JP5841846B2 - 研削装置 - Google Patents

Description

本発明は、板状ワークの厚さが均一となるように研削することができる研削装置に関する。

チャックテーブルに保持された半導体ウェーハ等の板状ワークの上面に回転する研削砥石の研削面を接触させて当該上面を研削する研削装置においては、板状ワークを均一な厚さに仕上げる必要があるため（例えば特許文献１参照）、チャックテーブルの保持面と研削砥石の研削面とを平行とするための調整があらかじめ行われている。

かかる調整は、例えば図８及び図９に示すように、スピンドル３０に連結されたホイールマウント３１の中心に測定治具６を取り付けるとともに測定治具６に高さ測定器７を取り付け、高さ測定器７の下端をチャックテーブル２の保持面２０に接触させた状態でスピンドル３０を回転させた場合に、円運動する高さ測定器７の高さ位置が一定となるように、チャックテーブル２の回転軸２ａの傾き又はスピンドル３０の回転軸３０ａの傾きを修正することにより行われている。なお、高さ測定器７としては、てこ式ダイヤルゲージを使用している。また、チャックテーブル２の保持面２０は、吸引路２１を介して吸引源２２に連通している。

特開２００７−２２２９８６号公報

しかし、上記研削前の調整は、スピンドル３０及びホイールマウント３１が実際の研削加工が行われるときの位置よりも高い位置にある状態で行われ、治具を使用するため、実際の加工時には誤差が生じ、チャックテーブル２の保持面２０と研削砥石３４の研削面３４０とが平行でなくなり、板状ワークの厚さが均一にならないことがある。そのため、研削加工後の板状ワークの厚さを測定し、その測定結果に基づき、チャックテーブルの回転軸の傾き又はスピンドルの回転軸の傾きを調整しているのが実状である。

本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、チャックテーブルに保持された板状ワークに研削砥石を接触させて研削を行う研削装置において、チャックテーブルの保持面と研削砥石の研削面とを平行にする調整を高精度に行うことを課題とする。

本発明は、板状ワークを保持面において保持するチャックテーブルと、研削砥石が環状に配列されて接着された研削ホイールと、研削ホイールを着脱可能に支持する支持面を有するホイールマウントと、ホイールマウントに取り付けられた研削ホイールを回転させ研削砥石を該チャックテーブルの保持面に保持される板状ワークの上面に接触させ板状ワークの厚みを減じさせる研削送り手段とから少なくとも構成される研削装置に関し、ホイールマウントには、研削ホイールを支持する支持面に対するチャックテーブルの保持面の高さ位置を測定する高さ測定器を取り付ける高さ測定器取付け部を備え、高さ測定器取付け部に取り付けられる高さ測定器は、保持面上における研削砥石の回転軌道上を走査させて保持面の高さ位置の測定を可能としている。

また、高さ測定器は、研削砥石をチャックテーブルに保持された板状ワークの上面に接触させた時の支持面と保持面との間の高さに位置した状態で、保持面の高さ位置の測定を可能とする。

本発明に係る研削装置では、高さ測定器を直接取り付けるための高さ測定取付け部をホイールマウントに設けたため、治具を使用することなく高さ測定器をホイールマウントに取り付けることができる。したがって、治具を使用する場合よりも、ホイールマウントを下方に位置させることができ、研削加工時のホイールマウントの高さ位置に高さ測定器を位置させた状態で、保持面上における研削砥石の回転軌道上を走査させて保持面の高さ位置の測定を行うことできる。よって、チャックテーブルの保持面の高さ位置の測定の精度が向上し、当該保持面と研削砥石の研削面との平行度の調整の精度も向上するため、研削後の板状ワークの厚さをより均一にすることが可能となる。

研削装置の一例を示す斜視図である。 研削装置の要部の構成を略示的に示す断面図である。 研削手段に高さ測定器を取り付けた状態を示す正面図である。 チャックテーブルの保持面の高さを測定する状態を示す斜視図である。 チャックテーブルの保持面の高さを測定する状態を略示的に示す断面図である。 板状ワークを研削する状態を示す斜視図である。 板状ワークを研削する状態を略示的に示す断面図である。 従来の方法によってチャックテーブルの保持面の高さを測定する状態を示す斜視図である。 従来の方法によってチャックテーブルの保持面の高さを測定する状態を略示的に示す断面図である。

図１に示す研削装置１は、チャックテーブル２に保持された板状ワークＷの面に対して研削加工を施す装置であり、チャックテーブル２は、上面が板状ワークＷを保持する保持面２０となっており、回転可能であるとともに、前後方向（図１における矢印Ａ方向）に移動可能となっている。

研削装置１の後部側には、研削手段３が配設されている。研削手段３は、チャックテーブル２の保持面２０に対して直交すべき回転軸を有するスピンドル３０を備え、スピンドル３０の下端にはホイールマウント３１が形成されている。そして、ホイールマウント３１の下部には研削ホイール３２が取り付けられている。

スピンドル３０の上端部には、スピンドル３０を回転させるモータ３３が連結されている。このモータ３３は、研削ホイール３２を回転させる回転駆動手段として機能する。また、研削ホイール３２の下面には、複数の研削砥石３４が環状に配列されて接着されている。

図２に示すように、ホイールマウント３１にはボルト孔３１０が形成されており、ボルト孔３１０に挿通したボルト３１１を研削ホイール３２の雌ねじ穴３２０に螺着することにより、研削ホイール３２がホイールマウント３１に取り付けられる。ホイールマウント３１の下面は、研削ホイール３２を着脱可能に支持する支持面３１２となっている。

図１に示すように、研削手段３は、研削送り手段４によって支持されて昇降する。研削送り手段４は、鉛直方向に延びるボールスクリュー４０と、ボールスクリュー４１と平行に配設された一対のガイドレール４１と、ボールスクリュー４０の上端に連結されたモータ４２とを有している。ボールスクリュー４０には昇降板４３の内部に設けたナットが螺合しており、昇降板４３の一方の面はガイドレール４１に摺接している。昇降板４３には、支持部４４が連結されており、支持部４４は、研削手段３を支持している。

このように構成される研削送り手段４では、モータ４２がボールスクリュー４０を正逆いずれかの方向に回転させてガイドレール４１に沿って昇降板４３を上下動させることにより、研削手段３を上下動させることができる。

図２に示すように、チャックテーブル２には、保持面２０に連通する吸引路２１が形成されている。また、吸引路２１は吸引源２２に連通しており、保持面２０に吸引力を作用させることができる。

図２に示したボルト３１１を緩めて研削ホイール３２を取り外すと、図３に示すように、ボルト３１１が挿通されていたボルト孔３１０には、高さ測定器５を挿入して取り付けることができる。このように、ボルト孔３１０は、高さ測定器取付け部としての機能を有している。図示の例におけるボルト孔３１０は研削砥石３４の真上に位置しており、また、高さ測定器５はボルト孔３１０から真下に向けて垂下した状態で配設されているため、高さ測定器５は、研削砥石３４の回転軌道と同様の回転軌道上を移動する。

高さ測定器５を直接取り付けるための高さ測定取付け部をホイールマウント３１に設けたため、高さ測定器５の取付けに治具は必要とされない。また、治具を使用しないことで、治具を使用する場合よりも下方の位置、すなわち実際の研削時にホイールマウント３１が位置する高さと同じ高さに高さ測定器５を配設することができる。

なお、高さ測定部取付け部は、高さ測定部５の形状等に応じ、取り付けられた高さ測定部５が研削砥石３４と同一の回転軌道上を通るように適切な位置に形成されていればよく、ボルト孔３１０とは別の位置に設けてもよい。

高さ測定器取付け部に取り付けられた高さ測定器５は、例えばダイヤルゲージであり、その上端をボルト孔３１０に固定して吊垂状態とし、下端の測定子５０をチャックテーブル２の保持面２０に接触させることにより、ホイールマウント３１の支持面３１２に対するチャックテーブル２の保持面２０の高さ位置を測定することができる。

図４及び図５に示すように、高さ測定器取付け部に取り付けられた高さ測定器５の測定子５０をチャックテーブル２の保持面２０に接触させた状態で、スピンドル３０を回転させてホイールマウント３１を回転させる。このとき、実際の研削時の研削砥石３４の回転軌道３４ａ上を走査し、高さ測定器５の測定子５０の上下方向の位置が変化しなければ、チャックテーブル２の回転軸がスピンドル３０の回転軸に対して高精度に平行であり、ホイールマウント３１の支持面３１２とチャックテーブル２の保持面２０とが平行であると判断することができる。

一方、研削時の研削砥石３４の回転軌道上を走査し、高さ測定器５の測定子５０の上下方向の位置が変化した場合は、保持面２０がスピンドル３０の回転軸に対して垂直でないと判断する。この場合は、チャックテーブル２の回転軸２ａの傾き又は研削手段３を構成するスピンドル３０の回転軸３０ａの傾きを調整する。そして、ホイールマウント３１の支持面３１２とチャックテーブル２の保持面２０とが平行になるまで、同様の測定及び調整を行う。

このようにして、スピンドル３０の回転軸とチャックテーブル２の回転軸とが平行であることが確認されると、高さ測定器取付け部であるボルト孔３１０から高さ測定器５を取り外し、図６に示すように、ボルト３１１をボルト孔３１０に挿通し、ホイールマウント３１に研削ホイール３２を取り付けて固定する。研削ホイール３２に固着された研削砥石３４の下面である研削面３４０は、支持面３１２と平行となるように予め調整されており、また、上述のように、支持面３１２とチャックテーブル２の保持面２０とが平行となるように調整されているため、研削面３４０は、保持面２０と平行となる。

そして、図６及び図７に示すように、チャックテーブル２を矢印Ｂ方向に回転させるとともに、研削ホイール３１を矢印Ｃ方向に回転させ、図１に示した研削送り手段４によって研削手段３を徐々に下降させていき、回転する研削砥石３４の研削面３４０を板状ワークＷの上面Ｗ１に接触させて研削し、板状ワークＷの厚みを減じていく。そして、板状ワークＷが所定の厚さに形成されると、研削送り手段４が研削手段３を上昇させ、研削を終了する。

研削砥石３４の研削面３４０とチャックテーブル２の保持面２０とが予め平行となるように調整されているため、上面Ｗ１が研削された板状ワークＷは、均一な厚さを有する厚さばらつきのないものに仕上がる。

図７に示すように、研削砥石３４の研削面３４０が板状ワークＷの上面Ｗ１に接触した時のホイールマウント３１の支持面３１２の高さ位置をＨ１とし、チャックテーブル２の保持面２０の高さ位置をＨ２とすると、図５に示した高さ測定器５は、高さ位置Ｈ１とＨ２との間の高さ位置に位置した状態で、保持面２０の高さ位置を測定することができる。すなわち、研削手段３が研削時と同じ高さ位置にある状態で、支持面３１２と保持面２０との平行度を測定することができる。したがって、研削される板状ワークの厚さをより均一にすることができる。なお、高さ測定器５を高さ位置Ｈ１とＨ２との間の高さ位置に位置させるためには、高さ測定器５の高さ方向の長さが、ホイールマウント３１の厚さと研削ホイール３２の厚さと研削砥石３４の厚さと板状ワークＷの研削前の厚さとを足した総和以下であることが必要である。

以上のように、高さ測定器５は、保持面２０上における研削砥石３４の回転軌道上を走査させて保持面２０の高さ位置の測定を行うことできるため、チャックテーブル２の保持面２０と研削ホイール３４の研削面３４０との平行度の測定精度が向上し、研削後の板状ワークの厚さをより均一にすることが可能となる。

１：研削装置
２：チャックテーブル ２０：保持面 ２１：吸引路 ２２：吸引源 ２ａ：回転軸
３：研削手段 ３０：スピンドル ３０ａ：回転軸
３１：ホイールマウント
３１０：ボルト孔（高さ測定器取付け部） ３１１：ボルト ３１２：支持面
３２：研削ホイール ３２０：雌ねじ穴
３１２：下面（支持面）
３３：モータ（回転駆動手段）
３４：研削砥石 ３４０：研削面
４：研削送り手段
４０：ボールスクリュー ４１：ガイドレール ４２：モータ ４３：昇降板
４４：支持部
５：高さ測定部 ５０：測定子

Claims (2)

1. 板状ワークを保持面において保持するチャックテーブルと、研削砥石が環状に配列されて接着された研削ホイールと、該研削ホイールを着脱可能に支持する支持面を有するホイールマウントと、該ホイールマウントに取り付けられた研削ホイールを回転させ該研削砥石を該チャックテーブルの保持面に保持される板状ワークの上面に接触させ板状ワークの厚みを減じさせる研削送り手段と、から少なくとも構成される研削装置において、
   該ホイールマウントには、該研削ホイールを支持する支持面に対する該チャックテーブルの保持面の高さ位置を測定する高さ測定器を取り付ける高さ測定器取付け部を備え、
   該高さ測定器取付け部に取り付けられる該高さ測定器は、該保持面上における該研削砥石の回転軌道上を走査させて該保持面の高さ位置の測定を可能とする研削装置。
2. 前記高さ測定器は、前記研削砥石を前記チャックテーブルに保持された板状ワークの上面に接触させた時の前記支持面と前記保持面との間の高さに位置した状態で、該保持面の高さ位置の測定を可能とする請求項１に記載の研削装置。

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