JP7320428B2

JP7320428B2 - 加工装置

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Publication number: JP7320428B2
Application number: JP2019200619A
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Inventors: 守川名
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Priority date: 2019-11-05
Filing date: 2019-11-05
Publication date: 2023-08-03
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Also published as: JP2021074787A

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の被加工物を加工する加工装置に関する。

例えば、特許文献１、又は特許文献２に開示されているように、研削砥石で半導体ウェーハ等の被加工物を研削加工する装置は、研削により薄化されたウェーハの搬送を容易にするため、及び被加工物に接触しないで被加工物を搬送するために、基材と粘着層とを備えるテープを介して被加工物をリングフレームに支持させている。

このリングフレームに支持された被加工物を研削加工する際は、保持面に保持された被加工物よりリングフレームを低く位置づけ、研削加工中にリングフレームに研削砥石を接触させないようにしている。また、研削砥石を被加工物に押し付ける研削荷重をテープが受けた際に、テープが押しつぶされないようにするためにテープの基材を硬い材質（例えば、ポリエチレンテレフタラート等）にしている。

特開２０１１―０３５２８１号公報特開２０１０―２２１３３５号公報

テープの基材を硬い材質にしているため、保持面に保持された被加工物より低く位置付けてリングフレームを保持させようとする際に、搬送手段でリングフレームを押し下げる力だけではテープが伸びず、リングフレームを押し下げることができないという問題がある。そして、搬送手段でテープを押し下げることができるようにするには、搬送手段の強度をあげたり、押し下げる駆動力を生み出す駆動源を大きくしたりする等の対応が必要となり、加工装置が大型化するという問題がある。

したがって、研削装置などの加工装置は、リングフレームに貼着されているテープが硬いテープであっても、硬いテープを伸ばして保持面に保持された被加工物よりリングフレームを低く位置付けることができるようにするという課題がある。

上記課題を解決するための本発明は、リングフレームの開口に位置づけられた被加工物と該リングフレームとにテープが貼着され一体化されたワークセットを保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物を加工する加工手段と、該リングフレームの上面を吸引保持し該保持手段に該ワークセットを搬入または該保持手段から該ワークセットを搬出する搬送手段と、を少なくとも備える加工装置であって、該リングフレームは、外周に対向するように形成された少なくとも一対の切り欠きを備え、該保持手段は、保持面によって該テープを介して被加工物を保持するワーク保持部と、該保持面方向において少なくとも２つを対向配置させ該リングフレームの該切り欠き以外の上面を引っかけ、該保持面に保持された被加工物より該リングフレームを低く位置付けて保持するフレーム保持部と、少なくとも該フレーム保持部を該保持面の中心を軸に回転させる回転手段と、を備え、該搬送手段は、該リングフレームの上面を吸引保持する吸盤と、該吸盤を下面に複数配置する搬送パッドと、該搬送パッドを該保持面に垂直な上下方向に移動させる第１上下移動手段と、を少なくとも備え、該搬送パッドを上から下方向に押し該搬送パッドの該吸盤によって吸引保持される該リングフレームを該フレーム保持部が保持可能な高さまで押し下げるサポート手段を備え、該サポート手段は、該搬送パッドを押す押し部と、該押し部を該保持面に垂直な上下方向に移動させる第２上下移動手段とを備える加工装置である。

前記押し部は、前記保持面を洗浄する洗浄具であり、前記サポート手段は、該保持面を洗浄する洗浄手段として機能できると好ましい。

本発明に係る加工装置は、保持手段は、保持面によってテープを介して被加工物を保持するワーク保持部と、保持面方向において少なくとも２つを対向配置させリングフレームの切り欠き以外の上面を引っかけ、保持面に保持された被加工物よりリングフレームを低く位置付けて保持するフレーム保持部と、少なくともフレーム保持部を保持面の中心を軸に回転させる回転手段と、を備え、搬送手段は、リングフレームの上面を吸引保持する吸盤と、吸盤を下面に複数配置する搬送パッドと、搬送パッドを保持面に垂直な上下方向に移動させる第１上下移動手段と、を少なくとも備え、搬送パッドを上から下方向に押し搬送パッドの吸盤によって吸引保持されるリングフレームをフレーム保持部が保持可能な高さまで押し下げるサポート手段を備え、サポート手段は、搬送パッドを押す押し部と、押し部を保持面に垂直な上下方向に移動させる第２上下移動手段とを備えることで、リングフレームに貼着されているテープが硬いテープであっても、硬いテープを伸ばして保持面に保持された被加工物よりリングフレームを低く位置付けることを、装置を大型化したり搬送手段の強度を上げたりせずとも可能となる。

押し部が、保持面を洗浄する洗浄具であることで、サポート手段により保持手段の保持面を洗浄することが可能となる。

加工装置の一例を示す斜視図である。ワークセットを保持手段に保持させる際に、搬入手段の搬送パッドに保持されたワークセットのリングフレームの一対の第一切り欠きが、保持手段の２つのフレーム保持部にＺ方向において対向するように合わせられた状態を説明する断面図である。ワークセットを保持手段に保持させる際に、搬入手段の搬送パッドに保持されたワークセットのリングフレームの一対の第一切り欠き以外の部分の上面を、フレーム保持部の引っかけ爪の下面よりも低く位置づけた後、回転手段により保持手段を回転させてリングフレームを引っかけ爪で保持させる状態を説明する断面図である。ワークセットを保持手段から搬出する際に、搬出手段の搬送パッドに保持されたワークセットのリングフレームの一対の第一切り欠き以外の部分の上面を、フレーム保持部の引っかけ爪の下面よりも低く位置づけた後、回転手段により保持手段を回転させてリングフレームの一対の第一切り欠きを２つのフレーム保持部にＺ方向において対向するように合わせる場合を説明する断面図である。ワークセットを保持手段から搬出手段によって搬出している状態を説明する断面図である。

図１に示す加工装置１は、保持手段３上に保持された被加工物Ｗを加工手段１６によって研削加工する装置であり、加工装置１の装置ベース１０上の前方（－Ｙ方向側）は、保持手段３に対して被加工物Ｗの着脱が行われる着脱領域Ａであり、装置ベース１０上の後方（＋Ｙ方向側）は、加工手段１６によって保持手段３上に保持された被加工物Ｗの研削加工が行われる加工領域Ｂである。
なお、本発明に係る加工装置は、加工装置１のような加工手段１６が１軸の研削装置に限定されるものではなく、粗研削手段と仕上げ研削手段とを備え、回転するターンテーブルで被加工物Ｗを各研削手段の下方に位置づけ可能な２軸の研削装置等であってもよい。

被加工物Ｗは、例えば、シリコン母材等からなる円形の半導体ウェーハであるが、これに限定されず、ガリウムヒ素、サファイア、セラミックス、樹脂、窒化ガリウム又はシリコンカーバイド等で構成されていてもよい。
被加工物Ｗの上側（＋Ｚ方向側）を向いている上面Ｗｂは、研削が施される被研削面となる。上面Ｗｂの反対面である下面Ｗａには、格子状に区画された各領域にＩＣ等の図示しないデバイスがそれぞれ形成されている。

被加工物Ｗは、例えば、その下面Ｗａに被加工物Ｗよりも大径の円形のテープＴが貼着された状態になっている。また、テープＴの外周部分はリングフレームＦに貼着されている。これにより、被加工物ＷがテープＴを介してリングフレームＦに一体化されリングフレームＦでハンドリング可能なワークセットＷＳとなっている。
テープＴは、例えばポリエチレンテレフタラート等の硬い材質からなる基材の上に糊層が形成されている。

リングフレームＦは、所定の金属（例えば、ＳＵＳ等）で構成されており環状平板状となっており、被加工物Ｗの外径よりも大きい内径の円形の開口を備えている。被加工物Ｗは、その中心とリングフレームＦの開口の中心とが略合致した状態でリングフレームＦによってテープＴを介して支持されている。また、リングフレームＦは、例えば、その外周の一部をフラットに切欠くことで、平行に向かい合った一対の第一切り欠きＦｃ、Ｆｄと、平行に向かい合った一対の第二切り欠きＦｅ、Ｆｆと、を備えており、一対の第一切り欠きＦｃ、Ｆｄ、及び一対の第二切り欠きＦｅ、Ｆｆは、リングフレームＦの位置決め等に使用される。
リングフレームＦの一対の第一切り欠きＦｃ、Ｆｄ、及び一対の第二切り欠きＦｅ、Ｆｆ以外の部分Ｆｇは、リングフレームＦの開口の中心から一対の第一切り欠きＦｃ、Ｆｄ、又は一対の第二切り欠きＦｅ、Ｆｆまでの距離よりも、リングフレームＦの開口の中心からその外周縁までの距離が長くなる部分である。

装置ベース１０の正面側（－Ｙ方向側）には、第１のカセットステージ１５０及び第２のカセットステージ１５１が設けられており、第１のカセットステージ１５０には加工前の被加工物Ｗが収容される第１のカセット１５０ａが載置され、第２のカセットステージ１５１には加工後の被加工物Ｗが収容される第２のカセット１５１ａが載置される。
第１のカセット１５０ａと第２のカセット１５１ａとは、同様の構成となっており、内部に上下方向に等間隔を空けて複数の図示しない棚が配置されており、該棚にワークセットＷＳを一枚ずつ収容可能となっている。

第１のカセット１５０ａの後方には、第１のカセット１５０ａから加工前のワークセットＷＳを搬出するとともに加工後のワークセットＷＳを第２のカセット１５１ａに搬入するロボット１５５が配設されている。ロボット１５５に隣接する位置には、仮置き領域１５２が設けられており、仮置き領域１５２には位置合わせ手段１５３が配設されている。

図１に示すように、位置合わせ手段１５３は、ワークセットＷＳよりも小径の位置合わせテーブル１５３ｂを備えており、位置合わせテーブル１５３ｂの平坦な上面は被加工物ＷをテープＴを介して仮置きする仮置き面となる。位置合わせテーブル１５３ｂの周囲には、位置合わせテーブル１５３ｂの径方向に縮径、又は拡径するように移動可能な位置合わせピン１５３ａが複数円環状に等間隔を空けて配設されている。

加工装置１は、リングフレームＦの平坦な上面Ｆａを吸引保持し保持手段３にワークセットＷＳを搬入または保持手段３から搬出する搬送手段４を備えている。本実施形態において、搬送手段４は、リングフレームＦの平坦な上面Ｆａを吸引保持し保持手段３にワークセットＷＳを搬入する搬入手段４Ａと、リングフレームＦの平坦な上面Ｆａを吸引保持し保持手段３から搬出する搬出手段４Ｂとを備えている。

搬入手段４Ａは、リングフレームＦの上面Ｆａを吸引保持する吸盤４０と、吸盤４０を下面に複数配置する搬送パッド４１と、搬送パッド４１を保持手段３のワーク保持部３０の保持面３００ａに垂直な上下方向（Ｚ軸方向）に移動させる第１上下移動手段４２と、を少なくとも備えている。

搬送パッド４１は、図１に示すように、水平方向に平行に延在する長尺のアーム部４３０の先端側の下面に装着されている。アーム部４３０の後端側には、第１上下移動手段４２が接続されている。第１上下移動手段４２は、例えば、電動シリンダであり、搬送パッド４１をＺ軸方向に上下動させるとともに、図示しない旋回モータの生み出す駆動力により、アーム部４３０を介して搬送パッド４１を水平面内（Ｘ軸Ｙ軸平面内）において旋回移動可能である。

図２に示すように、搬送パッド４１は、例えば、平面視円形の板状に形成されている。吸盤４０は、例えば、変形可能なゴム等の弾性材を平面視円形状に形成しリングフレームＦに当接する接触部４００と、接触部４００と搬送パッド４１の下面とを繋ぐパイプ部４０１とを備えており、搬送パッド４１の周方向に均等間隔（例えば、９０度間隔）を空けて複数（例えば、４つ）配設されている。

各吸盤４０には搬送パッド４１の内部を通る吸引路がそれぞれ連通しており、該吸引路には、搬送パッド４１の旋回移動を妨げないように可撓性を備える樹脂チューブ４９０が図示しない継手等を介して連通している。そして、樹脂チューブ４９０のもう一端側は、真空発生装置、又はエジェクター機構等の吸引源４９に接続されている。例えば、樹脂チューブ４９０内には、ソレノイドバルブ４９１が配設されている。

図１に示すように、搬入手段４Ａ及び搬出手段４Ｂの移動範囲内には、ワークセットＷＳを保持する保持手段３が配設されている。保持手段３は、カバー３９によって周囲を囲まれており、カバー３９及びカバー３９に連結されＹ軸方向に伸縮する蛇腹カバー３９ａの下に配設された図示しないボールネジ機構等のＹ軸方向移動手段によって、装置ベース１０上をＹ軸方向に往復移動可能である。

保持手段３は、保持面３００ａによってテープＴを介して被加工物Ｗを保持するワーク保持部３０と、ワーク保持部３０の保持面方向（水平方向）において少なくとも２つを対向配置させリングフレームＦの一対の第一切り欠きＦｃ、Ｆｄ及び一対の第二切り欠きＦｅ、Ｆｆ以外の部分Ｆｇの上面Ｆａを引っかけ、保持面３００ａに保持された被加工物ＷよりリングフレームＦを低く位置付けて保持するフレーム保持部３２と、少なくともフレーム保持部３２をワーク保持部３０の保持面３００ａの中心を軸に回転させる回転手段３４と、を備えている。
なお、回転手段３４は、フレーム保持部３２とともにワーク保持部３０を回転させてもよい。

図２に示すように、ワーク保持部３０は、例えば、その外形が円形状であり、被加工物Ｗを吸着するポーラス板３００と、縦断面が凹形状となっておりポーラス板３００を支持する枠体３０１とを備える。枠体３０１の凹部にはめ込まれた状態のポーラス板３００は、図示しない吸引源に連通している。ポーラス板３００の上面である保持面３００ａに吸引源が生み出す吸引力が伝達されることで、ワーク保持部３０は保持面３００ａ上で被加工物ＷをテープＴを介して吸引保持する。

フレーム保持部３２は、本実施形態においては、ワーク保持部３０の周方向に１８０度間隔を空けて、ワーク保持部３０の枠体３０１の外側面に２つ取り付けられており、ブロック状の支持台３２０と、支持台３２０に配設された側面視逆Ｌ字状の引っかけ爪３２２とを備えている。引っかけ爪３２２のリングフレームＦの上面Ｆａに当接する下面は、例えば、ワーク保持部３０の保持面３００ａよりも低い高さ位置になるように設定されている。
なお、フレーム保持部３２は、ワーク保持部３０の周方向に例えば９０度間隔を空けて４つ配設されていてもよい。

回転手段３４は、本実施形態においては、軸方向がＺ軸方向であり上端側がワーク保持部３０の下面に接続されたスピンドル３４０と、スピンドル３４０を回転駆動するモータ３４２とを備えており、ワーク保持部３０及びワーク保持部３０に取り付けられたフレーム保持部３２を、ワーク保持部３０の保持面３００ａの中心を軸に回転させる。

図１に示すように、例えば、加工装置１の装置ベース１０上には、保持手段３の移動経路を跨ぐようにして、門型の支持ブリッジ８８が立設されており、サポート手段８は支持ブリッジ８８に取り付けられている。サポート手段８は、例えば、図示しないスライダによって支持ブリッジ８８をＸ軸方向に往復移動可能となっていてもよい。

サポート手段８は、搬送パッド４１を押す押し部８０と、押し部８０をワーク保持部３０の保持面３００ａに垂直な上下方向（Ｚ軸方向）に移動させる第２上下移動手段８２とを備える。押し部８０のＺ軸方向における移動経路上に、搬入手段４Ａの旋回移動可能な搬送パッド４１、及び搬出手段４Ｂの旋回移動可能な搬送パッド４１が位置づけ可能となっている。

第２上下移動手段８２は、例えば、図１に示す上下動モータ８２２が生み出す駆動力によってロッド８２０がシリンダケース８２１内からＺ軸方向に上下動可能である電動シリンダであるが、これに限定されるものではなくエアシリンダ等であってもよい。ロッド８２０の下端側には、例えば、押し部８０が押し部回転手段８４を介して連結されている。

押し部回転手段８４は、軸方向がＺ軸方向である回転軸８４０と、回転軸８４０を回転させるモータ８４２とを備えている。
本実施形態において、搬送パッド４１を押す押し部８０は、ワーク保持部３０の保持面３００ａを洗浄可能な洗浄具である。即ち、図２に示すように、押し部８０は、例えば、略円形板状のマウント８００の下面に、円形に形成された砥石８０１（所謂、レベリングストーン）が取り外し可能に固定されている。マウント８００の上面には、回転軸８４０が連結されており、押し部回転手段８４によって回転される砥石８０１は、洗浄水が供給されつつ、保持面３００ａに付着している研削屑等を例えば保持面３００ａごと削り落として、保持面３００ａを洗浄することができる。
なお、押し部８０は、回転可能となっていなくてもよいし、ワーク保持部３０の保持面３００ａを洗浄する洗浄具でなくてもよい。

例えば、図１、２に示す搬入手段４Ａの搬送パッド４１を支持するアーム部４３０の先端側の上面には、降下する押し部８０が当接する載置台４３２が配設されている。載置台４３２は、例えば、平面視円形の皿状に形成されており、その中心が搬送パッド４１の中心と略合致している。載置台４３２は、洗浄具としても機能する押し部８０の下面にゴミが付着している場合に、該ゴミが搬送パッド４１やアーム部４３０に移ってしまうことを防ぐ。なお、搬入手段４Ａは、載置台４３２を備えていなくてもよい。

図１に示すように、装置ベース１０上に搬入手段４Ａに並べて配置された搬出手段４Ｂは、搬入手段４Ａと略同様の構成となっているため、搬出手段４Ｂの構成についての説明は省略する。

図１に示すように、装置ベース１０上の後方側（＋Ｙ方向側）には、コラム１００が立設されており、コラム１００の前面には、保持手段３に保持された被加工物Ｗを加工する加工手段１６を、Ｚ軸方向に加工送りするボールネジ機構等からなる加工送り手段１７が配設されている。

加工手段１６は、軸方向が保持手段３の保持面３００ａに直交するＺ軸方向でありモータ１６２によって回転される回転軸１６０の下端側に、加工具１６４が取り付けられた構成となっている。加工具１６４は、研削ホイールであり、ホイール基台と、略直方体形状の外形を備えホイール基台の下面に複数環状に配設された研削砥石とを備えている。

例えば、回転軸１６０の内部には、Ｚ軸方向に延びる図示しない研削水流路が形成されている。この研削水流路に連通する図示しない研削水供給手段から回転軸１６０に対して供給される研削水は、研削水流路の下端の開口から加工具１６４に向かって下方に噴出し、加工具１６４と被加工物Ｗとの接触部位に到達する。

図１に示すように、搬出手段４Ｂと近接する位置には、搬出手段４Ｂにより搬送された加工後の被加工物Ｗを洗浄する枚葉式の洗浄手段１５６が配置されている。洗浄手段１５６は、スピンナテーブル１５６ａで被加工物Ｗの下側を向いた下面ＷａをテープＴを介して保持し、保持された被加工物Ｗの上方を移動する洗浄ノズル１５６ｂから、洗浄水を被加工物Ｗの上面Ｗｂに噴射して上面Ｗｂの洗浄を行う。

図１に示すように、加工装置１は、例えば、装置全体の制御を行う制御手段９を備えている。ＣＰＵ及びメモリ等の記憶素子等で構成される制御手段９は、先に説明した本発明の各発明構成要素に電気的に接続されている。制御手段９は、例えば、加工送り手段１７、加工手段１６、搬入手段４Ａ、及び搬出手段４Ｂ等に電気的に接続されており、制御手段９による制御の下で、加工送り手段１７による加工手段１６の昇降動作、及び加工手段１６における加工具１６４の回転動作、搬入手段４Ａ（搬出手段４Ｂ）における搬送パッド４１の旋回移動動作等が実施される。

例えば、制御手段９は、回転手段３４のモータ３４２に電気的に接続されている。
例えば、モータ３４２がサーボモータである場合には、サーボモータのロータリエンコーダは、サーボアンプとしての機能も有する制御手段９に接続されており、制御手段９の出力インターフェイスからサーボモータに対して動作信号が供給された後、サーボモータの回転数をエンコーダ信号として制御手段９の入力インターフェイスに対して出力する。そして、エンコーダ信号を受け取った制御手段９は、図１に示すスピンドル３４０の回転角度を逐次認識し、保持手段３の回転角度を逐次認識できる。即ち、制御手段９は、保持手段３のフレーム保持部３２がＸ軸Ｙ軸平面内においてどこに位置しているかを、逐次認識できる。
なお、モータ３４２は、例えば、パルスモータ（ステッピングモータ）であってもよく、制御手段９は、図示しないパルス発振器からパルスモータに送出されるパルス信号数をカウントすることで、保持手段３の回転角度を逐次認識してもよい。

例えば、制御手段９は、押し部８０を上下動させる第２上下移動手段８２の上下動モータ８２２に電気的に接続されている。
例えば、上下動モータ８２２がサーボモータである場合には、サーボモータのロータリエンコーダは、サーボアンプとしての機能も有する制御手段９に接続されており、制御手段９の出力インターフェイスからサーボモータに対して動作信号が供給された後、サーボモータの回転数をエンコーダ信号として制御手段９の入力インターフェイスに対して出力する。そして、エンコーダ信号を受け取った制御手段９は、サーボモータの回転角度を基にロッド８２０のＺ軸方向における移動量を逐次認識し、これによって押し部８０の高さ位置を逐次認識することができる。
なお、上下動モータ８２２は、例えば、パルスモータ（ステッピングモータ）であってもよく、制御手段９は、図示しないパルス発振器からパルスモータに送出されるパルス信号数をカウントすることで、押し部８０の高さ位置を逐次認識してもよい。

以下に、図１に示す加工装置１において、ワークセットＷＳの被加工物Ｗを所望の厚さまで研削する場合の加工装置１の動作について説明する。
例えば、まず、ワークセットＷＳが第１のカセット１５０ａからロボット１５５により搬出され、ロボット１５５がワークセットＷＳを仮置き領域１５２に移動させる。そして、位置合わせ手段１５３の位置合わせテーブル１５３ｂに仮置きされたワークセットＷＳが、縮径する複数の位置合わせピン１５３ａで所定の位置に位置合わせ（センタリング）され、ワークセットＷＳの中心が制御手段９に把握される。また、位置合わせテーブル１５３ｂ上で上記のようにワークセットＷＳのセンタリングがされた際における複数の位置合わせピン１５３ａの径方向における移動量の大小によって、ワークセットＷＳのリングフレームＦの一対の第一切り欠きＦｃ、Ｆｄ、及び一対の第二切り欠きＦｅ、Ｆｆが検出され、制御手段９に把握される。

例えば、上記のようにワークセットＷＳのセンタリング、並びにリングフレームＦの一対の第一切り欠きＦｃ、Ｆｄ、及び一対の第二切り欠きＦｅ、Ｆｆの検出が行われた後、位置合わせテーブル１５３ｂが低速で所定角度回転されて、例えば、リングフレームＦの一対の第一切り欠きＦｃ、ＦｄがＸ軸方向、又はＹ軸方向に平行に合わせられて、リングフレームＦの一対の第一切り欠きＦｃ、Ｆｄ、及び一対の第二切り欠きＦｅ、ＦｆのＸ軸Ｙ軸平面内における位置が定められてもよい。

次いで、位置合わせテーブル１５３ｂに載置されているワークセットＷＳの中心と搬入手段４Ａの搬送パッド４１の中心とが略合致するように、旋回移動される搬送パッド４１がワークセットＷＳの上方に位置づけられる。次いで、第１上下移動手段４２により、搬送パッド４１が降下して、リングフレームＦの上面Ｆａに各吸盤４０が接触する。この状態で、図２に示すソレノイドバルブ４９１が開かれ吸引源４９が作動して、吸引源４９によって生み出された吸引力が吸盤４０に伝達されて、吸盤４０がリングフレームＦの上面Ｆａを吸引保持する。搬送パッド４１が上昇して、位置合わせテーブル１５３ｂからワークセットＷＳが搬出される。

図１に示す保持手段３がＹ軸方向において移動し、サポート手段８の押し部８０の直下に位置づけられる。また、ワークセットＷＳを吸引保持した搬送パッド４１が旋回移動されて、Ｚ軸方向における押し部８０と保持手段３との間の位置に位置付けられる。また、ワークセットＷＳの中心と保持手段３の中心とが略合致せしめられる。

図１に示すように、制御手段９は、例えば、フレーム保持部３２にワークセットＷＳのリングフレームＦを保持させる際の装置制御を実施する第１制御部９１を備えている。
位置合わせ手段１５３によってリングフレームＦの一対の第一切り欠きＦｃ、Ｆｄ、及び一対の第二切り欠きＦｅ、Ｆｆが検出されたワークセットＷＳを搬入手段４Ａの搬送パッド４１が吸引保持しており、第１制御部９１は、保持手段３の上方に位置付けられた搬送パッド４１が保持するワークセットＷＳの例えば一対の第一切り欠きＦｃ、Ｆｄの、２つのフレーム保持部３２の位置に対する水平面内（Ｘ軸Ｙ軸平面内）における相対的な位置を把握している。そして、第１制御部９１による制御の下で、回転手段３４が、ワーク保持部３０及びワーク保持部３０に取り付けられたフレーム保持部３２を、ワーク保持部３０の保持面３００ａの中心を軸に所定角度回転させることで、図２に示すように、Ｚ軸方向において、リングフレームＦの一対の第一切り欠きＦｃ、Ｆｄに対して２つのフレーム保持部３２がそれぞれ合わせられる。

次いで、第１制御部９１による制御の下で、図３に示す第１上下移動手段４２が搬送パッド４１を－Ｚ方向に下降させていき、リングフレームＦの一対の第一切り欠きＦｃ、Ｆｄを、２つの引っかけ爪３２２の内側先端よりも内側を通過させる。
ここで、例えば、ワークセットＷＳを構成するテープＴの基材が柔らかな材質のものである場合には、例えば電動シリンダである第１上下移動手段４２の駆動源となるモータの回転角度が制御されることで、搬送パッド４１を所望の高さ位置まで降下させれば、テープＴが適切に伸びて、リングフレームＦの一対の第一切り欠きＦｃ、Ｆｄ（又は、一対の第二切り欠きＦｅ、Ｆｆ）以外の部分Ｆｇの上面Ｆａをフレーム保持部３２の引っかけ爪３２２の下面より低く位置付けることができる。即ち、ワーク保持部３０の保持面３００ａに保持される被加工物ＷよりもリングフレームＦを低く位置付けることができる。

しかし、本実施形態のテープＴのように、テープＴの基材がポリエチレンテレフタラート等の硬い材質からなる場合には、第１上下移動手段４２の駆動源となるモータの回転角度が制御され搬送パッド４１を所望の高さ位置まで降下させようとしても、第１上下移動手段４２による搬送パッド４１を降下させようとする力だけではテープＴが適切に伸びず、リングフレームＦの一対の第一切り欠きＦｃ、Ｆｄ（又は、一対の第二切り欠きＦｅ、Ｆｆ）以外の部分Ｆｇの上面Ｆａをフレーム保持部３２の引っかけ爪３２２の下面より低く位置付けることができない場合が発生するという問題が従来は存在した。

このような従来の問題を解決するために、本発明に係る加工装置１においては、第１制御部９１（図１参照）の制御の下で、図３に示すサポート手段８の第２上下移動手段８２が、押し部８０を下降させていき、第１上下移動手段４２によって搬送パッド４１と共に下降する載置台４３２に接触させて、搬送パッド４１を載置台４３２及びアーム部４３０を介して上から下方向に押し、搬送パッド４１の吸盤４０によって吸引保持されるリングフレームＦをフレーム保持部３２が保持可能な高さまで押し下げるサポートを行う。例えば、第１制御部９１による制御の下で、第２上下移動手段８２の上下動モータ８２２（図１参照）の回転角度が制御されることで、押し部８０を所望の高さ位置まで降下させれば、搬入手段４Ａのアーム部４３０の僅かな撓み等に影響されず、テープＴが適切に伸ばされて、かつ、搬送パッド４１により保持されるリングフレームＦの一対の第一切り欠きＦｃ、Ｆｄ（又は、一対の第二切り欠きＦｅ、Ｆｆ）以外の部分Ｆｇの上面Ｆａをフレーム保持部３２の引っかけ爪３２２の下面より低く位置付けることができる。即ち、ワーク保持部３０の保持面３００ａに保持される被加工物ＷよりもリングフレームＦを低く位置付けることができる。また、被加工物Ｗは、テープＴを介してワーク保持部３０の保持面３００ａに載置された状態になる。

その後、第１制御部９１による制御の下で、図３に示すように、回転手段３４が、ワーク保持部３０及びワーク保持部３０に取り付けられたフレーム保持部３２を、ワーク保持部３０の保持面３００ａの中心を軸に所定角度回転させることで、Ｚ軸方向において、一対の第一切り欠きＦｃ、Ｆｄ以外の部分Ｆｇの上面Ｆａが、Ｚ軸方向においてフレーム保持部３２の引っかけ爪３２２の下面にそれぞれ接触して、リングフレームＦがフレーム保持部３２によって保持される。その後、第２上下移動手段８２が押し部８０を上昇させて、押し部８０による搬送パッド４１の下方向への押しを解除する。
なお、フレーム保持部３２を回転させないで、ワークセットＷＳを回転させてもよい。

次いで、ワーク保持部３０が保持面３００ａでテープＴを介して被加工物Ｗを吸引保持した後に、搬入手段４Ａが吸盤４０によるリングフレームＦの吸引保持を解除して、第１上下移動手段４２によって搬送パッド４１が上昇してワークセットＷＳから離間する。

ワークセットＷＳを保持した保持手段３が＋Ｙ方向へ移動し、図１に示す加工手段１６の加工具１６４の回転中心が被加工物Ｗの回転中心に対して所定距離だけ水平方向にずれ、加工具１６４の回転軌跡が被加工物Ｗの回転中心を通るように、保持手段３が所定位置に位置づけられる。

加工手段１６が加工送り手段１７によって－Ｚ方向へと送られ、回転する加工具１６４が被加工物Ｗの上面Ｗｂに当接することで研削加工が行われる。研削中は、保持手段３が回転するのに伴って被加工物Ｗも回転するので、加工具１６４が被加工物Ｗの上面Ｗｂの全面の研削加工を行う。また、加工具１６４と被加工物Ｗの上面Ｗｂとの接触箇所に対して研削水が供給され、研削水による接触箇所の冷却及び研削屑の洗浄除去が行われる。リングフレームＦは、図３に示すように、ワーク保持部３０の保持面３００ａに保持された被加工物Ｗより低く位置付けられているため、リングフレームＦに加工具１６４が接触してしまうことはない。

所望の厚みになるまで被加工物Ｗが研削された後、図１に示す加工送り手段１７が加工手段１６を上昇させ被加工物Ｗから離間させることで、被加工物Ｗの研削加工が完了する。次いで、被加工物Ｗを吸引保持した保持手段３が、－Ｙ方向に移動されて、サポート手段８の押し部８０の直下に位置づけられる。また、搬出手段４Ｂの搬送パッド４１が旋回移動されて、Ｚ軸方向における押し部８０と保持手段３との間の位置に位置付けられる。また、保持手段３に保持された研削された後のワークセットＷＳの中心と搬出手段４Ｂの搬送パッド４１の中心とが略合致せしめられる。
なお、上記の実施例のように被加工物Ｗを回転させないで、被加工物Ｗの上面Ｗｂより加工具１６４の研削砥石の下面を下に位置づけ、保持手段３を＋Ｙ方向に移動させ、回転する加工具１６４で被加工物Ｗを研削してもよい。

図１に示すように、制御手段９は、例えば、フレーム保持部３２からワークセットＷＳを搬出させる際の装置制御を実施する第２制御部９２を備えている。
図４に示すように、搬出手段４Ｂの第１上下移動手段４２により、搬送パッド４１が降下して、リングフレームＦの上面Ｆａに各吸盤４０が接触する。この状態で、図４に示すソレノイドバルブ４９１が開かれた状態で吸引源４９が作動して、吸引力が伝達された吸盤４０がリングフレームＦの上面Ｆａを吸引保持する。さらに、第２制御部９２（図１参照）の制御の下で、図４に示すサポート手段８の第２上下移動手段８２が、押し部８０を下降させていき、第１上下移動手段４２によって搬送パッド４１と共に下降する載置台４３２に押し部８０を接触させて、搬送パッド４１を載置台４３２及びアーム部４３０を介して上から下方向に押す。

これによって、本実施形態のようにテープＴの基材が硬い材質であっても、第１上下移動手段４２による搬送パッド４１を降下させようとする力に加えて、押し部８０が搬送パッド４１を下方に押す力がテープＴに加わるため、テープＴが適切に伸びて、搬送パッド４１により保持されるリングフレームＦの一対の第一切り欠きＦｃ、Ｆｄ（又は、一対の第二切り欠きＦｅ、Ｆｆ）以外の部分Ｆｇの上面Ｆａをフレーム保持部３２の引っかけ爪３２２の下面より低く位置付けることができる。即ち、例えば、第２制御部９２による制御の下で、第２上下移動手段８２の上下動モータ８２２の回転角度が制御されることで、押し部８０を所望の高さ位置まで降下させれば、搬出手段４Ｂのアーム部４３０の僅かな撓み等に影響されず、テープＴが適切に伸びて、搬送パッド４１により保持されるリングフレームＦの一対の第一切り欠きＦｃ、Ｆｄ（又は、一対の第二切り欠きＦｅ、Ｆｆ）以外の部分Ｆｇの上面Ｆａをフレーム保持部３２の引っかけ爪３２２の下面より低く位置付けることができる。即ち、フレーム保持部３２によるリングフレームＦの保持が解除される。

次いで、ワーク保持部３０によるテープＴを介した被加工物Ｗの吸引保持が解除される。
ここで、図１に示す第２制御部９２は、保持手段３が保持するワークセットＷＳの例えば一対の第一切り欠きＦｃ、Ｆｄの、２つのフレーム保持部３２の位置に対する水平面内（Ｘ軸Ｙ軸平面内）における相対的な位置を把握している。そして、第２制御部９２による制御の下で、図４に示す回転手段３４が、ワーク保持部３０及びワーク保持部３０に取り付けられたフレーム保持部３２を、ワーク保持部３０の保持面３００ａの中心を軸に所定角度回転させることで、Ｚ軸方向において、リングフレームＦの一対の第一切り欠きＦｃ、Ｆｄに対して２つのフレーム保持部３２がそれぞれ合わせられる。さらに、図５に示すように、第２制御部９２による制御の下で、第１上下移動手段４２が搬送パッド４１を＋Ｚ方向に上昇させていき、リングフレームＦの一対の第一切り欠きＦｃ、Ｆｄを、２つのフレーム保持部３２の引っかけ爪３２２の内側先端よりも内側を通過させることで、ワーク保持部３０及びフレーム保持部３２から被加工物Ｗが研削された後のワークセットＷＳを離間させることができる。

そして、図１に示す搬出手段４Ｂが、保持手段３からワークセットＷＳを洗浄手段１５６に搬送する。洗浄手段１５６がワークセットＷＳを洗浄・乾燥した後、ロボット１５５がワークセットＷＳを第２のカセット１５１ａに搬入する。

上記のように、本発明に係る加工装置１は、保持手段３は、保持面３００ａによってテープＴを介して被加工物Ｗを保持するワーク保持部３０と、ワーク保持部３０の保持面方向において少なくとも２つを対向配置させリングフレームＦの一対の第一切り欠きＦｃ、Ｆｄ及び第二切り欠きＦｅ、Ｆｆ以外の上面Ｆａを引っかけ、保持面３００ａに保持された被加工物ＷよりリングフレームＦを低く位置付けて保持するフレーム保持部３２と、少なくともフレーム保持部３２を保持面３００ａの中心を軸に回転させる回転手段３４と、を備え、搬送手段４を構成する搬入手段４Ａ（搬出手段４Ｂ）は、リングフレームＦの上面Ｆａを吸引保持する吸盤４０と、吸盤４０を下面に複数配置する搬送パッド４１と、搬送パッド４１を保持面３００ａに垂直な上下方向（Ｚ軸方向）に移動させる第１上下移動手段４２と、を少なくとも備え、搬送パッド４１を上から下方向に押し搬送パッド４１の吸盤４０によって吸引保持されるリングフレームＦをフレーム保持部３２が保持可能な高さまで押し下げるサポート手段８を備え、サポート手段８は、搬送パッド４１を押す押し部８０と、押し部８０を保持面３００ａに垂直な上下方向に移動させる第２上下移動手段８２とを備えることで、リングフレームＦに貼着されているテープＴが硬いテープであっても、硬いテープＴを伸ばして保持面３００ａに保持された被加工物ＷよりリングフレームＦを低く位置付けることを、装置を大型化したり搬送手段４を構成する搬入手段４Ａ（搬出手段４Ｂ）の強度を上げたりせずとも可能となる。

本実施形態においては、押し部８０が、ワーク保持部３０の保持面３００ａを洗浄する洗浄具であることで、サポート手段８により保持面３００ａが洗浄可能となる。即ち、保持手段３によってワークセットＷＳが保持されていない適宜のタイミングで、サポート手段８によって保持面３００ａの洗浄が実施される。

例えば、保持手段３がＹ軸方向において移動し、サポート手段８の押し部８０の直下に位置づけられる。押し部回転手段８４によって、押し部８０が回転軸８４０を軸に回転しつつ、第２上下移動手段８２によって押し部８０が降下してワーク保持部３０の保持面３００ａに接触せしめられる。また、回転手段３４によって保持手段３が回転するのに伴って、ワーク保持部３０の保持面３００ａに付着していた研削屑等が押し部８０の砥石８０１によって削り落とされて、保持面３００ａが洗浄される。

本発明に係る加工装置１は上記実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。また、添付図面に図示されている加工装置１の各構成の形状等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。

Ｗ：被加工物Ｗａ：被加工物の下面Ｗｂ：被加工物の上面
Ｔ：テープＦ：リングフレームＦｃ、Ｆｄ：一対の第一切り欠きＦｅ、Ｆｆ：一対の第二切り欠きＦａ：リングフレームの上面ＷＳ：ワークセット
１：加工装置１０：装置ベースＡ：：着脱領域Ｂ：加工領域１００：コラム
１５０：第１のカセットステージ１５０ａ：第１のカセット１５１：第２のカセットステージ１５１ａ：第２のカセット１５５：ロボット１５２：仮置き領域１５３：位置合わせ手段１５６：洗浄手段
４：搬送手段４Ａ：搬入手段４０：吸盤４００：接触部４０１：パイプ部
４１：搬送パッド４２：第１上下移動手段４３０：アーム部４３２：載置台
４Ｂ：搬出手段
４９：吸引源
３：保持手段３０：ワーク保持部３００：ポーラス板３００ａ：保持面
３０１：枠体
３２：フレーム保持部３２０：支持台３２２：引っかけ爪
３４：回転手段
８：サポート手段８０：押し部８００：マウント８０１：砥石
８２：第２上下移動手段８２０：ロッド８２１：シリンダケース８２２：上下動モータ
８４：押し部回転手段８８：支持ブリッジ
１７：加工送り手段１６：加工手段１６０：回転軸１６４：加工具１６２：モータ
９：制御手段９１：第１制御部９２：第２制御部

Claims

リングフレームの開口に位置づけられた被加工物と該リングフレームとにテープが貼着され一体化されたワークセットを保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物を加工する加工手段と、該リングフレームの上面を吸引保持し該保持手段に該ワークセットを搬入または該保持手段から該ワークセットを搬出する搬送手段と、を少なくとも備える加工装置であって、
該リングフレームは、外周に対向するように形成された少なくとも一対の切り欠きを備え、
該保持手段は、保持面によって該テープを介して被加工物を保持するワーク保持部と、該保持面方向において少なくとも２つを対向配置させ該リングフレームの該切り欠き以外の上面を引っかけ、該保持面に保持された被加工物より該リングフレームを低く位置付けて保持するフレーム保持部と、少なくとも該フレーム保持部を該保持面の中心を軸に回転させる回転手段と、を備え、
該搬送手段は、該リングフレームの上面を吸引保持する吸盤と、該吸盤を下面に複数配置する搬送パッドと、該搬送パッドを該保持面に垂直な上下方向に移動させる第１上下移動手段と、を少なくとも備え、
該搬送パッドを上から下方向に押し該搬送パッドの該吸盤によって吸引保持される該リングフレームを該フレーム保持部が保持可能な高さまで押し下げるサポート手段を備え、
該サポート手段は、該搬送パッドを押す押し部と、該押し部を該保持面に垂直な上下方向に移動させる第２上下移動手段とを備える加工装置。
前記押し部は、前記保持面を洗浄する洗浄具であり、前記サポート手段は、該保持面を洗浄する洗浄手段として機能できる請求項１記載の加工装置。