(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルを備えたチャックテーブル機構と、該チャックテーブルの該保持面に保持された被加工物を研削するための研削手段と、該研削手段を該チャックテーブルの該保持面に垂直な方向に研削送りする研削送り手段とを具備する研削装置において、
該研削手段は、外周面にスラストプレートが設けられた回転スピンドルと、該回転スピンドルの周囲に流体層を形成して流体支持するラジアル軸受部および該スラストプレートを収容するプレート収容空間と該プレート収容空間の複数の領域にそれぞれ開口する複数の流体供給孔を有するスラスト軸受部を備えたスピンドルハウジングと、該回転スピンドルの下端に設けられたホイールマウントと、該ホイールマウントに取り付けられた研削ホイールと、該ラジアル軸受部および該スラスト軸受部の該複数の流体供給孔を通して該プレート収容室の該プレート収容室の該複数の領域に流体を供給する流体供給手段を具備しており、
該流体供給手段は、該複数の流体供給孔を通して該プレート収容室に供給する流体の供給領域を調整し該スラストプレートの支持剛性を調整する支持剛性調整手段を備えている、
ことを特徴とする研削装置。
【請求項２】
支持剛性調整手段は、該複数の流体供給孔に供給する流体を選択する選択手段を備えている、請求項１記載の研削装置。
【請求項３】
被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルを備えたチャックテーブル機構と、該チャックテーブルの該保持面に保持された被加工物を研削するための研削手段と、該研削手段を該チャックテーブルの該保持面に垂直な方向に研削送りする研削送り手段とを具備する研削装置において、
該チャックテーブル機構は、該チャックテーブルに上端が連結され外周面にスラストプレートが設けられた回転スピンドルと、該回転スピンドルの周囲に流体層を形成して流体支持するラジアル軸受部および該スラストプレートを収容するプレート収容空間と該プレート収容空間の複数の領域にそれぞれ開口する複数の流体供給孔を有するスラスト軸受部を備えたスピンドルハウジングと、該ラジアル軸受部および該スラスト軸受部の該複数の流体供給孔を通して該プレート収容室の該複数の領域に流体を供給する流体供給手段を具備しており、
該流体供給手段は、該複数の流体供給孔を通して該プレート収容室に供給する流体の供給領域を調整し該スラストプレートの支持剛性を調整する支持剛性調整手段を備えている、
ことを特徴とする研削装置。
【請求項４】
支持剛性調整手段は、該複数の流体供給孔に供給する流体を選択する選択手段を備えている、請求項３記載の研削装置。
【請求項５】
被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルを備えたチャックテーブル機構と、該チャックテーブルの該保持面に保持された被加工物を研削するための研削手段と、該研削手段を該チャックテーブルの該保持面に垂直な方向に研削送りする研削送り手段とを具備する研削装置において、
該研削手段は、外周面にスラストプレートが設けられた回転スピンドルと、該回転スピンドルの周囲に流体層を形成して流体支持するラジアル軸受部および該スラストプレートを収容するプレート収容空間と該プレート収容空間の複数の領域にそれぞれ開口する複数の流体供給孔を有するスラスト軸受部を備えたスピンドルハウジングと、該回転スピンドルの下端に設けられたホイールマウントと、該ホイールマウントに取り付けられた研削ホイールと、該ラジアル軸受部および該スラスト軸受部の該複数の流体供給孔を通して該プレート収容室の該複数の領域に流体を供給する流体供給手段を具備し、該流体供給手段は該複数の流体供給孔を通して該プレート収容室に供給する流体の供給領域を調整し該スラストプレートの支持剛性を調整する支持剛性調整手段を備えており、
該チャックテーブル機構は、該チャックテーブルに上端が連結され外周面にスラストプレートが設けられた回転スピンドルと、該回転スピンドルの周囲に流体層を形成して流体支持するラジアル軸受部および該スラストプレートを収容するプレート収容空間と該プレート収容空間の複数の領域にそれぞれ開口する複数の流体供給孔を有するスラスト軸受部を備えたスピンドルハウジングと、該ラジアル軸受部および該スラスト軸受部の該複数の流体供給孔を通して該プレート収容室の該複数の領域に流体を供給する流体供給手段を具備し、該流体供給手段は該複数の流体供給孔を通して該プレート収容室に供給する流体の供給領域を調整し該スラストプレートの支持剛性を調整する支持剛性調整手段を備えている、
ことを特徴とする研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を研削するための研削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板や炭化珪素(SiC)基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。このようにして分割されるウエーハは、ストリートに沿って切断する前に研削装置によって裏面が研削され、所定の厚さに加工される。
【０００３】
半導体ウエーハの裏面を研削する研削装置は、ウエーハを保持する保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブル上に保持されたウエーハを研削する環状の研削砥石を有する研削ホイールを備えた研削ユニットと、該研削ユニットをチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向に研削送りする研削送り機構を具備している。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００７−２２２９８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
而して、LED等の光デバイスが形成されるウエーハの基板はサファイヤや炭化珪素(SiC)等のモース硬度の高い材料によって形成されているため、ダイヤモンド砥粒をビトリファイドボンド等で固めた研削砥石でも裏面を研削することが困難である。即ち、機械的剛性が高い研削装置によって炭化珪素(SiC)基板からなるウエーハを研削すると比較的良好に研削することができるが、サファイヤ基板からなるウエーハを研削するとウエーハが割れるという問題がある。また、機械的剛性が低い研削装置によって炭化珪素(SiC)基板からなるウエーハを研削すると研削が困難であるが、サファイヤ基板からなるウエーハを研削すると比較的良好に研削することができる。
【０００５】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、サファイヤや炭化珪素(SiC)等のモース硬度の高い材料からなる被加工物であっても良好に研削することができる研削装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルを備えたチャックテーブル機構と、該チャックテーブルの該保持面に保持された被加工物を研削するための研削手段と、該研削手段を該チャックテーブルの該保持面に垂直な方向に研削送りする研削送り手段とを具備する研削装置において、
該研削手段は、外周面にスラストプレートが設けられた回転スピンドルと、該回転スピンドルの周囲に流体層を形成して流体支持するラジアル軸受部および該スラストプレートを収容するプレート収容空間と該プレート収容空間の複数の領域にそれぞれ開口する複数の流体供給孔を有するスラスト軸受部を備えたスピンドルハウジングと、該回転スピンドルの下端に設けられたホイールマウントと、該ホイールマウントに取り付けられた研削ホイールと、該ラジアル軸受部および該スラスト軸受部の該複数の流体供給孔を通して該プレート収容室の該プレート収容室の該複数の領域に流体を供給する流体供給手段を具備しており、
該流体供給手段は、該複数の流体供給孔を通して該プレート収容室に供給する流体の供給領域を調整し該スラストプレートの支持剛性を調整する支持剛性調整手段を備えている、
ことを特徴とする研削装置が提供される。
【０００７】
上記支持剛性調整手段は、該複数の流体供給孔に供給する流体を選択する選択手段を備えている。
【０００８】
また、本発明によれば、被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルを備えたチャックテーブル機構と、該チャックテーブルの該保持面に保持された被加工物を研削するための研削手段と、該研削手段を該チャックテーブルの該保持面に垂直な方向に研削送りする研削送り手段とを具備する研削装置において、
該チャックテーブル機構は、該チャックテーブルに上端が連結され外周面にスラストプレートが設けられた回転スピンドルと、該回転スピンドルの周囲に流体層を形成して流体支持するラジアル軸受部および該スラストプレートを収容するプレート収容空間と該プレート収容空間の複数の領域にそれぞれ開口する複数の流体供給孔を有するスラスト軸受部を備えたスピンドルハウジングと、該ラジアル軸受部および該スラスト軸受部の該複数の流体供給孔を通して該プレート収容室の該複数の領域に流体を供給する流体供給手段を具備しており、
該流体供給手段は、該複数の流体供給孔を通して該プレート収容室に供給する流体の供給領域を調整し該スラストプレートの支持剛性を調整する支持剛性調整手段を備えている、
ことを特徴とする研削装置が提供される。
【０００９】
上記支持剛性調整手段は、該複数の流体供給孔に供給する流体を選択する選択手段を備えている。
【００１０】
更に、本発明によれば、被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルを備えたチャックテーブル機構と、該チャックテーブルの該保持面に保持された被加工物を研削するための研削手段と、該研削手段を該チャックテーブルの該保持面に垂直な方向に研削送りする研削送り手段とを具備する研削装置において、
該研削手段は、外周面にスラストプレートが設けられた回転スピンドルと、該回転スピンドルの周囲に流体層を形成して流体支持するラジアル軸受部および該スラストプレートを収容するプレート収容空間と該プレート収容空間の複数の領域にそれぞれ開口する複数の流体供給孔を有するスラスト軸受部を備えたスピンドルハウジングと、該回転スピンドルの下端に設けられたホイールマウントと、該ホイールマウントに取り付けられた研削ホイールと、該ラジアル軸受部および該スラスト軸受部の該複数の流体供給孔を通して該プレート収容室の該複数の領域に流体を供給する流体供給手段を具備し、該流体供給手段は該複数の流体供給孔を通して該プレート収容室に供給する流体の供給領域を調整し該スラストプレートの支持剛性を調整する支持剛性調整手段を備えており、
該チャックテーブル機構は、該チャックテーブルに上端が連結され外周面にスラストプレートが設けられた回転スピンドルと、該回転スピンドルの周囲に流体層を形成して流体支持するラジアル軸受部および該スラストプレートを収容するプレート収容空間と該プレート収容空間の複数の領域にそれぞれ開口する複数の流体供給孔を有するスラスト軸受部を備えたスピンドルハウジングと、該ラジアル軸受部および該スラスト軸受部の該複数の流体供給孔を通して該プレート収容室の該複数の領域に流体を供給する流体供給手段を具備し、該流体供給手段は該複数の流体供給孔を通して該プレート収容室に供給する流体の供給領域を調整し該スラストプレートの支持剛性を調整する支持剛性調整手段を備えている、
ことを特徴とする研削装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による研削装置は、研削手段の回転スピンドルを流体支持するスピンドルハウジングに形成され回転スピンドルに設けられたスラストプレートを収容するプレート収容室に供給する流体の供給領域を調整し、スラストプレートの支持剛性を調整する支持剛性調整手段を備えているので、被加工物であるウエーハの基板を形成する材料に対応して上記支持剛性を調整することができるため、チャックテーブルに保持されたウエーハを常に良好に研削することができる。
また、本発明による研削装置は、チャックテーブル機構のチャックテーブルに連結された回転スピンドルを流体支持するスピンドルハウジングに形成され回転スピンドルに設けられたスラストプレートを収容するプレート収容室に供給する流体の供給領域を調整し、スラストプレートの支持剛性を調整する支持剛性調整手段を備えているので、被加工物であるウエーハの基板を形成する材料に対応して上記支持剛性を調整することができるため、チャックテーブルに保持されたウエーハを常に良好に研削することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に従って構成された研削装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して更に詳細に説明する。
図１には、本発明に従って構成された研削装置の斜視図が示されている。図１に示す研削装置は、全体を番号２で示す装置ハウジングを具備している。この装置ハウジング２は、細長く延在する直方体形状の主部２１と、該主部２１の後端部（図１において右上端）に設けられ実質上鉛直に上方に延びる直立壁２２とを有している。直立壁２２の前面には、上下方向に延びる一対の案内レール２２１、２２１が設けられている。この一対の案内レール２２１、２２１に研削手段としての研削ユニット３が上下方向に移動可能に装着されている。
【００１３】
研削ユニット３は、移動基台３１と該移動基台３１に装着されたスピンドルユニット４を具備している。移動基台３１は、後面両側に上下方向に延びる一対の脚部３１１、３１１が設けられており、この一対の脚部３１１、３１１に上記一対の案内レール２２１、２２１と摺動可能に係合する被案内溝３１２、３１２が形成されている。このように直立壁２２に設けられた一対の案内レール２２１、２２１に摺動可能に装着された移動基台３１の前面には前方に突出した支持部３１３が設けられている。この支持部３１３にスピンドルユニット４が取り付けられる。
【００１４】
スピンドルユニット４は、支持部３１３に装着された円筒状のスピンドルハウジング４１と、該スピンドルハウジング４１に回転自在に配設された回転スピンドル４２とを具備している。このスピンドルユニット４について、図２を参照して説明する。図２に示す回転スピンドル４２は、外周面に径方向に突出するスラストプレート４２１が設けられており、その下端部がスピンドルハウジング４１の下端より下方に突出して配設されている。この回転スピンドル４２の下端にはホイールマウント４３が設けられており、該ホイールマウント４３の下面に研削ホイール４４が取付けられる。研削ホイール４４は、円環状のホイール基台４４１と該ホイール基台４４１の下面に装着される複数の研削砥石４４２とからなっており、ホイール基台４４１がホイールマウント４３の下面に締結ボルト４５によって取付けられる。
【００１５】
上記回転スピンドル４２を回転自在に支持する円筒状のスピンドルハウジング４１は、軸方向に貫通する軸穴４１１を備えている。このスピンドルハウジング４１に形成された軸穴４１１を挿通して上記回転スピンドル４２が配設される。スピンドルハウジング４１に形成された軸穴４１１の中央部内周面には、軸方向に所定の間隔を置いて複数の環状の流体供給溝４１２a、４１２b、４１２c、４１２d、４１２eが形成されている。また、スピンドルハウジング４１には、複数の環状の流体供給溝４１２a、４１２b、４１２c、４１２d、４１２eにそれぞれ開口する複数の流体供給孔４１３a、４１３b、４１３c、４１３d、４１３eと、該流体供給孔４１３a、４１３b、４１３c、４１３d、４１３eと連通する連通路４１４が形成されている。この連通路４１４が後述する流体供給手段に接続されている。従って、後述する流体供給手段によって高圧エアー、高圧水、高圧オイル等の高圧流体を供給することにより、連通路４１４および複数の流体供給孔４１３a、４１３b、４１３c、４１３d、４１３eを介して複数の環状の流体供給溝４１２a、４１２b、４１２c、４１２d、４１２eに高圧流体が供給される。この結果、スピンドルハウジング４１の軸穴４１１の内周面と回転スピンドル４２の外周面との間には高圧流体によって流体層が形成され、回転スピンドル４２は流体層によって回転自在に流体支持される。従って、スピンドルハウジング４１の軸穴４１１の内周面と複数の環状の流体供給溝４１２a、４１２b、４１２c、４１２d、４１２eおよび複数の流体供給孔４１３a、４１３b、４１３c、４１３d、４１３eは、回転スピンドル４２を回転自在に流体支持するラジアル軸受部として機能する。
【００１６】
上記スピンドルハウジング４１の下部には回転スピンドル４２に設けられたスラストプレート４２１を収容するプレート収容室４１５が形成されている。このプレート収容室４１５を形成する上壁４１５aには、軸穴４１１を中心として径が異なる複数の環状の流体供給溝４１６a、４１６b、４１６cが径方向に所定の間隔を置いて形成されており、この複数の環状の流体供給溝４１６a、４１６b、４１６cによって複数の領域が区画されている。また、プレート収容室４１５を形成する下壁４１５bには、軸穴４１１を中心として径が異なる複数の環状の流体供給溝４１７a、４１７b、４１７cが径方向に所定の間隔を置いて形成されおり、この複数の環状の流体供給溝４１７a、４１７b、４１７cによって複数の領域が区画されている。また、スピンドルハウジング４１には、複数の環状の流体供給溝４１６a、４１６b、４１６cおよび４１７a、４１７b、４１７cにそれぞれ開口する複数の流体供給孔４１８a、４１８b、４１８cと、該複数の流体供給孔４１８a、４１８b、４１８cとそれぞれ連通する複数の連通路４１９a、４１９b、４１９cが形成されている。この複数の連通路４１９a、４１９b、４１９cが後述する流体供給手段に接続されている。従って、後述する流体供給手段によって高圧エアー、高圧水、高圧オイル等の高圧流体を供給することにより、複数の連通路４１９a、４１９b、４１９cと複数の流体供給孔４１８a、４１８b、４１８cと複数の環状の流体供給溝４１６a、４１６b、４１６cおよび４１７a、４１７b、４１７cを介して高圧流体がプレート収容室４１５に供給される。この結果、プレート収容室４１５の上壁４１５aおよび下壁４１５bとスラストプレート４２１との間に高圧流体によって流体層が形成され、スラストプレート４２１は流体層によって流体支持される。従って、プレート収容室４１５と複数の環状の流体供給溝４１６a、４１６b、４１６cおよび４１７a、４１７b、４１７cと複数の流体供給孔４１８a、４１８b、４１８cは、スラストプレート４２１を軸方向に対して流体支持するスラスト軸受部として機能する。
【００１７】
図示の実施形態におけるスピンドルユニット４は、上記回転スピンドル４２を回転駆動するための電動モータ４６を備えている。図示の電動モータ４６は、永久磁石式モータによって構成されている。永久磁石式の電動モータ４６は、回転スピンドル４２の上端部に形成されたモータ装着部４２２に装着された永久磁石からなるロータ４６１と、該ロータ４６１の外周側においてスピンドルハウジング４１に配設されたステータコイル４６２とからなっている。このように構成された電動モータ４６は、ステータコイル４６２に交流電力を印加することによりロータ４６１が回転し、該ロータ４６１を装着した回転スピンドル４２を回転せしめる。
【００１８】
図２を参照して説明を続けると、図示の実施形態における研削手段としての研削ユニット３は、上記ラジアル軸受部およびスラスト軸受部に流体を供給する流体供給手段４７を具備している。流体供給手段４７は、高圧エアー、高圧水、高圧オイル等の高圧流体源４７１と、該高圧流体源４７１と上記スピンドルハウジング４１に形成された連通路４１４とを接続するラジアル軸受配管４７２と、高圧流体源４７１と上記スピンドルハウジング４１に形成された連通路４１９a、４１９b、４１９cとをそれぞれ接続するスラスト軸受配管４７３a、４７３b、４７３cと、ラジアル軸受配管４７２に配設された電磁開閉弁４７４およびスラスト軸受配管４７３a、４７３b、４７３cにそれぞれ配設された電磁開閉弁４７５a、４７５b、４７５cとからなっており、電磁開閉弁４７４および電磁開閉弁４７５a、４７５b、４７５cは図示しない制御手段によって制御される。なお、上記電磁開閉弁４７４および４７５a、４７５b、４７５cは、図示の実施形態においては除勢(OFF)されている状態においては閉路しており、附勢(ON)されると開路するように構成されている。
【００１９】
図示の実施形態における流体供給手段４７は以上のように構成されており、電磁開閉弁４７４が附勢(ON)されると、高圧流体源４７１の高圧流体がラジアル軸受配管４７２と上記連通路４１４および複数の流体供給孔４１３a、４１３b、４１３c、４１３d、４１３eを介して複数の環状の流体供給溝４１２a、４１２b、４１２c、４１２d、４１２eからスピンドルハウジング４１の軸穴４１１の内周面と回転スピンドル４２との間に供給される。この結果、スピンドルハウジング４１の軸穴４１１の内周面と回転スピンドル４２の外周面との間に流体層が形成され、この流体層によって回転スピンドル４２は回転自在に流体支持される。また、上記電磁開閉弁４７５a、４７５b、４７５cが附勢(ON)されると、高圧流体源４６１の高圧流体がスラスト軸受配管４７３a、４７３b、４７３cと上記複数の連通路４１９a、４１９b、４１９cと複数の流体供給孔４１８a、４１８b、４１８cを介して複数の環状の流体供給溝４１６a、４１６b、４１６cおよび４１７a、４１７b、４１７cからプレート収容室４１５に供給される。この結果、プレート収容室４１５の上壁４１５aおよび下壁４１５bとスラストプレート４２１との間に供給される高圧流体によって流体層が形成され、この流体層によってプレート収容室４１５に収容されたスラストプレート４２１は軸方向に対して流体支持される。なお、上記スラスト軸受配管４７３a、４７３b、４７３cにそれぞれ配設された電磁開閉弁４７５a、４７５b、４７５cを選択して附勢(ON)することにより、プレート収容室４１５に供給する流体の供給領域を調整し、スラストプレート４２１の支持剛性を調整することができる。従って、スラスト軸受配管４７３a、４７３b、４７３cおよび該スラスト軸受配管４７３a、４７３b、４７３cにそれぞれ配設された電磁開閉弁４７５a、４７５b、４７５cは、スラストプレート４２１の支持剛性を調整する支持剛性調整手段として機能する。また、支持剛性調整手段を構成する上記電磁開閉弁４７５a、４７５b、４７５cは、複数の流体供給孔４１８a、４１８b、４１８cに供給する流体を選択する選択手段として機能する。
【００２０】
なお、上述した実施形態においては、複数の流体供給孔４１８a、４１８b、４１８cを介してプレート収容室４１５を形成する上壁４１５aに形成された複数の環状の流体供給溝４１６a、４１６b、４１６cおよびプレート収容室４１５を形成する下壁４１５bに形成された複数の環状の流体供給溝４１７a、４１７b、４１７cに高圧流体を供給する例を示したが、プレート収容室４１５を形成する上壁４１５aに形成された複数の環状の流体供給溝４１６a、４１６b、４１６cとプレート収容室４１５を形成する下壁４１５bに形成された複数の環状の流体供給溝４１７a、４１７b、４１７cにそれぞれ独立した流体供給孔を接続し、この独立した流体供給孔に供給する流体を選択するようにしてもよい。このように構成することにより、スラストプレート４２１の上側に作用する高圧流体による支持剛性と、スラストプレート４２１の下側に作用する高圧流体による支持剛性を変更することができる。
【００２１】
図１に戻って説明を続けると、図示の実施形態における研削装置は、上記研削ユニット３を上記一対の案内レール２２１、２２１に沿って上下方向（後述するチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向）に移動せしめる研削送り手段５を備えている。この研削送り手段５は、直立壁２２の前側に配設され実質上鉛直に延びる雄ねじロッド５１を具備している。この雄ねじロッド５１は、その上端部および下端部が直立壁２２に取り付けられた軸受部材５２および５３によって回転自在に支持されている。上側の軸受部材５２には雄ねじロッド５１を回転駆動するための駆動源としてのパルスモータ５４が配設されており、このパルスモータ５４の出力軸が雄ねじロッド５１に伝動連結されている。移動基台３１の後面にはその幅方向中央部から後方に突出する連結部（図示していない）も形成されており、この連結部には鉛直方向に延びる貫通雌ねじ穴（図示していない）が形成されており、この雌ねじ穴に上記雄ねじロッド５１が螺合せしめられている。従って、パルスモータ５４が正転すると移動基台３１即ち研削ユニット３が下降即ち前進せしめられ、パルスモータ５４が逆転すると移動基台３１即ち研削ユニット３が上昇即ち後退せしめられる。
【００２２】
図１を参照して説明を続けると、ハウジング２の主部２１にはチャックテーブル機構６が配設されている。チャックテーブル機構６は、チャックテーブル６１と、該チャックテーブル６１の周囲を覆うカバー部材６２と、該カバー部材６２の前後に配設された蛇腹手段６３および６４を具備している。チャックテーブル６２は、後述するスピンドルユニットによって回転せしめられるようになっており、その上面に被加工物であるウエーハを後述する吸引手段を作動することにより吸引保持するように構成されている。また、チャックテーブル６１は、後述するチャックテーブル移動手段によって図１に示す被加工物載置域２４と上記研削ユニット３のスピンドルユニット４を構成する研削ホイール４４と対向する研削域２５との間で移動せしめられる。蛇腹手段６３および６４はキャンパス布の如き適宜の材料から形成することができる。蛇腹手段６３の前端は主部２１の前面壁に固定され、後端はカバー部材６２の前端面に固定されている。また、蛇腹手段６４の前端はカバー部材６２の後端面に固定され、後端は装置ハウジング２の直立壁２２の前面に固定されている。チャックテーブル６１が矢印２３ａで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段６３が伸張されて蛇腹手段６４が収縮され、チャックテーブル６１２が矢印２３ｂで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段６３が収縮されて蛇腹手段６４が伸張せしめられる。
【００２３】
次に、上記チャックテーブル６１および該チャックテーブル６１を回転駆動するためのスピンドルユニット７について、図３を参照して説明する。
図３に示すチャックテーブル６１は、チャックテーブル本体６１１と、該チャックテーブル本体６１１の上面に配設された吸着保持チャック６１２とからなっている。チャックテーブル本体６１１は、ステンレス鋼等の金属材によって円板状に形成されており、上面に円形の嵌合凹部６１１aが形成されており、この嵌合凹部６１１aの底面外周部に環状の載置棚６１１bが設けられている。そして、嵌合凹部６１１aに無数の吸引孔を備えたポーラスなセラミックス等からなる多孔性部材によって形成された吸着保持チャック６１２が嵌合される。このようにチャックテーブル本体６１１に形成された嵌合凹部６１１aに嵌合された吸着保持チャック６１２は、上面が被加工物を吸引保持する保持面として機能する。また、チャックテーブル本体６１１の中心部には、嵌合凹部６１１aに連通する吸引通路６１１cが形成されている。この吸引通路６１１cは、後述する吸引手段に接続される。
【００２４】
図３を参照して説明を続けると、チャックテーブル６１を回転駆動するためのスピンドルユニット７は、チャックテーブル６１の下側に配設された円筒状のスピンドルハウジング７１と、該スピンドルハウジング７１に回転自在に配設された回転スピンドル７２とを具備している。回転スピンドル７２は、外周面に径方向に突出するスラストプレート７２１が設けられており、その上端部がスピンドルハウジング７１の上端より上方に突出して配設されている。この回転スピンドル７２の上端に上記チャックテーブル６１の下面が接合される。回転スピンドル７２の中心部には軸方向に延びる連通路７２２が形成されており、この連通路７２２の上端が上記チャックテーブル６１のチャックテーブル本体６１１に形成された吸引通路６１１cと連通するようになっている。このように構成された回転スピンドル７２の下端部は上記スピンドルハウジング７１の下端より下方に突出して配設されており、回転スピンドル７２の下端部には上記連通路７２２の下端と連通するロータリージョイント７３が装着されている。なお、ロータリージョイント７３に形成された通路７３１は、吸引手段７４に接続されている。吸引手段７４は、吸引源７４１と、該吸引源７４１とロータリージョイント７３に形成された通路７３１とを接続する吸引配管７４２と、該吸引配管７４２に配設された電磁開閉弁７４３とからなっており、電磁開閉弁７４３は図示しない制御手段によって制御される。なお、上記電磁開閉弁７４３は、図示の実施形態においては除勢(OFF)されている状態においては閉路しており、附勢(ON)されると開路するように構成されている。従って、電磁開閉弁７４３が附勢(ON)されると、吸引源７４１から吸引配管７４２、ロータリージョイント７３に形成された通路７３１、連通路７２２、吸引通路６１１c、嵌合凹部６１１aを介して吸着保持チャック６１２の上面である保持面に負圧が作用せしめられる。
【００２５】
次に、上記回転スピンドル７２を回転自在に支持する円筒状のスピンドルハウジング７１について説明する。図３に示すスピンドルハウジング７１は、軸方向に貫通する軸穴７１１を備えている。このスピンドルハウジング７１に形成された軸穴７１１を挿通して上記回転スピンドル７２が配設される。スピンドルハウジング７１に形成された軸穴７１１の中央部内周面には、軸方向に所定の間隔を置いて複数の環状の流体供給溝７１２a、７１２b、７１２c、７１２d、７１２eが形成されている。また、スピンドルハウジング７１には、複数の環状の流体供給溝７１２a、７１２b、７１２c、７１２d、７１２eにそれぞれ開口する複数の流体供給孔７１３a、７１３b、７１３c、７１３d、７１３eと、該複数の流体供給孔７１３a、７１３b、７１３c、７１３d、７１３eと連通する連通路７１４が形成されている。この連通路７１４が後述する流体供給手段に接続されている。従って、後述する流体供給手段によって高圧エアー、高圧水、高圧オイル等の高圧流体を供給することにより、連通路７１４および複数の流体供給孔７１３a、７１３b、７１３c、７１３d、７１３eを介して複数の環状の流体供給溝７１２a、７１２b、７１２c、７１２d、７１２eに高圧流体が供給される。この結果、スピンドルハウジング７１の軸穴７１１の内周面と回転スピンドル７２の外周面との間には高圧流体によって流体層が形成され、回転スピンドル７２は流体層によって回転自在に流体支持される。従って、スピンドルハウジング７１の軸穴７１１の内周面と複数の環状の流体供給溝７１２a、７１２b、７１２c、７１２d、７１２eおよび複数の流体供給孔７１３a、７１３b、７１３c、７１３d、７１３eは、回転スピンドル７２を回転自在に流体支持するラジアル軸受部として機能する。
【００２６】
上記スピンドルハウジング７１の上部には回転スピンドル７２に設けられたスラストプレート７２１を収容するプレート収容室７１５が形成されている。このプレート収容室７１５を形成する上壁７１５aには、軸穴７１１を中心として径が異なる複数の環状の流体供給溝７１６a、７１６b、７１６cが径方向に所定の間隔を置いて形成されており、この複数の環状の流体供給溝７１６a、７１６b、７１６cによって複数の領域が区画されている。また、プレート収容室７１５を形成する下壁７１５bには、軸穴７１１を中心として径が異なる複数の環状の流体供給溝７１７a、７１７b、７１７cが径方向に所定の間隔を置いて形成されており、この複数の環状の流体供給溝７１７a、７１７b、７１７cによって複数の領域が区画されている。また、スピンドルハウジング７１には、複数の環状の流体供給溝７１６a、７１６b、７１６cおよび７１７a、７１７b、７１７cにそれぞれ開口する複数の流体供給孔７１８a、７１８b、７１８cと、該複数の流体供給孔７１８a、７１８b、７１８cとそれぞれ連通する複数の連通路７１９a、７１９b、７１９cが形成されている。この複数の連通路７１９a、７１９b、７１９cが後述する流体供給手段に接続されている。従って、後述する流体供給手段によって高圧エアー、高圧水、高圧オイル等の高圧流体を供給することにより、複数の連通路７１９a、７１９b、７１９cと複数の流体供給孔７１８a、７１８b、７１８cと複数の環状の流体供給溝７１６a、７１６b、７１６cおよび７１７a、７１７b、７１７cを介してに高圧流体がプレート収容室７１５に供給される。この結果、プレート収容室７１５の上壁７１５aおよび下壁７１５bとスラストプレート７２１との間に高圧流体によって流体層が形成され、スラストプレート７２１は流体層によって流体支持される。従って、プレート収容室７１５と複数の環状の流体供給溝７１６a、７１６b、７１６cおよび７１７a、７１７b、７１７cと複数の流体供給孔７１８a、７１８b、７１８cは、スラストプレート７２１を軸方向に対して流体支持するスラスト軸受部として機能する。
【００２７】
図示の実施形態におけるスピンドルユニット７は、上記回転スピンドル７２を回転駆動するための電動モータ７５を備えている。図示の電動モータ７５は、永久磁石式モータによって構成されている。永久磁石式の電動モータ７５は、回転スピンドル７２の上端部に形成されたモータ装着部７２３に装着された永久磁石からなるロータ７５１と、該ロータ７５１の外周側においてスピンドルハウジング７１に配設されたステータコイル７５２とからなっている。このように構成された電動モータ７５は、ステータコイル７５２に交流電力を印加することによりロータ７５１が回転し、該ロータ７５１を装着した回転スピンドル７２を回転せしめる。
【００２８】
図３を参照して説明を続けると、図示の実施形態におけるチャックテーブル機構６は、上記ラジアル軸受部およびスラスト軸受部に流体を供給する流体供給手段７６を具備している。流体供給手段７６は、高圧エアー、高圧水、高圧オイル等の高圧流体源７６１と、該高圧流体源７６１と上記スピンドルハウジング７１に形成された連通路７１４とを接続するラジアル軸受配管７６２と、高圧流体源７６１と上記スピンドルハウジング７１に形成された連通路７１９a、７１９b、７１９cとをそれぞれ接続するスラスト軸受配管７６３a、７６３b、７６３cと、ラジアル軸受配管７６２に配設された電磁開閉弁７６４およびスラスト軸受配管７６３a、７６３b、７６３cにそれぞれ配設された電磁開閉弁７６５a、７６５b、７６５cとからなっており、電磁開閉弁７６４および電磁開閉弁７６５a、７６５b、７６５cは図示しない制御手段によって制御される。なお、上記電磁開閉弁７６４および７６５a、７６５b、７６５cは、図示の実施形態においては除勢(OFF)されている状態においては閉路しており、附勢(ON)されると開路するように構成されている。
【００２９】
図示の実施形態における流体供給手段７６は以上のように構成されており、電磁開閉弁７６４が附勢(ON)されると、高圧流体源７６１の高圧流体がラジアル軸受配管７６２と上記連通路７１４および複数の流体供給孔７１３a、７１３b、７１３c、７１３d、７１３eを介して複数の環状の流体供給溝７１２a、７１２b、７１２c、７１２d、７１２eからスピンドルハウジング７１の軸穴７１１の内周面と回転スピンドル７２との間に供給される。この結果、スピンドルハウジング７１の軸穴７１１の内周面と回転スピンドル７２の外周面との間に流体層が形成され、この流体層によって回転スピンドル７２は回転自在に流体支持される。また、上記電磁開閉弁７６５a、７６５b、７６５cが附勢(ON)されると、高圧流体源７６１の高圧流体がスラスト軸受配管７６３a、７６３b、７６３cと上記複数の連通路７１９a、７１９b、７１９cと複数の流体供給孔７１８a、７１８b、７１８cを介して複数の環状の流体供給溝７１６a、７１６b、７１６cおよび７１７a、７１７b、７１７cからプレート収容室７１５に供給される。この結果、プレート収容室７１５の上壁７１５aおよび下壁７１５bとスラストプレート７２１との間に供給される高圧流体によって流体層が形成され、この流体層によってプレート収容室７１５に収容されたスラストプレート７２１は軸方向に対して流体支持される。なお、上記スラスト軸受配管７６３a、７６３b、７６３cにそれぞれ配設された電磁開閉弁７６５a、７６５b、７６５cを選択して附勢(ON)することにより、プレート収容室７１５に供給する流体の供給領域を調整し、スラストプレート７２１の支持剛性を調整することができる。従って、スラスト軸受配管７６３a、７６３b、７６３cおよび該スラスト軸受配管７６３a、７６３b、７６３cにそれぞれ配設された電磁開閉弁７６５a、７６５b、７６５cは、スラストプレート７２１の支持剛性を調整する支持剛性調整手段として機能する。また、支持剛性調整手段を構成する上記電磁開閉弁７６５a、７６５b、７６５cは、複数の流体供給孔７１８a、７１８b、７１８cに供給する流体を選択する選択手段として機能する。
【００３０】
なお、上述した実施形態においては、複数の流体供給孔７１８a、７１８b、７１８cを介してプレート収容室７１５を形成する上壁７１５aに形成された複数の環状の流体供給溝７１６a、７１６b、７１６cおよびプレート収容室７１５を形成する下壁７１５bに形成された複数の環状の流体供給溝７１７a、７１７b、７１７cに高圧流体を供給する例を示したが、プレート収容室７１５を形成する上壁７１５aに形成された複数の環状の流体供給溝７１６a、７１６b、７１６cとプレート収容室７１５を形成する下壁７１５bに形成された複数の環状の流体供給溝７１７a、７１７b、７１７cにそれぞれ独立した流体供給孔を接続し、この独立した流体供給孔に供給する流体を選択するようにしてもよい。このように構成することにより、スラストプレート７２１の上側に作用する高圧流体による支持剛性と、スラストプレート７２１の下側に作用する高圧流体による支持剛性を変更することができる。
【００３１】
図示の実施形態におけるチャックテーブル機構６は、上記チャックテーブル６１を図１に示す被加工物載置域２４と上記研削ユニット３のスピンドルユニット４を構成する研削ホイール４４と対向する研削域２５との間で移動せしめるための図４に示すチャックテーブル移動手段８を具備している。図４に示すチャックテーブル移動手段８は、上記スピンドルユニット７を支持する支持台８１と、該支持台８１を摺動可能に支持する一対の案内レール８２、８２を具備している。一対の案内レール８２、８２は、上記ハウジング２の主部２１上に前後方向（直立壁２２の前面に垂直な方向）である矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に向けて配設されている。この一対の案内レール８２、８２に摺動可能に載置される支持台８１は、移動機構８３によって図４において実線で示す被加工物載置域（図１に示す被加工物載置域２４）と図４において２点鎖線で示す研削域（図１に示す研削域２５）との間で移動せしめられる。移動機構８３は、一対の案内レール８２、８２間に配設され案内レール８２、８２と平行に延びる雄ねじロッド８３１と、該雄ねじロッド８３１を回転駆動するサーボモータ８３２を具備している。雄ねじロッド８３１は、上記支持基台８１に設けられたネジ穴８１１と螺合して、その先端部が一対の案内レール８２、８２を連結して取り付けられた軸受部材８３３によって回転自在に支持されている。サーボモータ８３２は、その駆動軸が雄ねじロッド８３１の基端と伝動連結されている。従って、サーボモータ８３２が正転すると支持基台８１即ちチャックテーブル６１が矢印２３ａで示す方向に移動し、サーボモータ８３２が逆転すると支持基台８１即ちチャックテーブル６１が矢印２３ｂで示す方向に移動せしめられる。
【００３２】
図示の実施形態における研削装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
図１に示すように研削装置の被加工物載置域２４に位置付けられているチャックテーブル６１の上面である保持面上に被加工物としてのウエーハWを載置する。なお、ウエーハWにはデバイスが形成された表面にデバイスを保護するための保護テープTが貼着されており、この保護テープT側をチャックテーブル６１の上面に載置する。このようにしてチャックテーブル６１上に被加工物としてのウエーハWを載置したならば、上記図３に示すチャックテーブル機構６の吸引手段７４を構成する電磁開閉弁７４３を附勢(ON)する。この結果、上述したように吸引源７４１から吸引配管７４２、ロータリージョイント７３に形成された通路７３１、連通路７２２、吸引通路６１１c、嵌合凹部６１１aを介して吸着保持チャック６１２の上面である保持面に負圧が作用せしめられ、チャックテーブル６１上に保護テープTを介して載置されたウエーハWが吸引保持される。このようにして、チャックテーブル６１上にウエーハWを吸引保持したならば、上記図４に示すチャックテーブル移動手段８の移動機構８３を作動してチャックテーブル６２を矢印２３ａで示す方向に移動し研削域２５に位置付ける。
【００３３】
このようにチャックテーブル６１が研削域２５に位置付けられたならば、チャックテーブル機構６のスピンドルユニット７を構成する電動モータ７５を駆動して回転スピンドル７２を回転しチャックテーブル６１を所定の方向に例えば３００rpmの回転速度で回転するとともに、研削ユニット３のスピンドルユニット４を構成する電動モータ４６を駆動して回転スピンドル４２を回転し研削ホイール４４を所定の方向に例えば６０００rpmの回転速度で回転する。このとき、チャックテーブル機構６の流体供給手段７６を構成するラジアル軸受配管７６２に配設された電磁開閉弁７６４を附勢(ON)して上述したようにスピンドルハウジング７１の軸穴７１１の内周面と回転スピンドル７２の外周面との間に流体層を形成し回転スピンドル７２を回転自在に流体支持するとともに、スラスト軸受配管７６３a、７６３b、７６３cにそれぞれ配設された電磁開閉弁７６５a、７６５b、７６５cを附勢(ON)して上述したようにプレート収容室７１５の上壁７１５aおよび下壁７１５bとスラストプレート７２１との間に流体層を形成しプレート収容室７１５に収容されたスラストプレート７２１を軸方向に対して流体支持する。なお、スラストプレート７２１を流体支持する支持剛性は、被加工物であるウエーハWの基板を形成する材料によって調整する。例えば、ウエーハWの基板がサファイヤによって形成されている場合には、上記流体供給手段７６を構成する電磁開閉弁７６５aと７６５bを附勢(ON)してスラスト軸受配管７６３aと７６３bを通して高圧流体をプレート収容室７１４に流入せしめる。一方、ウエーハWの基板が炭化珪素(SiC)によって形成されている場合には、上記流体供給手段７６を構成する電磁開閉弁７６５a、７６５b、７６５cを附勢(ON)してスラスト軸受配管７６３a、７６３b、７６３cを通して高圧流体をプレート収容室７１４に流入せしめることにより支持剛性を高める。
【００３４】
また、研削ユニット３のスピンドルユニット４を構成する電動モータ４６を駆動して回転スピンドル４２を回転し研削ホイール４４を回転する際には、研削ユニット３の流体供給手段４７を構成するラジアル軸受配管４７２に配設された電磁開閉弁４７４を附勢(ON)して上述したようにスピンドルハウジング４１の軸穴４１１の内周面と回転スピンドル４２の外周面との間に流体層を形成して回転スピンドル４２を回転自在に流体支持するとともに、スラスト軸受配管４７３a、４７３b、４７３cにそれぞれ配設された電磁開閉弁４７５a、４７５b、４７５cを附勢(ON)して上述したようにプレート収容室４１５の上壁４１５aおよび下壁４１５bとスラストプレート４２１との間に流体層を形成しプレート収容室４１５に収容されたスラストプレート４２１を軸方向に対して流体支持する。なお、スラストプレート４２１を流体支持する支持剛性は、被加工物であるウエーハWの基板を形成する材料によって調整する。例えば、ウエーハWの基板がサファイヤによって形成されている場合には、上記流体供給手段４７を構成する電磁開閉弁４７５aと４７５bを附勢(ON)してスラスト軸受配管４７３aと４７３bを通して高圧流体をプレート収容室４１５に流入せしめる。一方、ウエーハWの基板が炭化珪素(SiC)によって形成されている場合には、上記流体供給手段４７を構成する電磁開閉弁４７５a、４７５b、４７５cを附勢(ON)してスラスト軸受配管４７３a、４７３b、４７３cを通して高圧流体をプレート収容室４１５に流入せしめることにより支持剛性を高める。
【００３５】
上述したチャックテーブル機構６のスピンドルユニット７を構成するプレート収容室７１５に収容されたスラストプレート７２１の軸方向に対する支持剛性および研削ユニット３のスピンドルユニット４を構成するプレート収容室４１５に収容されたスラストプレート４２１の軸方向に対する支持剛性の調整は、いずれか一方のみでもよい。例えば、チャックテーブル機構６においては流体供給手段７６を構成する電磁開閉弁７６５a、７６５b、７６５cを附勢(ON)してスラスト軸受配管７６３a、７６３b、７６３cを通して高圧流体をプレート収容室７１５に流入せしめることによりスラストプレート７２１の支持剛性を高めた状態に維持し、研削ユニット３において被加工物であるウエーハWの基板を形成する材料に対応して流体供給手段４７を構成する電磁開閉弁４７５a、４７５b、４７５cを選択して附勢(ON)することによりスラストプレート４２１の支持剛性を調整してもよい。また、研削ユニット３においては流体供給手段４７を構成する電磁開閉弁４７５a、４７５b、４７５cを附勢(ON)してスラスト軸受配管４７３a、４７３b、４７３cを通して高圧流体をプレート収容室４１５に流入せしめることによりスラストプレート４２１の支持剛性を高めた状態に維持し、チャックテーブル機構６において流体供給手段７６を構成する電磁開閉弁７６５a、７６５b、７６５cを選択して附勢(ON)することによりスラストプレート７２１の支持剛性を調整してもよい。
【００３６】
以上のようにして研削ユニット３のスピンドルユニット４を構成するプレート収容室４１５に収容されたスラストプレート４２１の軸方向に対する支持剛性またはチャックテーブル機構６のスピンドルユニット７を構成するプレート収容室７１５に収容されたスラストプレート７２１の軸方向に対する支持剛性或いはスラストプレート４２１およびスラストプレート７２１の軸方向に対する支持剛性を被加工物であるウエーハWの基板を形成する材料に対応して調整したならば、研削送り手段５のパルスモータ５４を正転駆動して研削ユニット３を下降し、研削ホイール４４の複数の研削砥石４４２の研削面をチャックテーブル６１に保持されたウエーハWの上面（裏面）に接触させ所定量研削送りする。この結果、チャックテーブル６１に保持されたウエーハWは、所定の厚さに研削される。このとき、上述したように研削ユニット３のスピンドルユニット４を構成するプレート収容室４１５に収容されたスラストプレート４２１の軸方向に対する支持剛性またはチャックテーブル機構６のスピンドルユニット７を構成するプレート収容室７１５に収容されたスラストプレート７２１の軸方向に対する支持剛性或いはスラストプレート４２１およびスラストプレート７２１の軸方向に対する支持剛性が被加工物であるウエーハWの基板を形成する材料に対応して調整されているので、チャックテーブル６１に保持されたウエーハWは良好に研削される。
【００３７】
以上、本発明を図示の実施形態に基いて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば、図示の実施形態においては、研削ユニット３のスピンドルユニット４を構成する回転スピンドル４２の軸受機構およびチャックテーブル機構６のスピンドルユニット７を構成する回転スピンドル７２の軸受機構をそれぞれ流体軸受機構によって構成にした例を示したが、いずれか一方のみを本発明による流体軸受機構によって構成にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に従って構成された研削装置の斜視図。
【図２】図１に示す研削装置に装備される研削ユニットを構成するスピンドルユニットの断面図。
【図３】図１に示す研削装置に装備されるチャックテーブル機構の要部斜視図。
【図４】図１に示す研削装置に装備されるチャックテーブル機構の要部断面図。
【符号の説明】
【００３９】
２：装置ハウジング
３：研削ユニット
３１：移動基台
４：研削ユニットのスピンドルユニット
４１：スピンドルハウジング
４１５：プレート収容室
４２：回転スピンドル
４２１：スラストプレート
４３：ホイールマウン
４４：研削ホイール
４６：電動モータ
４７：流体供給手段
４７１：流体供給手段
４７２：高圧流体源
４７３：ラジアル軸受配管
４７４：電磁開閉弁
４７５a、４７５b、４７５c：電磁開閉弁
５：研削送り手段
６：チャックテーブル機構
６１：チャックテーブル
７：チャックテーブル機構のスピンドルユニット
７１：スピンドルハウジング
７１５：プレート収容室
７２：回転スピンドル
７２１：スラストプレート
７３：ロータリージョイント
７４：吸引手段
７４１：吸引源
７４２：吸引配管
７４３：電磁開閉弁
７５：電動モータ
７６：流体供給手段
７６１：流体供給手段
７６２：高圧流体源
７６３：ラジアル軸受配管
７６４：電磁開閉弁
７６５a、７６５b、７６５c：電磁開閉弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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