KR20200090616A - 가공 장치 - Google Patents

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KR20200090616A
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마토 핫토리
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

(과제) 피가공물의 세정시에 사용하는 이류체를 신속하게 가공실의 외부로 배출하는 것.
(해결 수단) 유지면 (50a) 에 대하여 수직 방향으로부터 비스듬하게 기울어진 노즐 (72) 로부터 척 테이블 (5) 에서 유지한 피가공물 (W) 의 상면 (Wa) 을 향해 이류체 (M) 를 분사시켜 피가공물 (W) 의 상면 (Wa) 을 세정할 때, 피가공물 (W) 의 상면 (Wa) 에서 반사되어 구획판 (161) 의 방향을 향한 이류체 (M) 를, 척 테이블 (5) 과 구획판 (161) 사이에 배치 형성한 기액 분리 수단 (70) 의 천판 (700) 이나 측판 (701) 에서 받아내어 가공실 (16) 의 바닥부에 배치 형성된 배출구 (162) 로부터 배출시킴으로써, 가공실 (16) 의 내부의 공간에 분무가 되어 확산되는 것을 방지하여, 이류체 (M) 의 배출에 걸리는 시간을 삭감한다.

Description

가공 장치{MACHINING APPARATUS}
본 발명은, 피가공물을 가공하는 가공 장치에 관한 것이다.
피가공물을 가공하는 가공 장치는, 특허문헌 1 에 나타내는 바와 같이, 피가공물의 가공 후에, 피가공물을 향해 물과 에어를 혼합시킨 이류체를 분무하여 피가공물을 세정하기 위한 세정 수단을 구비하고 있다.
상기의 세정 수단을 사용한 피가공물의 세정에 있어서는, 이동 수단에 의해 대기 위치로부터 세정 위치로 이동된 이류체 노즐로부터 이류체가 피가공물을 향해 분무된다. 이류체 노즐로부터 분무된 이류체의 미스트는 가공실의 내부의 공간에 비산되고, 시간의 경과와 함께 가공실에 배치 형성된 배출구 등으로부터 가공실의 외부로 배출되어 가게 된다. 특허문헌 2 에 나타내는 바와 같이, 가공실에 배치 형성된 급기 팬으로부터 가공실의 내부에 대하여 송풍을 실시함으로써, 이류체 노즐로부터 분사되어 가공실의 내부에 비산된 미스트를 가공실의 외부로 강제적으로 배출시키는 가공 장치도 존재한다.
일본 공개특허공보 2011-200785호 일본 공개특허공보 2011-243833호
이류체에 의한 피가공물의 세정 후, 척 테이블의 상방인 세정 위치에 위치 부여되어 있는 세정 수단은, 일단 척 테이블의 상방으로부터 퇴피되고, 대기 위치로 이동되지만, 세정 수단을 대기 위치로 이동시키기 전에, 이류체 노즐로부터 분출된 이류체의 분무를 배출구 등으로부터 배출하여, 가공실의 내부로부터 제거할 필요가 있다. 세정 수단이 대기 위치로 이동될 때까지 다른 구동 기구가 대기하게 되기 때문에, 세정 수단의 대기 위치로의 이동이 애로가 되어, 예를 들어 다음 공정인 세정된 피가공물을 척 테이블로부터 분리하는 작업 등으로 진척하는 것을 방해하고 있다. 따라서, 세정 수단의 대기 위치로의 이동이 피가공물의 가공 작업 전체에 걸리는 시간을 지연시켜 비효율적이라는 문제가 있다.
또, 이류체 노즐로부터 분사되어 가공실의 내부에 비산된 미스트를, 상기와 같은 배기 팬을 사용한 송풍에 의해 강제적으로 배기시키는 세정 수단은, 가공 장치에 배기 팬이나 배기 팬과 세정 수단을 연결하는 덕트 등을 배치 형성할 필요가 있어, 배기 팬이나 덕트 등에 연삭 장치 내부의 공간이 점유됨과 함께 연삭 장치 전체의 크기가 증대되어 버린다. 즉, 피가공물의 세정시에 이류체 노즐로부터 분사되어 가공실 내부에 비산된 이류체를, 대규모의 배기 팬이나 덕트 등을 개재하지 않고 보다 신속하게 가공실의 외부로 배출하는 것이, 본 발명이 해결해야 할 과제이다.
본 발명은, 피가공물을 유지하는 유지면을 갖는 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 피가공물의 상면을 가공구로 가공하는 가공 수단과, 에어와 물을 혼합한 이류체를 그 피가공물의 상면을 향해 분사시키는 노즐을 갖고 그 노즐이 분사하는 이류체에 의해 그 피가공물의 상면을 세정하는 세정 수단과, 그 척 테이블을 둘러싸고 물을 받아내어 배수구로부터 배수하는 워터 케이스를 구비하는 가공 장치로서, 그 세정 수단은, 그 척 테이블에 인접하고 그 노즐이 분사한 그 이류체를 받아내어 기액 분리하는 기액 분리 수단과, 그 노즐을 그 유지면의 중심으로부터 외주로 수평 이동시키는 이동 수단을 구비하고, 그 노즐의 분사 방향은, 그 유지면에 대하여 수직 방향으로부터 비스듬하게 기울어지고, 그 이류체는, 그 유지면의 중심측으로부터 그 기액 분리 수단을 향하고, 그 기액 분리 수단은, 천판과, 그 천판으로부터 수하 (垂下) 되는 복수의 측판과, 그 이류체가 진입하는 입구를 구비하고, 그 입구로부터 들어간 그 이류체를 그 측판과 그 천판에 맞혀, 물과 에어로 기액 분리하고, 그 에어는 대기 개방시키고, 그 물은 그 배수구로부터 배수시키는 가공 장치이다.
상기의 기액 분리 수단은, 그 입구의 상변으로부터 하방향으로 연장되는 차양을 구비하고 있고, 그 입구로부터 들어간 그 이류체가 그 측판, 그 천판, 그 차양의 순서로 부딪혀, 그 이류체의 소용돌이를 형성시켜 기액 분리하는 것이 바람직하다.
상기의 기액 분리 수단은, 그 입구로부터 떨어진 곳에 용적이 넓은 에어리어를 구비하고, 그 입구로부터 들어간 그 이류체가 그 넓은 에어리어에서 유속을 줄여 기액 분리하는 것이 바람직하다.
상기의 그 세정 수단은, 그 척 테이블의 그 유지면을 세정할 수 있는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 이류체 세정을 하고 있을 때에 분출한 이류체를 기액 분리 수단에 있어서 받아내어 수용할 수 있게 되어, 장치 내에 미스트가 비산되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이류체의 미스트를 흡인하는 흡인 수단을 배치 형성할 필요가 없어지기 때문에, 가공 장치 전체의 크기를 억제할 수 있다. 나아가서는, 기액 분리하여 오염을 캐치한 물을 배수구로부터 배수하므로 장치 내부가 오염되는 것을 방지할 수 있다.
도 1 은, 가공 장치 전체를 나타내는 사시도이다.
도 2 는, 가공 장치의 상방에서 본 가공실을 나타내는 단면도이다.
도 3 은, 피가공물의 세정시에 있어서의, 가공 장치의 우측방에서 본 반입출 에어리어의 단면도이다.
도 4 는, 기액 분리 수단의 일례를 나타내는 사시도이다.
1 가공 장치의 구성
도 1 에 나타내는 가공 장치 (1) 는, 가공 수단 (3) 을 사용하여 척 테이블 (5) 상에 유지된 피가공물 (W) 을 가공하는 가공 장치이다. 가공 수단 (3) 은, 예를 들어, 조(粗)연삭 수단 (30) 과, 마무리 연삭 수단 (31) 과 연마 수단 (32) 으로 구성되고, 상기의 가공 수단 (3) 은, 피가공물 (W) 의 연삭 가공에 사용하는 조연삭 지석 (304b) 이나 마무리 연삭 가공에 사용하는 마무리 연삭 지석 (314b) 이나 연마 가공에 사용하는 연마 패드 (324) 등의 가공구를 갖는다. 가공 장치 (1) 에는 제어 수단 (17) 이 구비되어 있고, 피가공물 (W) 의 반송이나 연삭 가공이나 연마 가공 등을 실시할 때에 각종 장치 기구를 제어한다.
가공 장치 (1) 는, 제 1 장치 베이스 (10) 의 후방 (＋Y 방향측) 에 제 2 장치 베이스 (11) 가 연결되어 구성되어 있다. 제 1 장치 베이스 (10) 상은, 피가공물 (W) 의 반출입 등이 실시되는 반출입 영역 (A) 으로 되어 있다. 제 2 장치 베이스 (11) 상은, 조연삭 수단 (30), 마무리 연삭 수단 (31) 또는 연마 수단 (32) 에 의해 척 테이블 (5) 에서 유지된 피가공물 (W) 이 가공되는 가공 영역 (B) 으로 되어 있다.
도 1 에 나타내는 피가공물 (W) 은, 예를 들어, 실리콘 모재 등으로 이루어지는 원형판상의 반도체 피가공물이고, 피가공물 (W) 의 상면 (Wa) 은, 연삭 가공이나 연마 가공이 실시되는 피가공면으로 되어 있다.
제 1 장치 베이스 (10) 의 정면측 (－Y 방향측) 에는, 제 1 카세트 재치부 (載置部) (150) 및 제 2 카세트 재치부 (151) 가 형성되어 있고, 제 1 카세트 재치부 (150) 에는 가공 전의 피가공물 (W) 이 수용되는 제 1 카세트 (150a) 가 재치되고, 제 2 카세트 재치부 (151) 에는 가공 후의 피가공물 (W) 이 수용되는 제 2 카세트 (151a) 가 재치된다.
제 1 카세트 (150a) 의 후방 (＋Y 방향측) 에는 도시되지 않은 개구가 형성되어 있고, 당해 개구의 후방에는, 제 1 카세트 (150a) 로부터 가공 전의 피가공물 (W) 을 반출함과 함께 가공 후의 피가공물 (W) 을 제 2 카세트 (151a) 에 반입하는 로봇 (155) 이 배치 형성되어 있다. 로봇 (155) 에 인접하는 위치에는, 임시 재치 영역 (152) 이 형성되어 있고, 임시 재치 영역 (152) 에는 위치 맞춤 수단 (153) 이 배치 형성되어 있다. 위치 맞춤 수단 (153) 은 복수의 위치 맞춤 핀을 구비하고 있고, 제 1 카세트 (150a) 로부터 반출되어 임시 재치 영역 (152) 에 재치된 피가공물 (W) 을, 위치 맞춤 핀에 의해 소정의 위치에 위치 맞춤 (센터링) 할 수 있다.
위치 맞춤 수단 (153) 과 인접하는 위치에는, 피가공물 (W) 을 유지한 상태로 선회하는 로딩 아암 (154a) 이 배치되어 있다. 로딩 아암 (154a) 은, 위치 맞춤 수단 (153) 에 있어서 위치 맞춤된 피가공물 (W) 을 유지하고, 가공 영역 (B) 내에 배치 형성되어 있는 어느 척 테이블 (5) 로 반송할 수 있다. 로딩 아암 (154a) 의 옆에는, 가공 후의 피가공물 (W) 을 유지한 상태로 선회하는 언로딩 아암 (154b) 이 형성되어 있고, 언로딩 아암 (154b) 의 근방에는, 언로딩 아암 (154b) 에 의해 반송된 가공 후의 피가공물 (W) 을 세정하는 매엽식의 스피너 세정 수단 (156) 이 배치되어 있다. 스피너 세정 수단 (156) 에 의해 세정된 피가공물 (W) 은, 로봇 (155) 에 의해 제 2 카세트 (151a) 에 반입되게 된다.
제 2 장치 베이스 (11) 상의 전방의 －X 측에는 제 1 칼럼 (12) 이 세워 형성되어 있고, 제 1 칼럼 (12) 의 측면에는 조연삭 이송 수단 (20) 이 배치 형성되어 있다. 조연삭 이송 수단 (20) 은, 연직 방향 (Z 축 방향) 의 축심을 갖는 볼 나사 (200) 와, 볼 나사 (200) 와 평행하게 배치 형성된 1 쌍의 가이드 레일 (201) 과, 볼 나사 (200) 에 연결되어 볼 나사 (200) 를 회동시키는 모터 (202) 와, 내부의 너트가 볼 나사 (200) 에 나사 결합하고 측부가 가이드 레일 (201) 에 슬라이딩 접촉하는 승강판 (203) 과, 승강판 (203) 에 연결되어 조연삭 수단 (30) 을 유지하는 홀더 (204) 를 구비하고 있다. 모터 (202) 가 볼 나사 (200) 를 회동시키면, 이에 수반하여 승강판 (203) 이 가이드 레일 (201) 에 가이드되어 Z 축 방향으로 왕복 이동하고, 승강판 (203) 에 연결된 홀더 (204) 에 지지되어 있는 조연삭 수단 (30) 이 Z 축 방향으로 왕복 이동하는 구성으로 되어 있다.
조연삭 수단 (30) 은, 축 방향이 연직 방향 (Z 축 방향) 인 회전축 (300) 과, 회전축 (300) 을 회전 가능하게 지지하는 하우징 (301) 과, 회전축 (300) 을 회전 구동하는 모터 (302) 와, 회전축 (300) 의 하단에 접속된 원형상의 마운트 (303) 와, 마운트 (303) 의 하면에 착탈 가능하게 접속된 연삭 휠 (304) 을 구비한다. 그리고, 연삭 휠 (304) 은, 휠 기대 (304a) 와, 휠 기대 (304a) 의 바닥면에 환상으로 배치 형성된 대략 직방체 형상의 복수의 조연삭 지석 (304b) 을 구비한다. 조연삭 지석 (304b) 은, 예를 들어, 지석에 포함되는 지립이 비교적 큰 지석이다.
또, 제 2 장치 베이스 (11) 상의 후방의 －X 측에는, 제 2 칼럼 (13) 이 세워 형성되어 있고, 제 2 칼럼 (13) 의 전면에는 마무리 연삭 이송 수단 (21) 이 배치 형성되어 있다. 마무리 연삭 이송 수단 (21) 은, 조연삭 이송 수단 (20) 과 동일하게 구성되어 있고, 마무리 연삭 수단 (31) 을 Z 축 방향으로 연삭 이송할 수 있다. 마무리 연삭 수단 (31) 은, 지석에 포함되는 지립이 상기의 조연삭 지석 (304b) 과 비교하여 작은 마무리 연삭 지석 (314b) 을 구비하고, 그 밖의 구성은 조연삭 수단 (30) 과 동일하게 되어 있다. 따라서, 마무리 연삭 이송 수단 (21) 및 마무리 연삭 수단 (31) 에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.
제 2 장치 베이스 (11) 상의 후방의 ＋X 측에는, 상기의 제 2 칼럼 (13) 에 병렬로 제 3 칼럼 (14) 이 세워 형성되어 있고, 제 3 칼럼 (14) 의 전면에는, Y 축 방향 이동 수단 (24) 이 배치 형성되어 있다. Y 축 방향 이동 수단 (24) 은, Y 축 방향의 축심을 갖는 볼 나사 (240) 와, 볼 나사 (240) 와 평행하게 배치 형성된 1 쌍의 가이드 레일 (241) 과, 볼 나사 (240) 를 회동시키는 모터 (242) 와, 내부의 너트가 볼 나사 (240) 에 나사 결합하고 측부가 가이드 레일 (241) 에 슬라이딩 접촉하는 가동판 (243) 으로 구성된다. 그리고, 모터 (242) 가 볼 나사 (240) 를 회동시키면, 이에 수반하여 가동판 (243) 이 가이드 레일 (241) 에 가이드되어 Y 축 방향으로 이동하고, 가동판 (243) 상에 배치 형성된 연마 수단 (32) 이 가동판 (243) 의 이동에 수반하여 Y 축 방향으로 이동한다.
가동판 (243) 의 전면에는, 연마 수단 (32) 을 척 테이블 (5) 에 대하여 접근 또는 이간하는 Z 축 방향으로 승강시키는 연마 이송 수단 (25) 이 배치 형성되어 있다. 연마 이송 수단 (25) 은, 연직 방향의 축심을 갖는 볼 나사 (250) 와, 볼 나사 (250) 와 평행하게 배치 형성된 1 쌍의 가이드 레일 (251) 과, 볼 나사 (250) 에 연결되어 볼 나사 (250) 를 회동시키는 모터 (252) 와, 내부의 너트가 볼 나사 (250) 에 나사 결합하고 측부가 가이드 레일 (251) 에 슬라이딩 접촉하는 승강판 (253) 과, 승강판 (253) 에 연결되어 연마 수단 (32) 을 유지하는 홀더 (254) 로 구성되고, 모터 (252) 가 볼 나사 (250) 를 회동시키면 승강판 (253) 이 가이드 레일 (251) 에 가이드되어 Z 축 방향으로 이동하고, 홀더 (254) 에 지지된 연마 수단 (32) 도 Z 축 방향으로 이동한다.
연마 수단 (32) 은, 예를 들어, 축 방향이 Z 축 방향인 스핀들 (320) 과, 스핀들 (320) 을 회전 가능하게 지지하는 하우징 (321) 과, 스핀들 (320) 을 회전 구동하는 모터 (322) 와, 스핀들 (320) 의 하단에 고정된 원형판상의 마운트 (323) 와, 마운트 (323) 의 하면에 착탈 가능하게 장착된 원형의 연마 패드 (324) 로 구성되어 있다. 연마 패드 (324) 는, 예를 들어, 펠트 등의 부직포로 이루어지고, 중앙 부분에 슬러리 (유리 지립을 포함하는 연마액) 가 통액되는 도시되지 않은 관통공이 형성되어 있다. 연마 패드 (324) 의 직경은, 마운트 (323) 의 직경과 동일한 정도의 크기로 되어 있고, 또, 척 테이블 (5) 의 직경보다 대경으로 되어 있다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 제 2 장치 베이스 (11) 상에는, 턴테이블 (6) 이 배치 형성되고, 턴테이블 (6) 의 상면에는, 예를 들어 척 테이블 (5) 이 둘레 방향으로 등간격을 두고 4 개 배치 형성되어 있다. 턴테이블 (6) 의 중심에는, 턴테이블 (6) 을 자전시키기 위한 도시되지 않은 회전축이 배치 형성되어 있고, 회전축을 중심으로 턴테이블 (6) 을 Z 축 방향의 축심 둘레로 자전시킬 수 있다. 가공을 실시할 때에는, 턴테이블 (6) 이 자전함으로써, 4 개의 척 테이블 (5) 을 공전시켜, 척 테이블 (5) 을 조연삭 수단 (30) 의 하방, 마무리 연삭 수단 (31) 의 하방, 연마 수단 (32) 의 하방으로 순차 위치 부여할 수 있다.
상기의 4 개의 척 테이블 (5) 은 각각, 흡인부 (50) 와, 흡인부 (50) 를 둘러싸는 프레임체 (51) 를 구비한다. 흡인부 (50) 의 유지면 (50a) 상에 재치된 피가공물 (W) 은, 척 테이블 (5) 의 하방에 배치 형성된 흡인 수단 (53) 에 의해 만들어지는 흡인력에 의해 유지면 (50a) 에서 흡인 유지된다. 또, 척 테이블 (5) 은, 동일하게 하방에 배치 형성된 회전 수단 (52) 에 의해 회전축 (55) 의 둘레로 회전 가능하게 되어 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이 4 개의 척 테이블 (5) 은, 워터 케이스 (160) 에 둘러싸여 있고, 워터 케이스 (160) 와 구획판 (161) 으로 둘러싸인 공간인 가공실 (16a ∼ 16d) 에 각각 수용되어 있다. 가공실 (16a ∼ 16d) 은, 각각 피가공물 (W) 의 반입출이 실시되는 반입출 에어리어 (16a), 조연삭이 실시되는 조연삭 에어리어 (16b), 마무리 연삭이 실시되는 마무리 연삭 에어리어 (16c), 그리고 연마가 실시되는 연마 에어리어 (16d) 이다. 가공실 (16a ∼ 16d) 은 각각 배수구 (162) 를 구비하고, 가공 중에 발생한 가공 부스러기가 포함된 폐액 등은 배수구 (162) 로부터 가공실 (16a ∼ 16d) 의 외부로 흘러나가게 된다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 가공실 (16) 의 반입출 에어리어 (16a) 에는 세정 수단 (7) 이 배치 형성되어 있다. 세정 수단 (7) 은, 이류체 (M) 를 피가공물 (W) 을 향해 분사하는 노즐 (72) 과, 노즐 (72) 을 이동시키는 이동 수단 (71) 과, 분사된 이류체 (M) 를 기액 분리하는 기액 분리 수단 (70) 을 구비하고 있다. 이동 수단 (71) 은, 모터 (712) 와, 모터 (712) 에 의해 회전 구동되는 스핀들 (710) 과, 스핀들 (710) 의 외주를 둘러싸고 아암 (711) 을 회전 가능하게 지지하는 하우징 (713) 을 구비하고 있고, 아암 (711) 의 일단은 하우징 (713) 에 접속 연결되고, 타단은 노즐 (72) 의 높이나 유지면 (50a) 에 대한 경사 각도를 조정할 수 있는 조절 수단 (714) 을 개재하여 노즐 (72) 에 접속되어 있다. 모터 (712) 에 의해 구동되어, 스핀들 (710) 이 Z 축 방향의 회전축 (715) 의 둘레로 회전하면, 이에 수반하여 하우징 (713) 에 연결된 아암 (711) 이 회전하여, 아암 (711) 의 타단에 접속된 노즐 (72) 을 척 테이블 (5) 의 상방의 영역의 내외로 이동시킬 수 있다. 또, 조절 수단 (714) 에 의해 노즐 (72) 의 높이나 유지면 (50a) 에 대한 노즐 (72) 의 경사 각도를 변경함으로써, 노즐 (72) 의 분사 방향을 조정시킬 수 있다.
노즐 (72) 에는, 에어원 (8) 및 수원 (9) 이 접속되어 있고, 에어원 (8) 으로부터 공급되는 에어와 수원 (9) 으로부터 공급되는 물이 혼합된 이류체 (M) 를 노즐 (72) 로부터 분사시킬 수 있다.
도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 기액 분리 수단 (70) 은, 반입출 에어리어 (16a) 와 연마 에어리어 (16d) 의 경계 근방의 반입출 에어리어 (16a) 측에 배치 형성된다. 또한, 기액 분리 수단 (70) 은, 반입출 에어리어 (16a) 와 조연삭 에어리어 (16b) 의 경계 근방의 반입출 에어리어 (16a) 측에 배치 형성해도 된다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 기액 분리 수단 (70) 에는, 천판 (700) 과, 천판 (700) 으로부터 수하되는 복수의 측판 (701) 과, 비산되는 미스트를 받아들이기 위한 입구 (702) 가 구비되어 있다. 천판 (700) 은, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 피가공물 (W) 이 유지된 척 테이블 (5) 이 반입출 에어리어 (16a) 에 위치 부여되었을 때에 ＋Z 측에서 보아 척 테이블 (5) 과 겹쳐지지 않는 형상이고 또한, 피가공물 (W) 의 세정시에 노즐 (72) 로부터 분사되어 비산된 이류체 (M) 를 기액 분리 수단 (70) 으로 유도하여 기액 분리하는 데에 효과적인 형상을 이루고 있으며, 본 실시형태에 있어서의 천판 (700) 은, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 턴테이블 (6) 의 회전 중심을 향해 X 축 방향으로 장척으로 형성되어 있다. 천판 (700) 은, 대략 장방형의 일부 (척 테이블 (5) 의 상방에 위치하는 부분) 가 잘라내어진 형상으로 형성되어 있고, 당해 잘라내어진 부분은, X 축 방향으로 평행한 제 1 변 (700a) 과, 일단이 제 1 변 (700a) 의 ＋X 방향측의 단부와 접속되고 X 축 방향에 대하여 각도를 갖는 사변 (700b) 을 구비하고 있다. 천판 (700) 은, 그 밖에, 사변 (700b) 의 타단에 접속되고 X 축 방향으로 평행한 1 개의 제 2 변 (700c) 과, Y 축 방향으로 평행한 대향하는 제 3 변 (700d) 및 제 4 변 (700e) 을 구비하고 있다. 그러나, 천판 (700) 의 형상은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제 1 변 (700a) 및 사변 (700b) 대신에, 척 테이블 (5) 의 주연을 따르도록 원호상으로 형성된 부분을 갖고 있어도 된다.
측판 (701) 은, ＋Y 방향측, 즉 척 테이블 (5) 의 공전 방향의 상류측에 형성되어 있는 제 1 측판 (701a) 과, ＋X 방향측, 즉 척 테이블 (5) 의 공전 궤도의 외주측이고 척 테이블 (5) 의 자전 중심으로부터 가장 떨어진 측에 형성되어 있는 제 2 측판 (701b) 과, ＋X 방향과 ―Y 방향 사이의 방향의 측에, 제 2 측판 (701b) 으로부터 굴절시켜 척 테이블 (5) 의 공전 궤도의 외주를 따르도록 형성되어 있는 제 3 측판 (701c) 으로 구성되어 있고, 제 1 측판 (701a) 은, 예를 들어 구획판 (161) 의 측면에 고정되고, 제 2 측판 (701b) 및 제 3 측판 (701c) 은, 예를 들어 그것들의 하부가 제 1 장치 베이스 (10) 에 고정된다. 즉, 측판 (701) 은, 미스트가 비산되는 방향에 배치 형성되어 있고, 비산되는 미스트를 받아내는 역할을 갖고 있다. 한편, 기액 분리 수단 (70) 중, ―Y 측, 즉 노즐 (72) 로부터 이류체 (M) 가 분사되는 위치에 가까운 측, 및 ―X 측, 즉 척 테이블 (5) 의 공전 방향의 하류측에는 측판이 없고, 이로써, 미스트를 받아들이는 입구 (702) 가 형성되어 있다. 또한, 제 1 측판 (701a) 은 없어도 되고, 그 경우에는, 구획판 (161) 이 제 1 측판 (701a) 과 동일한 역할을 한다.
상기의 기액 분리 수단 (70) 에 구비하는 입구 (702) 의 상변, 즉 제 1 변 (700a), 사변 (700b) 및 제 2 변 (700c) 에는, 하방향으로 연장되는 차양 (703) 이 구비되어 있다. 차양 (703) 은, 천판 (700) 에 대하여 수직인 ―Z 방향에 배치 형성되어 있어도 되고, ―Z 방향보다 약간 척 테이블 (5) 의 중심을 향하는 방향으로 경사져 있어도 된다. 또, 만곡되어 있어도 된다. 도 4 에 나타낸 예의 차양 (703) 은, ―X 측, 즉 노즐 (72) 에 가까운 측은, Z 방향의 길이가 짧고, ＋X 측, 즉 노즐 (72) 로부터 먼 측은, Z 방향의 길이가 길게 형성되어 있다. 이와 같이, 차양 (703) 은, 노즐 (72) 에 가까운 측의 Z 방향의 길이가 짧고, 개구 부분이 Z 축 방향으로 길게 형성됨으로써, 노즐 (72) 과의 충돌을 회피하여, 노즐 (72) 의 가동역을 넓게 취할 수 있다. 한편, 차양 (703) 중, 노즐 (72) 로부터 먼 측의 Z 방향의 길이를 길게 형성함으로써, 보다 많은 미스트를 수용할 수 있다.
또, 노즐 (72) 에 가까운 측의 Z 방향의 길이가 짧은 차양 (703) 의 아래를 지나 노즐 (72) 을 기액 분리 수단 (70) 내에 수납시켜, 척 테이블 (5) 에 대한 피가공물 (W) 의 반송의 방해가 되지 않도록 하고 있다.
또, 상기와 같이, 천판 (700) 은, 대략 장방형의 일부를 잘라낸 형상으로 형성되어 있기 때문에, 천판 (700) 중 잘라내어지지 않은 부분의 하방은, 보다 많은 미스트를 수용할 수 있는 용적이 넓은 대용량 에어리어 (704) 로 되어 있다.
2 가공 장치의 동작
(반입 공정)
상기의 구성의 가공 장치 (1) 를 사용하여 피가공물 (W) 의 가공을 실시할 때의, 가공 장치 (1) 의 동작에 대해 설명한다. 먼저, 도 1 에 나타낸 턴테이블 (6) 이 소정의 각도만큼 회전함으로써, 피가공물 (W) 이 재치되어 있지 않은 척 테이블 (5) 이 공전되고, 로딩 아암 (154a) 의 근방까지 이동하여, 도 2 에 있어서의 반입출 에어리어 (16a) 에 위치 부여된다.
그 후, 로봇 (155) 이 제 1 카세트 (150a) 로부터 1 매의 피가공물 (W) 을 인출하여, 피가공물 (W) 을 임시 재치 영역 (152) 으로 이동시킨다. 이어서, 위치 맞춤 수단 (153) 의 복수의 위치 맞춤 핀에 의해 위치 맞춤된 피가공물 (W) 을, 로딩 아암 (154a) 으로 파지하여 반입출 에어리어 (16a) 에 위치 부여된 척 테이블 (5) 의 상방으로 이동시킨다. 그리고, 피가공물 (W) 을 척 테이블 (5) 의 중심과 피가공물 (W) 의 중심이 합치하도록, 피가공물 (W) 의 상면 (Wa) 을 위를 향하게 한 상태로 유지면 (50a) 상에 재치한다. 척 테이블 (5) 의 유지면 (50a) 상에 재치된 피가공물 (W) 은, 흡인 수단 (53) 이 발휘하는 흡인력에 의해 유지면 (50a) 에서 흡인 유지된다.
(조연삭 공정)
척 테이블 (5) 의 유지면 (50a) 에서 피가공물 (W) 을 흡인 유지한 후, 턴테이블 (6) 을 ＋Z 측에서 보아 시계 방향으로 소정의 각도만큼 회전시킴으로써, 척 테이블 (5) 을 공전시키고, 척 테이블 (5) 에 유지된 피가공물 (W) 을 조연삭 수단 (30) 의 하방으로 이동시켜 조연삭 에어리어 (16b) 에 위치 부여한다. 이 때, 조연삭 수단 (30) 과 피가공물 (W) 은, 도 2 에 나타내는 바와 같은, 조연삭 지석 (304b) 을 피가공물 (W) 을 향해 하강시켜 조연삭 지석 (304b) 과 피가공물 (W) 이 맞닿았을 때에, 조연삭 지석 (304b) 의 하면의 원의 외주연이 피가공물 (W) 의 회전 중심을 통과하는 위치에 맞춰진다.
상기의 조연삭 수단 (30) 과 피가공물 (W) 의 위치 맞춤이 완료된 후, 모터 (302) 에 의해 회전축 (300) 을 구동하여, 회전축 (300) 을 Z 축 방향의 축심의 둘레로 회전시킨다. 회전축 (300) 이 회전하는 것에 수반하여, 회전축 (300) 의 하방에 접속된 마운트 (303) 가 회전하고, 마운트 (303) 에 연결된 휠 기대 (304a) 와 휠 기대 (304a) 에 고착된 조연삭 지석 (304b) 이 Z 축 방향의 축심의 둘레로 회전한다.
또, 회전 수단 (52) 에 의해 척 테이블 (5) 은 Z 축 방향의 회전축 (55) 의 둘레로 회전되고 있고, 이로써 피가공물 (W) 도 회전축 (55) 의 둘레로 회전하고 있다. 이 상태로, 조연삭 이송 수단 (20) 의 모터 (202) 에 의해 볼 나사 (200) 를 회전 구동시키고, 볼 나사 (200) 에 슬라이딩 접촉하는 승강판 (203) 을 가이드 레일 (201) 을 따라 강하시킴으로써, 승강판 (203) 에 지지된 홀더 (204) 및, 홀더 (204) 에 유지된 회전축 (300) 이 강하되어, 조연삭 지석 (304b) 이 피가공물 (W) 의 전체면에 맞닿는다.
조연삭 지석 (304b) 에 피가공물 (W) 이 맞닿고 나서, 추가로 조연삭 지석 (304b) 을 소정의 거리만큼 소정의 속도로 ―Z 방향으로 강하시킴으로써, 피가공물 (W) 의 상면 (Wa) 을 소정의 두께만큼 조연삭한다. 조연삭 종료 후, 조연삭 이송 수단 (20) 에 의해 조연삭 지석 (304b) 이 상방으로 상승되어, 피가공물 (W) 의 상면 (Wa) 으로부터 이간된다.
(마무리 연삭 공정)
그 후, 동일하게 ＋Z 측에서 보아 시계 방향으로 턴테이블 (6) 을 소정의 각도만큼 회전시킴으로써 척 테이블 (5) 을 공전시키고, 척 테이블 (5) 에 유지된 피가공물 (W) 을 마무리 연삭 수단 (31) 의 하방으로 이동시켜 마무리 연삭 에어리어 (16c) 에 위치 부여한다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 마무리 연삭 지석 (314b) 과 피가공물 (W) 이 맞닿았을 때에, 마무리 연삭 지석 (314b) 의 하면의 원의 외주연이 피가공물 (W) 의 회전 중심을 통과하도록 위치 맞춤한다. 그리고, 상기의 조연삭 공정과 동일하게, 마무리 연삭 이송 수단 (21) 을 사용하여, 회전하는 마무리 연삭 지석 (314b) 을 동일하게 회전하는 피가공물 (W) 을 향해 하강시켜 마무리 연삭 지석 (314b) 을 피가공물 (W) 에 맞닿게 한다.
마무리 연삭 지석 (314b) 이 피가공물 (W) 에 맞닿고 나서, 추가로 마무리 연삭 지석 (314b) 을 소정의 거리만큼 소정의 속도로 ―Z 방향으로 강하시켜, 피가공물 (W) 의 상면 (Wa) 을 마무리 연삭한다. 또한, 마무리 연삭 공정은, 예를 들어 조연삭 공정에서 원하는 두께 직전까지 연삭된 피가공물 (W) 에 대하여 마무리 연삭 지석 (314b) 을 ―Z 방향으로 강하시켜 원하는 두께로 마무리하는 커트 공정이나, 원하는 두께로 연삭한 후에 ―Z 방향으로 마무리 연삭 지석 (314b) 을 강하시키지 않고 피가공물 (W) 의 상면 (Wa) 상에 맞닿게 한 채로 그 높이 위치를 유지하여, 표면 상태를 정돈하는 스파크 아웃 공정 등으로 나누어져 있어도 된다.
마무리 연삭 종료 후, 마무리 연삭 이송 수단 (21) 에 의해 마무리 연삭 지석 (314b) 은 상승되어, 피가공물 (W) 의 상면 (Wa) 으로부터 이간된다.
(연마 공정)
또한, 턴테이블 (6) 을 ＋Z 측에서 보아 시계 방향으로 소정의 각도만큼 회전시킴으로써, 척 테이블 (5) 을 공전시키고, 척 테이블 (5) 에 유지된 피가공물 (W) 을 연마 수단 (32) 의 하방으로 이동시켜 연마 에어리어 (16d) 에 위치 부여한다. 연마 수단 (32) 의 연마 패드 (324) 에 대한 피가공물 (W) 의 위치 맞춤은, 예를 들어, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 연마 패드 (324) 가 피가공물 (W) 의 상면 (Wa) 전체면에 맞닿도록 실시된다.
모터 (322) 에 구동되어 스핀들 (320) 이 회전하는 것에 수반하여 연마 패드 (324) 가 회전하고, 연마 수단 (32) 이 연마 이송 수단 (25) 에 의해 ―Z 방향으로 이송되어, 회전하는 연마 패드 (324) 가 피가공물 (W) 의 상면 (Wa) 에 맞닿는다. 또, 회전 수단 (52) 이 척 테이블 (5) 을 소정의 회전 속도로 회전시키는 것에 수반하여 유지면 (50a) 상에 유지된 피가공물 (W) 도 회전하므로, 연마 패드 (324) 가 피가공물 (W) 의 상면 (Wa) 전체면에 맞닿는다.
연마 가공을 실시하면, 피가공물 (W) 의 상면 (Wa) 에 줄무늬가 형성되는 경우가 있고, 상면 (Wa) 에 줄무늬가 형성되면 피가공물 (W) 의 항절 강도를 저하시킬 우려가 있다. 그래서, 연마 가공 중에 있어서는, Y 축 방향 이동 수단 (24) 이 연마 수단 (32) 을 Y 축 방향으로 왕복 이동시키고, 연마 패드 (324) 를 피가공물 (W) 의 상면 (Wa) 상에서 Y 축 방향으로 슬라이딩시킴으로써, 피가공물 (W) 의 상면 (Wa) 에 줄무늬가 형성되는 것을 방지한다.
(세정 공정)
상기의 연마 공정의 종료 후, 반입출 에어리어 (16a) 에 있어서, 노즐 (72) 로부터 이류체 (M) 를 분사시켜 피가공물 (W) 을 세정한다. 또한, 그 세정 공정에는, 가공 후의 피가공물 (W) 을 가공 영역 (B) 으로부터 반출입 영역 (A) 으로 반송할 때에, 언로딩 아암 (154b) 의 반송 패드가 오염되는 것을 방지할 목적 등이 있다.
세정시에는, 먼저 턴테이블 (6) 을 ＋Z 측에서 보아 시계 방향으로 소정의 각도만큼 회전시킴으로써, 척 테이블 (5) 을 공전시켜 반입출 에어리어 (16a) 에 다시 위치 부여한다. 그리고, 이동 수단 (71) 에 구비하는 모터 (712) 의 구동력에 의해 스핀들 (710) 을 회전시켜, 아암 (711) 을 회전 이동시킨다. 이로써, 노즐 (72) 을 수평 이동시켜, 유지면 (50a) 의 상방의 영역 내에 위치 부여한다. 또한, 노즐 (72) 의 높이나 경사 각도를 조절 수단 (714) 에 의해 조절하여, 노즐 (72) 의 분사 방향이, 도 3 에 나타내는 바와 같은, 유지면 (50a) 에 대하여 수직인 방향 (―Z 방향) 보다 기액 분리 수단 (70) 이 배치되어 있는 방향 (＋Y 방향) 을 향하는 방향이 되도록 비스듬하게 기울인다.
이어서, 노즐 (72) 에 대하여, 에어원 (8) 과 수원 (9) 으로부터, 에어와 물을 각각 공급한다. 공급되는 에어의 압력은 0.25 Mpa 정도, 공급되는 물의 수량은 0.8 ℓ/min 정도가 바람직하다. 에어와 물이 노즐 (72) 에서 혼합되어 이류체 (M) 가 형성되고, 형성된 이류체 (M) 를 노즐 (72) 로부터 피가공물 (W) 의 상면 (Wa) 을 향해 분사함으로써 피가공물 (W) 의 상면 (Wa) 을 세정한다. 노즐 (72) 로부터 분사된 이류체 (M) 는, 유지면 (50a) 의 중심으로부터 기액 분리 수단 (70) 을 향하고, 기액 분리 수단 (70) 의 입구 (702) 로부터 기액 분리 수단 (70) 의 내부의 공간으로 진입하여, 측판 (701) 이나 천판 (700) 에 부딪혀, 물과 에어로 기액 분리된다. 그 후, 에어는 입구 (702) 의 상부로부터 그 반입출 에어리어 (16a) 의 대기로 개방되어, 도시되지 않은 가공 장치의 배기구로부터 가공실의 외부로 배기되고, 한편으로 물은 배수구 (162) 로부터 가공실 (16) 의 외부로 배수된다.
그 후, 반입출 에어리어 (16a) 의 내부의 공간으로부터 이류체 (M) 가 제거되면, 이동 수단 (71) 에 의해 노즐 (72) 이 척 테이블 (5) 의 유지면 (50a) 의 상방의 영역 외로 이동되고, 이어서, 피가공물 (W) 이 도 1 에 나타낸 언로딩 아암 (154b) 에 의해 가공 영역 (B) 으로부터 반출입 영역 (A) 의 스피너 세정 수단 (156) 의 재치 장소에 재치된다. 그리고, 피가공물 (W) 은 스피너 세정 수단 (156) 에 의해 추가로 세정되고, 로봇 (155) 에 파지되어 제 2 카세트 (151a) 에 수용된다.
또한, 기액 분리 수단 (70) 의 제 1 변 (700a), 사변 (700b) 및 제 2 변 (700c) 으로부터 하방향으로 연장되는 차양 (703) 이 구비되어 있기 때문에, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 입구 (702) 로부터 기액 분리 수단 (70) 의 내부의 공간에 들어간 이류체 (M) 가 측판 (701), 천판 (700), 차양 (703) 의 순서로 부딪혀 이류체 (M) 의 소용돌이 (Ma) 가 형성되고, 이로써 더욱 신속하게 기액 분리할 수 있다. 차양 (703) 은, 천판 (700) 으로부터 하방으로 돌출되면서도 그 하방은 개구되어 있기 때문에, 기액 분리 수단 (70) 은, 입구 (702) 로부터 이류체를 받아들임과 함께, 내부에서 소용돌이 (Ma) 를 형성하는 것을 가능하게 하고 있다.
또, 입구 (702) 는, 기액 분리 수단 (70) 의 내부의 공기를 반입출 에어리어 (16a) 에 배기하는 역할도 하고 있다. 요컨대, 입구 (702) 의 하측으로부터 이류체를 진입시키고 입구 (702) 의 상측으로부터 공기를 반입출 에어리어에 배기시키고 있다.
또, 기액 분리 수단 (70) 의 입구 (702) 로부터 구획판 (161) 의 방향 (＋Y 방향) 으로 떨어진 곳에 용적이 넓은 대용량 에어리어 (704) 가 구비되어 있기 때문에, 입구 (702) 로부터 기액 분리 수단 (70) 의 내부의 공간에 들어간 이류체 (M) 가 대용량 에어리어 (704) 에서 유속을 줄여, 보다 확실하게 이류체 (M) 를 기액 분리할 수 있다.
또, 가공 장치 (1) 에 구비하는 세정 수단 (7) 은, 피가공물 (W) 의 상면 (Wa) 뿐만 아니라, 척 테이블 (5) 의 유지면 (50a) 을 세정할 수도 있고, 척 테이블 (5) 의 세정시에 있어서도, 기액 분리 수단 (70) 이, 비산된 이류체의 기액 분리를 상기와 동일하게 실시할 수 있다.
이상과 같이, 가공 장치 (1) 에 기액 분리 수단 (70) 을 형성함으로써, 피가공물 (W) 및 척 테이블 (5) 의 유지면 (50a) 에 부딪혀 반사된 이류체 (M) 가 가공실 (16) 의 내부에 비산되는 것을 방지하여, 이류체 (M) 를 가공실 (16) 의 외부로 신속하게 배출할 수 있다. 이로써, 가공 전체에 걸리는 시간을 삭감할 수 있다.
나아가서는, 기액 분리 수단 (70) 을 사용하여 이류체 (M) 를 가공실 (16) 의 외부로 배출시킴으로써, 대형의 배기 팬이나 덕트 등을 가공 장치 (1) 에 장착할 필요가 없고, 그 결과, 가공 장치 (1) 를 컴팩트한 상태로 유지할 수 있어, 가공 장치 (1) 가 차지하는 체적의 증대를 억제할 수 있다.
1 : 가공 장치
10 : 제 1 장치 베이스
11 : 제 2 장치 베이스
12 : 제 1 칼럼
13 : 제 2 칼럼
14 : 제 3 칼럼
150 : 제 1 카세트 재치부
150a : 제 1 카세트
151 : 제 2 카세트 재치부
151a : 제 2 카세트
152 : 임시 재치 영역
153 : 위치 맞춤 수단
154a : 로딩 아암
154b : 언로딩 아암
155 : 로봇
156 : 스피너 세정 수단
16 : 가공실
160 : 워터 케이스
161 : 구획판
162 : 배출구
16a : 반입출 에어리어
16b : 조연삭 에어리어
16c : 마무리 연삭 에어리어
16d : 연마 에어리어
17 : 제어 수단
20 : 조연삭 이송 수단
200 : 볼 나사
201 : 가이드 레일
202 : 모터
203 : 승강판
204 : 홀더
205 : 회전축
30 : 조연삭 수단
300 : 회전축
301 : 하우징
302 : 모터
303 : 마운트
304a : 휠 기대
304b : 조연삭 지석
21 : 마무리 연삭 이송 수단
31 : 마무리 연삭 수단
314b : 마무리 연삭 지석
24 : Y 축 방향 이동 수단
240 : 볼 나사
241 : 가이드 레일
242 : 모터
243 : 가동판
25 : 연마 이송 수단
250 : 볼 나사
251 : 가이드 레일
252 : 모터
253 : 승강판
254 : 홀더
32 : 연마 수단
320 : 스핀들
321 : 하우징
322 : 모터
323 : 마운트
324 : 연마 패드
5 : 척 테이블
50 : 흡인부
50a : 유지면
51 : 프레임체
52 : 회전 수단
53 : 흡인 수단
55 : 회전축
6 : 턴테이블
7 : 세정 수단
70 : 기액 분리 수단
700 : 천판
700a : 제 1 변
700b : 사변
700c : 제 2 변
700d : 제 3 변
700e : 제 4 변
701 : 측판
701a : 제 1 측판
701b : 제 2 측판
701c : 제 3 측판
702 : 입구
703 : 차양
704 : 대용량 에어리어
71 : 이동 수단
710 : 스핀들
711 : 아암
712 : 모터
713 : 하우징
714 : 조절 수단
715 : 회전축
72 : 노즐
720 : 분사구
8 : 에어원
9 : 수원
A : 반출입 영역
B : 가공 영역
M : 이류체
Ma : 이류체의 소용돌이
W : 피가공물
Wa : 피가공물의 상면

Claims (4)

  1. 피가공물을 유지하는 유지면을 갖는 척 테이블과,
    그 척 테이블에 유지된 피가공물의 상면을 가공구로 가공하는 가공 수단과,
    에어와 물을 혼합한 이류체를 그 피가공물의 상면을 향해 분사시키는 노즐을 갖고, 그 노즐이 분사하는 이류체에 의해 그 피가공물의 상면을 세정하는 세정 수단과,
    그 척 테이블을 둘러싸고 물을 받아내어 배수구로부터 배수하는 워터 케이스를 구비하는 가공 장치로서,
    그 세정 수단은,
    그 척 테이블에 인접하고 그 노즐이 분사한 그 이류체를 받아내어 기액 분리하는 기액 분리 수단과,
    그 노즐을 그 유지면의 상방의 영역의 내외로 수평 이동시키는 이동 수단을 구비하고,
    그 노즐의 분사 방향은, 그 유지면에 대한 수직 방향으로부터 비스듬하게 기울어지고,
    그 이류체는, 그 유지면의 중심측으로부터 그 기액 분리 수단을 향하고,
    그 기액 분리 수단은, 천판과, 그 천판으로부터 수하되는 복수의 측판과, 그 이류체가 진입하는 입구를 구비하고,
    그 입구로부터 들어간 그 이류체를 그 측판과 그 천판에 맞혀, 물과 에어로 기액 분리하고, 그 에어는 대기 개방시키고, 그 물은 그 배수구로부터 배수시키는, 가공 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    그 기액 분리 수단은, 그 입구의 상변으로부터 하방향으로 연장되는 차양을 구비하고,
    그 입구로부터 들어간 그 이류체가 그 측판, 그 천판, 그 차양의 순서로 부딪혀, 그 이류체의 소용돌이를 형성시켜 기액 분리하는, 가공 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    그 기액 분리 수단은, 그 입구로부터 떨어진 곳에 용적이 넓은 에어리어를 구비하고, 그 입구로부터 들어간 그 이류체가 그 넓은 에어리어에서 유속을 줄여 기액 분리시키는, 가공 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    그 세정 수단은, 그 척 테이블의 그 유지면을 세정하는, 가공 장치.
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