JP2003071680A - 加工液コントロールシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 加工液の流量をコントロールする部位と加工
液が実際に加工点に供給される部位とが離れている場合
でも、装置の構造を複雑化させることなく、経済的な方
法によって、常に所望の圧力の加工液を供給できるよう
にする。 【解決手段】 チャックテーブル１５と、加工手段２０
と、装置操作部５３とから少なくとも構成される加工装
置において、加工要素と被加工物との接触部に供給する
加工液を制御する加工液コントロールシステム４０であ
って、加工液を供給するノズル４１と、加工液を搬送す
るパイプ４２と、パイプ４２に配設される比例電磁弁４
３と、流量計４５と、流量表示部４６と、流量コントロ
ーラ４７とを少なくとも含み、流量表示部４６及び流量
コントローラ４７を装置操作部５３に配設し、流量計４
５から伝達される電気信号に基づき、流量コントローラ
４７を電気信号によって制御することによりノズル４２
から供給される加工液の圧力を一定に保つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加工液を使用する
加工装置において、加工液の流量を制御する加工液コン
トロールシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】加工液を使用する加工装置としては、例
えば図３に示す研削装置６０がある。この研削装置６０
は、半導体ウェーハ等の被加工物を保持するチャックテ
ーブル１５と、被加工物の面を研削する研削砥石を含む
研削手段２０とから概ね構成され、例えば半導体ウェー
ハの研削は、チャックテーブル１５において半導体ウェ
ーハＷを保持し、研削手段２０を構成する砥石２９が回
転しながら下降して半導体ウェーハＷの面に接触するこ
とにより行われる。そして、研削焼けや研削不良が生じ
るのを防止するために、半導体ウェーハＷと砥石２９と
の接触部（加工点）には、ノズル４１から研削液が供給
される。

【０００３】ノズル４１から供給される研削液は、図３
に示すように、加工液供給源４４に蓄えられており、加
工液供給源４４から電磁弁等の流量コントローラ６１を
介してパイプ６２によって装置操作部６３まで配管され
ている。装置操作部６３に備えたニードルバルブ等の調
整部６４及び流量計６５はパイプ６２と連結されてお
り、パイプ６２を流れる加工液の流量は流量計６５で計
測することができ、所望の流量でない場合には調整部６
４をオペレータが操作することにより所望の流量に調整
することができる。そして、調整により所望の流量とな
った加工液は、パイプ６６を介してノズル４１へと流
れ、ノズル４１から噴出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、装置操
作部６３は研削装置６０の前部側に配設されているが、
研削手段２０、加工液供給源４４、ノズル４１は研削装
置２０の後部側に配設されているため、加工液を搬送す
るパイプ６２、６６は、後部側から前部側を経由して後
部側に至る構成となっている。従って、配管が長くな
り、装置を製造する上での作業性が悪いという問題があ
る。その一方、装置操作部６３と研削手段２０、ノズル
４１、加工液供給源４４をすべて装置の前部側または後
部側に配設するのは装置の構造上困難である。

【０００５】また、配管が長いために加工水に圧力損失
が生じてノズル４１から所望の圧力で加工液が噴出され
ない場合もあり、このような問題を回避するためには、
パイプ６２、６６の内径を大きくしたり、供給容量の大
きいポンプを配設したりする必要性が生じるため、生産
コストが増大するという問題が生じる。

【０００６】更に、配管が長いために水漏れの可能性が
高くなり、装置を構成する部品の故障を引き起こすおそ
れがある。

【０００７】このように、加工液を使用する加工装置に
おいては、上記の種々の問題を解決することに課題を有
している。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の具体的手段として本発明は、被加工物を保持するチャ
ックテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工
物に所定の加工を施す加工要素を備えた加工手段と、オ
ペレータにより操作される装置操作部とから少なくとも
構成される加工装置において、加工要素と被加工物との
接触部に供給する加工液を制御する加工液コントロール
システムであって、加工液供給源と、チャックテーブル
に保持された被加工物と加工要素とに加工液を供給する
ノズルと、加工液を加工液供給源からノズルまで搬送す
るパイプと、パイプの所要位置に配設される比例電磁弁
と、ノズルと比例電磁弁との間の所要位置に配設され加
工液の流量に関する電気信号を発する流量計と、流量計
と電気的に接続され流量計から発せられた電気信号に基
づき流量値を表示する流量表示部と、比例電磁弁と電気
的に接続され加工液の流量を調整する流量コントローラ
とを少なくとも含み、流量表示部及び流量コントローラ
は、装置操作部に配設されている加工液コントロールシ
ステムを提供する。

【０００９】そしてこの加工液コントロールシステム
は、流量計と流量コントローラとの間に流量設定手段が
電気的に接続され、流量設定手段は、所望の流量値を記
憶する記憶部と、流量計における流量の計測値と記憶部
に予め記憶した所望の流量値とを比較する比較部と、比
較部における比較結果に基づき流量計における計測値と
所望の流量値とが一致するように流量コントローラを作
動させる調整部とから構成されることを付加的要件とす
る。

【００１０】このように構成される加工液コントロール
システムにおいては、加工液供給源とノズルとを比例電
磁弁及びパイプにより連結し、パイプを流れる加工液の
流量を流量計によって計測し、装置操作部に配設された
流量表示部と流量計とを電気的に接続すると共に、装置
操作部に配設された流量コントローラと比例電磁弁とを
電気的に接続したため、パイプの配管を短くすることが
でき、装置を製造する上での作業性が良好になる。

【００１１】また、パイプが短いために、圧力損失が少
なく、パイプの内径を大きくしたり供給容量の大きいポ
ンプを用いることなく所望の圧力でノズルに加工液を供
給することができる。

【００１２】更に、装置の後部側から前部側にパイプが
配管されないため、水漏れの可能性が低く、部品の故障
が激減する。

【００１３】また、流量設定手段によってパイプを流れ
る加工液の流量を自動的に一定に保つことができるた
め、オペレータが操作しなくてもノズルから噴出される
加工液の圧力が一定となり、加工品質が向上する。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例とし
て、加工装置の一種である図１に示す研削装置１０に備
えた加工液コントロールシステムについて説明する。な
お、従来例と同様に構成される部位については同一の符
号を付して説明する。

【００１５】まず、半導体ウェーハの研削を行う場合を
例に挙げて研削装置１０の概要について説明すると、カ
セット１１には研削前の半導体ウェーハＷが複数重ねて
収納されており、搬出入手段１２によって１枚ずつピッ
クアップされて中心合わせテーブル１３に載置される。
そしてここで半導体ウェーハＷが一定の位置に位置合わ
せされた後、第一の搬送手段１４によってチャックテー
ブル１５に搬送され、載置される。

【００１６】次に、チャックテーブル１５、１６、１
７、１８を回転可能に支持するターンテーブル１９が所
要角度（本実施の形態では９０度）回転して半導体ウェ
ーハＷが載置されたチャックテーブル１５が加工手段で
ある第一の研削手段２０の直下に位置付けられる。この
とき、ターンテーブル１９の回転前にチャックテーブル
１５が位置していた位置には、チャックテーブル１６が
自動的に位置付けられる。そして、カセット１１から次
に研削する半導体ウェーハＷが搬出されて中心合わせテ
ーブル１３に載置され、位置合わせがなされた後、第一
の搬送手段１４によってチャックテーブル１６に搬送さ
れて載置される。

【００１７】第一の研削手段２０の直下に位置付けられ
た半導体ウェーハＷは、研削手段２０の作用を受けて上
面が研削される。ここでは例えば粗研削が行われる。

【００１８】そして粗研削終了後は、ターンテーブル１
９が所要角度回転することにより、半導体ウェーハＷを
保持したチャックテーブル１５は加工手段である第二の
研削手段２１の直下に位置付けられ、第二の研削手段２
１の作用を受けて上面が研削される。ここでは例えば仕
上げ研削が行われる。またこのときチャックテーブル１
６は第一の研削手段２０の直下に位置付けられ、ここで
第一の研削手段２０の作用を受けて粗研削が行われる。

【００１９】そして、仕上げ研削された半導体ウェーハ
Ｗは、第二の搬送手段３５によって洗浄手段３６に搬送
され、ここで洗浄により研削屑が除去された後、搬出入
手段１２によってカセット３７に収容される。

【００２０】第一の研削手段２０及び第二の研削手段２
１は、起立して設けられた壁部２２に対して上下動可能
となっている。ここで、第一の研削手段２０と第二の研
削手段２１とは砥石の種類以外については同様に構成さ
れるため、同一の符号を付して説明すると、壁部２２の
内側の面には一対のレール２３が垂直方向に併設され、
パルスモータ２４に駆動されてレール２３に沿って支持
部２５が上下動するのに伴い、支持部２５に固定された
第一の研削手段２０、第二の研削手段２１が上下動する
構成となっている。

【００２１】第一の研削手段２０、第二の研削手段２１
においては、回転可能に支持されたスピンドル２６の先
端にマウンタ２７を介して研削ホイール２８が装着され
ており、研削ホイール２８の下部には加工要素である研
削砥石が固着されている。研削砥石としては、第一の研
削手段２０には粗研削用の砥石２９、第二の研削手段２
１には仕上げ研削用の砥石３０が用いられる。

【００２２】図２に示すように、壁部２２の裏側には垂
直方向にボールネジ３１が配設されており、このボール
ネジ３１にはパルスモータ２４が連結され、また壁部２
２を貫通して第一の研削手段２０、第二の研削手段２１
と連結された螺合部３３に備えたナットが螺合してお
り、パルスモータ２４の駆動によりボールネジ３１が回
動するのに伴って支持部２５及びこれに連結された第一
の研削手段２０、第二の研削手段２１が上下動する構成
となっている。第一の研削手段２０、第二の研削手段２
１の上下方向の位置はリニアスケール３４によって認識
され、上下動の精密制御に供される。

【００２３】研削装置１０の内部及び前部側には加工液
コントロールシステム４０が搭載されている。この加工
液コントロールシステム４０は、加工液を蓄える加工液
供給源４４と、チャックテーブル１５（１６、１７、１
８）に保持された被加工物と加工要素とに加工液を供給
するノズル４１と、加工液を加工液供給源４４からノズ
ル４１まで搬送するパイプ４２と、パイプ４２の途中に
配設される比例電磁弁４３と、ノズル４１と比例電磁弁
４３との間の所要位置に配設され加工液の流量に関する
電気信号を発する流量計４５と、流量計４５と電気的に
接続され流量計４５から発せられた電気信号に基づき流
量値を表示する流量表示部４６と、比例電磁弁４３と電
気的に接続され比例電磁弁４３の開閉により加工液の流
量を調整する流量コントローラ４７とから構成される。

【００２４】チャックテーブル１５（１６、１７、１
８）が第一の研削手段２０または第二の研削手段２１の
直下に位置付けられた際のチャックテーブル１５（１
６、１７、１８）の近傍にはノズル４１が配設されてい
る。このノズル４１は、研削装置１０の内部においてパ
イプ４２及び比例電磁弁４３を介して加工液供給源４４
に連結されており、加工液供給源４４からの流量を比例
電磁弁４３において調整しながらノズル４１に加工液を
供給し、研削時にノズル４１からその加工液を噴出す
る。ノズル４１及び加工液供給源４４は研削装置１０の
後部側の内部に配設され、パイプ４２は比較的短く配管
されている。なお、比例電磁弁４３としては、例えば東
京計装社のＢ６０２２等を用いることができる。

【００２５】また、比例電磁弁４３とノズル４１との間
には流量計４５が連結され、更に流量計４５は研削装置
１０の前部側の装置操作部５３に配設された流量表示部
４６と電気的に接続され、流量計４５における計測値は
流量表示部４６に表示され、オペレータはこの値を見る
ことができる。

【００２６】比例電磁弁４３は研削装置１０の前部側の
装置操作部５３に配設された流量コントローラ４７に電
気的に接続されており、オペレータは、流量表示部４６
に表示された値を見ながら流量コントローラ４７の操作
によりパイプ４２を流れる加工液の流量を電気信号によ
り調節することができる。また、比例電磁弁４３は流量
設定手段４８にも電気的に接続され、流量設定手段４８
による制御の下でも流量を調節することができる。な
お、流量コントローラ４７としては、例えば東京計装社
のＢ１０９４−ＣＤ１等を用いることができる。

【００２７】流量設定手段４８は、パイプ４２における
流量の所望の値を記憶するメモリ等からなる記憶部４９
と、流量計４５における流量の計測値と記憶部４９に予
め記憶した所望の流量値とを比較するＣＰＵ等からなる
比較部５０と、比較部５０における比較結果に基づき流
量計４５における計測値と記憶部４９に記憶させた所望
の流量値とが一致するように流量コントローラ４７を作
動させるＣＰＵ等からなる調整部５１とから構成され
る。

【００２８】ノズル４１から半導体ウェーハＷと砥石２
９（３０）との接触部に加工液を供給する場合、パイプ
４２を流れる加工液の流量の所望の値は、例えば装置操
作部５３を構成する操作パネル５２から入力することに
より、記憶部４９に記憶される。

【００２９】そして、比較部５０においては、流量計４
５から逐次転送されてくる電気信号によって流量計４５
における流量の計測値を読み取り、記憶部４９に予め記
憶させた所望の値と比較する。値が一致しない場合は、
両方の値が一致するまで調整部５１が自動的に比例電磁
弁４２を調整してパイプ４２における流量を調節する。
このような制御を常に行うことによりパイプ４２におけ
る流量が一定に保たれ、ノズル４１から一定の圧力（例
えば０．２Ｍｐａ〜０．３Ｍｐａ）の加工液が噴出され
るようになる。

【００３０】このように、加工液供給源４４とノズル４
１とを比例電磁弁４３及びパイプ４２により連結し、パ
イプを流れる加工液の流量を流量計４５によって計測
し、流量計４５と装置操作部５３に配設された流量表示
部４６とを電気的に接続すると共に、流量コントローラ
４７と比例電磁弁４３とを電気的に接続したため、装置
操作部５３から流量を調整できると共に、パイプ４２の
配管を短くすることができ、研削装置１０を製造する上
での作業性が良好になる。

【００３１】また、パイプ４２が短いために圧力損失が
少なく、パイプ４２の内径を大きくしたり供給容量の大
きいポンプを用いることなく所望の圧力でノズル４１に
加工液を供給することができる。

【００３２】更に、研削装置１０の後部側から前部側に
パイプが配管されないため、水漏れの可能性が低く、部
品の故障が激減する。

【００３３】また、流量設定手段４８によってパイプ４
２を流れる加工液の流量を自動的に一定に保つことがで
きるため、オペレータが操作しなくてもノズル４１から
噴出される加工液の圧力が一定となり、研削品質が向上
し、半導体ウェーハごとの品質のバラツキも小さくな
る。

【００３４】なお、本実施の形態においては、加工装置
の一例として研削装置について説明したが、加工液を用
いる装置であれば、例えば切削装置等にも本発明を適用
することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る加工
液コントロールシステムでは、加工液供給源とノズルと
を比例電磁弁及びパイプにより連結し、パイプを流れる
加工液の流量を流量計によって計測し、装置操作部に配
設された流量表示部と流量計とを電気的に接続すると共
に、装置操作部に配設された流量コントローラと比例電
磁弁とを電気的に接続したため、パイプの配管を短くす
ることができ、装置を製造する上での作業性が良好にな
る。

【００３６】また、パイプが短いために圧力損失が少な
く、パイプの内径を大きくしたり供給容量の大きいポン
プを用いることなく所望の圧力でノズルに加工液を供給
することができる。

【００３７】更に、装置の後部側から前部側にパイプが
配管されないため、水漏れの可能性が低く、部品の故障
が激減する。

【００３８】また、流量設定手段によってパイプを流れ
る加工液の流量を自動的に一定に保つことができるた
め、オペレータによる操作なしにノズルから噴出される
加工液の圧力が一定となり、研削品質が向上し、半導体
ウェーハごとの品質のバラツキも小さくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る加工液コントロールシステムが搭
載される加工装置の一例である研削装置を示す斜視図で
ある。

【図２】同研削装置を構成する加工液コントロールシス
テムの構成の一例を示す説明図である。

【図３】従来の加工液コントロールシステムの構成を示
す説明図である。

【符号の説明】 １０…研削装置 １１…カセット １２…搬出入手段 １３…中心合わせテーブル １４…第一の搬送手段 １５、１６、１７、１８…チャックテーブル １９…ターンテーブル ２０…第一の研削手段 ２１…第二の研削手段 ２２…壁部 ２３…レール ２４…パルスモータ ２５…支持部 ２６…スピンドル ２７…マウンタ ２８…研削ホイール ２９、３０…砥石 ３１…ボールネジ ３２…パルスモータ ３３…螺合部 ３４…リニアスケール ３５…第二の搬送手段 ３６…洗浄手段 ３７…カセット ４０…加工液コントロールシステム ４１…ノズル ４２…パイプ ４３…比例電磁弁 ４４…加工液供給源 ４５…流量計 ４６…流量表示部 ４７…流量コントローラ ４８…流量設定手段 ４９…記憶部 ５０…比較部 ５１…調整部 ５２…操作パネル ６０…研削装置 ６１…流量コントローラ ６２…パイプ ６３…装置操作部 ６４…調整部 ６５…流量計 ６６…パイプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工物を保持するチャックテーブル
   と、該チャックテーブルに保持された被加工物に所定の
   加工を施す加工要素を備えた加工手段と、オペレータに
   より操作される装置操作部とから少なくとも構成される
   加工装置において、該加工要素と該被加工物との接触部
   に供給する加工液を制御する加工液コントロールシステ
   ムであって、 加工液供給源と、チャックテーブルに保持された被加工
   物と加工要素とに加工液を供給するノズルと、加工液を
   該加工液供給源から該ノズルまで搬送するパイプと、該
   パイプの所要位置に配設される比例電磁弁と、該ノズル
   と該比例電磁弁との間の所要位置に配設され該加工液の
   流量に関する電気信号を発する流量計と、該流量計と電
   気的に接続され該流量計から発せられた電気信号に基づ
   き流量値を表示する流量表示部と、該比例電磁弁と電気
   的に接続され該加工液の流量を調整する流量コントロー
   ラとを少なくとも含み、 該流量表示部及び該流量コントローラは、該装置操作部
   に配設されている加工液コントロールシステム。
2. 【請求項２】 流量計と流量コントローラとの間に流量
   設定手段が電気的に接続され、該流量設定手段は、所望
   の流量値を記憶する記憶部と、該流量計における流量の
   計測値と該記憶部に予め記憶した所望の流量値とを比較
   する比較部と、該比較部における比較結果に基づき該流
   量計における計測値と該所望の流量値とが一致するよう
   に該流量コントローラを作動させる調整部とから構成さ
   れる請求項１に記載の加工液コントロールシステム。