JP6792363B2 - 研削装置 - Google Patents

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Description

本発明は、保持手段で保持された被加工物に研削水を供給しながら被加工物を研削する研削装置に関する。
半導体ウエーハ等の板状の被加工物は、研削装置（例えば、特許文献１参照）によって研削されて所定の厚みに形成された後に、切削装置等により分割されて個々のデバイス等となり、各種電子機器等に利用されている。研削装置は、被加工物を吸引保持する保持テーブルを備えており、保持テーブルの底面側には、回転軸の一端が接続されている。
保持テーブルの保持面は、例えば回転軸の内部に形成された吸引流路を介して、真空発生装置等からなる吸引源と連通しており、吸引源が生み出す吸引力が吸引流路を介して保持面に伝達されることで、保持テーブルは保持面上で被加工物を吸引保持することができる。そして、保持テーブルと吸引源との間にはロータリージョイント（例えば、特許文献２参照）が配設されており、ロータリージョイントは、吸引源で生み出される吸引力を回転軸の吸引流路に遺漏無く伝達させる役割を果たしている。
特開２００１−２８７１４１号公報 特開２００４−０１９９１２号公報
上記特許文献２に記載されているようなロータリージョイントは、保持テーブルに固定された回転軸を囲繞するハウジングを備えており、ハウジングに形成される流路と回転軸に形成される吸引流路とを連通させ、回転軸が回転している最中でも保持テーブルの保持面と吸引源とを連通させることができる。
ロータリージョイントは、流路内からの流体の漏れを防ぎつつも、回転軸の回転運動を妨げてはならない。ロータリージョイントのハウジングの内周面と回転軸との外周面とを完全に密着させてしまえば、流体漏れは防ぐことが可能となるが、回転軸は接触面の摩擦力によって回転が妨げられる。そこで、ロータリージョイントの内部には、流体の漏れを防止するメカニカルシールが配設されている。メカニカルシールは、例えば、スプリング等により回転軸の軸方向に動くことが可能でかつ回転軸と共に回転する回転密封環と、軸方向に動かずかつ回転しない固定密封環とを備えている。そして、スプリングの力によって回転密封環が固定密封環に押し付けられ、回転密封環の回転軸に垂直な摺動面と固定密封環の回転軸に垂直な摺動面とが互いに接触し、回転密封環と固定密封環とが相対的に回転することで、ハウジングと回転軸との間にミクロン単位の隙間を設けて回転軸の回転がハウジングにより妨げられることがないようにしつつ、流路内からの流体漏れを最小限に止めることができる。また、ハウジングと回転軸との間のミクロン単位の隙間（所謂シール空間）に水を供給し、シール空間内をこの水で満たすことで、ロータリージョイント内を通る流体（例えば、エア）に対するシール性を高めることができ、かつ、メカニカルシールにおけるシール面の冷却を可能にする。
ここで、研削装置では、研削加工中に保持テーブルで被加工物を吸引保持しているが、例えば、保持テーブルの保持面と被加工物の被保持面との僅かな隙間、又は、被加工物の外周縁と保持面との隙間から研削水を吸引しながら研削を行っている。すなわち、保持テーブルで保持される被加工物上に研削手段等を介して供給される研削水を、保持テーブルの保持面から吸水し、吸水した研削水をロータリージョイントに通水しながら研削している。研削水をロータリージョイントに通水させることで、回転軸の回転によりメカニカルシールを介して発生する摩擦熱によるロータリージョイントの不具合の発生を防ぎ、また、ロータリージョイントのシール空間内を水で満たしシール性を高めている。
しかし、研削加工の態様によっては、研削加工中にロータリージョイントに研削水を通水させることができない場合もある。例えば、被加工物の被加工面と反対側の面に保護テープが貼着されており、この保護テープの外周部が環状フレームに貼着されることで、被加工物が環状フレームによって支持された状態になっている場合には、保持テーブルの保持面が保護テープで全て覆われるため、保持面から研削水を吸水できずロータリージョイントに通水させることができない。また、吸引源の吸引力を強めて保持テーブルの保持面に被加工物を強力に吸引保持する場合においても、保持面から研削水を吸水できずロータリージョイントに通水させることができない。そのため、回転軸が回転することで発生する摩擦熱によって、ロータリージョイントのシール空間内の水が気化し、ロータリージョイント内部が乾燥されてしまう場合がある。その結果、摩擦熱がさらに大きくなりロータリージョイントが破損する場合がある。
研削水のロータリージョイントへの通水は、保持テーブルから研削加工済みの被加工物を搬出する時にも行うことができる。すなわち、保持テーブルから被加工物を搬出する際には、エア供給源から保持テーブルの保持面に対してエアを供給して、エアの噴射圧力によって被加工物を保持面から押し上げて、保持テーブルによる吸引保持から被加工物を解放している。そのため、被加工物が保持面から離脱した後、ロータリージョイントに水を通水することができる。しかし、サファイア基板やＳｉＣ基板のように硬い被加工物を研削する場合には、研削に多くの時間が掛かるため、保持テーブルによる被加工物の吸引保持も通常より長い間行われることになる。そのため、保持テーブルの被加工物の吸引保持解放の際に通水した水が、一枚の被加工物の研削加工が終わる頃には蒸発してしまい、回転軸が回転することで発生する摩擦熱によってロータリージョイントが破損する場合がある。
よって、研削装置においては、保持テーブルの保持面からロータリージョイントに研削水を通水させることが難しい場合であっても、ロータリージョイントに効率よく研削水を通水させることで、摩擦熱を原因とするロータリージョイントの破損が生じないようにするという課題がある。
上記課題を解決するための本発明は、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物に研削水を供給しながら研削砥石で研削する研削手段と、を備える研削装置であって、該保持手段は、被加工物を吸引保持する保持面と該保持面の外側に位置し被加工物に供給された研削水が流下し溜まる環状凹み部とポーラス部材からなり該環状凹み部から研削屑を除去した研削水を吸引する研削水吸引部とを備える保持テーブルと、該保持テーブルの底面側の中央に一端を固定した回転軸と、該回転軸を囲繞する筒状のロータリージョイントと、該回転軸を回転させる回転手段と、を備え、該回転軸には、該保持テーブルの該保持部に連通する第１の吸引路と該研削水吸引部に連通する第２の吸引路とを備え、該ロータリージョイントには、該第１の吸引路と該第２の吸引路とを少なくとも吸引源に連通させる連通路を備え、該連通路と該吸引源とを結ぶ配管上に該吸引源又はエア供給源に選択的に連通可能な三方電磁弁を備え、該三方電磁弁を切り替え制御することで、該研削水吸引部から該エア供給源が送出するエアを噴出させて該研削水吸引部に付着した研削屑を除去することと、被加工物に供給され該環状凹み部に流下した研削屑を含む研削水を該研削水吸引部で研削屑を除去してから吸引して、該回転軸と該ロータリージョイントとの間に、該第２の吸引路に流入する研削水を介在させることと、を選択的に可能とする研削装置である。
本発明に係る研削装置は、保持手段は、被加工物を吸引保持する保持面と保持面の外側に位置し被加工物に供給された研削水が流下し溜まる環状凹み部とポーラス部材からなり環状凹み部から研削屑を除去した研削水を吸引する研削水吸引部とを備える保持テーブルと、保持テーブルの底面側の中央に一端を固定した回転軸と、回転軸を囲繞する筒状のロータリージョイントと、回転軸を回転させる回転手段と、を備え、回転軸には、保持テーブルの保持部に連通する第１の吸引路と研削水吸引部に連通する第２の吸引路とを備え、ロータリージョイントには、第１の吸引路と第２の吸引路とを少なくとも吸引源に連通させる連通路を備え、連通路と吸引源とを結ぶ配管上に吸引源又はエア供給源に選択的に連通可能な三方電磁弁を備え、三方電磁弁を切り替え制御することで、研削水吸引部からエア供給源が送出するエアを噴出させて研削水吸引部に付着した研削屑を除去することと、被加工物に供給され環状凹み部に流下した研削屑を含む研削水を研削水吸引部で研削屑を除去してから吸引して、回転軸とロータリージョイントとの間に、第２の吸引路に流入する研削水を介在させることと、を選択的に可能とするため、保持テーブルの保持面が保護テープ等で覆われており保持面からロータリージョイントに研削水を通水させることが難しい場合であっても、回転軸とロータリージョイントとの間に研削水吸引部で研削屑が除去されてから吸引され第２の吸引路に流入するきれいな研削水を介在させることで、研削加工中に発生する摩擦熱を下げてロータリージョイントに破損が生じることを防ぐことができる。また、ロータリージョイント内部に通水させる水はきれいな研削水であるため、ロータリージョイントの破損防止用の水を供給するための別途の水源等を研削装置に設ける必要もなく、経済的である。さらに、例えば、保持面から被加工物を離脱させる際などに、合わせて、研削水吸引部にエアを供給して研削水吸引部からエアを噴出させて研削水吸引部に付着した研削屑を除去して、研削水吸引部から研削水を吸引する場合に吸引が滞ることを防ぐことができる。
研削装置の一例を示す斜視図である。 研削手段及び保持手段の構造の一例を示す縦断面図である。 環状フレームで支持された被加工物を吸引保持する保持テーブルを備えた保持手段の一例を示す縦断面図である。
図１に示す研削装置１は、保持手段３の保持テーブル３０上に保持された被加工物Ｗを、研削手段７によって研削する装置である。研削装置１のベース１０上の前方（−Ｙ方向側）は、保持手段３に対して被加工物Ｗの着脱が行われる領域である着脱領域Ａとなっており、ベース１０上の後方（＋Ｙ方向側）は、研削手段７によって保持手段３上に保持された被加工物Ｗの研削が行われる領域である研削領域Ｂとなっている。
研削領域Ｂには、コラム１１が立設されており、コラム１１の−Ｙ方向側の側面には研削手段７を保持手段３に対して離間又は接近する上下方向に研削送りする研削送り手段５が配設されている。研削送り手段５は、鉛直方向（Ｚ軸方向）の軸心を有するボールネジ５０と、ボールネジ５０と平行に配設された一対のガイドレール５１と、ボールネジ５０の上端に連結しボールネジ５０を回動させるモータ５２と、内部のナットがボールネジ５０に螺合し側部がガイドレール５１に摺接する昇降板５３と、昇降板５３に連結され研削手段７を保持するホルダ５４とを備えており、モータ５２がボールネジ５０を回動させると、これに伴い昇降板５３がガイドレール５１にガイドされてＺ軸方向に往復移動し、ホルダ５４に保持された研削手段７がＺ軸方向に研削送りされる。
保持手段３に保持された被加工物Ｗを研削加工する研削手段７は、軸方向が鉛直方向（Ｚ軸方向）である回転軸７０と、回転軸７０を回転可能に支持するハウジング７１と、回転軸７０を回転駆動するモータ７２と、回転軸７０の下端に接続された円環状のマウント７３と、マウント７３の下面に着脱可能に接続された研削ホイール７４とを備える。
研削ホイール７４は、ホイール基台７４１と、ホイール基台７４１の底面に環状に配設された略直方体形状の複数の研削砥石７４０とを備える。研削砥石７４０は、例えば、レジンボンドやメタルボンド等でダイヤモンド砥粒等が固着されて成形されている。なお、研削砥石７４０の形状は、環状に一体に形成されているものでもよい。
図２に示すように、回転軸７０の内部には、研削水の通り道となる流路７０ａが、回転軸７０の軸方向（Ｚ軸方向）に貫通して形成されており、流路７０ａは、さらにマウント７３を通り、ホイール基台７４１に形成された流路７０ｂに連通している。流路７０ｂは、ホイール基台７４１の内部において回転軸７０の軸方向と直交する方向に、ホイール基台７４１の周方向に一定の間隔をおいて配設されており、ホイール基台７４１の底面において研削砥石７４０に向かって研削水を噴出できるように開口している。
研削手段７には、研削手段７に研削水を供給する研削水供給手段８が接続されている。研削水供給手段８は、例えば、水源となるポンプ等からなる研削水供給源８０と、研削水供給源８０に接続され回転軸７０内部の流路７０ａと連通する配管８１とから構成されている。なお、研削水供給手段８は、研削水を研削砥石７４０と被加工物Ｗとの接触部位に対して外部から噴射するノズル等から構成されていてもよい。
研削装置１のベース１０上に配設され被加工物Ｗを保持する保持手段３は、図２に示すように、被加工物Ｗを吸引保持する保持テーブル３０と、保持テーブル３０の底面側の中央に一端を固定した回転軸３１と、回転軸３１を囲繞する筒状のロータリージョイント３３と、回転軸３１を回転させる回転手段３５とを少なくとも備えている。保持テーブル３０は、例えば、その外形が円形状であり、ポーラス部材等からなり被加工物Ｗを吸引保持する保持部３００と、保持部３００を支持する枠体３０１とを備える。保持部３００の露出面である保持面３００ａは、例えば、保持テーブル３０の中心を頂点とする円錐面に形成されている。保持部３００は図２に示す吸引源６１に連通し、吸引源６１が吸引することで生み出された吸引力が保持面３００ａに伝達されることで、保持手段３０は保持面３００ａ上で被加工物Ｗを吸引保持する。また、保持テーブル３０は、図１に示すカバー３９によって周囲から囲まれつつ回転可能であり、カバー３９下に配設された図示しないＹ軸方向送り手段によって、ベース１０上をＹ軸方向に往復移動可能となっている。
例えば、保持テーブル３０の枠体３０１の中央部には、厚み方向（Ｚ軸方向）に破線で示す吸引路３０１ｃが貫通して形成されており、吸引路３０１ｃの上端は、保持部３００と連通している。また、枠体３０１の内部には、研削水が通る通水路３０１ｄが周方向に一定の間隔で複数形成されている。枠体３０１の上面には、例えば、環状の段差が１段形成されており、各通水路３０１ｄの一端は、保持テーブル３０の上面中のより外周側にある一段低い方の上面３０１ａに開口する吸引口３０１ｅに連通している。吸引口３０１ｅは、例えば、一段低い方の上面３０１ａに周方向に一定の間隔をおいて複数（例えば９０度間隔で４箇所、図２においては、２箇所のみ図示）箇所形成されている。各吸引口３０１ｅ上には、保持部３００の外側で研削水を吸引する研削水吸引部３０３がそれぞれ配設されている。各研削水吸引部３０３は、例えば、セラミックス等のポーラス部材又はスポンジ部材等を円板状に形成したものであり、各吸引口３０１ｅを覆うようにして適宜の接着剤等によって一段低い方の上面３０１ａに固定されている。なお、吸引路３０１ｃ、吸引口３０１ｅ及び研削水吸引部３０３の数は、本実施形態における数に限定されるものではなく、それぞれ１つずつであってもよく、また、吸引口３０１ｅは一段低い方の上面３０１ａに環状に形成されていてもよい。
保持テーブル３０の底面側の中央には、軸方向が鉛直方向（Ｚ軸方向）であり円柱状に形成された回転軸３１の上端が固定されている。回転軸３１を回転させる回転手段３５は、例えば、回転プーリ機構であり、軸方向が鉛直方向である駆動軸３５０と、駆動軸３５０の下端側に取り付けられ駆動軸３５０を回転駆動するモータ３５１と、駆動軸３５０の上端に取り付けられた駆動プーリ３５２と、駆動プーリ３５２に巻回された無端状の駆動ベルト３５３と、回転軸３１に上端側の外周面に取り付けられる従動プーリ３５４とを備えている。駆動ベルト３５３は、従動プーリ３５４にも巻回されており、モータ３５１によって駆動軸３５０が回転駆動することに伴って、従動プーリ３５４も回転する。そして、従動プーリ３５４が回転することで生み出される回転力により、回転軸３１が回転する。なお、回転手段３５の構成は本実施形態に限定されるものではなく、回転軸３１の下端にモータを取り付けることで構成されてもよい。
回転軸３１は、保持テーブル３０の保持部３００に連通する第１の吸引路３１１と研削水吸引部３０３に連通する第２の吸引路３１２とを備えている。破線で示す第１の吸引路３１１は、回転軸３１の軸方向に向かって延在しており、その上端側は、枠体３０１の吸引路３０１ｃに連通している。また、第１の吸引路３１１の下端側は、回転軸３１の内部において径方向外側に向かって曲がり回転軸３１の外周面に開口している。第２の吸引路３１２は、例えば、回転軸３１の内部に複数本形成されており、各第２の吸引路３１２の上端側は、それぞれ、枠体３０１の内部に形成された各通水路３０１ｄに連通している。また、各第２の吸引路３１２の下端側は、回転軸３１の内部において径方向外側に向かって曲がり回転軸３１の外周面でそれぞれ開口している。
回転軸３１は、外形が筒状のロータリージョイント３３に軸受け３３０を介して挿通されており、回転軸３１の下端側から中間部にかけてロータリージョイント３３により囲繞されている。ロータリージョイント３３の筒内周面と回転軸３１の外周面との間には、僅かな隙間Ｖが形成されている。ロータリージョイント３３には、回転軸３１の内部に流体を流通させるための連通路３３１及び連通路３３２が、ロータリージョイント３３の外周面から内周面に向かって形成されている。連通路３３１の一端は配管３３１ａを介して、また、連通路３３２の一端は配管３３２ａを介して、それぞれ三方電磁弁６０に接続されている。三方電磁弁６０には、真空発生装置及びコンプレッサ等からなり吸引力を生み出す吸引源６１と、エアをロータリージョイント３３に供給するエア供給源６２とが接続されている。
ロータリージョイント３３の内周面には、環状溝３３３及び環状溝３３４がそれぞれ筒内周面を一周するように形成されており、環状溝３３３は連通路３３１と連通しており、環状溝３３４は連通路３３２と連通している。そして、環状溝３３３は、回転軸３１の外周面に開口する第１の吸引路３１１の下端と隙間Ｖを介して連通しており、環状溝３３４は、回転軸３１の外周面に開口する第２の吸引路３１２の下端と隙間Ｖを介して連通している。
図２に示すように、ロータリージョイント３３の内周面と回転軸３１の外周面との間の隙間Ｖには、複数（図２に示す例においては、３つ）のメカニカルシール３６が回転軸３１に沿って配設されている。メカニカルシール３６は、例えば、スプリング等により回転軸３１の軸方向に動くことが可能でかつ回転軸３１と共に回転する回転密封環と、軸方向に動かずかつ回転しない固定密封環等から構成されている。メカニカルシール３６は、回転軸３１が回転している最中に、例えば、吸引源６１が吸引を行うことで生み出す吸引力が、第１の吸引路３１１、隙間Ｖ及び環状溝３３３からなる吸引力の移動経路を通過する際に、吸引力の遺漏を最小限に抑える役割を果たす。
以下に、図１、２を用いて、研削装置１において、保持手段３に保持された被加工物Ｗに研削水を供給しながら研削砥石７４０で研削する場合の、研削装置１の動作について説明する。
図１に示す被加工物Ｗは、例えば、SiC又はサファイアのような硬質材で形成された外形が円形板状のウエーハであり、被加工物Ｗの裏面Ｗｂが、研削加工が施される被研削面となる。被加工物Ｗの表面Ｗａは、保護テープＴ１が貼着されて保護されている。
被加工物Ｗの研削においては、まず、図１に示す着脱領域Ａ内において、保持テーブル３０の中心と被加工物Ｗの中心とが略合致するように、被加工物Ｗが、保護テープＴ１側を下にして保持面３００ａ上に載置される。そして、図２に示す吸引源６１により生み出される吸引力が、配管３３１ａ、連通路３３１、環状溝３３３、第１の吸引路３１１及び吸引路３０１ｃを通り保持面３００ａに伝達されることにより、保持テーブル３０が保持面３００ａ上で被加工物Ｗを吸引保持する。図２に示すように、保持テーブル３０の保持面３００ａ全面は、被加工物Ｗに貼着された保護テープＴ１によって覆われた状態となる。
次いで、被加工物Ｗを保持した保持テーブル３０が、着脱領域Ａから研削領域Ｂ内の研削手段７の下まで＋Ｙ方向へ移動して、研削手段７に備える研削ホイール７４と被加工物Ｗとの位置合わせがなされる。位置合わせは、例えば、図２に示すように、研削ホイール７４の回転中心が保持テーブル３０の回転中心に対して所定の距離だけ＋Ｘ方向にずれ、研削砥石７４０の回転軌道が保持テーブル３０の回転中心を通るように行われる。
研削手段７に備える研削ホイール７４と被加工物Ｗとの位置合わせが行われた後、回転軸７０が回転駆動されるのに伴って研削ホイール７４が回転する。また、研削手段７が研削送り手段５（図２には不図示）により−Ｚ方向へと送られ、回転する研削ホイール７４の研削砥石７４０が被加工物Ｗの裏面Ｗｂに当接することで研削加工が行われる。研削中は、回転手段３５が回転軸３１を回転させて保持テーブル３０を回転させるのに伴って、保持面３００ａ上に保持された被加工物Ｗも回転するので、研削砥石７４０が被加工物Ｗの裏面Ｗｂの全面の研削加工を行う。吸引源６１が生み出す吸引力は、ロータリージョイント３３から回転軸３１に伝達される際においても、メカニカルシール３６によって遺漏することがないため、研削加工中に保持面３００ａの吸引力が低下することはない。また、研削水供給手段８が、研削水を回転軸７０中の流路７０ａを通して研削砥石７４０と被加工物Ｗとの接触部位に対して供給して、研削砥石７４０と被加工物Ｗの裏面Ｗｂとの接触部位を冷却・洗浄する。
研削手段７から噴射された研削水は、研削砥石７４０と被加工物Ｗの裏面Ｗｂとの接触部位を冷却し、かつ、被加工物Ｗから生じた研削屑を除去し、研削屑と共に被加工物Ｗの裏面Ｗｂ上から径方向外側に向かって流れていき、保持テーブル３０の上面中のより外周側にある一段低い方の上面３０１ａに流下する。ここで、図２に示す吸引源６１により生み出される吸引力は、配管３３２ａ、連通路３３２、環状溝３３４、第２の吸引路３１２、通水路３０１ｄ、及び吸引口３０１ｅを通り研削水吸引部３０３にも伝達されている。したがって、上面３０１ａに流下した研削水の一部は、研削水吸引部３０３によって吸引される。
研削水吸引部３０３はポーラス部材で形成されているため、研削水に含まれる研削屑は、研削水吸引部３０３を通過せず、研削水吸引部３０３上にろ物として受け止められ蓄積していく。研削水吸引部３０３で吸引されたろ過後の研削水は、吸引口３０１ｅ、通水路３０１ｄ、及び第２の吸引路３１２を通り、回転軸３１とロータリージョイント３３との隙間Ｖ及び環状溝３３４に到達する。
このように、本発明に係る研削装置１においては、保持テーブル３０の保持面３００ａが保護テープＴ１で覆われており、保持面３００ａからロータリージョイント３３に研削水を通水させることが難しい場合であっても、研削加工中に第２の吸引路３１２に研削水を通水させ、回転軸３１とロータリージョイント３３との間に研削水を介在させることができる。この研削水が、回転する回転軸３１とメカニカルシール３６とによって発生する摩擦熱を下げることで、ロータリージョイント３３の不具合の発生を防ぎ、また、メカニカルシール３６のシール性を高める。また、ロータリージョイント３３内部に通水させる水は研削水であるため、ロータリージョイント３３の破損防止用の水を供給するための別途の水源等を研削装置１に設ける必要もなく、経済的である。
一枚の被加工物Ｗを所定の研削量だけ研削して、一枚の被加工物Ｗの研削を完了させた後、図１に示す研削送り手段５により研削手段７を＋Ｚ方向へと移動させて研削加工済みの被加工物Ｗから離間させる。
図示しないＹ軸方向送り手段により保持テーブル３０を−Ｙ方向に移動させて着脱領域Ａの元の位置に戻す。また、保持テーブル３０の回転を停止し、保持テーブル３０上に吸引保持されている研削加工が施された被加工物Ｗを、保持テーブル３０から搬出する。すなわち、吸引源６１による吸引を止めて、保持テーブル３０による被加工物Ｗの吸引保持を解除する。さらに、図２に示す三方電磁弁６０によって、配管３３１ａ及び配管３３２ａがエア供給源６２と連通するように流路を切り替え、エア供給源６２から配管３３１ａ及び配管３３２ａに対してエアを供給する。配管３３１ａに供給されたエアは、連通路３３１、環状溝３３３、第１の吸引路３１１及び吸引路３０１ｃを通り保持面３００ａから上方に向かって噴出する。このエアの噴射圧力によって、被加工物Ｗを保持面３００ａから押し上げ、保持面３００ａと被加工物Ｗとの間に残存する真空吸着力を排除し、被加工物Ｗを保持テーブル３０から確実に離脱可能とする。
配管３３２ａに供給されたエアは、連通路３３２、環状溝３３４、第２の吸引路３１２及び通水路３０１ｄを通り研削水吸引部３０３から噴出する。このエアの噴射圧力によって、研削水吸引部３０３に付着した研削屑を研削水吸引部３０３から除去することで、例えば、一枚の被加工物Ｗを研削し、次いで新しい一枚の被加工物Ｗを研削する際においても、研削水吸引部３０３から研削水を吸引することが可能になる。
保持テーブル３０から被加工物Ｗを搬出した後、研削加工前の別の新しい一枚の被加工物Ｗを保持テーブル３０に保持して、上記と同様に研削加工を施していく。
なお、本発明に係る研削装置１は上記実施形態に限定されるものではなく、また、添付図面に図示されている研削装置１の各構成の大きさや形状等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。
例えば、研削装置１は、図３に示す保持手段３Ａを備えるものとしてもよい。保持手段３Ａは、図２に示す保持手段３の構成の一部、すなわち、保持テーブル３０を保持テーブル３０Ａに変更したものであり、保持テーブル３０と保持テーブル３０Ａとの構成の違い以外については、保持手段３と保持手段３Ａとは同様に構成されている。保持テーブル３０Ａは、環状フレームＦによって支持された状態の被加工物Ｗを吸引保持することができる。
図３に示す被加工物Ｗ１は、例えば、外形が円形状の半導体ウエーハであり、被加工物Ｗ１の表面Ｗ１ａに被加工物Ｗ１よりも大径の保護テープＴ２が貼着されている。そして、保護テープＴ２の外周部が環状フレームＦに貼着されていることで、被加工物Ｗ１は保護テープＴ２を介して環状フレームＦに支持された状態となっている。そして、上側を向いている裏面Ｗ１ｂが、研削加工が施される被研削面となる。
保持テーブル３０Ａは、例えば、その外形が円形状であり、ポーラス部材等からなり被加工物Ｗを吸引保持する保持部３００と、保持部３００を支持する枠体３０７とを備える。保持テーブル３０Ａの保持面３００ａは、例えば、保持テーブル３０Ａの中心を頂点とする円錐面に形成されている。保持部３００は図３に示す吸引源６１に連通している。
枠体３０７は、例えば、枠体３０７の基部３０７ｂから径方向（回転軸３１の軸方向と水平方向に直交する方向）外向きに延出される平板部３０７ｃを備えている。平板部３０７ｃ上のより基部３０７ｂ側には、環状保持部３０７ｄが＋Ｚ方向に突出するように形成されており、環状保持部３０７ｄよりもさらに外周側に、環状の外壁部３０７ｅが＋Ｚ方向に突出するように形成されている。そして、枠体３０７には、環状保持部３０７ｄと外壁部３０７ｅとに囲繞される環状凹み部３０７ｆが形成されている。なお、環状凹み部３０７ｆには、図示しない排水口が形成されている。
例えば、基部３０７ｂの中央部には、厚み方向（Ｚ軸方向）に破線で示す吸引路３０７ｇが貫通して形成されており、吸引路３０７ｇの上端は、保持部３００と連通しており、下端は、回転軸３１内の第１の吸引路３１１に連通している。
枠体３０７の内部には、基部３０７ｂから環状保持部３０７ｄまで延び研削水が通る通水路３０７ｈが複数形成されている。環状保持部３０７ｄの上面は、被加工物Ｗ１を支持する環状フレームＦを吸引保持する環状の保持面３０７ｉとなっている。環状保持面３０７ｉには、通水路３０７ｈの上端が開口している。通水路３０７ｈの開口は、例えば、環状の保持面３０７ｉに周方向に一定の間隔をおいて複数（例えば９０度間隔で４箇所、図３においては、２箇所のみ図示）箇所形成されている。通水路３０７ｈの下端は、回転軸３１内の第２の吸引路３１２に連通している。なお、通水路３０７ｈの上端は、環状保持部３０７ｄの保持面３０７ｉに環状溝を形成し、この環状溝に連通しているものとしてもよい。
環状凹み部３０７ｆの底面又は内側側面には、保持部３００の外側で研削水を吸引する研削水吸引部３０３がそれぞれ配設されている。各研削水吸引部３０３は、環状凹み部３０７ｆの底面に形成され通水路３０７ｈに連通する吸引口３０７ｊ、及び環状凹み部３０７ｆの内側側面に形成され通水路３０７ｈに連通する吸引口３０７ｋを覆うようにして適宜の接着剤等によって固定されている。なお、吸引口３０７ｊと吸引口３０７ｋとは、少なくともどちらか一方があればよく、枠体３０７に配設される数は１つであっても複数であってもよい。また、吸引口３０７ｊ又は吸引口３０７ｋの数に伴って、研削水吸引部３０３の数も適宜変更される。
以下に、図１、３を用いて、研削装置１において、保持手段３Ａに保持された被加工物Ｗ１に研削水を供給しながら研削砥石７４０で研削する場合の、研削装置１の動作について説明する。
被加工物Ｗ１の研削においては、まず、被加工物Ｗ１が、保護テープＴ２側を下にして保持面３００ａ上に載置され、また、被加工物Ｗ１を支持する環状フレームＦが、環状保持面３０７ｉに保護テープＴ２を介して保持された状態になる。そして、図３に示す吸引源６１により生み出される吸引力が、配管３３１ａ、連通路３３１、環状溝３３３、第１の吸引路３１１及び吸引路３０７ｇを通り保持面３００ａに伝達されることにより、保持テーブル３０が保持面３００ａ上で被加工物Ｗ１を吸引保持する。また、吸引源６１により生み出される吸引力が、配管３３２ａ、連通路３３２、環状溝３３４、第２の吸引路３１２、及び通水路３０７ｈを通り環状保持面３０７ｉに伝達されることにより、環状フレームＦが環状保持面３０７ｉ上で吸引保持される。そして、図３に示すように、保持テーブル３０Ａの保持面３００ａ全面は被加工物Ｗ１に貼着された保護テープＴ２によって覆われた状態となる。
次いで、被加工物Ｗを保持した保持テーブル３０Ａが、研削手段７の下まで＋Ｙ方向へ移動して、研削手段７に備える研削ホイール７４と被加工物Ｗ１との位置合わせが行われる。そして、回転する研削ホイール７４が−Ｚ方向へと降下していき、研削砥石７４０が被加工物Ｗ１の裏面Ｗ１ｂに当接することで研削加工が行われる。さらに、研削中は、回転手段３５が回転軸３１を回転させて保持テーブル３０Ａを回転させるのに伴って、保持面３００ａ上に保持された被加工物Ｗ１も回転するので、研削砥石７４０が被加工物Ｗ１の裏面Ｗ１ｂの全面の研削加工を行う。また、研削水供給手段８が、研削水を研削砥石７４０と被加工物Ｗ１との接触部位に対して供給して、研削砥石７４０と被加工物Ｗ１の裏面Ｗ１ｂとの接触部位を冷却・洗浄する。
研削手段７から噴射された研削水は、被加工物Ｗ１から生じた研削屑と共に被加工物Ｗ１の裏面Ｗ１ｂ上から径方向外側に向かって流れていき、環状凹み部３０７ｆに流下する。ここで、図３に示す吸引源６１により生み出される吸引力は、通水路３０７ｈで分岐し吸引口３０７ｊ（吸引口３０７ｋ）を通り研削水吸引部３０３にも伝達されている。したがって、環状凹み部３０７ｆに流下した研削水の一部は、研削水吸引部３０３によって吸引される。研削水吸引部３０３によって吸引されない研削水は、図示しない排水口から外部に排出される。
研削水に含まれる研削屑は、研削水吸引部３０３上にろ物として受け止められ蓄積していく。研削水吸引部３０３で吸引されたろ過後の研削水は、吸引口３０７ｊ（吸引口３０７ｋ）、通水路３０７ｈ、及び第２の吸引路３１２を通り、回転軸３１とロータリージョイント３３との隙間Ｖ及び環状溝３３４に到達する。
このように、本発明に係る研削装置１においては、保持テーブル３０Ａの保持面３００ａが保護テープＴ２で覆われており、保持面３００ａからロータリージョイント３３に研削水を通水させることが難しい場合であっても、研削加工中に第２の吸引路３１２に研削水を通水させ、回転軸３１とロータリージョイント３３との間に研削水を介在させることができる。そしてこの研削水が、回転する回転軸３１とメカニカルシール３６とによって発生する摩擦熱を下げることで、ロータリージョイント３３の不具合の発生を防ぎ、また、ロータリージョイント３３のシール性を高める。また、ロータリージョイント３３内部に通水させる水は研削水であるため、摩擦熱によるロータリージョイント３３の破損防止用の水を供給するための別途の水源等を研削装置１に設ける必要もなく、経済的である。
１：研削装置 １０：ベース １１：コラム
３：保持手段
３０：保持テーブル ３００：保持部 ３００ａ：保持面
３０１：枠体 ３０１ａ：枠体の上面中の一段低い方の上面 ３０１ｃ：吸引路
３０１ｄ：通水路 ３０１ｅ：吸引口
３０３：研削水吸引部
３１：回転軸 ３１１：第１の吸引路 ３１２：第２の吸引路
３３：ロータリージョイント ３３０：軸受け ３３１、３３２：連通路
３３３、３３４：環状溝 ３３１ａ、３３２ａ：配管
３５：回転手段 ３５０：駆動軸 ３５１：モータ ３５２：駆動プーリ
３５３：無端ベルト ３５４：従動プーリ
３６：メカニカルシール ３９：カバー
５：研削送り手段 ５０：ボールネジ ５１：ガイドレール ５２：モータ
５３：昇降板 ５４：ホルダ
６０：三方電磁弁 ６１：吸引源 ６２：エア供給源
７：研削手段 ７０：回転軸 ７０ａ、７０ｂ：流路 ７１：ハウジング ７２：モータ
７３：マウント ７４：研削ホイール ７４０：研削砥石 ７４１：ホイール基台
８：研削水供給手段 ８０：研削水供給源 ８１：配管
Ｗ：被加工物 Ｗａ：被加工物の表面 Ｗｂ：被加工物の裏面 Ｔ１：保護テープ
Ａ：着脱領域 Ｂ：研削領域
Ｗ１：被加工物 Ｔ２：保護テープ Ｆ：環状フレーム
３０Ａ：保持テーブル ３０７：枠体 ３０７ｂ：枠体の基部 ３０７ｃ：平板部
３０７ｄ：環状保持部 ３０７ｅ：環状の外壁部 ３０７ｆ：環状凹み部

Claims (1)

  1. 被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物に研削水を供給しながら研削砥石で研削する研削手段と、を備える研削装置であって、
    該保持手段は、
    被加工物を吸引保持する保持面と該保持面の外側に位置し被加工物に供給された研削水が流下し溜まる環状凹み部とポーラス部材からなり該環状凹み部から研削屑を除去した研削水を吸引する研削水吸引部とを備える保持テーブルと、該保持テーブルの底面側の中央に一端を固定した回転軸と、該回転軸を囲繞する筒状のロータリージョイントと、該回転軸を回転させる回転手段と、を備え、
    該回転軸には、該保持テーブルの該保持部に連通する第１の吸引路と該研削水吸引部に連通する第２の吸引路とを備え、
    該ロータリージョイントには、該第１の吸引路と該第２の吸引路とを少なくとも吸引源に連通させる連通路を備え、
    該連通路と該吸引源とを結ぶ配管上に該吸引源又はエア供給源に選択的に連通可能な三方電磁弁を備え、
    該三方電磁弁を切り替え制御することで、該研削水吸引部から該エア供給源が送出するエアを噴出させて該研削水吸引部に付着した研削屑を除去することと、被加工物に供給され該環状凹み部に流下した研削屑を含む研削水を該研削水吸引部で研削屑を除去してから吸引して、該回転軸と該ロータリージョイントとの間に、該第２の吸引路に流入する研削水を介在させることと、を選択的に可能とする研削装置。
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