(57)【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の上面に研削砥石の研削面を当接させて厚みを減じさせる研削手段と、該研削手段を該チャックテーブルに接近および離反させ研削送り方向に研削送りする研削送り手段と、該研削手段で研削される板状ワークの厚みを測定する測定手段と、該測定手段を該チャックテーブルの径方向に移動させる径方向移動手段と、該チャックテーブルと該研削手段との傾き関係を調整する傾き調整手段と、を備える研削装置を用いた研削方法であって、
該研削手段を用いて、予め設定される仕上げ厚みに達しない厚みで板状ワークを研削する予備研削工程と、
該予備研削工程で研削された板状ワークに該測定手段を該径方向移動手段で径方向に移動させて径方向における厚みを測定する厚み測定工程と、
該厚み測定工程で測定された測定結果を基に径方向における仕上げ厚みが均等になるように該傾き調整手段で該チャックテーブルと該研削手段との傾き関係を調整した時に、変化する該チャックテーブルの上面と該研削砥石の該研削面との距離の変化量を算出する算出工程と、
該算出工程で算出された該変化量に基づいて該研削送り手段と該傾き調整手段とを共に動作させ、該傾き調整手段で傾き調整動作中は、該研削面が該予備研削工程での板状ワークの被研削面に接した状態を維持する高さ調整工程と、
該高さ調整工程の後、予め設定される仕上げ厚みまで該測定手段で板状ワークの厚みを測定しながら該研削手段を該研削送り手段で研削送りさせ板状ワークを研削する仕上げ研削工程と、により構成される研削方法。
【請求項２】
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の上面に研削砥石の研削面を当接させて厚みを減じさせる研削手段と、該研削手段を該チャックテーブルに接近および離反させ研削送り方向に研削送りする研削送り手段と、該研削手段で研削される板状ワークの厚みを測定する測定手段と、該測定手段を該チャックテーブルの径方向に移動させる径方向移動手段と、該チャックテーブルと該研削手段との傾き関係を調整する傾き調整手段と、を備える研削装置を用いた研削方法であって、
該研削手段を用いて、予め設定される仕上げ厚みに達しない厚みで板状ワークを研削する予備研削工程と、
該予備研削工程で研削された板状ワークに該測定手段を該径方向移動手段で径方向に移動させて径方向における厚みを測定する厚み測定工程と、
該厚み測定工程で測定された測定結果を基に径方向における仕上げ厚みが均等になるように該傾き調整手段で該チャックテーブルと該研削手段との傾き関係を調整した時に、変化する該チャックテーブルの上面と該研削砥石の該研削面との距離の変化量を算出する算出工程と、
該算出工程で算出された該変化量に基づいて該研削送り手段と該傾き調整手段とを共に動作させ、該研削手段と該チャックテーブルに保持された板状ワークとの相対的な移動速度を研削送り速度と等しくする高さ調整工程と、
該高さ調整工程の後、予め設定される仕上げ厚みまで該測定手段で板状ワークの厚みを測定しながら該研削手段を該研削送り手段で研削送りさせ板状ワークを研削する仕上げ研削工程と、により構成される研削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状ワークの厚みを測定しながら所望の厚みに研削する研削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
研削加工において、接触式のハイトゲージで板状ワークの厚みを測定しながら研削する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。接触式のハイトゲージでは、一対の接触子を板状ワークの上面とチャックテーブルの上面に接触させて、接触位置の高さの差分から板状ワークの厚みが検出される。また、複数の板状ワークからなる貼り合わせワークの研削方法として、非接触式の厚み測定手段で研削対象の上側ワークの厚みを測定しながら研削する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。非接触式の厚み測定手段では、上側ワークの上下面で反射されたレーザー光の光路差から板状ワークの厚みが検出される。
【０００３】
さらに、接触式のハイトゲージと非接触式の厚み測定手段を組み合わせて、板状ワークの厚みを測定しながら研削する方法も知られている（例えば、特許文献３参照）。この研削方法では、粗研削時に接触式のハイトゲージで保護テープの厚みを含む板状ワークの総厚を測定しながら粗研削量が調整される。そして、仕上げ研削時に非接触式の厚み測定手段で板状ワークの厚みだけを測定しながら仕上げ量が制御される。また、上記した研削方法に加え、測定された板状ワークの厚みに基づいて研削手段に対するチャックテーブルの傾きを調整し、板状ワークを均等な厚みで研削する方法も知られている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０７３７８５号公報
【特許文献２】特開２００８−２６４９１３号公報
【特許文献３】特開２００７−３３５４５８号公報
【特許文献４】特開２０１３−１１９１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献４に記載の研削方法では、チャックテーブルの傾き調整のためにチャックテーブルから研削手段が退避（上昇）した状態で、板状ワークの所定箇所の厚みが測定される。そして、その測定結果に基づいてチャックテーブルの傾きが調整される。このため、研削開始位置までの研削手段の移動距離が長くなり、研削加工に時間がかかるという問題があった。
【０００６】
また、板状ワークの厚みを測定しない場合には、チャックテーブルから研削砥石が退避した状態でチャックテーブルの上面高さが測定された後、チャックテーブルの傾きが調整される。そして、再びチャックテーブルの上面高さが測定され、傾き調整前後の上面高さの差に基づいて研削送り量が算出される。このように、傾き調整の前後で２回に分けて測定が実施されるため、研削送り量の算出に時間がかかっていた。よって、研削手段の移動距離の増加に加えて、さらに研削加工に時間がかかっていた。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、研削時間を短縮することができる研削方法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】
本発明の研削方法は、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の上面に研削砥石の研削面を当接させて厚みを減じさせる研削手段と、研削手段をチャックテーブルに接近および離反させ研削送り方向に研削送りする研削送り手段と、研削手段で研削される板状ワークの厚みを測定する測定手段と、測定手段をチャックテーブルの径方向に移動させる径方向移動手段と、チャックテーブルと研削手段との傾き関係を調整する傾き調整手段と、を備える研削装置を用いた研削方法であって、研削手段を用いて、予め設定される仕上げ厚みに達しない厚みで板状ワークを研削する予備研削工程と、予備研削工程で研削された板状ワークに測定手段を径方向移動手段で径方向に移動させて径方向における厚みを測定する厚み測定工程と、厚み測定工程で測定された測定結果を基に径方向における仕上げ厚みが均等になるように傾き調整手段でチャックテーブルと研削手段との傾き関係を調整した時に、変化するチャックテーブルの上面と研削砥石の研削面との距離の変化量を算出する算出工程と、算出工程で算出された変化量に基づいて研削送り手段と傾き調整手段とを共に動作させ、傾き調整手段で傾き調整動作中は、研削面が予備研削工程での板状ワークの被研削面に接した状態を維持する高さ調整工程と、高さ調整工程の後、予め設定される仕上げ厚みまで測定手段で板状ワークの厚みを測定しながら研削手段を研削送り手段で研削送りさせ板状ワークを研削する仕上げ研削工程と、により構成される。
【０００９】
この構成によれば、予備研削工程によって、チャックテーブルに対して所定の高さにある研削砥石の研削面が板状ワークに転写される。このため、板状ワークの厚みを測定することで、チャックテーブルの上面と研削砥石の研削面との距離が間接的に求められる。また、板状ワークの厚み測定結果から、チャックテーブルの傾きを調整した場合におけるチャックテーブルの上面と研削砥石の研削面との距離の変化量が算出される。そして、当該変化量に基づいて、板状ワークの被研削面と研削面との接触状態が維持されるように研削手段および傾き調整手段が共に動作される。このため、チャックテーブルの傾き調整動作に追従して研削手段の高さが調整される。よって、傾き調整時の研削手段の移動距離を最小限に抑えることができ、研削時間を短縮することができる。
【００１０】
本発明の研削方法は、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の上面に研削砥石の研削面を当接させて厚みを減じさせる研削手段と、研削手段をチャックテーブルに接近および離反させ研削送り方向に研削送りする研削送り手段と、研削手段で研削される板状ワークの厚みを測定する測定手段と、測定手段をチャックテーブルの径方向に移動させる径方向移動手段と、チャックテーブルと研削手段との傾き関係を調整する傾き調整手段と、を備える研削装置を用いた研削方法であって、研削手段を用いて、予め設定される仕上げ厚みに達しない厚みで板状ワークを研削する予備研削工程と、予備研削工程で研削された板状ワークに測定手段を径方向移動手段で径方向に移動させて径方向における厚みを測定する厚み測定工程と、厚み測定工程で測定された測定結果を基に径方向における仕上げ厚みが均等になるように傾き調整手段でチャックテーブルと研削手段との傾き関係を調整した時に、変化するチャックテーブルの上面と研削砥石の研削面との距離の変化量を算出する算出工程と、算出工程で算出された変化量に基づいて研削送り手段と傾き調整手段とを共に動作させ、研削手段とチャックテーブルに保持された板状ワークとの相対的な移動速度を研削送り速度と等しくする高さ調整工程と、高さ調整工程の後、予め設定される仕上げ厚みまで測定手段で板状ワークの厚みを測定しながら研削手段を研削送り手段で研削送りさせ板状ワークを研削する仕上げ研削工程と、により構成される。
【００１１】
この構成によれば、予備研削工程によって、チャックテーブルに対して所定の高さにある研削砥石の研削面が板状ワークに転写される。このため、板状ワークの厚みを測定することで、チャックテーブルの上面と研削砥石の研削面との距離が間接的に求められる。また、板状ワークの厚み測定結果から、チャックテーブルの傾きを調整した場合におけるチャックテーブルの上面と研削砥石の研削面との距離の変化量が算出される。そして、当該変化量に基づいて、研削砥石と板状ワークとの相対的な移動速度が研削送り速度になるように、研削手段および傾き調整手段が共に動作される。すなわち、板状ワークを研削しながらチャックテーブルの傾きが調整される。よって、傾き調整時間を有効活用することができ、研削時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、研削手段の移動量を最小限に抑えることで、研削時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施の形態に係る研削装置の斜視図である。
【図２】本実施の形態に係る研削装置の仕上げ研削位置周辺における模式図である。
【図３】本実施の形態に係る研削方法の第１の動作パターンの説明図である。
【図４】本実施の形態に係る研削方法の第２の動作パターンの説明図である。
【図５】本実施の形態に係る研削方法の第３の動作パターンの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、研削装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る研削装置の斜視図である。なお、本実施の形態では、図１に示す構成に限定されない。研削装置は、板状ワークに対して研削加工を実施可能であれば、どのように構成されてもよい。
【００１５】
図１に示すように、研削装置１は、フルオートタイプの加工装置であり、板状ワークＷに対する搬入処理、粗研削処理、仕上げ研削処理、洗浄処理、搬出処理からなる一連の作業を全自動で実施するように構成されている。板状ワークＷは略円板状に形成されており、例えば、シリコン、ガリウムヒ素等の半導体基板や、セラミック、ガラス、サファイア等の無機材料基板、半導体製品のパッケージ基板で構成される。
【００１６】
研削装置１の基台１０の前側には、複数の板状ワークＷが収容された一対のカセット１３が載置されている。一対のカセット１３の後方には、カセット１３に対して板状ワークＷを出し入れするカセットロボット１５が設けられている。カセットロボット１５の両斜め後方には、研削前の板状ワークＷを位置決めする位置決め機構２０と、研削済みの板状ワークＷを洗浄する洗浄機構２５とが設けられている。位置決め機構２０と洗浄機構２５の間には、研削前の板状ワークＷをチャックテーブル４１に搬入する搬入手段３０と、チャックテーブル４１から研削済みの板状ワークＷを搬出する搬出手段３５とが設けられている。
【００１７】
カセットロボット１５は、多節リンクからなるロボットアーム１６の先端にハンド部１７を設けて構成されている。カセットロボット１５では、カセット１３から位置決め機構２０に研削前の板状ワークＷが搬送される他、洗浄機構２５からカセット１３に研削済みの板状ワークＷが搬送される。位置決め機構２０は、仮置きテーブル２１の周囲に、仮置きテーブル２１の中心に対して進退可能な複数の位置決めピン２２を配置して構成される。位置決め機構２０では、仮置きテーブル２１上に載置された板状ワークＷの外周縁に複数の位置決めピン２２が突き当てられることで、板状ワークＷの中心が仮置きテーブル２１の中心に位置決めされる。
【００１８】
搬入手段３０は、基台１０上で旋回可能な搬入アーム３１の先端に搬入パッド３２を設けて構成される。搬入手段３０では、搬入パッド３２によって仮置きテーブル２１から板状ワークＷが持ち上げられ、搬入アーム３１によって搬入パッド３２が旋回されることでチャックテーブル４１に板状ワークＷが搬入される。搬出手段３５は、基台１０上で旋回可能な搬出アーム３６の先端に搬出パッド３７を設けて構成される。搬出手段３５では、搬出パッド３７によってチャックテーブル４１から板状ワークＷが持ち上げられ、搬出アーム３６によって搬出パッド３７が旋回されることでチャックテーブル４１から板状ワークＷが搬出される。
【００１９】
洗浄機構２５は、スピンナーテーブル（不図示）に向けて洗浄水および乾燥エアーを噴射する各種ノズル（不図示）を設けて構成される。洗浄機構２５では、板状ワークＷを保持したスピンナーテーブルが基台１０内に降下され、基台１０内で洗浄水が噴射されて板状ワークＷがスピンナー洗浄された後、乾燥エアーが吹き付けられて板状ワークＷが乾燥される。搬入手段３０および搬出手段３５の後方には、３つのチャックテーブル４１が周方向に均等間隔で配置されたターンテーブル４０が設けられている。
【００２０】
チャックテーブル４１の上面にはポーラスセラミック材によって保持面４２（図２参照）が形成されている。保持面４２は、チャックテーブル４１の回転中心を頂点とし外周が僅かに低い円錐状に形成されている（図２参照）。保持面４２に板状ワークＷが吸引保持されると、板状ワークＷも保持面４２に沿って緩傾斜の円錐状になる。チャックテーブル４１では、傾き調整手段４３（図２参照）によって粗研削手段６０および仕上げ研削手段８０に対する傾きが調整される。傾き調整手段４３については後述する。
【００２１】
ターンテーブル４０が１２０度間隔で間欠回転することで、板状ワークＷが搬入および搬出される搬入出位置、粗研削手段６０に対峙する粗研削位置、仕上げ研削手段８０に対峙する仕上げ研削位置に順に位置付けられる。粗研削位置では、粗研削手段６０によってチャックテーブル４１上の板状ワークＷが所定厚みまで粗研削される。仕上げ研削位置では、仕上げ研削手段８０によってチャックテーブル４１上の板状ワークＷが仕上げ厚みまで仕上げ研削される。粗研削位置および仕上げ研削位置の近傍には、粗研削手段６０が支持されるコラム１１と、仕上げ研削手段８０が支持されるコラム１２とが立設されている。
【００２２】
コラム１１の前面には、粗研削手段６０をチャックテーブル４１に接近および離反させ、研削送り方向に研削送りする研削送り手段５０が設けられている。研削送り手段５０は、コラム１１の前面にＺ軸方向に平行な一対のガイドレール５１（１つのみ図示）を配置し、一対のガイドレール５１にモータ駆動のＺ軸テーブル５２をスライド可能に設置して構成される。Ｚ軸テーブル５２の前面には、ハウジング５３を介して粗研削手段６０が支持されている。Ｚ軸テーブル５２の背面側にはボールネジ５４が螺合されており、ボールネジ５４の一端には駆動モータ５５が連結されている。駆動モータ５５によってボールネジ５４が回転駆動されることで、粗研削手段６０がガイドレール５１に沿ってＺ軸方向に移動される。
【００２３】
コラム１２の前面には、仕上げ研削手段８０をチャックテーブル４１に接近および離反させ、研削送り方向に研削送りする研削送り手段７０が設けられている。研削送り手段７０は、コラム１２の前面にＺ軸方向に平行な一対のガイドレール７１（１つのみ図示）を配置し、一対のガイドレール７１にモータ駆動のＺ軸テーブル（不図示）をスライド可能に設置して構成される。Ｚ軸テーブルの前面には、ハウジング７３を介して仕上げ研削手段８０が支持されている。Ｚ軸テーブルの背面側にはボールネジ７４が螺合されており、ボールネジ７４の一端には駆動モータ７５が連結されている。駆動モータ７５によってボールネジ７４が回転駆動されることで、仕上げ研削手段８０がガイドレール７１に沿ってＺ軸方向に移動される。
【００２４】
粗研削手段６０および仕上げ研削手段８０は、円筒状のスピンドルの下端にマウント６２、８２を設けて構成されている。粗研削手段６０のマウント６２の下面には、複数の粗研削砥石６３が環状に配置された粗研削用の研削ホイール６４が装着される。粗研削砥石６３は、例えば、ダイヤモンド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。また、仕上げ研削手段８０のマウント８２の下面には、複数の仕上げ研削砥石８３が環状に配置された研削ホイール８４が装着される。仕上げ研削砥石８３は、粗研削砥石６３よりも粒径が細かい砥粒で形成される。
【００２５】
また、粗研削位置には、粗研削手段６０に隣接して、板状ワークＷの上面高さを測定する接触式の上面高さ測定手段８５が設けられている。上面高さ測定手段８５は、接触式のハイトゲージであり、接触子８６を板状ワークＷの上面に接触させて、接触位置の高さから板状ワークＷの上面高さを検出する。さらに、仕上げ研削位置には、仕上げ研削手段８０に隣接して、板状ワークＷの厚みを測定する非接触式の厚み測定手段８８が設けられている。厚み測定手段８８は、板状ワークＷにレーザー光を照射して、板状ワークＷの上下面で反射されたレーザー光の光路差から板状ワークＷの厚みを測定する。
【００２６】
また、基台１０内には、研削装置１の各部を統括制御する制御手段９０が設けられている。制御手段９０は、粗研削手段６０による粗研削制御、仕上げ研削手段８０による仕上げ研削制御、板状ワークＷの厚み測定制御、傾き調整手段４３によるチャックテーブル４１の傾き調整制御等の各種制御を実施している。なお、制御手段９０は、各種処理を実行するプロセッサや、メモリ等により構成されている。メモリは、用途に応じてＲＯＭ(Read  Only  Memory)、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。メモリには、粗研削量、板状ワークＷの厚み測定結果、目標となる板状ワークＷの仕上げ厚み、チャックテーブル４１の傾き調整量等が一時的に格納される。
【００２７】
このような研削装置１では、カセット１３内から板状ワークＷが位置決め機構２０に搬送されて、位置決め機構２０で板状ワークＷがセンタリングされる。次に、チャックテーブル４１上に板状ワークＷが搬入され、ターンテーブル４０の回転によって粗研削位置、仕上げ研削位置に板状ワークＷが位置付けられる。粗研削位置では、上面高さ測定手段８５で板状ワークＷの上面高さを測定しながら粗研削が実施され、板状ワークＷは、所定の粗研削量に達するまで粗研削手段６０によって研削される。仕上げ研削位置では、仕上げ厚みに達しない厚みまで板状ワークＷが予備研削された後、板状ワークＷの厚みが複数箇所で測定される。そして、その厚みの測定結果に基づいて仕上げ研削手段８０と傾き調整手段４３を共に動作させながら、チャックテーブル４１の傾きが微調整される。傾き調整後、板状ワークＷが仕上げ厚みまで研削され、板状ワークＷが均等な厚みに形成される。
【００２８】
以下、図２を参照して、本実施の形態に係る研削手段およびチャックテーブルの構成について説明する。図２は、本実施の形態に係る研削装置の仕上げ研削位置周辺における模式図である。なお、図２は、粗研削終了後の板状ワークが仕上げ研削位置に位置付けられた状態を示している。
【００２９】
図２に示すように、チャックテーブル４１は、傾き調整手段４３を介してターンテーブル４０上に回転可能に設けられている。傾き調整手段４３は、２つの可動柱４３ａ（１つのみ示す）と１つの固定柱４３ｂとからなり、チャックテーブル４１の外周付近を３点支持している。可動柱４３ａは、例えば、電動のアクチュエータで構成される。傾き調整手段４３では、２つの可動柱４３ａの上下動により、固定柱４３ｂを支点としてチャックテーブル４１が傾斜される。例えば、仕上げ研削加工の際には、仕上げ研削砥石８３の研削面８３ａとチャックテーブル４１の保持面４２とが平行になるように、２つの可動柱４３ａが作動されることで、チャックテーブル４１の傾きが調整される。ターンテーブル４０の上方には、仕上げ研削手段８０が設けられている。チャックテーブル４１は、研削砥石８３が板状ワークＷの中心を通るように位置づけられている。仕上げ研削手段８０は、チャックテーブル４１が保持する板状ワークＷの上面に研削砥石８３の研削面８３ａを当接させて板状ワークＷの厚みを減じさせる。
【００３０】
仕上げ研削手段８０の側方には、板状ワークＷの厚みを測定する厚み測定手段８８が設けられている。厚み測定手段８８は、ターンテーブル４０外周の所定箇所を支点に旋回可能な旋回アーム８９の先端に設けられる。旋回アーム８９は、特許請求の範囲における径方向移動手段を構成し、厚み測定手段８８は、旋回アーム８９の旋回によって板状ワークＷ上を径方向に移動される。また、厚み測定手段８８は、板状ワークＷに向かってレーザー光を照射し、板状ワークＷの上下面で反射されたレーザー光の光路差に基づいて板状ワークＷの厚みを算出する。厚み測定は、チャックテーブル４１の中央付近、チャックテーブル４１の外周付近、中央と外周との間における任意の３箇所で実施される。なお、本実施の形態においては、３箇所で板状ワークＷの厚みが測定される構成について説明するが、この構成に限定されない。測定箇所は、２箇所以上であれば、何箇所測定されてもよい。
【００３１】
厚み測定手段８８、研削送り手段７０、傾き調整手段４３は、制御手段９０に接続されている。厚み測定手段８８で測定された板状ワークＷの厚みは制御手段９０に出力される。また、制御手段９０は、測定された３箇所の厚み測定結果から、チャックテーブル４１と仕上研削手段８０との傾き関係を調整したときの、チャックテーブル４１の保持面４２と仕上げ研削砥石８３の研削面８３ａとの距離の変化量を算出する。すなわち、径方向における３点の測定箇所から、チャックテーブル４１の傾き具合が認識される。
【００３２】
制御手段９０は、当該変化量に基づいて、傾き調整時における傾き調整手段４３の可動柱４３ａの駆動量および研削送り手段７０の送り量を制御する。傾き調整後、制御手段９０は、厚み測定手段８８で板状ワークＷの厚みを監視しながら、予め設定される板状ワークＷの仕上げ厚みに達するまで研削送り手段７０の研削送り量を制御する。なお、予め設定される板状ワークＷの仕上げ厚みは、制御手段９０のメモリ内に記憶されている。
【００３３】
次に、第１の動作パターンで実施される研削方法について説明する。図３は、本実施の形態に係る研削方法の第１の動作パターンの説明図である。図４は、本実施の形態に係る研削方法の第２の動作パターンの説明図である。
【００３４】
図３に示すように、本実施の形態に係る研削方法では、仕上げ研削位置において、予備研削工程、厚み測定工程、算出工程、高さ調整工程、仕上げ研削工程が、この順番で実施される。なお、仕上げ研削位置における仕上げ研削手段８０の研削送り速度は、粗研削位置における粗研削手段６０（図１参照）の研削送り速度に対して比較的遅い。そこで、本実施の形態に係る研削方法では、仕上げ研削位置における動作時間をできる限り短縮することで、研削工程全体に要する時間を短縮することが可能になっている。
【００３５】
板状ワークＷが仕上げ研削位置に位置付けられる前には、先ず、粗研削位置において、粗研削工程が実施される（図１参照）。粗研削工程では、板状ワークＷの上面高さを測定しながら粗研削が実施され、板状ワークＷは、目標の粗研削量に達するまで研削される。なお、粗研削工程においては、粗研削手段６０の研削面とチャックテーブル４１の保持面４２とが平行になるように、チャックテーブル４１の傾きが調整されている。しかしながら、粗研削手段６０の研削面とチャックテーブル４１の保持面４２との平行度合いには、誤差が含まれている。よって、粗研削直後の板状ワークＷは、不均一な厚み分布を有している。第１の動作パターンでは、粗研削工程によって中央部分が薄く、外周部分が厚く形成された板状ワークＷについて説明する。
【００３６】
粗研削工程が終了すると、ターンテーブル４０の間欠回転によって、板状ワークＷが粗研削位置から仕上げ研削位置に位置付けられる。このとき、チャックテーブル４１は、粗研削時の傾きを維持したまま、仕上げ研削位置に位置付けられる。しかし、粗研削手段６０と仕上げ研削手段８０とでは、取付誤差等により、板状ワークＷに対する研削面の接触角度が微妙に異なる場合がある。そこで、本実施の形態に係る研削方法では、仕上げ研削位置において、先ず、仕上げ研削手段８０による予備研削工程が実施される。
【００３７】
図３Ａに示すように、予備研削工程では、仕上げ研削手段８０によって、予め設定される仕上げ厚みに達しない厚みで板状ワークＷが研削される。具体的には、仕上げ研削手段８０が回転されながら降下され、仕上げ研削砥石８３の研削面８３ａと板状ワークＷの上面とが回転接触されることで、板状ワークＷが予備研削される。そして、所定研削量に達したところで、研削移動手段の送り動作が停止される。このとき、研削面８３ａが板状ワークＷの上面に接触している。なお、このとき、仕上げ研削手段８０の回転動作を停止してもよい。
【００３８】
予備研削工程では、板状ワークＷの上面が僅かに研削されるため、板状ワークＷの上面が整えられる。よって、次の厚み測定工程において、厚み測定手段８８から照射される測定光が板状ワークＷの上面で乱反射するのを防止することができる。この結果、板状ワークＷの厚み測定に与える影響を最小限に抑えることができる。また、仕上げ研削砥石８３の研削面８３ａの表面形状が板状ワークＷに転写され、研削面８３ａと板状ワークＷの上面とが一致する。これにより、板状ワークＷの厚みを仕上げ研削砥石８３の研削面８３ａとチャックテーブル４１の保持面４２との距離とみなすことができる。
【００３９】
次に、厚み測定工程が実施される。図３Ｂに示すように、厚み測定工程では、仕上げ研削手段８０の研削送りが一旦停止された後、予備研削工程で研削された板状ワークＷに対して厚み測定手段８８を径方向に移動させる。これにより、板状ワークＷの厚みが測定される。具体的には、旋回アーム８９（径方向移動手段）を旋回させて厚み測定手段８８を板状ワークＷの中心から外周に向かって移動させる。このとき、厚み測定手段８８は、板状ワークＷの径方向の任意の３箇所で板状ワークＷの厚みを測定する。
【００４０】
次に、算出工程が実施される。算出工程では、厚み測定工程で測定された測定結果を基に、傾き調整の前後における保持面４２と研削面８３ａとの距離の変化量が算出される。保持面４２と研削面８３ａとの距離は、測定した３箇所でそれぞれ異なるため、測定結果からチャックテーブル４１の傾き具合を認識することができる。そして、その傾き具合から、保持面４２と研削面８３ａが平行になるのに必要な保持面４２と研削面８３ａの距離の変化量を算出することができる。すなわち、板状ワークＷの厚み測定結果から、板状ワークＷを均等な厚みに仕上げるために必要な保持面４２と研削面８３ａの距離の変化量を算出することができる。
【００４１】
次に、高さ調整工程が実施される。図３Ｃに示すように、高さ調整工程では、算出工程で算出された保持面４２と研削面８３ａとの距離の変化量に基づいて、研削送り手段７０と傾き調整手段４３とが共に動作される。このとき、仕上げ研削手段８０及びチャックテーブル４１の回転を停止してもよい。図３Ｃに示す状態では、板状ワークＷの中心より外周の方が厚くなっているため、外周部分の研削量を増やすように、傾き調整手段４３の可動柱４３ａが上昇される。可動柱４３ａの上昇に伴い、チャックテーブル４１の保持面４２が上昇した分だけ、仕上げ研削手段８０が上昇される。例えば、可動柱４３ａが上昇する上昇量によって板状ワークＷの上面の外周Ｗａが上昇する距離が仕上げ研削手段８０の上昇する距離となる。
【００４２】
このとき、仕上げ研削手段８０は可動柱４３ａの動作に追従して、可動柱４３ａの上昇速度と同一の速度で上昇される。例えば、可動柱４３ａが上昇する上昇速度によって板状ワークＷの上面の外周Ｗａが上昇する速度が仕上げ研削手段８０の上昇する速度となる。すなわち、仕上げ研削砥石８３と板状ワークＷとの相対的な移動速度がゼロになるように、仕上げ研削手段８０の移動速度（送り速度）及び傾き調整手段４３の可動柱４３ａの移動速度が制御される。これにより、傾き調整動作中は、板状ワークＷの上面（被研削面）外周付近に研削面８３ａが接した状態が維持される。このため、傾き調整時の仕上げ研削手段８０の移動量を最小限に抑えることができ、傾き調整に要する時間を短縮することができる。傾き調整手段４３が駆動された結果、研削面８３ａと保持面４２とが平行で、板状ワークＷの仕上げ厚みが均等になるように、チャックテーブル４１の傾きが調整される。
【００４３】
次に、仕上げ研削工程が実施される。図３Ｄに示すように、仕上げ研削工程では、予め設定された仕上げ厚みに達するまで、板状ワークＷが研削される。仕上げ研削の際には、仕上げ研削手段８０及びチャックテーブル４１を回転させながら、仕上げ研削手段８０が研削送り手段７０によって研削送りされる。仕上げ研削は、板状ワークＷの外周縁上方に位置付けられた厚み測定手段８８で板状ワークＷの厚みを測定しながら実施される。そして、設定した仕上げ厚みに測定値が達したところで研削送りが停止され、仕上げ研削が終了する。この結果、板状ワークＷが均等な厚みで研削される。
【００４４】
次に、図４を参照して、第２の動作パターンについて説明する。第２の動作パターンでは、粗研削後の板状ワークの形状が第１の動作パターンと相違する。なお、第２の動作パターンでは、粗研削工程によって中央部分が厚く、外周部分が薄く形成された板状ワークについて説明する。
【００４５】
図４Ａに示すように、先ず、仕上げ研削位置において、予備研削工程が実施され、予め設定される仕上げ厚みに達しない厚みで板状ワークＷが研削される。そして、図４Ｂに示すように、厚み測定工程が実施され、板状ワークＷの３箇所において厚みが測定される。次に、算出工程が実施され、厚み測定工程で測定された測定結果を基に、傾き調整の前後におけるチャックテーブル４１の保持面４２と仕上げ研削砥石８３の研削面８３ａとの距離の変化量が算出される。
【００４６】
次に、高さ調整工程が実施される。図４Ｃに示すように、高さ調整工程では、算出工程で算出された保持面４２と研削面８３ａとの距離の変化量に基づいて、研削送り手段７０と傾き調整手段４３とが共に動作される。図４Ｃに示す状態では、上述したように、板状ワークＷの中心より外周の方が薄くなっているため、中央部分の研削量を増やすように、傾き調整手段４３の可動柱４３ａが下降される。可動柱４３ａの下降に伴い、チャックテーブル４１の保持面４２が下降した分だけ、仕上げ研削手段８０が下降される。例えば、可動柱４３ａが下降する下降量によって板状ワークＷの上面の中心Ｗｂが下降する距離が仕上げ研削手段８０の下降する距離となる。
【００４７】
このとき、仕上げ研削手段８０は可動柱４３ａの動作に追従して、可動柱４３ａの下降速度と同一の速度で下降（研削送り）される。例えば、可動柱４３ａが下降する下降速度によって板状ワークＷの上面の中心Ｗｂが下降する速度が仕上げ研削手段８０の下降する速度となる。すなわち、仕上げ研削砥石８３と板状ワークＷとの相対的な移動速度がゼロになるように、仕上げ研削手段８０の移動速度（送り速度）および傾き調整手段４３の可動柱４３ａの移動速度が制御される。これにより、傾き調整動作中は、板状ワークＷの上面（被研削面）中央付近に研削面８３ａが接した状態が維持される。このため、傾き調整時の仕上げ研削手段８０の移動量を最小限に抑えることができ、傾き調整に要する時間を短縮することができる。傾き調整手段４３が駆動された結果、研削面８３ａと保持面４２とが平行で、板状ワークＷの仕上げ厚みが均等になるように、チャックテーブル４１の傾きが調整される。
【００４８】
次に、仕上げ研削工程が実施される。図４Ｄに示すように、仕上げ研削工程では、予め設定された仕上げ厚みに達するまで、板状ワークＷが研削される。この結果、板状ワークＷが均等な厚みで研削される。このように、第２の動作パターンにおいても、仕上げ研削位置における動作時間をできる限り短縮することで、研削工程全体に要する時間を短縮することができる。
【００４９】
以上のように、本実施の形態に係る研削方法の第１、第２の動作パターンによれば、予備研削工程によって、チャックテーブル４１に対して所定の高さにある仕上げ研削砥石８３の研削面８３ａが板状ワークＷに転写される。このため、板状ワークＷの厚みを測定することで、保持面４２と研削面８３ａとの距離が求められる。また、板状ワークＷの厚み測定結果から、チャックテーブル４１の傾きを調整した場合における保持面４２と研削面８３ａとの距離の変化量が算出される。そして、当該変化量に基づいて、板状ワークＷの上面（被研削面）と研削面８３ａとの接触状態が維持されるように仕上げ研削手段８０および傾き調整手段８８が共に動作される。このため、チャックテーブル４１の傾き調整動作に追従して仕上げ研削手段８０の高さが調整される。よって、傾き調整時の仕上げ研削手段８０の移動距離を最小限に抑えることができ、研削時間を短縮することができる。
【００５０】
次に、図５を参照して、本実施の形態に係る研削方法の第３の動作パターンについて説明する。第３の動作パターンでは、研削しながら傾き調整を実施する点で第１の動作パターンと相違する。以下、主に相違点について重点的に説明する。なお、第３の動作パターンでは、粗研削工程によって中央部分が薄く、外周部分が厚く形成された板状ワークについて説明するが、この構成に限定されない。図４に示すように、中央部分が厚く、外周部分が薄く形成された板状ワークにも適用可能である。
【００５１】
図５Ａに示すように、先ず、仕上げ研削位置において、予備研削工程が実施され、予め設定される仕上げ厚みに達しない厚みで板状ワークＷが研削される。そして、図５Ｂに示すように、厚み測定工程が実施され、板状ワークＷの３箇所において厚みが測定される。次に、算出工程が実施され、厚み測定工程で測定された測定結果を基に、傾き調整の前後におけるチャックテーブル４１の保持面４２と仕上げ研削砥石８３の研削面８３ａとの距離の変化量が算出される。
【００５２】
次に、高さ調整工程が実施される。図５Ｃに示すように、高さ調整工程では、算出工程で算出された保持面４２と研削面８３ａとの距離の変化量に基づいて、研削送り手段７０と傾き調整手段４３とが共に動作される。このとき、仕上げ研削手段８０及びチャックテーブル４１は回転されている。図５Ｃに示す状態では、上述したように、板状ワークＷの中心より外周の方が厚くなっているため、外周部分の研削量を増やすように、傾き調整手段４３の可動柱４３ａが上昇される。一方、仕上げ研削手段８０は、研削面８３ａを板状ワークＷに押し付けながら、研削送り手段７０によって一定の送り速度を維持して下降（研削送り）される。これにより、板状ワークＷを研削しながら、チャックテーブル４１の傾き調整を実施することができる。
【００５３】
このとき、仕上げ研削手段８０の送り速度は、可動柱４３ａに対する仕上げ研削手段８０の下降速度が仕上げ研削に適した速度になるように調整される。すなわち、仕上げ研削砥石８３と板状ワークＷとの相対的な移動速度が研削送り速度に等しくなるように、仕上げ研削手段８０の移動速度（送り速度）及び傾き調整手段４３の可動柱４３ａの移動速度が制御される。例えば、仕上げ研削手段８０の研削送りを停止させ、傾き調整手段４３の可動柱４３ａの上昇速度によって板状ワークＷの上面の外周Ｗａが研削送りと同じ速度で仕上げ研削砥石８３に研削送りされる。また、仕上げ研削手段８０の研削送りを停止させなくてもよい。その場合は、仕上げ研削手段８０の送り速度より可動柱４３ａが上昇する上昇速度を速くすることで、仕上げ研削砥石８３と板状ワークＷとの相対的な移動速度を研削送り速度に等しくすることができる。
【００５４】
このように、傾き調整中も研削が実施されることで、傾き調整の時間を有効活用することができる。また、傾き調整のために仕上げ研削手段８０を上昇させる必要がなく、移動量を最小限に抑えることができる。よって、傾き調整に要する時間を短縮することができる。傾き調整手段４３が駆動された結果、研削面８３ａと保持面４２とが平行で、板状ワークＷの仕上げ厚みが均等になるように、チャックテーブル４１の傾きが調整される。
【００５５】
傾き調整された後は、そのまま研削送りが継続され、仕上げ研削工程に移行する。図５Ｄに示すように、仕上げ研削工程では、予め設定された仕上げ厚みに達するまで、板状ワークＷが研削される。この結果、板状ワークＷが均等な厚みで研削される。このように、第３の動作パターンでは、高さ調整工程において、板状ワークＷを研削しながらチャックテーブル４１の傾き調整が実施されるため、傾き調整時間を短縮するだけでなく、仕上げ研削工程における仕上げ研削時間も短縮することができる。よって、仕上げ研削位置における研削装置１（図１参照）の動作時間をできる限り短縮することで、研削工程全体に要する時間を短縮することができる。
【００５６】
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。
【００５７】
例えば、上記した実施の形態では、厚み測定手段８８が板状ワークＷにレーザー光を照射して、板状ワークＷの厚みを測定する構成にしたが、この構成に限定されない。厚み測定手段８８は、板状ワークＷの厚みを測定可能な構成であれば、どのように構成されていてもよい。
【００５８】
また、上記した実施の形態では、ターンテーブル４０上に３つのチャックテーブル４１が配置される構成にしたが、この構成に限定されない。ターンテーブル４０は、複数のチャックテーブル４１が周方向に均等間隔で配置されていればよい。例えば、ターンテーブル４０上に、２つのチャックテーブル４１が配置されてもよいし、４つ以上のチャックテーブル４１が配置されてもよい。
【００５９】
また、上記した実施の形態では、傾き調整手段４３を２つの可動柱４３ａと１つの固定柱４３ｂとで構成したが、この構成に限定されない。傾き調整手段４３は、１つの固定柱４３ｂに対して、３つ以上の可動柱４３ａで構成されてもよく、また、３つ以上の可動柱４３ａのみで構成されてもよい。
【００６０】
また、上記した実施の形態では、研削装置１が第１、第２、第３の動作パターンを実施する構成にしたが、この構成に限定されない。研削装置１の動作パターンは、上記した予備研削工程、厚み測定工程、算出工程、高さ調整工程、仕上げ研削工程を含んでいればよい。
【００６１】
また、上記した実施の形態では、第３の動作パターンの高さ調整工程において、仕上げ研削手段８０を研削送りしながらチャックテーブル４１の傾き調整を実施する構成としたがこの構成に限定されない。高さ調整工程では、仕上げ研削手段８０を回転させたまま研削送り手段７０による研削送りを一旦停止して、チャックテーブル４１の傾き調整を実施してもよい。この場合、可動柱４３ａの移動速度を仕上げ研削に適した研削送り速度にする必要がある。
【００６２】
また、上記した実施の形態では、保持面４２と研削面８３ａとの距離の変化量に基づいて研削送り手段７０と傾き調整手段４３とを共に動作させる構成としたが、この構成に限定されない。保持面４２と研削面８３ａとが成す角の変化量に基づいて研削送り手段７０と傾き調整手段４３とを共に動作させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上説明したように、本発明は、研削時間を短縮することができるという効果を有し、特に、板状ワークの厚みを測定しながら所望の厚みに研削する研削方法に有用である。
【符号の説明】
【００６４】
Ｗ  板状ワーク
１  研削装置
４１  チャックテーブル
４３  傾き調整手段
７０  研削送り手段
８０  仕上げ研削手段（研削手段）
８３  研削砥石
８３ａ  研削面
８８  厚み測定手段
８９  旋回アーム（径方向移動手段）
【図１】
0006377433.tif 000002
【図２】
0006377433.tif 000003
【図３】
0006377433.tif 000004
【図４】
0006377433.tif 000005
【図５】
0006377433.tif 000006