JP2005138235A - 研削ホイールの着脱機構,研削装置,研削ホイールの着脱冶具,及び研削ホイールの装着方法 - Google Patents

研削ホイールの着脱機構,研削装置,研削ホイールの着脱冶具,及び研削ホイールの装着方法 Download PDF

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Abstract

【課題】研削ホイールをホイールマウンタに簡易かつ容易に装着可能であると共に,研削ホイールと被研削物の接触部に十分に研削液を供給可能なインフィード方式とクリープフィード方式とで兼用可能な研削ホイールの着脱機構等を提供する。
【解決手段】回転可能なスピンドル200と,スピンドルの先端部に形成されたホイールマウンタ300とホイールマウンタに装着される研削ホイール400とを有する研削ホイールの着脱機構10であって,ホイールマウンタには,フランジ500を係合するための係合部310が設けられており,ホイールマウンタの係合部を係合するための係合受入部510を有するフランジ500を使用してホイールマウンタに設けられた係合部を研削ホイールに設けられた貫通孔410を介在させてフランジの係合受入部と係合することにより,研削ホイールをホイールマウンタに固定する。
【選択図】図2

Description

本発明は,研削ホイールの着脱機構,研削装置,研削ホイールの着脱冶具,及び研削ホイールの装着方法に関し,さらに詳細には,インフィード方式とクリープフィード方式とで兼用可能な研削ホイールの着脱機構等に関する。
IC(Integrated Circuit),LSI(Large Scale Integrated circuit)等の回路が表面に複数形成された半導体ウェハは,裏面の研削により所定の厚さに加工された後,各回路ごとに分割されて,個々の半導体チップとして,各種の電子機器に利用されている。特に,近年においては,携帯電話機等の小型化,薄型化,軽量化のニーズに応えるべく,半導体ウェハの厚さも100μm〜50μm程度まで薄くする必要に迫られている。
上記半導体ウェハの裏面研削する際には,垂直方向の回転軸を有するスピンドルと,スピンドルの下端に形成されたホイールマウンタと,ホイールマウンタに装着された研削ホイールとからなる研削装置が使用される。かかる研磨装置において,研削装置に備えられたチャックテーブルには,表面側が下方向となるように半導体ウェハが保持され,かかる状態において,スピンドルを回転させながら下降させることにより,研削ホイールの下部に装着された研削ホイールが半導体ウェハの裏面に接触されて,半導体ウェハの裏面が研削される。
例えば,特許文献1には,研削ホイールをホイールマウンタに密着させた後,ホイールマウンタに形成された複数のネジ穴と研削ホイールに形成された複数のネジ穴とに対して,複数のネジを螺着固定する研削ホイールの着脱機構が開示されている。しかしながら,上記特許文献1に記載の着脱機構では,例えば6本以上の複数のネジを使用する場合には,研削ホイールの装着に時間がかかり過ぎる,という問題がある。
また,特許文献2には,研削ホイールの内周面に沿って設けられた複数個の供給孔から研削液を供給して半導体ウェハを研削する研削装置が開示されている。なお,特許文献2においては,研削液がモーターを含むスピンドルハウジングに配設されたスピンドル軸の内部通路を通ってホイールマウンタの分岐路に入り,この分岐路から供給孔を経て半導体ウェハに供給されるように構成されている。しかしながら,特許文献2に記載の研削装置では,研削水の噴出口が砥石の近傍に位置しているため,噴出口にコンタミが詰まり易く,研削ホイールと半導体ウェハとの接触部に研削液が十分に供給されないことが発生する。このため,半導体ウェハの研削焼けや研削ホイールの偏摩耗が生じる,という問題がある。
また,特許文献3には,研削ホイールの内側に別途に配設されたノズルユニットにより,研削ホイールと半導体ウェハとの接触部に研削液が供給される平面研削盤が開示されている。上記特許文献3に記載の装置によれば,研削ホイールと半導体ウェハとの接触部に研削液を確実に且つ充分に供給出来ると共に,接触部以外への無駄な供給を防止することができる。かかる装置によれば,上記特許文献1及び特許文献2のような問題が生じることはない。
ところで,研削方法には,大略,自転する被研削物に対して砥石軸をスラスト方向に送り込む研削方式(インフィード方式)と,砥石軸の高さ方向を固定し,被研削物を横方向(砥石軸に対してラジアル方向)から送り込む研削方式(クリープフィード方式)の2種類の方法が知られている。近年においては,上記研削方式のうち1つの研削方式に固定された研削装置よりも,一台の装置で上記2つの研削方式を切り換えて兼用することが可能な研削装置が要求されるようになってきている。
特開2003一181767 特開2003一68690 特開平7−223152
しかしながら,上記特許文献3に記載の平面研削盤においては,上記インフィード方式には対応可能であるが,被研削物を横方向から送り込むクリープフィード方式では,研削ホイールの内側に配設されたノズルユニットが障害になって被研削物を横方向から送り込むことができないため,クリープフィード方式の研削方法には対応できない,という問題がある。
したがって,本発明の目的は,研削ホイールをホイールマウンタに簡易かつ容易に装着可能であると共に,研削ホイールと被研削物の接触部に十分に研削液が供給することが可能な新規かつ改良されたインフィード方式とクリープフィード方式とで兼用可能な研削ホイールの着脱機構等を提供することにある。
上記課題を解決するため,本発明の第1の観点においては,回転可能なスピンドルと,前記スピンドルの先端部に形成されたホイールマウンタと,前記ホイールマウンタに装着される研削ホイールとを有する研削ホイールの着脱機構であって,前記ホイールマウンタには,フランジを係合するための係合部が設けられており,前記ホイールマウンタの前記係合部を係合するための係合受入部を有するフランジを使用して,前記ホイールマウンタに設けられた前記係合部を前記研削ホイールに設けられた貫通孔を介在させて前記フランジの前記係合受入部と係合することにより,前記研削ホイールを前記ホイールマウンタに固定する,ことを特徴とする研削ホイールの着脱機構が提供される。
上記記載の発明では,フランジを使用して研削ホイールをホイールマウンタに固定するので,複数箇所をネジ留めする方法と比較して,簡易かつ容易に短時間で研削ホイールの着脱を実行することができる。
上記課題を解決するため,本発明の第2の観点においては,回転可能なスピンドルと,前記スピンドルの先端部に形成されると共に,研削ホイールを所定位置に設置するための第1の係合部と,前記研削ホイールを圧着固定するためのフランジを係合するための第2の係合部とを有するホイールマウンタと,前記ホイールマウンタの第1の係合部と係合する貫通孔を有する研削ホイールと,前記ホイールマウンタの前記第1の係合部に前記研削ホイールが装着されている状態で,前記ホイールマウンタの前記第2の係合部と係合するための係合受入部を有するフランジと,からなることを特徴とする研削ホイールの着脱機構が提供される。
上記記載の発明では,ホイールマウンタの第1の係合部は研削ホイールが所定位置に固定されると共に,第2の係合部はフランジが装着されて研削ホイールがホイールマウンタに固定されるので,複数箇所をネジ留めする方法と比較して,簡易かつ容易に短時間で研削ホイールの着脱を実行することができる。
また,前記ホイールマウンタ内部には研削液を供給するための研削液供給管が設けられていると共に,前記フランジの内部に研削液を供給するための研削液供給管と前記研削液を被研削物に供給するノズルが設けられており,前記フランジを前記ホイールマウンタに装着した場合に,前記ホイールマウンタ内の研削液供給管と前記フランジ内の研削液供給管とが結合される,如く構成すれば,ノズルを配置したフランジを使用して比較的離れた位置から研削液を供給するので,研削液の供給口がコンタミで塞がれることなく,研削ホイール内側から研削ホイールと被研削物の接触部に十分に研削液を供給することができる。さらに,被研削物を横方向から送り込むクリープフィード方式を採用しても障害物は存在しないので,インフィード方式とクリープフィード方式とで兼用可能な研削ホイールの着脱機構が提供される。
上記課題を解決するため,本発明の第3の観点においては,被研削物の表面を研削ホイールによって研削する研削装置であって,回転可能なスピンドルの先端部に形成されたホイールマウンタに装着された前記研削ホイールを前記研削ホイール内側からフランジを介して固定すると共に,前記フランジ内に設けられた研削液供給ノズルにより,前記研削ホイール内側から前記研削液を供給する,ことを特徴とする研削装置が提供される。
上記記載の発明では,フランジを使用して研削ホイールをホイールマウンタに固定できるので,複数箇所をネジ留めする方法と比較して,簡易かつ容易に短時間で研削ホイールの着脱を実行することができる。さらに,ノズルを配置したフランジを使用して比較的離れた位置から研削液を供給するので,研削液の供給口がコンタミで塞がれることなく,研削ホイール内側から研削ホイールと被研削物の接触部に十分に研削液を供給することができる。さらに,被研削物を横方向から送り込むクリープフィード方式を採用しても障害物は存在しないので,インフィード方式とクリープフィード方式とで兼用可能な研削装置が提供される。
上記課題を解決するため,本発明の第4の観点においては,前記請求項1〜請求項3に記載の研削ホイール着脱機構において使用される研削ホイール着脱冶具であって,前記研削ホイール着脱冶具は,研削ホイールを支持する研削ホイール支持部と,研削ホイールが支持された研削ホイール支持部を上下動させる研削ホイール移動機構と,前記研削ホイール移動機構の高さを調整する調整部と,を有することを特徴とする研削ホイールの着脱冶具が提供される。
上記記載の発明では,研削ホイールを着脱する際において,研削ホイールが研削装置等に接触して破損することなく,簡易かつ容易にホイールマウンタに着脱することができる。
上記課題を解決するため,本発明の第4の観点においては,回転可能なスピンドルと,前記スピンドルの先端部に形成されると共に,研削ホイールを所定位置に設置するための第1の係合部と,前記研削ホイールを圧着固定するためのフランジを係合するための第2の係合部とを有するホイールマウンタと,前記ホイールマウンタの第1の係合部と係合する貫通孔を有する研削ホイールと,前記ホイールマウンタの前記第1の係合部に前記研削ホイールが装着されている状態で,前記ホイールマウンタの前記第2の係合部と係合するための係合受入部を有するフランジと,からなる研削ホイール着脱機構における研削ホイールの装着方法であって,前記ホイールマウンタの第1の係合部と前記研削ホイールの貫通孔を係合した後,前記ホイールマウンタの第2の係合部と前記フランジの係合受入部を係合させて,前記研削ホイールをホイールマウンタに固定する,ことを特徴とする研削ホイールの装着方法が提供される。
上記記載の発明では,フランジを使用して研削ホイールをホイールマウンタに固定できるので,複数箇所をネジ留めする方法と比較して,簡易かつ容易に短時間で研削ホイールの着脱を実行することができる。さらに,ノズルを配置したフランジを使用して比較的離れた位置から研削液を供給するので,研削液の供給口がコンタミで塞がれることなく,研削ホイール内側から研削ホイールと被研削物の接触部に十分に研削液を供給することができる。さらに,被研削物を横方向から送り込むクリープフィード方式を採用しても障害物は存在しないので,インフィード方式とクリープフィード方式との双方で実施することができる。
本発明によれば,フランジを使用して研削ホイールをホイールマウンタに固定できるので,複数箇所をネジ留めする方法と比較して,簡易かつ容易に短時間で研削ホイールの着脱を実行することができる。さらに,ノズルを配置したフランジを使用して比較的離れた位置から研削液を供給するので,研削液の供給口がコンタミで塞がれることなく,研削ホイール内側から研削ホイールと被研削物の接触部に十分に研削液を供給することができる。さらに,被研削物を横方向から送り込むクリープフィード方式を採用しても障害物は存在しないので,インフィード方式とクリープフィード方式とで兼用可能な研削ホイール着脱機構等が提供される。
以下に添付図面を参照しながら,本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお,本明細書及び図面において,実質的に同一の機能構成を有する構成要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
(第1の実施の形態)
以下,図1〜図4に基づいて,第1の実施の形態にかかる研削ホイールの着脱機構10について説明する。なお,図1は,第1の実施の形態にかかる研削ホイールの着脱機構10の構成を示す説明図である。
まず,図1に示すように,本実施形態にかかる研削ホイールの着脱機構10においては,従来と同様に,スピンドルハウジング100内に配設された回動可能なスピンドル軸200の先端部にホイールマウンタ300に形成されており,かかるホイールマウンタ300には研削ホイール400が取り付けられている。かかる研削ホイール400は,スピンドル軸200の回転によって回転される。
一方,軸回転するチャックテーブル600の上面には,半導体ウェハ等の被研削物Wが吸着固定されており,研削ホイール400を好適な圧力で被研削物Wに押し付けられて被研削物Wの研削がおこなわれる。
本実施形態においては,研削ホイール400は,研削液を供給するためのノズル530が設けられたフランジ500を介してホイールマウンタ300に固定される。かかるノズル530により,研削ホイール400と被研削物Wとの接触部に研削液800を確実に且つ充分に供給することができる。
次に,図2に基づいて,本実施形態にかかる研削ホイールの装着機構の詳細について説明する。なお,図2(a)は,本実施形態にかかる研削ホイールをホイールマウンタに装着する方法を示す分解図である。図2(b)は,本実施形態にかかる研削ホイールがホイールマウンタに装着された状態を示す説明図である。
図2(a)に示すように,ホイールマウンタ300の内部には,研削液の供給路330が設けられており,モーターを含むスピンドルハウジング(図示せず)に配設されたスピンドル軸の内部通路を通って,ホイールマウンタ300の供給路330に研削液が供給される。さらに,ホイールマウンタ300には,研削ホイ一ル400の貫通孔410の位置合わせをして係合するための第1の係合部310が設けられている。かかる第1の係合部310の径は,研削ホイールの内径Bよりも若干小さめに形成されており,研削ホイールが所定位置に係合される。さらに,ホイールマウンタ300の第1の係合部310の内側には,フランジ500を係合するために,その側面に螺旋上の凹凸を有する第2の係合部320が設けられている。
研削ホイール400は,断面略コの字型形状を有する円柱形状であって,その中央部に貫通孔410が例えば内径Bの大きさで形成されている。かかる研削ホイール400は,その貫通孔410をホイールマウンタ300の第1の係合部310に挿入することにより,位置決めされる。なお,この状態において,ホイールマウンタ300の第1の係合部310は,研削ホイール400の厚さよりも若干低い高さで設計されていると共に,ホイールマウンタ300の第2の係合部320は,研削ホール400から所定高さだけ突出するような高さに設計されている。
本実施形態にかかるフランジ500は,ホイールマウンタ300の第1の係合部310に研削ホイール400が装着されている状態で,ホイールマウンタ300の第2の係合部320に係合されて,研削ホイール400をホイールマウンタ300に固定するものである。なお,かかるフランジ500の係合面の径Aは,研削ホイール400の貫通孔410の内径Bよりも若干大きくなるように,かつ研削ホイール400の内径よりも小さくなるように設計されており,フランジ500をホイールマウンタ300の第2の係合部320に係合することにより,研削ホイール400をホイールマウンタ300に圧着固定することができる。また,フランジ500の係合面の反対面には,所定角度の斜面が形成されており,かかる斜面には研磨液を被研磨物に供給するためのノズル530が形成されている。
さらに,図3に基づいて,本実施形態にかかるフランジの構成を詳細に説明する。
図3に示すように,本実施形態にかかるフランジ500は,ホイールマウンタとの接続面と,被研削物との対向面とを有する略台形形状である。さらに,フランジの中央部には,ホイールマウンタ300の第2の係合部330と係合するための係合受入部510が形成されている。
一方,フランジ内には,ホイールマウンタ300の研磨液供給路330から供給された研磨液を受け入れる研磨液供給路520が設けられており,さらに,かかる研磨液供給路520に連通するノズル530がフランジの傾斜面に水平方向から所定角度αで設置されている。かかるノズル530により,半導体ウェハWに研磨液が供給される。なお,かかるノズル530は,位置調整及び角度調整が可能に構成することにより,被研磨物の種類,大きさ,研削条件等に応じて好適な研磨を実行することができる。また,かかるノズル530は,研削液を均一に供給するために,複数個設けることが好ましい。
上記構成において,ホイールマウンタ300の第1の係合部310に研削ホイール400が貫通孔410を介して装着されている状態で,ホイールマウンタ300の第2の係合部330とフランジ500の係合受入部510を係合することにより,図2(b)に示すように,研削ホイール400はホイールマウンタ300圧着固定される。このとき,ホイールマウンタ300の研削液供給路330とフランジ500の研磨液供給路520も連通するように位置合わせされる。
かかる状態において,研磨液は,モーターを含むスピンドルハウジングに配設されたスピンドル軸の内部通路を通ってホイールマウンタ300の研磨液供給路330に供給され,さらに,フランジ500の研磨液供給路520を介してノズル530に供給される。かかるノズル530に供給された研磨液は,研磨ホイール400の内側から所定角度αで被研磨物Wに供給することができる。
本実施形態においては,フランジを使用して研削ホイールをホイールマウンタに固定できるので,複数箇所をネジ留めする方法と比較して,簡易かつ容易に短時間で研削ホイールの着脱を実行することができる。さらに,ノズルを配置したフランジを使用するので,研削液供給口をコンタミで塞がれることはなく,研削ホイールの内側から研削ホイールと被研削物の接触部に十分に研削液が供給されるインフィード方式とクリープフィード方式とで兼用可能な研削装置が提供される。
次に,本実施形態にかかる研削ホイール着脱冶具700の構成について説明する。図4は,本実施形態にかかる研削ホイール着脱冶具700の構成を示す説明図である。なお,本実施形態にかかる研削ホイール着脱冶具700は,研削ホイールの着脱を行う際に,研削ホイール400を支持する治具として使用されるものである。
本実施形態にかかる研削ホイール着脱冶具700は,基台710と,研削ホイールを載置するための研削ホイール載置台720と,研削ホイール載置台720を上下に昇降させるための昇降手段730と,昇降手段730の高さを調整する調整ねじ740と,から構成されている。
上記構成の研削ホイール着脱冶具700において,まず,研削ホイール400を研削ホイール載置台に搭載する。次いで,研削ホイール載置台に研削ホイールを搭載した状態で,高さ調整ねじ740により昇降手段730を伸ばして所定位置(ホイールマウンタ付近)まで送る。さらに,研削ホイール載置冶具の開口部(例えば120°で開口された開口部:図示せず)から,フランジを挿入し,両手でフランジを回転させてホイールマウンタ300に装着する。
なお,上記においては,研削ホイール400をホイールマウンタ300に装着する方法についてのみ説明したが,上記と反対の操作をおこなうことにより,研削ホイール400をホイールマウンタ300から取り外す際にも使用することができる。
上記構成の研削ホイール着脱冶具によれば,研削ホイールを着脱する際において,研削ホイールが研削装置等に接触して破損することなく,簡易かつ容易にホイールマウンタに着脱することができる。
本実施形態においては,フランジを使用して研削ホイールをホイールマウンタに固定できるので,複数箇所をネジ留めする方法と比較して,簡易かつ容易に短時間で研削ホイールの着脱を実行することができる。さらに,ノズルを配置したフランジを使用するので,研削液供給口をコンタミで塞がれることはなく,研削ホイールの内側から研削ホイールと被研削物の接触部に十分に研削液が供給され,インフィード方式とクリープフィード方式で兼用可能となる。
以上,添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが,本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された範疇内において,各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば,上記実施形態においては,フランジを係合するための第2の係合部を,研削ホイールの貫通孔と係合するための第1の係合部内に設けた例を挙げて説明したが,かかる例には,限定されない。例えば,マウンタ中央部にはフランジを係合するための第2の係合部のみを設け,研削ホイールの位置決めするための第1の係合部(例えば突起)を任意の場所に設けることもできる。
本発明は,研削ホイールの着脱機構,研削装置,研削ホイールの着脱冶具,及び研削ホイールの装着方法に適用可能である。
第1の実施の形態にかかる研削ホイールの着脱機構10の構成を示す説明図である。 図2(a)は,本実施形態にかかる研削ホイールがホイールマウンタに装着する方法を示す分解図である。図2(b)は,本実施形態にかかる研削ホイールがホイールマウンタに装着された状態を示す説明図である。 図3(a)は第1の実施の形態にかかるフランジの詳細を説明するための斜視図である。 図3(b)は,第1の実施の形態にかかるフランジの詳細を説明するための断面図である。 第1の実施の形態にかかる研削ホイール着脱冶具の構成を示す説明図である。
符号の説明
10 研削ホイールの着脱機構
100 スピンドルハウジング
200 スピンドル軸
300 ホイールマウンタ
310 第1の係合部
320 第2の係合部
330 研削液供給路
400 研削ホイール
410 貫通孔
500 フランジ
510 係合受入部
520 研磨液供給路
530 ノズル
600 チャックテーブル
700 研削ホイール着脱冶具
710 基台
720 研削ホイール載置台
730 昇降手段
740 調整ねじ
W 被研削物

Claims (6)

  1. 回転可能なスピンドルと,前記スピンドルの先端部に形成されたホイールマウンタと,前記ホイールマウンタに装着される研削ホイールとを有する研削ホイールの着脱機構であって,
    前記ホイールマウンタには,フランジを係合するための係合部が設けられており,
    前記ホイールマウンタの前記係合部を係合するための係合受入部を有するフランジを使用して,前記ホイールマウンタに設けられた前記係合部を前記研削ホイールに設けられた貫通孔を介在させて前記フランジの前記係合受入部と係合することにより,前記研削ホイールを前記ホイールマウンタに固定する,
    ことを特徴とする研削ホイールの着脱機構。
  2. 回転可能なスピンドルと,
    前記スピンドルの先端部に形成されると共に,研削ホイールを所定位置に設置するための第1の係合部と,前記研削ホイールを圧着固定するためのフランジを係合するための第2の係合部とを有するホイールマウンタと,
    前記ホイールマウンタの第1の係合部と係合する貫通孔を有する研削ホイールと,
    前記ホイールマウンタの前記第1の係合部に前記研削ホイールが装着されている状態で,前記ホイールマウンタの前記第2の係合部と係合するための係合受入部を有するフランジと,からなる
    ことを特徴とする研削ホイールの着脱機構。
  3. 前記ホイールマウンタ内部には研削液を供給するための研削液供給管が設けられていると共に,前記フランジの内部に研削液を供給するための研削液供給管と前記研削液を被研削物に供給するノズルが設けられており,
    前記フランジを前記ホイールマウンタに装着した場合に,前記ホイールマウンタ内の研削液供給管と前記フランジ内の研削液供給管とが結合される,ことを特徴とする請求項1または2に記載の研削ホイールの着脱機構。
  4. 被研削物の表面を研削ホイールによって研削する研削装置であって,
    回転可能なスピンドルの先端部に形成されたホイールマウンタに装着された前記研削ホイールを前記研削ホイール内側からフランジを介して固定すると共に,
    前記フランジ内に設けられた研削液供給ノズルにより,前記研削ホイール内側から前記研削液を供給する,
    ことを特徴とする研削装置。
  5. 前記請求項1〜請求項3に記載の研削ホイール着脱機構において使用される研削ホイール着脱冶具であって,
    前記研削ホイール着脱冶具は,
    研削ホイールを支持する研削ホイール支持部と,
    研削ホイールが支持された研削ホイール支持部を上下動させる研削ホイール移動機構と,
    前記研削ホイール移動機構の高さを調整する調整部と,を有する,
    ことを特徴とする研削ホイールの着脱冶具。
  6. 回転可能なスピンドルと,前記スピンドルの先端部に形成されると共に,研削ホイールを所定位置に設置するための第1の係合部と,前記研削ホイールを圧着固定するためのフランジを係合するための第2の係合部とを有するホイールマウンタと,前記ホイールマウンタの第1の係合部と係合する貫通孔を有する研削ホイールと,前記ホイールマウンタの前記第1の係合部に前記研削ホイールが装着されている状態で,前記ホイールマウンタの前記第2の係合部と係合するための係合受入部を有するフランジと,からなる研削ホイール着脱機構における研削ホイールの装着方法であって,
    前記ホイールマウンタの第1の係合部と前記研削ホイールの貫通孔を係合した後,前記ホイールマウンタの第2の係合部と前記フランジの係合受入部を係合させて,前記研削ホイールを前記ホイールマウンタに固定する,
    ことを特徴とする研削ホイールの装着方法。
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