特開 2024-101327 研削装置及び研削方法

(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】P2024101327

(43)【公開日】2024-07-29

(54)【発明の名称】研削装置及び研削方法

(51)【国際特許分類】

   B24B 45/00 20060101AFI20240722BHJP

   B24B 7/00 20060101ALI20240722BHJP

   B24B 41/06 20120101ALI20240722BHJP

   B24B 49/18 20060101ALI20240722BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20240722BHJP

   H01L 21/677 20060101ALI20240722BHJP

【ＦＩ】

B24B45/00 A

B24B7/00 A

B24B41/06 A

B24B41/06 L

B24B49/18

H01L21/304 622L

H01L21/304 631

H01L21/68 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023005257

(22)【出願日】2023-01-17

(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】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

(74)【代理人】

【識別番号】100206553

【弁理士】

【氏名又は名称】笠原 崇廣

(74)【代理人】

【識別番号】100189773

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 英哲

(74)【代理人】

【識別番号】100184055

【弁理士】

【氏名又は名称】岡野 貴之

(74)【代理人】

【識別番号】100185959

【弁理士】

【氏名又は名称】今藤 敏和

(72)【発明者】

【氏名】山口 崇

【テーマコード（参考）】

3C034

3C043

5F057

5F131

【Ｆターム（参考）】

3C034AA08

3C034BB66

3C034BB73

3C034BB84

3C034BB92

3C034CA06

3C034CA11

3C034CB14

3C034DD08

3C034DD09

3C034DD10

3C043BA04

3C043BA07

3C043BA08

3C043BA09

3C043BA16

3C043CC04

3C043CC11

3C043CC13

3C043DD02

3C043DD03

3C043DD04

3C043DD05

3C043DD06

3C043DD11

3C043EE03

5F057AA12

5F057AA21

5F057BA11

5F057BB03

5F057BB11

5F057CA14

5F057CA25

5F057DA08

5F057DA11

5F057DA38

5F057EB16

5F057EB18

5F057EB20

5F057FA13

5F057FA32

5F057FA34

5F057FA37

5F057GA27

5F057GB13

5F131AA02

5F131BA32

5F131BA37

5F131CA09

5F131CA32

5F131DB02

5F131DB52

5F131DB72

5F131DB76

(57)【要約】

【課題】複数の被加工物を順に加工する研削装置において、研削装置の生産性を低下させることなく研削ホイールの交換を実施可能な研削装置を提供する。
【解決手段】チャックテーブルにより被加工物を保持する保持ユニット、研削ユニット、被加工物を保持できる保持部を有する搬送機構、保持ユニットに搬入される前の被加工物が保持される第１テーブル、保持ユニットから搬出された後の被加工物が保持される第２テーブルを含む研削装置を提供する。保持ユニット、第１テーブル及び第２テーブルの全てが被加工物を保持している状態で、研削ホイールの交換が必要であると判定された場合には、保持ユニットが保持している被加工物を搬送機構の保持部に保持させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の被加工物を順に研削する研削装置であって、
チャックテーブルを有し、該チャックテーブルにより該被加工物を保持する保持ユニットと、
研削ホイールが装着されるスピンドルを有し、該保持ユニットにより保持された該被加工物を該研削ホイールで研削する研削ユニットと、
該被加工物を保持できる保持部を有し、該被加工物を該保持ユニットに搬入し且つ該保持ユニットから搬出する搬送機構と、
該保持ユニットに搬入される前の該被加工物が保持される第１テーブルと、
該保持ユニットから搬出された後の該被加工物が保持される第２テーブルと、
処理装置と記憶装置とを有し、該記憶装置に記憶されているプログラムに従い該搬送機構の動作を制御できるコントローラと、を含み、
該コントローラは、該プログラムに従い、
該保持ユニット、該第１テーブル、及び該第２テーブルの全てが該被加工物を保持している状態で、該研削ユニットに装着されている該研削ホイールの交換が必要であるか否かを判定する手順と、
該研削ホイールの交換が必要であるか否かを判定する手順において該研削ホイールの交換が必要であると判定された場合に、該保持ユニットが保持している該被加工物を該搬送機構の該保持部に保持させる手順と、を実行することで、該研削ホイールの交換が可能な状態へと遷移する研削装置。

【請求項2】

該研削ホイールの交換が必要であるか否かを判定する手順において、該コントローラは、該研削ホイールの刃先残量に基づき該研削ホイールの交換が必要であるか否かを判定する請求項１記載の研削装置。

【請求項3】

該研削ホイールの交換が可能な状態で該研削ホイールが交換された後に、
該コントローラは、該プログラムに従い、
該搬送機構の該保持部が保持している該被加工物を該保持ユニットに保持させる手順を更に実行する請求項１又は請求項２記載の研削装置。

【請求項4】

該保持ユニットは、複数の該チャックテーブルを有する請求項１又は請求項２記載の研削装置。

【請求項5】

チャックテーブルを有し、該チャックテーブルにより被加工物を保持する保持ユニットと、
研削ホイールが装着されるスピンドルを有し、該保持ユニットにより保持された該被加工物を該研削ホイールで研削する研削ユニットと、
該被加工物を保持できる保持部を有し、該被加工物を該保持ユニットに搬入し且つ該保持ユニットから搬出する搬送機構と、
該保持ユニットに搬入される前の該被加工物が保持される第１テーブルと、
該保持ユニットから搬出された後の該被加工物が保持される第２テーブルと、を含む研削装置を用いて複数の該被加工物を順に研削する研削方法であって、
該保持ユニットに保持されている第１被加工物を該研削ホイールで研削するステップと、
該第１被加工物が該研削ホイールで研削された後に、該保持ユニットに保持されている該第１被加工物を該搬送機構により該第２テーブルに搬送し、該第１テーブルに保持されている第２被加工物を該搬送機構により該保持ユニットに搬送し、第３被加工物を該搬送機構により該第１テーブルに搬送するステップと、
該保持ユニットが該第２被加工物を保持し、該第１テーブルが該第１被加工物を保持し、且つ該第２テーブルが該第３被加工物を保持している状態で、該研削ユニットに装着されている該研削ホイールの交換が必要であるか否かを判定するステップと、
該研削ホイールの交換が必要であるか否かを判定するステップにおいて該研削ユニットの該研削ホイールの交換が必要であると判定された場合に、該保持ユニットが保持している該第２被加工物を該搬送機構の該保持部に保持させるステップと、を含む研削方法。

【請求項6】

該研削ホイールの交換が必要であるか否かを判定するステップにおいて、該研削ホイールの刃先残量に基づき該研削ホイールの交換が必要であるか否かを判定する請求項５記載の研削方法。

【請求項7】

該研削ホイールの交換が可能な状態で該研削ホイールが交換された後に、該搬送機構の該保持部が保持している該第２被加工物を該保持ユニットに保持させるステップを更に含む請求項５又は請求項６記載の研削方法。

【請求項8】

該保持ユニットは、複数の該チャックテーブルを有する請求項５又は請求項６記載の研削方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被加工物を研削するための研削装置及び研削方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）及びＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ－Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の複数個のデバイスが形成されたウェーハ等の被加工物は、研削装置により裏面が研削されて所定の厚みになるように加工される。その後、ダイシング装置等の分割装置により個々のデバイスに分割され、携帯電話及びパソコン等の電子機器に利用される。

【0003】

研削装置の例として、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１には、ウェーハの上面に研削水を供給しながら、研削砥石が環状に配置された研削ホイールを備えた研削ユニットにより、ウェーハの上面を研削する研削装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４－１２４６９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

研削装置が被加工物の研削を行う際には、被加工物との接触により研削ホイールの研削砥石が適切に消耗することで、研削砥石のコンディションが安定する。このような研削装置では、一般に、研削装置を制御するコントローラにより研削砥石の先端部の残量（以下、刃先残量）が算出され、この刃先残量が所定の長さ以下となった場合に、ホイール交換が実施される。

【0006】

例えば、研削装置は、複数の被加工物が収容されたカセットから被加工物を順次搬送し、これを連続的に研削する。そして、このような研削装置の連続的な加工動作中に研削ホイールの刃先残量が所定の長さ以下となった場合には、ホイール交換を実施するために加工動作が中断される。

【0007】

ところで、研削ホイールの交換が実施される際に、交換の対象となる研削ホイールの直下に配置されているチャックテーブルに被加工物があると、研削ホイールそれ自体や、研削ホイールの交換時に生じる塵等が、被加工物の上に落下してしまうことがある。

【0008】

そこで、このような場合には、研削装置は、チャックテーブルにある被加工物を、一時的にカセットに回収して退避させる。そして、研削ホイールが交換された後に、研削装置は、退避させたこの被加工物をカセットからチャックテーブルまで再び搬送して元の位置に戻す。

【0009】

上述したように、研削ホイール交換時に、チャックテーブルにある被加工物を一時的に退避させるためにカセットまで搬送する時間と、研削ホイールの交換後に被加工物をカセットからチャックテーブルまで再び搬送する時間とがかかることにより、研削装置の実質的な稼働時間が減少していた。

【0010】

よって、本発明の目的は、複数の被加工物を順に加工する研削装置において、研削装置の実質的な稼働時間の減少を抑えながら研削ホイールの交換を実施可能な研削装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の一側面によれば、複数の被加工物を順に研削する研削装置であって、チャックテーブルを有し、該チャックテーブルにより該被加工物を保持する保持ユニットと、研削ホイールが装着されるスピンドルを有し、該保持ユニットにより保持された該被加工物を該研削ホイールで研削する研削ユニットと、該被加工物を保持できる保持部を有し、該被加工物を該保持ユニットに搬入し且つ該保持ユニットから搬出する搬送機構と、該保持ユニットに搬入される前の該被加工物が保持される第１テーブルと、該保持ユニットから搬出された後の該被加工物が保持される第２テーブルと、処理装置と記憶装置とを有し、該記憶装置に記憶されているプログラムに従い該搬送機構の動作を制御できるコントローラと、を含み、該コントローラは、該プログラムに従い、該保持ユニット、該第１テーブル、及び該第２テーブルの全てが該被加工物を保持している状態で、該研削ユニットに装着されている該研削ホイールの交換が必要であるか否かを判定する手順と、該研削ホイールの交換が必要であるか否かを判定する手順において該研削ホイールの交換が必要であると判定された場合に、該保持ユニットが保持している該被加工物を該搬送機構の該保持部に保持させる手順と、を実行することで、該研削ホイールの交換が可能な状態へと遷移する研削装置が提供される。

【0012】

好ましくは、該研削ホイールの交換が必要であるか否かを判定する手順において、該コントローラは、該研削ホイールの刃先残量に基づき該研削ホイールの交換が必要であるか否かを判定する。

【0013】

好ましくは、該研削ホイールの交換が可能な状態で該研削ホイールが交換された後に、該コントローラは、該プログラムに従い、該搬送機構の該保持部が保持している該被加工物を該保持ユニットに保持させる手順を更に実行する。

【0014】

好ましくは、該保持ユニットは、複数の該チャックテーブルを有する。

【0015】

また、本発明の他の一側面によれば、チャックテーブルを有し、該チャックテーブルにより該被加工物を保持する保持ユニットと、研削ホイールが装着されるスピンドルを有し、該保持ユニットにより保持された該被加工物を該研削ホイールで研削する研削ユニットと、該被加工物を保持できる保持部を有し、該被加工物を該保持ユニットに搬入し且つ該保持ユニットから搬出する搬送機構と、該保持ユニットに搬入される前の該被加工物が保持される第１のテーブルと、該保持ユニットから搬出された後の該被加工物が保持される第２のテーブルと、を含む研削装置を用いて複数の該被加工物を順に研削する研削方法であって、該保持ユニットに保持されている第１被加工物を該研削ホイールで研削するステップと、該第１被加工物が該研削ホイールで研削された後に、該保持ユニットに保持されている該第１被加工物を該搬送機構により該第２テーブルに搬送し、該第１テーブルに保持されている第２被加工物を該搬送機構により該保持ユニットに搬送し、第３被加工物を該搬送機構により該第１テーブルに搬送するステップと、該保持ユニットが該第２被加工物を保持し、該第１テーブルが該第１被加工物を保持し、且つ該第２テーブルが該第３該被加工物を保持している状態で、該研削ユニットに装着されている該研削ホイールの交換が必要であるか否かを判定するステップと、該研削ホイールの交換が必要であるか否かを判定するステップにおいて該研削ユニットの該研削ホイールの交換が必要であると判定された場合に、該保持ユニットが保持している該被第２被加工物を該搬送機構の該保持部に保持させるステップと、を含む研削方法が提供される。

【0016】

好ましくは、該研削ホイールの交換が必要であるか否かを判定するステップにおいて、該研削ホイールの刃先残量に基づき該研削ホイールの交換が必要であるか否かを判定する。

【0017】

好ましくは、該研削ホイールの交換が可能な状態で該研削ホイールが交換された後に、該搬送機構の該保持部が保持している該第２の被加工物を該保持ユニットに保持させるステップを更に含む。

【0018】

好ましくは、該保持ユニットは、複数の該チャックテーブルを有する。

【発明の効果】

【0019】

本発明の一側面に係る研削装置は、研削ホイールを交換する際に、保持ユニットに保持されている被加工物を搬送機構の保持部に保持させる。これにより、被加工物を保持ユニットから他のテーブル等まで搬送する時間と、研削ホイールの交換後に他のテーブル等から再び保持ユニットまで搬送するための時間と、を削減することができる。この結果、研削装置の実質的な稼働時間の減少を抑えながら研削ホイールの交換を実施可能な研削装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、本実施形態に係る研削装置の一部を模式的に示す斜視図である。

【図2】図２は、本実施形態に係る研削方法を示すフロー図である。

【図3】図３は、図２の第１保持ステップにおける搬送機構、保持ユニット及び研削ユニットの一部を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、添付図面を参照しながら、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２の一部を模式的に示す斜視図である。なお、図１では、研削装置２を構成する一部の要素が機能ブロックで表現されている。また、以下の説明において使用されるＸ軸（装置の左右の方向に沿う軸）、Ｙ軸（装置の前後の方向に沿う軸）、及びＺ軸（装置の上下の方向に沿う軸）は、互いに垂直である。

【0022】

図１に示されるように、研削装置２は、この研削装置２を構成する各種の要素を支持する基台４を備えている。基台４の上面前端側には、上端が基台４の上面に開口した凹状の収容空間４ａが設けられており、この収容空間４ａ内には、板状の被加工物１１の搬送に使用される第１搬送機構（搬送機構）６が収容されている。第１搬送機構６は、代表的には、複数の関節を持つロボットアームであり、被加工物１１を保持する保持パッド（保持部）６ａを有する。第１搬送機構６は、被加工物１１を搬送できるだけでなく、被加工物１１の上下を反転させることもできる。

【0023】

被加工物１１は、例えば、シリコン等の半導体材料で構成される円盤状のウェーハである。つまり、この被加工物１１は、円形状の表面１１ａと、表面１１ａとは反対側の円形状の裏面１１ｂと、を有している。被加工物１１の表面１１ａ側は、例えば、互いに交差する複数のストリート（分割予定ライン）で複数の小領域に区画されており、各小領域には、ＩＣ等のデバイスが形成されている。

【0024】

本実施形態の研削装置２は、例えば、この被加工物１１の裏面１１ｂ側を研削する際に使用される。なお、被加工物１１の裏面１１ｂ側を研削する際には、樹脂等の材料で構成される保護部材（不図示）が被加工物１１の表面１１ａ側に貼付されることが望ましい。被加工物１１の表面１１ａ側に保護部材が貼付されることで、裏面１１ｂ側の研削の際に表面１１ａ側に加わる衝撃が緩和され、被加工物１１のデバイス等が保護される。

【0025】

また、本実施形態では、シリコン等の半導体材料で構成される円盤状のウェーハが被加工物１１として用いられているが、被加工物１１の材質、形状、構造、大きさ等は、この態様に制限されない。例えば、他の半導体、セラミックス、樹脂、金属等の材料で構成される基板等が被加工物１１として用いられ得る。同様に、デバイスの種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等も、上述の態様に制限されない。被加工物１１には、デバイスが形成されていなくても良い。

【0026】

図１に示されるように、収容空間４ａの斜め前方には、複数の被加工物１１を収容できるカセット８が載せられる２つのカセット載置領域１０が設けられている。収容空間４ａの斜め後方には、被加工物１１の位置を調整するための位置調整機構１２が設けられている。

【0027】

位置調整機構１２は、被加工物１１に比べて直径が小さい円盤状の位置調整用テーブル（第１テーブル）１２ａと、位置調整用テーブル１２ａの周囲に配置された複数のピン１２ｂと、を含んでいる。

【0028】

位置調整用テーブル１２ａの径方向に沿って複数のピン１２ｂを移動させることで、例えば、カセット８から第１搬送機構６によって搬出され位置調整用テーブル１２ａに載せられた被加工物１１の中心が、Ｘ軸に沿う方向及びＹ軸に沿う方向で所定の位置に合わせられる。なお、被加工物１１は、その被研削面（本実施形態では、裏面１１ｂ）が上方に露出するように、位置調整用テーブル１２ａに載せられる。

【0029】

位置調整機構１２の側方には、被加工物１１を保持して後方に搬送する第２搬送機構（搬送機構）１４が設けられている。第２搬送機構１４は、例えば、アーム１４ｂと、アーム１４ｂの先端部に接続され被加工物１１の上面（被研削面）側を吸引して保持できる保持パッド（保持部）１４ａと、を含み、アーム１４ｂによって保持パッド１４ａを旋回させることで、位置調整機構１２で位置が調整された被加工物１１を後方に搬送する。

【0030】

第２搬送機構１４の後方には、ターンテーブル１６が設けられている。ターンテーブル１６は、モーター等の回転駆動源（不図示）に接続されており、この回転駆動源の動力によって、Ｚ軸に対して概ね平行な回転軸の周りに回転する。ターンテーブル１６の上面には、被加工物１１を保持する保持ユニット５２を構成する円盤状の３組のチャックテーブル１８が、ターンテーブル１６の周方向に沿って概ね等しい角度の間隔で設けられている。ただし、保持ユニット５２が有するチャックテーブル１８の数や配置等は、この態様に制限されない。

【0031】

各チャックテーブル１８は、例えば、セラミックス等の材料によって構成された円盤状の枠体を含む。枠体の上部には、上端が枠体の上面に円形状に開口した凹部が設けられている。この凹部には、セラミックス等の材料で多孔質の円盤状に構成された保持板が固定されている。

【0032】

保持板の上面（保持面）１８ａは、例えば、円錐の側面に相当する形状に構成されており、被加工物１１を保持する保持面として機能する。なお、円錐の頂点に相当する保持板の上面１８ａの中心と、保持板の上面１８ａの外周縁と、の高さの差（高低差）は、１０μｍ～３０μｍ程度である。

【0033】

保持板の下面側は、枠体の内部に設けられた流路や、枠体の外部に配置されたバルブ等を介して、エジェクタ等（不図示）の吸引源に接続されている。そのため、保持板の上面１８ａに被加工物１１等が接触した状態で、バルブが開かれ、吸引源の負圧が作用すると、このチャックテーブル１８により被加工物１１が吸引される。つまり、被加工物１１は、チャックテーブル１８の保持面により保持される。

【0034】

各チャックテーブル１８は、モーター等の回転駆動源（不図示）に接続されており、この回転駆動源の動力によって、Ｚ軸に対して概ね平行な回転軸、又はＺ軸に対して僅かに傾いた回転軸の周りに回転する。なお、各チャックテーブル１８は、角度調整機構（不図示）を介してターンテーブル１６に支持されており、各チャックテーブル１８の回転軸の角度は、この角度調整機構によって調整される。

【0035】

ターンテーブル１６が回転することにより、各チャックテーブル１８は、例えば、第２搬送機構１４に隣接する搬入搬出領域Ａ、搬入搬出領域Ａの後方の粗研削領域Ｂ、粗研削領域Ｂの側方の仕上げ研削領域Ｃ、及び搬入搬出領域Ａの順に移動する。第２搬送機構１４は、保持パッドで保持した被加工物１１を、位置調整機構１２の位置調整用テーブル１２ａから、搬入搬出領域Ａに配置されたチャックテーブル１８へと搬送する。

【0036】

図１に示されるように、粗研削領域Ｂ及び仕上げ研削領域Ｃの後方（つまり、ターンテーブル１６の後方）には、それぞれ、柱状の支持構造２０が設けられている。各支持構造２０の前面側には、Ｚ軸移動機構２２が設けられている。各Ｚ軸移動機構２２は、その長手方向がＺ軸に対して概ね平行な一対のガイドレール２４を備えており、ガイドレール２４には、移動プレート２６がスライドできる態様で取り付けられている。

【0037】

各移動プレート２６の後面側（裏面側）には、ボールねじを構成するナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、ガイドレール２４に対して概ね平行なねじ軸２８が回転できる態様で連結されている。各ねじ軸２８の一端部には、モーター等の回転駆動源３０が接続されている。回転駆動源３０によってねじ軸２８を回転させることで、移動プレート２６は、ガイドレール２４に沿って移動する。

【0038】

各移動プレート２６の前面（表面）には、研削ユニット３２が支持されている。各研削ユニット３２は、移動プレート２６に固定されたスピンドルハウジング３４を備える。各スピンドルハウジング３４には、Ｚ軸に対して平行な回転軸、又はＺ軸に対して僅かに傾いた軸心を持つスピンドル３６が、その軸心の周りに回転できる態様で収容されている。

【0039】

各スピンドル３６の下端部は、スピンドルハウジング３４の下端面から露出しており、この下端部には、円盤状のマウント３８が固定されている。例えば、各マウント３８の外縁部には、マウント３８を厚みの方向に貫通する複数の孔（不図示）が設けられており、各孔には、固定具であるボルト（不図示）が挿入される。

【0040】

粗研削領域Ｂ側の研削ユニット３２のマウント３８の下面には、粗研削用の研削ホイール４０がボルトで取り付けられている。つまり、粗研削領域Ｂ側のスピンドル３６には、粗研削用の研削ホイール４０が装着されている。また、粗研削領域Ｂ側の研削ユニット３２のスピンドルハウジング３４の上部には、スピンドル３６の上端側に接続されるモーター等の回転駆動源４２が設けられている。この回転駆動源４２の動力によって、スピンドル３６とともに粗研削用の研削ホイール４０が回転する。

【0041】

一方で、仕上げ研削領域Ｃ側の研削ユニット３２のマウント３８の下面には、仕上げ研削用の研削ホイール４０がボルトで取り付けられている。つまり、仕上げ研削領域Ｃ側のスピンドル３６には、仕上げ研削用の研削ホイール４０が装着されている。また、仕上げ研削領域Ｃ側の研削ユニット３２のスピンドルハウジング３４の上部には、スピンドル３６の上端側に接続されるモーター等の回転駆動源４２が設けられている。この回転駆動源４２の動力によって、スピンドル３６とともに仕上げ研削用の研削ホイール４０が回転する。

【0042】

各研削ホイール４０は、ステンレス鋼やアルミニウム等の金属を用いて形成された環状のホイール基台４０ａを含む。ホイール基台４０ａの下面には、ダイヤモンド等の砥粒がビトリファイドやレジノイド等の結合剤に分散されてなる複数の研削砥石４０ｂが、ホイール基台４０ａの周方向に沿って環状に配列されるように固定されている。

【0043】

なお、仕上げ研削用の研削ホイール４０が備える研削砥石４０ｂに含まれる砥粒の平均粒径は、粗研削用の研削ホイール４０が備える研削砥石４０ｂに含まれる砥粒の平均粒径よりも小さい。これにより、粗研削に適した研削ホイール４０と、仕上げ研削に適した研削ホイール４０と、が実現されている。具体的な砥粒の大きさは、研削後の被加工物１１に求められる品質等に応じて適切に設定される。

【0044】

各研削ホイール４０の傍には、チャックテーブル１８に保持された被加工物１１と研削砥石４０ｂとが接触する部分に純水等の液体（研削液）を供給できるノズル（不図示）が配置されている。なお、このノズルの代わりに、又は、このノズルとともに、液体の供給に使用される液体供給口が研削ホイール４０等に設けられても良い。

【0045】

また、粗研削領域Ｂ及び仕上げ研削領域Ｃの側方には、それぞれ、研削中の被加工物１１の厚み等を測定する際に用いられる厚み測定器４４が配置されている。厚み測定器４４は、代表的には、チャックテーブル１８の枠体の上面の高さを測定できる第１ハイトゲージと、チャックテーブル１８に保持された被加工物１１の上面の高さを測定できる第２ハイトゲージと、を含んでいる。第１ハイトゲージの測定値と、第２ハイトゲージの測定値と、の差が、被加工物１１の厚みとして採用される。

【0046】

粗研削領域Ｂのチャックテーブル１８に保持されている被加工物１１は、上述した粗研削領域Ｂ側の研削ユニット３２で上面側を研削される。また、仕上げ研削領域Ｃのチャックテーブル１８に保持されている被加工物１１は、上述した仕上げ研削領域Ｃ側の研削ユニット３２で上面側を研削される。

【0047】

つまり、被加工物１１を保持したチャックテーブル１８が、搬入搬出領域Ａ、粗研削領域Ｂ、及び仕上げ研削領域Ｃの順に移動することで、被加工物１１の粗研削と、粗研削の後の仕上げ研削と、が連続的に行われる。被加工物１１の仕上げ研削が終了すると、仕上げ研削領域Ｃのチャックテーブル１８は、再び搬入搬出領域Ａに配置される。

【0048】

搬入搬出領域Ａの前方、且つ第２搬送機構１４の側方の位置には、研削後の被加工物１１を保持して前方に搬送する第３搬送機構（搬送機構）４６が設けられている。第３搬送機構４６は、アーム４６ｂと、アーム４６ｂの先端部に接続され被加工物１１の上面（被研削面）側を吸引して保持できる保持パッド（保持部）４６ａと、を含み、アーム４６ｂによって保持パッド４６ａを旋回させることで、研削後の被加工物１１を搬入搬出領域Ａのチャックテーブル１８から前方に搬送する。

【0049】

第３搬送機構４６の側方には、第３搬送機構４６で搬出された被加工物１１を洗浄する洗浄ユニット５４が設けられている。洗浄ユニット５４は、例えば、被加工物１１の下面側を保持部５６ａで保持した状態で回転するスピンナーテーブル（第２テーブル）５６と、スピンナーテーブル５６の保持部５６ａによって保持された被加工物１１の上面側に洗浄用の流体を噴射する洗浄用ノズル（不図示）と、を含む。

【0050】

洗浄ユニット５４で使用される洗浄用の流体は、代表的には、水とエアとが混合した混合流体（二流体）である。もちろん、エアと混合していない水等が洗浄用の流体として用いられても良い。洗浄ユニット５４で洗浄された被加工物１１は、第１搬送機構６で搬送され、例えば、搬送元のカセット８に収容される。

【0051】

研削装置２の各要素には、コントローラ５０が接続されている。このコントローラ５０は、例えば、処理装置５０ａと、記憶装置５０ｂと、を含むコンピュータによって構成され、被加工物１１が適切に研削されるように、上述した研削装置２の各要素の動作等を制御する。

【0052】

処理装置５０ａは、代表的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、上述した要素を制御するために必要な種々の処理を行う。記憶装置５０ｂは、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の主記憶装置と、ハードディスクドライブやフラッシュメモリ等の補助記憶装置と、を含む。このコントローラ５０の機能は、例えば、記憶装置５０ｂに記憶されているプログラム等のソフトウェアに従い処理装置５０ａが動作することによって実現される。

【0053】

本実施形態に係る研削装置２において、複数の被加工物１１の研削を連続的に実施する際には、カセット８に収容されている複数の被加工物１１のそれぞれが、位置調整用テーブル１２ａ、保持ユニット５２（チャックテーブル１８）、スピンナーテーブル５６の順に搬送される。

【0054】

すなわち、保持ユニット５２（チャックテーブル１８）に保持され、研削が終了した被加工物１１は、第３搬送機構４６により保持ユニット５２（チャックテーブル１８）から搬出されてスピンナーテーブル５６へ搬入される。また、被加工物１１が搬出された後の保持ユニット５２（チャックテーブル１８）には、位置調整用テーブル１２ａにある被加工物１１が、第２搬送機構１４により搬入される。

【0055】

更に、被加工物１１が搬出された後の位置調整用テーブル１２ａには、カセット８に収容されている被加工物１１が、第１搬送機構６により搬入される。このように、複数の被加工物１１の研削を連続的に実施する際には、位置調整用テーブル１２ａ、チャックテーブル１８及びスピンナーテーブル５６は、被加工物１１が常に配置されている状態にある。

【0056】

次に、上述した本実施形態に係る研削装置２において、研削ホイール４０を交換する際の処理手順について説明する。図２は、研削ホイール４０を交換する際の処理手順を含む研削方法を示すフロー図である。この研削方法では、研削ステップＳ１において、チャックテーブル１８（粗研削領域Ｂ及び仕上げ研削領域Ｃにあるチャックテーブル１８）に保持されている被加工物１１が研削される。

【0057】

そして、被加工物１１の研削が終了すると、ターンテーブル１６が回転する。これにより、粗研削領域Ｂにあるチャックテーブル１８が仕上げ研削領域Ｃに移動し、仕上げ研削領域Ｃにあるチャックテーブル１８が搬入搬出領域Ａに移動し、搬入搬出領域Ａにあるチャックテーブル１８が粗研削領域Ｂに移動する。そして、搬入搬出領域Ａにある研削後の被加工物１１が、第３搬送機構４６により洗浄ユニット５４に搬出され、洗浄ユニット５４で洗浄される。

【0058】

例えば、研削ステップＳ１において被加工物１１の研削が開始された後に、コントローラ５０は、記憶装置５０ｂに記憶されているプログラムに従い、カセット８に収容されていた研削対象の全ての被加工物１１の研削が終了したか否かを判定するステップＳ２を実行する。全ての被加工物１１の研削が終了したと判定された場合（Ｓ２の判定が「Ｙｅｓ」の場合）、例えば、洗浄ユニット５４で洗浄された研削済みの被加工物１１は、第１搬送機構６によりカセット８に収容され、本フローが終了する。

【0059】

一方、全ての被加工物１１の研削が終了していないと判定された場合（Ｓ２の判定が「Ｎｏ」の場合）、次に研削される被加工物１１をチャックテーブル１８へと搬送する搬送ステップＳ３が実行される。研削済みの被加工物１１は、既にスピンナーテーブル５６へと搬出されており、搬入搬出領域Ａのチャックテーブル１８は空になっている。

【0060】

そこで、この空になっている搬入搬出領域Ａのチャックテーブル１８に、位置調整用テーブル１２ａにある被加工物１１が第２搬送機構１４により搬送される。そして、カセット８に収容されている被加工物１１が第１搬送機構６により位置調整用テーブル１２ａに搬送される。

【0061】

次に、コントローラ５０において、記憶装置５０ｂに記憶されているプログラムに従い、研削ホイール４０の交換が必要であるか否かを判定するステップＳ４が実行される。研削ホイール４０の交換の要否の判定は、例えば、研削砥石４０ｂの刃先残量に基づいて行われる。加工品質を維持するためには、所定の残量以上の刃先を有している研削砥石４０ｂで研削が行われることが望ましい。

【0062】

刃先残量は、研削ユニット３２の下降量と、被加工物１１の厚みとから算出した研削砥石４０ｂの摩耗量から把握することができる。すなわち、被加工物１１を研削する際に、研削砥石４０ｂの下面が被加工物１１の研削面に接触するよう研削ユニット３２が下降する。この時の下降量から、研削砥石４０ｂの下面の位置が算出される。一方、被加工物１１の厚みから、被加工物１１の表面の位置が算出される。この研削砥石４０ｂの下面の位置と被加工物１１の表面の位置との差が、研削砥石４０ｂの摩耗量となる。

【0063】

本実施形態では、研削砥石４０ｂの刃先残量を判定する際の基準となるしきい値が設定され、コントローラ５０の記憶部５０ｂに記憶される。このしきい値は、例えば、加工品質が維持できなくなる刃先残量の下限に相当する値である。刃先残量がこのしきい値以上であれば（Ｓ４の判定が「Ｎｏ」の場合）、研削ホイール４０は交換されず、再び研削ステップＳ１が実行される。

【0064】

一方、刃先残量がこのしきい値未満である場合（Ｓ４の判定が「Ｙｅｓ」の場合）は、コントローラ５０は、研削ホイール４０の交換を実行できる状態に遷移する。具体的には、コントローラ５０の処理装置５０ａは、第２搬送機構１４又は第３搬送機構４６の保持部に被加工物１１を保持させることで被加工物１１を保持ユニット５２から一時的に退避させる第１保持ステップＳ５を実行する。

【0065】

例えば、仕上げ研削領域Ｃにある研削ホイール４０が交換対象となる場合、ターンテーブル１６が回転し、仕上げ研削領域Ｃのチャックテーブル１８上にある被加工物１１が搬入搬出領域Ａに移動し、第２搬送機構１４に保持される。図３は、図２の第１保持ステップＳ５における第２搬送機構１４、保持ユニット５２及び研削ユニット３２の一部を模式的に示す断面図である。なお、図３には、第２搬送機構１４の保持部１４ａにより被加工物１１が保持されている態様が示されているが、第３搬送機構４６の保持部４６ａにより被加工物１１が保持されても良い。

【0066】

図３に示されるように、第２搬送機構１４の保持部１４ａに被加工物１１を保持が保持されている間に、例えば、オペレーターにより研削ホイール４０が交換される研削ホイール交換ステップＳ６が実施され、研削ホイール４０が交換される。そして、研削ホイール４０の交換が終了した後に、第２保持ステップＳ７により、第２搬送機構１４又は第３搬送機構４６の保持部に保持させていた被加工物１１を再び搬入搬出領域Ａのチャックテーブル１８に保持させる。その後、ターンテーブル１６が回転し、搬入搬出領域Ａのチャックテーブル１８上にある被加工物１１が仕上げ研削領域Ｃに移動する。

【0067】

第２保持ステップＳ７の後、被加工物１１を研削する研削ステップＳ１が再び実行される。そして、他のステップが同様に繰り返される。

【0068】

本実施形態によれば、研削ホイール４０を交換する際に、保持ユニット５２に保持されている被加工物１１を第２搬送機構１４又は第３搬送機構４６の保持部に保持させる。これにより、被加工物１１を一時的に空いている他のテーブル等に搬送する時間と、研削ホイール４０の交換後に他のテーブル等から被加工物１１を再び保持ユニット５２まで搬送するための時間を削減することができる。この結果、研削装置の実質的な稼働時間の減少を抑えて研削ホイールの交換を実施可能な研削装置を提供することができる。

【0069】

図１においては、保持ユニット５２に搬入される前の被加工物１１が保持されるテーブル（第１テーブル）が位置調整用テーブル１２ａであり、保持ユニット５２から搬出された後の被加工物１１が保持されるテーブル（第２テーブル）が洗浄ユニット５４のスピンナーテーブル５６である例が示されたが、第１テーブル及び第２テーブルはこれに限られるものではない。第１テーブルが保持ユニット５２に搬入される前の被加工物１１が保持されるテーブルであり、第２テーブルが保持ユニット５２から搬出された後の被加工物１１が保持されるテーブルであれば良く、第１テーブル及び第２テーブルはどのユニットのテーブルであっても良い。

【0070】

また、図１には保持ユニット５２のチャックテーブル１８を３つ有する場合の構成が示されているが、チャックテーブル１８の数は３つに限られず、１つであっても良いし、２つであっても良いし、４つ以上であっても良い。

【0071】

更に、被加工物１１の保持ユニット５２へ搬入搬出する搬送機構は、第２搬送機構１４及び第３搬送機構４６に限られるものではなく、これらが一体になった１つの搬送機構であっても良いし、３個以上の搬送機構には分かれていても良い。

【0072】

その他、上述した実施形態に係る構造、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され得る。

【符号の説明】

【0073】

２ ：研削装置
４ ：基台
４ａ ：収容空間
６ ：第１搬送機構
６ａ ：保持部
８ ：カセット
１０ ：カセット載置領域
１２ ：位置調整機構
１２ａ ：位置調整用テーブル（第１テーブル）
１２ｂ ：ピン
１４ ：第２搬送機構
１４ａ ：第２搬送機構の保持パッド（保持部）
１４ｂ ：第２搬送機構のアーム
１６ ：ターンテーブル
１８ ：チャックテーブル
１８ａ ：上面（保持面）
２０ ：支持構造
２２ ：Ｚ軸移動機構
２４ ：ガイドレール
２６ ：移動プレート
２８ ：ねじ軸
３０ ：回転駆動源
３２ ：研削ユニット
３４ ：スピンドルハウジング
３６ ：スピンドル
３８ ：マウント
４０ ：研削ホイール
４０ａ ：ホイール基台
４０ｂ ：研削砥石
４２ ：回転駆動源
４４ ：厚み測定器
４６ ：第３搬送機構
４６ａ ：第３搬送機構の保持パッド（保持部）
４６ｂ ：第３搬送機構のアーム
５０ ：コントローラ
５０ａ ：処理装置
５０ｂ ：記憶装置
５２ ：保持ユニット
５４ ：洗浄ユニット
５６ ：スピンナーテーブル（第２テーブル）
５６ａ ：保持部
１１ ：被加工物
１１ａ ：表面
１１ｂ ：裏面
２１ ：ケース
Ａ ：搬入搬出領域
Ｂ ：粗研削領域
Ｃ ：仕上げ研削領域

【図1】

【図2】

【図3】

【手続補正書】

【提出日】2023-12-21

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の被加工物を順に研削する研削装置であって、
チャックテーブルを有し、該チャックテーブルにより該被加工物を保持する保持ユニットと、
研削ホイールが装着されるスピンドルを有し、該保持ユニットにより保持された該被加工物を該研削ホイールで研削する研削ユニットと、
該被加工物を保持できる保持部を有し、該被加工物を該保持ユニットに搬入し且つ該保持ユニットから搬出する搬送機構と、
該保持ユニットに搬入される前の該被加工物が保持される第１テーブルと、
該保持ユニットから搬出された後の該被加工物が保持される第２テーブルと、
処理装置と記憶装置とを有し、該記憶装置に記憶されているプログラムに従い該搬送機構の動作を制御できるコントローラと、を含み、
該コントローラは、該プログラムに従い、
該保持ユニット、該第１テーブル、及び該第２テーブルの全てが該被加工物を保持している状態で、該研削ユニットに装着されている該研削ホイールの交換が必要であるか否かを判定する手順と、
該研削ホイールの交換が必要であるか否かを判定する手順において該研削ホイールの交換が必要であると判定された場合に、該保持ユニットが保持している該被加工物を該搬送機構の該保持部に保持させる手順と、を実行することで、該研削ホイールの交換が可能な状態へと遷移する研削装置。

【請求項2】

該研削ホイールの交換が必要であるか否かを判定する手順において、該コントローラは、該研削ホイールの刃先残量に基づき該研削ホイールの交換が必要であるか否かを判定する請求項１記載の研削装置。

【請求項3】

該研削ホイールの交換が可能な状態で該研削ホイールが交換された後に、
該コントローラは、該プログラムに従い、
該搬送機構の該保持部が保持している該被加工物を該保持ユニットに保持させる手順を更に実行する請求項１又は請求項２記載の研削装置。

【請求項4】

該保持ユニットは、複数の該チャックテーブルを有する請求項１又は請求項２記載の研削装置。

【請求項5】

チャックテーブルを有し、該チャックテーブルにより被加工物を保持する保持ユニットと、
研削ホイールが装着されるスピンドルを有し、該保持ユニットにより保持された該被加工物を該研削ホイールで研削する研削ユニットと、
該被加工物を保持できる保持部を有し、該被加工物を該保持ユニットに搬入し且つ該保持ユニットから搬出する搬送機構と、
該保持ユニットに搬入される前の該被加工物が保持される第１テーブルと、
該保持ユニットから搬出された後の該被加工物が保持される第２テーブルと、を含む研削装置を用いて複数の該被加工物を順に研削する研削方法であって、
該保持ユニットに保持されている第１被加工物を該研削ホイールで研削するステップと、
該第１被加工物が該研削ホイールで研削された後に、該保持ユニットに保持されている該第１被加工物を該搬送機構により該第２テーブルに搬送し、該第１テーブルに保持されている第２被加工物を該搬送機構により該保持ユニットに搬送し、第３被加工物を該搬送機構により該第１テーブルに搬送するステップと、
該保持ユニットが該第２被加工物を保持し、該第２テーブルが該第１被加工物を保持し、且つ該第１テーブルが該第３被加工物を保持している状態で、該研削ユニットに装着されている該研削ホイールの交換が必要であるか否かを判定するステップと、
該研削ホイールの交換が必要であるか否かを判定するステップにおいて該研削ユニットの該研削ホイールの交換が必要であると判定された場合に、該保持ユニットが保持している該第２被加工物を該搬送機構の該保持部に保持させるステップと、を含む研削方法。

【請求項6】

該研削ホイールの交換が必要であるか否かを判定するステップにおいて、該研削ホイールの刃先残量に基づき該研削ホイールの交換が必要であるか否かを判定する請求項５記載の研削方法。

【請求項7】

該研削ホイールの交換が可能な状態で該研削ホイールが交換された後に、該搬送機構の該保持部が保持している該第２被加工物を該保持ユニットに保持させるステップを更に含む請求項５又は請求項６記載の研削方法。

【請求項8】

該保持ユニットは、複数の該チャックテーブルを有する請求項５又は請求項６記載の研削方法。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0015】

また、本発明の他の一側面によれば、チャックテーブルを有し、該チャックテーブルにより該被加工物を保持する保持ユニットと、研削ホイールが装着されるスピンドルを有し、該保持ユニットにより保持された該被加工物を該研削ホイールで研削する研削ユニットと、該被加工物を保持できる保持部を有し、該被加工物を該保持ユニットに搬入し且つ該保持ユニットから搬出する搬送機構と、該保持ユニットに搬入される前の該被加工物が保持される第１のテーブルと、該保持ユニットから搬出された後の該被加工物が保持される第２のテーブルと、を含む研削装置を用いて複数の該被加工物を順に研削する研削方法であって、該保持ユニットに保持されている第１被加工物を該研削ホイールで研削するステップと、該第１被加工物が該研削ホイールで研削された後に、該保持ユニットに保持されている該第１被加工物を該搬送機構により該第２テーブルに搬送し、該第１テーブルに保持されている第２被加工物を該搬送機構により該保持ユニットに搬送し、第３被加工物を該搬送機構により該第１テーブルに搬送するステップと、該保持ユニットが該第２被加工物を保持し、該第２テーブルが該第１被加工物を保持し、且つ該第１テーブルが該第３被加工物を保持している状態で、該研削ユニットに装着されている該研削ホイールの交換が必要であるか否かを判定するステップと、該研削ホイールの交換が必要であるか否かを判定するステップにおいて該研削ユニットの該研削ホイールの交換が必要であると判定された場合に、該保持ユニットが保持している該被第２被加工物を該搬送機構の該保持部に保持させるステップと、を含む研削方法が提供される。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0063】

本実施形態では、研削砥石４０ｂの刃先残量を判定する際の基準となるしきい値が設定され、コントローラ５０の記憶装置５０ｂに記憶される。このしきい値は、例えば、加工品質が維持できなくなる刃先残量の下限に相当する値である。刃先残量がこのしきい値以上であれば（Ｓ４の判定が「Ｎｏ」の場合）、研削ホイール４０は交換されず、再び研削ステップＳ１が実行される。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0066】

図３に示されるように、第２搬送機構１４の保持部１４ａに被加工物１１が保持されている間に、例えば、オペレーターにより研削ホイール４０が交換される研削ホイール交換ステップＳ６が実施され、研削ホイール４０が交換される。そして、研削ホイール４０の交換が終了した後に、第２保持ステップＳ７により、第２搬送機構１４又は第３搬送機構４６の保持部に保持させていた被加工物１１を再び搬入搬出領域Ａのチャックテーブル１８に保持させる。その後、ターンテーブル１６が回転し、搬入搬出領域Ａのチャックテーブル１８上にある被加工物１１が仕上げ研削領域Ｃに移動する。