JP6792459B2

JP6792459B2 - 保持テーブルの検査方法と検査装置

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Publication number: JP6792459B2
Application number: JP2017003266A
Authority: JP
Inventors: 智章遠藤
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2017-01-12
Filing date: 2017-01-12
Publication date: 2020-11-25
Anticipated expiration: 2037-01-12
Also published as: JP2018113353A

Description

本発明は、多孔質部材と枠体とを接着剤で貼り合わせて構成される保持テーブルにおいて、多孔質部材と枠体との接着状態を検査する検査方法及び検査装置に関する。

各種加工装置においては、チャックテーブルと呼ばれる被加工物を保持するためのテーブルを備えている。チャックテーブルは、多孔質部材と、多孔質部材を支持する枠体とを備え、枠体には多孔質部材と吸引源とを連通させる吸引通路が形成されている。例えば、被加工物がテープに貼着される場合は、チャックテーブルにおいては、多孔質部材の全面がテープによって覆われた状態として吸引を行うことにより、エアのリークを生じさせることなく、テープを介して被加工物を吸引保持することができる。

ところが、多孔質部材と枠体との接合が不十分であったりするために両者の間に上下方向の隙間が存在する場合があり、この場合は、吸引通路においてエアがリークして吸引保持性能が低下するという問題がある。そこで、チャックテーブルの吸引保持性能の良否を判定するために、種々の方法が提案されている（例えば、下記の特許文献１を参照）。

例えば、枠体と多孔質部材との間に隙間がある場合、多孔質部材をテープなどで覆って吸引を行ったときに多孔質部材が下方に引き下げられることを利用し、吸引前後の多孔質部材の高さの差を測定することにより、多孔質部材と基台との間の隙間を確認する方法がある。また、多孔質部材を叩いてそのときの音の周波数を測定する方法によって多孔質部材と基台との間の隙間を判断する方法もある。

特開２００７−２２９８８９号公報

しかし、吸引前後の多孔質部材の高さの差を測定するためには、多孔質部材の上面をテープで覆ってから測定することから面倒である上、高さの差が小さい場合は、枠体に対するポーラス板の接着状態の良否を判断できないことがある。また、ポーラス板に含まれる水（湿気を含む）によって音が変化するため、音によって枠体に対するポーラス板の接着状態の良否を判断するのは困難となっている。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、枠体に対するポーラス板の接着状態の良否を容易に判断できるようにすることを目的としている。

本発明は、被加工物を保持する保持面を有するポーラス板と該ポーラス板を収容する凹部を備える枠体とを接着剤で貼り合わせて構成される保持テーブルにおいて、該接着剤で該ポーラス板と該枠体とを接着した接着状態を検査する保持テーブルの検査方法であって、該枠体は、該凹部の底面に形成され吸引源に連通する吸引孔と、該吸引孔に接続され該底面に形成された吸引溝とを備え、該保持テーブルは、該吸引溝以外の該底面と該ポーラス板の下面とを該接着剤で接着され、該ポーラス板に水を供給して該保持面の全面に水層を形成する水層形成工程と、該水層形成工程を実施した後、該吸引孔とエア供給源とを連通させ該ポーラス板にエアを供給して該保持面からエアを噴出させるエア噴出工程と、該エア噴出工程で該保持面から噴出したエアの噴出状態から該枠体の該底面と該ポーラス板の下面とが該接着剤で接着されているか否かを判断する判断工程とを備える。

また、本発明は、上記保持テーブルと上記エア供給源とを連通させる連通手段と、該保持テーブルを上方から撮像する撮像手段と、該保持テーブルの保持面に水を供給する水供給手段と、該連通手段によって該保持テーブルの該保持面からエアを噴射させた瞬間を該撮像手段が撮像した撮像画とあらかじめ記憶した記憶画とを比較して、該保持面から噴出したエアの噴出状態から上記枠体の上記底面と上記ポーラス板の上記下面とが上記接着剤で接着されているか否かを判断する判断手段と、を備え、上記保持テーブルの検査方法を可能とする。

本発明は、被加工物を保持する保持面を有するポーラス板と該ポーラス板を収容する凹部を備える枠体とを接着剤で貼り合わせて構成される保持テーブルにおいて、該接着剤で該ポーラス板と該枠体とを接着した接着状態を検査する保持テーブルの検査方法であって、該枠体は、該凹部の底面に形成され吸引源に連通する吸引孔と、該吸引孔に接続され該底面に形成された吸引溝とを備え、該保持テーブルは、該吸引溝以外の該底面と該ポーラス板の下面とを該接着剤で接着され、該ポーラス板に水を供給して該保持面の全面に水層を形成する水層形成工程と、該水層形成工程を実施した後、該吸引孔とエア供給源とを連通させ該ポーラス板にエアを供給して該保持面からエアを噴出させるエア噴出工程と、該エア噴出工程で該保持面から噴出したエアの噴出状態から該枠体の該底面と該ポーラス板の下面とが該接着剤で接着されているか否かを判断する判断工程とを備えたため、保持面の全面に水層を形成してから保持面からエアを噴出させ、かかるエアの噴出状態を確認することにより、枠体に対するポーラス板の接着状態の良否を容易に判断することができる。

また、本発明は、上記保持テーブルと上記エア供給源とを連通させる連通手段と、該保持テーブルを上方から撮像する撮像手段と、該保持テーブルの保持面に水を供給する水供給手段と、該連通手段によって該保持テーブルの該保持面からエアを噴射させた瞬間を該撮像手段が撮像した撮像画とあらかじめ記憶した記憶画とを比較して、該保持面から噴出したエアの噴出状態から上記枠体の上記底面と上記ポーラス板の上記下面とが上記接着剤で接着されているか否かを判断する判断手段とを備えたため、保持面の全面に水層を形成してから保持面からエアを噴出させ、その瞬間を撮像手段によって撮像でき、例えば水層の水面上に浮き上がった泡が写し出された撮像画を取得することが可能となる。そして、判断手段によって、エアの噴出状態が写し出された撮像画と、あらかじめ記憶された記憶画とを比較するため、枠体に対するポーラス板の接着状態の良否を容易に判断することができる。

保持テーブルの構成を示す分解斜視図である。枠体の底面に接着剤が塗布された状態を示す平面図である。保持テーブルの構成を示す斜視図である。検査装置の構成を示す断面図である。水層形成工程を示す断面図である。エア噴出工程及び判断工程を示す断面図である。枠体にポーラス板が良好に接着された状態の保持テーブルを示す平面図である。枠体にポーラス板が良好に接着されてない状態の保持テーブルを示す平面図である。

図１に示す保持テーブル１０は、被加工物を保持する保持テーブルの一例であって、被加工物を保持する保持面１１ａを有するポーラス板１１と、ポーラス板１１を収容する凹部１２０を備える枠体１２とを備えている。図１の例では、ポーラス板１１が枠体１２の凹部１２０に収容される前の状態を示している。ポーラス板１１は、例えば円盤状に形成され、ポーラスセラミックス等の多孔質部材によって構成されている。本実施形態に示すポーラス板１１の保持面１１ａは、例えば、被加工物と相似形に形成され、かつ、被加工物と略同一の面積を有している。

枠体１２には、リング状の凸部１２３が形成されており、凸部１２３の内側の領域がポーラス板１１の形状に応じて形成された凹部１２０となっている。枠体１２の凹部１２０の内径は、ポーラス板１１の外径よりも僅かに大きく形成され、凹部１２０にポーラス板１１を嵌め込むことが可能となっている。

凹部１２０の底面１２０ａは、ポーラス板１１の下面１１ｂを水平に固定するために、平坦面に形成されており、凹部１２０の底面１２０ａの中央には、吸引源に連通可能な吸引孔１２１が形成されている。また、凹部１２０の底面１２０ａには、吸引孔１２１に接続され、底面１２０ａよりも低い位置に吸引溝１２２が形成されている。吸引孔１２１を通じて吸引溝１２２に負圧を発生させることで、凹部１２０に嵌合されたポーラス板１１に吸引力を伝達し保持面１１ａにおいて吸引作用を発揮させることができる。なお、図示の例では、吸引孔１２１は、凹部１２０の底面１２０ａの中央に１つのみ形成されているが、吸引孔１２１の数や位置は限られない。したがって、吸引孔１２１の数を２つ以上に増やして、底面１２０ａの所望の位置にそれぞれ形成してもよい。

ポーラス板１１を枠体１２に収容する場合は、図２に示すように、底面１２０ａのうち、吸引溝１２２以外の底面１２０ａに接着剤２を塗布する（網掛けを施して図示した部分を参照）。続いて、図１に示したポーラス板１１を凹部１２０に嵌め込んで、底面１２０ａとポーラス板１１の下面１１ｂとを接着固定させる。このようにして、図３に示すように、ポーラス板１１と枠体１２とを貼り合わせて一体となった保持テーブル１０が形成される。保持テーブル１０は、吸引孔１２１を通じてポーラス板１１の保持面１１ａに吸引力を作用させて、被加工物を吸引保持することができる。

図４に示す検査装置１は、上記した保持テーブル１０の状態（接着剤２によってポーラス板１１と枠体１２とを接着した接着状態）の良否を検査する検査装置の一例である。検査装置１は、保持テーブル１０が装着されるベース１３と、保持テーブル１０とエア供給源１６とを連通させる連通手段２０と、保持テーブル１０の保持面１１ａに向けて水を供給する水供給手段３０と、保持テーブル１０の上方から撮像する撮像手段４０と、連通手段２０によって保持テーブル１０の保持面１１ａからエアを噴射させた瞬間を撮像手段４０が撮像した撮像画とあらかじめ記憶した記憶画とを比較して、保持面１１ａから噴出したエアの噴出状態から凹部１２０の底面１２０ａとポーラス板１１の下面１１ｂとが接着剤２で接着されているか否かを判断する判断手段５０とを備えている。

連通手段２０は、ベース１３の下部に接続された接続部２１と、枠体１２，ベース１３及び接続部２１の内部に形成され一端が吸引孔１２１に接続された流路２２と、流路２２の他端に接続されたバルブ２３とを備えている。エア供給源１６は、バルブ２３を介して流路２２に接続されている。連通手段２０は、バルブ２３を開いてエア供給源１６と吸引孔１２１とを連通させることにより、流路２２を通じてポーラス板１１にエアを供給して
保持面１１ａからエアを噴出させることができる。また、図示の例における流路２２には、バルブ１５を介して吸引源１４が接続され、バルブ１５を開いて吸引源１４と吸引孔１２１とを連通させることにより、保持面１１ａに吸引力を作用させて被加工物を吸引保持することができる。保持テーブル１０には、図示しない回転手段が接続されており、保持テーブル１０を鉛直方向の軸心を中心として回転させることができる。

保持テーブル１０の上方側には、水を保持テーブル１０の保持面１１ａの中央に向けて供給する水供給手段３０を備えている。水供給手段３０は、例えば、旋回動可能なノズル３１を有しており、その先端に形成された供給口３１ａが保持テーブル１０の保持面１１ａ側に向いている。ノズル３１には、水供給源３２が接続されている。ノズル３１には、図示していないが、ノズル３１を水平に旋回させるモータが接続され、モータの駆動によりノズル３１を保持テーブル１０の上方と保持テーブル１０の上方から退避した位置との間で移動させることができる。そして、保持テーブル１０が回転しながら、保持テーブル１０の上方側に位置づけられたノズル３１の供給口３１ａから保持面１１ａに所定量の水を供給することにより、保持面１１ａの上に水層を形成することができる。

撮像手段４０は、例えばＣＣＤイメージセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサが内蔵されたカメラである。撮像手段４０は、水供給手段３０によって保持テーブル１０の保持面１１ａの上に水層を形成してから連通手段２０により保持面１１ａからエアを噴出させつつ、保持テーブル１０の上方から撮像することにより、保持面１１ａにおけるエアの噴出状態が写し出された撮像画を撮像することができる。エアの噴出状態とは、保持面１１ａから噴出されるエアが水層に入り込んで泡となって水面上に浮かび上がった状態をいう。このエアの噴出状態は一瞬で消えてしまうため、撮像手段４０には、少なくとも連写機能を備えていることが好ましい。かかる撮像手段４０によって連写して複数の撮像画を撮像することにより、エアの噴出状態が写し出された撮像画を確実に撮像することが可能となる。撮像手段４０には、判断手段５０が接続されており、撮像手段４０が撮像した撮像画は判断手段５０に送られる。

判断手段５０は、少なくとも記憶部を備えている。記憶部には、保持テーブル１０の状態を検査する際に撮像手段４０が撮像した撮像画のほか、保持テーブル１０の状態が良好なときの記憶画も記憶されている。記憶画は、あらかじめ検査装置１を稼働させて取得したものであり、接着剤２によってポーラス板１１と枠体１２とが接着した接着状態が良好なとき（接着剤２が塗布された底面１２０ａとポーラス板１１の下面１１ｂとが隙間なく接着固定されているとき）のエア噴出状態が写し出されたサンプル画像である。そして、判断手段５０では、撮像画と記憶画とを比較して、保持面１１ａから噴出したエアの噴出状態に基づいて、凹部１２０の底面１２０ａとポーラス板１１の下面１１ｂとが接着剤２で接着されているか否かを判断することができる。

このように、本発明に係る検査装置１は、保持テーブル１０とエア供給源１６とを連通させる連通手段２０と、保持テーブル１０を上方から撮像する撮像手段４０と、保持テーブル１０の保持面１１ａに水３を供給する水供給手段３０と、連通手段２０によって保持テーブル１０の保持面１１ａからエアを噴射させた瞬間を撮像手段４０が撮像した撮像画とあらかじめ記憶した記憶画とを比較して、保持面１１ａから噴出したエアの噴出状態から枠体１２の底面１２０ａとポーラス板１１の下面１１ｂとが接着剤２で接着されているか否かを判断する判断手段５０とを備えたため、保持面１１ａの全面に水層３ａを形成してから保持面１１ａからエアを噴出させ、その瞬間を撮像手段４０によって撮像でき、例えば水層の水面上に浮き上がった泡が写し出された撮像画を取得することが可能となる。そして、判断手段５０によって、エアの噴出状態が写し出された撮像画と、あらかじめ記憶された記憶画とを比較するため、枠体１２に対するポーラス板１１の接着状態の良否を容易に判断することができる。

次に、上記の検査装置１を用いて、接着剤２でポーラス板１１と枠体１２とを接着した接着状態を検査する保持テーブルの検査方法について説明する。なお、判断手段５０の記憶部には、あらかじめ撮像手段４０により撮像された記憶画をあらかじめ記憶させておく。

（１）水層形成工程
図５に示すように、保持テーブル１０の上方側に水供給手段３０を構成するノズル３１を移動させる。次いで、保持テーブル１０を例えば矢印Ａ方向に回転させながら、ノズル３１に連通するバルブ３２ａを開き、水供給源３２とノズル３１とを連通させノズル３１の供給口３１ａから保持テーブル１０の保持面１１ａの中央に向けて所定量の水３を供給する。水３としては、例えば、純水を用いる。

保持テーブル１０の保持面１１ａに滴下された水３は、保持テーブル１０の回転によって発生する遠心力により保持面１１ａの中心から外周側へ流れていき、水３をポーラス板１１に浸み込ませるとともに保持面１１ａの全面にいきわたらせる。そして、水３の表面張力によって保持面１１ａの上に水層３ａが形成される。本実施形態に示した水層形成工程は、保持テーブル１０の回転により保持テーブル１０の保持面１１ａに水層３ａを形成した場合を説明したが、この場合に限られない。保持テーブル１０を回転させないで水３の表面張力だけで保持面１１ａの全面に水３をいきわたらせて水層３ａを形成してもよい。また、ノズル３１から保持面１１ａに向けて供給する水３を保持面１１ａから吸引しポーラス板１１に水を吸い込ませポーラス板１１を水で満たしたのち水層３ａを形成してもよい。さらには、図５に示すように、連通手段２０側に例えば水供給源３３を備え、保持テーブル１０と水供給源３３とを連通させるバルブ３３ａを備えてもよい。このバルブ３３ａを開いて吸引孔１２１と水供給源３３とを連通させ、ポーラス板１１の下側から水３を供給してポーラス板１１を水３で満たして保持面１１ａから水３を湧き出させて保持面１１ａに水層３ａを形成させてもよい。

（２）エア噴出工程
水層形成工程を実施した後、図６に示すように、バルブ２３を開いて、吸引孔１２１とエア供給源１６とを連通させ、流路２２を通じてポーラス板１１に向けてエアを供給する。エアは流路２２を通過して吸引孔１２１から吸引溝１２２に流れ込む。そして、吸引溝１２２に流れ込んだエアは、保持テーブル１０の保持面１１ａから上方に噴出され、保持面１１ａを覆う水層３ａにエアが入り込む。

（３）判断工程
エア噴出工程において、保持テーブル１０の保持面１１ａにおけるエアの噴出状態を、撮像手段４０によって保持テーブル１０を上方から撮像する。このとき、撮像手段４０は、連写して撮像画を撮像して、撮像画は判断手段５０に送られる。そして、判断手段５０によって、撮像手段４０によって撮像された撮像画と記憶部に記憶された記憶画とが比較される。

ここで、保持テーブル１０が、接着剤２の塗布された底面１２０ａとポーラス板１１の下面１１ｂとが隙間なく接着固定されている場合は、吸引溝１２２のみを通じて保持面１１ａからエアが噴出され、水層３ａの水面上において、例えば、図７に示すように、瞬間的に吸引溝１２２の幅と同じ範囲で泡４が浮かび上がる。つまり、泡４の画像は、吸引溝１２２の幅に沿って瞬間的に写し出され、枠体１２に接着されたポーラス板１１の保持面１１ａの画像は、図２に示した接着剤２が塗布された部分の底面１２０ａの形状に沿って例えば白く写し出される。このようなエアの噴出状態が写し出された撮像画が撮像された場合は、図６に示した判断手段５０によって、かかる撮像画と記憶画とが一致しているものとして、ポーラス板１１の下面１１ｂが枠体１２の底面１２０ａに良好に接着されていると判断される。このようにして検査された保持テーブル１０は、例えば、被加工物に研削を施す研削装置や被加工物に切削を施す切削装置などの加工装置に搭載されて使用される。

一方、保持テーブル１０が、接着不良によって、接着剤２の塗布された底面１２０ａとポーラス板１１の下面１１ｂとの間に隙間が生じている場合は、吸引溝１２２だけでなく底面１２０ａと下面１１ｂとの間の隙間からもエアが噴出され、水層３ａの水面上において、例えば、図８に示すように、瞬間的に吸引溝１２２の幅よりも広い範囲で泡４が浮かび上がる。つまり、泡４の画像は、瞬間的に吸引溝１２２の幅よりも大きく写し出され、枠体１２に接着されたポーラス板１１の保持面１１ａの画像は、図２に示した接着剤２が塗布された底面１２０ａの形状よりも小さく白く写し出される。このようなエアの噴出状態が写し出された撮像画が撮像された場合は、図６に示した判断手段５０によって、かかる撮像画と記憶画とが一致していないものとして、ポーラス板１１の下面１１ｂが枠体１２の底面１２０ａに良好に接着されていないと判断される。この場合は、ポーラス板１１を枠体１２から取り外してから、接着剤２を介して枠体１２の底面１２０ａにポーラス板１１の下面１１ｂを再度接着固定させ、上記した保持テーブルの検査方法を再度行うとよい。

また、本実施形態に示す判断工程では、撮像画と記憶画とを比較して、吸引溝１２２の幅に沿って泡４が水層３ａの水面上に浮かび上がっているかどうかで、ポーラス板１１と底面１２０ａとの接着状態の良否を判断しているが、撮像画に白く写し出された部分の保持面１１ａの面積と、あらかじめ判断手段５０の記憶部に記憶された接着剤２が塗布された部分の底面１２０ａに対応する保持面１１ａの面積とを比較して判断工程を実施してもよい。すなわち、撮像画に白く写し出された保持面１１ａの面積の値と記憶部に記憶された保持面１１ａの面積の値とが一致していれば、ポーラス板１１の下面１１ｂが枠体１２の底面１２０ａに良好に接着されていると判断され、撮像画に白く写し出された保持面１１ａの面積の値と記憶部に記憶された保持面１１ａの面積の値とが一致していなければ、ポーラス板１１の下面１１ｂが枠体１２の底面１２０ａに良好に接着されていないと判断される。

このように、本発明に係る保持テーブルの検査方法は、ポーラス板１１に水３を供給して保持面１１ａの全面に水層３ａを形成する水層形成工程と、吸引孔１２１とエア供給源１６とを連通させポーラス板１１にエアを供給して保持面１１ａからエアを噴出させるエア噴出工程と、エア噴出工程で保持面１１ａから噴出したエアの噴出状態から枠体１２の底面１２０ａとポーラス板１１の下面１１ｂとが接着剤２で接着されているか否かを判断する判断工程とを備えたため、保持面１１ａの全面に水層３ａを形成してから保持面１１ａからエアを噴出させ、その瞬間を例えば撮像手段４０によって撮像することで、水層３ａの水面上に浮き上がった泡４が写し出された撮像画を取得してエアの噴出状態を確認することが可能となる。よって、枠体１２に対するポーラス板１１の接着状態の良否を容易に判断することができる。
また、本発明に係る保持テーブルの検査方法は、被加工物に研削を施す研削装置や被加工物に切削を施す切削装置などの加工装置に保持テーブル１０が搭載されている状態で実施して、保持テーブル１０を検査することができる。

１：検査装置２：接着剤３：水３ａ：水層４：泡
１０：保持テーブル１１：ポーラス板１１ａ：保持面１１ｂ：下面
１２：枠体１２０：凹部１２０ａ：底面１２１：吸引孔１２２：吸引溝
１２３：凸部１３：ベース１４：吸引源１５：バルブ
１６：エア供給源２０：連通手段２１：接続部２２：流路２３：バルブ
３０：水供給手段３１：ノズル３１ａ：供給口３２，３３：水供給源
４０：撮像手段５０：判断手段

Claims

被加工物を保持する保持面を有するポーラス板と該ポーラス板を収容する凹部を備える枠体とを接着剤で貼り合わせて構成される保持テーブルにおいて、該接着剤で該ポーラス板と該枠体とを接着した接着状態を検査する保持テーブルの検査方法であって、
該枠体は、該凹部の底面に形成され吸引源に連通する吸引孔と、該吸引孔に接続され該底面に形成された吸引溝とを備え、該保持テーブルは、該吸引溝以外の該底面と該ポーラス板の下面とを該接着剤で接着され、
該ポーラス板に水を供給して該保持面の全面に水層を形成する水層形成工程と、
該水層形成工程を実施した後、該吸引孔とエア供給源とを連通させ該ポーラス板にエアを供給して該保持面からエアを噴出させるエア噴出工程と、
該エア噴出工程で該保持面から噴出したエアの噴出状態から該枠体の該底面と該ポーラス板の下面とが該接着剤で接着されているか否かを判断する判断工程とを備える保持テーブルの検査方法。
前記保持テーブルと前記エア供給源とを連通させる連通手段と、
該保持テーブルを上方から撮像する撮像手段と、
該保持テーブルの保持面に水を供給する水供給手段と、
該連通手段によって該保持テーブルの該保持面からエアを噴射させた瞬間を該撮像手段が撮像した撮像画とあらかじめ記憶した記憶画とを比較して、該保持面から噴出したエアの噴出状態から前記枠体の前記底面と前記ポーラス板の前記下面とが前記接着剤で接着されているか否かを判断する判断手段と、を備え、請求項１記載の保持テーブルの検査方法を可能とする検査装置。