JP7835643B2 - 加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の板状の被加工物を加工する加工装置に関する。

携帯電話やコンピュータ等の電子機器に使用されるデバイスチップは、複数のデバイスが表面に並べて配設されたウェーハを裏面側から研削して薄化し、デバイス毎にウェーハを分割することで形成される。被加工物の研削は、円環状に配された研削砥石が装着された研削装置で実施される。また、ウェーハ等の板状の被加工物の分割は、例えば、円環状の切削ブレードが装着された切削装置や、被加工物にレーザビームを照射してレーザ加工するレーザ加工装置が使用される。

研削装置、切削装置、レーザ加工装置等の加工装置は、被加工物を保持するチャックテーブル（保持テーブル）と、チャックテーブルで保持された被加工物を加工する加工ユニットと、を備える。加工装置には、複数の被加工物が収容された収容カセットが搬入される。加工装置は、個々の被加工物を収容カセットから仮置き領域に引き出し、チャックテーブルに搬送し、加工ユニットで加工し、洗浄ユニットで洗浄し、仮置き領域に戻し、収容カセットに収容する。（特許文献１及び特許文献２参照）

収容カセットから引き出された被加工物が仮置きされる仮置き領域には、被加工物が引き出される方向に平行な一対のガイドレールが設けられている。各ガイドレールは、被加工物を支持する支持面と、支持面の外側から立接する突き当て部と、を備える。各ガイドレールは、互いに近づく方向、離れる方向に移動可能である。

一対のガイドレールの支持面に被加工物を載せ、両ガイドレールを互いに接近させ、両ガイドレールの突き当て部で被加工物を挟むと、被加工物を所定の位置（センタリング位置）に位置付けられる。この状態で被加工物をチャックテーブルに搬送すると、被加工物をチャックテーブルの保持面上の所定の位置に精密に位置付けられる。

特開平１１－２０４４６１号公報 特開２００１－１１０７５６号公報

加工装置では、加工エラーや装置トラブル等の理由により、被加工物の加工中に稼働が停止することがある。この場合、加工装置の使用者や管理者等により停止の原因に対処がされた後、加工装置が再稼働する。このとき、稼働の途上にあった各種の機構を一度初期状態に戻す初期動作と呼ばれる動作が実施される。仮置き領域に置かれた一対のガイドレールにおける初期動作では、ガイドレールが互いに接近するように、そして、離れるように移動する。

ただし、加工装置が停止したときに、ガイドレール上に被加工物が載っていることがある。この場合、加工装置の再稼働に伴う初期動作において一対のガイドレールが互いに離れる方向に移動し、両ガイドレールの距離が被加工物の幅を超え、ガイドレールの間に被加工物が落下して被加工物が破損することがある。さらに、破損した被加工物の除去作業が必要となることがある。そのため、無視できない大きな損失が生じてしまう。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、一対のガイドレールに残存する被加工物を検出し、ガイドレールからの被加工物の落下を防止できる加工装置を提供することである。

本発明の一態様によれば、被加工物を収容する収容カセットが置かれるカセットテーブルと、該被加工物を仮置きするための仮置き領域に該被加工物を該カセットテーブルに置かれた該収容カセットから搬出する搬出ユニットと、該被加工物を保持する保持面を備えた保持テーブルと、該保持テーブルで保持された該被加工物を加工する加工ユニットと、制御ユニットと、を備えた加工装置であって、該仮置き領域には、該搬出ユニットによって該収容カセットから搬出された該被加工物が載置される一対のガイドレールと、一対の該ガイドレールを互いに近づく方向または離れる方向に移動させるモータを備え、該被加工物を挟持して該被加工物をセンタリング位置に位置決めする位置と、該被加工物が開放される位置と、に一対の該ガイドレールを位置付けるガイドレール移動機構と、が設けられ、該制御ユニットは、該ガイドレール移動機構に接続されており、該モータにかかる負荷を検出する負荷検出部と、該モータを作動させて該ガイドレールを移動させたときに該負荷検出部で検出される該モータにかかる負荷に基づいて、一対の該ガイドレール上に該被加工物が存在するか否かの判定を実施する判定部と、を備えることを特徴とする加工装置が提供される。

好ましくは、該負荷検出部は、該負荷として該モータの出力トルクを検出し、該判定部は、該負荷検出部で検出された該モータの該出力トルクに基づいて該判定を実施する。

本発明の一態様に係る加工装置は、一対のガイドレールを移動させるモータを備えるガイドレール移動機構と、制御ユニットと、を有する。被加工物がガイドレール上に存在する場合と、被加工物がガイドレール上に存在しない場合と、ではガイドレール移動機構のモータにかかる負荷が大きく異なる。そのため、制御ユニットの判定部は、ガイドレール移動機構がガイドレールを移動させたときにモータにかかる負荷に基づいて直ちに被加工物が存在するか否かを判定できる。

例えば、ガイドレール上に被加工物が存在する場合、判定部は被加工物が落下するほどにガイドレールが移動する前に被加工物が存在すると判定できる。この場合、制御ユニットは直ちにガイドレール移動機構を停止させることも可能であり、これにより被加工物のガイドレールからの落下を防止できる。

したがって、本発明の一態様によると、一対のガイドレールに残存する被加工物を検出し、ガイドレールからの被加工物の落下を防止できる加工装置が提供される。

加工装置を模式的に示す斜視図である。 収容カセットと、仮置き領域と、を模式的に示す斜視図である。 一対のガイドレールと、ガイドレール移動機構と、を模式的に示す斜視図である。 図４（Ａ）は、被加工物及び挟持位置に位置付けられたガイドレールを模式的に示す断面図であり、図４（Ｂ）は、被加工物及び搬送位置に位置付けられたガイドレールを模式的に示す断面図であり、図４（Ｃ）は、被加工物及び開放位置に位置付けられたガイドレールを模式的に示す断面図である。 ガイドレール移動機構を模式的に示す側面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。まず、本実施形態に係る加工装置において加工される被加工物について説明する。図１には、被加工物１を模式的に示す斜視図が含まれている。

被加工物１は、例えば、Ｓｉ（シリコン）、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、ＧａＮ（窒化ガリウム）、ＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）、若しくは、その他の半導体等の材料、または、サファイア、ガラス、石英等の材料からなる略円板状の基板等である。

被加工物１の表面は格子状に配列された複数の分割予定ライン（不図示）で区画される。また、被加工物１の表面の分割予定ラインで区画された各領域にはＩＣ（Integrated Circuit）やＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイス（不図示）が形成される。加工装置を使用して被加工物１を薄化し、分割予定ラインに沿って分割すると、個々のデバイスチップが形成される。ただし、本実施形態に係る加工装置において加工される被加工物はこれに限定されない。

加工装置に被加工物１を搬入する前に、被加工物１と、テープ９と、フレーム７と、が一体化され、フレームユニット１１が形成される。被加工物１は、フレームユニット１１の状態で加工装置に搬入され、加工される。形成された個々のデバイスチップはテープ９に支持される。その後、テープ９が外側に拡張されることでデバイスチップ間の間隔が広げられ、デバイスチップがピックアップされる。

環状のフレーム７は、例えば、金属等の材料で形成され、被加工物１の径よりも大きい径の開口７ａを備える。フレームユニット１１を形成する際は、被加工物１は、フレーム７の開口７ａ内に位置付けられ、開口７ａに収容される。

テープ９は、フレーム７の開口７ａよりも大きい径を有する。テープ９は、例えば、基材層と、該基材層の上に形成された粘着層と、を備えるダイシングテープと呼ばれるテープである。テープ９は、粘着層で発現する粘着力によりフレーム７及び被加工物１の裏面１ｂに貼着される。または、テープ９に代えて、例えば、粘着層を備えないポリオレフィン系シートやポリエステル系シート等の樹脂シートが使用されてもよい。樹脂シートは、被加工物１及びフレーム７に熱圧着される。

ポリオレフィン系シートは、アルケンをモノマーとして合成されるポリマーのシートであり、例えば、ポリエチレンシート、ポリプロピレンシート、または、ポリスチレンシートである。ポリエステル系シートは、ジカルボン酸（２つのカルボキシル基を有する化合物）と、ジオール（２つのヒドロキシル基を有する化合物）と、をモノマーとして合成されるポリマーのシートである。例えば、ポリエチレンテレフタレートシート、または、ポリエチレンナフタレートシートである。

ただし、本実施形態に係る加工装置で加工される被加工物１は、テープ９及びフレーム７と一体化される必要はない。すなわち、フレームユニット１１が形成される必要はない。被加工物１には、被加工物１の一方の面を保護する保護テープが貼着されてもよく、保護テープが貼着されていなくてもよい。以下、被加工物１がフレームユニット１１の状態で加工装置に搬入され、加工装置がフレームユニット１１に含まれた被加工物１を加工する場合について説明するが、本実施形態に係る加工装置はこれに限定されない。

次に、被加工物１を加工する加工装置について説明する。被加工物１を分割予定ラインに沿って分割する際には、例えば、環状の切削ブレードを備える切削装置が使用される。または、被加工物１に分割予定ラインに沿ってレーザビームを照射して被加工物１をレーザ加工するレーザ加工装置が使用される。また、被加工物１は研削装置で裏面側から研削されて薄化される。以下、本実施形態に係る加工装置が切削装置である場合を例に加工装置について説明するが、本実施形態に係る加工装置は切削装置に限定されない。

図１は、本実施形態に係る加工装置の一例である切削装置（加工装置）２を模式的に示す斜視図である。図１に示す通り、切削装置２の基台４の角部には、収容カセット１３が載置されるカセットテーブル６が設けられている。カセットテーブル６は、昇降機構（不図示）により上下方向（Ｚ軸方向）に昇降可能である。図１では、カセットテーブル６に載置された収容カセット１３の輪郭を二点鎖線で示している。

ここで、複数の被加工物１（フレームユニット１１）を収容できる収容カセット１３について、図２を用いて説明する。図２には、収容カセット１３の斜視図が模式的に示されている。収容カセット１３は、箱型の筐体１５を有する。収容カセット１３は、筐体１５の内部に被加工物１（フレームユニット１１）の幅よりも大きな幅の収容空間１７を備える。収容カセット１３は、複数の被加工物１を縦方向（Ｚ軸方向）に並べて収容空間１７に収容できる。

収容カセット１３の筐体１５の前面には、収容空間１７を外部に開放する開口１９が設けられている。収容カセット１３への被加工物１の搬出入は、開口１９を経て実施される。そのため、開口１９の幅は、被加工物１（フレームユニット１１）の幅よりも大きい。収容カセット１３の開口１９に隣接する一対の側壁１５ａの内面には、被加工物１（フレーム７）の端部を支持する複数の支持溝２１が形成されている。

複数の支持溝２１は、それぞれ、一対の側壁１５ａに同じ高さに形成されている。そして、一対の側壁１５ａの内面では、それぞれ、互いに上下に隣接する支持溝２１が一定の間隔２３となるように並んでいる。被加工物１は、収容カセット１３に収容される際、一方の側壁１５ａに形成された一つの支持溝２１に挿し入れられるとともに、該支持溝２１と同じ高さに形成されている他方の側壁１５ａの支持溝２１に挿し入れられる。

すなわち、各側壁１５ａに形成された互いに対応する一対の支持溝２１にフレーム７が支持された状態で被加工物１（フレームユニット１１）が収容カセット１３の収容空間１７に収容される。収容カセット１３は、各側壁１５ａに縦方向に並ぶ対となる支持溝２１の数だけ被加工物１を収容可能である。

例えば、各側壁１５ａには、２５個の支持溝２１が上下に１０ｍｍの間隔２３で設けられる。この場合、収容カセット１３には、２５個の被加工物１が収容可能となる。ただし、収容カセット１３には、必ずしも収容能力の限界まで被加工物１が収容されなくてもよく、一部の支持溝２１には被加工物１が載せられていなくてもよい。

収容カセット１３からの被加工物１（フレームユニット１１）の搬出作業は、後述の搬出ユニット１２により実施される。収容カセット１３に収容されている被加工物１を搬出する際には、搬出ユニット１２が搬出作業を実施できる高さに被加工物１の高さが合うようにカセットテーブル６を昇降させる。

切削装置（加工装置）２の基台４の上面のカセットテーブル６に隣接する位置は、カセットテーブル６に置かれた収容カセット１３から引き出された被加工物１（フレームユニット１１）を仮置きするための仮置き領域１０となる。仮置き領域１０に隣接する位置には、カセットテーブル６に置かれた収容カセット１３に収容された被加工物１（フレームユニット１１）を収容カセット１３から仮置き領域１０に搬出する搬出ユニット１２が設けられている。

そして、仮置き領域１０には、Ｙ軸方向（左右方向、割り出し送り方向）に平行な状態を維持しながら互いに接近、離隔される一対のガイドレール８が設けられる。図２、図３には、ガイドレール８を模式的に示す斜視図が含まれている。

一対のガイドレール８は、それぞれ、被加工物１（フレーム７）を下方から支持する支持面８ａと、支持面８ａに概ね垂直な突き当て部８ｂと、を備える。各ガイドレール８の突き当て部８ｂは、それぞれ支持面８ａの外側で立接しており、互いに向かい合っている。一対のガイドレール８には、搬出ユニット１２によって収容カセット１３から搬出された被加工物１が一時的に載置される。

次に、仮置き領域１０についてさらに詳述する。図３は、切削装置２の基台４の仮置き領域１０における内部構造物を模式的に示す斜視図である。仮置き領域１０には、一対のガイドレール８を互いに近づく方向または離れる方向に移動させるモータ５６を備えるガイドレール移動機構５４が設けられている。ガイドレール移動機構５４は、被加工物１（フレームユニット１１）を挟持して被加工物１をセンタリング位置に位置決めする位置と、被加工物１の搬送に適した位置と、被加工物１が開放される位置と、に一対のガイドレール８を位置付ける。

図４（Ａ）には、被加工物１をセンタリング位置に位置決めする位置に位置付けられたガイドレール８を模式的に示す断面図が含まれている。図４（Ｂ）には、被加工物１の搬送に適した位置に位置付けられたガイドレール８を模式的に示す断面図が含まれている。図４（Ｃ）には、被加工物１が開放される位置に位置付けられたガイドレール８を模式的に示す断面図が含まれている。

ただし、切削装置２では図４（Ｃ）に示すように仮置き領域１０に被加工物１が存在する状態においてガイドレール８が大きく開くことは想定されていない。仮置き領域１０に被加工物１が存在するときに被加工物１が開放される位置までガイドレール８が開くと、被加工物１がガイドレール８から落下し被加工物１に損傷が生じる上、被加工物１を除去する作業が必要となる。

ガイドレール移動機構５４についてさらに詳述する。図３には、ガイドレール移動機構５４を模式的に示す斜視図が含まれている。図５は、ガイドレール移動機構を模式的に示す側面図である。図５には、ガイドレール８を模式的に示す断面図が含まれている。ガイドレール移動機構５４は、Ｚ軸方向に沿った回転軸５６ｂを備えるモータ５６と、回転軸５６ｂの先端に設けられたプーリー５６ａと、プーリー５６ａの周りに取り付けられた環状のベルト５８と、を備える。

ベルト５８は、モータ５６の回転軸５６ｂに設けられたプーリー５６ａと、モータ５６から離れた自由回転軸６０に設けられたプーリー６０ａ（図３参照）と、に環状にかけられている。自由回転軸６０と、モータ５６の回転軸５６ｂと、はＸ軸方向に沿って並んでいる。モータ５６を作動させると回転軸５６ｂが回転し、回転軸５６ｂのプーリー５６ａと、自由回転軸６０のプーリー６０ａと、の間でベルト５８が回転する。

ベルト５８には、一方のガイドレール８の底部に設けられた固定部６４と、他方のガイドレール８の底部に設けられた固定部６４と、が接続されている。回転軸５６ｂのプーリー５６ａと、自由回転軸６０のプーリー６０ａと、の間に存在するベルト５８の２つの部分を第１の部分及び第２の部分とする。このとき、一方のガイドレール８の固定部６４はベルト５８の第１の部分に固定され、他方のガイドレール８の固定部６４はベルト５８の第２の部分に固定される。

この状態で、ベルト５８をモータ５６で回転させると、２つのガイドレール８が同時に同じ距離だけ逆方向に移動する。すなわち、２つのガイドレール８が互いに近づく方向、または、互いに離れる方向に移動する。

ガイドレール移動機構５４は、モータ５６を制御して所定の量だけ所定の速度で回転させる機能を有するモータドライバー６２を有してもよい。モータドライバー６２は、例えば、ＩＣ等で構成される。そして、モータドライバー６２は、電源からモータ５６に供給される電力を調整してモータ５６を制御する。または、切削装置２の後述の制御ユニット５０（図１参照）は、モータ５６を制御するモータドライバーとして機能してもよい。

基台４の上面には、仮置き領域１０をＹ軸方向に沿って縦断する開口１４が形成されている。開口１４の内部には、搬出ユニット１２をＹ軸方向に沿って移動させる移動機構（不図示）が設けられている。搬出ユニット１２は、該移動機構に接続された移動体１６を備える。図３には、搬出ユニット１２を模式的に示す斜視図が含まれている。移動体１６のカセットテーブル６に向いた面には開口１８が設けられており、開口１８には被加工物１（フレームユニット１１のフレーム７）を把持する把持部２０が配設されている。

把持部２０は、それぞれ基端部が開口１８を通して移動体１６に収容された上板２２と、下板２４と、を備える。上板２２及び下板２４は、移動体１６の内部に設けられた移動機構（不図示）により、互いに近接または離隔される。

収容カセット１３に収容された被加工物１（フレームユニット１１）を搬出ユニット１２で搬出する際には、移動体１６を収容カセット１３に向けて移動させ、上板２２及び下板２４の間に被加工物１（フレーム７）を位置付ける。そして、上板２２及び下板２４を互いに近接する方向に移動させ、被加工物１（フレーム７）を上板２２及び下板２４で挟み込む。すると、被加工物１（フレーム７）が搬出ユニット１２の把持部２０に把持された状態となる。

その後、移動体１６を収容カセット１３から離れる方向に移動させると、収容カセット１３から被加工物１（フレームユニット１１）が仮置き領域１０に引き出される。そして、把持部２０による被加工物１（フレーム７）の把持を解除する。このとき、被加工物１（フレーム７）は、一対のガイドレール８のそれぞれの支持面８ａ上に支持される。

そして、一対のガイドレール８をＸ軸方向に互い近接する方向に連動させて移動させ、一対のガイドレール８のそれぞれの突き当て部８ｂで被加工物１（フレーム７）を挟み込むと、被加工物１（フレームユニット１１）をセンタリング位置に位置付けられる。図４（Ａ）は、センタリング位置に位置付けられた被加工物１と、一対のガイドレール８と、を模式的に示す断面図である。

センタリング位置に位置付けられた被加工物１を後述の第１の搬送ユニット３４により、所定の搬送動作で搬送すると、被加工物１を搬送先で所定の位置に精密に位置付けられる。被加工物１が仮置き領域１０から搬送される際には、一対のガイドレール８を互いに離れる方向に移動させる。図４（Ｂ）は、仮置き領域１０から搬送される際の被加工物１と、一対のガイドレール８と、を模式的に示す断面図である。

再び図１を参照しつつ切削装置２の説明を続ける。基台４の上面のカセットテーブル６に隣接する位置には、Ｘ軸方向（前後方向、加工送り方向）に長い開口４ａが形成されている。開口４ａ内には、図示しないボールねじ式のＸ軸移動機構（加工送りユニット）と、Ｘ軸移動機構の上部を覆う蛇腹状の防塵防滴カバー２８と、が配設されている。

Ｘ軸移動機構は、Ｘ軸移動テーブル３０の下部に接続されており、このＸ軸移動テーブル３０をＸ軸方向に移動させる機能を有する。例えば、Ｘ軸移動テーブル３０は、カセットテーブル６に近接する搬出入領域と、後述の切削ユニット４０の下方の加工位置と、の間を移動する。

Ｘ軸移動テーブル３０上には、被加工物１（フレームユニット１１）を吸引、保持するチャックテーブル（保持テーブル）３２が設けられている。チャックテーブル３２は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、Ｚ軸方向（鉛直方向、切り込み送り方向）に概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル３２は、上述したＸ軸移動機構によってＸ軸方向に移動する。

チャックテーブル３２の上面は、被加工物１（フレームユニット１１）を保持するための保持面３２ａになっている。保持面３２ａは、チャックテーブル３２の内部に形成された吸引路（不図示）等を介して吸引源（不図示）に接続されている。また、チャックテーブル３２の周囲には、フレームユニット１１に含まれるフレーム７を外側から固定するためのクランプ３２ｂが設けられている。

仮置き領域１０からチャックテーブル３２への被加工物１（フレームユニット１１）の搬送は、基台４の上面の仮置き領域１０及び開口４ａに隣接する位置に設けられた第１の搬送ユニット３４により実施される。第１の搬送ユニット３４は、基台４の上面から上方に突き出た昇降可能であるとともに回転可能な軸部と、軸部の上端から水平方向に伸長した腕部と、腕部の先端下方に設けられた保持部と、を有する。

第１の搬送ユニット３４で仮置き領域１０からチャックテーブル３２へ被加工物１（フレームユニット１１）を搬送する際には、Ｘ軸移動テーブル３０を移動させてチャックテーブル３２を搬出入領域に位置付ける。そして、仮置き領域１０に仮置きされている被加工物１（フレーム７）を該保持部で保持し、被加工物１を持ち上げて、該軸部を回転させて被加工物１をチャックテーブル３２の上方に移動させる。

その後、被加工物１（フレームユニット１１）を下降させてチャックテーブル３２の保持面３２ａに載せる。そして、クランプ３２ｂでフレーム７を固定するとともに、チャックテーブル３２の吸引源を作動させて、テープ９を吸引させる。すると、テープ９を介して被加工物１が吸引保持される。

切削装置２は、Ｘ軸移動テーブル３０の搬出入領域から加工領域への移動経路の上方に、開口４ａを横切るように配設された支持構造３６を備える。そして、支持構造３６には下方に向いた撮像ユニット３８が設けられている。撮像ユニット３８は、切削ユニット４０の下方の加工領域へ移動するチャックテーブル３２に吸引保持された被加工物１の表面１ａを撮像し、表面１ａに設けられた分割予定ラインの位置及び向きを検出する。

該加工領域には、チャックテーブル（保持テーブル）３２に保持されたフレームユニット１１の被加工物１を切削（加工）する切削ユニット（加工ユニット）４０が設けられている。切削ユニット４０は、円環状の砥石部を外周に備える切削ブレード（加工具）４２と、先端部に切削ブレード４２が装着され該切削ブレード４２の回転軸となるＹ軸方向に沿ったスピンドル４４と、を備える。

スピンドル４４の基端側には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。チャックテーブル３２に保持された被加工物１に回転する切削ブレード４２を切り込ませることで、被加工物１を切削（加工）できる。被加工物１がすべての分割予定ラインに沿って切削されると、個々のデバイスチップが形成される。その後、チャックテーブル３２は、Ｘ軸移動機構により搬出入領域に移動される。

基台４の上面の仮置き領域１０及び開口４ａに隣接する位置には開口４ｂが形成されており、開口４ｂには加工後の被加工物１を洗浄する洗浄ユニット４６が収容されている。洗浄ユニット４６は、被加工物１（フレームユニット１１）を保持するスピンナテーブルを備えている。スピンナテーブルの下部には、スピンナテーブルを所定の速さで回転させる回転駆動源（不図示）が連結されている。

切削装置２は、搬出入領域に位置付けられたチャックテーブル３２から洗浄ユニット４６にフレームユニット１１を搬送する第２の搬送ユニット４８を備える。第２の搬送ユニット４８は、Ｙ軸方向に沿って移動可能な腕部と、腕部の先端下方に設けられた保持部と、を有する。

第２の搬送ユニット４８でチャックテーブル３２から洗浄ユニット４６へ被加工物１（フレームユニット１１）を搬送する際には、まず、被加工物１（フレームユニット１１）を該保持部で保持する。そして、腕部をＹ軸方向に沿って移動させ、被加工物１（フレームユニット１１）を洗浄ユニット４６のスピンナテーブルの上に載せる。その後、スピンナテーブルで被加工物１（フレームユニット１１）を保持して被加工物１を洗浄する。

洗浄ユニット４６で被加工物１を洗浄する際には、スピンナテーブルを回転させながら被加工物１の表面１ａに向けて洗浄用の流体（代表的には、水とエアーとを混合した混合流体）を噴射する。そして、洗浄ユニット４６で洗浄された被加工物１は、カセットテーブル６に載る収容カセット１３に収容される。

収容カセット１３に被加工物１を収容する際には、第１の搬送ユニット３４を使用して洗浄ユニット４６から仮置き領域１０に被加工物１（フレームユニット１１）を搬送する。そして、搬出ユニット１２の移動体１６を収容カセット１３に向けて移動させて被加工物１（フレームユニット１１）を収容カセット１３に押し入れる。このとき、収容作業が確実に実施されるように、仮置き領域１０に被加工物１（フレームユニット１１）が置かれた際に一対のガイドレール８を互いに近接させて、被加工物１（フレームユニット１１）をセンタリング位置に位置付けてもよい。

切削装置２は、さらに、該切削装置２の各構成要素を制御する制御ユニット５０を備える。制御ユニット５０は、例えば、カセットテーブル６、搬出ユニット１２、仮置き領域１０、Ｘ軸方向移動機構、チャックテーブル３２、撮像ユニット３８、切削ユニット４０、洗浄ユニット４６、及び搬送ユニット３４，４８を制御する。

制御ユニット５０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理装置と、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の主記憶装置と、フラッシュメモリ等の補助記憶装置と、を含むコンピュータによって構成される。補助記憶装置に記憶されるソフトウェアに従い処理装置等を動作させることによって、制御ユニット５０の機能が実現される。

本実施形態に係る切削装置（加工装置）２の制御ユニット５０は、各種の情報を記憶する記憶部５０ａを含む。記憶部５０ａには各構成要素を制御するためのプログラムや制御条件等が登録されており、制御ユニット５０はプログラムや制御条件に従って各構成要素を制御する。

例えば、記憶部５０ａには被加工物１を加工するための加工条件が予め入力され登録されており、制御ユニット５０は加工条件に従って切削ユニット（加工ユニット）４０等を制御する。加工条件は、被加工物１の種別や所望の加工結果に合わせて適宜設定される。そして、制御ユニット５０は、各構成要素から送られた情報を参照しつつ各構成要素を制御して被加工物１の切削（加工）を所定の手順で進行させる。ただし、記憶部５０ａには、さらに別の情報等が記憶されてもよい。制御ユニット５０の構成及び機能等については、後に詳述する。

切削装置２は、タッチパネル付きディスプレイ５２を備える。タッチパネル付きディスプレイ５２は、各種の情報及び操作画面を表示する。作業者は、表示画面を表示するタッチパネル付きディスプレイ５２の所定の位置をタッチすることで切削装置（加工装置）２に各種の指令を入力できる。すなわち、タッチパネル付きディスプレイ５２は、各種の指令の入力に使用される入力ユニット（入力インターフェース）として機能するとともに、各種の情報を報知する報知ユニットとしても機能する。

以上に説明する切削装置２では、収容カセット１３に収容された被加工物１が次々に搬出され加工される。より詳細には、収容カセット１３から被加工物１（フレームユニット１１）が仮置き領域１０に搬出され、ガイドレール８によりセンタリング位置に位置付けられる。次に、被加工物１は、チャックテーブル（保持テーブル）３２に吸引保持され、切削ユニット（加工ユニット）４０により加工される。その後、被加工物１が洗浄ユニット４６で洗浄され、仮置き領域１０に戻され、収容カセット１３に再び収容される。

なお、切削装置（加工装置）２は、加工エラーや装置トラブル等の理由により、被加工物１の加工中に稼働が停止することがある。この場合、切削装置２の使用者または管理者等により停止の原因に対処がされた後、切削装置２が再稼働する。このとき、稼働の途上にあった各種の機構を一度初期状態に戻す初期動作と呼ばれる動作が実施される。仮置き領域１０に設けられた一対のガイドレール８における初期動作では、ガイドレール８が互いに接近するように、そして、離れるように移動する。

ただし、切削装置（加工装置）２が停止したときに、ガイドレール８上に被加工物１が載っていることがある。この場合、切削装置２の再稼働に伴う初期動作においてガイドレール８が図４（Ｃ）に示すように被加工物１を開放する位置に移動し、ガイドレール８の間に被加工物１が落下し被加工物１が破損することがある。この場合、破損した被加工物１の除去作業が必要となることがある。そのため、無視できない大きな損失が生じてしまう。

そこで、本実施形態に係る加工装置では、一対のガイドレール８に残存する被加工物１を検出し、ガイドレール８からの被加工物１の落下を防止する。以下、ガイドレール８に残存する被加工物１を検知する構成を中心に、本実施形態に係る加工装置の説明を続ける。

ガイドレール８に残存する被加工物１の検出は、主に、制御ユニット５０の機能により実現される。具体的には、ガイドレール移動機構５４のモータ５６を作動させたときにモータ５６にかかる負荷に基づいてガイドレール８上の被加工物１の有無を検出する。制御ユニット５０は、切削装置（加工装置）２の他の構成要素とともに、ガイドレール移動機構５４にも接続されている。

そして、制御ユニット５０は、ガイドレール移動機構５４のモータ５６にかかる負荷を検出する負荷検出部５０ｃを備える。ガイドレール移動機構５４のモータドライバー６２は、モータ５６を作動させてガイドレール８を所定の速度で移動させるときの負荷電流値を制御ユニット５０の負荷検出部５０ｃに送信する。

または、モータドライバー６２は、負荷電流値からモータ５６の出力トルクを算出し、この出力トルクをモータ５６にかかる負荷を含む情報として制御ユニット５０の負荷検出部５０ｃに送信する。または、モータドライバー６２は、モータ５６の出力トルクの定格トルクに対する割合を算出し、負荷を含む情報としてこの算出された割合を制御ユニット５０の負荷検出部５０ｃに送信する。なお、ガイドレール移動機構５４が制御ユニット５０に送信するモータ５６の負荷はこれらに限定されず、特に制限はない。

また、制御ユニット５０の負荷検出部５０ｃは、モータ５６にかかる負荷を検出する。例えば、負荷検出部５０ｃは、モータドライバー６２から送信されるモータ５６の負荷電流値をモータ５６にかかる負荷として検出する。または、負荷検出部５０ｃは、モータドライバー６２から送信されるモータ５６の負荷電流値からモータ５６の出力トルクを算出する。または、負荷検出部５０ｃは、モータ５６の出力トルクの定格トルクに対する割合を算出する。

さらに、負荷検出部５０ｃは、モータドライバー６２が算出したモータ５６の出力トルクからモータ５６の負荷を検出してもよい。また、負荷検出部５０ｃは、モータドライバー６２が算出し送信したモータ５６の出力トルクの定格トルクに対する割合からモータ５６の負荷を検出してもよい。負荷検出部５０ｃが検出するモータ５６の負荷はこれらに限定されず、特に制限はない。

制御ユニット５０は、さらに、モータ５６を作動させてガイドレール８を移動させたときに負荷検出部５０ｃで検出されるモータ５６にかかる負荷に基づいて、一対のガイドレール８上に被加工物１が存在するか否かの判定を実施する判定部５０ｂを備える。ここで、判定部５０ｂが判定を実施するに際し、モータ５６にかかる負荷を利用できることについて説明する。

ガイドレール８上に被加工物１（フレームユニット１１）が存在する場合、被加工物１の重量がガイドレール８に印加される。そのため、このときにモータ５６を作動させてある速度でガイドレール８を移動させようとしたとき、ガイドレール８上に被加工物１が存在しない場合と比較して極めて大きな負荷がモータ５６にかかる。その一方で、ガイドレール８上に被加工物１が存在しない場合、ガイドレール８を移動させるモータ５６にはそのような大きな負荷がかからない。

そのため、ガイドレール８を移動させるためにモータ５６を作動させたときに検出されるモータ５６の負荷に基づいて、ガイドレール８上に被加工物１が存在するか否かの判定が可能となる。

次に、判定部５０ｂが実施する判定の手順について説明する。判定部５０ｂは、例えば、負荷検出部５０ｃが検出するモータ５６にかかる負荷と、所定の閾値と、を比較する。そして、モータ５６にかかる負荷が所定の閾値を超えている場合、ガイドレール８上に被加工物１が存在すると判定する。その一方で、モータ５６にかかる負荷が所定の閾値を超えていない場合、ガイドレール８上に被加工物１が存在しないと判定する。

記憶部５０ａには、判定部５０ｂで実施される判定の条件が登録される。より詳細には、記憶部５０ａには、ガイドレール８上に被加工物１が存在するか否かの判定の基準となるモータ５６の負荷が所定の閾値として登録される。判定部５０ｂは、記憶部５０ａに予め登録された所定の閾値を参照して、判定を実施する。

例えば、負荷検出部５０ｃがモータ５６にかかる負荷としてモータ５６の出力トルクを検出する場合、判定部５０ｂは、負荷検出部５０ｃで検出されたモータ５６の出力トルクに基づいて判定を実施する。この場合、記憶部５０ａには、判定の閾値となる出力トルクが所定の閾値として予め登録される。

ガイドレール８上に被加工物１が存在するか否かの判定部５０ｂによる判定は、モータ５６の作動を開始してすぐに実施され完了する。そのため、例えば、ガイドレール８上に被加工物１が存在する場合において、モータ５６が作動してガイドレール８が互いに離れるように移動を開始しても、図４（Ｃ）に示すように被加工物１が開放される位置にガイドレール８が達する前に判定が完了する。

そして、制御ユニット５０は、判定部５０ｂがガイドレール８上に被加工物１が存在すると判定する場合、ガイドレール移動機構５４を制御して直ちにモータ５６を停止させる。この場合、図４（Ｃ）に示すように被加工物１が開放される位置に移動する前にガイドレール８が停止するため、被加工物１のガイドレール８からの落下が防止される。

なお、制御ユニット５０は、判定部５０ｂがガイドレール８上に被加工物１が存在すると判定する場合に、報知ユニットを制御して、その旨を切削装置（加工装置）２の使用者等に報知させる報知制御部５０ｄを有してもよい。切削装置２が報知ユニットとして機能できるタッチパネル付きディスプレイ５２を有する場合、報知制御部５０ｄは、ガイドレール８上に被加工物１が残存する旨を警告する警告画面をタッチパネル付きディスプレイ５２に表示させる。

ただし、報知制御部５０ｄが制御する報知ユニットはこれに限定されない。例えば、切削装置（加工装置）２が報知ユニットとして、複数の色の光を発することのできる警報ランプを備える場合、報知制御部５０ｄは警報ランプを制御する。そして、判定部５０ｂがガイドレール８上に被加工物１が存在すると判定する場合に、報知制御部５０ｄはこの警報ランプを制御して、警告を表す赤色を発するランプを点灯させる。

また、切削装置２が報知ユニットとして、警報音を発生できるブザーを備える場合、報知制御部５０ｄはブザーを制御する。そして、判定部５０ｂがガイドレール８上に被加工物１が存在すると判定する場合に、報知制御部５０ｄはこのブザーを制御して、警報音を発生させる。

その一方で、制御ユニット５０は、判定部５０ｂがガイドレール８上に被加工物１が存在しないと判定する場合、モータ５６を停止させない。例えば、切削装置（加工装置）２において被加工物１の加工中に稼働が停止し、その再稼働のために初期動作が実施されている場合、モータ５６が停止せずガイドレール８の移動が継続され初期動作が継続される。この場合、報知制御部５０ｄは報知ユニットに特に情報を報知させなくてもよく、報知ユニットに切削装置２が正常動作していることを報知させてもよい。

以上に説明する通り、本実施形態に係る加工装置は、制御ユニット５０の判定部５０ｂは、ガイドレール移動機構５４がガイドレール８を移動させたときにモータ５６にかかる負荷に基づいてガイドレール８上に被加工物１が存在するか否かを判定できる。そして、ガイドレール８上に被加工物１が存在する場合、判定部５０ｂは被加工物１が存在すると判定する。この場合、制御ユニット５０は直ちにガイドレール移動機構５４を停止させることも可能であり、これにより被加工物１のガイドレール８からの落下を防止する。

なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では切削装置２を例に説明したが、本発明の一態様に係る加工装置はこれに限定されない。本発明の一態様に係る加工装置は、被加工物１をレーザ加工するレーザ加工装置や、被加工物１を研削砥石で研削する研削装置、被加工物１を研磨する研磨装置でもよい。

また、上記実施形態では、一度稼働が停止した加工装置の再稼働時における初期動作においてガイドレール８上に被加工物１が残存するか否かが判定されたが、判定は他のタイミングで実施されてもよい。例えば、収容カセット１３に収容された被加工物１を次々に加工する通常動作において、ガイドレール８上に被加工物１が存在しないタイミングで判定が実施されてもよい。

再稼働時における初期動作以外にも、ガイドレール８上に被加工物１が残存すると問題となるタイミングがある。本発明の一態様に係る加工装置では、通常稼働時においてガイドレール８上に被加工物１が残存すると問題となるタイミングにおいて、モータ５６の負荷に基づく判定が実施されてもよい。すなわち、本発明の一態様に係る加工装置における判定のタイミングに限定はない。

また、本発明の一態様に係る加工装置では、ガイドレール８上に被加工物１が残存することを確認するために判定部５０ｂによる判定が実施されてもよい。例えば、仮置き領域１０からチャックテーブル（保持テーブル）３２に被加工物１を搬送する際に、または、仮置き領域１０に戻された被加工物１を収容カセット１３に収容する際に、仮置き領域１０に被加工物１が存在することが確認されてもよい。

ガイドレール８上に被加工物１が存在するべきタイミングにおいてモータ５６を作動させ、その負荷に基づいてガイドレール８上に被加工物１が存在することが確認されると、加工装置において通常の動作が継続されても問題がないことが確認される。

その一方で、そのようなタイミングにおいてガイドレール８上に被加工物１が存在しないことが確認された場合、被加工物１が予定された通りに搬送されず加工装置のいずれかの位置に滞留していることが考えられる。この場合、直ちに加工装置の稼働を停止させることで、被加工物１や加工装置に破損が生じる事態を回避できることもある。

その他、上述した実施形態や変形例等にかかる構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

１ 被加工物
１ａ 表面
１ｂ 裏面
７ フレーム
７ａ 開口
９ テープ
１１ フレームユニット
１３ 収容カセット
１５ 筐体
１５ａ 側壁
１７ 収容空間
１９ 開口
２１ 支持溝
２３ 間隔
２ 切削装置（加工装置）
４ 基台
４ａ，４ｂ 開口
６ カセットテーブル
８ ガイドレール
８ａ 支持面
８ｂ 突き当て部
１０ 仮置き領域
１２ 搬出ユニット
１４ 開口
１６ 移動体
１８ 開口
２０ 把持部
２２ 上板
２４ 下板
２８ 防塵防滴カバー
３０ Ｘ軸移動テーブル
３２ チャックテーブル（保持テーブル）
３２ａ 保持面
３２ｂ クランプ
３４，４８ 搬送ユニット
３６ 支持構造
３８ 撮像ユニット
４０ 切削ユニット（加工ユニット）
４２ 切削ブレード
４４ スピンドル
４６ 洗浄ユニット
５０ 制御ユニット
５０ａ 記憶部
５０ｂ 判定部
５０ｃ 負荷検出部
５０ｄ 報知制御部
５２ タッチパネル付きディスプレイ
５４ ガイドレール移動機構
５６ モータ
５６ｂ 回転軸
５６ａ，６０ａ プーリー
５８ ベルト
６０ 自由回転軸
６２ モータドライバー
６４ 固定部

Claims (2)

1. 被加工物を収容する収容カセットが置かれるカセットテーブルと、該被加工物を仮置きするための仮置き領域に該被加工物を該カセットテーブルに置かれた該収容カセットから搬出する搬出ユニットと、該被加工物を保持する保持面を備えた保持テーブルと、該保持テーブルで保持された該被加工物を加工する加工ユニットと、制御ユニットと、を備えた加工装置であって、
   該仮置き領域には、
   該搬出ユニットによって該収容カセットから搬出された該被加工物が載置される一対のガイドレールと、
   一対の該ガイドレールを互いに近づく方向または離れる方向に移動させるモータを備え、該被加工物を挟持して該被加工物をセンタリング位置に位置決めする位置と、該被加工物が開放される位置と、に一対の該ガイドレールを位置付けるガイドレール移動機構と、が設けられ、
   該制御ユニットは、
   該ガイドレール移動機構に接続されており、
   該モータにかかる負荷を検出する負荷検出部と、
   該モータを作動させて該ガイドレールを移動させたときに該負荷検出部で検出される該モータにかかる負荷に基づいて、一対の該ガイドレール上に該被加工物が存在するか否かの判定を実施する判定部と、を備える
   ことを特徴とする加工装置。
2. 該負荷検出部は、該負荷として該モータの出力トルクを検出し、
   該判定部は、該負荷検出部で検出された該モータの該出力トルクに基づいて該判定を実施することを特徴とする請求項１に記載の加工装置。