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TW201800179A - 加工裝置 - Google Patents

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TW201800179A
TW201800179A TW106115666A TW106115666A TW201800179A TW 201800179 A TW201800179 A TW 201800179A TW 106115666 A TW106115666 A TW 106115666A TW 106115666 A TW106115666 A TW 106115666A TW 201800179 A TW201800179 A TW 201800179A
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森俊
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Abstract

本發明的課題是在於提供一種可使加工裝置的小型化,且可對被加工物實施高精度的加工之加工裝置。
其解決手段為一種加工裝置,係具備:具有保持被加工物的保持面之吸盤台、及對被保持於該吸盤台的被加工物實施加工之加工手段,其特徵為:該加工手段係包含:主軸;馬達,其係旋轉驅動該主軸;輪支架,其係被連結於該主軸的一端,與該吸盤台的該保持面對向;第1工具,其係裝卸自如地被安裝於該輪支架的被安裝面,具有第1直徑;第2工具用支架,其係於與該輪支架的該被安裝面相反側的背面側,不能旋轉於該主軸,但可移動地安裝於該主軸的軸方向,具有:收容該輪支架及被安裝於該輪支架的該第1工具之收容部、及圍繞該收容部之比該第1直徑 更大的內徑的第2工具安裝部;及第2工具,其係可裝卸地被安裝於該第2工具用支架,具有比該第1直徑更大的內徑。

Description

加工裝置
本發明是有關可以一台實現研削加工、研磨加工、切刃(bite)切削加工等的複數的加工之加工裝置。
為了使半導體晶圓等的被加工物薄化而進行研削加工時,為了品質及生產性提升,首先對被加工物實施粗研削加工後,實施細研削加工,而將被加工物細加工至所望的厚度。
為了效率佳地實施研削加工,而排列配設有粗研削用的研削輪及細研削用的研削輪,對於各研削輪,藉由轉盤的旋轉來依序來搬送被保持於吸盤台的被加工物之構成的加工裝置是例如在特開2016-010838號公報為人所知。
另一方面,本申請人為了使作為加工裝置的研削裝置小型化,而在日本特開昭63-62650號公報提案將二個的研削輪配置成同心圓狀的研削裝置。此研削裝置是各研削輪分別具有別的鉛直方向移動軸,被配置於外側 的研削輪的主軸是經由輪帶來傳達馬達的旋轉驅動力。
〔先行技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕特開2016-010838號公報
〔專利文獻2〕特開昭63-62650號公報
然而,就專利文獻2所揭示的研削裝置的構成而言,由於馬達的旋轉驅動力會經由輪帶來傳達至被配置於外側的研削裝置的主軸,因此主軸會藉由輪帶來拉伸而主軸的旋轉容易晃動,恐有不使高精度的研削加工實施於被加工物之虞。
本發明是有鑑於如此的點而研發者,其目的是在於提供一種可使加工裝置的小型化,且可對被加工物實施高精度的加工之加工裝置。
若根據本發明,則可提供一種加工裝置,係具備:具有保持被加工物的保持面之吸盤台、及對被保持於該吸盤台的被加工物實施加工之加工手段,其特徵為:該加工手段係具備:主軸; 馬達,其係旋轉驅動該主軸;輪支架,其係被連結至該主軸的一端,與該吸盤台的該保持面對向;第1工具,其係裝卸自如地被安裝於該輪支架的被安裝面,具有第1直徑;第2工具用支架,其係於與該輪支架的該被安裝面相反側的背面側,不能旋轉地安裝於該主軸,但可移動地安裝於該主軸的軸方向,具有:收容該輪支架及被安裝於該輪支架的該第1工具之收容部、及圍繞該收容部之比該第1直徑更大的內徑的第2工具安裝部;第2工具,其係可裝卸地被安裝於該第2工具用支架,具有比該第1直徑更大的內徑;及移動手段,其係使該第2工具支架移動於該主軸的軸方向,該移動手段係可將該第2工具用支架定位至退避位置及第2工具作用位置,該退避位置係該第1工具會接觸於被該吸盤台所保持的被加工物,但該第2工具不接觸,該第2工具作用位置係該第1工具不接觸於被該吸盤台所保持的被加工物,但該第2工具接觸。
較理想係以該移動手段來將該第2工具用支架定位至該退避位置,藉此該第1工具係從該第2工具用支架的該收容部露出,從該輪支架的背面側將該第1工具固定於該輪支架的固定部會露出。
若根據本發明的加工裝置,則由於將第1工具及第2工具配置成同心狀之後,使在同一主軸安裝第1工具及第2工具,因此不須為了旋轉一方的工具而使用輪帶,不會有主軸藉由輪帶來拉伸而主軸的旋轉容易晃動,不使高精度的研削加工實施於被加工物之虞。因此,可使加工裝置的小型化,且可對被加工物實施高精度的加工。
2‧‧‧加工裝置
10‧‧‧加工單元
18‧‧‧主軸
22‧‧‧輪支架
24‧‧‧研削輪(第1工具)
32‧‧‧汽缸
34‧‧‧腔室
35a‧‧‧第1空氣供給路
35b‧‧‧第2空氣供給路
36‧‧‧活塞
37‧‧‧活塞桿
38‧‧‧第2工具用支架
42‧‧‧研磨墊(第2工具)
52‧‧‧加工單元進給機構
56‧‧‧吸盤台
62‧‧‧切刃輪(第1工具)
圖1是本發明實施形態的加工裝置的立體圖。
圖2是加工單元的剖面圖。
圖3是將第2工具用支架定位至退避位置,以第1工具來研削加工被加工物的狀態的加工單元的剖面圖。
圖4是將第2工具用支架定位至加工位置,以第2工具來對被加工物實施研磨加工的狀態的加工單元的剖面圖。
圖5(A)是表示卸下第1工具的狀態的加工單元的剖面圖,圖5(B)是更換第1工具來對被加工物進行切刃切削加工的狀態的加工單元的剖面圖。
以下,參照圖面詳細說明本發明的實施形態。若參照圖1,則顯示本發明的實施形態的加工裝置2 的立體圖。4是加工裝置2的基座,在基座4的後方是立設有柱6。在柱6固定有延伸於上下方向的一對的導軌8。
加工單元(加工手段)10會沿著此一對的導軌8來安裝程可移動於上下方向。加工單元10是具有主軸殼12及支持主軸殼12的支持部14,支持部14會被安裝於沿著一對的導軌8來移動於上下方向的移動基台16。
如圖2所詳示般,加工單元10是包含:可旋轉地被收容於主軸殼12中的主軸18、將主軸18旋轉驅動的馬達20、被固定於主軸18的一端(前端)的輪支架22、及可藉由複數的螺絲26來裝卸於輪支架22的被安裝面22a之作為第1工具的研削輪24。研削輪24是由環狀的輪基台28及被環狀地固定於輪基台28的下端外周部之複數的研削砥石30所構成。
在與輪支架22的被安裝面22a相反側的背面22b側,具有環狀腔室34的汽缸32會被固定於主軸18。在汽缸32的腔室34內是插入有環狀的活塞36,在活塞36的下面是連結複數的活塞桿37的上端,各活塞桿37的下端是被固定於第2工具用支架38。
在汽缸32的腔室34的頭端(Head end)側是經由第1空氣供給路35a來選擇性地供給壓縮空氣,在桿端(Rod end)側是經由第2空氣供給路35b來選擇性地供給壓縮。本實施形態是以汽缸32、活塞36及活塞桿 37來構成移動手段。
第2工具用支架38是在其下端面具有:收容輪支架22及被安裝於輪支架22的研削輪(第1工具)24之收容部(收容凹部)40、及圍繞收容部40之比研削輪(第1工具)24的直徑更大的內徑的第2工具安裝部38a。
第2工具用支架38是被固定於汽缸32的活塞桿37的下端,該汽缸32是被固定於主軸18。因此,第2工具用支架38是在與輪支架22的被安裝面22a相反側的背面22b側,不能旋轉地安裝於主軸18,但可移動地安裝於主軸18的軸方向。
在此,不能旋轉地安裝於主軸18是意思第2工具用支架38對於主軸18不旋轉,與主軸18一起旋轉。
在第2工具用支架38的第2工具安裝部38a,具有比研削輪(第1工具)24的直徑更大的內徑之第2工具(研磨墊)42會藉由複數的螺絲44來可裝卸地安裝。
若再度參照圖1,則加工裝置2是具備加工單元進給機構52,該加工單元進給機構52是由使加工單元10沿著一對的導軌8來移動於上下方向的滾珠螺桿48及脈衝馬達50所構成。一旦將脈衝馬達50驅動,則滾珠螺桿48會旋轉,加工單元10會被移動於上下方向。
在基座4的上面是形成有凹部4a,在此凹部 4a配設有吸盤台機構54。吸盤台機構54是具有吸盤台56,吸盤台56是藉由未圖示的移動機構,在被加工物裝卸位置A與和加工單元10對向的加工位置B之間移動於Y軸方向。58是蛇腹,在基座4的前方側是配設有用以加工單元2的操作者輸入加工條件等的操作面板60。
其次,在以下說明有關如此構成的加工裝置2的作用。在圖2所示的加工單元10中,採用研削輪作為第1工具24,採用研磨墊作為第2工具42。
此情況,以第1工具的研削輪24來研削加工被保持於吸盤台56之作為被加工物的晶圓11,研削加工後,以作為第2工具的研磨墊42來研磨晶圓11的研削面。
更詳細是在圖1,Y軸方向,將吸引保持晶圓11的吸盤台56移動至加工位置B,如圖3所示般,以研削輪24的研削砥石30能夠通過被保持於吸盤台56的晶圓11的中心附近之方式定位。
然後,一面在以箭號a所示的方向,以約300rpm來旋轉吸盤台56,一面在以箭號b所示的方向,以約6000rpm來使研削輪28旋轉,且將脈衝馬達50作動而使研削輪28的研削砥石30接觸於晶圓11。然後,一邊以預定的研削進給速度來將研削輪28進給至下方,一邊研削晶圓11而使晶圓11薄化成所望的厚度。
另外,在研削輪24之晶圓11的研削加工時,從第2空氣供給路35b供給壓縮空氣至腔室34的桿 端,使活塞36上昇,作為第1工具的研削輪24是接觸於晶圓11,但作為第2工具的研磨墊42是不接觸於晶圓11,將第2工具用支架38定位至圖3所示的退避位置。
一旦晶圓11的研削加工終了,則經由第1空氣供給路35a來供給壓縮空氣至腔室34的頭端,使活塞36下降。藉由充分地擴大活塞36的衝程,在第2工具支架38的凹部40內收容輪支架22及被安裝於輪支架22的研削輪24,可使作為第2工具的研磨墊42接觸於被保持於吸盤台56的晶圓11。
在此狀態下,使吸盤台56旋轉於箭號a方向,且使研磨墊42旋轉於箭號b方向,而研磨晶圓11的研削面。藉由此研磨加工來除去因晶圓11的研削而產生的研削變形,可將晶圓11的上面細加工成鏡面。
在上述的本實施形態的加工裝置中,由汽缸32、活塞36及活塞桿30所構成的移動手段是將第2工具用支架38定位至退避位置及第2工具作用位置,該退避位置是第1工具24會接觸於被吸盤台56所保持的被加工物,但第2工具42是不接觸,該第2工具作用位置是第1工具24不接觸於被吸盤台56所保持的被加工物,但第2工具42是接觸。
其次,參照圖5來說明有關第1工具的更換方法。在更換第1工具時,藉由在腔室34的頭端導入壓縮空氣,如圖5(A)所示般,將第2工具用支架38定位至退避位置。
在此狀態下,藉由卸下螺絲26,從輪支架22取下作為第1工具的研削輪24。然後,如圖5(B)所示般,將作為第1工具的切刃輪62安裝於輪支架22。切刃輪22是由環狀的基台64及被安裝於基台64的切刃工具66所構成。
為了以切刃工具66來旋轉切削被保持於吸盤台56的晶圓11,而一邊使預定深度切入被加工物11的切刃工具66旋轉於以箭號b所示的方向,一邊將吸盤台56直線性地加工進給於箭號Y1方向。藉此,可將被保持於吸盤台56的晶圓11的上面予以平坦地旋轉切削。
在上述的實施形態中是針對將作為第1工具的研削輪24安裝於輪支架22,且將作為第2工具的研磨墊42安裝於第2工具用支架38的例子進行說明,但第1工具及第2工具的組合並非限於此,亦可適當組合研削輪、乾式磨光劑墊、CMP墊、切刃輪等的各種的工具。
10‧‧‧加工單元
11‧‧‧晶圓
12‧‧‧主軸殼
18‧‧‧主軸
20‧‧‧馬達
22‧‧‧輪支架
22a‧‧‧安裝面
22b‧‧‧背面
24‧‧‧研削輪(第1工具)
26‧‧‧螺絲
28‧‧‧輪基台
30‧‧‧研削砥石
32‧‧‧汽缸
34‧‧‧腔室
35a‧‧‧第1空氣供給路
35b‧‧‧第2空氣供給路
36‧‧‧活塞
37‧‧‧活塞桿
38‧‧‧第2工具用支架
38a‧‧‧第2工具安裝部
40‧‧‧凹部
42‧‧‧研磨墊(第2工具)
44‧‧‧螺絲
56‧‧‧吸盤台

Claims (2)

  1. 一種加工裝置,係具備:具有保持被加工物的保持面之吸盤台、及對被保持於該吸盤台的被加工物實施加工之加工手段,其特徵為:該加工手段係具備:主軸;馬達,其係旋轉驅動該主軸;輪支架,其係被連結於該主軸的一端,與該吸盤台的該保持面對向;第1工具,其係裝卸自如地被安裝於該輪支架的被安裝面,具有第1直徑;第2工具用支架,其係於與該輪支架的該被安裝面相反側的背面側,不能旋轉於該主軸,但可移動地安裝於該主軸的軸方向,具有:收容該輪支架及被安裝於該輪支架的該第1工具之收容部、及圍繞該收容部之比該第1直徑更大的內徑的第2工具安裝部;第2工具,其係可裝卸地被安裝於該第2工具用支架,具有比該第1直徑更大的內徑;及移動手段,其係使該第2工具支架移動於該主軸的軸方向,該移動手段係可將該第2工具用支架定位至退避位置及第2工具作用位置,該退避位置係該第1工具會接觸於被該吸盤台所保持的被加工物,但該第2工具不接觸,該第2工具作用位置係該第1工具不接觸於被該吸盤台所保 持的被加工物,但該第2工具接觸。
  2. 如申請專利範圍第1項之加工裝置,其中,以該移動手段來將該第2工具用支架定位至該退避位置,藉此該第1工具係從該第2工具用支架的該收容部露出,從該輪支架的背面側將該第1工具固定於該輪支架的固定部會露出。
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