磨削装置

技术领域

本发明涉及对卡盘工作台所保持的晶片进行磨削的磨削装置。

背景技术

对晶片进行磨削的磨削装置在卡盘工作台的保持面上吸引保持晶片，一边提供磨削水一边通过磨削磨具对晶片进行磨削(例如参照专利文献1)。在磨削结束后，从卡盘工作台的保持面喷出水和空气的混合流体，由此将进入至晶片与保持面之间的磨削水的表面张力破坏而使晶片离开保持面(例如参照专利文献1)。从保持面喷出的混合流体在多孔部件的内部通过，因此进入至多孔部件内的加工屑受到空气和水的冲击而从保持面喷出，但该加工屑会附着于晶片的下表面侧。因此，提出了对晶片的整个下表面进行清洗的清洗机构(例如参照专利文献2、3)。

另外，还存在如下的问题：在通过保持垫对卡盘工作台的保持面所保持的晶片的上表面进行吸引保持而搬出时，从保持面喷出的加工屑还绕入至晶片的上表面侧而附着于保持垫的吸引面。因此，还提出了在搬出磨削后的晶片的搬出机构中设置呈环状向吸引面的外侧喷射水的喷淋环的结构(例如参照专利文献4、5)。

专利文献1：日本特开2013-145776号公报

专利文献2：日本特开平11-031674号公报

专利文献3：日本特开2010-094785号公报

专利文献4：日本特开2000-208593号公报

专利文献5：日本特开2010-114353号公报

但是，在吸引面将晶片的整个上表面进行吸引保持的类型的保持垫的情况下，即使从喷淋环喷出水，有时水也会进入至磨削后因磨削痕而具有凹凸的晶片的上表面与保持垫的吸引面的平面之间的间隙，由此使加工屑附着于吸引面和晶片的上表面。在具有对磨削后的晶片的上表面进行清洗的旋转清洗单元的磨削装置中，也存在难以将附着于吸引面和晶片的上表面的加工屑去除的问题。

发明内容

本发明是鉴于这样的问题而完成的，其课题在于，在对卡盘工作台的保持面所保持的晶片进行磨削的磨削装置中，在使晶片离开保持面时，防止加工屑附着于晶片的上表面。

本发明是磨削装置，其具有：卡盘工作台，其包含多孔部件和框体，该多孔部件在保持面上对晶片进行吸引保持，该框体使该保持面露出而对该多孔部件进行收纳；工作台支承部，其具有对该卡盘工作台的下表面进行支承的支承面；磨削机构，其通过磨削磨具对该保持面所吸引保持的晶片进行磨削；以及控制部，其中，该工作台支承部具有从该支承面的中央喷出水的水喷出部，该框体具有向该多孔部件的下表面中央提供该水的提供孔，该控制部使该水经由该水喷出部和该提供孔而从该保持面的中央部分喷出，使晶片离开该保持面。

上述磨削装置也可以具有搬出机构，该搬出机构具有对该保持面所保持的晶片进行保持的保持垫，从该保持面搬出晶片，该控制部控制对晶片进行保持、通过该水喷出部从该保持面的中央喷出水、以及使保持着晶片的该保持垫向离开该保持面的方向移动，从而使晶片离开该保持面。

本发明的磨削装置使水经由水喷出部和提供孔而从保持面的中央部分喷出，使晶片离开保持面，因此能够降低进入至保持面的外周部分的加工屑飞散而附着于晶片的上表面及保持垫的保持面的可能。

另外，通过从水喷出部喷出的水而降低加工屑附着于晶片的下表面侧的中央部分的可能，因此不必清洗磨削后的晶片的下表面的中央部分。

附图说明

图1是示出磨削装置的例子的立体图。

图2是概略地示出卡盘工作台的例子的剖视图。

图3是概略地示出卡盘工作台以及搬入机构和搬出机构的例子的剖视图。

图4是概略地示出从卡盘工作台搬出晶片的状态的剖视图。

图5是示出对晶片的下表面和保持垫的吸引面进行清洗的下表面清洗机构的例子的立体图。

标号说明

1：磨削装置；2：卡盘工作台；21：多孔部件；210：保持面；22：框体；220：上表面；222：凹部；223：提供孔；224：环状流体喷出部；225：分隔物；226：中央区域；227：环状区域；23：工作台支承部；230：支承面；231：水喷出部；232：流体喷出部；240：旋转轴；241：支承板；242：支承轴；243：轴支承部；244：从动带轮；245：驱动带轮；246：电动机；247：带；251：第1流路；252：第2流路；253：中央用阀；254、255、256：阀；257：环状用阀；258：共通流路；259：压力计；261：吸引源；262：空气提供源；263：水提供源；3：磨削机构；30：主轴；31：主轴旋转机构；32：主轴壳体；33：安装座；34：磨削磨轮；340：基台；341：磨削磨具；4：水平移动机构；40：滚珠丝杠；41：电动机；42：导轨；43：滑动板；5：磨削进给机构；50：滚珠丝杠；51：电动机；52：导轨；53：升降板；54：支托；61、62：盒载置区域；610、620：盒；63：机器人；631：手部；632：翻转驱动部；633：臂部；64：暂放机构；641：载置工作台；642：定位销；65：清洗机构；651：旋转工作台；652：清洗液喷嘴；653：空气喷嘴；66：厚度测量器；661：第1测量部；662：第2测量部；71：搬入机构；72：搬出机构；721：保持垫；722：臂部；731：臂部；733：环状支承部件；734：头部；735：贯通孔；736：销；737：升降驱动部；740：保持部；741：框体；742：保持垫；743：吸引面；751：空气流路；752：阀；753：吸引源；754：阀；755：空气提供源；8：控制部；9：下表面清洗机构；91：第1清洗部件；92：第2清洗部件；93：轴部；94：电动机；95：喷嘴；951：喷出口；10：晶片；100：上表面；101：下表面；11：保护带。

具体实施方式

图1所示的磨削装置1是通过磨削机构3对卡盘工作台2所保持的晶片10进行磨削的装置。

在磨削装置1的前部具有载置对晶片10进行收纳的盒610、620的盒载置区域61、62。在盒610中例如收纳磨削前的晶片10，在盒620中例如收纳磨削后的晶片10。

在盒载置区域的后方(+Y侧)配设有进行晶片10相对于盒610、620的搬出搬入的机器人63。机器人63具有：对晶片10进行吸引保持的手部631；使手部631的正面背面翻转的翻转驱动部632；以及与翻转驱动部632连结且使手部631旋转和升降的臂部633。

在手部631的可动区域配设有临时放置磨削前的晶片10的暂放机构64。暂放机构64具有：载置晶片10的载置工作台641；以及呈圆弧状配置且能够朝向载置工作台641的中心而在径向上移动的多个定位销642，在将晶片10载置于载置工作台641的状态下，多个定位销642向相互靠近的方向移动，由此能够将晶片10对位于规定的位置。

在手部631的可动区域，在与暂放机构64沿X轴方向并列的位置配设有对磨削后的晶片10进行清洗的清洗机构65。清洗机构65具有：对磨削后的晶片10进行吸引保持的旋转工作台651；向旋转工作台651所保持的晶片10喷射清洗液的清洗液喷嘴652；以及向清洗后的晶片10喷射高压空气而进行干燥的空气喷嘴653。

卡盘工作台2具有：多孔部件21，其在正面具有保持面210且对晶片10进行吸引保持；以及对多孔部件21进行收纳的框体22，保持面210从框体22的内周侧露出。保持面210和框体22的上表面220形成为同一平面。

在卡盘工作台2的下方具有工作台支承部23，该工作台支承部23具有对卡盘工作台2的下表面进行支承的支承面230。在工作台支承部23的下部连接有旋转轴240，旋转轴240通过支承板241支承为能够旋转。支承板241通过三个支承轴242(在图1中仅示出两个)支承至少三处。其中，至少两个支承轴242具有调整卡盘工作台2的高度而调整保持面210的倾斜的功能。

卡盘工作台2通过水平移动机构4进行驱动而能够在Y轴方向上移动。水平移动机构4具有：滚珠丝杠40，其具有Y轴方向的旋转轴；电动机41，其使滚珠丝杠40旋转；一对导轨42，它们与滚珠丝杠40平行地配设；以及滑动板43，其底部与导轨42滑动接触，在内部具有与滚珠丝杠40螺合的未图示的螺母。在滑动板43的上部具有支承轴242。构成为当滚珠丝杠40进行旋转时，滑动板43被导轨42引导而在Y轴方向上移动，伴随滑动板43的Y轴方向的移动，卡盘工作台2也在Y轴方向上移动。

在卡盘工作台2的Y轴方向的移动路径的侧方配设有对晶片10的厚度进行测量的厚度测量器66。厚度测量器66具有：第1测量部661，其与卡盘工作台2的框体22的上表面220接触而对该上表面220的高度进行测量；以及第2测量部662，其与保持面210所保持的晶片10的上表面100接触而对该上表面100的高度进行测量，厚度测量器66根据第1测量部661的测量值和第2测量部662的测量值的差来计算晶片10的厚度。

在暂放机构64的附近配设有将晶片10从载置工作台641搬入至卡盘工作台2的搬入机构71。搬入机构71具有：保持部740，其对磨削前的晶片10的上表面100进行吸引保持；臂部731，其在前端连结有保持部740；升降驱动部737，其使保持部740和臂部731升降；以及未图示的旋转驱动部，其使保持部740和臂部731旋转。

在清洗机构65的附近配设有将磨削后的晶片10从卡盘工作台2搬出至旋转工作台651的搬出机构72。搬出机构72具有：保持部740，其对磨削后的晶片10的上表面100进行吸引保持；臂部731，其在前端连结有保持部740；升降驱动部737，其使保持部740和臂部731升降；以及未图示的旋转驱动部，其使保持部740和臂部731旋转。

磨削机构3具有：主轴30，其具有沿Z轴方向延伸的旋转轴；主轴旋转机构31，其使主轴30旋转；主轴壳体32，其将主轴30支承为能够旋转；安装座33，其与主轴30的下端连结；以及磨削磨轮34，其安装于安装座33。当主轴旋转机构31使主轴30旋转时，磨削磨轮34也进行旋转。磨削磨轮34包含：基台340，其固定于安装座33；以及多个磨削磨具341，它们呈环状固定于基台340的下表面。

磨削机构3通过磨削进给机构5支承为能够升降。磨削进给机构5具有：滚珠丝杠50，其具有Z轴方向的旋转轴；电动机51，其使滚珠丝杠50旋转；一对导轨52，它们与滚珠丝杠50平行地配设；升降板53，其侧部与导轨52滑动接触，在内部具有与滚珠丝杠50螺合的未图示的螺母；以及支托54，其与升降板53连结，对主轴壳体32进行支承。当滚珠丝杠50进行旋转时，升降板53被导轨52引导而在Z轴方向上移动，与此相伴磨削机构3也在Z轴方向上移动。

磨削装置1具有对卡盘工作台2、磨削机构3、水平移动机构4、磨削进给机构5、机器人63、清洗机构65、厚度测量器66、搬入机构71、搬出机构72等进行控制的控制部8。

如图2所示，旋转轴240的下端通过轴支承部(旋转接头)243支承为能够旋转。在旋转轴240的周围配设有从动带轮244，在从动带轮244的侧方配设有驱动带轮245。驱动带轮245通过电动机246进行驱动。在驱动带轮245和从动带轮244上卷绕有带247，当通过电动机246进行驱动而使驱动带轮245旋转时，通过带247将该旋转力传递至从动带轮244，旋转轴240进行旋转，从而卡盘工作台2进行旋转。

在框体22、工作台支承部23、旋转轴240、轴支承部243中贯通而形成有用于供流体通过的第1流路251和第2流路252。第1流路251的上端在形成于框体22的凹部222的中心的提供孔223开口。提供孔223与其上方的多孔部件21连通，向多孔部件21的下表面中央提供水。另外，在第1流路251的中途，在工作台支承部23的支承面230的中心形成有水喷出部231。第1流路251的下部通过轴支承部243而与中央用阀253连接。中央用阀253经由阀254、255、256而与吸引源261、空气提供源262、水提供源263连接。

第2流路252的上端在形成于框体22的凹部222的外周部的环状流体喷出部224开口。在第2流路252的中途，在水喷出部231的外周侧形成有流体喷出部232。第2流路252的下部通过轴支承部243而与环状用阀257连接。环状用阀257经由阀254、255、256而与吸引源261、空气提供源262、水提供源263连接。即，第1流路251和第2流路252在中央用阀253和环状用阀257之前的共通流路258中合流。在共通流路258上连接有对共通流路258内的压力进行测量的压力计259。

在多孔部件21的内部设置有圆环状的分隔物225，该分隔物225从多孔部件21的下表面朝向保持面210侧而立起，未到达保持面210。分隔物225将多孔部件21分隔成中央区域226和环状区域227。另外，分隔物225也可以形成为到达保持面210。

如图3所示，搬入机构71和搬出机构72同样地构成，因此标记相同的标号而进行说明。搬入机构71和搬出机构72具有：臂部731；升降驱动部737，其使臂部731升降；环状支承部件733，其固定于臂部731；至少三个销736，它们具有扩径的头部734并间隙嵌合至形成于环状支承部件733的贯通孔735；以及保持部740，其与销736的下端连结。销736在扩径的头部734支承于环状支承部件733的上表面的状态下垂下。

保持部740具有：框体741，其连结有销736；以及保持垫742，其被框体741从上方和侧方进行保持。保持垫742例如由多孔部件形成，其下表面作为对晶片10的上表面100进行吸引保持的吸引面743。

另外，保持垫742也可以是对晶片10的外周进行支承的边缘夹具。

贯通环状支承部件733和框体741而形成有空气流路751，空气流路751的上部分支成两个路径，在一方上经由阀752而连接有吸引源753，在另一方上经由阀754而连接有空气提供源755。

接着，对在图1所示的磨削装置1中对晶片10的上表面100进行磨削的情况下的磨削装置1的动作进行说明。在图1所示的盒610的内部收纳有多个晶片10。并且，通过臂部633的旋转和升降，机器人63的手部631进入至盒610的内部而对一张晶片10进行吸引保持，然后手部631退避至盒610外，将晶片10载置于暂放机构64的载置工作台641。并且，定位销642向相互靠近的方向移动，将晶片10对位于规定的位置。

接着，搬入机构71的臂部731进行旋转而使保持部740移动至载置于载置工作台641的晶片10的上方。并且，升降驱动部737使保持部740下降，将图3所示的阀752打开而使吸引力作用于保持垫742的吸引面743，对晶片10的上表面100进行吸引保持。接着，在升降驱动部737使保持部740上升之后，旋转驱动部使臂部731旋转，使晶片10移动至事先位于-Y方向侧的卡盘工作台2的上方。并且，升降驱动部737使保持部740下降，将晶片10载置于卡盘工作台2的保持面210。在卡盘工作台2中，将中央用阀253、环状用阀257和阀254打开，由此使第1流路251和第2流路252与吸引源261连通，使吸引力作用于保持面210，在保持面210上对晶片10的下表面101进行吸引保持。接着，将阀752关闭而解除吸引面743的吸引力之后，升降驱动部737使保持部740上升，由此使吸引面743离开晶片10的上表面100。

接着，水平移动机构4使卡盘工作台2向+Y方向移动，使晶片10位于磨削机构3的下方。并且，通过电动机246进行驱动而使卡盘工作台2旋转，并且图1所示的主轴旋转机构31使主轴30旋转而使磨削磨具341旋转，进而磨削进给机构5使磨削机构3下降，由此使旋转的磨削磨具341与晶片10的上表面100接触。这样，对晶片10的上表面100进行磨削。在磨削中，使厚度测量器66的第1测量部661的前端与框体22的上表面220接触，并且使厚度测量器66的第2测量部662的前端与晶片10的上表面100接触，根据第1测量部661的测量值与第2测量部662的测量值的差来计算晶片10的厚度。并且，当该计算值成为规定的厚度值时，磨削进给机构5使磨削机构3上升而结束磨削。

接着，水平移动机构4使卡盘工作台2向-Y方向移动。并且，在控制部8的控制下，使搬出机构72的臂部731旋转，使保持部740移动至卡盘工作台2所保持的晶片10的上方。并且，如图3所示，在控制部8的控制下，升降驱动部737使保持部740下降，使吸引面743接近晶片10的磨削后的上表面100。并且，当吸引面743与上表面100接触时，在控制部8的控制下，将阀752打开而在吸引面743上对晶片10的上表面100进行吸引保持。另外，在图3所示的例子中，在晶片10的下表面101上粘贴有保护带11，但有时也未粘贴保护带11。

接着，在控制部8的控制下，将阀254关闭而解除卡盘工作台2的保持面210的吸引力，将环状用阀257也关闭，将中央用阀253和阀256打开。这样，水提供源263的水通过共通流路258而在第1流路251中上升，通过水喷出部231而从提供孔223喷出水，该水在多孔部件21的内部通过，从保持面210的中央部喷出。由此，晶片10从保持面210略微浮起。在多孔部件21中形成有分隔物225，因此能够阻止水在多孔部件21的内部向外周侧流动。

这样，从保持面210的中央部喷出水，由此使保护带11侧离开保持面210。并且，如图4所示，在控制部8的控制下，升降驱动部737使在吸引面743上吸引保持着晶片10的上表面100的保持部740上升，由此将晶片10从卡盘工作台2搬出。

另外，通过从提供孔223喷出的水，降低加工屑附着于晶片10的下表面侧的保护带11的可能，因此不必清洗磨削后的保护带11的下表面的中央部分。

通过对晶片10的上表面100进行磨削而产生的磨削屑从晶片10的外周侧进入至保持面210与保护带11之间的间隙，因此磨削屑积存于该间隙的外周侧，但在磨削装置1中，设置有仅从中央部分喷出水的提供孔223，从保持面210的中央部喷出用于使晶片10离开保持面210的水，因此通过该水使磨削屑飞散从而能够避免磨削屑绕入至上表面100侧。因此，能够降低磨削屑附着于晶片10的上表面100的可能。

另外，通过从保持面210喷出水而使晶片10离开保持面210，在保持面210与晶片10的保护带11的下表面之间形成水层。为了将该水层所带来的表面张力破坏，可以利用旋转驱动部使通过水层的形成而浮起的保持部740旋转，使水层的水从卡盘工作台2的保持面210的外周垂下流动，将水的表面张力破坏，然后升降驱动部737使保持部740上升而从卡盘工作台2搬出晶片10。

这样离开保持面210的晶片10通过臂部731的旋转而移动至清洗机构65的旋转工作台651的上方。并且，升降驱动部737使保持部740下降而将保护带11侧载置于旋转工作台651，在旋转工作台中作用了吸引力之后，升降驱动部737使保持部740上升而离开晶片10。然后，旋转工作台651进行旋转，并且从清洗液喷嘴652朝向晶片10的上表面100喷射清洗液而对上表面100进行清洗。在对上表面100进行了清洗之后，一边使旋转工作台651旋转一边从空气喷嘴653朝向晶片10的上表面100喷射高压空气，由此进行上表面100的干燥处理。

在结束了晶片10的清洗和干燥之后，使机器人63的臂部633旋转和升降，通过手部631对晶片10的上表面100进行吸引保持。并且，使手部631旋转和升降而进入至盒620内的规定的插槽中，解除手部631中的吸引保持，由此将磨削后的晶片10收纳于盒620中。

另外，晶片10从卡盘工作台2的保持面210离开并被搬送至旋转工作台651之后，可以将中央用阀253关闭，并且将环状用阀257打开，经由第2流路252而从环状流体喷出部224喷出水，由此对保持面210进行清洗。

如图5所示，可以在搬出机构72的保持部740的可动区域配设有对粘贴于晶片10的下表面101的保护带11和保持垫742的吸引面743进行清洗的下表面清洗机构9。该下表面清洗机构9构成为：第1清洗部件91和第2清洗部件92在水平方向上交叉，在该交叉部分的下部连接有轴部93，轴部93通过电动机94进行驱动。第1清洗部件91能够相对于第2清洗部件92独立地进行升降。另外，与第1清洗部件91平行地配设有喷嘴95，多个喷出口951在喷嘴95的长度方向排列且朝向上方开口而形成。第1清洗部件91例如通过清洗磨具构成，第2清洗部件92例如通过由尼龙原材料构成的刷构成。另外，第2清洗部件92可以使用海绵。

在对保持垫742的吸引面743进行清洗时，将保持部740按照未保持晶片10的吸引面743的中心位于轴部93的上方的方式定位。并且，在将第1清洗部件91的上表面定位于比第2清洗部件92的刷的毛尖高的位置的状态下，电动机94使第1清洗部件91和第2清洗部件92旋转。另外，向喷嘴95提供清洗液，从喷出口951喷出清洗液。并且，使保持部740下降而使保持垫742的吸引面743与旋转的第1清洗部件91接触，由此将附着于吸引面743的加工屑刮掉并去除。

另一方面，在对粘贴于晶片10的下表面101的保护带11进行清洗时，使第1清洗部件91下降，使第2清洗部件92的刷的毛尖位于比第1清洗部件91的上表面高的位置。并且，在将保持部740按照吸引面743所吸引保持的晶片10的中心位于轴部93的上方的方式定位的状态下，电动机94使第1清洗部件91和第2清洗部件92旋转。另外，向喷嘴95提供清洗液，从喷出口951喷出清洗液。并且，使保持部740下降而使保护带11与旋转的第2清洗部件92接触，由此通过第2清洗部件92对吸引面743进行清洗，将加工屑去除。

另外，图2～图4所示的框体22构成为具有有底的凹部222，但也可以代替该框体22而使用无底的筒状的框体。该情况下的框体按照对多孔部件21的侧面进行支承的方式形成为环状。