(57)【要約】【課題】保持テーブルの回転によるワークの位置ずれを抑制でき、ワークの位置を精度よく検出できる研削装置を提供すること。【解決手段】研削装置の検出手段における保持テーブル８ａは、上面中央に吸引口８ｌを有する基台部８ｇと、基台部８ｇ上に吸引口８ｌを囲むように配設された環状部材８ｈと、基台部８ｇ上の環状部材８ｈの内側に配設された中央部材８ｉと、を有し、環状部材８ｈは非通気性と弾性とを有しワークＷ表面に貼着された保護テープの凹凸を吸収できる厚みであり、中央部材８ｉは通気性と弾性とを有する構成とした。【選択図】図３
2012121096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面から突出した複数の電極を有するワーク表面に保護テープが貼着され、前記表面に貼着された前記保護テープを介して前記ワークを保持する保持手段と、
前記保持手段に保持されたワークを裏面側から研削加工する研削手段と、
前記保持手段にワークを搬入する前に、ワークの中心位置を検出する検出手段と、を含む研削装置であって、
前記検出手段は、
前記ワークを保持する保持テーブルと、
前記保持テーブルの鉛直方向を回転軸として前記保持テーブルを回転させる回転部と、
前記保持テーブルに保持された前記ワークの外周を撮像する撮像手段と、を有し、
前記保持テーブルは、
上面中央に吸引口を有する基台部と、
前記基台部上に前記吸引口を囲むように配設された環状部材と、
前記基台部上の前記環状部材の内側に配設された中央部材と、を有し、
前記環状部材は非通気性と弾性とを有し前記ワーク表面に貼着された前記保護テープの凹凸を吸収できる厚みであり、前記中央部材は通気性と弾性とを有することを特徴とする研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハなどのワーク（被加工物）を研削加工する際に、チャックテーブルに対してワークを所定の位置に位置付け可能な研削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状であるワークの表面に格子状に配列された分割予定ラインによって区画された複数の領域それぞれにＩＣ，ＬＳＩなどのデバイスを形成した後、研削装置によってワーク裏面を研削してワークを所定の厚みに加工し、研削加工済みのワークを分割予定ラインに沿って切断することによって個々のチップへと分割する。
【０００３】
研削装置においては、ワークを所定の向きおよび位置に位置付けてチャックテーブルに搬入し、ワークを保持したチャックテーブルと研削ホイールとの相対回転によってワークを研削する。ワークには、外周縁部に結晶方位を示すオリエンテーションフラットまたはオリエンテーションノッチと呼ばれる切り欠きが形成され、この切り欠きによりワークの向きが特定される。
【０００４】
従来、チャックテーブルにワークを搬入する前に、ワークの向きおよび位置を検出する検出手段を備えた研削装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この検出手段は、保持テーブル上にバキューム方式で保持したワークを回転し、撮像手段でこのワークの外周縁部を順次撮像して、ワークの位置および向きを検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１４７１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ワーク表面にバンプと呼ばれる複数の突起物が形成されていると、ワーク表面に保護テープを貼着しても表面の凹凸を完全に吸収できない場合がある。この場合、バンプが形成された面を下向きにしてワークを検出装置の従来のセラミックや金属で形成された保持テーブルに載置すると、ワーク表面（テープ表面）と保持テーブルとの間に隙間ができるため、バキューム方式の保持テーブルにおける吸着力が十分に作用せず、保持テーブルの回転によってワークが水平方向に位置ずれし、検出精度が低下する問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、保持テーブルの回転によるワークの位置ずれを抑制でき、ワークの位置を精度よく検出できる研削装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の研削装置は、表面から突出した複数の電極を有するワーク表面に保護テープが貼着され、前記表面に貼着された前記保護テープを介して前記ワークを保持する保持手段と、前記保持手段に保持されたワークを裏面側から研削加工する研削手段と、前記保持手段にワークを搬入する前に、ワークの中心位置を検出する検出手段と、を含む研削装置であって、前記検出手段は、前記ワークを保持する保持テーブルと、前記保持テーブルの鉛直方向を回転軸として前記保持テーブルを回転させる回転部と、前記保持テーブルに保持された前記ワークの外周を撮像する撮像手段と、を有し、前記保持テーブルは、上面中央に吸引口を有する基台部と、前記基台部上に前記吸引口を囲むように配設された環状部材と、前記基台部上の前記環状部材の内側に配設された中央部材と、を有し、前記環状部材は非通気性と弾性とを有し前記ワーク表面に貼着された前記保護テープの凹凸を吸収できる厚みであり、前記中央部材は通気性と弾性とを有することを特徴とする。
【０００９】
この研削装置によれば、研削装置の検出手段における保持テーブルは、上面中央に吸引口を有する基台部と、前記基台部上に前記吸引口を囲むように配設された環状部材と、前記基台部上の前記環状部材の内側に配設された中央部材と、を有し、前記環状部材は非通気性と弾性とを有し前記ワーク表面に貼着された前記保護テープの凹凸を吸収できる厚みであり、前記中央部材は通気性と弾性とを有するため、前記ワークを載置した際に前記ワークの表面形状に沿って前記保持テーブル表面が変形し、表面に凹凸を有するワークであっても保持テーブルにワークが適切に保持される。また、中央部材は通気性を有するため、ワークと中央部材との間に発生するバキューム方式の保持テーブルにおける吸着力が適切に作用する。そのため、保持テーブルの回転によるワークの位置ずれを抑制でき、ワークの位置を精度よく検出できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、保持テーブルの回転によるワークの位置ずれを抑制でき、ワークの位置を精度よく検出できる研削装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施の形態に係る研削装置の外観斜視図である。
【図２】研削装置における検出手段の一部の（ａ）斜視図、（ｂ）分解斜視図である。
【図３】検出手段における保持テーブルとワークとの関係を示す断面模式図である。
【図４】検出手段における撮像手段による撮像データおよび実測データの取得処理の説明図である。
【図５】研削装置におけるワーク中心位置の算出処理の説明図である。
【図６】研削装置におけるワーク中心位置の算出処理の説明図である。
【図７】研削装置におけるワーク中心位置の算出処理の説明図である。
【図８】研削装置における基準データの一例を示す図である。
【図９】研削装置におけるオリエンテーションフラット形成位置の算出処理の説明図である。
【図１０】研削装置におけるチャックテーブルに対するワーク位置および向きの位置付け動作の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る研削装置１の外観斜視図である。なお、以下の説明では、本発明の特徴部分である検出手段を研削装置に適用した例について説明するが、例えば、ワークの向きおよび中心位置をチャックテーブルに位置付ける他の加工装置に適用することも可能である。
【００１３】
図１に示すように、研削装置１は、複数の電極（バンプ）が形成された面を下向きにしてワークＷを保持するチャックテーブル２と研削ユニット３の研削ホイール３ａとを相対回転して、ワークＷ裏面に研削加工を施すように構成される。
【００１４】
ここで、研削装置１の被加工物であるワークＷについて説明する。ワークＷは、略円板状に形成されており、表面に分割予定ラインが格子状に配列され、この分割予定ラインによって区画された複数の領域それぞれに図示しないデバイスが形成されている。そして、これらのデバイスと基板などを接続するための端子として、図示しないバンプがワークＷ表面から突出して形成されている。バンプは、ワークＷ表面に所定の間隔を空けて配置され、ワークＷ表面に凹凸を形成する。さらに、ワークＷ表面には、ワークＷ裏面の研削加工時にデバイスを保護するための保護テープが貼着される。また、ワークＷの外周縁部には、結晶方位を示すオリエンテーションフラットＯＦが形成されている。
【００１５】
なお、本実施の形態においては、ワークＷとしてシリコンウェーハなどの半導体ウェーハを例に挙げて説明するが、ワークＷは特に限定されるものではなく、例えば、シリコン（Ｓｉ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）などの半導体ウェーハや、セラミック、ガラス、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）系の無機材料基板、板状金属や樹脂の延性材料、さらにはミクロンオーダーからサブミクロンオーダーの平坦度（ＴＴＶ：Ｔｏｔａｌ  Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）が要求される各種加工材料をワークＷとしてもよい。
【００１６】
研削装置１は、略直方体状の基台４を有し、この基台４には、前面４ａからＹ軸方向に突出する一対のカセット載置部５ａ，５ｂが設けられている。カセット載置部５ａは、搬入口として機能し、加工前のワークＷを収容した搬入側のカセット６ａが載置される。また、カセット載置部５ｂは、搬出口として機能し、加工後のワークＷを収容した搬出側のカセット６ｂが載置される。
【００１７】
基台４上に、カセット６ａ，６ｂに対してワークＷの搬入および搬出を行う搬入搬出アーム７が、カセット載置部５ａ，５ｂに面して設置されている。搬入搬出アーム７は、駆動領域の広い多節リンク機構７ａと、多節リンク機構７ａの先端に設けられた保持部７ｂとを含んで構成される。搬入搬出アーム７は、多節リンク機構７ａを駆動して搬入側のカセット６ａ内に収容されたワークＷを検出部８に搬入し、また、洗浄部９から搬出側のカセット６ｂ内にワークＷを収容する。
【００１８】
搬入搬出アーム７の一方側に、加工前のワークＷの中心位置およびオリエンテーションフラットＯＦを検出する検出手段としての検出部８が設けられている。検出部８は、搬入搬出アーム７によって搬入されたワークＷを保持する保持テーブル８ａと、保持テーブル８ａに保持したワークＷを撮像する撮像手段としての撮像部８ｂと、Ｚ軸方向（鉛直方向）を回転軸として保持テーブル８ａを回転させる回転部８ｃ（図１に不図示、図２参照）と、を含んで構成される。保持テーブル８ａは、円板状に形成されており、ワークＷを吸引保持する吸引源に連結されている。また、保持テーブル８ａの外径は、ワークＷの外径とほぼ同径に設定されている。さらに、保持テーブル８ａ表面は、ワークＷを載置すると、弾性によりワークＷの表面形状に沿って変形する。
【００１９】
撮像部８ｂは、Ｌ字状の支持アーム８ｄを介して保持テーブル８ａの上方に支持される。撮像部８ｂは、保持テーブル８ａの断続的な回転に合わせてワークＷの外周縁部を逐次撮像する。撮像部８ｂは、撮像素子（ＣＣＤ）などで構成され、撮像した画像信号を制御部１０に送り、ワークＷの中心位置およびオリエンテーションフラットＯＦの形成位置が検出される。
【００２０】
搬入搬出アーム７の他方側に、加工後のワークＷを洗浄する洗浄部９が設けられている。洗浄部９は、ワークＷよりも小径な円板状の洗浄テーブル９ａを備えている。洗浄テーブル９ａは、加工後のワークＷが載置されると開口部９ｂを介して基台４内に下降して、洗浄液が噴射された状態で高速回転することでワークＷを洗浄し、その後ワークＷを乾燥する。
【００２１】
検出部８と洗浄部９との間には、チャックテーブル２に加工前のワークＷを供給するワーク供給部１１と、チャックテーブル２から加工後のワークＷを回収するワーク回収部１２とが設けられている。ワーク供給部１１は、Ｚ軸方向に延在する回転軸１１ａと、回転軸１１ａの上端に支持された旋回アーム１１ｂと、旋回アーム１１ｂの先端に設けられたワークＷを吸着保持する吸着保持部１１ｃとを備える。回転軸１１ａは、Ｙ軸およびＺ軸方向に移動自在、かつ、Ｚ軸まわりに回転自在に設けられ、Ｙ軸およびＺ軸方向の移動量ならびにＺ軸まわりの回転量は制御部１０によって制御される。吸着保持部１１ｃは、回転軸１１ａのＹ軸方向の移動およびＺ軸まわりの回転により水平面内における位置を調整でき、回転軸１１ａのＺ軸方向の移動により高さ方向における位置を調整できる。ワーク供給部１１は、保持テーブル８ａからワークＷを吸着保持して持ち上げ、チャックテーブル２上に載置する。このとき、保持テーブル８ａの中心およびチャックテーブル２の中心がワーク供給部１１の旋回軌跡上に位置するため、ワークＷの中心がチャックテーブル２の中心に一致するように位置合わせされる。
【００２２】
ワーク回収部１２は、ワーク供給部１１と略同一の構成であり、チャックテーブル２からワークＷを吸引保持して持ち上げ、洗浄テーブル９ａ上に載置する。このとき、チャックテーブル２の中心および洗浄テーブル９ａの中心がワーク回収部１２の旋回軌跡上に位置するため、ワークＷの中心が洗浄テーブル９ａの中心に一致するように位置合わせされる。
【００２３】
基台４上には、ワーク供給部１１およびワーク回収部１２に隣接して、Ｙ軸方向に延在する矩形状の開口部１３が設けられている。開口部１３には、チャックテーブル２とともに移動可能な移動板１４および蛇腹状の防水カバー１５により被覆される。防水カバー１５の下方には、チャックテーブル２をＹ軸方向に移動する図示しないボールねじ式の移動機構が設けられている。チャックテーブル２は、この移動機構により、ワーク供給部１１およびワーク回収部１２によってワークＷが移載される移載位置と、研削ユニット３によってワークＷが研削加工される加工位置との間を往復移動する。
【００２４】
移動板１４上に、保持手段としてのチャックテーブル２が設置されている。チャックテーブル２は、円板状に形成されており、ワークＷを吸着保持するワーク保持部２ａを備える。ワーク保持部２ａは、例えば、ポーラスセラミック材により形成されており、基台４内に設置された図示しない吸引源に接続される。また、ワーク保持部２ａは、ワークＷの外形形状に沿って、オリエンテーションフラットＯＦに対応する部分を切り欠いた形状に設定されている。これにより、チャックテーブル２の向きが規定される。さらに、チャックテーブル２は、図示しない回転駆動機構により回転可能に構成されている。これにより、チャックテーブル２は、ワーク供給部１１によってワークＷを載置する際に、ワークＷのオリエンテーションフラットＯＦの向きにワーク保持部２ａの向きを合わせるように回転駆動される。
【００２５】
基台４上には、開口部１３に隣接して支柱部１６が立設されており、支柱部１６にはＺ軸方向に形成された一対のＺ軸ガイドレール１７ａ，１７ｂが配設されている。Ｚ軸テーブル１８は、Ｚ軸ガイドレール１７ａ，１７ｂに沿ってＺ軸方向に移動自在に設置されている。Ｚ軸テーブル１８の背面部には、図示しないナット部が形成され、ナット部にボールねじ１９が螺合されている。そして、ボールねじ１９の端部には、駆動モータ２０が連結され、駆動モータ２０によりボールねじ１９が回転駆動される。
【００２６】
Ｚ軸テーブル１８には、支持部２１を介して研削手段としての研削ユニット３が支持されている。研削ユニット３には、図示しないスピンドルの下端に研削ホイール３ａが着脱自在に装着される。研削ホイール３ａは、例えば、ダイヤモンドの砥粒をメタルボンドやレジンボンドなどの結合剤で固めたダイヤモンド砥石で構成されている。研削ユニット３は、図示しないノズルから研削液を噴射しながら、チャックテーブル２に保持されたワークＷを研削加工する。このとき、研削液の表面張力によってワークＷとワーク保持部２ａとの隙間がシールされるため、ワーク保持部２ａに接するワークＷ表面に凹凸が形成されていたとしても、ワーク保持部２ａによってワークＷを適切に保持できる。
【００２７】
制御部１０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどのハードウェア資源で構成されており、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されている制御用ソフトウェアを読み出してプログラムに従って処理を実行する。制御部１０は、検出部８によるワークＷの中心位置およびオリエンテーションフラットＯＦ形成位置の算出処理、ワーク供給部１１によるワークＷの位置合わせ処理、チャックテーブル２によるワークＷに対する向き合わせ処理などの各処理を実行する。また、ＲＯＭやＲＡＭには、制御用ソフトウェア以外に、画像データ用の直交平面座標系（図１０参照）も記憶されている。
【００２８】
次に、研削装置１における検出部８について詳細に説明する。図２は、研削装置１における検出部８の一部の（ａ）斜視図、（ｂ）分解斜視図である。
【００２９】
保持テーブル８ａは、上面中央に吸引口８ｌを有する基台部８ｇと、基台部８ｇ上に吸引口８ｌを囲むように配設された環状部材８ｈと、基台部８ｇ上の環状部材８ｈの内側に配設された中央部材８ｉと、から構成される。環状部材８ｈは、非通気性および弾性を有し、ワークＷ表面のバンプおよびバンプを被覆する保護テープが沈み込む程度の厚み、すなわち、ワークＷ表面に貼着された保護テープの凹凸を吸収できる厚み、例えば、１．０ｍｍ程度に設定される。環状部材８ｈは、例えば、天然ゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴムなどを原料とする独立気泡のゴムスポンジで構成される。特に、密度が０．１〜０．２５［ｇ／ｃｍ３］であり、ＡＳＫＥＲ  Ｃ型の計測器で測定する硬度が５〜１５度である材料で構成することが望ましい。このような環状部材８ｈを用いると、保持テーブル８ａに載置された際に環状部材８ｈと接触するワークＷは、環状部材８ｈから適度な摩擦力を受けることになる。また、環状部材８ｈの外径は基台部８ｇの外径とほぼ同径に設定され、環状部材８ｈの内径は中央部材８ｉの外径とほぼ同径に設定される。
【００３０】
一方、中央部材８ｉは、通気性および弾性を有し、環状部材８ｈと同程度または１．０ｍｍ程度厚い厚みに設定される。中央部材８ｉは、例えば、ポリウレタン（ＰＵ）などを原料とする連続気泡のスポンジで構成される。特に、密度が０．１〜０．２５［ｇ／ｃｍ３］であり、ＡＳＫＥＲ  Ｃ型の計測器で測定する硬度が５〜１５度である材料で構成することが望ましい。このようなスポンジの一例としては、密度が０．２１［ｇ／ｃｍ３］であり、ＡＳＫＥＲ  Ｃ型の計測器で測定する硬度が１１度であるソフラス（登録商標）スポンジが挙げられる。中央部材８ｉを構成するスポンジの連続気泡のセルが大きすぎる場合、バキューム時におけるスポンジのつぶれが大きくなるため、中央部材８ｉとワークＷとの間に空間ができて、ワークＷ表面と保持テーブル８ａ表面とが密着しないおそれがある。一方、中央部材８ｉを構成するスポンジの連続気泡のセルが小さすぎる場合、ワークＷを載置した際にワークＷの表面形状に沿ってスポンジが変形せず、ワークＷ表面と保持テーブル８ａ表面とが密着しないおそれがある。したがって、適度な大きさのセルを有する連続気泡のスポンジとして上記密度と硬度を有するスポンジを採用することが望ましい。
【００３１】
ここで、図３を参照して、保持テーブル８ａとワークＷとの関係について説明する。図３は、検出部８における保持テーブル８ａとワークＷとの関係を示す断面模式図である。図３（ａ）に示すように、ワークＷ表面には複数のバンプ３０が形成され、ワークＷ表面およびバンプ３０を保護テープ３１が被覆している。保持テーブル８ａにおいては、中央部材８ｉの厚みが環状部材８ｈより厚く設定されている。これは、外縁部に配置された環状部材８ｈに比べて、中央部材８ｉがワークＷの自重により沈み込みやすいことを考慮したためである。
【００３２】
図３（ｂ）に示すように、保持テーブル８ａ上にワークＷを載置すると、中央部材８ｉおよび環状部材８ｈは、弾性によりワークＷの表面形状に沿って変形する。そのため、ワークＷ表面と保持テーブル８ａ表面とは隙間なく密着する。この状態で、吸引源により吸引口８ｌを介してワークＷを吸引すると、通気性を有する中央部材８ｉ部分のみでワークＷが吸着される。この結果、ワークＷと環状部材８ｈとの間に発生する摩擦力およびワークＷと中央部材８ｉとの間に発生するバキューム方式の保持テーブル８ａにおける吸着力が適切に作用するため、保持テーブル８ａの回転によるワークＷの水平方向への位置ずれが抑制できる。
【００３３】
回転部８ｃは、出力軸８ｅを介して保持テーブル８ａを所定の角度間隔で断続的に回転させる。ロータリエンコーダ８ｆは、スリット円板８ｊと、フォトインタラプタ８ｋとから構成され、回転部８ｃの回転位置を検出する。スリット円板８ｊの一部は、フォトインタラプタ８ｋの発光素子と受光素子との間に介在する。ロータリエンコーダ８ｆは、検出した信号を制御部１０に送り、これにより回転部８ｃによる保持テーブル８ａの回転が制御される。なお、本実施の形態ではロータリエンコーダ８ｆは透過型としたが、反射型としてもよい。
【００３４】
検出部８における撮像部８ｂは、上述のとおりＬ字状の支持アーム８ｄを介して保持テーブル８ａの上方に支持され、撮像範囲をワークＷの外周縁部に位置付けている。撮像部８ｂは、保持テーブル８ａの所定の角度間隔による断続的な回転に合わせてワークＷを撮像し、撮像データおよび実測データを取得する。撮像データは、一定間隔に設定された保持テーブル８ａの各停止角度におけるワークＷの外周縁部の位置を示す。また、実測データは、保持テーブル８ａの回転に伴うワークＷの外周縁部の位置変化を示す。
【００３５】
撮像部８ｂから出力された撮像データおよび実測データは、制御部１０においてワークＷの中心位置およびオリエンテーションフラットＯＦの形成位置の算出処理に用いられる。本実施の形態に係る検出部８は、保持テーブル８ａ表面に弾性を有する環状部材８ｈおよび中央部材８ｉが配置されているため、ワークＷを載置した際にワークＷの表面形状に沿って保持テーブル８ａ表面が変形することによりワークＷの水平方向の位置ずれを防止する。そのため、保持テーブル８ａを断続的に回転させながら、撮像部８ｂによりワークＷの外周縁部を精度よく撮像できる。
【００３６】
以下、図４から図９を参照して、ワークＷの中心位置およびオリエンテーションフラットＯＦの形成位置の算出処理について具体的に説明する。なお、以下の説明において、ワークＷの中心位置およびオリエンテーションフラットＯＦの形成位置の算出処理は一例に過ぎず、どのような方法で算出されてもよい。また、以下の説明では、検出部８における撮像部８ｂをＣＣＤラインセンサとして説明する。
【００３７】
図４は、本実施の形態に係る研削装置１が有する撮像部８ｂによる撮像データおよび実測データの取得処理の説明図である。なお、図４において、一点鎖線が撮像部８ｂの撮像範囲Ｅｃ、二点鎖線が保持テーブル８ａの停止角度をそれぞれ示している。
【００３８】
図４に示すように、撮像部８ｂの撮像範囲Ｅｃには、保持テーブル８ａに載置されたワークＷの外周縁部が位置付けられている。撮像部８ｂは、撮像範囲Ｅｃに位置付けられたワークＷの外周縁部の位置（ＣＣＤラインセンサの座標）を検出して出力する。したがって、撮像部８ｂは、保持テーブル８ａを断続的に回転させながら撮像範囲ＥｃのワークＷを撮像することによって、ワークＷの外周縁部の全周にわたって撮像データおよび実測データを取得する。
【００３９】
本実施の形態では、保持テーブル８ａは、ワークＷの初期位置の回転角度（０°）を基準として、２４°間隔で断続的に回転される。撮像部８ｂは、保持テーブル８ａの各停止角度におけるワークＷの外周縁部の位置を撮像データとして取得する。また、撮像部８ｂは、これと並行して、保持テーブル８ａの回転時に、撮像範囲Ｅｃを通過するワークＷの外周縁部の位置変化を実測データとして取得する。
【００４０】
撮像データおよび実測データが取得されると、図５から図７に示すように、ワークＷの中心位置の算出処理が実施される。図５は、ワークＷの中心位置の算出処理の説明図である。図６は、ワークＷの中心位置の算出処理の他の説明図である。図７は、ワークＷの中心位置の算出処理の他の説明図である。なお、図５において、二点鎖線が保持テーブル８ａの停止角度を示し、図６において、一点鎖線が仮想円を示している。
【００４１】
図５に示すように、制御部１０は、２４°ごとの各停止角度におけるワークＷの外周縁部の位置を示す撮像データＰ１〜Ｐ１５を取得し、これら撮像データＰ１〜Ｐ１５を用いてワークＷの中心位置を算出する。具体的には、制御部１０は、１５点Ｐ１〜Ｐ１５の１２０°間隔の３点を１組とし、各組の３点によって定まる円の中心位置（仮中心位置）を算出する。例えば、図６に示すように、Ｐ５，Ｐ１０，Ｐ１５の組では、一点鎖線で示す仮想円の仮中心位置Ｏ１が算出される。制御部１０は、この処理を他の各組についても実施し、図７に示すように、５組それぞれの仮中心位置Ｏ１〜Ｏ５を算出する。
【００４２】
次に、制御部１０は、算出した仮中心位置Ｏ１〜Ｏ５に基づいてワークＷの中心位置を算出する。制御部１０は、算出した仮中心位置Ｏ１〜Ｏ５のうち、その位置が大きく外れるものはオリエンテーションフラットＯＦ上の点を含んで算出されたと考え、ワークＷの中心位置の算出処理に用いるデータからこれらの点を除外する。例えば、図７に示したＰ５，Ｐ１０，Ｐ１５の組は、オリエンテーションフラットＯＦ上の点Ｐ１５を含むため、仮中心位置Ｏ１は、オリエンテーションフラットＯＦを含まない他の組の仮想円の仮中心位置から大きく外れる。Ｐ４，Ｐ９，Ｐ１４の組も同様である。このため、制御部１０は、全ての仮中心位置を比較し、仮中心位置Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４から大きく外れた２組の仮中心位置Ｏ１，Ｏ５をワークＷの中心位置の算出処理に用いるデータから除外する。
【００４３】
これにより、オリエンテーションフラットＯＦ上の点Ｐ１４，Ｐ１５を除いてワークＷの中心位置が算出される。なお、ここでは、除外する仮中心位置を２組としたが、この数は異形状部の大きさや停止角度の間隔等に応じて適宜変更可能である。そして、制御部１０は、残った３組の仮中心位置Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４を用い、これらの重心を算出してワークＷの中心位置とする。
【００４４】
ワークＷの中心位置が算出されると、制御部１０は、オリエンテーションフラットＯＦの形成位置を検出する際の基準となる基準データを生成する。図８は、基準データの一例を示す図である。
【００４５】
図８に示すように、制御部１０は、オリエンテーションフラットＯＦ上の点を除いた点（仮中心位置Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４を算出するのに用いた３組９点）を用いて基準データを生成する。具体的には、組ごとに、３点によって定まる仮想円の円周上位置が撮像部８ｂの撮像範囲に位置付けられたときの位置変化を算出する。この場合、保持テーブル８ａの回転中心に対して、各組の仮想円の仮中心位置がわずかに偏芯しているためｓｉｎカーブが得られる。そして、３組それぞれについて作成されたｓｉｎカーブを平均化して、図８に示す基準データとする。基準データは、ワークＷにオリエンテーションフラットＯＦを含まない円形状で形成された場合の位置変化を示す。
【００４６】
次に、制御部１０は、算出した基準データと上記した実測データとを比較することによってオリエンテーションフラットＯＦの形成位置を検出する。図９は、オリエンテーションフラットＯＦの形成位置の算出処理の説明図である。なお、図９において、実線Ｗ１が基準データ、一点鎖線Ｗ２が実測データ、二点鎖線Ｗ３が基準データと実測データとの差分値をそれぞれ示している。
【００４７】
上述のとおり、実測データは、オリエンテーションフラットＯＦを含むワークＷの外周縁部の位置変化を示している。制御部１０は、二点鎖線に示すように、基準データと実測データとの差分値を回転角度ごとに算出する。そして、算出した差分値が、差分値の目盛０に対してあらかじめ設定されるしきい値Ｔｈを超えている角度範囲Ｌを、オリエンテーションフラットＯＦの形成位置として検出する。このオリエンテーションフラットＯＦの形成位置（角度範囲）からワークＷの向きが検出される。
【００４８】
図１０を参照して、本実施の形態に係る研削装置１が有するチャックテーブル２に対するワークＷの位置および向きの位置付け動作について説明する。図１０は、本実施の形態に係る研削装置１が有するチャックテーブル２に対するワークＷの位置および向きの位置付け動作の説明図である。
【００４９】
図１０に示すように、直交平面座標系には、あらかじめ記憶されたチャックテーブル２の中心座標Ｃ２、算出されたワークＷの中心座標Ｃ１およびワークＷの向きを示す角度θ１が設定されている。まず、制御部１０によりチャックテーブル２の中心座標Ｃ２とワークＷの中心座標Ｃ１との差分に基づいて、ワーク供給部１１の回転軸１１ａのＹ軸方向の移動量およびＺ軸まわりの回動量が算出されると共に、ワークＷの向きを示す角度θ１に基づいてチャックテーブル２の回転量が算出される。
【００５０】
次に、ワーク供給部１１は、保持テーブル８ａの上方に位置した状態から、回転軸１１ａを−Ｚ軸方向に移動（下降）させて吸着保持部１１ｃによりワークＷを吸着保持した後、Ｚ軸方向に移動する（上昇）。次に、ワーク供給部１１は、制御部１０に算出された回転軸１１ａのＹ軸方向の移動量およびＺ軸まわりの回転量に応じて回転軸１１ａを駆動し、ワークＷをチャックテーブル２の上方に位置させる。この時点で、ワークＷの中心位置とチャックテーブル２の中心位置とが一致している。
【００５１】
次に、チャックテーブル２は、Ｙ軸方向を向いた初期状態から角度θ１だけ回転し、ワークＷの向きにチャックテーブル２の向きを一致させる。次に、ワーク供給部１１は、回転軸１１ａを−Ｚ軸方向に移動（下降）させて、吸着保持部１１ｃの吸着を解除する。このようにして、ワークＷの中心がチャックテーブル２の中心に位置合わせされるとともに、ワークＷの向きがチャックテーブル２の向きに合わせられる。
【００５２】
このように、ワークＷの向きがチャックテーブル２の向きに合わせられた状態で、ワークＷがチャックテーブル２に位置合わせされるため、ワークＷがチャックテーブル２のワーク保持部２ａに合致するように載置される。したがって、ワークＷに形成されたオリエンテーションフラットＯＦとワーク保持部２ａにおけるオリエンテーションフラットＯＦに対応する部分が一致し、このワークＷとワーク保持部２ａとの位置ずれにより吸着力が低下することが防止される。
【００５３】
続いて、本実施の形態に係る研削装置１による研削加工の流れについて説明する。まず、搬入搬出アーム７によってカセット６ａから加工前のワークＷを搬出し、検出部８における保持テーブル８ａに載置する。次に、保持テーブル８ａを断続的に回転し、撮像部８ｂによってワークＷの外周縁部を撮像する。このとき、保持テーブル８ａ表面の弾性によりワークＷの表面形状に沿って保持テーブル８ａ表面が変形しているため、ワークＷの水平方向の位置ずれが防止され、撮像部８ｂによる精度よい撮像が実現できる。次に、撮像結果に基づいてワークＷの中心位置および向きが算出され、この結果に基づいてワークＷ中心がチャックテーブル２中心に一致し、かつ、ワーク保持部２ａの向きと一致するようにワーク供給部１１によってワークＷを位置合わせする。
【００５４】
次に、チャックテーブル２に保持されたワークＷを、加工位置において研削ユニット３によって所定の厚みまで研削する。研削加工終了後、移載位置においてワークＷをワーク回収部１２によって洗浄部９の洗浄テーブル９ａに載置する。洗浄処理終了後、洗浄テーブル９ａからワークＷを搬入搬出アーム７によって搬出し、カセット６ｂ内に収容する。
【００５５】
以上のように、本実施の形態に係る研削装置１によれば、研削装置１の検出部８における保持テーブル８ａは、上面中央に吸引口８ｌを有する基台部８ｇと、基台部８ｇ上に吸引口８ｌを囲むように配設された環状部材８ｈと、基台部８ｇ上の環状部材８ｈの内側に配設された中央部材８ｉと、を有し、環状部材８ｈは非通気性と弾性とを有しワークＷ表面に貼着された保護テープの凹凸を吸収できる厚みであり、中央部材８ｉは通気性と弾性とを有するため、ワークＷを載置した際にワークＷの表面形状に沿って保持テーブル８ａ表面が変形し、表面に凹凸を有するワークＷであっても保持テーブル８ａにワークＷが適切に保持される。また、中央部材８ｉは通気性を有するため、ワークＷと中央部材８ｉとの間に発生するバキューム方式の保持テーブル８ａにおける吸着力が適切に作用する。これより、保持テーブル８ａの回転時におけるワークＷの水平方向の位置ずれが防止できる。したがって、保持テーブル８ａを断続的に回転させながら、撮像部８ｂによりワークＷの外周縁部を精度よく撮像でき、ワークの位置を精度よく検出することが可能となる。
【００５６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。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可能である。
【００５７】
例えば、上記実施の形態においては、ワークＷにはバンプが形成され、ワークＷ表面が凹凸を有する構成としたが、本発明はこの構成に限定されるものではない。ワークＷ表面が凹凸を有さない構成であっても、ワークＷを載置した際に弾性を有する保持テーブル８ａ表面が変形することにより、保持テーブル８ａ回転時におけるワークＷの水平方向の位置ずれが防止できる。
【００５８】
また、上記実施の形態においては、保持テーブル８ａの外径がワークＷの外径とほぼ同径、すなわち環状部材８ｈの外径がワークＷの外径とほぼ同径に設定された構成としたが、本発明はこの構成に限定されるものではない。保持テーブル８ａがワークＷを吸引保持可能であればよいので、環状部材８ｈの内径よりもワークＷの外径が大きく設定された構成であればよい。もちろん、保持テーブル８ａの外径がワークＷの外径よりも小さく設定された構成としてもよい。このような構成とすることで、大きさの異なるワークＷに対しても同一の保持テーブル８ａを使用することができ、また、ワークＷと保持テーブル８ａとの間の異物のかみ込みを低減することができる。
【００５９】
また、上記実施の形態においては、保持テーブル８ａの回転がロータリエンコーダ８ｆの出力に基づいて制御される構成としたが、本発明はこの構成に限定されるものではない。回転部８ｃが保持テーブル８ａの回転量を出力可能であれば、ロータリエンコーダ８ｆを設けない構成としてもよい。
【００６０】
また、上記実施の形態においては、検出部８によってワークＷの中心位置およびオリエンテーションフラットＯＦの形成位置（ワークＷの向き）を検出する構成としたが、本発明はこの構成に限定されるものではない。検出部８が、ワークＷの中心位置または向きのいずれか一方のみを検出する構成としてもよい。
【００６１】
また、上記実施の形態においては、ワークＷの向きを規定する異形状部としてオリエンテーションフラットＯＦを例示して説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。ワークＷの外周縁部においてワークＷの向きを特定可能であればよく、例えば、オリエンテーションノッチを設ける構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上説明したように、本発明は、保持テーブルの回転によるワークの位置ずれを抑制でき、ワークの位置を精度よく検出できるため、上記研削装置に限られず、研削加工、レーザ加工などを行う種々の加工装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１  研削装置
２  チャックテーブル
２ａ  ワーク保持部
３  研削ユニット
３ａ  研削ホイール
４  基台
４ａ  前面
５ａ，５ｂ  カセット載置部
６ａ，６ｂ  カセット
７  搬入搬出アーム
７ａ  多節リンク機構
７ｂ  保持部
８  検出部
８ａ  保持テーブル
８ｂ  撮像部
８ｃ  回転部
８ｄ  支持アーム
８ｅ  出力軸
８ｆ  ロータリエンコーダ
８ｇ  基台部
８ｈ  環状部材
８ｉ  中央部材
８ｊ  スリット円板
８ｋ  フォトインタラプタ
８ｌ  吸引口
９  洗浄部
９ａ  洗浄テーブル
９ｂ  開口部
１０  制御部
１１  ワーク供給部
１２  ワーク回収部
１１ａ  回転軸
１１ｂ  旋回アーム
１１ｃ  吸着保持部
１３  開口部
１４  移動板
１５  防水カバー
１６  支柱部
１９  ボールねじ
２０  駆動モータ
２１  支持部
３０  バンプ
３１  保護テープ
Ｗ  ワーク
ＯＦ  オリエンテーションフラット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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