特開 2024-115859 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】P2024115859

(43)【公開日】2024-08-27

(54)【発明の名称】研削装置及び研削方法

(51)【国際特許分類】

   B24B 7/02 20060101AFI20240820BHJP

   B24B 53/02 20120101ALI20240820BHJP

   B24B 53/12 20060101ALI20240820BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20240820BHJP

【ＦＩ】

B24B7/02

B24B53/02

B24B53/12 A

H01L21/304 631

H01L21/304 622M

H01L21/304 622H

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023021734

(22)【出願日】2023-02-15

(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】中川 貴裕

(72)【発明者】

【氏名】中野 翔太

【テーマコード（参考）】

3C043

3C047

5F057

【Ｆターム（参考）】

3C043BA01

3C043BA09

3C043BA11

3C043BA18

3C043CC04

3C043CC13

3C043DD02

3C043DD05

3C043DD12

3C043EE03

3C047BB01

3C047BB19

3C047EE01

3C047EE05

3C047EE18

5F057AA12

5F057AA31

5F057BA13

5F057CA14

5F057CA25

5F057DA11

5F057DA38

5F057EB16

5F057EB18

5F057EB20

5F057EB27

5F057FA13

5F057FA37

5F057FA39

5F057GA01

5F057GA12

5F057GA16

5F057GA27

5F057GA29

5F057GB03

5F057GB11

5F057GB13

(57)【要約】

【課題】クリープフィード研削の際の実質的な稼働時間の減少を抑えながら研削砥石のドレスを実施可能な研削装置を提供する。
【解決手段】クリープフィード研削を施す研削装置は、被加工物を吸引保持する保持面及びドレス部を上面側に有するチャックテーブルと、複数の研削砥石で規定される円環の外径が保持面の最大辺又は直径よりも大きい研削ユニットと、回転軸の周りにチャックテーブルを回転させる回転機構と、回転機構及び研削ユニットを相対的に移動させる移動機構と、回転機構の動作を制御するコントローラと、を備える。コントローラは、ドレス時には保持面と研削ホイールとの相対的な移動の経路上にドレス部を配置し、被加工物の研削時には経路の外にドレス部を配置するように、回転機構を使用し回転軸の周りのチャックテーブルの向きを調整する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被加工物に対してクリープフィード研削を施す研削装置であって、
該被加工物を吸引保持する保持面と、該保持面の最大辺又は直径よりも直径が大きい円に沿って配列された複数の研削砥石を含む研削ホイールの該研削砥石に対してドレスを施す際に該研削砥石を接触させることができるように該保持面とは異なる位置に配置されたドレス部と、を上面側に有するチャックテーブルと、
該保持面に対して直交する高さ方向に沿って配置され下端部に該研削ホイールが装着されるスピンドルを有する研削ユニットと、
該高さ方向に沿う回転軸の周りに該チャックテーブルを回転させるモータを有する回転機構と、
該高さ方向と直交する所定方向において、該チャックテーブル及び該回転機構と、該研削ユニットと、を相対的に移動させる移動機構と、
メモリ及びプロセッサを有し、該回転機構の動作を制御するコントローラと、を備え、
該コントローラは、該研削砥石のドレス時には該所定方向に沿う該保持面と該研削ホイールとの相対的な移動の経路上に該ドレス部を配置し、該被加工物の研削時には該経路の外に該ドレス部を配置するように、該回転機構を使用して該回転軸の周りの該チャックテーブルの向きを調整する研削装置。

【請求項2】

該チャックテーブルと該研削ユニットとの高さ方向の位置の関係を調整する調整機構を更に有し、
該コントローラは、該調整機構により、該研削時には該研削砥石と該被加工物とが接触するように該高さ方向の位置の関係を調整し、該ドレス時には該研削砥石と該ドレス部とが接触するように該高さ方向の位置の関係を調整する請求項１記載の研削装置。

【請求項3】

被加工物に対してクリープフィード研削を施す研削方法であって、
該被加工物を吸引保持する保持面と、該保持面の最大辺又は直径よりも直径が大きい円に沿って配列された複数の研削砥石を含む研削ホイールの該研削砥石に対してドレスを施す際に該研削砥石を接触させることができるように該保持面とは異なる位置に配置されたドレス部と、を上面側に有するチャックテーブルの該保持面で、該被加工物を保持する保持工程と、
該保持工程の後、該保持面に対して平行な所定方向において該研削ホイールが該チャックテーブルから離れた位置から、回転させた状態の該研削ホイールと該チャックテーブルとを該所定方向に沿って相対的に移動させることにより、該被加工物の上面側を研削するクリープフィード研削工程と、
該クリープフィード研削工程の後、該所定方向において該研削ホイールが該チャックテーブルから離れた位置から、回転させた状態の該研削ホイールと該ドレス部とを該所定方向に沿って相対的に移動させることにより、該複数の研削砥石に対してドレスを施すドレス工程と、
該保持工程の後、該クリープフィード研削工程の前に、該クリープフィード研削工程における該相対的な移動の経路の外に該ドレス部が配置されるように該保持面に対して直交する回転軸の周りの該チャックテーブルの向きを調整する研削用位置調整工程と、
該クリープフィード研削工程の後、該ドレス工程の前に、該ドレス工程における該相対的な移動の経路の中に該ドレス部が配置されるように該回転軸の周りの該チャックテーブルの向きを調整するドレス用位置調整工程と、を備える研削方法。

【請求項4】

該研削用位置調整工程では、該保持面に対して直交する高さ方向において該複数の研削砥石の下面が該被加工物の上面と該保持面との間の位置に位置付けられるように該チャックテーブルと該研削ホイールとの位置の関係を調整し、
該ドレス用位置調整工程では、該保持面に対して直交する高さ方向において該複数の研削砥石の該下面が該ドレス部の上端と下端との間の位置に位置付けられるように該チャックテーブルと該研削ホイールとの位置の関係を調整する請求項３記載の研削方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、研削装置及び研削方法に関する。

【背景技術】

【0002】

携帯電話機に代表される小型で軽量な電子機器には、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）及びＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の電子回路を備えた半導体チップが必須の構成として搭載されている。この半導体チップは、例えば、シリコン等の材料からなる半導体ウェーハの表面を、ストリートと呼ばれる複数の分割予定ラインで区画し、各領域に電子回路を形成した後、このストリートに沿って半導体ウェーハを切断することで製造される。

【0003】

近年、半導体チップの更なる小型化及び軽量化を目的として、半導体ウェーハを薄く加工できる研削装置の開発が進められている。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、半導体ウェーハを保持する保持面を備えたチャックテーブルを、この保持面と略平行な面内で回転（公転）する研削砥石に向けて、保持面と略平行な方向（横方向）に移動させるクリープフィード研削と呼ばれる研削方法に用いられ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２０１０－１０３１９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

クリープフィード研削では、上述したように、半導体ウェーハの横方向から主に研削砥石の側面によって半導体ウェーハが研削される。よって、チャックテーブルの保持面と略垂直な方向（縦方向）に研削砥石を移動させて研削砥石の下面を半導体ウェーハに押し当てるインフィード研削と呼ばれる研削方法と比較すると、研削砥石の下面の摩耗が進行しにくく、研削砥石が目詰まりを起こしやすい。

【0006】

特に、靭性が大きく研削されにくい樹脂のような材料を含む半導体ウェーハを研削する場合には、この目詰まりが顕著となる。このため、複数の半導体ウェーハを連続して研削する場合には、研削砥石のドレスをこまめに実施して、研削砥石の目詰まりを解消する必要がある。

【0007】

一方で、研削砥石のドレスを実施するためには、ドレスの開始前にチャックテーブルの保持面にドレス専用のドレスボードを保持させる作業と、ドレスの終了後にチャックテーブルの保持面からドレスボードを取り除く作業とが必要となる。そして、これらの作業にかかる時間が研削装置の実質的な稼働時間を減少させていた。

【0008】

よって、本発明の目的は、クリープフィード研削の際の実質的な稼働時間の減少を抑えながら研削砥石のドレス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】

【0009】

本発明の一側面によれば、被加工物に対してクリープフィード研削を施す研削装置であって、該被加工物を吸引保持する保持面と、該保持面の最大辺又は直径よりも直径が大きい円に沿って配列された複数の研削砥石を含む研削ホイールの該研削砥石に対してドレスを施す際に該研削砥石を接触させることができるように該保持面とは異なる位置に配置されたドレス部と、を上面側に有するチャックテーブルと、該保持面に対して直交する高さ方向に沿って配置され下端部に該研削ホイールが装着されるスピンドルを有する研削ユニットと、該高さ方向に沿う回転軸の周りに該チャックテーブルを回転させるモータを有する回転機構と、該高さ方向と直交する所定方向において、該チャックテーブル及び該回転機構と、該研削ユニットと、を相対的に移動させる移動機構と、メモリ及びプロセッサを有し、該回転機構の動作を制御するコントローラと、を備え、該コントローラは、該研削砥石のドレス時には該所定方向に沿う該保持面と該研削ホイールとの相対的な移動の経路上に該ドレス部を配置し、該被加工物の研削時には該経路の外に該ドレス部を配置するように、該回転機構を使用して該回転軸の周りの該チャックテーブルの向きを調整する研削装置が提供される。

【0010】

好ましくは、該チャックテーブルと該研削ユニットとの高さ方向の位置の関係を調整する調整機構を更に有し、該コントローラは、該調整機構により、該研削時には該研削砥石と該被加工物とが接触するように該高さ方向の位置の関係を調整し、該ドレス時には該研削砥石と該ドレス部とが接触するように該高さ方向の位置の関係を調整する。

【0011】

また、本発明の別の一側面によれば、被加工物に対してクリープフィード研削を施す研削方法であって、該被加工物を吸引保持する保持面と、該保持面の最大辺又は直径よりも直径が大きい円に沿って配列された複数の研削砥石を含む研削ホイールの該研削砥石に対してドレスを施す際に該研削砥石を接触させることができるように該保持面とは異なる位置に配置されたドレス部と、を上面側に有するチャックテーブルの該保持面で、該被加工物を保持する保持工程と、該保持工程の後、該保持面に対して平行な所定方向において該研削ホイールが該チャックテーブルから離れた位置から、回転させた状態の該研削ホイールと該チャックテーブルとを該所定方向に沿って相対的に移動させることにより、該被加工物の上面側を研削するクリープフィード研削工程と、該クリープフィード研削工程の後、該所定方向において該研削ホイールが該チャックテーブルから離れた位置から、回転させた状態の該研削ホイールと該ドレス部とを該所定方向に沿って相対的に移動させることにより、該複数の研削砥石に対してドレスを施すドレス工程と、該保持工程の後、該クリープフィード研削工程の前に、該クリープフィード研削工程における該相対的な移動の経路の外に該ドレス部が配置されるように該保持面に対して直交する回転軸の周りの該チャックテーブルの向きを調整する研削用位置調整工程と、該クリープフィード研削工程の後、該ドレス工程の前に、該ドレス工程における該相対的な移動の経路の中に該ドレス部が配置されるように該回転軸の周りの該チャックテーブルの向きを調整するドレス用位置調整工程と、を備えるクリープフィード研削方法が提供される。

【0012】

好ましくは、該研削用位置調整工程では、該高さ方向において該複数の研削砥石の下面が該被加工物の上面と該保持面との間の位置に位置付けられるように該チャックテーブルと該研削ホイールとの位置の関係を調整し、該ドレス用位置調整工程では、該高さ方向において該複数の研削砥石の該下面が該ドレス部の上端と下端との間の位置に位置付けられるように該チャックテーブルと該研削ホイールとの位置の関係を調整する。

【発明の効果】

【0013】

本発明の一側面に係る研削装置は、被加工物を保持する保持面と、保持面とは異なる位置に配置されたドレス部と、を上面側に有するチャックテーブルを備える。すなわち、ドレス部がチャックテーブル上に常に配置されているため、ドレスの開始前にチャックテーブルの保持面にドレスボードを取り付ける作業と、ドレスの終了後に保持面からドレスボードを取り除く作業とが不要となる。よって、従来よりもドレスにかかる時間を低減し、クリープフィード研削の際の実質的な稼働時間の減少を抑えながらドレスを実施可能な研削装置を提供することができる。

【0014】

研削砥石による研削対象（被加工物及びドレス部）の切り替えは、回転機構により実現される。すなわち、回転機構によりチャックテーブルを回転させることによって、ドレス部を、保持面と研削ホイールとの相対的な移動の経路上と、この経路の外と、のいずれかに配置することができる。したがって、ドレス部がチャックテーブル上に常に配置されていても、被加工物のクリープフィード研削と研削砥石のドレスとを適切に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、第１実施形態に係る研削装置の一部を模式的に示す断面図である。

【図2】図２は、第１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の研削工程時のチャックテーブル、ドレス部、被加工物及び研削砥石を模式的に示す上面図である。

【図4】図４は、図２のドレス用位置調整工程時の研削砥石、チャックテーブル、被加工物及びドレス部を模式的に示す上面図である。

【図5】図５は、図２のドレス工程時の研削砥石、チャックテーブル、被加工物及びドレス部を模式的に示す上面図である。

【図6】図６は、第２実施形態に係る研削方法に係るドレス工程時の被加工物、チャックテーブル、ドレス部及び研削砥石を示す上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付図面を参照して本発明の一側面に係る実施形態を説明する。図１は、第１実施形態に係る研削装置２の一部を模式的に示す断面図であり、図２は、第１実施形態に係る研削方法を示すフロー図であり、図３は、研削装置２の一部の構造を模式的に示す上面図である。なお、図１において、Ｘ軸方向（第１水平方向、前後方向）とＹ軸方向（第２水平方向、左右方向）とは、互いに垂直な方向である。また、Ｚ軸方向（高さ方向、上下方向、鉛直方向）は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と垂直な方向である。

【0017】

研削装置２は、研削装置２を構成する各構成要素を支持又は収容する基台４を備える。基台４の上面側には、上端部が矩形状に開口した直方体状の収容空間４ａが設けられている。収容空間４ａの内側には、研削装置２による研削加工の対象物である被加工物１１を保持する円盤状のチャックテーブル（保持テーブル）６が設けられている。チャックテーブル６の上面は、被加工物１１を吸引保持する保持面６ａと、保持面６ａとは異なる位置に設けられたドレス部６ｂと、を有している。

【0018】

本実施形態に係るチャックテーブル６の保持面６ａは、図３に示されるように、矩形状に形成されている。これにより、チャックテーブル６の保持面６ａは、矩形の平板状に形成された被加工物１１を保持することができる。ただし、保持面６ａの形状や大きさは、被加工物１１の大きさや形状等に応じて変更され得る。例えば、円板状の被加工物を保持する必要がある場合には、保持面６ａは、円形状に形成される。

【0019】

本実施形態では、図３に示されるように、４つの保持面６ａが、チャックテーブル６の上面の中央部を通る１本の直線に沿って概ね等しい間隔で配置されている。ただし、保持面６ａの数や配列の方向は、この限りではない。

【0020】

チャックテーブル６の保持面６ａは、セラミックスの多孔質体で構成されている。この保持面６ａは、バルブが設けられた配管等を通じて吸引源（真空ポンプ等）に接続されている。よって、吸引源が負圧を発生し、バルブが開かれると、この負圧が保持面６ａに作用し、保持面６ａの表面に配置された被加工物１１が保持面６ａに吸引され、保持される。

【0021】

ドレス部６ｂは、被加工物１１の研削に用いられる研削砥石のドレスに適した板状のドレスボードを含む。ドレスボードは、代表的には、ダイヤモンド、ｃＢＮ（cubic Boron Nitride）等でなる砥粒と、砥粒を固定するメタルボンド、レジンボンド、ビトリファイドボンド等の結合材（ボンド材）とを含む。このドレスボードが研削されるように研削砥石をドレスボードに接触させることで、研削砥石が摩耗し、研削砥石の目詰まりが解消される。

【0022】

チャックテーブル６は、チャックテーブル６を回転させる回転機構８に接続されている。回転機構８は、研削装置２の高さ方向に沿って配置されたスピンドル１２を有している。スピンドル１２の上端側はチャックテーブル６に固定され、スピンドル１２の下端側はモータ１０に接続されている。モータ１０の駆動により、保持面６ａと交差する回転軸（図１中の一点鎖線）の周りにスピンドル１２が回転し、それによって、チャックテーブル６が回転軸の周りに回転する。

【0023】

なお、回転機構８は、スピンドル１２とモータ１０とがベルト及びプーリを介して接続されている物であっても良いし、スピンドル１２とモータ１０とが直に接続されるダイレクトドライブモータであっても良い。

【0024】

図１に示されるように、チャックテーブル６には、チャックテーブル６の傾きを調節する傾き調節機構１４が連結されている。例えば、傾き調節機構１４は、ベアリング（不図示）を介してチャックテーブル６を支持する円盤状のテーブルベース１６と、それぞれがテーブルベース１６を支持する１個の固定支持部材１８Ａ及び２個の可動支持部材１８Ｂとを備える。なお、図１では、一方の可動支持部材１８Ｂのみが示され、他方の可動支持部材１８Ｂが省略されている。

【0025】

１個の固定支持部材１８Ａ及び２個の可動支持部材１８Ｂは、テーブルベース１６の周方向に沿って概ね等間隔（１２０°間隔）で配置される。そして、固定支持部材１８Ａの上端部及び可動支持部材１８Ｂの上端部がそれぞれ、テーブルベース１６の外周部の下面側に固定される。

【0026】

固定支持部材１８Ａは、その上端部が所定の高さ位置で固定されるように構成されている。一方、可動支持部材１８Ｂは、その上端部をＺ軸方向に沿って移動（昇降）可能に構成されている。後述のコントローラ６２が可動支持部材１８Ｂに制御信号を入力することにより、２個の可動支持部材１８Ｂの上端のＺ軸方向における位置（高さ位置）をそれぞれ変更することができる。これにより、チャックテーブル６及びスピンドル１２の傾きが調節される。

【0027】

基台４の内側には、移動機構（移動ユニット）２０が設けられている。移動機構２０は、チャックテーブル６に連結されており、チャックテーブル６及びスピンドル１２をＸ軸方向に沿って移動させる。

【0028】

具体的には、移動機構２０は、Ｘ軸方向に沿って配置されたボールねじ２２を備える。ボールねじ２２の端部には、ボールねじ２２を回転させるパルスモータ２４が連結されている。また、チャックテーブル６及び傾き調節機構１４は支持台２６により支持されており、この支持台２６には、ナット部２８が連結されている。そして、ボールねじ２２はナット部２８に螺合しており、パルスモータ２４でボールねじ２２を回転させるとチャックテーブル６がＸ軸方向に沿って移動する。

【0029】

チャックテーブル６及び移動機構２０の後方（図１における右側）には、直方体状の支持構造（コラム）３０が設けられている。支持構造３０の表面側（前面側）には、調整機構（移動ユニット）３２が設けられている。調整機構３２は、支持構造３０の表面側に固定された一対のガイドレール３４を備える。一対のガイドレール３４は、その長手の方向がＺ軸方向に沿うように配置されており、Ｙ軸方向において互いに離隔されている。

【0030】

一対のガイドレール３４には、底のある円筒状に形成された保持部材３６が、ガイドレール３４に沿ってスライド可能に装着されている。保持部材３６の背面側には、ナット部３８が連結されており、ナット部３８には、一対のガイドレール３４の間にＺ軸方向に沿って配置されたボールねじ４０が螺合している。また、ボールねじ４０の端部には、ボールねじ４０を回転させるパルスモータ４２が連結されている。パルスモータ４２でボールねじ４０を回転させると、保持部材３６がガイドレール３４に沿ってＺ軸方向に移動（昇降）する。

【0031】

保持部材３６は、被加工物１１に研削加工を施す研削ユニット４４を保持している。研削ユニット４４は、中空の円柱状に形成され保持部材３６に収容されたハウジング４６を備える。ハウジング４６の下面側は、ゴム等の弾性限度の高い弾性体でなる緩衝部材４８を介して、保持部材３６の底面によって支持されている。

【0032】

ハウジング４６の内部には、Ｚ軸方向に沿って配置された円柱状のスピンドル５０が収容されている。スピンドル５０の先端部（下端部）は、ハウジング４６から露出しており、保持部材３６の底部に設けられた開口を通じて保持部材３６の下面から下方に突出している。また、スピンドル５０の基端部（上端部）には、スピンドル５０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。

【0033】

スピンドル５０の先端部には、金属等でなる円盤状のホイールマウント５２が固定されている。ホイールマウント５２の下面側には、被加工物１１を研削する円環状の研削ホイール５４が着脱可能に装着される。例えば、研削ホイール５４は、ボルト等の固定具によってホイールマウント５２に固定される。

【0034】

研削ホイール５４は、アルミニウム、ステンレス等の金属でなりホイールマウント５２と概ね同径に形成された円環状のホイール基台５６を備える。ホイール基台５６の上面側がホイールマウント５２の下面側に固定される。また、ホイール基台５６の下面側には、複数の研削砥石５８が固定されている。例えば、複数の研削砥石５８は、いずれも直方体状に形成され、ホイール基台５６の周方向に沿って概ね等間隔で円環状に配列される。

【0035】

複数の研削砥石５８で規定される円環の外径（直径）は、チャックテーブル６の保持面６ａの最大辺よりも大きくなるように構成されている。つまり、複数の研削砥石５８は、保持面６ａの最大辺よりも直径が大きい円に沿って配列されている。これは、チャックテーブル６を研削ユニット４４に向かってＸ軸方向に移動させた際に、円環状に配列された研削砥石５８によって保持面６ａに保持された被加工物１１の上面の全体が研削されるようにするためである。

【0036】

なお、円板状の被加工物を保持できるように保持面６ａが円形状に形成されている場合には、複数の研削砥石５８で規定される円環の外径（直径）は、チャックテーブル６の保持面６ａの直径よりも大きくなるように構成される。つまり、この場合には、複数の研削砥石５８が、保持面６ａの直径よりも直径が大きい円に沿って配列される。

【0037】

研削砥石５８は、ダイヤモンド、ｃＢＮ（cubic Boron Nitride）等でなる砥粒と、砥粒を固定するメタルボンド、レジンボンド、ビトリファイドボンド等の結合材（ボンド材）とを含む。ただし、研削砥石５８の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。また、研削砥石５８の数も任意に設定され得る。

【0038】

研削ホイール５４は、回転駆動源（不図示）からスピンドル５０及びホイールマウント５２を介して伝達される動力により、Ｚ軸方向に沿って設定された回転軸６０の周りに回転する。すなわち、回転軸６０は、スピンドル５０、ホイールマウント５２及び研削ホイール５４の回転軸に相当する。そして、研削ホイール５４を回転させると、複数の研削砥石５８は、それぞれ、回転軸６０を中心とする水平面（ＸＹ平面）と概ね平行な環状の軌道（経路）に沿って旋回し、環状の軌跡を描く。

【0039】

研削ユニット４４の内部及び近傍には、純水等の液体（研削液）を供給するための研削液供給路（不図示）が設けられている。例えば、研削液供給路は、ホイールマウント５２及び研削ホイール５４の内部に形成された流路や、研削ユニット４４の近傍に設けられたノズルによって構成される。

【0040】

そして、研削ホイール５４で被加工物１１を研削する際には、この研削液供給路から、研削液が被加工物１１及び研削砥石５８に供給される。これにより、被加工物１１及び研削砥石５８が冷却されるとともに、研削加工によって発生した屑（研削屑）が洗い流される。なお、研削液供給路は、研削ユニット４４の内部と近傍との一方のみに設けられてもよい。

【0041】

また、研削装置２は、研削装置２を制御するコントローラ（制御ユニット、制御部、制御装置）６２を備える。コントローラ６２は、研削装置２の構成要素（チャックテーブル６、傾き調節機構１４、移動機構２０、調整機構３２、研削ユニット４４等）に接続されており、各構成要素の動作を制御する制御信号を生成する。

【0042】

例えば、コントローラ６２は、コンピュータによって構成され、研削装置２の稼働に必要な演算を行うプロセッサ６２ａと、研削装置２の稼働に用いられる各種の情報（データ、プログラム等）を記憶するメモリ６２ｂとを含む。プロセッサ６２ａは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等で構成される。メモリ６２ｂは、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）で構成される。

【0043】

次に、第１実施形態に係る研削方法について説明する。図２は第１実施形態に係る研削方法を示すフロー図である。なお、この第１実施形態では、研削方法を構成する各工程が、コントローラ６２の指令に基づき遂行される。

【0044】

第１実施形態の研削方法では、まず、チャックテーブル６の保持面６ａにより被加工物１１を保持する保持工程Ｓ１が実行される。具体的には、この保持工程Ｓ１では、例えば、搬送機構（ロボットアーム等）により研削装置２の外部からチャックテーブル６に被加工物１１が搬入され、保持面６ａに載せられる。上述したように、本実施形態のチャックテーブル６は、４つの保持面６ａを有しており、４つの保持面６ａのそれぞれに、矩形状の上面を有する被加工物１１が載せられる。

【0045】

その後、配管等の流路に設けられたバルブを開いて保持面６ａに吸引源の負圧を作用させると、被加工物１１は、保持面６ａに吸引される。すなわち、４つの被加工物１１は、チャックテーブル６の４つの保持面６ａにより保持される。なお、被加工物１１は、オペレーター等によって手動でチャックテーブル６の保持面６ａに載せられてもよい。

【0046】

次に、被加工物１１の研削に適した状態となるように保持面６ａやドレス部６ｂの位置を調整する研削用位置調整工程Ｓ２が実行される。この工程では、研削ホイール５４が研削装置２の高さ方向と直交する所定方向においてチャックテーブル６から離れた状態で、複数の研削砥石５８の下面を被加工物１１の被研削面（上面）と保持面６ａとの間の高さ位置に位置付けるように、調整機構３２により研削ユニット４４の高さが調整される。

【0047】

研削砥石５８の下面が位置づけられる位置は、代表的には、被加工物１１の被研削面から５μｍ～２０μｍの距離に設定される。一方、研削工程Ｓ３が粗研削である場合は２０μ程度この場合には、被加工物１１の研削量（研削により除去される厚み）が概ね５μｍ～２０μｍとなる。ただし、研削砥石５８の下面が位置づけられる位置は、被加工物１１が適切に研削される範囲内で変更され得る。

【0048】

後述する研削工程Ｓ３が粗研削である場合、研削砥石５８の下面は、被加工物１１の被研削面から２０μ程度に位置付けられる。一方、後述する研削工程Ｓ３が仕上げ研削である場合、研削砥石５８の下面は、被加工物１１の被研削面から５μ程度に位置付けられる。

【0049】

また、ドレス部６ｂが研削ホイール５４（研削砥石５８）と干渉する可能性のある位置に配置されている場合には、ドレス部６ｂが研削ホイール５４（研削砥石５８）と干渉しない位置に配置されるように、チャックテーブル６の向きが調整される。すなわち、保持面６ａと研削ホイール５４との相対的な移動の経路の外にドレス部６ｂが配置されるように、コントローラ６２は、回転機構１２を使用してチャックテーブル６の回転軸の周りの向きを調整する。

【0050】

続いて、被加工物１１を研削する研削工程（クリープフィード研削工程）Ｓ３が実行される。この研削工程は、粗研削であっても良いし、仕上げ研削であっても良い。図３には、図２の研削工程時のチャックテーブル６、ドレス部６ｂ、被加工物１１及び研削砥石５８が模式的に示され、チャックテーブル６、ドレス部６ｂ及び被加工物１１の軌跡が点線によって示されている。また、図３中の一点鎖線は、研削の際に研削砥石５８が通るチャックテーブル６上の領域の外縁を示している。

【0051】

被加工物１１を研削する際には、図３に示されるように、コントローラ６が移動機構２０を用いてチャックテーブル６をＸ軸方向に移動させる。すなわち、チャックテーブル６及び回転機構８と、研削ユニット４４と、がＸ軸方向に沿って相対的に移動する。上述のように、研削砥石５８の下面は、被加工物１１の被研削面（上面）と保持面６ａとの間の高さ位置に位置付けられている。そのため、チャックテーブル６が移動機構２０によりＸ軸方向に移動すると、被加工物１１の上面側の部分が、回転する研削砥石５８の側面及び下面により側方から研削される（クリープフィード研削）。

【0052】

例えば、研削ホイール５４の直径は、３００ｍｍ、チャックテーブル６の直径は、６００ｍｍ、被加工物１１の横の長さは、２００ｍｍ、被加工物１１の縦の長さは、６０ｍｍである。また、例えば、チャックテーブル６のＸ軸方向への移動速度（送り速度）は、５～６０ｍｍ／ｓ、スピンドル５０の回転数は、２０００ｒｐｍ、研削液の流量は、研削ホイール５４の内部に形成された流路（インナーノズル）で４Ｌ／ｍｉｎ、研削ホイール５４の外部のノズル（アウターノズル）で１０Ｌ／ｍｉｎに設定される。ただし、各部の大きさや研削の条件等は、被加工物１１が適切に研削される範囲内で変更され得る。

【0053】

研削工程Ｓ３が実行される際には、事前に実行される研削用位置調整工程Ｓ２により、ドレス部６ｂは、保持面６ａと研削ホイール５４との相対的な移動の経路の外に配置されている。すなわち、ドレス部６ｂは、研削装置２内で研削砥石５８と干渉しない位置（研削砥石５８により研削されない位置）に配置されている。研削工程Ｓ３が終了した後には、コントローラ６２は、移動機構２０を用いてチャックテーブル６を研削の開始の位置まで戻す。

【0054】

次に、被加工物１１の研削が終了したか否かを判定する第１判定工程Ｓ４が実行される。研削が終了したか否かは、例えば、図示しない厚さ測定器により測定される被加工物１１の厚さを用いて、目標とする被加工物１１の厚さを基準にコントローラ６２により判定される。

【0055】

例えば、厚さ測定器により測定される被加工物１１の厚さが目標とする被加工物１１の厚さに達し、被加工物１１の研削が終了したと判定された場合（第１判定ステップＳ４の判定が「Ｙｅｓ」の場合）、被加工物１１は、搬送機構により研削装置２の外部に搬出され、本フローが終了する。なお、研削が終了したか否かは、研削工程Ｓ３が実行された回数等に基づいて判定されてもよい。

【0056】

一方、被加工物１１の研削が終了していないと判定された場合（第１判定ステップＳ４の判定が「Ｎｏ」の場合）、続いて、研削砥石５８のドレスが必要か否かを判定する第２判定工程Ｓ５が実行される。ドレスが必要か否かは、例えば、スピンドル５０を回転させる回転駆動源にかかる負荷の変化に基づいて、コントローラ６２により判定される。

【0057】

例えば、スピンドル５０を回転させる回転駆動源にかかる負荷が極端に大きくなった場合（モータの電流値が極端に上昇した場合）には、研削砥石５８の状態が悪化していると考えられる。よって、このような場合には、コントローラ６２は、研削砥石５８のドレスが必要と判定する。

【0058】

また、コントローラ６２は、被加工物１１の累積研削量に基づき、研削砥石５８のドレスが必要か否かを判定してもよい。被加工物１１の累積研削量が多くなると、研削砥石５４の状態が悪化する。そこで、コントローラ６２は、被加工物１１の累積研削量が、研削砥石５４に許容される閾値を超えた場合に、研削砥石５８のドレスが必要と判定する。

【0059】

また、コントローラ６２は、研削後の被加工物１１の厚さに基づいて、研削砥石５８のドレスが必要か否かを判定してもよい。研削砥石５８の状態が良い場合には、研削砥石５８が適切に消耗するので、研削用位置調整工程Ｓ２において調整された研削ユニットの高さから想定される研削後の被加工物１１の厚さと、実際に測定される研削後の被加工物１１の厚さと、の間に僅かなずれが生じる。

【0060】

一方で、想定される研削後の被加工物１１の厚さと、研削後の被加工物１１の厚さと、の差が小さい場合には、研削砥石５８が適切に消耗しておらず、研削砥石５８の状態が悪化していると考えられる。よって、このような場合には、コントローラ６２は、研削砥石５８のドレスが必要と判定する。

【0061】

第２判定工程Ｓ５においてドレスが不要と判定された場合（第２判定工程Ｓ５の判定が「Ｎｏ」の場合）、研削用位置調整工程Ｓ２及び研削工程Ｓ３が再び実行される。なお、この場合には、次に実行される研削用位置調整工程Ｓ２において、研削ユニット４４の高さのみが調整されればよい。すなわち、チャックテーブル６の回転軸の周りの向きは、調整されなくてよい。

【0062】

一方、第２判定工程Ｓ５においてドレスが必要と判定された場合（第２判定ステップＳ５の判定が「Ｙｅｓ」の場合）、ドレス用位置調整工程Ｓ６が実行される。図４は、図２のドレス用位置調整工程時の研削砥石５８、チャックテーブル６、被加工物１１及びドレス部６ｂを模式的に示す上面図である。図４には、チャックテーブル６、ドレス部６ｂ及び被加工物１１の軌跡が点線によって示されている。また、図４中の一点鎖線は、ドレスの際に研削砥石５８が通るチャックテーブル６上の領域の外縁を示している

【0063】

図４に示されるように、ドレス用位置調整工程Ｓ６では、ドレス部６ｂが保持面６ａと研削ホイール５４との相対的な移動の経路の中に配置され、かつ、被加工物１１がこの経路の外に配置されるように、回転機構８により、チャックテーブル６の回転軸周りの位置が調整される。具体的には、回転機構８により、チャックテーブル６が図４中の矢印の方向に回転される。なお、研削工程Ｓ３が終了した段階で、チャックテーブル６は、研削の開始の位置まで戻されている。つまり、このドレス用位置調整工程Ｓ６では、研削装置２の高さ方向と直交する所定方向において、研削ホイール５４がチャックテーブル６から離れた状態にある。

【0064】

また、複数の研削砥石５８の下面をドレス部６ｂの被研削面（上端）とドレス部６ｂの下端との間の位置に位置付けるように、調整機構３２により研削ユニット４４の高さが調整される。研削砥石５８の下面が位置づけられる高さ方向の位置（ドレス部６ｂの被研削面からの距離）は、研削用位置調整工程と同様でよい。

【0065】

次に、ドレス工程Ｓ７が実行される。図５は、図２のドレス工程時の研削砥石５８、チャックテーブル６、被加工物１１及びドレス部６ｂを模式的に示す上面図である。図５には、チャックテーブル６、ドレス部６ｂ及び被加工物１１の軌跡が点線によって示されている。また、図５中の一点鎖線は、ドレスの際に研削砥石５８が通るチャックテーブル６上の領域の外縁を示している。

【0066】

ドレス部６ｂを研削する際には、図５に示されるように、コントローラ６が移動機構２０を用いてチャックテーブル６をＸ軸方向に移動させる。すなわち、チャックテーブル６及び回転機構８と、研削ユニット４４と、がＸ軸方向に沿って相対的に移動する。上述のように、研削砥石５８の下面は、ドレス部６ｂの上端と下端との間の高さ位置に位置付けられている。

【0067】

そのため、チャックテーブル６が移動機構２０によりＸ軸方向に移動すると、ドレス部６ｂの上面側の部分が、回転する研削砥石５８の側面及び下面により側方から研削され、ドレスされる。ドレス工程Ｓ７が終了した後、移動機構２０によりチャックテーブル６がドレスを実施する前の位置まで戻る。

【0068】

ドレス工程Ｓ７が終了した後、研削用位置調整工程Ｓ１及び研削工程Ｓ２が実行される。以降、被加工物１１の研削が終了するまで、Ｓ２～Ｓ７のステップが繰り返される。

【0069】

上述したように、第１実施形態に係る研削装置２は、被加工物１１を保持する保持面６ａと、保持面６ａとは異なる位置に配置されたドレス部６ｂと、を上面側に有するチャックテーブル６を備える。すなわち、ドレス部６ｂがチャックテーブル６上に常に配置されているため、ドレス工程Ｓ７においてチャックテーブル６の保持面６ａにドレスボードを取り付ける作業と、保持面６ａからドレスボードを取り除く作業とが不要となる。よって、従来よりもドレスにかかる時間を低減し、クリープフィード研削の際の実質的な稼働時間の減少を抑えながらドレスを実施可能な研削装置２を提供することができる。

【0070】

研削砥石５８による研削対象（被加工物１１及びドレス部６ｂ）の切り替えは、回転機構８により実現される。すなわち、回転機構８によりチャックテーブル６を回転させることによって、ドレス部６ｂを、保持面６ａと研削ホイール５４との相対的な移動の経路上と、この経路の外と、のいずれかに配置することができる。したがって、ドレス部６ｂがチャックテーブル６上に常に配置されていても、被加工物１１のクリープフィード研削と研削砥石５８のドレスとを適切に実施することができる。

【0071】

図６は、第２実施形態に係る研削方法のドレス工程Ｓ７時のチャックテーブル６、ドレス部６ａ、被加工物１１及び研削砥石５８を示す上面図である。第２実施形態は、第１実施形態と同様にＳ１～Ｓ６の工程を含む。図６に示されるように、チャックテーブル６の上面にドレス部６ｂが２つ設けられていても良い。例えば、複数の種類の研削砥石５８に対応させるように、ドレス部６ｂを構成する砥石の種類が異なる２種類のドレス部６ｂが２か所に配置されても良い。また、砥石の種類が同じ２つのドレス部６ｂを設け、一方のドレス部６ｂがある程度まで消耗した後に、他方のドレス部６ｂでドレスが実施されるようにしても良い。

【0072】

ドレス部６ｂの数及び配置は、この限りでは無い。研削工程Ｓ３の際に、ドレス部６ｂが保持面６ａと研削砥石５８との相対的な移動経路の外に配置されていれば、任意の数のドレス部６ｂをチャックテーブル６の任意の位置に配置することができる。

【0073】

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】

【0074】

２ 研削装置
４ 基台
４ａ 開口
６ チャックテーブル（保持テーブル）
６ａ 保持面
６ｂ ドレス部
８ 回転機構
１０ モータ
１２ スピンドル
１４ 傾き調節機構
１６ テーブルベース
１８Ａ 固定支持部材
１８Ｂ 可動支持部材
２０ 移動機構（移動ユニット）
２２ ボールねじ
２４ パルスモータ
２６ 支持台
２８ ナット部
３０ 支持構造（コラム）
３２ 調整機構（移動ユニット）
３４ ガイドレール
３６ 保持部材
３８ ナット部
４０ ボールねじ
４２ パルスモータ
４４ 研削ユニット
４６ ハウジング
４８ 緩衝部材
５０ スピンドル
５２ ホイールマウント
５４ 研削ホイール
５６ ホイール基台
５８ 研削砥石
６０ 回転軸
６２ コントローラ（制御ユニット、制御部、制御装置）
６２ａ プロセッサ
６２ｂ メモリ
１１ 被加工物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】