JP5460344B2

JP5460344B2 - Grinding equipment

Info

Publication number: JP5460344B2
Application number: JP2010005699A
Authority: JP
Inventors: 健太郎和田; 友加里間下
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-01-14
Filing date: 2010-01-14
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2030-01-14
Also published as: JP2011143501A

Description

本発明は、回転及び移動する保持テーブルを有し、保持テーブルに保持されたワークを研削する研削装置に関する。 The present invention relates to a grinding apparatus that has a holding table that rotates and moves, and that grinds a workpiece held on the holding table.

ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが分割予定ラインによって区画されてその表面に複数形成された半導体ウエーハや、樹脂基板、電子部品に使用される各種セラミックス基板やガラス基板等の板状物は、研削・研磨装置によって裏面が研削・研磨されて所定の厚さに形成された後、ダイシング装置やレーザー加工装置によって個々のデバイスに分割され、分割された各デバイスは各種電子機器に利用されている。 Grinding and polishing of semiconductor wafers, such as ICs, LSIs, etc., which are partitioned by a line to be divided and formed on the surface, as well as various ceramic substrates and glass substrates used for resin substrates, electronic components, etc. After the back surface is ground and polished by an apparatus to have a predetermined thickness, it is divided into individual devices by a dicing apparatus or a laser processing apparatus, and each divided device is used in various electronic devices.

近年、これらの板状物は１ワーク当たりのチップの取り量を増やすために大型化が進んでおり、特に半導体ウエーハにおいてはφ４５０ｍｍとする規格化が進められている。一方、これら板状物の裏面を研削・研磨する装置としては粗研削手段と仕上げ研削（研磨）手段とを備えたグラインダと称する研削・研磨装置が広く使用されている。 In recent years, these plate-like objects have been increased in size in order to increase the amount of chips taken per work, and in particular, standardization of φ450 mm has been promoted for semiconductor wafers. On the other hand, as a device for grinding and polishing the back surface of these plate-like objects, a grinding and polishing device called a grinder provided with rough grinding means and finish grinding (polishing) means is widely used.

研削・研磨装置は、被加工物を保持する複数の保持テーブルがターンテーブル上に周方向に等間隔離間して設けられており、被加工物が保持テーブルに保持された状態でターンテーブルが回転していくことで、ターンテーブルに対峙して配設された研削手段又は研磨手段によって、順次粗研削から仕上げ研削又は研磨へと一連の加工が施される（例えば特許文献１参照）。 In the grinding / polishing apparatus, a plurality of holding tables for holding a workpiece are provided on the turntable at equal intervals in the circumferential direction, and the turntable rotates while the workpiece is held on the holding table. By doing so, a series of processing is sequentially performed from rough grinding to finish grinding or polishing by the grinding means or the polishing means arranged to face the turntable (see, for example, Patent Document 1).

特開２００１−２８４３０３号公報JP 2001-284303 A

ところが、ターンテーブルの回転により保持テーブルを所定の位置に移動させる構成では、ターンテーブルを駆動させたり個々の保持テーブルを駆動させるための配線や配管を装置内に設置する必要があり、可動部も多いため、組立作業が煩雑であるという問題があった。 However, in the configuration in which the holding table is moved to a predetermined position by rotating the turntable, it is necessary to install wiring and piping for driving the turntable or driving each holding table in the apparatus, and a movable part is also provided. There are many problems that the assembly work is complicated.

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、組立が煩雑でなく、ターンテーブルに代わる構造の保持テーブル移動機構を備えた研削装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a grinding apparatus including a holding table moving mechanism having a structure that is not complicated to assemble and that replaces a turntable. is there.

本発明は、ワークを保持する保持面を有する保持テーブルと、保持テーブルの保持面に対して垂直な方向を回転軸として保持テーブルを回転可能に支持する回転支持機構と、保持テーブルに保持したワークを研削加工する研削機構と、保持テーブルを研削機構が有する研削工具に対向する位置に位置付ける保持テーブル移動機構と有する研削装置に関するもので、保持テーブル移動機構は、保持テーブルの保持面の反対面に配置された第一の永久磁石と、保持テーブルの保持面の反対面に対向する位置に保持テーブルの移動経路に沿って配設された第一の電磁石とから構成され、回転支持機構は、保持テーブルの外周側面に配置された第二の永久磁石と、保持テーブルの外周側面を囲繞する位置に配置された第二の電磁石が配設された保持テーブル移動規制部と、保持テーブル移動規制部を保持テーブルの移動経路に沿っての移動を妨げる規制位置と保持テーブルの移動経路に沿っての移動を許容する許容位置とに選択的に位置付ける規制部駆動部とから構成されることを特徴とする。 The present invention relates to a holding table having a holding surface for holding a workpiece, a rotation support mechanism for rotatably supporting the holding table about a direction perpendicular to the holding surface of the holding table, and a workpiece held on the holding table. And a holding table moving mechanism for positioning the holding table at a position facing the grinding tool of the grinding mechanism. The holding table moving mechanism is disposed on the opposite surface of the holding surface of the holding table. The first permanent magnet arranged and the first electromagnet arranged along the movement path of the holding table at a position facing the opposite surface of the holding surface of the holding table. A holding tape provided with a second permanent magnet arranged on the outer peripheral side of the table and a second electromagnet arranged at a position surrounding the outer peripheral side of the holding table. And a restricting portion that selectively positions the holding table movement restricting portion at a restricting position that prevents movement of the holding table along the moving path and an allowable position that allows movement of the holding table along the moving route. And a drive unit.

上記研削装置においては、第一の永久磁石と第一の電磁石との間を液体で満たす液体供給機構を備えることが望ましい。 The grinding apparatus preferably includes a liquid supply mechanism that fills a space between the first permanent magnet and the first electromagnet.

本発明では、磁力を用いて保持テーブルを支持して回転（自転）と公転移動とを実現するため、複雑な配線や配管が不要となり、従来のターンテーブルを使用した構造よりもシンプルな構造とすることができる。また、第一の永久磁石と第一の電磁石との間を液体で満たす液体供給機構を備えると、装置本体と保持テーブルとの間にコンタミ等のゴミが溜まるのを防止することが出来る。 In the present invention, the holding table is supported using magnetic force to achieve rotation (spinning) and revolving movement, so that complicated wiring and piping are not required, and the structure is simpler than a structure using a conventional turntable. can do. In addition, if a liquid supply mechanism that fills the space between the first permanent magnet and the first electromagnet is provided, it is possible to prevent dirt and the like from accumulating between the apparatus main body and the holding table.

研削装置の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the example of a grinding device. 回転支持機構及び保持テーブル移動機構により支持された保持テーブルを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the holding table supported by the rotation support mechanism and the holding table moving mechanism. 保持テーブルを示す平面図である。It is a top view which shows a holding table. 保持テーブルを示す底面図である。It is a bottom view which shows a holding table. 保持テーブルを示す側面図である。It is a side view which shows a holding table. 保持テーブルの内部構造を略示的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the internal structure of a holding table. 保持テーブルの自転及び公転のためのベース機構を示す平面図である。It is a top view which shows the base mechanism for the rotation and revolution of a holding table. ベース機構及び保持テーブルを示す斜視図である。It is a perspective view which shows a base mechanism and a holding table. 保持テーブル移動規制部が許容位置にある場合における図７のＢ−Ｂ切断線端面と保持テーブルとの関係を略示的に示す端面図である。FIG. 8 is an end view schematically showing the relationship between the BB cutting line end face of FIG. 7 and the holding table when the holding table movement restricting portion is in the allowable position. 保持テーブル移動規制部が規制位置にある場合における図７のＢ−Ｂ切断線端面と保持テーブルとの関係を示す略示的に端面図である。FIG. 8 is a schematic end view showing the relationship between the BB cutting line end face of FIG. 7 and the holding table when the holding table movement restricting portion is in the restricting position. 図７のＡ−Ａ線切断線端面と保持テーブルとの関係を略示的に示す端面図である。FIG. 8 is an end view schematically showing a relationship between an end surface along the line AA in FIG. 7 and a holding table. ワークを研削する状態を略示的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which grinds a workpiece | work schematically. 研削後のワークを搬送する直前の状態を略示的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the state just before conveying the workpiece | work after grinding. 搬送のためにワークを吸着する状態を略示的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the state which adsorb | sucks a workpiece | work for conveyance. 保持テーブルの下面の第一の永久磁石と第一の電磁石との間を水で満たした状態を略示的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the state with which the space between the 1st permanent magnet and the 1st electromagnet of the lower surface of a holding table was satisfy | filled with water. 保持テーブルの下面の第一の永久磁石と第一の電磁石との間を研削水で満たした状態を略示的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the state with which the space between the 1st permanent magnet and the 1st electromagnet of the lower surface of a holding table was satisfy | filled with the grinding water.

図１に示す研削装置１は、複数（図示の例では３つ）の保持テーブル２に保持されたワークを２つの研削機構３ａ、３ｂによって研削加工する装置であり、装置の前部側には、研削前の板状のワークを収容するカセット４０ａと研削後の板状のワークを収容するカセット４０ｂとがそれぞれ載置台４ａ、４ｂに載置されている。 A grinding apparatus 1 shown in FIG. 1 is an apparatus that grinds a workpiece held by a plurality of (three in the illustrated example) holding table 2 by two grinding mechanisms 3a and 3b. The cassette 40a for storing the plate-shaped workpiece before grinding and the cassette 40b for storing the plate-shaped workpiece after grinding are mounted on the mounting tables 4a and 4b, respectively.

カセット４０ａ及びカセット４０ｂの開口部に対面する位置には、カセット４０ａからのワークの搬出及びカセット４０ｂへのワークの搬入を行う搬出入機構５が配設されている。搬出入機構５は、ワークを保持する保持部５０と、保持部５０を回動させる回動部５１と、屈曲自在なアーム部５２とを備えている。 At a position facing the openings of the cassette 40a and the cassette 40b, a loading / unloading mechanism 5 for carrying out the workpiece from the cassette 40a and loading the workpiece into the cassette 40b is disposed. The carry-in / out mechanism 5 includes a holding unit 50 that holds a workpiece, a rotating unit 51 that rotates the holding unit 50, and a bendable arm unit 52.

搬出入機構５を構成する保持部５０の可動範囲には、ワークを所定の位置に位置合わせする位置合わせ機構６が配設されている。位置合わせ機構６は、ワークを吸着する保持部６０と、放射状に形成された複数の長孔６１と、長孔６１を移動可能な突き当て部材６２とから構成され、複数の突き当て部材６２が互いが近づく方向に移動して保持部６０に載置されたワークの周縁部を押すことによりワークを一定の位置に位置合わせすることができる。 An alignment mechanism 6 that aligns the workpiece at a predetermined position is disposed in the movable range of the holding portion 50 that constitutes the carry-in / out mechanism 5. The alignment mechanism 6 includes a holding unit 60 that sucks a workpiece, a plurality of radially formed long holes 61, and an abutting member 62 that can move through the long holes 61. The workpieces can be aligned at a certain position by moving in the direction in which they approach each other and pushing the peripheral edge of the workpiece placed on the holding unit 60.

位置合わせ機構６の近傍には、ワークを位置合わせ機構６から３つの保持テーブル２のいずれかに搬送する第一の搬送機構７が配設されている。第一の搬送機構７は、ワークを吸着する吸着部７０と、吸着部７０を旋回及び昇降させるアーム部７１とを備えている。 In the vicinity of the alignment mechanism 6, a first conveyance mechanism 7 that conveys the workpiece from the alignment mechanism 6 to one of the three holding tables 2 is disposed. The first transport mechanism 7 includes a suction unit 70 that sucks a workpiece and an arm unit 71 that turns and lifts the suction unit 70.

搬出入機構５を構成する保持部５０の可動範囲には、研削加工後のワークを洗浄する洗浄機構８が配設されている。洗浄機構８は、ワークを保持して回転及び昇降可能な保持テーブル８０と、回転するワークに対して洗浄液及びエアーを噴出する図示しないノズル等を備えている。 A cleaning mechanism 8 that cleans the workpiece after grinding is disposed in the movable range of the holding unit 50 constituting the carry-in / out mechanism 5. The cleaning mechanism 8 includes a holding table 80 that holds a workpiece and can be rotated and raised and lowered, and a nozzle (not shown) that ejects cleaning liquid and air to the rotating workpiece.

洗浄機構８の近傍には、洗浄後のワークをいずれかの保持テーブル２から洗浄機構８の保持テーブル８に搬送する第二の搬送機構９が配設されている。第二の搬送機構９は、ワークを吸着する吸着部９０と、吸着部９０を旋回及び昇降させるアーム部９１とを備えている。 In the vicinity of the cleaning mechanism 8, a second transport mechanism 9 that transports the cleaned workpiece from any one of the holding tables 2 to the holding table 8 of the cleaning mechanism 8 is disposed. The second transport mechanism 9 includes an adsorption unit 90 that adsorbs a workpiece, and an arm unit 91 that turns and lifts the adsorption unit 90.

研削機構３ａ、３ｂは、構造が同様であるため、共通の符号を付して説明する。研削機構３ａ、３ｂは、保持テーブル２に保持されたワークに作用して研削加工を行う研削工具３０と、研削工具３０を支持する支持マウント３１と、支持マウント３１を先端部において支持し鉛直方向にのびる回転軸３２と、回転軸３２を回転させるモータ３３とを備えている。研削工具３０は、支持マウント３１に固定された基台３００と、基台３００の下面に固着された複数の砥石３０１とから構成される。なお、なお、研削機構３ａを構成する砥石３０１は粗研削用のもの、研削機構３ｂを構成する砥石３０１は仕上げ研削用のものである。 Since the grinding mechanisms 3a and 3b have the same structure, they will be described with common reference numerals. The grinding mechanisms 3a and 3b are a grinding tool 30 that acts on the work held by the holding table 2 to perform grinding, a support mount 31 that supports the grinding tool 30, and a support mount 31 that supports the tip of the support mount 31 in the vertical direction. A rotating shaft 32 that extends and a motor 33 that rotates the rotating shaft 32 are provided. The grinding tool 30 includes a base 300 fixed to the support mount 31 and a plurality of grindstones 301 fixed to the lower surface of the base 300. The grindstone 301 constituting the grinding mechanism 3a is for rough grinding, and the grindstone 301 constituting the grinding mechanism 3b is for finish grinding.

研削機構３ａ、３ｂは、加工送り機構１０ａ、１０ｂによって昇降動可能となっている。加工送り機構１０ａ、１０ｂは、構造が同様であるため、共通の符号を付して説明する。加工送り機構１０ａ、１０ｂは、鉛直方向の軸心を有するボールスクリュー１００と、ボールスクリュー１００と平行に配設された一対のガイドレール１０１と、ボールスクリュー１００を回動させるパルスモータ１０２と、ボールスクリュー１００に螺合するナット（図示せず）を内部に有するとともに側部がガイドレール１０１に摺接する摺動基台１０３とを備えており、パルスモータ１０２によって駆動されてボールスクリュー１０１が回動するのにともない摺動基台１０３がガイドレール１０１に案内されて昇降動する構成となっている。摺動基台１０３に固定された支持部１０４は、研削機構３ａ、３ｂを支持しているため、摺動基台１０３の昇降動により研削機構３ａ、３ｂも昇降動する構成となっている。 The grinding mechanisms 3a and 3b can be moved up and down by the processing feed mechanisms 10a and 10b. Since the processing feed mechanisms 10a and 10b have the same structure, they will be described with common reference numerals. The processing feed mechanisms 10a and 10b include a ball screw 100 having a vertical axis, a pair of guide rails 101 arranged in parallel to the ball screw 100, a pulse motor 102 that rotates the ball screw 100, a ball A nut (not shown) that is screwed into the screw 100 is provided inside, and a sliding base 103 whose side is in sliding contact with the guide rail 101 is provided. The ball screw 101 is rotated by being driven by the pulse motor 102. Accordingly, the sliding base 103 is guided by the guide rail 101 and moves up and down. Since the support portion 104 fixed to the sliding base 103 supports the grinding mechanisms 3a and 3b, the grinding mechanisms 3a and 3b are also moved up and down as the sliding base 103 moves up and down.

３つの保持テーブル２は、図２に示すように、それぞれが回転支持機構２０によって自転可能に支持されているとともに、保持テーブル移動機構２１によって例えば矢印Ａの方向に公転移動可能に支持されている。 As shown in FIG. 2, each of the three holding tables 2 is supported by a rotation support mechanism 20 so as to be capable of rotating, and is supported by a holding table moving mechanism 21 so as to be capable of revolving in the direction of an arrow A, for example. .

図３に示すように、各保持テーブル２の表面側には、ポーラスセラミックス等の多孔質部材により形成された保持部２２を備えており、その表面が保持面２２ａとなっている。保持部２２は枠体２３によって囲繞されており、枠体２３にはシリコンゴム等により形成される弾性シール部２３ａがリング状に埋設されている。図２に示した回転支持機構２０は、保持面２２ａに対して垂直な方向を回転軸として保持テーブル２を回転可能に支持している。一方、保持テーブル移動機構２１は、保持テーブル２を公転させることにより、図１に示した研削機構３ａ、３ｂを構成する研削工具３０を保持面２２ａに対向する位置に位置付けることができる。 As shown in FIG. 3, on the surface side of each holding table 2, a holding portion 22 formed of a porous member such as porous ceramics is provided, and the surface thereof serves as a holding surface 22a. The holding portion 22 is surrounded by a frame body 23, and an elastic seal portion 23a formed of silicon rubber or the like is embedded in the frame body 23 in a ring shape. The rotation support mechanism 20 shown in FIG. 2 supports the holding table 2 so as to be rotatable about a direction perpendicular to the holding surface 22a as a rotation axis. On the other hand, the holding table moving mechanism 21 can position the grinding tool 30 constituting the grinding mechanisms 3a and 3b shown in FIG. 1 at a position facing the holding surface 22a by revolving the holding table 2.

図４に示すように、保持テーブル２の保持面２２ａの反対面である裏面側には、同心円状に第一の永久磁石２１ａが形成されている。この第一の永久磁石２１ａは、Ｓ極とＮ極が交互に配置されて構成されている。また、保持テーブル２の裏面の中心部には、吸引源と連通する吸引孔２４が形成されている。 As shown in FIG. 4, a first permanent magnet 21 a is formed concentrically on the back surface side opposite to the holding surface 22 a of the holding table 2. The first permanent magnet 21a is configured by alternately arranging S poles and N poles. A suction hole 24 communicating with the suction source is formed at the center of the back surface of the holding table 2.

図５に示すように、保持テーブル２の外周側面には第二の永久磁石２００が配設されている。この第二の永久磁石２００は、Ｓ極とＮ極とが周方向に交互に配置されて構成されている。また、枠体２３の下方には、支持用永久磁石２５が配設されている。第二の永久磁石２００の外径は、支持用永久磁石２５より小径となっている。 As shown in FIG. 5, a second permanent magnet 200 is disposed on the outer peripheral side surface of the holding table 2. The second permanent magnet 200 is configured by alternately arranging S poles and N poles in the circumferential direction. A supporting permanent magnet 25 is disposed below the frame body 23. The outer diameter of the second permanent magnet 200 is smaller than that of the supporting permanent magnet 25.

図６に示すように、保持部２２の下方には吸引孔２４と連通する空隙２６が形成されている。吸引孔２４には、吸引孔２４を介した空隙２６から外部への気体の流れのみを許容する逆支弁２４ａが配設されている。空隙２６の側方には、外部に向けて開口する開放孔２６ａが形成されている。開放孔２６ａは、枠体２３に埋設された弾性シール部２３ａと連結された気体封止板２３ｂによって遮られ、空隙２６が開放孔２６ａを介して大気に開放されないように構成されている。気体封止板２３ｂの下方には、気体封止板２３ｂを上方に付勢することにより空隙２６が大気に開放されないようにするバネ２３ｃが配設されている。 As shown in FIG. 6, a gap 26 communicating with the suction hole 24 is formed below the holding portion 22. The suction hole 24 is provided with a reverse support valve 24 a that allows only a gas flow from the gap 26 to the outside via the suction hole 24. An open hole 26 a that opens to the outside is formed on the side of the gap 26. The open hole 26a is blocked by a gas sealing plate 23b connected to an elastic seal portion 23a embedded in the frame 23, and is configured so that the gap 26 is not opened to the atmosphere via the open hole 26a. A spring 23c is disposed below the gas sealing plate 23b so as to prevent the air gap 26 from being opened to the atmosphere by urging the gas sealing plate 23b upward.

図７に示すベース機構２ａは、３つの保持テーブル２の自転及び公転を実現する機構であり、保持テーブル移動機構２１は、外枠２１０と内枠２１１とを備えている。図８に示すように、外枠２１０の内周側は段差のある構造に形成され、段差部分の内周面及び上面には支持用永久磁石２１０ａ、２１０ｂがそれぞれ埋設されている。また、内枠２１１の外周側も段差のある構造に形成され、段差部分の外周面及び上面には支持用永久磁石２１１ａ、２１１ｂがそれぞれ埋設されている。 A base mechanism 2 a shown in FIG. 7 is a mechanism that realizes rotation and revolution of the three holding tables 2, and the holding table moving mechanism 21 includes an outer frame 210 and an inner frame 211. As shown in FIG. 8, the inner peripheral side of the outer frame 210 is formed with a stepped structure, and supporting permanent magnets 210a and 210b are embedded in the inner peripheral surface and the upper surface of the stepped portion, respectively. In addition, the outer peripheral side of the inner frame 211 is also formed with a stepped structure, and supporting permanent magnets 211a and 211b are embedded in the outer peripheral surface and the upper surface of the step portion, respectively.

図７に示すように、外枠２１０の内周と内枠２１１の外周との間には、円筒状に形成された保持テーブル移動規制部２０１が保持テーブル２と同数配設されている。保持テーブル移動規制部２０１は、図３〜５に示した保持テーブル２の枠体２３の外径と同等またはそれより若干大きい外径を有している。また、保持テーブル移動規制部２０１の内径は、保持テーブル２の第二の永久磁石２００の外径より大きく形成されている。 As shown in FIG. 7, between the inner periphery of the outer frame 210 and the outer periphery of the inner frame 211, the same number of holding table movement restricting portions 201 formed in a cylindrical shape as the holding table 2 are arranged. The holding table movement restricting portion 201 has an outer diameter that is equal to or slightly larger than the outer diameter of the frame body 23 of the holding table 2 shown in FIGS. Further, the inner diameter of the holding table movement restricting portion 201 is formed larger than the outer diameter of the second permanent magnet 200 of the holding table 2.

図７に示すように、３つの保持テーブル移動規制部２０１の下方には、すべての保持テーブル移動規制部２０１の中心の直下を通るリング状に形成された第一の電磁石２１２が配設されている。この第一の電磁石２１２は、保持テーブル２の保持面２２ａの裏面側に対向する位置に、保持テーブル２の移動経路に沿って配設されており、極性を切り替え可能な２種類の磁極が交互に配置されて構成されている。 As shown in FIG. 7, below the three holding table movement restricting portions 201, a first electromagnet 212 formed in a ring shape that passes directly under the center of all the holding table movement restricting portions 201 is disposed. Yes. The first electromagnet 212 is disposed along the movement path of the holding table 2 at a position facing the back surface side of the holding surface 22a of the holding table 2, and two types of magnetic poles whose polarity can be switched are alternated. It is arranged and configured.

図８に示すように、保持テーブル移動規制部２０１の上面には支持用永久磁石２０１ａが埋設されている。また、保持テーブル移動規制部２０１の内周面には第二の電磁石２０１ｂが埋設されている。図５に示した保持テーブル２の支持用永久磁石２５と上下方向に対面する位置に埋設された支持用永久磁石２０１ａとが反発しあうことにより、保持テーブル２が垂直方向に非接触状態で支持される。また、保持テーブル移動規制部２０１の内周面に形成された第二の電磁石２０１ｂは、図５に示した保持テーブル５の外周側面に形成された第二の永久磁石２００を囲繞して対面し、第二の電磁石２０１ｂと第二の永久磁石２００とが反発しあうことにより、保持テーブル２が水平方向に非接触状態で支持される。 As shown in FIG. 8, a supporting permanent magnet 201 a is embedded in the upper surface of the holding table movement restricting portion 201. A second electromagnet 201 b is embedded in the inner peripheral surface of the holding table movement restricting portion 201. The holding table 2 is supported in a non-contact state in the vertical direction by repulsion between the supporting permanent magnet 25 of the holding table 2 shown in FIG. 5 and the supporting permanent magnet 201a embedded in a position facing the vertical direction. Is done. Further, the second electromagnet 201b formed on the inner peripheral surface of the holding table movement restricting portion 201 faces the second permanent magnet 200 formed on the outer peripheral side surface of the holding table 5 shown in FIG. As the second electromagnet 201b and the second permanent magnet 200 repel each other, the holding table 2 is supported in a non-contact state in the horizontal direction.

第二の電磁石２０１ｂは、極性を切り替え可能な２種類の磁極が交互に配置されて構成されている。また、第一の電磁石２１２は、保持テーブル２の裏面側に形成された第一の永久磁石２１ａ（図４参照）と反発しあい、これによって保持テーブル２を非接触状態で下方から支持しており、第一の永久磁石２１ａの同心円状の円弧と第一の電磁石２１２の円弧とが交差する状態となっている。第一の電磁石２１２には、搭載しうる保持テーブル２と同数の吸引軸２１２ａが上下方向に出没自在に配設されている。吸引軸２１２ａの配設位置は、保持テーブルに対するワークの搬出入が行われる搬出入領域、研削機構３ａ、３ｂによる研削が行われる領域の計３箇所である。 The second electromagnet 201b is configured by alternately arranging two types of magnetic poles whose polarity can be switched. Further, the first electromagnet 212 repels the first permanent magnet 21a (see FIG. 4) formed on the back side of the holding table 2, thereby supporting the holding table 2 from below in a non-contact state. The concentric arc of the first permanent magnet 21a and the arc of the first electromagnet 212 intersect each other. The first electromagnet 212 is provided with the same number of suction shafts 212a as the holding table 2 that can be mounted so that it can be raised and lowered in the vertical direction. The suction shafts 212a are arranged at three positions, that is, a carry-in / out area where the work is carried in / out with respect to the holding table and an area where the grinding by the grinding mechanisms 3a, 3b is performed.

保持テーブル移動規制部２０１は、図１に示した規制部駆動部２０２による制御の下で昇降し、図９に示すように保持テーブル移動規制部２０１が下降した状態においては、保持テーブル２の公転を許容し、図１０に示すように保持テーブル移動規制部２０１が上昇した状態においては保持テーブル２の公転を規制する。保持テーブル２の移動経路に沿っての移動を妨げないときの保持テーブル移動規制部２０１の位置を許容位置といい、保持テーブル２の移動経路に沿っての移動を妨げるときの保持テーブル移動規制部２０１の位置を規制位置という。保持テーブル移動規制部２０１がとりうるこれら２つの位置は、規制駆動部２０２によって制御される。 The holding table movement restricting unit 201 moves up and down under the control of the restricting unit driving unit 202 shown in FIG. 1, and when the holding table movement restricting unit 201 is lowered as shown in FIG. And the revolution of the holding table 2 is restricted when the holding table movement restricting portion 201 is raised as shown in FIG. The position of the holding table movement restriction unit 201 when the movement of the holding table 2 along the movement path is not hindered is referred to as an allowable position, and the holding table movement restriction unit when the movement of the holding table 2 along the movement path is hindered. The position 201 is referred to as a restriction position. These two positions that the holding table movement restriction unit 201 can take are controlled by the restriction drive unit 202.

図９に示したように、保持テーブル２の公転が許容された状態では、図１１に示すように、外枠２１０に形成された支持用永久磁石２１０ａ、２１０ｂと内枠２１１に形成された支持用永久磁石２１１ａ、２１１ｂとによって支持された状態で、図７及び図８に示した第一の電磁石２１２の磁極の極性を経時的に切り替えて隣り合う磁極の極性が異なるようにすることにより、保持テーブル２は、その中心が第一の電磁石２１２のリング形状に沿って移動することにより公転する。図４に示したように、第一の永久磁石２１ａは同心円状に形成されているため、保持テーブル２は、その向きに関係なく公転することができる。 As shown in FIG. 9, in a state where the revolution of the holding table 2 is allowed, as shown in FIG. 11, the supporting permanent magnets 210 a and 210 b formed on the outer frame 210 and the support formed on the inner frame 211. By switching the polarity of the magnetic poles of the first electromagnet 212 shown in FIGS. 7 and 8 over time while being supported by the permanent magnets 211a and 211b, the polarity of the adjacent magnetic poles is different. The holding table 2 revolves when its center moves along the ring shape of the first electromagnet 212. As shown in FIG. 4, since the first permanent magnet 21a is formed concentrically, the holding table 2 can revolve regardless of its orientation.

図１０に示したように、保持テーブル２の公転が規制された状態では、保持テーブル２の支持用永久磁石２５と保持テーブル移動規制部２０１の支持用永久磁石２０１ａとが反発し、保持テーブル２が保持テーブル移動規制部２０１と非接触の状態で支持される。そして、その状態で保持テーブル移動規制部２０１の内周面に形成された第二の電磁石２０１ｂの隣り合う磁極の極性を経時的に交互に切り替えることにより、保持テーブル２の外周側面に形成された第二の永久磁石２００が回転するため、これによって保持テーブル２が自転する。 As shown in FIG. 10, in a state where the revolution of the holding table 2 is restricted, the supporting permanent magnet 25 of the holding table 2 and the supporting permanent magnet 201a of the holding table movement restricting portion 201 repel each other, and the holding table 2 Is supported in a non-contact state with the holding table movement restricting portion 201. Then, in this state, the polarity of adjacent magnetic poles of the second electromagnet 201b formed on the inner peripheral surface of the holding table movement restricting portion 201 is alternately changed over time, thereby being formed on the outer peripheral side surface of the holding table 2. Since the second permanent magnet 200 rotates, the holding table 2 rotates by this.

次に、図１に示した研削装置１を用いてワークを研削する際の装置の動作について説明する。研削対象のワークは特に限定はされないが、例えばシリコンウェーハやGaAs等の半導体ウェーハ、セラミックス、ガラス、サファイア（Al₂O₃）系の無機材料基板、板状金属や樹脂の延性材料、さらには、ミクロンオーダーからサブミクロンオーダーの平坦度（TTV：total thickness variation：ワーク被研削面を基準面として厚み方向に測定した高さのワーク被研削面の全面における最大値と最小値の差）が要求される各種加工材料が挙げられる。 Next, operation | movement of the apparatus at the time of grinding a workpiece | work using the grinding apparatus 1 shown in FIG. 1 is demonstrated. The workpiece to be ground is not particularly limited, but for example, semiconductor wafers such as silicon wafers and GaAs, ceramics, glass, sapphire (Al ₂ O ₃ ) based inorganic material substrates, ductile materials such as plate metals and resins, Flatness (TTV: total thickness variation: difference between the maximum value and the minimum value of the entire surface of the workpiece ground surface measured in the thickness direction with the workpiece ground surface as the reference surface) is required. And various processing materials.

研削対象のワークは、搬出入機構５の保持部５０がカセット４０ａに進入することによって保持され、保持部５０がカセット４０ａから退避することによって搬出される。そして、保持部５０に保持されたワークは、位置合わせ機構６の保持部６０の上に載置される。位置合わせ機構６では、突き当て部材６２が互いに近づく方に移動することによりワークが一定の位置に位置合わせされる。 The workpiece to be ground is held when the holding portion 50 of the carry-in / out mechanism 5 enters the cassette 40a, and is carried out when the holding portion 50 retreats from the cassette 40a. Then, the work held by the holding unit 50 is placed on the holding unit 60 of the alignment mechanism 6. In the alignment mechanism 6, the workpiece is aligned at a fixed position by moving the abutting members 62 toward each other.

次に、位置合わせされたワークは、搬出入機構５の保持部５０によって保持されて、最も近い位置にある保持テーブル２に搬送され載置される。そして、吸引軸２１２ａを上昇させて吸引孔２４と連結させることにより吸引孔２４を吸引源と連通させ、保持面２２ａに負圧を作用させてワークＷを保持する。次に、吸引軸２１２ａが下降して吸引孔２４との連結を解除するとともに、図９に示したように保持テーブル移動規制部２０１が下降して許容位置に位置した状態で、図７、８に示した第一の電磁石２１２の磁極を経時的に切り替えることにより、保持テーブル２を公転させて保持テーブル２に保持されたワークを図１に示した研削機構３ａの直下まで移動させる。このとき、吸引軸２１２ａが下降しても空隙２６は負圧となったままであり、保持テーブル２の保持面２２においてワークＷが吸引された状態が維持されている。また、保持テーブル２に形成された第一の永久磁石２１ａが同心円状に形成されているため、保持テーブル２の向きに関係なく確実に保持テーブル２を移動させることができる。さらに、磁極の切り替え速度の調整により、公転速度を自在に調整することができる。 Next, the aligned workpiece is held by the holding unit 50 of the carry-in / out mechanism 5 and is conveyed and placed on the holding table 2 at the nearest position. Then, the suction shaft 212a is raised and connected to the suction hole 24 so that the suction hole 24 communicates with the suction source, and a negative pressure is applied to the holding surface 22a to hold the workpiece W. Next, while the suction shaft 212a is lowered to release the connection with the suction hole 24, as shown in FIG. 9, the holding table movement restricting portion 201 is lowered and is positioned at the allowable position. By switching the magnetic poles of the first electromagnet 212 shown in FIG. 1 over time, the holding table 2 is revolved and the work held on the holding table 2 is moved to just below the grinding mechanism 3a shown in FIG. At this time, even if the suction shaft 212 a is lowered, the gap 26 remains at a negative pressure, and the state where the workpiece W is sucked is maintained on the holding surface 22 of the holding table 2. In addition, since the first permanent magnets 21 a formed on the holding table 2 are formed concentrically, the holding table 2 can be reliably moved regardless of the orientation of the holding table 2. Furthermore, the revolution speed can be freely adjusted by adjusting the switching speed of the magnetic poles.

次に、図１２に示すように、保持テーブル移動規制部２０１及び吸引軸２１２ａを上昇させて保持テーブル２に形成された吸引孔２４と吸引軸２１２ａとを連結させて吸引源と連通させ、保持面２２ａに負圧を作用させてワークＷを保持する。そして、図８に示した第二の電磁石２０１ｂの磁極を経時的に切り替えることにより保持テーブル２を自転させながら、加工送り機構１０ａによる制御によって研削機構３ａを下降させ、回転する砥石３０１をワークＷの露出面に作用させて粗研削を行う。このとき、吸引軸２１２ａは、保持テーブル２の自転時における回転軸の役目を果たす。そして、吸引軸２１２ａは、保持テーブル移動規制部２０１の支持用永久磁石２０１ａとともに上下方向に保持テーブル２を支え、回転がぶれないように作用する。 Next, as shown in FIG. 12, the holding table movement restricting portion 201 and the suction shaft 212a are raised to connect the suction hole 24 formed in the holding table 2 and the suction shaft 212a so as to communicate with the suction source and hold it. A negative pressure is applied to the surface 22a to hold the workpiece W. Then, while the holding table 2 is rotated by switching the magnetic poles of the second electromagnet 201b shown in FIG. 8 over time, the grinding mechanism 3a is lowered under the control of the processing feed mechanism 10a, and the rotating grindstone 301 is moved to the workpiece W. Rough grinding is performed by acting on the exposed surface. At this time, the suction shaft 212a serves as a rotation shaft when the holding table 2 rotates. The suction shaft 212a supports the holding table 2 in the vertical direction together with the supporting permanent magnet 201a of the holding table movement restricting portion 201, and acts so as not to rotate.

粗研削終了後は、保持テーブル移動規制部２０１及び吸引軸２１２ａを下降させ、図７、８に示した第一の電磁石２１２の磁極を経時的に切り替えることにより、保持テーブル２に保持されたワークＷを図１に示した研削機構３ｂの直下まで移動させる。このとき、空隙２６は負圧となったままであり、保持テーブル２の保持面２２においてワークＷが吸引された状態が維持されている。そして、保持テーブル移動規制部２０１及び吸引軸２１２ａを上昇させて図８に示した第二の電磁石２０１ｂの磁極を経時的に切り替えることにより保持テーブル２を自転させながら、加工送り機構１０ｂによる制御によって研削機構３ｂを下降させ、回転する砥石３０１をワークＷの露出面に作用させて仕上げ研削を行う。仕上げ研削時も、粗研削時と同様に、吸引軸２１２ａは、保持テーブル２の自転時における回転軸の役目を果たすとともに、保持テーブル移動規制部２０１の支持用永久磁石２０１ａとともに上下方向に保持テーブル２を支え、回転がぶれないように作用する。 After the rough grinding, the work table held on the holding table 2 is lowered by lowering the holding table movement restricting portion 201 and the suction shaft 212a and switching the magnetic poles of the first electromagnet 212 shown in FIGS. W is moved to just below the grinding mechanism 3b shown in FIG. At this time, the gap 26 remains at a negative pressure, and the state in which the workpiece W is sucked is maintained on the holding surface 22 of the holding table 2. Then, the holding table movement restricting portion 201 and the suction shaft 212a are raised and the magnetic pole of the second electromagnet 201b shown in FIG. The grinding mechanism 3b is lowered and the rotating grindstone 301 is applied to the exposed surface of the workpiece W to perform finish grinding. At the time of finish grinding, as in the case of rough grinding, the suction shaft 212a serves as a rotation shaft when the holding table 2 rotates, and the holding table in the vertical direction together with the supporting permanent magnet 201a of the holding table movement restricting portion 201. Supports 2 and acts so that rotation does not shake.

仕上げ研削終了後は、保持テーブル移動規制部２０１及び吸引軸２１２ａを下降させ、図７、８に示した第一の電磁石２１２の磁極を経時的に切り替えることにより、ワークが搬入された位置に保持テーブル２を戻す。そして、保持テーブル移動規制部２０１を上昇させて、図１３に示すように、図１にも示した第二の搬送機構９の吸着部９０をワークＷの直上に移動させる。ここで、図１３に示すように、吸着部９０には、保持テーブル２の枠体２３に埋設された弾性シール部２３ａを押圧するためのリング形状の押圧部９０ａが下方に突出して形成されている。そして、図１４に示すように、吸着部９０の下降によって押圧部９０ａが弾性シール部２３ａを押圧すると、気体封止板２３ｂがバネ２３ｃの付勢力に抗して下降し、これによって空隙２６が開放孔２６ａを通じて大気に開放され、保持面２２ａにおけるワークＷの吸着が解除される。 After finishing grinding, the holding table movement restricting portion 201 and the suction shaft 212a are lowered, and the magnetic poles of the first electromagnet 212 shown in FIGS. Return table 2. Then, the holding table movement restricting portion 201 is raised, and the suction portion 90 of the second transport mechanism 9 shown in FIG. 1 is moved immediately above the workpiece W as shown in FIG. Here, as shown in FIG. 13, a ring-shaped pressing portion 90 a for pressing the elastic seal portion 23 a embedded in the frame body 23 of the holding table 2 protrudes downward from the suction portion 90. Yes. Then, as shown in FIG. 14, when the pressing portion 90a presses the elastic seal portion 23a by the lowering of the adsorbing portion 90, the gas sealing plate 23b is lowered against the urging force of the spring 23c, thereby the gap 26 is formed. The air is released to the atmosphere through the opening hole 26a, and the adsorption of the work W on the holding surface 22a is released.

こうして保持面２２ａにおけるワークＷの吸着が解除されると、吸着部９０が上昇することにより、吸着部９０によって吸着されたワークＷが保持テーブル２から離脱し、図１に示した第二の搬送機構９によってワークＷが洗浄機構８に搬送され、保持テーブル８０において保持される。そして、保持テーブル８０が回転しながら洗浄液がワークＷに対して噴出されて洗浄が行われ、その後乾燥が行われる。ワークＷの洗浄後は、搬出入機構５の保持部５０がワークＷを保持し、カセット４０ｂに搬入する。 When the suction of the workpiece W on the holding surface 22a is released in this way, the suction portion 90 is lifted, so that the workpiece W sucked by the suction portion 90 is detached from the holding table 2, and the second conveyance shown in FIG. The workpiece 9 is conveyed to the cleaning mechanism 8 by the mechanism 9 and is held on the holding table 80. Then, while the holding table 80 rotates, the cleaning liquid is jetted onto the workpiece W to perform cleaning, and then drying is performed. After cleaning the workpiece W, the holding unit 50 of the carry-in / out mechanism 5 holds the workpiece W and carries it into the cassette 40b.

なお、図１５に示すように、保持テーブル２の第一の永久磁石２１ａと第一の電磁石２１２との間に形成された空間を水で満たすために、装置本体に液体供給機構２７を設けることもできる。そして、液体供給機構２７から供給される液体２７ａによって第一の永久磁石２１ａと第一の電磁石２１２との間に形成された空間を水で満たし、排水部２８から水を外部に排出することにより、保持テーブル２と装置本体との間にコンタミ等のゴミが溜まるのを防止することができる。 As shown in FIG. 15, in order to fill the space formed between the first permanent magnet 21a and the first electromagnet 212 of the holding table 2 with water, a liquid supply mechanism 27 is provided in the apparatus main body. You can also. Then, the liquid 27a supplied from the liquid supply mechanism 27 fills the space formed between the first permanent magnet 21a and the first electromagnet 212 with water and discharges the water from the drainage portion 28 to the outside. Thus, it is possible to prevent accumulation of dirt such as contamination between the holding table 2 and the apparatus main body.

また、専用の液体供給機構を設けずに、図１６に示すように、研削機構３ａ、３ｂの内部に形成された研削水流通路３４から下方に向けて流出される研削水３４ａを保持テーブル２の第一の永久磁石２１ａと第一の電磁石２１２との間に形成された空間に満たし排出することにより、同様の効果を得ることもできる。 Further, without providing a dedicated liquid supply mechanism, as shown in FIG. 16, the grinding water 34 a flowing downward from the grinding water flow passage 34 formed inside the grinding mechanisms 3 a and 3 b is supplied to the holding table 2. A similar effect can be obtained by filling and discharging the space formed between the first permanent magnet 21a and the first electromagnet 212.

以上のように、上記研削装置１では、磁力を用いて保持テーブル２を支持して自転と公転とを実現するため、複雑な配線が不要となり、従来のターンテーブルを使用した構造よりもシンプルな構造とすることができる。また、磁力を使用して保持テーブル２を駆動することにより可動部が減るため、液体の装置内部への漏れの懸念が少なくなる。 As described above, the grinding device 1 supports the holding table 2 using magnetic force to realize rotation and revolution, so that complicated wiring is not required and the structure is simpler than a structure using a conventional turntable. It can be a structure. Further, since the movable part is reduced by driving the holding table 2 using magnetic force, there is less concern about leakage of liquid into the apparatus.

なお、以上説明した例では、保持テーブル２の移動経路が円形である場合について説明したが、移動経路は円形には限定されない。したがって、保持テーブル移動機構２１は、移動経路の形状に応じて種々の形状をとりうる。また、第一の搬送機構７及び第二の搬送機構９によるワークの搬出搬入が行われる位置に配設される保持テーブル移動規制部２０１については、保持テーブル２を自転させる機能を有している必要はないため、必ずしも内周に第二の電磁石が配設されている必要はない。 In the example described above, the movement path of the holding table 2 is described as being circular. However, the movement path is not limited to being circular. Therefore, the holding table moving mechanism 21 can take various shapes according to the shape of the moving path. Further, the holding table movement restricting portion 201 disposed at a position where the work is carried out and carried in by the first transfer mechanism 7 and the second transfer mechanism 9 has a function of rotating the holding table 2. Since it is not necessary, the second electromagnet is not necessarily disposed on the inner periphery.

１：研削装置
２：保持テーブル
２ａ：ベース機構
２０：回転支持機構
２００：第二の永久磁石
２０１：保持テーブル移動規制部
２０１ａ：支持用永久磁石２０１ａ２０１ｂ：第二の電磁石
２０２：規制部駆動部
２１：保持テーブル移動機構
２１ａ：第一の永久磁石
２１０：外枠２１０ａ、２１０ｂ：支持用永久磁石
２１１：内枠２１１ａ、２１１ｂ：支持用永久磁石
２１２：第一の電磁石２１２ａ：吸引軸
２２：保持部２２ａ：保持面
２３：枠体２３ａ：弾性シール部２３ｂ：気体封止板２３ｃ：バネ
２４：吸引孔２４ａ：逆支弁２５：支持用永久磁石２６：空隙２６ａ：開放孔
２７：液体供給機構２７ａ：液体２８：排水部
３ａ、３ｂ：研削機構
３０：研削工具３００：基台３０１：砥石
３１：支持マウント３２：回転軸３３：モータ
３４：研削水流通路３４ａ：研削水
４ａ、４ｂ：載置台４０ａ、４０ｂ：カセット
５：搬出入機構５０：保持部５１：回動部５２：アーム部
６：位置合わせ機構６０：保持部６１：長孔６２：突き当て部材
７：第一の搬送機構７０：吸着部７１：アーム部
８：洗浄機構８０：保持テーブル
９：第二の搬送機構９０：吸着部９０ａ：押圧部９１：アーム部
１０ａ、１０ｂ：加工送り機構
１００：ボールスクリュー１０１：ガイドレール１０２：パルスモータ
１０３：摺動基台１０４：支持部 1: Grinding device 2: Holding table 2a: Base mechanism 20: Rotating support mechanism 200: Second permanent magnet 201: Holding table movement restricting portion 201a: Supporting permanent magnet 201a 201b: Second electromagnet 202: Restricting portion driving portion 21: Holding table moving mechanism 21a: First permanent magnet 210: Outer frame 210a, 210b: Supporting permanent magnet 211: Inner frame 211a, 211b: Supporting permanent magnet 212: First electromagnet 212a: Suction shaft 22: Holding Portion 22a: Holding surface 23: Frame body 23a: Elastic seal portion 23b: Gas sealing plate 23c: Spring 24: Suction hole 24a: Reverse support valve 25: Supporting permanent magnet 26: Gap 26a: Opening hole 27: Liquid supply mechanism 27a : Liquid 28: Drainage part 3a, 3b: Grinding mechanism 30: Grinding tool 300: Base 301: Grinding wheel 31: Support mount 32: Rotating shaft 33 Motor 34: Grinding water flow path 34a: Grinding water 4a, 4b: Mounting table 40a, 40b: Cassette 5: Loading / unloading mechanism 50: Holding part 51: Turning part 52: Arm part 6: Positioning mechanism 60: Holding part 61: Long hole 62: Abutting member 7: First transport mechanism 70: Suction unit 71: Arm unit 8: Cleaning mechanism 80: Holding table 9: Second transport mechanism 90: Suction unit 90a: Press unit 91: Arm unit 10a 10b: Processing feed mechanism 100: Ball screw 101: Guide rail 102: Pulse motor 103: Sliding base 104: Support part

Claims

A holding table having a holding surface for holding a workpiece, a rotation support mechanism for rotatably supporting the holding table around a direction perpendicular to the holding surface of the holding table, and a workpiece held on the holding table. A grinding device having a grinding mechanism for grinding, a holding table moving mechanism for positioning the holding table at a position facing a grinding tool of the grinding mechanism,
The holding table moving mechanism is
A first permanent magnet disposed on the opposite side of the holding surface of the holding table; and a first permanent magnet disposed along the movement path of the holding table at a position facing the opposite surface of the holding table. An electromagnet, and
The rotation support mechanism is
A second permanent magnet disposed on the outer peripheral side surface of the holding table; a holding table movement restricting portion provided with a second electromagnet disposed at a position surrounding the outer peripheral side surface of the holding table; and the holding table A restricting portion driving portion that selectively positions the movement restricting portion at a restricting position that prevents movement of the holding table along the moving path and an allowable position that allows movement of the holding table along the moving route; Grinding equipment.

2. The grinding apparatus according to claim 1, further comprising a liquid supply mechanism that fills a space between the first permanent magnet and the first electromagnet.