JP7393963B2

JP7393963B2 - 研削装置

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Publication number: JP7393963B2
Application number: JP2020020540A
Authority: JP
Inventors: 二郎現王園
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2020-02-10
Filing date: 2020-02-10
Publication date: 2023-12-07
Anticipated expiration: 2040-02-10
Also published as: US20210245326A1; JP2021122930A; US11850705B2

Description

本発明は、研削装置に関する。

特許文献１、２に開示のように、オフ角を有するＳｉＣインゴットの上面にレーザー光線を照射して、上面から所定の深さの位置に改質層と改質層を起点にしてオフ角分傾いたクラックとを形成し、形成されたクラックを起点に該ＳｉＣインゴットから剥離することによりＳｉＣウェーハが製造される。クラックがオフ角分傾いているため、スライスされた面には、凸凹が形成されている。そこで、次のＳｉＣウェーハをスライスするためのレーザー光線を入射可能にするべく、研削砥石を用いて該ＳｉＣインゴットの上面を研削して凸凹を除去している。

このような研削加工では、研削砥石とＳｉＣインゴットとを冷却し、また、研削屑を除去するために、ＳｉＣインゴットの上面と研削砥石の下面とが接触する加工エリアに向けて研削水ノズルから研削水を噴射することにより、該加工エリアに研削水を供給している。
また、ＳｉＣウェーハをスライスするごと該ＳｉＣインゴットは短くなるため、研削時にＳｉＣインゴットの上面と研削砥石の下面とが接触する高さ位置は、ＳｉＣインゴットが短くなっていくにつれて、インゴットが保持される面に近づいていく。そこで、例えば特許文献３に開示のように研削手段に配置されたノズルを用いてＳｉＣインゴットの上面と研削砥石の下面とが接触する加工エリアの位置の変化に対応可能としている。

特許６３５５５４０号公報特許６０９０９９８号公報特開２０１１－０２５３８０号公報

しかし、特許文献３に開示のノズルは、研削手段に連結され、研削砥石の直下に配置されているので、研削砥石が消耗して研削砥石が配置された研削ホイールを交換する際に邪魔になる。そのため、ノズルを取り外したり、位置をずらしたりする必要がある。さらに、研削ホイールを交換後、ノズルを再配置して位置調整する必要がある。
したがって、研削装置には、研削ホイールの交換作業を容易に行える構成にするという課題がある。

本発明は、保持面に被加工物を保持するチャックテーブルと、環状の研削砥石がホイール基台に配置された研削ホイールをマウントの先端に連結して該ホイール基台の中心を軸に回転させて該保持面に保持された被加工物を研削する研削手段と、該保持面に対して垂直な上下方向に該研削手段を移動させる研削送り手段と、該保持面に保持された被加工物の上面と該研削砥石の下面とが接触する加工エリアに研削水を供給する研削水供給手段と、を備える研削装置であって、該研削水供給手段は、該研削砥石に研削水を噴射するノズルと、該ノズルを上方向に付勢する付勢機構と、を備え、該研削手段の下方向への移動に応じて、該ノズルが該上方向への付勢に抗して該下方向に移動可能であり、該付勢機構によって上方向に付勢される該ノズルと、該研削送り手段によって上方向に移動される該研削手段の該マウントとの間に、該研削ホイールの通過を可能とする隙間を形成するために、該付勢機構によって上方向に付勢される該ノズルの上昇の限界位置を設定する上限停止部を備える、研削装置である。

本発明は、上方向に付勢されたノズルの上昇の限界位置が上限停止部によって設定されるため、研削手段がより高い位置に上昇していっても、上昇したノズルが上限位置において研削手段の上昇に追随しなくなる。従って、マウントとノズルとの間に研削ホイールの交換を可能とする隙間が形成されるため、研削ホイールの交換作業が容易になり、作業時間を短縮する事ができる。
また、研削ホイールを交換する際に、ノズルを再配置する作業が不要となり、ノズルの再配置に伴うノズルからの研削水の噴射位置の位置ずれが生じないため、ノズルから噴射される研削水の着水位置が変わらないというメリットがある。

研削装置全体を表した斜視図である。インゴットを研削加工する様子を研削装置の側方から見た断面図である。ウェーハを研削加工する様子を研削装置の側方から見た断面図である。研削ホイールを交換する際の様子を研削装置の側方から見た断面図である。研削砥石の摩耗量が多い場合においてウェーハを研削加工する様子を研削装置の側方から見た断面図である。研削砥石の摩耗量が少ない場合においてウェーハを研削加工する様子を研削装置の側方から見た断面図である。

１研削装置の構成
図１に示す研削装置１は、研削砥石３４０を用いて、被加工物の一例であるＳｉＣのインゴット１２、またはインゴット１２が適宜の厚みにスライスされたウェーハ１３を研削加工する研削装置である。以下、研削装置１の構成について説明する。

研削装置１は、図１に示すように、Ｙ軸方向に延設されたベース１０と、ベース１０の上における＋Ｙ方向側に立設されたコラム１１とを備えている。

コラム１１の－Ｙ方向側の側面には、研削手段３を支持する研削送り手段４が配設されている。研削手段３は、Ｚ軸方向の回転軸３５を有するスピンドル３０と、スピンドル３０を回転可能に支持するハウジング３１と、回転軸３５を軸にしてスピンドル３０を回転駆動するスピンドルモータ３２と、スピンドル３０の下端に接続された円環状のマウント３３と、マウント３３の下面に着脱可能に装着された研削ホイール３４とを備えている。研削ホイール３４は、ホイール基台３４１と、ホイール基台３４１の下面に環状に配列された略直方体形状を有する複数の研削砥石３４０とを備えており、研削砥石３４０の下面３４２は被加工物を研削する研削面となっている。
スピンドルモータ３２を用いて、回転軸３５を軸にしてスピンドル３０を回転させることにより、スピンドル３０に接続されているマウント３３及びマウント３３に装着されている研削ホイール３４が、ホイール基台３４１の中心を通るＺ軸方向の回転軸３５を軸にして回転することとなる。

研削送り手段４は、Ｚ軸方向の回転軸４５を有するボールネジ４０と、ボールネジ４０に対して平行に配設された一対のガイドレール４１と、ボールネジ４０の上端に連結され回転軸４５を軸にしてボールネジ４０を回動させるＺ軸モータ４２と、Ｚ軸モータ４２の回転量の測定・制御等を行うエンコーダ４２０と、内部のナットがボールネジ４０に螺合し側部がガイドレール４１に摺接する昇降板４３と、昇降板４３に連結されスピンドル３０を保持するホルダ４４とを備えている。
Ｚ軸モータ４２を用いてボールネジ４０を駆動することにより、ボールネジ４０が回転軸４５を軸にして回転すると、昇降板４３がガイドレール４１に案内されながらＺ軸方向に昇降移動する。これに伴い、ホルダ４４に保持されている研削手段３が、保持面２００に対して垂直な上下方向（Ｚ軸方向）に移動する構成となっている。

研削装置１は、研削手段３の高さを認識する高さ認識手段４６を備えている。高さ認識手段４６は、例えばガイドレール４１の－Ｙ方向側の側面に配設されたスケール４６０と、例えば昇降板４３の＋Ｘ方向側の側面、かつ、スケール４６０に隣接する位置に配設された高さ認識部４６１とを備えている。高さ認識部４６１は、例えば、スケール４６０に形成された目盛りの反射光を読み取る光学式の認識機構等を有するブロックである。高さ認識部４６１を用いてスケール４６０の目盛りを読み取ることによって、研削手段３の高さを認識することができる。

ベース１０の上には、チャックテーブル２が配設されている。チャックテーブル２は、円板状の吸引部２０と吸引部２０を支持する環状の枠体２１とを備えている。吸引部２０の上面はインゴット１２、またはウェーハ１３が吸引保持される保持面２００であり、枠体２１の上面２１０は、保持面２００に面一に形成されている。

チャックテーブル２の周囲にはカバー２８が配設されており、カバー２８は蛇腹２９に伸縮可能に連結されている。
チャックテーブル２がＹ軸方向に移動すると、カバー２８がチャックテーブル２と一体的にＹ軸方向に移動して、蛇腹２９が伸縮することとなる。

ベース１０の上には、保持面２００の高さを測定する保持面高さ測定手段８が配設されている。保持面高さ測定手段８は、ベース１０の上の－Ｘ方向側に配設された筐体８２と、端部が筐体８２の側面に連結されたアーム８１と、アーム８１の筐体８２に連結されていない側の端部に連結された接触子８０とを備えている。
接触子８０の接触子の下端を枠体２１の上面２１０に接触させることにより、枠体２１の上面２１０に面一な保持面２００の高さを測定することができる。

保持面高さ測定手段８の近傍には、被加工物の上面の高さを測定する上面高さ測定手段９が配設されている。上面高さ測定手段９は、接触子９０と、接触子９０をＺ軸方向に昇降させる移動手段９００とを備えている。

移動手段９００は、ベース１０の上に立設された背板９７と、背板９７の＋Ｘ方向側の側面に配設され、Ｚ軸方向の軸心を有するボールネジ９８と、ボールネジ９８を回動させるモータ９２と、ボールネジ９８に平行に配設された一対のガイドレール９１と、側部のナットがボールネジ９８に螺合してガイドレール９１に摺接する可動板９３と、可動板９３の＋Ｘ方向側の側面に連結されたＬ字治具９４とを備えている。
Ｌ字治具９４の下面には、接触子９０が支持されている。

モータ９２を用いてボールネジ９８を駆動することにより、ボールネジ９８が回転すると、可動板９３がガイドレール９１に案内されてＺ軸方向に昇降移動するとともに、可動板９３に連結されたＬ字治具９４、及びＬ字治具９４に支持されている接触子９０が一体的にＺ軸方向に昇降移動する構成となっている。

背板９７の＋Ｘ方向側の側面におけるガイドレール９１に隣接する位置には、スケール９６０がガイドレール９１に対して平行に配設されており、可動板９３の－Ｙ方向側の側面には、光学式の読み取り部９６１が配設されている。
例えば、保持面２００に保持されたインゴット１２の上面１２０に接触子９０の接触子が接触されている状態で、スケール９６０に形成された目盛りを読み取り部９６１において読み取って可動板９３の高さ位置を認識することにより、インゴット１２の上面１２０の高さを測定することができる。同様に、上面高さ測定手段９を用いることにより、ウェーハ１３の上面１３０の高さを測定することもできる。

接触子８０、接触子９０、及び読み取り部９６１には、厚み算出部１００が接続されている。
上記の保持面高さ測定手段８、及び上面高さ測定手段９によって測定された保持面２００の高さ、及び被加工物の上面の高さの情報は、電気信号として厚み算出部１００に伝達されることとなる。
厚み算出部１００は、上面高さ測定手段９によって測定された被加工物の上面の高さから、保持面高さ測定手段８によって測定された保持面２００の高さを差し引くことにより被加工物の厚みを算出することができる。

図２に示すように、チャックテーブル２の枠体２１の下面２１１には、基台２２が連結されている。
基台２２の周りには、環状部材２３が配設されている。環状部材２３は開口２３０を有しており、開口２３０には基台２２が貫通している。環状部材２３においては、その環の内側面に配設された支持部２３１が基台２２を回転可能に支持している。また、環状部材２３は、研削装置１の内部に配設されている内部ベース５に支持されている。

チャックテーブル２の下方には、基台２２を回転させる回転手段２６が配設されている。回転手段２６には、モータ２６０が配設されている。
回転手段２６は、例えばプーリ機構であり、モータ２６０によってＺ軸方向の軸心を軸に回転可能な駆動軸２６２と、駆動軸２６２の上端に連結されている駆動プーリ２６３と、駆動プーリ２６３に巻回されて駆動プーリ２６３の駆動力を従動プーリ２６５に伝達する伝動ベルト２６４と、駆動プーリ２６３とともに伝動ベルト２６４に巻回されている従動プーリ２６５と、従動プーリ２６５に接続されている従動軸２６６と、従動軸２６６の下端に連結されたロータリジョイント２６７と、を備えている。従動軸２６６は、基台２２に連結されている。

モータ２６０を用いて駆動軸２６２を回転させると、駆動プーリ２６３が回転するとともに、駆動プーリ２６３の回転力が伝動ベルト２６４によって従動プーリ２６５に伝達されて従動プーリ２６５が回転することとなる。これにより、従動プーリ２６５に接続されている従動軸２６６がＺ軸方向の回転軸２５を軸にして回転して、従動軸２６６に連結されている基台２２がＺ軸方向の回転軸２５を軸にして回転する構成となっている。

チャックテーブル２の下方には、流路２４３を通じて吸引部２０に接続された吸引源２４０、エア供給源２４１、及び水供給源２４２が配設されている。
流路２４３は、例えば、枠体２１、基台２２、従動軸２６６、及びロータリジョイント２６７の内部を貫通するように形成されており、ロータリジョイント２６７の側面からロータリジョイント２６７の外部に突き出て、吸引路２４３０、エア流路２４３１、及び水路２４３２に分岐している。

吸引源２４０と吸引部２０との間には、吸引バルブ２４００が配設されている。吸引バルブ２４００が開いている状態で吸引源２４０を作動させると、吸引源２４０によって生み出された吸引力が、流路２４３を通じて吸引部２０の保持面２００に伝達されることとなる。
例えば、インゴット１２が保持面２００に載置されている状態で、吸引バルブ２４００を開いて、吸引源２４０を作動させることにより、保持面２００にインゴット１２を吸引保持することができる。

また、エア供給源２４１と吸引部２０との間には、エアバルブ２４１０が配設されている。エアバルブ２４１０が開いている状態で、エア供給源２４１を用いてエアを供給すると、供給されたエアは、流路２４３を通じて吸引部２０に伝達され、保持面２００に形成されている多数の細孔から＋Ｚ方向に噴射されることとなる。
例えば、保持面２００に被加工物等が載置されていない状態で、エアバルブ２４１０を開くとともにエア供給源２４１を作動させて、保持面２００の多数の細孔からエアを噴射させることにより、吸引部２０の内部や保持面２００に付着している研削屑等を除去することができる。

水供給源２４２と吸引部２０との間には、水バルブ２４２０が配設されている。
水バルブ２４２０が開いている状態で、水供給源２４２から水を供給すると、供給された水は、流路２４３を通じて吸引部２０に伝達され、保持面２００の多数の細孔から噴射することとなる。
例えば、保持面２００に被加工物等が載置されていない状態で、水バルブ２４２０を開くとともに水供給源２４２を作動させて、保持面２００の多数の細孔から水を噴射させることにより、保持面２００を洗浄することができる。このとき、エアバルブ２４１０を開いて水とともにエアを噴射してもよい。

研削装置１は、研削水供給手段６を備えている。研削水供給手段６は、保持面２００に保持された被加工物の上面と研削砥石３４０の下面３４２とが接触する加工エリアに研削水を供給する機能を有している。
研削水供給手段６は、研削砥石３４０に研削水を噴射するノズル６０と、ノズル６０を上方向（＋Ｚ方向）に付勢する付勢機構６１とを備えている。

付勢機構６１は、内部ベース５の上に配設されたエアシリンダ６１０と、エアシリンダ６１０に収容されたピストンロッド６１１とを備えている。
エアシリンダ６１０は、中央部に開口が形成された上底面６１００を有している。ピストンロッド６１１の外径は、該開口よりも小径に形成されており、ピストンロッド６１１は、該開口をＺ軸方向に貫通している。
また、エアシリンダ６１０には、エアシリンダ６１０の内部にエアを供給するエア供給源６１２が接続されている。
エア供給源６１２を用いてエアシリンダ６１０の内部にエアを供給することにより、ピストンロッド６１１の下面に＋Ｚ方向の押力を加えると、ピストンロッド６１１がエアシリンダ６１０の内部の空間を＋Ｚ方向に上昇する。これにより、ピストンロッド６１１がエアシリンダ６１０の上方に突出して、ピストンロッド６１１に連結されたノズル６０が＋Ｚ方向に付勢される構成となっている。
例えば、エア供給源６１２から一定の流量のエアをエアシリンダ６１０の内部に供給し続けることにより、ピストンロッド６１１がエアシリンダ６１０の上方に突出した状態が維持され、ピストンロッド６１１に連結されたノズル６０が＋Ｚ方向に付勢された状態が維持されることとなる。

ピストンロッド６１１の下端には、付勢機構６１によって上方向（＋Ｚ方向）に付勢されるノズル６０の上限の限界位置を設定する上限停止部７が連結されている。上限停止部７は、円柱状に形成されており、その底面は、エアシリンダ６１０の上底面６１００の開口よりも大きな径を有している。
エアシリンダ６１０にエアを供給することにより、ピストンロッド６１１が＋Ｚ方向に付勢されて所定の高さ位置まで上昇すると、上限停止部７がエアシリンダ６１０の上底面６１００に接触する。これにより、ピストンロッド６１１の上昇が妨げられて、これ以上ピストンロッド６１１、及びノズル６０が上昇できない状態となる。

ノズル６０は、管状の部材であり、その一端がピストンロッド６１１の側面に連結されている。ノズル６０は、例えば、ピストンロッド６１１の側面からピストンロッド６１１の高さ方向（Ｚ軸方向）に対して略垂直な方向に延設されている。
ノズル６０の他端には、研削水が噴射される噴射口６００が形成されている。また、ノズル６０は、図示しない研削水供給源に接続されている。ノズル６０は、噴射口６００に近づくにつれて上昇する傾斜を有している。すなわち、噴射口６００は、ピストンロッド６１１の側面に連結されているノズル６０の根元の位置よりも高い位置に形成されている。

該研削水供給源を用いてノズル６０に研削水を供給すると、ノズル６０の噴射口６００から研削水が噴射されることとなる。
例えば、被加工物の研削加工時の水平位置（Ｙ軸位置）にチャックテーブル２が位置付けられている状態で、該研削水供給源を用いてノズル６０に研削水を供給することにより、ノズル６０の噴射口６００から、研削加工時に保持面２００に保持されることとなる被加工物の上面と研削砥石３４０の下面３４２とが接触する加工エリアにチャックテーブル２に向けて研削水を噴射することができる。

以下、図２に示す保持面２００に保持されたインゴット１２の上面１２０と研削砥石３４０の下面３４２とが接触する領域を第１加工エリア５１とする。
また、図３に示す保持面２００に保持されたウェーハ１３の上面１３０と研削砥石３４０の下面３４２とが接触する領域を第２加工エリア５２とする。

昇降板４３の下面には、押圧部材６１３が、昇降板４３の下面から－Ｚ方向に向けて垂下された状態で配設されている。
研削送り手段４のＺ軸モータ４２を回転させて昇降板４３を－Ｚ方向に下降させることにより昇降板４３の下面に配設された押圧部材６１３が昇降板４３と一体となって－Ｚ方向に下降していき、押圧部材６１３の下面と、ピストンロッド６１１の上面とが接触することとなる。
押圧部材６１３の下面とピストンロッド６１１の上面とが接触している状態で、さらに、押圧部材６１３を－Ｚ方向に移動させていくことにより、ピストンロッド６１１を－Ｚ方向に押すことができる。

押圧部材６１３の下端は、研削砥石３４０の下面３４２よりも下方に位置している。そして、ノズル６０は、ピストンロッド６１１の側面からＹ軸方向に延びているため、研削手段３が下降しても、ノズル６０と研削砥石３４０とが接触することはない。図示の例では、押圧部材６１３がピストンロッド６１１と接触して押圧しているときに、噴射口６００が研削砥石３４０の下面３４２よりも若干高い位置にあるとともに研削砥石３４０の回転軌道の内側に位置している。また、噴射口６００の先端は、研削砥石３４０の回転軌道の内周側に向いている。
なお、押圧部材は、環状の研削砥石を囲繞するようにハウジング３１またはホルダ４４に配設されたホイールカバーであってもよい。

２研削装置の動作
（１）インゴットの研削加工
上記の研削装置１を用いてインゴット１２を研削加工する際の研削装置１の動作について説明する。
研削装置１を用いてインゴット１２の研削加工を行う際には、まず、図２に示すように、インゴット１２をチャックテーブル２の保持面２００に載置する。そして、吸引バルブ２４００を開く。これにより、吸引源２４０から生み出された吸引力が流路２４３を通じて保持面２００に伝達されて、インゴット１２が保持面２００に吸引保持される。

インゴット１２が保持面２００に吸引保持されている状態で、図示しないＹ軸移動手段等を用いてチャックテーブル２を＋Ｙ方向に移動させて、研削手段３の下方に位置付ける。
次いで、回転手段２６を用いて回転軸２５を軸にしてチャックテーブル２を回転させるによって、保持面２００に保持されているインゴット１２を回転させるとともに、スピンドルモータ３２を用いて回転軸３５を軸にして研削砥石３４０を回転させる。

また、付勢機構６１のエア供給源６１２からエアシリンダ６１０の内部にエアを供給することにより、ピストンロッド６１１に連結されたノズル６０を上方向（＋Ｚ方向）に付勢する。

インゴット１２が回転軸２５を軸にして回転しており、かつ、研削砥石３４０が回転軸３５を軸にして回転している状態で、研削送り手段４を用いて研削砥石３４０を－Ｚ方向に下降させて、研削砥石３４０の下面３４２をインゴット１２の上面に接触させる。
下面３４２がインゴット１２の上面１２０に接触している状態で、さらに研削砥石３４０を－Ｚ方向に下降させていくことによってインゴット１２が研削される。インゴット１２の研削中は、押圧部材６１３がピストンロッド６１１を－Ｚ方向に押圧していくため、それにともないノズル６０も同方向に下降する。

このとき、図示しない研削水供給源からノズル６０に研削水を供給し、噴射口６００から研削水を噴出させる。前述のように、ノズル６０は、押圧部材６１３がピストンロッド６１１と接触して押圧しているときに、噴射口６００が研削砥石３４０の下面３４２よりも若干高い位置にあるとともに研削砥石３４０の回転軌道の内側に位置するようにあらかじめ調整されているため、ノズル６０の噴射口６００から噴出された研削水は、下面３４２とインゴット１２の上面１２０との接触領域である第１加工エリア５１に供給され、研削加工により生じた研削屑等が流水洗浄される。また、研削加工に伴って下面３４２とインゴット１２の上面１２０との間に発生した摩擦熱等の冷却が図られる。

（２）ウェーハの研削加工
研削装置１を用いてウェーハ１３を研削加工する際の研削装置１の動作について説明する。
研削装置１を用いてウェーハ１３の研削加工を行う際には、まず、図３に示すように、ウェーハ１３をチャックテーブル２の保持面２００に載置する。そして、吸引バルブ２４００が開かれている状態で吸引源２４０を作動させる。これにより、吸引源２４０から生み出された吸引力が流路２４３を通じて保持面２００に伝達されて、ウェーハ１３を保持面２００に吸引保持される。

ウェーハ１３が保持面２００に吸引保持されている状態で、図示しないＹ軸移動手段等を用いてチャックテーブル２を＋Ｙ方向に移動させて、研削手段３の下方に位置付ける。
次いで、回転手段２６を用いて回転軸２５を軸にしてチャックテーブル２を回転させることにより、保持面２００に保持されているウェーハ１３を回転させるとともに、スピンドルモータ３２を用いて回転軸３５を軸にして研削砥石３４０を回転させる。

ウェーハ１３が回転軸２５を軸にして回転しており、かつ、研削砥石３４０が回転軸３５を軸にして回転している状態で、研削送り手段４を用いて研削手段３を－Ｚ方向に下降させる。

研削砥石３４０を－Ｚ方向に下降させることにより、研削砥石３４０の下面３４２がウェーハ１３の上面１３０に接触する。
下面３４２がウェーハ１３の上面１２０に接触している状態で、さらに研削砥石３４０を－Ｚ方向に下降させていくことによってウェーハ１３が研削される。

また、研削手段３が－Ｚ方向に下降していくと、やがてピストンロッド６１１の上面が、昇降板４３に連結された押圧部材６１３の下面に接触する。ピストンロッド６１１の上面が押圧部材６１３の下面に接触している状態で、さらに研削送り手段４を用いて研削手段３を－Ｚ方向に下降させると、ピストンロッド６１１の上面が押圧部材６１３によって－Ｚ方向に押し下げられていく。これにより、ピストンロッド６１１に連結されているノズル６０がピストンロッド６１１と一体的に－Ｚ方向に下降していく。

研削手段３が所定の距離－Ｚ方向に下降してウェーハ１３の上面１３０に研削砥石３４０の下面３４２が接触している状態においては、研削手段３の下降に伴って－Ｚ方向に下降したノズル６０が、保持面２００に保持されたウェーハ１３の上面１３０と研削砥石３４０の下面３４２とが接触する第２加工エリアに研削水を噴射するための適切な高さ位置に位置づけられる。

インゴット１２の研削加工時と同様に、研削水供給源からノズル６０に研削水を供給することにより、ノズル６０の噴射口６００から研削水が噴射されて、ウェーハ１３の上面１３０と研削砥石３４０の下面３４２との接触位置である第２加工エリア５２に研削水が供給される。これにより、研削加工時にウェーハ１３の上面１３０に生じた研削屑等が流水洗浄される。また、研削加工に伴って下面３４２とウェーハ１３の上面１３０との間に発生した摩擦熱等の冷却が図られる。ノズル６０の高さ位置は、押圧部材６１３に押圧されるピストンロッド６１１の位置に依存するため、被加工物の厚さに応じて噴射口６００の高さ位置も自動的に変化する。したがって、インゴット１２よりも薄い被加工物であるウェーハ１３を研削する場合においても、ノズル６０の取り付け位置を変える必要はない。

（３）研削ホイールの交換
研削装置１においては、例えば、被加工物の研削加工後等に、研削装置１に備える研削手段３の研削ホイール３４の交換が行われる。研削ホイール３４の交換を行う際の研削装置１の動作について説明する。
被加工物の研削加工時、ノズル６０には、付勢機構６１による上方向（＋Ｚ方向）への押し上げ力と、押圧部材６１３による－Ｚ方向への押圧荷重とがかかっている。

研削加工終了後、研削送り手段４を用いて研削手段３を上方向に移動させる。これにより、図４に示すように、押圧部材６１３がピストンロッド６１１の上面から離間して、ピストンロッド６１１に押圧部材６１３からかけられていた－Ｚ方向への押圧荷重が取り除かれる。
すると、付勢機構６１からピストンロッド６１１にかけられていた上方向への押し上げ力の作用により、ピストンロッド６１１、及びノズル６０が上方向に上昇していく。上限停止部７によってノズル６０の上昇が上限位置にて停止するため、ノズル６０と、研削送り手段４に駆動されて上方向に移動した研削手段３のマウント３３との間に、研削ホイール３４の交換のための通過を可能とする隙間１４が形成される。したがって、研削ホイール３４の交換時に、ノズル６０を取り外したりずらしたりする必要がなく、ノズル６０を再配置する必要がなく、研削水の噴射位置がずれるのを防ぐことができる。

以上のように、本研削装置１は、上方向に付勢されたノズル６０の上昇の限界位置が上限停止部７によって設定されるため、研削手段３がより高い位置に上昇していっても、上昇したノズル６０が上限位置において研削手段３の上昇に追随しなくなる。図４に示すように研削手段３が最も高い位置に上昇しているときに、ノズル６０から研削砥石３４０が大きく離間するため、研削ホイール３４の交換作業を容易にし、作業時間を短縮する事ができる。
また、研削ホイール３４を交換する際に、ノズル６０を再配置する作業が不要であり、ノズル６０の再配置に伴うノズル６０からの研削水の噴射位置の位置ずれが生じないため、ノズル６０から噴射される研削水の着水位置が変わらないというメリットがある。
さらに、研削砥石３４０が被加工物に接触していない状態においてノズル６０の噴射口６００が、研削砥石３４０の回転軌道の内側であって被加工物の上面よりも上方の位置に位置するようにノズル６０の位置を調整しておくことにより、研削手段３を下降させる際に押圧部材６１３がピストンロッド６１１に接触する前に噴射口６００から水を噴射することによって、研削水を研削砥石３４０の下面３４２及び内側面３４３に当てることができ、研削砥石３４０の下面３４２及び内側面３４３を清掃する事ができる。これにより、研削砥石３４０の下面３４２がインゴット１２の上面１２０に接触する際に、研削屑が噛み込むことにより大きなひっかき傷が作られるのを防止できる。

また、図５に示すように、研削砥石３４０の残量が少ない場合は、エアシリンダ６１０内におけるピストンロッド６１１の沈み込み量が大きく、図６に示すように、研削砥石３４０の残量が多い場合は、エアシリンダ６１０内におけるピストンロッド６１１の沈み込み量が小さくなるが、摩耗量が大きい研削砥石３４０が被加工物に接触している状態においてノズル６０の噴射口６００が研削砥石３４０の回転軌道の内側であって被加工物の上面よりも上方の位置に位置するようにノズル６０の位置を調整しておくことにより、いずれの場合も、被加工物の上面と研削砥石３４０の下面３４２との接触位置に研削水を供給することができる。

なお、上限停止部７は、ピストンロッド６１１が上限の高さ位置に至る前に、ノズル６０の上部に接触して、付勢機構６１によるノズル６０の上方向の移動を停止させるものでもよい。上記上限停止部７の別の例としては、例えば、図１に示したベース１０にＺ軸方向に延設された図示しない軸部と、軸部から略垂直に延ばされた図示しないアーム部とを備え、該アーム部がノズル６０の上に被さるようにして接触し、ノズル６０の上昇を妨げることにより、ノズル６０の上昇の限界を設定するものが考えられる。この場合において、当該軸部及びアーム部は、研削砥石３４０の回転軌道の内側に位置する。
上限停止部７が上記の構成を有している場合には、例えば軸部の高さを適宜の高さに調整することにより、ノズル６０の上昇の限界を適宜の高さに設定することが可能となる。

また、付勢機構６１は、上記のようなエア供給源６１２からエアシリンダ６１０の内部にエアを供給することによってノズル６０を付勢する構成を有するものにかえて、バネ等を有し、バネの弾力によってノズル６０を付勢することができるものであってもよい。

１：研削装置１０：ベース１１：コラム１２：インゴット１２０：上面
１３：ウェーハ１３０：上面１４：隙間
２：チャックテーブル２０：吸引部２００：保持面２１：枠体２１０：上面
２１１：下面２２：基台２３：環状部材２３０：開口２３１：支持部
２４０：吸引源２４１：エア供給源２４２：水供給源２４３：流路２５：回転軸
２６：回転手段２６０：モータ２６２：駆動軸２６３：駆動プーリ
２６４：伝動ベルト２６５：従動プーリ２６６：従動軸
２６７：ロータリジョイント２８：カバー２９：蛇腹
２４００：吸引バルブ２４１０：エアバルブ２４２０：水バルブ２４３０：吸引路
２４３１：エア流路２４３２：水路
３：研削手段３０：スピンドル３１：ハウジング３２：スピンドルモータ
３３：マウント３４：研削ホイール３４０：研削砥石３４１：ホイール基台
３４２：下面（研削面）３５：回転軸
４：研削送り手段４０：ボールネジ４１：ガイドレール４２：Ｚ軸モータ
４２０：エンコーダ４３：昇降板４４：ホルダ４５：回転軸
４６：高さ認識手段４６０：スケール４６１：高さ認識部５：内部ベース
６：研削水供給手段６０：ノズル６００：噴射口
６１：付勢機構６１０：エアシリンダ６１００：上底面６１１：ピストンロッド
６１２：エア供給源６１３：押圧部材７：上限停止部
８：保持面高さ測定手段８０：接触子８１：アーム８２：筐体
９：上面高さ測定手段９０：接触子
９００：移動手段９１：ガイドレール９２：モータ
９３：可動板９４：Ｌ字治具９６０：スケール９６１：読み取り部９７：背板
９８：ボールネジ１００：厚み算出部

Claims

保持面に被加工物を保持するチャックテーブルと、環状の研削砥石がホイール基台に配置された研削ホイールをマウントの先端に連結して該ホイール基台の中心を軸に回転させて該保持面に保持された被加工物を研削する研削手段と、該保持面に対して垂直な上下方向に該研削手段を移動させる研削送り手段と、該保持面に保持された被加工物の上面と該研削砥石の下面とが接触する加工エリアに研削水を供給する研削水供給手段と、を備える研削装置であって、
該研削水供給手段は、
該研削砥石に研削水を噴射するノズルと、該ノズルを上方向に付勢する付勢機構と、を備え、
該研削手段の下方向への移動に応じて、該ノズルが該上方向への付勢に抗して該下方向に移動可能であり、
該付勢機構によって該上方向に付勢される該ノズルと、該研削送り手段が上方向に移動させた該研削手段の該マウントとの間に、該研削ホイールの通過を可能とする隙間を形成するために、該付勢機構によって該上方向に付勢される該ノズルの上昇の限界位置を設定する上限停止部を備える、
研削装置。