JP2022074517A - 被加工物の研削方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】研削砥石の過度な消耗を防ぎつつ、研削負荷の軽減も実現することができる被加工物の研削方法を提供すること。【解決手段】被加工物の研削方法は、研削装置を使用して被加工物を仕上げ厚みまで薄化する研削方法であって、研削砥石の消耗を抑制できる第１の研削水量の研削水を供給しつつ、粗研削ユニットを研削送りして被加工物を所定厚みまで研削する第１の研削ステップ１００１と、第１の研削ステップ１００１の実施後に、第１の研削水量よりも低減させ該研削砥石の消耗を増やし自生発刃を促進させる第２の研削水量を供給しつつ、粗研削ユニットを研削送りして被加工物を仕上げ厚みまで研削し、研削砥石の目立てを促進させて、次の被加工物を加工する準備をする第２の研削ステップ１００２と、を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、被加工物の研削方法に関する。
半導体デバイスが形成されたウェーハ等の被加工物を薄化する研削装置が用いられてきた（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。前述した研削装置は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）やサファイアなどの硬質な基板を研削する時、特に加工始めに研削砥石が被加工物に食いつきにくく、研削負荷が増え、スピンドルの電流値が上がりやすいという問題があった。
そこで、研削装置は、研削水の水量を少なくすると研削砥石の消耗が増え自生発刃を促進され研削負荷を低減される。しかし、研削装置は、複数枚を連続加工する場合、研削砥石の消耗が多くなるとコストの増加や研削ホイールの交換頻度が増加するため好ましくない。
また、加工始めに研削水の水量を少なくすることで、研削砥石の食いつきやすくする研削装置も提案されている（例えば特許文献３参照）。
特開２０１８－２４０４１号公報 特開２０１７－５６５２３号公報 特開２０１４－１２４６９０号公報
しかしながら、前の被加工物の加工により目潰れが発生している場合、一番研削負荷がかかりやすい加工開始時に研削水の水量を少なくしても砥石が被加工物に食いつきにくく研削負荷が上がりスピンドル電流値の上昇を抑えることができない恐れがあった。
本発明は、研削砥石の過度な消耗を防ぎつつ、研削負荷の軽減も実現することができる被加工物の研削方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の被加工物の研削方法は、被加工物を保持する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された被加工物を研削する研削砥石を環状に配設した研削ホイールが装着されるスピンドル及び該スピンドルを回転駆動するモータを有する研削ユニットと、該研削ユニットを該保持テーブルに対して離間及び接近させる研削送りユニットと、該保持テーブルに保持された被加工物上面に研削水を流量調整可能に供給する研削水供給ユニットと、各ユニットを制御する制御ユニットと、を備える研削装置を使用して被加工物を仕上げ厚みまで薄化する研削方法であって、該研削砥石の消耗を抑制できる第１の研削水量の研削水を供給しつつ、該研削ユニットを研削送りして被加工物を所定厚みまで研削する第１の研削ステップと、該第１の研削ステップの実施後に、該第１の研削水量よりも低減させ該研削砥石の消耗を増やし自生発刃を促進させる第２の研削水量を供給しつつ、該研削ユニットを研削送りして被加工物を仕上げ厚みまで研削し、該研削砥石の目立てを促進させて、次の被加工物を加工する準備をする第２の研削ステップと、を有する事を特徴とする。
前記被加工物の研削方法において、該研削ユニットは、粗い粒径の研削ホイールを使用する粗研削ユニットと、細かい粒径の研削ホイールを使用し該粗研削ユニットによって研削された被加工物を研削する仕上げ研削ユニットと、を含み、該第１の研削ステップ及び該第２の研削ステップは、該粗研削ユニットにおいて実施しても良い。
本発明の被加工物の研削方法は、研削砥石の過度な消耗を防ぎつつ、研削負荷の軽減も実現することができる、という効果を奏する。
図１は、実施形態１に係る被加工物の研削方法で使用される研削装置の構成例を示す斜視図である。 図２は、実施形態１に係る被加工物の研削方法の加工対象の被加工物の斜視図である。 図３は、図１に示された研削装置の研削ユニット、保持テーブル及び研削水供給ユニットの構成を模式的に示す断面図である。 図４は、実施形態１に係る被加工物の研削方法の流れを示すフローチャートである。 図５は、図４に示された被加工物の研削方法の研削水の水量及びスピンドル電流値の変化を示す図である。 図６は、比較例１の研削水の水量及びスピンドル電流値の変化を示す図である。 図７は、比較例２の研削水の水量及びスピンドル電流値の変化を示す図である。
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係る被加工物の研削方法を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る被加工物の研削方法で使用される研削装置の構成例を示す斜視図である。図２は、実施形態１に係る被加工物の研削方法の加工対象の被加工物の斜視図である。図３は、図１に示された研削装置の研削ユニット、保持テーブル及び研削水供給ユニットの構成を模式的に示す断面図である。図４は、実施形態１に係る被加工物の研削方法の流れを示すフローチャートである。図５は、図４に示された被加工物の研削方法の研削水の水量及びスピンドル電流値の変化を示す図である。
（被加工物）
実施形態１に係る被加工物の研削方法は、図１に示す研削装置１を使用して、図２に示す被加工物２００を薄化する研削方法である。実施形態１に係る被加工物の研削方法の加工対象である被加工物２００は、シリコンを基板２０１とする円板状の半導体ウェーハやサファイア、ＳｉＣ（炭化ケイ素）などを基板２０１とする光デバイスウェーハなどのウェーハである。実施形態１では、被加工物２００は、円盤状の基板２０１がサファイア、ＳｉＣ（炭化ケイ素）などのシリコンよりも硬質な材料から構成されている。
被加工物２００は、図２に示すように、基板２０１の表面２０２の交差（実施形態１では、直交）する複数の分割予定ライン２０３によって区画された複数の領域にそれぞれデバイス２０４が形成されている。デバイス２０４は、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）、あるいやＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、あるいはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のイメージセンサ、またはＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）等である。被加工物２００は、基板２０１の表面２０２側に保護部材２１０が貼着され、保護部材２１０を介して表面２０２側が保持面７１に吸引保持されて、表面２０２の裏側の裏面２０５が研削加工される。
次に、実施形態１に係る被加工物の研削方法で使用される図１に示す研削装置１を説明する。研削装置１は、被加工物２００の裏面２０５を研削加工する加工装置である。研削装置１は、図２に示すように、装置本体２と、粗研削ユニット３（研削ユニットに相当）と、仕上げ研削ユニット４（研削ユニットに相当）と、研削送りユニット５と、ターンテーブル６と、ターンテーブル６上に設置された複数（実施形態１では３つ）の保持テーブル７と、カセット８，９と、位置合わせユニット１０と、搬送ユニット１１と、洗浄ユニット１２と、搬出入ユニット１３と、制御ユニット１００とを主に備えている。
ターンテーブル６は、装置本体２の上面に設けられた円盤状のテーブルであり、水平面内で回転可能に設けられ、所定のタイミングで回転駆動される。このターンテーブル６上には、例えば３つの保持テーブル７が、例えば１２０度の位相角で等間隔に配設されている。これら３つの保持テーブル７は、保持面７１に吸引源７２と接続した真空チャックを備えた保持テーブル構造のものであり、被加工物２００が保持面７１上に載置されて、被加工物２００を吸引保持する。これら保持テーブル７は、研削時には、鉛直方向即ちＺ軸方向と平行な軸心回りに、回転駆動機構によって水平面内で回転駆動される。このように、保持テーブル７は、被加工物２００を保持する保持面７１を有し、軸心回りに回転可能なものである。
保持テーブル７は、ターンテーブル６の回転によって、搬入出領域３０１、粗研削領域３０２、仕上げ研削領域３０３、搬入出領域３０１に順次移動される。
なお、搬入出領域３０１は、保持テーブル７に被加工物２００を搬入搬出する領域であり、粗研削領域３０２は、粗研削ユニット３で保持テーブル７に保持された被加工物２００を粗研削（研削に相当）する領域であり、仕上げ研削領域３０３は、仕上げ研削ユニット４で保持テーブル７に保持された被加工物２００を仕上げ研削（研削に相当）する領域である。
粗研削ユニット３は、保持テーブル７に保持された被加工物２００を粗研削する粗研削用の研削砥石３１を環状に配設した粗研削用の研削ホイール３２が装着されて、粗研削領域３０２の保持テーブル７の保持面７１に保持された被加工物２００の裏面２０５を粗研削する研削ユニットである。仕上げ研削ユニット４は、保持テーブル７に保持された被加工物２００を仕上げ研削する仕上げ研削用の研削砥石４１を環状に配設した仕上げ研削用の研削ホイール４２が装着されて、仕上げ研削領域３０３の保持テーブル７の保持面７１に保持された被加工物２００の裏面２０５を仕上げ研削する研削ユニットである。
このために、粗研削ユニット３は、粗研削用の研削ホイール３２を使用する研削ユニットであり、仕上げ研削ユニット４は、研削ホイール４２を使用して、粗研削ユニット３により粗研削加工された被加工物２００を仕上げ研削する研削ユニットである。なお、研削ユニット３，４は、構成が略同一であるので、以下、同一部分に同一符号を付して説明する。
粗研削ユニット３及び仕上げ研削ユニット４は、図１に示すように、研削ホイール３２，４２が下端に装着されるスピンドル３３及びスピンドル３３を鉛直方向（Ｚ軸方向ともいう）と平行な軸心回りに回転駆動するモータ３４とを有する。研削ホイール３２，４２は、図３に示すように、円環状の環状基台３５と、環状基台３５の下面に固定された複数の研削砥石３１，４１とを有する。研削砥石３１，４１は、環状基台３５の下面の外縁部に周方向に並べられている。研削砥石３１，４１は、砥粒がボンドで固定されたものである。研削ホイール３２の研削砥石３１の砥粒は、研削ホイール４２の研削砥石４１の砥粒よりも粒径が粗く（すなわち大きく）、研削ホイール４２の研削砥石４１の砥粒は、研削ホイール３２の研削砥石３１の砥粒よりも粒径が細かい。
スピンドル３３は、スピンドルハウジング３６内に保持面７１と垂直なＺ軸方向と平行な軸心回りに回転自在に収容され、スピンドルハウジング３６に取り付けられたモータ３４により軸心回りに回転される。スピンドル３３は、円柱状に形成され、図３に示すように、下端に研削ホイール３２，４２を装着するためのホイールマウント３７が設けられている。ホイールマウント３７は、スピンドル３３の下端から外周方向に全周に亘って突出し、外周面の平面形状が円形に形成されている。ホイールマウント３７は、下面に環状基台３５の上面が重ねられて、研削ホイール３２，４２を図示しないボルトにより固定する。スピンドル３３と、ホイールマウント３７とは、互いに同軸となる位置に配置されている。
研削ユニット３，４は、モータ３４によりスピンドル３３及び研削ホイール３２，４２が軸心回りに回転されるとともに研削水を研削領域３０２，３０３の保持テーブル７に保持された被加工物２００の裏面２０５に供給しながら研削送りユニット５により研削砥石３１，４１が保持テーブル７に所定の送り速度で近づけられることによって、被加工物２００の裏面２０５を粗研削又は仕上げ研削する。
また、実施形態１において、研削ユニット３，４は、スピンドル３３が軸心回りに回転する際のモータ３４に流れる電流の電流値（以下、スピンドル電流値と記す）を測定する電流値測定センサ３８を備える。電流値測定センサ３８は、測定結果を制御ユニット１００に出力する。なお、スピンドル電流値は、研削ユニット３，４の研削負荷（研削ホイール３２，４２の回転を妨げる負荷をいう）が増加すると、上昇し、研削負荷が低下すると、下降する。
なお、研削ユニット３，４は、図３に示す研削水供給ユニット１４を備える。研削水供給ユニット１４は、保持テーブル７に保持された被加工物上面である被加工物２００の裏面２０５に研削水を流量調整可能に供給するものである。研削水供給ユニット１４は、図３に示すように、研削水供給源１４１と、研削水供給流路１４２と、研削水供給ノズル１４３とを備える。研削水供給源１４１は、研削水供給流路１４２と、研削水供給ノズル１４３とに研削水を供給する。
研削水供給流路１４２は、スピンドル３３の中心に軸心に沿って延在したスピンドル内流路１４４と、スピンドル内流路１４４と連通しかつスピンドル内流路１４４からホイールマウント３７の外周に向かって延在するとともにホイールマウント３７の下面に開口したマウント内流路１４５と、マウント内流路１４５と連通かつ研削ホイール３２，４２の環状基台３５の内周面に開口した基台内流路１４６とを備える。スピンドル内流路１４４は、スピンドル３３内に設けられた流路であって、マウント内流路１４５は。ホイールマウント３７内に設けられた流路であって、基台内流路１４６は、環状基台３５内に設けられた流路である。研削水供給流路１４２は、研削水供給源１４１から供給された研削水を流路１４４，１４５，１４６に順に通して、研削ホイール３２，４２の環状基台３５の内周面に供給することで、被加工物２００を研削する研削砥石３１，４１及び被加工物２００に研削水を供給する。
研削水供給ノズル１４３は、研削ユニット３，４の研削ホイール３２，４２の下面の下方に配置され、研削加工中の研削ユニット３，４の研削ホイール３２，４２の複数の研削砥石３１，４１の内側に配置される。研削水供給ノズル１４３は、研削ユニット３，４の研削ホイール３２，４２の下面の下方に配置され、研削加工中の研削ユニット３，４の研削ホイール３２，４２の中心から加工位置に位置する保持テーブル７の保持面７１の中心（即ち、加工位置に位置する研削砥石３１，４１）に向かって延在して、加工位置に位置する研削砥石３１，４１に研削水供給源１４１から供給された研削水を供給する。なお、加工位置に位置する研削砥石３１，４１とは、軸心回りに回転する複数の研削砥石３１，４１のうちの保持テーブル７の保持面７１の中心上に位置する研削砥石３１，４１である。
また、実施形態１では、研削水供給ユニット１４は、研削水供給流路１４２に供給する研削水の流量（研削水量に相当する）を制御する流量調整バルブ１４７と、研削水供給ノズル１４３に供給する研削水の流量を制御する流量調整バルブ１４８とを備えている。
研削送りユニット５は、研削ユニット３，４をＺ軸方向に移動させて、研削ユニット３，４を保持テーブル７に対して離間及び接近させるものである。実施形態１において、研削送りユニット５は、装置本体２の水平方向と平行なＹ軸方向の一端部から立設した立設柱２１に設けられている。研削送りユニット５は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ、ボールねじを軸心回りに回転させる周知のモータ及び各研削ユニット３，４のスピンドルハウジング３６をＺ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレールを備える。
なお、実施形態１において、粗研削ユニット３及び仕上げ研削ユニット４は、研削ホイール３２，４２の回転中心である軸心と、保持テーブル７の回転中心である軸心とが、互いに水平方向に間隔をあけて平行に配置され、研削砥石３１，４１が保持テーブル７に保持された被加工物２００の裏面２０５の中心上を通る。
カセット８，９は、複数のスロットを有する被加工物２００を収容するための収容容器である。カセット８，９は、研削加工前後の被加工物２００を収容する。また、位置合わせユニット１０は、カセット８，９から取り出された被加工物２００が仮置きされて、その中心位置合わせを行うためのテーブルである。
搬送ユニット１１は、２つ設けられている。２つの搬送ユニット１１は、被加工物２００を吸着する吸着パッドを有している。一方の搬送ユニット１１は、位置合わせユニット１０で位置合わせされた研削加工前の被加工物２００を吸着保持して搬入出領域３０１に位置する保持テーブル７上に搬入する。他方の搬送ユニット１１は、搬入出領域３０１に位置する保持テーブル７上に保持された研削加工後の被加工物２００を吸着保持して洗浄ユニット１２に搬出する。
洗浄ユニット１２は、研削後の被加工物２００を洗浄し、研削された裏面２０５に付着している研削屑等のコンタミネーションを除去する。搬出入ユニット１３は、例えばＵ字型ハンド１３１を備えるロボットピックであり、Ｕ字型ハンド１３１によって被加工物２００を吸着保持して搬送する。具体的には、搬出入ユニット１３は、研削加工前の被加工物２００をカセット８，９から取り出して、位置合わせユニット１０へ搬出するとともに、研削加工後の被加工物２００を洗浄ユニット１２から取り出して、カセット８，９へ搬入する。
また、研削装置１は、粗研削領域３０２及び仕上げ研削領域３０３の保持テーブル７に保持された被加工物２００の厚みを測定する図示しない厚み測定器を備えている。厚み測定器は、測定結果を制御ユニット１００に出力する。
制御ユニット１００は、研削装置１を構成する上述した各構成ユニットをそれぞれ制御するものである。即ち、制御ユニット１００は、被加工物２００に対する研削加工動作を研削装置１に実行させるものである。制御ユニット１００は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータである。
制御ユニット１００の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、研削装置１を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介して研削装置１の上述した構成要素に出力する。また、制御ユニット１００は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される表示ユニットや、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる入力ユニットと接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等とのうち少なくとも一つにより構成される。
前述した構成の研削装置１は、制御ユニット１００により各構成ユニットが制御されることにより被加工物２００に粗研削加工、仕上げ研削加工を順に施して、被加工物２００を薄化する加工動作を実施する。実施形態１において、研削装置１は、オペレータにより表面２０２に保護部材２１０が貼着された被加工物２００を保護部材２１０を下向きにして収容したカセット８，９が装置本体２に設置され、加工条件が制御ユニット１００に登録され、オペレータからの加工動作の開始指示を制御ユニット１００を受け付けると、加工動作を開始する。
加工動作では、研削装置１は、各研削ユニット３，４のスピンドル３３を加工条件で定められた回転数で軸心回りに回転させ、搬出入ユニット１３にカセット８から被加工物２００を１枚取り出させて、位置合わせユニット１０へ搬出させる。研削装置１は、位置合わせユニット１０に被加工物２００の中心位置合わせを行わせ、搬送ユニット１１に位置合わせされた被加工物２００の表面２０２側を搬入出領域３０１に位置する保持テーブル７上に搬入する。このとき、保持テーブル７に搬入された被加工物２００は、保持テーブル７と同軸となる位置に位置付けられる。
加工動作では、研削装置１は、被加工物２００の表面２０２側を保護部材２１０を介して搬入出領域３０１の保持テーブル７に吸引保持し、ターンテーブル６を回転して、搬入出領域３０１で被加工物２００を保持した保持テーブル７を粗研削領域３０２に移動する。加工動作では、研削装置１は、研削水を供給しながら粗研削ユニット３により保持テーブル７を軸心回りに回転しながら被加工物２００を粗研削加工し、ターンテーブル６を回転して、粗研削加工後の被加工物２００を保持した保持テーブル７を仕上げ研削領域３０３に移動する。研削装置１は、研削水を供給しながら仕上げ研削ユニット４により保持テーブル７を軸心回りに回転しながら被加工物２００を仕上げ研削加工し、ターンテーブル６を回転して、仕上げ研削加工後の被加工物２００を保持し軸心回りの回転が停止した保持テーブル７を搬入出領域３０１に移動する。
加工動作では、研削装置１は、仕上げ研削加工後の被加工物２００を搬入出領域３０１の保持テーブル７から洗浄ユニット１２に搬送して、洗浄ユニット１２で洗浄した後、カセット８，９に収容する。加工動作では、研削装置１は、ターンテーブル６が回転する度に、仕上げ研削加工後の被加工物２００を保持していない搬入出領域３０１の保持テーブル７に被加工物２００を搬入し、仕上げ研削加工後の被加工物２００を保持している搬入出領域３０１の保持テーブル７から被加工物２００を洗浄ユニット１２に搬送した後、研削加工前の被加工物２００を搬入する。研削装置１は、カセット８，９内の全ての被加工物２００に粗研削加工、仕上げ研削加工を施すと、加工動作を終了する。次に、被加工物の研削方法を説明する。
（被加工物の研削方法）
実施形態１に係る被加工物の研削方法は、前述した研削装置１を使用して、被加工物２００を所定の仕上げ厚み２０６（図２に示す）まで薄化する研削方法であって、実施形態１では、粗研削ユニット３において実施する。このため、実施形態１では、所定の仕上げ厚み２０６とは、粗研削ユニット３により粗研削加工後の被加工物２００の厚みであって、必ずしも、仕上げ研削加工後の被加工物２００の厚みと一致するものではない。
実施形態１に係る被加工物の研削方法は、図４に示すように、第１の研削ステップ１００１と、第２の研削ステップ１００２とを有する。すなわち、実施形態１では、第１の研削ステップ１００１及び第２の研削ステップ１００２は、粗研削ユニット３において実施する。
（第１の研削ステップ）
第１の研削ステップ１００１は、研削砥石３１の消耗を抑制できる流量である第１の研削水量４０１（図５に示す）の研削水を研削砥石３１に供給しつつ、粗研削ユニット３を研削送りして被加工物２００を所定厚みまで研削するステップである。なお、所定の厚みは、仕上げ厚み２０６より厚い厚みであって、被加工物２００の種類、粗研削ユニット３の研削砥石３１の種類等に応じて、適宜定められる。
研削装置１は、研削水供給ユニット１４から粗研削ユニット３の研削ホイール３２の研削砥石３１に第１の研削水量４０１の研削水を供給しながら、研削送りユニット５により粗研削ユニット３を粗研削領域３０２の保持テーブル７に保持された被加工物２００に接近させ、粗研削ユニット３の研削砥石３１が被加工物２００に接触して粗研削加工及び第１の研削ステップ１００１が開始されて、被加工物２００が徐々に薄化される。なお、第１の研削ステップ１００１の第１の研削水量４０１は、研削水供給流路１４２に供給される研削水の研削水量である流量と、研削水供給ノズル１４３に供給される研削水の研削水量である流量との和である。また、第１の研削水量４０１は、従来から用いられてきた粗研削ユニット３が被加工物２００を粗研削加工、即ち、従来から用いられてきた研削装置が被加工物２００を研削加工する際の水量（流量）と同等である。
こうして、第１の研削ステップ１００１では、研削水供給ユニット１４から粗研削ユニット３の研削ホイール３２の研削砥石３１に従来と同等の第１の研削水量４０１の研削水を供給することで、粗研削ユニット３の研削砥石３１の消耗を抑制することができる。このように、研削砥石３１の消耗を抑制することができる第１の研削水量４０１とは、従来から用いられてきた粗研削ユニット３が被加工物２００を粗研削加工、即ち、従来から用いられてきた研削装置が被加工物２００を研削加工する際と同等の水量（流量）である。
なお、図５の横軸は、時間を示し、右側の縦軸は、粗研削ユニット３に供給される研削水の研削水量を示し、左側の縦軸は、粗研削ユニット３のスピンドル電流値を示している。また、図５中の点線は、粗研削ユニット３に供給される研削水の研削水量の変化を示し、図５中の実線は、粗研削ユニット３のスピンドル電流値の変化を示している。
実施形態１において、第１の研削ステップ１００１では、研削送りユニット５が保持テーブル７に接近させる粗研削ユニット３の研削送り速度を被加工物２００の厚みに応じて段階的に低下させる。実施形態１において、第１の研削ステップ１００１では、研削送りユニット５の粗研削ユニット３の研削送り速度を３段階で低下させが、本発明では、研削送り速度を低下させる段階は、３段階に限定されない。
第１の研削ステップ１００１では、図５に示すように、研削装置１は、粗研削ユニット３の研削砥石３１のボンドの消耗が抑制されることで自生発刃が促進されないことや、研削屑の影響などにより目潰れが徐々に発生して、粗研削ユニット３のスピンドル電流値が徐々に上昇する。第１の研削ステップ１００１では、図５に示すように、研削装置１は、研削水量を第１の研削水量４０１に維持して、被加工物２００を所定厚みまで薄化する。
（第２の研削ステップ）
第２の研削ステップ１００２は、第１の研削ステップ１００１の実施後に、第１の研削水量４０１よりも研削水量を低減させ研削砥石３１の消耗を増やし自生発刃を促進させる第２の研削水量４０２の研削水を供給しつつ、粗研削ユニット３を研削送りして被加工物２００を仕上げ厚み２０６まで粗研削加工し、研削砥石３１の目立てを促進させて、次の被加工物２００を粗研削加工する準備をするステップである。
第２の研削ステップ１００２では、研削装置１は、研削送りユニット５による粗研削ユニット３の研削送り速度を第１の研削ステップ１００１の研削送り速度よりも低下させ、図５に示すように、流量調整バルブ１４７，１４８を制御して研削水供給ユニット１４が粗研削ユニット３の研削ホイール３２の研削砥石３１に供給する研削水の水量を第１の研削水量４０１よりも低い第２の研削水量４０２に低減する。すると、粗研削ユニット３の研削砥石３１のボンドが摩耗し砥粒がボンドから離脱する自生発刃が促進される。第２の研削ステップ１００２では、第１の研削ステップ１００１で研削屑などにより目潰れが発生しつつあった粗研削ユニット３の研削砥石３１は、自生発刃が促進されることで、新たな砥粒で粗研削加工することが可能に目立てをされることとなる。
このために、第２の研削ステップ１００２では、研削装置１は、粗研削ユニット３の研削砥石３１の自生発刃が促進されて目立てをされるので、図５に示すように、研削負荷が第１の研削ステップ１００１より低下し、スピンドル電流値が低下する。第２の研削ステップ１００２では、研削装置１は、被加工物２００を仕上げ厚み２０６まで薄化すると、研削送りユニット５による粗研削ユニット３の研削送りを停止し、その後、研削送りユニット５により粗研削ユニット３を保持テーブル７から離間させて、第２の研削ステップ１００２を終了して、被加工物２００の粗研削加工を終了する。
そして、研削装置１は、ターンテーブル６の回転により次に粗研削領域３０２に位置付けられた保持テーブル７に保持された次の被加工物２００（以下、ｎ＋１枚目の被加工物という。なお、ｎは自然数である）に粗研削ユニット３において第１の研削ステップ１００１及び第２の研削ステップ１００２を順に実施する。このとき、一つ前の被加工物２００（以下、ｎ枚目の被加工物という）に第２の研削ステップ１００２を実施した際に粗研削ユニット３の研削砥石３１が目立てをされているために、ｎ＋１枚目の被加工物２００に第１の研削ステップ１００１を実施する際には、第１の研削ステップ１００１開始直後から研削砥石３１が被加工物２００に食いついて、研削負荷が急激に上昇せずに、図５に示すように、スピンドル電流値が一時的に急上昇せずに、ｎ枚目の被加工物２００を研削する際と同様に徐々に上昇する。なお、図５は、ｎ＝１の場合を示している。
以上のように、実施形態１に係る被加工物の研削方法は、被加工物２００を研削加工する後半の第２の研削ステップ１００２の研削水量を第１の研削ステップ１００１の第１の研削水量４０１よりも低減された第２の研削水量４０２にして、研削砥石３１の自生発刃を促進させる。このために、実施形態１に係る被加工物の研削方法は、目立てが十分にされた状態で次の被加工物２００の粗研削加工を開始でき、ｎ＋１枚目の被加工物２００の粗研削加工開始時に研削砥石３１が被加工物２００に食いつきやすくなり、ｎ＋１枚目の被加工物２００の研削負荷がかかりやすい粗研削加工開始時の研削負荷を抑制できることで、ｎ＋１枚目の被加工物２００の粗研削加工開始時のスピンドル電流値の上昇を防ぐ事ができる。
また、実施形態１に係る被加工物の研削方法は、被加工物２００を研削加工する前半の第１の研削ステップ１００１の研削水量を、従来と同等でかつ第２の研削水量４０２よりも高い第１の研削水量４０１とするので、第１の研削ステップ１００１の研削砥石３１の消耗を抑制し、目つぶれが進行する後半に第２の研削水量４０２まで研削水量を減らして消耗を増やし自生発刃を促進させる。このために、実施形態１に係る被加工物の研削方法は、過度な研削砥石３１の消耗を防ぎつつ、研削負荷を軽減することができる。
また、実施形態１に係る被加工物の研削方法は、粗研削加工と仕上げ研削加工とを行う研削装置１を用いるので、粗研削ユニット３の第２の研削ステップ１００２で研削水の水量を低減させて自生発刃を促進する。実施形態１に係る被加工物の研削方法は、第２の研削ステップ１００２で自生発刃が促進した研削砥石３１を使って研削する事で、研削水量を研削開始から終了まで一定に維持した場合や、研削の後半に前半より研削水量を増やして研削する従来の方法よりも粗研削ユニット３による粗研削加工後の被加工物２００の研削面である裏面２０５をあえて荒らすことができる（傷をつけて、表面粗さを粗くすると同義）。このために、実施形態１に係る被加工物の研削方法は、粗研削加工と仕上げ研削加工とを行う研削装置１を用いるので、仕上げ研削加工時により砥粒の粒径が細かい仕上げ研削用の研削ホイール４２で研削する際に、被加工物２００の裏面２０５の凹凸によって仕上げ研削用の研削ホイール４２の研削砥石４１が食いつきやすく、また摩耗も促進され、より食いつきにくい仕上げ研削用の研削ホイール４２でも研削負荷を抑えた研削加工が実現できる。
その結果、実施形態１に係る被加工物の研削方法は、研削砥石３１の過度な消耗を防ぎつつ、研削負荷の軽減も実現することができる、という効果を奏する。
さらに、実施形態１に係る被加工物の研削方法は、粗研削加工と仕上げ研削加工とを行う研削装置１を用いるので、粗研削ユニット３で被加工物２００の裏面２０５を荒らしても仕上げ研削加工で被加工物２００の裏面２０５の表面粗さを小さくすることができるので、研削負荷を減らしつつ被加工物２００の加工品質も高く維持できる。
次に、本発明の出願人らは、実施形態１に係る被加工物の研削方法の効果を確認した。
確認において、図６に示された比較例１及び図７に示された比較例２において、粗研削ユニット３でｎ枚目の被加工物２００とｎ＋１枚目の被加工物２００を粗研削加工した際のスピンドル電流値を測定した。また、確認においては、ｎ＝１とした。なお、図６は、比較例１の研削水の水量及びスピンドル電流値の変化を示す図である。図７は、比較例２の研削水の水量及びスピンドル電流値の変化を示す図である。
なお、図６及び図７は、図５と同様に、横軸が、時間を示し、右側の縦軸が、粗研削ユニット３に供給される研削水の研削水量を示し、左側の縦軸が、粗研削ユニット３のスピンドル電流値を示している。また、図６及び図７は、点線が、粗研削ユニット３に供給される研削水の研削水量の変化を示し、実線が、粗研削ユニット３のスピンドル電流値の変化を示している。
図６にスピンドル電流値を示す比較例１は、粗研削ユニット３による粗研削加工時に研削水量を第１の研削水量４０１に維持して、他の条件を実施形態１と同じとした（つまり、粗研削加工の加工開始直後から加工終了時まで研削水量を第１の研削水量４０１から増減させないということ）。図７にスピンドル電流値を示す比較例２は、ｎ＋１枚目の被加工物２００の粗研削加工開始直後の研削水量を第２の研削水量４０２とし、その後、第１の研削水量４０１に維持して、他の条件を実施形態１と同じとした（前述した特許文献３に示された方法に相当する）（つまり粗研削加工の加工開始直後の研削水量を粗研削加工の加工後半より少なくし、粗研削加工の加工後半で研削水量を加工前半より増やす形態）。
図６によれば、比較例１は、研削砥石３１の摩耗を抑制する第１の研削水量４０１に維持したため、研削砥石３１の目詰まりが発生し、ｎ＋１枚目の被加工物２００の粗研削加工開始時に、スピンドル電流値が一時的に上昇した。また図７によれば、比較例２は、粗研削加工の後半に、加工の前半に使用する第１の研削水量４０１より減らした、第２の研削水量４０２に変更し、研削砥石３１の消耗を抑えるため、研削砥石３１が目潰れした状態で、次の被加工物２００に対して一番研削負荷がかかる研削開始時を迎えるため、研削負荷が一層上がり、ｎ＋１枚目の被加工物２００の粗研削加工開始時に、スピンドル電流値が一時的に上昇した。したがって、図６及び図７によれば、比較例１及び比較例２は、ｎ＋１枚目の被加工物２００の粗研削加工開始時に、研削負荷が一時的に上昇したことが明らかとなった。研削負荷が一時的に急激に上昇することは、研削砥石３１や被加工物２００にも傷やダメージを与えやすいため好ましくない。
このような、比較例１及び比較例２に対して、実施形態１では、図５に示すように、ｎ＋１枚目の被加工物２００の粗研削加工開始時に、スピンドル電流値が一時的に上昇することなく、研削負荷が一時的に上昇しないことが明らかであった。したがって、被加工物２００を研削加工する後半の第２の研削ステップ１００２の研削水量を第１の研削ステップ１００１の第１の研削水量４０１よりも低減された第２の研削水量４０２にして、研削砥石３１の自生発刃を促進させことで、ｎ＋１枚目の被加工物２００の粗研削加工開始時の研削負荷を抑制できることが明らかとなった。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。なお実施形態１では、研削水供給ユニット１４は、研削水供給流路１４２に供給する研削水の流量（研削水量に相当する）を制御する流量調整バルブ１４７と、研削水供給ノズル１４３に供給する研削水の流量を制御する流量調整バルブ１４８とを備えているが、研削水供給ユニット１４は、研削水供給流路１４２と流量調整バルブ１４７、または研削水供給ノズル１４３と流量調整バルブ１４８と、の少なくともいずれかを備えれば良い。また研削水量を第１の研削水量４０１から第２の研削水量４０２に変更する際に、実施形態１では流量調整バルブ１４７と、流量調整バルブ１４８と、の両方を調整しているが、どちらか一方のみを調整しても良い。
１ 研削装置
３ 粗研削ユニット
４ 仕上げ研削ユニット
５ 研削送りユニット
７ 保持テーブル
１４ 研削水供給ユニット
３１，４１ 研削砥石
３２，４２ 研削ホイール
３３ スピンドル
３４ モータ
１００ 制御ユニット
２００ 被加工物
２０５ 裏面（被加工物上面）
２０６ 仕上げ厚み
４０１ 第１の研削水量
４０２ 第２の研削水量
１００１ 第１の研削ステップ
１００２ 第２の研削ステップ

Claims (2)

  1. 被加工物を保持する保持テーブルと、
    該保持テーブルに保持された被加工物を研削する研削砥石を環状に配設した研削ホイールが装着されるスピンドル及び該スピンドルを回転駆動するモータを有する研削ユニットと、
    該研削ユニットを該保持テーブルに対して離間及び接近させる研削送りユニットと、
    該保持テーブルに保持された被加工物上面に研削水を流量調整可能に供給する研削水供給ユニットと、
    各ユニットを制御する制御ユニットと、を備える研削装置を使用して被加工物を仕上げ厚みまで薄化する研削方法であって、
    該研削砥石の消耗を抑制できる第１の研削水量の研削水を供給しつつ、該研削ユニットを研削送りして被加工物を所定厚みまで研削する第１の研削ステップと、
    該第１の研削ステップの実施後に、該第１の研削水量よりも低減させ該研削砥石の消耗を増やし自生発刃を促進させる第２の研削水量を供給しつつ、該研削ユニットを研削送りして被加工物を仕上げ厚みまで研削し、該研削砥石の目立てを促進させて、次の被加工物を加工する準備をする第２の研削ステップと、
    を有する事を特徴とする被加工物の研削方法。
  2. 該研削ユニットは、
    粗い粒径の研削ホイールを使用する粗研削ユニットと、
    細かい粒径の研削ホイールを使用し該粗研削ユニットによって研削された被加工物を研削する仕上げ研削ユニットと、を含み、
    該第１の研削ステップ及び該第２の研削ステップは、該粗研削ユニットにおいて実施することを特徴とする請求項１に記載の被加工物の研削方法。
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