(57)【要約】【課題】研削装置の製造コストの上昇を抑制しつつ、硬度の高い被加工物に対して効率的な研削加工を施すこと。【解決手段】板状ワーク（Ｗ）を保持するチャックテーブル（２）と、研削砥石（３１１）を環状に配列させた研削ホイール（３１）を有する研削手段（３）と、板状ワークに接触する研削砥石（３１１）の接触面（３１１ａ）にレーザーを照射させるレーザー照射手段（５）とを備える研削装置（１）において、発光部（５１）から放射され板状ワークを透過したレーザー光線を、板状ワークの被保持面を保持する保持面（２２）の一部で反射させて研削砥石の接触面に照射し、接触面をレーザー加工すると共に研削砥石で板状ワークの機械加工を実施する構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状ワークを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルが保持する板状ワークを研削する研削砥石を環状に配列させた研削ホイールを回転可能に装着する研削手段と、該研削手段を該チャックテーブルに接近および離反する研削送り手段と、該研削砥石が板状ワークに接触する該研削砥石の接触面にレーザーを照射させるレーザー照射手段と、を備える研削装置であって、
該レーザー照射手段は、該チャックテーブルに保持される板状ワークの被加工面側から板状ワークに対して透過性を有する波長のレーザー光線を放射する発光部と、該発光部から放射されたレーザー光線を集光する集光レンズと、を備え、
該レーザー照射手段から放射され板状ワークを透過したレーザー光線を板状ワークの被保持面を保持する保持面の一部で反射させ、該研削砥石の該接触面に照射して該接触面をレーザー加工すると共に該研削砥石で板状ワークの機械加工を実施することを特徴とする研削装置。
【請求項２】
該レーザー照射手段は、該集光レンズとして、該発光部から放射されたレーザー光線を線形状に集光するシリンドリカルレンズを備えることを特徴とする請求項１記載の研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研削装置に関し、特に、研削加工対象となる板状ワークの被加工面に対して研削砥石で研削加工を施す研削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被加工物を研削する研削装置として、研削ホイールに環状に配列された研削砥石の一部を被加工物に接触させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この研削装置においては、研削加工に伴って発生する研削屑が研削砥石に目詰まりする現象を回避すべく、被加工物に接触していない部分の研削砥石に対して洗浄水を供給し、研削砥石の冷却及び洗浄を行っている。
【０００３】
また、サファイアや炭化ケイ素（ＳｉＣ）などの硬度が高い被加工物に対する研削加工精度を確保すべく、研削砥石の刃を目立てするためにドレッシング処理を行いながら研削加工を施す研削装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。この研削装置においては、被加工物に接触していない部分の研削砥石にドレッシング用砥石を接触させてドレッシング処理を行っている。しかしながら、研削加工に適した研削ホイールの回転数（例えば、２０００〜４０００ｍｉｎ−１）と、ドレッシング処理に適した研削ホイールの回転数（例えば、１０００〜１５００ｍｉｎ−１）とは必ずしも同一ではない。このため、研削加工に適した回転数で研削ホイールを回転させる場合には、適切に研削砥石をドレッシングすることができない事態も想定される。
【０００４】
一方、研削砥石を用いた研削加工の効率化を図るべく、被加工物に対する研削砥石の接触面を加熱し、加熱された研削砥石による熱加工及び機械加工の複合的な研削加工を実施する研削装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。この研削装置においては、被加工物を保持する保持面の反対側（保持面を挟んで被加工物の反対側）から被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線を研削砥石に照射することで研削砥石の接触面を加熱している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１４９２２２号公報
【特許文献２】特開２０１２−１３５８５１号公報
【特許文献３】特開２０１１−１７１４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献３記載の研削装置においては、被加工物を保持する保持テーブル（チャックテーブル）をレーザー光線が透過できるように透明部材で構成する必要があり、保持テーブルの製造に要するコストが上昇する。この結果、研削装置の製造コストが上昇してしまう。
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、研削装置の製造コストの上昇を抑制しつつ、硬度の高い被加工物に対して効率的な研削加工を施すことができる研削装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る研削装置は、板状ワークを保持するチャックテーブルと、チャックテーブルが保持する板状ワークを研削する研削砥石を環状に配列させた研削ホイールを回転可能に装着する研削手段と、研削手段をチャックテーブルに接近および離反する研削送り手段と、研削砥石が板状ワークに接触する研削砥石の接触面にレーザーを照射させるレーザー照射手段と、を備える研削装置であって、レーザー照射手段は、チャックテーブルに保持される板状ワークの被加工面側から板状ワークに対して透過性を有する波長のレーザー光線を放射する発光部と、発光部から放射されたレーザー光線を集光する集光レンズと、を備え、レーザー照射手段から放射され板状ワークを透過したレーザー光線を板状ワークの被保持面を保持する保持面の一部で反射させ、研削砥石の接触面に照射して接触面をレーザー加工すると共に研削砥石で板状ワークの機械加工を実施することを特徴とする。
【０００９】
上記研削装置においては、板状ワークの被加工面側にレーザー光線を放射するレーザー照射手段を配置し、レーザー光線を板状ワークの被保持面を保持する保持面の一部で反射させて研削砥石に照射している。このため、板状ワークを保持するチャックテーブルを透明材料等で構成する必要がなく、レーザー光線を研削砥石に照射することができる。これにより、チャックテーブルの製造コストの上昇を抑制でき、結果として研削装置の製造コストの上昇を抑制することができる。また、研削砥石に対するレーザー光線の照射により、研削砥石の接触面をレーザー加工すると共にレーザー加工した研削砥石で板状ワークに対して機械加工を施している。これにより、熱加工及び機械加工の複合的な研削加工を実施でき、硬度の高い被加工物であっても効率的に研削加工を施すことができる。この結果、研削装置の製造コストの上昇を抑制しつつ、硬度の高い被加工物に対して効率的な研削加工を施すことが可能となる。
【００１０】
例えば、上記研削装置において、レーザー照射手段は、集光レンズとして、発光部から放射されたレーザー光線を線形状に集光するシリンドリカルレンズを備える。この構成によれば、発光部から放射されたレーザー光線が線形状に集光されることから、レーザー光線の焦点距離を調整し易くできる。これにより、板状ワークに対する研削砥石の接触面に適切にレーザー光線の焦点を調整でき、接触面を効果的に加熱することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、研削装置の製造コストの上昇を抑制しつつ、硬度の高い被加工物に対して効率的な研削加工を施すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施の形態に係る研削装置の要部構成を示す模式図である。
【図２】第１の実施の形態に係る研削装置の要部構成を示す模式図である。
【図３】第１の実施の形態に係る研削装置が有する集光レンズの構成及びレーザー照射手段による焦点距離の説明図である。
【図４】第１の実施の形態の変形例に係る研削装置が有する集光レンズの構成及びレーザー照射手段による焦点距離の説明図である。
【図５】第１の実施の形態の変形例に係る研削装置の要部構成を示す模式図である。
【図６】第１の実施の形態の変形例に係る研削装置の要部構成を示す模式図である。
【図７】第２の実施の形態に係る研削装置で使用される板状ワークの説明図である。
【図８】第３の実施の形態に係る研削装置におけるレーザー光線の反射箇所周辺の拡大図である。
【図９】第１の実施の形態の変形例に係る研削装置が有する集光レンズの構成及びレーザー照射手段による焦点距離の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の複数の実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、サファイアや炭化ケイ素（ＳｉＣ）など硬度の高い被加工物としての板状ワーク（半導体ウエーハ）を研削して所定の厚みに加工する研削装置について説明する。しかしながら、本発明に係る研削装置における被加工物の材質については、これらに限定されるものではなく適宜変更が可能である。
【００１４】
（第１の実施の形態）
図１及び図２は、第１の実施の形態に係る研削装置１の要部構成を示す模式図である。図１においては研削装置１を側方から示し、図２においては研削装置１を上方から示している。なお、図１及び図２においては、説明の便宜上、研削装置１における研削加工に関する構成要素のみを示している。また、図２においては、図１に示す一部の構成要素の一部（後述する研削送り手段４及びレーザー照射手段５の発光部５１）を省略している。
【００１５】
図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る研削装置１は、チャックテーブル２と、研削手段３と、研削送り手段４と、レーザー照射手段５とを含んで構成される。なお、図１及び図２には省略しているが、研削装置１は、これらの構成要素に加え、研削加工前や研削加工後の板状ワークＷを搬送する搬送手段等の通常の研削装置が備える構成要素を備えるものとする。
【００１６】
チャックテーブル２は、板状ワークＷ（より具体的には、板状ワークＷの被保持面）を保持する保持面２１を有する。保持面２１は、平面視にて円形状を有しており（図２参照）、例えば、ポーラスセラミック材により構成されている。この保持面２１は、図示しない吸引源に接続されており、板状ワークＷを吸引保持可能に構成される。また、チャックテーブル２は、図示しない回転駆動機構に接続され、この回転駆動機構により保持面２１に板状ワークＷを保持した状態で回転される。
【００１７】
保持面２１の中央近傍には、保持面２１の一部を構成する反射面２２が設けられている。反射面２２は、平面視にて円形状を有しており（図２参照）、例えば、保持面２１の上面に金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）などの誘電体多層膜をコーティングすることで形成される。例えば、反射面２２は、保持面２１の上面に露出するように配置され、レーザー照射手段５から放射されたレーザー光線を後述する研削砥石３１１に反射する役割を果たす。なお、反射面２２は、保持面２１の上面に金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）などの金属薄板を埋設することにより形成するようにしても良い。なお、この反射面２２によるレーザー光線の反射態様の詳細については後述する。
【００１８】
研削手段３は、チャックテーブル２が保持する板状ワークＷを研削する研削ホイール３１と、この研削ホイール３１が下端部に回転可能に装着される回転スピンドル３２とを有する。研削ホイール３１は、平面視にて円形状を有しており（図２参照）、その下面には複数の研削砥石３１１が設けられている。これらの研削砥石３１１は、研削ホイール３１の外周縁に環状に配列されている。例えば、研削砥石３１１は、ダイヤモンドの砥粒をメタルボンドやレジンボンド等の結合剤で固めたダイヤモンド砥石で構成される。回転スピンドル３２は、図示しない回転駆動機構に接続され、この回転駆動機構により研削ホイール３１を回転可能に構成される。
【００１９】
研削送り手段４は、研削手段３の回転スピンドル３２の一部に取り付けられ、研削手段３（より具体的には、研削ホイール３１）をチャックテーブル２に対して接近及び離反させる。より具体的には、研削送り手段４は、研削砥石３１１で板状ワークＷを所定厚みに研削加工する際にチャックテーブル２（より具体的には、チャックテーブル２に保持された板状ワークＷ）に対して研削手段３を接近させる。一方、チャックテーブル２に対する板状ワークＷの搬入又は搬出の際にチャックテーブル２から研削手段３を離反させる。
【００２０】
レーザー照射手段５は、発光部５１及び集光レンズ５２を含んで構成され、チャックテーブル２の上方側（研削手段３側）の領域に配置される。発光部５１は、研削砥石３１１による研削加工位置の斜め上方側であって、その光軸方向（図２に示す左右方向）が研削ホイール３１の径方向と平行となる位置に配置される。発光部５１は、チャックテーブル２に保持される板状ワークＷの被加工面（図１に示す上面）側から板状ワークＷに対して透過性を有し、反射面２２にて反射する波長のレーザー光線を放射する。例えば、発光部５１から照射されるレーザー光線は、波長が５１５ｎｍ、パワーが約２０Ｗ、パルス幅が約８ｐｓ、繰り返し周波数が２００ｋＨｚに設定される。
【００２１】
集光レンズ５２は、発光部５１と板状ワークＷとの間に配置され、発光部５１から放射されたレーザー光線を集光する。例えば、集光レンズ５２は、発光部５１から放射されたレーザー光線を線形状に集光するシリンドリカルレンズで構成される。第１の実施の形態においては、集光レンズ５２がシリンドリカルレンズで構成される場合について説明する。しかしながら、レーザー照射手段５に適用される集光レンズ５２については、シリンドリカルレンズに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、凸レンズやトーリックレンズなどを集光レンズ５２として使用することができる。
【００２２】
発光部５１から放射されたレーザー光線は、集光レンズ５２により集光された後、板状ワークＷを透過してチャックテーブル２（保持面２１）に到達する。チャックテーブル２に到達したレーザー光線は、反射面２２によって反射され、研削砥石３１１における板状ワークＷとの接触面３１１ａに照射される。このレーザー光線の照射により、研削砥石３１１の接触面３１１ａがレーザー加工され、レーザー加工された研削砥石３１１による熱加工と機械加工の複合的な加工が実施される。
【００２３】
集光レンズ５２は、発光部５１から放射されたレーザー光線を保持面２１の中央に設けられた反射面２２に集光する。この場合において、集光レンズ５２は、研削砥石３１１の接触面３１１ａの全体に照射されるように、発光部５１から放射されたレーザー光線の焦点距離を調整する。より具体的には、集光レンズ５２は、研削砥石３１１の接触面３１１ａの内側部分に照射されるレーザー光線の焦点距離を長くする一方、接触面３１１ａの外側部分に照射されるレーザー光線の焦点距離を短くする。
【００２４】
レーザー光線の焦点距離を調整するため、集光レンズ５２は、図１に示すように、発光部５１からのレーザー光線における光軸に対して垂直な方向に延在するように配置される。集光レンズ５２は、例えば、集光レンズ５２の延在方向から見て、発光部５１側が円弧形状を有する一方、板状ワークＷ側が平面形状を有している（図３Ａ参照）。また、集光レンズ５２は、側面視にて上端部（研削手段３側の端部）近傍の断面のＲ形状が小さく、下端部近傍の断面のＲ形状が大きく構成されている。
【００２５】
ここで、本実施の形態に係る研削装置１が備える集光レンズ５２の構成と、レーザー照射手段５による焦点距離について説明する。図３Ａは、本実施の形態に係る研削装置１が有する集光レンズ５２の構成及びレーザー照射手段５による焦点距離の説明図である。図３Ｂにおいては、説明の便宜上、参考例に係るレーザー照射手段５´を示している。
【００２６】
図３Ａに示すように、集光レンズ５２には、板状ワークＷ側に平坦面５２ａが設けられる一方、発光部５１側に円弧形状面５２ｂが設けられている。また、集光レンズ５２には、上端部に第１Ｒ形状部５２１が設けられる一方、下端部に第１Ｒ形状部５２１よりも大きいＲ形状を有する第２Ｒ形状部５２２が設けられている。集光レンズ５２は、第１Ｒ形状部５２１から第２Ｒ形状部５２２に向けてＲ形状が次第に大きくなるように構成されている。
【００２７】
このような構成を有する集光レンズ５２において、発光部５１から放射されたレーザー光線の焦点距離は、集光レンズ５２に入射する位置に応じて変化する。例えば、集光レンズ５２の上端部に入射されたレーザー光線は、第１Ｒ形状部５２１により集光され、第１Ｒ形状部５２１から長さａ１の位置で焦点が定まる。一方、集光レンズ５２の下端部に入射されたレーザー光線は、第２Ｒ形状部５２２により集光され、第２Ｒ形状部５２２から長さｂ１の位置で焦点が定まる。ここで、長さａ１は、長さｂ１よりも大きい。このため、集光レンズ５２の上端部に入射されたレーザー光線は、下端部に入射されたレーザー光線よりも遠い位置で焦点が定まる。
【００２８】
このような構成を有する集光レンズ５２を使用することにより、発光部５１から放射されたレーザー光線が接触面３１１ａに照射される位置を調整することができる。より具体的には、集光レンズ５２の第１Ｒ形状部５２１に入射されたレーザー光線を接触面３１１ａの内側部分（すなわち、集光レンズ５２から遠い部分）に照射することができ、第２Ｒ形状部５２２に入射されたレーザー光線を接触面３１１ａの外側部分（すなわち、集光レンズ５２に近い部分）に照射することができる。これにより、接触面３１１ａの全体（研削ホイール３１の径方向の全体）を均一にレーザー加工することが可能となる。
【００２９】
図３Ｂにおいては、集光レンズ５２´の上端部及び下端部に同一のＲ形状を有する第３Ｒ形状部５２３ａ、５２３ｂが設けられた場合について示している。このような構成を有する集光レンズ５２´において、発光部５１´から放射されたレーザー光線の焦点距離は、集光レンズ５２´に入射する位置に関わらず同一である。例えば、集光レンズ５２´の上端部に入射されたレーザー光線は、第３Ｒ形状部５２３ａにより集光され、第３Ｒ形状部５２３ａから長さａ２の位置で焦点が定まる。一方、集光レンズ５２´の下端部に入射されたレーザー光線は、第３Ｒ形状部５２３ｂにより集光され、第３Ｒ形状部５２３ｂから長さｂ２の位置で焦点が定まる。ここで、長さａ２と長さｂ２とは同一の長さである。このため、集光レンズ５２´に入射されたレーザー光線は、入射された位置に関わらず同一長さの位置で焦点が定まる。
【００３０】
このような構成を有する集光レンズ５２´を使用する場合、発光部５１´から放射されたレーザー光線の焦点距離が同一であるため、研削砥石３１１の接触面３１１ａの略同一の位置に照射される。このため、研削砥石３１１の接触面３１１ａのうち、特定部分のみが局所的にレーザー加工されることとなる。
【００３１】
なお、以上の説明において、集光レンズ５２は、研削砥石３１１の接触面３１１ａの内側部分に照射されるレーザー光線の焦点距離を長くする一方、接触面３１１ａの外側部分に照射されるレーザー光線の焦点距離を短くすべく、上端部（研削手段３側の端部）のＲ形状が小さく、下端部のＲ形状が大きく構成される場合について示している（図３Ａ参照）。しかしながら、上記のように焦点距離を調整可能とすることを前提として、集光レンズ５２の形状は適宜変更が可能である。
【００３２】
例えば、図９に示すように、集光レンズ５２の板状ワークＷ側に、連続的に断面積が変化する長方形状部５２４（図９に便宜上示す斜線部分）を備えるようにしてもよい。なお、この長方形状部５２４の断面積は、集光レンズ５２の上端部（第１Ｒ形状部５２１）から下端部（第２Ｒ形状部５２２）に向かうに連れて小さくなる。このように長方形状部５２４を有する場合においても、図３Ａに示す集光レンズ５２と同様に、研削砥石３１１の接触面３１１ａの内側部分に照射されるレーザー光線の焦点距離を長くする一方、接触面３１１ａの外側部分に照射されるレーザー光線の焦点距離を短くすることができる（すなわち、長さａ４は、長さｂ１よりも大きい）。
【００３３】
以下、本実施の形態に係る研削装置１における研削加工時の動作について説明する。研削加工時においては、まず、研削送り手段４により研削手段３がチャックテーブル２から離反され、図示しない搬送手段によりチャックテーブル２に対して板状ワークＷが搬入される。そして、板状ワークＷが保持面２１に載置された後、研削送り手段４により研削手段３がチャックテーブル２に対して接近される。その際、回転駆動機構からチャックテーブル２及び研削手段３に対して駆動力が供給され、チャックテーブル２及び研削ホイール３１が同一方向（図２における時計回り方向）に回転駆動される。
【００３４】
研削ホイール３１に設けられた研削砥石３１１が板状ワークＷに接触するタイミング（或いは、接触する一定時間前のタイミング）において、レーザー発光手段５の発光部５１からレーザー光線が放射される。発光部５１から放射されたレーザー光線は集光レンズ５２により集光され、板状ワークＷを透過してチャックテーブル２の反射面２２に到達する。そして、反射面２２により反射されたレーザー光線が研削砥石３１１の接触面３１１ａに照射される。このようなレーザー光線の照射により研削砥石３１１の接触面３１１ａがレーザー加工される。そして、このようにレーザー加工に伴い接触面３１１ａが加熱された状態で板状ワークＷに対する研削加工が実施される。
【００３５】
この研削加工においては、研削砥石３１１の接触面３１１ａをレーザー加工すると共にレーザー加工に伴い加熱した研削砥石３１１で板状ワークＷに対して機械加工が施される。言い換えると、板状ワークＷに対して熱加工及び機械加工の複合的な研削加工が施される。このような研削加工により板状ワークＷが所定の厚み寸法に到達すると研削加工が停止される。そして、研削送り手段４で研削手段３がチャックテーブル２から離反された後、図示しない搬送手段により板状ワークＷがチャックテーブル２から搬出される。
【００３６】
以上説明したように、本実施の形態に係る研削装置１においては、板状ワークＷの被加工面側にレーザー照射手段５（発光部５１及び集光レンズ５２）を配置し、レーザー光線を板状ワークＷのチャックテーブル２の保持面２１の一部である反射面２２で反射させて研削砥石３１１に照射している。このため、従来の研削装置のように板状ワークＷを保持するチャックテーブル２を透明材料等で構成することが不要となり、研削装置１の製造コストの上昇を抑制することができる。
【００３７】
また、本実施の形態に係る研削装置１においては、研削砥石３１１に対するレーザー光線の照射により、研削砥石３１１の接触面３１１ａをレーザー加工すると共に、レーザー加工に伴って加熱した研削砥石３１１で板状ワークＷに対して機械加工を施すことができる。これにより、熱加工及び機械加工の複合的な研削加工を実施できる。このため、板状ワークＷの被加工面も加熱でき、板状ワークＷを加工され易くした状態で機械加工を施すことができ、硬度の高い被加工物であっても効率的に研削加工を施すことができる。
【００３８】
さらに、本実施の形態に係る研削装置１においては、板状ワークＷの被加工面側にレーザー照射手段５（発光部５１及び集光レンズ５２）が配置されることから、レーザー照射手段５をチャックテーブル２の周辺の任意の位置に配置することができる。これにより、例えば、レーザー照射手段５をチャックテーブル２の内側に配置する構成と比較して、研削装置１の設計の自由度を確保することができる。
【００３９】
さらに、本実施の形態に係る研削装置１においては、集光レンズ５２としてシリンドリカルレンズを備えている。集光レンズ５２としてシリンドリカルレンズを使用することにより、発光部５１から放射されたレーザー光線を線形状に集光することができる。これにより、レーザー光線の焦点距離を調整し易くできる。このため、板状ワークＷに対する研削砥石３１１の接触面３１１ａに適切にレーザー光線の焦点を定めることができ、接触面３１１ａを効果的に加熱することが可能となる。
【００４０】
特に、本実施の形態に係る研削装置１においては、シリンドリカルレンズを光軸方向に垂直に延在するように配置し、一端部（上端部）のＲ形状を他端部（下端部）よりも小さく構成している。これにより、シリンドリカルレンズに入射したレーザー光線の位置に応じて焦点距離を調節でき、研削砥石３１１の接触面３１１ａの全体をレーザー加工することが可能となる。
【００４１】
なお、上記実施の形態においては、集光レンズ５２（シリンドリカルレンズ）の円弧形状面５２ｂの頂部が、それぞれ第１Ｒ形状部５２１及び第２Ｒ形状部５２２の幅方向の中央に配置される場合について示している（図３Ａ参照）。しかしながら、集光レンズ５２の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、図４に示すように、円弧形状面５２ｂの頂部を第１Ｒ形状部５２１及び第２Ｒ形状部５２２の幅方向の一方側に寄せて配置するようにしても良い。このように変更した場合でも、上記実施の形態と同様に、第１Ｒ形状部５２１により定められる焦点までの長さａ３は、第２Ｒ形状部５２２により定められる焦点までの長さｂ３よりも大きい。この場合には、発光部５１から放射されるレーザー光線の焦点位置を、集光レンズ５２の幅方向に調整することができる。このため、円弧形状面５２ｂの頂部の位置を調整することにより、発光部５１及び／又は集光レンズ５２の位置を柔軟に選択することができる。
【００４２】
また、上記実施の形態においては、研削砥石３１１による研削加工位置の斜め上方側であって、その光軸方向（図２に示す左右方向）が研削ホイール３１の径方向と平行となる位置にレーザー照射手段５（発光部５１及び集光レンズ５２）を配置している。この場合、反射面２２を反射して研削砥石３１１の接触面３１１ａに到達するまでの光路に差異（光路差）が生じる。このため、この光路差を吸収すべく、集光レンズ５２の上端部（研削手段３側の端部）のＲ形状が小さく、下端部のＲ形状が大きく構成されている。しかしながら、レーザー照射手段５の構成及び配置については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。
【００４３】
例えば、図５及び図６に示すように、研削砥石３１１による研削加工位置の斜め上方側であって、その光軸方向（図６に示す左右方向）が研削ホイール３１の径方向と直交する位置にレーザー照射手段５（発光部５１及び集光レンズ５２）を配置するようにしてもよい。そして、研削ホイール３１の径方向に直交するようにレーザー光線を照射させ、研削ホイール３１の径方向に集光レンズ５２で集光した線状の集光部分Ｌを接触面３１１ａに位置付けるようにしてもよい（図６参照）。この場合には、反射面２２を反射して研削砥石３１１の接触面３１１ａに到達するまでの光路差が生じない。このため、上記実施の形態のように、集光レンズ５２の上下端部のＲ形状に差異を設ける必要はない。例えば、集光レンズ５２は、図５に示すように、板状ワークＷ側を平面とし、発光部５１側を凸形状とした平凸レンズで構成することができる。
【００４４】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態に係る研削装置１においては、チャックテーブル２の保持面２１の一部を構成する反射面２２でレーザー照射手段５からのレーザー光線を反射させ、研削砥石３１１の接触面３１１ａに照射させている。第２の実施の形態に係る研削装置においては、板状ワークＷを保護する保護部材の保持面の一部でレーザー照射手段５からのレーザー光線を反射させ、研削砥石３１１の接触面３１１ａに照射させる点で第１の実施の形態に係る研削装置１と相違する。
【００４５】
以下、第２の実施の形態に係る研削装置の構成について、第１の実施の形態に係る研削装置１との相違点を中心に説明する。なお、以下においては、第１の実施の形態に係る研削装置１と共通する構成について同一の符号の先頭に「１」を付与し、適宜その説明及び図示を省略する。
【００４６】
図７は、本実施の形態に係る研削装置１１によって研削される板状ワークＷの斜視図を示している。なお、図７においては、結晶方位を示す切り欠き（ノッチ）を有する板状ワークＷについて示している。図７に示すように、本実施の形態に係る研削装置１１によって研削される板状ワークＷは、その表面Ｗ１が保護部材Ｐの表面Ｐ１に接着剤を介して貼着され、裏面Ｗ２が露出した状態で配置される。この場合において、保護部材Ｐの表面Ｐ１は、板状ワークＷの被保持面である表面Ｗ１を保持する保持面を構成する。
【００４７】
保護部材Ｐは、例えば、ガラス等の透明部材によって円板形状に形成され、搬送時における板状ワークＷの破損や変形を防止するものである。本実施の形態に係る研削装置１１においては、この保護部材Ｐの表面Ｐ１の一部に円形状の反射面１２２を設けている。この反射面１２２は、例えば、第１の実施の形態に係る反射面２２と同様に、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）などの誘電体多層膜や金属薄板で構成される。板状ワークＷが保護部材Ｐに接着された状態において、反射面１２２は板状ワークＷの中央に対応する位置に配置される。
【００４８】
本実施の形態に係る研削装置１１は、チャックテーブル２の保持面２１に反射面２２が形成されていない点で第１の実施の形態に係る研削装置１と相違する。その他の構成要素（研削手段３、研削送り手段４及びレーザー照射手段５）については、第１の実施の形態に係る研削装置１と共通する。また、本実施の形態に係る研削装置１１における研削加工時の動作についても、第１の実施の形態に係る研削装置１の動作と共通する。
【００４９】
本実施の形態に係る研削装置１１で研削加工を行う場合、保護部材Ｐに貼着された板状ワークＷがチャックテーブル２に配置される。この場合、板状ワークＷは、保護部材Ｐを介してチャックテーブル２に保持される。チャックテーブル２の保持面２１に保持された状態において、保護部材Ｐの反射面１２２は、平面視にて第１の実施の形態に係る反射面２２と同等の位置に配置される。このため、研削加工時にレーザー照射手段５の発光部５１から放射され、板状ワークＷを透過したレーザー光線は、反射面１２２で反射されて研削砥石３１１の接触面３１１ａに照射される。このレーザー光線の照射によるレーザー加工に伴い加熱された状態の接触面３１１ａにより板状ワークＷに対する研削加工が実施される。このため、本実施の形態に係る研削装置１１においても、第１の実施の形態に係る研削装置１と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
なお、ここでは、保護部材Ｐがガラス等の透明部材で構成される場合について説明している。しかしながら、保護部材Ｐの構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、板状ワークＷの表面に設けられたデバイス等を保護する保護テープを保護部材Ｐとして用いても良い。この場合には、板状ワークＷに対する貼着面（保持面）の一部又は全部を反射面１２２として使用することが考えられる。例えば、板状ワークＷの表面Ｗ１に貼着される保護テープの貼着面（保持面）に金属薄膜をコーティングしておくことができる。この場合、ガラス等の透明部材で保護部材Ｐを構成する場合と同様に、研削加工時に放射されるレーザー光線を反射面１２２で反射させて研削砥石３１１の接触面３１１ａに照射することができる。このため、本実施の形態に係る研削装置１１においても、第１の実施の形態に係る研削装置１と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
（第３の実施の形態）
第２の実施の形態に係る研削装置１１においては、保護部材Ｐの一部を構成する反射面１２２でレーザー照射手段５からのレーザー光線を反射させ、研削砥石３１１の接触面３１１ａに照射させている。第３の実施の形態に係る研削装置においては、このような反射面１２２を備えることなく、板状ワークＷと保護部材Ｐとの境界部分でレーザー光線を反射させ、研削砥石３１１の接触面３１１ａに照射させる点で第２の実施の形態に係る研削装置と相違する。
【００５２】
以下、第３の実施の形態に係る研削装置の構成について、第２の実施の形態に係る研削装置１１との相違点を中心に説明する。なお、以下においては、第２の実施の形態に係る研削装置１１と共通する構成について同一の符号を付与し、適宜その説明及び図示を省略する。
【００５３】
図８は、本実施の形態に係る研削装置におけるレーザー光線の反射箇所周辺の拡大図である。なお、図８においては、図５に示すように、その光軸方向が研削ホイール３１の径方向と直交する位置にレーザー照射手段５（発光部５１及び集光レンズ５２）を配置した場合について示している。
【００５４】
本実施の形態に係る研削装置は、保護部材Ｐに反射面１２２が形成されていない点及びレーザー照射手段５（発光部５１及び集光レンズ５２）が板状ワークＷ側に配置される点で第２の実施の形態に係る研削装置１１と相違する。その他の構成要素（研削手段３及び研削送り手段４）については、第２の実施の形態に係る研削装置１１と共通する。また、本実施の形態に係る研削装置における研削加工時の動作についても、第２の実施の形態に係る研削装置１１の動作と共通する。
【００５５】
図８に示すように、本実施の形態に係る研削装置においては、レーザー光線が板状ワークＷの臨界角θ１より大きい入射角θ２で入射するようにレーザー照射手段５を配置することにより、板状ワークＷよりも屈折率が小さい保護部材Ｐの表面Ｐ１の一部（すなわち、板状ワークＷの被保持面を保持する保持面の一部）でレーザー光線を全反射させるものである。すなわち、屈折率が大きい媒質から屈折率が小さい媒質に光が進む場合、光の入射角が臨界角よりも大きいとき、光の屈折は起こらず光は全反射する。つまり、入射光はこれらの媒質の境界面を透過せず全て反射する。本実施の形態に係る研削装置においては、このような光の現象を利用してレーザー照射手段５からのレーザー光線を反射させ、研削砥石３１１の接触面３１１ａに照射させている。
【００５６】
例えば、板状ワークＷがシリコンウエーハで構成される場合、保護部材Ｐをポリオレフィンやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を基材とした保護テープで構成することにより、上述した光の現象を利用してレーザー照射手段５からのレーザー光線を反射させることができる。シリコンウエーハの屈折率は約３．５であり、上記基材の保護テープの屈折率は１．５〜１．７である。また、板状ワークＷがシリコンウエーハで構成される場合には、上記保護テープの他の保護部材Ｐとして、透明樹脂プレートやガラス板を利用することが考えられる。
【００５７】
図８に示すように、臨界角θ１を超えた入射角θ２でレーザー光線を入射させると、レーザー光線は、板状ワークＷと保護部材Ｐとの境界面（保護部材Ｐの表面Ｐ１）を透過せずに全反射する。全反射するレーザー光線の集光部分に研削砥石３１１を配置することにより、その接触面３１１ａに照射することができる。このため、本実施の形態に係る研削装置においても、第１、第２の実施の形態に係る研削装置と同様の効果を得ることができる。特に、第３の実施の形態に係る研削装置においては、チャックテーブル２に設けられた反射面２２や、保護部材Ｐに設けられた反射面１２２を別途設けることなくレーザー光線を研削砥石３１の接触面３１１ａに照射することができる。
【００５８】
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などについては、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。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００５９】
例えば、上記実施の形態においては、集光レンズ５２による焦点位置が固定されるレーザー照射手段５を前提として説明している。しかしながら、レーザー照射手段５の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、研削砥石３１１の磨耗具合等に応じて集光レンズ５２による焦点位置を調整可能とすることは実施の形態として好ましい。例えば、このような焦点位置の調整は、発光部５１及び／又は集光レンズ５２の傾斜角度を変更することにより実現することができる。より具体的には、研削砥石３１１の磨耗具合を検出し、その検出結果に応じて発光部５１及び／又は集光レンズ５２の傾斜角度を変更することにより、レーザー照射手段５の焦点距離を調整することができる。また、発光部５１と集光レンズ５２との間に反射ミラーを介在させ、反射ミラーの角度を変更することにより焦点位置を調整するようにしても良い。これらのように集光レンズ５２による焦点位置を調整可能とする場合には、研削砥石３１１の磨耗具合等に応じてレーザー光線の焦点位置を調整できるので、研削砥石３１１に摩耗が発生した場合においても適切に接触面３１１ａを加熱することができる。
【００６０】
また、上記実施の形態においては、研削手段３による被加工面が平坦形状を有する板状ワークＷを用いて説明している。しかしながら、研削加工対象となる板状ワークＷの構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、板状ワークＷの強度を確保するために被加工面の外周縁部に円形状に補強部を設けた板状ワークＷを研削加工対象にしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上説明したように、本発明によれば、研削装置の製造コストの上昇を抑制しつつ、硬度の高い被加工物に対して効率的な研削加工を施すことできるという効果を有し、特に、サファイアや炭化珪素（ＳｉＣ）などで構成される板状ワークを研削する研削装置に有用である。
【符号の説明】
【００６２】
１、１１  研削装置
２  チャックテーブル
２１  保持面
２２、１２２  反射面
３  研削手段
３１  研削ホイール
３１１  研削砥石
３１１ａ  接触面
３２  回転スピンドル
４  研削送り手段
５  レーザー照射手段
５１  発光部
５２  集光レンズ
Ｗ  板状ワーク
Ｐ  保護部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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