KR102093680B1

KR102093680B1 - 얇은 원판 형상 공작물의 캐리어 장치 및 그 제조 방법, 및 양면 연삭 장치

Info

Publication number: KR102093680B1
Application number: KR1020130106217A
Authority: KR
Inventors: 아츠시 시바나카
Original assignee: 고요 기카이 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2013-09-04
Publication date: 2020-03-26
Also published as: EP2705930A3; EP2705930B1; KR20140031816A; JP2014050901A; TW201417951A; SG2013065842A; EP2705930A2; TWI632987B; JP6033614B2

Abstract

[과제] 얇은 원판 형상 워크의 표면의 가공에 있어서, 단순하고 또한 저렴한 구조로 고효율이고 고정밀한 가공을 확보할 수 있는 캐리어 장치를 제공한다.
[해결 수단] 얇은 원판 형상 워크(W)를 지지 회전하면서 워크(W)의 표면(Wa, Wb)을 연삭하는 장치에 있어서, 워크(W)의 원형 외주를 위치 결정하여 지지해서 회전 구동하는 워크 회전 지지 장치(5)의 캐리어 장치(6)로서, 워크(W)의 전체 둘레를 근접하여 둘러싸는 원형 내주 가장자리(31a)를 갖는 원환 형상의 캐리어 본체(31)와, 워크(W)의 노치(Wn)에 맞물리는 첨단 맞물림부(32a)를 갖는 노치 트리거(32)가 일체물로서 구성되어서 이루어지고, 노치 트리거(32)는 캐리어 본체(31)에 대하여 개별 부품으로서 교환 가능하게 또한 일체적으로 접합 고정됨과 아울러 상기 첨단 맞물림부(32a)가 캐리어 본체(31)의 원형 내주 가장자리(31a)의 일부로부터 지름방향 안쪽으로 돌출되는 장착 구조를 구비한다.

Description

얇은 원판 형상 공작물의 캐리어 장치 및 그 제조 방법, 및 양면 연삭 장치{CARRIER APPARATUS OF THIN DISK-SHAPED WORKPIECE, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME, AND BOTH-SIDE GRINDING MACHINE}

본 발명은 얇은 원판 형상 공작물의 캐리어 장치 및 그 제조 방법, 및 양면 연삭 장치에 관한 것이고, 더욱 상세히는 반도체 웨이퍼 등의 얇은 원판 형상 공작물의 표면 및/또는 이면의 가공에 있어서 공작물의 원형 외주를 지름방향으로 위치 결정해서 회전 구동하는 공작물 회전 지지 기술에 관한 것이다.

예를 들면, 반도체 웨이퍼는 단결정 실리콘으로 제작된 원주 형상의 반도체 잉곳(ingot)으로부터 얇게 슬라이스해서 얻어진 후, 그 표리면은 연삭 장치나 연마 장치에 의한 마무리 가공이 시행되어서 평활면으로 마무리된다.

그런데, 반도체 웨이퍼 등의 얇은 원판 형상 공작물(이하, 워크라고 칭한다)의 연삭 또는 연마 가공에 있어서는 워크를 지지 회전하면서 그 표면 및/또는 이면을 가공하는 방법이 취해지고, 예를 들면 반도체 웨이퍼의 표리면을 연삭 가공하는 양면 연삭 장치로서 특허문헌 1에 기재된 것이 있다.

특허문헌 1에 기재된 양면 연삭 장치에 있어서는 캐리어 장치(a)의 원환 형상을 이루는 캐리어 링(b)이 도시하지 않은 프레임에 회전 가능하게 배치되어 있다. 이 캐리어 링(b)의 일측 내주에는 한 쌍의 고정 캐리어 본체(c)가 배치되고, 타측 내주에는 한 쌍의 가동 캐리어 본체(d)가 지축(e)을 중심으로 수평면 내에서 회동 가능하게 배치되어 있고, 이들 고정 및 가동 캐리어 본체(c, d, …)에 의해 워크(웨이퍼)(W)를 지름방향으로 위치 결정함과 아울러 회전 지지하는 캐리어 본체가 구성되어 있다. 그리고, 이 캐리어 본체(c, d, …)의 내주 부위에 워크(W)가 착탈 가능하게 유지되도록 되어 있다. 또한, 워크(W)는 도시하지 않은 에어 베어링 장치로부터의 에어에 의해 부상된 상태로 캐리어 링(b) 내에 수용 지지된다.

상기 양 가동 캐리어 본체(d, d) 사이에는 스프링(f)이 걸려 장착되고, 이 스프링(f)에 의해 양 가동 캐리어 본체(d, d)가 워크(W)측으로 회동 바이어싱되어 워크(W)에 대하여 근접 상태에서 느슨하게 워크(W)를 유지한다. 또한, 캐리어 링(b) 상에는 도시하지 않은 액츄에이터가 배치되고, 워크(W)의 반출입 시에 이 액츄에이터에 의해 양 가동 캐리어 본체(d, d)가 스프링(f)의 바이어싱 포오스에 저항해서 캐리어 링(b)의 외측 방향으로 회동되어서 워크(W)가 유지 상태로부터 해방된다.

이와 관련하여, 워크(W)는 캐리어 본체(c, d, …)의 내주 부위, 즉 고정 캐리어 본체(c, c) 및 가동 캐리어 본체(d, d)의 내주 가장자리와의 사이에 약간의 간극을 두고 유지된다.

상기 한 쌍의 고정 캐리어 본체(c, c) 사이에 위치하도록 캐리어 링(b)의 일측 내주에는 노치 트리거(g)가 부착 고정되고, 그 선단부에는 평면형 삼각형상의 첨예 형상을 이루는 첨단 맞물림부(h)가 형성되어 있다. 그리고, 워크(W)가 고정 캐리어 본체(c)와 가동 캐리어 본체(d) 사이에서 유지될 때, 이 노치 트리거(g)의 첨단 맞물림부(h)가 워크(W) 외주의 절개부로서의 노치(Wn)에 맞물린다. 이 상태로에서 도시하지 않은 모터에 의해 캐리어 링(b)이 회전됨으로써 노치 트리거(g)를 통해 워크(W)가 일체적으로 회전된다.

상기 캐리어 장치(a)의 상하 양측에는 한 쌍의 컵형 숫돌차(i, i) 및 이들을 회전시키기 위한 모터(j, j)가 캐리어 장치(a)에 대하여 절삭 이동 가능하게 배치되어 있다.

그리고, 캐리어 장치(a)에 워크(W)가 유지된 상태로 캐리어 링(b)의 회전에 의해 노치 트리거(g)를 통해 워크(W)가 회전됨과 아울러 한 쌍의 숫돌차(i, i)가 회전되면서 워크(W)의 표리면을 향해서 절삭 이동된다. 이 절삭 이동에 의해 양 숫돌차(i, i)가 워크(W)의 표리면을 동시에 연삭 가공한다.

또한, 특허문헌 2에 기재된 바와 같이 반도체 웨이퍼의 표면을 경면 연마 또는 래핑하는 가공 기술에 있어서, 상기 캐리어 본체(c, d, …) 및 노치 트리거(g)가 일체품으로서 형성되는 구조도 있다.

일본 특허 공개 2003-71704 호 공보 일본 특허 공개 평 11-333707 호 공보

그러나, 이와 같은 종래의 캐리어 장치의 구조에 있어서는 이하와 같은 문제점이 있어 더욱 개량이 요망되고 있었다.

(1) 워크(W)와 접촉하는 상기 캐리어 본체(c, d, …) 및 노치 트리거(g)는 경시적으로 마모되기 때문에 소모품으로서 교환 사용되는 점에서, 부품점수가 많아서 구조가 복잡하여 비용의 저감화가 곤란한 구조였다.

특히, 캐리어 본체를 구성하는 복수의 고정 및 가동 캐리어 본체(c, d, …)는 워크(W)를 지름방향으로 위치 결정하는 기능을 갖기 때문에 교환은 일괄해서 행하는 것이 일반적여서 비용 저감화의 방해가 되고 있었다.

(2) 워크(W)의 회전 구동 플레이트로서 기능하는 노치 트리거(g)는 상기 캐리어 본체(c, d, …)에 비해서 마모가 심하여 교환 빈도가 높기 때문에 일반적으로 캐리어 본체와 개별 부품으로 되어 있고, 그 기단부(基端部)가 캐리어 링(b)에 부착 고정됨과 아울러 한 쌍의 고정 캐리어 본체(c, c) 사이를 통해 지름방향 안쪽으로 돌출되어 워크(W)의 노치(Wn)에 맞물리는 구조로 되어 있다. 그런데, 이와 같은 구조에서는 노치 트리거(g)는 부착부인 캐리어 링(b)으로부터 지름방향 안쪽으로 돌출되어 캔틸레버와 같은 지지 구조로 되고, 노치 트리거(g)에 부하가 가해졌을 때에 크게 휘어져버리는 경향이 있어, 그 결과 워크(W)가 노치 트리거(g)에 추종해서 휘어지거나, 워크(W)와 노치 트리거(g)의 맞물림 상태가 빠지거나 해서 워크(W)의 깨짐에 의한 불량품의 발생이나, 숫돌차(i, i)의 파손 등의 문제가 발생하고 있었다.

특히, 연삭 효율이나 연삭 정밀도의 향상을 도모하기 위해서 큰 지름의 숫돌차(i, i)를 사용할 경우, 이들 숫돌차(i, i)와의 간섭을 방지하기 위해서 캐리어 링(b)도 필연적으로 큰 지름으로 되는 결과, 노치 트리거(g)의 길이 치수도 매우 커져 상기 문제점이 더욱 현저해진다.

(3) 노치 트리거(g)는 워크(W)보다 얇고, 또한 강성이 있는 재료가 요구되기 때문에 현상태에서는 특허문헌 1에 기재된 바와 같이 특수한 적층 구조로 되거나, 또는 PEEK(polyetheretherketone : 폴리에테르에테르케톤) 수지와 같은 엔지니어링 플라스틱(Engineering plastic)을 깎아내서 필요한 두께로 할 필요가 있고, 재료 비용ㆍ제조 비용이 높아 소모품으로서는 고가인 부품이었다.

(4) 워크(W)의 외주를 둘러싸는 캐리어 본체는 복수의 고정 및 가동 캐리어 본체(c, d, …)로 이루어지는 분할 구조이기 때문에, 각 플레이트에 뒤틀림이나 휘어짐의 변형이 발생하기 쉬어 연삭 중의 워크(W)에 악영향을 미쳐 연삭 정밀도의 향상을 막고 있었다.

(5) 또한, 특허문헌 2에 기재된 바와 같이 상기 캐리어 본체(c, d, …) 및 노치 트리거(g)가 일체품으로서 형성되는 구조에서는 마모가 심한 상기 노치 트리거 부분이 먼저 마모된 경우, 상기 일체품으로 된 캐리어 본체와 노치 트리거 모두를 한번에 일괄 교환해야만 하고, 또한 이 일체품의 수명을 연장시키기 위해서 구성 재료를 노치 트리거에 적절한 재료로 하면 재료 비용이 높아져 버린다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 것은 반도체 웨이퍼 등의 얇은 원판 형상 워크의 표면 및/또는 이면의 가공에 있어서, 단순하고 또한 저렴한 구조로 고효율이고 고정밀한 가공을 확보할 수 있는 캐리어 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 하나의 목적은 상기 캐리어 장치를 염가로 제조할 수 있는 캐리어 장치의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 또 하나의 목적은 상기 캐리어 장치를 구성 장치로서 구비하고, 반도체 웨이퍼 등의 얇은 원판 형상 워크의 표리면을 고효율로 또한 고정밀도로 연삭 가공할 수 있는 양면 연삭 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 얇은 원판 형상 워크의 캐리어 장치는 얇은 원판 형상 워크를 지지 회전하면서 이 워크의 적어도 편측면을 연삭 또는 연마하는 장치에 있어서, 상기 워크의 원형 외주를 지지해서 회전 구동하는 워크 회전 지지 장치를 구성하는 캐리어 장치이고, 상기 워크의 전체 둘레를 근접하여 둘러싸는 원형 내주 가장자리를 갖는 원환 형상의 캐리어 본체와, 상기 워크의 원형 외주 가장자리에 형성된 절개부에 맞물리는 첨단 맞물림부를 갖는 노치 트리거가 일체물로서 구성되어서 이루어지고, 상기 노치 트리거는 상기 캐리어 본체에 대하여 개별 부품으로서 교환 가능하게 또한 일체적으로 접합 고정됨과 아울러 상기 첨단 맞물림부가 상기 캐리어 본체의 원형 내주 가장자리의 일부로부터 지름방향 안쪽으로 돌출되는 장착 구조를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

적절한 실시형태로서 이하의 구성이 채용된다.

(1) 상기 캐리어 본체 및 노치 트리거의 두께 치수는 상기 워크의 마무리 두께 치수보다 작게 설정됨과 아울러 상기 노치 트리거의 캐리어 본체에 대한 접합 고정이 고정 해제 가능한 접착제에 의해 이루어진다.

(2) 상기 캐리어 본체에 있어서의 노치 트리거 장착부는 상기 노치 트리거의 접합부의 외주 윤곽 형상에 대응한 형상으로 절개 형성되고, 상기 노치 트리거 장착부의 접합면에 상기 접착제가 도포되는 구조로 되어 있다.

(3) 상기 노치 트리거는 1정점이 상기 공작물의 절개부에 맞물리는 상기 첨단 맞물림부로 된 삼각형상 윤곽을 갖는 박판 부재로 이루어지고, 상기 캐리어 본체의 노치 트리거 장착부에 있어서 상기 노치 트리거의 삼각형상 윤곽의 나머지의 2정점에 대응하는 개소에 응력 집중 회피용 원형홈이 형성되어 있다.

(4) 상기 노치 트리거의 첨단 맞물림부는 원호상 윤곽 형상을 가짐과 아울러 그 단면이 상기 워크의 절개부의 단면 형상에 대응해서 설정된다.

본 발명의 얇은 원판 형상 워크의 캐리어 장치의 제조 방법은 상기 캐리어 장치를 제조하는데 적합한 방법이며, 이하의 (a)~(c)의 공정을 구비한다.

(a) 상기 캐리어 본체의 노치 트리거 장착부의 접합면과 노치 트리거의 접합부의 접합면을 청소해 탈지 처리하는 청정화 공정

(b) 상기 캐리어 본체와 노치 트리거의 평행성을 위치 결정하여 유지함과 아울러 상기 캐리어 본체의 노치 트리거 장착부와 노치 트리거의 접합부의 접합면을 접착제를 도포 개재하면서 밀착 접합하는 접합 공정

(c) 상기 접합 공정에 의해 일체 접합한 캐리어 본체와 노치 트리거의 접합부로부터 외부로 비어져나온 잉여 접착제를 제거하는 마무리 공정

본 발명의 얇은 원판 형상 워크의 양면 연삭 장치는 얇은 원판 형상 워크를 회전 지지함과 아울러 고속 회전하는 한 쌍의 숫돌차를 그 숫돌차 축방향으로 절삭하고, 이들 양 숫돌차 끝면의 연삭면에 의해 상기 워크의 표리면을 동시에 연삭 가공하는 장치이며, 끝면의 연삭면끼리가 대향하도록 배치된 한 쌍의 숫돌차와, 상기 워크를 상기 한 쌍의 숫돌차의 연삭면 사이에 있어서 워크의 표리면이 이들 양 연삭면에 대향하는 상태에서 지지 회전시키는 워크 회전 지지 수단을 구비하여 이루어지고, 이 워크 회전 지지 수단은 상기 워크를 축방향으로 위치 결정하여 지지하는 축방향 지지 수단과, 워크를 지름방향으로 위치 결정함과 아울러 회전 지지하는 지름방향 지지 수단을 구비하고, 이 지름방향 지지 수단은 상기 캐리어 장치를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

[발명의 효과]

본 발명의 캐리어 장치에 의하면, 얇은 원판 형상 워크를 지지 회전하면서 이 워크의 적어도 편측면을 연삭 또는 연마하는 장치에 있어서, 상기 워크의 원형 외주를 위치 결정하여 지지해서 회전 구동하는 워크 회전 지지 장치를 구성하는 캐리어 장치로서, 상기 워크의 전체 둘레를 근접하여 둘러싸는 원형 내주 가장자리를 갖는 원환 형상의 캐리어 본체와, 상기 워크의 원형 외주 가장자리에 형성된 절개부에 맞물리는 첨단 맞물림부를 갖는 노치 트리거가 일체물로서 구성되어서 이루어지고, 상기 노치 트리거는 상기 캐리어 본체에 대하여 개별 부품으로서 교환 가능하게 또한 일체적으로 접합 고정됨과 아울러 상기 첨단 맞물림부가 상기 캐리어 본체의 원형 내주 가장자리의 일부로부터 지름방향 안쪽으로 돌출되는 장착 구조를 구비하고 있기 때문에 이하에 열거하는 효과가 얻어지고, 단순하고 또한 저렴한 구조로 고효율이고 고정밀한 가공을 확보할 수 있는 캐리어 장치를 제공할 수 있다.

(1) 워크의 전체 둘레를 근접하여 둘러싸는 원환 형상의 캐리어 본체와, 워크의 절개부에 맞물리는 노치 트리거가 일체물로서 구성되어 이루어지기 때문에, 부품점수가 적어져 구조가 간소하여 구조적으로 비용의 저감화가 가능하다.

(2) 워크의 외주를 지름방향으로 위치 결정하는 캐리어 본체가 워크의 전체 둘레를 근접하여 둘러싸는 원형 내주 가장자리를 갖는 연속된 원환 형상으로 형성되어 있기 때문에, 종래의 분할 구조의 캐리어 본체(도 8 참조)에 비하여 강성이 높고, 가공 중의 워크의 가공 정밀도에 악영향을 주지 않아 고정밀한 표면 가공이 실현된다.

(3) 마찬가지로 캐리어 본체가 환상으로 연속해서 연결되어 있기 때문에 종래의 분할 구조의 캐리어 본체(도 8 참조)에 비교하여 캐리어 본체 제작 시의 가공 뒤틀림이 적고, 캐리어 링에의 부착 시의 뒤틀림 발생도 유효하게 방지할 수 있고, 또한 워크 가공 시의 뒤틀림이나 휘어짐의 변형도 발생하기 어려워 이 점으로부터도 가공중의 워크의 가공 정밀도에 악영향을 주지 않아 고정밀한 표면 가공이 실현된다.

(4) 상기 노치 트리거가 상기 캐리어 본체에 대하여 개별 부품으로서 교환 가능하게 또한 일체적으로 접합 고정되는 구조이기 때문에, 노치 트리거와 캐리어 본체 각각에 최적의 구성 재료로 할 수 있어 장치 전체로서의 재료 비용의 저감화를 도모할 수 있다.

특히, 워크의 회전 구동 부재로서 기능하고, 마모가 심하여 교환 빈도가 높은 노치 트리거에만 고강도이고 내마모성이 뛰어난 재료를 사용하는 것이 가능해서 고가의 재료의 사용량을 적게 억제할 수 있어 장치 전체로서의 재료 비용을 낮게 억제할 수 있다.

(5) 또한, 상기 노치 트리거가 상기 캐리어 본체에 대하여 개별 부품으로서 교환 가능하게 또한 일체적으로 접합 고정되는 구조이기 때문에, 마모가 심한 노치 트리거가 먼저 마모됐을 경우에는 노치 트리거만을 교환하는 것만으로 족하고, 캐리어 본체는 그대로 수명이 다할 때까지 계속 사용이 가능해서 이 점에서도 장치 전체로서의 재료 비용을 낮게 억제할 수 있다.

(6) 상기 노치 트리거가 상기 캐리어 본체에 대하여 일체적으로 접합 고정되는 구조이기 때문에, 노치 트리거의 부착부로부터 지름방향 안쪽으로 돌출되는 치수는 매우 작고, 따라서 종래의 캔틸레버와 같은 지지 구조와 다르게 노치 트리거에 부하가 가해져도 크게 휘어지지 않는다. 그 결과, 워크가 노치 트리거에 추종해서 휘거나 워크와 노치 트리거의 맞물림 상태가 빠지지 않아 종래와 같은 워크의 깨짐에 의한 불량품의 발생이나 숫돌차 등의 가공 공구의 파손 등의 문제가 발생하기 어렵다.

예를 들면, 연삭 가공에 있어서 연삭 효율이나 연삭 정밀도의 향상을 도모하기 위해서 큰 지름의 숫돌차를 사용할 경우라도 노치 트리거의 부착부와 숫돌차의 간섭이 없기 때문에 노치 트리거의 길이 치수를 크게 할 필요가 없다.

(7) 마찬가지로, 상기와 같은 노치 트리거의 부착 구조에 의해, 종래와 같은 캔틸레버 구조에 의한 강성 저하에 대한 대책으로서 고가의 재료(예를 들면 PEEK)의 사용이 불필요하여 저렴한 재료 사용에 의한 비용의 저감화가 가능하다.

(8) 노치 트리거가 상기 캐리어 본체에 접합 고정되는 구조이기 때문에, 그 형상을 단순화하는 것이 가능하고, 이것에 의해 노치 트리거의 가공비의 삭감이 가능함과 아울러 종래의 노치 트리거와 비교해서 재료 사용량을 적게 할 수 있어 이 점에서도 비용의 저감화를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명의 캐리어 장치의 제조 방법에 의하면 위에 열거되는 효과가 유효하게 발휘되는 캐리어 장치를 용이하게 또한 염가로 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 양면 연삭 장치에 의하면 상기 캐리어 장치를 구비하고 있음으로써 위에 열거되는 효과가 유효하게 발휘되어서 얇은 원판 형상 워크의 표리면을 고효율로 고정밀도로 동시 연삭할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예인 가로형 양두(兩頭) 평면 연삭반의 주요부의 구성을 나타내는 측면도이다.
도 2는 마찬가지로 동일 평면 연삭반의 주요부의 구성을 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 일부 단면으로 나타내는 정면도이다.
도 3은 동일 평면 연삭반의 캐리어 장치의 요부인 캐리어 본체와 노치 트리거의 구성을 확대해서 나타내는 정면도이다.
도 4는 마찬가지로 동일 캐리어 장치의 캐리어 본체와 노치 트리거의 구성을 확대해서 나타내는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ선을 따른 단면도이다.
도 5는 마찬가지로 동일 캐리어 장치의 캐리어 본체와 노치 트리거를 분해해서 나타내는 확대 사시도이다.
도 6은 동일 노치 트리거를 확대해서 나타내고, 도 6(a)는 정면도, 도 6(b)는 평면도이다.
도 7은 동일 평면 연삭반의 연삭 대상 워크인 반도체 웨이퍼를 나타내는 정면도이다.
도 8은 동일 반도체 웨이퍼를 연삭 대상으로 하는 종래의 양두 평면 연삭반의 주요부를 나타내고, 도 8(a)는 일부 단면으로 나타내는 정면도, 도 8(b)는 측면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거해서 상세히 설명한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호는 동일한 구성 부재 또는 요소를 나타내고 있다.

본 발명에 의한 양면 연삭 장치가 도 1 및 도 2에 나타내어져 있고, 이 연삭 장치는 구체적으로는 얇은 원판 형상의 워크(W)인 도 7에 나타내는 바와 같은 반도체 웨이퍼의 표리면을 동시에 연삭하는 것으로, 한 쌍의 숫돌차(1, 2)의 숫돌축(3, 4)이 수평으로 대향해서 회전 지지되는 가로형 양두 평면 연삭반이다.

본 실시형태의 가공 대상인 반도체 웨이퍼(W)는 두께가 1㎜ 이하의 얇은 원판 형상으로, 제조 공정 중에 있어서의 웨이퍼의 결정 방위를 맞추기 위해서 그 원형 외주 가장자리에 절개부로서의 노치(Wn)가 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서는 이 노치(Wn)를 유효하게 이용해서 연삭 가공을 행하는 구성으로 되어 있다.

이 연삭반은 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 연삭 가공부의 주요 구성인 좌우 한 쌍의 숫돌차(1, 2) 및 워크 회전 지지 장치(5) 등의 기본 구성을 구비하여 이루어지고, 워크 회전 지지 장치(5)의 주요 구성부로서 본 발명의 특징 구성인 캐리어 장치(6)가 포함되어 있다.

숫돌차(1, 2)는 구체적으로는 컵형 숫돌차이며, 그 둘레가장자리부 선단면(1a, 2a)이 원환 형상의 연삭면으로 되어 있다. 이들 숫돌차(1, 2)는 그 연삭면(1a, 2a)끼리가 거의 평행한 상태로 대향하도록 배치되고, 이들 양 연삭면(1a, 2a) 사이의 연삭 위치에 있어서 후술하는 바와 같이 워크(W)가 워크 회전 지지 장치(5)에 의해 회전 지지되는 구성으로 되어 있다.

구체적으로는 숫돌차(1, 2)는 숫돌축(3, 4)의 선단부에 분리 가능하게 부착되어 고정되어 있다. 이들 숫돌축(3, 4)은 도시하지 않은 숫돌대의 내부에 장치된 구동 모터(7, 8)에 구동 연결됨과 아울러, 마찬가지로 상기 숫돌대의 내부에 장치된 숫돌 절삭 장치(도시 생략)에 의해 그 축선 방향 즉 절삭 방향(X, Y)으로 각각 절삭 동작되는 구조로 되어 있다.

워크 회전 지지 장치(5)는 워크(W)를 지지 회전시키는 워크 회전 지지 수단으로서 기능하는 것이고, 한 쌍의 숫돌차(1, 2)의 연삭면(1a, 2a) 사이에 있어서 워크(W)를 그 표리면(Wa, Wb)이 상기 양 연삭면(1a, 2a)에 대향하는 연직 상태로 지지 회전시키는 구성으로 되어 있다.

이 워크 회전 지지 장치(5)는 워크(W)를 축방향으로 위치 결정하여 지지하는 축방향 지지 수단(10)과, 워크(W)를 지름방향으로 위치 결정함과 아울러 회전 지지하는 지름방향 지지 수단(11)을 구비하여 이루어지고, 이 지름방향 지지 수단(11)은 주요 구성부로서 상기 캐리어 장치(6)를 구비한다.

상기 축방향 지지 수단(10)은 워크(W)의 표리면(Wa, Wb)을 정압 유체에 의해 비접촉 상태에서 위치 결정하여 지지하는 정압 지지 장치의 형태로 되어 있고, 그 주요 구성부로서 대향 형상으로 설치된 좌우 한 쌍의 정압 패드(15, 16)를 구비하고 있다. 이들 정압 패드(15, 16)는 도시하지 않은 유체 공급원에 접속되어 있고, 이 유체 공급원으로부터 공급되는 물 등의 압력 유체가 정압홈(도시 생략)으로부터 분출되어서 워크(W)의 표리면(Wa, Wb)을 양 숫돌차(1, 2)의 연삭면(1a, 2a) 사이의 거의 축방향 중심 위치에서 비접촉 상태로 정압 유지하는 구성으로 되어 있다.

상기 지름방향 지지 수단(11)은 워크(W)를 지름방향으로 위치 결정하면서 회전 구동시키는 회전 구동 장치의 형태로 되어 있고, 그 주요 구성부로서 워크(W)를 감합 지지하는 상기 캐리어 장치(6)와, 이 캐리어 장치(6)를 지지 회전시키는 회전 구동부로서의 회전 장치(17)를 구비하고 있다.

회전 장치(17)는 도 1에 나타내는 바와 같이 복수(도시한 실시형태에서는 4개)의 지지 롤러(20, 20, …)가 상기 캐리어 장치(6)의 캐리어 링(30)의 외주면(30a)을 회전 가능하게 지지함과 아울러 링 구동 기어(21)가 상기 캐리어 링(30)에 일체적으로 감합 고정되는 캐리어 프레서(carrier presser)(33)의 내치(33a)에 맞물리는 구성으로 되고, 상기 링 구동 기어(21)가 도시하지 않은 회전 구동원에 구동 연결되어 있다.

그리고, 이 회전 구동원에 의한 링 구동 기어(21)의 구동 회전에 의해 워크(W)를 감합 지지하는 캐리어 장치(6)가 지지 롤러(20, 20, …)에 의해 규정되는 회전 중심 주위로 회전 동작되어서 워크(W)가 지름방향으로 위치 결정된 상태에서 지지 회전된다.

상기 캐리어 장치(6)는 워크(W)를 감합 지지하는 것이고, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 상기 캐리어 링(30), 캐리어 본체(31), 노치 트리거(32) 및 캐리어 프레서(33)를 주요부로 해서 구성되어 있다.

캐리어 링(30)은 캐리어 장치(6)의 본체 링으로서 기능하는 부위이고, 도 1에 나타내는 바와 같은 원환 형상의 링 부재의 형태로 되고, 도 2 및 도 4 에 나타내는 바와 같이 외주면(30a)이 원통면으로 형성되어 있다. 그리고, 캐리어 링(30)은 상술한 바와 같이 회전 구동부인 회전 장치(17)의 4개의 지지 롤러(20, 20, …)에 의해 외주면(30a)이 회전 가능하게 위치 결정되어 지지되어 있다.

또한, 캐리어 링(30)의 내경측에는 원환 형상의 부착홈(30c)이 전체 둘레에 걸쳐 연속적으로 형성되어 있고, 이 부착홈(30c)에 상기 캐리어 본체(31)의 외주 가장자리 부위가 감합되고, 원환 형상의 캐리어 프레서(33)에 의해 분리 교환 가능하게 협지 형상으로 부착 고정되는 구조로 되어 있다. 캐리어 프레서(33)의 캐리어 링(30)에 대한 고정은 종래 공지의 고정 수단이 적절히 선택적으로 채용되고, 도시한 실시형태에 있어서는 부착 볼트(도시 생략)가 사용되고 있다.

또한, 캐리어 프레서(33)는 도 1에 나타내는 바와 같은 원환 형상의 링 부재로 이루어지는 내치차의 형태로 되고, 내주에 상기 내치(33a)가 형성되어서 이루어진다. 그리고, 상기 캐리어 링(30)의 부착홈(30c)에 캐리어 프레서(33)가 일체적으로 감합 고정된 상태에 있어서, 상술한 바와 같이 회전 구동부인 회전 장치(17)의 4개의 지지 롤러(20, 20, …)에 의해 캐리어 링(30)의 외주면(30a)이 회전 가능하게 지지됨과 아울러 상기 캐리어 프레서(33)의 내치(33a)에 회전 장치(17)의 링 구동 기어(21)가 맞물리는 구성으로 되어 있다.

캐리어 본체(31)는 노치 트리거(32)와 협동해서 워크(W)를 감합 지지하는 부위이고, 구체적으로는 도 1에 나타내는 바와 같은 얇은 원환 형상의 판재의 형태로 되고, 그 원형 내주 가장자리(31a)가 워크(W)의 원형 외주 전체(전체 둘레)를 근접하여 둘러싸는 구조로 되어 있다. 즉, 상기 원형 내주 가장자리(31a)는 연삭 대상이 되는 워크(W)의 외경 치수보다 약간 큰 내경 치수를 갖고, 워크(W)의 외주 가장자리와의 사이에 소정 간극이 형성되도록 구성되고, 이것에 의해 워크(W)가 캐리어 본체(31)에 느슨하게 감합되는 형태로 감합 지지된다.

노치 트리거(32)는 워크(W)의 원형 외주 가장자리에 형성된 절개부인 노치(Wn)에 맞물리는 첨단 맞물림부(32a)를 갖고, 상기 캐리어 본체(31)와 일체물로서 구성되어 있다.

구체적으로는, 노치 트리거(32)는 상기 캐리어 본체(31)에 대하여 개별 부품으로서 교환 가능하게 또한 일체적으로 접합 고정됨과 아울러 상기 첨단 맞물림부(32a)가 캐리어 본체(31)의 원형 내주 가장자리(31a)의 원주 방향의 일부로부터 지름방향 안쪽으로 돌출되는 장착 구조를 구비하고 있다. 노치 트리거(32)의 첨단 맞물림부(32a)는 워크(W)가 캐리어 본체(31)의 원형 내주 가장자리(31a) 내에 느슨하게 감합된 형태로 감합 지지된 상태에 있어서 워크(W)의 노치(Wn)에 캐리어 장치(6)의 회전 방향으로 맞물린다.

캐리어 본체(31)와 노치 트리거(32)는 워크(W)를 느슨하게 감합한 형태로 감합 지지해서 지름방향으로 위치 결정하면서 회전 방향으로 일체적으로 회전시키는 구조이고, 연삭 가공 시에는 워크(W)와 세차게 접촉하게 되기 때문에 마모에 의해 워크(W)와의 간극이 지나치게 커지거나 편마모되거나 함으로써 연삭 정밀도에 영향을 미친다.

이 때문에, 캐리어 본체(31)와 노치 트리거(32)는 정기적으로 또는 부정기적으로 교환되는 소모 부품으로 되어 있고, 이하에 서술하는 바와 같은 특징 구조를 갖고 있다.

캐리어 본체(31) 및 노치 트리거(32)의 두께 치수는 워크(W)의 마무리 두께 치수보다 작게 설정됨과 아울러 상기 노치 트리거(32)의 캐리어 본체(31)에 대한 접합 고정이 고정 해제 가능한 접착제에 의해 이루어지는 구조로 되어 있다.

또한, 상기 캐리어 본체(31)에 있어서의 노치 트리거 장착부(35)는 상기 노치 트리거(32)의 기단측 접합부(32b)의 외주 윤곽 형상에 대응한 형상으로 절개 형성되고, 상기 노치 트리거 장착부(35)의 접합면에 상기 접착제가 도포되는 구조로 되어 있다.

도시한 실시형태에 있어서, 상기 노치 트리거(32)는 구체적으로는 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이 1정점이 상기 워크(W)의 노치(Wn)에 맞물리는 상기 첨단 맞물림부(32a)로 되는 삼각형상 윤곽을 갖는 박판 부재로 이루어지고, 상기 캐리어 본체(31)의 노치 트리거 장착부(35)에 있어서, 상기 노치 트리거(32)의 삼각형상 윤곽의 나머지 2정점에 대응하는 개소(코너 부위)에 응력 집중 회피용 원형홈(35a, 35a)이 형성되어 있다. 이들 원형홈(35a, 35a)은 상기 노치 트리거 장착부(35)의 제작을 용이하게 한다는 부차적 효과를 발휘한다.

또한, 상기 노치 트리거(32)의 첨단 맞물림부(32a)는 도시한 실시형태에 있어서는 도 5 및 도 6(a)에 나타내는 바와 같은 R 형상으로 마무리되어서 원호상 윤곽 형상을 가짐과 아울러, 축방향의 코너부가 직각 형상으로 마무리되어서 그 단면이 도 6(b)에 나타내는 바와 같이 직사각 형상 단면으로 되어 있다. 이 첨단 맞물림부(32a)의 구체적인 형상 구조는 맞물림 상대로 되는 워크(W)의 노치(Wn)의 형상 구조와의 관계에 최적인 것으로 설정된다.

즉, 첨단 맞물림부(32a)가 도 6(a)에 나타내는 바와 같은 R 형상으로 마무리되어 있는 것은 워크(W)의 노치(Wn)에 파고들어가지 않도록 하기 위해서이다.

또한, 첨단 맞물림부(32a)의 단면이 도 6(b)에 나타내는 바와 같은 직사각형상 단면으로 마무리되어 있는 것은 워크(W)의 외주[노치(Wn) 부분을 포함]는 파손이 발생하기 어렵도록 모따기 등이 시행되어 있는 경우가 있고, 이와 같은 경우에 노치 트리거(32)에도 워크(W)와 마찬가지의 모따기를 시행하면 워크(W)의 노치(Wn)가 노치 트리거(32)에 걸리지 않을(맞물리지 않을) 가능성이 있으므로 이와 같은 사태를 방지하기 위해서이다.

따라서, 워크(W)의 노치(Wn) 부분을 포함하는 외주가 상기와 반대의 모따기가 아닌 직사각형상 단면으로 마무리되어 있는 경우에는 이것에 대응하여 상기 노치 트리거(32)의 첨단 맞물림부(32a)의 단면이 도시한 실시형태와 반대의 구성, 즉 구체적으로는 도시하지 않지만 도 6(b)에 나타내는 바와 같은 직사각형상 단면이 아니고 모따기 등의 마무리 가공이 시행된다.

캐리어 본체(31)와 노치 트리거(32)는 연삭 대상인 워크(W)의 재질을 고려해서 그 구성 재료가 설정되고, 특별히 한정되지 않는다. 또한 양자 상호의 재질도 동일하게 하거나 또는 다르게 하거나 하는 등 적절히 선택 설정되지만, 그 마모도 등을 고려해서 설정되는 것이 바람직하다.

예를 들면, 노치 트리거(32)의 재질은 특히 본 실시형태와 같이 워크(W)로서 실리콘 웨이퍼가 대상으로 되는 경우는 금속 오염 등의 문제가 있으므로 금속류는 바람직하지 않다.

도시한 실시형태에 있어서는 캐리어 본체(31)는 저렴한 GFRP(Glass fiber reinforced plastics : 유리 섬유 강화 플라스틱)를 이용하고, 노치 트리거(32)에는 캐리어 본체(31)에 사용하는 GFRP보다 강도가 높은 엔지니어링 플라스틱(Engi neering plastic), 예를 들면 PEEK(polyetheretherketone : 폴리에테르에테르케톤) 수지 등을 베이스로 한 FRP를 이용함으로써 제작비를 억제할 수 있다.

상술한 바와 같이, 캐리어 본체(31)와 노치 트리거(32) 모두 소모품이지만, 노치 트리거(32)의 교환 빈도가 높기 때문에 노치 트리거(32)만을 고강도이고 내마모성이 높은 재료를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 노치 트리거(32)는 상술한 바와 같이 캐리어 본체(31)에 대하여 개별 부품으로서 교환 가능하게 또한 일체적으로 접합 고정되는 것이지만, 이 노치 트리거(32)를 캐리어 본체(31)에 접합 고정해서 일체물로 하는 작업(제조 방법)은 이하의 (a)~(c)의 공정에 의해 행한다.

(a) 접합면의 청정화 공정 :

상기 캐리어 본체(31)의 노치 트리거 장착부(35)의 접합면과 노치 트리거(32)의 접합부의 접합면을 충분히 청소해 탈지 처리한다.

이 공정은 다음 접합 공정에 있어서의 접합 공정 수단으로서의 접착제가 오염, 수분, 유분 등을 극단적으로 꺼리기 때문에 이들을 제거하여 접착제의 고정 능력을 충분히 발휘시키기 위해서 행해진다.

(b) 접합 공정 :

상기 캐리어 본체(31)와 노치 트리거(32)의 평행성을 위치 결정하여 유지함과 아울러 상기 캐리어 본체(31)의 노치 트리거 장착부(35)와 노치 트리거(32)의 접합부의 접합면을 접착제를 도포 개재하면서 밀착 접합한다.

상기 접착제의 도포 개소는 도 5에 있어서의 노치 트리거 장착부(35)의 평면부분 전체면이며, 또한 접착제로서는 일반적으로 시판되고 있는 순간 접착제가 적절하게 이용된다. 이 순간 접착제의 선택 조건으로서는 본 실시형태의 접합 고정 수단으로서 충분한 강도가 있고, 또한 일액성이며 점성이 높고 작업성이 좋을 것 등이 고려된다.

또한, 캐리어 본체(31)와 노치 트리거(32)의 접합 시에는 노치 트리거(32)와 캐리어 본체(31)가 평행해지도록 충분한 주의가 필요하고, 평면도가 보장된 정반 등을 이용함으로써 비교적 용이하게 양자(31, 32)의 평행이 얻어진다.

(c) 마무리 공정 :

상기 접합 공정에 의해 일체 접합한 캐리어 본체(31)와 노치 트리거(32)의 접합부로부터 외부로 비어져나온 잉여 접착제를 완전히 제거해서 마무리한다.

상기 접합부로부터 비어져나온 접착제를 제거하지 않고 일체 접합한 노치 트리거(32)와 캐리어 본체(31)를 그대로 사용하면, 연삭 중의 숫돌차(1, 2)와 접촉하여 숫돌차(1, 2)의 연삭면(1a, 2a)의 막힘이나 워크(W) 파손의 원인이 된다.

이와 같이 해서 캐리어 본체(31)에 일체 접합된 노치 트리거(32)는 도 1에 나타내는 바와 같이 워크(W)의 노치(Wn)와 맞물려서 일체적으로 회전하기 때문에 회전 방향으로 힘이 가해지지만, 도시한 실시형태의 노치 트리거(32)는 도 3에 나타내는 바와 같은 접합 고정 구조[노치 트리거(32)가 삼각형상 윤곽인 것도 포함해서]로 함으로써 캐리어 본체(31)로부터 회전 방향으로 벗겨지기 어렵다. 한편, 양자(31, 32)의 접착 면적이 작으므로 회전축 방향의 결합력은 약하고, 따라서 노치 트리거(32)의 캐리어 본체(31)로부터의 분리 교환은 매우 용이하게 행할 수 있다.

그러나, 이상과 같이 구성된 양면 연삭 장치에 있어서는 워크 회전 지지 장치(5)가 워크(W)를 연삭 위치에 회전 지지함과 아울러, 고속 회전하는 한 쌍의 숫돌차(1, 2)가 그 숫돌축(3, 4) 방향으로 미리 설정된 절삭량만큼 각각 절삭하여 이들 양 숫돌차(1, 2)의 연삭면(1a, 2a)에 의해 상기 워크(W)의 표리면(Wa, Wb)이 동시에 연삭 가공된다.

상기 워크 회전 지지 장치(5)에 있어서는 지름방향 지지 수단(11)의 캐리어 장치(6)에 의해 감합 지지된 워크(W)의 표리면(Wa, Wb)이 축방향 지지 수단(10)의 정압 패드(15, 16)에 의해 비접촉 상태로 정압 유지되고, 숫돌차(1, 2)의 연삭면(1a, 2a) 사이의 거의 축방향 중심 위치에 위치 결정되어 지지되면서 상기 캐리어 장치(6)가 지지 롤러(20, 20, …)에 의해 규정되는 회전 중심 주위로 회전 동작되고, 워크(W)가 지름방향으로 위치 결정된 상태에서 지지 회전된다.

이상 상술한 바와 같이, 본 실시형태의 캐리어 장치(6)에 의하면 이하에 열거하는 바와 같은 효과가 얻어진다.

(1) 워크(W)의 전체 둘레를 근접하여 둘러싸는 원환 형상의 캐리어 본체(31)와 워크(W)의 노치(Wn)에 맞물리는 노치 트리거(32)가 일체물로서 구성되어 이루어지기 때문에, 부품점수가 적어서 구조가 간소하여 구조적으로 비용의 저감화가 가능하다.

(2) 워크(W)의 외주를 지름방향으로 위치 결정하는 캐리어 본체(31)가 워크(W)의 전체 둘레를 근접하여 둘러싸는 원형 내주 가장자리(31a)를 갖는 연속된 원환 형상으로 형성되어 있기 때문에, 도 8에 나타내는 바와 같은 종래의 분할 구조의 캐리어 본체(c, d, …)에 비하여 강성이 높고, 연삭 중의 워크(W)의 가공 정밀도에 악영향을 주지 않아 고정밀한 표면 가공이 실현된다.

(3) 마찬가지로 캐리어 본체(31)가 환상으로 연속해서 연결되어 있기 때문에, 도 8에 나타내는 바와 같은 종래의 분할 구조의 캐리어 본체(c, d, …)에 비하여 캐리어 본체(31) 제작 시의 가공 뒤틀림이 적고, 캐리어 링(30)에의 부착 시의 뒤틀림 발생도 유효하게 방지할 수 있고, 또한 워크(W) 연삭 시의 뒤틀림이나 휘어짐의 변형도 발생하기 어려워 이 점에서도 연삭 중의 워크(W)의 가공 정밀도에 악영향을 주지 않아 고정밀한 표면 가공이 실현된다.

(4) 노치 트리거(32)가 캐리어 본체(31)에 대하여 개별 부품으로서 교환 가능하게 또한 일체적으로 접합 고정되는 구조이기 때문에, 노치 트리거(32)와 캐리어 본체(31) 각각을 최적의 구성 재료로 할 수 있어 캐리어 장치(6) 전체로서의 재료 비용의 저감화를 도모할 수 있다.

특히, 워크(W)의 회전 구동 부재로서 기능하고, 마모가 심하여 교환 빈도가 높은 노치 트리거(32)에만 고강도로 내마모성이 뛰어난 재료를 사용하는 것이 가능해서 고가의 재료의 사용량을 적게 억제할 수 있어 캐리어 장치(6) 전체로서의 재료 비용을 낮게 억제할 수 있다.

(5) 또한, 상기 노치 트리거(32)가 상기 캐리어 본체(31)에 대하여 개별 부품으로서 교환 가능하게 또한 일체적으로 접합 고정되는 구조이기 때문에, 마모가 심한 노치 트리거(32)가 먼저 마모되었을 경우에는 노치 트리거(32)만을 교환하는 것만으로 족하고, 캐리어 본체(31)는 그대로 수명이 다할 때까지 계속 사용이 가능해서 이 점에서도 장치 전체로서의 재료 비용을 낮게 억제할 수 있다.

(6) 상기 노치 트리거(32)가 상기 캐리어 본체(31)에 대하여 일체적으로 접합 고정되는 구조이기 때문에, 노치 트리거(32)의 부착부로부터 지름방향 안쪽으로 돌출되는 치수는 매우 작고, 따라서 종래의 캔틸레버와 같은 지지 구조와 다르게 노치 트리거(32)에 부하가 가해져도 크게 휘어지지는 않는다. 그 결과, 워크(W)가 노치 트리거(32)에 추종해서 휘거나 워크(W)와 노치 트리거(32)의 맞물림 상태가 빠지지 않아 종래와 같은 워크(W)의 깨짐에 의한 불량품의 발생이나 숫돌차의 파손 등의 문제가 발생하기 어렵다.

예를 들면, 연삭 효율이나 연삭 정밀도의 향상을 도모하기 위해서 큰 지름의 숫돌차(1, 2)를 사용할 경우라도 노치 트리거(32)의 부착부와 숫돌차(1, 2)의 간섭이 없기 때문에 노치 트리거(32)의 길이 치수를 크게 할 필요가 없다.

(7) 마찬가지로, 상기와 같은 노치 트리거(32)의 부착 구조에 의해 종래와 같은 캔틸레버 구조에 의한 강성 저하에 대한 대책으로서 고가의 재료(예를 들면 PEEK)의 사용이 불필요하여 저렴한 재료 사용에 의한 비용의 저감화가 가능하다.

(8) 노치 트리거(32)가 상기 캐리어 본체(31)에 접합 고정되는 구조이기 때문에 그 형상을 단순화하는 것이 가능하고, 이것에 의해 노치 트리거(32)의 가공비의 삭감이 가능함과 아울러 종래의 노치 트리거(32)와 비교해서 재료 사용량을 적게 할 수 있어 이 점에서도 비용의 저감화를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명의 캐리어 장치(6)의 제조 방법에 의하면 위에 열거되는 효과를 유효하게 발휘할 수 있는 캐리어 장치(6)를 용이하게 또한 염가로 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 양면 연삭 장치에 의하면 상기 캐리어 장치(6)를 구비함으로써 상기에 열거되는 효과가 유효하게 발휘되어서 얇은 원판 형상 워크(W)의 표리면(Wa, Wb)을 고효율로 고정밀도로 동시 연삭할 수 있다.

또한, 상술한 실시형태는 어디까지나 본 발명의 적절한 실시형태를 나타내는 것이며, 본 발명은 이것에 한정되지 않고 그 범위 내에 있어서 다양한 설계 변경이 가능하다.

예를 들면, 도시한 실시형태는 가로형 양두 평면 연삭반에 있어서의 캐리어 장치(6)에 본 발명을 적용한 것이지만, 특허문헌 1에 기재되는 바와 같은 세로형 양두 평면 연삭반의 캐리어 장치에도 적용 가능하고, 또한 편면 연삭을 행하는 연삭 장치의 캐리어 장치로서도 적용 가능하다. 또한, 본 발명은 얇은 원판 형상 워크를 가공하는 다른 공작 기계, 예를 들면 특허문헌 2에 기재된 연삭 장치의 캐리어 장치로서도 적용 가능하다.

또한, 연삭 대상이 되는 워크(W)는 도 7에 나타내는 바와 같은 반도체 웨이퍼에 한정되지 않고 다른 얇은 원판 형상 워크도 포함된다.

또한, 캐리어 장치(6)의 구체적인 구성은 마찬가지의 작용 효과를 발휘할 수 있는 한 도시 이외의 다른 구성도 채용 가능하고, 일례로서 캐리어 본체(31) 및 노치 트리거(32)의 구성 재료는 가공 대상으로 되는 워크(W)의 재질에 따라서 선택되고, 도시한 실시형태의 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 철계 재료를 이용할 수 있는 워크(W)라면 철계 재료를 이용하는 편이 강성도 높고 저렴해진다는 이점이 있다.

W : 워크(반도체 웨이퍼) Wn : 워크의 노치(절개부)
Wa : 워크의 표면 Wb : 워크의 이면
1, 2 : 숫돌차 1a, 2a : 숫돌차의 연삭면
5 : 워크 회전 지지 장치(워크 회전 지지 수단)
6 : 캐리어 장치 10 : 축방향 지지 수단
11 : 지름방향 지지 수단 30 : 캐리어 링
31 : 캐리어 본체
31a : 캐리어 본체의 원형 내주 가장자리
32 : 노치 트리거
32a : 노치 트리거의 첨단 맞물림부
33 : 캐리어 프레서
35 : 캐리어 본체의 노치 트리거 장착부

Claims

얇은 원판 형상 공작물을 지지 회전하면서 이 공작물의 적어도 편측면을 연삭 또는 연마하는 장치에 있어서, 상기 공작물의 원형 외주를 위치 결정하여 지지해서 회전 구동하는 워크 회전 지지 장치를 구성하는 얇은 원판 형상 공작물의 캐리어 장치로서,
상기 공작물의 전체 둘레를 근접하여 둘러싸는 원형 내주 가장자리를 갖는 원환 형상의 캐리어 본체와, 상기 공작물의 원형 외주 가장자리에 형성된 절개부에 맞물리는 첨단 맞물림부를 갖는 노치 트리거가 일체물로서 구성되어서 이루어지고,
상기 노치 트리거는, 상기 캐리어 본체보다 고강도의 재료로 구성되고, 상기 캐리어 본체에 대하여 개별 부품으로서 교환 가능하게 또한 일체적으로 접합 고정됨과 아울러 상기 첨단 맞물림부가 상기 캐리어 본체의 원형 내주 가장자리의 일부로부터 지름방향 안쪽으로 돌출되는 장착 구조를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 얇은 원판 형상 공작물의 캐리어 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 캐리어 본체 및 노치 트리거의 두께 치수는 상기 공작물의 마무리 두께 치수보다 작게 설정됨과 아울러 상기 노치 트리거의 캐리어 본체에 대한 접합 고정이 고정 해제 가능한 접착제에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 얇은 원판 형상 공작물의 캐리어 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 캐리어 본체에 있어서의 노치 트리거 장착부는 상기 노치 트리거의 접합부의 외주 윤곽 형상에 대응한 형상으로 절개 형성되고,
상기 노치 트리거 장착부의 접합면에 상기 접착제가 도포되는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 얇은 원판 형상 공작물의 캐리어 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 노치 트리거는 1정점이 상기 공작물의 절개부에 맞물리는 상기 첨단 맞물림부로 된 삼각형상 윤곽을 갖는 박판 부재로 이루어지고,
상기 캐리어 본체의 노치 트리거 장착부에 있어서 상기 노치 트리거의 삼각형상 윤곽의 나머지 2정점에 대응하는 개소에 응력 집중 회피용 원형홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 얇은 원판 형상 공작물의 캐리어 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노치 트리거의 첨단 맞물림부는 원호상 윤곽 형상을 가짐과 아울러 그 단면이 상기 공작물의 절개부의 단면 형상에 대응해서 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 얇은 원판 형상 공작물의 캐리어 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 얇은 원판 형상 공작물의 캐리어 장치를 제조하는 방법으로서, 이하의 (1)~(3)의 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 얇은 원판 형상 공작물의 캐리어 장치의 제조 방법.
(1) 상기 캐리어 본체의 노치 트리거 장착부의 접합면과 노치 트리거의 접합부의 접합면을 청소해 탈지 처리하는 청정화 공정
(2) 상기 캐리어 본체와 노치 트리거의 평행성을 위치 결정하여 유지함과 아울러 상기 캐리어 본체의 노치 트리거 장착부와 노치 트리거의 접합부의 접합면을 접착제를 도포 개재하면서 밀착 접합하는 접합 공정
(3) 상기 접합 공정에 의해 일체 접합한 캐리어 본체와 노치 트리거의 접합부로부터 외부로 비어져나온 잉여 접착제를 제거하는 마무리 공정
얇은 원판 형상 공작물을 회전 지지함과 아울러 고속 회전하는 한 쌍의 숫돌차가 상기 공작물을 연삭 또는 연마하기 위해 그 숫돌축 방향으로 이동하고, 이들 양 숫돌차 끝면의 연삭면에 의해 상기 공작물의 표리면을 동시에 연삭 가공하는 장치로서,
끝면의 연삭면끼리가 대향하도록 배치된 한 쌍의 숫돌차와,
상기 공작물을 상기 한 쌍의 숫돌차의 연삭면 사이에 있어서 공작물의 표리면이 이들 양 연삭면에 대향하는 상태에서 지지 회전시키는 워크 회전 지지 수단을 구비하여 이루어지고,
이 워크 회전 지지 수단은 상기 공작물을 축방향으로 위치 결정하여 지지하는 축방향 지지 수단과, 공작물을 지름방향으로 위치 결정함과 아울러 회전 지지하는 지름방향 지지 수단을 구비하고,
이 지름방향 지지 수단은 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 얇은 원판 형상 공작물의 캐리어 장치를 구비해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 얇은 원판 형상 공작물의 양면 연삭 장치.