CN115461195A - 更换装置和更换方法 - Google Patents

Abstract

更换装置对在加工装置中使用的加工工具进行更换。所述加工装置包括：保持部，其用于保持处理体；加工机构，其以能够更换的方式安装对在所述保持部保持的所述处理体进行加工的加工工具；以及外罩，其容纳所述保持部和所述加工机构。所述更换装置包括更换机构、移动机构、行进台以及行进机构。所述更换机构向所述加工机构安装所述加工工具，或者从所述加工机构拆除所述加工工具。所述移动机构使所述更换机构经由所述外罩的进入口从所述外罩的外部向内部移动。所述行进台支承所述移动机构。所述行进机构使所述行进台行进。

Description

更换装置和更换方法

技术领域

本公开涉及更换装置和更换方法。

背景技术

专利文献1所记载的磨削单元包括：主轴；轮安装部，其配设于主轴的下端；以及磨削轮，其以能够装卸的方式安装于该轮安装部的下表面。磨削轮包括环状的轮基台和在该轮基台的下表面呈环状配设的多个磨削磨石。作业人员利用紧固螺栓将轮基台安装于轮安装部的下表面。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019-177444号公报

发明内容

发明要解决的问题

本公开的一技术方案提供一种防止在更换加工工具时作业人员被弄脏的技术。

用于解决问题的方案

本公开的一技术方案的更换装置对在加工装置中使用的加工工具进行更换。所述加工装置包括：保持部，其用于保持处理体；加工机构，其以能够更换的方式安装对在所述保持部保持的所述处理体进行加工的加工工具；以及外罩，其容纳所述保持部和所述加工机构。所述更换装置包括更换机构、移动机构、行进台以及行进机构。所述更换机构向所述加工机构安装所述加工工具，或者从所述加工机构拆下所述加工工具。所述移动机构使所述更换机构经由所述外罩的进入口从所述外罩的外部向内部移动。所述行进台支承所述移动机构。所述行进机构使所述行进台行进。

发明的效果

根据本公开的一技术方案，能够防止在更换加工工具时作业人员被弄脏。

附图说明

图1是表示工厂的布局的一例的俯视图。

图2是表示工厂的布局的另一例的俯视图。

图3是表示磨削系统的一例的俯视图。

图4是表示一实施方式的磨削装置的加工机构的剖视图。

图5是表示一实施方式的磨削装置和更换装置的剖视图。

图6是放大了图5的局部的剖视图。

图7是由功能模块表示一实施方式的磨削装置和更换装置的各自的控制部的结构要素的图。

图8是表示第1变形例的磨削装置和更换装置的剖视图。

图9是表示第2变形例的磨削装置和更换装置的剖视图。

图10是表示第3变形例的磨削装置和更换装置的剖视图。

图11是表示具备保管部的更换装置的一例的俯视图。

图12是表示紧固件的第1变形例的剖视图。

图13是表示紧固件的第2变形例的剖视图。

图14是表示第1旋转机构的一例的剖视图。

图15是表示气体供给机构的一例的剖视图。

图16是表示气体供给机构的另一例的剖视图。

图17是表示第2旋转机构的一例的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。另外，在各附图中，对相同或对应的结构标注相同的附图标记，有时省略说明。在本说明书中，X轴方向、Y轴方向、Z轴方向是互相垂直的方向。X轴方向和Y轴方向是水平方向，Z轴方向是铅垂方向。

如图1所示，在工厂的房间例如设置有：磨削系统1，其对基板W进行磨削；更换装置7，其对在磨削系统1搭载的磨削工具D进行更换；收纳库8，其用于收纳更换装置7；以及保管部9，其用于保管磨削工具D。也可以是，工厂例如是半导体工厂，该房间例如是洁净室。

基板W包括硅晶圆或化合物半导体晶圆等半导体基板或者玻璃基板。基板W也可以还包括在半导体基板或玻璃基板的表面形成的器件层。器件层包括电子回路。此外，基板W也可以是将多个基板接合而成的重合基板。

磨削系统1既可以如图1所示那样在工厂的房间配置多个，也可以仅配置一个。磨削系统1利用磨削工具D对基板W进行磨削。若磨削工具D磨损，则由更换装置7进行更换。由于更换装置7代替人对磨削工具D进行更换，因此，能够防止人被弄脏。对磨削工具D进行更换包括拆除使用完的磨削工具D和安装未使用的磨削工具D。

保管部9用于保管磨削工具D。使用完的磨削工具D和未使用的磨削工具D在本实施方式中由同一保管部9来保管，但也可以由不同的保管部9来保管。保管部9设于磨削系统1的外部。因此，能够使磨削系统1小型化。由于保管部9设于磨削系统1的外部，因此，与保管部9设于磨削系统1的内部的情况不同，使用自走式的机器人作为更换装置7。

更换装置7在收纳库8处待机，直至接收到磨削工具D的更换指令。若更换装置7接收到更换指令，则例如行进至磨削系统1，从磨削系统1拆除使用完的磨削工具D。接着，更换装置7在保持着所拆除的使用完的磨削工具D的状态下行进至保管部9，将使用完的磨削工具D放置于保管部9。之后，更换装置7在保管部9处获取未使用的磨削工具D，在保持着所获取的未使用的磨削工具D的状态下行进至磨削系统1，将未使用的磨削工具D安装于磨削系统1。最后，更换装置7返回至收纳库8，进行待机。

或者，若更换装置7接收到更换指令，则首先行进至保管部9，在保管部9处获取未使用的磨削工具D，在保持着所获取的未使用的磨削工具D的状态下行进至磨削系统1。接着，更换装置7从磨削系统1拆除使用完的磨削工具D。接下来，更换装置7将未使用的磨削工具D安装于磨削系统1。之后，更换装置7在保持着所拆除的使用完的磨削工具D的状态下行进至保管部9，将使用完的磨削工具D放置于保管部9。最后，更换装置7返回至收纳库8，进行待机。

保管部9共用于多个磨削系统1。与针对每个磨削系统1设置保管部9的情况相比较，能够减少保管部9的设置数量。

另外，如图2所示，保管部9也可以针对每个磨削系统1设置。在该情况下，与保管部9共用于多个磨削系统1的情况相比较，能够将保管部9设置在磨削系统1的附近。

此外，图1和图2所示的保管部9与更换装置7独立地设置，但如图11所示，更换装置7也可以具备保管部9。更换装置7的保管部9与更换装置7的行进台73一起行进。在该情况下，能够缩短更换装置7的行进距离。更换装置7的保管部9暂时保管在固定于更换装置7的外部的保管部9(参照图1或图2)与磨削系统1的加工机构43之间输送的磨削工具D。

接着，参照图3，对磨削系统1进行说明。磨削系统1具备送入送出部2、清洗部3、磨削部4以及控制部5。从X轴方向负侧向X轴方向正侧依次配置有送入送出部2、清洗部3以及磨削部4。

送入送出部2具有载置台21。载置台21用于载置盒C。盒C将多张基板W在铅垂方向上空开间隔地容纳。载置台21包括在Y轴方向上配置为一列的多个载置板22。在多个载置板22分别载置盒C。另外，载置板22的数量不特别限定。同样地，盒C的数量也不特别限定。

此外，送入送出部2具有第1输送区域23。在俯视时，第1输送区域23在载置台21和后述的传送装置35的旁边以被载置台21和传送装置35夹着的方式配置。送入送出部2具有在第1输送区域23输送基板W的第1输送装置24。第1输送装置24在配置于第1输送区域23的旁边的多个装置之间输送基板W。第1输送装置24包括保持基板W的第1输送臂24a。第1输送臂24a能够进行水平方向(X轴方向和Y轴方向这两个方向)上和铅垂方向上的移动以及以铅垂轴线为中心的旋转。第1输送臂24a的数量既可以是一个，也可以是多个。

清洗部3具有第1清洗装置31。第1清洗装置31对由后述的磨削装置40磨削后的基板W进行擦洗。第1清洗装置31包括海绵或刷子等清洗体，利用清洗体去除磨削屑等微粒。

此外，清洗部3具有第2清洗装置32。第2清洗装置32利用药液对由磨削装置40磨削后的基板W进行蚀刻。第2清洗装置32包括保持基板W的旋转卡盘和喷出药液的喷嘴。喷嘴向旋转的基板W的上表面的中心供给药液。

清洗部3也可以还具有第3清洗装置33。第3清洗装置33与第1清洗装置31以及第2清洗装置32不同，对由磨削装置40磨削前的基板W进行清洗。第3清洗装置33与第1清洗装置31同样地，对基板W进行擦洗。能够抑制异物咬入于磨削装置40的卡盘42和基板W之间，能够将基板W磨削得平坦。

清洗部3具有检测装置34。检测装置34检测由磨削装置40磨削前的基板W的中心。在俯视时，能够使磨削装置40的卡盘42的中心和基板W的中心对准。检测装置34除了检测基板W的中心以外，也可以检测基板W的晶体取向，具体地说，也可以检测表示基板W的晶体取向的槽口或定位平面。在与卡盘42一起旋转的旋转坐标系中，能够使基板W的晶体取向与期望的方位对准。

为了降低磨削系统1的设置面积，也可以使第1清洗装置31、第3清洗装置33以及检测装置34在铅垂方向上层叠。例如，检测装置34、第1清洗装置31以及第3清洗装置33从下侧朝向上侧依次配置。但是，该顺序不特别限定。

清洗部3具有传送装置35。传送装置35暂时容纳基板W。多个传送装置35也可以在铅垂方向上层叠。传送装置35的配置、个数不特别限定。

清洗部3具有第2输送区域36。在俯视时，第2输送区域36在第1清洗装置31、第2清洗装置32以及传送装置35的旁边以被第1清洗装置31、第2清洗装置32以及传送装置35包围三个方向的方式配置。清洗部3具有在第2输送区域36输送基板W的第2输送装置37。第2输送装置37在配置于第2输送区域36的旁边的多个装置之间输送基板W。第2输送装置37包括保持基板W的第2输送臂37a。第2输送臂37a能够进行水平方向(X轴方向和Y轴方向这两个方向)上和铅垂方向上的移动以及以铅垂轴线为中心的旋转。第2输送臂37a的数量既可以是一个，也可以是多个。

清洗部3在俯视时呈缺失了矩形的角的形状，第3输送区域38配置在该缺失的位置。在俯视时，第3输送区域38在第2输送区域36、第1清洗装置31以及磨削装置40的旁边以被第2输送区域36、第1清洗装置31以及磨削装置40包围三个方向的方式配置。第3输送区域38既可以设置在覆盖清洗部3和第3输送区域38这两者的壳体的内部，也可以设置在与覆盖清洗部3的壳体不同的壳体的内部并与清洗部3连接。

磨削系统1具备在第3输送区域38输送基板W的第3输送装置39。第3输送装置39在配置于第3输送区域38的旁边的多个装置之间输送基板W。第3输送装置39包括保持基板W的吸盘39a。吸盘39a从上方吸附基板W。吸盘39a能够进行水平方向(X轴方向和Y轴方向这两个方向)上和铅垂方向上的移动以及以铅垂轴线为中心的旋转。

磨削部4包括磨削装置40。磨削装置40对基板W进行磨削。磨削包括研磨。磨削所使用的磨粒可以是固定磨粒和游离磨粒中的任一者。磨削装置40例如具备台41、四个卡盘42以及三个加工机构43。

台41将四个卡盘42绕旋转中心线R1等间隔地保持，并以旋转中心线R1为中心旋转。四个卡盘42分别与台41一起旋转，依次向送入送出位置A0、1次磨削位置A1、2次磨削位置A2、3次磨削位置A3以及送入送出位置A0移动。

送入送出位置A0兼用作进行基板W送入的位置和进行基板W送出的位置。另外，在本实施方式中，送入位置和送出位置是相同的位置，但送入位置和送出位置也可以是不同的位置。1次磨削位置A1是进行基板W的1次磨削的位置。2次磨削位置A2是进行基板W的2次磨削的位置。3次磨削位置A3是进行基板W的3次磨削的位置。

四个卡盘42以各自的旋转中心线R2(参照图4)为中心旋转自如地安装于台41。在1次磨削位置A1、2次磨削位置A2以及3次磨削位置A3，卡盘42以各自的旋转中心线R2为中心旋转。

一个加工机构43在1次磨削位置A1对基板W进行1次磨削。另一个加工机构43在2次磨削位置A2对基板W进行2次磨削。剩余的加工机构43在3次磨削位置A3对基板W进行3次磨削。

另外，加工机构43的数量只要是一个以上即可。此外，卡盘42的数量只要比加工机构43的数量多即可。但是，也可以不设置台41。在不设置台41的情况下，卡盘42的数量也可以是与加工机构43的数量相同的数量，也可以是一个。

控制部5例如是计算机，具备CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)51和存储器等存储介质52。在存储介质52存储有控制在磨削系统1中执行的各种处理的程序。控制部5通过使CPU51执行在存储介质52存储的程序，从而控制磨削系统1的动作。

接着，对磨削系统1的动作进行说明。下述的动作在控制部5的控制下来实施。

首先，第1输送装置24从盒C取出基板W，向传送装置35输送。接下来，第2输送装置37从传送装置35向第3清洗装置33输送基板W。

接着，第3清洗装置33对由磨削装置40磨削前的基板W进行清洗。能够将洁净的基板W载置于磨削装置40的卡盘42，能够抑制异物的咬入。因此，能够将基板W磨削得平坦，能够抑制基板W的厚度偏差的劣化。在基板W干燥后，第2输送装置37从第3清洗装置33向检测装置34输送基板W。

另外，在未磨削的基板W洁净的情况下、或在磨削装置40具有清洗未磨削的基板W的机构的情况下，也可以不设置第3清洗装置33。在该情况下，第2输送装置37从传送装置35向检测装置34输送基板W。

接着，检测装置34检测基板W的中心。检测装置34也可以还检测基板W的晶体取向，具体地说，也可以还检测槽口等。之后，第3输送装置39从检测装置34向磨削装置40的卡盘42输送基板W。在此期间，控制部5基于检测装置34的检测结果控制第3输送装置39，使卡盘42的中心和基板W的中心对准。此外，控制部5基于检测装置34的检测结果控制第3输送装置39，在与卡盘42一起旋转的旋转坐标系中，使基板W的晶体取向与期望的方位对准。

接着，磨削装置40对基板W的上表面进行磨削。基板W与台41一起旋转，依次向送入送出位置A0、1次磨削位置A1、2次磨削位置A2、3次磨削位置A3以及送入送出位置A0移动。在此期间，实施1次磨削、2次磨削以及3次磨削。之后，第3输送装置39从卡盘42向第1清洗装置31输送基板W。

接着，第1清洗装置31对基板W的上表面进行清洗，去除磨削屑等微粒。在基板W干燥后，第2输送装置37从第1清洗装置31向第2清洗装置32输送基板W。

接着，第2清洗装置32对基板W的上表面进行蚀刻，去除磨削痕。在基板W干燥后，第2输送装置37从第2清洗装置32向传送装置35输送基板W。接下来，第1输送装置24从传送装置35向盒C输送基板W。基板W容纳于盒C。

接着，参照图4对磨削装置40的加工机构43进行说明。加工机构43具有供磨削工具D安装的可动部43a。加工机构43是驱动磨削工具D的驱动机构。磨削工具D与基板W接触，来磨削基板W。磨削工具D例如具有圆盘状的磨削轮D1和在磨削轮D1的下表面呈环状排列的多个磨石D2。

可动部43a包括：凸缘43a1，其供磨削工具D安装；主轴43a2，其在下端设有凸缘43a1；以及主轴马达43a3，其使主轴43a2旋转。凸缘43a1水平地配置，磨削工具D由螺栓等紧固件E以能够更换的方式安装在该凸缘43a1的下表面。紧固件E沿着凸缘43a1的周缘空开间隔地设有多个。主轴43a2铅垂地配置。主轴马达43a3使主轴43a2旋转，使安装于凸缘43a1的磨削工具D旋转。磨削工具D的旋转中心线R3是主轴43a2的旋转中心线。

加工机构43还具有使可动部43a升降的升降部43b。升降部43b例如包括：铅垂的Z轴引导件43b1；Z轴滑动件43b2，其沿着Z轴引导件43b1移动；以及Z轴马达43b3，其使Z轴滑动件43b2移动。可动部43a固定于Z轴滑动件43b2，可动部43a以及磨削工具D与Z轴滑动件43b2一起升降。升降部43b还包括检测磨削工具D的位置的位置检测器43b4。位置检测器43b4例如检测Z轴马达43b3的旋转，来检测磨削工具D的位置。

升降部43b使磨削工具D从待机位置下降。磨削工具D一边下降一边旋转，与旋转的基板W的上表面接触，磨削基板W的整个上表面。若基板W的厚度到达设定值，则升降部43b停止磨削工具D的下降。之后，升降部43b使磨削工具D上升至待机位置。

接着，参照图5和图6，对磨削工具D相对于加工机构43的安装和拆除进行说明。如图5所示，磨削装置40具备外罩44。外罩44容纳作为保持基板W的保持部的卡盘42和以能够更换的方式安装磨削工具D的加工机构43。外罩44抑制在其内部产生的磨削屑等微粒向外部流出。能够将工厂的房间维持为洁净。

外罩44具有供更换装置7在从外罩44的外部进入内部时穿过的进入口44a。更换装置7代替人从外罩44的外部进入内部并在外罩44的内部更换磨削工具D。

由于更换装置7代替人进入外罩44的内部而更换磨削工具D，因此，能够防止人被外罩44的内部的沉积物弄脏。此外，由于更换装置7设于磨削装置40的外部，因此，与更换装置7设于磨削装置40的内部的情况相比，能够使磨削装置40小型化。

磨削装置40具备开闭外罩44的进入口44a的闸门45。闸门45基本上封闭进入口44a，在更换装置7进入时开放进入口44a。与进入口44a始终开放的情况相比，能够抑制微粒经由进入口44a从外罩44的内部向外部流出，能够将工厂的房间维持为洁净。

磨削装置40也可以具备移动机构46，该移动机构46使闸门45在开放进入口44a的打开位置(例如图5所示的位置)和封闭进入口44a的关闭位置之间移动。移动机构46是气压缸或电动缸等。电动缸包括马达和滚珠丝杠。能够不手动而自动地移动闸门45。

如图3所示，磨削装置40具备多个加工机构43，针对每个加工机构43设有进入口44a。例如，加工机构43和进入口44a各自设在1次磨削位置A1、2次磨削位置A2以及3次磨削位置A3。针对每个进入口44a设有闸门45，针对每个进入口44a使闸门45移动。

加工机构43的数量越多，在磨削装置40的外部设置更换装置7的效果越显著。与本实施方式不同，在磨削装置40的内部针对每个加工机构43设置更换装置7的情况下、或在磨削装置40的内部针对多个加工机构43设置共用的更换装置7的情况下，会导致磨削装置40大型化。另一方面，根据本实施方式，由于在磨削装置40的外部设置更换装置7，因此，能够使磨削装置40小型化。但是，加工机构43的数量也可以是一个。

如图5所示，磨削装置40也可以具备限制机构47。限制机构47限制气体经由外罩44的进入口44a从外罩44的内部向外部流出。通过限制气体的流出，从而能够抑制微粒的流出，能够将工厂的房间维持为洁净。

例如，限制机构47具备使外罩44的内部与外部相比成为负压的排气管线47a。排气管线47a是管道等，将外罩44和排气源连接。排气源例如是真空泵或喷射器等。在排气管线47a的中途例如设有气压控制器47b。气压控制器47b控制外罩44的内部的气压。通过气压差，形成从外罩44的进入口44a朝向内部的气流。其结果是，能够限制气体从外罩44的内部向外部流出。

排气管线47a的与外罩44连接的连接口在图5中位于比外罩44的进入口44a靠上方的位置，但也可以位于靠下方的位置。在后者的情况下，能够在外罩44的内部形成下降流。也可以在外罩44的顶部设置风机过滤单元等鼓风机。送风量和排气量控制为使外罩44的内部与外部相比成为负压。

磨削装置40也可以具备清洗机构48。清洗机构48利用喷嘴等对磨削工具D或磨削工具D的周边构件供给清洗液。清洗液例如是DIW(去离子水)等。磨削工具D的周边构件例如是凸缘43a1或主轴43a2。在从加工机构43拆除使用完的磨削工具D前，清洗磨削工具D等。由此，能够抑制更换装置7被弄脏。此外，如果利用清洗机构48清洗磨削工具D，则能够抑制微粒与磨削工具D一起运送到外部。

磨削装置40具备控制部50。控制部50例如是计算机，具备CPU50a和存储器等存储介质50b。在存储介质50b存储有控制在磨削装置40中执行的各种处理的程序。控制部50通过使CPU50a执行在存储介质50b存储的程序，从而控制磨削装置40的动作。磨削装置40的控制部50也可以是磨削系统1的控制部5的一部分。

更换装置7例如具备更换机构71、移动机构72、行进台73以及行进机构74。更换机构71向加工机构43安装磨削工具D或从加工机构43拆除磨削工具D。更换机构71能够进行水平方向(X轴方向和Y轴方向这两个方向)上和铅垂方向上的移动以及以铅垂轴线为中心的旋转。移动机构72使更换机构71经由外罩44的进入口44a从外罩44的外部向内部移动。移动机构72例如是多关节臂，在一端保持更换机构71，在另一端与行进台73连结。行进台73支承移动机构72。行进机构74使行进台73行进。

由于更换装置7设于磨削装置40的外部，因此，与更换装置7设于磨削装置40的内部的情况不同，使用自走式的机器人作为更换装置7。更换装置7代替人更换磨削工具D。能够防止人被弄脏。此外，由于更换装置7设于磨削装置40的外部，因此，与更换装置7设于磨削装置40的内部的情况相比，能够使磨削装置40小型化。

如图6所示，更换机构71具有保持磨削工具D的保持机构71a。保持机构71a保持用于容纳磨削工具D的容器F。容器F是向上方开放的箱形状，在上表面具有凹部。在该凹部容纳磨削工具D。容器F容纳磨削工具D，在拆除磨削工具D时防止磨削液或磨削屑等掉落。另外，保持机构71a也可以保持磨削工具D。

更换机构71具有阻止加工机构43的主轴43a2旋转的止转机构71b。止转机构71b例如包括夹住凸缘43a1或主轴43a2的夹具。或者，止转机构71b包括插入于凸缘43a1或主轴43a2的孔的销。在利用止转机构71b阻止了主轴43a2旋转而阻止了磨削工具D旋转的状态下，能够使紧固件E紧固或松开。

更换机构71具有用于使紧固件E紧固或松开的操作机构71c，该紧固件E用于紧固磨削工具D和加工机构43。在紧固件E为螺栓的情况下，由与螺栓嵌合的扳钳或扳手等工具和使该工具旋转的旋转机构来构成操作机构71c。

如图1等所示，更换机构71和移动机构72的组也可以设有多个，并独立地控制。一组用于磨削工具D的安装，另一组用于磨削工具D的拆除。如果更换机构71和移动机构72的组为多个，则与一个的情况不同，能够相继迅速地实施磨削工具D的拆除和安装。也就是说，在磨削工具D的拆除和安装之间的间隔期间，更换装置7不需要在磨削装置40和保管部9之间往返。

另外，如果更换装置7的保管部9(参照图11)保管使用完的磨削工具D和未使用的磨削工具D这两者，则即使更换机构71和移动机构72各设有一个，也能够相继迅速地实施磨削工具D的拆除和安装。此外，如果更换装置7的保管部9(参照图11)对于使用完的磨削工具D和未使用的磨削工具D这两者各保管多个，则不用在固定于更换装置7的外部的保管部9(参照图1和图2)和磨削装置40之间往返，就能够对多个加工机构43连续地进行更换作业。

更换装置7也可以具备对更换机构71进行摄像的摄像装置75。摄像装置75与更换机构71同样地，安装于移动机构72的一端。能够一边利用摄像装置75监视更换机构71的动作，一边控制更换机构71。

更换装置7具备控制部76。控制部76例如是计算机，具备CPU76a和存储器等存储介质76b。在存储介质76b存储有控制在更换装置7中执行的各种处理的程序。控制部76通过使CPU76a执行在存储介质76b存储的程序，从而控制更换装置7的动作。

接着，参照图7，对磨削装置40的控制部50的功能和更换装置7的控制部76的功能进行说明。另外，图7所示的各功能模块是概念性的，不一定需要在物理上如图示那样构成。能够将各功能模块的全部或一部分以任意的单位在功能上或物理上分散、合并而构成。在各功能模块进行的各处理功能的全部或任意的一部分能够利用由CPU执行的程序来实现，或者作为基于布线逻辑的硬件来实现。

首先，对磨削装置40的控制部50的功能进行说明。控制部50例如具有更换指令生成部50c、位置检测部50d、开闭控制部50e、负压控制部50f、清洗控制部50g以及自动设置控制部50h。

更换指令生成部50c判断是否需要更换磨削工具D，并生成磨削工具D的更换指令。具体地说，更换指令生成部50c例如监视由磨削工具D磨削了的基板W的张数、磨削工具D的磨损量或从安装磨削工具D时起的经过时间等，若该监视的值达到设定值，则生成更换指令。所生成的更换指令以无线或有线的方式向更换装置7的控制部76发送。更换装置7和磨削装置40也可以借助外部的计算机发送接收信号。更换装置7在接收到更换指令并从磨削装置40接受请求时，行进至磨削装置40。

位置检测部50d利用检测部53检测更换装置7的行进台73是否到达更换磨削工具D的位置(例如图5所示的位置)。更换磨削工具D的位置设定在外罩44的外部，兼用作安装磨削工具D的位置和拆除磨削工具D的位置。检测部53例如检测更换装置7的行进台73到达外罩44的外部的设定位置的情况。检测部53例如安装于外罩44的外壁面，安装于进入口44a的上方。检测部53例如为照相机等。

开闭控制部50e控制闸门45的移动机构46，控制闸门45的位置。若更换装置7的行进台73到达更换磨削工具D的位置，则开闭控制部50e使闸门45的位置从关闭位置变更为打开位置。此外，若更换装置7的行进台73从更换磨削工具D的位置退出，则开闭控制部50e使闸门45的位置从打开位置变更为关闭位置。

负压控制部50f控制排气管线47a的气压控制器47b，使外罩44的内部与外部相比成为负压。负压控制部50f至少在闸门45开放外罩44的进入口44a的期间，使外罩44的内部与外部相比成为负压。

清洗控制部50g在闸门45开放外罩44的进入口44a前，控制清洗机构48，对磨削工具D或磨削工具D的周边构件供给清洗液。清洗液的供给例如在生成磨削工具D的更换指令后实施。另外，清洗液的供给也可以还在基板W的磨削过程中或磨削结束时实施。

自动设置控制部50h在磨削工具D的更换结束并且更换装置7从更换磨削工具D的位置退出时实施自动设置。自动设置例如包括未使用的磨削工具D的修整或外罩44的内部的温度调节。

接着，对更换装置7的控制部76的功能进行说明。控制部76例如具有行进控制部76c、移动控制部76d以及更换控制部76e。

行进控制部76c控制行进机构74，控制行进台73的位置。例如，行进控制部76c控制行进机构74，使行进台73在保管磨削工具D的位置和更换磨削工具D的位置之间行进。

移动控制部76d控制移动机构72，控制更换机构71的位置。行进台73在更换磨削工具D的位置停止，在更换装置7利用从磨削装置40发送来的信号等检测到外罩44的进入口44a开放时，移动控制部76d使更换机构71经由外罩44的进入口44a从外罩44的外部向内部移动。此外，在行进台73从更换磨削工具D的位置退出前，移动控制部76d使更换机构71经由外罩44的进入口44a从外罩44的内部向外部移动。

更换控制部76e控制更换机构71，控制磨削工具D的拆除或安装。更换控制部76e在利用保持机构71a保持磨削工具D并且利用止转机构71b阻止主轴43a2旋转的状态下，利用操作机构71c使紧固件E紧固或松开。更换控制部76e一边利用摄像装置75监视更换机构71的动作，一边控制更换机构71。

接着，总结说明磨削装置40和更换装置7的动作。磨削装置40判断是否需要更换磨削工具D，并生成磨削工具D的更换指令。接着，磨削装置40向更换装置7发送所生成的更换指令。此外，磨削装置40在判断为需要更换磨削工具D时，停止基板W的磨削，实施清洗机构48的清洗。另一方面，更换装置7在从磨削装置40接收到更换指令时，靠近磨削装置40。磨削装置40在检测到更换装置7的行进台73到达更换磨削工具D的位置时，打开闸门45。之后，更换装置7使更换机构71从外罩44的进入口44a向内部进入。接着，更换装置7从加工机构43拆除使用完的磨削工具D，并向加工机构43安装未使用的磨削工具D。之后，更换装置7使更换机构71从外罩44的进入口44a向外部退出。之后，磨削装置40关闭闸门45，实施自动设置控制。接着，磨削装置40再次开始基板W的磨削。

接着，参照图8，对第1变形例的磨削装置40和更换装置7进行说明。以下，主要对与上述实施方式的不同点进行说明。

本变形例的磨削装置40的限制机构47除了具有排气管线47a以外，还具有密封构件47c。另外，限制机构47也可以仅具有密封构件47c。密封构件47c与更换装置7的进入外罩44的进入口44a的多关节臂等接触，并封堵外罩44的进入口44a。通过密封构件47c，能够限制气体的流出，抑制微粒的流出。

密封构件47c例如安装于闸门45，与闸门45一起移动。闸门45设有一对，密封构件47c安装于一对闸门45的互相面对的面。一对密封构件47c夹着并包围更换装置7，封堵外罩44的进入口44a。密封构件47c由橡胶等挠性材料形成，仿照更换装置7的外形地变形。

在更换装置7的行进台73到达外罩44的外部的设定位置时，开闭控制部50e使闸门45的位置从关闭位置变更为打开位置。之后，移动控制部76d使更换机构71经由外罩44的进入口44a从外罩44的外部向内部移动。此时，密封构件47c不与更换装置7接触。

之后，开闭控制部50e使闸门45的位置从打开位置变更为密封位置(例如图8所示的位置)。密封位置是密封构件47c与更换装置7的多关节臂等接触并封堵外罩44的进入口44a的位置。在密封构件47c封堵进入口44a的状态下，更换控制部76e控制更换机构71，实施磨削工具D的拆除或安装。

在磨削工具D的拆除或安装结束时，开闭控制部50e使闸门45的位置从密封位置变更为打开位置。接下来，移动控制部76d使更换机构71经由外罩44的进入口44a从外罩44的外部向内部移动。之后，行进控制部76c控制行进机构74，使行进台73从更换磨削工具D的位置向保管磨削工具D的位置行进。

接着，参照图9，对第2变形例的磨削装置40和更换装置7进行说明。以下，主要对与上述实施方式以及上述第1变形例的不同点进行说明。

本变形例的磨削装置40的外罩44具有形成进入口44a的主壳体44b和以包围主壳体44b的进入口44a的方式安装于主壳体44b的外壁面的副壳体44c。主壳体44b容纳作为保持基板W的保持部的卡盘42和以能够更换的方式安装磨削工具D的加工机构43。

副壳体44c包括供更换装置7从副壳体44c的外部进入内部时穿过的第2进入口44d。更换装置7在到达更换磨削工具D的位置后，依次穿过第2进入口44d和进入口44a，进入主壳体44b的内部，在主壳体44b的内部更换磨削工具D。

磨削装置40具备开闭副壳体44c的第2进入口44d的第2闸门61。第2闸门61基本上封闭第2进入口44d，在更换装置7进入时开放第2进入口44d。与第2进入口44d始终开放的情况相比，能够抑制微粒经由第2进入口44d从外罩44的内部向外部流出，能够将工厂的房间维持为洁净。

磨削装置40也可以具备第2移动机构62，该第2移动机构62使第2闸门61在开放第2进入口44d的第2打开位置和封闭第2进入口44d的第2关闭位置之间移动。第2移动机构62是气压缸或电动缸等。能够不手动而自动地移动第2闸门61。

第2进入口44d与进入口44a同样地针对每个加工机构43设置。例如，第2进入口44d分别设在1次磨削位置A1、2次磨削位置A2以及3次磨削位置A3。针对每个第2进入口44d设有第2闸门61，针对每个第2进入口44d使第2闸门61移动。

磨削装置40的控制部50具备未图示的第2开闭控制部。第2开闭控制部控制第2移动机构62，控制第2闸门61的位置。在更换装置7的行进台73到达更换磨削工具D的位置时，第2开闭控制部使第2闸门61的位置从第2关闭位置变更为第2打开位置。此外，在更换装置7的行进台73从更换磨削工具D的位置退出时，第2开闭控制部使第2闸门61的位置从第2打开位置变更为第2关闭位置。

磨削装置40的限制机构47也可以具有第2密封构件47d。第2密封构件47d与更换装置7的进入副壳体44c的第2进入口44d的多关节臂等接触，并封堵副壳体44c的第2进入口44d。通过第2密封构件47d，能够限制气体的流出，抑制微粒的流出。

第2密封构件47d例如安装于第2闸门61，与第2闸门61一起移动。第2闸门61设有一对，第2密封构件47d安装于一对第2闸门61的互相面对的面。一对第2密封构件47d夹着并包围更换装置7，封堵外罩44的第2进入口44d。第2密封构件47d由橡胶等挠性材料形成，仿照更换装置7的外形地变形。

在更换装置7的行进台73到达外罩44的外部的设定位置时，第2开闭控制部使第2闸门61的位置从第2关闭位置变更为第2打开位置。之后，移动控制部76d使更换机构71经由副壳体44c的第2进入口44d从副壳体44c的外部向内部移动。此时，第2密封构件47d不与更换装置7接触。

之后，第2开闭控制部使第2闸门61的位置从第2打开位置变更为第2密封位置(例如图9所示的位置)。第2密封位置是第2密封构件47d与更换装置7的多关节臂等接触并封堵副壳体44c的第2进入口44d的位置。在第2密封构件47d封堵第2进入口44d的状态下，开闭控制部50e使闸门45的位置从关闭位置变更为打开位置。接着，移动控制部76d使更换机构71经由主壳体44b的进入口44a从主壳体44b的外部向内部移动。接下来，开闭控制部50e使闸门45的位置从打开位置变更为密封位置。之后，更换控制部76e控制更换机构71，实施磨削工具D的拆除或安装。另外，在第2密封构件47d安装于第2闸门61的情况下，如果第2密封构件47d封堵副壳体44c的第2进入口44d，则能够抑制微粒的流出。因此，也可以不设置密封构件47c。但是，如果还设置有密封构件47c，则能够进一步抑制微粒的流出。

在磨削工具D的拆除或安装结束时，开闭控制部50e使闸门45的位置从密封位置变更为打开位置。接着，移动控制部76d使更换机构71经由主壳体44b的进入口44a从主壳体44b的内部向外部移动。接着，开闭控制部50e使闸门45的位置从打开位置变更为关闭位置。之后，第2开闭控制部使第2闸门61的位置从第2密封位置变更为第2打开位置。接下来，移动控制部76d使更换机构71经由副壳体44c的第2进入口44d从副壳体44c的内部向外部移动。之后，行进控制部76c控制行进机构74，使行进台73从更换磨削工具D的位置向保管磨削工具D的位置行进。如此，不同时开放进入口44a和第2进入口44d，将至少一者封闭，从而能够防止主壳体44b的内部相对于磨削装置40的外部开放。

接着，参照图10，对第3变形例的磨削装置40和更换装置7进行说明。以下，主要对与上述实施方式、上述第1变形例以及上述第2变形例的不同点进行说明。

本变形例的更换装置7具备安装于行进台73的壳体77。壳体77在容纳更换机构71和移动机构72的状态下与外罩44的外壁面接触，将壳体77的内部密闭。壳体77也可以在与外罩44接触的接触面具有密封构件77a。

在闸门45开放外罩44的进入口44a时，壳体77的内部和外罩44的内部经由外罩44的进入口44a连通。在该状态下，实施磨削工具D的更换。通过壳体77，能够限制气体的流出，能够抑制微粒的流出，能够将工厂的房间维持为洁净。

另外，如图9所示，在外罩44具有主壳体44b和副壳体44c的情况下，壳体77与副壳体44c的外壁面接触。在第2闸门61开放副壳体44c的第2进入口44d且闸门45开放主壳体44b的进入口44a时，壳体77的内部和主壳体44b的内部连通。

另外，如图6所示，加工机构43包括以能够更换的方式安装磨削工具D的安装部(例如凸缘43a1)和将凸缘43a1与磨削工具D紧固的紧固件E。紧固件E例如是螺栓。紧固件E从凸缘43a1的上方紧固凸缘43a1和磨削工具D。例如，紧固件E插入于在上下方向上贯通凸缘43a1的直孔，并拧入于在磨削工具D(详细地说，磨削轮D1)的上表面形成的螺纹孔。紧固件E的操作由操作机构71c来进行。如图6所示，操作机构71c在凸缘43a1的上方使紧固件E紧固或松开。

为了保护主轴43a2不受包含磨削屑的磨削液的影响，有时在凸缘43a1的上方设置覆盖主轴43a2的罩等。若设有罩等，则操作机构71c难以进入凸缘43a1的上方，难以操作紧固件E。

因此，如图12所示，紧固件E也可以从凸缘43a1的横向紧固凸缘43a1和磨削工具D。或者，如图13所示，紧固件E也可以从凸缘43a1的斜下方紧固凸缘43a1和磨削工具D。不管怎样，即使在凸缘43a1的上方存在罩等的情况下，由于操作机构71c不进入凸缘43a1的上方，因此，操作机构71c容易操作紧固件E。

如图12所示，凸缘43a1例如包括圆盘状的上部凸缘101和外径比上部凸缘101的外径小的圆盘状的下部凸缘102。另一方面，磨削工具D包括：环部111，其与下部凸缘102嵌合；圆盘部112，其封堵环部111的下方；以及多个磨石113，其沿着圆盘部112的外周排列。

如图12所示，紧固件E的轴向也可以是与主轴43a2的旋转中心线R3正交的方向。紧固件E例如插入于在径向上贯通磨削工具D(详细地说，环部111)的直孔，并拧入于在凸缘43a1(详细地说，下部凸缘102)的外周面形成的螺纹孔。

或者，如图13所示，紧固件E的轴向也可以是以越远离主轴43a2的旋转中心线R3越去向下方的方式倾斜的方向。紧固件E例如插入于斜着贯通磨削工具D的直孔，并拧入于在凸缘43a1的下表面形成的螺纹孔。

如图14所示，更换机构71具有保持磨削工具D的保持机构71a。保持机构71a例如从下方保持磨削工具D。保持机构71a例如借助后述的第1旋转机构71d设于多关节臂72a的前端。多关节臂72a的前端从横向进入加工机构43的下方，并向上方抬起。之后，保持机构71a与磨削工具D接触，保持磨削工具D。

更换机构71也可以具有使保持机构71a旋转的第1旋转机构71d。在保持机构71a保持磨削工具D时，保持机构71a的旋转中心线和主轴43a2的旋转中心线R3一致。第1旋转机构71d通过使保持机构71a旋转，从而能够同时使磨削工具D和凸缘43a1旋转，能够使紧固件E朝向操作机构71c。因而，能够使操作机构71c的动作简单化。

当紧固件E在磨削工具D的周向上空开间隔地设有多个的情况下，控制部76重复实施利用第1旋转机构71d使保持机构71a旋转的操作和利用操作机构71c松开紧固件E的操作。在操作机构71c松开紧固件E前，以使紧固件E朝向操作机构71c的方式使保持机构71a的旋转停止。此时，也可以是，控制部76使用图6所示的摄像装置75监视紧固件E的位置，判断紧固件E的位置是否为期望的位置，控制保持机构71a的旋转停止位置。在拆下全部的紧固件E时，磨削工具D和加工机构43的紧固被解除。

为了辅助磨削工具D和加工机构43的分离，如图15所示，更换机构71也可以具有向磨削工具D和加工机构43之间供给气体的气体供给机构71e。气体供给机构71e包括喷出气体的喷嘴121。喷嘴121例如向上部凸缘101的下表面和环部111的上表面之间的间隙供给气体。通过气体的风压，能够容易使磨削工具D和加工机构43剥离。

如图16所示，也可以在磨削工具D形成将从喷嘴121供给来的气体向磨削工具D和加工机构43之间的接触面引导的孔114。孔114将从喷嘴121供给来的气体例如向凸缘43a1的下表面和磨削工具D的上表面之间的间隙引导。孔114也可以是专用的孔，也可以兼用作安装紧固件E的孔(例如直孔或螺纹孔)。

如图17所示，更换机构71也可以具有使加工机构43的主轴43a2旋转的第2旋转机构71f。第2旋转机构71f例如包括辊131。辊131的旋转中心线与主轴43a2的旋转中心线R3平行，辊131和凸缘43a1接触。在使辊131旋转时，通过摩擦而使凸缘43a1旋转。

在将磨削工具D向凸缘43a1安装前，第2旋转机构71f使凸缘43a1旋转，使凸缘43a1的供紧固件E安装的孔105(例如螺纹孔或直孔)朝向期望的方向。此时，也可以是，控制部76使用图6所示的摄像装置75监视凸缘43a1的方向，判断凸缘43a1的方向是否为期望的方向，控制凸缘43a1的旋转停止位置。

此外，如图17所示，在将磨削工具D向凸缘43a1安装前，第1旋转机构71d使磨削工具D旋转，使磨削工具D的供紧固件E安装的孔115(例如直孔或螺纹孔)朝向期望的方向。此时，也可以是，控制部76使用图6所示的摄像装置75监视磨削工具D的方向，判断磨削工具D的方向是否为期望的方向，控制磨削工具D的旋转停止位置。之后，多关节臂72a的前端向上方抬起，使磨削工具D与凸缘43a1接触。

使磨削工具D的供紧固件E安装的孔115的方向和凸缘43a1的供紧固件E安装的孔105的方向一致。使任一组的孔115、105的方向朝向操作机构71c。之后，多关节臂72a的前端向上方抬起，使磨削工具D与凸缘43a1接触。接着，操作机构71c利用紧固件E紧固磨削工具D和凸缘43a1。之后，控制部76重复实施利用第1旋转机构71d使保持机构71a旋转的操作和利用操作机构71c紧固紧固件E的操作。此时，也可以是，控制部76使用图6所示的摄像装置75监视孔115、105的位置，判断孔115、105的位置是否为期望的位置，控制保持机构71a的旋转停止位置。在紧固全部的紧固件E时，完成磨削工具D和加工机构43之间的紧固。

以上，对本公开的加工装置、加工装置的加工工具的安装方法、更换装置以及更换方法进行了说明，但本公开不限定于上述实施方式等。在权利要求书所记载的范围内，能够进行各种变更、修正、置换、附加、删除以及组合。这些当然也属于本公开的技术范围。

例如，本公开的加工装置在上述实施方式中是磨削装置，但也可以是切削装置或切断装置等。另外，磨削包括研磨。加工装置只要具备以能够更换的方式安装加工工具的加工机构即可。在加工装置为切削装置的情况下，端铣刀等切削工具以能够更换的方式安装于加工机构。此外，在加工装置为切断装置的情况下，刀片等切断工具以能够更换的方式安装于加工机构。加工工具只要与处理体接触并对处理体进行加工即可。加工工具与处理体接触，在磨损时进行更换。

此外，由本公开的加工装置加工的处理体在上述实施方式中为基板W，但不限定于基板W。

本申请主张基于2020年5月1日向日本专利局申请的日本特愿2020-081377号的优先权，将日本特愿2020-081377号的全部内容引用于本申请。

附图标记说明

7、更换装置；40、磨削装置(加工装置)；42、卡盘(保持部)；43、加工机构；44、外罩；44a、进入口；71、更换机构；72、移动机构；73、行进台；74、行进机构；D、磨削工具(加工工具)；W、基板(处理体)。

Claims (14)

1.一种更换装置，其是对在加工装置中使用的加工工具进行更换的更换装置，所述加工装置包括：保持部，其用于保持处理体；加工机构，其以能够更换的方式安装对在所述保持部保持的所述处理体进行加工的所述加工工具；以及外罩，其容纳所述保持部和所述加工机构，其中，

该更换装置包括：

更换机构，其向所述加工机构安装所述加工工具，或者从所述加工机构拆下所述加工工具；

移动机构，其使所述更换机构经由所述外罩的进入口从所述外罩的外部向内部移动；

行进台，其支承所述移动机构；以及

行进机构，其使所述行进台行进。

2.根据权利要求1所述的更换装置，其中，

该更换装置包括控制所述行进机构的行进控制部，

所述加工工具由共用于多个所述加工装置的保管部保管，

所述行进控制部进行以下控制：所述行进机构使所述行进台在保管所述加工工具的位置和更换所述加工工具的位置之间行进。

3.根据权利要求1所述的更换装置，其中，

该更换装置包括控制所述行进机构的行进控制部，

所述加工工具由针对多个所述加工装置中的每个所述加工装置在所述加工装置的外部设置的保管部保管，

所述行进控制部进行以下控制：所述行进机构使所述行进台在保管所述加工工具的位置和更换所述加工工具的位置之间行进。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的更换装置，其中，

该更换装置包括保管所述加工工具的保管部，

所述保管部与所述行进台一起行进。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的更换装置，其中，

该更换装置包括安装于所述行进台的壳体，

所述壳体在容纳所述更换机构和所述移动机构的状态下与所述外罩的外壁面接触，将所述壳体的内部密闭，

所述壳体的内部和所述外罩的内部经由所述外罩的所述进入口连通。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的更换装置，其中，

所述更换机构具有保持所述加工工具的保持机构。

7.根据权利要求6所述的更换装置，其中，

所述保持机构保持用于容纳所述加工工具的容器。

8.根据权利要求6或7所述的更换装置，其中，

所述更换机构包括使所述保持机构旋转的第1旋转机构。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的更换装置，其中，

所述更换机构具有阻止所述加工机构的主轴旋转的止转机构。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的更换装置，其中，

所述更换机构具有使所述加工机构的主轴旋转的第2旋转机构。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的更换装置，其中，

所述更换机构具有使紧固件紧固或松开的操作机构，该紧固件用于紧固所述加工工具和所述加工机构。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的更换装置，其中，

所述更换机构具有向所述加工工具和所述加工机构之间供给气体的气体供给机构。

13.根据权利要求1～12中任一项所述的更换装置，其中，

所述更换机构和所述移动机构的组设有多个，并被独立地控制。

14.一种更换方法，其是对在加工装置中使用的加工工具进行更换的更换方法，所述加工装置包括：保持部，其用于保持处理体；加工机构，其以能够更换的方式安装对在所述保持部保持的所述处理体进行加工的所述加工工具；以及外罩，其容纳所述保持部和所述加工机构，其中，

该更换方法包括以下步骤：

对所述加工工具进行更换的更换装置接收由所述加工装置生成的更换指令；

所述更换装置行进至所述外罩的外部的设定位置；

所述更换装置检测所述外罩的进入口开放的情况；

所述更换装置经由所述外罩的所述进入口从所述外罩的外部进入内部；以及

所述更换装置向所述加工机构安装所述加工工具，或者从所述加工机构拆下所述加工工具。

Images