WO2015198635A1 - 研削装置および研削方法 - Google Patents

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WO2015198635A1
WO2015198635A1 PCT/JP2015/055719 JP2015055719W WO2015198635A1 WO 2015198635 A1 WO2015198635 A1 WO 2015198635A1 JP 2015055719 W JP2015055719 W JP 2015055719W WO 2015198635 A1 WO2015198635 A1 WO 2015198635A1
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好信 西村
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株式会社Sumco
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    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Definitions

  • the present invention relates to a grinding apparatus and a grinding method.
  • Patent Document 1 discloses an apparatus for grinding (surface processing) a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) as an object to be ground.
  • a wafer a semiconductor wafer
  • at least one of the rotating shafts provided with ring-shaped surface plates pressed against both surfaces of the wafer is supported so as to be able to deviate, and the inclination angle of the rotating shaft supported so as to be able to deviate is measured and measured.
  • the wafer shape is estimated from the tilt angle, the estimation result is compared with the target shape, and the rotation axis supported so as to be deflectable is deflected according to the calculation result.
  • Patent Document 2 discloses a method for simultaneous double-side grinding of a wafer as an object to be ground.
  • the wafer is machined between two rotating grinding wheels fixed to opposite collinear spindles.
  • the wafer is guided in the axial direction by two hydrostatic bearings in a substantially unconstrained manner and guided by a guide ring in the radial direction and rotated by a drive device.
  • the radial distance between at least one hydrostatic bearing and the grinding wheel is measured by at least two sensors, and the horizontal and vertical correction positions of the spindle position are Calculated from the distance, the spindle position is corrected corresponding to this calculation.
  • the moving side ring-shaped surface plate and the grinding disk (hereinafter referred to as the moving side ring-shaped surface plate and the grinding disk)
  • a moving unit that moves the wheel in a direction of contacting and separating.
  • the moving unit includes a guide rail provided integrally with a drive unit that rotates the grinding wheel, and a sliding holding unit that holds the guide rail so as to be slidable, the following phenomenon occurs: Can occur.
  • the slide holding unit may be worn, and the end portion of the guide rail may come into contact with the slide holding unit.
  • the contact / separation of the grinding wheel is repeated in a state where it comes into contact with each other, the wear of the sliding holding portion is promoted, and there is a risk that the guide rail will become loose.
  • the guide rails become unstable, the inclination of the grinding wheel changes greatly at the moment when the grinding wheel is separated from the wafer after grinding the wafer, and the grinding wheel may collide with the wafer. For this reason, it is preferable to suppress rattling of the guide rail to a minimum by exchanging the sliding holding portion according to the wear state of the sliding holding portion.
  • An object of the present invention is to provide a grinding apparatus and a grinding method capable of grasping an abnormal state of a moving part without reducing production efficiency and yield rate.
  • a grinding apparatus is a grinding apparatus for grinding an object to be ground with a grinding wheel, the spindle driving unit for rotating a spindle to which the grinding wheel can be attached, and the spindle driving unit with respect to the object to be ground. And a moving unit that moves in the direction of contact and separation, and a tilt measuring unit that measures a change in the tilt of the spindle accompanying the movement of the spindle driving unit.
  • the grinding method of the present invention is a grinding method for grinding an object to be ground with a grinding wheel, wherein a spindle driving unit that rotates a spindle to which the grinding wheel can be attached is brought close to the object to be ground; Rotating the spindle with the spindle drive unit and grinding the workpiece with the grinding wheel; separating the spindle drive unit with respect to the workpiece; and moving the spindle drive unit And a step of measuring a change in the tilt of the spindle accompanying the above.
  • the operator can grasp the abnormal state of the moving unit that moves the spindle driving unit based on the measurement result. it can. Further, when measuring the change in the tilt of the spindle, it is not necessary to stop the grinding operation or check a wafer of poor quality. Therefore, it is possible to provide a grinding apparatus and a grinding method capable of grasping the abnormal state of the moving unit without reducing the production efficiency and the yield rate.
  • the inclination of the spindle may be an inclination based on a state in which the spindle axis is perpendicular to the surface to be ground of the workpiece, or an inclination based on the inclined state. Good.
  • a measuring member having a flat surface to be measured is attached to the spindle driving unit, and the inclination measuring unit uses a change in the inclination of the surface to be measured as a change in the inclination of the spindle. It is preferable to measure.
  • the grinding apparatus of the present invention includes a state determination unit that determines whether or not the moving unit is in an abnormal state based on a measurement result of the inclination measurement unit, and a notification unit that notifies the determination result of the state determination unit. It is preferable.
  • the operator can easily grasp the abnormal state of the moving unit by notifying the notifying unit.
  • a double-headed grinding apparatus 1 as a grinding apparatus grinds a wafer W as an object to be ground with a grinding wheel 10.
  • the double-head grinding apparatus 1 supplies a grinding liquid into the grinding wheel 10 and a carrier ring (not shown) that holds the wafer W therein, a pair of grinding units 20 that are sandwiched between the wafers W held by the carrier ring, and the grinding wheel 10.
  • a grinding fluid supply unit (not shown).
  • the grinding unit 20 includes a spindle drive unit 30, a support unit 40, an advance / retreat drive unit 50, an inclination measurement unit 60, a notification unit 70, and a control unit 80 as a state determination unit.
  • the support part 40 and the advance / retreat drive part 50 constitute a moving part 90 of the present invention.
  • the spindle drive unit 30 rotates the spindle 31.
  • the spindle drive unit 30 includes a rotation motor 32 having a spindle 31 and a case 33 that accommodates the rotation motor 32.
  • a wheel mounting portion 34 to which the grinding wheel 10 can be detachably mounted is provided at the tip of the spindle 31.
  • the rotation motor 32 is electrically connected to the control unit 80.
  • the case 33 is formed in a rectangular box shape.
  • a measurement plate 35 as a measurement member is attached to the upper surface (surface on the + Z direction side) 33 ⁇ / b> A of the case 33.
  • the measurement plate 35 is attached to the upper surface 33 ⁇ / b> A so that the planar measurement surface 35 ⁇ / b> A faces in the upward direction (+ Z direction) and is substantially parallel to the central axis C of the spindle 31.
  • the support unit 40 supports the spindle driving unit 30 so as to be movable in a direction in which the spindle driving unit 30 is in contact with or separated from the wafer W (X axis direction).
  • the support part 40 includes a pair of guide rails 41 and a pair of sliding holding parts 42.
  • the guide rail 41 is integrally provided on the lower side of the first side surface 33B on the + Y direction side and the second side surface 33C on the ⁇ Y direction side in the case 33.
  • the guide rail 41 is provided so as to extend in the X-axis direction from the end portion on the front surface 33D side facing the wafer W to the end portion on the rear surface 33E side opposite to the front surface 33D.
  • the guide rail 41 is formed in a trapezoidal shape when viewed from the rear surface 33E side.
  • the guide rail 41 includes a first sliding surface 41A, a second sliding surface 41B, and a third sliding surface 41C.
  • the first sliding surface 41A and the second sliding surface 41B are provided at positions corresponding to the oblique sides of the trapezoid.
  • 41 C of 3rd sliding surfaces are provided in the position corresponding to a long side among a pair of parallel sides of a trapezoid.
  • the sliding holding part 42 is fixed to a frame (not shown).
  • the sliding holding portion 42 includes a concave portion 42A that holds the guide rail 41 so as to be slidable.
  • the recess 42 ⁇ / b> A is formed in a shape corresponding to the outer shape of the guide rail 41.
  • the recess 42A includes a first contact surface 42B that contacts the first sliding surface 41A, a second contact surface 42C that contacts the second sliding surface 41B, and a third contact surface 42D that contacts the third sliding surface 41C. ing.
  • the sliding holding portion 42 has the first, second, and third sliding surfaces, respectively, as the first, second, and third contact surfaces 42B, 42C, and 42D.
  • the advancing / retreating drive unit 50 includes a moving motor 52 that rotates a screw shaft 51 that extends in the X-axis direction, a nut 53 that has a screw groove (not shown) that faces the screw groove 51A of the screw shaft 51, and a screw shaft 51.
  • a plurality of balls (not shown) that are rotatably provided in a spiral ball rolling space formed by the screw groove 51A and the screw groove of the nut 53, and one end side and the other end side of the screw shaft 51 are supported.
  • a pair of bearings 54 The moving motor 52 is electrically connected to the control unit 80.
  • the nut 53 is provided on the rear end side (the side far from the wafer W) on the lower surface (surface on the ⁇ Z direction side) 33F of the case 33.
  • the advancing / retreating drive unit 50 moves the spindle drive unit 30 supported by the support unit 40 in the + X direction and the ⁇ X direction as the moving motor 52 rotates the screw shaft 51 based on the control of the control unit 80. .
  • the inclination measuring unit 60 is fixed to a frame (not shown).
  • the inclination measurement unit 60 includes a first sensor 61, a second sensor 62, and an inclination calculation unit 63.
  • the first and second sensors 61 and 62 are non-contact sensors.
  • the first and second sensors 61 and 62 are electrically connected to the inclination calculation unit 63.
  • the first and second sensors 61 and 62 are provided side by side in the X-axis direction above the movement path of the spindle driving unit 30.
  • the first sensor 61 is provided closer to the wafer W than the second sensor 62.
  • the first and second sensors 61 and 62 are provided when the spindle driving unit 30 is located at the standby position indicated by the solid line in FIG.
  • the surface to be measured 35 ⁇ / b> A is provided below the sensors 61 and 62.
  • the first and second sensors 61 and 62 detect the distance in the Z-axis direction to the surface to be measured 35 ⁇ / b> A, respectively, and output the detection result to the inclination calculation unit 63.
  • the inclination calculation unit 63 is electrically connected to the control unit 80.
  • the inclination calculation unit 63 calculates a change in the inclination of the measurement target surface 35 ⁇ / b> A based on the detection results from the first and second sensors 61 and 62. For example, in the case shown in FIG.
  • the inclination calculation unit 63 is based on the following equation (1).
  • the tilt angle ⁇ is calculated.
  • the inclination calculation unit 63 outputs the calculation result of the inclination angle ⁇ to the control unit 80.
  • the surface to be measured 35 ⁇ / b> A is provided so as to be substantially parallel to the central axis C of the spindle 31.
  • the inclination angle ⁇ calculated by the inclination calculation unit 63 is substantially equal to the inclination angle of the spindle 31 with respect to the XY plane SA, that is, the inclination angle based on the state where the spindle 31 is perpendicular to the wafer W.
  • at least one of the first and second sensors 61 and 62 may be a contact sensor.
  • the notification unit 70 is electrically connected to the control unit 80.
  • the notification unit 70 notifies various information based on the control of the control unit 80.
  • the notification unit 70 notifies information based on a change in the tilt angle of the spindle 31 measured by the tilt measurement unit 60.
  • the notification unit 70 can be exemplified by a configuration for notifying various information by a method that can be confirmed by an operator such as sound, characters, symbols, and colors.
  • the control unit 80 performs various controls by processing a program and data stored in a storage unit (not shown) by a CPU (Central Processing Unit).
  • a CPU Central Processing Unit
  • the grinding unit 20 may be provided with a tilt mechanism for freely adjusting the tilt of the spindle 31.
  • the control unit 80 controls the moving motor 52 to bring the pair of spindle driving units 30 to which the grinding wheel 10 is attached closer to the wafer W.
  • the control unit 80 controls the rotation motor 32 to rotate the spindle 31 and controls a grinding fluid supply unit (not shown) to supply the grinding fluid into the grinding wheel 10.
  • the controller 80 drives the carrier ring to rotate the wafer W and grinds the wafer W by pressing the pair of grinding wheels 10 that have moved to the grinding position against both surfaces of the wafer W.
  • the control unit 80 separates the pair of spindle driving units 30 from the wafer W.
  • the spindle driving unit 30 moves to the standby position, the wafer W that has been ground is replaced with a new wafer W by an operator or a robot, and the next grinding is performed.
  • the control unit 80 controls the tilt calculation unit 63 while the spindle driving unit 30 is moving, and the movement of the spindle driving unit 30 is based on the detection results of the first sensor 61 and the second sensor 62.
  • the calculation result of the tilt angle ⁇ of the spindle 31 associated with is acquired every predetermined time or every predetermined position.
  • the control unit 80 acquires the calculation result of the tilt angle ⁇ while the spindle driving unit 30 reciprocates between the standby position and the grinding position.
  • the control unit 80 may not acquire the calculation result of the tilt angle ⁇ while the wafer W is being ground.
  • the control unit 80 may acquire the calculation result of the tilt angle ⁇ only when the spindle driving unit 30 is moving in a partial section between the standby position and the grinding position.
  • control part 80 judges whether the moving part 90 is in an abnormal state based on the change of the inclination angle ⁇ .
  • the control unit 80 determines that the state is an abnormal state, the control unit 80 notifies the operator of the abnormal state as information based on the change in the tilt angle ⁇ via the notification unit 70.
  • the first and second sliding surfaces 41A and 41B of the guide rail 41 and the first and second contact surfaces 42B and 42C of the sliding holding unit 42 are repeated. At least one of them wears. For example, as shown in FIG. 4, when the first and second contact surfaces 42 ⁇ / b> B and 42 ⁇ / b> C of the sliding holding portion 42 are worn, rattling of the guide rail 41 occurs with this wear.
  • the first contact surface 42B and the second contact surface 42C of 42 come into contact with each other. For this reason, the wear of the first and second contact surfaces 42B and 42C is promoted, and the rattling of the guide rail 41 is further increased.
  • the spindle driving unit 30 moves as shown in FIGS. 4 and 5, the inclination of the grinding wheel 10 changes greatly when the moving direction of the spindle driving unit 30 is switched.
  • the wafer W may be damaged or damaged.
  • the control unit 80 when the spindle driving unit 30 approaches the wafer W, the control unit 80 has a tilt angle ⁇ of the spindle 31 that is greater than a first threshold value exceeding 0, and When the inclination angle ⁇ is smaller than the second threshold value less than 0, the guide rail 41 is rattling, so that the support portion 40 of the moving portion 90 is determined to be in an abnormal state. Then, the control unit 80 notifies that the moving unit 90 is in an abnormal state via the notification unit 70. On the other hand, the control unit 80 determines that the support unit 40 is not in an abnormal state when the tilt angle ⁇ when the spindle driving unit 30 approaches and separates from the wafer W is equal to or smaller than the first threshold value and equal to or larger than the second threshold value. . In addition, the control part 80 may alert
  • the inclination angle ⁇ changes so as to vibrate at a constant cycle as shown in FIG.
  • the front end in the moving direction on the first sliding surface 41A side of the guide rail 41 and the rear end in the moving direction on the second sliding surface 41B side are respectively the first contact surface 42B of the sliding holding portion 42, And it is strongly pressed against the second contact surface 42C.
  • wear of the first and second contact surfaces 42B and 42C is promoted, and rattling of the guide rail 41 occurs.
  • the control unit 80 determines that the advance / retreat drive unit 50 of the moving unit 90 is in an abnormal state when the amplitude of change in the tilt angle ⁇ (difference between the maximum value and the minimum value) is equal to or greater than a threshold value. If it is less than the threshold, it is determined that the advance / retreat drive unit 50 is not in an abnormal state. And the control part 80 alert
  • the operator grasps that the support portion 40 is in an abnormal state, the operator replaces or performs maintenance on at least one of the guide rail 41 and the slide holding portion 42. Further, when the operator grasps that the advance / retreat drive unit 50 is in an abnormal state, the operator replaces or performs maintenance on at least one of the screw shaft 51, the nut 53, the ball, and the bearing 54.
  • the control unit 80 of the double-head grinding apparatus 1 measures the change in the tilt angle of the spindle 31 accompanying the movement of the spindle drive unit 30. For this reason, the operator can grasp the abnormal state of the support unit 40 and the advance / retreat drive unit 50 of the moving unit 90 based on the measurement result of the control unit 80. Further, when measuring the change in the tilt angle of the spindle 31, it is not necessary to stop the grinding operation or to check a wafer W having a poor quality. Therefore, it is possible to provide the double-head grinding apparatus 1 that can grasp the abnormal state of the moving unit 90 without reducing the production efficiency and the yield rate.
  • a measurement plate 35 having a surface to be measured 35 ⁇ / b> A is attached to the case 33 of the spindle driving unit 30. Then, the inclination measuring unit 60 measures the change in the inclination angle ⁇ of the measurement target surface 35 ⁇ / b> A as the change in the inclination angle ⁇ of the spindle 31. For this reason, the change in the tilt angle of the spindle 31 can be appropriately measured with a simple configuration in which the measurement plate 35 is simply attached to the double-headed grinding apparatus 1 that has been conventionally used.
  • control unit 80 of the double-head grinding apparatus 1 Since the control unit 80 of the double-head grinding apparatus 1 notifies the state of the moving unit 90 via the notification unit 70, the operator can easily grasp the abnormal state of the moving unit 90.
  • the tilt measuring unit 60 may measure the change in the tilt angle of the upper surface 33A of the case 33 as the change in the tilt angle of the spindle 31. Further, as shown by a two-dot chain line in FIG. 2, the measurement plate 35 is provided on the first side surface 33 ⁇ / b> B of the case 33, and the first and second sensors 61 and 62 are provided at positions facing the measurement plate 35. Good. With such a configuration, the tilt angle ⁇ of the spindle 31 with respect to the XZ plane can be measured.
  • the control unit 80 does not determine whether or not the moving unit 90 is in an abnormal state, and the control unit 80 causes the notification unit 70 to display a change in the tilt angle of the spindle 31. An abnormal state may be grasped.
  • the spindle driving portion 30 is rotated by rotating the balls and rollers. It may be moved.
  • the controller 80 may adjust the tilt of the spindle 31 by driving the tilt mechanism according to the tilt angle of the spindle 31.
  • the grinding apparatus of the present invention may be used in the grinding process of only one surface of the wafer W.
  • the object to be ground may be a target other than the wafer W, such as ceramics or stone.
  • Double-head grinding equipment grinding equipment
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 grinding wheel 30
  • Spindle drive part 31
  • Spindle 35A Measuring surface 35
  • Measurement block measuring surface 35
  • SYMBOLS 90 Moving part 60
  • Inclination measuring part 70 ... Notification part 80
  • Control part state judgment part
  • W Wafer (object to be ground)

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  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

　両頭研削加工装置（１）は、研削ホイール（１０）を取り付け可能なスピンドル（３１）を回転させるスピンドル駆動部（３０）と、スピンドル駆動部（３０）を、ウェーハ（Ｗ）に対して接離する方向に移動させる移動部（９０）と、スピンドル駆動部（３０）の移動に伴うスピンドル（３１）の傾きの変化を測定する傾き測定部（６０）とを備えている。

Description

研削装置および研削方法
　本発明は、研削装置および研削方法に関する。
　従来、被研削物の研削に関する技術が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
　特許文献１には、被研削物としての半導体ウェーハ（以下、ウェーハという）を研削（表面加工）するための装置が開示されている。
　この装置では、ウェーハの両面に押し当てられるリング状定盤が設けられた回転軸の少なくとも一方を偏角可能に支持し、この偏角可能に支持された回転軸の傾き角を測定し、測定された傾き角からウェーハ形状を推定し、推定結果を目標形状と比較演算し、演算結果に応じて偏角可能に支持された回転軸を偏角させている。
　特許文献２には、被研削物としてのウェーハを同時両面研削するための方法が開示されている。
　この方法を実施するための装置では、向き合った同一線上のスピンドルに固定された２つの回転する研削といしの間において、ウェーハが機械加工される。ウェーハは、機械加工の間、軸方向に、実質的に拘束力のない形式で２つの静圧軸受によって案内され、かつ、半径方向に案内リングによって案内され、かつ、駆動装置によって回転される。そして、半導体ウェーハの研削の間、少なくとも２つのセンサによって、少なくとも１つの静圧軸受と研削といしとの間の半径方向距離が測定され、スピンドル位置の水平方向および垂直方向の修正位置が、前記距離から計算され、この計算に対応してスピンドル位置が修正される。
特開平１１－２５４３１２号公報 特開２００９－９５９７６号公報
　ところで、一般的に、特許文献１，２に記載のような構成には、ウェーハに対して、移動側リング状定盤や研削ディスク（以下、移動側リング状定盤および研削ディスクをまとめて、研削ホイールと表現する場合がある）を接離する方向に移動させる移動部が設けられている。例えば、移動部が、研削ホイールを回転させる駆動部と一体的に設けられたガイドレールと、このガイドレールを摺動可能に保持する摺動保持部とを備えている場合、以下のような現象が発生し得る。
　ウェーハに対する駆動部の移動が繰り返されると、例えば摺動保持部が摩耗し、ガイドレールの端部が摺動保持部に片当たりするおそれがある。この片当たりした状態で研削ホイールの接離が繰り返されると、摺動保持部の摩耗が促進し、ガイドレールのがたつきが大きくなるおそれがある。
　また、ガイドレールのがたつきが大きくなると、ウェーハを研削した後、研削ホイールをウェーハから離間させる瞬間に、研削ホイールの傾きが大きく変化し、研削ホイールがウェーハに衝突してしまうおそれがある。
　このため、摺動保持部の摩耗状態に応じて、摺動保持部を交換することで、ガイドレールのがたつきを最小限に抑制することが好ましい。
　しかしながら、特許文献１に記載のような構成では、ウェーハを研削するときの研削ホイールの傾き角を測定するだけである。また、特許文献２に記載のような構成では、スピンドルの水平方向および垂直方向の修正位置を決定するだけである。このため、特許文献１，２に記載のような構成では、摺動保持部の摩耗状態、すなわち移動部の異常状態を把握することができない。
　また、特許文献１，２に記載のような構成において異常を検知する際には、駆動部を移動部から取り外し、摺動保持部の摩耗状態を目視や測定により確認することが考えられる。しかし、駆動部の取り外し作業や、目視や測定による確認作業のときには、研削を行うことができないため、生産効率が落ちてしまう。さらに、生産効率を落とさないために、研削後のウェーハの品質に基づいて、異常状態を推定することも考えられる。しかし、品質不良のウェーハを確認しないと、異常状態を把握できないため、良品率が落ちてしまう。
　本発明の目的は、生産効率および良品率を落とすことなく、移動部の異常状態を把握可能な研削装置および研削方法を提供することにある。
　本発明の研削装置は、研削ホイールで被研削物を研削する研削装置であって、前記研削ホイールを取り付け可能なスピンドルを回転させるスピンドル駆動部と、前記スピンドル駆動部を、前記被研削物に対して接離する方向に移動させる移動部と、前記スピンドル駆動部の移動に伴う前記スピンドルの傾きの変化を測定する傾き測定部とを備えていることを特徴とする。
　本発明の研削方法は、研削ホイールで被研削物を研削する研削方法であって、前記研削ホイールを取り付け可能なスピンドルを回転させるスピンドル駆動部を、前記被研削物に対して接近させる工程と、前記スピンドルを前記スピンドル駆動部で回転させて、前記研削ホイールで前記被研削物を研削する工程と、前記スピンドル駆動部を、前記被研削物に対して離間させる工程と、前記スピンドル駆動部の移動に伴う前記スピンドルの傾きの変化を測定する工程とを備えていることを特徴とする。
　本発明によれば、スピンドル駆動部の移動に伴うスピンドルの傾きの変化を測定するため、作業者は、この測定結果に基づいて、スピンドル駆動部を移動させる移動部の異常状態を把握することができる。また、スピンドルの傾きの変化を測定する際に、研削作業を停止したり、品質不良のウェーハを確認したりする必要がない。したがって、生産効率および良品率を落とすことなく、移動部の異常状態を把握可能な研削装置および研削方法を提供することができる。
　なお、スピンドルの傾きは、スピンドルの軸が被研削物の被研削面に対して、垂直となる状態を基準とした傾きであってもよいし、傾斜する状態を基準とした傾きであってもよい。
　本発明の研削装置では、前記スピンドル駆動部には、平面状の被測定面を有する測定部材が取り付けられ、前記傾き測定部は、前記被測定面の傾きの変化を前記スピンドルの傾きの変化として測定することが好ましい。
　本発明によれば、従来から利用していた研削装置に測定部材を取り付けるだけの簡単な構成で、スピンドルの傾きの変化を適切に測定することができる。
　本発明の研削装置では、前記傾き測定部での測定結果に基づいて、前記移動部が異常状態か否かを判断する状態判断部と、前記状態判断部の判断結果を報知する報知部を備えていることが好ましい。
　本発明によれば、作業者は、報知部の報知により移動部の異常状態を容易に把握することができる。
本発明の一実施形態に係る両頭研削加工装置の概略構成を示す模式図であり、一部は図２のI－I線に沿った断面図である。 両頭研削加工装置を－Ｘ方向側から見た模式図である。 スピンドル駆動部の傾き角度の計算方法を示す説明図である。 ガイドレールにがたつきが発生している場合において、スピンドル駆動部がウェーハに対して接近するときの状態を示す模式図である。 ガイドレールにがたつきが発生している場合において、スピンドル駆動部がウェーハに対して離間するときの状態を示す模式図である。 ガイドレールにがたつきが発生している場合における、スピンドル駆動部の移動に伴うスピンドル駆動部（スピンドル）の傾き角度の変化を示すグラフである。 ねじ軸が曲がっている場合における、スピンドル駆動部の移動に伴うスピンドル駆動部（スピンドル）の傾き角度の変化を示すグラフである。
　本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
　なお、方向に関する用語は各図に示したＸＹＺ軸を基準として説明する場合がある。
［両頭研削加工装置の構成］
　図１に示すように、研削装置としての両頭研削加工装置１は、研削ホイール１０で被研削物としてのウェーハＷを研削する。両頭研削加工装置１は、内部でウェーハＷを保持する図示しないキャリアリングと、キャリアリングで保持されたウェーハＷを挟んで設けられた一対の研削部２０と、研削ホイール１０内に研削液を供給する図示しない研削液供給部とを備えている。
　研削部２０は、スピンドル駆動部３０と、支持部４０と、進退駆動部５０と、傾き測定部６０と、報知部７０と、状態判断部としての制御部８０とを備えている。支持部４０および進退駆動部５０は、本発明の移動部９０を構成している。
　スピンドル駆動部３０は、スピンドル３１を回転させる。スピンドル駆動部３０は、スピンドル３１を有する回転用モータ３２と、この回転用モータ３２を収容するケース３３とを備えている。
　スピンドル３１の先端には、研削ホイール１０を着脱自在に取り付け可能なホイール取付部３４が設けられている。
　回転用モータ３２は、制御部８０に電気的に接続されている。
　ケース３３は、図２にも示すように、長方形箱状に形成されている。ケース３３の上面（＋Ｚ方向側の面）３３Ａには、測定部材としての測定プレート３５が取り付けられている。測定プレート３５は、平面状の被測定面３５Ａが、上方向（＋Ｚ方向）を向き、かつ、スピンドル３１の中心軸Ｃに対して略平行になるように、上面３３Ａに取り付けられている。
　支持部４０は、スピンドル駆動部３０を、ウェーハＷに対して接離する方向（Ｘ軸方向）に移動可能に支持する。支持部４０は、一対のガイドレール４１と、一対の摺動保持部４２とを備えている。
　ガイドレール４１は、ケース３３における＋Ｙ方向側の第１側面３３Ｂ、および、－Ｙ方向側の第２側面３３Ｃの下部に、一体的に設けられている。ガイドレール４１は、ウェーハＷに対向する前面３３Ｄ側の端部から、当該前面３３Ｄと反対側の後面３３Ｅ側の端部にかけて、Ｘ軸方向に延びるように設けられている。
　ガイドレール４１は、後面３３Ｅ側から見て台形状に形成されている。ガイドレール４１は、第１摺動面４１Ａと、第２摺動面４１Ｂと、第３摺動面４１Ｃとを備えている。第１摺動面４１Ａおよび第２摺動面４１Ｂは、台形の斜辺に対応する位置に設けられている。第３摺動面４１Ｃは、台形の互いに平行な一対の辺のうち、長辺に対応する位置に設けられている。
　摺動保持部４２は、図示しないフレームに固定されている。摺動保持部４２は、ガイドレール４１を摺動可能に保持する凹部４２Ａを備えている。凹部４２Ａは、ガイドレール４１の外形状に対応する形状に形成されている。凹部４２Ａは、第１摺動面４１Ａに接する第１接触面４２Ｂと、第２摺動面４１Ｂに接する第２接触面４２Ｃと、第３摺動面４１Ｃに接する第３接触面４２Ｄとを備えている。
　摺動保持部４２は、当該摺動保持部４２が摩耗してない状態では、第１，第２，第３接触面４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄが、それぞれ第１，第２，第３摺動面４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃに面接触することで、ガイドレール４１を摺動可能に保持するように構成されている。
　進退駆動部５０は、Ｘ軸方向に延びるねじ軸５１を回転させる移動用モータ５２と、ねじ軸５１のねじ溝５１Ａに対向する図示しないねじ溝を内周面に有するナット５３と、ねじ軸５１のねじ溝５１Ａとナット５３のねじ溝とにより形成される螺旋状のボール転動空間に転動自在に設けられた図示しない複数のボールと、ねじ軸５１の一端側および他端側を支持する一対の軸受５４とを備えている。
　移動用モータ５２は、制御部８０に電気的に接続されている。ナット５３は、ケース３３の下面（－Ｚ方向側の面）３３Ｆにおける後端側（ウェーハＷから遠い側）に設けられている。
　進退駆動部５０は、制御部８０の制御に基づいて、移動用モータ５２がねじ軸５１を回転させることで、支持部４０で支持されたスピンドル駆動部３０を＋Ｘ方向および－Ｘ方向に移動させる。
　傾き測定部６０は、図示しないフレームに固定されている。傾き測定部６０は、第１センサ６１と、第２センサ６２と、傾き計算部６３とを備えている。
　第１，第２センサ６１，６２は、非接触式のセンサである。第１，第２センサ６１，６２は、傾き計算部６３に電気的に接続されている。第１，第２センサ６１，６２は、スピンドル駆動部３０の移動経路の上側において、Ｘ軸方向に並んで設けられている。第１センサ６１は、第２センサ６２よりもウェーハＷ側に設けられている。第１，第２センサ６１，６２は、スピンドル駆動部３０が図１に実線で示す待機位置に位置する場合、および、二点鎖線で示す研削位置に位置する場合において、当該第１，第２センサ６１，６２の下方に被測定面３５Ａが位置するように設けられている。第１，第２センサ６１，６２は、被測定面３５ＡまでのＺ軸方向の距離をそれぞれ検出し、この検出結果を傾き計算部６３に出力する。
　傾き計算部６３は、制御部８０に電気的に接続されている。傾き計算部６３は、第１，第２センサ６１，６２からの検出結果に基づいて、被測定面３５Ａの傾きの変化を計算する。例えば、図３に示すような場合において、第１センサ６１から第２センサ６２までの最短距離をＬ１、第１センサ６１から被測定面３５ＡまでのＺ軸方向の距離をＤ１、第２センサ６２から被測定面３５ＡまでのＺ軸方向の距離をＤ２、基準面としてのＸＹ平面ＳＡに対する被測定面３５Ａの傾き角度をθとした場合、傾き計算部６３は、以下の式（１）に基づいて、傾き角度θを計算する。
　　θ＝Ｔａｎ－１（（Ｄ２－Ｄ１）／Ｌ１）　…　（１）
　傾き計算部６３は、傾き角度θの計算結果を制御部８０に出力する。
　ここで、上述したように、被測定面３５Ａは、スピンドル３１の中心軸Ｃに対して略平行になるように設けられている。このため、傾き計算部６３で計算された傾き角度θは、ＸＹ平面ＳＡに対するスピンドル３１の傾き角度、すなわちスピンドル３１がウェーハＷに対して垂直となる状態を基準とした傾き角度と略等しくなる。
　なお、第１，第２センサ６１，６２のうち、少なくとも一方のセンサは、接触式のセンサであってもよい。
　報知部７０は、制御部８０に電気的に接続されている。報知部７０は、制御部８０の制御に基づいて、各種情報を報知する。例えば、報知部７０は、傾き測定部６０で測定されたスピンドル３１の傾き角度の変化に基づく情報を報知する。報知部７０としては、音、文字、記号、色などの作業者が確認できる方法により、各種情報を報知する構成が例示できる。
　制御部８０は、図示しない記憶手段に記憶されたプログラムおよびデータをＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）が処理することにより、各種制御を行う。
　なお、研削部２０に、スピンドル３１の傾きを自由に調整するためのチルト機構を設けてもよい。
［研削方法］
　次に、両頭研削加工装置１を用いた研削方法について説明する。
　なお、被測定面３５ＡがＸＹ平面ＳＡと平行となったときに、すなわちスピンドル３１がウェーハＷに対して垂直になったときに、スピンドル３１の傾き角度θが０となる場合を例示して説明する。
　まず、作業者は、図示しないキャリアリングでウェーハＷを保持させる。次に、制御部８０は、移動用モータ５２を制御し、研削ホイール１０が取り付けられた一対のスピンドル駆動部３０を、ウェーハＷに対して接近させる。また、制御部８０は、回転用モータ３２を制御して、スピンドル３１を回転させるとともに、図示しない研削液供給部を制御して、研削ホイール１０内に研削液を供給する。そして、制御部８０は、キャリアリングを駆動しウェーハＷを回転させるとともに、研削位置まで移動した一対の研削ホイール１０をウェーハＷの両面に押し当てることで、ウェーハＷを研削する。
　制御部８０は、ウェーハＷの研削が終了すると、一対のスピンドル駆動部３０をウェーハＷに対して離間させる。スピンドル駆動部３０が待機位置まで移動したら、作業者やロボットなどにより、研削が終了したウェーハＷが新しいウェーハＷに交換されて、次の研削が行われる。
　ここで、制御部８０は、スピンドル駆動部３０が移動している間、傾き計算部６３を制御し、第１センサ６１および第２センサ６２での検出結果に基づいて、スピンドル駆動部３０の移動に伴うスピンドル３１の傾き角度θの計算結果を、所定時間毎あるいは所定位置毎に取得する。例えば、制御部８０は、スピンドル駆動部３０が待機位置と研削位置とを往復移動している間、傾き角度θの計算結果を取得する。
　ここで、制御部８０は、ウェーハＷを研削している間、傾き角度θの計算結果を取得しなくてもよい。また、制御部８０は、待機位置と研削位置との間の一部の区間をスピンドル駆動部３０が移動している場合のみ、傾き角度θの計算結果を取得してもよい。
　そして、制御部８０は、傾き角度θの変化に基づいて、移動部９０が異常状態であるか否かを判断する。制御部８０は、異常状態であると判断した場合、この異常状態を傾き角度θの変化に基づく情報として、報知部７０を介して作業者に報知する。
　ここで、ウェーハＷに対するスピンドル駆動部３０の往復移動が繰り返されると、ガイドレール４１の第１，第２摺動面４１Ａ，４１Ｂ、摺動保持部４２の第１，第２接触面４２Ｂ，４２Ｃのうち少なくとも１つが摩耗する。例えば、図４に示すように、摺動保持部４２の第１，第２接触面４２Ｂ，４２Ｃが摩耗した場合、この摩耗に伴い、ガイドレール４１のがたつきが発生する。
　ガイドレール４１のがたつきが発生した状態で、図４に矢印Ａ１で示すように、スピンドル駆動部３０をウェーハＷに対して接近させると、スピンドル駆動部３０は、移動方向の前端が後端よりも上側に位置するように、すなわちスピンドル駆動部３０およびスピンドル３１の傾き角度θが０より大きくなるように傾いた状態で移動する。また、図５に矢印Ａ２で示すように、スピンドル駆動部３０をウェーハＷに対して離間させると、スピンドル駆動部３０は、傾き角度θが０より小さくなるように傾いた状態で移動する。
　このようにスピンドル駆動部３０が移動すると、ガイドレール４１の第１摺動面４１Ａ側における移動方向の前端、および、第２摺動面４１Ｂ側における移動方向の後端が、それぞれ摺動保持部４２の第１接触面４２Ｂ、および、第２接触面４２Ｃに片当たりする。このため、第１，第２接触面４２Ｂ，４２Ｃの摩耗が促進し、ガイドレール４１のがたつきがさらに大きくなる。
　また、スピンドル駆動部３０が図４および図５に示すように移動すると、スピンドル駆動部３０の移動方向が切り替わるときに、研削ホイール１０の傾きが大きく変化するため、研削ホイール１０の上側がウェーハＷに衝突し、ウェーハＷが傷ついたり破損したりするおそれがある。
　制御部８０は、図６に示すように、スピンドル駆動部３０がウェーハＷに対して接近するときに、スピンドル３１の傾き角度θが０を超える第１閾値より大きくなり、かつ、ウェーハＷに対して離間するときに、傾き角度θが０未満の第２閾値より小さい場合、ガイドレール４１のがたつきが発生しているため、移動部９０の支持部４０が異常状態であると判断する。そして、制御部８０は、報知部７０を介して移動部９０が異常状態であることを報知する。
　一方、制御部８０は、スピンドル駆動部３０がウェーハＷに対して接近および離間するときの傾き角度θが、第１閾値以下かつ第２閾値以上の場合、支持部４０が異常状態でないと判断する。なお、制御部８０は、支持部４０が異常状態でないと判断した場合、報知部７０を介して、支持部４０が異常状態でないことを報知してもよいし、報知しなくてもよい。
　また、ねじ軸５１が曲がっている場合、傾き角度θが図７に示すように、一定の周期で振動するように変化する。この場合、ガイドレール４１の第１摺動面４１Ａ側における移動方向の前端、および、第２摺動面４１Ｂ側における移動方向の後端が、それぞれ摺動保持部４２の第１接触面４２Ｂ、および、第２接触面４２Ｃに強く押し付けられる。その結果、第１，第２接触面４２Ｂ，４２Ｃの摩耗が促進し、ガイドレール４１のがたつきが発生する。
　制御部８０は、図７に示すように、傾き角度θの変化の振幅（最大値と最小値との差）が閾値以上の場合に、移動部９０の進退駆動部５０が異常状態であると判断し、閾値未満の場合に、進退駆動部５０が異常状態でないと判断する。そして、制御部８０は、報知部７０を介して、進退駆動部５０に関する判断結果を報知する。なお、制御部８０は、支持部４０に関する判断結果と、進退駆動部５０に関する判断結果とを、同じように報知してもよいし、異なるように報知してもよい。
　そして、作業者は、支持部４０が異常状態であることを把握すると、ガイドレール４１および摺動保持部４２のうち少なくとも一方を交換したり、メンテナンスしたりする。また、作業者は、進退駆動部５０が異常状態であることを把握すると、ねじ軸５１、ナット５３、ボール、軸受５４のうち少なくとも１つを交換したり、メンテナンスしたりする。
［実施形態の作用効果］
　上述したような本実施形態では、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）両頭研削加工装置１の制御部８０は、スピンドル駆動部３０の移動に伴うスピンドル３１の傾き角度の変化を測定する。このため、作業者は、制御部８０での測定結果に基づいて、移動部９０の支持部４０や進退駆動部５０の異常状態を把握することができる。また、スピンドル３１の傾き角度の変化を測定する際に、研削作業を停止したり、品質不良のウェーハＷを確認したりする必要がない。したがって、生産効率および良品率を落とすことなく、移動部９０の異常状態を把握可能な両頭研削加工装置１を提供することができる。
（２）スピンドル駆動部３０のケース３３に、被測定面３５Ａを有する測定プレート３５を取り付けている。そして、傾き測定部６０は、被測定面３５Ａの傾き角度θの変化をスピンドル３１の傾き角度θの変化として測定する。
　このため、従来から利用していた両頭研削加工装置１に測定プレート３５を取り付けるだけの簡単な構成で、スピンドル３１の傾き角度の変化を適切に測定することができる。
（３）両頭研削加工装置１の制御部８０は、移動部９０の状態を、報知部７０を介して報知するため、作業者は移動部９０の異常状態を容易に把握することができる。
［他の実施形態］
　なお、本発明は上記実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の改良および設計の変更などが可能である。
　例えば、スピンドル駆動部３０に測定プレート３５を取り付けずに、傾き測定部６０がケース３３の上面３３Ａの傾き角度の変化をスピンドル３１の傾き角度の変化として測定してもよい。また、図２に二点鎖線で示すように、ケース３３の第１側面３３Ｂに測定プレート３５を設けるとともに、当該測定プレート３５に対向する位置に第１，第２センサ６１，６２を設けてもよい。このような構成にすれば、スピンドル３１のＸＺ平面に対する傾き角度θを測定することができる。
　傾き測定部６０に２個のセンサ（第１センサ６１および第２センサ６２）をＸ軸方向に並べて設けたが、３個以上のセンサをＸ軸方向に並べて設けてもよい。また、スピンドル駆動部３０の移動経路の上側に、被測定面３５Ａの傾き角度を測定可能な１個のセンサのみを設けてもよい。
　移動部９０が異常状態か否かを制御部８０が判断せずに、制御部８０がスピンドル３１の傾き角度の変化を報知部７０に表示させ、この表示に基づいて作業者が移動部９０の異常状態を把握してもよい。
　支持部４０としては、摺動保持部４２の第１，第２，第３接触面４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄにボールやローラを配置し、このボールやローラを回転させることで、スピンドル駆動部３０を移動させてもよい。
　スピンドル３１の傾き角度に応じて、制御部８０がチルト機構を駆動することで、スピンドル３１の傾きを調整するようにしてもよい。
　また、ウェーハＷの両面を同時に研削する両頭研削加工を例示したが、ウェーハＷの片面のみの研削加工において本発明の研削装置を用いてもよい。また、被研削物としては、セラミックスや石材など、ウェーハＷ以外のものを対象としてもよい。
　　１…両頭研削加工装置（研削装置）
　１０…研削ホイール
　３０…スピンドル駆動部
　３１…スピンドル
　３５Ａ…被測定面
　３５…測定ブロック（測定部材）
　９０…移動部
　６０…傾き測定部
　７０…報知部
　８０…制御部（状態判断部）
　　Ｗ…ウェーハ（被研削物）

Claims (4)

  1. 　研削ホイールで被研削物を研削する研削装置であって、
    　前記研削ホイールを取り付け可能なスピンドルを回転させるスピンドル駆動部と、
    　前記スピンドル駆動部を、前記被研削物に対して接離する方向に移動させる移動部と、
    　前記スピンドル駆動部の移動に伴う前記スピンドルの傾きの変化を測定する傾き測定部とを備えていることを特徴とする研削装置。
  2. 　請求項１に記載の研削装置において、
    　前記スピンドル駆動部には、平面状の被測定面を有する測定部材が取り付けられ、
    　前記傾き測定部は、前記被測定面の傾きの変化を前記スピンドルの傾きの変化として測定することを特徴とする研削装置。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の研削装置において、
    　前記傾き測定部での測定結果に基づいて、前記移動部が異常状態か否かを判断する状態判断部と、
    　前記状態判断部の判断結果を報知する報知部を備えていることを特徴とする研削装置。
  4. 　研削ホイールで被研削物を研削する研削方法であって、
    　前記研削ホイールを取り付け可能なスピンドルを回転させるスピンドル駆動部を、前記被研削物に対して接近させる工程と、
    　前記スピンドルを前記スピンドル駆動部で回転させて、前記研削ホイールで前記被研削物を研削する工程と、
    　前記スピンドル駆動部を、前記被研削物に対して離間させる工程と、
    　前記スピンドル駆動部の移動に伴う前記スピンドルの傾きの変化を測定する工程とを備えていることを特徴とする研削方法。
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