JP5968185B2

JP5968185B2 - 加工装置

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Publication number: JP5968185B2
Application number: JP2012227670A
Authority: JP
Inventors: 健太郎寺師; 聡清川
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-10-15
Filing date: 2012-10-15
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2032-10-15
Also published as: JP2014079822A

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を加工する加工装置に関し、特に、加工室内の雰囲気を排気するファンと排気路とを備えた加工装置に関する。

半導体デバイス製造プロセスでは、シリコンやガリウム砒素等の半導体材料からなるウエーハの表面に格子状の分割予定ラインが設定され、分割予定ラインで区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成される。

このようなウエーハは、裏面が研削されて所定の厚みに薄化された後、分割予定ラインに沿って切断することにより、多数のデバイスチップに分割される。このようにして得られたデバイスチップは、樹脂やセラミックスでパッケージングされ、各種電気機器に実装される。

ウエーハを分割する装置としては、回転する切削ブレードを分割予定ラインに沿ってウエーハに切り込ませて切削する切削装置が一般的であり、ウエーハの裏面研削には、ウエーハの裏面に回転する砥石を押し付けて研削する研削装置が用いられる。

この種の切削装置や研削装置といった加工装置においては、密閉された加工室内においてチャックテーブルで保持した被加工物を切削ブレードや研削砥石等の加工手段で加工する構成が一般的である。

そして加工の際には、加工手段が被加工物に接する加工点に加工液を供給しながら加工が遂行される。加工液は、加工によって生じる加工屑を被加工物から除去したり加工点を冷却したりする目的で供給され、加工屑が混入した加工液は廃液として加工装置外に排出される。

一方、加工室内の雰囲気はダクト（排気路）を通じて装置外に排気され、ダクトの途中には、加工室内の雰囲気をダクト内に吸入して排気口に送り込むファンが設けられている。加工装置の中には、ダクト及びファンが内蔵されているタイプのものもある（例えば、特開２０００−１２４１６５号公報参照）。

特開２０００−１２４１６５号公報

ところで、このような構成の加工装置では、加工室からの排気中に加工屑が混じった加工液（廃液）が混入すると、ファンに加工屑が付着し、ファンの回転が低下したり振動が発生して吸引力が低下する恐れがある。

また、加工液の循環路（循環ライン）を設けて加工液を循環して使用している加工装置の場合には、加工室からの排気中に加工液が混入すると加工液が循環ラインから排出されてしまうため、頻繁に加工液を補充しなければならないという問題がある。

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、加工室からの排気中に混じった加工液（廃液）を排気から分離することでファンに異物が付着する恐れを低減し、ファンの吸引力低下を防止するとともに、加工液を循環して使用している場合には、加工液の消失を低減可能な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で保持された被加工物を加工する加工手段と、該加工手段と被加工物とに加工液を供給する加工液供給手段と、該チャックテーブルと該加工手段と該加工液供給手段とを囲繞する加工室と、一端が該加工室に連通すると共に他端がファンに連通して該加工室内の雰囲気を排気する排気路とを備えた加工装置であって、該加工室と該ファンとの間の該排気路中に配設され、該加工室から該排気路に流入した排気に含まれる加工屑を含んだ廃液を気体から分離する分離手段を更に具備し、該分離手段は、漏斗状の下チャンバーと該下チャンバーの上端から立ち上がる円筒状の上チャンバーとで構成された分離チャンバーと、該上チャンバーの側面に形成された該加工室に連通する吸気口と、該上チャンバーの上端に形成された該ファンに連通する気体排出口と、該下チャンバーの下端に形成された廃液排出口と、該廃液排出口に接続された廃液排出路と、を有し、該吸気口から吸入された排気によって該分離チャンバー内に渦巻き気流が発生することで、該排気に含まれる廃液が該廃液排出口を介して該廃液排出路に排出されるとともに、該排気は該気体排出口を介して排出され、該廃液排出路中には水封部が形成され、該廃液排出路内を気体が該ファンに向かって逆流するのを防止することを特徴とする加工装置が提供される。

好ましくは、該廃液排出路は、前記廃液排出口に一端が接続され上方から下方に伸長する第１廃液排出路と、該第１廃液排出路の他端よりも一端が上方に位置付けられた上方から下方に伸長する第２廃液排出路と、該第１廃液排出路の該他端と該第２廃液排出路の該一端とを接続する屈曲部と、を有し、前記水封部は、該屈曲部に液体が貯留さることで形成される。

本発明の加工装置は、廃液排出路中に形成された水封部を有するため、廃液排出路中を気体がファンに向かって逆流して廃液が分離チャンバー内で巻き上げられる恐れがなく、分離チャンバー内で効果的に排気と廃液とを分離することができる。

更に、吸気口と気体排出口間に隔壁を有するため、吸気口から吸入された廃液を含む排気が気体排気口を通じてファンへと流出することを防止できるため、ファンに加工屑が付着する恐れを低減できファンの吸引力低下を防止できる。

切削装置の外観斜視図である。切削装置の要部の縦断面図である。分離チャンバーの斜視図である。図４（Ａ）は分離チャンバーの横断面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の４Ｂ−４Ｂ線断面図である。図５（Ａ）は分離チャンバーに接続された第１実施形態の廃液排出路の縦断面図、図５（Ｂ）は分離チャンバーに接続された第２実施形態の廃液排出路の縦断面図である。

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、加工装置の一種である本発明実施形態に係る切削装置（ダイシング装置）２の外観斜視図が示されている。切削装置２の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作パネル４が設けられている。

切削対象のウエーハＷは粘着テープであるダイシングテープＴに貼着され、ダイシングテープＴの外周縁部は環状フレームＦに貼着される。これにより、ウエーハＷはダイシングテープＴを介して環状フレームＦに支持された状態となり、ウエーハカセット６中にウエーハが複数枚（例えば２５枚）収容される。ウエーハカセット６は上下動可能なカセットエレベータ８上に載置される。

ウエーハカセット６の後方には、ウエーハカセット６から切削前のウエーハＷを搬出するとともに、切削後のウエーハをウエーハカセット６に搬入する搬出入手段１０が配設されている。ウエーハカセット８と搬出入手段１０との間には、搬出入対象のウエーハが一時的に載置される領域である仮置き領域１２が設けられており、仮置き領域１２には、ウエーハＷを一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段１４が配設されている。

仮置き領域１２の近傍には、ウエーハＷと一体となったフレームＦを吸着して搬送する旋回アームを有する搬送手段１６が配設されており、仮置き領域１２に搬出されたウエーハＷは、搬送手段１６により吸着されてチャックテーブル１８上に搬送され、このチャックテーブル１８に吸引されるとともに、複数のクランプ１９によりフレームＦが固定されることでチャックテーブル１８上に保持される。

チャックテーブル１８は、回転可能且つＸ軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル１８のＸ軸方向の移動経路の上方には、ウエーハＷの切削すべきストリートを検出するアライメントユニット２０が配設されている。

アライメントユニット２０は、ウエーハＷの表面を撮像する撮像ユニット２２を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の処理によって切削すべきストリートを検出することができる。撮像ユニット２２によって取得された画像は、図示を省略した表示モニタに表示される。

アライメントユニット２０の左側には、チャックテーブル１８に保持されたウエーハＷに対して切削加工を施す切削ユニット２４が配設されている。切削ユニット２４はアライメントユニット２０と一体的に構成されており、両者が連動してＹ軸方向及びＺ軸方向に移動する。

切削ユニット２４は、回転可能なスピンドル２６の先端に切削ブレード２８が装着されて構成され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード２８は撮像ユニット２２のＸ軸方向の延長線上に位置している。

切削加工の終了したウエーハＷは搬送手段２５によりスピンナ洗浄装置２７まで搬送され、スピンナ洗浄装置２７で洗浄されるとともにスピン乾燥される。

切削装置２の上述したような機構部分は筐体３０内に収容されている。筐体３０はフレーム３２と、フレーム３２に装着されたアクリル樹脂等から形成された透明プレート３４から構成される。

オペレータは、取っ手３６を掴んでカバー３７を開閉することによりチャックテーブル１８にアクセスすることができ、取っ手３８を掴んでカバー３９を開閉することにより切削ユニット２４にアクセスすることができる。

更に、取っ手４０を掴んでカバー４１を開閉することによりカセットエレベータ８上にウエーハカセット６を載置したり、ウエーハカセット６をカセットエレベータ８上から取り出すことができる。

図２を参照すると、本発明実施形態に係る切削装置２の要部断面図が示されている。切削装置２の筐体３０内には加工室３１が画成されている。加工室３１内には、チャックテーブル１８に保持されたウエーハＷと、切削ユニット２４が収容されている。切削ユニット２４の切削ブレード２８の両側には切削液供給ノズル２９が配設されている。

加工室３１の後側（図２で左側）には隔壁４２が設けられており、この隔壁４２には排気口４３が形成されている。排気口４３には排気路（ダクト）４４の一端が連通されている。排気路４４の他端は切削装置２内に設置されたファン４５に連通しており、排気路４４の他端側には切削装置２の外部まで伸びる排気管４６が接続されている。

排気路４４の途中の加工室３１とファン４５との間には、排気を気体と液体とに分離する分離手段４８が配設されている。ここで、排気路４４を加工室３１と分離手段４８との間と、分離手段４８とファン４５との間の二つに分け、前者を上流側排気路４４Ａ、後者を下流側排気路４４Ｂとする。排気管４６は、下流側排気路４４Ｂの末端に接続されている。

図３及び図４（Ｂ）に示すように、分離手段４８は、漏斗状の下チャンバー５０と、下チャンバー５０の上端から立ち上がった円筒状の上チャンバー５２とから構成された分離チャンバー５４を含んでいる。下チャンバー５０と、上チャンバー５２は連結部５６で連結されている。

上チャンバー５２の側面には加工室３１に連通する吸気口５８が形成されており、上チャンバー５２の上部にはファン４５に連通する気体排出口６０が形成されている。一方、下チャンバー５０の下端には廃液排出口６２が形成されており、廃液排出口６２は廃液排出路６８（図２参照）に接続されている。

上チャンバー５２の内部には、吸気口５５から吸入された排気が気体排出口６０に直に流入することを防止する隔壁６１が吸気口５８に対面して配設されている。隔壁６１を上チャンバー５２内に設けたことにより、吸気口５８から吸入された排気は隔壁６１に衝突してから上チャンバー５２の内周面に沿って流動し、分離チャンバー５４内に渦巻き気流６４が発生する。

図５（Ａ）を参照すると、分離チャンバー５４に接続された第１実施形態の廃液排出路６８の縦断面図が示されている。廃液排出路６８は、その上端が廃液排出口６２に接続され上方から下方に伸長する第１廃液排出路７０と、第１廃液排出路７０の下端よりも上方にその上端が位置づけられた上方から下方に伸長する第２廃液排出路７４と、第１廃液排出路７０の下端と第２廃液排出路７４の上端と接続する屈曲部７２とから構成される。屈曲部７２内に廃液が貯留されることで水封部７６が形成される。

図５（Ｂ）を参照すると、分離チャンバー５４に接続された第２実施形態の廃液排出路６８Ａの縦断面図が示されている。本実施形態の廃液排出路６８Ａでは、第１実施形態の屈曲部７２に代わって、第１廃液排出路７０と第２廃液排出路７４との間に廃液を貯留する廃液貯留ボックス７８が配設されている。

即ち、廃液貯留ボックス７８の下側開口７８ａに第１廃液排出路７０の下端７０ａが接続され、廃液貯留ボックス７８の上側開口７８ｂに第２廃液排出路７４の上端７４ａが接続されている。廃液貯留ボックス７８内に貯留された廃液により水封部８０が形成される。

本実施形態では、廃液貯留ボックス７８の下側開口７８ａと上側開口７８ｂにより、第１実施形態の屈曲部７２と等価な屈曲部が形成されている。よって、この屈曲部により廃液貯留ボックス７８内に貯留された廃液により水封部８０が形成されていることになる。

本実施形態の切削装置２では、ファン４５を駆動すると、加工室３１内の雰囲気が排気口４３を介して上流側排気路４４Ａ内に吸入されて、分離手段４８の吸気口５８から分離チャンバー５４内に導入される。そして、分離チャンバー５４内を通って気体排出口６０を介して下流側排気路４４Ｂに排出され、排気管４６を経て切削装置２の外部に排気される。

このようにして、加工室３１内の雰囲気が排気されることにより、加工室３１内は清浄な雰囲気に維持される。排気が通過する分離手段４８においては、排気が上チャンバー５２内に形成された隔壁６１に衝突して分離チャンバー５４内に渦巻き気流６４が発生する。即ち、分離チャンバー５４内では、排気が渦巻状に回転してから上方の気体排出口６０を介して下流側排気路４４Ｂに排出されていく。

ウエーハＷの切削加工時には、切削液供給ノズル２９から切削液を供給しながら切削ブレード２８による切削加工が実施されており、切削液は回転する切削ブレード１８により跳ね上げられてミスト状に飛散する。

このミスト状となった切削液は廃液であって、その中には加工屑等の異物が混じっている場合が多く、排気に混入した状態で排気口４３から上流側排気路４４Ａを経て分離手段４８の吸気口５８を介して分離チャンバー５４内に導入される。

分離チャンバー５４内に導入された廃液５５を含む排気は、分離チャンバー５４内で渦巻き気流６４となって回転し、遠心分離作用で気体と液体、即ち排気と廃液に分離される。そして、排気のみが気体排出口６０から下流側排気路４４Ｂに排出され、異物を含む廃液５５は廃液排出口６２から落下して廃液排出路６８に排出される。

このように、ミスト状の廃液を含む加工室３１内の雰囲気を排気しても、その排気が分離手段４８を通過することによって気体と液体とに分離され、気体のみが気体排出口６０から排出され、異物を含む廃液は廃液排出口６２から廃液排出路６８に排出される。

従って、ミスト状の廃液がファン４５を通ることがなく、このため廃液に含まれる加工屑等の異物がファン４５に付着する恐れが低減される。その結果、ファン４５の吸引力の低下が防止される。

図５（Ａ）に示した第１実施形態の廃液排出路６８は屈曲部７２に貯留された廃液によって水封部７６が形成されているため、廃液排出路６８中を気体がファン４５に向かって逆流して廃液が分離チャンバー５４内で巻き上げられる恐れがなく、分離チャンバー５４内で効果的に排気と廃液とを分離できる。

図５（Ｂ）に示した第２実施形態では、廃液排出路６８Ａに廃液貯留ボックス７８が設けられているため、図５（Ａ）に示した第１実施形態と同様に、廃液排出路６８Ａ中を気体がファン４５に向かって逆流して廃液が分離チャンバー５４内で巻き上げられる恐れがなく、分離チャンバー５４内で効果的に排気と廃液とを分離できる。

加工装置２が加工液の循環ラインを設けて加工液を循環して使用している場合には、分離チャンバー５４の廃液排出口６２を濾過装置を介して循環ラインに接続することにより、加工液の消失を低減することができる。

上述した実施形態では、加工装置２内にファン４５及び分離手段４８を配設した例について説明したが、加工室内の雰囲気を排気するファンを有する排気設備が加工装置が設置された工場内に設けられている場合には、排気設備に分離手段４８を設けるようにしてもよい。

尚、上述した実施形態は本発明を切削装置に適用した例について説明したが、本発明は切削装置に限らず、研削装置、研磨装置、バイト切削装置等の各種加工装置に適用可能である。

２切削装置
２４切削ユニット
２８切削ブレード
３０筐体
３１加工室
４４排気路
４５ファン
４６排気管
４８分離手段
５０下チャンバー
５２上チャンバー
５４分離チャンバー
６０隔壁
６８，６８Ａ廃液排出路
７０第１廃液排出路
７２屈曲部
７４第２廃液排出路
７６，８０水封部
７８廃液貯留ボックス

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で保持された被加工物を加工する加工手段と、該加工手段と被加工物とに加工液を供給する加工液供給手段と、該チャックテーブルと該加工手段と該加工液供給手段とを囲繞する加工室と、一端が該加工室に連通すると共に他端がファンに連通して該加工室内の雰囲気を排気する排気路とを備えた加工装置であって、
該加工室と該ファンとの間の該排気路中に配設され、該加工室から該排気路に流入した排気に含まれる加工屑を含んだ廃液を気体から分離する分離手段を更に具備し、
該分離手段は、漏斗状の下チャンバーと該下チャンバーの上端から立ち上がる円筒状の上チャンバーとで構成された分離チャンバーと、
該上チャンバーの側面に形成された該加工室に連通する吸気口と、
該上チャンバーの上端に形成された該ファンに連通する気体排出口と、
該下チャンバーの下端に形成された廃液排出口と、
該廃液排出口に接続された廃液排出路と、を有し、
該吸気口から吸入された排気によって該分離チャンバー内に渦巻き気流が発生することで、該排気に含まれる廃液が該廃液排出口を介して該廃液排出路に排出されるとともに、該排気は該気体排出口を介して排出され、
該廃液排出路中には水封部が形成され、該廃液排出路内を気体が該ファンに向かって逆流するのを防止することを特徴とする加工装置。
該廃液排出路は、
前記廃液排出口に一端が接続され上方から下方に伸長する第１廃液排出路と、
該第１廃液排出路の他端よりも一端が上方に位置付けられた上方から下方に伸長する第２廃液排出路と、
該第１廃液排出路の該他端と該第２廃液排出路の該一端とを接続する屈曲部と、を有し、
前記水封部は、該屈曲部に液体が貯留さることで形成される請求項１記載の加工装置。