JP7161415B2 - 加工装置 - Google Patents

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Description

本発明は、被加工物を加工する加工装置に関する。
被加工物を加工する加工装置は、特許文献１に示すように、被加工物の加工後に、被加工物に向けて水とエアとを混合させた二流体を噴きつけて被加工物を洗浄するための洗浄手段を備えている。
上記の洗浄手段を用いた被加工物の洗浄においては、移動手段により待機位置から洗浄位置に移動させられた二流体ノズルから二流体が被加工物に向けて噴きつけられる。二流体ノズルから噴きつけられた二流体のミストは加工室の内部の空間に飛散し、時間の経過とともに加工室に配設された排出口等から加工室の外部に排出されていくこととなる。特許文献２に示すように、加工室に配設された給気ファンから加工室の内部に対して送風を行うことで、二流体ノズルから噴射されて加工室の内部に飛散したミストを加工室の外部へと強制的に排出させる加工装置も存在する。
特開２０１１－２００７８５号公報 特開２０１１－２４３８３３号公報
二流体による被加工物の洗浄の後、チャックテーブルの上方である洗浄位置に位置付けられている洗浄手段は、一旦チャックテーブルの上方から退避させられ、待機位置に移動させられるが、洗浄手段を待機位置に移動させる前に、二流体ノズルから噴出された二流体の噴霧を排出口等から排出して、加工室の内部から取り除く必要がある。洗浄手段が待機位置に移動されるまで他の駆動機構が待機させられるため、洗浄手段の待機位置への移動が隘路となって、例えば次工程である洗浄された被加工物をチャックテーブルから取り外す作業等に進捗するのを妨げている。従って、洗浄手段の待機位置への移動が被加工物の加工作業全体にかかる時間を長引かせ、非効率的であるという問題がある。
また、二流体ノズルから噴射されて加工室の内部に飛散したミストを、上記のような排気ファンを用いた送風によって強制的に排気させる洗浄手段は、加工装置に排気ファンや排気ファンと洗浄手段とを連結するダクト等を配設する必要があり、排気ファンやダクト等に研削装置内部の空間が占有されるとともに研削装置全体の大きさが増大してしまう。すなわち、被加工物の洗浄の際に二流体ノズルから噴射され加工室内部に飛散した二流体を、大規模な排気ファンやダクト等を介さずにより素早く加工室の外部へと排出することが、本発明が解決すべき課題である。
本発明は、被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物の上面を加工具で加工する加工手段と、エアと水とを混合した二流体を該被加工物の上面に向かって噴射させるノズルを有し該ノズルが噴射する二流体によって該被加工物の上面を洗浄する洗浄手段と、該チャックテーブルを囲繞し水を受け止めて排水口から排水するウォーターケースと、を備える加工装置であって、該洗浄手段は、該チャックテーブルに隣接し該ノズルが噴射した該二流体を受け止め気液分離する気液分離手段と、該ノズルを該保持面の中心から外周に水平移動させる移動手段と、を備え、該ノズルの噴射方向は、該保持面に対し垂直方向から斜めに傾けられ、該二流体は、該保持面の中心側から該気液分離手段に向かい、該気液分離手段は、天板と、該天板から垂下する複数の側板と、該二流体が進入する入口と、を備え、該入口から入った該二流体を該側板と該天板とに当てて、水とエアとに気液分離し、該エアは大気開放させ、該水は該排水口から排水させる加工装置である。
上記の気液分離手段は、該入口の上辺から下方向に延びる庇を備えており、該入口から入った該二流体が該側板、該天板、該庇の順に当たり、該二流体の渦を形成させ気液分離することが望ましい。
上記の気液分離手段は、該入口から遠ざかったところに容積が広いエリアを備え、該入口から入った該二流体が該広いエリアで流速を落とし気液分離することが望ましい。
上記の該洗浄手段は、該チャックテーブルの該保持面を洗浄することができるものが望ましい。
本発明では、二流体洗浄をしているときに噴出した二流体を気液分離手段において受け止めて収容できるようになり、装置内にミストが飛散するのを防ぐことができる。したがって、二流体のミストを吸引する吸引手段を配設する必要がなくなるため、加工装置全体の大きさを抑えることができる。さらには、気液分離して汚れをキャッチした水を排水口から排水するので装置内部が汚染されるのを防ぐことができる。
加工装置全体を表す斜視図である。 加工装置の上方からみた加工室を表す断面図である。 被加工物の洗浄時における、加工装置の右側方からみた搬入出エリアの断面図である。 気液分離手段の一例を示す斜視図である。
１ 加工装置の構成
図１に示す加工装置１は、加工手段３を用いてチャックテーブル５の上に保持された被加工物Ｗを加工する加工装置である。加工手段３は、例えば、粗研削手段３０と、仕上げ研削手段３１と研磨手段３２とから構成され、上記の加工手段３は、被加工物Ｗの研削加工に用いる粗研削砥石３０４ｂや仕上げ研削加工に用いる仕上げ研削砥石３１４ｂや研磨加工に用いる研磨パッド３２４等の加工具を有する。加工装置１には制御手段１７が備えられており、被加工物Ｗの搬送や研削加工や研磨加工等を行う際に各種の装置機構を制御する。
加工装置１は、第１の装置ベース１０の後方（＋Ｙ方向側）に第２の装置ベース１１が連結されて構成されている。第１の装置ベース１０上は、被加工物Ｗの搬出入等が行われる搬出入領域Ａとなっている。第２の装置ベース１１上は、粗研削手段３０、仕上げ研削手段３１または研磨手段３２によってチャックテーブル５で保持された被加工物Ｗが加工される加工領域Ｂとなっている。
図１に示す被加工物Ｗは、例えば、シリコン母材等からなる円形板状の半導体被加工物であり、被加工物Ｗの上面Ｗａは、研削加工や研磨加工が施される被加工面となっている。
第１の装置ベース１０の正面側（－Ｙ方向側）には、第１のカセット載置部１５０及び第２のカセット載置部１５１が設けられており、第１のカセット載置部１５０には加工前の被加工物Ｗが収容される第１のカセット１５０ａが載置され、第２のカセット載置部１５１には加工後の被加工物Ｗが収容される第２のカセット１５１ａが載置される。
第１のカセット１５０ａの後方（＋Ｙ方向側）には図示しない開口が設けられており、当該開口の後方には、第１のカセット１５０ａから加工前の被加工物Ｗを搬出するとともに加工後の被加工物Ｗを第２のカセット１５１ａに搬入するロボット１５５が配設されている。ロボット１５５に隣接する位置には、仮置き領域１５２が設けられており、仮置き領域１５２には位置合わせ手段１５３が配設されている。位置合わせ手段１５３は複数の位置合わせピンを備えており、第１のカセット１５０ａから搬出され仮置き領域１５２に載置された被加工物Ｗを、位置合わせピンによって所定の位置に位置合わせ（センタリング）することができる。
位置合わせ手段１５３と隣接する位置には、被加工物Ｗを保持した状態で旋回するローディングアーム１５４ａが配置されている。ローディングアーム１５４ａは、位置合わせ手段１５３において位置合わせされた被加工物Ｗを保持し、加工領域Ｂ内に配設されているいずれかのチャックテーブル５へ搬送することができる。ローディングアーム１５４ａの隣には、加工後の被加工物Ｗを保持した状態で旋回するアンローディングアーム１５４ｂが設けられており、アンローディングアーム１５４ｂの近傍には、アンローディングアーム１５４ｂにより搬送された加工後の被加工物Ｗを洗浄する枚葉式のスピンナー洗浄手段１５６が配置されている。スピンナー洗浄手段１５６により洗浄された被加工物Ｗは、ロボット１５５により第２のカセット１５１ａに搬入されることとなる。
第２の装置ベース１１の上の前方の－Ｘ側には第１のコラム１２が立設されており、第１のコラム１２の側面には粗研削送り手段２０が配設されている。粗研削送り手段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に連結されボールネジ２００を回動させるモータ２０２と、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に摺接する昇降板２０３と、昇降板２０３に連結され粗研削手段３０を保持するホルダ２０４とを備えている。モータ２０２がボールネジ２００を回動させると、これに伴い昇降板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、昇降板２０３に連結されたホルダ２０４に支持されている粗研削手段３０がＺ軸方向に往復移動する構成となっている。
粗研削手段３０は、軸方向が鉛直方向（Ｚ軸方向）である回転軸３００と、回転軸３００を回転可能に支持するハウジング３０１と、回転軸３００を回転駆動するモータ３０２と、回転軸３００の下端に接続された円形状のマウント３０３と、マウント３０３の下面に着脱可能に接続された研削ホイール３０４とを備える。そして、研削ホイール３０４は、ホイール基台３０４ａと、ホイール基台３０４ａの底面に環状に配設された略直方体形状の複数の粗研削砥石３０４ｂとを備える。粗研削砥石３０４ｂは、例えば、砥石に含まれる砥粒が比較的大きな砥石である。
また、第２の装置ベース１１の上の後方の－Ｘ側には、第２のコラム１３が立設されており、第２のコラム１３の前面には仕上げ研削送り手段２１が配設されている。仕上げ研削送り手段２１は、粗研削送り手段２０と同様に構成されており、仕上げ研削手段３１をＺ軸方向に研削送りすることができる。仕上げ研削手段３１は、砥石に含まれる砥粒が上記の粗研削砥石３０４ｂと比べて小さい仕上げ研削砥石３１４ｂを備え、その他の構成は粗研削手段３０と同様となっている。従って、仕上げ研削送り手段２１及び仕上げ研削手段３１については、同様の符号を付し、説明を省略する。
第２の装置ベース１１の上の後方の＋Ｘ側には、上記の第２のコラム１３に並列に第３のコラム１４が立設されており、第３のコラム１４の前面には、Ｙ軸方向移動手段２４が配設されている。Ｙ軸方向移動手段２４は、Ｙ軸方向の軸心を有するボールネジ２４０と、ボールネジ２４０と平行に配設された一対のガイドレール２４１と、ボールネジ２４０を回動させるモータ２４２と、内部のナットがボールネジ２４０に螺合し側部がガイドレール２４１に摺接する可動板２４３とから構成される。そして、モータ２４２がボールネジ２４０を回動させると、これに伴い可動板２４３がガイドレール２４１にガイドされてＹ軸方向に移動し、可動板２４３上に配設された研磨手段３２が可動板２４３の移動に伴いＹ軸方向に移動する。
可動板２４３の前面には、研磨手段３２をチャックテーブル５に対して接近又は離間するＺ軸方向に昇降させる研磨送り手段２５が配設されている。研磨送り手段２５は、鉛直方向の軸心を有するボールネジ２５０と、ボールネジ２５０と平行に配設された一対のガイドレール２５１と、ボールネジ２５０に連結しボールネジ２５０を回動させるモータ２５２と、内部のナットがボールネジ２５０に螺合し側部がガイドレール２５１に摺接する昇降板２５３と、昇降板２５３に連結され研磨手段３２を保持するホルダ２５４とから構成され、モータ２５２がボールネジ２５０を回動させると昇降板２５３がガイドレール２５１にガイドされてＺ軸方向に移動し、ホルダ２５４に支持された研磨手段３２もＺ軸方向に移動する。
研磨手段３２は、例えば、軸方向がＺ軸方向であるスピンドル３２０と、スピンドル３２０を回転可能に支持するハウジング３２１と、スピンドル３２０を回転駆動するモータ３２２と、スピンドル３２０の下端に固定された円形板状のマウント３２３と、マウント３２３の下面に着脱可能に取り付けられた円形の研磨パッド３２４とから構成されている。研磨パッド３２４は、例えば、フェルト等の不織布からなり、中央部分にスラリ（遊離砥粒を含む研磨液）が通液される図示しない貫通孔が形成されている。研磨パッド３２４の直径は、マウント３２３の直径と同程度の大きさとなっており、また、チャックテーブル５の直径よりも大径となっている。
図１に示すように、第２の装置ベース１１上には、ターンテーブル６が配設され、ターンテーブル６の上面には、例えばチャックテーブル５が周方向に等間隔を空けて４つ配設されている。ターンテーブル６の中心には、ターンテーブル６を自転させるための図示しない回転軸が配設されており、回転軸を中心としてターンテーブル６をＺ軸方向の軸心周りに自転させることができる。加工を行う際には、ターンテーブル６が自転することで、４つのチャックテーブル５を公転させ、チャックテーブル５を粗研削手段３０の下方、仕上げ研削手段３１の下方、研磨手段３２の下方へと順次位置付けることができる。
上記の４つのチャックテーブル５はそれぞれ、吸引部５０と、吸引部５０を囲繞する枠体５１とを備える。吸引部５０の保持面５０ａの上に載置された被加工物Ｗは、チャックテーブル５の下方に配設された吸引手段５３により生み出される吸引力によって保持面５０ａで吸引保持される。また、チャックテーブル５は、同じく下方に配設された回転手段５２によって回転軸５５のまわりに回転可能となっている。
図２に示すように４つのチャックテーブル５は、ウォータ―ケース１６０に囲繞されており、ウォーターケース１６０と仕切り板１６１とで囲まれた空間である加工室１６ａ～１６ｄにそれぞれ収容されている。加工室１６ａ～１６ｄは、それぞれ被加工物Ｗの搬入出が行われる搬入出エリア１６ａ、粗研削が行われる粗研削エリア１６ｂ、仕上げ研削が行われる仕上げ研削エリア１６ｃ、そして研磨が行われる研磨エリア１６ｄである。加工室１６ａ～１６ｄはそれぞれ排水口１６２を備え、加工中に生じた加工屑が含まれた廃液等は排水口１６２から加工室１６ａ～１６ｄの外部へと流れ出ていくこととなる。
図３に示すように、加工室１６の搬入出エリア１６ａには洗浄手段７が配設されている。洗浄手段７は、二流体Ｍを被加工物Ｗに向けて噴射するノズル７２と、ノズル７２を移動させる移動手段７１と、噴射された二流体Ｍを気液分離する気液分離手段７０を備えている。移動手段７１は、モータ７１２と、モータ７１２により回転駆動されるスピンドル７１０と、スピンドル７１０の外周を囲繞しアーム７１１を回転可能に支持するハウジング７１３とが備えており、アーム７１１の一端はハウジング７１３に接続連結され、他端はノズル７２の高さや保持面５０ａに対する傾斜角度を調整できる調節手段７１４を介してノズル７２に接続されている。モータ７１２によって駆動されて、スピンドル７１０がＺ軸方向の回転軸７１５のまわりに回転すると、これに伴いハウジング７１３に連結されたアーム７１１が回転して、アーム７１１の他端に接続されたノズル７２をチャックテーブル５の上方の領域の内外に移動させることができる。また、調節手段７１４によってノズル７２の高さや保持面５０ａに対するノズル７２の傾斜角度を変えることで、ノズル７２の噴射方向を調整させることができる。
ノズル７２には、エア源８及び水源９が接続されており、エア源８から供給されるエアと水源９から供給される水とが混合された二流体Ｍをノズル７２から噴射させることができる。
図１及び図２に示すように、気液分離手段７０は、搬入出エリア１６ａと研磨エリア１６ｄとの境界の近傍の搬入出エリア１６ａ側に配設される。なお、気液分離手段７０は、搬入出エリア１６ａと粗研削エリア１６ｂとの境界の近傍の搬入出エリア１６ａ側に配設してもよい。図４に示すように、気液分離手段７０には、天板７００と、天板７００から垂下する複数の側板７０１と、飛散するミストを受け入れるための入口７０２とが備えられている。天板７００は、図２に示したように、被加工物Ｗが保持されたチャックテーブル５が搬入出エリア１６ａに位置付けられた際に＋Ｚ側からみてチャックテーブル５に重ならないような形状かつ、被加工物Ｗの洗浄時にノズル７２から噴射され飛散した二流体Ｍを気液分離手段７０に導いて気液分離するのに効果的な形状をなしており、本実施形態における天板７００は、図１及び図２に示すように、ターンテーブル６の回転中心に向かってＸ軸方向に長尺に形成されている。天板７００は、略長方形の一部（チャックテーブル５の上方に位置する部分）が切り取られた形状に形成されており、当該切り取られた部分は、Ｘ軸方向に平行な第１辺７００ａと、一端が第１辺７００ａの＋Ｘ方向側の端部と接続されＸ軸方向に対して角度を有する斜辺７００ｂとを備えている。天板７００は、そのほかに、斜辺７００ｂの他端に接続されＸ軸方向に平行な１つの第２辺７００ｃと、Ｙ軸方向に平行な対向する第３辺７００ｄ及び第４辺７００ｅとを備えている。しかし、天板７００の形状はこれに限定されるものではない。例えば、第１辺７００ａ及び斜辺７００ｂに代えて、チャックテーブル５の周縁に沿うように円弧状に形成された部分を有していてもよい。
側板７０１は、＋Ｙ方向側、すなわちチャックテーブル５の公転方向の上流側に形成されている第1側板７０１ａと、＋Ｘ方向側、すなわちチャックテーブル５の公転軌道の外周側でありチャックテーブル５の自転中心から最も離れた側に形成されている第２側板７０１ｂと、＋Ｘ方向と－Ｙ方向の間の方向の側に、第２の側板７０１ｂから屈折させてチャックテーブル５の公転軌道の外周に沿うように形成されている第３側板７０１ｃとで構成されており、第１側板７０１ａは、例えば仕切り板１６１の側面に固定され、第２側板７０１ｂ及び第３側板７０１ｃは、例えばそれらの下部が第１の装置ベース１０に固定される。すなわち、側板７０１は、ミストが飛散する方向に配設されており、飛散するミストを受け止める役割を有している。一方、気液分離手段７０のうち、－Ｙ側、すなわちノズル７２から二流体Ｍが噴射される位置に近い側、及び、－Ｘ側、すなわちチャックテーブル５の公転方向の下流側には側板がなく、これにより、ミストを受け入れる入口７０２が形成されている。なお、第１側板７０１ａはなくてもよく、その場合は、仕切り板１６１が第１側板７０１ａと同様の役割を果たす。
上記の気液分離手段７０に備える入口７０２の上辺、すなわち第１辺７００ａ、斜辺７００ｂ及び第３辺７００ｃには、下方向に延びる庇７０３が備えられている。庇７０３は、天板７００に対して垂直な－Ｚ方向に配設されていてもよいし、－Ｚ方向よりも若干チャックテーブル５の中心に向く方向に傾斜していてもよい。また、湾曲していてもよい。図４に示した例の庇７０３は、－Ｘ側、すなわちノズル７２に近い側は、Ｚ方向の長さが短く、＋Ｘ側、すなわちノズル７２から遠い側は、Ｚ方向の長さが長く形成されている。このように、庇７０３は、ノズル７２に近い側のＺ方向の長さが短く、開口部分がＺ軸方向に長く形成されることにより、ノズル７２との衝突を回避し、ノズル７２の可動域を広くとることができる。一方、庇７０３のうち、ノズル７２から遠い側のＺ方向の長さを長く形成することにより、より多くのミストを収容することができる。
また、ノズル７２に近い側のＺ方向の長さが短い庇７０３の下を通ってノズル７２を気液分離手段７０内に収納させ、チャックテーブル５への被加工物Ｗの搬送の邪魔にならないようにしている。
また、上記のように、天板７００は、略長方形の一部を切り取った形状に形成されているため、天板７００のうち切り取られていない部分の下方は、より多くのミストを収
容することができる容積が広い大容量エリア７０４となっている。
２ 加工装置の動作
（搬入工程）
上記の構成の加工装置１を用いて被加工物Ｗの加工を行う際の、加工装置１の動作について説明する。まず、図１に示したターンテーブル６が所定の角度だけ回転することで、被加工物Ｗが載置されていないチャックテーブル５が公転させられ、ローディングアーム１５４ａの近傍まで移動し、図２における搬入出エリア１６ａに位置付けられる。
その後、ロボット１５５が第１のカセット１５０ａから一枚の被加工物Ｗを引き出して、被加工物Ｗを仮置き領域１５２に移動させる。次いで、位置合わせ手段１５３の複数の位置合わせピンによって位置合わせされた被加工物Ｗを、ローディングアーム１５４ａで把持して搬入出エリア１６ａに位置付けられたチャックテーブル５の上方に移動させる。そして、被加工物Ｗをチャックテーブル５の中心と被加工物Ｗの中心とが合致するように、被加工物Ｗの上面Ｗａを上に向けた状態で保持面５０ａの上に載置する。チャックテーブル５の保持面５０ａの上に載置された被加工物Ｗは、吸引手段５３が発揮する吸引力によって保持面５０ａで吸引保持される。
（粗研削工程）
チャックテーブル５の保持面５０ａで被加工物Ｗを吸引保持した後、ターンテーブル６を＋Ｚ側からみて時計回りに所定の角度だけ回転させることで、チャックテーブル５を公転させ、チャックテーブル５に保持された被加工物Ｗを粗研削手段３０の下方に移動させて粗研削エリア１６ｂに位置付ける。このとき、粗研削手段３０と被加工物Ｗとは、図２に示すような、粗研削砥石３０４ｂを被加工物Ｗに向かって下降させて粗研削砥石３０４ｂと被加工物Ｗとが当接した際に、粗研削砥石３０４ｂの下面の円の外周縁が被加工物Ｗの回転中心を通るような位置に合わせられる。
上記の粗研削手段３０と被加工物Ｗとの位置合わせが完了した後、モータ３０２により回転軸３００を駆動し、回転軸３００をＺ軸方向の軸心のまわりに回転させる。回転軸３００が回転するのに伴い、回転軸３００の下方に接続されたマウント３０３が回転し、マウント３０３に連結されたホイール基台３０４ａとホイール基台３０４ａに固着された粗研削砥石３０４ｂとがＺ軸方向の軸心のまわりに回転する。
また、回転手段５２によってチャックテーブル５はＺ軸方向の回転軸５５のまわりに回転させられており、これにより被加工物Ｗも回転軸５５のまわりに回転している。この状態で、粗研削送り手段２０のモータ２０２によってボールネジ２００を回転駆動させて、ボールネジ２００に摺接する昇降板２０３をガイドレール２０１に沿って降下させることで、昇降板２０３に支持されたホルダ２０４及び、ホルダ２０４に保持された回転軸３００が降下させられ、粗研削砥石３０４ｂが被加工物Ｗの全面に当接する。
粗研削砥石３０４ｂに被加工物Ｗが当接してから、さらに粗研削砥石３０４ｂを所定の距離だけ所定の速さで－Ｚ方向に降下させることで、被加工物Ｗの上面Ｗａを所定の厚みだけ粗研削する。粗研削終了後、粗研削送り手段２０によって粗研削砥石３０４ｂが上方へと上昇させられ、被加工物Ｗの上面Ｗａから離間される。
（仕上げ研削工程）
その後、同様に＋Ｚ側からみて時計回りにターンテーブル６を所定の角度だけ回転させることでチャックテーブル５を公転させ、チャックテーブル５に保持された被加工物Ｗを仕上げ研削手段３１の下方に移動させて仕上げ研削エリア１６ｃに位置付ける。図２に示すように、仕上げ研削砥石３１４ｂと被加工物Ｗとが当接した際に、仕上げ研削砥石３１４ｂの下面の円の外周縁が被加工物Ｗの回転中心を通るように位置合わせする。そして、上記の粗研削工程と同様に、仕上げ研削送り手段２１を用いて、回転する仕上げ研削砥石３１４ｂを同じく回転する被加工物Ｗに向かって下降させて仕上げ研削砥石３１４ｂを被加工物Ｗに当接させる。
仕上げ研削砥石３１４ｂが被加工物Ｗに当接してから、さらに仕上げ研削砥石３１４ｂを所定の距離だけ所定の速さで－Ｚ方向に降下させ、被加工物Ｗの上面Ｗａを仕上げ研削する。なお、仕上げ研削工程は、例えば粗研削工程で所望の厚み直前まで研削された被加工物Ｗに対して仕上げ研削砥石３１４ｂを－Ｚ方向に降下させて所望の厚みに仕上げるカット工程や、所望の厚みに研削した後に－Ｚ方向に仕上げ研削砥石３１４ｂを降下させることなく被加工物Ｗの上面Ｗａの上に当接させたままその高さ位置を維持し、表面状態を整えるスパークアウト工程等に分かれていてもよい。
仕上げ研削終了後、仕上げ研削送り手段２１によって仕上げ研削砥石３１４ｂは、上昇させられて、被加工物Ｗの上面Ｗａから離間させられる。
（研磨工程）
さらに、ターンテーブル６を＋Ｚ側からみて時計回りに所定の角度だけ回転させることで、チャックテーブル５を公転させ、チャックテーブル５に保持された被加工物Ｗを研磨手段３２の下方に移動させて研磨エリア１６ｄに位置付ける。研磨手段３２の研磨パッド３２４に対する被加工物Ｗの位置合わせは、例えば、図２に示すように、研磨パッド３２４が被加工物Ｗの上面Ｗａ全面に当接するように行われる。
モータ３２２に駆動されてスピンドル３２０が回転するのに伴い研磨パッド３２４が回転し、研磨手段３２が研磨送り手段２５により－Ｚ方向へと送られて、回転する研磨パッド３２４が被加工物Ｗの上面Ｗａに当接する。また、回転手段５２がチャックテーブル５を所定の回転速度で回転させるのに伴い保持面５０ａ上に保持された被加工物Ｗも回転するので、研磨パッド３２４が被加工物Ｗの上面Ｗａ全面に当接する。
研磨加工を行うと、被加工物Ｗの上面Ｗａに縞模様が形成される場合があり、上面Ｗａに縞模様が形成されると被加工物Ｗの抗折強度を低下させるおそれがある。そこで、研磨加工中においては、Ｙ軸方向移動手段２４が研磨手段３２をＹ軸方向に往復移動させて、研磨パッド３２４を被加工物Ｗの上面Ｗａ上でＹ軸方向に摺動させることで、被加工物Ｗの上面Ｗａに縞模様が形成されるのを防止する。
（洗浄工程）
上記の研磨工程の終了後、搬入出エリア１６ａにおいて、ノズル７２から二流体Ｍを噴射させて被加工物Ｗを洗浄する。なお、該洗浄工程には、加工後の被加工物Ｗを加工領域Ｂから搬出入領域Ａへと搬送する際に、アンローディングアーム１５４ｂの搬送パッドが汚れるのを防ぐ目的等がある。
洗浄の際には、まずターンテーブル６を＋Ｚ側からみて時計回りに所定の角度だけ回転させることで、チャックテーブル５を公転させて搬入出エリア１６ａに再び位置付ける。そして、移動手段７１に備えるモータ７１２の駆動力によってスピンドル７１０を回転させ、アーム７１１を回転移動させる。これにより、ノズル７２を水平移動させ、保持面５０ａの上方の領域内に位置付ける。さらに、ノズル７２の高さや傾斜角度を調節手段７１４によって調節して、ノズル７２の噴射方向が、図３に示すような、保持面５０ａに対して垂直な方向（－Ｚ方向）よりも気液分離手段７０が配置されている方向（＋Ｙ方向）に向く方向になるように斜めに傾ける。
次いで、ノズル７２に対して、エア源８と水源９とから、エアと水とをそれぞれ供給する。供給されるエアの圧力は０．２５Ｍｐａ程度、供給される水の水量は０．８Ｌ／ｍｉｎ程度が望ましい。エアと水とがノズル７２で混合されて二流体Ｍが形成され、形成された二流体Ｍをノズル７２から被加工物Ｗの上面Ｗａに向かって噴射することで被加工物Ｗの上面Ｗａを洗浄する。ノズル７２から噴射された二流体Ｍは、保持面５０ａの中心から気液分離手段７０へと向かい、気液分離手段７０の入口７０２から気液分離手段７０の内部の空間へと進入し、側板７０１や天板７００に当たって、水とエアとに気液分離される。その後、エアは入口７０２の上部から該搬入出エリア１６ａの大気に開放され、図示しない加工装置の排気口から加工室の外部へと排気され、一方で水は排水口１６２から加工室１６の外部へと排水される。
その後、搬入出エリア１６ａの内部の空間から二流体Ｍが取り除かれると、移動手段７１によってノズル７２がチャックテーブル５の保持面５０ａの上方の領域外へと移動させられ、次いで、被加工物Ｗが図１に示したアンローディングアーム１５４ｂによって加工領域Ｂから搬出入領域Ａのスピンナー洗浄手段１５６の載置場所に載置される。そして、被加工物Ｗはスピンナー洗浄手段１５６によってさらに洗浄され、ロボット１５５に把持されて第２のカセット１５１ａに収容される。
なお、気液分離手段７０の第１辺７００ａ、斜辺７００ｂ及び第３辺７００ｃから下方向に延びる庇７０３が備えられているため、図３に示すように、入口７０２から気液分離手段７０の内部の空間に入った二流体Ｍが側板７０１、天板７００、庇７０３の順に当たって二流体Ｍの渦Ｍａが形成され、これによりさらに素早く気液分離することができる。庇７０３は、天板７００から下方に突出しつつもその下方は開口しているため、気液分離手段７０は、入口７０２から二流体を受け入れるとともに、内部で渦Ｍａを形成することを可能としている。
また、入口７０２は、気液分離手段７０の内部の空気を搬入出エリア１６ａに排気する役目も成している。つまり、入口７０２の下側から二流体を進入させ入口７０２の上側から空気を搬入出エリアに排気させている。
また、気液分離手段７０の入口７０２から仕切り板１６１の方向（＋Ｙ方向）に遠ざかったところに容積が広い大容量エリア７０４が備えられているため、入口７０２から気液分離手段７０の内部の空間に入った二流体Ｍが大容量エリア７０４で流速を落とし、より確実に二流体Ｍを気液分離することができる。
また、加工装置１に備える洗浄手段７は、被加工物Ｗの上面Ｗａだけでなく、チャックテーブル５の保持面５０ａを洗浄することもでき、チャックテーブル５の洗浄時においても、気液分離手段７０が、飛散した二流体の気液分離を上記と同様に行うことができる。
以上のように、加工装置１に気液分離手段７０を設けたことにより、被加工物Ｗ及びチャックテーブル５の保持面５０ａに当たって反射された二流体Ｍが加工室１６の内部に飛散するのを防ぎ、二流体Ｍを加工室１６の外部へと素早く排出することができる。これによって、加工全体にかかる時間を削減できる。
さらには、気液分離手段７０を用いて二流体Ｍを加工室１６の外部へと排出させることで、大型の排気ファンやダクト等を加工装置１に組み込む必要がなく、その結果、加工装置１をコンパクトな状態に維持することができ、加工装置１が占める体積の増大を抑えることができる。
１：加工装置 １０：第１の装置ベース １１：第２の装置ベース
１２：第１のコラム １３：第２のコラム １４：第３のコラム
１５０：第１のカセット載置部 １５０ａ：第１のカセット
１５１：第２のカセット載置部 １５１ａ：第２のカセット
１５２：仮置き領域 １５３：位置合わせ手段
１５４ａ：ローディングアーム １５４ｂ：アンローディングアーム
１５５：ロボット １５６：スピンナー洗浄手段
１６：加工室 １６０：ウォーターケース １６１：仕切り板 １６２：排出口
１６ａ：搬入出エリア １６ｂ：粗研削エリア １６ｃ：仕上げ研削エリア
１６ｄ：研磨エリア １７：制御手段
２０：粗研削送り手段 ２００：ボールネジ ２０１：ガイドレール
２０２：モータ ２０３：昇降板 ２０４：ホルダ ２０５：回転軸
３０：粗研削手段 ３００：回転軸 ３０１：ハウジング ３０２：モータ
３０３：マウント ３０４ａ：ホイール基台 ３０４ｂ：粗研削砥石
２１：仕上げ研削送り手段 ３１：仕上げ研削手段 ３１４ｂ：仕上げ研削砥石
２４：Ｙ軸方向移動手段 ２４０：ボールネジ ２４１：ガイドレール
２４２：モータ ２４３：可動板
２５：研磨送り手段 ２５０：ボールネジ ２５１：ガイドレール ２５２：モータ
２５３：昇降板 ２５４：ホルダ
３２：研磨手段 ３２０：回転軸 ３２１：ハウジング ３２２：モータ
３２３：マウント ３２４：研磨パッド
５：チャックテーブル ５０：吸引部 ５０ａ：保持面 ５１：枠体
５２：回転手段 ５３：吸引手段 ５５：回転軸
６：ターンテーブル
７：洗浄手段 ７０：気液分離手段
７００：天板 ７００ａ：第１辺 ７００ｂ：斜辺
７００ｃ：第２辺 ７００ｄ：第３辺 ７００ｅ：第４辺
７０１：側板 ７０１ａ：第１側板 ７０１ｂ：第２側板 ７０１ｃ：第３側板
７０２：入口 ７０３：庇 ７０４：大容量エリア
７１：移動手段 ７１０：スピンドル ７１１：アーム ７１２：モータ
７１３：ハウジング ７１４：調節手段 ７１５：回転軸
７２：ノズル ７２０：噴射口
８：エア源 ９：水源
Ａ：搬出入領域 Ｂ：加工領域 Ｍ：二流体 Ｍａ：二流体の渦
Ｗ：被加工物 Ｗａ：被加工物の上面

Claims (4)

  1. 被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、
    該チャックテーブルに保持された被加工物の上面を加工具で加工する加工手段と、
    エアと水とを混合した二流体を該被加工物の上面に向かって噴射させるノズルを有し、該ノズルが噴射する二流体によって該被加工物の上面を洗浄する洗浄手段と、
    該チャックテーブルを囲繞し水を受け止めて排水口から排水するウォーターケースと、を備える加工装置であって、
    該洗浄手段は、
    該チャックテーブルに隣接し該ノズルが噴射した該二流体を受け止め気液分離する気液分離手段と、
    該ノズルを該保持面の上方の領域の内外に水平移動させる移動手段と、を備え、
    該ノズルの噴射方向は、該保持面に対する垂直方向から斜めに傾けられ、
    該二流体は、該保持面の中心側から該気液分離手段に向かい、
    該気液分離手段は、天板と、該天板から垂下する複数の側板と、該二流体が進入する入口と、を備え、
    該入口から入った該二流体を該側板と該天板とに当てて、水とエアとに気液分離し、該エアは大気開放させ、該水は該排水口から排水させる加工装置。
  2. 該気液分離手段は、該入口の上辺から下方向に延びる庇を備え、
    該入口から入った該二流体が該側板、該天板、該庇の順に当たり、該二流体の渦を形成させ気液分離する請求項１記載の加工装置。
  3. 該気液分離手段は、該入口から遠ざかったところに容積が広いエリアを備え、該入口から入った該二流体が該広いエリアで流速を落とし気液分離させる請求項１または請求項２のいずれかに記載の加工装置。
  4. 該洗浄手段は、該チャックテーブルの該保持面を洗浄する請求項１記載の加工装置。
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