特許 6403601 加工装置

(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】6403601

(24)【登録日】2018年9月21日

(45)【発行日】2018年10月10日

(54)【発明の名称】加工装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 49/10 20060101AFI20181001BHJP

   B23Q 17/09 20060101ALI20181001BHJP

   B23D 5/02 20060101ALI20181001BHJP

【ＦＩ】

   B24B49/10

   B23Q17/09 A

   B23Q17/09 F

   B23D5/02

【請求項の数】3

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-27480(P2015-27480)

(22)【出願日】2015年2月16日

(65)【公開番号】特開2016-150394(P2016-150394A)

(43)【公開日】2016年8月22日

【審査請求日】2017年12月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100075384

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 昂

(74)【代理人】

【識別番号】100172281

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 知広

(72)【発明者】

【氏名】内田 文雄

【審査官】 亀田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６３−１７４８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２８７７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０１９３８１９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開昭５６−０７６３６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／０８０６９９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平４−９９９４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平５−１５４８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２９０２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−８４７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−６６８７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ ４９／００ − ４９／１６

Ｂ２３Ｄ ５／０２

Ｂ２３Ｑ １７／０９

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を加工する加工手段と、を含み、
該加工手段は、端部に工具マウントが固定されスピンドルハウジングに回転可能に支持されたスピンドルと、下面側に研削砥石、研磨布、又はバイトが配設され該工具マウントに装着される加工工具と、を有する加工装置であって、
該加工工具の振動に対応した振動信号を生成する振動信号生成手段と、
該振動信号生成手段で生成した振動信号に基づいて該加工工具の状態を判定する制御手段と、を具備し、
該振動信号生成手段は、
該工具マウントに配設され、該加工工具の振動に対応した該振動信号となる電圧を生成する超音波振動子と、
該超音波振動子と接続され、該電圧を該制御手段に伝送する伝送手段と、を含み、
該伝送手段は、該工具マウント側に設けられた第１のコイル手段と、該第１のコイル手段と間隔を持って対向し該スピンドルハウジング側に設けられた第２のコイル手段と、を含み、
該制御手段は、
該スピンドルの回転に伴う該加工工具の振動に起因する振動信号に対応した基準信号と、被加工物の加工に伴う該加工工具の振動に起因する振動信号に対応した判定対象信号と、を記憶する記憶手段と、
該判定対象信号から該基準信号を除去して得られる信号に基づき該加工工具の状態を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする加工装置。

【請求項2】

該制御手段は、該振動信号の時間変化に相当する波形をフーリエ変換して、振動を周波数成分に分ける解析手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の加工装置。

【請求項3】

該記憶手段は、加工に異常が生じる際の該加工工具の振動に起因する振動信号に対応する異常判定信号を更に記憶し、
該判定手段は、該判定対象信号から該基準信号を除去して得られる信号を、該異常判定信号と比較することで、加工の異常の有無を判定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、板状の被加工物を加工する加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＩＣ、ＬＳＩ等に代表される半導体デバイスの製造工程では、円盤状の基台に複数の砥石が固定された研削工具を用いて、シリコン等の半導体材料でなる半導体ウェーハ等を薄く加工（研削）することがある。また、円盤状の基台に切り刃（バイト）が固定された切削工具を用いて、半導体ウェーハのバンプ電極やパッケージ基板の封止樹脂等を平坦に加工（切削、旋回切削）することもある。

【0003】

このような加工において、工具の磨滅や、突発的な加工負荷の変化、その他の異常が発生すると、被加工物を適切に加工できなくなってしまう。そのため、熟練した作業者が加工時の音を聴き分ける方法や、工具を回転させるためのモータの電流をモニタする方法等により、異常の発生を判断していた（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−１４３５１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、加工時の音を聴き分ける方法は、熟練した作業者を要するので汎用性に難があり、また、感覚に基づくので判断にばらつきがある。一方、モータの電流をモニタする方法は、加工時の音を聴き分ける方法に比べて判断のばらつきを小さくできるが、ある程度の測定誤差があるので僅かな異常の検出には向いていない。

【0006】

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加工中の異常を適切に検出可能な加工装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明によれば、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を加工する加工手段と、を含み、該加工手段は、端部に工具マウントが固定されスピンドルハウジングに回転可能に支持されたスピンドルと、下面側に研削砥石、研磨布、又はバイトが配設され該工具マウントに装着される加工工具と、を有する加工装置であって、該加工工具の振動に対応した振動信号を生成する振動信号生成手段と、該振動信号生成手段で生成した振動信号に基づいて該加工工具の状態を判定する制御手段と、を具備し、該振動信号生成手段は、該工具マウントに配設され、該加工工具の振動に対応した該振動信号となる電圧を生成する超音波振動子と、該超音波振動子と接続され、該電圧を該制御手段に伝送する伝送手段と、を含み、該伝送手段は、該工具マウント側に設けられた第１のコイル手段と、該第１のコイル手段と間隔を持って対向し該スピンドルハウジング側に設けられた第２のコイル手段と、を含み、該制御手段は、該スピンドルの回転に伴う該加工工具の振動に起因する振動信号に対応した基準信号と、被加工物の加工に伴う該加工工具の振動に起因する振動信号に対応した判定対象信号と、を記憶する記憶手段と、該判定対象信号から該基準信号を除去して得られる信号に基づき該加工工具の状態を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする加工装置が提供される。

【0008】

また、本発明において、該制御手段は、該振動信号の時間変化に相当する波形をフーリエ変換して、振動を周波数成分に分ける解析手段をさらに備えたことが好ましい。

【0009】

また、本発明において、該記憶手段は、加工に異常が生じる際の該加工工具の振動に起因する振動信号に対応する異常判定信号を更に記憶し、該判定手段は、該判定対象信号から該基準信号を除去して得られる信号を、該異常判定信号と比較することで、加工の異常の有無を判定することが好ましい。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る加工装置は、加工工具の振動に対応した振動信号を生成する振動信号生成手段と、振動信号生成手段で生成した振動信号に基づいて加工工具の状態を判定する制御手段と、を備えるので、加工工具の振動を伴う異常を適切に検出できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】研削装置の構成例を模式的に示す図である。

【図2】研削ユニットの構造を模式的に示す分解斜視図である。

【図3】研削ユニットの構造を模式的に示す分解斜視図である。

【図4】研削ユニットの断面等を模式的に示す図である。

【図5】図５（Ａ）は、制御装置に伝送される電圧の波形（時間領域の波形）の例を示すグラフであり、図５（Ｂ）は、フーリエ変換後の波形（周波数領域の波形）の例を示すグラフである。

【図6】図６（Ａ）は、基準信号の例を示すグラフであり、図６（Ｂ）は、判定対象信号の例を示すグラフであり、図６（Ｃ）は、判定対象信号から基準信号を除去して得られる信号の例を示すグラフである。

【図7】旋削装置の構成例を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る研削装置の構成例を模式的に示す図である。図１に示すように、研削装置（加工装置）２は、各構造を支持する基台４を備えている。基台４の上面前端側には、開口４ａが形成されており、この開口４ａ内には、加工対象の被加工物１１（図４参照）を搬送する搬送機構６が設けられている。

【0013】

また、開口４ａのさらに前方の領域には、被加工物１１を収容可能なカセット８ａ，８ｂが載置されている。被加工物１１は、例えば、円盤状に形成された半導体ウェーハや樹脂基板、セラミックス基板、パッケージ基板等である。ただし、被加工物１１はこれに限定されず、任意の材質、形状の板状物を被加工物１１として用いることができる。

【0014】

カセット８ａが載置される載置領域及び開口４ａの後方には、被加工物１１の位置合わせを行う位置合わせ機構１０が設けられている。位置合わせ機構１０は、例えば、カセット８ａから搬送機構６で搬送され、位置合わせ機構１０に載置された被加工物１１の中心を位置合わせする。

【0015】

位置合わせ機構１０の後方には、被加工物１１を吸引保持して旋回可能な搬入機構１２が設けられている。搬入機構１２の後方には、鉛直方向（Ｚ軸方向）に平行な回転軸の周りに所定の角度範囲で回転するターンテーブル１４が設置されている。ターンテーブル１４の上面には、被加工物１１を吸引保持する複数（本実施形態では、３個）のチャックテーブル１６が略等角度間隔に設けられている。

【0016】

位置合わせ機構１０で位置合わせされた被加工物１１は、搬入機構１２により、前方の搬入搬出位置に位置付けられたチャックテーブル１６へと搬入される。ターンテーブル１４は、所定の回転方向に回転し、チャックテーブル１６を、搬入搬出位置、第１の研削位置、及び第２の研削位置の順に位置付ける。

【0017】

各チャックテーブル１６は、モータ等の回転駆動源（不図示）と連結されており、鉛直方向に平行な回転軸の周りに回転する。各チャックテーブル１６の上面は、被加工物１１を吸引保持する保持面１６ａとなっている。この保持面１６ａは、チャックテーブル１６の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）と接続されている。チャックテーブル１６に搬入された被加工物１１は、保持面１６ａに作用する吸引源の負圧で吸引される。

【0018】

ターンテーブル１４の後方には、柱状に形成された２本の支持構造１８が略鉛直に立てられている。各支持構造１８の前面側には、Ｚ軸移動機構２０が設けられている。Ｚ軸移動機構２０は、支持構造１８の前面に配置されＺ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール２２を備えている。Ｚ軸ガイドレール２２には、Ｚ軸移動プレート２４がスライド可能に設置されている。

【0019】

Ｚ軸移動プレート２４の後面側（裏面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール２２と平行なＺ軸ボールネジ２６が螺合されている。Ｚ軸ボールネジ２６の一端部には、Ｚ軸パルスモータ２８が連結されている。Ｚ軸パルスモータ２８でＺ軸ボールネジ２６を回転させることで、Ｚ軸移動プレート２４はＺ軸ガイドレール２２に沿ってＺ軸方向に移動する。

【0020】

各Ｚ軸移動プレート２４の前面（表面）には、支持具３０が固定されている。各支持具３０には、被加工物１１を研削する研削ユニット（加工手段）３２が支持されている。チャックテーブル１６とともに第１の研削位置又は第２の研削位置に位置付けられた被加工物１１は、各研削ユニット３２で研削される。研削ユニット３２の詳細については後述する。

【0021】

搬入機構１２と隣接する位置には、研削後の被加工物１１を吸引保持して旋回可能な搬出機構３４が設けられている。搬出機構３４の前方、且つ開口４ａの後方には、研削後の被加工物１１を洗浄する洗浄ユニット３６が設けられている。洗浄ユニット３６で洗浄された被加工物１１は、搬送機構６で搬送され、例えば、カセット８ｂに収容される。

【0022】

搬送機構６、位置合わせ機構１０、搬入機構１２、ターンテーブル１４、チャックテーブル１６、Ｚ軸移動機構２０、研削ユニット３２、搬出機構３４、洗浄ユニット３６等の各構成要素は、制御装置（制御手段）３８に接続されている。制御装置３８は、被加工物１１を適切に研削できるように各部の動作を制御する。

【0023】

図２及び図３は、研削ユニット３２の構造を模式的に示す分解斜視図であり、図４は、研削ユニット３２の断面等を模式的に示す図である。なお、図２、図３、及び図４では、研削ユニット３２の構成の一部を省略している。

【0024】

研削ユニット３２は、円筒状のスピンドルハウジング４０を備えている。スピンドルハウジング４０の内部には、Ｚ軸の周りに回転するスピンドル４２が収容されている。スピンドル４２の下端部は、スピンドルハウジング４０から外部に突出している。スピンドル４２の上端側には、スピンドル４２を回転させるモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。

【0025】

スピンドルハウジング４０の下端部には、留め具４４を介して円盤状のカバーユニット４６が固定されている。カバーユニット４６の中央には、鉛直方向に貫通する円形の開口４６ａが形成されており、この開口４６ａには、スピンドル４２の下端部が挿通されている。

【0026】

スピンドル４２の下端には、円盤状のホイールマウント（工具マウント）４８が着脱可能に固定されており、このホイールマウント４８の下面４８ｂ側には、研削ホイール（加工工具）５０が装着される。研削ホイール５０は、アルミニウム、ステンレス等の金属材料で形成された円筒状のホイール基台５２と、ホイール基台５２の下面５２ｂ側において環状に配置された複数の砥石（研削砥石）５４とを含む。

【0027】

ホイール基台５２の上面５２ａ側には、凹部の内周面に螺子（螺子溝）が切られた複数（本実施形態では４個）の雌螺子部５２ｃが形成されている。一方、ホイールマウント４８の雌螺子部５２ｃに対応する位置には、ホイールマウント４８を上面４８ａから下面４８ｂまで貫通する複数（本実施形態では４個）の開口４８ｃが形成されている。この開口４８ｃを通じて雄螺子５６を雌螺子部５２ｃに締め込むことで、研削ホイール５０はホイールマウント４８の下面４８ｂ側に着脱自在に固定される。

【0028】

図４に示すように、被加工物１１をチャックテーブル１６に吸引保持させた状態で、チャックテーブル１６と研削ホイール５０とを相互に回転させて、純水等の研削液を供給しながら被加工物１１の上面に砥石５４を接触させることで、被加工物１１を研削できる。

【0029】

この研削ユニット３２には、研削ホイール５０の振動を検出するための振動検出機構が設けられている。振動検出機構は、研削ホイール５０の振動に対応した振動信号を生成する振動信号生成装置（振動信号生成手段）５８（図４）を含んでいる。

【0030】

振動信号生成装置５８は、ホイールマウント４８の内部に固定された複数（本実施形態では４個）の超音波振動子６０を備えている。この超音波振動子６０は、例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｉ，Ｔｉ）Ｏ_３）、リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ_３）、リチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ_３）等の材料で形成されており、研削ホイール５０の振動を電圧（振動信号）に変換する。

【0031】

超音波振動子６０は、所定の周波数の振動に対して共振するように構成されている。そのため、超音波振動子６０の共振周波数に応じて、振動検出機構で検出できる振動の周波数が決まる。よって、超音波振動子６０をホイールマウント４８とともに交換することで、研削ホイール５０や被加工物１１の種類（材質、大きさ、重量等）、発生頻度の高い異常の態様等に合わせて振動検出機構を最適化できる。

【0032】

例えば、超音波振動子６０の共振周波数が５０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、１００ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ、３００ｋＨｚ〜５００ｋＨｚのいずれかの場合、３種類のホイールマウント４８を適宜交換することで、５０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの周波数範囲の振動を適切に検出できる。

【0033】

なお、ホイールマウント４８を交換することなく広い周波数範囲の振動を検出できるように、共振周波数の異なる複数の超音波振動子６０を１個のホイールマウント４８に設けても良い。例えば、共振周波数が５０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、１００ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ、３００ｋＨｚ〜５００ｋＨｚである３種類の超音波振動子６０を１個のホイールマウント４８に設ければ、ホイールマウント４８を交換することなく５０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの周波数範囲の振動を検出できる。

【0034】

ここで、複数の超音波振動子６０は、スピンドル４２の軸心に関して対称に配置されることが好ましい。これにより、研削ホイール５０の振動を高精度に検出できる。なお、超音波振動子６０の数、配置、形状等は、図３、及び図４に示す態様に限定されない。例えば、ホイールマウント４８が備える超音波振動子６０は１個でも構わない。

【0035】

超音波振動子６０には、超音波振動子６０で生成された電圧を伝送するための非接触型の伝送路（伝送手段）６２（図４）が接続されている。この伝送路６２は、超音波振動子６０に接続された第１のインダクタ（第１のコイル手段）６４と、第１のインダクタ６４に対して所定の間隔で対向する第２のインダクタ（第２のコイル手段）６６とを含む。

【0036】

第１のインダクタ６４、及び第２のインダクタ６６は、代表的には、導線が巻回された円環状のコイルであり、それぞれ、ホイールマウント４８の上面４８ａ側、及びカバーユニット４６の下面側に固定されている。

【0037】

上述のように第１のインダクタ６４と第２のインダクタ６６とは対向しており、磁気的に結合されている。そのため、超音波振動子６０で生成された電圧は、第１のインダクタ６４と第２のインダクタ６６との相互誘導によって、第２のインダクタ６６側に伝送される。

【0038】

第２のインダクタ６６には、配線等を介して制御装置３８が接続されている。制御装置３８は、第２のインダクタ６６から伝送される電圧に基づいて研削ホイール５０の振動状態を判定する。

【0039】

具体的に、制御装置３８は、第２のインダクタ６６から伝送された電圧（振動信号）等の情報を記憶する記憶部（記憶手段）３８ａと、任意の単位時間あたりに伝送される電圧（振動信号）の時間変化に相当する波形（時間領域の波形）をフーリエ変換（例えば、高速フーリエ変換）によってスペクトル解析する解析部（解析手段）３８ｂと、研削ホイール５０の状態を判定する判定部（判定手段）３８ｃと、を含む。

【0040】

なお、スペクトル解析の単位時間としては、被加工物１１の任意の厚みを研削するのに要する時間（研削厚み毎）、１枚の被加工物１１の研削に要する時間（１ワーク毎）等の態様が考えられる。制御装置３８の各部の詳細については後述する。

【0041】

図５（Ａ）は、制御装置３８に伝送される電圧の波形（時間領域の波形）の例を示すグラフであり、図５（Ｂ）は、フーリエ変換後の波形（周波数領域の波形）の例を示すグラフである。なお、図５（Ａ）では、縦軸が電圧（Ｖ）を、横軸が時間（ｔ）をそれぞれ示し、図５（Ｂ）では、縦軸が振幅を、横軸が周波数（ｆ）をそれぞれ示す。

【0042】

振動信号生成装置５８からの電圧（振動信号）の波形を制御装置３８の解析部３８ｂでフーリエ変換すれば、図５（Ｂ）に示すように、研削ホイール５０の振動を主要な周波数成分に分けて、研削中に発生する異常を容易に解析できる。これにより、研削中の異常をリアルタイムに精度良く検出できる。

【0043】

以下、本実施の形態に係る研削装置２で実施される異常の検出フローについて説明する。初めに、検出の前処理として、バックグラウンドレベルに相当する基準信号を取得する基準信号取得ステップを実施する。この基準信号取得ステップでは、まず、各部に異常のない状態で研削ホイール５０を回転させる。

【0044】

その結果、超音波振動子６０から、スピンドル４２の回転に伴う研削ホイール５０の振動に起因する電圧（振動信号）が生成される。生成された電圧の時間変化に相当する波形（時間領域の波形）は、制御装置３８の記憶部３８ａに記憶される。

【0045】

次に、制御装置３８の解析部３８ｂが、記憶部３８ａに記憶された上記電圧の波形を読み出し、フーリエ変換（高速フーリエ変換）する。その結果、時間領域における電圧（振動信号）の波形は、基準信号（周波数領域の波形）に変換される。図６（Ａ）は、基準信号の例を示すグラフである。得られた基準信号は、記憶部３８ａに記憶される。

【0046】

基準信号取得ステップの後には、実際の検出ステップが開始される。実際の検出ステップでは、初めに、被加工物１１を研削して判定の対象となる判定対象信号を取得する判定対象信号取得ステップを実施する。この判定対象信号取得ステップでは、まず、研削ホイール５０を回転させて被加工物１１を研削する。

【0047】

その結果、超音波振動子６０から、被加工物１１の研削に伴う研削ホイール５０の振動に起因する電圧（振動信号）が生成される。生成された電圧の時間変化に相当する波形（時間領域の波形）は、制御装置３８の記憶部３８ａに記憶される。

【0048】

次に、制御装置３８の解析部３８ｂが、記憶部３８ａに記憶された上記電圧の波形を読み出し、フーリエ変換（高速フーリエ変換）する。その結果、時間領域における電圧（振動信号）の波形は、判定対象信号（周波数領域の波形）に変換される。図６（Ｂ）は、判定対象信号の例を示すグラフである。得られた判定対象信号は、記憶部３８ａに記憶される。

【0049】

判定対象信号取得ステップの後には、判定対象信号を基準信号と比較して研削ホイール５０の状態を判定する比較判定ステップを実施する。この比較判定ステップでは、まず、判定部３８ｃが、記憶部３８ａに記憶された基準信号及び判定対象信号を読み出して、判定対象信号から基準信号を除去する。

【0050】

具体的には、検出対象の全周波数範囲で、判定対象信号の信号強度（振幅）から基準信号の信号強度（振幅）を減じる（減算する）。この時、判定対象信号中の基準信号を適切に除去できるように、判定対象信号又は基準信号の信号強度（振幅）に任意の値を乗じても良い。

【0051】

図６（Ｃ）は、判定対象信号から基準信号を除去して得られる信号の例を示すグラフである。このように、判定対象信号から基準信号を除去することで、研削ホイール５０の状態を適切に判定して、研削中の異常を検出できる。

【0052】

具体的には、例えば、判定対象信号から基準信号を除去して得られる信号を、記憶部３８ａにあらかじめ記憶しておいた異常判定信号と比較することで、研削中の異常の有無を判定できる。すなわち、異常判定信号中の振動モード（振動成分）の一部又は全部と、判定対象信号から基準信号を除去して得られる信号中の振動モードとが一致する場合に、判定部３８ｃは、当該振動モードに対応する異常が発生したと判定する。

【0053】

なお、異常判定信号は、研削に異常が生じる際の研削ホイール５０の振動に起因する電圧（振動信号）の波形を、解析部３８ｂにおいてフーリエ変換（高速フーリエ変換）することで得られる。

【0054】

以上のように、本実施の形態に係る研削装置（加工装置）２は、研削ホイール５０の振動に対応した振動信号を生成する振動信号生成装置（振動信号生成手段）５８と、振動信号生成装置５８で生成した振動信号に基づいて研削ホイール５０の状態を判定する制御装置（制御手段）３８と、を備えるので、研削ホイール５０の振動を伴う異常を適切に検出できる。

【0055】

また、本実施の形態に係る研削装置２では、電圧（振動信号）の時間変化に相当する波形（時間領域の波形）をフーリエ変換するので、電圧（振動信号）を直接的に解析する場合と比較して、研削中に発生する異常の解析が容易になる。これにより、研削中の異常を高い精度で検出できる。

【0056】

なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、電圧（振動信号）をフーリエ変換しているが、電圧をフーリエ変換せずに解析しても良い。

【0057】

また、上記実施形態に係る構成を利用することで、研削ホイール（加工工具）５０の基準高さを割り出すセットアップを自動化することもできる。このセットアップでは、例えば、制御装置３８は、研削ホイール５０を徐々に下降させて、研削ホイール５０の下端をチャックテーブル１６の保持面１６ａに接触させる。

【0058】

また、制御装置３８は、超音波振動子６０で生成される電圧（振動信号）に基づいて、研削ホイール５０とチャックテーブル１６との接触を検出し、その時の研削ホイール５０の高さを基準高さに設定する。なお、研削ホイール５０とチャックテーブル１６との接触が検出されると、制御装置３８は、研削ホイール５０の下降を停止させる。

【0059】

また、上記実施形態では、被加工物１１を研削する研削装置２について説明しているが、本発明に係る加工装置は、被加工物１１を研磨する研磨装置でも良い。研磨装置（加工装置）の基本的な構成は、研削装置２と同じである。ただし、研磨装置では、下面側に研磨布を設けた研磨パッド（加工工具）を研削ホイール５０の代わりに用いる。

【0060】

また、本発明に係る加工装置は、被加工物１１を旋削（旋回切削）する旋削装置でも良い。図７は、旋削装置の構成例を模式的に示す図である。図７に示すように、旋削装置（加工装置）７０は、被加工物１１を吸引保持するチャックテーブル７２を備えている。チャックテーブル７２の下方には、水平移動機構（不図示）が設けられており、チャックテーブル７２は、水平移動機構によって水平方向に移動する。

【0061】

チャックテーブル７２の上面は、被加工物１１を吸引保持する保持面７２ａとなっている。この保持面７２ａは、チャックテーブル７２の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）と接続されている。チャックテーブル７２に搬入された被加工物１１は、保持面７２ａに作用する吸引源の負圧で吸引される。

【0062】

チャックテーブル７２の上方には、被加工物１１を旋削（旋回切削）する旋削ユニット（加工手段）７４が配置されている。この旋削ユニット７４の構成は、上記実施形態に係る研削ユニット３２の構成に類似している。

【0063】

旋削ユニット７４は、円筒状のスピンドルハウジング７６を備えている。スピンドルハウジング７６の内部には、Ｚ軸の周りに回転するスピンドル７８が収容されている。スピンドル７８の下端部は、スピンドルハウジング７６から外部に突出している。スピンドル７８の上端側には、スピンドル７８を回転させるモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。

【0064】

スピンドルハウジング７６の下端部には、円盤状のカバーユニット８０が固定されている。カバーユニット８０の中央には、鉛直方向に貫通する円形の開口８０ａが形成されており、この開口８０ａには、スピンドル７８の下端部が挿通されている。

【0065】

スピンドル７８の下端には、円盤状のホイールマウント（工具マウント）８２が着脱可能に固定されており、このホイールマウント８２の下面側には、旋削ホイール（加工工具）８４が装着される。旋削ホイール８４は、アルミニウム、ステンレス等の金属材料で形成された円筒状のホイール基台８６と、ホイール基台８６の下面側に固定されたダイヤモンド等でなるバイト（切り刃）８８とを含む。

【0066】

図７に示すように、被加工物１１をチャックテーブル７２に吸引保持させた状態で旋削ホイール８４を回転させ、チャックテーブル７２を水平方向に移動させつつ被加工物１１の上面にバイト８８を接触させることで、被加工物１１を旋削できる。

【0067】

旋削ユニット７４には、旋削ホイール８４の振動を検出するための振動検出機構が設けられている。振動検出機構は、旋削ホイール８４の振動に対応した振動信号を生成する振動信号生成装置（振動信号生成手段）９０を含んでいる。

【0068】

振動信号生成装置９０は、ホイールマウント８２の内部に固定された複数の超音波振動子９２を備えている。なお、ホイールマウント８２が備える超音波振動子９２は１個でも良い。

【0069】

超音波振動子９２には、超音波振動子９２で生成される電圧を伝送するための非接触型の伝送路（伝送手段）９４が接続されている。この伝送路９４は、超音波振動子６０に接続された第１のインダクタ（第１のコイル手段）９６と、第１のインダクタ９６に対して所定の間隔で対向する第２のインダクタ（第２のコイル手段）９８とを含む。

【0070】

第１のインダクタ９６、及び第２のインダクタ９８は、代表的には、導線が巻回された円環状のコイルであり、それぞれ、ホイールマウント８２の上面側、及びカバーユニット８０の下面側に固定されている。

【0071】

上述のように第１のインダクタ９６と第２のインダクタ９８とは対向しており、磁気的に結合されている。そのため、超音波振動子９２で生成された電圧は、第１のインダクタ９６と第２のインダクタ９８との相互誘導によって、第２のインダクタ９８側に伝送される。

【0072】

第２のインダクタ９８には、配線等を介して制御装置１００が接続されている。制御装置１００は、第２のインダクタ９８から伝送される電圧に基づいて、旋削ホイール８４の振動状態を判定する。

【0073】

具体的に、制御装置１００は、第２のインダクタ９８から伝送された電圧（振動信号）等の情報を記憶する記憶部（記憶手段）１００ａと、任意の単位時間あたりに伝送される電圧（振動信号）の時間変化に相当する波形（時間領域の波形）をフーリエ変換（例えば、高速フーリエ変換）によってスペクトル解析する解析部（解析手段）１００ｂと、旋削ホイール８４の状態を判定する判定部（判定手段）１００ｃと、を含む。なお、記憶部１００ａ、解析部１００ｂ、及び判定部１００ｃの機能は、上記実施形態に係る記憶部３８ａ、解析部３８ｂ、及び判定部３８ｃの機能と同様である。

【0074】

このように構成された旋削装置（加工装置）７０も、旋削ホイール（加工工具）８４の振動に対応した振動信号を生成する振動信号生成装置（振動信号生成手段）９０と、振動信号生成装置９０で生成した振動信号に基づいて旋削ホイール８４の状態を判定する制御装置（制御手段）１００と、を備えるので、旋削ホイール８４の振動を伴う異常を適切に検出できる。

【0075】

その他、上記実施形態に係る構成、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

【符号の説明】

【0076】

２ 研削装置（加工装置）
４ 基台
４ａ 開口
６ 搬送機構
８ａ，８ｂ カセット
１０ 位置合わせ機構
１２ 搬入機構
１４ ターンテーブル
１６ チャックテーブル
１６ａ 保持面
１８ 支持構造
２０ Ｚ軸移動機構
２２ Ｚ軸ガイドレール
２４ Ｚ軸移動プレート
２６ Ｚ軸ボールネジ
２８ Ｚ軸パルスモータ
３０ 支持具
３２ 研削ユニット（加工手段）
３４ 搬出機構
３６ 洗浄ユニット
３８ 制御装置（制御手段）
３８ａ 記憶部（記憶手段）
３８ｂ 解析部（解析手段）
３８ｃ 判定部（判定手段）
４０ スピンドルハウジング
４２ スピンドル
４４ 留め具
４６ カバーユニット
４６ａ 開口
４８ ホイールマウント（工具マウント）
４８ａ 上面
４８ｂ 下面
４８ｃ 開口
５０ 研削ホイール（加工工具）
５２ ホイール基台
５２ａ 上面
５２ｂ 下面
５２ｃ 雌螺子部
５４ 砥石（研削砥石）
５８ 振動信号生成装置（振動信号生成手段）
６０ 超音波振動子
６２ 伝送路（伝送手段）
６４ 第１のインダクタ（第１のコイル手段）
６６ 第２のインダクタ（第２のコイル手段）
７０ 旋削装置（加工装置）
７２ チャックテーブル
７２ａ 保持面
７４ 旋削ユニット（加工手段）
７６ スピンドルハウジング
７８ スピンドル
８０ カバーユニット
８０ａ 開口
８２ ホイールマウント（工具マウント）
８４ 旋削ホイール（加工工具）
８６ ホイール基台
８８ バイト（切り刃）
９０ 振動信号生成装置（振動信号生成手段）
９２ 超音波振動子
９４ 伝送路（伝送手段）
９６ 第１のインダクタ（第１のコイル手段）
９８ 第２のインダクタ（第２のコイル手段）
１００ 制御装置（制御手段）
１００ａ 記憶部（記憶手段）
１００ｂ 解析部（解析手段）
１００ｃ 判定部（判定手段）
１１ 被加工物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】