JP4057136B2 - 平面研削盤の研削液供給装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面研削盤の研削液供給装置に関し、シリコンウェーハ等の被削材を研削する際に、砥石の内周側から研削点に研削液を供給するようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
平面研削盤によりシリコンウェーハ等の被削材の片面研削又は両面同時研削を行う場合、研削液供給装置により砥石の研削点に研削液を供給しながら被削材を研削する。
従来、研削液供給装置による研削液の供給方式として、砥石の研削点に外周側から研削液を供給する方式と、砥石の研削点に内周側から供給する方式とがある。
前者の外周側供給方式を採用した研削液供給装置は、砥石の外周側に研削液用の噴射ノズルを配置し、この噴射ノズルから砥石の研削点に向かって研削液を噴射するようになっている。
また後者の内周側供給方式を採用した研削液供給装置には、例えば特開昭６０−２５９３７８号公報（以下、公報１という）、特開昭６３−２８８６５４号公報（以下、公報２という）、特許第２６７４４８７号公報（以下、公報３という）、特開平９−３００２１４号公報（以下、公報４という）に記載されたもの等がある。
【０００３】
この公報１に記載の研削液供給装置は、砥石軸の砥石本体の下側に噴射ノズルを配置し、この噴射ノズルから砥石本体に対して斜め上方向に研削液を噴射し、研削液が砥石本体に当たったときの反射力と研削時の砥石本体の回転による遠心力とを利用して、砥石の研削点に研削液を供給するようになっている。
また公報２及び公報３に記載の研削液供給装置は、砥石軸の砥石本体内に、その中心側から砥石の内周側に向かって斜め下方に傾斜するノズル孔を放射状に形成し、研削時の遠心力を利用して各ノズル孔から砥石の研削点に研削液を供給するようになっている。
更に公報４に記載の研削液供給装置は、砥石軸の砥石本体に、その中心に供給通路を形成すると共に、砥石本体の下面側に略同心状に凹部を形成し、この凹部内に供給通路に対向して円板状の飛散板を配置し、この飛散板の外周側の環状の飛散通路から、研削時の遠心力により砥石の研削点に研削液を供給するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の外周側供給方式の場合、研削時の砥石の回転に伴う遠心力に抗して研削液を供給するため、その遠心力に勝る流速で噴射ノズルから研削液を噴射する必要となる。しかし、これでは噴射ノズルの調整が難しく、研削液を適正な流速で均一に供給することが困難である。そして、噴射ノズルの調整が悪ければ、ウェーハ変形の原因となる欠点がある。
内周側供給方式は、研削時の遠心力を利用して研削液を供給できるため、外周側供給方式の欠点を容易に解消できる利点がある。
しかし、公報１の研削液供給装置は、噴射ノズルにより砥石本体の下面側に研削液を噴射するため、研削時の遠心力を利用して研削点に研削液を送ることができるが、依然として噴射ノズルの調整の問題があり、また研削液の飛散量を十分に確保し難い欠点がある。しかも、被削材の内面研削には使用できない欠点がある。
【０００５】
公報２及び公報３の研削液供給装置は、公報１の場合に比較して研削液の飛散量の確保が容易であり、被削材の内面研削にも容易に採用できる利点がある。しかし、この研削液供給装置では、砥石本体内に放射状にノズル孔があるため、砥石本体側の加工が複雑であり、製作コストがアップする欠点がある。
公報４の研削液供給装置は、砥石本体の凹部内に飛散板を配置した構造であるため、公報１〜３の研削液供給装置の問題点を解消できる。しかし、この研削液供給装置では、飛散板の軽量化が困難であり、飛散板の交換等に際しての着脱が困難であると共に、飛散通路の出口側を調整し難く、しかも製作コストがアップする欠点がある。
【０００６】
即ち、飛散板は、下面側が平坦状であって、上面側に、中央部分の盛り上がり部と、外周部分の環状の平坦部と、この両者を接続する環状の傾斜部とを夫々略同心状に形成している。このため、飛散板の肉厚が大であって重量的に非常に重たくなり、飛散板の交換、メンテナンス等に際して、その着脱が困難である。
また飛散板が外周部分に平坦部を有する円盤状であり、この飛散板の外周面に対応する砥石本体の周壁部の内周面が円筒面形状であるため、飛散板を一旦製作すれば、その後に飛散通路の出口側の開口量を調整し難い欠点がある。
しかもこの飛散板は、形状的に切削加工により製作する必要があり、製作コストがアップする欠点がある。
本発明は、かかる従来の課題に鑑み、飛散板の構造が簡単で飛散板を容易且つ安価に製作できると共に、飛散板が軽く交換等に際しての着脱を容易にでき、しかも飛散通路の出口側を容易に調整できる平面研削盤の研削液供給装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、周方向に複数本のボルトにより砥石軸のフランジ部に固定された砥石本体の砥石側の凹部内に飛散板を配置し、前記砥石軸側の供給通路から前記飛散板側に供給された研削液を、砥石の回転時の遠心力により、前記砥石本体のテーパー面と前記飛散板のテーパー部との間の飛散通路を経て前記砥石の研削点側に送るようにした平面研削盤の研削液供給装置において、前記砥石本体は、前記供給通路に連通して形成された内周側の供給孔と、前記ボルトの頭部よりも前記フランジ部と反対側の端面に、前記供給孔側から前記ボルトの外側に跨がって前記砥石軸の軸心と直角に形成された平坦面と、該平坦面の外周から前記砥石側に向かって外広がり状に形成された前記テーパー面とを略同心状に備え、前記飛散板は、前記供給孔及び前記平坦面に対向して該平坦面との間に所定の間隔を置いて略平行に配置され且つ前記ボルトよりも内側で周方向に複数個のボス部を介して前記砥石本体に固定された拡散部と、該拡散部の外周から前記砥石側に一体に屈曲し且つ前記テーパー面との間で周方向の全周が連通する前記飛散通路を形成する前記テーパー部とを略同心状に備え、前記平坦面と前記拡散部との間に、前記供給孔からの研削液を外周側の前記飛散板へと拡散させる拡散通路を形成したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳述する。
図面はシリコンウェーハ等の被削材の両面を同時に研削する横型両頭平面研削盤に採用した場合の研削液供給装置を例示する。
図１及び図２において、1 はシリコンウェーハ等の被削材である。2 は横型両頭平面研削盤の砥石台で、この砥石台2 は図外のベッド上に相対向して設置されている。3 は砥石軸で、砥石台2 の軸受ケース2a等により水平方向に支持され、軸心廻りに回転自在である。砥石軸3 には、相対向する一端側に、リング状の砥石4 を備えた砥石本体5 が着脱自在に装着され、他端側にベルト伝動機構6 が設けられている。なお、ベルト伝動機構6 は図外の駆動源に接続されている。
砥石軸3 は、一端側に一体に形成されたフランジ部7 と、略中心部に軸方向の全長に亘って貫通状に形成さた供給通路8 とを備え、そのフランジ部7 の砥石台2 と反対側に、砥石本体5 が着脱自在に装着されている。
【０００９】
供給通路8 は研削液の供給用であって、砥石軸3 の他端側で回転管継ぎ手、供給管等を介して研削液供給源に接続されている。なお、研削液は砥石軸3 の軸心方向の中途で供給通路8 に供給するようにしても良い。その場合には、供給通路8 の他端側を栓で閉塞するか、又は砥石軸3 に、そのフランジ部7 側から軸方向の中途部まで供給通路8 を形成しても良い。
砥石本体5 は、図３に示すように、円盤状の底壁部10と、この底壁部10の外周側からフランジ部7 と反対側に軸心方向に突出する周壁部11とを略同心円状に備え、これら底壁部10と周壁部11とにより、砥石4 側に開放する凹部9 が形成されている。砥石本体5 には、周壁部11の先端面に砥石4 が、凹部9 内に飛散板12が夫々着脱自在に装着されている。砥石4 はシリコンウェーハ等の被削材1 を研削するためのもので、砥石軸3 に対して略同心状に設けられている。
【００１０】
砥石本体5 の底壁部10には、その中心側に砥石軸3 の供給通路8 よりも大径で且つこの供給通路8 に連通する供給孔13が略同心円状に形成されている。砥石本体5 は、供給孔13側に嵌合するフランジ部7 の位置決め突部14により砥石軸3 に対して略同心状に位置決めされ、位置決め突部14の外周側に配置された周方向に複数本の固定具、例えばボルト21により底壁部10側がフランジ部7 に締結されている。位置決め突部14は、供給通路8 の一端側を取り囲むように、フランジ部7 の端面から砥石本体5 側に軸方向に突出して形成されている。
なお、供給孔13の内径は、軸方向の全長に亘って同一径であって、位置決め突部14に嵌合する部分が位置決め孔となっているが、位置決め孔を小径にし、これよりも供給孔13側を大径にしても良い。また砥石本体5 側に供給孔13を取り囲むように位置決め突部14を設け、この位置決め突部14が嵌合する位置決め孔をフランジ部7 側に設けても良い。
【００１１】
砥石本体5 の底壁部10は、凹部9 側が砥石軸3 の軸心方向と直角方向の平坦面15になっており、また周壁部11の内周側の全周は、砥石4 側に向かって所定角度で傾斜して外広がり状に拡開するテーパー面16となっている。なお、底壁部10の凹部9 側は、平坦面15以外の形状に構成しても良い。
飛散板12は、砥石本体5 の底壁部10との間に拡散通路17を、周壁部11との間に飛散通路18を夫々形成し、砥石軸3 の供給通路8 から供給された研削液を研削時の遠心力により飛散させて、飛散通路18の出口側から研削液を砥石4 の研削点側に送るためのものである。飛散板12は、供給通路8 に対向する拡散部19と、この拡散部19の外周側に一体に屈曲形成されたテーパー部20とを備え、板金、その他の適宜薄板材により構成されている。
なお、飛散板12は、コスト的には板金加工、プレス加工等により製作するのが望ましい。勿論、その他の機械的な加工方法で製作することも可能である。
【００１２】
飛散板12の拡散部19は、底壁部10側の平坦面15に対応する大きさの円板状に形成された平板部により構成されている。拡散部19は、供給孔13の外側近傍で底壁部10側に突出する複数個のボス部22を周方向に等間隔をおきに一体に備え、その各ボス部22に挿通された複数本の固定具、例えばボルト23によって底壁部10側に着脱自在に固定され、砥石本体5 の底壁部10と略平行で砥石軸3 の軸方向と略直角になっている。
なお、拡散部19は円板状の平板部により構成する他、底壁部10側に球面状に突出する突出球面部、又は底壁部10と反対側に球面状に凹入する凹入球面部等によって構成しても良い。要するに拡散部19は、供給通路8 から飛散板12側に供給された研削液を、その全周に略均等に拡散できる構造であれば良い。
【００１３】
ボス部22は所定の長さを有し、砥石本体5 の底壁部10と飛散板12の拡散部19との間には、ボス部22の寸法に応じた所定の間隙があり、その部分が拡散通路17となっている。なお、ボス部22は、飛散板12の拡散部19に一体に成形する他、拡散部19から分離して飛散板12とは別構造にしても良い。
飛散板12のテーパー部20は、拡散部19の外周側に周方向の全周に亘って設けられており、拡散部19の外周側から砥石4 側に一体に屈曲形成され且つ周壁部11のテーパー面16に沿って砥石4 側に外広がり状になっている。周壁部11側のテーパー面16と飛散板12のテーパー部20との間には、周方向の全周に亘って略均等な所定の間隙があり、その部分が外広がり状の飛散通路18となっている。
なお、周壁部11の内周側は、砥石4 側の端部を除く略全体がテーパー面16となっているが、砥石4 の研削点側に研削液を円滑に送り得る構造であれば良く、必ずしも略全体がテーパー面16でなくても良い。例えばテーパー面16に代えて、若干球面状に湾曲させて形成しても良い。
また飛散板12のテーパー部20は、砥石本体5 の周壁部11の先端から突出しない寸法になっている。
【００１４】
上記構成の横型両頭平面研削盤において、シリコンウェーハ等の被削材1 の両面同時研削を行う場合には、砥石軸3 の供給通路8 から飛散板12、拡散通路17及び飛散通路18を経て砥石4 の研削点側に研削液を供給しながら行う。
砥石軸3 の供給通路8 から飛散板12側に研削液を供給すると、その研削液は、先ず飛散板12の拡散部19に当たった後、この拡散部19と砥石本体5 の底壁部10との間の拡散通路17に沿って全周に拡散しながら外側へと流れる。
この時、飛散板12の拡散部19が砥石軸3 の軸方向と略直角であり、この拡散部19と底壁部10の平坦面15との間が拡散通路17となっているので、拡散部19に当たった研削液を拡散通路17内の全周に亘って略均等に拡散させることができる。また拡散通路17にはボス部22があるが、このボス部22は供給孔13の近傍で周方向に等間隔にあるため、これによって研削液に偏流が生じることもない。
【００１５】
一方、シリコンウェーハの研削時には、砥石本体5 及び飛散板12が砥石軸3 と一体に高速回転している。このため飛散板12に衝突して拡散通路17の全周に拡散した研削液は、砥石本体5 及び飛散板12の回転に伴う遠心力を受けながら所定の流速で飛散通路18側へと流れた後、飛散通路18の出口側から遠心力によって砥石4 の内周側へと飛散し、砥石4 の研削点に供給される。
研削液は、飛散通路18を通過する時に、砥石本体5 の周壁部11のテーパー面16に沿って案内されるので、このテーパー面16によって更に遠心力を受ける。また周壁部11側のテーパー面16と対向するテーパー部20を飛散板12側にあり、その両者間が飛散通路18となっているため、テーパー面16で研削液が遠心力を受けることと相俟って、拡散通路17から飛散通路18側への研削液の流れが非常に円滑であり、研削時の遠心力を利用して十分な流速で、しかも周方向の全周に亘って略均等に研削液を飛散させることができる。
【００１６】
飛散板12は、砥石本体5 の底壁部10側に対応する拡散部19と、周壁部11のテーパー面16に対応するテーパー部20とを備え、これらを薄板材により一体に構成しているため、飛散板12自体の構造が非常に簡単であり、薄板材のプレス加工、板金加工等によって容易且つ安価に製作することが可能である。
またメンテナンス、交換等で飛散板12を着脱する場合には、ボルト23を抜いて飛散板12を砥石本体5 から取り外すが、飛散板12が薄板材の一体成形品であるため、重量的に軽量化でき、着脱に際しての取り扱いが非常に容易である。
更に薄板材のプレス加工、板金加工等によって飛散板12を製作できるため、例えば、図３に仮想線で示すように、適宜工具等を使用してテーパー部20の角度を調整し、飛散通路18の出口側を狭く絞ったり、逆に広げたりすることが可能である。従って、飛散板12の製作後においても、飛散通路18の出口側の開口量を容易に調整できる利点がある。
【００１７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
例えば実施形態では、横型両頭平面研削盤について例示しているが、単頭式のでも同様に実施でき、また両頭、単頭の別を問わず、縦型の平面研削盤でも同様に実施可能である。
また被削材1 としてシリコンウェーハを具体的に例示しているが、シリコンウェーハ以外の各種の被削材1 を研削する場合にも、前述と同様に実施できる。
砥石本体5 は、内側に凹部9 を形成するように周壁部11を備えておれば良く、その周壁部11の外周側は円筒面状、テーパー状の何れであっても良い。
飛散板12には適当な板厚の板材を使用すれば良く、必ずしも薄板材に限定されるものではない。また薄板材等の板材を使用せずに、切削加工によって製作しても良い。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、砥石本体は、供給通路に連通して形成された内周側の供給孔と、ボルトの頭部よりもフランジ部と反対側の端面に、供給孔側からボルトの外側に跨がって砥石軸の軸心と直角に形成された平坦面と、該平坦面の外周から砥石側に向かって外広がり状に形成されたテーパー面とを略同心状に備え、飛散板は、供給孔及び平坦面に対向して該平坦面との間に所定の間隔を置いて略平行に配置され且つボルトよりも内側で周方向に複数個のボス部を介して砥石本体に固定された拡散部と、該拡散部の外周から砥石側に一体に屈曲し且つテーパー面との間で周方向の全周が連通する飛散通路を形成するテーパー部とを略同心状に備え、平坦面と拡散部との間に、供給孔からの研削液を外周側の飛散板へと拡散させる拡散通路を形成しているので、飛散板の構造が簡単で飛散板を容易且つ安価に製作できると共に、飛散板が軽く交換等に際しての着脱を容易にでき、しかも飛散通路の出口側を容易に調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す砥石台側の正面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す砥石側の側面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す砥石本体側の一部破断拡大図である。
【符合の説明】
3 砥石軸
4 砥石
5 砥石本体
9 凹部
11 周壁部
12 飛散板
16 テーパー面
18 飛散通路
19 拡散部
20 テーパー部
22 ボス部
23 ボルト

Claims (4)

1. 周方向に複数本のボルトにより砥石軸のフランジ部に固定された砥石本体の砥石側の凹部内に飛散板を配置し、前記砥石軸側の供給通路から前記飛散板側に供給された研削液を、砥石の回転時の遠心力により、前記砥石本体のテーパー面と前記飛散板のテーパー部との間の飛散通路を経て前記砥石の研削点側に送るようにした平面研削盤の研削液供給装置において、前記砥石本体は、前記供給通路に連通して形成された内周側の供給孔と、前記ボルトの頭部よりも前記フランジ部と反対側の端面に、前記供給孔側から前記ボルトの外側に跨がって前記砥石軸の軸心と直角に形成された平坦面と、該平坦面の外周から前記砥石側に向かって外広がり状に形成された前記テーパー面とを略同心状に備え、前記飛散板は、前記供給孔及び前記平坦面に対向して該平坦面との間に所定の間隔を置いて略平行に配置され且つ前記ボルトよりも内側で周方向に複数個のボス部を介して前記砥石本体に固定された拡散部と、該拡散部の外周から前記砥石側に一体に屈曲し且つ前記テーパー面との間で周方向の全周が連通する前記飛散通路を形成する前記テーパー部とを略同心状に備え、前記平坦面と前記拡散部との間に、前記供給孔からの研削液を外周側の前記飛散板へと拡散させる拡散通路を形成したことを特徴とする平面研削盤の研削液供給装置。
2. 前記拡散部は周方向に等間隔に配置された複数個の前記ボス部と、該各ボス部に挿通する複数本のボルトとにより前記砥石本体に着脱自在に固定したことを特徴とする請求項１に記載の平面研削盤の研削液供給装置。
3. 前記砥石本体は、前記供給孔及び前記平坦面が形成され且つ前記フランジ部に固定された底壁部と、該底壁部の外周側から前記砥石側に突出し且つ前記テーパー面が形成された周壁部とを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の平面研削盤の研削液供給装置。
4. 前記拡散部と前記テーパー部とを薄板材により一体に構成し、前記拡散部に前記ボス部を一体に構成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の平面研削盤の研削液供給装置。

Images