JP2012106300A - 研削加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】研削加工装置の搬送ロボットの電池の残量がなくなることによって搬送ロボットにおける各軸の位置の記憶が消えないようにする。
【解決手段】主電池部５５ａの残量がなくなった場合等に使用する予備電池部５５ｂを電池部５５に備え、主電池部５５ａの残量がなくなった場合でも予備電池部５５ｂからの電力供給によって記憶部５４の記憶内容を維持し、搬送ロボット５の軸部５１ａ〜５１ｄの位置に関する情報が記憶部５４において保持されるようにする。また、記憶部５４への電力の供給源が主電池部５５ａから予備電池部５５ｂに切り替わった際に予備電池部５５ｂが使用されていることをオペレータに知らせる警告部５７を備え、主電池部５５ａの残量が少なくなった場合又はなくなった場合に主電池部５５ａを迅速に交換することを可能とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワークを研削加工する研削加工装置に関する。

半導体デバイス製造工程においては、ＩＣ・ＬＳＩ等の回路が複数個形成された半導体ウェーハは、個々のチップに分割される前にその裏面が研削装置によって研削されて所定の厚さに形成されている。半導体ウェーハの裏面を研削する研削装置は、カセットからワークを搬出する搬送ロボットと、被加工物着脱域と研削域に沿って回転可能に配設されたターンテーブルと、ターンテーブルの回転によって順次研削域に移動する複数個のチャックテーブルと、研削域に配設され研削域に位置付けられたチャックテーブル上に保持された被加工物を研削する研削ホイールを備えた研削手段とを具備している（例えば特許文献１参照）。

搬送ロボットは、複数の軸を有しており、精密な位置制御によりワークを所望の位置に搬送するために、各軸について予め動作の原点を定めるいわゆる原点出しを行う必要がある。この原点出しは、ワークを保持した状態で行うと、ワークを装置に衝突させたりして破損させてしまうおそれがあるため、ワークを保持する前に各軸の位置を記憶しており、装置の電源を落とした際にも搬送ロボットが各軸の位置の記憶を維持できるように、電池を使用している。

特開平１０−０８６０４８号公報

しかし、電池の残量がなくなると、搬送ロボットにおける各軸の位置の記憶が突然消えてしまうという問題があった。

本発明は、これらの事実に鑑みてなされたものであって、その主な技術的課題は、搬送ロボットの電池の残量がなくなることによって搬送ロボットにおける各軸の位置の記憶が消えてしまうことのない研削加工装置を提供することにある。

本発明は、ワークを保持する保持手段と、保持手段に保持されたワークに研削加工を施す研削加工手段と、保持手段にワークを搬入するためにワークを収容したカセットからワークを搬出する搬送ロボットとを含む研削加工装置に関するもので、搬送ロボットは、ワークを保持する保持部と、保持部を移動させる複数の軸部と、軸部の位置を記憶する記憶部と、電源が落ちた際にも記憶部の記憶を維持させるための電池部とを有し、電池部は、通常使用する主電池部と、主電池部の残量が少なくなった場合又はなくなった場合に使用する予備電池部とを有し、記憶部への電力の供給源が主電池部から予備電池部に切り替わった際には、予備電池部が使用されていることをオペレータに知らせる警告部を有する。

本発明では、主電池部の残量が少なくなった場合又はなくなった場合に使用する予備電池部を電池部に備えたため、主電池部の残量がなくなった場合でも、予備電池部からの電力供給によって記憶部の記憶内容を維持することができる。したがって、搬送ロボットの軸部の位置に関する情報が、記憶部において常時維持される。また、記憶部への電力の供給源が主電池部から予備電池部に切り替わった際に予備電池部が使用されていることをオペレータに知らせる警告部を備えたため、予備電池部の使用が開始された後に主電池部を迅速に交換することができる。

研削加工装置の一例を示す斜視図である。 図１のＣ部の搬送ロボットを拡大して示す斜視図である。

図１に示す研削加工装置１は、保持手段２において被加工物（ワーク）を保持し、保持手段２に保持されたワークの被研削面に対して研削加工手段３によって研削加工を施す装置である。

装置前部には、ワークを収容するカセット４０ａ、４０ｂを支持する２つのカセット支持台４ａ、４ｂを備えている。カセット支持台４ａには研削前のワークを収容するカセット４０ａが載置され、他方のカセット支持台４ｂには研削後のワークを収容するカセット４０ｂが載置される。

カセット支持台４ａ、４ｂの後方側には、保持手段２にワークを搬入するためのカセット４０ａからのワークの搬出及びカセット４０ｂに対するワークの搬入を行う搬送ロボット５が配設されている。この搬送ロボット５は、ワークを吸引保持して移動可能な保持部５０を備えている。

図２に示すように、搬送ロボット５は、保持部５０を移動させるための複数の軸部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄを備えている。軸部５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、鉛直方向の軸心を有している。一方、軸部５１ｄは、水平方向の軸心を有している。

軸部５１ａは、基部５２に対して回動可能となっているとともに第１アーム５３ａに連結されており、軸部５１ａの回動によって第１アーム５３ａを回動させることができる。

第１アーム５３ａの先端部には軸部５１ｂを介して第２アーム５３ｂが連結されている。第２アーム５３ｂは、第１アーム５３ａに対して回動可能となっている。

第２アーム５３ｂの先端部には軸部５１ｃが連結され、軸部５１ｃの上部には、軸部５１ｃに対して回動可能に軸支部５１ｅが配設されている。軸支部５１ｅは、軸部５１ｃに対して水平方向に直交する方向の回転軸である軸部５１ｄを回動可能に支持しており、軸部５１ｄには平板上の保持部５０が連結されている。保持部５０は、軸部５１ｄの回動により水平方向の回転軸を中心として回動して傾きを調整可能となっている。

保持部５０の水平方向の位置は、軸部５１ａ、５１ｂ、５１ｃの位置によって定まり、保持部５０の傾きは、軸部５１ｄの回転角度によって定まる。搬送ロボット５には、少なくとも軸部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄの位置に関する情報を記憶するメモリ等の記憶素子からなる記憶部５４を備えている。

記憶部５４は、装置の電源が投入されている間は、その電源からの電力によって記憶内容を保持する。また、装置の電源が落ちた場合においても、電池部５５からの電力供給を受けて記憶部５４の記憶内容が維持される。

電池部５５は、通常使用する主電池部５５ａと、主電池部５５ａの残量が少なくなった場合又はなくなった場合に使用する予備電池部５５ｂとが並列に接続されて構成されている。主電池部５５ａの残量が所定基準量よりも多い場合は、主電池部５５ａから記憶部５４に対して電力供給が行われる。

記憶部５４は、スイッチング素子等からなる切替部５６を介して主電池部５５ａ及び予備電池部５５ｂに接続されている。主電池部５５ａ及び予備電池部５５ｂは、切替部５６における切替えよって選択的に記憶部５４に電力を供給する。切替部５６は、通常は主電池部５５ａを記憶部５４に接続しており、主電池部５５ａの残量が所定量より少なくなったりなくなったりしたときに予備電池部５５ｂに接続を自動的に切り替える。

予備電池部５５ｂには、記憶部５４への電力供給が主電池部５５ａから予備電池部５５ｂに切り替わったことを検知し、予備電池部５５ｂが使用されていることをオペレータに知らせる警告部５７が接続されている。警告部５７は、ランプの点灯によって警告を発する。また、警告部５７は、ランプの点灯とともに、又はランプの点灯に代えて、警告音を発することによって警告を行うようにしてもよい。

図１に示すように、主電池部５５ａ及び予備電池部５５ｂは、装置前面の収容部５８ａ、５８ｂにそれぞれ収容されている。また、装置前面には、ランプからなる警告部５７が配設されている。主電池部５５ａ及び予備電池部５５ｂは、搬送ロボット５の内部ではなく、外部の収容部５８ａ、５８ｂに収容したことで、装置前面側から主電池部５５ａまたは予備電池部５５ｂを容易に交換することができる。

図１に示すように、保持部５０の可動範囲には、搬送ロボット５がカセット４０ａから搬出したワークの中心位置を一定の位置に位置合わせする中心合わせ手段６が配設されている。中心合わせ手段６には、ワークが載置される載置台６０と、載置台６０から上方に突出した状態で円弧状に配置され互いに近づく方向に移動可能な複数の突起部６１とを備えている。

また、保持部５０の可動範囲には、研削加工後のワークを洗浄する洗浄手段７が配設されている。洗浄手段７は、ワークを保持して回転する回転テーブル７０と、回転テーブル７０に保持されたワークに洗浄液を噴出するノズル（図示せず）とを備えている。

中心合わせ手段６の近傍には、中心合わせ手段６から保持手段２へのワークの搬送を行う第一の搬送手段８ａと、保持手段２から洗浄手段７へのワークの搬送を行う第二の搬送手段８ｂとが配設されている。第一の搬送手段８ａは、旋回動及び昇降するアーム部８０ａと、ワークを吸着する吸着部８１ａとを備えている。第二の搬送手段８ｂも同様に、旋回動及び昇降するアーム部８０ｂと、ワークを吸着する吸着部８１ｂとを備えている。

保持手段２は、回転可能であるとともに水平方向に移動可能となっており、保持手段２に対して第一の搬送手段８ａ及び第二の搬送手段８ｂによるワークの着脱が行われる領域である着脱域Ａと、研削加工手段３によるワークの研削が行われる領域である研削域Ｂとの間を移動できる構成となっている。

研削加工手段３は、鉛直方向の軸心を有する回転軸３０と、回転軸３０の下端に形成され回転可能なホイールマウント３１と、回転軸３０及びホイールマウント３１を回転駆動するモータ３２と、ホイールマウント３１に装着された研削ホイール３３とから構成され、研削ホイール３３の下面には円環状に複数の研削砥石３４が固着されている。

研削加工手段４は、研削送り手段９によって駆動されて昇降可能となっている。研削送り手段９は、鉛直方向の軸心を有し回転可能なボールスクリュー９０と、ボールスクリュー９０と平行に配設された一対のガイドレール９１と、ボールスクリュー９０を正逆回転させるパルスモータ９２と、ボールスクリュー９０に螺合する図示しないナットを内部に有するとともに側部がガイドレール９１に摺接する基台９３と、基台９３に固定され研削加工手段３を固定支持する支持部９４とから構成されている。研削送り手段９は、パルスモータ９２の駆動によってボールスクリュー９０が回転することにより基台９３がガイドレール９１に案内されて昇降し、これに伴い研削加工手段３を昇降させる構成となっている。

次に、図１に示した研削加工装置１においてワークの研削を行う際の研削加工装置１の動作について説明する。研削前のワークＷはカセット４０ａに収容されカセット支持台４ａに載置される。一方、研削後のワークが収容されるカセット４０ｂは、カセット支持台４ｂに載置される。なお、ワークは特に限定はされないが、例えばシリコンウェーハ、ガリウム砒素、シリコンカーバイド等の半導体ウェーハや、チップ実装用としてウェーハの裏面に設けられるＤＡＦ（Die Attach Film）等の粘着部材、半導体製品のパッケージ、セラミックス、ガラス、サファイア系の無機材料基板、液晶ディスプレイドライバー等の各種電子部品、さらには、ミクロンオーダーの加工位置精度が要求される各種加工材料が挙げられる。

カセット４０ａ、４０ｂがカセット支持台４ａ、４ｂにそれぞれ載置されると、搬送ロボット５の保持部５０が各軸部５１ａ〜５１ｄの回動によりカセット４０ａに進入し、カセット４０ａに内部に収容された１枚のワークを吸着する。

カセット４０ａからワークＷを搬出するためには、保持部５０の位置及び傾きを正確に制御する必要がある。そのため、ワークＷの研削を行う前に、搬送ロボット５の軸部５１ａ〜５１ｄの原点の位置情報は、図２に示した記憶部５４に予め記憶されており、かかる原点の位置情報を基準として動作が制御される。

保持部５０は、ワークを吸着すると、カセット４０ａから退避し、ワークを中心合わせ手段６に搬送し、載置台６０にワークを載置して吸着を解除する。そして、複数の突起部６１が近づく方向に移動することにより、ワークが一定の位置に位置合わせされる。

次に、第一の搬送手段８ａがワークＷを吸着し、着脱域Ａに位置する保持手段２にワークを搬送する。保持手段２は、載置されたワークを吸引保持した後、加工域Ｂに移動する。

加工域Ｂにおいては、保持手段２に保持されたワークＷが研削加工手段３の下方まで移動する。そして、保持手段２を回転させるとともに、研削ホイール３３を回転させた状態で研削送り手段９が研削加工手段３を降下させ、回転する研削砥石３４をワークＷの上面に接触させて研削加工を行う。そして、ワークＷが所望の厚さに形成されると、研削送り手段９が研削加工手段３を上昇させ、研削を終了する。

研削終了後は、ワークを保持した保持手段３が着脱域Ａに戻る。そして、第二の搬送手段８ｂによってワークが洗浄手段７の回転テーブル７０に搬送されて保持され、回転テーブル７０が回転しながら洗浄水がワークに噴出されることにより、ワークが洗浄され研削屑が除去される。洗浄後は、回転テーブル７０が回転するとともにワークに対してエアーが噴出されワークが乾燥される。

こうしてワークの洗浄及び乾燥が行われた後は、搬送ロボット５を構成する保持部５０がワークを保持し、カセット４０ｂの内部に搬送し収容する。

以上のようにして、カセット４０ａに収容されたすべてのワークについて、上記と同様に、カセット４０ａからの搬出、研削、洗浄・乾燥及びカセット６ｂへの収納を行う。

上記のようにして研削加工が終了し、装置の電源をオフにしても、記憶部５４に記憶された情報の内容は、主電池部５５ａから供給される電力によって保持される。また、主電池部５５ａの残量が少なくなったりなくなったりした場合には、予備電池部５５ｂから供給される電力によって記憶内容が保持される。したがって、軸部５１ａ〜５１ｄの原点の位置情報が失われるのを防止することができる。

記憶部５４への電力の供給源が主電池部５５ａから予備電池部５５ｂに切り替わると、予備電池部５５ｂが使用されていることをオペレータに知らせるために、警告部５７のランプが点灯する。

警告部５７における警告を受けたオペレータは、図１に示した収容部５８ａを開けて、主電池部５５ａの交換を行う。そして、自動または手動により、記憶部５４への電力供給源を予備電池部５５ｂから主電池部５５ａに切り替える。かかる切替えの後、予備電池部５５ｂも新しいものに交換することが望ましい。

１：研削加工装置
Ａ：着脱域 Ｂ：研削域
２：保持手段
３：研削加工手段
３０：回転軸 ３１：ホイールマウント ３２：モータ ３３：ホイールマウント
３４：研削砥石
４ａ、４ｂ：カセット支持台 ４０ａ、４０ｂ：カセット
５：搬送ロボット ５０：保持部
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ：軸部 ５１ｅ：軸支部
５２：基部 ５３ａ：第１アーム ５３ｂ：第２アーム
５４：記憶部
５５：電池部 ５５ａ：主電池部 ５５ｂ：予備電池部
５６：切替部 ５７：警告部
５８ａ、５８ｂ：収容部
６：中心合わせ手段 ６０：載置部 ６１：突起
７：洗浄手段 ７０：回転テーブル
８ａ：第一の搬送手段 ８０ａ：アーム部 ８１ａ：吸着部
８ｂ：第二の搬送手段 ８０ｂ：アーム部 ８１ｂ：吸着部
９：研削送り手段
９０：ボールスクリュー ９１：ガイドレール ９２：パルスモータ ９３：基台
９４：支持部

Claims (1)

1. ワークを保持する保持手段と、
   該保持手段に保持されたワークに研削加工を施す研削加工手段と、
   該保持手段にワークを搬入するためにワークを収容したカセットからワークを搬出する搬送ロボットと、
   を含む研削加工装置であって、
   該搬送ロボットは、
   ワークを保持する保持部と、
   該保持部を移動させる複数の軸部と、
   該軸部の位置を記憶する記憶部と、
   電源が落ちた際にも該記憶部の記憶を維持させるための電池部とを有し、
   該電池部は、
   通常使用する主電池部と、該主電池部の残量が少なくなった場合又はなくなった場合に使用する予備電池部と、を有し
   該記憶部への電力の供給源が該主電池部から該予備電池部に切り替わった際には、該予備電池部が使用されていることをオペレータに知らせる警告部を有する研削加工装置。

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