特開 2024-168275 ワーク測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024168275

(43)【公開日】2024-12-05

(54)【発明の名称】ワーク測定装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20241128BHJP

   B24B 49/04 20060101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 622R

H01L21/304 631

B24B49/04 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023084808

(22)【出願日】2023-05-23

(71)【出願人】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】110001014

【氏名又は名称】弁理士法人東京アルパ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山田 晋也

(72)【発明者】

【氏名】武石 康行

【テーマコード（参考）】

3C034

5F057

【Ｆターム（参考）】

3C034AA08

3C034BB52

3C034BB73

3C034BB84

3C034BB87

3C034BB93

3C034CA04

3C034CB08

3C034DD07

3C034DD10

5F057AA19

5F057BA13

5F057CA13

5F057CA25

5F057DA01

5F057DA08

5F057DA11

5F057DA38

5F057FA33

5F057FA37

5F057GB02

5F057GB12

(57)【要約】

【課題】矩形ワークをチャックテーブルの保持面に保持させる前に、該矩形ワークの隣接する２辺の長さを測定することができるワーク測定装置を提供すること。
【解決手段】ワーク測定装置６０は、テーブル６１と、該テーブル６１を回転させるサーボモータ６２と、テーブル６１の回転角度を検出するエンコーダ６３と、テーブル６１の回転中心Ｏ１から距離Ｌだけ離れた位置で、矩形ワークＷの辺を検知するとＯＮ信号、検知しないとＯＦＦ信号を出力するフォトセンサＦＳと、制御部１００とを備え、制御部１００は、矩形ワークＷを保持したテーブル６１を回転させ、角度算出部１０１が算出する角度差ａ，ｂ，ｃ，ｄを用いて矩形ワークＷの隣接する２辺の長さＳ，Ｔを次式：
Ｓ＝Ｌ＊ｃｏｓ（ａ／２）＋Ｌ＊ｃｏｓ（ｃ／２）
Ｔ＝Ｌ＊ｃｏｓ（ｂ／２）＋Ｌ＊ｃｏｓ（ｄ／２）
によって算出する辺長さ算出部１０２を備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

隣接する２辺が互いに直交する矩形ワークの該２辺の長さＳ，Ｔを測定するワーク測定装置であって、
保持面で該矩形ワークを保持するテーブルと、
該保持面の中心を軸として該テーブルを回転させる回転機構と、
該テーブルの回転角度を検出する角度検出部と、
該テーブルの回転中心から該保持面に平行な方向に予め設定した距離Ｌだけ離れた位置で、回転する該矩形ワークの辺を検知するとＯＮ信号、検知しないとＯＦＦ信号を出力する検知部と、
制御部と、
を備え、
該制御部は、
該矩形ワークを保持した該テーブルを回転させ、該検知部が出力する信号がＯＮからＯＦＦになったときの該矩形ワークの回転角度とＯＦＦからＯＮになったときの回転角度との差を４つの角度差ａ，ｂ，ｃ，ｄとして算出する角度算出部と、
該角度差ａ，ｂ，ｃ，ｄを用いて該矩形ワークの隣接する２辺の長さＳ，Ｔを次式：
Ｓ＝Ｌ＊ｃｏｓ（ａ／２）＋Ｌ＊ｃｏｓ（ｃ／２）
Ｔ＝Ｌ＊ｃｏｓ（ｂ／２）＋Ｌ＊ｃｏｓ（ｄ／２）
によって算出する辺長さ算出部と、
を備えることを特徴とするワーク測定装置。

【請求項2】

該制御部は、直交Ｘ－Ｙ座標上の該テーブルの回転中心と該矩形ワークの中心とのＸ方向とＹ方向のズレ量Ｘ，Ｙを次式：
Ｘ＝｜Ｓ／２－Ｌ＊ｃｏｓ（ａ／２）｜
または、Ｘ＝｜Ｓ／２－Ｌ＊ｃｏｓ（ｃ／２）｜
Ｙ＝｜Ｔ／２－Ｌ＊ｃｏｓ（ｂ／２）｜
または、Ｙ＝｜Ｔ／２－Ｌ＊ｃｏｓ（ｄ／２）｜
によって算出する中心ズレ量算出部を備えることを特徴とする請求項１記載のワーク測定装置。

【請求項3】

該検知部は、該テーブルの回転中心からの距離が異なる第１検知部と第２検知部を備えることを特徴とする請求項１または２記載のワーク測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、隣接する２辺が互いに直交する矩形ワークの２辺の長さなどを測定するワーク測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、各種電気製品に使用される半導体チップの製造工程においては、ウェーハの裏面（ＩＣやＬＳＩなどのデバイスが形成された面とは反対側の面）に対して研削や研磨などの加工が施されるが、ウェーハには、非円形の正方形や長方形などの矩形のものもあり、例えば、特許文献１，２には、矩形のウェーハを均一な厚みに研削することができる研削装置が提案されている。

【0003】

このような研削装置において矩形のウェーハをチャックテーブルの保持面に保持させる際には、保持面の中心とウェーハの中心とを一致させ、さらに保持面の寸法・形状とウェーハの寸法・形状とを一致させている。そして、特許文献３に開示されているように、矩形のウェーハを仮置きテーブル上で位置決めした後、搬送機構によってウェーハを保持して該ウェーハをチャックテーブルへと搬送している。そして、チャックテーブルへと搬送されたウェーハは、チャックテーブルの保持面が吸引されることによって該保持面上に吸引保持される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５－２０５３５８号公報

【特許文献2】特開２０１６－１５０４２１号公報

【特許文献3】特開２０２１－１８６９３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、チャックテーブルの保持面の寸法・形状に一致しない形状の矩形のウェーハをチャックテーブルに搬送した場合、例えば、ウェーハのチャックテーブルへの吸引保持に際して、ウェーハと保持面との間からのエアリークが発生し、ウェーハを保持面で確実に保持して研削することができないという不具合が発生する。

【0006】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、矩形ワークをチャックテーブルの保持面に保持させる前に、該矩形ワークの隣接する２辺の長さを測定することができるワーク測定装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するための本発明は、隣接する２辺が互いに直交する矩形ワークの該２辺の長さＳ，Ｔを測定するワーク測定装置であって、保持面で該矩形ワークを保持するテーブルと、該保持面の中心を軸として該テーブルを回転させる回転機構と、該テーブルの回転角度を検出する角度検出部と、該テーブルの回転中心から該保持面に平行な方向に予め設定した距離Ｌだけ離れた位置で、回転する該矩形ワークの辺を検知するとＯＮ信号、検知しないとＯＦＦ信号を出力する検知部と、制御部と、を備え、該制御部は、該矩形ワークを保持した該テーブルを回転させ、該検知部が出力する信号がＯＮからＯＦＦになったときの該矩形ワークの回転角度とＯＦＦからＯＮになったときの回転角度との差を４つの角度差ａ，ｂ，ｃ，ｄとして算出する角度算出部と、該角度差ａ，ｂ，ｃ，ｄを用いて該矩形ワークの隣接する２辺の長さＳ，Ｔを次式：
Ｓ＝Ｌ＊ｃｏｓ（ａ／２）＋Ｌ＊ｃｏｓ（ｃ／２）
Ｔ＝Ｌ＊ｃｏｓ（ｂ／２）＋Ｌ＊ｃｏｓ（ｄ／２）
によって算出する辺長さ算出部と、を備えることを特徴とする。

【0008】

また、本発明は、該制御部は、直交Ｘ－Ｙ座標上の該テーブルの回転中心と該矩形ワークの中心とのＸ方向とＹ方向のズレ量Ｘ，Ｙを次式：
Ｘ＝｜Ｓ／２－Ｌ＊ｃｏｓ（ａ／２）｜
または、Ｘ＝｜Ｓ／２－Ｌ＊ｃｏｓ（ｃ／２）｜
Ｙ＝｜Ｔ／２－Ｌ＊ｃｏｓ（ｂ／２）｜
または、Ｙ＝｜Ｔ／２－Ｌ＊ｃｏｓ（ｄ／２）｜
によって算出する中心ズレ量算出部を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、矩形ワークをチャックテーブルの保持面に保持する前に、該矩形ワークの隣接する２辺の長さＳ，Ｔを算出することができるため、チャックテーブルの保持面に保持される矩形ワークが正規の寸法のものであるか否かを判断することができる。

【0010】

また、算出された矩形ワークの２辺の長さＳ，Ｔを用いて、テーブルの回転中心と矩形ワークの中心との直交Ｘ－Ｙ座標上のＸ方向とＹ方向のズレ量Ｘ，Ｙを算出することができるため、テーブル上の矩形ワークを保持してチャックテーブルへと搬送する搬送手段の矩形ワークの保持位置を調整し、算出されたズレ量Ｘ，Ｙが０となるように搬送手段が矩形ワークを保持するように調整した状態で、搬送手段が矩形ワークを保持してチャックテーブルへと搬送することができるため、矩形ワークをチャックテーブルの所定位置に正確に位置決めした状態で保持させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に係るワーク測定装置を備える加工装置の平面図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係るワーク測定装置の斜視図である。

【図3】（ａ）～（ｄ）は角度差を求める手順を示す平面図である。

【図4】本発明の第１実施形態に係るワーク測定装置における矩形ワークの２辺の長さと、テーブルの回転中心と矩形ワークの中心とのズレ量を算出するための原理を説明する図である。

【図5】本発明の第１実施形態に係るワーク測定装置におけるワークの測定手順（２辺の長さと中心のズレ量の算出手順）を示すフローチャートである。

【図6】矩形ワークの中心のズレ量を補正する方法を示す部分平面図である。

【図7】本発明の第２実施形態に係るワーク測定装置の斜視図である。

【図8】本発明の第２実施形態に係るワーク測定装置における矩形ワークの２辺の長さと、テーブルの回転中心と矩形ワークの中心とのズレ量を算出するための原理を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

【0013】

［加工装置の構成］
先ず、本発明に係るワーク測定装置を備える加工装置の全体構成を図１に基づいて説明する。なお、以下の説明においては、図１に示す矢印方向をそれぞれＸ軸方向（左右方向）、Ｙ軸方向（前後方向）とする。

【0014】

図１に示す加工装置１は、隣接する２辺が互いに直交する正方形（図２～図４参照）または長方形（図７及び図８参照）のウェーハ（以下、「矩形ワーク」と称する）Ｗの裏面（図２～図４、図７及び図８においては、上面）を研削加工（粗研削と仕上げ研削）及び研磨加工した後、研磨された矩形ワークＷを洗浄する装置であって、Ｙ軸方向に長い矩形ボックス状のベース２００を備えている。ここで、図２～図４に示す正方形の矩形ワークＷと図７及び図８に示す長方形の矩形ワークＷは、その各表面（下面）が格子状に配列された互いに直交するストリートと称される不図示の分割予定ラインによって複数の矩形領域に分割されており、各矩形領域には、ＩＣやＬＳＩなどの不図示のデバイスがそれぞれ形成されている。そして、このように多数のデバイスが形成された矩形ワークＷの各表面（下面）は、保護テープＢＧＴ（図２及び図７参照）によって保護されており、該矩形ワークＷを分割予定ラインに沿って分割することによって複数の半導体チップが製造される。

【0015】

而して、ベース２００上の中央部には、垂直な中心軸を中心として図示矢印方向に所定角度（本実施形態では、９０°）ずつ間欠的に回転する円盤状のターンテーブル２が配置されており、該ターンテーブル２の上面の周方向に４つに区画されたワーク搬出入領域Ｒ１、粗研削領域Ｒ２、仕上げ研削領域Ｒ３及び研磨領域Ｒ４には、垂直な中心軸を中心として回転（自転）することができる円板状のチャックテーブル１０がそれぞれ配置されている。なお、ターンテーブル２と４つの各チャックテーブル１０の下方には、不図示の回転機構がそれぞれ設けられており、ターンテーブル２が所定角度（本実施形態では、９０°）だけ回転することによって、各チャックテーブル１０は、公転しながらワーク搬出入領域Ｒ１、粗研削領域Ｒ２、仕上げ研削領域Ｒ３及び研磨領域Ｒ４へと順次移動することができる。なお、各チャックテーブル１０の上面は、矩形ワークＷを吸引保持する保持面をそれぞれ構成しており、各保持面は、真空ポンプなどの不図示の吸引源に選択的に接続される。

【0016】

また、図１に示すように、ベース２００上には、粗研削領域Ｒ２に位置するチャックテーブル１０の保持面に保持された矩形ワークＷの裏面（上面）を粗研削する粗研削ユニット２０と、仕上げ研削領域Ｒ３に位置するチャックテーブル１０の保持面に保持された矩形ワークＷの裏面（上面）を仕上げ研削する仕上げ研削ユニット３０と、研磨領域Ｒ４に位置するチャックテーブル１０の保持面に保持された矩形ワークＷの裏面（上面）を研磨する研磨ユニット４０が配置されている。なお、図示しないが、粗研削ユニット２０と仕上げ研削ユニット３０は、垂直なスピンドルを回転駆動するサーボモータや、スピンドルの下端に取り付けられた円板状の研削ホイールをそれぞれ備えており、各研削ホイールには、加工具であるブロック状の複数の研削砥石が円環状に配置されている。また、研磨ユニット４０は、垂直なスピンドルを回転駆動するサーボモータや、スピンドルの下端に取り付けられた円板状の研磨パッドを備えている。

【0017】

さらに、ベース２００上には、研磨ユニット４０によって研磨された矩形ワークＷを洗浄する洗浄ユニット５０が設けられている。この洗浄ユニット５０は、矩形ワークＷを保持して高速回転する円板状のスピンナテーブル５１と、該スピンナテーブル５１に保持されて回転する矩形ワークＷに向かって純水などの洗浄水を噴射する洗浄水ノズル５２を備えている。なお、洗浄水ノズル５２は、水平旋回可能なアーム５３の先端に取り付けられている。

【0018】

そして、ベース２００上の洗浄ユニット５０の近傍には、本発明に係るワーク測定装置６０と、第１搬送手段７０及び第２搬送手段８０が配置されている。ここで、第１搬送手段７０は、Ｙ軸方向に沿って配設されたガイドレール７１に沿って移動可能なアーム７２と、該アーム７２の先端に不図示の昇降軸を介して取り付けられた円板状の吸引パッド７３と、該吸引パッド７３をガイドレール７１に沿ってＹ軸方向に移動させる不図示の移動機構を備えている。この第１搬送手段７０は、ワーク測定装置６０によって２辺の長さと中心のＸ，Ｙ軸方向のズレ量が測定された矩形ワークＷを保持してガイドレール７１に沿ってＹ軸方向へと移動させ、該矩形ワークＷをワーク搬出入領域Ｒ１に位置するチャックテーブル１０へと受け渡す機能を果たすものである。

【0019】

また、第２搬送手段８０は、水平旋回可能なアーム８１と、該アーム８１の先端に昇降軸８２を介して取り付けられた円板状の吸引パッド８３を備えており、ワーク搬出入領域Ｒ１に位置するチャックテーブル１０に保持された矩形ワーク（研磨ユニット４０による研磨が終了した矩形ワーク）Ｗを洗浄ユニット５０へと搬送する機能を果たすものである。なお、本発明に係るワーク測定装置６０は、図１に示すように、矩形ワークＷを保持して回転するテーブル６１と、検知部としてのフォトセンサＦＳなどを備えているが、該ワーク測定装置６０の構成と作用の詳細については後述する。

【0020】

また、図１に示すように、ベース２００の＋Ｙ軸方向端部には、２つのカセット３，４がＸ軸方向に沿って並設されている。ここで、一方のカセット３は、加工前の複数の矩形ワークＷを収容するものであり、他方のカセット４は、加工が終了した複数の矩形ワークＷを収容するものである。そして、ベース２００上のカセット３の近傍には、搬送ロボット９０が配置されている。この搬送ロボット９０は、多関節アーム９１を備えており、この多関節アーム９１の先端には、矩形ワークＷを吸引保持する吸引パッド９２が取り付けられている。なお、この搬送ロボット９０は、ガイドレール９３に沿ってＸ軸方向に沿って移動可能であり、一方のカセット３に収容されている加工前の矩形ワークＷを取り出し、取り出した矩形ワークＷをワーク測定装置６０へと搬送する機能を果たすものである。

【0021】

［加工装置の作用］
次に、以上のように構成された加工装置１による矩形ワークＷの加工について説明する。

【0022】

まず、矩形ワークＷを加工する際には、図１に示す搬送ロボット９０によってカセット３から加工前の１枚の矩形ワークＷが取り出され、取り出された矩形ワークＷが搬送ロボット９０によって保持されてワーク測定装置６０へと搬送される。ワーク測定装置６０においては、後述のように、矩形ワークＷの２辺の長さと中心のＸ軸方向とＹ軸方向のズレ量が測定される。このように、ワーク測定装置６０によって矩形ワークＷの２辺の長さと中心のＸ軸方向とＹ軸方向のズレ量が測定されると、該矩形ワークＷのＸ軸方向とＹ軸方向のズレ量が０となるように（矩形ワークＷの中心とテーブル６１の中心とが一致するように）テーブル６１が回転するとともに、第１搬送手段７０の吸引パッド７３のＹ軸方向の位置が調整され、矩形ワークＷの中心がテーブル６１の中心に一致した状態（アライメントされた状態）で該矩形ワークＷが第１搬送手段７０の吸引パッド７３によって吸引保持される。

【0023】

上述のように、矩形ワークＷを保持した第１搬送手段７０は、ガイドレール７１に沿って－Ｙ軸方向へと移動し、ワーク搬出入領域Ｒ１に位置するチャックテーブル１０へと矩形ワークＷを搬送して該チャックテーブル１０へと受け渡す。そして、ワーク搬出入領域Ｒ１において、チャックテーブル１０へと受け渡された矩形ワークＷは、チャックテーブル１０の保持面が不図示の吸引源によって真空引きされることによって保持面に吸引保持される。

【0024】

上述のように、矩形ワークＷがチャックテーブル１０上に固定保持されると、ターンテーブル２がその垂直な軸中心回りに図１の矢印方向（時計方向）に角度９０°だけ回転してチャックテーブル１０が矩形ワークＷと共に粗研削領域Ｒ２へと移動する。この粗研削領域Ｒ２においては、チャックテーブル１０の保持面に保持された矩形ワークＷの裏面（上面）が粗研削ユニット２０によって粗研削される。なお、矩形ワークＷの粗研削においては、不図示の研削水供給源から矩形ワークＷの被加工部に研削水が供給されるとともに、矩形ワークＷの厚みが不図示の厚み測定器によって測定される。

【0025】

矩形ワークＷの上面（裏面）が粗研削ユニット２０によって所定厚みに粗研削されると、ターンテーブル２がその垂直な軸中心回りに角度９０°だけ回転してチャックテーブル１０が矩形ワークＷと共に仕上げ研削領域Ｒ３へと移動する。この仕上げ研削領域Ｒ３においては、チャックテーブル１０の保持面に保持された矩形ワークＷの裏面（上面）が仕上げ研削ユニット３０によって仕上げ研削される。なお、矩形ワークＷの仕上げ研削においても、不図示の研削水供給源から矩形ワークＷの被加工部に研削水が供給されるとともに、矩形ワークＷの厚みが不図示の厚み測定器によって測定される。

【0026】

上述のように、仕上げ研削領域Ｒ３において、矩形ワークＷが仕上げ研削ユニット３０によって仕上げ研削されると、ターンテーブル２がその垂直な軸中心回りに角度９０°だけ回転してチャックテーブル１０が矩形ワークＷと共に研磨領域Ｒ４へと移動する。この研磨領域Ｒ４においては、矩形ワークＷの上面（裏面）が研磨剤であるスラリーの供給を受けながら研磨ユニット４０の研磨パッドによって研磨され、研削加工によって矩形ワークＷの上面に形成された加工歪層が除去され、該矩形ワークＷの抗折強度が高められる。

【0027】

上述のように、矩形ワークＷの上面が研磨ユニット４０によって研磨されると、ターンテーブル２がその垂直な軸中心回りに角度９０°だけ回転してチャックテーブル１０が矩形ワークＷと共にワーク搬出入領域Ｒ１へと移動する。このワーク搬出入領域Ｒ１においては、矩形ワークＷが第２搬送手段８０の吸引パッド８３によって保持されて洗浄ユニット５０へと搬送される。洗浄ユニット５０においては、矩形ワークＷがスピンナテーブル５１上に固定され、該矩形ワークＷがスピンナテーブル５１と共に垂直な中心軸回りに所定の速度で回転駆動されるとともに、洗浄水ノズル５２から洗浄水（例えば、純水）が矩形ワークＷの上面に噴射されることによって、該矩形ワークＷの上面が洗浄される。そして、上面が洗浄された矩形ワークＷは、搬送ロボット９０によってスピンナテーブル５１から取り外されてカセット４へと搬送されて該カセット４内に収納され、１枚の矩形ワークＷに対する一連の加工が終了する。

【0028】

次に、本発明に係るワーク測定装置６０について説明する。

【0029】

［ワーク測定装置］
まず、本発明の第１実施形態に係るワーク測定装置６０について説明する。

【0030】

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係るワーク測定装置６０は、正方形の矩形ワークＷの互いに直交する２辺の長さと、矩形ワークＷのＸ軸方向とＹ軸方向のズレ量を測定するものであって、図２に示すように、保持面６１ａで矩形ワークＷを保持する円板状のテーブル６１と、保持面６１ａの中心を軸としてテーブル６１を回転駆動する回転機構としてのサーボモータ６２と、テーブル６１の回転角度を検出する角度検出部としてのエンコーダ６３と、テーブル６１と共に回転する矩形ワークＷの辺を光学的に検知する検知部である透過型のフォトセンサＦＳと、制御部１００を備えている。

【0031】

上記回転機構を構成するサーボモータ６２は、テーブル６１の下方に縦置き状態で配置されており、該サーボモータ６２から上方に延びる出力軸（モータ軸）６２ａの上端にテーブル１６の中心が取り付けられている。そして、このサーボモータ６２の下部には、該サーボモータ６２の回転角度と回転方向などを検出する角度検出部としてのエンコーダ６３が取り付けられている。なお、サーボモータ６２とエンコーダ６３は、制御部１００に電気的に接続されており、サーボモータ６２の駆動が制御部１００によって制御され、エンコーダ６３によって検出されるテーブル６１の回転角度は、制御部１００へと送信される。

【0032】

前記フォトセンサ（フォトインタラプタ）ＦＳは、側面視コの字状のホルダ６４の空間部に一部が臨む矩形ワークＷを挟んでこれの上下に相対向して配置された発光素子６５と受光素子６６を備えている。ここで、発光素子６５は、発光ダイオード（ＬＥＤ）などで構成され、受光素子６６はフォトトランジスタなどによって構成されており、フォトセンサＦＳは、発光素子６５から出射される光が矩形ワークＷによって遮られることなく受光素子６６へと到達して該受光素子６６によって受光されるとＯＮ信号を出力し、発光素子６５から出射される光が矩形ワークＷによって遮られて受光素子６６によって受光されない場合にはＯＦＦ信号を出力し、そのＯＮ／ＯＦＦ信号は、制御部１００へと送信される。なお、フォトセンサＦＳは、不図示の移動機構によってＸ軸方向に移動可能である。

【0033】

また、制御部１００は、矩形ワークＷを保持したテーブル６１を１回転させ、フォトセンサＦＳが出力する信号がＯＮからＯＦＦになったときのテーブル６１の回転角度とＯＦＦからＯＮになったときの角度との差を４つの角度差として算出する角度算出部１０１と、該角度算出部１０１によって算出された４つの角度差を用いて矩形ワークＷの隣接する２辺の長さを算出する辺長さ算出部１０２と、直交Ｘ－Ｙ座標上のテーブル６１の回転中心Ｏ１と矩形ワークＷの中心Ｏ２（図４参照）とのＸ方向とＹ方向のズレ量を算出する中心ズレ量算出部１０３を備えている。

【0034】

ここで、ワーク測定装置６０による矩形ワークＷの隣接する２辺の長さと直交Ｘ－Ｙ座標上のテーブル６１の回転中心Ｏ１と矩形ワークＷの中心Ｏ２とのＸ方向とＹ方向のズレ量を測定（算出）する手順を図３～図５にしたがって以下に説明する。

【0035】

矩形ワークＷの測定に際しては、先ず、該矩形ワークＷをテーブル６１上に載置し（図５のステップＳ１）、回転機構であるサーボモータ６２を起動して矩形ワークＷを３６０°回転（１回転）させる（図５のステップＳ２）。ここで、フォトセンサＦＳは、図４に示すように、テーブル６１の回転中心Ｏ１から保持面６１ａに平行な方向（水平）に予め設定した距離Ｌだけ離れた位置、つまり、回転する矩形ワークＷの４つのコーナー部がフォトセンサＦＳの発光素子６５から出射する光を交互に４回遮る位置に配置されている。したがって、矩形ワークＷがテーブル６１に正しく載置している場合には、フォトセンサＦＳからＯＮ信号とＯＦＦ信号が交互に４回出力される。

【0036】

したがって、制御部１００は、フォトセンサＦＳがＯＮ信号を４回出力したか否かを判断し（ステップＳ３）、フォトセンサＦＳがＯＮ信号を４回出力したことが確認されると（ステップＳ３：Ｙｅｓ）には、角度算出部１０１は、エンコーダ６３によって検出されるテーブル６１の回転角度、つまり、フォトセンサＦＳが出力する信号がＯＮからＯＦＦになったときのテーブル６１の回転角度とＯＦＦからＯＮになったときの回転角度との差を４つの角度差ａ，ｂ，ｃ，ｄ（図３及び図４参照）として算出する（図５のステップＳ４）。ここで、角度差ａ，ｂ，ｃ，ｄは、フォトセンサＦＳがＯＮ信号を出力する角度範囲であると定義することができる。なお、フォトセンサＦＳがＯＮ信号を出力する回数が４回未満である場合（ステップＳ３：Ｎｏ）には、矩形ワークＷがテーブル６１に正しく置かれていないものと判断してエラー表示を出力し（ステップＳ８）、処理を終了する（ステップＳ７）。

【0037】

ここで、角度差ａ，ｂ，ｃ，ｄについて図３（ａ）～（ｄ）を参照しながら説明すると、以下のようになる。

【0038】

すなわち、矩形ワークＷが図３の矢印方向に１回転する間に、該矩形ワークＷは、図３（ａ）に示す点Ｐ１～点Ｐ２へと移動する角度範囲ａにおいてフォトセンサＦＳの発光素子６５から出射する光を遮ることがないため、フォトセンサＦＳからはＯＮ信号が出力される。同様に、矩形ワークＷが図３（ｂ）に示す点Ｐ３～点Ｐ４へと移動する角度範囲ｂにおいて、図３（ｃ）に示す点Ｐ５～点Ｐ６へと移動する角度範囲ｃにおいて、図３（ｄ）に示す点Ｐ７～点Ｐ８へと移動する角度範囲ｄにおいて、該矩形ワークＷは、フォトセンサＦＳの発光素子６５から出射する光を遮ることがない。このため、角度範囲ｂ，ｃ，ｄにおいてもフォトセンサＦＳからはＯＮ信号が出力される。したがって、前述のように、角度差ａ，ｂ，ｃ，ｄは、フォトセンサＦＳがＯＮ信号を出力する角度範囲であると定義することができる。

【0039】

而して、角度算出部１０１によって角度差ａ，ｂ，ｃ，ｄが算出されると（ステップＳ４）、制御部１００の辺長さ算出部１０２は、正方形の矩形ワークＷの隣接する２辺の長さＳ，Ｔ（図４参照）を算出する（図５のステップＳ５）。すなわち、図４に示すように、テーブル６１の回転中心をＯ１、矩形ワークＷの中心をＯ２とし、テーブル６１の回転中心Ｏ１を通るＸ軸に平行な直線と矩形ワークＷのＹ軸方向の辺との交点をＱ１，Ｑ２、テーブル６１の回転中心Ｏ１を通るＹ軸方向の直線と矩形ワークＷのＸ軸方向の辺との交点をＱ３，Ｑ４とすると、線分Ｏ１－Ｑ１の長さは、Ｌ＊ｃｏｓ（ａ／２）、線分Ｏ１－Ｑ２に長さは、Ｌ＊ｃｏｓ（ｃ／２）となるため、矩形ワークＷのＸ軸方向に平行な辺の長さＳは、次式：
Ｓ＝Ｌ＊ｃｏｓ（ａ／２）＋Ｌ＊ｃｏｓ（ｃ／２） …（１）
によって求められる。

【0040】

また、線分Ｏ１－Ｑ３の長さは、Ｌ＊ｃｏｓ（ｂ／２）、線分Ｏ１－Ｑ４の長さは、Ｌ＊ｃｏｓ（ｄ／２）となるため、矩形ワークＷのＹ軸方向に平行な辺の長さＴは、次式：
Ｔ＝Ｌ＊ｃｏｓ（ｂ／２）＋Ｌ＊ｃｏｓ（ｄ／２） …（２）
によって求められる。

【0041】

上記（１）式と（２）式によって矩形ワークＷの２辺の長さＳ，Ｔが辺長さ算出部１０２によって算出されると（ステップＳ５）、制御部１００の中心ズレ量算出部１０３は、直交Ｘ－Ｙ座標上のテーブル６１の回転中心Ｏ１と矩形ワークＷの中心Ｏ２とのＸ方向とＹ方向のズレ量Ｘ，Ｙを次式：
Ｘ＝｜Ｓ／２－Ｌ＊ｃｏｓ（ａ／２）｜ …（３）
または、
Ｘ＝｜Ｓ／２－Ｌ＊ｃｏｓ（ｃ／２）｜ …（３’）
Ｙ＝｜Ｔ／２－Ｌ＊ｃｏｓ（ｂ／２）｜ …（４）
または、
Ｙ＝｜Ｔ／２－Ｌ＊ｃｏｓ（ｄ／２）｜ …（４’）
によって算出し（図５のステップＳ６）、一連の処理を終了する（図５のステップＳ７）。

【0042】

而して、本実施形態では、矩形ワークＷを図１に示すチャックテーブル１０の保持面に保持する前に、該矩形ワークＷの隣接する２辺の長さＳ，Ｔを前記（１）、（２）式によってそれぞれ算出することができるため、チャックテーブル１０の保持面に保持される矩形ワークＷが正規の寸法のものであるか否かを判断することができる。

【0043】

また、算出された矩形ワークＷの２辺の長さＳ，Ｔを用いて、テーブル６１の回転中心Ｏ１と矩形ワークＷの中心Ｏ２とのＸ方向のズレ量Ｘを前記（３）式、または（３’）式、Ｙ方向のズレ量Ｙを前記（４）式、または（４’）式によってそれぞれ算出することができるため、以下の調整が可能となる。すなわち、テーブル６１上の矩形ワークＷを保持してチャックテーブル１０へと搬送する第１搬送手段７０の矩形ワークＷの保持位置を調整し、算出されたズレ量Ｘ，Ｙが０となるように第１搬送手段７０が矩形ワークＷを保持するように、つまり、矩形ワークＷの中心Ｏ２がテーブル６１の回転中心Ｏ１に一致した状態の矩形ワークＷを第１搬送手段７０が保持するように調整して、第１搬送手段７０が矩形ワークＷを保持してチャックテーブル１０へと搬送することができるため、矩形ワークＷをチャックテーブル１０の所定位置に正確に位置決めした状態で保持させることができる。このことを図６に基づいて具体的に説明する。

【0044】

図６に示すように、テーブル６１の回転中心Ｏ１と矩形ワークＷの中心Ｏ２とのＸ方向とＹ方向のズレ量がＸ，Ｙである場合、矩形ワークＷの中心Ｏ２がテーブル６１の回転中心Ｏ１を通るＹ軸方向に平行な直線上に移動するようにテーブル６１と矩形ワークＷを図示の角度θだけ矢印方向に回転させる。この矩形ワークＷの角度θの回転によって該矩形ワークＷの中心Ｏ２は図示のＯ２’へと移動するため、回転後の矩形ワークＷの中心Ｏ２’のテーブル６１の回転中心Ｏ１からのＹ軸方向のズレ量が図示のΔＹだけ大きくなる。

【0045】

ここで、テーブル６１の回転中心Ｏ１と矩形ワークＷの中心Ｏ２との距離をｒとすると、ｒは次式：
ｒ＝（Ｘ^２＋Ｙ^２）^１/２ …（５）
で求められる。したがって、回転後の矩形ワークＷの中心Ｏ２’のテーブル６１の回転中心Ｏ１からのズレ量はｒであって、ｒだけガイドレール７１に沿ってＹ軸方向に移動させれば、矩形ワークＷの中心Ｏ２をテーブル６１の回転中心Ｏ１に一致させることができる。

【0046】

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るワーク測定装置６０’を図７及び図８に基づいて説明する。

【0047】

本実施形態に係るワーク測定装置６０’は、長方形の矩形ワークＷの互いに直交する２辺の長さと、矩形ワークＷの中心のＸ軸方向とＹ軸方向のズレ量を測定するものであって、その基本構成は図２に示すワーク測定装置６０のそれと同じであるが、本実施の形態に係るワーク測定装置６０’においては、第１検知部と第２検知部を構成する２つのフォトセンサＦＳ１，ＦＳ２がテーブル６１の回転中心Ｏ１から－Ｘ軸方向にそれぞれＬ１、Ｌ２（Ｌ１＞Ｌ２）だけ離れた位置に配置されている（図８参照）。なお、図７においては、図２において示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。

【0048】

ここで、図７に示すように、一方のフォトセンサＦＳ１は、上下方向において対向配置された発光素子６７と受光素子６８を含んで構成され、他方のフォトセンサＦＳ２は、同じく上下方向において対向配置された発光素子６５と受光素子６６を含んで構成されている。

【0049】

而して、本実施の形態に係るワーク測定装置６０’においても、実施の形態１に係るワーク測定装置６０と同様の手順によって矩形ワークＷの隣接する２辺の長さＳ，Ｔ（図８参照）と、直交Ｘ－Ｙ座標上のテーブル６１の回転中心Ｏ１と矩形ワークＷの中心Ｏ２とのＸ方向とＹ方向のズレ量Ｘ，Ｙ（図８参照）が求められる。

【0050】

すなわち、先ず、矩形ワークＷがテーブル６１上に載置され、回転機構であるサーボモータ６２が起動されて矩形ワークＷが３６０°回転（１回転）する。すると、制御部１００の角度算出部１０１は、エンコーダ６３によって検出されるテーブル６１の回転角度、つまり、フォトセンサＦＳ１，ＦＳ２が出力する信号がＯＮからＯＦＦになったときのテーブル６１の回転角度とＯＦＦからＯＮになったときの回転角度との差を４つの角度差ｅ，ｆ，ｇ，ｈ（図８参照）として算出する。

【0051】

すると、制御部１００の辺長さ算出部１０２は、長方形の矩形ワークＷの隣接する２辺の長さＳ，Ｔ（図８参照）を算出する。ここで、図８から明らかなように、矩形ワークＷの隣接する２辺の長さＳ，Ｔは次式：
Ｓ＝Ｌ２＊ｃｏｓ（ｅ／２）＋Ｌ２＊ｃｏｓ（ｇ／２） …（６）
Ｔ＝Ｌ２＊ｃｏｓ（ｆ／２）＋Ｌ１＊ｃｏｓ（ｈ／２） …（７）
によって算出される。

【0052】

上記（６）式と（７）式によって矩形ワークＷの２辺の長さＳ，Ｔが辺長さ算出部１０２によって算出されると、制御部１００の中心ズレ量算出部１０３は、直交Ｘ－Ｙ座標上のテーブル６１の回転中心Ｏ１と矩形ワークＷの中心Ｏ２とのＸ方向とＹ方向のズレ量Ｘ，Ｙを次式：
Ｘ＝｜Ｓ／２－Ｌ２＊ｃｏｓ（ｅ／２）｜ …（８）
または、
Ｘ＝｜Ｓ／２－Ｌ２＊ｃｏｓ（ｇ／２）｜ …（８’）
Ｙ＝｜Ｔ／２－Ｌ２＊ｃｏｓ（ｆ／２）｜ …（９）
または、
Ｙ＝｜Ｔ／２－Ｌ１＊ｃｏｓ（ｈ／２）｜ …（９’）
によって算出し、一連の処理が終了する。

【0053】

而して、本実施形態においても、前記第１実施形態と同様に、矩形ワークＷをチャックテーブル１０の保持面に保持する前に、該矩形ワークＷの隣接する２辺の長さＳ，Ｔを（６）、（７）式によって算出することができるため、チャックテーブル１０の保持面に保持される矩形ワークＷが正規の寸法のものであるか否かを判断することができるという効果が得られる。

【0054】

また、算出された矩形ワークＷの２辺の長さＳ，Ｔを用いて、テーブル６１の回転中心Ｏ１と矩形ワークＷの中心Ｏ２とのＸ方向のズレ量Ｘを（８）式、または（８’）式、Ｙ方向のズレ量Ｙを前記（９）式、または（９’）式によってそれぞれ算出することができるため、テーブル６１上の矩形ワークＷを保持してチャックテーブル１０へと搬送する第１搬送手段７０の矩形ワークＷの保持位置を調整し、算出されたズレ量Ｘ，Ｙが０となるように第１搬送手段７０が矩形ワークＷを保持するように、つまり、矩形ワークＷの中心Ｏ２がテーブル６１の回転中心Ｏ１に一致した状態の矩形ワークＷを第１搬送手段７０が保持するように調整し、該第１搬送手段７０が矩形ワークＷを保持してチャックテーブル１０へと搬送することができる。このため、矩形ワークＷをチャックテーブル１０の所定位置に正確に位置決めした状態で保持させることができるという効果が得られる。

【0055】

なお、以上は本発明に係るワーク測定装置が研削加工（粗研削と仕上げ研削加工）と研磨加工を行う加工装置に設けられている形態について説明したが、本発明は、単体としての研削装置や研磨装置などに設けられるワーク測定装置も適用対象に含むものである。

【0056】

その他、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0057】

１：加工装置、２：ターンテーブル、３，４：カセット、１０：チャックテーブル、
２０：粗研削ユニット、３０：仕上げ研削ユニット、４０：研磨ユニット、
５０：洗浄ユニット、５１：スピンナテーブル、５２：洗浄水ノズル、５３：アーム、
６０，６０’：ワーク測定装置、６１：テーブル、６１ａ：保持面、
６２：サーボモータ（回転機構）、６３：エンコーダ（角度検出部）、
６４：ホルダ、６５，６７：発光素子、６６，６８：受光素子、７０：第１搬送手段、
７１：ガイドレール、７２：アーム、７４：吸引パッド、８０：第２搬送手段、
８１：アーム、８２：昇降軸、８３：吸引パッド、９０：搬送ロボット、
９１：多関節アーム、９２：吸引パッド、９３：ガイドレール、１００：制御部、
１０１：角度算出部、１０２：辺長さ算出部、１０３：中心ズレ量算出部、
２００：ベース、ＢＧＴ：保護テープ、ＦＳ：ＦＳ１：ＦＳ２：フォトセンサ（検知部）
Ｏ１：テーブルの回転中心、Ｏ２：矩形ワークの中心、Ｒ１：ワーク搬出入領域、
Ｒ２：粗研削領域、Ｒ３：仕上げ研削領域、Ｒ４：研磨領域、
Ｓ，Ｔ：矩形ワークの辺の長さ、Ｗ：矩形ワーク、
Ｘ，Ｙ：テーブルの回転中心と矩形ワークの中心とのズレ量

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】