JP2014050899A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価で破損しづらいカバー手段を有する加工装置を提供すること。
【解決手段】チャックテーブルと、チャックテーブルの保持面１０ａに保持された被加工物Ｗに加工液を供給しながら加工を施すスピンドル２１を有する加工手段と、を備えた加工装置であって、スピンドルは、保持面と平行方向に平行移動可能である。加工手段とチャックテーブルとは、加工室４を形成する箱体３０で囲繞される。箱体は、側壁３１と、挿入孔３３を有する上壁３２と、を備える。上壁は、開口３６を備えた上壁板３４１，３４２と、挿入孔を有しスピンドルの平行移動に伴い上壁板に摺動して移動しつつ開口を遮蔽するスライドカバー３５１，３５２と、を備える。上壁板は第一の上壁板３４１と第二の上壁板３４２とで開閉可能に構成されている。第一のスライドカバーと第二のスライドカバーには互いの連結状態を固定可能な連結手段が配設される。
【選択図】図４

Description

本発明は、加工装置、特に研削装置および研磨装置の加工室のカバー手段に関する。

半導体デバイス製造工程でのウェーハや光デバイス製造工程での光デバイスウェーハ等の薄化には、研削砥石や研磨パッドを被加工物に回転させながら当接させる研削装置（グラインダー）と呼ばれる装置が多く利用されている。被加工物としては、表面にデバイスが形成されたシリコンやＧａＡｓ、サファイア、ＳｉＣ等の基板などに用いられることが多い。

こうした研削装置では、チャックテーブルに保持した被加工物に研削液（純水や薬液等）をかけながら研削及び研磨が行われ、研削屑を大量に排出しながら加工を実施する。最終的には被加工物の表面から研削屑等を洗浄して完成となるため、研削屑が加工領域から漏れ出ることのないように、加工領域はカバー手段によって覆われている。

特開２００５−１５３０９０号公報

カバー手段はスピンドルの下部が挿入された状態で加工室を形成するが、加工の多様化に伴い、スピンドルが水平方向へ移動する装置も開発されている。こうした装置において、加工室を形成するためには、特許文献１のようなブーツ手段によるカバーがなされてきた。しかし、ブーツ手段は価格も高く、固着した研削屑による破損などが発生する可能性がある。また、ホイールや研磨パッドの交換の際にブーツ手段を取り外さなければならず、開閉が容易でないという課題がある。

本発明の目的は、安価で破損しづらいカバー手段を有する加工装置を提供することである。

本発明の他の目的は、スピンドル下部へのアクセスが容易なカバー手段を有する加工装置を提供することである。

本発明の加工装置は、板状の被加工物を保持面で吸引保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルの保持面に保持された該被加工物に加工液を供給しながら加工を施すスピンドルを有する加工手段と、を備えた加工装置であって、該スピンドルは、該保持面と直交する加工送り方向に加工送りせしめる第一の送り手段と、該保持面と平行方向に平行移動せしめる第二の送り手段と、によって移動可能であって、該加工手段と該チャックテーブルとは、加工室を形成する箱体で囲繞され、該箱体は、側壁と、該スピンドルの下部が挿入可能な挿入孔を有する上壁と、を備え、該上壁は、該第二の送り手段によって移動する該スピンドルの移動領域を少なくとも含む開口を備えた上壁板と、該挿入孔を有し該スピンドルの平行移動に伴い該上壁板に摺動して移動しつつ該開口を遮蔽するスライドカバーと、を備え、該スライドカバーは、該スピンドルの直径よりわずかに大きい該挿入孔と、該挿入孔の周囲から該上壁板を上下で挟むように延在しつつ該上壁板の開口を覆うガイド部材と、を備え、該上壁板は第一の上壁板と第二の上壁板とで開閉可能に構成され、該スライドカバーは、該第一の上壁板に対応した第一のスライドカバーと、該第二の上壁板に対応した第二のスライドカバーとに分離して構成され、該第一の上壁板が該第一のスライドカバーの該ガイド部材に摺動可能に挿入されて第一の開閉扉を形成し、該第二の上壁板が該第二のスライドカバーの該ガイド部材に摺動可能に挿入されて第二の開閉扉を形成し、該第一のスライドカバーと該第二のスライドカバーには、該開閉扉の閉状態で互いの連結状態を固定可能な連結手段が配設されることを特徴とする。

上記加工装置において、前記加工手段の前記スピンドルには、研削ホイールまたは研磨パッドが装着されていることが好ましい。

本発明に係る加工装置の箱体の上壁は、開口を備えた上壁板と、挿入孔を有し、スピンドルの平行移動に伴い上壁板に摺動して移動しつつ開口を遮蔽するスライドカバーとを備える。また、上壁板は、第一の上壁板と第二の上壁板とで開閉可能に構成されている。本発明に係る加工装置は、カバー手段が安価で破損しづらいという効果を奏する。また、本発明に係る加工装置は、スピンドル下部へのアクセスが容易であるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る加工装置を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係る箱体が取り付けられた加工装置を示す斜視図である。 図３は、実施形態に係る箱体を示す斜視図である。 図４は、加工時における箱体近傍の断面図である。 図５は、スライドカバーの移動を示す斜視図である。 図６は、スライドカバーの移動を示す他の斜視図である。 図７は、開閉扉を開放した箱体を示す斜視図である。

以下に、本発明の実施形態に係る加工装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１から図７を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、加工装置に関する。図１は、本発明の実施形態に係る加工装置を示す斜視図、図２は、実施形態に係る箱体が取り付けられた加工装置を示す斜視図、図３は、実施形態に係る箱体を示す斜視図、図４は、加工時における箱体近傍の断面図、図５は、スライドカバーの移動を示す斜視図、図６は、スライドカバーの移動を示す他の斜視図、図７は、開閉扉を開放した箱体を示す斜視図である。

本実施形態に係る加工装置１は、チャックテーブル１０と、加工手段２０と、箱体３０とを含んで構成されている。加工装置１は、更に、第一の送り手段４０と、第二の送り手段５０と、図示しない制御装置とを有している。

チャックテーブル１０は、板状の被加工物Ｗ（図４参照）を保持面１０ａで吸引保持する。被加工物Ｗは、例えば、半導体ウェーハや光デバイスウェーハである。図１に戻り、チャックテーブル１０は、加工装置１の装置本体２に形成されたウォーターケース３内に配置されている。ウォーターケース３は、装置本体２に形成された凹部であり、被加工物Ｗに供給されて使用された加工液を受けてこれを排出する機能を有している。チャックテーブル１０は、図示しないテーブル移動手段によって、Ｘ軸方向に移動可能である。また、チャックテーブル１０は、図示しないテーブル回転手段によって、Ｚ軸周りに回転駆動される。本実施形態のＸ軸方向は、水平方向であり、Ｚ軸方向は、鉛直方向である。

加工手段２０は、チャックテーブル１０の保持面１０ａに保持された被加工物Ｗに加工液を供給しながら加工を施すスピンドル２１を有している。加工手段２０は、更に、研削ホイール２３および図示しない回転駆動源を有している。本実施形態の加工手段２０は、被加工物Ｗを研削する研削手段である。スピンドル２１は、回転スピンドル２１ａとスピンドルハウジング２１ｂとを有する。回転スピンドル２１ａは、スピンドルハウジング２１ｂによって回転自在に支持されている。本実施形態ではスピンドル２１の回転軸はＺ軸方向に延在している。研削ホイール２３は、スピンドル２１の先端、本実施形態では回転スピンドル２１ａの下端に装着される。回転スピンドル２１ａおよび研削ホイール２３は、スピンドルハウジング２１ｂに連結する回転駆動源によって回転駆動されてＺ軸周りに回転する。

スピンドル２１は、第一の送り手段４０と、第二の送り手段５０とによって移動可能である。第一の送り手段４０は、スピンドル２１を保持面１０ａと直交する加工送り方向（Ｚ軸方向）に加工送りせしめるものである。第一の送り手段４０は、例えば、パルスモータと、ボールねじと、ガイドレールと、位置検出手段とを有するものである。第一の送り手段４０は、スピンドル２１をＺ軸方向に移動させることにより、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗと研削ホイール２３とのＺ軸方向の相対位置を変化させることができる。

第二の送り手段５０は、スピンドル２１を保持面１０ａと平行方向に平行移動せしめるものである。第二の送り手段５０は、例えば、第一の送り手段４０と同様の構成要素を有するものであり、スピンドル２１をＷ軸方向に移動させる。Ｗ軸方向は、Ｚ軸方向と直交し、かつＸ軸方向と所定の角度で交差する方向である。本実施形態では、Ｘ軸方向とＷ軸方向とは直交しておらず、所定の角度は、０度から９０度の間の角度である。つまり、第二の送り手段５０は、保持面１０ａと平行かつＸ軸方向に対して斜めの方向にスピンドル２１および研削ホイール２３を移動させることができる。

本実施形態に係る箱体３０は、加工装置１の加工室４（図４参照）のカバー手段としての機能を有している。箱体３０は、加工室４を形成するものであり、被加工物Ｗを加工する加工時に加工手段２０の少なくとも一部とチャックテーブル１０とを囲繞する。箱体３０は、図２に示すように、装置本体２に固定される。箱体３０は、装置本体２に対して着脱可能に固定されてもよい。箱体３０は、例えば、金属や樹脂等の素材で形成される。箱体３０は、外部から箱体３０の内部を視認可能なように、少なくとも一部が光を透過させる材質で構成されてもよい。

図１に戻り、箱体３０は、側壁３１と、挿入孔３３を有する上壁３２とを備えている。上壁３２は、上壁板３４と、スライドカバー３５とを備えている。箱体３０の下部は開放しており、上部は上壁３２によって閉塞されている。箱体３０は、４枚の側壁３１と上壁３２とによって、内部に直方体の空間部である加工室４（図４参照）を形成する。加工装置１は、テーブル回転手段によってチャックテーブル１０を回転させ、かつ研削ホイール２３をチャックテーブル１０の回転方向と同方向に回転させながら被加工物Ｗを研削する。加工装置１は、研削ホイール２３を回転させながら被加工物Ｗに接触させ、研削ホイール２３を所定の送り速度で下方に研削送りして被加工物Ｗを研削する。また、加工装置１は、加工手段２０による加工中または加工の前後に、第二の送り手段５０によってスピンドル２１をＷ軸方向に移動させることができる。

加工手段２０は、被加工物Ｗに対して加工液を供給しながら加工を施す。加工手段２０は、例えば、回転スピンドル２１ａの軸芯部分に形成された流路を介して供給される加工液を、被加工物Ｗの加工面に向けて噴射することにより、被加工物Ｗに加工液を供給する。加工液は、例えば、純水や薬液等である。

箱体３０は、チャックテーブル１０、スピンドル２１の下方（下部）および研削ホイール２３を上方から覆い、加工時に加工液が飛散することを抑制する。なお、蛇腹５は、チャックテーブル１０を移動するテーブル移動手段を覆うものである。

図３に示すように、上壁板３４は、開口３６を備えている。開口３６は、第二の送り手段５０によって移動するスピンドル２１の移動領域を少なくとも含むものであり、移動するスピンドル２１と上壁板３４とが接触しないように形成されている。本実施形態に係る開口３６は、箱体３０が装置本体２に固定された状態でＷ軸方向に延在する。開口３６の両端は、半円形とされている。開口３６の幅、言い換えると両端の半円形部分の直径は、スピンドルハウジング２１ｂの外径よりも大きい。また、開口３６のＷ軸方向の長さは、第二の送り手段５０によってスピンドル２１が移動するときのスピンドルハウジング２１ｂの可動域に対応している。開口３６の長さは、スピンドル２１をＷ軸方向の両側に最大量移動させたときに、少なくともスピンドルハウジング２１ｂと上壁板３４とが接触しないように定められている。

上壁板３４は、第一の上壁板３４１と、第二の上壁板３４２とで開閉可能に構成されている。第一の上壁板３４１および第二の上壁板３４２は、互いに対向する側壁３１に対して蝶番等を介して接続されており、両開き戸を構成している。第一の上壁板３４１および第二の上壁板３４２は、それぞれ矩形の部材に切欠部３６１，３６２を形成したものである。第一の上壁板３４１に形成された第一の切欠部３６１と、第二の上壁板３４２に形成された第二の切欠部３６２とで開口３６が構成されている。第一の上壁板３４１と第二の上壁板３４２とは、切欠部３６１，３６２が形成された辺同士を当接させて配置されて上壁板３４となり、箱体３０の上部を閉塞する。第一の上壁板３４１および第二の上壁板３４２には、それぞれ開閉のための取手３４ａが配置されている。

スライドカバー３５は、挿入孔３３を有し、スピンドル２１の平行移動に伴い上壁板３４に摺動して移動しつつ開口３６を遮蔽するものである。スライドカバー３５は、挿入孔３３と、挿入孔３３の周囲から上壁板３４を上下で挟むように延在しつつ上壁板３４の開口３６を覆うガイド部材３５３，３５４と、を備える。挿入孔３３の直径は、スピンドル２１の直径よりもわずかに大きい。本実施形態では、加工時において挿入孔３３にスピンドルハウジング２１ｂが挿入された状態となる。従って、挿入孔３３の直径は、スピンドルハウジング２１ｂの外径よりもわずかに大きい。

スライドカバー３５は、第一のスライドカバー３５１と第二のスライドカバー３５２とに分離して構成されている。第一のスライドカバー３５１は、第一の上壁板３４１に対応し、第二のスライドカバー３５２は、第二の上壁板３４２に対応する。第一のスライドカバー３５１および第二のスライドカバー３５２は、それぞれ略矩形の部材に挿入孔３３の一部をなす切欠部３３１，３３２を形成したものである。第一のスライドカバー３５１および第二のスライドカバー３５２は、それぞれ所定の隙間を有して互いに対向する２枚の板状部材が挿入孔３３の部分で接続されたものである。上記所定の隙間、すなわち２枚の板状部材の間隔は、例えば、上壁板３４の厚さよりもわずかに大きい。第一のスライドカバー３５１の２枚の板状部材は、第一のガイド部材３５３として機能する。また、第二のスライドカバー３５２の２枚の板状部材は、第二のガイド部材３５４として機能する。

第一のスライドカバー３５１および第二のスライドカバー３５２は、ガイド部材３５３，３５４によって上壁板３４を挟むことにより、上壁板３４によって支持された状態で、上壁板３４に摺動して移動することができる。

図４には、図２のＡ視方向の断面図が示されている。図４に示すように、第一の上壁板３４１が第一のスライドカバー３５１の第一のガイド部材３５３に摺動可能に挿入されて第一の開閉扉３７を形成する。また、第二の上壁板３４２が第二のスライドカバー３５２の第二のガイド部材３５４に摺動可能に挿入されて第二の開閉扉３８を形成する。図３に示すように、スライドカバー３５は、連結手段３９を有する。連結手段３９は、図５に示すように、開閉扉３７，３８の閉状態で第一のスライドカバー３５１と第二のスライドカバー３５２とを連結状態で固定することができる。

図３に示すように、連結手段３９は、第一のスライドカバー３５１と第二のスライドカバー３５２とに配設されている。連結手段３９は、例えば、第一のスライドカバー３５１に配置された係合受け部に対して第二のスライドカバー３５２に配置されたフック部を引っかけてこれをロックするものである。ロック状態の連結手段３９は、第一のスライドカバー３５１と第二のスライドカバー３５２との連結状態を固定する。第一のスライドカバー３５１と第二のスライドカバー３５２とは、切欠部３３１，３３２が形成された辺同士を当接させた状態で連結手段３９によって連結される。これにより、半円形の２つの切欠部３３１，３３２によって円形の挿入孔３３が形成される。

図５には、連結手段３９によって第一のスライドカバー３５１と第二のスライドカバー３５２とが連結されて一体のスライドカバー３５となった状態が示されている。スライドカバー３５は、上壁板３４の開口３６が延在する方向、すなわちＷ軸方向に移動し、上壁板３４に対して相対移動することができる。図５には、スライドカバー３５が上壁板３４に対して最もＷ軸方向の一方側に移動した状態が示されている。また、図６には、スライドカバー３５が上壁板３４に対して最もＷ軸方向の他方側に移動した状態が示されている。なお、図５および図６では、スピンドル２１の記載が省略されているが、被加工物Ｗを加工する加工時には、挿入孔３３にスピンドル２１のスピンドルハウジング２１ｂが挿入される。

スライドカバー３５が上壁板３４に対して相対移動可能なことにより、スライドカバー３５は、挿入孔３３に挿入されたスピンドル２１のＷ軸方向の移動に追従して移動可能である。また、スライドカバー３５のガイド部材３５３，３５４をなす板状部材の大きさ（面積）は、開口３６を閉塞したままでスピンドル２１と共に上壁板３４に対して相対移動することができる大きさである。従って、スライドカバー３５は、加工液が開口３６を介して箱体３０の外部に漏れ出ることを抑制しつつＷ軸方向に移動可能である。

このように、本実施形態に係る加工装置１は、上壁板３４に摺動するスライドカバー３５でカバー手段の上壁３２を形成したことで、安価でかつ破損しづらいカバー手段を実現することができた。本実施形態に係る箱体３０は、ブーツ手段とは異なり、スピンドル２１の平行移動に対して追従するための変形部を有していない。箱体３０は、スライドカバー３５が上壁板３４に対して摺動して相対移動することでスピンドル２１の平行移動に追従する構造であるため破損しづらい。

また、本実施形態に係る加工装置１では、上壁３２が第一の開閉扉３７と第二の開閉扉３８とに分割され、かつ開閉可能である。図７に示すように、連結手段３９を非連結状態とすれば、第二の開閉扉３８は、開放可能である。同様にして、第一の開閉扉３７は、開放可能である。箱体３０は、開閉扉３７，３８を開状態で停止させるストッパ等の開状態維持手段を備えている。例えば、各開閉扉３７，３８を略垂直に立てた状態で開状態を維持するようにすれば、周辺の装置との干渉を避けることができ、かつスピンドル２１の周囲に作業用の広いスペースを確保することができる。

第一の開閉扉３７あるいは第二の開閉扉３８の少なくともいずれか一方を開状態とすることで、ホイール交換等の際にオペレータがスピンドル２１の下部に容易にアクセスすることができる。開放状態において、第一のスライドカバー３５１を第一の上壁板３４１から、第二のスライドカバー３５２を第二の上壁板３４２から、それぞれスライドさせて取り外すことができる。

スライドカバー３５を上壁板３４に取り付けるときには、第一の上壁板３４１を開状態としてこれを第一のスライドカバー３５１の第一のガイド部材３５３に挿入し、第二の上壁板３４２を開状態としてこれを第二のスライドカバー３５２の第二のガイド部材３５４に挿入するようにすればよい。第一の開閉扉３７および第二の開閉扉３８を閉じるときには、第一の切欠部３３１および第二の切欠部３３２によってスピンドルハウジング２１ｂを囲繞するように、第一のスライドカバー３５１および第二のスライドカバー３５２の位置を調節しながら閉じる。これにより、挿入孔３３にスピンドル２１が挿入された状態で開閉扉３７，３８を閉状態とすることができる。その後に、第一のスライドカバー３５１と第二のスライドカバー３５２とを連結手段３９により連結することで、開閉扉３７，３８を閉状態でロックすることができる。

なお、本実施形態に係る加工装置１は、加工手段２０として研削手段を備える研削装置であったが、これに限らず、加工手段２０として研磨手段を備える研磨装置であってもよい。研磨手段では、研削ホイール２３に代えて、研磨パッドがスピンドル２１に装着される。なお、加工手段２０は、研削手段と研磨手段とを兼ねるものであってもよい。

また、加工手段２０は、スピンドル２１を複数備えていてもよい。この場合、上壁板３４に複数の開口３６を形成し、それぞれの開口３６に独立したスライドカバー３５を設けることができる。それぞれのスピンドル２１の移動方向が異なっていても、各スピンドル２１の移動に伴って各スライドカバー３５が上壁板３４に対して相対移動するようにすることができる。

本実施形態のガイド部材３５３，３５４は、平行に設けられた２枚の板状部材であったが、これに限定されるものではない。ガイド部材３５３，３５４は、上壁板３４によって支持され、かつ案内されて、上壁板３４に対してスライドカバー３５をＷ軸方向に相対移動させられるものであればよい。

本実施形態の第二の送り手段５０は、Ｘ軸方向と交差するＷ軸方向にスピンドル２１を移動させるものであったが、これには限定されない。第二の送り手段５０は、スピンドル２１を保持面１０ａと平行方向に平行移動させるものであればよい。

挿入孔３３には、スピンドル２１との間を水密にシールするシール部材が設けられていてもよい。また、ガイド部材３５３，３５４と上壁板３４との間には、水密にシールするシール部材が設けられてもよい。

上記の実施形態に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。

１ 加工装置
４ 加工室
５ 蛇腹
１０ チャックテーブル
１０ａ 保持面
２０ 加工手段
２１ スピンドル
２１ａ 回転スピンドル
２１ｂ スピンドルハウジング
２３ 研削ホイール
３０ 箱体
３１ 側壁
３２ 上壁
３３ 挿入孔
３４ 上壁板
３４ａ 取手
３４１ 第一の上壁板
３４２ 第二の上壁板
３５ スライドカバー
３５１ 第一のスライドカバー
３５２ 第二のスライドカバー
３５３ 第一のガイド部材
３５４ 第二のガイド部材
３６ 開口
３７ 第一の開閉扉
３８ 第二の開閉扉
３９ 連結手段
４０ 第一の送り手段
５０ 第二の送り手段

Claims (2)

1. 板状の被加工物を保持面で吸引保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルの保持面に保持された該被加工物に加工液を供給しながら加工を施すスピンドルを有する加工手段と、を備えた加工装置であって、
   該スピンドルは、該保持面と直交する加工送り方向に加工送りせしめる第一の送り手段と、該保持面と平行方向に平行移動せしめる第二の送り手段と、によって移動可能であって、
   該加工手段と該チャックテーブルとは、加工室を形成する箱体で囲繞され、
   該箱体は、
   側壁と、該スピンドルの下部が挿入可能な挿入孔を有する上壁と、を備え、
   該上壁は、
   該第二の送り手段によって移動する該スピンドルの移動領域を少なくとも含む開口を備えた上壁板と、該挿入孔を有し該スピンドルの平行移動に伴い該上壁板に摺動して移動しつつ該開口を遮蔽するスライドカバーと、を備え、
   該スライドカバーは、
   該スピンドルの直径よりわずかに大きい該挿入孔と、該挿入孔の周囲から該上壁板を上下で挟むように延在しつつ該上壁板の開口を覆うガイド部材と、を備え、
   該上壁板は第一の上壁板と第二の上壁板とで開閉可能に構成され、
   該スライドカバーは、該第一の上壁板に対応した第一のスライドカバーと、該第二の上壁板に対応した第二のスライドカバーとに分離して構成され、
   該第一の上壁板が該第一のスライドカバーの該ガイド部材に摺動可能に挿入されて第一の開閉扉を形成し、該第二の上壁板が該第二のスライドカバーの該ガイド部材に摺動可能に挿入されて第二の開閉扉を形成し、
   該第一のスライドカバーと該第二のスライドカバーには、該開閉扉の閉状態で互いの連結状態を固定可能な連結手段が配設される加工装置。
2. 前記加工手段の前記スピンドルには、研削ホイールまたは研磨パッドが装着されている請求項１記載の加工装置。

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