JP7049813B2

JP7049813B2 - 加工装置

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Publication number: JP7049813B2
Application number: JP2017222548A
Authority: JP
Inventors: 徹雄久保
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2017-11-20
Filing date: 2017-11-20
Publication date: 2022-04-07
Anticipated expiration: 2037-11-20
Also published as: TW201923885A; CN109822413A; CN109822413B; JP2019093458A; KR20190058296A; KR102582193B1; TWI798289B

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の被加工物に研削加工等の加工を施す加工装置に関する。

保持テーブルが保持したウェーハに回転する研削砥石を接触させて研削加工を施す研削装置は、ウェーハを保持する保持テーブルと、研削砥石を環状に配設した研削ホイールを装着した研削手段と、被加工物の研削を行う際に研削手段を収容する箱状の加工室とを備えている。

上記加工室は、研削手段を上下方向に研削送りするために、加工室を構成する上板に研削手段進入口を備えている。さらに、加工室は、研削砥石が消耗したら研削手段から研削ホイールを交換する作業を行うことができるようにするべく、加工室内の研削手段にアクセスする際に上板を開くことができる開閉機構を備える。さらに、研削ホイールの交換作業においては、開閉機構によって上板を折りたたむことで加工室に開口を形成した状態を維持する必要があるため、加工室の上板を固定部材に差し込むことで上板を固定できるロック機構（例えば、特許文献１参照）を研削装置は備えている。

特開２０１４－０６５１０２号公報

しかし、上記特許文献１に記載されているような上板を固定部材に差し込ませてロックする機構は、加工室に開口が形成された状態を維持できた状態にするのに手間が掛かるという問題がある。
よって、加工手段を収容する加工室を備える加工装置においては、加工室の開口が形成された状態（加工室が開かれた状態）をより容易に維持できるように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、該保持テーブルが保持した被加工物を加工する加工具を装着した加工手段と、該保持テーブルと該加工具とを収容する箱状の加工室と、を備える加工装置であって、該加工室は、側板と、該側板の上端で支持される上板と、を備え、該上板は、該保持テーブルと該加工手段とに該加工室の外側からアクセスするための開口を開閉する扉手段を備え、該扉手段は、一端が該加工室に第１のヒンジを介して支持され該加工室の外側に向かって回転可能である第１の上板と、一端が該第１の上板の他端に第２のヒンジを介して支持され該加工室の内側に向かって回転可能である第２の上板と、該第２の上板の上面に配置される取っ手と、該第１のヒンジにより該加工室の外側に回転された該第１の上板を支える背もたれ部と、該側板の上端に配設され上方に向かって突出する柱状で該第２のヒンジにより該加工室の内側に回転された該第２の上板の他端を支えるストッパと、閉じた状態の該第１の上板の該側板の上端に当接する箇所に貫通形成され該ストッパが係合する係合孔と、を備え、該第１の上板と該第２の上板とは、該第１の上板の一端から他端までの距離より該第２の上板の一端から他端までの距離が長く、該扉手段によって閉じられた該開口を開く際に、作業者が該取っ手を把持し、該第１の上板と該第２の上板とを引き上げ該ストッパから該係合孔を離間し、該第１のヒンジを支点に該第１の上板を回転させ、該第１の上板の上面を該背もたれ部に当接させ支持された状態にし、該第２のヒンジを支点に該第２の上板を回転させ、該第１の上板の該加工室内側の面と該第２の上板の加工室内側の面とを向かい合わせて、該第２の上板の他端を該ストッパで支えることによって、該第１の上板と該第２の上板とが折りたたまれた状態で該加工室上で立設して該開口を開いた状態とする加工装置である。

本発明に係る加工装置は、加工室が、側板と、側板の上端で支持される上板と、を備え、上板は、保持テーブルと加工手段とに加工室の外側からアクセスするための開口を開閉する扉手段を備え、扉手段は、一端が加工室に第１のヒンジを介して支持され加工室の外側に向かって回転可能である第１の上板と、一端が第１の上板の他端に第２のヒンジを介して支持され加工室の内側に向かって回転可能である第２の上板と、第２の上板の上面に配置される取っ手と、第１のヒンジにより加工室の外側に回転された第１の上板を支える背もたれ部と、側板の上端に配設され上方に向かって突出する柱状で第２のヒンジにより加工室の内側に回転された第２の上板の他端を支えるストッパと、閉じた状態の第１の上板の側板の上端に当接する箇所に貫通形成されストッパが係合する係合孔と、を備え、第１の上板と第２の上板とは、第１の上板の一端から他端までの距離より第２の上板の一端から他端までの距離が長くなっているため、扉手段によって閉じられた開口を開く際に、他の工具や開閉駆動力を生み出す別機構を用いる必要なく作業者が取っ手を把持し、第１の上板と第２の上板とを引き上げストッパから係合孔を離間し、第１のヒンジを支点に第１の上板を回転させ、第１の上板の上面を背もたれ部に当接させ支持された状態にし、第２のヒンジを支点に第２の上板を回転させ、第１の上板の加工室内側の面と第２の上板の加工室内側の面とを向かい合わせて、第２の上板の他端をストッパで支えることによって、第１の上板と第２の上板とが折りたたまれた状態で加工室上で立設して開口を開いた状態とすることができる。そして、折りたたまれた上板が倒れなくなり、形成された開口を容易に維持することが可能となる。また、開口から保持テーブル及び加工手段にアクセスする際の作業性を向上させることができる。さらに、上方に向かって突出する柱状のストッパを、第１の上板を閉じた状態において第１の上板の係合孔に嵌めて係合させているため、従来のように第２の上板の他端を支えるストッパを側板の上端に窪み状に形成する必要がないため、第１の上板の下面と側板の上端とを密着させた状態で第１の上板を閉じた状態とすることが可能となっているため、加工室の密閉性をより完璧なものとすることが可能となり、また、従来のように加工室内で発生した噴霧状の加工屑等が窪み状のストッパに溜まってしまうこと等を防ぐことができる。さらに第１の上板を閉じた状態において第１の上板の係合孔に柱状のストッパを嵌めて係合させているため、加工室内で加工を行っている最中において、第１の上板に水平方向の加工振動が伝わったとしても、第１の上板及び第２の上板の水平方向のずれ移動やがたつきを該ストッパで規制することが可能となるため、加工が行われている最中の加工室の密閉性をさらに高めることが可能となっている。

加工装置の一例を示す斜視図である。保持テーブルに保持された被加工物を加工室内において回転する加工具で研削している状態を示す断面図である。第１の上板を背もたれ部で支え、第２の上板の他端をストッパで支え、第１の上板と第２の上板とを加工室上で立設させて開口を開いた状態を示す断面図である。扉手段が閉じられた状態の加工装置の一部を示す斜視図である。第１の上板が背もたれ部で支えられ、第２の上板の他端がストッパで支えられ、第１の上板と第２の上板とが加工室上で立設され開口が開かれた状態の加工装置の一部を示す斜視図である。

本発明に係る図１に示す加工装置１は、例えば研削加工装置であり、被加工物Ｗを保持する保持テーブル３０と、保持テーブル３０が保持した被加工物Ｗを加工する加工具６４（図２参照）を装着した加工手段６と、保持テーブル３０と加工具６４とを収容する箱状の加工室５と、を備える。

加工装置１の装置ベース１０上に配設された保持テーブル３０は、例えば、その外形が円形状であり、ポーラス部材等からなり被加工物Ｗを吸着する吸着部３００と、吸着部３００を支持する枠体３０１とを備える。吸着部３００は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、吸着部３００の露出面であり枠体３０１と面一に形成された水平な保持面３００ａに伝達されることで、保持テーブル３０は保持面３００ａ上で被加工物Ｗを吸引保持する。保持テーブル３０は、Ｚ軸方向の軸心周りに回転可能であると共に、カバー３９によって周囲から囲まれており、カバー３９及びカバー３９に連結されＸ軸方向に伸縮する蛇腹カバー３９ａの下に配設された図示しないＸ軸方向移動手段によって、装置ベース１０上をＸ軸方向に往復移動可能となっている。

装置ベース１０上の後方側（＋Ｘ方向側）には、コラム１７が立設されており、コラム１７の前面には、加工手段６をＺ軸方向に加工送りする加工送り手段７が配設されている。加工送り手段７は、Ｚ軸方向の軸心を有するボールネジ７０と、ボールネジ７０と平行に配設された一対のガイドレール７１と、ボールネジ７０に連結しボールネジ７０を回動させるモータ７２と、内部のナットがボールネジ７０に螺合し側部がガイドレール７１に摺接する昇降板７３と、昇降板７３に連結され加工手段６を保持するホルダ７４とから構成され、モータ７２がボールネジ７０を回動させると、これに伴い昇降板７３がガイドレール７１にガイドされてＺ軸方向に往復移動し、ホルダ７４に支持された加工手段６もＺ軸方向に往復移動する。

加工手段６は、軸方向が保持テーブル３０の保持面３００ａに直交する鉛直方向（Ｚ軸方向）である回転軸６０と、回転軸６０を回転可能に支持するハウジング６１と、回転軸６０を回転駆動するモータ６２と、回転軸６０の下端に取り付けられたマウント６３と、マウント６３に着脱可能に接続された図２に示す加工具６４とを備える。加工具６４は、本実施形態においては研削ホイールであり、ホイール基台６４０と、略直方体形状の外形を備えホイール基台６４０の下面に複数環状に配設された研削砥石６４１とを備えている。研削砥石６４１は、適宜のボンド剤でダイヤモンド砥粒等が固着されて成形されている。

例えば、回転軸６０の内部には、研削水供給源に連通し研削水の通り道となる図示しない流路が、回転軸６０の軸方向（Ｚ軸方向）に貫通して形成されており、流路は加工具６４の底面において研削砥石６４１に向かって研削水を噴出できるように開口している。

図１に示す装置ベース１０上のコラム１７の前方かつ加工手段６の下方となる位置には、例えば、箱状の外形を備えた加工室５が配設されている。加工室５は、保持テーブル３０の移動経路の両脇から立設する側板５１ａ及び側板５１ｂと、側板５１ａ及び側板５１ｂと連結された側板５１ｃ及び側板５１ｄと、側板５１ａ～側板５１ｄの上端に下面が当接する上板５２とを備えている。

例えば、図１に示すように、側板５１ｃはその下部側が略長方形状に切り欠かれて搬入出口が形成されており、この搬入出口を保持テーブル３０が通過することで、保持テーブル３０を加工室５内に収容することができる。側板５１ｃの搬入出口は図示しないシャッターによって開閉可能となっている。

上板５２は、保持テーブル３０と加工手段６とに加工室５の外側からアクセスするための開口５２０（図３参照）を開閉する扉手段５９と固定上板５８とを備えている。扉手段５９は、一端が加工室５に第１のヒンジ５９１ａを介して支持され加工室５の外側に向かって回転可能である第１の上板５９１と、一端が第１の上板５９１の他端に第２のヒンジ５９２ａを介して支持され加工室５の内側に向かって回転可能である第２の上板５９２と、第１のヒンジ５９１ａにより加工室５の外側に回転された第１の上板５９１を支える背もたれ部５９３と、側板５１ｃの上端に配設され第２のヒンジ５９２ａにより加工室５の内側に向かって回転された第２の上板５９２の他端を支えるストッパ５９４とを備えている。

側板５１ｂ、５１ｃ、及び５１ｄの上端に取り付けられた固定上板５８は、加工室５の上方の約半分を覆っており、その＋Ｙ方向側の端から中腹にかけて半円形状に切り欠かれている。また、第２の上板５９２は、－Ｙ方向側の他端から中腹にかけて半円形状に切り欠かれており、図１に示すように扉手段５９が閉じた状態において、固定上板５８の半円形状の切り欠き部分及び第２の上板５９２の半円形状の切り欠き部分によって加工手段６を加工室５内に進入させる円形状の加工手段進入口５９５が加工手段６の直下に形成される。

図２に示すように、第１の上板５９１と側板５１ａとの連結部分には第１のヒンジ５９１ａが配設されており、また第１の上板５９１の他端側の下面には第２のヒンジ５９２ａが配設されており、第２のヒンジ５９２ａを介して第２の上板５９２の一端と第１の上板５９１の他端とが連結されている。第１の上板５９１の側板５１ｃの上端に当接する箇所には、図１、２に示すように上板５２を閉じた状態において、ストッパ５９４が係合する係合孔５９１ｂが貫通形成されている。また、第２の上板５９２の上面には、作業者が把持する取っ手５９２ｄが取り付けられている。
なお、図１、２に示す例においては、軸方向（Ｘ軸方向）に長く形成された長蝶番を第１のヒンジ５９１ａとして１つ使用しているが、第１のヒンジ５９１ａとして平蝶番を複数個Ｘ軸方向に並列させてもよい。

図２、３に示すように、第１の上板５９１と第２の上板５９２とは、第１の上板５９１のＹ軸方向側の一端から他端までの距離より第２の上板５９２のＹ軸方向側の一端から他端までの距離が長く設定されている。
第１の上板５９１を支える背もたれ部５９３は、例えば側板５１ａの上端に固定され斜め上方に延在するアーム５９３ａと、アーム５９３ａの先端に固定され第１の上板の上面が当接する当接部５９３ｂとを備えている。
図１、２において第１の上板５９１の係合孔５９１ｂに係合しているストッパ５９４は、例えば側板５１ｃの上端面から上方に向かって突出する柱状の外形を備えており、その外側面に第２の上板５９２の先端部分が＋Ｙ方向側から当接する。

以下に、保持テーブル３０に保持された被加工物Ｗを研削加工する場合の加工装置１の動作について説明する。図１に示す被加工物Ｗは、例えば、外形が円形板状の半導体ウェーハであり、図１において上側を向いている裏面Ｗｂが被研削面となる。図１において下側を向いている被加工物Ｗの表面Ｗａは、デバイスが形成されており、図示しない保護テープが貼着されて保護されている。

まず、被加工物Ｗは保持テーブル３０の保持面３００ａに載置され吸引保持される。次いで、図示しないＸ軸方向移動手段が、被加工物Ｗを保持した保持テーブル３０を＋Ｘ方向へ移動させる。また、加工室５の図示しないシャッターが開き、保持テーブル３０が側板５１ｃの搬入出口を通り加工室５内に搬入された後、シャッターが閉じられる。

図２に示すように、被加工物Ｗを保持した保持テーブル３０が加工手段６の下まで移動して、加工具６４の回転中心が被加工物Ｗの回転中心に対して所定の距離だけ＋Ｙ方向にずれ、研削砥石６４１の回転軌道が被加工物Ｗの回転中心を通るように位置付けられる。図１に示すモータ６２により回転軸６０が回転駆動されるのに伴って、加工具６４が回転する。また、加工手段６が図１に示す加工送り手段７により－Ｚ方向へと送られ、加工手段６が上板５２の加工手段進入口５９５を通り加工室５内に進入していく。そして、図２に示すように、回転する加工具６４の研削砥石６４１が被加工物Ｗの裏面Ｗｂに当接することで研削加工が行われる。また、保持テーブル３０が回転することに伴い保持面３００ａ上に保持された被加工物Ｗも回転するので、被加工物Ｗの裏面Ｗｂの全面が研削される。研削加工中は、研削水を回転軸６０中の流路を通して研削砥石６４１と被加工物Ｗとの接触部位に対して供給して、接触部位を冷却・洗浄する。

上記のように被加工物Ｗに対して研削砥石６４１で研削加工を施していくことで、研削砥石６４１は磨耗していくため、適宜のタイミング（例えば、複数枚の被加工物Ｗを研削した後）で加工具６４の交換を行う必要がある。その際に、扉手段５９によって加工室５の開口５２０を開いた状態にして、作業者が加工室５内の加工具６４にアクセスできるようにする。

まず、作業者が取っ手５９２ｄを把持して、図２においては閉じられた状態の第２の上板５９２及び第１の上板５９１を上側に引き上げることで、ストッパ５９４が第１の上板５９１の係合孔５９１ｂからはずれる。そして、第１の上板５９１を、第１のヒンジ５９１ａを支点として回転させて図３に示すように立設させた状態にしつつ、その上面を背もたれ部５９３の当接部５９３ｂに当接させる。さらに、第２の上板５９２を、第２のヒンジ５９２ａを支点として加工室５内側に回転させて折りたたみ、かつ、その先端をストッパ５９４の外側面に当接させる。その結果、第１の上板５９１の加工室内５側の面と第２の上板５９２の加工室５内側の面とを向かい合わせて、第１の上板５９１を背もたれ部５９３で支え、第２の上板５９２の他端をストッパ５９４で支え、第１の上板５９１と第２の上板５９２とを加工室５上で立設させて開口５２０を開いた状態で維持することが可能となる。

図３に示すように、開口５２０が開かれた状態とすることで、加工室５内にある保持テーブル３０及び加工具６４が露出した状態になるため、作業者が加工具６４にアクセスして新しいものと交換することができる。
また、先の研削加工中においては、研削水を研削砥石６４１と被加工物Ｗとの接触部位に対して供給しているため、第１の上板５９１及び第２の上板５９２の加工室５内側の面には研削水が水滴として付着している場合がある。図３に示すように、第１の上板５９１と第２の上板５９２とを加工室５上で立設させて開口５２０を開いた状態とすることで、該水滴は、第１の上板５９１及び第２の上板５９２の加工室５内側の面を伝って下方に流れていき、加工室５内に流れ落ちるため、該水滴によって加工室５外部が汚されてしまうことが無い。

なお、本発明に係る加工装置は上記実施形態に限定されるものではなく、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。例えば、本発明に係る加工装置は、上記実施形態のような保持テーブル３０がＸ軸方向に直動して加工手段６の直下に位置付けられる加工装置１ではなく、図４、５に示すような、加工室５Ａ内をターンテーブル１８が回転することで、図示しない研削加工手段の直下に保持テーブル３０が位置付けられる構成の加工装置１Ａであってもよい。

図４、５は、例えば、図示しない複数軸の加工手段（粗研削加工手段及び仕上げ研削加工手段等）を備える加工装置１Ａの一部を抜き出して示した斜視図である。
図４、５に示す加工装置１Ａのベース１０Ａ上には、箱状の外形を備えた加工室５Ａが配設されている。加工室５Ａは、ベース１０Ａ上に立設する側板５６ａ及び側板５６ｂと、側板５６ａ及び側板５６ｂと連結された側板５６ｃと、側板５６ａ～側板５６ｃの上端に下面が当接する上板５７とを備えている。

加工室５Ａ内には円形状のターンテーブル１８（図５参照）が配設されており、ターンテーブル１８の上面には、複数の保持テーブル３０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１８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１８が回転することで、各保持テーブル３０を公転させ、各保持テーブル３０を上板５７に貫通形成された円形の加工手段進入口５７１の直下に順次移動させることができる。加工手段進入口５７１の上方には、図示しない研削加工手段が配設されている。

上板５７は、保持テーブル３０と加工室５Ａ内に外側からアクセスするための開口５７４（図５参照）を開閉する扉手段５５を備えている。図４に示すように、扉手段５５を構成する第１の上板５５１の一端と側板５６ｂとの連結部分には第１のヒンジ５５１ａが配設されており、第１の上板５５１の他端側の下面には第２のヒンジ５５２ａが配設されている。第２のヒンジ５５２ａは、第１の上板５５１の他端と第２の上板５５２の他端とを連結している。第１の上板５５１の側板５６ｃの上端に当接する箇所には、ストッパ５５４が係合する係合孔５５１ｂ（図５参照）が貫通形成されている。また、第２の上板５５２の上面には、作業者が把持する取っ手５５２ｄが取り付けられている。
扉手段５５とＹ軸方向において対向する位置には、上板５７を構成する開閉板５７７が配設されており、開閉板５７７はヒンジ５７７ａによって開閉可能となっている。扉手段５５を開き、さらに開閉板５７７を開いた状態とすることで、作業者が加工室５Ａ内によりアクセスしやすい状態とすることができる。

第１の上板５５１と第２の上板５５２とは、第１の上板５５１のＹ軸方向側の一端から他端までの距離より第２の上板５５２のＹ軸方向側の一端から他端までの距離が長く設定されている。
図４に示すように、側板５６ｂ上には第１の上板５５１を支える背もたれ部５５３が配設されている。側板５６ｃの上端面から上方に向かって突出する柱状の外形を備えたストッパ５５４は、その外側面に折りたたまれた第２の上板５５２の先端部分が－Ｙ方向側から当接することで、第２の上板５５２を支える役割を果たす。

加工装置１Ａにおいて、扉手段５５によって加工室５Ａの開口５７４を開いた状態にして作業者が加工室５Ａ内にアクセスできるようにする場合には、まず、作業者が取っ手５５２ｄを把持して、図４に示すように閉じた状態の第２の上板５５２及び第１の上板５５１を上側に引き上げる。そして、第１の上板５５１を、第１のヒンジ５５１ａを支点として加工室５Ａの外側に向けて回転させて図５に示すように立設させた状態にしつつ、その上面を背もたれ部５５３に当接させる。さらに、第１の上板５５１の加工室内５Ａ側の面と第２の上板５５２の加工室５Ａ内側の面とを向かい合わせるように、第２の上板５５２を第２のヒンジ５５２ａを支点として加工室５Ａ内側に回転させて折りたたみ、かつ、その先端をストッパ５５４の外側面に当接させる。このように、加工装置１Ａは、第１の上板５５１と第２の上板５５２とを加工室５Ａ上で立設させて開口５７４が開いた状態に簡単にセットすることができる。

１：加工装置１０：装置ベース１７：コラム
３０：保持テーブル３００：吸着部３００ａ：保持面３０１：枠体３９：カバー
７：加工送り手段７０：ボールネジ７１：ガイドレール７２：モータ７３：昇降板７４：ホルダ
６：加工手段６０：回転軸６１：ハウジング６２：モータ６３：マウント
６４：加工具６４０：ホイール基台６４１：研削砥石
５：加工室５１ａ～５１ｄ：側板５２：上板５８：固定上板
５９：扉手段５９５：加工手段進入口
５９１：第１の上板５９１ａ：第１のヒンジ
５９２：第２の上板５９２ａ：第２のヒンジ
５９３：背もたれ部５９４：ストッパ
１Ａ：加工装置１８：ターンテーブル５Ａ：加工室５７：上板５７１：加工手段進入口５７４：開口
５５：扉手段５５１：第１の上板５５２：第２の上板５５３：背もたれ部５５４：ストッパ

Claims

被加工物を保持する保持テーブルと、該保持テーブルが保持した被加工物を加工する加工具を装着した加工手段と、該保持テーブルと該加工具とを収容する箱状の加工室と、を備える加工装置であって、
該加工室は、側板と、該側板の上端で支持される上板と、を備え、
該上板は、該保持テーブルと該加工手段とに該加工室の外側からアクセスするための開口を開閉する扉手段を備え、
該扉手段は、一端が該加工室に第１のヒンジを介して支持され該加工室の外側に向かって回転可能である第１の上板と、一端が該第１の上板の他端に第２のヒンジを介して支持され該加工室の内側に向かって回転可能である第２の上板と、該第２の上板の上面に配置される取っ手と、該第１のヒンジにより該加工室の外側に回転された該第１の上板を支える背もたれ部と、該側板の上端に配設され上方に向かって突出する柱状で該第２のヒンジにより該加工室の内側に回転された該第２の上板の他端を支えるストッパと、閉じた状態の該第１の上板の該側板の上端に当接する箇所に貫通形成され該ストッパが係合する係合孔と、を備え、
該第１の上板と該第２の上板とは、該第１の上板の一端から他端までの距離より該第２の上板の一端から他端までの距離が長く、
該扉手段によって閉じられた該開口を開く際に、作業者が該取っ手を把持し、該第１の上板と該第２の上板とを引き上げ該ストッパから該係合孔を離間し、該第１のヒンジを支点に該第１の上板を回転させ、該第１の上板の上面を該背もたれ部に当接させ支持された状態にし、該第２のヒンジを支点に該第２の上板を回転させ、該第１の上板の該加工室内側の面と該第２の上板の加工室内側の面とを向かい合わせて、該第２の上板の他端を該ストッパで支えることによって、該第１の上板と該第２の上板とが折りたたまれた状態で該加工室上で立設して該開口を開いた状態とする加工装置。