JP6858539B2

JP6858539B2 - 研削装置

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Inventors: ジェヨンイ; 賢哉甲斐
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Description

本発明は、ターンテーブルに配設されたチャックテーブル上に保持された被加工物を、研削域に配設された研削手段によって研削する研削装置に関する。

半導体デバイスの製造工程において、ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが複数個形成された被加工物である半導体ウェーハは、個々のデバイスに分割される前にその裏面を研削装置によって研削して所定の厚さに形成される。このようなウェーハの裏面を研削する研削装置は、被加工物着脱域と研削域に沿って回転可能なターンテーブルと、ターンテーブルに配設されて順次研削域に移動される複数個のチャックテーブルと、研削域に配設されて研削域に位置付けられたチャックテーブル上に保持されたウェーハを研削する研削手段とを備えている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２００５４５号公報

通常、上述のような研削装置は、研削手段として、粗研削手段と仕上げ研削手段を備えており、粗研削手段と仕上げ研削手段によってそれぞれ１枚ずつのウェーハを同時に研削する。しかし、生産効率を向上させるべく、単位時間あたりに研削可能なウェーハの枚数を増やしたいという要求が生じており、既存の研削装置ではこの要求に応えることが難しい。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、単位時間あたりの被加工物の研削加工の処理数を増やして生産性を向上させることが可能な研削装置を提供することを目的とする。

本発明は、被加工物を保持する複数のチャックテーブルと、チャックテーブルを回動可能に支持しかつ回転可能なターンテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工物の被研削面に対して第１の研削を施す第１研削手段と、チャックテーブルに保持され第１の研削が施された被加工物の被研削面に対して第２の研削を施す第２研削手段とから少なくとも構成される研削装置であって、第１研削手段は、研削面を有する研削砥石が配設された第１研削ホイールと、第１研削ホイールを支持して回転可能なスピンドルを有するスピンドルユニットとから少なくとも構成され、第２研削手段は、研削面を有する研削砥石が配設された第２研削ホイールと、第２研削ホイールを支持して回転可能なスピンドルを有するスピンドルユニットとから少なくとも構成され、チャックテーブルは、第１研削手段及び第２研削手段に対応してそれぞれ２個ずつ配設され、それぞれのチャックテーブルは円錐形状の吸着面を有し、第１研削ホイールに配設された研削砥石の研削面に対して２個のチャックテーブルの２個の吸着面が平行となる各チャックテーブルの半径領域において研削が施され、該半径領域において被加工物に対して研削砥石が研削する方向が同一になるように２個のチャックテーブルの回転方向と吸着面の傾きが揃えられ、第２研削ホイールに配設された研削砥石の研削面に対して２個のチャックテーブルの２個の吸着面が平行となる各チャックテーブルの半径領域において研削が施され、該半径領域において被加工物に対して研削砥石が研削する方向が同一になるように２個のチャックテーブルの回転方向と吸着面の傾きが揃えられることを特徴とする。

この研削装置によれば、第１研削手段と第２研削手段のそれぞれで、２個のチャックテーブルに保持された２個の被加工物に対して研削加工を同時に行うため、既存の研削装置に比して多くの被加工物に効率良く研削を施すことができる。

本発明によれば、単位時間あたりの被加工物の研削加工の処理数を増やして生産性を向上させることが可能な研削装置を得ることができる。

本実施の形態に係る研削装置を示す上面図である。本実施の形態に係る研削装置で、一つの研削手段によって２個のチャックテーブル上の２個の被加工物を同時に研削加工する状態を示す側面図である。チャックテーブルの微調整手段を示す側面図である。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係る研削装置を示す上面図である。図１の紙面に沿う方向が水平方向であり、図１の紙面に対して垂直な方向が上下方向である。

図１に示す研削装置１０は、基台１１の上面に円板状のターンテーブル１２を有している。ターンテーブル１２は、図示を省略する回転駆動機構によって、上下方向に向けて延びる回転軸Ｐ１を中心として回転する。

図１に示すように、ターンテーブル１２上には、６つのチャックテーブルが設けられている。６つのチャックテーブルは、回転軸Ｐ１を中心とするターンテーブル１２の回転方向に等間隔（１２０°間隔）で配された３つの第１チャックテーブルＴＡと、回転軸Ｐ１を中心とする回転方向に等間隔（１２０°間隔）で配された３つの第２チャックテーブルＴＢとからなる。各チャックテーブルＴＡ、ＴＢは板状の被加工物Ｗ（図２、図３参照）を吸着保持するためのものであり、その詳細については後述する。被加工物Ｗは、半導体基板、無機材料基板の他、デバイスが形成された半導体ウェーハや光デバイスウェーハ等、研削加工の対象となるものであれば任意のものを適用可能である。

図１に、回転軸Ｐ１を通ってターンテーブル１２の半径方向に延びる、仮想的な３本の基準線Ｌを一点鎖線で示している。３本の基準線Ｌは回転軸Ｐ１を中心とする回転方向に等間隔（１２０°間隔）で配されており、それぞれの基準線Ｌに関して線対称の関係で第１チャックテーブルＴＡと第２チャックテーブルＴＢが一つずつ配置されている。この基準線Ｌを挟んで対をなす関係で設けられた第１チャックテーブルＴＡと第２チャックテーブルＴＢを、チャックテーブルセットとする。すなわち、ターンテーブル１２上には、それぞれが第１チャックテーブルＴＡと第２チャックテーブルＴＢを含む３組のチャックテーブルセット１４、１５及び１６が設けられている。

基台１１の上面から上方に突出するコラム１７には、各チャックテーブルＴＡ、ＴＢに保持された被加工物Ｗ（図２、図３参照）に対して研削加工を行う、第１研削手段２０と第２研削手段３０が支持されている。第１研削手段２０は、被加工物Ｗに対して第１の研削である粗研削を施すものである。第２研削手段３０は、第１研削手段２０により粗研削が行われた後の被加工物Ｗに対して、第２の研削である仕上げ研削を施すものである。

第１研削手段２０と第２研削手段３０は、後述する研削砥石２６、３６を除いて概ね共通の構造を有している。図２及び図３は、第１研削手段２０と第２研削手段３０の両方の説明に共用される図であり、第１研削手段２０の構成要素を通常の符号で表し、第２研削手段３０の構成要素を括弧書きの符号で表している。また、図１では、基台１１上のターンテーブル１２や各チャックテーブルＴＡ、ＴＢとの関係を分かりやすくするために、第１研削手段２０と第２研削手段３０の構成要素を部分的に二点鎖線で仮想的に示している。

図１に示すように、第１研削手段２０は、移動基台２１と、移動基台２１に装着されたスピンドルユニット２２を備えている。移動基台２１は、コラム１７の前面に設けた一対のガイドレール１８に沿って上下方向に移動可能に支持されている。スピンドルユニット２２は、上下方向に向けて延びる回転軸Ｐ２を中心として回転可能なスピンドル２３を有し、スピンドル２３は上端に設けたモータ２４によって回転駆動される。スピンドル２３の下端には円板状の第１研削ホイール２５が支持される。第１研削ホイール２５の中心は回転軸Ｐ２と一致しており、スピンドル２３が回転すると、第１研削ホイール２５は回転軸Ｐ２を中心として回転する。第１研削ホイール２５の下面の周縁部に、複数の研削砥石２６が環状に配設されている。なお、図１では一部の研削砥石２６の図示を省略している。研削砥石２６は粗研削用の研削砥石であり、図２及び図３に示すように、下方に向く研削面２６ａを有している。

図１に示すように、コラム１７の前面側には、上下方向に回転軸が延びるボールネジ２７が配設されており、ボールネジ２７は上端に設けたモータ２８によって回転駆動される。ボールネジ２７は、移動基台２１に設けた貫通ねじ穴に螺合している。ボールネジ２７が回転すると、移動基台２１がガイドレール１８に沿って上下方向に移動し、移動基台２１の移動に伴って、スピンドルユニット２２に支持される第１研削ホイール２５が上下移動を行う。

図１に示すように、第２研削手段３０は、移動基台３１と、移動基台３１に装着されたスピンドルユニット３２を備えている。移動基台３１は、コラム１７の前面に設けた一対のガイドレール１９に沿って上下方向に移動可能に支持されている。スピンドルユニット３２は、上下方向に向けて延びる回転軸Ｐ３を中心として回転可能なスピンドル３３を有し、スピンドル３３は上端に設けたモータ３４によって回転駆動される。スピンドル３３の下端には円板状の第２研削ホイール３５が支持される。第２研削ホイール３５の中心は回転軸Ｐ３と一致しており、スピンドル３３が回転すると、第２研削ホイール３５は回転軸Ｐ３を中心として回転する。第２研削ホイール３５の下面の周縁部に、複数の研削砥石３６が環状に配設されている。なお、図１では一部の研削砥石３６の図示を省略している。研削砥石３６は仕上げ研削用の研削砥石であり、図２及び図３に示すように、下方に向く研削面３６ａを有している。

図１に示すように、コラム１７の前面側には、上下方向に回転軸が延びるボールネジ３７が配設されており、ボールネジ３７は上端に設けたモータ３８によって回転駆動される。ボールネジ３７は、移動基台３１に設けた貫通ねじ穴に螺合している。ボールネジ３７が回転すると、移動基台３１がガイドレール１９に沿って上下方向に移動し、移動基台３１の移動に伴って、スピンドルユニット３２に支持される第２研削ホイール３５が上下移動を行う。

３組のチャックテーブルセット１４、１５及び１６を構成する計６つのチャックテーブルＴＡ、ＴＢはいずれも、共通する構造と大きさを有している。図２及び図３に示すように、各チャックテーブルＴＡ、ＴＢは、円柱状の枠体４０と、枠体４０の上面に形成した円形の凹部内に保持される円板状の吸着保持部４１を備え、吸着保持部４１の上面である吸着面４２上に被加工物Ｗを載置する。被加工物Ｗは、被研削面Ｗａ（図２、図３）を上方に向けて載置される。吸着保持部４１はポーラスセラミックス等の多孔質部材からなり、図２に概念的に示す吸引手段４３を作動することにより吸着保持部４１に吸引力が作用して、吸着面４２上に被加工物Ｗを吸着保持することができる。各チャックテーブルＴＡ、ＴＢは、図示を省略する回転駆動機構によって、回転軸Ｐ４を中心として回転される。

図１及び図２に示すように、第１研削ホイール２５の径は個々のチャックテーブルＴＡ、ＴＢの径よりも大きく、第１研削ホイール２５の下面に設けた研削砥石２６に対して、各チャックテーブルセット１４、１５及び１６を構成する２個のチャックテーブルＴＡ、ＴＢの２個の吸着面４２を同時に対面させることができる。同様に、第２研削ホイール３５の径は個々のチャックテーブルＴＡ、ＴＢの径よりも大きく、第２研削ホイール３５の下面に設けた研削砥石３６に対して、各チャックテーブルセット１４、１５及び１６を構成する２個のチャックテーブルＴＡ、ＴＢの２個の吸着面４２を同時に対面させることができる。すなわち、第１研削手段２０と第２研削手段３０はいずれも、２個のチャックテーブルＴＡ、ＴＢ上の２個の被加工物Ｗに対して同時に研削を施すことが可能であり、第１研削手段２０と第２研削手段３０によって合計４個の被加工物Ｗを同時に研削することができる。この研削加工の詳細については後述する。なお、本実施の形態では、第１研削ホイール２５と第２研削ホイール３５は共通の径に設定されている。

図２に誇張して示すように、吸着保持部４１の吸着面４２は、回転軸Ｐ４を軸とする円錐形に形成されている。そして、第１チャックテーブルＴＡと第２チャックテーブルＴＢはそれぞれ、吸着面４２の勾配に対応した角度の分、第１研削ホイール２５の回転軸Ｐ２及び第２研削ホイール３５の回転軸Ｐ３に対して回転軸Ｐ４を傾斜させてターンテーブル１２に対して支持される。

第１チャックテーブルＴＡと第２チャックテーブルＴＢのそれぞれの吸着面４２上に吸着保持される被加工物Ｗは、吸着面４２に沿う円錐状になる。そのため、各チャックテーブルＴＡ、ＴＢ上の被加工物Ｗの被研削面Ｗａ（図２、図３）は、第１研削手段２０により粗研削加工を施される際に、第１研削ホイール２５の下面周縁部に設けた研削砥石２６の研削面２６ａ（図２、図３）に対して平行となる線状の半径領域が、研削砥石２６と接触して研削される。また、各チャックテーブルＴＡ、ＴＢ上の被加工物Ｗの被研削面Ｗａは、第２研削手段３０により仕上げ研削加工を施される際に、第２研削ホイール３５の下面周縁部に設けた研削砥石３６の研削面３６ａ（図２、図３）に対して平行となる線状の半径領域が、研削砥石３６と接触して研削される。

図１に、第１研削手段２０の研削砥石２６の研削面２６ａが第１チャックテーブルＴＡ上の被加工物Ｗの被研削面Ｗａに対して対面する領域を、加工ラインＳ１として示し、第１研削手段２０の研削砥石２６の研削面２６ａが第２チャックテーブルＴＢ上の被加工物Ｗの被研削面Ｗａに対して対面する領域を、加工ラインＳ２として示した。また、図１に、第２研削手段３０の研削砥石３６の研削面３６ａが第１チャックテーブルＴＡ上の被加工物Ｗの被研削面Ｗａに対して対面する領域を、加工ラインＳ３として示し、第２研削手段３０の研削砥石３６の研削面３６ａが第２チャックテーブルＴＢ上の被加工物Ｗの被研削面Ｗａに対して対面する領域を加工ラインＳ４として示した。このように、第１研削手段２０では、第１研削ホイール２５に配設された研削砥石２６の研削面２６ａと２個のチャックテーブルＴＡ、ＴＢの２個の吸着面４２とが対面する半径領域（加工ラインＳ１、Ｓ２）において、被加工物Ｗの被研削面Ｗａに対する研削が施される。また、第２研削手段３０では、第２研削ホイール３５に配設された研削砥石３６の研削面３６ａと２個のチャックテーブルＴＡ、ＴＢの２個の吸着面４２とが対面する半径領域（加工ラインＳ３、Ｓ４）において、被加工物Ｗの被研削面Ｗａに対する研削が施される。

各チャックテーブルＴＡ、ＴＢは、微調整手段によって、傾きの方向及び傾きの大きさを調整することができる。図３に示すように、微調整手段５０は、枠体４０を支持するチャックテーブルベース５１の下部に設けたフランジ５２と、ターンテーブル１２に対して固定関係にある固定部５３との間を、調整軸機構によって接続した構造を有している。調整軸機構は、固定部５３に対して固定的に支持される筒状部５４と、筒状部５４に対して挿入されたボルト軸５５とを有し、ボルト軸５５の下端に設けた回転操作部５６を回転させることにより、筒状部５４に対してボルト軸５５が上下方向に進退移動する。ボルト軸５５の上端付近がフランジ５２に接続しており、ボルト軸５５が進退移動すると、フランジ５２におけるボルト軸５５の接続部分が上下に位置変化する。

図１に示すように、各チャックテーブルＴＡ、ＴＢは、回転軸Ｐ４を中心とする回転方向で等間隔に位置する３箇所の支持部Ｍで、ターンテーブル１２に対して支持される、この３箇所の支持部Ｍのうち、２箇所以上に上記の微調整手段５０を配することで、各チャックテーブルＴＡ、ＴＢの傾き調整が可能となる。例えば、各チャックテーブルＴＡ、ＴＢにおいて、図１に示す加工ラインＳ１、Ｓ２、Ｓ３及びＳ４の端部に近接して位置する１つの支持部Ｍを固定の支持部とし、残る２つの支持部Ｍに微調整手段５０を設けることができる。この構成によれば、円錐状の吸着面４２のうち、概ね加工ラインＳ１、Ｓ２、Ｓ３及びＳ４に沿って延びる稜線を中心として各チャックテーブルＴＡ、ＴＢの傾き調整を行わせることができる。

以上の構成からなる研削装置１０の動作を説明する。ターンテーブル１２上に設けられた３組のチャックテーブルセット１４、１５及び１６は、回転軸Ｐ１を中心とするターンテーブル１２の回転によって、図１に示す被加工物着脱域Ｅ１と第１研削域Ｅ２と第２研削域Ｅ３に順次移動される。図１は、チャックテーブルセット１４が被加工物着脱域Ｅ１に位置し、チャックテーブルセット１５が第１研削域Ｅ２に位置し、チャックテーブルセット１６が第２研削域Ｅ３に位置する状態を示している。

被加工物着脱域Ｅ１は、図示を省略する搬送機構と、第１チャックテーブルＴＡ及び第２チャックテーブルＴＢとの間で、被加工物Ｗの受け渡しを行う領域である。被加工物Ｗは、搬送機構によって被加工物着脱域Ｅ１まで搬送される。そして、被加工物着脱域Ｅ１に待機しているチャックテーブルセット１４の第１チャックテーブルＴＡと第２チャックテーブルＴＢのそれぞれの吸着面４２上に、被研削面Ｗａを上方に向けて被加工物Ｗが載せられる。第１チャックテーブルＴＡと第２チャックテーブルＴＢはそれぞれ、吸引手段４３（図２）による吸引力によって吸着面４２上に被加工物Ｗを吸着保持する。

なお、本発明は搬送機構の構成を限定するものではなく、様々な形態の搬送機構を用いることが可能である。一例として、２個のチャックテーブルＴＡ、ＴＢに対して２つの被加工物Ｗを同時に搬送可能な搬送機構を用いると、搬送効率を高めることができる。また、本実施の形態の研削装置１０を、様々な加工装置を自由に組みわせて連携させるクラスターモジュールシステムの一部として適用し、クラスターモジュールシステムの搬送機構を用いて、被加工物着脱域Ｅ１への被加工物Ｗの搬送を行ってもよい。

第１研削域Ｅ２は、第１チャックテーブルＴＡと第２チャックテーブルＴＢのそれぞれに保持されている被加工物Ｗの被研削面Ｗａに対して、第１研削手段２０によって粗研削加工を行う領域である。先に述べたように、第１研削ホイール２５の径は、第１研削域Ｅ２に位置するチャックテーブルセット１５の個々のチャックテーブルＴＡ、ＴＢの径よりも大きい。そして、この２個のチャックテーブルＴＡ、ＴＢの２個の吸着面４２上に保持された２個の被加工物Ｗの被研削面Ｗａに対して、第１研削ホイール２５の下面に設けた研削砥石２６の研削面２６ａを接触させて、同時に粗研削加工を行うことができる（図２参照）。

より詳しくは、図１に示すように、第１研削域Ｅ２では、第１研削ホイール２５の回転中心である回転軸Ｐ２が、第１チャックテーブルＴＡと第２チャックテーブルＴＢの中間を通る基準線Ｌ上に位置する（基準線Ｌと回転軸Ｐ２が垂直な関係で交わる）。また、第１チャックテーブルＴＡにおける回転軸Ｐ４と、第２チャックテーブルＴＢにおける回転軸Ｐ４がそれぞれ、第１研削ホイール２５の外周上に位置している。

この状態で、チャックテーブルセット１５を構成する第１チャックテーブルＴＡと第２チャックテーブルＴＢをそれぞれ、回転軸Ｐ４を中心として図１の矢印Ｒ１方向（反時計方向）に回転させると共に、第１研削手段２０における第１研削ホイール２５を図１の矢印Ｒ２方向（反時計方向）に回転させながら下降させる。そして、第１研削ホイール２５の下面周縁部に設けた研削砥石２６の研削面２６ａを、第１チャックテーブルＴＡに保持された被加工物Ｗの被研削面Ｗａに対して加工ラインＳ１に沿って接触させると共に、第２チャックテーブルＴＢに保持された被加工物Ｗの被研削面Ｗａに対して加工ラインＳ２に沿って接触させて、一つの第１研削ホイール２５の回転動作に伴って２個の被加工物Ｗの粗研削加工を同時に行う。加工ラインＳ１に沿う粗研削と加工ラインＳ２に沿う粗研削はいずれも、被加工物Ｗの外周部分から中心（回転軸Ｐ４）に向かう方向となるため、チャックテーブルセット１５により保持される２個の被加工物Ｗに対する研削条件を同じにすることができる。

このとき、加工ラインＳ１及び加工ラインＳ２においては、研削砥石２６の研削面２６ａと２個のチャックテーブルＴＡ、ＴＢのそれぞれの吸着面４２とが予め平行になるように調整されているため、２個の被加工物Ｗの被研削面Ｗａに対して粗研削が精度良く行われる。また、研削砥石２６の研削面２６ａが２個のチャックテーブルＴＡ、ＴＢのそれぞれの回転軸Ｐ４を通るので、２個の被加工物Ｗに対して削り残し無く被研削面Ｗａ全体を均一に粗研削できる。さらに、各チャックテーブルＴＡ、ＴＢを支持する３箇所の支持部Ｍで囲まれる三角形状の領域内に加工ラインＳ１、Ｓ２が位置するので、第１研削手段２０によって粗研削を行う際の被加工物Ｗの安定性を高めることができる。

第２研削域Ｅ３は、第１チャックテーブルＴＡと第２チャックテーブルＴＢのそれぞれに保持されている被加工物Ｗの被研削面Ｗａに対して、第２研削手段３０によって仕上げ研削加工を行う領域である。先に述べたように、第２研削ホイール３５の径は、第２研削域Ｅ３に位置するチャックテーブルセット１６の個々のチャックテーブルＴＡ、ＴＢの径よりも大きい。そして、この２個のチャックテーブルＴＡ、ＴＢの２個の吸着面４２上に保持された２つの被加工物Ｗの被研削面Ｗａに対して、第２研削ホイール３５の下面に設けた研削砥石３６の研削面３６ａを接触させて、同時に仕上げ研削加工を行うことができる（図２参照）。

より詳しくは、図１に示すように、第２研削域Ｅ３では、第２研削ホイール３５の回転中心である回転軸Ｐ３が、第１チャックテーブルＴＡと第２チャックテーブルＴＢの中間を通る基準線Ｌ上に位置する（基準線Ｌと回転軸Ｐ３が垂直な関係で交わる）。また、第１チャックテーブルＴＡにおける回転軸Ｐ４と、第２チャックテーブルＴＢにおける回転軸Ｐ４がそれぞれ、第２研削ホイール３５の外周上に位置している。

この状態で、チャックテーブルセット１６を構成する第１チャックテーブルＴＡと第２チャックテーブルＴＢをそれぞれ、回転軸Ｐ４を中心として図１の矢印Ｒ３方向（反時計方向）に回転させると共に、第２研削手段３０における第２研削ホイール３６を図１の矢印Ｒ４方向（反時計方向）に回転させながら下降させる。そして、第２研削ホイール３５の下面周縁部に設けた研削砥石３６の研削面３６ａを、第１チャックテーブルＴＡに保持された被加工物Ｗの被研削面Ｗａに対して加工ラインＳ３に沿って接触させると共に、第２チャックテーブルＴＢに保持された被加工物Ｗの被研削面Ｗａに対して加工ラインＳ４に沿って接触させて、一つの第２研削ホイール３５の回転動作に伴って２個の被加工物Ｗの仕上げ研削加工を同時に行う。加工ラインＳ３に沿う仕上げ研削と加工ラインＳ４に沿う仕上げ研削はいずれも、被加工物Ｗの外周部分から中心（回転軸Ｐ４）に向かう方向となるため、チャックテーブルセット１６により保持される２個の被加工物Ｗに対する研削条件を同じにすることができる。

このとき、加工ラインＳ３及び加工ラインＳ４においては、研削砥石３６の研削面３６ａと２個のチャックテーブルＴＡ、ＴＢのそれぞれの吸着面４２とが予め平行になるように調整されているため、２個の被加工物Ｗの被研削面Ｗａに対して仕上げ研削が精度良く行われる。また、研削砥石３６の研削面が２個のチャックテーブルＴＡ、ＴＢのそれぞれの回転軸Ｐ４を通るので、２個の被加工物Ｗに対して削り残し無く被研削面Ｗａ全体を均一に仕上げ研削できる。さらに、各チャックテーブルＴＡ、ＴＢを支持する３箇所の支持部Ｍで囲まれる三角形状の領域内に加工ラインＳ３、Ｓ４が位置するので、第２研削手段３０によって仕上げ研削を行う際の被加工物Ｗの安定性を高めることができる。

図１に示す状態で、第１研削域Ｅ２と第２研削域Ｅ３における計４個の被加工物Ｗに対する研削が完了すると、第１研削ホイール２５と第２研削ホイール３５をそれぞれ被加工物Ｗから上方へ引き上げた状態にして、ターンテーブル１２を図１の矢印Ｒ５方向（反時計方向）に回転させる。図１に示す位置からターンテーブル１２が１２０°回転すると、チャックテーブルセット１４が被加工物着脱域Ｅ１から第１研削域Ｅ２に移動され、チャックテーブルセット１５が第１研削域Ｅ２から第２研削域Ｅ３に移動され、チャックテーブルセット１６が第２研削域Ｅ３から被加工物着脱域Ｅ１に移動される。

そして、第１研削域Ｅ２において、チャックテーブルセット１４の２個のチャックテーブルＴＡ、ＴＢに保持される２個の被加工物Ｗの被研削面Ｗａ（図１の状態で被加工物着脱域Ｅ１に位置していた未研削のもの）に対して、第１研削手段２０を用いて同時に粗研削加工を行う。また、第２研削域Ｅ３において、チャックテーブルセット１５の２個のチャックテーブルＴＡ、ＴＢに保持される２個の被加工物Ｗの被研削面Ｗａ（図１の状態で第１研削域Ｅ２において粗研削が施されたもの）に対して、第２研削手段３０を用いて同時に仕上げ研削加工を行う。さらに、被加工物着脱域Ｅ１において、チャックテーブルセット１６の２個のチャックテーブルＴＡ、ＴＢに保持された仕上げ研削済みの２つの被加工物Ｗを、不図示の搬送機構に受け渡しする。研削装置１０による研削加工を継続して行う場合には、被加工物着脱域Ｅ１で、チャックテーブルセット１６の２個のチャックテーブルＴＡ、ＴＢのそれぞれの吸着面４２上に、未研削の状態の新たな被加工物Ｗが載置される。

上記の動作の繰り返しで、第１研削手段２０による粗研削加工と第２研削手段３０による仕上げ研削加工を、それぞれ２個の被加工物Ｗに対して同時に行うことができる。従って、本実施の形態の研削装置１０によれば、粗研削用の研削手段と仕上げ研削用の研削手段でそれぞれ１個ずつ被加工物を研削する既存の研削装置に比して、単位時間あたりに研削加工可能な被加工物の数を増やすことができ、生産性が向上する。

また、上記実施の形態では、第１研削域Ｅ２において、基準線Ｌに関して２個のチャックテーブルＴＡ、ＴＢを線対称に配置すると共に、第１研削ホイール２５の回転軸Ｐ３を基準線Ｌ上に位置させている。そして、２個のチャックテーブルＴＡ、ＴＢは、いずれも被加工物Ｗの外周から中心（回転軸Ｐ４）に向けて研削砥石２６による研削が進むように、傾きと回転方向が揃えられている。同様に、第２研削域Ｅ３において、基準線Ｌに関して２個のチャックテーブルＴＡ、ＴＢを線対称に配置すると共に、第２研削ホイール３５の回転軸Ｐ３の回転軸Ｐ３を基準線Ｌ上に位置させている。そして、２個のチャックテーブルＴＡ、ＴＢは、いずれも被加工物Ｗの外周から中心（回転軸Ｐ４）に向けて研削砥石３６による研削が進むように、傾きと回転方向が揃えられている。これらの構成によって、第１研削域Ｅ２での２個の被加工物Ｗに関する研削条件が同じになり、かつ第２研削域Ｅ３での２個の被加工物Ｗに関する研削条件が同じになり、研削加工の処理数を増やしながら、加工の質のばらつきをなくすことができる。

また、上記実施の形態の研削装置１０は、２個のチャックテーブルＴＡ、ＴＢの吸着面４２に対して同時に対面する大径の第１研削ホイール２５や第２研削ホイール３５を用いて、２個の被加工物Ｗへの研削を行う。この構成によると、第１チャックテーブルＴＡ上の被加工物Ｗを研削する範囲（加工ラインＳ１、Ｓ３）と、第２チャックテーブルＴＢ上の被加工物Ｗを研削する範囲（加工ラインＳ２、Ｓ４）との間に、各研削砥石２６、３６が被加工物Ｗに接触しない研削休止範囲が得られる。この研削休止範囲を利用して、各研削砥石２６、３６を効率的に冷却して、各研削砥石２６、３６の耐久性向上を図ることができる。例えば、研削休止範囲で各研削砥石２６、３６を積極的に冷却するような冷却水の供給システムを備えてもよい。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状等については、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。

例えば、上記実施の形態では、第１研削手段２０と第２研削手段３０をほぼ共通の構成としているが、第１研削手段と第２研削手段が異なる構成を備えていてもよい。

また、上記実施の形態の研削装置１０は、第１研削域Ｅ２と第２研削域Ｅ３の２つの研削域を備えているが、３以上の異なる研削域を備える研削装置にも適用が可能である。

また、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態や変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。

また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。

以上説明したように、本発明は、単位時間あたりの被加工物の研削加工の処理数を増やして生産性の向上を実現できるという効果を有し、特に、ターンテーブルに配設されたチャックテーブル上に保持された被加工物を、研削域に配設された研削手段の研削ホイールによって研削する研削装置に有用である。

１０研削装置
１２ターンテーブル
１３１４１５チャックテーブルセット
２０第１研削手段
２２スピンドルユニット
２３スピンドル
２５第１研削ホイール
２６研削砥石
２６ａ研削面
３０第２研削手段
３２スピンドルユニット
３３スピンドル
３５第２研削ホイール
３６研削砥石
３６ａ研削面
４１吸着保持部
４２吸着面
５０微調整手段
Ｅ１被加工物着脱域
Ｅ２第１研削域
Ｅ３第２研削域
Ｍ支持部
Ｐ１Ｐ２Ｐ３Ｐ４回転軸
Ｓ１Ｓ２Ｓ３Ｓ４加工ライン
ＴＡ第１チャックテーブル
ＴＢ第２チャックテーブル
Ｗ被加工物
Ｗａ被研削面

Claims

被加工物を保持する複数のチャックテーブルと、該チャックテーブルを回動可能に支持しかつ回転可能なターンテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物の被研削面に対して第１の研削を施す第１研削手段と、該チャックテーブルに保持され該第１の研削が施された該被加工物の被研削面に対して第２の研削を施す第２研削手段とから少なくとも構成される研削装置であって、
該第１研削手段は、研削面を有する研削砥石が配設された第１研削ホイールと、該第１研削ホイールを支持して回転可能なスピンドルを有するスピンドルユニットとから少なくとも構成され、
該第２研削手段は、研削面を有する研削砥石が配設された第２研削ホイールと、該第２研削ホイールを支持して回転可能なスピンドルを有するスピンドルユニットとから少なくとも構成され、
該チャックテーブルは、該第１研削手段及び該第２研削手段に対応してそれぞれ２個ずつ配設され、それぞれの該チャックテーブルは円錐形状の吸着面を有し、
該第１研削ホイールに配設された該研削砥石の該研削面に対して２個の該チャックテーブルの２個の該吸着面が平行となる各チャックテーブルの半径領域において研削が施され、該半径領域において被加工物に対して該研削砥石が研削する方向が同一になるように２個の該チャックテーブルの回転方向と該吸着面の傾きが揃えられ、
該第２研削ホイールに配設された該研削砥石の該研削面に対して２個の該チャックテーブルの２個の該吸着面が平行となる各チャックテーブルの半径領域において研削が施され、該半径領域において被加工物に対して該研削砥石が研削する方向が同一になるように２個の該チャックテーブルの回転方向と該吸着面の傾きが揃えられることを特徴とする研削装置。
全ての該チャックテーブルは、回転軸を中心とする回転方向で等間隔に位置する３箇所の支持部によって傾き調整可能に支持され、
該回転軸に沿って見たときに、３箇所の該支持部で囲まれる三角形状の領域内に該半径領域の全体が位置することを特徴とする請求項１に記載の研削装置。
全ての該チャックテーブルは、回転軸を中心とする回転方向で等間隔に位置する３箇所の支持部によって傾き調整可能に支持され、
３箇所の該支持部のうち１箇所が、該半径領域の端部に隣接して位置する固定の支持部であり、
３箇所の該支持部のうち他の２箇所が、該チャックテーブルの支持位置を上下方向に調整可能な微調整手段を備える支持部であることを特徴とする請求項１に記載の研削装置。