(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】
(24)【登録日】2023-11-09
(45)【発行日】2023-11-17
(54)【発明の名称】研削装置
(51)【国際特許分類】
B24B 45/00 20060101AFI20231110BHJP
B24B 47/22 20060101ALI20231110BHJP
B24B 41/06 20120101ALI20231110BHJP
B24B 7/04 20060101ALI20231110BHJP
H01L 21/304 20060101ALI20231110BHJP
【ＦＩ】
B24B45/00 A
B24B47/22
B24B41/06 L
B24B7/04 A
H01L21/304 631
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2020005518
(22)【出願日】2020-01-16
(65)【公開番号】P2021112781
(43)【公開日】2021-08-05
【審査請求日】2022-11-25
(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】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】高橋 昌之
(72)【発明者】
【氏名】大室 喜洋
(72)【発明者】
【氏名】石井 茂
(72)【発明者】
【氏名】水島 亮
(72)【発明者】
【氏名】平賀 洋行
(72)【発明者】
【氏名】阿部 大輝
(72)【発明者】
【氏名】花岡 慶祐
(72)【発明者】
【氏名】堀 真一郎
【審査官】須中 栄治
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－２２６９４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０５５４６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１９－５１７９３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５０－００８１７７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２４Ｂ５／００－７／３０
Ｂ２４Ｂ４１／００－５１／００
Ｈ０１Ｌ２１／３０４；２１／４６３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
保持面を有するチャックテーブルと、環状基台と該環状基台の下面に固定された研削砥石とを有する研削ホイールをスピンドルの下方に装着し該チャックテーブルの該保持面に保持された被加工物を研削して薄化する研削ユニットと、該研削ユニットを該保持面と垂直な研削送り方向に移動させる研削送りユニットと、該チャックテーブルに被加工物を搬入搬出する搬入出領域と該研削ユニットで該被加工物を研削する研削領域との間で該チャックテーブルを移動するチャックテーブル移動ユニットと、各構成要素を制御する制御部と、を備える研削装置であって、該研削ユニットは、
該スピンドルの下端に配設され、該研削ホイールの該環状基台に係合して該研削ホイールを該スピンドルに固定するホイール係合部と、
該ホイール係合部を、該環状基台に係合する係合位置と、該環状基台から退避する退避位置とに位置付ける係合部位置付け機構と、を備え、
該制御部は、
該研削ユニットに該研削ホイールを装着する際に、該研削ホイールが載置された該チャックテーブルを該研削領域に移動させ、該研削ユニットを研削送りして該ホイール係合部を該研削ホイールに近接させた後、該ホイール係合部を該係合位置に位置付け、該研削ホイールを該研削ユニットに装着する研削装置。
【請求項2】
該チャックテーブルは、該研削ホイールを保持する研削ホイール用チャックテーブルと、被加工物を保持する被加工物用チャックテーブルとを備える請求項１に記載の研削装置。
【請求項3】
該研削ユニットに装着された該研削ホイールは、該研削送り方向で該環状基台の上端が該研削ユニットの所定の位置に固定され、該制御部は、該研削送り方向での、該研削ユニットと該チャックテーブルの保持面との距離と、該環状基台の上端から該研削砥石の下端までの研削ホイールの総厚と、該チャックテーブルに支持された該研削ホイールの下端の高さと、から、該研削ユニットに装着された該研削ホイールの該研削砥石の下端と該チャックテーブルの該保持面が接触する該研削送り方向での基準高さを算出する基準高さ算出部と、を備える請求項１又は請求項２に記載の研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、研削装置に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体ウェーハや樹脂パッケージ基板、セラミックス基板など各種板状の被加工物を研削砥石で研削して薄化する研削装置、所謂グラインダーが知られている。研削砥石は、金属製の環状基台の下面（自由端）に環状に並んで固定され、研削ホイールを構成する（例えば、特許文献１参照）。研削ホイールは、研削装置のスピンドルの下端に固定されたホイールマウントを介してスピンドルに固定され、チャックテーブルの保持面に保持された被加工物に対し、高速で回転しながら研削送りされて研削を実施する。
【0003】
研削ホイールは、円盤形のホイールマウントにネジによって固定される。また研削砥石の先端（下端）とチャックテーブルの保持面が接触する高さを基準高さとし、被加工物を保持面から何ミクロンの高さまで研削を実施するか制御する。
【0004】
研削ホイールの交換作業は、研削装置の内部にオペレータが潜り込み、比較的重量のある研削ホイールに対してネジを何カ所も緩めたり締めたりする必要があった。また、交換した研削ホイールの基準高さを検出するため、研削ユニットをチャックテーブルに向かって少しずつ研削送りしながら、チャックテーブルの保持面と研削砥石の下端の隙間を所定の厚さのブロックゲージがギリギリ入る高さに設定する所謂セットアップ作業が必要となる（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２００３－０８９０６５号公報
【文献】特開２０１３－２５３８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
前述した研削ホイールの交換作業は、研削ホイールが比較的重量を有しているために、比較的重労働な作業であった。
【0007】
また、前述したセットアップ作業は、チャックテーブルの保持面と研削砥石の下端の隙間を所定の厚さのブロックゲージがギリギリ入る高さに設定するために、熟練されたオペレータであっても作業に係る工数が増加する傾向であった。
【0008】
このように、従来から用いられてきた研削装置は、研削ホイールの交換作業が困難な作業であった。
【0009】
本発明は、研削ホイールの交換作業の困難さを抑制することができる研削装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の研削装置は、保持面を有するチャックテーブルと、環状基台と該環状基台の下面に固定された研削砥石とを有する研削ホイールをスピンドルの下方に装着し該チャックテーブルの該保持面に保持された被加工物を研削して薄化する研削ユニットと、該研削ユニットを該保持面と垂直な研削送り方向に移動させる研削送りユニットと、該チャックテーブルに被加工物を搬入搬出する搬入出領域と該研削ユニットで該被加工物を研削する研削領域との間で該チャックテーブルを移動するチャックテーブル移動ユニットと、各構成要素を制御する制御部と、を備える研削装置であって、該研削ユニットは、該スピンドルの下端に配設され、該研削ホイールの該環状基台に係合して該研削ホイールを該スピンドルに固定するホイール係合部と、該ホイール係合部を、該環状基台に係合する係合位置と、該環状基台から退避する退避位置とに位置付ける係合部位置付け機構と、を備え、該制御部は、該研削ユニットに該研削ホイールを装着する際に、該研削ホイールが載置された該チャックテーブルを該研削領域に移動させ、該研削ユニットを研削送りして該ホイール係合部を該研削ホイールに近接させた後、該ホイール係合部を該係合位置に位置付け、該研削ホイールを該研削ユニットに装着することを特徴とする。
【0011】
前記研削装置において、該チャックテーブルは、該研削ホイールを保持する研削ホイール用チャックテーブルと、被加工物を保持する被加工物用チャックテーブルとを備えても良い。
【0012】
前記研削装置において、該研削ユニットに装着された該研削ホイールは、該研削送り方向で該環状基台の上端が該研削ユニットの所定の位置に固定され、該制御部は、該研削送り方向での、該研削ユニットと該チャックテーブルの保持面との距離と、該環状基台の上端から該研削砥石の下端までの研削ホイールの総厚と、該チャックテーブルに支持された該研削ホイールの下端の高さと、から、該研削ユニットに装着された該研削ホイールの該研削砥石の下端と該チャックテーブルの該保持面が接触する該研削送り方向での基準高さを算出する基準高さ算出部と、を備えても良い。
【発明の効果】
【0013】
本願発明の研削装置は、研削ホイールの交換作業の困難さを抑制することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【0016】
〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係る研削装置を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る研削装置の構成例を示す斜視図である。図２は、図１に示された研削装置の加工対象の被加工物を示す斜視図である。図３は、図１に示された研削装置の粗研削ユニット及び仕上げ研削ユニットを分解して下方から示す斜視図である。図４は、図３に示された粗研削ユニット及び仕上げ研削ユニットの下端部を一部断面で示す側面図である。図５は、図１に示された研削装置のホイールストック部、研削ホイール搬送ロボット、各研削ユニット及び各チャックテーブルを示す平面図である。図６は、図１に示された研削装置の各研削ユニットと研削ホイール用チャックテーブルと被加工物用チャックテーブルを模式的に示す側面図である。
本発明の実施形態１に係る研削装置を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る研削装置の構成例を示す斜視図である。図２は、図１に示された研削装置の加工対象の被加工物を示す斜視図である。図３は、図１に示された研削装置の粗研削ユニット及び仕上げ研削ユニットを分解して下方から示す斜視図である。図４は、図３に示された粗研削ユニット及び仕上げ研削ユニットの下端部を一部断面で示す側面図である。図５は、図１に示された研削装置のホイールストック部、研削ホイール搬送ロボット、各研削ユニット及び各チャックテーブルを示す平面図である。図６は、図１に示された研削装置の各研削ユニットと研削ホイール用チャックテーブルと被加工物用チャックテーブルを模式的に示す側面図である。
【0017】
実施形態１に係る図１に示す研削装置１は、図２に示す被加工物２００の裏面２０１を研削して、被加工物２００を所定の仕上げ厚さに薄化する加工装置である。実施形態１に係る研削装置１の加工対象である被加工物２００は、シリコンを母材とする円板状の半導体ウェーハやサファイア、ＳｉＣ（炭化ケイ素）などを母材とする光デバイスウェーハなどのウェーハである。被加工物２００は、図２に示すように、表面２０２に形成された格子状の分割予定ライン２０３により区画された各領域にデバイス２０４が形成されている。被加工物２００は、表面２０２に保護部材２０５が貼着された状態で裏面２０１が研削される。実施形態１では、保護部材２０５は、被加工物２００と同じ大きさの円板状に形成され、可撓性を有する合成樹脂により構成されている。
【0018】
また、本発明の被加工物２００は、ウェーハの他に、樹脂により封止されたデバイスを複数有した矩形状の樹脂パッケージ基板、セラミックス基板等各種の板状の被加工物でも良い。
【0019】
研削装置１は、図１に示すように、装置本体２と、粗研削ユニット３（研削ユニットに相当）と、仕上げ研削ユニット４（研削ユニットに相当）と、研削送りユニット５と、ターンテーブル６と、ターンテーブル６上に設置された複数（実施形態１では４つ）のチャックテーブル７と、カセット８，９と、位置合わせユニット１０と、搬送ユニット１１と、洗浄ユニット１２と、搬出入ユニット１３と、ホイールストック部１４と、研削ホイール搬送ロボット１５と、制御部１００とを主に備えている。
【0020】
ターンテーブル６は、装置本体２の上面に設けられた円盤状のテーブルであり、水平面内で回転可能に設けられ、所定のタイミングで回転駆動される。このターンテーブル６上には、例えば４つのチャックテーブル７が、例えば９０度の位相角で等間隔に配設されている。これら４つのチャックテーブル７は、保持面７１に真空チャックを備えたチャックテーブル構造のものであり、被加工物２００が保護部材２０５を介して保持面７１上に載置されて、被加工物２００又は研削ユニット３，４の研削ホイール３２，４２を保持する。これらチャックテーブル７は、研削時には、鉛直方向即ちＺ軸方向と平行な回転軸回りに、回転駆動機構によって水平面内で回転駆動される。このように、チャックテーブル７は、被加工物２００を回転可能に保持する保持面７１を有している。
【0021】
なお、これら４つのチャックテーブル７のうち一つのチャックテーブル７（以下、符号７－１で示す）は、研削ホイール３２，４２を保持する研削ホイール用チャックテーブルであり、残りの３つのチャックテーブル７は、被加工物２００を保持する被加工物用チャックテーブル７（以下、符号７－２で示す）である。こうして、チャックテーブル７は、研削ホイール用チャックテーブル７－１と、被加工物用チャックテーブル７－２とを備えている。
【0022】
このようなチャックテーブル７－１，７－２は、ターンテーブル６の回転によって、搬入出領域３０１、粗研削領域３０２、仕上げ研削領域３０３、研削ホイール搬入出領域３０４、搬入出領域３０１に順次移動される。
【0023】
なお、研削ホイール搬入出領域３０４は、研削ホイール用チャックテーブル７－１に研削ホイール３２，４２を搬入搬出する領域であり、搬入出領域３０１は、被加工物用チャックテーブル７－２に被加工物２００を搬入搬出する領域であり、粗研削領域３０２は、粗研削ユニット３で被加工物用チャックテーブル７－２に保持された被加工物２００を粗研削（研削に相当）する領域であり、仕上げ研削領域３０３は、仕上げ研削ユニット４で被加工物用チャックテーブル７－２に保持された被加工物２００を仕上げ研削（研削に相当）する領域である。このように、このように、ターンテーブル６は、回転することで、研削ホイール搬入出領域３０４と、搬入出領域３０１と、研削領域３０２，３０３との間でチャックテーブル７－１，７－２を移動するテーブル移動ユニットである。
【0024】
粗研削ユニット３は、粗研削用の研削砥石３１を備える粗研削用の研削ホイール３２が装着されて、粗研削領域３０２の被加工物用チャックテーブル７－２の保持面７１に保持された被加工物２００の裏面２０１を粗研削して薄化する研削ユニットである。仕上げ研削ユニット４は、仕上げ研削用の研削砥石４１を備える仕上げ研削用の研削ホイール４２が装着されて、仕上げ研削領域３０３の被加工物用チャックテーブル７－２の保持面７１に保持された被加工物２００の裏面２０１を仕上げ研削して薄化する研削ユニットである。なお、研削ユニット３，４は、構成が略同一であるので、以下、同一部分に同一符号を付して説明する。
【0025】
粗研削ユニット３及び仕上げ研削ユニット４は、図３に示すように、研削ホイール３２，４２をスピンドル３３の下方である下端部に装着している。研削ホイール３２，４２は、円環状の環状基台３４と、環状基台３４の下面３４１に固定された複数の研削砥石３１，４１とを有する。研削砥石３１，４１は、環状基台３４の下面３４１の外縁部に周方向に並べられている。また、実施形態１では、研削ホイール３２，４２は、環状基台３４の内周面に全周に亘って係合溝３５が形成されている。係合溝３５は、環状基台３４の外周に向かうにしたがってＺ軸方向の幅が徐々に狭く形成され、下方側の内面３５１が下面３４１と平行であり、上方側の内面３５２が環状基台３４の外周に向かうにしたがって徐々に下面３４１に向かう方向に下面３４１に対して傾斜している。
【0026】
スピンドル３３は、スピンドルハウジング３６内に保持面７１と垂直な研削送り方向であるＺ軸方向と平行な軸心回りに回転自在に収容され、スピンドルハウジング３６に取り付けられたスピンドルモータ３７（図１に示す）により軸心回りに回転される。スピンドル３３は、円柱状に形成され、下端部に研削ホイール３２，４２を装着するためのホイールマウント３８と、芯出し部３９とが設けられている。ホイールマウント３８は、スピンドル３３の下端部から外周方向に全周に亘って突出し、外周面の平面形状が円形に形成されている。ホイールマウント３８は、下面３８１に環状基台３４の上面３４２が重ねられて、研削ホイール３２，４２が装着される。芯出し部３９は、ホイールマウント３８の下面３８１から下方に向かって凸の円板状に形成されている。芯出し部３９の外径は、研削ホイール３２，４２の環状基台３４の内径よりも若干小さい。スピンドル３３と、ホイールマウント３８と、芯出し部３９とは、互いに同軸となる位置に配置されている。
【0027】
また、研削ユニット３，４は、図３及び図４に示すように、ホイール係合部４０と、係合部位置付け機構４３とを備える。ホイール係合部４０は、スピンドル３３の下端部に配設され、研削ホイール３２，４２の環状基台３４の係合溝３５に係合して、研削ホイール３２，４２をスピンドル３３の下端部に固定するものである。
【0028】
実施形態１において、ホイール係合部４０は、芯出し部３９の外周面に開口したスライド支持用穴４０１内に芯出し部３９の径方向にスライド自在に設けられた係合部材４０２を複数備えている。係合部材４０２は、図４に破線で示す係合位置と、図４に実線で示す退避位置とに亘ってスライド支持用穴４０１内にスライド自在に支持されている。係合位置は、芯出し部３９の外周面から突出して、係合部材４０２の先端部が研削ホイール３２，４２の係合溝３５内に侵入して、環状基台３４の係合溝３５に係合する位置である。退避位置は、係合部材４０２の先端部がスライド支持用穴４０１の奥に没して、環状基台３４の係合溝３５から退避して、芯出し部３９が環状基台３４の内周を通ることを許容する位置である。
【0029】
なお、実施形態１では、係合部材４０２の先端部の下面４０３は、下面３８１と平行であるとともに、研削ホイール３２，４２の係合溝３５の内面３５１と平行である。係合部材４０２の先端部の上面４０４は、芯出し部３９の外周に向かうにしたがって徐々に下面４０３に近付く方向に下面４０３に対して傾斜しているとともに、研削ホイール３２，４２の係合溝３５の内面３５２と平行である。
【0030】
このために、ホイール係合部４０は、係合部材４０２が係合位置に位置すると、係合部材４０２の先端部の下面４０３及び上面４０４が係合溝３５の内面３５１，３５２に密に接触して、スピンドル３３の下端部に研削ホイール３２，４２を固定する。実施形態１では、研削ユニット３，４に装着された研削ホイール３２，４２は、ホイール係合部４０により、Ｚ軸方向で研削ホイール３２，４２の環状基台３４の上端である上面３４２が研削ユニット３，４の所定の位置であるスピンドル３３のホイールマウント３８の下面３８１に固定される。
【0031】
係合部位置付け機構４３は、ホイール係合部４０の係合部材４０２を係合位置と、退避位置とに位置付けるものである。係合部位置付け機構４３は、係合部材４０２を係合位置と退避位置とに亘って移動させるものであり、全ての係合部材４０２を互いに連動させて係合位置又は退避位置に位置付ける。係合部位置付け機構４３は、全ての係合部材４０２を互いに連動させて係合位置と退避位置とに亘って移動させるモータなどのアクチュエータ又はエアーシリンダを含んで構成される。
【0032】
研削ユニット３，４は、スピンドルモータ３７によりスピンドル３３及び研削ホイール３２，４２が軸心回りに回転されるとともに研削水を研削領域３０２，３０３の被加工物用チャックテーブル７－２に保持された被加工物２００の裏面２０１に供給しながら研削送りユニット５により研削砥石３１，４１が被加工物用チャックテーブル７－２に所定の送り速度で近づけられることによって、被加工物２００の裏面２０１を粗研削又は仕上げ研削する。
【0033】
研削送りユニット５は、研削ユニット３，４をＺ軸方向に移動させるものである。実施形態１において、研削送りユニット５は、装置本体２の水平方向と平行なＹ軸方向の一端部から立設した立設柱２１に設けられている。研削送りユニット５は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ、ボールねじを軸心回りに回転させる周知のモータ及び各研削ユニット３，４のスピンドルハウジング３６をＺ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレールを備える。
【0034】
なお、実施形態１において、粗研削ユニット３及び仕上げ研削ユニット４は、研削砥石３１，４１で被加工物用チャックテーブル７－２に保持された被加工物２００の裏面２０１を研削する図１に示す研削位置と、ホイールマウント３８が研削領域３０２，３０３の研削ホイール用チャックテーブル７－１と同軸となるホイール着脱位置とに亘って、スライド移動機構１６により研削送りユニット５及び立設柱２１毎水平方向に沿って移動される。スライド移動機構１６は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ、ボールねじを軸心回りに回転させる周知のモータ及び各研削ユニット３，４を支持した立設柱２１を水平方向に移動自在に支持する周知のガイドレールを備える。なお、研削位置は、研削ユニット３，４の研削ホイール３２，４２の回転中心である軸心と、チャックテーブル７の回転中心である軸心とが、互いに水平方向に間隔をあけて平行に配置され、研削砥石３１，４１が被加工物用チャックテーブル７－２に保持された被加工物２００の裏面２０１の中心又は中心付近を通る位置である。
【0035】
カセット８，９は、複数のスロットを有する被加工物２００を収容するための収容容器である。一方のカセット８は、研削前の被加工物２００を収容し、他方のカセット９は、研削後の被加工物２００を収容する。また、位置合わせユニット１０は、カセット８から取り出された被加工物２００が仮置きされて、その中心位置合わせを行うためのテーブルである。
【0036】
搬送ユニット１１は、２つ設けられている。２つの搬送ユニット１１は、被加工物２００を吸着する吸着パッドを有している。一方の搬送ユニット１１は、位置合わせユニット１０で位置合わせされた研削前の被加工物２００を吸着保持して搬入出領域３０１に位置する被加工物用チャックテーブル７－２上に搬入する。他方の搬送ユニット１１は、搬入出領域３０１に位置する被加工物用チャックテーブル７－２上に保持された研削後の被加工物２００を吸着保持して洗浄ユニット１２に搬出する。
【0037】
搬出入ユニット１３は、例えばＵ字型ハンド１３１を備えるロボットピックであり、Ｕ字型ハンド１３１によって被加工物２００を吸着保持して搬送する。具体的には、搬出入ユニット１３は、研削前の被加工物２００をカセット８から取り出して、位置合わせユニット１０へ搬出するとともに、研削後の被加工物２００を洗浄ユニット１２から取り出して、カセット９へ搬入する。洗浄ユニット１２は、研削後の被加工物２００を洗浄し、研削された裏面２０１に付着している研削屑等のコンタミネーションを除去する。
【0038】
ホイールストック部１４は、研削ユニット３，４から取り外された研削ホイール３２，４２を上面１４１に載置するとともに、研削ユニット３，４に取り付ける研削ホイール３２，４２を上面１４１に載置するものである。実施形態１では、ホイールストック部１４は、図５に示すように、装置本体２の研削ホイール搬入出領域３０４のチャックテーブル７－１，７－２の隣に配置されている。
【0039】
研削ホイール搬送ロボット１５は、研削ホイール搬入出領域３０４の研削ホイール用チャックテーブル７－１の保持面７１に保持された研削ホイール３２，４２をホイールストック部１４の上面１４１に搬送するとともに、ホイールストック部１４の上面１４１に載置された研削ホイール３２，４２を研削ホイール搬入出領域３０４の研削ホイール用チャックテーブル７－１の保持面７１に搬送するものである。実施形態１では、研削ホイール搬送ロボット１５は、図５に示すように、装置本体２にＺ軸方向と平行な軸心回りに回転自在に設けられた搬送アーム１５１と、搬送アーム１５１の先端に設けられて研削ホイール３２，４２の環状基台３４の外周面を把持する複数の把持部材１５２とを備えている。
【0040】
また、研削装置１は、各研削ユニット３，４のホイールマウント３８の下面３８１のＺ軸方向の高さを検出する研削送り方向位置検出ユニット１７を備える。実施形態１では、研削送り方向位置検出ユニット１７は、モータのパルスで各研削ユニット３，４のホイールマウント３８の下面３８１のＺ軸方向の位置を検出する。研削送り方向位置検出ユニット１７は、検出した各研削ユニット３，４のホイールマウント３８の下面３８１のＺ軸方向の位置を制御部１００に出力する。なお、Ｚ軸方向の位置は、研削ホイール用チャックテーブル７－１の保持面７１を基準として、研削ホイール用チャックテーブル７－１の保持面７１からのＺ軸方向の距離で示される。
【0041】
制御部１００は、研削装置１を構成する上述した各構成要素をそれぞれ制御するものである。即ち、制御部１００は、被加工物２００に対する研削動作を研削装置１に実行させるものである。制御部１００は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータである。
【0042】
制御部１００の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、研削装置１を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介して研削装置１の上述した構成要素に出力する。また、制御部１００は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される表示ユニットや、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる入力ユニットと接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等とのうち少なくとも一つにより構成される。
【0043】
制御部１００は、図１に示すように、記憶部１０１と、基準高さ算出部１０２とを備える。記憶部１０１は、図６に示すＺ軸方向の予め定められた所定の位置に位置付けられた各研削ユニット３，４のＺ軸方向でのホイールマウント３８の下面３８１と研削ホイール用チャックテーブル７－１の保持面７１との距離５０１と、研削ホイール用チャックテーブル７－１に支持された研削ホイール３２，４２の研削砥石３１，４１の下面の高さである研削ホイール用チャックテーブル７－１の保持面７１と被加工物用チャックテーブル７－２の保持面７１とのＺ軸方向での距離５０２とを記憶している。
【0044】
また、記憶部１０１は、Ｚ軸方向での、各研削ユニット３，４に装着される研削ホイール３２，４２の環状基台３４の上面３４２から研削砥石３１，４１の下端である下面までの研削ホイール３２，４２の総厚５０３を記憶している。記憶部１０１は、オペレータが入力ユニットを操作することで制御部１００に入力された距離５０１，５０２及び総厚５０３を加工条件の一部として受け付けて記憶する。
【0045】
基準高さ算出部１０２は、各研削ユニット３，４に研削ホイール３２，４２が装着された後に、記憶部１０１に記憶した距離５０１と、総厚５０３と、距離５０２とから、各研削ユニット３，４に装着された研削ホイール３２，４２の研削砥石３１，４１の下面と被加工物用チャックテーブル７－２の保持面７１が接触するＺ軸方向での基準高さを算出するものである。基準高さは、スピンドル３３即ち研削ユニット３，４のＺ軸方向の所定の高さを示し、基準高さにスピンドル３３が位置付けられると、ホイールマウント３８の下面３８１から保持面７１までの距離が研削ホイール３２，４２の総厚５０３となるＺ軸方向の高さである。実施形態１に係る研削装置１は、研削ホイール用チャックテーブル７－１に載置した研削ホイール３２，４２をホイールマウント３８に着脱するときに、スピンドル３３即ち研削ユニット３，４を研削ホイール用チャックテーブル７－１に対する基準高さに位置付ける必要がある。また、研削装置１は、通常のブロックゲージを用いるセットアップと同様の目的のために、被加工物用チャックテーブル７－２で被加工物２００を所望の厚さに研削するために、被加工物用チャックテーブル７－２に対する基準高さを割り出す必要がある。
【0046】
実施形態１では、基準高さ算出部１０２は、研削ホイール用チャックテーブル７－１に対する基準高さを、研削ユニット３，４のホイールマウント３８の下面３８１から研削ホイール用チャックテーブル７－１の保持面７１までの距離が総厚５０３となる高さと算出する。また、実施形態１では、被加工物用チャックテーブル７－２に対する基準高さを、研削ホイール用チャックテーブル７－１の保持面７１が被加工物用チャックテーブル７－２の保持面７１よりも低いので、研削ユニット３，４のホイールマウント３８の下面３８１から研削ホイール用チャックテーブル７－１の保持面７１までの距離が総厚５０３と距離５０２との和の値となる高さと算出する。なお、研削ホイール用チャックテーブル７－１の保持面７１が被加工物用チャックテーブル７－２の保持面７１よりも高い場合には、基準高さ算出部１０２は、被加工物用チャックテーブル７－２に対する基準高さを、研削ユニット３，４のホイールマウント３８の下面３８１から研削ホイール用チャックテーブル７－１の保持面７１までの距離が総厚５０３から距離５０２を引いた値となる高さと算出する。このように、実施形態１では、基準高さ算出部１０２は、被加工物用チャックテーブル７－２に対する基準高さを、研削ホイール用チャックテーブル７－１に対する基準高さと同様に、２つのチャックテーブルの高さの差である距離５０２を用いて算出するが、本発明では、距離５０２を用いず、被加工物用チャックテーブル７－２に対する距離５０１がわかれば被加工物用チャックテーブル７－２の保持面７１からの距離５０１と総厚５０３が等しくなる高さを基準高さと算出しても良い。
【0047】
なお、記憶部１０４の機能は、制御部１００の記憶装置により実現される。基準高さ算出部１０２の機能は、制御部１００の記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムを演算処理装置が実行することで実現される。
【0048】
次に、実施形態１に係る研削装置１の加工動作を説明する。研削装置１は、オペレータにより、加工条件が制御部１００に登録され、研削前の保護部材２０５が貼着された被加工物２００を収容したカセット８及び被加工物２００を収容していないカセット９が装置本体２に設置される。研削装置１の制御部１００は、オペレータから加工動作の開始指示を受け付けると、加工動作を開始する。
【0049】
加工動作では、研削装置１の制御部１００は、スライド移動機構１６を制御して、各研削ユニット３，４を研削位置に位置付け、搬出入ユニット１３にカセット８から被加工物２００を取り出させて、位置合わせユニット１０へ搬出させる。制御部１００は、位置合わせユニット１０に被加工物２００の中心位置合わせを行わせ、搬送ユニット１１に位置合わせされた被加工物２００の表面２０２側を搬入出領域３０１に位置する被加工物用チャックテーブル７－２上に搬入する。
【0050】
研削装置１の制御部１００は、被加工物２００の表面２０２側を保護部材２０５を介して搬入出領域３０１の被加工物用チャックテーブル７－２に保持し、裏面２０１を露出させて、ターンテーブル６で被加工物２００を粗研削領域３０２、仕上げ研削領域３０３、研削ホイール搬入出領域３０４、搬入出領域３０１に順に搬送し、粗研削、仕上げ研削を順に施す。なお、研削装置１の制御部１００は、ターンテーブル６が９０度回転する度に、研削前の被加工物２００を搬入出領域３０１の被加工物用チャックテーブル７－２に搬入する。
【0051】
研削装置１の制御部１００は、研削後の被加工物２００を搬送ユニット１１により洗浄ユニット１２に搬入し、洗浄ユニット１２で洗浄し、洗浄後の被加工物２００を搬出入ユニット１３の搬送パッドで被加工物２００の保護部材２０５側から保持して、カセット９へ搬入する。研削装置１の制御部１００は、カセット８内の全ての被加工物２００に研削を施すと、加工動作を終了する。
【0052】
次に、研削装置１の研削ホイール３２，４２を研削ユニット３，４のスピンドル３３に装着する装着動作を図面に基づいて説明する。なお、研削ホイール３２，４２をスピンドル３３に装着する装着動作は、両研削ユニット３，４とも同様であるので、本明細書は、粗研削ユニット３のスピンドル３３に研削ホイール３２を装着する装着動作を代表して説明する。また、以下、本明細書は、装着動作を、粗研削ユニット３のスピンドル３３に研削ホイール３２を装着する前にスピンドル３３から研削ホイール３２が取り外されて、粗研削ユニット３がＺ軸方向の所定の位置に位置付けられ、ホイール係合部４０の係合部材４０２が退避位置に位置付けられていることとして説明する。
【0053】
図７は、図５に示されたホイールストック部の上面に載置された研削ホイールを研削ホイール搬送ロボットが保持した状態を示す平面図である。図８は、図７に示された研削ホイール搬送ロボットが研削ホイールを研削ホイール用チャックテーブルに搬送した状態を示す平面図である。図９は、図８に示された研削ホイールを保持した研削ホイール用チャックテーブルを粗研削ユニットの下方に位置付けた状態を一部断面で示す側面図である。図１０は、図９に示された粗研削ユニットのスピンドルに研削ホイールを装着した状態を一部断面で示す側面図である。
【0054】
研削ホイール３２を粗研削ユニット３のスピンドル３３に装着する際には、オペレータが、ホイールストック部１４の上面１４１に研削ホイール３２を載置し、加工条件としてのホイールストック部１４の上面１４１に載置された研削ホイール３２の総厚５０３、前述した距離５０１，５０２を制御部１００に入力する。制御部１００は、総厚５０３、距離５０１，５０２を受け付けると記憶部１０１に記憶する。研削装置１の制御部１００は、オペレータから装着動作の開始指示を受け付けると、装着動作を開始し、基準高さ算出部１０２が、前述した研削ホイール用チャックテーブル７－１における基準高さ及び被加工物用チャックテーブル７－２における基準高さを算出する。なお、本発明では、距離５０１,５０２は、研削ホイール３２,４２の装着前に予め記憶部１０１に記憶されていても良い。
【0055】
装着動作では、研削装置１の制御部１００は、ターンテーブル６を制御して、研削ホイール用チャックテーブル７－１を研削ホイール搬入出領域３０４に位置付けさせる。制御部１００は、研削ホイール搬送ロボット１５を制御して、図７に示すように、研削ホイール搬送ロボット１５に把持部材１５２でホイールストック部１４の上面１４１に載置された研削ホイール３２を把持させる。制御部１００は、研削ホイール搬送ロボット１５を制御して、図８に示すように、把持部材１５２で把持した研削ホイール３２を研削ホイール搬入出領域３０４の研削ホイール用チャックテーブル７－１の保持面７１に搬送させ、研削ホイール３２を研削ホイール用チャックテーブル７－１の保持面７１に載置させる。
【0056】
制御部１００は、研削ホイール用チャックテーブル７－１に研削ホイール３２を保持した後、ターンテーブル６を制御して、研削ホイール用チャックテーブル７－１を粗研削領域３０２に移動させる。制御部１００は、スライド移動機構１６を制御して、図９に示すように、粗研削ユニット３をホイール着脱位置に位置付けるとともに、研削ホイール用チャックテーブル７－１を粗研削領域３０２に位置付けさせる。
【0057】
制御部１００は、研削送りユニット５を制御して、粗研削ユニット３を下降して粗研削ユニット３のホイール係合部４０を研削ホイール用チャックテーブル７－１上の研削ホイール３２に近付けるとともに、係合部位置付け機構４３を制御して、ホイール係合部４０の係合部材４０２を係合位置に移動させて、係合部材４０２を係合溝３５に係合させ、粗研削ユニット３のスピンドル３３に研削ホイール３２を装着する。このとき、制御部１００は、研削ホイール用チャックテーブル７－１の保持面７１からの距離が総厚５０３になる高さまで粗研削ユニット３を下降した後、ホイール係合部４０の係合部材４０２を係合位置に位置付けて、粗研削ユニット３に研削ホイール３２を装着する。
【0058】
制御部１００は、研削送りユニット５を制御して、研削ホイール３２を装着した粗研削ユニット３をＺ軸方向の所定の位置まで上昇させ、スライド移動機構１６を制御して粗研削ユニット３を研削位置に位置付けて、装着動作を終了する。こうして、装着動作では、制御部１００は、研削ユニット３，４に研削ホイール３２，４２を装着する際に、研削ホイール３２，４２が載置された研削ホイール用チャックテーブル７－１を研削領域３０２，３０３に移動させ、研削ユニット３，４を研削送りしてホイール係合部４０を研削ホイール３２，４２に近接させた後、ホイール係合部４０を係合位置に位置付け、研削ホイール３２，４２を研削ユニット３，４に装着する。
【0059】
また、研削装置１は、研削ユニット３，４から研削ホイール３２，４２を取り外す際には、制御部１００が装着動作と反対の動作に各構成要素を制御する。
【0060】
以上のように、実施形態１に係る研削装置１は、各研削ユニット３，４がホイール係合部４０と係合部位置付け機構４３とを備えているので、研削ホイール３２，４２を保持した研削ホイール用チャックテーブル７－１をターンテーブル６で研削ユニット３，４の下方である研削領域３０２，３０３まで搬送し、研削送りユニット５で各研削ユニット３，４を移動させることで、研削ホイール３２，４２を各研削ユニット３，４に自動的に着脱出来るという効果を奏する。これによって、研削装置１は、オペレータの研削ホイール３２，４２の着脱にかかる作業を抑制することができる。その結果、研削装置１は、研削ホイール３２，４２の交換作業の困難さを抑制することができる、という効果を奏する。
【0061】
また、研削装置１は、記憶部１０１に研削ホイール３２，４２の総厚５０３、前述した距離５０１，５０２を記憶し、基準高さ算出部１０２が、研削ユニット３，４に装着された研削ホイール３２，４２の研削砥石３１と保持面７１が接触する基準高さを算出するため、研削ホイール３２，４２装着後のオペレータのセットアップ作業も不要になるという効果を奏する。
【0062】
〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係る研削装置を図面に基づいて説明する。図１１は、実施形態２に係る研削装置の研削ユニットを研削ホイールを保持した研削ホイール用チャックテーブルに近付けた状態を一部断面で示す側面図である。図１２は、図１１に示された研削ユニットのホイール係合部を係合位置に位置付けた状態を一部断面で示す側面図である。なお、図１１及び図１２は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
本発明の実施形態２に係る研削装置を図面に基づいて説明する。図１１は、実施形態２に係る研削装置の研削ユニットを研削ホイールを保持した研削ホイール用チャックテーブルに近付けた状態を一部断面で示す側面図である。図１２は、図１１に示された研削ユニットのホイール係合部を係合位置に位置付けた状態を一部断面で示す側面図である。なお、図１１及び図１２は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
【0063】
実施形態２に係る研削装置１－２は、図１１及び図１２に示すように、ホイール係合部４０の複数の係合部材４０２がホイールマウント３８の下面３８１の外縁部に芯出し部３９の径方向にスライド自在に設けられ、係合部材４０２の先端部が芯出し部３９側に配置されているとともに、研削ホイール３２，４２の環状基台３４の外周面に全周に亘って係合溝３５が形成されている事以外、実施形態１と同じである。
【0064】
実施形態２において、係合部材４０２は、図１１に示す退避位置と、図１２に示す係合位置とに亘ってホイールマウント３８の下面３８１にスライド自在に支持されている。退避位置は、図１１に示すように、係合部材４０２がホイールマウント３８の下面３８１の外縁側に位置し、係合部材４０２の先端部が環状基台３４の係合溝３５から退避して、係合部材４０２が研削ホイール用チャックテーブル７－１に保持された研削ホイール３２，４２と干渉しない位置である。係合位置は、図１２に示すように、係合部材４０２が退避よりもホイールマウント３８の下面３８１の内周側に位置して、係合部材４０２の先端部が研削ホイール３２，４２の係合溝３５内に侵入して、環状基台３４の係合溝３５に係合する位置である。
【0065】
実施形態２に係る研削装置１－２は、各研削ユニット３，４がホイール係合部４０と係合部位置付け機構４３とを備えているので、研削ホイール３２，４２を各研削ユニット３，４に自動的に着脱出来るという効果を奏する。その結果、研削装置１－２は、オペレータの研削ホイール３２，４２の着脱にかかる作業を抑制することができ、実施形態１と同様に、研削ホイール３２，４２の交換作業の困難さを抑制することができる、という効果を奏する。
【0066】
〔実施形態３〕
本発明の実施形態３に係る研削装置を図面に基づいて説明する。図１３は、実施形態３に係る研削装置の各研削ユニットと研削ホイール用チャックテーブルと被加工物用チャックテーブルを模式的に示す側面図である。なお、図１３は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
本発明の実施形態３に係る研削装置を図面に基づいて説明する。図１３は、実施形態３に係る研削装置の各研削ユニットと研削ホイール用チャックテーブルと被加工物用チャックテーブルを模式的に示す側面図である。なお、図１３は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
【0067】
実施形態３に係る研削装置１－３は、加工動作では複数のチャックテーブル７の全てで被加工物２００を保持して被加工物２００の裏面２０１を研削し、研削ホイール３２，４２の装着動作では、複数のチャックテーブル７のうちいずれかで研削ホイール３２，４２を保持する。また、研削装置１－３は、研削ホイール３２，４２の装着動作では、図１３に示すように、いずれか一つのチャックテーブル７の保持面７１に研削ホイール用支持プレート１８を載置し、研削ホイール用支持プレート１８の外縁部の支持面１８１に研削砥石３１，４１を載置して、チャックテーブル７に研削ホイール３２，４２を保持し、記憶部１０１が、距離５０１の代わりに所定の位置に位置付けられた各研削ユニット３，４のＺ軸方向でのホイールマウント３８の下面と研削ホイール用支持プレート１８の支持面１８１との距離を記憶し、距離５０２の代わりに、研削ホイール用支持プレート１８の支持面１８１とチャックテーブル７の保持面７１とのＺ軸方向での距離５０４を記憶している事以外、実施形態１と同じである。
【0068】
研削ホイール用支持プレート１８は、金属又は樹脂により構成され、チャックテーブル７と同径の円板状に形成されている。研削ホイール用支持プレート１８は、保持面７１に載置され、保持面７１により吸引保持されることで、チャックテーブル７に固定される。研削ホイール用支持プレート１８は、研削ホイール３２，４２の研削砥石３１，４１からチャックテーブル７の保持面７１を保護して、保持面７１が傷つくことを防止するものである。
【0069】
実施形態３に係る研削装置１－３は、各研削ユニット３，４がホイール係合部４０と係合部位置付け機構４３とを備えているので、研削ホイール３２，４２を各研削ユニット３，４に自動的に着脱出来るという効果を奏する。その結果、研削装置１－３は、オペレータの研削ホイール３２，４２の着脱にかかる作業を抑制することができ、実施形態１と同様に、研削ホイール３２，４２の交換作業の困難さを抑制することができる、という効果を奏する。
【0070】
また、実施形態３に係る研削装置１－３は、チャックテーブル７の保持面７１に研削ホイール用支持プレート１８を介して研削ホイール３２，４２を保持するので、保持面７１が傷つくことを抑制することができる。また、実施形態３に係る研削装置１－３は、チャックテーブル７に研削ホイール用支持プレート１８を装着することで、チャックテーブル７が研削ホイール３２,４２で傷付く事を防ぎつつ研削ホイール３２,４２を保持するチャックテーブルを専用に設ける事を不要とすることができる。
【0071】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。前述した実施形態に係る研削装置１，１－２，１－３は、研削ホイール３２，４２を保持する研削ホイール用チャックテーブル７－１と、被加工物２００を保持する被加工物用チャックテーブル７－２とを備えるが、本発明では、研削装置が、加工動作では複数のチャックテーブル７の全てで被加工物２００を保持して被加工物２００の裏面を研削し、研削ホイール３２，４２の装着動作では、複数のチャックテーブル７のうちいずれかで研削ホイール３２，４２を保持しても良い。
【0072】
また、本発明では、研削装置は、ホイールストック部１４と研削ホイール搬送ロボット１５を備えずに、オペレータがチャックテーブル７に研削ホイール３２，４２を載置しても良い。また、本発明では、研削装置は、粗研削ユニット３と仕上げ研削ユニット４とのうちいずれか一方のみを備えても良く、粗研削ユニット３と仕上げ研削ユニット４とに加え仕上げ研削後の被加工物２００の裏面２０１を研磨する研磨ユニットを備えても良い。
【符号の説明】
【0073】
１，１－２，１－３ 研削装置
３ 粗研削ユニット（研削ユニット）
４ 仕上げ研削ユニット（研削ユニット）
５ 研削送りユニット
６ ターンテーブル（チャックテーブル移動ユニット）
７ チャックテーブル
７－１ 研削ホイール用チャックテーブル
７－２ 被加工物用チャックテーブル
３１ 粗研削用の研削砥石（研削砥石）
３２ 粗研削用の研削ホイール（研削ホイール）
３３ スピンドル
３４ 環状基台
４０ ホイール係合部
４１ 仕上げ研削用の研削砥石（研削砥石）
４２ 粗研削用の研削ホイール（研削ホイール）
４３ 係合部位置付け機構
７１ 保持面
１００ 制御部
２００ 被加工物
３０１ 搬入出領域
３０２ 粗研削領域（研削領域）
３０３ 仕上げ研削領域（研削領域）
３４１ 下面
３４２ 上面（上端）
３８１ 下面（所定の位置）
５０１ 距離
５０２ 距離（下端の高さ）
５０３ 総厚
Ｚ 研削送り方向
３ 粗研削ユニット（研削ユニット）
４ 仕上げ研削ユニット（研削ユニット）
５ 研削送りユニット
６ ターンテーブル（チャックテーブル移動ユニット）
７ チャックテーブル
７－１ 研削ホイール用チャックテーブル
７－２ 被加工物用チャックテーブル
３１ 粗研削用の研削砥石（研削砥石）
３２ 粗研削用の研削ホイール（研削ホイール）
３３ スピンドル
３４ 環状基台
４０ ホイール係合部
４１ 仕上げ研削用の研削砥石（研削砥石）
４２ 粗研削用の研削ホイール（研削ホイール）
４３ 係合部位置付け機構
７１ 保持面
１００ 制御部
２００ 被加工物
３０１ 搬入出領域
３０２ 粗研削領域（研削領域）
３０３ 仕上げ研削領域（研削領域）
３４１ 下面
３４２ 上面（上端）
３８１ 下面（所定の位置）
５０１ 距離
５０２ 距離（下端の高さ）
５０３ 総厚
Ｚ 研削送り方向
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】