JP6809974B2

JP6809974B2 - 加工装置

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Publication number: JP6809974B2
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Inventors: 二郎現王園
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Publication date: 2021-01-06
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Description

本発明は、板状の被加工物を加工する加工装置に関する。

半導体ウエーハ等の板状の被加工物を研削して所望の厚さに薄化する研削装置は、研削ホイールが装着された研削手段を備えており、この研削手段を研削送り手段で上下方向に研削送りすることができる。また、研削装置は、例えば、被加工物の研削を行う際に研削手段が進入する開口を備えた加工室（ウォータケース）を備えている（例えば、特許文献１参照）。また、研削送り手段は、研削手段の待機位置と、下限位置と、上限位置とを認識するセンサを備えている。

被加工物に対して実際に研削を行う前には、研削装置の暖機運転（アイドリング）、即ち、研削ホイールの回転やチャックテーブルの回転等を行い装置の不具合等をチェックし、実際に研削をする際に研削不良が発生しないようにしている。暖機運転時において研削手段は待機位置に位置付けられ、この待機位置は、開口から加工室内に研削手段が進入し、かつ研削砥石がチャックテーブルに接触しない高さ位置に設定されている。このようにする理由のひとつは、待機位置において研削砥石が加工室内に入っている状態にしつつ、加工室の天板を開けることができないようにすることで、作業者等が回転する研削砥石等に触れてしまうことがないようにするためである。

暖機運転中においては、回転する研削砥石が乾燥しないように研削水を供給し、また加工室内の雰囲気温度の上昇を防ぐために回転するチャックテーブルに対しても研削水を供給している。研削水は、研削ホイールからチャックテーブルに供給するのではなく、チャックテーブルに隣接するノズルから供給している。そして、研削水を研削砥石にかけるために、加工位置により近い位置に待機位置が設定され、研削手段がこの待機位置にある状態で暖機運転は行われる。しかし、研削砥石の中には、研削水によって研削砥石が消耗する砥石（研削砥石のボンド剤が水に溶ける材質からなる砥石等）がある。研削ホイールに備える砥石が研削水で消耗する研削砥石である場合には、暖機運転中に研削水を研削砥石にかけたくないが、回転するチャックテーブルに対しては研削水をかけたい。そこで、待機位置を、開口から研削手段が加工室内に進入しかつ研削砥石にチャックテーブル上から研削水がかかることがないより高い高さ位置、即ち、上限位置に近い位置とすることで、暖機運転中にチャックテーブルには研削水がかかるが、研削砥石には研削水がかからないようにしている。

特許５９３６９６３号公報

しかし、従来の研削装置は、上記のように研削手段の待機位置をより高い位置に設定すると加工室の天板を開けることが可能となってしまい、また、研削ホイールを囲繞するホイールカバーも開くことができてしまうようになる。そして、暖機運転中に、作業者が間違って加工室の天板及びホイールカバーを開いてしまうと、回転する研削ホイールに作業者が触れてしまう危険が生じる。また、研削装置は、研削手段が待機位置より下方の位置にある場合にも研削ホイールの交換を行うことができるようになっているため、暖機運転中で無くとも、回転可能な状態の研削ホイールに作業者が触れることができてしまうという危険性がある。

よって、研削装置等の板状の被加工物を加工する加工装置においては、加工手段の待機位置を上限位置近くの高い位置に設定した場合であっても、ホイールカバー及び加工室の天板等を開けられないようにして、作業者の安全を確保するという課題がある。

上記課題を解決するための本発明は、被加工物を保持する保持テーブルと、加工具を回転可能に装着して該保持テーブルが保持した被加工物を加工する加工手段と、該加工手段を該保持テーブルに対して接近又は離間する方向に移動させる移動手段と、該保持テーブルと該加工手段の該加工具を含む下部分とを収容する箱状の加工室と、を備えた加工装置であって、該加工手段の下部分には、該加工具を囲繞する筒状の加工具カバーを備え、該加工具カバーは、少なくとも半円筒状の第１の半円筒と第２の半円筒とで筒状を形成できると共に開閉可能であり、該第１の半円筒は該加工手段に固定され、該第２の半円筒はスライド部を備え該第１の半円筒の円弧面に沿って円周方向にスライド可能であり、該加工室は、該保持テーブルを囲繞する側板と、該側板の下部に連結し該保持テーブルを露出する底板と、該側板の上部に連結し該底板に対面する天板と、を備え、該天板は、該加工手段を加工室内に進入させる開口を備え、該第２の半円筒から径方向外側に張り出すとともに該加工手段の移動方向に延在する防止部を備え、該天板には、該防止部が進入する進入口を備え、該防止部は、該加工手段が上限位置にあるときに該進入口に進入しない長さで延在し、該加工手段が該上限位置より下方にあるときは、該防止部が該進入口に進入して該第２の半円筒が開けられなくなり、該加工手段が該上限位置にあるときは、該防止部が該進入口から抜け出し該第２の半円筒が開けられ該加工具の着脱が可能となることを特徴とする加工装置である。

本発明に係る加工装置は、第２の半円筒から径方向外側に張り出すとともに加工手段の移動方向に延在する防止部を備え、天板には、防止部が進入する進入口を備え、防止部は、加工手段が上限位置にあるときに進入口に進入しない長さで延在し、加工手段が上限位置より下方にあるときは、防止部が進入口に進入して第２の半円筒が開けられなくなり、加工手段が上限位置にあるときは、防止部が進入口から抜け出し第２の半円筒が開けられ加工具の着脱が可能となるため、加工手段が上限位置近くの高い待機位置にある場合においても、天板及び加工具カバー等を開けられないようにして、作業者の安全を確保することができる。

加工装置の一例を示す斜視図である。天板が閉じられた状態の加工室、及び上限位置にあり加工具カバーが閉じられている状態の加工手段の一例を模式的に示す縦断面図である。天板が開いている状態の加工室、及び上限位置にあり加工具カバーが開いている状態の加工手段の一例を模式的に示す縦断面図である。防止部と進入口の別例を示す斜視図である。加工手段が待機位置にあることで開かない状態の加工具カバー及び開かない状態の加工室の一例を示す斜視図である。加工手段が待機位置にあることで開かない状態の加工具カバー及び開かない状態の加工室の一例を模式的に示す縦断面図である。加工室内にある研削手段によって被加工物を研削している状態を模式的に示す縦断面図である。

図１に示す加工装置１は、保持テーブル３０に保持された被加工物Ｗを加工手段７Ａ，７Ｂにより研削する装置である。加工装置１は、例えば、装置ベース１０の後方（＋Ｙ方向側）に第一のコラム１１及び第二のコラム１２が連結されて構成されている。なお、加工装置１は、加工手段が二軸の研削装置に限定されるものではなく、加工手段が一軸の研削装置であってもよく、また、回転可能に装着された研磨パッドによって被加工物Ｗに研磨加工を施すことができる研磨装置であってもよい。

装置ベース１０の前方（−Ｙ方向側）には、例えば、保持テーブル３０に対して洗浄水を噴射する洗浄水ノズル１５０、１５１が配置されている。また、洗浄水ノズル１５１に隣接する位置には、被加工物Ｗが仮置きされる仮置きステージ１５２が設けられている。

装置ベース１０の中央領域には、ターンテーブル１７が配設され、ターンテーブル１７の上面には、例えば３つの保持テーブル３０（図１においては１つのみ図示）が周方向に等間隔を空けて配設されている。ターンテーブル１７は、Ｚ軸方向の軸心周りに回転可能となっており、ターンテーブル１７が回転することで、３つの保持テーブル３０を公転させ、各保持テーブル３０を加工手段７Ａの下方又は加工手段７Ｂの下方に順次移動させることができる。なお、加工装置１が、例えば加工手段が一軸の研削加工装置である場合には、ターンテーブル１７ではなく、モータ及びボールネジ等からなり保持テーブル３０をＹ軸方向に移動させる直動移動手段が装置ベース１０に配設されていてもよい。

保持テーブル３０は、例えば、その外形が円形状であり、図示しない吸引源に連通し、吸引源が吸引することで生み出された吸引力が伝達される保持面３０ａを備えており、被加工物Ｗを保持面３０ａで吸引保持することができる。

第一のコラム１１の−Ｙ方向側の側面には、加工具７４を備えた加工手段７Ａを保持テーブル３０に対して接近又は離間する方向に移動させる移動手段２０が配設されている。図２に示す移動手段２０は、鉛直方向（Ｚ軸方向）の軸心を有するボールネジ２００と、ボールネジ２００と平行に配設された一対のガイドレール２０１と、ボールネジ２００に連結しボールネジ２００を回動させるモータ２０２と、加工手段７Ａを保持し内部のナットがボールネジ２００に螺合し側部がガイドレール２０１に摺接する昇降ホルダー２０３とを備えており、モータ２０２がボールネジ２００を回動させると、これに伴い昇降ホルダー２０３がガイドレール２０１にガイドされてＺ軸方向に往復移動し、昇降ホルダー２０３に保持された加工手段７ＡがＺ軸方向に研削送りされる。

加工装置１は、ＣＰＵ及びメモリ等の記憶素子等からなる制御手段９を備えている。制御手段９は、保持テーブル３０、移動手段２０、及び加工手段７Ａ、７Ｂ等に電気的に接続されており、制御手段９の制御の下で、保持テーブル３０の回転動作、移動手段２０による加工手段７Ａ等の上下方向における移動動作、及び加工手段７Ａの図２に示す加工具７４の回転動作等が制御される。

本実施形態において、例えば、移動手段２０のモータ２０２は、制御手段９に備える図示しないパルス発振器から供給されるパルス信号によって動作するパルスモータである。そして、制御手段９が、移動手段２０のモータ２０２に供給するパルス信号の数をカウントすることにより、加工手段７ＡのＺ軸方向における位置制御が正確になされる。
例えば、移動手段２０のモータ２０２をパルスモータではなくサーボモータとし、サーボモータにロータリエンコーダが接続された構成としてもよい。この場合には、制御手段９は、ロータリエンコーダから送出されたエンコーダ信号によって、加工手段７ＡのＺ軸方向における位置制御を正確になすことができる。

加工手段７Ａは、軸方向が鉛直方向（Ｚ軸方向）であるスピンドル７０と、スピンドル７０を回転可能に支持するハウジング７１と、スピンドル７０を回転駆動するモータ７２と、スピンドル７０の下端に接続された円形状のマウント７３と、マウント７３の下面に着脱可能に装着されスピンドル７０の回転に伴って回転する加工具７４とを備える。そして、加工具７４は、被加工物Ｗを研削加工する研削ホイールであり、ホイール基台７４１と、ホイール基台７４１の底面に環状に配設された略直方体形状の複数の研削砥石７４０とを備える。研削砥石７４０は、例えば、レジンボンドやメタルボンド等でダイヤモンド砥粒等が固着されて成形されている。なお、研削砥石７４０の形状は、環状に一体に形成されているものでもよい。研削砥石７４０は、例えば、粗研削に用いられる砥石であり、砥石中に含まれる砥粒が比較的大きな砥石である。すなわち、加工手段７Ａは、被加工物Ｗに対して粗研削を施すための研削手段である。

図１に示すように、第一のコラム１１にＸ軸方向に並列する第二のコラム１２の−Ｙ方向側の側面には、加工手段７ＢをＺ軸方向に移動させる移動手段２０が配設されている。加工手段７Ｂは、砥石中に含まれる砥粒が比較的小さな仕上げ研削用の研削砥石が配設された研削ホイールを加工具として備えており、その他の構成は加工手段７Ａと同様となっている。すなわち、加工手段７Ｂは、被加工物Ｗに対して仕上げ研削を施すための研削手段である。

図２に示すように、例えば、加工手段７Ａは、加工手段７Ａが移動手段２０によって待機位置Ｚ２より上方に位置付けられた場合に加工具７４の回転を停止させる制御（インターロック制御）を行うインターロック機構７７を備えている。なお、加工手段７Ｂも同様にインターロック機構７７を備えている。

例えば、ガイドレール２０１には、図２に示すように、加工手段７Ａが上限位置Ｚ１にある場合に昇降ホルダー２０３の側面に配設された被検知ブロック２０３ａの存在を検知する上限位置認識センサ２２と、加工手段７Ａが上限位置Ｚ１より僅かに下に設定される待機位置Ｚ２にある場合に被検知ブロック２０３ａの存在を検知する待機位置認識センサ２３とが配設されている。上限位置認識センサ２２及び待機位置認識センサ２３は、光学式センサや磁気式センサ等の一般的に知られているものを用いている。加工手段７Ａのインターロック機構７７に対しては、上限位置認識センサ２２及び待機位置認識センサ２３から検出信号が送出される。
例えば、加工具７４が回転している状態の加工手段７Ａが待機位置Ｚ２よりも下方の高さ位置から＋Ｚ方向に向かって移動して待機位置Ｚ２を通過することで、待機位置認識センサ２３が被検知ブロック２０３ａの存在を検知して検出信号をインターロック機構７７に送出すると、例えばその後数秒が経過した後、即ち、加工手段７Ａが待機位置Ｚ２よりも上方に位置付けられた後、モータ７２に対する給電がインターロック機構７７により自動的に遮断され、モータ７２が発生するトルクが無くなり加工具７４の回転が停止する。

図１、２に示すように、加工手段７Ａ、７Ｂの下部分には、加工手段７Ａの加工具７４または加工手段７Ｂの加工具をそれぞれ囲繞する筒状の加工具カバー７６が配設されている。加工具カバー７６は、少なくとも第１の半円筒７６１と第２の半円筒７６２とを有している。図１、２に示すように、半円筒状の外形を備える第１の半円筒７６１及び第２の半円筒７６２は、スピンドル７０を中心として互いの内側面が向きあった状態で加工具７４を側方から囲むように配設されている。なお、図１、２に示す加工具カバー７６は、閉じられた状態となっている。

第１の半円筒７６１の上端側は、例えば、加工手段７Ａのハウジング７１の下部に図示しないボルト等で固定されている。第２の半円筒７６２の上部にはベアリング等から構成されるスライド部７６２ａが配設されている。例えば加工手段７Ａのハウジング７１の側面下部には、円弧状に延びる図示しないガイドレールが配設されており、このガイドレール上にスライド部７６２ａが摺動可能に乗せられていることで、第２の半円筒７６２はハウジング７１によって図１に示す矢印Ｒ１方向（円周方向）に回動自在に吊持された状態になっている。また、例えば、第２の半円筒７６２の外径は第１の半円筒７６１の内径よりも僅かに小さく形成されており、作業者等が図１に示すスライド用取っ手７６２ｂを把持して矢印Ｒ１方向に第２の半円筒７６２を回動させる力を加えると、第２の半円筒７６２の外側面が固定されている状態の第１の半円筒７６１の円弧面（内側面）に沿って重なるようにして第２の半円筒７６２が円周方向にスライド移動する。その結果、図３に示すように、加工具カバー７６は、−Ｙ方向側が開いた状態になり、加工具７４やマウント７３に作業者が触れることが可能となる。
なお、加工具カバー７６は加工手段７Ｂの下部分にも上記と同様の構成で配設されているが、第２の半円筒７６２のスライド方向は、例えば図１に示すように矢印Ｒ１方向とは逆向きの矢印Ｒ２方向となっている。

図１に示すように、装置ベース１０上には、保持テーブル３０と加工手段７Ａの加工具７４を含む下部分とを収容する箱状の加工室５Ａ及び保持テーブル３０と加工手段７Ｂの加工具を含む下部分とを収容する箱状の加工室５Ｂとが形成されている。加工室５Ａと加工室５Ｂとは、装置ベース１０上の中央に位置する境界部５０によって区画されている。

加工室５Ａと加工室５Ｂとは同様に構成されているため、以下に加工室５Ａの構成について説明する。図１、２に示す加工室５Ａは、保持テーブル３０を囲繞する側板５１ａ、側板５１ｂ（図２には不図示）及び側板５１ｃと、側板５１ａ、側板５１ｂ及び側板５１ｃの下部に連結し保持テーブル３０を露出する底板５２と、側板５１ａ、側板５１ｂ及び側板５１ｃの上部に連結し底板５２に対面する天板５３とを備えている。
例えば、図１に示すように、側板５１ａはその下部側が略長方形状に切り欠かれており、この切り欠かれた部分を回転するターンテーブル１７が通過することで、保持テーブル３０を加工室５Ａ内に収容することができる。側板５１ｃの外側面には、第一のコラム１１の前面下部が連結されている。

例えば、略長方形状の側板５１ｂには、排水口５１１が厚み方向（Ｘ軸方向）に貫通形成されており、排水口５１１には、保持テーブル３０の保持面３０ａ上から底板５２に流下した研削水を加工室５Ａ外部に排出する図示しない配水管が接続されている。

天板５３は、例えば、側板５１ａの内側面上部に連結する第１の天板５３１と側板５１ｃの内側面に連結する第２の天板５３２とを備えている。第１の天板５３１の＋Ｙ方向側の端から中腹にかけては半円形状に切り欠かれており、また、第２の天板５３２の−Ｙ方向側の端から中腹にかけても半円形状に切り欠かれており、図１、２に示すように第１の天板５３１を閉じた状態において、両天板の半円形状の切り欠き部分によって加工手段７Ａを加工室５Ａ内に進入させる円形状の開口５３５が加工手段７Ａの直下に形成される。そして、開口５３５の直径は加工具カバー７６の外径よりも僅かに大きく設定されている。

第１の天板５３１と側板５１ａとの連結部分には第一の丁番５３１ａが配設されており、図２においては閉じられた状態の第１の天板５３１は、第一の丁番５３１ａによって図３に示すように＋Ｚ方向側に上げた状態にすることができる。また第１の天板５３１の下面中腹には、Ｘ軸方向に延在するように第二の丁番５３１ｂが配設されており、第１の天板５３１は第二の丁番５３１ｂを起点として−Ｚ方向側に向かって二つに折畳むことができる。図３においては、第１の天板５３１が開かれており、加工室５Ａ内にある保持テーブル３０が底板５２上で露出した状態になっている。
図２、３に示すように、例えば、側板５１ｃの内側面に固定されている第２の天板５３２の−Ｙ方向側の先端（開口５３５を形成する半円形状の切り欠き部分を除いた先端）には、第１の天板５３１の厚み分の段差を上側に設けて−Ｙ方向側に向かって水平に突出するように載置部５３２ａが一体的に形成されている。図２に示すように、第１の天板５３１が閉じられている状態において、第１の天板５３１の先端はこの載置部５３２ａに載った状態になる。

図１に示すように、例えば、第１の天板５３１の上面には、閉じられた状態の第１の天板５３１をロックするロック機構５４が配設されている。ロック機構５４は、図１に示す例においては、作業者がハンドル５４０をハンドル軸５４１を軸にして第１の天板５３１上で左右に回動させることで、第１の天板５３１を開くことができる状態と開くことができない状態とに変えることができるレバー型のロック機構である。図１においては第１の天板５３１はロック機構５４によって開くことができない状態、即ち、ロック機構５４のクランプ部５４２によって第１の天板５３１が側板５１ｂに押し付けられて固定された状態になっている。なお、ロック機構５４は本実施形態における例に限定されるものではなく、エビ金ハンドル等の部品から構成されるようなものであってもよい。

例えば、加工室５Ａ内には、加工室５Ａ内に位置付けられた保持テーブル３０の保持面３０ａに、例えば研削水を噴射することができる図示しない研削水ノズルが配設されている。研削水ノズルは、その先端部分の噴射口が保持テーブル３０の保持面３０ａに向かって開口している。

加工装置１は、各第２の半円筒７６２から径方向外側に張り出すとともに加工手段７Ａ、７Ｂの移動方向（Ｚ軸方向）に延在する防止部４を備えている。防止部４は、例えば、ＳＵＳ等からなる平板状のプレートであって、各第２の半円筒７６２の側面に図１に示す例においては長手方向がＺ軸方向になるようにして固定されている。

天板５３には、上記防止部４が進入する進入口５３１ｃが形成されている。進入口５３１ｃは、例えば、第１の天板５３１の開口５３５を形成する半円形状の切り欠き部分から径方向外側（図１においては、＋Ｘ方向側）に向かって防止部４の形状に合わせて矩形状に窪むように形成されている。進入口５３１ｃは、第２の半円筒７６２が完全に閉じられており、かつ、第１の天板５３１が閉じられている状態において、防止部４の直下に位置するように第１の天板５３１に形成されている。そして、図２に示すように、防止部４は、加工手段７Ａが上限位置Ｚ１にあるときに進入口５３１ｃに進入しない所定の長さで延在している。

防止部４及び進入口５３１ｃは、図１、２に示す例に限定されず、例えば、図４に示すように構成されていてもよい。防止部４の別例である防止部４Ａは、例えば、ＳＵＳ等からなり第２の半円筒７６２から径方向外側に張り出す平板状の支持部４４と、支持部４４の下面にその上端が固定されＺ軸方向に延在する棒状部４５とを備えている。
上記防止部４Ａの棒状部４５が進入する進入口５３１ｅは、例えば、第１の天板５３１の開口５３５を形成する半円形状の切り欠き部分の近傍に第１の天板５３１を貫通して形成されている。また、進入口５３１ｅは、第２の半円筒７６２が完全に閉じられており、かつ、第１の天板５３１が閉じられている状態において、防止部４Ａの直下に位置するように第１の天板５３１に形成されている。
防止部４Ａの棒状部４５は、加工手段７Ａが上限位置にあるときに進入口５３１ｅに進入しない長さで延在し、図４に示すように加工手段７Ａが上限位置より下方にあるときは、進入口５３１ｅに進入した状態となる。

以下に、図１に示す加工装置１を用いて半導体ウエーハ等の被加工物Ｗに対して実際に研削加工を施す前に実施する、加工装置１の暖機運転時の動作について説明する。

暖機運転開始前における加工装置１は、図１、２に示すように加工手段７Ａが上限位置Ｚ１に位置した状態となっており、図２に示す上限位置認識センサ２２が被検知ブロック２０３ａの存在を検知している。加工手段７Ａが上限位置Ｚ１に位置している状態においては、防止部４は図１、２に示すように、進入口５３１ｃに進入しておらず、したがって、第２の半円筒７６２を矢印Ｒ１方向にスライド移動することで、図３に示すように加工具カバー７６を開いた状態にすることができる。
また、防止部４が進入口５３１ｃに進入していないため、図１に示すロック機構５４によるロックを解除した後、第１の天板５３１を図３に示すように折畳むことで加工室５Ａ内が開かれた状態にして、底板５２上の保持テーブル３０を露出させることができる。

図１に示す加工装置１の暖機運転を開始するために、例えば、＋Ｚ軸方向から見て反時計回り方向にターンテーブル１７が回転することで保持テーブル３０が公転し、保持テーブル３０が側板５１ａを通過して加工室５Ａ内に入り加工手段７Ａの下まで移動する。なお、加工室５Ａは、第１の天板５３１が閉じられてロック機構５４によってロックされた状態とする。第２の半円筒７６２は矢印Ｒ１方向にスライド移動しておらず、加工具カバー７６は閉じられた状態となっている。

図２に示す制御手段９が、移動手段２０のモータ２０２に対してパルス信号を供給しつつ、供給するパルス信号の数をカウントすることで、移動手段２０により加工手段７Ａが上限位置Ｚ１から待機位置Ｚ２まで−Ｚ方向に降下する。また、加工手段７Ａが天板５３の開口５３５を通り加工室５Ａ内に進入していく。同時に、第２の半円筒７６２から径方向外側に張り出す防止部４も、天板５３の進入口５３１ｃに進入していく。なお、加工手段７Ａの待機位置Ｚ２への正確な位置付けは、待機位置認識センサ２３が降下する被検知ブロック２０３ａを検知することによりなされるものとしてもよい。

図５、６に示すように、加工手段７Ａが待機位置Ｚ２に位置付けられると、防止部４が進入口５３１ｃに進入しているため、作業者が第２の半円筒７６２をスライド移動させようとしても、防止部４が進入口５３１ｃに引っ掛かり第２の半円筒７６２のスライド移動が制限される。したがって、加工具カバー７６は開くことができない状態になっている。また、第１の天板５３１も開くことができない状態になっている。即ち、仮に作業者が図５に示すロック機構５４による第１の天板５３１のロックを解除したとしても、第１の天板５３１を折畳む際に防止部４が進入口５３１ｃに引っ掛かるためである。
さらに、図６に示す被検知ブロック２０３ａの存在を待機位置認識センサ２３が検知し、検知信号が加工手段７Ａのインターロック機構７７に送出されるため、インターロック機構７７によるインターロックが解除されて、モータ７２が加工具７４を回転させる回転力を生み出すことができる状態となる。

加工装置１の暖機運転は、保持テーブル３０や加工手段７Ａ等に不具合がないか否かをチェックすると共に、加工室５Ａ内や保持テーブル３０を実際に被加工物Ｗを加工する時と同様の温度に整え、所定の精度で加工が実施できるよう準備される。モータ７２によりスピンドル７０が回転駆動されるのに伴って、加工具７４が空回転する。また、図示しない研削水ノズルから保持テーブル３０の保持面３０ａに対して所定の温度に調温された研削水を少しずつ噴出しつつ、保持テーブル３０をターンテーブル１７上で空回転させる。なお、スピンドル７０及び保持テーブル３０の各回転速度は、例えば研削加工時と同一の各回転速度となる。

例えば、従来の加工装置のように、加工装置１が防止部４及び進入口５３１ｃを備えていないと仮定すると、加工手段７Ａが上限位置Ｚ１近くの高い待機位置Ｚ２にあり加工具７４を上記のように回転させている状態において、作業者が第２の半円筒７６２を円周方向にスライド移動させて加工具カバー７６を開くことができてしまうため、作業者が誤って第１の天板５３１及び加工具カバー７６を開いてしまい回転する加工具７４に触れてけがをしてしまう等の危険があった。
これに対して、本発明に係る加工装置１は、防止部４及び進入口５３１ｃを備えており、加工手段７Ａが上限位置Ｚ１近くの高い待機位置Ｚ２にある場合においても、第１の天板５３１及び加工具カバー７６を作業者が開けられないようにしているため、作業者がけがをする等の不慮の事故が発生してしまうことを防ぎ、作業者の安全を確保することができる。つまり、加工手段７Ａが上限位置Ｚ１に位置付けられた時だけ第１の天板５３１及び加工具カバー７６を開けられる構造になっている。

加工装置１の暖機運転が完了した後、図７に示す被加工物Ｗを加工手段７Ａにより研削する。被加工物Ｗは、例えば、外形が円形板状の半導体ウエーハであり、図７において上側を向いている被加工物Ｗの裏面Ｗｂが、研削加工が施される被研削面となる。図示しない吸引源により生み出される吸引力が保持面３０ａに伝達されることにより、保持テーブル３０は保持面３０ａ上で被加工物Ｗを吸引保持している。
被加工物Ｗが研削されるにあたり、加工具７４と保持テーブル３０に保持された被加工物Ｗとの位置合わせがなされる。ターンテーブル１７の回転によって行われる本位置合わせは、例えば、加工具７４の回転中心が被加工物Ｗの回転中心に対して所定距離だけ＋Ｙ方向にずれ、研削砥石７４０の回転軌跡が被加工物Ｗの回転中心を通るように行われる。

モータ７２がスピンドル７０を回転駆動するのに伴って加工具７４も回転する。加工手段７Ａが移動手段２０により−Ｚ方向へと送られ、回転する研削砥石７４０が被加工物Ｗの裏面Ｗｂに当接することで研削が行われる。また、保持テーブル３０が回転するのに伴って、保持面３０ａ上に保持された被加工物Ｗも回転するので、研削砥石７４０が被加工物Ｗの裏面Ｗｂ全面の研削加工を行う。また、図示しない研削水ノズルから研削水が研削砥石７４０と被加工物Ｗとの接触部位に対して供給され、接触部位が冷却・洗浄される。

被加工物Ｗを所望の厚さになるまで研削した後、移動手段２０により加工手段７Ａを＋Ｚ方向へと移動させて被加工物Ｗから離間させ、加工手段７Ａを待機位置Ｚ２まで戻す。加工具７４の交換などをするために第１の天板５３１及び加工具カバー７６を開ける必要があるときは、加工手段７Ａを上限位置Ｚ１まで移動させる。その結果、加工手段７Ａが天板５３の開口５３５を通り加工室５Ａ外へと抜け出でて、また、防止部４も天板５３の進入口５３１ｃから抜け出てくる。そのため、加工具カバー７６は、第２の半円筒７６２を矢印Ｒ１方向にスライド移動することで開くことができる状態になる。また、作業者が図１に示すロック機構５４のロックを解除することで、第１の天板５３１も開くことができる状態となる。
なお、加工手段７Ａが上限位置まで戻る際に、上方へ移動する被検知ブロック２０３ａの存在を待機位置認識センサ２３が検知し、検知信号が加工手段７Ａのインターロック機構７７に送出されるため、インターロック機構７７によって待機位置Ｚ２より上方に位置する加工手段７Ａの加工具７４は回転できないようにロックされる。

例えば、加工具７４の研削砥石７４０が被加工物Ｗを研削することにより十分に磨耗している場合には、図３に示すように、加工手段７Ａが上限位置Ｚ１にある状態で、作業者が第１の天板５３１及び第２の半円筒７６２を開いて、加工具７４をマウント７３から取り外し別の加工具７４に取り替えることができる。

なお、本発明に係る加工装置１は上記実施形態の研削装置に限定されるものではなく、研磨装置でもよい。また、添付図面に図示されている加工装置１の各構成についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。

１：加工装置１０：装置ベース１１：第一のコラム１２：第二のコラム
１５０、１５１：洗浄水ノズル１５２：仮置きステージ１７：ターンテーブル
３０：保持テーブル３０ａ：保持面
２０：移動手段２００：ボールネジ２０１：ガイドレール２０２：モータ
２０３：昇降ホルダー２０３ａ：被検知ブロック２２：上限位置認識センサ２３：待機位置認識センサ
７Ａ、７Ｂ：加工手段７０：スピンドル７１：ハウジング７２：モータ７３：マウント
７４：加工具７４１：ホイール基台７４０：研削砥石７７：インターロック機構
７６：加工具カバー７６１：第１の半円筒７６２：第２の半円筒７６２ａ：スライド部７６２ｂ：スライド用取っ手７７：インターロック機構
５Ａ、５Ｂ：加工室５０：境界部５１ａ：側板５１ｂ：側板５１１：排水口５１ｃ：側板５２：底板５３：天板５３１：第１の天板５３１ａ：第一の丁番５３１ｂ：第二の丁番５３１ｃ：進入口５３２：第２の天板５３２ａ：載置部５３５：開口
５４：ロック機構５４０：ハンドル５４１：ハンドル軸５４２：クランプ部
４：防止部
９：制御手段

Claims

被加工物を保持する保持テーブルと、加工具を回転可能に装着して該保持テーブルが保持した被加工物を加工する加工手段と、該加工手段を該保持テーブルに対して接近又は離間する方向に移動させる移動手段と、該保持テーブルと該加工手段の該加工具を含む下部分とを収容する箱状の加工室と、を備えた加工装置であって、
該加工手段の下部分には、該加工具を囲繞する筒状の加工具カバーを備え、
該加工具カバーは、少なくとも半円筒状の第１の半円筒と第２の半円筒とで筒状を形成できると共に開閉可能であり、該第１の半円筒は該加工手段に固定され、該第２の半円筒はスライド部を備え該第１の半円筒の円弧面に沿って円周方向にスライド可能であり、
該加工室は、該保持テーブルを囲繞する側板と、該側板の下部に連結し該保持テーブルを露出する底板と、該側板の上部に連結し該底板に対面する天板と、を備え、
該天板は、該加工手段を加工室内に進入させる開口を備え、
該第２の半円筒から径方向外側に張り出すとともに該加工手段の移動方向に延在する防止部を備え、
該天板には、該防止部が進入する進入口を備え、
該防止部は、該加工手段が上限位置にあるときに該進入口に進入しない長さで延在し、
該加工手段が該上限位置より下方にあるときは、該防止部が該進入口に進入して該第２の半円筒が開けられなくなり、
該加工手段が該上限位置にあるときは、該防止部が該進入口から抜け出し該第２の半円筒が開けられ該加工具の着脱が可能となることを特徴とする加工装置。