JP2023130555A - 加工システム - Google Patents
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Abstract
【課題】複数のワークを精度良く効率的に加工可能な加工システムを提供する。【解決手段】ワークＷ１、Ｗ２に対して前研削及び精研削を順に行う加工システム１は、ワークＷ１、Ｗ２を回転可能に保持するチャック３を備え、ワークＷ１、Ｗ２を粗研削ステージＳＴ２、中研削ステージＳＴ３、精研削ステージＳＴ４及びアライメントステージＳ１の順に移動させるインデックステーブル２と、チャック３の傾きを調節可能なチルト機構３３と、精研削前のワークＷ１、Ｗ２の形状を測定する揺動式センサ７２と、精研削後のワークＷ１がアライメントステージＳＴ４へ搬送される間に、精研削後のワークＷ１の形状を測定する固定式センサ８と、精研削前のワークＷ１、Ｗ２の形状に基づいて精研削する際のチャック３の傾きである傾斜角を制御し、精研削後のワークＷ１の形状に基づいてワークＷ２を精研削する際に傾斜角を補正する制御装置９と、を備えている。【選択図】図１
Description
本発明は、複数のワークを連続して研削する加工システムに関するものである。
半導体製造分野では、シリコンウェハ等の半導体ウェハ（以下、「ワーク」という）を薄く平坦に研削するものとして、回転する研削砥石の研削面をワークに押し当て、ワークの研削を行う研削装置が知られている。
特許文献１には、粗研削、精研削及び研磨の順にワークを加工する研削加工装置が開示されている。本装置は、研磨ステージ内で揺動式の厚みセンサが研磨後のワークの形状を測定し、研磨後のワークの形状が所望の形状でない場合には、次に加工するワークの精研削時において、チルト機構のチルト量を調整することが開示されている。
ところで、特許文献１記載の研削加工装置では、加工後のワークの形状を測定するにあたっては、研磨パッドが退避した後に、厚みセンサが研磨後のワーク上を走査する必要があるため、複数のワークを連続して加工する場合、スループットが悪化するという問題があった。
そこで、複数のワークを精度良く効率的に加工するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る加工システムは、ワークに対して前研削及び精研削を順に行う加工システムであって、前記ワークを回転可能に保持するチャックを備え、前記ワークを少なくとも前研削ステージ、精研削ステージ及びアライメントステージの順に移動させるインデックステーブルと、前記チャックの傾きを調節可能なチルト機構と、精研削前の前記ワークの形状を測定する第１のセンサと、精研削後の前記ワークが前記アライメントステージへ搬送される間に、精研削後の前記ワークの形状を測定する第２のセンサと、精研削前の前記ワークの形状に基づいて精研削する際の前記ワークの傾きである傾斜角を制御し、精研削後の前記ワークの形状に基づいて次のワークを精研削する際に前記傾斜角を補正する制御装置と、を備えている。
本発明は、複数のワークを精度良く効率的に加工することができる。
本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下では、構成要素の数、数値、量、範囲等に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも構わない。
また、構成要素等の形状、位置関係に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似又は類似するもの等を含む。
また、図面は、特徴を分かり易くするために特徴的な部分を拡大する等して誇張する場合があり、構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。また、断面図では、構成要素の断面構造を分かり易くするために、一部の構成要素のハッチングを省略することがある。
図１は、加工システム１の基本的構成を示す平面図である。加工システム１は、ワークＷに対して複数の研削工程を連続して行うものである。なお、加工システム１は、研削加工又は研磨加工の何れか一方のみを行うものであっても構わないし、研削加工後に研磨加工を行うものであっても構わない。
加工システム１には、アライメントステージＳＴ１、粗研削ステージＳＴ２、中研削ステージＳＴ３及び精研削ステージＳＴ４の４つのステージが設けられている。なお、精研削ステージＳＴ４より上流側でワークＷを順に加工するステージ（前研削ステージ）の数は、粗研削ステージＳＴ２及び中研削ステージＳＴ３の２つに限定されず、１又は３以上であっても構わない。
加工システム１は、回転軸２ａ回りに回動可能なインデックステーブル２と、インデックステーブル２の回転軸２ａを中心に同心円上で等間隔に離間して配置された４つのチャック３と、を備えている。インデックステーブル２が回転することにより、チャック３は、アライメントステージＳＴ１、粗研削ステージＳＴ２、中研削ステージＳＴ３、精研削ステージＳＴ４の順に移動可能である。
チャック３は、回転テーブル３１の上面にアルミナ等の多孔質材料からなる吸着体３２が埋設されている。４つのチャック３の各吸着体３２の表面（吸着面）は、加工前のセルフグラインディングによってそれぞれ一様に形成されている。チャック３は、内部を通って表面に延びる図示しない管路を備えている。管路は、図示しないロータリージョイントを介して真空源、圧縮空気源又は給水源に接続されている。真空源が起動すると、チャック３に載置されたワークＷがチャック３に吸着保持される。また、圧縮空気源又は給水源が起動すると、ワークＷとチャック３との吸着が解除される。
回転テーブル３１は、図示しないチャックスピンドルに接続されている。チャックスピンドルは、回転テーブル３１に垂直な回転軸回りに回転駆動可能に構成されている。
図２に示すように、チャック３は、チャック３の回転軸３ａ（ワークＷの中心Ｏを通過する垂直軸）を傾斜可能なチルト機構３３に支持されている。チルト機構３３は、チルトテーブル３４と、固定支持部３５と、第１の可動支持部３６と、第２の可動支持部３７と、を備えている。
チルトテーブル３４は、平面視で略三角形状に形成されている。チルトテーブル３４は、インデックステーブル２とチャック３との間に介装され、回転テーブル３１を支持している。
固定支持部３５、第１の可動支持部３６及び第２の可動支持部３７は、チルトテーブル３４上でチャック３の回転軸３ａを中心に同心円上に等間隔に離間して配置されている。固定支持部３５は、インデックステーブル２とチルトテーブル３４とを結合するボルトである。
第１の可動支持部３６は、固定支持部３５に対してチャック３の回転方向Ｄの上流側に配置されている。また、第２の可動支持部３７は、固定支持部３５に対してチャック３の回転方向Ｄの下流側に配置されている。第１の可動支持部３６及び第２の可動支持部３７は、インデックステーブル２とチルトテーブル３４との間に鉛直方向に沿って配置されたボールネジをモータで回転させることにより、インデックステーブル２に対してチルトテーブル３４を独立して昇降可能にそれぞれ構成されている。
図１に戻り、アライメントステージＳＴ１では、第１のアーム４１が、加工前のワークＷが収容されている第１のラック４２からワークＷを取り出して、アライメントステージＳＴ１内に位置するチャック３に搬送する。ワークＷには、その向きを所定方向に一致させる位置出しが予め行われている。また、第２のアーム４３が、アライメントステージＳＴ１内に位置するチャック３から加工後のワークＷを受け取り、加工後のワークＷが収容される第２のラック４４に搬送する。
粗研削ステージＳＴ２には，粗研削装置５が設けられている。粗研削装置５は、後述する粗研削砥石５１と、粗研削砥石５１が下端に取り付けられるとともに粗研削砥石５１を回転可能に支持する第１のスピンドル５２と、第１のスピンドル５２を鉛直方向に昇降させる第１のスピンドル送り機構５３と、を備えている。粗研削砥石５１には、例えば＃８０００のカップ型砥石が用いられる。また、粗研削装置５には、粗研削加工中にワークＷの厚みを測定する図示しない厚みセンサが設けられている。
中研削ステージＳＴ３には、中研削装置６が設けられている。中研削装置６は、図示しない中研削砥石と、中研削砥石が下端に取り付けられるとともに中研削砥石を回転可能に支持する第２のスピンドル６１と、第２のスピンドル６１を鉛直方向に昇降させる第２のスピンドル送り機構６２と、を備えている。中研削砥石には、例えば＃８０００のカップ型砥石が用いられる。また、中研削装置６には、中研削加工中にワークＷの厚みを測定する図示しない厚みセンサが設けられている。
精研削ステージＳＴ４には、精研削装置７が設けられている。精研削装置７は、精研削砥石７１と、精研削砥石７１が下端に取り付けられるとともに精研削砥石７１を鉛直方向に沿って設定された回転軸回りに回転可能に支持する図示しない第３のスピンドルと、第３のスピンドルを鉛直方向に昇降させる図示しない第３のスピンドル送り機構と、を備えている。精研削砥石７１は、例えば＃８０００のカップ型砥石である。また、精研削装置７には、精研削加工中にワークＷの厚みを測定する図示しない厚みセンサが設けられている。
精研削ステージＳＴ４には、揺動式の厚みセンサ７２が設けられている。揺動式センサ７２は、精研削前のワークＷの厚み（膜厚）を測定して、その形状を測定する。揺動式センサ７２は、非接触で膜厚を検出可能な光学式のセンサであり、図２に示すように、アーム７３の先端にセンサヘッド７４が取り付けられ、アーム７３の基端がインデックステーブル２外の駆動軸７５に接続されている。アーム７３が、駆動軸７５を支点として水平面に沿って揺動可能であり、センサヘッド７４は、ワークＷの外周位置Ｐ１からワークＷの中心Ｏと重なる位置まで移動可能に構成されている
図１に戻り、加工システム１には、固定式の厚みセンサ８が設けられている。固定式センサ８は、精研削後のワークＷの厚み（膜厚）を非接触で測定して、その形状を測定する。固定式センサ８は、例えば、分光干渉式の膜厚測定器である。固定式センサ８は、インデックステーブル２の回転方向において、アライメントステージＳＴ１の上流側及び下流側にそれぞれ１台ずつ設けられている。これは、加工後のワークＷを精研削ステージＳＴ４からアライメントステージＳＴ１に搬送するときに、インデックステーブル２の回転機構の関係上、インデックステーブル２が図１紙面上で時計回りに回転する場合と反時計回りに回転する場合があり、インデックステーブル２の各回転方向に対応するために、固定式センサ８が、アライメントステージＳＴ１の上流側及び下流側にそれぞれ１台ずつ設けられている。
図３に示すように、固定式センサ８は、加工システム１内に架設されたフレーム１ａに固定され、インデックステーブル２の上方に設置されている。固定式センサ８がワークＷの厚みを測定する測定点は、平面から視てワークＷの中心Ｏの回転軌道Ｒ上に設定されている。なお、図３では、アライメントステージＳＴ１と精研削ステージＳＴ４との間に設けられた固定式センサ８のみを例示しており、アライメントステージＳＴ１と粗研削ステージＳＴ２との間に設けられた固定式センサ８を省略している。
図４は、ワークＷ上における固定式センサ８の測定点の位置関係を示す模式図である。なお、図４では、インデックステーブル２の回転数を２０ｄｅｇ／秒、チャック３の回転数を４００ｒｐｍ、固定式センサ８のサンプリング周期を４ミリ秒に設定した場合の固定式センサ８の測定点の位置関係を例示している。ワークＷは、固定式センサ８の直下を回転しながら通過するため、固定式センサ８の測定点の軌跡は、ワークＷの中心Ｏを含みワークＷ全面に拡がる。なお、固定式センサ８の測定点の軌跡は、インデックステーブル２の回転数、チャック３の回転数、固定式センサ８のサンプリング周期によって適宜変更可能である。
なお、固定式センサ８は、加工後のワークＷを精研削ステージＳＴ４からアライメントステージＳＴ１に搬送する間にワークＷの厚みを測定可能であれば、アライメントステージＳＴ１の上流側及び下流側に配置されるものに限定されず、例えば、精研削ステージＳＴ４の上流側及び下流側にそれぞれ配置されても構わない。
加工システム１の動作は、制御装置９によって制御される。制御装置９は、加工システム１を構成する構成要素をそれぞれ制御するものである。制御装置９は、例えば、ＣＰＵ、メモリ等により構成される。なお、制御装置９の機能は、ソフトウェアを用いて制御することにより実現されても良く、ハードウェアを用いて動作することにより実現されても良い。
制御装置９は、精研削後のワークＷが所望の形状に略一致するように、揺動式センサ７２が計測した精研削前のワークＷの厚みに基づいて、チルト機構３３を駆動して精研削砥石７１の回転軸に対してチャック３の回転軸３ａを傾斜させる。以下、精研削砥石７１の回転軸に対するチャック３の回転軸３ａの角度を「傾斜角」という。
次に、２枚のワークＷを順に略平坦に加工する手順について説明する。以下、２枚のワークＷを区別する場合には、符号Ｗ１、Ｗ２を付して区別する。なお、ワークＷの目標形状は、略平坦なものに限定されない。
＜１枚目のワーク＞
アライメントステージＳＴ１にて、第１のアーム４１が、ワークＷ１を第１のラック４２から取り出してチャック３に移送する。そして、真空源が起動すると、ワークＷ１とチャック３との間に負圧が供給されて、ワークＷ１がチャック３に吸着保持される。
アライメントステージＳＴ１にて、第１のアーム４１が、ワークＷ１を第１のラック４２から取り出してチャック３に移送する。そして、真空源が起動すると、ワークＷ１とチャック３との間に負圧が供給されて、ワークＷ１がチャック３に吸着保持される。
次に、インデックステーブル２が回転して、チャック３が粗研削ステージＳＴ２に向けて移動する。
チャック３が粗研削ステージＳＴ２に移動し、ワークＷ１に対する粗研削加工が行われる。粗研削加工では、図５（ａ）に示すように、粗研削砥石５１及びチャック３をそれぞれ回転させた状態で、粗研削砥石５１の研削面をワークＷ１に押し当てて、ワークＷ１の粗研削を行う。ワークＷ１が所望の厚みに達すると、図５（ｂ）に示すように、粗研削装置５は、粗研削砥石５１及びチャック３の回転を停止させ、粗研削砥石５１を上方に退避させて、粗研削を終了する。
次に、インデックステーブル２が回転して、チャック３が中研削ステージＳＴ３に向けて移動する。中研削ステージＳＴ３では、ワークＷ１に対する中研削加工が行われる。中研削加工では、中研削砥石及びチャック３をそれぞれ回転させた状態で、中研削砥石の研削面をワークＷ１に押し当てて、ワークＷ１の中研削を行う。ワークＷが所望の厚みに達すると、中研削装置６は、中研削砥石及びチャック３の回転を停止させ、中研削砥石を上方に退避させて、中研削を終了する。
次に、インデックステーブル２が回転して、チャック３が精研削ステージＳＴ４に向けて移動する。そして、アーム７３が、駆動軸７５を支点として揺動し、図５（ｃ）に示すように、センサヘッド７４が、ワークＷの外周位置Ｐ１からワークＷ１の中心Ｏと重なる位置まで走査される。これにより、精研削前のワークＷ１の形状を測定する。図６に、１枚目の精研削前のワークＷの形状を示す。
次に、図５（ｄ）に示すように、精研削前のワークＷ１の形状に応じてチャック３の回転軸３ａを傾斜させる。
具体的には、制御装置９は、揺動式センサ７２が測定した精研削前のワークＷ１の形状と研削後のワークＷ１の目標形状との差分に合致する精研削時のワークＷ１の研削量及びその研削量を実現する傾斜角を呼び出す。さらに、制御装置９は、傾斜角に応じた第１の可動支持部３６及び第２の可動支持部３７の各昇降量を呼び出し、第１の可動支持部３６及び第２の可動支持部３７をそれぞれ昇降させる。これにより、チルトテーブル３４が、固定支持部３５を基準として精研削砥石７１の回転軸に対してチャック３の回転軸３ａを傾斜させる。
制御装置９には、実験等により取得された、精研削時のワークＷ１の研削量と傾斜角との関係、及びその傾斜角を実現する第１の可動支持部３６及び第２の可動支持部３７の各昇降量が予め記憶されている。図７（ａ）に、１枚目の精研削前のワークＷ１における第１の可動支持部３６及び第２の可動支持部３７の各昇降量を示す。なお、昇降量は、正（＋）が上昇量、負（－）が降下量に対応する。すなわち、図７（ａ）は、第１の可動支持部３６を３μｍ昇降させ、第２の可動支持部３７を１．５μｍ降下させる場合を例示している。
次に、図５（ｅ）に示すように、ワークＷ１に対する精研削加工が行われる。具体的には、精研削加工では、精研削砥石７１及びチャック３をそれぞれ回転させた状態で、精研削砥石７１の研削面をワークＷ１に押し当てて、ワークＷ１の精研削を行う。ワークＷが所望の厚みに達すると、精研削装置７は、精研削砥石７１及びチャック３の回転を停止させ、精研削砥石７１を上方に退避させて、精研削を終了する。
次に、インデックステーブル２が回転して、チャック３がアライメントステージＳＴ１に向けて移動し、ワークＷ１とチャック３との吸着が解除された後に、第２のアーム４３が、ワークＷ１をチャック３から取り出して第２のラック４４に移送する。
ここで、インデックステーブル２が回転して、チャック３がアライメントステージＳＴ１に向けて移動する間に、図５（ｆ）に示すように、固定式センサ８が、ワークＷの全面に亘る複数の測定点におけるワークＷ１の膜厚を測定して、ワークＷ１の形状を測定する。ワークＷ１上の固定式センサ８の測定点は、例えば２００点に設定される。固定式センサ８の測定点が、平面から視てチャック３の中心Ｏの回転軌道Ｒ上に設定されている。これにより、固定式センサ８は、ワークＷ１が回転軸３ａ回りに自転した状態でワークＷ１がアライメントステージＳＴ１に戻る途中で、ワークＷ１の研削加工のスループットを低下させることなく、ワークＷ１の膜厚測定及び形状測定を行うことができる。図６に、１枚目の精研削後のワークＷの形状を示す。
次に、制御装置９は、固定式センサ８が測定した精研削加工後のワークＷ１の形状と所望の目標形状とを比較する。精研削加工後のワークＷ１の形状が所望の目標形状に一致しない場合、精研削加工後のワークＷ１の形状と所望の目標形状との差分に合致するように精研削時の傾斜角に加算する補正角を記憶する。なお、制御装置９には、実験等により取得された、精研削加工後のワークＷ１の形状及び所望の目標形状の差分とこれの差分を緩和する補正角との関係、及びチルト機構３３の補正角を実現する第１の可動支持部３６及び第２の可動支持部３７の各昇降量（補正昇降量）が予め記憶されている。
図６によれば、精研削後のワークＷ１の形状は、略平坦な目標形状と比べて、外周部（グラフ中の破線の楕円で囲った部分）が落ち込んでおり局所的に２μｍ程度薄いことが分かる。そこで、制御装置９は、ワークＷ１の外周部が２μｍ程度厚くなるような補正角を呼び出すとともに、図７（ｂ）に図示するように、この補正角に対応する第１の可動支持部３６を０．３μｍ降下させ、第２の可動支持部３７を０．２μｍ降下させる補正昇降量を呼び出す。なお、精研削加工後のワークＷ１の形状が所望の目標形状に一致する場合には、補正角及び補正昇降量は何れもゼロとなる。
＜２枚目のワーク＞
次に、１枚目のワークＷ１に対する粗研削加工、中研削加工と同様にして、２枚目のワークＷ２に対して粗研削加工、中研削加工が行われる。その後、インデックステーブル２が回転して、チャック３が精研削ステージＳＴ４に向けて移動する。
次に、１枚目のワークＷ１に対する粗研削加工、中研削加工と同様にして、２枚目のワークＷ２に対して粗研削加工、中研削加工が行われる。その後、インデックステーブル２が回転して、チャック３が精研削ステージＳＴ４に向けて移動する。
精研削ステージＳＴ４では、まず、アーム７３が、駆動軸７５を支点として水平面上で揺動し、図８（ａ）に示すように、センサヘッド７４が、ワークＷ２の外周位置Ｐ１からワークＷの中心Ｏと重なる位置まで走査される。これにより、精研削前のワークＷ２の形状を測定する。図９に、２枚目の精研削前のワークＷの形状を示す。なお、各チャック３の吸着面は、加工前のセルフグラインディングによってそれぞれ一様に形成されていることから、図９に例示した２枚目のワークＷ２は、１枚目のワークＷ１とほぼ同様の形状を呈していると仮定した。
次に、図８（ｂ）に示すように、精研削前のワークＷ２の形状に応じた傾斜角及び１枚目のワークＷ１の加工結果により算出された補正角に基づいて、チャック３を傾斜させる。
具体的には、制御装置９は、揺動式センサ７２が測定した精研削前のワークＷ２の形状と研削後のワークＷ２の目標形状との差分に合致する精研削時のワークＷ２の研削量及びその研削量を実現するチルト機構３３の傾斜角を呼び出す。そして、制御装置９は、呼び出した傾斜角に応じて第１の可動支持部３６及び第２の可動支持部３７の各昇降量を算出する。
また、制御装置９は、１枚目のワークＷ１の加工結果により得られた補正角に対応する第１の可動支持部３６及び第２の可動支持部３７の各補正昇降量を呼び出す。そして、制御装置９は、第１の可動支持部３６及び第２の可動支持部３７それぞれに対して、昇降量に補正昇降量を加算して補正後昇降量を算出する。そして、第１の可動支持部３６及び第２の可動支持部３７を補正後昇降量に応じて昇降させる。これにより、チルトテーブル３４が、固定支持部３５を基準として精研削砥石７１の回転軸に対してチャック３の回転軸３ａを傾斜させる。図７（ｃ）に、２枚目の精研削前のワークＷ２における第１の可動支持部３６及び第２の可動支持部３７の各補正後昇降量を示す。具体的には、図７（ｃ）の補正後昇降量は、図７（ａ）の昇降量に図７（ｂ）の補正昇降量を加算したものであり、第１の可動支持部３６を２．７μｍ昇降させ、第２の可動支持部３７を１．７μｍ降下させることを意味する。
次に、図８（ｃ）に示すように、ワークＷ２に対する精研削加工が行われる。具体的には、精研削加工では、精研削砥石７１及びチャック３をそれぞれ回転させた状態で、精研削砥石７１の研削面をワークＷ２に押し当てて、ワークＷ１の精研削を行う。ワークＷが所望の厚みに達すると、精研削装置７は、精研削砥石７１及びチャック３の回転を停止させ、精研削砥石７１を上方に退避させて、精研削を終了する。
次に、インデックステーブル２が回転して、チャック３がアライメントステージＳＴ１に向けて移動し、ワークＷ２とチャック３との吸着が解除された後に、第２のアーム４３が、ワークＷ２をチャック３から取り出して第２のラック４４に移送する。
ここで、インデックステーブル２が回転して、チャック３がアライメントステージＳＴ１に向けて移動する際に、図８（ｄ）に示すように、固定式センサ８が、ワークＷ２の全面に亘る複数の測定点におけるワークＷ２の膜厚を測定して、ワークＷ２の形状を測定する。図９に、２枚目の精研削後のワークＷ２の形状を示す。図９によれば、精研削後のワークＷ１の形状は、略平坦な目標形状と略一致することが分かる。
なお、３枚目以降のワークＷについて、１枚目のワークＷ１の精研削結果から得られる補正角を適用しても構わないし、直前のワークＷの精研削結果から得られる補正角を適用しても構わない。後者の場合には、精研削砥石７１の摩耗等を考慮して傾斜角を適切に更新することができる。
このようにして、本発明に係る加工システム１は、ワークＷ１、Ｗ２に対して前研削及び精研削を順に行う加工システム１であって、ワークＷ１、Ｗ２を回転可能に保持するチャック３を備え、ワークＷ１、Ｗ２を粗研削ステージＳＴ２、中研削ステージＳＴ３、精研削ステージＳＴ４及びアライメントステージＳＴ１の順に移動させるインデックステーブル２と、チャック３の傾きを調節可能なチルト機構３３と、精研削前のワークＷ１、Ｗ２の形状を測定する揺動式センサ７２と、精研削後のワークＷ１がアライメントステージＳＴ１へ搬送される間に、精研削後のワークＷ１の形状を測定する固定式センサ８と、精研削前のワークＷ１、Ｗ２の形状に基づいて精研削する際のチャック３の傾きである傾斜角を制御し、精研削後のワークＷ１の形状に基づいてワークＷ２を精研削する際に傾斜角を補正する制御装置９と、を備えている構成とした。
この構成により、固定式センサ８が、精研削後の１枚目のワークＷ１の形状を速やかに測定し、制御装置９が、精研削後のワークＷ１の形状を所望の目標形状に加工できるように精研削時の補正角を算出し、精研削前の２枚目のワークＷ２の形状から算出される傾斜角に１枚目のワークＷ１の精研削結果に応じた補正角を加算した状態で２枚目のワークＷ２を精研削することにより、ワークＷ２を効率良く且つ高精度に加工することができる。
また、本発明に係る加工システム１は、制御装置９が、精研削前のワークＷ１の形状に基づいて、精研削後のワークＷ１の形状がワークＷ１の目標形状と略一致するように傾斜角を算出し、精研削前のワークＷ２の形状に基づいて、精研削後のワークＷ２の形状がワークＷ２の目標形状と略一致するように傾斜角を算出する構成されている。
この構成により、精研削後のワークＷ１、Ｗ２の形状を所望の目標形状に精度良く加工することができる。
また、本発明に係る加工システム１は、制御装置９が、精研削後のワークＷ１の形状に基づいて、精研削後のワークＷ１の形状とワークＷ１の目標形状とが略一致するように、補正角を算出する構成とした。
この構成により、精研削後のワークＷ１の形状と目標形状との差分に合致する精研削砥石７１の研削量に応じて、ワークＷ２を精研削する際の補正角が設定されるため、ワークＷ２の形状をさらに精度良く加工することができる。
また、本発明に係る加工システム１は、固定式センサ８が、インデックステーブル２の上方に跨設されたフレーム１ａに取り付けられている構成とした。
この構成により、ワークＷ１が固定式センサ８の下方を通過する際に、固定式センサ８がワークＷ１の形状を測定可能なため、ワークＷ１の形状測定に要する時間を最小化することができる。
また、本発明に係る加工システム１は、固定式センサ８が、平面から視てワークＷ１の中心Ｏが通過する回転軌道Ｒ上に配置されている構成とした。
この構成により、固定式センサ８の測定点が、平面から視てワークＷ１の中心Ｏの回転軌道Ｒ上に設定されていることにより、ワークＷの研削加工のスループットを低下させることなく、ワークＷの形状測定を行うことができる。
また、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り、上記以外にも種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
例えば、上述した実施形態では、チルト機構３３が、チャック３を回転軸３ａとともに傾斜させる構成を例に説明したが、チルト機構３３は、回転軸３ａを傾かせることなくチャック３のみを傾斜させる構成であっても構わない。
１ ：加工システム
１ａ ：フレーム
２ ：インデックステーブル
２ａ ：回転軸
３ ：チャック
３ａ ：回転軸
３１ ：回転テーブル
３２ ：吸着体
３３ ：チルト機構
３４ ：チルトテーブル
３５ ：固定支持部
３６ ：第１の可動支持部
３７ ：第２の可動支持部
４１ ：第１のアーム
４２ ：第１のラック
４３ ：第２のアーム
４４ ：第２のラック
５ ：粗研削装置
５１ ：粗研削砥石
５２ ：第１のスピンドル
５３ ：第１のスピンドル送り機構
６ ：中研削装置
６１ ：第２のスピンドル
６２ ：第２のスピンドル送り機構
７ ：精研削装置
７１ ：精研削砥石
７２ ：揺動式厚みセンサ（第１のセンサ）
７３ ：アーム
７４ ：センサヘッド
７５ ：駆動軸
８ ：固定式厚みセンサ（第２のセンサ）
９ ：制御装置
Ｄ ：回転方向
Ｏ ：中心
Ｐ１ ：外周位置
Ｒ ：（ワーク中心の）回転軌道
ＳＴ１：アライメントステージ
ＳＴ２：粗研削ステージ
ＳＴ３：中研削ステージ
ＳＴ４：精研削ステージ
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２：ワーク
１ａ ：フレーム
２ ：インデックステーブル
２ａ ：回転軸
３ ：チャック
３ａ ：回転軸
３１ ：回転テーブル
３２ ：吸着体
３３ ：チルト機構
３４ ：チルトテーブル
３５ ：固定支持部
３６ ：第１の可動支持部
３７ ：第２の可動支持部
４１ ：第１のアーム
４２ ：第１のラック
４３ ：第２のアーム
４４ ：第２のラック
５ ：粗研削装置
５１ ：粗研削砥石
５２ ：第１のスピンドル
５３ ：第１のスピンドル送り機構
６ ：中研削装置
６１ ：第２のスピンドル
６２ ：第２のスピンドル送り機構
７ ：精研削装置
７１ ：精研削砥石
７２ ：揺動式厚みセンサ（第１のセンサ）
７３ ：アーム
７４ ：センサヘッド
７５ ：駆動軸
８ ：固定式厚みセンサ（第２のセンサ）
９ ：制御装置
Ｄ ：回転方向
Ｏ ：中心
Ｐ１ ：外周位置
Ｒ ：（ワーク中心の）回転軌道
ＳＴ１：アライメントステージ
ＳＴ２：粗研削ステージ
ＳＴ３：中研削ステージ
ＳＴ４：精研削ステージ
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２：ワーク
Claims (5)
- ワークに対して前研削及び精研削を順に行う加工システムであって、
前記ワークを回転可能に保持するチャックを備え、前記ワークを少なくとも前研削ステージ、精研削ステージ及びアライメントステージの順に移動させるインデックステーブルと、
前記チャックの傾きを調節可能なチルト機構と、
精研削前の前記ワークの形状を測定する第１のセンサと、
精研削後の前記ワークが前記アライメントステージへ搬送される間に、精研削後の前記ワークの形状を測定する第２のセンサと、
精研削前の前記ワークの形状に基づいて精研削する際の前記チャックの傾きである傾斜角を制御し、精研削後の前記ワークの形状に基づいて次のワークを精研削する際に前記傾斜角を補正する制御装置と、
を備えていることを特徴とする加工システム。 - 前記制御装置は、精研削前の前記ワークの形状に基づいて、精研削後の前記ワークの形状が前記ワークの目標形状と略一致するように、前記傾斜角を算出することを特徴とする請求項１に記載の加工システム。
- 前記制御装置は、精研削後の前記ワークの形状に基づいて、精研削後の前記ワークの形状と前記ワークの目標形状とが略一致するように、前記傾斜角を補正する補正角を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の加工システム。
- 前記第２のセンサは、前記インデックステーブルの上方に跨設されたフレームに取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の加工システム。
- 前記第２のセンサは、平面から視て前記ワークの中心が通過する回転軌道上に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の加工システム。
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|---|---|---|---|
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Family Applications (1)
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