JP2018069343A - 研削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】粗研削手段側のコラムと仕上げ研削手段側のコラムとが共振するのを防止する。【解決手段】研削装置１は、板状ワークに粗研削を施す第１の研削手段２と板状ワークに仕上げ研削を施す第２の研削手段３とを備え、第１の研削手段２は第１の研削送り手段２４が配設された第１のコラム２５を備え、第２の研削手段３は第２の研削送り手段３４が配設された第２のコラム３５を備え、第１のコラム２５と第２のコラム３５とが連結された状態と第１のコラム２５と第２のコラム３５とが連結されていない状態とを選択可能とする連結手段４を備えるため、例えば第１の研削加工位置Ｇ１と第２の研削加工位置Ｇ２とが対称位置に設定される場合、連結手段４で第１のコラム２５と第２のコラム３５とを連結してから、板状ワークを粗研削及び仕上げ研削することで、第１のコラム２５と第２のコラム３５とが共振するのを防止できる。【選択図】図１

Description

本発明は、被加工物を研削する研削装置に関する。

ウエーハなどの被加工物を所定の厚みに研削する研削装置は、例えば、被加工物を保持する保持手段と、被加工物に粗研削を施す粗研削用の研削砥石を備える粗研削手段と、被加工物に仕上げ研削を施す仕上げ研削用の研削砥石を備える仕上げ研削手段とを備えており、被加工物に対して粗研削、仕上げ研削を順次実施して、被加工物を所定の仕上げ厚みに研削することができる（例えば、下記の特許文献１を参照）。

粗研削用の研削砥石と仕上げ研削用の研削砥石とでは、砥石を構成する砥粒の大きさが異なっている。また、粗研削手段の研削送り速度と仕上げ研削手段の研削送り速度とでは、研削送り速度が異なるため、粗研削時に発生する振動周波数と仕上げ研削時に発生する振動周波数とが異なっている。さらには、粗研削砥石と仕上げ研削砥石とでは、被加工物を研削する研削位置も異なる。そして、上記のような研削装置においては、粗研削手段側で発生した振動を仕上げ研削手段側で受けないようにするために、粗研削手段を支持するコラムと仕上げ研削手段を支持するコラムとを分けて、それぞれ装置基台に立設された構成となっている。

特開２０１５−３００５５

しかし、上記のような研削装置において、粗研削用の研削砥石によって板状ワークの中心から外周に向けて円弧状の第１の研削位置を研削して第１のソーマーク（研削痕）を形成するのと同時に、仕上げ研削用の研削砥石によって第１の研削位置と対称となる位置を研削して第２のソーマークを形成することにより、第１のソーマークと第２のソーマークとがクロスするように研削する場合、粗研削手段と仕上げ研削手段とが大きく振動するため、研削不良が生じている。これは、粗研削手段に生じた振動が粗研削手段側のコラムから装置基台を伝って仕上げ研削手段側のコラムに伝わり、仕上げ研削手段で振動が受け止められて共振してしまい、被加工物の仕上げ研削面を悪化させるという問題がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、粗研削手段側のコラムと仕上げ研削手段側のコラムとが共振するのを防止できるようにすることを目的としている。

本発明は、回転軸を軸に自転可能なターンテーブルと、該ターンテーブルの中心を中心に等角度で複数配設され被加工物を保持する保持手段と、研削砥石が環状に配置された研削ホイールを回転可能に装着し該保持手段に保持された被加工物を研削する第１の研削手段と、研削砥石が環状に配置された研削ホイールを回転可能に装着し該保持手段に保持された被加工物を研削する第２の研削手段と、を備える研削装置であって、該第１の研削手段は、該研削ホイールを回転させる第１のスピンドルユニットと、該第１のスピンドルユニットを該保持手段の上面に対して垂直方向に研削送りする第１の研削送り手段と、該第１の研削送り手段が配設された第１のコラムとを備え、該第２の研削手段は、該研削ホイールを回転させる第２のスピンドルユニットと、該第２のスピンドルユニットを該保持手段の上面に対して垂直方向に研削送りする第２の研削送り手段と、該第２の研削送り手段が配設された第２のコラムとを備え、該第１のコラムと第２のコラムとが連結された状態と該第１のコラムと第２のコラムとが連結されていない状態とを選択可能とする連結手段を備える。

本発明にかかる研削装置は、研削砥石が環状に配置された研削ホイールを回転可能に装着し保持手段に保持された被加工物を研削する第１の研削手段と、研削砥石が環状に配置された研削ホイールを回転可能に装着し保持手段に保持された被加工物を研削する第２の研削手段とを備え、第１の研削手段は、研削ホイールを回転させる第１のスピンドルユニットと、第１のスピンドルユニットを保持手段の上面に対して垂直方向に研削送りする第１の研削送り手段と、第１の研削送り手段が配設された第１のコラムとを備え、第２の研削手段は、研削ホイールを回転させる第２のスピンドルユニットと、第２のスピンドルユニットを保持手段の上面に対して垂直方向に研削送りする第２の研削送り手段と、第２の研削送り手段が配設された第２のコラムとを備え、第１のコラムと第２のコラムとが連結された状態と第１のコラムと第２のコラムとが連結されていない状態とを選択可能とする連結手段を備えるため、例えば連結手段によって第１のコラムと第２のコラムとを連結してから、第１の研削手段及び第２の研削手段によって被加工物を研削することにより、第１のコラムと第２のコラムとが共振するのを防止することができる。これにより、被加工物の仕上げ研削面の悪化を防ぐことができる。

研削装置の第１例の構成を示す斜視図である。 第１例において、連結手段により第１のコラムと第２のコラムとを連結して粗研削及び仕上げ研削を行う状態を示す平面図である。 第１例において、連結手段により第１のコラムと第２のコラムとを連結せずに粗研削及び仕上げ研削を行う状態を示す平面図である。 研削装置の第２例の構成を示す斜視図である。 第２例において、連結手段により第１のコラムと第２のコラムとを連結して粗研削及び仕上げ研削を行う状態を示す平面図である。 第２例において、連結手段により第１のコラムと第２のコラムとを連結せずに粗研削及び仕上げ研削を行う状態を示す平面図である。 （ａ）は、連結手段により第１のコラムと第２のコラムとを連結していない状態を示す第２例の部分的な構成を示す斜視図である。（ｂ）は、図７（ａ）の第１のコラムと第２のコラムとに発生する振動の変位を示す波形グラフである。 （ａ）は、連結手段により第１のコラムと第２のコラムとを連結した状態を示す第２例の部分的な構成を示す斜視図である。（ｂ）は、図８（ａ）の第１のコラムと第２のコラムとに発生する振動の変位を示す波形グラフである。

図１に示す研削装置１は、被加工物である板状ワークに粗研削及び仕上げ研削を施す研削装置の第１例である。研削装置１は、Ｙ軸方向に延在する装置基台１００を有しており、装置基台１００の−Ｙ方向側には、ステージ１０１ａ，１０１ｂが隣接して配設されている。ステージ１０１ａには研削前の板状ワークを収容するカセット１０ａが載置され、ステージ１０１ｂには研削後の板状ワークを収容するカセット１０ｂが載置されている。カセット１０ａ及びカセット１０ｂに対面する位置には、カセット１０ａからの板状ワークの搬出を行うとともにカセット１０ｂへの板状ワークの搬入を行う搬出入手段１１が配設されている。搬出入手段１１の可動範囲には、板状ワークを仮置きするための仮置き手段１２と、研削後の板状ワークに付着した研削屑を洗浄する洗浄手段１３が配設されている。

装置基台１００の上面中央には、図示しない回転軸を軸に自転可能なターンテーブル１５が配設されている。ターンテーブル１５の上には、板状ワークを保持する保持面１６０を有する保持手段１６が図２に示すターンテーブル１５の中心Ｏを中心にして等角度を設けて複数（図示の例では３つ）配設されている。各保持手段１６の下端には例えばパルスモータがそれぞれ接続されており、所定の回転速度で自転可能となっている。ターンテーブル１５が回転することにより、各保持手段１６を公転させ、各保持手段１６を、保持手段１６に対して板状ワークＷの着脱が行われる着脱領域Ｐ１と板状ワークが粗研削・仕上げ研削される研削領域Ｐ２との間で移動させることができる。なお、図示していないが、保持手段１６の保持面１６０は、その中心部分を頂点として外周方向を下方に傾斜させた傾斜面となっている。

仮置き手段１２の近傍には、研削前の板状ワークを仮置き手段１２から着脱領域Ｐ１に位置付けられた保持手段１６に搬送する第１の搬送手段１４ａが配設されている。また、洗浄手段１３の近傍には、着脱領域Ｐ１に位置付けられた保持手段１６から研削後の板状ワークを洗浄手段１３に搬送する第２の搬送手段１４ｂが配設されている。

装置基台１００の＋Ｙ方向側には、保持手段１６に保持された板状ワークに粗研削を施す第１の研削手段２と、保持手段１６に保持され粗研削後の板状ワークに仕上げ研削を施す第２の研削手段３とを備えている。ターンテーブル１５の周囲であって、第１の研削手段２及び第２の研削手段３の下方側には、板状ワークの厚みを測定する厚み測定手段１７がそれぞれ配設されている。厚み測定手段１７は、接触式の２つの測定子を備え、一方の測定子で保持手段１６の保持面１６０の高さを測定するとともに、他方の測定子で保持手段１６に保持された板状ワークの上面の高さを測定して、それぞれの測定値の差を板状ワークの厚みとして算出することができる。

第１の研削手段２は、板状ワークを粗研削する第１のスピンドルユニット２０と、第１のスピンドルユニット２０を保持手段１６の保持面１６０に対して垂直方向（Ｚ軸方向）に研削送りする第１の研削送り手段２４と、第１の研削送り手段２４が配設された第１のコラム２５とを備えている。第１のコラム２５は、Ｚ軸方向に延在しており、装置基台１００の＋Ｙ方向側の端部において立設されている。第１のコラム２５の上端には、嵌合溝２６が形成されており、嵌合溝２６の内側には、雌ネジが形成されたネジ穴２７（図示の例では２つ）が形成されている。

第１のスピンドルユニット２０は、Ｚ軸方向の軸心を有するスピンドル２００と、スピンドル２００が回転可能に囲繞して支持されたスピンドルハウジング２０１と、スピンドル２００の一端に接続されたモータ２０２と、スピンドルハウジング２０１を保持するホルダ２０３とを備えている。スピンドル２００の下端には、マウント２１を介して研削ホイール２２が着脱自在に装着されており、研削ホイール２２の下部には、粗研削用の研削砥石２３が環状に配置され固着されている。第１のスピンドルユニット２０のモータ２０２が駆動されてスピンドル２００が回転することにより、研削ホイール２２を所定の回転速度で回転させることができる。

第１の研削送り手段２４は、Ｚ軸方向に延在するボールネジ２４０と、ボールネジ２４０の一端に接続されたモータ２４１と、ボールネジ２４０と平行に延在し第１のコラム２５に配設された一対のガイドレール２４２と、一方の面がホルダ２０３に連結された昇降板２４３とを備えている。昇降板２４３の他方の面に一対のガイドレール２４２が摺接し、昇降板２４３の中央部に形成されたナットにはボールネジ２４０が螺合している。モータ２４１によってボールネジ２４０が回動することにより、一対のガイドレール２４２に沿って昇降板２４３とともに第１のスピンドルユニット２０を保持手段１６の保持面１６０に対して垂直方向（Ｚ軸方向）に研削送りすることができる。

第２の研削手段３は、板状ワークを仕上げ研削する第２のスピンドルユニット３０と、第２のスピンドルユニット３０をＺ軸方向に研削送りする第２の研削送り手段３４と、第２の研削送り手段３４が配設された第２のコラム３５とを備えている。第２のコラム３５は、Ｚ軸方向に延在しており、装置基台１００の＋Ｙ方向側の端部において第１のコラム２５と所定の間隔を設けて立設されている。第２のコラム３５の上端には、嵌合溝３６が形成されており、嵌合溝３６の内側には、雌ネジが形成されたネジ穴３７（図示の例では２つ）が形成されている。

第２のスピンドルユニット３０は、Ｚ軸方向の軸心を有するスピンドル３００と、スピンドル３００が回転可能に囲繞して支持されたスピンドルハウジング３０１と、スピンドル３００の一端に接続されたモータ３０２と、スピンドルハウジング３０１を保持するホルダ３０３とを備えている。スピンドル３００の下端には、マウント３１を介して研削ホイール３２が着脱自在に装着されており、研削ホイール３２の下部には、仕上げ研削用の研削砥石３３が環状に配置され固着されている。仕上げ研削用の研削砥石３３としては、粗研削用の研削砥石２３よりも粒径の小さい砥粒を含むものを使用するとよい。そして、第２のスピンドルユニット３０のモータ３０２が駆動されてスピンドル３００が回転することにより、研削ホイール３２を所定の回転速度で回転させることができる。

第２の研削送り手段３４は、Ｚ軸方向に延在するボールネジ３４０と、ボールネジ３４０の一端に接続されたモータ３４１と、ボールネジ３４０と平行に延在し第２のコラム３５に配設された一対のガイドレール３４２と、一方の面がホルダ３０３に連結された昇降板３４３とを備えている。昇降板３４３の他方の面に一対のガイドレール３４２が摺接し、昇降板３４３の中央部に形成されたナットにはボールネジ３４０が螺合している。モータ３４１によってボールネジ３４０が回動することにより、一対のガイドレール３４２に沿って昇降板３４３とともに第２のスピンドルユニット３０を保持手段１６の保持面１６０に対して垂直方向（Ｚ軸方向）に研削送りすることができる。

研削装置１は、第１のコラム２５と第２のコラム３５とが連結された状態と第１のコラム２５と第２のコラム３５とが連結されていない状態とを選択可能とする連結手段４を備えている。連結手段４は、例えば下側が凹形状に形成された金属部材である。連結手段４は、中央に連結凹部４０が形成され、連結凹部４０の側方側に第１のコラム２５の嵌合溝２６及び第２のコラム３５の嵌合溝３６に嵌合するための一対の嵌合凸部４１が形成されている。連結凹部４０には、ネジが挿通される２つの貫通孔４２ａ，４２ｂが形成されている。貫通孔４２ａの位置は第１のコラム２５のネジ穴２７に対応し、貫通孔４２ｂの位置は第２のコラム３５のネジ穴３７に対応している。このように構成される連結手段４では、嵌合凸部４１を嵌合溝２６，３６に嵌入して、貫通孔４２ａ，４２ｂからネジを挿通しネジ穴２７，３７の雌ネジに螺合させることにより、第１のコラム２５と第２のコラム３５とを連結することができる。一方、ネジ穴２７，３７の雌ネジ及び貫通孔４２ａ，４２ｂからネジを取り外し、嵌合凸部４１を嵌合溝２６，３６から抜くことにより、第１のコラム２５と第２のコラム３５とが連結されていない状態とすることができる。なお、連結手段４の形状、大きさ及び材質は特に限定されるものではない。

次に、研削装置１の動作例について説明する。図２に示す板状ワークＷは、円形板状の被加工物の一例である。研削前の板状ワークＷは、図１に示すカセット１０ａに複数収容されている。搬出入手段１１は、カセット１０ａから研削前の板状ワークＷを１枚取り出し、仮置き手段１２に板状ワークＷを仮置きする。仮置き手段１２において板状ワークＷの位置合わせをした後、第１の搬送手段１４ａによって、仮置き手段１２から着脱領域Ｐ１で待機する保持手段１６に板状ワークＷを搬送する。保持手段１６は、吸引源の吸引力を作用させた保持面１６０で板状ワークＷを吸引保持する。

板状ワークＷを粗研削する際には、ターンテーブル１５が回転し、図２に示すように、板状ワークＷを保持した保持手段１６を第１の研削手段２の下方に移動させ、第１のスピンドルユニット２０を二点鎖線に示す第１の研削加工位置Ｇ１において研削砥石２３と板状ワークＷとが接触するように位置付ける。第１の研削加工位置Ｇ１は、研削砥石２３が実際に板状ワークＷに接触して研削する領域であり、研削砥石２３が常に板状ワークＷの中心Ｗｏから外周にかけて通過する位置である。板状ワークＷを保持した保持手段１６を例えば矢印Ａ方向に回転させるとともに、研削砥石２３を所定の回転速度で例えば矢印Ａ方向に回転させつつ、図１に示した第１の研削送り手段２４によって第１のスピンドルユニット２０を例えば−Ｚ方向に下降させ、板状ワークＷの上面全面を所定の厚みに達するまで粗研削する。粗研削中は、厚み測定手段１７によって、常に板状ワークＷの厚みの変化を監視する。

粗研削が完了した後、板状ワークＷを仕上げ研削する際には、ターンテーブル１５がさらに回転し、粗研削後の板状ワークＷを保持した保持手段１６を第２の研削手段３の下方に移動させ、第２のスピンドルユニット３０を二点鎖線に示す第２の研削加工位置Ｇ２において研削砥石３３と板状ワークＷとが接触するように位置付ける。第２の研削加工位置Ｇ２は、研削砥石３３が常に中心Ｗｏを通過する位置で、かつ、ターンテーブル１５の中心Ｏを通る中心線ＣＬを軸に第１の研削加工位置Ｇ１と線対称となる位置である。板状ワークＷを保持した保持手段１６を例えば矢印Ｂ方向に回転させるとともに、研削砥石３３を所定の回転速度で例えば矢印Ｂ方向に回転させつつ、図１に示した第２の研削送り手段３４によって第２のスピンドルユニット３０を例えば−Ｚ方向に下降させ、板状ワークＷの上面全面を仕上げ厚みに達するまで仕上げ研削する。仕上げ研削中は、厚み測定手段１７によって、常に板状ワークＷの厚みの変化を監視しながら、板状ワークＷの上面全面を仕上げ厚みに達するまで仕上げ研削する。図２の例では、仕上げ研削後の板状ワークＷには、研削痕がクロスして形成されるため、研削砥石２３，３３が消耗しやすいが、ドレッシング効果がある。かかる仕上げ研削と並行して、第１の研削手段２によって、次の板状ワークＷを粗研削する。

仕上げ研削が完了した後は、ターンテーブル１５が回転することにより、保持手段１６を図１に示す着脱領域Ｐ１に移動させる。仕上げ研削後の板状ワークＷは、第２の搬送手段１４ｂによって保持手段１６から洗浄手段１３に搬送され、洗浄手段１３によって洗浄処理及び乾燥処理が施される。洗浄済みの板状ワークＷは、搬出入手段１１により洗浄手段１３から取り出され、カセット１０ｂに収容される。このようにして、１枚の板状ワークＷに対する粗研削及び仕上げ研削が完了する。

ここで、図２に示すように、ターンテーブル１５の中心Ｏを通る中心線ＣＬを軸にして第１の研削加工位置Ｇ１と第２の研削加工位置Ｇ２とが対称位置に設定され、複数の板状ワークＷに対する粗研削と仕上げ研削とを並行して実施する場合は、第１のコラム２５が振動する方向と第２のコラム３５が振動する方向とが同じとなるため、連結手段４で第１のコラム２５と第２のコラム３５とを連結してから、上記の粗研削及び上記の仕上げ研削を行うとよい。連結手段４で第１のコラム２５と第２のコラム３５とを連結するためには、図１に示した連結手段４の嵌合凸部４１を嵌合溝２６，３６に嵌入し、連結手段４によって第１のコラム２５の上端と第２のコラム３５の上端とをつないで、貫通孔４２ａ，４２ｂから図２に示すネジ９を挿通し、ネジ穴２７，３７の雌ネジにネジ９を螺合させればよい。このようにして、第１のコラム２５と第２のコラム３５とを連結することにより、第１のコラム２５から第２のコラム３５への振動の伝達を抑制することができる。

一方、図３に示すように、ターンテーブル１５の中心Ｏを通る中心線ＣＬを軸にして第１の研削加工位置Ｇ３と第２の研削加工位置Ｇ４とが非対称位置に設定され、板状ワークＷの粗研削と仕上げ研削とを並行して実施する場合は、第１のコラム２５が振動する方向と第２のコラム３５が振動する方向とが同じとならないため、図２に示した連結手段４で第１のコラム２５と第２のコラム３５とを連結せずに上記の粗研削及び上記の仕上げ研削を行うとよい。第１のコラム２５及び第２のコラム３５から連結手段４を離脱させるためには、ネジ９を図１に示した貫通孔４２ａ，４２ｂから取り外して、第１のコラム２５及び第２のコラム３５から連結手段４を取り外せばよい。図３の例では、研削砥石２３，３３で板状ワークＷを削る量が図２の例の場合と比較して少なくなり、研削砥石２３，３３の消耗量が少なくて済むため、研削砥石２３，３３を消耗させたくない場合に特に有効である。

このように、本発明にかかる研削装置１は、保持手段１６に保持された板状ワークに粗研削を施す第１の研削手段２と、保持手段１６に保持され粗研削後の板状ワークに仕上げ研削を施す第２の研削手段３とを備え、第１の研削手段２は、板状ワークを粗研削するための第１のスピンドルユニット２０と、第１のスピンドルユニット２０をＺ軸方向に研削送りする第１の研削送り手段２４と、第１の研削送り手段２４が配設された第１のコラム２５とを備え、第２の研削手段３は、板状ワークを仕上げ研削するための第２のスピンドルユニット３０と、第２のスピンドルユニット３０をＺ軸方向に研削送りする第２の研削送り手段３４と、第２の研削送り手段３４が配設された第２のコラム３５とを備え、第１のコラム２５と第２のコラム３５とが連結された状態と第１のコラム２５と第２のコラム３５とが連結されていない状態とを選択可能とする連結手段４を備えるため、例えば、第１の研削手段２による第１の研削加工位置Ｇ１と第２の研削手段３による第２の研削加工位置Ｇ２とが対称位置に設定される場合は、連結手段４によって第１のコラム２５と第２のコラム３５とを連結してから、板状ワークを粗研削及び仕上げ研削することで、第１のコラム２５から第２のコラム３５への振動の伝達が抑制され、第１のコラム２５と第２のコラム３５とが共振するのを防止できる。これにより、板状ワークの仕上げ研削面の悪化を防ぐことができる。
また、例えば、第１の研削手段２による第１の研削加工位置Ｇ３と第２の研削手段３による第２の研削加工位置Ｇ４とが非対称位置に設定される場合は、連結手段４によって第１のコラム２５と第２のコラム３５とを連結せずに、板状ワークを粗研削及び上記の仕上げ研削を行っても板状ワークを良好に研削することができる。

図４に示す研削装置５は、被加工物である板状ワークに粗研削及び仕上げ研削を施す研削装置の第２例である。研削装置５は、Ｙ軸方向に延在する装置基台５００を有しており、装置基台５００の−Ｙ方向側には、ステージ５０１ａ，５０１ｂが隣接して配設されている。ステージ５０１ａには研削前の板状ワークを収容するカセット５０ａが載置され、ステージ５０１ｂには研削後の板状ワークを収容するカセット５０ｂが載置されている。カセット５０ａ及びカセット５０ｂに対面する位置には、カセット５０ａからの板状ワークの搬出を行うとともにカセット５０ｂへの板状ワークの搬入を行う搬出入手段５１が配設されている。搬出入手段５１の対面する位置には、板状ワークを仮置きするための仮置き手段５２と、研削後の板状ワークに付着した研削屑を洗浄する洗浄手段５３が配設されている。

装置基台５００の上面中央には、図示しない回転軸を軸に自転可能なターンテーブル５５が配設されている。ターンテーブル５５の上には、板状ワークを保持する保持面５６０を有する保持手段５６が図５に示すターンテーブル５５の中心Ｏを中心にして等角度を設けて複数（図示の例では３つ）配設されている。各保持手段５６の下端には例えばパルスモータがそれぞれ接続されており、所定の回転速度で自転可能となっている。ターンテーブル５５が回転することにより、各保持手段５６を公転させ、各保持手段５６を、保持手段５６に対して板状ワークＷの着脱が行われる着脱領域Ｐ１と板状ワークが粗研削・仕上げ研削される研削領域Ｐ２との間で移動させることができる。なお、図示していないが、保持手段５６の保持面５６０は、その中心部分を頂点として外周方向を下方に傾斜させた傾斜面となっている。

仮置き手段５２の近傍には、研削前の板状ワークを仮置き手段５２から着脱領域Ｐ１に位置付けられた保持手段５６に搬送する第１の搬送手段５４ａが配設されている。また、洗浄手段５３の近傍には、着脱領域Ｐ１に位置付けられた保持手段５６から研削後の板状ワークを洗浄手段５３に搬送する第２の搬送手段５４ｂが配設されている。

装置基台５００の＋Ｙ方向側には、板状ワークの外周部を残し、外周部の内側のデバイス形成領域のみに粗研削を施す第１の研削手段６と、粗研削が施された板状ワークの外周部の内側のデバイス形成領域のみに仕上げ研削を施す第２の研削手段７とを備えている。ターンテーブル５５の周囲であって、第１の研削手段６及び第２の研削手段７の下方側には、板状ワークの厚みを測定する厚み測定手段５７がそれぞれ配設されている。厚み測定手段５７は、接触式の２つの測定子を備え、一方の測定子で保持手段５６の保持面５６０の高さを測定するとともに、他方の測定子で保持手段５６に保持された板状ワークの上面の高さを測定して、それぞれの測定値の差を板状ワークの厚みとして算出することができる。

第１の研削手段６は、Ｚ軸方向に延在する第１のスピンドルユニット６０と、第１のスピンドルユニット６０をＺ軸方向に研削送りする第１の研削送り手段６３と、第１のスピンドルユニット６０が配設された第１のコラム６４とを備えている。第１のスピンドルユニット６０は、Ｚ軸方向の軸心を有するスピンドル６００と、スピンドル６００が回転可能に囲繞して支持されたスピンドルハウジング６０１と、スピンドル６００の一端に接続されたモータ６０２と、スピンドルハウジング６０１を保持するホルダ６０３とを少なくとも備えている。スピンドル６００の下端には、研削ホイール６１が着脱自在に装着されており、研削ホイール６１の下部には、粗研削用の研削砥石６２が環状に配置され固着されている。研削砥石６２の外周縁の直径は、板状ワークの半径と同程度に設定されている。そして、第１のスピンドルユニット６０のモータ６０２が駆動されてスピンドル６００が回転することにより、研削ホイール６１を所定の回転速度で回転させることができる。

第１の研削送り手段６３は、Ｚ軸方向に延在するボールネジ６３０と、ボールネジ６３０の一端に接続されたモータ６３１と、ボールネジ６３０と平行に延在し第１のコラム６４に配設された一対のガイドレール６３２と、一方の面がホルダ６０３に連結された昇降板６３３とを備えている。昇降板６３３の他方の面に一対のガイドレール６３２が摺接し、昇降板６３３の中央部に形成されたナットにはボールネジ６３０が螺合している。モータ６３１によってボールネジ６３０が回動することにより、一対のガイドレール６３２に沿って昇降板６３３とともに第１のスピンドルユニット６０を保持手段５６の保持面５６０に対して垂直方向（Ｚ軸方向）に研削送りすることができる。

第１のコラム６４は、スライダ６５と、第１のスピンドルユニット６０の下方に位置付けられた保持手段５６の径方向にスライダ６５が移動可能に配設された支持部６６とにより構成されている。支持部６６の研削領域Ｐ２に面する前面は、Ｘ−Ｚ平面に対して所定角度を有し、第１のスピンドルユニット６０の下方に位置付けられた保持手段５６の回転中心と図５に示すターンテーブル５５の中心Ｏとを結ぶ線に対して平行なガイド面６６ａである。支持部６６のガイド面６６ａには、図示しない移動手段が配設されており、ガイド面６６ａに沿ってスライダ６５を保持手段５６の径方向に往復移動させることができる。スライダ６５の移動にともない、研削ホイール６１の中心が、保持手段５６の回転中心とターンテーブル５５の中心Ｏとを結ぶ線の直上において往復移動可能となっている。支持部６６の上端には、嵌合溝６７が形成されており、嵌合溝６７の内側には、雌ネジが形成されたネジ穴６８（図示の例では２つ）が形成されている。

第２の研削手段７は、Ｚ軸方向に延在する第２のスピンドルユニット７０と、第２のスピンドルユニット７０を保持手段５６の保持面５６０に対して垂直方向（Ｚ軸方向）に研削送りする第２の研削送り手段７３と、第２のスピンドルユニット７０が配設された第２のコラム７４とを備えている。第２のスピンドルユニット７０は、Ｚ軸方向の軸心を有するスピンドル７００と、スピンドル７００が回転可能に囲繞して支持されたスピンドルハウジング７０１と、スピンドル７００の一端に接続されたモータ７０２と、スピンドルハウジング７０１を保持するホルダ７０３とを備えている。スピンドル７００の下端には、研削ホイール７１が着脱自在に装着されており、研削ホイール７１の下部には、仕上げ研削用の研削砥石７２が環状に配置され固着されている。研削砥石７２の外周縁の直径は、板状ワークの半径と同程度に設定されている。研削砥石７２は、粗研削用の研削砥石６２よりも粒径の小さい砥粒を含むものを使用するとよい。そして、第２のスピンドルユニット７０のモータ７０２が駆動されてスピンドル７００が回転することにより、研削ホイール７１を所定の回転速度で回転させることができる。

第２の研削送り手段７３は、Ｚ軸方向に延在するボールネジ７３０と、ボールネジ７３０の一端に接続されたモータ７３１と、ボールネジ７３０と平行に延在し第２のコラム７４に配設された一対のガイドレール７３２と、一方の面がホルダ７０３に連結された昇降板７３３とを備えている。昇降板７３３の他方の面に一対のガイドレール７３２が摺接し、昇降板７３３の中央部に形成されたナットにはボールネジ７３０が螺合している。モータ７３１によってボールネジ７３０が回動することにより、一対のガイドレール７３２に沿って昇降板７３３とともに第２のスピンドルユニット７０を保持手段５６の保持面５６０に対して垂直方向（Ｚ軸方向）に研削送りすることができる。

第２のコラム７４は、スライダ７５と、第２のスピンドルユニット７０の下方に位置付けられた保持手段５６の径方向にスライダ７５が移動可能に配設された支持部７６とにより構成されている。支持部７６の研削領域Ｐ２に面する前面は、Ｘ−Ｚ平面に対して所定角度を有し、第２のスピンドルユニット７０の下方に位置付けられた保持手段５６の回転中心と図５に示すターンテーブル５５の中心Ｏとを結ぶ線に対して平行なガイド面７６ａである。支持部７６のガイド面７６ａには、図示しない移動手段が配設されており、ガイド面７６ａに沿ってスライダ７５を保持手段５６の径方向に往復移動させることができる。スライダ７５の移動にともない、研削ホイール７１の中心が、保持手段５６の回転中心とターンテーブル５５の中心Ｏとを結ぶ線の直上において往復移動可能となっている。支持部７６の上端には、嵌合溝７７が形成されており、嵌合溝７７の内側には、雌ネジが形成されたネジ穴７８（図示の例では２つ）が形成されている。

研削装置５は、第１のコラム６４と第２のコラム７４とが連結された状態と第１のコラム６４と第２のコラム７４とが連結されていない状態とを選択可能とする連結手段８を備えている。連結手段８の構成は、第１例の連結手段４と同様である。すなわち、連結手段８は、中央に連結凹部８０が形成され、連結凹部８０の側方側に第１のコラム６４の嵌合溝６７及び第２のコラム７４の嵌合溝７７に嵌合される一対の嵌合凸部８１が形成されている。連結凹部８０には、ネジが挿通される２つの貫通孔８２ａ，８２ｂが形成されている。貫通孔８２ａの位置は第１のコラム６４のネジ穴６８に対応し、貫通孔８２ｂの位置は第２のコラム７４のネジ穴７８に対応している。このように構成される連結手段８では、嵌合凸部８１を嵌合溝６７，７７に嵌入して、貫通孔８２ａ，８２ｂからネジを挿通しネジ穴６８，７８の雌ネジに螺合させることにより、第１のコラム６４と第２のコラム７４とを連結することができる。一方、ネジ穴６８，７８の雌ネジ及び貫通孔８２ａ，８２ｂからネジを取り外し、嵌合凸部８１を嵌合溝６７，７７から抜くことにより、第１のコラム６４と第２のコラム７４とが連結されていない状態とすることができる。なお、連結手段８の形状、材質及び大きさは特に限定されるものではない。

次に、研削装置５の動作例について説明する。研削前の板状ワークＷは、図４に示すカセット５０ａに複数収容されている。搬出入手段５１は、カセット５０ａから研削前の板状ワークＷを１枚取り出し、仮置き手段５２に板状ワークＷを仮置きする。仮置き手段５２において板状ワークＷの位置合わせをした後、第１の搬送手段５４ａによって、仮置き手段５２から着脱領域Ｐ１で待機する保持手段５６に板状ワークＷを搬送する。保持手段５６は、吸引源の吸引力を作用させた保持面５６０で板状ワークＷを吸引保持する。

板状ワークＷを粗研削する際には、ターンテーブル５５が回転し、図５に示すように、板状ワークＷを保持した保持手段５６を第１の研削手段６の下方に移動させるとともに、スライダ６５が支持部６６のガイド面６６ａに沿って例えばＲ１方向に移動することにより、第１のスピンドルユニット６０を二点鎖線に示す第１の研削加工位置Ｇ５に位置付ける。第１の研削加工位置Ｇ５は、研削砥石６２が実際に板状ワークＷに接触して研削する領域であり、研削砥石６２の外周縁が板状ワークＷの中心Ｗｏと板状ワークＷの中央部分に形成される凹部Ｗｄの内周壁Ｗｅとを常に通過する位置である。板状ワークＷを保持した保持手段５６を例えば矢印Ａ方向に回転させるとともに、研削砥石６２を所定の回転速度で例えば矢印Ａ方向に回転させつつ、図４に示した第１の研削送り手段６３によって第１のスピンドルユニット６０を例えば−Ｚ方向に下降させ、板状ワークＷの中央部分を所定の厚みに達するまで粗研削することにより、板状ワークＷの中央部分に所定の凹部Ｗｄを形成して外周部を残し、外周部にリング状の凸部Ｗｃを形成する。粗研削中は、厚み測定手段５７によって、常に板状ワークＷの凹部Ｗｄの厚みの変化を監視する。

粗研削が完了した後、板状ワークＷを仕上げ研削する際には、ターンテーブル５５がさらに回転し、粗研削後の板状ワークＷを保持した保持手段５６を第２の研削手段７の下方に移動させるとともに、スライダ７５が支持部７６のガイド面７６ａに沿って例えばＲ２方向に移動することにより、第２のスピンドルユニット７０を二点鎖線に示す第２の研削加工位置Ｇ６に位置付ける。第２の研削加工位置Ｇ６は、研削砥石７２の外周縁が板状ワークＷの中心Ｗｏと板状ワークＷの中央部分に形成される凹部Ｗｄの内周壁Ｗｅとを常に通過する位置で、かつ、ターンテーブル５５の中心Ｏを通る中心線ＣＬを軸に第１の研削加工位置Ｇ５と線対称となる位置である。板状ワークＷを保持した保持手段５６を例えば矢印Ｂ方向に回転させるとともに、研削砥石７２を所定の回転速度で例えば矢印Ｂ方向に回転させつつ、図４に示した第２の研削送り手段７３によって第２のスピンドルユニット７０を例えば−Ｚ方向に下降させ、板状ワークＷの凹部Ｗｄを仕上げ厚みに達するまで仕上げ研削する。仕上げ研削中は、厚み測定手段５７によって、常に板状ワークＷの凹部Ｗｄの厚みの変化を監視する。図５の例では、仕上げ研削後の板状ワークＷの凹部Ｗｄには、研削痕がクロスして形成されるため、研削砥石６２，７２が消耗しやすいが、ドレッシング効果がある。かかる仕上げ研削と並行して、第１の研削手段６によって、次の板状ワークＷを粗研削する。

仕上げ研削が完了した後は、ターンテーブル５５が回転することにより、保持手段５６を図４に示す着脱領域Ｐ１に移動させる。仕上げ研削後の板状ワークＷは、第２の搬送手段５４ｂによって保持手段５６から洗浄手段５３に搬送され、洗浄手段５３によって洗浄処理及び乾燥処理が施される。そして、洗浄済みの板状ワークＷは、搬出入手段５１により洗浄手段５３から取り出され、カセット５０ｂに収容される。このようにして、１枚の板状ワークＷに対する粗研削及び仕上げ研削が完了する。

ここで、図５に示すように、ターンテーブル５５の中心Ｏを通る中心線ＣＬを軸にして第１の研削加工位置Ｇ５と第２の研削加工位置Ｇ６とが対称位置に設定され、板状ワークＷの粗研削と仕上げ研削とを並行して実施する場合は、第１のコラム６４が振動する方向と第２のコラム７４が振動する方向とが同じとなるため、連結手段８で第１のコラム６４と第２のコラム７４とを連結してから、上記の粗研削及び上記の仕上げ研削を行うとよい。連結手段８によって第１のコラム６４と第２のコラム７４とを連結するためには、図４に示した連結手段８の嵌合凸部８１を嵌合溝６７，７７に嵌入し、連結手段８を第１のコラム６４の上端と第２のコラム７４の上端とをつないで、貫通孔８２ａ，８２ｂから図５に示すネジ９を挿通し、ネジ穴６８，７８のナットにネジ９を螺合させればよい。このようにして、第１のコラム６４と第２のコラム７４とを連結することにより、第１のコラム６４の振動が第２のコラム７４へ伝達されるのを抑制することができる。

一方、図６に示すように、ターンテーブル５５の中心Ｏを通る中心線ＣＬを軸にして第１の研削加工位置Ｇ７と第２の研削加工位置Ｇ８とが非対称位置に設定され、板状ワークＷの粗研削と仕上げ研削とを並行して実施する場合は、第１のコラム６４が振動する方向と第２のコラム７４が振動する方向とが同じとならないため、図５に示した連結手段８で第１のコラム６４と第２のコラム７４とを連結せずに上記の粗研削及び上記の仕上げ研削を行うとよい。第１のコラム６４及び第２のコラム７４から連結手段８を離脱させるためには、ネジ９を図４に示した貫通孔８２ａ，８２ｂから取り外して、連結手段８を第１のコラム６４及び第２のコラム７４から取り外せばよい。図６の例では、研削砥石６２，７２で板状ワークＷを削る量が図５の例の場合と比較して少なくなり、研削砥石６２，７２の消耗量が少なくて済むため、研削砥石６２，７２を消耗させたくない場合に特に有効である。

このように、研削装置５についても、上記の研削装置１と同様に、第１のコラム６４と第２のコラム７４とが連結された状態と第１のコラム６４と第２のコラム７４とが連結されていない状態とを選択可能とする連結手段８を備えるため、例えば、第１の研削手段６による第１の研削加工位置Ｇ５と第２の研削手段７による第２の研削加工位置Ｇ６とが対称位置に設定される場合は、連結手段８によって第１のコラム６４と第２のコラム７４とを連結してから、板状ワークの中央を粗研削及び仕上げ研削することで、第１のコラム６４から第２のコラム７４への振動の伝達が抑制され、第１のコラム６４と第２のコラム７４とが共振するのを防止できる。これにより、板状ワークの仕上げ研削面の悪化を防ぐことができる。また、例えば、第１の研削手段６による第１の研削加工位置Ｇ７と第２の研削手段７による第２の研削加工位置Ｇ８とが非対称位置に設定される場合は、連結手段８によって第１のコラム６４と第２のコラム７４とを連結せずに、板状ワークを粗研削及び上記の仕上げ研削を行っても板状ワークを良好に研削することができる。

（実施例）
次に、図７（ａ）に示す研削装置５において、上記した連結手段８により第１のコラム６４と第２のコラム７４とを連結せずに、粗研削及び仕上げ研削を同時に実施した場合の第１のコラム６４と第２のコラム７４とに発生する振動について説明する。上記のように、連結手段８によって第１のコラム６４と第２のコラム７４とを連結せずに、第１の研削加工位置と第２の研削加工位置とが対称な位置で上記の粗研削及び上記の仕上げ研削を同時に行うと、第１のコラム６４と第２のコラム７４とが同一の方向（±Ｘ方向）に大きく振動する。図７（ｂ）に示すグラフは、かかる振動を示しており、波形の縦軸は振幅であり、横軸は時間（ｓ）である。また、実線で示す波形Ｚ１１は第１のコラム６４の振動を示し、点線で示す波形Ｚ２１は第２のコラム７４の振動を示している。波形Ｚ１１及び波形Ｚ２１を参照すると、全ての周期において、粗研削時に発生する第１のコラム６４の振動が抑えられず、その振動が第２のコラム７４に伝達され大きく振動していることが確認できる。例えば、周期ｔ１における波形Ｚ１１の振幅が正のピーク値ｍ１に達するときに波形Ｚ２１の振幅も負のピーク値ｍ２に達し、第１のコラム６４及び第２のコラム７４が共振している。また、周期ｔ２における波形Ｚ１１の振幅が正のピーク値ｍ３に達するときに波形Ｚ２１の振幅も負のピーク値ｍ４に達し、第１のコラム６４及び第２のコラム７４が共振している。したがって、第１のコラム６４と第２のコラム７４とを連結しないで粗研削と仕上げ研削とを同時に実施する場合においては、第２のコラム７４が大きく振動するため、板状ワークＷの仕上げ研削面に悪影響をもたらす。

次に、図８（ａ）に示す研削装置５において、上記した連結手段８により第１のコラム６４と第２のコラム７４とを連結してから、粗研削及び仕上げ研削を同時に実施した場合の第１のコラム６４と第２のコラム７４とに発生する振動について説明する。連結手段８によって第１のコラム６４と第２のコラム７４とを連結して、第１の研削加工位置と第２の研削加工位置とが対称な位置で上記の粗研削及び上記の仕上げ研削を同時に行うと、図８（ｂ）のグラフに示すように、図７（ｂ）に示したグラフとは異なり、第１のコラム６４の振動を示す波形Ｚ１２と第２のコラム７４の振動を示す波形Ｚ２２との間に位相のずれが生じ、全ての周期において、粗研削時に発生する第１のコラム６４の振動が小さく抑えられ、かつ第２のコラム７４の振動も小さく抑えられていることが確認できる。例えば、周期ｔ３における波形Ｚ１２の振幅が正のピーク値ｍ５に達するときに、波形Ｚ２２の振動が大きくならず、波形Ｚ２２の振幅の負のピーク値ｍ６と波形Ｚ１２の正のピーク値ｍ５とがずれており、第１のコラム６４と第２のコラム７４とが共振するのを防止している。したがって、第１のコラム６４と第２のコラム７４とを連結した状態で粗研削と仕上げ研削とを同時に実施する場合では、第２のコラム７４の振動を抑制することができるため、板状ワークＷを良好に仕上げ研削することが可能となる。

１：研削装置 １００：装置基台 １０１ａ，１０１ｂ：ステージ
１０ａ，１０ｂ：カセット １１：搬出入手段 １２：仮置き手段
１３：洗浄手段 １４ａ：第１の搬送手段 １４ｂ：第２の搬送手段
１５：ターンテーブル １６：保持手段 １６０：保持面 １７：厚み測定手段
２：第１の研削手段 ２０：第１のスピンドルユニット
２００：スピンドル ２０１：スピンドルハウジング ２０２：モータ
２０３：ホルダ ２１：マウント ２２：研削ホイール ２３：研削砥石
２４：第１の研削送り手段 ２４０：ボールネジ ２４１：モータ
２４２：ガイドレール ２４３：昇降板
２５：第１のコラム ２６：嵌合溝 ２７：ネジ穴
３：第２の研削手段 ３０：第２のスピンドルユニット
３００：スピンドル ３０１：スピンドルハウジング ３０２：モータ
３０３：ホルダ ３１：マウント ３２：研削ホイール ３３：研削砥石
３４：第２の研削送り手段 ３４０：ボールネジ ３４１：モータ
３４２：ガイドレール ３４３：昇降板
３５：第２のコラム ３６：嵌合溝
４：連結手段 ４０：連結凹部 ４１：嵌合凸部 ４２ａ，４２ｂ：貫通孔
５：研削装置 ５００：装置基台 ５０１ａ，５０１ｂ：ステージ
５０ａ，５０ｂ：カセット ５１：搬出入手段 ５２：仮置き手段
５３：洗浄手段 ５４ａ：第１の搬送手段 ５４ｂ：第２の搬送手段
５５：ターンテーブル ５６：保持手段 ５６０：保持面 ５７：厚み測定手段
６：第１の研削手段 ６０：第１のスピンドルユニット
６００：スピンドル ６０１：スピンドルハウジング ６０２：モータ
６０３：ホルダ ６１：研削ホイール ６２：研削砥石 ６３：第１の研削送り手段
６３０：ボールネジ ６３１：モータ ６３２：ガイドレール ６３３：昇降板
６４：第１のコラム ６５：スライダ ６６：支持部 ６７：嵌合溝 ６８：ネジ穴
７：第２の研削手段 ７０：第２のスピンドルユニット
７００：スピンドル ７０１：スピンドルハウジング ７０２：モータ
７０３：ホルダ ７１：研削ホイール ７２：研削砥石
７３：第２の研削送り手段 ７３０：ボールネジ ７３１：モータ
７３２：ガイドレール ７３３：昇降板
７４：第２のコラム ７５：スライダ ７６：支持部 ７７：嵌合溝 ７８：ネジ穴
８：連結手段 ８０：連結凹部 ８１：嵌合凸部 ８２ａ，８２ｂ：貫通孔
９：ネジ

Claims (1)

1. 回転軸を軸に自転可能なターンテーブルと、該ターンテーブルの中心を中心に等角度で複数配設され被加工物を保持する保持手段と、研削砥石が環状に配置された研削ホイールを回転可能に装着し該保持手段に保持された被加工物を研削する第１の研削手段と、研削砥石が環状に配置された研削ホイールを回転可能に装着し該保持手段に保持された被加工物を研削する第２の研削手段と、を備える研削装置であって、
   該第１の研削手段は、該研削ホイールを回転させる第１のスピンドルユニットと、
   該第１のスピンドルユニットを該保持手段の上面に対して垂直方向に研削送りする第１の研削送り手段と、
   該第１の研削送り手段が配設された第１のコラムとを備え、
   該第２の研削手段は、該研削ホイールを回転させる第２のスピンドルユニットと、
   該第２のスピンドルユニットを該保持手段の上面に対して垂直方向に研削送りする第２の研削送り手段と、
   該第２の研削送り手段が配設された第２のコラムとを備え、
   該第１のコラムと第２のコラムとが連結された状態と該第１のコラムと第２のコラムとが連結されていない状態とを選択可能とする連結手段を備えることを特徴とする研削装置。

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