JP7295670B2 - Grinding equipment - Google Patents
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本発明は、研削装置に関する。 The present invention relates to grinding equipment.
研削砥石で被加工物を研削する研削装置は、被加工物を所定の厚みに研削するため、厚みを測定しながら、仕上げ厚みより少し厚い厚みまで早い研削送り速度で研削して、その後研削送り速度を遅くして仕上げ厚みまで研削している(特許文献1、特許文献2、及び特許文献3)。このように、仕上げ厚みより少し厚い厚みから仕上げ厚みまでの厚み領域における研削加工においては、遅い研削送り速度で研削することで被加工物に研削砥石を押し付ける荷重を小さくして機械歪みを小さくした状態で研削することにより被加工物を均一な厚みに仕上げている。
Grinding equipment that grinds a workpiece with a grinding wheel grinds the workpiece to a predetermined thickness. Grinding is performed at a slow speed to the finish thickness (
また、研削加工中に、研削砥石が目詰まりまたは目つぶれを起こして被加工物を正常に研削できなくなることを防止する目的で、事前に負荷電流値の上限値(閾値)を設定し、研削加工中のスピンドルモータの負荷電流値がその上限値を超えたらアラームを発報して作業者に通知している。 In addition, in order to prevent the grinding wheel from clogging or becoming blocked during grinding, the workpiece cannot be ground normally. When the load current value of the spindle motor during machining exceeds the upper limit value, an alarm is issued to notify the operator.
上記のように、研削送り速度に関係なく設定されている負荷電流値の上限値を、研削加工中に測定された負荷電流値が超えた場合に、そのことが認識されるようになっている。しかし、研削加工における速い研削送り速度のときと遅い研削送り速度のときとの、それぞれのスピンドルモータの負荷電流値は異なり、一つの上限値を設定するだけでは、被加工物の正常な研削加工を実施するのに不十分であるという問題がある。
そのため、研削装置には、各々の研削送り速度に応じてスピンドルモータの負荷電流値を監視し、研削加工に異常が発生したことを検知するという解決すべき課題がある。
As described above, when the load current value measured during grinding exceeds the upper limit of the load current value that is set regardless of the grinding feed rate, it is recognized. . However, the load current value of each spindle motor is different when the grinding feed speed is fast and when the feed speed is slow. There is a problem that it is insufficient to implement
Therefore, in the grinding apparatus, there is a problem to be solved in that the load current value of the spindle motor is monitored according to each grinding feed rate and the occurrence of an abnormality in the grinding process is detected.
本発明は、被加工物を保持する保持手段と、研削砥石を環状に配置した研削ホイールを装着したスピンドルを回転させ該保持手段に保持された被加工物を該研削砥石で研削する研削手段と、該保持手段と該研削手段とを相対的に接近および離間する方向に移動させる研削送り手段と、被加工物の厚みを測定する厚み測定手段と、該研削砥石を該保持面に保持された被加工物に接近させる方向に移動させ該研削砥石が被加工物に接触したことで上昇するスピンドルモータの負荷電流値を検知する負荷電流値検知手段と、制御手段と、を備える研削磨装置であって、該研削送り手段は、第1研削送り速度で予め設定した仕上げ厚みよりも厚い第1厚みまで被加工物を研削する第1研削送り部と、該第1研削送り速度より遅い第2の研削送り速度で仕上げ厚みまで研削する第2研削送り部とを備え、該制御手段は、過去の研削加工で測定した測定結果を基に、該第1研削送り速度で研削する際および該第2研削送り速度で研削する際のそれぞれの研削送り速度に対して該負荷電流値検知手段が検知する負荷電流値の上限値を設定する上限値設定部と、該負荷電流値検知手段が検知する負荷電流値の下限値を設定する下限値設定部と、該第1研削送り速度および該第2研削送り速度で研削加工している際に、該上限値と該下限値との間にある該負荷電流値検知手段が検知した負荷電流値がそれぞれの該上限値を超えたら、該研削砥石に目詰まりや目つぶれが生じていることを認識する認識部と、該第1研削送り速度および該第2研削送り速度で研削加工している際に、該上限値と該下限値との間にある該負荷電流値検知手段が検知した負荷電流値がそれぞれの該下限値を超えたら、該研削砥石に欠けや異常摩耗が生じていることを認識する第2認識部と、を備える研削装置である。 The present invention comprises holding means for holding a workpiece, and grinding means for grinding the workpiece held by the holding means with the grinding wheel by rotating a spindle equipped with a grinding wheel in which grinding wheels are arranged in an annular shape. , a grinding feeding means for moving the holding means and the grinding means in directions toward and away from each other; a thickness measuring means for measuring the thickness of the workpiece; A grinding and polishing apparatus comprising a load current value detection means for detecting a load current value of a spindle motor which is moved in a direction to approach a workpiece and rises when the grinding wheel comes into contact with the workpiece, and a control means. The grinding feed means includes a first grinding feed section that grinds the workpiece to a first thickness that is thicker than a preset finish thickness at a first grinding feed rate, and a second grinding feed section that is slower than the first grinding feed rate. and a second grinding feed unit that grinds to the finish thickness at a grinding feed rate of , and the control means controls when grinding at the first grinding feed rate and during grinding based on the measurement results measured in the past grinding process. 2. An upper limit value setting unit for setting an upper limit value of the load current value detected by the load current value detection means for each grinding feed speed when grinding at two grinding feed speeds, and the load current value detection means detects a lower limit value setting unit for setting a lower limit value of the load current value; a recognition unit for recognizing that the grinding wheel is clogged or blocked when the load current value detected by the load current value detection means exceeds the respective upper limits; When the load current value detected by the load current value detection means between the upper limit value and the lower limit value exceeds the respective lower limit values during grinding at the second grinding feed rate, the and a second recognition unit that recognizes that the grinding wheel is chipped or abnormally worn .
また、本発明は、被加工物を保持する保持手段と、研削砥石を環状に配置した研削ホイールを装着したスピンドルを回転させ該保持手段に保持された被加工物を該研削砥石で研削する研削手段と、該保持手段と該研削手段とを相対的に接近および離間する方向に移動させる研削送り手段と、該保持手段に保持された被加工物の上面高さを測定する上面高さ測定手段と、該研削砥石が該保持手段に保持された被加工物に接近させる方向に移動し該研削砥石が被加工物に接触したことで上昇するスピンドルモータの負荷電流値を検知する負荷電流値検知手段と、制御手段と、を備える研削装置であって、該研削送り手段は、該上面高さを測定しながら被研削面が予め設定した第1研削量だけ下がった上面高さに到達するまで第1研削送り速度で被加工物を研削する第1研削送り部と、該上面高さを測定しながら被研削面が予め設定した第2研削量だけ下がった仕上げ高さに到達するまで該第1研削送り速度より遅い第2の研削送り速度で被加工物を研削する第2研削送り部とを備え、該制御手段は、過去の研削加工で測定した測定結果を基に、該第1研削送り速度で研削する際および該第2研削送り速度で研削する際のそれぞれの研削送り速度に対して該負荷電流値検知手段が検知する負荷電流値の上限値を設定する上限値設定部と、該負荷電流値検知手段が検知する負荷電流値の下限値を設定する下限値設定部と、該第1研削送り速度および該第2研削送り速度で研削加工している際に、該上限値と該下限値との間にある該負荷電流値検知手段が検知した負荷電流値がそれぞれの該上限値を超えたら、該研削砥石に目詰まりや目つぶれが生じていることを認識する認識部と、該第1研削送り速度および該第2研削送り速度で研削加工している際に、該上限値と該下限値との間にある該負荷電流値検知手段が検知した負荷電流値がそれぞれの該下限値を超えたら、該研削砥石に欠けや異常摩耗が生じていることを認識する第2認識部と、を備える研削装置。 Further, the present invention is a grinding method in which a holding means for holding a workpiece and a spindle equipped with a grinding wheel having grinding wheels arranged in an annular shape are rotated to grind the workpiece held by the holding means with the grinding wheel. means, grinding feeding means for relatively moving the holding means and the grinding means in directions toward and away from each other, and top surface height measuring means for measuring the top surface height of the workpiece held by the holding means. Then, the grinding wheel moves in the direction of approaching the workpiece held by the holding means, and the load current value of the spindle motor which rises when the grinding wheel comes into contact with the workpiece is detected. and a control means, wherein the grinding feeding means measures the top surface height until the surface to be ground reaches the top surface height lowered by a preset first grinding amount. A first grinding feed unit that grinds the workpiece at the first grinding feed rate, and while measuring the top surface height, the ground surface is lowered by the preset second grinding amount until the finished height is reached. a second grinding feed section for grinding the workpiece at a second grinding feed rate slower than the first grinding feed rate, wherein the control means controls the first grinding feed based on the measurement result measured in the past grinding process; an upper limit value setting unit for setting an upper limit value of the load current value detected by the load current value detection means for each of the grinding feed speed when grinding at the feed speed and when grinding at the second grinding feed speed; a lower limit value setting unit for setting a lower limit value of the load current value detected by the load current value detection means ; A recognition unit that recognizes that the grinding wheel is clogged or blocked when the load current value detected by the load current value detection means between the lower limit value and the upper limit value exceeds the respective upper limit value. and the load current values detected by the load current value detecting means between the upper limit value and the lower limit value during grinding at the first grinding feed rate and the second grinding feed rate, respectively. a second recognizing unit that recognizes that the grinding wheel is chipped or abnormally worn when the lower limit of is exceeded .
本発明では、研削加工中に、第1研削送り速度と第2研削送り速度との、各々の研削送り速度の上限値との関係においてスピンドルモータの負荷電流値を監視するため、被加工物と研削砥石とに無理な負荷がかかるのを防止できる。また、研削送り速度が第2研削送り速度であるときのスピンドルモータの負荷電流値の上限値を従来より低い値にすることが可能となり、研削不良が発生したことを検知できるようになる。 In the present invention, in order to monitor the load current value of the spindle motor in relation to the upper limits of the respective grinding feed speeds of the first grinding feed speed and the second grinding feed speed during grinding, It is possible to prevent excessive load from being applied to the grinding wheel. Further, the upper limit of the load current value of the spindle motor when the grinding feed rate is the second grinding feed rate can be set to a lower value than in the conventional art, and the occurrence of defective grinding can be detected.
また、負荷電流値の下限値を設定することで、砥石の欠けや、異常摩耗といった異常が研削砥石に発生したことを検知することができる。 Moreover, by setting the lower limit of the load current value, it is possible to detect the occurrence of an abnormality such as chipping of the grinding wheel or abnormal wear of the grinding wheel.
1 研削装置の構成
図1に示す研削装置1は、保持手段2に保持された半導体ウェーハ等の被加工物Wを、研削手段3を用いて研削する研削装置である。以下、研削装置1の構成について説明する。
1 Configuration of Grinding Apparatus
研削装置1には、研削装置1に備える各種の機構を電気的に制御するCPU等を有する制御手段8が備えられている。研削装置1の各種の機構は図示しない電源に接続されており、電源から供給される電力を動力源として作動する。
The
図1に示すように、研削装置1には、Y軸方向に延設されたベース10と、ベース10の上における+Y方向側に立設されたコラム11とが備えられている。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、研削装置1のベース10の上には、保持手段2が備えられている。保持手段2は、被加工物Wを保持する円板形状のテーブルであり、例えば、保持面20aを有する吸引部20と吸引部20を囲繞する枠体21とを備えている。また、保持手段2は、吸引路22を介して吸引源23に接続されている。例えば、図1及び図2に示すように、被加工物Wの裏面Wbの保護等を目的としたテープTが被加工物Wの裏面Wbに貼着された被加工物Wを保持面20aの上に載置した状態で、吸引源23によって発揮される吸引力を、吸引路22を通じて保持面20aに伝達することによって、保持面20aの上に被加工物Wを吸引保持することができる。
加えて、保持手段2には、保持手段2をZ軸方向の回転軸25を軸として回転させる回転手段24が配設されている。
さらに、保持手段2の周囲にはカバー12が配設されており、カバー12には蛇腹13が伸縮自在に連結されている。カバー12と保持手段2とは、被加工物Wの研削加工の際に、ベース10の内部に配設されている図示しないY軸方向への移動手段によって駆動されて、Y軸方向に一体的に往復移動する。このとき、カバー12のY軸方向の移動に伴って蛇腹13が伸縮することとなる。
As shown in FIG. 1, a
In addition, the
Further, a
コラム11の-Y方向側の側面には、研削手段3と研削送り手段4とが備えられている。
研削手段3には、Z軸方向の回転軸35を有するスピンドル30と、スピンドル30を回転軸35を軸として回転駆動するスピンドルモータ32と、スピンドル30を回転可能に支持するハウジング31とが備えられている。スピンドル30の下端には、マウント33が接続されており、マウント33の下面には、研削ホイール34が着脱可能に配設されている。研削ホイール34は、基台341と基台341の下面に環状に配列された直方体形状の複数の研削砥石340とから構成されている。研削砥石340は、例えば、レジンボンドやメタルボンド等によって固着されたダイヤモンド砥粒等によって形成されており、その下面340aは被加工物Wを研削する研削面となっている。
Grinding means 3 and grinding feeding means 4 are provided on the side surface of the
The grinding means 3 includes a
スピンドルモータ32には、スピンドルモータ32に流れる負荷電流値を測定する負荷電流値検知手段6が電気的に接続されている。
The
研削送り手段4には、Z軸方向の回転軸45を有するボールネジ40と、ボールネジ40に対して平行に配設された一対のガイドレール41と、ボールネジ40の上端に連結されボールネジ40を回転軸45を軸として回動させるZ軸モータ42と、内部のナットがボールネジ40に螺合して側部がガイドレール41に摺接する昇降板43と、昇降板43に連結され研削手段3を保持するホルダ44とが備えられている。
Z軸モータ42によってボールネジ40が駆動されて、回転軸45を軸として回転すると、これに伴い、昇降板43がガイドレール41に案内されてZ軸方向に昇降移動して、ホルダ44に保持されている研削手段3がZ軸方向に昇降移動する構成となっている。研削送り手段4を用いて研削手段3を駆動して、研削砥石340を保持手段2に保持されている被加工物Wに対して接近及び離間させることができる。
The grinding feed means 4 includes a
When the
また、研削送り手段4には、第1研削送り部46と第2研削送り部47とが配設されている。第1研削送り部46は、一定の速度である第1研削送り速度で研削手段3を-Z方向に降下させる機能を有しており、第2研削送り部47は、同じく一定の速度であり且つ第1研削送り速度よりも遅い第2研削送り速度で研削手段3を-Z方向に降下させる機能を有している。
Further, the grinding feed means 4 is provided with a first
上記の制御手段8には、特に、過去の研削加工において測定されたスピンドルモータ32に流れる負荷電流値を基にして、研削手段3を第1研削送り速度で-Z方向に降下させて被加工物Wを研削加工する際にスピンドルモータ32に流れる負荷電流値の上限値と、同じく研削手段3を第2研削送り速度で-Z方向に降下させて被加工物Wを研削加工する際にスピンドルモータ32に流れる負荷電流値の上限値とを、それぞれ設定する上限値設定部80が備えられている。また、制御手段8には、第1研削送り速度または第2研削送り速度で研削加工しているときに、負荷電流値検知手段6によって検知される負荷電流値が、上限値設定部80によって設定された上記の上限値を上回った場合にそのことを認識する認識部81が備えられている。
Based on the load current value flowing through the
同様に、制御手段8には、過去の研削加工において測定されたスピンドルモータ32にかかる負荷電流値の測定結果を基にして、研削手段3を第1研削送り速度で-Z方向に降下させて被加工物Wを研削加工する際にスピンドルモータ32に流れる負荷電流値の下限値と、同じく研削手段3を第2研削送り速度で-Z方向に降下させて被加工物Wを研削加工する際にスピンドルモータ32に流れる負荷電流値の下限値とを、それぞれ設定する下限値設定部82が備えられている。また、第1研削送り速度または第2研削送り速度で研削加工しているときに、負荷電流値検知手段6によって検知される負荷電流値が、下限値設定部82によって設定された下限値を下回ったことを認識する第2認識部83が備えられている。
Similarly, the control means 8 causes the grinding means 3 to descend in the -Z direction at the first grinding feed rate based on the measurement result of the load current value applied to the
図1及び図2に示すように、研削装置1のベース10の上には、ウェーハ上面ハイトゲージ50、保持面ハイトゲージ51、及び算出手段52を備えた厚み測定手段5が配設されている。研削加工中、ウェーハ上面ハイトゲージ50を被加工物Wの表面Waに当接させつつ、保持面ハイトゲージ51を保持手段2の保持面20aに当接させることによって、被加工物Wの表面Wa及び保持手段2の保持面20aの高さを測定して、測定された両者の高さの値を基に、算出手段52において被加工物Wの厚みを算出することができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, on the
2 研削装置の動作
上記の構成の研削装置1を用いて被加工物Wを研削する際の研削装置1の動作について、図1~図3を参照して説明する。
2 Operation of Grinding Device The operation of the grinding
研削加工の実施前に、予め、過去の研削加工において負荷電流値検知手段6を用いて測定されたスピンドルモータ32に流れる負荷電流値を基にして、第1研削送り速度及び第2研削送り速度で被加工物Wを研削加工する際にスピンドルモータ32に流れる負荷電流値の上限値を上限値設定部80において設定するとともに、該二種類の研削送り速度で被加工物Wを研削加工する際にスピンドルモータ32に流れる負荷電流値の下限値を下限値設定部82において設定する。
Before performing the grinding process, the first grinding feed rate and the second grinding feed rate are determined based on the load current value flowing through the
上限値及び下限値の設定方法としては、例えば、25枚の被加工物Wを研削したときの負荷電流値の測定データを大きさの順に並べて、それらの測定データの中央値から予め設定された範囲(例えば、統計学上の四分位範囲等)に含まれる測定データのうちの最も大きな値を上限値、そして、最も小さな値を下限値として設定する。これにより、中央値から大きく外れたデータを排除した有用な測定データの中から上限値及び下限値を設定することができる。 As a method of setting the upper limit and the lower limit, for example, the measurement data of the load current value when grinding 25 workpieces W are arranged in order of magnitude, and the median value of the measurement data is set in advance. Among the measurement data included in the range (for example, statistical interquartile range), the largest value is set as the upper limit, and the smallest value is set as the lower limit. As a result, the upper and lower limits can be set from useful measurement data excluding data greatly deviating from the median.
上記のように、上限値及び下限値を設定した後、研削加工を開始する。まず、図1及び図2に示すように、テープTが貼着された被加工物Wをその表面Waが上になるように保持手段2の保持面20aの上に被加工物Wを載置する。
そして、吸引源23により生み出された吸引力を、吸引路22を通じて保持手段2の保持面20aに伝達して、保持手段2の保持面20aの上に被加工物Wを吸引保持する。
After setting the upper limit value and the lower limit value as described above, the grinding process is started. First, as shown in FIGS. 1 and 2, the workpiece W to which the tape T is adhered is placed on the holding
The suction force generated by the
次いで、被加工物Wが保持された保持手段2を図示しない移動手段を用いて、Y軸方向に移動させる。これにより、図2に示すように、研削砥石340が被加工物Wの中心を通るように位置合わせする。その後、回転手段24を用いて、保持手段2及び保持手段2の保持面20aに保持されている被加工物Wを回転軸25を軸として回転させる。
Next, the holding means 2 holding the workpiece W is moved in the Y-axis direction using a moving means (not shown). Thereby, as shown in FIG. 2, the
次に、スピンドルモータ32を用いてスピンドル30を駆動し、スピンドルモータ32を回転軸35を軸として回転させる。これにより、スピンドル30の下端に配設されたマウント33及び、マウント33の下面に装着された研削ホイール34が回転する。
Next, the
そして、制御手段8から第1研削送り部46に電気信号が送られると、該電気信号を受信した第1研削送り部46によってZ軸モータ42の回転が制御される。これによって、研削手段3が第1研削送り速度で-Z方向に降下して研削砥石340が被加工物Wに接近する。具体的には、第1研削送り部46から電気信号を受けた研削送り手段4のZ軸モータ42が、ボールネジ40を第1研削送り速度に対応した回転速度で回転軸45を軸として回動することによって、昇降板43がガイドレール41に案内されながら第1研削送り速度で-Z方向に降下していき、これに伴って、昇降板43にホルダ44を介して支持されている研削砥石340が、同じく第1研削送り速度で-Z方向に降下して、保持手段2の上に保持されている被加工物Wに接近していく。回転軸35を軸として回転している状態で研削砥石340が-Z方向に降下していくと、やがて、図2に示すように、被加工物Wの表面Waに当接して被加工物Wが研削される。
Then, when an electric signal is sent from the control means 8 to the first grinding
研削加工中、厚み測定手段5を用いて被加工物Wの厚みの測定を行う。ウェーハ上面ハイトゲージ50を被加工物Wの表面Waに接触させつつ、保持面ハイトゲージ51を保持面20aに接触させることにより読み取られた両者の高さの差を基にして、算出手段52において被加工物Wの厚みが測定される。被加工物Wの厚みが、予め設定された仕上げ厚みよりも厚い厚みである第1厚みになるまで、第1研削送り速度での研削が行われる。この制御は、第1研削送り部46によって行われる。
During the grinding process, the thickness of the workpiece W is measured using the thickness measuring means 5 . While the wafer top
そして、被加工物Wが第1厚みになるまで研削した後、制御手段8から第2研削送り部47に研削送り速度を変更するための電気信号が送られる。該電気信号を受信した第2研削送り部47によってZ軸モータ42の回転速度が制御されて、研削手段3の降下速度が第1研削送り速度から第1研削送り速度よりも遅い第2研削送り速度に切り替わる。研削手段3の降下速度を第2研削送り速度に切り替えた後、被加工物Wの表面Waに当接している研削砥石340をさらに-Z方向へと押し下げていき、第2研削送り速度で被加工物Wを仕上げ厚みまで研削する。この制御は、第2研削送り部47によって行われる。
なお、第1研削送り部46は、被加工物の被研削面が予め設定された第1研削量だけ下がった上面高さに到達するまで第1研削送り速度で研削するようにしてもよい。同様に、第2研削送り部47は、被加工物の被研削面が予め設定された第2研削量だけ下がった上面仕上げ高さに到達するまで第2研削送り速度で研削するようにしてもよい。
After the workpiece W is ground to the first thickness, an electric signal for changing the grinding feed rate is sent from the control means 8 to the second
In addition, the first grinding
被加工物Wの研削加工中には、回転する研削砥石340の下面340aと被加工物Wの表面Waとの当接によって生じる研削屑が研削砥石340に付着し、加工時間の経過とともにスピンドルモータ32の回転速度が研削開始時に比べて減速していくおそれがある。そのため、研削加工中には、スピンドルモータ32の回転速度を図示しないエンコーダ等を用いて測定して、その測定結果に基づいたスピンドルモータ32に供給する電力を制御するフィードバック制御を行うことにより、スピンドルモータ32の回転速度を一定の値に保っていてもよい。
スピンドルモータ32の回転速度のフィードバック制御においては、被加工物Wの表面Waと研削砥石340の下面340aとの当接部分に働く摩擦力の変化に応じて回転方向に負荷が変化して、スピンドルモータ32に流れる負荷電流値が変化する。
例えば、研削砥石340に目詰まりや目つぶれ等が生じると、被加工物Wが研削されないため研削砥石340が被加工物Wを押す力が大きくなり、研削砥石340の下面340aと被加工物Wの表面Waとの当接部分に働く摩擦力が大きくなり、スピンドルモータ32の回転速度が一層減ぜられる故、スピンドルモータ32の減速に抗するべく、より大きなトルクを得るために大きな電力が消費される。その結果、スピンドルモータ32に流れる負荷電流値が大きくなる。
一方で、例えば、研削砥石340に欠けや異常摩耗等が生じている場合は、研削砥石340の下面340aが被加工物Wの表面Waに接触している面積が小さくなるなどのため、研削砥石340の下面340aと被加工物Wの表面Waとの当接部分に働く摩擦力は小さくなるため、スピンドルモータ32の負荷電流値は正常に研削加工している時と比較して小さくなる。
このように、スピンドルモータ32に流れる負荷電流値は、研削砥石340の下面340aの状態を示す指標となっている。
During the grinding process of the workpiece W, grinding debris generated by the contact between the rotating
In the feedback control of the rotational speed of the
For example, when the
On the other hand, for example, when chipping or abnormal wear occurs in the
Thus, the load current value flowing through the
そこで、研削砥石340の下面340aの状態を調べるために、研削加工中に、負荷電流値検知手段6を用いてスピンドルモータ32に流れる負荷電流値を測定する。図3(a)は、スピンドルモータ32に流れる負荷電流値の時間変化を表すグラフの一例であり、左部分が第1研削加工速度での研削加工においてスピンドルモータ32に流れる負荷電流値の時間変化、そして、右部分が第2研削加工速度での研削加工においてスピンドルモータ32に流れる負荷電流値の時間変化を表している。
Therefore, in order to check the state of the
例えば、第1研削送り速度での研削加工においてスピンドルモータ32に流れる負荷電流値の上限値及び下限値がそれぞれI1及びI2であるとし、同様に、予め設定されている第2研削送り速度での研削加工においてスピンドルモータ32に流れる負荷電流値の上限値及び下限値がそれぞれI3及びI4であるとする。
図3(b)は、図3(a)において描画されている負荷電流値の時間変化のグラフに、第1研削送り速度での研削加工及び第2研削送り速度での研削加工において許容される負荷電流値の上限値I1、I3をそれぞれ描き入れたグラフである。図3(b)に示すように、第1研削送り速度での研削加工中に測定されたスピンドルモータ32に流れる負荷電流値がP1において上限値I1を上回っており、認識部81においてそのことが認識される。
For example, assume that the upper limit value and the lower limit value of the load current value flowing to the
FIG. 3(b) is a graph of the time change of the load current value drawn in FIG. 3(a). It is the graph which drew the upper limit I1 of a load current value, and I3, respectively. As shown in FIG. 3B, the value of the load current flowing through the
図3(c)は、図3(b)に示すグラフに、さらに、第1研削送り速度での研削加工及び第2研削送り速度での研削加工において許容される負荷電流値の下限値I2、I4をそれぞれ描き入れたグラフである。図3(c)に示すように、第2研削送り速度での研削加工中に測定されたスピンドルモータ32に流れる負荷電流値がP2において下限値I4を下回っており、第2認識部83においてそのことが認識される。
FIG. 3C shows the graph shown in FIG. It is the graph which drew I4 respectively. As shown in FIG. 3(c), the value of the load current flowing through the
上記のように、負荷電流値検知手段6によって測定された負荷電流値が予め設定された上限値(下限値)を上回り(下回り)、そのことが認識部81(第2認識部83)によって認識された場合、例えば、研削装置1に備えられた図示しない報知手段によってアラームが発報されることによりオペレータに研削加工に異常が発生した旨が通知される。または、例えば、図示しないディスプレイ等に、研削加工異常が発生したことを通知する表示が表示されることにより、オペレータにその旨が通知される。
その後、例えば、制御手段8から研削送り手段4に電気信号が送信されて、電気信号を受信した研削送り手段4によって研削手段3が駆動されることにより、研削手段3の-Z方向への降下が停止し、さらに+Z方向に上昇させられて、被加工物Wと当接していた研削砥石340が一旦上方に退避して加工が中断される等の構成が考えられる
As described above, the load current value measured by the load current value detection means 6 exceeds (belows) the preset upper limit value (lower limit value), and the fact is recognized by the recognition unit 81 (second recognition unit 83). In this case, for example, an alarm is issued by a notification means (not shown) provided in the
After that, for example, an electric signal is transmitted from the control means 8 to the grinding feed means 4, and the grinding means 3 is driven by the grinding feed means 4 that received the electric signal, thereby lowering the grinding means 3 in the -Z direction. stops, and is further raised in the +Z direction, the
以上のように、研削装置1を作動させることによって、第1研削送り速度での研削加工における負荷電流値の上限値及び下限値、並びに第2研削送り速度での研削加工における負荷電流値の上限値及び下限値を、それぞれ設定して負荷電流値を監視することができ、これによって研削加工に発生する異常をより精度良く検知することが可能となる。
つまり、第2研削送り速度は第1研削送り速度より遅いので、第2研削送り速度に対して設定される上限値および下限値は、第1研削送り速度で設定される上限値および下限値より小さい値が設定されている。
As described above, by operating the grinding
That is, since the second grinding feed speed is slower than the first grinding feed speed, the upper limit value and the lower limit value set for the second grinding feed speed are lower than the upper limit value and the lower limit value set for the first grinding feed speed. A small value is set.
なお、本発明を実施するための形態は、上述のような、第1研削送り速度と第2研削送り速度とからなる二つの研削送り速度に対応した負荷電流値の上限値及び下限値をそれぞれ設定して、設定された上限値及び下限値を用いて、研削加工に発生する異常を検知するという構成に限定されない。
例えば、第3の研削送り速度、第4の研削送り速度・・・といった具合に、一枚の被加工物Wを研削する際に、さらに多くの種類の研削送り速度を組み合わせて研削加工を実施する場合においても、同様に各々の研削送り速度に対応した負荷電流値の上限値及び下限値を過去の加工経験を基に設定して、研削加工中にスピンドルモータに流れる負荷電流値を監視することにより、各々の研削送り速度での研削加工において発生する異常を検知することが可能となる。
In the embodiment for carrying out the present invention, the upper limit value and the lower limit value of the load current value corresponding to the two grinding feed speeds consisting of the first grinding feed speed and the second grinding feed speed are set to It is not limited to the configuration in which an abnormality occurring in the grinding process is detected using the set upper limit value and the set lower limit value.
For example, the third grinding feed rate, the fourth grinding feed rate, and so on, when grinding one workpiece W, the grinding process is performed by combining more types of grinding feed rates. In this case, similarly, the upper limit and lower limit of the load current value corresponding to each grinding feed rate are set based on the past machining experience, and the load current value flowing to the spindle motor during grinding is monitored. Thereby, it becomes possible to detect an abnormality that occurs in the grinding process at each grinding feed speed.
1:研削装置 10:ベース 11:コラム 12:カバー 13:蛇腹
2:保持手段 20:吸引部 20a:保持面 21:枠体 22:吸引路
23:吸引源 24:回転手段 25:回転軸
3:研削手段 30:スピンドル 31:ハウジング 32:スピンドルモータ
33:マウント 34:研削ホイール 340:研削砥石 340a:研削砥石の下面
341:基台 35:回転軸
4:研削送り手段 40:ボールネジ 41:ガイドレール 42:Z軸モータ
43:昇降板 44:ホルダ 45:回転軸
46:第1研削送り部 47:第2研削送り部
5:厚み測定手段 50:ウェーハ上面ハイトゲージ 51:保持面ハイトゲージ
52:算出手段 6:負荷電流値検知部 8:制御手段
80:上限値設定部 81:認識部 82:下限値設定部 83:第2認識部
W:被加工物 Wa:被加工物の表面 Wb:被加工物の裏面
T:テープ
I1:第1研削送り速度での研削加工時における負荷電流値の上限値
I2:第1研削送り速度での研削加工時における負荷電流値の下限値
I3:第2研削送り速度での研削加工時における負荷電流値の上限値
I4:第2研削送り速度での研削加工時における負荷電流値の下限値
P1:第1研削送り速度での研削加工時に負荷電流値の上限値を上回った点
P2:第2研削送り速度での研削加工時に負荷電流値の下限値を下回った点
1: Grinding Device 10: Base 11: Column 12: Cover 13: Accordion 2: Holding Means 20: Suction Part 20a: Holding Surface 21: Frame 22: Suction Path 23: Suction Source 24: Rotating Means 25: Rotating Axis 3: Grinding Means 30: Spindle 31: Housing 32: Spindle Motor 33: Mount 34: Grinding Wheel 340: Grinding Wheel 340a: Lower Surface of Grinding Wheel 341: Base 35: Rotating Axis 4: Grinding Feed Means 40: Ball Screw 41: Guide Rail 42 : Z-axis motor 43: Elevating plate 44: Holder 45: Rotating shaft 46: First grinding feed unit 47: Second grinding feed unit 5: Thickness measuring means 50: Wafer upper surface height gauge 51: Holding surface height gauge 52: Calculating means 6: Load current value detection unit 8: control means 80: upper limit value setting unit 81: recognition unit 82: lower limit value setting unit 83: second recognition unit W: workpiece Wa: front surface of workpiece Wb: back surface of workpiece T: tape I1: upper limit of load current value during grinding at the first grinding feed speed I2: lower limit of load current value during grinding at the first grinding feed speed I3: second grinding feed speed Upper limit of load current value during grinding I4: Lower limit of load current during grinding at the second grinding feed speed P1: Exceeded the upper limit of load current during grinding at the first grinding feed speed Point P2: The point where the load current fell below the lower limit during grinding at the second grinding feed rate.
Claims (2)
研削砥石を環状に配置した研削ホイールを装着したスピンドルを回転させ該保持手段に保持された被加工物を該研削砥石で研削する研削手段と、
該保持手段と該研削手段とを相対的に接近および離間する方向に移動させる研削送り手段と、
被加工物の厚みを測定する厚み測定手段と、
該研削砥石が該保持手段に保持された被加工物に接近させる方向に移動し該研削砥石が被加工物に接触したことで上昇するスピンドルモータの負荷電流値を検知する負荷電流値検知手段と、
制御手段と、を備える研削装置であって、
該研削送り手段は、
第1研削送り速度で予め設定した仕上げ厚みよりも厚い第1厚みまで被加工物を研削する第1研削送り部と、該第1研削送り速度より遅い第2研削送り速度で仕上げ厚みまで研削する第2研削送り部とを備え、
該制御手段は、
過去の研削加工で測定した測定結果を基に、該第1研削送り速度で研削する際および該第2研削送り速度で研削する際のそれぞれの研削送り速度に対して、該負荷電流値検知手段が検知する負荷電流値の上限値を設定する上限値設定部と、該負荷電流値検知手段が検知する負荷電流値の下限値を設定する下限値設定部と、
該第1研削送り速度および該第2研削送り速度で研削加工している際に、該上限値と該下限値との間にある該負荷電流値検知手段が検知した負荷電流値がそれぞれの該上限値を超えたら、該研削砥石に目詰まりや目つぶれが生じていることを認識する認識部と、
該第1研削送り速度および該第2研削送り速度で研削加工している際に、該上限値と該下限値との間にある該負荷電流値検知手段が検知した負荷電流値がそれぞれの該下限値を超えたら、該研削砥石に欠けや異常摩耗が生じていることを認識する第2認識部と、
を備える研削装置。 holding means for holding the workpiece;
Grinding means for rotating a spindle equipped with a grinding wheel having grinding wheels arranged in an annular shape and grinding the workpiece held by the holding means with the grinding wheels;
Grinding feed means for moving the holding means and the grinding means in directions toward and away from each other;
a thickness measuring means for measuring the thickness of the workpiece;
load current value detection means for detecting the load current value of the spindle motor which moves in a direction in which the grinding wheel approaches the workpiece held by the holding means and rises when the grinding wheel comes into contact with the workpiece; ,
A grinding apparatus comprising a control means,
The grinding feeding means is
A first grinding feed unit that grinds the workpiece to a first thickness thicker than a preset finishing thickness at a first grinding feed rate, and a second grinding feed rate that is slower than the first grinding feed rate to grind the workpiece to a finish thickness. and a second grinding feeder,
The control means
Based on the measurement result measured in the past grinding process, the load current value detection means for each grinding feed speed when grinding at the first grinding feed speed and when grinding at the second grinding feed speed. an upper limit setting unit for setting the upper limit of the load current value detected by the load current value detecting means; a lower limit setting unit for setting the lower limit of the load current value detected by the load current value detecting means;
When grinding at the first grinding feed rate and the second grinding feed rate, the load current values detected by the load current value detecting means between the upper limit value and the lower limit value are respectively a recognition unit that recognizes that the grinding wheel is clogged or blocked when the upper limit is exceeded;
When grinding at the first grinding feed rate and the second grinding feed rate, the load current values detected by the load current value detecting means between the upper limit value and the lower limit value are respectively a second recognition unit that recognizes that the grinding wheel is chipped or abnormally worn when the lower limit value is exceeded;
Grinding device with
研削砥石を環状に配置した研削ホイールを装着したスピンドルを回転させ該保持手段に保持された被加工物を該研削砥石で研削する研削手段と、
該保持手段と該研削手段とを相対的に接近および離間する方向に移動させる研削送り手段と、
該保持手段に保持された被加工物の上面高さを測定する上面高さ測定手段と、
該研削砥石が該保持手段に保持された被加工物に接近させる方向に移動し該研削砥石が被加工物に接触したことで上昇するスピンドルモータの負荷電流値を検知する負荷電流値検知手段と、
制御手段と、を備える研削装置であって、
該研削送り手段は、
該上面高さを測定しながら被研削面が予め設定した第1研削量だけ下がった上面高さに到達するまで第1研削送り速度で被加工物を研削する第1研削送り部と、該上面高さを測定しながら被研削面が予め設定した第2研削量だけ下がった仕上げ高さに到達するまで該第1研削送り速度より遅い第2研削送り速度で被加工物を研削する第2研削送り部とを備え、
該制御手段は、
過去の研削加工で測定した測定結果を基に、該第1研削送り速度で研削する際および該第2研削送り速度で研削する際のそれぞれの研削送り速度に対して、該負荷電流値検知手段が検知する負荷電流値の上限値を設定する上限値設定部と、該負荷電流値検知手段が検知する負荷電流値の下限値を設定する下限値設定部と、
該第1研削送り速度および該第2研削送り速度で研削加工している際に、該上限値と該下限値との間にある該負荷電流値検知手段が検知した負荷電流値がそれぞれの該上限値を超えたら、該研削砥石に目詰まりや目つぶれが生じていることを認識する認識部と、
該第1研削送り速度および該第2研削送り速度で研削加工している際に、該上限値と該下限値との間にある該負荷電流値検知手段が検知した負荷電流値がそれぞれの該下限値を超えたら、該研削砥石に欠けや異常摩耗が生じていることを認識する第2認識部と、
を備える研削装置。 holding means for holding the workpiece;
Grinding means for rotating a spindle equipped with a grinding wheel having grinding wheels arranged in an annular shape and grinding the workpiece held by the holding means with the grinding wheels;
Grinding feed means for moving the holding means and the grinding means in directions toward and away from each other;
a top surface height measuring means for measuring the top surface height of the workpiece held by the holding means;
load current value detection means for detecting the load current value of the spindle motor which moves in a direction in which the grinding wheel approaches the workpiece held by the holding means and rises when the grinding wheel comes into contact with the workpiece; ,
A grinding apparatus comprising a control means,
The grinding feeding means is
a first grinding feed unit that grinds the workpiece at a first grinding feed rate until the surface to be ground reaches the top surface height that is lowered by a preset first grinding amount while measuring the top surface height; Second grinding, in which the workpiece is ground at a second grinding feed rate slower than the first grinding feed rate until the surface to be ground reaches a finished height that is lowered by a preset second grinding amount while measuring the height. a sending unit,
The control means
Based on the measurement result measured in the past grinding process, the load current value detection means for each grinding feed speed when grinding at the first grinding feed speed and when grinding at the second grinding feed speed. an upper limit setting unit for setting the upper limit of the load current value detected by the load current value detecting means; a lower limit setting unit for setting the lower limit of the load current value detected by the load current value detecting means;
When grinding at the first grinding feed rate and the second grinding feed rate, the load current values detected by the load current value detecting means between the upper limit value and the lower limit value are respectively a recognition unit that recognizes that the grinding wheel is clogged or blocked when the upper limit is exceeded;
When grinding at the first grinding feed rate and the second grinding feed rate, the load current values detected by the load current value detecting means between the upper limit value and the lower limit value are respectively a second recognition unit that recognizes that the grinding wheel is chipped or abnormally worn when the lower limit value is exceeded;
Grinding device with
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