JP7065499B2 - 処理装置および処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、対象物を研削または研磨する処理装置および処理方法に関する。

例えば、半導体装置の製造では、半導体基板（以下、ワークともいう）の裏面を研削装置により研削して薄化することが行われている。従来から提案される研削装置は、基台と、基台に取り付けられたモータによって回転駆動されるワークスピンドルと、基台に対して上下動可能に支持された主軸台と、主軸台に取り付けられ、モータによって回転駆動される工具スピンドルとを備え、ワークスピンドルに研削対象であるワークを吸着保持し、工具スピンドルに取り付けられた砥石によりワークを研削するタイプのものが一般的である。

このような研削装置では、砥石の番手（粒形による砥石の目粗さ）や性質、加工対象物の素材、および加工条件によっては研削で分離した加工物素材の結晶が砥石の粒子付近に堆積していくため砥石に目詰まりが生じ、いずれは研削効果を阻害する。この状態になると砥石はドレッサという目立て工具を利用して堆積した素材分離結晶を脱落させて、元の効果を復元しなければ研削加工を継続することが困難となる。

このため、例えば、ドレッサーボードをチャックテーブルの近傍に配設し、板状ワークの研削中または板状ワークをチャックテーブルに搬出入するタイミング等において、研削砥石の研削面のドレス（目立て）を行っている。砥石の研削面をドレスすることで、研削面に新しい砥粒を表出させ、硬質の板状ワークに対する連続研削が可能となる。しかしながら、ドレスを行うことでウエハの研削作業が中断してしまうため生産効率の低下を招くといった問題がある。特に、サファイアやＳｉＣ等の硬質の板状ワークを研削する場合は、研削加工に使用する砥石に目詰まりが生じやすいため、砥石の研削面をドレス頻度が高くなる。このため、ドレスによる生産効率の低下が無視できないものとなる。

そこで従来の研削装置には、送手段によって被加工物を搬送する全自動搬送機能を有し、保持手段に保持した被加工物の一の面を研削部材によって研削する研削装置の、保持手段にドレス板を保持し、ドレス板を研削することで研削部材をドレスするドレス方法であって、研削部材によって研削されるドレッサ部と、搬送手段によって保持され得る被保持領域とを有するドレス板を、搬送手段が被保持領域を保持して保持手段に載置するドレス板載置工程と、研削部材によってドレス板のドレッサ部を研削してドレスするドレス工程と、ドレス板を、搬送手段が被保持領域を保持して保持手段から取り去るドレス板除去工程とを備えるものがある（例えば、特許文献１）。

この研削装置では、ドレス板にドレッサ部と被保持領域とを設けているため、被加工物を研削するときと同じようにドレス板を搬送手段で搬送することができ、これにより、ドレス板は、搬送手段によって自動的に保持手段に載置され研削部材で研削され、ドレス板の研削終了後には、搬送手段によって保持手段からドレス板が除去される。このため、従来のように作業者が手作業で保持手段にドレス部材をセットする必要がなく、ドレス作業が被加工物の研削作業と同様に自動で行えるため作業者による作業ミスの発生を抑えることができ、かつ効率的にドレスすることができるとしている。

特開２００９－０２３０５７号

しかしながら、ドレスを自動で行うことができるものの、ドレス作業が必要な頻度は変わらない。また、ドレス作業では砥石表面の砥粒をも脱落させるため砥石消耗を大きく促進してしまう。研削加工素材にもよるが、加工による消耗よりもドレスによる砥石消耗のほうが大きい場合がある。したがって、ドレス作業は砥石寿命を考える上において無駄な部分といえる。

このため、研削処理または研磨処理におけるドレス時間を不要もしくは短縮して生産性を向上することのできる処理装置および処理方法が求められている。

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、研削処理または研磨処理におけるドレス時間を不要もしくは短縮して生産性を向上することのできる処理装置および処理方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決すべく、本発明に係る処理装置は、処理対象であるワークを研削処理または研磨処理する処理装置であって、処理具を保持して回転動作させる第１回転体と、前記ワークを保持して回転動作させる第２回転体と、前記第１回転体に対する前記第２回転体の相対的な回転速度を逆転させる制御部とを備えることを特徴とする。

研削装置や研磨装置では処理具とワークが互いに回転していることで処理対象の表面結晶を剥離していくが、双方の回転方向の関係が一定しているために分離した結晶の砥石粒子への堆積も一定方向になると予想される。従って処理途中に双方の回転方向の関係を変えて堆積した分離結晶へ逆方向の作用を加えることで、積極的に堆積物の離脱を促進できると推測される。上記構成によれば、第１回転体に対する第２回転体の相対的な回転速度を逆転させるので、堆積した分離結晶へ逆方向の作用が加わり堆積物の離脱が促進される。このため、処理具の目詰まりを抑制してドレス時間を不要もしくは短縮して生産性を向上することができる。また、ドレスによる処理具の生産に寄与しない無駄な消耗を抑制することができる。

またワークの素材によっては、処理中に堆積した分離結晶がある程度の量に達すると、突然に自然離脱し急激に処理効率が復元する場合がある。これを自生作用というがどのタイミングで発生するかは予測しえないことが多い。このとき直前までは処理効率の低下により、いわゆる切れ味の悪い状態で処理具をワークに押し付けて研削していることなり、応力が反力として処理具やワークの進行軸に蓄積している。しかし上記のように急激な切れ味の回復により、その反力が一気に解放されワークの加工面に処理具が食い込むことで処理に適した圧力以上の応力が瞬間的にかかり、処理具やワークの破壊につながる虞がある。しかし、上記構成では、ワークへの加工作用を自生作用に転化して利用しているので、不用意な突然の自生作用によるワークや処理具の破壊を抑制できる。

また、本発明に係る処理装置の前記制御部は、前記第１回転体または第２回転体の少なくとも一方の回転速度を上昇または低下させることにより前記第１回転体に対する前記第２回転体の相対的な回転速度を逆転させることを特徴とする。

研削装置や研磨装置では、回転速度が高速であることや、回転方向を切り替える前に回転を停止しなければならないので処理面に影響するなど、処理途中に回転方向を切り替えることが困難なことも考えられる。このような場合は、処理具とワークの双方の回転数の差を利用して、処理具に作用する方向を逆にすることができる。例えば、定常処理時に、処理具の回転速度ＧＳをワークの回転速度ＷＳよりも早くしている場合（ＧＳ＞ＷＳ）、双方の速度を変更して、処理具の回転速度ＧＳをワークの回転速度ＷＳよりも遅くすることで（ＧＳ＜ＷＳ）、処理具とワークの相対速度の変化を作用応力方向の変化として置き換えることができる。上記構成によれば、第１回転体または第２回転体の少なくとも一方の回転速度を上昇または低下させているので、第１回転体に対する第２回転体の相対的な回転速度を逆転させて作用応力方向の変化とすることができるので、処理途中に回転方向を切り替えることが困難な場合にも本発明を適用し、処理具の目詰まりを抑制してドレス時間を不要もしくは短縮して生産性を向上することができる。また、ドレスによる処理具の生産に寄与しない無駄な消耗を抑制することができる。さらに、ワークへの加工作用を自生作用に転化して利用しているので、不用意な突然の自生作用によるワークや処理具の破壊を抑制できる。

また、本発明に係る処理装置の前記制御部は、前記第１回転体または第２回転体の少なくとも一方の回転方向を逆転させることにより前記第１回転体に対する前記第２回転体の相対的な回転速度を逆転させることを特徴とする。

上記構成によれば、第１回転体または第２回転体の少なくとも一方の回転方向を逆転させることにより第１回転体に対する第２回転体の相対的な回転速度を逆転させる。このため、処理具の目詰まりを抑制してドレス時間を不要もしくは短縮して生産性を向上することができる。また、ドレスによる処理具の生産に寄与しない無駄な消耗を抑制することができる。さらに、ワークへの加工作用を自生作用に転化して利用しているので、不用意な突然の自生作用によるワークや処理具の破壊を抑制できる。
また加工実行ごとに、第１回転体と第２回転体の回転方向の組み合わせを双方ともに逆にすることで同一の加工能力のまま前回の加工における処理具に堆積した分離結晶へ逆方向の作用を加えられ、堆積物の離脱を促進することができる。
また正対した第１回転体と第２回転体は双方の軸の位置により円周外縁部に保持された処理具の作用は軸の位置により同方向／逆方向というように作用方向の加工中に停止することなく入れ替えることができ、加工中に常に加工能力と堆積物離脱作用を連続的に切り替えることが可能である。

また、本発明に係る処理装置は、前記処理具による前記ワークへの加工圧力をモニタする加工圧力モニタ部を備え、前記制御部は、前記加工圧力が所定の値を超えると、前記第１回転体に対する前記第２回転体の相対的な回転速度を逆転させることを特徴とする。

上記構成によれば、処理具によるワークへの加工圧力が所定の値を超えると、第１回転体に対する第２回転体の相対的な回転速度を逆転させる。このため、適切なタイミングで第１回転体に対する第２回転体の相対的な回転速度を逆転させることができる。

また、本発明に係る処理装置は、前記処理具または前記ワークの振動が所定の閾値を越えた否かを判定する判定部を備え、前記制御部は、前記判定部での判定結果に基づいて前記第１回転体に対する前記第２回転体の相対的な回転速度を逆転させることを特徴とする。

上記構成によれば、処理具またはワークの振動が所定の閾値を越えた否かを判定し、この判定結果に基づいて第１回転体に対する第２回転体の相対的な回転速度を逆転させる。このため、適切なタイミングで第１回転体に対する第２回転体の相対的な回転速度を逆転させることができる。

また、本発明に係る処理方法は、処理対象であるワークを研削処理または研磨処理する処理方法であって、処理具を保持して回転動作させる第１回転体を回転動作させる工程と、前記ワークを保持して回転動作させる第２回転体を回転動作させる工程と、制御部が、前記第１回転体に対する前記第２回転体の相対的な回転速度を逆転させる工程とを有することを特徴とする。

上記構成によれば、第１回転体に対する第２回転体の相対的な回転速度を逆転させるので、堆積した分離結晶へ逆方向の作用が加わり堆積物の離脱が促進される。このため、処理具の目詰まりを抑制してドレス時間を不要もしくは短縮して生産性を向上することができる。また、ドレスによる処理具の生産に寄与しない無駄な消耗を抑制することができる。さらに、ワークへの加工作用を自生作用に転化して利用しているので、不用意な突然の自生作用によるワークや処理具の破壊を抑制できる。

以上説明したように、本発明によれば、研削処理または研磨処理におけるドレス時間を不要もしくは短縮して生産性を向上することのできる処理装置および処理方法を提供することができる。

実施形態に係る処理装置の構成図（側面図）である。 実施形態に係る制御装置の機能構成図である。 実施形態に係る処理装置の研削処理を示すフローチャートである。 実施形態に係る処理装置のプロファイル測定処理を示すフローチャートである。 実施形態に係る処理装置の回転動作の切替処理を示すフローチャートである（第１閾値ＴＨ１による切替）。 実施形態に係る処理装置の回転動作の切替処理を示すフローチャートである（第２閾値ＴＨ２による切替）。 実施形態の変形例に係る処理装置の回転動作の切替処理を示すフローチャートである（所定時間経過による切替）。 回転動作の切替を説明するための図である。 回転動作の相対的な切替を説明するための図である。 回転動作の相対的な切替を説明するための図である。 その他の実施形態に係る処理装置の構成図（斜視図）である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、処理装置としてワークを研削する研削装置を主に説明するが、本発明は、研磨装置（ラッピング装置）にも適用することができるものである。

（実施形態）
本発明にかかる実施形態の処理装置および処理方法について、図面を参照して説明する。実施形態にかかる処理装置１０は、ワークＷ（例えば、シリコン（Ｓｉ）、サファイア、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）等を主成分とする基板）を研削する研削装置である。処理装置１０は、処理具である砥石Ｇと処理対象であるワークＷの振動を検知する検知センサ６１，６２を備える。また、砥石Ｇ（によるワークＷへ）の加工圧力をモニタするモニタ部を備える。処理装置１０は、これら検知センサ６１，６２の検知結果および加工圧力を常時収集するとともに、検知センサ６１，６２の検知結果および加工圧力に基づいて砥石Ｇおよび／またはワークＷの回転速度を制御する。

図１は、実施形態にかかる処理装置１０の側面図である。なお、図１では、処理装置１０の主要部のみを図示している。図１に示すように、処理装置１０は、基台２０（メインフレーム）と、この基台２０の下部側に位置するワーク保持部３０と、ワーク保持部３０に対向して基台２０の上部側に位置する工具回転駆動部４０と、工具回転駆動部４０を揺動動作させる揺動機構５０と、制御装置７０と、プロファイル測定器８０とを備えている。なお、図１には示してないが、処理装置１０の処理中にワークＷおよび砥石Ｇへ研削液を供給する研削液供給ノズルが設けられている。

ワーク保持部３０は、基台２０に取り付けられた保持テーブル３１と、モータ３２（サーボモータが好ましい）と、モータ３２の動力を保持テーブル３１へ伝達するベルト３３（例えば、歯付ベルト、Ｖベルトなど）とを備えている。保持テーブル３１は、ベルト３３により回転動作されるスピンドル３１１と、基台２０に取り付けられ、スピンドル３１１を回転可能に保持する軸受け３１２と、スピンドル３１１の上端側に取り付けられ、スピンドル３１１とともに回転する回転ステージ３１３（第２回転体）とを備えている。

回転ステージ３１３は、セラミック、メタル、シリコン、有機高分子多孔体、樹脂等の多孔質体からなるポーラス板と、このポーラス板を支持する枠体と、枠体が取り付けられるベースとを備えている。回転ステージ３１３の枠体及びベースには、ポーラス板に連通する吸引路が形成されている。この吸引路は、真空ポンプおよび真空発生エジェクタ等の真空発生源（不図示）に連通しており、ポーラス板を介して、ワークＷを回転ステージ３１３にバキュームチャック可能に構成されている。

工具回転駆動部４０は、架台４１（フレーム）と、工具スピンドル４２（第１回転体）と、スピンドルカバー４３と、工具スピンドル４２の軸方向駆動（図の矢印αで示すＺ方向への駆動）をガイドするガイドレール（不図示）と、工具スピンドル４２を昇降させる送りねじ４５と、工具回転駆動モータ４６（サーボモータが好ましい）と、工具回転駆動モータ４６の動力を工具スピンドル４２へ伝達するベルト４７（例えば、歯付ベルト、Ｖベルトなど）と、軸方向駆動モータ４８（サーボモータが好ましい）とを備えている。また図の矢印αで示すＺ方向の動作をするユニットの自重を保持するシリンダ４９を備えている。

工具スピンドル４２は、ベルト４７を介して工具回転駆動モータ４６により回転駆動される。工具スピンドル４２の下端には、ワーク保持部３０の保持テーブル３１に対向して研削工具である砥石Ｇが取り付けられている。また、送りねじ４５は軸方向駆動モータ４８により回転駆動され、この送りねじ４５が係合するナット部４２１を介して工具スピンドル４２を軸方向（図の矢印αで示すＺ方向）に昇降させる。

また、工具スピンドル４２は、基台２０に取り付けられた伸縮可能なシリンダ４９に吊り下げられている。シリンダ４９は、カウンタバランス用シリンダであり工具スピンドル４２およびスピンドルカバー４３、工具回転駆動モータ４６、砥石Ｇなど図の矢印αで示すＺ方向の動作をするユニットの重量をキャンセルして、送りねじ４５、ナット部４２１および軸方向駆動モータ４８に負荷が掛かりにくい構成となっている。また、図１に示すように、送りねじ４５とシリンダ４９とは、工具スピンドル４２を挟んで対向する位置に設けられている。このため、工具スピンドル４２は、（鉛直方向に対して）斜め方向の負荷がほとんど掛からず、送りねじ４５、ナット部４２１およびガイドレール（不図示）等の寿命が延びる。

また、工具スピンドル４２が鉛直方向に対して斜めにほとんど傾くことなくガイドレール４４に沿って昇降し、ワークＷを加工する際の砥石Ｇに加わる加工荷重がワークＷに真っ直ぐに伝わる。なお、シリンダ４９は、工具スピンドル４２およびスピンドルカバー４３、工具回転駆動モータ４６、砥石Ｇなど図の矢印αで示すＺ方向の動作をするユニットの重量をキャンセルすることができれば良く、油圧方式、空気圧方式、その他の方式のいずれであってもよい。

揺動機構５０は、架台４１を揺動動作させる際のガイドレール５１と、一端が架台４１に接続され、架台４１を紙面に向かって左右（図の矢印βで示すＸ方向）に揺動動作させる伸縮可能なシリンダ５２と、シリンダ５２を駆動して伸縮動作させるモータ５３（サーボモータが好ましい）とを備える。

また、処理装置１０は、複数の振動加速度センサ６１，６２を備える。振動加速度センサ６１は、砥石Ｇが取り付けられる工具スピンドル４２の下端側近傍に設けられ、振動を検知して振動状態を電気信号に変換して出力する。振動加速度センサ６２は、スピンドル３１１を回転可能に保持する軸受け３１２に設けられ、振動を検知して振動状態を電気信号に変換して出力する。

プロファイル測定器８０は、例えば、レーザ測定器であり、プロファイル測定器８０とワークＷ上面との距離Ｌを測定して出力する。なお、実施形態では、プロファイル測定器８０が回転ステージ３１３に保持されているワークＷ上を走査してワークＷ上面との距離Ｌを測定する構成となっているが（すなわち、プロファイル測定器８０側が動作する）、研削精度を装置仕様（スペック）内に収めることができれば、回転ステージ３１３を走査させてワークＷ上面との距離Ｌを測定する構成としてもよい（すなわち、回転ステージ３１３側が動作する）。

また、処理装置１０は、図示しない機械式（接触式）のワーク厚み測定機構を備えている。このワーク厚み測定機構は、ワークＷの上面の高さを測定する第１の測定部と、基準面の高さ（例えば、ワークＷを吸着保持する回転ステージ３１３の縁端部）を測定する第２の測定部とを備えており、第１の測定部と第２の測定部との高さの差分からワークＷの厚みを算出して出力する。なお、ワーク厚み計測機構は、プロファイル測定器８０にて兼用することも可能である。ワークＷは回転ステージ３１３に吸着させる場合に変形や傷防止のために支持基板に装着される（溶剤溶着や粘着など）場合が大抵であり、その支持基板とワークＷ面との応差でワークＷの厚みに換算できる。また支持基板とワークＷが同経の場合はワークＷのオリフラ部（オリエンタルフラット）による欠損部で支持基板との応差を判別する。この場合プロファイル測定器８０をワークＷの決められた直径周縁よりわずかに内周部側に移動させ、ワークＷを回転させることでオリフラ部の凹部の両端を検出し、回転ステージ３１３におけるその２点の回転座標からオリフラ中央の座標を算出することで、オリフラ部による支持基板露出部を明確にし、同経での応差による厚み計測を実現する。このことにより、回転ステージ３１３の角度座標でのオリフラ位置を記録し、以降の加工中（回転ステージ３１３に搭載されている座標を確定させたワークＷ）の計測におけるプロファイル測定器８０での厚み計測を継続的に兼用実行できる。

制御装置７０は、処理装置１０を制御する。制御装置７０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェース回路等を含む電子回路ユニットにより構成されている。なお、制御装置７０は、相互に通信可能な複数の電子回路ユニットにより構成されていてもよい。図２は、制御装置７０の機能構成図である。図２に示す機能は、制御装置７０が備える、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のハードウェアと、ＲＯＭ等のメモリに記憶されたプログラムにより実現される。

図２に示すように、制御装置７０は、通信部７１、負荷モニタ部７２、記憶部７３、プロファイル算出部７４、累積時間計測部７５、判定部７６および制御部７７等を備える。通信部７１は、処理装置１０が備えるモータを制御するための制御信号を送信する。また、通信部７１は、図示しないサーバと通信し、データおよび制御信号等を送受信する。

負荷モニタ部７２は、モータ３２，４６，４８から出力される電流値（負荷）をモニタする。サーボモータであるモータ３２，４６，４８から出力される電流値をモニタすることにより、モータ３２，４６，４８の負荷をモニタすることができ、通常時とは異なる電流値を示した場合に異常、危険等の判定を行うことができる。また、軸方向駆動モータ４８の電流値をモニタすることで、砥石ＧによるワークＷへの負荷、すなわちワークＷへの加工圧力を検知することができる。

具体的には、負荷モニタ部７２は、モニタ結果の値（電流値）が、予め設定された第１範囲（第１基準値の範囲）を外れると注意（レシピの再設定（変更）により修復可能なレベルの異常）と判定し、第１範囲（第１基準値の範囲）よりも範囲の広い第２範囲（第２基準値の範囲）を外れると異常（レシピの再設定（変更）でも修復不可能なレベルの異常）と判定するように構成されている。この第１範囲および第２範囲は、モータ３２，４６，４８ごとに設定され、さらに、研削処理の手順を規定したレシピごとにも設定されている。なお、負荷モニタ部７２は、モータ３２，４６，４８の負荷（電流値）の所定時間（例えば、直近２ｓｅｃ）内における平均偏差もしくは移動平均を算出して、この平均偏差もしくは移動平均が第１範囲および／または第２範囲を外れるか否かを判定するようにしてもよい。

記憶部７３には、ワークＷを研削するための手順である各種レシピが記憶されている。レシピでは、例えば、ワークＷの回転速度（ｒｐｍ）および回転方向、砥石の回転速度および回転方向、研削量（ターゲットとするワークの厚み）、砥石の送り出し速度、研削中の揺動（往復運動）の速度、研削液の吐出量など種々の項目が設定されている。また、記憶部７３には、レシピごとに、モータ３２，４６，４８の第１範囲および第２範囲が記憶されている。なお、各レシピのステップごとに、モータ３２，４６，４８の第１範囲および第２範囲が記憶されてもよい。

さらに、記憶部７３には、後述するプロファイル算出部７４が参照して利用するデータ、例えば、プロファイル測定器８０を制御して測定するワークＷ上面との距離Ｌを測定するポイントの位置データ（例えば、ワークＷの周縁端部の複数個所、内部の複数個所および中央部など）、プロファイル測定器８０から基準面（例えば、ワークＷを吸着保持する回転ステージ３１３の縁端部）までの距離Ｌ２、ワークＷの厚みのプロファイルを補正するための補正用データなどが記憶されている。

ここで、補正用データは、次のようにして取得される。予め厚みのわかっている基準ワークを回転ステージ３１３上に吸着保持した後、ワークＷでの測定ポイントと同じ位置で基準ワーク上面との距離Ｌ１を測定する。次いで、記憶部７３に記憶されている予め測定された基準面（例えば、ワークＷを吸着保持する回転ステージ３１３の縁端部）までの距離Ｌ２から実際に測定されたワークＷ上面までの距離Ｌ１を減算してワークＷの厚みを、測定した複数のポイントごとに算出して基準ワークの厚みのプロファイルを算出する。次いで、算出された基準ワークの厚みのプロファイルから実際の厚みを減算して補正用データを作成する。この補正用データは、プロファイル測定器８０をワークＷ上で走査した際の回転ステージ３１３からのズレや傾き等による距離Ｌ１の誤差を補正するためのデータとなる。

また、記憶部７３には、判定部７６で用いられる第１閾値ＴＨ１，第２閾値ＴＨ２、所定時間が記憶されている。第１閾値ＴＨ１は、負荷モニタ部７２でモニタされる軸方向駆動モータ４８の値（電流値）に対する閾値であり、砥石ＧによるワークＷへの加工圧力を判定するために設定される。より具体的には、ワークＷへの加工圧力を利用して工具スピンドル４２に対するスピンドル３１１の相対的な回転速度を適切なタイミングで逆転させるための閾値である。第２閾値ＴＨ２は、検知センサ６１，６２から出力される値に対する閾値であり、砥石ＧまたはワークＷの振動を判定するために設定される。より具体的には、砥石ＧまたはワークＷの振動を利用して工具スピンドル４２に対するスピンドル３１１の相対的な回転速度を適切なタイミングで逆転させるための閾値である。所定時間は、工具スピンドル４２に対するスピンドル３１１の相対的な回転速度を適切なタイミングで逆転させるための値であり、砥石の種別ごとに予め実験等により最も適した時間が計測され、該計測された時間が記憶部７３に記憶されている。

プロファイル算出部７４は、ワークＷの厚みの分布（厚みプロファイル）を算出する。
なお、プロファイル算出部７４の動作（プロファイル算出部７４によるワークＷの厚みプロファイルの算出）については、図４を参照して詳述する。

累積時間計測部７５は、砥石Ｇの累積使用時間を計測する。累積時間計測部７５で計測される累積使用時間は、判定部７６で記憶部７３に記憶されている所定時間との比較に用いられる。なお、累積時間計測部７５で計測される砥石Ｇの累積使用時間は、メンテナンス（保守作業）等により砥石Ｇが交換されるとリセットされる。このリセット作業は、例えば、図示しない操作部から作業員が累積使用時間をリセット（ゼロに再設定）することで、累積時間計測部７５は、砥石Ｇの累積使用時間をゼロに設定する。また、累積時間計測部７５で計測される砥石Ｇの累積使用時間は、砥石ＧまたはワークＷの回転方向を逆転させた際にもリセットされる。

判定部７６は、負荷モニタ部７２でモニタされる軸方向駆動モータ４８の値（電流値）が、予め設定された第１閾値ＴＨ１を越えているか否かを判定する。なお、判定部７６は、軸方向駆動モータ４８の負荷（電流値）の所定時間（例えば、直近２ｓｅｃ）内における平均偏差もしくは移動平均を算出して、この平均偏差もしくは移動平均が上記閾値を越えているか否かを判定するようにしてもよい。

また、判定部７６は、検知センサ６１，６２から出力される値（例えば、電流値や電圧値）が、予め設定された第２閾値ＴＨ２を越えているか否かを判定する。なお、判定部７６は、検知センサ６１，６２から出力される値の所定時間（例えば、直近２ｓｅｃ）内における平均偏差もしくは移動平均を算出して、この平均偏差もしくは移動平均が上記閾値を越えているか否かを判定するようにしてもよい。

また、判定部７６は、累積時間計測部７５で計測される砥石Ｇの累積使用時間が、記憶部７３に記憶されている所定時間を越えているか否かを判定する。

制御部７７は、記憶部７３に記憶されている手順（レシピ）に基づいて処理装置１０を制御する。制御部７７による処理装置１０の制御については、図３～図１２を参照して詳述する。

（研削処理）
図３は、実施形態に係る処理装置１０の研削処理を示すフローチャートである。
ステップＳ１０１では、制御部７７は、記憶部７３に格納されている選択されたレシピを参照する。ステップＳ１０２では、制御部７７は、レシピにより規定された手順に従い、モータ３２，４６，４８，５３等を制御して研削処理を開始する。

ステップＳ１０３では、制御部７７は、ワーク厚みの測定を開始する。具体的には、図示しない機械式（接触式）のワーク厚み測定機構を制御して、ワーク厚み測定機構から出力されるワークＷの厚みを取得する。

ステップＳ１０４では、プロファイル測定器８０を用いて研削途中のワークＷの厚み分布（プロファイル）を測定する。このプロファイル測定処理では、砥石Ｇの送り量をワークＷの実際の研削量に基づいて、砥石Ｇの送り量を補正する。なお、このプロファイル測定処理については、図４を参照して詳述する。

ステップＳ１０５では、制御部７７は、ワーク厚み測定機構から出力されるワークＷの厚みが、選択されたレシピで指定されたワーク厚み（所定の厚み）となっているか否かを判定する。より具体的には、制御部７７は、ワーク厚み測定機構から出力されるワークＷの厚みと、選択されたレシピで指定されたワーク厚み（所定の厚み）とを比較し、ワーク厚み測定機構から出力されるワークＷの厚みが所定の範囲内（例えば、選択されたレシピで規定されたワーク厚み（所定の厚み）から１％の範囲内）であるか否かを判定する。

ステップ１０５にて、ワーク厚み測定機構から出力されるワークＷの厚みが、選択されたレシピで指定されたワーク厚み（所定の厚み）となっている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１０６では、制御部７７は、レシピにより規定された手順に従い、モータ３２，４６，４８，５３等を制御して、研削動作を終了させたのち、砥石Ｇを退避させて研削処理を終了する。また、ステップＳ１０５にて、ワーク厚み測定機構から出力されるワークＷの厚みが、選択されたレシピで指定されたワーク厚み（所定の厚み）となっていない場合（ＮＯ）、制御部７７は、ワーク厚み測定機構から出力されるワークＷの厚みが、選択されたレシピで規定されたワーク厚み（所定の厚み）となるまで研削処理を継続する。

（プロファイル測定処理）
図４は、実施形態に係る処理装置のプロファイル測定処理を示すフローチャートである。なお、このプロファイル測定処理は、図３を参照して説明した研削処理の途中で実施される。例えば、設定された研削量の５０％～８０％が終了すると実行されることが好ましい。設定された研削量の５０％未満であると、砥石Ｇの送り量とワークＷの実際の研削量との関係を導出するには研削量が少なく、８０％を超えると砥石Ｇの送り量をワークＷの実際の研削量に基づいて補正しても研削が進みすぎておりワークＷの補正が不能となる虞があるためである。

ステップＳ２０１では、プロファイル測定器８０によりワークＷのプロファイルを測定する。具体的には、制御部７７は、プロファイル測定器８０を制御して、予め設定されたワークＷの複数のポイント（例えば、ワークＷの周縁端部の複数個所、内部の複数個所および中央部など）におけるワークＷ上面との距離Ｌ１を測定する。

ステップＳ２０２では、プロファイル算出部７４は、記憶部７３に記憶されている予め測定された基準面（例えば、ワークＷを吸着保持する回転ステージ３１３の縁端部）までの距離Ｌ２からステップＳ２０１で測定された距離Ｌ１を減算してワークＷの厚みを、測定した複数のポイントごとに算出して、ワークＷの厚みのプロファイルを算出する。

ステップＳ２０３では、プロファイル算出部７４は、記憶部７３に記憶されている予め基準ワークを回転ステージ３１３上に吸着保持して測定した補正用データを用いて、ステップＳ２０２で算出したワークＷの厚みのプロファイルを補正する。

ステップＳ２０４では、プロファイル算出部７４は、ステップＳ２０３で補正したワークＷの厚みのプロファイルに基づいて、送りねじ４５による砥石Ｇの送り量と、ワークＷの実際の研削量との差を算出する。制御部７７は、プロファイル算出部７４により算出された差に基づいて砥石Ｇの送り量を補正する。制御部７８は、補正後の送り量に基づいて研削処理を実行する。

なお、ステップＳ２０３で補正したワークＷの厚みプロファイルが、中央部分が厚く、周端部が薄い凸型（いわゆる山形状）となっている場合、砥石ＧがワークＷの中央位置近傍を研削する時間（加工時間）が他の領域を研削する時間（加工時間）よりも長くなるように揺動動作を行うモータ５３を制御してもよいし、砥石ＧがワークＷの中央位置近傍を研削する際の加工圧力がより高くなるように送りねじ４５を送り出す軸方向駆動モータ４８のトルクを制御してもよい。

また、ステップＳ２０３で補正したワークＷの厚みプロファイルが、中央部分が薄く、周端部が厚い凹型（いわゆる谷形状）となっている場合、砥石ＧがワークＷの中央位置近傍を研削する時間（加工時間）が他の領域を研削する時間（加工時間）よりも短くなるように揺動動作を行うモータ５３を制御してもよいし、砥石ＧがワークＷの中央位置近傍を研削する際の加工圧力がより低くなるように送りねじ４５を送り出す軸方向駆動モータ４８のトルクを制御してもよい。

図５は、実施形態に係る処理装置１０の回転動作の切替処理を示すフローチャートである。以下、図５を参照して、処理装置１０の第１閾値ＴＨ１を利用した回転動作の切替処理について説明するが、図１～図４を参照して説明した構成と同一の構成には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

図２を参照して説明した研削処理が開始されると、ステップ３０１では、負荷モニタ部７２は、軸方向駆動モータ４８の電流値（トルク）のモニタを開始する。ステップＳ３０２では、判定部７６は、負荷モニタ部７２でモニタされる軸方向駆動モータ４８の値（電流値）Ｖ１が、記憶部７３に記憶されている第１閾値ＴＨ１を越えているか否かを判定する。ステップＳ３０２にて、軸方向駆動モータ４８の値（電流値）Ｖ１が、第１閾値ＴＨ１を越えていない場合（ＮＯ）、研削能力の低下、砥石性能の劣化が認められないと断定されるため、切替条件不成立となり、制御部７７は、回転方向の切替を行わずに研削処理を続行する。

ステップＳ３０２にて、軸方向駆動モータ４８の値（電流値）Ｖ１が、第１閾値ＴＨ１を越えている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ３０３では、制御部７７は、工具スピンドル４２またはスピンドル３１１の回転方向を反転させる。具体的には、制御部７７は、軸方向駆動モータ４８を制御して送りねじ４５を回転動作させて砥石ＧがワークＷと接触しない位置まで退避させた後、工具スピンドル４２またはスピンドル３１１の回転方向を逆転させる。ステップＳ３０４では、制御部７７は、工具スピンドル４２またはスピンドル３１１の回転方向を逆転させた状態で研削処理を再開する。

図６は、実施形態に係る処理装置１０の回転動作の切替処理を示すフローチャートである。以下、図６を参照して、処理装置１０の第２閾値ＴＨ２を利用した回転動作の切替処理について説明するが、図１～図５を参照して説明した構成と同一の構成には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

図２を参照して説明した研削処理が開始されると、ステップＳ４０１では、判定部７６は、検知センサ６１，６２から出力される値（例えば、電流値や電圧値）Ｖ２が、記憶部７３に記憶されている第２閾値ＴＨ２を越えているか否かを判定する。ステップＳ４０１にて、検知センサ６１，６２から出力される値（例えば、電流値や電圧値）Ｖ２が、第２閾値ＴＨ２を越えていない場合（ＮＯ）、研削能力の低下、砥石性能の劣化が認められないと断定されるため、切替条件不成立となり、制御部７７は、回転方向の切替を行わずに研削処理を続行する。

ステップＳ４０１にて、検知センサ６１，６２から出力される値（例えば、電流値や電圧値）Ｖ２が、第２閾値ＴＨ２を越えている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ４０２では、制御部７７は、工具スピンドル４２またはスピンドル３１１の回転方向を反転させる。具体的には、制御部７７は、軸方向駆動モータ４８を制御して送りねじ４５を回転動作させて砥石ＧがワークＷと接触しない位置まで退避させた後、工具スピンドル４２またはスピンドル３１１の回転方向を逆転させる。ステップＳ４０３では、制御部７７は、工具スピンドル４２またはスピンドル３１１の回転方向を逆転させた状態で研削処理を再開する。

図７は、実施形態に係る処理装置１０の回転動作の切替処理を示すフローチャートである。以下、図７を参照して、処理装置１０の所定時間が経過すると回転動作の切替処理について説明するが、図１～図６を参照して説明した構成と同一の構成には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

図２を参照して説明した研削処理が開始されると、ステップＳ５０１では、判定部７６は、累積時間計測部７５で計測される累積使用時間が記憶部７３に記憶されている所定時間が経過しているか否かを判定する。ステップＳ５０１にて、所定時間が経過している場合（ＹＥＳ）、ステップＳ５０２では、制御部７７は、工具スピンドル４２またはスピンドル３１１の回転方向を反転させる。具体的には、制御部７７は、軸方向駆動モータ４８を制御して送りねじ４５を回転動作させて砥石ＧがワークＷと接触しない位置まで退避させた後、工具スピンドル４２またはスピンドル３１１の回転方向を逆転させる。ステップＳ５０３では、累積時間計測部７５は、計測した累積使用時間をゼロにリセットする。ステップＳ５０４では、制御部７７は、工具スピンドル４２またはスピンドル３１１の回転方向を逆転させた状態で研削処理を再開する。また、ステップＳ５０１にて、所定時間が経過していない場合（ＮＯ）、条件時間未達、すなわち切替条件不成立となり、制御部７７は、切替せずに研削処理を続行する。

なお、図５～図７の切替処理において、例えば、図８（ａ）に示すように、定常処理時（回転方向の逆転前）における砥石Ｇ（工具スピンドル４２）の回転方向が反時計回り（ＣＣＷ）、ワークＷ（スピンドル３１１）の回転方向が時計回り（ＣＷ）である場合、ステップＳ３０３では、制御部７７は、図８（ｂ）に示す場合、砥石Ｇ（工具スピンドル４２）の回転方向を時計回り（ＣＷ）とし、ワークＷ（スピンドル３１１）の回転方向が時計回り（ＣＷ）のままとする。なお、図８では、砥石Ｇ（工具スピンドル４２）の回転方向を逆転させているが、ワークＷ（スピンドル３１１）の回転方向を逆転させるようにしてもよい。

また、砥石ＧやワークＷの回転速度が高速であることや、回転方向を切り替える前に回転を停止しなければならないので処理面に影響するなど、処理途中に回転方向を切り替えることが困難な場合が考えられる。このような場合は、砥石ＧとワークＷの双方の回転数の差を利用して砥石Ｇに作用する方向を逆にする構成としてもよい。例えば、図９（ａ）に示すように、定常処理時に、砥石Ｇの回転速度ＧＳをワークＷの回転速度ＷＳよりも早くしている場合（ＧＳ＞ＷＳ）、双方の速度を変更して、図９（ｂ）に示すように、砥石Ｇの回転速度ＧＳをワークＷの回転速度ＷＳよりも遅くすることで（ＧＳ＜ＷＳ）、砥石ＧとワークＷの相対速度の変化を作用応力方向の変化として置き換えることができる。なお、図９では、砥石Ｇ（工具スピンドル４２）の回転速度を遅くしているが、ワークＷ（スピンドル３１１）の回転速度を早くするようにしてもよい。

また、本実施形態に係る処理装置１０は、揺動機構５０を備え、砥石Ｇ（工具スピンドル４２）をワークＷ（スピンドル３１１）に対して揺動動作させる機能を有している。この機能を用いて、砥石ＧとワークＷの双方の回転数の差を利用して砥石Ｇに作用する方向を逆にする構成としてもよい。例えば、図１０（ａ）に示すワークＷの中心位置に近い上死点位置Ｐ１に比べて、図１０（ｂ）に示すワークＷの端縁位置に近い下死点位置Ｐ２のほうが、ワークＷの回転速度が速くなる。

このため、図１０（ａ）に示すように、定常処理時に、砥石Ｇの回転速度ＧＳをワークＷの回転速度ＷＳよりも早くしている場合（ＧＳ＞ＷＳ）、揺動機構５０により砥石ＧとワークＷとの相対位置を変化させて、図１０（ｂ）に示すように、砥石Ｇの回転速度ＧＳをワークＷの回転速度ＷＳよりも遅くすることで（ＧＳ＜ＷＳ）、砥石ＧとワークＷの相対速度の変化を作用応力方向の変化として置き換えることができる。

なお、実施形態では、上死点位置Ｐ１、下死点位置Ｐ２をそれぞれ以下のように定義する。
（１）上死点位置Ｐ１
図１の紙面に向かって揺動動作の向きが左向きから右向きに切り替わる位置である。より具体的には、工具スピンドル４２の回転軸と、スピンドル３１１の回転軸とが最も近づく位置である。なお、揺動の幅が大きく、工具スピンドル４２の回転軸とスピンドル３１１の回転軸とが重なったのち離れるような場合（図１で説明すると、工具スピンドル４２の回転軸が紙面に向かって右側から左側に揺動動作し、工具スピンドル４２の回転軸とスピンドル３１１の回転軸とが重なったのち、さらに工具スピンドル４２の回転軸が紙面に向かって右側から左側に揺動動作する場合）には、平面視にて（Ｚ軸に対して垂直な面）にて、砥石ＧとワークＷとが最も重なる位置（平面視にて、砥石ＧとワークＷとの重畳する面積が最も広くなる位置）を上死点位置Ｐ１と定義してもよい。
（２）下死点位置Ｐ２
図１の紙面に向かって揺動動作の向きが右向きから左向きに切り替わる位置である。より具体的には、工具スピンドル４２の回転軸と、スピンドル３１１の回転軸とが最も離れる位置である。なお、揺動の幅が大きく、工具スピンドル４２の回転軸とスピンドル３１１の回転軸とが重なったのち離れるような場合（図１で説明すると、工具スピンドル４２の回転軸が紙面に向かって右側から左側に揺動動作し、工具スピンドル４２の回転軸とスピンドル３１１の回転軸とが重なったのち、さらに工具スピンドル４２の回転軸が紙面に向かって右側から左側に揺動動作する場合）には、平面視にて（Ｚ軸に対して垂直な面）にて、砥石ＧとワークＷとが最も重ならない位置（平面視にて、砥石ＧとワークＷとの重畳する面積が最も狭くなる位置）を下死点位置Ｐ２と定義してもよい。

また、図１および図１０に示す例では、砥石Ｇ（工具スピンドル４２）の位置を揺動動作により変化させているが、スピンドル３１１側（ワークＷ側）を揺動動作させる構成としてもよい。さらに、工具スピンドル４２側（砥石Ｇ側）およびスピンドル３１１側（ワークＷ側）の双方を揺動動作させる構成としてもよい。

揺動機構５０の距離を大きくすることで、図１０において図１０（ａ）の中間位置より上死点位置Ｐ１側ではワークＷと砥石Ｇは対向方向作用になるが、図１０（ｂ）の中間地点より下死点側ではワークＷと砥石Ｇは順行方向作用になり、処理具の砥石粒子の部分での加工作用は逆方向に切り替わる。

以上のように実施形態に係る処理装置１０は、処理対象であるワークＷを研削処理または研磨処理する処理装置であって、砥石Ｇ（処理具）を保持して回転動作させる工具スピンドル４２（第１回転体）と、ワークＷを回転動作させるスピンドル３１１（第２回転体）と、工具スピンドル４２に対するスピンドル３１１の相対的な回転速度を逆転させる制御部７７とを備える。

研削装置や研磨装置では砥石ＧとワークＷが互いに回転していることで処理対象であるワークＷの表面結晶を剥離していくが、双方の回転方向の関係が一定しているために分離した結晶の砥石粒子への堆積も一定方向になると予想される。従って処理途中に双方の回転方向の関係を変えて堆積した分離結晶へ逆方向の作用を加えることで、積極的に堆積物の離脱を促進できると推測される。実施形態に係る処理装置１０によれば、工具スピンドル４２に対するスピンドル３１１の相対的な回転速度を逆転させるので、堆積した分離結晶へ逆方向の作用が加わり堆積物の離脱が促進される。このため、砥石Ｇの目詰まりを抑制してドレス時間を不要もしくは短縮して生産性を向上することができる。また、ドレスによる砥石Ｇの生産に寄与しない無駄な消耗を抑制することができる。

またワークＷの素材によっては、研削中に堆積した分離結晶がある程度の量に達すると、突然に自然離脱し急激に研削効果が復元する場合がある。これを砥石の自生作用というがどのタイミングで発生するかは予測しえないことが多い。このとき直前までは研削効果の低下により、いわゆる切れ味の悪い状態で砥石ＧをワークＷに押し付けて研削していることなり、研削応力が反力として砥石ＧやワークＷの進行軸に蓄積している。しかし上記のように急激な切れ味の回復により、その反力が一気に解放されワークＷの加工面に砥石Ｇが食い込むことで研削に適した圧力以上の応力が瞬間的にかかり、砥石ＧやワークＷの破壊につながる虞がある。しかし、実施形態に係る処理装置１０では、ワークＷへの加工作用を自生作用に転化して利用しているので、上記のような不用意な突然の自生作用によるワークＷや砥石Ｇの破壊を抑制できる。

また、実施形態に係る処理装置１０の制御部７７は、工具スピンドル４２またはスピンドル３１１の少なくとも一方の回転速度を上昇または低下させることにより工具スピンドル４２に対するスピンドル３１１の相対的な回転速度を逆転させる。

研削装置や研磨装置では、回転速度が高速であることや、回転方向を切り替える前に回転を停止しなければならないので処理面に影響するなど、処理途中に回転方向を切り替えることが困難なことも考えられる。このような場合は、砥石ＧとワークＷの双方の回転数の差を利用して、砥石Ｇに作用する方向を逆にすることができる。例えば、定常処理時に、砥石Ｇの回転速度ＧＳをワークＷの回転速度ＷＳよりも早くしている場合（ＧＳ＞ＷＳ）、双方の速度を変更して、砥石Ｇの回転速度ＧＳをワークＷの回転速度ＷＳよりも遅くすることで（ＧＳ＜ＷＳ）、砥石ＧとワークＷの相対速度の変化を作用応力方向の変化として置き換えることができる。

実施形態に係る処理装置１０によれば、工具スピンドル４２またはスピンドル３１１の少なくとも一方の回転速度を上昇または低下させているので、工具スピンドル４２に対するスピンドル３１１の相対的な回転速度を逆転させて作用応力方向の変化とすることができる。このため、処理途中に回転方向を切り替えることが困難な場合にも本発明を適用し、砥石Ｇの目詰まりを抑制してドレス時間を不要もしくは短縮して生産性を向上することができる。また、ドレスによる砥石Ｇの生産に寄与しない無駄な消耗を抑制することができる。さらに、ワークＷへの加工作用を自生作用に転化して利用しているので、不用意な突然の自生作用によるワークＷや砥石Ｇの破壊を抑制できる。

また、実施形態に係る処理装置１０の制御部７７は、工具スピンドル４２またはスピンドル３１１の少なくとも一方の回転方向を逆転させることにより工具スピンドル４２に対するスピンドル３１１の相対的な回転速度を逆転させる。このため、砥石Ｇの目詰まりを抑制してドレス時間を不要もしくは短縮して生産性を向上することができる。また、ドレスによる砥石Ｇの生産に寄与しない無駄な消耗を抑制することができる。さらに、ワークＷへの加工作用を自生作用に転化して利用しているので、不用意な突然の自生作用によるワークＷや砥石Ｇの破壊を抑制できる。

また、実施形態に係る処理装置１０は、砥石ＧによるワークＷへの加工圧力をモニタする判定部７６（加工圧力モニタ部）を備え、制御部７７は、加工圧力が所定の値を超えると、工具スピンドル４２に対するスピンドル３１１の相対的な回転速度を逆転させる。このため、適切なタイミングで工具スピンドル４２に対するスピンドル３１１の相対的な回転速度を逆転させることができる。

また、実施形態に係る処理装置１０は、砥石ＧまたはワークＷの振動が所定の閾値を越えた否かを判定する判定部７６を備え、制御部７７は、判定部７６での判定結果に基づいて工具スピンドル４２に対するスピンドル３１１の相対的な回転速度を逆転させる。このため、適切なタイミングで工具スピンドル４２に対するスピンドル３１１の相対的な回転速度を逆転させることができる。

また、実施形態に係る処理方法は、処理対象であるワークＷを研削処理または研磨処理する処理方法であって、砥石Ｇを保持して回転動作させる工具スピンドル４２を回転動作させる工程と、ワークＷを保持して回転動作させるスピンドル３１１を回転動作させる工程と、制御部７７が、工具スピンドル４２に対するスピンドル３１１の相対的な回転速度を逆転させる工程とを有する。

上記構成によれば、工具スピンドル４２に対するスピンドル３１１の相対的な回転速度を逆転させるので、堆積した分離結晶へ逆方向の作用が加わり堆積物の離脱が促進される。このため、砥石Ｇの目詰まりを抑制してドレス時間を不要もしくは短縮して生産性を向上することができる。また、ドレスによる砥石Ｇの生産に寄与しない無駄な消耗を抑制することができる。さらに、ワークＷへの加工作用を自生作用に転化して利用しているので、不用意な突然の自生作用によるワークＷや砥石Ｇの破壊を抑制できる。

以上説明したように、本発明によれば、研削処理または研磨処理におけるドレス時間を不要もしくは短縮して生産性を向上することのできる処理装置および処理方法を提供することができる。また、本発明の内容は主にウエハ、セラミックなどの半導体材料、超硬質材料を対象に適用することが好ましくはあるが、同様な高精度加工技術は鋼などの従来の構造材料に対しても全く同様に適用可能である。したがって、本発明の対象は、説明の対象となった超硬質材料などに限定されるものではない。またプロファイル測定器８０によりワークＷの形状を認識できるため円形以外の形状でも対象可能となり、光学式計測であるためワークＷの厚みには制限が少ない。

（その他の実施形態）
以上の各実施形態では、工具スピンドル４２、スピンドル３１１の回転軸が略鉛直方向に向く縦型の装置を対象として説明してきたが、本願発明はこの形式に限定されるものではなく、これら回転軸が略水平方向に向く横型の装置においても同様に適用が可能である。図示の形式では、下方に位置するスピンドルが従来技術で説明した固定スピンドルを形成し、上方に位置する工具スピンドルが、同じく軸方向駆動スピンドルを形成している。ただし、この固定側、駆動側の上下関係は逆になっていてもよい。また、上記実施形態では、工具スピンドル４２側（砥石Ｇ側）を揺動動作させているが、スピンドル３１１側（ワークＷ側）を揺動動作させる構成としてもよい。さらに、工具スピンドル４２側（砥石Ｇ側）およびスピンドル３１１側（ワークＷ側）の双方を揺動動作させる構成としてもよい。

また、すでに述べたように、本発明は、研磨装置（ラッピング装置）にも適用することができるものである。図１１は、本発明を適用した研磨加工の工具とワークの接触部分のみを拡大して示した図であり、その他の構成については図示を省略している。図１１において、下方からは工具スピンドル１３５が延び、工具スピンドル１３５は、図示しないモータの駆動でラップ定盤１３６を矢印γの方向に回転させる。ラップ定盤１３６には、研磨液（スラリー）が塗布されてワークの研磨が可能である。なお、本明細書においては便宜上、ラップ定盤１３６を工具に含めるものとし、またラップ定盤１３６を駆動するスピンドルを工具スピンドル１３５と称するものとする。

ラップ定盤１３６に対向して上方からワークスピンドル１３８が延び、その先端にあるワークホルダ１３９にワークＷが固定されている。本実施の形態では、ワークホルダ１３９は真空チャックで構成されており、すなわち、真空を利用してワークＷを固定保持している。ワークホルダ１３９とラップ定盤１３６とは平行となるよう調整可能に形成されているため、ワークホルダ１３９に固定されたワークＷを常にラップ定盤１３６と平行に保つことができる。平行方向の調整は、例えばワークホルダ１３９の半径方向４箇所に調整可能なロックボルトを配置するなどにより可能である。

このような図１１に示す研磨装置において、ワークＷまたはラップ定盤１３６を揺動さえる機構を備え、実施形態に係る処理装置１０と同様の制御（具体的には、図５～図７を参照して説明した制御）を行うことで研削処理または研磨処理におけるドレス時間を不要もしくは短縮して、生産性を向上することができる。

図１の研削装置では図中においてワークＷと砥石Ｇは１対１、図１１の研磨装置にでは図中においてワークホルダ１３９とラップ定盤１３６が１対１という表記であるが、各々において１対複数でもよい。

本発明は、各種材料の表面仕上げを行なう研削加工、研磨加工の産業分野において利用可能である。中でもセラミック、半導体ウエハなどの超硬質材料を効率的に、高い表面精度で研削、研磨する際において特に有効に適用することができる。

１０ 処理装置
２０ 基台（メインフレーム）
３０ ワーク保持部
３１ 保持テーブル
３１１ スピンドル
３１２ 軸受け
３１３ 回転ステージ（第２回転体）
３２ モータ（動力源）
３３ ベルト（動力伝達手段）
４０ 工具回転駆動部
４１ 架台（フレーム）
４２ 工具スピンドル（第１回転体）
４２１ ナット部
４３ スピンドルカバー
４５ 送りねじ
４６ 工具回転駆動モータ（動力源）
４７ ベルト（動力伝達手段）
４８ 軸方向駆動モータ
４９ シリンダ
５０ 揺動機構
５１ ガイドレール
５２ シリンダ
５３ モータ（動力源）
６１，６２ 検知センサ（振動加速度センサ）
７０ 制御装置
７１ 通信部
７２ 負荷モニタ部
７３ 記憶部
７４ プロファイル算出部
７５ 累積時間計測部
７６ 判定部
７７ 制御部
８０ プロファイル測定器
Ｄ１ ワークの厚み
Ｄ２ ワークの研削量
Ｄ３ 送り量
Ｌ１ 回転ステージまでの距離
Ｌ２ 研削前のワーク上面までの距離
Ｌ３ 研削後のワーク上面までの距離
Ｇ 砥石
Ｗ ワーク

Claims (6)

1. 処理対象であるワークを研削処理または研磨処理する処理装置であって、
   処理具を保持して回転動作させる第１回転体と、
   前記ワークを保持して回転動作させる第２回転体と、
   前記第１回転体又は前記第２回転体を揺動動作させる揺動機構と、
   前記揺動機構を制御し、前記第１回転体又は前記第２回転体を揺動動作させることで、前記第１回転体に対する前記第２回転体の相対的な回転速度を逆転させる制御部と、
   を備えることを特徴とする処理装置。
2. 前記制御部は、
   前記第１回転体又は前記第２回転体を揺動動作させることで、前記処理具と前記ワークとの当接面を、前記ワークの回転中心を通る中心線を仮想線として、前記ワークの一方側から前記仮想線を越えて前記ワークの他方側へと移動させることにより、前記第１回転体に対する前記第２回転体の相対的な回転速度を逆転させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
3. 前記制御部は、
   前記第１回転体または第２回転体の少なくとも一方の回転速度を上昇または低下させることにより前記第１回転体に対する前記第２回転体の相対的な回転速度を逆転させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の処理装置。
4. 前記処理具による前記ワークへの加工圧力をモニタする加工圧力モニタ部を備え、
   前記制御部は、
   前記加工圧力が所定の値を超えると、前記第１回転体に対する前記第２回転体の相対的な回転速度を逆転させることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の処理装置。
5. 前記処理具または前記ワークの振動が所定の閾値を越えた否かを判定する判定部を備え、
   前記制御部は、
   前記判定部での判定結果に基づいて、前記第１回転体に対する前記第２回転体の相対的な回転速度を逆転させることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の処理装置。
6. 処理対象であるワークを研削処理または研磨処理する処理方法であって、
   処理具を保持して回転動作させる第１回転体を回転動作させる工程と、
   前記ワークを保持して回転動作させる第２回転体を回転動作させる工程と、
   制御部が、前記第１回転体又は前記第２回転体を揺動動作させる揺動機構を制御し、前記第１回転体又は前記第２回転体を揺動動作させることで、前記第１回転体に対する前記第２回転体の相対的な回転速度を逆転させる工程と、
   を有することを特徴とする処理方法。

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