JP2015041653A

JP2015041653A - 加工装置

Info

Publication number: JP2015041653A
Application number: JP2013170872A
Authority: JP
Inventors: 秀明大谷; Hideaki Otani; 治信湯澤; Harunobu Yuzawa
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-08-21
Filing date: 2013-08-21
Publication date: 2015-03-02

Abstract

【課題】スピンナーテーブルの制動動作時に発生する電気エネルギーを蓄電池に溜め、エネルギーの無駄の発生を抑制し蓄電池を予備電源として利用できる加工装置を提供する。【解決手段】加工手段で加工した被加工物Ｗを洗浄する洗浄手段を備えた加工装置であって、該洗浄手段は、被加工物Ｗを保持する保持面を有する洗浄テーブル６６と、該洗浄テーブル６６の該保持面に保持された被加工物Ｗに洗浄液を供給する洗浄液供給ノズルと、該洗浄テーブル６６を該保持面と直交する回転軸６８で回転駆動するステータコイル８８を有する電動モータ８６と、該電動モータ８６の該ステータコイル８８と蓄電池９６とをコンバータ９４を介して接続する充電回路９８と、該電動モータ８６の電源９０のＯＦＦ動作に応じて該コンバータ９４をＯＮする制御スイッチ９２と、を具備する。【選択図】図４

Description

本発明は、洗浄手段を備えた切削装置、研削装置等の加工装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画されて表面に形成された半導体ウエーハは、研削装置により裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置によって個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電子機器に広く利用されている。

研削装置は、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ウエーハを研削する複数の研削砥石を自由端部に環状に配設した研削ホイールを回転可能に支持する研削ユニットとから概ね構成され、ウエーハを高精度に所望の厚みに形成することができる。

また、切削装置は、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ウエーハを切削する切削ブレードを回転可能に支持する切削ユニットとから概ね構成され、ウエーハを高精度に個々のデバイスに分割することができる。

これらの研削装置、切削装置等の加工装置においては、研削加工又は切削加工によって付着した加工屑を除去するために、加工後のウエーハのスピンナー洗浄が欠かせない。ウエーハのスピンナー洗浄は、スピンナーテーブルを有するスピンナー洗浄装置で実施され、加工後のウエーハを一枚ずつ数十秒かけて洗浄するので、ウエーハ一枚ずつのスピンナーテーブルの回転と制動動作が必要となる。

また、製造に掛かるコスト削減や環境への配慮から、例えば特開２００９−１９０１２７号公報に開示されるように、各種加工装置が使用するエネルギーについて省エネが求められている。

特開２００９−１９０１２７号公報

従来のスピンナー洗浄装置では、スピンナーテーブルを駆動するモータのステータコイルに抵抗回路を接続し、モータの電源をオフにした際高速で惰性回転するスピンナーテーブルで発電された電流をモータのステータコイルに接続された抵抗回路で熱エネルギーとして消費し、スピンナーテーブルの回転エネルギーを熱エネルギーに変換してスピンナーテーブルの制動動作を行っていた。しかし、度々制動動作を行なうため、エネルギーの無駄が発生していた。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、スピンナーテーブルの制動動作時に発生する電気エネルギーを蓄電池に溜め、エネルギーの無駄の発生を抑制し蓄電池を予備電源として利用できる加工装置を提供することである。

本発明によると、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を加工する加工手段と、該加工手段で加工した被加工物を洗浄する洗浄手段と、を備えた加工装置であって、該洗浄手段は、被加工物を保持する保持面を有する洗浄テーブルと、該洗浄テーブルの該保持面に保持された被加工物に洗浄液を供給する洗浄液供給ノズルと、該洗浄テーブルを該保持面と直交する回転軸で回転駆動するステータコイルを有する電動モータと、該電動モータの該ステータコイルと蓄電池をコンバータを介して接続する充電回路と、該電動モータの電源のＯＦＦ動作に応じて該コンバータをＯＮする制御スイッチと、を具備し、該電動モータの電源をＯＦＦした際、該洗浄テーブルの惰性による回転力により該ステータコイルに発生する電力を、該コンバータを介して該蓄電池に充電するとともに、充電時の負荷抵抗を回転抵抗にして該洗浄テーブルを制動することを特徴とする加工装置が提供される。

本発明によると、洗浄テーブルを駆動する電動モータへの通電ＯＦＦと同時に、電動モータのステータコイルを制御スイッチを介して充電回路に接続するように構成したので、洗浄テーブルの惰性回転により電動モータで発電した電力を充電回路の蓄電池に溜めることができ、充電回路の負荷を回転抵抗として洗浄テーブルの回転に制動を掛けることができる。従って、制動時に発生するエネルギーの無駄を抑制することができ、蓄電池を予備電源として利用することができる。

本発明が適用される切削装置の斜視図である。スピンナー洗浄装置の一部破断斜視図である。スピンナーテーブル回転駆動時の電源回路を説明する一部断面側面図である。電動モータの電源オフ時の充電回路を説明する一部断面側面図である。

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を参照すると、本発明が適用される切削装置２の斜視図が示されている。切削装置２のベース４上にはチャックテーブル６が図示しない加工送り機構によりＸ軸方向に往復動可能に搭載されている。チャックテーブル６は更に、鉛直軸回りに回転可能である。チャックテーブル６の加工送り機構は蛇腹８により閉鎖されている。

１０は上下動可能なカセットエレベーターであり、カセットエレベーター１０上にはウエーハＷをダイシングテープＴを介して環状フレームＦで支持したウエーハユニットを複数枚収容したカセット１２が搭載される。切削装置２の外装カバー１４の前面側１４ａには装置に対する指示を入力したり装置の稼働状況が表示されるタッチパネル式の表示モニター１６が配設されている。

カセットエレベーター１０に隣接して、カセット１２から引き出されたウエーハユニットのフレームＦが搭載される一対のセンタリングバー１８が配設されており、センタリングバー１８が互いに近づく方向に移動することにより環状フレームＦに支持されたウエーハＷがセンタリングされる。

外装カバー１４の側面１４ｂには開口２０が形成されており、この開口２０を通してチャックテーブル６が図示された被加工物着脱位置（原点位置）とウエーハＷに切削加工を施す加工位置との間でＸ軸方向に移動される。

外装カバー１４内には切削ユニットが配設されている。切削ユニットは、よく知られているように回転駆動されるスピンドルの先端に切削ブレードが着脱可能に装着され、Ｙ軸方向に割り出し送り可能なように構成されている。

２２はＨ形状の第１搬送ユニットであり、ウエーハユニットのフレームＦを吸着する４個の吸着パッド２４が装着されている。第１搬送ユニット２２の連結部材２６にはクランプ３０を有するクランプユニット２８が取り付けられている。

第１搬送ユニット２２は、ボールねじ及びパルスモーターから構成されるＺ軸移動機構３２によりＺ軸方向に移動可能にＹ軸移動ブロック３４に取り付けられている。Ｙ軸移動ブロック３４にはナットが内蔵されており、このナットはボールねじ３６に螺合している。

従って、Ｙ軸移動ブロック３４は、ボールねじ３６とパルスモーター３８とから構成される第１Ｙ軸移動機構４０により、一対のガイドレール４２に案内されてＹ軸方向に移動される。

４４はＨ形状の第２搬送ユニットであり、支持部材４８に取り付けられている。第２搬送ユニット４４はウエーハユニットの環状フレームＦを吸着する４個の吸着パッド４６を有しており、その上方が透明カバー５０により覆われている。

支持部材４８は図示しないエアシリンダーによりＹ軸移動ブロック５２に対してＺ軸方向に移動可能に取り付けられている。Ｚ軸移動ブロック５２にはナットが内蔵されており、このナットがボールねじ５４に螺合している。

Ｙ軸移動ブロック５２は、ボールねじ５４とパルスモーター５６とから構成される第２Ｙ軸移動機構５８により、一対のガイドレール６０に案内されてＹ軸方向に移動される。

６２は切削加工後のウエーハＷを洗浄するスピンナー洗浄装置であり、その詳細が図２に示されている。スピンナー洗浄装置６２は、円筒容器６４内に収容されたスピンナーテーブル（洗浄テーブル）６６を有している。

スピンナーテーブル６６は、回転軸６８に連結されたフレーム７０と、フレーム７０に囲繞されたポーラスセラミックス等から形成された吸引保持部７１を有しており、吸引保持部７１の保持面（上面）に直交する回転軸６８で回転される。スピンナーテーブル６６は、図２に示された洗浄位置と、スピンナーテーブル６６が洗浄位置から所定距離上方となる被加工物着脱位置との間で上下方向に移動される。

スピンナーテーブル６６のフレーム７０には、環状フレームＦをクランプする４個のクランプ７２が取り付けられている。７４は洗浄液供給ノズルであり、パイプから形成されたアーム７６の先端に取り付けられている。アーム７６の基端部はロータリージョイント７８を介して純水等の洗浄液を供給する洗浄液供給源に接続されている。

８０はエアを噴出するエアノズルであり、パイプから形成されたアーム８２の先端に取り付けられている。アーム８２の基端部はロータリージョイント７８を介して圧縮空気源に接続されている。ロータリージョイント７８はロッド８４の先端部に回転可能に取り付けられている。

次に、図３及び図４を参照して、本発明実施形態に係るスピンナー洗浄装置６２の作用について説明する。図３はスピンナーテーブル６６に吸引保持された切削加工後のウエーハＷを洗浄中の様子を示しており、図４は電動モータ８６の電源をオフした際の作用についてそれぞれ示している。

電動モータ８６は例えば三相交流モータから構成され、交流電源９０から制御スイッチ９２を介して矢印Ａ方向に電動モータ８６のステータコイル８８に電流を供給すると、回転軸６８が電動モータ８６により矢印Ｒ１方向に回転されて、スピンナーテーブル６６に保持されたウエーハＷをスピン洗浄する。

このウエーハＷの洗浄の際には、図２に示す洗浄液供給ノズル７４をウエーハＷの外周部分と中心部分との間で揺動しながらウエーハＷに純水等の洗浄液を供給しながらウエーハＷをスピン洗浄する。

スピン洗浄が終了すると、洗浄液供給ノズル７４からの洗浄液の供給を停止し、エアノズル８０からエアを噴出して電動モータ８６でスピンナーテーブル６６を回転させながら洗浄後のウエーハＷをスピン乾燥する。

スピン乾燥が終了すると、電動モータ８６の電源９０をＯＦＦにする。即ち、図４に示すように、制御スイッチ９２は電源９０ＯＦＦと同時に充電回路９８側に切り替えられる。これにより、スピンナーテーブル６６の矢印Ｒ１方向の惰性回転により電動モータ８６は発電機となって発電し、ステータコイル８８に交流電力が発生する。この電力を矢印Ｂ方向に取り出して制御スイッチ９２を介して充電回路９８に供給する。

充電回路９８のコンバータ９４で交流電力を直流電力に変換し、蓄電池９６を充電する。充電回路９８のコンバータ９４で交流電力を直流電力に変換する際及び変換された直流電力を蓄電池９６に充電する際に負荷抵抗が発生するため、この負荷抵抗が回転軸６８の回転抵抗となってスピンナーテーブル６６の回転を制動する。

従って、スピンナーテーブル６６の回転はこの制動力により所定時間経過後に停止する。即ち、本実施形態では、充電回路９８が回生ブレーキとして作用する。

蓄電池９６に蓄電された電力は、スピンナーテーブル６６の回転に利用できるほか、例えば切削装置２の他の電気器具の電源として利用することができる。例えば、切削装置２の他のモータのバックアップ電源、照明等に利用することができる。

本実施形態によると、電動モータ８６の電源９０のＯＦＦ動作に応じて制御スイッチ９２が充電回路９８のコンバータ９４をＯＮして、スピンナーテーブル６６の惰性回転により電動モータ８６に発生する電力を蓄電池９６に蓄電するように構成したので、充電回路９８でスピンナーテーブル６６に制動を掛けることができるとともに、蓄電池９６を予備電源として利用でき、制動時に発生するエネルギーの無駄を抑制することができる。

上述した実施形態では、本発明を切削装置２に適用した例について説明したが、本発明はスピンナー洗浄装置を有する研削装置、レーザー加工装置等の他の加工装置にも同様に適用することができる。

２切削装置
６チャックテーブル
６２スピンナー洗浄装置
６６スピンナーテーブル
６８回転軸
８６電動モータ
８８ステータコイル
９０電源
９２制御スイッチ
９４コンバータ
９６蓄電池
９８充電回路

Claims

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を加工する加工手段と、該加工手段で加工した被加工物を洗浄する洗浄手段と、を備えた加工装置であって、
該洗浄手段は、
被加工物を保持する保持面を有する洗浄テーブルと、
該洗浄テーブルの該保持面に保持された被加工物に洗浄液を供給する洗浄液供給ノズルと、
該洗浄テーブルを該保持面と直交する回転軸で回転駆動するステータコイルを有する電動モータと、
該電動モータの該ステータコイルと蓄電池をコンバータを介して接続する充電回路と、
該電動モータの電源のＯＦＦ動作に応じて該コンバータをＯＮする制御スイッチと、を具備し、
該電動モータの電源をＯＦＦした際、該洗浄テーブルの惰性による回転力により該ステータコイルに発生する電力を、該コンバータを介して該蓄電池に充電するとともに、充電時の負荷抵抗を回転抵抗にして該洗浄テーブルを制動することを特徴とする加工装置。