(57)【要約】【課題】板状ワークに対する高い研削量を維持しつつも、その結果大きくなる研削手段の各部位にかかる負荷を抑える。【解決手段】研削装置１について、軸方向（Ｘ軸方向）を水平とする回転軸３１の両端に第１のマウント３３と第２のマウント３５とを介して研削ホイール３２を各々装着させ研削手段３とし、研削手段３を挟んで第１の保持手段８の保持面８１０と第２の保持手段９の保持面９１０を対面させて配設し、第１の研削送り手段６で第１のマウント３３に装着した研削ホイール３２に向けて保持面８１０で保持した板状ワークＷ１を研削送りし、第２の研削送り手段７で第２のマウント３５に装着した研削ホイール３２に向けて保持面９１０で保持した板状ワークＷ２を研削送りすることで、回転軸３１の両端から回転軸３１に対して２つの逆向きの研削負荷をかける。【選択図】図２
2016104499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状ワークを保持する保持面を有する保持手段と、研削砥石を配設した研削ホイールによって該保持手段で保持される板状ワークを研削する研削手段と、を備える研削装置であって、
該研削手段は、
軸方向を水平とする回転軸の両端に該研削ホイールをそれぞれ装着する第１のマウントと第２のマウントと、該回転軸を回転させる回転手段と、を備え、
該保持手段は、
該第１のマウントに対面する第１の保持手段と、該第１の保持手段を該回転軸の軸方向に研削送りする第１の研削送り手段と、該第２のマウントに対面する第２の保持手段と、該第２の保持手段を該回転軸の軸方向に研削送りする第２の研削送り手段とを備え、
該研削手段を挟んで該第１の保持手段と該第２の保持手段との該保持面を対面させる配置の研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状ワークを研削する研削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエーハ等の板状ワークを研削する研削装置では、チャックテーブルの上面に板状ワークを吸着保持させ、チャックテーブルの上方から板状ワークに対して回転する研削砥石を鉛直方向に降下させ、研削砥石の下面を板状ワークの上面に接触させて研削を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−０８６３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載されているような研削装置は、研削砥石を環状に備える研削ホイールを回転可能に装着する研削手段（特許文献１中では、研削ユニット１０）と、チャックテーブル上の板状ワークに対して上方向から研削手段を接近させ又は上方向へ研削手段を離間させる研削送り手段（特許文献１中では、粗研削ユニット送り機構１８）とを備えている。そして、研削送り手段による研削手段の送り速度を可変とすることで、研削手段の研削速度（研削量）を調整している。すなわち、研削手段の送り速度を加速させることで板状ワークに研削砥石を押し付ける力を強くして研削速度を上げ、研削手段の送り速度を減速させることで板状ワークに研削砥石を押し付ける力を弱くして研削速度を下げている。
【０００５】
しかし、上記のように、研削手段の送り速度を加速させて、研削砥石を板状ワークに対してより強く押し付けるためには、研削手段及びチャックテーブルが、押し付けによる負荷に耐える構造を備える必要が生じる。一方、あまり複雑な構造とすると、研削装置一台当たりのコストが嵩むことも問題となってくる。
【０００６】
本発明は、上記問題点を鑑み提案されたものである。すなわち、研削効率を維持するための高い研削速度を維持しつつも、その結果大きくなる研削手段の各部位にかかる負荷を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明は、板状ワークを保持する保持面を有する保持手段と、研削砥石を配設した研削ホイールによって該保持手段で保持される板状ワークを研削する研削手段と、を備える研削装置であって、該研削手段は、軸方向を水平とする回転軸の両端に該研削ホイールをそれぞれ装着する第１のマウントと該第２のマウントと、該回転軸を回転させる回転手段と、を備え、該保持手段は、該第１のマウントに対面する第１の保持手段と、該第１の保持手段を該回転軸の軸方向に研削送りする第１の研削送り手段と、該第２のマウントに対面する第２の保持手段と、該第２の保持手段を該回転軸の軸方向に研削送りする第２の研削送り手段とを備え、該研削手段を挟んで該第１の保持手段と該第２の保持手段との該保持面を対面させる配置の研削装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本研削装置は、研削手段の軸方向を水平とする回転軸の両端に各々同一の研削ホイールを装着し、二枚の板状ワークを回転軸の軸方向から回転軸を挟み込むように研削ホイールに対し押し付けて研削を行う。そのため、回転軸の両端から回転軸中心に向かって２つの対向する研削負荷が掛かるので、回転軸に対する軸方向からの研削負荷が互いに打ち消され、研削速度を上げても回転軸のスラスト軸受け部等の機械的変異が起こりにくくなるのでスラスト軸受け部等の省スペース化も図ることができる。さらに、保持手段の保持面が研削手段の軸方向に対して垂直な方向に向くことにより、研削加工により生じたコンタミネーションが保持手段上に堆積することを抑制することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】研削装置の斜視図である。
【図２】図１の研削装置のＡ−Ａ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態である研削装置１について説明する。図１及び２に示すように、研削装置１の基台２の中央部上方には研削手段３が配設され、研削手段３は、円柱状のハウジング３０と、ハウジング３０の内部に配置され軸方向を水平としてハウジング３０によって回転可能に支持された回転軸３１と、回転軸３１の両端に装着された第1のマウント３３及び第２のマウント３５と、第１のマウント３３及び第２のマウント３５にそれぞれ装着された２つの研削ホイール３２と、回転軸３１を回転させる回転手段３６と、を備えている。
【００１１】
第１のマウント３３は、一方の側面に研削ホイール３２を着脱可能に装着し、もう一方の側面が回転軸３１の回転軸端部３１ａと結合することで、回転軸３１の一端に研削ホイール３２を装着する。研削ホイール３２は、円柱状のホイール基台３２０と、ホイール基台３２０に環状に配設された研削砥石３２１とを備えている。第２のマウント３５は、一方の側面に研削ホイール３２を着脱可能に装着し、もう一方の側面が回転軸３１の回転軸端部３１ｂと結合することで、回転軸３１の他端に研削ホイール３２を装着する。なお、研削砥石３２１の形状は、連続して環状に形成されているものの他にも、セグメントタイプの砥石が環状に複数配置されたものでも良い。
【００１２】
ハウジング３０は、基台２に設置されたベース２０を介して基台２上に配設される。ハウジング３０内には、回転軸３１に連結されたモータ３６０を備え回転軸３１を回転させる回転手段３６と、スラストプレート３１０，３１１が一体となって形成された回転軸３１とが配設されている。スラストプレート３１０，３１１は、スラストプレート３１０，３１１の両面とそれぞれ対面しハウジング３０から回転軸３１の軸方向に高圧エアを噴出するスラスト軸受部によって非接触状態で支持されている。また、回転軸３１は、ハウジング３０の内周面から回転軸３１の回転中心に向けて高圧エアを噴出するラジアル軸受部によって非接触状態で支持されている。回転軸３１は、回転軸３１の軸方向が水平でかつ基台２の長手方向（Ｘ軸方向）と平行となっており、回転軸３１が回転することにより、第１のマウント３３及び第２のマウント３５を回転させることができる。なお、２枚のスラストプレート３１０，３１０は、どちらか一方のみを備える構成としても良い。
【００１３】
図１及び図２に示すように、２つの研削ホイール３２のそれぞれの研削砥石３２１に対面する位置には、研削対象の板状ワークを保持する第１の保持手段８及び第２の保持手段９がそれぞれ配設されている。また、研削装置１の基台２の長手方向（Ｘ軸方向）両端部には、第１の研削送り手段６と第２の研削送り手段７とが研削手段３を挟んで対向する位置に配設されている。そして、第１の研削送り手段６は、第１のマウント３３に対して第１の保持手段８を回転軸３１の軸方向（Ｘ軸方向）に研削送りし、第２の研削送り手段７は第２のマウント３５に対して第２の保持手段９を回転軸３１の軸方向（Ｘ軸方向）に研削送りする。なお、第１の研削送り手段６と第２の研削送り手段７とは、研削手段３を挟んで同一直線状で対向する位置に配設されていると好ましい。
【００１４】
第１の研削送り手段６は、ベース６ａと、ベース６ａ上に配設されＸ軸方向の軸心を有するボールネジ６０と、ボールネジ６０と平行にベース６ａ上に配設された一対のガイドレール６１と、ボールネジ６０を回動させるモータ６２と、内部のナットがボールネジ６０に螺合し底部がガイドレール６１に摺接する可動板６３と、可動板６３上に設置され保持手段８を固定する一対の固定部６４とから構成され、モータ６２によって駆動されてボールネジ６０が回動し、これに伴い可動板６３がガイドレール６１にガイドされて回転軸３１の軸方向（Ｘ軸方向）に往復移動する構成となっている。
【００１５】
可動板６３上には、板状ワークＷ１を保持面８１０によって保持する第１の保持手段８が、第１のマウント３３に対向して配設されている。第１の保持手段８は、円柱状のハウジング８０と、板状ワークＷ１を保持面８１０で保持するチャックテーブル８１とを備え、ハウジング８０の側面が固定部６４により挟持されることで第１の保持手段８は可動板６３上に固定され、チャックテーブル８１の保持面８１０は、Ｘ軸方向に垂直でかつ第１のマウント３３に固定された研削ホイール３２の研削砥石３２１の研削面と平行に対向している。第１の研削送り手段６は、可動板６３をＸ軸方向に往復移動させることで、第１の保持手段８をＸ軸方向に研削送りする。
【００１６】
ハウジング８０の内部には、チャックテーブル８１の一方の側面に接続されチャックテーブル８１上の板状ワークＷ１を保持面８１０に吸引保持するための吸引力を保持面８１０に伝達するロータリージョイント８２と、可動板６３の移動方向と平行方向（Ｘ軸方向）の軸方向を有するスピンドル８３と、スピンドル８３を回転させるモータ８４とを備えている。スピンドル８３は、ロータリージョイント８２の内周側を通りチャックテーブル８１の一方の側面と垂直に結合しており、モータ８４がスピンドル８３を回転させることに伴ってチャックテーブル８１も回転する。
【００１７】
第２の研削送り手段７は、ベース７ａと、ベース７ａ上に配設されＸ軸方向の軸心を有するボールネジ７０と、ボールネジ７０と平行にベース７ａ上に配設された一対のガイドレール７１と、ボールネジ７０を回動させるモータ７２と、内部のナットがボールネジ７０に螺合し底部がガイドレール７１に摺接する可動板７３と、可動板７３上に設置され保持手段９を固定する一対の固定部７４とから構成され、モータ７２によって駆動されてボールネジ７０が回動し、これに伴い可動板７３がガイドレール７１にガイドされて回転軸３１の軸方向（Ｘ軸方向）に往復移動する構成となっている。
【００１８】
可動板７３上には、板状ワークＷ２を保持する保持面９１０を備える第２の保持手段９が第２のマウント３５に対向して配設されている。第２の保持手段９は、円柱状のハウジング９０と、板状ワークＷ２を保持面９１０で保持するチャックテーブル９１とを備え、ハウジング９０の側面が固定部７４により挟持されることで第２の保持手段９は可動板７３上に固定され、チャックテーブル９１の保持面９１０は、Ｘ軸方向に垂直でかつ第２のマウント３５に固定された研削ホイール３２の研削砥石３２１の研削面と平行に対向しており、研削手段３を挟んで第１の保持手段８の保持面８１０と対面している。第２の研削送り手段７は、可動板７３をＸ軸方向に往復移動させることで、第２の保持手段９をＸ軸方向に研削送りする。なお、保持面８１０の面の中心点と保持面９１０の面の中心点は同一直線状にあると好ましい。
【００１９】
ハウジング９０の内部には、チャックテーブル９１の一方の側面に接続されチャックテーブル９１上の板状ワークＷ２を保持面９１０に吸引保持するための吸引力を保持面９１０に伝達するロータリージョイント９２と、可動板７３の移動方向と平行方向（Ｘ軸方向）の軸方向を有するスピンドル９３と、スピンドル９３を回転させるモータ９４とを備えている。スピンドル９３は、ロータリージョイント９２の内周側を通りチャックテーブル９１の一方の側面と結合しており、モータ９４がスピンドル９３を回転させることに伴ってチャックテーブル９１も回転する。なお、第１の保持手段８と第２の保持手段９とは同一の構成となっていると好ましい。
【００２０】
以下に、図１及び２で示した研削装置１により、板状ワークＷ１及びＷ２を研削する場合の研削装置１の動作について説明する。まず、ハウジング８０の内部のロータリージョイント８２を介して接続された不図示の吸引源からの吸引力をチャックテーブル８１の保持面８１０に作用させることで、保持面８１０が板状ワークＷ１を保持する。また、ハウジング９０の内部のロータリージョイント９２を介して接続された不図示の吸引源からの吸引力をチャックテーブル９１の保持面９１０に吸引作用させ、保持面９１０が板状ワークＷ２を保持する。なお、回転軸３１の両端からかかるそれぞれの研削負荷の差がより小さい方が、研削手段３にかかる負担が小さくなるため、板状ワークＷ１及び板状ワークＷ２の種類及び形状は、同一種類又は同一形状であると好ましく、同一種類でありかつ同一形状であるとさらに好ましい。
【００２１】
次いで、モータ８４がスピンドル８３を回転させてチャックテーブル８１を回転させるとともに、モータ９４がスピンドル９３を回転させてチャックテーブル９１を回転させる。また、ハウジング３０の内部の回転手段３６が回転軸３１を高速回転させる。回転軸３１が高速回転することで、回転軸端部３１ａと連結されている第１のマウント３３が高速回転し、第１のマウント３３に装着された研削ホイール３２も高速回転する。同時に、回転軸端部３１ｂと連結されている第２のマウント３５が高速回転し、第２のマウント３５に装着された研削ホイール３２も高速回転する。
【００２２】
そして、第１の研削送り手段６が、保持面８１０で板状ワークＷ１を保持する第１の保持手段８を、回転軸３１の軸方向であるＸ軸方向に所定の速度で研削送りする。また、第２の研削送り手段７が、保持面９１０で板状ワークＷ２を保持する第２の保持手段９を、回転軸３１の軸方向であるＸ軸方向であって第１の保持手段８が研削送りされる方向とは逆の方向に所定の速度で研削送りする。研削手段３による板状ワークＷ１及びＷ２の研削速度は、第１の研削送り手段６の送り速度と第２の研削送り手段７の送り速度とによって調整できる。ここで、回転軸３１の両端からかかるそれぞれの研削負荷の差はより小さい方が、研削手段３にかかる負担が小さくなるため、第１の研削送り手段６の送り速度と第２の研削送り手段７の送り速度との差は小さい方が好ましく、差がないのがより好ましい。
【００２３】
高速回転する研削ホイール３２が、第１の研削送り手段６によりＸ軸方向へ研削送りされた第１の保持手段８の保持面８１０に保持された板状ワークＷ１と接触することで、板状ワークＷ１の研削加工が開始される。また、高速回転する研削ホイール３２が、第２の研削送り手段７によりＸ軸方向へ研削送りされた第２の保持手段９の保持面９１０に保持された板状ワークＷ２と接触することで、板状ワークＷ２の研削加工が開始される。板状ワークＷ１の研削加工と板状ワークＷ２の研削加工とが同時に開始されるように、第１の研削送り手段６と第２の研削送り手段７とを制御することが好ましい。
【００２４】
さらに、研削中は、第１の保持手段８のモータ８４がスピンドル８３を回転させることに伴って保持面８１０に保持された板状ワークＷ１も回転するので、研削ホイール３２が板状ワークＷ１の加工面全面の研削加工を行う。また、研削中は、第２の保持手段９のモータ９４が駆動しスピンドル９３が回転することに伴って保持面９１０に保持された板状ワークＷ２も回転するので、研削ホイール３２が板状ワークＷ２の加工面全面の研削加工を行う。なお、スピンドル８３の回転速度とスピンドル９３の回転速度との差はより小さい方が好ましく、差がないのがより好ましい。
【００２５】
本研削加工においては、回転軸３１の回転軸端部３１ａ側から回転軸３１に対して板状ワークＷ１の押し付けによる研削負荷がかかり、回転軸端部３１ｂ側から回転軸３１に対して板状ワークＷ２の押し付けによる加工負荷がかかり、この二つの研削負荷の向きが逆方向であるため、研削負荷が互いに打ち消され、回転軸３１の軸方向（Ｘ軸方向）にかかる研削負荷が低くなるため、スラストプレート３１０及びスラストプレート３１１を小さくすることができる。板状ワークＷ１の押し付けによる研削負荷と板状ワークＷ２の押し付けによる研削負荷とが同じであれば、互いの負荷を相殺することができる。
【００２６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、第１の研削送り手段６のベース６ａの底部及び第２の研削送り手段７のベース７ａの底部に、第１の研削送り手段６及び第２の研削送り手段７をＹ軸方向へ移動させる移動機構を設けるとともに、研削手段３に加えて、研削手段３の回転軸３１と平行な方向の回転軸を有する別の研削手段を設けてもよい。この場合は、研削手段３の研削砥石３２１として粗研削用のものを使用し、もう１つの研削手段の研削砥石として仕上げ研削用のものを使用する。そして、最初に板状ワークＷ１及び板状ワークＷ２のそれぞれの加工表面に対して粗研削を行い、ついで、第１の研削送り手段６及び第２の研削送り手段７をＹ軸方向へ移動させることにより保持手段８，９に保持された板状ワークをもう１つの研削手段の仕上げ研削用の研削砥石に対面させれば、加工表面の平坦度等を高めるための仕上げ研削を行うような研削を行うことができる。
また、上記と同様に第１の研削送り手段６及び第２の研削送り手段７をＹ軸方向へ移動させる移動機構を設けるとともに、回転軸が平行な３つ以上の加工手段（例えば２つの研削手段と研磨手段）を平行に配設してもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１：研削装置  
２：基台  ２０：ベース
３：研削手段  
３０：ハウジング  ３１：回転軸  ３１ａ：回転軸端部  ３１ｂ：回転軸端部  ３１０：スラストプレート  ３１１：スラストプレート    
３３：第１のマウント  ３５：第２のマウント  ３６：回転手段  ３６０：モータ
３２：研削ホイール  ３２０：ホイール基台  ３２１：研削砥石  
６：第１の研削送り手段  
６ａ：ベース  ６０：ボールネジ  ６１：ガイドレール  ６２：モータ  ６３：可動板  ６４：固定部
７：第２の研削送り手段  
７ａ：ベース  ７０：ボールネジ  ７１：ガイドレール  ７２：モータ  ７３：可動板  ７４：固定部
８：第１の保持手段  
８０：ハウジング  ８１：チャックテーブル  ８１０：保持面  ８２：ロータリージョイント  ８３：スピンドル  ８４：モータ
９：第２の保持手段  
９０：ハウジング  ９１：チャックテーブル  ９１０：保持面  ９２：ロータリージョイント  ９３：スピンドル  ９４：モータ
Ｗ１：板状ワーク  Ｗ２：板状ワーク
【図１】
2016104499.tif 000003
【図２】
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