JP6860416B2 - Processing equipment - Google Patents

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JP6860416B2 JP2017098958A JP2017098958A JP6860416B2 JP 6860416 B2 JP6860416 B2 JP 6860416B2 JP 2017098958 A JP2017098958 A JP 2017098958A JP 2017098958 A JP2017098958 A JP 2017098958A JP 6860416 B2 JP6860416 B2 JP 6860416B2
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  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
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Description

本発明は、加工具の加工面の面状態を測定することができる加工装置に関する。 The present invention relates to a processing apparatus capable of measuring the surface state of a processing surface of a processing tool.

研磨装置は、砥粒を含む研磨パッドで被加工物を研磨している。研磨パッドに含まれる砥粒の量を多くして形成される研磨パッドは、脆く欠けやすいため、欠けがあると被加工物の被研磨面に軌跡が形成されて、研磨不良となることがある。そのため、研磨パッドの加工面(研磨面)に欠けが発生していないか確認する必要がある。また、研削装置は、被加工物の被加工面を鏡面に仕上げるために小さい砥粒を多く含んだ研削砥石が配設された研削ホイールを用いることがあるが、この研削砥石は従来よりも砥粒を固めるボンドの量が少なく欠けが生じやすい。この場合も研磨装置と同様に、欠けが生じると被研削面に研削砥石の軌跡が形成されて、研削不良となることがあるため、研削砥石の加工面(研削面)に欠けがないかどうかを確認する必要がある(例えば、下記の特許文献1を参照)。 The polishing device polishes the workpiece with a polishing pad containing abrasive grains. A polishing pad formed by increasing the amount of abrasive grains contained in the polishing pad is brittle and easily chipped. Therefore, if there is a chipping, a locus is formed on the surface to be polished of the work piece, which may result in poor polishing. .. Therefore, it is necessary to confirm whether or not the processed surface (polished surface) of the polishing pad is chipped. Further, the grinding device may use a grinding wheel in which a grinding wheel containing many small abrasive grains is arranged in order to finish the work surface of the work piece to a mirror surface, but this grinding wheel is a grindstone more than before. The amount of bond that hardens the grains is small and chipping is likely to occur. In this case as well, as with the polishing device, if a chip occurs, a locus of the grinding wheel is formed on the surface to be ground, which may result in grinding failure. Therefore, whether the machined surface (ground surface) of the grinding wheel is chipped. (For example, see Patent Document 1 below).

欠けとは別に、被加工物を研削した際に生じる研削屑が研削砥石の研削面に付着し、研削面が目詰まりして研削力が低下することがある。被加工物が例えば金属電極を備えたシリコンウエーハである場合、研削砥石でシリコンウエーハを研削して金属電極を削ると金属が研削面に入り込んで目詰まりが起こりやすい。そのため、研削面の目詰まりを防止するために、定期的にドレッシングを行う研削装置がある(例えば、下記の特許文献2を参照)。また、被加工物の研磨加工においても、研磨パッドの研磨面に研磨屑が入り込んで目詰まりが生じるため、定期的にドレッシングを行っている。 Apart from chipping, grinding debris generated when the workpiece is ground may adhere to the grinding surface of the grinding wheel, clogging the grinding surface and reducing the grinding force. When the workpiece is, for example, a silicon wafer provided with a metal electrode, if the silicon wafer is ground with a grinding wheel to scrape the metal electrode, the metal enters the ground surface and clogging is likely to occur. Therefore, in order to prevent clogging of the ground surface, there is a grinding device that regularly dresses (see, for example, Patent Document 2 below). Further, also in the polishing process of the work piece, since the polishing debris gets into the polishing surface of the polishing pad and causes clogging, dressing is performed regularly.

特開2016−78147号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-78147 特開2011−189456号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-189456

上記のように、定期的にドレッシングを行うと、加工具の加工面の目詰まりを解消することができるが、ドレッシングすることにより研磨パッドや研削ホイールの消耗量が大きくなる。つまり、ドレッシングを過度に実施することで研磨パッドや研削ホイールの寿命が短くなり、研磨パッドや研削ホイールの交換作業が増えるという問題が生じている。 As described above, if dressing is performed regularly, clogging of the processed surface of the processing tool can be eliminated, but dressing increases the consumption of the polishing pad and the grinding wheel. That is, excessive dressing shortens the life of the polishing pad and the grinding wheel, resulting in an increase in the replacement work of the polishing pad and the grinding wheel.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、過度なドレッシングの実施を防止し、被加工物の加工品質を安定させるとともに、加工具の消耗を小さくできるようにすることを目的している。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to prevent excessive dressing, stabilize the processing quality of the workpiece, and reduce the consumption of the processing tool. There is.

本発明は、被加工物を保持する保持テーブルと、該保持テーブルが保持した被加工物を研削または研磨する加工具を装着して回転する回転手段を有する加工手段と、該加工手段を該保持テーブルに対して接近および離間する方向に移動させる移動手段と、を備えた加工装置であって、該加工具の加工面に対して垂直方向から該加工面を撮像する撮像手段と、該撮像手段が該加工面を撮像可能な撮像位置に進入または該撮像手段を該撮像位置から離れた退避位置に退避させる進退手段と、を備え、該加工具は、複数のセグメント砥石が環状に配設された研削ホイールまたは複数のセグメント研磨パッドが環状に配設された研磨パッドを備え、該撮像手段は、環状に配設された該セグメント砥石または環状に配設された該セグメント研磨パッドの該加工面の半径において径方向に延在し該加工面に対して垂直方向から撮像するラインセンサと、該ラインセンサと平行に延在して該ラインセンサの近傍に配設され該加工面に対して該ラインセンサの近傍の位置から光を照射する第1の照明と、該加工面の外周接線方向で該ラインセンサの位置から遠ざけて配設され該加工面に対して斜めから光を照射する第2の照明と、該第1の照明と該第2の照明とを切り換える切換手段と、該第1の照明と該第2の照明とを切り換えて該撮像手段によって該加工面を撮像した撮像画を用いて、該加工面が加工続行可能か否かを判断する判断手段と、を備える。 The present invention comprises a holding table for holding a work piece, a processing means having a rotating means for rotating by attaching a processing tool for grinding or polishing the work piece held by the holding table, and holding the processing means. A processing apparatus including a moving means for moving in a direction of approaching and separating from a table, an imaging means for imaging the processing surface from a direction perpendicular to the processing surface of the processing tool, and the imaging means. The processing tool is provided with an advancing / retreating means for entering an imaging position capable of imaging the processed surface or retracting the imaging means to a retracted position away from the imaging position, and the processing tool is provided with a plurality of segment grindstones in an annular shape. A grinding wheel or a polishing pad in which a plurality of segment polishing pads are arranged in an annular shape is provided, and the imaging means is the segmented grindstone arranged in an annular shape or the processed surface of the segment polishing pad arranged in an annular shape. A line sensor extending in the radial direction at the radius of the line sensor and imaging from a direction perpendicular to the machined surface, and a line sensor extending in parallel with the line sensor and arranged in the vicinity of the line sensor to the machined surface. A first illumination that irradiates light from a position near the line sensor, and a second illumination that is arranged away from the position of the line sensor in the outer peripheral tangential direction of the machined surface and irradiates light obliquely to the machined surface. The illumination image, the switching means for switching between the first illumination and the second illumination, and the imaging image obtained by switching between the first illumination and the second illumination and imaging the processed surface by the imaging means. It is provided with a determination means for determining whether or not the machined surface can continue to be machined.

また、本発明は、上記加工具を回転させながら上記切換手段により切り換えた上記第1の照明で上記加工面を照らしながら上記撮像手段で該加工面を撮像し、上記判断手段は、被加工物を加工した後の該加工具の加工面を撮像した撮像画を用いて、上記セグメント砥石または上記セグメント研磨パッド毎に明るく光る部分の数が予め設定した数以上または該セグメント砥石または該セグメント研磨パッド毎に明るく光る部分の面積を合計した面積が予め設定した面積以上であったら該加工面が異常であると判断し、該セグメント砥石または該セグメント研磨パッド毎に明るく光る部分の数が予め設定した数より少ないか、または明るく光る部分の面積を合計した面積が予め設定した面積より小さかったら該加工面が正常であると判断する第2の判断部を備えることが好ましい。 Further, in the present invention, the processing surface is imaged by the imaging means while illuminating the processing surface with the first illumination switched by the switching means while rotating the processing tool, and the determination means is an object to be processed. The number of brightly shining parts for each of the segment grindstones or the segment polishing pads is equal to or greater than a preset number, or the segment grindstones or the segment polishing pads are used. If the total area of the brightly shining parts is equal to or larger than the preset area, it is determined that the machined surface is abnormal, and the number of brightly shining parts is preset for each segment grindstone or the segment polishing pad. It is preferable to include a second determination unit for determining that the machined surface is normal if the area is less than the number or the total area of the brightly shining portions is smaller than the preset area.

さらに、本発明は、上記加工具を回転させながら上記切換手段により切り換えた上記第2の照明で上記加工面を照らしながら上記撮像手段で該加工面を撮像し、上記判断手段は、欠けが発生していない上記セグメント砥石または上記セグメント研磨パッドの該加工面を撮像した画像を記憶する記憶部と、該記憶部に記憶された該画像と被加工物を該加工具で加工した後の該加工面を撮像した撮像画とを比較して、形状が一致したら加工を続行し、形状が一致しなかったら上記研削ホイールまたは上記研磨パッドの交換を要求する第1の判断部とを備えることが好ましい。 Further, in the present invention, the processing surface is imaged by the imaging means while illuminating the processing surface with the second illumination switched by the switching means while rotating the processing tool, and the determination means is chipped. A storage unit that stores an image of the processed surface of the segment grindstone or the segment polishing pad that has not been processed, and the processing after processing the image and the workpiece stored in the storage unit with the processing tool. It is preferable to provide a first determination unit that requests replacement of the grinding wheel or the polishing pad if the shapes match with each other and the processing is continued if the shapes match. ..

本発明は、加工具の加工面に対して垂直方向から加工面を撮像する撮像手段と、撮像手段が加工面を撮像可能な撮像位置に進入または撮像手段を撮像位置から離れた退避位置に退避させる進退手段とを備え、加工具は、複数のセグメント砥石が環状に配設された研削ホイールまたは複数のセグメント研磨パッドが環状に配設された研磨パッドを備え、撮像手段は、環状に配設されたセグメント砥石または環状に配設されたセグメント研磨パッドの加工面の半径において径方向に延在し加工面に対して垂直方向から撮像するラインセンサと、ラインセンサと平行に延在してラインセンサの近傍に配設され加工面に対してラインセンサの近傍の位置から光を照射する第1の照明と、加工面の外周接線方向でラインセンサの位置から遠ざけて配設され加工面に対して斜めから光を照射する第2の照明と、第1の照明と該第2の照明とを切り換える切換手段と、第1の照明と第2の照明とを切り換えて撮像手段によって加工面を撮像した撮像画を用いて、加工面が加工続行可能か否かを判断する判断手段とを備えたため、加工具の加工面の面状態を確認でき、過度にドレッシングを実施するのを防止でき、加工具の消耗を小さくすることができる。これにより、加工具の寿命が長くなり、加工具の交換頻度を少なくすることが可能となる。また、本発明によれば、撮像画を用いて加工具の加工面の面状態を観察できるため、加工に悪影響を与える状態の加工面であるか、または、加工続行できる程度の状態の加工面であるかを判断できるため、被加工物の加工不良を防止することができる。 According to the present invention, an imaging means for imaging a processing surface from a direction perpendicular to the processing surface of the processing tool, and an imaging means entering an imaging position where the processing surface can be imaged or retracting the imaging means to a retracted position away from the imaging position The processing tool includes a grinding wheel in which a plurality of segment grindstones are arranged in an annular shape or a polishing pad in which a plurality of segment polishing pads are arranged in an annular shape, and the imaging means is arranged in an annular shape. A line sensor that extends radially in the radius of the machined surface of the segmented grindstone or segment polishing pad arranged in an annular shape and images from a direction perpendicular to the machined surface, and a line that extends parallel to the line sensor. The first illumination, which is arranged near the sensor and irradiates the machined surface with light from a position near the line sensor, and the machined surface, which is arranged away from the position of the line sensor in the outer peripheral tangential direction of the machined surface. A second illumination that irradiates light from an oblique angle, a switching means for switching between the first illumination and the second illumination, and a switching means for switching between the first illumination and the second illumination to image the processed surface by the imaging means. Since the image is provided with a means for determining whether or not the machined surface can continue to be machined, the surface condition of the machined surface of the machining tool can be confirmed, and excessive dressing can be prevented. Tool wear can be reduced. As a result, the life of the processing tool is extended, and the frequency of replacement of the processing tool can be reduced. Further, according to the present invention, since the surface condition of the processed surface of the processing tool can be observed by using the image pickup image, the processed surface is in a state of adversely affecting the processing, or the processed surface is in a state where the processing can be continued. Since it can be determined whether or not the work piece is processed, it is possible to prevent processing defects of the workpiece.

また、本発明は、加工具を回転させながら上記切換手段により切り換えた上記第1の照明で上記加工面を照らしながら上記撮像手段で加工面を撮像し、上記判断手段は、被加工物を加工した後の加工具の加工面を撮像した撮像画を用いて、上記セグメント砥石または上記セグメント研磨パッド毎に明るく光る部分の数が予め設定した数以上またはセグメント砥石またはセグメント研磨パッド毎に明るく光る部分の面積を合計した面積が予め設定した面積以上であったら加工面が異常であると判断し、セグメント砥石またはセグメント研磨パッド毎に明るく光る部分の数が予め設定した数より少ないか、または明るく光る部分の面積を合計した面積が予め設定した面積より小さかったら加工面が正常であると判断する第2の判断部を備えたため、撮像画を画像解析して明るく光る部分の数や明るく光る部分の面積を算出して加工面の面状態を確認でき、加工面に異物がどの程度付着しているかどうかを検出することができる。 Further, in the present invention, the processing surface is imaged by the imaging means while illuminating the processing surface with the first illumination switched by the switching means while rotating the processing tool, and the determination means processes the workpiece. The number of brightly shining parts for each of the segment grindstones or the segment polishing pads is equal to or greater than a preset number, or the brightly shining parts for each segment grindstone or the segment polishing pad, using an image of the processed surface of the processing tool. If the total area of the above is equal to or greater than the preset area, it is judged that the machined surface is abnormal, and the number of brightly shining parts for each segment grindstone or segment polishing pad is less than the preset number or shines brightly. Since it is equipped with a second judgment unit that determines that the machined surface is normal if the total area of the parts is smaller than the preset area, the number of brightly shining parts and the number of brightly shining parts by analyzing the captured image are provided. The area can be calculated to check the surface condition of the machined surface, and it is possible to detect how much foreign matter is attached to the machined surface.

さらに、本発明は、上記加工具を回転させながら上記切換手段により切り換えた上記第2の照明で上記加工面を照らしながら上記撮像手段で該加工面を撮像し、上記判断手段は、欠けが発生していない上記セグメント砥石または上記セグメント研磨パッドの該加工面を撮像した画像を記憶する記憶部と、該記憶部に記憶された該画像と被加工物を該加工具で加工した後の該加工面を撮像した撮像画とを比較して、形状が一致したら加工を続行し、形状が一致しなかったら上記研削ホイールまたは上記研磨パッドの交換を要求する第1の判断部とを備えたため、撮像画を画像解析してセグメント砥石またはセグメント研磨パッドに欠けが発生しているかどうかを確認することができる。 Further, in the present invention, the processing surface is imaged by the imaging means while illuminating the processing surface with the second illumination switched by the switching means while rotating the processing tool, and the determination means is chipped. A storage unit that stores an image of the processed surface of the segment grindstone or the segment polishing pad that has not been processed, and the processing after processing the image and the workpiece stored in the storage unit with the processing tool. Compared with the image taken by imaging the surface, if the shapes match, the processing is continued, and if the shapes do not match, the grinding wheel or the polishing pad is requested to be replaced. The image can be analyzed to see if the segment grindstone or the segment polishing pad is chipped.

加工装置の第1例の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the 1st example of a processing apparatus. 研磨パッドの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the polishing pad. 研磨パッドの構成を示す底面図である。It is a bottom view which shows the structure of a polishing pad. 撮像手段の構成を説明するとともに、撮像手段が撮像位置に位置づけられた状態を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the imaging means is positioned at the imaging position while explaining the configuration of the imaging means. 撮像手段によりセグメント研磨パッドの加工面を撮像する状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which image | photographed the processed surface of the segment polishing pad by the imaging means. 欠けが発生していないセグメント研磨パッドの加工面を撮像した画像である。This is an image of the processed surface of the segment polishing pad in which no chipping has occurred. 第2の照明で被加工物を加工後のセグメント研磨パッドの加工面を照らしながら撮像手段により撮像した撮像画である。This is an image taken by an imaging means while illuminating the processed surface of the segment polishing pad after processing the workpiece with the second illumination. 加工装置の第2例の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the 2nd example of a processing apparatus. 研削ホイールの構成を示す底面図である。It is a bottom view which shows the structure of a grinding wheel. 撮像手段によりセグメント砥石の加工面を撮像する状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which image | photographed the machined surface of the segment grindstone by the imaging means. 第1の照明で被加工物を加工後のセグメント砥石の加工面を照らしながら撮像手段により撮像した撮像画である。This is an image taken by an imaging means while illuminating the processed surface of the segment grindstone after processing the workpiece with the first illumination. 第2の照明で被加工物を加工後のセグメント砥石の加工面を照らしながら撮像手段により撮像した撮像画である。This is an image taken by an imaging means while illuminating the processed surface of the segment grindstone after processing the workpiece with the second illumination.

1 加工装置の第1例
図1に示す加工装置1は、被加工物に乾式の研磨加工(ドライポリッシュ)を施す加工装置の一例であり、Y軸方向に延在する装置ベース1aと、装置ベース1aのY軸方向後部側に立設されたコラム1bとを有している。装置ベース1aの上面には、被加工物を保持する保持テーブル2が配設されている。保持テーブル2の上面は、被加工物を吸引保持する保持面2aとなっている。保持テーブル2の下方には、保持テーブル2を水平方向(Y軸方向)に加工送りする図示しない加工送り手段が配設されている。
1 First example of processing apparatus The processing apparatus 1 shown in FIG. 1 is an example of a processing apparatus that performs dry polishing (dry polishing) on a work piece, and includes an apparatus base 1a extending in the Y-axis direction and an apparatus. It has a column 1b erected on the rear side of the base 1a in the Y-axis direction. A holding table 2 for holding a work piece is arranged on the upper surface of the device base 1a. The upper surface of the holding table 2 is a holding surface 2a that sucks and holds the work piece. Below the holding table 2, a machining feeding means (not shown) for machining and feeding the holding table 2 in the horizontal direction (Y-axis direction) is arranged.

コラム1bの前方には、保持テーブル2が保持した被加工物を研磨する加工具を装着して回転する回転手段を有する加工手段3と、加工手段3を保持テーブル2に対して接近及び離間する方向(Z軸方向)に移動させる移動手段4とを備えている。移動手段4は、Z軸方向に延在するボールネジ40と、ボールネジ40の一端に接続されたモータ41と、ボールネジ40と平行に延在する一対のガイドレール42と、一方の面が加工手段3に固定された昇降板43とを備えている。一対のガイドレール42には昇降板43の他方の面が摺接し、昇降板43の内部に形成されたナットにはボールネジ40が螺合している。モータ41によってボールネジ40を回動させることにより、昇降板43とともに加工手段3をZ軸方向に移動させることができる。 In front of the column 1b, a processing means 3 having a rotating means for rotating by mounting a processing tool for polishing the workpiece held by the holding table 2 and the processing means 3 approach and separate from the holding table 2. It is provided with a moving means 4 for moving in a direction (Z-axis direction). The moving means 4 includes a ball screw 40 extending in the Z-axis direction, a motor 41 connected to one end of the ball screw 40, a pair of guide rails 42 extending parallel to the ball screw 40, and one surface of the processing means 3 It is provided with an elevating plate 43 fixed to the base. The other surface of the elevating plate 43 is in sliding contact with the pair of guide rails 42, and the ball screw 40 is screwed into the nut formed inside the elevating plate 43. By rotating the ball screw 40 by the motor 41, the processing means 3 can be moved in the Z-axis direction together with the elevating plate 43.

加工手段3は、鉛直方向(Z軸方向)の軸心を有するスピンドル30と、スピンドル30を回転可能に囲繞するスピンドルハウジング31と、スピンドル30の一端に接続されスピンドル30を鉛直方向の軸心を中心として回転させる回転手段であるモータ32と、スピンドルハウジング31を保持するホルダ33と、スピンドル30の下端に装着されたマウンタ34と、マウンタ34の下面に着脱可能に装着された加工具である研磨パッド35とを備えている。モータ32には、図示していないが、スピンドル30の回転原点や回転角度を検出するためのロータリエンコーダが接続されている。そして、モータ32がスピンドル30を回転させることにより、研磨パッド35を所定の回転速度で回転させることができる。 The processing means 3 includes a spindle 30 having an axis in the vertical direction (Z-axis direction), a spindle housing 31 that rotatably surrounds the spindle 30, and a spindle 30 connected to one end of the spindle 30 so as to have the axis in the vertical direction. A motor 32 that is a rotating means for rotating as a center, a holder 33 that holds the spindle housing 31, a mounter 34 mounted on the lower end of the spindle 30, and a processing tool that is detachably mounted on the lower surface of the mounter 34. It is provided with a pad 35. Although not shown, the motor 32 is connected to a rotary encoder for detecting the rotation origin and the rotation angle of the spindle 30. Then, the motor 32 rotates the spindle 30, so that the polishing pad 35 can be rotated at a predetermined rotation speed.

図2に示すように、マウンタ34は、例えば円板状に形成されている。マウンタ34の下面は研磨パッド35が装着される自由端34aとなっており、自由端34aは鉛直方向と直交する水平方向に平行な平坦面となっている。マウンタ34には、研磨パッド35を締結するためのボルト38が挿入される複数の取り付け孔360が周方向に等間隔で離間して形成されている。取り付け孔360は、マウンタ34の上下面を貫通して形成されている。 As shown in FIG. 2, the mounter 34 is formed in a disk shape, for example. The lower surface of the mounter 34 is a free end 34a on which the polishing pad 35 is mounted, and the free end 34a is a flat surface parallel to the horizontal direction orthogonal to the vertical direction. A plurality of mounting holes 360 into which bolts 38 for fastening the polishing pad 35 are inserted are formed in the mounter 34 at equal intervals in the circumferential direction. The mounting hole 360 is formed so as to penetrate the upper and lower surfaces of the mounter 34.

研磨パッド35は、円板状の基台36と、基台36の装着面36aに接着された複数のセグメント研磨パッド37とを備えている。基台36の装着面36aは、セグメント研磨パッド37の上面と平行な平坦面に形成されている。装着面36aには、ボルト38が螺合する複数の雌ねじ孔340が形成されている。雌ねじ孔340は、マウンタ34に形成された複数の取り付け孔360の位置と対応して周方向に等間隔で離間して複数形成されている。 The polishing pad 35 includes a disc-shaped base 36 and a plurality of segment polishing pads 37 adhered to the mounting surface 36a of the base 36. The mounting surface 36a of the base 36 is formed on a flat surface parallel to the upper surface of the segment polishing pad 37. A plurality of female screw holes 340 into which bolts 38 are screwed are formed on the mounting surface 36a. A plurality of female screw holes 340 are formed at equal intervals in the circumferential direction corresponding to the positions of the plurality of mounting holes 360 formed in the mounter 34.

セグメント研磨パッド37は、例えばウレタンや不織布により形成されている。セグメント研磨パッド37は、例えば、図3に示すように、研磨パッド35の回転中心O側から半径方向の中央に向けて拡大するとともに、該中央から外周に向けて縮小した幅を有し、花びらの形状の如く形成されている。研磨パッド35は、研磨パッド35の回転中心Oを中心として円周方向に等角度を設けて、例えば5つのセグメント研磨パッド37が基台36において隣接して環状に配設された構成となっている。基台36に環状に配設された各セグメント研磨パッド37の下面が被加工物を研磨する加工面37aとなっている。このように構成される研磨パッド35の外径は、図2に示すマウンタ34の外径と略同径に設定されており、例えばφ450mmである。なお、本実施形態に示す研磨パッド35の外径や、セグメント研磨パッド37の形状及び個数は、一態様にすぎず、適宜変更可能である。 The segment polishing pad 37 is made of, for example, urethane or a non-woven fabric. As shown in FIG. 3, the segment polishing pad 37 has a width that expands from the rotation center O side of the polishing pad 35 toward the center in the radial direction and decreases from the center toward the outer circumference, and has petals. It is formed like the shape of. The polishing pad 35 is provided with equal angles in the circumferential direction about the rotation center O of the polishing pad 35, and for example, five segment polishing pads 37 are arranged adjacent to each other on the base 36 in an annular shape. There is. The lower surface of each segment polishing pad 37 arranged in an annular shape on the base 36 is a processed surface 37a for polishing the workpiece. The outer diameter of the polishing pad 35 configured in this way is set to be substantially the same as the outer diameter of the mounter 34 shown in FIG. 2, for example, φ450 mm. The outer diameter of the polishing pad 35 and the shape and number of the segment polishing pads 37 shown in the present embodiment are only one aspect and can be changed as appropriate.

図1に示す加工装置1は、セグメント研磨パッド37の加工面37aに対して垂直方向から加工面37aを撮像する撮像手段10と、撮像手段10が加工面37aを撮像可能な撮像位置に進入または撮像手段10を撮像位置から離れた退避位置に退避させる進退手段20とを備えている。進退手段20は、Z軸方向に延在する軸部材21と、軸部材21の上端に連結され軸部材21の延在方向と直交する方向に延在するアーム22と、軸部材21の下端に連結され軸部材21を回転させるモータ23とを備えている。図1の例では、アーム22に撮像手段10が搭載されている。撮像位置は、撮像手段10でセグメント研磨パッド37の加工面37aを撮像可能な位置であればよく、例えば二点鎖線に示す研磨パッド35の直下の位置である。退避位置は、撮像位置から離れた位置で、かつ、被加工物の研磨時にセグメント研磨パッド37が接触しない位置であればよい。そして、進退手段20は、モータ23が駆動されて軸部材21が回転することによりアーム22を水平方向に旋回させ、撮像手段10を撮像位置に進入させたり、撮像手段10を撮像位置から退避位置に退避させたりすることができる。 The processing apparatus 1 shown in FIG. 1 has an imaging means 10 that images the processing surface 37a from a direction perpendicular to the processing surface 37a of the segment polishing pad 37, and the imaging means 10 enters or enters an imaging position where the processing surface 37a can be imaged. It is provided with advancing / retreating means 20 for retracting the imaging means 10 to a retracting position away from the imaging position. The advancing / retreating means 20 is attached to a shaft member 21 extending in the Z-axis direction, an arm 22 connected to the upper end of the shaft member 21 and extending in a direction orthogonal to the extending direction of the shaft member 21, and a lower end of the shaft member 21. It includes a motor 23 that is connected and rotates the shaft member 21. In the example of FIG. 1, the imaging means 10 is mounted on the arm 22. The imaging position may be any position as long as the processed surface 37a of the segment polishing pad 37 can be imaged by the imaging means 10, and is, for example, a position directly below the polishing pad 35 shown by the alternate long and short dash line. The retracted position may be a position away from the imaging position and a position where the segment polishing pad 37 does not come into contact when polishing the workpiece. Then, the advancing / retreating means 20 causes the arm 22 to rotate in the horizontal direction by driving the motor 23 and rotating the shaft member 21, so that the imaging means 10 enters the imaging position or the imaging means 10 is retracted from the imaging position. It can be evacuated to.

撮像手段10は、基台36に環状に配設されたセグメント研磨パッド37の加工面37aの半径において径方向に延在し加工面37aに対して垂直方向から撮像するラインセンサ11と、ラインセンサ11と平行に延在してラインセンサ11の近傍に配設され加工面37aに対してラインセンサ11の近傍の位置から光を照射する第1の照明12と、加工面37aの外周接線方向でラインセンサ11の位置から遠ざけて配設され加工面37aに対して斜めから光を照射する第2の照明13と、第1の照明12と第2の照明13とを切り換える切換手段14と、第1の照明12と第2の照明13とを切り換えて撮像手段10によって加工面37aを撮像した撮像画を用いて、加工面37aが加工続行可能か否かを判断する判断手段15とを備えている。加工面37aの外周接線方向とは、図3に示した各セグメント研磨パッド37の外周縁の中心点を通る接線の接線方向である。 The imaging means 10 includes a line sensor 11 extending in the radial direction in the radius of the processed surface 37a of the segment polishing pad 37 arranged in an annular shape on the base 36 and taking an image from a direction perpendicular to the processed surface 37a, and a line sensor. The first illumination 12 which extends parallel to 11 and is arranged in the vicinity of the line sensor 11 and irradiates light from a position near the line sensor 11 with respect to the machined surface 37a, and the outer peripheral tangential direction of the machined surface 37a. A second illumination 13 which is arranged away from the position of the line sensor 11 and irradiates light obliquely to the machined surface 37a, a switching means 14 for switching between the first illumination 12 and the second illumination 13, and a second. A determination means 15 for determining whether or not the processing surface 37a can continue processing is provided by using an image image obtained by switching between the illumination 12 of the first illumination 12 and the second illumination 13 and imaging the processing surface 37a by the imaging means 10. There is. The outer peripheral tangential direction of the machined surface 37a is the tangential direction of the tangent line passing through the center point of the outer peripheral edge of each segment polishing pad 37 shown in FIG.

ラインセンサ11は、CCDイメージセンサまたはCMOSイメージセンサが直線状に配置された構成となっている。図4に示すように、ラインセンサ11は、セグメント研磨パッド37の加工面37aに対して垂直方向の光軸110を有している。ラインセンサ11によって加工面37aを撮像する場合には、図5に示すように、進退手段20によってラインセンサ11を撮像位置に位置づけた状態で、研磨パッド35を回転させながら、ラインセンサ11がセグメント研磨パッド37の加工面37aを連続撮像することにより、加工面37aの面状態が写し出された撮像画を撮像することができる。 The line sensor 11 has a configuration in which a CCD image sensor or a CMOS image sensor is linearly arranged. As shown in FIG. 4, the line sensor 11 has an optical axis 110 in the direction perpendicular to the machined surface 37a of the segment polishing pad 37. When the machined surface 37a is imaged by the line sensor 11, as shown in FIG. 5, the line sensor 11 is segmented while rotating the polishing pad 35 with the line sensor 11 positioned at the imaging position by the advancing / retreating means 20. By continuously imaging the processed surface 37a of the polishing pad 37, it is possible to capture an image in which the surface state of the processed surface 37a is projected.

図4に示す第1の照明12及び第2の照明13は、例えば複数のLEDで構成されている。本実施形態に示す第1の照明12は、セグメント研磨パッド37の加工面37aに対して垂直に近い入射角度α1の光軸120を有しており、いわゆる明視野により加工面37aを照らすことができる。一方、第2の照明13は、セグメント研磨パッド37の加工面37aに対して傾斜した入射角度α2の光軸130を有しており、いわゆる暗視野により加工面37aを照らすことができる。入射角度α2は、ラインセンサ11の光軸110に対して入射角度α1よりも大きく傾斜した角度となっており、入射角度α2>入射角度α1となるように構成されている。なお、入射角度α1,入射角度α2は、特に限定されず、光が照射される加工面37aとの間隔によって任意に設定される。 The first illumination 12 and the second illumination 13 shown in FIG. 4 are composed of, for example, a plurality of LEDs. The first illumination 12 shown in the present embodiment has an optical axis 120 having an incident angle α1 close to perpendicular to the machined surface 37a of the segment polishing pad 37, and can illuminate the machined surface 37a with a so-called bright field of view. it can. On the other hand, the second illumination 13 has an optical axis 130 having an incident angle α2 inclined with respect to the processed surface 37a of the segment polishing pad 37, and can illuminate the processed surface 37a with a so-called dark field. The incident angle α2 is an angle that is more inclined than the incident angle α1 with respect to the optical axis 110 of the line sensor 11, and is configured such that the incident angle α2> the incident angle α1. The incident angle α1 and the incident angle α2 are not particularly limited, and are arbitrarily set depending on the distance from the processed surface 37a to which light is irradiated.

切換手段14は、第1の照明12と第2の照明13とをそれぞれ切り換えて点灯させることができる。すなわち、明視野で加工面37aを照らす場合は、切換手段14によって第1の照明12を選択して点灯させるとともに第2の照明13を消灯させる。一方、暗視野で加工面37aを照らす場合は、切換手段14によって第2の照明13を選択して点灯させるとともに第1の照明12を消灯させる。切換手段14によれば、撮像位置に位置づけられた撮像手段10で加工面37aを撮像する際に、第1の照明12または第2の照明13を選択して点灯させて加工面37aを照らすことができるため、明視野と暗視野との切り換えを容易に行える。 The switching means 14 can switch between the first lighting 12 and the second lighting 13 and turn them on. That is, when illuminating the machined surface 37a in a bright field of view, the switching means 14 selects and turns on the first illumination 12 and turns off the second illumination 13. On the other hand, when illuminating the machined surface 37a in a dark field, the switching means 14 selects and turns on the second illumination 13 and turns off the first illumination 12. According to the switching means 14, when the processed surface 37a is imaged by the imaging means 10 positioned at the imaging position, the first illumination 12 or the second illumination 13 is selected and turned on to illuminate the processed surface 37a. Therefore, it is possible to easily switch between the bright field and the dark field.

研磨パッド35を回転させながら切換手段14により切り換えた第1の照明12で加工面37aを照らしながら撮像手段10で加工面37aを撮像する場合(明視野で撮像する場合)、第1の照明12からセグメント研磨パッド37の加工面37aに光を入射させると、加工面37aにおいて鏡面反射する割合が強くなるため、撮像画には加工面37aは黒く写る。一方、加工面37aの周りの部分や、加工面37aに研磨屑などの異物が付着した部分は拡散反射する割合が強くなるため、加工面37aの周りの部分や異物が付着した部分は白く写る。 When the processing surface 37a is imaged by the imaging means 10 while the processing surface 37a is illuminated by the first illumination 12 switched by the switching means 14 while rotating the polishing pad 35 (when imaging in a bright field), the first illumination 12 When light is incident on the processed surface 37a of the segment polishing pad 37, the ratio of specular reflection on the processed surface 37a becomes stronger, so that the processed surface 37a appears black in the image. On the other hand, the part around the machined surface 37a and the part where foreign matter such as polishing debris adheres to the machined surface 37a has a strong diffuse reflection ratio, so that the part around the machined surface 37a and the part where foreign matter adheres appear white. ..

図1に示す判断手段15は、上記明視野によって撮像された撮像画を解析するために、セグメント研磨パッド37毎に明るく光る部分の数が予め設定した数以上またはセグメント研磨パッド37毎に明るく光る部分の面積を合計した面積が予め設定した面積以上であったら加工面37aが異常であると判断し、セグメント研磨パッド37毎に明るく光る部分の数が予め設定した数より少ないか、または明るく光る部分の面積を合計した面積が予め設定した面積より小さかったら加工面37aが正常であると判断する第2の判断部152を備えている。ここで、明るく光る部分とは、明視野で撮像された撮像画に黒く写し出された加工面37aのうち、異物が付着した部分である。加工面37aに異物が付着した部分は、拡散反射する割合が強く、ラインセンサ11で検出される光量が増えるため、白いコントラストで明るく光って写し出される。このように、第2の判断部152では、明るく光る部分の数や面積に基づいて、セグメント研磨パッド37の加工面37aに異物がどの程度付着しているかどうかを検出することができる。 In the determination means 15 shown in FIG. 1, in order to analyze the image captured by the bright field, the number of brightly shining portions for each segment polishing pad 37 is equal to or more than a preset number, or each segment polishing pad 37 shines brightly. If the total area of the parts is equal to or greater than the preset area, it is determined that the machined surface 37a is abnormal, and the number of brightly shining parts for each segment polishing pad 37 is less than the preset number or shines brightly. A second determination unit 152 for determining that the machined surface 37a is normal when the total area of the portions is smaller than the preset area is provided. Here, the brightly shining portion is a portion of the processed surface 37a projected in black on the image captured in the bright field of view, to which foreign matter is attached. The portion where the foreign matter adheres to the processed surface 37a has a high ratio of diffuse reflection and the amount of light detected by the line sensor 11 increases, so that the portion is projected brightly with white contrast. In this way, the second determination unit 152 can detect how much foreign matter is attached to the processed surface 37a of the segment polishing pad 37 based on the number and area of the brightly shining portions.

また、研磨パッド35を回転させながら切換手段14により切り換えた第2の照明13で加工面37aを照らしながら撮像手段10で加工面37aを撮像する場合(暗視野で撮像する場合)、第2の照明13からセグメント研磨パッド37の加工面37aに光を入射させると、加工面37aにおいて拡散反射する割合が強くなるため、撮像画には加工面37aは白く写り、加工面37aの周りの部分は黒く写る。また、セグメント研磨パッド37の外周に欠けが生じていると、その欠けた部分が影となって黒くなる。 Further, when the processing surface 37a is imaged by the imaging means 10 while the processing surface 37a is illuminated by the second illumination 13 switched by the switching means 14 while rotating the polishing pad 35 (when imaging in a dark field), the second When light is incident on the machined surface 37a of the segment polishing pad 37 from the illumination 13, the ratio of diffuse reflection on the machined surface 37a becomes stronger, so that the machined surface 37a appears white in the image and the portion around the machined surface 37a is covered. It looks black. Further, if the outer periphery of the segment polishing pad 37 is chipped, the chipped portion becomes a shadow and becomes black.

判断手段15は、上記暗視野による撮像画を解析するために、欠けが発生していないセグメント研磨パッド37の加工面37aを撮像した画像を記憶する記憶部150と、記憶部150に記憶された画像と被加工物を加工した後の加工面37aを撮像した撮像画とを比較して、セグメント研磨パッド37の形状が一致したら加工を続行し、セグメント研磨パッド37の形状が一致しなかったら研磨パッド35の交換を要求する第1の判断部151とを備えている。セグメント研磨パッド37の形状とは、セグメント研磨パッド37の外形を意味する。暗視野で撮像された撮像画には、加工面37aは白く写り、加工面37aの周りの部分は黒く写ることから、セグメント研磨パッド37の外形を認識できる。そして、第1の判断部151では、記憶部150に記憶された画像と被加工物を加工した後の加工面37aを撮像した撮像画とを比較することにより、セグメント研磨パッド37に欠け等の異常が発生しているかどうかを検出することができる。 The determination means 15 is stored in a storage unit 150 and a storage unit 150 for storing an image obtained by capturing an image of the processed surface 37a of the segment polishing pad 37 in which no chipping has occurred in order to analyze the image captured by the dark field. Comparing the image with the image of the processed surface 37a after processing the workpiece, if the shapes of the segment polishing pads 37 match, continue processing, and if the shapes of the segment polishing pads 37 do not match, polish. It includes a first determination unit 151 that requests replacement of the pad 35. The shape of the segment polishing pad 37 means the outer shape of the segment polishing pad 37. Since the processed surface 37a appears white and the portion around the processed surface 37a appears black in the image captured in the dark field, the outer shape of the segment polishing pad 37 can be recognized. Then, in the first determination unit 151, by comparing the image stored in the storage unit 150 with the image image obtained by capturing the processed surface 37a after processing the workpiece, the segment polishing pad 37 is chipped or the like. It is possible to detect whether or not an abnormality has occurred.

次に、加工装置1を用いて、被加工物を研磨加工する動作例について説明する。まず、図1に示した保持テーブル2の保持面2aに被加工物を載置したら、図示しない吸引源の吸引力を保持面2aに作用させ被加工物を吸引保持する。保持テーブル2を回転しながらY軸方向に移動させて加工手段3の下方に移動させる。 Next, an operation example of polishing the workpiece using the processing apparatus 1 will be described. First, after the workpiece is placed on the holding surface 2a of the holding table 2 shown in FIG. 1, the suction force of a suction source (not shown) acts on the holding surface 2a to suck and hold the workpiece. The holding table 2 is moved in the Y-axis direction while rotating, and is moved below the processing means 3.

移動手段4によって研磨パッド35を保持テーブル2に対して接近する方向に研磨送りしながら、スピンドル30が回転して研磨パッド35を回転させる。下降しながら回転するセグメント研磨パッド37の加工面37aを回転する被加工物の上面の全面に接触させ、セグメント研磨パッド37と被加工物とを相対的に摺動させる。このようにして、被加工物の研磨加工を行い、被加工物が所望の厚みに達したら、移動手段4によって加工手段3を保持テーブル2から離間する方向に上昇させ、研磨加工を終了する。 The spindle 30 rotates to rotate the polishing pad 35 while the moving means 4 polishes and feeds the polishing pad 35 in a direction approaching the holding table 2. The machined surface 37a of the segment polishing pad 37 that rotates while descending is brought into contact with the entire upper surface of the rotating workpiece, and the segment polishing pad 37 and the workpiece are relatively slid. In this way, the work piece is polished, and when the work piece reaches a desired thickness, the work piece 4 is raised in the direction away from the holding table 2 by the moving means 4, and the polishing process is completed.

次いで、研磨パッド35によって被加工物を研磨加工した後にセグメント研磨パッド37の加工面37aの面状態を測定する動作例について説明する。第1例では、1枚または複数枚の被加工物に対して研磨加工を実施した後、例えば、第2の照明13でセグメント研磨パッド37の加工面37aを照らしながら撮像手段10で加工面37aを撮像し、判断手段15によって加工面37aの面状態を測定する場合について詳述する。この場合、記憶部150には、図6に示すセグメント研磨パッド37の外形に欠けが発生していない状態の研磨パッド35を撮像した画像100があらかじめ記憶されている。画像100は、研磨パッド35で被加工物を加工する前にあらかじめ暗視野によって加工面37aを撮像したものである。画像100には、研磨パッド35の部分が白く写し出され、研磨パッド35の周りは黒く写し出されている。図示の例では、白く写し出された研磨パッド35のうち、基台36と、基台36に環状に配設された各セグメント研磨パッド37の加工面37aとの濃淡が異なっており、5つのセグメント研磨パッド37の外形が確認できる程度に写し出されている。 Next, an operation example of measuring the surface state of the processed surface 37a of the segment polishing pad 37 after polishing the workpiece with the polishing pad 35 will be described. In the first example, after polishing one or a plurality of workpieces, for example, the processed surface 37a is illuminated by the imaging means 10 while illuminating the processed surface 37a of the segment polishing pad 37 with the second illumination 13. The case where the surface state of the machined surface 37a is measured by the determination means 15 will be described in detail. In this case, the storage unit 150 stores in advance an image 100 of the polishing pad 35 in a state where the outer shape of the segment polishing pad 37 shown in FIG. 6 is not chipped. The image 100 is an image of the machined surface 37a taken in advance by a dark field before the work piece is machined by the polishing pad 35. In the image 100, the portion of the polishing pad 35 is projected in white, and the periphery of the polishing pad 35 is projected in black. In the illustrated example, among the polishing pads 35 projected in white, the shades of the base 36 and the processed surface 37a of each segment polishing pad 37 arranged in a ring shape on the base 36 are different, and five segments. The outer shape of the polishing pad 37 is projected to the extent that it can be confirmed.

図5に示した進退手段20のモータ23が駆動することにより、軸部材21が回転しアーム22を旋回させて撮像手段10を撮像位置に進入させ、ラインセンサ11をセグメント研磨パッド37の加工面37aの直下において水平に位置づける。次いで、加工手段3は、スピンドル30を回転することにより、回転中心Oを中心として研磨パッド35を例えば4rpmで矢印A方向に回転させる。 By driving the motor 23 of the advancing / retreating means 20 shown in FIG. 5, the shaft member 21 rotates to rotate the arm 22 to bring the imaging means 10 into the imaging position, and the line sensor 11 is moved to the machined surface of the segment polishing pad 37. Position horizontally just below 37a. Next, the processing means 3 rotates the spindle 30 to rotate the polishing pad 35 around the rotation center O in the direction of arrow A at, for example, 4 rpm.

図4に示す切換手段14により第2の照明13を選択して点灯させることにより、セグメント研磨パッド37の加工面37aに向けて斜めから光を入射させ、暗視野により加工面37aを照明する。ロータリエンコーダで回転角度を検出しつつ、第2の照明13の光で加工面37aを照らしながらラインセンサ11でセグメント研磨パッド37毎に加工面37aを撮像して、例えば図7の左方に示す帯状の撮像画101を撮像する。撮像時間は、例えば15秒に設定されている。撮像画101には、研磨パッド35の部分が白く写し出され、研磨パッド35の周りは黒く写し出されている。撮像画101には、白く写し出された各セグメント研磨パッド37が一列に整列しており、画像100と同様に、加工面37aの外形が確認できる程度に写し出されている。この撮像画101には、最も下側に位置するセグメント研磨パッド37に欠け39(黒色が施された部分)が発生している。 By selecting and lighting the second illumination 13 by the switching means 14 shown in FIG. 4, light is incident obliquely toward the processing surface 37a of the segment polishing pad 37, and the processing surface 37a is illuminated by a dark field. While detecting the rotation angle with the rotary encoder and illuminating the machined surface 37a with the light of the second illumination 13, the line sensor 11 images the machined surface 37a for each segment polishing pad 37, and is shown on the left side of FIG. 7, for example. A strip-shaped image 101 is imaged. The imaging time is set to, for example, 15 seconds. In the image capture image 101, the portion of the polishing pad 35 is projected in white, and the periphery of the polishing pad 35 is projected in black. In the image capture image 101, the white-projected segment polishing pads 37 are aligned in a row, and like the image 100, the outer shape of the processed surface 37a is projected to the extent that the outer shape can be confirmed. In this image capturing image 101, a chip 39 (a portion provided with black color) is generated in the segment polishing pad 37 located at the lowermost side.

次いで、撮像画101は、図示しない画像処理手段によって、図7の右方に示す撮像画102に変換される。ここで、図1に示した第1の判断部151は、記憶部150に記憶された画像100と、撮像画102とを比較して画像解析を行う。撮像画102から1つのセグメント研磨パッド37に欠け39が確認できる。そのため、画像100に写し出されたセグメント研磨パッド37の加工面37aと欠け39が発生したセグメント研磨パッド37の加工面37aとの面積に差があり、画像100に写し出されたセグメント研磨パッド37と撮像画102に写し出されたセグメント研磨パッド37の形状が一致しない。この場合、第1の判断部151は、加工面37aに異常があるものとして研磨加工を続行が不可能である判断し、研磨パッド35の交換を要求する。交換の要求は、例えば加工装置1の図示しないモニターに表示される。一方、画像100に写し出されたセグメント研磨パッド37と撮像画102に写し出されたセグメント研磨パッド37の形状が一致している場合、第1の判断部151は、加工面37aが正常であるものとして研磨加工を続行可能である判断する。 Next, the captured image 101 is converted into the captured image 102 shown on the right side of FIG. 7 by an image processing means (not shown). Here, the first determination unit 151 shown in FIG. 1 compares the image 100 stored in the storage unit 150 with the captured image 102 to perform image analysis. From the image 102, one segment polishing pad 37 is missing and 39 can be confirmed. Therefore, there is a difference in the area between the processed surface 37a of the segment polishing pad 37 projected in the image 100 and the processed surface 37a of the segment polishing pad 37 in which the chip 39 is generated, and the segment polishing pad 37 projected in the image 100 and the image are imaged. The shapes of the segment polishing pads 37 projected on the image 102 do not match. In this case, the first determination unit 151 determines that the polishing process cannot be continued because the processed surface 37a is abnormal, and requests the replacement of the polishing pad 35. The replacement request is displayed, for example, on a monitor (not shown) of the processing apparatus 1. On the other hand, when the shapes of the segment polishing pad 37 projected on the image 100 and the segment polishing pad 37 projected on the image 102 match, the first determination unit 151 assumes that the machined surface 37a is normal. Judge that the polishing process can be continued.

このように、第1例の加工装置1は、切換手段14によって第2の照明13を選択してセグメント研磨パッド37の加工面37aを照らしながら撮像手段10で加工面37aを撮像することができるため、記憶部150に記憶された画像100と、暗視野によって撮像された撮像画102とを比較して、セグメント研磨パッド37に欠け39が発生しているかどうかを確認できる。したがって、研磨パッド35の適切な交換時期を判断でき、被加工物の加工不良を防止することができる。
また、加工装置1では、切換手段14によって第1の照明12を選択して加工面37aを照らしながら撮像手段10で加工面37aを撮像することができるため、明視野による撮像画を撮像することができ、加工面37aに異物がどの程度付着しているかどうかを検出することができる。このように、本発明によれば、セグメント研磨パッド37の加工面37aの面状態を測定して、過度なドレッシングの実施を防止でき、研磨パッド35の消耗を小さくすることができるため、研磨パッド35の寿命が長くなり、研磨パッド35の交換頻度を少なくすることが可能となる。
As described above, in the processing apparatus 1 of the first example, the processing surface 37a can be imaged by the imaging means 10 while selecting the second illumination 13 by the switching means 14 and illuminating the processing surface 37a of the segment polishing pad 37. Therefore, the image 100 stored in the storage unit 150 can be compared with the image 102 captured by the dark field, and it can be confirmed whether or not the segment polishing pad 37 is chipped 39. Therefore, it is possible to determine an appropriate replacement time of the polishing pad 35, and it is possible to prevent processing defects of the workpiece.
Further, in the processing apparatus 1, the first illumination 12 can be selected by the switching means 14 and the processed surface 37a can be imaged by the imaging means 10 while illuminating the processed surface 37a. It is possible to detect how much foreign matter is attached to the machined surface 37a. As described above, according to the present invention, the surface condition of the machined surface 37a of the segment polishing pad 37 can be measured to prevent excessive dressing and reduce the wear of the polishing pad 35. Therefore, the polishing pad can be reduced. The life of the 35 is extended, and the frequency of replacement of the polishing pad 35 can be reduced.

2 加工装置の第2例
図8に示す加工装置5は、被加工物に研削加工を施す加工装置の一例であり、Y軸方向に延在する装置ベース5aと、装置ベース5aのY軸方向後部側に立設されたコラム5bとを有している。装置ベース5aの上面には、被加工物を保持する保持テーブル6が配設されている。保持テーブル6の上面は、被加工物を吸引保持する保持面6aとなっている。保持テーブル6の下方には、保持テーブル6を水平方向(Y軸方向)に加工送りする図示しない加工送り手段が配設されている。
2 Second Example of Processing Device The processing device 5 shown in FIG. 8 is an example of a processing device that grinds an workpiece, and has an device base 5a extending in the Y-axis direction and a device base 5a in the Y-axis direction. It has a column 5b erected on the rear side. A holding table 6 for holding a work piece is arranged on the upper surface of the device base 5a. The upper surface of the holding table 6 is a holding surface 6a that sucks and holds the work piece. Below the holding table 6, a machining feeding means (not shown) for machining and feeding the holding table 6 in the horizontal direction (Y-axis direction) is arranged.

コラム5bの前方には、保持テーブル6が保持した被加工物を研削する加工具を装着して回転する回転手段を有する加工手段7と、加工手段7を保持テーブル6に対して接近及び離間する方向(Z軸方向)に移動させる移動手段8とを備えている。移動手段8は、加工装置の第1例の移動手段4と同様であり、Z軸方向に延在するボールネジ80と、ボールネジ80の一端に接続されたモータ81と、ボールネジ80と平行に延在する一対のガイドレール82と、一方の面が加工手段7に固定された昇降板83とを備え、一対のガイドレール82には昇降板83の他方の面が摺接し、昇降板83の内部に形成されたナットにはボールネジ80が螺合している。モータ81によってボールネジ80を回動させることにより、昇降板83とともに加工手段7をZ軸方向に移動させることができる。 In front of the column 5b, a processing means 7 having a rotating means for rotating by mounting a processing tool for grinding the workpiece held by the holding table 6 and the processing means 7 approach and separate from the holding table 6. It is provided with a moving means 8 for moving in a direction (Z-axis direction). The moving means 8 is the same as the moving means 4 of the first example of the processing device, and extends in parallel with the ball screw 80 extending in the Z-axis direction, the motor 81 connected to one end of the ball screw 80, and the ball screw 80. A pair of guide rails 82 and an elevating plate 83 whose one surface is fixed to the processing means 7 are provided, and the other surface of the elevating plate 83 is slidably contacted with the pair of guide rails 82 inside the elevating plate 83. A ball screw 80 is screwed into the formed nut. By rotating the ball screw 80 by the motor 81, the processing means 7 can be moved in the Z-axis direction together with the elevating plate 83.

加工手段7は、鉛直方向(Z軸方向)の軸心を有するスピンドル70と、スピンドル70を回転可能に囲繞するスピンドルハウジング71と、スピンドル70の一端に接続されスピンドル70を鉛直方向の軸心を中心として回転させる回転手段であるモータ72と、スピンドルハウジング71を保持するホルダ73と、スピンドル70の下端に装着されたマウンタ74と、マウンタ74の下面に着脱可能に装着された加工具である研削ホイール75とを備えている。研削ホイール75の下部には環状に配設された複数のセグメント砥石76を備えている。モータ72には、図示していないが、スピンドル70の回転原点や回転角度を検出するためのロータリエンコーダが接続されている。そして、モータ72がスピンドル70を回転させることにより、研削ホイール75を所定の回転速度で回転させることができる。 The processing means 7 has a spindle 70 having an axis in the vertical direction (Z-axis direction), a spindle housing 71 that rotatably surrounds the spindle 70, and a spindle 70 connected to one end of the spindle 70 so as to have the axis in the vertical direction. A motor 72 that is a rotating means that rotates as a center, a holder 73 that holds the spindle housing 71, a mounter 74 mounted on the lower end of the spindle 70, and a grinding tool that is detachably mounted on the lower surface of the mounter 74. It is equipped with a wheel 75. A plurality of segment grindstones 76 arranged in an annular shape are provided below the grinding wheel 75. Although not shown, the motor 72 is connected to a rotary encoder for detecting the rotation origin and rotation angle of the spindle 70. Then, the motor 72 rotates the spindle 70, so that the grinding wheel 75 can be rotated at a predetermined rotation speed.

本実施形態に示す研削ホイール75は、例えば、図9に示すように、研削ホイール75の下部において等間隔をあけて複数のセグメント砥石76が例えば接着剤によって環状に接着固定されている。セグメント砥石76の個数は、特に限定されるものではないが、例えば28個である。研削ホイール75の外径は、マウンタ74の外径と略同径に設定されており、例えばφ300mmである。研削ホイール75に環状に配設されたセグメント砥石76の下面が被加工物を研削する加工面76aとなっている。なお、本実施形態に示す研削ホイール75の外径や、セグメント砥石76の形状及び個数は、一態様にすぎず、適宜変更可能である。また、隣り合うセグメント砥石76の間の間隔は、被加工物の材質・大きさやセグメント砥石76の材質等に応じて適宜設定するとよい。 In the grinding wheel 75 shown in the present embodiment, for example, as shown in FIG. 9, a plurality of segment grindstones 76 are adhesively fixed in an annular shape at the lower portion of the grinding wheel 75 at equal intervals, for example, by an adhesive. The number of the segment grindstones 76 is not particularly limited, but is, for example, 28. The outer diameter of the grinding wheel 75 is set to be substantially the same as the outer diameter of the mounter 74, for example, φ300 mm. The lower surface of the segment grindstone 76 arranged in an annular shape on the grinding wheel 75 is a machined surface 76a for grinding the workpiece. The outer diameter of the grinding wheel 75 and the shape and number of the segment grindstones 76 shown in the present embodiment are only one aspect and can be changed as appropriate. Further, the distance between the adjacent segment grindstones 76 may be appropriately set according to the material and size of the workpiece, the material of the segment grindstones 76, and the like.

図8に示す加工装置5は、上記加工装置1と同様に、セグメント砥石76の加工面76aに対して垂直方向から加工面76aを撮像する撮像手段10Aと、撮像手段10Aが加工面76aを撮像可能な撮像位置に進入または撮像手段10Aを撮像位置から離れた退避位置に退避させる進退手段20Aとを備えている。進退手段20Aの構成は、第1例と同様であるため、共通の符号を付している。第2例においても、アーム22において撮像手段10Aが搭載されている。撮像手段10Aでセグメント砥石76の加工面76aを撮像可能な位置であればよく、例えば二点鎖線に示す研削ホイール75の直下の位置である。退避位置は、撮像位置から離れた位置で、かつ、被加工物の研削時にセグメント砥石76が接触しない位置であればよい。 Similar to the processing device 1, the processing device 5 shown in FIG. 8 has an imaging means 10A that images the processing surface 76a from a direction perpendicular to the processing surface 76a of the segment grindstone 76, and the imaging means 10A images the processing surface 76a. It is provided with advancing / retreating means 20A for entering a possible imaging position or retracting the imaging means 10A to a retracted position away from the imaging position. Since the configuration of the advancing / retreating means 20A is the same as that of the first example, a common reference numeral is attached. Also in the second example, the image pickup means 10A is mounted on the arm 22. The position may be any position as long as the machined surface 76a of the segment grindstone 76 can be imaged by the imaging means 10A, for example, the position directly below the grinding wheel 75 shown by the alternate long and short dash line. The retracted position may be a position away from the imaging position and a position where the segment grindstone 76 does not come into contact when grinding the workpiece.

撮像手段10Aの構成は、第1例と同様に、研削ホイール75に環状に配設されたセグメント砥石76の加工面76aの半径において径方向に延在し加工面76aに対して垂直方向から撮像するラインセンサ11と、ラインセンサ11と平行に延在してラインセンサ11の近傍に配設され加工面76aに対してラインセンサ11の近傍の位置から光を照射する第1の照明12と、加工面76aの外周接線方向でラインセンサ11の位置から遠ざけて配設され加工面76aに対して斜めから光を照射する第2の照明13と、第1の照明12と第2の照明13とを切り換える切換手段14Aと、第1の照明12と第2の照明13とを切り換えて撮像手段10Aによって加工面76aを撮像した撮像画を用いて、加工面76aが加工続行可能か否かを判断する判断手段15Aとを備えている。加工面76aの外周接線方向とは、図9に示した各セグメント砥石76の外周縁の中心点を通る接線の接線方向である。 Similar to the first example, the image pickup means 10A extends radially along the radius of the machined surface 76a of the segment grindstone 76 arranged in an annular shape on the grinding wheel 75 and images the image from the direction perpendicular to the machined surface 76a. A line sensor 11 to be provided, and a first illumination 12 extending in parallel with the line sensor 11 and arranged in the vicinity of the line sensor 11 to irradiate the machined surface 76a with light from a position near the line sensor 11. A second illumination 13 which is arranged away from the position of the line sensor 11 in the tangential direction of the outer periphery of the processed surface 76a and irradiates light obliquely to the processed surface 76a, and the first illumination 12 and the second illumination 13. It is determined whether or not the machined surface 76a can continue to be machined by using the image pickup image obtained by switching the switching means 14A for switching between the first illumination 12 and the second illumination 13 and imaging the processed surface 76a by the imaging means 10A. It is provided with a determination means 15A for making a judgment. The outer peripheral tangential direction of the machined surface 76a is the tangential direction of the tangent line passing through the center point of the outer peripheral edge of each segment grindstone 76 shown in FIG.

判断手段15Aは、第1例の判断手段15と同様である。すなわち、判断手段15Aは、セグメント砥石76毎に明るく光る部分の数が予め設定した数以上またはセグメント砥石76毎に明るく光る部分の面積を合計した面積が予め設定した面積以上であったら加工面76aが異常であると判断し、セグメント砥石76毎に明るく光る部分の数が予め設定した数より少ないか、または明るく光る部分の面積を合計した面積が予め設定した面積より小さかったら加工面76aが正常であると判断する第2の判断部152を備えている。明るく光る部分とは、明視野で撮像された撮像画に黒く写し出された加工面76aのうち、研削屑などの異物が付着した部分である。また、判断手段15Aは、第1例と同様、欠けが発生していないセグメント砥石76の加工面76aを撮像した画像を記憶する記憶部150と、記憶部150に記憶された画像と被加工物を加工した後の加工面76aを撮像した撮像画とを比較して、セグメント砥石76の形状が一致したら加工を続行し、セグメント砥石76の形状が一致しなかったら研削ホイール75の交換を要求する第1の判断部151とを備えている。セグメント砥石76の形状とは、セグメント砥石76の外形を意味する。 The determination means 15A is the same as the determination means 15 of the first example. That is, if the number of brightly shining portions for each segment grindstone 76 is equal to or greater than the preset number or the total area of the brightly shining portions for each segment grindstone 76 is equal to or greater than the preset area, the processing surface 76a Is abnormal, and if the number of brightly shining parts for each segment grindstone 76 is less than the preset number, or the total area of the brightly shining parts is smaller than the preset area, the machined surface 76a is normal. It is provided with a second determination unit 152 for determining that. The brightly shining portion is a portion of the processed surface 76a projected in black in the image captured in the bright field of view, to which foreign matter such as grinding dust is attached. Further, as in the first example, the determination means 15A has a storage unit 150 that stores an image of the processed surface 76a of the segment grindstone 76 in which no chipping has occurred, and an image and a workpiece stored in the storage unit 150. If the shapes of the segment grindstones 76 match, the machining is continued, and if the shapes of the segment grindstones 76 do not match, the grinding wheel 75 is requested to be replaced. It includes a first determination unit 151. The shape of the segment grindstone 76 means the outer shape of the segment grindstone 76.

次に、加工装置5を用いて、被加工物を研削加工する動作例について説明する。まず、図8に示した保持テーブル6の保持面6aに被加工物を載置したら、図示しない吸引源の吸引力を保持面6aに作用させ被加工物を吸引保持する。保持テーブル6を回転しながらY軸方向に移動させて加工手段7の下方に移動させる。 Next, an operation example of grinding the workpiece using the processing device 5 will be described. First, after the workpiece is placed on the holding surface 6a of the holding table 6 shown in FIG. 8, the suction force of a suction source (not shown) is applied to the holding surface 6a to suck and hold the workpiece. The holding table 6 is moved in the Y-axis direction while rotating, and is moved below the processing means 7.

移動手段8によって研削ホイール75を保持テーブル6に対して接近する方向に研削送りしながら、スピンドル70が回転して研削ホイール75を回転させる。下降しながら回転するセグメント砥石76の加工面76aで回転する被加工物の上面を押圧しながら所定の厚みに至るまで研削する。このようにして、被加工物の研削加工を行い、被加工物が所望の厚みに達したら、移動手段8によって加工手段7を保持テーブル6から離間する方向に上昇させ、研削加工を終了する。 The spindle 70 rotates to rotate the grinding wheel 75 while the moving means 8 grinds and feeds the grinding wheel 75 in a direction approaching the holding table 6. Grinding to a predetermined thickness while pressing the upper surface of the workpiece rotating on the machined surface 76a of the segment grindstone 76 that rotates while descending. In this way, the workpiece is ground, and when the workpiece reaches a desired thickness, the moving means 8 raises the machining means 7 in a direction away from the holding table 6, and the grinding process is completed.

次いで、研削ホイール75によって被加工物を研削加工した後にセグメント砥石76の加工面76aの面状態を測定する動作例について説明する。第2例では、1枚または複数枚の被加工物に対して上記研削加工を実施した後、例えば、第1の照明12でセグメント砥石76の加工面76aを照らしながら撮像手段10Aで加工面76aを撮像し、判断手段15Aによって加工面76aの面状態を測定する場合について詳述する。 Next, an operation example of measuring the surface state of the machined surface 76a of the segment grindstone 76 after grinding the workpiece by the grinding wheel 75 will be described. In the second example, after performing the above-mentioned grinding process on one or a plurality of workpieces, for example, the processed surface 76a is illuminated by the imaging means 10A while illuminating the processed surface 76a of the segment grindstone 76 with the first illumination 12. The case where the surface state of the machined surface 76a is measured by the determination means 15A will be described in detail.

図8に示す進退手段20Aのモータ23が駆動することにより、軸部材21が回転しアーム22を旋回させて撮像手段10Aを撮像位置に進入させ、図10に示すように、ラインセンサ11をセグメント砥石76の加工面76aの直下において水平に位置づける。加工手段7は、スピンドル70を回転することにより、回転中心Oを中心として研削ホイール75を例えば60rpmで矢印B方向に回転させる。 By driving the motor 23 of the advancing / retreating means 20A shown in FIG. 8, the shaft member 21 rotates to rotate the arm 22 to bring the imaging means 10A into the imaging position, and as shown in FIG. 10, the line sensor 11 is segmented. It is positioned horizontally just below the machined surface 76a of the grindstone 76. By rotating the spindle 70, the processing means 7 rotates the grinding wheel 75 around the rotation center O in the direction of arrow B at, for example, 60 rpm.

図8に示す切換手段14により第1の照明12を選択して点灯させ、明視野により加工面76aを照明する。ロータリエンコーダで回転角度を検出しつつ、第1の照明12の光で加工面76aを照らしながらラインセンサ11でセグメント砥石76毎に加工面76aを撮像して、例えば、図11に示す撮像画200を撮像する。撮像時間は、例えば1秒に設定されている。撮像画200は、明視野によって1個のセグメント砥石76が写し出された拡大画像を図示しているが、実際の撮像画には、図9に示した28個のセグメント砥石76が写し出される。撮像画200には、セグメント砥石76の加工面76aが黒く写し出され、セグメント砥石76の加工面76aの周り(研削ホイール75など)が白く写し出されている。撮像画200に黒く写し出された加工面76aのうち、白いコントラストで光る部分は異物77が付着した部分である。 The first illumination 12 is selected and turned on by the switching means 14 shown in FIG. 8, and the machined surface 76a is illuminated by the bright field. While detecting the rotation angle with the rotary encoder and illuminating the machined surface 76a with the light of the first illumination 12, the line sensor 11 images the machined surface 76a for each segment grindstone 76. For example, the image 200 shown in FIG. To image. The imaging time is set to, for example, 1 second. The image capture image 200 shows an enlarged image in which one segment grindstone 76 is projected by a bright field of view, but the 28 segment grindstones 76 shown in FIG. 9 are projected in the actual image. In the image capture image 200, the processed surface 76a of the segment grindstone 76 is projected in black, and the periphery of the processed surface 76a of the segment grindstone 76 (grinding wheel 75, etc.) is projected in white. Of the processed surface 76a projected in black on the image 200, the portion that shines with white contrast is the portion to which the foreign matter 77 is attached.

ここで、例えば暗視野によってセグメント砥石76の加工面76aを撮像すると、図12に示す撮像画201を撮像することができるが、かかる撮像画201には、セグメント砥石76の加工面76aが白く写し出され、加工面76aの周りが黒く写し出されるため、撮像画201からセグメント砥石76の外形は確認できるものの、加工面76aに付着した異物77のコントラストが明確とならず、異物77を確認することが難しい。そのため、図11に示した撮像画200には、撮像画201と比べて、セグメント砥石76の加工面76aに付着した異物77が顕著に写し出されるため、加工面76aの面状態を確認することができる。 Here, for example, when the processed surface 76a of the segment grindstone 76 is imaged in a dark field, the image image 201 shown in FIG. 12 can be imaged, but the processed surface 76a of the segment grindstone 76 is projected in white in the image image 201. Since the area around the machined surface 76a is projected in black, the outer shape of the segment grindstone 76 can be confirmed from the image 201, but the contrast of the foreign matter 77 adhering to the machined surface 76a is not clear, and the foreign matter 77 can be confirmed. difficult. Therefore, in the image pickup image 200 shown in FIG. 11, the foreign matter 77 adhering to the processed surface 76a of the segment grindstone 76 is remarkably projected as compared with the image pickup image 201, so that the surface state of the processed surface 76a can be confirmed. it can.

図8に示した第2の判断部152は、撮像画200を画像解析することにより、セグメント砥石76毎に異物77の数をカウントするか、または、セグメント砥石76毎に異物77の面積の合計値を算出する。第2の判断部152は、各加工面76aに付着した異物77の数が、予め加工装置5に設定した数以上または異物77の面積の合計値が予め加工装置5に設定した値以上であったら、加工面76aが異常であると判断する。異物77の数をカウントする場合には、最適な加工条件を選定するために、異物77の大きさによって異物77を分級しておくとよい。なお、加工条件には、加工手段7の研削送り速度、スピンドル70の回転数、研削水の水量、研削ホイール75の外径、セグメント砥石76の形状及び個数等が含まれる。 The second determination unit 152 shown in FIG. 8 counts the number of foreign matter 77 for each segment grindstone 76 by image analysis of the image 200, or totals the area of foreign matter 77 for each segment grindstone 76. Calculate the value. In the second determination unit 152, the number of foreign matters 77 adhering to each machined surface 76a is equal to or greater than the number set in advance in the processing apparatus 5, or the total area of the foreign matters 77 is equal to or greater than the value set in advance in the processing apparatus 5. Then, it is determined that the machined surface 76a is abnormal. When counting the number of foreign matter 77, it is preferable to classify the foreign matter 77 according to the size of the foreign matter 77 in order to select the optimum processing conditions. The machining conditions include the grinding feed rate of the machining means 7, the rotation speed of the spindle 70, the amount of grinding water, the outer diameter of the grinding wheel 75, the shape and number of the segment grindstones 76, and the like.

第2の判断部152によってセグメント砥石76の加工面76aに異常があると判断されたら、研削加工の続行が不可能となるため、セグメント砥石76のドレッシングを実施してもよいし、研削ホイール75の交換を要求してもよい。また、異物77の大きさを分級している場合は、被加工物の加工条件の設定を変更してもよい。例えば、加工面76aに大きな異物が多く付着している場合は、移動手段8による加工手段7の研削送り速度を遅くするとともにスピンドル70の回転数を大きく設定変更するとよい。これにより、被加工物の研削後にセグメント砥石76の加工面76aに付着する異物を小さくすることができる。また、加工面76aに小さな異物が多く付着している場合は、研削時に使用する研削水の水量を多くする設定に変更するとよい。これにより、セグメント砥石76と被加工物との接触面に流れ込む研削水が増えるため、小さい異物は排出されやすくなる。 If the second determination unit 152 determines that the machined surface 76a of the segment grindstone 76 is abnormal, the grinding process cannot be continued. Therefore, the segment grindstone 76 may be dressed or the grinding wheel 75 may be dressed. May be requested to be replaced. Further, when the size of the foreign matter 77 is classified, the setting of the processing conditions of the workpiece may be changed. For example, when a large amount of large foreign matter adheres to the machined surface 76a, it is advisable to slow down the grinding feed speed of the machining means 7 by the moving means 8 and change the setting of the rotation speed of the spindle 70 significantly. As a result, it is possible to reduce the amount of foreign matter adhering to the machined surface 76a of the segment grindstone 76 after grinding the workpiece. If a large amount of small foreign matter adheres to the machined surface 76a, it is advisable to change the setting to increase the amount of grinding water used during grinding. As a result, the amount of grinding water that flows into the contact surface between the segment grindstone 76 and the workpiece increases, so that small foreign matter is easily discharged.

一方、第2の判断部152は、撮像画200を画像解析することにより、セグメント砥石76毎に異物77の数をカウントするか、または、セグメント砥石76毎に異物77の面積の合計値を算出した結果、各加工面76aに付着した異物77の数が予め加工装置5に設定した数よりも少ないか、または異物77の面積の合計値が予め加工装置5に設定した値よりも小さかったら、加工面76aが正常であると判断する。この場合は、研削加工の続行が可能となる。 On the other hand, the second determination unit 152 counts the number of foreign matter 77 for each segment grindstone 76 by analyzing the image 200, or calculates the total area of the foreign matter 77 for each segment grindstone 76. As a result, if the number of foreign matters 77 adhering to each machined surface 76a is smaller than the number preset in the machining apparatus 5, or the total area of the foreign matters 77 is smaller than the value preset in the machining apparatus 5. It is determined that the machined surface 76a is normal. In this case, the grinding process can be continued.

このように、第2例の加工装置5は、上記加工装置1と同様に、切換手段14によって第1の照明12を選択してセグメント砥石76の加工面76aを照らしながら撮像手段10Aで加工面76aを撮像することができるため、明視野による撮像画200を撮像することができ、撮像画200を画像解析して明るく光る部分の数や明るく光る部分の面積を算出して加工面76aに異物77がどの程度付着しているかどうかを検出することができる。このように、本発明によれば、セグメント砥石76の加工面76aの面状態を測定して、過度なドレッシングの実施を防止でき、研削ホイール75の消耗を小さくすることができるため、研削ホイール75の寿命が長くなり、研削ホイール75の交換頻度を少なくすることができる。
また、第2例の加工装置5においても、切換手段14によって第2の照明13を選択して加工面76aを照らしながら撮像手段10Aで加工面76aを撮像することができるため、第1例と同様の暗視野による撮像画を撮像することができ、記憶部150に記憶された画像と、暗視野によって撮像された撮像画とを比較して、セグメント砥石76に欠けが発生しているかどうかを確認できる。したがって、研削ホイール75の適切な交換時期を判断でき、被加工物の加工不良を防止することができる。
As described above, in the processing device 5 of the second example, similarly to the processing device 1, the first illumination 12 is selected by the switching means 14, and the processing surface is illuminated by the imaging means 10A while illuminating the processing surface 76a of the segment grindstone 76. Since the 76a can be imaged, the image 200 in the bright field can be imaged, and the image 200 is analyzed to calculate the number of brightly shining parts and the area of the brightly shining part to calculate the foreign matter on the processed surface 76a. It is possible to detect how much 77 is attached. As described above, according to the present invention, the surface condition of the machined surface 76a of the segment grindstone 76 can be measured to prevent excessive dressing and reduce the wear of the grinding wheel 75. Therefore, the grinding wheel 75 can be reduced. The life of the grinding wheel 75 is extended, and the frequency of replacement of the grinding wheel 75 can be reduced.
Further, also in the processing apparatus 5 of the second example, the processing surface 76a can be imaged by the imaging means 10A while selecting the second illumination 13 by the switching means 14 and illuminating the processing surface 76a. An image captured by the same dark field can be captured, and the image stored in the storage unit 150 is compared with the image captured by the dark field to determine whether or not the segment grindstone 76 is chipped. You can check it. Therefore, an appropriate replacement time of the grinding wheel 75 can be determined, and processing defects of the workpiece can be prevented.

1:加工装置 1a:装置ベース 1b:コラム 2:保持テーブル
3:加工手段 30:スピンドル 31:スピンドルハウジング 32:モータ
33:ホルダ 34:マウンタ 35:研磨パッド 36:基台
37:セグメント研磨パッド 37a:加工面 38:ボルト 39:欠け
4:移動手段 40:ボールネジ 41:モータ 42:ガイドレール 43:昇降板
5:加工装置 5a:装置ベース 5b:コラム 6:保持テーブル
7:加工手段 70:スピンドル 71:スピンドルハウジング 72:モータ
73:ホルダ 74:マウンタ 75:研削ホイール 76:セグメント砥石
76a:加工面 77:付着物
8:移動手段 80:ボールネジ 81:モータ 82:ガイドレール 83:昇降板
10,10A:撮像手段 11:ラインセンサ 12:第1の照明 13:第2の照明
14:切換手段 15,15A:判断手段 150:記憶部 151:第1の判断部
152:第2の判断部
20,20A:進退手段 21:軸部材 22:アーム 23:モータ
1: Processing device 1a: Equipment base 1b: Column 2: Holding table 3: Processing means 30: Spindle 31: Spindle housing 32: Motor 33: Holder 34: Mounter 35: Polishing pad 36: Base 37: Segment polishing pad 37a: Machining surface 38: Bolt 39: Chip 4: Moving means 40: Ball screw 41: Motor 42: Guide rail 43: Elevating plate 5: Machining device 5a: Device base 5b: Column 6: Holding table 7: Machining means 70: Spindle 71: Spindle housing 72: Motor 73: Holder 74: Mounter 75: Grinding wheel 76: Segment grindstone 76a: Machined surface 77: Adhesion 8: Transportation means 80: Ball screw 81: Motor 82: Guide rail 83: Lifting plate 10, 10A: Imaging Means 11: Line sensor 12: First lighting 13: Second lighting 14: Switching means 15, 15A: Judgment means 150: Storage unit 151: First judgment unit 152: Second judgment unit 20, 20A: Advance / retreat Means 21: Shaft member 22: Arm 23: Motor

Claims (3)

被加工物を保持する保持テーブルと、該保持テーブルが保持した被加工物を研削または研磨する加工具を装着して回転する回転手段を有する加工手段と、該加工手段を該保持テーブルに対して接近および離間する方向に移動させる移動手段と、を備えた加工装置であって、
該加工具の加工面に対して垂直方向から該加工面を撮像する撮像手段と、
該撮像手段が該加工面を撮像可能な撮像位置に進入または該撮像手段を該撮像位置から離れた退避位置に退避させる進退手段と、を備え、
該加工具は、複数のセグメント砥石が環状に配設された研削ホイールまたは複数のセグメント研磨パッドが環状に配設された研磨パッドを備え、
該撮像手段は、環状に配設された該セグメント砥石または環状に配設された該セグメント研磨パッドの該加工面の半径において径方向に延在し該加工面に対して垂直方向から撮像するラインセンサと、
該ラインセンサと平行に延在して該ラインセンサの近傍に配設され該加工面に対して該ラインセンサの近傍の位置から光を照射する第1の照明と、
該加工面の外周接線方向で該ラインセンサの位置から遠ざけて配設され該加工面に対して斜めから光を照射する第2の照明と、
該第1の照明と該第2の照明とを切り換える切換手段と、
該第1の照明と該第2の照明とを切り換えて該撮像手段によって該加工面を撮像した撮像画を用いて、該加工面が加工続行可能か否かを判断する判断手段と、を備える加工装置。
A processing means having a holding table for holding a work piece, a rotating means for rotating by attaching a processing tool for grinding or polishing the work piece held by the holding table, and the processing means for the holding table. A processing device provided with a moving means for moving in the approaching and separating directions.
An imaging means for imaging the machined surface from a direction perpendicular to the machined surface of the tool,
The imaging means includes an advancing / retreating means for entering an imaging position where the processed surface can be imaged or retracting the imaging means to a retracted position away from the imaging position.
The tool comprises a grinding wheel in which a plurality of segment grindstones are arranged in an annular shape or a polishing pad in which a plurality of segment polishing pads are arranged in an annular shape.
The imaging means extends in the radial direction in the radius of the processed surface of the segment grindstone arranged in an annular shape or the segment polishing pad arranged in an annular shape, and an image is taken from a direction perpendicular to the processed surface. With the sensor
A first illumination extending parallel to the line sensor, arranged in the vicinity of the line sensor, and irradiating the machined surface with light from a position near the line sensor.
A second illumination that is arranged away from the position of the line sensor in the tangential direction of the outer circumference of the machined surface and irradiates the machined surface with light at an angle.
A switching means for switching between the first illumination and the second illumination,
It is provided with a determination means for determining whether or not the processed surface can continue processing by using an image image obtained by switching between the first illumination and the second illumination and imaging the processed surface by the imaging means. Processing equipment.
前記加工具を回転させながら前記切換手段により切り換えた前記第1の照明で前記加工面を照らしながら前記撮像手段で該加工面を撮像し、
前記判断手段は、被加工物を加工した後の該加工具の加工面を撮像した撮像画を用いて、前記セグメント砥石または前記セグメント研磨パッド毎に明るく光る部分の数が予め設定した数以上または該セグメント砥石または該セグメント研磨パッド毎に明るく光る部分の面積を合計した面積が予め設定した面積以上であったら該加工面が異常であると判断し、
該セグメント砥石または該セグメント研磨パッド毎に明るく光る部分の数が予め設定した数より少ないか、または明るく光る部分の面積を合計した面積が予め設定した面積より小さかったら該加工面が正常であると判断する第2の判断部を備える請求項1記載の加工装置。
While rotating the processing tool, the processing surface is illuminated by the first illumination switched by the switching means, and the processing surface is imaged by the imaging means.
The determination means uses an image of the processed surface of the processing tool after processing the workpiece, and the number of brightly shining portions for each of the segment grindstones or the segment polishing pads is equal to or greater than a preset number or more. If the total area of the brightly shining portions of the segment grindstone or the segment polishing pad is equal to or greater than the preset area, it is determined that the machined surface is abnormal.
If the number of brightly shining parts for each of the segment grindstones or the segment polishing pads is less than the preset number, or the total area of the brightly shining parts is smaller than the preset area, the machined surface is normal. The processing apparatus according to claim 1, further comprising a second determination unit for determination.
前記加工具を回転させながら前記切換手段により切り換えた前記第2の照明で前記加工面を照らしながら前記撮像手段で該加工面を撮像し、
前記判断手段は、欠けが発生していない前記セグメント砥石または前記セグメント研磨パッドの該加工面を撮像した画像を記憶する記憶部と、
該記憶部に記憶された該画像と被加工物を該加工具で加工した後の該加工面を撮像した撮像画とを比較して、形状が一致したら加工を続行し、形状が一致しなかったら前記研削ホイールまたは前記研磨パッドの交換を要求する第1の判断部とを備える請求項1記載の加工装置。
While rotating the processing tool, the processing surface is illuminated by the second illumination switched by the switching means, and the processing surface is imaged by the imaging means.
The determination means includes a storage unit that stores an image of the processed surface of the segment grindstone or the segment polishing pad that has not been chipped.
The image stored in the storage unit is compared with the image taken by imaging the processed surface after the workpiece is processed with the processing tool, and if the shapes match, the processing is continued and the shapes do not match. The processing apparatus according to claim 1, further comprising a first determination unit for requesting replacement of the grinding wheel or the polishing pad.
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