JP2021169126A - 研削研磨装置 - Google Patents

Abstract

【課題】研削研磨装置において、研磨後にチャックテーブル周囲の扇カバーに研磨屑が付着していないようにする。【解決手段】ターンテーブル６０と、ターンテーブル６０の周方向に配置され被加工物を保持する複数の保持手段５０と、粗研削砥石３０４４を装着した粗研削手段３０と、研磨パッド４４を装着した研磨手段４と、研磨手段４を保持面に垂直な方向に移動させる昇降手段２５と、ターンテーブル６０を回転させて被加工物を保持した保持手段５０を研削位置又は研磨位置に位置づける位置づけ手段６５と、を備え、ターンテーブル６０に配置される保持手段５０の保持面を露出させる開口を有し保持面より低い上面で保持手段５０を囲繞する扇カバー６５と、扇カバー６５の半径２辺に接触し隣同士となる保持手段５０を仕切る仕切り板６６と、扇カバー６５の該２辺からなる角から扇カバー６５の円弧に向かう方向で水を放水するノズル６７と、を備える研削研磨装置１。【選択図】図２

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の被加工物を研削し、その後さらに研磨する研削研磨装置に関する。

例えば特許文献１に開示されているような研削手段と研磨手段とを備える研削研磨装置は、研削したウェーハをノズルから噴射させたエアで乾燥させた後、ウェーハに研磨パッドを接触させウェーハをドライ研磨している。この際、ウェーハを保持するチャックテーブルを複数配置したターンテーブルを回転させ、研削砥石を装着した研削手段の加工位置と、研磨パッドを装着した研磨手段の加工位置とに各チャックテーブルに保持されたウェーハを各々位置づけている。

また、ターンテーブルには、隣り合うチャックテーブルを仕切る仕切り板が配置されている。そして、研削研磨装置は、ドライ研磨時にウェーハが高温になりウェーハに貼着した保護テープの基材が溶け保持面に溶着される問題があるため、例えば特許文献２に開示されているように、チャックテーブルの内部に冷却流路を形成し、冷却流路に冷却水を通水させチャックテーブル内部から保持面を冷却している。冷却流路に流した冷却水は、チャックテーブルの側壁に形成される開口から加工室内に放水している。その冷却水が研磨パッドに付着しないように、チャックテーブルの保持面を露出させる開口を有しターンテーブルの周囲を覆うテーブルカバーをターンテーブルに配置している。また、研削時にウェーハと研削砥石との接触部位に供給される研削水が、テーブルカバーの上面を流れるようにしている。

特開２０１６−２０７９４２号公報 特開２０１４−２３７２００号公報

ドライ研磨は、研削後に行っているので、テーブルカバーの上面にドライ研磨によって発生する研磨屑が付着する。そのため、残っていた研削水を吸収してテーブルカバーの上面に付着する研磨屑と、水を吸収しないために乾燥したままテーブルカバーの上面に乗っている研磨屑とがある。さらに、研磨加工後にチャックテーブルからウェーハを搬出させるために、搬送パッド等によるウェーハの搬出を可能とする搬入出エリアにターンテーブルを回転させチャックテーブルを移動させた際に、テーブルカバーの上面の研磨屑が、搬出エリアで舞い上がる等により、搬入出エリアを汚してしまうという問題がある。

また、水を吸った研磨屑はテーブルカバーの上面に付着し堆積することによって、研削砥石の下面、又は研磨パッドの下面に接触する事があり、ウェーハの研削加工、又は研磨加工に悪影響を及ぼすという問題がある。
よって、研削研磨装置においては、ウェーハを研磨加工した後に、研磨加工が施されたウェーハを保持するチャックテーブルの周りを囲繞するテーブルカバーの上面に研磨屑が付着していないようにするという解決すべき課題がある。

上記課題を解決するための本発明は、ターンテーブルと、該ターンテーブルの中心を中心として該ターンテーブルの周方向に等間隔で配置され被加工物を保持する保持面を有する複数の保持手段と、研削砥石を装着した研削手段と、研磨パッドを装着した研磨手段と、該研磨手段を該保持面に垂直な方向に移動させる昇降手段と、該ターンテーブルの中心を軸に該ターンテーブルを回転させることによって被加工物を保持した複数の該保持手段を該研削手段および該研磨手段に各々位置づける位置づけ手段と、を備える研削研磨装置であって、該ターンテーブルに配置される該保持手段の該保持面を露出させる開口を有し該保持面より低い上面で該保持手段の周囲を囲繞し外形が扇状である扇カバーと、該扇カバーの半径となる２辺に接触し該ターンテーブルに配置された隣同士となる該保持手段を仕切る仕切り板と、該扇カバーの該２辺からなる角から該扇カバーの円弧に向かう半径方向で水を放水する放水ノズルと、を備える研削研磨装置である。

前記研磨パッドは、乾式で被加工物を研磨し、前記放水ノズルからの放水によって、前記扇カバーの扇状の上面を洗浄すると好ましい。

前記扇カバーは、前記開口の外周から立ち上がった立ち上がり部を備え、該扇カバーに向かって放水された水を前記円弧から排水すると好ましい。

前記放水ノズルは、前記保持面及び該保持面に保持された被加工物の上面に水を噴射可能であると好ましい。

前記放水ノズルをエア源に連通させるエア連通路を備え、前記水の代わりにエアを前記放水ノズルから噴射可能であると好ましい。

上記課題を解決するための本発明に係る研削研磨装置は、ターンテーブルに配置される保持手段の保持面を露出させる開口を有し保持面より低い上面で保持手段の周囲を囲繞し外形が扇状である扇カバーと、扇カバーの半径となる２辺に接触しターンテーブルに配置された隣同士となる保持手段を仕切る仕切り板と、扇カバーの２辺からなる角から扇カバーの円弧に向かう半径方向で水を放水する放水ノズルと、を備えることで、被加工物を研磨加工後、扇カバーの上面に水を放水ノズルから放水させることで、扇カバーに付着した研磨屑を洗い流す事ができる。また、研削研磨装置における被加工物の搬入出エリアに保持手段を移動させた際に、研磨屑を撒き散らすことが無くなるとともに、扇カバーの上面に研磨屑を固着、堆積させない。よって、扇カバーの上面に付着した研磨屑による被加工物の加工不良の発生を防止できる。

研磨パッドは、乾式で被加工物を研磨し、放水ノズルからの放水によって、扇カバーの扇状の上面を洗浄することで、ＣＭＰ研磨等に比べて乾式研磨において多く発生する研磨屑を扇カバーの上面から洗浄除去することが可能となる。

扇カバーは、開口の外周から立ち上がった立ち上がり部を備えることで、扇カバーに向かって放水され例えば塊となった研磨屑を含んだ水を開口から流下させず、そして、仕切り板と立ち上がり部とによって扇カバーの円弧に誘導して排水することが可能となる。

放水ノズルは、保持面及び保持面に保持された被加工物の上面に水を噴射可能であることで、例えば研磨加工後の被加工物の被研磨面である上面の洗浄が可能となる。

放水ノズルをエア源に連通させるエア連通路を備えることで、水の代わりにエアを放水ノズルから噴射させ、例えば研削後の被加工物をドライ研磨するために乾燥させることが可能となる。

研削研磨装置の一例を示す斜視図である。 研削研磨装置の一例を示す平面図である。 放水ノズルから放水した水の流れを説明する平面図である。

図１に示す研削研磨装置１は、例えば、粗研削手段３０、仕上げ研削手段３１、及び研磨手段４を備え、いずれかの保持手段５０上に保持された被加工物９０を粗研削手段３０及び仕上げ研削手段３１により研削し、さらに、研磨手段４により研磨する装置である。
研削研磨装置１は、例えば、第１の装置ベース１０の後方（＋Ｙ方向側）に第２の装置ベース１１を連結して構成されている。第２の装置ベース１１上は、粗研削手段３０、仕上げ研削手段３１、又は研磨手段４によって保持手段５０で保持された被加工物９０が加工される加工領域１１０となっており、その一部が、保持手段５０に対して被加工物９０を搬入又は搬出するための被加工物搬入出エリア７０３となっている。

図１に示す被加工物９０は、例えば、シリコン母材等からなる円形板状の半導体ウェーハであり、図１においては下方を向いている被加工物９０の表面９０１は、複数のデバイスが形成されており、図示しない保護テープが貼着されて保護されている。被加工物９０の上側を向いている裏面９０２は、研削加工や研磨加工が施される被加工面となる。

第１の装置ベース１０の正面側（−Ｙ方向側）には、第１のカセット載置部１５０及び第２のカセット載置部１５１が設けられており、第１のカセット載置部１５０には加工前の被加工物９０が収容される第１のカセット１５００が載置され、第２のカセット載置部１５１には加工後の被加工物９０が収容される第２のカセット１５１０が載置される。

第１のカセット１５００の開口の後方には、第１のカセット１５００から加工前の被加工物９０を搬出するとともに加工後の被加工物９０を第２のカセット１５１０に搬入するロボット１５５が配設されている。図１に示すロボット１５５は、多関節アーム１５５０によりロボットハンド１５５１を水平面内（Ｘ軸Ｙ軸平面内）において旋回移動させることができる。

ロボット１５５に隣接する位置には、仮置き領域１５２が設けられており、仮置き領域１５２には位置合わせ手段１５３が配設されている。位置合わせ手段１５３は、第１のカセット１５００から搬出され仮置き領域１５２に載置された被加工物９０を、縮径する位置合わせピンで所定の位置に位置合わせ（センタリング）して、被加工物９０の中心位置を決定する。

図１に示す例においては、位置合わせ手段１５３と隣接する位置には、被加工物９０を保持した状態で旋回するローディングアーム１５４０が配置されている。ローディングアーム１５４０は、位置合わせ手段１５３において位置合わせされた被加工物９０を保持し、被加工物搬入出エリア７０３内に位置づけされた保持手段５０へ搬送する。ローディングアーム１５４０の隣には、加工後の被加工物９０を保持した状態で旋回するアンローディングアーム１５４１が設けられている。アンローディングアーム１５４１の可動範囲内には、アンローディングアーム１５４１により搬送された加工後の被加工物９０を洗浄する枚葉式の洗浄手段１５６が配置されている。洗浄手段１５６で洗浄された被加工物９０は、ロボット１５５によって第２のカセット１５１０に搬入される。

図１に示す研削研磨装置１の第１の装置ベース１０上におけるロボット１５５、仮置き領域１５２、位置合わせ手段１５３、ローディングアーム１５４０、アンローディングアーム１５４１、及び洗浄手段１５６の配置位置や、構成は図１に示す例に限定されるものではない。例えば、図２に示す研削研磨装置１においては、上記各構成の配設位置や形態の別例を示している。

例えば、図２に示す例において、ロボット１５５は、電動スライダー１５５６によってＸ軸方向に往復移動可能となっている。
例えば、ローディングアーム１５４０は、図１に示すように旋回移動する構成に代えて、図２に示すように電動スライダー１５４３によってＹ軸方向に吸引パッドが直動移動可能となっていてもよい。また、アンローディングアーム１５４１は、図１に示すように水平面内（Ｘ軸Ｙ軸平面内）を吸引パッドが旋回移動可能であるとともに、Ｙ軸方向において電動スライダー１５４４によって直動移動可能となっていてもよい。

図１に示すように、第２の装置ベース１１上の後方（＋Ｙ方向側）には第１のコラム１２が立設されており、第１のコラム１２の前面には粗研削送り手段２０が配設されている。粗研削送り手段２０は、鉛直方向（Ｚ軸方向）の軸心を有するボールネジ２００と、ボールネジ２００と平行に配設された一対のガイドレール２０１と、ボールネジ２００に連結しボールネジ２００を回動させるモータ２０２と、内部のナットがボールネジ２００に螺合し側部がガイドレール２０１に摺接する昇降板２０３と、昇降板２０３に連結され粗研削手段３０を保持するホルダ２０４とから構成され、モータ２０２がボールネジ２００を回動させると、これに伴い昇降板２０３がガイドレール２０１にガイドされてＺ軸方向に往復移動し、ホルダ２０４に支持された粗研削手段３０もＺ軸方向に往復移動する。

粗研削手段３０は、軸方向が鉛直方向（Ｚ軸方向）であるスピンドル３００と、スピンドル３００を回転可能に支持するハウジング３０１と、スピンドル３００を回転駆動するモータ３０２と、スピンドル３００の下端に接続された円形状のマウント３０３の下面に着脱可能に接続された研削ホイール３０４とを備える。そして、研削ホイール３０４は、ホイール基台と、ホイール基台の底面に環状に装着された略直方体形状の複数の粗研削砥石３０４４（図２参照）とを備える。粗研削砥石３０４４は、例えば、砥石中に含まれる砥粒が比較的大きな砥石である。

例えば、スピンドル３００の内部には、Ｚ軸方向に延びる研削水流路が形成されており、この研削水流路に図示しない研削水供給手段が連通している。研削水供給手段からスピンドル３００に対して供給される研削水は、研削水流路の下端の開口から粗研削砥石３０４４に向かって下方に噴出し、粗研削砥石３０４４と被加工物９０との接触部位に到達する。

また、図１に示す第２の装置ベース１１上の後方には、第２のコラム１３が第１のコラム１２にＸ軸方向に並んで立設しており、第２のコラム１３の前面には仕上げ研削送り手段２１が配設されている。仕上げ研削送り手段２１は、粗研削送り手段２０と同様に構成されており、仕上げ研削手段３１をＺ軸方向に研削送りすることができる。仕上げ研削手段３１は、砥石中に含まれる砥粒が比較的小さな仕上げ研削砥石３１４５（図２参照）を備えており、その他の構成は粗研削手段３０と略同様となっている。

第２の装置ベース１１上の片側（−Ｘ方向側）には、第３のコラム１４が立設されており、第３のコラム１４の前面には、研磨手段４を保持手段５０の保持面５０２に垂直なＺ軸方向に昇降させる昇降手段２５が配設されている。昇降手段２５は、鉛直方向の軸心を有するボールネジ２５０と、ボールネジ２５０と平行に配設された一対のガイドレール２５１と、ボールネジ２５０に連結しボールネジ２５０を回動させるモータ２５２と、内部のナットがボールネジ２５０に螺合し側部がガイドレール２５１に摺接する昇降板２５３と、昇降板２５３に連結され研磨手段４を保持するホルダ２５４とから構成され、モータ２５２がボールネジ２５０を回動させると昇降板２５３がガイドレール２５１にガイドされてＺ軸方向に移動し、ホルダ２５４に支持された研磨手段４もＺ軸方向に移動する。

研磨手段４は、例えば、軸方向が鉛直方向であるスピンドル４０と、スピンドル４０を回転可能に支持するハウジング４１と、スピンドル４０を回転駆動する図示しないモータと、スピンドル４０の下端に固定された円形板状のマウント４３と、マウント４３の下面に図示しないプラテンを介して着脱可能に取り付けられた円形の研磨パッド４４（図２参照）とから構成されている。研磨パッド４４は、例えば、フェルト等の不織布からなる。研磨パッド４４の直径は、マウント４３の直径と同程度の大きさとなっており、また、保持手段５０の直径よりも例えば大径となっている。本実施形態において、研磨パッド４４は、乾式で被加工物９０を研磨するものである。
なお、研磨パッド４４は、接着剤で砥粒を接着させていてもよい。

なお、研磨加工中に研磨手段４を被加工物９０の面方向（Ｙ軸方向）に移動可能な構成となっていてもよい。これは、研磨加工中（本実施形態においてはドライ研磨加工中）に、被加工物９０の被研磨面である裏面９０２に縞模様が形成される場合があり、これは被加工物９０の抗折強度を低下させる要因となる。そこで、例えば、研磨加工中において、研磨手段４をＹ軸方向に往復移動させて、研磨パッド４４を被加工物９０の裏面９０２上でＹ軸方向に摺動させて、被加工物９０の抗折強度の低下を防ぐものとしてもよい。

図１に示すように、第２の装置ベース１１上には、平面視円形のターンテーブル６０が配設され、ターンテーブル６０の上面には、ターンテーブル６０の中心を中心としてターンテーブル６０の周方向に等間隔で配置され被加工物９０を保持する保持面５０２を有する複数（例えば、４つ）の保持手段５０が配設されている。

ターンテーブル６０の中心には、ターンテーブル６０を自転させるため回転軸６１０が連結されており、軸方向がＺ軸方向である該回転軸６１０はモータ６１３によって回転可能となっている。そして、回転軸６１０及びモータ６１３によって、ターンテーブル６０の中心を軸にターンテーブル６０を自転させることによって被加工物９０を保持した複数（例えば４つ）の保持手段５０を公転させ、仮置き領域１５２の近傍から、粗研削手段３０の下方、仕上げ研削手段３１の下方、研磨手段４の下方へと保持手段５０を順次位置付けることができる位置づけ手段６１が構成される。例えば、ターンテーブル６０は、第２の装置ベース１１上において下面にエアが噴き付けられ浮上しており上記のように回転可能な状態になっている。なお、位置づけ手段６１は、プーリー機構等によって構成されていてもよい。

図２に示すように、保持手段５０は、例えば、その外形が円形板状であり被加工物９０を保持する保持面５０２を有するポーラス板５００と、保持面５０２を露出させポーラス板５００を収容する凹部を有する枠体５０１とを備えている。そして、保持面５０２には、図示しない吸引源が連通しており、吸引源が生み出す吸引力が伝達される。また、保持手段５０は、軸方向がＺ軸方向である回転軸を軸に回転可能となっている。

図１に示すように、ターンテーブル６０及び保持手段５０上は、ケースカバー７０で略全体が覆われている。ケースカバー７０の一角は、例えば平面視矩形に切り欠かれており、該切り欠き部分において、保持手段５０の保持面５０２は被加工物９０を搬入出可能に、ケースカバー７０から外部に露出している。該ケースカバー７０の切り欠き部分は、保持手段５０にローディングアーム１５４０が被加工物９０を搬入でき、また、保持手段５０からアンローディングアーム１５４１が被加工物９０を搬出する被加工物搬入出エリア７０３となる。

図１に示すケースカバー７０の天板７０６には、粗研削手段３０の研削ホイール３０４、仕上げ研削手段３１の研削ホイール、又は研磨手段４の研磨パッド４４を通過させケースカバー７０内に進入可能とする図示しない３つの開口が貫通形成されている。

図１、２に示す本実施形態の研削研磨装置１は、ターンテーブル６０に配置される例えば４つの保持手段５０の保持面５０２を露出させる開口６５０を有し保持面５０２より低い上面６５１で保持手段５０の周囲を囲繞し外形が扇状である４枚の扇カバー６５と、扇カバー６５の半径となる２辺に接触しターンテーブル６０に配置された隣同士となる保持手段５０を仕切る仕切り板６６と、扇カバー６５の該２辺からなる角から扇カバー６５の円弧に向かう半径方向で水を放水する放水ノズル６７（図２のみ図示）と、を備える。

４枚の平面視扇型で平板状の扇カバー６５は、その中心角が例えば９０度に設定されており、ターンテーブル６０上で４枚で１つの円を形成するように、それぞれの半径となる２辺が接するように配置されている。扇カバー６５の略中央の領域には、保持手段５０の直径よりも少しだけ大径の円形の開口６５０が貫通形成されており、開口６５０内に位置する保持手段５０は回転可能となっている。扇カバー６５及び保持手段５０は、ターンテーブル６０が回転することで共に公転する。

本実施形態における扇カバー６５は、開口６５０の外周から＋Ｚ方向に立ち上がった立ち上がり部６５４、即ち、短円筒状の立ち上がり部６５４を備えている。立ち上がり部６５４の上端は、例えば、粗研削手段３０の粗研削砥石３０４４に研削加工中に接触してしまうことが無いように、保持手段５０の保持面５０２よりも少しだけ下方の位置に位置している。

例えば隣接する扇カバー６５の半径となる２辺に接触するように扇カバー６５の上面６５１に垂直に立設された仕切り板６６は、ターンテーブル６０の中心を中心として平面視十字を形成するように配設されている。扇カバー６５及び保持手段５０は、ターンテーブル６０が回転することで共に公転する。仕切り板６６はケースカバー７０の天板７０６に衝突してしまわない高さを備えている。

例えば、ターンテーブル６０の中心には、図示しない開口が厚み方向（Ｚ軸方向）に貫通形成されており、図１、２に示すように、該図示しない開口を、第２の装置ベース１１から＋Ｚ方向に向かって立設した円柱状のノズル固定柱７０８が通過した状態になっている。そしてノズル固定柱７０８の外側面に、扇カバー６５の半径である２辺からなる角（中心角）から扇カバー６５の円弧に向かう半径方向で水を放水する放水ノズル６７が配設されている。放水ノズル６７の配設高さ位置は、保持手段５０の保持面５０２よりも上方に位置しており、本実施形態においては、放水ノズル６７は保持面５０２及び保持面５０２に保持された被加工物９０の上面となる裏面９０２に水を放水することが可能となる。また、ノズル固定柱７０８及び放水ノズル６７は、位置づけ手段６１によって回転するターンテーブル６０に対して不回転の状態になっている。
ターンテーブル６０と共に回転する仕切り板６６は、扇カバー６５の外周縁からノズル固定柱７０８の外側面に向かって延びており、ノズル固定柱７０８との間に僅かな隙間を設けている。

放水ノズル６７は、本実施形態においては、例えば、ノズル固定柱７０８の周方向に扇状に所定間隔を空けて並ぶ３本で一組となっており、ターンテーブル６０の回転により研磨手段４の下方に位置づけられた扇カバー６５に向かって水を放水できるように配設されている。

図２に示すように、各放水ノズル６７は、ポンプ等からなる水源８００に配管８０１を介して接続されている。配管８０１には、放水ノズル６７と水源８００とが連通する状態と連通しない状態とを切り換える水開閉弁８０２が配設されている。

本実施形態において、配管８０１には例えば三方管等を介してエア連通路８０６が分岐接続されており、エア連通路８０６の上流側にはコンプレッサー等からなり圧縮エアを送出可能なエア源８０５が接続されている。エア連通路８０６には、放水ノズル６７とエア源８０５とが連通する状態と連通しない状態とを切り換えるエア開閉弁８０７が配設されている。

例えば、ノズル固定柱７０８には、一対のハイトゲージ等からなり研削位置まで降下した状態の粗研削手段３０の研削ホイール３０４に隣接し被加工物９０の厚みを接触式にて測定する粗研削厚み測定手段６８が配設されている。また、ノズル固定柱７０８には、一対のハイトゲージ等からなり研削位置まで降下した状態の仕上げ研削手段３１の研削ホイールに隣接し被加工物９０の厚みを接触式にて測定する仕上げ研削厚み測定手段６９が配設されている。

以下に、図１に示す研削研磨装置１を用いて、被加工物９０を研削して研磨する場合について説明する。
まず、図１に示すターンテーブル６０が回転することで、被加工物９０が載置されていない状態の保持手段５０が＋Ｚ方向側から見て反時計回り方向に回転し、保持手段５０がローディングアーム１５４０の近傍まで移動する。即ち、被加工物搬入出エリア７０３に位置付けられた保持手段５０が、ケースカバー７０外部から露出した状態になる。そして、ロボット１５５が第１のカセット１５００から被加工物９０を一枚引き出し、被加工物９０を仮置き領域１５２に移動させる。

位置合わせ手段１５３により被加工物９０が仮置き領域１５２上でセンタリングされた後、図１、又は図２に示すローディングアーム１５４０が、センタリングされた被加工物９０を保持手段５０上に搬送して、保持手段５０の保持面５０２と被加工物９０の中心とが略合致するように、保持面５０２に被加工物９０を載置する。
そして、図示しない吸引源が作動して、保持手段５０が保持面５０２上で被加工物９０を裏面９０２が上方に露出した状態で吸引保持する。

保持手段５０が被加工物９０を吸引保持した後、図１に示すターンテーブル６０が、位置づけ手段６１によってターンテーブル６０の中心を軸に回転され、被加工物９０を保持した保持手段５０及び該保持手段５０を囲繞する扇カバー６５が、ケースカバー７０内の所定位置、即ち、図２に示す粗研削手段３０の下方となる位置に位置づけされる。該位置づけは、粗研削手段３０の粗研削砥石３０４４の回転中心が被加工物９０の回転中心に対して所定距離だけ水平方向にずれ、粗研削砥石３０４４の回転軌跡が被加工物９０の回転中心を通るようになされる。

図１に示すモータ３０２がスピンドル３００を回転させるのに伴って、研削ホイール３０４が所定の回転速度で回転する。粗研削手段３０が粗研削送り手段２０によって−Ｚ方向へと送られ、ケースカバー７０内に天板７０６に形成された図示しない円形の開口から進入し、粗研削砥石３０４４が被加工物９０の裏面９０２に当接することで研削加工が行われる。研削中は、保持手段５０が回転するのに伴って被加工物９０も回転するので、粗研削砥石３０４４が被加工物９０の裏面９０２の全面の研削加工を行う。また、粗研削砥石３０４４と被加工物９０の裏面９０２との接触箇所に対してスピンドル３００を通して研削水が供給され、研削水による該接触箇所の冷却及び発生した細かな研削屑の洗浄除去が行われる。研削屑を含んだ研削水は、例えば、主に扇カバー６５の上面６５１を円弧に向かう半径方向に仕切り板６６によって誘導されて流れ、そして、ターンテーブル６０の周囲に配設された図示しない排水口から、第２の装置ベース１１内のウォータケースに排水される。

図２に示す粗研削厚み測定手段６８による被加工物９０の厚み測定が実施されつつ、被加工物９０が所望の厚みまで研削され、次いで、粗研削送り手段２０が粗研削手段３０を＋Ｚ方向に上昇させて、被加工物９０から離間する。

次いで、ターンテーブル６０が位置づけ手段６１（図１参照）によって回転され、粗研削後の被加工物９０を保持した保持手段５０及び該保持手段５０を囲繞する扇カバー６５が、ケースカバー７０内の所定位置、即ち、仕上げ研削手段３１の下方となる位置に位置づけされる。該位置づけは、仕上げ研削手段３１の仕上げ研削砥石３１４５の回転中心が被加工物９０の回転中心に対して所定距離だけ水平方向にずれ、仕上げ研削砥石３１４５の回転軌跡が被加工物９０の回転中心を通るように行われる。そして、粗研削と略同様に仕上げ研削が研削水の供給とともに行われ、被加工物９０が仕上げ厚みまで研削される。

その後、被加工物９０から仕上げ研削手段３１が離間し、さらに、ターンテーブル６０が回転され、仕上げ厚みとなった被加工物９０を保持した保持手段５０及び該保持手段５０を囲繞する扇カバー６５が、ケースカバー７０内の所定位置、即ち、研磨手段４の下方となる位置に位置づけされる。該位置づけは、図２の例においては、研磨パッド４４の外周縁が保持手段５０に保持された被加工物９０の中心（保持手段５０の中心）にかかるようになされているが、研磨加工中において、常に、被加工物９０の裏面９０２全面に研磨パッド４４が当接するように、即ち、研磨パッド４４が保持手段５０に保持された被加工物９０の裏面９０２を覆うようになされてもよい。

研磨パッド４４に対して保持手段５０に保持された被加工物９０が研磨可能に位置づけられるとともに、図３に示すように扇カバー６５が放水ノズル６７に対して位置づけされる。そして、本実施形態においては、例えば、ドライ研磨加工をこれから被加工物９０に施すために、仕上げ研削後の研削水が付着している被加工物９０のエア乾燥が行われる。即ち、例えば、図２に示すエア開閉弁８０７が開かれ、水開閉弁８０２が閉じられた状態で、エア源８０５がエア連通路８０６にエアを送出し、エアが少なくとも被加工物９０の被研磨面である裏面９０２に向かって放水ノズル６７から噴射されて、裏面９０２が乾燥される。その後、エアの供給が停止される。

次いで、研磨手段４が図１に示す昇降手段２５によって−Ｚ方向へと送られ、ケースカバー７０内に進入し、回転する研磨パッド４４が被加工物９０の裏面９０２に当接することで、本実施形態においては乾式の研磨加工が行われ、研磨屑が発生し、主に保持手段５０を囲繞する扇カバー６５の上面６５１に付着する。被加工物９０の裏面９０２が所定時間研磨され鏡面化され、被加工物９０の抗折強度が高められた後、昇降手段２５により研磨手段４を上昇させて被加工物９０から研磨パッド４４を離間させる。

研磨が完了すると、図３に示す水開閉弁８０２が開かれ、エア開閉弁８０７が閉じられた状態で、水源８００が配管８０１に水（例えば、純水）を送出し、水が扇カバー６５の半径である２辺からなる角（中心角）から扇カバー６５の円弧に向かう半径方向へと放水ノズル６７から噴射される。そして、仕切り板６６により扇カバー６５の円弧に向かうように水が誘導されつつ扇カバー６５の扇状の上面６５１を流れていき、扇カバー６５の上面６５１に付着していた研磨屑が洗浄除去される。研磨屑を含んだ廃水は、図１に示すターンテーブル６０の周囲に配設された図示しない排水口から、第２の装置ベース１１内のウォータケースに排水される。なお、図３に示す仕切り板６６の存在によって、研磨屑を含んだ廃水は、洗浄している扇カバー６５の隣に位置する扇カバー６５には流れて行かない。

また、本実施形態においては、図３に示す扇カバー６５は、開口６５０の外周から立ち上がった短円筒状の立ち上がり部６５４を備えているため、立ち上がり部６５４によって、例えば扇カバー６５上で固まって大きくなってしまった研磨屑等を開口６５０から流下させてしまうことなく、扇カバー６５に向かって放水された水を扇カバーの円弧から限定して排水することが可能となる。
なお、扇カバー６５は、円弧側が低くなるように上面６５１が傾斜していてもよい。

また、本実施形態においては、放水ノズル６７は、保持手段５０の保持面５０２及び保持面５０２に保持された被加工物９０の被研磨面である裏面９０２にも水を噴射して、裏面９０２に発生する細かな研磨屑を洗い流す。

所定時間放水ノズル６７からの放水による扇カバー６５の扇状の上面６５１の洗浄、及び被加工物９０の裏面９０２の洗浄が行われた後、放水ノズル６７による放水が停止される。その後、例えば、放水ノズル６７からエアが被加工物９０の裏面９０２に向かって噴射されて、被加工物９０が乾燥される。

次いで、ターンテーブル６０が位置づけ手段６１によって回転され、研磨加工後の被加工物９０を保持した保持手段５０及び保持手段５０を囲繞し研磨屑が洗浄除去された扇カバー６５が、ケースカバー７０内から退出して被加工物搬入出エリア７０３に位置づけられる。

上記のように本発明に係る研削研磨装置１は、ターンテーブル６０に配置される保持手段５０の保持面５０２を露出させる開口６５０を有し保持面５０２より低い上面６５１で保持手段５０の周囲を囲繞し外形が扇状である扇カバー６５と、扇カバー６５の半径となる２辺に接触しターンテーブル６０に配置された隣同士となる保持手段５０を仕切る仕切り板６６と、扇カバー６５の半径からなる２辺からなる角から扇カバー６５の円弧に向かう半径方向で水を放水する放水ノズル６７と、を備えることで、被加工物９０を研磨加工後、扇カバー６５の上面６５１に水を放水ノズル６７から放水させることで、扇カバー６５に付着した研磨屑を洗い流す事ができる。また、研削研磨装置１における被加工物９０の被加工物搬入出エリア７０３に保持手段５０を移動させた際に、研磨屑を撒き散らすことが無くなるとともに、扇カバー６５の上面６５１に研磨屑を固着、堆積させない。よって、扇カバー６５の上面６５１に付着した研磨屑による被加工物９０の加工不良の発生を防止できる。

なお、本発明に係る研削研磨装置１は上記実施形態に限定されるものではなく、また、添付図面に図示されている研削研磨装置１の各構成の形状等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。

９０：被加工物 ９０２：裏面 ９０１：表面
１：研削研磨装置
１０：第１の装置ベース １１：第２の装置ベース １１０：加工領域
１５０：第１のカセット載置部 １５００：第１のカセット １５１：第２のカセット載置部 １５１０：第２のカセット
１５５：ロボット １５５０：多関節アーム １５５１：ロボットハンド １５５６：電動スライダー
１５４０：ローディングアーム １５４１：アンローディングアーム
１５３：位置合わせ手段 １５２：仮置き領域 １５６：洗浄手段
１２：第１のコラム ２０：粗研削送り手段
３０：粗研削手段 ３００：スピンドル ３０１：ハウジング ３０２：モータ
３０４：研削ホイール ３０４４：粗研削砥石
１３：第２のコラム ２１：仕上げ研削送り手段 ３１：仕上げ研削手段 ３１４５：仕上げ研削砥石
１４：第３のコラム ２５：昇降手段 ２５０：ボールネジ ２５２：モータ
４：研磨手段 ４０：スピンドル ４４：研磨パッド
５０：保持手段 ５００：ポーラス板 ５０２：保持面 ５０１：枠体
６０：ターンテーブル ６１：位置づけ手段 ６１０：回転軸 ６１３：モータ
６５：扇カバー ６５０：開口 ６５１：扇カバーの上面 ６５４：立ち上がり部
６８：粗研削厚み測定手段 ６９：仕上げ研削厚み測定手段
６６：仕切り板 ６７：放水ノズル
７０：ケースカバー ７０３：被加工物搬入出エリア ７０６：ケースカバーの天板
７０８：ノズル固定柱
８００：水源 ８０１：配管 ８０２：水開閉弁 ８０６：エア連通路 ８０５：エア源
８０７：エア開閉弁

Claims (5)

1. ターンテーブルと、該ターンテーブルの中心を中心として該ターンテーブルの周方向に等間隔で配置され被加工物を保持する保持面を有する複数の保持手段と、研削砥石を装着した研削手段と、研磨パッドを装着した研磨手段と、該研磨手段を該保持面に垂直な方向に移動させる昇降手段と、該ターンテーブルの中心を軸に該ターンテーブルを回転させることによって被加工物を保持した複数の該保持手段を該研削手段および該研磨手段に各々位置づける位置づけ手段と、を備える研削研磨装置であって、
   該ターンテーブルに配置される該保持手段の該保持面を露出させる開口を有し該保持面より低い上面で該保持手段の周囲を囲繞し外形が扇状である扇カバーと、該扇カバーの半径となる２辺に接触し該ターンテーブルに配置された隣同士となる該保持手段を仕切る仕切り板と、該扇カバーの該２辺からなる角から該扇カバーの円弧に向かう半径方向で水を放水する放水ノズルと、を備える研削研磨装置。
2. 前記研磨パッドは、乾式で被加工物を研磨し、前記放水ノズルからの放水によって、前記扇カバーの扇状の上面を洗浄する、請求項１記載の研削研磨装置。
3. 前記扇カバーは、前記開口の外周から立ち上がった立ち上がり部を備え、該扇カバーに向かって放水された水を前記円弧から排水する請求項１、又は請求項２記載の研削研磨装置。
4. 前記放水ノズルは、前記保持面及び該保持面に保持された被加工物の上面に水を噴射可能な請求項１、請求項２、又は請求項３記載の研削研磨装置。
5. 前記放水ノズルをエア源に連通させるエア連通路を備え、前記水の代わりにエアを前記放水ノズルから噴射可能な請求項１、請求項２、請求項３、又は請求項４記載の研削研磨装置。

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