JP6523872B2 - 研削装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ウエーハを保持する複数のチャックテーブルを備える研削装置に関する。
ウエーハを保持する２以上のチャックテーブルをターンテーブル上に有するタイプの研削装置は、ターンテーブルを回転させることにより、各チャックテーブルを公転させウエーハを加工する加工領域とウエーハを搬入出する搬入出領域とにそれぞれ位置づけ、加工領域に位置づけられたウエーハを研削している。ウエーハの研削中は、加工領域で使用される研削水や研削屑が飛散するため、加工領域に位置するチャックテーブルと搬入出領域に位置するチャックテーブルとの間に仕切り板を設けて加工領域と搬入出領域とを遮断している（例えば、下記の特許文献１及び２を参照）。
上記のチャックテーブルは、ターンテーブル上で回転可能となっており、例えば、チャックテーブルを回転させるモータをチャックテーブルの下部に直結させた構成となっている。また、図５に示す従来の研削装置４０は、２つのチャックテーブル４２がターンテーブル４１上で回転可能に配設され、各チャックテーブル４２の下方側にモータ４３が配設された構成となっている。各モータ４３には、駆動プーリ４４がそれぞれ取り付けられるとともに、各チャックテーブル４２の下部に連結された回転軸４２０に従動プーリ４５がそれぞれ取り付けられ、駆動プーリ４４と従動プーリ４５とにベルト４６がそれぞれ巻かれている。このように、いずれの構成の場合であっても、ターンテーブルの下側にモータが配置されているため、モータの交換作業を容易にしている。
特開２０１３−２５５９５２号公報 特開２０１３−０８６２４４号公報
しかし、ターンテーブルの下側にモータが配置された構成においては、モータの発熱による熱がターンテーブルに伝達されるため、ターンテーブルが熱変形してしまい、研削されたウエーハが所定の厚みにならないという加工不良が発生している。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、モータの発熱による熱がターンテーブルに及ぶのを防ぎ、ターンテーブルが熱変形しないようにすることを目的としている。
本発明は、ウエーハを保持するチャックテーブルを回転させるモータを有する２以上の保持手段と、２以上の該保持手段が均等間隔に配設され回転するターンテーブルと、該ターンテーブルの上に配設され２以上のチャックテーブルの間を仕切る仕切り部と、該チャックテーブルに保持されるウエーハを研削する研削砥石を有する研削手段と、ウエーハと該研削砥石とに研削水を供給する研削水供給手段と、を備える研削装置であって、該モータは、該ターンテーブルの上に配設され、該仕切り部は、該ターンテーブルの上に配設される該モータを内側に収容する凹部を有し、該仕切り部の外側に該研削水を当てることにより、該仕切り部と該仕切り部に収容される該モータとを冷却することを特徴とする。
本発明にかかる研削装置は、チャックテーブルを回転させるモータを有する２以上の保持手段と、２以上の保持手段が均等間隔に配設され回転するターンテーブルと、ターンテーブルの上に配設され２以上のチャックテーブルの間を仕切る仕切り部と、ウエーハを研削する研削砥石を有する研削手段と、ウエーハと該研削砥石とに研削水を供給する研削水供給手段とを備え、モータは、ターンテーブルの上に配設されるため、発熱しやすいモータの上部がターンテーブルから露出し、モータの発熱による熱がターンテーブルに伝達されない。
また、仕切り部は、ターンテーブルの上に配設されるモータを内側に収容する凹部を有するため、この凹部にモータを収容した状態で、研削水を仕切り部の外側に当てることにより、仕切り部とモータとを冷却してターンテーブルに熱影響を及ぼさないようにすることができる。
これにより、ウエーハの研削中にターンテーブルが熱変形するのを防ぎ、ウエーハに加工不良が発生することはない。
研削装置の構成を示す斜視図である。 研削装置の構成の一部を示す断面図である。 チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する状態を示す断面図である。 研削時に使用される研削水が飛散する方向を示す平面図である。 従来の研削装置の構成の一部を示す断面図である。
図１に示す研削装置１は、被加工物であるウエーハＷを保持する複数のチャックテーブルを備える研削装置の一例であって、装置ベース２を有する。装置ベース２のＹ軸方向前部側の上面２ａには、ウエーハＷを保持するチャックテーブル５０ａ，５０ｂとこれらを回転させるモータ５４とを有する２以上の保持手段５ａ，５ｂと、保持手段５ａ，５ｂが均等間隔に配設され回転するターンテーブル３と、ターンテーブル３の上に配設され２以上のチャックテーブル５０ａ，５０ｂの間を仕切る仕切り部６とを備えている。
装置ベース２のＹ軸方向後部側の上面２ｂには、Ｚ軸方向に延在するコラム９が立設されている。コラム９の側方には、チャックテーブル５０ａ，５０ｂに保持されるウエーハＷを研削する研削砥石１６を有する研削手段１０が研削送り手段３０を介して配設されている。
研削手段１０は、Ｚ軸方向の軸心を有するスピンドル１１と、スピンドル１１を回転可能に囲繞して支持するスピンドルハウジング１２と、スピンドル１１の一端に接続されたモータ１３と、スピンドル１１の下端に連接されたマウンタ１４と、マウンタ１４に回転可能に装着された研削ホイール１５と、研削ホイール１５の下部に環状に固着された研削砥石１６とにより構成されている。モータ１３がスピンドル１１を所定の回転速度で回転させることにより、研削ホイール１５を所定の回転速度で回転させることができる。
研削手段１０には、研削水供給源２１を有する研削水供給手段２０が接続されている。研削水供給手段２０は、ウエーハＷの研削時において、研削水供給源２１から研削砥石１６とウエーハＷとの接触部分に研削水を供給することができる。なお、研削水としては、例えば、純水を用いる。
研削送り手段３０は、Ｚ軸方向に延在するボールネジ３１と、ボールネジ３１の一端に接続されたモータ３２と、ボールネジ３１と平行に延在する一対のガイドレール３３と、内部に備えたナットがボールネジ３１に螺合するとともに側部がガイドレール３３に摺接し研削手段１０が一方の面に固定された昇降部３４とにより構成されている。研削送り手段３０は、モータ３２によって駆動されてボールネジ３１が回動し、一対のガイドレール３３に沿って昇降部３４をＺ軸方向に移動させることにより、昇降部３４とともに研削手段１０をＺ軸方向に昇降させることができる。
ターンテーブル３の上面には、ターンテーブル３を覆うターンテーブルカバー４が装着されている。このターンテーブルカバー４を介して保持手段５ａ，５ｂと、仕切り部６とがターンテーブル３上に配設されている。図２に示す回転軸３ａを中心にターンテーブル３が回転すると、保持手段５ａ，５ｂを公転させ、ウエーハＷを研削加工する加工領域Ｐ１とウエーハＷを搬入出する搬入出領域Ｐ２との間で保持手段５ａ，５ｂを順次移動させることができる。なお、保持手段５ｂは、保持手段５ａと同様の構成であるため、以下では、保持手段５ａの構成について詳述する。
図１に示すように、保持手段５ａを構成するチャックテーブル５０ａの上面は、ウエーハＷを保持する保持面５１となっている。保持面５１は、例えば、ポーラスセラミックス等の多孔質部材によって形成されている。チャックテーブル５０ａの下端には、図２に示すように、鉛直方向の軸心を有する回転軸５２が連結されている。回転軸５２には、ロータリージョイント５３が接続され、ロータリージョイント５３には、チャックテーブル５０ａの保持面５１に連通する吸引源７と、ターンテーブル３の下面に連通するエアー供給源８とが接続されている。そして、吸引源７によりチャックテーブル５０ａの保持面５１に吸引力を作用させると、ウエーハＷを保持面５１で吸引保持することができ、エアー供給源８からターンテーブル３の下面にエアーを吹きつけることにより、ターンテーブル３を浮上させることができる。
回転軸５２には、チャックテーブル５０ａをターンテーブル３の上で回転させる回転機構が接続されている。回転機構は、図２に示すように、ターンテーブル３の上に配設されたモータ５４と、モータ５４に取り付けられた駆動プーリ５５と、回転軸５２に取り付けられた従動プーリ５６と、駆動プーリ５５と従動プーリ５６とに巻かれたベルト５７とにより構成されている。なお、図２の例では、図示していないが、チャックテーブル５０ｂ側にもチャックテーブル５０ａと同様の回転機構が接続されている。
モータ５４は、ターンテーブル３の上から突出するように配設されている。すなわち、モータ５４の駆動時に発熱しやすい上部５４０をターンテーブル３から露出させることによって、モータ５４の熱がターンテーブル３に伝達されない配置構成となっている。そして、モータ５４により駆動プーリ５５を駆動させると、ベルト５７が従動プーリ５６を従動させて回転軸５２とともにチャックテーブル５０ａを回転させることができる。
仕切り部６は、図１に示すように、Ｘ軸方向に延在しており、チャックテーブル５０ａとチャックテーブル５０ｂとの間に配設されている。仕切り部６でチャックテーブル５０ａ，５０ｂの間を仕切ることにより、研削時において加工領域Ｐ１と搬入出領域Ｐ２とを遮断する。このように、仕切り部６によって、加工領域Ｐ１で使用される研削水などが搬入出領域Ｐ２に位置するチャックテーブル５０ａまたはチャックテーブル５０ｂに飛散するのを防止することができる。
仕切り部６は、図２に示すように、ターンテーブル３の上に配設される各モータ５４を内側に収容するための凹部６０を少なくとも２箇所（図２では、１箇所のみ図示）に有している。この凹部６０に、保持手段５ａ，５ｂの各モータ５４が収容されている。そのため、研削時に研削水供給源２１から研削砥石１６とウエーハＷとに供給される研削水が仕切り部６の外側面６１に当たることにより、仕切り部６と仕切り部６の凹部６０に収容されるモータ５４とを冷却することができる。なお、仕切り部６の上端面６２の高さ位置は、少なくともチャックテーブル５０ａ，５０ｂの保持面５１よりも高い位置にあればよい。
次に、研削装置１の動作例について説明する。図１に示すウエーハＷは、被加工物の一例であって、その材質や厚み等が限定されるものでない。まず、ウエーハＷを、例えば搬入出領域Ｐ２で待機するチャックテーブル５０ａに搬送する。
チャックテーブル５０ａの保持面５１でウエーハＷを吸引保持した後、ターンテーブル３を回転させることにより、チャックテーブル５０ａを加工領域Ｐ１に移動させる。具体的には、エアー供給源８から送られるエアーをターンテーブル３の下面に吹きつけて浮上させた状態でターンテーブル３を例えば矢印Ａ方向に回転させる。そして、ターンテーブル３の回転にともない、チャックテーブル５０ａを研削手段１０の下方に移動させる。
次いで、図３に示すように、モータ５４が駆動することによってチャックテーブル５０ａを例えば矢印Ａ方向に回転させるとともに、研削手段１０は、スピンドル１１を回転させることにより、研削ホイール１５を例えば矢印Ａ方向に回転させながら、図１に示した研削送り手段３０によって、研削手段１０をチャックテーブル５０ａの保持面５１に接近する方向に下降させ、回転しながら下降する研削砥石１６でウエーハＷを押圧しながら所定の厚みに至るまで研削する。
このとき、図３に示すように、研削水供給源２１からウエーハＷと研削砥石１６との接触部分に研削水２２を供給し、研削砥石１６を冷却するとともに研削屑を洗い流す。研削水２２は、回転する研削砥石１６の周囲に飛散するが、仕切り部６の外側面６１に当たって遮られるため、チャックテーブル５０ｂにまで研削水２２が飛散することはない。
ここで、研削水２２が飛散する方向は、図４に示すように、チャックテーブル５０ａや研削砥石１６の回転にともなって、仕切り部６の内部に収容されたモータ５４側に向いている。すなわち、研削水２２は、実際に研削砥石１６がウエーハＷに接触して研削する接触部分１００から矢印Ｂ方向に向けて飛ばされる。そのため、モータ５４が収容された位置に対応する仕切り部６の外側面６１に研削水２２を効率よく当てることができ、仕切り部６と仕切り部６に収容されるモータ５４とを冷却することができる。
ウエーハＷの研削中は、図３に示す研削水供給源２１から常に研削水２２をウエーハＷと研削砥石１６とに供給し続けて、仕切り部６の外側面６１に研削水２２を当て続ける。こうして、研削水２２の冷却作用により、モータ５４の上部５４０を常に冷却することにより、モータ５４の熱を除熱し、ターンテーブル３に熱影響を及ぼさないようにする。
ウエーハＷを所定の厚みに研削した後、図４に示すターンテーブル３がさらに回転し、チャックテーブル５０ａを搬入出領域Ｐ２に移動させるとともに、未加工のウエーハＷが保持されたチャックテーブル５０ｂを加工領域Ｐ１に移動させ、上記同様の研削動作を繰り返し行う。
このように、本発明にかかる研削装置１は、チャックテーブル５０ａ，５０ｂを回転させるモータ５４を有する２以上の保持手段５ａ，５ｂと、保持手段５ａ，５ｂが均等間隔に配設され回転するターンテーブル３と、ターンテーブル３の上に配設されチャックテーブル５０ａ，５０ｂの間を仕切る仕切り部６とを備え、モータ５４をターンテーブル３の上に突出させて配設したため、モータ５４の熱がターンテーブル３に伝達されない。また、仕切り部６は、モータ５４を内側に収容する凹部６０を有するため、モータ５４を仕切り部６の凹部６０に収容した状態で、研削水２２を仕切り部６の外側面６１に当てることにより、仕切り部６とモータ５４とを冷却することができ、ターンテーブル３に熱影響が及ぶことがない。このように、研削時においてターンテーブル３が熱変形することはなく、ウエーハＷを所定の研削厚みに加工することができる。
研削装置１は、モータ５４をターンテーブル３の上から突出させた配置構成となっているが、ターンテーブル３の下方側からモータ５４の交換が可能となっているため、従来と同様にモータの交換作業を容易に行うことができる。
本実施形態では、１つの仕切り部６をチャックテーブル５０ａ，５０ｂの間に配設したが、この構成に限定されず、ターンテーブルに配設するチャックテーブルの数に応じて、仕切り部６の数，形状及び配設位置を変更することができる。
また、本実施形態では、１つの研削手段１０を備えた構成となっているが、この構成に限定されない。例えば、２つの研削手段（粗研削手段及び仕上げ研削手段）を備えてもよいし、研磨手段を備えてもよい。
１：研削装置 ２：装置ベース ２ａ，２ｂ：上面 ３：ターンテーブル ３ａ：回転軸４：ターンテーブルカバー ５ａ，５ｂ：保持手段 ５０ａ，５０ｂ：チャックテーブル
５１：保持面 ５２：回転軸 ５３：ロータリージョイント ５４：モータ
５５：駆動プーリ ５６：従動プーリ ５７：ベルト
６：仕切り部 ６０：凹部 ６１：外側面 ７：吸引源 ８：エアー供給源 ９：コラム
１０：研削手段 １００：接触部分 １１：スピンドル １２：スピンドルハウジング
１３：モータ １４：マウンタ １５：研削ホイール １６：研削砥石
２０：研削水供給手段 ２１：研削水供給源 ２２：研削水
３０：研削送り手段 ３１：ボールネジ ３２：モータ ３３：ガイドレール
３４：昇降部
４０：研削装置 ４１：ターンテーブル ４２：チャックテーブル
４２０：回転軸 ４：モータ ４４：駆動プーリ ４５：従動プーリ ４６：ベルト

Claims (1)

  1. ウエーハを保持するチャックテーブルを回転させるモータを有する２以上の保持手段と、２以上の該保持手段が均等間隔に配設され回転するターンテーブルと、該ターンテーブルの上に配設され２以上のチャックテーブルの間を仕切る仕切り部と、該チャックテーブルに保持されるウエーハを研削する研削砥石を有する研削手段と、ウエーハと該研削砥石とに研削水を供給する研削水供給手段と、を備える研削装置であって、
    該モータは、該ターンテーブルの上に配設され、
    該仕切り部は、該ターンテーブルの上に配設される該モータを内側に収容する凹部を有し、
    該仕切り部の外側に該研削水を当てることにより、該仕切り部と該仕切り部に収容される該モータとを冷却することを特徴とする研削装置。
JP2015167610A 2015-08-27 2015-08-27 研削装置 Active JP6523872B2 (ja)

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