JP3239845U - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スピンドルカバーの内部空間における汚れの付着を抑制する基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板処理装置は、基板を加工する工具を駆動する駆動機構を備える。前記駆動機構は、モータと、前記モータによって回転させられる鉛直なスピンドル軸３３と、前記スピンドル軸を取り囲むスピンドルカバー４０と、を備える。前記スピンドルカバーは、前記スピンドル軸を取り囲む第１円筒部５１と、前記第１円筒部を取り囲む第２円筒部６２と、前記第１円筒部と前記第２円筒部との間に形成される内部空間６３を上方から塞ぐリング状の天板部６４と、を有する。前記天板部または前記第２円筒部の上部に、前記スピンドルカバーの外部空間から前記内部空間に気体を取り込む取込口６６が設けられる。
【選択図】図３

Description

本開示は、基板処理装置に関する。

特許文献１には、スピンドルユニットを備える研削装置が開示されている。スピンドルユニットは、スピンドル軸を取り囲むスピンドルカバーを備える。スピンドルカバーは、２つ割りのカバーを有する。

特開２０１７－２２２００３号公報

本開示の一態様は、スピンドルカバーの内部空間における汚れの付着を抑制する、技術を提供する。

本開示の一態様に係る基板処理装置は、基板を加工する工具を駆動する駆動機構を備える。前記駆動機構は、モータと、前記モータによって回転させられる鉛直なスピンドル軸と、前記スピンドル軸を取り囲むスピンドルカバーと、を備える。前記スピンドルカバーは、前記スピンドル軸を取り囲む第１円筒部と、前記第１円筒部を取り囲む第２円筒部と、前記第１円筒部と前記第２円筒部との間に形成される内部空間を上方から塞ぐリング状の天板部と、を有する。前記天板部または前記第２円筒部の上部に、前記スピンドルカバーの外部空間から前記内部空間に気体を取り込む取込口が設けられる。

本開示の一態様によれば、スピンドルカバーの内部空間における汚れの付着を抑制できる。

図１は、一実施形態に係る基板処理装置を示す平面図である。 図２は、駆動機構の一例を示す断面図である。 図３は、図２の一部を拡大した断面図である。 図４は、回転軸部とラッチ部の一例を示す斜視図である。 図５は、図４の回転軸部とラッチ部を示す平面図である。

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。本明細書において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は互いに垂直な方向である。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は水平方向、Ｚ軸方向は鉛直方向である。

図１を参照して、一実施形態に係る基板処理装置１について説明する。基板処理装置１は、例えば基板Ｗを研削する。研削は、研磨を含む。基板処理装置１は、例えば、回転テーブル１０と、基板Ｗを保持する４つのチャック２０と、基板Ｗを加工する工具Ｄを駆動する３つの駆動機構３０と、チャック２０と工具Ｄを内部に収容する筐体８０と、制御装置９０と、備える。

回転テーブル１０は、回転中心線Ｒ１の周りに４つのチャック２０を等間隔で保持し、回転中心線Ｒ１を中心に回転する。４つのチャック２０のそれぞれは、回転テーブル１０と共に回転し、搬入出位置Ａ０と、第１加工位置Ａ１と、第２加工位置Ａ２と、第３加工位置Ａ３と、搬入出位置Ａ０とにこの順番で移動する。

搬入出位置Ａ０は、基板Ｗの搬入が行われる位置と、基板Ｗの搬出が行われる位置とを兼ねる。なお、本実施形態では搬入位置と搬出位置とは同じ位置であるが、搬入位置と搬出位置とは異なる位置であってもよい。

第１加工位置Ａ１は、１次加工（例えば１次研削）が行われる位置である。第２加工位置Ａ２は、２次加工（例えば２次研削）が行われる位置である。第３加工位置Ａ３は、３次加工（例えば３次研削）が行われる位置である。

４つのチャック２０は、それぞれの回転中心線Ｒ２（図２参照）を中心に回転自在に、回転テーブル１０に取り付けられる。第１加工位置Ａ１、第２加工位置Ａ２および第３加工位置Ａ３において、チャック２０はそれぞれの回転中心線Ｒ２を中心に回転する。

１つの駆動機構３０は、第１加工位置Ａ１にて、基板Ｗを１次加工する。別の駆動機構３０は、第２加工位置Ａ２にて、基板Ｗを２次加工する。残りの駆動機構３０は、第３加工位置Ａ３にて、基板Ｗを３次加工研削する。

筐体８０は、加工屑と加工液が外部に飛散するのを抑制する。加工屑は、基板Ｗの加工によって生じる粉又は破片である。粉は、基板Ｗから削り出される粉と、工具Ｄから脱離する砥粒とを含む。加工液は、例えば、ＤＩＷ（Deionized Water）等の純水である。加工液は、工具Ｄと基板Ｗの間に入り込み、摩擦抵抗と摩擦熱を低減する。加工液は、ノズル５０（図２参照）によって供給する。

筐体８０は、チャック２０の上方に位置する上面パネル８１と、チャック２０の側方に位置する側面パネル８２と、を有する。上面パネル８１は水平であり、側面パネル８２は鉛直である。上面パネル８１は、側面パネル８２の上に位置する。上面パネル８１には、工具Ｄなどが通過する通過口８１ａ（図２参照）が設けられる。

図１に破線で示すように、上面パネル８１は、例えば第１加工位置Ａ１と第２加工位置Ａ２と第３加工位置Ａ３の上方を覆う。また、上面パネル８１は、搬入出位置Ａ０の上方を開放する。例えば、上面パネル８１は、上方から見て、矩形の一角をＬ字状に切り欠いた形状を有する。

筐体８０の内部は、仕切壁８３で複数の部屋に仕切られる。仕切壁８３は、上面パネル８１の下面に固定される。仕切壁８３は、例えば、十字状に設けられる。仕切壁８３は、例えば搬入出位置Ａ０と第１加工位置Ａ１と第２加工位置Ａ２と第３加工位置Ａ３を仕切る。

制御装置９０は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算部９１と、メモリ等の記憶部９２とを備える。記憶部９２には、基板処理装置１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御装置９０は、記憶部９２に記憶されたプログラムを演算部９１に実行させることにより、基板処理装置１の動作を制御する。

基板処理装置１は、基板Ｗの片面を研削するが、基板Ｗの両面を研削してもよい。

基板処理装置１は、研削装置には限定されない。基板処理装置１は、切削装置などであってもよい。基板処理装置１が研削装置である場合、工具Ｄとして砥石などが用いられる。基板処理装置１が切削装置である場合、工具Ｄとしてエンドミルなどが用いられる。

次に、図２を参照して、駆動機構３０の一例について説明する。駆動機構３０は、工具Ｄを回転させたり、昇降させたりする。駆動機構３０は、工具Ｄが装着される可動部３１を含む。工具Ｄは、基板Ｗに押し当てられ、基板Ｗを加工する。工具Ｄは、例えば円盤状の研削ホイールＤ１と、研削ホイールＤ１の下面にリング状に配列される複数の砥石Ｄ２と、を含む。

可動部３１は、モータ３２と、モータ３２によって回転させられる鉛直なスピンドル軸３３と、スピンドル軸３３の下端に設けられるフランジ３４と、を有する。フランジ３４は水平に配置され、その下面に工具Ｄが装着される。モータ３２は、スピンドル軸３３を回転し、フランジ３４に装着された工具Ｄを回転させる。工具Ｄの回転中心線Ｒ３は、スピンドル軸３３の回転中心線である。

駆動機構３０は、更に、可動部３１を昇降させる昇降部３５を有する。昇降部３５は、例えば、鉛直なＺ軸ガイド３６と、Ｚ軸ガイド３６に沿って移動するＺ軸スライダ３７と、Ｚ軸スライダ３７を移動させるＺ軸モータ３８と、を有する。Ｚ軸スライダ３７には、モータホルダ３９を介してモータ３２が固定される。

次に、主に図３を参照して、スピンドルカバー４０の一例について説明する。駆動機構３０は、スピンドル軸３３を取り囲むスピンドルカバー４０を備える。スピンドルカバー４０は、加工屑と加工液がスピンドル軸３３とフランジ３４の上面に付着するのを抑制する。

スピンドルカバー４０は、モータホルダ３９に対してボルト４１などで締結され、モータ３２と共に昇降させられる。スピンドルカバー４０は、第１円筒部５１と、第１円筒部５１の上端に設けられる上フランジ５２と、第１円筒部５１の上端と下端の間に設けられる中間フランジ５３と、を有する。上フランジ５２は、モータホルダ３９に対してボルト４１などで締結される。上フランジ５２と中間フランジ５３は、第１円筒部５１と一体化されている。

スピンドルカバー４０は、第１円筒部５１を取り囲む第２円筒部６２と、第１円筒部５１と第２円筒部６２との間に形成される内部空間６３を上方から塞ぐリング状の天板部６４と、を有する。天板部６４は、第２円筒部６２と一体化されており、中間フランジ５３の下面に着脱可能にボルトなどで連結されている。なお、中間フランジ５３は無くてもよく、天板部６４は第１円筒部５１と一体化されてもよい。天板部６４は、第１円筒部５１の上端と下端の間に設けられる。

第１円筒部５１の外径は、フランジ３４の外径よりも小さい。第１円筒部５１の下端は、フランジ３４の上面と接触しないように、フランジ３４の上面よりも上方に配置される。

第２円筒部６２は、第１円筒部５１の外側に配置され、フランジ３４を取り囲む。第２円筒部６２の内径は、フランジ３４の外径よりも大きい。第２円筒部６２は、フランジ３４の上面よりも下方まで延びている。第２円筒部６２は、フランジ３４の上面に加工屑が付着するのを抑制する。

フランジ３４の上面には、ボルト１１の頭部１２が設けられる。ボルト１１の頭部１２は、内部空間６３に配置される。ボルト１１の頭部１２は、フランジ３４の上面から突出している。なお、フランジ３４の上面には、ボルト１１の頭部１２を収容する凹部が設けられてもよい。

作業者は、ボルト１１を締めたり緩めたりすることで、工具Ｄを着脱する。ボルト１１の頭部１２には、作業用の穴、例えば六角穴１３が形成されている。作業者は、六角穴１３に六角棒レンチの先端を挿入し、ボルト１１の頭部１２を回転操作し、ボルト１１を締めたり緩めたりする。

スピンドルカバー４０は、フランジ３４の上面に加工屑が付着するのを抑制する。これにより、工具Ｄの着脱時に作業者が汚れるのを抑制できる。また、ボルト１１の六角穴１３に加工屑が堆積するのを抑制でき、六角穴１３が加工屑で詰まるのを抑制できる。

本願発明者は、スピンドルカバー４０の内部空間６３に加工屑が入り込む原因を気流シミュレーションなどで検討した。モータ３２がスピンドル軸３３を回転させると、フランジ３４が回転する。フランジ３４又はボルト１１の頭部１２の回転に引きずられるように回転気流が生じ、内部空間６３の一部に負圧が発生することを突き止めた。更に、図示しない障害物が内部空間６３内に有る場合、回転気流の乱れが大きくなり、内部空間６３に発生する負圧が大きくなることを突き止めた。

本実施形態では、スピンドルカバー４０の外部空間６５から内部空間６３に気体（例えば空気）を取り込む取込口６６が設けられる。取込口６６は、天板部６４または第２円筒部６２の上部（図３では天板部６４）に設けられる。取込口６６は、外部空間６５と内部空間６３の差圧によって、外部空間６５から内部空間６３に気体を取り込む。

スピンドルカバー４０の内部空間６３において回転気流が乱れ、内部空間６３の一部に負圧が発生したとしても、取込口６６が内部空間６３に気体を取り込むことで、内部空間６３の下端に下向き又は斜め下向きの気流を形成でき、加工屑が内部空間６３に入り込むのを制限できる。

基板処理装置１が筐体８０を備える場合、取込口６６は筐体８０の上面パネル８１よりも上方の外部空間６５から内部空間６３に気体を取り込む。清浄な気体を内部空間６３に取り込むことができる。できるだけ清浄な気体を取り込むべく、できるだけ上方に取込口６６が設けられることが好ましく、取込口６６は天板部６４に設けられることが好ましい。

取込口６６は、例えば天板部６４の周方向に間隔をおいて複数設けられる。複数の取込口６６は、不等ピッチで設けられてもよいが、等ピッチで設けられることが好ましい。複数の取込口６６を等ピッチで設けることで、内部空間６３に均等に気体を取り込むことができる。

取込口６６が設けられる天板部６４の上には、中間フランジ５３が載置される。中間フランジ５３には、取込口６６と重なる位置に、連通穴５６が設けられる。気体は、連通穴５６と取込口６６を介して外部空間６５から内部空間６３に取り込まれる。なお、中間フランジ５３には、取込口６６を避けるように切り欠き５７が形成されてもよい（図４及び図５参照）。

次に、図４及び図５を参照して、開閉カバー部６８を回転自在に支持する回転軸部４２の一例について説明する。図４において、回転軸部４２を図示すべく、図５に示すアーム部６９の図示を省略する。また、図４において、メンテナンス口６７を図示すべく、開閉カバー部６８の輪郭のみ破線で示す。

スピンドルカバー４０は、工具Ｄの着脱に用いられるメンテナンス口６７と、メンテナンス口６７を開閉する開閉カバー部６８と、開閉カバー部６８を回転自在に支持する回転軸部４２と、を有する。

メンテナンス口６７は、第２円筒部６２の周方向一部を切り欠いて設けられる。メンテナンス口６７は、工具Ｄの着脱に用いられるものであって、作業者がボルト１１にアクセスするためのものである。工具Ｄの着脱は、スピンドルカバー４０及び工具Ｄを筐体８０の上面パネル８１よりも上方に抜き出した状態で行われる。

開閉カバー部６８は、メンテナンス口６７を開閉する。開閉カバー部６８は、第２円筒部６２とは同じ外径および同じ内径を有する。開閉カバー部６８は、工具Ｄの着脱時にメンテナンス口６７を開放し、基板Ｗの加工時にメンテナンス口６７を閉塞する。開閉カバー部６８は、加工液や加工屑が内部空間６３に入り込むのを制限する。

開閉カバー部６８は、円弧状のアーム部６９の外縁に設けられ、その外縁から下方に突出している。開閉カバー部６８がメンテナンス口６７を閉塞する時、アーム部６９は中間フランジ５３の切り欠き５７の内部に収容され、天板部６４の上に載置される。天板部６４の取込口６６を塞がないように、アーム部６９には切り欠き６９ａが設けられる。

回転軸部４２は、メンテナンス口６７を閉じる閉位置とメンテナンス口６７を開く開位置との間で開閉カバー部６８を回転自在に支持する。開閉カバー部６８は、回転軸部４２を中心に回転する。回転軸部４２は、例えば天板部６４から上方に突出しており、アーム部６９の図示しない貫通穴に挿通されている。回転軸部４２の上端には、アーム部６９を押さえる円盤状のストッパ４３が設けられる。

回転軸部４２は、スピンドルカバー４０の内部空間６３の外に設けられる。回転軸部４２を内部空間６３に設ける場合に比べて、内部空間６３における回転気流の乱れを抑制できる。これにより、内部空間６３の一部に負圧が発生するのを抑制でき、加工屑が内部空間６３に入り込むのを制限できる。

次に、図４及び図５を再度参照して、開閉カバー部６８を閉位置で止めるラッチ部４５の一例について説明する。スピンドルカバー４０は、メンテナンス口６７と開閉カバー部６８に加えて、ラッチ部４５を有する。ラッチ部４５は、例えば板バネであって、弾性変形する水平部４６と、水平部４６の一端に設けられる突起部４７とを有する。

水平部４６は、中間フランジ５３の上にボルト４９で固定されると共に、ボルト４９から中間フランジ５３の切り欠き５７の上に向けて張り出している。突起部４７は、水平部４６の一端に設けられ、切り欠き５７の内部に設けられる。突起部４７がアーム部６９の嵌合穴６９ｂに嵌合することで、開閉カバー部６８が閉位置で止まる。

突起部４７は、例えば、水平部４６の一端から下方に突き出す垂直部４７ａと、垂直部４７ａの下端から上方に折り返す傾斜部４７ｂと、を有する。傾斜部４７ｂは、垂直部４７ａを基準として、第２円筒部６２の径方向外方に設けられる。傾斜部４７ｂは、上方に向かうほど垂直部４７ａから遠ざかる方向に傾斜する。

開閉カバー部６８が開位置から閉位置に移動する途中で、アーム部６９が傾斜部４７ｂを斜め上に押し上げ、水平部４６が弓なりに弾性変形する。その後、開閉カバー部６８が閉位置に達すると、突起部４７が嵌合穴６９ｂに入り込み、水平部４６が水平に戻る。

一方、開閉カバー部６８が閉位置から開位置に向けて移動を開始すると、アーム部６９が垂直部４７ａを斜め上に押し上げ、水平部４６が弓なりに弾性変形する。その後、突起部４７が嵌合穴６９ｂから抜け出ると、水平部４６が水平に戻る。

ラッチ部４５は、スピンドルカバー４０の内部空間６３の外に設けられる。ラッチ部４５を内部空間６３に設ける場合に比べて、内部空間６３における回転気流の乱れを抑制できる。これにより、内部空間６３の一部に負圧が発生するのを抑制でき、加工屑が内部空間６３に入り込むのを制限できる。

以上、本開示に係る基板処理装置について説明したが、本開示は上記実施形態などに限定されない。実用新案登録請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、および組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。

１ 基板処理装置
３０ 駆動機構
３２ モータ
３３ スピンドル軸
４０ スピンドルカバー
５１ 第１円筒部
６２ 第２円筒部
６３ 内部空間
６４ 天板部
６５ 外部空間
６６ 取込口

Claims (5)

1. 基板を加工する工具を駆動する駆動機構を備え、
   前記駆動機構は、モータと、前記モータによって回転させられる鉛直なスピンドル軸と、前記スピンドル軸を取り囲むスピンドルカバーと、を備え、
   前記スピンドルカバーは、前記スピンドル軸を取り囲む第１円筒部と、前記第１円筒部を取り囲む第２円筒部と、前記第１円筒部と前記第２円筒部との間に形成される内部空間を上方から塞ぐリング状の天板部と、を有し、
   前記天板部または前記第２円筒部の上部に、前記スピンドルカバーの外部空間から前記内部空間に気体を取り込む取込口が設けられる、基板処理装置。
2. 基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部と前記工具を収容する筐体と、を備え、
   前記筐体は、前記工具を通過させる通過口が形成される上面パネルを有し、
   前記取込口は、前記上面パネルよりも上方の前記外部空間から前記内部空間に気体を取り込む、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記取込口は、前記天板部に設けられる、請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記スピンドルカバーは、前記第２円筒部に設けられたメンテナンス口を開閉する開閉カバー部と、前記メンテナンス口を閉じる閉位置と前記メンテナンス口を開く開位置との間で前記開閉カバー部を回転自在に支持する回転軸部と、を有し、
   前記回転軸部は、前記内部空間の外に設けられる、請求項１または２に記載の基板処理装置。
5. 前記スピンドルカバーは、前記第２円筒部に設けられたメンテナンス口を開閉する開閉カバー部と、前記メンテナンス口を閉じる閉位置で前記開閉カバー部を止めるラッチ部と、を有し、
   前記ラッチ部は、前記内部空間の外に設けられる、請求項１または２に記載の基板処理装置。

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