KR20210000661A - 피가공물의 연삭 방법 및 연삭 장치 - Google Patents

피가공물의 연삭 방법 및 연삭 장치 Download PDF

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Abstract

(과제) 연삭 장치를 이용하여 웨이퍼를 연삭하는 경우에, 척 테이블의 유지면에 흡인 유지된 웨이퍼의 외주 부분이 유지면으로부터 떠 있는 상태가 되지 않도록 한다.
(해결수단) 유지 수단(3)의 유지면(300a)에 흡인 유지된 피가공물(W)을 연삭 지석(741)으로 연삭하는 피가공물(W)의 연삭 방법에 있어서, 유지면(300a)에 피가공물(W)을 유지시키는 유지 공정과, 유지 수단(3)보다 외측에 배치되는 외주 노즐(40)로부터 유지면(300a)에 유지된 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd)를 향해 물을 공급시켜, 외주 가장자리(Wd) 주위가 항상 물로 채워진 상태에서 피가공물(W)의 상면(Wb)를 연삭 지석(741)으로 연삭하는 연삭 공정을 구비한 피가공물(W)의 연삭 방법이다.

Description

피가공물의 연삭 방법 및 연삭 장치{METHOD AND APPARATUS FOR GRINDING A WORKPIECE}
본 발명은, 반도체 웨이퍼 등의 피가공물을 연삭하는 방법 및 연삭하는 장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼 등의 피가공물을 연삭 지석으로 연삭하는 연삭 장치에서는, 척 테이블의 유지면에 웨이퍼를 흡인 유지한 상태로 연삭을 진행해 간다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).
(특허 문헌 1)일본특허공개공보 제2015-030055호
종래의 연삭 장치에서는, 척 테이블의 유지면을 웨이퍼의 피유지면의 면적보다 약간 작은 면적으로 설정한다. 즉, 척 테이블의 유지면의 직경을 웨이퍼의 직경보다 약간 작게 설정한다. 그 때문에, 척 테이블로 웨이퍼를 흡인 유지해도, 웨이퍼의 외주 부분이 링형으로 흡인되지 않은 상태가 된다. 웨이퍼가 연삭되어 얇아지면 웨이퍼의 외주 부분이 흡인 유지되어 있지 않아, 회전하는 연삭 지석으로부터 받는 압박력으로 웨이퍼의 외주 부분이 들어 올려져 웨이퍼의 외주 가장자리가 파손되는 문제가 발생한다.
또한, 예컨대, 웨이퍼의 한쪽의 면에는 수지층이 형성되어 있는 경우가 있고, 이 경우에는, 웨이퍼의 수지층 측의 외주 부분이 휘어지도록 만곡되어 있다. 그 때문에, 웨이퍼의 상기 수지층을 상측을 향해서 척 테이블로 유지한 상태에서 상기 수지층을 연삭하는 경우에는, 웨이퍼의 외주 부분이 흡인 유지되지 않고 유지면에 밀접되지 않아서, 연삭에 의해 외주 부분이 중앙 영역에 비해 많이 연삭되어 얇아져 버린다는 문제가 있다. 또한, 웨이퍼의 외주 부분이 유지면으로부터 분리됨으로써 간극이 형성되고, 연삭 부스러기가 상기 간극에 진입하여 유지면을 오염시키고, 순차적으로 웨이퍼를 연삭할 때마다 유지면의 오염이 증가하여, 척 테이블의 유지면에서 웨이퍼의 외주 부분을 흡인할 수 없는 영역이 확대되는 문제가 있다.
따라서, 연삭 장치를 이용하여 반도체 웨이퍼 등의 피가공물을 연삭하는 경우에는, 척 테이블의 유지면에 흡인 유지된 피가공물의 외주 부분이 유지면으로부터 떠 있는 상태가 되지 않도록 하는 과제가 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 유지 수단의 유지면에 흡인 유지된 피가공물을 연삭 지석으로 연삭하는 피가공물의 연삭 방법에 있어서, 상기 유지면에 피가공물을 유지시키는 유지 공정과, 상기 유지 수단보다 외측에 배치되는 외주 노즐로부터 상기 유지면에 유지된 피가공물의 외주 가장자리를 향해 물을 공급시켜, 상기 외주 가장자리 주위가 항상 물로 채워진 상태에서 피가공물의 상면을 상기 연삭 지석으로 연삭하는 연삭 공정을 구비한 피가공물의 연삭 방법이다.
본 발명과 관련되는 피가공물의 연삭 방법에 있어서는, 상기 유지면은, 피가공물의 면적보다 넓은 면적이며, 상기 연삭 공정에서는, 피가공물의 상기 외주 가장자리보다 외측에 있어서 상기 유지면이 환형으로 노출된 노출면에 상기 외주 노즐로부터 공급하는 물로 수막을 형성하면 바람직하다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 유지면에 피가공물을 유지하는 척 테이블을 회전시키는 회전 기구를 구비한 유지 수단과, 상기 유지면에 유지된 피가공물을 연삭 지석으로 연삭하는 연삭 수단을 구비한 연삭 장치에 있어서, 상기 척 테이블의 외주보다 외측으로부터 상기 유지면의 외주를 향해 물을 공급하는 외주 노즐을 구비하고, 상기 외주 노즐로부터 상기 유지면에 유지된 피가공물의 외주 가장자리에 물을 공급하고 상기 척 테이블을 회전시키면서 상기 연삭 지석으로 피가공물을 연삭하는 연삭 장치이다.
본 발명과 관련되는 연삭 장치에 있어서는, 상기 척 테이블의 상기 유지면은, 피가공물의 면적보다 넓은 면적이면 바람직하다.
유지 수단의 유지면에 흡인 유지된 피가공물을 연삭 지석으로 연삭하는 본 발명과 관련되는 연삭 방법은, 유지면에 피가공물을 유지시키는 유지 공정과, 유지 수단보다 외측에 배치되는 외주 노즐로부터 유지면에 유지된 피가공물의 외주 가장자리를 향해 물을 공급시켜, 외주 가장자리 주위가 항상 물로 채워진 상태로 피가공물의 상면을 연삭 지석으로 연삭하는 연삭 공정을 구비함으로써, 외주 노즐로부터 공급한 물로 유지면과 피가공물의 외주 가장자리의 접촉 부위를 씰하여 진공 누설이 발생하지 않도록 하면서, 피가공물의 외주 가장자리를 포함한 외주 부분의 부상(浮上)이 발생하지 않도록 하여 피가공물을 연삭하는 것이 가능해진다.
본 발명과 관련되는 피가공물의 연삭 방법에 있어서, 유지면은, 피가공물의 면적보다 넓은 면적이며, 연삭 공정에서는, 피가공물의 외주 가장자리보다 외측에서 유지면이 환형으로 노출된 노출면에 외주 노즐로부터 공급하는 물로 수막을 형성함으로써, 노출면의 진공 누설이 발생하지 않도록 하면서, 피가공물이 흡인되는 면의 전면을 유지면에 흡인 유지할 수 있고, 피가공물의 외주 가장자리를 포함한 외주 부분의 부상이 발생하지 않도록 하여 피가공물을 연삭하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명과 관련되는 연삭 장치는, 유지면에 피가공물을 유지하는 척 테이블을 회전시키는 회전 기구를 구비한 유지 수단과, 유지면에 유지된 피가공물을 연삭 지석으로 연삭하는 연삭 수단과, 척 테이블의 외주보다 외측으로부터 유지면의 외주를 향해 물을 공급하는 외주 노즐을 구비하고, 외주 노즐로부터 유지면에 유지된 피가공물의 외주 가장자리에 물을 공급하고 척 테이블을 회전시키면서 연삭 지석으로 피가공물을 연삭함으로써, 외주 노즐로부터 공급한 물로 유지면과 피가공물의 외주 가장자리의 접촉 부위를 씰하여 진공 누설이 발생하지 않도록 하면서, 피가공물의 외주 가장자리를 포함한 외주 부분의 부상이 발생하지 않도록 하여 피가공물을 연삭하는 것이 가능해진다.
본 발명과 관련되는 연삭 장치에 있어서, 척 테이블의 유지면은, 피가공물의 면적보다 넓은 면적으로 구성됨으로써, 외주 노즐로부터 공급한 물로 형성되는 수막에 의해 피가공물로부터 유출되는 유지면의 환형의 노출면의 진공 누설을 발생시키지 않도록 하면서, 피가공물이 흡인되는 면의 전면을 유지면에 흡인 유지할 수 있고, 피가공물의 외주 가장자리를 포함한 외주 부분의 부상이 발생하지 않도록 하여 피가공물을 연삭하는 것이 가능해진다.
도 1은 연삭 장치의 일례를 도시한 사시도이다.
도 2는 피가공물의 외주 가장자리보다 외측에서 유지면이 환형으로 노출된 노출면에 외주 노즐로부터 공급하는 물로 수막을 형성하여, 피가공물의 외주 가장자리 주위가 항상 물로 채워진 상태로 피가공물의 상면을 연삭 지석으로 연삭하고 있는 상태를 설명하는 단면도이다.
도 1에 도시한 본 발명과 관련되는 연삭 장치(1)는, 유지 수단(3) 상에 유지된 피가공물(W)을 연삭 수단(7)에 의해 연삭하는 장치이며, 연삭 장치(1)의 장치 베이스(10) 상의 전방(-Y 방향 측)은, 유지 수단(3)에 대해 피가공물(W)의 착탈이 실시되는 영역이며, 장치 베이스(10) 상의 후방(+Y 방향 측)은, 연삭 수단(7)에 의해 유지 수단(3) 상에 유지된 피가공물(W)의 연삭이 실시되는 영역이다.
또한, 본 발명과 관련되는 연삭 장치는, 연삭 장치(1)와 같은 연삭 수단(7)이 1축의 연삭 장치로 한정되는 것이 아니며, 적어도 거친 연삭 수단과 마무리 연삭 수단의 2축을 구비하고, 턴 테이블로 피가공물을 각 연삭 수단의 하방에 위치시키는 것이 가능한 연삭 장치 등이라도 좋다.
피가공물(W)은, 예컨대, 실리콘 모재 등으로 이루어지는 원형의 반도체 웨이퍼이며, 도 1에서 하방을 향하고 있는 피가공물(W)의 표면(Wa)은, 격자형으로 구획된 영역에 복수의 디바이스가 형성되어 있고, 피가공물(W)과 대략 동일 직경의 보호 테이프(T)가 점착되어 보호되고 있다. 피가공물(W)의 이면(Wb)은, 연삭 가공이 실시되는 피가공면이 된다. 또한, 피가공물(W)은 실리콘 이외에 갈륨 비소, 사파이어, 질화 갈륨, 세라믹스, 수지, 또는 실리콘 카바이드 등으로 구성되어도 좋다.
피가공물(W)을 유지하는 유지 수단(3)은, 피가공물(W)을 흡인 유지하는 척 테이블(30)을 구비하고 있다. 척 테이블(30)은, 예컨대, 그 외형이 원 형상이며, 다공성 부재 등으로 이루어지고 피가공물(W)을 흡착하는 흡착부(300)과, 종단면이 오목 형상으로 되어 있고 흡착부(300)를 지지하는 프레임(301)을 구비한다. 프레임(301)의 오목부에 삽입된 상태의 흡착부(300)는 도 2에 도시한 흡인원(37)에 연통되고, 흡착부(300)의 유지면(300a)에 피가공물(W)을 흡인 유지한다.
본 실시 형태에 있어서, 예컨대, 척 테이블(30)의 유지면(300a)은, 피가공물(W)의 표면(Wa)의 면적보다 넓은 면적으로 되어 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 척 테이블(30)은, 커버(100)에 의해 둘러싸이고, 그 하방에 배치된 회전 기구(36)(도 2 참조)에 의해 회전 가능하다. 또한, 유지 수단(3)은, 도 1에 도시한 커버(100) 및 커버(100)에 연결된 벨로우즈 커버(100a)의 하방에 배치된 도시하지 않는 Y축 이동 수단에 의해 Y축 방향으로 왕복 이동 가능하게 되어 있다. 커버(100)는 척 테이블(30)과 함께 Y축 방향으로 왕복 이동 가능하고, 벨로우즈 커버(100a)는 척 테이블(30) 및 커버(100)의 Y축 방향에서의 이동에 따라 신축한다.
예컨대, 척 테이블(30)의 이동 경로 양옆에는, 도시되지 않는 워터 케이스의 배수 홈이 위치하고 있다. 워터 케이스는, 피가공물(W)이 연삭됨으로써 배출되는 연삭 부스러기를 포함하고 척 테이블(30)로부터 흘러 내리는 가공 폐액 등을 받아 들여, 도시하지 않는 폐액 처리 기구로 보낸다.
회전 기구(36)는, 예컨대, 도 2에 도시한 바와 같이, 풀리(pulley) 기구이며, 척 테이블(30)의 하면에 접속되고 척 테이블(30)에 대해 수직으로 연장되는 테이블 스핀들(360)을 구비하고 있다. 테이블 스핀들(360)을 회전시키는 구동원이 되는 모터(361)의 샤프트에는, 주동 풀리(362)가 설치되어 있고, 주동 풀리(362)에는 무단 벨트(364)가 권회되어 있다. 테이블 스핀들(360)에는 종동 풀리(363)가 설치되어 있고, 무단 벨트(364)는, 이 종동 풀리(363)에도 권회되어 있다. 도 2에 도시한 모터(361)가 주동 풀리(362)를 회전 구동함으로써, 주동 풀리(362)의 회전에 따라 무단 벨트(364)가 회동하고, 무단 벨트(364)가 회동함으로써 종동 풀리(363) 및 테이블 스핀들(360)이 회전한다.
프레임(301)의 오목부의 바닥면으로부터 프레임(301)의 하면, 또한 상기 하면으로부터 테이블 스핀들(360)에 걸쳐, 흡착부(300)에 연통하는 흡인 유로(370)가 형성되어 있다. 상기 흡인 유로(370)는, 테이블 스핀들(360)을 둘러싸도록 배치된 로터리 조인트(373), 및 배관(374)을 통해 이젝터 기구 또는 진공 발생 장치 등의 흡인원(37)에 연통되어 있다. 로터리 조인트(373)는, 흡인원(37)이 발생한 흡인력을 손실없이 테이블 스핀들(360) 측에 이송한다.
예컨대, 배관(374) 내에는 제1 개폐 밸브(375)가 배치되어 있다. 또한, 배관(374) 내에는, 압력계(376)가 배치되어 있고, 흡인원(37)이 작동하여 척 테이블(30)이 피가공물(W)을 흡인 유지하고 있는 중의 배관(374) 내의 부압을 측정하고, 척 테이블(30)의 유지면(300a)으로부터 진공 누설이 발생하고 있지는 여부를 감시 가능하도록 구성되어 있다.
배관(374)의 도중에는, 예컨대, 분기관(45)이 연통되어 있고, 상기 분기관(45)의 상류 측은 또한 양쪽으로 분기되며, 제2 개폐 밸브(462)를 통해 압축기 등으로 이루어지는 압축 에어를 공급 가능한 에어 공급원(46)에 연통하고 있고, 제3 개폐 밸프(473)를 통해 펌프 등으로 이루어지는 순수 등의 세정수를 공급 가능한 물 공급원(47)에 연통하고 있다.
예컨대, 척 테이블(30)에 의한 피가공물(W)의 흡인 유지를 해제하고, 척 테이블(30)로부터 피가공물(W)을 반출하고자 하는 경우에는, 제1 개폐 밸브(375) 및 제3 개폐 밸브(473)가 폐쇄된 상태에서, 제2 개폐 밸브(462)가 열리고, 에어 공급원(46)이 압축 에어를 분기관(45)에 공급한다. 압축 에어는, 분기관(45), 배관(374), 및 흡인 유로(370)를 통과하여 척 테이블(30)의 유지면(300a)으로부터 분출한다. 그 결과, 유지면(300a)과 피가공물(W)의 표면(Wa)에 점착된 보호 테이프(T)의 사이에 잔존하는 진공 흡착력을 배제하여, 피가공물(W)을 유지면(300a)으로부터 이탈 가능한 상태로 할 수 있다.
예컨대, 척 테이블(30)의 흡착부(300)에 쌓여 있는 연삭 부스러기를 흡착부(300)로부터 배제하고 싶은 경우에는, 제1 개폐 밸브(375)가 폐쇄된 상태에서, 제2 개폐 밸브(462) 또는 제3 개폐 밸브(473)가 열리고, 에어 공급원(46)이 압축 에어를 분기관(45)에 공급하거나, 또는 물 공급원(47)이 순수를 분기관(45)에 공급한다. 압축 에어 또는 순수, 또는 압축 에어 및 순수가 혼합되어 이루어지는 이류체는, 분기관(45), 배관(374), 흡인 유로(370), 및 흡착부(300)를 통과하여 척 테이블(30)의 유지면(300a)으로부터 분출한다. 그 결과, 흡착부(300)에 들어가 있는 연삭 부스러기 등을 유지면(300a)으로부터 분출시켜 제거할 수 있다.
도 1에 도시한 장치 베이스(10) 상의 후방(+Y 방향 측)에는 컬럼(11)이 설치되어 있다.
컬럼(11)의 전면에는 연삭 수단(7)과 Y축 방향으로 직교하고 유지 수단(3)의 유지면(300a)에 대해 수직인 Z축 방향으로 이동시키는 연삭 이송 수단(5)가 배치되어 있다. 연삭 이송 수단(5)은, Z축 방향의 축심을 갖는 볼 나사(50)와, 볼 나사(50)와 평행으로 배치된 한 쌍의 가이드 레일(51)과, 볼 나사(50)의 상단에 연결되고 볼 나사(50)를 회동시키는 모터(52)와, 내부의 너트가 볼 나사(50)에 나사 결합하고 측부가 가이드 레일(51)에 슬라이딩 접촉하는 승강판(53)을 구비하고 있고, 모터(52)가 볼 나사(50)를 회동시키면, 이에 따라 승강판(53)이 가이드 레일(51)에 가이드되고 Z축 방향으로 왕복 이동하여, 승강판(53)에 고정된 연삭 수단(7)이 Z축 방향으로 연삭 이송된다.
연삭 수단(7)은, 축 방향이 Z축 방향인 스핀들(70)과, 스핀들(70)을 회전 가능하게 지지하는 하우징(71)과, 스핀들(70)을 회전 구동하는 모터(72)와, 스핀들(70)의 선단에 연결된 원형판 형상의 마운트(73)와, 마운트(73)의 하면에 장착된 연삭 휠(74)과, 하우징(71)을 지지하고 연삭 이송 수단(5)의 승강판(53)에 그 측면이 고정된 홀더(75)를 구비한다.
도 1에 도시한 연삭 휠(74)은, 평면에서 보았을 때 원환 형상의 휠 베이스(740)를 구비하고 있고, 휠 베이스(740)의 바닥면의 외주 측의 영역에는, 대략 직방체 형상의 연삭 지석(741)이 환형으로 복수 배치되어 있다. 연삭 지석(741)은, 미리 정해진 본드제이며 다이아몬드 지립 등이 고착되어 성형되어 있다.
본 발명과 관련되는 연삭 장치(1)는, 척 테이블(30)의 외주보다 외측에서 유지면(300a)의 외주를 향해 물을 공급하는 외주 노즐(40)을 구비하고 있다. 외주 노즐(40)은, 예컨대, 척 테이블(30)을 둘러싸는 커버(100) 상의 네 모서리에 각각 배치되어 있다. 외주 노즐(40)은, 예컨대, 커버(100)로부터 설치되어 있고, 측면에서 보았을 때 대략 역 L자형의 외형을 구비하고 있다. 외주 노즐(40)의 선단 부분에 형성되고 척 테이블(30) 측을 향해 개구되는 공급구(400)는, 예컨대, 척 테이블(30)의 유지면(300a)보다 높은 위치에 위치하고 있어, 공급구(400)로부터, 예컨대 수평으로 분사된 물이 포물선을 그리면서 유지면(300a)의 외주 측의 영역에 도달할 수 있도록 되어 있다.
또한, 외주 노즐(40)의 배치 개수는 도 1에 도시한 바와 같이 4개에 한정되지 않고, 그 형상도 도 1, 2에 도시한 예로 한정되지 않는다. 또한, 배치 위치도 커버(100) 상으로 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 연삭 장치(1)는, 연삭 수단(7)의 하방까지 이동한 척 테이블(30)과, 연삭 휠(74)을 수용하는 도시하지 않는 가공실을 구비하고 있는 경우가 있다. 가공실은, 상판과, 바닥판과, 상판 및 바닥판을 연결하고 척 테이블(30)과 연삭 휠(74)을 둘러싸는 측판을 구비하고 있고, 상기 상판이나 측판에 외주 노즐이 척 테이블(30)을 둘러싸도록 하여 복수 개 배치되어도 좋다.
각 외주 노즐(40)에는, 배관(41)의 일단이 각각 연통하고 있고, 각 배관(41)은, 예컨대 1개로 합류한 후에 그 외단 측이 물 공급원(47)에 연통하고 있다. 예컨대, 배관(41) 내에는, 제4 개폐 밸브(414)가 배치되어 있어도 좋다.
이하에는, 상기 도 1에 도시한 연삭 장치(1)를 이용하여 피가공물(W)의 상면을 연삭하는 경우의, 연삭 장치(1)의 각 부의 동작 및 연삭 방법의 각 공정에 대해 설명한다.
(1) 유지 공정
우선, 척 테이블(30)의 중심과 피가공물(W)의 중심이 대략 합치하도록, 피가공물(W)이 이면(Wb)을 위로 향한 상태에서 유지면(300a) 상에 배치된다. 또한, 도 2에 도시한 제1 개폐 밸브(375)가 개방되어 흡인원(37)과 배관(374)이 연통하고, 이 상태에서, 흡인원(37)이 작동하여 발생한 흡인력이, 로터리 조인트(373), 흡인 유로(370), 흡착부(300)를 통과하여 척 테이블(30)의 유지면(300a)에 전달된다. 그리고, 척 테이블(30)이 피가공물(W)을 이면(Wb)을 상측을 향한 상태로 흡인 유지한다.
(2) 연삭 공정
본 실시 형태에 있어서는, 척 테이블(30)의 유지면(300a)은, 피가공물(W)의 면적보다 넓은 면적으로 설정되어 있다. 즉, 유지면(300a)의 직경은 피가공물(W)보다 큰 직경으로 설정되어 있고, 예컨대, 도 2에 도시한 바와 같이, 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd)보다 외측에서 유지면(300a)이 환형으로 노출된 노출면(300b)이 형성된다. 예컨대, 상기 환형의 노출면(300b)의 폭(피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd)로부터 프레임(301)의 내주까지의 거리)은, 약 2 mm로 되어 있다.
척 테이블(30)의 환형의 노출면(300b)에 진공 누설을 발생시키지 않도록 하기 위해, 본 실시 형태에 있어서는, 유지 수단(3)보다 직경 방향 외측에 배치되는 외주 노즐(40)로부터 유지면(300a)에 유지된 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd)를 향해 물을 공급시켜, 외주 가장자리(Wd) 주위가 물로 채워진 상태로 하고, 또한, 예컨대, 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd)보다 외측에 있어서 유지면(300a)이 환형으로 노출된 노출면(300b)에 외주 노즐(40)로부터 공급하는 물로 수막을 형성한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 제3 개폐 밸브(473)가 폐쇄되고, 또한, 제4 개폐 밸브(414)가 개방된 상태에서, 물 공급원(47)이 물(예컨대, 순수)을 배관(41)에 공급한다. 물은, 배관(41)을 통과하여 각 외주 노즐(40)의 공급구(400)로부터 분출한다. 각 외주 노즐(40)의 공급구(400)로부터 분출한 물은 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd)에 도달하고, 외주 가장자리(Wd) 주위가 물로 채워져 수막(M)(워터 씰(M))이 형성된다.
또한, 각 외주 노즐(40)의 공급구(400)로부터 분출한 물은, 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd)보다 외측에 있어서 유지면(300a)이 환형으로 노출된 노출면(300b)에도 도달하고, 물이 표면 장력으로 노출면(300b)을 덮는 막을 형성함으로써 워터 씰(M)을 형성한다. 이 워터 씰(M)에 의해, 노출면(300b)에 진공 누설이 발생하는 것이 방지된다.
다음에, 피가공물(W)을 유지한 척 테이블(30)이, 도 1, 2에 도시한 연삭 수단(7)의 아래까지 +Y 방향으로 이동하고, 연삭 수단(7)의 연삭 휠(74)의 회전 중심이 피가공물(W)의 회전 중심에 대해 소정 거리만큼 수평 방향으로 어긋나고, 연삭 지석(741)의 회전 궤적이 피가공물(W)의 회전 중심을 통과하도록 척 테이블(30)이 위치된다.
또한, 상기와 같이, 외주 노즐(40)로부터 공급한 물로 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd) 주위를 물로 채운 상태로 하고, 또한, 노출면(300b)에 외주 노즐(40)로부터 공급하는 물로 워터 씰(M)이 형성된 상태로 한다. 예컨대, 피가공물(W)을 흡인 유지한 척 테이블(30)이, 도 1에 도시한 장치 베이스(10) 상의 착탈 영역으로부터 연삭 영역 내의 연삭 수단(7)의 하방의 미리 정해진 위치까지 이동하는 동안에 있어서는, 외주 노즐(40)로부터 공급한 물로 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd) 주위를 물로 채운 상태로 하고, 노출면(300b)에 외주 노즐(40)로부터 공급하는 물로 워터 씰(M)이 형성된 상태가 되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 피가공물(W)을 흡인 유지한 척 테이블(30)이 연삭 영역으로 이동하고, 연삭 수단(7)이 연삭 이송 수단(5)에 의해 -Z 방향으로 이송되고, 스핀들(70)의 회전에 따라 회전하는 연삭 지석(741)이 피가공물(W)의 이면(Wb)에 접촉함으로써 연삭이 실시된다. 연삭 중에는, 회전 기구(36)에 의해 Z축을 축으로 하여 척 테이블(30)이 회전하는 것에 따라, 유지면(300a) 상에 유지된 피가공물(W)도 회전하므로, 연삭 지석(741)이 피가공물(W)의 상면인 이면(Wb) 전면의 연삭 가공을 실시한다.
피가공물(W)이 상기와 같이 연삭되고 있는 중에는, 유지 수단(3)보다 외측에 배치되는 외주 노즐(40)로부터 유지면(300a)에 유지된 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd)를 향해 물이 공급되고, 외주 가장자리(Wd) 주위가 항상 물로 채워진 상태가 유지된다. 그리고, 유지면(300a)보다도 작은 면적의 피가공물(W)의 표면(Wa) 측은, 유지면(300a)에 의해 표면(Wa) 전면이 흡인 유지되어 있고, 또한 외주 가장자리(Wd)에 대해 유지면(300a)으로부터 작용하는 흡인력이 떨어져 버리는 것이 워터 씰(M)에 의해 억제되기 때문에, 회전하는 연삭 지석(741)으로부터 받는 압박력으로 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd)가 들어 올려지는 것이 방지된다. 따라서, 유지면(300a)에 진공 누설이 발생하지 않고, 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd)의 부상(浮上)이 발생하지 않도록 하여 피가공물(W)의 연삭을 실시해 가는 것이 가능하다.
또한, 외주 노즐(40)은, 연삭 지석(741)이 접촉하지 않도록 커버 39 상에 배치되어 있다.
또한, 외주 노즐(40)로부터 공급되는 물이 노출면(300b)을 덮고 있고, 상기 물은 척 테이블(30)의 회전에 의한 원심력을 받고 있다. 그 원심력을 받은 물은, 연삭 지석(741)이 피가공물(W)을 연삭한 연삭 부스러기와 함께 척 테이블(30)의 밖으로 흐르기 때문에, 연삭 부스러기를 노출면(300b)에 흡인되지 않도록 하고 있다.
예컨대, 도 1에 도시한 4개의 외주 노즐(40) 중 적어도 1개의 외주 노즐(40)의 공급구(400)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 연삭 휠(74)의 휠 베이스(740)의 내측면 및 환형으로 배열된 연삭 지석(741)의 내측면에 대략 대향한 상태가 된다. 따라서, 물 공급원(47)으로부터 공급하는 물의 양을 증가하는 것 등을 행하여, 상기 1개의 외주 노즐(40)의 공급구(400)로부터 분사되는 물의 일부를, 외주 가장자리(Wd) 주위를 항상 채우는 물로써가 아니라, 회전하는 연삭 휠(74)의 내측면 측으로부터 연삭 지석(741)과 피가공물(W)의 접촉 부위를 냉각·세정하는 물로써 작용시켜도 좋다. 접촉 부위를 냉각·세정하는 상기 물은, 연삭 부스러기와 함께 척 테이블(30) 상에서 흘러 내려, 도시하지 않는 워터 케이스로 흘러 간다.
또한, 척 테이블(30)은 연삭 가공 중에 회전하고 있고, 외주 노즐(40)로부터 분사되어 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd) 주위에 도달한 물에 원심력이 더해짐으로써, 상기 물이 외주 가장자리(Wd) 주위로부터 외측으로 흘러 가지만, 각 외주 노즐(40)로부터 항상 물이 외주 가장자리(Wd)에 공급되고 있으므로, 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd) 주위가 항상 물로 채워진 상태가 유지된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 척 테이블(30)의 유지면(300a)은, 피가공물(W)의 면적보다 넓은 면적이며, 피가공물(W)의 피유지면인 표면(Wa)측 전면을 흡인 유지할 수 있다. 또한, 연삭 가공 중에 있어서, 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd)보다 외측에 있어서 유지면(300a)이 환형으로 노출된 노출면(300b)에 외주 노즐(40)로부터 공급하는 물로 수막(M)(워터 씰(M))을 형성함으로써, 노출면(300b)의 진공 누설이 발생하지 않도록 하면서, 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd)의 부상이 발생하지 않도록 하여 피가공물(W)을 연삭하는 것이 가능해진다.
피가공물(W)의 두께 측정이 행해지면서, 원하는 두께까지 피가공물(W)이 연삭된 후, 도 1에 도시한 연삭 이송 수단(5)이 연삭 수단(7)을 상승시켜 피가공물(W)로부터 이격시킴으로써, 피가공물(W)의 연삭 가공이 완료된다.
연삭 공정에 있어서, 도 2에 도시한 척 테이블(30)의 노출면(300b)으로부터는, 물이 흡인 유로(370)로 인입된다. 노출면(300b)이 너무 넓으면 흡인 유로(370)로 인입되는 물의 양이 많아져 흡인원(37)의 흡인력이 저하되어 버리기 때문에, 노출면(300b)은 좁은 것이 바람직하다.
상기와 같이, 유지 수단(3)의 유지면(300a)에 흡인 유지된 피가공물(W)을 연삭 지석(741)으로 연삭하는 본 발명과 관련되는 연삭 방법은, 유지면(300a)에 피가공물(W)을 유지시키는 유지 공정과, 유지 수단(3)보다 외측에 배치되는 외주 노즐(40)로부터 유지면(300a)에 유지된 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd)를 향해 물을 공급시켜, 외주 가장자리(Wd) 주위가 항상 물로 채워진 상태에서 피가공물(W)의 상면(본 실시 형태에 있어서는 이면(Wb))을 연삭 지석(741)으로 연삭하는 연삭 공정을 구비함으로써, 외주 노즐(40)로부터 공급한 물로 유지면(300a)과 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd)의 접촉 부위 주위를 씰하여 진공 누설이 발생하지 않도록 하면서, 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd)를 포함한 외주 부분의 부상이 발생하지 않도록 하여 피가공물(W)을 연삭하는 것이 가능해진다.
본 발명과 관련되는 피가공물(W)의 연삭 방법에 있어서는, 유지면(300a)은, 피가공물(W)의 면적보다 넓은 면적이며, 연삭 공정에서는, 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd)보다 외측에 있어서 유지면(300a)이 환형으로 노출된 노출면(300b)에 외주 노즐(40)로부터 공급되는 물로 수막(M)(워터 씰(M))을 형성함으로써, 노출면(300b)의 진공 누설이 발생하지 않도록 하면서, 피가공물(W)이 흡인되는 하면인 표면(Wa) 전면을 유지면(300a)에 흡인 유지할 수 있어, 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd)를 포함한 외주 부분의 부상이 발생하지 않도록 하여 피가공물(W)을 연삭하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명과 관련되는 연삭 장치(1)는, 유지면(300a)에 피가공물(W)을 유지하는 척 테이블(30)을 회전시키는 회전 기구(36)를 구비한 유지 수단(3)과, 유지면(300a)에 유지된 피가공물(W)을 연삭 지석(741)으로 연삭하는 연삭 수단(7)과, 척 테이블(30)의 외주보다 외측에서 유지면(300a)의 외주를 향해 물을 공급하는 외주 노즐(40)을 구비하고, 외주 노즐(40)로부터 유지면(300a)에 유지된 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd)에 물을 공급하고 척 테이블(30)을 회전시키면서 연삭 지석(741)으로 피가공물(W)을 연삭함으로써, 외주 노즐(40)로부터 공급한 물로 유지면(300a)과 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd)의 접촉 부위 주위를 씰하여 진공 누설이 발생하지 않도록 하면서, 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd)를 포함한 외주 부분의 부상이 발생하지 않도록 하여 피가공물(W)을 연삭하는 것이 가능해진다.
본 발명과 관련되는 연삭 장치(1)에 있어서, 척 테이블(30)의 유지면(300a)은, 피가공물(W)의 면적보다 넓은 면적으로 되어 있으므로, 외주 노즐(40)로부터 공급한 물로 형성되는 수막(M)에 의해 피가공물(W)으로부터 유출되는 유지면(300a)의 환형의 노출면(300b)의 진공 누설을 발생시키지 않도록 하면서, 피가공물(W)이 흡인되는 표면(Wa) 전면을 유지면(300a)에 흡인 유지할 수 있고, 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd)를 포함한 외주 부분의 부상이 발생하지 않도록 하여 피가공물(W)을 연삭하는 것이 가능해진다.
또한, 척 테이블(30)의 유지면(300a)이 피가공물(W)의 면적보다 넓은 면적으로 되고 환형의 노출면(300b)에 외주 노즐(40)로부터 물을 공급하여 수막(M)을 형성하고, 수막(M)을 형성하기 위해 계속 공급되고 있는 물은 척 테이블(30)의 회전에 따라 원심력을 받아 외측에 흘러 가기 때문에, 노출면(300b)에 연삭 부스러기가 흡인된다는 문제도 발생하지 않는다.
본 발명과 관련되는 연삭 방법은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 그 기술적 사상의 범위 내에서 여러 가지 다른 형태로 실시되어 좋다는 것은 말할 필요도 없다. 또한, 첨부 도면에 도시되어 있는 연삭 장치(1)의 각 구성의 형상 등에 대해서도, 이에 한정되지 않고, 본 발명의 효과를 발휘할 수 있는 범위 내에서 적절하게 변경 가능하다.
피가공물(W)은, 예컨대, 표면(Wa)에 미리 정해진 수지에 의한 몰드가 행해져 동일한 두께의 수지층이 형성되어 있어도 좋다. 이 경우에는, 피가공물(W)은, 수지층의 형성 시에 있어서의 열 영향(수지층의 수축 등)에 의해, 수지층 측의 외주 부분이 휘어지도록 만곡되어 있다. 그리고, 피가공물(W)은, 유지 수단(3)의 유지면(300a)에 수지층이 형성된 표면(Wa)을 상측을 향해 배치되어, 상기 수지층이 피연삭면이 되어도 좋다.
척 테이블(30)의 유지면(300a)은, 피가공물(W)의 면적보다 좁은 면적이어도 좋다. 이 경우에 있어서 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd)가 위로 휘어져 있더라도, 외주 노즐(40)로부터 물을 공급하고 있기 때문에, 외주 가장자리(Wd) 주위가 항상 물로 채워진 상태에서 피가공물(W)의 상면이 되는 수지층을 연삭 지석(741)으로 연삭함으로써, 형성되는 워터 씰에 의해 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd)와 프레임(301)의 상면의 사이에 간극이 없고, 또한, 진공 누설을 발생시키지 않고 연삭을 진행해 갈 수 있어, 연삭 부스러기를 노출면이 되는 프레임(301)의 상면에 부착시키지 않는다.
W: 피가공물 Wa: 피가공물의 표면　 Wb: 피가공물의 이면　
T: 보호 테이프 1: 연삭 장치 10: 장치 베이스
100: 커버 100a: 벨로우즈 커버　 11: 컬럼
3: 유지 수단 30: 척 테이블 300: 흡착부
300a: 유지면　 301: 프레임 36: 회전 기구
360: 테이블 스핀들　 361: 모터 370: 흡인 유로　
373: 로터리 조인트　 374: 배관　 375: 제1 개폐 밸브
376: 압력계　 37: 흡인원 45: 분기관　
462: 제2 개폐 밸브　 46: 에어 공급원 473: 제3 개폐 밸브　
47: 물 공급원 5: 연삭 이송 수단 7: 연삭 수단
741: 연삭 지석 40: 외주 노즐 400: 외주 노즐의 공급구
41: 배관 414: 제4 개폐 밸브

Claims (4)

  1. 유지 수단의 유지면에 흡인 유지된 피가공물을 연삭 지석으로 연삭하는 피가공물의 연삭 방법에 있어서,
    상기 유지면에 피가공물을 유지시키는 유지 공정과,
    상기 유지 수단보다 외측에 배치되는 외주 노즐로부터 상기 유지면에 유지된 피가공물의 외주 가장자리를 향해 물을 공급시켜, 상기 외주 가장자리 주위가 항상 물로 채워진 상태에서 피가공물의 상면을 상기 연삭 지석으로 연삭하는 연삭 공정을 구비한 피가공물의 연삭 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유지면은, 피가공물의 면적보다 넓은 면적이며,
    상기 연삭 공정에서는, 피가공물의 상기 외주 가장자리보다 외측에서 상기 유지면이 환형으로 노출된 노출면에 상기 외주 노즐로부터 공급하는 물로 수막을 형성하는 피가공물의 연삭 방법.
  3. 유지면에 피가공물을 유지하는 척 테이블을 회전시키는 회전 기구를 구비한 유지 수단과, 상기 유지면에 유지된 피가공물을 연삭 지석으로 연삭하는 연삭 수단을 구비한 연삭 장치에 있어서,
    상기 척 테이블의 외주보다 외측으로부터 상기 유지면의 외주를 향해 물을 공급하는 외주 노즐을 구비하고,
    상기 외주 노즐로부터 상기 유지면에 유지된 피가공물의 외주 가장자리에 물을 공급하고 상기 척 테이블을 회전시키면서 상기 연삭 지석으로 피가공물을 연삭하는 연삭 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유지면은, 피가공물의 면적보다 넓은 면적인 연삭 장치.
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