JP2015199173A - Grinder - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a grinder which can perform an efficient grinding of a work-piece having a high hardness while reducing a wear amount of a grinding stone.SOLUTION: A grinder 1 is equipped with a chuck table 31 which holds a disk-shaped work-piece W, and a grinding unit 5 onto which a grinding wheel 51, in which grinding stones 52 that contact and grind the disk-shaped work-piece held by the chuck table are annularly disposed, is rotatably mounted. The grinder is so configured that during grinding of the disk-shaped work-piece, a grinding surface of a squeeze-out part of the grinding stone is irradiated with a laser beam from a laser radiation mechanism 6, while a surface to be ground of the disk-shaped work-piece, which is ground by the grinding stone, is irradiated with a laser beam.

Description

本発明は、研削装置に関し、特に、被加工物としての円板状ワークの被加工面に対して研削砥石で研削加工を施す研削装置に関する。   The present invention relates to a grinding apparatus, and more particularly, to a grinding apparatus that performs grinding with a grinding wheel on a work surface of a disk-shaped workpiece as a work piece.

従来、被加工物を研削する研削装置として、研削ホイールに環状に配列された研削砥石の一部を被加工物に接触させるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この研削装置においては、研削加工に伴って発生する研削屑が研削砥石に目詰まりする現象を回避すべく、被加工物に接触していない部分の研削砥石に対して洗浄水を供給し、研削砥石の冷却及び洗浄を行っている。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a grinding apparatus that grinds a workpiece, one in which a part of a grinding wheel arranged in a ring on a grinding wheel is brought into contact with the workpiece is known (for example, see Patent Document 1). In this grinding apparatus, in order to avoid the phenomenon that grinding debris generated in the grinding process is clogged in the grinding wheel, cleaning water is supplied to the grinding wheel in a portion not in contact with the workpiece to perform grinding. The grinding stone is cooled and cleaned.

また、サファイアや炭化ケイ素(SiC)、窒化ガリウム(GaN)などの硬度が高い被加工物に対する研削加工精度を確保すべく、研削砥石の刃を目立てするためにドレッシング処理を行いながら研削加工を施す研削装置も提案されている(例えば、特許文献2参照)。この研削装置においては、被加工物に接触していない部分の研削砥石にドレッシング用砥石を接触させてドレッシング処理を行っている。   In addition, in order to ensure grinding accuracy for workpieces with high hardness, such as sapphire, silicon carbide (SiC), gallium nitride (GaN), etc., grinding is performed while performing dressing to sharpen the blade of the grinding wheel A grinding apparatus has also been proposed (see, for example, Patent Document 2). In this grinding apparatus, dressing is performed by bringing a dressing grindstone into contact with a portion of the grindstone that is not in contact with the workpiece.

特開2010−149222号公報JP 2010-149222 A 特開2012−135851号公報JP 2012-135851 A

しかしながら、上述した特許文献2の研削装置のように、研削加工と並行してドレッシング処理を行う場合には、研削砥石のドレッシング量が過多となる場合がある。このような場合、ドレッシング処理及び研削加工に伴う摩耗により研削砥石の磨耗量が増大し、研削砥石の寿命が短くなる事態が生じ得る。一方、硬度が高い被加工物に研削加工を行う場合において、研削砥石に対するドレッシング処理が不十分であると、研削加工に時間を要する結果、加工効率が著しく低下する事態も生じ得る。   However, when the dressing process is performed in parallel with the grinding process as in the above-described grinding apparatus of Patent Document 2, the dressing amount of the grinding wheel may be excessive. In such a case, the amount of wear of the grinding wheel may increase due to wear associated with the dressing process and the grinding process, and the life of the grinding wheel may be shortened. On the other hand, when grinding is performed on a workpiece having high hardness, if the dressing process for the grinding wheel is insufficient, the grinding process takes time, and the processing efficiency may be significantly reduced.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、研削砥石を長寿命化しつつ、硬度の高い被加工物に対して効率的な研削加工を施すことができる研削装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a grinding apparatus capable of performing an efficient grinding process on a workpiece having high hardness while extending the life of a grinding wheel. With the goal.

本発明に係る研削装置は、円板状ワークを保持するチャックテーブルと、チャックテーブルが保持する円板状ワークに当接して研削する研削砥石を環状に配置した研削ホイールを回転可能に装着する研削手段と、を備えた研削装置において、研削砥石は、円板状ワークの中心を通過し円板状ワークの半径より大きい直径の内径で環状に配置され、円板状ワークの中心を研削砥石が通過するように位置付ける事で研削中に円板状ワークより外にはみ出しているはみ出し部分が形成され、研削砥石のはみ出し部分における研削面にレーザー光を照射する第1の照射手段と、研削砥石で研削される円板状ワークの被研削面にレーザー光を照射する第2の照射手段とを備え、円板状ワークを研削中に第1の照射手段により研削砥石のはみ出し部分における研削面にレーザー光を照射する一方、第2の照射手段により円板状ワークの被研削面にレーザー光を照射することを特徴とする。   The grinding apparatus according to the present invention is a grinding in which a chuck table for holding a disk-shaped workpiece and a grinding wheel in which a grinding wheel for grinding in contact with the disk-shaped workpiece held by the chuck table is annularly mounted are rotatably mounted. The grinding wheel is disposed in an annular shape with an inner diameter having a diameter larger than the radius of the disk-shaped workpiece, passing through the center of the disk-shaped workpiece, and the grinding wheel is centered on the center of the disk-shaped workpiece. By positioning so as to pass through, a protruding portion that protrudes outside the disk-shaped workpiece is formed during grinding, and the first and second irradiation means for irradiating the grinding surface with a laser beam on the protruding portion of the grinding wheel A second irradiating means for irradiating the surface to be ground of the disk-shaped workpiece to be ground with laser light, and the first irradiating means during the grinding of the disk-shaped workpiece on the protruding portion of the grinding wheel. While irradiating the laser beam on the grinding surface that, and then irradiating a laser beam to be ground surface of the disk-shaped workpiece by the second irradiating means.

上記研削装置によれば、第2の照射手段からのレーザー光による被研削面に対する改質層又はグルーブの形成を通じて円板状ワークを研削し易くできる。一方、第1の照射手段からのレーザー光による研削砥石の研削面のドレッシングを通じて研削砥石の研削性能を高めることができる。このため、円板状ワークを研削し易い状態とし、研削砥石の研削性能を高めながら円板状ワークの研削加工を行うことができる。これにより、硬度の高い被加工物に対して効率的な研削加工を施すことが可能となる。また、円板状ワークを研削し易い状態としながら研削加工を行うので、研削砥石の磨耗を低減すると共に、摩耗した場合に必要なドレッシング処理量を低減できる。この結果、研削砥石を長寿命化しつつ、硬度の高い被加工物に対して効率的な研削加工を施すことが可能となる。   According to the grinding apparatus, it is possible to easily grind the disk-shaped workpiece through the formation of the modified layer or the groove on the surface to be ground by the laser beam from the second irradiation unit. On the other hand, the grinding performance of the grinding wheel can be enhanced through dressing of the grinding surface of the grinding wheel with the laser beam from the first irradiation means. For this reason, the disk-shaped workpiece can be easily ground and the disk-shaped workpiece can be ground while improving the grinding performance of the grinding wheel. Thereby, it becomes possible to perform an efficient grinding process with respect to a workpiece with high hardness. Further, since the grinding work is performed while making the disk-shaped workpiece easy to grind, it is possible to reduce the wear of the grinding wheel and reduce the amount of dressing processing required when worn. As a result, it is possible to efficiently grind the workpiece having high hardness while extending the life of the grinding wheel.

例えば、上記研削装置において、第1の照射手段と第2の照射手段とを1つのレーザー発光部で可能にする第3の照射手段は、レーザー光を放射するレーザー発光部と、レーザー発光部から放射されたレーザー光を直進する方向と直交する方向との2方向に分割する分割器と、分割器で分割された一方向のレーザー光をミラーで反射させはみ出し部分の研削面で集光させる第1の集光レンズと、他方向のレーザー光をミラーで反射させ円板状ワークの上方から照射させ円板状ワークの被研削面に集光させる第2の集光レンズと、を備える。この構成によれば、単一のレーザー発光部から放射されたレーザー光を分割器で分割すると共に、第1及び第2の集光レンズでそれぞれ研削砥石の研削面及び円板状ワークの被研削面に集光することができる。これにより、単一のレーザー発光部からのレーザー光を用いて円板状ワークを研削し易い状態としながら、研削砥石の研削性能を高めることが可能となる。   For example, in the grinding apparatus, the third irradiating means that enables the first irradiating means and the second irradiating means with one laser light emitting part includes a laser light emitting part that emits laser light, and a laser light emitting part. A splitter that divides the emitted laser light into two directions, a direction that goes straight and a direction that is perpendicular to the direction, and a laser beam that is unidirectionally divided by the splitter is reflected by a mirror and condensed on the ground surface of the protruding portion. And a second condensing lens that reflects laser light in the other direction with a mirror, irradiates the disc-shaped workpiece from above, and collects it on the surface to be ground of the disc-shaped workpiece. According to this configuration, the laser light emitted from the single laser emitting unit is divided by the splitter, and the grinding surface of the grinding wheel and the workpiece to be ground of the disk-shaped workpiece are respectively divided by the first and second condenser lenses. It can be focused on the surface. This makes it possible to improve the grinding performance of the grinding wheel while making it easy to grind the disk-shaped workpiece using laser light from a single laser emitting section.

また、上記研削装置においては、該第1の集光レンズを該研削面の高さに応じて昇降する第1の移動手段と、該第2の集光レンズを該被研削面の高さに応じて昇降する第2の移動手段と、を備えることが好ましい。この構成によれば、第1及び第2の移動手段によりそれぞれ第1及び第2の集光レンズを所望位置に移動できるので、単一のレーザー発光部からのレーザー光を所望位置に集光でき、効果的に円板状ワークを研削し易い状態としながら研削砥石の研削性能を高めることが可能となる。   Further, in the grinding apparatus, the first moving means for raising and lowering the first condensing lens according to the height of the grinding surface, and the second condensing lens at the height of the ground surface. And a second moving means that moves up and down accordingly. According to this configuration, the first and second condensing lenses can be moved to the desired positions by the first and second moving means, respectively, so that the laser light from the single laser emitting unit can be condensed at the desired position. It is possible to improve the grinding performance of the grinding wheel while effectively making the disk-shaped workpiece easy to grind.

また、上記研削装置において、チャックテーブルは、円板状ワークに対して透過性を有する波長のレーザー光を透過可能にする素材で形成され、第1の照射手段と第2の照射手段とを1つのレーザー発光部で可能にする第4の照射手段は、円板状ワークに対して透過性を有する波長のレーザー光を放射するレーザー発光部と、レーザー発光部から放射されたレーザー光を直進する方向と直交する方向との2方向に分割する分割器と、分割器で分割された一方向のレーザー光をミラーで反射させはみ出し部分の研削面で集光させる第1の集光レンズと、第1の集光レンズを研削面の高さに応じて移動させる第1の移動手段と、他方向のレーザー光をミラーで反射させチャックテーブルの下からチャックテーブルと円板状ワークとを透過させ円板状ワークの被研削面で集光させる第2の集光レンズと、第2の集光レンズを被研削面の高さに応じて移動させる第2の移動手段と、を備えるようにしてもよい。この構成によれば、単一のレーザー発光部から放射されたレーザー光を分割器で分割すると共に、第1及び第2の集光レンズでそれぞれ研削砥石の研削面及び円板状ワークの被研削面に集光することができる。これにより、単一のレーザー発光部からのレーザー光を用いて円板状ワークを研削し易い状態としながら、研削砥石の研削性能を高めることが可能となる。また、チャックテーブルの下からチャックテーブルと円板状ワークとを透過させ円板状ワークの被研削面に集光されることから、円板状ワークの上からレーザー光を照射させる場合と比べてレーザー光の光路長を短縮することができる。さらに、第1及び第2の移動手段によりそれぞれ第1及び第2の集光レンズを所望位置に移動できるので、単一のレーザー発光部からのレーザー光を所望位置に集光でき、効果的に円板状ワークを研削し易い状態としながら研削砥石の研削性能を高めることが可能となる。   Further, in the above grinding apparatus, the chuck table is formed of a material capable of transmitting a laser beam having a wavelength that is transmissive to the disc-shaped workpiece, and the first irradiation unit and the second irradiation unit are set to 1. The fourth irradiating means enabled by one laser emitting unit is a laser emitting unit that emits laser light having a wavelength that is transmissive to the disc-shaped workpiece, and the laser beam emitted from the laser emitting unit goes straight. A splitter that divides the laser beam in two directions, a direction orthogonal to the direction, a first condenser lens that reflects the laser light in one direction divided by the splitter by a mirror and collects it on the ground surface of the protruding portion, A first moving means for moving one condenser lens according to the height of the grinding surface, and a laser beam in the other direction is reflected by a mirror so that the chuck table and the disc-shaped workpiece are transmitted from under the chuck table to make a circle. Board A second focusing lens for focusing light at the ground surface of the workpiece, and a second moving means for moving in response to the second condenser lens to the height of the ground surface, may be provided with a. According to this configuration, the laser light emitted from the single laser emitting unit is divided by the splitter, and the grinding surface of the grinding wheel and the workpiece to be ground of the disk-shaped workpiece are respectively divided by the first and second condenser lenses. It can be focused on the surface. This makes it possible to improve the grinding performance of the grinding wheel while making it easy to grind the disk-shaped workpiece using laser light from a single laser emitting section. In addition, the chuck table and the disk-shaped workpiece are transmitted from below the chuck table and focused on the surface to be ground of the disk-shaped workpiece, so compared with the case of irradiating laser light on the disk-shaped workpiece. The optical path length of laser light can be shortened. Further, since the first and second condenser lenses can be moved to the desired positions by the first and second moving means, respectively, the laser light from the single laser light emitting unit can be condensed at the desired position, effectively. It is possible to improve the grinding performance of the grinding wheel while making it easy to grind the disk-shaped workpiece.

上記研削装置においては、レーザー発光部と分割器との間にλ/2波長板を備えることが好ましい。この構成によれば、分割器で分割される前にレーザー発光部からのレーザー光をλ/2波長板に入射できるので、光量を変化させることなくレーザー光の偏光状態(偏光面)を変化させることができる。これにより、分割器による分割態様に適した偏光状態とでき、レーザー発光部からのレーザー光を効率的に(必要な分割比率で)分割することが可能となる。特に、分割器をビームスプリッターで構成し、λ/2波長板を用いることにより、反射光量の調整や、透過光と反射光との光量比調整を行うことができる。なお、λ/2波長板を用いない場合は、透過光と反射光との光量比率が予め決められた比率で分割させる分割器(ビームスプリッタ、ハーフミラー)を用いて分割させることができる。   In the said grinding apparatus, it is preferable to provide a lambda / 2 wavelength plate between a laser light emission part and a splitter. According to this configuration, since the laser light from the laser emission unit can be incident on the λ / 2 wavelength plate before being divided by the splitter, the polarization state (polarization plane) of the laser light is changed without changing the light amount. be able to. Thereby, it can be set as the polarization state suitable for the division | segmentation aspect by a splitter, and it becomes possible to divide | segment the laser beam from a laser light emission part efficiently (with a required dividing ratio). In particular, it is possible to adjust the amount of reflected light and adjust the light amount ratio between transmitted light and reflected light by configuring the splitter with a beam splitter and using a λ / 2 wavelength plate. In the case where the λ / 2 wavelength plate is not used, it is possible to divide by using a splitter (beam splitter, half mirror) that divides the light amount ratio between the transmitted light and the reflected light at a predetermined ratio.

例えば、上記研削装置において、第1の集光レンズは研削砥石の幅に対応した幅の第1のシリンドリカルレンズで構成され、第2の集光レンズはチャックテーブルの半径に対応した幅の第2のシリンドリカルレンズで構成される。この構成によれば、レーザー発光部からのレーザー光を研削砥石及びチャックテーブルの半径に対応するように線状に集光することができる。これにより、単一のレーザー発光部からのレーザー光を用いて研削砥石の研削面を幅方向に一括的にドレッシングすると共に、円板状ワークを半径方向に一括的に研削し易くすることが可能となる。   For example, in the above grinding apparatus, the first condenser lens is composed of a first cylindrical lens having a width corresponding to the width of the grinding wheel, and the second condenser lens is a second condenser having a width corresponding to the radius of the chuck table. It consists of a cylindrical lens. According to this configuration, it is possible to focus the laser light from the laser light emitting unit in a linear shape so as to correspond to the radii of the grinding wheel and the chuck table. This makes it possible to dress the grinding surface of the grinding wheel in the width direction at once by using laser light from a single laser emitting section, and to easily grind the disk-shaped workpiece in the radial direction at once. It becomes.

本発明によれば、研削砥石の磨耗量を低減しつつ、硬度の高い被加工物に対して効率的な研削加工を施すことが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to perform an efficient grinding process with respect to a workpiece with high hardness, reducing the abrasion amount of a grinding wheel.

第1の実施の形態に係る研削装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the grinding device which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る実施の形態に係る研削装置の研削加工時における研削ホイールと円板状ワークとの位置関係を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the positional relationship of the grinding wheel and disk-shaped workpiece | work at the time of the grinding process of the grinding device which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る研削装置が有するレーザー照射機構の構成及びレーザー光の光路を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the structure of the laser irradiation mechanism which the grinding apparatus which concerns on 1st Embodiment has, and the optical path of a laser beam. 第1の実施の形態の変形例に係る研削装置が有するレーザー照射機構の構成及びレーザー光の光路を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the structure of the laser irradiation mechanism which the grinding apparatus which concerns on the modification of 1st Embodiment has, and the optical path of a laser beam. 第2の実施の形態に係る研削装置が有するレーザー照射機構の構成及びレーザー光の光路を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the structure of the laser irradiation mechanism which the grinding apparatus which concerns on 2nd Embodiment has, and the optical path of a laser beam. 第1、第2の実施の形態に係る研削装置で円板状ワークに形成される改質層を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the modified layer formed in a disk shaped workpiece | work with the grinding device which concerns on 1st, 2nd embodiment.

以下、本発明の複数の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施の形態に係る研削装置においては、被加工物である円板状ワーク及びこの円板状ワークを研削する研削砥石に対してレーザー光を照射する単一又は複数の照射手段を備え、レーザー光により円板状ワークを研削し易くする一方、研削砥石をドレッシングすることにより、研削砥石の磨耗量を低減しつつ、硬度の高い被加工物に対して効率的な研削加工を施すものである。   Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The grinding apparatus according to the present embodiment includes a disk-shaped workpiece that is a workpiece, and a single or a plurality of irradiation means that irradiate laser light to a grinding wheel that grinds the disk-shaped workpiece. While making it easy to grind disc-shaped workpieces with light, dressing a grinding wheel reduces the amount of wear of the grinding wheel and efficiently grinds workpieces with high hardness. .

なお、以下においては、サファイアや炭化ケイ素(SiC)、窒化ガリウム(GaN)など硬度の高い被加工物としての円板状ワーク(半導体ウエーハ)を研削して所定の厚みに加工する研削装置について説明する。しかしながら、本発明に係る研削装置における被加工物としての円板状ワークの材質については、これらに限定されるものではなく適宜変更が可能である。   In the following, a grinding apparatus that grinds a disk-shaped workpiece (semiconductor wafer) as a high-hardness workpiece such as sapphire, silicon carbide (SiC), or gallium nitride (GaN) to a predetermined thickness will be described. To do. However, the material of the disk-shaped workpiece as the workpiece in the grinding apparatus according to the present invention is not limited to these and can be appropriately changed.

(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態に係る研削装置1の外観を示す斜視図である。以下においては、説明の便宜上、図1に示す左下方側を研削装置1の前方側と呼び、同図に示す右上方側を研削装置1の後方側と呼ぶものとする。また、以下においては、説明の便宜上、図1に示す上下方向を研削装置1の上下方向と呼ぶものとする。なお、図1においては、後述する研削ホイール51がチャックテーブル31に保持された円板状ワークWを研削する位置に配置された状態について示している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of a grinding apparatus 1 according to the first embodiment. In the following, for convenience of explanation, the lower left side shown in FIG. 1 is called the front side of the grinding apparatus 1, and the upper right side shown in FIG. 1 is called the rear side of the grinding apparatus 1. In the following, for convenience of explanation, the vertical direction shown in FIG. FIG. 1 shows a state in which a grinding wheel 51 described later is disposed at a position for grinding a disk-shaped workpiece W held on the chuck table 31.

図1に示すように、研削装置1は、概して直方体状の基台2を有している。基台2の上面には、チャックテーブル31を支持するテーブル支持台3が設けられている。テーブル支持台3の後方側には、支柱部4が設けられている。この支柱部4の前面には、上下方向に移動可能に研削ユニット5が支持されている。基台2の内部及び研削ユニット5の近傍には、研削ユニット5が有する研削砥石52及びチャックテーブル31に保持された円板状ワークWにレーザー光を照射するレーザー照射機構6の構成部品が配置されている。   As shown in FIG. 1, the grinding apparatus 1 has a base 2 having a generally rectangular parallelepiped shape. A table support 3 for supporting the chuck table 31 is provided on the upper surface of the base 2. A column portion 4 is provided on the rear side of the table support 3. A grinding unit 5 is supported on the front surface of the support column 4 so as to be movable in the vertical direction. In the base 2 and in the vicinity of the grinding unit 5, components of the laser irradiation mechanism 6 that irradiates the disc-shaped workpiece W held by the grinding wheel 52 and the chuck table 31 of the grinding unit 5 with laser light are arranged. Has been.

このような構成を有し、本実施の形態に係る研削装置1においては、研削ユニット5の研削砥石51と、円板状ワークWを保持したチャックテーブル31とを相対回転させて円板状ワークWに研削加工を施すように構成されている。また、本実施の形態に係る研削装置1においては、研削加工中にレーザー照射機構6から研削ユニット5が有する研削砥石52及びチャックテーブル31に保持された円板状ワークWにレーザー光を照射するように構成されている。   In the grinding apparatus 1 according to the present embodiment having such a configuration, the grinding wheel 51 of the grinding unit 5 and the chuck table 31 holding the disk-like workpiece W are relatively rotated so as to rotate the disc-like workpiece. W is configured to be ground. Further, in the grinding apparatus 1 according to the present embodiment, the laser beam is irradiated from the laser irradiation mechanism 6 to the grinding wheel 52 included in the grinding unit 5 and the disk-shaped workpiece W held on the chuck table 31 during the grinding process. It is configured as follows.

テーブル支持台3は、上面視にて正方形状に設けられ、チャックテーブル31を回転可能に支持する。テーブル支持台3は図示しない駆動機構に接続され、この駆動機構から供給される駆動力により、基台2の上面に形成された開口部2a内を前後方向にスライド移動する。これにより、チャックテーブル31は、研削ユニット5に円板状ワークWの一部を対向させる研削位置と、この研削位置から前方側に離間し、加工前の円板状ワークWが供給される一方、加工後の円板状ワークWが回収される載せ換え位置との間でスライド移動される。   The table support 3 is provided in a square shape when viewed from above, and supports the chuck table 31 rotatably. The table support 3 is connected to a drive mechanism (not shown), and slides in the front-rear direction in the opening 2 a formed on the upper surface of the base 2 by a drive force supplied from the drive mechanism. As a result, the chuck table 31 is separated from the grinding position where the part of the disk-shaped workpiece W is opposed to the grinding unit 5 to the front side, and is supplied with the disk-shaped workpiece W before processing. Then, the disk-shaped workpiece W after the processing is slid and moved to the replacement position where the workpiece is collected.

テーブル支持台3の前後には、円板状ワークWの研削加工時に発生する研削砥石51の研削屑等の基台2内への侵入を防止する防塵カバー7が設けられている。防塵カバー7は、テーブル支持台3の前面及び後面に取り付けられると共に、その移動位置に応じて伸縮可能に設けられ、基台2の開口部2aを覆うように構成されている。   Before and after the table support 3, a dustproof cover 7 is provided to prevent the grinding grindstone 51 generated during grinding of the disk-shaped workpiece W from entering the base 2. The dust cover 7 is attached to the front surface and the rear surface of the table support 3, and is provided so as to be extendable / contractible according to the movement position, and is configured to cover the opening 2 a of the base 2.

チャックテーブル31は、円盤状に形成され、その上面に円板状ワークWが保持される保持面31aが形成されている(図3参照)。保持面31aの中央部分には、ポーラスセラミック材により吸着面が形成されている。チャックテーブル31は、基台2内に配置された図示しない吸引源に接続され、保持面31aの吸着面で円板状ワークWを吸着保持する。また、チャックテーブル31は、図示しない回転駆動機構に接続され、この回転駆動機構により保持面31aに円板状ワークWを保持した状態で回転される。   The chuck table 31 is formed in a disk shape, and a holding surface 31a for holding the disk-shaped workpiece W is formed on the upper surface thereof (see FIG. 3). An adsorption surface is formed of a porous ceramic material at the central portion of the holding surface 31a. The chuck table 31 is connected to a suction source (not shown) disposed in the base 2 and sucks and holds the disk-shaped workpiece W by the suction surface of the holding surface 31a. Further, the chuck table 31 is connected to a rotation drive mechanism (not shown), and is rotated in a state where the disk-like workpiece W is held on the holding surface 31a by the rotation drive mechanism.

支柱部4は、直方体状に設けられ、その前面にはチャックテーブル31の上方において研削ユニット5を移動させる研削ユニット移動機構41が設けられている。研削ユニット移動機構41は、支柱部4に対してボールねじ式の移動機構により上下方向に移動するZ軸テーブル42を有している。Z軸テーブル42には、その前面側に取り付けられた支持部43を介して研削ユニット5が支持されている。   The support column 4 is provided in a rectangular parallelepiped shape, and a grinding unit moving mechanism 41 that moves the grinding unit 5 above the chuck table 31 is provided on the front surface thereof. The grinding unit moving mechanism 41 has a Z-axis table 42 that moves up and down with respect to the support column 4 by a ball screw type moving mechanism. The grinding unit 5 is supported on the Z-axis table 42 via a support portion 43 attached to the front side thereof.

研削ユニット5は、研削手段を構成するものであり、図示しないスピンドルの下端に回転可能に装着された研削ホイール51を有している。研削ホイール51の下面には、複数の研削砥石52が設けられている。これらの研削砥石52は、研削ホイール51の下面にて環状に配置されている。各研削砥石52は、例えば、ダイヤモンドの砥粒をメタルボンドやレジンボンド等の結合剤で固めたダイヤモンド砥石で構成される。研削加工時においては、これらの研削砥石52が当接して円板状ワークWを研削する。   The grinding unit 5 constitutes a grinding means, and has a grinding wheel 51 rotatably attached to a lower end of a spindle (not shown). A plurality of grinding wheels 52 are provided on the lower surface of the grinding wheel 51. These grinding wheels 52 are annularly arranged on the lower surface of the grinding wheel 51. Each grinding wheel 52 is composed of, for example, a diamond grindstone in which diamond abrasive grains are hardened with a binder such as metal bond or resin bond. At the time of grinding, these grinding wheels 52 come into contact with each other to grind the disk-shaped workpiece W.

ここで、研削加工時における研削ホイール51と円板状ワークWとの位置関係について図2を参照しながら説明する。図2は、本実施の形態に係る研削装置1の研削加工時における研削ホイール51と円板状ワークWとの位置関係を説明するための模式図である。図2においては、研削加工時における研削ホイール51及び円板状ワークWを上方側から示している。また、図2においては、説明の便宜上、研削ホイール51の下面に配列される研削砥石52を示すと共に斜線を付与している。   Here, the positional relationship between the grinding wheel 51 and the disk-shaped workpiece W during grinding will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the positional relationship between the grinding wheel 51 and the disk-shaped workpiece W during the grinding process of the grinding apparatus 1 according to the present embodiment. In FIG. 2, the grinding wheel 51 and the disk-shaped workpiece W at the time of grinding are shown from the upper side. In FIG. 2, for convenience of explanation, the grinding wheel 52 arranged on the lower surface of the grinding wheel 51 is shown and hatched.

図2に示すように、研削ホイール51の直径は、円板状ワークWの直径と略同一の寸法で構成されている。研削ホイール51の下面の外周縁には、複数の研削砥石52が環状に配列されている。研削加工時において、研削ホイール51は、研削砥石52が常に円板状ワークWの中心を通過する位置に配置されている。このため、複数の研削砥石52の一部の研削砥石52は、円板状ワークWに対向して配置されず、円板状ワークWより外にはみ出している。   As shown in FIG. 2, the diameter of the grinding wheel 51 is configured with substantially the same dimensions as the diameter of the disk-shaped workpiece W. A plurality of grinding wheels 52 are annularly arranged on the outer peripheral edge of the lower surface of the grinding wheel 51. At the time of grinding, the grinding wheel 51 is disposed at a position where the grinding wheel 52 always passes through the center of the disk-shaped workpiece W. For this reason, some of the grinding wheels 52 of the plurality of grinding wheels 52 are not arranged to face the disk-shaped workpiece W and protrude beyond the disk-shaped workpiece W.

なお、ここでは研削ホイール51の直径が円板状ワークWの直径と略同一の寸法で構成される場合について示している。しかしながら、研削ホイール51の構成については、複数の研削砥石52が、円板状ワークWに対向して配置されず、円板状ワークWより外側にはみ出す部分を有することを条件として適宜変更が可能である。例えば、円板状ワークWより外側にはみ出す部分は、複数の研削砥石52が、円板状ワークWの半径より大きい直径の内径で環状に配置されることで形成される。   Here, the case where the diameter of the grinding wheel 51 is configured to be approximately the same as the diameter of the disk-shaped workpiece W is shown. However, the configuration of the grinding wheel 51 can be appropriately changed on the condition that the plurality of grinding wheels 52 are not arranged to face the disk-shaped workpiece W and have a portion protruding outside the disk-shaped workpiece W. It is. For example, the portion that protrudes outward from the disk-shaped workpiece W is formed by arranging a plurality of grinding wheels 52 in an annular shape with an inner diameter that is larger than the radius of the disk-shaped workpiece W.

図1に戻り、本実施の形態に係る研削装置1の構成要素の説明を続ける。レーザー照射機構6は、特許請求の範囲における第3の照射手段を構成するものであり、レーザー発光部601と、λ/2波長板602と、分割器603と、複数のミラー604a〜604cと、第1の集光レンズ605、第2の集光レンズ606とを含んで構成される。例えば、レーザー発光部601、λ/2波長板602、分割器603、複数のミラー604a及び第1の集光レンズ605は基台2内に配置される。ミラー604bは、基台2の上面に突出して設けられた収容部21に収容される。ミラー604c及び第2の集光レンズ606は、基台2の上面に設けられた支持アームに支持される。   Returning to FIG. 1, the description of the components of the grinding apparatus 1 according to the present embodiment will be continued. The laser irradiation mechanism 6 constitutes the third irradiation means in the claims, and includes a laser light emitting unit 601, a λ / 2 wavelength plate 602, a splitter 603, a plurality of mirrors 604a to 604c, A first condenser lens 605 and a second condenser lens 606 are included. For example, the laser light emitting unit 601, the λ / 2 wavelength plate 602, the divider 603, the plurality of mirrors 604 a, and the first condenser lens 605 are arranged in the base 2. The mirror 604 b is accommodated in the accommodating portion 21 provided so as to protrude from the upper surface of the base 2. The mirror 604 c and the second condenser lens 606 are supported by a support arm provided on the upper surface of the base 2.

ここで、本実施の形態に係る研削装置1が有するレーザー照射機構6の構成及びレーザー光の光路について、図3を参照しながら説明する。図3は、本実施の形態に係る研削装置1が有するレーザー照射機構6の構成及びレーザー光の光路について説明するための模式図である。図3においては、レーザー照射機構6、そのレーザー照射対象を含むチャックテーブル31及び研削ホイール51のみを示している。また、図3においては、研削ホイール51がチャックテーブル31に保持された円板状ワークWを研削する位置に配置された状態について示している。   Here, the configuration of the laser irradiation mechanism 6 and the optical path of the laser light included in the grinding apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the configuration of the laser irradiation mechanism 6 and the optical path of the laser light included in the grinding apparatus 1 according to the present embodiment. In FIG. 3, only the laser irradiation mechanism 6, the chuck table 31 including the laser irradiation target, and the grinding wheel 51 are shown. Further, FIG. 3 shows a state in which the grinding wheel 51 is arranged at a position for grinding the disk-shaped workpiece W held on the chuck table 31.

図3に示すレーザー照射機構6において、レーザー発光部601は、研削装置1の上方側に向けてレーザー光を放射する。レーザー発光部601は、異なる波長を有する第1、第2のレーザー光を放射することができる。例えば、第1のレーザー光は、波長が515nm、パワーが約20W、パルス幅が約8ps、繰り返し周波数が200kHzに設定される。一方、第2のレーザー光は、波長が1030nm、パワーが約20W、パルス幅が約8ps、繰り返し周波数が200kHzに設定される。また、第1のレーザー光の波長、第2のレーザー光の波長をそれぞれ257nm、515nmに設定することもできる。なお、第1のレーザー光は、円板状ワークWの被研削面Waにグルーブを形成する際に利用され、第2のレーザー光は、円板状ワークWの被研削面Waに改質層を形成する際に利用される。   In the laser irradiation mechanism 6 shown in FIG. 3, the laser light emitting unit 601 emits laser light toward the upper side of the grinding apparatus 1. The laser light emitting unit 601 can emit first and second laser beams having different wavelengths. For example, the first laser beam has a wavelength of 515 nm, a power of about 20 W, a pulse width of about 8 ps, and a repetition frequency of 200 kHz. On the other hand, the second laser beam has a wavelength of 1030 nm, a power of about 20 W, a pulse width of about 8 ps, and a repetition frequency of 200 kHz. Further, the wavelength of the first laser beam and the wavelength of the second laser beam can be set to 257 nm and 515 nm, respectively. The first laser beam is used when a groove is formed on the surface to be ground Wa of the disk-shaped workpiece W, and the second laser beam is a modified layer on the surface to be ground Wa of the disk-shaped workpiece W. It is used when forming.

分割器603は、レーザー発光部601の上方側に配置される。分割器603は、レーザー発光部601から放射されたレーザー光を直進する方向と直交する方向との2方向に分割する。例えば、分割器603は、ビームスプリッター、ハーフミラー、ダイクロックミラーで構成することができる。ここでは、分割器603がビームスプリッターで構成されるものとする。ビームスプリッターは、入射されたレーザー光の一部を反射し、一部を透過させる。分割器603においては、入射されたレーザー光を直交する方向に反射させる。   The divider 603 is disposed above the laser light emitting unit 601. The divider 603 divides the laser light emitted from the laser light emitting unit 601 into two directions, ie, a direction that goes straight and a direction perpendicular to the direction. For example, the splitter 603 can be composed of a beam splitter, a half mirror, and a dichroic mirror. Here, it is assumed that the splitter 603 includes a beam splitter. The beam splitter reflects a part of the incident laser light and transmits a part thereof. The splitter 603 reflects the incident laser light in the orthogonal direction.

なお、分割器603をハーフミラーで構成することもできる。ハーフミラーは、ビームスプリッターの一種であり、反射光の強度と透過光の強度とを同等にする光学装置である。また、分割器603をダイクロックミラーで構成することもできる。ダイクロックミラーは、特殊な光学素材を用いて作成された鏡の一種であり、特定の波長の光を反射し、その他の波長の光を透過する光学装置である。その為、レーザー発光部601から異なる波長を有するレーザー光が放射される場合に利用することが可能である。ここで、異なる波長を有するレーザー光線とは、同一光路上に2つの波長が含まれているレーザー光線を指す。例えば、異なる波長を有するレーザー光線は、515umと1030umまたは257umと515umのように2つの波長を含む。このようなレーザー光線をダイクロックミラーに入射させることで、波長によって分割することができる。   Note that the divider 603 can also be formed of a half mirror. The half mirror is a kind of beam splitter and is an optical device that equalizes the intensity of reflected light and the intensity of transmitted light. Further, the divider 603 can also be constituted by a dichroic mirror. The dichroic mirror is a kind of mirror made using a special optical material, and is an optical device that reflects light of a specific wavelength and transmits light of other wavelengths. Therefore, it can be used when laser light having a different wavelength is emitted from the laser light emitting unit 601. Here, the laser beams having different wavelengths indicate laser beams including two wavelengths on the same optical path. For example, a laser beam having different wavelengths includes two wavelengths, such as 515 um and 1030 um or 257 um and 515 um. By making such a laser beam incident on the dichroic mirror, it can be divided according to the wavelength.

λ/2波長板602は、レーザー発光部601と分割器603との間の光路上に配置されている。λ/2波長板602は、レーザー発光部601から放射されたレーザー光の光量を変化させることなくその偏光状態(偏光面)を変化させる。例えば、λ/2波長板602は、研削装置1に採用される分割器603の種別及び状態に応じて、レーザー光の直線偏光の偏光方位を変化可能に構成される。また、λ/2波長板602とビームスプリッターとを組み合わせて利用することにより、透過光量及び反射光量の調整や、透過光と反射光との光量比調整を行うことができる。   The λ / 2 wavelength plate 602 is disposed on the optical path between the laser light emitting unit 601 and the splitter 603. The λ / 2 wavelength plate 602 changes its polarization state (polarization plane) without changing the amount of laser light emitted from the laser light emitting unit 601. For example, the λ / 2 wavelength plate 602 is configured to be able to change the polarization direction of the linearly polarized laser light according to the type and state of the splitter 603 employed in the grinding apparatus 1. Further, by using a combination of the λ / 2 wavelength plate 602 and the beam splitter, the transmitted light amount and the reflected light amount can be adjusted, and the light amount ratio between the transmitted light and the reflected light can be adjusted.

ミラー604aは、分割器603の側方側であって、研削ホイール51の下方側の位置に配置される。ミラー604aは、分割器603により直交方向に分割されたレーザー光の光路上に配置され、このレーザー光を研削装置1の上方側に反射させる。例えば、ミラー604aは、ガルバノミラー、ポリゴンミラーやPZTミラーで構成され、反射角度を調整可能に構成されている。例えば、ミラー604aは、第1の集光レンズ605により集光されるレーザー光が研削砥石52の厚み方向の寸法(図2に示すL1)を走査可能にレーザー光の反射角度を調整する。   The mirror 604 a is disposed on the side of the divider 603 and on the lower side of the grinding wheel 51. The mirror 604 a is disposed on the optical path of the laser light divided in the orthogonal direction by the splitter 603, and reflects this laser light to the upper side of the grinding device 1. For example, the mirror 604a is composed of a galvanometer mirror, a polygon mirror, or a PZT mirror, and is configured so that the reflection angle can be adjusted. For example, the mirror 604a adjusts the reflection angle of the laser beam so that the laser beam condensed by the first condenser lens 605 can scan the dimension (L1 shown in FIG. 2) of the grinding wheel 52 in the thickness direction.

第1の集光レンズ605は、ミラー604aの上方側であって、このミラー604aと研削ホイール51との間の位置に配置される。第1の集光レンズ605は、ミラー604aにより反射されたレーザー光の光路上に配置され、レーザー光を研削砥石52の研削面52aに集光する。より具体的にいうと、第1の集光レンズ605は、研削ホイール51の下面に設けられた複数の研削砥石52のうち、円板状ワークWと対向していない研削砥石52の研削面52aでレーザー光を集光させる。なお、第1の集光レンズ605により集光されたレーザー光は、基台2に形成された開口部23を介して研削砥石52の研削面52aに照射される。   The first condenser lens 605 is disposed above the mirror 604a and between the mirror 604a and the grinding wheel 51. The first condenser lens 605 is disposed on the optical path of the laser light reflected by the mirror 604 a and condenses the laser light on the grinding surface 52 a of the grinding wheel 52. More specifically, the first condenser lens 605 has a grinding surface 52 a of the grinding wheel 52 that is not opposed to the disk-shaped workpiece W among the plurality of grinding wheels 52 provided on the lower surface of the grinding wheel 51. To focus the laser light. The laser light condensed by the first condenser lens 605 is irradiated onto the grinding surface 52 a of the grinding wheel 52 through the opening 23 formed in the base 2.

例えば、第1の集光レンズ605は、研削砥石52の幅方向の寸法(図2に示すL2)に対応する幅を有するシリンドリカルレンズ(第1のシリンドリカルレンズ)で構成される。このようなシリンドリカルレンズで第1の集光レンズ605を構成することにより、レーザー発光部601からのレーザー光を研削砥石52の幅に対応するように線状に集光することができる。これにより、レーザー発光部601からのレーザー光を用いて研削砥石52の研削面52aを幅方向に一括的にドレッシングすることができる。   For example, the first condenser lens 605 is configured by a cylindrical lens (first cylindrical lens) having a width corresponding to the dimension in the width direction of the grinding wheel 52 (L2 shown in FIG. 2). By configuring the first condensing lens 605 with such a cylindrical lens, the laser light from the laser light emitting unit 601 can be condensed linearly so as to correspond to the width of the grinding wheel 52. As a result, the grinding surface 52a of the grinding wheel 52 can be collectively dressed in the width direction using the laser light from the laser emitting section 601.

ミラー604bは、分割器603の上方側であって、分割器603により直進方向に分割されたレーザー光の光路上に配置され、このレーザー光を研削装置1の側方側(研削ホイール51側)に反射させる。なお、分割器603から直進方向に分割されたレーザー光は、基台2に形成された開口部24を介してミラー604bに入射される。ミラー604bは、上述したミラー604aと異なり、反射角度が固定される。例えば、ミラー604bは、高い反射特性を有する金属膜又は誘電体多層膜を基板(ガラスや金属)の表面に蒸着した表面鏡で構成される。   The mirror 604b is disposed above the splitter 603 and on the optical path of the laser light divided in the straight direction by the splitter 603, and this laser light is disposed on the side of the grinding apparatus 1 (on the grinding wheel 51 side). To reflect. The laser light divided in the straight direction from the splitter 603 is incident on the mirror 604b through the opening 24 formed in the base 2. Unlike the above-described mirror 604a, the reflection angle of the mirror 604b is fixed. For example, the mirror 604b is configured by a surface mirror in which a metal film or a dielectric multilayer film having high reflection characteristics is deposited on the surface of a substrate (glass or metal).

ミラー604cは、ミラー604bにより反射されたレーザー光の光路上であって、研削位置に配置されたチャックテーブル31の上方側に配置される。ミラー604cは、第2の集光レンズ606により集光されたレーザー光をチャックテーブル31側に反射させる。例えば、ミラー604cは、ガルバノミラー、ポリゴンミラーやPZTミラーで構成され、反射角度を調整可能に構成されている。例えば、ミラー604cは、第2の集光レンズ606により集光されるレーザー光がチャックテーブル31の半径に対応した幅を走査可能にレーザー光の反射角度を調整する。   The mirror 604c is disposed on the upper side of the chuck table 31 disposed at the grinding position on the optical path of the laser light reflected by the mirror 604b. The mirror 604c reflects the laser beam condensed by the second condenser lens 606 to the chuck table 31 side. For example, the mirror 604c is composed of a galvanometer mirror, a polygon mirror, or a PZT mirror, and is configured so that the reflection angle can be adjusted. For example, the mirror 604 c adjusts the reflection angle of the laser light so that the laser light condensed by the second condenser lens 606 can scan the width corresponding to the radius of the chuck table 31.

第2の集光レンズ606は、ミラー604bの側方側であって、ミラー604bとミラー604cとの間に配置される。第2の集光レンズ606は、ミラー604bにより反射されたレーザー光の光路上に配置され、ミラー604cで反射したレーザー光を円板状ワークWの被研削面Waに集光する。より具体的にいうと、第2の集光レンズ606は、研削ホイール51の研削砥石52により研削が行われている円板状ワークWの被研削面Waでレーザー光を集光させる。   The second condenser lens 606 is disposed on the side of the mirror 604b and between the mirror 604b and the mirror 604c. The second condenser lens 606 is disposed on the optical path of the laser light reflected by the mirror 604b, and condenses the laser light reflected by the mirror 604c on the surface Wa to be ground of the disk-shaped workpiece W. More specifically, the second condensing lens 606 condenses the laser beam on the surface Wa to be ground of the disk-shaped workpiece W that is being ground by the grinding wheel 52 of the grinding wheel 51.

例えば、第2の集光レンズ606は、チャックテーブル31の半径に対応した幅を有するシリンドリカルレンズ(第2のシリンドリカルレンズ)で構成することができる。このようなシリンドリカルレンズで第2の集光レンズ606を構成することにより、レーザー発光部601からのレーザー光をチャックテーブルの半径に対応するように線状に集光することができる。これにより、レーザー発光部601からのレーザー光を用いて円板状ワークを半径方向に一括的に研削し易くすることができる。   For example, the second condensing lens 606 can be configured by a cylindrical lens (second cylindrical lens) having a width corresponding to the radius of the chuck table 31. By configuring the second condensing lens 606 with such a cylindrical lens, the laser light from the laser light emitting unit 601 can be condensed linearly so as to correspond to the radius of the chuck table. Thereby, it is possible to easily grind the disk-shaped workpiece collectively in the radial direction using the laser light from the laser light emitting unit 601.

以下、本実施の形態に係る研削装置1における研削加工時の動作について説明する。研削加工時においては、まず、円板状ワークWを保持したチャックテーブル31が研削位置に搬送されると共に、研削ユニット移動機構41により研削砥石52が円板状ワークWの被研削面Waに当接する位置に研削ユニット5が下方移動される。その際、回転駆動機構からチャックテーブル31及び研削ホイール5に対して駆動力が供給され、チャックテーブル31及び研削ホイール51が同一方向に回転駆動される。これにより、研削砥石52の研削面52aが円板状ワークWの被研削面Waに接触しながら回転し研削加工が行われる。   Hereinafter, the operation | movement at the time of the grinding process in the grinding device 1 which concerns on this Embodiment is demonstrated. At the time of grinding, first, the chuck table 31 holding the disk-shaped workpiece W is transported to the grinding position, and the grinding wheel 52 contacts the surface to be ground Wa of the disk-shaped workpiece W by the grinding unit moving mechanism 41. The grinding unit 5 is moved downward to the contact position. At that time, a driving force is supplied from the rotational drive mechanism to the chuck table 31 and the grinding wheel 5, and the chuck table 31 and the grinding wheel 51 are rotationally driven in the same direction. As a result, the grinding surface 52a of the grinding wheel 52 rotates while contacting the surface to be ground Wa of the disk-shaped workpiece W to perform grinding.

研削砥石52による円板状ワークWに対する研削加工中において、レーザー照射機構6のレーザー発光部601からレーザー光線が放射される。レーザー発光部601から放射されたレーザー光は、λ/2波長板602を通過して分割器603に入射する。λ/2波長板602を通過する際、レーザー光は、その光量が変化することなく分割器603に適した偏光状態に調整される。分割器603に入射したレーザー光は、反射光として直交方向に分割される一方、透過光として直進方向に分割される。直交方向に分割されたレーザー光は、ミラー604aで反射して第1の集光レンズ605に入射し、研削砥石52の研削面52aに集光される。このように集光されるレーザー光により研削砥石52の研削面52aがドレッシングされる。このドレッシングによって研削砥石52内の刃が目立てされ、研削砥石52の研削性能が高められる。   During grinding of the disk-shaped workpiece W by the grinding wheel 52, a laser beam is emitted from the laser emission unit 601 of the laser irradiation mechanism 6. The laser light emitted from the laser emitting unit 601 passes through the λ / 2 wavelength plate 602 and enters the splitter 603. When passing through the λ / 2 wavelength plate 602, the laser light is adjusted to a polarization state suitable for the splitter 603 without changing its light quantity. The laser light incident on the splitter 603 is split in the orthogonal direction as reflected light, and is split in the straight direction as transmitted light. The laser light divided in the orthogonal direction is reflected by the mirror 604 a and enters the first condenser lens 605, and is condensed on the grinding surface 52 a of the grinding wheel 52. The ground surface 52a of the grinding wheel 52 is dressed by the laser light thus condensed. By this dressing, the blade in the grinding wheel 52 is sharpened, and the grinding performance of the grinding wheel 52 is enhanced.

一方、直進方向に分割されたレーザー光は、ミラー604bで反射して第2の集光レンズ606に入射し、ミラー604cで反射して円板状ワークWの被研削面Waに集光される。このように集光されるレーザー光により円板状ワークWの被研削面Waに対して改質層又はグルーブが形成される。例えば、レーザー発光部601から第1のレーザー光が放射される場合、被研削面Waの一部が揮発してグルーブが形成される。一方、レーザー発光部601から第2のレーザー光が放射される場合、被研削面Waの一部に改質層が形成される。被研削面Waにグルーブ又は改質層が形成されると、研削砥石52内の刃が被研削面Waに引っかかり易くなり、円板状ワークWが研削し易い状態となる。   On the other hand, the laser light divided in the straight traveling direction is reflected by the mirror 604b, enters the second condenser lens 606, is reflected by the mirror 604c, and is collected on the surface to be ground Wa of the disk-like workpiece W. . A modified layer or a groove is formed on the ground surface Wa of the disk-shaped workpiece W by the laser light thus condensed. For example, when the first laser beam is emitted from the laser light emitting unit 601, a part of the surface Wa is volatilized to form a groove. On the other hand, when the second laser light is emitted from the laser light emitting unit 601, a modified layer is formed on a part of the ground surface Wa. When the groove or the modified layer is formed on the surface to be ground Wa, the blade in the grinding wheel 52 is easily caught on the surface to be ground Wa, and the disk-shaped workpiece W is easily ground.

このような研削加工により円板状ワークWが所定の厚み寸法に到達すると研削加工が停止される。そして、研削ユニット移動機構41により研削ホイール51がチャックテーブル31から離反された後、チャックテーブル31が載せ換え位置まで搬送される。載せ換え位置にて、円板状ワークWがチャックテーブル31から搬出されることにより、一連の研削加工時の一連の動作が終了する。   When the disc-like workpiece W reaches a predetermined thickness by such grinding, the grinding is stopped. Then, after the grinding wheel 51 is separated from the chuck table 31 by the grinding unit moving mechanism 41, the chuck table 31 is transported to the replacement position. When the disk-shaped workpiece W is carried out of the chuck table 31 at the replacement position, a series of operations during a series of grinding processes is completed.

このように本実施の形態に係る研削装置1によれば、レーザー照射機構6のレーザー発光部601からのレーザー光による円板状ワークWの被研削面Waに対する改質層又はグルーブの形成を通じて円板状ワークWを研削し易くできる。一方、レーザー発光部601からのレーザー光による研削砥石52の研削面52aのドレッシングを通じて研削砥石52の研削性能を高めることができる。このため、円板状ワークWを研削し易い状態とし、研削砥石52の研削性能を高めながら円板状ワークWの研削加工を行うことができる。これにより、硬度の高い被加工物に対して効率的な研削加工を施すことが可能となる。また、円板状ワークWを研削し易い状態としながら研削加工を行うので、研削砥石52の磨耗を低減すると共に、摩耗した場合に必要なドレッシング処理量を低減できる。この結果、研削砥石52を長寿命化しつつ、硬度の高い被加工物に対して効率的な研削加工を施すことが可能となる。   As described above, according to the grinding apparatus 1 according to the present embodiment, a circle is formed by forming a modified layer or a groove on the surface Wa to be ground of the disk-shaped workpiece W by the laser light from the laser light emitting unit 601 of the laser irradiation mechanism 6. The plate-like workpiece W can be easily ground. On the other hand, the grinding performance of the grinding wheel 52 can be enhanced through the dressing of the grinding surface 52a of the grinding wheel 52 by the laser beam from the laser emitting unit 601. For this reason, the disk-shaped workpiece W can be easily ground and the disk-shaped workpiece W can be ground while improving the grinding performance of the grinding wheel 52. Thereby, it becomes possible to perform an efficient grinding process with respect to a workpiece with high hardness. Further, since the grinding work is performed while making the disk-shaped workpiece W easy to grind, it is possible to reduce the wear of the grinding wheel 52 and reduce the amount of dressing required when worn. As a result, it is possible to efficiently grind the workpiece having high hardness while extending the life of the grinding wheel 52.

特に、本実施の形態に係る研削装置1においては、レーザー照射機構6が備える単一のレーザー発光部601から放射されたレーザー光を分割器603で分割すると共に、第1の集光レンズ605及び第2の集光レンズ606でそれぞれ研削砥石52の研削面52a及び円板状ワークWの被研削面Waに集光することができる。これにより、単一のレーザー発光部601からのレーザー光を用いて円板状ワークWを研削し易い状態としながら、研削砥石52の研削性能を高めることが可能となる。   In particular, in the grinding apparatus 1 according to the present embodiment, the laser light emitted from the single laser emission unit 601 provided in the laser irradiation mechanism 6 is divided by the divider 603, and the first condenser lens 605 and The second condenser lens 606 can condense on the grinding surface 52a of the grinding wheel 52 and the grinding surface Wa of the disk-shaped workpiece W, respectively. Thereby, it is possible to improve the grinding performance of the grinding wheel 52 while making it easy to grind the disk-shaped workpiece W using the laser light from the single laser light emitting unit 601.

また、本実施の形態に係る研削装置1においては、レーザー照射機構6にて、レーザー発光部601と分割器603との間にλ/2波長板602を配置している。これにより、分割器603で分割される前にレーザー発光部601からのレーザー光をλ/2波長板602に入射できるので、光量を変化させることなくレーザー光の偏光状態を変化させることができる。この結果、分割器603による分割態様に適した偏光状態とでき、レーザー発光部601からのレーザー光を効率的に分割することが可能となる。特に、分割器603をビームスプリッターで構成することにより、透過光量及び反射光量の調整や、透過光と反射光との光量比調整を行うことができる。   In the grinding apparatus 1 according to the present embodiment, a λ / 2 wavelength plate 602 is disposed between the laser light emitting unit 601 and the divider 603 in the laser irradiation mechanism 6. Accordingly, since the laser light from the laser light emitting unit 601 can be incident on the λ / 2 wavelength plate 602 before being divided by the divider 603, the polarization state of the laser light can be changed without changing the light amount. As a result, the polarization state suitable for the division mode by the divider 603 can be achieved, and the laser light from the laser light emitting unit 601 can be efficiently divided. In particular, by configuring the splitter 603 with a beam splitter, the transmitted light amount and the reflected light amount can be adjusted, and the light amount ratio between the transmitted light and the reflected light can be adjusted.

なお、上記実施の形態においては、研削加工の実行に伴い、レーザー照射機構6によるレーザー光の照射対象(研削砥石52の研削面52a及び円板状ワークWの被研削面Wa)の位置(研削装置1の上下方向の高さ位置)が変化する。このようなレーザー光の照射対象の位置の変化に対応すべく、第1、第2の集光レンズ605、606によるレーザー光の集光位置を調整することは実施の形態として好ましい。   In the above embodiment, as the grinding process is performed, the positions (grinding surfaces 52a of the grinding wheel 52 and the ground surface Wa of the disk-like workpiece W) of the laser light irradiation target by the laser irradiation mechanism 6 (grinding). The height position in the vertical direction of the device 1 changes. In order to cope with such a change in the position of the laser light irradiation target, it is preferable as an embodiment to adjust the condensing position of the laser light by the first and second condensing lenses 605 and 606.

このような第1、第2の集光レンズ605、606によるレーザー光の集光位置の調整は、例えば、第1の集光レンズ605を研削砥石52の研削面52aの高さに応じて移動させる第1の移動手段、第2の集光レンズ606を円板状ワークWの被研削面Waの高さに応じて移動させる第2の移動手段によって実現することができる。   The adjustment of the laser beam condensing position by the first and second condensing lenses 605 and 606 is performed by moving the first condensing lens 605 according to the height of the grinding surface 52a of the grinding wheel 52, for example. This can be realized by the first moving means to be moved and the second moving means for moving the second condenser lens 606 in accordance with the height of the surface Wa of the disc-like workpiece W.

また、第1、第2の集光レンズ605、606までのレーザー光の光路上に配置されるミラー604a、604bの位置を移動する移動手段を備え、第1、第2の集光レンズ605、606を通過した後のレーザー光の光路長を調整することで、第1、第2の集光レンズ605、606によるレーザー光の集光位置を調整することも可能である。   Further, the first and second condenser lenses 605, 606 are provided with moving means for moving the positions of the mirrors 604a and 604b arranged on the optical path of the laser light up to the first and second condenser lenses 605 and 606. By adjusting the optical path length of the laser light after passing through 606, the condensing position of the laser light by the first and second condenser lenses 605 and 606 can be adjusted.

さらに、分割器603から第1、第2の集光レンズ605、606までの光路上に凹レンズ又は凸レンズを配置し、これらの凹レンズ又は凸レンズにおける曲率を変化させることで第1、第2の集光レンズ605、606によるレーザー光の集光位置を調整することも可能である。   Furthermore, a concave lens or a convex lens is disposed on the optical path from the divider 603 to the first and second condenser lenses 605 and 606, and the curvatures of these concave and convex lenses are changed to change the first and second condensers. It is also possible to adjust the condensing position of the laser beam by the lenses 605 and 606.

これらのように第1、第2の集光レンズ605、606によるレーザー光の集光位置を調整することにより、研削加工の実行に伴って変化するレーザー光の照射対象位置に追随して円板状ワークWを研削し易い状態とし、研削砥石52の研削性能を高めながら円板状ワークWの研削加工を行うことができる。これにより、例えば、研削加工が長時間に亘る場合においても、硬度の高い被加工物に対して効率的な研削加工を継続して実行することが可能となる。   By adjusting the condensing position of the laser light by the first and second condensing lenses 605 and 606 as described above, the disk follows the irradiation target position of the laser light that changes with the execution of the grinding process. It is possible to grind the disk-shaped workpiece W while improving the grinding performance of the grinding wheel 52 by making the workpiece W easy to grind. Thereby, for example, even when the grinding process is performed for a long time, it is possible to continuously perform the efficient grinding process on the workpiece having high hardness.

また、以上の説明においては、レーザー照射機構6の構成要素に関し、レーザー発光部601、λ/2波長板602や分割器603等を基台2内に配置する場合について説明している。しかしながら、レーザー照射機構6の構成要素の配置については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。これらの構成要素は、レーザー発光部601から被照射対象までの光路長や研削装置1における他の構成部品との干渉状況等に応じて任意の位置に配置することができる。また、これらの構成要素の配置を実現するためにミラー604の数量や種別を適宜変更することもできる。   Moreover, in the above description, the case where the laser light emission part 601, (lambda) / 2 wavelength plate 602, the splitter 603, etc. are arrange | positioned in the base 2 is demonstrated regarding the component of the laser irradiation mechanism 6. FIG. However, the arrangement of the components of the laser irradiation mechanism 6 is not limited to this, and can be changed as appropriate. These components can be arranged at arbitrary positions according to the optical path length from the laser light emitting unit 601 to the irradiation target, the interference state with other components in the grinding apparatus 1, and the like. In addition, the quantity and type of the mirror 604 can be changed as appropriate in order to realize the arrangement of these components.

例えば、図4に示すように、レーザー発光部601、λ/2波長板602及び分割器603をチャックテーブル31の上方側に配置する一方、ミラー604bを基台2内に配置するようにしてもよい。図4に示すレーザー照射機構6においては、第2の集光レンズ606の側方に分割器603が配置されると共に、この分割器603の側方にλ/2波長板602及びレーザー発光部601が配置されている。   For example, as shown in FIG. 4, the laser emission unit 601, the λ / 2 wavelength plate 602 and the divider 603 are arranged on the upper side of the chuck table 31, while the mirror 604 b is arranged in the base 2. Good. In the laser irradiation mechanism 6 shown in FIG. 4, a divider 603 is disposed on the side of the second condenser lens 606, and a λ / 2 wavelength plate 602 and a laser light emitting unit 601 are disposed on the side of the divider 603. Is arranged.

図4に示すレーザー照射機構6において、レーザー発光部601から放射されたレーザー光は、λ/2波長板602を通過して分割器603に入射される。分割器603において、透過光として直進方向に分割されたレーザー光は、第2の集光レンズ606に入射され、ミラー604cで反射して円板状ワークWの被研削面Waに集光される。一方、反射光として直交方向に分割されたレーザー光は、ミラー604b及びミラー604aで反射して第1の集光レンズ605に入射し、研削砥石52の研削面52aに集光される。   In the laser irradiation mechanism 6 shown in FIG. 4, the laser light emitted from the laser emission unit 601 passes through the λ / 2 wavelength plate 602 and is incident on the splitter 603. In the splitter 603, the laser light split in the straight direction as transmitted light is incident on the second condenser lens 606, reflected by the mirror 604 c, and condensed on the surface Wa to be ground of the disk-like workpiece W. . On the other hand, the laser light divided in the orthogonal direction as reflected light is reflected by the mirror 604b and the mirror 604a, enters the first condenser lens 605, and is condensed on the grinding surface 52a of the grinding wheel 52.

このように図4に示すレーザー照射機構6の構成要素を配置した場合においても、上記実施の形態と同様に、第1、第2の集光レンズ605、606で集光されるレーザー光により研削砥石52の研削面52aがドレッシングされると共に、円板状ワークWの被研削面Waに対して改質層又はグルーブが形成される。これにより、円板状ワークWが研削し易い状態とされる一方、研削砥石52の研削性能を高めながら研削加工が行われる。この結果、研削砥石52を長寿命化しつつ、硬度の高い被加工物に対して効率的な研削加工を施すことが可能となる。   In the case where the components of the laser irradiation mechanism 6 shown in FIG. 4 are arranged in this way, similarly to the above embodiment, grinding is performed by the laser light condensed by the first and second condenser lenses 605 and 606. The ground surface 52a of the grindstone 52 is dressed, and a modified layer or groove is formed on the ground surface Wa of the disk-shaped workpiece W. As a result, the disk-shaped workpiece W is easily ground, and grinding is performed while improving the grinding performance of the grinding wheel 52. As a result, it is possible to efficiently grind the workpiece having high hardness while extending the life of the grinding wheel 52.

(第2の実施の形態)
第1の実施の形態においては、円板状ワークWの被研削面Waに対してチャックテーブル31の上方側からレーザー光を照射する。これに対し、第2の実施の形態においては、円板状ワークWの被研削面Waに対してチャックテーブル31の下方側からレーザー光を照射する点において第1の実施の形態と相違する。以下、第2の実施の形態に係る研削装置の構成について、第1の実施の形態に係る研削装置1との相違点を中心に説明する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the laser beam is irradiated from above the chuck table 31 to the ground surface Wa of the disk-shaped workpiece W. On the other hand, the second embodiment is different from the first embodiment in that laser light is irradiated from the lower side of the chuck table 31 to the surface Wa to be ground of the disk-shaped workpiece W. Hereinafter, the configuration of the grinding apparatus according to the second embodiment will be described focusing on differences from the grinding apparatus 1 according to the first embodiment.

第2の実施の形態に係る研削装置は、チャックテーブル31及びレーザー照射機構6の構成において第1の実施の形態に係る研削装置1と相違する。チャックテーブル31及びレーザー照射機構6以外の構成要素については、第1の実施の形態に係る研削装置1と共通するため、その説明を省略する。   The grinding apparatus according to the second embodiment is different from the grinding apparatus 1 according to the first embodiment in the configuration of the chuck table 31 and the laser irradiation mechanism 6. Since the components other than the chuck table 31 and the laser irradiation mechanism 6 are the same as those of the grinding apparatus 1 according to the first embodiment, the description thereof is omitted.

図5は、第2の実施の形態に係る研削装置が有するレーザー照射機構の構成及びレーザー光の光路を説明するための模式図である。なお、図5において、図3に示す研削装置1と共通の構成要素については同一の符号を付与し、適宜その説明を省略する。   FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the configuration of the laser irradiation mechanism and the optical path of the laser light included in the grinding apparatus according to the second embodiment. In FIG. 5, the same reference numerals are given to the same components as those of the grinding apparatus 1 shown in FIG. 3, and the description thereof is omitted as appropriate.

第2の実施の形態に係るチャックテーブル131は、円板状ワークWに対して透過性を有する波長のレーザー光を透過可能な素材で形成される点で第1の実施の形態に係るチャックテーブル31と相違する。例えば、チャックテーブル131は、ガラス等の透明材料で構成される。構成する材料を除き、チャックテーブル131は、第1の実施の形態に係るチャックテーブル31と同一の機能を有する。   The chuck table 131 according to the second embodiment is formed of a material capable of transmitting laser light having a wavelength that is transmissive to the disk-shaped workpiece W. 31. For example, the chuck table 131 is made of a transparent material such as glass. Except for the constituent materials, the chuck table 131 has the same function as the chuck table 31 according to the first embodiment.

また、第2の実施の形態に係るレーザー照射機構16は、全ての構成要素が基台2内に収容されると共に、レーザー発光部1601が円板状ワークWに対して透過性を有する波長のレーザー光を放射する点にて、第1の実施の形態に係るレーザー照射機構6と相違する。なお、このレーザー照射機構16は、特許請求の範囲における第4の照射手段を構成する。   In the laser irradiation mechanism 16 according to the second embodiment, all the constituent elements are accommodated in the base 2 and the laser light emitting unit 1601 has a wavelength that is transmissive to the disk-shaped workpiece W. It differs from the laser irradiation mechanism 6 according to the first embodiment in that it emits laser light. In addition, this laser irradiation mechanism 16 comprises the 4th irradiation means in a claim.

図5に示すように、レーザー照射機構16は、レーザー発光部1601と、λ/2波長板1602と、分割器1603と、複数のミラー1604a〜1604cと、第1の集光レンズ1605、第2の集光レンズ1606と、第1の移動手段1607と、第2の移動手段1608とを含んで構成される。なお、λ/2波長板1602、分割器1603、ミラー1604c、第1の集光レンズ1605及び第2の集光レンズ1606は、第1の実施の形態と同一の機能を有する。   As shown in FIG. 5, the laser irradiation mechanism 16 includes a laser light emitting unit 1601, a λ / 2 wavelength plate 1602, a splitter 1603, a plurality of mirrors 1604 a to 1604 c, a first condenser lens 1605, a second one. The condenser lens 1606, the first moving unit 1607, and the second moving unit 1608 are configured. The λ / 2 wavelength plate 1602, the divider 1603, the mirror 1604c, the first condenser lens 1605, and the second condenser lens 1606 have the same functions as those in the first embodiment.

第1の移動手段1607は、第1の集光レンズ1605に接続され、第1の集光レンズ1605を研削砥石52の研削面52aの高さに応じて移動させる役割を果たす。第2の移動手段1608は、第2の集光レンズ1606に接続され、第2の集光レンズ1606を円板状ワークWの被研削面Waの高さに応じて移動させる役割を果たす。   The first moving unit 1607 is connected to the first condenser lens 1605 and plays a role of moving the first condenser lens 1605 in accordance with the height of the grinding surface 52 a of the grinding wheel 52. The second moving means 1608 is connected to the second condenser lens 1606 and plays a role of moving the second condenser lens 1606 in accordance with the height of the surface to be ground Wa of the disk-shaped workpiece W.

レーザー照射機構16においては、レーザー発光部1601の上方にλ/2波長板1602、分割器1603及びミラー1604aが配置されている。ミラー1604bは、分割器1603により直交方向に分割されたレーザー光の光路上に配置され、上方側(研削ホイール51側)にレーザー光を反射させる。例えば、ミラー1604bは、ガルバノミラー、ポリゴンミラーやPZTミラーで構成され、反射角度を調整可能に構成されている。第1の集光レンズ1605は、ミラー1604bの上方側であって、このミラー1604bと研削ホイール51との間の位置に配置される。第1の集光レンズ1605は、ミラー1604bにより反射されたレーザー光の光路上に配置され、レーザー光を研削砥石52の研削面52aに集光する。   In the laser irradiation mechanism 16, a λ / 2 wavelength plate 1602, a divider 1603, and a mirror 1604 a are disposed above the laser light emitting unit 1601. The mirror 1604b is disposed on the optical path of the laser light divided in the orthogonal direction by the splitter 1603, and reflects the laser light upward (on the grinding wheel 51 side). For example, the mirror 1604b is composed of a galvanometer mirror, a polygon mirror, or a PZT mirror, and is configured so that the reflection angle can be adjusted. The first condenser lens 1605 is disposed above the mirror 1604 b and at a position between the mirror 1604 b and the grinding wheel 51. The first condenser lens 1605 is disposed on the optical path of the laser light reflected by the mirror 1604 b and condenses the laser light on the grinding surface 52 a of the grinding wheel 52.

ミラー1604aは、分割器1603により直進方向に分割されたレーザー光の光路上に配置され、側方側にレーザー光を反射させる。例えば、ミラー1604aは、高い反射特性を有する金属膜又は誘電体多層膜を基板(ガラスや金属)の表面に蒸着した表面鏡で構成される。ミラー1604cは、ミラー1604aにより反射されたレーザー光の光路上であって、研削位置に配置されたチャックテーブル131の下方側に配置される。ミラー1604cは、第2の集光レンズ1606により集光されたレーザー光をチャックテーブル31側に反射させる。例えば、ミラー1604cは、ガルバノミラー、ポリゴンミラーやPZTミラーで構成され、反射角度を調整可能に構成されている。例えば、ミラー1604cは、第2の集光レンズ1606により集光されるレーザー光がチャックテーブル131の半径に対応した幅を走査可能にレーザー光の反射角度を調整する。   The mirror 1604a is disposed on the optical path of the laser light divided in the straight direction by the splitter 1603, and reflects the laser light to the side. For example, the mirror 1604a is a surface mirror in which a metal film or a dielectric multilayer film having high reflection characteristics is deposited on the surface of a substrate (glass or metal). The mirror 1604c is disposed on the optical path of the laser beam reflected by the mirror 1604a and below the chuck table 131 disposed at the grinding position. The mirror 1604c reflects the laser beam condensed by the second condenser lens 1606 to the chuck table 31 side. For example, the mirror 1604c is composed of a galvanometer mirror, a polygon mirror, or a PZT mirror, and is configured so that the reflection angle can be adjusted. For example, the mirror 1604 c adjusts the reflection angle of the laser light so that the laser light condensed by the second condenser lens 1606 can scan the width corresponding to the radius of the chuck table 131.

第2の集光レンズ1606は、ミラー1604aの側方側であって、ミラー1604aとミラー1604cとの間に配置される。第2の集光レンズ1606は、ミラー1604aにより反射されたレーザー光の光路上に配置され、ミラー1604cで反射したレーザー光を円板状ワークWの被研削面Waに集光する。より具体的にいうと、第2の集光レンズ1606は、研削ホイール51の研削砥石52により研削が行われている円板状ワークWの被研削面Waでレーザー光を集光させる。例えば、第2の集光レンズ1606は、チャックテーブル31の半径に対応した幅を有するシリンドリカルレンズで構成することができる。   The second condenser lens 1606 is disposed on the side of the mirror 1604a and between the mirror 1604a and the mirror 1604c. The second condenser lens 1606 is disposed on the optical path of the laser light reflected by the mirror 1604a, and condenses the laser light reflected by the mirror 1604c on the surface to be ground Wa of the disk-shaped workpiece W. More specifically, the second condensing lens 1606 condenses the laser beam on the surface Wa to be ground of the disk-shaped workpiece W that is being ground by the grinding wheel 52 of the grinding wheel 51. For example, the second condenser lens 1606 can be configured by a cylindrical lens having a width corresponding to the radius of the chuck table 31.

第2の実施の形態においても、研削砥石52による円板状ワークWに対する研削加工中において、レーザー照射機構16のレーザー発光部1601からレーザー光線が放射される。レーザー発光部1601から放射されたレーザー光は、λ/2波長板1602を通過して分割器1603に入射する。分割器1603に入射したレーザー光は、反射光として直交方向に分割される一方、透過光として直進方向に分割される。直交方向に分割されたレーザー光は、ミラー1604bで反射して第1の集光レンズ1605に入射し、研削砥石52の研削面52aに集光される。このように集光されるレーザー光により研削砥石52の研削面52aがドレッシングされる。このドレッシングによって研削砥石52内の刃が目立てされ、研削砥石52の研削性能が高められる。   Also in the second embodiment, a laser beam is emitted from the laser light emitting unit 1601 of the laser irradiation mechanism 16 during grinding of the disk-shaped workpiece W by the grinding wheel 52. Laser light emitted from the laser light emitting unit 1601 passes through the λ / 2 wavelength plate 1602 and enters the splitter 1603. The laser light incident on the splitter 1603 is split in the orthogonal direction as reflected light, and is split in the straight direction as transmitted light. The laser beam divided in the orthogonal direction is reflected by the mirror 1604b, enters the first condenser lens 1605, and is condensed on the grinding surface 52a of the grinding wheel 52. The ground surface 52a of the grinding wheel 52 is dressed by the laser light thus condensed. By this dressing, the blade in the grinding wheel 52 is sharpened, and the grinding performance of the grinding wheel 52 is enhanced.

一方、直進方向に分割されたレーザー光は、ミラー1604aで反射して第2の集光レンズ1606に入射し、ミラー1604cで反射して円板状ワークWの被研削面Waに集光される。このように集光されるレーザー光により円板状ワークWの被研削面Waに対して改質層が形成される。このように被研削面Waに改質層が形成されることにより、研削砥石52内の刃が被研削面Waに引っかかり易くなり、円板状ワークWが研削し易い状態となる。   On the other hand, the laser light divided in the straight traveling direction is reflected by the mirror 1604a, enters the second condenser lens 1606, is reflected by the mirror 1604c, and is collected on the surface Wa to be ground of the disk-like workpiece W. . The modified layer is formed on the surface Wa to be ground of the disk-shaped workpiece W by the laser light thus condensed. By forming the modified layer on the surface to be ground Wa as described above, the blade in the grinding wheel 52 is easily caught on the surface to be ground Wa, and the disk-shaped workpiece W is easily ground.

このように本実施の形態に係る研削装置によれば、レーザー照射機構16のレーザー発光部1601からのレーザー光による円板状ワークWの被研削面Waに対する改質層の形成を通じて円板状ワークWを研削し易くできる。一方、レーザー発光部1601からのレーザー光による研削砥石52の研削面52aのドレッシングを通じて研削砥石52の研削性能を高めることができる。このため、円板状ワークWを研削し易い状態とし、研削砥石52の研削性能を高めながら円板状ワークWの研削加工を行うことができる。また、円板状ワークWを研削し易い状態としながら研削加工を行うので、研削砥石52の磨耗を低減すると共に、摩耗した場合に必要なドレッシング処理量を低減できる。この結果、研削砥石52を長寿命化しつつ、硬度の高い被加工物に対して効率的な研削加工を施すことが可能となる。   As described above, according to the grinding apparatus according to the present embodiment, the disk-shaped workpiece is formed through the formation of the modified layer on the surface to be ground Wa of the disk-shaped workpiece W by the laser light from the laser emitting unit 1601 of the laser irradiation mechanism 16. W can be easily ground. On the other hand, the grinding performance of the grinding wheel 52 can be enhanced through the dressing of the grinding surface 52a of the grinding wheel 52 by the laser beam from the laser emitting section 1601. For this reason, the disk-shaped workpiece W can be easily ground and the disk-shaped workpiece W can be ground while improving the grinding performance of the grinding wheel 52. Further, since the grinding work is performed while making the disk-shaped workpiece W easy to grind, it is possible to reduce the wear of the grinding wheel 52 and reduce the amount of dressing required when worn. As a result, it is possible to efficiently grind the workpiece having high hardness while extending the life of the grinding wheel 52.

特に、本実施の形態に係る研削装置においては、第1及び第2の移動手段1607、1608によりそれぞれ第1及び第2の集光レンズ1605、1606を所望の高さ位置に移動することができる。これにより、レーザー発光部1601からのレーザー光を適切に研削砥石52の研削面52a、円板状ワークWの被研削面Waの高さに応じて集光でき、効果的に円板状ワークWを研削し易い状態としながら研削砥石52の研削性能を高めることが可能となる。つまり、研削砥石52で研削される円板状ワークWの被研削面Waの高さは研削されるに従って下がって来る。第2の移動手段1608は、その下がって来る被研削面Waの高さに応じて第2の集光レンズ1606を移動させ集光点の高さを調整する。また、研削する研削砥石52の研削面52aの高さも研削するに従って下がって来る。第1の移動手段1607は、その下がって来る研削面52aの高さに応じて第1の集光レンズ1605を移動させ集光点の高さを調整する。これにより、第1、第2の集光レンズ1605、1606による集光点の高さを常に適切な位置に調整でき、円板状ワークWを研削し易い状態としながら研削砥石52の研削性能を高めることができる。   In particular, in the grinding apparatus according to the present embodiment, the first and second condenser lenses 1605 and 1606 can be moved to desired height positions by the first and second moving means 1607 and 1608, respectively. . As a result, the laser beam from the laser emitting section 1601 can be properly condensed according to the height of the grinding surface 52a of the grinding wheel 52 and the surface to be ground Wa of the disk-shaped workpiece W, and the disk-shaped workpiece W can be effectively collected. It is possible to improve the grinding performance of the grinding wheel 52 while making it easy to grind. That is, the height of the to-be-ground surface Wa of the disk-shaped workpiece W ground by the grinding wheel 52 decreases as it is ground. The second moving means 1608 moves the second condensing lens 1606 according to the height of the ground surface Wa to be lowered, and adjusts the height of the condensing point. Further, the height of the grinding surface 52a of the grinding wheel 52 to be ground also decreases as grinding is performed. The first moving means 1607 moves the first condensing lens 1605 in accordance with the height of the grinding surface 52a coming down to adjust the height of the condensing point. Thereby, the height of the condensing point by the 1st, 2nd condensing lenses 1605 and 1606 can always be adjusted to an appropriate position, and the grinding performance of the grinding wheel 52 can be improved while making the disk-shaped workpiece W easy to grind. Can be increased.

また、本実施の形態に係る研削装置においては、チャックテーブル131の下からチャックテーブル131と円板状ワークWとを透過させ、円板状ワークWの被研削面Waに集光されることから、円板状ワークWの上からレーザー光を照射させる場合と比べてレーザー光の光路長を短縮することが可能となる(図3、図5参照)。これにより、レーザー発光部1601によるレーザー光の放射開始から短時間で円板状ワークWを研削し易い状態としながら研削砥石52の研削性能を高めることが可能となる。   Further, in the grinding apparatus according to the present embodiment, the chuck table 131 and the disk-shaped workpiece W are transmitted from below the chuck table 131 and are condensed on the surface Wa to be ground of the disk-shaped workpiece W. The optical path length of the laser beam can be shortened as compared with the case where the laser beam is irradiated from above the disk-shaped workpiece W (see FIGS. 3 and 5). Thereby, it is possible to improve the grinding performance of the grinding wheel 52 while making it easy to grind the disk-like workpiece W in a short time from the start of laser light emission by the laser emitting unit 1601.

さらに、本実施の形態に係る研削装置においては、チャックテーブル131の下からチャックテーブル131と円板状ワークWとを透過させ、円板状ワークWの被研削面Waに集光されることから、円板状ワークWの上からレーザー光を照射させる場合と比べて被研削面Waに形成される改質層の領域を広く確保することができる。   Furthermore, in the grinding apparatus according to the present embodiment, the chuck table 131 and the disk-shaped workpiece W are transmitted from below the chuck table 131 and are condensed on the surface Wa to be ground of the disk-shaped workpiece W. Compared with the case where the laser beam is irradiated from above the disk-shaped workpiece W, a region of the modified layer formed on the ground surface Wa can be ensured.

以下、第1、第2の実施の形態に係る研削装置で円板状ワークWの被研削面Waに形成される改質層の領域について説明する。図6A、図6Bは、それぞれ第1、第2の実施の形態に係る研削装置で円板状ワークWの被研削面Waに形成される改質層を説明するための模式図である。図6においては、円板状ワークWの被研削面Waに形成される改質層の領域(改質層領域)をML(ML1、ML2)と示している。   Hereinafter, the region of the modified layer formed on the surface Wa to be ground of the disk-like workpiece W by the grinding apparatus according to the first and second embodiments will be described. 6A and 6B are schematic views for explaining a modified layer formed on a surface to be ground Wa of a disk-like workpiece W by the grinding apparatuses according to the first and second embodiments, respectively. In FIG. 6, the region of the modified layer (modified layer region) formed on the surface to be ground Wa of the disk-shaped workpiece W is indicated as ML (ML1, ML2).

図6Aに示すように、第1の実施の形態に係る研削装置1においては、チャックテーブル31の上方側からレーザー光を照射するため、レーザー光がチャックテーブル31の上方側に配置される研削ホイール51と干渉する。このため、改質層領域ML1は、研削ホイール51の外側に配置される円板状ワークWの被研削面Waに形成される。研削加工時において、研削ホイール51は、研削砥石52が常に円板状ワークWの中心を通過するように配置される。このため、円板状ワークWの中央位置には、改質層領域ML1が形成されることはない。   As shown in FIG. 6A, in the grinding apparatus 1 according to the first embodiment, the laser beam is disposed on the upper side of the chuck table 31 in order to irradiate the laser beam on the upper side of the chuck table 31. Interfere with 51. For this reason, the modified layer region ML1 is formed on the surface Wa to be ground of the disk-shaped workpiece W disposed outside the grinding wheel 51. At the time of grinding, the grinding wheel 51 is arranged so that the grinding wheel 52 always passes through the center of the disk-shaped workpiece W. For this reason, the modified layer region ML1 is not formed at the center position of the disk-shaped workpiece W.

これに対し、第2の実施の形態に係る研削装置においては、チャックテーブル131の上方側からレーザー光を照射するため、第1の実施の形態のような制約がない。このため、改質層領域ML2は、円板状ワークWの中心を含んで形成される。このように円板状ワークWの被研削面Waに改質層領域ML2が形成されることから、円板状ワークWの被研削面Waをムラなく研削し易い状態とすることができる。   On the other hand, in the grinding apparatus according to the second embodiment, the laser beam is irradiated from the upper side of the chuck table 131, and thus there is no restriction as in the first embodiment. Therefore, the modified layer region ML2 is formed including the center of the disk-shaped workpiece W. Since the modified layer region ML2 is thus formed on the surface to be ground Wa of the disk-shaped workpiece W, the surface to be ground Wa of the disk-shaped workpiece W can be easily ground without unevenness.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、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することが可能である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change and implement variously. In the above-described embodiment, the size, shape, and the like illustrated in the accompanying drawings are not limited to this, and can be appropriately changed within a range in which the effect of the present invention is exhibited. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the object of the present invention.

例えば、上記実施の形態においては、単一のレーザー照射機構6(16)を備え、単一のレーザー発光部601(1601)からのレーザー光を分割器603(1603)で分割して研削砥石52の研削面52a及び円板状ワークWの被研削面Waに照射する場合について説明している。しかしながら、研削砥石52の研削面52a及び円板状ワークWの被研削面Waにレーザー光を照射する構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、研削砥石52の研削面52a、円板状ワークWの被研削面Waにレーザー光をそれぞれ照射する第1、第2照射手段を個別に備える構成としても良い。このように第1、第2照射手段からそれぞれ研削砥石52の研削面52a、円板状ワークWの被研削面Waにレーザー光を照射する場合においても、上記実施の形態と同様に、研削砥石の磨耗量を低減しつつ、硬度の高い被加工物に対して効率的な研削加工を施すことができる。   For example, in the above-described embodiment, the single laser irradiation mechanism 6 (16) is provided, the laser light from the single laser light emitting unit 601 (1601) is divided by the divider 603 (1603), and the grinding wheel 52 is divided. The case of irradiating the ground surface 52a and the ground surface Wa of the disk-shaped workpiece W is described. However, the configuration in which the laser beam is irradiated onto the grinding surface 52a of the grinding wheel 52 and the surface Wa to be ground of the disk-shaped workpiece W is not limited to this, and can be appropriately changed. For example, it is good also as a structure provided with the 1st, 2nd irradiation means which each irradiates a laser beam to the grinding surface 52a of the grinding wheel 52, and the to-be-ground surface Wa of the disk-shaped workpiece W, respectively. As described above, in the case of irradiating laser light from the first and second irradiation means to the grinding surface 52a of the grinding wheel 52 and the ground surface Wa of the disc-shaped workpiece W, respectively, as in the above embodiment, the grinding wheel It is possible to efficiently grind a workpiece with high hardness while reducing the amount of wear of the workpiece.

また、上記実施の形態に係るレーザー照射機構6(16)においては、レーザー発光部601(1601)と、分割器603(1603)との間の光路にλ/2波長板602(1602)を配置する場合について示している。しかしながら、レーザー照射機構6(16)の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、λ/2波長板602(1602)を省略し、レーザー発光部601(1601)から放射されたレーザー光を、分割器603(1603)に直接入射する構成としてもよい。   In the laser irradiation mechanism 6 (16) according to the above-described embodiment, the λ / 2 wavelength plate 602 (1602) is disposed in the optical path between the laser emission unit 601 (1601) and the splitter 603 (1603). Shows when to do. However, the configuration of the laser irradiation mechanism 6 (16) is not limited to this and can be changed as appropriate. For example, the λ / 2 wavelength plate 602 (1602) may be omitted, and the laser light emitted from the laser light emitting unit 601 (1601) may be directly incident on the splitter 603 (1603).

以上説明したように、本発明によれば、研削砥石を長寿命化しつつ、硬度の高い被加工物に対して効率的な研削加工を施すことができるという効果を有し、特に、サファイアや炭化珪素(SiC)などで構成される板状ワークを研削する研削装置に有用である。   As described above, according to the present invention, there is an effect that it is possible to perform an efficient grinding process on a workpiece having a high hardness while extending the life of the grinding wheel. This is useful for a grinding apparatus that grinds a plate-like workpiece made of silicon (SiC) or the like.

1 研削装置
2 基台
31、131 チャックテーブル
31a、131a 保持面
5 研削ユニット
51 研削ホイール
52 研削砥石
52a 研削面
6、16 レーザー照射機構
601、1601 レーザー発光部
602、1602 λ/2波長板
603、1603 分割器
604a〜604c、1604a〜1604c ミラー
605、1605 第1の集光レンズ
606、1606 第2の集光レンズ
1607 第1の移動手段
1608 第2の移動手段
W 円板状ワーク
Wa 被研削面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Grinding device 2 Base 31, 131 Chuck table 31a, 131a Holding surface 5 Grinding unit 51 Grinding wheel 52 Grinding wheel 52a Grinding surface 6, 16 Laser irradiation mechanism 601, 1601 Laser emission part 602, 1602 λ / 2 wavelength plate 603, 1603 Dividers 604a to 604c, 1604a to 1604c Mirrors 605 and 1605 First condenser lenses 606 and 1606 Second condenser lenses 1607 First moving means 1608 Second moving means W Disk-shaped workpiece Wa Surface to be ground

Claims (6)

円板状ワークを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルが保持する円板状ワークに当接して研削する研削砥石を環状に配置した研削ホイールを回転可能に装着する研削手段と、を備えた研削装置において、
該研削砥石は、円板状ワークの中心を通過し円板状ワークの半径より大きい直径の内径で環状に配置され、円板状ワークの中心を該研削砥石が通過するように位置付ける事で研削中に円板状ワークより外にはみ出しているはみ出し部分が形成され、
該研削砥石の該はみ出し部分における研削面にレーザー光を照射する第1の照射手段と、該研削砥石で研削される円板状ワークの被研削面にレーザー光を照射する第2の照射手段とを備え、
円板状ワークを研削中に該第1の照射手段により該研削砥石の該はみ出し部分における研削面にレーザー光を照射する一方、該第2の照射手段により円板状ワークの被研削面にレーザー光を照射する研削装置。
A grinding table comprising: a chuck table for holding a disk-shaped workpiece; and a grinding means for rotatably mounting a grinding wheel in which a grinding wheel that is in contact with and grinds against the disk-shaped workpiece held by the chuck table is annularly arranged. In the device
The grinding wheel is annularly arranged with an inner diameter having a diameter larger than the radius of the disk-shaped workpiece passing through the center of the disk-shaped workpiece, and grinding is performed by positioning the center of the disk-shaped workpiece so that the grinding wheel passes. A protruding part that protrudes outside from the disk-shaped work is formed inside,
A first irradiating means for irradiating the ground surface of the grinding wheel with a laser beam on the protruding portion; a second irradiating means for irradiating the surface to be ground of a disk-shaped workpiece ground with the grinding wheel with a laser beam; With
During grinding of a disk-shaped workpiece, the first irradiation means irradiates the ground surface of the grinding wheel at the protruding portion with laser light, while the second irradiation means applies laser to the surface to be ground of the disk-shaped workpiece. A grinding device that emits light.
該第1の照射手段と該第2の照射手段とを1つのレーザー発光部で可能にする第3の照射手段は、
レーザー光を放射するレーザー発光部と、該レーザー発光部から放射されたレーザー光を直進する方向と直交する方向との2方向に分割する分割器と、該分割器で分割された一方向のレーザー光をミラーで反射させ該はみ出し部分の該研削面で集光させる第1の集光レンズと、他方向のレーザー光をミラーで反射させ円板状ワークの上方から照射させ円板状ワークの被研削面に集光させる第2の集光レンズと、を備える請求項1記載の研削装置。
The third irradiation means that enables the first irradiation means and the second irradiation means with one laser light emitting unit,
A laser light-emitting unit that emits laser light, a splitter that divides the laser light emitted from the laser light-emitting unit into two directions, a direction orthogonal to a straight line direction, and a unidirectional laser that is divided by the splitter A first condensing lens that reflects light by a mirror and condenses on the ground surface of the protruding portion, and a laser beam in the other direction is reflected by the mirror and irradiated from above the disc-shaped workpiece to be covered with the disc-shaped workpiece. The grinding apparatus according to claim 1, further comprising a second condenser lens that collects light on the grinding surface.
該第1の集光レンズを該研削面の高さに応じて昇降する第1の移動手段と、該第2の集光レンズを該被研削面の高さに応じて昇降する第2の移動手段と、を備える請求項2記載の研削装置。   First moving means for raising and lowering the first condenser lens according to the height of the grinding surface, and second movement for raising and lowering the second condenser lens according to the height of the grinding surface And a grinding device according to claim 2. 該チャックテーブルは、円板状ワークに対して透過性を有する波長のレーザー光を透過可能にする素材で形成され、
該第1の照射手段と該第2の照射手段とを1つのレーザー発光部で可能にする第4の照射手段は、
円板状ワークに対して透過性を有する波長のレーザー光を放射するレーザー発光部と、該レーザー発光部から放射されたレーザー光を直進する方向と直交する方向との2方向に分割する分割器と、該分割器で分割された一方向のレーザー光をミラーで反射させ該はみ出し部分の該研削面で集光させる第1の集光レンズと、該第1の集光レンズを該研削面の高さに応じて移動させる第1の移動手段と、他方向のレーザー光をミラーで反射させ該チャックテーブルの下から該チャックテーブルと円板状ワークとを透過させ円板状ワークの被研削面で集光させる第2の集光レンズと、該第2の集光レンズを被研削面の高さに応じて移動させる第2の移動手段と、を備える請求項1記載の研削装置。
The chuck table is formed of a material that can transmit laser light having a wavelength that is transmissive to a disk-shaped workpiece,
The fourth irradiation means that enables the first irradiation means and the second irradiation means with one laser light emitting unit,
A splitter that divides a laser light emitting portion that emits laser light having a wavelength having transparency with respect to a disk-shaped workpiece, and a laser light emitted from the laser light emitting portion into two directions, a direction orthogonal to a straight direction. A first condensing lens that reflects the laser light in one direction divided by the divider by a mirror and collects the light on the ground surface of the protruding portion, and the first condensing lens on the ground surface. A first moving means that moves according to height, a laser beam in another direction is reflected by a mirror, and the chuck table and the disk-shaped workpiece are transmitted from under the chuck table to be ground on the disk-shaped workpiece. The grinding apparatus according to claim 1, further comprising: a second condenser lens that collects the light with a second moving means that moves the second condenser lens according to the height of the surface to be ground.
該レーザー発光部と該分割器との間にλ/2波長板を備える請求項2から請求項4のいずれかに記載の研削装置。   The grinding apparatus according to any one of claims 2 to 4, further comprising a λ / 2 wavelength plate between the laser light emitting unit and the divider. 該第1の集光レンズは研削砥石の幅に対応した幅の第1のシリンドリカルレンズで構成され、該第2の集光レンズはチャックテーブルの半径に対応した幅の第2のシリンドリカルレンズで構成される請求項2から請求項4のいずれかに記載の研削装置。   The first condenser lens is composed of a first cylindrical lens having a width corresponding to the width of the grinding wheel, and the second condenser lens is composed of a second cylindrical lens having a width corresponding to the radius of the chuck table. The grinding apparatus according to any one of claims 2 to 4, which is performed.
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