JP2020062692A

JP2020062692A - 研削装置

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Publication number: JP2020062692A
Application number: JP2018194153A
Authority: JP
Inventors: 聡山中; Satoshi Yamanaka
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2018-10-15
Filing date: 2018-10-15
Publication date: 2020-04-23
Anticipated expiration: 2038-10-15
Also published as: JP7096752B2

Abstract

【課題】研削砥石の適切な位置に研削水を供給して、研削砥石の消耗を少なくする。【解決手段】ホイールマウント３４の回転速度が速い場合には、中心に近い第１の噴射口５３から研削水を噴射する一方、回転速度が遅い場合には、中心から遠い第２の噴射口５５から研削水を噴射することにより、研削水を適正範囲に着水する事ができるため、多くの研削水を、ウェーハの被研削面と研削砥石とが接触する箇所に供給することが可能となる。研削砥石の冷却および研削屑の除去を、良好に実施することが可能となるので、研削砥石の消耗を低減することができる。【選択図】図４

Description

本発明は、研削装置に関する。

板状ワークを研削する研削装置では、環状に配置された研削砥石を有する研削ホイールを、スピンドルの先端に連結されるマウントに装着する。そして、スピンドルとともに回転する研削砥石によって、保持テーブルに保持された板状ワークを研削する。研削加工で発生する研削屑および研削加工熱を除去するために、研削砥石の内側面に研削水が供給される。

特許文献１および２には、研削砥石の内周面に研削水を噴き付けるノズルが開示されている。

特開２０１５−１９６２２６号公報特開平７−２２３１５２号公報

特許文献１および２の技術では、このようなノズルを配設するために、板状ワークから研削砥石がはみ出ている。しかし、板状ワークの面積が広いと、研削砥石が該板状ワークから僅かしかはみ出ない場合もあり、この場合には、上記の様なノズルを配設する事が難しい。そこで、スピンドルの中心を介して、研削砥石に研削水を供給している。

しかし、この構成では、研削水が、スピンドルの回転により生じる遠心力の影響を受ける。たとえば、スピンドルの回転速度が速すぎると、研削水に生じる遠心力が大きくなるので、研削水が、研削砥石を十分冷却しないうちに研削砥石から放出されてしまう。一方、スピンドルの回転速度が遅すぎると、研削水に生じる遠心力が小さくなるため、研削水が研削砥石に到達しにくい。そのため、研削砥石から研削屑および加工熱を十分に除去することが困難となり、研削砥石の消耗が大きくなるという問題がある。

本発明の目的は、研削水に生じる遠心力が変化しても、研削砥石の適切な位置に研削水を供給して、研削砥石の消耗を少なくすることにある。

本発明の研削装置（本研削装置）は、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を研削する環状に配設された研削砥石を有する研削ホイールを回転可能に支持する研削手段と、を備える研削装置であって、該研削手段は、該研削ホイールを支持するホイールマウントと、該ホイールマウントの中心に連結される回転軸と、該回転軸を回転させるモータとを備え、該回転軸の内部には、該ホイールマウントに到達し研削水を供給する研削水供給路が形成され、該ホイールマウントには、該研削水供給路に連通し該回転軸を中心とする第１の半径を有する第１の円の円周上に配設された第１の噴射口と、該回転軸を中心とし該第１の半径よりも大きい第２の半径を有する第２の円の円周上に配設された第２の噴射口と、を備えた噴射手段が配設され、該噴射手段は、該研削水供給路に連通し研削水を受け入れる受入口と、該第１の噴射口に連通し研削水を送り出す第１の送出口と、該第２の噴射口に連通し研削水を送り出す第２の送出口とが形成されたシリンダと、該シリンダの内径と同径の外径を有し該第１の送出口を選択的に閉塞する第１の摺動弁と、該シリンダの内径と同径の外径を有し該第２の送出口を選択的に閉塞する第２の摺動弁と、該第１の摺動弁と該第２の摺動弁とを両端に備え該シリンダの内径より細い連結バーと有するピストンと、該シリンダに配設され該ピストンをホイールマウントの中心側に付勢して該第１の摺動弁を該第１の送出口に位置づけるバネと、を有し、該ホイールマウントの回転速度が比較的遅い第１の回転速度である際には、該第１の送出口が該第１の摺動弁によって閉塞され、該受入口に受け入れられた研削水が、該連結バーおよび該第２の送出口を通して該第２の噴射口に導かれ、該ホイールマウントの回転速度が比較的速い第２の回転速度である際は、該ピストンが該バネの付勢力に抗してホイールマウントの外周側に移動し該第２の送出口が該第２の摺動弁によって閉塞され、該受入口に受け入れられた研削水が、該連結バーおよび該第１の送出口を通して該第１の噴射口に導かれる。

本研削装置では、該噴射手段が、該ホイールマウントの中心を中心として等角度で複数配設されていてもよい。
さらに、本研削装置は、該バネの付勢力を調整するための調整部をさらに備えていてもよい。

本研削装置のような研削装置では、ホイールマウントの回転速度が速いほど、および、研削水の噴射部位がホイールマウントの中心から離れるほど、研削水は、噴射部位から比較的に遠くまで飛翔しようとする。また、ホイールマウントの回転速度が遅いほど、および、研削水の噴射部位がホイールマウントの中心に近いほど、研削水は、噴射部位の近くに飛翔しようとする。そのため、研削水の着水位置が適正範囲からはずれる可能性がある。

そこで、本研削装置では、回転速度が遅い場合には、ホイールマウントの中心から遠い第２の噴射口から研削水を噴射する一方、回転速度が速い場合には、ホイールマウントの中心に近い第１の噴射口から研削水を噴射する。これにより、研削水を適正範囲に着水させることができ、多くの研削水を、被加工物と研削砥石とが接触する箇所に供給することができる。その結果、研削砥石の冷却および研削屑の除去を良好に実施することが可能となるので、研削砥石の消耗を低減することができる。

また、噴射手段が、ホイールマウントの中心を中心として等角度で複数配設されている場合、複数の噴射口によって、研削水を、被加工物に均等に噴射することができるので、研削砥石の冷却および研削屑の除去を、より良好に実施することが可能となる。

なお、上述のように、第２の回転速度は、第２の摺動弁によって第２の送出口が閉塞されるような回転速度である。この第２の回転速度は、この速度においてピストンにかかる遠心力と、バネの付勢力とによって決まる。このため、本研削装置がバネの付勢力を調整するための調整部をさらに備えている場合、ユーザーは、たとえば、調整部を用いてバネの付勢力を調整することによって、第２の回転速度を調整することができる。

本実施形態にかかるホイールマウントを備える研削装置の構成例を示す斜視図である。図１に示した研削装置における研削水供給システムを示す説明図である。ホイールマウントのホイール装着面を示す斜視図である。図３に示したホイールマウント内のマウント流路の構造を示す説明図である。図４に示したａ−ａ線よりも上側のマウント流路の構造を示す説明図である。図４に示したｃ−ｃ線よりも下側のマウント流路の構造を示す説明図である。図４に示したｂ−ｂ線での断面内におけるマウント流路の構造を示す説明図である。ピストンの構造を示す説明図である。ホイールマウントの回転速度が比較的に遅い第１の回転速度である場合の、ピストンの位置を示す説明図である。ホイールマウントの回転速度が比較的に速い第２の回転速度である場合の、ピストンの位置および研削水の流路を示す説明図である。ホイールマウントの変形例を示す説明図である。

図１に示すように、本実施形態にかかる研削装置２は、直方体状の基台４、上方に延びる支持柱６、および、研削水を供給する研削水供給源４６を備えている。

基台４の上面前側には、チャックテーブル１２を含むチャックテーブル部８、チャックテーブル部８をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構（図示せず）、および、Ｘ軸移動機構を覆う防水カバー１０が配置される。

Ｘ軸移動機構は、Ｘ軸方向（前後方向）に延びる長方形状の開口５内に備えられている。Ｘ軸移動機構は、Ｘ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール、Ｘ軸ガイドレールと平行なＸ軸ボールネジ、および、Ｘ軸ボールネジに接続されているナット部およびＸ軸パルスモータを備えている（全て図示せず）。

Ｘ軸ガイドレールには、チャックテーブル部８のＸ軸移動テーブル１１が、スライド可能に設置されている。ナット部は、Ｘ軸移動テーブル１１の下面側に固定されている。このナット部には、Ｘ軸ボールネジが螺合されている。Ｘ軸パルスモータは、Ｘ軸ボールネジの一端部に連結されている。
Ｘ軸移動機構では、Ｘ軸パルスモータがＸ軸ボールネジを回転させることにより、Ｘ軸移動テーブル１１が、Ｘ軸ガイドレールに沿って、Ｘ軸方向に移動する。

チャックテーブル部８は、被加工物であるウェーハ１（図２参照）を保持するチャックテーブル１２、および、チャックテーブル１２を保持する上記したＸ軸移動テーブル１１を含んでいる。Ｘ軸移動テーブル１１は、その上面にチャックテーブル１２が配置されており、チャックテーブル１２とともに、Ｘ軸移動機構により、Ｘ軸に沿って移動する。本実施形態では、Ｘ軸移動テーブル１１およびチャックテーブル１２は、ウェーハ１が搬入および搬出される前方の搬入出位置と、ウェーハ１が研削される後方の研削位置との間を移動する。

チャックテーブル１２は、モータ等の回転駆動源（図示せず）と連結されており、Ｚ軸方向（鉛直方向）に延びる回転軸心の周りに回転する。チャックテーブル１２は、その上面中央に、ウェーハ１を吸引保持する保持面１３を有している。保持面１３は、円錐面に形成されている。この円錐面は、チャックテーブル１２の回転中心を頂点とする、極めて緩やかな傾斜を備える。保持面１３は、図示しない吸引源に連通されており、図２に示すように、ウェーハ１を、その被研削面１ａが露出するように、吸引保持する。

支持柱６は、図１に示すように、基台４の後部に立設されている。支持柱６の前面には、ウェーハ１を研削する研削手段２６、および、研削手段２６をＺ軸方向に移動させるＺ軸移動機構１６が設けられている。

Ｚ軸移動機構１６は、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール１８、このＺ軸ガイドレール１８上をスライドするＺ軸移動テーブル２０、Ｚ軸ガイドレール１８と平行なＺ軸ボールネジ２２、および、Ｚ軸ボールネジ２２に接続されているナット部（図示せず）およびＺ軸パルスモータ２４を備えている。

Ｚ軸移動テーブル２０は、Ｚ軸ガイドレール１８にスライド可能に設置されている。図示しないナット部が、Ｚ軸移動テーブル２０の後面側（裏面側）に固定されている。このナット部には、Ｚ軸ボールネジ２２が螺合されている。Ｚ軸パルスモータ２４は、Ｚ軸ボールネジ２２の一端部に連結されている。
Ｚ軸移動機構１６では、Ｚ軸パルスモータ２４がＺ軸ボールネジ２２を回転させることにより、Ｚ軸移動テーブル２０が、Ｚ軸ガイドレール１８に沿って、Ｚ軸方向に移動する。

研削手段２６は、Ｚ軸移動テーブル２０の前面（表面）に取り付けられている。研削手段２６は、Ｚ軸移動機構１６のＺ軸移動テーブル２０に固定された支持構造２８、支持構造２８に固定されたスピンドルハウジング３０、スピンドルハウジング３０に保持されたスピンドル３２、スピンドル３２の下端に取り付けられたホイールマウント３４、および、ホイールマウント３４に支持された研削ホイール３６を備えている。研削手段２６は、研削ホイール３６を回転可能に支持する。

支持構造２８は、研削手段２６の他の部材を支持した状態で、Ｚ軸移動機構１６のＺ軸移動テーブル２０に取り付けられている。スピンドルハウジング３０は、Ｚ軸方向に延びるように支持構造２８に保持されている。スピンドル３２は、研削手段２６に設けられた回転軸である。スピンドル３２は、Ｚ軸方向に延びるように、スピンドルハウジング３０に回転可能に支持されている。スピンドル３２の上端側には、モータ等の回転駆動源（図示せず）が連結されている。この回転駆動源により、スピンドル３２は、Ｚ軸方向に延びる回転軸心の周りに回転する。

ホイールマウント３４は、円盤状に形成されており、スピンドル３２の下端（先端）に固定されている。図２に示すように、ホイールマウント３４は、スピンドル装着面３４ａを有している。ホイールマウント３４は、スピンドル装着面３４ａを介して、スピンドル３２の先端に装着される。このようにして、スピンドル３２は、ホイールマウント３４の中心に連結される。
さらに、ホイールマウント３４は、スピンドル装着面３４ａの反対面であるホイール装着面３４ｂを有している。ホイール装着面３４ｂには、研削ホイール３６が装着される。このホイール装着面３４ｂにより、ホイールマウント３４は、研削ホイール３６を支持する。

研削ホイール３６は、ホイールマウント３４と略同径を有するように形成されている。図２に示すように、研削ホイール３６は、ステンレス等の金属材料から形成された円環状のホイール基台（環状基台）３８を含む。ホイール基台３８の下面には、全周にわたって、環状に配置された複数の研削砥石４０が固定されている。研削砥石４０は、チャックテーブル１２に保持されたウェーハ１を研削する。

なお、研削装置２は、ウェーハ１の被研削面１ａおよび研削砥石４０に研削水を供給するための、研削水供給システムを備えている。図２に示すように、研削水供給システムは、研削装置２の水源である研削水供給源４６、研削水供給源４６から延びる供給管４２、スピンドル３２内に形成された研削水供給路３３、および、ホイールマウント３４内に形成されたマウント流路３５を備えている。

供給管４２は、研削水供給源４６からの研削水を、スピンドル３２の研削水供給路３３に供給する。研削水供給路３３は、スピンドル３２の中心を貫いて、ホイールマウント３４に到達するように設けられている。研削水供給路３３は、供給管４２を介して供給された研削水を、ホイールマウント３４のマウント流路３５まで運ぶ。研削水は、マウント流路３５を介して、ウェーハ１の被研削面１ａおよび研削砥石４０に供給される。研削水の供給および停止は、たとえば、図示しない制御器によって制御される。

以下に、マウント流路３５を含むホイールマウント３４の構成について説明する。
図３に示すように、ホイールマウント３４のホイール装着面３４ｂには、最外周に設けられた研削ホイール取付ネジ穴１１１、および、それよりも内周側に設けられたホイールマウント取付穴１１３が設けられている。
研削ホイール取付ネジ穴１１１は、ホイールマウント３４に研削ホイール３６のホイール基台３８をネジ止めするために用いられる。ホイールマウント取付穴１１３は、スピンドル３２にホイールマウント３４をネジ止めするために用いられる。

マウント流路３５は、図３および図４に示すように、スピンドル装着面３４ａ側に設けられた接続口５１および研削水受入路５２、ホイール装着面３４ｂに設けられた第１の噴射口５３、第２の噴射口５５、第１の環状溝６５および第２の環状溝６７、および、ホイールマウント３４の内部に設けられたシリンダ７１、第１の接続路５７および第２の接続路５９を含んでいる。シリンダ７１内には、ピストン８１およびバネ９１が配されている。

第１の環状溝６５および第２の環状溝６７は、ホイール装着面３４ｂの中心を中心とするように、ホイール装着面３４ｂに設けられている。第２の環状溝６７の半径は、第１の環状溝６５の半径よりも長い。

第１の噴射口５３は、第１の環状溝６５に配設されている。第１の噴射口５３は、回転軸であるスピンドル３２（スピンドル３２およびホイール装着面３４ｂの中心）を中心とし、第１の半径を有する第１の円の円周上に配設されている。一方、第２の噴射口５５は、第２の環状溝６７に配設されている。第２の噴射口５５は、スピンドル３２を中心とし、第１の半径よりも大きい第２の半径を有する第２の円の円周上に配設されている。

接続口５１は、図４および図５に示すように、スピンドル装着面３４ａの中心に形成されており、スピンドル３２の研削水供給路３３に接続されている。接続口５１には、たとえば略９０度の角度間隔をおいて、４本の研削水受入路５２が連結されている。各研削水受入路５２は、ホイール装着面３４ｂに略平行に、接続口５１からホイールマウント３４の径方向外側に向かって延びるように形成されている。

シリンダ７１は、図４および図６に示すように、研削水受入路５２の下側（ホイール装着面３４ｂ側）に、研削水受入路５２と平行に、ホイールマウント３４の径方向に沿って延びるように設けられている。シリンダ７１は、研削水の１つの受入口７３、および、研削水の２つの送出口７５，７７を備えている。
なお、図６では、説明の便宜上、シリンダ７１内に配されたピストン８１およびバネ９１の描画を省略している。

受入口７３は、シリンダ７１の上側（スピンドル装着面３４ａ側）に設けられている。受入口７３は、研削水受入路５２の外側の端部に連通し、研削水受入路５２からの研削水を受け入れる。

第１の送出口７５および第２の送出口７７は、シリンダ７１の下側（ホイール装着面３４ｂ側）に、受入口７３を挟むように設けられている。第１の送出口７５は、受入口７３よりも外側に設けられている。第２の送出口７７は、受入口７３よりも内側に設けられている。

図４、図６および図７に示すように、第１の接続路５７は、第１の送出口７５と第１の噴射口５３とを接続するように、ホイールマウント３４の内部に形成されている。第１の送出口７５と第１の噴射口５３とは、ホイールマウント３４の径方向に関して、比較的に互いに近い位置に形成されている。したがって、第１の接続路５７は、比較的に短くなっている。このように、第１の送出口７５は、第１の接続路５７を介して第１の噴射口５３に連通し、第１の噴射口５３に研削水を送り出す。そして、第１の噴射口５３は、受入口７３、第１の送出口７５および第１の接続路５７を介して、研削水受入路５２に連通している。

第２の接続路５９は、第２の送出口７７と第２の噴射口５５とを接続するように、ホイールマウント３４の内部に形成されている。第２の送出口７７が比較的に内側に設けられている一方、第２の噴射口５５が比較的に外側に設けられている。このため、第２の接続路５９は、図６に示すように、比較的に長く、ホイールマウント３４の径方向に沿って延びている。このように、第２の送出口７７は、第２の接続路５９を介して第２の噴射口５５に連通し、第２の噴射口５５に研削水を送り出す。そして、第２の噴射口５５は、受入口７３、第２の送出口７７および第２の接続路５９を介して、研削水受入路５２に連通している。

図８に示すように、ピストン８１は、シリンダ７１の内径と同径の外径を有する第１の摺動弁８３および第２の摺動弁８５と、これらをつなぐ連結バー８７とを備えている。なお、図８では、シリンダ７１の近傍を明確に示すため、図４に示した構成の一部を拡大して示している。

第１の摺動弁８３は、シリンダ７１内における比較的に外側に配されており、第１の送出口７５を選択的に閉塞する。第２の摺動弁８５は、シリンダ７１内における比較的に内側に配されており、第２の送出口７７を選択的に閉塞する。連結バー８７は、第１の摺動弁８３と第２の摺動弁８５とを両端に備え、シリンダ７１の内径より細い。

バネ９１は、シリンダ７１におけるピストン８１の第１の摺動弁８３の外側に配置されている。バネ９１の一端は第１の摺動弁８３に接続されており、バネ９１の他端は、シリンダ７１の外側の端部に接続されている。バネ９１は、ピストン８１を内側に付勢することによって、第１の摺動弁８３を第１の送出口７５に位置づける。

なお、図３、図５および図６に示すように、ホイールマウント３４には、研削水受入路５２、シリンダ７１、シリンダ７１内のピストン８１およびバネ９１、第１の噴射口５３および第２の噴射口５５を１つずつ含む部位が、ホイールマウント３４の中心を中心として、周方向に沿って等角度（９０度）だけ離れて、複数（４つ）、配設されている。この部位は、噴射手段の一例に相当する。

ここで、上記のような構成を有する研削装置２における研削処理について説明する。まず、搬入出位置において、ウェーハ１が、図１に示したチャックテーブル１２の保持面１３に載置される。そして、図示しない吸引源により生み出される吸引力が保持面１３に伝達されることにより、保持面１３が、ウェーハ１を、ウェーハ１の被研削面１ａが露出するように吸引保持する。

その後、チャックテーブル１２を保持するＸ軸移動テーブル１１が、Ｘ軸移動機構によって、研削手段２６の下まで、Ｘ軸方向に沿って移動する。そして、研削手段２６の研削ホイール３６とチャックテーブル１２に保持されたウェーハ１との、Ｘ軸方向における位置合わせがなされる。この位置合わせは、たとえば、研削ホイール３６の回転中心がウェーハ１の回転中心に対して所定の距離だけずれて、研削砥石４０の回転軌跡がウェーハ１の回転中心を通るように行われる。なお、保持面１３が、研削砥石４０の下面である研削面と平行になるように、チャックテーブル１２の傾きがあらかじめ調整されている。これにより、ウェーハ１の被研削面１ａが、研削砥石４０の研削面と平行になる。

研削ホイール３６とウェーハ１との位置合わせが行われた後、図示しない回転駆動源により、スピンドル３２が回転駆動される。これに伴って、研削ホイール３６が、たとえば、上方からみて反時計周りに回転する。また、ウェーハ１を保持したチャックテーブル１２も、図示しない回転駆動源により、上方からみて反時計周りに回転する。

その後、研削手段２６が、Ｚ軸移動機構１６により下方に送られ、これに伴って研削ホイール３６も降下する。そして、研削砥石４０がウェーハ１の被研削面１ａに当接することで、研削加工が行われる。研削装置２では、研削砥石４０およびウェーハ１の双方が回転するので、研削砥石４０が、ウェーハ１の全面を研削加工することができる。

また、研削装置２では、研削加工の際、上記の研削水供給システムによって、ウェーハ１の被研削面１ａおよび研削砥石４０に、研削水が供給される。以下に、研削装置２における研削水の供給動作について説明する。

研削水は、図２に示した研削水供給源４６に蓄積されている。研削加工が開始されると、図示しない制御器が、研削水供給源４６の研削水を、供給管４２に流し始める。研削水は、供給管４２を介して、スピンドル３２の研削水供給路３３に供給される。研削水供給路３３に供給された研削水は、図４に示したホイールマウント３４のマウント流路３５における接続口５１に運ばれる。
ホイールマウント３４では、接続口５１に運ばれた水は、第１の接続路５７および第２の接続路５９のいずれかを介して、第１の噴射口５３および第２の噴射口５５のいずれかから、ウェーハ１の被研削面１ａに向かって噴射される。

ここで、たとえば、ホイールマウント３４の回転速度が比較的に遅い第１の回転速度である場合、ピストン８１の受ける遠心力は比較的に小さくなる。このため、図９に示すように、バネ９１の付勢力によって内側に付勢されているピストン８１の位置はほぼ変化せず、第１の摺動弁８３が第１の送出口７５に位置づけられたままとなる。したがって、第１の送出口７５が閉塞されて、これに続く第１の接続路５７が遮断される。このため、供給された研削水は、図９に矢印Ｆによって示すように、シリンダ７１内の連結バー８７および第２の送出口７７を介して第２の接続路５９に流れ込み、第２の噴射口５５に導かれて、第２の噴射口５５から噴出される。

第２の噴射口５５から噴射された研削水は、第２の環状溝６７によって、その内部表面を伝うように誘導されて、図２に示したウェーハ１の被研削面１ａに落ちる。その後、研削水は、被研削面１ａ上を滑って、被研削面１ａと研削砥石４０とが接触する箇所に供給される。

一方、ホイールマウント３４の回転速度が比較的に速い第２の回転速度である場合、ピストン８１の受ける遠心力が比較的に大きくなる。このため、図１０に示すように、バネ９１によって内側に付勢されているピストン８１が、バネ９１の付勢力に抗して、外側に移動する。その結果、第１の摺動弁８３が第１の送出口７５から外れるとともに、第２の摺動弁８５が第２の送出口７７に位置づけられる。したがって、第２の送出口７７が閉塞されて、これに続く第２の接続路５９が遮断される。このため、供給された研削水は、図１０に矢印Ｎによって示すように、シリンダ７１内の連結バー８７および第１の送出口７５を介して第１の接続路５７に流れ込み、第１の噴射口５３に導かれて、第１の噴射口５３から噴出される。

第１の噴射口５３から噴射された研削水は、第１の環状溝６５によって、その内部表面を伝うように誘導されて、ウェーハ１の被研削面１ａに落ちる。その後、研削水は、被研削面１ａ上を滑って、被研削面１ａと研削砥石４０とが接触する箇所に供給される。

以上のように、本実施形態では、研削水は、ホイールマウント３４の回転速度が遅い場合に、外周側の（中心から遠い）第２の噴射口５５から噴出される一方、回転速度が速い場合に、内側の（中心に近い）第１の噴射口５３から噴出される。

ここで、噴射時における研削水にかかる遠心力は、ホイールマウント３４の回転速度、および、研削水の噴射部位によって変化する。たとえば、ホイールマウント３４の回転速度が速い場合には、ホイールマウント３４内にある研削水は、噴射されるまでに、研削水受入路５２、シリンダ７１および接続路５７，５９等の壁面から、強い力を受ける（研削水の受ける遠心力が強くなる）。また、この力は、研削水の噴射部位がホイール装着面３４ｂの中心（回転中心）から離れるほど、強くなる。

したがって、ホイールマウント３４の回転速度が速いほど、および、研削水の噴射部位が中心から離れるほど、研削水にかかる遠心力が大きくなり、研削水は、噴射部位から比較的に遠くまで飛翔しようとする。このため、回転速度が速いときに、研削水の噴射部位が中心から離れていると、噴射された研削水の着水位置が適正範囲から外側に外れる可能性がある。たとえば、研削水が被研削面１ａ上に落ちずに、研削砥石４０の側部にまで飛翔することも考えられる。この場合、一部の研削水が、研削砥石４０の隙間から外側に漏れ出てしまい、研削砥石４０と被研削面１ａとが接触する箇所に供給されない可能性もある。あるいは、研削水は、大きな遠心力によって霧状となり、冷却および洗浄効果を持たなくなるとともに、研削砥石４０を越えて、周囲に飛び散ってしまう可能性もある。

一方、ホイールマウント３４の回転速度が遅い場合には、ホイールマウント３４内にある研削水にかかる遠心力は小さくなる。また、この遠心力は、研削水の噴射部位がホイール装着面３４ｂの中心に近づくほど、弱くなる。したがって、回転速度が遅いほど、および、研削水の噴射部位が中心に近いほど、研削水にかかる遠心力が小さくなり、研削水は、噴射部位から比較的に近くに落ちようとする。このため、回転速度が遅いときに、研削水の噴射部位が中心に近いと、噴射された研削水の着水位置が適正範囲から内側に外れる可能性がある。たとえば、研削水は、被研削面１ａと研削砥石４０とが接触する箇所に到達しにくくなる可能性がある。

これに関し、本実施形態では、ホイールマウント３４の回転速度が速い場合には、中心に近い第１の噴射口５３から研削水を噴射する一方、回転速度が遅い場合には、中心から遠い第２の噴射口５５から研削水を噴射することにより、研削水を適正範囲に着水する事ができる。このため、多くの研削水を、被研削面１ａと研削砥石４０とが接触する箇所に供給することが可能となる。その結果、研削砥石４０の冷却および研削屑の除去を良好に実施することが可能となるので、研削砥石４０の消耗を低減することができる。

また、ホイールマウント３４は、ホイール装着面３４ｂの中心を中心とする、第１の噴射口５３が配設される第１の環状溝６５と、ホイール装着面３４ｂの中心を中心とする、第２の噴射口５５が配設される第２の環状溝６７とを備えている。これにより、第１の噴射口５３および第２の噴射口５５から噴射された研削水は、それぞれ、第１の環状溝６５および第２の環状溝６７によって、その内部表面を伝うように誘導されて、被研削面１ａに落ちる。その後、研削水は、被研削面１ａ上を滑って、被研削面１ａと研削砥石４０とが接触する箇所に供給される。したがって、この構成では、研削水における落下位置を制御することができる。このため、研削水が外周側に流れて、研削砥石４０の側部に到達することを抑制することができる。

また、本実施形態では、ホイールマウント３４に、研削水受入路５２、シリンダ７１、シリンダ７１内のピストン８１およびバネ９１、第１の噴射口５３および第２の噴射口５５を１つずつ含む部位である噴射手段が、ホイールマウント３４の中心を中心として、沿って等角度（９０度）だけ離れて、複数（４つ）、配設されている。このため、複数の噴射口５３，５５によって、研削水を、ウェーハ１の被研削面１ａに均等に噴射することができる。これにより、研削砥石４０の冷却および研削屑の除去を、より良好に実施することが可能となる。

なお、本実施形態では、ホイールマウント３４の回転速度が比較的に遅い第１の回転速度である場合に、ピストン８１の位置がほぼ変化せずに第１の摺動弁８３が第１の送出口７５に位置づけられたままとなる一方、回転速度が比較的に速い第２の回転速度である場合に、ピストン８１がバネ９１の付勢力に抗して外側に移動し、第２の摺動弁８５が第２の送出口７７に位置づけられるように、バネ９１の付勢力が設定されている。これに関し、ホイールマウント３４は、バネ９１の付勢力を調整できるように構成されていてもよい。
図１１に示す変形例では、ホイールマウント３４は、バネ９１の付勢力を調整するための調整ネジ９５、調整穴１０１および連結部１０３をさらに備えている。

すなわち、この変形例では、シリンダ７１の径方向外側に、調整穴１０１および連結部１０３が設けられている。調整穴１０１は、シリンダ７１の延長線上に、ホイールマウント３４を貫通するまで延びている。連結部１０３は、シリンダ７１と調整穴１０１と間に設けられた比較的に短い円筒であり、シリンダ７１と調整穴１０１とを連結している。連結部１０３の内径は、たとえば、シリンダ７１の内径と略同径であってもよい。

この変形例では、バネ９１の一端が第１の摺動弁８３に接続されており、バネ９１の他端が調整ネジ９５に接続されている。調整ネジ９５は、連結部１０３の内径と略同径の外径を有しており、連結部１０３内に配置されている。この変形例では、連結部１０３の内面に雌ネジが形成されている一方、調整ネジ９５の外面に、連結部１０３の雌ネジに螺合可能な雄ネジが形成されている。また、調整ネジ９５におけるホイールマウント３４の径方向外側の端部には、ドライバー用のマイナス溝Ｍが形成されている。このマイナス溝Ｍは、調整穴１０１を介して外部に露出されている。したがって、ドライバーをマイナス溝Ｍにかみ合わせて回転させることによって、調整ネジ９５を連結部１０３内で移動されることが可能である。
また、調整穴１０１は、調整ネジ９５を連結部１０３に進入させる為、調整ネジ９５の外径より大きい内径で形成される。
なお、調整ネジ９５、調整穴１０１および連結部１０３は、調整部の一例に相当する。

この変形例では、バネ９１の付勢力の強さが、調整ネジ９５によって調整されることが可能である。すなわち、調整ネジ９５を連結部１０３の比較的に内側に配置してバネ９１を縮めることにより、バネ９１の付勢力を高めることができる。一方、調整ネジ９５を連結部１０３の比較的に外側に配置してバネ９１を伸ばすことにより、バネ９１の付勢力を弱めることができる。

上述のように、ホイールマウント３４における第２の回転速度は、第１の送出口７５が開放されるとともに、第２の摺動弁８５によって第２の送出口７７が閉塞されるような回転速度である。この第２の回転速度は、この速度においてピストン８１にかかる遠心力と、バネ９１の付勢力とによって決まる。したがって、この変形例では、たとえば、ユーザーは、バネ９１の付勢力を調整することによって、第２の回転速度を調整することができる。

１：ウェーハ、１ａ：被研削面、
２：研削装置、４：基台、
１２：チャックテーブル、１３：保持面、
２６：研削手段、２８：支持構造、３０：スピンドルハウジング、
３２：スピンドル、３３：研削水供給路、
３４：ホイールマウント、３４ａ：スピンドル装着面、３４ｂ：ホイール装着面、
３６：研削ホイール、３８：ホイール基台、４０：研削砥石、
４６：研削水供給源、４２：供給管、
３５：マウント流路、５１：接続口、５２：研削水受入路、
５３：第１の噴射口、５５：第２の噴射口、
５７：第１の接続路、５９：第２の接続路、
６５：第１の環状溝、６７：第２の環状溝、
７１：シリンダ、７３：受入口、７５：送出口、
７５：第１の送出口、７７：第２の送出口、
８１：ピストン、８３：第１の摺動弁、８５：第２の摺動弁、８７：連結バー、
９１：バネ、９５：調整ネジ、１０１：調整穴、１０３：連結部、Ｍ：マイナス溝

Claims

被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を研削する環状に配設された研削砥石を有する研削ホイールを回転可能に支持する研削手段と、を備える研削装置であって、
該研削手段は、該研削ホイールを支持するホイールマウントと、該ホイールマウントの中心に連結される回転軸と、該回転軸を回転させるモータとを備え、
該回転軸の内部には、該ホイールマウントに到達し研削水を供給する研削水供給路が形成され、
該ホイールマウントには、該研削水供給路に連通し該回転軸を中心とする第１の半径を有する第１の円の円周上に配設された第１の噴射口と、該回転軸を中心とし該第１の半径よりも大きい第２の半径を有する第２の円の円周上に配設された第２の噴射口と、を備えた噴射手段が配設され、
該噴射手段は、
該研削水供給路に連通し研削水を受け入れる受入口と、該第１の噴射口に連通し研削水を送り出す第１の送出口と、該第２の噴射口に連通し研削水を送り出す第２の送出口とが形成されたシリンダと、
該シリンダの内径と同径の外径を有し該第１の送出口を選択的に閉塞する第１の摺動弁と、該シリンダの内径と同径の外径を有し該第２の送出口を選択的に閉塞する第２の摺動弁と、該第１の摺動弁と該第２の摺動弁とを両端に備え該シリンダの内径より細い連結バーと有するピストンと、
該シリンダに配設され該ピストンを該ホイールマウントの中心側に付勢して該第１の摺動弁を該第１の送出口に位置づけるバネと、を有し、
該ホイールマウントの回転速度が比較的遅い第１の回転速度である際は、該第１の送出口が該第１の摺動弁によって閉塞され、該受入口に受け入れられた研削水が、該連結バーおよび該第２の送出口を通して該第２の噴射口に導かれ、
該ホイールマウントの回転速度が比較的速い第２の回転速度である際は、該ピストンが該バネの付勢力に抗して該ホイールマウントの外周側に移動し該第２の送出口が該第２の摺動弁によって閉塞され、該受入口に受け入れられた研削水が、該連結バーおよび該第１の送出口を通して該第１の噴射口に導かれる研削装置。
該噴射手段が、該ホイールマウントの中心を中心として等角度で複数配設されている、請求項１記載の研削装置。
該バネの付勢力を調整するための調整部をさらに備えている、
請求項１記載の研削装置。