JP7299773B2 - 研削装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の被加工物を研削する研削装置に関する。

研削水を供給しつつウェーハを研削砥石で研削する研削装置は、研削砥石の高速回転によって生み出される遠心力を研削水が受け、研削水は加工室内で飛び散り研削屑を含んだ噴霧となり、加工室の内壁や研削砥石が環状に配置された研削ホイールに付着する。

また、ウェーハに研削加工を施すと、研削砥石が消耗するため、新たな研削ホイールに交換している。使用した研削ホイールが汚れている場合には、研削手段から汚れた研削ホイールを取り外した後に、取り外しの際に研削ホイールから加工室内又は研削装置が配設されているクリーンルームに落ちた研削屑や研削ホイールを洗浄ガンで洗浄した際にクリーンルームに落ちた研削屑が乾燥することで各所が汚染されるという問題がある。この問題を解決するために、特許文献１に開示されているような加工室内を洗浄する方法がある。

特開２０１５－１９９１４６号公報

しかし、クリーンルームを洗浄するのは時間が掛かるため、研削手段の研削ホイールが汚れている場合には、研削ホイールを交換する前に研削ホイールを加工室内で洗浄可能にし、クリーンルーム等の各所が汚されないようにするという課題がある。

上記課題を解決するための本発明は、保持面で被加工物を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を環状に研削砥石を配置した研削ホイールを回転させ該研削砥石の下面で被加工物を研削する研削手段と、該チャックテーブルと該研削手段とを相対的に該保持面に平行な水平方向に移動させる水平移動手段と、該研削手段を該保持面に対し垂直方向に昇降させる昇降手段と、装置制御を行う制御手段と、を備える研削装置であって、該保持面を水供給源に連通する水連通路と、該水連通路を開閉する水バルブと、該保持面をエア供給源に連通するエア連通路と、該エア連通路を開閉するエアバルブと、を備え、該制御手段は、該水平移動手段と該昇降手段とを制御し、該保持面の上方に該研削砥石を位置づけ、該保持面と該研削砥石の下面との間に所定の隙間を形成させ、該水バルブと該エアバルブとを制御し、該保持面から水とエアとを噴出させ該研削ホイールを洗浄する、研削装置である。

本発明に係る研削装置は、制御手段が、水平移動手段と昇降手段とを制御し、保持面の上方に研削砥石を位置づけ、保持面と研削砥石の下面との間に所定の隙間を形成させ、水バルブとエアバルブとを制御し、保持面から水とエアとを噴出させ研削ホイールを洗浄することで、研削ホイールを交換する前に研削ホイールを洗浄して汚れていない状態にすることが可能となるため、研削ホイールの交換作業によって研削装置が配設されているクリーンルームを汚染させないようにすることが可能となる。

研削装置の一例を示す斜視図である。 研削装置の一例を示す側面図である。 研削ホイールに付着した汚れを洗浄するために、制御手段が、水平移動手段と昇降手段とを制御し、チャックテーブルの保持面の上方に研削砥石を位置づけ、保持面と研削砥石の下面との間に所定の隙間を形成させ、水バルブとエアバルブとを制御し、保持面に水の膜を形成している状態を説明する断面図である。 研削ホイールに付着した汚れを洗浄するために、制御手段が、水バルブとエアバルブとを制御し、保持面から水とエアとを噴出させ研削ホイールを洗浄している状態を説明する断面図である。 研削ホイールの洗浄に使用され、保持面上に残存する汚れた水がチャックテーブルの回転により遠心力を受けて保持面から外側に向かって排出されている状態を説明する断面図である。 制御手段が、少なくとも水平移動手段を制御して洗浄ノズルと研削手段とを相対的に水平移動させつつ、洗浄ノズルの上方に位置づけた研削ホイールに洗浄ノズルから水を噴射させ研削ホイールを洗浄している状態を説明する断面図である。

（実施形態１）
図１に示す研削装置１は、例えば、粗研削手段３０、及び仕上げ研削手段３１を備え、チャックテーブル５０上に保持された被加工物Ｗを粗研削手段３０又は仕上げ研削手段３１により研削する装置である。なお、研削装置１は、研削手段が１軸の研削装置であってもよい。
研削装置１は、例えば、クリーンルームに配置されている。

研削装置１の装置ベース１０上の前方（－Ｙ方向側）は、被加工物Ｗの搬出入等が行われる搬出入領域となっている。装置ベース１０上の後方（＋Ｙ方向側）は、粗研削手段３０、又は仕上げ研削手段３１によってチャックテーブル５０で保持された被加工物Ｗが研削加工される研削加工領域となっている。研削加工領域は、図示しないケースで覆われてケース内部に加工室が形成されており、研削加工中に発生する研削屑を含む研削水噴霧が加工室からクリーンルームに飛び散らないようになっている。

被加工物Ｗは、例えば、シリコン母材等からなる円形の半導体ウェーハであり、図１において下方を向いている被加工物Ｗの表面Ｗａは、複数のデバイスが形成されており、図示しない保護テープが貼着されて保護されている。被加工物Ｗの裏面Ｗｂは、研削加工が施される被加工面となる。なお、被加工物Ｗはシリコン以外にガリウムヒ素、サファイア、窒化ガリウム、セラミックス、樹脂、又はシリコンカーバイド等で構成されていてもよいし、矩形のパッケージ基板等であってもよい。

装置ベース１０の正面側（－Ｙ方向側）には、第１のカセット載置部１５０及び第２のカセット載置部１５１が設けられており、第１のカセット載置部１５０には加工前の被加工物Ｗが収容される第１のカセット１５０ａが載置され、第２のカセット載置部１５１には加工後の被加工物Ｗが収容される第２のカセット１５１ａが載置される。

第１のカセット１５０ａの開口の後方には、第１のカセット１５０ａから加工前の被加工物Ｗを搬出するとともに加工後の被加工物Ｗを第２のカセット１５１ａに搬入するロボット１５５が配設されている。ロボット１５５に隣接する位置には、仮置き領域１５２が設けられており、仮置き領域１５２には位置合わせ手段１５３が配設されている。位置合わせ手段１５３は、第１のカセット１５０ａから搬出され仮置き領域１５２に載置された被加工物Ｗを、縮径する位置合わせピンで所定の位置に位置合わせ（センタリング）する。

位置合わせ手段１５３と隣接する位置には、被加工物Ｗを保持した状態で旋回するローディングアーム１５４ａが配置されている。ローディングアーム１５４ａは、位置合わせ手段１５３において位置合わせされた被加工物Ｗを保持し、研削加工領域内に配設されているいずれかのチャックテーブル５０へ搬送する。ローディングアーム１５４ａの隣には、加工後の被加工物Ｗを保持した状態で旋回するアンローディングアーム１５４ｂが設けられている。アンローディングアーム１５４ｂと近接する位置には、アンローディングアーム１５４ｂにより搬送された加工後の被加工物Ｗを洗浄する枚葉式の洗浄手段１５６が配置されている。洗浄手段１５６により洗浄された被加工物Ｗは、ロボット１５５により第２のカセット１５１ａに搬入される。

図２に詳しく示す被加工物Ｗを保持するチャックテーブル５０は、例えば、その外形が円形状であり、ポーラス部材等からなり被加工物Ｗを吸着する吸着部５００と、縦断面が凹形状となっており吸着部５００を支持する枠体５０１とを備える。枠体５０１の凹部にはめ込まれた状態の吸着部５００は、図１、３に示す吸引源５４９に連通している。吸着部５００の上面である保持面５００ａに吸引源５４９が生み出す吸引力が伝達されることで、チャックテーブル５０は保持面５００ａ上で被加工物Ｗを吸引保持する。
なお、チャックテーブル５０の保持面５００ａは、チャックテーブル５０の回転中心を頂点とし肉眼では判断できない程度の極めて緩やかな円錐面となっている。

図１に示すように、チャックテーブル５０は、カバー１００によって囲繞されていると共に、図２に示すように、その下方に配設されたチャックベース５２上に固定されている。また、チャックテーブル５０は、図１に示すカバー１００及びカバー１００に連結された蛇腹カバー１００ａの下方に配設された水平移動手段１１（図２参照）によってＹ軸方向に往復移動可能となっている。水平移動手段１１によって、カバー１００はチャックテーブル５０と共にＹ軸方向に往復移動可能であり、蛇腹カバー１００ａはチャックテーブル５０及びカバー１００のＹ軸方向における移動に伴って伸縮する。

図２に示す水平移動手段１１は、チャックテーブル５０を、粗研削手段３０又は仕上げ研削手段３１に対して相対的にチャックテーブル５０の保持面５００ａに平行な水平方向（Ｙ軸方向）に移動させる。以下、水平移動手段１１を、チャックテーブル水平移動手段１１とする。

チャックテーブル水平移動手段１１は、Ｙ軸方向の軸心を有するボールネジ１１０と、ボールネジ１１０と平行に配設されたガイドレール１１１と、ボールネジ１１０に連結しボールネジ１１０を回動させるモータ１１２と、ナット１１３ａがボールネジ１１０に螺合し底部に配設されたスライダー１１３ｂがガイドレール１１１に摺接する可動板１１３とから構成され、モータ１１２がボールネジ１１０を回動させると、これに伴い可動板１１３がガイドレール１１１にガイドされてＹ軸方向に往復移動し、可動板１１３の上面に傾き調整手段５５及びチャックベース５２を介して取り付けられたチャックテーブル５０もＹ軸方向に往復移動する。
なお、チャックテーブル水平移動手段１１は、複数のチャックテーブル５０が上面に配設されたターンテーブルであり、ターンテーブルが回動することで、チャックテーブル５０を粗研削手段３０の下方の位置、又は仕上げ研削手段３１の下方の位置にそれぞれ位置づけ可能であってもよい。

チャックベース５２は、例えば、図２に示すチャックテーブル５０の極めて緩やかな円錐面である保持面５００ａの傾きを、粗研削手段３０の粗研削砥石３０４ｂの下面に平行になるように調整する傾き調整手段５５によって支持されている。
傾き調整手段５５は、例えば、チャックベース５２の底面に周方向に等間隔空けて２つ以上設けられている。即ち、例えば該周方向に１２０度間隔で、２つの傾き調整手段５５と、チャックベース５２を固定する図示しない支持柱とが配設されている。なお、２つの傾き調整手段５５及び図示しない支持柱とチャックベース５２の下面との接続部位には、チャックベース５２を回転可能にするためのベアリングが配設されている。
２つの傾き調整手段５５は、例えば、ロッドをＺ軸方向に上下動させる電動シリンダやエアシリンダ等である。２つの傾き調整手段５５のロッドが上下動することで、保持面５００ａの粗研削手段３０の粗研削砥石３０４ｂの研削面（下面）に対する傾きを調整することができる。

チャックテーブル５０が取り付けられている図２に示すチャックベース５２の下面側には、チャックテーブル５０を、Ｚ軸を軸に回転させる回転手段５６が接続されている。
回転手段５６は、例えば、図３に詳しく示すように、プーリ機構であり、チャックベース５２の下面に接続されチャックテーブル５０に対して垂直に延在するテーブルスピンドル５６０を備えている。図３に示すテーブルスピンドル５６０を回転させる駆動源となるモータ５６１のシャフトには、主動プーリ５６２が取り付けられており、主動プーリ５６２には無端ベルト５６４が巻回されている。テーブルスピンドル５６０には従動プーリ５６３が取り付けられており、無端ベルト５６４は、この従動プーリ５６３にも巻回されている。図３に示すモータ５６１が主動プーリ５６２を回転駆動することで、主動プーリ５６２の回転に伴って無端ベルト５６４が回動し、無端ベルト５６４が回動することで従動プーリ５６３及びテーブルスピンドル５６０が回転する。

図３に示すように、枠体５０１の凹部の底面からテーブルスピンドル５６０にかけては、吸着部５００に連通する吸引流路５４０が形成されている。該吸引流路５４０は、テーブルスピンドル５６０を囲繞するように配設されたロータリージョイント５４３、配管５４４、及び吸引管５４５を介してエジェクター機構又は真空発生装置等の吸引源５４９に連通している。ロータリージョイント５４３は、吸引源５４９が生み出す吸引力を遺漏無くテーブルスピンドル５６０側に移送する。例えば、吸引管５４５には吸引バルブ５４５ａが配設されている。

配管５４４には、水連通路５７０が連通しており、水連通路５７０の上流側には、チャックテーブル５０の保持面５００ａに水（例えば、純水）を供給するポンプ等からなる水供給源５７が接続されている。また、水連通路５７０内には、水連通路５７０を開閉する水バルブ５７１が配設されている。

配管５４４には、エア連通路５８０が連通しており、エア連通路５８０の上流側には、チャックテーブル５０の保持面５００ａにエアを供給するコンプレッサー等からなるエア供給源５８が接続されている。また、エア連通路５８０内には、エア連通路５８０を開閉するエアバルブ５８１が配設されている。

例えば、チャックテーブル５０による被加工物Ｗの吸引保持を解除して、チャックテーブル５０から被加工物Ｗを搬出したい場合には、吸引バルブ５４５ａ及び水バルブ５７１が閉じられた状態で、エアバルブ５８１が開かれて、エア供給源５８が圧縮エアをエア連通路５８０に供給する。圧縮エアは、エア連通路５８０、配管５４４、及び吸引流路５４０を通りチャックテーブル５０の保持面５００ａから噴出する。その結果、保持面５００ａと被加工物Ｗとの間に残存する真空吸着力を排除して、被加工物Ｗを保持面５００ａから離脱可能な状態にすることができる。

例えば、チャックテーブル５０の吸着部５００につまった研削屑を吸着部５００から排除したい場合には、吸引バルブ５４５ａが閉じられた状態で、エアバルブ５８１又は水バルブ５７１が開かれて、エア供給源５８が圧縮エアを吸着部５００に供給する、又は水供給源５７が水を吸着部５００に供給する。圧縮エア若しくは水、又は圧縮エア及び水が混合されてなる二流体は、吸着部５００に入り込んでいた研削屑等を保持面５００ａから噴出させて除去できる。

例えば、図１に示すチャックテーブル５０の移動経路両脇には、図示しないウォーターケースの排水溝が位置している。ウォーターケースは、被加工物Ｗが研削されることで排出される研削屑を含みチャックテーブル５０から流下する加工廃液等を受け止めて、図示しない廃液処理機構へと送る。

図１に示すように、装置ベース１０上の後方（＋Ｙ方向側）にはコラム１２が立設されており、コラム１２の前面には、粗研削手段３０と仕上げ研削手段３１とを共にチャックテーブル５０に対して相対的に保持面５００ａに平行な水平方向（Ｙ軸方向に水平面において直交するＸ軸方向）に移動させる水平移動手段１３が配設されている。以下、水平移動手段１３を、研削手段水平移動手段１３とする。

研削手段水平移動手段１３は、Ｘ軸方向の軸心を有するボールネジ１３０と、ボールネジ１３０と平行に配設された一対のガイドレール１３１と、ボールネジ１３０に連結しボールネジ１３０を回動させるモータ１３２と、粗研削手段３０が配設され内部のナットがボールネジ１３０に螺合し側部がガイドレール１３１に摺接する第一可動ブロック１３３と、仕上げ研削手段３１が配設され内部のナットがボールネジ１３０に螺合し側部がガイドレール１３１に摺接する第二可動ブロック１３４と、から構成され、モータ１３２がボールネジ１３０を回動させると、これに伴い第一可動ブロック１３３及び第二可動ブロック１３４がガイドレール１３１にガイドされてＸ軸方向に往復移動し、第一可動ブロック１３３に取り付けられた粗研削手段３０及び第二可動ブロック１３４に取り付けられた仕上げ研削手段３１が同方向に往復移動する。
なお、第一可動ブロック１３３と第二可動ブロック１３４とは一体となっていてもよいし、又は、別々のボールネジによって個々にＸ軸方向に移動可能となっていてもよい。

粗研削手段３０は、第一可動ブロック１３３の前面に粗研削昇降手段２０を介して配設されている。粗研削手段３０をチャックテーブル５０の保持面５００ａに対し垂直方向（Ｚ軸方向）に昇降させる粗研削昇降手段２０は、Ｚ軸方向の軸心を有するボールネジ２００と、ボールネジ２００と平行に配設された一対のガイドレール２０１と、ボールネジ２００に連結しボールネジ２００を回動させるモータ２０２と、内部のナットがボールネジ２００に螺合し側部がガイドレール２０１に摺接する昇降板２０３と、から構成され、モータ２０２がボールネジ２００を回動させると、これに伴い昇降板２０３がガイドレール２０１にガイドされてＺ軸方向に往復移動し、昇降板２０３に取り付けられた粗研削手段３０もＺ軸方向に往復移動する。

粗研削手段３０は、軸方向がＺ軸方向であるスピンドル３００と、スピンドル３００を回転可能に支持するハウジング３０１と、スピンドル３００を回転駆動するスピンドルモータ３０２と、スピンドル３００の下端に接続された円形状のマウント３０３と、マウント３０３の下面に着脱可能に接続された研削ホイール３０４と、昇降板２０３に連結され縦断面略凹状でありハウジング３０１を保持するホルダ３０６と、を備える。そして、研削ホイール３０４は、ホイール基台３０４ａと、ホイール基台３０４ａの底面に環状に配置された略直方体形状の複数の粗研削砥石３０４ｂとを備える。粗研削砥石３０４ｂは、例えば、砥石中に含まれる砥粒が比較的大きな砥石であり、その下面が研削面となる。

例えば、スピンドル３００の内部には、Ｚ軸方向に延びる研削水流路が形成されており、この研削水流路に図示しない研削水供給手段が連通している。研削水供給手段からスピンドル３００に対して供給される研削水は、研削水流路の下端の開口から粗研削砥石３０４ｂに向かって下方に噴出し、粗研削砥石３０４ｂと被加工物Ｗとの接触部位に到達する。

仕上げ研削手段３１は、第二可動ブロック１３４の前面に仕上げ研削昇降手段２１を介して配設されている。仕上げ研削手段３１をチャックテーブル５０の保持面５００ａに対し垂直方向（Ｚ軸方向）に昇降させる仕上げ研削昇降手段２１は、Ｚ軸方向の軸心を有するボールネジ２１０と、ボールネジ２１０と平行に配設された一対のガイドレール２１１と、ボールネジ２１０に連結しボールネジ２１０を回動させるモータ２１２と、内部のナットがボールネジ２１０に螺合し側部がガイドレール２１１に摺接する昇降板２１３と、から構成され、モータ２１２がボールネジ２１０を回動させると、これに伴い昇降板２１３がガイドレール２１１にガイドされてＺ軸方向に往復移動し、昇降板２１３に取り付けられた仕上げ研削手段３１もＺ軸方向に往復移動する。

仕上げ研削手段３１は、軸方向がＺ軸方向であるスピンドル３１０と、スピンドル３１０を回転可能に支持するハウジング３１１と、スピンドル３１０を回転駆動するスピンドルモータ３１２と、スピンドル３１０の下端に接続された円形状のマウント３１３と、マウント３１３の下面に着脱可能に接続された研削ホイール３１４と、昇降板２１３に連結され縦断面略凹状でありハウジング３１１を保持するホルダ３１６と、を備える。そして、研削ホイール３１４は、ホイール基台３１４ａと、ホイール基台３１４ａの底面に環状に配置された略直方体形状の複数の仕上げ研削砥石３１４ｂとを備える。仕上げ研削砥石３１４ｂは、砥石中に含まれる砥粒が比較的小さな砥石であり、その下面が研削面となる。

例えば、スピンドル３１０の内部には、Ｚ軸方向に延びる研削水流路が形成されており、この研削水流路に図示しない研削水供給手段が連通している。研削水供給手段からスピンドル３１０に対して供給される研削水は、研削水流路の下端の開口から仕上げ研削砥石３１４ｂに向かって下方に噴出し、仕上げ研削砥石３１４ｂと被加工物Ｗとの接触部位に到達する。

装置ベース１０上の粗研削手段３０又は仕上げ研削手段３１の下方に位置づけられたチャックテーブル５０に隣接する位置には、例えば、被加工物Ｗの厚みを接触式にて測定する厚み測定手段１７が配設されている。

研削装置１は、例えば、粗研削砥石３０４ｂの下面又は仕上げ研削砥石３１４ｂの下面に洗浄水を噴射させ粗研削砥石３０４ｂの下面又は仕上げ研削砥石３１４ｂの下面を洗浄する洗浄ノズル１８を備えている。なお、研削装置１は洗浄ノズル１８を備えなくてもよい。

洗浄ノズル１８は、例えば、チャックテーブル５０を囲繞するカバー１００上の一角に配置されており、粗研削砥石３０４ｂ又は仕上げ研削砥石３１４ｂの回転軌道下に位置づけ可能となっている。例えば、洗浄ノズル１８は、その噴射口１８０が＋Ｚ方向側を向いている。洗浄ノズル１８は、供給管１８２を介してポンプ等からなる高圧水供給源１８９に連通しており、供給管１８２内には開閉弁１８４が配設されている。なお、洗浄ノズル１８は、水と空気との混合流体である二流体を供給可能な二流体供給源に連通しており、二流体を噴射可能となっていてもよい。

洗浄ノズル１８の配設位置は、Ｙ軸方向に移動可能なカバー１００上に限定されるものではなく、その配設本数も１本に限定されるものではない。例えば、洗浄ノズル１８は、装置ベース１０上の粗研削手段３０の下方となる位置、及び仕上げ研削手段３１の下方となる位置にそれぞれ１本ずつ固定配置されていてもよい。
例えば、洗浄ノズル１８は、図２に示すチャックテーブル５０をＹ軸方向に移動させるチャックテーブル水平移動手段１１の可動板１１３に、図示しないアーム部材等を介して配設されており、粗研削砥石３０４ｂ又は仕上げ研削砥石３１４ｂの回転軌道下に位置づけ可能となっていてもよい。

研削装置１は、装置全体の制御を行う制御手段９を備えている。ＣＰＵ及びメモリ等の記憶素子等で構成される制御手段９は、例えば、粗研削昇降手段２０、仕上げ研削昇降手段２１、チャックテーブル水平移動手段１１、及び研削手段水平移動手段１３等に電気的に接続されており、制御手段９の制御の下で、粗研削昇降手段２０による粗研削手段３０の昇降動作、仕上げ研削昇降手段２１による仕上げ研削手段３１の昇降動作、チャックテーブル水平移動手段１１によるチャックテーブル５０のＹ軸方向における移動動作、及び研削手段水平移動手段１３による粗研削手段３０及び仕上げ研削手段３１のＸ軸方向における移動動作等が実施される。

制御手段９による上記各手段の動作制御の一例として、例えば、粗研削昇降手段２０のモータ２０２がサーボモータである場合には、サーボモータのロータリエンコーダは、サーボアンプとしての機能も有する制御手段９に接続されており、制御手段９の出力インターフェイスからサーボモータに対して動作信号が供給された後、サーボモータの回転数をエンコーダ信号として制御手段９の入力インターフェイスに対して出力する。そして、エンコーダ信号を受け取った制御手段９は、粗研削手段３０の高さ位置を逐次認識しつつ、粗研削昇降手段２０によって所望の下降速度で粗研削手段３０を下降させることができる。

例えば、図１に示す開閉弁１８４、吸引バルブ５４５ａ、水バルブ５７１、及びエアバルブ５８１は、ソレノイドバルブであり、制御手段９に電気的に接続されており、制御手段９から送られる電気信号によって閉状態と開状態が制御される。

以下に、図１に示す研削装置１によりチャックテーブル５０に保持された被加工物Ｗを研削する場合の研削装置１の動作について説明する。
まず、チャックテーブル５０がローディングアーム１５４ａの近傍まで移動し搬入出領域内に位置する。また、ロボット１５５が第１のカセット１５０ａから一枚の被加工物Ｗを引き出し、被加工物Ｗを仮置き領域１５２に移動させる。

位置合わせ手段１５３により被加工物Ｗが仮置き領域１５２上でセンタリングされた後、ローディングアーム１５４ａが、センタリングされた被加工物Ｗをチャックテーブル５０上に搬送する。そして、図示しない吸引源が作動して、チャックテーブル５０が保持面５００ａ上で被加工物Ｗを裏面Ｗｂが上方に露出した状態で吸引保持する。

チャックテーブル５０が被加工物Ｗを吸引保持した後、図２に示すチャックテーブル水平移動手段１１が、被加工物Ｗを吸引保持したチャックテーブル５０を搬入出領域から研削加工領域へと＋Ｙ方向へ移動する。そして、研削手段水平移動手段１３（図２においては不図示、図１参照）によって粗研削手段３０がＹ軸方向に移動されるとともに、粗研削手段３０の粗研削砥石３０４ｂの回転中心が被加工物Ｗの回転中心に対して所定距離だけ水平方向にずれ、粗研削砥石３０４ｂの回転軌跡が被加工物Ｗの回転中心を通るように、チャックテーブル５０が所定位置に位置づけられる。

スピンドルモータ３０２がスピンドル３００を回転させるのに伴って、研削ホイール３０４が所定の回転速度で回転する。
粗研削手段３０が粗研削昇降手段２０によって－Ｚ方向へと送られ、粗研削砥石３０４ｂが被加工物Ｗの裏面Ｗｂに当接することで粗研削加工が行われる。研削中は、図２に示す回転手段５６がチャックテーブル５０を回転するのに伴って被加工物Ｗも回転するので、粗研削砥石３０４ｂが被加工物Ｗの裏面Ｗｂの全面の研削加工を行う。また、粗研削砥石３０４ｂと被加工物Ｗの裏面Ｗｂとの接触箇所に対してスピンドル３００を通して研削水が供給され、研削水による接触箇所の冷却及び研削屑の洗浄除去が行われる。研削屑を含んだ研削水は、図示しないウォーターケースの排水溝へ排出される。

粗研削中においては、図２に示すように、粗研削砥石３０４ｂの一部は被加工物Ｗからはみ出した状態になっているので、例えば、被加工物Ｗからはみ出した粗研削砥石３０４ｂの下面に対して、その下方に位置付けられた洗浄ノズル１８が洗浄水を噴射させて、粗研削砥石３０４ｂの下面を洗浄する。

厚み測定手段１７による被加工物Ｗの厚み測定がされつつ、仕上げ厚みに至らない所定の厚みになるまで被加工物Ｗが研削された後、図１に示す粗研削昇降手段２０が粗研削手段３０を上昇させ被加工物Ｗから離間させることで、被加工物Ｗの粗研削加工が完了する。

研削手段水平移動手段１３によって粗研削手段３０がＹ軸方向に移動されチャックテーブル５０上方から退避すると共に、仕上げ研削手段３１の仕上げ研削砥石３１４ｂの回転中心が被加工物Ｗの回転中心に対して所定距離だけ水平方向にずれ、仕上げ研削砥石３１４ｂの回転軌跡が被加工物Ｗの回転中心を通るように、仕上げ研削手段３１がＹ軸方向に移動されて所定位置に位置づけられる。

仕上げ研削手段３１が仕上げ研削昇降手段２１によって－Ｚ方向へと送られ、仕上げ研削砥石３１４ｂが被加工物Ｗの裏面Ｗｂに当接することで仕上げ研削加工が行われる。研削中は、被加工物Ｗも回転されて、仕上げ研削砥石３１４ｂが被加工物Ｗの裏面Ｗｂの全面の研削加工を行う。また、仕上げ研削砥石３１４ｂと被加工物Ｗの裏面Ｗｂとの接触箇所に対してスピンドル３１０を通して研削水が供給され、研削水による接触箇所の冷却及び研削屑の洗浄除去が行われる。

仕上げ研削中においては、仕上げ研削砥石３１４ｂの一部は被加工物Ｗからはみ出した状態になっているので、例えば、被加工物Ｗからはみ出した仕上げ研削砥石３１４ｂの下面に対して、その下方に位置付けられた洗浄ノズル１８が洗浄水を噴射させて、仕上げ研削砥石３１４ｂの下面を洗浄する。

厚み測定手段１７による被加工物Ｗの厚み測定がなされつつ、仕上げ厚みに至るまで被加工物Ｗが研削された後、図１に示す仕上げ研削昇降手段２１が仕上げ研削手段３１を上昇させ被加工物Ｗから離間させることで、被加工物Ｗの仕上げ研削加工が完了する。

次いで、被加工物Ｗを吸引保持したチャックテーブル５０が、チャックテーブル水平移動手段１１によって－Ｙ方向に移動されて、アンローディングアーム１５４ｂの近傍に位置づけられる。そして、図１に示すアンローディングアーム１５４ｂが、チャックテーブル５０上の被加工物Ｗを洗浄手段１５６に搬送する。洗浄手段１５６が被加工物Ｗを洗浄した後、ロボット１５５が被加工物Ｗを第２のカセット１５１ａに搬入する。

複数枚の被加工物Ｗを上記のように研削していくことで、例えば粗研削砥石３０４ｂが消耗するため、粗研削手段３０の研削ホイール３０４を新たな研削ホイール３０４に交換する必要がある。ここで、研削中において、粗研削砥石３０４ｂの高速回転によって生み出される遠心力を研削水が受け、研削水は加工室内で飛び散り研削屑を含んだ噴霧となり、加工室の内壁や粗研削手段３０の研削ホイール３０４の外側面や内側面等に付着しているため、交換すべき研削ホイール３０４は研削屑等が付着して汚れた状態になっている。

例えば、作業者が、研削ホイール交換のための準備をして、実際に研削加工領域のケースを開けて加工室内にある研削ホイール３０４の交換の作業に取り掛かるまでには時間が掛かるため、例えば、該時間内に汚れた研削ホイール３０４の加工室内での洗浄を研削装置１自体が行い、作業者が汚れた研削ホイール３０４をクリーンルーム内に出さなくても済むようにする。

以下に、図１に示す研削装置１において、研削装置１自体が汚れた研削ホイール３０４の洗浄を行う場合について説明する。
例えば、作業者が、装置付属のキーボードやタッチパネル等の入力手段から研削装置１の制御手段９に、研削ホイール３０４の交換作業を実施する旨の情報を入力すると、制御手段９による制御の下で、図３に簡略化して示すチャックテーブル水平移動手段１１が被加工物Ｗを吸引保持していないチャックテーブル５０を搬入出領域から研削加工領域へと＋Ｙ方向へ移動する。そして、研削手段水平移動手段１３によって粗研削手段３０がＸ軸方向に移動されるとともに、例えば、粗研削砥石３０４ｂの回転軌跡がチャックテーブル５０の保持面５００ａの中心を通過するように、チャックテーブル５０が所定位置に位置づけられる。なお、粗研削砥石３０４ｂとチャックテーブル５０との位置合わせは、上記例に限定されるものではなく、少なくとも、粗研削砥石３０４ｂが保持面５００ａの上方に位置づけられればよい。また、制御手段９は、チャックテーブル水平移動手段１１又は研削手段水平移動手段１３の少なくともいずれか一方の制御を行うことで、粗研削砥石３０４ｂを保持面５００ａの上方に位置づけてもよい。

さらに、制御手段９による制御の下で、粗研削手段３０が粗研削昇降手段２０によって－Ｚ方向へと送られ、粗研削砥石３０４ｂの下面とチャックテーブル５０の保持面５００ａとの間に所定の隙間Ｖを設ける高さ位置に粗研削手段３０が位置づけられる。該所定の隙間Ｖの大きさは、例えば、数十μｍ～１００μｍ程度である。図３に示すように、研削ホイール３０４は、主にその外側面に研削屑等からなる汚れＭが付着している。

次いで、図３に示すように、例えば、制御手段９による制御の下で、吸引バルブ５４５ａ及びエアバルブ５８１が閉じられ、かつ、水バルブ５７１が開かれた状態で、水供給源５７が水（例えば、純水）を水連通路５７０に供給する。水Ｊ１は、さらに、配管５４４、吸引流路５４０、及びチャックテーブル５０の吸着部５００を通り、保持面５００ａから噴出する。そして、保持面５００ａ上に表面張力によって所定量膜状に堆積したら、水バルブ５７１が閉じられて、水供給源５７から保持面５００ａへの水Ｊ１の供給が停止される。なお、保持面５００ａへの水Ｊ１の供給が継続されてもよい。
例えば、図３に示すように、粗研削砥石３０４ｂの下面が膜状の水Ｊ１に接触した状態になると好ましいが、粗研削砥石３０４ｂの下面が膜状の水Ｊ１から離れていてもよい。

その後、図４に示すように、制御手段９による制御の下で、エアバルブ５８１が開かれると共に、エア供給源５８が圧縮エアをエア連通路５８０に供給する。圧縮エアは、さらに、配管５４４、吸引流路５４０、及びチャックテーブル５０の吸着部５００を通り、保持面５００ａから噴出する。その結果、保持面５００ａに形成されている膜状の水Ｊ１が保持面５００ａから噴き上げられて、研削ホイール３０４の外側面、内側面、及び下面にまとわりついた状態になる。

さらに、図４に示すように、スピンドルモータ３０２（図４には不図示）がスピンドル３００を回転させるのに伴って、研削ホイール３０４が回転して、噴き上げられた水Ｊ１によって研削ホイール３０４の外側面、内側面、及び下面の各全面が洗浄され、主に研削ホイール３０４の外側面に付着していた汚れＭが除去される。
なお、研削ホイール３０４の外側面に付着していた汚れＭを除去する際には、研削加工におけるスピンドルモータ３０２の回転速度より遅い回転速度で回転させるとよい。回転速度を遅くすることで、噴き上げられた水Ｊ１を外側面の全面に当てることができる。

所定時間上記洗浄が行われた後、チャックテーブル５０の保持面５００ａには、研削ホイール３０４から除去された汚れが混じった水が残存しているため、例えば、制御手段９による制御の下で、水バルブ５７１が開かれて、水供給源５７が水を送出する。したがって、エア供給源５８が供給するエアと水供給源５７が供給する水とが、配管５４４内等で混合されて二流体となって保持面５００ａから噴射される。また、チャックテーブル５０が回転手段５６によって回転されることで、遠心力によって汚れた水が保持面５００ａから径方向外側に向かって排出されつつ、二流体によって保持面５００ａが洗浄される。汚れた水は、図示しないウォーターケースの排水溝へ排出される。

上記のように本発明に係る研削装置１は、制御手段９が、チャックテーブル水平移動手段１１又は研削手段水平移動手段１３と粗研削昇降手段２０とを制御し、チャックテーブル５０の保持面５００ａの上方に粗研削砥石３０４ｂを位置づけ、保持面５００ａと粗研削砥石３０４ｂの下面との間に所定の隙間Ｖを形成させ、水バルブ５７１とエアバルブ５８１とを制御し、保持面５００ａから水とエアとを噴出させ研削ホイール３０４を洗浄することで、例えば、作業者が研削ホイール３０４を交換する前に研削ホイール３０４を洗浄して汚れていない状態にすることが可能となるため、研削ホイール３０４の交換作業によって研削装置１が配設されているクリーンルームが汚染されなくなる
なお、仕上げ研削手段３１の研削ホイール３１４を洗浄する場合も、粗研削手段３０の研削ホイール３０４の洗浄と略同様に実施できる。

（実施形態２）
本発明に係る研削装置１は、実施形態１のようにチャックテーブル５０の保持面５００ａから噴出させた水とエアとで、例えば粗研削手段３０の研削ホイール３０４を洗浄するのではなく、少なくともチャックテーブル水平移動手段１１又は研削手段水平移動手段１３を制御して洗浄ノズル１８と粗研削手段３０とを相対的に水平移動させつつ、洗浄ノズル１８の上方に位置づけた研削ホイール３０４に洗浄ノズル１８から水を噴射させ研削ホイール３０４を洗浄する構成となっていてもよい。

以下に、図１に示す研削装置１において、研削装置１自体が、洗浄ノズル１８を使用して、汚れた研削ホイール３０４の洗浄を作業者が研削ホイール３０４を交換する前に行う場合について説明する。

例えば、作業者が、装置付属のタッチパネル等の入力手段から研削装置１の制御手段９に研削ホイール３０４の交換作業を実施する旨の情報を入力すると、制御手段９による制御の下で、図６に示すチャックテーブル水平移動手段１１が被加工物Ｗを吸引保持していないチャックテーブル５０を搬入出領域から研削加工領域へと＋Ｙ方向へ移動することで、カバー１００に配設された洗浄ノズル１８も＋Ｙ方向へ移動し、また、研削手段水平移動手段１３（図２参照）によって粗研削手段３０がＸ軸方向に移動されるとともに、例えば、粗研削砥石３０４ｂの下面に対して洗浄ノズル１８の噴射口１８０が対向するように、洗浄ノズル１８と粗研削手段３０との位置合わせが行われる。
なお、制御手段９は、チャックテーブル水平移動手段１１又は研削手段水平移動手段１３の少なくともいずれか一方の制御を行うことで、上記位置合わせを行ってもよい。

さらに、制御手段９による制御の下で、粗研削手段３０が粗研削昇降手段２０によって－Ｚ方向へと送られ、粗研削砥石３０４ｂの下面が洗浄ノズル１８の噴射口１８０に僅かに接触しない程度の高さ位置に粗研削手段３０が位置づけられる。図６に示すように、研削ホイール３０４は主にその外側面に研削屑等からなる汚れＭが付着している。

次いで、図６に示すように、例えば、制御手段９による制御の下で、開閉弁１８４が開かれ、高圧水供給源１８９が高圧水を供給管１８２に供給することで、洗浄ノズル１８から高圧の洗浄水が上方に向かって噴射されて、研削ホイール３０４が洗浄が開始される。なお、洗浄ノズル１８が二流体を噴射させてもよいし、超音波を伝播させた洗浄水を噴射させてもよい。

また、制御手段９による制御の下で、例えば、チャックテーブル水平移動手段１１がカバー１００をＹ軸方向において往復移動させることで、研削ホイール３０４の内側面と外側面との間を洗浄ノズル１８が洗浄水を上方に噴射させつつ移動して、研削ホイール３０４の外側面、内側面、及び下面が満遍なく洗浄される。さらに、スピンドルモータ３０２がスピンドル３００を回転させるのに伴って、研削ホイール３０４が回転して、研削ホイール３０４の外側面全面、内側面全面、及び下面全面が満遍なく洗浄される。そして、主に研削ホイール３０４の外側面に付着していた汚れＭが除去される。研削ホイール３０４を洗浄し汚れた水は、図示しないウォーターケースの排水溝へ排出される。
なお、スピンドルモータ３０２の回転速度を研削加工における回転速度より遅くすることで洗浄ノズル１８から噴射される水を研削ホイール３０４の外側面全面、内側面全面、及び下面全面に万遍なく当てることができる。
なお、制御手段９による制御の下で、研削手段水平移動手段１３が粗研削手段３０をＸ軸方向に往復移動させることで、研削ホイール３０４の下方に位置付けられた洗浄ノズル１８から噴射される洗浄水が、研削ホイール３０４の外側面全面、内側面全面、及び下面全面を満遍なく洗浄していくようにしてもよい。

上記のように本発明に係る研削装置１は、粗研削砥石３０４ｂの下面に洗浄水を噴射させ粗研削砥石３０４ｂの下面を洗浄する洗浄ノズル１８を備え、制御手段９は、チャックテーブル水平移動手段１１又は研削手段水平移動手段１３を制御して洗浄ノズル１８と粗研削手段３０とを相対的に水平移動させつつ、洗浄ノズル１８の上方に位置づけた研削ホイール３０４に洗浄ノズル１８から水を噴射させ研削ホイール３０４を洗浄することで、例えば、作業者が研削ホイール３０４を交換する前に、研削ホイール３０４を洗浄して汚れていない状態にすることが可能となるため、研削ホイール３０４の交換作業によって研削装置１が配設されているクリーンルームを汚染させないようにすることが可能となる。

なお、本発明に係る研削装置１は上記実施形態１、２に限定されるものではなく、また、添付図面に図示されている各構成等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。

Ｗ：被加工物 Ｗａ：被加工物の表面 Ｗｂ：被加工物の裏面
１：研削装置 １０：装置ベース
１５０：第１のカセット載置部 １５０ａ：第１のカセット １５１：第２のカセット載置部 １５１ａ：第２のカセット
１５２：仮置き領域 １５３：位置合わせ手段 １５４ａ：ローディングアーム
１５４ｂ：アンローディングアーム １５５：ロボット １５６：洗浄手段
５０：チャックテーブル ５００：吸着部 ５００ａ：保持面 ５０１：枠体
１００：カバー １００ａ：蛇腹カバー
１１：チャックテーブル水平移動手段
１１０：ボールネジ １１２：モータ １１３：可動板
５２：チャックベース ５５：傾き調整手段
５６：回転手段 ５６０：テーブルスピンドル ５６１：モータ ５６２：主動プーリ
５６３：従動プーリ ５６４：無端ベルト
５４０：吸引流路 ５４３：ロータリージョイント ５４４：配管
５４５：吸引管 ５４５ａ：吸引バルブ ５４９：吸引源
５７０：水連通路 ５７１：水バルブ ５７：水供給源
５８０：エア連通路 ５８１：エアバルブ ５８：エア供給源
１２：コラム
１３：研削手段水平移動手段 １３０：ボールネジ １３２：モータ １３３：第一可動ブロック １３４：第二可動ブロック
２０：粗研削昇降手段 ２００：ボールネジ ２０２：モータ ２０３：昇降板
３０：粗研削手段 ３００：スピンドル ３０１：ハウジング ３０２：スピンドルモータ
３０３：マウント ３０４：研削ホイール ３０４ｂ：粗研削砥石
２１：仕上げ研削昇降手段 ２１０：ボールネジ ２１２：モータ ２１３：昇降板
３１：仕上げ研削手段 ３１０：スピンドル ３１１：ハウジング ３１２：スピンドルモータ ３１３：マウント ３１４：研削ホイール ３１４ｂ：仕上げ研削砥石
１７：厚み測定手段
９：制御手段
１８：洗浄ノズル １８２：供給管 １８４：開閉弁 １８９：高圧水供給源

Claims (1)

1. 保持面で被加工物を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を環状に研削砥石を配置した研削ホイールを回転させ該研削砥石の下面で被加工物を研削する研削手段と、該チャックテーブルと該研削手段とを相対的に該保持面に平行な水平方向に移動させる水平移動手段と、該研削手段を該保持面に対し垂直方向に昇降させる昇降手段と、装置制御を行う制御手段と、を備える研削装置であって、
   該保持面を水供給源に連通する水連通路と、該水連通路を開閉する水バルブと、
   該保持面をエア供給源に連通するエア連通路と、該エア連通路を開閉するエアバルブと、を備え、
   該制御手段は、該水平移動手段と該昇降手段とを制御し、該保持面の上方に該研削砥石を位置づけ、該保持面と該研削砥石の下面との間に所定の隙間を形成させ、該水バルブと該エアバルブとを制御し、該保持面から水とエアとを噴出させ該研削ホイールを洗浄する、研削装置。

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