JP2023077681A - 研削装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】スピンドルの先端に研削ホイールを装着して使用する研削装置において、研削ホイールの交換を容易とする。【解決手段】研削ホイールをスピンドル30の先端に連結されたマウントディスク6にボルト64によって締結する研削装置において、マウントディスク6は、上下面を貫通し円周状に等間隔に少なくとも3つの雌ネジ穴62と、装着面60から突出する凸部61とを備え、ボルト64は、雄ネジ部641と、雄ネジ部641の先端の首部642と、首部642からはみ出した係合部643とを備え、研削ホイールは、環状基台7の被装着面70に環状に形成される環状開孔71と、環状開孔71に接続され環状開孔より広い幅を有し環状基台7内に環状に形成される環状溝72と、環状開孔71に少なくとも3つ配置され係合部643を環状溝72に挿入可能な挿入孔と、凸部61を挿入可能な凸部挿入孔75とを備える。【選択図】図3
Description
本発明は、研削砥石が環状に配置された研削ホイールを備えた研削装置に関する。
半導体ウェーハ等の各種の板状の被加工物を研削する研削装置は、スピンドルの先端部にマウントディスクを備え、マウントディスクに研削ホイールが装着されて使用される。研削ホイールの下面側には研削砥石を備え、スピンドルを回転させることによって研削砥石を回転させ、回転する研削砥石を被加工物に接触させることにより研削を行っている。研削砥石が摩耗すると、研削ホイールを交換する必要があるため、研削ホイールの交換を容易とするための機構が提案されている。
例えば下記特許文献1では、スピンドル側の基台に第1チャック爪と第2チャック爪とを備え、これらが研削ホイールを支持する構成とし、ねじによる固定等の煩雑な作業を不要とした研削装置が提案されている。また、下記の特許文献2では、研削ユニットのホイール係合部をチャックテーブルに載置された研削ホイールに近接させていき研削ホイールに係合させることによって、研削ホイールをスピンドルに装着する研削装置が提案されている。
しかし、既存の研削装置に上記特許文献1、2に開示されているような機構を備えるには、マウントディスクを改造する必要がある。また、改造によって重くなったマウントディスクに対応してスピンドルを回転させるモータを制御するモータコントローラの設定を変更する必要があり、研削装置の改造及び設定の変更に時間がかかる。さらには、マウントディスクが装着されるスピンドル自体の交換を必要とする場合もある。
本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、スピンドルの先端に研削ホイールを装着して使用する研削装置において、既存の研削装置におけるマウントディスクの改造を短時間で行い、研削ホイールの交換を容易とすることに課題を有している。
本発明は、環状基台に環状に研削砥石を配置した研削ホイールを、スピンドルの先端に連結されたマウントディスクにボルトによって締結し、チャックテーブルに保持された被加工物を該研削砥石によって研削する研削装置であって、該マウントディスクは、上下面を貫通し円周状に等間隔に配置した少なくとも3つの雌ネジ穴と、該研削ホイールを装着する装着面から突出する凸部と、を備え、該ボルトは、雄ネジ部と、該雄ネジ部の先端に連結される首部と、該首部の先端に連結され該首部からはみ出した係合部と、を備え、該研削ホイールは、該環状基台の被装着面に環状に形成される環状開孔と、該環状開孔に接続され該環状開孔より広い幅を有し該環状基台内に環状に形成される環状溝と、該環状開孔に少なくとも3つ配置され該係合部を該環状溝に挿入可能な挿入孔と、該凸部を挿入可能な凸部挿入孔と、を備え、該マウントディスクに該研削ホイールを装着する際は、該雌ネジ穴に該雄ねじ部を螺入させ該装着面から該係合部を突出させ、該挿入孔から該環状溝に該係合部を挿入させ、該マウントディスクと該研削ホイールとを相対的に回転させ、該凸部挿入孔と該凸部とが一致した位置で該ボルトを回転させ、該凸部挿入孔に該凸部を挿入させるとともに、該マウントディスクと該研削ホイールとを該ボルトで締結する。
上記研削装置において、該凸部挿入孔は、該挿入孔でもよい。
該凸部、該係合部、該挿入孔、該凸部挿入孔は円柱状に形成されてもよい。
上記研削装置において、該凸部挿入孔は、該挿入孔でもよい。
該凸部、該係合部、該挿入孔、該凸部挿入孔は円柱状に形成されてもよい。
本研削装置では、マウントディスクに複雑な機構を備えることなく、研削ホイールの交換を容易に行うことができるため、マウントディスクが重くなるのを回避することができる。したがって、スピンドルを回転させるモータのコントローラの設定を変えずに済む。また、研削ホイールを吸引力によって保持する必要もないため、吸引源と連通させる必要がなく、スピンドルを交換する必要もない。
図1に示す研削装置1は、研削機構3を用いてチャックテーブル2に保持された被加工物を研削する装置であり、チャックテーブル2は移動機構4によって駆動されてY軸方向に移動可能であり、研削機構3は研削送り機構5によって駆動されてZ軸方向に移動可能となっている。
チャックテーブル2は、ポーラス部材により形成された吸引部21と、吸引部21を支持する枠体22とを含み、吸引部21の表面は、被加工物10を保持する保持面210を構成している。保持面210と枠体22の上面220とは面一となっている。
チャックテーブル2の下方にはテーブルベース23を備えており、テーブルベース23は、3つのチャック支持部24(図1では2つのみ示す)によって少なくとも3箇所が支持されている。各チャック支持部24には、保持面200が保持した被加工物を研削機構3が押すときの垂直荷重を測定する荷重測定器25が配設されている。また、少なくとも2つのチャック支持部24には、チャックテーブル2の高さを調整して保持面210の傾きを調整する機能を有している。
研削機構3は、Z軸方向の回転軸を有するスピンドル30と、スピンドル30を回転させるモータ31と、スピンドル30を回転可能に支持するスピンドルハウジング32と、スピンドル30の下端に連結されたマウントディスク6と、マウントディスク33に装着された研削ホイール34とを備えている。スピンドル30の上端には、研削水を流入させる研削水流入口301を備えている。モータ31がスピンドル30を回転させると、研削ホイール34も回転する。研削ホイール34は、マウントディスク6に固定される環状基台7と、環状基台7の下面に環状に固着された複数の研削砥石8とで構成されている。
移動機構4は、Y軸方向の回転軸を有するボールネジ40と、ボールネジ40を回転させるモータ41と、ボールネジ40と平行に配設された一対のガイドレール42と、底部がガイドレール42に摺接しボールネジ40に螺合する図示しないナットを内部に有するスライド板43とを備えている。スライド板43の上方にはチャック支持部24及び荷重測定器25が配設されている。ボールネジ40が回転すると、スライド板43がガイドレール42にガイドされてY軸方向に移動し、スライド板43のY軸方向の移動にともない、チャックテーブル2も同方向に移動する構成となっている。
研削送り機構5は、Z軸方向の回転軸を有するボールネジ50と、ボールネジ50を回転させるモータ51と、ボールネジ50と平行に配設された一対のガイドレール52と、側部がガイドレール52に摺接しボールネジ50に螺合する図示しないナットを内部に有する昇降板53と、昇降板53に連結されスピンドルハウジング32を支持するホルダ54とを備えている。ボールネジ50が回転すると、昇降板53がガイドレール52にガイドされて保持面200に垂直な方向に移動し、これにともない研削機構3も同方向に移動し、研削砥石8が保持面200に対して相対的に接近又は離間する構成となっている。研削機構3のZ軸方向の位置は、モータ51に備えたエンコーダ55によって認識される。
チャックテーブル2のY軸方向の移動経路の側方には、チャックテーブル2に保持されたウェーハの厚みを測定する厚み測定器9が配設されている。厚み測定器9は、吸引部21の保持面210に保持されたウェーハの上面の高さを測定する第1測定部91と、枠体22の上面220の高さを測定する第2測定部92とを備え、第1測定部91の測定値と第2測定部92の測定値との差をウェーハの厚さとして算出する。
図2に示すように、マウントディスク6は円環状に形成されている。マウントディスク6の下面、すなわち研削ホイール34が装着される装着面60には、下方に突出する円柱状の2つの凸部61を備えている。2つの凸部61は、同一円周上に180度離間して形成されている。
なお、凸部は、マウントディスク6と一体となっていてもよいし、脱着式としてもよい。脱着式の場合は、例えば、マウントディスク6の装着面60に雌ネジを形成し、凸部の先端に雄ネジを形成し、研削ホイールの種類によって凸部の位置を変えてもよい。また、研削ホイールの種類によって、凸部の形を多角柱に変えてもよい。
マウントディスク6には8つの雌ねじ穴62が形成されており、これらは、同一円周上に等間隔に形成されている。図2に示した例では、雌ねじ穴62が8つ形成されているが、少なくとも3つ形成されていればよい。図3に示すように、雌ねじ穴62は、マウントディスク6の上下面を貫通している。また、マウントディスク6には、図1に示した研削水流入口301から流入し、スピンドル30の内部の図示しない流路を通ってマウントディスクに流入する研削水の通り道となる研削水流路63が形成されている。
この雌ねじ穴62には、図3に示すボルト64が挿入される。ボルト64は、雄ねじ部641と、雄ねじ部641の先端に連結された首部642と、首部642の先端に連結され首部642より大径に形成され首部642より外周側にはみだして形成された円柱状の係合部643とを備えている。ボルト64にはプランジャー644を備え、係合部643は、首部642とともに雄ねじ部641に対して出没自在となっている。
図4に示すように、研削ホイール34の環状基台7の上面、すなわちマウントディスク6の装着面60に装着される被装着面70には、環状開孔71が形成されている。図5に示すように、環状基台7の内部には、環状の空間である有底の環状溝72が形成されている。環状溝72は環状開孔71よりも幅が広く、環状開孔71と上下方向に連通している。また、環状基台7には、上部が開口しマウントディスク6の研削水流路63と連通し下部が開口する研削水噴出部73を備えている。
図2に示すように、環状開孔71には、係合部643を挿通可能な、すなわち係合部643の外径より内径が若干大きく形成された円柱状の空間である挿入孔74が等間隔に形成されている。挿入孔74は、図4の例では8つ形成されているが、少なくとも3つ形成されていればよい。
環状開孔71には、マウントディスク6の凸部61が挿入される円柱状の空間である凸部挿入孔75が等間隔に形成されている。凸部挿入孔75は、凸部61と同数形成される。図2の例では2つの凸部61が180度間隔で形成されているため、これに対応して凸部挿入孔75も180度間隔で2つ形成されている。
次に、マウントディスク6に研削ホイール34の環状基台7を取り付ける手順について図5-8を参照して説明する。図5におけるマウントディスク6は、図2のA-O-B断面を示している。また、図5及び図6における研削ホイール34は、図4におけるA-O-B断面を示している。
まず、図5に示すように、ボルト64の雄ねじ部641をマウントディスク6の雌ねじ穴62に螺入し、図6に示すように、装着面60から係合部643を突出させる。次に、図4に示した挿入孔74に係合部643を挿通し、係合部642を環状溝72の深さまで挿入する。そして、係合部643が環状溝72に位置している状態で、マウントディスク6と研削ホイール34とを相対的に回転させる。
マウントディスク6と研削ホイール34との相対的な回転により、図7に示すように、首部642が環状開孔71に入り込むとともに、係合部643が環状溝72に入り込んで係合する。そして、マウントディスク6と研削ホイール34との相対的な回転をさらに続けると、環状基台7に形成された凸部挿入孔75の位置とマウントディスク6に形成された凸部61の位置とが一致する。
なお、環状溝72には、凸部挿入孔75の位置と凸部61の位置とが一致した際に、プランジャー644の先端が進入する凹部を形成しているとよい。
なお、環状溝72には、凸部挿入孔75の位置と凸部61の位置とが一致した際に、プランジャー644の先端が進入する凹部を形成しているとよい。
凸部挿入孔75の位置と凸部61の位置とが一致すると、その位置でマウントディスク6と研削ホイール34との相対的な回転を停止し、図8に示すように、その位置においてボルト64を回転させ、マウントディスク6と環状基台7とを接近させ密着させていく。これにより、凸部挿入孔75に凸部61が挿入される。そしてさらにボルト64を回転させ、マウントディスク6と研削ホイール34の環状基台7とをボルト64によって締結する。
このようにして、マウントディスク6の雌ねじ穴62に挿入されたボルト64の係合部643を環状基台7の環状溝72に係合させて環状基台7とマウントディスク6とを相対的に回転させ、凸部挿入孔75の位置と凸部61の位置とを一致させた状態でボルト64を締結することにより、研削ホイール34をマウントディスク6に装着することができる。また、ボルト64を緩め、環状基台7とマウントディスク6とを相対的に回転させ、挿入孔74から係合部643を抜くことにより、研削ホイール34をマウントディスク6から取り外すことができる。
なお、挿入孔74の中心の環状溝72にプランジャー644の先端が進入する凹部を形成していてもよい。これによって、作業者は、研削ホイール34をマウントディスク6から取り外す位置になったことが知る事ができる。
なお、挿入孔74の中心の環状溝72にプランジャー644の先端が進入する凹部を形成していてもよい。これによって、作業者は、研削ホイール34をマウントディスク6から取り外す位置になったことが知る事ができる。
このように、マウントディスク6に複雑な機構を備えることなく、研削ホイール34の交換を容易に行うことができるため、マウントディスク6が重くなるのを回避することができる。したがって、スピンドル30を回転させるモータ31のコントローラの設定を変えずに済む。また、マウントディスク6が研削ホイール34を吸引力によって保持する必要もないため、吸引源と連通させる必要がなく、スピンドル30を交換する必要もない。さらに、ボルトを
なお、本実施形態の環状基台7には、挿入孔74と凸部挿入孔75とを別個に設けたが、挿入孔74が凸部挿入孔75を兼ねていてもよい。
1:研削装置
2:チャックテーブル
21:吸引部 210:保持面
22:枠体 220:上面
23:テーブルベース 24:チャック支持部 25:荷重測定器
3:研削機構
30:スピンドル 301:研削水流入口
31:モータ 32:スピンドルハウジング 33:マウントディスク
34:研削ホイール
4:移動機構
40:ボールネジ 41:モータ 42:ガイドレール 43:スライド板
5:研削送り機構
50:ボールネジ 51:モータ 52:ガイドレール 53:昇降板 54:ホルダ
55:エンコーダ
6:マウントディスク
60:装着面 61:凸部 62:雌ねじ穴 63:研削水流路
64:ボルト
641:雄ねじ部 642:首部 643:係合部 644:プランジャー
7:環状基台
70:被装着面 71:環状開孔 72:環状溝 73:研削水噴出部 74:挿入孔
75:凸部挿入孔
8:研削砥石
9:厚み測定器 91:第1測定部 92:第2測定部
2:チャックテーブル
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Claims (3)
- 環状基台に環状に研削砥石を配置した研削ホイールを、スピンドルの先端に連結されたマウントディスクにボルトによって締結し、チャックテーブルに保持された被加工物を該研削砥石によって研削する研削装置であって、
該マウントディスクは、上下面を貫通し円周状に等間隔に配置した少なくとも3つの雌ネジ穴と、該研削ホイールを装着する装着面から突出する凸部と、を備え、
該ボルトは、雄ネジ部と、該雄ネジ部の先端に連結される首部と、該首部の先端に連結され該首部からはみ出した係合部と、を備え、
該研削ホイールは、該環状基台の被装着面に環状に形成される環状開孔と、該環状開孔に接続され該環状開孔より広い幅を有し該環状基台内に環状に形成される環状溝と、該環状開孔に少なくとも3つ配置され該係合部を該環状溝に挿入可能な挿入孔と、該凸部を挿入可能な凸部挿入孔と、を備え、
該マウントディスクに該研削ホイールを装着する際は、該雌ネジ穴に該雄ねじ部を螺入させ該装着面から該係合部を突出させ、該挿入孔から該環状溝に該係合部を挿入させ、該マウントディスクと該研削ホイールとを相対的に回転させ、該凸部挿入孔と該凸部とが一致した位置で該ボルトを回転させ、該凸部挿入孔に該凸部を挿入させるとともに、該マウントディスクと該研削ホイールとを該ボルトで締結する研削装置。 - 該凸部挿入孔は、該挿入孔である請求項1記載の研削装置。
- 該凸部、該係合部、該挿入孔、該凸部挿入孔は円柱状に形成される、請求項1記載の研削装置。
Priority Applications (6)
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