JP2015100865A

JP2015100865A - 研削装置

Info

Publication number: JP2015100865A
Application number: JP2013241699A
Authority: JP
Inventors: 英樹辻本; Hideki Tsujimoto
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-11-22
Filing date: 2013-11-22
Publication date: 2015-06-04

Abstract

【課題】研削により形成される板状ワークの円形凹部に研削水が溜まるのを防ぐことにより、研削ホイールの研削砥石が目詰まりしたり、板状ワークの被研削面が傷付いたりするのを防ぐ。
【解決手段】チャックテーブル２１に保持された円板状の板状ワーク８０の少なくとも片面の中央部分を研削手段１４によって研削して外周部分に環状凸部８２を形成する研削装置１０において、チャックテーブル２１の保持面２１１が下に向けて配設され、研削手段１４は、研削砥石７２が上を向いた状態で板状ワーク８０を研削するように配設され、研削水供給ノズル３１から板状ワーク８０に研削水が供給される。研削水は、重力により落下し、研削により形成される円形凹部８１に研削水が溜まることがないため、研削水に含まれる研削屑によって、研削砥石７２が目詰まりしたり、板状ワーク８０の被研削面が傷付いたりするのを防ぐことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、板状ワークの中央部分を研削して外周部分に環状凸部を形成する研削装置に関する。

ウェーハなどの板状ワークを研削する装置としては、板状ワークを保持するチャックテーブルを装置基台に配設し、板状ワークを研削する研削手段を研削送りする研削送り手段を装置基台から立設し、研削送り手段が研削手段を研削送りすることにより、研削手段に装着された研削砥石を板状ワークに当接させて板状ワークを研削する構成の研削装置が知られている。例えば、下記特許文献１には、板状ワークの中央部分のみを研削することにより、外周部分に環状凸部を形成する研削装置が記載されている。板状ワークの外周部分に環状凸部を形成することで、研削後の板状ワークの取り扱いを容易とすることができる。

特開２００８−６０４７０号公報

しかし、このような研削装置では、研削した板状ワークの中央エリアが環状凸部に囲まれた円凹形状の円形凹部となるので、当該円形凹部に研削水が溜まる。研削水には研削屑が含まれているため、溜まった研削屑で研削ホイールの研削砥石が目詰まりしたり、板状ワークの被研削面が傷付いたりする場合がある。

本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、円形凹部に研削水が溜まるのを防ぐことにより、研削ホイールの研削砥石が目詰まりしたり、板状ワークの被研削面が傷付いたりするのを防ぐことを目的とする。

本発明に係る研削装置は、円板状の板状ワークの少なくとも片面の中央部分を研削して外周部分に環状凸部を形成する研削装置であって、該板状ワークを保持面で吸引して保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルを回転させる回転機構と、を備える保持手段と、該チャックテーブルに保持された板状ワークに研削水供給ノズルから研削水を供給する研削水供給手段と、環状に研削砥石が配設された研削ホイールが装着され、該研削ホイールを回転させて、該チャックテーブルに保持された板状ワークを研削する研削手段と、該研削手段と該保持手段とを相対的に接近もしくは離間する研削送り方向に研削送りする研削送り手段と、を備え、該チャックテーブルは、該保持面を下に向けて配設され、該研削手段は、該研削ホイールの該研削砥石が上を向いた状態で該板状ワークを研削するように配設された。
前記研削手段と前記保持手段とを相対的に前記チャックテーブルの径方向に移動させる径方向移動手段を備えることが好ましい。

本発明に係る研削装置によれば、チャックテーブルの保持面が下を向き、研削ホイールの研削砥石が上を向いた状態で板状ワークを研削するので、研削水は、重力により落下し、研削により形成される円形凹部に研削水が溜まることはない。これにより、研削水に含まれる研削屑によって、研削砥石が目詰まりしたり、板状ワークの被研削面が傷付いたりするのを防ぐことができる。

研削装置を示す側面視断面図。研削装置が板状ワークを研削する様子を示す側面視断面図。別の研削装置を示す側面視断面図。別の研削装置が板状ワークを研削する様子を示す側面視断面図。

図１に示す研削装置１０は、円板状の板状ワーク８０を保持する保持手段１２と、板状ワーク８０に研削水を供給する研削水供給手段１３と、板状ワーク８０を研削する研削手段１４と、研削手段１４を鉛直方向（±Ｚ方向）に移動させる研削送り手段１５と、研削手段１４を±Ｙ方向に移動させる径方向移動手段１６とを備え、板状ワーク８０の片面の中央部分を研削することにより円形凹部を形成し、研削されずに残った外周部分に環状凸部を形成することができる。

保持手段１２は、保持面２１１を下方（−Ｚ方向）に向けて配設されたチャックテーブル２１と、チャックテーブル２１を回転させる回転機構２２とを備える。チャックテーブル２１は、ＸＹ平面に平行な保持面２１１で板状ワーク８０を吸引して保持する。回転機構２２は、±Ｚ方向に平行なチャックテーブル２１の中心軸２９を中心としてチャックテーブル２１を回転させる。

研削水供給手段１３は、供給源３２から供給される研削水を、研削水供給ノズル３１から、チャックテーブル２１に保持された板状ワーク８０に対して供給する。研削水供給ノズル３１の先端は、±Ｚ方向よりも板状ワーク８０の外周側に向けて傾斜している。

研削手段１４は、研削スピンドル４１の先端に配設されたマウント４２を、±Ｚ方向に平行な中心軸４９を中心として回転させることにより、マウント４２に装着された研削ホイール７０を回転させることができる。研削ホイール７０は、円板状のホイール７１の片面に研削砥石７２が環状に配設され、研削砥石７２が配設された側の面を上方（＋Ｚ方向）へ向けた状態で、研削手段１４に装着される。

径方向移動手段１６は、±Ｙ方向に平行なねじ軸６２をモータ６１が回転させることにより、±Ｙ方向に平行なガイド６４に案内された移動部６３を、±Ｙ方向に移動させることができる。移動部６３には、研削手段１４が固定され、移動部６３の移動にしたがって、研削手段１４が±Ｙ方向に移動する。これにより、径方向移動手段１６は、研削手段１４をチャックテーブル２１の径方向に移動させる。

研削送り手段１５は、±Ｚ方向に平行なねじ軸５２をモータ５１で回転させることにより、±Ｚ方向に平行なガイド５４に案内された移動部５３を、±Ｚ方向に移動させることができる。移動部５３には、径方向移動手段１６が固定され、移動部５３の移動にしたがって、径方向移動手段１６及び研削手段１４が±Ｚ方向に移動する。これにより、研削送り手段１５は、チャックテーブル２１と研削手段１４とを相対的に接近もしくは離間する研削送り方向（±Ｚ方向）に研削送りする。

次に、研削装置１０が板状ワーク８０を研削する手順を説明する。図２に示すように、まず、チャックテーブル２１の中心軸２９上に板状ワーク８０の中心を合わせ、板状ワーク８０を保持面２１１で吸引して保持する。

次に、径方向移動手段１６がチャックテーブル２１の径方向に研削手段１４を移動させ、板状ワーク８０に形成すべき環状凸部８２の内径と、環状に配設された研削砥石７２の外径とによって定まる位置に、研削手段１４を位置付ける。そして、研削手段１４が研削ホイール７０を回転させるとともに、研削送り手段１５が研削手段１４を＋Ｚ方向に移動させて研削手段１４をチャックテーブル２１に接近させ、回転する研削砥石７２を板状ワーク８０の被研削面に当接させることにより、板状ワーク８０を研削する。板状ワーク８０の被研削面は下方に向き、研削砥石７２の研削面を上方に向いている。

これと並行して、研削水供給手段１３が研削水供給ノズル３１から研削水９０を板状ワーク８０に供給して、研削によって発生した研削屑を洗い流す。研削屑は円形凹部８１の外周部分に溜まりやすいが、研削水供給ノズル３１の先端が板状ワーク８０の外周側に向いているため、研削水９０が円形凹部８１の外周壁に当たる。板状ワーク８０に当たって研削屑を含んだ研削水９０は、重力により−Ｚ方向に落下する。したがって、研削水９０が円形凹部８１に溜まることはない。これにより、円形凹部８１に溜まった研削水に含まれる研削屑によって、研削砥石７２が目詰まりしたり、板状ワーク８０の被研削面が傷付いたりするのを防ぐことができる。

図３に示す研削装置１０Ａには、図１及び図２に示した研削送り手段１５に代えて研削送り手段１５Ａが設けられ、図１及び図２に示した径方向移動手段１６に代えて径方向移動手段１６Ａが設けられている点が、研削装置１０と異なる。それ以外の点は、研削装置１０と同様である。

研削送り手段１５Ａは、研削手段１４ではなく、保持手段１２を±Ｚ方向に移動させることにより、チャックテーブル２１と研削手段１４とを相対的に接近もしくは離間する研削送り方向に研削送りする。一方、径方向移動手段１６Ａは、研削送り手段１５の移動部５３ではなく、研削手段１４に固定され、研削手段１４をチャックテーブル２１の径方向に移動させる。

図１に示した研削装置１０は、研削送り手段１５が研削手段１４と径方向移動手段１６とを移動させる構成であるため、研削送り手段１５にかかる負担が大きい。なお、径方向移動手段１６が研削手段１４と研削送り手段１５とを移動させる構成も考えられるが、その場合は、径方向移動手段１６にかかる負担が大きくなる。

これに対し、図３に示す研削装置１０Ａは、研削送り手段１５Ａが保持手段１２を移動させ、径方向移動手段１６Ａが研削手段１４を移動させるので、研削送り手段１５Ａが径方向移動手段１６Ａを移動させる必要がなく、その分、研削送り手段（あるいは径方向移動手段）にかかる負担を軽減できる。また、研削送り手段１５Ａを構成するモータ５１あるいは径方向送り手段１６を構成するモータ６１のトルクが小さく済むので、部品コストを抑制し、消費エネルギーを削減することができる。なお、保持手段１２と研削手段１４とのうちの一方を研削送り手段が移動させ、他方を径方向移動手段が移動させる構成であればよいので、研削送り手段が研削手段１４を移動させ、径方向移動手段が保持手段１２を移動させる構成であってもよい。

板状ワーク８０の研削時は、図４に示すように、まず、チャックテーブル２１の中心軸２９上に板状ワーク８０の中心を合わせ、板状ワーク８０を保持面２１１で吸引して保持する。

次に、径方向移動手段１６Ａがチャックテーブル２１の径方向に研削手段１４を移動させ、板状ワーク８０に形成すべき環状凸部８２の内径と、環状に配設された研削砥石７２の外径とによって定まる位置に、研削手段１４を位置付ける。そして、研削手段１４が研削ホイール７０を回転させるとともに、研削送り手段１５Ａが保持手段１２を−Ｚ方向に移動させてチャックテーブル２１を研削手段１４に接近させ、回転する研削砥石７２を板状ワーク８０の被研削面に当接させることにより、板状ワーク８０を研削する。板状ワーク８０の被研削面は下方に向き、研削砥石７２の研削面を上方に向いている。

これと並行して、研削水供給手段１３が研削水供給ノズル３１から研削水を板状ワーク８０に供給して、研削によって発生した研削屑を洗い流す。研削装置１０と同様に、研削水供給ノズル３１の先端が板状ワーク８０の外周側に向いているため、研削水９０が円形凹部８１の外周壁に当たる。板状ワーク８０に当たって研削屑を含んだ研削水は、重力により−Ｚ方向に落下する。したがって、研削水が円形凹部８１に溜まることはない。これにより、円形凹部８１に溜まった研削水に含まれる研削屑によって、研削砥石７２が目詰まりしたり、板状ワーク８０の被研削面が傷付いたりするのを防ぐことができる。

このように、研削により板状ワーク８０に形成される円形凹部８１の中に研削水が溜まらずに流れ出すように板状ワーク８０を保持した状態で研削をすることにより、研削水に含まれる研削屑によって研削砥石７２が目詰まりしたり、板状ワーク８０の被研削面が傷付いたりするのを防ぐ。したがって、チャックテーブル２１の保持面２１１の向きは、必ずしも鉛直下方向である必要はなく、鉛直下方向に対して９０度未満の角度で傾いた向きであってもよい。「保持面を下に向けて」とは、このように、鉛直下方向に対して９０度未満の角度で傾いた向きも含むものである。

また、研削時における研削ホイール７０の研削砥石７２の向きは、保持面２１１の向きに対応して定まるものであるから、必ずしも鉛直上方向である必要はなく、鉛直上方向に対して９０度未満の角度で傾いた向きであってもよい。「研削砥石が上を向いた状態」とは、このように、鉛直上方向に対して９０度未満の角度で傾いた向きも含むものである。なお、必ずしも保持面２１１と研削砥石７２とが完全に正対した向きである必要はなく、特許文献１に記載されているように、わずかに傾斜して正対する構成であってもよい。

研削送り手段は、チャックテーブル２１と研削手段１４とを相対的に接近しもしくは離間させる構成であればよく、径方向移動手段は、チャックテーブル２１と研削手段１４とを相対的にチャックテーブル２１の径方向に移動させる構成であればよい。また、板状ワーク８０に形成する環状凸部８２の内径が固定であれば、径方向移動手段はなくてもよい。

１０，１０Ａ研削装置、
１２保持手段、２１チャックテーブル、２１１保持面、２２回転機構、
２９中心軸、
１３研削水供給手段、３１研削水供給ノズル、３２供給源、
１４研削手段、４１研削スピンドル、４２マウント、４９回転軸、
１５，１５Ａ研削送り手段、５１モータ、５２ねじ軸、５３移動部、
５４ガイド、
１６，１６Ａ径方向移動手段、６１モータ、６２ねじ軸、６３移動部、
６４ガイド、
７０研削ホイール、７１ホイール、７２研削砥石、
８０板状ワーク、８１円形凹部、８２環状凸部、
９０研削水

Claims

円板状の板状ワークの少なくとも片面の中央部分を研削して外周部分に環状凸部を形成する研削装置であって、
該板状ワークを保持面で吸引して保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルを回転させる回転機構と、を備える保持手段と、
該チャックテーブルに保持された板状ワークに研削水供給ノズルから研削水を供給する研削水供給手段と、
環状に研削砥石が配設された研削ホイールが装着され、該研削ホイールを回転させて、該チャックテーブルに保持された板状ワークを研削する研削手段と、
該研削手段と該保持手段とを相対的に接近もしくは離間する研削送り方向に研削送りする研削送り手段と、
を備え、
該チャックテーブルは、該保持面を下に向けて配設され、
該研削手段は、該研削ホイールの該研削砥石が上を向いた状態で該板状ワークを研削するように配設された、研削装置。
前記研削手段と前記保持手段とを相対的に前記チャックテーブルの径方向に移動させる径方向移動手段を備える、請求項１記載の研削装置。