KR20230145594A - 가공 시스템 - Google Patents

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KR20230145594A
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하지메 아카호리
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가부시키가이샤 토쿄 세이미쯔
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Abstract

워크를 정밀도 좋게 가공 가능한 가공 시스템을 제공한다.
가공 시스템(1)은, 워크(W)를 유지하는 척(3)의 회전축(3a)을 경사 가능한 틸트 장치와, 정밀 연삭 후의 워크(W)의 막 두께를 비접촉으로 측정하는 막 두께 측정 장치(7)와, 막 두께 측정 장치(7)의 측정치에 기초하여 정밀 연삭 후의 워크(W)의 형상을 연산하고, 정밀 연삭 후의 워크(W)에서 최대 두께와 최소 두께의 차이가 작아지도록 틸트 장치의 경사각을 산출하여, 경사각만큼 척(3)을 경사지게 하는 제어 장치(8)를 구비하고, 정밀 연삭 후의 워크(W)에 대하여, 경사각만큼 척(3)을 경사지게 한 상태로, 거친 연삭, 중간 연삭 및 정밀 연삭 순으로 재가공하도록 구성되어 있다.

Description

가공 시스템
본 발명은 워크를 얇게 가공하는 가공 시스템에 관한 것이다.
반도체 제조 분야에서는, 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼(이하, 「워크」라고 한다)를 얇고 평탄하게 연삭하는 것으로서, 회전하는 연삭 숫돌의 연삭면을 워크에 밀착시켜 워크의 연삭을 행하는 연삭 장치가 알려져 있다.
특허문헌 1에는, 거친 연삭 가공 및 정밀 연삭 가공 순으로 워크를 가공하고, 보호 테이프 및 워크 이면의 세정을 행한 후에, 정전 용량 센서에 의하여 워크의 두께를 측정하는 장치가 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 2009-117648호
그런데, 워크를 정밀도 좋게 가공하기 위하여, 워크의 정밀 연삭을 일시정지하여, 워크의 두께 측정을 행하고, 그 측정 결과에 기초하여 동일 워크에 대하여 재차 정밀 연삭을 행하는 경우가 있다. 그렇지만, 요즘에는 숫돌의 입도(粒度)가 미세해지고 있어, 두께 측정 후에 정밀 연삭을 재개해도, 숫돌 날을 세우는 것이 불충분하여 숫돌이 잘 들지 않아, 재연삭 후의 워크의 형상이 불안정하게 되거나 표면이 탈 우려가 있었다.
그래서, 워크를 정밀도 좋게 가공하기 위하여 해결해야 할 기술적 과제가 생기는 것이며, 본 발명은 이 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 가공 시스템은, 사전 연삭 및 정밀 연삭 순으로 워크를 가공하는 가공 시스템으로서, 상기 워크를 유지하는 척의 회전축을 경사 가능한 틸트 장치와, 정밀 연삭 후의 상기 워크의 막 두께를 비접촉으로 측정하는 측정 장치와, 상기 측정 장치의 측정치에 기초하여 상기 정밀 연삭 후의 워크의 형상을 연산하고, 상기 정밀 연삭 후의 워크에서 최대 두께와 최소 두께의 차이가 작아지도록 상기 틸트 장치의 경사각을 산출하여, 상기 경사각만큼 상기 척을 경사지게 하는 제어 장치를 구비하고, 상기 정밀 연삭 후의 워크에 대하여, 상기 경사각만큼 상기 척을 경사지게 한 상태로, 사전 연삭 및 정밀 연삭 순으로 재가공한다.
이 구성에 의하면, 측정 장치가 1단계째의 가공을 끝낸 워크의 막 두께를 측정하고, 제어 장치가 1단계째의 가공 후의 워크의 형상으로부터 워크를 대략 평탄하게 가공 가능한 척의 회전축의 경사 각도를 산출하여, 이 경사 각도만큼 척의 회전축을 경사지게 한 상태로, 워크에 대하여 사전 연삭 및 정밀 연삭을 재차 행함으로써, 정밀 연삭 숫돌이 미세한 경우라도, 사전 연삭에 의해 정밀 연삭 숫돌날이 세워져 숫돌이 잘 드는 것이 유지되기 때문에, 워크를 효율 좋게 또한 고정밀도로 가공할 수 있다.
본 발명은 워크를 정밀도 좋게 가공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 형태에 따른 가공 시스템을 나타내는 평면도이다.
도 2는 워크 위에서의 측정 장치의 측정점의 위치 관계를 나타내는 모식도이다.
도 3은 워크에 대하여 1단계째의 가공을 행하는 모습을 나타내는 모식도이다.
도 4는 워크에 대하여 2단계째의 가공을 행하는 모습을 나타내는 모식도이다.
도 5는 2매째의 워크에 대하여 가공을 행하는 모습을 나타내는 모식도이다.
본 발명의 일실시 형태에 대하여 도면에 기초하여 설명한다. 또한 이하에서는, 구성 요소의 수, 수치, 양, 범위 등을 언급하는 경우, 특별히 명시한 경우 및 원리적으로 분명하게 특정 수로 한정되는 경우를 제외하고, 그 특정 수로 한정되지 않고, 특정 수 이상이라도 이하라도 상관없다.
또, 구성 요소 등의 형상, 위치 관계를 언급할 때는, 특별히 명시한 경우 및 원리적으로 분명하게 그렇지 않다고 생각되는 경우 등을 제외하고, 실질적으로 그 형상 등에 근사 또는 유사하는 것 등을 포함한다.
또, 도면은 특징을 알기 쉽게 하기 위하여 특징적인 부분을 확대하는 등 하여 과장되는 경우가 있어, 구성 요소의 치수 비율 등이 실제와 같다고는 할 수 없다. 또, 단면도에서는, 구성 요소의 단면 구조를 알기 쉽게 하기 위하여, 일부 구성 요소의 햇칭을 생략하는 경우가 있다.
도 1은 가공 시스템(1)의 기본적 구성을 나타내는 평면도이다. 가공 시스템(1)은 워크(W)에 대하여 복수의 연삭 공정을 연속하여 행하는 것이다. 또한 가공 시스템(1)은 연삭 가공 또는 연마 가공 중 어느 한쪽만을 행하는 것이어도 상관없다.
가공 시스템(1)에는 플랫폼 스테이지(ST1), 거친 연삭 스테이지(ST2), 중간 연삭 스테이지(ST3) 및 정밀 연삭 스테이지(ST4)의 4개의 스테이지가 설치되어 있다. 또한 정밀 연삭 스테이지(ST4)로부터 상류측으로 워크(W)를 순서대로 가공하는 스테이지(사전 연삭 스테이지)의 수는, 거친 연삭 스테이지(ST2) 및 중간 연삭 스테이지(ST3)의 2개로 한정되지 않고, 1 또는 3 이상이라도 상관없다.
가공 시스템(1)은 도 1의 지면(紙面)을 시계 방향으로 회동 가능한 인덱스 테이블(2)과, 인덱스 테이블(2)의 회전축(2a)을 중심으로 동심원상에서 등간격으로 이간하여 배치된 4개의 척(3)을 구비하고 있다. 인덱스 테이블(2)이 90°씩 스텝 회전함으로써, 척(3)은 플랫폼 스테이지(ST1), 거친 연삭 스테이지(ST2), 중간 연삭 스테이지(ST3), 정밀 연삭 스테이지(ST4) 순으로 이동 가능하다.
척(3)은 회전 테이블(31)의 상면에 알루미나 등의 다공질 재료로 이루어지는 후술의 흡착체(32)가 매설(埋設)되어 있다. 척(3)은 내부를 통과하여 표면에 연장되는 도시하지 않은 관로를 구비하고 있다. 관로는 도시하지 않은 로터리 조인트를 통하여 진공원, 압축 공기원 또는 급수원에 접속되어 있다. 진공원이 기동되면, 척(3)에 재치(載置)된 워크(W)가 척(3)에 흡착 유지된다. 또, 압축 공기원 또는 급수원이 기동되면, 워크(W)와 척(3)과의 흡착이 해제된다.
회전 테이블(31)은 도시하지 않은 척 스핀들에 접속되어 있다. 척 스핀들은 회전 테이블(31)에 수직인 회전축 주위로 회전 구동 가능하게 구성되어 있다. 또한 척(3)은 회전 테이블(31)을 경사 가능하며 공지의 구성으로 이루어지는 도시하지 않은 틸트 기구를 구비하고 있어도 상관없다.
플랫폼 스테이지(ST1)에서는, 연삭전의 워크(W)가 도시하지 않은 반송 암에 의하여 척(3) 위로 반송된다. 워크(W)에는 그 방향을 소정 방향으로 일치시키는 위치 결정이 미리 행해져 있다. 또, 연삭 후의 워크(W)가 반송 암에 의하여 척(3)으로부터 도시하지 않은 세정 장치로 반출된다.
거친 연삭 스테이지(ST2)에는 거친 연삭 장치(4)가 설치되어 있다. 거친 연삭 장치(4)는 도시하지 않은 거친 연삭 숫돌과, 거친 연삭 숫돌이 하단에 장착됨과 더불어 거친 연삭 숫돌을 회전 가능하게 지지하는 제 1 스핀들(41)과, 제 1 스핀들(41)을 연직 방향으로 승강시키는 제 1 스핀들 이송 기구(42)를 구비하고 있다.
거친 연삭 숫돌에는, 예를 들면 ＃8000의 컵형 숫돌이 이용된다. 제 1 스핀들 이송 기구(42)는 제 1 스핀들(41)의 이동 방향을 안내하는 2개의 리니어 가이드(43)와, 제 1 스핀들(41)을 승강시키는 볼 나사 슬라이더 기구(44)로 구성되어 있다.
또, 거친 연삭 장치(4)에는, 제 1 접촉식 두께 측정 장치(45)가 설치되어 있다. 제 1 접촉식 두께 측정 장치(45)는, 선단에 접촉자(接觸子)가 형성된 한 쌍의 검출 암(46, 47)을 구비하고 있다.
거친 연삭 가공 중에, 검출 암(46)의 접촉자가 워크(W)의 상면에 당접하고, 검출 암(47)의 접촉자가 척(3)의 상면에 당접함으로써, 검출 암(46, 47)의 각 접촉자가 검출하는 높이의 차분으로부터 워크(W)의 두께를 측정 가능하다. 또한 제 1 접촉식 두께 측정 장치(45)가 측정한 워크(W)의 두께에는, 워크(W)의 일면에 형성된 디바이스나 일면에 부착된 보호 테이프 등의 두께가 포함되어 있다.
중간 연삭 스테이지(ST3)에는 중간 연삭 장치(5)가 설치되어 있다. 중간 연삭 장치(5)는 도시하지 않은 중간 연삭 숫돌과, 중간 연삭 숫돌이 하단에 장착됨과 더불어 중간 연삭 숫돌을 회전 가능하게 지지하는 제 2 스핀들(51)과, 제 2 스핀들(51)을 연직 방향으로 승강시키는 제 2 스핀들 이송 기구(52)를 구비하고 있다.
중간 연삭 숫돌에는 예를 들면 ＃8000의 컵형 숫돌이 이용된다. 제 2 스핀들 이송 기구(52)는 제 2 스핀들(51)의 이동 방향을 안내하는 2개의 리니어 가이드(53)와 제 2 스핀들(51)을 승강시키는 볼 나사 슬라이더 기구(54)로 구성되어 있다.
또, 중간 연삭 장치(5)에는 제 2 접촉식 두께 측정 장치(55)가 설치되어 있다. 제 2 접촉식 두께 측정 장치(55)는, 선단에 접촉자가 설치된 한 쌍의 검출 암(56, 57)을 구비하고 있다.
중간 연삭 가공 중에, 검출 암(56)의 접촉자가 워크(W)의 상면에 당접하고, 검출 암(57)의 접촉자가 척(3)의 상면에 당접함으로써, 검출 암(56, 57)의 각 접촉자가 검출하는 높이의 차분으로부터 워크(W)의 두께를 측정 가능하다. 또한 제 2 접촉식 두께 측정 장치(55)가 측정한 워크(W)의 두께에는, 워크(W)의 일면에 형성된 디바이스나 이면에 부착된 보호 테이프 등의 두께가 포함되어 있다.
정밀 연삭 스테이지(ST4)에는 정밀 연삭 장치(6)가 설치되어 있다. 정밀 연삭 장치(6)는 정밀 연삭 숫돌(61)과, 정밀 연삭 숫돌(61)이 하단에 장착됨과 더불어 정밀 연삭 숫돌(61)을 회전 가능하게 지지하는 제 3 스핀들(62)과, 제 3 스핀들(62)을 연직 방향으로 승강시키는 도시하지 않은 제 3 스핀들 이송 기구를 구비하고 있다.
정밀 연삭 숫돌(61)은 예를 들면 ＃8000의 컵형 숫돌이다. 또, 정밀 연삭 스테이지(ST4)에는, 후술하는 비접촉식 두께 측정 장치(63)가 설치되어 있다. 비접촉식 두께 측정 장치(63)는 정밀 연삭 중에 워크(W)의 두께(막 두께)를 측정한다.
가공 시스템(1)에는 막 두께 측정 장치(7)가 설치되어 있다. 막 두께 측정 장치(7)는 워크(W)의 두께(막 두께)를 비접촉으로 측정한다. 또한 막 두께 측정 장치(7)가 측정한 워크(W)의 막 두께에는, 워크(W)의 일면에 형성된 디바이스나 일면에 부착된 보호 테이프 등의 두께는 포함되지 않는다. 막 두께 측정 장치(7)는 예를 들면, 분광 간섭식의 막 두께 측정기이다.
막 두께 측정 장치(7)는, 가공 시스템(1) 내에 가설된 프레임(1a)에 고정되고, 인덱스 테이블(2)의 상방에 설치되어 있다. 막 두께 측정 장치(7)가 워크(W)의 막 두께를 측정하는 측정점은, 평면에서 보아 척(3)의 중심축의 회전 궤도(O) 위에 설정되어 있다.
도 2는 워크(W) 위에 있어서의 막 두께 측정 장치(7)의 측정점의 위치 관계를 나타내는 모식도이다. 또한 도 2에서는, 인덱스 테이블(2)의 회전수를 20deg/s, 척(3)의 회전수를 400rpm, 막 두께 측정 장치(7)의 샘플링 주기를 4msec로 설정했을 경우의 막 두께 측정 장치(7)의 측정점의 위치 관계를 예시하고 있다. 워크(W)는 막 두께 측정 장치(7)의 바로 아래를 회전하면서 통과하기 때문에, 막 두께 측정 장치(7)의 측정점의 궤적은, 워크(W)의 중심을 포함하여 워크(W) 전면에 펼쳐진다. 또한 막 두께 측정 장치(7)의 측정점의 궤적은 인덱스 테이블(2)의 회전수, 척(3)의 회전수, 막 두께 측정 장치(7)의 샘플링 주기에 따라 적당히 변경 가능하다.
막 두께 측정 장치(7)는 인덱스 테이블(2)의 회전 방향에 있어서, 정밀 연삭 스테이지(ST4)의 상류측 및 하류측에 각각 1대씩 설치되어 있다. 이것은 가공 후의 워크(W)를 정밀 연삭 스테이지(ST4)로부터 플랫폼 스테이지(ST1)로 이송할 때에, 인덱스 테이블(2)의 회전 기구의 관계상, 인덱스 테이블(2)이 도 1 지면상에서 시계 방향으로 회전하는 경우와 반시계 방향으로 회전하는 경우가 있어, 인덱스 테이블(2)의 각 회전방향으로 대응하기 위하여, 막 두께 측정 장치(7)가 정밀 연삭 스테이지(ST4)의 상류측 및 하류측에 각각 1대씩 설치되어 있다.
가공 시스템(1)의 동작은 제어 장치(8)에 의하여 제어된다. 제어 장치(8)는 가공 시스템(1)을 구성하는 구성 요소를 각각 제어하는 것이다. 제어 장치(8)는 예를 들면, CPU, 메모리 등에 의해 구성된다. 또한 제어 장치(8)의 기능은 소프트웨어를 이용하여 제어함으로써 실현되어도 좋고, 하드웨어를 이용하여 동작함으로써 실현되어도 좋다.
다음으로, 동일 척으로 2매의 워크(W)를 순서대로 가공하는 순서에 대하여 설명한다. 이하, 2매의 워크(W)를 구별하는 경우에는, 부호(W1, W2)를 교부하여 구별한다.
＜1매째의 워크(1단계째의 가공)＞
플랫폼 스테이지(ST1)에서, 워크(W1)가 척(3) 위에 재치된다. 그리고, 진공원이 기동되면, 워크(W1)와 척(3)과의 사이에 부압이 공급되어, 워크(W1)가 척(3)에 흡착 유지된다.
다음으로, 인덱스 테이블(2)이 회전하여, 척(3)이 거친 연삭 스테이지(ST2)를 향하여 이동한다.
척(3)이 거친 연삭 스테이지(ST2)로 이동하여, 워크(W1)에 대한 거친 연삭 가공이 행해진다. 거친 연삭 가공에서는, 거친 연삭 숫돌 및 척(3)을 각각 회전시킨 상태로, 거친 연삭 숫돌의 연삭면을 워크(W1)에 밀착시키고, 워크(W1)의 거친 연삭을 행한다. 제 1 접촉식 두께 측정 장치(45)의 측정치가 원하는 두께에 이르면, 거친 연삭 장치(4)는 거친 연삭 숫돌 및 척(3)의 회전을 정지시켜, 거친 연삭 숫돌을 상방으로 퇴피시키고, 거친 연삭을 종료한다.
다음으로, 인덱스 테이블(2)이 회전하여, 척(3)이 중간 연삭 스테이지(ST3)를 향하여 이동한다. 중간 연삭 스테이지(ST3)에서는, 워크(W1)에 대한 중간 연삭 가공이 행해진다. 중간 연삭 가공에서는, 중간 연삭 숫돌 및 척(3)을 각각 회전시킨 상태로, 중간 연삭 숫돌의 연삭면을 워크(W1)에 밀착시키고, 워크(W1)의 중간 연삭을 행한다. 제 2 접촉식 두께 측정 장치(55)의 측정치가 원하는 두께에 이르면, 중간 연삭 장치(5)는 중간 연삭 숫돌 및 척(3)의 회전을 정지시켜, 중간 연삭 숫돌을 상방으로 퇴피시키고, 중간 연삭을 종료한다.
다음으로, 인덱스 테이블(2)이 회전하여, 척(3)이 정밀 연삭 스테이지(ST4)를 향하여 이동한다. 정밀 연삭 스테이지(ST4)에서는, 워크(W1)에 대한 정밀 연삭 가공이 행해진다. 구체적으로는, 도 3(a)∼(c)에 나타내는 바와 같이 정밀 연삭 가공에서는, 정밀 연삭 숫돌(61) 및 척(3)을 각각 회전시킨 상태로, 정밀 연삭 숫돌(61)의 연삭면을 워크(W1)에 밀착시키고, 워크(W1)의 정밀 연삭을 행한다. 비접촉식 두께 측정 장치(63)의 측정치가 원하는 두께에 이르면, 정밀 연삭 장치(6)는 정밀 연삭 숫돌(61) 및 척(3)의 회전을 정지시켜, 정밀 연삭 숫돌(61)을 상방으로 퇴피시키고, 정밀 연삭을 종료한다. 또한 정밀 연삭을 종료하는 비접촉식 두께 측정 장치(63)의 측정치는, 최종 목표 두께에 소정의 오프셋 두께를 더한 것으로 설정된다.
다음으로, 인덱스 테이블(2)이 회전하여, 척(3)이 플랫폼 스테이지(ST1)를 향하여 이동할 때에, 도 3(d)에 나타내는 바와 같이 막 두께 측정 장치(7)가, 워크(W)의 전면에 걸친 복수의 측정점에서의 워크(W1)의 막 두께를 측정한다. 워크(W1) 위의 막 두께 측정 장치(7)의 측정점은, 예를 들면 200점으로 설정된다. 측정점이 평면에서 보아 척(3)의 중심축의 회전 궤도(O) 위에 설정되어 있는 막 두께 측정 장치(7)는 워크(W1)가 척(3)의 중심축 주위로 자전하는 워크(W1)가 플랫폼 스테이지(ST1)로 돌아오는 도중에, 워크(W1)의 연삭 가공의 스루풋(throughput)을 저하시키지 않고, 워크(W1)의 막 두께 측정을 행할 수 있다.
다음으로, 제어 장치(8)는 막 두께 측정 장치(7)의 측정치에 기초하여, 정밀 연삭 가공 후의 워크(W1)의 형상을 연산한다. 예를 들면, 도 3(d)에 도시된 워크(W1)는 둘레 가장자리가 중앙보다 두꺼운 가운데가 오목한 형상이다. 제어 장치(8)는 1매째에 가공한 워크(W1)에 있어서 막 두께의 최대치 및 최소치의 차이가 작아지도록 틸트 기구의 경사각을 산출한다. 또한 워크(W1)의 형상과 틸트 기구의 경사각과의 관계에 대해서는, 실험 등에 의해 미리 설정되어 있다.
＜1매째의 워크(2단계째의 가공)＞
다음으로, 정밀 연삭 후의 워크(W1)에 대하여, 재차 거친 연삭, 중간 연삭 및 정밀 연삭을 행한다.
구체적으로는, 정밀 연삭 후의 워크(W1)를 유지하는 척(3)이, 상술한 1단계째의 가공과 마찬가지로, 거친 연삭 스테이지(ST2), 중간 연삭 스테이지(ST3) 및 정밀 연삭 스테이지(ST4) 순으로 이동하고, 정밀 연삭 후의 워크(W1)에 대하여 거친 연삭 가공, 중간 연삭 가공 및 정밀 연삭 가공이 순서대로 행해진다.
거친 연삭 스테이지(ST2), 중간 연삭 스테이지(ST3) 및 정밀 연삭 스테이지(ST4)에 있어서의 정밀 연삭 후의 워크(W1)에 대한 2단계째의 가공에서는, 도 4(a), 도 4(b)에 나타내는 바와 같이 척(3)의 회전축(3a)은 워크(W1)의 1단계째의 정밀 연삭 후의 형상에 기초하여 산출된 틸트 기구의 경사각만큼 경사된 상태로, 거친 연삭, 중간 연삭 및 정밀 연삭이 행해진다.
그리고, 도 4(c)에 나타내는 바와 같이 비접촉식 두께 측정 장치(63)의 측정치가 원하는 두께에 이르면, 정밀 연삭을 종료한다. 또한 정밀 연삭을 종료하는 비접촉식 두께 측정 장치(63)의 측정치는, 최종 목표 두께로 설정된다.
다음으로, 인덱스 테이블(2)이 회전하여, 척(3)이 플랫폼 스테이지(ST1)를 향하여 이동할 때에, 도 4(d)에 나타내는 바와 같이 막 두께 측정 장치(7)가 워크(W1)의 전면에 걸친 복수의 측정점에서의 막 두께를 측정한다.
그리고, 제어 장치(8)는 막 두께 측정 장치(7)의 측정치에 기초하여, 정밀 연삭 후의 워크(W1)의 형상을 연산한다. 예를 들면, 도 4(d)에 도시된 워크(W1)는 최대 두께와 최소 두께의 차이가 1단계째의 정밀 연삭 후의 워크(W1)보다 작고 대략 평탄하게 형성되어 있다. 또한, 제어 장치(8)는 2단계째의 가공 후의 워크(W1)에 있어서 막 두께의 최대치 및 최소치의 차이가 작아지도록 틸트 기구의 경사각을 산출한다.
이와 같이 하여, 정밀 연삭 숫돌(61)의 표면 조도가 종래의 값(약 10∼13nm)보다 미세한 값(약 3∼4nm)으로 설정되었을 경우에, 종래와 같이 1단계째의 가공 후의 워크(W1)에 대하여, 정밀 연삭 숫돌(61)로 2단계째의 가공을 행하는 경우, 정밀 연삭 숫돌(61)이 잘 들지 않아, 2단계째의 가공 후의 워크(W1)의 형상이 불안정하게 되거나 표면이 탈 우려가 있지만, 1단계째의 가공 후의 워크(W1)에 대하여, 거친 연삭, 중간 연삭 및 정밀 연삭 순으로 2단계째의 가공을 행함으로써, 정밀 연삭 숫돌(61) 날이 세워져 숫돌이 잘 드는 것이 유지되기 때문에, 워크(W1)를 안정하게 가공할 수 있다.
그리고, 플랫폼 스테이지(ST1)에서, 워크(W1)와 척(3)과의 사이에 흡착 유지가 해제되어, 워크(W1)가 척(3)으로부터 세정 장치로 이송된다.
＜2매째의 워크＞
다음으로, 1매째의 워크(W1)와 동일한 척(3)에 2매째의 워크(W2)가 흡착 유지되어, 상술한 1매째의 워크(W1)에 대한 거친 연삭 가공, 중간 연삭 가공과 마찬가지로 하여 2매째의 워크(W2)에 대하여 거친 연삭 가공, 중간 연삭 가공이 행해진다. 또한 거친 연삭 스테이지(ST2) 및 중간 연삭 스테이지(ST3)에서는, 척(3)의 회전축(3a)의 경사 각도는, 1매째의 워크(W1)를 가공했을 때와 대략 동일하게 설정되어 있다.
그 후, 인덱스 테이블(2)이 회전하여, 척(3)이 정밀 연삭 스테이지(ST4)를 향하여 이동한다. 정밀 연삭 스테이지(ST4)에서는, 워크(W1)에 대한 정밀 연삭 가공이 행해진다.
구체적으로는, 도 5(a)에 나타내는 바와 같이 우선, 2단계째의 연삭 후의 워크(W1) 형상에 기초하여 산출된 틸트 기구의 경사각만큼 척(3)의 회전축(3a)을 경사지게 한다. 즉, 워크(W)의 대강의 형상이 정해지는 거친 연삭 스테이지(ST2) 및 중간 연삭 스테이지(ST3)에서는, 워크(W)에 대하여 척(3)의 회전축(3a)의 경사 각도는 대략 동일하게 설정된 상태로 가공을 실시하는 것에 대하여, 워크(W)의 미세한 형상이 정해지는 정밀 연삭 스테이지(ST4)에서는, 2매째의 워크(W2)를 가공할 때에, 1매째의 워크(W1)의 가공 결과를 고려한 척(3)의 회전축(3a)의 경사 각도로 설정된다.
다음으로, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이 정밀 연삭 숫돌(61) 및 척(3)을 각각 회전시킨 상태로, 정밀 연삭 숫돌(61)의 연삭면을 워크(W2)에 밀착시키고, 워크(W2)의 정밀 연삭을 행한다.
그리고, 비접촉식 두께 측정 장치(63)의 측정치가 원하는 두께에 이르면, 도 5(c)에 나타내는 바와 같이 정밀 연삭 장치(6)는, 정밀 연삭 숫돌(61) 및 척(3)의 회전을 정지시켜, 정밀 연삭 숫돌(61)을 상방으로 퇴피시키고, 정밀 연삭을 종료한다.
이와 같이 하여, 막 두께 측정 장치(7)가 동일한 척(3)으로 연속하여 가공되는 워크(W1, 2)에 대하여, 선행하여 가공된 워크(W1)의 막 두께를 가공 후에 신속하게 측정하고, 제어 장치(8)가 워크(W1)의 형상으로부터 워크(W1)를 대략 평탄하게 가공 가능한 척(3)의 회전축(3a)의 경사 각도를 산출하여, 정밀 연삭 장치(6)가 이 경사 각도만큼 척(3)의 회전축(3a)을 경사지게 한 상태로, 워크(W2)를 정밀 연삭함으로써, 워크(W1)의 가공 결과를 근거로 하여 워크(W2) 효율 좋게 또한 고정밀도로 가공할 수 있다.
또한, 워크(W)의 대강의 형상이 정해지는 거친 연삭 스테이지(ST2) 및 중간 연삭 스테이지(ST3)에서는, 어느 워크(W)에 대해서도 같은 조건으로 가공을 행하며, 워크(W)의 미세한 형상을 정하는 정밀 연삭 스테이지(ST4)에서는, 선행하여 가공된 워크(W)의 형상을 고려하여, 그 후에 가공되는 워크(W)를 경사지게 한 상태로 정밀 연삭하기 때문에, 복수의 워크(W)를 안정하여 고정밀도로 가공할 수 있다.
다음으로, 인덱스 테이블(2)이 회전하여, 척(3)이 플랫폼 스테이지(ST1)를 향하여 이동할 때에, 도 5(d)에 나타내는 바와 같이 막 두께 측정 장치(7)가 워크(W2)의 전면에 걸친 복수의 측정점에서의 워크(W2)의 막 두께를 측정한다. 워크(W2) 위의 막 두께 측정 장치(7)의 측정점은 예를 들면 200점으로 설정된다.
그리고, 제어 장치(8)는 막 두께 측정 장치(7)의 측정치에 기초하여, 정밀 연삭 가공 후의 워크(W2)의 형상을 연산한다. 예를 들면, 도 5(d)에 도시된 워크(W2)는 최대 두께와 최소 두께의 차이가 워크(W1)보다 작고 대략 평탄하게 형성되어 있다.
이하, 필요에 따라서, 3매째 이후의 워크(W)에 대해서도 마찬가지로, 동일한 척(3)으로 바로 옆에 가공된 워크(W)의 형상에 기초하여, 바로 옆에 가공된 워크(W)에서 최대 두께와 최소 두께의 차이가 작아지도록 가공 가능한 척(3)의 회전축(3a)의 경사 각도를 산출하여, 그 경사 각도만큼 척(3)의 회전축(3a)을 경사지게 한 상태로 직후의 워크(W)의 연삭을 행한다.
이와 같이 하여, 본 발명에 따른 가공 시스템(1)은 거친 연삭, 중간 연삭 및 정밀 연삭 순으로 워크(W)를 가공하는 가공 시스템(1)으로서, 워크(W)를 유지하는 척(3)의 회전축(3a)을 경사 가능한 틸트 장치와, 정밀 연삭 후의 워크(W)의 막 두께를 비접촉으로 측정하는 막 두께 측정 장치(7)와, 막 두께 측정 장치(7)의 측정치에 기초하여 정밀 연삭 후의 워크(W)의 형상을 연산하고, 정밀 연삭 후의 워크(W)에서 최대 두께와 최소 두께의 차이가 작아지도록 틸트 장치의 경사각을 산출하여, 경사각만큼 척(3)을 경사지게 하는 제어 장치(8)를 구비하고, 정밀 연삭 후의 워크(W)에 대하여, 경사각만큼 척(3)을 경사지게 한 상태로, 거친 연삭, 중간 연삭 및 정밀 연삭 순으로 재가공하도록 구성되어 있다.
이 구성에 의해, 막 두께 측정 장치(7)가 1단계째의 가공을 종료한 워크(W1)의 막 두께를 신속하게 측정하고, 제어 장치(8)가 워크(W1)의 형상으로부터 워크(W1)를 대략 평탄하게 가공 가능한 척(3)의 회전축(3a)의 경사 각도를 산출하여, 이 경사 각도만큼 척(3)의 회전축(3a)을 경사지게 한 상태로, 워크(W1)에 대하여 거친 연삭, 중간 연삭 및 정밀 연삭을 재차 행함으로써, 정밀 연삭 장치(6)의 숫돌이 미세한 경우라도, 거친 연삭 및 중간 연삭을 거침으로써 정밀 연삭 숫돌(61)이 잘 드는 것이 유지되기 때문에, 워크(W1)를 효율 좋고 또한 고정밀도로 가공할 수 있다.
또한, 동일한 워크(W1)에 대하여, 2단계에서 가공을 행함으로써, 1단계째의 막 두께 측정시에는, 연삭시의 가공열에 의한 척(3) 등의 열팽창이나 열수축이 수렴되지 않을 우려가 있는 것에 대하여, 2단계째의 막 두께 측정시에는, 연삭시의 가공열에 의한 척(3) 등의 열팽창이나 열수축이 수렴되고 있어, 워크(W1)의 형상을 정밀도 좋게 연산할 수 있다.
또, 본 발명에 따른 가공 시스템(1)은 척(3)을 궤도(O) 위에서 회전 이동시키는 인덱스 테이블(2)을 더 구비하여, 막 두께 측정 장치(7)는, 평면에서 보아 궤도(O) 위에 설치되도록 구성되어 있다.
이 구성에 의해, 막 두께 측정 장치(7)의 측정점이, 평면에서 보아 인덱스 테이블(2)의 궤도(O) 위에 설정되어 있음으로써, 워크(W)의 연삭 가공의 스루풋을 저하시키지 않고, 워크(W)의 막 두께 측정을 행할 수 있다.
또, 본 발명은, 본 발명의 정신을 일탈하지 않는 한, 상기 이외에도 여러 가지 개변을 할 수 있고, 그리고, 본 발명이 상기 개변된 것에 이르는 것은 당연하다.
1：가공 시스템
2：인덱스 테이블
2a：(인덱스 테이블(2)의) 회전축
3：척
3a：(척의) 회전축
31：회전 테이블
32：흡착체
4：거친 연삭 장치
41：제 1 스핀들
42：제 1 스핀들 이송 기구
43：(거친 연삭 장치의) 리니어 가이드
44：(거친 연삭 장치의) 볼 나사 슬라이더 기구
45：제 1 접촉식 두께 측정 장치
46, 47：검출 암
5：중간 연삭 장치
51：제 2 스핀들
52：제 2 스핀들 이송 기구
53：(중간 연삭 장치의) 리니어 가이드
54：(중간 연삭 장치의) 볼 나사 슬라이더 기구
55：제 2 접촉식 두께 측정 장치
56, 57：검출 암
6：정밀 연삭 장치
61：정밀 연삭 숫돌
62：제 3 스핀들
63：비접촉식 두께 측정 장치
7：막 두께 측정 장치
8：제어 장치
ST1：플랫폼 스테이지
ST2：거친 연삭 스테이지
ST3：중간 연삭 스테이지
ST4：정밀 연삭 스테이지
W, W1, W2：워크

Claims (2)

  1. 사전 연삭 및 정밀 연삭 순으로 워크를 가공하는 가공 시스템으로서,
    상기 워크를 유지하는 척의 회전축을 경사 가능한 틸트 장치와,
    정밀 연삭 후의 상기 워크의 막 두께를 비접촉으로 측정하는 측정 장치와,
    상기 측정 장치의 측정치에 기초하여 상기 정밀 연삭 후의 워크의 형상을 연산하고, 상기 정밀 연삭 후의 워크에서 최대 두께와 최소 두께의 차이가 작아지도록 상기 틸트 장치의 경사각을 산출하여, 상기 경사각만큼 상기 척을 경사지게 하는 제어 장치를 구비하고,
    상기 정밀 연삭 후의 워크에 대하여, 상기 경사각만큼 상기 척을 경사지게 한 상태로, 사전 연삭 및 정밀 연삭 순으로 재가공하는 것을 특징으로 하는 가공 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 척을 소정 궤도 위에서 회전 이동시키는 인덱스 테이블을 더 구비하고,
    상기 측정 장치는 평면에서 보아 상기 궤도 위에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가공 시스템.
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