JP6220240B2

JP6220240B2 - 研削装置

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Publication number: JP6220240B2
Application number: JP2013236873A
Authority: JP
Inventors: 恒成清原
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-11-15
Filing date: 2013-11-15
Publication date: 2017-10-25
Anticipated expiration: 2033-11-15
Also published as: JP2015097230A

Description

本発明は、研削装置に関し、特に、研削時にチャックテーブルに保持される被加工物の面をチャックテーブルから搬出する際に洗浄することができる研削装置に関する。

一般に、半導体ウェーハなどの円板状ワークは、研削装置のチャックテーブルで一方の面（被保持面）が保持された状態で、他方の面に対して研削砥石により研削が行われる。所望の厚さ寸法に研削された円板状ワークは、搬出手段によりチャックテーブルから搬出される。研削装置においては、搬出手段による円板状ワークの搬出経路上に洗浄手段を配設しておき、円板状ワークの被保持面を洗浄するものがある。

ところで、数十μｍ以下の厚さ寸法に研削される円板状ワークを被加工物とする研削装置においては、円板状ワークの外周部を研削せずに厚みを残して環状の補強部とすることが行われている。このように研削される円板状ワークの被保持面の全面を洗浄すべく、円板状ワークの外周縁を保持する一方、洗浄過程で円板状ワークを回転させることで、洗浄手段が備える洗浄部材による洗浄位置を切り替える洗浄方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−１０５８２８号公報

特許文献１記載の円板状ワークの洗浄方法においては、洗浄後に被保持面に洗浄斑が生じるのを回避するため、円板状ワークの被保持面と洗浄部材の上面とが平行に調整される必要がある。このような円板状ワークの被保持面と洗浄部材の上面との平行度は、円板状ワークを搬出する搬出手段と、洗浄部材を有する洗浄手段との相対位置関係により決定される。

近年、取得可能な半導体デバイスを増大するために３００ｍｍや４５０ｍｍという大口径の円板状ワークを被加工物とする研削装置が普及している。このような大口径の円板状ワークの被保持面を特許文献１記載の円板状ワークの洗浄方法により洗浄する場合には、搬出手段と洗浄手段との相対位置関係を高精度に維持することが要求される。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、複雑な構成を必要とすることなく、円板状ワークを搬出する搬出手段と円板状ワークの被保持面を洗浄する洗浄手段との相対位置関係を高精度に維持することができる研削装置を提供することを目的とする。

本発明の研削装置は、円板状ワークを吸引保持する保持面を有するチャックテーブルと、チャックテーブルに吸引保持された円板状ワークを研削加工する研削手段と、円板状ワークの外周縁を保持する外周縁保持機構及び外周縁保持機構をチャックテーブルに接近／離反させる移動機構で少なくとも構成しチャックテーブルから円板状ワークを搬出する搬出手段と、搬出手段がチャックテーブルから円板状ワークを搬出する搬出経路に配設され円板状ワークの被保持面に洗浄水を供給しながら洗浄する洗浄手段と、を備えた研削装置において、外周縁保持機構は、均等な角度で少なくとも３つ配設され放射方向に移動する保持部と、保持部の下端より下方側に突出して均等な間隔で少なくとも３つ配設されるピンと、を少なくとも備え、洗浄手段は、均等な角度で放射状に少なくとも３方向に延在したプレートの先端に円板状ワークの外周部に摺動して洗浄する洗浄部材を装着した洗浄プレートと、洗浄プレートの中心を回転軸として洗浄プレートを回転させる回転手段と、洗浄部材と搬出手段が保持する円板状ワークとを当接させ回転手段により洗浄部材を回転させる洗浄動作によって円板状ワークが回転するのを防止させる回転防止機構と、を少なくとも備え、回転防止機構は、洗浄プレートと平行で少なくとも３つの回転防止部材を装着する回転防止プレートと、回転防止プレートに円板状ワークの外径より外側に配設される載置台と、で少なくとも構成され、移動機構を用いて外周縁保持機構を下降させ載置台に少なくとも３つのピンを載置させ、外周縁保持機構の少なくとも３つのピンの共通位置を結んだ三角形からなる面と、洗浄手段の少なくとも３つの洗浄部材の共通位置を結んだ三角形からなる面とが平行になることを特徴とする。

上記研削装置によれば、外周縁保持機構を下降させて載置台に３つのピンを載置させるだけで、外周縁保持機構の３つのピンを結んだ三角形からなる面と、洗浄手段の３つの洗浄部材を結んだ三角形からなる面とを平行に配置できる。これにより、搬出手段及び洗浄手段を個別に位置決めするような構成等を備えることなく両者の相対位置を決定できる。この結果、複雑な構成を必要とすることなく、円板状ワークを搬出する搬出手段と円板状ワークの被保持面を洗浄する洗浄手段との相対位置関係を高精度に維持することが可能となる。

本発明の研削装置において、洗浄手段は、回転防止プレートを昇降させる昇降手段を含み、昇降手段で回転防止部材の上面が洗浄部材の上面と略同一高さに位置付けられた回転防止プレートの載置台に外周縁保持機構の保持部を載置させ、少なくとも３つの保持部の共通位置を結んだ三角形からなる面と少なくとも３つの洗浄部材の共通位置を結んだ三角形からなる面とが平行になることが好ましい。この構成によれば、回転防止プレートを昇降させ載置台に外周縁保持機構の保持部を載置させるだけで、外周縁保持機構の３つの保持部を結んだ三角形からなる面と、洗浄手段の３つの洗浄部材を結んだ三角形からなる面とを平行に配置できる。これにより、搬出手段及び洗浄手段を個別に位置決めするような構成等を備えることなく両者の相対位置を決定できる。この結果、複雑な構成を必要とすることなく、円板状ワークを搬出する搬出手段と円板状ワークの被保持面を洗浄する洗浄手段との相対位置関係を高精度に維持することが可能となる。

本発明によれば、複雑な構成を必要とすることなく、円板状ワークを搬出する搬出手段と円板状ワークの被保持面を洗浄する洗浄手段との相対位置関係を高精度に維持することが可能となる。

本実施の形態に係る研削装置の一例を模式的に示した平面図である。本実施の形態に係る研削装置の搬出手段の一例を示す斜視図である。本実施の形態に係る研削装置の洗浄手段の一例を示す断面模式図である。本実施の形態に係る研削装置の洗浄手段の一例を示す平面図である。本実施の形態に係る研削装置の搬出手段が保持した円板状ワークと洗浄部材が接触した状態の断面模式図である。本実施の形態に係る研削装置の搬出手段が保持した円板状ワークに回転防止部材が接触した状態の断面模式図である。本実施の形態に係る研削装置の搬出手段及び洗浄手段の傾きが異なる状態の断面模式図である。本実施の形態に係る研削装置の搬出手段及び洗浄手段の傾きが補正された状態の断面模式図である。本実施の形態に係る研削装置の洗浄手段によって円板状ワークを洗浄する状態を略示的に示す断面模式図である。本実施の形態に係る研削装置の洗浄手段によって円板状ワークを洗浄する手順の一例を模式的に示す底面図である。本実施の形態に係る研削装置の洗浄手段の他の例を示す平面図である。図１１に示す洗浄手段を構成する回転防止部材が、搬出手段が保持した円板状ワークに接触した状態の断面模式図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明において、本発明に係る研削装置は、例えば、数十μｍ以下の厚さ寸法に研削される円板状ワークを被加工物とし、円板状ワークの外周部を研削せずに厚みを残して環状の補強部とする研削が可能な研削装置に適用される。しかしながら、本発明が適用される研削装置の構成についてはこれに限定されるものではなく適宜変更が可能である。

また、本発明に係る研削装置における被加工物となる円板状ワークについては、後述するチャックテーブル２により保持される被保持面にデバイス保護のための保護テープを貼着したものも含まれる。

図１は、本実施の形態に係る研削装置の一例を模式的に示す平面図である。なお、以下においては、説明の便宜上、図１に示す下方側を研削装置の前方側と呼び、図１に示す上方側を研削装置の後方側と呼ぶものとする。また、説明の便宜上、図１に示す左右方向を研削装置のＸ軸方向と呼び、図１に示す上下方向を研削装置のＹ軸方向と呼ぶものとする。

本実施の形態に係る研削装置１は、図１に示すように、複数（本実施の形態では４つ）のチャックテーブル２と、２つの第１研削手段３１及び第２研削手段３２と、研磨手段３３とを含んで構成されている。複数のチャックテーブル２は、ターンテーブル２１上に配置され、ターンテーブル２１によって公転及び自転可能に支持される。それぞれのチャックテーブル２は、図示しない吸引源に接続され、被加工物である円板状ワークＷを吸引保持する。第１研削手段３１、第２研削手段３２は、それぞれチャックテーブル２に保持された円板状ワークＷに対して研削加工を施す。研磨手段３３は、研削手段３によって研削された円板状ワークＷを研磨する。

研削装置１の前方側には、加工前の円板状ワークＷを収容する第１カセットＣ１と、加工後の円板状ワークＷを収容する第２カセットＣ２とが設けられている。これらの第１カセットＣ１及び第２カセットＣ２は、複数の円板状ワークＷを収容可能に構成されている。これらの第１カセットＣ１及び第２カセットＣ２は、例えば、研削装置１の前面側の一部に着脱可能に設けられている。

第１カセットＣ１及び第２カセットＣ２の近傍には、第１カセットＣ１からの円板状ワークＷの取り出し及び第２カセットＣ２への円板状ワークＷの収容を行うロボット４０が設けられている。ロボット４０は、円形板状ワークＷを吸引保持するハンド部４０１と、ハンド部４０１に連結され屈曲可能なアーム部４０２と、ハンド部４０１及びアーム部４０２をＸ軸方向に移動させる駆動機構４０３とを備えている。駆動機構４０３は、例えば、研削装置１のＸ軸方向に延在して設けられるガイドレール部を備え、ハンド部４０１及びアーム部４０２を移動可能に構成される。

ロボット４０の駆動機構４０３の左端部の後方側には、円板状ワークＷの仮置きテーブル４１が設けられている。仮置きテーブル４１は、研削加工前の円板状ワークＷを所定の位置に位置合わせする際に利用される。仮置きテーブル４１は、ロボット４０のハンド部４０１の可動域に配置されている。仮置きテーブル４１の後方は、加工前の円板状ワークＷをチャックテーブル２に載置したり、加工後の円形板状ワークＷを次の工程に移送するためにチャックテーブル２から取り出したりする領域である搬出入領域４２となっている。

搬出入領域４２の近傍には、仮置きテーブル４１から搬出入領域４２に位置するチャックテーブル２への円板状ワークＷの搬入を行う搬入手段４３と、搬出入領域４２に位置するチャックテーブル２からの円板状ワークＷの搬出を行う搬出手段５とが配設されている。搬出手段５は、後述するように、アーム部１１の先端に取り付けられ円形板状ワークＷを保持する外周縁保持機構１０を備えている。外周縁保持機構１０は、研削された円板状ワークＷの外周縁を保持し、その状態でアーム部１１を旋回及びＹ軸方向に移動させることにより、円板状ワークＷをチャックテーブル２から搬出可能に構成されている。

搬出手段５による円板状ワークＷの搬出経路には、外周縁保持機構１０によって保持された円板状ワークＷの下面、すなわちチャックテーブル２によって吸引保持されていた被保持面を洗浄する洗浄手段６が配設されている。洗浄手段６の近傍には、円板状ワークＷの上面側を洗浄し乾燥する洗浄乾燥手段７が配設されている。なお、図１においては、円板状ワークＷの搬出経路として、搬出入領域４２から洗浄乾燥手段７までの経路を示している。洗浄手段６の配設位置は、搬出手段５による円板状ワークＷの搬出経路上であれば、任意の位置に変更することができる。

ここで、本実施の形態に係る研削装置１が備える搬出手段５の構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、本実施の形態に係る研削装置１が備える搬出手段５の一例を示す斜視図である。図２においては、説明の便宜上、搬出手段５が備える１つの保持部１３及びこれに対応するボルト２２を支持プレート１４から分離して示している。

図２に示すように、搬出手段５は、上述した外周縁保持機構（以下、単に「保持機構」という）１０と、この保持機構１０を研削装置１の鉛直方向（上下方向）に移動させる移動機構１２とを含んで構成されている。保持機構１０は、例えば、搬出入領域４２に配置された円形板状ワークＷの外周縁を保持する。移動機構１２は、例えば、円板状ワークＷを保持しない状態の保持機構１０をチャックテーブル２に接近させ、円板状ワークＷを保持した状態の保持機構１０をチャックテーブル２から離反させる。

保持機構１０は、円板状ワークＷの外周縁に係合して円板状ワークＷを保持する複数の保持部１３と、保持部１３を円板状ワークＷの外周縁に対して水平方向に移動可能に支持する支持プレート１４と、支持プレート１４の上面側において支持プレート１４に対して所定範囲回動可能に配設された回動プレート１５と、アーム部１１の先端に取り付けられ支持プレート１４に対して傾斜可能に連結された取り付け板１６と、支持プレート１４の下面に取り付けられる複数のピン１７とを含んで構成されている。

本実施の形態において、保持機構１０は、少なくとも３つの保持部１３を備えている。３つの保持部１３は、それぞれ同一の形状及び構成を有している。これらの保持部１３は、支持プレート１４の中心を基準に均等な角度で（すなわち１２０°間隔で）配設されている。これらの保持部１３は、放射方向すなわち支持プレート１４の径方向に移動可能に構成されている。

例えば、保持部１３は、フッ素系樹脂等の摩擦抵抗の小さい合成樹脂によって形成され係合凹部１３０ａを備えた係合部材１３０と、係合部材１３０から上方に立設された円柱状の被支持部１３１とから構成される。被支持部１３１の内周面には、ボルトを螺合させる雌ねじ穴１３１ａが形成されている。３つの保持部１３は、係合凹部１３０ａにおいて円形板状ワークＷの外周縁を係合させることにより、円板状ワークＷを外周面側から保持可能に構成されている。

支持プレート１４には、保持部１３の個数及び位置に対応して、径方向に長く表裏面を貫通する長孔１４０が形成されている。長孔１４０は、保持部１３の被支持部１３１を長孔１４０の長手方向に移動自在に支持し、３つの保持部１３を放射方向に動作させる際の案内部として機能する。長孔１４０の幅は、被支持部１３１の直径より僅かに大きく形成されている。また、支持プレート１４の上面からは、コイルバネ１８０が挿嵌された３本の支持柱１８が立設されている。支持柱１８の上端には図示しない雌ねじ穴が形成されている。これらの支持柱１８及びコイルバネ１８０は、後述する回動プレート１５の長孔１５１を貫通して配置される。

また、保持機構１０は、少なくとも３つのピン１７を備える。３つのピン１７は、支持プレート１４の中心を基準に均等な間隔（すなわち１２０°間隔）で配設されている。それぞれのピン１７は、同一の形状及び構成を有している。ピン１７は、その下端部が保持部１３の下端よりも下方側に突出する長さを有している（図５参照）。隣接するピン１７と保持部１３とは、支持プレート１４の中心を基準に６０°の角度を挟んで配置されている。これらのピン１７は、保持機構１０がチャックテーブル２から円板状ワークＷを把持する際に保持部１３と円板状ワークＷの外周縁との高さ方向の位置決めを行うと共に、搬出手段５と洗浄手段６との相対位置関係を一定に維持する役割を果たす。前者の役割によって、３つの保持部１３の下端部がチャックテーブル２の上面よりも少し上方側の位置に配置されると共に、３つの保持部１３の共通位置を結んだ面とチャックテーブル２の上面とが平行に位置付けられる。

支持プレート１４の上面中央には、回動プレート１５が支持プレート１４に対して回動可能に取り付けられている。回動プレート１５は、概して円形状を有している。回動プレート１５には、周方向に長く形成され表裏面を貫通する３つの長孔１５１と、所定間隔をおいて外周方向に突出形成された３つのアーム部１５２とが設けられている。それぞれのアーム部１５２の先端には、枢軸１５３によってアーム部１５２に対して回動可能にリンク１５４が連結されている。リンク１５４の先端には、貫通孔１５４ａが形成されている。３つのアーム部１５２のうち、１つのアーム部１５２には、後述するピストンロッド１９と連結される連結部１５５が形成されている。

支持プレート１４の上面には、ピストンロッド１９を出没させるエアシリンダ２０が配設されている。ピストンロッド１９の先端部には、リング状に形成された連結係合部１９ａが設けられている。この連結係合部１９ａは、回動プレート１５のアーム部１５２の連結部１５５と係合可能に構成されている。

取り付け板１６においては、支持プレート１４の上面から立設された３本の支持柱１８に対応する位置に図示しない３つの貫通孔が形成されている。これらの貫通孔に挿通するボルト２１を支持柱１８に形成された雌ねじ穴に螺合させることにより、取り付け板１６に支持プレート１４が固定される。

また、回動プレート１５は、ボルト２２をリンク１５４の貫通孔１５４ａ、スペーサ２３及び長孔１４０に挿通し、係合部材１３０の雌ねじ穴１３１ａに螺合させることで支持プレート１４に連結される。この場合、回動プレート１５は、枢軸１５３を中心としてリンク１５４が回動することにより、支持プレート１４に対して所定範囲回動可能な状態で支持プレート１４に連結される。

さらに、アーム部１５２の連結部１５５をピストンロッド１９の連結係合部１９ａに係合させると、エアシリンダ２０によってピストンロッド１９が図２に示す矢印Ａ方向に駆動されることにより、回動プレート１５が矢印Ｂ方向に回動可能となる。そして、回動プレート１５が矢印Ｂ方向に回動すると、それにともないリンク１５４が矢印Ｃ方向に動くため、リンク１５４に連結された保持部１３が矢印Ｄ方向、すなわち支持プレート１４の中心に向かう方向に移動する。

このように、エアシリンダ２０及びピストンロッド１９並びに回動プレート１５は、３つの保持部１３（係合部材１３０）を、支持プレート１４の中心方向に移動させる役割を果たす。搬出手段５においては、これらの構成要素によって駆動されて移動する保持部１３を円板状ワークＷの外周縁に接触させて円板状ワークＷを保持するように構成されている。

次に、本実施の形態に係る研削装置１が備える洗浄手段６の構成について、図３及び図４を参照しながら説明する。図３は、本実施の形態に係る研削装置１が備える洗浄手段６の一例を示す断面模式図である。図４は、本実施の形態に係る研削装置１が備える洗浄手段６の一例を示す平面図である。なお、図３においては、説明の便宜上、それぞれ２つの洗浄部材６１１、回転防止部材６３３及び載置台６３４を示している。また、図４においては、説明の便宜上、円板状ワークＷを破線で示すと共に、搬出手段５の保持部１３及びピン１７を示している。

洗浄手段６は、図３及び図４に示すように、洗浄プレート６１、回転手段６２及び回転防止機構６３を含んで構成される。洗浄プレート６１は、図４に示すように、均等な角度で放射状に少なくとも３方向に延在したプレート部６１０を有する。これらのプレート部６１０は、洗浄プレート６１の中心を基準に１２０°間隔で延在して設けられている。これらのプレート部６１０の先端の上面には、洗浄部材６１１が装着されている。それぞれの洗浄部材６１１は、スポンジのような柔軟な部材であり、例えばアイオン株式会社のソフラスという製品を使用することができる。

洗浄プレート６１の所定位置には、図示しない洗浄ノズルが設けられている。この洗浄ノズルは、洗浄水供給源に接続され、洗浄部材６１１による円板状ワークＷの被保持面の洗浄中に、被保持面に対して洗浄水を放出する。すなわち、洗浄手段６は、円板状ワークＷの被保持面に洗浄水を供給しながら、被保持面を洗浄部材６１１によって洗浄可能に構成されている。

回転手段６２は、図３に示すように、洗浄プレート６１の中心を回転軸として洗浄プレート６１を回転させる。例えば、回転手段６２は、洗浄プレート６１の中心を通過して鉛直方向に延びる回転軸６１２を回転させる駆動モータで構成される。回転軸６１２の軸心は、搬出手段５を構成する保持機構１０が保持する円板状ワークＷの被保持面に対して垂直となっている。ここで、被保持面は、研削時に図１に示したチャックテーブル２に保持される面である。洗浄部材６１１は、円板状ワークＷの被保持面に接触して回転することにより、被保持面の外周部を洗浄することができる。言い換えると、洗浄部材６１１は、円板状ワークＷの外周部に摺動して被保持面を洗浄する。

回転防止機構６３は、図３及び図４に示すように、洗浄プレート６１の下方に配置される。回転防止機構６３は、洗浄プレート６１によって洗浄される円板状ワークＷが回転するのを防止する役割を果たす。より具体的には、洗浄プレート６１の洗浄部材６１１と保持機構１０（搬出手段５）が保持する円板状ワークＷとを当接させ、回転手段６２により洗浄部材６１１を回転させる洗浄動作によって円板状ワークＷが回転するのを防止させる。回転防止機構６３は、図４に示すように、均等な角度で放射状に少なくとも３方向に延在する回転防止プレート６３１と、これらの回転防止プレート６３１の先端部を連結する環状部６３２とを有する。なお、回転防止プレート６３１は、回転防止機構６３の中心を基準に１２０°間隔で延在して設けられている。

回転防止プレート６３０は、洗浄プレート６１（より具体的には、プレート部６１０）と平行に配置される。環状部６３２に対する回転防止プレート６３１の連結部分の上面には、３つの回転防止部材６３３が固着されている。３つの回転防止部材６３３は、搬出手段５が洗浄手段６の上方に位置する状態において、搬出手段５の３つの保持部１３を結ぶ円弧よりも内側位置に配置されている（図４参照）。環状部６３２は、搬出手段５の保持部１３により保持された円板状ワークＷの外径よりも外側に配置されている。また、環状部６３２の所定位置には、ピン１７を載置するための３つの載置台６３４が設けられている。これらの載置台６３４は、回転防止プレート６３０の中心を基準に１２０°間隔で設けられている。

回転防止機構６３は、図３に示すように、回転防止プレート６３１の中心に配置され、洗浄プレート６１の回転軸６１２の周囲に配置された筒状部６３５を備える。筒状部６３５の外周側には、回転防止プレート６３１を昇降させる昇降手段６３６が設けられている。昇降手段６３６は、筒状部６３５の外周部に連結されるピストン６３６ａと、このピストン６３６ａを駆動するシリンダ６３６ｂとを含んで構成される。昇降手段６３６は、回転防止機構６３の位置を、洗浄プレート６１に対して相対的に上下動させる。

以下、本実施の形態に係る研削装置１における動作について説明する。本実施の形態に係る研削装置１においては、ロボット４０によって第１カセットＣ１から加工前の円板状ワークＷが取り出され、仮置きテーブル４１に搬送される。仮置きテーブル４１において、円板状ワークＷは、所定の位置に位置決めされる。その後、搬入手段４３によって搬出入領域４２に位置するチャックテーブル２に搬送されて保持される。

ターンテーブル２１が回転することによりチャックテーブル２に保持された円板状ワークＷが第１研削手段３１、第２研削手段３２、研磨手段３３の下方に順次移送される。これにより、円板状ワークＷの露出面（上面）に対してそれぞれの手段による加工（研削加工、研磨加工）が行われる。研磨手段３３による加工が行われた後、ターンテーブル２１の回転によって加工後の円板状ワークＷが搬出入領域４２に移送される。そして、搬出入領域４２において、搬出手段５によって加工後の円板状ワークＷが保持される。

搬出手段５を構成する保持機構１０においては、３つの保持部１３が円板状ワークＷの外周縁に接触して保持する（図５参照）。加工後の円板状ワークＷが保持機構１０によって保持されると、アーム部１１のＹ軸方向の移動及び旋回により、円板状ワークＷが、搬出経路に位置する洗浄手段６の直上に移動し停止する。このとき、搬出手段５に保持された円板状ワークＷの位置は、その中心が洗浄手段６の回転軸６１２と一致するワーク洗浄位置となる。

円板状ワークＷがワーク洗浄位置に位置した状態で、移動機構１２により保持機構１０を下降させることにより、円板状ワークＷの下面（被保持面）に洗浄部材６１１が接触する。図５は、本実施の形態に係る研削装置１の搬出手段５が保持した円板状ワークＷと洗浄部材６１１が接触した状態の断面模式図である。搬出手段５を構成する保持機構１０においては、図５に示すように、３つの保持部１３が円形板状ワークＷの外周縁に接触して保持する。また、図５に示すように、洗浄手段６において、回転防止機構６３が初期位置に配置されており、回転防止部材６３３が円板状ワークＷの被保持面から離間している。

洗浄手段６において、回転防止機構６３の昇降手段６３６が回転防止プレート６３１を上昇させることにより、回転防止部材６３３が円板状ワークＷの被保持面に接触する。図６は、本実施の形態に係る研削装置１の搬出手段５が保持した円板状ワークＷに回転防止部材６３３が接触した状態の断面模式図である。回転防止部材６３３が円板状ワークＷの被保持面に接触した状態において、回転防止部材６３３の上面は、洗浄部材６１１の上面と略同一の高さに位置付けられる。より具体的には、円板状ワークＷの被保持面に接触した状態において、回転防止部材６３３の上面は、洗浄部材６１１の上面よりも０．５ｍｍほど高い位置に配置される。これにより、回転防止部材６３３は、洗浄部材６１１よりも強く円板状ワークＷの被保持面を押圧する。このようにして、回転防止部材６３３が円板状ワークＷの回転を阻止する。

上述したようにピン１７の下端部は、保持部１３の下端よりも下方側に突出している。このため、回転防止プレート６３１を上昇させると、図６に示すように、ピン１７が環状部６３２に設けられた載置台６３４に載置される。この場合、搬出手段５及び洗浄手段６においては、３本のピン１７の共通位置（例えば、下端部）を結んだ三角形からなる面Ｐ１（図６に示す一点鎖線で示される面Ｐ１）と、３つの洗浄部材６１１の共通位置（例えば、上面部）を結んだ三角形からなる面Ｐ２（図６に示す一点鎖線で示される面Ｐ２）とが平行に配置される。そして、これらの面Ｐ１と面Ｐ２とが平行に配置される結果、円板状ワークＷの被保持面と、３つの洗浄部材６１１の共通位置を結んだ三角形からなる面Ｐ２とが平行に配置されると共に、洗浄部材６１１が円板状ワークＷの洗浄に適した高さに位置付けられる。

このようにして、円板状ワークＷの回転を防止すべく、回転防止プレート６３１を上昇させると、ピン１７が載置台６３４に載置されることによって支持プレート１４と回転防止機構６３とが一定の位置関係を有した状態で配置される。これにより、これらを構成部品として含む搬出手段５と洗浄手段６との相対位置関係が高精度に維持される。

仮に、図７に示すように、搬送手段５（保持機構１０）が洗浄手段６に対して傾いた状態で搬送されているものとする。図７においては、洗浄手段６の回転軸６１２の軸中心を通過する直線Ｌ１と、搬送手段５（保持機構１０）の中心を通過する直線Ｌ２とが角度θだけ傾いている場合について示している。

このように搬送手段５（保持機構１０）の傾きと、洗浄手段６の傾きとが一致しない場合においても、移動機構１２により保持機構１０を下降させると共に、昇降手段６３６で回転防止プレート６３１を上昇させると、３つのピン１７が載置台６３４に載置される。この場合、３つのピン１７は、最も下方側に配置されるピン１７（図７においては、右方側のピン１７）から載置台６３４に接触していく。そして、既に接触したピン１７は、最も上方側に配置されるピン１７（図７においては、左方側のピン１７）が接触するまで回転防止プレート６３１（載置台６３４）により押し上げられる。

押し上げられたピン１７に対応する支持プレート１４の部分は、リンク１５４、アーム部１５２及び回動プレート１５を介して上方側に移動する。このような支持プレート１４の上方移動は、支持柱１８に挿嵌されたコイルバネ１８０により吸収される。このように支持プレート１４が情報移動する過程において、図８に示すように、搬送手段５（保持機構１０）と洗浄手段６との傾き量の差（θ）が補正される。この結果、搬送手段５（保持機構１０）と洗浄手段６とが平行に配置される。

また、図６に示すように、洗浄部材６１１及び回転防止部材６３３を円板状ワークＷの被保持面に接触させた状態においては、洗浄部材６１１と回転防止部材６３３とが重ならない位置に配置されている。そして、図９Ａに示すように、回転手段６２の駆動により洗浄プレート６１を矢印Ｐ方向に回転させる。具体的には、洗浄プレート６１は、１つの洗浄部材６１１が２つの回転防止部材６３３に衝突しない範囲で回転させてから停止させる。

このように洗浄部材６１１が円板状ワークＷの被保持面に接触した状態で回転することにより、図１０Ａに示すように、被保持面の外周部のうち、回転防止部材６３３が接触している箇所以外の部分である第１領域１００が洗浄される。洗浄中は、回転手段６２が洗浄部材６１１を回転させることによって円板状ワークＷが回転するのを回転防止機構６３が防止するため、洗浄を確実に行うことができる。この段階では、隣り合う第１領域１００間に、未洗浄領域である第２領域１０１が残されている。なお、図１０においては、洗浄済みの領域を斜線部で示している。

次に、回転防止プレート６３１を下降させることにより回転防止部材６３３と円板状ワークＷの被保持面との接触状態を解除した後、図９Ｂに示すように、洗浄プレート６１を矢印Ｑ方向に回転させる。この場合、円板状ワークＷの被保持面が回転防止部材６３３と接触していないため、洗浄部材６１１と一緒に円板状ワークＷも矢印Ｑ方向に回転する。これにより、図１０Ｂに示すように、円板状ワークＷの被保持面のうち回転防止部材６３３が接触していた部分である未洗浄の第２領域１０１が露出する。

このようにして第２領域１０１が露出した後、再び回転防止部材６３３を上昇させて円板状ワークＷの被保持面に接触させ、図９Ｃに示すように、洗浄部材６１１の矢印Ｒ方向の回転動作によって第２領域１０１を洗浄する。これにより、図１０Ｃに示すように、第２領域１０１にも洗浄部材６１１が接触して洗浄され、外周部が全周にわたって洗浄される。なお、２回目の洗浄を行う場合は、回転防止部材６３３が接触していた第３領域１０２が未洗浄となっているため、第３領域１０２が露出するようにしてから洗浄を行えばよい。

以上説明したように、本実施の形態に係る研削装置１においては、搬出手段５を構成する保持機構１０に設けられた３つのピン１７を、洗浄手段６を構成する回転防止機構６３に設けられた載置台６３４に載置させ、これらのピン１７の共通位置を結んだ三角形からなる面Ｐ１と、洗浄手段６を構成する洗浄プレート６１に設けられた洗浄部材６１１の共通位置を結んだ三角形からなる面Ｐ２とを平行に配置している。したがって、搬出手段５及び洗浄手段６を個別に位置決めするような構成等を備えることなく両者の相対位置を決定できる。これにより、複雑な構成を必要とすることなく、円板状ワークＷを搬出する搬出手段５と円板状ワークＷの被保持面を洗浄する洗浄手段６との相対位置関係を高精度に維持することが可能となる。この結果、搬出手段５が保持する円板状ワークＷの被保持面と洗浄手段６の洗浄部材６１１の上面とを平行に位置付けることができ、円板状ワークＷの被保持面に洗浄斑を生じることなく洗浄することが可能となる。

なお、以上の説明では、洗浄手段６の昇降手段６３６により回転防止プレート６３１を上昇させることで保持機構１０に設けられた３つのピン１７を、回転防止機構６３に設けられた載置台６３４に載置させる場合について説明している。しかしながら、載置台６３４にピン１７を載置させる際の動作についてはこれに限定されるものではない。予め回転防止部材６３３の上面が洗浄部材６１１の上面よりも僅かに上方側に位置するように配置しておき、移動機構１２による保持機構１０の下降動作に応じて載置台６３４にピン１７を載置させるようにしてもよい。この場合には、保持機構１０を下降させて載置台６３４に３つのピン１７を載置させるだけで、保持機構１０のピン１７を結んだ三角形からなる面Ｐ１と、洗浄手段６の洗浄部材６１１を結んだ三角形からなる面Ｐ２とを平行に配置できる。これにより、複雑な構成を必要とすることなく、円板状ワークＷを搬出する搬出手段５と円板状ワークＷの被保持面を洗浄する洗浄手段６との相対位置関係を高精度に維持することが可能となる。なお、この場合、回転防止機構６３の昇降手段６３６は、洗浄プレート６１によって円板状ワークＷを回転させる際に回転防止プレート６３１を下降させる役割を果たす。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、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することが可能である。

例えば、上記実施の形態の洗浄手段６においては、回転防止機構６３を構成する環状部６３２に載置台６３４を設け、この載置台６３４に搬出手段５を構成する保持機構１０に設けられた３つのピン１７を載置させる構成について説明している。しかしながら、回転防止機構６３に設けられる載置台６３４の構成及びこの載置台６３４に載置させる保持機構１０の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。

以下、本実施の形態に係る研削装置１の洗浄手段６の他の例について図１１及び図１２を参照しながら説明する。図１１は、本実施の形態に係る研削装置１の洗浄手段６の他の例を示す平面図である。図１２は、図１１に示す洗浄手段６を構成する回転防止部材６３３が、搬出手段５が保持した円板状ワークＷに接触した状態の断面模式図である。図１１及び図１２において、上記実施の形態と共通の構成要素については、同一の符号を付与し説明を省略する。なお、図１１においては、説明の便宜上、円板状ワークＷを破線で示すと共に、搬出手段５の保持部１３及びピン１７を示している。また、図１２においては、説明の便宜上、それぞれ２つの洗浄部材６１１、回転防止部材６３３及び載置台６３４ａを示している。

図１１に示す洗浄手段６においては、回転防止プレート６３１の先端部を外側に延長して３つの載置台６３４ａが設けられる点において、上記実施の形態と相違する。これらの載置台６３４ａは、上記実施の形態と異なり、ピン１７ではなく保持部１３を載置するために設けられている。

上記実施の形態と同様に、図１１に示す洗浄手段６においても、回転防止機構６３の昇降手段６３６が回転防止プレート６３１を上昇させることにより、回転防止部材６３３が円板状ワークＷの被保持面に接触する。このとき、回転防止部材６３３の上面は、洗浄部材６１１の上面と略同一の高さに位置付けられる。より具体的には、円板状ワークＷの被保持面に接触した状態において、回転防止部材６３３の上面は、洗浄部材６１１の上面よりも０．５ｍｍほど高い位置に配置される。これにより、回転防止部材６３３は、洗浄部材６１１よりも強く円板状ワークＷの被保持面を押圧する。このようにして、回転防止部材６３３が円板状ワークＷの回転を阻止する。

図１１に示す洗浄手段６においては、回転防止プレート６３１を上昇させると、図１２に示すように、保持部１３が回転防止プレート６３１の先端に設けられた載置台６３４ａに載置される。この場合、搬出手段５及び洗浄手段６においては、保持部１３の共通位置（例えば、下端部）を結んだ三角形からなる面Ｐ３（図１２に示す一点鎖線で示される面Ｐ３）と、３つの洗浄部材６１１の共通位置（例えば、上面部）を結んだ三角形からなる面Ｐ４（図１２に示す一点鎖線で示される面Ｐ４）とが平行に配置される。

このようにして、図１１に示す洗浄手段６においても、円板状ワークＷの回転を防止すべく、回転防止プレート６３１を上昇させると、保持部１３が載置台６３４に載置されることによって支持プレート１４と回転防止機構６３とが一定の位置関係を有した状態で配置される。これにより、搬出手段５及び洗浄手段６を個別に位置決めするような構成等を備えることなく両者の相対位置を決定できる。この結果、複雑な構成を必要とすることなく、円板状ワークＷを搬出する搬出手段５と円板状ワークＷの被保持面を洗浄する洗浄手段６との相対位置関係を高精度に維持することが可能となる。

また、支持プレート１４から下方側に延びる長さを、保持部１３及びピン１７で共通の長さとし、上記実施の形態に係る回転防止機構６３の環状部６３２に保持部１３及びピン１７の双方を載置するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、複雑な構成を必要とすることなく、円板状ワークＷを搬出する搬出手段５と円板状ワークＷの被保持面を洗浄する洗浄手段６との相対位置関係を高精度に維持することができるという効果を有し、特に、大口径を有する円板状ワークＷの被保持面を洗浄する機能を有する研削装置に有用である。

Ｗ円板状ワーク
２チャックテーブル
３１第１研削手段
３２第２研削手段
５搬出手段
６洗浄手段
６１洗浄プレート
６１０プレート部
６１１洗浄部材
６１２回転軸
６２回転手段
６３回転防止機構
６３１回転防止プレート
６３２環状部
６３３回転防止部材
６３４、６３４ａ載置台
６３５筒状部
６３６昇降手段
６３６ａピストン
６３６ｂシリンダ
７洗浄乾燥手段
１０外周縁保持機構（保持機構）
１１アーム部
１２移動機構
１３保持部
１４支持プレート
１７ピン

Claims

円板状ワークを吸引保持する保持面を有するチャックテーブルと、該チャックテーブルに吸引保持された円板状ワークを研削加工する研削手段と、円板状ワークの外周縁を保持する外周縁保持機構及び該外周縁保持機構を該チャックテーブルに接近／離反させる移動機構で少なくとも構成し該チャックテーブルから円板状ワークを搬出する搬出手段と、該搬出手段が該チャックテーブルから円板状ワークを搬出する搬出経路に配設され円板状ワークの被保持面に洗浄水を供給しながら洗浄する洗浄手段と、を備えた研削装置において、
該外周縁保持機構は、均等な角度で少なくとも３つ配設され放射方向に移動する保持部と、該保持部の下端より下方側に突出して均等な間隔で少なくとも３つ配設されるピンと、を少なくとも備え、
該洗浄手段は、均等な角度で放射状に少なくとも３方向に延在したプレートの先端に円板状ワークの外周部に摺動して洗浄する洗浄部材を装着した洗浄プレートと、該洗浄プレートの中心を回転軸として該洗浄プレートを回転させる回転手段と、該洗浄部材と該搬出手段が保持する円板状ワークとを当接させ該回転手段により該洗浄部材を回転させる洗浄動作によって円板状ワークが回転するのを防止させる回転防止機構と、を少なくとも備え、
該回転防止機構は、該洗浄プレートと平行で少なくとも３つの回転防止部材を装着する回転防止プレートと、該回転防止プレートに円板状ワークの外径より外側に配設される載置台と、で少なくとも構成され、
該移動機構を用いて該外周縁保持機構を下降させ該載置台に該少なくとも３つの該ピンを載置させ、該外周縁保持機構の該少なくとも３つの該ピンの共通位置を結んだ三角形からなる面と、該洗浄手段の該少なくとも３つの洗浄部材の共通位置を結んだ三角形からなる面とが平行になることを特徴とする研削装置。
該洗浄手段は、該回転防止プレートを昇降させる昇降手段を含み、
該昇降手段で該回転防止部材の上面が該洗浄部材の上面と略同一高さに位置付けられた該回転防止プレートの該載置台に該外周縁保持機構の該保持部を載置させ、該少なくとも３つの該保持部の共通位置を結んだ三角形からなる面と該少なくとも３つの洗浄部材の共通位置を結んだ三角形からなる面とが平行になることを特徴とする請求項１記載の研削装置。