JPH01115559A - 立型平面研削盤の研削方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、回転自在に装着された支持テーブルに、真
空チャックを介して被加工物を吸引装着し、回転駆動手
段により研削砥石を回転駆動し、この研削砥石を、前記
真空チャックにより保持された被加工物の表面に接近さ
せて当接させ、研削する立型平面研削盤の研削方法に関
する。

［従来の技術］ 従来の立型平面研削盤における研削方法としては、例え
ば、特開昭６２−１０７９５１号公報に示されるように
、研削砥石を回転駆動させると共に、被加工物をも回転
駆動させるものがある。このように研削動作することに
より、被加工物が固定されている場合に比較して、より
効率的に被加工物が研削されることになる。

一方、このような立型平面研削盤において、被加工物と
してウェーハの表面を研削動作する場合には、特開昭６
２−１０７９３７号公報に示されるように、ウェーハを
チャックする面に溝を形成した真空チャックを用いて、
被加工物としてのウェーハを吸引保持する技術が既に開
示されている。

［発明が解決しようとする問題点］ ここで、上述した２つの技術を組み合わせて、研削砥石
を回転させつつ、被加工物としてのウェーハを回転させ
て効率良く研削させようとすると、研削動作終了後にお
いて、研削砥石をウェーハから引き離す際に、真空チャ
ックの吸引力が作用していないウェーハの周縁部におい
て、クーラント液の噴出圧力により、引き離される研削
砥石に向けて追従して持ち上げられる現象が発生する。

このように、ウェーハの周縁部が持ち上げられると、こ
の持ち上げられた部分が、研削砥石により、更に研削さ
れて、部分的に周縁部が欠けた状態が生じる事になる。

このように、ウェーハの周縁部が欠けると、この部分を
用いることが出来なくなり、歩留りが悪くなる問題点が
指摘されている。

この発明は上述した問題点に鑑みてなされたもので、こ
の発明の目的は、研削砥石と被加工物とを共に回転駆動
して効率的に研削しつつ、周縁部に欠けが発生せずに被
加工物を全面に渡って均一に研削することのできる立型
平面研削盤の研削方法を提供することである。

［問題点を解決するための手段］ 上述した問題点を解決し、目的を達成するため、この発
明に係わる立型平面研削盤の研削方法は、回転自在に装
着された支持テーブルに、真空チャックを介して被加工
物を吸引装着する第１の工程と、回転駆動手段により第
１の回転速度で研削砥石を回転駆動する第２の工程と、
この研削砥石を、前記真空チャックにより保持された被
加工物の表面に接近させて当接させ、研削する第３の工
程と、研削砥石と被加工物との当接部にクーラント液を
供給する第４の工程と、前記回転駆動手段により前記第
１の回転速度より遅い第２の回転速度で研削砥石を回転
駆動する第５の工程と、この第５の工程が実行された後
に、研削砥石を被加工物の表面より離間させる第６の工
程とを具備する事を特徴としている。

［作用］ 以上のように構成される立型平面研削盤の研削方法にお
いては、回転自在に装着された支持テーブルに、真空チ
ャックを介して被加工物を吸引装着し、回転駆動手段に
より第１の回転速度で研削砥石を回転駆動させ、この研
削砥石を、前記真空チャックにより保持された被加工物
の表面に接近させて当接させ、研削すると共に、研削砥
石と被加工物との当接部にクーラント液を供給し、前記
回転駆動手段により前記第１の回転速度より遅い第２の
回転速度で研削砥石を回転駆動しこの後に、研削砥石を
被加工物の表面より離間させるものである。

［実施例］ 以下に、この発明に係わる研削方法を実施する立型平面
研削盤の一実施例の構成を添付図面を参照して、詳細に
説明する。

第１図に示すように、この一実施例の立型平面研削盤１
０は、図示しない土台上に立設される基台１２と、土台
上において、この基台１２の側方に並設された主軸１４
とを備えている。

この基台１２には、スティ１６を介して、後述する研削
砥石１８を切り込み方向に沿って移動、即ち、垂直軸に
沿って切込み送りさせるための第１の駆動モータ２０を
備えている。この第１の駆動モータ２０は、垂直軸回り
に回転駆動される駆動軸２０ａを有し、この駆動軸２０
ａには、ボールねじ２２が一体回転するよう接続されて
いる。

一方、このボールねじ２２に螺合して、このボールねじ
２２の回転に応じて上下方向に沿って往復移動駆動され
るように移動体２４が設けられている。この移動体２４
には、砥石軸保持部材２６が一体に取り付けられている
。この砥石軸保持部材２６内には、上下方向に沿って延
出した状態で、砥石軸２８が垂直軸回りに回転自在に取
り付けられている。

ここで、この砥石軸保持部材２６の上部には、上述した
砥石軸２８を回転駆動するための第２の駆動モータ３０
が固着されている。この第２の駆動モータ３０は、垂直
軸回りに回転駆動される駆動軸３０ａを備え、この駆動
軸３０ａには、上述した砥石軸２８が一体回転するよう
に接続されている。

そして、この砥石軸２８の下端には、円板状の研削砥石
１８が、着脱自在に、且つ、砥石軸２８に対して同軸に
取り付けられている。尚、この研削砥石１８は、研削動
作が継続されて、これが摩耗限度を越えた場合に、取り
換えの為に取り外されるものである。

一方、前述した主軸１４は、第３の駆動モータ３２によ
り、垂直軸回りに回転駆動されるよう構成されている。

この主軸１４の上端には、詳細は示していないが、周知
の真空チャック機構３６が設けられている。この真空チ
ャック機構３６は、被加工物としてのウェーハ３４を真
空力を利用して、吸引保持するためのものであり、ウェ
ニハ３４が載置される吸引台３６ａと、図示していない
が、吸引台３６ａを貫通するように形成された複数の吸
引孔を介して、真空に引く為の真空ポンプ３６ｂとを備
えている。

また、研削動作に際して、研削砥石１８の研削面（図中
下面）とウェーハ３４の上面とが互いに当接・係合して
、互いの回転駆動により、ウェーハ３４が研削されてい
くと、摩擦熱が生じて、両者が高温になる。この高温は
、ウェーハ３４に熱変形を生じさせて好ましく無いので
、研削動作中において、互いの当接・係合面を冷却させ
るために、クーラント液放出機構３８が設けられている
。このクーラント液放出機構３８は、真空チャック機構
３６の吸引台３６の側方に配設された放出ノズル４０と
、この放出ノズル４０を介して、研削砥石１８の研削面
（下面）とウェーハ３４の被研削面（上面）とにクーラ
ント液を放出させるためのポンプ機構４２とを備えてい
る。

一方、この立型平面研削盤１０は、第１図に示すように
、研削動作を全体的に制御するための制御機構４４を備
えている。この制御機構４４は、第１の駆動モータ２０
を第１のドライバ４６を介して、第２の駆動モータ３０
を第２のドライバ４８を介して、第３の駆動モータ３２
を第３のドライバ５０を介して、ポンプ機構４２を第４
のドライバ５２を介して、更に、前述した真空チャック
機構３６の真空ポンプ３６ｂを第５のドライバ５４を夫
々駆動制御するように構成されている。

以上のように構成される立型平面研削盤１ｏにおける、
この一実施例の特徴を成す研削動作を、制御機構４４の
制御動作に基づいて、第２図に示すタイミングチャート
を参照して以下に説明する。

先ず、被加工物としてのウェーハ３４を真空チャック機
構３６の吸引台３６ａ上に載置し、この後、図示しない
研削動作開始ボタンを押すことにより、制御機構４４は
、第１乃至第４のドライバ４６．４８，５０．５２を介
して、研削制御動作を開始する。

即ち、制御機構４４は、先ず、第１のドライバ４６を介
して、第１の駆動モータ２０を起動させ、砥石軸保持部
材２６を下降させることにより、これに支持された研削
砥石１８を下方に駆動させる。一方、制御機構４４は、
第２のドライバ４８を介して、第２の駆動モータ３０を
起動させ、砥石軸２８を回転することにより、研削砥石
１８を回転駆動させる。

また、制御機構４４は、研削制御動作の開始に伴なって
、第５のドライバ５４を介して、真空チャック機構３６
の真空ポンプ３６ｂを起動させて、ウェーハ３４を吸引
台３６ａ上に、真空力を介して吸引・保持させる。一方
、ウェーハ３４が真空力により吸引台３６ａ上に充分に
吸引・保持された後において、制御機構４４は、第３の
ドライバ５０を介して、主軸１４を回転させ、ウェーハ
３４を回転駆動させる。

そして、研削砥石１８の研削面として機能する下面が、
ウェーハ３４の被研削面として機能する上面に当接する
寸前から、制御機構４４は、第４のドライバ５２を介し
て、クーラント液噴出機構３８のポンプ機構４２を起動
させて、噴出ノズル４０から研削砥石１８の上面とウェ
ーハ３４の上面との互いの当接・係合部に向けて、クー
ラント液を噴出させる。

ここで、制御機構４４は、第２図に示すように、急速接
近工程Ａからスパークアウト工程りにおいては、第２の
ドライバ４８を介しての研削砥石１８を、第１の回転速
度Ｒ１である３、００Ｏｒｐｍで回転駆動し、この第１
の回転速度Ｒ，におけるクーラント液噴出流量Ｑを、第
４のドライバ５２を介して、第１の流量Ｑ１である１４
ｊ２／ｍｉｎに設定している。

尚、このクーラント液噴出流量Ｑは、研削砥石１８の回
転速度Ｒに応じて、これが遅くなるにつれて少なくなる
ように設定されている。また、制御機構４４は、第３の
ドライバ５０を介しての主軸１４の回転速度ａｌｌ、即
ち、ウェーハ３４の回転速度を、研削砥石１８の回転方
向とは逆の方向に沿って、一定の７５ｒｐｍに保持する
よう設定されている。

ここで、この急速接近工程Ａにおいては、制御機構４４
は、第１のドライバ４６を介しての研削砥石１８の切込
み速度Ｖ、即ち、ウェーハ３４に向けての下降速度を、
最大の第１の下降速度Ｖ。

に維持するよう設定されている。そして、研削砥石１８
の研削面である下面が、ウェーハ３４の被研削面である
上面に当接係合した時点で、この急速接近工程Ａは終了
し、引き続き、荒加工工程Ｂが実行される。

この荒加工工程Ｂにおいては、ウェーハ３４を荒く研削
加工するものであり、制御機構４４は、上述したように
、研削砥石１８の回転速度Ｒ、クーラント液の噴出流量
Ｑ１ウェーハ３４の回転速度Ｒ３を夫々同様に第１の回
転速度Ｒ１％第１の流量Ｑ＋、回転速度Ｒ３に維持した
状態で、研削砥石１８の切込み速度Ｖを、上述した最大
の第１の下降速度ｖ１より遅い第２の下降速度ｖ２に変
更する。そして、この荒加工工程Ｂは所定時間ｔ１だけ
実行されることにより終了し、引き続き、仕上加工工程
Ｃが実行される。

この仕上加工工程Ｃにおいては、ウェーハ３４を精密に
研削加工するものであり、制御機構４４は、上述したよ
うに、研削砥石１８の回転速度Ｒ１クーラント液の噴出
流量Ｑ、ウェーハ３４の回転速度Ｒ３を夫々同様に第１
の回転速度Ｒ１、第１の流量Ｑ　ｌｓ回転速度Ｒ３に維
持した状態で、研削砥石１８の切込み速度Ｖを、上述し
た第２の下降速度■２より遅い第３の下降速度■３に変
更する。そして、この仕上加工工程Ｃは所定時間ｔ２だ
け実行されることにより終了し、これにより、実質的な
平面研削動作が終了する。そして、引き続き、スパーク
アウト工程りが実行される。

このスパークアウト加工工程りにおいては、後述する後
退工程Ｅに移るための遷移制御動作が実行されるもので
あり、制御機構４４は、上述したウェーハ３４の回転速
度Ｒ５を一定に保持したままで、研削砥石１８の回転速
度Ｒ１及び、クーラント液の噴出流量Ｑを、夫々、第１
の回転速度Ｒ，より遅い第２の回転速度Ｒ２に、及び、
第１の流量Ｑ＋より少ない第２の流量Ｑ２に変更しつつ
、研削砥石１８の切込み速度Ｖを、実質的に零に近い第
４の下降速度ｖ４に変更する。尚、この第２の回転速度
Ｒ７は、この一実施例においては、１，７５０ｒ’ｐｍ
に、また、クーラント液の第２の噴出流量Ｑ２は、８Ｊ
：Ｌ／ｍｉｎに設定されている。

そして、このスパークアウト工程りは所定時間ｔ、たけ
実行されることにより終了し、引き続き、後退工程Ｅが
実行される。

この後退工程已においては、研削加工されたウェーハ３
４から研削砥石１８を引き離すべく上昇させるものであ
り、制御機構４４は、第１のドライバ４６を介して、第
１の駆動モータ２０を今までとは逆方向に回転駆動して
、研削砥石１８を持ち上げる。ここで、この研削砥石１
８の上昇に伴ない、研削砥石１８の研削面である下面は
、ウェーハ３４の被研削面である上面から離間すること
になる。

そして、研削砥石１８が上方の待機位置までもたらされ
た状態において、制御機構４４は、第１乃至第５のドラ
イバ４６．４８，５０，５２゜５４を介して、第１の駆
動モータ２０、第２の駆動モータ３０、第３の駆動モー
タ３２、クーラント液噴出機構３８のポンプ機構４２、
そして、真空チャック機構３６の真空ポンプ３６ｂの駆
動を、夫々停止して、ウェーハ３４に対する一連の平面
研削動作を終了する。

ここで、前述したように、ウェーハ３４は、真空チャッ
ク機構３６における吸引孔を介しての真空力により吸引
台３６ａ上に吸引・保持されているものである。そして
、この吸引孔は、直接つ工−ハ３４の下面に当接するこ
とにより、吸引力を引き起すものであるため、ウェーハ
３４のの下面の周縁部に構造上絶対に位置し得ないこと
になる。換言すれば、ウェーハ３４の周縁部における吸
引力は、他の部分と比較して弱いものとなる。

このため、従来技術において詳細に説明したように、研
削砥石１８が被加工物としてのウェーハ３４から離間す
ることにより、ウェーハ３４を押し付けていた力が解除
されることを意味することになり、このため、研削砥石
１８の上昇に伴ない、ウェーハ３４の周縁部がめくり上
がって、この周縁部に欠けが発生することになる。

しかしながら、この一実施例においては、上述したよう
に、制御機構４４は、研削動作の終了に伴ない、研削砥
石１８の後退工程Ｅが実行される前のスパークアウト工
程りにおいて、予め、研削砥石１８の回転速度Ｒを、研
削加工時における第１の回転速度Ｒ１よりも遅い第２の
回転速度Ｒ２に変更制御しており、また、クーラント液
の噴出流量Ｑを、研削加工時における第１の噴出流量Ｑ
１よりも少ない第２の噴出流量Ｑ２に変更制御している
。尚、このように、クーラント液の噴出流ＭＱを少なく
設定したとしても、研削砥石１８の回転速度Ｒを遅く設
定しているので、発熱等の問題を生じることは無い。

この結果、この一実施例においては、例え、研削砥石１
８がウェーハ３４から離間することにより、ウェーハ３
４を押し付けていた力が解除されても、ウェーハ３４に
噴出されていたクーラント液の噴出流量Ｑが少なくなさ
れているので、このクーラント液の噴出圧力は非常に弱
められることになる。このようにして、研削砥石１８の
上昇に伴ない、クーラント液の噴出圧力により、ウェー
ハ３４の周縁部がめくり上がる虞は解消され、従って、
平面研削されたウェーハ３４の周縁部に欠けが発生する
ことが確実に防止されることになる。即ち、この一実施
例によれば、平面研削されたウェーハ３４の被研削面は
、周縁部に欠けの無い状態で、全面に渡って良好に利用
出来るものとなる。

この発明は、上述した一実施例の構成に限定されること
なく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能
であることは言うまでもない。

例えば、上述した一実施例においては、研削砥石１８の
後退工程Ｅの開始に先立ってクーラント液の噴出流量Ｑ
を少なくする起動原因を、研削砥石１８の回転速度Ｒを
低速にする制御動作の開始に基づくように説明したが、
この発明はこれに限られることなく、仕上加工工程Ｃの
終了に伴ない、ウェーハ３４の回転速度を低速になるよ
う主軸１４の回転速度を制御し、この制御動作の開始に
伴ない、クーラント液の噴出流量Ｑを少なくなるよう制
御するようにしても良い。

Ｃ発明の効果］ 以上詳述したように、この発明に係わる立型平面研削盤
の研削方法は、回転自在に装着された支持テーブルに、
真空チャックを介して被加工物を吸引装着する第１の工
程と、回転駆動手段により第１の回転速度で研削砥石を
回転駆動する第２の工程と、この研削砥石を、前記真空
チャックにより保持された被加工物の表面に接近させて
当接させ、研削する第３の工程と、研削砥石と被加工物
との当接部にクーラント液を供給する第４の工程と、前
記回転駆動手段により前記第１の回転速度より遅い第２
の回転速度で研削砥石を回転駆動する第５の工程と、こ
の第５の工程が実行された後に、研削砥石を被加工物の
表面より離間させる第６の工程とを具備する事を特徴と
している。

従って、この発明によれば、研削砥石と被加工物とを共
に回転駆動して効率的に研削しつつ、周縁部に欠けが発
生せずに被加工物を全面に渡って均一に研削することの
できる立型平面研削盤の研削方法が提供されることにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係わる研削方法を実行する立型平面
研削盤の一実施例の構成を概略的に示す正面図；そして
、 第２図はこの一実施例の研削方法が実行される際の各駆
動量の変化を時間の経過に従って示すタイミングチャー
トである。 図中、１０・・・立型平面研削盤、１２・・・基台、１
４・・・主軸、１６・・・ステイ、１８・・・研削砥石
、２０・・・第１の駆動モータ、２０ａ・・・駆動軸、
２２・・・ボールねじ、２４・・・移動体、２６・・・
砥石軸保持部材、２８・・・砥石軸、３０・・・第２の
駆動モータ、３０ａ・・・駆動軸、３２・・・第３の駆
動モータ、３４・・・ウェーハ、３６・・・真空チャッ
ク機構、３６ａ・・・吸引台、３６ｂ・・・真空ポンプ
、３８・・・クーラント液放出機構、４０・・・ノズル
、４２・・・ポンプ機構、４４・・・制御機構、４６・
・・第１のドライバ、４８・・・第２のドライバ、５０
・・・第３のドライバ、５２・・・第４のドライバ、５
４・・・第５のドライバである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転自在に装着された支持テーブルに、真空チャ
   ックを介して被加工物を吸引装着する第１の工程と、 回転駆動手段により第１の回転速度で研削砥石を回転駆
   動する第２の工程と、 この研削砥石を、前記真空チャックにより保持された被
   加工物の表面に接近させて当接させ、研削する第３の工
   程と、 研削砥石と被加工物との当接部にクーラント液を供給す
   る第４の工程と、 前記回転駆動手段により前記第１の回転速度より遅い第
   ２の回転速度で研削砥石を回転駆動する第５の工程と、 この第５の工程が実行された後に、研削砥石を被加工物
   の表面より離間させる第６の工程とを具備する事を特徴
   とする立型平面研削盤の研削方法。
2. （２）前記第５の工程は、研削動作終了後実行される事
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の立型平面研
   削盤の研削方法。
3. （３）前記真空チャックは、被加工物と当接する面に形
   成された吸引孔を有し、この吸引孔は、被加工物の周縁
   部から離間している事を特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の立型平面研削盤の研削方法。
4. （４）前記第４の工程において、前記クーラント液は、
   研削砥石の回転速度に応じて、その噴出圧力を変化され
   る事を特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の立型平
   面研削盤の研削方法。
5. （５）前記クーラント液の噴出圧力は、回転速度が遅く
   なるにつれて、弱くなるよう設定されている事を特徴と
   する特許請求の範囲第４項に記載の立型平面研削盤の研
   削方法。