JP7393926B2

JP7393926B2 - 加工装置

Info

Publication number: JP7393926B2
Application number: JP2019214166A
Authority: JP
Inventors: 芳国右山; 良信齋藤
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2023-12-07
Anticipated expiration: 2039-11-27
Also published as: JP2021084165A

Description

本発明は、加工装置に関する。

加工装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工物を加工する加工手段と、加工手段の下降位置にチャックテーブルを移動させる移動手段とを備えている。移動手段は、チャックテーブルの移動方向をガイドするガイドレールと、ガイドレールに平行に延在するボールネジとを備えている。

ボールネジ及びガイドレールには、特許文献１に示すように、グリスが塗布されている。グリス塗布を定期的に実施することによりボールネジ及びガイドレールの劣化を防止することができる。グリスの塗布作業の際に、グリスが作業着などに付着することがあり、別の作業をしているときに作業着に付着したグリスが加工室内に付着することがある。

特開２０１７－１８０６０２号公報

加工装置内にグリスが付着したら被加工物を油汚染させてしまうという問題がある。
したがって、加工装置には、被加工物を油汚染させないようにするという課題がある。

本発明は、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段が保持した被加工物を加工する加工手段と、該保持手段と該加工手段とを相対的に移動させる移動手段と、を備える加工装置であって、該移動手段を構成する部品には、蛍光剤入りのグリスが塗布されており、該保持手段が被加工物を保持する保持面を撮像するカメラと、該保持手段の該保持面に紫外線を照射する紫外線ライトと、該カメラを用いて撮像した撮像画を、所定の明るさを境として２値化し、白黒の２値化画像を形成する２値化画像形成部と、該２値化画像において白があったら該グリスが付着していると認識し該加工装置を停止させる制御部と、を備える加工装置である。
この加工装置には、該紫外線ライトにより紫外線が照射される照射エリアに外からの光が当たらないように該光を遮光して該照射エリアを暗室にする遮光手段を備えることが望ましい。

カメラを用いて保持面を撮像し、撮像された撮像画を基に２値化画像形成部を用いて２値化画像を形成して、形成された２値化画像に白が含まれているかどうかを調べることにより、保持面が油汚染されているかどうかを調べることができる。これにより、保持面に保持される被加工物の油汚染を防止できる。

加工装置全体を表す斜視図である。

１加工装置の構成
図１に示す加工装置１は、例えば研削砥石３４０を用いて被加工物Ｗを研削加工する加工装置である。以下、加工装置１の構成について説明する。

加工装置１は、図１に示すように、Ｙ軸方向に延設されたベース１０とベース１０の＋Ｙ方向側に立設されたコラム１１とを備えている。
ベース１０の上方には、直方体状の装置カバー１５が配設されている。装置カバー１５によって仕切られた直方体状の空間は、被加工物Ｗの搬入出や研削加工が行われる空間となっている。

ベース１０の上には、板状のチャックテーブル２が配設されている。チャックテーブル２は基台２２に着脱可能に装着されている。チャックテーブル２は、保持手段２０と保持手段２０を支持する枠体２１とを備えている。保持手段２０の上面は被加工物Ｗが保持される保持面２０ａとなっている。枠体２１の上面２１ａは、保持面２０ａに面一に形成されている。
保持面２０ａには図示しない吸引手段等が接続されている。保持面２０ａに被加工物Ｗが載置されている状態で、図示しない吸引手段等を用いて吸引力を発揮させることにより、生み出された吸引力が保持面２０ａに伝達されて、保持面２０ａに被加工物Ｗが吸引保持されることとなる。

チャックテーブル２の下には、円板状の基台２２が配設されている。基台２２の下には、回転手段２４が配設されている。回転手段２４は、基台２２を、その中心を通るＺ軸方向の回転軸２５を軸にして回転させることができる。

ベース１０の内部には、内部ベース１６が配設されている。内部ベース１６の上には、基台２２を水平方向に移動させる水平移動手段５が配設されている。
水平移動手段５は、Ｙ軸方向の回転軸５５を有するボールネジ５０と、ボールネジ５０に対して平行に配設された一対のガイドレール５１と、ボールネジ５０に連結され回転軸５５を軸にしてボールネジ５０を回動させるＹ軸モータ５２と、底部のナットがボールネジ５０に螺合してガイドレール５１に沿ってＹ軸方向に移動する可動板５３とを備えている。また、可動板５３の上面５３ａには、回転手段２４が配設されている。

Ｙ軸モータ５２にボールネジ５０が駆動されてボールネジ５０が回転軸５５を軸として回転すると、これに伴い、可動板５３がガイドレール５１に案内されてＹ軸方向に移動するとともに、可動板５３に回転手段２４を介して支持されているチャックテーブル２が可動板５３と一体的にＹ軸方向に移動することとなる。

また、チャックテーブル２の周囲にはカバー２７及びカバー２７に伸縮自在に連結された蛇腹２８が配設されている。例えば、水平移動手段５に駆動されてチャックテーブル２がＹ軸方向に移動すると、カバー２７がチャックテーブル２とともにＹ軸方向に移動して蛇腹２８が伸縮することとなる。

コラム１１の＋Ｘ方向側の側面には、加工手段３を昇降可能に支持する上下移動手段４が配設されている。加工手段３は、Ｚ軸方向の回転軸３５を有するスピンドル３０と、スピンドル３０を回転可能に支持するハウジング３１と、回転軸３５を軸にしてスピンドル３０を回転駆動するスピンドルモータ３２と、スピンドル３０の下端に接続された円環状のマウント３３と、マウント３３の下面に着脱可能に装着された研削ホイール３４とを備えている。
研削ホイール３４は、ホイール基台３４１と、ホイール基台３４１の下面に環状に配列された略直方体形状の複数の研削砥石３４０とを備えており、研削砥石３４０の下面は被加工物Ｗを研削する研削面３４０ａとなっている。

上下移動手段４は、Ｚ軸方向の回転軸４５を有するボールネジ４０と、ボールネジ４０に対して平行に配設された一対のガイドレール４１と、回転軸４５を軸にしてボールネジ４０を回転させるＺ軸モータ４２と、内部のナットがボールネジ４０に螺合して側部がガイドレール４１に摺接する昇降板４３と、昇降板４３に連結され加工手段３を支持するホルダ４４とを備えている。

Ｚ軸モータ４２によってボールネジ４０が駆動されて、ボールネジ４０が回転軸４５を軸にして回転すると、これに伴って、昇降板４３がガイドレール４１に案内されてＺ軸方向に昇降移動するとともに、ホルダ４４に保持されている加工手段３がＺ軸方向に移動することとなる。

水平移動手段５及び上下移動手段４を構成する諸々の部品には、図示しない蛍光剤入りのグリスが塗布されている。

ベース１０の上には、例えば厚み測定手段１００が配設されている。厚み測定手段１００は、例えば加工装置１のベース１０の上の－Ｘ方向側に配設された筐体１０１を備えている。筐体１０１の側面には、上面ハイトゲージ１０２が配設されている。
例えば保持面２０ａに被加工物Ｗが保持されている状態で、上面ハイトゲージ１０２のプローブを被加工物Ｗの上面Ｗａに接触させることにより、被加工物Ｗの上面Ｗａの高さを測定することができる。

ベース１０の－Ｙ方向側には、カセット載置部１２が設けられている。
カセット載置部１２には、カセット７０が載置されている。カセット７０には、研削加工前の被加工物Ｗが収容されている。また、カセット７０には、研削加工後の被加工物Ｗを収容することができる。

カセット７０の＋Ｙ方向側には、ロボット７１が配設されている。ロボット７１は、保持手段７１０と保持手段７１０を旋回可能に支持する軸部７１１とを備えている。保持手段７１０の上面は、被加工物Ｗが保持される保持面７１０ａとなっている。保持手段７１０を用いてカセット７０に収容されている被加工物Ｗをカセット７０から取り出して、軸部７１１を軸にして保持手段７１０を旋回させることにより、被加工物Ｗを搬送することができる。

保持手段７１０の可動域における＋Ｘ方向側には、研削加工前の被加工物Ｗが仮置きされる仮置き領域１３が配設されており、保持手段７１０の可動域における－Ｘ方向側には、研削加工後の被加工物Ｗを洗浄する洗浄領域１４が設けられている。

仮置き領域１３には、位置合わせ手段７２が配設されている。カセット７０から搬出されて仮置き領域１３に載置された被加工物Ｗは、位置合わせ手段７２によって所定の位置に位置合わせされることとなる。

洗浄領域１４には、スピンナ洗浄手段７３が配設されている。スピンナ洗浄手段７３は、被加工物Ｗが保持される保持手段７３０と、保持手段７３０に保持された被加工物Ｗに向けて洗浄水を噴出する洗浄水供給ノズル７３１とを備えている。保持手段７３０の上面は、被加工物Ｗが保持される保持面７３０ａとなっている。
例えば、保持手段７３０の保持面７３０ａに研削加工後の被加工物Ｗが載置されている状態で、洗浄水供給ノズル７３１から洗浄水を供給することにより被加工物Ｗを洗浄することができる。

仮置き領域１３に隣接する位置には、位置合わせ手段７２によって位置合わせされた被加工物Ｗをチャックテーブル２に搬入する搬入手段６Ａが配設されている。
搬入手段６Ａは、円板状のパッド６０及びパッド６０を上下自在に吊持するアーム６１を備えている。アーム６１の端部には、Ｚ軸方向の回転軸６５を有する筒状の軸部６１０が連結されている。例えば、軸部６１０には、回転軸６５を軸にして軸部６１０を回転させる図示しない回転手段等が接続されている。

アーム６１の軸部６１０に連結されていない側の端部には、環状部材６２が連結されている。環状部材６２には、例えば３つの貫通孔６２０が円周上に等間隔に貫通形成されており、それぞれの貫通孔６２０にネジ６３（図１においては１つのみが示されている）が貫通して、さらにパッド６０に螺嵌している。ネジ６３のツバ部６３０は貫通孔６２０よりも大径に形成されており、ネジ６３はその下降範囲が制限された状態でパッド６０とともに環状部材６２に吊持されている。
例えば、パッド６０を被加工物Ｗの上面Ｗａに下降させることにより被加工物Ｗの上面Ｗａとパッド６０の下面とが接触した際に、パッド６０の下面に被加工物Ｗの上面Ｗａから＋Ｚ方向の押力が加えられると、パッド６０及びネジ６３は、環状部材６２に対して＋Ｚ方向に上昇する構成となっている。

搬入手段６Ａの－Ｘ方向側には、搬出手段６Ｂが配設されている。搬出手段６Ｂは、搬入手段６Ａと同様の構成を有しているため、同様の符号を付して、その説明を省略する。

加工装置１は、チャックテーブル２の保持手段２０の保持面２０ａ、ロボット７１の保持手段７１０の保持面７１０ａ、及びスピンナ洗浄手段７３の保持手段７３０の保持面７３０ａを撮像する３つのカメラ８０を備えている。カメラ８０は、保持面２０ａ、７１０ａ、及び７３０ａの上方に配設されている。カメラ８０には、紫外線の入射を防ぐ図示しないフィルタが装着されている。

加工装置１は、チャックテーブル２の保持手段２０の保持面２０ａ、ロボット７１の保持手段７１０の保持面７１０ａ、及びスピンナ洗浄手段７３の保持手段７３０の保持面７３０ａに、紫外線を照射する紫外線ライト８１を備えている。紫外線ライト８１から照射される紫外線の波長は、例えば約３６５ｎｍとする。

装置カバー１５の上面には、遮光手段８２が配設されている。遮光手段８２は、装置カバー１５の上面の－Ｘ方向側において、Ｙ軸方向に向かって延設されたガイドレール８２１と、ガイドレール８２１に支持された連結支持部８２３と、連結支持部８２３にその一端が連結され、連結支持部８２３から＋Ｘ方向に延設された角材８２４と、角材８２４の底面に一端が固定されたドレープ８２５とを備えている。連結支持部８２３は、ガイドレール８２１に摺接しながらＹ軸方向に往復移動可能となっている。

図１には、装置カバー１５の上面の＋Ｙ方向側にロール状に巻き束ねられた状態のドレープ８２５が示されている。
例えば、角材８２４を把持して－Ｙ方向に引っ張ると、角材８２４及び角材８２４に連結されている連結支持部８２３が、一体となってガイドレール８２１に案内されながら－Ｙ方向に移動するとともに、ロール状に巻かれているドレープ８２５が、装置カバー１５の上面に展開されていく。これにより、ドレープ８２５が装置カバー１５の上面に覆い被さって、紫外線ライト８１から紫外線が照射される照射エリアに外からの光が当たらないように遮光されることとなる。

また、例えば装置カバー１５の±Ｘ方向側の２つの側面がガラス等の透光性を有する部材等によって形成されている場合には、該２つの側面から入射される外からの光を遮光するための同様の構成を有する遮光手段８２が、さらに設けられるものとする。

ドレープ８２５は、装置カバー１５の上面等に作業者の手作業によって展開されるものであってもよいし、または、制御部９による動作制御を受けて適宜、展開・収束される構成であってもよい。

加工装置１は、２値化画像形成部８３を備えている。２値化画像形成部８３は、カメラ８０を用いて撮像された撮像画の各画素の輝度値が、予め定めた所定の閾値を超えている場合は白に、超えていない場合は黒に変換する２値化処理を行い、該撮像画の該各画素が所定の明るさを境として白か黒かのいずれかによって表された２値化画像を形成することができる。

加工装置１は、加工装置１の各種の機構を制御する制御部９を備えている。特に、制御部９は、カメラ８０によって撮像した位置に油が付着しているために、２値化画像形成部８３によって形成された２値化画像において白い部分があった場合に、加工装置１を停止させる機能を有している。
なお、保持面２０ａ等において、油汚染の他にも白く写るものがある場合には、例えば該白く写るものについて最初から加工装置１に認識させておけば、該白く写るものは、油汚染に由来するものではないと判断することができる。

装置カバー１５の－Ｙ方向側の側面には、研削加工の加工条件等の入力機能、研削加工時に生じたエラー等の表示機能等を有するタッチパネル９０が配設されている。
例えば、タッチパネル９０は、２値化画像形成部８３によって形成された２値化画像を表示することができる。
また、例えば、タッチパネル９０は、２値化画像形成部８３に電気的に接続されており、タッチパネル９０を適宜操作することによって、２値化処理の閾値を入力することができるものとする。

２加工装置の動作
加工装置１を用いて被加工物Ｗの研削加工を行う際には、まず、ロボット７１を用いてカセット７０に収容されている被加工物Ｗのうちの一枚を引き出して、仮置き領域１３に載置する。被加工物Ｗが仮置き領域１３に載置されると、位置合わせ手段７２による被加工物Ｗの位置合わせが行われる。

位置合わせ手段７２によって被加工物Ｗの位置合わせを行った後、搬入手段６Ａを用いて被加工物Ｗをチャックテーブル２の保持面２０ａに載置して、図示しない吸引手段等を作動させる。これにより、生み出された吸引力が保持面２０ａに伝達されて、被加工物Ｗが保持面２０ａに吸引保持される。

そして、被加工物Ｗが保持面２０ａに吸引保持されている状態で、水平移動手段５を用いてチャックテーブル２を＋Ｙ方向に移動させて、加工手段３の下方に位置付ける。
次いで、回転手段２４を用いて回転軸２５を軸にしてチャックテーブル２を回転させることにより、保持面２０ａに保持されている被加工物Ｗを回転させるとともに、スピンドルモータ３２を用いて回転軸３５を軸にして研削砥石３４０を回転させる。

被加工物Ｗが回転軸２５を軸にして回転しており、かつ、研削砥石３４０が回転軸３５を軸にして回転している状態で、上下移動手段４を用いて研削砥石３４０を－Ｚ方向に下降させて、研削砥石３４０の研削面３４０ａを被加工物Ｗの上面Ｗａに接触させる。研削面３４０ａが被加工物Ｗの上面Ｗａに接触している状態で、さらに研削砥石３４０を－Ｚ方向に下降させることにより被加工物Ｗが研削される。

被加工物Ｗの研削加工中には、厚み測定手段１００を用いて被加工物Ｗの厚みの測定が行われる。被加工物Ｗが所定の厚みまで研削されたら研削加工を終了する。
研削加工後、搬出手段６Ｂを用いて被加工物Ｗを洗浄領域１４に位置づけて、スピンナ洗浄手段７３を用いて上面Ｗａを洗浄する。そして、ロボット７１を用いてカセット７０に収容する。

なお、加工装置１は、図１に示した単軸の研削装置に限定されず、複軸研削装置、若しくは研磨装置、または切削装置であってもよい。
さらに、リングフレームとウェーハとにテープを貼着して一体化するテープマウンタ、ウェーハの一方の面の全面に樹脂を塗布し保護部材を形成する保護部材形成装置でもよい。

上記の加工装置１を用いた被加工物Ｗの加工においては、保持面２０ａの上に被加工物Ｗを載置する前に、チャックテーブル２の保持面２０ａ等に油汚染があるかどうかを調べる。
以下、油汚染の有無を調べる際の加工装置１の動作について説明する。

まず、遮光手段８２を用いて、照射エリアに外からの光が当たらないように外からの光を遮光して暗室を形成する。次に、撮像画の２値化処理のために、例えばタッチパネル９０に２値化処理の閾値の入力を行う。
そして、紫外線ライト８１を用いて保持面２０ａに紫外線を照射して、カメラ８０を用いて保持面２０ａを撮像する。撮像された撮像画は、例えばタッチパネル９０に表示される。

その後、カメラ８０により撮像された該撮像画に対して、入力された閾値に基づいて２値化処理を行うことにより、所定の明るさを境として白黒の２値化画像を形成する。

形成された２値化画像は、例えばタッチパネル９０に表示される。
ここで、２値化画像において白がある場合、その白い部分には蛍光剤を含んだ油が付着しており、そのことが制御部９によって認識されて、制御部９により制御されて加工装置１の動作が停止する。
加工装置１の動作が停止した後、例えばチャックテーブル２を外して交換するとともに、外されたチャックテーブル２を洗浄する。

上記のように、カメラ８０を用いて保持面２０ａを撮像し、撮像された撮像画を基に２値化画像形成部８３を用いて２値化画像を形成して、形成された２値化画像に白があるかどうかを調べて、保持面２０ａが油汚染されているかどうかを調べることにより、保持面２０ａに保持される被加工物Ｗの油汚染を防止できる。

また、同様にカメラ８０を用いてロボット７１の保持面７１０ａ及びスピンナ洗浄手段７３の保持面７３０ａを撮像して、得られた撮像画を基に２値化画像を形成し、形成された２値化画像に白があるかどうか調べることによっても、保持面７１０ａ及び保持面７３０ａが油汚染されているかどうか調べることができる。これにより、被加工物Ｗの油汚染を防止できる。

なお、上記実施形態では、遮光手段８２を用いて照射エリアを暗室にしてカメラ８０による撮像をしたが、遮光手段８２は必須ではなく、暗室を形成せずに撮像した画像を２値化した２値化画像から白を認識できる場合は、遮光手段８２を用いなくてもよい。

１：加工装置１０：ベース
１００：厚み測定手段１０１：筐体１０２：上面ハイトゲージ
１１：コラム１２：カセット載置部１３：仮置き領域
１４：洗浄領域１５：装置カバー１６：内部ベース
２：チャックテーブル２０：保持手段２０ａ：保持面
２１：枠体２１ａ：枠体の上面２２：基台２４：回転手段２５：回転軸
３：加工手段３０：スピンドル３１：ハウジング３２：スピンドルモータ
３３：マウント３４：研削ホイール３４０：研削砥石３４０ａ：研削面
３４１：ホイール基台
３５：回転軸
４：上下移動手段４０：ボールネジ４１：ガイドレール４２：Ｚ軸モータ
４３：昇降板４４：ホルダ４５：回転軸
５：水平移動手段５０：ボールネジ５１：ガイドレール５２：Ｙ軸モータ
５３：可動板５３ａ：可動板の上面
６Ａ：搬入手段６Ｂ：搬出手段
６０：パッド６１：アーム６１０：軸部６２：環状部材６２０：貫通孔
７０：カセット７１：ロボット７１０：保持手段７１０ａ：保持面
７１１：軸部７２：位置合わせ手段
７３：洗浄手段７３０：保持手段７３０ａ：保持面
７３１：洗浄水供給ノズル
８０：カメラ８１：紫外線ライト８２：遮光手段８２１：ガイドレール
８２３：連結支持部８２４：角材８２５：ドレープ
８３：２値化画像形成部９：制御部９０：タッチパネル
Ｗ：被加工物Ｗａ：被加工物の上面

Claims

被加工物を保持する保持手段と、該保持手段が保持した被加工物を加工する加工手段と、該保持手段と該加工手段とを相対的に移動させる移動手段と、を備える加工装置であって、
該移動手段を構成する部品には、蛍光剤入りのグリスが塗布されており、
該保持手段が被加工物を保持する保持面を撮像するカメラと、
該保持手段の該保持面に紫外線を照射する紫外線ライトと、
該カメラを用いて撮像した撮像画を、所定の明るさを境として２値化し、白黒の２値化画像を形成する２値化画像形成部と、
該２値化画像において白があったら該グリスが付着していると認識し該加工装置を停止させる制御部と、
を備える加工装置。
該紫外線ライトにより紫外線が照射される照射エリアに外からの光が当たらないように該光を遮光して該照射エリアを暗室にする遮光手段を備える請求項１記載の加工装置。