JP2021167031A - Grinding device - Google Patents

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敏行 酒井
Toshiyuki Sakai
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Abstract

To provide a grinding device that can register an origin position more correctly and more safely while reducing burden on an operator.SOLUTION: An origin position setting unit 50 of a grinding device 1 has a control unit 51 that sets an origin position based on signals from a position detection unit 35 that detects the position of a grinding unit 20 elevated/lowered by an elevating/lowering unit 30 and an internal pressure detection unit 48 that detects a cylinder internal pressure of a balance cylinder 40. The control unit 51 controls the elevating/lowering unit 30 to lower a grinding wheel 26 to a chuck table 10, and sets, as the origin position, a position of the grinding unit 20 detected by the position detection unit 35 at a time point when a change in cylinder internal pressure of the balance cylinder 40 that occurs when the grinding wheel 26 contacts a holding surface 11 of the chuck table 10 or a contact surface having a predetermined height relation with the holding surface 11.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、研削装置に関する。 The present invention relates to a grinding device.

半導体デバイスのウエーハなど板状の被加工物を、研削砥石を用いて研削して薄化するための研削装置が知られている。研削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルの保持面に対し垂直な回転軸のスピンドルを備え、スピンドルの下端に研削砥石が下面に環状に配置された研削ホイールを装着し、研削砥石を被加工物に接触させることで被加工物を研削する(特許文献1参照)。 A grinding device for grinding a plate-shaped workpiece such as a wafer of a semiconductor device with a grinding wheel to thin it is known. The grinding device is provided with a spindle having a rotation axis perpendicular to the holding surface of the chuck table that holds the workpiece, and a grinding wheel in which the grinding wheel is arranged in an annular shape on the lower surface is attached to the lower end of the spindle to cover the grinding wheel. The workpiece is ground by contacting it with the workpiece (see Patent Document 1).

特開2013−253837号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-2538337

研削装置は、研削砥石の下端と保持面とが接触する高さを原点位置として登録し、研削砥石が装着されたスピンドル(研削ユニット)を昇降制御するが、従来は、原点位置を登録する際、保持面に載置した所定の厚さの隙間ゲージに向かって研削ユニットを下降させ、研削砥石が隙間ゲージに接触した位置を参照して原点位置を登録していた。しかしながら、研削ユニットを昇降させつつ研削砥石と隙間ゲージとの隙間を確認する作業は、オペレータの習熟を要する作業のため、オペレータにとっては負担となっているという問題があった。 In the grinding device, the height at which the lower end of the grinding wheel and the holding surface come into contact is registered as the origin position, and the spindle (grinding unit) on which the grinding wheel is mounted is controlled to move up and down. , The grinding unit was lowered toward a clearance gauge having a predetermined thickness placed on the holding surface, and the origin position was registered with reference to the position where the grinding wheel came into contact with the clearance gauge. However, there is a problem that the work of checking the gap between the grinding wheel and the feeler gauge while raising and lowering the grinding unit is a work that requires the operator's skill, which is a burden on the operator.

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、オペレータの負担を軽減しつつ、原点位置の登録をより正確かつより安全に実施できる研削装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a grinding device capable of registering an origin position more accurately and safely while reducing the burden on an operator.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の研削装置は、被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、該保持面と垂直な回転軸のスピンドルを有し該スピンドルの下端に装着した研削砥石で該チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削ユニットと、該研削ユニットを該保持面と垂直な方向に昇降させる昇降ユニットと、該研削ユニットを該研削ユニットの重量に対応した力で持ち上げるバランスシリンダと、該研削砥石の該チャックテーブルに対する原点位置を設定する原点位置設定部と、を備える研削装置であって、該原点位置設定部は、該昇降ユニットによって昇降する該研削ユニットの位置を検出する位置検出部と、該バランスシリンダのシリンダ内圧を検出する内圧検出部とからの信号に基づいて該原点位置を設定する制御ユニットと、を有し、該制御ユニットは、該研削砥石を該昇降ユニットで該チャックテーブルへ下降させ、該研削砥石が該チャックテーブルの該保持面、または該保持面と所定の高さ関係にある接触面に接触した際に発生する、該バランスシリンダのシリンダ内圧の変化を検出した時点で該位置検出部が検出した該研削ユニットの位置を該原点位置として設定することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the grinding device of the present invention has a chuck table for holding the workpiece on the holding surface and a spindle having a rotation axis perpendicular to the holding surface. A grinding unit that grinds the workpiece held on the chuck table with a grinding wheel mounted on the lower end, an elevating unit that raises and lowers the grinding unit in a direction perpendicular to the holding surface, and the grinding unit of the grinding unit. A grinding device including a balance cylinder that lifts with a force corresponding to the weight and an origin position setting portion that sets the origin position of the grinding wheel with respect to the chuck table, and the origin position setting portion is raised and lowered by the elevating unit. The control unit has a position detection unit that detects the position of the grinding unit and a control unit that sets the origin position based on a signal from the internal pressure detection unit that detects the cylinder internal pressure of the balance cylinder. Is generated when the grinding wheel is lowered to the chuck table by the elevating unit and the grinding wheel comes into contact with the holding surface of the chuck table or a contact surface having a predetermined height relationship with the holding surface. It is characterized in that the position of the grinding unit detected by the position detecting unit at the time when the change in the cylinder internal pressure of the balance cylinder is detected is set as the origin position.

本発明は、オペレータの負担を軽減しつつ、原点位置の登録をより正確かつより安全に実施できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can register the origin position more accurately and safely while reducing the burden on the operator.

図1は、実施形態に係る研削装置の構成例を示す側断面図である。FIG. 1 is a side sectional view showing a configuration example of the grinding apparatus according to the embodiment. 図2は、図1の研削装置の要部の側断面図である。FIG. 2 is a side sectional view of a main part of the grinding device of FIG. 図3は、図1の研削装置のバランスシリンダを示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a balance cylinder of the grinding device of FIG. 図4は、図1の研削装置の動作の処理手順の一例を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing an example of a processing procedure for the operation of the grinding apparatus of FIG. 図5は、図1の研削装置が検出するバランスシリンダのシリンダ内圧の変化の一例を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing an example of a change in the cylinder internal pressure of the balance cylinder detected by the grinding apparatus of FIG.

本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。 An embodiment (embodiment) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the contents described in the following embodiments. In addition, the components described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Further, the configurations described below can be combined as appropriate. In addition, various omissions, substitutions or changes of the configuration can be made without departing from the gist of the present invention.

〔実施形態〕
本発明の実施形態に係る研削装置1を図面に基づいて説明する。図1は、実施形態に係る研削装置1の構成例を示す側断面図である。図2は、図1の研削装置1の要部の側断面図である。図3は、図1の研削装置1のバランスシリンダ40を示す断面図である。研削装置1は、図1に示すように、チャックテーブル10と、研削ユニット20と、昇降ユニット30と、バランスシリンダ40と、原点位置設定部50と、を備える。研削装置1は、チャックテーブル10で保持した被加工物100を、研削ユニット20で研削する。
[Embodiment]
The grinding apparatus 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side sectional view showing a configuration example of the grinding device 1 according to the embodiment. FIG. 2 is a side sectional view of a main part of the grinding device 1 of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the balance cylinder 40 of the grinding device 1 of FIG. As shown in FIG. 1, the grinding device 1 includes a chuck table 10, a grinding unit 20, an elevating unit 30, a balance cylinder 40, and an origin position setting unit 50. The grinding device 1 grinds the workpiece 100 held by the chuck table 10 with the grinding unit 20.

研削装置1の研削対象である被加工物100は、例えば、シリコン、サファイア、ガリウムヒ素などを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハなどのウエーハである。被加工物100は、例えば、平坦な表面の格子状に形成される複数の分割予定ラインによって区画された領域に半導体デバイス等のデバイスが形成されており、表面とは反対側の裏面側から研削される。また、本発明では、被加工物100は、樹脂により封止されたデバイスを複数有した矩形状のパッケージ基板、セラミックス板、又はガラス板等でも良い。 The workpiece 100 to be ground by the grinding device 1 is, for example, a wafer such as a disk-shaped semiconductor wafer or an optical device wafer whose base material is silicon, sapphire, gallium arsenide, or the like. In the workpiece 100, for example, a device such as a semiconductor device is formed in a region defined by a plurality of scheduled division lines formed in a grid pattern on a flat surface, and the workpiece 100 is ground from the back surface side opposite to the front surface. Will be done. Further, in the present invention, the workpiece 100 may be a rectangular package substrate, a ceramic plate, a glass plate or the like having a plurality of devices sealed with resin.

チャックテーブル10は、図1に示すように、上方に向けて水平面に平行な保持面11を有する。チャックテーブル10は、不図示の吸引源が接続されており、吸引源から供給される負圧によって保持面11で被加工物100の表面側を吸引保持する。チャックテーブル10は、不図示の回転駆動部が接続されており、回転駆動部によりZ軸周りに回転可能である。 As shown in FIG. 1, the chuck table 10 has a holding surface 11 that is parallel to the horizontal plane and faces upward. A suction source (not shown) is connected to the chuck table 10, and the surface side of the workpiece 100 is suction-held by the holding surface 11 by the negative pressure supplied from the suction source. A rotation drive unit (not shown) is connected to the chuck table 10, and the chuck table 10 can rotate around the Z axis by the rotation drive unit.

研削ユニット20は、図1に示すように、スピンドル21と、研削ホイール22と、を備える。研削ホイール22は、スピンドル21の下端に装着される環状の基台25と、基台25に固定されて環状に配列された複数の研削砥石26と、を含む。研削ユニット20は、スピンドル21により研削ホイール22をZ軸周りに回転させながら、チャックテーブル10の保持面11で保持された被加工物100にZ軸方向に沿って押圧することにより、被加工物100を研削する。研削ユニット20は、本実施形態では、重量が大きく、例えば、30kg程度である。 As shown in FIG. 1, the grinding unit 20 includes a spindle 21 and a grinding wheel 22. The grinding wheel 22 includes an annular base 25 mounted on the lower end of the spindle 21 and a plurality of grinding wheels 26 fixed to the base 25 and arranged in an annular shape. The grinding unit 20 rotates the grinding wheel 22 around the Z-axis by the spindle 21 and presses the workpiece 100 held by the holding surface 11 of the chuck table 10 along the Z-axis direction to press the workpiece 100. Grind 100. In the present embodiment, the grinding unit 20 has a large weight, for example, about 30 kg.

昇降ユニット30は、研削ユニット20の一方の側面(図1の+Y方向)に装着され、研削ユニット20をチャックテーブル10の保持面11と概ね垂直な方向である鉛直方向(Z軸方向)に昇降させる。昇降ユニット30は、研削ユニット20を鉛直方向に研削送りする。 The elevating unit 30 is mounted on one side surface of the grinding unit 20 (+ Y direction in FIG. 1), and elevates and elevates the grinding unit 20 in the vertical direction (Z-axis direction) which is a direction substantially perpendicular to the holding surface 11 of the chuck table 10. Let me. The elevating unit 30 grinds and feeds the grinding unit 20 in the vertical direction.

また、研削装置1は、図1に示すように、研削ユニット20のZ軸方向の位置を検出する位置検出部35を備える。位置検出部35は、昇降ユニット30に沿ってZ軸方向と平行に設けられたリニアスケールと、研削ユニット20とともにZ軸方向に移動自在に設けられリニアスケールの目盛を読み取る読み取りヘッドと、により構成されている。位置検出部35は、読み取りヘッドが読み取ったリニアスケールの目盛を示す情報を、研削ユニット20のZ軸方向の位置を示す情報として原点位置設定部50に出力する。 Further, as shown in FIG. 1, the grinding device 1 includes a position detecting unit 35 that detects the position of the grinding unit 20 in the Z-axis direction. The position detection unit 35 includes a linear scale provided along the elevating unit 30 in parallel with the Z-axis direction, and a reading head movably provided together with the grinding unit 20 in the Z-axis direction to read the scale of the linear scale. Has been done. The position detection unit 35 outputs the information indicating the scale of the linear scale read by the reading head to the origin position setting unit 50 as information indicating the position of the grinding unit 20 in the Z-axis direction.

バランスシリンダ40は、図1に示すように、研削ユニット20の重心に対して昇降ユニット30とは反対側(図1の−Y方向側)に設けられており、研削ユニット20を研削ユニット20の重量に対応した力で持ち上げることで、研削ユニット20の自重を相殺する。バランスシリンダ40は、図2に示す本実施形態の例では2本設けられているが、本発明ではこれに限定されず、1本でもよいし、3本以上設けられてもよい。 As shown in FIG. 1, the balance cylinder 40 is provided on the side opposite to the elevating unit 30 (on the −Y direction side in FIG. 1) with respect to the center of gravity of the grinding unit 20, and the grinding unit 20 is attached to the grinding unit 20. By lifting with a force corresponding to the weight, the own weight of the grinding unit 20 is offset. Although two balance cylinders 40 are provided in the example of the present embodiment shown in FIG. 2, the present invention is not limited to this, and one balance cylinder 40 may be provided, or three or more balance cylinders 40 may be provided.

バランスシリンダ40は、本実施形態ではエアシリンダであり、図1及び図2に示すように、円筒状のシリンダケース41と、シリンダケース41の内部に配設されケース内部を摺動するピストン42と、シリンダケース41に挿入され上端がピストン42に取り付けられたピストンロッド43と、を備える。ピストンロッド43の下端は、研削ユニット20に連結されている。 The balance cylinder 40 is an air cylinder in the present embodiment, and as shown in FIGS. 1 and 2, a cylindrical cylinder case 41 and a piston 42 disposed inside the cylinder case 41 and sliding inside the case. A piston rod 43, which is inserted into the cylinder case 41 and whose upper end is attached to the piston 42, is provided. The lower end of the piston rod 43 is connected to the grinding unit 20.

シリンダケース41は、ピストン42の摺動範囲よりも下側の位置に、エア供給源45から圧縮空気等のエアが供給される供給口44が形成されている。エア供給源45は、シリンダケース41の内部のピストン42よりも下方の空間に、供給口44を通じてエアを供給する。 The cylinder case 41 is formed with a supply port 44 to which air such as compressed air is supplied from the air supply source 45 at a position below the sliding range of the piston 42. The air supply source 45 supplies air to the space below the piston 42 inside the cylinder case 41 through the supply port 44.

シリンダケース41の供給口44とエア供給源45との間を連通する連通路には、バランスシリンダ調整部46が設けられている。バランスシリンダ調整部46は、図1、図2及び図3に示すように、精密圧力調整器47と、内圧検出部48と、制御部49と、を備える。 A balance cylinder adjusting portion 46 is provided in a communication passage that communicates between the supply port 44 of the cylinder case 41 and the air supply source 45. As shown in FIGS. 1, 2 and 3, the balance cylinder adjusting unit 46 includes a precision pressure regulator 47, an internal pressure detecting unit 48, and a control unit 49.

精密圧力調整器47は、エア供給源45からシリンダケース41の内部に供給されるエアの圧力を調整する。精密圧力調整器47は、本実施形態では、電空レギュレータである。内圧検出部48は、シリンダケース41の内圧、すなわちバランスシリンダ40のシリンダ内圧を検出する。内圧検出部48は、検出したシリンダ内圧を原点位置設定部50に出力する。制御部49は、精密圧力調整器47及び内圧検出部48を制御する。バランスシリンダ調整部46は、制御部49により、内圧検出部48で検出するシリンダ内圧に基づいて、シリンダ内圧を一定に保持するように、精密圧力調整器47でシリンダケース41の内部に供給するエアの圧力を調整することで、バランスシリンダ40が研削ユニット20を持ち上げる力が一定に保持されるように調整する。 The precision pressure regulator 47 adjusts the pressure of the air supplied from the air supply source 45 to the inside of the cylinder case 41. The precision pressure regulator 47 is an electropneumatic regulator in this embodiment. The internal pressure detecting unit 48 detects the internal pressure of the cylinder case 41, that is, the internal pressure of the cylinder of the balance cylinder 40. The internal pressure detection unit 48 outputs the detected cylinder internal pressure to the origin position setting unit 50. The control unit 49 controls the precision pressure regulator 47 and the internal pressure detection unit 48. The balance cylinder adjusting unit 46 supplies air to the inside of the cylinder case 41 by the precision pressure regulator 47 so as to keep the cylinder internal pressure constant based on the cylinder internal pressure detected by the internal pressure detecting unit 48 by the control unit 49. By adjusting the pressure of, the balance cylinder 40 is adjusted so that the force for lifting the grinding unit 20 is kept constant.

原点位置設定部50は、研削砥石26のチャックテーブル10に対する原点位置を設定する。原点位置設定部50は、図1に示すように、位置検出部35及び内圧検出部48と情報通信可能に電気的に接続されている。 The origin position setting unit 50 sets the origin position of the grinding wheel 26 with respect to the chuck table 10. As shown in FIG. 1, the origin position setting unit 50 is electrically connected to the position detection unit 35 and the internal pressure detection unit 48 so that information and communication can be performed.

原点位置設定部50は、制御ユニット51を有する。制御ユニット51は、位置検出部35からの信号により研削ユニット20のZ軸方向の位置の情報を取得する。制御ユニット51は、内圧検出部48からの信号によりバランスシリンダ40のシリンダ内圧の情報を取得する。制御ユニット51は、取得した研削ユニット20のZ軸方向の位置の情報と、バランスシリンダ40のシリンダ内圧の情報とに基づいて、研削ユニット20のZ軸方向の原点位置を設定する。 The origin position setting unit 50 has a control unit 51. The control unit 51 acquires information on the position of the grinding unit 20 in the Z-axis direction by a signal from the position detecting unit 35. The control unit 51 acquires information on the cylinder internal pressure of the balance cylinder 40 from a signal from the internal pressure detecting unit 48. The control unit 51 sets the origin position of the grinding unit 20 in the Z-axis direction based on the acquired information on the position of the grinding unit 20 in the Z-axis direction and the information on the cylinder internal pressure of the balance cylinder 40.

制御ユニット51は、昇降ユニット30でチャックテーブル10へ下降させた研削砥石26がチャックテーブル10の保持面11、または保持面11と所定の高さ関係にある接触面に接触した際に発生する、バランスシリンダ40のシリンダ内圧の変化を、内圧検出部48で検出する。ここで、保持面11と所定の高さ関係にある接触面は、本実施形態では、例えば、チャックテーブル10の保持面11上に吸引保持された被加工物100の表面とは反対側の裏面である。制御ユニット51は、内圧検出部48でこのバランスシリンダ40のシリンダ内圧の変化を検出した時点で位置検出部35が検出した研削ユニット20のZ軸方向の位置を、原点位置として設定する。 The control unit 51 is generated when the grinding wheel 26 lowered to the chuck table 10 by the elevating unit 30 comes into contact with the holding surface 11 of the chuck table 10 or a contact surface having a predetermined height relationship with the holding surface 11. The change in the cylinder internal pressure of the balance cylinder 40 is detected by the internal pressure detecting unit 48. Here, in the present embodiment, the contact surface having a predetermined height relationship with the holding surface 11 is, for example, the back surface opposite to the front surface of the workpiece 100 that is suction-held on the holding surface 11 of the chuck table 10. Is. The control unit 51 sets the position in the Z-axis direction of the grinding unit 20 detected by the position detecting unit 35 at the time when the internal pressure detecting unit 48 detects the change in the cylinder internal pressure of the balance cylinder 40 as the origin position.

制御部49及び原点位置設定部50は、本実施形態では、いずれも、コンピュータシステムを含む。制御部49及び原点位置設定部50は、それぞれ、CPU(Central Processing Unit)のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ROM(Read Only Memory)又はRAM(Random Access Memory)のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有する。制御部49の演算処理装置は、精密圧力調整器47及び内圧検出部48を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介して精密圧力調整器47及び内圧検出部48に出力する。原点位置設定部50の演算処理装置、記憶装置及び入出力インターフェース装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実行することで、制御ユニット51の機能を実現する。制御部49及び原点位置設定部50は、本実施形態ではそれぞれ別々に設けられているが、本発明ではこれに限定されず、一体化されていてもよい。 In the present embodiment, the control unit 49 and the origin position setting unit 50 both include a computer system. The control unit 49 and the origin position setting unit 50 each have an arithmetic processing device having a microprocessor such as a CPU (Central Processing Unit) and a memory such as a ROM (Read Only Memory) or a RAM (Random Access Memory). It has a storage device and an input / output interface device. The arithmetic processing unit of the control unit 49 outputs a control signal for controlling the precision pressure regulator 47 and the internal pressure detection unit 48 to the precision pressure regulator 47 and the internal pressure detection unit 48 via the input / output interface device. The arithmetic processing unit, storage device, and input / output interface device of the origin position setting unit 50 realize the function of the control unit 51 by executing arithmetic processing according to a computer program stored in the storage device. Although the control unit 49 and the origin position setting unit 50 are separately provided in the present embodiment, the present invention is not limited to this, and the origin position setting unit 50 may be integrated.

また、研削装置1は、図1に示すように、研削量検出ユニット60を備える。研削量検出ユニット60は、チャックテーブル10の保持面11の外周付近に設けられている。研削量検出ユニット60は、本実施形態では、接触式の高さ検出装置であり、接触した位置の高さを検出する接触式のプローブ61,62を備える。 Further, as shown in FIG. 1, the grinding device 1 includes a grinding amount detecting unit 60. The grinding amount detection unit 60 is provided near the outer periphery of the holding surface 11 of the chuck table 10. In the present embodiment, the grinding amount detecting unit 60 is a contact type height detecting device, and includes contact type probes 61 and 62 for detecting the height of the contacted position.

プローブ61は、チャックテーブル10の保持面11に被加工物100が保持されている際に、被加工物100の外縁より外側の領域において保持面11に上方から接触することで、保持面11の高さを検出する。プローブ62は、チャックテーブル10の保持面11に被加工物100が保持されている際に、被加工物100の外縁よりわずかに内側の領域において被加工物100に上方から接触することで、被加工物100の上面の高さを検出する。研削量検出ユニット60は、プローブ61,62でそれぞれ検出した高さの情報に基づいて、被加工物100の外縁よりわずかに内側の領域における被加工物100の厚みを検出する。 When the workpiece 100 is held on the holding surface 11 of the chuck table 10, the probe 61 comes into contact with the holding surface 11 from above in a region outside the outer edge of the workpiece 100, so that the holding surface 11 Detect height. When the workpiece 100 is held on the holding surface 11 of the chuck table 10, the probe 62 comes into contact with the workpiece 100 from above in a region slightly inside the outer edge of the workpiece 100. The height of the upper surface of the work piece 100 is detected. The grinding amount detection unit 60 detects the thickness of the workpiece 100 in a region slightly inside the outer edge of the workpiece 100 based on the height information detected by the probes 61 and 62, respectively.

なお、研削量検出ユニット60は、本実施形態では接触式のプローブ61,62を備えた形態であるが、本発明ではこれに限定されず、例えば、被加工物100の外縁の内側と外側とに保持面11及び被加工物100によって反射される波長のレーザー光を照射し、双方から反射されるレーザー光の干渉波を受光して、この干渉波を受光に基づいて、被加工物100の外縁よりわずかに内側の領域における被加工物100の厚みを検出する形態でもよい。 In the present embodiment, the grinding amount detection unit 60 includes contact-type probes 61 and 62, but the present invention is not limited to this, and for example, the inside and outside of the outer edge of the workpiece 100. Is irradiated with a laser beam having a wavelength reflected by the holding surface 11 and the workpiece 100, and receives an interference wave of the laser beam reflected from both of them, and the interference wave is received by the workpiece 100 based on the light reception. It may be in the form of detecting the thickness of the workpiece 100 in the region slightly inside the outer edge.

また、研削装置1は、不図示の制御装置を備える。この制御装置は、研削装置1の各構成要素をそれぞれ制御して、研削装置1による研削処理を実現する。制御装置は、例えばオペレータにより入力設定された被加工物100の研削条件に従って、研削ホイール22により被加工物100を研削する。この制御装置は、原点位置設定部50と同様のコンピュータを含んで構成される。なお、この制御装置は、原点位置設定部50と一体化されていてもよい。 Further, the grinding device 1 includes a control device (not shown). This control device controls each component of the grinding device 1 to realize the grinding process by the grinding device 1. The control device grinds the workpiece 100 with the grinding wheel 22 according to, for example, the grinding conditions of the workpiece 100 input and set by the operator. This control device includes a computer similar to the origin position setting unit 50. The control device may be integrated with the origin position setting unit 50.

次に、本明細書は、実施形態に係る研削装置1の動作の一例を図面に基づいて説明する。図4は、図1の研削装置1の動作の処理手順の一例を示すフローチャートである。図5は、図1の研削装置1が検出するバランスシリンダ40のシリンダ内圧の変化の一例を示すグラフである。以下において、まず、研削装置1が、チャックテーブル10の保持面11上に被加工物100が吸引保持されていない場合に、原点位置を設定する動作について説明する。 Next, this specification describes an example of the operation of the grinding apparatus 1 according to the embodiment based on the drawings. FIG. 4 is a flowchart showing an example of a processing procedure for the operation of the grinding device 1 of FIG. FIG. 5 is a graph showing an example of a change in the cylinder internal pressure of the balance cylinder 40 detected by the grinding device 1 of FIG. In the following, first, the operation of the grinding device 1 to set the origin position when the workpiece 100 is not suction-held on the holding surface 11 of the chuck table 10 will be described.

研削装置1は、まず、チャックテーブル10の保持面11と、研削ユニット20の研削砥石26の少なくとも一部とを、Z軸方向に対抗させるように、チャックテーブル10及び研削ユニット20を位置付ける。研削装置1は、次に、オペレータの操作に従って、研削砥石26を昇降ユニット30でチャックテーブル10へ向けて下降させる(図4のステップ1001)。なお、研削装置1は、本発明ではこれに限定されず、不図示の制御装置により自動で、研削砥石26を昇降ユニット30でチャックテーブル10へ向けて下降させてもよい。 First, the grinding device 1 positions the chuck table 10 and the grinding unit 20 so that the holding surface 11 of the chuck table 10 and at least a part of the grinding wheel 26 of the grinding unit 20 oppose each other in the Z-axis direction. The grinding device 1 then lowers the grinding wheel 26 toward the chuck table 10 by the elevating unit 30 according to the operation of the operator (step 1001 in FIG. 4). The grinding device 1 is not limited to this in the present invention, and the grinding wheel 26 may be automatically lowered toward the chuck table 10 by the elevating unit 30 by a control device (not shown).

バランスシリンダ調整部46は、ステップ1001の実施中、すなわち、研削ユニット20を昇降ユニット30でチャックテーブル10へ向けて下降中、制御部49により、精密圧力調整器47でシリンダケース41の内部に供給するエアの圧力が一定となるように調整する。このため、内圧検出部48は、図5に示すように、ステップ1001の実施中、バランスシリンダ40のシリンダ内圧が一定で概ね変化していない状態であることを検出する。 The balance cylinder adjusting unit 46 supplies the grinding unit 20 to the inside of the cylinder case 41 by the precision pressure regulator 47 by the control unit 49 while the grinding unit 20 is being lowered toward the chuck table 10 by the elevating unit 30 during the execution of step 1001. Adjust so that the pressure of the air to be used is constant. Therefore, as shown in FIG. 5, the internal pressure detecting unit 48 detects that the internal pressure of the balance cylinder 40 is constant and substantially unchanged during the execution of step 1001.

研削装置1は、さらに研削砥石26を昇降ユニット30でチャックテーブル10へ向けて下降させ続けると、研削砥石26がチャックテーブル10の保持面11に接触する。これにより、バランスシリンダ40のピストン42は、瞬間的に、ピストンロッド43を介して、研削砥石26がチャックテーブル10の保持面11から受ける反作用の力を受ける。そして、バランスシリンダ調整部46が、ピストン42が受ける反作用の力に対して、精密圧力調整器47でシリンダケース41の内部に供給するエアの圧力が一定となるように調整する結果、バランスシリンダ40のシリンダ内圧は、図5に示すように、瞬間的に上昇する。 When the grinding wheel 1 continues to lower the grinding wheel 26 toward the chuck table 10 by the elevating unit 30, the grinding wheel 26 comes into contact with the holding surface 11 of the chuck table 10. As a result, the piston 42 of the balance cylinder 40 momentarily receives the reaction force that the grinding wheel 26 receives from the holding surface 11 of the chuck table 10 via the piston rod 43. Then, the balance cylinder adjusting unit 46 adjusts the pressure of the air supplied to the inside of the cylinder case 41 by the precision pressure regulator 47 with respect to the reaction force received by the piston 42, and as a result, the balance cylinder 40 As shown in FIG. 5, the cylinder internal pressure of the above increases momentarily.

このため、研削装置1は、上記したステップ1001を実施し続けた後に、制御ユニット51が、内圧検出部48で、研削砥石26とチャックテーブル10の保持面11との接触に起因する、バランスシリンダ40のシリンダ内圧の変化を検出する(図4のステップ1002)。 Therefore, in the grinding device 1, after continuing to carry out the above-mentioned step 1001, the control unit 51 causes the internal pressure detecting unit 48 to come into contact with the grinding wheel 26 and the holding surface 11 of the chuck table 10. The change in the cylinder internal pressure of 40 is detected (step 1002 in FIG. 4).

研削装置1は、研削砥石26がチャックテーブル10の保持面11に接触すると、オペレータの操作に従って、研削ユニット20を昇降ユニット30で上昇させてチャックテーブル10から退避させる。なお、研削装置1は、本発明ではこれに限定されず、不図示の制御装置により自動で、研削ユニット20を昇降ユニット30で上昇させてチャックテーブル10から退避させてもよい。 When the grinding wheel 26 comes into contact with the holding surface 11 of the chuck table 10, the grinding device 1 raises the grinding unit 20 by the elevating unit 30 and retracts it from the chuck table 10 according to the operation of the operator. The grinding device 1 is not limited to this in the present invention, and the grinding unit 20 may be automatically raised by the elevating unit 30 and retracted from the chuck table 10 by a control device (not shown).

研削装置1は、制御ユニット51が、ステップ1002でバランスシリンダ40のシリンダ内圧の変化を検出した時点で位置検出部35が検出した研削ユニット20のZ軸方向の位置の情報を、位置検出部35より取得する(図4のステップ1003)。研削装置1は、制御ユニット51が、ステップ1003で取得した研削ユニット20のZ軸方向の位置を、研削砥石26とチャックテーブル10の保持面11とが接触するときの研削ユニット20の位置であるとして、原点位置として設定する(図4のステップ1004)。研削装置1は、制御ユニット51が、原点位置設定部50の記憶装置に、ステップ1003で取得した研削ユニット20のZ軸方向の位置を原点位置として記憶させる。 In the grinding device 1, the position detection unit 35 obtains information on the position of the grinding unit 20 in the Z-axis direction detected by the position detection unit 35 when the control unit 51 detects a change in the cylinder internal pressure of the balance cylinder 40 in step 1002. (Step 1003 in FIG. 4). The grinding device 1 is the position of the grinding unit 20 when the grinding wheel 26 and the holding surface 11 of the chuck table 10 come into contact with each other at the position in the Z-axis direction of the grinding unit 20 acquired by the control unit 51 in step 1003. As the origin position (step 1004 in FIG. 4). In the grinding device 1, the control unit 51 stores the position in the Z-axis direction of the grinding unit 20 acquired in step 1003 in the storage device of the origin position setting unit 50 as the origin position.

研削装置1は、ステップ1004の実施後、チャックテーブル10の保持面11上に被加工物100を搬入し、チャックテーブル10の保持面11で被加工物100を吸引保持する。研削装置1は、そして、ステップ1004で設定された原点位置に基づき、予め設定された条件下で、スピンドル21により研削ホイール22をZ軸周りに回転させながら、昇降ユニット30により研削ユニット20をチャックテーブル10の保持面11で保持された被加工物100にZ軸方向に沿って押圧することにより、被加工物100を研削する研削処理を実施する(図4のステップ1005)。 After performing step 1004, the grinding apparatus 1 carries the workpiece 100 onto the holding surface 11 of the chuck table 10 and sucks and holds the workpiece 100 on the holding surface 11 of the chuck table 10. The grinding device 1 then chucks the grinding unit 20 by the elevating unit 30 while rotating the grinding wheel 22 around the Z axis by the spindle 21 under preset conditions based on the origin position set in step 1004. By pressing the workpiece 100 held by the holding surface 11 of the table 10 along the Z-axis direction, a grinding process for grinding the workpiece 100 is performed (step 1005 in FIG. 4).

研削装置1は、本実施形態では、チャックテーブル10の交換等のチャックテーブル10側のメンテナンスを実施した際、及び、研削ユニット20に装着する研削ホイール22を交換した際に、チャックテーブル10の保持面と研削ホイール22の下端との位置関係を登録するために、ステップ1001〜ステップ1004を実施して原点位置の設定を実施する。 In the present embodiment, the grinding device 1 holds the chuck table 10 when maintenance on the chuck table 10 side such as replacement of the chuck table 10 is performed and when the grinding wheel 22 mounted on the grinding unit 20 is replaced. In order to register the positional relationship between the surface and the lower end of the grinding wheel 22, steps 1001 to 1004 are performed to set the origin position.

また、研削装置1は、上記した原点位置を設定する動作において、チャックテーブル10の保持面11上に被加工物100が吸引保持されていない場合に実施することに代えて、チャックテーブル10の保持面11上に被加工物100が吸引保持されている場合に実施してもよい。この場合、研削装置1は、原点位置の設定の動作が、以下に説明する点で変更される。研削装置1は、ステップ1004の実施後に代えてステップ1001の前に、チャックテーブル10の保持面11上に被加工物100を搬入し、チャックテーブル10の保持面11で被加工物100を吸引保持する。そして、研削装置1は、ステップ1001を実施して研削砥石26を昇降ユニット30でチャックテーブル10へ向けて下降させ続けると、研削砥石26がチャックテーブル10の保持面11で保持された被加工物100の裏面に接触する。ここで、チャックテーブル10の保持面11で保持された被加工物100の裏面は、本発明における保持面11と所定の高さ関係にある接触面に相当する。このため、研削装置1は、ステップ1002では、制御ユニット51が、内圧検出部48で、研削砥石26とチャックテーブル10の保持面11上の被加工物100の裏面との接触に起因する、バランスシリンダ40のシリンダ内圧の変化を検出する。また、研削装置1は、ステップ1004では、制御ユニット51が、ステップ1003で取得した研削ユニット20のZ軸方向の位置を、研削砥石26とチャックテーブル10の保持面11上の被加工物100の裏面とが接触するときの研削ユニット20の位置であるとして、上記した原点位置を設定する動作とは異なる定義の原点位置として設定する。また、研削装置1は、チャックテーブル10の保持面11上に、被加工物100以外に、被加工物100と類似のサイズや材質からなる原点位置登録用の基板などを用いてもよく、この場合、被加工物100やチャックテーブル10に研削砥石26の接触による損傷を与える恐れが無い点で好ましい。 Further, the grinding device 1 holds the chuck table 10 instead of performing the operation of setting the origin position when the workpiece 100 is not suction-held on the holding surface 11 of the chuck table 10. This may be performed when the workpiece 100 is suction-held on the surface 11. In this case, the operation of setting the origin position of the grinding device 1 is changed at the point described below. The grinding apparatus 1 carries the workpiece 100 onto the holding surface 11 of the chuck table 10 instead of after the execution of step 1004, and sucks and holds the workpiece 100 on the holding surface 11 of the chuck table 10. do. Then, when the grinding device 1 performs step 1001 and continues to lower the grinding wheel 26 toward the chuck table 10 by the elevating unit 30, the grinding wheel 26 is held by the holding surface 11 of the chuck table 10. Contact the back of 100. Here, the back surface of the workpiece 100 held by the holding surface 11 of the chuck table 10 corresponds to a contact surface having a predetermined height relationship with the holding surface 11 in the present invention. Therefore, in step 1002, in step 1002, the control unit 51 balances the internal pressure detecting unit 48 due to the contact between the grinding wheel 26 and the back surface of the workpiece 100 on the holding surface 11 of the chuck table 10. The change in the cylinder internal pressure of the cylinder 40 is detected. Further, in step 1004, in step 1004, the control unit 51 positions the position of the grinding unit 20 acquired in step 1003 in the Z-axis direction of the work piece 100 on the holding surface 11 of the grinding wheel 26 and the chuck table 10. Assuming that it is the position of the grinding unit 20 when it comes into contact with the back surface, it is set as the origin position having a definition different from the operation of setting the origin position described above. Further, in the grinding device 1, in addition to the workpiece 100, a substrate for registering the origin position having a size and material similar to that of the workpiece 100 may be used on the holding surface 11 of the chuck table 10. In this case, it is preferable that the workpiece 100 and the chuck table 10 are not damaged by the contact of the grinding wheel 26.

以上のような構成を有する実施形態に係る研削装置1は、制御ユニット51が、研削砥石26を昇降ユニット30でチャックテーブル10へ下降させ、研削砥石26がチャックテーブル10の保持面11、または保持面11と所定の高さ関係にある接触面に接触した際に発生する、バランスシリンダ40のシリンダ内圧の変化を、内圧検出部48で検出した時点で位置検出部35が検出した研削ユニット20のZ軸方向の位置を、原点位置として設定する。このため、実施形態に係る研削装置1は、従来のような、保持面に載置した所定の厚さの隙間ゲージに向かって研削ユニットを下降させつつ、研削ユニットを昇降させつつ研削砥石と隙間ゲージとの隙間を確認しながら、研削砥石が隙間ゲージに接触した位置を参照して原点位置を登録するといったオペレータにとって習熟を要しかつ負担のかかる作業を要せず、オペレータの作業を研削ユニット20の昇降に限定することができる。したがって、実施形態に係る研削装置1は、オペレータの負担を軽減しつつ、原点位置の登録をより正確かつより安全に実施できるという作用効果を奏する。 In the grinding device 1 according to the embodiment having the above configuration, the control unit 51 lowers the grinding wheel 26 to the chuck table 10 by the elevating unit 30, and the grinding wheel 26 holds the holding surface 11 of the chuck table 10 or holds the grinding wheel 26. The grinding unit 20 detected by the position detecting unit 35 when the internal pressure detecting unit 48 detects a change in the cylinder internal pressure of the balance cylinder 40 that occurs when the contact surface has a predetermined height relationship with the surface 11. The position in the Z-axis direction is set as the origin position. Therefore, the grinding device 1 according to the embodiment moves the grinding unit up and down while lowering the grinding unit toward a gap gauge having a predetermined thickness placed on the holding surface as in the conventional case, and causes a gap between the grinding wheel and the grinding wheel. While checking the gap with the gauge, the operator does not need to be proficient and burdensome to register the origin position by referring to the position where the grinding wheel comes into contact with the feeler gauge. It can be limited to 20 ascending / descending. Therefore, the grinding device 1 according to the embodiment has an effect that the registration of the origin position can be performed more accurately and safely while reducing the burden on the operator.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 The present invention is not limited to the above embodiment. That is, it can be modified in various ways without departing from the gist of the present invention.

1 研削装置
10 チャックテーブル
11 保持面
20 研削ユニット
21 スピンドル
22 研削ホイール
25 基台
26 研削砥石
30 昇降ユニット
35 位置検出部
40 バランスシリンダ
48 内圧検出部
50 原点位置設定部
51 制御ユニット
100 被加工物
1 Grinding device 10 Chuck table 11 Holding surface 20 Grinding unit 21 Spindle 22 Grinding wheel 25 Base 26 Grinding grindstone 30 Elevating unit 35 Position detection unit 40 Balance cylinder 48 Internal pressure detection unit 50 Origin position setting unit 51 Control unit 100 Work piece

Claims (1)

被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、該保持面と垂直な回転軸のスピンドルを有し該スピンドルの下端に装着した研削砥石で該チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削ユニットと、該研削ユニットを該保持面と垂直な方向に昇降させる昇降ユニットと、該研削ユニットを該研削ユニットの重量に対応した力で持ち上げるバランスシリンダと、該研削砥石の該チャックテーブルに対する原点位置を設定する原点位置設定部と、を備える研削装置であって、
該原点位置設定部は、
該昇降ユニットによって昇降する該研削ユニットの位置を検出する位置検出部と、該バランスシリンダのシリンダ内圧を検出する内圧検出部とからの信号に基づいて該原点位置を設定する制御ユニットと、を有し、
該制御ユニットは、
該研削砥石を該昇降ユニットで該チャックテーブルへ下降させ、該研削砥石が該チャックテーブルの該保持面、または該保持面と所定の高さ関係にある接触面に接触した際に発生する、該バランスシリンダのシリンダ内圧の変化を検出した時点で該位置検出部が検出した該研削ユニットの位置を該原点位置として設定することを特徴とする研削装置。
Grinding to grind the workpiece held on the chuck table with a chuck table that holds the workpiece on the holding surface and a grinding wheel that has a spindle with a rotation axis perpendicular to the holding surface and is attached to the lower end of the spindle. A unit, an elevating unit that raises and lowers the grinding unit in a direction perpendicular to the holding surface, a balance cylinder that lifts the grinding unit with a force corresponding to the weight of the grinding unit, and an origin position of the grinding grind with respect to the chuck table. It is a grinding device provided with an origin position setting unit for setting.
The origin position setting unit is
It has a position detecting unit that detects the position of the grinding unit that moves up and down by the elevating unit, and a control unit that sets the origin position based on a signal from the internal pressure detecting unit that detects the cylinder internal pressure of the balance cylinder. death,
The control unit is
The grinding wheel is lowered to the chuck table by the elevating unit, and the grinding wheel is generated when the grinding wheel comes into contact with the holding surface of the chuck table or a contact surface having a predetermined height relationship with the holding surface. A grinding device characterized in that the position of the grinding unit detected by the position detecting unit when a change in the cylinder internal pressure of the balance cylinder is detected is set as the origin position.
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