JP6058308B2 - 研削装置 - Google Patents

Description

本発明は、被加工物の高さを測定しながら、被加工物を所定の厚みに研削することができる研削装置に関する。

被加工物である板状ワークを研削する研削装置は、板状ワークを回転可能に保持する保持テーブルと、研削砥石が装着された研削手段とを備えており、保持テーブルが保持する板状ワークの厚みを監視しつつ所定の厚みに至るまで研削する。研削装置では、例えば、保持テーブルの上面に接触する保持テーブルゲージと、板状ワークの上面に接触する板状ワークゲージとを用い、保持テーブルゲージが測定した保持テーブルの上面の高さと、板状ワークゲージが測定した板状ワークの上面の高さとの差を板状ワークの厚みとして求めることができる。

研削装置の保持テーブルに板状ワークが保持されると、保持テーブルゲージと板状ワークゲージとを用いて研削前の板状ワークの厚みが測定された後、保持テーブルが回転するとともに、研削砥石が回転しながら研削手段が降下し、回転する研削砥石が板状ワークに接触することにより研削が行われる。

研削手段が降下する際、板状ワークから所定距離だけ離間した研削準備位置までは、研削手段を高速移動させる。そして、研削準備位置から研削開始位置までは、所定の研削送り速度にて研削手段を降下させ、その後も所定の研削送り速度にて研削手段を降下させて板状ワークを押圧することにより、板状ワークを所定の厚みに形成する。板状ワークの研削中も、上記の保持テーブルゲージと板状ワークゲージとを用いて板状ワークの厚みの測定を行っている。

図８に示すグラフは、板状ワークにインフィード研削を実施する場合であって、従来の研削手段のＺ軸方向における作用位置の変化状態を示している。まず、図８のＡ〜Ｂに示すように、研削手段を降下させてＺ軸方向に研削送りする。次いで、Ｂ〜Ｃに示すように、エアーカットと呼ばれる研削手段に装着される研削砥石の空回転を実施する。研削砥石が研削前の板状ワークの上面に接触したら、図８のＣ〜Ｄに示すように、高速の研削送りによるカット１を実施する。

次に、研削砥石によって板状ワークを研削し、所定の作用位置Ｄに達すると、図８中のＤ〜Ｅに示すように、低速の研削送りによるカット２を実施する。

さらに、図８中のＥ〜Ｆに示すように、スパークアウトを実施する。スパークアウトは、
研削手段の研削送りを停止した状態で研削砥石と板状ワークとを相対的に回転させて、板状ワークの上面を平坦化する加工である。そして、図８中のＦ〜Ｇに示すように、エスケープカットを実施する。すなわち、スパークアウトが終了すると、研削手段を上昇させ、板状ワークから離れる方向に研削砥石を退避させる（例えば、下記の特許文献１及び特許文献２を参照）。

特開２００９−１０１４５１号公報 特開２００３−２３６７３６号公報

しかしながら、上記した板状ワークゲージは、所定の位置に固定されていることから、保持テーブルを回転させて板状ワークの上面を測定しても板状ワークの一部分のみを測定しているに過ぎない。すなわち、回転する板状ワークにおいて板状ワークゲージが接触するのは、板状ワークの半径方向の特定の部分であり、板状ワークの上面において半径方向に高さの差が発生した時には、板状ワークの最も高い上面部分を正確に測定することができない。

例えば、板状ワークの半径方向における上面の一部分が高くなっているために、固定された保持テーブルゲージと板状ワークゲージとによって測定した板状ワークの厚さよりも、板状ワークに厚い部分がある場合には、研削手段の高速移動中に板状ワークと研削砥石とが接触してしまうという問題がある。一方、板状ワークの半径方向における上面に低い部分があるために、固定された保持テーブルゲージと板状ワークゲージとによって測定した板状ワークの厚さよりも板状ワークに薄い部分がある場合には、板状ワークの上面より離れた位置に研削砥石が位置づけられてしまうため、図８に示したエアーカットの量が多くなり、研削砥石が板状ワークに接触するまでに無駄な時間がかかってしまうという問題がある。

本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、板状ワークの半径方向において、板状ワークの上面の高さが一定でない場合において、板状ワークの上面の高さが最も高い部分を正確に測定することができるようにすることに発明の解決すべき課題がある。

本発明は、板状ワークを保持して自転可能な保持テーブルと、保持テーブルが保持した板状ワークに研削砥石の接触面を接触させて研削する研削手段と、研削手段を保持テーブルに対して接近および離反する研削送り方向に研削送りする研削送り手段と、研削手段に装着される研削ホイールに配置される研削砥石に対面する研削位置と保持テーブルに板状ワークを搬入出する搬送位置とに保持テーブルを位置づける位置づけ手段と、保持テーブルが保持する板状ワークの上面高さを測定する第１のゲージと、保持テーブルの上面高さを測定する第２のゲージと、情報を記憶する記憶部と、を備える研削装置において、第１のゲージは、保持テーブルの半径方向に走査可能とする走査軸を備え、第１のゲージに備える走査軸によって保持テーブルが保持する板状ワークの上面を走査し、保持テーブルの上面高さに対して相対的な板状ワークの上面高さを測定し、研削送り手段は、接触面を板状ワークの上面の直上まで接近および離反させる高速送り速度と、接触面を板状ワークの上面に接触させて研削送りする研削送り速度とを少なくとも切り換え可能であり、板状ワークを保持する保持テーブルが自転し、第１のゲージを保持テーブルの半径方向に走査して保持テーブルが保持する板状ワークの上面高さを保持テーブルの上面に対して相対的に測定し、板状ワークの上面高さの最も高い値を第１の値として該記憶部に記憶し、研削送り手段は、高速送り速度で研削手段を移動させることにより、記憶部が記憶する第１の値の直上に接触面を移動させた後、研削送り速度で研削送りされる研削手段によって保持テーブルが保持する板状ワークを研削する。

第１のゲージは、研削位置に位置づけられた保持テーブルが保持する板状ワークの上面を測定する。また、記憶部に記憶された値を対象とした演算を行う算出部を備え、研削位置に位置づけられた保持テーブルの上面の高さを第２のゲージが測定した第２の値と、搬送位置に位置づけられた保持テーブルの上面の高さを第１のゲージが測定した第３の値とを用いて、第２の値と第３の値との差を補正値として記憶部に記憶させ、第１のゲージは、搬送位置に位置づけられた保持テーブルが保持する板状ワークの上面高さを保持テーブルの上面に対して相対的に測定し板状ワークの上面の最も高い値を第４の値として記憶部に記憶させ、第１の値は、記憶部が記憶する第４の値と補正値とから算出部によって算出される。さらに、第１のゲージを走査させる走査軸は、研削砥石をリング状に配置した研削ホイールにおける円弧形状の研削領域を走査可能とする。

本発明に係る研削装置は、保持テーブルが保持する板状ワークの上面高さを測定する第１のゲージと、保持テーブルの上面高さを測定する第２のゲージとを備え、第１のゲージは、保持テーブルの半径方向に走査可能とする走査軸を備えるため、保持テーブルに保持される板状ワーク毎に板状ワークの上面を走査軸によって半径方向に走査することができ、板状ワークの上面のもっとも高い部分を特定することができる。したがって、研削砥石を板状ワークの直上まで移動させることができ、エアーカット量を短縮することが可能となり、研削砥石が板状ワークに接触するまでの時間を低減することができるとともに、研削手段の高速移動中に板状ワークと研削砥石とが接触するのを防止することができる。

また、研削位置に位置づけられた保持テーブルの上面の高さを第２のゲージが測定した第２の値と、搬送位置に位置づけられた保持テーブルの上面の高さを第１のゲージが測定した第３の値と、第２の値と該第３の値との差である補正値とを記憶部に記憶させ、さらに、搬送位置に位置づけられた保持テーブルが保持する板状ワークの上面の最も高い値を第４の値として記憶部に記憶させることにより、第１の値は、記憶部が記憶する第４の値と補正値とから算出部によって算出することができる。したがって、研削位置において板状ワークの上面の高さを測定しなくとも、板状ワークの上面の最も高い高さを算出することができるとともに、板状ワークが搬送位置にいる待機時間において測定を行うことができる。

第１のゲージに備える走査ゲージは、研削ホイールの下部においてリング状に配置された研削砥石が作用する円弧状の研削領域を走査可能となっているため、板状ワークの上面の高さがもっとも高くなっている部分を正確に測定することができる。

Ｙ軸方向の移動機構を備える研削装置において、板状ワークの研削位置で第１のゲージが板状ワークの上面の高さを測定する状態を示す断面図である。 板状ワークの研削位置において、第１のゲージを板状ワークの上面の半径方向に走査し、この上面の高さを測定する状態を示す平面図である。 板状ワークをインフィード研削する一連の工程において、研削手段の接触面の位置の変化を示す説明図である。 ターンテーブルを備える研削装置において、板状ワークの研削位置において第１のゲージが板状ワークの上面高さを測定する状態を示す平面図である。 Ｙ軸方向の移動機構を備える研削装置において、搬送位置において第１のゲージが板状ワークの上面の高さを測定する状態を示す断面図である。 板状ワークの搬送位置において、第１のゲージを板状ワークの上面の半径方向に走査し、この上面の高さを測定する状態を示す平面図である。 ターンテーブルを備える研削装置において、板状ワークの搬送位置において第１のゲージが板状ワークの上面の高さを測定する状態を示す正面図である。 板状ワークにインフィード研削する一連の工程において、従来における研削砥石の接触面の位置の変化を示す説明図である。

１ 第１の実施形態
図１に示す研削装置１０Ａは、板状ワークＷにインフィード研削を実施する研削装置である。研削装置１０Ａは、Ｙ軸方向にのびるテーブル１１を備えており、このテーブル１１の上面にＹ軸方向と平行なガイドレール１２が延設されている。図１に示す保持テーブル１４は、ガイドレール１２上に配設されている。保持テーブル１４の上面１４ａは、円錐形状に形成されており、中心軸７が通る部分を頂点として半径方向に所定角度傾斜を設けて形成されている。図１及び図２に示すように、保持テーブル１４は、自転可能であるとともに、例えばモータによって駆動されてガイドレール１２に沿ってＹ軸方向に移動することが可能となっており、保持テーブル１４に対する板状ワークＷの搬入出が行われる位置である搬送位置Ｐ１と、研削手段１５による板状ワークＷの研削が行われる位置である研削位置Ｐ２との間を移動することができる。保持テーブル１４をＹ軸方向に駆動する機構は、保持テーブル１４を搬送位置Ｐ１と研削位置Ｐ２とに位置づける位置づけ手段として機能する。

研削装置１０Ａは、板状ワークＷに研削を施す研削手段１５を備えている。図１に示すように、研削手段１５は、Ｚ軸方向の軸心を有するスピンドル１５０と、スピンドル１５０を回転可能に支持するハウジング１５１と、スピンドル１５０の下端に取り外し可能に装着された研削ホイール１５２と、研削ホイール１５２の下部においてリング状に固着された研削砥石１５３と、を備えている。研削砥石１５３の下面は、板状ワークＷと接触する接触面１５３ａとなっている。さらに、研削装置１０Ａには、研削手段１５が保持テーブル１４に対して接近及び離反する方向であるＺ軸方向に研削手段１５を研削送りする研削送り手段１６を備えている。

図１に示すように、研削装置１０Ａは、保持テーブル１４に保持される板状ワークＷの上面Ｗａの高さを測定する第１のゲージ１ａを備えている。第１のゲージ１ａには、図２に示すように、保持テーブル１４の半径方向に円弧を描くようにして第１のゲージ１ａを走査する走査軸２を備えている。この第１のゲージ１ａは、保持テーブル１４の板状ワークＷの上面Ｗａを半径方向に走査することで、上面Ｗａの最も高い位置を測定することができ、これによって、保持テーブル１４の上面１４ａの高さに対して相対的な板状ワークＷの上面Ｗａの高さ位置を測定することが可能となる。

図１及び図２に示すように、研削装置１０Ａには、保持テーブル１４の上面１４ａの高さを測定する第２のゲージ３を備えている。第２のゲージ３は、その先端部が保持テーブル１４の上面１４ａの外周部分に接触できるように、保持テーブル１４の近傍に配設されている。

図１に示す第１のゲージ１ａには、各種情報を記憶する記憶部４が接続されている。記憶部４は、第１のゲージ１ａが測定した板状ワークＷの上面Ｗａのもっとも高い測定値を記憶することができる。また、第２のゲージ３にも記憶部４が接続され、第２のゲージ３が測定した保持テーブル１４の上面１４ａ高さの測定値を記憶することができる。

以下では、研削装置１０Ａにおいて、第１のゲージ１ａを使用して研削位置Ｐ２において板状ワークＷの上面Ｗａの高さを測定し、板状ワークＷを所定の厚みにインフィード研削する動作について図１乃至図３を参照しながら説明する。なお、被加工物である板状ワークＷは、特に限定されるものではなく、例えば、シリコンウエーハ、ＳｉＣウエーハ及びサファイアウエーハなどを使用することができる。なお、研削装置１０Ａは板状ワークＷの研削加工前においてセットアップを行い、研削砥石１５３を保持テーブル１４の上面１４ａに接触させ、上面１４ａの高さＨを研削送り手段１６に認識させておく。

まず、図１に示す搬送位置Ｐ１に位置する保持テーブル１４の上面１４ａに板状ワークＷを載置する。次いで、図１及び図２に示すように、板状ワークＷを保持した保持テーブル１４は、ガイドレール１２に沿って矢印Ｙ１方向に水平に移動し、研削ホイール１５２に配置される研削砥石１５３に対面する研削位置Ｐ２で停止する。

保持テーブル１４が研削位置Ｐ２に移動した後、第１のゲージ１ａによって板状ワークＷの上面Ｗａの高さを測定する。なお、板状ワークＷには、１０μｍ〜３０μｍの厚み差が発生していることがある。

具体的には、図１に示すように、回転する板状ワークＷの上面Ｗａに走査軸２が接触する。次いで、図２に示すように、第１のゲージ１ａは、走査軸２によって円弧状の研削領域８を走査する。研削領域８とは、図１に示した研削ホイール１５２に固着された研削砥石１５３が板状ワークＷを押圧しながら円弧状に摺動する領域を意味する。

板状ワークＷの上面Ｗａに高さの異なる部分がある場合は、走査軸２が研削領域８に沿って走査することにより、上面Ｗａにおいてもっとも高くなっている部分を特定することができる。そして、図１に示すように、第１のゲージ１ａは、走査軸２によって上面Ｗａの高さがもっとも高い部分が特定されると、この部分を第１の値Ｈ１として記憶部４に記憶させる。

板状ワークＷの厚みを測定するために、第２のゲージ３を保持テーブル１４の上面１４ａの外周部に接触させて上面１４ａの高さを測定する。上面１４ａの高さの測定値を第２の値Ｈ２として記憶部４に記憶させる。そして、板状ワークＷの厚みは、第１の値Ｈ１と第２の値Ｈ２との差により求めることができる。

図１に示す研削送り手段１６は、記憶部４に記憶された第１の値Ｈ１にもとづいて、図３のＡ〜Ｂに示すように、研削手段１５を所定の高速送り速度で研削位置Ｐ２に位置する板状ワークＷの上面Ｗａにむけて下降させる。そして、図１に示す研削手段１５に備える研削砥石１５３を板状ワークＷの上面Ｗａのもっとも高い部分の直上に移動させる。

研削手段１５が、板状ワークＷの上面Ｗａのもっとも高い部分の直上となる図３中のＢに位置に達すると、エアーカットを実施する。すなわち、研削砥石１５３が研削前の板状ワークＷの上面Ｗａに接触するまでのＢ〜Ｃの間において研削ホイール１５２の空回転を行う。研削送り手段１６は、板状ワークＷの上面Ｗａの高さのもっとも高い部分を把握しているため、エアーカットの量を少なくすることができる。エアーカットの量は、例えば１０μｍにして研削送り手段１６に設定しておくことが望ましい。

エアーカットを実施して研削砥石１５３が板状ワークＷの上面Ｗａに接触した後、研削送り手段１６は、高速送り速度から研削送り速度に切り換える。そして、図３のＣ〜Ｄの間では、板状ワークＷに対して高速の研削送りによるカット１を実施する。

高速の研削送りによるカット１が終了して、研削砥石１５３の接触面１５３ａが所定の位置Ｄに達すると、研削送り手段１６は、研削手段１５の研削送り速度を減速する。そして、図３のＤ〜Ｅに示すように、粗研削が施された板状ワークＷに対して低速の研削送りによるカット２を実施する。

低速の研削送りによるカット２が終了して、所定の位置Ｅに研削手段１５が達すると、研削送り手段１６は、研削手段１５の研削送りを停止する。そして、図３のＥ〜Ｆに示すように、図１に示した研削砥石１５３と該研削砥石１５３と接触する板状ワークＷとを相対的に回転させることで、板状ワークＷの上面Ｗａを平坦面に加工するスパークアウトを実施する。

スパークアウトを実施して板状ワークＷの上面Ｗａが平坦面に仕上がった後、研削送り手段１６は、研削手段１５を上昇させる。そして、図３のＦ〜Ｇに示すように、研削手段１５を板状ワークＷから離反させながら加工するエスケープカットを実施する。このようにして、板状ワークＷが所定の厚みに加工されると研削を終了する。

上記の第１のゲージ１ａは、図４に示す研削装置１０Ｂにも適用することができる。研削装置１０Ｂは、保持テーブルの位置づけ手段として円盤状のターンテーブル１３を備える研削装置である。図４に示すように、円盤状のターンテーブル１３には、複数の保持テーブル１４が自転可能に支持されている。ターンテーブル１３は、例えば矢印Ａ方向に回転可能となっており、複数の保持テーブル１４を、保持テーブル１４の移動経路６に沿って公転させることができる。

ターンテーブル１３の外周側には、板状ワークＷに粗研削を施す第１の研削手段１５ａと、第１の研削手段１５ａによって粗研削が施された板状ワークＷに仕上げ研削を施す第２の研削手段１５ｂと、粗研削および仕上げ研削が施された板状ワークＷの研削面を平坦化するための第３の研削手段１５ｃと、第１の研削手段１５ａを板状ワークＷに接近および離反させる第１の研削送り手段１７と、第２の研削手段１５ｂを板状ワークＷに接近および離反させる第２の研削送り手段１８と、第３の研削手段１５ｃを板状ワークＷに接近および離反させる第３の研削送り手段１９と、を少なくとも備えている。さらに、第１のゲージ１ａは、第１の研削手段１５ａによる研削位置Ｐ２の近傍に配設されている。

研削装置１０Ｂの動作例を説明する。まず、板状ワークＷの搬送位置Ｐ１に位置する保持テーブル１４において板状ワークＷを保持する。次いで、ターンテーブル１３が、例えば矢印Ａ方向に回転し、保持テーブル１４を移動経路６に沿って公転させる。板状ワークＷが保持された保持テーブル１４が第１の研削手段１５ａの研削位置Ｐ２に移動した後、研削装置１０Ａにおけるものと同様の第１のゲージ１ａを用いて板状ワークＷの上面Ｗａの高さを測定する。

具体的には、図４に示すように、走査軸２を回転する板状ワークＷの上面Ｗａに接触させ、走査軸２は第１のゲージ１ａを研削領域８に沿って走査させる。図１に示した研削装置１０Ａと同様に、第１のゲージ１ａが板状ワークＷの上面Ｗａを走査して、上面Ｗａの高さがもっとも高い部分を特定すると、この部分を第１の値Ｈ１として記憶部４に記憶させる。第１の研削送り手段１７は、記憶部４に記憶された第１の値Ｈ１にもとづいて、第１の研削手段１５ａを板状ワークＷの上面Ｗａのもっとも高い部分の直上に移動させる。

図４に示す第１の研削送り手段１７は、記憶部４に記憶された第１の値Ｈ１にもとづいて、図３のＡ〜Ｂに示すように、第１の研削手段１５ａを高速送り速度で研削位置Ｐ２に位置する板状ワークＷの上面ＷａにむけてＺ軸方向に下降させ、研削砥石１５３を板状ワークＷの上面Ｗａのもっとも高い部分の直上に移動させる。

第１の研削手段１５ａが、板状ワークＷの上面Ｗａのもっとも高い部分の直上となる図３中のＢの位置に達すると、図３中のＢ〜Ｃに示すエアーカットを実施する。図４に示す第１の研削送り手段１７は、板状ワークＷの上面Ｗａの高さのもっとも高い部分を把握しているため、エアーカットの量を少なくすることができる。したがって、エアーカットの量を、例えば１０μｍとして第１の研削送り手段１７に設定しておくことが望ましい。

エアーカットを実施して研削砥石が板状ワークＷの上面Ｗａに接触した後、第１の研削送り手段１７は、高速送り速度から高速の研削送り速度に切り換える。そして、図３のＣ〜Ｄに示すように、板状ワークＷに対して高速の研削送りによるカット１を実施する。

高速の研削送りによるカット１が終了した後、第１の研削送り手段１７は、高速の研削送り速度から低速の研削送り速度に切り替え、図３のＤ〜Ｅに示すように、低速の研削送りによるカット２を実施する。そしてその後、図３のＥ〜Ｆに示すように、板状ワークＷの上面Ｗａを平坦面に加工するスパークアウトを実施する。さらに、スパークアウトを実施した後、第１の研削送り手段１７は、第１の研削手段１５ａを上昇させ、図３のＦ〜Ｇに示すように、研削砥石を板状ワークＷから離反させながら加工するエスケープカットを実施する。このようにして、第１の研削手段１５ａによる粗研削が終了する。

次に、図４に示すターンテーブル１３が矢印Ａ方向に回転して、保持テーブル１４を第２の研削手段１５ｂの下方に位置づける。そして、第２の研削送り手段１８は、第２の研削手段１５ｂを所定の研削送り速度で粗研削が施された板状ワークＷの上面Ｗａにむけて下降させ、仕上げ研削を行う。仕上げ研削においても、図３に示したＡ〜Ｇの各ステップを実行する。

仕上げ研削が終了した後、図４に示すターンテーブル１３が矢印Ａ方向にさらに回転して、保持テーブル１４を第３の研削手段１５ｃの下方に位置づける。次いで、第３の研削送り手段１９は、第３の研削手段１５ｃを所定の研削送り速度で粗研削及び仕上げ研削が施された板状ワークＷの上面Ｗａにむけて下降させて研削を行い、上面Ｗａを平坦化する。

２ 第２の実施形態
図５に示す研削装置２０Ａは、板状ワークＷにインフィード研削を実施する研削装置である。研削装置２０Ａでは、研削装置１０Ａにおけるものと同様の構成となっている第１のゲージ１ｂを用い、板状ワークＷの上面Ｗａの高さを板状ワークＷの搬送位置Ｐ１において測定する。

研削装置２０Ａの構成は、上記の研削装置１０Ａと同様となっており、Ｙ軸方向にのびるテーブル２１と、このテーブル２１の上面にＹ軸方向と平行して延設されたガイドレール２２と、ガイドレール２２上に配設された保持テーブル２４と、板状ワークＷに研削を施すための研削手段２５と、研削手段２５を保持テーブル２４に接近および離反させるＺ軸方向に研削送りする研削送り手段２６と、を備えている。研削手段２５は、Ｚ軸方向の軸心を有するスピンドル２５０と、スピンドル２５０を回転可能に支持するハウジング２５１と、スピンドル２５０の下端に取り外し可能に装着された研削ホイール２５２と、研削ホイール２５２の下部においてリング状に固着された研削砥石２５３と、少なくとも備えている。研削砥石２５３の下面は、板状ワークＷと接触する接触面２５３ａとなっている。保持テーブル２４を搬送位置Ｐ１から研削位置Ｐ２に移動させるための機構も図１の例と同様である。

第１のゲージ１ｂには、記憶部４が接続されている。記憶部４は、第１のゲージ１ｂが測定した測定値を記憶することができる。また、第２のゲージ３にも記憶部４が接続されている。記憶部４は、第２のゲージ３が測定した保持テーブル２４の上面２４ａの高さの測定値を記憶することができる。図５に示すように、記憶部４には、記憶部４に記憶された測定値に基づいて、板状ワークＷの上面Ｗａの最も高い部分となる第１の値Ｈ１を算出する算出部５が接続されている。この算出部５は、研削送り手段２６に接続されており、記憶部４に記憶された値を対象とした演算を行うことができる。

以下では、研削装置２０Ａにおいて、第１のゲージ１ｂを使用して搬送位置Ｐ１において板状ワークＷの上面Ｗａの高さを測定し、板状ワークＷを所定の厚みにインフィード研削する動作について説明する。

まず、保持テーブル２４は、矢印Ｙ１方向に水平に移動して研削位置Ｐ２に移動する。次いで、第２のゲージ３で保持テーブル２４の上面２４ａの高さを測定する。そして、第２のゲージ３は、この測定した値を第２の値Ｈ２として記憶部４に記憶させる。

次に、保持テーブル２４は、矢印Ｙ２方向に移動して搬送位置Ｐ１に移動する。次いで、第１のゲージ１ｂで保持テーブル２４の上面２４ａの高さを測定する。そして、第１のゲージ１ｂは、この測定した値を第３の値Ｈ３として記憶部４に記憶させるとともに、第２の値Ｈ２と第３の値Ｈ３との間に差があるときには、これを補正値Ｈ４として記憶部４に記憶させておく。

第１のゲージ１ｂは、搬送位置Ｐ１にある保持テーブル１４に保持された板状ワークＷの上面Ｗａの高さを測定する。図５に示すように、走査軸２は回転する板状ワークＷの上面Ｗａに接触する。次いで、図６に示すように、走査軸２は第１のゲージ１ｂを研削領域８に沿って走査する。

板状ワークＷの上面Ｗａに高さの異なる部分が発生していても、走査軸２が研削領域８に沿って走査することにより、保持テーブル２４の上面２４ａに対して相対的な板状ワークＷの上面Ｗａの高さを測定することができるため、上面Ｗａにおいてもっとも高くなっている部分を特定することができる。そして、図５に示すように、第１のゲージ１ｂは、走査軸２によって上面Ｗａの高さがもっとも高い部分を特定すると、この部分を第４の値Ｈ５として記憶部４に記憶させる。そして、算出部５は、記憶部４に記憶された補正値Ｈ４と第４の値Ｈ５とにより、研削位置Ｐ１における板状ワークＷの上面Ｗａのもっとも高い部分となる第１の値Ｈ１を算出する。

図５に示すように、保持テーブル２４は、ガイドレール２２に沿って矢印Ｙ１方向に水平に移動して研削位置Ｐ２に移動する。図５に示す研削送り手段２６は、算出部５によって算出された第１の値Ｈ１にもとづいて、図３のＡ〜Ｂに示すように、研削手段２５を高速送り速度で研削位置Ｐ２に位置する板状ワークＷの上面Ｗａにむけて下降させ、研削砥石２５３を板状ワークＷの上面Ｗａのもっとも高い部分の直上に移動させる。

研削手段２５が、板状ワークＷの上面Ｗａのもっとも高い部分の直上となる図３中のＢの位置に達すると、図３中のＢ〜Ｃに示すエアーカットを実施する。研削送り手段２６は、板状ワークＷの上面Ｗａの高さのもっとも高い部分を把握しているため、エアーカットの量を少なくすることができる。例えば、エアーカットの量を１０μｍとして研削送り手段２６に設定しておくことが望ましい。そのあと、上記の第１の実施形態に示した研削装置１０Ａと同様の粗研削、仕上げ研削及び平坦化加工を施して板状ワークＷを所定の厚みに研削する。

上記の第１のゲージ１ｂは、図７に示す研削装置２０Ｂにも適用することができる。研削装置２０Ｂは、保持テーブルの位置づけ手段として円盤状のターンテーブル２３を備え、第１の実施形態で示した研削装置１０Ｂと同様の構成となっている。第１のゲージ１ｂは、板状ワークＷを搬入出する搬送位置Ｐ１の近傍に配設されている。

研削装置２０Ｂの動作例を説明する。まず、図７に示すターンテーブル２３が、例えば矢印Ａ方向に回転し、板状ワークＷを保持した保持テーブル２４を第１の研削手段２５ａの研削位置Ｐ２に移動させる。そのあと、第２のゲージ３で保持テーブル２４の上面２４ａの高さを測定し、この測定した値を第２の値Ｈ２として記憶部４に記憶させる。

研削装置２０Ｂは、図７に示すターンテーブル２３をさらに回転させ、保持テーブル２４を搬送位置Ｐ１に移動させる。次いで、第１のゲージ１ｂで保持テーブル２４の上面２４ａの高さを測定する。そして、第１のゲージ１ｂは、この測定した値を第３の値Ｈ３として記憶部４に記憶させるとともに、第２の値Ｈ２と第３の値Ｈ３との間に差があるときには、この差を補正値Ｈ４として記憶部４に記憶させておく。

次に、第１のゲージ１ｂは、搬送位置Ｐ１にある保持テーブル１４に保持された板状ワークＷの上面Ｗａの高さを測定する。図７に示すように、第１のゲージ１ｂの走査軸２は回転する板状ワークＷの上面Ｗａに接触する。次いで、図７に示すように、走査軸２によって第１のゲージ１ｂを研削領域８に沿って走査する。

図７に示す第１のゲージ１ｂは、走査軸２によって上面Ｗａの高さがもっとも高い部分を特定すると、この部分を第４の値Ｈ５として記憶部４に記憶させる。そして、算出部５は、記憶部４に記憶された補正値Ｈ４と第４の値Ｈ５とにより、研削位置Ｐ１における板状ワークＷの上面Ｗａのもっとも高い部分となる第１の値Ｈ１を算出する。

第１の研削送り手段２７は、算出部５が算出した第１の値Ｈ１にもとづいて、第１の研削手段２５ａを板状ワークＷの上面Ｗａのもっとも高い部分の直上に移動させる。第１の研削手段２５ａが、板状ワークＷの上面Ｗａのもっとも高い部分の直上となる図３中のＢの位置に達したら、図３中のＢ〜Ｃに示すエアーカットを実施する。第１の研削送り手段２７は、板状ワークＷの上面Ｗａの高さのもっとも高い部分を把握しているため、エアーカットの量を少なくすることができる。したがって、エアーカットの量を、例えば１０μｍとして第１の研削送り手段２７に設定しておくことが望ましい。エアーカットを実施した後、上記の第１の実施形態に示した研削装置２０Ａと同様に粗研削、仕上げ研削及び平坦化加工を板状ワークＷに施して板状ワークＷを所定の厚みに研削する。

以上のように、第１のゲージ１ａ及び１ｂは、保持テーブル１４に保持される板状ワークＷ毎に板状ワークＷの上面Ｗａを走査軸２によって半径方向に走査することができ、板状ワークＷの上面Ｗａの高さのムラを把握して、板状ワークＷの上面Ｗａのもっとも高い部分を特定することができる。そのため、研削砥石を板状ワークＷの直上まで移動させることができ、エアーカット量を少なくすることが可能となる。したがって、研削手段に備える研削砥石が板状ワークＷに接触するまでの時間を低減することができる。

まず、実施形態に示した第１のゲージ１ａ及び１ｂで板状ワークＷの上面Ｗａのもっとも高い位置を測定し、下記の表１から表３までのそれぞれの被加工物に対して、所定の研削送り速度でエアーカットを実施しつつ研削加工を施した。そして、１カセットに収容された２５枚のウエーハ全てを研削するのに要した処理時間を計測し、エアーカットの量によって処理時間にどの程度の差が生じるかどうかを実験した。
［表１］
シリコンウエーハを研削した場合

表１に示すように、従来では、研削装置にエアーカット量を５０μｍに設定して、研削手段を研削送り速度７μｍ／秒で研削手段を研削送りすると、研削砥石がシリコンウエーハに接触するまでの時間が７．１４秒かかり、１カセットを研削処理するまでに３．０分かかる。一方、研削装置のエアーカット量を１０μｍに設定して、研削手段を研削送り速度７μｍ／秒で研削手段を研削送りすると、研削砥石がシリコンウエーハに接触するまでの時間は１．４３秒であり、１カセットを研削処理するまでの時間は０．６分であることが分かった。したがって、エアーカット量が５０μｍの場合に比べてエアーカット量を１０μｍに設定したときの方が、処理時間を２．４分も短縮できることが分かった。

［表２］
ＳｉＣウエーハを研削した場合

表２に示すように、従来では、研削装置にエアーカット量を５０μｍに設定して、研削手段を研削送り速度３μｍ／秒で研削手段を研削送りすると、研削砥石がＳｉＣウエーハに接触するまでの時間が１６．６７秒かかり、１カセットを研削処理するまでに６．９分かかる。一方、研削装置にエアーカット量を１０μｍに設定して、研削手段を研削送り速度３μｍ／秒で研削手段を研削送りすると、研削砥石がＳｉＣウエーハに接触するまでの時間は３．３３秒であり、１カセットを研削処理するまでの時間は１．４分であることが分かった。したがって、エアーカット量が５０μｍの場合に比べてエアーカット量を１０μｍに設定したときの方が、処理時間を５．５分も短縮できることが分かった。

［表３］
サファイアウエーハを研削した場合

表３に示すように、従来では、研削装置にエアーカット量を５０μｍに設定して、研削手段を研削送り速度１μｍ／秒で研削手段を研削送りすると、研削砥石がサファイアウエーハに接触するまでの時間が５０．００秒かかり、１カセットを研削処理するまでに２０．８分と長時間かかっている。一方、研削装置にエアーカット量を１０μｍに設定して、研削手段を研削送り速度１μｍ／秒で研削手段を研削送りすると、研削砥石がサファイアウエーハに接触するまでの時間は１０．００であり、１カセットを研削処理するまでの時間は４．２分であることが分かった。したがって、エアーカット量が５０μｍの場合に比べてエアーカット量を１０μｍに設定したときの方が、処理時間を１６．６分も短縮できることが分かった。

１ａ、１ｂ：第１のゲージ
２：走査軸
３：第２のゲージ
４：記憶部 ５：算出部 ６：移動経路 ７：中心軸 ８：研削領域
１０Ａ，１０Ｂ：研削装置 １１：テーブル １２：ガイドレール
１３：ターンテーブル １４：保持テーブル １４ａ：上面
１５：研削手段 １５０：スピンドル １５１：ハウジング
１５２：研削ホイール １５３：研削砥石
１５ａ：第１の研削手段 １５ｂ：第２の研削手段 １５ｃ：第３の研削手段
１６：研削送り手段
１７：第１の研削送り手段 １８：第２の研削送り手段 １９：第３の研削送り手段
２０Ａ，２０Ｂ：研削装置
２１：テーブル ２２：ガイドレール
２３：ターンテーブル
２４：保持テーブル ２４ａ：上面
２５：研削手段 ２５０：スピンドル ２５１：ハウジング
２５２：研削ホイール ２５３：研削砥石
２５ａ：第１の研削手段 ２５ｂ：第２の研削手段 ２５ｃ：第３の研削手段
２６：研削送り手段
２７：第１の研削送り手段 ２８：第２の研削送り手段 ２９：第３の研削送り手段
Ｈ１：第１の値 Ｈ２：第２の値 Ｈ３：第３の値 Ｈ４：補正値 Ｈ５：第４の値
Ｗ：板状ワーク Ｗａ：上面

Claims (4)

1. 板状ワークを保持して自転可能な保持テーブルと、該保持テーブルが保持した板状ワークに研削砥石の接触面を接触させて研削する研削手段と、該研削手段を該保持テーブルに対して接近および離反する研削送り方向に研削送りする研削送り手段と、該研削手段に装着される研削ホイールに配置される該研削砥石に対面する研削位置と該保持テーブルに板状ワークを搬入出する搬送位置とに該保持テーブルを位置づける位置づけ手段と、該保持テーブルが保持する板状ワークの上面高さを測定する第１のゲージと、該保持テーブルの上面高さを測定する第２のゲージと、情報を記憶する記憶部と、を備える研削装置において、
   該第１のゲージは、該保持テーブルの半径方向に走査可能とする走査軸を備え、該第１のゲージに備える該走査軸によって該保持テーブルが保持する板状ワークの上面を走査し、該保持テーブルの上面高さに対して相対的な該板状ワークの上面高さを測定し、
   該研削送り手段は、該接触面を板状ワークの上面の直上まで接近および離反させる高速送り速度と、該接触面を板状ワークの上面に接触させて研削送りする研削送り速度とを少なくとも切り換え可能であり、
   板状ワークを保持する該保持テーブルが自転し、該第１のゲージを該保持テーブルの半径方向に走査して該保持テーブルが保持する板状ワークの上面高さを該保持テーブルの上面に対して相対的に測定し、該板状ワークの上面高さの最も高い値を第１の値として該記憶部に記憶し、
   該研削送り手段は、該高速送り速度で該研削手段を移動させることにより、該記憶部が記憶する該第１の値の直上に該接触面を移動させた後、該研削送り速度で研削送りされる該研削手段によって該保持テーブルが保持する板状ワークを研削する研削装置。
2. 前記第１のゲージは、前記研削位置に位置づけられた前記保持テーブルが保持する板状ワークの上面を測定する請求項１記載の研削装置。
3. 前記記憶部に記憶された値を対象とした演算を行う算出部を備え、
   前記研削位置に位置づけられた保持テーブルの上面の高さを第２のゲージが測定した第２の値と、前記搬送位置に位置づけられた該保持テーブルの上面の高さを該第１のゲージが測定した第３の値とを用いて、該第２の値と該第３の値との差を補正値として該記憶部に記憶させ、
   該第１のゲージは、該搬送位置に位置づけられた該保持テーブルが保持する板状ワークの上面高さを該保持テーブルの上面に対して相対的に測定し該板状ワークの上面の最も高い値を第４の値として記憶部に記憶させ、
   該第１の値は、該記憶部が記憶する該第４の値と該補正値とから算出部によって算出される請求項１記載の研削装置。
4. 前記第１のゲージを走査させる前記走査軸は、前記研削砥石をリング状に配置した研削ホイールにおける円弧形状の研削領域を走査可能とする請求項１、２及び３いずれか一項に記載の研削装置。

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