JP3631611B2 - 研削システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエハ等の薄板状ワークの表面を高精度に研削する研削システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、研削システムは、格納装置、搬入出装置および研削装置等で構成されている。
格納装置は、研削前のウエハと研削後のウエハを格納する格納部、および、格納部から搬入出装置への受け渡し位置や受け取り位置までウエハを出し入れする機構等を備える。搬入出装置は、研削前のウエハを格納装置の受け渡し位置から研削装置の研削位置まで搬入し、研削後のウエハを研削装置の研削位置から格納装置の受け取り位置まで搬出する機構を備える。研削装置は、研削位置で保持されたウエハを研削する。
【０００３】
図１０に特開平６−１５５６５号公報に開示された従来の研削システム１００の平面図を示す。研削システム１００は、格納装置１０１、研削装置１０２および搬入出装置１０３を備える。
格納装置１０１は、研削前のウエハＷを格納するカセット１０１ａ，１０１ｂおよび研削後のウエハＷを格納するカセット１０１ｃ、１０１ｄを備える。さらに、カセット１０１ａ、１０１ｂに格納されたウエハＷを、取出手段１０１ｅ，１０１ｆ，１０１ｇ、１０１ｈで、受け渡し位置１０１ｋに取り出す。また、受け取り位置１０１ｌに載置されたウエハＷを、収納手段１０１ｉ，１０１ｊでカセット１０１ｃ，１０１ｄに収納する。
搬出入装置１０３は、受け渡し位置１０１ｋのウエハＷを吸着部１０３ｂにより４枚保持し、ロボットアーム１０３ａの回動により研削装置１０２のキャリア１０２ｂに搬入する。さらに、研削後、キャリア１０２ｂに保持されたウエハＷを受け取り位置１０１ｌに搬出する。
研削装置１０２は、下定盤１０２ａにキャリア１０２ｂを５つ備え、１つのキャリア１０２ｂに４枚のウエハＷを保持することができる。キャリア１０２ｂは、上定盤（図示せず）と下定盤１０２ａとの間で自転しながら公転する。そして、キャリア１０２ｂに保持された２０枚のウエハＷの上下面が、同時に研削される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の研削システムでは、小径のウエハを対象として複数枚のウエハを同時に研削する装置構成としていた。そのため、従来の研削システムの装置構成によりウエハの大径化に対応すると、キャリア、上下定盤、搬入出装置等の大型化が必要となり、研削システム全体の大型化を招く。それによって、各装置、ひいては研削システム全体の安定性が低下する。さらに、装置の安定性の低下および各駆動装置の大型化等により、研削システムの熱的平衡性も低下する。
【０００５】
また、ウエハを数十枚同時に研削可能な研削システムは、ウエハの搬入出時間や研削時間を長時間要するため、必ずしも効率的なシステムではない。さらに、ウエハの反りや変形等により、キャリアに保持された数十枚のウエハには、研削面の高さ位置にバラツキが存在する。そのため、研削の精度等にバラツキが発生する。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、ワークの大型化に対応し、かつ、装置の安定性および熱的平衡性に優れる研削システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成した本発明に係る研削システムは、上部砥石と下部砥石を有し、ワークを上下両面研削する両頭平面研削盤と、前記ワークを保持する移動枠と、前記移動枠内に回転自在に支持された円環状の回転枠と、前記回転枠の下面にはワーク支持板が固設され、前記ワーク支持板の中央部にワークをセットするためのセット孔が形成されているとともに、前記移動枠を前記研削盤の搬入出位置と前記研削盤の加工位置との間を往復搬送させるために砥石の回転軸を挟んで配置された１組のガイドレールと、を有することを特徴とする薄板状のワークを研削する研削システムであって、前記ワークを浮かせるために砥石の回転軸を挟み、かつ前記ガイドレールの内側に配置された１組のワークガイドレールの上面には空気吹出孔を有し、前記１組のワークガイドレールの間隔は、セット孔にセットされたワークの左右両外周付近に空気が吹き当たる距離とし、ワークガイドレールの上面は、前記下部砥石の作用面より僅かに下方に位置して、加工位置にて、ワークガイドレールによる空気の吹き出しを停止すると、ワークは砥石の作用面の上に載置されることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載された発明によれば、本発明に係る研削システムは、研削システムを大型化することなく、ワークの大型化に対応できる。研削システムの各装置をワーク１枚づつ研削するのに対応した構造としたので、各装置ひいては研削システム全体を小型化できる。さらに、砥石の回転軸を挟んで両側にガイドレールを配設し、移動枠によりワークを搬送する構成としたので、全体としてバランスのとれた構造となり、研削盤および研削システム全体の安定性に優れる。しかも、研削システム全体の安定性の向上、および、研削システムの小型化に伴う各駆動手段の小型化により、研削システムの熱的平衡性にも優れる。さらに、ワークガイドレールの作用により、搬送中、ワークをワークガイドレールから浮上した状態で搬送することができるので、ワークの下面にすり傷等が発生しない。
しかも、移動枠でワークを搬送時、ワークガイドレールの空気吹出孔から空気を吹き出すことにより、ワークが浮上した状態で搬送される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る研削システムの実施の形態を添付の図面を参照して説明する。図１は研削システムの概略平面図、図２は研削システムの搬入出ロボットの説明図で（ａ）搬入出ロボットの斜視図および（ｂ）搬入出ロボットの平面図、図３はワークの平面図で（ａ）オリフラ付きのウエハの平面図および（ｂ）ノッチ付きのウエハの平面図、図４は研削システムの洗浄装置の平面図、図５は研削システムの側面図、図６は両頭平面研削盤の下部フレーム部分の正断面図、図７は両頭平面研削盤の上部フレーム部分の側断面図、図８は両頭平面研削盤のワーク保持機構部分の平面図、図９は両頭平面研削盤のワーク保持機構部分の側断面図である。
【００１２】
図１を参照して、研削システムＳの全体構成について説明する。
研削システムＳは、両頭平面研削盤１、格納装置３、オリフラ合わせ装置４、搬入出ロボット６、洗浄装置７、制御装置９および操作盤１０等で構成される。
【００１３】
両頭平面研削盤１では、ワーク保持機構５１の移動枠５３（図８参照）がウエハ２を１枚単位で保持し、搬入出位置５ａと加工位置５ｂ間で往復搬送する。そして、両頭平面研削盤１は、加工位置５ｂに設置されたウエハ２を上下両面研削する。
格納装置３は、加工前格納部３ａおよび加工後格納部３ｃにより構成する。加工前格納部３ａは、カセット３ｂを備え、加工前のウエハ２を積載する。また、加工後格納部３ｃも、カセット３ｄを備え、加工後のウエハ２を積載する。
オリフラ合わせ装置４は、図３（ａ）に示すウエハ２のオリフラ２ａの角度位置を検出し、オリフラ２ａをワーク保持機構５１の保持角度に合わせるためにウエハ２を回転する。さらに、ウエハ２の最大厚さまたは最大高さを検出し、制御装置９に送信する。なお、オリフラ合わせ装置４は、図３（ｂ）に示すノッチ２ｂを検出し、角度を合わせる機構としてもよい。
搬入出ロボット６は、図１に示すように、搬入ロボット６ａおよび搬出ロボット６ｂにより構成する。搬入ロボット６ａは、加工前格納部３ａから加工前のウエハ２を、オリフラ合わせ装置４を経由して、ワーク保持機構５１の搬入出位置５ａに搬入する。さらに、搬入出位置５ａから加工後のウエハ２を、洗浄装置７の受け渡し位置８を経由して、加工後格納部３ｃに搬出する。
制御装置９は、操作盤１０からの指令やウエハ２の最大厚さ等のデータ等を受取ってから、研削システムＳ全体を統括制御する。作業者からの指令等は、操作盤１０に入力される。
【００１４】
図１を参照して、格納装置３を説明する。
格納装置３を構成する加工前格納部３ａおよび加工後格納部３ｃは、同一の構造を有する。格納部３ａ，３ｃは、ウエハ２を格納するカセット３ｂ，３ｄを各々備える。カセット３ｂ，３ｄは、ウエハ２を鉛直方向に積載し、出し入れ自在である。
加工前格納部３ａに格納されたウエハ２は、搬入ロボット６ａによって、直接吸着されて、取り出される。他方、受け渡し位置８に載置されたウエハ２は、搬出ロボット６ｂによって、直接吸着されて、加工後格納部３ｃに格納される。
【００１５】
図２、図５を参照して、搬入出ロボット６について説明する。
なお、搬入ロボット６ａおよび搬出ロボット６ｂは、同一構造である。
搬入出ロボット６は、ロボット本体１１、上部円筒体１１ａ、第一アーム１２、第二アーム１３およびフィンガー１４で構成する。
搬入出ロボット６は、ロボット本体１１の下部に設置されたロボット制御装置８１によって制御される。
【００１６】
ロボット本体１１の上部は、円柱形状で、上部円筒体１１ａに覆われている。上部円筒体１１ａは、ロボット本体１１と同軸で、上下方向に移動自在である。上部円筒体１１ａの上面には、第一アーム１２の一端が軸着されている。第一アーム１２は、軸着された位置を中心に水平面内で旋回自在である。他方、第一アーム１２の他端には、第二アーム１３の一端が軸着されている。第二アーム１３は、軸着された位置を中心に水平面内で旋回自在である。さらに、第二アーム１３の他端には、フィンガー１４が軸着されている。フィンガー１４は、軸着された位置を中心に水平面内で旋回自在である。
上記構成により、搬入出ロボット６のフィンガー１４は、水平面内で３４０°旋回可能で、かつ、上下方向にも移動可能である。
【００１７】
フィンガー１４は、略Ｕ字で、対称軸１５を中心として左右対称形状である。フィンガー１４の先端部１４ｂ，１４ｂの下面には、吸着パッド１４ａ，１４ａを装備する。吸着パッド１４ａ，１４ａは、真空ライン８０に接続し、ウエハ２を真空吸着する。なお、真空ライン８０は、ロボット本体１１に内蔵される真空ポンプ（図示せず）に接続される。
上記構成により、搬入出ロボット６は、ウエハ２を１枚ずつ吸着し、搬入出する。
【００１８】
図４を参照して、洗浄装置７について説明する。
洗浄装置７は、受け渡し位置８に搬出されたウエハ２を洗浄し、再び、ウエハ２を受け渡し位置８に載置する。
【００１９】
洗浄装置７は、保持具７１によって、ウエハ２を保持する。保持具７１は、ウエハ２の外周を包みこむ５面を備え、この５面でウエハ２の外周を保持する。また、保持具７１は、移動装置７２に、水平面内の洗浄方向（図４参照）に往復移動自在で取り付けられる。
【００２０】
保持具７１に保持されたウエハ２を上下両面から洗浄するために、散水ブラシ７３，７３を配設する。なお、散水ブラシ７３，７３は、上下一対で、水平かつ平行に、洗浄方向に対して直角方向に配設する。
さらに、散水ブラシ７３，７３は、モータ７３ｂに各々接続され、回転駆動される。
上記構成により、ウエハ２は、保持具７１に保持される。保持具７１は、ウエハ２を保持した状態で、洗浄方向に往復移動する。移動中、上側の散水ブラシ７３と下側の散水ブラシ７３の間を通過することにより、ウエハ２は、洗浄される。
なお、洗浄装置７には、散水ブラシ７３，７３に洗浄水を供給する給水装置（図示せず）が備えられる。
【００２１】
図５，図６，図７，図８および図９を参照して、両頭平面研削盤１について説明する。
両頭平面研削盤１は、下部フレーム３１、中間フレーム３２、上部フレーム３３およびワーク保持機構５１を備える。
下部フレーム３１には、下部砥石回転昇降機構３４等が装備される。中間フレーム３２内では、砥石３６，３７によってウエハ２の両面が研削される。上部フレーム３３には、上部砥石回転昇降機構３５等が装備される。ワーク保持機構５１は、ウエハ２を保持した状態で、搬入出位置５ａと加工位置５ｂ間を往復移動し、ウエハ２を搬送する。
【００２２】
図６に示すように、下部砥石回転昇降機構３４は、回転軸３９を加工用モータ３８によって回転駆動する。回転軸３９は、流体ラジアル軸受９８，９８によって回転自在に支持される。軸支筒４２は、下部フレーム３１に固設したガイド４０（図７参照）を介して水平方向に移動可能な砥石台４１に取り付けられる。また、軸支筒４２は、ガイド４０内に流体ラジアル軸受４０ａ，４０ａによって上下移動自在に支持される。そして、モータ９４が回転することによって、ギア９５およびボールねじ９６を介して、ナット部９７が上下に移動する。しかも、ナット部９７は軸支筒４２に固着しているので、ナット部９７の上下移動に伴って、軸支筒４２は、上下に移動する。さらに、回転軸３９の上端には、砥石台４３を固設する。砥石台４３には、砥石３６を装着する。
上記構成により、下部砥石回転昇降機構３４は、加工用モータ３８によって回転軸３９を回転駆動し、砥石３６を回転させる。
【００２３】
図７に示すように、上部砥石回転昇降機構３５は、軸支筒４７を、ガイド４４内に流体ラジアル軸受４４ａ，４４ａを介して、回転軸４８方向に昇降自在に支持する。また、砥石３７の送り手段の駆動源として昇降用モータ４５を、両頭平面研削盤１の最上部に配設する。昇降用モータ４５の回動により、ボールねじ４６、ナット部９１を介して軸支筒４７を昇降する。
【００２４】
上部砥石回転昇降機構３５は、回転軸４８を加工用モータ５０によって回転駆動する。回転軸４８は、軸支筒４７内に、ラジアル軸受部６３，６３およびスラスト軸受部６４，６４を介して、回転自在に支持される。そして、回転軸４８の下端には、砥石台４９を固設する。さらに、砥石台４９には、砥石３７を装着する。
上記構成により、上部砥石回転昇降機構３５は、加工用モータ５０によって回転軸４８を回転駆動し、砥石３７を回転させる。
【００２５】
回転軸４８の下端部には、スラスト支持のためフランジ部６５を一体成形する。また、軸支筒４７の内部には、軸受メタル６３ａ，６３ａを固定する。軸受メタル６３ａ，６３ａの内周面には、回転軸４８の外周を支承する静圧のラジアル軸受部６３，６３を形成する。また、回転軸４８のフランジ部６５を支持するために、軸支筒４７の下端部には、フランジ部６５を上下から挟む軸受メタル６４ａ，６４ｂを固定する。そして、軸受メタル６４ａ，６４ｂ間には、フランジ部６５の上下両面を支承するスラスト軸受部６４，６４を形成する。
ラジアル軸受部６３，６３およびスラスト軸受部６４，６４には圧力流体が供給され、スラスト軸受部６４，６４の上下面に供給される流体の圧力の差を変化させることによって、回転軸４８が、軸方向に微小上下動することを可能とする。
こうして、回転軸４８は、砥石３７の軸線回りに回転自在に、かつ軸線方向に微小上下動自在に軸支されている。
なお、両頭平面研削盤１は、圧力流体を供給する流体供給装置（図示せず）を備える。
【００２６】
ガイド４４と軸支筒４７との間には、軸支筒４７を回り止めするために、回り止め機構８２，８２を配設する。
軸支筒４７の上端には、取付板８３を固設する。さらに、取付板８３の両側上面には、一対のガイド筒８４，８４を立設する。ガイド４４の外面には、一対の有底筒状のガイドロッド８５，８５を、支持板８６，８６を介して各々取り付ける。ガイドロッド８５，８５は、ガイド筒８４，８４内に静圧ラジアル軸受８７，８７を介して、上下方向へ摺動自在に嵌合される。
【００２７】
回り止め機構８２には、軸支筒４７の移動時のバランスを保つために、バランス機構８８を装備する。
ガイド筒８４，８４の上端には、シリンダ８９，８９を各々取り付ける。シリンダ８９，８９の頂部には、圧力エアを供給するために、エア供給口９０，９０を各々形成する。そして、エア供給口９０，９０からシリンダ８９，８９内に圧力エアを供給することによって、ガイド筒８４，８４に浮上力を付与し、軸支筒４７およびその関連部材の重量を支承する。これによって、昇降用モータ４５により軸支筒４７が上下方向へ移動される際に、ボールねじ４６とナット部９１との係合部に加わる荷重が軽減され、軸支筒４７の移動バランスが保たれる。
【００２８】
さらに、回り止め機構８２には、軸支筒４７を上下方向へ微調節移動するために、微調節送り機構９２を装備する。
ガイド筒８４，８４には、複数のエア供給口９３を各々形成する。そして、昇降用モータ４５により軸支筒４７を移動し、砥石３７をウエハ２に対応する位置まで送り移動した後、選択したエア供給口９３からガイドロッド８５，８５の外周面に向けて圧力エアを吹き付ける。これによって、ガイドロッド８５，８５がガイド筒８４，８４内でボールねじ４６の軸線周りに押圧され、軸支筒４７に微小回動が許容される。そして、その回動に伴って、ボールねじ４６およびナット部９１を介して、軸支筒４７が軸線方向に微調節移動される。
【００２９】
図６，図８および図９に示すように、ワーク保持機構５１は、支持台５２を下部フレーム３１上に固設する。そして、一対のガイドレール５４，５４を、支持台５２の上に平行に敷設する。さらに、移動枠５３を、水平方向に移動自在に、ガイドレール５４，５４に架設する。また、支持台５２上には、移動用モータ５５を固設する。移動用モータ５５には、ボールねじ５６を装着する。ボールねじ５６は、移動枠５３に固定されたナット５６ｂにねじ込まれている。
上記構成により、移動用モータ５５の回動により、移動枠５３が、ガイドレール５４，５４上を搬送方向（図８参照）に往復移動する。
【００３０】
移動枠５３の構造について説明する。
移動枠５３は、ウエハ２を保持し、さらに、ウエハ２を回転させるための構造を持つ。また、保持されたウエハ２を砥石３６および砥石３７により上下両面から研削するために、移動枠５３には、円環状の回転枠５７が嵌め込まれる回転枠支持孔５３ｂが形成されている。
移動枠５３内に、円環状の回転枠５７を、３つのガイドローラ５８，５８，５８により回転自在に支持する。回転枠５７の下部の外周には、ギア５９を形成する。さらに、回転枠５７の下面には、ワーク支持板６０を固設する。また、ワーク支持板６０には、中央部にウエハ２をセットするためのセット孔６０ａを形成する。なお、セット孔６０ａには、ウエハ２のオリフラ２ａに係合するためのセット孔オリフラ部６０ｂを形成する。
【００３１】
移動枠５３上面には、回転用モータ６１を固設する。回転用モータ６１のモータ軸には、回転枠５７のギア５９に噛合するギア６２を設ける。そして、研削加工時には、回転用モータ６１の回転により、ギア６２が回転し、さらに、噛合するギア５９が回転し、回転枠５７が回転する。
なお、砥石３７の作用面３７ａの直径は、ウエハ２の半径より僅かに大きく、作用面３７ａの内側にウエハ２の中心点および外周部を含む径とする（図８参照）。
【００３２】
図９に示すように、移動枠５３は、ガイドレール５４に係合するために、断面形状が凹状のガイドレール係合部５３ａ，５３ａを備える。また、ガイドレール５４，５４は、ガイドレール係合部５３ａ，５３ａに係合するために、断面形状が凸状の突起部５４ａ，５４ａを備える。
上記構成により、移動枠５３は、ガイドレール５４，５４に係合した状態で、搬入出位置５ａと加工位置５ｂ間で往復移動する。
【００３３】
ワークガイドレール６６，６６について説明する。ワークガイドレール６６，６６は、ウエハ２が移動枠５３で搬送されるとき、搬送を補助する。
ワークガイドレール６６，６６は、支持台５２上に、ガイドレール５４，５４の内側に、平行に敷設される。ワークガイドレール６６，６６の上面には、多数の空気吹出孔６６ａを等間隔で並設する。空気吹出孔６６ａは、空気供給装置（図示せず）に接続され、上方に向かって空気を吹き上げる。なお、ワークガイドレール６６，６６の敷設される間隔は、セット孔６０ａにセットされたウエハ２の左右両外周付近に空気が吹き当たる距離とする。また、空気吹出孔６６ａを並設する間隔は、ウエハ２の外周に２つ以上空気吹出孔６６ａの空気が吹き当たる距離とする。
上記構成により、移動枠５３がガイドレール５４，５４に沿って移動すると、ウエハ２は、ワークガイドレール６６，６６上を浮上し、ワークガイドレール６６，６６の上面に接触せずに移動する。
なお、ワークガイドレール６６，６６の上面は、砥石３６の作用面３６ａより僅かに下方に位置する。そのため、加工位置５ｂにおいて、ワークガイドレール６６，６６による空気の吹き出しを停止すると、ウエハ２は、砥石３６の作用面３６ａの上に載置される（図９参照）。
【００３４】
研削システムＳの作用について説明する。
まず、操作盤１０で、研削システムＳを起動し、運転を開始する。
【００３５】
運転開始後、加工前格納部３ａに積載されたウエハ２を搬入ロボット６ａで取り出す。
搬入ロボット６ａの第一アーム１２を旋回させ、フィンガー１４をカセット３ｂに格納されているウエハ２に向かせる。そして、フィンガー１４の対称軸１５がウエハ２の中心とロボット本体１１の中心を結んだ線に重なる位置で、第一アーム１２を停止させる。
なお、必要に応じて、第二アーム１３を第一アーム１２に対して旋回させ、また、フィンガー１４を第二アーム１３に対して旋回させる。
【００３６】
フィンガー１４がウエハ２に向かってウエハ２の中心とロボット本体１１の中心を結んだ線上を前進するように、第一アーム１２、第二アーム１３またはフィンガー１４を旋回させる。フィンガー１４の吸着パッド１４ａ，１４ａを結んだ線上にカセット３ｂに格納されている一番上のウエハ２の中心が位置したときに（図２（ｂ）参照）、第一アーム１２、第二アーム１３またはフィンガー１４の旋回を停止する。
【００３７】
フィンガー１４の水平方向の位置が決定した後、搬入ロボット６ａの上部円筒体１１ａを下降させる。それに伴って、フィンガー１４も下降し、吸着パッド１４ａ，１４ａがウエハ２の上面に接触する位置で、上部円筒体１１ａの下降を停止する。そして、吸着パッド１４ａ、１４ａにより、ウエハ２を真空吸着する。なお、搬入出ロボット６は、ウエハ吸着センサ（図示せず）を装備し、ウエハ２の吸着後、ウエハ吸着センサから吸着確認信号が出される。
【００３８】
ウエハ２の吸着確認後、上部円筒体１１ａを所定距離上昇させる。そして、フィンガー１４をカセット３ｂから後退させるために、第一アーム１２、第二アーム１３またはフィンガー１４を旋回させる。フィンガー１４が所定距離後退した後、第一アーム等の旋回を停止する。
【００３９】
次に、フィンガー１４で吸着したウエハ２をオリフラ合わせ装置４に載置し、オリフラ２ａを位置合わせし、さらに、ウエハ２の最大高さまたは最大厚さを検出する。
フィンガー１４の対称軸１５とオリフラ合わせ装置４の中心軸（図示せず）を一致させるために、搬入ロボット６ａの第一アーム１２、第二アーム１３またはフィンガー１４を旋回させる。中心軸に一致した後、オリフラ合わせ装置４の回転盤２２の載置位置までウエハ２を前進させるために、搬入ロボット６ａの第一アーム１２、第二アーム１３またはフィンガー１４を旋回させる。さらに、ウエハ２が回転盤２２の載置位置に位置合わせした後、上部円筒体１１ａを下降させる。そして、ウエハ２が回転盤２２に接触する位置まで下降した後、回転盤２２にウエハ２を載置するために、吸着パッド１４ａ，１４ａによる吸着を停止する。
ウエハ２をオリフラ合わせ装置４に載置した後、搬入ロボット６ａの上部円筒体１１ａ、第一アーム１２、第二アーム１３またはフィンガー１４を駆動し、所定の位置までフィンガー１４を後退させる。
【００４０】
回転盤２２に載置されたウエハ２は、オリフラ合わせ装置４によってオリフラ２ａの角度位置が検出される。その角度位置に基づいて、ウエハ２の両頭平面研削盤１の搬入出位置５ａで、ワーク支持板６０のセット孔オリフラ部６０ｂに位置合わせ可能とするために、ウエハ２を回転盤２２により回転する。
さらに、オリフラ合わせ装置４により、ウエハ２の最大厚さまたは最大高さを検出し、制御装置９に送信する。
【００４１】
オリフラ合わせ装置４での処理が終了後、上記と同様に、搬入ロボット６ａの上部円筒体１１ａ、第一アーム１２、第二アーム１３またはフィンガー１４を駆動し、回転盤２２に載置されたウエハ２上にフィンガー１４を移動させる。そして、ウエハ２を吸着パッド１４ａ，１４ａで真空吸着する。
吸着後、フィンガー１４の対称軸１５の延長線が搬入出位置５ａにあるワーク支持板６０のセット孔６０ａの中心線と一致するように、搬入ロボット６ａの第一アーム１２、第二アーム１３またはフィンガー１４を旋回する。中心線に一致後、ウエハ２の中心がセット孔６０ａの中心と一致する位置まで、フィンガー１４を前進させる。このとき、オリフラ合わせ装置４の作用により、ウエハ２のオリフラ２ａとセット孔６０ａのセット孔オリフラ部６０ｂの角度位置は一致している。ウエハ２とセット孔６０ａの中心が一致後、搬入ロボット６ａの上部円筒体１１ａを下降させ、ワークガイドレール６６，６６の上面に接触する直前までウエハ２を下降させる。下降後、吸着パッド１４ａ，１４ａによる真空吸着を停止し、ウエハ２をワーク支持板６０にセットする。その後、フィンガー１４を上昇させ、さらに、所定距離後退させる。なお、搬入ロボット６ａは、加工前格納部３ａに格納された次のウエハ２の搬入作業に移る。
なお、ワークの形状としてオリフラ２ａが加工されている場合について説明したが、ノッチ２ｂが加工されている場合も同様である。
【００４２】
搬入出位置５ａ上のワーク支持板６０のセット孔６０ａに支持されたウエハ２は、移動枠５３の水平移動に伴って、搬入出位置５ａから加工位置５ｂに移動する。なお、移動枠５３は、移動用モータ５５およびボールねじ５６を駆動源としてガイドレール５４，５４に沿って移動する。移動枠５３の移動中、ワークガイドレール６６，６６の空気吹出孔６６ａから吹き出る空気によって、ウエハ２はワークガイドレール６６，６６上を浮上する。そのため、ウエハ２の移動は、スムーズとなり、かつウエハ２の下面にすり傷等が発生しない。
【００４３】
ウエハ２が加工位置５ｂに搬送された後、空気吹出孔６６ａの空気の吹き出しが停止される。これによって、ウエハ２は、砥石３６の作用面３６ａ上に直接載置される。
載置後、砥石３７が、早送りで下降し、早送りから加工送りに切り替わる高さ位置で停止する。停止後、モータ６１が回転駆動し、ギア６２を介してギア５９に回転が伝達され、回転枠５７が回転する。それに伴って、ワーク支持板６０のセット孔６０ａに支持されたウエハ２が回転する。
ウエハ２の回転が開始すると、砥石３６および砥石３７が回転を開始する。このとき、砥石３７は、加工送りを開始する。加工送りでは、荒研削送りによってウエハ２を所定厚さ研削し、仕上研削送りによってウエハ２を仕上げ研削する。なお、早送り、荒研削送りおよび仕上研削送りは、昇降用モータ４５の回転をボールねじ４６により上下移動に変換し、軸支筒４７を移動させることにより行なう。また、仕上研削送りは、スラスト軸受部６４，６４のフランジ部６５の上下両面に供給される圧力流体の圧力差を制御することにより行なうこともできる。
【００４４】
研削終了後、回転枠５７、砥石３６、および砥石３７の回転を停止させる。そして、昇降用モータ４５を逆回転させ、ボールねじ４６および軸支筒４７により砥石３７を上昇させる。
砥石３７が上昇後、移動枠５３を加工位置５ｂから搬入出位置５ａに移動させる。それに伴って、ウエハ２が、搬入出位置５ａに移動する。移動中、上記と同様に、ワークガイドレール６６，６６の空気吹出孔６６ａから空気を吹き出す。
【００４５】
搬入出位置５ａにあるワーク支持板６０のセット孔６０ａに支持されたウエハ２は、搬出ロボット６ｂによって搬出される。搬出ロボット６ｂも、上記搬入ロボット６ａと同様の作用でウエハ２を吸着し、搬出する。
ウエハ２は、搬出ロボット６ｂによって、搬入出位置５ａから洗浄装置７の受け渡し位置８まで搬出される。そして、ウエハ２は、洗浄装置７の保持具７１で保持される。保持具７１は、移動装置７２によって水平移動する。移動中、保持具７１は上下に配設された散水ブラシ７３，７３の間を通過するので、ウエハ２は洗浄される。移動装置７２による移動は、保持具７１が受け渡し位置８から水平方向に移動し、散水ブラシ７３，７３を通過後停止し、受け渡し位置８まで戻る往復移動である。なお、往復回数は、適宜決定する。
【００４６】
洗浄されたウエハ２は、搬出ロボット６ｂによって、受け渡し位置８から加工後格納部３ｃのカセット３ｄに積載され、格納される。
【００４７】
なお、ウエハ２が搬出ロボット６ｂによって搬入出位置５ａから搬出された直後、次に研削されるウエハ２が、搬入ロボット６ａによって搬入出位置５ａに搬入され、研削される。
【００４８】
本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態により何ら限定されるものでない。
例えば、縦型の両頭平面研削盤としたが、縦型の単頭平面研削盤または横型の研削盤としてもよい。
また、搬入出ロボットを搬入ロボットと搬出ロボットで構成したが、１つの搬入出ロボットで搬入および搬出する構成としてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
上記のように、本発明に係る研削システムは、研削システムを大型化することなく、ワークの大型化に対応できる。研削システムの各装置をワーク１枚づつ研削するのに対応した構造としたので、各装置ひいては研削システム全体を小型化できる。さらに、砥石の回転軸を挟んで両側にガイドレールを配設し、移動枠によりワークを搬送する構成としたので、全体としてバランスのとれた構造となり、研削盤および研削システム全体の安定性に優れる。しかも、研削システム全体の安定性の向上、および、研削システムの小型化に伴う各駆動手段の小型化により、研削システムの熱的平衡性にも優れる。また、ワークガイドレールの作用により、搬送中、ワークをワークガイドレールから浮上した状態で搬送することができるので、ワークの下面にすり傷等が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る研削システムの概略平面図である。
【図２】本発明に係る研削システムの搬入出ロボットの説明図である。
（ａ）搬入出ロボットの斜視図である。
（ｂ）搬入出ロボットの平面図である。
【図３】本発明に係るワークの平面図である。
（ａ）オリフラ付きのウエハの平面図である。
（ｂ）ノッチ付きのウエハの平面図である。
【図４】本発明に係る研削システムの洗浄装置の平面図である。
【図５】本発明に係る研削システムの側面図である。
【図６】本発明に係る研削システムの両頭平面研削盤の下部フレーム部分の正断面図である。
【図７】本発明に係る研削システムの両頭平面研削盤の上部フレーム部分の側断面図である。
【図８】本発明に係る研削システムの両頭平面研削盤のワーク保持機構部分の平面図である。
【図９】本発明に係る研削システムの両頭平面研削盤のワーク保持機構部分の側断面図である。
【図１０】従来の研削システムの１例を示す平面図である。
【符号の説明】
Ｓ・・・研削システム
１・・・両頭平面研削盤
２・・・ウエハ
３・・・格納装置
４・・・オリフラ合わせ装置
６・・・搬入出ロボット
７・・・洗浄装置
９・・・制御装置
１０・・・操作盤
３４・・・下部砥石回転昇降機構
３５・・・上部砥石回転昇降機構
３６，３７・・・砥石
５１・・・ワーク保持機構
５３・・・移動枠
５４・・・ガイドレール
５７・・・回転枠
６０・・・ワーク支持板
６６・・・ワークガイドレール

Claims (1)

1. 上部砥石と下部砥石を有し、ワークを上下両面研削する両頭平面研削盤と、前記ワークを保持する移動枠と、前記移動枠内に回転自在に支持された円環状の回転枠と、前記回転枠の下面にはワーク支持板が固設され、前記ワーク支持板の中央部にワークをセットするためのセット孔が形成されているとともに、前記移動枠を前記研削盤の搬入出位置と前記
   研削盤の加工位置との間を往復搬送させるために砥石の回転軸を挟んで配置された１組のガイドレールと、を有することを特徴とする薄板状のワークを研削する研削システムであって、
   前記ワークを浮かせるために砥石の回転軸を挟み、かつ前記ガイドレールの内側に配置された１組のワークガイドレールの上面には空気吹出孔を有し、
   前記１組のワークガイドレールの間隔は、セット孔にセットされたワークの左右両外周付近に空気が吹き当たる距離とし、
   ワークガイドレールの上面は、前記下部砥石の作用面より僅かに下方に位置して、加工位置にて、ワークガイドレールによる空気の吹き出しを停止すると、ワークは砥石の作用面の上に載置されることを特徴とする研削システム。

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