JP2015178139A - 被加工物の研削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】研削加工時間を短縮することができる被加工物の研削方法を提供すること。
【解決手段】研削方法は、チャックテーブル５０と、研削手段６０と、研削送り手段７０と、厚さ測定手段９０と、を備えた研削装置１を用いて面内厚さばらつきのある被加工物Ｗを研削する。研削方法は、チャックテーブル５０の保持面５０ａに保持した被加工物Ｗに向かって、研削ホイールの研削砥石６３ａを第１の送り速度で研削送りして接近させ、被加工物Ｗの表面Ｗａ全面が研削されるまで研削する第１の研削ステップと、第１の研削ステップの後に、研削送り速度を第１の送り速度より遅い第２の送り速度に減速し、被加工物Ｗを更に研削する第２の研削ステップと、を備え、第１の研削ステップで研削中に、厚さ測定手段９０で測定される被加工物Ｗの厚さばらつきが所定値以下となることで被加工物Ｗの表面Ｗａ全面が研削されたと判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被加工物の研削方法に関する。

半導体ウェーハや樹脂基板等の板状の被加工物の研削に、研削装置が用いられることがある。研削装置は、仕上げ厚さに至るまで研削加工中も被加工物の厚さを常に監視し、仕上げ厚さになった時点で研削加工を終了する。研削加工は、初めは速い研削送り速度で研削し、被加工物が薄くなるにしたがって徐々に研削送り速度を落とし、被加工物への研削ダメージが被加工物に残らないように加工される（例えば、特許文献１参照）。

また、研削加工では、研削加工時間をできるだけ短縮するために、研削砥石は基準位置から被加工物まで所定のマージンを持った距離まで被加工物に向かって高速で下降してから、加工速度へと減速して下降する。つまり、研削加工では、高速の下降によって研削砥石が被加工物に衝突しないようにマージンが設定されている。

特開２００９−１０１４５１号公報

しかしながら、被加工物の厚さばらつきが大きい場合、厚さばらつきの最大厚さにマージンを加算した位置までしか高速で下降することができない。このため、厚さばらつきの最大厚さにマージンを加算した分、研削加工時間が長くなるという課題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、研削加工時間を短縮することができる被加工物の研削方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、板状の被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、研削ホイールの研削砥石をチャックテーブルの保持面に対向配置しチャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削手段と、研削手段をチャックテーブルに接近および離間させる研削送り手段と、チャックテーブルに保持された被加工物の厚さを検出する厚さ測定手段と、を備えた研削装置を用いて面内厚さばらつきのある被加工物を研削する研削方法であって、チャックテーブルの保持面に保持した被加工物に向かって、研削ホイールの研削砥石を第１の送り速度で研削送りして接近させ、被加工物の表面全面が研削されるまで研削する第１の研削ステップと、第１の研削ステップの後に、研削送り速度を第１の送り速度より遅い第２の送り速度に減速し、被加工物を更に研削する第２の研削ステップと、を備え、第１の研削ステップで研削中に、厚さ測定手段で測定される被加工物の厚さばらつきが所定値以下となることで被加工物の表面全面が研削されたと判定することを特徴とする。

本発明によれば、厚さばらつきが所定値より大きいうちは、研削砥石の下面と被加工物の表面との接触面積が小さく、研削砥石や被加工物への加工負荷が小さくなることから、厚さ測定手段で測定される被加工物の厚さばらつきが所定値以下となるまでは、チャックテーブルの保持面に保持した被加工物に向かって、第１の送り速度で研削砥石を研削送りすることができる。つまり、本発明によれば、高速の下降によって研削砥石が被加工物に衝突しないように設定されるマージンが不要となる。したがって、本発明によれば、研削加工時間を短縮することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る研削装置の概略構成例を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係る研削装置の研削手段および厚さ測定手段の構成例を示す斜視図である。 図３は、実施形態に係る研削装置により研削される被加工物の表面の面内厚さばらつきの経時変化を示す図である。 図４は、実施形態に係る研削装置の研削手段による研削加工の動作に関する一例を示す図である。 図５は、実施形態に係る研削装置の制御手段による研削加工の制御に関する一例を示すフローチャートである。

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。

〔実施形態〕
図１は、実施形態に係る研削装置の概略構成例を示す斜視図である。図２は、実施形態に係る研削装置の研削手段および厚さ測定手段の構成例を示す斜視図である。図３は、実施形態に係る研削装置により研削される被加工物の表面の面内厚さばらつきの経時変化を示す図である。図４は、実施形態に係る研削装置の研削手段による研削加工の動作に関する一例を示す図である。

図１に示す実施形態に係る研削装置１は、面内厚さばらつきのある被加工物Ｗを研削する加工装置であり、被加工物Ｗの表面Ｗａに対して研削加工を施して、被加工物Ｗを所望の厚さ（仕上げ厚さ）へと薄化する加工装置である。研削装置１は、図１に示すように、カセット１０と、搬出入手段２０と、中心合わせ手段３０と、搬送手段４０と、チャックテーブル５０と、研削手段６０と、研削送り手段７０と、洗浄・乾燥手段８０と、厚さ測定手段９０と、制御手段１００と、を含んで構成されている。ここで、被加工物Ｗは、特に限定されないが、例えば、裏面Ｗｂ（表面Ｗａとは反対側の面）にデバイスが形成された半導体ウェーハや光デバイスウェーハ、無機材料基板、延性樹脂材料基板等、各種の加工材料である。本実施形態では、被加工物Ｗは、平坦な円形状の板状（円板状）に形成されている。また、被加工物Ｗは、例えば、表面Ｗａの面内厚さばらつきが数十μｍ程度となっている。

カセット１０は、被加工物Ｗを収容する収容容器である。カセット１０は、鉛直方向に間隔をおいて、複数の被加工物Ｗを収容する。

搬出入手段２０は、カセット１０に対して被加工物Ｗを搬出入するものである。搬出入手段２０は、被加工物Ｗを保持する保持ハンドを有する、いわゆるロボットアームである。搬出入手段２０は、カセット１０から被加工物Ｗを取り出して、中心合わせ手段３０へ搬送する。また、搬出入手段２０は、洗浄・乾燥手段８０から被加工物Ｗを取り出して、カセット１０へ収容する。

中心合わせ手段３０は、チャックテーブル５０の保持面５０ａに対して、被加工物Ｗの中心を合わせるものである。中心合わせ手段３０は、周方向に等間隔をおいて配置された複数のピンを被加工物Ｗの外周に当接させることで、被加工物Ｗの中心を合わせる。

搬送手段４０は、チャックテーブル５０に対して、被加工物Ｗを搬送するものである。搬送手段４０は、第１アーム４１と、第２アーム４２と、を備えている。第１アーム４１は、中心合わせ手段３０から被加工物Ｗを取り出して、チャックテーブル５０へ載置する。第２アーム４２は、チャックテーブル５０から被加工物Ｗを取り出して、洗浄・乾燥手段８０へ搬送する。

チャックテーブル５０は、被加工物Ｗを保持するものである。チャックテーブル５０は、水平面に対してほぼ平坦な円盤状に形成されている。チャックテーブル５０は、保持面５０ａと、環状面５０ｂと、を有している。保持面５０ａは、環状面５０ｂとともにチャックテーブル５０の鉛直方向の上面を構成している。保持面５０ａは、鉛直方向視で、チャックテーブル５０の中央に配設されている。保持面５０ａは、鉛直方向視で被加工物Ｗの外径の大きさに対応する円形に形成され、水平面に対してほぼ平坦に形成されている。保持面５０ａは、例えばポーラスセラミック等で構成されており、図示しない真空吸引源の負圧により被加工物Ｗを吸引保持する。つまり、チャックテーブル５０は、板状の被加工物Ｗを保持面５０ａで保持する。環状面５０ｂは、鉛直方向視で保持面５０ａの外周に沿う円環状に形成され、保持面５０ａと面一になっている。

また、チャックテーブル５０は、ターンテーブル５１に対して、ほぼ鉛直方向の回転軸で回転可能に支持されており、図示しないモータ等の駆動源により回転される。本実施形態では、チャックテーブル５０は、ターンテーブル５１の周方向に等間隔をおいて、二つ配設されている。ターンテーブル５１は、研削手段６０に対して、チャックテーブル５０の保持面５０ａに保持された被加工物Ｗを鉛直方向に対向配置させるものである。ターンテーブル５１は、装置本体２に対して、図示しないモータ等の駆動源より水平面内で回転される。ターンテーブル５１は、水平面内で回転することにより、研削手段６０により被加工物Ｗが研削される研削加工位置と、搬送手段４０により被加工物Ｗがチャックテーブル５０に着脱される着脱位置とに、チャックテーブル５０を順次配置する。

研削手段６０は、チャックテーブル５０の保持面５０ａに対向配置し、チャックテーブル５０に保持された被加工物Ｗを研削するものである。研削手段６０は、スピンドルハウジング６１と、図示しないスピンドルと、フランジ６２と、研削ホイール６３と、駆動手段６４と、を備えている。スピンドルハウジング６１は、鉛直方向に延びる筒状に形成されており、内挿されるスピンドルを回転可能に支持している。スピンドルは、スピンドルハウジング６１に回転可能に収容されている。スピンドルは、駆動手段６４により回転駆動される。フランジ６２は、スピンドルの鉛直方向の下端に固定されており、ボルト等の締結手段により研削ホイール６３を着脱可能に装着している。研削ホイール６３は、研削砥石６３ａを有している。研削砥石６３ａは、チャックテーブル５０に保持された被加工物Ｗの表面Ｗａを研削する環状の砥石である。研削砥石６３ａは、例えば、ダイヤモンド砥粒をメタルボンドやレジンボンド等の結合材で固めたダイヤモンド砥石で構成されている。研削砥石６３ａの鉛直方向の下面６３ｂは、ドレッシング加工により、チャックテーブル５０の保持面５０ａに対して、平行で平坦に形成されている。駆動手段６４は、例えばサーボモータ等で構成されており、スピンドルを回転駆動する。

研削送り手段７０は、装置本体２に対して、研削手段６０を鉛直方向に相対移動させるものである。研削送り手段７０は、図示しないボールねじとナット、ガイドレール７１やパルスモータ７２等を含んで構成されている。研削送り手段７０は、装置本体２から立設される支持基台３に対して、研削送り基台７３を鉛直方向に昇降可能に支持している。研削送り基台７３は、スピンドルハウジング６１を支持しており、研削手段６０を昇降（同図に示す矢印ａ、ｂ）させる。

洗浄・乾燥手段８０は、洗浄水を被加工物Ｗに向けて噴射して洗浄し、清浄なドライエアーを被加工物Ｗに向けて噴射して乾燥させるものである。

厚さ測定手段９０は、チャックテーブル５０の保持面５０ａに保持された被加工物Ｗの厚さを検出するものである。厚さ測定手段９０は、検出可能な最小厚さが１μｍより小さいことが好ましい。厚さ測定手段９０は、アウタ厚みゲージ９１と、インナ厚みゲージ９２と、ゲージスタンド９３と、を備えている。アウタ厚みゲージ９１は、被加工物Ｗの厚さを測定するための基準となる高さ（基準高さ）を測定するものであり、チャックテーブル５０の環状面５０ｂの鉛直方向の高さを測定する厚みゲージである。アウタ厚みゲージ９１は、例えば、検出可能な最小厚さが０．２〜０．４μｍ程度である。アウタ厚みゲージ９１は、ゲージスタンド９３に対して鉛直方向に揺動可能で、回転するチャックテーブル５０の環状面５０ｂと接触するプローブ９１ａを有している。アウタ厚みゲージ９１は、環状面５０ｂとプローブ９１ａとの接触点の鉛直方向の高さに対応する検出信号（基準高さ検出信号）を制御手段１００へ出力する。インナ厚みゲージ９２は、被加工物Ｗの厚さを測定するものであり、基準高さに対して、チャックテーブル５０の保持面５０ａに保持された被加工物Ｗの鉛直方向の高さを測定する厚みゲージである。インナ厚みゲージ９２は、例えば、検出可能な最小厚さが０．２〜０．４μｍ程度である。インナ厚みゲージ９２は、ゲージスタンド９３に対して鉛直方向に揺動可能で、回転するチャックテーブル５０に保持される被加工物Ｗの表面Ｗａと接触するプローブ９２ａを有している。インナ厚みゲージ９２は、表面Ｗａとプローブ９２ａとの接触点の鉛直方向の高さに対応する検出信号（変動高さ検出信号）を制御手段１００へ出力する。ゲージスタンド９３は、アウタ厚みゲージ９１およびインナ厚みゲージ９２を支持するゲージ台９３ａを有している。ゲージスタンド９３は、図示しないモータ等の駆動源により、装置本体２に対して水平面内で正逆回転（つまり回動）可能に支持されている。ゲージスタンド９３は、回動することにより、各プローブ９１ａ、９２ａを環状面５０ｂおよび表面Ｗａから退避させることができる。

制御手段１００は、研削装置１の全体の動作を制御するものである。制御手段１００は、研削装置１の各部と電気的に接続されている。制御手段１００は、機能概念的に、厚さ検出部１０１と、ばらつき判定部１０２と、送り速度設定部１０３と、厚さ判定部１０４と、を含んで構成されている。

厚さ検出部１０１は、アウタ厚みゲージ９１から出力される基準高さ検出信号、およびインナ厚みゲージ９２から出力される変動高さ検出信号に基づいて、被加工物Ｗの厚さを検出する。具体的には、厚さ検出部１０１は、基準高さ検出信号に対応する鉛直方向の高さ（基準高さ）と、変動高さ検出信号に対応する鉛直方向の高さ（変動高さ）との差から、被加工物Ｗの厚さを検出する。また、厚さ検出部１０１は、アウタ厚みゲージ９１が回転するチャックテーブル５０の環状面５０ｂと接触し、インナ厚みゲージ９２が回転するチャックテーブル５０に保持される被加工物Ｗの表面Ｗａと連続して接触することから、被加工物Ｗの表面Ｗａの厚さばらつきを検出可能である。また、厚さ検出部１０１は、各ゲージ９１、９２の検出可能な最小厚さが０．２〜０．４μｍであることから、１μｍの精度で被加工物Ｗの厚さを検出可能である。つまり、厚さ検出部１０１は、被加工物Ｗの表面Ｗａの厚さばらつきを、１μｍ以下の精度で検出可能である。

ここで、厚さばらつきは、図３に示すように、インナ厚みゲージ９２のプローブ９２ａが接触する表面Ｗａの周方向での最大厚さＴＨと最少厚さＴＬとの差である。また、厚さばらつきは、面内厚さばらつきとも称される。

ばらつき判定部１０２は、図３に示すように、厚さ検出部１０１により検出された厚さばらつきが所定値以下になると、被加工物Ｗの表面Ｗａ全面が研削されたと判定する。つまり、ばらつき判定部１０２は、厚さ測定手段９０で測定される被加工物Ｗの厚さばらつきが所定値以下となることで被加工物Ｗの表面Ｗａ全面が研削されたと判定する。本実施形態では、被加工物Ｗの厚さばらつきが所定値以下になるとは、最大厚さＴＨと最小厚さＴＬとの差が１μｍ以下になることである。また、被加工物Ｗの表面Ｗａ全面が研削されるとは、表面Ｗａのうち最小厚さＴＬより厚い部分が研削砥石６３ａの下面６３ｂと接触して研削され、研削砥石６３ａの下面６３ｂと表面Ｗａとがほぼ全面当たり（ほぼ全面接触）可能となることである。なお、研削砥石６３ａの下面６３ｂと表面Ｗａとがほぼ全面当たり可能となるとは、最小厚さＴＬより１μｍ以下で鉛直方向の上方に凸となる部分を残して、下面６３ｂと表面Ｗａとが接触可能となることである。

送り速度設定部１０３は、研削送り手段７０により、鉛直方向の下方に向けて研削送りされる研削手段６０の速度（研削送り速度）を設定するものである。つまり、送り速度設定部１０３は、チャックテーブル５０の保持面５０ａに保持した被加工物Ｗに向かって、研削ホイール６３の研削砥石６３ａを研削送りする速度を設定する。具体的には、送り速度設定部１０３は、図４に示すように、研削手段６０が鉛直方向の上方の初期位置から研削送りされ、研削砥石６３ａの下面６３ｂが被加工物Ｗの表面Ｗａと接触して研削し、被加工物Ｗの厚さばらつきが所定値以下（１μｍ以下）となるまで（同図に示す点ｆから点ｇまで）は、研削送り手段７０により研削手段６０を第１の送り速度Ｖ１で研削送りさせる（同図に示す点ａから点ｂまで）。つまり、送り速度設定部１０３は、ばらつき判定部１０２により、被加工物Ｗの表面Ｗａ全面が研削されたと判定されるまで、第１の送り速度Ｖ１を設定する。また、送り速度設定部１０３は、被加工物Ｗの厚さばらつきが所定値以下となってから、被加工物Ｗが所定の厚さとなるまで（同図に示す点ｇから点ｈまで）は、研削送り手段７０により研削手段６０を第２の送り速度Ｖ２で研削送りさせる（同図に示す点ｂから点ｃまで）。つまり、送り速度設定部１０３は、ばらつき判定部１０２により被加工物Ｗの表面Ｗａ全面が研削されたと判定されてから、厚さ検出部１０１により、所定の厚さが検出されるまで、第２の送り速度Ｖ２を設定する。また、送り速度設定部１０３は、被加工物Ｗの厚さが所定の厚さとなってから、被加工物Ｗが仕上げ厚さとなるまで（同図に示す点ｈから点ｉ）は、研削送り手段７０により研削手段６０を第３の送り速度Ｖ３で研削送りさせる（同図に示す点ｃから点ｄ）。つまり、送り速度設定部１０３は、厚さ検出部１０１により所定の厚さが検出されてから、厚さ検出部１０１により、仕上げ厚さが検出されるまで、第３の送り速度Ｖ３を設定する。また、送り速度設定部１０３は、被加工物Ｗの厚さが仕上げ厚さとなってから、所定の時間が経過するまで（同図に示す点ｉから点ｊ）は、研削送り手段７０により研削手段６０を第４の送り速度Ｖ４で研削送りさせる（同図に示す点ｄから点ｅ）。つまり、送り速度設定部１０３は、厚さ検出部１０１により仕上げ厚さが検出されてから、所定の時間が経過するまで、第４の送り速度Ｖ４を設定する。

ここで、第１の送り速度Ｖ１は、研削砥石６３ａの下面６３ｂと被加工物Ｗの表面Ｗａとを全面当たりさせると、研削砥石６３ａの欠けや被加工物Ｗの割れ等を生じる虞のある速度であり、例えば４μｍ／ｓ程度の速度である。本実施形態では、第１の送り速度Ｖ１は、厚さばらつきが所定値以下となるまで、つまり研削砥石６３ａの下面６３ｂと被加工物Ｗの表面Ｗａとが全面当たりするまでの速度であるため、研削砥石６３ａの欠けや被加工物Ｗの割れ等を生じる虞のある速度とはならない。第２の送り速度Ｖ２は、研削砥石６３ａの下面６３ｂと被加工物Ｗの表面Ｗａとを全面当たりさせても欠けや割れ等が生じない速度であり、例えば３μｍ／ｓ程度の速度である。第３の送り速度Ｖ３は、被加工物Ｗの表面Ｗａにひずみが生じない速度であり、例えば２μｍ／ｓ程度の速度である。第４の送り速度Ｖ４は、スパークアウトを実施するための速度であり、０μｍ／ｓの速度である。つまり、本実施形態では、第１の送り速度Ｖ１、第２の送り速度Ｖ２、第３の送り速度Ｖ３、第４の送り速度Ｖ４の順で、送り速度を減速する（Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３＞Ｖ４、Ｖ４＝０）。

厚さ判定部１０４は、被加工物Ｗの所定の厚さ、および仕上げ厚さを判定するものである。厚さ判定部１０４は、厚さ検出部１０１により検出される被加工物Ｗの厚さに基づいて、被加工物Ｗの厚さが所定の厚さ、または仕上げ厚さであると判定する。なお、被加工物Ｗの所定の厚さと仕上げ厚さとは、作業員により予め設定される。

ここで、被加工物Ｗの所定の厚さは、仕上げ厚さまで研削した際に被加工物Ｗにひずみが残らない厚さであり、被加工物Ｗにひずみが残らない厚さに設定されている。被加工物Ｗの仕上げ厚さは、研削加工での目標とする被加工物Ｗの厚さであり、所望の厚さに設定されている。また、被加工物Ｗの仕上げ厚さは、所定の厚さより薄い厚さである。所定の時間は、被加工物Ｗの表面Ｗａの平坦化を図ることができる、いわゆるスパークアウトのための時間であり、例えば数秒程度の時間に設定されている。

次に、図１から図５を参照して、以上のように構成された研削装置１を用いて面内厚さばらつきのある被加工物Ｗを研削する研削方法について説明する。図５は、実施形態に係る研削装置の制御手段による研削加工の制御に関する一例を示すフローチャートである。

研削装置１は、作業員による研削加工の指示入力に基づいて、搬出入手段２０がカセット１０から中心合わせ手段３０へ被加工物Ｗを搬送し、第１アーム４１が中心合わせ手段３０から着脱位置のチャックテーブル５０へ被加工物Ｗを搬送し、ターンテーブル５１が着脱位置から研削加工位置へチャックテーブル５０を移動させる。ここで、研削装置１では、真空吸引源の負圧により、被加工物Ｗをチャックテーブル５０の保持面５０ａに吸引保持する。

次に、研削装置１は、研削手段６０を第１の送り速度Ｖ１で研削送りする（ステップＳ１）。ここで、研削装置１では、鉛直方向の上方の初期位置（図４に示す点ａ）からチャックテーブル５０の保持面５０ａに保持した被加工物Ｗに向かって、研削ホイール６３の研削砥石６３ａを第１の送り速度Ｖ１（４μｍ／ｓ）で研削送りして接近させる。また、研削装置１では、駆動手段６４によりスピンドルを例えば３２００ｒｐｍ程度で回転駆動し、駆動源によりチャックテーブル５０を例えば３００ｒｐｍ程度で回転駆動する。また、研削装置１では、スピンドルとチャックテーブル５０とを例えば同方向に回転する。また、研削装置１では、厚さ測定手段９０のプローブ９１ａが環状面５０ｂと接触し、プローブ９２ａが被加工物Ｗの表面Ｗａと接触する。また、制御手段１００では、厚さ測定手段９０から出力される基準高さ検出信号と変動高さ検出信号とに基づいて、図３に示すように、被加工物Ｗの厚さ、および被加工物Ｗの表面Ｗａの厚さばらつきを検出する。なお、制御手段１００では、上記ステップＳ１を実施することにより、チャックテーブル５０の保持面５０ａに保持した被加工物Ｗに向かって、研削ホイール６３の研削砥石６３ａを第１の送り速度Ｖ１で研削送りして接近させ、被加工物Ｗの表面Ｗａ全面が研削されるまで研削する「第１の研削ステップ」を実施する。

次に、研削装置１は、厚さばらつきが所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２）。ここで、制御手段１００では、厚さ検出部１０１により検出される被加工物Ｗの表面Ｗａの厚さばらつきに基づいて、ばらつき判定部１０２により、厚さばらつきが１μｍ以下であるか否かを判定する。また、研削装置１では、第１の送り速度Ｖ１で研削送りされる研削手段６０、つまり第１の送り速度Ｖ１で研削送りされる研削砥石６３ａの下面６３ｂと、被加工物Ｗの表面Ｗａのうち鉛直方向の上方に凸となる箇所とが接触（図３および図４に示す時間ｔ１）し、凸となる箇所を研削砥石６３ａで研削する。

研削装置１は、厚さばらつきが所定値以下でないと判定する（ステップＳ２：Ｎｏ）と、厚さばらつきが所定値以下となるまで、研削手段６０を第１の送り速度Ｖ１で研削送りする。ここで、研削装置１では、研削砥石６３ａの下面６３ｂにより、被加工物Ｗの表面Ｗａのうち鉛直方向に凸となる箇所を研削する。つまり、研削装置１では、図３に示すように、被加工物Ｗの表面Ｗａのうち鉛直方向に凸となる箇所が徐々に研削され、厚さばらつきが徐々に減少する。

また、研削装置１は、厚さばらつきが所定値以下であると判定する（ステップＳ２：Ｙｅｓ）と、研削手段６０を第２の送り速度Ｖ２で研削送りする（ステップＳ３）。ここで、制御手段１００では、厚さ検出部１０１により検出される厚さばらつきが１μｍ以下となる（図３および図４に示す時間ｔ２、図４に示す点ｇ）と、ばらつき判定部１０２により、被加工物Ｗの表面Ｗａ全面が研削されたと判定する。また、制御手段１００では、ばらつき判定部１０２により被加工物Ｗの表面Ｗａ全面が研削されたと判定されると、送り速度設定部１０３により、研削送り速度を第２の送り速度Ｖ２（３μｍ／ｓ）に設定する。また、研削装置１では、第２の送り速度Ｖ２で研削送りされる研削砥石６３ａで、厚さばらつきが１μｍ以下となった表面Ｗａを研削する（図４に示す点ｂ）。なお、制御手段１００では、上記ステップＳ２：Ｙｅｓを実施することにより、第１の研削ステップで研削中に、厚さ測定手段９０で測定される被加工物Ｗの厚さばらつきが所定値以下となることで被加工物Ｗの表面Ｗａ全面が研削されたと判定する。また、制御手段１００では、上記ステップＳ３を実施することにより、第１の研削ステップの後に、研削送り速度を第１の送り速度Ｖ１より遅い第２の送り速度Ｖ２に減速し、被加工物Ｗを更に研削する「第２の研削ステップ」を実施する。つまり、実施形態に係る研削方法は、第１の研削ステップと、第２の研削ステップと、を備え、第１の研削ステップで研削中に、厚さ測定手段９０で測定される被加工物Ｗの厚さばらつきが所定値以下となることで被加工物Ｗの表面Ｗａ全面が研削されたと判定する。

次に、研削装置１は、被加工物Ｗが所定の厚さであるか否かを判定する（ステップＳ４）。ここで、制御手段１００では、厚さ検出部１０１により検出される被加工物Ｗの厚さに基づいて、厚さ判定部１０４により、被加工物Ｗが所定の厚さであるか否かを判定する。

研削装置１は、被加工物Ｗが所定の厚さでないと判定する（ステップＳ４：Ｎｏ）と、被加工物Ｗが所定の厚さとなるまで、研削手段６０を第２の送り速度Ｖ２で研削送りする。ここで、研削装置１では、第２の送り速度Ｖ２で研削送りされる研削砥石６３ａで表面Ｗａを研削し、被加工物Ｗの厚さを所定の厚さに近づける。

また、研削装置１は、被加工物Ｗが所定の厚さであると判定する（ステップＳ４：Ｙｅｓ）と、研削手段６０を第３の送り速度Ｖ３で研削送りする（ステップＳ５）。ここで、制御手段１００では、厚さ検出部１０１により検出される被加工物Ｗの厚さが所定の厚さとなる（図３および図４に示す時間ｔ３、図４に示す点ｈ）と、厚さ判定部１０４により、被加工物Ｗが所定の厚さであると判定する。また、制御手段１００では、厚さ判定部１０４により被加工物Ｗが所定の厚さであると判定されると、送り速度設定部１０３により、研削送り速度を第３の送り速度Ｖ３（２μｍ／ｓ）に設定する。また、研削装置１では、第３の送り速度Ｖ３で研削送りされる研削砥石６３ａで、所定の厚さとなった被加工物Ｗの表面Ｗａを研削する（図４に示す点ｃ）。

次に、研削装置１は、被加工物Ｗが仕上げ厚さであるか否かを判定する（ステップＳ６）。ここで、制御手段１００では、厚さ検出部１０１により検出される被加工物Ｗの厚さに基づいて、厚さ判定部１０４により、被加工物Ｗが仕上げ厚さであるか否かを判定する。

研削装置１は、被加工物Ｗが仕上げ厚さでないと判定する（ステップＳ６：Ｎｏ）と、被加工物Ｗが仕上げ厚さとなるまで、研削手段６０を第３の送り速度Ｖ３で研削送りする。ここで、研削装置１では、第３の送り速度Ｖ３で研削送りされる研削砥石６３ａで表面Ｗａを研削し、被加工物Ｗの厚さを仕上げ厚さに近づける。

また、研削装置１は、被加工物Ｗが仕上げ厚さであると判定する（ステップＳ６：Ｙｅｓ）と、研削手段６０を第４の送り速度Ｖ４で研削送りする（ステップＳ７）。ここで、制御手段１００では、厚さ検出部１０１により検出される被加工物Ｗの厚さが仕上げ厚さとなる（図３および図４に示す時間ｔ４、図４に示す点ｉ）と、厚さ判定部１０４により、被加工物Ｗが仕上げ厚さであると判定する。また、制御手段１００では、厚さ判定部１０４により被加工物Ｗが仕上げ厚さであると判定されると、送り速度設定部１０３により、研削送り速度を第４の送り速度Ｖ４（０μｍ／ｓ）に設定する。また、研削装置１では、第４の送り速度Ｖ４、つまり鉛直方向の上下に移動しない研削砥石６３ａで、仕上げ厚さとなった被加工物Ｗの表面Ｗａに対してスパークアウトを施す（図４に示す点ｄ）。

次に、研削装置１は、所定の時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ８）。ここで、制御手段１００は、表面Ｗａに対してスパークアウトを施すための所定の時間（例えば数秒程度）が経過したか否かを判定する。

研削装置１は、所定の時間が経過するまで（ステップＳ８：Ｎｏ）スパークアウトを実施（図３および図４に示す時間ｔ４、点ｄ）し、所定の時間が経過した（図３および図４に示す時間ｔ５、点ｅ）と判定する（ステップＳ８：Ｙｅｓ）と、研削手段６０を上昇させ（ステップＳ９）、被加工物Ｗに対する研削加工を終える。ここで、研削装置１では、チャックテーブル５０の保持面５０ａに保持される被加工物Ｗが仕上げ厚さとなる（図４に示す点ｊ）。

以上のように、実施形態に係る研削装置１を用いて面内厚さばらつきのある被加工物Ｗを研削する研削方法によれば、第１の研削ステップで研削中に、厚さ測定手段９０で測定される被加工物Ｗの厚さばらつきが１μｍ以下となることで被加工物Ｗの表面Ｗａ全面が研削されたと判定する。このため、実施形態に係る研削方法によれば、厚さばらつきが１μｍより大きいうちは、研削砥石６３ａの下面６３ｂと表面Ｗａとが全面当たりする場合より接触面積が小さく、研削砥石６３ａや被加工物Ｗへの加工負荷が小さくなる。つまり、実施形態に係る研削方法によれば、厚さ測定手段９０で測定される被加工物Ｗの厚さばらつきが１μｍ以下となるまでは、被加工物Ｗに向かって、研削砥石６３ａの下面６３ｂと表面Ｗａとが全面当たりすると欠けたり割れたりする虞のある第１の送り速度Ｖ１（４μｍ／ｓ）で研削砥石６３ａを研削送りすることができ、研削砥石６３ａの下面６３ｂが表面Ｗａに衝突しないように設定されるマージンが不要となる。そして、実施形態に係る研削方法によれば、図３および図４に示す時間ｔ１より十分に早い時間で研削送り速度を減速する必要がなく、研削手段６０の鉛直方向の上方の初期位置から表面Ｗａ全面が研削されるまで第１の送り速度Ｖ１で、研削手段６０を研削送りすることができる。したがって、実施形態に係る研削方法によれば、研削加工時間を短縮することができるという効果を奏する。

なお、上記の実施形態では、厚さ測定手段９０により被加工物Ｗの所定の厚さ、および仕上げ厚さを検出することで研削手段６０の動作を制御していたが、これに限定されず、例えば、表面Ｗａ全面が研削されたと判定した（上記ステップＳ２：Ｙｅｓ）時の被加工物Ｗの厚さに基づいて、所定の厚さ、および仕上げ厚さまで研削手段６０を研削送りするために定められた研削送り量の指令値に従って制御、いわゆるシーケンス制御してもよい。このようなシーケンス制御を実施した場合であっても、厚さ測定手段９０により被加工物Ｗの表面Ｗａの厚さばらつきが１μｍ以下（所定値以下）となることを検出するように構成することで、被加工物Ｗに対して研削加工を施すための研削加工時間を短縮することができる。

１ 研削装置
５０ チャックテーブル
５０ａ 保持面
６０ 研削手段
６３ 研削ホイール
６３ａ 研削砥石
７０ 研削送り手段
９０ 厚さ測定手段
Ｖ１ 第１の送り速度
Ｖ２ 第２の送り速度
Ｗ 被加工物
Ｗａ 表面

Claims (1)

1. 板状の被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、研削ホイールの研削砥石を前記チャックテーブルの保持面に対向配置し前記チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削手段と、前記研削手段を前記チャックテーブルに接近および離間させる研削送り手段と、前記チャックテーブルに保持された被加工物の厚さを検出する厚さ測定手段と、を備えた研削装置を用いて面内厚さばらつきのある被加工物を研削する研削方法であって、
   前記チャックテーブルの保持面に保持した被加工物に向かって、前記研削ホイールの前記研削砥石を第１の送り速度で研削送りして接近させ、被加工物の表面全面が研削されるまで研削する第１の研削ステップと、
   前記第１の研削ステップの後に、研削送り速度を前記第１の送り速度より遅い第２の送り速度に減速し、被加工物を更に研削する第２の研削ステップと、を備え、
   前記第１の研削ステップで研削中に、前記厚さ測定手段で測定される被加工物の厚さばらつきが所定値以下となることで被加工物の表面全面が研削されたと判定することを特徴とする被加工物の研削方法。

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