JP7328063B2

JP7328063B2 - 研削装置

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Publication number: JP7328063B2
Application number: JP2019145306A
Authority: JP
Inventors: 二郎現王園
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2019-08-07
Filing date: 2019-08-07
Publication date: 2023-08-16
Anticipated expiration: 2039-08-07
Also published as: JP2021024049A

Description

本発明は、研削装置に関する。

特許文献１に開示のように、被加工物を研削する研削装置は、保持面の高さを測定する保持面高さ測定ゲージと、保持面に保持された被加工物の上面の高さを測定する上面高さ測定ゲージとを備えており、保持面高さ測定ゲージにより測定された保持面の高さと上面高さ測定ゲージにより測定された被加工物の上面の高さとの差を求めて、被加工物の厚みを算出している。

研削装置に備える研削砥石の磨耗量の算出においては、上記のように算出される厚みが予め設定した厚みになるまで、研削砥石を保持面に保持された被加工物に対して押し下げて研削するとともに、研削加工が終了したときの研削砥石の高さ位置を研削装置に備える記憶装置等に記憶させる。また、予め、研削砥石の下面が保持面に接触するときの研削砥石の高さを基準の高さとして記憶させておき、研削終了時における被加工物の厚みの分、基準の高さから上にあたる高さ位置と、研削終了したときの研削砥石の位置との差を研削砥石の磨耗量として算出している。

特開２００８－０７３７８５号公報

しかし、被加工物の厚みが厚い場合、上面高さ測定ゲージが被加工物の上面まで上昇することができず、被加工物の高さを測定することができないという問題がある。また、保持面が汚れることで被加工物の厚みを正常に測定できないという問題がある。
したがって、研削装置には保持面の汚れに影響されることなく被加工物の厚みが厚くなっても被加工物の厚みを測定し、また研削砥石の磨耗量を認識するという課題がある。

本発明は、保持面の上に被加工物を保持する保持手段と、該保持面に保持された被加工物の上面を研削砥石の下面によって研削する研削手段と、該研削手段を該保持面に垂直方向に研削送りする研削送り手段と、該保持面の高さを測定する保持面高さ測定部と、該保持面に保持された被加工物の上面の高さを測定する上面高さ測定部とを備える研削装置であって、該上面高さ測定部を該研削送り方向に昇降させる測定部移動手段と、該測定部移動手段によって昇降された該上面高さ測定部の高さ位置を認識するスケールユニットと、被加工物の厚みを算出する厚み算出部と、を備え、該上面高さ測定部は、被加工物の上面に接触させる接触子を先端に配置したゲージと、該ゲージを該研削送り方向に突出可能に収容するシリンダと、該研削送り方向に昇降させ該被加工物の上面に該接触子を接触させた該ゲージの該シリンダからの突出量を測定する目盛りと、を備え、該測定部移動手段によって該上面高さ測定部を昇降させることによって該保持面の高さを測定した時の該目盛りの値と、該保持面高さ測定部によって該保持面の高さを測定した時の測定値とが一致したときの、該スケールユニットによって認識した値を、該上面高さ測定部の原点とし、厚み算出部は、該上面高さ測定部の該目盛りの値に、該上面高さ測定部の該原点からの相対的な高さの値を加算し、該保持面高さ測定部が測定した該保持面の高さの値を差し引いて、被加工物の厚みを算出する研削装置である。
上記の研削装置は、該保持面に接触させた該研削砥石の下面の高さを記憶する記憶部と、該記憶部に記憶された値に、該厚み算出部により算出された研削終了時の被加工物の厚みを加算して、研削終了時の該研削砥石の高さ位置を差し引いて、該研削砥石の磨耗量を算出する磨耗量算出部と、を備えていることが望ましい。

本発明にかかる研削装置を用いることにより、保持面の高さ位置としてのスケールユニットの第２読み取り部の原点位置に、被加工物の上面の高さ位置としての第２読み取り部に認識される高さ位置を加算して、保持面高さ測定部が測定した保持面の高さを差し引いて、被加工物の厚みを算出することができる。これにより大きな厚みを有する被加工物の厚みを測定できるようになる。
例えば、１０ｍｍ以上の厚みを有するような被加工物においてもその厚みを測定することができるようになった。
また、本研削装置に備える記憶部に、保持面に研削砥石の下面が接触しているときの研削砥石の下面の高さ、及び、研削終了時の研削砥石の下面の高さを記憶して、保持面に研削砥石の下面が接触しているときの研削砥石の下面の高さの値に被加工物の厚みを加算して、研削終了時の研削砥石の下面の高さを差し引くことによって、研削砥石の磨耗量を認識することができるようになった。

研削装置全体を表す斜視図である。保持面に上面高さ測定部の接触子が接触されている状態における研削装置を側方から見た様子を表す断面図である。保持面に保持されている被加工物の上面に、上面高さ測定部の接触子が接触されている状態における研削装置を側方から見た様子を表す断面図である。

１研削装置の構成
図１に示す研削装置１は、研削手段３を用いて保持手段２の保持面２０ａに保持されている半導体ウェーハ等の被加工物Ｗを研削加工する研削装置である。以下、研削装置１の構成について説明する。

研削装置１は、Ｙ軸方向に延設された装置基台１０と、装置基台１０の＋Ｙ方向側に立設されたコラム１１とを備えている。

コラム１１の－Ｙ方向側の側面には、研削手段３を昇降可能に支持する研削送り手段４が配設されている。研削手段３は、Ｚ軸方向の回転軸３５を有するスピンドル３０と、スピンドル３０を回転可能に支持するハウジング３１と、回転軸３５を軸にしてスピンドル３０を回転駆動するスピンドルモータ３２と、スピンドル３０の下端に接続された円環状のマウント３３と、マウント３３の下面に着脱可能に装着された研削ホイール３４とを備えている。
研削ホイール３４は、ホイール基台３４１と、ホイール基台３４１の下面に環状に配列された略直方体形状の複数の研削砥石３４０とを備えており、研削砥石３４０の下面３４０ｂは被加工物Ｗを研削する研削面となっている。

研削送り手段４は、Ｚ軸方向の回転軸４５を有するボールネジ４０と、ボールネジ４０に対して平行に配設された一対のガイドレール４１と、回転軸４５を軸にしてボールネジ４０を回転させるＺ軸モータ４２と、内部のナットがボールネジ４０に螺合して側部がガイドレール４１に摺接する昇降板４３と、昇降板４３に連結され研削手段３を支持するホルダ４４とを備えている。

Ｚ軸モータ４２によってボールネジ４０が駆動されて、ボールネジ４０が回転軸４５を軸にして回転すると、これに伴って、昇降板４３がガイドレール４１に案内されてＺ軸方向に昇降移動するとともに、ホルダ４４に保持されている研削手段３が保持面２０ａに垂直な方向（Ｚ軸方向）に移動することとなる。

研削装置１は、研削砥石３４０の下面３４０ｂの高さを認識する下面高さ認識部８１を備えている。下面高さ認識部８１は、例えばガイドレール４１の－Ｙ方向側の側面に配設された第１スケール８１０と、例えば昇降板４３の＋Ｘ方向側の側面、かつ、第１スケール８１０に隣接する位置に配設された第１読み取り部８１１とを備えている。第１読み取り部８１１は、例えば、第１スケール８１０に形成された目盛りの反射光を読み取る光学式の認識機構等を有しており、第１スケール８１０の目盛りを認識することができる。第１読み取り部８１１は、メモリ等の記憶素子を備えた第１記憶部８４に電気的に接続されている。
研削砥石３４０がＺ軸方向に昇降移動する際に、昇降板４３がＺ軸方向に昇降移動すると、第１読み取り部８１１も昇降移動して、第１読み取り部８１１の高さ位置が変化することとなる。
下面高さ認識部８１は、読み取った第１スケール８１０の目盛りの値を第１記憶部８４に記憶させることができる。第１読み取り部８１１の高さ位置は、研削砥石３４０の下面３４０ｂの高さに対応付けられており、第１読み取り部８１１の高さ位置を基にして研削砥石３４０の下面３４０ｂの高さを測定し、その測定値を第１記憶部８４に記憶させることが可能となっている。
なお、上記のようにスケールを備えない構成であってもよい。その場合には、Ｚ軸モータ４２にエンコーダを備え、エンコーダが読み取る角度をＺ軸方向の距離に換算することで下面３４０ｂの高さを認識する。

装置基台１０の上には保持手段２が配設されている。保持手段２は、例えばポーラス部材等を有する吸引部２０と吸引部２０を支持する枠体２１とを備えている。吸引部２０の上面は被加工物Ｗが保持される保持面２０ａであり、枠体２１の上面２１ａと保持面２０ａとは面一に形成されている。

保持手段２は、例えば装置基台１０の内部に配設されている水平移動手段２８に接続されており、水平移動手段２８によって駆動されてＹ軸方向に移動することができる。水平移動手段２８は、Ｙ軸方向の回転軸２８５を有するボールネジ２８０と、ボールネジ２８０に対して平行に配設された一対のガイドレール２８１と、回転軸２８５を軸にしてボールネジ２８０を回転させるＹ軸モータ２８２と、内部のナットがボールネジ２８０に螺合して底部がガイドレール２８１に摺接するＹ軸ベース２８３と、支持柱２８６を介してＹ軸ベース２８３に連結され保持手段２を支持するチャックテーブルベース２８４とを備えている。チャックテーブルベース２８４は、ベアリング５を介して保持手段２を回転可能に支持している。
Ｙ軸モータ２８２によってボールネジ２８０が駆動されて、ボールネジ２８０が回転軸２８５を軸にして回転すると、これに伴って、Ｙ軸ベース２８３がガイドレール２８１に案内されてＹ軸方向に移動するとともに、チャックテーブルベース２８４に保持されている保持手段２がＹ軸方向に移動することとなる。

保持手段２の周囲にはカバー１２及びカバー１２に伸縮自在に連結されている蛇腹１３が配設されている。保持手段２がＹ軸方向に移動すると、カバー１２が基台２２と共にＹ軸方向に移動して蛇腹１３が伸縮することとなる。

装置基台１０の上には、保持面高さ測定部６０が配設されている。保持面高さ測定部６０は、第１シリンダ６００と、第１シリンダ６００に収容される第１ゲージ６０１とを備えており、第１ゲージ６０１の先端には、例えば枠体２１の上面２１ａ等に接触する第１接触子６０１ａが配設されている。第１ゲージ６０１は、－Ｚ方向に突出可能に支持されている。第１シリンダ６００は、目盛り６００ａを備えており、第１ゲージ６０１に備える図示しない読み取り部が目盛り６００ａの値を読み取ることにより、第１シリンダ６００からの第１ゲージ６０１の突出量を認識可能である。

装置基台１０の上方には、上面高さ測定部６２が配設されており、装置基台１０の上には、上面高さ測定部６２を研削送り方向（Ｚ軸方向）に移動させる測定部移動手段７が配設されている。測定部移動手段７は、Ｚ軸方向に立設された背板７４と、背板７４の＋Ｘ方向側の側面に配設されＺ軸方向の回転軸７５を有するボールネジ７０と、ボールネジ７０に対して平行に配設された一対のガイドレール７１と、回転軸７５を軸にしてボールネジ７０を回転させるモータ７２と、側部がガイドレール７１に摺接するベース７３とを備えている。

図１に示すように、ベース７３には上面高さ測定部６２が配設されている。
上面高さ測定部６２は、第２シリンダ６２０と、第２シリンダ６２０の下端に連結された第２ゲージ６２１と、第２シリンダ６２０の上部とベース７３の＋Ｘ方向側の側面とにそれぞれ接続固定され両者を連結する第２連結部材６２２とを備えている。第２ゲージ６２１の下端には、保持手段２の保持面２０ａや被加工物Ｗの上面Ｗａ等に接触する第２接触子６２１ａが配設されている。第２ゲージ６２１は、－Ｚ方向に突出可能に支持されている。第２シリンダ６２０は、目盛り６２０ａを備えており、第２ゲージ６２１に備える図示しない読み取り部が目盛り６２０ａの値を読み取ることにより、第２シリンダ６２０からの第２ゲージ６２１の突出量を認識可能である。

ベース７３に隣接する位置には、上面高さ測定部６２の高さ位置を認識するスケールユニット８３が配設されている。スケールユニット８３は、背板７４の＋Ｘ方向側の側面に、ボールネジ７０及びガイドレール７１に対して平行に延設された第２スケール８３０と、ベース７３の－Ｙ方向側の側面に配設された第２読み取り部８３１とを備えている。
第２読み取り部８３１は、例えば、第２スケール８３０に形成された目盛りの反射光を読み取る光学式の認識機構を有しており、第２スケール８３０の目盛りを認識することができる。第２読み取り部８３１は、メモリ等の記憶素子を備えた第２記憶部８５に電気的に接続されている。第２記憶部８５は、第２読み取り部８３１において読み取られた第２スケール８３０の目盛りの位置を記憶する機能を有している。
スケールユニット８３は、例えば、上面高さ測定部６２の第２接触子６２１ａが保持面２０ａに接触しているときの第２読み取り部８３１の高さ位置を原点として測定して、第２記憶部８５に記憶させることが可能である。また、原点からの第２読み取り部８３１の相対的な高さ位置を測定して、その測定値を第２記憶部８５に記憶させることが可能である。

また、図２に示すように、測定部移動手段７は、ボールネジ７０に螺合し、ベース７３に連結されたナット部７６を備えている。
モータ７２によってボールネジ７０が駆動されて、ボールネジ７０が回転軸７５を軸にして回転すると、これに伴って、ベース７３がガイドレール７１に案内されてＺ軸方向に昇降移動するとともに、ベース７３に配設されている上面高さ測定部６２がベース７３と一体的にＺ軸方向に昇降移動することとなる。

図２に示すように、保持手段２の下方には、回転手段２４が備えられている。回転手段２４は、Ｚ軸方向の回転軸ａを軸にして回転可能な駆動軸２４１と、駆動軸２４１を回転させるモータ２４２と、駆動軸２４１の上端に連結されている駆動プーリ２４０と、保持手段２の下部に連結されＺ軸方向の回転軸２５を有するスピンドル２４５と、スピンドル２４５に接続された従動プーリ２４４と、駆動プーリ２４０及び従動プーリ２４４に巻回され駆動プーリ２４０の駆動力を従動プーリ２４４に伝達する伝動ベルト２４３と、スピンドル２４５の下端に連結されたロータリージョイント２４６と、を備えている。
モータ２４２を用いて駆動軸２４１を回転させると、駆動軸２４１に連結されている駆動プーリ２４０が回転するとともに、駆動プーリ２４０の回転力が伝動ベルト２４３によって従動プーリ２４４に伝達されて従動プーリ２４４が回転することとなる。従動プーリ２４４が回転すると、従動プーリ２４４に接続されているスピンドル２４５がＺ軸方向の回転軸２５を軸にして回転して、スピンドル２４５に接続されている保持手段２が回転軸２５を軸にして回転する構成になっている。

保持手段２の下方には、吸引源２６０、エア供給源２６１、及び水供給源２６２が配設されている。吸引源２６０、エア供給源２６１、及び水供給源２６２は、それぞれ流路２７を通じて吸引部２０に接続されている。流路２７における吸引部２０と吸引源２６０との間、吸引部２０とエア供給源２６１との間、及び吸引部２０と水供給源２６２との間には、それぞれ開閉バルブ２６３ａ、２６３ｂ、及び２６３ｃが配設されている。
被加工物Ｗの研削加工や被加工物Ｗの厚みの測定の際には、各々の開閉バルブ２６３ａ～２６３ｃが適宜開閉制御されることとなる。例えば、図３に示すように、被加工物Ｗが吸引部２０の保持面２０ａに載置されている状態で、吸引部２０と吸引源２６０との間の開閉バルブ２６３ａを開いて、吸引部２０と吸引源２６０とを連通させるとともに、吸引源２６０を作動させて吸引源２６０が発揮する吸引力を保持面２０ａに伝達させることによって、被加工物Ｗを吸引部２０の保持面２０ａに吸引保持することができる。

研削装置１は、研削装置１に備える各種の機構を制御する制御手段８を備えている。
制御手段８は、被加工物Ｗの厚みを算出する厚み算出部８０を備えている。
また、制御手段８は、研削砥石３４０の磨耗量を算出する磨耗量算出部８２を備えている。磨耗量算出部８２は、保持面２０ａに研削砥石３４０が接触している状態における研削砥石３４０の下面３４０ｂの高さの値に、研削終了時に厚み算出部８０により算出された被加工物Ｗの厚みを加算し、その加算した値から研削終了時の研削砥石３４０の下面３４０ｂの高さ位置を差し引いて、研削砥石３４０の磨耗量を算出する機能を有している。

２研削装置の動作
（研削加工及び厚みの算出）
研削装置１を用いて、被加工物Ｗの厚みを算出しながら被加工物Ｗの研削加工を行うことによって、被加工物Ｗが予め設定された所望の厚みに研削加工される。
複数の被加工物Ｗを連続して研削加工すると、研削砥石３４０の下面３４０ｂが次第に磨耗していき、研削砥石３４０が無くなるために、やがて研削加工を行うことができなくなってしまう。そこで、研削装置１においては、例えば被加工物Ｗの研削加工後等に、研削砥石３４０の磨耗量の算出が行われる。
この磨耗量の算出によって、研削砥石３４０の残量の認識を可能にしている。

以下、被加工物Ｗの厚みの算出を行いながら被加工物Ｗの研削加工を行う際の研削装置１の動作、及び、研削砥石３４０の磨耗量を算出する際の研削装置１の動作について説明する。

まず、図２に示すように、研削送り手段４を用いて研削手段３をＺ軸方向に移動させて、研削砥石３４０の下面３４０ｂを保持手段２の保持面２０ａに接触させるとともに、保持手段２の保持面２０ａに研削砥石３４０の下面３４０ｂが接触するときの研削砥石３４０の下面３４０ｂの高さを第１記憶部８４に記憶させる。保持手段２の保持面２０ａに研削砥石３４０の下面３４０ｂが接触するときの研削砥石３４０の下面３４０ｂの高さは、第１記憶部８４に記憶されるとともに、電気信号として磨耗量算出部８２に送信される。

また、上面高さ測定部６２の第２接触子６２１ａを保持面２０ａに接触させて、第２ゲージ６２１の第２シリンダ６２０からの突出量が目盛り６２０ａから読み取られて保持面２０ａの高さとして測定される。測定された保持面２０ａの高さの値は、電気信号として厚み算出部８０に送信される。
さらに、第２接触子６２１ａが保持面２０ａに接触しているときのスケールユニット８３の第２スケール８３０の目盛りの値が第２読み取り部８３１に読み取られて認識される。第２読み取り部８３１において認識された高さ位置は、原点の高さ位置として第２記憶部８５に記憶される。
さらに、図３に示すように、保持面高さ測定部６０の第１接触子６０１ａを枠体２１の上面２１ａに接触させて、保持面２０ａの高さを測定する。保持面２０ａの高さは、第１ゲージ６０１の第１シリンダ６００からの突出量が目盛り６００ａから読み取られることによって測定される。
なお、保持面高さ測定部６０の第１接触子６０１ａと上面高さ測定部６２の第２接触子６２１ａとは同一面を測定していることになるため、第１接触子６０１ａの値と第２接触子６２１ａの値とが同じになるように上面高さ測定部６２を測定部移動手段７を用いて移動させてもよい。
なお、保持面高さ測定部６０は、第１接触子６０１ａをＺ軸方向に直動させる直動式でもよいし、第１接触子６０１ａをアームの先端に配設し、アームの中央に支点を備え第１接触子６０１ａをＺ軸方向に移動させる梃子式でもよい。

その後、一旦、研削送り手段４を用いて研削砥石３４０を＋Ｚ方向に移動して、研削砥石３４０を保持手段２の保持面２０ａから離間する。さらに、測定部移動手段７によって上面高さ測定部６２を＋Ｚ方向に移動して、第２接触子６２１ａを保持手段２の保持面２０ａから離間する。
また、例えば、水平移動手段２８により保持手段２をＹ軸方向に移動して、保持手段２と研削手段３とを水平方向において離間する。

次に、図３に示すように、保持手段２の保持面２０ａの上に被加工物Ｗを載置するとともに、吸引源６１を作動させて吸引力を発揮させる。これにより、生み出された吸引力が流路２７を通じて保持面２０ａに伝達されて、被加工物Ｗが保持面２０ａに吸引保持される。

被加工物Ｗが吸引保持されている保持手段２を、水平移動手段２８を用いてＹ軸方向に移動させて、保持手段２を研削手段３の下方に位置付ける。

図３に示すように、保持面高さ測定部６０の第１接触子６０１ａを枠体２１の上面２１ａに接触させて、保持面２０ａの高さを測定する。保持面２０ａの高さは、第１ゲージ６０１の第１シリンダ６００からの突出量によって測定される。
さらに、測定部移動手段７を用いてベース７３を研削送り方向に適宜移動させて、上面高さ測定部６２の第２ゲージ６２１の第２接触子６２１ａを被加工物Ｗの上面Ｗａに接触させる。これにより、第２接触子６２１ａが被加工物Ｗの上面Ｗａに接触しているときの第２スケール８３０の目盛りの高さ位置が、第２読み取り部８３１により読み取られて認識され、第２記憶部８５に記憶されるとともに、そのときの第２ゲージ６２１の第２シリンダ６２０からの突出量によって、被加工物Ｗの上面Ｗａの高さが測定される。
測定された保持面２０ａの高さの値と、第２記憶部８５に記憶された第２接触子６２１ａが被加工物Ｗの上面Ｗａに接触しているときの第２読み取り部８３１の高さ位置とが、厚み算出部８０に電気信号として送信される。

その後、回転手段２４のモータ２４２を制御して、回転軸ａを軸にして駆動軸２４１を回転させる。これにより、駆動軸２４１に連結されている駆動プーリ２４０が回転して、その回転力が伝動ベルト２４３によって従動プーリ２４４に伝達されて従動プーリ２４４が回転する。従動プーリ２４４の回転に伴って、従動プーリ２４４に接続されているスピンドル２４５がＺ軸方向の回転軸２５を軸にして回転する。こうして、スピンドル２４５に接続されている保持手段２及び保持手段２の保持面２０ａに保持されている被加工物Ｗが回転軸２５を軸にして回転する。

次いで、研削手段３のスピンドルモータ３２を用いて、回転軸３５を軸にしてスピンドル３０を回転させる。これにより、スピンドル３０の下端に接続されている円環状のマウント３３及びマウント３３に連結されている研削砥石３４０が同じく回転軸３５を軸にして回転する。

研削砥石３４０が回転している状態で、図１に示した研削送り手段４のＺ軸モータ４２を用いてボールネジ４０を駆動して、回転軸４５を軸にしてボールネジ４０を回転させる。これにより、昇降板４３及び昇降板４３にホルダ４４を介して支持されている研削砥石３４０が－Ｚ方向に降下していき、図３に示すように、研削砥石３４０の下面３４０ｂが、保持面２０ａに吸引保持されている被加工物Ｗに当接する。下面３４０ｂが被加工物Ｗに当接している状態で、さらに、研削砥石３４０を被加工物Ｗに向かって押し下げていくことにより被加工物Ｗが研削加工される。

厚み算出部８０において、研削前に、上面高さ測定部６２により測定され目盛り６００ａから読み取られた保持面２０ａの高さの値（Ａ）と、上面高さ測定部６２により保持面２０ａの高さを測定したときのスケールユニット８３に認識された第２読み取り部８３１の高さ位置の値（ａ）と、被加工物Ｗを保持面２０ａに保持して上面高さ測定部６２により測定され目盛り６２０ａから読み取られた被加工物Ｗの上面Ｗａの高さの値（Ｂ）と、上面測定部６２の第２接触子６２１ａを被加工物Ｗの上面Ｗａに接触させたときにスケールユニット８３に認識された第２読み取り部８３１の高さ位置の値（ｂ）とを用いて、上面測定部６２の第２接触子６２１ａを被加工物Ｗの上面Ｗａに接触させたときにスケールユニット８３に認識された第２読み取り部８３１の高さ位置の値（ｂ）から研削前に上面高さ測定部６２により保持面２０ａの高さを測定したときのスケールユニット８３に認識された第２読み取り部８３１の高さ位置の値（ａ）を差し引き、その差し引いた値から、被加工物Ｗを保持面２０ａに保持して上面高さ測定部６２により測定された被加工物Ｗの上面Ｗａの高さの値（Ｂ）から研削前に上面高さ測定部６２により測定された保持面２０ａの高さの値（Ａ）を差し引いた値を差し引いた値が、被加工物Ｗの厚みとして算出される。
なお、研削前に測定した上面高さ測定部６２により測定された保持面２０ａの高さの値（Ａ）と上面測定部６２により保持面２０ａに保持された被加工物Ｗの上面Ｗａの高さの値（Ｂ）とが同じになるように測定部移動手段７を制御してもよい。
その際は、上面高さ測定部６２の第２接触子６２１ａを被加工物Ｗの上面Ｗａに接触させたときにスケールユニット８３に認識された第２読み取り部８３１の高さ位置の値（ｂ）から研削前に上面高さ測定部６２により保持面２０ａの高さを測定したときのスケールユニット８３に認識された第２読み取り部８３１の高さ位置の値（ａ）を差し引いた値が被加工物Ｗの厚みとして算出される。
なお、研削加工中、加工熱の影響により保持面２０ａの高さが変化するため、保持面高さ測定部６０により保持面２０ａの高さを測定している。
保持面高さ測定部６０の目盛り６００ａの値により研削前の保持面高さを測定し、研削前の保持面２０ａの高さの値（ＡＡ）を記憶しておき、研削中に保持面高さ測定部６０の目盛り６００ａの値により測定された保持面２０ａの高さの値（ＡＢ）から研削前の保持面２０ａの高さの値（ＡＡ）を差し引き、研削中の保持面の変化を認識する。
たとえば、研削中に加工熱により保持面２０ａが研削前より５μｍ高くなったら、保持面高さ測定部６０により保持面高さが測定され、保持面高さの変化が５μｍであると認識する。
また、同時に上面高さ測定部６２により被加工物Ｗの上面高さを測定することで、上記のように被加工物Ｗの厚みが算出され、上面高さ測定部６２により測定した値を用いて算出された被加工物Ｗの厚みから、加工熱によって変化した保持面高さ（５μｍ）を差し引き、実際に保持面２０ａに保持され研削されている被加工物Ｗの厚みが算出される。
なお、研削前に、上面高さ測定部６２の目盛り６２０ａの値により保持面高さを測定するとともに保持面高さ測定部６０の目盛り６００ａの値により保持面高さを測定し、上面高さ測定部６２により測定した保持面２０ａの高さの値（Ａ）と保持面高さ測定部６０により測定した保持面２０ａの高さの値（ＡＡ）との値を一致させてもよい。

被加工物Ｗが研削加工されて被加工物Ｗの上面Ｗａの高さが低くなっていくと、上面高さ測定部６２の第２ゲージ６２１の第２接触子６２１ａが被加工物Ｗの上面Ｗａに接触して目盛り６２０ａの値により被加工物Ｗの上面Ｗａの高さを測定する。なお、研削して低くなる高さの量は、２００μｍ以下である。なお、第２ゲージ６２１の第２接触子６２１の突出量は、最大１ｍｍであり、被加工物Ｗの上面Ｗａが研削される量が１ｍｍまでは測定可能である。よって、上面高さ測定部６２の第２ゲージ６２１の第２接触子６２１ａが被加工物Ｗの上面Ｗａに接触して被加工物Ｗの上面Ｗａの高さを測定可能な位置に第２ゲージ６２１をＺ軸方向に移動させ、その後、研削加工で低くなっていく被加工物Ｗの上面Ｗａの高さを、第２接触子６２１ａの突出量で測定する。
研削中には、厚み算出部８０において、保持面高さ測定部６０により測定された保持面２０ａの高さの値と上面高さ測定部６２により測定された保持面２０ａに保持される被加工物の上面高さの値と、第２スケール８３０の目盛りの高さ位置とから被加工物Ｗの厚みが継続して算出されており、被加工物Ｗの厚みが予め設定された所望の厚みになるまで被加工物Ｗの研削加工が行われる。保持面２０ａの高さは、研削によって生じた熱等によって変動しうるが、保持面高さ測定部６０により測定された保持面２０ａの高さの値を差し引くことにより、かかる変動分も勘案して被加工物Ｗの厚みを算出することができる。

上記のように、厚み算出部８０において算出された研削終了時の被加工物Ｗの厚みの値は、電気信号として磨耗量算出部８２に送信される。

（研削砥石の磨耗量算出）
被加工物Ｗを研削加工して被加工物Ｗの厚みが予め設定された所望の厚みに達した時に、その研削終了時における研削砥石３４０の下面３４０ｂの高さを第１記憶部８４に記憶する。記憶された研削終了時における研削砥石３４０の下面３４０ｂの高さの値は、電気信号として磨耗量算出部８２に送信される。

そして、磨耗量算出部８２において、研削加工前に予め記憶された保持手段２の保持面２０ａに研削砥石３４０の下面３４０ｂが接触するときの研削砥石３４０の下面３４０ｂの高さに、厚み算出部８０において算出された研削加工後の被加工物Ｗの厚みを加算し、その加算値から研削終了時の研削砥石３４０の下面３４０ｂの高さ位置を差し引く。これにより、研削砥石３４０の磨耗量が算出される。

研削装置１にあっては、保持面２０ａの高さ位置としてのスケールユニット８３の第２読み取り部８３１の原点位置に、被加工物Ｗの上面Ｗａの高さ位置としての第２読み取り部８３１に認識される高さ位置を加算して、保持面高さ測定部６０が測定した保持面２０ａの高さを差し引いて、被加工物Ｗの厚みを算出することができる。これにより大きな厚みを有する被加工物Ｗの厚みを測定できるようになる。
例えば、１０ｍｍ以上の厚みを有するような被加工物Ｗにおいてもその厚みを測定することができるようになった。
また、研削装置１に備える第１記憶部８４に、保持面２０ａに研削砥石３４０の下面３４０ｂが接触しているときの研削砥石３４０の下面３４０ｂの高さを記憶して、保持面２０ａに研削砥石３４０の下面３４０ｂが接触しているときの研削砥石３４０の下面３４０ｂの高さの値に被加工物の厚みを加算して、研削終了時の研削砥石３４０の下面３４０ｂの高さを差し引くことによって、研削砥石３４０の磨耗量を認識することができるようになった。この研削加工終了することに認識する研削砥石３４０の磨耗量を合算して研削砥石３４０の残量を認識することができる。

１：研削装置１０：装置基台１１：コラム１２：カバー１３：蛇腹
２：保持手段２０：吸引部２０ａ：保持面２１：枠体２１ａ：枠体の上面
２４：回転手段２４０：駆動プーリ２４１：駆動軸
２４２：モータ２４３：伝動ベルト２４４：従動プーリ２４５：スピンドル
２４６：ロータリージョイント２５：回転軸２６０：吸引源２６１：エア供給源
２６２：水供給源２６３ａ～２６３ｃ：開閉バルブ２７：吸引路
２８：水平移動手段２８０：ボールネジ２８１：ガイドレール
２８２：Ｙ軸モータ２８３：Ｙ軸ベース２８４：チャックテーブルベース
２８５：回転軸２８６：支持柱
３：研削手段３０：スピンドル３１：ハウジング３２：スピンドルモータ
３３：マウント３４：研削ホイール３４０：研削砥石３４０ｂ：研削砥石の下面
３４１：ホイール基台３５：回転軸
４：研削送り手段４０：ボールネジ４１：ガイドレール４２：Ｚ軸モータ
４３：昇降板４４：ホルダ４５：回転軸
５：ベアリング
６０：保持面高さ測定部６００：第１シリンダ６０１：第１ゲージ
６０１ａ：第１接触子６２：上面高さ測定部６２０：第２シリンダ
６２１：第２ゲージ６２１ａ：第２接触子
７：測定部移動手段７０：ボールネジ７１：ガイドレール７２：モータ
７３：ベース７４：背板７５：回転軸７６：ナット部
８：制御手段８０：厚み算出部
８１：下面高さ認識部８１０：第１スケール８１１：第１読み取り部
８２：磨耗量算出部
８３：スケールユニット８３０：第２スケール８３１：第２読み取り部
８４：第１記憶部８５：第２記憶部
Ｗ：被加工物Ｗａ：被加工物の上面

Claims

保持面の上に被加工物を保持する保持手段と、該保持面に保持された被加工物の上面を研削砥石の下面によって研削する研削手段と、該研削手段を該保持面に垂直な方向に研削送りする研削送り手段と、該保持面の高さを測定する保持面高さ測定部と、該保持面に保持された被加工物の上面の高さを測定する上面高さ測定部とを備える研削装置であって、
さらに、
該上面高さ測定部を該研削送り方向に昇降させる測定部移動手段と、
該測定部移動手段によって昇降された該上面高さ測定部の高さ位置を認識するスケールユニットと、
被加工物の厚みを算出する厚み算出部と、を備え、
該上面高さ測定部は、被加工物の上面に接触させる接触子を先端に配置したゲージと、該ゲージを該研削送り方向に突出可能に収容するシリンダと、該研削送り方向に昇降させ該被加工物の上面に該接触子を接触させた該ゲージの該シリンダからの突出量を測定する目盛りと、を備え、
該測定部移動手段によって該上面高さ測定部を昇降させることによって該保持面の高さを測定した時の該目盛りの値と、該保持面高さ測定部によって該保持面の高さを測定した時の測定値とが一致したときの、該スケールユニットによって認識した値を、該上面高さ測定部の原点とし、
該厚み算出部は、
該上面高さ測定部の該目盛りの値に、該上面高さ測定部の該原点からの相対的な高さの値を加算し、該保持面高さ測定部が測定した該保持面の高さの値を差し引いて、被加工物の厚みを算出する研削装置。
該保持面に接触させた該研削砥石の下面の高さを記憶する記憶部と、
該記憶部に記憶された値に、該厚み算出部により算出された研削終了時の被加工物の厚みを加算し、研削終了時の該研削砥石の高さ位置を差し引いて、該研削砥石の磨耗量を算出する磨耗量算出部と、を備える、請求項１記載の研削装置。