加工装置的制作方法

1.本发明涉及对半导体晶片等被加工物进行加工的加工装置。


背景技术：

2.例如磨削装置使将前端安装有环状的磨削磨具的主轴支承为能够旋转的主轴单元升降，对卡盘工作台的保持面所保持的晶片进行磨削，该磨削装置为了调整磨削磨具的下表面与保持晶片的该保持面的平行度而具有能够调整卡盘工作台的倾斜的倾斜调整机构(例如参照专利文献1或专利文献2)。
3.专利文献1：日本特开平08-090376号公报
4.专利文献2：日本特开2002-001653号公报
5.在转台上配置有多个卡盘工作台的加工装置具有上述那样的卡盘工作台的倾斜调整机构。并且，倾斜调整机构对转台的上表面与卡盘工作台的下表面之间的距离进行变更而对保持面的倾斜进行变更。具体而言，在配设于转台的沿铅垂方向延伸的柱上形成有螺钉，在转台的下方配置有使螺钉旋转而使柱上下移动的电动机。因此，在转台上形成有用于配置倾斜调整机构的凹部或贯通孔。
6.由于形成有该凹部或贯通孔，转台的刚性降低。并且，在以高负荷对晶片进行磨削的情况下，由于负荷的作用，转台容易发生挠曲。因此，产生晶片的面内的厚度精度变差的问题。因此，在加工装置中，在以高负荷对晶片进行磨削时，存在使配设卡盘工作台的转台等不发生挠曲的课题。


技术实现要素：

7.根据本发明，提供加工装置，其中，该加工装置具有：加工单元，其安装有主轴单元，该主轴单元将在前端安装有加工器具且沿铅垂方向延伸的主轴支承为能够旋转；以及卡盘工作台，其对被加工物进行保持，该主轴单元具有从外侧面沿与该外侧面垂直的水平方向延伸的凸肩部，该加工单元包含：支托，其具有底板和侧板，该底板具有供该主轴单元的下部分贯通的贯通孔，该侧板与该底板连结并围绕该凸肩部被该底板支承着的该主轴单元；以及倾斜调整机构，其对该凸肩部进行作用而调整该主轴单元的倾斜，该倾斜调整机构包含：弹簧，其夹设在该凸肩部的下表面与该底板的上表面之间；以及调整部，其进行作用以使该弹簧收缩，根据使该弹簧收缩的量而调整该主轴单元的倾斜。
8.优选所述调整部具有：内螺纹，其形成于所述底板；轴，其在下端侧具有与该内螺纹螺合的外螺纹，该轴在上端侧具有凸缘；电动机，其使该轴旋转；以及螺纹贯通孔，其形成于该凸肩部，供该轴贯通，该加工装置包含轴承，该轴承将贯通于该凸肩部的该螺纹贯通孔中且使该外螺纹与该内螺纹螺合的该轴的该凸缘在该凸肩部的上表面上支承为能够旋转。
9.优选所述调整部包含：支承板，其配置于所述侧板的内壁上，具有与该凸肩部的上表面对置的支承面；以及压电致动器，其配置于该支承面与该凸肩部的上表面之间。
10.根据本发明，倾斜调整机构具有：弹簧，其夹设在凸肩部的下表面与底板的上表面
之间；以及调整部，其进行作用以使弹簧收缩，根据使弹簧收缩的量而调整主轴单元的倾斜，由此无需变更卡盘工作台的倾斜，无需在转台或工作台基座上形成配置倾斜调整机构的空洞。因此，在以高负荷对晶片进行加工时，配设有卡盘工作台的转台或工作台基座不容易发生挠曲，将晶片平坦地加工变得可能。另外，由弹簧承受加工单元的重量，由此能够使作为使轴旋转的驱动源的电动机、作为使主轴旋转的驱动源的电动机等小型化。
附图说明
11.图1是示出加工装置的一例的立体图。
12.图2是示出安装有保持单元和主轴单元的粗磨削加工单元的结构的剖视图。
13.图3是将具有第1实施方式的调整部的倾斜调整机构的结构放大而示出的剖视图。
14.图4是示出包含具有第2实施方式的调整部的倾斜调整机构的粗磨削加工单元的剖视图。
15.标号说明
16.90：被加工物；902：背面；901：正面；1：加工装置；10：第1装置基座；11：第2装置基座；110：加工区域；102：搬入搬出区域；150：第1盒载置部；1500：第1盒；151：第2盒载置部；1510：第2盒；155：机器人；1540：装载臂；1541：卸载臂；153：中心位置检测单元；152：暂放区域；156：清洗单元；50：保持单元；500：多孔板；502：保持面；501：框体；59：转台；51：工作台基座；58：负荷传感器；57：箱体罩；573：被加工物搬入搬出区域；576：箱体罩的顶板；12：第1柱；20：粗磨削进给单元；200：滚珠丝杠；201：一对导轨；202：电动机；203：升降板；3：粗磨削加工单元；30：主轴单元；300：主轴；301：壳体；3011：壳体的外侧面；302：磨削电动机；304：粗磨削磨轮；3043：磨轮基台；3044：粗磨削磨具；32：凸肩部；33：支托；330：底板；3301：贯通孔；334：侧板；34：倾斜调整机构；342：弹簧；37：第1实施方式的调整部；372：内螺纹；374：轴；3741：外螺纹；3744：凸缘；376：电动机；378：螺纹贯通孔；379：轴承；13：第2柱；21：精磨削进给单元；31：精磨削加工单元；3145：精磨削磨具；14：第3柱；4：研磨加工单元；43：安装座；44：研磨垫；45：支托；48：x轴移动单元；47：研磨进给单元；9：控制单元；91：旋转控制部；93：直流电源控制部；38：倾斜调整机构；39：第2实施方式的调整部；390：支承板；393：压电致动器；397：直流电源。
具体实施方式
17.图1所示的加工装置1例如是具有粗磨削加工单元3、精磨削加工单元31和研磨加工单元4的装置，该加工装置1将通过转台59而进行公转的任意的卡盘工作台即保持单元50上所保持的被加工物90通过粗磨削加工单元3和精磨削加工单元31进行磨削，并进一步通过研磨加工单元4进行研磨。另外，本发明的加工装置可以构成为利用单轴的磨削加工单元或单轴的研磨加工单元对在y轴方向上直线运动的卡盘工作台所保持的被加工物90实施磨削加工或研磨加工。
18.加工装置1例如构成为在第1装置基座10的后方(+y方向侧)连结有第2装置基座11。第1装置基座10上成为进行被加工物90相对于盒的搬入搬出、定心和清洗等的搬入搬出区域102，第2装置基座11上成为通过粗磨削加工单元3、精磨削加工单元31或研磨加工单元4对保持单元50所保持的被加工物90进行加工的加工区域110。
19.图1所示的被加工物90例如是由硅母材等形成的圆形板状的半导体晶片，在图1中朝向下方的被加工物90的正面901上形成有多个器件，并粘贴有未图示的保护带而进行保护。被加工物90的朝向上侧的背面902作为实施磨削加工、研磨加工的被加工面。
20.在第1装置基座10的正面侧(-y方向侧)设置有第1盒载置部150和第2盒载置部151，在第1盒载置部150上载置有对加工前的被加工物90进行收纳的第1盒1500，在第2盒载置部151上载置有对加工后的被加工物90进行收纳的第2盒1510。
21.在第1盒1500的开口的后方配设有多关节的机器人155，该机器人155将加工前的被加工物90从第1盒1500搬出，并且将加工后的被加工物90搬入至第2盒1510中。
22.在与机器人155相邻的位置设置有暂放区域152，在暂放区域152配设有中心位置检测单元153。中心位置检测单元153对从第1盒1500搬出且载置于暂放区域152的被加工物90进行拍摄，通过拍摄图像的图像解析而对被加工物90的中心位置进行检测。
23.在图1所示的例子中，在与中心位置检测单元153相邻的位置上配置有以保持着被加工物90的状态旋转的装载臂1540。装载臂1540对在中心位置检测单元153中进行了对位的被加工物90进行保持，将被加工物90搬送至定位于被加工物搬入搬出区域573内的保持单元50。在装载臂1540的旁边设置有以保持着加工后的被加工物90的状态旋转的卸载臂1541。在卸载臂1541的可动范围内配设有对通过卸载臂1541搬送的加工后的被加工物90进行清洗的单片式的清洗单元156。利用清洗单元156进行了清洗的被加工物90被机器人155搬入至第2盒1510中。
24.如图1所示，在第2装置基座11上配设有俯视圆形的转台59，在转台59的上表面上配设有多个(例如四个)保持单元50，这些保持单元50以转台59的中心为中心而沿转台59的周向等间隔地配置，具有对被加工物90进行保持的保持面502。另外，保持单元50可以配设于在y轴方向上直线运动的直动基座上。
25.在转台59的中心连结有用于使转台59自转的未图示的旋转轴，轴向为z轴方向的该旋转轴能够通过电动机进行旋转。并且，通过使转台59以转台59的中心为轴而进行自转，能够使保持着被加工物90的多个(例如四个)保持单元50公转，将保持单元50从暂放区域152的附近依次定位于粗磨削加工单元3的下方、精磨削加工单元31的下方、研磨加工单元4的下方。例如，关于转台59，在第2装置基座11上对转台59的下表面喷出空气因而转台59浮起，如上述那样成为能够旋转的状态。
26.如图2所示，保持单元50例如具有：多孔板500，其外形为圆形板状，具有对被加工物90进行保持的保持面502；以及框体501，其使保持面502露出，具有对多孔板500进行收纳的凹部。并且，在保持面502上连通有未图示的吸引源，吸引源所产生的吸引力传递至该保持面502。另外，保持单元50能够以轴向为z轴方向的旋转轴为轴而旋转。例如保持面502形成为以保持面502的中心为顶点的肉眼无法目视的程度的极其平缓的圆锥斜面。
27.如图2所示，保持单元50在通过螺栓510固定于与保持单元50大致相同直径的圆形的工作台基座51的状态下配设于转台59上，在工作台基座51与转台59的连结部位具有例如三个(仅图示两个)对施加至被加工物90的负荷进行测量的负荷传感器58。在本实施方式中，三个负荷传感器58分别成为被工作台基座51和转台59从上下夹持的状态，在工作台基座51的下表面的周向上隔开120度间隔，即分别位于正三角形的顶点。并且，负荷传感器58接受从+z方向施加至吸引保持着被加工物90的保持单元50的负荷即施加至被加工物90的
负荷而进行检测。负荷传感器58例如由使用锆钛酸铅(pzt)等压电元件的kistler公司制造的薄型力传感器等构成。
28.如图1所示，转台59和保持单元50上大致整体被箱体罩57覆盖。箱体罩57的一角例如被切成俯视矩形，在该切口部分，保持单元50的保持面502以能够搬入搬出被加工物90的方式从箱体罩57向外部露出。该箱体罩57的切口部分成为装载臂1540能够将被加工物90搬入至保持单元50并且卸载臂1541将被加工物90从保持单元50搬出的被加工物搬入搬出区域573。
29.在图1所示的箱体罩57的顶板576上贯通形成有供粗磨削加工单元3的粗磨削磨轮304、精磨削加工单元31的磨削磨轮或研磨加工单元4的研磨垫44通过而能够进入至箱体罩57内的未图示的三个开口。
30.如图1所示，在第2装置基座11上的侧方(-x方向侧)竖立设置有第1柱12，在第1柱12的前表面上配设有粗磨削进给单元20。粗磨削进给单元20包含：滚珠丝杠200，其具有铅垂方向(z轴方向)的轴心；一对导轨201，它们与滚珠丝杠200平行地配设；电动机202，其与滚珠丝杠200连结，使滚珠丝杠200转动；以及升降板203，其内部的螺母与滚珠丝杠200螺合，升降板203的侧部与导轨201滑动接触，当电动机202使滚珠丝杠200转动时，与此相伴升降板203被导轨201引导而在z轴方向上往复移动，安装于升降板203的粗磨削加工单元3也在z轴方向上往复移动。
31.以下对安装有主轴单元30的粗磨削加工单元3进行说明，该主轴单元30将主轴300支承为能够旋转，该主轴在前端(下端)安装有作为加工器具的粗磨削磨轮304且沿铅垂方向延伸。
32.图1、图2所示的主轴单元30具有：主轴300，其轴向为铅垂方向(z轴方向)；壳体301，其将主轴300支承为能够旋转；磨削电动机302，其使主轴300旋转驱动；以及粗磨削磨轮304，其以能够装卸的方式与连接在主轴300的下端的圆形状的安装座303的下表面连接。并且，如图2所示，粗磨削磨轮304具有磨轮基台3043和呈环状安装于磨轮基台3043的底面上的大致长方体形状的多个粗磨削磨具3044。粗磨削磨具3044例如是磨具中所包含的磨粒比较大的磨具。
33.例如在主轴300的内部形成有沿z轴方向延伸的磨削水流路，在该磨削水流路上连通有未图示的磨削水提供单元。从磨削水提供单元对主轴300提供的磨削水从磨削水流路的下端的开口朝向粗磨削磨具3044而向下方喷出，到达粗磨削磨具3044与被加工物90的接触部位。
34.如图2所示，主轴单元30例如具有大致圆柱状的外形且具有俯视圆环状的凸肩部32，该凸肩部32从壳体301的外侧面3011向与外侧面3011垂直的水平方向(x轴y轴平面方向)一体地延伸，该壳体301通过内部喷射的空气以非接触的方式对主轴300进行支承。另外，凸肩部32并不限于形成为绕壳体301的外侧面3011一周的方式，例如可以在壳体301的外侧面3011沿周向隔开等间隔而呈俯视大致矩形状地形成多个(例如三个)。
35.在本实施方式中，图2所示的粗磨削加工单元3至少具有支托33和倾斜调整机构34，该支托33具有：底板330，其具有供主轴单元30的下部分贯通的贯通孔3301；以及侧板334，其与底板330连结并围绕凸肩部32被底板330支承着的主轴单元30，该倾斜调整机构34对凸肩部32进行作用而调整主轴单元30的倾斜。
36.支托33例如如图1所示那样成为将有底圆筒的上侧部分局部向斜下方切口而得的形状。如图2所示，支托33的底板330例如形成为圆板状，在底板330的中央形成有圆形的贯通孔3301。贯通孔3301成为能够供主轴单元30的下部分通过的直径，在图示的例子中，成为主轴单元30的壳体301的下侧部分贯通的状态，但也可以成为仅使从壳体301的下侧部分向下方突出的主轴300贯通的状态。并且，底板330借助倾斜调整机构34而支承凸肩部32和主轴单元30。从底板330的上表面的外周侧的区域向+z方向竖立设置的大致圆筒状的侧板334的外侧面与粗磨削进给单元20的升降板203连结。
37.倾斜调整机构34具有：弹簧342，其夹设在凸肩部32的下表面与底板330的上表面之间；以及调整部37，其进行作用以使弹簧342收缩，根据使弹簧342收缩的量而调整主轴单元30的倾斜。
38.对图2、图3所示的调整部37(以下称为第1实施方式的调整部37)的结构进行说明。调整部37具有：内螺纹372，其形成于底板330；轴374，其在下端侧具有与内螺纹372螺合的外螺纹3741，在上端侧具有凸缘3744；电动机376，其使轴374旋转；以及螺纹贯通孔378，其形成于凸肩部32，供轴374贯通。
39.内螺纹372在底板330上沿周向隔开等间隔(例如120度间隔)而例如贯通形成有多个(例如三个)。并且，在凸肩部32的z轴方向上在与内螺纹372对置的各区域分别在厚度方向上贯通形成有螺纹贯通孔378。
40.与内螺纹372、螺纹贯通孔378和轴374相比，弹簧342的开口的内径设定为大径，在使内螺纹372的中心、螺纹贯通孔378的中心和弹簧342的中心大致一致的状态下，将弹簧342的下端侧固定于底板330的上表面上，将弹簧342的上端侧固定于凸肩部32的下表面上。另外，弹簧342可以是螺旋型，也可以将多个圆环状的碟形弹簧重叠而构成。
41.俯视t字状且沿z轴方向延伸的轴374在分别贯通各螺纹贯通孔378和弹簧342的开口的状态下，下端侧的外螺纹3741与内螺纹372螺合。在轴374的上端侧经由联轴器等而连接有电动机376。
42.在轴374的上端侧例如呈圆形扩径而形成的凸缘3744的下表面与凸肩部32的上表面之间配设有轴承379，该轴承379在凸肩部32的上表面上以能够旋转的方式对轴374的凸缘3744进行支承，该轴374贯通于凸肩部32的螺纹贯通孔378中且使外螺纹3741与内螺纹372螺合。轴承379为推力球轴承，但也可以为角轴承、滚子轴承。另外，在本实施方式中，上述调整部37沿底板330的周向配设有三个，但也可以在一个固定柱的基础上配设有两个，也可以配设有四个以上。
43.如图1所示，加工装置1具有能够控制如上述那样说明的加工装置1的各构成要素的控制单元9。由cpu和存储器等存储元件等构成的控制单元9例如与粗磨削进给单元20、粗磨削加工单元3和转台59等电连接，在控制单元9的控制下，控制基于粗磨削进给单元20的粗磨削加工单元3的磨削进给动作、粗磨削加工单元3中的粗磨削磨轮304的旋转动作以及基于转台59的保持单元50相对于粗磨削磨轮304的定位动作等。
44.图2所示的调整部37的电动机376与控制单元9电连接。并且，控制单元9例如具有旋转控制部91，该旋转控制部91由微型计算机和电动机驱动器等构成，为了使电动机376旋转驱动而将规定量的动作信号提供至电动机376。旋转控制部91把握电动机376的旋转方向而识别使轴374相对于支托33相对地下降或上升，由此识别是否使弹簧342收缩。另外，旋转
控制部91把握电动机376的转速而识别轴374的移动量(下降量)，由此识别使弹簧342收缩的量。
45.粗磨削加工单元3可以代替倾斜调整机构34而具有图4所示的倾斜调整机构38。并且，倾斜调整机构38具有：弹簧342，其夹设在凸肩部32的下表面与底板330的上表面之间；以及第2实施方式的调整部39，其进行作用以使弹簧342收缩，根据使弹簧342收缩的量而调整主轴单元30的倾斜。
46.第2实施方式的调整部39具有：支承板390，其配置于侧板334的内壁，具有与凸肩部32的上表面对置的支承面3901；以及压电致动器393，其配置于支承面3901与凸肩部32的上表面之间。
47.弹簧342在底板330的上表面与凸肩部32的下表面之间沿周向隔开等间隔(例如120度间隔)而配设有多个(例如三个)。支承板390例如形成为剖视l字状，按照位于各弹簧342的正上方的方式在侧板334的内壁上配设有三个。另外，关于支承板390，也可以配设一个绕侧板334的内壁一周那样的有底筒状的形状的支承板390。
48.由压电陶瓷等形成且沿z轴方向延伸的压电致动器393例如是层叠型的压电致动器，上端固定于支承板390的下表面即支承面3901上，下端固定于凸肩部32的上表面上。三个压电致动器393分别位于三个弹簧342的上方。压电致动器393的位移方向为z轴方向。
49.对各压电致动器393从直流电源397提供电力而施加适当的电压。并且，控制单元9具有直流电源控制部93，直流电源控制部93能够将适当的电信号发送至直流电源397而控制直流电源397的动作。在直流电源控制部93对直流电源397的控制下，直流电源397将任意的期望的电压施加至压电致动器393，由此通过逆压电效应，压电致动器393向-z方向例如伸长规定长度，其结果是，直流电源控制部93能够识别被凸肩部32向下方按压的弹簧342收缩的量。
50.另外，可以代替压电致动器393而使用空压式的致动器。另外，在本实施方式中，上述调整部39沿底板330的周向配设有三个，但也可以在一个固定柱的基础上配设有两个，也可以配设有四个以上。
51.在图1所示的第2装置基座11上的后方竖立设置有第2柱13，在第2柱13的前表面上配设有精磨削进给单元21。精磨削进给单元21与粗磨削进给单元20同样地构成，能够将精磨削加工单元31在z轴方向上进行磨削进给。精磨削加工单元31具有磨具中所包含的磨粒比较小的精磨削磨具3145，其他结构与粗磨削加工单元3大致相同，具有主轴单元30、调整主轴单元30的倾斜的未图示的倾斜调整机构34等。
52.在第2装置基座11上的后方与第2柱13并列地竖立设置有第3柱14，在第3柱14的前表面上例如配设有能够在研磨加工中使研磨加工单元4沿被加工物90的面方向(x轴方向)移动的x轴移动单元48。配设于第3柱14的前表面的x轴移动单元48包含：滚珠丝杠480，其具有x轴方向的轴心；一对导轨481，它们与滚珠丝杠480平行地配设；电动机482，其与滚珠丝杠480连结，使滚珠丝杠480转动；以及可动板483，其内部的螺母与滚珠丝杠480螺合，可动板483的侧部与导轨481滑动接触，当电动机482使滚珠丝杠480转动时，可动板483被导轨481引导而在x轴方向上移动，借助研磨进给单元47而配设于可动板483的研磨加工单元4也在x轴方向上移动。在研磨加工中(在本实施方式中例如在干式研磨加工中)，有时在被加工物90的被研磨面即背面902上形成条纹图案，这成为降低被加工物90的抗弯强度的主要原
因。因此，例如可以在研磨加工中，使研磨加工单元4在x轴方向上往复移动，使研磨垫44在被加工物90的背面902上沿x轴方向滑动来防止被加工物90的抗弯强度的降低。
53.图1所示的使研磨加工单元4在与保持单元50的保持面502垂直的z轴方向上升降的研磨进给单元47包含：滚珠丝杠470，其具有铅垂方向的轴心；一对导轨471，它们与滚珠丝杠470平行地配设；电动机472，其与滚珠丝杠470连结，使滚珠丝杠470转动；以及升降板473，其内部的螺母与滚珠丝杠470螺合，升降板473的侧部与导轨471滑动接触，当电动机472使滚珠丝杠470转动时，升降板473被导轨471引导而在z轴方向上移动，支托45所支承的研磨加工单元4也在z轴方向上移动。
54.研磨加工单元4例如具有主轴单元40，该主轴单元40具有与主轴单元30大致相同的结构，与主轴400的下端面连接的安装座43的下表面上所安装的加工器具是研磨垫44这一点与粗磨削加工单元3不同。具有支托45且具有未图示的倾斜调整机构34这一点等与粗磨削加工单元3大致相同。
55.借助未图示的压板以能够装卸的方式安装于安装座43的下表面的圆形的研磨垫44例如由毛毡等无纺布形成。研磨垫44的直径成为与安装座43的直径相同程度的大小，并且与保持单元50的直径相比例如成为大径。另外，研磨垫44可以利用粘接剂使磨粒粘接。
56.研磨加工单元4可以构成为进行cmp研磨，通过主轴单元40将浆料提供至被加工物90与研磨垫44的接触部位或将从未图示的外部喷嘴喷射的浆料提供至被加工物90与研磨垫44的接触部位，也可以构成为对被加工物90实施干式研磨加工。
57.以下，对使用图1所示的加工装置1对被加工物90进行磨削并进行研磨的情况进行说明。
58.首先，使图1所示的转台59进行旋转，由此未载置被加工物90的状态的保持单元50向从+z方向侧观察为顺时针的方向旋转，从而保持单元50移动至装载臂1540的附近。即，定位于被加工物搬入搬出区域573的保持单元50成为从箱体罩57外部露出的状态。并且，机器人155从第1盒1500拉出一张被加工物90并使被加工物90移动至暂放区域152。
59.在通过中心位置检测单元153在暂放区域152上检测了被加工物90的中心位置之后，装载臂1540将被加工物90搬送至保持单元50上，按照保持单元50的保持面502与被加工物90的中心大致一致的方式将被加工物90载置于保持面502上。并且，使未图示的吸引源进行动作，保持单元50在保持面502上对被加工物90以背面902向上方露出的状态进行吸引保持。被加工物90成为效仿极其缓和的圆锥斜面即保持面502而被吸引保持的状态。
60.在保持单元50对被加工物90进行吸引保持之后，使图1所示的转台59进行公转，将保持着被加工物90的保持单元50定位于箱体罩57内的规定位置、即作为图2所示的粗磨削加工单元3的下方的位置。该定位按照粗磨削加工单元3的粗磨削磨具3044的旋转中心相对于被加工物90的旋转中心在水平方向上偏移规定距离且粗磨削磨具3044的旋转轨迹通过被加工物90的旋转中心的方式进行。
61.并且，在本发明的加工装置1中，对粗磨削加工单元3侧的倾斜进行调整，由此使效仿圆锥斜面即保持面502而被吸引保持的被加工物90的背面902相对于粗磨削磨具3044的下表面例如大致平行。
62.具体而言，从控制单元9的旋转控制部91向图2所示的例如两个调整部37的电动机376提供动作信号，不对剩余的一个调整部37的电动机376提供动作信号，两个电动机376使
两个轴374旋转。轴374通过配设于凸肩部32的上表面的轴承379相对于凸肩部32相对地滑动旋转，外螺纹3741螺入固定的状态的底板330上所形成的内螺纹372内，轴374下降，并且通过由凸缘3744夹着轴承379而向下方按下的凸肩部32使主轴单元30整体按照朝向纸面近前侧下降的方式倾斜。即，在本实施方式中，在不使纸面里侧的未图示的一个调整部37的轴374下降的状态下，使纸面近前侧的两个调整部37的轴374下降，由此主轴单元30整体按照朝向纸面近前侧下降的方式倾斜。在该状态下，通过凸肩部32的下表面与底板330的上表面使弹簧342收缩。
63.并且，旋转控制部91把握电动机376的转速而识别轴374的移动量(下降量)，由此能够识别使弹簧342收缩的量，并且能够使弹簧342收缩规定量而使粗磨削磨具3044的平坦的下表面与效仿以肉眼无法目视的程度缓和的圆锥斜面即保持面502而被吸引保持的被加工物90的背面902平行。
64.在粗磨削加工单元3代替倾斜调整机构34而具有图4所示的倾斜调整机构38的情况下，在控制单元9的直流电源控制部93对直流电源397的控制下，从直流电源397向图4所示的例如两个调整部39的压电致动器393提供电力，不向剩余的一个调整部39的压电致动器393提供电力，安装于固定的支承板390的纸面近前侧的两个压电致动器393朝向-z方向伸长。并且，通过由压电致动器393向下方按压的凸肩部32，主轴单元30整体按照朝向纸面近前侧下降的方式倾斜。即，在本实施方式中，在不使纸面里侧的未图示的一个调整部39的压电致动器393伸长的状态下，使纸面近前侧的两个调整部39的压电致动器393伸长，由此主轴单元30整体按照朝向纸面近前侧下降的方式倾斜。在该状态下，通过凸肩部32的下表面与底板330的上表面使弹簧342收缩。
65.并且，直流电源控制部93把握提供至压电致动器393的电力量而能够识别压电致动器393的伸长量，换言之能够识别使弹簧342收缩的量，并且能够使弹簧342收缩规定量而使粗磨削磨具3044的平坦的下表面与效仿圆锥斜面即保持面502而被吸引保持的被加工物90的背面902平行。
66.在通过图2所示的倾斜调整机构34或图4所示的倾斜调整机构38适当地进行了粗磨削加工单元3的倾斜调整之后，例如随着图1、图2所示的磨削电动机302使主轴300旋转，粗磨削磨轮304以规定的旋转速度旋转。粗磨削加工单元3通过粗磨削进给单元20向-z方向进给，从形成于顶板576的未图示的圆形的开口进入至箱体罩57内，粗磨削磨具3044与被加工物90的背面902抵接，从而进行磨削加工。磨削中，随着保持单元50的旋转，被加工物90也进行旋转，因此粗磨削磨具3044进行被加工物90的整个背面902的磨削加工。另外，通过主轴300而对粗磨削磨具3044与被加工物90的背面902的接触部位提供磨削水，利用磨削水进行该接触部位的冷却和所产生的较细的磨削屑的清洗去除。
67.通过未图示的厚度测量单元实施被加工物90的厚度测量，并且将被加工物90粗磨削至期望的厚度，接着粗磨削进给单元20使粗磨削加工单元3向+z方向上升而从被加工物90离开。
68.接着，使转台59公转而将保持着粗磨削后的被加工物90的保持单元50定位于箱体罩57内的规定位置即作为精磨削加工单元31的下方的位置。该定位按照精磨削加工单元31的精磨削磨具3145的旋转中心相对于被加工物90的旋转中心在水平方向上偏移规定距离且精磨削磨具3145的旋转轨迹通过被加工物90的旋转中心的方式进行。另外，精磨削加工
单元31的倾斜调整与在粗磨削加工单元3中所进行的大致同样地进行。并且，与粗磨削大致同样地精磨削与磨削水的提供一起进行，将被加工物90磨削至完工厚度。
69.然后，使精磨削加工单元31从被加工物90离开，进一步使转台59旋转，将保持着成为完工厚度的被加工物90的保持单元50定位于箱体罩57内的规定位置即作为研磨加工单元4的下方的位置。该定位例如按照在研磨加工中研磨垫44始终与被加工物90的整个背面902抵接的方式即研磨垫44覆盖保持单元50所保持的被加工物90的背面902的方式进行。另外，研磨垫44的倾斜调整与在粗磨削加工单元3中所进行的大致同样地进行。
70.接着，研磨加工单元4通过图1所示的研磨进给单元47向-z方向进给，进入至箱体罩57内，旋转的研磨垫44与被加工物90的背面902抵接，由此在本实施方式中例如进行干式的研磨加工，与研磨垫44在x轴方向上的往复移动一起，将被加工物90的背面902研磨规定的时间而镜面化，提高被加工物90的抗弯强度，然后通过研磨进给单元47使研磨加工单元4上升，使研磨垫44从被加工物90离开。
71.如上所述，本发明的加工装置1中，主轴单元30具有从外侧面沿与外侧面垂直的水平方向延伸的凸肩部32，例如粗磨削加工单元3具有：支托33，其具有底板330和侧板334，该底板330具有供主轴单元30的下部分贯通的贯通孔3301，该侧板334与底板330连结并围绕凸肩部32被底板330支承着的主轴单元30；以及倾斜调整机构34，其对凸肩部32进行作用而调整主轴单元30的倾斜，倾斜调整机构34具有：弹簧342，其夹设在凸肩部32的下表面与底板330的上表面之间；以及调整部37，其进行作用以使弹簧342收缩，通过使弹簧342收缩的量调整主轴单元30的倾斜，由此无需变更保持单元50的倾斜，无需在转台59上形成配置倾斜调整机构的空洞。因此，在以高负荷对被加工物90进行加工时，配设有保持单元50的转台59不容易发生挠曲，将被加工物90平坦地加工变得容易。另外，由弹簧342承受粗磨削加工单元3的重量，由此能够使作为使轴374旋转的驱动源的电动机376和作为使主轴300旋转的驱动源的磨削电动机302小型化。
72.另外，可以在凸肩部32的内部或支承板390的内部具有流动冷却水的冷却路，将压电致动器393维持在规定的温度。另外，可以使用压电致动器393来测量磨削负荷或研磨负荷。
73.另外，可以向压电致动器393提供重复规定的电压的接通和断开的脉冲电压，使粗磨削磨具3044微振动而增强粗磨削磨具3044的磨削力。另外，可以具有测量磨削振动的振动测量器，与振动测量器所测量的频率和振幅对应地控制直流电源，以便以相同频率的逆振幅重复该压电致动器393的伸缩，消除在磨削加工中产生的振动。
74.另外，本发明的加工装置1并不限于上述实施方式，另外，关于附图所图示的加工装置1的各结构的形状等，也不限于此，可以在能够发挥本发明的效果的范围内适当地变更。

技术特征：
1.一种加工装置，其中，该加工装置具有：加工单元，其安装有主轴单元，该主轴单元将在前端安装有加工器具且沿铅垂方向延伸的主轴支承为能够旋转；以及卡盘工作台，其对被加工物进行保持，该主轴单元具有从外侧面沿与该外侧面垂直的水平方向延伸的凸肩部，该加工单元包含：支托，其具有底板和侧板，该底板具有供该主轴单元的下部分贯通的贯通孔，该侧板与该底板连结并围绕该凸肩部被该底板支承着的该主轴单元；以及倾斜调整机构，其对该凸肩部进行作用而调整该主轴单元的倾斜，该倾斜调整机构包含：弹簧，其夹设在该凸肩部的下表面与该底板的上表面之间；以及调整部，其进行作用以使该弹簧收缩，根据使该弹簧收缩的量而调整该主轴单元的倾斜。2.根据权利要求1所述的加工装置，其中，所述调整部包含：内螺纹，其形成于所述底板；轴，其在下端侧具有与该内螺纹螺合的外螺纹，该轴在上端侧具有凸缘；电动机，其使该轴旋转；以及螺纹贯通孔，其形成于该凸肩部，供该轴贯通，该加工装置具有轴承，该轴承将贯通于该凸肩部的该螺纹贯通孔中且使该外螺纹与该内螺纹螺合的该轴的该凸缘在该凸肩部的上表面上支承为能够旋转。3.根据权利要求1所述的加工装置，其中，所述调整部包含：支承板，其配置于所述侧板的内壁上，具有与该凸肩部的上表面对置的支承面；以及压电致动器，其配置于该支承面与该凸肩部的上表面之间。

技术总结
本发明提供加工装置，其在以高负荷对晶片进行磨削时，使配设卡盘工作台的转台等不发生挠曲。安装于加工单元的主轴单元具有从主轴单元的外侧面沿水平方向延伸的凸肩部，加工单元包含：支托，其具有底板和侧板，该底板具有供主轴单元的下部分贯通的贯通孔，该侧板与底板连结并围绕凸肩部被底板支承着的主轴单元；以及倾斜调整机构，其对凸肩部进行作用而调整主轴单元的倾斜。倾斜调整机构包含：弹簧，其夹设在凸肩部的下表面与底板的上表面之间；以及调整部，其进行作用以使弹簧收缩，根据使弹簧收缩的量而调整主轴单元的倾斜。的量而调整主轴单元的倾斜。的量而调整主轴单元的倾斜。


技术研发人员：服部真人
受保护的技术使用者：株式会社迪思科
技术研发日：2021.08.03
技术公布日：2022/3/8