハ表面に関する平坦性の評価に使用される。GBIRは、半導体ウェーハの裏面を基準面とした場合、この基準面に対する半導体ウェーハの表面の最大、最小の厚さ偏差の幅と定義される。   GBIR (Global Backsurface-referenced Ideal plane / Range), SFQR (Site Frontsurface referenced) are used as evaluation indices (flatness evaluation indices) of the flatness of the surface to be ground (hereinafter referred to as “surface to be ground”). least sQuares / Range). GBIR is a back-referenced global flatness index and is used to evaluate the flatness of the entire wafer surface defined excluding the peripheral edge. GBIR is defined as the width of the maximum and minimum thickness deviation of the surface of the semiconductor wafer with respect to the reference surface when the back surface of the semiconductor wafer is the reference surface.

基板の品質向上を図るという観点からは、特許文献1に開示されたウェーハの研削加工装置がある。この研削加工装置では、研削砥石を搭載した研削ユニット、この研削ユニットをウェーハの被研削面に対して相対的に傾斜させるための傾斜調整機構、研削条件記憶手段を有し、予めウェーハの各研削条件と、各研削条件に対応する研削手段の傾き角度とを研削条件記憶手段に記憶させておき、ウェーハを研削するときに研削条件を選択することによって、その研削条件に対応した傾き角度が選択される、というものである。   From the viewpoint of improving the quality of the substrate, there is a wafer grinding apparatus disclosed in Patent Document 1. This grinding apparatus has a grinding unit equipped with a grinding wheel, an inclination adjusting mechanism for inclining the grinding unit relative to the surface to be ground of the wafer, and grinding condition storage means. Conditions and the inclination angle of the grinding means corresponding to each grinding condition are stored in the grinding condition storage means, and the inclination angle corresponding to the grinding condition is selected by selecting the grinding condition when grinding the wafer. It is to be done.

この研削加工装置によれば、熟練を要することなく、経験の浅い作業者であっても研削条件記憶手段により選択された傾き角度に沿って研削手段を傾かせれば、ウェーハの厚さを均一に仕上げることができる、としている。   According to this grinding apparatus, even if an inexperienced worker does not require skill, if the grinding means is tilted along the inclination angle selected by the grinding condition storage means, the wafer thickness is made uniform. It can be finished.

また、ウェーハを保持する保持手段(例えば、チャックテーブル)側の回転軸の角度を傾斜させるという観点からは、特許文献2に開示されたウェーハの研削加工装置がある。   Further, there is a wafer grinding apparatus disclosed in Patent Document 2 from the viewpoint of inclining the angle of the rotating shaft on the holding means (for example, chuck table) side that holds the wafer.

特開2009−90389号公報JP 2009-90389 A 特開2008−258554号公報JP 2008-258554 A

しかしながら、特許文献1に開示された研削加工装置では、傾斜調整機構は研削ユニットを前後・左右それぞれに傾かせて所望の傾斜となるように制御するため、制御処理が複雑になるとともに、サブミクロンオーダの微小な傾き制御が困難になる。その結果、被研削面での特定部分におけるGBIR等の向上が図れない、という課題が残る。
また、特許文献2に開示された研削加工装置では、ウェーハを保持するチャックテーブル毎に傾斜調整手段を配備することが必要になるため、装置の煩雑化及び製造コストが増加するとともに、チャックテーブル毎に調整を行うため枚葉対応型での生産性の向上が図れない、という問題がある。
さらに、この研削装置では、120°間隔に配置された3点のアジャスタで砥石回転軸の角度を調整するが、3点間の幾何学的な関係は複雑であり、高度な制御技術が必要であり、本方式ではサブミクロンの制御は困難である、という課題が残る。
However, in the grinding apparatus disclosed in Patent Document 1, the tilt adjustment mechanism controls the grinding unit to tilt in the front and rear and left and right directions so that a desired tilt is obtained. It becomes difficult to control the fine tilt of the order. As a result, there remains a problem that GBIR or the like cannot be improved in a specific portion on the surface to be ground.
Moreover, in the grinding apparatus disclosed in Patent Document 2, it is necessary to provide an inclination adjusting means for each chuck table that holds a wafer. This increases the complexity of the apparatus and the manufacturing cost, and increases the cost for each chuck table. Therefore, there is a problem that productivity cannot be improved in the single-wafer compatible type.
Furthermore, in this grinding machine, the angle of the grindstone rotating shaft is adjusted by three adjusters arranged at 120 ° intervals. However, the geometric relationship between the three points is complicated, and advanced control technology is required. Yes, there remains a problem that sub-micron control is difficult with this method.

本発明は、基板の被研削面に対する砥石研削面(以下「研削面」という)の回転軸の角度をより簡便で且つ高精度に調整することができる研削処理装置及びその構成装置を提供することを、主たる課題とする。また、基板表面のGBIR等の向上を図ることができる研削処理装置及びその構成装置を提供する。   The present invention provides a grinding apparatus capable of adjusting the angle of a rotation axis of a grindstone grinding surface (hereinafter referred to as “grinding surface”) with respect to a surface to be ground of a substrate more easily and with high accuracy, and a component apparatus thereof. Is the main issue. Also provided are a grinding apparatus capable of improving GBIR and the like on the substrate surface, and a component apparatus therefor.

上記課題を解決する本発明の研削ユニットは、研削処理の対象となる基板を保持して水平に回転する保持機構を有する研削処理装置に設けられる研削ユニットであって、回転する研削面を有し、その研削面の一部の領域を前記保持機構に保持された基板の被研削面の一部の領域と摺接させる研削手段と、前記研削手段の回転軸を傾斜させて前記被研削面に対し前記研削面の相対的な角度を変化させる調整機構と、を有し、前記調整機構は、前記研削面の中心を通過する水平線と当該研削面周縁とが交差する2つの交点のうち一方の交点位置に配備された第1の調整手段と、前記研削面周縁に配備され、前記第1の調整手段の配備位置を基準に前記研削面の中心に対しそれぞれが等間隔の角度をなす位置に配備された第2及び第3の調整手段と、を含んで構成されており、直近に研削処理された基板の被研削面の形状に基づき前記角度を変化させる変化量を決定し、前記第1、第2及び第3の調整手段のうち当該第1の調整手段のみ当該変化量に応じて稼働し前記相対的な角度を変化させることを特徴とする。   A grinding unit of the present invention that solves the above problems is a grinding unit provided in a grinding processing apparatus having a holding mechanism that holds a substrate to be ground and rotates horizontally, and has a rotating grinding surface. A grinding means for sliding a part of the ground surface in sliding contact with a part of the ground surface of the substrate held by the holding mechanism; and a rotating shaft of the grinding means is inclined to the ground surface. An adjustment mechanism that changes a relative angle of the grinding surface, and the adjustment mechanism is one of two intersections at which a horizontal line passing through the center of the grinding surface intersects with the periphery of the grinding surface. A first adjusting means provided at the intersection point; and a position provided at a peripheral edge of the grinding surface, and at an angle of equal intervals with respect to a center of the grinding surface with respect to a deployment position of the first adjusting means. Deployed second and third adjusting means; The amount of change for changing the angle is determined based on the shape of the surface to be ground of the substrate that has been most recently ground, and the first of the first, second, and third adjustment means. Only one adjusting means operates according to the amount of change and changes the relative angle.

また、本発明の研削処理装置は、研削ユニットと、研削処理の対象となる基板を保持して水平に回転する保持機構を有する研削処理装置であって、前記研削ユニットは、回転する研削面を有し、その研削面の一部の領域を前記保持機構に保持された基板の被研削面の一部の領域と摺接させる研削手段と、前記研削手段の回転軸を傾斜させて前記被研削面に対し前記研削面の相対的な角度を変化させる調整機構と、を有し、前記調整機構は、前記研削面の中心を通過する水平線と当該研削面周縁とが交差する2つの交点のうち一方の交点位置に配備された第1の調整手段と、前記研削面周縁に配備され、前記第1の調整手段の配備位置を基準に前記研削面の中心に対しそれぞれが等間隔の角度をなす位置に配備された第2及び第3の調整手段と、を含んで構成されており、直近に研削処理された基板の被研削面の形状に基づき前記角度を変化させる変化量を決定し、前記第1、第2及び第3の調整手段のうち当該第1の調整手段のみ当該変化量に応じて稼働し前記相対的な角度を変化させることを特徴とする。   Further, the grinding processing apparatus of the present invention is a grinding processing apparatus having a grinding unit and a holding mechanism that holds the substrate to be ground and rotates horizontally, and the grinding unit has a rotating grinding surface. A grinding means for slidingly contacting a part of the ground surface with a part of the ground surface of the substrate held by the holding mechanism, and tilting a rotation shaft of the grinding means An adjustment mechanism that changes a relative angle of the grinding surface with respect to a surface, and the adjustment mechanism includes a horizontal line that passes through a center of the grinding surface and a crossing point of a peripheral edge of the grinding surface. A first adjusting means provided at one of the intersecting points; and provided at a peripheral edge of the grinding surface, and each of the first adjusting means has an equally spaced angle with respect to the center of the grinding surface with reference to the provided position of the first adjusting means. Second and third adjusting means arranged in position; The amount of change for changing the angle is determined based on the shape of the surface to be ground of the substrate that has been most recently ground, and the first of the first, second, and third adjustment means. Only one adjusting means operates according to the amount of change and changes the relative angle.

本発明の研削ユニットによれば、基板の被研削面に対する研削面の回転軸(砥石研削軸)の角度をより簡便で且つ精度高く調整することができる。これにより、基板表面のGBIR等の更なる向上を図ることができる。   According to the grinding unit of the present invention, the angle of the rotation axis (grindstone grinding axis) of the grinding surface with respect to the ground surface of the substrate can be adjusted more simply and with high accuracy. Thereby, further improvement of GBIR etc. of a substrate surface can be aimed at.

本実施形態に係る研削処理装置の概略構成図。The schematic block diagram of the grinding processing apparatus which concerns on this embodiment. 研削ヘッド部の傾きを調整するための構成を説明するための図。The figure for demonstrating the structure for adjusting the inclination of a grinding head part. (a)、(b)、(c)は、研削処理時の砥石と基板との幾何的構成を説明するための図。(A), (b), (c) is a figure for demonstrating the geometric structure of the grindstone and a board | substrate at the time of a grinding process. 研削処理時の砥石と基板との摺接位置とアジャスタの配置関係の具体例を示す図。The figure which shows the specific example of the sliding contact position of a grindstone and a board | substrate at the time of a grinding process, and the arrangement | positioning relationship of an adjuster. (a)、(b)は、アジャスタの高さ調整機構の一例と研削後の基板の厚さ計測点を説明するための図。(A), (b) is a figure for demonstrating an example of the height adjustment mechanism of an adjuster, and the thickness measurement point of the board | substrate after grinding. (a)、(b)、(c)、(d)は、一般的な研削面ヒール角と、基板Wの被研削面がω形状に形成されることを説明するための図。(A), (b), (c), (d) is a figure for demonstrating that the grinding surface of a general grinding surface and the to-be-ground surface of the board | substrate W are formed in (omega) shape. (a)、(b)、(c)は、研削処理装置が行うフィードバック補正を説明するための図。(A), (b), (c) is a figure for demonstrating the feedback correction | amendment which a grinding processing apparatus performs. 研削処理を実行する際の制御部による主要な制御手順の説明図。Explanatory drawing of the main control procedures by the control part at the time of performing a grinding process.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本実施形態において説明する枚葉対応型の研削処理装置は、半導体ウェーハやガラス基板のような基板を研削処理対象とする。本明細書では、この基板の表面を円形又は略円形の被研削面と称す。また、基板の被研削面に対する砥石研削面(研削面)と称す。
また、研削処理装置は、研削対象の基板を吸着保持して水平に回転するチャックテーブルが複数配備されたターンテーブルと、研削部材となる砥石(カップ型砥石)が取り付けられ、基板の被研削面に対して砥石を回転させながら上下方向に移動する研削ヘッド部とを有しているものとして説明する。
研削処理装置は、例えば研削ユニットが基板Wに向けて下降して砥石を基板Wの被研削面に押圧する。そして、被研削面に研削液を供給しながらチャックテーブルと砥石を回転させることにより、被研削面の研削処理を行う。以下、この研削処理装置の実施の形態例を説明する。
The single wafer processing type grinding processing apparatus described in the present embodiment targets a substrate such as a semiconductor wafer or a glass substrate as a grinding target. In this specification, the surface of this substrate is referred to as a circular or substantially circular surface to be ground. Moreover, it is called a grindstone grinding surface (grinding surface) with respect to the surface to be ground of the substrate.
In addition, the grinding processing apparatus is provided with a turntable on which a plurality of chuck tables that rotate horizontally by sucking and holding a substrate to be ground are mounted, and a grindstone (cup-type grindstone) that serves as a grinding member is attached. On the other hand, it is assumed that it has a grinding head portion that moves in the vertical direction while rotating the grindstone.
In the grinding processing apparatus, for example, the grinding unit descends toward the substrate W and presses the grindstone against the surface to be ground of the substrate W. Then, the surface to be ground is ground by rotating the chuck table and the grindstone while supplying the grinding liquid to the surface to be ground. Hereinafter, embodiments of the grinding processing apparatus will be described.

[実施形態]
図1は、本実施形態に係る研削処理装置の概略構成図である。図1に示す研削処理装置1は、大別して、基板を研削するための砥石が装着される研削ヘッド部21を含む各構成からなる研削機構(研削ユニット2)と、研削対象の基板を吸着保持するチャックテーブル31を含んだ保持機構を有する。また、これら各機構は、図1に示すように基台10上に配備される。
研削ユニット2は、その一端に砥石20を装着する研削ヘッド部21、研削ヘッド部21に形成された鍔部21aを介して当該研削ヘッド部21の傾きを調整するアジャスタ22、23、24、各アジャスタが配備されたアジャスタ台25、このアジャスタ台25を保持する背板26、背板26に接続されたブッシュロッド27を含んで構成される。また、背板26には、後述するヒール角度を設定する際の傾きの支点となるくびれ部28が形成される。ブッシュロッド27は、ヒール角度調整機構(不図示)に接続され、くびれ部28を支点にこの背板26を研削ヘッド部21の方向に前又は後方向(Y軸方向)に揺動可能に構成される。また、研削ヘッド部21は、砥石20を被研削面に切込み作用させるための送り機構を備える。
なお、本実施形態の説明においては、当初設定されたヒール角度は最適角に固定された状態のままであるとして説明を進める。
[Embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a grinding processing apparatus according to the present embodiment. 1 is roughly divided into a grinding mechanism (grinding unit 2) including a grinding head portion 21 to which a grindstone for grinding a substrate is mounted, and a substrate to be ground by suction. A holding mechanism including a chuck table 31 is provided. Each of these mechanisms is provided on a base 10 as shown in FIG.
The grinding unit 2 includes a grinding head portion 21 for mounting the grindstone 20 at one end thereof, and adjusters 22, 23, 24 for adjusting the inclination of the grinding head portion 21 through a flange portion 21 a formed on the grinding head portion 21. An adjuster base 25 provided with an adjuster, a back plate 26 that holds the adjuster base 25, and a bush rod 27 connected to the back plate 26 are configured. Further, the back plate 26 is formed with a constricted portion 28 serving as a fulcrum of inclination when setting a heel angle described later. The bush rod 27 is connected to a heel angle adjusting mechanism (not shown), and is configured to be able to swing the back plate 26 forward or backward (Y-axis direction) in the direction of the grinding head portion 21 with the constricted portion 28 as a fulcrum. Is done. Moreover, the grinding head part 21 is provided with the feed mechanism for making the grindstone 20 cut into the to-be-ground surface.
In the description of the present embodiment, the description will be given on the assumption that the initially set heel angle remains fixed at the optimum angle.

保持機構は、ターンテーブル30、このターンテーブル30上に所定の数(図1においては3つ)配備された、基板Wを吸着保持するチャックテーブル31を含んで構成される。ターンテーブル30は、図示しないモータからの駆動力が伝達され回転し、チャックテーブル31が吸着保持した処理対象の基板Wを所定の研削処理位置まで移動する。
チャックテーブル31は、例えば図示しない吸着機構に接続された真空吸引式のチャックテーブルである。また、研削処理装置1では、研削液を基板Wの被研削面に向けて供給するためのノズル(不図示)、砥石20及びチャックテーブル31をそれぞれ水平に回転させるためのモータ(不図示)、研削ヘッド部21を上下方向に移動させるためのモータ(不図示)、ノズルと接続されている研削液供給機構(不図示)、モータを含む各駆動部を制御するためのコンピュータを含む制御部40と含んで構成される。
The holding mechanism includes a turntable 30 and a chuck table 31 provided on the turntable 30 by a predetermined number (three in FIG. 1) for holding the substrate W by suction. The turntable 30 is rotated by a driving force transmitted from a motor (not shown), and moves the substrate W to be processed, which is chucked and held by the chuck table 31, to a predetermined grinding position.
The chuck table 31 is, for example, a vacuum suction type chuck table connected to a suction mechanism (not shown). Further, in the grinding processing apparatus 1, a nozzle (not shown) for supplying a grinding liquid toward the surface to be ground of the substrate W, a motor (not shown) for rotating the grindstone 20 and the chuck table 31 horizontally, A control unit 40 including a motor (not shown) for moving the grinding head unit 21 in the vertical direction, a grinding fluid supply mechanism (not shown) connected to the nozzle, and a computer for controlling each drive unit including the motor. It is comprised including.

なお、砥石20は、例えば円柱状、あるいは鍋型(カップ型)状に形成された砥石であり、その半径は、基板Wの被研削面の半径以上のサイズのものである。また、砥石20は、例えばダイヤモンド砥粒を含んで形成され、処置対象とする基板Wに応じて適宜砥石の単位容積当たりの砥粒の含有量、砥粒の粒径、砥石の密度や硬度などが決定される。また、この機構において砥石20とチャックテーブル31の回転数を変化させ、基板W面内の相対研削速度を調整できる機構となっている。このように、砥石20と研削ヘッド部21を含む構成が研削手段として機能する。なお、研削処理装置1では、研削面の一部の領域を基板Wの被研削面の一部の領域と摺接させて研削処理が実施される。   The grindstone 20 is, for example, a grindstone formed in a columnar shape or a pan shape (cup shape), and the radius thereof is larger than the radius of the surface to be ground of the substrate W. Further, the grindstone 20 is formed including, for example, diamond abrasive grains, and the content of abrasive grains per unit volume of the grindstone, the grain diameter of the abrasive grains, the density and hardness of the grindstone, etc., as appropriate depending on the substrate W to be treated Is determined. Further, in this mechanism, the rotational speed of the grindstone 20 and the chuck table 31 is changed, and the relative grinding speed in the substrate W surface can be adjusted. Thus, the structure including the grindstone 20 and the grinding head portion 21 functions as a grinding means. In the grinding apparatus 1, the grinding process is performed by bringing a part of the ground surface into sliding contact with a part of the ground surface of the substrate W.

制御部40は、砥石軸モータの回転数、砥石軸の送り速度(Z軸)、チャックテーブル回転数、研削ヘッド部21の傾き制御、ノズルの位置決め、ノズルからの研削液の供給開始又は停止制御、ノズルから噴出供給される研削液の単位時間当たりの供給量制御、モータの始動開始や始動停止制御等を主として行う。制御部40により制御されたモータの回転力は、図示しない駆動部を介してチャックテーブル31に伝達される。これによりチャックテーブル31が水平に回転し、あるいは回転を停止する。
研削ヘッド部21にも、図示しない駆動部(例えば自在継手)を介してモータの回転力が伝達される。これにより研削ヘッド部21に装着された砥石20が水平に回転し、あるいは回転を停止する。さらに、厚み検出センサからの信号処理とアジャスタ24への制御指令を実施する。
The control unit 40 controls the rotation speed of the grinding wheel spindle motor, the feed speed of the grinding wheel spindle (Z axis), the rotation speed of the chuck table, the tilt control of the grinding head section 21, the positioning of the nozzle, and the supply start or stop control of the grinding fluid from the nozzle. The main control is the supply amount control per unit time of the grinding fluid sprayed from the nozzle, the start and stop of the motor. The rotational force of the motor controlled by the control unit 40 is transmitted to the chuck table 31 via a drive unit (not shown). As a result, the chuck table 31 rotates horizontally or stops rotating.
The rotational force of the motor is also transmitted to the grinding head unit 21 via a drive unit (not shown) (for example, a universal joint). As a result, the grindstone 20 mounted on the grinding head portion 21 rotates horizontally or stops rotating. Further, signal processing from the thickness detection sensor and a control command to the adjuster 24 are executed.

ここで、チャックテーブル31の回転方向と砥石20の回転方向は同方向であることが一般的である。また、研削液は、制御部40の制御によりチャックテーブル31の回転速度が所定値に達した状態で、ノズルから所定時間、研削処理位置の基板Wの被処理面に向けて供給される。この制御部40による制御手順の詳細は、後述する。   Here, the rotation direction of the chuck table 31 and the rotation direction of the grindstone 20 are generally the same direction. The grinding liquid is supplied from the nozzle toward the surface to be processed of the substrate W at the grinding processing position for a predetermined time in a state where the rotation speed of the chuck table 31 reaches a predetermined value under the control of the control unit 40. Details of the control procedure by the controller 40 will be described later.

次に、研削処理装置1が備える研削ヘッド部21の傾きを調整するための構成について、詳しく説明する。図2は、研削ヘッド部21の傾きを調整するための構成を説明するための図である。   Next, the structure for adjusting the inclination of the grinding head part 21 with which the grinding processing apparatus 1 is provided is demonstrated in detail. FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration for adjusting the inclination of the grinding head portion 21.

研削ヘッド部21は、図1に示すように例えば円柱状に形成された筐体の外側面上の所定部位において周方向(研削面の回転軸に対して垂直方向)に延出された鍔部21aが形成されている。各アジャスタは、図2に示すように、各アジャスタの上底面がそれぞれ鍔部21aの下底面と当接し、各アジャスタの下底面がそれぞれアジャスタ台25の上底面と当接するように配備される。このように配備された各アジャスタは傾き調整機構を構成する。アジャスタ24は、第1の調整手段として機能する。また、アジャスタ23は、第2の調整手段として機能し、アジャスタ22は、第3の調整手段として機能する。なお、図2に示すように、各アジャスタの上底面の中心が鍔部21a周縁に位置するように配備することにより、傾き調整の際に各アジャスタと研削ヘッド部21とが干渉してしまうことを防止することができる。   As shown in FIG. 1, the grinding head portion 21 is, for example, a flange portion extending in the circumferential direction (perpendicular to the rotation axis of the grinding surface) at a predetermined portion on the outer surface of the casing formed in a columnar shape. 21a is formed. As shown in FIG. 2, each adjuster is arranged such that the upper bottom surface of each adjuster is in contact with the lower bottom surface of the flange portion 21 a and the lower bottom surface of each adjuster is in contact with the upper bottom surface of the adjuster base 25. Each adjuster arranged in this way constitutes an inclination adjusting mechanism. The adjuster 24 functions as first adjusting means. The adjuster 23 functions as a second adjusting unit, and the adjuster 22 functions as a third adjusting unit. In addition, as shown in FIG. 2, each adjuster and the grinding head unit 21 interfere with each other when adjusting the inclination by arranging the adjusters so that the center of the upper bottom surface of each adjuster is positioned at the periphery of the flange portion 21a. Can be prevented.

また、アジャスタ22、23、24が配備されるアジャスタ台25は、研削ヘッド部21が挿入される孔部が形成されており、アジャスタ22、23、24を介して研削ヘッド部21を所定の傾き(X軸方向)で保持することができるように構成される。
また、各アジャスタ22、23は、ゼロバックラッシュの球座軸受(不図示)を有し、鍔部21aの所定部位に配備されたソケット(不図示)に接続され、それぞれが個別に鍔部21aを上方(Z軸方向)に押し上げたり、あるいは下方に引き下げたりする場合の支点作用ができるように構成される。これにより、アジャスタ台25に対する鍔部21aの相対的な高さ、つまり各アジャスタが配備された箇所において鍔部21aとアジャスタ台25間の距離を相対的に変化させることができる。
Further, the adjuster base 25 on which the adjusters 22, 23, and 24 are provided has a hole into which the grinding head portion 21 is inserted, and the grinding head portion 21 is inclined to a predetermined inclination via the adjusters 22, 23, and 24. It is comprised so that it can hold | maintain (X-axis direction).
Each adjuster 22, 23 has a zero backlash ball seat bearing (not shown), and is connected to a socket (not shown) provided at a predetermined portion of the flange 21a. Is configured to be able to act as a fulcrum when pushing up (Z-axis direction) upward or down. Thereby, the relative height of the collar part 21a with respect to the adjuster base 25, that is, the distance between the collar part 21a and the adjuster base 25 can be relatively changed at the place where each adjuster is provided.

なお、アジャスタ22、23は、傾き調整における鍔部21aとアジャスタ台25間の距離の基準値(基準距離)とするために所定の高さで固定される。つまり、アジャスタ22、23は、各々の配備位置において鍔部21aを支持し、支持された鍔部21aの部位を支点にアジャスタ24が鍔部21aを上方に押し上げ、又は、下方に引き下げる。そのため、アジャスタ24は、後述する直近の研削結果に応じて鍔部21aとアジャスタ台25との間の距離を調整する高さ調整機構を含んで構成される。アジャスタ24の高さ調整機構の詳細については図5を用いて後述する。   The adjusters 22 and 23 are fixed at a predetermined height so as to be a reference value (reference distance) for the distance between the flange 21a and the adjuster base 25 in the tilt adjustment. That is, the adjusters 22 and 23 support the flange portion 21a at each deployment position, and the adjuster 24 pushes the flange portion 21a upward or pulls it downward with the supported portion of the flange portion 21a as a fulcrum. Therefore, the adjuster 24 includes a height adjusting mechanism that adjusts the distance between the flange portion 21a and the adjuster base 25 in accordance with the latest grinding result to be described later. Details of the height adjustment mechanism of the adjuster 24 will be described later with reference to FIG.

このように、アジャスタ24が鍔部21aとアジャスタ台25との間の距離を相対的に変化させることにより研削ヘッド部21の傾き、つまり基板Wの被研削面に対し研削面を相対的に傾斜させ、その傾きを調整することができる。さらに、例えば複数の基板Wを連続して研削処理する際には、一連の処理が終了するまでの間はアジャスタ24の高さ調整機構のみ稼働させて研削面の傾き調整が行われる。
以下、研削処理時における基板Wと砥石20との位置関係について、図3、図4を用いて詳細に説明する。
In this way, the adjuster 24 changes the distance between the flange portion 21a and the adjuster base 25 to change the inclination of the grinding head portion 21, that is, the inclination of the grinding surface relative to the surface to be ground of the substrate W. And the inclination can be adjusted. Further, for example, when grinding a plurality of substrates W continuously, only the height adjusting mechanism of the adjuster 24 is operated to adjust the inclination of the grinding surface until a series of processing is completed.
Hereinafter, the positional relationship between the substrate W and the grindstone 20 during the grinding process will be described in detail with reference to FIGS.

図3は、研削処理時の砥石20と基板Wとの幾何的構成を説明するための図である。なお、図3では説明の便宜上、砥石20(研削面)をリング形状で模式的に表している。また、図3(a)は、平面図であり、(b)は、図3(a)に示すB方向から見た場合の正面図、(c)は、C方向から見た場合の側面図である。   FIG. 3 is a diagram for explaining the geometric configuration of the grindstone 20 and the substrate W during the grinding process. In FIG. 3, for convenience of explanation, the grindstone 20 (grinding surface) is schematically represented in a ring shape. 3A is a plan view, FIG. 3B is a front view when viewed from the B direction shown in FIG. 3A, and FIG. 3C is a side view when viewed from the C direction. It is.

本実施形態に係る研削処理装置1では、図3(a)に示すような基板Wの被処理面の一部の領域と砥石20の研削面の一部の領域とが重なる位置が処理位置として設定される。
また、砥石20、基板W双方の回転軸は、図3(b)、(c)に示すように、X軸及びY軸方向それぞれにおいて異なる位置となる。
図3(b)に示すように、傾き調整値β(傾斜角β)は基板Wの被研削面に対する研削面の相対的な傾きであり、前述したようにアジャスタ24により調整される。また、図3(c)に示すように、ヒール角度は、ヒール角度調整機構(不図示)に接続されたブッシュロッド27が背板26をY軸方向に傾けることにより設定される。ヒール角αを設けることにより、基板Wの回転中心付近と外周付近とにおける精度調整の簡便化を図ることができる。
In the grinding processing apparatus 1 according to the present embodiment, a processing position is a position where a part of the surface to be processed of the substrate W and a part of the grinding surface of the grindstone 20 overlap as shown in FIG. Is set.
Further, the rotation axes of both the grindstone 20 and the substrate W are in different positions in the X-axis and Y-axis directions, as shown in FIGS.
As shown in FIG. 3B, the inclination adjustment value β (inclination angle β) is the relative inclination of the grinding surface with respect to the surface to be ground of the substrate W, and is adjusted by the adjuster 24 as described above. As shown in FIG. 3C, the heel angle is set when the bush rod 27 connected to the heel angle adjusting mechanism (not shown) tilts the back plate 26 in the Y-axis direction. By providing the heel angle α, it is possible to simplify the accuracy adjustment near the rotation center and the outer periphery of the substrate W.

図4は、研削処理時の砥石20と基板Wとの幾何的構成の具体例を示す図である。なお、図4においては、砥石20の半径をGr、基板Wの半径をWrとして示している。
図4に示すように、図1のターンテーブル30は、砥石20の中心(O)を座標原点(0,0)とした場合、基板Wの中心(Ws)が、座標:X=Gr・SIN30[°]、Y=−Gr・COS30[°]の位置で回転を停止し、その後被研削面の研削が開始されるように制御される。このように制御する場合では、アジャスタ24は、研削面周縁上においてY=0線上(X=R)に配備される。また、アジャスタ22は、研削面周縁上においてX=−Gr・SIN30[°]、Y=Gr・COS30[°]で特定される位置に配備される。アジャスタ23は、研削面周縁上においてX=−Gr・SIN30[°]、Y=−Gr・COS30[°]で特定される位置に配備される。
また、前述したように、本実施形態に係る研削処理装置1では、ヒール角度は予め設定された最適角度に固定されており、一連の処理が終了するまでの間は操作されない。つまり、アジャスタ24の高さ調整機構のみ稼働させて研削面のX軸方向の傾き調整が行われる。
FIG. 4 is a diagram showing a specific example of the geometric configuration of the grindstone 20 and the substrate W during the grinding process. In FIG. 4, the radius of the grindstone 20 is indicated as Gr, and the radius of the substrate W is indicated as Wr.
As shown in FIG. 4, in the turntable 30 of FIG. 1, when the center (O) of the grindstone 20 is the coordinate origin (0, 0), the center (Ws) of the substrate W is coordinates: X = Gr · SIN30. The rotation is stopped at the position of [°], Y = −Gr · COS 30 [°], and then the grinding of the surface to be ground is started. In the case of such control, the adjuster 24 is arranged on the Y = 0 line (X = R) on the periphery of the grinding surface. Further, the adjuster 22 is disposed at a position specified by X = −Gr · SIN 30 [°] and Y = Gr · COS 30 [°] on the periphery of the grinding surface. The adjuster 23 is disposed at a position specified by X = −Gr · SIN30 [°] and Y = −Gr · COS30 [°] on the periphery of the grinding surface.
Further, as described above, in the grinding processing apparatus 1 according to the present embodiment, the heel angle is fixed at a preset optimum angle, and is not operated until a series of processing ends. That is, only the height adjustment mechanism of the adjuster 24 is operated to adjust the inclination of the grinding surface in the X-axis direction.

なお、図4に示す各アジャスタの配置位置の関係は一例であり、砥石20の中心を含むY軸方向を基準に鏡面対向位置に配備する事も可能である。
例えば、図4においては、研削面のサイズは、基板Wの被研削面のサイズと略同じサイズに形成されている場合を例に挙げている。この場合、アジャスタ24は、砥石20と基板Wとが摺接した際に研削面周縁と被研削面周縁とが交差する2つの交点のうち一方の交点位置に配備する。また、アジャスタ23は、アジャスタ24の配備位置とは異なる他の一方の交点位置に配備する。アジャスタ22は、アジャスタ24の配備位置とアジャスタ23の配備位置とを結ぶ線分の二等分線と研削面周縁とが交差する位置で、且つ、アジャスタ24及びアジャスタ23から相対的に遠方な交点位置に配備する。このような幾何的構成を採用することもできる。つまり、アジャスタ24は、研削面の中心を通過する水平線と研削面周縁とが交差する2つの交点のうち一方の交点位置に配備しても良い。また、アジャスタ22、23は、アジャスタ24の配備位置を基準に、研削面の中心に対しそれぞれが等間隔の角度をなす位置で研削面周縁に配備しても良い。
以下、アジャスタ24の高さ調整機構について詳細に説明する。
The relationship between the positions of the adjusters shown in FIG. 4 is merely an example, and the adjusters can be disposed at mirror facing positions with reference to the Y-axis direction including the center of the grindstone 20.
For example, in FIG. 4, the case where the size of the grinding surface is formed to be approximately the same size as the size of the surface to be ground of the substrate W is taken as an example. In this case, the adjuster 24 is disposed at one of the two intersections where the grinding surface periphery and the surface to be ground intersect when the grindstone 20 and the substrate W are in sliding contact with each other. Further, the adjuster 23 is deployed at the other one of the intersection positions different from the deployment position of the adjuster 24. The adjuster 22 is a position where the bisector of the line segment connecting the deployment position of the adjuster 24 and the deployment position of the adjuster 23 intersects with the periphery of the grinding surface, and an intersection point relatively far from the adjuster 24 and the adjuster 23. Deploy in position. Such a geometric configuration can also be adopted. That is, the adjuster 24 may be disposed at one of the two intersections where the horizontal line passing through the center of the grinding surface and the periphery of the grinding surface intersect. Further, the adjusters 22 and 23 may be disposed on the periphery of the grinding surface at a position where each of the adjusters 22 and 23 forms an equally spaced angle with respect to the center of the grinding surface on the basis of the position where the adjuster 24 is disposed.
Hereinafter, the height adjusting mechanism of the adjuster 24 will be described in detail.

図5は、アジャスタ24の高さ調整機構の一例を説明するための図である。図5(a)は、この傾き調整機構の構成を模式的に示した図であり、5(b)は、直近に研削処理が行われた基板に対して行われる厚み検出ポイントの一例を示す図である。
アジャスタ24の高さ調整機構(24a)は、アーム50、ローラ51、52、コイルばね53、54、楔状に形成されたスライダ55、スライダ55を所定方向に所定量だけ移動させるためのボールねじ式送り機構56を含んで構成される。ボールねじ式送り機構56は、センサ制御部58と電気的に接続される。センサ制御部58は、研削処理後の基板の厚みを検出するための厚み検出センサ57の検出結果(計測結果)に基づき所定の処理を実施する。この処理結果は、ボールねじ式送り機構56へ伝達される。
FIG. 5 is a view for explaining an example of the height adjusting mechanism of the adjuster 24. FIG. 5A is a diagram schematically showing the configuration of this tilt adjustment mechanism, and FIG. 5B shows an example of a thickness detection point that is performed on the substrate that has been subjected to the most recent grinding process. FIG.
The height adjustment mechanism (24a) of the adjuster 24 includes an arm 50, rollers 51 and 52, coil springs 53 and 54, a slider 55 formed in a wedge shape, and a ball screw type for moving the slider 55 by a predetermined amount in a predetermined direction. The feed mechanism 56 is included. The ball screw type feeding mechanism 56 is electrically connected to the sensor control unit 58. The sensor control unit 58 performs a predetermined process based on the detection result (measurement result) of the thickness detection sensor 57 for detecting the thickness of the substrate after the grinding process. The processing result is transmitted to the ball screw type feed mechanism 56.

アーム50は、ローラ52を介してスライダ55のスライド動作に連動して揺動可能に構成される。厚み検出センサ57は、例えば基板の表面側からの計測のみで表裏間の厚みを計測できる、分光干渉式厚みセンサを使用し、当該被研削面の厚さを計測することにより、検出ポイント毎に被研削面の厚みを計測する。つまり、厚み検出センサ57により研削後の被処理面の厚さ形状が計測される。また、厚み検出センサ57は、図示しない駆動機構に接続されており、図5に示す各検出ポイント(例えば、図中網丸で示す17箇所)へ移動可能に構成される。なお、直近に研削された基板Wの厚さ形状の計測は、例えばチャックテーブル31に保持されたままで計測するように構成したり、あるいはチャックテーブル31から取り出した後に計測するように構成したりすることができる。   The arm 50 is configured to be swingable in conjunction with the slide operation of the slider 55 via the roller 52. The thickness detection sensor 57 uses, for example, a spectral interference type thickness sensor that can measure the thickness between the front and back sides only by measurement from the surface side of the substrate, and measures the thickness of the surface to be ground for each detection point. Measure the thickness of the surface to be ground. That is, the thickness shape of the surface to be processed after grinding is measured by the thickness detection sensor 57. Further, the thickness detection sensor 57 is connected to a drive mechanism (not shown) and is configured to be movable to each detection point shown in FIG. 5 (for example, 17 points indicated by mesh circles in the figure). Note that the thickness shape of the substrate W that has been ground most recently is configured to be measured while being held on the chuck table 31, for example, or configured to be measured after being taken out from the chuck table 31. be able to.

アジャスタ24には、その外周面上の所定部位に突起部60が形成される。突起部60には、図5に示すように、アーム50の上又は下方向の揺動動作がローラ51を介して伝達される。これにより、アジャスタ24を介して鍔部21aとアジャスタ台25間の距離の調整が行われる。この調整は、直近に研削処理された基板に対し、図5(b)に示すような各検出ポイントにおける計測結果に基づきセンサ制御部58が研削面の回転軸(砥石回転軸)の傾斜角βを決定する。ボールねじ式送り機構56は、受け付けた傾斜角βに応じてスライダ55を水平方向に移動する。スライダ55の移動量に連動してアーム50が上又は下方向に揺動する。このようにして、研削処理装置1では直近の研削結果に応じて傾きを調整するフィードバック補正が行われる。   The adjuster 24 is formed with a protrusion 60 at a predetermined portion on the outer peripheral surface thereof. As shown in FIG. 5, the upward or downward swinging motion of the arm 50 is transmitted to the protrusion 60 via the roller 51. As a result, the distance between the flange 21 a and the adjuster base 25 is adjusted via the adjuster 24. This adjustment is performed by the sensor control unit 58 based on the measurement result at each detection point as shown in FIG. To decide. The ball screw type feed mechanism 56 moves the slider 55 in the horizontal direction according to the accepted inclination angle β. The arm 50 swings upward or downward in conjunction with the amount of movement of the slider 55. In this way, the grinding processing apparatus 1 performs feedback correction for adjusting the inclination according to the latest grinding result.

なお、各検出ポイントは、検出対象となる基板のサイズ、所望の研削ヘッド部21の傾き調整精度などに応じて設定される。また、アーム50に対するローラ51及びローラ52の相対的な配備位置は、研削ヘッド部21の傾き分解能精度、ボールねじ式送り機構56の送り精度などに応じて決定される。また、コイルばね53、54は、砥石研削抵抗力に応じて材質、ばね係数等が決定される。
これにより、例えば構成部品間で生じる「ガタ」などにより調整精度が影響されてしまう従来のボールねじ軸とナットのみで行う傾き調整に比べて、アジャスタ24の高さ調整機構では、高精度に基板の表面(被研削面)プロファイルに応じた研削面の傾きを調整することができる。この点について図6、図7を用いて詳細に説明する。
Each detection point is set according to the size of the substrate to be detected, the inclination adjustment accuracy of the desired grinding head unit 21, and the like. The relative deployment positions of the roller 51 and the roller 52 with respect to the arm 50 are determined in accordance with the inclination resolution accuracy of the grinding head unit 21, the feed accuracy of the ball screw type feed mechanism 56, and the like. Further, the material of the coil springs 53 and 54, the spring coefficient, etc. are determined according to the grinding wheel grinding resistance.
As a result, the height adjustment mechanism of the adjuster 24 is more accurate than the conventional tilt adjustment performed by the ball screw shaft and the nut, in which the adjustment accuracy is affected by, for example, “backlash” generated between components. The inclination of the grinding surface according to the surface (surface to be ground) profile can be adjusted. This point will be described in detail with reference to FIGS.

図6は、研削処理において基板の被研削面がω形状に形成されることを説明するための図である。
図6(a)は、砥石回転軸にヒール角を与えた場合の研削モデルを示す平面図であり、(b)は矢印Bから見たときの図(正面図)、(c)は矢印Cから見たときの図(側面図)である。この構成において、基板を回転させずに、基板の半径部のみを研削すると、研削箇所は凹断面形状となるが、通常の研削状態では基板にも回転を与えるため、研削後の被研削面は図6(d)に示すような軸対称のω形状となる。
FIG. 6 is a diagram for explaining that the ground surface of the substrate is formed in a ω shape in the grinding process.
6A is a plan view showing a grinding model when a heel angle is given to the grindstone rotating shaft, FIG. 6B is a view (front view) when viewed from the arrow B, and FIG. 6C is an arrow C. It is a figure (side view) when it sees from. In this configuration, if only the radius part of the substrate is ground without rotating the substrate, the ground portion will have a concave cross-sectional shape, but in a normal grinding state, the substrate is also rotated, so the surface to be ground after grinding is An axisymmetric ω shape as shown in FIG.

なお、図6(d)中に示す高さHzは、研削処理後の基板の最小厚みと中心凸部の厚みの差分を表している。この高さHzは、予め設定されたヒール角αと傾斜角βに依存するものである。しかしながら、ヒール角度を設けて回転中心付近と外周付近とにおける幾何的な調整を図った場合であっても、一般的な研削ヘッドを用いた研削処理においては、この高さHzにも大きなばらつきが生じてしまうことがある。   In addition, height Hz shown in FIG.6 (d) represents the difference of the minimum thickness of the board | substrate after a grinding process, and the thickness of a center convex part. This height Hz depends on a preset heel angle α and inclination angle β. However, even in the case where a heel angle is provided and geometric adjustment is performed near the rotation center and the outer periphery, in a grinding process using a general grinding head, there is a large variation in the height Hz. May occur.

図7は、研削処理装置1が行うフィードバック補正を説明するための図である。
例えば、図7(a)では、研削処理後の基板においてその周縁の厚みに比べてその中心厚みが厚くなった場合であり、その差分を「+Cz」として示している。また、図7(b)では、研削処理後の基板においてその周縁の厚みに比べてその中心厚みが薄くなった場合であり、その差分を「−Cz」として示している。この差分Czは図6において説明したように、基板毎に研削後の被研削面にばらつきが生じることがある。また、図7(c)は、研削後において中心部と周縁部が同じ厚さである理想的な被研削面の状態(β=0)を示し、Hzはヒール角αと砥石半径Grで決定される。
FIG. 7 is a diagram for explaining feedback correction performed by the grinding processing apparatus 1.
For example, FIG. 7A shows a case where the center thickness of the substrate after the grinding process becomes thicker than the thickness of the peripheral edge, and the difference is indicated as “+ Cz”. FIG. 7B shows a case where the center thickness of the substrate after the grinding process is thinner than the peripheral thickness, and the difference is indicated as “−Cz”. As described with reference to FIG. 6, the difference Cz may vary in the surface to be ground after grinding for each substrate. FIG. 7C shows an ideal surface to be ground (β = 0) having the same thickness at the center and the periphery after grinding, and Hz is determined by the heel angle α and the grindstone radius Gr. Is done.

例えば、直近に研削処理された基板の被処理面が、図7(a)に示すような状態である場合、図7(c)に示す理想的な被研削面の状態と比べて中心部の研削量が少ないことが見て取れる。また、直近に研削処理された基板の被処理面が、図7(b)に示すような状態である場合、図7(c)に示す理想的な被研削面の状態と比べて中心部の研削量が多いことが見て取れる。
本実施形態に係る研削処理装置1では、ヒール角度は角度制御の対象とせず、厚み検出センサ57の検出結果に基づき、アジャスタ24の高さ調整機構により研削面の傾きを調整し、これにより研削後の被研削面のばらつきを抑制する。その際、研削面の角度を変化させる変化量、つまり傾き調整に利用される傾斜角βは、下記の式(1)により算出することができる。
For example, when the surface to be processed of the substrate that has been most recently ground is in a state as shown in FIG. 7A, the central portion is compared with the state of the ideal surface to be ground shown in FIG. It can be seen that the grinding amount is small. Further, when the surface to be processed of the substrate that has been subjected to the most recent grinding processing is in a state as shown in FIG. 7B, the central portion is compared with the state of the ideal surface to be ground shown in FIG. It can be seen that the amount of grinding is large.
In the grinding processing apparatus 1 according to the present embodiment, the heel angle is not subject to angle control, and the inclination of the grinding surface is adjusted by the height adjustment mechanism of the adjuster 24 based on the detection result of the thickness detection sensor 57, thereby grinding. Suppresses variations in the surface to be ground later. At that time, the amount of change for changing the angle of the grinding surface, that is, the inclination angle β used for the inclination adjustment can be calculated by the following equation (1).

β=±Cz/2/R(Rは、基板Wの半径)・・・式(1)   β = ± Cz / 2 / R (R is the radius of the substrate W) (1)

このようにして決定された傾斜角βに基づきアジャスタ24の高さ調整機構でフィードバック補正を行うことにより、研削ヘッド部21のサブミクロンオーダの微小な傾き制御を容易且つ精度高に行うことができる。   By performing feedback correction by the height adjustment mechanism of the adjuster 24 based on the inclination angle β determined in this way, it is possible to easily and precisely control the fine inclination of the grinding head portion 21 in the submicron order. .

[研削処理のための制御手順]
次に、本実施形態の研削処理装置1による研削処理手順について説明する。図8は、研削処理方法を実行する際の制御部40による主要な制御手順の説明図である。
制御部40は、研削処理装置1のオペレータによる開始指示の入力受付を契機に制御を開始する(S100)。所定の初期処理後、保持機構による基板Wのチャックテーブル31への吸着保持を開始する。
[Control procedure for grinding]
Next, the grinding processing procedure by the grinding processing apparatus 1 of this embodiment will be described. FIG. 8 is an explanatory diagram of main control procedures by the control unit 40 when executing the grinding method.
The control unit 40 starts control upon receiving an input of a start instruction by the operator of the grinding processing apparatus 1 (S100). After predetermined initial processing, suction holding of the substrate W to the chuck table 31 by the holding mechanism is started.

制御部40は、吸着機構による吸引を開始する(S101)。制御部40は、吸引を開始してから規定の時間(第1規定時間)が経過したか否かを判別する(S102)。なお、第1規定時間が経過したか否かは、図示しない第1タイマにより行う。
規定の時間が経過したと判別した場合(S102:Yes)、制御部40は、ターンテーブル30を回転させて研削対象の基板Wを研削開始位置へ移動する(S103)。また、そうでない場合(S102:No)、規定時間が経過するまでの間吸引を継続する。
The control unit 40 starts suction by the suction mechanism (S101). The control unit 40 determines whether a specified time (first specified time) has elapsed since the start of suction (S102). Whether or not the first specified time has elapsed is determined by a first timer (not shown).
When it is determined that the specified time has elapsed (S102: Yes), the control unit 40 rotates the turntable 30 and moves the substrate W to be ground to the grinding start position (S103). Otherwise (S102: No), the suction is continued until the specified time has elapsed.

また、制御部40は、アジャスタ24の高さ調整機構に指示を出し、直近に研削処理された基板の各検出ポイント毎の厚み計測を開始させ、傾き調整(フィードバック補正)を実施する(S104)。その後、制御部40は、計測結果に応じたフィードバック補正が終了したか否かを判別する(S105)。終了したと判別した場合(S105:Yes)、ステップS106の処理へ進む。また、そうでない場合(S105:No)、フィードバック補正が終了するまで待機する。   Further, the control unit 40 issues an instruction to the height adjustment mechanism of the adjuster 24, starts thickness measurement for each detection point of the substrate that has been subjected to the latest grinding process, and performs tilt adjustment (feedback correction) (S104). . Thereafter, the control unit 40 determines whether or not the feedback correction according to the measurement result is completed (S105). If it is determined that the process has been completed (S105: Yes), the process proceeds to step S106. If not (S105: No), it waits until feedback correction is completed.

制御部40は、研削処理の開始位置において、チャックテーブル31、並びに、砥石20の回転を開始するように、図示しないモータへ指示を出す(S106)。   The controller 40 gives an instruction to a motor (not shown) to start rotation of the chuck table 31 and the grindstone 20 at the start position of the grinding process (S106).

チャックテーブル31と砥石20の回転開始を指示した後、制御部40は、ノズルの位置決めを指示するとともに、研削液供給機構に対して研削液の供給を開始させるように指示を出す(S107)。これにより、研削液がノズルから被研削面に向けて供給される。
制御部40は、研削液の供給開始指示後、研削ヘッド部21の降下速度:−Vzを指示して研削面と被研削面とを摺接させる。このようにして、被研削面の研削が開始される。
制御部40は、規定の研削時間(第2規定時間)が経過したことを図示しない第2タイマによって検知すると(S108:Yes)、研削液供給機構に対して研削液の供給停止を指示するとともに、研削ヘッド部21の上昇速度:+Vzを指示する(S109)。その後、制御部40は、チャックテーブル31、並びに、砥石20の回転を停止するように、図示しないモータへ指示を出す(S110)。
After instructing rotation start of the chuck table 31 and the grindstone 20, the control unit 40 instructs positioning of the nozzle and instructs the grinding fluid supply mechanism to start supplying the grinding fluid (S107). As a result, the grinding liquid is supplied from the nozzle toward the surface to be ground.
The control unit 40 instructs the descent speed: −Vz of the grinding head unit 21 after the start of supplying the grinding liquid to bring the grinding surface and the surface to be ground into sliding contact. In this way, grinding of the surface to be ground is started.
When the control unit 40 detects that the specified grinding time (second specified time) has elapsed by a second timer (not shown) (S108: Yes), it instructs the grinding fluid supply mechanism to stop supplying the grinding fluid. Then, the rising speed of the grinding head unit 21: + Vz is instructed (S109). Thereafter, the control unit 40 instructs a motor (not shown) to stop the rotation of the chuck table 31 and the grindstone 20 (S110).

制御部40は、再びターンテーブル30を回転させて研削後の基板Wを研削位置から離脱させる。制御部40は、研削後の基板Wが次工程の搬送位置まで移動したことを契機に、その後吸着保持を解除(終了)する(S111)。これにより、一連の研削処理が終了する。   The control unit 40 rotates the turntable 30 again to separate the ground substrate W from the grinding position. The control unit 40 then releases (ends) the suction holding in response to the fact that the ground substrate W has moved to the transport position for the next process (S111). Thereby, a series of grinding processes are completed.

なお、ここでは、フィードバック補正(ステップS104、S105)が、次の基板に対する研削処理の開始前に実施される場合を例に挙げて説明した。この他、次の基板に対する研削処理を実施している間、例えば研削ヘッド部21の降下開始から降下停止までの間に傾きを調整するフィードバック補正が実施されるように構成することもできる。このように、フィードバック補正の実施タイミングは、研削処理対象の基板の特性、連続して研削処理する基板の総数、一枚の基板の研削処理に要する時間などを加味して設定することができる。   Here, the case where the feedback correction (steps S104 and S105) is performed before the start of the grinding process for the next substrate has been described as an example. In addition, while performing the grinding process on the next substrate, for example, feedback correction for adjusting the inclination between the start of the descent of the grinding head unit 21 and the stop of the descent can be performed. As described above, the feedback correction execution timing can be set in consideration of the characteristics of the substrate to be ground, the total number of substrates to be ground continuously, the time required for grinding a single substrate, and the like.

このように、本実施形態に係る研削処理装置1では、直近に研削処理した基板の被研削面の状態に基づき傾斜角βを算出し、これに基づき研削ヘッド部21の傾きを調整(フィードバック補正)する。また、この調整は、アジャスタ24の高さ調整機構により行われる。これにより、サブミクロンオーダの微小な傾き制御が可能となり、より容易且つ精度高く基板の研削ムラの発生、ばらつきを防ぐことができる。また、基板表面のGBIR等の更なる向上を図ることができる。
さらに、研削機構側に調整機構を配備したことにより、保持機構側に調整機構を配備する場合と比べて、機構の簡便化による装置製造のコストダウンを図ることができる。
As described above, the grinding apparatus 1 according to the present embodiment calculates the inclination angle β based on the state of the surface to be ground of the substrate that has been most recently ground, and adjusts the inclination of the grinding head portion 21 based on this (feedback correction). ) This adjustment is performed by the height adjustment mechanism of the adjuster 24. As a result, it is possible to control a fine tilt on the order of submicron, and it is possible to more easily and accurately prevent the occurrence and variation of grinding unevenness of the substrate. Moreover, further improvement of GBIR on the substrate surface can be achieved.
Furthermore, by providing the adjusting mechanism on the grinding mechanism side, it is possible to reduce the cost of manufacturing the apparatus by simplifying the mechanism as compared with the case where the adjusting mechanism is provided on the holding mechanism side.

上記説明した実施形態は、本発明をより具体的に説明するためのものであり、本発明の範囲が、これらの例に限定されるものではない。   The embodiment described above is for explaining the present invention more specifically, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

1・・・研削処理装置、2・・・研削ユニット、10・・・基台、20・・・砥石、21・・・研削ヘッド部、21a・・・鍔部、22、23、24・・・アジャスタ、24a・・・アジャスタ24の高さ調整機構、25・・・アジャスタ台、26・・・背板、ブッシュロッド27、28・・・くびれ部、30・・・ターンテーブル、31・・・チャックテーブル、40・・・制御部、50・・・アーム、51、52・・・ローラ、53、54・・・コイルばね、55・・・スライダ、56・・・ボールねじ式送り機構、57・・・厚み検出センサ、58・・・センサ制御部、60・・・突起部、W・・・基板。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Grinding processing apparatus, 2 ... Grinding unit, 10 ... Base, 20 ... Grinding wheel, 21 ... Grinding head part, 21a ... Gutter part, 22, 23, 24 ... Adjuster, 24a: Adjuster 24 height adjustment mechanism, 25: Adjuster base, 26: Back plate, Bush rods 27, 28 ... Constriction, 30 ... Turntable, 31 ... -Chuck table, 40 ... control unit, 50 ... arm, 51, 52 ... roller, 53, 54 ... coil spring, 55 ... slider, 56 ... ball screw type feed mechanism, 57... Thickness detection sensor, 58... Sensor control unit, 60.

Claims (7)

研削処理の対象となる基板を保持して水平に回転する保持機構を有する研削処理装置に設けられる研削ユニットであって、
回転する研削面を有し、その研削面の一部の領域を前記保持機構に保持された基板の被研削面の一部の領域と摺接させる研削手段と、
前記研削手段の回転軸を傾斜させて前記被研削面に対し前記研削面の相対的な角度を変化させる調整機構と、を有し、
前記調整機構は、
前記研削面の中心を通過する水平線と当該研削面周縁とが交差する2つの交点のうち一方の交点位置に配備された第1の調整手段と、
前記研削面周縁に配備され、前記第1の調整手段の配備位置を基準に前記研削面の中心に対しそれぞれが等間隔の角度をなす位置に配備された第2及び第3の調整手段と、を含んで構成されており、
直近に研削処理された基板の被研削面の形状に基づき前記角度を変化させる変化量を決定し、前記第1、第2及び第3の調整手段のうち当該第1の調整手段のみ当該変化量に応じて稼働し前記相対的な角度を変化させることを特徴とする、
研削ユニット。
A grinding unit provided in a grinding processing apparatus having a holding mechanism that holds a substrate to be ground and rotates horizontally,
A grinding means that has a rotating grinding surface, and that slidably contacts a partial region of the ground surface with a partial region of the ground surface of the substrate held by the holding mechanism;
An adjustment mechanism that changes the relative angle of the grinding surface with respect to the surface to be ground by inclining the rotation axis of the grinding means,
The adjustment mechanism is
First adjusting means arranged at one of the two intersections where the horizontal line passing through the center of the grinding surface and the periphery of the grinding surface intersect;
Second and third adjusting means provided on the periphery of the grinding surface and provided at positions that are equally spaced with respect to the center of the grinding surface with reference to the position of the first adjusting means; It is composed including
The amount of change for changing the angle is determined based on the shape of the surface to be ground of the substrate that has been most recently ground, and only the first adjustment unit among the first, second, and third adjustment units is the change amount. According to the above, and the relative angle is changed.
Grinding unit.
前記研削手段は、前記研削面の中心と前記被研削面の中心とを結ぶ線分と、前記第1の調整手段の配備位置と前記第2の調整手段の配備位置とを結ぶ線分とが直交するように当該研削面の一部の領域を当該被研削面の一部の領域に摺接させることを特徴とする、
請求項1に記載の研削ユニット。
The grinding means includes a line segment connecting the center of the grinding surface and the center of the surface to be ground, and a line segment connecting the deployment position of the first adjustment means and the deployment position of the second adjustment means. Characterized in that a part of the ground surface is slidably contacted with a part of the ground surface to be orthogonal,
The grinding unit according to claim 1.
前記調整機構は、前記研削処理の開始後から終了するまでの間において前記第1の調整手段のみを稼働させることを特徴とする、
請求項1又は2に記載の研削ユニット。
The adjusting mechanism operates only the first adjusting means during the period from the start to the end of the grinding process.
The grinding unit according to claim 1 or 2.
前記研削手段は、前記回転軸に対し垂直方向に延出した鍔部を有し、
前記調整機構は、前記第2及び第3の調整手段が各々の配備位置において前記鍔部を支持し、支持された鍔部の部位を支点に前記第1の調整手段が当該鍔部を上方に押し上げ、又は、下方に引き下げることにより前記被研削面に対する前記研削面の相対的な角度を変化させることを特徴とする、
請求項1、2又は3に記載の研削ユニット。
The grinding means has a flange extending in a direction perpendicular to the rotation axis,
In the adjusting mechanism, the second and third adjusting means support the collar portion at each deployment position, and the first adjusting means raises the collar portion upward with a portion of the supported collar portion as a fulcrum. The relative angle of the grinding surface with respect to the ground surface is changed by pushing up or pulling down,
The grinding unit according to claim 1, 2 or 3.
前記第1の調整手段は、水平方向に移動自在に構成されたスライダを前記変化量に応じて移動させ、当該スライダの移動量に連動して前記鍔部を上方に押し上げ、又は、下方に引き下げるように構成されたことを特徴とする、
請求項4に記載の研削ユニット。
The first adjusting means moves a slider configured to be movable in the horizontal direction in accordance with the amount of change, and pushes the collar up or down in conjunction with the amount of movement of the slider. It is configured as follows,
The grinding unit according to claim 4.
前記研削手段の研削面のサイズは、前記基板の被研削面のサイズと略同じサイズに形成されており、
前記第1の調整手段は、前記摺接した際に研削面周縁と被研削面周縁とが交差する2つの交点のうち一方の交点位置に配備され、
前記第2の調整手段は、前記第1の調整手段の配備位置とは異なる他の一方の交点位置に配備され、
前記第3の調整手段は、前記第1の調整手段の配備位置と前記第2の調整手段の配備位置とを結ぶ線分の二等分線と前記研削面周縁とが交差する位置で、且つ、当該第1及び第2の調整手段から相対的に遠方な交点位置に配備されることを特徴とする、
請求項1乃至5いずれか一項に記載の研削ユニット。
The size of the grinding surface of the grinding means is formed to be approximately the same size as the size of the surface to be ground of the substrate,
The first adjusting means is arranged at one of the two intersections at which the periphery of the grinding surface and the periphery of the surface to be ground intersect when the sliding contact is made,
The second adjusting means is arranged at the other one of the intersection positions different from the deployment position of the first adjusting means,
The third adjustment means is a position where a bisector of a line segment connecting the deployment position of the first adjustment means and the deployment position of the second adjustment means intersects the periphery of the grinding surface, and , Characterized in that it is arranged at an intersection point far from the first and second adjusting means,
The grinding unit according to any one of claims 1 to 5.
研削ユニットと、研削処理の対象となる基板を保持して水平に回転する保持機構を有する研削処理装置であって、
前記研削ユニットは、
回転する研削面を有し、その研削面の一部の領域を前記保持機構に保持された基板の被研削面の一部の領域と摺接させる研削手段と、
前記研削手段の回転軸を傾斜させて前記被研削面に対し前記研削面の相対的な角度を変化させる調整機構と、を有し、
前記調整機構は、
前記研削面の中心を通過する水平線と当該研削面周縁とが交差する2つの交点のうち一方の交点位置に配備された第1の調整手段と、
前記研削面周縁に配備され、前記第1の調整手段の配備位置を基準に前記研削面の中心に対しそれぞれが等間隔の角度をなす位置に配備された第2及び第3の調整手段と、を含んで構成されており、
直近に研削処理された基板の被研削面の形状に基づき前記角度を変化させる変化量を決定し、前記第1、第2及び第3の調整手段のうち当該第1の調整手段のみ当該変化量に応じて稼働し前記相対的な角度を変化させることを特徴とする、
研削処理装置。
A grinding processing apparatus having a grinding unit and a holding mechanism that holds a substrate to be ground and rotates horizontally,
The grinding unit is
A grinding means that has a rotating grinding surface, and that slidably contacts a partial region of the ground surface with a partial region of the ground surface of the substrate held by the holding mechanism;
An adjustment mechanism that changes the relative angle of the grinding surface with respect to the surface to be ground by inclining the rotation axis of the grinding means,
The adjustment mechanism is
First adjusting means arranged at one of the two intersections where the horizontal line passing through the center of the grinding surface and the periphery of the grinding surface intersect;
Second and third adjusting means provided on the periphery of the grinding surface and provided at positions that are equally spaced with respect to the center of the grinding surface with reference to the position of the first adjusting means; It is composed including
The amount of change for changing the angle is determined based on the shape of the surface to be ground of the substrate that has been most recently ground, and only the first adjustment unit among the first, second, and third adjustment units is the change amount. According to the above, and the relative angle is changed.
Grinding processing equipment.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111823084A (en) * 2020-07-30 2020-10-27 华海清科(北京)科技有限公司 Grinding apparatus with differential thread structure
CN117161867A (en) * 2023-09-22 2023-12-05 北京中电科电子装备有限公司 Wafer thinning equipment and wafer surface type control method thereof

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