JPH11114817A - 研削加工方法及び研削盤及び研削システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの実際の最大厚さ又は最大高さに対応
させて砥石を早送りから加工送りに切り替える切替位置
を決定し、砥石のエアーカット量を小さくし、研削時間
を短縮できる研削加工方法、研削盤を提供する 【解決手段】 砥石を回転させながらワークに向かって
送り移動させて、そのワークの表面を研削するにあた
り、研削加工前にワークの最大厚さ又は最大高さを計測
し、計測された最大厚さ又は最大高さに基づいて加工時
間が最小となるよう砥石の早送り及び加工送りに対応す
るそれぞれの送り量の決定を行い、早送りから加工送り
への切り替えを砥石がワークに接触する前に行う。ま
た、研削加工前にワークの最大厚さ又は最大高さを計測
する計測器と制御装置を備えた研削盤とし、ワークの計
測された最大厚さ又は最大高さに基づき、制御装置によ
り前述のように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワーク、特に半導
体で使用される硬質な薄板状のウエハの表面を超精密に
研削する場合に使用される研削加工方法及び研削盤及び
研削システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に研削盤においては、主軸ヘッドに
スピンドルが回転可能に支持され、そのスピンドルの先
端に砥石が取り付けられている。また、主軸ヘッドには
モータ及びボールねじ等よりなる送り装置が作動連結さ
れている。そして砥石が回転用モータより回転されなが
ら、主軸ヘッドが送り装置によって砥石の回転軸方向に
送り移動されて、ワークの表面が研削される。

【０００３】例えば、ワークが半導体で使用される薄板
状のウエハの場合は、研削加工前のウエハは格納装置の
カセットに格納されている。そこから搬入出機構によっ
て、カセットからウエハを取り出し、研削盤上のウエハ
の受け渡し位置に搬入し、この位置に載置する。さら
に、ウエハを水平方向に移動させ、加工位置に設置す
る。そして、ウエハを研削加工した後に、加工位置から
前記の受け渡し位置に戻す。そして、受け渡し位置から
は搬入出機構によって格納装置まで搬出され、ここに格
納される。ワークの搬入出機構を有する半導体ウエハの
研摩装置の例が、特開平６−１２４９３０号の公報に、
ワークの搬入出ロボットを有するウエハのラッピング装
置の例が特開平６−１５５６５号の公報に、ポリッシャ
ーのワーク搬入出装置が特公平７−７５８３０号の公報
に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】搬入出機構の採用によ
るワークの搬入出の自動化等により研削加工の作業時間
が大幅に短縮された。しかし、研削加工を自動化するに
際しては、図１２に示す様に一般的に加工されたウエハ
にはそりや変形が残っており加工機にセットした場合
は、砥石が下降時早送りでウエハに接触するのを防止す
る為図１２(b)に示すウエハの最大厚さＢよりも図１２
(a)に示す最大高さＡを知る必要がある。又、ワークの
厚さにばらつきがあり加工される実際の厚さが分からな
い場合には、ワークの想定される最大厚さ又は最大高さ
を前提にして砥石の送りを早送りから加工送りに切り替
える切替位置を決定せざるを得ず、加工されるまでの送
りによるエアーカット量が大きくならざるを得ないた
め、研削時間が長くかかっていた。

【０００５】この発明は、このような従来の技術に存在
する問題点に着目してなされたものである。その目的と
するところは、ワークの実際の最大厚さ又は最大高さに
対応させて早送りから加工送りに切り替える切替位置を
決定し、エアーカット量を小さくし、研削時間を短縮す
ることのできる研削加工方法、研削盤及び研削システム
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために次の手段を採るものである。すなわち、本出
願にかかる第１の発明の研削加工方法は、砥石を回転さ
せながらワークに向かって送り移動させて、そのワーク
の表面を研削するにあたり、研削加工前にワークの厚さ
又は高さを計測し、計測された前記厚さ又は高さに基づ
いて加工時間が最小となるよう砥石の早送り及び加工送
りの送り切替位置の決定を行い、早送りから加工送りへ
の切り替えを砥石がワークに接触する前に行う。

【０００７】計測されたワークの厚さ又は高さに所定の
数値を加えた値に対応する位置が早送りから加工送りに
切り替わる切替位置である。前記所定の数値は、送りの
切り替えの時間遅れなどを考慮して余裕を含んで設定さ
れる。砥石の開始位置から前記切替位置までの値が早送
り量である。前記切替位置からワークの仕上げ終了まで
の値が加工送り量である。

【０００８】本出願にかかる第２の発明の研削加工方法
は、第１の発明において、砥石の加工送りが、送り量ま
たは／及び送り速度を変えて少なくとも二段階に分けて
行われる。例えば、二段階に分けて行われる場合は、加
工送りは荒研削送りと仕上げ送りからなる。

【０００９】本出願にかかる第３の発明の研削加工方法
は、格納されたワークを搬出する搬出工程と、搬出され
たワークの厚さ又は高さを測定する測定工程と、計測さ
れた前記厚さ又は高さに基づいて加工時間が最小となる
よう砥石の早送り及び加工送りの送り切替位置の決定を
行い、早送りから加工送りへの切り替えを砥石がワーク
に接触する前に行ってワークを研削する研削工程と、研
削されたワークを洗浄するする洗浄工程と、洗浄された
ワークを格納する格納工程と、からなる。

【００１０】本出願にかかる第４の発明の研削加工方法
は、第３の発明において、少なくともワークにノッチ又
はオリエンテーションフラット（通称オリフラと呼ぶ）
を有する薄板状のワークを加工の対象とし、前記測定工
程が、格納装置より搬出された前記ワークのノッチまた
はオリフラの角度位置を検出し、前記角度位置を所定の
位置に合わせる角度位置合わせ工程を伴う。厚さ又は高
さの測定と、ワークのノッチまたはオリフラの角度位置
の検出を同時に行うので作業時間を短縮することができ
る。

【００１１】本出願にかかる第５の発明の研削盤は、ワ
ークの表面を研削する砥石を回転させながらワークに向
かって送り移動させる送り装置と、加工前のワークの厚
さ又は高さを計測する計測器と、計測された前記厚さ又
は高さに基づいて加工時間が最小となるよう砥石の早送
り及び加工送りの送り切替位置を決定し、早送りから加
工送りへの切り替えを砥石がワークに接触する前に行っ
て前記送り装置を制御する制御装置とを備えたことを特
徴とする。研削盤は砥石によってワークの一平面のみを
研削する単頭研削盤の場合と、ワークの表裏両面を同時
に研削する両頭研削盤の場合がある。

【００１２】本出願にかかる第６の発明の研削盤は、第
５の発明において、前記制御装置が加工送りの送り量ま
たは／及び送り速度を少なくとも一回切り替えて制御す
る。

【００１３】本出願にかかる第７の発明の研削システム
は、薄板状ワークを研削する研削盤と； 前記ワークを
格納する格納装置と； 加工前の前記ワークの厚さ又は
高さを計測する計測器と； 研削加工後の前記ワークを
洗浄する洗浄装置と； 加工前の前記ワークを格納装置
から研削盤の搬入出位置に搬入し、加工後の前記ワーク
を前記搬入出位置から洗浄装置を経由して格納装置に搬
出する搬入出ロボットとを備え； 研削盤が前記ワーク
の表面を研削する砥石を回転させながらワークに向かっ
て送り移動させる送り装置を有し、さらに、計測された
前記厚さ又は高さに基づいて加工時間が最小となるよう
砥石の早送り及び加工送りの送り切替位置を決定し、早
送りから加工送りへの切り替えを砥石がワークに接触す
る前に行って前記送り装置を制御する制御装置を有する
ことを特徴とする。

【００１４】本出願にかかる第８の発明の研削システム
は、少なくともノッチ又はオリフラを有する薄板状ワー
クを研削する研削盤と； 前記ワークを格納する格納装
置と； 加工前の前記ワークの厚さ又は高さを計測する
計測器と、前記ワークのノッチまたはオリフラの角度位
置を検出する角度検出器とを有し； 前記角度位置を検
出するに際し、前記厚さ又は高さを計測し、検出された
前記角度位置に基づいて前記角度位置を所定の位置に合
わせる角度合わせ機と； 研削加工後の前記ワークを洗
浄する洗浄装置と； 加工前の前記ワークを格納装置か
ら角度合わせ機を経由して研削盤の搬入出位置に搬入
し、加工後の前記ワークを前記搬入出位置から洗浄装置
を経由して格納装置に搬出する搬入出ロボットとを備
え； 研削盤が前記ワークの表面を研削する砥石を回転
させながらワークに向かって送り移動させる送り装置を
有し、さらに、計測された前記厚さ又は高さに基づいて
加工時間が最小となるよう砥石の早送り及び加工送りの
送り切替位置を決定し、早送りから加工送りへの切り替
えを砥石がワークに接触する前に行って前記送り装置を
制御する制御装置を有することを特徴とする研削システ
ム。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の研削システム
の第一の実施の形態を、図１から図９をもとに説明す
る。図１を参照して研削システムの構成を説明する。こ
の実施の形態の研削シテムは両頭平面研削盤１（図１
で、二点鎖線にて示す）、ワークである研削加工前の半
導体用のウエハ２を単品ごとに桟体で仕切って図１にお
いて上下方向（図１の紙面垂直方向）に集積格納してい
る格納装置３ａ、カセット３ｂ、ウエハ２に加工された
オリフラ２ａやノッチ２ｂ（図１で省略、図３（Ａ）参
照）の位置を合わせるためのオリフラ合わせ機４、ウエ
ハ２を格納装置３ａから取り出し、オリフラ合わせ機４
を経由して、両頭平面研削盤１の搬入出位置である受け
渡し位置５ａまで運搬する搬入ロボット６ａ、研削加工
後のウエハ２を洗浄する洗浄機７、ウエハ２を受け渡し
位置５ａから洗浄機７の受け渡し位置８を経由して格納
装置３ｃのカセット３ｄへ運搬する搬出ロボット６ｂ、
両頭平面研削盤１と全体のシステムを制御する制御装置
９、研削システム全体を操作する操作盤１０から構成さ
れる。搬入ロボット６ａと搬出ロボット６ｂを制御する
ロボット制御装置８１（図６に破線にて図示）、オリフ
ラ合わせ機を制御するオリフラ合わせ機制御装置（図１
では図示せず）はそれぞれロボット６６ａ、６ｂ及びオ
リフラ合わせ機４の下に収納されている。ここで搬入ロ
ボット６ａ、搬出ロボット６ｂの搬出、搬入は両頭平面
研削盤１から見たロボットの動作を表している。

【００１６】図２（Ａ）に搬入ロボット６ａと搬出ロボ
ット６ｂを示す。両者は構造が全く同じロボット６であ
る。ロボット本体１１は、下側が開放され上下方向に移
動が可能である上部円筒体１１ａに覆われており、上部
円筒体１１ａの上面中心部に一端が結合され結合部を中
心に水平面内で旋回可能に取り付けられた第一アーム１
２と、第一アーム１２の他端に一端が結合され結合部を
中心に水平面内で旋回可能に取り付けられた第二アーム
１３と、第二アーム１３の他端に一端が結合され結合部
を中心に水平面内で旋回可能に取り付けられたフィンガ
ー１４とから構成される。図２（Ｂ）に示すようにフィ
ンガー１４は対称軸１５を有する対称形状で、フィンガ
ー１４のＵ字部の各先端にはワーク２を吸着する吸着パ
ッド１４ａが取り付けられている。吸着パッドは真空ラ
イン８０（図２（Ｂ）に破線にて示す）に接続され、真
空ライン８０はロボット本体１１に内蔵されている真空
ポンプ（図示せず）に接続される。ロボット６はロボッ
ト本体１１の下部に収納されたロボット制御装置８１
（図６参照）を有する。

【００１９】図４（Ａ）及び（Ｂ）にオリフラ合わせ機
４を示す。オリフラ合わせ機４はオリフラ合わせ機本体
２１と、オリフラ合わせ機本体２１の上平面に配置さ
れ、ウエハ２を載置して回転する回転盤２２と、オリフ
ラ合わせ機本体２１の上部に突出して配置され、オリフ
ラ２ａの位置を角度として検出する長方形のオリフラ検
出部２３と、ウエハ２の中心点とその円周上の一点を結
ぶ線の部分を検出対象とし、ウエハ２の最大厚さ又は最
大高さを検出する厚さ検出ラインセンサー２４を有す
る。図４（Ｂ）において回転盤２２の回転軸とオリフラ
検出部２３の直方体部の垂直方向の中心線と交わる水平
線をオリフラ合わせ機４の中心軸２５とする。

【００２０】図５を参照して洗浄機７を説明する。本研
削システムは洗浄機７を周辺機器として、ウエハ２を受
け渡し位置８で受け取り、ウエハ２を保持する保持具７
１と、ウエハ２を保持した保治具７１を水平方向すなわ
ち矢印ＡＡ方向に移動させる移動装置７２とを有する。
洗浄機７は、上下二段に水平かつ平行であって移動装置
７２の移動方向に対して直角に配置され、モータ７３ｂ
により回転駆動される散水ブラシ７３を有する。移動装
置７２は保治具７１を矢印ＡＡで示す水平方向に移動さ
せて、保持されたウエハ２を二本の散水ブラシ７３間を
通過させて洗浄する。洗浄機７は散水ブラシ７３に洗浄
水を供給する図示していない給水装置を有する。

【００２３】図６に両頭平面研削盤１を示す。図６に示
すように、両頭平面研削盤１は、下部フレーム３１を備
え、その下部フレーム３１の上には、中間フレーム３２
が固定され、さらに中間フレーム３２の上には上部フレ
ーム３３が固定されている。図７に示すように、下部フ
レーム３１には下部砥石回転昇降機構３４、及びワーク
保持機構５１が装設され、図８に示すように、上部フレ
ーム３３には上部砥石回転昇降機構３５が装設されてい
る。両砥石回転昇降機構３４、３５には砥石３６、３７
が配設され、それらの砥石３６、３７のそれぞれ上部端
面と下部端面には作用面３６ａ、３７ａが互いに平行で
あって、砥石３６、３７の回転軸が一直線上に配置され
るように対向配置されている。そして、ウエハ２がワー
ク保持機構５１に支持された状態で、砥石３６、３７の
間に挿入配置され、それらの砥石３６、３７の作用面３
６ａ、３７ａによりウエハ２の両面が同時に研削される
ようになっている。

【００２２】図７に示すように、回転軸３９は加工用モ
ータ３８により回転され、下部フレーム３１に固定した
ガイド４０（図８参照）を介して水平方向に移動可能な
砥石台４１に取り付けられた軸支筒４２によって回転可
能に支持される。回転軸３９の上端には砥石台４３を介
して砥石３６が装着されている。

【００２３】図８に示すように、上部砥石回転昇降機構
３５の軸支筒４７は上部フレーム３３上にガイド４４を
介して、砥石３７の回転軸方向へ昇降可能に支持されて
いる。砥石３７の送り手段の駆動原としての昇降用モー
タ４５が上部フレーム３３の側部に配設され、この昇降
用モータ４５の回転により、ボールねじ４６を介して軸
支筒４７が昇降される。

【００２４】回転軸４８が、軸支筒４７内にラジアル軸
受６３、スラスト軸受６４を介して回転可能に支持さ
れ、その下端には砥石台４９を介して砥石３７が装着さ
れている。加工用モータ５０が軸支筒４７の内部に配設
され、研削加工に際して、この加工用モータ５０の回転
により、回転軸４８を介して砥石３７が回転される。回
転軸４８にはスラスト支持のためフランジ部６５が一体
形成されている。軸支筒４７の内部には軸受メタル６３
ａ、６４ａ、６４ｂが固定され、軸受メタル６３ａの内
周面には回転軸４８の外周を支承する静圧ラジアル軸受
部６３が形成され、軸受メタル６４ａ、６４ｂの間には
フランジ部６５の上下面を支承するスラスト軸受部６４
が形成される。ラジアル軸受６３、スラスト軸受部６４
には圧力流体、例えば作動油が供給され、スラスト軸受
部６４の上下面に供給される流体の圧力差を変化させる
ことにより回転軸４８は軸方向に微小に上下させること
ができる。このようにして、回転軸４８は、砥石の軸線
回りに回転自在にかつ軸線方向に微小移動可能に軸支さ
れている。本両頭平面研削盤１は図示しない圧力流体の
供給装置を有する。

【００２３】図７及び図９に示すように、ワーク保持機
構５１の支持台５２が両砥石回転昇降機構３４、３５間
において、下部フレーム３１上に配設されている。移動
枠５３が支持台５２上に一対のガイドレール５４を介し
て水平横方向に移動可能に支持されている。移動用モー
タ５５は支持台上に配設され、この移動用モータ５５の
回転により、ボールねじ５６を介して移動枠５３が移動
される。

【００２４】円環状の回転枠５７が移動枠５３内に３個
のガイドローラ５８を介して回転可能に支持され、その
下部外周にはギヤ５９が形成されている。ワーク支持板
６０は回転枠５７の下面に張設され、その中央にはウエ
ハ２をセットするためのセット孔６０ａが形成されてい
る。セット孔６０ａには、ウエハ２の研削加工時にオリ
フラ２ａが係合するセット孔突起６０ｂが形成されてい
る。

【００２５】支持台５２にはガイドローラ５８の内側に
ガイドレール５４に平行に一対のワークガイドレール６
６が固定されている。ワークガイドレール６６の各上部
面には多数の空気吹出孔（図示せず）が加工されて一直
線上に配置され、空気を吹き出しているのでセット孔６
０にセットされたウエハ２は空気を介してワークガイド
レール６６の上で浮上する。移動枠５３がガイドレール
５４上を移動するとウエハ２はワークガイドレール６６
上を浮上しながら移動する。前述のようにウエハ２は空
気を介してワークガイドレール６６の上部面に直接接触
せずスムーズに移動し、移動枠５３の移動によって、ウ
エハ２は受け渡し位置５ａと研削加工位置５ｂの間を往
復移動することになる。なお、ワークガイドレール６６
の上面は下部砥石３６の作用面３６ａよりわずか下方に
位置するため、研削加工位置５ｂにおいて、ワークガイ
ドレール６６の空気吹き出しを止めると、ウエハ２は下
部砥石３６の作用面３６ａの上に載置される。

【００２６】回転用モータ６１が移動枠５３上に配設さ
れ、そのモータ軸には回転枠５７のギヤ５９に噛合する
ギヤ６２が固定されている。そして、研削加工時にこの
回転用モータ６１の回転により、ギヤ６２、５９を介し
て回転枠５７が回転する。図９に破線にて上部砥石３７
の作用面３７ａの研削加工時のウエハ２に対する位置を
表す。作用面３７ａの直径はウエハ２の半径より僅かに
大きく、作用面３７ａの内側にウエハ２の中心点及び外
周部の一部が位置している。

【００２７】次に研削システムの作用について説明す
る。操作盤１０にて研削システムの構成機器を起動させ
て研削システムを運転が可能な状態にしてから、操作盤
１０にて研削システムの運転を開始する。

【００２８】図１及び図２に示すように、研削システム
の運転開始により、搬入ロボット６ａが第一アーム１２
を旋回させ、フィンガー１４を格納装置３ａのカセット
３ｂに格納されているウエハ２の方向に向かせ、フィン
ガー１４をその対称軸１５がウエハ２の中心とロボット
本体の中心を結んだ線と重なる位置で停止させる。必要
に応じて、第二アーム１３を第一アーム１２に対して旋
回（以下単に第二アームの旋回という。）、フィンガー
１４を第二アーム１３に対して旋回（以下単にフィンガ
ー１４の旋回という。）させる。

【００２９】次に、フィンガー１４がウエハ２に向かっ
て真っ直ぐ前進するように第一アーム１２、第二アーム
１３、フィンガー１４を旋回させる。図２（Ｂ）に示す
ように、フィンガー１４がカセット３ｂに格納されてい
る一番上のウエハ２の真上に位置したところで、停止さ
せる。このときフィンガー１４のＵ字部の先端に取り付
けられた吸着パッド１４ａを結んだ線の中心点がウエハ
２の中心の真上に位置している。以下、フィンガー１４
がウエハ２を吸着するために前進したときにフィンガー
１４が停止する位置は、前記のこの位置である。

【００３０】次に、搬入ロボット６ａは上部円筒体１１
ａを下降させるので、フィンガー１４も下降し、ウエハ
２の上面に接触する。これにより吸着パッド１４ａがウ
エハ２の上面に接触し、ウエハ２はフィンガー１４に吸
着される。ロボット６はウエハ有無センサ（図示せず）
を内蔵しており、ウエハ２の吸着後ウエハ有無センサよ
り吸着確認信号が出される。ウエハ２の吸着の確認後、
上部円筒体１１ａが所定距離上昇するので、ウエハ２を
吸着したフィンガー１４は同様に上昇する。次にフィン
ガー１４が格納装置３ａより後退するように、第一アー
ム１２、第二アーム１３、フィンガー１４を旋回させ
る。フィンガー１４は所定距離後退した所で停止する。

【００３１】次に、搬入ロボット６ａが第一アーム１２
を旋回させ、フィンガー１４の対称軸１５が図４ｂのオ
リフラ合わせ機４の中心軸２５に一致する位置で停止さ
せる。必要に応じて、第二アーム１３、フィンガー１４
も旋回させる。次にフィンガー１４が中心軸２５の延長
線上を前進するように、第一アーム１２、第二アーム１
３、フィンガー１４を旋回させる。フィンガー１４はフ
ィンガー１４に吸着されているウエハ２の中心が回転盤
２２の中心の真上に来たところで前進を停止する。

【００３２】次に、搬入ロボット６ａは上部円筒体１１
ａを下降させるので、フィンガー１４も下降し、ウエハ
２が回転盤２２の上面に載置される。そして、搬入ロボ
ット６ａは上部円筒体１１ａを下降した距離と同じ距離
だけ上昇させるので、フィンガー１４も同様に上昇す
る。そして、フィンガー１４が格納装置３ａより後退す
るように、第一アーム１２、第二アーム１３、フィンガ
ー１４を旋回させ、フィンガー１４は所定距離後退した
所で停止する。

【００３３】次に、オリフラ合わせ機４は回転盤２２を
回転させ、ウエハ２を少なくとも３６０度回転させる。
このとき、オリフラ検出部２３はウエハ２の表面を画像
処理することによりオリフラ２ａの角度位置を検出す
る。次に回転盤２２を回転させ、図９に示すように、ウ
エハ２が両頭平面研削盤１の受け渡し位置５ａに載置さ
れたときに、オリフラ２ａが両頭平面研削盤１のワーク
支持板６０のセット孔６０ａに対して所定の角度で載置
され、ワーク支持板６０のセット孔６０ａのセット孔突
起６０ｂがオリフラ２ａに対峠するような角度位置に来
たところで回転盤２２の回転を停止させる。

【００３４】なお、図９は、ウエハ２にオリフラ２ａが
加工してある場合のみ示し、図３（ｂ）に示すようなノ
ッチ２ｂが加工されているウエハ２については省略して
あるが、この場合セット穴６０ａの突起６０ｂの形状が
異なるだけで研削システムの作用は前述のオリフラ２ａ
が加工されている場合と同様である。また、以下の説明
においてもウエハ２にオリフラ２ａが加工されている場
合についてのみ示す。ウエハ２を最初に少なくとも３６
０度回転させたときに、厚さ検出ラインセンサー２４に
てウエハ２の最大厚さ又は最大高さを同時に検出する。
検出されたウエハ２の最大厚さ又は最大高さの信号は両
頭平面研削盤１の制御装置に送られる。

【００３５】次に、フィンガー１４は前述と同様にオリ
フラ合わせ機４の回転盤２２上のウエハ２に向かって前
進し、停止後下降し、ウエハ２を吸着して上昇し、所定
の距離後退する。次に、フィンガー１４はその対称軸の
延長線が両頭平面研削盤１のウエハ２の受け渡し位置５
ａにあるワーク支持板６０のセット孔６０ａの中心を通
る位置に来るように回転する。そして、ウエハ２の中心
がセット孔６０ａの中心の真上に来るまで前進し、停止
後ウエハ２の下面が両頭平面研削盤１のワークガイドレ
ール６６の上面に接触する直前まで下降し、ワーク支持
板６０の予め位置が割り出されたセット孔６０ａに嵌合
した後、上昇し所定距離後退する。このとき、オリフラ
合わせ機４によってウエハ２のオリフラ２ａの角度位置
を調整しているので、オリフラ２ａがセット孔突起６０
ｂに係合するようにウエハ２がワークガイドレール６６
上に載置される。

【００３６】次に、両頭平面研削盤１によるウエハ２の
研削加工段階に移行するが、搬入ロボット６ａは次のウ
エハ２を搬入するために、前述のようにフィンガー１４
を格納装置３ａの方向を向くように旋回し、格納装置３
ａのカセット３ｂへ向かって前進し、以下同様の手順を
繰り返す。両頭平面研削盤１において、まず初めに移動
枠５３がガイドレール５４上を水平横方向に移動するの
で、ウエハ２がワークガイドレール６６上を受け渡し位
置５ａから研削加工位置５ｂへ滑動する。ワークガイド
レール６６の空気吹出孔からは空気が吹き出しているの
で、ウエハ２はワークガイドレール６６上をスムーズに
滑動する。移動枠５３はウエハ２が加工位置５ｂに来た
ところで移動を停止する。

【００３７】ここでワークガイドレール６６の空気吹出
孔への空気の供給を停止するので、ウエハ２は下部砥石
３６の作用面３６ａ上に直接載置される。次に、図１
０、１１に示す様に上部砥石３７がウエハ２に向かって
下側に早送りされ、前述の早送りを加工送りに切り替え
る位置で停止する。次に、モータ６１を駆動することに
より回転枠５７が回転を開始し、これによりワーク支持
板６０にセットされたウエハ２がセット穴突起６０ｂに
係合した状態で回転する。次に上下砥石３６、３７が回
転を開始し上部砥石３７が加工送りを開始する。荒研削
送りによって所定の厚さ研削された後で、仕上げ送りに
切り替えられ仕上げ研削される。早送りと荒研削送りは
昇降用モータ４５の回転をボールねじ４６を介して軸支
筒４７を移動させることにより行われる。微小な送りの
仕上げ送りはスラスト軸受部６４のフランジ部６５の上
下両面に供給される圧力流体の圧力差をコントロールす
ることにより行われる。

【００３８】研削加工の終了後、回転枠５７及び上、下
砥石３６、３７が回転を停止し、そして昇降用モータ４
５を逆転させるとボールねじ４６は逆転し、砥石３７は
上方へ移動する。次に、移動枠５３が水平横方向に移動
し、ウエハ２は研削加工位置５ｂから受け渡し位置５ａ
まで移動する。この様に図１１に示す様にウエハの厚み
を予想した場合、早送りは予想速度切替点Ｎで加工送り
に切替り、図１１の破線Ｐ、Ｑ、Ｒをたどるが実際に計
測した計測速度切替点Ｍで早送りが加工送りに切替わる
場合は実線Ｘ、Ｙ、Ｚをたどり無駄時間Δｔの節約が可
能となる。

【００４１】搬出ロボット６ｂが搬入ロボット６ａと同
様に動作し、両頭平面研削盤１の受け渡し位置５ａから
研削加工後のウエハ２を、洗浄機７の受け渡し位置８ま
で搬送し、ウエハ２は保持具７１上に保持される。次
に、ウエハ２を保持した保持具７１は移動装置７２によ
って水平方向（図５の矢印ＡＡ方向、図５上では上下方
向）に移動させられ上下二段に水平に配置された二本の
散水ブラシ７３の間を通過し、所定距離移動したところ
で停止し、逆方向に戻り再び散水ブラシ７３間を通過し
元の受け渡し位置８まで来たところで停止する。これで
ウエハ２の洗浄工程は終了するが、必要に応じて前述の
往復を何回か繰り返してもよい。

【００４２】次に洗浄されたウエハ２は搬出ロボット６
ｂによって、受け渡し位置８から格納装置３ｃのカセッ
ト３ｄまで運搬され、カセット３ｄにカセット３ｂと同
じ姿勢で上下方向に集積されて格納される。ウエハ２が
搬出ロボット６ｂによって受け渡し位置５ａから搬出さ
れた直後に、次のウエハ２が搬入ロボット６ａによって
受け渡し位置５ａに搬入され、前述のごとく研削加工を
受ける。

【００４３】前述の実施の形態は縦型の両頭平面研削盤
を用いているが、当然に縦型の単頭平面研削盤を採用す
ることができ、さらに縦型だけでなく横型の研削盤を用
いることができる。ウエハはオリフラの代わりにノッチ
を有する場合であってもよい。この場合オリフラ合わせ
機は、ノッチの角度位置を検出し、角度位置合わせを行
う。また、オリフラ及びノッチを有しないウエハの場合
は、オリフラ検出部がなくそれ以外はオリフラ合わせ機
とほぼ同様な構造を有するワーク最大厚さ又は最大高さ
測定機が、オリフラ合わせ機に代えて用いられる。

【００４２】

【発明の効果】請求項１の研削加工方法によれば、ワー
クの測定された厚さ又は高さに対応させて砥石の送りを
早送りから加工送りに切り替える位置を決定することが
できるので、加工送りによるエアーカット量を小さくす
ることができ、これにより研削加工時間を短縮すること
ができ、研削加工効率を改善することができる。

【００４３】請求項２の研削加工方法によれば、研削加
工の送りが送り量、送り速度を変えて少なくとも二段階
に分けて行われるので、目的の厚さに研削加工する、目
的の仕上げ精度に研削加工するなど、それぞれの段階の
研削加工の目的に応じて送り量、送り速度を決定するこ
とができるので、さらに確実にワークの加工品質を維持
し、研削加工時間を短縮することができ、研削加工効率
を改善することができる。

【００４４】請求項３の研削加工方法によれば、格納さ
れたワークの研削加工前に厚さ又は高さを測定するの
で、研削加工に際し、ワークの測定された厚さ又は高さ
に対応させて砥石の送りを早送りから加工送りに切り替
える位置を決定することができる。このため、加工送り
によるエアーカット量を小さくすることができ、これに
より研削加工時間を短縮することができ、研削加工効率
を改善することができる。

【００４６】請求項４の研削加工方法によれば、ワーク
が少なくともノッチ又はオリフラを有する薄板状の場合
に、ノッチ又はオリフラの角度位置合わせ工程において
角度位置検出するに際し、ワークの厚さ又は高さを測定
するので、研削加工全体に要する時間をさらに短縮する
ことができ、研削加工の作業効率をさらに改善すること
ができる。

【００４７】請求項５の研削盤によれば、計測器によっ
てワークの厚さ又は高さを測定し、測定された厚さ又は
高さに対応させて砥石の送り装置の送りを早送りから加
工送りに切り替える位置を決定して制御することができ
るので、加工送りによるエアーカット量を小さくするこ
とができ、これにより研削加工時間を短縮することがで
き、研削加工効率を改善することができる。

【００４８】請求項６の研削盤によれば、送り装置の送
り量、送り速度を少なくとも一回変えるので、研削加工
を二以上の段階に分けて、目的の厚さに研削加工する、
目的の仕上げ精度に研削加工するなど、それぞれの段階
の研削加工の目的に応じて送り量、送り速度を決定して
制御することができるので、さらに確実にワークの加工
品質を維持し、研削加工時間を短縮することができ、研
削加工効率を改善することができる。

【００４９】請求項７の研削システムによれば、自動化
された研削作業において、研削加工前に計測器によって
ワークの厚さ又は高さを測定するので、研削加工に際
し、測定された厚さ又は高さに対応させて砥石の送り装
置の送りを早送りから加工送りに切り替える位置を決定
して制御することができる。このため、加工送りによる
エアーカット量を小さくすることができ、これにより研
削加工全体時間を、自動化による時間短縮に加えてさら
に短縮することができ、研削加工の作業効率を改善する
ことができる。

【００５０】請求項８の研削システムによれば、ワーク
が少なくともノッチ又はオリフラを有する薄板状の場合
に、ワークのノッチ又はオリフラの角度位置検出すると
同時に、ワークの厚さ又は高さを測定することができる
ので、研削加工全体に要する時間をさらに短縮すること
ができ、研削加工の作業効率をさらに改善することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の研削システムの実施の形態の構成を示
す概略平面図である。

【図２】（Ａ）は図１の研削システムを構成するロボッ
トの立体説明図である。（Ｂ）は吸着時のカセット内の
ウエハとフィンガーの位置関係を示す説明図である。

【図３】（Ａ）は図１の研削システムによって加工され
るオリフラ付きのウエハの平面図である。（Ｂ）は図１
の研削システムによって加工されるノッチ付きのウエハ
の平面図である。

【図４】（Ａ）は図１の研削システムを構成するオリフ
ラ合わせ機の正面図である。（Ｂ）は同平面図である。

【図５】図１の研削システムを構成する洗浄機の平面図
である。

【図６】図１の研削システムを構成する両頭平面研削盤
の正面図である。

【図７】図６の両頭平面研削盤の下部フレーム部分の要
部縦断面図である。

【図８】図６の両頭平面研削盤の上部フレーム部分の要
部縦断面図である。

【図９】図６の両頭平面研削盤の移動枠の平面図であ
る。

【図１０】 本発明の研削システムによる研削過程を示
す説明図であり、砥石の送り速度と時間の関係とを示す
図

【図１１】 本発明の研削システムによる研削過程を示
す説明図であり、砥石のストロークと時間との関係とを
示す図

【図１２】 従来の研削盤により研削されたウエハの断
面図

【符号の説明】

１ 両頭平面研削盤 ２ ウエハ ２ａ オリフラ ２ｂ ノッチ ３ａ 格納装置 ３ｂ カセット ３ｃ 格納装置 ３ｄ カセット ４ オリフラ合わせ機 ５ａ 受け渡し位置 ５ｂ 研削加工
位置 ６ ロボット ６ａ 搬出ロボット ６ｂ 搬入ロボット ７ 洗浄機 ８ 受け渡し位置 ９ 制御装置 １０ 操作盤 １０ａ 全体制
御盤 １１ ロボット本体 １２ 第一アーム １３ 第二アーム １４ フィンガー １４ａ 吸着パ
ッド １５ 対称軸 ２１ オリフラ合わせ機本体 ２２ 回転盤 ２３ オリフラ検出部 ２４ 厚さ検出ラインセンサー ２５ 中心軸 ３１ 下部フレーム ３２ 中間フレーム ３３ 上部フレーム ３４ 下部砥石回転昇降機構 ３５ 上部砥石回転昇降機構 ３６ 砥石 ３６ａ 作用面 ３７ 砥石 ３７ａ 作用面 ３８ 加工用モータ ３９ 回転軸 ４０ ガイド ４１ 砥石台 ４２ 軸支筒 ４３ 砥石台 ４４ ガイド ４５ 昇降用モータ ４６ ボールねじ ４７ 軸支筒 ４８ 回転軸 ４９ 砥石台 ５０ 加工用モータ ５１ ワーク保持機構 ５２ 支持台 ５３ 移動枠 ５４ ガイドレール ５５ 移動用モータ ５６ ボールねじ ５７ 回転枠 ５８ ガイドローラ ５９ ギヤ ６０ ワーク支持板 ６０ａ セット
孔 ６０ｂ セット孔突起 ６１ 回転用モータ ６２ ギヤ ６３ ラジアル軸受部 ６３ａ 軸受メ
タル ６４ スラスト軸受部 ６４ａ 軸受メ
タル ６４ｂ 軸受メタル ６５ フランジ部 ６６ ワークガイドレール ７１ 保持具 ７２ 移動装置 ７３ 散水ブラシ ７３ｂ モータ ７４ ワーク保持機構 ８０ 真空ライン ８１ ロボット制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村井 史朗 富山県東砺波郡福野町100番地 株式会社 日平トヤマ富山工場内 (72)発明者 和田 豊尚 富山県東砺波郡福野町100番地 株式会社 日平トヤマ富山工場内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】砥石を回転させながらワークに向かって送
   り移動させて、そのワークの表面を研削するにあたり、
   研削加工前にワークの厚さ又は高さを計測し、計測され
   た前記厚さ又は高さに基づいて加工時間が最小となるよ
   う砥石の早送り及び加工送りの送り切替位置の決定を行
   い、早送りから加工送りへの切り替えを砥石がワークに
   接触する前に行うことを特徴とする研削加工方法。に記
   載の研削加工方法。
2. 【請求項２】砥石の加工送りが、送り量を変えて少なく
   とも二段階に分けて行われる請求項１に記載の研削加工
   方法。
3. 【請求項３】格納されたワークを搬出する搬出工程と、 搬出されたワークの厚さ又は高さを測定する測定工程
   と、 計測された前記厚さ又は高さに基づいて加工時間が最小
   となるよう砥石の早送り及び加工送りの送り切替位置の
   決定を行い、早送りから加工送りへの切り替えを砥石が
   ワークに接触する前に行ってワークを研削する研削工程
   と、 研削されたワークを洗浄するする洗浄工程と、 洗浄されたワークを格納する格納工程と、 からなることを特徴とする研削加工方法。
4. 【請求項４】少なくともノッチ又はオリエンテーション
   フラットを有する薄板状のワークを加工の対象とし、前
   記測定工程が、搬入された前記ワークのノッチまたはオ
   リエンテーションフラットの角度位置を検出し、前記角
   度位置を所定の位置に合わせる角度位置合わせ工程を伴
   う請求項３に記載の研削加工方法。
5. 【請求項５】ワークの表面を研削する砥石を回転させな
   がらワークに向かって送り移動させる送り装置と、 加工前のワークの厚さ又は高さを計測する計測器と、 計測された前記厚さ又は高さに基づいて砥石の早送り及
   び加工送りの送り切替位置を決定し、早送りから加工送
   りへの切り替えを砥石がワークに接触する前に行って前
   記送り装置を制御する制御装置とを備えたことを特徴と
   する研削盤。
6. 【請求項６】前記制御装置が加工送りの送り量または／
   及び送り速度を少なくとも一回切り替えて制御する請求
   項５に記載の研削盤。
7. 【請求項７】薄板状ワークを研削する研削盤と；前記ワ
   ークを格納する格納装置と；加工前の前記ワークの厚さ
   又は高さを計測する計測器と；研削加工後の前記ワーク
   を洗浄する洗浄装置と；加工前の前記ワークを格納装置
   から研削盤の搬入出位置に搬入し、加工後の前記ワーク
   を前記搬入出位置から洗浄装置を経由して格納装置に搬
   出する搬入出ロボットとを備え；研削盤が前記ワークの
   表面を研削する砥石を回転させながらワークに向かって
   送り移動させる送り装置を有し、さらに、計測された前
   記厚さ又は高さに基づいて加工時間が最小となるよう砥
   石の早送り及び加工送りの送り切替位置を決定し、早送
   りから加工送りへの切り替えを砥石がワークに接触する
   前に行って前記送り装置を制御する制御装置を有するこ
   とを特徴とする研削システム。
8. 【請求項８】少なくともノッチ又はオリエンテーション
   フラットを有する薄板状ワークを研削する研削盤と；前
   記ワークを格納する格納装置と；加工前の前記ワークの
   厚さ又は高さを計測する計測器と、前記ワークのノッチ
   またはオリエンテーションフラットの角度位置を検出す
   る角度検出器とを有し、前記角度位置を検出するに際
   し、前記厚さ又は高さを計測し、検出された前記角度位
   置に基づいて前記角度位置を所定の位置に合わせる角度
   合わせ機と；研削加工後の前記ワークを洗浄する洗浄装
   置と；加工前の前記ワークを格納装置からから角度合わ
   せ機を経由して研削盤の搬入出位置に搬入し、加工後の
   前記ワークを前記搬入出位置から洗浄装置を経由して格
   納装置に搬出する搬入出ロボットとを備え；研削盤が前
   記ワークの表面を研削する砥石を回転させながらワーク
   に向かって送り移動させる送り装置を有し、さらに、計
   測された前記厚さ又は高さに基づいて加工時間が最小と
   なるよう砥石の早送り及び加工送りの送り切替位置を決
   定し、早送りから加工送りへの切り替えを砥石がワーク
   に接触する前に行って前記送り装置を制御する制御装置
   を有することを特徴とする研削システム。