JP5908757B2

JP5908757B2 - 保持テーブルの良否判断方法

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Publication number: JP5908757B2
Application number: JP2012057004A
Authority: JP
Inventors: 吉三佐藤
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2016-04-26
Anticipated expiration: 2032-03-14
Also published as: JP2013188836A

Description

本発明は、板状ワークを保持する保持テーブルの保持力の良否を判断する方法に関する。

半導体ウェーハ等の板状ワークを加工する加工装置においては、板状ワークを保持する保持テーブルを備えている。保持テーブルは、吸引源と流体供給源とに選択的に連通する多孔質部材を備えており、多孔質部材の表面が、板状ワークを吸引保持する保持面となっている。かかる保持テーブルにおいては、多孔質部材が吸引源に連通しているときは板状ワークを吸引保持する保持状態となり、多孔質部材が流体供給源に連通しているときは板状ワークを保持面から離間させる離間状態となり、離間状態においては、板状ワークを搬送できる状態となる。多孔質部材と吸引源とを連通させる配管には圧力計が接続され、圧力計の測定値に基づき、板状ワークが保持面に保持されているか否かを判断することができる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−０７６７２０号公報

しかし、加工中は、加工屑が発生し、その加工屑が保持面に滞留して継続的に保持面に吸着され続けるため、多孔質部材と吸引源とを連通させる配管の内部の圧力が低下する。例えば、保持面の５０％が加工屑で塞がれて目詰まりが生じていると、板状ワークを保持する保持力も半分になっている。このように、配管内の負圧の絶対値が低下すると、保持面において板状ワークを保持する力が弱くなり、板状ワークを安定的に保持することが困難となる。さらに、保持状態が不安定となると、加工不良が生じるおそれもある。

本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、保持テーブルの保持面が加工屑によって塞がれることによる板状ワークの保持不良を未然に防止することを課題としている。

第一の発明は、板状ワークを吸引保持する保持面を有する保持テーブルと、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第２の配管と、第２の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第３の配管と、第３の配管に配設され開閉する供給バルブと、第１の配管内の圧力を測定する圧力計とを備えた加工装置において、保持面に何も保持されていない状態において、供給バルブを開き吸引バルブを閉じて保持面を液体供給源に連通させるとともに保持テーブルを回転させ遠心力で保持面から液体を放射方向に排出したのち、供給バルブを閉じるとともに吸引バルブを開いて保持面を吸引源に連通させたときの圧力計の測定値が、保持面を正常とみなす正常圧力範囲か、保持面を不良とみなす不良圧力範囲か、によって、保持テーブルの良否を判断する保持テーブルの良否判断方法に関する。

第二の発明は、板状ワークを吸引保持する保持面を有する保持テーブルと、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第２の配管と、第２の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第３の配管と、第３の配管に配設され開閉する供給バルブと、第１の配管内の圧力を測定する圧力計と、を備えた加工装置において、保持面に何も保持されていない状態において、供給バルブを開き吸引バルブを閉じて保持面を液体供給源に連通させるとともに保持テーブルを回転させ遠心力で保持面から液体を放射方向に排出したのち、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を流体供給源に連通させたときの圧力計の測定値が、保持面を正常とみなす正常圧力範囲か、保持面を不良とみなす不良圧力範囲か、によって、保持テーブルの良否を判断する保持テーブルの良否判断方法に関する。

本発明では、吸引経路又は流体噴出経路の圧力について、保持面を正常とみなす正常圧力範囲と保持面を不良とみなす不良圧力範囲とをあらかじめ定めておき、吸引経路又は流体噴出経路における圧力の測定値が正常圧力範囲か不良圧力範囲かによって、保持面が加工屑で塞がれているか否かを判断するため、板状ワークの保持不良による加工不良を未然に防止することができる。

研削装置の一例を示す斜視図である。保持テーブルにおいて板状ワークを吸引保持する状態を示す断面図である。保持テーブルに保持された板状ワークを研削する状態を示す断面図である。保持テーブルの良否判断の手順を示すフローチャートである。保持テーブルを回転させる状態を示す断面図である。保持面から吸引源までの間に存在する水分を吸引する状態を示す断面図である。保持テーブルに吸引作用を施したときの正常圧力範囲及び不良圧力範囲の一例を示すグラフである。保持テーブルに流体噴出作用を施したときの正常圧力範囲及び不良圧力範囲の一例を示すグラフである。保持テーブルの良否判断の手順の別の例を示すフローチャートである。

図１に示す研削装置１は、保持テーブル２に保持されたに保持された板状ワークの面に対して研削加工を施す装置であり、保持テーブル２は、上面が板状ワークを保持する保持面２０ａとなっており、回転可能であるとともに、前後方向（図１における矢印Ａ方向）に移動可能となっている。

研削装置１の後部側には、研削手段３が配設されている。研削手段３は、保持テーブル２の保持面２０ａに対して直交する回転軸を有するスピンドル３０を備え、スピンドル３０の下端にはホイールマウント３１が形成されている。そして、ホイールマウント３１の下部には研削ホイール３２が取り付けられている。

スピンドル３０の上端部には、スピンドル３０を回転させるモータ３３が連結されている。このモータ３３は、研削ホイール３２を回転させる回転駆動手段として機能する。また、研削ホイール３２の下面には、複数の研削砥石３４が環状に配列されて接着されている。

研削手段３は、研削送り手段４によって支持されて昇降する。研削送り手段４は、鉛直方向に延びるボールスクリュー４０と、ボールスクリュー４０と平行に配設された一対のガイドレール４１と、ボールスクリュー４０の上端に連結されたモータ４２とを有している。ボールスクリュー４０には昇降板４３の内部に設けたナットが螺合しており、昇降板４３の一方の面はガイドレール４１に摺接している。昇降板４３には、支持部４４が連結されており、支持部４４は、研削手段３を支持している。

このように構成される研削送り手段４では、モータ４２がボールスクリュー４０を正逆いずれかの方向に回転させてガイドレール４１に沿って昇降板４３を上下動させることにより、研削手段３を上下動させることができる。

図２に示すように、保持テーブル２の上部には、多孔質部材によって構成される保持部材２０を備えている。保持部材２０の上面は、板状ワークを吸引保持する保持面２０ａとなっている。

保持部材２０は枠体２１によって支持されており、枠体２１の内部には、保持部材２０に連通するエア流路２２が形成されている。エア流路２２には、第１の配管２３が連結されており、保持面２０ａは、保持部材２０及びエア流路２２を介して第１の配管２３に連通している。

第１の配管２３は、第２の配管２４と第３の配管２５とに分岐しており、第１の配管２３と第２の配管２４とが連結され、第１の配管２３と第３の配管２５とが連結されている。第２の配管２４は、開閉する吸引バルブ２６を介して吸引源２７に連通可能となっており、吸引バルブ２６が開放された状態では、保持面２０ａと吸引源２７とが連通する。一方、第３の配管２５は、開閉する供給バルブ２８を介して流体供給源２９に連通可能となっており、供給バルブ２８が開放された状態では、保持面２０ａと流体供給源２９とが連通する。流体供給源２９には、水やエア等の流体が蓄えられている。

第１の配管２３には、第１の配管２３内の圧力を監視する圧力計５０が連結されている。また、圧力計５０には、圧力計５０の測定値を読み出し、その測定値に応じて処理を行う認識部５１が連結されている。

加工装置１を用いて板状ワークの研削を行う場合は、図２に示すように、被研削面Ｗ１が露出するように保持面２０上にワークＷを載置し、吸引バルブ２６を開くとともに供給バルブ２８を閉じ、保持面２０と吸引源２７とを連通させることにより、保持面２０に吸引力を作用させて板状ワークＷの下面Ｗ２を吸引保持する。

そして、図３に示すように、研削手段３が回転しながら降下することにより、研削砥石３４が被研削面Ｗ１に接触して研削が行われる。研削中は、研削ホイール３２の中央部から板状ワークＷに対して研削水が供給される。このようにして研削加工を行うと、加工屑が発生し、板状ワークＷの下面Ｗ２と保持面２０ａとの間にも入り込むため、保持面２０ａの無数の孔が加工屑によって塞がれてしまい、板状ワークＷを保持する力が弱くなり、加工不良が生じるおそれがある。

そこで、加工不良が生じるのを未然に防止するために、加工前に保持テーブル２の状態を診断する。以下では、図４のフローチャートに沿って説明する。

最初に、図５に示すように、保持面２０ａに何も保持されていない状態において、供給バルブ２８を開くとともに吸引バルブ２６を閉じ、保持テーブル１を回転させることにより、保持面１０ａに残っている研削水を遠心力によって吹き飛ばす（ステップＳ１）。

次に、保持テーブル１の回転を停止し、図６に示すように、吸引バルブ２６を開くとともに供給バルブ２８を閉じて保持部材２０を吸引源２７に連通させ、保持部材２０を吸引する。この吸引を所定時間することにより、保持面２０ａから吸引源２７までの間に存在する水分を吸引源２７に吸引させる（ステップＳ２）。

このようにして保持部材２０、第１の配管２３、第２の配管２４等の水分を吸引した後、吸引バルブ２６を開くとともに供給バルブ２８を閉じて保持面２０ａが吸引源２７に連通したままの状態で、圧力計５０の測定値を認識部５１が読み出す（ステップＳ３）。

図７に示すように、圧力計５０の測定値は、前記ステップＳ２によって吸引を行うことで徐々に下降していき（負圧が大きくなっていき）、やがて一定の圧力が維持されるようになる。そして、維持されている圧力値が、正常圧力範囲にあるか不良圧力範囲にあるかによって、保持テーブル２の良否を判断することができる。吸引時は、保持部材２０の目詰まりの程度が大きいほど負圧の絶対値が大きくなるため、負圧が大きくなりすぎて所定の値を超えた場合は不良圧力範囲とし、所定の値に満たない場合は正常圧力範囲とする。正常圧力範囲及び不良圧力範囲は、第１の配管２３の圧力の測定を行いながら実際に板状ワークの加工を行い、板状ワークに加工不良が生じたときの圧力を把握することによって設定することができる。

認識部５１は、圧力計５０の測定値を読み出すと、その測定値が正常圧力範囲と不良圧力範囲のどちらにあるかを判断する（ステップＳ４）。図７において太線で示したように、圧力計５０によって測定された圧力値が正常圧力範囲にある場合は、認識部５１は、保持テーブル２０において板状ワークを保持して研削加工できる状態であると判断し、保持テーブル２に板状ワークを搬入する（ステップＳ５）。

一方、圧力計５０によって測定された圧力値が不良圧力範囲にある場合は、認識部５１は、保持テーブル２０において板状ワークを安定的に保持して研削加工できない状態であると判断し、その旨をディスプレイに表示する等して作業者に報知する（ステップＳ６）。

作業者への報知の後、保持テーブル２は、図１に示した研削手段３の下方に移動する。そして、保持テーブル２を回転させるとともに、研削ホイール３２を回転させながら研削手段３を降下させることにより、回転する研削砥石３４を保持テーブル２の保持面２０ａに接触させ、保持面２０ａを研削する。そうすると、保持面２０ａにおいて、加工屑が入り込んだ部分が加工屑とともに除去され、目詰まりのない保持面を形成することができる（ステップＳ７）。

保持テーブル２が正常か不良かの判断は、保持面２０ａからエア等の流体を噴出したときの第１の配管２３の圧力を測定することによっても行うことができる。図８に示すように、保持面２０ａから流体を噴出させると、圧力計５０の測定値が徐々に上昇していき（正圧が大きくなっていき）、やがて一定の圧力が維持されるようになる。そして、維持されている圧力値が、正常圧力範囲にあるか不良圧力範囲にあるかによって、保持テーブル２の良否を判断することができる。流体噴出時は、保持部材２０の目詰まりの程度が大きいほど正圧の絶対値が大きくなるため、正圧が大きくなりすぎて所定の値を超えた場合は不良圧力範囲とし、所定の値に満たない場合は正常圧力範囲とする。以下では、その手順について、図９のフローチャートを参照して説明する。

保持面２０ａから流体を噴出したときの第１の配管２３の圧力を測定することによって保持テーブル２の良否を判断する場合は、最初に、図５に示したように、保持面２０ａに何も保持されていない状態において、供給バルブ２８を開くとともに吸引バルブ２６を閉じ、保持テーブル１を回転させることにより、保持面１０ａに残っている研削水を遠心力によって吹き飛ばす（ステップＳ１´）。

次に、保持テーブル１の回転を停止し、図６に示したように、吸引バルブ２６を開くとともに供給バルブ２８を閉じて保持部材２０を吸引源２７に連通させ、保持部材２０を吸引する。この吸引を所定時間することにより、保持面２０ａから吸引源２７までの間に存在する水分を吸引源２７に吸引させる（ステップＳ２´）。

このようにして保持部材２０、第１の配管２３、第２の配管２４等の水分を吸引した後、吸引バルブ２６を閉じるとともに供給バルブ２８を開いて保持面２０ａを流体供給源２９に連通させ、圧力計５０の測定値を認識部５１が読み出す（ステップＳ３´）。

認識部５１は、圧力計５０の測定値を読み出すと、その測定値が正常圧力範囲と不良圧力範囲のどちらにあるかを判断する（ステップＳ４´）。図８において太線で示したように、圧力計５０によって測定された圧力値が正常圧力範囲にある場合は、認識部５１は、保持テーブル２０において板状ワークを保持して研削加工できる状態であると判断し、保持テーブル２に板状ワークを搬入する（ステップＳ５´）。

一方、圧力計５０によって測定された圧力値が不良圧力範囲にある場合は、認識部５１は、保持テーブル２０において板状ワークを安定的に保持して研削加工できない状態であると判断し、その旨をディスプレイに表示する等して作業者に報知する（ステップＳ６´）。

作業者への報知の後、保持テーブル２は、図１に示した研削手段３の下方に移動する。そして、保持テーブル２を回転させるとともに、研削ホイール３２を回転させながら研削手段３を降下させることにより、回転する研削砥石３４を保持テーブル２の保持面２０ａに接触させ、保持面２０ａを研削する。そうすると、保持面２０ａにおいて、加工屑が入り込んだ部分が加工屑とともに除去され、目詰まりのない保持面を形成することができる（ステップＳ７´）。

以上のように、保持面に連通する第１の配管２３の圧力値が正常圧力範囲にあるか不良圧力範囲にあるかによって、保持テーブル２において板状ワークを安定的に保持可能か否かを判断するため、板状ワークの保持不良による加工不良を未然に防止することができる。

なお、加工装置には、研削装置のほかに、例えば切削装置等も含まれるが、ステップＳ７及びＳ７´については、研削装置を使用することが必要となる。

１：研削装置
２：保持テーブル
２０：保持部材２０ａ：保持面
２１：枠体２２：エア流路２３：第１の配管２４：第２の配管２５：第３の配管
２６：吸引バルブ２７：吸引源２８：供給バルブ２９：流体供給源
３：研削手段
３０：スピンドル３１：ホイールマウント３２：研削ホイール３３：モータ
３４：研削砥石
４：研削送り手段
４０：ボールスクリュー４１：ガイドレール４２：モータ４３：昇降板
４４：支持板
５０：圧力計５１：認識部

Claims

板状ワークを吸引保持する保持面を有する保持テーブルと、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第２の配管と、該第２の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第３の配管と、該第３の配管に配設され開閉する供給バルブと、該第１の配管内の圧力を測定する圧力計と、を備えた加工装置において、
該保持面に何も保持されていない状態において、該供給バルブを開き該吸引バルブを閉じて該保持面を該液体供給源に連通させるとともに該保持テーブルを回転させ遠心力で該保持面から液体を放射方向に排出したのち、該供給バルブを閉じるとともに該吸引バルブを開いて該保持面を該吸引源に連通させたときの該圧力計の測定値が、該保持面を正常とみなす正常圧力範囲か、該保持面を不良とみなす不良圧力範囲か、によって、該保持テーブルの良否を判断する保持テーブルの良否判断方法。
板状ワークを吸引保持する保持面を有する保持テーブルと、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第２の配管と、該第２の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第３の配管と、該第３の配管に配設され開閉する供給バルブと、該第１の配管内の圧力を測定する圧力計と、を備えた加工装置において、
該保持面に何も保持されていない状態において、該供給バルブを開き該吸引バルブを閉じて該保持面を該液体供給源に連通させるとともに該保持テーブルを回転させ遠心力で該保持面から液体を放射方向に排出したのち、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を該流体供給源に連通させたときの該圧力計の測定値が、該保持面を正常とみなす正常圧力範囲か、該保持面を不良とみなす不良圧力範囲か、によって、該保持テーブルの良否を判断する保持テーブルの良否判断方法。