特許 6285375 両頭平面研削装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6285375

(24)【登録日】2018年2月9日

(45)【発行日】2018年2月28日

(54)【発明の名称】両頭平面研削装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 7/17 20060101AFI20180215BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20180215BHJP

【ＦＩ】

   B24B7/17 Z

   H01L21/304 631

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-28627(P2015-28627)

(22)【出願日】2015年2月17日

(65)【公開番号】特開2016-150403(P2016-150403A)

(43)【公開日】2016年8月22日

【審査請求日】2017年4月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000167222

【氏名又は名称】光洋機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】芝中 篤志

【審査官】 亀田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−９８１９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１７９３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１９４０３８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第３９５９９３３（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ ７／１７

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｂ２４Ｂ ３７／０８

Ｂ２４Ｂ ４１／０６

ＤＷＰＩ（Ｄｅｒｗｅｎｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

薄板状のワークを挟み込むように配置されて該ワークを保持する第１及び第２ワーク保持体と、該第１及び第２ワーク保持体を摺動可能に支持する複数の案内ロッドと、該案内ロッドに沿って該第１及び第２ワーク保持体を摺動させる第１及び第２シリンダと、該第１及び第２ワーク保持体に保持された該ワークの両面の被研削面を研削する一対の研削砥石とを備えた両頭平面研削装置であって、
前記第１及び第２ワーク保持体で前記ワークを保持する研削時位置において、該第１及び第２ワーク保持体のうち少なくとも一方を、前記案内ロッドの軸方向に対して傾いた姿勢で位置決めする複数の位置決め部材を備えたことを特徴とする両頭平面研削装置。

【請求項2】

請求項１において、
前記第１及び第２ワーク保持体は、前記研削時位置において、前記案内ロッドの軸方向に対して傾いた姿勢で且つ互いに平行となるように位置決めされていることを特徴とする両頭平面研削装置。

【請求項3】

請求項１又は２において、
前記第１及び第２ワーク保持体を収容するケースを備え、
前記位置決め部材は、前記第１及び第２ワーク保持体にそれぞれ設けられた複数のストッパボルトと、前記ケースに設けられて該ストッパボルトの先端部が当接する複数のストッパブロックとを有し、
前記複数のストッパボルトのうち少なくとも１つの先端部は、残りの該ストッパボルトの先端部に対して、前記第１及び第２ワーク保持体の摺動方向にシフトして配設されていることを特徴とする両頭平面研削装置。

【請求項4】

請求項１又は２において、
前記第１及び第２ワーク保持体を収容するケースを備え、
前記位置決め部材は、前記第１及び第２ワーク保持体にそれぞれ設けられた複数のストッパボルトと、前記ケースに設けられて該ストッパボルトの先端部が当接する複数のストッパブロックとを有し、
前記複数のストッパブロックのうち少なくとも１つの当接面は、残りの該ストッパブロックの当接面に対して、前記第１及び第２ワーク保持体の摺動方向にシフトして配設されていることを特徴とする両頭平面研削装置。

【請求項5】

請求項１乃至４のうち何れか１つにおいて、
前記第１及び第２シリンダのうち少なくとも一方を揺動可能に支持して、前記第１及び第２ワーク保持体の摺動方向に対してシリンダロッドが傾いた姿勢で進退することを許容する芯ズレ吸収機構を備えたことを特徴とする両頭平面研削装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、両頭平面研削装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、半導体ウェーハ等の薄板状ワークの両面を研削する両頭平面研削装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

この両頭平面研削装置は、ワークを挟み込むように配置されて流体の圧力によりワークを非接触支持する一対のワーク保持体と、ワーク保持体を摺動可能に支持する案内ロッドと、案内ロッドに沿ってワーク保持体を摺動させるスライド駆動機構とを備えている。そして、一対のワーク保持体によりワークを支持した状態で、ワークと研削砥石とを回転させることにより、ワーク両面の被研削面を研削している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５−２０５５２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、近年、ウェーハ表面に形成するパターンの微細化が進み、露光装置の焦点深度が非常に浅くなってきたことに伴い、ウェーハ表面の平坦度についてもより高いレベルが要求されるようになっている。

【0006】

しかしながら、ワークの被研削面を研削砥石で研削する際には、研削中に生じる振動がワーク保持体に伝わることで、ワーク保持体が研削時位置からずれて動いてしまうおそれがある。そして、ワーク保持体が動いてしまうと、一対のワーク保持体間の距離が大きくなり、ワークの姿勢が不安定となってウェーハ表面の平坦度の要求を満たすことができなくなる。

【0007】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワークの研削中に振動が生じた場合でも、ワーク保持体が研削時位置から動きにくくすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、薄板状のワークを挟み込むように配置されて該ワークを保持する第１及び第２ワーク保持体と、該第１及び第２ワーク保持体を摺動可能に支持する複数の案内ロッドと、該案内ロッドに沿って該第１及び第２ワーク保持体を摺動させる第１及び第２シリンダと、該第１及び第２ワーク保持体に保持された該ワークの両面の被研削面を研削する一対の研削砥石とを備えた両頭平面研削装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。

【0009】

すなわち、第１の発明は、前記第１及び第２ワーク保持体で前記ワークを保持する研削時位置において、該第１及び第２ワーク保持体のうち少なくとも一方を、前記案内ロッドの軸方向に対して傾いた姿勢で位置決めする複数の位置決め部材を備えたことを特徴とするものである。

【0010】

第１の発明では、第１及び第２ワーク保持体は、複数の位置決め部材によって研削時位置に位置決めされる。このとき、第１及び第２ワーク保持体のうち少なくとも一方は、案内ロッドの軸方向に対して傾いた姿勢となっている。

【0011】

このような構成とすれば、第１及び第２ワーク保持体が案内ロッドに対して拗れた状態となるので、ワークの研削中に振動が生じても、第１及び第２ワーク保持体が研削時位置から動きにくくなる。これにより、第１及び第２ワーク保持体でワークを安定して保持することができ、ワークの研削精度を高めることができる。

【0012】

第２の発明は、第１の発明において、
前記第１及び第２ワーク保持体は、前記研削時位置において、前記案内ロッドの軸方向に対して傾いた姿勢で且つ互いに平行となるように位置決めされていることを特徴とするものである。

【0013】

第２の発明では、第１及び第２ワーク保持体は、研削時位置において、案内ロッドの軸方向に対して傾いた姿勢で且つ互いに平行となっている。これにより、第１及び第２ワーク保持体の間の距離を一定に維持して、ワークの姿勢を安定させることができる。

【0014】

第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記第１及び第２ワーク保持体を収容するケースを備え、
前記位置決め部材は、前記第１及び第２ワーク保持体にそれぞれ設けられた複数のストッパボルトと、前記ケースに設けられて該ストッパボルトの先端部が当接する複数のストッパブロックとを有し、
前記複数のストッパボルトのうち少なくとも１つの先端部は、残りの該ストッパボルトの先端部に対して、前記第１及び第２ワーク保持体の摺動方向にシフトして配設されていることを特徴とするものである。

【0015】

第３の発明では、複数のストッパボルトが第１及び第２ワーク保持体に設けられ、複数のストッパブロックがケースに設けられる。そして、少なくとも１つのストッパボルトの先端部は、残りのストッパボルトの先端部に対して摺動方向にシフトして配設される。これにより、ストッパボルトがストッパブロックに当接したときに、ストッパボルトの先端部をシフトさせていた分だけ、第１及び第２ワーク保持体を傾けることができる。

【0016】

第４の発明は、第１又は第２の発明において、
前記第１及び第２ワーク保持体を収容するケースを備え、
前記位置決め部材は、前記第１及び第２ワーク保持体にそれぞれ設けられた複数のストッパボルトと、前記ケースに設けられて該ストッパボルトの先端部が当接する複数のストッパブロックとを有し、
前記複数のストッパブロックのうち少なくとも１つの当接面は、残りの該ストッパブロックの当接面に対して、前記第１及び第２ワーク保持体の摺動方向にシフトして配設されていることを特徴とするものである。

【0017】

第４の発明では、複数のストッパボルトが第１及び第２ワーク保持体に設けられ、複数のストッパブロックがケースに設けられる。そして、少なくとも１つのストッパブロックの当接面は、残りのストッパブロックの当接面に対して摺動方向にシフトして配設される。これにより、ストッパボルトがストッパブロックに当接したときに、ストッパブロックの当接面をシフトさせていた分だけ、第１及び第２ワーク保持体を傾けることができる。

【0018】

第５の発明は、第１乃至第４の発明のうち何れか１つにおいて、
前記第１及び第２シリンダのうち少なくとも一方を揺動可能に支持して、前記第１及び第２ワーク保持体の摺動方向に対してシリンダロッドが傾いた姿勢で進退することを許容する芯ズレ吸収機構を備えたことを特徴とするものである。

【0019】

第５の発明では、第１及び第２シリンダのうち少なくとも一方は、芯ズレ吸収機構によって揺動可能に支持される。芯ズレ吸収機構は、例えば、球面軸受によって構成される。これにより、第１及び第２ワーク保持体が研削時位置において傾いた姿勢となった場合でも、その傾きを芯ズレ吸収機構によって吸収することができるので、シリンダロッドをスムーズに進退させることができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、第１及び第２ワーク保持体が案内ロッドに対して拗れた状態となるので、ワークの研削中に振動が生じても、第１及び第２ワーク保持体が研削時位置から動きにくくなる。これにより、第１及び第２ワーク保持体でワークを安定して保持することができ、ワークの研削精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本実施形態１に係る両頭平面研削装置の構成を示す平面図である。

【図2】ワーク保持体がワーク着脱時位置にあるときの正面断面図である。

【図3】両頭平面研削装置の構成を示す正面断面図である。

【図4】両頭平面研削装置を右方向から見たときの側面断面図である。

【図5】第１及び第２ワーク保持体を互いに離間させた状態を示す平面図である。

【図6】第１及び第２ワーク保持体を研削時位置に位置決めした状態を示す平面図である。

【図7】シリンダロッドが揺動した状態を一部拡大して示す断面図である。

【図8】本実施形態２に係る第１及び第２ワーク保持体を研削時位置に位置決めした状態を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。各図には、上下や前後左右の方向を矢印で示してある。特に言及しない限り、上下等の方向についてはこれら矢印で示す方向に従って説明する。

【0023】

《実施形態１》
図１〜図４に示すように、両頭平面研削装置１は、半導体ウェーハ等の薄板円板状のワークＷを保持して回転駆動するワークドライブ装置２と、ワークドライブ装置２により保持及び回転されるワークＷの両面を研削砥石３により研削する砥石装置４とを備えている。ワークドライブ装置２及び砥石装置４は、水平なベッド５上に着脱自在に固定されている。

【0024】

ワークドライブ装置２は、ワークＷの両面を研削する際にワークＷを保持して回転駆動するもので、ワークＷをその周縁部及び両面側から保持するワーク保持機構６と、ワーク保持機構６で保持されたワークＷを回転駆動するワーク回転機構７と、ワーク保持機構６を収容してワーク保持機構６を移動可能に支持する内部ケース８と、ワーク保持機構６を内部ケース８に対してスライド移動させるスライド駆動機構９と、内部ケース８を支持するとともにその外側を覆う外部ケース１０とを備えている。

【0025】

内部ケース８は、上方及び下方が開口した略矩形の箱状に形成されており、外部ケース１０内の上部側に配置されている。外部ケース１０は、上方が開口した略矩形の箱状に形成され、その底面がベッド５の上面に固定されている。外部ケース１０の前側及び後側には、内部ケース８の前側及び後側を支持する前側支持部１３及び後側支持部１４が設けられている。

【0026】

前側支持部１３は、内部ケース８をその前側で揺動可能に支持するもので、外部ケース１０の左右の側壁板の前側上部にそれぞれ設けられた一対の支持ロッド１６と、内部ケース８の前側左右に設けられて支持ロッド１６が摺動可能に挿通された支持ブラケット１７とを備えている。これにより、内部ケース８は、その前側の支持ブラケット１７を介して支持ロッド１６により揺動可能に支持されている。

【0027】

後側支持部１４は、内部ケース８をその後側で高さ位置調整可能に支持するためのもので、カム２１と、カム軸２２を介してカム２１を回転駆動するカムモータ２３と、内部ケース８の後側に設けられたカムフォロア２４とを備えている。

【0028】

ここで、カムモータ２３を作動させると、カム軸２２を介してカム２１が回転し、カム２１に摺接しているカムフォロア２４の位置が上下する。すなわち、内部ケース８は、その後側のカムフォロア２４を介してカム２１により高さ位置調整可能に支持されている。

【0029】

外部ケース１０内の下部には、研削砥石３のドレッシングを行うドレッシング装置２５が配置されている。ドレッシング装置２５は、例えば、ベッド５に着脱自在に固定されている。

【0030】

ワーク保持機構６は、互いに対向するように配置され且つ内部ケース８により左右方向に移動可能に支持される第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０により構成されている。

【0031】

第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０は、それぞれ、前後方向の鉛直面に平行に配置された第１支持プレート３１及び第２支持プレート４１と、第１支持プレート３１及び第２支持プレート４１の対向面側にそれぞれ設けられた第１サポートパッド３２及び第２サポートパッド４２とを備えている。

【0032】

なお、図４では、第１支持プレート３１及び第１サポートパッド３２の側面のみを図示しているが、第１支持プレート３１及び第２支持プレート４１、第１サポートパッド３２及び第２サポートパッド４２は、基本的に略同じ構成であるため、第２支持プレート４１及び第２サポートパッド４２の側面については図示を省略する。

【0033】

第１サポートパッド３２及び第２サポートパッド４２は、水等の流体の圧力によりワークＷを両面側から非接触支持するためのもので、略円板状に形成されている。第１サポートパッド３２及び第２サポートパッド４２の対向面側には、流体を吐出する流体供給孔６５が複数形成されている。

【0034】

第１サポートパッド３２及び第２サポートパッド４２の下部側には、その外縁側から第１サポートパッド３２及び第２サポートパッド４２の中心位置を若干越えた位置まで研削砥石３に対応する円弧状の砥石用切り欠き部６６が形成されている。

【0035】

第１支持プレート３１及び第２支持プレート４１は、上下方向寸法が第１サポートパッド３２及び第２サポートパッド４２と略等しく、前後方向寸法が第１サポートパッド３２及び第２サポートパッド４２よりも大きい略矩形状に形成されており、その対向面側の略中央位置に、第１サポートパッド３２及び第２サポートパッド４２が着脱可能に固定されている。第１支持プレート３１及び第２支持プレート４１には、第１サポートパッド３２及び第２サポートパッド４２側の砥石用切り欠き部６６に対応する切り欠き部６７が形成されている。

【0036】

第１ワーク保持体３０の第１支持プレート３１には、第２ワーク保持体４０との対向面側であって第１サポートパッド３２の周辺部に、４個の支持ローラ６１が、第１サポートパッド３２の外周に沿って略等ピッチで配置されており、これら４個の支持ローラ６１により、ワークＷを保持するワーク保持キャリア６０が回転自在に支持されている。

【0037】

ワーク保持キャリア６０は、ワークＷを遊嵌可能なリング状に形成されており、内周側の一部に半径方向内側に向けて形成された図示しない突起部とワークＷ側のノッチとが噛み合っている。これにより、ワーク保持キャリア６０が周方向に回転するのに連動して、ワークＷが回転するようになっている。

【0038】

ワーク回転機構７は、先端にワーク駆動ギア（図示省略）が取り付けられたワーク回転軸２６を回転させるワーク回転モータ２７を備えている。ワーク回転モータ２７の回転駆動力は、ワーク回転軸２６を介してワーク保持キャリア６０に伝達され、ワーク保持キャリア６０が回転するとともにワークＷも回転する。

【0039】

第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０は、内部ケース８側に左右方向に延びる複数本、例えば４本の案内ロッド５１により左右方向に摺動自在に支持されている。すなわち、内部ケース８側には、前後上下各１本、計４本の案内ロッド５１が架設されている。

【0040】

第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０には、第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０上で且つ第１サポートパッド３２及び第２サポートパッド４２の左右両側の位置に、案内ロッド５１に対応する４個の貫通孔５２が設けられている。第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０は、内部ケース８側の案内ロッド５１に対して貫通孔５２をブッシュ５３を介して摺動自在に嵌合されることにより、左右方向に摺動可能に支持されている。

【0041】

ここで、ブッシュ５３は、ワークＷの研削時に案内ロッド５１が撓まないように、ダブルブッシュを用いるのが好ましい。ただし、全てのブッシュ５３をダブルブッシュにすると、装置の全長が大きくなってしまうため、本実施形態では、第１ワーク保持体３０側で上側前部及び下側後部の案内ロッド５１を支持するブッシュ５３と、第２ワーク保持体４０側で下側前部及び上側後部の案内ロッド５１を支持するブッシュ５３とについて、ダブルブッシュを用いることにしている。

【0042】

第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０は、上下の案内ロッド５１の間で且つワークＷを挟んで第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０の左右両側に配置されたスライド駆動機構９により、案内ロッド５１に沿ってスライド駆動されるようになっている。

【0043】

スライド駆動機構９は、第１ワーク保持体３０を摺動させる第１シリンダ３５と、第２ワーク保持体４０を摺動させる第２シリンダ４５とを備えている。第１シリンダ３５及び第２シリンダ４５は、例えば、空気圧式のシリンダで構成されている。

【0044】

第１シリンダ３５は、第１シリンダ本体３６と、第１シリンダ本体３６から進退する第１シリンダロッド３７とを有する。第１シリンダ本体３６の右端部は、内部ケース８の左側壁に取り付けられている。第１シリンダ本体３６の左端部は、外部ケース１０を貫通して外部ケース１０の左外方に突出している。

【0045】

第１シリンダロッド３７の先端部は、内部ケース８を貫通して、球面軸受５５を介して第１ワーク保持体３０の第１支持プレート３１に揺動可能に取り付けられている。なお、球面軸受５５の構成については後述する。

【0046】

第２シリンダ４５は、第２シリンダ本体４６と、第２シリンダ本体４６から進退する第２シリンダロッド４７とを有する。第２シリンダ本体４６の左端部は、第２ワーク保持体４０の第２支持プレート４１に取り付けられている。第２シリンダ本体４６の右端部は、内部ケース８及び外部ケース１０を貫通して外部ケース１０の右外方に突出している。第２シリンダロッド４７の先端部は、球面軸受５５を介して第１ワーク保持体３０の第１支持プレート３１に揺動可能に取り付けられている。なお、球面軸受５５の構成については後述する。

【0047】

スライド駆動機構９により、ワークＷの研削時には、第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０が、内部ケース８内の左右方向の略中央位置において第１サポートパッド３２及び第２サポートパッド４２が互いに近接する「研削時位置」（図１参照）に保持される。

【0048】

第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０には、「研削時位置」において、案内ロッド５１や第２シリンダロッド４７が露出しないように覆う筒状のカバー５４が設けられている。具体的に、上側前部及び下側後部の案内ロッド５１を覆うためのカバー５４は、第２支持プレート４１の対向面側に設けられている。第２シリンダロッド４７を覆うためのカバー５４は、第２支持プレート４１の対向面側に設けられている。下側前部及び上側後部の案内ロッド５１を覆うためのカバー５４は、第１支持プレート３１の対向面側に設けられている。

【0049】

ワークＷの着脱時には、第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０が「研削時位置」にある状態から、第２シリンダ４５側のみが第２シリンダロッド４７を突出させる方向に作動され、第２ワーク保持体４０が第１ワーク保持体３０から所定距離だけ離間した「ワーク着脱時位置」（図２参照）に保持される。

【0050】

また、ドレッシング装置２５により研削砥石３のドレッシングを行う際には、例えば、第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０が「研削時位置」にある状態から、第２シリンダ４５側が第２シリンダロッド４７を突出させる方向（左方向）に作動され、さらに、第１シリンダ３５側が第１シリンダロッド３７を引き込む方向（左方向）に作動され、これによって第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０が互いに離間する方向に移動し、「ドレッシング作業時位置」（図３参照）に保持される。

【0051】

ところで、「研削時位置」において、流体の圧力によってワークＷを非接触支持するために、第１サポートパッド３２及び第２サポートパッド４２の間の距離が非常に重要となる。そこで、第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０を「研削時位置」に正確に位置決めするために、複数の位置決め部材７０を設けるようにしている。

【0052】

図５にも示すように、位置決め部材７０は、ストッパボルト６２と、ストッパブロック６３とを有する。ストッパボルト６２は、第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０の４つの角部にそれぞれ配設され、ボルト保持部６４によって保持されている。ストッパボルト６２は、第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０の摺動方向に沿って先端部を進退させることで、ボルト保持部６４からの突出量を調整可能となっている。

【0053】

ストッパブロック６３は、内部ケース８側に設けられている。前側のストッパブロック６３と後側のストッパブロック６３とは、前後方向に一列に並ぶように配置されている。これにより、ストッパブロック６３におけるストッパボルト６２の先端部との当接面は、前後方向に延びる同一平面上に位置している。

【0054】

ここで、第１ワーク保持体３０では、後側のストッパボルト６２の先端部が、前側のストッパボルト６２の先端部よりも所定のシフト量だけ突出している。一方、第２ワーク保持体４０では、前側のストッパボルト６２の先端部が、後側のストッパボルト６２の先端部よりも所定のシフト量だけ突出している。

【0055】

なお、図５では、前側及び後側に配設されたストッパボルト６２の先端部が互いにシフトして配設されていることを分かりやすく説明するために、ストッパボルト６２の突出量を強調して図示している。実際には、前後のストッパボルト６２のシフト量をｘ［ｍｍ］、前後のストッパボルト６２の中心間距離をＤ［ｍｍ］としたときに、下記の（１）式を満たすように設定されている。

【0056】

０＜ｘ／Ｄ＜０．００１ ・・・（１）

【0057】

具体的に、ストッパボルト６２の中心間距離Ｄが１００ｍｍの場合には、シフト量ｘは、０〜０．１ｍｍ（０〜１００μｍ）となる。より好ましくは、シフト量ｘを、０．０２〜０．０７ｍｍ（２０〜７０μｍ）に設定するのがよい。

【0058】

例えば、ワークＷとして３００ｍｍウェーハを研削できる研削装置の場合、ストッパボルト６２の中心間距離Ｄは４００ｍｍ程度である。この場合には、シフト量ｘを、０．０８〜０．２８ｍｍ（８０〜２８０μｍ）に設定するのがよい。

【0059】

そして、図６に示すように、第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０のストッパボルト６２が、内部ケース８側のストッパブロック６３に当接すると、ストッパボルト６２の先端部をシフトさせていた分だけ、第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０が案内ロッド５１の軸方向に対して傾いた姿勢で「研削時位置」に位置決めされる。

【0060】

このような構成とすれば、第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０が案内ロッド５１に対して拗れた状態となるので、ワークＷの研削中に振動が生じても、第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０が研削時位置から動きにくくなる。これにより、第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０でワークＷを安定して保持することができ、ワークＷの研削精度を高めることができる。

【0061】

また、「研削時位置」においては、第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０が互いに平行となるように傾いているので、第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０の間の距離を一定に維持して、ワークＷの姿勢を安定させることができる。

【0062】

また、本実施形態では、第２シリンダ４５の第２シリンダロッド４７が第１ワーク保持体３０に取り付けられ、第２シリンダ本体４６が第２ワーク保持体４０に取り付けられている。つまり、第２シリンダ４５は、内部ケース８には直接取り付けられていない。そのため、「研削時位置」において、第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０のストッパボルト６２がストッパブロック６３に当接したときの衝撃力は、内部ケース８側ではなく、ストッパボルト６２を介して第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０の間で伝達されることとなる。

【0063】

これにより、内部ケース８側に振動、撓み、歪み、変形等が生じるのを抑えることができる。その結果、第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０の間の距離を安定させて、ワークＷを高精度に研削することが可能となる。

【0064】

ところで、「研削時位置」において、第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０が傾いた姿勢となっているため、第１シリンダロッド３７及び第２シリンダロッド４７をスムーズに進退させることができないおそれがある。

【0065】

そこで、本実施形態では、第１シリンダロッド３７及び第２シリンダロッド４７が傾いた姿勢で進退することを許容するために、芯ズレ吸収機構としての球面軸受５５を設けるようにしている。

【0066】

具体的に、図７にも示すように、球面軸受５５は、球体の左右両側が平坦となるように加工された形状とされ、左右方向に貫通する孔が形成されている。第１シリンダロッド３７の先端部には、締結ボルト５８によって球面軸受５５が締結固定されている。また、第２シリンダロッド４７の先端部にも同様に、締結ボルト５８によって球面軸受５５が締結固定されている。

【0067】

第１支持プレート３１の左側面及び右側面には、軸受ブロック５６がそれぞれ埋め込まれている。軸受ブロック５６は、球面軸受５５の湾曲凸面に対応した湾曲凹面を有し、球面軸受５５を摺動可能に支持している。左側の軸受ブロック５６の左方には、挟持板５７が配設されている。右側の軸受ブロック５６の右方にも同様に、挟持板５７が配設されている。左右の挟持板５７は、第１支持プレート３１を左右方向に貫通する締結ボルト５８によって共締めされることで、左右の軸受ブロック５６及び第１支持プレート３１を挟持している。

【0068】

このように、第１シリンダロッド３７及び第２シリンダロッド４７の先端部を、球面軸受５５を介して第１ワーク保持体３０の第１支持プレート３１に揺動可能に取り付けることで、第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０が「研削時位置」において傾いた姿勢となった場合でも、その傾きを球面軸受５５によって吸収することができる。これにより、第１シリンダロッド３７及び第２シリンダロッド４７をスムーズに進退させることができる。

【0069】

砥石装置４は、カップ型の研削砥石３と、研削砥石３を回転駆動する駆動モータ（図示省略）とを備え、ワークドライブ装置２の左右両側にそれぞれ１台ずつ配置されている。砥石装置４の研削砥石３は、第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０の切り欠き部６７及び第１サポートパッド３２及び第２サポートパッド４２の砥石用切り欠き部６６を介して、ワーク保持キャリア６０で保持されたワークＷの両面側に対向するように配置されている。

【0070】

なお、砥石装置４は、研削砥石３を軸方向（左右方向）に移動可能に構成されており、ワークＷの着脱時には、研削砥石３を、「研削位置」から所定の「待機位置」まで移動させるようになっている。

【0071】

以上のような構成を有する両頭平面研削装置１において、ワークＷの研削を行う際には、研削砥石３を「待機位置」に、第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０を「ワーク着脱時位置」にそれぞれ保持した状態で、ワークＷが、図示しないローダにより、第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０間を経てワーク保持キャリア６０に装着される（図２参照）。

【0072】

ワークＷがワーク保持キャリア６０に装着されると、第２シリンダ４５が第２シリンダロッド４７を引き込む方向に作動されて第２ワーク保持体４０が第１ワーク保持体３０に向かって移動し、第１サポートパッド３２及び第２サポートパッド４２がワークＷの両面側に近接する「ワーク研削時位置」に保持される。そして、第１サポートパッド３２及び第２サポートパッド４２側の流体供給孔６５から空気や水等の流体が吐出され、ワークＷは、研削砥石３による研削位置よりも外側の領域において、その両面側からこの流体の圧力を受けることにより非接触状態で保持される。

【0073】

この状態で、ワーク回転モータ２７の駆動によりワーク保持キャリア６０が回転を開始し、それによってワークＷも回転を開始し、また左右の研削砥石３も回転を開始する。ワークＷが回転を開始すると、左右の研削砥石３が回転を開始するとともに、「待機位置」から徐々にワークＷの被研削面に接近し、やがて左右の研削砥石３によりワークＷが研削位置において両側から挟まれた状態となり、ワークＷの研削が始まる。

【0074】

ワークＷの研削が終了すると、研削砥石３が「研削位置」から「待機位置」まで移動され、第２ワーク保持体４０が「研削時位置」から「ワーク着脱時位置」まで移動され、図示しないローダにより研削後のワークＷがワーク保持キャリア６０から取り出され、搬出される。

【0075】

《実施形態２》
以下、前記実施形態１と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。図８に示すように、位置決め部材７０は、ストッパボルト６２と、ストッパブロック６３とを有する。ストッパボルト６２は、第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０の４つの角部にそれぞれ配設され、ボルト保持部６４によって保持されている。ストッパボルト６２は、第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０の摺動方向に沿って先端部を進退させることで、ボルト保持部６４からの突出量を調整可能となっている。

【0076】

そして、第１ワーク保持体３０では、前側及び後側のストッパボルト６２の先端部が、前後方向に延びる同一平面上に位置するように調整されている。また、第２ワーク保持体４０においても同様に、前側及び後側のストッパボルト６２の先端部が、前後方向に延びる同一平面上に位置するように調整されている。

【0077】

ストッパブロック６３は、内部ケース８側に設けられている。ここで、前側のストッパブロック６３は、後側のストッパブロック６３に対して、所定のシフト量だけ右方向にシフトして配設されている。その結果、前側のストッパブロック６３の左右の当接面は、後側のストッパブロック６３の左右の当接面に対して、所定のシフト量だけ右方向にシフトして配設されている。

【0078】

なお、ストッパブロック６３のシフト量ｘ［ｍｍ］と、前後のストッパボルト６２の中心間距離Ｄ［ｍｍ］との関係は、前記実施形態１と同様であるため、説明を省略する。

【0079】

そして、第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０のストッパボルト６２が、内部ケース８側のストッパブロック６３に当接すると、ストッパブロック６３の当接面をシフトさせていた分だけ、第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０が案内ロッド５１の軸方向に対して傾いた姿勢で「研削時位置」に位置決めされる。

【0080】

《その他の実施形態》
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

【0081】

本実施形態では、研削砥石３を左右方向に対向させて配置した両頭平面研削装置の例を示したが、その他の両頭平面研削装置、例えば研削砥石３を上下方向に対向させるように構成したもの等にも同様に適用可能である。

【0082】

また、本実施形態では、各図に前後左右の方向を矢印で示し、これら矢印で示す方向に従って装置構成を説明するようにしたが、工場内に設置される両頭平面研削装置１の実際の前後左右の方向は、各図に矢印で示す方向とは逆向きであってもよい。

【0083】

また、本実施形態では、第１ワーク保持体３０及び第２ワーク保持体４０を、「研削時位置」において案内ロッド５１の軸方向に対して傾いた姿勢で位置決めするようにしたが、例えば、第２ワーク保持体４０のみを傾けるようにしても構わない。

【0084】

また、本実施形態では、ストッパボルト６２及びストッパブロック６３を４つ設けているが、少なくとも３つ設けておけばよい。

【産業上の利用可能性】

【0085】

以上説明したように、本発明は、ワークの研削中に振動が生じた場合でも、ワーク保持体が研削時位置から動きにくくすることができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。

【符号の説明】

【0086】

１ 両頭平面研削装置
３ 研削砥石
８ 内部ケース
３０ 第１ワーク保持体
３５ 第１シリンダ
３７ 第１シリンダロッド
４０ 第２ワーク保持体
４５ 第２シリンダ
４７ 第２シリンダロッド
５１ 案内ロッド
５５ 球面軸受（芯ズレ吸収機構）
６２ ストッパボルト
６３ ストッパブロック
７０ 位置決め部材
Ｗ ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】