JP2012135850A

JP2012135850A - 加工装置

Info

Publication number: JP2012135850A
Application number: JP2010291002A
Authority: JP
Inventors: Rikiya Nagata; 力也永田
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2012-07-19
Anticipated expiration: 2030-12-27
Also published as: JP5680955B2

Abstract

【課題】排気装置を大型化することなく、加工チャンバーや洗浄チャンバー内の排気能力を向上させること。
【解決手段】ワークを吸引保持するチャックテーブル機構３と、チャックテーブル機構３に保持されたワークを加工するブレード７１１，７２１と、ブレード７１１，７２１を回転可能に支持する気体軸受けを有するスピンドル７１２，７２２と、を備えた第一及び第二の切削加工手段７１，７２と、ブレード７１１，７２１がワークに作用する加工点を覆う加工チャンバー１００とを有する加工装置であって、チャックテーブル機構３若しくは第一及び第二の切削加工手段７１，７２の気体軸受けに用いられた気体の排気経路７１３，７２３に加工チャンバー１００内に吸引力を発生させるエジェクター１１１，１１２を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、工具がワークに作用する加工点を覆う加工チャンバーや洗浄保持手段を覆う洗浄チャンバーを備える加工装置に関するものである。

半導体デバイス製造工程では、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に形成されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって区画された多数の領域にＩＣ，ＬＳＩ等の回路を形成し、回路が形成された各領域を分割予定ラインに沿って分割することによって、個々の半導体デバイスが製造される。一般に、半導体ウエーハを分割する分割装置としては、切削装置が用いられている。この切削装置は、半導体ウエーハ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半導体ウエーハを切削する切削ブレードを有する切削手段とを備え、切削ブレードを回転しつつチャックテーブルを相対的に切削送りさせることによって、半導体ウエーハを切削する。

このような切削装置では、切削加工を行う際、半導体ウエーハの加工点を冷却すると共に切削加工屑を排出する冷却水が使用されるために、切削加工雰囲気中に冷却水の噴霧が発生する。また、半導体ウエーハに洗浄水を供給することによって半導体ウエーハを洗浄する洗浄機構が設けられている場合には、洗浄雰囲気中に洗浄水の噴霧が発生する。このため、このような切削装置には、半導体ウエーハの加工点を覆う加工チャンバーや洗浄雰囲気を覆う洗浄チャンバーが設けられ、排気装置を利用して加工チャンバーや洗浄チャンバー内を排気することによって冷却水や洗浄水の噴霧が外部に拡散しないようにしている（特許文献１参照）。なお、加工チャンバーや洗浄チャンバーは、研削／研磨装置等の切削装置以外の加工装置にも用いられ、切削装置以外の加工装置でも同様に加工チャンバーや洗浄チャンバー内を排気するようにしている。

特開２０１０−０１７７９８号公報

ところで、近年、噴霧の拡散及び噴霧が半導体ウエーハに付着することを抑制するために、加工チャンバーや洗浄チャンバー内をより強力に排気したいという要望があった。しかしながら、排気装置を利用して加工チャンバーや洗浄チャンバー内をより強力に排気しようとすると、排気装置が大型になり、コストが増加してしまう。このため、排気装置を大型化することなく、加工チャンバーや洗浄チャンバー内をより強力に排気可能な技術の提供が期待されていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、排気装置を大型化することなく、加工チャンバーや洗浄チャンバー内の排気能力を向上可能な加工装置を提供することにある。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る加工装置は、ワークを吸引保持する加工保持手段と、該加工保持手段に保持されたワークを加工する工具と、該工具を回転可能に支持する気体軸受けを有するスピンドルと、を備えた加工手段と、該工具がワークに作用する加工点を覆う加工チャンバーと、ワークを吸引保持する洗浄保持手段と、該洗浄保持手段に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、該洗浄保持手段を覆う洗浄チャンバーと、を有する加工装置であって、該加工保持手段若しくは該加工手段の気体軸受け若しくは該洗浄保持手段の何れかに用いられた気体の排気経路に、該加工チャンバー内若しくは該洗浄チャンバー内に吸引力を発生させるエジェクターを配設したことを特徴とする。

また、本発明に係る加工装置は、上記の発明において、該加工保持手段若しくは該加工手段の気体軸受けの何れかに用いられた気体の排気経路に、該加工チャンバー内に吸引力を発生させるエジェクターを配設したことを特徴とする。

また、本発明に係る加工装置は、上記の発明において、該洗浄保持手段に用いられた気体の排気経路に、該洗浄チャンバー内に吸引力を発生させるエジェクターを配設したことを特徴とする。

本発明に係る加工装置によれば、排気装置を大型化することなく、加工チャンバーや洗浄チャンバー内の排気能力を向上させることができる。

図１は、本発明の一実施形態である切削装置の構成を示す斜視図である。図２は、本発明の一実施形態である加工チャンバーの構成を示す平面図である。図３は、図２に示すエジェクターの構成を示す平面図である。図４は、図３に示すエジェクターの変形例の構成を示す平面図である。図５は、図４のＤ−Ｄ線断面図である。図６は、本発明の一実施形態である洗浄チャンバーの構成を示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である切削装置の構成について説明する。なお、以下では、鉛直方向をＺ方向、鉛直方向に直交する方向（チャックテーブルの送り方向）をＸ方向、Ｚ方向及びＸ方向に直交する方向をＹ方向（切削手段の送り方向）と表現する。また、切削装置が行う切削加工の中には溝入れ加工も含まれるものとする。

〔切削装置の構成〕
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態である切削装置の全体構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態である切削装置の構成を示す斜視図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態である切削装置１は、略直方体状の装置ハウジング２を備える。装置ハウジング２には、ワークを吸引保持してＸ方向にワークを移動させるチャックテーブル機構３が配設されている。チャックテーブル機構３は、本発明に係る加工保持手段として機能する。なお、切削装置１の加工対象となるワークは、特に限定されないが、例えばシリコンウエーハ，ＧａＡｓウエーハ，ＳｉＣウエーハ等の半導体ウエーハ、チップ実装用としてウエーハの裏面側に設けられるＤＡＦ（Die Attach Film）等の粘着部材、半導体製品のパッケージ、セラミックス，ガラス，サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）等の無機材料基板、液晶ディスプレイドライバー等の各種電子部品、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：ワークの被研削面を基準として厚み方向に測定した高さのワーク被研削面の全面における最大値と最小値との差）が要求される各種加工材料等を例示できる。

装置ハウジング２の＋Ｘ方向側面には、カセット３０内に収容されているワークを搬出する搬出手段３１が設けられている。搬出手段３１は、先端部３１１ａにおいてワークを保持するＬ字状の搬出アーム３１１と、搬出アーム３１１をＹ方向にガイドするガイド機構３１２とを備える。搬出手段３１は、装置ハウジング２の＋Ｘ方向側面に配設され、Ｙ方向に延びる雄ネジロッド３１３を備える。雄ネジロット３１３は、装置ハウジング２に取り付けられた図示しない軸受部材によって回転自在に支持されている。図示しない軸受部材には、雄ネジロッド３１３を回転駆動するパルスモータ３１４が配設されている。搬出アーム３１１には、Ｙ方向に延びる図示しない貫通雌ネジ孔が設けられている。雄ネジロッド３１３は、図示しない貫通雌ネジ孔に螺合している。これにより、パルスモータ３１４が正転した場合、搬出アーム３１１は＋Ｙ方向に移動する。一方、パルスモータ３１４が逆転した場合には、搬出アーム３１１は−Ｙ方向に移動する。

搬出手段３１の近傍には、Ｘ方向に配列された一対のワーク支持部材３１５が設けられている。一対のワーク支持部材３１５のＸ方向の間隔は、図示しない駆動機構によって変更することができる。搬出アーム３１１によって搬出されたワークは、一対のワーク支持部材３１５上に載置される。一対のワーク支持部材３１５の近傍には、ワークを吸着保持する搬送手段３２が設けられている。搬送手段３２は、一対のワーク支持部材３１５上に載置されたワークをチャックテーブル機構３に搬送する。搬出手段３１及び搬送手段３２によって、カセット３０内に収容されたワークをチャックテーブル機構３に搬送することができる。

チャックテーブル機構３は、装置ハウジング２の凹部２１に設けられた加工送り手段４によってＸ方向に往復移動される。加工送り手段４は、図示しない加工送り機構と、蛇腹手段４１，４２とを備える。蛇腹手段４１，４２は、チャックテーブル機構３のＸ方向端部に配設されている。蛇腹手段４１，４２は、キャンパス布等の適宜材料により形成されている。蛇腹手段４１の−Ｘ方向端部は凹部２１の−Ｘ方向側面から所定距離離間した位置に固定され、＋Ｘ方向端部はチャックテーブル機構３に固定されている。蛇腹手段４２の−Ｘ方向端部はチャックテーブル機構３に固定され、＋Ｘ方向端部は凹部２１の＋Ｘ方向側面に固定されている。図示しない加工送り機構によってチャックテーブル機構３を−Ｘ方向に移動する場合、蛇腹手段４１及び蛇腹手段４２はそれぞれ収縮及び伸長する。一方、チャックテーブル機構３を＋Ｘ方向に移動する場合には、蛇腹手段４１及び蛇腹手段４２はそれぞれ伸長及び収縮する。

装置ハウジング２は、加工送り手段４を跨いで配設された門型の支持フレーム５を備える。門型の支持フレーム５は、加工送り手段４の＋Ｙ方向側面に配設された第一の柱部５１と、加工送り手段４の−Ｙ方向側面に配設された第二の柱部５２と、第一の柱部５１の上端と第二の柱部５２の上端とを連結してＹ方向に沿って配設された支持部５３とを備える。支持部５３の＋Ｘ方向側面にはＹ方向に沿って一対の案内レール５３１，５３１が設けられている。第一の柱部５１及び第二の柱部５２の＋Ｘ方向側面にはそれぞれ、第一の切削加工機構６１及び第二の切削加工機構６２が設けられている。

第一の切削加工機構６１は、移動基台６１１，６１２と、移動基台６１２の下端部に装着された第一の切削加工手段７１とを備える。移動基台６１１の−Ｘ方向側面は、一対の案内レール５３１，５３１に摺動可能に係合している。移動基台６１１の＋Ｘ方向側面には、Ｚ方向に沿って一対の案内レール６１３，６１３が設けられている。移動基台６１２の−Ｘ方向側面は、一対の案内レール６１３，６１３に摺動可能に係合している。第一の切削加工手段７１は、ワークを切削加工するブレード７１１（図２参照）と、Ｙ方向を回転軸としてブレード７１１を回転可能に支持する図示しない気体軸受けを有するスピンドル７１２とを備える。第一の切削加工手段７１及びブレード７１１はそれぞれ、本発明に係る加工手段及び工具として機能する。

支持部５３の＋Ｘ方向側面には、第一の切削加工機構６１を一対の案内レール５３１，５３１に沿ってＸ方向に移動させる第一のスピンドル送り手段８１が設けられている。第一のスピンドル送り手段８１は、支持部５３の＋Ｘ方向側面に配設され、Ｙ方向に延びる雄ネジロッド８１１を備える。雄ネジロット８１１は、端部が支持部５３に取り付けられた図示しない軸受部材によって回転自在に支持されている。図示しない軸受部材には、雄ネジロッド８１１を回転駆動するパルスモータ８１２が配設されている。移動基台６１１の−Ｘ方向側の面には、その軸方向中央部から−Ｘ方向に延びる図示しない貫通雌ネジ孔が設けられている。雄ネジロッド８１１は、図示しない貫通雌ネジ孔に螺合している。これにより、パルスモータ８１２が正転した場合、移動基台６１１、すなわち第一の切削加工機構６１は＋Ｙ方向に移動する。一方、パルスモータ８１２が逆転した場合には、移動基台６１１、すなわち第一の切削加工機構６１は−Ｙ方向に移動する。

移動基台６１１の＋Ｘ方向側面には、移動基台６１２を一対の案内レール６１３，６１３に沿ってＺ方向に移動させる移動手段９１が設けられている。移動手段９１は、移動基台６１１の＋Ｘ方向側面に配設され、Ｚ方向に延びる雄ネジロッド９１１を備える。雄ネジロット９１１は、移動基台６１１に取り付けられた図示しない軸受部材によって回転自在に支持されている。図示しない軸受部材には、雄ネジロッド９１１を回転駆動するパルスモータ９１２が配設されている。移動基台６１２の−Ｘ方向側面には、その軸方向中央部から−Ｘ方向に延びる図示しない貫通雌ネジ孔が設けられている。雄ネジロッド９１１は、図示しない貫通雌ネジ孔に螺合している。これにより、パルスモータ９１２が正転した場合、移動基台６１２は＋Ｚ方向に移動する。一方、パルスモータ９１２が逆転した場合には、移動基台６１２は−Ｚ方向に移動する。

第二の切削加工機構６２は、移動基台６２１，６２２と、移動基台６２２の下端部に装着された第二の切削加工手段７２と、を備える。移動基台６２１の−Ｘ方向側面は、一対の案内レール５３１，５３１に摺動可能に係合している。移動基台６２１の＋Ｘ方向側面には、Ｚ方向に沿って一対の案内レール６２３，６２３が設けられている。移動基台６２２の−Ｘ方向側面は、一対の案内レール６２３，６２３に摺動可能に係合している。第二の切削加工手段７２は、ワークを切削加工するブレード７２１と、Ｙ方向を回転軸としてブレード７２１を回転可能に支持する図示しない気体軸受けを有するスピンドル７２２とを備える。第二の切削加工手段７２及びブレード７２１はそれぞれ、本発明に係る加工手段及び工具として機能する。

支持部５３の＋Ｘ方向側面には、第二の切削加工機構６２を一対の案内レール５３１，５３１に沿ってＸ方向に移動させる第二のスピンドル送り手段８２が設けられている。第二のスピンドル送り手段８２は、支持部５３の＋Ｘ方向側面に配設され、Ｙ方向に延びる雄ネジロッド８２１を備える。雄ネジロット８２１は、支持部５３に取り付けられた図示しない軸受部材によって回転自在に支持されている。図示しない軸受部材には、雄ネジロッド８２１を回転駆動する図示しないパルスモータが配設されている。移動基台６２１の−Ｘ方向側面には、その軸方向中央部から−Ｘ方向に延びる図示しない貫通雌ネジ孔が設けられている。雄ネジロッド８２１は、図示しない貫通雌ネジ孔に螺合している。これにより、図示しないパルスモータが正転した場合、移動基台６２１、すなわち第二の切削加工機構６２は−Ｙ方向に移動する。一方、図示しないパルスモータが逆転した場合には、移動基台６２１、すなわち第二の切削加工機構６２は＋Ｙ方向に移動する。

移動基台６２１の＋Ｘ方向側面には、移動基台６２１を一対の案内レール６２３，６２３に沿ってＺ方向に移動させる移動手段９２が設けられている。移動手段９２は、移動基台６２１の＋Ｘ方向側面に配設され、Ｚ方向に延びる雄ネジロッド９２１を備える。雄ネジロット９２１は、移動基台９２１に取り付けられた図示しない軸受部材によって回転自在に支持されている。図示しない軸受部材には、雄ネジロッド９２１を回転駆動するパルスモータ９２２が配設されている。移動基台６２２の−Ｘ方向側面には、その軸方向中央部から−Ｘ方向に延びる図示しない貫通雌ネジ孔が設けられている。雄ネジロッド９２１は、図示しない貫通雌ネジ孔に螺合している。これにより、パルスモータ９２２が正転した場合、移動基台６２２は＋Ｚ方向に移動する。一方、パルスモータ９２２が逆転した場合には、移動基台６２２は−Ｚ方向に移動する。

切削装置１は、底面部１００ａと底面部１００ａに立設された４つの側面部１００ｂとを有する箱状の加工チャンバー１００を備える。加工チャンバー１００の１つの側面部１００ｂは、加工チャンバー１００の内部に連通する排気ダクト１０１を備える。Ｙ方向の２つの側面部１００ｂと底面部１００ａとには、第一の切削加工機構６１及び第二の切削加工機構６２の移動を許容するためのスリット部１０２が形成されている。この加工チャンバー１００は、ワークの切削加工を行う前に、ブレードがワークに作用する加工点を覆うように底面部１００ａを上面として図中破線で示す位置に配置される。そして、ワークの切削加工を行う際には、加工チャンバー１００は、Ｙ方向への第一の切削加工機構６１及び第二の切削加工機構６２の移動を許容しつつ、排気ダクト１０１に接続された図示しない排気装置を利用してワークの加工点を冷却するために供給された冷却水の噴霧を排出する。また、切削加工屑を含む冷却水は、装置ハウジング２の凹部２１に設けられたドレン口２２を介して外部に排出される。

切削装置１は、ワークを洗浄するための洗浄手段９３を備える。洗浄手段９３は、ワークを洗浄手段９３に搬送する搬送手段９３１と、ワークを吸引保持する洗浄保持手段９３２と、洗浄保持手段９３２によって吸引保持されたワークに洗浄液を供給する洗浄液供給手段９３３（図６参照）と、洗浄保持手段９３２を覆う洗浄チャンバー９３４とを備える。図６に示すように、洗浄保持手段９３２は排気経路９３５を介してエジェクター９３７に接続されており、エジェクター９３７が排気経路９３５を介してワークＷの保持面に吸引力を発生させる。

〔加工チャンバーの構成〕
次に、図２乃至図４を参照して、加工チャンバー１００の構成について説明する。図２は、加工チャンバー１００の構成を示す平面図である。図３は、図２に示すエジェクター１１１の構成を示す平面図である。図４は、図３に示すエジェクター１１１の変形例の構成を示す平面図である。図５は、図４のＤ−Ｄ線断面図である。

図２に示すように、加工チャンバー１００は、エジェクター１１１，１１２を備える。エジェクター１１１，１１２はそれぞれ、スピンドル７１２，７２２の気体軸受けから排出される気体若しくはチャックテーブル機構３でのワークの吸引保持のために図示しないエジェクターが排出する気体の排気経路７１３，７２３に連結されており、スピンドル７１２，７２２若しくはチャックテーブル機構３の動作に伴い発生する排気経路７１３，７２３内の気体の流れによって加工チャンバー１００の内部に吸引力を発生させる。具体的には、図３に示すように、エジェクター１１１は、排気経路７１３に連通する排気経路１１１ａと、排気経路１１１ａと加工チャンバー１００の内部とを連通する排気経路１１１ｂとを備える。

このような構成を有するエジェクター１１１では、スピンドル７１２，７２２若しくはチャックテーブル機構３の動作に伴い発生する矢印Ａ方向への気体の流れによって矢印Ｂ方向に吸引力が発生する。なお、エジェクター１１２もエジェクター１１１と同様の構成を有する。これにより、排気装置を大型化することなく、加工チャンバー１００内の排気能力を向上させることができる。また、排気経路７１３，７２３に気体が流れるタイミングと加工チャンバー１００内の排気が必要なタイミングは一致するので、加工チャンバー１００内を適切なタイミングで排気することができる。

なお、エジェクター１１１，１１２は図４及び図５に示すような構成を有していてもよい。すなわち、図４及び図５に示すエジェクター１１１は、排気経路１１１ｃと排気経路１１１ｄとを備える。排気経路１１１ｃは、排気経路７１３に連通し、矢印Ａ方向に示すようにスピンドル７１２，７２２若しくはチャックテーブル機構３の気体軸受けに用いられた気体を噴出口１１１ｅから＋Ｙ方向に噴出する。排気経路１１１ｄは、加工チャンバー１００に連通し、噴出口１１１ｅからの気体の噴出に伴い矢印Ｂ方向への吸引力を発生させる。

〔洗浄チャンバーの構成〕
次に、図６を参照して、洗浄チャンバー９３４の構成について説明する。図６は、洗浄チャンバー９３４の構成を示す断面図である。

図６に示すように、洗浄チャンバー９３４は、エジェクター１１３を備える。エジェクター１１３は、洗浄保持手段９３２でのワークＷの吸引保持のためにエジェクター９３７が排出する気体の排気経路９３６に連結されており、洗浄保持手段９３２の動作に伴い発生する排気経路９３６内の気体の流れによって洗浄チャンバー９３４の内部に吸引力を発生させる。具体的には、洗浄保持手段９３２に接続されたエジェクター９３７による吸引力の発生に伴い、排気経路９３６には図中矢印Ａで示すようにエジェクター９３７からの気体の流れが発生する。この結果、エジェクター９３７の下流側に設置されたエジェクター１１３は、図中矢印Ｂで示すよう吸引力を発生させ、洗浄チャンバー９３４の内部を排気する。これにより、排気装置を大型化することなく、洗浄チャンバー９３４内の排気能力を向上できる。また、洗浄保持手段９３２を吸引保持するタイミング（排気のタイミング）と洗浄チャンバー９３４内の排気が必要なタイミングは一致するので、洗浄チャンバー９３４内を適切なタイミングで排気することができる。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、上記実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば、本実施形態では、加工チャンバー１００と洗浄チャンバー９３４との両方に排気能力を向上させるためのエジェクターを設けたが、加工チャンバー１００と洗浄チャンバー９３４との一方に排気能力を向上させるためのエジェクターを設けるようにしてもよい。このように、上記実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例、及び運用技術等は、全て本発明の範疇に含まれる。

１切削装置
３チャックテーブル機構
７１第一の切削加工手段
７２第二の切削加工手段
７１１，７２１ブレード
７１２，７２２スピンドル
７１３，７２３排気経路
９３２洗浄保持手段
９３３洗浄液供給手段
９３４洗浄チャンバー
９３６排気経路
１１１，１１２，１１３エジェクター

Claims

ワークを吸引保持する加工保持手段と、
該加工保持手段に保持されたワークを加工する工具と、該工具を回転可能に支持する気体軸受けを有するスピンドルと、を備えた加工手段と、
該工具がワークに作用する加工点を覆う加工チャンバーと、
ワークを吸引保持する洗浄保持手段と、
該洗浄保持手段に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
該洗浄保持手段を覆う洗浄チャンバーと、を有する加工装置であって、
該加工保持手段若しくは該加工手段の気体軸受け若しくは該洗浄保持手段の何れかに用いられた気体の排気経路に、該加工チャンバー内若しくは該洗浄チャンバー内に吸引力を発生させるエジェクターを配設したことを特徴とする加工装置。
該加工保持手段若しくは該加工手段の気体軸受けの何れかに用いられた気体の排気経路に、該加工チャンバー内に吸引力を発生させるエジェクターを配設したことを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
該洗浄保持手段に用いられた気体の排気経路に、該洗浄チャンバー内に吸引力を発生させるエジェクターを配設したことを特徴とする請求項１に記載の加工装置。