JP6773482B2 - 研削装置のアイドリング方法 - Google Patents

Description

本発明は、研削装置のアイドリング方法に関する。

半導体ウェーハ、サファイア、ＳｉＣ等の光デバイス基板、パッケージ基板、及びセラミックス基板など板状の被加工物を研削砥石で研削（研磨）する研削装置が知られている。研削装置は、チャックテーブルの保持面に被加工物を保持し、被加工物の露出面を研削砥石で加工する。

チャックテーブルの保持面は、研削砥石によってセルフグラインドされ、研削砥石に対して平行な平面が形成される。これにより、研削装置は、平坦な研削面を被加工物に形成する事ができる（特許文献１）。

しかしながら、ミクロン単位の平坦度を得るためには、熱によるチャックテーブルの変形を防ぐ必要がある。これを防ぐ方法として、チャックテーブルの内部及び被加工物に冷却水を供給して、チャックテーブルを冷却することが開示されている（特許文献２、３）。

特開２００８−１１４３３６号公報 特開２００９−１１３１４５号公報 特開２００３−３２６４５８号公報

ここで、チャックテーブルは、研削加工を開始する前よりも、研削加工をしている時の方が加工熱の影響により温度が高くなる。そのため、研削加工の初期においては、チャックテーブルの温度変化が大きくなり、熱膨張による変形が大きい。その結果、研削加工を立ち上げ初期に施した被加工物は、面内厚さばらつきが安定しないという問題が発生していた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、加工熱によるチャックテーブルの変形から起こる被加工物の面内厚さばらつきを抑制することができる研削装置のアイドリング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、本発明に係る研削装置のアイドリング方法は、被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物に研削加工を施す研削ユニットと、を備えた研削装置のアイドリング方法であって、該チャックテーブルの保持面で保持する被加工物に供給する研削水より所定温度高い水温の温調水を該チャックテーブルの内部に供給しながらアイドリング運転を実施し、該チャックテーブルの状態を該被加工物の研削の際に生じる加工熱の影響を受けた状態にすることを特徴とする。

また、本発明に係る研削装置のアイドリング方法は、該研削水より所定温度高い水温の温調研削水を該保持面に供給しながらアイドリング運転を実施し、該チャックテーブルと該研削ユニットとを収容する加工室の温度を、該被加工物の研削の際に生じる加工熱の影響を受けた状態にすることを特徴とする。

また、本発明に係る研削装置のアイドリング方法は、該温調水は、該チャックテーブルの内部を通過して該保持面から噴出し、該チャックテーブルの該保持面に該被加工物が載置される前まで供給されることを特徴とする。

本願発明によれば、チャックテーブルの内部に加温した温調水を供給することで、アイドリング時にチャックテーブルの温度を研削加工時と同様に調整することができる。これにより、研削加工を開始した場合でも、加工熱の影響によるチャックテーブルの温度変化を抑制することができる。その結果、被加工物の面内厚さばらつきが加工開始直後から安定するという効果を奏する。

図１は、本実施形態に係る研削装置のアイドリング方法を実行する研削装置の構成例を示す斜視図である。 図２は、本実施形態に係る研削装置のチャックテーブルの概略断面図である。 図３は、板状ワークの表面側及び保護部材を示す斜視図である。 図４は、板状ワークに保護部材が取り付けられた状態を示す斜視図である。 図５は、研削加工が施された板状ワークを示す斜視図である。 図６は、本実施形態に係る研削装置のアイドリング時の側面図である。 図７は、本実施形態に係る研削装置の研削運転中の側面図である。 図８は、本実施形態に係る研削装置のアイドリング方法を実施して研削加工を行った場合の板状ワークの形状変化量を測定したグラフである。 図９は、所定温度よりも高い温調水を用いて研削加工を行った場合の板状ワークの形状変化量を測定したグラフである。

以下、本発明を実施するための形態である研削装置について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る研削装置のアイドリング方法を実行する研削装置の構成例を示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る研削装置のチャックテーブルの概略断面図である。図３は、板状ワークの表面側を示す斜視図である。図４は、板状ワークに保護部材が取り付けられた状態を示す斜視図である。図５は、研削加工が施された板状ワークを示す斜視図である。図６は、本実施形態に係る研削装置のアイドリング時の側面図である。図７は、本実施形態に係る研削装置の研削運転中の側面図である。本実施形態の研削装置１０は、後述するように板状ワークＷの裏面Ｗｂにおけるデバイス領域Ｗ１に対応する領域を研削してデバイス領域Ｗ１の厚さを所定厚さに形成するとともに、板状ワークＷの裏面Ｗｂにおける外周余剰領域を残存させてリング状の補強部Ｗ４を形成するためのものである。本実施形態の研削装置１０は、基台１２と、チャックテーブルユニット１４と、吸引源３４と、圧縮空気供給源３６と、定温水供給装置３８と、第１昇降部４０ａと、第２昇降部４０ｂと、第１研削ユニット６０ａと、第２研削ユニット６０ｂと、カセット９０、９２と、位置合わせ部９４と、搬入部９６と、搬出部９８と、洗浄部１００と、搬出入部１０２と、上述した各構成要素を制御する制御部１１０とを備えている。研削装置１０は、加工室カバー８６も備えている（図６及び図７参照）。

チャックテーブルユニット１４は、ターンテーブル１６と、チャックテーブル１８、２０、２２とを備える。

ターンテーブル１６は、基台１２の上面に回転可能に設けられた円盤形状の台である。ターンテーブル１６は、図示しない回転駆動機構によって、回転駆動される。

チャックテーブル１８、２０、２２は、図１に示すように、ターンテーブル１６上面に１２０度の位相角でそれぞれ等間隔に配設されている。チャックテーブル１８、２０、２２は、それぞれ同様の構造を有する。以下、チャックテーブル１８について説明し、チャックテーブル２０、２２については説明を省略する。チャックテーブル１８は、ターンテーブル１６が回転することにより、搬入搬出待機位置Ａと、粗研削位置Ｂと、仕上げ研削位置Ｃとの間で相対移動される。ここで、搬入搬出待機位置Ａとは、図１に示すように、搬入部９６及び搬出部９８に対して近接する位置である。ここで、粗研削位置Ｂとは、図１に示すように、第１研削ユニット６０ａに対して近接する位置である。ここで、仕上げ研削位置Ｃとは、図１に示すように、第２研削ユニット６０ｂに対して近接する位置である。チャックテーブル１８は、支持基台２４と、セラミックス体２６とを備える。

支持基台２４は、図１及び図２に示すように、円柱形状の基台である。支持基台２４は、例えば、材料がＳＵＳである。支持基台２４は、下面がターンテーブル１６の上面に回転可能に固定されている。支持基台２４は、図示しない回転駆動機構によって、回転駆動される。支持基台２４は、ターンテーブル１６が回転した場合に、ターンテーブル１６と一体に回転する。支持基台２４は、内部に連通路２５が形成されている。連通路２５は、一端が基台１２及びターンテーブル１６の内部に形成された図示しない流路に接続される。連通路２５は、他端が多数に分枝し、支持基台２４の上面に開口している。

セラミックス体２６は、支持基台２４の上面に載置されている。セラミックス体２６は、円環形状の環状セラミックス２８と、円盤形状のポーラスセラミックス３０と、を備える。環状セラミックス２８は、図２に示すように、円環の内側にポーラスセラミックス３０を囲繞する。環状セラミックス２８は、ポーラスセラミックス３０よりも密なセラミックスであり、空気を通さない。

ポーラスセラミックス３０は、無数の吸引孔が形成された多孔性部材である。ポーラスセラミックス３０は、図２に示すように、支持基台２４の上面に載置される。ポーラスセラミックス３０の上面は、板状ワークＷが載置される保持面３２である。吸引源３４は、例えば、真空ポンプである。圧縮空気供給源３６とは、例えば、コンプレッサー及びブロアである。セラミックス体２６は、多孔質のポーラスセラミックス３０が支持基台２４の上面に配置され、ポーラスセラミックス３０の外周を環状セラミックス２８で覆っている。また、支持基台２４の上面には、多数の連通路２５の端部が開口している。これにより、セラミックス体２６は、連通路２５から空気が吸引されることで、板状ワークＷを保持面３２上に吸着することができる。

定温水供給装置３８は、水供給源３９から供給される水を、使用者によって定められた所定の温度に設定する装置である。定温水供給装置３８は、例えば、水供給源３９から供給される水を貯留するタンクと、タンク内の水を加熱するヒータと、タンクに貯留された水の温度を測定する測定部と、タンク内の水温が予め定められた設定温度に近づくようにヒータを制御するヒータ制御部とを備える。より詳細には、定温水供給装置３８は、例えば、測定部が測定した水温と使用者によって予め定められた設定温度との差分に基づいてヒータのオンオフを制御する。

吸引源３４、圧縮空気供給源３６、及び定温水供給装置３８は、図２に示すように、温調水供給路１２０を介してポーラスセラミックス３０に接続されている。ここで、温調水供給路１２０は、連通路２５、基台１２及びターンテーブル１６の内部に形成された図示しない流路と、連通路２５とを含む。基台１２及びターンテーブル１６の内部に形成された図示しない流路は、吸引源３４、圧縮空気供給源３６、及び定温水供給装置３８と連通路２５の一端とを接続する。

第１昇降部４０ａは、第１垂直基台４２ａと、ガイドレール４４、４６と、ブラケット４８と、ボルト５０と、昇降用モータ５２と、を備える。第１垂直基台４２ａは、基台１２の上面に配置された基台である。第１垂直基台４２ａは、図１に示す第１進退方向Ｒ１に進退移動可能に設けられている。ここで、第１進退方向Ｒ１とは、粗研削位置Ｂに配置された保持面３２の径方向である。第１垂直基台４２ａは、図示しない駆動機構によって、第１進退方向Ｒ１に駆動される。ガイドレール４４、４６は、図１に示すように、第１垂直基台４２ａの側面に設けられている。ガイドレール４４、４６は、互いに平行なレールである。ガイドレール４４、４６は、長手方向が鉛直方向を向くように設けられている。ブラケット４８は、ガイドレール４４、４６に沿って鉛直方向に摺動可能に配設されている。ブラケット４８は、図示しないナットを介してボルト５０に支持されている。ボルト５０は、昇降用モータ５２と接続されている。昇降用モータ５２は、回転軸がボルト５０と連結されている。昇降用モータ５２は、ボルト５０を回転させることで、図示しないナットを介してブラケット４８を昇降させる。つまり、第１昇降部４０ａは、周知のボールスクリュー機構によって構成される。なお、第２昇降部４０ｂは、第１昇降部４０ａと同様の構成を有するため、説明を省略する。

第１研削ユニット６０ａは、第１モータ６２ａと、第１モータ固定冶具６４ａと、第１研削砥石６６ａと、を有する。第１モータ６２ａは、第１モータ固定冶具６４ａを介して第１昇降部４０ａのブラケット４８に固定される。第１研削砥石６６ａは、砥粒の大きさが粗い粗研削用の砥石である。第１研削砥石６６ａは、円環形状である。第１研削砥石６６ａは、直径が板状ワークＷよりも小さい。第１研削砥石６６ａは、第１モータ６２ａの図示しないスピンドルに固定される。第１研削砥石６６ａは、図示しないスピンドルを介して第１モータ６２ａと一体に回転する。第１研削砥石６６ａの下面は、加工時に板状ワークＷと接触する研削面６８ａである。第１研削砥石６６ａは、保持面３２が粗研削位置Ｂに位置した場合に、研削面６８ａが保持面３２と対向するように配置される。

第２研削ユニット６０ｂは、第２垂直基台４２ｂ及び第２研削砥石６６ｂ以外は、第１研削ユニット６０ａと同様の構成を有するため、第２研削砥石６６ｂ以外の説明を省略する。

第２垂直基台４２ｂは、基台１２の上面に配置された基台である。第２垂直基台４２ｂは、図１に示す第２進退方向Ｒ２に進退移動可能に設けられている。ここで、第２進退方向Ｒ２とは、仕上げ研削位置Ｃに配置された保持面３２の径方向である。第２垂直基台４２ｂは、図示しない駆動機構によって、第２進退方向Ｒ２に駆動される。

第２研削砥石６６ｂは、仕上げ研削用の砥石である。つまり、第２研削砥石６６ｂは、砥粒の大きさが第１研削砥石６６ａよりも細かい。第２研削砥石６６ｂは、円環形状である。第２研削砥石６６ｂは、直径が板状ワークＷよりも小さい。第２研削砥石６６ｂは、第２モータ６２ｂの図示しないスピンドルに固定される。第２研削砥石６６ｂは、図示しないスピンドルを介して第２モータ６２ｂと一体に回転する。第２研削砥石６６ｂは、保持面３２が仕上げ研削位置Ｃに位置した場合に、研削面６８ａが保持面３２と対向するように配置される。

加工室カバー８６は、図６及び図７に示すように、粗研削位置Ｂ及び仕上げ研削位置Ｃに位置付けられたチャックテーブル１８を覆う部材である。加工室カバー８６は、加工室カバー８６に覆われた加工室８８を画成する。加工室カバー８６は、第１研削砥石６６ａ及び第２研削砥石６６ｂが通過可能な開口が上面に設けられている。

第１研削水ノズル８０ａは、基台１２の内部に形成された研削水供給路８２を介して定温水供給装置３８に接続されている。第１研削水ノズル８０ａは、粗研削位置Ｂに位置する保持面３２に対してノズルが向けられている。第１研削水ノズル８０ａは、定温水供給装置３８から所定の温度に設定した研削水８４が供給された場合に、粗研削位置Ｂに位置する保持面３２または板状ワークＷに研削水８４を供給する。

第２研削水ノズル８０ｂは、基台１２の内部に形成された図示しない流路を介して定温水供給装置３８に接続されている。第２研削水ノズル８０ｂは、仕上げ研削位置Ｃに位置する保持面３２に対してノズルが向けられている。第２研削水ノズル８０ｂは、定温水供給装置３８から所定の温度に設定した研削水８４が供給された場合に、仕上げ研削位置Ｃに位置する保持面３２または板状ワークＷに研削水８４を供給する。

カセット９０、９２は、複数のスロットを有する板状ワークＷ用の収容器である。カセット９０は、研削加工前の板状ワークＷを収容する。カセット９２は、研削加工後の板状ワークＷを収容する。

位置合わせ部９４は、カセット９０から取り出された板状ワークＷが仮置きされるテーブルである。位置合わせ部９４は、板状ワークＷの中心位置合わせを行うためのテーブルである。

搬入部９６は、水平面内で回転駆動する搬送アームである。搬入部９６は、アームの先端部に吸着パッドを有する。搬入部９６は、位置合わせ部９４で位置合わせされた研削加工前の板状ワークＷを吸着パットで保持する。搬入部９６は、保持した板状ワークＷを搬入搬出待機位置Ａに位置するポーラスセラミックス３０の保持面３２に搬入する。

搬出部９８は、水平面内で回転駆動する搬送アームである。搬出部９８は、アームの先端部に保持パッドを有する。搬出部９８は、搬入搬出待機位置Ａに位置するポーラスセラミックス３０の保持面３２に保持された研削加工後の板状ワークＷを保持パッドで保持する。搬出部９８は、保持した板状ワークＷを洗浄部１００に搬出する。

洗浄部１００は、研削加工後の板状ワークＷを洗浄し、研削された加工面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。

搬出入部１０２は、ハンド１０４を備えるロボットピックである。搬出入部１０２は、ハンド１０４によって板状ワークＷを吸着保持して搬送する。具体的には、搬出入部１０２は、研削加工前の板状ワークＷをカセット９０から位置合わせ部９４へ搬出し、研削加工後の板状ワークＷを洗浄部１００からカセット９２へ搬入する。

制御部１１０は、研削装置１０を構成する上述した構成要素を制御して、板状ワークＷ対する研削を実行させる。ここで、制御部１１０は、例えば、ＣＰＵ等で構成された演算処理装置やＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える図示しないマイクロプロセッサを主体として構成されており、加工動作の状態を表示する図示しない表示部や、オペレータが加工内容の情報を登録する際に用いる図示しない操作部と接続されている。

本実施形態で研削加工する板状ワークＷについて説明する。板状ワークＷとは、例えば、半導体ウェーハ、セラミック、ガラス、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）系の無機材料基板、板状金属、樹脂の延性材料である。板状ワークＷは、円盤形状である。板状ワークＷは、デバイスＤが表面Ｗａに複数形成されている。ここで、デバイスＤとは、例えば、ＩＣ及びＬＳＩである。表面Ｗａは、図３に示すように、複数のデバイスＤが形成された円形のデバイス領域Ｗ１と、デバイス領域Ｗ１を囲む円環形状の余剰領域Ｗ２とを有する。板状ワークＷの表面Ｗａには、図３及び図４に示すように、研削加工がなされる場合に、デバイスＤを保護するテープ等の保護部材Ｔが予め貼着される。板状ワークＷは、保護部材Ｔと保持面３２とが対向する状態でポーラスセラミックス３０上に載置される。つまり、保持面３２は、保護部材Ｔを介して板状ワークＷの表面Ｗａを吸引保持する。

以下、本実施形態に係る研削装置１０の研削加工の動作について説明する。研削装置１０は、搬出入部１０２を制御することで、カセット９０から研削前の板状ワークＷを位置合わせ部９４に搬出する。位置合わせ部９４は、板状ワークＷの中心位置を所定の基準位置に合わせる。研削装置１０は、搬入部９６を制御することで、位置合わせ部９４から搬入搬出待機位置Ａに位置するポーラスセラミックス３０の保持面３２上に板状ワークＷを搬入する。研削装置１０は、吸引源３４を制御することで、板状ワークＷを保持面３２に吸着保持させる。ここで、板状ワークＷは、被研削面である裏面Ｗｂ側が上面を向くように配置されている。

研削装置１０は、図示しない駆動源を制御することで、ターンテーブル１６を１２０度時計回りに回転させて、搬入搬出待機位置Ａから粗研削位置Ｂへ板状ワークＷを移動する。研削装置１０は、図示しない駆動源を制御することで、支持基台２４を反時計回りに回転させる。研削装置１０は、第１モータ６２ａを制御することで、第１研削砥石６６ａを反時計回りに回転させる。研削装置１０は、図７に示すように、定温水供給装置３８を制御することで、第１研削水ノズル８０ａから研削水８４を板状ワークＷに供給する。研削装置１０は、第１昇降部４０ａを制御することで、第１研削砥石６６ａを下降させて、板状ワークＷのデバイス領域Ｗ１に第１研削砥石６６ａを接触させて、板状ワークＷの裏面Ｗｂに対して研削加工を行う。研削装置１０は、所定量の研削が完了した場合、第１昇降部４０ａを制御することで、第１研削砥石６６ａを上昇させる。

研削装置１０は、図示しない駆動源を制御することで、ターンテーブル１６を１２０度時計回りに回転させて、粗研削位置Ｂから仕上げ研削位置Ｃに板状ワークＷを移動させる。研削装置１０は、図示しない駆動源を制御することで、支持基台２４を時計回りに回転させる。研削装置１０は、第２モータ６２ｂを制御することで、第２研削砥石６６ｂを時計回りに回転させる。研削装置１０は、図７に示すように、定温水供給装置３８を制御することで、第２研削水ノズル８０ｂから研削水８４を板状ワークＷに供給する。研削装置１０は、第２昇降部４０ｂを制御することで、第２研削砥石６６ｂを下降させて、板状ワークＷのデバイス領域Ｗ１に第２研削砥石６６ｂを接触させて、板状ワークＷの裏面Ｗｂに対して研削加工を行う。

研削装置１０は、図示しない駆動源を制御することで、ターンテーブル１６を１２０度時計回りに回転させて、仕上げ研削位置Ｃから搬入搬出待機位置Ａへ板状ワークＷを移動させる。研削装置１０は、吸引源３４を制御することで、保持面３２に吸着保持されていた板状ワークＷの吸引保持を解除する。研削装置１０は、圧縮空気供給源３６及び定温水供給装置３８を制御することで、保持面３２に温調水１２２及び圧縮空気を供給する。これにより、保持面３２と板状ワークＷとが研削加工によって固着していた場合でも、保持面３２と板状ワークＷとの間に流体を供給することができ、ポーラスセラミックス３０を冷却することができ、保持面３２から板状ワークＷを取り外し易くすることができる。

このようにして、研削装置１０は、板状ワークＷを研削加工する。研削加工の結果、板状ワークＷは、図５に示すように、裏面Ｗｂに凹形状部Ｗ３及び凹形状部Ｗ３を囲むリング状の補強部Ｗ４が形成される。

次に、図６及び図７を参照して本実施形態における研削装置１０のアイドリング方法について説明する。研削装置１０は、一定時間以上研削加工を停止した後、再度研削を開始する場合、アイドリングを実施する。本実施形態に係る研削装置１０のアイドリング方法では、まず、オペレータが、定温水供給装置３８を起動する。次に、オペレータは、定温水供給装置３８の設定温度を図示しない操作部に入力する。ここで、設定温度は、研削装置１０が板状ワークＷを研削加工している時に、チャックテーブル１８、２０、２２が加工熱の影響を受けて達する温度に基づいて適宜調整される温度である。設定温度は、チャックテーブルの保持面３２に保持した板状ワークＷに供給する研削水８４より所定温度高い水温であり、例えば、３６℃である。研削加工時におけるチャックテーブル１８、２０、２２の温度は、加工条件によって変化する。ここで、加工条件とは、例えば、チャックテーブル本体の材料、ポーラスセラミックス３０の材料、第１研削砥石６６ａの材料、及び第１研削砥石６６ａの回転数等である。定温水供給装置３８は、タンクに貯留された水が設定温度に近づくようにヒータを制御する。

研削装置１０は、図６に示すように、定温水供給装置３８のタンクに貯留された水が設定温度に達した場合に、定温水供給装置３８を制御することで、温調水供給路１２０を介して温調水１２２を保持面３２に供給する。なお、本実施形態においては、チャックテーブル１８、２０、２２それぞれに温調水１２２を供給する。

研削装置１０は、温調水１２２を保持面３２に所定時間供給した後に、温調水１２２の供給を停止する。なお、定温水供給装置３８は、温調水１２２の供給を停止したあとも、タンクに貯留された水が設定温度に近づくように制御を続ける。

本実施形態に係るアイドリング方法は、温調水供給路１２０を介して、設定温度に調整された温調水１２２をチャックテーブル１８、２０、２２の保持面３２に所定時間供給する。これにより、加工室８８の温度を研削の際に生じる加工熱の影響を受けた状態にすることができ、アイドリング後の研削加工開始直後からチャックテーブル１８、２０、２２を研削加工時に達する温度に近い温度にすることができる。これによれば、研削装置１０が板状ワークＷの研削加工を開始した場合でも、チャックテーブル１８、２０、２２の温度変化を抑制することができ、支持基台２４とセラミックス体２６との材料が異なる場合でも、チャックテーブル１８、２０、２２が温度変化によって研削加工中に変形することを抑制することができる。その結果、研削加工中にチャックテーブル１８、２０、２２の変形によって板状ワークＷの保持位置が変化することを抑制でき、複数枚の板状ワークＷの研削加工を行った場合でも、それぞれの板状ワークＷの面内厚さばらつきを小さくすることができ、研削加工の歩留まりを上げることができる。

なお、本実施形態に係る研削装置１０のアイドリング方法は、温調水供給路１２０を介して設定温度に調整された温調水１２２をチャックテーブル１８、２０、２２の保持面３２に所定時間供給するとしたが、これとともに研削水ノズルを利用した方法を用いても良い。研削装置１０のアイドリング方法は、例えば、研削装置１０が定温水供給装置３８とは別系統の定温水供給装置をさらに備え、別系統の定温水供給装置から設定温度に調整した温調研削水を第１研削水ノズル８０ａ及び第２研削水ノズル８０ｂから保持面３２に供給してもよい。つまり、温調研削水及び温調水１２２を保持面３２に同時に供給してもよい。これにより、チャックテーブル１８、２０、２２を内部及び保持面３２から同時に温めることができ、短い時間でチャックテーブル１８、２０、２２を設定温度に近づけることができる。ここで、設定温度とは、研削装置１０が板状ワークＷを研削加工している時に、チャックテーブル１８、２０、２２が加工熱の影響を受けて達する温度に基づいて適宜調整される温度であり、研削水８４よりも所定温度高い水温である。また、この場合、研削装置１０が研削を開始した後は、温調研削水よりも温度の低い研削水８４を保持面３２に供給する。

なお、本実施形態に係る研削装置１０のアイドリング方法は、温調水１２２を保持面３２に所定時間供給した後に温調水１２２の供給を停止するとしたが、これに限定されない。研削装置１０のアイドリング方法は、温調水１２２の供給を停止するタイミングをチャックテーブル１８、２０、２２毎に制御し、チャックテーブル１８、２０、２２のそれぞれに保持面３２に板状ワークＷが載置されるまで温調水１２２の供給を続けてもよい。これにより、チャックテーブル１８、２０、２２のそれぞれの保持面３２について、温調水１２２の供給を停止してから板状ワークＷが研削加工されるまでの時間を短くすることができ、温調水１２２の供給を停止してから板状ワークＷが研削加工されるまでにチャックテーブル１８、２０、２２の温度が低下することを抑制することができる。これにより、チャックテーブル１８、２０、２２が温度変化によって研削加工中に変形することをより抑制することができ、研削加工中にチャックテーブル１８、２０、２２の変形によって板状ワークＷの保持位置が変化することをより抑制できる。その結果、板状ワークＷの面内厚さばらつきをより小さくすることができ、研削加工の歩留まりをより上げることができる。

なお、本実施形態に係る研削装置１０のアイドリング方法は、オペレータが設定温度を入力するとしたがこれに限定されない。例えば、チャックテーブル１８、２０、２２に温度センサが取り付けられ、定温水供給装置３８が研削加工時のチャックテーブル１８、２０、２２の温度に基づいて設定温度を調整する構成としてもよい。これにより、研削加工時にチャックテーブル１８、２０、２２が達する温度を計測することができ、計測した温度に基づいて設定温度を調整することができ、研削加工に伴うチャックテーブル１８、２０、２２の温度変化をより抑制することができ、チャックテーブル１８、２０、２２が温度変化によって研削加工中に変形することをより抑制することができる。その結果、研削加工中にチャックテーブル１８、２０、２２の変形によって板状ワークＷの保持位置が変化することをより抑制でき、板状ワークＷの研削加工を複数回行った場合でも、それぞれの板状ワークＷの面内厚さばらつきをより小さくすることができ、研削加工の歩留まりをより上げることができる。

なお、本実施形態に係る研削装置１０のアイドリング方法は、研削装置１０が温調水１２２を保持面３２に所定時間供給した後に、温調水１２２の供給を停止するとしたがこれに限定されない。温調水１２２の供給を停止するタイミングは、例えば、研削加工前の板状ワークＷが保持面３２に載置される直前でもよい。そうすることで、温調水１２２の供給が停止してから、研削加工が開始するまでの時間を短くすることができ、チャックテーブル１８、２０、２２の温度が低下することを抑制することができ、研削加工に伴うチャックテーブル１８、２０、２２の温度変化をより抑制することができ、チャックテーブル１８、２０、２２が温度変化によって研削加工中に変形することをより抑制することができる。その結果、研削加工中にチャックテーブル１８、２０、２２の変形によって板状ワークＷの保持位置が変化することをより抑制でき、板状ワークＷの研削加工を複数回行った場合でも、それぞれの板状ワークＷの面内厚さばらつきをより小さくすることができ、研削加工の歩留まりをより上げることができる。

なお、本実施形態に係る研削装置１０のアイドリング方法は、定温水供給装置３８がタンク内に貯留された水の温度を調整するとしたがこれに限定されない。定温水供給装置３８は、例えば、タンク内に代えて温調水供給路１２０にヒータが設けられ、ヒータの２次側に温度センサが設けられ、該温度センサの計測値に応じてヒータを調整することで一定温度の水を保持面３２に供給する構成としてもよい。これにより、温調水１２２を供給する時以外はヒータの電源を切ることができ、定温水供給装置３８が消費する電力を削減することができる。

次に、本実施形態に係る研削装置１０に本発明のアイドリング方法を実施することで、面内厚さばらつきが抑制できることを実験により確認した。本実験に用いた研削装置は、本実施形態に係る研削装置１０と同様の構成を有する。図８は、本実施形態に係る研削装置のアイドリング方法を実施して研削加工を行った場合の板状ワークの形状変化量を測定したグラフである。図９は、所定温度よりも高い温調水を用いて研削加工を行った場合の板状ワークの形状変化量を測定したグラフである。

図８及び図９に示した実験結果は、いずれも一定時間の間温調水１２２をチャックテーブル１８、２０、２２に供給し、チャックテーブル１８、２０、２２が温調水１２２の温度まで加熱された後に研削加工を実施した場合の実験結果を示す。

まず、本実施形態に係る研削装置１０のアイドリング方法を実施した場合と、温調水１２２の温度調整を実施しない場合の実験結果について説明する。図８に示したグラフは、横軸が板状ワークＷの加工枚数を示している。図８に示したグラフは、縦軸が板状ワークＷの厚さ方向の形状変化量を示している。ここで、形状変化量とは、１枚目に研削した板状ワークＷの厚さを基準とした変化量である。例えば、最も変化が大きくなりやすい板状ワークＷの中央の厚さを示す。図８に示したグラフは、縦軸の単位がμｍである。図８に示したグラフは、研削装置１０がチャックテーブルを３つ有するため、チャックテーブル１８、２０、２２に対する実験結果をそれぞれ示している。図８において、実線で示した測定値は、定温水供給装置３８で温調水１２２をα℃に調整して本発明のアイドリング方法を行った後に研削加工を実施した場合の実験結果を示す。ここで、α℃とは、加工熱の影響を受けた状態のチャックテーブル１８、２０、２２の温度を再現するための温調水１２２の温度を表す。本実施形態においては、α℃は、３６℃である。図８において破線で示した測定値は、研削時に板状ワークＷに供給する研削水８４の温度と同じ温度の水を供給した場合の実験結果を示す。ここで、本実験においては、研削水８４の水温は、α−１２℃（２４℃）であった。なお、図８において破線で示した測定値は、水温以外は、本実施形態に係る研削装置１０のアイドリング方法と同様の条件で研削加工を行った値である。

実験の結果、図８に示すように、本実施形態の研削装置１０に係るアイドリング方法を実施した場合、水温が２４度の場合と比較して、板状ワークＷの形状変化を抑制することができた。すなわち、α℃に温度調整された温調水１２２を一定時間の間温調水供給路１２０を介してチャックテーブル１８、２０、２２に供給した後に研削加工を実施することで、研削加工を継続して行った場合でも、チャックテーブル１８、２０、２２の温度変化を抑制し、チャックテーブル１８、２０、２２の温度変化に伴う面内厚さばらつきを抑制することが示された。

次に、温調水１２２の温度がα℃よりも高い場合の実験結果について説明する。図９に示したグラフは、横軸が板状ワークＷの加工枚数を示している。図９に示したグラフは、縦軸が板状ワークＷの厚さ方向の形状変化量を示している。ここで、形状変化量とは、１枚目に研削した板状ワークＷの厚さを基準とした変化量である。図９に示したグラフは、縦軸の単位がμｍである。図９に示したグラフは、研削装置１０がチャックテーブルを３つ有するため、チャックテーブル１８、２０、２２に対する実験結果をそれぞれ示している。図９に示した測定値は、定温水供給装置３８で温調水１２２をα＋１０℃に調整してアイドリング運転を行った後に研削加工を実施した場合の実験結果を示す。なお、図９に示した測定値は、温調水１２２の温度がα＋１０℃であること以外は、本実施形態に係る研削装置１０のアイドリング方法と同様の条件で研削加工した場合の値である。

実験の結果、図９に示すように、温調水１２２の温度をα＋１０℃に調整した場合、本実施形態の研削装置１０に係るアイドリング方法を実施した場合と比較して、板状ワークＷの形状変化が大きくなることが確認できた。すなわち、研削水８４より高い温度の温調水１２２を供給するだけでなく、加工条件に応じた適切な温度の温調水１２２を供給することが板状ワークＷの形状変化を抑えることに繋がることが確認できた。

なお、本発明は、上述した実施形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。例えば、本実施形態では、３つのチャックテーブル１８、２０、２２がターンテーブルに設けられている構成としたが、チャックテーブルの数は１つでも４つでもよく、特に限定されない。

なお、本実施形態に係る研削装置１０のアイドリング方法は、研削装置１０が板状ワークＷの裏面Ｗｂに凹形状部Ｗ３及び凹形状部Ｗ３を囲むリング状の補強部Ｗ４を形成するとしたが、これに限定されない。研削装置１０のアイドリング方法は、例えば、研削装置１０が板状ワークＷの裏面全面を研削する場合でも適用可能である。

１０ 研削装置
１２ 基台
１４ チャックテーブルユニット
１６ ターンテーブル
１８、２０、２２ チャックテーブル
２４ 支持基台
２５ 連通路
２６ セラミックス体
２８ 環状セラミックス
３０ ポーラスセラミックス
３２ 保持面
３４ 吸引源
３６ 圧縮空気供給源
３８ 定温水供給装置
３９ 水供給源
４０ａ 第１昇降部
４０ｂ 第２昇降部
４２ａ 第１垂直基台
４２ｂ 第２垂直基台
４４、４６ ガイドレール
４８ ブラケット
５０ ボルト
５２ 昇降用モータ
６０ａ 第１研削ユニット
６０ｂ 第２研削ユニット
６２ａ 第１モータ
６４ａ 第１モータ固定冶具
６６ａ 第１研削砥石
６６ｂ 第２研削砥石
６８ａ 研削面
８０ａ 第１研削水ノズル
８０ｂ 第２研削水ノズル
８２ 研削水供給路
８４ 研削水
８６ 加工室カバー
８８ 加工室
９０、９２ カセット
９４ 位置合わせ部
９６ 搬入部
９８ 搬出部
１００ 洗浄部
１０２ 搬出入部
１０４ ハンド
１１０ 制御部
１２０ 温調水供給路
１２２ 温調水
Ｒ１ 第１進退方向
Ｒ２ 第２進退方向
Ｄ デバイス
Ｔ 保護部材
Ｗ 板状ワーク
Ｗ１ デバイス領域
Ｗ２ 余剰領域
Ｗ３ 凹形状部
Ｗ４ 補強部
Ｗａ 表面
Ｗｂ 裏面

Claims (3)

1. 被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物に研削加工を施す研削ユニットと、を備えた研削装置のアイドリング方法であって、
   該チャックテーブルの保持面で保持する被加工物に供給する研削水より所定温度高い水温の温調水を該チャックテーブルの内部に供給しながらアイドリング運転を実施し、該チャックテーブルの状態を該被加工物の研削の際に生じる加工熱の影響を受けた状態にすることを特徴とする研削装置のアイドリング方法。
2. 該研削水より所定温度高い水温の温調研削水を該保持面に供給しながらアイドリング運転を実施し、該チャックテーブルと該研削ユニットとを収容する加工室の温度を、該被加工物の研削の際に生じる加工熱の影響を受けた状態にすることを特徴とする請求項１に記載の研削装置のアイドリング方法。
3. 該温調水は、該チャックテーブルの内部を通過して該保持面から噴出し、該チャックテーブルの該保持面に該被加工物が載置される前まで供給されることを特徴とする請求項１又は２に記載の研削装置のアイドリング方法。

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