JP2021045825A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】警告音が騒音になることを防止しつつ、オペレーターに警告音を適切に伝達することが可能な加工装置を提供する。【解決手段】被加工物を保持するチャックテーブルと、チャックテーブルによって保持された被加工物を加工する加工ユニットと、音を発する音発生ユニットと、異常が発生した際に、異常を知らせる音を音発生ユニットに発させる制御ユニットと、を備え、異常を知らせる音の音量は、時間の経過とともに増大する加工装置。【選択図】図１

Description

本発明は、被加工物を加工する加工装置に関する。

デバイスチップの製造工程では、格子状に配列された複数の分割予定ライン（ストリート）によって区画された複数の領域にそれぞれＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイスが形成されたウェーハが用いられる。このウェーハを分割予定ラインに沿って分割することにより、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが得られる。例えばウェーハの分割には、環状の切削ブレードでウェーハを切削する切削装置や、レーザービームの照射によってウェーハを加工するレーザー加工装置が用いられる。

また、近年では、電子機器の小型化、薄型化に伴い、デバイスチップにも薄型化が求められている。そこで、ウェーハの分割前にウェーハを研削して薄化する工程が実施されることがある。例えばウェーハの研削には、複数の研削砥石が固定された研削ホイールでウェーハを研削する研削装置が用いられる。

上記の切削装置、レーザー加工装置、研削装置等に代表される加工装置は、加工装置で異常が発生した場合に、その異常を知らせる警告音を発することが可能となるように構成されることがある。この加工装置から発せられる警告音により、加工装置の異常がオペレーターに素早く察知され、異常の内容に応じた適切な処置が施される。

なお、大規模な工場では、複数の加工装置によって大量の被加工物が同時進行で加工される。この場合、１人のオペレーターによって多数の加工装置が操作及び管理されることが多い（例えば、特許文献１参照）。そして、いずれかの加工装置から警告音が発せられると、オペレーターはその加工装置を操作して異常に対処する。

特開２０１９−３２６１１号公報

例えば、１人のオペレーターが複数の加工装置を操作及び管理する場合には、ある加工装置が警告音を発した際に、オペレーターがその加工装置の周辺にいないことがある。この場合、オペレーターが加工装置の警告音に気付かず、オペレーターによる処置が遅れる恐れがある。そのため、警告音の音量は、加工装置から離れた位置にいるオペレーターにも警告音が認識されるように、大音量に設定される。

しかしながら、オペレーターが加工装置の周辺にいる際にその加工装置から大音量の警告音が発せられると、警告音がオペレーターにとって騒音になる。また、大音量の警告音によって、操作中の加工装置が発する指示音の聞き取りや他のオペレーターとのコミュニケーションが妨げられる。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、警告音が騒音になることを防止しつつ、オペレーターに警告音を適切に伝達することが可能な加工装置の提供を目的とする。

本発明の一態様によれば、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルによって保持された該被加工物を加工する加工ユニットと、音を発する音発生ユニットと、異常が発生した際に、該異常を知らせる音を該音発生ユニットに発させる制御ユニットと、を備え、該異常を知らせる音の音量は、時間の経過とともに増大する加工装置が提供される。

本発明の一態様に係る加工装置は、音を発する音発生ユニットと、加工装置で異常が発生した際にその異常を知らせる警告音を音発生ユニットに発させる制御ユニットとを備える。そして、警告音は、その音量が時間の経過とともに増大するように発信される。これにより、加工装置の周辺にいるオペレーターにとって警告音が騒音になることを防止しつつ、加工装置から離れたオペレーターにも警告音を適切に伝達することが可能となる。

加工装置を示す斜視図である。 図２（Ａ）は小音量の警告音を発する加工装置を示す正面図であり、図２（Ｂ）は中音量の警告音を発する加工装置を示す正面図であり、図２（Ｃ）は大音量の警告音を発する加工装置を示す正面図である。 図３（Ａ）は不連続的に変化する警告音の音量を示すグラフであり、図３（Ｂ）は連続的に変化する警告音の音量を示すグラフである。 音発生ユニットと制御ユニットとを示すブロック図である。

以下、添付図面を参照して本発明の一態様に係る実施形態を説明する。まず、本実施形態に係る加工装置の構成例について説明する。図１は、加工装置１０を示す斜視図である。加工装置１０は、被加工物１１に対して切削加工を施す切削装置である。

加工装置１０は、加工装置１０を構成する各構成要素を支持する基台１２を備える。基台１２の上方には、基台１２の上面側を覆うカバー１４が設けられている。このカバー１４の内側には、被加工物１１に切削加工を施す加工ユニット（加工手段）１６が設けられている。加工ユニット１６は移動機構（不図示）に接続されており、この移動機構は加工ユニット１６をＹ軸方向（割り出し送り方向、前後方向）及びＺ軸方向（鉛直方向、上下方向）に沿って移動させる。

例えば被加工物１１は、格子状に配列された複数の分割予定ライン（ストリート）によって区画された複数の領域にそれぞれＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイスが形成されたシリコンウェーハである。このシリコンウェーハを加工装置１０によって分割予定ラインに沿って分割することにより、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが製造される。

ただし、被加工物１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば被加工物１１は、シリコン以外の半導体（ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＳｉＣ等）、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなるウェーハであってもよい。また、被加工物１１に形成されるデバイスの種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はなく、被加工物１１にはデバイスが形成されていなくてもよい。さらに、被加工物１１は、ＣＳＰ（Chip Size Package）基板、ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded package）基板等のパッケージ基板であってもよい。

加工ユニット１６の下方には、被加工物１１を保持するチャックテーブル（保持テーブル）１８が設けられている。チャックテーブル１８の上面は、被加工物１１を保持する保持面１８ａを構成する。この保持面１８ａは、チャックテーブル１８の内部に形成された吸引路（不図示）を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。被加工物１１を保持面１８ａ上に配置した状態で、保持面１８ａに吸引源の負圧を作用させると、被加工物１１がチャックテーブル１８によって吸引保持される。

チャックテーブル１８は移動機構（不図示）に接続されており、この移動機構はチャックテーブル１８をＸ軸方向（加工送り方向、左右方向）に沿って移動させる。また、チャックテーブル１８は回転機構（不図示）に接続されており、この回転機構はチャックテーブル１８をＺ軸方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させる。

基台１２の前方の角部には、カセットエレベータ２０が設置されている。カセットエレベータ２０の上面には、複数の被加工物１１を収容可能なカセット２２が配置される。カセットエレベータ２０は、Ｚ軸方向に沿って昇降可能に構成されており、カセット２２からの被加工物１１の搬出、及びカセット２２への被加工物１１の搬入が適切に行われるように、カセット２２の高さ（Ｚ軸方向における位置）を調整する。

カセットエレベータ２０の近傍には、被加工物１１を搬送する搬送機構（不図示）が設けられている。この搬送機構は、カセット２２に収容された加工前の被加工物１１をチャックテーブル１８上に搬送するとともに、加工ユニット１６によって加工された被加工物１１をカセット２２に収容する。

カバー１４の前面１４ａ側には、加工装置１０に関する情報を表示する表示ユニット（表示手段、表示部）２４が設けられている。例えば表示ユニット２４は、チャックテーブル１８によって保持された被加工物１１の画像や、被加工物１１の加工に関する情報（加工条件等）を表示する。

なお、表示ユニット２４は、タッチパネル式のディスプレイであってもよい。この場合、表示ユニット２４がユーザーインタフェースとなり、オペレーターは表示ユニット２４のタッチ操作によって加工装置１０に加工条件等の情報を入力できる。すなわち、表示ユニット２４は、加工装置１０に情報を入力するための入力ユニット（入力手段、入力部）としても機能する。ただし、入力ユニットは表示ユニット２４とは別途独立して設けられていてもよい。この場合、入力ユニットは、キーボード、マウス等によって構成される。

加工装置１０の上部には、点灯ユニット（点灯手段、点灯部）２６が設けられている。点灯ユニット２６は、ランプ等によって構成され、加工装置１０の動作状況等に応じて所定の色及びパターンで点灯する。例えば点灯ユニット２６は、加工装置１０で異常が発生した際に、その異常を知らせる色（赤等）又はパターン（点滅等）で点灯する。

また、加工装置１０の上部には、音を発する音発生ユニット（音発生手段）２８が設けられている。音発生ユニット２８は、スピーカー等によって構成され、加工装置１０の動作状況等に応じて所定の音を発する。例えば音発生ユニット２８は、加工装置１０で異常が発生した際に、その異常を知らせる音（警告音）を発する。なお、音発生ユニット２８は、加工装置１０の筐体の内部（例えば、基台１２の内部やカバー１４の内部）に設けられていてもよい。音発生ユニット２８の機能の詳細については後述する。

加工装置１０を構成する各構成要素（加工ユニット１６、加工ユニット１６に接続された移動機構、チャックテーブル１８、チャックテーブル１８に接続された移動機構及び回転機構、カセットエレベータ２０、搬送機構、表示ユニット２４、点灯ユニット２６、音発生ユニット２８等）は、制御ユニット（制御手段、制御部）３０に接続されている。この制御ユニット３０によって、加工装置１０の各構成要素の動作が制御される。

制御ユニット３０は、例えばコンピュータによって構成される。具体的には、制御ユニット３０は、加工装置１０の制御に必要な演算等の処理を行う処理部と、処理部による処理に用いられる各種のデータ、プログラム等が記憶される記憶部とを備える。処理部は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含んで構成される。また、記憶部は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリによって構成される。処理部と記憶部とは、バスを介して互いに接続されている。

カセット２２に収容された被加工物１１は、搬送機構によってチャックテーブル１８上に搬送され、チャックテーブル１８によって保持される。そして、加工ユニット１６は、チャックテーブル１８によって保持された被加工物１１に切削加工を施す。加工後の被加工物１１は、搬送機構によって搬送され、カセット２２に収容される。

加工ユニット１６は、Ｙ軸方向に沿って配置された円筒状のスピンドル（不図示）を備えている。このスピンドルの先端部（一端側）には、被加工物１１を切削する環状の切削ブレード３２が装着される。切削ブレード３２は、例えば、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ：cubic Boron Nitride）等でなる砥粒を、金属、セラミックス、樹脂等でなるボンド材で固定することによって形成される。

また、スピンドルの基端部（他端側）には、スピンドルを回転させるモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。スピンドルの先端部に切削ブレード３２が装着された状態で、スピンドルを回転駆動源によって回転させると、回転駆動源からスピンドルを介して伝達される動力によって切削ブレード３２が回転する。

チャックテーブル１８によって保持された被加工物１１に回転する切削ブレード３２を切り込ませることにより、被加工物１１が切削される。例えば、被加工物１１を分割予定ラインに沿って切削して分割すると、被加工物１１の分割予定ラインによって区画された領域が個片化され、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが製造される。

加工装置１０の稼働中、加工装置１０で誤作動や加工不良等の異常が発生すると、制御ユニット３０は点灯ユニット２６を制御し、点灯ユニット２６を異常を知らせる色又はパターンで点灯させる。また、制御ユニット３０は音発生ユニット２８を制御し、異常を知らせる音（警告音）を音発生ユニット２８に発させる。これにより、加工装置１０の異常がオペレーターに認識され、オペレーターは加工装置１０の動作を一時的に停止させる等の処置をとることができる。

ただし、加工装置１０が警告音を発した際に、オペレーターが加工装置１０の周辺にいないことがある。この場合、オペレーターが加工装置１０の警告音に気付かず、オペレーターによる処置が遅れる恐れがある。そのため、警告音の音量は、加工装置１０から離れた位置にいるオペレーターにも警告音が認識されるように、大音量に設定されることが多い。

しかしながら、オペレーターが加工装置１０の周辺にいる際にその加工装置１０から大音量の警告音が発せられると、警告音がオペレーターにとって騒音になる。また、大音量の警告音によって、操作中の加工装置１０が発する指示音の聞き取りや他のオペレーターとのコミュニケーションが妨げられる。

そこで、本実施形態に係る加工装置１０では、警告音の音量が時間の経過とともに増大するように、音発生ユニット２８が制御される。すなわち、加工装置１０は、最初に小音量の警告音を発し、その後、徐々に警告音の音量を増大させる。

図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）に、警告音の音量が徐々に増大する様子を示す。図２（Ａ）は小音量の警告音を発する加工装置１０を示す正面図であり、図２（Ｂ）は中音量の警告音を発する加工装置１０を示す正面図であり、図２（Ｃ）は大音量の警告音を発する加工装置１０を示す正面図である。

加工装置１０で異常が発生した際は、まず、音発生ユニット２８によって小音量の警告音が発せられる（図２（Ａ）参照）。このときの警告音の音量は、例えば、警告音を発している加工装置１０を操作中のオペレーターや、警告音を発している加工装置１０の近く（例えば、３ｍ以内程度）にいるオペレーターが警告音を認識可能な範囲内で、小さな値に設定される。

警告音の音量の初期値を小音量に設定すると、警告音を発している加工装置１０の周辺にいるオペレーターにとって警告音が騒音とならない。また、操作中の加工装置１０から発せられる指示音の聞き取りや他のオペレーターとのコミュニケーションが、警告音によって妨げられることもない。

音発生ユニット２８が小音量の警告音を発してから一定時間が経過すると、警告音の音量が中音量に増大する（図２（Ｂ）参照）。このときの警告音の音量は、例えば、上記の小音量の警告音を認識できず、且つ警告音を発している加工装置１０から所定の範囲内（例えば、１０ｍ以内程度）にいるオペレーターが、警告音を認識可能な範囲内で設定される。

警告音の音量が中音量になると、警告音を発している加工装置１０から多少離れた場所で作業中のオペレーターにも警告音が認識される。そして、警告音を認識したオペレーターは、警告音を発している加工装置１０を操作して適切な処置を施し、加工装置１０の異常を解消する。

音発生ユニット２８が中音量の警告音を発してから一定時間が経過すると、警告音の音量が大音量に増大する（図２（Ｃ）参照）。このときの警告音の音量は、例えば、加工装置１０が設置されている施設（クリーンルーム等）内の全ての場所でオペレーターが警告音を認識可能となるように設定される。

警告音の音量が大音量になると、警告音を発している加工装置１０から離れた場所で作業中のオペレーターにも警告音が認識される。そして、警告音を認識したオペレーターは、警告音を発している加工装置１０を操作して適切な処置を施し、加工装置１０の異常を解消する。

なお、警告音を発している加工装置１０の表示ユニット２４には、例えば警告音を停止する処理を実行する操作キーが表示される。警告音が発せられた際、オペレーターは警告音を発している加工装置１０に近づき、その加工装置１０の表示ユニット２４に表示されている操作キーを選択することにより、警告音を停止できる。これにより、警告音の音量が増大し続けることを回避し、騒音を防止できる。

上記のように、警告音の音量を小音量から大音量に徐々に増加させると、警告音が発せられた際にオペレーターが加工装置１０の周辺にいる場合には、オペレーターは警告音が大音量の騒音となる前に警告音を認識し、停止できる。また、警告音が発せられた際にオペレーターが加工装置１０の周辺にいない場合にも、徐々に音量が増大する警告音が所定のタイミングでオペレーターに認識されるため、警告音の聞き逃しが防止される。

なお、警告音の音量の増大の態様に制限はない。例えば、警告音の音量は、所定の時間が経過するごとに所定量増大してもよいし、時間の経過とともに連続的に増大してもよい。

図３（Ａ）は、不連続的に変化する警告音の音量を示すグラフである。例えば警告音の音量は、図３（Ａ）に示すように、予め設定された所定の時間が経過するごとに不連続に増加する。なお、警告音の音量が増大するタイミングの間隔、警告音の音量の増加量等に制限はなく、加工装置１０の配置や加工装置１０が設置される設備の広さ等に応じて適宜選択される。

図３（Ｂ）は、連続的に変化する警告音の音量を示すグラフである。例えば警告音の音量は、図３（Ｂ）に示すように、時間の経過とともに所定の変化量で連続的に増大してもよい。なお、警告音の音量の変化量（傾き）等に制限はなく、加工装置１０の配置や加工装置１０が設置される設備の広さ等に応じて適宜選択される。

また、警告音の高さ、種類、パターン等にも制限はない。例えば警告音は、連続音であってもよいし、断続音であってもよい。また、警告音は、一定の高さの音であってもよいし、高さが周期的に変化する音であってもよい。さらに、警告音は、異常が発生したことを知らせる音声であってもよい。

音発生ユニット２８は、加工装置１０に生じた異常の種類ごとに、種類、高さ等が異なる警告音を発してもよい。この場合、オペレーターは警告音を聞いた時点で、加工装置１０の異常の大まかな内容を認識できる。また、警告音が音声である場合は、異常の発生とともに異常の内容が、その音声によって報知されてもよい。また、音発生ユニット２８は、警告音を全方位（上下前後左右）に発してもよいし、所定の方向に向かって発してもよい。

音発生ユニット２８による警告音の発信は、制御ユニット３０によって制御される。図４は、音発生ユニット２８と制御ユニット３０とを示すブロック図である。図４には、音発生ユニット２８及び制御ユニット３０それぞれの機能的な構成を示している。

音発生ユニット２８は、警告音等の音を発する音発生部４０と、音発生部４０から発せられる音を制御する音制御部４２とを含む。音制御部４２は、音発生部４０からの音の発信の有無や、音発生部４０から発せられる音の音量、種類等を制御する。また、制御ユニット３０は、加工装置１０（図１参照）で異常が発生したことを検出する異常検出部４４と、音発生ユニット２８の動作を制御する音発生ユニット制御部４６とを含む。

加工装置１０で誤作動や加工不良等の異常が発生すると、その異常が異常検出部４４で検出される。異常の検出は、例えば加工装置２の各構成要素から制御ユニット３０に入力される各種の信号やデータに基づいて行われる。異常検出部４４で異常が検出されると、音発生ユニット制御部４６は、徐々に音量が増大する警告音を発生させるための制御信号を、音発生ユニット２８の音制御部４２に出力する。

音発生ユニット制御部４６から音制御部４２に制御信号が入力されると、音制御部４２は制御信号に従って音発生部４０からの音の発信を制御する。その結果、音発生部４０から音量が徐々に増加する警告音が発せられる。

音発生部４０から発せられた警告音がオペレーターに認識されると、オペレーターは警告音を発している加工装置１０の表示ユニット２４（図１参照）を操作して、加工装置１０に警告音の停止を指示する。このとき音発生ユニット制御部４６は、警告音の発信を停止するための制御信号を音制御部４２に出力する。そして、音制御部４２はこの制御信号に基づいて音発生部４０を制御し、音発生部４０による警告音の発信を停止させる。その後、オペレーターは異常の内容を特定し、加工装置１０に適切な処置を施す。

以上の通り、本実施形態に係る加工装置１０は、音を発する音発生ユニット２８と、加工装置１０で異常が発生した際にその異常を知らせる警告音を音発生ユニット２８に発させる制御ユニット３０とを備える。そして、警告音は、その音量が時間の経過とともに増大するように発信される。これにより、加工装置１０の周辺にいるオペレーターにとって警告音が騒音になることを防止しつつ、加工装置１０から離れたオペレーターにも警告音を適切に伝達することが可能となる。

なお、本実施形態では、加工装置１０が被加工物１１を切削する加工ユニット１６（切削ユニット）を備える切削装置である例について説明したが、加工装置１０の種類に制限はない。例えば加工装置１０は、複数の研削砥石が固定された研削ホイールで被加工物１１を研削する加工ユニット（研削ユニット）を備える研削装置、研磨パッドで被加工物１１を研磨する加工ユニット（研磨ユニット）を備える研磨装置、レーザービームの照射によって被加工物１１を加工する加工ユニット（レーザー照射ユニット）を備えるレーザー加工装置等であってもよい。

その他、上記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。

１１ 被加工物
１０ 加工装置
１２ 基台
１４ カバー
１４ａ 前面
１６ 加工ユニット（加工手段）
１８ チャックテーブル（保持テーブル）
１８ａ 保持面
２０ カセットエレベータ
２２ カセット
２４ 表示ユニット（表示手段、表示部）
２６ 点灯ユニット（点灯手段、点灯部）
２８ 音発生ユニット（音発生手段）
３０ 制御ユニット（制御手段、制御部）
３２ 切削ブレード
４０ 音発生部
４２ 音制御部
４４ 異常検出部
４６ 音発生ユニット制御部

Claims (1)

1. 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によって保持された該被加工物を加工する加工ユニットと、
   音を発する音発生ユニットと、
   異常が発生した際に、該異常を知らせる音を該音発生ユニットに発させる制御ユニットと、を備え、
   該異常を知らせる音の音量は、時間の経過とともに増大することを特徴とする加工装置。

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