JP2013078816A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工装置自体のさらなる小型化の要求に応えるための新規な構造の加工装置を提供する。
【解決手段】被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された該被加工物を加工する加工手段と、該保持手段を支持し内部に空洞部を備えたフレーム、又は、該加工手段を支持し内部に空洞部を備えたフレームと、を備えた加工装置において、該フレームの空洞部に、流体又は電流を該加工装置の必要箇所に供給する配管又は配線が配設されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、チャックテーブルに保持された被加工物を加工する加工装置であって、例えば半導体ウェーハ等を切削、研磨するための加工装置に関する。

半導体デバイスが表面に複数形成された半導体ウェーハのような被加工物をチャックテーブルで保持して加工する装置は多種ある。例えば、ホイールと呼ばれる研削砥石を高速回転して研削するための研削装置、研削装置によって薄く研削された半導体ウェーハを切削ブレードやレーザー光線によって個々の小さなチップに分割するための加工を行う切削装置が知られている。分割されたチップは、各種電子機器や各種光部品の飛躍的な小型化に寄与している。

そして、このような加工装置自体の小型化の要望が強くあり、加工装置を設置するための専有床面積の省スペース化（縮小）を実現するため開発が行われている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２０１０−１６２６６５号公報 特開２０１０−２８７７６４号公報

加工装置自体の小型化が要求される状況ではあるが、装置のフレーム（外枠の骨組み）の内側のスペースは、各種装置の機能部分の専有スペースとして必要とされるため、装置内部の各所に多く配された各種配管を通すためのスペースは、非常に狭く、もしくは、スペースを確保するのが難しいといった状況があった。

そこで、本発明は、加工装置自体のさらなる小型化の要求に応えるための新規な構造の加工装置を提供することを目的とする。

本発明では、被加工物を保持する保持手段と、保持手段に保持された被加工物を加工する加工手段と、保持手段を支持し内部に空洞部を備えたフレーム、又は、加工手段を支持し内部に空洞部を備えたフレームと、を備えた加工装置において、フレームの空洞部に、流体又は電流を加工装置の必要箇所に供給する配管又は配線が配設されていることを特徴とする加工装置が提供される。

本発明の加工装置では、加工装置が元々備えているフレームに設けられた空洞部が利用され、内部に各種配線や配管を配設することで、加工装置を設置するための専有床面積の省スペース化が実現可能となる。また、フレームの空洞部は、軽量化に寄与する目的で当初から備えられているものであるため、この空洞部を有効活用できる。さらに、電流を流す配線をフレームの空洞部に通すことで、電流に対する各種ノイズの影響を遮蔽するシールド効果や、配線や配管の損傷が防がれるという効果も期待できる。

研削装置の斜視図である。 研削装置のハウジング内の構成について示す斜視図である。 切削装置の斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の加工装置の一実施形態としての研削装置２の外観斜視図を示している。４は研削装置２のハウジング（ベース）であり、ハウジング４の後部となる位置には二つのコラム６ａ，６ｂが垂直に立設されている。

コラム６ａには、上下方向に伸びる一対のガイドレール（一本のみ図示）が固定されている。この一対のガイドレールに沿って粗研削ユニット１０が上下方向に移動可能に装着されている。粗研削ユニット１０は、そのハウジング２０が一対のガイドレールに沿って上下方向に移動する移動基台１２に取り付けられている。

粗研削ユニット１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０中に回転可能に収容された図示しないスピンドルと、スピンドルを回転駆動するサーボモータ２２と、スピンドルの先端に固定された複数の粗研削用の研削砥石２６を有する研削ホイール２４を含んでいる。粗研削ユニット１０は、図示せぬパルスモータにより、上下方向に移動される。

他方のコラム６ｂにも、上下方向に伸びる一対のガイドレールが固定されている。この一対のガイドレールに沿って仕上げ研削ユニット２８が上下方向に移動可能に装着されている。

仕上げ研削ユニット２８も同様に上下方向に移動する図示せぬ移動基台に取り付けられている。仕上げ研削ユニット２８は、ハウジング３６と、ハウジング３６中に回転可能に収容された図示しないスピンドルと、スピンドルを回転駆動するサーボモータ３８と、スピンドルの先端に固定された仕上げ研削用の研削砥石４２を有する研削ホイール４０を含んでいる。仕上げ研削ユニット２８は、図示せぬパルスモータ３２により、上下方向に移動される。

研削装置２は、コラム６ａ，６ｂの前側においてハウジング４の上面と略面一となるように配設されたターンテーブル４４を具備している。ターンテーブル４４は比較的大径の円盤状に形成されており、図２に示すように、ターンテーブル４４の下方に配置される回転駆動機構４７によって矢印４５で示す方向に回転される。

図１に示されるように、ターンテーブル４４には、互いに円周方向に１２０°離間して３個のチャックテーブル４６が水平面内で回転可能に配置されている。チャックテーブル４６は、被加工物であるウェーハを保持するための保持手段として機能するものであり、具体的には、チャックテーブル４６は、ポーラスセラミック材によって円盤状に形成された吸着チャックを有しており、吸着チャックの保持面上に載置されたウェーハを真空吸引手段を作動することにより吸引保持する。

ターンテーブル４４に配設された３個のチャックテーブル４６は、ターンテーブル４４が適宜回転することにより、ウェーハ搬入・搬出領域Ａ、粗研削加工領域Ｂ、仕上げ研削加工領域Ｃ、及びウェーハ搬入・搬出領域Ａに順次移動される。

ハウジング４の前側部分には、ウエーハカセット５０と、リンク５１及びハンド５２を有するウェーハ搬送ロボット５４と、複数の位置決めピン５８を有する位置決めテーブル５６と、ウェーハ搬入機構（ローディングアーム）６０と、ウェーハ搬出機構（アンローディングアーム）６２と、研削されたウェーハを洗浄及びスピン乾燥するスピンナ洗浄装置６４と、スピンナ洗浄装置６４で洗浄及びスピン乾燥された研削後のウェーハを収容する収容カセット６６が配設されている。

図１に示したスピンナ洗浄装置６４には、研削された半導体ウェーハ１１を吸引保持して回転する半導体ウェーハ１１より小径のスピンナテーブル６８が装着されている。７０はスピンナ洗浄装置６４のカバーである。

次に、本発明の特徴的な構成について、図２を用いて説明する。図２は図１に示されるハウジング４の内部の構造について示す図である。８０は、研削装置２の全体を支えるベースフレームであり、縦方向のフレーム８１，８１と、横方向のフレーム８２，８２を有して構成される。フレーム８２，８２は、保持手段であるチャックテーブル４６（図１）を支持し内部に空洞部８１ａ，８２ａを備えている。

各フレーム８１，８２は、空洞の領域を形成する空洞部８１ａ，８２ａが長手方向に形成される角管状の部材にて構成される。空洞部８１ａ，８２ａが構成されることで、各フレーム８１，８２の軽量化が図られる。そして、フレーム８１の空洞部８１ａ内には配線７１が通されている。

フレーム８１内に通される配線７１の一端側は、フレーム８１（空洞部８１ａ）一端側の開口部８１ｂから引き出されて電力供給源８５に接続される。一方、配線７１の他端側は、フレーム８１（空洞部８１ａ）の他端側の開口部８１ｃから引き出されてフレーム８１の上面に沿わせつつ、ケーシング４８内に配置される回転駆動機構４７の電力入力部へと接続される。

以上のようにフレーム８１の空洞部８１ａ内に配線７１を通すことにより、空洞部８１ａのスペースを有効に活用できる。そして、配線７１の配置のためのスペースを削減でき、ひいては、研削装置２全体の小型化を図ることが可能となる。

ベースフレーム８０には、二つのコラム６ａ，６ｂが垂直に立設されている。各コラム６ａ，６ｂを構成するコラムフレーム８３，８４は、それぞれ加工手段である粗研削ユニット１０，仕上げ研削ユニット２８を支持し内部に空洞部８３ａ，８４ａを備えている。

コラムフレーム８３，８４は、空洞の領域を形成する空洞部８３ａ，８４ａが長手方向（図２において高さ方向）に形成される角管状の部材にて構成される。空洞部８３ａ，８４ａが構成されることで、各コラムフレーム８３，８４の軽量化が図られる。そして、コラムフレーム８３，８４の空洞部８３ａ，８４ａ内には、それぞれ配線７３，７４が通されている。

コラムフレーム８３内に通される配線７３の一端側は、コラムフレーム８３（空洞部８３ａ）の一端側（下端側）の開口部から引き出されるとともに、フレーム８２，さらにはフレーム８１（開口部８１ｂ）を通過して電力供給源８５に接続される。一方、配線７３の他端側は、コラムフレーム８３（空洞部８３ａ）の他端側（上端側）の開口部８３ｃから引き出されて粗研削ユニット１０の電力入力部へと接続される。

同様に、コラムフレーム８４内に通される配線７４の一端側は、コラムフレーム８４（空洞部８４ａ）の一端側（下端側）の開口部から引き出されるとともに、フレーム８２，さらにはフレーム８１（開口部８１ｂ）を通過して電力供給源８５に接続される。配線７４の他端側は、コラムフレーム８４（空洞部８４ａ）の他端側（上端側）の開口部８４ｃから引き出されて仕上げ研削ユニット２８の電力入力部へと接続される。

以上のようにコラムフレーム８３，８４の空洞部８３ａ，８４ａ内にそれぞれ配線７３，７４を通すことにより、空洞部８３ａ，８４ａのスペースを有効に活用できる。そして、配線７３，７４の配置のためのスペースを削減でき、ひいては、研削装置２全体の小型化を図ることが可能となる。

以上のように、本実施形態では、図１に示すように、被加工物を保持する保持手段（チャックテーブル４６）と、保持手段に保持された被加工物（ウェーハ）を加工する加工手段（粗研削ユニット１０，仕上げ研削ユニット２８）と、保持手段を支持し内部に空洞部を備えたフレーム８１，８２、又は、加工手段を支持し内部に空洞部を備えたフレーム（コラムフレーム８３，８４）と、を備えた加工装置（研削装置２）において、フレームの空洞部に、電流を加工装置の必要箇所に供給する配線７１，７３，７４が配設される構成とするものである。

これにより、加工装置（研削装置２）が元々備えているフレームに設けられた空洞部が利用され、内部に各種配線や配管を配設することで、加工装置を設置するための専有床面積の省スペース化が実現可能となる。また、フレームの空洞部は、軽量化に寄与する目的で当初から備えられているものであるため、この空洞部を有効活用できる。

さらに、電流を流す配線をフレームの空洞部に通すことで、電流に対する各種ノイズの影響を遮蔽するシールド効果が期待できる。フレームの空洞部には、電流を流す配線の他にも、流体を流すための配管など、各種の配管や配線を配設することが考えられる。そして、空洞部の内部に配線や配管が配設されることにより、配線や配管の損傷が防がれるという効果も期待できる。

図３は、加工装置が切削装置９０である場合の本発明の実施形態について示すものである。切削装置９０では、加工手段として切削ユニット９１、保持手段としてチャックテーブル９２が備えられ、これら切削ユニット９１、チャックテーブル９２を含む装置全体が下部のベースフレーム９３にて支持される。

ベースフレーム９３を構成する高さ方向のフレーム９４、横方向のフレーム９５は、それぞれ、空洞の領域を形成する空洞部９４ａ，９５ａが長手方向に形成される角管状の部材にて構成される。空洞部９４ａ，９５ａが構成されることで、各フレーム９４，９５の軽量化が図られる。そして、空洞部９４ａ，９５ａ内には配線９６，９７を適宜通すことが可能となっている。

図３の例では、フレーム９５の空洞部９５ａ内に通される配線９６が開口部９５ｃから引き出されるとともに、配線９６を高さ方向のフレーム９４の外側に沿わせて電力供給源９８に接続されることとしている。

そして、以上のようにフレーム９４，９５の空洞部９４ａ，９５ａ内に配線９６，９７を通すことにより、空洞部９４ａ，９５ａのスペースを有効に活用できる。そして、配線９６，９７の配置のためのスペースを削減でき、ひいては、切削装置９０全体の小型化を図ることが可能となる。

以上のように、本発明は、研削装置や切削装置など、さまざまな加工装置において、適用可能なものであり、加工装置自体のさらなる小型化の要求に応えることが可能となる。

２ 研削装置
４ ハウジング
８ ガイドレール
１０ 粗研削ユニット
２８ 仕上げ研削ユニット
４４ ターンテーブル
４６ チャックテーブル
４７ 回転駆動機構
７１ 配線
８０ ベースフレーム
８１ フレーム
８１ａ 空洞部
８５ 電力供給源

Claims (1)

1. 被加工物を保持する保持手段と、
   該保持手段に保持された該被加工物を加工する加工手段と、
   該保持手段を支持し内部に空洞部を備えたフレーム、又は、該加工手段を支持し内部に空洞部を備えたフレームと、
   を備えた加工装置において、
   該フレームの空洞部に、流体又は電流を該加工装置の必要箇所に供給する配管又は配線が配設されていることを特徴とする加工装置。

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