JP5914062B2 - 板状ワークの保持解除方法及び加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、保持テーブルに保持された板状ワークの保持状態を解除する方法及びその解除機能を有する加工装置に関する。

保持テーブルに吸引保持された板状ワークを搬出するときには、保持テーブルが板状ワークの下面を吸引保持した状態で搬出手段の吸引パッドをウエーハの上面に接触させて吸引動作をさせた後、保持テーブルにおける吸引動作を停止するとともに保持テーブルからエア等の流体を一定時間噴出させて保持テーブルにおける吸引保持力を開放する。そして、板状ワークを吸引保持した搬出手段を保持テーブルから離間させることで、板状ワークを保持テーブルから搬出している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−１２５９００号公報

しかし、流体を一定時間噴出しても、保持テーブルの吸引保持力が完全に開放されず、搬出手段によって板状ワークを円滑に搬出できないことがあった。本発明者は、研究の結果、保持テーブルにおける吸引保持力開放のための流体の噴出時間は、搬出手段の保持パッドの大きさや板状ワークの仕上がり厚さ等の影響を受けることを見出した。

本発明は、このような事情の下でなされたもので、保持テーブルに吸引保持された板状ワークを搬出する場合において、搬出手段の保持パッドの大きさや板状ワークの厚さの違いにかかわらず、保持テーブルの吸引保持力を確実に開放できるようにすることを課題とする。

第一の発明は、板状ワークを吸引保持する保持テーブルの保持面から流体を噴出させて保持面から板状ワークを離間させる板状ワーク保持解除方法に関し、保持テーブルは、保持面に連通する第１の配管と、第１の配管に連結され保持面と吸引源とを連通させる吸引配管と、吸引配管に配設され開閉する吸引バルブと、第１の配管に連結され保持面と流体供給源とを連通させる供給配管と、供給配管に配設され開閉する供給バルブと、第１の配管内の圧力を監視する圧力計とを備えており、吸引バルブを閉じるとともに供給バルブを開いて保持面における板状ワークの吸引保持を解除する場合において、圧力計によって計測された圧力が、負圧から正圧に昇圧した後、板状ワークが保持面から浮くことにより第１の配管が大気に開放されて負圧側に変化したことを認識することによって、保持面から板状ワークが離れたことを認識することを特徴とする。

第二の発明は、板状ワークの下面を吸引保持する保持面を有する保持テーブルと、保持テーブルに保持された板状ワークを加工する加工手段と、保持テーブルから板状ワークを搬出する搬出手段とを含む加工装置に関し、保持テーブルは、保持面に連通する第１の配管と、第１の配管に連結され保持面と吸引源とを連通させる吸引配管と、吸引配管に配設され開閉する吸引バルブと、第１の配管に連結され保持面と流体供給源とを連通させる供給配管と、供給配管に配設され開閉する供給バルブと、第１の配管内の圧力を監視する圧力計と、圧力計の計測値が、負圧から正圧に昇圧した後、板状ワークが保持面から浮くことにより第１の配管が大気に開放されて負圧側に変化したことを認識する認識部とを備え、搬出手段は、保持テーブルに保持された板状ワークを保持する搬出保持部を備え、搬出保持部が保持テーブルに接近可能であるとともに保持テーブルから離間可能に構成され、搬出保持部を保持テーブルに接近させて保持テーブルが保持する板状ワークを保持可能な位置に待機させ、吸引バルブを閉じるとともに供給バルブを開いて保持面における吸引保持を解除する場合において、認識部によって保持面から板状ワークが離れたことが認識されると、搬出保持部が板状ワークを保持して保持テーブルから離間し、保持テーブルから板状ワークの搬出を行う。

第一の発明では、吸引バルブを閉じるとともに供給バルブを開いて保持面における板状ワークの吸引保持を解除する場合において、圧力計によって計測された圧力が負圧から正圧に昇圧した後に負圧側に変化したことを認識することによって、保持面から板状ワークが離れたことを認識するため、板状ワークの仕上がり厚さ等に関係なく、どのような板状ワークであっても、保持面から離れたことを確実に認識することができる。

第二の発明では、保持テーブルの保持面に連通する第１の配管の圧力を監視する圧力計と、圧力計の計測値が負圧から正圧に昇圧した後に負圧側に変化したことを認識する認識部とを備えたため、かかる圧力の変化を認識部が認識してから搬出保持部が板状ワークを保持して保持テーブルから離間することで、板状ワークを確実に搬出することができる。

保持テーブルの構成を示す断面図である。 保持テーブルにおいて板状ワークを吸引保持した状態を示す断面図である。 保持テーブルにおいて板状ワークを吸引保持した後に吸引を解除する場合における圧力計の計測値の変化を示すグラフである。 保持テーブルの保持面から流体を噴出する状態を示す断面図である。 保持テーブルの保持面から板状ワークが離れた状態を示す断面図である。 加工装置の構成の一例を示す断面図である。 加工装置の保持テーブルにおいて板状ワークを吸引保持した状態を示す断面図である。 加工装置の保持テーブルの保持面から流体を噴出する状態を示す断面図である。 加工装置の保持テーブルの保持面から板状ワークが離れた状態を示す断面図である。 搬出手段によって加工装置の保持テーブルから板状ワークを搬出する状態を示す断面図である。 搬出手段の別の例を示す正面図である。

図１に示す保持テーブル１は、例えば半導体ウェーハなどの板状ワークに対して研削等の加工を施す際に、板状ワークを吸引保持するテーブルであり、多孔質部材等によって構成される保持部材１０を上部に備えている。保持部材１０の上面は、板状ワークを吸引保持する保持面１０ａとなっている。

保持部材１０は枠体１１によって支持されており、枠体１１の内部には、保持部材１０に連通するエア流路１２が形成されている。エア流路１２には、第１の配管１３が連結されており、保持面１０ａは、保持部材１０及びエア流路１２を介して第１の配管１３に連通している。

第１の配管１３は、吸引配管１４と供給配管１５とに分岐しており、第１の配管１３と吸引配管１４とが連結され、第１の配管１３と供給配管１５とが連結されている。吸引配管１４は、開閉する吸引バルブ１６を介して吸引源１７に連通可能となっており、吸引バルブ１６が開放された状態では、保持面１０ａと吸引源１７とが連通する。一方、供給配管１５は、開閉する供給バルブ１８を介して流体供給源１９に連通可能となっており、供給バルブ１８が開放された状態では、保持面１０ａと流体供給源１９とが連通する。流体供給源１９には、水やエア等の流体が蓄えられている。

第１の配管１３には、第１の配管１３内の圧力を監視する圧力計２０が連結されている。また、圧力計２０には、圧力計２０の計測値が負圧から正圧に昇圧した後に負圧側に変化したことを認識する機能を有する認識部２１が連結されている。

このように構成される保持テーブル１においては、図２に示すように、保持面１０ａにおいて板状ワークＷの下面Ｗ１側が載置され、吸引バルブ１６を開放するとともに供給バルブ１７を閉鎖することで、板状ワークＷの下面Ｗ１が保持面１０ａにおいて吸引保持される。

こうして板状ワークＷの下面Ｗ１が保持面１０ａにおいて吸引保持された状態から、その吸引保持を解除する場合は、第１の配管１３内の圧力の圧力計２０による計測値が図３のシーケンスに従って変化するように、吸引バルブ１６及び供給バルブ１８を制御する。

図３における吸引フェーズ（１）では、吸引バルブ１６を開放するとともに供給バルブ１８を閉鎖することにより圧力値を負圧としており、この状態では、図２に示したように、板状ワークＷが保持面において吸引保持されている。

次に、図４に示すように、吸引バルブ１６を閉鎖するとともに供給バルブ１８を開放すると、図３に示すように、圧力が上昇を開始する圧力上昇開始フェーズ（２）に移行する。このフェーズが開始されると、圧力が徐々に上昇していき、圧力が０になるまでは、板状ワークＷが保持面１０ａに吸引された状態が続く。

吸引バルブ１６を閉鎖するとともに供給バルブ１８を開放した状態を続けると、やがて圧力が正圧となり、流体供給源１９から供給される流体が保持面１０ａから噴出し、図５に示すように、その圧力によって板状ワークＷが保持面１０ａから若干浮いた状態となる。なお、図５においては、板状ワークＷが浮いた状態を誇張して図示している。

こうして板状ワークＷが浮くと、保持面１０ａを覆うものがなくなり、第１の配管１３が大気に開放されるため、図３における圧力降下フェーズ（３）において、圧力が降下して０に戻ろうとする。認識部２１は、圧力降下フェーズ（３）に移行したこと、すなわち、圧力計２０によって計測された圧力が負圧から正圧に昇圧した後に負圧側に変化したことを認識すると、板状ワークＷが保持面１０ａから離間したことを認識する。こうして板状ワークＷが保持面１０ａから離れると、板状ワークＷを搬送等することが可能となる。板状ワークＷが保持面１０ａから離れると、第１の配管１３が大気に開放されているため、圧力が０である状態を維持する開放フェーズ（４）に移行する。

このように、吸引バルブ１６を閉じるとともに供給バルブ１８を開いて保持面１０ａにおける板状ワークＷの吸引保持を解除する場合は、圧力計２０によって計測された圧力が負圧から正圧に昇圧した後に負圧側に変化したことを認識部２１が認識するため、板状ワークＷの仕上がり厚さ等に関係なく、どのような板状ワークであっても、保持面１０ａから離れたことを確実に認識することができる。

図６に示す研削装置３は、図１、２、４及び５に示した保持テーブル１を搭載した加工装置の一例であり、研削対象の板状ワークを保持する保持テーブル１と、保持テーブル１に保持された板状ワークを研削加工する加工手段４と、保持テーブル１から板状ワークＷを搬出する搬出手段５とを備えている。なお、保持テーブル１は、図１、２、４及び５に示したものと同様に構成されるため、図６以降の図では図１等と同一の符号を付し、詳細な説明は省略することとする。

図６に示す加工手段４は、回転軸４０の下端に形成されたマウント４１の下部に研削ホイール４２が装着されて構成されている。研削ホイール４２は、リング状に形成された基台４２０と、基台４２０の下面に固着された複数の研削砥石４２１とから構成されている。加工手段４は、回転軸４０を中心として回転可能であるとともに、昇降可能となっている。

搬出手段５は、図示しない吸引源に連通し多孔質部材により形成された吸引パッドからなる搬出保持部５０を備えている。搬出保持部５０は、保持テーブル１に保持された板状ワークの全面又は板状ワークの中心部を吸引保持することができる。

搬出保持部５０は、枠体５１によって支持されており、枠体５１は、アーム部５２に固定されている。アーム部５２は、上下軸５３の沿って昇降可能であり、アーム部５２の昇降によって搬出保持部５０が昇降することにより、搬出保持部５０が保持テーブル１に接近可能であるとともに保持テーブル１から離間可能となっている。

下面Ｗ１が保持テーブル１に保持された板状ワークＷは、保持テーブル１が加工手段４の直下に移動し、図６に示した加工手段４が回転しながら研削砥石４２１が板状ワークＷの上面Ｗ２に接触することにより研削加工される。このとき、吸引バルブ１６は開放され、供給バルブ１８は閉鎖されている。

研削加工終了後は、吸引バルブ１６及び供給バルブ１８の状態を維持したまま、保持テーブル１を搬出手段５の下方に移動させるとともに、上下軸５３に沿って搬出保持部５０を下降させて保持テーブル１に接近させ、図７に示すように、板状ワークＷを保持可能な位置、すなわち板状ワークＷの上方に搬出保持部５０を待機させる。

次に、図８に示すように、吸引バルブ１６を閉じるとともに供給バルブ１８を開くことにより、保持面１０ａにおける板状ワークＷの吸引保持を解除する。そうすると、図３に示した圧力上昇開始フェーズ（２）に移行し、圧力が徐々に上昇していく。その後、圧力降下フェーズ（３）に移行し、図９に示すように保持面１０ａから板状ワークＷが離れ、そのことを認識部２１が認識すると、図１０に示すように、搬出保持部５０が板状ワークＷを吸引保持して保持テーブル１０から離間させる。そして、搬出保持部５０がさらに上昇し、保持テーブル１から板状ワークＷを搬出する。

このように、研削装置３には、保持テーブル１の保持面１０ａに連通する第１の配管１３の圧力を監視する圧力計２０と、圧力計２０の計測値が負圧から正圧に昇圧した後に負圧側に変化したことを認識する認識部２１とを備えたため、かかる圧力の変化を認識部２１が認識してから搬出保持部５０が板状ワークＷを保持して保持テーブル１から離間することで、板状ワークＷを確実に保持して搬出することができる。

なお、本実施形態では、研削装置３を例に挙げて説明したが、研削装置３以外の加工装置に本発明を適用することができる。

上記実施形態における搬出手段５を構成する搬出保持部５０は、板状ワークの全面又は板状ワークの中心部を吸引保持する構成としたが、例えば図１１に示す搬出手段６のように、板状ワークの外周部をクランプするエッジクランプ部６０によって板状ワークを保持するようにしてもよい。

このエッジクランプ部６０は、複数個、例えば３個のガイドローラ６１を円弧状に配設するとともに、それぞれのガイドローラ６１を、円形状の板状ワークの周縁部において半径方向に移動自在に搬送アーム６２の下部に搭載している。

複数のガイドローラ６１は、それぞれが、１つの円錐台形状の部材と円錐台形状を逆さまにしたもう１つの部材とを上下にはり合わせた形状とし、側部に凹部６１０を形成し、凹部６１０において板状ワークＷのエッジＷｅを点接触状態でクランプ可能に構成されている。かかる構成により、板状ワークＷを、その上面及び下面に接触することなく保持して搬送することができる。

１：保持テーブル
１０：保持部材 １０ａ：保持面
１１：枠体 １２：エア流路 １３：第１の配管 １４：吸引配管 １５：供給配管
１６：吸引バルブ １７：吸引源 １８：供給バルブ １９：流体供給源
２０：圧力計 ２１：認識部
３：研削装置
４：加工手段
４０：回転軸 ４１：マウント
４２：研削ホイール ４２０：基台 ４２１：研削砥石
５：搬出手段
５０：搬出保持部 ５１：枠体 ５２：アーム部 ５３：上下軸
６：搬出手段
６０：エッジクランプ部 ６１：ガイドローラ ６１０：凹部
６２：搬送アーム

Claims (2)

1. 板状ワークを吸引保持する保持テーブルの保持面から流体を噴出させて該保持面から板状ワークを離間させる板状ワーク保持解除方法であって、
   該保持テーブルは、該保持面に連通する第１の配管と、該第１の配管に連結され該保持面と吸引源とを連通させる吸引配管と、該吸引配管に配設され開閉する吸引バルブと、該第１の配管に連結され該保持面と流体供給源とを連通させる供給配管と、該供給配管に配設され開閉する供給バルブと、該第１の配管内の圧力を監視する圧力計と、を備え、
   該吸引バルブを閉じるとともに該供給バルブを開いて該保持面における板状ワークの吸引保持を解除する場合において、
   該圧力計によって計測された圧力が、負圧から正圧に昇圧した後、板状ワークが該保持面から浮くことにより該第１の配管が大気に開放されて負圧側に変化したことを認識することによって、該保持面から該板状ワークが離れたことを認識する板状ワーク保持解除方法。
2. 板状ワークの下面を吸引保持する保持面を有する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された板状ワークを加工する加工手段と、該保持テーブルから該板状ワークを搬出する搬出手段とを含む加工装置であって、
   該保持テーブルは、該保持面に連通する第１の配管と、該第１の配管に連結され該保持面と吸引源とを連通させる吸引配管と、該吸引配管に配設され開閉する吸引バルブと、該第１の配管に連結され該保持面と流体供給源とを連通させる供給配管と、該供給配管に配設され開閉する供給バルブと、該第１の配管内の圧力を監視する圧力計と、該圧力計の計測値が、負圧から正圧に昇圧した後、板状ワークが該保持面から浮くことにより該第１の配管が大気に開放されて負圧側に変化したことを認識する認識部とを備え、
   該搬出手段は、該保持テーブルに保持された板状ワークを保持する搬出保持部を備え、該搬出保持部が該保持テーブルに接近可能であるとともに該保持テーブルから離間可能に構成され、
   該搬出保持部を該保持テーブルに接近させて該保持テーブルが保持する板状ワークを保持可能な位置に待機させ、該吸引バルブを閉じるとともに該供給バルブを開いて該保持面における吸引保持を解除する場合において、該認識部によって該保持面から該板状ワークが離れたことが認識されると、該搬出保持部が板状ワークを保持して該保持テーブルから離間し、該保持テーブルから板状ワークの搬出を行う加工装置。

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