被加工物的磨削方法

摘要

本发明提供被加工物的磨削方法，能够使多个被加工物的整体平坦。同时对多个被加工物进行磨削加工的被加工物的磨削方法具有：被加工物粘贴工序，将多个被加工物粘贴在保持部件上；保持工序，通过卡盘工作台对粘贴在保持部件上的多个被加工物进行保持；以及磨削工序，使磨轮与多个被加工物接触，同时对多个被加工物进行磨削加工，磨轮具有圆盘状的轮基座、呈环状排列在轮基座的第一面上的多个第一磨削磨具、以及在多个第一磨削磨具的半径方向内侧与多个第一磨削磨具成同心圆状排列的多个第二磨削磨具，多个第一磨削磨具和多个第二磨削磨具在半径方向上的间隔比相邻的被加工物的最小间隔大。

权利要求

1.一种被加工物的磨削方法，其是使用磨削装置同时对多个板状的被加工物进行磨削加工的磨削方法，所述磨削装置具有：对该被加工物进行保持的卡盘工作台；和安装有对该被加工物进行磨削加工的磨轮的磨削构件，其特征在于，所述被加工物的磨削方法具有：

被加工物粘贴工序，将多个该被加工物以相邻的两个该被加工物之间形成有除0以外的间隔的方式粘贴在保持部件上；

保持工序，通过该卡盘工作台对粘贴在该保持部件上的多个该被加工物进行保持；以及磨削工序，使该磨轮与多个该被加工物接触，同时对多个该被加工物进行磨削加工，该磨轮具有：圆盘状的轮基座；呈环状排列在该轮基座的第一面上的多个第一磨削磨具；以及在该多个第一磨削磨具的半径方向内侧与该多个第一磨削磨具呈同心圆状排列的多个第二磨削磨具，该多个第一磨削磨具和该多个第二磨削磨具在该半径方向上的间隔比相邻的两个该被加工物之间的最小间隔大。

2.根据权利要求1所述的被加工物的磨削方法，其特征在于，排列在所述轮基座上的所述第二磨削磨具的数量比排列在所述轮基座上的所述第一磨削磨具的数量少。

3.根据权利要求1所述的被加工物的磨削方法，其特征在于，排列在所述轮基座上的所述第二磨削磨具的耐消耗性比排列在所述轮基座上的所述第一磨削磨具的耐消耗性低。

4.根据权利要求1或2所述的被加工物的磨削方法，其特征在于，所述被加工物是蓝宝石基板或SiC基板。

说明书

被加工物的磨削方法

技术领域

[0001] 本发明涉及对板状的被加工物进行磨削加工的磨削方法。

背景技术

[0002] 一般使用硅晶片来制造IC、LSI等电子器件。与此相对，LED等光学器件多使用在机械性、热性方面显示出优异的特性且在化学性方面也稳定的蓝宝石基板来制造。而且，近年来，有时也使用在高耐压、低损失方面优异的SiC基板来制造电力控制用的功率器件。

[0003] 对于比硅晶片昂贵的蓝宝石基板或SiC基板，2英寸至4英寸左右的直径是主流。如果对这样小径的基板一个一个地进行磨削加工，则难以维持足够的生产率，因此正在研究能够同时对多个基板进行磨削加工的磨削方法(例如，参照专利文献1)。

[0004] 专利文献1：日本特开2010-247311号公报

发明内容

[0005] 然而，当利用上述的磨削方法同时对多个基板进行磨削加工时，存在与基板的中央部分相比外周部分被磨削得较多而无法使基板整体平坦的情况。本发明是鉴于该问题而完成的，其目的在于提供一种能够恰当地使多个被加工物的整体平坦的被加工物的磨削方法。

[0006] 根据本发明，提供一种被加工物的磨削方法，其是使用磨削装置同时对多个板状的被加工物进行磨削加工的磨削方法，所述磨削装置具有：对该被加工物进行保持的卡盘工作台；和安装有对该被加工物进行磨削加工的磨轮的磨削构件，其特征在于，所述被加工物的磨削方法具有：被加工物粘贴工序，将多个该被加工物以相邻的两个该被加工物之间形成有除0以外的间隔的方式粘贴在保持部件上；保持工序，通过该卡盘工作台对粘贴在该保持部件上的多个该被加工物进行保持；以及磨削工序，使该磨轮与多个该被加工物接触，同时对多个该被加工物进行磨削加工，该磨轮具有：圆盘状的轮基座；呈环状排列在该轮基座的第一面上的多个第一磨削磨具；以及在该多个第一磨削磨具的半径方向内侧与该多个第一磨削磨具呈同心圆状排列的多个第二磨削磨具，该多个第一磨削磨具和该多个第二磨削磨具在该半径方向上的间隔比相邻的两个该被加工物之间的最小间隔大。

[0007] 在本发明中，优选的是，排列在所述轮基座上的所述第二磨削磨具的数量比排列在所述轮基座上的所述第一磨削磨具的数量少。

[0008] 并且，在本发明中，优选的是，排列在所述轮基座上的所述第二磨削磨具的耐消耗性比排列在所述轮基座上的所述第一磨削磨具的耐消耗性低。

[0009] 并且，在本发明中，所述被加工物例如是蓝宝石基板或SiC基板。

[0010] 在本发明所涉及的被加工物的磨削方法中，由于使用呈同心圆状排列的多个第一磨削磨具和多个第二磨削磨具在半径方向上的间隔比相邻的被加工物的最小间隔大的磨轮，同时对多个被加工物进行磨削加工，因此，能够利用第一磨削磨具和第二磨削磨具分散磨削的压力，特别能够将施加于被加工物的外周部分的磨削的压力抑制得较低。

[0011] 由此，能够防止被加工物的外周部分被磨削得比中央部分多。即，根据本发明所涉及的被加工物的磨削方法，能够恰当地使多个被加工物的整体平坦。

附图说明

[0012] 图1是示意性地示出磨削装置的结构例的立体图。

[0013] 图2是示意性地示出被加工物粘贴工序的立体图。

[0014] 图3是示意性地示出磨轮的结构例的立体图。

[0015] 图4是示意性地示出各被加工物和磨轮的位置关系的例子的图。

[0016] 图5是示意性地示出比较例中的各被加工物和磨轮的位置关系的例子的图。

[0017] 图6是示意性地示出变形例所涉及的被加工物粘贴工序的立体图。

[0018] 图7是示意性地示出变形例中的各被加工物和磨轮的位置关系的例子的图。

[0019] 图8是示意性地示出比较例中的各被加工物和磨轮的位置关系的例子的图。

[0020] 图9的(A)和图9的(B)是示意性地示出将多个被加工物粘贴在粘接带上的状态的立体图。

[0021] 标号说明

[0022] 11：被加工物；11a：正面；11b：背面；13：保持部件；13a：正面；13b：背面；15：粘接带(保持部件)；17：框架；2：磨削装置；4：基座；4a：开口；6：支承壁；8：X轴移动工作台；10：防尘防滴罩；12：操作面板；14：卡盘工作台；14a：保持面；16：Z轴移动机构；18：Z轴导轨；20：Z轴移动板；22：Z轴滚珠丝杠；24：Z轴脉冲马达；26：支承结构；28：磨削单元(磨削构件)；30：主轴壳体；32：主轴；34：轮座；36：磨轮；38：轮基座；38a：第一面；38b：第二面；40：第一磨削磨具；42：第二磨削磨具；46：磨轮；48：轮基座；50：磨削磨具；D1：最小间隔；D2：间隔(半径方向上的间隔)；R1：旋转方向；R2：旋转方向。

具体实施方式

[0023] 参照附图，对本发明的实施方式进行说明。本实施方式所涉及的被加工物的磨削方法包括被加工物粘贴工序、保持工序以及磨削工序。在被加工物粘贴工序中，将作为磨削对象的多个被加工物粘贴在保持部件上。

[0024] 在保持工序中，通过卡盘工作台对粘贴在保持部件上的多个被加工物进行保持。在磨削工序中，使磨轮与多个被加工物接触，同时对多个被加工物进行磨削加工。接下来，对本实施方式所涉及的被加工物的磨削方法进行详细叙述。

[0025] 首先，对在本实施方式所涉及的被加工物的磨削方法中所使用磨削装置进行说明。图1是示意性地示出磨削装置的结构例的立体图。如图1所示，本实施方式的磨削装置2具有搭载各结构的长方体状的基座4。在基座4的后端竖立设置有支承壁6。

[0026] 在基座4的上表面形成有在X轴方向(前后方向)上较长的矩形状的开口4a。在该开口4a内配置有X轴移动工作台8、使X轴移动工作台8在X轴方向上移动的X轴移动机构(未图示)、以及覆盖X轴移动机构的防尘防滴罩10，并且，在开口4a的前方设置有用于输入磨削条件等的操作面板12。

[0027] X轴移动机构具有与X轴方向平行的一对X轴导轨(未图示)，X轴移动工作台8可滑动地设置在X轴导轨上。在X轴移动工作台8的下表面侧设置有螺母部(未图示)，与X轴导轨平行的X轴滚珠丝杠(未图示)螺合于该螺母部。

[0028] X轴脉冲马达(未图示)与X轴滚珠丝杠的一端部连结。利用X轴脉冲马达使X轴滚珠丝杠旋转，由此使X轴移动工作台8沿着X轴导轨在X轴方向上移动。

[0029] 在X轴移动工作台8上设置有对板状的被加工物11(参照图2等)进行吸引保持的卡盘工作台14。卡盘工作台14与马达等旋转驱动源(未图示)连结，并绕着与Z轴方向(铅直方向)平行的旋转轴旋转。并且，卡盘工作台14通过上述的X轴移动机构与X轴移动工作台8一起在X轴方向上移动。

[0030] 卡盘工作台14的上表面成为对被加工物11进行吸引保持的保持面14a。该保持面14a通过形成在卡盘工作台14的内部的流路(未图示)与吸引源(未图示)连接。载置在卡盘工作台14上的被加工物11通过作用于保持面14a的吸引源的负压被吸引保持在卡盘工作台
14上。

[0031] 在支承壁6的前表面设置有Z轴移动机构16。Z轴移动机构16具有与Z轴方向平行的一对Z轴导轨18，Z轴移动板20可滑动地设置在该Z轴导轨18上。

[0032] 在Z轴移动板20的后表面侧(背面侧)设置有螺母部(未图示)，与Z轴导轨18平行的Z轴滚珠丝杠22螺合于该螺母部。Z轴脉冲马达24与Z轴滚珠丝杠22的一端部连结。通过利用Z轴脉冲马达24使Z轴滚珠丝杠22旋转，由此Z轴移动板20沿着Z轴导轨18在Z轴方向上移动。

[0033] 在Z轴移动板20的前表面(正面)设置有向前方突出的支承结构26，在该支承结构26上支承有对被加工物11进行磨削加工的磨削单元(磨削构件)28。磨削单元28具有固定在支承结构26上的主轴壳体30。作为旋转轴的主轴32能够旋转地支承于主轴壳体30。

[0034] 在主轴32的下端部(末端部)设置有圆盘状的轮座34。在轮座34的下表面通过螺栓等固定有圆盘状的磨轮36，该磨轮36构成为直径与轮座34大致相同。后面叙述磨轮36的详细情况。

[0035] 在主轴32的上端侧(基端侧)连结有马达等旋转驱动源(未图示)。磨轮36通过从该旋转驱动源传递来的旋转力绕着与Z轴方向平行的旋转轴旋转。使卡盘工作台14和磨轮36相对地旋转，同时使磨轮36下降，并一边供给纯水等磨削液一边使磨轮36与被加工物11接触，由此，能够对被加工物11进行磨削加工。

[0036] 接下来，对使用上述的磨削装置2实施的被加工物的磨削方法进行说明。在本实施方式所涉及的被加工物的磨削方法中，首先，实施将作为磨削对象的多个被加工物11粘贴在保持部件上的被加工物粘贴工序。图2是示意性地示出被加工物粘贴工序的立体图。如图2所示，在本实施方式的被加工物粘贴工序中，将三个被加工物11粘贴在保持部件13上。

[0037] 各被加工物11例如是形成为650μm的厚度的圆盘状的蓝宝石基板或者SiC基板。但是，在本发明中磨削的被加工物不限于此。只要是板状的被加工物就能够通过本发明的磨削方法恰当地进行磨削加工。在本实施方式中，对该被加工物11的正面11a侧进行磨削加工。

[0038] 保持部件13例如是能够不重叠地载置多个被加工物11的大小的板状物，其由陶瓷等材料形成。在本实施方式中，如图2所示，使用能够配置三个被加工物11的大小的圆盘状的保持部件13。但是，本发明的保持部件不限于此。

[0039] 在被加工物粘贴工序中，以使保持部件13的正面13a和被加工物11的背面11b对置的方式将三个被加工物11载置在保持部件13上。三个被加工物11以彼此不重叠的方式载置。并且，在保持部件13和各被加工物11之间存在石蜡(粘接剂)。由此，能够将被加工物11的背面11b侧粘贴于保持部件13的正面13a侧。

[0040] 在被加工物粘贴工序之后，实施通过卡盘工作台14对粘贴在保持部件13上的各被加工物11进行保持的保持工序。在该保持工序中，以使保持部件13的背面13b和卡盘工作台14的保持面14a对置的方式将保持部件13载置在卡盘工作台14上，并使吸引源的负压起作用。由此，粘贴在保持部件13上的各被加工物11经由保持部件13被吸引保持在卡盘工作台
14上。

[0041] 在保持工序之后，实施对各被加工物11进行磨削加工的磨削工序。图3是示意性地示出磨轮36的结构例的立体图，图4是示意性地示出磨削工序中的各被加工物11和磨轮36的位置关系的例子的图。

[0042] 如图3所示，磨轮36具有在中央具备开口的圆盘状的轮基座38。在轮基座38的第一面38a上呈环状排列有多个第一磨削磨具40。

[0043] 并且，在比多个第一磨削磨具40靠内侧(多个第一磨削磨具40的半径方向内侧)的区域呈环状排列有多个第二磨削磨具42。即，多个第一磨削磨具40和多个第二磨削磨具42呈同心圆状配置在轮基座38的第一面38a上。

[0044] 并且，如图4所示，多个第一磨削磨具40和多个第二磨削磨具42之间的间隔(半径方向上的间隔)D2比彼此相邻的两个被加工物11之间的最小间隔D1大。通过使与固定有第一磨削磨具40和第二磨削磨具42的第一面38a相反的第二面38b接触，由此将磨轮36安装在轮座34的下表面。

[0045] 在磨削工序中，首先，使卡盘工作台14和磨轮36向规定的旋转方向R1、R2分别以规定的转速旋转。卡盘工作台14的转速例如为300rpm左右，磨轮36的转速例如为800rpm左右。但是，磨削的条件不限于此。

[0046] 接着，使磨轮36下降，一边供给纯水等磨削液一边使第一磨削磨具40和第二磨削磨具42的下表面与被加工物11的正面11a接触。由此，同时对多个被加工物11进行磨削加工。当将工物11被磨削加工到期望的厚度(例如，160μm)时，磨削工序结束。

[0047] 图5是在比较例的磨削方法中示意性地示出各被加工物11和磨轮的位置关系的图。如图5所示，比较例的磨轮46由圆盘状的轮基座48和呈环状排列的多个磨削磨具50构成。在图5中，磨削的压力仅施加于两个被加工物11的外周部分。

[0048] 与此相对，在本实施方式的磨轮36中，多个第一磨削磨具40和多个第二磨削磨具42呈同心圆状配置，并且，第一磨削磨具40和第二磨削磨具42的间隔D2比被加工物11的最小间隔D1大。因此，在图4中，磨削的压力施加于三个被加工物11。

[0049] 这样，在本实施方式所涉及的被加工物的磨削方法中，由于能够通过第一磨削磨具40和第二磨削磨具42一边分散磨削的压力一边对被加工物11进行磨削加工，因此，特别能够将施加在被加工物11的外周部分上的磨削的压力抑制得较低。由此，能够防止被加工物11的外周部分被磨削得比中央部分多。即，根据本实施方式所涉及的被加工物的磨削方法，能够恰当地使多个被加工物11的整体平坦。

[0050] 此外，由于在本实施方式的磨轮36中，第二磨削磨具42被配置得比第一磨削磨具40靠内侧，因此，在磨削时，第二磨削磨具42相对于被加工物11的移动速度比第一磨削磨具
40相对于被加工物11的移动速度低。其结果为，容易在第一磨削磨具40的消耗量(摩耗量)和第二磨削磨具42的消耗量之间产生差。

[0051] 对于该问题，例如只要使排列在磨轮36上的第二磨削磨具42的数量比排列在磨轮36上的第一磨削磨具40的数量少即可。或者，只要使第二磨削磨具42的耐消耗性比第一磨削磨具40的耐消耗性低即可。由此，使第一磨削磨具40的消耗量和第二磨削磨具42的消耗量的差足够小，从而能够恰当地使多个被加工物11的整体平坦。

[0052] 为了使第二磨削磨具42的耐消耗性比第一磨削磨具40的耐消耗性低，例如，使第二磨削磨具42所含有的磨粒的集中度比第一磨削磨具40所含有的磨粒的集中度低。或者，使第二磨削磨具42所含有的结合材料比第一磨削磨具40所含有的结合材料柔软。能够基于例如杨氏模量或弯曲强度等判定第一磨削磨具40和第二磨削磨具42的耐消耗性。

[0053] 此外，本发明不限于上述实施方式所述，能够实施各种变更。例如，在上述实施方式中，将三个被加工物11粘贴在保持部件13上而同时对三个被加工物11进行磨削，但是，粘贴在保持部件13上的被加工物11的数量没有特别地限定。

[0054] 图6是示意性地示出变形例所涉及的被加工物粘贴工序的立体图，图7是示意性地示出变形例中的各被加工物11和磨轮36的位置关系的例子的图，图8是示意性地示出比较例中的各被加工物11和磨轮46的位置关系的例子的图。

[0055] 如图6所示，在变形例所涉及的被加工物的磨削方法中，将五个被加工物11粘贴在保持部件13上。在该种情况下，如图7所示，以多个第一磨削磨具40和多个第二磨削磨具42之间的间隔(半径方向上的间隔)D2比相邻的被加工物11的最小间隔D1大的方式来构成磨轮36。

[0056] 其结果为，在图7所示的状态中，磨削压力施加于四个被加工物11上。另一方面，在图8所示的比较例中，磨削的压力仅施加于两个被加工物11的外周部分。

[0057] 这样，在变形例所涉及的被加工物的磨削方法中，也能够利用第一磨削磨具40和第二磨削磨具42分散磨削的压力，尤其能够将施加于被加工物11的外周部分的磨削的压力抑制得较低。由此，能够防止被加工物11的外周部分被磨削得比中央部分多。

[0058] 并且，在上述实施方式和变形例中，使用了陶瓷等材料制成的板状物作为保持部件13，也可以将粘接带等作为保持部件使用。图9的(A)和图9的(B)是示意性地示出将多个被加工物11粘贴在粘接带上的状态的立体图。

[0059] 如图9的(A)和图9的(B)所示，即使在将多个被加工物11粘贴在粘接带(保持部件)15上的情况下，也能够以相同的步骤对被加工物11进行磨削。此外，在该种情况下，可以预先将环状的框架17固定在粘接带15的外周部分。

[0060] 此外，只要不脱离本发明的目的范围，就能够恰当地对上述实施方式和变形例所涉及的结构、方法等进行变更来实施。