JP2021030311A - 加工装置 - Google Patents
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Abstract
Description
したがって、加工装置には、作業者が測定や位置決め等を行わずに基台の中心と保持面の中心とを一致させるという解決すべき課題がある。
上記の加工装置は、該押し部を水平方向に移動させる押し部移動手段を備え、該制御手段は、該押し部移動手段を制御し、該押し部と基台の中心との距離を該チャックテーブルの半径と一致させる加工装置であることが望ましい。
上記の加工装置は、該基台を回転させ該基台に支持された該チャックテーブルの外周の変位を測定する変位測定手段、を備え、該制御手段は、該基台を回転させ、該変位測定手段で該基台の該支持面に載置した該チャックテーブルの外周の変位を測定し、該チャックテーブルの外側面と該押し部との距離が最小となる角度を記憶する第2記憶部と、該回転手段を制御し、該第2記憶部に記憶された角度に該基台を位置づける角度制御部と、該水平移動手段を制御し、該角度制御部が位置づけた該基台を該第1記憶部に記憶された位置に移動させ、該基台の中心と該チャックテーブルの中心とを一致させる位置制御部と、を備える加工装置であることが望ましい。
上記の加工装置に備える該制御手段は、該水平移動手段を制御し、該第1記憶部に記憶した位置に該基台を移動させる位置制御部と、該回転手段を制御し、該位置制御部が移動させた該基台を回転させ、該押し部に該チャックテーブルの外側面を押し当て、該基台の中心と該チャックテーブルの中心とを一致させる回転制御部と、備えていることが望ましい。
また、第1記憶部に記憶された位置に基台が位置付けられている状態で、回転制御部を用いて基台を回転させることによって、押し部の当接部材にチャックテーブルの枠体の外側面を押し当てることにより、チャックテーブルのうち、基台の支持面からはみだした部分(変位がゼロでない部分)については、外側面が当接部材によって押されて基台の中心の方向に向かって水平移動していき、各々の回転角度におけるチャックテーブルの変位の値が次第にゼロに近づいていき、基台の中心とチャックテーブル2の中心とを一致させることができる。
図1に示す加工装置1は、チャックテーブル2の保持面20aに保持された半導体ウェーハ等の被加工物Wを、加工手段3を用いて研削加工する加工装置である。以下、加工装置1の構成について説明する。
モータ42を用いてボールネジ40を駆動することにより、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に保持されている加工手段3がZ軸方向に移動することとなる。
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を軸として回転すると、これに伴い、可動部73がガイドレール71に案内されてY軸方向に移動し、可動部73に連結されているアーム61がY軸方向に移動することとなる。
押し部移動手段7は、押し部6をY軸方向に移動させる機能を有するものに限らず、例えば、アーム61を同一平面上において旋回移動させる機能等を有するものであってもよい。
例えば、水平移動手段5により基台22がY軸方向に移動したり、押し部移動手段7により押し部6がY軸方向に移動したりすることによって、基台22と押し部6とは、互いに接近・離間することとなる。
変位測定手段8は、カメラ80とカメラ80を支持するL字状コラム81とを備えており、カメラ80を用いて、例えばチャックテーブル2の上方からチャックテーブル2の外周を撮像することにより変位d1を測定することができる。
変位d1は、基台22に支持されているチャックテーブル2の枠体21が、基台22から基台22の径方向にどれだけはみ出しているのかを示す値である。例えば基台22の中心O1とチャックテーブル2の中心O2とが一致して、基台22の外側面22cと枠体21の外側面21cとが略面一となっているときには、変位d1の値はゼロとなる。
チャックテーブル2がY軸方向に移動すると、カバー12が基台22と一体的にY軸方向に移動して、蛇腹13が伸縮することとなる。
基台22の支持面22aにおける外周部分には、例えば、通し孔210よりも小さな径を有する、通し孔210と同じ個数のネジ穴220が、基台22の高さ方向(Z軸方向)に形成されている。
チャックテーブル2が基台22の上に支持されている状態で、ネジ穴220に対応するネジ23が、+Z方向から通し孔210を貫通して、ネジ穴220に螺合することにより、基台22にチャックテーブル2が固定されることとなる。例えば、基台22にチャックテーブル2が支持されている状態で、基台22をY軸方向に移動させることによって、チャックテーブル2をY軸方向に移動させることができる。
支持軸27は、例えばネジ機構や圧電素子等を有し、その長さを自在に変化させることができる。かかる支持軸27の長さを変化させることにより、基台22の傾きを調整して基台22に保持されているチャックテーブル2の傾きを調整することが可能である。
回転手段24は、Z軸方向に平行な軸心を有する駆動軸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、駆動プーリ240に巻回されて駆動プーリ240の駆動力を従動プーリ244に伝達する伝動ベルト243と、駆動プーリ240とともに伝動ベルト243に巻回されている従動プーリ244と、従動プーリ244に接続されているスピンドル245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。スピンドル245は、基台22の下面22bに連結されている。
モータ242を用いて駆動軸241を回転させると、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。これにより、従動プーリ244に接続されているスピンドル245が回転軸25を軸に回転して、スピンドル245に連結されている基台22が回転軸25を軸に回転することとなる。
制御手段9は、回転手段24を制御してチャックテーブル2を支持面22aに載置した基台22を回転させながら、水平移動手段5を制御してチャックテーブル2が支持面22aに載置されている基台22の押し部6に対する位置を第1記憶部91に記憶された位置に移動させて、チャックテーブル2の枠体21の外側面21cを押し部6によって押すことにより、チャックテーブル2の中心O2と基台22の中心O1とを一致させる機能を有している。
制御手段9は、チャックテーブル2の枠体21の外側面21cと押し部6の当接部材60との距離が最小となるときの角度を記憶する第2記憶部92を備えている。
制御手段9は、回転手段24を制御して第2記憶部92に記憶された角度に基台22を位置づける角度制御部93を備えている。
制御手段9は、水平移動手段5を制御して、第2記憶部92に記憶された角度に位置づけられた基台22を第1記憶部91に記憶された位置に移動させ、基台22の中心O1とチャックテーブル2の中心O2とを一致させる位置制御部94を備えている。
制御手段9は、基台22の回転を制御する回転制御部95を備えている。回転制御部95を用いて回転手段24を制御して、第1記憶部91に記憶された位置に移動した基台22を回転させることにより、押し部6にチャックテーブル2の枠体21の外側面21cを押し当てて、基台22の中心O1とチャックテーブル2の中心O2とを一致させることができる。
2−1 チャックテーブルの芯出し
(第1実施形態)
上記の加工装置1においては、基台22の中心O1とチャックテーブル2の中心O2とを一致させるいわゆる芯出しが行われる。以下、芯出し作業の際の加工装置1の動作について説明する。
測定されたチャックテーブル2の外周の変位d1に基づいて、チャックテーブル2の枠体21の外側面21cと押し部6との距離が最小となるチャックテーブル2の回転角度を算出して、第2記憶部92において記憶する。このとき、チャックテーブル2の外周の変位d1が最も大きくなっている部分が押し部6の正面に位置付けられている状態において、外側面21cと押し部6との距離は最小となるため、測定した変位d1の中から最も大きな値を選び、その変位d1に対応する外側面21cの部分が押し部6の正面に位置付けられている状態におけるチャックテーブル2の角度を第2記憶部92に記憶する。
加工装置1に備える変位測定手段8や押し部6が制御手段9により制御されて作動することにより、基台22の中心O1とチャックテーブル2の中心O2とを一致させることができるため、作業者が手作業等により変位d1を測定したり、チャックテーブル2の位置決めを行ったりするといった手間を省くことができる。これにより、被加工物Wの研削加工の効率化が図られる。
例えば、基台22を固定した状態において、押し部6と基台22の中心O1との間の距離がチャックテーブル2の半径Rに一致するときの押し部6の位置を予め第1記憶部91に記憶して、記憶された位置に押し部6を移動させることにより基台22の中心O1との間の距離をチャックテーブル2の半径Rに一致させることができる。
上記のように、基台22の中心O1とチャックテーブル2の中心O2とを一致させた後、ネジ穴220にネジ23を螺合させて、チャックテーブル2を基台22の上に固定する。
その後、被加工物Wを保持面20aに保持して、被加工物Wの研削加工を行う。
図6に示すように、第1加工装置1Aは、例えば図示しない粗研削手段や仕上げ研削手段等の複数の加工手段を有しており、第1加工装置1Aに備えるターンテーブル200の上には、第1基台29A、第2基台29B、及び第3基台29Cが配設されている。
かかる第1基台29Aの中心O1と第1チャックテーブル2Aの中心O2とを一致させる場合には、まず、例えば、基台22を図示しない回転手段等により回転させることによって、第2記憶部92に記憶した、第1チャックテーブル2Aと第1押し部6Aとの間の距離が最も小さくなる角度に基台22を位置付ける。
そして、押し部移動手段7を用いて第1押し部6Aをガイドレール71に沿って第1チャックテーブル2Aに向けてY軸方向に水平移動させて、第1押し部6Aと第1基台29Aとの間の距離が第1チャックテーブル2Aの半径Rに一致する位置に第1押し部6Aを位置付ける。これにより、変位d2の分だけ第1チャックテーブル2AがY軸方向に移動して、第1基台29Aの中心O1と第1チャックテーブル2Aの中心O2とが一致する。
図7に示すように、第2加工装置1Bは、第1加工装置1A(図6に図示)と同様に、例えば図示しない粗研削手段や仕上げ研削手段等の複数の加工手段を有しており、第2加工装置1Bに備えるターンテーブル200の上には、第1基台29A、第2基台29B、及び第3基台29Cが配設されている。また、第2加工装置1Bに備える第2押し部6Bにおいては、アーム61Bが軸部701に旋回可能に支持されている。
かかる第1基台29Aの中心O1と第1チャックテーブル2Aの中心O2とを一致させる場合には、第2押し部6Bの軸部701を制御してアーム61Bを旋回させて、第2押し部6Bと第1基台29Aとの間の距離が第1チャックテーブル2Aの半径Rに一致する位置に第2押し部6Bを位置付けるとともに、第1基台29Aを回転させる。これにより、第1基台29Aの上に載置されている第1チャックテーブル2Aの変位d3の値がゼロに近づいていき、やがて第1基台29Aの中心O1と第1チャックテーブル2Aの中心O2とが一致する。
10:ベース 100:内部ベース
11:コラム 12:カバー 13:蛇腹
2:チャックテーブル 2A:第1チャックテーブル
2B:第2チャックテーブル 2C:第3チャックテーブル
20:吸引部 20a:保持面 20b:下面 21:枠体 21a:枠体の上面
21b:枠体の下面 21c:枠体の外側面 210:通し孔
22:基台 29A:第1基台 29B:第2基台 29C:第3基台
22a:支持面 22b:下面 22c:基台の外側面 220:ネジ穴 23:ネジ
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 26:ケーシング 27:支持軸
3:加工手段 30:スピンドル 31:ハウジング 32:モータ 33:マウント
34:研削ホイール 340:研削砥石 340a:研削面 341:ホイール基台
35:回転軸 4:加工送り手段 40:ボールネジ 41:ガイドレール
42:モータ 43:昇降板 44:ホルダ 45:回転軸
5:水平移動手段 50:ボールネジ 51:ガイドレール 52:モータ
53:可動板 53a:上面 55:回転軸 56:ナット
6:押し部 6A:第1押し部 6B:第2押し部
60:当接部材 61、61B:アーム
7:押し部移動手段 70:ボールネジ 71:ガイドレール
72:モータ 73:可動部 74:ナット 75:回転軸 700:支持板
700c:支持板の側面 701:軸部
8:変位測定手段 80:カメラ 81:L字状コラム
9:制御手段 91:第1記憶部 92:第2記憶部 93:角度制御部
94:位置制御部 95:回転制御部
W:被加工物 Wa:被加工物の上面
O1:基台の中心 O2:チャックテーブルの中心 R:チャックテーブルの半径
d1、d2、d3:変位
Claims (4)
- 保持面で被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルの該保持面の反対面である下面が接触し該チャックテーブルを支持する支持面を有する基台と、該支持面の中心を通る回転軸を軸に該基台を回転させる回転手段と、該基台に支持された該チャックテーブルの該保持面に保持された被加工物を加工する加工手段と、を少なくとも備えた加工装置であって、
該基台を水平方向に移動させる水平移動手段と、
該基台に対し該水平方向に離間して配設され、該チャックテーブルの外側面を押す押し部と、
該水平方向における該押し部と該基台の中心との距離が該チャックテーブルの半径と一致するときの該押し部に対する該基台の位置を記憶する第1記憶部と、
該回転手段で該チャックテーブルを該支持面に載置した該基台を回転させ、また、該水平移動手段で該チャックテーブルを該支持面に載置した該基台を水平方向に移動させ、該押し部に対する該基台の位置を該第1記憶部に記憶された位置に移動させ、該チャックテーブルの外側面を該押し部で押し、該チャックテーブルの中心と該基台の中心とを一致させる制御手段とを備え、
該基台の中心と該チャックテーブルの中心とを一致させる加工装置。 - 該押し部を水平方向に移動させる押し部移動手段を備え、
該制御手段は、該押し部移動手段を制御し、該押し部と基台の中心との距離を該チャックテーブルの半径と一致させる請求項1記載の加工装置。 - 該基台を回転させ該基台に支持された該チャックテーブルの外周の変位を測定する変位測定手段を備え、
該制御手段は、該基台を回転させ、該変位測定手段で該基台の該支持面に載置した該チャックテーブルの外周の変位を測定し、該チャックテーブルの外側面と該押し部との距離が最小となる角度を記憶する第2記憶部と、
該回転手段を制御し、該第2記憶部に記憶された角度に該基台を位置づける角度制御部と、
該水平移動手段を制御し、該角度制御部が位置づけた該基台を該第1記憶部に記憶された位置に移動させ、該基台の中心とチャックテーブルの中心とを一致させる位置制御部と、を備える請求項1記載の加工装置。 - 該制御手段は、
該水平移動手段を制御し、該第1記憶部に記憶した位置に該基台を移動させる位置制御部と、
該回転手段を制御し、該位置制御部が移動させた該基台を回転させ、該押し部に該チャックテーブルの外側面を押し当て、該基台の中心と該チャックテーブルの中心とを一致させる回転制御部と、備える請求項1記載の加工装置。
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