JP2024013274A - 吸引保持監視方法、及び加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】チャックテーブルの保持面にワークを吸引保持して加工を行う際に、保持面の微少なリークを検知する。【解決手段】チャックテーブル（１４）の保持面（４２１）にワーク（Ｗ）を載置する載置工程と、保持面と吸引源（４５）とを連通させ、圧力計（４７）の値が予め設定した閾値（Ｓ）を負圧方向に超えたら、保持面がワークを吸引保持したと認識し、圧力計の値が閾値を負圧方向に超えなかったら、保持面がワークを吸引保持していないと認識する吸引保持認識工程と、吸引保持認識工程において、保持面がワークを吸引保持したと認識した後の圧力計の値が、予め設定された監視幅（Ｐａ）よりも大きく変動したら保持面にリークが発生したと認識し、監視幅よりも大きく変動しなかったら保持面にリークが発生していないことを認識する吸引保持監視工程と、を行う。【選択図】図４

Description

本発明は、チャックテーブルによるワークの吸引保持を監視する吸引保持監視方法、及び、チャックテーブルに保持したワークを加工する加工装置に関する。

板状のワークを砥石で研削する研削装置は、ワークを保持するチャックテーブルの保持面に吸引力を作用させて、ワークをチャックテーブルの保持面に吸引保持させた状態で加工を行う。

レーザ加工によって内部に改質層を形成したワークなどは、チャックテーブルの保持面に載置した場合に、上面が凹面状で下面が凸面状になり、ワークの外周部分が上方に反り上がった状態になる。このような外周部分が反り上がる要素を有するワークを保持面に吸引保持させる際は、保持面とワークとの間に水を供給してワークの外周に水シールを形成して、ワークの外周部分が浮き上がらないように保持面に吸引保持させている（例えば、特許文献１）。

また、研削装置のチャックテーブルの保持面は緩やかな円錐形状（平面視で円形）であり、このような保持面に対して四角形（矩形）のワークを保持させて、ワークを研削する場合がある（例えば、特許文献２、３）。

特開２０１９－１３０６０７号公報 特開２０２１－０９８２３８号公報 特開２０１６－１５０４２１号公報

反り上がる要素を有するワークが四角形の場合、水シールの水が無くなるなどの原因で、チャックテーブルの保持面に吸引保持しているワークの角部分が浮き上がりやすく、保持面に微少なリーク（吸引力の漏れ）が生じる。その結果、ワークの角部分が保持面に対してバタつくなどの状態になる。

また、四角形のワークは、ワークと保持面とが回転方向に位置ずれするなどによって、ワークと保持面との形が一致しないことによって、ワークの角部分に保持面に微少なリークが発生しやすいという問題がある。

保持面に微少なリークが生じてワークの角部分が浮き上がった状態で研削加工が開始されると、ワークの角部分に砥石が先に接触するので、角部分と他の部分とで研削量が不均一になったり、角部分が破損したりするという問題がある。

なお、研削装置以外の加工装置においても、チャックテーブルの保持面にワークを吸引保持して加工を行う際には、ワークが確実に吸引保持されていることが必要である。従って、チャックテーブルの保持面にワークを吸引保持する加工装置全般に、同様の課題が存在する。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、チャックテーブルの保持面にワークを吸引保持して加工を行う際に、保持面の微少なリークを検知できる吸引保持監視方法、及び加工装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、チャックテーブルの保持面と吸引源とを連通路で連通させ、該連通路に配置した圧力計の値によって該保持面がワークを吸引保持していることを監視する吸引保持監視方法であって、該保持面にワークを載置する載置工程と、該保持面と吸引源とを連通させ、該圧力計の値が予め設定した閾値を負圧方向に超えたら、該保持面がワークを吸引保持したと認識し、該圧力計の値が該閾値を負圧方向に超えなかったら、該保持面がワークを吸引保持していないと認識する吸引保持認識工程と、該吸引保持認識工程において、該保持面がワークを吸引保持したと認識した後の該圧力計の値が、予め設定された監視幅よりも大きく変動したら該保持面にリークが発生したと認識し、該監視幅よりも大きく変動しなかったら該保持面にリークが発生していないことを認識する吸引保持監視工程と、からなる。

該吸引保持認識工程において、該保持面と該ワークとに水を供給して水シールを形成する水シール形成工程を含み、該吸引保持監視工程において、該チャックテーブルを該保持面の中心を軸に回転させ、該水に遠心力を付与した状態で実施してもよい。

該監視幅は、予め設定した時間範囲内での該圧力計の値の移動平均値と、該移動平均値から正圧方向に離れた値との幅とすることができる。

本発明の一態様は、上記の吸引保持監視方法が可能な加工装置であって、保持面でワークを保持するチャックテーブルと、該保持面に保持されたワークを加工する加工部と、該保持面と吸引源とを連通する連通路と、該連通路に配置され該連通路内の圧力を測定する圧力計と、該圧力計の値が予め設定した閾値を負圧方向に超えたら該保持面がワークを吸引保持したと判断する吸引保持判断部と、該圧力計の値が予め設定した監視幅を超えなかったら該保持面にリークが生じていないと判断し、該圧力計の値が予め設定した監視幅を超えたら該保持面にリークが生じたと判断するリーク判断部と、該リーク判断部が該保持面にリークが生じたと判断したら装置を停止させる制御部と、を備える。

本発明の吸引保持監視方法、及び加工装置によれば、チャックテーブルの保持面の微少なリークを検知して、不完全な保持状態で加工を行うことによるワークの破損や加工の失敗を防止できる。

研削装置の斜視図である。 研削装置の一部を示す断面図である。 吸引保持認識工程を説明するグラフである。 吸引保持監視工程を説明するグラフである。 吸引保持監視工程を説明するグラフである。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係る吸引保持監視方法及び加工装置について説明する。図１は、本発明を適用した加工装置の一例である研削装置１を示し、図２は研削装置１の一部を示している。図３から図５は、研削装置１で行われる吸引保持監視方法を説明するグラフである。

研削装置１は、被加工物であるワークＷに対して研削加工を行う。ワークＷは、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）基板上に複数のシリコンチップが配置され、シリコンチップを封止するように樹脂でモールドされたものであり、四角形（矩形）の板状をなしている。研削装置１では、ワークＷのうちシリコンチップが配置された側とは反対側の面を研削する。以下の説明では、研削装置１において研削される側の面をワークＷの上面Ｗａとし、その反対側の面を下面Ｗｂとする。

研削装置１は、ワークＷに対して搬入処理、研削加工、洗浄処理、搬出処理からなる一連の作業を全自動で実施するように構成されている。ワークＷは、カセットＣに収容された状態で研削装置１に搬入される。研削装置１に搬入されたワークＷは、上面Ｗａが凹面になり、角部分（四隅）が反り上がった形状になっている（図２参照）。

研削装置１におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は互いに垂直な関係にある。Ｘ軸方向とＹ軸方向は略水平な方向であり、Ｚ軸方向は上下方向（垂直方向）である。Ｘ軸方向を示す両矢線のうち、＋Ｘ側を前方とし、－Ｘ側を後方とする。Ｙ軸方向を示す両矢線のうち、＋Ｙ側を左方とし、－Ｙ側を右方とする。Ｚ軸方向を示す両矢線のうち、＋Ｚ側を上方とし、－Ｚ側を下方とする。

研削装置１の基台１０の前側には、複数枚のワークＷを収容可能な二つのカセットＣが載置されている。一方のカセットＣには研削前のワークＷが収容され、他方のカセットＣには研削後のワークＷが収容される。カセットＣの後方には、カセットＣに対してワークＷを出し入れするロボットハンド１１が設けられている。ロボットハンド１１の左右斜め後方には、研削前のワークＷを載せる仮置きテーブル１２と、研削済みのワークＷを洗浄するスピン洗浄機構１３とが設けられている。ロボットハンド１１は、カセットＣから仮置きテーブル１２への研削前のワークＷの搬送と、スピン洗浄機構１３からカセットＣへの研削済みのワークＷの搬送とを行う。

ロボットハンド１１によって仮置きテーブル１２に搬送されたワークＷは、仮置きテーブル１２に対して所定の位置になるように位置決めされる。

スピン洗浄機構１３は、スピンナーテーブル１３１に向けて洗浄水及び乾燥エアを噴射するノズル１３２を備えている。スピン洗浄機構１３では、スピンナーテーブル１３１上に保持されたワークＷに対してノズル１３２から洗浄水が噴射されてワークＷを洗浄し、洗浄後にノズル１３２から乾燥エアが吹き付けられてワークＷを乾燥させる。

Ｙ軸方向で仮置きテーブル１２とスピン洗浄機構１３の間には、研削前のワークＷを仮置きテーブル１２からチャックテーブル１４に搬入する第一搬送機構１５と、研削済みのワークＷをチャックテーブル１４からスピン洗浄機構１３に搬出する第二搬送機構１６とが設けられている。第一搬送機構１５と第二搬送機構１６はそれぞれ、搬送パッドによってワークＷを上方から吸引保持し、搬送パッドを支持する支持アームに、Ｚ軸方向の軸を中心とする回転と、Ｚ軸方向への昇降とを行わせて、ワークＷの搬送を行う。

研削装置１の後方側における基台１０の上面には、Ｘ軸方向に延在する矩形状の開口が形成されている。この開口は、チャックテーブル１４と共にＸ軸方向に移動可能な移動板１７及び蛇腹状の防水カバー１８に覆われている。

防水カバー１８の下方には、チャックテーブル１４をＸ軸方向に移動させるテーブル移動機構２０が設けられている。テーブル移動機構２０は、Ｘ軸方向に延びる一対のガイドレール２１とボールネジ２２とを備え、移動台２３がガイドレール２１に沿って移動可能に支持されている。ボールネジ２２が移動台２３の螺合部（図示略）に螺合しており、モータ２４の作動によってボールネジ２２を回転させると、移動台２３がＸ軸方向に移動する。

また、防水カバー１８の下方には、チャックテーブル１４を回転駆動させるテーブル回転機構３０が設けられている。図２に示すように、テーブル回転機構３０は、移動台２３上に支持された支持枠３１の内側に、テーブル回転軸３２が軸受３８を介して回転可能に支持されている。テーブル回転軸３２の外面に設けた従動プーリ３３と、モータ３４により回転する駆動プーリ３５とに、無端ベルト３６が巻き掛けられている。モータ３４の作動によって駆動プーリ３５を回転させると、無端ベルト３６を介して従動プーリ３３に回転が伝達され、テーブル回転軸３２が回転される。チャックテーブル１４は、テーブル回転軸３２の上部に設けたテーブルベース３７に着脱可能であり、チャックテーブル１４をテーブルベース３７に取り付けた状態では、テーブル回転軸３２と共にチャックテーブル１４が回転する。

チャックテーブル１４は、枠体４０と、枠体４０の上面側の凹部４１内に取り付けた円板状のポーラス板４２とを備えている。ポーラス板４２は、セラミックスなどの多孔質材からなり、微細な気孔が全体に亘って形成されている。枠体４０の凹部４１内にポーラス板４２を取り付けた状態で、枠体４０の上面とポーラス板４２の上面とが面一となる。ポーラス板４２の上面は、ワークＷを吸引保持する保持面４２１を構成する。

主に図２を参照して、チャックテーブル１４における吸引構造を説明する。チャックテーブル１４の内部とテーブル回転軸３２の内部とに連通路４４が形成されている。連通路４４は、枠体４０の凹部４１の底部に連通し、凹部４１から下方に延びている。テーブル回転軸３２の下端に設けたロータリージョイント３２１に吸引管３９が接続しており、連通路４４は吸引管３９に通じている。つまり、吸引管３９は連通路４４の一部を構成している。吸引管３９は、開閉バルブ４６を介して吸引源４５に接続している。

開閉バルブ４６を開いて吸引源４５を作動させると、連通路４４を通して凹部４１から空気が吸引され、凹部４１内に保持されたポーラス板４２の保持面４２１に吸引力が作用する。つまり、連通路４４は、保持面４２１と吸引源４５とを連通している。吸引管３９の途中に、連通路４４内の圧力を測定する圧力計４７が設けられている。

さらに、連通路４４は、開閉バルブ８２を介して空気供給源８０に接続し、開閉バルブ８３を介して水供給源８１に接続している。開閉バルブ８２を開いて空気供給源８０を作動させると、連通路４４を経由して供給された空気が保持面４２１から噴出する。開閉バルブ８３を開いて水供給源８１を作動させると、連通路４４を経由して供給された水が保持面４２１から噴出する。空気供給源８０と水供給源８１を同時に作動させて、空気と水の混合流体を保持面４２１から噴出させることも可能である。

図１に戻って、研削機構５０と昇降機構６０を説明する。基台１０の後部に立設したコラム１９には、研削機構５０をＺ軸方向に昇降移動させる昇降機構６０が設けられている。

昇降機構６０は、コラム１９の前面側に配置されてＺ軸方向に延びる一対のガイドレール６１と、一対のガイドレール６１に対してＺ軸方向へ移動可能に設置された昇降テーブル６２と、Ｚ軸方向に延びて昇降テーブル６２の螺合部（図示略）に螺合するボールネジ６３と、を備えている。ボールネジ６３の一端部に連結されたモータ６４の駆動力によってボールネジ６３が回転されることで、昇降テーブル６２がＺ軸方向に移動する。

研削機構５０は、ホルダ５１を介して昇降テーブル６２の前面に取り付けられており、ホルダ５１に支持されたスピンドルハウジング５２に対して、スピンドル５３を回転可能に支持している。スピンドル５３は、スピンドルモータ５４の駆動力によって、Ｚ軸方向の軸を中心として回転を行う。

スピンドル５３の下端にはマウント５５が連結されており、マウント５５に研削ホイール５６が装着されている。研削ホイール５６の下面には複数の砥石５７が環状に設けられている。研削機構５０は、チャックテーブル１４の保持面４２１に吸引保持されたワークＷの上面Ｗａを、砥石５７によって研削する。

図２に示すように、研削機構５０には、研削ホイール５６の下面側の開口に研削水を供給する研削水路５８が設けられている。研削水路５８は研削水源５９に接続しており、研削水源５９から送られた研削水が、研削水路５８を通って研削ホイール５６の下面側の開口から吐出される。

基台１０上に厚み測定器４３を備えている。厚み測定器４３は、チャックテーブル１４の保持面４２１上に保持されたワークＷの上面Ｗａの高さ位置を測定する第一ハイトゲージと、チャックテーブル１４の枠体４０の上面の高さ位置を測定する第二ハイトゲージと、を備えており、第一ハイトゲージの計測値と第二ハイトゲージの計測値との差に基づいて、ワークＷの厚みが計測される。

支持枠３１には、保持面４２１とワークＷとに水Ｍを供給する水シールノズル４８が支持されている。水シールノズル４８は、水供給源４９から供給された水Ｍを、保持面４２１とワークＷに対して側方から噴出させる。

研削装置１の各部は、制御ユニット７０（図２）によって制御される。制御ユニット７０は、各種処理を実行するプロセッサと、プログラムや一時データの記録を行うメモリなどにより構成される。図２では、制御ユニット７０と圧力計４７との接続関係のみを表しているが、制御ユニット７０は、圧力計４７以外の装置各部に対しても信号の送受が可能に接続されている。

制御ユニット７０は、メモリに記憶された制御プログラムに従って、Ｚ軸方向への研削機構５０の研削送り量、研削送り速度、研削ホイール５６の回転速度などを制御し、厚み測定器４３により測定されるワークＷの厚みが仕上げ厚みに達するまで研削を実行させる。また、制御ユニット７０は、ロボットハンド１１、第一搬送機構１５及び第二搬送機構１６によるワークＷの搬送動作や、スピン洗浄機構１３によるワークＷの洗浄動作などを制御する。以下に説明する研削装置１の各部の動作について、制御の主体が明記されていない場合は、制御ユニット７０から送られる制御信号によって動作が制御されているものとする。

研削装置１では、ロボットハンド１１によってカセットＣ内から未研削のワークＷが取り出されて、仮置きテーブル１２に搬送される。続いて、第一搬送機構１５の搬送パッドでワークＷの上面Ｗａを吸引保持し、第一搬送機構１５によって仮置きテーブル１２からチャックテーブル１４上にワークＷが搬入される。チャックテーブル１４は、第一搬送機構１５の搬送パッドからワークＷを受け渡される際に、テーブル移動機構２０の駆動によって、第一搬送機構１５の近傍（Ｘ軸方向の前方寄り）の受け渡し位置に位置付けられる。

図２に示すように、第一搬送機構１５によって搬送されたワークＷは、チャックテーブル１４の保持面４２１上に載せられる。開閉バルブ４６が開かれて吸引源４５が連通路４４に連通し、吸引源４５を作動させることによって、チャックテーブル１４の保持面４２１に吸引力が作用する。この吸引力によって、保持面４２１上にワークＷが吸引保持される。ワークＷに対して適切に吸引力が作用した場合には、ワークＷの全体が保持面４２１にならった形状になって反りが解消される。

保持面４２１がワークＷを吸引保持する際に水シールノズル４８から水Ｍを供給して、保持面４２１とワークＷとの間に水シールを形成する。水シールの効果によって、ワークＷの外周部分（四隅）が保持面４２１に吸引されやすくなる。

ワークＷを吸引保持したチャックテーブル１４が、テーブル移動機構２０によってＸ軸方向の後方側に移動されて、研削機構５０の下方の加工位置に位置付けられる。

続いて、昇降機構６０によって研削機構５０を下降させて砥石５７をワークＷの上面Ｗａに接触させ、スピンドル５３によって研削ホイール５６を回転させると共に、テーブル回転機構３０によって保持面４２１の中心を軸にチャックテーブル１４を回転させて、砥石５７によってワークＷを押圧しながら上面Ｗａを研削する。研削中に、研削水源５９から研削水路５８を経由して研削水を供給し、研削水によって研削屑を洗い流す。また、研削水によって研削箇所付近の冷却を行う。また、研削中に、水シールノズル４８からの水Ｍの供給を行ってもよい。

厚み測定器４３により測定されるワークＷの厚みが、予め設定された仕上げ厚みに達すると、研削機構５０での研削ホイール５６の回転と、テーブル回転機構３０によるチャックテーブル１４の回転と、昇降機構６０による研削機構５０の研削送りとを停止する。そして、昇降機構６０によって研削機構５０を上昇させてチャックテーブル１４上のワークＷから砥石５７を離反させて、研削加工を終了する。

研削加工後は、テーブル移動機構２０によってチャックテーブル１４がＸ軸方向の前方側に移動されて、第二搬送機構１６の近傍の受け渡し位置にチャックテーブル１４を位置付ける。開閉バルブ４６が閉じられて、保持面４２１と吸引源４５との連通が解除される。保持面４２１からワークＷへの吸引力が作用しなくなるため、チャックテーブル１４から第二搬送機構１６にワークＷを受け渡し可能になる。チャックテーブル１４から第二搬送機構１６にワークＷを受け渡す際に、空気供給源８０を作動させて開閉バルブ８２を開き、水供給源８１を作動させて開閉バルブ８３を開き、空気と水の混合流体を保持面４２１から噴出させてワークＷを押し上げてもよい。

第二搬送機構１６によって、チャックテーブル１４からワークＷが搬出されて、スピン洗浄機構１３にワークＷが搬送される。そして、スピン洗浄機構１３でワークＷの洗浄が行われる。続いて、洗浄後のワークＷが、ロボットハンド１１によって、スピンナーテーブル１３１から搬出されて、カセットＣに収容される。

以上のように一連の動作を行う研削装置１で、研削機構５０の砥石５７によりワークＷの研削を行う加工時には、ワークＷの下面Ｗｂ全面がチャックテーブル１４の保持面４２１に吸引保持されている必要がある。特に、外周部分（四隅）が反り上がる要素を有する本実施の形態のワークＷの場合、保持面４２１への吸引力だけではワークＷの外周部分が確実に保持面４２１に密着しない可能性があるので、水シールノズル４８から保持面４２１とワークＷとに水Ｍを供給し、水シールの効果によって、ワークＷの外周部分を保持面４２１に吸引保持させている。

しかしながら、反り上がる要素を有するワークＷが四角形の場合、テーブル移動機構２０によってＸ軸方向の後方側に移動されて、研削機構５０の下方の加工位置に位置付けられたとき、または、研削加工を開始する際にチャックテーブル１４を回転させられたときに、水シールの水が無くなるなどの原因により、吸引保持しているワークＷの角部分が浮き上がりやすく、保持面４２１のうちワークＷの角部分に対応する領域に微少なリークが発生する可能性がある。また、平面視で四角形のワークＷと平面視で円形の保持面４２１との互いの形が一致しないことによって、ワークＷに対して吸引力が均等に作用せず、ワークＷの角部分付近で保持面４２１に微少なリークが発生する可能性がある。このとき、保持面４２１の吸引力は、角部分に微少なリークが発生しているが、予め設定した閾値を超えているので、研削装置１は、保持面４２１がワークＷを吸引保持していると判断し、研削加工を開始する。

保持面２４１の吸引力に微少なリークが生じてワークＷの角部分が浮き上がった状態で研削加工が開始されると、ワークＷの角部分に砥石５７が先に接触して、角部分と他の部分とで研削量が不均一になったり、角部分が破損したりするおそれがある。

このような問題を解消するべく、本実施の形態の研削装置１では、チャックテーブル１４によるワークＷの吸引保持状態を監視し、保持面４２１での微少なリークの発生の有無を判断するようにした。ワークＷの吸引保持状態の監視は、圧力計４７の測定結果を参照して制御ユニット７０によって行われる。制御ユニット７０は、ワークＷの吸引保持状態の監視に関係する機能ブロックとして、吸引保持判断部７１と、リーク判断部７２と、制御部７３と、を有している。

図３から図５は、ワークＷの吸引保持監視方法を説明するグラフである。各グラフの縦軸は圧力計４７の値であり、上方が負圧方向、下方が正圧方向である。各グラフの横軸は時間経過であり、右側に向けて時間が進行する。

吸引保持監視方法による処理は、研削機構５０によってワークＷの研削加工を行う前に実行してもよいし、ワークＷの研削加工中に実行してもよい。具体的には、吸引保持監視方法は、以下の各工程を含む。

[載置工程]
載置工程では、チャックテーブル１４の保持面４２１にワークＷを載置する。上面Ｗａが凹面であるワークＷの場合、ワークＷの下面Ｗｂ（下面Ｗｂを保護部材で覆っている場合には、保護部材）を保持面４２１に載置すると、ワークＷの外周部分が反り上がった状態になる（図２参照）。

[吸引保持認識工程]
続いて、吸引保持認識工程を行う。吸引保持認識工程では、吸引源４５を作動させ、開閉バルブ４６を開いて、連通路４４を介して吸引源４５と保持面４２１を連通させて、保持面４２１に吸引力を作用させる。吸引力によって、保持面４２１上にワークＷが吸引保持される。

吸引保持認識工程において、保持面４２１とワークＷとに水Ｍを供給して水シールを形成する水シール形成工程を含んでもよい。水シール形成工程は、水供給源４９から送られた水Ｍを水シールノズル４８から保持面４２１とワークＷの下面Ｗｂとの隙間に噴出させて実施する。これにより、ワークＷの外周部分全体に水シールが形成されて、ワークＷの外周部分を保持面４２１に吸引保持する効果が高くなる。なお、水シールノズル４８は、チャックテーブル１４の周囲に少なくとも四つ配置して、各水シールノズル４８は、ワークＷの角部分に水を噴射させるように配置されている（図１及び図２では、一つの水シールノズル４８のみを表している）。

なお、水シールノズル４８は、リング状に形成され、ワークＷの外周に水を噴射する噴射口を複数配置してもよい。

また、開閉バルブ８３を開いて水供給源８１から保持面４２１に水を供給して、保持面４２１に水層を形成した後、保持面４２１にワークＷの下面Ｗｂを接触させ、水シールが形成された状態で保持面４２１を吸引源４５に連通させ、保持面４２１上の水を吸引しつつワークＷを吸引保持するようにしてもよい。

制御ユニット７０の吸引保持判断部７１は、連続的に、あるいは、所定の時間間隔で、圧力計４７の値を監視する。そして、圧力計４７の値が予め設定した閾値を負圧方向に超えたら、保持面４２１がワークＷを吸引保持したと認識し、圧力計４７の値が当該閾値を負圧方向に超えなかったら、保持面４２１がワークＷを吸引保持していないと認識する。

図３は、吸引保持判断部７１が行う吸引保持判断の具体例を表したグラフである。ワークＷの形状や大きさ、保持面４２１の形状や大きさ、吸引源４５の性能、などの諸条件に基づいて、縦軸方向の所定の圧力値を示す閾値Ｓが予め設定されている。閾値Ｓは、制御ユニット７０のメモリに記憶されている。なお、図３に示した閾値Ｓはあくまでも一例であり、閾値は上記の諸条件の違いに応じて異なる値になる。

別々のワークＷについて吸引保持認識工程を行った結果、圧力計４７の値について、図３に示す測定値Ｒａと測定値Ｒｂが得られた。吸引保持判断部７１は、閾値Ｓを負圧方向に超えている測定値Ｒａについては、保持面４２１がワークＷを吸引保持したと認識する。一方、吸引保持判断部７１は、閾値Ｓを負圧方向に超えていない測定値Ｒｂについては、保持面４２１がワークＷを吸引保持していないと認識する。

なお、保持面４２１がワークＷを吸引保持していないにも関わらず、連通路４４の一時的な詰まりなどの何らかの原因で、圧力計４７の値が瞬間的に閾値Ｓを負圧方向に超える可能性もある。このような場合を考慮して、保持面４２１がワークＷを吸引保持したと吸引保持判断部７１が認識する際に、閾値Ｓを超えている状態が所定時間以上継続していることを判定の条件に含めてもよい。

吸引保持認識工程において保持面４２１がワークＷを吸引保持していないと吸引保持判断部７１が判断した場合、制御ユニット７０は、研削装置１が備える報知部を用いて、ワークＷを吸引保持できていないことを報知させてもよい。報知部による報知の具体例として、研削装置１が備える操作パネルへの表示、研削装置１が備えるランプの点灯（点滅などの点灯形態の変更を含む）、研削装置１が備えるスピーカからの発音などを適用することができる。

[吸引保持監視工程]
吸引保持認識工程において、保持面４２１がワークＷを吸引保持したと吸引保持判断部７１が判断した場合、吸引保持監視工程を行う。吸引保持監視工程は、チャックテーブル１４を保持面４２１の中心を軸に回転させ、水シールノズル４８から供給された水Ｍに遠心力を付与した状態で実施する。制御ユニット７０のリーク判断部７２は、吸引保持認識工程において、保持面４２１がワークＷを吸引保持したと認識した後の圧力計４７の値と、後述する圧力値の監視幅との関係に基づいて、保持面４２１におけるリークの有無を判断する。

なお、水シールノズル４８から水Ｍを噴射しつつ、チャックテーブル１４を回転させた状態で、吸引保持監視工程を行ってもよい。また、水シールノズル４８からの水Ｍの噴射に代わって、チャックテーブル１４を研削機構５０の真下に移動させ、研削機構５０から研削水を供給しつつ、チャックテーブル１４を回転させた状態で、吸引保持監視工程を行ってもよい。

なお、チャックテーブル１４を回転させないで吸引保持監視工程を行ってもよい。

保持面４２１に吸引力を作用させると、空気を吸引する状態や、保持面４２１上に残存している研削水を吸引する状態や、水シールノズル４８から供給された水Ｍを吸引する状態など、様々な状態になる。空気（気体）を吸引する場合と、水（液体）を吸引する場合とでは、連通路４４及び吸引管３９内の圧力が変化するので、圧力計４７の値は変動する。このような通常の吸引によって生じる圧力計４７の値の変動と、通常とは異なるリークによって発生する圧力計４７の値の変動とを区別して、リークの発生を切り分けて認識するために、監視幅を設定している。

図４は、リーク判断部７２が行う吸引保持監視の第一の形態の具体例を表したグラフである。ワークＷの形状や大きさ、保持面４２１の形状や大きさ、吸引源４５の性能、などの諸条件に基づいて、圧力変動の監視幅Ｐａの上限値と下限値が予め設定されている。監視幅Ｐａは、制御ユニット７０のメモリに記憶されている。なお、図４に示した監視幅Ｐａはあくまでも一例であり、監視幅は上記の諸条件の違いに応じて異なる値になる。

吸引保持監視の第一の形態では、圧力計４７の値が、予め設定された監視幅Ｐａよりも大きく変動したら保持面４２１にリークが発生したと認識し、監視幅Ｐａよりも大きく変動しなかったら保持面４２１にリークが発生していないことを認識する。

例えば、あるワークＷについて吸引保持監視工程を行った結果、圧力計４７の値について、図４に示す測定値Ｒｃが得られた。測定値Ｒｃは、監視幅Ｐａを正圧方向に超える逸脱部分Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃを含んでいる。つまり、測定値Ｒｃは、監視幅Ｐａよりも大きく変動している。従って、逸脱部分Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃの存在に基づいて、リーク判断部７２は、保持面４２１にリークが発生していると判断する。

図５は、リーク判断部７２が行う吸引保持監視の第二の形態の具体例を表したグラフである。第二の形態では、予め設定した時間範囲Ｔ内での圧力計４７の値の移動平均値Ｑａと、移動平均値Ｑａから正圧方向に離れた値Ｑｂとの幅として、監視幅Ｐｂを設定している。なお、監視幅Ｐｂの負圧方向の境界を時間範囲Ｔ内の移動平均値Ｑａにしているため、時間範囲Ｔの始点Ｔａと終点Ｔｂをグラフの横軸方向で変化させれば、当該時間範囲Ｔ内での圧力変動の状況に応じて、グラフの縦軸方向での監視幅Ｐｂの位置も変化する。

図５のグラフの縦軸方向での監視幅Ｐｂの大きさ（移動平均値Ｑａから正圧方向に離れた値Ｑｂまでの差）は、ワークＷの形状や大きさ、保持面４２１の形状や大きさ、吸引源４５の性能、などの諸条件に基づいて設定される。

そして、上記の第一の形態と同様に、圧力計４７の値が、監視幅Ｐｂよりも大きく変動したら保持面４２１にリークが発生したと認識し、監視幅Ｐｂよりも大きく変動しなかったら保持面４２１にリークが発生していないことを認識する。

例えば、あるワークＷについて吸引保持監視工程を行った結果、圧力計４７の値について、図５に示す測定値Ｒｄが得られた。測定値Ｒｄでは、時間範囲Ｔの終点Ｔｂにおいて、圧力計４７の値が、監視幅Ｐｂを正圧方向に超えており、監視幅Ｐｂよりも大きく変動しているので、リーク判断部７２は、保持面４２１にリークが発生していると判断する。

形状や大きさが同じワークＷでも、保持面４２１上でのワークＷの向きの違い（回転方向の位置ずれ）などが原因で、吸引保持の際のリークの生じやすさが異なる場合がある。これを考慮して、図５に示す吸引保持監視の第二の形態では、予め設定された監視幅（図４の監視幅Ｐａ）を用いるのではなく、時間範囲Ｔで区切った移動平均値Ｑａに基づく動的な監視幅Ｐｂを用いて、直近の状態（時間範囲Ｔ）に比べてどの程度の圧力値の変動が生じているかを監視するようにしている。これにより、個々のワークＷの状況に最適化された精度の高い検出が行われ、より一層確実にリークの発生を判断することができる。

以上のようにして、吸引保持監視工程が行われる。吸引保持監視工程において保持面４２１にリークが生じたとリーク判断部７２が判断した場合、制御ユニット７０の制御部７３が、研削装置１を停止させて、リークが検知された保持面４２１上のワークＷに対して、研削加工を行わないようにさせる。また、研削加工が進行中の場合は、研削加工をそれ以上進めないようにさせる。

制御部７３が行わせる研削装置１の停止とは、少なくとも、昇降機構６０による研削機構５０の下方への研削送り、研削機構５０における研削ホイール５６の回転、テーブル回転機構３０によるチャックテーブル１４の回転など、砥石５７によってワークＷを研削する場合の動作を行わせないことを意味する。

つまり、保持面４２１にリークが生じてワークＷの外周部分が保持面４２１から浮き上がった状態で研削加工を進めると、ワークＷの厚みが不均一になったり、ワークＷが損傷したりするなどの不具合が生じるので、こうした不具合に直結する動作については、保持面４２１におけるリークを検知した段階で停止させる。その一方で、ワークＷが保持面４２１から浮き上がっていても実害の無い動作や制御については、停止させずに実行してもよい。例えば、適切に研削が完了した後のワークＷをスピン洗浄機構１３で洗浄する動作や、洗浄後のワークＷをロボットハンド１１でカセットＣに収容する動作などは、保持面４２１にリークが生じたと判断した場合に継続して実行してもよい。

吸引保持監視工程において保持面４２１にリークが生じたとリーク判断部７２が判断した場合、制御ユニット７０は、研削装置１が備える報知部を用いて、リークの発生を報知させてもよい。

吸引保持監視工程において保持面４２１にリークが生じていないとリーク判断部７２が判断した場合、ワークＷに対する研削加工を行う。この場合は、ワークＷにおいて四隅を含む全体が保持面４２１から浮き上がらずに吸引保持されているので、ワークＷを適正に研削することができる。

以上に説明したように、本実施の形態の吸引保持監視方法、及び、吸引保持監視方法が可能な研削装置によれば、チャックテーブル１４の保持面４２１の微少なリークを検知して、ワークＷに対して高い精度の研削加工を実現することができる。研削加工で砥石５７がワークＷに接触する前に、上記の吸引保持監視方法を実行して保持面４２１の微少のリークを検知するようにしているので、ワークＷの破損を防止することができる。また、研削加工中にも、上記の吸引保持監視方法を実行することによって、リークが生じた状態で研削加工を継続してワークＷを破損させてしまうことを防止できる。

また、四角形のワークＷが保持面４２１に対してチャックテーブル１４の回転方向で位置ずれしたことが原因で生じる微少リークも検知することができる。

さらに、四角形ではなく円形のワークを保持する場合にも、保持面４２１に対して平行にワークの位置がずれると微少リークが発生する可能性があるが、上記の吸引保持監視方法では、このような場合の微少リークも検知することができる。つまり、本発明は、ワークの形状が四角形ではない場合にも有用である。

上記実施の形態は、ワークＷを加工する加工部として砥石５７を用いる研削装置１に適用したが、本発明は、研削装置以外の加工装置にも適用が可能である。チャックテーブルの保持面にワークを吸引保持する加工装置として、切削装置や研磨装置などの様々な装置が知られている。これらの装置でも、保持面にワークを吸引保持した状態で切削や研磨などの加工を行うので、保持面の微少なリークを検知できる本発明の有用性が高い。

なお、本発明の実施の形態は上記の実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。従って、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。

以上説明したように、本発明の吸引保持監視方法及び加工装置は、チャックテーブルの保持面の微少なリークを検知して、加工によるワークの破損やワークの加工の失敗を防止することが可能であり、特に、保持面から外周部分が反り上がる要素を有するワークを加工する場合に非常に有用である。

１ ：研削装置
１３ ：スピン洗浄機構
１４ ：チャックテーブル
１５ ：第一搬送機構
１６ ：第二搬送機構
２０ ：テーブル移動機構
３０ ：テーブル回転機構
３２ ：テーブル回転軸
３９ ：吸引管（連通路）
４０ ：枠体
４２ ：ポーラス板
４４ ：連通路
４５ ：吸引源
４６ ：開閉バルブ
４７ ：圧力計
４８ ：水シールノズル
５０ ：研削機構
５６ ：研削ホイール
５７ ：砥石（加工部）
６０ ：昇降機構
７０ ：制御ユニット
７１ ：吸引保持判断部
７２ ：リーク判断部
７３ ：制御部
２４１ ：保持面
４２１ ：保持面
Ｐａ ：監視幅
Ｐｂ ：監視幅
Ｑａ ：移動平均値
Ｒａ ：測定値
Ｒｂ ：測定値
Ｒｃ ：測定値
Ｒｄ ：測定値
Ｓ ：閾値
Ｔ ：時間範囲
Ｗ ：ワーク

Claims (4)

1. チャックテーブルの保持面と吸引源とを連通路で連通させ、該連通路に配置した圧力計の値によって該保持面がワークを吸引保持していることを監視する吸引保持監視方法であって、
   該保持面にワークを載置する載置工程と、
   該保持面と吸引源とを連通させ、該圧力計の値が予め設定した閾値を負圧方向に超えたら、該保持面がワークを吸引保持したと認識し、該圧力計の値が該閾値を負圧方向に超えなかったら、該保持面がワークを吸引保持していないと認識する吸引保持認識工程と、
   該吸引保持認識工程において、該保持面がワークを吸引保持したと認識した後の該圧力計の値が、予め設定された監視幅よりも大きく変動したら該保持面にリークが発生したと認識し、該監視幅よりも大きく変動しなかったら該保持面にリークが発生していないことを認識する吸引保持監視工程と、
   からなる、吸引保持監視方法。
2. 該吸引保持認識工程において、該保持面と該ワークとに水を供給して水シールを形成する水シール形成工程を含み、
   該吸引保持監視工程において、該チャックテーブルを該保持面の中心を軸に回転させ、該水に遠心力を付与した状態で実施する、請求項１記載の吸引保持監視方法。
3. 該監視幅は、予め設定した時間範囲内での該圧力計の値の移動平均値と、該移動平均値から正圧方向に離れた値との幅とする、請求項１または請求項２記載の吸引保持監視方法。
4. 請求項１記載の吸引保持監視方法が可能な加工装置であって、
   保持面でワークを保持するチャックテーブルと、
   該保持面に保持されたワークを加工する加工部と、
   該保持面と吸引源とを連通する連通路と、
   該連通路に配置され該連通路内の圧力を測定する圧力計と、
   該圧力計の値が予め設定した閾値を負圧方向に超えたら該保持面がワークを吸引保持したと判断する吸引保持判断部と、
   該圧力計の値が予め設定した監視幅を超えなかったら該保持面にリークが生じていないと判断し、該圧力計の値が予め設定した監視幅を超えたら該保持面にリークが生じたと判断するリーク判断部と、
   該リーク判断部が該保持面にリークが生じたと判断したら装置を停止させる制御部と、
   を備える加工装置。

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