JP2023094699A - 治具、装着方法及び取り外し方法 - Google Patents

治具、装着方法及び取り外し方法 Download PDF

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Abstract

【課題】加工工具をマウントに装着するときに、マウントへの衝撃を緩和する。【解決手段】被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、保持面よりも上方に配置され、加工工具が装着されるマウントが先端部に固定されたスピンドルと、チャックテーブルの周りに配置された台座部と、を備える加工装置において、加工工具をマウントに装着する際に利用可能な治具であって、加工工具を支持可能な第１支持部と、第１支持部よりも下方に位置し、台座部により支持される第２支持部と、第１支持部と第２支持部との間に配置される本体部と、を備え、本体部は、気体の注入によって膨張し、気体の排出によって収縮するバルーン部と、バルーン部に気体を注入する注入口と、バルーン部から気体を排出する排出口と、を有し、第１支持部で加工工具が支持された状態でバルーン部を膨張させることにより、マウントに接近する様に加工工具を移動させる治具を提供する。【選択図】図３

Description

本発明は、加工装置のマウントに加工工具を装着する際に利用可能な治具、治具を利用してマウントに加工工具を装着する装着方法、及び、治具を利用してマウントから加工工具を取り外す取り外し方法に関する。
半導体ウェーハ等の被加工物は、例えば、研削装置を用いて所定の厚さに薄化される（例えば、特許文献１参照）。研削装置としては、例えば、インフィード研削を行う装置が知られている。この研削装置は、被加工物を吸引保持した状態で回転可能な円板状のチャックテーブルを備える。チャックテーブルの上方には、研削ユニットが配置されている。
研削ユニットは、鉛直方向に略平行に配置された円柱状のスピンドルを備えており、スピンドルの下端部には、円板状のマウントが固定されている。マウントの下面側には、円環状の研削ホイールが装着される。研削ホイールは、円環状の基台と、基台の一面側において基台の周方向に沿って配置された複数の研削砥石と、を有する。
マウントに研削ホイールを装着する際には、通常、まず、作業者が研削ホイールを手で支持した上で、基台に形成されている複数のねじ穴と、マウントに形成されている複数の貫通孔と、の位置を合わせる。次に、基台の各ねじ穴にボルトを締結する。これにより、研削ホイールがスピンドルに対して固定される。
研削ホイールで被加工物を研削すると、被加工物の研削に伴い研削砥石が消耗するので、定期的に研削ホイールを交換する必要があるが、比較的重量がある研削ホイールの交換作業には労力を要する。そこで、研削ホイールの交換作業時に研削ホイールを支持する治具が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
当該治具は、研削ホイールを支持した状態で回転しながら上昇可能な昇降台を有する。昇降台は、円形の上面を含む円筒形状を有し、昇降台の内周側面には雌ねじが形成されている。昇降台の下部には、円筒形状の支持台が設けられている。
昇降台の雌ねじと、支持台の外周側面に形成されている雄ねじとが、回転可能に結合することで、昇降台は、支持台により回転可能に支持されている。なお、昇降台は、支持台に支持されると共に、支持台の内周部に配置された付勢部によって、所定の力で上方に付勢されている。
当該治具を用いて、研削ホイール等の加工工具をマウントに向かって上昇させるためには、昇降台に加工工具を配置した状態で、昇降台を回転させながら上昇させる。しかし、昇降台の上昇に伴い、研削ホイールの基台の上面と、マウントの下面側とが衝突すると、衝撃によりマウントに傷が付くという問題がある。
特開２００２－２８３２１１号公報 特開２０１２－１５２８３２号公報
本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであり、治具を利用して加工工具をマウントに装着するときに、マウントへの衝撃を緩和することを目的とする。
本発明の一態様によれば、被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、該保持面よりも上方に配置され、加工工具が装着されるマウントが先端部に固定されたスピンドルと、該チャックテーブルの周りに配置された台座部と、を備える加工装置において、該加工工具を該マウントに装着する際に利用可能な治具であって、該加工工具を支持可能な第１支持部と、該第１支持部よりも下方に位置し、該台座部により支持される第２支持部と、該第１支持部と該第２支持部との間に配置される本体部と、を備え、該本体部は、気体の注入によって膨張し、気体の排出によって収縮するバルーン部と、該バルーン部に気体を注入する注入口と、該バルーン部から気体を排出する排出口と、を有し、該第１支持部で該加工工具が支持された状態で該バルーン部を膨張させることにより、該マウントに接近する様に該加工工具を移動させる治具が提供される。
好ましくは、該バルーン部は、該第２支持部から該第１支持部に向かう方向で連結された複数のバルーンを有する。
また、好ましくは、該加工工具は、基台と、該基台に固定された砥石部又はパッド部と、を有し、該第１支持部は、該砥石部又は該パッド部に接触せずに該基台に接触可能である基台接触領域を有する。
また、好ましくは、該第２支持部は、該台座部により支持される脚部と、該脚部の上端部に固定され、該チャックテーブルよりも上方に位置する支持台と、を有し、該バルーン部の下面は、該支持台の上面に接している。
本発明の他の態様によれば、被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、該保持面よりも上方に配置され、加工工具が装着されるマウントが先端部に固定されたスピンドルと、該チャックテーブルの周りに配置された台座部と、を備える加工装置において、治具を利用して該マウントに該加工工具を装着する装着方法であって、該治具は、該加工工具を支持する第１支持部と、該第１支持部よりも下方に位置し、該台座部により支持される第２支持部と、該第１支持部と該第２支持部との間に配置される本体部と、を備え、該本体部は、気体の注入によって膨張し、気体の排出によって収縮するバルーン部と、該バルーン部に気体を注入する注入口と、該バルーン部から気体を排出する排出口と、を有し、該装着方法は、該第１支持部上に該加工工具を配置する配置工程と、該配置工程の後、該バルーン部に気体を注入し該バルーン部を膨張させることで、該マウントに接近する様に該加工工具を上昇させる上昇工程と、該上昇工程の後、該加工工具の基台が該マウントに接した状態で、該マウントと該基台とを固定する固定工程と、を備える装着方法が提供される。
本発明の更に他の態様によれば、被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、該保持面よりも上方に配置され、加工工具が装着されるマウントが先端部に固定されたスピンドルと、該チャックテーブルの周りに配置された台座部と、を備える加工装置において、治具を利用して該マウントから該加工工具を取り外す取り外し方法であって、該治具は、該加工工具を支持する第１支持部と、該第１支持部よりも下方に位置し、該台座部により支持される第２支持部と、該第１支持部と該第２支持部との間に配置される本体部と、を備え、該本体部は、気体の注入によって膨張し、気体の排出によって収縮するバルーン部と、該バルーン部に気体を注入する注入口と、該バルーン部から気体を排出する排出口と、を有し、該取り外し方法は、該バルーン部に気体を注入して該バルーン部を膨張させることで、該第１支持部を該加工工具に接触させる接触工程と、該接触工程の後、該マウントと該加工工具の基台との固定を解除する解除工程と、該解除工程の後、該バルーン部から気体を排出させて該バルーン部を収縮させることで、該加工工具が該第２支持部に接近する様に該加工工具を下降させる下降工程と、を備える取り外し方法が提供される。
本発明の一態様に係る治具を用いれば、第１支持部で加工工具が支持された状態でバルーン部を膨張させる。バルーン部の膨張により、マウントに接近する様に加工工具を移動させるので、加工工具がマウントに衝突しても、バルーン部の衝撃吸収作用によりマウントへの衝撃を緩和できる。
また、当該治具は、加工工具をマウントに装着する際だけでなく、加工工具をマウントから取り外す際にも利用可能である。当該治具を用いることで、加工工具を手で支持していなくても、マウントに対する加工工具の装着及び取り外し作業を行うことができるので、装着時及び取り外し時における作業者の労力を軽減できる。
研削装置の一部断面側面図である。 研削ホイール、治具等の分解斜視図である。 収縮状態のバルーン部等を示す図である。 膨張状態のバルーン部等を示す図である。 装着方法のフロー図である。 配置工程を示す図である。 上昇工程を示す図である。 固定工程を示す図である。 取り外し方法のフロー図である。 接触工程後の治具等を示す図である。 解除工程を示す図である。 下降工程を示す図である。 第２の実施形態における収縮状態のバルーン部等を示す図である。 図１４（Ａ）は第３の実施形態における収縮状態のバルーン部等を示す図であり、図１４（Ｂ）は研磨ホイール及び第１支持部の拡大図である。 第３の実施形態における膨張状態のバルーン部等を示す図である。
添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。まず、第１の実施形態の治具６０が使用される研削装置２について説明する。図１は、研削装置（加工装置）２の一部断面側面図である。なお、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、水平面上において互いに直交し、Ｚ軸方向（上下方向）は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する。
研削装置２は、各構成要素を支持又は収容する基台４を備える。基台４の上面側には、Ｘ軸方向に長手部を有する直方体状の凹部４ａが形成されている。凹部４ａの内側には、ボールねじ式のＸ軸方向移動機構６が設けられている。
Ｘ軸方向移動機構６は、Ｘ軸方向に略平行に配置された一対のガイドレール（不図示）を有する。一対のガイドレールには、移動板８がスライド可能に支持されている。移動板８の下面側には、ナット部１０が設けられている。
ナット部１０には、Ｘ軸方向に沿って配置されたねじ軸１２が回転可能に連結されている。ねじ軸１２は、一対のガイドレールの間に配置されている。ねじ軸１２の一端部には、モータ等の駆動源１４が連結されている。
駆動源１４でねじ軸１２を回転させれば、移動板８は、Ｘ軸方向に沿って移動する。移動板８の上方には、円板状のチャックテーブル１６が配置されている。チャックテーブル１６の外径は、例えば、３７０ｍｍである。
チャックテーブル１６は、非多孔質のセラミックスで形成された円板状の枠体を有する。枠体の上部には円板状の凹部が形成されており、この凹部には、多孔質セラミックスで形成された円板状の多孔質板が固定されている。多孔質板の外径は、例えば、３００ｍｍである。
枠体には、多孔質板と、エジェクタ等の吸引源（不図示）と、を接続するための流路が形成されている。流路を通じて、多孔質板の上面には負圧が伝達する。枠体の上面と、多孔質板の上面とは、略面一であり、保持面１６ａを構成している。
図１では、便宜上、保持面１６ａを略平坦に示すが、保持面１６ａは、中央部が外周部に比べて僅かに（例えば、２０μｍだけ）突出した円錐形状を有する。保持面１６ａに被加工物１１を載置した状態で多孔質板に負圧を作用させると、被加工物１１は、保持面１６ａの形状に倣って保持面１６ａで吸引保持される。
チャックテーブル１６は、ベアリング（不図示）を介して円環状のテーブルベース１８で回転可能に支持されている。テーブルベース１８は、１つの固定支持部２０ａと、２つの可動支持部２０ｂと、を含む傾き調整機構により支持されている。
固定支持部２０ａの上端部の高さ位置は固定されているが、可動支持部２０ｂの上端部はＺ軸方向に沿って移動可能である。なお、図１では、１つの可動支持部２０ｂのみを示し、他の１つの可動支持部２０ｂが省略されている。
１つの固定支持部２０ａ及び２つの可動支持部２０ｂは、移動板８で支持されている。可動支持部２０ｂの上端部の高さ位置を調整することで、円錐形状の保持面１６ａの一部が研削面（後述）と略平行となる様に、テーブルベース１８の傾きが調整される。
移動板８上には、モータ等の回転駆動源（不図示）が配置されている。回転駆動源の出力軸にはプーリ（不図示）が設けられている。回転駆動源の動力は、チャックテーブル１６の下部に接続された回転軸２２に伝達される。
回転軸２２は、テーブルベース１８の中央部に形成された貫通孔（不図示）を通り、テーブルベース１８よりも下方に突出している。回転軸２２の下端部には、プーリ２２ａが設けられている。回転軸２２のプーリ２２ａと、回転駆動源のプーリとには、無端ベルト２４が架けられている。
回転駆動源の出力軸の回転は、無端ベルト２４を介して回転軸２２へ伝達される。移動板８の上面には、チャックテーブル１６の周りを囲む様に、直方体状の外形を有する中空の台座部２６が配置されている。
台座部２６の上面２６ａには、チャックテーブル１６を露出させるための円形の開口２６ｂが形成されている（図２参照）。なお、保持面１６ａの全面は、台座部２６の上面２６ａよりも上方に位置している。
台座部２６のＸ軸方向の両側には、Ｘ軸方向に沿って伸縮可能な蛇腹状のカバー部材２８が設けられている。カバー部材２８は、研削加工時に発生する研削屑、研削水等によるＸ軸方向移動機構６の汚染を防止する。
Ｘ軸方向移動機構６の後方（Ｘ軸方向の一方）には、上方に突出する態様で直方体状の支持構造４ｂが設けられている。支持構造４ｂは、基台４と一体的に形成されている。支持構造４ｂの前方（Ｘ軸方向の他方）側面には、ボールねじ式の研削送りユニット３０が設けられている。
研削送りユニット３０は、支持構造４ｂの前方側面に固定され、且つ、Ｚ軸方向に沿って配置された一対のガイドレール３２を備える。一対のガイドレール３２には、円形の下面を含む円筒形状の保持部材３４が、Ｚ軸方向にスライド可能に固定されている。
保持部材３４の後方側には、保持部材３４と一体的にナット部３６が設けられている。ナット部３６には、ねじ軸３８が回転可能に連結されている。ねじ軸３８は、一対のガイドレール３２の間においてＺ軸方向に沿って配置されている。
ねじ軸３８の上端部には、ねじ軸３８を回転させるためのモータ等の駆動源４０が連結されている。駆動源４０でねじ軸３８を回転させると、保持部材３４はＺ軸方向に沿って移動する。
保持部材３４内には、円筒形状のスピンドルハウジング４２が設けられている。スピンドルハウジング４２には、長手方向がＺ軸方向に沿って配置された円柱状のスピンドル４４の一部（上端部側）が回転可能に収容されている。
スピンドル４４の上端部には、モータ等の回転駆動源が設けられている。スピンドル４４の下端部（先端部）４４ａは、保持部材３４の下面に形成された貫通開口を介して、保持部材３４よりも下方に突出している。但し、スピンドル４４は、保持面１６ａよりも上方に配置されている。
スピンドル４４の下端部４４ａには、円板状のマウント４６が固定されている。図２に示す様に、マウント４６には、ボルト４８により、円環状の研削ホイール（加工工具）５０が装着されている。
スピンドル４４、マウント４６、研削ホイール５０等は、被加工物１１を研削するための研削ユニット５２を構成する。マウント４６の外周部には、マウント４６の周方向に沿って略等間隔に複数の（例えば、６個の）貫通孔４６ａ１が形成されている。
研削ホイール５０は、マウント４６と略同径の外径（例えば、３００ｍｍ）を有する円環状の基台５０ａを含む。基台５０ａは、アルミニウム合金等の金属で形成されている。
基台５０ａの上面側には、基台５０ａの周方向に沿って略等間隔に複数の（例えば、６個の）ねじ穴５０ａ１が形成されている。１つのねじ穴５０ａ１は、１つの貫通孔４６ａ１とＺ軸方向で対応する様に配置される。
貫通孔４６ａ１とねじ穴５０ａ１とを位置合わせした状態で、ボルト４８のねじをねじ穴５０ａ１に締結すれば、研削ホイール５０がマウント４６を介してスピンドル４４に装着される。なお、図１では、ボルト４８を省略している。
研削ホイール５０の基台５０ａの上面５０ａ２とは反対側に位置する下面側には、複数の研削砥石（砥石部）５０ｂが固定されている。各研削砥石５０ｂは、ダイヤモンド又はｃＢＮ（cubic boron nitride）等で形成された砥粒と、樹脂、セラミックス又は金属等で形成され砥粒を固定する結合材（ボンド材）と、を有する。
複数の研削砥石５０ｂは、それぞれ略ブロック形状を有し、基台５０ａの周方向に沿って略等間隔に配置されている。スピンドル４４を回転させると、複数の研削砥石５０ｂの下面の軌跡により、円環状の研削面が形成される。
ここで、図１に戻る。研削ホイール５０により研削される被加工物１１は、例えば、円板状のシリコン製のウェーハである。被加工物１１の表面１１ａ側には、ＩＣ（Integrated Circuit）等のデバイスが形成されている。
被加工物１１の研削時には、デバイスの保護のために、表面１１ａ側に樹脂製の保護テープ１３を貼り付ける。そして、研削装置２の前方に位置する搬入搬出位置Ａ１にチャックテーブル１６を配置した状態で、裏面１１ｂが露出する様に、保持面１６ａに被加工物１１を配置する。
次に、表面１１ａ側を保持面１６ａで吸引保持し、チャックテーブル１６を研削位置Ａ２へ移動させる。研削位置Ａ２では、チャックテーブル１６を所定の回転数（例えば、３００ｒｐｍ）で回転させると共に、スピンドル４４を所定の回転数（例えば、３２００ｒｐｍ）で回転させる。
この状態で、研削砥石５０ｂに純水等の研削水を所定の流量で供給しながら、研削送りユニット３０で研削ユニット５２を下方に所定の速度（例えば、１．０μｍ／ｓ）で下降させる（即ち、研削送りする）。研削面が裏面１１ｂに接触することにより、裏面１１ｂ側が研削される。
被加工物１１が所定の厚さとなるまで被加工物１１を薄化した後、研削ユニット５２を上昇させ、チャックテーブル１６を搬入搬出位置Ａ１に戻す。次いで、研削済みの被加工物１１を取り出し、新たな被加工物１１を同様にチャックテーブル１６に載置する。
この様にして、複数の被加工物１１の研削を順次行う。研削を進めるにつれて、研削砥石５０ｂは摩耗するので、使用済みの研削ホイール５０を、新たな研削ホイール５０に交換する必要がある。
研削ホイール５０の交換には、治具６０を利用する。図２は、研削ホイール５０、治具６０等の分解斜視図である。治具６０は、アルミニウム合金等の金属で形成された第１支持部６２を有する。
図３に示す様に、第１支持部６２は、円錐台状の基台接触領域６２ａと、円板状のベース部６２ｂと、を含む。第１支持部６２は、基台接触領域６２ａの外周側面６２ａ１が基台５０ａの内周側面５０ａ３に接触した状態で、研削ホイール５０を支持する。
それゆえ、第１支持部６２は、研削砥石５０ｂに接触すること無く、研削ホイール５０を支持可能である。また、第１支持部６２の高さ６２ｃは、研削ホイール５０が第１支持部６２で支持された状態で研削砥石５０ｂの下面が本体部６４の上面６４ａ１に接触しない程度に、十分に高い。
従って、新たな研削ホイール５０をマウント４６に装着する際に、第１支持部６２で研削ホイール５０を支持しても、治具６０の構成要素に研削砥石５０ｂが接触しない。それゆえ、治具６０に付着したごみ等で研削砥石５０ｂが汚染されることを防止できる。
加えて、治具６０が研削ホイール５０を支持した状態で治具６０の構成要素に研削砥石５０ｂが接触しないので、研削ホイール５０が上昇して基台５０ａがマウント４６に接触しても、研削砥石５０ｂはＺ軸方向で物理的に挟持されない。それゆえ、研削ホイール５０の取り付け時における研削砥石５０ｂの損傷を低減できる。
第１支持部６２の下面６２ｂ１には、蛇腹状の側部を有する円筒形状の本体部６４の上面６４ａ１が接着剤等で固定されている。本体部６４は、バルーン部６４ａを有する。図３は、収縮状態のバルーン部６４ａ等を示す図である。
バルーン部６４ａは、例えば、樹脂製の繊維で形成された織布や、樹脂、ゴム等の膜で形成されている。バルーン部６４ａは、その側部に円筒型蛇腹を有し、高さ方向６０ａ（即ち、第２支持部７２（後述）から第１支持部６２に向かう方向）に沿って交互に山及び谷が配置されている。
バルーン部６４ａが円筒型蛇腹を有することで、バルーン部６４ａは、膨張時にバルーン部６４ａの径方向に比べて高さ方向６０ａに沿って膨みやすくなる。更に、バルーン部６４ａの収縮時に、バルーン部６４ａを高さ方向６０ａに沿ってコンパクトにたたむこともできる。
本実施形態では、バルーン部６４ａの膨張により、マウント４６に接近する様に研削ホイール５０を移動させるので、研削ホイール５０がマウント４６に衝突しても、バルーン部６４ａの衝撃吸収作用によりマウント４６への衝撃を緩和できる。
加えて、本実施形態の治具６０は、特許文献２に記載の治具に比べて、昇降台を上方に付勢する付勢部を有しない。本実施形態の治具６０では、付勢部を有しない分だけ、構造を簡素化できると共に、治具６０の重量を軽くできる。
バルーン部６４ａの内部には、１つながりの空間が形成されており、この空間は、注入排出口６４ｂに接続されている。注入排出口６４ｂは、例えば、バルーン部６４ａの側部の下端部に設けられている。なお、図３では、注入排出口６４ｂを黒丸で示す。
注入排出口６４ｂは、エア（気体）７０ａ（図４参照）をバルーン部６４ａに注入するための注入口、及び、バルーン部６４ａからエア７０ａを排出するための排出口として機能する。
注入排出口６４ｂには、配管６８を介してエア供給源７０が接続されている。エア供給源７０は、工場等の建物に設置されており、エアコンプレッサ、フィルタ、エアタンク等を含む。
配管６８の途中には、バルーン部６４ａにエア７０ａを注入する際に開状態とされる第１電磁弁６８ａが設けられている。また、第１電磁弁６８ａと注入排出口６４ｂとの間には、バルーン部６４ａ内のエア７０ａを排出する際に開状態とされる第２電磁弁６８ｂが設けられている。
本実施形態の第１電磁弁６８ａ及び第２電磁弁６８ｂは、作業者の手作業で開閉が制御される手動制御式であるが、研削装置２に設けられたコンピュータからの制御信号で開閉が制御されてもよい。
なお、注入排出口６４ｂへ供給されるエア７０ａの圧力、流量等を制御するために、エア供給源７０と、第１電磁弁６８ａとの間には、例えば、比例制御弁（不図示）が設けられる。
バルーン部６４ａの下面６４ａ２は、円筒形状の第２支持部７２の上面７２ａ１に接しており、接着剤等で固定されている。この様に、バルーン部６４ａは、第１支持部６２と第２支持部７２との間に配置されている。
第１支持部６２よりも下方に位置する第２支持部７２は、円板状の支持台７２ａを有する。支持台７２ａの上面７２ａ１は、接着剤等でバルーン部６４ａの下面６４ａ２に固定されている。
支持台７２ａの下面の外周部には、円筒形状の脚部７２ｂの上端部が固定されている。脚部７２ｂは、その下面が台座部２６の上面２６ａと接した状態で、台座部２６で支持されている。
脚部７２ｂは、高さ方向６０ａにおいて、台座部２６の上面２６ａの高さ位置から保持面１６ａの最も高い位置までの距離よりも長い所定の長さを有する。それゆえ、第２支持部７２の脚部７２ｂを台座部２６に配置した場合、支持台７２ａは、チャックテーブル１６よりも上方に必ず位置する。
従って、治具６０が台座部２６で支持された場合に、第２支持部７２は、保持面１６ａに接触しない。これにより、支持台７２ａに付着したごみ等で保持面１６ａが汚染されることを防止できる。
治具６０が台座部２６で支持された状態で、第１電磁弁６８ａを開状態、且つ、第２電磁弁６８ｂを閉状態とすると、バルーン部６４ａにエア７０ａが注入され、バルーン部６４ａが高さ方向６０ａに沿って膨張する。
図４は、膨張状態のバルーン部６４ａを示す図である。バルーン部６４ａを膨張させることにより、マウント４６に接近する様に研削ホイール５０を上方に移動させることができる。
例えば、バルーン部６４ａの上面６４ａ１から下面６４ａ２までの高さが１０ｃｍ以上１５ｃｍ以下の所定値となるまでバルーン部６４ａを膨張させると、基台５０ａの上面５０ａ２がマウント４６の下面４６ａ２に接触する。
この状態において、ボルト４８でマウント４６と研削ホイール５０とを固定すれば、研削ホイール５０がマウント４６を介してスピンドル４４に装着される。次に、図５から図８を参照し、治具６０を利用してマウント４６に研削ホイール５０を装着する装着方法を説明する。
図５は、装着方法のフロー図である。なお、図５から図８では、マウント４６に研削ホイール５０が固定されていない状況で、マウント４６に研削ホイール５０を装着する場合を説明する。
まず、チャックテーブル１６を搬入搬出位置Ａ１に移動させた後、治具６０で保持面１６ａを覆う様に治具６０を台座部２６上に配置した上で、第１支持部６２上に研削ホイール５０を配置する（配置工程Ｓ１０）。
図６は、配置工程Ｓ１０を示す図である。配置工程Ｓ１０では、上述の様に、基台接触領域６２ａが研削砥石５０ｂに接触せずに、基台５０ａの内周側面５０ａ３に接する様に、第１支持部６２上に研削ホイール５０を配置する。
配置工程Ｓ１０の後、Ｘ軸方向移動機構６によりチャックテーブル１６をスピンドル４４の直下に位置する交換位置Ａ３（図１参照）に移動させる。そして、研削ホイール５０が第１支持部６２で支持された状態で、第２電磁弁６８ｂの閉状態を維持したまま、第１電磁弁６８ａを開状態とする。
これにより、バルーン部６４ａにエア７０ａが注入され、バルーン部６４ａが膨張する。バルーン部６４ａの膨張により、基台５０ａがマウント４６に接近する様に、研削ホイール５０は高さ方向６０ａに沿って上昇する（上昇工程Ｓ２０）。
図７は、上昇工程Ｓ２０を示す図である。上昇工程Ｓ２０では、基台５０ａの上面５０ａ２がマウント４６の下面４６ａ２に接するまで、研削ホイール５０を高さ方向６０ａに沿って膨張させる。なお、バルーン部６４ａの上昇速度は、エア７０ａの流量により適宜調整される。
上面５０ａ２が下面４６ａ２に接した後、第１電磁弁６８ａを閉状態とする。上昇工程Ｓ２０の後、基台５０ａの上面５０ａ２がマウント４６の下面４６ａ２に接した状態で、ボルト４８によりマウント４６と基台５０ａとを固定する（固定工程Ｓ３０）。図８は、固定工程Ｓ３０を示す図である。
治具６０を用いれば、バルーン部６４ａの膨張により、マウント４６に接近する様に研削ホイール５０を移動させるので、上昇工程Ｓ２０において研削ホイール５０がマウント４６に衝突しても、バルーン部６４ａの衝撃吸収作用によりマウント４６への衝撃を緩和できる。
次に、図９から図１２を参照し、治具６０を利用してマウント４６から研削ホイール５０を取り外す取り外し方法を説明する。図９は、取り外し方法のフロー図である。マウント４６から研削ホイール５０を取り外す際には、まず、チャックテーブル１６を搬入搬出位置Ａ１に移動させた上で、治具６０を台座部２６上に配置する。
次に、チャックテーブル１６を交換位置Ａ３に移動させる。そして、第２電磁弁６８ｂの閉状態を維持したまま、第１電磁弁６８ａを開状態とすることで、バルーン部６４ａにエア７０ａを注入し、バルーン部６４ａを膨張させる。
これにより、第１支持部６２を上昇させ、研削ホイール５０の基台５０ａの内周側面５０ａ３に、第１支持部６２の基台接触領域６２ａを接触させる（接触工程Ｓ４０）。基台接触領域６２ａが内周側面５０ａ３に接した後、第１電磁弁６８ａを閉状態とする。
図１０は、接触工程Ｓ４０後の治具６０等を示す図である。接触工程Ｓ４０の後、ボルト４８を取り外すことで、マウント４６と研削ホイール５０の基台５０ａとの固定を解除する（解除工程Ｓ５０）。図１１は、解除工程Ｓ５０を示す図である。
解除工程Ｓ５０の後、第１電磁弁６８ａの閉状態を維持したまま、第２電磁弁６８ｂを開状態とすることで、バルーン部６４ａからエア７０ａを排出させて、バルーン部６４ａを高さ方向６０ａに沿って収縮させる。
これにより、研削ホイール５０が第２支持部７２に接近する様に研削ホイール５０を下降させる（下降工程Ｓ６０）。図１２は、下降工程Ｓ６０を示す図である。
治具６０を用いることで、研削ホイール５０を手で支持していなくてもボルト４８の取り付け及び取り外し等の作業を行うことができるので、研削ホイール５０の装着時及び取り外し時における作業者の労力を軽減できる。
次に、第２の実施形態の治具６０について説明する。図１３は、第２の実施形態における収縮状態のバルーン部６４ａ等を示す図である。第２の実施形態は、バルーン部６４ａの構造が、第１の実施形態と異なる。
第２の実施形態のバルーン部６４ａは、高さ方向６０ａに沿って直列的に連結され、且つ、側部にそれぞれ円筒型蛇腹を有する上方バルーン６４ｃ及び下方バルーン６４ｄ（複数のバルーン）を有する。上方バルーン６４ｃの内部の空間と、下方バルーン６４ｄの内部の空間とは、境界６４ｅで隔てられており、互いに独立している。
上方バルーン６４ｃの側部の下端部には、第１の注入排出口６４ｂ１が設けられており、下方バルーン６４ｄの側部の下端部には、第２の注入排出口６４ｂ２が設けられている。なお、図１３では、第１の注入排出口６４ｂ１及び第２の注入排出口６４ｂ２を黒丸で示す。
第１の注入排出口６４ｂ１を介したエア７０ａの注入又は排出により、上方バルーン６４ｃは膨張又は縮小し、第２の注入排出口６４ｂ２を介したエア７０ａの注入又は排出により、下方バルーン６４ｄは膨張又は縮小する。
本実施形態では、上方バルーン６４ｃ及び下方バルーン６４ｄの一方が破損してエア７０ａがリークしても、上方バルーン６４ｃ及び下方バルーン６４ｄの他方を膨張及び収縮させることで、バルーン部６４ａの機能をある程度維持できる。
それゆえ、例えば、上方バルーン６４ｃが破れてエア７０ａがリークした場合でも、研削ホイール５０が傾いて治具６０から落下するリスクを低減できる。なお、第２の実施形態では、バルーン部６４ａを、２つのバルーンで構成したが、３つ以上のバルーンで構成してもよい。
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、マウント４６に対する装着及び取り外しの対象が、研削ホイール５０ではなく研磨ホイール（加工工具）８０である。つまり、第３の実施形態の加工装置は、研磨装置８２である（図１４（Ａ）参照）。
図１４（Ａ）は、第３の実施形態における収縮状態のバルーン部６４ａ等を示す図であり、図１４（Ｂ）は、研磨ホイール８０及び第１支持部９２の拡大図である。研磨ホイール８０は、アルミニウム合金等の金属で形成された円環状の基台８０ａを有する。
基台８０ａの径方向の中央部には、貫通口８０ａ１が形成されている。貫通口８０ａ１は、研磨時に被加工物１１等へ供給される研磨液の供給路となる。基台８０ａの下面側には、樹脂が含浸された不織布、発泡樹脂等で形成された環状のパッド部８０ｂが設けられている。
パッド部８０ｂには、ダイヤモンド等で形成された砥粒（不図示）が設けられてもよい。なお、パッド部８０ｂに砥粒が設けられていない場合には、遊離砥粒が混入された研磨液が、パッド部８０ｂに供給される。パッド部８０ｂは、貫通口８０ａ１と略同心状に配置され、且つ、貫通口８０ａ１よりも大径の貫通口８０ｂ１を有する。
研磨ホイール８０の外径は、例えば、４５０ｍｍである。研磨ホイール８０は、上述の治具６０と略同じ構造の治具９０で支持される。それゆえ、治具６０と略同じ構成については説明を省略する。
治具９０は、第１支持部６２とは異なる形状の第１支持部９２を有する。第１支持部９２は、円柱状の基台接触領域９２ａと、基台接触領域９２ａよりも大径の円板状のベース部９２ｂと、を含む。
図１４（Ｂ）に示す様に、第１支持部９２は、基台接触領域９２ａの上面９２ａ１が基台８０ａの径方向の中心部に位置する露出面８０ａ３に接触した状態で、研磨ホイール８０を支持する。それゆえ、第１支持部９２は、パッド部８０ｂに接触せずに、研磨ホイール８０を支持可能である。
また、基台接触領域９２ａの高さ９２ｃは、研磨ホイール８０が第１支持部９２で支持された状態でパッド部８０ｂの下面がベース部９２ｂの上面９２ｂ１に接触しない程度に、十分に高い。
従って、新たな研磨ホイール８０をマウント４６に装着する際に、第１支持部９２で研磨ホイール８０を支持しても、治具９０の構成要素にパッド部８０ｂが接触しないので、治具９０に付着したごみ等でパッド部８０ｂが汚染されることを防止できる
なお、基台接触領域９２ａは、基台８０ａの径方向の中心部に位置する露出面８０ａ３に代えて、又は、露出面８０ａ３と共に、基台８０ａの径方向の外周部の少なくとも三箇所を支持又は固定する突起部（不図示）を有してもよい。
第３の実施形態でも、第１の実施形態と同様に、バルーン部６４ａを膨張及び収縮させることで、研磨ホイール８０を上昇及び下降させることができる。それゆえ、配置工程Ｓ１０から固定工程Ｓ３０までの装着方法や、接触工程Ｓ４０から下降工程Ｓ６０までの取り外し方法も同様に実施できる。
図１４（Ａ）に示す状態で、第２電磁弁６８ｂの閉状態を維持したまま、第１電磁弁６８ａを開状態とすると、バルーン部６４ａへエア７０ａが注入され、バルーン部６４ａが高さ方向９０ａに沿って膨張する。
図１５は、第３の実施形態における膨張状態のバルーン部６４ａ等を示す図である。基台８０ａの上面８０ａ２がマウント４６の下面４６ａ２に接するまで研磨ホイール８０を上昇させた後、第１電磁弁６８ａを閉状態とする。
本実施形態でも、バルーン部６４ａの膨張により、マウント４６に接近する様に研磨ホイール８０を移動させるので、研磨ホイール８０がマウント４６に衝突しても、バルーン部６４ａの衝撃吸収作用によりマウント４６への衝撃を緩和できる。
なお、第１電磁弁６８ａの閉状態を維持したまま、第２電磁弁６８ｂを開状態とすることで、バルーン部６４ａからエア７０ａを排出させて、バルーン部６４ａを高さ方向９０ａに沿って収縮させることもできる。
治具９０を用いることで、研磨ホイール８０を手で支持していなくてもボルト４８の取り付け及び取り外し等の作業を行うことができるので、研磨ホイール８０の装着時及び取り外し時における作業者の労力を軽減できる。
その他、上述の実施形態に係る構造、方法等は、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できる。研削装置２や研磨装置８２には、洗浄用のエアノズル（不図示）が設けられている場合がある。
このエアノズルに接続されるエア供給源を、上述のエア供給源７０として利用すれば、既存の設備を利用して治具６０，９０を使用できる。しかし、バルーン部６４ａに注入される気体は、エア７０ａに限定されない。
エア７０ａに代えて、他の気体（窒素ガス、炭酸ガス等）を使用してもよい。また、上述の実施形態では、エア７０ａの注入口と排出口とを１つの注入排出口６４ｂとしたが、注入口と、排出口とを、個別に設けてもよい。
ところで、バルーン部６４ａの膨張時及び収縮時に、バルーン部６４ａが高さ方向６０ａ，９０ａに沿って膨張及び収縮する様に、支柱等のガイド部材（不図示）を設けてもよい。
上述の研削装置２、研磨装置８２は、作業者が被加工物１１を手作業で搬入する所謂マニュアル型であるが、カセットに収容された被加工物１１が装置内へ自動搬送され、研削、研磨後の洗浄まで行う所謂フルオート型であってもよい。
また、研削装置２は、インフィード研削に限定されず、クリープフィード研削を行う装置であってもよい。研磨装置８２は、湿式研磨に限定されず、乾式研磨を行う装置であってもよい。
２：研削装置（加工装置）、４：基台、４ａ：凹部、４ｂ：支持構造
６：Ｘ軸方向移動機構、８：移動板
１０：ナット部、１２：ねじ軸、１４：駆動源
１１：被加工物、１１ａ：表面、１１ｂ：裏面、１３：保護テープ
１６：チャックテーブル、１６ａ：保持面、１８：テーブルベース
２０ａ：固定支持部、２０ｂ：可動支持部
２２：回転軸、２２ａ：プーリ、２４：無端ベルト
２６：台座部、２６ａ：上面、２６ｂ：開口、２８：カバー部材
３０：研削送りユニット、３２：ガイドレール、３４：保持部材、３６：ナット部
３８：ねじ軸、４０：駆動源、４２：スピンドルハウジング
４４：スピンドル、４４ａ：下端部（先端部）
４６：マウント、４６ａ１：貫通孔、４６ａ２：下面
４８：ボルト、５０：研削ホイール（加工工具）
５０ａ：基台、５０ａ１：ねじ穴、５０ａ２：上面、５０ａ３：内周側面
５０ｂ：研削砥石（砥石部）、５２：研削ユニット
６０：治具、６０ａ：高さ方向
６２：第１支持部、６２ａ：基台接触領域、６２ａ１：外周側面
６２ｂ：ベース部、６２ｂ１：下面、６２ｃ：高さ
６４：本体部、６４ａ：バルーン部、６４ａ１：上面、６４ａ２：下面
６４ｂ：注入排出口、６４ｂ１：第１の注入排出口、６４ｂ２：第２の注入排出口
６４ｃ：上方バルーン、６４ｄ：下方バルーン、６４ｅ：境界
６８：配管、６８ａ：第１電磁弁、６８ｂ：第２電磁弁
７０：エア供給源、７０ａ：エア（気体）
７２：第２支持部、７２ａ：支持台、７２ａ１：上面、７２ｂ：脚部
８０：研磨ホイール（加工工具）
８０ａ：基台、８０ａ１：貫通口、８０ａ２：上面、８０ａ３：露出面
８０ｂ：パッド部、８０ｂ１：貫通口、８２：研磨装置（加工装置）
９０：治具、９０ａ：高さ方向
９２：第１支持部、９２ａ：基台接触領域、９２ａ１：上面
９２ｂ：ベース部、９２ｂ１：上面、９２ｃ：高さ
Ａ１：搬入搬出位置、Ａ２：研削位置、Ａ３：交換位置
Ｓ１０：配置工程、Ｓ２０：上昇工程、Ｓ３０：固定工程
Ｓ４０：接触工程、Ｓ５０：解除工程、Ｓ６０：下降工程

Claims (6)

  1. 被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、該保持面よりも上方に配置され、加工工具が装着されるマウントが先端部に固定されたスピンドルと、該チャックテーブルの周りに配置された台座部と、を備える加工装置において、該加工工具を該マウントに装着する際に利用可能な治具であって、
    該加工工具を支持可能な第１支持部と、
    該第１支持部よりも下方に位置し、該台座部により支持される第２支持部と、
    該第１支持部と該第２支持部との間に配置される本体部と、を備え、
    該本体部は、
    気体の注入によって膨張し、気体の排出によって収縮するバルーン部と、
    該バルーン部に気体を注入する注入口と、
    該バルーン部から気体を排出する排出口と、
    を有し、
    該第１支持部で該加工工具が支持された状態で該バルーン部を膨張させることにより、該マウントに接近する様に該加工工具を移動させることを特徴とする治具。
  2. 該バルーン部は、該第２支持部から該第１支持部に向かう方向で連結された複数のバルーンを有することを特徴とする請求項１に記載の治具。
  3. 該加工工具は、基台と、該基台に固定された砥石部又はパッド部と、を有し、
    該第１支持部は、該砥石部又は該パッド部に接触せずに該基台に接触可能である基台接触領域を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の治具。
  4. 該第２支持部は、
    該台座部により支持される脚部と、
    該脚部の上端部に固定され、該チャックテーブルよりも上方に位置する支持台と、
    を有し、
    該バルーン部の下面は、該支持台の上面に接していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の治具。
  5. 被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、該保持面よりも上方に配置され、加工工具が装着されるマウントが先端部に固定されたスピンドルと、該チャックテーブルの周りに配置された台座部と、を備える加工装置において、治具を利用して該マウントに該加工工具を装着する装着方法であって、
    該治具は、
    該加工工具を支持する第１支持部と、
    該第１支持部よりも下方に位置し、該台座部により支持される第２支持部と、
    該第１支持部と該第２支持部との間に配置される本体部と、を備え、
    該本体部は、
    気体の注入によって膨張し、気体の排出によって収縮するバルーン部と、
    該バルーン部に気体を注入する注入口と、
    該バルーン部から気体を排出する排出口と、
    を有し、
    該装着方法は、
    該第１支持部上に該加工工具を配置する配置工程と、
    該配置工程の後、該バルーン部に気体を注入し該バルーン部を膨張させることで、該マウントに接近する様に該加工工具を上昇させる上昇工程と、
    該上昇工程の後、該加工工具の基台が該マウントに接した状態で、該マウントと該基台とを固定する固定工程と、
    を備えることを特徴とする装着方法。
  6. 被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、該保持面よりも上方に配置され、加工工具が装着されるマウントが先端部に固定されたスピンドルと、該チャックテーブルの周りに配置された台座部と、を備える加工装置において、治具を利用して該マウントから該加工工具を取り外す取り外し方法であって、
    該治具は、
    該加工工具を支持する第１支持部と、
    該第１支持部よりも下方に位置し、該台座部により支持される第２支持部と、
    該第１支持部と該第２支持部との間に配置される本体部と、を備え、
    該本体部は、
    気体の注入によって膨張し、気体の排出によって収縮するバルーン部と、
    該バルーン部に気体を注入する注入口と、
    該バルーン部から気体を排出する排出口と、
    を有し、
    該取り外し方法は、
    該バルーン部に気体を注入して該バルーン部を膨張させることで、該第１支持部を該加工工具に接触させる接触工程と、
    該接触工程の後、該マウントと該加工工具の基台との固定を解除する解除工程と、
    該解除工程の後、該バルーン部から気体を排出させて該バルーン部を収縮させることで、該加工工具が該第２支持部に接近する様に該加工工具を下降させる下降工程と、
    を備えることを特徴とする取り外し方法。
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