JPH11254317A - ワーク研削加工方法及びワーク研削加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワーク搬入後のロボットハンドを洗浄して同
一のロボットハンドによるワーク搬入出が可能となるワ
ーク研削加工方法および装置を提供する。 【解決手段】 ウエハ２の散水ブラシ６３による洗浄を
開始した時点で、ロボットハンド１４に対してノズル７
１から一定の圧力の洗浄液の噴射供給を開始し、ロボッ
トハンド１４に付着している研削かすなどの不純物が洗
浄液によって吹き飛ばされる形で洗浄される。つづいて
供給装置が切り替えられ、ノズル７１からロボットハン
ド１４に対して一定の圧力の熱風が噴射供給されてロボ
ットハンド１４の乾燥がウエハ２の乾燥が完了するまで
に行われる。洗浄、乾燥されたウエハ２はロボット１の
洗浄乾燥されたロボットハンド１４によって、受け渡し
位置６ａからカセット３ｃまで運搬される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワーク、とくに半
導体で使用される硬質で薄板状のウエハの表面を研削お
よび洗浄する場合に使用されるワーク研削加工方法およ
び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ワークを研削および洗浄する場合のワー
ク洗浄工程において研削済み洗浄前のワークを扱ったロ
ボットハンドで洗浄済みワークの搬出を行った場合、研
削済み洗浄前のワークからロボットハンドに付着した研
削かすやスラリーなどの不純物が洗浄済みワークに再付
着してワークを汚染してしまうことがあり、製品歩留ま
りを低下させる原因となっていた。したがって、従来よ
り洗浄済みワークの汚染防止を目的としてワーク洗浄工
程においてワーク搬入ロボットハンドではワーク搬出を
行わない方法を採っており、装置としてワーク搬入専用
ロボットとワーク搬出専用ロボットの別個の２つのロボ
ットから構成されていた。

【０００３】このようなワーク搬入出機構を有する半導
体ウエハの研磨装置の例が、特開平6-124930号の公報
に、ワーク搬入出ロボットを有するウエハラッピング装
置の例が特開平6-15565号の公報に、ポリッシャーのワ
ーク搬入出装置の例が特公平7-75830号の公報に開示さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】搬入出ロボットの採用
によるワーク搬入出の自動化により研削および洗浄工程
の作業時間が大幅に短縮され、省力化も可能となった。
しかし、従来の搬入出方法および装置では、ワーク洗浄
工程において少なくとも２つ以上のロボットが必要とな
り、装置コストひいては製品コストが高くなり、また、
広い装置スペースが必要とされていた。さらにロボット
数が増加することは各ロボットの制御対象が増加するこ
とであり、装置トラブルの原因となりやすい。

【０００５】本発明は、ワーク搬入後のロボットハンド
を洗浄することによってワーク洗浄工程における同一の
ロボットハンドによるワーク搬入出を可能とし、そのこ
とによってワークの品質を維持しつつコストダウン、省
スペース、装置トラブルの低減が可能となるワーク研削
加工方法および装置を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本出
願第１の発明のワーク研削加工方法は、格納されたワー
クを搬出する搬出工程とワークを研削盤に搬入する搬入
工程とワークを研削する研削工程とワークを研削盤から
搬出する搬出工程と研削されたワークをワーク洗浄装置
に搬入する搬入工程と研削されたワークを洗浄するワー
ク洗浄工程とワークをワーク洗浄装置の受け渡し位置に
受け渡し位置に搬入した後のロボットハンドについて行
われるロボットハンド洗浄・乾燥工程と洗浄、乾燥が行
われたロボットハンドによってワークを搬出する搬出工
程とワークを格納する搬入工程とからなることを特徴と
する。

【０００７】この方法により、ワーク洗浄工程における
ワーク搬入出が同一ロボットで可能となり、従来よりも
ロボットを１台以上省略でき、ロボットとしての制御対
象を減らすことができる。

【０００８】また本出願第２の発明のワーク研削加工方
法は、本出願第１の発明のワーク研削加工方法において
ロボットハンド洗浄・乾燥工程がワーク洗浄工程と並行
して進行する。ワークの洗浄よりもロボットハンド洗浄
が早くまたは同時に完了するため、洗浄済みワーク搬出
が最短で可能となり、製造の効率化を図ることが可能と
なる。

【０００９】また本出願第３の発明のワーク研削加工方
法は、本出願第２の発明のワーク研削加工方法において
ワーク格納装置からの研削前ワーク搬出から研削洗浄済
みワークのワーク格納装置への搬入までの一連の各装置
へのワーク搬入出が少なくとも２つ以上のロボットアー
ムを持つロボットによって行われ、加工前と加工後のワ
ークの搬入出が並行して進行する。各装置の稼働率が向
上するため、さらに製造効率を改善することができる。

【００１０】また本出願第４の発明のワーク研削加工装
置は、ワークを格納する格納装置と、格納されたワーク
を搬出し研削盤に搬入するロボットと前記ワークを研削
する研削盤と、研削後のワークを研削盤より搬出し前記
ワークをワーク洗浄装置に搬入し洗浄後の前記ワークを
洗浄装置から搬出し、格納装置へ搬出するロボットと、
そのロボットの洗浄装置とを備えたことを特徴とする。

【００１１】また本出願第５の発明のワーク研削加工装
置は、本出願第４の発明のワーク研削加工装置において
ワークの洗浄とロボットハンドの洗浄とを並行して進行
させる制御装置を備えたことを特徴とする。ワークの洗
浄よりもロボットハンド洗浄が早くまたは同時に完了す
るため、洗浄済みワーク搬出が最短で可能となり、製造
の効率化が図ることが可能となる。

【００１２】本出願にかかる本出願第６の発明のワーク
研削加工装置は、本出願第５の発明のワーク研削加工装
置において、ロボットアームを少なくとも２つ以上持つ
ロボットを備え、ワーク格納装置からの研削前ワーク搬
出から研削洗浄済みワークのワーク格納装置への搬入ま
での一連の各装置へのワーク搬入出が別個のロボットア
ームにより加工前と加工後のワークの搬入出動作を並行
して進行させて行う制御装置を備える請求項５に記載の
ワーク研削加工装置。各装置の稼働率が向上するため、
さらに製造効率を改善することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、この発明のワーク研削加
工装置の第１の実施の形態を、図１から図６を参照して
説明する。図１を参照してワーク研削加工装置の構成を
説明する。この実施の形態のワーク研削加工装置はワー
クである研削加工前の半導体用のウエハ２を図１におい
て上下方向（図１の紙面垂直方向）に集積格納している
カセット３ａ、両頭平面研削盤５、研削加工後のウエハ
２を洗浄するワーク洗浄装置６、ワーク洗浄装置６の受
け渡し位置６ａの下に収納されているロボットハンド洗
浄装置７（図１に破線にて図示）、研削、洗浄済のウエ
ハ２を集積格納するカセット３ｃ、ウエハ２をカセット
３ａから取り出し、両頭平面研削盤５の搬入出位置５ａ
を経由して、さらにワーク洗浄装置６の受け渡し位置６
ａを経由してカセット３ｃへ運搬するロボット１、両頭
平面研削盤５とワーク洗浄装置６とロボットハンド洗浄
装置７と全体のシステムを制御する制御装置９、ワーク
研削加工装置全体を操作する操作盤１０から構成され
る。ロボット１を制御するロボット制御装置９１（図３
に破線にて図示）はロボット１の下に収納されている。
ここでロボット１の搬出、搬入は両頭平面研削盤５、ワ
ーク洗浄装置６から見たロボットの動作を表している。

【００１４】図２（Ａ）にロボット1を示す。ロボット
本体１１は、下側が開放され上下方向に移動が可能であ
る上部円筒体１１ａに覆われており、上部円筒体１１ａ
の上面中心部に一端が結合され結合部を中心に水平面内
で旋回可能に取り付けられた第一アーム１２と、第一ア
ーム１２の他端に一端が結合され結合部を中心に水平面
内で旋回可能に取り付けられた第二アーム１３と、第二
アーム１３の他端に一端が結合され結合部を中心に水平
面内で旋回可能に取り付けられたロボットハンド１４と
から構成される。図２（Ｂ）に示すようにロボットハン
ド１４は対称軸１５を有する対称形状で、ロボットハン
ド１４のＵ字部の各先端にはワーク２を吸着する吸着パ
ッド１４ａが取り付けられている。（図２（Ｂ）では裏
面）吸着パッドは真空ライン８０（図２（Ｂ）に破線に
て示す）に接続され、真空ライン８０はロボット本体１
１に内蔵されている真空ポンプ（図示せず）に接続され
る。ロボットはロボット本体１１の下部に収納されたロ
ボット制御装置９１（図３参照）を有する。

【００１５】図３に両頭平面研削盤５を示す。図３に示
すように、両頭平面研削盤５は、下部フレーム３１を備
え、その下部フレーム３１の上には、中間フレーム３２
が固定され、さらに中間フレーム３２の上には上部フレ
ーム３３が固定されている。さらに下部フレーム３１に
は下部砥石回転昇降機構３４、及びワーク保持機構５１
が装設され、上部フレーム３３には上部砥石回転昇降機
構３５が装設されている。両砥石回転昇降機構３４、３
５には砥石３６、３７が配設され、それらの砥石３６、
３７のそれぞれ上部端面と下部端面には作用面が互いに
平行であって、砥石３６、３７の回転軸が一直線上に配
置されるように対向配置されている。そして、ウエハ２
がワーク保持機構５１に支持された状態で、砥石３６、
３７の間に挿入配置され、モータ（図示せず）の回転に
よって砥石３６、３７が回転し、ウエハ２の両面が同時
に研削されるようになっている。なお、砥石の直径はウ
エハ２の半径より僅かに大きく、砥石作用面の内側にウ
エハ２の中心点及び外周部の一部が位置するようになっ
ている。

【００１６】図３に示すように、ワーク保持機構５１は
一対のガイドレール５２を介して水平横方向に移動可能
に支持されている。移動用モータ５３は支持台上に配設
され、この移動用モータ５３の回転により、ボールねじ
５４を介してワーク保持機構５１が移動し、ウエハ２は
搬入搬出位置５ａと研削加工位置５ｂの間を往復移動す
ることになる（図１）。

【００１７】図４及び図５を参照してワーク洗浄装置６
を説明する。図４は平面図、図５は内部を断面した側面
図である。ワーク洗浄装置６はウエハ２を受け渡し位置
６ａで受け取り、ウエハ２を保持する保持具６１と、ウ
エハ２を保持した保持具６１を水平方向すなわち矢印Ａ
Ａ方向に移動させる移動装置６２とを有する。ワーク洗
浄装置６は、移動装置６２の移動方向に対して直角に配
置され、モータ６３ｂにより回転駆動される散水ブラシ
６３と散水ブラシ６３の洗浄済み位置６ｂ側に隣接する
洗浄液ノズル６４と散水ブラシ６３の受け渡し位置６ａ
側に隣接する熱風ノズル６５を有し、それぞれ上下二段
に水平かつ平行に配置され上下２本の散水ブラシ６３の
接触点に対向されている。また、ワーク洗浄装置６は洗
浄液ノズル６４に洗浄液を供給する図示していない洗浄
材供給装置、および熱風ノズル６５に乾燥用熱風を供給
する図示していない熱風供給装置を有する。なお洗浄液
としては今回水を使用したが一般に使用される洗浄剤の
混入された洗浄液を使用しても良い。

【００１８】図５および図６を参照してロボットハンド
洗浄装置７を説明する。ロボットハンド洗浄装置７は３
つの上方に向かって等間隔に並んだノズル７１を有し、
ワーク洗浄装置６の受け渡し位置６ａの下に配置され、
保持具６１が洗浄済み位置６ｂ方向に移動を開始し、ウ
エハ２の散水ブラシ６３による洗浄を開始したときにロ
ボットハンド１４とノズル７１との間に遮蔽物がない状
態となる。ノズル７１は切替によって洗浄液または熱風
を広角に噴射することができ、３つのノズル７１はロボ
ットハンド１４にまんべんなく十分に洗浄液または熱風
が供給できるように配置されている。また、ロボットハ
ンド洗浄装置７はノズル７１に洗浄液を供給する図示し
ていない洗浄液供給装置、および同ノズル７１に乾燥用
熱風を供給する図示していない熱風供給装置を有してお
り、切替によっていずれか一方が供給される。

【００１９】つぎにワーク研削加工装置の作用について
説明する。操作盤１０にてワーク研削加工装置の構成機
器を起動させてワーク研削加工装置を運転が可能な状態
にしてから、操作盤１０にてワーク研削加工装置の運転
を開始する。

【００２０】図１及び図２に示すように、ワーク研削加
工装置の運転開始により、ロボット１が第一アーム１２
を旋回させ、ロボットハンド１４をカセット３ａに格納
されているウエハ２の方向に向かせ、ロボットハンド１
４をその対称軸１５がウエハ２の中心とロボット本体の
中心を結んだ線と重なる位置で停止させる。必要に応じ
て、第二アーム１３を第一アーム１２に対して旋回（以
下単に第二アームの旋回という。）、ロボットハンド１
４を第二アーム１３に対して旋回（以下単にロボットハ
ンド１４の旋回という。）させる。

【００２１】つぎに、ロボットハンド１４がウエハ２に
向かって真っ直ぐ前進するように第一アーム１２、第二
アーム１３、ロボットハンド１４を旋回させる。図２
（Ｂ）に示すように、ロボットハンド１４がカセット３
ａに格納されている一番上のウエハ２の真上に位置した
ところで、停止させる。このときロボットハンド１４の
Ｕ字部の先端に取り付けられた吸着パッド１４ａを結ん
だ線の中心点がウエハ２の中心の真上に位置している。
以下、ロボットハンド１４がウエハ２を吸着するために
前進したときにロボットハンド１４が停止する位置は、
前記のこの位置である。

【００２２】つぎに、ロボット１は上部円筒体１１ａを
下降させるので、ロボットハンド１４も下降し、ウエハ
２の上面に接触する。これにより吸着パッド１４ａがウ
エハ２の上面に接触し、ウエハ２はロボットハンド１４
に吸着される。ロボット１はウエハ有無センサ（図示せ
ず）を内蔵しており、ウエハ２の吸着後ウエハ有無セン
サより吸着確認信号が出される。ウエハ２の吸着の確認
後、上部円筒体１１ａが所定量上昇するので、ウエハ２
を吸着したロボットハンド１４は同様に上昇する。つぎ
にロボットハンド１４が格納装置３ａより後退するよう
に、第一アーム１２、第二アーム１３、ロボットハンド
１４を旋回させる。ロボットハンド１４は所定距離後退
した所で停止する。

【００２３】なお、カセット３ａ、３ｃにおいてはウエ
ハ２は上から順に取り出し、格納を行っても良いし、下
から順に取り出し、格納を行っても良い。今回は吸着パ
ッド１４ａがロボットハンド１４の裏面に配置されてい
るため、上から順に取り出す場合について説明する。

【００２４】つぎに、ロボット１が第一アーム１２を旋
回させ、ロボットハンド１４の対称軸１５の延長線が両
頭平面研削盤５のウエハ２の搬入搬出位置５ａの中心を
通る位置に来るように回転する。そして、ウエハ２の中
心が搬入搬出位置５ａの真上に来るまで前進し、停止後
ウエハ２の下面が両頭平面研削盤５のワークガイドレー
ル５２ｂの上面に接触する直前まで下降し、ワーク保持
機構５１にウエハ２が挿入された後、上昇し所定距離後
退する。

【００２５】つぎに、両頭平面研削盤５によるウエハ２
の研削加工段階に移行するが、両頭平面研削盤５におい
て、まず初めにワーク保持機構５１がガイドレール５２
上を水平横方向に移動するので、ウエハ２が搬入搬出位
置５ａから研削加工位置５ｂへ滑動する。ワークガイド
レール５２ｂの空気吹出孔（図示せず）からは空気が吹
き出しているので、ウエハ２はワークガイドレール５２
ｂ上をスムーズに滑動する。ワーク保持機構５１はウエ
ハ２が加工位置５ｂに来たところで移動を停止する。

【００２６】ここでワークガイドレール５２ｂの空気吹
出孔への空気の供給を停止するので、ウエハ２は下部砥
石３６の砥石作用面上に直接載置される。つぎに、上下
モータ（図示せず）の駆動により上部砥石３７がウエハ
２に向かって下側に早送りされる。つぎに、ウエハ回転
モータ（図示せず）の駆動によりワーク保持機構５１内
のウエハ２が回転する。つぎに上下砥石３６、３７が回
転を開始し上部砥石３７が加工送りに変更される。荒研
削送りによって所定の厚さ研削された後で、仕上げ送り
に切り替えられ仕上げ研削される。

【００２７】研削加工の終了後、ウエハ２の回転及び
上、下砥石３６、３７が回転を停止し、上部砥石回転昇
降機構３５により砥石３７は上方へ移動する。つぎに、
ワーク保持機構５１が水平横方向に移動し、ウエハ２は
研削加工位置５ｂから搬入搬出位置５ａまで移動する。

【００２８】ロボット１が両頭平面研削盤５の搬入搬出
位置５ａから研削加工後のウエハ２を、ワーク洗浄装置
６の受け渡し位置６ａまで搬入し、ウエハ２は保持具６
１上に保持され、ウエハ２を搬入してきたロボットハン
ド１４はその上方に所定量移動した位置で待機する。つ
ぎに散水ブラシ６３は回転用モータ６３ｂを駆動するこ
とによって回転を開始し、ウエハ２をブラッシング可能
な間隔まで２本の散水ブラシ６３は近づけられ、同時に
洗浄液ノズル６４からは２本の散水ブラシ６３の間に吹
き付けるように洗浄液の供給を開始する。そして、移動
装置６２によって保持具６１を水平方向（図４の矢印Ａ
Ａ方向、図４上では上下方向）に移動させられ、保持さ
れたウエハ２を回転する二本の散水ブラシ７３間を通過
させ、ウエハ２両面は洗浄液ノズル６４から供給される
洗浄液とともにブラッシングされながら洗浄された後に
所定距離移動し洗浄済み位置６ｂで停止する。同時に散
水ブラシ６３の回転、洗浄液の供給が停止し、さらに２
本の散水ブラシ６３の間隔はウエハ２に接触しない距離
まで拡げられる。

【００２９】保持具６１が洗浄済み位置６ｂ方向に移動
し、ウエハ２の散水ブラシ６３による洗浄を開始した時
点で、そのまま待機しているロボットハンド１４に対し
てロボットハンド洗浄装置７のノズル７１から一定の圧
力の洗浄液の噴射供給を開始し、ロボットハンド１４に
付着している研削かすなどの不純物が洗浄液によって吹
き飛ばされる形で洗浄される。つづいて供給装置が切り
替えられ、ノズル７１からロボットハンド１４に対して
一定の圧力の熱風が噴射供給されてロボットハンド１４
の乾燥がウエハ２の乾燥が完了するまで行われる。な
お、洗浄液の代わりに圧縮空気を用いても良く、その場
合熱風乾燥は必要なくなる。

【００３０】つぎに移動装置６２によって保持具６１を
矢印ＡＡで示す水平方向に洗浄済み位置６ｂから受け渡
し位置６ａまで移動させる間にウエハ２の両面は熱風ノ
ズル６５から吹き付けられる熱風によって乾燥させられ
る。これでウエハ２の洗浄工程は終了するが、必要に応
じてワーク乾燥前に保持具６１を往復させることによっ
て前述の洗浄を何回か繰り返してもよい。

【００３１】つぎに洗浄、乾燥されたウエハ２はロボッ
ト１の洗浄乾燥されたロボットハンド１４によって、受
け渡し位置６ａからカセット３ｃまで運搬され、カセッ
ト３ｃにカセット３ａと同じ姿勢で上下方向に集積され
て格納される。ここまでがワーク研削加工装置の一連の
動作であり、つぎのウエハ２についてロボット１は引き
続きカセット３ｂから取り出す動作から始まることにな
る。

【００３２】つぎに、この発明のワーク研削加工装置の
第２の実施の形態を、図７から図９をもとに説明する。
図７を参照してワーク研削加工装置の構成を説明する。
この実施の形態のワーク研削加工装置はワークである研
削加工前の半導体用のウエハ２を図７において上下方向
（図７の紙面垂直方向）に集積格納しているカセット３
ａ、ウエハ２に加工されたオリエンテーションフラット
（以下オリフラと呼ぶ）やノッチ（図示せず）の位置を
合わせるためのオリフラ合わせ機４、両頭平面研削盤
５、研削加工後のウエハ２を洗浄するワーク洗浄装置
６、ワーク洗浄装置６の受け渡し位置６ａの下に収納さ
れているロボットハンド洗浄装置７（図７に破線にて図
示）、研削、洗浄済のウエハ２を集積格納するカセット
３ｃ、ウエハ２をカセット３ａから取り出し、オリフラ
合わせ機４を経由して両頭平面研削盤５の搬入搬出位置
５ａを経由して、さらにワーク洗浄装置６の受け渡し位
置６ａを経由してカセット３ｃへ運搬するツインアーム
ロボット８、オリフラ合わせ機４と両頭平面研削盤５と
ワーク洗浄装置６とロボットハンド洗浄装置７と全体の
システムを制御する制御装置９、ワーク研削加工装置全
体を操作する操作盤１０から構成される。ツインアーム
ロボット８を制御するロボット制御装置９１（図３に破
線にて図示）はツインアームロボット８の下に収納され
ている。ここでツインアームロボット８の搬出、搬入は
オリフラ合わせ機４、両頭平面研削盤５、ワーク洗浄装
置６から見たロボットの動作を表している。

【００３３】図８にツインアームロボット８を示す。ロ
ボット本体８１は、下側が開放され上下方向に移動が可
能である上部円筒体８１ａに覆われており、上部円筒体
８１ａの上面２カ所に一端が結合され結合部を中心に水
平面内で旋回可能に取り付けられた第一アーム８２、８
５と、第一アーム８２の他端に一端が結合され結合部を
中心に水平面内で旋回可能に取り付けられた第二アーム
８３と、第二アーム８３の他端に一端が結合され結合部
を中心に水平面内で旋回可能に取り付けられたロボット
ハンド８４と第一アーム８５の他端に一端が結合され結
合部を中心に水平面内で旋回可能に取り付けられた第二
アーム８６と、第二アーム８６の他端に一端が結合され
結合部を中心に水平面内で旋回可能に取り付けられたロ
ボットハンド８７とから構成される。ロボットハンド８
４、８７は図２（Ｂ）に示すロボットハンド１４と同様
の形状で、ロボットハンド８４、８７のＵ字部の各先端
にはワーク２を吸着する吸着パッド８４ａ、８７ａがそ
れぞれ取り付けられている。吸着パッドは真空ライン８
０（図２（Ｂ）参照）に接続され、真空ライン８０はロ
ボット本体８１に内蔵されている真空ポンプ（図示せ
ず）に接続される。ロボット８はロボット本体８１の下
部に収納されたロボット制御装置９１（図３参照）を有
する。

【００３４】図９（Ａ）及び（Ｂ）にオリフラ合わせ機
４を示す。オリフラ合わせ機４はオリフラ合わせ機本体
２１と、オリフラ合わせ機本体２１の上平面に配置さ
れ、ウエハ２を載置して回転する回転盤２２と、オリフ
ラ合わせ機本体２１の上部に突出して配置され、オリフ
ラの位置を角度として検出する長方形のオリフラ検出部
２３と、ウエハ２の中心点とその円周上の一点を結ぶ線
の部分を検出対象とし、ウエハ２の最大厚さ又は最大高
さを検出する厚さ検出ラインセンサー２４を有する。図
９（Ｂ）において回転盤２２の回転軸とオリフラ検出部
２３の直方体部の垂直方向の中心線と交わる水平線をオ
リフラ合わせ機４の中心軸２５とする。

【００３５】図７を構成する両頭平面研削盤５、研削加
工後のウエハ２を洗浄するワーク洗浄装置６、ワーク洗
浄装置６の受け渡し位置６ａの下に収納されているロボ
ットハンド洗浄装置７はそれぞれ前述した図３、図４、
図５、図６と同一構成装置である。

【００３６】つぎに第二の実施の形態のワーク研削加工
装置の作用について説明する。操作盤１０にてワーク研
削加工装置の構成機器を起動させてワーク研削加工装置
を運転が可能な状態にしてから、操作盤１０にてワーク
研削加工装置の運転を開始する。

【００３７】図７及び図８に示すように、ワーク研削加
工装置の運転開始により、ロボット８が第一アーム８２
を旋回させ、ロボットハンド８４をカセット３ａに格納
されているウエハ２の方向に向かせ、ロボットハンド８
４をその対称軸（図２の対称軸１５に準ずる）がウエハ
２の中心とロボット本体の中心を結んだ線と重なる位置
で停止させる。必要に応じて、第二アーム８３を第一ア
ーム８２に対して旋回（以下単に第二アームの旋回とい
う。）、ロボットハンド８４を第二アーム８３に対して
旋回（以下単にロボットハンド１４の旋回という。）さ
せる。

【００３８】つぎに、ロボットハンド８４がウエハ２に
向かって真っ直ぐ前進するように第一アーム８２、第二
アーム８３、ロボットハンド８４を旋回させる。ロボッ
トハンド８４がカセット３ａに格納されている一番上の
ウエハ２の真上に位置したところで、停止させる（図２
（Ｂ）の状態に準ずる）。このときロボットハンド８４
のＵ字部の先端に取り付けられた吸着パッド８４ａを結
んだ線の中心点がウエハ２の中心の真上に位置してい
る。以下、ロボットハンド８４がウエハ２を吸着するた
めに前進したときにロボットハンド８４が停止する位置
は、前記のこの位置である。

【００３９】つぎに、ロボット８は上部円筒体８１ａを
下降させるので、ロボットハンド８４も下降し、ウエハ
２の上面に接触する。これにより吸着パッド８４ａがウ
エハ２の上面に接触し、ウエハ２はロボットハンド８４
に吸着される。ロボット８はウエハ有無センサ（図示せ
ず）を内蔵しており、ウエハ２の吸着後ウエハ有無セン
サより吸着確認信号が出される。ウエハ２の吸着の確認
後、上部円筒体８１ａが所定量上昇するので、ウエハ２
を吸着したロボットハンド８４は同様に上昇する。つぎ
にロボットハンド８４が格納装置３ａより後退するよう
に、第一アーム８２、第二アーム８３、ロボットハンド
８４を旋回させる。ロボットハンド８４は所定距離後退
した所で停止する。

【００４０】つぎに、ロボット８が第一アーム８２を旋
回させ、ロボットハンド８４の対称軸が図９（Ｂ）のオ
リフラ合わせ機４の中心軸２５に一致する位置で停止さ
せる。必要に応じて、第二アーム８３、ロボットハンド
８４も旋回させる。つぎにロボットハンド８４が中心軸
２５の延長線上を前進するように、第一アーム８２、第
二アーム８３、ロボットハンド８４を旋回させる。ロボ
ットハンド８４はロボットハンド８４に吸着されている
ウエハ２の中心が回転盤２２の中心の真上に来たところ
で前進を停止する。

【００４１】つぎに、ロボット８は上部円筒体８１ａを
下降させるので、ロボットハンド８４も下降し、ウエハ
２が回転盤２２の上面に載置される。そして、ロボット
８は上部円筒体８１ａを下降した距離と同じ距離だけ上
昇させるので、ロボットハンド８４も同様に上昇する。
そして、ロボットハンド８４がオリフラ合わせ機４より
後退するように、第一アーム８２、第二アーム８３、ロ
ボットハンド８４を旋回させ、ロボットハンド８４は所
定距離後退した所で停止する。

【００４２】つぎに、オリフラ合わせ機４は回転盤２２
を回転させ、ウエハ２を少なくとも３６０度回転させ
る。このとき、オリフラ検出部２３はウエハ２の表面を
画像処理することによりオリフラの角度位置を検出す
る。つぎに回転盤２２を回転させ、ウエハ２が両頭平面
研削盤５の搬入搬出位置５ａに載置されたときに、オリ
フラが両頭平面研削盤５のワーク保持機構５１に対して
所定の角度で載置されるような角度位置に来たところで
回転盤２２の回転を停止させる。

【００４３】ウエハ２を最初に少なくとも３６０度回転
させたときに、厚さ検出ラインセンサー２４にてウエハ
２の最大厚さ又は最大高さを同時に検出する。検出され
たウエハ２の最大厚さ又は最大高さの信号は両頭平面研
削盤５の制御装置に送られ、ワーク研削時の砥石３７の
加工送りとしての早送り、荒研削送り、仕上げ研削送り
の切替タイミングを決定するデータとなる。

【００４４】つぎに、ロボットハンド８４は前述と同様
にオリフラ合わせ機４の回転盤２２上のウエハ２に向か
って前進し、停止後下降し、ウエハ２を吸着して上昇
し、所定の距離後退する。つぎに、ロボットハンド８４
はその対称軸の延長線が両頭平面研削盤５のウエハ２の
搬入搬出位置５ａにあるワーク保持機構５１の中心を通
る位置に来るように回転する。そして、ウエハ２の中心
が中心の真上に来るまで前進し、停止後ウエハ２の下面
が両頭平面研削盤５のワークガイドレール５２ｂの上面
に接触する直前まで下降し、予め位置が割り出されたワ
ーク保持機構５１にウエハ２を挿入した後、上昇し所定
距離後退する。

【００４５】つぎに、両頭平面研削盤５によるウエハ２
の研削加工段階に移行するが、両頭平面研削盤５におい
て、まず初めにワーク保持機構５１がガイドレール５２
上を水平横方向に移動するので、ウエハ２が搬入搬出位
置５ａから研削加工位置５ｂへ滑動する。ワークガイド
レール５２ｂの空気吹出孔（図示せず）からは空気が吹
き出しているので、ウエハ２はワークガイドレール５２
ｂ上をスムーズに滑動する。ワーク保持機構５１はウエ
ハ２が加工位置５ｂに来たところで移動を停止する。

【００４６】ここでワークガイドレール５２ｂの空気吹
出孔への空気の供給を停止するので、ウエハ２は下部砥
石３６の作用面上に直接載置される。つぎに、モータ駆
動により上部砥石３７がウエハ２に向かって下側に早送
りされ、加工送りに切り替える位置で停止する。つぎ
に、モータ駆動によりワーク保持機構５１内のウエハ２
が回転する。つぎに上下砥石３６、３７が回転を開始し
上部砥石３７が加工送りを開始する。荒研削送りによっ
て所定の厚さ研削された後で、仕上げ送りに切り替えら
れ仕上げ研削される。

【００４７】研削加工の終了後、ウエハ２の回転及び
上、下砥石３６、３７が回転を停止し、上部砥石回転昇
降機構３５により砥石３７は上方へ移動する。つぎに、
ワーク保持機構５１が水平横方向に移動し、ウエハ２は
研削加工位置５ｂから搬入搬出位置５ａまで移動する。

【００４８】つぎに、ロボットハンド８７がロボットハ
ンド８４の動作と同様に両頭平面研削盤５の搬入搬出位
置５ａ上のウエハ２に向かって前進し、停止後下降し、
ウエハ２を吸着して上昇し、所定の距離後退する。つぎ
に、ロボットハンド８７はその対称軸の延長線がワーク
洗浄装置６の受け渡し位置６ａにある保持具６１の中心
を通る位置に来るように回転する。そして、ウエハ２の
中心が中心の真上に来るまで前進し、停止後ウエハ２の
下面が保持具６１の上面に接触する直前まで下降しウエ
ハ２を静置することによって、ウエハ２は保持具６１上
に保持され、ウエハ２を搬入してきたロボットハンド８
７はその上方に移動した位置で待機する。つぎに散水ブ
ラシ６３は回転用モータ６３ｂが駆動することによって
回転を開始し、ウエハ２をブラッシング可能な間隔まで
２本の散水ブラシ６３は近づけられ、同時に洗浄液ノズ
ル６４からは２本の散水ブラシ６３の間に吹き付けるよ
うに洗浄液の供給を開始する。そして、移動装置６２に
よって保持具６１を水平方向（図７の矢印ＡＡ方向、図
７上では上下方向）に移動させられ、保持されたウエハ
２を回転する二本の散水ブラシ７３間を通過させ、ウエ
ハ２両面は洗浄液ノズル６４から供給される洗浄液とと
もにブラッシングされながら洗浄された後に所定距離移
動し洗浄済み位置６ｂで停止する。同時に散水ブラシ６
３の回転、洗浄液の供給が停止し、さらに２本の散水ブ
ラシ６３の間隔はウエハ２に接触しない距離まで拡げら
れる。

【００４９】保持具６１が洗浄済み位置６ｂ方向に移動
し、ウエハ２の散水ブラシ６３による洗浄を開始した時
点で、そのまま待機しているロボットハンド８７に対し
てノズル７１から一定の圧力の洗浄液の噴射供給を開始
し、ロボットハンド８７に付着している研削かすなどの
不純物が洗浄液によって吹き飛ばされる形で洗浄され
る。つづいて供給装置が切り替えられ、ノズル７１から
ロボットハンド８７に対して一定の圧力の熱風の噴射供
給されてロボットハンド８７の乾燥がウエハ２の乾燥が
完了するまで行われる。

【００５０】つぎに移動装置６２によって保持具６１を
矢印ＡＡで示す水平方向に洗浄済み位置６ｂから受け渡
し位置６ａまで移動させる間にウエハ２両面は熱風ノズ
ル６５から吹き付けられる熱風によって乾燥させられ
る。これでウエハ２の洗浄工程は終了するが、必要に応
じてワーク乾燥前に保持具６１を往復させることによっ
て前述の洗浄を何回か繰り返してもよい。

【００５１】つぎに洗浄、乾燥されたウエハ２はロボッ
ト８の洗浄乾燥されたロボットハンド８７によって、受
け渡し位置６ａから格納装置３ｃのカセット３ｄまで運
搬され、カセット３ｃにカセット３ａと同じ姿勢で上下
方向に集積されて格納される。ここまでが１枚のウエハ
２に対して行われるワーク研削加工装置の一連の動作で
ある。

【００５２】ワーク研削加工装置が連続して稼働される
場合には、ウエハ２がロボットハンド８７によって研削
盤５の搬入搬出位置５ａから搬出されると同時に、別の
ウエハ２がロボットハンド８４によってカセット３ａか
ら搬出され、つづいてロボットハンド８７によるワーク
洗浄装置６の受け渡し位置６ａへのウエハ２の搬入と同
時にロボットハンド８４によるオリフラ合わせ機４への
別のウエハ２の搬入が行われ、さらにロボットハンド８
７によるワーク洗浄装置６の受け渡し位置６ａから格納
装置３ｃのカセット３ｄへのウエハ２の搬出入と同時に
ロボットハンド８４によるオリフラ合わせ機４から研削
盤５の搬入搬出位置５ａへの別のウエハ２の搬出入が行
われ、以降これが繰り返される。また、ロボット８の上
部円筒体８１ａが上昇、下降すると、ロボットハンド８
４、８７も同時に同様に上昇するため、それぞれ別個の
ウエハ２を別個の装置へ搬入出する際には、その上昇、
下降は同じタイミングで行われる。

【００５３】

【発明の効果】請求項１のワーク研削加工方法によれ
ば、ワーク洗浄工程におけるワーク搬入出が同一ロボッ
トで可能となり、従来よりもロボットを１台以上省略で
き、ロボットである制御対象を減らすことができる。

【００５４】請求項２のワーク研削加工方法によれば、
ワークの洗浄よりもロボットハンド洗浄が早くまたは同
時に完了するため、洗浄済みワーク搬出が最短で可能と
なり、製造の効率化が図れる。

【００５５】請求項３のワーク研削加工方法によれば、
各装置の稼働率が向上するため、さらに製造効率を改善
することができる。

【００５６】請求項４のワーク研削加工装置によれば、
ワーク洗浄装置へのワーク搬入出が同一ロボットで可能
となり、従来よりもロボットを１台以上省略でき、装置
コストダウンおよび省スペースを図ることができる。

【００５７】請求項５のワーク研削加工装置によれば、
ワークの洗浄よりもロボットハンド洗浄が早くまたは同
時に完了するため、洗浄済みワーク搬出が最短で可能と
なり、製造の効率化が図れる。

【００５８】請求項６のワーク研削加工装置によれば、
各装置の稼働率が向上するため、さらに製造効率を改善
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のワーク研削加工装置の第一の実施形態
の構成を示す概略平面図である。

【図２】（Ａ）は図１のワーク研削加工装置を構成する
ロボットの立体説明図である。（Ｂ）は吸着時のカセッ
ト内のウエハとロボットハンドの位置関係を示す説明図
である。

【図３】図１および図７のワーク研削加工装置を構成す
る両頭平面研削盤の正面図である。

【図４】図１および図７のワーク研削加工装置を構成す
るワーク洗浄装置の平面図およびロボットハンド洗浄装
置の概略図である。

【図５】図４のワーク洗浄装置の断面図である。

【図６】図４のロボットハンド洗浄装置の平面図であ
る。

【図７】本発明のワーク研削加工装置の第二の実施形態
の構成を示す概略平面図である。

【図８】図７のワーク研削加工装置を構成するツインア
ームロボットの立体説明図である。

【図９】（Ａ）は図７のワーク研削加工装置を構成する
オリフラ合わせ機の正面図である。（Ｂ）は同平面図で
ある。

【符号の説明】

１ ロボット ２ ウエハ ３ａ 格納装置 ３ｂ カセット ３ｃ 格納装置 ３ｄ カセット ４ オリフラ合わせ機 ５ 両頭平面研削盤 ５ａ 搬入搬出位置 ５ｂ 研削加工
位置 ６ ワーク洗浄装置 ６ａ 受け渡し位置 ６ｂ 洗浄済み位置 ７ ロボットハンド洗浄装置 ８ ツインアームロボット ９ 制御装置 １０ 操作盤 １１ ロボット本体 １１ａ 上部円
筒体 １２ 第一アーム １３ 第二アーム １４ ロボットハンド １４ａ 吸着パ
ッド １５ 対称軸 ２１ オリフラ合わせ機本体 ２２ 回転盤 ２３ オリフラ検出部 ２４ 厚さ検出ラインセンサー ２５ 中心軸 ３１ 下部フレーム ３２ 中間フレーム ３３ 上部フレーム ３４ 下部砥石回転昇降機構 ３５ 上部砥石回転昇降機構 ３６ 下部砥石 ３７ 上部砥石 ５１ ワーク保持機構 ５２ ガイドレール ５３ 移動用モータ ５４ ボールねじ ６１ 保持具 ６２ 移動装置 ６３ 散水ブラシ ６３ｂ モータ ６４ 洗浄液ノズル ６５ 熱風ノズル ７１ ノズル ８０ 真空ライン ８１ ロボット本体 ８１ａ 上部円
筒体 ８２ 第一アーム ８３ 第二アーム ８４ ロボットハンド ８４ａ 吸着パ
ッド ８５ 第一アーム ８６ 第二アーム ８７ ロボットハンド ８７ａ 吸着パ
ッド ９１ ロボット制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村井 史朗 富山県東砺波郡福野町100番地 株式会社 日平トヤマ富山工場内 (72)発明者 和田 豊尚 富山県東砺波郡福野町100番地 株式会社 日平トヤマ富山工場内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】格納されたワークを搬出する搬出工程とワ
   ークを研削盤に搬入する搬入工程とワークを研削する研
   削工程とワークを研削盤から搬出する搬出工程と研削さ
   れたワークをワーク洗浄装置に搬入する搬入工程と研削
   されたワークを洗浄するワーク洗浄工程とワークをワー
   ク洗浄装置の受け渡し位置に受け渡し位置に搬入した後
   のロボットハンドについて行われるロボットハンド洗浄
   ・乾燥工程と洗浄、乾燥が行われたロボットハンドによ
   ってワークを搬出する搬出工程とワークを格納する搬入
   工程とからなることを特徴とするワーク研削加工方法。
2. 【請求項２】ロボットハンド洗浄・乾燥工程がワーク洗
   浄工程と並行して進行する請求項１に記載のワーク研削
   加工方法。
3. 【請求項３】ワーク格納装置からの研削前ワーク搬出か
   ら研削洗浄済みワークのワーク格納装置への搬入までの
   一連の各装置へのワーク搬入出が少なくとも２つ以上の
   ロボットアームを持つロボットによって行われ、加工前
   と加工後のワークの搬入出が並行して進行する請求項２
   に記載のワーク研削加工方法。
4. 【請求項４】ワークを格納する格納装置と、 格納されたワークを搬出し研削盤に搬入するロボットと
   前記ワークを研削する研削盤と、 研削後のワークを研削盤より搬出し前記ワークをワーク
   洗浄装置に搬入し洗浄後の前記ワークを洗浄装置から搬
   出し、格納装置へ搬出するロボットと、 そのロボットの洗浄装置とを備えたことを特徴とするワ
   ーク研削加工装置。
5. 【請求項５】ワークの洗浄とロボットハンドの洗浄とを
   並行して進行させる制御装置を備えたことを特徴とする
   請求項４に記載のワーク研削加工装置。
6. 【請求項６】ロボットアームを少なくとも２つ以上持つ
   ロボットを備え、ワーク格納装置からの研削前ワーク搬
   出から研削洗浄済みワークのワーク格納装置への搬入ま
   での一連の各装置へのワーク搬入出が別個のロボットア
   ームにより加工前と加工後のワークの搬入出動作を並行
   して進行させて行う制御装置を備える請求項５に記載の
   ワーク研削加工装置。