JP2018012178A - テーブル上面の検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】保持テーブルの上面形状を短時間で容易に検査すること。【解決手段】テーブル上面の検査方法は、板状ワーク（Ｗ）を吸引保持する保持テーブル（３１）と、保持テーブルが保持した板状ワークを研削砥石（４８）を環状に配設した研削ホイール（４６）で研削する研削手段（４１）とを備える研削装置（３０）において保持テーブルの上面（３２）形状を検査するテーブル上面の検査方法であって、保持テーブルの上面を覆う面積の平坦面を有するブロック（Ｂ）を載置し平坦面で上面を覆う載置工程と、保持テーブルを吸引源（５１）に連通させブロックを吸引した吸引圧力を測定する測定工程と、測定工程で測定した吸引圧力値（ａ１、ａ２、ａ３）を予め設定する基準値（ｔ）と比較させ、吸引圧力値が基準値に達していないときは上面の形状が正常ではないと判断する構成とした。【選択図】図６

Description

本発明は、保持テーブルの上面形状を検査するテーブル上面の検査方法に関する。

板状ワークを保持テーブルに保持させ研削砥石で研削する研削装置では、保持テーブルの上面を円錐状に形成し、円錐状の斜面に平行になるように研削砥石の研削面を位置づけ、保持テーブルの中心から外周に向かう半分の領域を使って板状ワークを研削する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。保持テーブルに円錐状に保持された板状ワークは、研削砥石の研削面が板状ワークの中心から外周に向かう半分の領域に円弧状に当てられることで研削される。この研削方法は板状ワークの厚み精度を調節するには適しているが、保持テーブルが円錐状に形成されているため研削砥石の板状ワークに対する接触面積が小さくなり、板状ワークの研削に時間がかかる場合がある。

保持テーブルの上面を平面に形成して、研削砥石の研削面が保持テーブルの上面の中心を通過するように研削砥石を板状ワークに接触させて板状ワークを研削すると、保持テーブルの外周の一端から他端に抜ける広い領域を使って研削することができる。これにより、研削砥石の板状ワークに対する接触面積を大きくすることができるため、研削時間の短縮が可能になる。

特開２０１４−０３０８８３号公報

保持テーブルの上面の中心を通過しつつ外周の一端から他端に抜ける広い領域を使って板状ワークを研削する場合、研削砥石の板状ワークに対する接触面積が大きい状態を維持するためには、保持テーブルの上面の形状が良好であることが重要になる。保持テーブルの上面形状を検査するためには、研削砥石を回転させるスピンドル軸にダイヤルゲージを取り付け、ダイヤルゲージを保持テーブルの上面で移動させて上面の高さを測定する方法が考えられる。これにより、保持テーブルの上面形状が異常か正常かを判断できる。しかしながら、ダイヤルゲージの取り付けや測定作業は煩雑であり、時間が掛かる場合がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、保持テーブルの上面形状を短時間で容易に検査することができるテーブル上面の検査方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様のテーブル上面の検査方法は、板状ワークを吸引保持する保持テーブルと、保持テーブルが保持した板状ワークを研削砥石を環状に配設した研削ホイールで研削する研削手段とを備える研削装置において保持テーブルの上面形状を検査するテーブル上面の検査方法であって、保持テーブルの上面を覆う面積の平坦面を有するブロックを載置し該平坦面で該上面を覆う載置工程と、保持テーブルを吸引源に連通させ該ブロックを吸引した吸引圧力を測定する測定工程と、測定工程で測定した吸引圧力値を予め設定する基準値と比較させ、吸引圧力値が該基準値に達していないときは上面の形状が正常ではないと判断する判断工程と、を備える。

この構成によれば、保持テーブルの上面でブロックを吸引し、その吸引圧力を測定した吸引圧力値を用いて上面形状を判断するため、測定のための操作が容易であり測定に時間が掛からない。よって、保持テーブルの上面形状を短時間で容易に検査することができる。

本発明によれば、保持テーブルの上面形状を短時間で容易に検査することができる。

本実施の形態に係る研削方法に用いる研削装置の斜視図である。 板状ワークに対する研削砥石の接触領域の変化を比較説明する図である。 保持テーブルの上面の形状の説明図である。 本実施の形態に係る載置工程の説明図である。 本実施の形態に係る測定工程の説明図である。 本実施の形態に係るブロックの載置状況と吸引圧力値との関係及び判断工程の説明図である。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係るテーブル上面の検査方法について説明する。

まず、本実施の形態に係るテーブル上面の検査方法に用いる研削装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る研削方法に用いる研削装置の斜視図である。図１Ａは、本実施の形態に係る研削装置に板状ワークが載置されていない状態を示し、図１Ｂは、本実施の形態に係る研削装置に板状ワークが載置され研削されている状態を示している。

図１Ａ及び図１Ｂに示すように、研削装置３０には保持テーブル３１が設けられている。保持テーブル３１の下方には、保持テーブル３１を回転させる回転手段（不図示）が設けられている。保持テーブル３１の上面３２には、多孔質のポーラス材によって板状ワークＷ（図１Ａでは不図示）を吸着する保持面３３が形成されている。保持面３３は、保持テーブル３１内の流路３５（図４参照）を通じて吸引源５１（図４参照）に接続されており、保持面３３に生じる負圧によって板状ワークＷが吸引保持される。なお、板状ワークＷは、研削対象になる板状のワークであればよく、シリコン、ガリウムヒ素等の半導体基板でもよいし、セラミック、ガラス、サファイア等の無機材料基板でもよいし、さらに半導体製品のパッケージ基板等でもよい。

保持テーブル３１の上方に配置される研削手段４１は、モータ等の駆動源を含むスピンドル４３の下端にマウント４４を設けて構成されている。マウント４４の下面には、ホイール基台４７に複数の研削砥石４８が真円の環状に配設された研削ホイール４６が回転可能に装着されている。研削ホイール４６の径は板状ワークＷの直径と略同一となっている。研削ホイール４６は、スピンドル４３の駆動によって回転される。複数の研削砥石４８は、例えば、ダイヤモンド砥粒をメタルボンド等のボンド剤で固めたセグメント砥石で構成される。研削砥石４８により、保持テーブル３１に保持された板状ワークＷが研削される。

板状ワークＷの研削時には、板状ワークＷは保持テーブル３１の保持面３３に載置され、負圧により保持テーブル３１に吸引保持される。板状ワークＷは保持テーブル３１の回転により回転し、回転する研削ホイール４６が板状ワークＷの上面１１に近付けられる。そして、研削砥石４８が板状ワークＷに接触しながら通過することで板状ワークＷが研削される。

次いで、板状ワークＷに対する研削砥石４８の接触領域について、図２を参照して説明する。図２は、板状ワークに対する研削砥石の接触領域の変化を比較説明する図であり、図２Ａは、本実施の形態に係る接触領域、図２Ｂは、比較例に係る接触領域を図示している。通常、板状ワークＷは、研削砥石４８との接触面積が大きくなるほど早く研削される。板状ワークＷと研削砥石４８との接触面積を大きくするため、本実施の形態では、図２Ａに示すように、保持テーブル３１の上面３２の外周における一端Ｃ１から中心Ｏを通って他端Ｃ２に抜ける領域Ｒ１の全体に研削砥石４８が通るように、板状ワークＷが研削される。このとき、板状ワークＷに形成される研削痕は円弧状の領域Ｒ２のようになり、保持テーブル３１が回転することにより板状ワークＷの全面が研削される。

これに対し、図２Ｂに示す比較例として保持テーブル７１の上面７２が円錐状に形成されている場合を考えると、研削砥石７８は円錐状の斜面に平行になるように板状ワークＷに接触される。この比較例では、図２Ｂに示すように、保持テーブル３１の中心Ｏから外周に向かう半分の領域Ｒ３に研削砥石７８が通るように、板状ワークＷは研削される。このとき、板状ワークＷに形成される研削痕は領域Ｒ４のようになり、図２Ａに示す領域Ｒ２よりも小さくなる。言い換えると、比較例に比べ、本実施の形態の方が、板状ワークＷは領域Ｒ２で研削されて研削砥石４８の板状ワークＷに対する接触面積を大きくすることができ、板状ワークＷの研削時間を短くすることができる。本実施の形態では、研削砥石４８と板状ワークＷとの接触領域の調整は、保持テーブル３１の回転軸３１ａの傾き又はスピンドル４３の回転軸４３ａ（いずれも図１参照）の傾きを調整することにより行うことができる。

図２Ａに示す本実施の形態のように、板状ワークＷが領域Ｒ２で研削砥石４８に研削されるためには、研削砥石４８が保持テーブル３１の領域Ｒ１全体を通るように保持テーブル３１の上面３２が形成されている必要がある。保持テーブル３１の上面３２が良好に形成されていない場合、保持テーブル３１の回転軸３１ａの傾き又はスピンドル４３の回転軸４３ａの傾きを調整するだけでは、板状ワークＷの領域Ｒ２の全体に研削砥石４８を接触させることができない。すなわち、研削砥石４８が保持テーブル３１の領域Ｒ１の一部のみを通って板状ワークＷを研削することになるため、研削砥石４８の板状ワークＷに対する接触面積は小さくなって板状ワークＷの研削時間が長くなる。このため、保持テーブル３１の上面３２形状を検査し、保持テーブル３１の上面３２の形状が良好でない場合は、保持テーブル３１を研削砥石４８で研削するセルフグラインドが行われている。

ここで、保持テーブルの上面の形状を検査する従来方法を説明すると、ダイヤルゲージで保持テーブルの上面を測定するものが知られている。従来方法においては、研削手段のスピンドルに測定治具を介してダイヤルゲージが取り付けられる。ダイヤルゲージは、下端を保持テーブルの上面に接触させた状態でスピンドルが回転すると、研削ホイールと同じ軌道を描いて保持テーブルの上面を移動する位置に取り付けられている。これにより上面の高さ位置がダイヤルゲージによって測定され、測定値から上面の形状が判断される。しかしながら、ダイヤルゲージが所定の位置にくるように測定治具を用いてスピンドルに取り付ける作業は煩雑であり、ダイヤルゲージの取り付け作業から上面の高さ位置の測定までに時間が掛かる。また、ダイヤルゲージの取り付けが適切に行われていないと測定誤差が生じて上面の形状を正確に判断できない場合がある。そこで、本実施の形態においては、保持テーブル３１にて従来から測定される吸引圧力の測定値に基づき、保持テーブル３１の上面３２の形状を検査することとしている。

ここで、保持テーブル３１の上面３２の形状について説明する。図３は、保持テーブルの上面の形状の説明図である。

図３Ａは、保持テーブル３１の上面３２が平坦な形状である場合を示している。図３Ｂは、保持テーブル３１の上面３２の中央Ｏ付近が凹状の形状である場合を示している。図３Ｃは、保持テーブル３１の上面３２の中央Ｏ付近が凸状の形状である場合を示している。本実施の形態においては、図３Ａから図３Ｃに示す上面３２の形状を判断できるよう、保持テーブル３１の上面３２を検査している。

次に、図４から図６を参照して、本実施の形態に係るテーブル上面の検査方法について詳細に説明する。本実施の形態に係るテーブル上面の検査方法は、載置工程、測定工程、判断工程を含む。

まず、本実施の形態に係る載置工程について説明する。図４は、本実施の形態に係る載置工程の説明図である。図４に示すように、載置工程で用いる研削装置３０において、保持面３３は、配管３６を介して吸引源５１に接続されており、配管３６には圧力計５２が接続されている。圧力計５２には、後述する判断部５３が接続されている。載置工程では、まず、保持テーブル３１の上面３２にブロックＢが載置され、上面３２が覆われる。ブロックＢは板状に形成され、厚さ方向両側に一対の主面Ｂ１、Ｂ２を備えている。これらの主面Ｂ１、Ｂ２は平坦面に形成され、保持テーブル３１の上面３２と同じ又はそれ以上の面積を有している。ブロックＢは一方の主面Ｂ１、Ｂ２（本実施の形態では主面Ｂ２）を上面３２に向けて、上面３２の全面を覆うように載置される。

次に本実施の形態に係る測定工程について説明する。図５は、本実施の形態に係る測定工程の説明図である。図５に示すように、測定工程では保持テーブル３１の上面３２がブロックＢで覆われている。配管３６に設けられるバルブ（不図示）を開くことにより、吸引源５１と上面３２に形成された保持面３３とを連通させ、保持面３３に生じる負圧によってブロックＢが保持テーブル３１に吸引保持される。このとき、ブロックＢに対する吸引圧力が圧力計５２により測定される。一般に保持面３３で板状ワークＷが保持されると、圧力計５２で吸引圧力値が測定され、保持面３３でブロックＢが保持される場合も同様に圧力計５２で吸引圧力値が測定される。

次に、測定工程でのブロックＢの載置状況と吸引圧力値について説明すると共に、本実施の形態に係る判断工程について説明する。図６は、本実施の形態に係るブロックの載置状況と吸引圧力値との関係及び判断工程の説明図である。図６Ａから図６Ｃにおいて、左図は、上面がセルフグラインドされている状態を示し、右図は、本実施の形態に係るブロックが上面に載置されている状態を示している。

判断工程では、判断部５３において測定工程で測定した吸引圧力値と、予め設定する基準値ｔとを比較する。そして、基準値ｔに吸引圧力値が達しないときは、上面３２の形状が正常でないと判断される。以下に具体例を挙げて説明する。ここで、判断部５３は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等によって構成されている。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。また、基準値ｔはブロックＢで上面３２を完全又は概ね完全に閉塞したときの圧力値とされる。

図６Ａ左図に示すように、保持テーブル３１の上面３２と研削砥石４８が平行になるように接触されて上面３２がセルフグラインドされるとき、上面３２は平坦に研削される。このとき、図６Ａ右図に示すように、保持テーブル３１の上面３２にブロックＢが載置されると（載置工程）、上面３２はブロックＢに隙間なく覆われる。この状態で吸引圧力を測定すると（測定工程）、ブロックＢは保持面３３で吸引保持されるため、吸引圧力値ａ１は基準値ｔより小さくなり（例えば負圧の基準値ｔに負圧の吸引圧力値ａ１が達する）、判断部５３は上面３２の形状は正常であると判断する（判断工程）。

この場合、上面３２の検査終了後に板状ワークＷ（不図示）を上面３２に載置すると、板状ワークＷは上面３２の平坦な形状に沿って保持される。よって、図２Ａに示すように保持テーブル３１の領域Ｒ１内に位置する板状ワークＷの全領域が研削砥石４８に接触する。言い換えると、板状ワークＷが研削砥石４８で研削されるとき、領域Ｒ１内に研削砥石４８と板状ワークＷとが離れる領域がなくなり、板状ワークＷは領域Ｒ２で研削される。このため、板状ワークＷと研削砥石４８との接触面積は大きくなる。

図６Ｂ左図に示すように、研削砥石４８が保持テーブル３１の上面３２の中心Ｏ付近に強く当たるように上面３２がセルフグラインドされるとき、上面３２は中央Ｏ付近が凹状の形状になるように研削される。このとき、図６Ｂ右図に示すように、上面３２はブロックＢに、中央Ｏ付近では隙間をあけて外周付近では閉じるように覆われる（載置工程）。この状態で吸引圧力を測定すると（測定工程）、ブロックＢは保持面３３で吸引保持されるため、吸引圧力値ａ２は基準値ｔより小さくなり、判断部５３は上面３２の形状は正常であると判断する（判断工程）。

この場合、上面３２の検査終了後に板状ワークＷ（不図示）を上面３２に載置すると、板状ワークＷは上面３２の凹状の形状に沿って保持される。上面３２の中央Ｏ付近では研削砥石４８が離れ易く、領域Ｒ１（図２Ａ参照）全体で研削砥石４８が離れないように板状ワークＷを研削することが難しい。このとき、保持テーブル３１の回転軸３１ａの傾き又はスピンドル４３の回転軸４３ａの傾きを調整する。これにより、中央Ｏ付近を含む領域Ｒ１内に位置する板状ワークＷの全領域を研削砥石４８に接触させることができ、板状ワークＷは領域Ｒ２で研削される。このため、板状ワークＷと研削砥石４８との接触面積は大きくなる。

図６Ｃ左図に示すように、研削砥石４８が保持テーブル３１の上面３２の中心Ｏ付近に弱く当たるように上面３２がセルフグラインドされるとき、上面３２は中央Ｏ付近が凸状の形状になるように研削される。このとき、図６Ｃ右図に示すように、上面３２はブロックＢに、外周側で外部に連なる隙間が形成されるように覆われる（載置工程）。この状態で吸引圧力を測定すると（測定工程）、吸引漏れにより吸引圧力値ａ３は基準値ｔより大きくなるため（例えば負圧の基準値ｔに負圧の吸引圧力値ａ３が達しない）、判断部５３は上面３２の形状は正常ではないと判断する（判断工程）。

この場合、上面３２の検査終了後に板状ワークＷ（不図示）を上面３２に載置すると、板状ワークＷは上面３２の凸状の形状に沿って保持される。上面３２の外周の一端Ｃ１付近及び他端Ｃ２付近（図２参照）では研削砥石４８が離れ易く、領域Ｒ１（図２Ａ参照）全体で研削砥石４８が離れないように板状ワークＷを研削することができない。

保持テーブル３１の上面３２の中央Ｏ付近が凸状の形状である場合、上面３２は円錐状、又は円錐台状に形成されている場合がある。どちらの形状に形成されているかによって保持テーブル３１の回転軸３１ａの傾き及びスピンドル４３の回転軸４３ａの傾きの調整が異なるため、回転軸３１ａ及び回転軸４３ａの調整が難しい。このため、領域Ｒ１内に位置する板状ワークＷの全領域を研削砥石４８に接触させることができず、板状ワークＷを領域Ｒ２で研削することができない場合がある。したがって、判断部５３は上面３２のセルフグランディングを再び行わせるよう、研削手段４１を制御する。

このように、判断工程においては、判断部５３が測定工程で測定した吸引圧力値ａ１、ａ２、ａ３と基準値ｔを比べることにより、保持テーブル３１の上面３２の形状について正常か否かを判断することができる。また、圧力計５２としては、板状ワークＷの吸引保持状態を確認するための従来（既存）の圧力計をそのまま用いることができる。このため、測定工程において、測定の度に配管３６に圧力計５２を接続する必要がなく、更には、ダイヤルゲージ等の部材を研削装置３０に取り付ける必要もない。しかも、従来の板状ワークＷが保持面３３に吸引保持される構成を利用することができるため、保持テーブル３１の上面３２をブロックＢで覆うという簡易な構成で短時間に保持テーブル３１の上面３２の形状を検査することができる。

以上のように、本実施の形態に係るテーブル上面の検査方法では、保持テーブル３１の上面３２でブロックＢを吸引し、その吸引圧力を測定した吸引圧力値ａ１、ａ２、ａ３を用いて上面３２形状を判断するため、測定のための操作が容易であり測定に時間が掛からない。よって、保持テーブルの上面形状を短時間で容易に検査することができる。

上記実施の形態においては、ブロックＢの主面Ｂ１、Ｂ２が平坦面に形成される構成としたが、保持テーブル３１の上面３２を覆うことができれば、主面Ｂ１又は主面Ｂ２のいずれか一方が平坦であればよい。

また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。

以上説明したように、本発明は、保持テーブルの上面形状を短時間で容易に検査することができるという効果を有し、特に、保持テーブルの上面形状を検査する方法に有用である。

３０ 研削装置
３１ 保持テーブル
３２ （保持テーブルの）上面
４１ 研削手段
４６ 研削ホイール
４８ 研削砥石
５１ 吸引源
ａ１、ａ２、ａ３ 吸引圧力値
Ｂ ブロック
ｔ 基準値
Ｗ 板状ワーク

Claims (1)

1. 板状ワークを吸引保持する保持テーブルと、該保持テーブルが保持した板状ワークを研削砥石を環状に配設した研削ホイールで研削する研削手段とを備える研削装置において該保持テーブルの上面形状を検査するテーブル上面の検査方法であって、
   該保持テーブルの上面を覆う面積の平坦面を有するブロックを載置し該平坦面で該上面を覆う載置工程と、
   該保持テーブルを吸引源に連通させ該ブロックを吸引した吸引圧力を測定する測定工程と、
   該測定工程で測定した吸引圧力値を予め設定する基準値と比較させ、該吸引圧力値が該基準値に達していないときは該上面の形状が正常ではないと判断する判断工程と、を備えるテーブル上面の検査方法。

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