CN105290969B - 磨削装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种磨削装置，其在同时保持多个被加工物进行磨削的情况下，能够使测针稳定接触被加工物的上表面并测量被加工物的厚度。磨削装置具有：保持单元，其具有保持被加工物(W)的保持面；磨削单元，其磨削保持于保持单元的被加工物(W)的背面(WR)；以及高度测定器(40)，其测定被磨削单元磨削的被加工物(W)的背面(WR)的高度。高度测定器(40)具有2个测针(43)，该2个测针(43)在被加工物(W)的背面(WR)上接触的接触点配设于同一高度位置处。2个测针(43)沿着保持单元的以旋转轴(A)为中心的圆周(C)上进行排列，并且以第1间隔(W1)大于相邻的被加工物(W)彼此在周向上的第2间隔(W2)的方式隔开配设。
Description
技术领域
本发明涉及在测量被加工物的上表面高度的同时进行被加工物的磨削的磨削装置。
背景技术
在将各种被加工物磨削得较薄并精加工为期望厚度的情况下，一边测量被加工物的厚度一边进行磨削，在成为期望厚度时结束磨削。作为测量被加工物的厚度的方法，已知如下的接触式测量方法，使厚度测量器的接触件接触保持被加工物的表面和被加工物的保持工作台的表面，求出它们高度的差，并根据该差值求出被加工物的厚度(例如，参照专利文献1)。
另一方面，作为由蓝宝石或氮化镓(GaN)等形成的作为被加工物的晶片，有些晶片的直径小于通常的晶片。关于对这种直径较小晶片的磨削提出了如下的技术，其在1个保持工作台的同一保持面上保持多个晶片，同时磨削多个晶片，从而缩短磨削所需的时间(例如，参照专利文献2)。
专利文献1日本特开2000-006018号公报
专利文献2日本特开2012-101293号公报
在同时磨削多个晶片的情况下，若如上所述在使厚度测量器的接触件接触被加工物的正面的同时进行磨削，则接触件会卡在旋转的小径的被加工物之间，存在无法稳定地测量距离被加工物的保持面的高度的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种在同时保持多个被加工物并进行磨削的情况下，能够使接触针稳定接触被加工物的上表面并测量被加工物的厚度的磨削装置。
为了解决上述课题，达成目的，本发明第1方面的磨削装置具有：保持单元，其具有保持被加工物的保持面；磨削单元，其对保持于该保持单元上的被加工物的上表面进行磨削；以及高度测定器，其对由该磨削单元进行了磨削的被加工物的该上表面的高度进行测定，该磨削装置的特征在于，该保持单元具有保持多个被加工物并形成为尺寸大于被加工物的尺寸的保持面，且该保持单元能够以与该保持面正交并通过该保持面的中心的旋转轴为中心进行旋转，在该保持面上，在以该旋转轴为中心的圆周上，以周向保持多个该被加工物，该高度测定器具有2个测针，该2个测针的与被加工物的上表面接触的接触点配设于同一高度位置处，该2个测针沿着以该保持单元的旋转轴为中心的该圆周进行排列，且以第1间隔大于相邻的被加工物彼此在周向上的第2间隔的方式隔开配设，在磨削多个被加工物时，在一个该测针位于该多个被加工物之间的情况下，另一个该测针与多个被加工物中的任意一个上表面接触而始终测量被加工物的高度位置。另外，关于本发明第1方面中所述的相邻的被加工物彼此在周向上的第2间隔，指的是在被加工物在周向上以等间隔进行了排列的情况下，相邻的被加工物彼此之间的间隔，在被加工物在周向上不是以等间隔进行了排列的情况下，指的是相邻的被加工物彼此之间的间隔中的离得最远的被加工物彼此之间的间隔。
本发明的磨削装置具有2个测针，将2个测针沿着以保持单元的旋转轴为中心的圆周进行排列，且以第1间隔大于相邻的被加工物彼此在周向上的第2间隔的方式隔开配设。因此，在磨削时一个测针位于多个被加工物之间时，另一个测针必然会接触多个被加工物的上表面而能够测量。因此，在同时保持多个被加工物并进行磨削的情况下，测针不会落入被加工物之间或卡在被加工物上，能够使测针稳定接触被加工物的上表面，测量被加工物的厚度。
附图说明
图1是表示实施方式的磨削装置的结构的外观立体图。
图2是实施方式的磨削装置的保持单元和高度测定器等的立体图。
图3是实施方式的磨削装置的高度测定器和多个被加工物的立体图。
图4是实施方式的磨削装置的高度测定器和多个被加工物的俯视图。
图5是实施方式的磨削装置的高度测定器和多个被加工物的侧面图。
标号说明
1：磨削装置，10：保持单元，10a：保持面，20：磨削单元，40：高度测定器，43：测针，48a：接触点，A：旋转轴，C：圆周，W：被加工物，WR：背面(上表面)，W1：第1间隔，W2：第2间隔。
具体实施方式
下面参照附图详细说明用于实施本发明的方式(实施方式)。本发明不限于在以下实施方式中所述的内容。此外，以下所述的构成要素包括本领域普通技术人员易于想到的内容和实质相同的内容。进而，可以适当组合以下所述的结构。此外，能够在不脱离本发明主旨的范围内进行结构的各种省略、置换或变更。
根据图1至图5说明本发明实施方式的磨削装置。图1是表示实施方式的磨削装置的结构的外观立体图，图2是实施方式的磨削装置的保持单元和高度测定器等的立体图，图3是实施方式的磨削装置的高度测定器和多个被加工物的立体图，图4是实施方式的磨削装置的高度测定器等和多个被加工物的俯视图，图5是实施方式的磨削装置的高度测定器和多个被加工物的侧面图。
本实施方式的磨削装置1是对被加工物W(图3所示)实施磨削(相当于加工)的装置。这里，作为加工对象的被加工物W在本实施方式中为以硅、蓝宝石、氮化镓(GaN)等为母材的圆板状的半导体晶片或光器件晶片。作为被加工物W，例如正面WS被形成为网格状且被称作切割线的分割预定线划分出多个区域，在这些划分出的区域上形成有器件。被加工物W如图3所示，正面WS贴附于保持部件M，在多个被加工物W保持于保持部件M上的状态下，凭借磨削磨石26对正面WS的背侧的背面WR(图3和图4所示)实施磨削。另外，在本实施方式中，将保持部件M形成为圆板状，并且将5个被加工物W沿周向等间隔配置于保持部件M的外缘部。
磨削装置1如图1所示，具有保持单元10、磨削单元20、加工进给单元30、高度测定器40(图2所示)和控制单元100等。
保持单元10隔着保持部件M放置有被加工物W的正面WS，并且具有吸附保持所放置的多个被加工物W的保持面10a。保持单元10如图2所示，是构成保持面10a的部分由多孔陶瓷等形成的圆盘形状，并且经由未图示的真空吸附路径与未图示的真空吸附源连接，隔着保持部件M吸附放置于保持面10a上的被加工物W以保持。
即，保持单元10具有尺寸形成为大于被加工物W的尺寸的保持面10a。保持单元10凭借未图示的保持单元移动单元而沿着Y轴方向朝磨削单元20下方的加工位置和离开磨削单元20下方的拆装位置之间移动。保持单元10凭借未图示的旋转驱动单元，能使得所吸附保持的被加工物W以与保持面10a正交并通过保持面10a的中心的旋转轴A(在图2和图3中用单点划线表示)为中心进行旋转。保持单元10在保持面10a上隔着保持部件M保持多个被加工物W，从而在保持面10a上的以旋转轴A为中心的圆周上沿周向以等间隔保持多个被加工物W。
加工进给单元30使磨削单元20在接近或远离保持面10a的方向上平行于Z轴而移动。加工进给单元30具有加工进给电动机31等。加工进给电动机31用于沿着导轨33对安装有磨削单元20的移动基座21加工进给。加工进给电动机31安装在相对于磨削装置1的装置主体2竖立设置的柱部3上，在输出轴上安装有丝杠34。丝杠34与Z轴平行配置，且以能够绕轴心旋转的方式支撑于柱部3。丝杠34与安装于移动基座21上的未图示的螺母螺合。导轨33与Z轴平行地安装于柱部3，以能够在Z轴方向上滑动的方式支撑移动基座21。
磨削单元20向保持于保持单元10的多个被加工物W的背面WR(相对于上表面)提供作为加工液的磨削液并进行磨削。磨削单元20如图1所示，具有前端安装有磨削轮23的主轴24和主轴电动机27等。
磨削轮23具有圆盘状的磨石基座25和多个磨削磨石26。磨石基座25凭借螺栓等安装于在主轴24的前端设置的凸缘部24a上。磨削磨石26在磨石基座25的外缘部设置于圆环上。磨削磨石26由公知的磨粒和固定磨粒的粘结剂等构成，凭借主轴电动机27使得主轴24绕平行于铅直方向的Z轴旋转，从而磨削被加工物W的背面WR。另外，如图4所示，磨削磨石26凭借主轴电动机27的旋转，通过加工位置上的保持单元10的旋转轴A上。因此，在磨削过程中，保持于保持单元10上的被加工物W的背面WR的一部分露出。
主轴24以能够绕Z轴旋转的方式收容于主轴壳体28内。主轴壳体28保持于在移动基座21上安装的支撑部29。主轴电动机27使主轴24即磨削轮23绕Z轴旋转。
高度测定器40测定由磨削单元20进行了磨削的多个被加工物W的背面WR相对于保持单元10的保持面10a的高度。如图2所示，高度测定器40具有主体部41、以能够在上下方向摆动的方式支撑于主体部41上的测量臂42、安装于测量臂42的前端部42a的2个测针43。主体部41配置于加工位置的保持单元10的附近。主体部41以使得前端部42a上下移动的方式并以能够摆动的方式对测量臂42进行支撑。主体部41设有气缸45，该气缸45在被提供由空气供给源44加压的气体时，将基端侧向比测量臂42的摆动中心M靠下方的位置按压，并使测量臂42的前端部42a上升。此外，主体部41设有检测单元(未图示)，该检测单元检测测量臂42绕摆动中心M的旋转位置，并检测被加工物W的背面WR的高度。检测单元将检测结果输出给控制单元100。
测量臂42形成为圆柱棒形状，且以基端部42b为中心能够摆动的方式支撑于主体部41。在测量臂42的前端部42a设有针支撑部件46，该针支撑部件46安装有2个测针43。
2个测针43形成为圆柱棒形状，并且安装于针支撑部件46上。2个测针43具有平行于测量臂42的平行部47、从平行部47的前端向保持单元10的保持面10a延伸并接触被加工物W的背面WR的接触部48。接触部48的下端构成与被加工物W的背面WR接触的接触点48a。2个测针43的在磨削过程中露出的与被加工物W的背面WR接触的接触点48a配设为同一高度位置处。2个测针43如图5所示，以使得平行部47彼此平行且在水平方向上隔开间隔的方式配置，接触部48的长度L形成为相等。2个测针43如图3和图4所示，沿着以保持单元10的旋转轴A为中心的圆周C(在图4中用单点划线表示)上进行排列，且以第1间隔W1大于相邻被加工物W彼此在周向上的第2间隔W2的方式隔开配设。
另外，本发明中所谓的相邻被加工物W彼此在周向上的第2间隔W2，指的是接触点48a在通过被加工物W的背面WR上的圆周C上的第2间隔W2。此外，在本实施方式中，2个测针43的第1间隔W1指的是这些测针43的中心间的第1间隔W1。此外，2个测针43的第1间隔W1形成为充分小于被加工物W的背面WR的外缘与所述圆周C交叉的点P间的第3间隔W3。
如上，通过配设2个测针43，在隔着保持部件M将多个被加工物W保持于保持单元10上的磨削时，如图5中虚线所示，在一个测针43位于多个被加工物W之间时，另一个测针43与多个被加工物W中的任意一个背面WR接触，始终测量被加工物W的背面WR的高度位置。
控制单元100分别控制构成磨削装置1的上述构成要素，使磨削装置1执行对于被加工物W的加工动作。另外，控制单元100的主体由例如通过CPU等构成的运算处理装置和ROM、RAM等的未图示的微型处理器构成，且与显示加工动作的状态的未图示的显示单元、由操作人员登录加工内容信息等时使用的未图示的操作单元等连接。
接着，说明本实施方式的磨削装置1的加工动作。首先，操作人员将加工内容信息登录于控制单元100，在由操作人员发出了加工动作的开始指示时，磨削装置1开始加工动作。在加工动作中，在离开磨削单元20的下方的拆装位置上，如果在保持单元10上的正面WS放置有贴附于保持部件M上的多个被加工物W，则控制单元100将被加工物W吸附保持于保持单元10。此外，控制单元100将被空气供给源44加压的气体提供给气缸45，并且如图2中双点划线所示，使测量臂42的前端部42a和测针43上升而超过保持单元10的保持面10a。
控制单元100凭借保持单元移动单元移动保持单元10，将保持单元10定位于加工位置处，并停止从空气供给源44对气缸45进行的加压气体的供给，使2个测针43的接触点48a与保持于保持单元10的被加工物W的背面WR接触。如图4所示，控制单元100将凭借主轴电动机27而旋转的磨削轮23定位于旋转的保持单元10的旋转轴A上。然后，控制单元100凭借加工进给单元30使磨削轮23逐渐下降，向被加工物W的背面WR磨削进给。凭借磨削轮23的磨削磨石26磨削被加工物W的背面WR。在磨削过程中，始终通过高度测定器40测定背面WR的高度。
控制单元100根据高度测定器40的检测结果，在被加工物W的背面WR的高度成为期望高度时，凭借加工进给单元30使磨削单元20离开被加工物W。进而，控制单元100将被空气供给源44加压的气体提供给气缸45，使测量臂42的前端部42a和测针43上升而超过保持单元10的保持面10a。
控制单元100此后凭借保持单元移动单元使保持单元10从磨削单元20下方的加工位置起向拆装位置移动。而且，在保持单元10位于拆装位置时，控制单元100停止保持单元移动单元造成的保持单元10的移动，解除保持单元10对被加工物W的吸附保持。在交换了磨削后的被加工物W与磨削前的被加工物W时，磨削装置1与上述工序同样地对被加工物W实施磨削。
如上，本实施方式的磨削装置1具有2个测针43，将2个测针43沿着以保持单元10的旋转轴A为中心的圆周进行排列，且以第1间隔W1大于相邻的被加工物W彼此在周向上的第2间隔W2的方式隔开配设。进而，将2个测针43间的第1间隔W1形成为充分小于被加工物W的背面WR的外缘与所述圆周C交叉的点P间的第3间隔W3。因此，在磨削时1个测针43位于多个被加工物W之间的情况下，另一个测针43必定会接触多个被加工物W的背面WR而能够测量。因此，在同时保持多个被加工物W并进行磨削的情况下，测针43既不会落入被加工物W之间也不会卡在被加工物W上，能够使测针43稳定接触被加工物W的背面WR并测量被加工物W的厚度。
此外，在本发明中，磨削装置1可以具有多个保持单元10和磨削单元20。在本发明中，可以在实施磨削前通过高度测定器40预先测定保持单元10的保持面10a的高度位置，控制单元100计算与在磨削中测定的高度位置之差，并根据差值求出被加工物W的厚度，控制为将其磨削至期望的厚度。
进而，在本发明中，在保持单元10的保持面10a的外径形成为与被加工物W或保持部件M的外径大致等同的情况下，另外设置高度测定器(未图示)，该高度测定器具有1个接触保持面10a的外周的外周部10b(图2所示)的测针。控制单元100使在磨削过程中另外设置的高度测定器的测物W的厚度。
另外，本发明不限于上针接触外周部10b，可以始终测定保持单元10的高度位置，根据测定的值等求出被加工述实施方式。即，能够在不脱离本发明主旨的范围内进行各种变形并实施。
Claims (1)
1.一种磨削装置，其具有：保持单元，其具有保持被加工物的保持面；磨削单元，其对保持于该保持单元上的被加工物的上表面进行磨削；以及高度测定器，其对由该磨削单元进行了磨削后的被加工物的该上表面的高度进行测定，
该磨削装置的特征在于，
该保持单元具有保持多个被加工物并形成为尺寸大于被加工物的尺寸的保持面，且该保持单元能够以与该保持面正交并通过该保持面的中心的旋转轴为中心进行旋转，在该保持面上，在以该旋转轴为中心的圆周上，沿周向保持该多个被加工物，
该高度测定器具有2个测针，该2个测针的与被加工物的上表面接触的接触点配设于同一高度位置处，该2个测针沿着以该保持单元的旋转轴为中心的该圆周进行排列，且以第1间隔大于相邻的被加工物彼此在周向上的第2间隔的方式隔开配设，
在磨削多个被加工物时，在一个该测针位于该多个被加工物之间的情况下，另一个该测针与多个被加工物中的任意一个的上表面接触，始终测量被加工物的高度位置。
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