JP2017001160A - Support unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、荷重に対する剛性を調節できる支持ユニットに関する。 The present invention relates to a support unit capable of adjusting rigidity against a load.
チャックテーブルが保持する板状ワークに回転する研削砥石を当接させて板状ワークを研削する研削装置では、高精度に均一な厚みの板状ワークを形成するために、研削砥石を板状ワークに押し付ける押し付け力に対する剛性を高めている。 In a grinding machine that grinds a plate-shaped workpiece by bringing a rotating grinding wheel into contact with the plate-shaped workpiece held by the chuck table, the grinding wheel is used to form a plate-shaped workpiece with a uniform thickness with high accuracy. Increased rigidity against pressing force.
また、研削砥石の研削面とチャックテーブルの保持面とが平行になるように調節することで、板状ワークを均一な厚みに形成することが可能となるため、研削砥石の研削面とチャックテーブルの保持面とが平行になるように調節するための調節部を備える研削装置がある(例えば、特許文献1参照)。上記研削装置では、押し付け力によって研削砥石を板状ワークに押し付けても、調節部が調節した平行状態を維持できる剛性を備えることで、板状ワークを高精度に均一な厚みに研削することが可能となる。 In addition, by adjusting the grinding surface of the grinding wheel and the holding surface of the chuck table to be parallel, it is possible to form a plate-like workpiece with a uniform thickness. There is a grinding device provided with an adjusting portion for adjusting the holding surface to be parallel to the holding surface (for example, see Patent Document 1). In the above grinding apparatus, even if the grinding wheel is pressed against the plate-like workpiece by pressing force, the plate-like workpiece can be ground to a uniform thickness with high accuracy by providing rigidity that can maintain the parallel state adjusted by the adjusting unit. It becomes possible.
しかし、装置の剛性を高くすると、研削砥石に含まれる砥粒が板状ワークに接触した際の衝撃を緩和できず、研削ホイールの回転速度を上げて高速で研削する場合(例えば、粗研削をする場合)に板状ワークのエッジ部分にクラックが生じやすくなる。そして、粗研削後に、小さな砥粒が含まれる仕上げ研削用の研削砥石で板状ワークを研削すると、砥粒が板状ワークに押し付けられクラックに入ることで、クラックを起点として板状ワークが割れる場合がある。また、砥粒が板状ワークに強く押し付けられて研削されるため、板状ワークの被研削面が最終的に粗く形成される傾向がある。このような現象を回避するために、研削手段に備えるスピンドルに対してエアを供給しエアの圧力調節により装置剛性を調節する研削装置(例えば、特許文献2参照)や、研削ホイールに接続されるマウントと研削ホイールとの間にゴム板を挟むことで装置剛性を調節する研削装置(例えば、特許文献3参照)がある。 However, if the rigidity of the device is increased, the impact when the abrasive grains contained in the grinding wheel come into contact with the plate-like workpiece cannot be mitigated, and when grinding is performed at a high speed by increasing the rotation speed of the grinding wheel (for example, rough grinding) The cracks are likely to occur at the edge of the plate-like workpiece. And after rough grinding, when a plate-like workpiece is ground with a grinding wheel for finish grinding containing small abrasive grains, the abrasive grains are pressed against the plate-like workpiece and enter into a crack, and the plate-like workpiece is cracked starting from the crack. There is a case. Further, since the abrasive grains are strongly pressed against the plate-like workpiece and ground, the surface to be ground of the plate-like workpiece tends to be finally formed rough. In order to avoid such a phenomenon, it is connected to a grinding device (for example, see Patent Document 2) that supplies air to a spindle provided in the grinding means and adjusts the rigidity of the device by adjusting the pressure of the air, or a grinding wheel. There is a grinding apparatus (see, for example, Patent Document 3) that adjusts apparatus rigidity by sandwiching a rubber plate between a mount and a grinding wheel.
しかし、上記特許文献2に記載されている研削装置では、エアの圧力を低下させることで剛性を低くした場合に、スピンドルがスピンドルハウジングとの間で齧る等の問題が発生しうる。また、上記特許文献3に記載されている研削装置では、ゴム板の硬度調節が難しいことから装置剛性を自在に調節することが難しいという問題がある。このような問題は、荷重がかかる加工装置であれば、研削装置以外の他の装置においても同様に生じうる。
However, in the grinding device described in Patent Document 2, when the rigidity is lowered by lowering the air pressure, there is a problem that the spindle is swung between the spindle housing and the like. Further, the grinding apparatus described in
そこで、装置に剛性を調節する調節部を備える場合においては、調節部が装置の他の構成に悪影響を与えることなく、かつ調節部により剛性を自在に調節するという課題がある。 Therefore, when the apparatus includes an adjustment unit that adjusts the rigidity, there is a problem that the adjustment unit does not adversely affect other configurations of the apparatus and the adjustment unit can freely adjust the rigidity.
上記課題を解決するための本発明は、荷重に対する剛性を調節できる支持ユニットであって、隙間を形成して平行に配設される上板と下板と、該上板と該下板とのそれぞれの左右端同士を連結する連結部と、該隙間に嵌合し左右に対称移動する第1の支持部と第2の支持部と、該第1の支持部と該第2の支持部とを左右に対称移動させる移動手段と、を備え、該移動手段により該第1の支持部と該第2の支持部との間の距離を変更して剛性を調節する支持ユニットである。 The present invention for solving the above-described problems is a support unit capable of adjusting the rigidity against a load, and includes an upper plate and a lower plate that are arranged in parallel to form a gap, and the upper plate and the lower plate. A connecting part that connects the left and right ends, a first support part and a second support part that are fitted in the gap and move symmetrically to the left and right; the first support part and the second support part; Is a support unit that adjusts the rigidity by changing the distance between the first support part and the second support part.
さらに、前記第1の支持部は第1の雄ねじであり、前記第2の支持部は該第1の雄ねじとは回転方向が逆になるように形成される第2の雄ねじであり、該第1の雄ねじと該第2の雄ねじとの中心軸には多角柱形状の回転軸挿入孔が軸方向に貫通して形成され、前記上板の下面と前記下板の上面とには、該第1の雄ねじに対応した第1の雌ねじ溝と、該第2の雄ねじに対応した第2の雌ねじ溝とをそれぞれ備え、前記移動手段は、該第1の雄ねじと該第2の雄ねじとを同時に回転させる回転手段であって、該回転手段は、該第1の雄ねじ及び該第2の雄ねじの該回転軸挿入孔に挿入する多角柱形状の回転軸と、該回転軸を回転させる回転部とを備え、該回転部により該回転軸を回転させ該第1の雄ねじと該第2の雄ねじとを同時に回転させて対称移動させることにより、該第1の雄ねじと該第2の雄ねじとの間の距離を変更して剛性を調節するものとすると好ましい。 Further, the first support portion is a first male screw, and the second support portion is a second male screw formed so that the rotation direction is opposite to that of the first male screw, A central axis of the first male screw and the second male screw is formed with a polygonal-shaped rotary shaft insertion hole penetrating in the axial direction, and the lower surface of the upper plate and the upper surface of the lower plate are provided with the first A first female screw groove corresponding to one male screw and a second female screw groove corresponding to the second male screw, and the moving means simultaneously includes the first male screw and the second male screw. Rotating means for rotating, wherein the rotating means is a polygonal-shaped rotating shaft that is inserted into the rotating shaft insertion hole of the first male screw and the second male screw, and a rotating portion that rotates the rotating shaft. The rotating shaft is rotated by the rotating portion, and the first male screw and the second male screw are rotated simultaneously to form a pair. By moved, preferably shall adjust the rigidity by changing the distance between the first male screw and the second male screw.
または、前記上板の下面と前記下板の上面とをスライド面として、前記第1の支持部と前記第2の支持部とは該スライド面に接して左右に対称移動し、前記移動手段は、該第1の支持部に結合する第1の雌ねじナットと、該第2の支持部に結合し該第1の雌ねじナットと回転方向が逆になるように形成される第2の雌ねじナットと、該第1の雌ねじナットを螺入させる第1のボールネジと、該第2の雌ねじナットを螺入させる第2のボールネジと、該第1のボールネジと該第2のボールネジとを同時に回転させる回転部と、を備え、該回転部により該第1のボールネジと該第2のボールネジとを同時に回転させ、該第1の支持部と該第2の支持部とを対称移動させて該第1の支持部と該第2の支持部との間の距離を変更して剛性を調節するものとすると好ましい。 Alternatively, with the lower surface of the upper plate and the upper surface of the lower plate as slide surfaces, the first support portion and the second support portion are in contact with the slide surface and move symmetrically left and right, and the moving means is A first female screw nut coupled to the first support portion, and a second female screw nut coupled to the second support portion and formed so as to have a rotation direction opposite to that of the first female screw nut. A first ball screw for screwing the first female screw nut, a second ball screw for screwing the second female screw nut, and a rotation for simultaneously rotating the first ball screw and the second ball screw. The first ball screw and the second ball screw are simultaneously rotated by the rotating unit, and the first support unit and the second support unit are moved symmetrically. The rigidity is adjusted by changing the distance between the support part and the second support part. Preferable to set.
本発明に係る支持ユニットは、隙間を形成して平行に配設される上板と下板と、上板と下板とのそれぞれの左右端同士を連結する連結部と、隙間に嵌合し左右に対称移動する第1の支持部と第2の支持部と、第1の支持部と第2の支持部とを左右に対称移動させる移動手段とを備えたことで、移動手段により第1の支持部と第2の支持部との間の距離を変更して剛性を調節することが可能となる。そして、支持ユニットによって剛性を調節することができることから、例えばこの支持ユニットを研削装置において被加工物を保持するチャックテーブルに搭載した場合は、研削装置による研削を行う際の加工条件、研削対象となるウエーハの材質及び研削砥石の種類等に応じて、支持ユニットを備える研削装置を最適な剛性に調節した状態で研削加工を行うことが可能となる。例えば、研削装置でウエーハを研削する場合に、ウエーハの研削開始時に剛性を低くすることで、研削砥石中の砥粒がウエーハに接触する時の衝撃を緩和して、ウエーハにチッピングやクラックが生じるのを防ぐことが可能となる。また、その後、高速でウエーハを粗研削する際には、剛性を高くすることで、高荷重で研削することで高速の研削が可能となる。さらに、例えば、粗研削後にウエーハを仕上げ研削する際には、剛性を低くすることで、ウエーハの被研削面をより滑らかに仕上げることが可能となる。 The support unit according to the present invention is fitted in the gap, with an upper plate and a lower plate arranged in parallel to form a gap, a connecting portion that connects the left and right ends of the upper plate and the lower plate, and Since the first support portion and the second support portion that move symmetrically to the left and right, and the moving means that moves the first support portion and the second support portion symmetrically to the left and right, the moving means makes the first The rigidity can be adjusted by changing the distance between the support portion and the second support portion. Since the rigidity can be adjusted by the support unit, for example, when this support unit is mounted on a chuck table that holds a workpiece in the grinding apparatus, the processing conditions when grinding by the grinding apparatus, the grinding target, and Depending on the material of the wafer and the type of grinding wheel, etc., grinding can be performed in a state in which the grinding apparatus provided with the support unit is adjusted to the optimum rigidity. For example, when grinding a wafer with a grinding machine, reducing the rigidity at the start of wafer grinding reduces the impact of abrasive grains in the grinding wheel coming into contact with the wafer, causing chipping and cracking in the wafer. Can be prevented. After that, when the wafer is roughly ground at a high speed, the rigidity is increased, so that the grinding can be performed at a high load so that the wafer can be ground at a high speed. Further, for example, when the wafer is finish-ground after rough grinding, the surface to be ground of the wafer can be finished more smoothly by reducing the rigidity.
さらに、第1の支持部は第1の雄ねじであり、第2の支持部は第1の雄ねじとは回転方向が逆になるように形成される第2の雄ねじであり、第1の雄ねじと第2の雄ねじとの中心軸には多角柱形状の回転軸挿入孔が軸方向に貫通して形成され、上板の下面と下板の上面とには、第1の雄ねじに対応した第1の雌ねじ溝と、第2の雄ねじに対応した第2の雌ねじ溝とをそれぞれ備え、移動手段は、第1の雄ねじと第2の雄ねじとを同時に回転させる回転手段であって、回転手段は、第1の雄ねじ及び第2の雄ねじの回転軸挿入孔に挿入する多角柱形状の回転軸と、該回転軸を回転させる回転部とを備えるものとしたことで、回転部により回転軸を回転させ第1の雄ねじと第2の雄ねじとを同時に回転させ対称移動させて第1の雄ねじと第2の雄ねじとの間の距離を変更することにより、荷重に対する剛性を調節することが可能となる。そして、支持ユニットによって剛性を調節することができることから、例えば研削装置による研削を行う際の加工条件、研削対象となるウエーハの材質及び研削砥石の種類等によって、支持ユニットを備える研削装置を最適な剛性に調節した状態で研削加工を行うことが可能となる。 Further, the first support part is a first male screw, the second support part is a second male screw formed so that the rotation direction is opposite to that of the first male screw, A central axis of the second male screw is formed with a polygonal column-shaped rotation shaft insertion hole penetrating in the axial direction, and the lower surface of the upper plate and the upper surface of the lower plate have a first corresponding to the first male screw. Each of the female screw groove and the second female screw groove corresponding to the second male screw, and the moving means is a rotating means for simultaneously rotating the first male screw and the second male screw, and the rotating means comprises: By providing a rotary shaft having a polygonal column shape to be inserted into the rotary shaft insertion hole of the first male screw and the second male screw, and a rotary unit for rotating the rotary shaft, the rotary shaft is rotated by the rotary unit. The first male screw and the second male screw are simultaneously rotated and moved symmetrically so that the first male screw and the second male screw are moved. By changing the distance between the Flip, it is possible to adjust the stiffness against the load. And since the rigidity can be adjusted by the support unit, for example, the grinding apparatus provided with the support unit is optimal depending on the processing conditions when grinding by the grinding apparatus, the material of the wafer to be ground and the type of grinding wheel, etc. Grinding can be performed with the rigidity adjusted.
また、上板の下面と下板の上面とをスライド面として、第1の支持部と第2の支持部とはスライド面に接して左右に対称移動し、移動手段は、第1の支持部に結合する第1の雌ねじナットと、第2の支持部に結合し第1の雌ねじナットと回転方向が逆になるように形成される第2の雌ねじナットと、第1の雌ねじナットを螺入させる第1のボールネジと、第2の雌ねじナットを螺入させる第2のボールネジと、第1のボールネジと第2のボールネジとを同時に回転させる回転部とを備えるものとしたことで、回転部により第1のボールネジと第2のボールネジとを同時に回転させ、第1の支持部と該第2の支持部とを対称移動させて第1の支持部と第2の支持部との間の距離を変更して剛性を調節することが可能となる。そして、支持ユニットによって剛性を調節することができることから、例えば研削装置による研削を行う際の加工条件、研削対象となるウエーハの材質及び研削砥石の種類等に応じて、支持ユニットを備える研削装置を最適な剛性に調節した状態で研削加工を行うことが可能となる。 Further, with the lower surface of the upper plate and the upper surface of the lower plate as slide surfaces, the first support portion and the second support portion are in contact with the slide surface and moved symmetrically left and right, and the moving means is the first support portion. A first female screw nut that is coupled to the second support portion, a second female screw nut that is coupled to the second support portion and is formed to have a rotational direction opposite to that of the first female screw nut, and the first female screw nut The first ball screw to be rotated, the second ball screw to be screwed into the second female screw nut, and the rotating unit that simultaneously rotates the first ball screw and the second ball screw. The first ball screw and the second ball screw are rotated at the same time, and the first support portion and the second support portion are moved symmetrically so that the distance between the first support portion and the second support portion is increased. The rigidity can be adjusted by changing. And since the rigidity can be adjusted by the support unit, for example, according to the processing conditions when grinding by the grinding device, the material of the wafer to be ground, the type of grinding wheel, etc., a grinding device provided with the support unit is provided. Grinding can be performed with the optimum rigidity adjusted.
(実施形態1)
図1に示す支持ユニット1Aは、本発明に係る支持ユニットの一実施形態であり、隙間S1を形成して平行に配設される上板10と下板11と、上板10と下板11とのそれぞれの左右端同士を連結する連結部120及び連結部121と、隙間S1に嵌合し左右に対称移動する第1の支持部である第1の雄ねじ20と第2の支持部である第2の雄ねじ21と、第1の雄ねじ20と第2の雄ねじ21とを左右に対称移動させる移動手段である回転手段30とを備える。
(Embodiment 1)
A
下板11の上方には、下板11の上面11aと上板10の下面10bとが対向するようにして上板10が長手方向(X軸方向)をそろえて平行に配設され、上板10と下板11との間には所定幅の隙間S1が形成される。下板11と上板10とは、例えば、一定の弾性を備える鋼板等で形成され、同一の大きさに形成されている。隙間S1のZ軸方向の幅L1は、下板11の上面11aから上板10の下面10bまでの距離である。幅L1は、第1の支持部である第1の雄ねじ20と第2の支持部である第2の雄ねじ21とが、上面11aと下面10bとにそれぞれ嵌合できるように定められ、かつ支持ユニット1Aにより調節する剛性の大きさを考慮して適宜変更して定められる。
Above the
例えば、上板10の短手方向(Y軸方向)に延びる中心線10oで上板の下面10bを2つに区分けした場合に、中心線10oから−X方向にある下面10bには、第1の雄ねじ20に対応した第1の雌ねじ溝13が形成されている。また、中心線10oから+X方向にある下面10bには、第2の雄ねじ21に対応した第2の雌ねじ溝14が形成されている。また、下板11の短手方向(Y軸方向)に延びる中心線11oで下板11の上面11aを2つに区分けした場合に、中心線11oから−X方向にある上面11aには、第1の雌ねじ溝13が形成されている。また、中心線11oから+X方向にある上面11aには、第2の雌ねじ溝14が形成されている。
For example, when the
上板10と下板11との長手方向のそれぞれの左端(−X方向側端)及び右端(+X方向側端)には、連結部120及び連結部121がそれぞれ配設され、上板10の左端は下板11の左端と連結部120によって連結され、上板10の右端は下板11の右端と連結部121によって連結される。連結部120の中央部には、例えば、雄ねじ20の直径以上の径を備える貫通孔120aが形成されており、雄ねじ20は貫通孔120aを通り隙間S1に出入り可能となっている。連結部121の中央部には、例えば、雄ねじ21の直径以上の径を備える貫通孔121aが形成されており、雄ねじ21は貫通孔121aを通り隙間S1に出入り可能となっている。なお、図1に示すように、貫通孔120aには、第1の雄ねじ20に対応し第1の雌ねじ溝13に繋がる雌ねじ溝120bが形成されると好ましい。また、貫通孔121aには、第2の雄ねじ21に対応し第2の雌ねじ溝14に繋がる雌ねじ溝121bが形成されると好ましい。
At the left end (−X direction side end) and the right end (+ X direction side end) of the
第1の雄ねじ20と第2の雄ねじ21とは、例えば、高い弾性率を有する金属からなり、形状及び大きさが同一となっている。第1の雄ねじ20は、軸方向がX軸方向である中心軸に、例えば四角柱形状に貫通形成される回転軸挿入孔20aを備える。第2の雄ねじ21は、軸方向がX軸方向である中心軸に、例えば四角柱形状に貫通形成される回転軸挿入孔21aを備える。第1の雄ねじ20及び第2の雄ねじ21の直径は、隙間S1に嵌合できる大きさに定められ、かつ支持ユニット1Aにより調節する剛性の大きさを考慮して適宜変更して定められる。
The first
回転手段30は、回転軸挿入孔20aと回転軸挿入孔21aとに挿入する一本の多角柱形状(四角柱形状)の回転軸300と、回転軸300を回転させる回転部301とを備える。回転軸300は、例えば、軸方向がX軸方向であり、回転軸挿入孔20aと回転軸挿入孔21aとに嵌合する四角柱形状に形成されている。また、回転軸300の先端には、回転部301が接続されている。回転部301は、例えば、図示しない制御部から送られるパルス信号により回転軸300を所定の角度だけ回転させるパルスモータである。なお、回転軸300の形状は、四角柱形状に限定されるものではなく、例えば、三角柱形状や六角柱形状であってもよい。また、回転部301は、パルスモータに限定されるものではなく、位置や速度を検出する検出機構を備えるサーボモータであってもよく、オペレータの手動により回転可能なハンドルでもよい。
The rotation means 30 includes a single polygonal column (quadrangular columnar)
回転手段30により第1の雄ねじ20と第2の雄ねじ21とを同時に回転させた場合に、第2の雄ねじ21は第1の雄ねじ20の回転方向とは逆の方向に回転するように形成される。すなわち、例えば、第1の雄ねじ20の外側面には、第1の雄ねじ20が+X方向から見て反時計回りに回転した場合に第1の雄ねじ20が+X方向に移動するように形成されかつ第1の雌ねじ溝13に螺合する雄ねじ山20bが形成されている。また、第2の雄ねじ21の外側面には、第2の雄ねじ21が+X方向から見て反時計回りに回転した場合に第2の雄ねじ21が−X方向に移動するように形成されかつ第2の雌ねじ溝14に螺合する雄ねじ山21bが形成されている。
When the first
そして、例えば、回転部301が回転軸300を+X方向側から見て反時計回りに回転させた場合、第1の雄ねじ20が回転し+X方向に移動し、同時に第2の雄ねじ21が回転し第1の雄ねじ20が移動した距離と同一の距離だけ−X方向に移動する。
For example, when the
(実施形態2)
図2に示す支持ユニット1Bは、本発明に係る支持ユニットの一実施形態であり、実施形態1の支持ユニット1Aの構成の一部を変更したものである。図2では、図1の支持ユニット1Aと同様に構成される部位には図1と同一の符号を付している。支持ユニット1Bは、隙間S1を形成して平行に配設される上板10と下板11と、上板10と下板11とのそれぞれの左右端同士を連結させる連結する連結部124と、隙間S1に嵌合し左右に対称移動する第1の支持部である第1の雄ねじ20と第2の支持部である第2の雄ねじ21と、第1の雄ねじ20と第2の雄ねじ21とを左右に対称移動させる移動手段である回転手段30とを備える。
(Embodiment 2)
A
本実施形態2における回転手段30は、回転部301が、回転軸300と一体となって形成されオペレータによる手動で回転させるハンドルとして構成されており、その他の構成要素は実施形態1における支持ユニット1Aに備える回転手段30と同一である。
The rotating means 30 in the second embodiment is configured as a handle in which the
図2に示すように連結部124は、例えば、縦断面が半リング状に形成されており、上板10及び下板11の左右端と一体となった状態で配設されている。また、連結部124の中央部には、例えば、回転軸300の直径以上の径を備える貫通孔124aが形成されている。
As shown in FIG. 2, the connecting
上板10と下板11とには、例えば、図示しない4つのねじ孔が、図1に示す第1の雌ねじ溝13及び第2の雌ねじ溝14の両脇に沿って厚み方向(Z軸方向)に向かって貫通して形成されている。そして、図2及び図3に示すように、押し付けねじ16が、バネ16aを上板10の上面10aとの間に挟んだ状態で、この各ねじ孔に対して上面10a側から螺入されている。また、図3に示すように、各押し付けねじ16は、第1の雄ねじ20及び第2の雄ねじ21のX軸方向への移動を妨げない位置に配設されている。これにより、第1の雄ねじ20及び第2の雄ねじ21をX軸方向に移動させても上板10と下板11との距離(隙間S1)が変わることがない。また、例えば、研削装置に備えるチャックテーブルの下側に支持ユニット1Bを配設する場合等においては、支持ユニット1Bに対してZ軸方向からチャックテーブルの重量による荷重がかかるため、押し付けねじ16及びバネ16aを支持ユニット1Bから取り外した状態で支持ユニット1Bを用いてもよい。
For example, four screw holes (not shown) are formed in the
例えば、上板10の上面10aの中央部には支持柱15aが、下板11の下面11b中央部には支持柱15bがそれぞれ着脱可能に一つずつ装着されている。支持柱15a及び支持柱15bは、例えば、略正方形状の基台上に円柱が一体となった形で形成されており、支持ユニット1Bに対してZ軸方向から加えられる力を上板10及び下板11の中央部に集約することができる。
For example, the
(実施形態3)
図4に示す支持ユニット1Cは、本発明に係る支持ユニットの一実施形態であり、隙間S3を形成して平行に配設される上板18と下板19と、上板18と下板19とのそれぞれの左右端同士を連結する連結部27と、隙間S3を形成する上板18の下面18bと下板19の上面19aとをスライド面として隙間S3に嵌合しスライド面に接して左右に対称移動する第1の支持部28及び第2の支持部29と、第1の支持部28と第2の支持部29とを左右に対称移動させる移動手段34と備える。
(Embodiment 3)
A
下板19の上方には、下板19の上面19aと上板18の下面18bとが対向するようにして上板18が長手方向(X軸方向)をそろえて平行に配設され、上板18と下板19との間には所定幅の隙間S3が形成される。そして、上面19aと下面18bとが、第1の支持部28と第2の支持部29とが接するスライド面となる。下板19と上板18とは、例えば、一定の弾性を備える鋼板等で形成され、同一の形状及び大きさに形成されている。上面19aと下面18bとは、例えば、摩擦係数が低くなるように加工されていると好ましい。また、隙間S3のZ軸方向の幅L3は、下板19の上面19aから上板18の下面18bまでの距離であり、第1の支持部28と第2の支持部29とがスライド面となる上面19aと下面18bとに嵌合できるように定められ、かつ支持ユニット1Cにより調節する研削剛性の大きさを考慮して適宜変更して定められる。
Above the
上板18と下板19との長手方向(X軸方向)のそれぞれの左端(−X方向側端)及び右端(+X方向側端)には、それぞれ連結部27が一つずつ配設され、上板18の左端は下板19の左端と連結部27によって連結され、上板18の右端は下板19の右端と連結部27によって連結される。
One connecting
第1の支持部28と第2の支持部29とは、例えば、弾性率が高い金属からなり、共に外形が直方体形状であり、隙間S3に嵌合できる同一の大きさに形成されている。
The
移動手段34は、例えば、第1の支持部28に結合する第1の雌ねじナット340と、第2の支持部29に結合し第1の雌ねじナット340と回転方向が逆に形成される第2の雌ねじナット341と、第1の雌ねじナット340を螺入させる第1のボールネジ342と、第2の雌ねじナット341を螺入させる第2のボールネジ343と、第1のボールネジ342と第2のボールネジ343とを同時に回転させる回転部344とを備える。
The moving means 34 includes, for example, a first
図4に示す第1の雌ねじナット340は、例えば、その側面が第1の支持部28の側面に結合して配設されており、第2の雌ねじナット341は、例えば、その側面が第2の支持部29の側面に結合して配設されている。また、第1の雌ねじナット340には、第1のボールネジ342が螺入されており、第2の雌ねじナット341には、第2のボールネジ343が螺入されている。第1のボールネジ342と第2のボールネジ343とは、同一の長さに形成されていると好ましい。
For example, the first
回転部344は、例えば、軸方向がX軸方向であるスピンドル344aと、スピンドル344aの一端に接続されスピンドル344aを回転駆動するパルスモータ344bと、スピンドル344aのもう一端に接続されたギア344cと、ギア344cに噛合し第1のボールネジ342と第2のボールネジ343とに接続するギア344dとを備え、図示しない制御部から所定量のパルス信号がパルスモータ344bに送られてパルスモータ344bがギア344cを回転させることに伴って、第1のボールネジ342と第2のボールネジ343とを同時に回転させる。なお、例えば、ギア344dは、下板19の上面19aの短手方向(Y軸方向)に延びる中心線19o上に配設されると好ましい。また、回転部344はギアを用いたものに限定されるものではなく、例えば、ベルトプーリ機構を用いたものであってもよい。
The
そして、回転部344により第1のボールネジ342と第2のボールネジ343とを同時に回転させた場合に、第2の雌ねじナット341は第1の雌ねじナット340の回転方向とは逆の方向に回転するように形成される。すなわち、例えば、第1のボールネジ342が+X方向から見て反時計回りに回転した場合に、第1の雌ねじナット340は+X方向に移動するように形成される。また、第2のボールネジ343が+X方向から見て反時計回りに回転した場合に、第2の雌ねじナット341は−X方向に移動するように形成される。
When the
そして、例えば、第1のボールネジ342が+X方向側から見て反時計回りに回転した場合、第1のボールネジ342に螺入する第1の雌ねじナット340が+X方向に移動するのに伴って、第1の支持部28が第1の雌ねじナット340と同一方向に同一距離だけ移動する。また、第2のボールネジ343が+X方向側から見て反時計回りに回転した場合、第2のボールネジ343に螺入する第2の雌ねじナット341が−X方向に移動するのに伴って、第2の支持部29が第2の雌ねじナット341と同一方向に同一距離だけ移動する。
For example, when the
図1〜図4に示した支持ユニット1A,1B,1Cを搭載可能な装置として、例えば図5に示す研削装置5がある。図5に示す研削装置5は、チャックテーブル53上に保持されたウエーハWを、研削手段55によって研削する装置であり、例えば、支持ユニット1Bを備えている。
As an apparatus on which the
ベース50上には、チャックテーブル53が、チャックテーブル53の下側に配設された支持ユニット1Bに支持された状態で配設されている。チャックテーブル53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ウエーハWを吸着する吸着部530と、吸着部530を支持する枠体531とを備え、回転可能となっている。吸着部530は図示しない吸引源に連通し、吸引源が吸引することで生み出された吸引力が、吸着部530の露出面である保持面530aに伝達されることで、保持面530a上でウエーハWを吸引保持する。
On the
ベース50上にはコラム50aが立設されており、コラム50aの−Y方向の側面には研削送り手段54が配設されている。研削送り手段54は、鉛直方向(Z軸方向)の軸心を有するボールネジ540と、ボールネジ540と平行に配設された一対のガイドレール541と、ボールネジ540の上端に連結しボールネジ540を回動させるモータ542と、内部のナット543aがボールネジ540に螺合し側部がガイドレール541に摺接する昇降ホルダ543とから構成され、モータ542がボールネジ540を回動させると、これに伴い昇降ホルダ543がガイドレール541にガイドされてZ軸方向に往復移動し、ホルダ543に保持された研削手段55がZ軸方向に研削送りされる。
A
研削手段55は、例えば、軸方向が鉛直方向(Z軸方向)であるスピンドル550と、スピンドル550を回転駆動させるモータ551と、スピンドル550の下端に配設された円形状のマウント552と、マウント552の下面に着脱可能に接続された研削ホイール553とを備える。そして、研削ホイール553は、ホイール基台553aと、ホイール基台553aの底面に環状に複数配設された略直方体形状の研削砥石553bとを備える。そして、モータ551によりスピンドル550が回転駆動されるのに伴って研削ホイール553も回転し、研削砥石553bがウエーハWに当接することでウエーハWを研削する。
The grinding means 55 includes, for example, a
チャックテーブル53の下側には、例えば、3つの支持ユニット1Bがチャックテーブル53の周方向に一定の間隔をおいて配設されている。本実施形態においては、例えば、3つの支持ユニット1Bが正三角形を形成するように配設されている。なお、図5においては、1つの支持ユニット1B及び各支持ユニット1Bに備える図2に示した押し付けねじ16及びバネ16aについては省略して示している。
Under the chuck table 53, for example, three
例えば、図5に示すように、チャックテーブル53の下側に配設された3つの支持ユニット1Bは、それぞれ上板10に装着された支持柱15aがチャックテーブル53の底面を支持するように配設されており、研削手段55により加えられる−Z方向の荷重及びチャックテーブル53の重量を、支持柱15aを介して受け止める。すなわち、研削手段55により加えられる−Z方向の荷重及びチャックテーブル53の重量は、主に上板10の中央部を作用点として上板10に作用する。
For example, as shown in FIG. 5, the three
また、図5に示すように、配設された3つの支持ユニット1Bの内、1つの支持ユニット1Bは、下板11に装着された支持柱15bが支持台51を介して研削装置5のベース50上に配設されており、ベース50から受ける抗力を支持柱15bを介して受け止める。すなわち、ベース50からの抗力は、主に上板10の中央部を作用点として上板10に作用する。
As shown in FIG. 5, among the three
図5に示すように、例えば、配設された3つの支持ユニット1Bの内、2つの支持ユニット1Bは、それぞれの下板11に装着された支持柱15bが傾き調節部52を介して研削装置5のベース50上に配設されており、ベース50から受ける抗力を支持柱15bを介して受け止める。
As shown in FIG. 5, for example, out of the three
傾き調節部52は、例えば、鉛直方向(Z軸方向)の軸心を備え支持柱15bと螺合するねじ部520と、ねじ部520と接続されたカップリング521と、カップリング521を介してねじ部520と連結されたモータ522とを備え、モータ522がカップリング521を介してねじ部520を回動させると、これに伴い支持ユニット1BがZ軸方向に往復移動し、チャックテーブル53の水平面に対する傾きを調節する。
The
以下に図2及び図5〜図8を用いて、支持ユニット1Bを備える研削装置5によりウエーハを研削する場合の、研削装置5の動作及び支持ユニット1Bの動作について説明する。なお、図6〜図8においては、チャックテーブル53の構成を簡略化して示している。
Hereinafter, the operation of the grinding device 5 and the operation of the
図5に示すウエーハWは、例えば、外形が円形状の半導体ウエーハであり、ウエーハWの表面Wa上には、分割予定ラインによって区画された格子状の領域に多数のデバイスが形成されている。なお、ウエーハWの形状及び種類は、本実施形態に限定されるものではない。 The wafer W shown in FIG. 5 is, for example, a semiconductor wafer having a circular outer shape, and on the surface Wa of the wafer W, a large number of devices are formed in a lattice-like area partitioned by division lines. The shape and type of the wafer W are not limited to the present embodiment.
ウエーハWの研削にあたっては、まず、ウエーハの表面Waに図示しない保護テープが貼着されたウエーハWが、裏面Wbが上側になるようにチャックテーブル53の保持面530a上に載置され、図示しない吸引源により生み出される吸引力が保持面530aに伝達されることにより、チャックテーブル53が保持面530a上でウエーハWを吸引保持する。
When grinding the wafer W, first, the wafer W having a protective tape (not shown) attached to the front surface Wa of the wafer is placed on the holding
モータ551によりスピンドル550が回転駆動されるのに伴って研削ホイール553が回転する。また、研削手段55が研削送り手段54により−Z方向へと送られ、研削ホイール553が−Z方向へと降下していき、研削砥石553bがウエーハWの裏面Wbに当接することで研削加工が行われる。さらに、研削中は、チャックテーブル53が回転するのに伴って、保持面530a上に保持されたウエーハWも回転するので、研削砥石553bがウエーハWの裏面Wbの全面の研削加工を行う。
As the
ウエーハWを所定の厚みに研削するにあたっては、比較的大きい砥粒を有する砥石を用いて粗研削を行った後、粗研削用の砥石よりも砥粒の小さい砥石を用いて仕上げ研削を行う。例えば、粗研削時は、研削手段55の研削送り速度と研削ホイール553の回転速度とを比較的高速にしかつ剛性を高くする。そして、ウエーハWが所望の厚みに近づいた後、剛性を低くして仕上げ研削を遂行しウエーハWの裏面Wbからダメージ層を除去し面粗さを小さくする。
In grinding the wafer W to a predetermined thickness, after performing rough grinding using a grindstone having relatively large abrasive grains, finish grinding is performed using a grindstone having smaller abrasive grains than the grindstone for coarse grinding. For example, during rough grinding, the grinding feed speed of the grinding means 55 and the rotational speed of the
最初に、ウエーハWを粗研削する場合における支持ユニット1Bの動作について以下に説明する。研削開始時においては、例えば、図6に示すように、第1の雄ねじ20と第2の雄ねじ21との距離が最大になるように、第1の雄ねじ20と第2の雄ねじ21との位置を定める。この状態の支持ユニット1Bは、図7(A)に示すように、支持柱15aを介して伝わる+Z方向からの研削荷重F1と支持柱15bを介して伝わる−Z方向からの抗力F2とに対して、上板10及び下板11が最大限に撓むことが可能となる。よって、チャックテーブル53のZ軸方向における研削荷重に対する剛性が低くなるため、図5に示す研削ホイール553が−Z方向に下降し研削砥石553aがウエーハWの裏面Wbに接触した時の衝撃を緩和することができ、ウエーハWにチッピングやクラックが生じるのを防ぐことが可能となる。また、ウエーハの裏面に酸化膜が形成される場合は、従来は、研削送り速度を遅くして酸化膜を除去し、酸化膜が除去された後、研削送り速度を速くしていた。支持ユニットの剛性を低くすることで研削送り速度を遅くしなくとも酸化膜を研削する事が可能になる。
First, the operation of the
図5に示す研削砥石553bがウエーハWに接触した後、研削手段55の研削送り速度を上げて研削荷重を大きくしてウエーハWを粗研削していく場合には、図7(A)に示すように、例えば、回転部301により+Y方向から見て反時計回り方向(矢印R1方向)に回転軸300を回転させる。回転軸300の矢印R1方向の回転により第1の雄ねじ20と第2の雄ねじ21とが同時に回転し、第1の雄ねじ20は+Y方向へ移動し、第2の雄ねじ21は−Y方向へ移動する。
When the
例えば、図7(B)に示すように、第1の雄ねじ20と第2の雄ねじ21とを支持柱15a及び支持柱15bの直下に至るまで移動させて、第1の雄ねじ20と第2の雄ねじ21との距離が最小(例えば第1の雄ねじ20と第2の雄ねじ21が接触した状態)となるようにした後、回転部301の回転を停止する。この状態の支持ユニット1Bは、支持柱15aを介して伝わる+Z方向からの研削荷重F1と支持柱15bを介して伝わる−Z方向からの抗力F2に対して、上板10及び下板11が撓むことがほとんどなく力を吸収しない、すなわち、チャックテーブル53のZ軸方向における剛性が大きくなる。よって、図5に示す研削砥石553bからウエーハWに対して伝わる研削荷重が逃げなくなるため、研削砥石553bをより強くウエーハWに押し付けて高荷重で研削することで高速の研削が可能となる。
For example, as shown in FIG. 7B, the first
粗研削後にウエーハWの仕上げ研削する際には、図8(A)に示すように、例えば、回転部301により+Y方向から見て時計回り方向(矢印R2方向)に回転軸300を回転させる。回転軸300の矢印R2方向の回転により第1の雄ねじ20と第2の雄ねじ21とが同時に回転し、第1の雄ねじ20は−Y方向へ移動し、第2の雄ねじ21は+Y方向へ移動する。
When performing final grinding of the wafer W after rough grinding, as shown in FIG. 8A, for example, the
例えば、図8(B)に示すように、第1の雄ねじ20と第2の雄ねじ21とを移動させて両者の距離が最大となるようにした後、回転部301の回転を停止する。この状態の支持ユニット1Bは、支持柱15aを介して伝わる+Z方向からの研削荷重F1と支持柱15bを介して伝わる−Z方向からの抗力F2に対して、上板10及び下板11が最大限に撓むことが可能となる。よって、チャックテーブル53のZ軸方向における剛性が小さくなるため、ウエーハWの裏面Wbの面粗さを改善して仕上げることが可能となる。
For example, as shown in FIG. 8B, after the first
上記のように、支持ユニット1Bは、回転部300により回転軸301を回転させ第1の雄ねじ20と第2の雄ねじ21とを同時に回転させ対称移動させて第1の雄ねじ20と第2の雄ねじ21との間の距離を変更して剛性を調節することができる。そのため、支持ユニット1Bを備える研削装置5によってウエーハWを研削する場合の加工条件や加工方法を考慮して、最適な剛性に調節した状態でウエーハWの研削加工を行うことが可能となる。
As described above, the
なお、本発明に係る支持ユニットは上記実施形態に限定されるものではなく、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5には、支持ユニット1Bの代わりに支持ユニット1A又は支持ユニット1Cを備えて、研削加工の条件が変わる場合等において、パルスモータ等からなる回転部301(又は回転部344)を図示しない制御部によって自動回転できるようにしてもよい。また、支持ユニットを、チャックテーブルの下方ではなく、例えば研削手段55の内部に配設してもよい。
In addition, the support unit which concerns on this invention is not limited to the said embodiment, In the range which can exhibit the effect of this invention, it can change suitably. For example, the grinding device 5 includes the
また、剛性の調整は、研削送り速度に応じて調節しても良い。研削送り速度が速い時は高剛性にし、研削送り速度が低い時は低剛性にする。
さらに、ウエーハWの厚みに応じて調節しても良い。例えば、ウエーハWの厚みが所定の厚みに達した時に剛性を弱くする。
Further, the rigidity may be adjusted according to the grinding feed speed. When the grinding feed rate is fast, the rigidity is high, and when the grinding feed rate is low, the rigidity is low.
Further, it may be adjusted according to the thickness of the wafer W. For example, the rigidity is reduced when the thickness of the wafer W reaches a predetermined thickness.
1A:支持ユニット
10:上板 10a:上板の上面 10b:上板の下面 10o:中心線
11:下板 11a:下板の上面 11b:下板の下面 11o:中心線
S1:隙間 L1:幅 120:連結部 120a:貫通孔 120b:雌ねじ溝
121:連結部 121a:貫通孔 121b:雌ねじ溝
13:第1の雌ねじ溝 14:第2の雌ねじ溝
20:第1の雄ねじ 20a:回転軸挿入孔 20b:雄ねじ山
21:第2の雄ねじ 21a:回転軸挿入孔 21b:雄ねじ山
30:回転手段 300:回転軸 301:回転部
1B:支持ユニット
124:連結部 124a:貫通孔
15a:支持柱 15b:支持柱
16:押し付けねじ 16a:バネ
1C:支持ユニット
18:上板 18a:上板の上面 18b:上板の下面
19:下板 19a:下板の上面 19b:下板の下面 19o:中心線
S3:隙間 L3:幅 27:連結部
28:第1の支持部 29:第2の支持部
34:移動手段
340:第1の雌ねじナット 341:第2の雌ねじナット 342:第1のボールネジ
343:第2のボールネジ
344:回転部
344a:スピンドル 324b:パルスモータ 344c:ギア 344d:ギア
5:研削装置
50:ベース 50a:コラム 51:支持台
52:傾き調節部 520:ねじ部 521:カップリング 522:モータ
53:チャックテーブル 530:吸着部 530a:保持面 531:枠体
54:研削送り手段 540:ボールネジ 541ガイドレール 542:モータ
543:昇降ホルダ :543a:ナット
55:研削手段 550:スピンドル 551:モータ 552:マウント
553:研削ホイール 553a:ホイール基台 553b:研削砥石
W:ウエーハ Wa:ウエーハの表面 Wb:ウエーハの裏面
F1:研削荷重 F2:抗力
1A: Support unit 10:
15a:
18: Upper plate 18a: Upper surface of
19:
34: Moving means
340: First female screw nut 341: Second female screw nut 342: First ball screw 343: Second ball screw 344: Rotating part
344a: Spindle 324b:
54: Grinding feed means 540:
543: Lifting holder: 543a: Nut 55: Grinding means 550: Spindle 551: Motor 552: Mount
553:
Claims (3)
隙間を形成して平行に配設される上板と下板と、該上板と該下板とのそれぞれの左右端同士を連結する連結部と、該隙間に嵌合し左右に対称移動する第1の支持部と第2の支持部と、該第1の支持部と該第2の支持部とを左右に対称移動させる移動手段と、を備え、
該移動手段により該第1の支持部と該第2の支持部との間の距離を変更して剛性を調節する支持ユニット。 A support unit capable of adjusting rigidity against load,
An upper plate and a lower plate that are arranged in parallel with a gap, a connecting portion that connects the left and right ends of the upper plate and the lower plate, and a symmetrical movement that fits into the gap and moves left and right. A first support portion, a second support portion, and a moving means for symmetrically moving the first support portion and the second support portion left and right;
A support unit that adjusts rigidity by changing a distance between the first support portion and the second support portion by the moving means.
前記上板の下面と前記下板の上面とには、該第1の雄ねじに対応した第1の雌ねじ溝と、該第2の雄ねじに対応した第2の雌ねじ溝とをそれぞれ備え、
前記移動手段は、該第1の雄ねじと該第2の雄ねじとを同時に回転させる回転手段であって、
該回転手段は、該第1の雄ねじ及び該第2の雄ねじの該回転軸挿入孔に挿入する多角柱形状の回転軸と、該回転軸を回転させる回転部とを備え、
該回転部により該回転軸を回転させ該第1の雄ねじと該第2の雄ねじとを同時に回転させて対称移動させることにより、該第1の雄ねじと該第2の雄ねじとの間の距離を変更して剛性を調節する請求項1記載の支持ユニット。 The first support portion is a first male screw, and the second support portion is a second male screw formed so that the rotation direction is opposite to that of the first male screw. A central axis of the male screw and the second male screw is formed with a polygonal-shaped rotating shaft insertion hole penetrating in the axial direction,
The lower surface of the upper plate and the upper surface of the lower plate are each provided with a first female screw groove corresponding to the first male screw and a second female screw groove corresponding to the second male screw,
The moving means is a rotating means for simultaneously rotating the first male screw and the second male screw,
The rotating means includes a polygonal column-shaped rotating shaft that is inserted into the rotating shaft insertion hole of the first male screw and the second male screw, and a rotating unit that rotates the rotating shaft,
By rotating the rotating shaft by the rotating unit and simultaneously rotating the first male screw and the second male screw to move symmetrically, the distance between the first male screw and the second male screw is increased. The support unit according to claim 1, wherein the rigidity is changed to adjust the rigidity.
前記第1の支持部と前記第2の支持部とは該スライド面に接して左右に対称移動し、
前記移動手段は、
該第1の支持部に結合する第1の雌ねじナットと、該第2の支持部に結合し該第1の雌ねじナットと回転方向が逆になるように形成される第2の雌ねじナットと、
該第1の雌ねじナットを螺入させる第1のボールネジと、該第2の雌ねじナットを螺入させる第2のボールネジと、該第1のボールネジと該第2のボールネジとを同時に回転させる回転部と、を備え、
該回転部により該第1のボールネジと該第2のボールネジとを同時に回転させ、該第1の支持部と該第2の支持部とを対称移動させて該第1の支持部と該第2の支持部との間の距離を変更して剛性を調節する請求項1記載の支持ユニット。 With the lower surface of the upper plate and the upper surface of the lower plate as slide surfaces,
The first support part and the second support part are in contact with the slide surface and move symmetrically left and right;
The moving means is
A first female thread nut coupled to the first support section; a second female thread nut coupled to the second support section and formed to have a rotational direction opposite to that of the first female thread nut;
A first ball screw into which the first female screw nut is screwed in; a second ball screw into which the second female screw nut is screwed; and a rotating unit that simultaneously rotates the first ball screw and the second ball screw. And comprising
The first ball screw and the second ball screw are simultaneously rotated by the rotating portion, and the first support portion and the second support portion are moved symmetrically to move the first support portion and the second support portion. The support unit according to claim 1, wherein the rigidity is adjusted by changing a distance between the support portion and the support portion.
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