KR20150115644A

KR20150115644A - 연삭휠 및 연삭실의 세정 방법

Info

Publication number: KR20150115644A
Application number: KR1020150044902A
Authority: KR
Inventors: 다카히코 츠노
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2014-04-04
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2015-10-14
Also published as: JP2015199146A; JP6353684B2; KR102196935B1; TW201544253A; US9731400B2; US20150283670A1; TWI651166B; SG10201501986YA; CN104972407B; MY173592A; CN104972407A

Abstract

본 발명은 연삭 장치의 연삭실을 세정하여 연삭 부스러기가 피가공물의 피연삭면에 부착되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.
연삭휠(5)은 하면(54)에 연삭 지석(60)을 링 형상으로 배치하고, 내측면(56)과 외측면(57)을 직경 방향으로 관통하며 원주 방향으로 복수 배치되는 연삭수 배출용의 관통 구멍(58, 59)을 갖는 링 형상의 베이스(50)를 구비하고, 관통 구멍은 원주 방향으로 소정의 간격으로 배치되며 연삭수를 상이한 방향으로 비산시키도록 형성되는 구성으로 하였다.

Description

연삭휠 및 연삭실의 세정 방법{A GRINDING WHEEL AND A GRINDING ROOM CLEANING METHOD}

본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 피가공물을 연삭 가공하는 연삭 장치에 구비되는 연삭휠 및 연삭실의 세정 방법에 관한 것이다.

종래, 연삭 장치에서는, 연삭수가 공급된 상태로 연삭 가공이 실시된다. 연삭수는 연삭 지석이 부착된 연삭휠의 내주면을 따라 공급된다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재된 연삭 장치에서는, 연삭휠의 외주측에 설치된 링 형상의 베이스의 하면에 복수의 연삭 지석이 둘레 방향으로 간격을 두고 부착되어 있다. 연삭수는 연삭휠의 내측면을 따라 연삭 지석을 향해 흐르고, 연삭 지석의 연삭면과 피가공물의 피연삭면 사이에 들어가면서 연삭 가공이 실시된다. 연삭수는 연삭 가공에 의해 발생한 연삭 부스러기를 포함한 상태로, 원심력 등에 의해 연삭 지석의 간극으로부터 외주로 흐른다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2013-141738호 공보

그런데, 연삭 가공 중에 연삭실 내에서는, 연삭 부스러기를 포함한 연삭수가 주위로 비산한 결과, 연삭 부스러기를 포함한 연삭수는 연삭실의 내벽에 부착된다. 또한, 피가공물의 표면에서 튀어 오른 연삭수 등이 분무가 되어 연삭실 내를 표류한다. 연삭 부스러기를 포함한 이들 연삭수는, 연삭실의 내벽에 부착된 후, 이윽고 큰 물방울이 되어 피가공물 위에 낙하하는 경우가 있다. 연삭 부스러기가 황삭시의 큰 연삭 부스러기였던 경우, 큰 연삭 부스러기가 피가공물 위에 낙하한 상태에서 마무리 연삭되면, 마무리용의 연삭 지석을 손상시켜 버린다고 하는 문제가 있다.

또한, 연삭실의 내벽에 연삭 부스러기가 부착된 상태로 장기간 방치되면, 내벽에 부착된 물방울 중에 포함된 연삭 부스러기끼리가 고착하여 큰 연삭 부스러기가 생성된다. 이 결과, 자체 무게에 견딜 수 없게 된 연삭 부스러기가 연삭실의 내벽으로부터 피가공물 위에 낙하하여, 피가공물이나 연삭 지석을 손상시키는 원인이 되는 것도 생각된다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 연삭 부스러기가 피가공물의 피연삭면에 부착되는 것을 방지할 수 있는 연삭휠 및 연삭실의 세정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 연삭휠은, 연직 방향을 회전축으로 하는 스핀들에 연결되는 휠 마운트에 장착되어 피가공물을 연삭하는 연삭휠로서, 휠 마운트의 장착면에 장착하는 피장착면과, 내측면과, 외측면과, 피장착면을 상면으로 하여 링 형상으로 연삭 지석을 배치하는 하면을 갖는 링 형상의 베이스와, 내측면과 외측면을 직경 방향으로 관통하며 원주 방향으로 복수 배치되는 연삭수 배출용의 관통 구멍을 구비하고, 관통 구멍은, 원주 방향으로 소정의 간격으로 배치되며, 연삭수를 상이한 방향으로 비산시키도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 연삭 지석을 향해 공급되는 연삭수의 일부는, 원심력에 의해, 베이스의 내측면을 따라 관통 구멍을 지나, 베이스의 외측면으로부터 밖으로 배출된다. 이에 의해, 연삭수가 연삭실 내로 살수되어, 연삭실의 상부판이나 측판에 부착된 연삭 부스러기를 씻어 버릴 수 있다. 따라서, 상부판이나 측판에 부착된 연삭 부스러기가 피가공물의 표면에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 복수의 관통 구멍으로부터 상이한 방향으로 연삭수를 비산시킬 수 있기 때문에, 연삭실의 광범위를 세정할 수 있으며, 연삭실의 세정 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 연삭실의 세정 방법은, 피가공물을 유지하는 유지 수단과, 이 유지 수단에 유지된 피가공물을 연삭하는 복수의 연삭 지석이 고정된 환형의 연삭휠을 회전 가능하게 지지하는 연삭 수단을 덮는 연삭실의 세정 방법으로서, 상기 연삭휠을 회전시키면서 연삭수 공급 수단에 의해 연삭수를 상기 연삭휠의 내측면에 공급하는 연삭수 공급 공정과, 이 연삭수 공급 공정에 의해 공급되는 소정 유량의 연삭수를 상기 내측면을 따라 상기 복수의 연삭 지석에 공급하고, 상기 연삭휠에 형성된 복수의 관통 구멍을 통해 원심력에 의해 상기 내측면으로부터 상기 연삭휠의 외측면으로 유도하며, 상기 외측면으로부터 연삭수를 비산시켜 상기 연삭실을 세정하는 연삭실 세정 공정으로 이루어진다.

본 발명에 의하면, 연삭휠의 관통 구멍으로부터 연삭수를 비산시켜 연삭실 내를 세정함으로써, 연삭 부스러기가 피가공물의 피연삭면에 부착되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 제1 실시형태에 따른 연삭 장치의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 연삭 장치의 동작 및 연삭실의 세정 방법의 일례를 도시한 모식도이다.
도 3은 비교예에 따른 연삭 장치의 동작을 도시한 모식도이다.
도 4는 변형예에 따른 연삭 수단을 도시한 모식도이다.
도 5는 제2 실시형태에 따른 연삭 수단을 도시한 모식도이다.

이하, 도 1을 참조하여, 제1 실시형태에 따른 연삭 장치에 대해 설명한다. 도 1a는 제1 실시형태에 따른 연삭 장치의 전체 모식도를 도시하고, 도 1b는 제1 실시형태에 따른 연삭 수단의 모식도를 도시하고 있다. 한편, 제1 실시형태에 따른 연삭 장치는, 이하의 도면에 나타낸 구성에 한정되지 않는다. 연삭 장치는 연삭 지석으로 피가공물을 연삭 가능한 구성이면, 어떠한 구성이어도 좋다.

제1 실시형태에 따른 연삭 장치(1)는, 피가공물(W)을 유지하는 유지 테이블(3)(유지 수단)과 피가공물(W)을 연삭하는 복수의 연삭 지석(60)을 구비한 연삭 수단(4)을 상하로 대향 배치하여 구성된다. 연삭 장치(1)는 유지 테이블(3)에 유지된 피가공물(W)의 표면(10)(피연삭면)에 연삭 지석(60)의 연삭면(61)을 접촉시켜, 피가공물(W)을 연삭하도록 구성되어 있다. 또한, 연삭 장치(1)는 연삭 지석(60)에 공급되는 연삭수를 연삭휠(5)의 외측으로 비산시켜, 연삭실(2) 내를 세정하는 것이 가능하게 되어 있다.

연삭 수단(4) 아래에 유지 테이블(3)이 대향 배치된 가공 위치에서는, 커버 부재에 의해 연삭실(2)이 형성되어 있다. 커버 부재는 연삭 수단(4)의 상방을 덮는 상부 커버(21)와 유지 테이블(3)의 주위를 덮는 하부 커버(22)로 구성된다. 상부 커버(21)는 수평 방향으로 연장되는 상부판(23)과, 상부판(23)의 일단으로부터 하방을 향해 연장되는 측판(24)을 구비하고 있고, 상부판(23)의 일부로부터는, 연삭 수단(4)의 일부[스핀들(41)]가 상방으로 돌출되어 있다. 하부 커버(22)는 유지 테이블(3)의 외주에 고정되는 외주 커버(25)와, 외주 커버(25)의 하방에서 수평 방향으로 연장되는 방수 커버(26)로 구성된다. 연삭실(2)은 연삭 가공에 의해 발생하는 가공 부스러기를 포함한 연삭수가 연삭 장치(1) 밖으로 날아가지 않는 구성으로 되어 있으며, 소정 개소로부터 연삭수를 배출 가능하게 되어 있다.

제1 실시형태에서는, 가공 대상이 되는 피가공물(W)로서, 실리콘이나 GaAs 등의 반도체 재료로 구성되는 반도체 웨이퍼 외에, 세라믹, 유리, 사파이어 등의 무기 재료로 구성되는 무기 재료 웨이퍼 등이 이용된다. 또한, 미크론 수준으로부터 서브미크론 수준의 평탄도(TTV: Total Thickness Variation)가 요구되는 각종 가공 재료를 이용해도 좋다.

유지 테이블(3)은 원반 형상으로 형성되어 있고, 베이스(도시하지 않음)에 회전 가능하게 설치되어 있다. 유지 테이블(3)의 상면에는, 다공성 세라믹재에 의해 유지면(31)이 형성되어 있다. 유지면(31)은 도 1a에서는 평탄하게 그려져 있으나, 실제로는 유지 테이블(3)의 회전 중심을 정점으로 하는 완경사(緩傾斜)의 원뿔 형상으로 형성되어 있다. 유지면(31)에 피가공물(W)이 흡인 유지되면, 박판 형상의 피가공물(W)도 유지면(31)을 따라 완경사의 원뿔 형상이 된다.

연삭 수단(4)은 연직 방향을 회전축으로 하는 스핀들(41)의 하단에 연결되는 휠 마운트(43)에 연삭휠(5)을 장착하여 구성된다. 스핀들(41)은 모터(42)에 의해 회전 구동되며, 스핀들(41)의 하단에는 휠 마운트(43)가 고정되어 있고, 휠 마운트(43)에 연삭휠(5)이 착탈 가능하게 장착되어 있다. 연삭 수단(4)은 승강 수단(도시하지 않음)에 의해 유지 테이블(3)에 대해 상하 방향으로 이격 또는 접근된다.

휠 마운트(43)는 원반 형상으로 형성되며, 하면의 외측 부분에는, 링 형상의 베이스(50)가 끼워지는 단부(段部; 44)가 형성되어 있다. 이 단부(44)에 의해 형성되는 평탄면(45)은 베이스(50)를 장착하기 위한 장착면으로 되어 있고, 단부(44)에 의해 형성되는 원통 형상의 측면(46)은, 베이스(50)의 직경 방향의 위치 결정을 하는 위치 결정면으로 되어 있다.

연삭휠(5)은 링 형상의 베이스(50)의 하면(54)에, 복수의 연삭 지석(60)을 링 형상으로 배치하여 구성된다. 링 형상의 베이스(50)는 외측 부분(51)에 대해 내측 부분(52)의 두께가 얇아지도록 형성되어 있고, 상면(53)이 휠 마운트(43)에 장착되는 피장착면으로 되어 있다. 또한, 베이스(50)의 외측 부분(51)의 하면(54)보다 내측 부분(52)의 하면(55)이 높은 위치에 형성되어 있고, 외측 부분(51)의 하면(54)과 내측 부분(52)의 하면(55)은, 외측을 향해 경사진 내측면(56)에 의해 접속되어 있다. 이 내측면(56)은 후술하는 연삭수를 연삭 지석(60)으로 유도하는 경사면으로 되어 있다.

연삭 지석(60)은, 예컨대, 알루미나계 지립(砥粒), 탄화규소계 지립, 또는 CBN(입방정 질화붕소)이나 다이아몬드 등의 초지립을 레진 본드, 비트리파이드(vitrified) 본드 등의 결합제로 굳혀 구성된다. 도 1a에 도시한 상태에서는, 연삭 지석(60)이 유지 테이블(3)의 회전축 상에 위치하게 된다. 연삭휠(5)은 휠 마운트(43)의 단부(44)에 베이스(50)를 끼워 넣은 상태에서, 휠 마운트(43)의 상면으로부터 복수의 나사(62)로 나사 고정함으로써, 휠 마운트(43)에 고정된다.

스핀들(41)의 내부에는, 연삭수를 공급하기 위한 제1 유로(64)가 연직 방향으로 형성되어 있다. 제1 유로(64)의 일단(상단)에는, 연삭수 공급 수단(63)이 접속되어 있고, 제1 유로(64)의 하단에는, 휠 마운트(43)의 내부에 연삭수를 공급하는 제2 유로(65)가 접속되어 있다. 제2 유로(65)는 휠 마운트(43)의 중앙으로부터 외주를 향해 수평 방향으로 연장되어 있고, 베이스(50)의 상방에서 하방으로 굴곡하여, 베이스(50)에 형성된 제3 유로(66)에 접속된다. 제3 유로(66)는 베이스(50)의 내측 부분(52)의 상면(53)(피장착면)으로부터 하면(55)을 향해 관통하는 복수의 관통 구멍에 의해 구성된다. 이들 복수의 관통 구멍은 베이스(50)의 둘레 방향을 따라 등간격으로 형성되어 있다.

또한, 베이스(50)의 외측 부분(51)에는, 내측면(56)(경사면)으로부터 외측면(57)을 향해, 2종류의 관통 구멍(58, 59)이 형성되어 있다. 2종류의 관통 구멍(58, 59)은 둘레 방향을 따라 각각 등간격으로 형성되어 있고, 복수의 관통 구멍(58, 59)이 교대로 늘어서 있다. 한쪽의 관통 구멍(58)은 내측면(56)으로부터 외측면(57)을 향해 상향으로 경사져서 형성되어 있다. 다른쪽의 관통 구멍(59)은 한쪽의 관통 구멍(58)보다 하측에 형성되고, 한쪽의 관통 구멍(58)보다 완만한 경사 각도로 내측면(56)으로부터 외측면(57)을 향해 상향으로 경사져서 형성되어 있다.

연삭 가공 중에는, 연삭휠(5)이 회전하고 있는 상태에서, 연삭수 공급 수단(63)으로부터 소정 유량의 연삭수가 공급되고 있다. 연삭수는 제1, 제2, 제3 유로(64, 65, 66)를 통해 연삭 지석(60)에 공급된다. 이때, 연삭휠(5)의 원심력에 의해, 연삭수의 일부는, 베이스(50)에 형성된 2종류의 관통 구멍(58, 59)을 통해, 베이스(50)의 외측면(57)으로부터 복수의 방향으로 배출(방수(放水))된다. 베이스(50)의 외측면(57)으로부터 배출되는 연삭수는, 연삭실(2)을 세정하는 세정수로서 이용된다.

이와 같이 구성되는 연삭 장치(1)에서는, 연삭휠(5)에 연삭수가 공급되고 있는 상태에서, 연삭휠(5)이 회전되면서 하강된다. 그리고, 유지 테이블(3)에 유지된 피가공물(W)의 표면(10)(피연삭면)에 연삭 지석(60)의 연삭면(61)을 접촉시킴으로써, 피가공물(W)이 연삭 가공된다. 연삭 가공에 의해 발생하는 연삭 부스러기는, 연삭수와 함께 피가공물(W)의 표면으로부터 씻겨질 뿐만 아니라, 분무가 되어 연삭실(2) 내에 표류하여, 상부판(23)이나 측판(24)에 부착된다. 그러나, 연삭수 공급 수단(63)으로부터 바로 공급되는 깨끗한 연삭수가 2종류의 관통 구멍(58, 59)으로부터 배출되기 때문에, 상부판(23)이나 측판(24)에 부착된 연삭 부스러기가 깨끗한 연삭수에 의해 씻겨진다. 따라서, 피가공물(W)의 표면에 연삭 부스러기가 낙하하는 일이 없다.

다음으로, 도 2 및 도 3을 참조하여, 제1 실시형태에 따른 연삭 장치의 동작 및 연삭실의 세정 방법에 대해, 비교예를 이용하여 설명한다. 도 2는 제1 실시형태에 따른 연삭 장치의 동작 및 연삭실의 세정 방법의 일례를 도시한 모식도이다. 도 2a는 연삭 가공 전의 상태를 도시하고, 도 2b는 연삭 가공 중의 상태를 도시하고 있다. 도 3은 비교예에 따른 연삭 장치의 동작을 도시한 모식도이다. 도 3a는 연삭 가공 전의 상태를 도시하고, 도 3b는 연삭 가공 중의 상태를 도시하고 있다. 한편, 도 3에 도시한 비교예는, 연삭휠의 베이스에 2종류의 관통 구멍이 형성되어 있지 않은 점에서, 제1 실시형태와 상이하다.

먼저, 제1 실시형태에 따른 연삭 장치의 동작에 대해 설명한다. 도 2a에 도시한 바와 같이, 연삭 가공의 실시 전에 있어서, 연삭 수단(4)에는, 연삭휠(5)이 회전되고 있는 상태에서 연삭수 공급 수단(63)으로부터 연삭수가 공급된다(연삭수 공급 공정). 연삭수는 제1, 제2, 제3 유로(64, 65, 66)를 통해 베이스(50)의 내측 부분(52)에 도달하며, 내측면(56)을 따라 연삭 지석(60)에 공급된다. 연삭휠(5)은 회전되고 있기 때문에, 연삭 지석(60)에 공급된 연삭수는, 원심력에 의해 연삭 지석(60)의 외측을 향해, 비스듬히 하방으로 날아간다. 이에 의해, 연삭 수단(4)의 하방에 설치된 유지 테이블(3)이나, 하부 커버(22), 측판(24) 등을 가공 전의 깨끗한 연삭수로 세정할 수 있다.

또한, 내측면(56)을 따라 하방으로 흐르는 연삭수의 일부는, 내측면(56)의 도중에 형성된 2종류의 관통 구멍(58, 59)에 들어간다(진입한다). 관통 구멍(58, 59)에 들어간 연삭수는, 원심력에 의해, 내측면(56)측으로부터 외측면(57)측을 향해 관통 구멍(58, 59) 내를 올라간다. 그리고, 그 연삭수는 베이스(50)의 외측면(57)으로부터 밖을 향해 배출(방수)된다(연삭실 세정 공정). 이 경우, 연삭휠(5)의 회전수는 경사진 관통 구멍(58, 59) 내를 외측면(57)을 향해 연삭수가 올라갈 수 있을 정도로 조정되어 있다. 즉, 관통 구멍(58, 59)의 연장 방향에 대한 연삭수의 중력의 성분보다, 관통 구멍(58, 59)의 연장 방향에 대한 원심력의 성분 쪽이 크게 되어 있다.

2종류의 관통 구멍(58, 59)은 경사 각도가 상이하며, 외측면(57)에 있어서의 각각의 출구가 상이한 위치에 형성되어 있다. 이 때문에, 외측면(57)으로부터 배출되는 연삭수는 상이한 각도로 비산된다. 이에 의해, 연삭 수단(4)의 주위의 광범위에 걸쳐 연삭수를 비산시킬 수 있다. 비산된 연삭수는 상부 커버(21)에 충돌하여, 상부판(23)이나 측판(24)에 부착되어 있던 연삭 부스러기 등이 씻겨진다. 이와 같이, 제1 실시형태에서는, 연삭수를, 연삭수로서가 아니라 연삭실(2)을 세정하는 세정수로서 이용하고 있다. 한편, 관통 구멍(58, 59)의 경사 각도나 구멍 직경 등을 적절히 변경함으로써, 관통 구멍(58, 59)으로부터 비산시키는 연삭수의 유량, 방향, 거리, 속도 등을 자유롭게 조정할 수 있다.

그리고, 도 2a의 상태대로 연삭휠(5)이 하강되어, 도 2b에 도시한 바와 같이, 연삭 지석(60)의 연삭면(61)이 피가공물(W)의 표면(10)(피연삭면)에 회전 접촉됨으로써, 피가공물(W)이 연삭 가공된다. 연삭 가공에 의해 발생하는 연삭 부스러기는, 연삭 지석(60)을 따라 피가공물(W)에 유입되는 연삭수와 함께, 피가공물(W)의 표면(10)으로부터 씻겨진다. 연삭 부스러기를 포함한 연삭수는, 유지 테이블(3)의 외주로부터 하부 커버(22)를 향해 이동한다. 또한, 연삭 부스러기를 포함한 연삭수의 일부는, 피가공물(W)에서 튀어 올라 분무가 되어, 연삭실(2) 내를 표류하고 있다.

도 2a와 마찬가지로, 2종류의 관통 구멍(58, 59)으로부터 연삭휠(5)의 외측을 향해 연삭수가 배출되고 있다. 이 때문에, 연삭실(2)의 상부판(23)이나 측판(24)에 연삭 부스러기가 부착되어도, 관통 구멍(58, 59)으로부터 배출된 연삭수에 의해, 그 연삭 부스러기를 씻어 버릴 수 있다. 따라서, 연삭실(2)을 깨끗한 상태로 유지할 수 있으며, 상부판(23)으로부터 피가공물(W)의 표면(10)에 낙하하는 것을 방지할 수 있다. 한편, 이때, 2종류의 관통 구멍(58, 59)의 내측면(56)측의 위치(높이)는, 연삭 부스러기를 포함한 연삭수(도 2b 중의 연삭수의 해칭부 참조)가 연삭 지석(60) 및 베이스(50)의 내측면(56)을 올라가 관통 구멍(58, 59) 내에 들어가지 않는 위치로 되어 있다. 이 때문에, 관통 구멍(58, 59) 내에 들어가는 연삭수는, 연삭 부스러기를 포함하지 않는 깨끗한 연삭수(순수)만으로 되어 있다. 따라서, 깨끗한 연삭수로 연삭실(2) 내를 세정할 수 있다.

제1 실시형태에서는, 연삭휠(5)이 회전되고 있는 상태에서 연삭수 공급 수단(63)으로부터 연삭 수단(4)에 연삭수를 공급하는 공정이, 연삭수 공급 공정으로 되어 있다. 또한, 베이스(50)의 내측면(56)을 따라 연삭수를 연삭 지석(60)에 공급하고, 연삭수의 일부를 내측면(56)측으로부터 관통 구멍(58, 59)에 진입시키며, 외측면(57)으로부터 연삭수를 방수시켜 연삭실(2)을 세정하는 공정이, 연삭실 세정 공정으로 되어 있다. 제1 실시형태에 따른 연삭실(2)의 세정 방법에서는, 연삭수 공급 공정과 연삭실 세정 공정에 의해, 연삭실(2)을 세정하는 것이 가능하게 되어 있다.

한편, 제1 실시형태에 따른 연삭실(2)의 세정 공정은, 연삭 가공 전에 실시해도 좋고, 연삭 가공 중에 실시해도 좋다. 연삭 가공 전에 실시한 경우, 연삭실(2) 내에 남은 연삭 부스러기 등을 씻어 버릴 수 있어, 피가공물(W)의 표면(10)에 연삭 부스러기가 부착되는 것을 방지할 수 있다. 연삭 가공 중에 실시한 경우, 가공 중에 발생하는 연삭 부스러기를 씻어 버려 연삭실(2) 내를 깨끗한 상태로 유지할 수 있다. 또한, 연삭실(2)의 세정 공정은, 유지 테이블(3)에 피가공물(W)이 유지되어 있지 않은 상태에서 실시되어도 좋다. 이 경우, 유지 테이블(3)의 유지면(31)을 씻어냄으로써, 유지면(31)과 피가공물(W) 사이에 연삭 부스러기가 침입하는 것을 방지할 수 있다. 이 결과, 피가공물(W)이 손상되는 일이 없다.

다음으로, 비교예에 따른 연삭 장치에 대해 설명한다. 도 3a에 도시한 바와 같이, 비교예에 따른 연삭 장치(101)에 있어서는, 베이스(104)의 내측면(105)으로부터 외측면(106)을 향해 관통 구멍이 형성되어 있지 않다. 이 때문에, 연삭수가 공급되어도, 연삭수는 내측면(105)을 따라 연삭 지석(107)으로부터 비스듬히 하방으로 날아갈 뿐이다. 따라서, 상부 커버(109)를 세정할 수 없다.

또한, 도 3b에 도시한 바와 같이, 연삭 수단(103)이 하강되어, 유지 테이블(102)에 유지된 피가공물(W)에 연삭 지석(107)이 접촉됨으로써, 피가공물(W)이 연삭 가공된다. 도 2b에서 설명한 바와 같이, 연삭 가공에 의해 발생하는 연삭 부스러기는, 연삭수와 함께 피가공물(W)의 표면(10)으로부터 씻겨진다. 그러나, 연삭 부스러기를 포함한 연삭수의 일부는, 피가공물(W)에서 튀어 올라 분무가 되어, 연삭실(2) 내를 표류하여 상부 커버(109)에 부착된다. 전술한 바와 같이, 상부 커버(109)를 세정할 수 없기 때문에, 상부 커버(109)에 부착된 연삭 부스러기가 피가공물(W)에 낙하하여, 피가공물(W)의 표면(10)이나 연삭 지석(107)의 연삭면(108)을 손상시켜 버릴 우려가 있다.

이에 비해, 제1 실시형태에서는, 베이스(50)의 내측면(56)으로부터 외측면(57)을 향해 관통 구멍(58, 59)을 형성함으로써, 연삭실(2)을 구성하는 상부 커버(21)를 세정할 수 있다. 이 때문에, 상부 커버(21)로부터 연삭 부스러기가 피가공물(W)의 표면(10)에 낙하하는 것을 방지할 수 있다.

이상과 같이, 제1 실시형태에 따른 연삭 장치(1)에 의하면, 연삭 지석(60)을 향해 공급되는 연삭수의 일부는, 원심력에 의해, 베이스(50)의 내측면(56)을 따라 관통 구멍(58, 59)을 지나, 베이스(50)의 외측면(57)으로부터 밖으로 배출된다. 이에 의해, 연삭수가 연삭실(2) 내에 살수되어, 연삭실(2)의 상부판(23)이나 측판(24)에 부착된 연삭 부스러기를 씻어 버릴 수 있다. 따라서, 상부판(23)이나 측판(24)에 부착된 연삭 부스러기가 피가공물(W)의 표면(10)에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 복수의 관통 구멍(58, 59)으로부터 상이한 방향으로 연삭수를 비산시킬 수 있기 때문에, 연삭실(2)의 광범위를 세정할 수 있으며, 연삭실(2)의 세정 효율을 높일 수 있다.

다음으로, 도 4a∼도 4c를 참조하여, 베이스에 형성되는 관통 구멍의 변형예에 대해 설명한다. 도 4a는 제1 변형예, 도 4b는 제2 변형예, 도 4c는 제3 변형예에 따른 연삭 수단을 도시하고 있다. 한편, 도 4a∼도 4c에서는, 제1 실시형태와 동일한 구성에 대해, 동일한 부호를 붙이고 있다. 또한, 도 4a∼도 4c에 도시한 변형예에서는, 관통 구멍의 방향이 제1 실시형태와 상이하다. 이하, 상이점을 중점적으로 설명한다.

도 4a에 도시한 바와 같이, 제1 변형예에 따른 연삭 수단(4)은, 베이스(50)의 내측면(56)으로부터 외측면(57)을 향해 수평 방향으로 복수의 관통 구멍(58)이 둘레 방향을 따라 등간격으로 형성되어 있다. 복수의 관통 구멍(58)은, 베이스(50)의 외측 부분(51)에 있어서, 상이한 3종류의 높이로 둘레 방향으로 교대로 나란히 형성되어 있다. 이에 의해, 세정수로서의 연삭수를 수평 방향으로 3종류의 높이로 비산시킬 수 있다.

도 4b에 도시한 바와 같이, 제2 변형예에 따른 연삭 수단(4)은, 내측면(56)으로부터 외측면(57)을 향해 2종류의 관통 구멍(58, 59)이 둘레 방향을 따라 등간격으로 형성되어 있고, 복수의 관통 구멍(58, 59)이 교대로 늘어서 있다. 한쪽의 관통 구멍(58)은 내측면(56)으로부터 외측면(57)을 향해 상향으로 경사져서 형성되어 있다. 다른쪽의 관통 구멍(59)은 한쪽의 관통 구멍(58)보다 하측에 형성되고, 내측면(56)으로부터 외측면(57)을 향해 하향으로 경사져서 형성되어 있다. 이에 의해, 연삭휠(5)의 외측 비스듬히 상방과 비스듬히 하방으로, 연삭수를 비산시킬 수 있다.

도 4c에 도시한 바와 같이, 제3 변형예에 따른 연삭 수단(4)은, 제2 변형예와 마찬가지로, 2종류의 관통 구멍(58, 59)이 상하로 기울어져 둘레 방향을 따라 등간격으로 형성되어 있고, 복수의 관통 구멍(58, 59)이 교대로 늘어서 있다. 이에 의해, 연삭휠(5)의 외측 비스듬히 상방과 비스듬히 하방으로, 연삭수를 비산시킬 수 있다. 또한, 제3 변형예에서는, 2종류의 관통 구멍(58, 59)의 내측면(56)측의 입구가 동일한 높이로 내측면(56)의 최상 부분에 형성되어 있다. 이 때문에, 연삭 가공 중에, 연삭 부스러기를 포함한 연삭수가 내측면(56)을 오르기 어렵게 되어 있다. 이 결과, 연삭수 공급 수단(63)으로부터 직접 공급되는 깨끗한 연삭수만을 관통 구멍(58, 59)으로부터 비산시킬 수 있다.

도 4a∼도 4c에 도시한 변형예와 같이, 관통 구멍(58, 59)의 배치, 개수, 경사 각도 등을 적절히 변경함으로써, 연삭수를 원하는 개소에 비산시킬 수 있다. 따라서, 연삭실(2)의 형상에 맞춰 연삭실(2)의 세정 개소, 범위 등을 자유롭게 조정할 수 있다.

다음으로, 도 5를 참조하여, 제2 실시형태에 따른 연삭 수단에 대해 설명한다. 도 5는 제2 실시형태에 따른 연삭 수단을 도시한 모식도이다. 도 5에 도시한 연삭 수단은, 이른바 TAIKO(등록 상표) 연삭용의 연삭 수단이며, 연삭휠의 외부 직경이 피가공물의 반경보다 작게 되어 있는 점에서, 제1 실시형태와 상이하다. 이하, 상이점을 중점적으로 설명한다. 한편, 여기서, TAIKO 연삭이란, 피가공물의 외주 영역을 남기고 박화함으로써, 외주에 링 형상의 볼록부를 형성하는 가공을 말한다. 이에 의해, 피가공물 전체의 강도가 높아져, 피가공물의 휘어짐이나 반송시의 문제점을 방지할 수 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 제2 실시형태에 따른 연삭 수단(204)은, 스핀들(241)의 하단에 부착된 원반 형상의 휠 마운트(243)의 하면에 연삭휠(205)을 장착하여 구성된다. 연삭 수단(204)은 승강 수단(도시하지 않음)에 의해 유지 테이블(도시하지 않음)에 대해 상하 방향으로 이격 또는 접근되고, 수평 이동 수단(도시하지 않음)에 의해 유지 테이블에 대해 직경 방향으로 이동된다.

휠 마운트(243)는 원반 형상으로 형성되며, 하면 중앙에 원형 오목부(244)가 형성되어 있다. 이에 의해, 휠 마운트(243)의 하면은 링형상면(245)으로 되어 있고, 이 링형상면(245)은 연삭휠(205)을 장착하기 위한 장착면으로 되어 있다. 연삭휠(205)은 상면에서 보아 원형 형상의 베이스(250)의 하면(254)에, 복수의 연삭 지석(260)을 배치하여 구성된다. 베이스(250)는 상면 중앙에, 휠 마운트(243)의 원형 오목부(244)에 끼워 넣어지는 원형 볼록부(251)가 형성되어 있다. 원형 볼록부(251)는 원형 오목부(244)보다 약간 소직경으로 형성되어 있다. 이 원형 볼록부(251)가 원형 오목부(244)에 끼워 넣어짐으로써, 휠 마운트(243)에 대한 베이스(250)의 직경 방향의 위치 결정이 이루어진다.

베이스(250)의 하면(254)에는, 중앙에 원형 볼록부(251)보다 대직경의 원형 오목부(252)가 형성되어 있다. 이에 의해, 베이스(250)의 하면(254)은 링형상면으로 되어 있고, 이 링형상면을 따라 복수의 연삭 지석(260)이 링 형상으로 배치되어 있다. 연삭휠(5)은 휠 마운트(243)에 베이스(250)를 끼워 넣은 상태에서, 원형 오목부(252)에 의해 형성된 천장면(253)의 외주 부분을 복수의 나사(262)로 나사 고정함으로써, 휠 마운트(243)에 고정된다.

스핀들(241) 및 휠 마운트(243)의 내부에는, 연삭수를 공급하기 위한 제1 유로(264)가 연직 방향으로 형성되어 있다. 제1 유로(264)의 일단(상단)에는, 연삭수 공급 수단(263)이 접속되어 있고, 제1 유로(264)의 하단에는, 베이스(250)의 내부에 연삭수를 공급하는 제2 유로(265)가 접속되어 있다. 제2 유로(265)는 베이스(250)의 중앙으로부터 외주를 향해 수평 방향으로 연장되어 있고, 나사(262)의 내측에서 하방으로 굴곡하여, 원형 오목부(252)의 천장면(253)을 관통한다.

또한, 베이스(250)의 원형 오목부(252)에 의해 형성된 통 형상의 내측면(256)에는, 외측면(257)을 향해, 2종류의 관통 구멍(258, 259)이 형성되어 있다. 2종류의 관통 구멍(258, 259)은, 둘레 방향을 따라 각각 등간격으로 형성되어 있고, 복수의 관통 구멍(258, 259)이 교대로 늘어서 있다. 한쪽의 관통 구멍(258)은 내측면(256)으로부터 외측면(257)을 향해 상향으로 경사져서 형성되어 있다. 다른쪽의 관통 구멍(259)은 한쪽의 관통 구멍(258)보다 하측에 형성되고, 내측면(256)으로부터 외측면(257)을 향해 약간 하향으로 경사져서 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 연삭 수단(204)에 있어서도, 2종류의 관통 구멍(258, 259)으로부터 연삭수를 연삭휠(205)의 외측을 향해 복수의 방향으로 비산시킬 수 있기 때문에, 연삭실(도시하지 않음)을 광범위하게 세정할 수 있다. 한편, TAIKO 연삭은 연삭 지석(260)과 피가공물(도시하지 않음)을 회전 접촉시키면서, 연삭 수단(204)을 직경 방향으로 이동시킴으로써 실시된다.

한편, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 여러 가지로 변경하여 실시하는 것이 가능하다. 상기 실시형태에 있어서, 첨부 도면에 도시되어 있는 크기나 형상 등에 대해서는, 이것에 한정되지 않고, 본 발명의 효과를 발휘하는 범위 내에서 적절히 변경하는 것이 가능하다. 그 외, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한에서 적절히 변경하여 실시하는 것이 가능하다.

예컨대, 상기한 실시형태에 있어서, 2종류의 관통 구멍에 의해 연삭수를 연삭휠(5)의 외측으로 배출하는 구성으로 하였으나, 이 구성에 한정되지 않는다. 관통 구멍은 연삭수를 연삭휠(5)의 외측으로 배출하는 구성이면, 어떻게 형성되어도 좋고, 1종류 또는 3종류 이상의 관통 구멍을 형성해도 좋다. 또한, 관통 구멍의 형상이나 개수 등도 특별히 한정되지 않는다.

또한, 상기한 실시형태에 있어서, 연삭수를 비산시키는 관통 구멍이 베이스에 형성되는 구성으로 하였으나, 이 구성에 한정되지 않는다. 관통 구멍은 연삭휠(5)에 형성되어도 좋다.

또한, 상기한 실시형태에 있어서, 2종류의 관통 구멍(58, 59)의 내측면(56)측의 입구가 동일한 높이로 형성되는(도 4c 참조) 구성으로 하였으나, 이 구성에 한정되지 않는다. 2종류의 관통 구멍(58, 59)의 내측면(56)측의 입구가 상이한 높이에 형성되고, 외측면(57)측의 출구가 동일한 높이에 형성되어도 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 연삭 부스러기가 피가공물의 피연삭면에 부착되는 것을 방지할 수 있다고 하는 효과를 가지며, 특히, 반도체 웨이퍼 등의 피가공물을 연삭 가공하는 연삭 장치에 구비되는 연삭휠 및 연삭실의 세정 방법에 유용하다.

W: 피가공물 1: 연삭 장치
2: 연삭실 3: 유지 테이블(유지 수단)
4, 204: 연삭 수단 41, 241: 스핀들
42: 모터 43, 243: 휠 마운트
45, 245: 장착면 5, 205: 연삭휠
50, 250: 베이스 53: 상면(피장착면)
54, 254: 하면 56, 256: 내측면
57, 257: 외측면 58, 59, 258, 259: 관통 구멍
60, 260: 연삭 지석 63, 263: 연삭수 공급 수단

Claims

연직 방향을 회전축으로 하는 스핀들에 연결되는 휠 마운트에 장착되어 피가공물을 연삭하는 연삭휠로서,
상기 휠 마운트의 장착면에 장착하는 피장착면과, 내측면과, 외측면과, 상기 피장착면을 상면으로 하여 링 형상으로 연삭 지석을 배치하는 하면을 갖는 링 형상의 베이스와,
상기 내측면과 상기 외측면을 직경 방향으로 관통하며 원주 방향으로 복수 배치된 연삭수 배출용의 관통 구멍을 구비하고,
상기 관통 구멍은, 원주 방향으로 미리 정해진 간격으로 배치되며, 연삭수를 상이한 방향으로 비산시키도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연삭휠.
피가공물을 유지하는 유지 수단과, 이 유지 수단에 유지된 피가공물을 연삭하는 복수의 연삭 지석이 고정된 환형의 연삭휠을 회전 가능하게 지지하는 연삭 수단을 덮는 연삭실의 세정 방법으로서,
상기 연삭휠을 회전시키면서 연삭수 공급 수단에 의해 연삭수를 상기 연삭휠의 내측면에 공급하는 연삭수 공급 공정과,
상기 연삭수 공급 공정에 의해 공급되는 미리 정해진 유량의 연삭수를, 상기 내측면을 따라 상기 복수의 연삭 지석에 공급하고, 상기 연삭휠에 형성된 복수의 관통 구멍을 통해 원심력에 의해 상기 내측면으로부터 상기 연삭휠의 외측면으로 유도하며, 상기 외측면으로부터 연삭수를 비산시켜 상기 연삭실을 세정하는 연삭실 세정 공정
을 포함하는 연삭실의 세정 방법.