JP2015205349A - 流体噴射ノズル - Google Patents

Abstract

【課題】安定した収容が可能な流体噴射ノズルを提供する。
【解決手段】一端が流体供給源（７）に接続され、他端が流体噴射口（９）に接続された流体供給路（５）と、流体供給路を開閉する開閉スイッチ（１１）と、先端に流体噴射口が形成され、内部に流体供給路の一部が設けられるとともに、側面の一部に外向きに突出する拡径部（１５）が形成された筒状のノズル本体（３）と、ノズル本体に配設され、開閉スイッチを作動させる開閉ボタン（１３）と、を備え、拡径部を含むノズル本体の幅は、加工装置（２）に配設されノズル本体を着脱可能に収容する、リング状弾性部材（２７）の一部にノズル本体を着脱する着脱部として作用する切り欠きが形成されたＣ状の収容フック（２１）の、リング状弾性部材の内径よりも大きくなるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の板状物を加工する加工装置に付設される流体噴射ノズルに関する。

半導体ウェーハ等の板状物を加工する加工装置では、温度上昇を抑え、また、発生する加工屑を板状物に付着させないように、純水等の液体を供給しながら板状物を加工している。この液体が加工装置内に残存すると、メンテナンス作業等に支障をきたすので、通常、加工装置には、液体を除去するためのエア等を噴射する流体噴射ノズルが付設されている。

この噴射ノズルとして、近年では、イオン化されたエアを噴射するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。エアをイオン化しておくことで、例えば、高い流速のエア等によって加工装置内に発生する静電気を、残存する液体等と共に除去できる。

特開２０１３−１６９６１３号公報

ところで、上述した流体噴射ノズルは、例えば、円筒状の本体を備えており、加工装置の筐体に固定された塩化ビニル等でなるＣ状のフックに係合される。フックに係合させた後には、本体の側面に配された噴射制御用のボタンをフックの切り欠きからずらすように本体を回転させて、フックからの脱落を防止している。

しかしながら、この構成では、流体噴射ノズルをフックに収容する度に、噴射制御用のボタンをフックの切り欠きからずらさなくてはならない。また、着脱の繰り返しによってフックが緩むと、流体噴射ノズルが脱落し易くなるという問題もある。

本発明はかかる問題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、安定した収容が可能な流体噴射ノズルを提供することである。

本発明によれば、加工装置に着脱可能に収容される流体噴射ノズルであって、一端が流体供給源に接続され、他端が流体噴射口に接続された流体供給路と、該流体供給路を開閉する開閉スイッチと、先端に該流体噴射口が形成され、内部に該流体供給路の一部が設けられるとともに、側面の一部に外向きに突出する拡径部が形成された筒状のノズル本体と、該ノズル本体に配設され、該開閉スイッチを作動させる開閉ボタンと、を備え、該拡径部を含む該ノズル本体の幅は、該加工装置に配設され該ノズル本体を着脱可能に収容する、リング状弾性部材の一部に該ノズル本体を着脱する着脱部として作用する切り欠きが形成されたＣ状の収容フックの、該リング状弾性部材の内径よりも大きくなっており、該拡径部を該収容フックより上方に位置付けて該ノズル本体を該リング状弾性部材に係合させることで、該収容フックに収容されることを特徴とする流体噴射ノズルが提供される。

本発明に係る流体噴射ノズルは、側面の一部に拡径部が形成された筒状のノズル本体を備え、拡径部を含むノズル本体の幅がＣ状の収容フックを構成するリング状弾性部材の内径よりも大きくなっており、拡径部を収容フックの上方に位置付けてノズル本体をリング状弾性部材に係合させることで収容フックに収容される。そのため、安定した収容を実現できる。

図１（Ａ）は、本実施の形態に係る流体噴射ノズルの構成例を模式的に示す図であり、図１（Ｂ）は、本実施の形態に係る流体噴射ノズルを流体噴射口側から見た平面図である。 本実施の形態に係る流体噴射ノズルが収容フックに収容される様子を模式的に示す平面図である。 収容フックに収容された流体噴射ノズルを模式的に示す側面図である。 本実施の形態に係る流体噴射ノズルが収容される加工装置の構成例を模式的に示す斜視図である。 図５（Ａ）は、変形例に係る流体噴射ノズルの構成例を模式的に示す図であり、図５（Ｂ）は、変形例に係る流体噴射ノズルを流体噴射口側から見た平面図である。 加工装置の筐体を構成するフレームの構成例を模式的に示す斜視図である。

添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１（Ａ）は、本実施の形態に係る流体噴射ノズルの構成例を模式的に示す図であり、図１（Ｂ）は、本実施の形態に係る流体噴射ノズルを流体噴射口側から見た平面図である。なお、図１（Ａ）では、流体噴射ノズルの内部の様子等を併せて示している。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、本実施の形態に係る流体噴射ノズル１は、略円筒状のノズル本体３を備える。ノズル本体３の内部には、エア等の流体が流れる流体供給路５が設けられている。流体供給路５の一端は、ノズル本体３の基端側に連結されたチューブ等を通じて、流体供給源７に接続されている。

錘状に形成されたノズル本体３の先端には、流体噴射口９が形成されている。この流体噴射口９は、流体供給路５の他端側と接続されており、流体供給源７から流体供給路５を通じて供給された流体を噴射する。流体供給路５の流体噴射口９側には、流体供給路５を開閉する開閉スイッチ（バルブ）１１が設けられている。

ノズル本体３の側面には、開閉スイッチ１１を作動させる開閉ボタン１３が設けられている。この開閉ボタン１３は、ノズル本体３の側面から径方向（流体供給路５の伸びる方向に垂直な方向）外向きに突出している。開閉ボタン１３を押下げて開閉スイッチ１１の開状態と閉状態とを切り替えることで、流体噴射口９からの流体の噴射を制御できる。

開閉ボタン１３より基端側には、ノズル本体３の側面から径方向外向きに突出したリング状（円環状）の拡径部１５が形成されている。この拡径部１５によって、ノズル本体３の径方向の幅は、部分的に拡大されている。すなわち、拡径部１５において、ノズル本体３は他の部分より太くなっている。

図２は、本実施の形態に係る流体噴射ノズル１が収容フックに収容される様子を模式的に示す平面図である。図２に示すように、加工装置２（図４参照）を構成する筐体の外壁５０には、平面視で略Ｃ字状の収容フック２１が取り付けられている。この収容フック２１は、外壁５０に固定される基台部２３を含む。

基台部２３の表面には、柱状の支持部２５が突出しており、支持部２５の先端には、塩化ビニル等の弾性材料でなる係合部（リング状弾性部材）２７が設けられている。係合部２７は、一部が切り欠かれたリング状（円環状）に形成されている。この係合部２７の内径は、拡径部１５を除くノズル本体３の外径と同程度になっている。

係合部２７の切り欠きは、ノズル本体３を着脱する際の着脱部として作用する。具体的には、図２に示すように、切り欠きを通じて側方から係合部２７にノズル本体３を嵌め込むことで、ノズル本体３を収容フック２１に収容できる。図３は、収容フック２１に収容された流体噴射ノズル１を模式的に示す側面図である。

図３に示すように、流体噴射ノズル１を収容フック２１に収容する際には、拡径部１５を収容フック２１より上方に位置付けた状態で、ノズル本体３を係合部２７に係合させる。図２及び図３に示すように、拡径部１５を含むノズル本体３の径方向の幅は、係合部２７の内径より大きくなっている。

そのため、拡径部１５を収容フック２１より上方に位置付けた状態で、ノズル本体３を係合部２７に係合させると、ノズル本体３は、係合部２７の上部に拡径部１５が載置された状態で係止される。一方、切り欠きを通じて係合部２７からノズル本体３を引き抜けば、ノズル本体３を収容フック２１から取り外すことができる。

図４は、本実施の形態に係る流体噴射ノズル１が収容される加工装置の構成例を模式的に示す斜視図である。なお、図４では、加工装置２として半導体ウェーハ等の板状物を研削する研削装置を例示しているが、流体噴射ノズル１が収容される加工装置はこれに限定されない。流体噴射ノズル１は、研磨装置、切削装置等の他の加工装置に収容されても良い。

図４に示すように、本実施の形態に係る加工装置（研削装置）２は、各構成が搭載される直方体状の基台４を備えている。基台４の後端には、上方に伸びる支持壁６が立設されている。基台４の上面前側には、開口４ａが形成されており、この開口４ａ内には、半導体ウェーハ等の板状物５１を搬送する搬送機構８が設けられている。また、開口４ａの側方の領域には、板状物５１を収容するカセット１０ａ，１０ｂが載置される。

カセット１０ａが載置される載置領域の後方には、仮置きされた板状物５１の位置合わせを行う位置合わせ機構１２が設けられている。例えば、カセット１０ａから搬送機構８で搬送された板状物５１は、位置合わせ機構１２に載置されて中心を位置合わせされる。位置合わせ機構１２の後方には、板状物５１を吸引保持して旋回する搬入機構１４が設けられている。搬入機構１４の後方には、開口４ｂが形成されている。

この開口４ｂ内には、Ｘ軸移動テーブル１６、Ｘ軸移動テーブル１６をＸ軸方向（前後方向）に移動させるＸ軸移動機構（不図示）、及びＸ軸移動機構を覆う防水カバー１８が配置されている。Ｘ軸移動機構は、Ｘ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール（不図示）を備えており、Ｘ軸ガイドレールには、Ｘ軸移動テーブル１６がスライド可能に設置されている。Ｘ軸移動テーブル１６の下面側には、ナット部（不図示）が固定されており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレールと平行なＸ軸ボールネジ（不図示）が螺合されている。

Ｘ軸ボールネジの一端部には、Ｘ軸パルスモータ（不図示）が連結されている。Ｘ軸パルスモータでＸ軸ボールネジを回転させることにより、Ｘ軸移動テーブル１６はＸ軸ガイドレールに沿ってＸ軸方向に移動する。Ｘ軸移動テーブル１６上には、板状物５１を吸引保持するチャックテーブル２０が設けられている。

チャックテーブル２０は、モータ等の回転駆動源（不図示）と連結されており、Ｚ軸方向（鉛直方向）に伸びる回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル２０は、上述のＸ軸移動機構により、板状物５１が搬入搬出される前方の搬入搬出位置と、板状物５１が研削される後方の研削位置との間を移動する。

チャックテーブル２０の上面の一部は、板状物５１を吸引保持する保持面となっている。この保持面は、チャックテーブル２０の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）と接続されている。搬入機構１４で搬入された板状物５１は、保持面に作用する吸引源の負圧でチャックテーブル２０に吸引保持される。

支持壁６の前面には、Ｚ軸移動機構２２が設けられている。Ｚ軸移動機構２２は、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール２４を備えており、このＺ軸ガイドレール２４には、Ｚ軸移動テーブル２６がスライド可能に設置されている。Ｚ軸移動テーブル２６の後面側（裏面側）には、ナット部（不図示）が固定されており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール２４と平行なＺ軸ボールネジ２８が螺合されている。

Ｚ軸ボールネジ２８の一端部には、Ｚ軸パルスモータ３０が連結されている。Ｚ軸パルスモータ３０でＺ軸ボールネジ２８を回転させることにより、Ｚ軸移動テーブル２６はＺ軸ガイドレール２４に沿ってＺ軸方向に移動する。Ｚ軸ガイドレール２４と近接する位置には、Ｚ軸方向におけるＺ軸移動テーブル２６の位置（高さ位置）を示すＺ軸スケール（不図示）が付設されている。Ｚ軸方向におけるＺ軸移動テーブル２６の位置は、Ｚ軸移動テーブル２６が備えるスケール読み取り機構（不図示）で読み取られる。

Ｚ軸移動テーブル２６の前面（表面）には、板状物５１を研削する研削機構３２が設けられている。研削機構３２は、Ｚ軸移動テーブル２６に固定されたスピンドルハウジング３４を備えている。スピンドルハウジング３４には、Ｚ軸方向に伸びる回転軸の周りに回転可能なスピンドル３６が支持されている。

スピンドル３６の下端部には、円盤状のホイールマウント３８が固定されており、ホイールマウント３８の下面には、ホイールマウント３８と略同径の研削ホイール４０が装着されている。研削ホイール４０は、ステンレス等の金属材料で形成された円盤状のホイール基台を含む。ホイール基台の下面には、全周にわたって複数の研削砥石が固定されている。

スピンドル３６の上端側には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、研削ホイール４０は、回転駆動源から伝達される回転力で回転する。また、研削ホイール４０は、上述のＺ軸移動機構２２によって、チャックテーブル２０に吸引保持された板状物５１の上面に押し付けられる。

Ｙ軸方向（左右方向）において搬入機構１４と隣接する位置には、板状物５１を吸引保持して旋回する搬出機構４２が設けられている。搬出機構４２の前方、かつカセット１０ｂが載置される載置領域の後方には、研削後の板状物５１を洗浄する洗浄機構４４が配置されている。

洗浄機構４４で洗浄された板状物５１は、搬送機構８で搬送され、カセット１０ｂに収容される。開口４ａの前方には、チャックテーブル２０及びスピンドル３６の回転数、研削ホイール４０の下降速度、研削液（純水等）の供給量等を入力するための操作パネル４６が設けられている。

基台４の周りには、加工装置２の筐体を構成する複数のフレーム４８が設けられている。複数のフレーム４８には、上述した各構成を覆う外壁５０（図２参照）が取り付けられている。筐体の外壁５０には、収容フック２１が取り付けられており、本実施の形態に係る流体噴射ノズル１を収容できる。

以上のように、本実施の形態に係る流体噴射ノズル１は、側面の一部に拡径部１５が形成された筒状のノズル本体３を備え、拡径部１５を含むノズル本体３の径方向の幅がＣ状の収容フック２１を構成する係合部（リング状弾性部材）２７の内径よりも大きくなっており、拡径部１５を収容フック２１の上方に位置付けてノズル本体３を係合部２７に係合させることで収容フック２１に収容される。そのため、安定した収容を実現できる。

すなわち、本実施の形態に係る流体噴射ノズル１は、ノズル本体３を囲むリング状の拡径部１５によって収容フック２１に係止されるので、流体噴射ノズル１を収容フック２１に収容する度にノズル本体３を回転させて収容フック２１からの脱落を防止する必要はない。また、本実施の形態に係る流体噴射ノズル１は、リング状の拡径部１５によってノズル本体３の周りの広い範囲で収容フック２１に係止されるので、噴射制御用の開閉ボタン１３のみで係止する従来の構成等と比較して、収容フック２１が緩んでも脱落し難い。

なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施の形態では、ノズル本体３を囲むリング状の拡径部１５を有する流体噴射ノズル１について説明しているが、本発明の流体噴射ノズルが備える拡径部１５は、必ずしもリング状に限定されない。

図５（Ａ）は、変形例に係る流体噴射ノズルの構成例を模式的に示す図であり、図５（Ｂ）は、変形例に係る流体噴射ノズルを流体噴射口側から見た平面図である。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、変形例に係る流体噴射ノズル３１は、略円筒状のノズル本体３３を備える。ノズル本体３３の内部には、エア等の流体が流れる流体供給路３５が設けられている。流体供給路３５の一端は、ノズル本体３３の基端側に連結されたチューブ等を通じて、流体供給源３７に接続されている。

錘状に形成されたノズル本体３３の先端には、流体噴射口３９が形成されている。この流体噴射口３９は、流体供給路３５の他端側と接続されており、流体供給源３７から流体供給路３５を通じて供給された流体を噴射する。流体供給路３５の流体噴射口３９側には、流体供給路３５を開閉する開閉スイッチ（バルブ）４１が設けられている。

ノズル本体３３の側面には、開閉スイッチ４１を作動させる開閉ボタン４３が設けられている。この開閉ボタン４３は、ノズル本体３３の側面から径方向（流体供給路３５の伸びる方向に垂直な方向）外向きに突出している。開閉ボタン４３を押下げて開閉スイッチ４１の開状態と閉状態とを切り替えることで、流体噴射口３９からの流体の噴射を制御できる。

ノズル本体３３に対して開閉ボタン４３の反対側の位置には、ノズル本体３３の側面から径方向外向きに突出した拡径部４５が形成されている。この拡径部４５は、ノズル本体３３を囲む円周の一部に相当する部分にのみ形成されており、ノズル本体３３を囲んでいない。拡径部４５によって、ノズル本体３３の径方向の幅は部分的に拡大されており、拡径部４５において、ノズル本体３３は他の部分より太くなっている。

このように構成された変形例に係る流体噴射ノズル３１では、ノズル本体３３の側面に配された開閉ボタン４３又は反対側に設けられた拡径部４５の少なくとも一方によって収容フック２１（図２等）に係止されるので、流体噴射ノズル３１を収容フック２１に収容する度に、ノズル本体３３を回転させて収容フック２１からの脱落を防止する必要はない。また、本実施の形態に係る流体噴射ノズル３１は、開閉ボタン４３又は拡径部４５によって収容フック２１に係止されるので、開閉ボタン４３のみで係止する従来の構成等と比較して、収容フック２１が緩んでも脱落し難い。

この流体噴射ノズル３１は、例えば、フレーム４８又は外壁５０に形成された溝を利用して加工装置２に収容されても良い。図６は、加工装置２の筐体を構成するフレーム４８の構成例を模式的に示す斜視図である。図６に示すように、フレーム４８は、例えば、アルミニウム等の材料で四角柱状に構成されており、側面４８ａには、流体噴射ノズル３１の拡径部４５を係合可能な溝４８ｂが形成されている。

ノズル本体３３を収容フック２１の係合部２７に係合させた上で、フレーム４８の溝４８ｂに拡径部４５を係合させることで、流体噴射ノズル３１をより安定に収容できる。なお、図６では、フレーム４８に溝４８ｂを設けているが、外壁５０に溝を設けて拡径部４５を係合させてもよい。

なお、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す変形例では、ノズル本体３３に対して開閉ボタン４３の反対側に拡径部４５を設けているが、拡径部４５は、ノズル本体３３の脱落を防止できる位置に設けられれば良い。また、上記実施の形態及び変形例では、収容フック２１を外壁５０に取り付けているが、フレーム４８に収容フック２１を取り付けても良い。

その他、上記実施の形態及び変形例に係る構成、方法などは、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

１ 流体噴射ノズル
３ ノズル本体
５ 流体供給路
７ 流体供給源
９ 流体噴射口
１１ 開閉スイッチ（バルブ）
１３ 開閉ボタン
１５ 拡径部
２１ 収容フック
２３ 基台部
２５ 支持部
２７ 係合部（リング状弾性部材）
３１ 流体噴射ノズル
３３ ノズル本体
３５ 流体供給路
３７ 流体供給源
３９ 流体噴射口
４１ 開閉スイッチ（バルブ）
４３ 開閉ボタン
４５ 拡径部
２ 加工装置（研削装置）
４ 基台
４ａ，４ｂ 開口
６ 支持壁
８ 搬送機構
１０ａ，１０ｂ カセット
１２ 位置合わせ機構
１４ 搬入機構
１６ Ｘ軸移動テーブル
１８ 防水カバー
２０ チャックテーブル
２２ Ｚ軸移動機構
２４ Ｚ軸ガイドレール
２６ Ｚ軸移動テーブル
２８ Ｚ軸ボールネジ
３０ Ｚ軸パルスモータ
３２ 研削機構
３４ スピンドルハウジング
３６ スピンドル
３８ ホイールマウント
４０ 研削ホイール
４２ 搬出機構
４４ 洗浄機構
４６ 操作パネル
４８ フレーム
４８ａ 側面
４８ｂ 溝
５０ 外壁
５１ 板状物

Claims (1)

1. 加工装置に着脱可能に収容される流体噴射ノズルであって、
   一端が流体供給源に接続され、他端が流体噴射口に接続された流体供給路と、
   該流体供給路を開閉する開閉スイッチと、
   先端に該流体噴射口が形成され、内部に該流体供給路の一部が設けられるとともに、側面の一部に外向きに突出する拡径部が形成された筒状のノズル本体と、
   該ノズル本体に配設され、該開閉スイッチを作動させる開閉ボタンと、
   を備え、
   該拡径部を含む該ノズル本体の幅は、該加工装置に配設され該ノズル本体を着脱可能に収容する、リング状弾性部材の一部に該ノズル本体を着脱する着脱部として作用する切り欠きが形成されたＣ状の収容フックの、該リング状弾性部材の内径よりも大きくなっており、
   該拡径部を該収容フックより上方に位置付けて該ノズル本体を該リング状弾性部材に係合させることで、該収容フックに収容されることを特徴とする流体噴射ノズル。
   

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