特開 2023-135953 加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023135953

(43)【公開日】2023-09-29

(54)【発明の名称】加工装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 41/06 20120101AFI20230922BHJP

   B24B 49/16 20060101ALI20230922BHJP

   B24B 49/10 20060101ALI20230922BHJP

   B24B 7/04 20060101ALI20230922BHJP

   B24B 41/047 20060101ALI20230922BHJP

   B23Q 17/09 20060101ALI20230922BHJP

   B23Q 17/12 20060101ALI20230922BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20230922BHJP

【ＦＩ】

B24B41/06 L

B24B49/16

B24B49/10

B24B7/04 A

B24B41/047

B23Q17/09 H

B23Q17/12

H01L21/304 622R

H01L21/304 631

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022041314

(22)【出願日】2022-03-16

(71)【出願人】

【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】110001014

【氏名又は名称】弁理士法人東京アルパ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】前田 寛陽

【テーマコード（参考）】

3C029

3C034

3C043

5F057

【Ｆターム（参考）】

3C029CC05

3C034AA08

3C034BB01

3C034BB42

3C034BB73

3C034BB92

3C034CA13

3C034CA16

3C034CA24

3C034CB08

3C034CB14

3C034DD10

3C043BA03

3C043BA09

3C043BA11

3C043BA14

3C043BA15

3C043BA16

3C043CC04

3C043CC13

3C043DD02

3C043DD03

3C043DD04

3C043DD05

3C043DD06

3C043EE03

3C043EE04

5F057AA05

5F057AA19

5F057AA33

5F057AA41

5F057BA15

5F057BB03

5F057CA14

5F057DA01

5F057DA11

5F057FA13

5F057FA28

5F057GA01

5F057GA27

5F057GB03

5F057GB04

5F057GB11

5F057GB22

5F057GB24

5F057GB31

(57)【要約】

【課題】傾き変更機能と振動検知機能を備えつつ、構造単純化によるコストダウンと小型化を図ること。
【解決手段】保持面１１でウェーハ１００を保持するチャックテーブル１０と、保持面１１が保持したウェーハ１００を研削砥石２５２で加工する加工機構２０と、加工機構２０を保持面１１に垂直な方向に移動させる移動機構３０と、制御部４０と、を備える加工装置１であって、保持面１１の傾きを変更する保持面傾き変更機構５０と、保持面傾き変更機構５０に配置され保持面１１に垂直な方向の荷重を検知し、或いは保持面１１に垂直な方向の高さを変更する圧電アクチュエータ５２と、を備え、制御部４０は、保持面１１に垂直な方向の振動によって圧電アクチュエータ５２が検知した電圧値が予め設定した閾値を超えると、ウェーハ１００と研削砥石２５２との間に隙間δを形成する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

保持面で被加工物を保持するチャックテーブルと、該保持面が保持した被加工物を加工具で加工する加工機構と、該加工機構を該保持面に垂直な方向に移動させる移動機構と、制御部と、を備える加工装置であって、
該保持面の傾きを変更する保持面傾き変更機構を備え、
該保持面傾き変更機構は、該チャックテーブルを支持するように配置され、該保持面に垂直方向に延在し、該保持面に垂直な方向の荷重を検知し、且つ該保持面に垂直な方向の長さを変更する圧電アクチュエータとを備え、
該制御部は、
該保持面に垂直な方向の荷重によって該圧電アクチュエータが検知した電圧値が予め設定した閾値を超えると、被加工物と該加工具との間に隙間を形成する加工装置。

【請求項2】

保持面で被加工物を保持するチャックテーブルと、加工具を装着したスピンドルを回転可能に支持するスピンドルユニットを有し該加工具で該保持面が保持した被加工物を加工する加工機構と、該加工機構を該保持面に垂直な方向に移動させる移動機構と、制御部と、を備える加工装置であって、
該スピンドルの傾きを変更するスピンドル傾き変更機構を備え、
該スピンドル傾き変更機構は、該スピンドルユニットを支持するように配置され、該スピンドルの回転中心軸に平行な方向に延在し、該回転中心軸に平行な方向の荷重を検知し、且つ該回転中心軸に平行な方向の長さを変更するスピンドル圧電アクチュエータとを備え、
該制御部は、
該加工面に垂直な方向の荷重によって該スピンドル圧電アクチュエータが検知した電圧値が予め設定した閾値を超えると、被加工物と該加工具との間に隙間を形成する加工装置。

【請求項3】

前記圧電アクチュエータまたは前記スピンドル圧電アクチュエータは、振動を検知する請求項１または２に記載の加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、チャックテーブルの保持面の傾き或いは加工具を回転させるスピンドルの傾きを変更する傾き変更機構を備える加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体ウェーハなどの被加工物を研削砥石で研削加工する研削装置においては、研削砥石に目詰まりや目潰れが発生すると、該研削砥石の研削力が低下して振動が発生するという問題がある。このため、例えば、特許文献１には、研削加工中の振動を検知する振動検知器を備えた研削装置が提案されている。

【0003】

また、研削装置には、例えば、研削した被加工物の厚さを均一にするため、被加工物を保持する保持面の研削砥石の研削面に対する傾きを変更する傾き変更機構を設けたものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【0004】

さらに、特許文献３には、研削機構に圧電素子を設けて難研削材を研削する提案もなされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１８－０５１７２３号公報

【特許文献2】特開２０２０－１９６１００号公報

【特許文献3】特開２０１２－０８６３５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

被加工物を保持する保持面の研削砥石の研削面に対する傾きを変更する傾き変更機構と振動を検知する振動検知器を備える加工装置においては、当該加工装置の構造が複雑化して大型化とコストアップを招くという問題がある。

【0007】

したがって、加工装置には、傾き変更機能と振動検知機能を備えつつ、コストダウンと小型化を図りたいという課題がある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

第１発明は、保持面で被加工物を保持するチャックテーブルと、該保持面が保持した被加工物を加工具で加工する加工機構と、該加工機構を該保持面に垂直な方向に移動させる移動機構と、制御部と、を備える加工装置であって、該保持面の傾きを変更する保持面傾き変更機構を備え、該保持面傾き変更機構は、該チャックテーブルを支持するように配置され、該保持面に垂直方向に延在し、該保持面に垂直な方向の荷重を検知し、かつ該保持面に垂直な方向の長さを変更する圧電アクチュエータとを備え、該制御部は、該保持面に垂直な方向の荷重によって該圧電アクチュエータが検知した電圧値が予め設定した閾値を超えると、被加工物と該加工具との間に隙間を形成する加工装置である。

【0009】

第２発明は、保持面で被加工物を保持するチャックテーブルと、加工具を装着したスピンドルを回転可能に支持するスピンドルユニットを有し該加工具で該保持面が保持した被加工物を加工する加工機構と、該加工機構を該保持面に垂直な方向に移動させる移動機構と、制御部と、を備える加工装置であって、該スピンドルの傾きを変更するスピンドル傾き変更機構を備え、該スピンドル傾き変更機構は、該スピンドルユニットを支持するように配置され、該スピンドルの回転中心軸に平行な方向に延在し、該回転中心軸に平行な方向の荷重を検知し、且つ該回転中心軸に平行な方向の長さを変更するスピンドル圧電アクチュエータとを備え、該制御部は、該加工面に垂直な方向の振動によって該スピンドル圧電アクチュエータが検知した電圧値が予め設定した閾値を超えると、被加工物と該加工具との間に隙間を形成する加工装置である。

【発明の効果】

【0010】

第１発明によれば、制御部は、保持面に垂直な方向の振動によって圧電アクチュエータが検知した電圧値が予め設定した閾値を超えると、第２発明によれば、加工面に垂直な方向の振動によってスピンドル圧電アクチュエータが検知した電圧値が予め設定した閾値を超えると、被加工物と該加工具との間に所定の隙間を形成するようにしたため、振動による加工具と被加工物との衝突による被加工物と加工具との破損が防がれる。

【0011】

また、第１及び第２発明によれば、圧電アクチュエータまたはスピンドル圧電アクチュエータが荷重センサまたは振動センサとしても機能するため、振動検知器を別途設けなくても、加工装置は、傾き変更機能と振動検知機能とを具備することとなり、当該加工装置の構造単純化による小型化とコストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】加工装置の一部破断斜視図である。

【図2】加工装置要部の破断側面図である。

【図3】図２のIII部の研削加工時の状態を示す拡大詳細図である。

【図4】図２のIII部の振動発生時の状態を示す拡大詳細図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１に示す加工装置１は、被加工物である円板状のウェーハ１００を研削加工するものであって、上面の円形の保持面１１でウェーハ１００を保持するチャックテーブル１０と、該チャックテーブル１０の保持面１１に吸引保持されたウェーハ１００を加工具である研削砥石２５２によって研削加工する加工機構２０と、該加工機構２０をチャックテーブル１０の保持面１１に垂直な方向（Ｚ軸方向）に移動（昇降動）させる移動機構３０と、制御部４０とを備えている。

【0014】

ここで、ウェーハ１００は、例えば単結晶のシリコン母材で構成されており、図１に示す状態において下方を向いている表面１０１には、複数の不図示のデバイスが形成されており、これらのデバイスは、ウェーハ１００の表面１０１に貼着された保護テープ１０３によって保護ざれている。そして、ウェーハ１００は、その保護テープ１０３がチャックテーブル１０の保持面１１に吸引保持され、裏面１０２が加工機構２０の研削砥石２５２によって研削加工される。なお、表面１０１に保護テープ１０３が貼着されない場合もある。

【0015】

チャックテーブル１０は、枠体１４の中央部に円形の凹部１２に多孔質のセラミックなどで構成された円板状のポーラス部材１３が収容されて構成されている。ここで、ポーラス部材１３は、その上面が円板状のウェーハ１００を吸引保持する保持面１１を構成している。なお、図示しないが、ポーラス部材１３は、真空ポンプなどの不図示の吸引源に接続されている。

【0016】

図２に示すように、チャックテーブル１０からは下方にチャック回転軸１５が延びており、その周囲には大径の円板状のテーブルベース１６が同軸に配置されている。このテーブルベース１６の内周面にはベアリング１６０が配設され、このベアリング１６０は、チャック回転軸１５を回転可能に支持している。
そして、チャックテーブル１０は、図２に示すように、該チャックテーブル１０の下方に配置されたモータ２によってチャック回転軸１５の軸中心周りに所定の速度で回転駆動される。すなわち、モータ２からはモータ軸３が＋Ｚ方向に向かって延びており、このモータ軸３の上端部に駆動プーリ４が取り付けられ、駆動プーリ４と同じ高さ位置において、チャック回転軸１５に従動プーリ５が取り付けられ、駆動プーリ４及び従動プーリ５には無端ベルト１７が巻回されている。モータ２の駆動によってモータ軸３が回転すると、駆動プーリ４、無端ベルト１７及び従動プーリ５を介してその回転力がチャック回転軸１５に伝わってチャックテーブル１０が回転する。

【0017】

チャックテーブル１０の保持面１１の傾きは、以下に説明する保持面傾き変更機構５０によって変更（調整）される。

【0018】

上記保持面傾き変更機構５０は、図２に示すように、ＸＹ平面に対して傾動可能なテーブルベース１６とＸＹ平面に対して傾動不能なスライダ６１との間に形成された高さ方向の隙間に介装された各３つのバネ部材５１と３つの圧電アクチュエータ５２（図２には各２つのみ図示）とによって構成されている。なお、本実施の形態では、３つのバネ部材５１と圧電アクチュエータ５２とを周方向に等角度ピッチ（１２０°ピッチ）で配設したが、これらのバネ部材５１及び圧電アクチュエータ５２の数は、３つ以上であれば任意である。

【0019】

保持面傾き変更機構５０を構成する３つの各バネ部材５１は、スライダ６１の上面に対するチャックベース１６の下面の傾きの差を許容（吸収）する機能を果たすものである。また、３つの各圧電アクチュエータ５２は、これに供給する電圧値を変更すると長さが変わってテーブルベース１６の上面に対するチャックテーブル１０の下面の傾き、つまり保持面の傾きを変更する機能を果たすものであって、これらの圧電アクチュエータ５２は、制御部４０にそれぞれ電気的に接続されている。
なお、バネ部材５１は、カルダンジョイントのようなユニバーサルジョイントでもよい。

【0020】

ここで、本実施の形態に係る加工装置１は、図１に示すように、Ｙ軸方向（前後方向）に長い矩形ボックス状のベース６を備えており、このベース６の内部には、矩形ブロック状の内部ベース７が収容されている。そして、この内部ベース７上には、チャックテーブル１０をＹ軸方向に沿って移動させるための水平移動機構６０が設けられている。この水平移動機構６０は、前記スライダ６１を備えており、このスライダ６１は、図１に示すように、Ｙ軸方向に沿って互いに平行に配置された左右一対のガイドレール６２に沿ってＹ軸方向に摺動可能である。したがって、このスライダ６１に保持面傾き変更機構５０介して傾動可能に支持されたチャックテーブル１０、テーブルベース１６及びモータ２は、スライダ６１と共にＹ軸方向に沿って摺動可能である。

【0021】

そして、内部ベース７上の左右一対のガイドレール６２の間には、Ｙ軸方向に延びる回転可能なボールネジ軸６３が配設されており、該ボールネジ軸６３のＹ軸方向一端は、駆動源である正逆転可能なモータ６４に連結されている。また、ボールネジ軸６３のＹ軸方向他端は、内部ベース７上に立設された軸受６５によって回転可能に支持されている。そして、このボールネジ軸６３には、図２に示すように、スライダ６１から下方に向かって突設されたナット部材６６が螺合挿通している。

【0022】

したがって、モータ６４を正逆転させてボールネジ軸６３を正逆転させると、このボールネジ軸６３に螺合挿通するナット部材６６がスライダ６１と共にボールネジ軸６３に沿ってＹ軸方向に摺動するため、このスライダ６１と共にテーブルベース１６とチャックテーブル１０もＹ軸方向に沿って一体的に摺動する。この結果、チャックテーブル１０の保持面１１に吸引保持された被加工物であるウェーハ１００もＹ軸方向に沿って移動する。

【0023】

また、図１に示すように、ベース６の上面には、Ｙ軸方向に長い矩形の開口部８が形成されており、この開口部８にはチャックテーブル１０が臨んでいる。そして、ベース６の上面に開口する開口部８のチャックテーブル１０の周囲は、矩形プレート状のカバー９によって覆われており、開口部８のカバー９の前後（－Ｙ方向と＋Ｙ方向）の部分は、カバー９と共に移動して伸縮する蛇腹状の伸縮カバー１９によってそれぞれ覆われている。したがって、チャックテーブル１０がＹ軸方向に移動し、このチャックテーブル１０がどの位置にあっても、ベース６の開口部８は、カバー９と伸縮カバー１９によって常に覆われているため、ベース６内への異物の進入がカバー９と伸縮カバー１９によって確実に防がれる。

【0024】

そして、図１に示すように、ベース６の上面のチャックテーブル１０の近傍には、チャックテーブル１０の保持面１１に吸引保持されたウェーハ１００の厚さを測定するための厚さ測定手段７０が設けられている。この厚さ測定手段７０は、例えば、接触式のハイトゲージ７１，７２を備えており、チャックテーブル１０の保持面１１に吸引保持されたウェーハ１００の上面と枠体１４の上面とにハイトゲージ７１，７２をそれぞれ接触させ、両者の高さの差を求めることによってウェーハ１００の厚さを測定することができる。

【0025】

また、図１に示すように、ベース６の上面の＋Ｙ方向端部（後端部）上にはコラム１８が垂直に立設されており、このコラム１８の－Ｙ方向端面（前面）には、加工機構２０をＺ軸方向（上下方向）に沿って昇降動させる移動機構３０が設けられている。

【0026】

加工機構２０は、Ｚ軸方向の回転中心軸２２１を有するスピンドル２１と、該スピンドル２１を回転可能に支持するハウジング２２と、スピンドル２１を回転駆動するスピンドルモータ２３と、スピンドル２１の下端に接続されたマウント２４と、を備えるスピンドルユニット２２０と、該マウント２４の下面に着脱可能に装着された研削ホイール２５とを備えている。ここで、研削ホイール２５は、ホイール基台２５１と、該ホイール基台２５１の下面に円環状に配列された略直方体状の複数の研削砥石２５２とを備えている。なお、各研削砥石２５２は、ウェーハ１００を研削するための加工具であって、その下面は、ウェーハ１００に接触する研削面を構成している。

【0027】

また、スピンドル２１の中間高さ位置には円環状のフランジ部２１１が一体に形成されており、このフランジ部２１１とホルダ２６の底壁との間の高さ方向の隙間には、各３つのバネ部材９１と３つのスピンドル圧電アクチュエータ９２（図２には各２つのみ図示）が介設されており、これらのバネ部材９１とスピンドル圧電アクチュエータ９２によってスピンドル傾き変更機構９０が構成されている。なお、本実施の形態では、各３つのバネ部材９１とスピンドル圧電アクチュエータ９２は、周方向に等角度ピッチ（１２０°ピッチ）で配設されているが、これらのバネ部材９１とスピンドル圧電アクチュエータ９２の数は３つ以上であれば任意である。

【0028】

スピンドル傾き変更機構９０を構成する３つの各バネ部材９１は、ホルダ２６の上面に対するフランジの下面の傾きの差を許容（吸収）する機能を果たすものである。また、３つの各スピンドル圧電アクチュエータ９２は、これに供給する電圧値を変更すると長さが変わってホルダ２６の上面に対するフランジ２１１の下面の傾き、つまり、研削砥石２５２の下面の傾きを変更する機能を果たすものであって、これらのスピンドル圧電アクチュエータ９２は、制御部４０にそれぞれ電気的に接続されている。
なお、バネ部材９１は、カルダンジョイントのようなユニバーサルジョイントでもよい。

【0029】

移動機構３０は、加工機構２０をチャックテーブル１０の保持面１１に対して垂直な方向（Ｚ軸方向）に沿って昇降動させるものであって、矩形プレート状の昇降板３１と、昇降板３１に固定されハウジング２２を支持するホルダ２６とを昇降動させることにより、加工機構２０を左右一対のガイドレール３２に沿ってＺ軸方向に昇降動させるものである。ここで、左右一対のガイドレール３２は、コラム１８の前面に垂直且つ互いに平行に配設されており、これらのガイドレール３２には、上下方向に沿うガイド溝３２１（図１には一方のみ図示）がそれぞれ形成されている。

【0030】

また、昇降板３１の左右一対のガイドレール３２のガイド溝３２１に対応する箇所の上下には、係合突起（図２には一方のみ図示）３３がそれぞれ後方（＋Ｙ方向）に向かって突設されており、これらの係合突起３３は、左右一対の各ガイドレール３２にそれぞれ形成されたガイド溝３２１に係合している。

【0031】

そして、図１に示すように、左右一対のガイドレール３２の間には、回転可能なボールネジ軸３４がＺ軸方向に沿って立設されており、該ボールネジ軸３４の上端は、駆動源である正逆転可能なモータ３５に連結されている。ここで、モータ３５は、コラム１８の上面に取り付けられた矩形プレート状のブラケット３６を介して縦置き状態で取り付けられている。このモータ３５には、該モータ３５の回転角度を検出するエンコーダ３７が設けられており、このエンコーダ３７及びモータ３５は、図１及び図２に示すように、制御部４０に電気的に接続されている。

【0032】

また、ボールネジ軸３４の下端は、軸受３８によってコラム１８に回転可能に支持されている。そして、ボールネジ軸３４には、図２に示すように、昇降板３１の背面に後方（＋Ｙ方向）に向かって水平に突設されたナット部材３９が螺合挿通している。

【0033】

さらに、図１に示すように、一方のガイドレール３２の前面（－Ｙ方向の面）には、スケール８０が固設されており、昇降板３１の＋Ｘ方向側の側面には、読み取り部８１が取り付けられている。この読み取り部８１は、例えば、スケール８０に刻設された目盛の値を光学的に読み取る認識機構などを備えており、スケール８０の目盛を光学的に認識することによって加工機構２０の研削砥石２５２の高さ位置を認識することができる。

【0034】

次に、以上のように構成された加工装置１によるウェーハ１００の研削加工について説明する。

【0035】

ウェーハ１００を研削加工する際には、図１に示すように、ウェーハ１００をチャックテーブル１０の保持面１１上に保護テープ１０３を下にして載置する。そして、チャックテーブル１０のポーラス部材１３に接続されている不図示の吸引源を駆動してポーラス部材１３を真空引きする。すると、ポーラス部材１３に負圧が発生し、保持面１１上に載置されているウェーハ１００が負圧によって吸引保持される。

【0036】

上記状態から水平移動機構６０を駆動してチャックテーブル１０を＋Ｙ方向（後方）に移動させ、該チャックテーブル１０に吸引保持されているウェーハ１００を加工機構２０の研削ホイール２５の下方に位置決めする。すなわち、モータ６４が起動されてボールネジ軸６３が回転すると、このボールネジ軸６３に螺合挿通するナット部材６６（図２参照）が取り付けられたスライダ６１がテーブルベース１６やチャックテーブル１０などと共に左右一対のガイドレール６２に沿って＋Ｙ方向に摺動するため、チャックテーブル１０の保持面１１に保持されているウェーハ１００が加工機構２０の研削ホイール２５の下方に位置決めされる。なお、このとき、研削砥石２５２の下面がウェーハ１００の中心を通るように両者の水平位置関係が調整される。

【0037】

また、モータ２を駆動してチャックテーブル１０を回転させ、該チャックテーブル１０の保持面１１に保持されているウェーハ１００を回転させるとともに、スピンドルモータ２３を駆動して研削ホイール２５を回転させておく。

【0038】

上述のように、ウェーハ１００と研削ホイール２５が回転している状態で、移動機構３０を駆動して研削ホイール２５を－Ｚ方向に下降させる。すなわち、モータ３５が駆動されてボールネジ軸３４が回転すると、このボールネジ軸３４に螺合挿通するナット部材３９（図２参照）が設けられた昇降板３１がハウジング２２や研削ホイール２５などと共に－Ｚ方向に下降する。すると、図３に詳細に示すように、研削ホイール２５の研削砥石２５２の下面（加工面）がウェーハ１００の裏面１０２に接触する。このように、研削砥石２５２の下面がウェーハ１００の上面に接触している状態から、研削ホイール２５をさらに－Ｚ方向に所定量だけ下降させると、ウェーハ１００の上面が研削砥石２５２によって所定量だけ研削される。なお、ウェーハ１００の研削加工中には、図１に示す厚さ測定手段７０によってウェーハ１００の厚さが測定される。

【0039】

以上のウェーハ１００の研削加工においては、研削後のウェーハ１００の厚さが均一であるためには、ウェーハ１００の裏面１０２と研削砥石２５２の下面とは平行に保たれている必要があるが、両者の平行度に狂いが生じている場合には、保持面傾き変更機構５０を構成する各３つの圧電アクチュエータ５２への供給電圧の値を変更することによって研削砥石２５２の下面に対するチャックテーブル１０の保持面１１の傾きを調整する。すなわち、１つまたは２つの圧電アクチュエータ５２への供給電圧を他の圧電アクチュエータ５２への供給電圧よりも高く設定すれば、高い電圧の供給を受けた１つまたは２つの圧電アクチュエータ５２が伸びて研削砥石２５２の下面に対するチャックテーブル１０の保持面１１の傾きを調整することができる。なお、このとき、バネ部材５１は、スライダ６１の上面に対するテーブルベース１６の下面の傾きの差を許容（吸収）する。

【0040】

上述のように、圧電アクチュエータ５２は、チャックテーブル１０の保持面１１の傾きを調整する機能を有しているとともに、荷重センサとして機能する。すなわち、圧電アクチュエータ５２は、これに荷重が加わると電圧を発生する。また、圧電アクチュエータ５２に荷重が加わり発生した電圧の変動によって振動していると判断し振動センサとして機能する。

【0041】

ウェーハ１００の研削加工において、研削砥石２５２に目詰まりや目潰れが発生すると、該研削砥石２５２の研削力が低下して振動が発生する。このような振動が発生すると、テーブルベース１６とスライダ６１との間に介設された圧電アクチュエータ５２に大きくなったり小さくなったりする荷重がかかる。その荷重が作用し、各圧電アクチュエータ５２から出力される電圧値が高くなる。或いは、地震が発生すると、振動のときと同様に、圧電アクチュエータ５２に大きくなったり小さくなったりする荷重がかかる。その荷重が作用し、各圧電アクチュエータ５２から出力される電圧値が大きくなったり小さくなったりを繰り返す。

【0042】

したがって、制御部４０は、各圧電アクチュエータ５２から出力される電圧の合計値が予め設定された閾値を超えると、移動機構３０のモータ３５を駆動してボールネジ軸３４を逆転させて研削ホイール２５を＋Ｚ方向に上昇させ、図４に示すように、研削砥石２５２を予め設定した設定値分だけ上昇させてウェーハ１００と研削砥石２５２との間に所定の隙間δを形成する。このため、振動によって研削砥石２５２がウェーハ１００に繰り返し衝突することによるウェーハ１００や研削砥石２５２の破損が防がれる。
なお、閾値を各圧電アクチュエータ５２に対して設定して、圧電アクチュエータ５２から出力される電圧値が閾値を超えると、移動機構３０によって研削ホイール２５を＋Ｚ方向に上昇させ、所定の隙間δを形成してもよい。

【0043】

なお、移動機構３０によらずに、保持面傾き変更機構５０を構成する各圧電アクチュエータ５２を収縮させてチャックテーブル１０を下降させることによってウェーハ１００と研削砥石２５２との間に所定の隙間δを形成してもよいし、スピンドル傾き変更機構９０を構成する各スピンドル圧電アクチュエータ９２を膨張させて研削機構２０を上昇させることによってウェーハ１００と研削砥石２５２との間に所定の隙間δを形成してもよい。

【0044】

以上のように、本実施の形態では、チャックテーブル１０の保持面１１の傾きを調整する保持面傾き調整機構５０を構成する圧電アクチュエータ５２を荷重センサや振動センサとしても利用するため、振動検知器を別途設けなくても、加工装置１は、傾き変更機能と荷重検知機能と振動検知機能とを具備することとなり、当該加工装置１の構造単純化による小型化とコストダウンを図ることができる。

【0045】

ウェーハ１００の裏面１０２と研削砥石２５２の下面との平行度に狂いが生じている場合には、スピンドル傾き変更機構９０を構成する各３つのスピンドル圧電アクチュエータ９２への供給電圧の値を変更することによってスピンドル２１の傾き、つまりは、チャックテーブル１０の保持面１１に対する研削ホイール２５の研削砥石２５２の加工面（下面）の傾きを調整することができる。すなわち、１つまたは２つのスピンドル圧電アクチュエータ９２への供給電圧を他のスピンドル圧電アクチュエータ９２への供給電圧よりも高く設定すれば、高い電圧の供給を受けた１つまたは２つのスピンドル圧電アクチュエータ９２が伸びてスピンドル２１の傾きを調整することができる。なお、このとき、バネ部材９１は、弾性変形してホルダ２６の上面に対するフランジの下面の傾きの差を許容（吸収）する。

【0046】

上述のように、スピンドル圧電アクチュエータ９２は、研削テーブル２５の研削砥石２５２の加工面の傾きを調整する機能を有しているとともに、荷重センサとして機能する。すなわち、スピンドル圧電アクチュエータ９２は、これに荷重が加わると電圧を発生する。また、圧電アクチュエータ５２に荷重が加わり発生した電圧の変動によって振動していると判断し振動センサとして機能する。

【0047】

ウェーハ１００の研削加工において、研削砥石２５２に目詰まりや目潰れが発生すると、該研削砥石２５２の研削力が低下して振動が発生する。このような振動が発生すると、スピンドル２１のフランジ部２１１とハウジング２２の底壁との間に介設されたスピンドル圧電アクチュエータ９２に大きくなったり小さくなったりする荷重がかかる。その荷重が作用し、各スピンドル圧電アクチュエータ９２から出力される電圧値が大きくなったり小さくなったりを繰り返す。

【0048】

したがって、制御部４０は、各スピンドル圧電アクチュエータ９２から出力される電圧の合計値が予め設定された閾値を超えると、移動機構３０のモータ３５を駆動してボールネジ軸３４を逆転させて研削ホイール２５を＋Ｚ方向に上昇させ、図４に示すように、研削砥石２５２を予め設定した設定値分だけ上昇させてウェーハ１００と研削砥石２５２との間に所定の隙間δを形成する。このため、振動によって研削砥石２５２がウェーハ１００に繰り返し衝突することによるウェーハ１００や研削砥石２５２の破損が防がれる。
なお、閾値を各スピンドル圧電アクチュエータ９２に対して設定して、スピンドル圧電アクチュエータ９２から出力される電圧値が閾値を超えると、移動機構３０によって研削ホイール２５を＋Ｚ方向に上昇させ、所定の隙間δを形成してもよい。

【0049】

なお、移動機構３０によらずに、保持面傾き変更機構５０を構成する各圧電アクチュエータ５２を収縮させてチャックテーブル１０を下降させることによってウェーハ１００と研削砥石２５２との間に所定の隙間δを形成してもよいし、スピンドル傾き変更機構９０を構成する各スピンドル圧電アクチュエータ９２を膨張させて研削機構２０を上昇させることによってウェーハ１００と研削砥石２５２との間に所定の隙間δを形成してもよい。

【0050】

以上のように、本実施の形態では、研削ホイール２５の研削砥石２５２の加工面の傾きを調整するスピンドル傾き調整機構９０を構成するスピンドル圧電アクチュエータ９２を荷重センサや振動センサとしても利用するため、振動検知器を別途設けなくても、加工装置１は、傾き変更機能と振動検知機能とを具備することとなり、当該加工装置１の構造単純化による小型化とコストダウンを図ることができる。

【0051】

なお、以上は、本発明をウェーハの研削装置に対して適用した形態について説明したが、本発明は、ウェーハ以外の他の任意の被加工物の研削加工、研削加工以外の研磨加工などの他の任意の加工を行う加工装置もその適用対象に含むものである。

【0052】

その他、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0053】

１：加工装置、２：モータ、３：モータ軸、
４：駆動プーリ、５：従動プーリ、６：ベース、７、内部ベース、
８：ベースの開口部、９：カバー、
１０：チャックテーブル、１１：チャックテーブルの保持面、１３：ポーラス部材、
１４：枠体 １５：チャック回転軸 １６：テーブルベース、１６０：ベアリング、
１７：無端ベルト
１８：コラム、１９：伸縮カバー、
２０：加工機構、２１：スピンドル、２２：ハウジング、２３：スピンドルモータ、
２４：マウント、２５：研削ホイール、２５１：ホイール基台、
２５２：研削砥石（加工具）、
３０：移動機構、３１：昇降板、３２：ガイドレール、３２１：ガイド溝、
３３：係合突起、３４：ボールネジ軸、３５：モータ、３６：ブラケット、
３７：エンコーダ、３８、軸受、３９：ナット部材、
４０：制御部、５０：保持面傾き変更機構、５１：バネ部材、５２：圧電アクチュエータ、
６０：ワーク水平移動機構、６１：スライダ、６１１：スライダの円孔、
６２：ガイドレール、６３：ボールネジ軸、６４：モータ、６５：軸受、
６６：ナット部材、７０：厚さ測定手段、７１，７２：ハイトゲージ、
８０：スケール、８１：読み取り部、
９０：スピンドル傾き変更機構、９１：バネ部材、９２：スピンドル圧電アクチュエータ、
１００：ウェーハ（被加工物）、δ：隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】