TW202322207A - 研削裝置 - Google Patents

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Abstract

[課題]在將研削輪安裝於主軸的前端而使用之研削裝置中，使研削輪容易更換。[解決手段]一種研削裝置，其藉由螺栓而將研削輪緊固於與主軸的前端連結之安裝盤，安裝盤具有：至少三個內螺紋孔，其等貫通上下表面並等間隔地呈圓周狀；以及凸部，其從安裝面突出，並且，螺栓具有：外螺紋部、外螺紋部的前端的頸部以及從頸部突出之卡合部。研削輪包含：環狀開孔，其環狀地形成於環狀基台的被安裝面；環狀槽，其與環狀開孔連接，且具有比環狀開孔更寬的寬度，並環狀地形成於環狀基台內；插入孔，其在環狀開孔配置至少三個，能將卡合部插入環狀槽；以及凸部插入孔，其能供凸部插入。

Description

研削裝置
本發明係關於一種研削裝置，其具備環狀地配置有多個研削磨石之研削輪。
將半導體晶圓等各種板狀的被加工物進行研削之研削裝置，其在主軸的前端具備安裝盤，並將研削輪安裝於安裝盤而使用。在研削輪的下表面側具備被設置成環狀之多個研削磨石，藉由使主軸旋轉而使研削磨石旋轉，藉由使旋轉之研削磨石接觸被加工物而進行研削。若研削磨石磨耗，則需要更換研削輪，因此已提出一種機構，其用於使研削輪容易更換。
例如，在下述專利文獻1中提出一種研削裝置，其在主軸側的基台具備第一卡盤爪與第二卡盤爪，此等作為支撐研削輪之構成，而不需要由螺絲所進行之固定等繁雜作業。並且，下述的專利文獻2中提出一種研削裝置，其藉由使研削單元的輪卡合部逐漸接近載置於卡盤台之研削輪並與研削輪卡合，而將研削輪安裝於主軸。 [習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2019-202399號公報 [專利文獻2]日本特開2021-112781號公報
[發明所欲解決的課題] 但是，為了在既有的研削裝置中具備如上述專利文獻1、2所揭示般的機構，需要改造安裝盤。並且，需要與因改造而變重之安裝盤對應地變更馬達控制器的設定，所述馬達控制器控制使主軸旋轉之馬達，而研削裝置的改造及設定的變更相當耗時。再者，亦有安裝安裝盤之主軸本身需要更換之情形。
因此，本發明之目的係提供一種研削裝置，其可在將研削輪安裝於主軸的前端而使用之研削裝置中，以短時間進行既有的研削裝置中之安裝盤的改造，而使研削輪容易更換。
[解決課題的技術手段] 根據本發明，提供一種研削裝置，其藉由螺栓而將在環狀基台環狀地固定有多個研削磨石之研削輪緊固於與主軸的前端連結之安裝盤，並藉由該研削磨石而研削被保持於卡盤台之被加工物，該安裝盤包含：至少三個內螺紋孔，其等貫通上下表面並以等間隔被配置成圓周狀；以及多個凸部，其等從安裝該研削輪之安裝面突出，並且，該螺栓包含：外螺紋部；頸部，其與該外螺紋部的前端連結；以及卡合部，其與該頸部的前端連結並從該頸部突出，並且，該研削輪包含：環狀開孔，其環狀地形成於該環狀基台的被安裝面；環狀槽，其與該環狀開孔連接，且具有比該環狀開孔更寬的寬度，並環狀地形成於該環狀基台內；插入孔，其在該環狀開孔配置至少三個，能將該卡合部插入該環狀槽；以及多個凸部插入孔，其等能供該凸部插入，並且，在將該研削輪安裝於該安裝盤時，使該外螺紋部螺入該內螺紋孔，使該卡合部從該安裝面突出，使該卡合部從該插入孔插入該環狀槽後，使該安裝盤與該研削輪相對地旋轉，使該螺栓在該凸部插入孔與該凸部一致之位置旋轉，使該凸部插入該凸部插入孔，且藉由該螺栓而緊固該安裝盤與該研削輪。 較佳為，該凸部、該卡合部、該插入孔、該凸部插入孔被形成為圓柱狀。
[發明功效] 本發明的研削裝置中，安裝盤不具備複雜的機構，可容易地進行研削輪的更換，因此可避免安裝盤變重。因此，不需變更使主軸旋轉之馬達的控制器的設定即完成。並且，因亦不需要藉由吸引力而保持研削輪，故不需使其與吸引源連通，亦不需更換主軸。
圖1所示之研削裝置1係使用研削機構3而研削被保持於卡盤台2之被加工物之裝置，卡盤台2係藉由移動機構4而被驅動並能在Y軸方向移動，研削機構3係藉由研削進給機構5而被驅動並變得能在Z軸方向移動。
卡盤台2包含：吸引部21，其係藉由多孔構件所形成；以及框體22，其支撐吸引部21，並且，吸引部21的表面構成保持被加工物10之保持面210。保持面210與框體22的上表面220成為同一平面。
在卡盤台2的下方具備台座23，台座23係藉由三個卡盤支撐部24（圖1中僅顯示兩個）而至少三處被支撐。在各卡盤支撐部24配設有負載測量器25，所述負載測量器25測量研削機構3按壓保持面210所保持之被加工物時的垂直負載。並且，至少兩個卡盤支撐部24具有調整卡盤台2的高度並調整保持面210的傾斜度之功能。
研削機構3具備：主軸30，其具有Z軸方向的旋轉軸；馬達31，其使主軸30旋轉；主軸外殼32，其能旋轉地支撐主軸30；安裝盤6，其與主軸30的下端連結；以及研削輪34，其安裝於安裝盤6。在主軸30的上端具備使研削水流入之研削水流入口301。若馬達31使主軸30旋轉，則研削輪34亦會旋轉。研削輪34係由以下元件所構成：環狀基台7，其被固定於安裝盤6；以及多個研削磨石8，其等環狀地固定於環狀基台7的下表面。
移動機構4具備：滾珠螺桿40，其具有Y軸方向的旋轉軸；馬達41，其使滾珠螺桿40旋轉；一對導軌42，其與滾珠螺桿40平行地配設；以及滑動板43，其底部與導軌42滑動接觸，且在內部具有與滾珠螺桿40螺合之未圖示的螺帽。在滑動板43的上方配設有卡盤支撐部24及負載測量器25。成為以下構成：若滾珠螺桿40旋轉，則滑動板43會被導軌42引導而在Y軸方向移動，且伴隨滑動板43的Y軸方向的移動，卡盤台2亦在同方向移動。
研削進給機構5具備：滾珠螺桿50，其具有Z軸方向的旋轉軸；馬達51，其使滾珠螺桿50旋轉；一對導軌52，其與滾珠螺桿50平行地配設；升降板53，其側部與導軌52滑動接觸，且在內部具有與滾珠螺桿50螺合之未圖示的螺帽；以及保持座54，其與升降板53連結並支撐主軸外殼32。成為以下構成：若滾珠螺桿50旋轉，則升降板53會被導軌52引導而在與保持面210垂直的方向移動，伴隨於此，研削機構3亦會在同方向移動，研削磨石8係對於保持面210相對地接近或分離。研削機構3的Z軸方向的位置係藉由馬達51所具備之編碼器55而被辨識。
在卡盤台2的Y軸方向的移動路徑的側方配設有厚度測量器9，所述厚度測量器9測量被保持於卡盤台2之晶圓的厚度。厚度測量器9具備：第一測量部91，其測量被保持於吸引部21的保持面210之晶圓的上表面的高度；以及第二測量部92，其測量框體22的上表面220的高度，並且，厚度測量器9計算第一測量部91的測量值與第二測量部92的測量值之差以作為晶圓的厚度。
如圖2所示，安裝盤6被形成為圓環狀。在安裝盤6的下表面，亦即在安裝研削輪34之安裝面60，具備向下方突出之圓柱狀的兩個凸部61。兩個凸部61被形成為在同一圓周上分離180度。
此外，凸部61可與安裝盤6成為一體，亦可為拆裝式。在拆裝式之情形，例如，可在安裝盤6的安裝面60形成內螺紋，在凸部的前端形成外螺紋，並依據研削輪的種類而變更凸部的位置。並且，亦可依據研削輪的種類而將凸部61的形狀變更成多角柱。
在安裝盤6形成有八個內螺紋孔62，此等係等間隔地形成於同一圓周上。在圖2所示之例子中，內螺紋孔62雖形成有八個，但只要形成至少三個即可。如圖3所示，內螺紋孔62貫通安裝盤6的上下表面。並且，在安裝盤6形成有研削水流路63，所述研削水流路63成為從圖1所示之研削水流入口301流入且通過主軸30的內部的未圖示的流路而流入安裝盤之研削水的通道。
圖3所示之螺栓64插入此內螺紋孔62。螺栓64具備：外螺紋部641；頸部642，其與外螺紋部641的前端連結；以及圓柱狀的卡合部643，其與頸部642的前端連結，且被形成為直徑大於頸部642，並被形成為比頸部642更往外周側突出。螺栓64具有被彈簧645在突出方向賦與勢能之柱塞644。螺栓64為六角螺栓，並與外螺紋部641相鄰而形成有六角的扳手卡合部646。
如圖4所示，在研削輪34的環狀基台7的上表面，亦即在安裝於安裝盤6的安裝面60之被安裝面70，形成有環狀開孔71。如圖5所示，在環狀基台7的內部形成有環狀的空間亦即有底的環狀槽72。環狀槽72的寬度比環狀開孔71寬，環狀槽72與環狀開孔71在上下方向連通。並且，環狀基台7具備：研削水噴出部73，其上部開口並與安裝盤6的研削水流路63連通，且其下部開口。
如圖4所示，在環狀開孔71等間隔地形成有插入孔74，所述插入孔74能供卡合部643插入，亦即為內徑被形成為稍大於卡合部643的外徑之圓柱狀的空間。在圖4的例子中，插入孔74形成有八個，但只要形成至少三個即可。
在環狀開孔71等間隔地形成有凸部插入孔75，所述凸部插入孔75為供安裝盤6的凸部61插入之圓柱狀的空間。凸部插入孔75被形成為與凸部61相同數量。在圖2的例子中，因以180度間隔形成有兩個凸部61，故對應於此，亦以180度間隔形成有兩個凸部插入孔75。
接著，參照圖5至圖8，針對將研削輪34的環狀基台7安裝至安裝盤6之步驟進行說明。圖5中之安裝盤6顯示圖2的A-O-B剖面。並且，圖5及圖6中之研削輪34顯示圖4中之A-O-B剖面。
首先，如圖5所示，將螺栓64的外螺紋部641螺入安裝盤6的內螺紋孔62，且如圖6所示，使卡合部643從安裝面60突出。接著，將卡合部643插通圖4所示之插入孔74，且將卡合部643插入至環狀槽72的深度為止。然後，在卡合部643位於環狀槽72之狀態下，使安裝盤6與研削輪34相對地旋轉。
藉由安裝盤6與研削輪34的相對旋轉，而如圖7所示，頸部642進入環狀開孔71，且卡合部643進入並卡合環狀槽72。然後，若再繼續安裝盤6與研削輪34的相對旋轉，則形成於環狀基台7之凸部插入孔75的位置與形成於安裝盤6之凸部61的位置會一致。環狀槽72較佳為形成有凹部，所述凹部係在凸部插入孔75的位置與凸部61的位置一致時，柱塞644的前端會進入之凹部。在安裝盤6與研削輪34的相對旋轉時，因柱塞644會藉由彈簧645而在突出方向被賦與勢能，故柱塞644的前端會被推抵至環狀槽72的底部，而抑制安裝盤6與研削輪34的自由旋轉。
若凸部插入孔75的位置與凸部61的位置一致，則會在所述位置停止安裝盤6與研削輪34的相對旋轉，如圖8所示，使螺栓64的扳手卡合部646與六角扳手卡合，使螺栓64在內螺紋孔62中旋轉，而使安裝盤6與環狀基台7逐漸接近並密接。藉此，將凸部61插入凸部插入孔75。然後進一步使螺栓64旋轉，藉由螺栓64而緊固安裝盤6與研削輪34的環狀基台7。
如此進行，藉由使已插入安裝盤6的內螺紋孔62之螺栓64的卡合部643與環狀基台7的環狀槽72卡合，使環狀基台7與安裝盤6相對地旋轉，在已使凸部插入孔75的位置與凸部61的位置一致之狀態下緊固螺栓64，而可將研削輪34安裝於安裝盤6。並且，藉由鬆開螺栓64，使環狀基台7與安裝盤6相對地旋轉，從插入孔74拔出卡合部643，而可將研削輪34從安裝盤6卸除。 此外，亦可在插入孔74的中心的環狀槽72形成有柱塞644的前端會進入之凹部。藉此，操作者可知已成為將研削輪34從安裝盤6卸除之位置。
如此，安裝盤6不具備複雜的機構，可容易地進行研削輪34的更換，因此可避免安裝盤6變重。因此，不需變更使主軸30旋轉之馬達31的控制器的設定即完成。並且，因安裝盤6亦不需藉由吸引力而保持研削輪34，故不需與吸引源連通，亦不需更換主軸30。
此外，本實施方式的環狀基台7雖各別地設置有插入孔74與凸部插入孔75，但插入孔74亦可兼作為凸部插入孔75。
1:研削裝置 2:卡盤台 21:吸引部 210:保持面 22:框體 220:上表面 23:台座 24:卡盤支撐部 25:負載測量器 3:研削機構 30:主軸 301:研削水流入口 31:馬達 32:主軸外殼 34:研削輪 4:移動機構 40:滾珠螺桿 41:馬達 42:導軌 43:滑動板 5:研削進給機構 50:滾珠螺桿 51:馬達 52:導軌 53:升降板 54:保持座 55:編碼器 6:安裝盤 60:安裝面 61:凸部 62:內螺紋孔 63:研削水流路 64:螺栓 641:外螺紋部 642:頸部 643:卡合部 644:柱塞 7:環狀基台 70:被安裝面 71:環狀開孔 72:環狀槽 73:研削水噴出部 74:插入孔 75:凸部插入孔 8:研削磨石 9:厚度測量器 91:第一測量部 92:第二測量部
圖1係表示研削裝置的一例之立體圖。 圖2係表示安裝盤的實施方式之仰視圖。 圖3係放大並示意性地表示安裝盤、螺栓及研削輪的局部之剖面圖。 圖4係表示環狀基台的實施方式之俯視圖。 圖5係示意性地表示將螺栓插入安裝盤的內螺紋孔之前的狀態之剖面圖。 圖6係示意性地表示已將螺栓插入安裝盤的內螺紋孔之狀態之剖面圖。 圖7係示意性地表示卡合部與環狀槽卡合，且使安裝盤與研削輪相對地旋轉之狀態之剖面圖。 圖8係示意性地表示安裝盤的凸部插入凸部插入孔，且已藉由螺栓而緊固安裝盤與研削輪之狀態之剖面圖。
30:主軸
6:安裝盤
60:安裝面
62:內螺紋孔
63:研削水流路
64:螺栓
641:外螺紋部
642:頸部
643:卡合部
644:柱塞
645:彈簧
646:扳手卡合部
7:環狀基台
70:被安裝面
71:環狀開孔
72:環狀槽
73:研削水噴出部
8:研削磨石

Claims (3)

  1. 一種研削裝置，其藉由螺栓而將在環狀基台環狀地固定有多個研削磨石之研削輪緊固於與主軸的前端連結之安裝盤，並藉由該研削磨石而研削被保持於卡盤台之被加工物， 該安裝盤包含：至少三個內螺紋孔，其等貫通上下表面並以等間隔被配置成圓周狀；以及多個凸部，其等從安裝該研削輪之安裝面突出， 該螺栓包含：外螺紋部；頸部，其與該外螺紋部的前端連結；以及卡合部，其與該頸部的前端連結並從該頸部突出， 該研削輪包含：環狀開孔，其環狀地形成於該環狀基台的被安裝面；環狀槽，其與該環狀開孔連接，且具有比該環狀開孔更寬的寬度，並環狀地形成於該環狀基台內；插入孔，其在該環狀開孔配置至少三個，能將該卡合部插入該環狀槽；以及多個凸部插入孔，其等能供該凸部插入， 在將該研削輪安裝於該安裝盤時，使該外螺紋部螺入該內螺紋孔，使該卡合部從該安裝面突出，使該卡合部從該插入孔插入該環狀槽後，使該安裝盤與該研削輪相對地旋轉，使該螺栓在該凸部插入孔與該凸部一致之位置旋轉，使該凸部插入該凸部插入孔，且藉由該螺栓而緊固該安裝盤與該研削輪。
  2. 如請求項1之研削裝置，其中，該凸部插入孔為該插入孔。
  3. 如請求項1之研削裝置，其中，該凸部、該卡合部、該插入孔、該凸部插入孔被形成為圓柱狀。
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