JP7612824B2 - 交換装置 - Google Patents

Description

本開示は、交換装置に関する。

特許文献１に記載の研削手段は、スピンドルと、スピンドルの下端に配設されたホイールマウントと、該ホイールマウントの下面に着脱可能に装着される研削ホイールとを備える。研削ホイールは、環状のホイール基台と、該ホイール基台の下面に環状に配設される複数の研削砥石と、を含む。作業者は、締結ボルトによってホイール基台をホイールマウントの下面に取付ける。

日本国特開２０１９－１７７４４４号公報

本開示の一態様は、研削装置で使用される研削工具を交換する、技術を提供する。

本開示の一態様は、処理体を保持する保持部と、前記保持部に保持されている前記処理体を研削する研削工具が交換可能に取付けられる加工機構と、を備える研削装置で使用される前記研削工具の交換装置である。前記加工機構は、前記研削工具が装着されるフランジと、前記フランジが下端に設けられるスピンドル軸と、前記スピンドル軸を回転させるスピンドルモータと、を備える。前記交換装置は、前記加工機構に前記研削工具を取付ける、又は前記加工機構から前記研削工具を取外す交換機構と、前記交換機構を移動させる多関節アームと、を備える。前記交換機構は、前記研削工具を下方から保持する保持機構と、前記保持機構を回転させることで、前記研削工具と前記フランジを同時に回転させる第１回転機構と、前記研削工具と前記加工機構とを締結する締結具を締める、又は緩める操作機構と、を備える。前記締結具は、前記フランジの周方向に間隔をおいて複数設けられる。前記第１回転機構は、前記締結具が前記操作機構に向くように前記保持機構の回転を停止させる。前記操作機構は、前記操作機構に向けて停止した前記締結具を緩める。

本開示の一態様によれば、研削装置で使用される研削工具を交換できる。

図１は、工場のレイアウトの一例を示す平面図である。 図２は、工場のレイアウトの別の一例を示す平面図である。 図３は、研削システムの一例を示す平面図である。 図４は、一実施形態に係る研削装置の加工機構を示す断面図である。 図５は、一実施形態に係る研削装置と交換装置を示す断面図である。 図６は、図５の一部を拡大した断面図である。 図７は、一実施形態に係る研削装置と交換装置のそれぞれの制御部の構成要素を機能ブロックで示す図である。 図８は、第１変形例に係る研削装置と交換装置を示す断面図である。 図９は、第２変形例に係る研削装置と交換装置を示す断面図である。 図１０は、第３変形例に係る研削装置と交換装置を示す断面図である。 図１１は、保管部を備える交換装置の一例を示す平面図である。 図１２は、締結具の第１変形例を示す断面図である。 図１３は、締結具の第２変形例を示す断面図である。 図１４は、第１回転機構の一例を示す断面図である。 図１５は、ガス供給機構の一例を示す断面図である。 図１６は、ガス供給機構の別の一例を示す断面図である。 図１７は、第２回転機構の一例を示す断面図である。

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。本明細書において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は互いに垂直な方向である。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は水平方向、Ｚ軸方向は鉛直方向である。

図１に示すように、工場の部屋には、例えば、基板Ｗを研削する研削システム１と、研削システム１に搭載される研削工具Ｄを交換する交換装置７と、交換装置７を格納する格納庫８と、研削工具Ｄを保管する保管部９とが設置される。工場は例えば半導体工場であって、その部屋は例えばクリーンルームであってもよい。

基板Ｗは、シリコンウェハ若しくは化合物半導体ウェハ等の半導体基板、又はガラス基板を含む。基板Ｗは、半導体基板又はガラス基板の表面に形成されるデバイス層を更に含んでもよい。デバイス層は、電子回路を含む。また、基板Ｗは、複数の基板を接合した重合基板であってもよい。

研削システム１は、図１に示すように工場の部屋に複数配置されてもよいし、１つのみ配置されてもよい。研削システム１は、基板Ｗを研削工具Ｄで研削する。研削工具Ｄは、摩耗すると、交換装置７によって交換される。人間の代わりに、交換装置７が研削工具Ｄを交換するので、人間が汚れるのを防止できる。研削工具Ｄを交換することは、使用済みの研削工具Ｄを取外すことと、未使用の研削工具Ｄを取付けることと、を含む。

保管部９は、研削工具Ｄを保管する。使用済みの研削工具Ｄと、未使用の研削工具Ｄとは、本実施形態では同一の保管部９で保管されるが、別々の保管部９で保管されてもよい。保管部９は、研削システム１の外部に設けられる。それゆえ、研削システム１の小型化が可能である。保管部９が研削システム１の外部に設けられるので、保管部９が研削システム１の内部に設けられる場合とは異なり、交換装置７として自走式のロボットが用いられる。

交換装置７は、研削工具Ｄの交換指令を受信するまで、格納庫８にて待機する。交換装置７は、交換指令を受信すると、例えば研削システム１まで走行し、研削システム１から使用済みの研削工具Ｄを取外す。次に、交換装置７は、取外した使用済みの研削工具Ｄを保持した状態で保管部９まで走行し、使用済みの研削工具Ｄを保管部９に置く。その後、交換装置７は、保管部９にて未使用の研削工具Ｄを取得し、取得した未使用の研削工具Ｄを保持した状態で研削システム１まで走行し、未使用の研削工具Ｄを研削システム１に取付ける。最後に、交換装置７は、格納庫８に戻り、待機する。

或いは、交換装置７は、交換指令を受信すると、先ず保管部９まで走行し、保管部９にて未使用の研削工具Ｄを取得し、取得した未使用の研削工具Ｄを保持した状態で研削システム１まで走行する。次に、交換装置７は、研削システム１から使用済みの研削工具Ｄを取外す。続いて、交換装置７は、未使用の研削工具Ｄを研削システム１に取付ける。その後、交換装置７は、取外した使用済みの研削工具Ｄを保持した状態で保管部９まで走行し、使用済みの研削工具Ｄを保管部９に置く。最後に、交換装置７は、格納庫８に戻り、待機する。

保管部９は、複数の研削システム１に共通のものである。研削システム１毎に保管部９を設ける場合に比べて、保管部９の設置数を低減できる。

なお、図２に示すように、保管部９は、研削システム１毎に設けられてもよい。この場合、保管部９が複数の研削システム１に共通のものである場合に比べて、保管部９を研削システム１の近傍に設置できる。

また、図１及び図２に示す保管部９は交換装置７とは別に設けられるが、図１１に示すように交換装置７が保管部９を備えてもよい。交換装置７の保管部９は、交換装置７の走行台７３と共に走行させられる。この場合、交換装置７の走行距離を短縮できる。交換装置７の保管部９は、交換装置７の外部に固定される保管部９（図１又は図２参照）と、研削システム１の加工機構４３との間で搬送される研削工具Ｄを一時的に保管する。

次に、図３を参照して、研削システム１について説明する。研削システム１は、搬入出部２と、洗浄部３と、研削部４と、制御部５と、を備える。搬入出部２と、洗浄部３と、研削部４とは、この順で、Ｘ軸方向負側からＸ軸方向正側に配置される。

搬入出部２は載置台２１を有する。載置台２１はカセットＣが載置されるものである。カセットＣは、基板Ｗを鉛直方向に間隔をおいて複数枚収容する。載置台２１は、Ｙ軸方向に一列に配置される複数の載置板２２を含む。複数の載置板２２のそれぞれに、カセットＣが載置される。なお、載置板２２の数は特に限定されない。同様に、カセットＣの数も特に限定されない。

また、搬入出部２は、第１搬送領域２３を有する。平面視で、第１搬送領域２３は、載置台２１と後述のトランジション装置３５との隣に、載置台２１とトランジション装置３５とで挟まれるように配置される。搬入出部２は、第１搬送領域２３にて基板Ｗを搬送する第１搬送装置２４を有する。第１搬送装置２４は、第１搬送領域２３の隣に配置される複数の装置間で基板Ｗを搬送する。第１搬送装置２４は、基板Ｗを保持する第１搬送アーム２４ａを含む。第１搬送アーム２４ａは、水平方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方向）及び鉛直方向の移動、並びに鉛直軸を中心とする回転が可能である。第１搬送アーム２４ａの数は、１つでもよいし、複数でもよい。

洗浄部３は、第１洗浄装置３１を有する。第１洗浄装置３１は、後述の研削装置４０で研削された後の基板Ｗを擦り洗いする。第１洗浄装置３１は、スポンジ又はブラシ等の洗浄体を含み、洗浄体で研削屑等のパーティクルを除去する。

また、洗浄部３は、第２洗浄装置３２を有する。第２洗浄装置３２は、研削装置４０で研削された後の基板Ｗを薬液でエッチングする。第２洗浄装置３２は、基板Ｗを保持するスピンチャックと、薬液を吐出するノズルとを含む。ノズルは、回転する基板Ｗの上面の中心に薬液を供給する。

洗浄部３は、更に第３洗浄装置３３を有してもよい。第３洗浄装置３３は、第１洗浄装置３１及び第２洗浄装置３２とは異なり、研削装置４０で研削される前の基板Ｗを洗浄する。第３洗浄装置３３は、第１洗浄装置３１と同様に、基板Ｗを擦り洗いする。研削装置４０のチャック４２と基板Ｗの間に異物が噛み込むのを抑制でき、基板Ｗを平坦に研削できる。

洗浄部３は、検出装置３４を有する。検出装置３４は、研削装置４０で研削される前の基板Ｗの中心を検出する。平面視にて、研削装置４０のチャック４２の中心と基板Ｗの中心とを位置合わせできる。検出装置３４は、基板Ｗの中心に加えて、基板Ｗの結晶方位を検出してもよく、具体的には基板Ｗの結晶方位を表すノッチ又はオリエンテーションフラットを検出してもよい。チャック４２と共に回転する回転座標系において、基板Ｗの結晶方位を所望の方位に位置合わせできる。

第１洗浄装置３１と第３洗浄装置３３と検出装置３４は、研削システム１の設置面積を低減すべく、鉛直方向に積層されてもよい。例えば、下側から上側に向けて、検出装置３４と第１洗浄装置３１と第３洗浄装置３３がこの順番で配置される。但し、その順番は、特に限定されない。

洗浄部３は、トランジション装置３５を有する。トランジション装置３５は、基板Ｗを一時的に収容する。複数のトランジション装置３５が鉛直方向に積み重ねられてもよい。トランジション装置３５の配置や個数は、特に限定されない。

洗浄部３は、第２搬送領域３６を有する。平面視で、第２搬送領域３６は、第１洗浄装置３１と第２洗浄装置３２とトランジション装置３５との隣に、第１洗浄装置３１と第２洗浄装置３２とトランジション装置３５とで三方を囲まれるように配置される。洗浄部３は、第２搬送領域３６にて基板Ｗを搬送する第２搬送装置３７を有する。第２搬送装置３７は、第２搬送領域３６の隣に配置される複数の装置間で、基板Ｗを搬送する。第２搬送装置３７は、基板Ｗを保持する第２搬送アーム３７ａを含む。第２搬送アーム３７ａは、水平方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方向）及び鉛直方向の移動、並びに鉛直軸を中心とする回転が可能である。第２搬送アーム３７ａの数は、１つでもよいし、複数でもよい。

洗浄部３は平面視にて矩形の角を切り欠いた形状であり、その切り欠いた位置に第３搬送領域３８が配置される。平面視で、第３搬送領域３８は、第２搬送領域３６と第１洗浄装置３１と研削装置４０との隣に、第２搬送領域３６と第１洗浄装置３１と研削装置４０とで三方を囲まれるように配置される。第３搬送領域３８は、洗浄部３及び第３搬送領域３８の両方を覆う筐体の内部に設けられてもよいし、洗浄部３を覆う筐体とは別の筐体の内部に設けられ、洗浄部３に接続されてもよい。

研削システム１は、第３搬送領域３８にて基板Ｗを搬送する第３搬送装置３９を備える。第３搬送装置３９は、第３搬送領域３８の隣に配置される複数の装置間で、基板Ｗを搬送する。第３搬送装置３９は、基板Ｗを保持する吸着パッド３９ａを含む。吸着パッド３９ａは、基板Ｗを上方から吸着する。吸着パッド３９ａは、水平方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方向）及び鉛直方向への移動、並びに鉛直軸を中心とする回転が可能である。

研削部４は、研削装置４０を含む。研削装置４０は、基板Ｗを研削する。研削は、研磨を含む。研削に用いる砥粒は、固定砥粒、及び遊離砥粒のいずれでもよい。研削装置４０は、例えば、テーブル４１と、４つのチャック４２と、３つの加工機構４３とを備える。

テーブル４１は、回転中心線Ｒ１の周りに４つのチャック４２を等間隔で保持し、回転中心線Ｒ１を中心に回転する。４つのチャック４２のそれぞれは、テーブル４１と共に回転し、搬入出位置Ａ０と、１次研削位置Ａ１と、２次研削位置Ａ２と、３次研削位置Ａ３と、搬入出位置Ａ０とにこの順番で移動する。

搬入出位置Ａ０は、基板Ｗの搬入が行われる位置と、基板Ｗの搬出が行われる位置とを兼ねる。なお、本実施形態では搬入位置と搬出位置とは同じ位置であるが、搬入位置と搬出位置とは異なる位置であってもよい。１次研削位置Ａ１は、基板Ｗの１次研削が行われる位置である。２次研削位置Ａ２は、基板Ｗの２次研削が行われる位置である。３次研削位置Ａ３は、基板Ｗの３次研削が行われる位置である。

４つのチャック４２は、それぞれの回転中心線Ｒ２（図４参照）を中心に回転自在に、テーブル４１に取付けられる。１次研削位置Ａ１、２次研削位置Ａ２及び３次研削位置Ａ３において、チャック４２はそれぞれの回転中心線Ｒ２を中心に回転する。

１つの加工機構４３は、１次研削位置Ａ１にて、基板Ｗを１次研削する。別の加工機構４３は、２次研削位置Ａ２にて、基板Ｗを２次研削する。残りの加工機構４３は、３次研削位置Ａ３にて、基板Ｗを３次研削する。

なお、加工機構４３の数は、１つ以上であればよい。また、チャック４２の数は、加工機構４３の数よりも多ければよい。但し、テーブル４１が無くてもよい。テーブル４１が無い場合、チャック４２の数は、加工機構４３の数と同数であってもよく、１つであってもよい。

制御部５は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５１と、メモリなどの記憶媒体５２と、を備える。記憶媒体５２には、研削システム１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部５は、記憶媒体５２に記憶されたプログラムをＣＰＵ５１に実行させることにより、研削システム１の動作を制御する。

次に、研削システム１の動作について説明する。下記の動作は、制御部５による制御下で実施される。

先ず、第１搬送装置２４が、カセットＣから基板Ｗを取り出し、トランジション装置３５に搬送する。続いて、第２搬送装置３７が、トランジション装置３５から第３洗浄装置３３に基板Ｗを搬送する。

次に、第３洗浄装置３３が、研削装置４０で研削する前の基板Ｗを洗浄する。清浄な基板Ｗを研削装置４０のチャック４２に載置でき、異物の噛み込みを抑制できる。それゆえ、基板Ｗを平坦に研削でき、基板Ｗの厚み偏差の悪化を抑制できる。基板Ｗの乾燥後、第２搬送装置３７が、第３洗浄装置３３から検出装置３４に基板Ｗを搬送する。

なお、未研削の基板Ｗが清浄な場合、又は研削装置４０が未研削の基板Ｗを洗浄する機構を有する場合、第３洗浄装置３３は無くてもよい。その場合、第２搬送装置３７は、トランジション装置３５から検出装置３４に基板Ｗを搬送する。

次に、検出装置３４が、基板Ｗの中心を検出する。検出装置３４は、基板Ｗの結晶方位をも検出してもよく、具体的にはノッチ等をも検出してもよい。その後、第３搬送装置３９が、検出装置３４から研削装置４０のチャック４２に基板Ｗを搬送する。この間、制御部５は、検出装置３４の検出結果に基づき第３搬送装置３９を制御し、チャック４２の中心と基板Ｗの中心とを位置合わせする。また、制御部５は、検出装置３４の検出結果に基づき第３搬送装置３９を制御し、チャック４２と共に回転する回転座標系において、基板Ｗの結晶方位を所望の方位に位置合わせする。

次に、研削装置４０が、基板Ｗの上面を研削する。基板Ｗは、テーブル４１と共に回転し、搬入出位置Ａ０と、１次研削位置Ａ１と、２次研削位置Ａ２と、３次研削位置Ａ３と、搬入出位置Ａ０とにこの順番で移動する。この間、１次研削と、２次研削と、３次研削とが実施される。その後、第３搬送装置３９が、チャック４２から第１洗浄装置３１に基板Ｗを搬送する。

次に、第１洗浄装置３１は、基板Ｗの上面を洗浄し、研削屑等のパーティクルを除去する。基板Ｗの乾燥後、第２搬送装置３７が、第１洗浄装置３１から第２洗浄装置３２に基板Ｗを搬送する。

次に、第２洗浄装置３２は、基板Ｗの上面をエッチングし、研削痕を除去する。基板Ｗの乾燥後、第２搬送装置３７が、第２洗浄装置３２からトランジション装置３５に基板Ｗを搬送する。続いて、第１搬送装置２４が、トランジション装置３５からカセットＣに基板Ｗを搬送する。基板Ｗは、カセットＣに収容される。

次に、図４を参照して研削装置４０の加工機構４３について説明する。加工機構４３は、研削工具Ｄが装着される可動部４３ａを有する。加工機構４３は、研削工具Ｄを駆動する駆動機構である。研削工具Ｄは、基板Ｗに接触させられ、基板Ｗを研削する。研削工具Ｄは、例えば円盤状の研削ホイールＤ１と、研削ホイールＤ１の下面にリング状に配列される複数の砥石Ｄ２と、を有する。

可動部４３ａは、研削工具Ｄが装着されるフランジ４３ａ１と、フランジ４３ａ１が下端に設けられるスピンドル軸４３ａ２と、スピンドル軸４３ａ２を回転させるスピンドルモータ４３ａ３と、を含む。フランジ４３ａ１は水平に配置され、その下面に研削工具Ｄがボルト等の締結具Ｅで交換可能に取付けられる。締結具Ｅは、フランジ４３ａ１の周縁に沿って間隔をおいて複数設けられる。スピンドル軸４３ａ２は、鉛直に配置される。スピンドルモータ４３ａ３は、スピンドル軸４３ａ２を回転し、フランジ４３ａ１に装着された研削工具Ｄを回転させる。研削工具Ｄの回転中心線Ｒ３は、スピンドル軸４３ａ２の回転中心線である。

加工機構４３は、更に、可動部４３ａを昇降させる昇降部４３ｂを有する。昇降部４３ｂは、例えば、鉛直なＺ軸ガイド４３ｂ１と、Ｚ軸ガイド４３ｂ１に沿って移動するＺ軸スライダ４３ｂ２と、Ｚ軸スライダ４３ｂ２を移動させるＺ軸モータ４３ｂ３と、を含む。Ｚ軸スライダ４３ｂ２には可動部４３ａが固定され、Ｚ軸スライダ４３ｂ２と共に可動部４３ａ及び研削工具Ｄが昇降する。昇降部４３ｂは、研削工具Ｄの位置を検出する位置検出器４３ｂ４を更に含む。位置検出器４３ｂ４は、例えばＺ軸モータ４３ｂ３の回転を検出し、研削工具Ｄの位置を検出する。

昇降部４３ｂは、研削工具Ｄを待機位置から下降させる。研削工具Ｄは、下降しながら回転し、回転する基板Ｗの上面と接触し、基板Ｗの上面全体を研削する。基板Ｗの厚みが設定値に達すると、昇降部４３ｂは研削工具Ｄの下降を停止する。その後、昇降部４３ｂは、研削工具Ｄを待機位置まで上昇させる。

次に、図５及び図６を参照して、加工機構４３に対する研削工具Ｄの取付け及び取外しについて説明する。図５に示すように、研削装置４０は、外装カバー４４を備える。外装カバー４４は、基板Ｗを保持する保持部としてのチャック４２と、研削工具Ｄが交換可能に取付けられる加工機構４３とを収容する。外装カバー４４は、その内部にて発生した研削屑等のパーティクルが外部に流出するのを抑制する。工場の部屋を清浄に維持できる。

外装カバー４４は、交換装置７が外装カバー４４の外部から内部に進入する際に通過する進入口４４ａを有する。人間の代わりに、交換装置７が、外装カバー４４の外部から内部に進入し、外装カバー４４の内部にて研削工具Ｄを交換する。

交換装置７が人間の代わりに外装カバー４４の内部に進入して研削工具Ｄを交換するので、外装カバー４４の内部の堆積物で人間が汚れるのを防止できる。また、交換装置７が研削装置４０の外部に設けられるので、交換装置７が研削装置４０の内部に設けられる場合に比べて、研削装置４０の小型化が可能である。

研削装置４０は、外装カバー４４の進入口４４ａを開閉するシャッター４５を備える。シャッター４５は、基本的に進入口４４ａを閉塞しており、交換装置７の進入時に進入口４４ａを開放する。進入口４４ａが常時開放されている場合に比べて、進入口４４ａを介した外装カバー４４の内部から外部へのパーティクルの流出を抑制でき、工場の部屋を清浄に維持できる。

研削装置４０は、シャッター４５を、進入口４４ａを開放する開位置（例えば図５に示す位置）と、進入口４４ａを閉塞する閉位置との間で移動させる移動機構４６を備えてもよい。移動機構４６は、空気圧シリンダ、又は電動シリンダ等である。電動シリンダは、モータと、ボールねじとを含む。シャッター４５を手動ではなく自動で移動できる。

研削装置４０は図３に示すように加工機構４３を複数備え、加工機構４３毎に進入口４４ａが設けられる。例えば、加工機構４３と進入口４４ａとは、１次研削位置Ａ１と、２次研削位置Ａ２と、３次研削位置Ａ３とにそれぞれ設けられる。進入口４４ａ毎にシャッター４５が設けられ、進入口４４ａ毎にシャッター４５が移動させられる。

加工機構４３の数が多いほど、研削装置４０の外部に交換装置７を設ける効果が顕著に得られる。本実施形態とは異なり、加工機構４３毎に交換装置７を研削装置４０の内部に設ける場合、又は複数の加工機構４３に共通の交換装置７を研削装置４０の内部に設ける場合、研削装置４０が大型化してしまう。一方、本実施形態によれば、交換装置７を研削装置４０の外部に設けるので、研削装置４０の小型化が可能である。但し、加工機構４３の数は１つでもよい。

図５に示すように、研削装置４０は、制限機構４７を備えてもよい。制限機構４７は、外装カバー４４の進入口４４ａを介した外装カバー４４の内部から外部への気体の流出を制限する。気体の流出を制限することにより、パーティクルの流出を抑制でき、工場の部屋を清浄に維持できる。

例えば、制限機構４７は、外装カバー４４の内部を外部に比べて陰圧にする排気ライン４７ａを備える。排気ライン４７ａは、ダクト等であり、外装カバー４４と排気源とを接続する。排気源は、例えば真空ポンプ又はエジェクタ等である。排気ライン４７ａの途中には、例えば気圧制御器４７ｂが設けられる。気圧制御器４７ｂは、外装カバー４４の内部の気圧を制御する。気圧差によって、外装カバー４４の進入口４４ａから内部に向かう気流が形成される。その結果、外装カバー４４の内部から外部への気体の流出を制限できる。

排気ライン４７ａの外装カバー４４との接続口は、図５では外装カバー４４の進入口４４ａよりも上方であるが、下方であってもよい。後者の場合、外装カバー４４の内部にダウンフローを形成できる。外装カバー４４の天井には、ファンフィルターユニット等の送風機が設けられてもよい。送風量と排気量とは、外装カバー４４の内部を外部に比べて陰圧にするように制御される。

研削装置４０は、洗浄機構４８を備えてもよい。洗浄機構４８は、ノズル等によって、研削工具Ｄ、又は研削工具Ｄの周辺部材に対して洗浄液を供給する。洗浄液は、例えばＤＩＷ（脱イオン水）等である。研削工具Ｄの周辺部材は、例えば、フランジ４３ａ１又はスピンドル軸４３ａ２である。使用済みの研削工具Ｄを加工機構４３から取外す前に、研削工具Ｄ等を洗浄する。これにより、交換装置７が汚れるのを抑制できる。また、洗浄機構４８によって研削工具Ｄを洗浄すれば、研削工具Ｄと共にパーティクルが外に運ばれるのを抑制できる。

研削装置４０は、制御部５０を備える。制御部５０は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ５０ａと、メモリなどの記憶媒体５０ｂと、を備える。記憶媒体５０ｂには、研削装置４０において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部５０は、記憶媒体５０ｂに記憶されたプログラムをＣＰＵ５０ａに実行させることにより、研削装置４０の動作を制御する。研削装置４０の制御部５０は、研削システム１の制御部５の一部であってもよい。

交換装置７は、例えば、交換機構７１と、移動機構７２と、走行台７３と、走行機構７４と、を備える。交換機構７１は、加工機構４３に研削工具Ｄを取付ける、又は加工機構４３から研削工具Ｄを取外す。交換機構７１は、水平方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方向）及び鉛直方向の移動、並びに鉛直軸を中心とする回転が可能である。移動機構７２は、交換機構７１を外装カバー４４の進入口４４ａを介して外装カバー４４の外部から内部に移動させる。移動機構７２は、例えば多関節アームであって、一端にて交換機構７１を保持し、他端にて走行台７３に連結される。走行台７３は、移動機構７２を支持する。走行機構７４は、走行台７３を走行させる。

交換装置７が研削装置４０の外部に設けられるので、交換装置７が研削装置４０の内部に設けられる場合とは異なり、交換装置７として自走式のロボットが用いられる。人間の代わりに、交換装置７が研削工具Ｄを交換する。人間が汚れるのを防止できる。また、交換装置７が研削装置４０の外部に設けられるので、交換装置７が研削装置４０の内部に設けられる場合に比べて、研削装置４０の小型化が可能である。

図６に示すように、交換機構７１は、研削工具Ｄを保持する保持機構７１ａを有する。保持機構７１ａは、研削工具Ｄを収容する容器Ｆを保持する。容器Ｆは、上方に開放された箱形状であり、上面に凹部を有する。その凹部に研削工具Ｄが収容される。容器Ｆは、研削工具Ｄを収容し、研削工具Ｄの取外し時に研削液又は研削屑等の落下を防止する。なお、保持機構７１ａは、研削工具Ｄを保持してもよい。

交換機構７１は、加工機構４３のスピンドル軸４３ａ２の回転を止める回り止め機構７１ｂを有する。回り止め機構７１ｂは、例えば、フランジ４３ａ１又はスピンドル軸４３ａ２を掴むクランプを含む。或いは、回り止め機構７１ｂは、フランジ４３ａ１若しくはスピンドル軸４３ａ２の穴に差し込まれるピンを含む。回り止め機構７１ｂによってスピンドル軸４３ａ２の回転を止め、研削工具Ｄの回転を止めた状態で、締結具Ｅを締める、又は緩めることができる。

交換機構７１は、研削工具Ｄと加工機構４３とを締結する締結具Ｅを締める、又は緩める操作機構７１ｃを有する。締結具Ｅがボルトである場合、ボルトに嵌合するスパナ又はレンチ等の工具と、その工具を回す回転機構とで、操作機構７１ｃが構成される。

図１等に示すように、交換機構７１と移動機構７２の組は、複数設けられ、独立に制御されてもよい。一組は研削工具Ｄの取付けに用いられ、別の一組は研削工具Ｄの取外しに用いられる。交換機構７１と移動機構７２の組が複数であれば、１つである場合とは異なり、研削工具Ｄの取外しと取付けを相次いで速やかに実施できる。つまり、研削工具Ｄの取外しと取付けとの合間に、交換装置７が研削装置４０と保管部９との間を往復せずに済む。

なお、交換装置７の保管部９（図１１参照）が使用済みの研削工具Ｄと未使用の研削工具Ｄの両方を保管すれば、交換機構７１と移動機構７２が一つずつであっても、研削工具Ｄの取外しと取付けを相次いで速やかに実施できる。また、交換装置７の保管部９（図１１参照）が使用済みの研削工具Ｄと未使用の研削工具Ｄの両方を複数ずつ保管すれば、交換装置７の外部に固定される保管部９（図１及び図２参照）と研削装置４０との間を往復することなく、複数の加工機構４３に対して連続して交換作業が可能である。

交換装置７は、交換機構７１を撮像する撮像装置７５を備えてもよい。撮像装置７５は、交換機構７１と同様に、移動機構７２の一端に取付けられる。撮像装置７５によって交換機構７１の動作を監視しながら、交換機構７１を制御できる。

交換装置７は、制御部７６を備える。制御部７６は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ７６ａと、メモリなどの記憶媒体７６ｂと、を備える。記憶媒体７６ｂには、交換装置７において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部７６は、記憶媒体７６ｂに記憶されたプログラムをＣＰＵ７６ａに実行させることにより、交換装置７の動作を制御する。

次に、図７を参照して、研削装置４０の制御部５０の機能と、交換装置７の制御部７６の機能について説明する。なお、図７に図示される各機能ブロックは概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。各機能ブロックの全部又は一部を、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することが可能である。各機能ブロックにて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵにて実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。

先ず、研削装置４０の制御部５０の機能について説明する。制御部５０は、例えば、交換指令作成部５０ｃと、位置検出部５０ｄ、開閉制御部５０ｅと、陰圧制御部５０ｆと、洗浄制御部５０ｇと、オートセットアップ制御部５０ｈと、を有する。

交換指令作成部５０ｃは、研削工具Ｄの交換の要否を判断し、研削工具Ｄの交換指令を作成する。具体的には、交換指令作成部５０ｃは、例えば研削工具Ｄによって研削された基板Ｗの枚数、研削工具Ｄの摩耗量、又は研削工具Ｄの取付け時からの経過時間等を監視し、その監視する値が設定値に達すると、交換指令を作成する。作成した交換指令は、交換装置７の制御部７６に無線又は有線で送信される。交換装置７と研削装置４０とは、外部のコンピュータを介して信号を送受信してもよい。交換装置７は、交換指令を受信し、研削装置４０から要求を受けると、研削装置４０まで走行する。

位置検出部５０ｄは、交換装置７の走行台７３が研削工具Ｄを交換する位置（例えば図５に示す位置）に到着したか否かを、検知部５３によって検出する。研削工具Ｄを交換する位置は、外装カバー４４の外部に設定され、研削工具Ｄを取付ける位置と、研削工具Ｄを取外す位置とを兼ねる。検知部５３は、例えば外装カバー４４の外部の設定位置に交換装置７の走行台７３が到着したことを検知する。検知部５３は、例えば外装カバー４４の外壁面に取付けられ、進入口４４ａの上方に取付けられる。検知部５３は、例えばカメラ等である。

開閉制御部５０ｅは、シャッター４５の移動機構４６を制御し、シャッター４５の位置を制御する。交換装置７の走行台７３が研削工具Ｄを交換する位置に到着すると、開閉制御部５０ｅがシャッター４５の位置を閉位置から開位置に変更する。また、交換装置７の走行台７３が研削工具Ｄを交換する位置から退出すると、開閉制御部５０ｅがシャッター４５の位置を開位置から閉位置に変更する。

陰圧制御部５０ｆは、排気ライン４７ａの気圧制御器４７ｂを制御し、外装カバー４４の内部を外部に比べて陰圧にする。陰圧制御部５０ｆは、少なくともシャッター４５が外装カバー４４の進入口４４ａを開放している間、外装カバー４４の内部を外部に比べて陰圧にする。

洗浄制御部５０ｇは、シャッター４５が外装カバー４４の進入口４４ａを開放する前に、洗浄機構４８を制御し、研削工具Ｄ又は研削工具Ｄの周辺部材に対して洗浄液を供給する。洗浄液の供給は、例えば研削工具Ｄの交換指令の作成後に実施される。なお、洗浄液の供給は、基板Ｗの研削中又は研削終了時にも、実施されてもよい。

オートセットアップ制御部５０ｈは、研削工具Ｄの交換が終了し、交換装置７が研削工具Ｄを交換する位置から退出すると、オートセットアップを実施する。オートセットアップは、例えば、未使用の研削工具Ｄのドレッシング、又は外装カバー４４の内部の温度調節を含む。

次に、交換装置７の制御部７６の機能について説明する。制御部７６は、例えば、走行制御部７６ｃと、移動制御部７６ｄと、交換制御部７６ｅと、を有する。

走行制御部７６ｃは、走行機構７４を制御し、走行台７３の位置を制御する。例えば、走行制御部７６ｃは、走行機構７４を制御し、研削工具Ｄを保管する位置と、研削工具Ｄを交換する位置との間で走行台７３を走行させる。

移動制御部７６ｄは、移動機構７２を制御し、交換機構７１の位置を制御する。走行台７３が研削工具Ｄを交換する位置で停止し、外装カバー４４の進入口４４ａが開放されていることを交換装置７が研削装置４０から送信される信号等で検知すると、移動制御部７６ｄが交換機構７１を外装カバー４４の進入口４４ａを介して外装カバー４４の外部から内部に移動させる。また、走行台７３が研削工具Ｄを交換する位置から退出する前に、移動制御部７６ｄが交換機構７１を外装カバー４４の進入口４４ａを介して外装カバー４４の内部から外部に移動させる。

交換制御部７６ｅは、交換機構７１を制御し、研削工具Ｄの取外し、又は取付けを制御する。交換制御部７６ｅは、保持機構７１ａで研削工具Ｄを保持すると共に、回り止め機構７１ｂでスピンドル軸４３ａ２の回転を止めた状態で、操作機構７１ｃで締結具Ｅを締める、又は緩める。交換制御部７６ｅは、撮像装置７５によって交換機構７１の動作を監視しながら、交換機構７１を制御する。

次に、研削装置４０と交換装置７の動作をまとめて説明する。研削装置４０は、研削工具Ｄの交換の要否を判断し、研削工具Ｄの交換指令を作成する。次いで、研削装置４０は、作成した交換指令を交換装置７に送信する。また、研削装置４０は、研削工具Ｄの交換の必要があると判断すると、基板Ｗの研削を停止し、洗浄機構４８による洗浄を実施する。一方、交換装置７は、研削装置４０から交換指令を受信すると、研削装置４０に近づく。研削装置４０は、交換装置７の走行台７３が研削工具Ｄを交換する位置に到着したことを検出すると、シャッター４５を開く。その後、交換装置７は、交換機構７１を外装カバー４４の進入口４４ａから内部に進入させる。次いで、交換装置７が、使用済みの研削工具Ｄを加工機構４３から取外し、未使用の研削工具Ｄを加工機構４３に取付ける。その後、交換装置７は、交換機構７１を外装カバー４４の進入口４４ａから外部に退出させる。その後、研削装置４０は、シャッター４５を閉じ、オートセットアップ制御を実施する。次いで、研削装置４０は、基板Ｗの研削を再開する。

次に、図８を参照して、第１変形例に係る研削装置４０と交換装置７について、説明する。以下、上記実施形態との相違点について主に説明する。

本変形例の研削装置４０の制限機構４７は、排気ライン４７ａに加えて、シール部材４７ｃを有する。なお、制限機構４７は、シール部材４７ｃのみを有してもよい。シール部材４７ｃは、外装カバー４４の進入口４４ａに進入した交換装置７の多関節アーム等に接触し、外装カバー４４の進入口４４ａを塞ぐ。シール部材４７ｃによって、気体の流出を制限し、パーティクルの流出を抑制できる。

シール部材４７ｃは、例えばシャッター４５に取付けられており、シャッター４５と共に移動させられる。シャッター４５は一対設けられており、一対のシャッター４５の互いに対向する面にシール部材４７ｃが取付けられる。一対のシール部材４７ｃは、交換装置７を挟んで包み込み、外装カバー４４の進入口４４ａを塞ぐ。シール部材４７ｃは、ゴム等の可撓性材料で形成され、交換装置７の外形に倣って変形する。

交換装置７の走行台７３が外装カバー４４の外部の設定位置に達すると、開閉制御部５０ｅがシャッター４５の位置を閉位置から開位置に変更する。その後、移動制御部７６ｄが、交換機構７１を、外装カバー４４の進入口４４ａを介して外装カバー４４の外部から内部に移動させる。その際、シール部材４７ｃは、交換装置７に接触しない。

その後、開閉制御部５０ｅがシャッター４５の位置を開位置からシール位置（例えば図８に示す位置）に変更する。シール位置は、シール部材４７ｃが交換装置７の多関節アーム等に接触し、外装カバー４４の進入口４４ａを塞ぐ位置である。シール部材４７ｃが進入口４４ａを塞いだ状態で、交換制御部７６ｅが交換機構７１を制御し、研削工具Ｄの取外し又は取付けを実施する。

研削工具Ｄの取外し又は取付けが終わると、開閉制御部５０ｅがシャッター４５の位置をシール位置から開位置に変更する。続いて、移動制御部７６ｄが、交換機構７１を、外装カバー４４の進入口４４ａを介して外装カバー４４の外部から内部に移動させる。その後、走行制御部７６ｃが、走行機構７４を制御し、研削工具Ｄを交換する位置から研削工具Ｄを保管する位置に、走行台７３を走行させる。

次に、図９を参照して、第２変形例に係る研削装置４０と交換装置７について、説明する。以下、上記実施形態及び上記第１変形例との相違点について主に説明する。

本変形例の研削装置４０の外装カバー４４は、進入口４４ａが形成される主筐体４４ｂと、主筐体４４ｂの進入口４４ａを囲むように主筐体４４ｂの外壁面に取付けられる副筐体４４ｃと、を有する。主筐体４４ｂは、基板Ｗを保持する保持部としてのチャック４２と、研削工具Ｄが交換可能に取付けられる加工機構４３とを収容する。

副筐体４４ｃは、交換装置７が副筐体４４ｃの外部から内部に進入する際に通過する第２進入口４４ｄを含む。交換装置７は、研削工具Ｄを交換する位置に到着した後、第２進入口４４ｄと進入口４４ａとをこの順番で通り、主筐体４４ｂの内部に進入し、主筐体４４ｂの内部にて研削工具Ｄを交換する。

研削装置４０は、副筐体４４ｃの第２進入口４４ｄを開閉する第２シャッター６１を備える。第２シャッター６１は、基本的に第２進入口４４ｄを閉塞しており、交換装置７の進入時に第２進入口４４ｄを開放する。第２進入口４４ｄが常時開放されている場合に比べて、第２進入口４４ｄを介した外装カバー４４の内部から外部へのパーティクルの流出を抑制でき、工場の部屋を清浄に維持できる。

研削装置４０は、第２シャッター６１を、第２進入口４４ｄを開放する第２開位置と、第２進入口４４ｄを閉塞する第２閉位置との間で移動させる第２移動機構６２を備えてもよい。第２移動機構６２は、空気圧シリンダ、又は電動シリンダ等である。第２シャッター６１を手動ではなく自動で移動できる。

第２進入口４４ｄは、進入口４４ａと同様に、加工機構４３毎に設けられる。例えば、第２進入口４４ｄとは、１次研削位置Ａ１と、２次研削位置Ａ２と、３次研削位置Ａ３とにそれぞれ設けられる。第２進入口４４ｄ毎に第２シャッター６１が設けられ、第２進入口４４ｄ毎に第２シャッター６１が移動させられる。

研削装置４０の制御部５０は、不図示の第２開閉制御部を備える。第２開閉制御部は、第２移動機構６２を制御し、第２シャッター６１の位置を制御する。交換装置７の走行台７３が研削工具Ｄを交換する位置に到着すると、第２開閉制御部が第２シャッター６１の位置を第２閉位置から第２開位置に変更する。また、交換装置７の走行台７３が研削工具Ｄを交換する位置から退出すると、第２開閉制御部が第２シャッター６１の位置を第２開位置から第２閉位置に変更する。

研削装置４０の制限機構４７は、第２シール部材４７ｄを有してもよい。第２シール部材４７ｄは、副筐体４４ｃの第２進入口４４ｄに進入した交換装置７の多関節アーム等に接触し、副筐体４４ｃの第２進入口４４ｄを塞ぐ。第２シール部材４７ｄによって、気体の流出を制限し、パーティクルの流出を抑制できる。

第２シール部材４７ｄは、例えば第２シャッター６１に取付けられており、第２シャッター６１と共に移動させられる。第２シャッター６１は一対設けられており、一対の第２シャッター６１の互いに対向する面に第２シール部材４７ｄが取付けられる。一対の第２シール部材４７ｄは、交換装置７を挟んで包み込み、外装カバー４４の第２進入口４４ｄを塞ぐ。第２シール部材４７ｄは、ゴム等の可撓性材料で形成され、交換装置７の外形に倣って変形する。

交換装置７の走行台７３が外装カバー４４の外部の設定位置に達すると、第２開閉制御部が第２シャッター６１の位置を第２閉位置から第２開位置に変更する。その後、移動制御部７６ｄが、交換機構７１を、副筐体４４ｃの第２進入口４４ｄを介して副筐体４４ｃの外部から内部に移動させる。その際、第２シール部材４７ｄは、交換装置７に接触しない。

その後、第２開閉制御部が第２シャッター６１の位置を第２開位置から第２シール位置（例えば図９に示す位置）に変更する。第２シール位置は、第２シール部材４７ｄが交換装置７の多関節アーム等に接触し、副筐体４４ｃの第２進入口４４ｄを塞ぐ位置である。第２シール部材４７ｄが第２進入口４４ｄを塞いだ状態で、開閉制御部５０ｅがシャッター４５の位置を閉位置から開位置に変更する。次いで、移動制御部７６ｄが、交換機構７１を、主筐体４４ｂの進入口４４ａを介して主筐体４４ｂの外部から内部に移動させる。続いて、開閉制御部５０ｅがシャッター４５の位置を開位置からシール位置に変更する。その後、交換制御部７６ｅが交換機構７１を制御し、研削工具Ｄの取外し又は取付けを実施する。なお、第２シール部材４７ｄが第２シャッター６１に取付けられる場合、第２シール部材４７ｄが副筐体４４ｃの第２進入口４４ｄを塞げば、パーティクルの流出を抑制できる。それゆえ、シール部材４７ｃが無くてもよい。但し、シール部材４７ｃも有れば、パーティクルの流出をより抑制できる。

研削工具Ｄの取外し又は取付けが終わると、開閉制御部５０ｅがシャッター４５の位置をシール位置から開位置に変更する。次いで、移動制御部７６ｄが、交換機構７１を、主筐体４４ｂの進入口４４ａを介して主筐体４４ｂの内部から外部に移動させる。次いで、開閉制御部５０ｅがシャッター４５の位置を開位置から閉位置に変更する。その後、第２開閉制御部が第２シャッター６１の位置を第２シール位置から第２開位置に変更する。続いて、移動制御部７６ｄが、交換機構７１を、副筐体４４ｃの第２進入口４４ｄを介して副筐体４４ｃの内部から外部に移動させる。その後、走行制御部７６ｃが、走行機構７４を制御し、研削工具Ｄを交換する位置から研削工具Ｄを保管する位置に、走行台７３を走行させる。このように、進入口４４ａと第２進入口４４ｄとを同時に開放せずに、少なくとも一方を閉塞することにより、主筐体４４ｂの内部が研削装置４０の外部に対して開放されるのを防止できる。

次に、図１０を参照して、第３変形例に係る研削装置４０と交換装置７について、説明する。以下、上記実施形態、上記第１変形例、及び上記第２変形例との相違点について主に説明する。

本変形例の交換装置７は、走行台７３に取付けられるハウジング７７を備える。ハウジング７７は、交換機構７１と移動機構７２とを収容した状態で外装カバー４４の外壁面に接触し、ハウジング７７の内部を密閉する。ハウジング７７は、外装カバー４４との接触面にシール部材７７ａを有してもよい。

シャッター４５が外装カバー４４の進入口４４ａを開放すると、ハウジング７７の内部と外装カバー４４の内部とが外装カバー４４の進入口４４ａを介して連通する。この状態で、研削工具Ｄの交換が実施される。ハウジング７７によって気体の流出を制限でき、パーティクルの流出を抑制でき、工場の部屋を清浄に維持できる。

なお、図９に示すように外装カバー４４が主筐体４４ｂと副筐体４４ｃとを有する場合、ハウジング７７は副筐体４４ｃの外壁面に接触する。第２シャッター６１が副筐体４４ｃの第２進入口４４ｄを開放し、且つシャッター４５が主筐体４４ｂの進入口４４ａを開放すると、ハウジング７７の内部と主筐体４４ｂの内部とが連通する。

ところで、図６に示すように、加工機構４３は、研削工具Ｄが交換可能に取付けられる取付部（例えばフランジ４３ａ１）と、フランジ４３ａ１と研削工具Ｄを締結する締結具Ｅと、を含む。締結具Ｅは、例えばボルトである。締結具Ｅは、フランジ４３ａ１の上方から、フランジ４３ａ１と研削工具Ｄを締結する。例えば、締結具Ｅは、フランジ４３ａ１を上下方向に貫通するストレート穴に差し通され、研削工具Ｄ（詳細には、研削ホイールＤ１）の上面に形成されたネジ穴にねじ込まれる。締結具Ｅの操作は、操作機構７１ｃによって行われる。操作機構７１ｃは、図６に示すように、フランジ４３ａ１の上方にて、締結具Ｅを締めたり、緩めたりする。

フランジ４３ａ１の上方には、研削屑を含む研削液からスピンドル軸４３ａ２を保護すべく、スピンドル軸４３ａ２を覆うカバーなどが設けられることがある。カバーなどが設けられると、操作機構７１ｃがフランジ４３ａ１の上方に進入し難くなってしまい、締結具Ｅを操作し難くなってしまう。

そこで、図１２に示すように、締結具Ｅは、フランジ４３ａ１の横から、フランジ４３ａ１と研削工具Ｄを締結してもよい。あるいは、図１３に示すように、締結具Ｅは、フランジ４３ａ１の斜め下から、フランジ４３ａ１と研削工具Ｄを締結してもよい。いずれにしろ、フランジ４３ａ１の上方にカバーなどが存在する場合であっても、操作機構７１ｃはフランジ４３ａ１の上方には進入しないので、操作機構７１ｃが締結具Ｅを操作し易い。

図１２に示すように、フランジ４３ａ１は、例えば、円盤状の上部フランジ１０１と、上部フランジ１０１よりも外径が小さい円盤状の下部フランジ１０２と、を含む。一方、研削工具Ｄは、下部フランジ１０２を嵌合するリング部１１１と、リング部１１１の下方を塞ぐ円盤部１１２と、円盤部１１２の外周に沿って配列される複数の砥石１１３と、を含む。

図１２に示すように、締結具Ｅの軸方向は、スピンドル軸４３ａ２の回転中心線Ｒ３に直交する方向であってもよい。締結具Ｅは、例えば、研削工具Ｄ（詳細にはリング部１１１）を径方向に貫通するストレート穴に差し込まれ、フランジ４３ａ１（詳細には下部フランジ１０２）の外周面に形成されたネジ穴にねじ込まれる。

あるいは、図１３に示すように、締結具Ｅの軸方向は、スピンドル軸４３ａ２の回転中心線Ｒ３から遠ざかるほど下方に向かうように傾斜する方向であってもよい。締結具Ｅは、例えば、研削工具Ｄを斜めに貫通するストレート穴に差し込まれ、フランジ４３ａ１の下面に形成されたネジ穴にねじ込まれる。

図１４に示すように、交換機構７１は、研削工具Ｄを保持する保持機構７１ａを有する。保持機構７１ａは、例えば研削工具Ｄを下方から保持する。保持機構７１ａは、例えば後述する第１回転機構７１ｄを介して、多関節アーム７２ａの先端に設けられる。多関節アーム７２ａの先端は、加工機構４３の下方に横から進入し、上方に持ち上げられる。その後、保持機構７１ａが研削工具Ｄに接触し、研削工具Ｄを保持する。

交換機構７１は、保持機構７１ａを回転させる第１回転機構７１ｄを有してもよい。保持機構７１ａが研削工具Ｄを保持している時、保持機構７１ａの回転中心線とスピンドル軸４３ａ２の回転中心線Ｒ３とが一致する。第１回転機構７１ｄが、保持機構７１ａを回転させることで、研削工具Ｄ及びフランジ４３ａ１を同時に回転でき、締結具Ｅを操作機構７１ｃに向けることができる。従って、操作機構７１ｃの動作を単純化できる。

締結具Ｅが研削工具Ｄの周方向に間隔をおいて複数設けられる場合、制御部７６は第１回転機構７１ｄによって保持機構７１ａを回転させることと、操作機構７１ｃによって締結具Ｅを緩めることとを繰り返し実施する。操作機構７１ｃが締結具Ｅを緩める前に、締結具Ｅが操作機構７１ｃに向くように、保持機構７１ａの回転が停止される。このとき、制御部７６は、図６に示す撮像装置７５を用いて締結具Ｅの位置を監視し、締結具Ｅの位置が所望の位置か否かを判断し、保持機構７１ａの回転停止位置を制御してもよい。全ての締結具Ｅが取外されると、研削工具Ｄと加工機構４３の締結が解除される。

交換機構７１は、研削工具Ｄと加工機構４３の分離を支援すべく、図１５に示すように、研削工具Ｄと加工機構４３の間にガスを供給するガス供給機構７１ｅを有してもよい。ガス供給機構７１ｅは、ガスを吐出するノズル１２１を含む。ノズル１２１は、例えば、上部フランジ１０１の下面と、リング部１１１の上面との隙間にガスを供給する。ガスの風圧によって、研削工具Ｄと加工機構４３を引き剥がしやすくできる。

研削工具Ｄには、図１６に示すように、ノズル１２１から供給されたガスを、研削工具Ｄと加工機構４３の接触面に導く穴１１４が形成されていてもよい。穴１１４は、ノズル１２１から供給されたガスを、例えば、フランジ４３ａ１の下面と研削工具Ｄの上面との隙間に導く。穴１１４は、専用の穴でもよいし、締結具Ｅを取付ける穴（例えばストレート穴、又はネジ穴）と兼用であってもよい。

交換機構７１は、図１７に示すように、加工機構４３のスピンドル軸４３ａ２を回転させる第２回転機構７１ｆを有してもよい。第２回転機構７１ｆは、例えばローラ１３１を含む。ローラ１３１の回転中心線はスピンドル軸４３ａ２の回転中心線Ｒ３に対して平行であり、ローラ１３１とフランジ４３ａ１とが接触する。ローラ１３１が回転させられると、摩擦によってフランジ４３ａ１が回転させられる。

第２回転機構７１ｆは、研削工具Ｄをフランジ４３ａ１に取付ける前に、フランジ４３ａ１を回転させ、フランジ４３ａ１の締結具Ｅを取付ける穴１０５（例えばネジ穴、又はストレート穴）を所望の向きに向ける。このとき、制御部７６は、図６に示す撮像装置７５を用いてフランジ４３ａ１の向きを監視し、フランジ４３ａ１の向きが所望の向きか否かを判断し、フランジ４３ａ１の回転停止位置を制御してもよい。

また、図１７に示すように、第１回転機構７１ｄは、研削工具Ｄをフランジ４３ａ１に取付ける前に、研削工具Ｄを回転させ、研削工具Ｄの締結具Ｅを取付ける穴１１５（例えばストレート穴、又はネジ穴）を所望の向きに向ける。このとき、制御部７６は、図６に示す撮像装置７５を用いて研削工具Ｄの向きを監視し、研削工具Ｄの向きが所望の向きか否かを判断し、研削工具Ｄの回転停止位置を制御してもよい。その後、多関節アーム７２ａの先端が上方に持ち上げられ、研削工具Ｄがフランジ４３ａ１に接触する。

研削工具Ｄの締結具Ｅを取付ける穴１１５の向きと、フランジ４３ａ１の締結具Ｅを取付ける穴１０５の向きとが合わせられる。いずれか一組の穴１１５、１０５の向きが、操作機構７１ｃに向けられる。その後、多関節アーム７２ａの先端が上方に持ち上げられ、研削工具Ｄがフランジ４３ａ１に接触する。次に、操作機構７１ｃが締結具Ｅで研削工具Ｄとフランジ４３ａ１とを締結する。その後、制御部７６は、第１回転機構７１ｄによって保持機構７１ａを回転させることと、操作機構７１ｃによって締結具Ｅを締めることとを繰り返し実施する。このとき、制御部７６は、図６に示す撮像装置７５を用いて穴１１５、１０５の位置を監視し、穴１１５、１０５の位置が所望の位置か否かを判断し、保持機構７１ａの回転停止位置を制御してもよい。全ての締結具Ｅが締められると、研削工具Ｄと加工機構４３の締結が完了する。

以上、本開示に係る加工装置、加工装置の加工具の取付け方法、交換装置、及び交換方法について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。

例えば、本開示の加工装置は、上記実施形態では研削装置であるが、切削装置又は切断装置等であってもよい。なお、研削は、研磨を含む。加工装置は、加工具が交換可能に取付けられる加工機構を備えるものであればよい。加工装置が切削装置である場合、エンドミル等の切削工具が加工機構に交換可能に取付けられる。また、加工装置が切断装置である場合、ブレード等の切断工具が加工機構に交換可能に取付けられる。加工具は、処理体に接触し、処理体を加工するものであればよい。加工具は、処理体に接触し、摩耗すると、交換される。

また、本開示の加工装置で加工される処理体は、上記実施形態では基板Ｗであるが、基板Ｗには限定されない。

本出願は、２０２０年５月１日に日本国特許庁に出願した特願２０２０－０８１３７７号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０２０－０８１３７７号の全内容を本出願に援用する。

７ 交換装置
４０ 研削装置（加工装置）
４２ チャック（保持部）
４３ 加工機構
４４ 外装カバー
４４ａ 進入口
７１ 交換機構
７２ 移動機構
７３ 走行台
７４ 走行機構
Ｄ 研削工具（加工具）
Ｗ 基板（処理体）

Claims (8)

1. 処理体を保持する保持部と、前記保持部に保持されている前記処理体を研削する研削工具が交換可能に取付けられる加工機構と、を備える研削装置で使用される前記研削工具の交換装置であって、
   前記加工機構は、前記研削工具が装着されるフランジと、前記フランジが下端に設けられるスピンドル軸と、前記スピンドル軸を回転させるスピンドルモータと、を備え、
   前記交換装置は、前記加工機構に前記研削工具を取付ける、又は前記加工機構から前記研削工具を取外す交換機構と、前記交換機構を移動させる多関節アームと、を備え、
   前記交換機構は、前記研削工具を下方から保持する保持機構と、前記保持機構を回転させることで、前記研削工具と前記フランジを同時に回転させる第１回転機構と、前記研削工具と前記加工機構とを締結する締結具を締める、又は緩める操作機構と、を備え、
   前記締結具は、前記フランジの周方向に間隔をおいて複数設けられ、
   前記第１回転機構は、前記締結具が前記操作機構に向くように前記保持機構の回転を停止させ、
   前記操作機構は、前記操作機構に向けて停止した前記締結具を緩める、交換装置。
2. 処理体を保持する保持部と、前記保持部に保持されている前記処理体を研削する研削工具が交換可能に取付けられる加工機構と、を備える研削装置で使用される前記研削工具の交換装置であって、
   前記加工機構は、前記研削工具が装着されるフランジと、前記フランジが下端に設けられるスピンドル軸と、前記スピンドル軸を回転させるスピンドルモータと、を備え、
   前記交換装置は、前記加工機構に前記研削工具を取付ける、又は前記加工機構から前記研削工具を取外す交換機構と、前記交換機構を移動させる多関節アームと、を備え、
   前記交換機構は、前記研削工具を下方から保持する保持機構と、前記保持機構を回転させることで、前記研削工具と前記フランジを同時に回転させる第１回転機構と、前記研削工具と前記加工機構とを締結する締結具を締める、又は緩める操作機構と、を備え、
   前記フランジは、前記締結具を取付ける穴を、前記フランジの周方向に間隔をおいて複数有し、
   前記第１回転機構は、前記穴が前記操作機構に向くように前記保持機構の回転を停止させ、
   前記操作機構は、前記操作機構に向けて停止した前記穴に前記締結具を取付けるべく、前記締結具を締める、交換装置。
3. 前記交換装置は、使用済みの前記研削工具と未使用の前記研削工具とを保管する保管部を備える、請求項１又は２に記載の交換装置。
4. 前記交換装置は、前記交換機構を撮像する撮像装置を備える、請求項１～３のいずれか１項に記載の交換装置。
5. 前記撮像装置は、前記多関節アームに取り付けられる、請求項４に記載の交換装置。
6. 前記交換装置は、前記撮像装置によって前記交換機構の動作を監視しながら、前記交換機構を制御する制御部を有する、請求項４又は５に記載の交換装置。
7. 前記保持機構が前記研削工具を保持した状態で、前記操作機構が前記締結具を締める、又は緩める、請求項１～６のいずれか１項に記載の交換装置。
8. 前記多関節アームを支持する走行台と、
   前記走行台を走行させる走行機構と、
   を備える、請求項１～７のいずれか１項に記載の交換装置。
   

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