(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【0012】
本発明の実施形態に係る加工装置としての研磨装置を、
図1から
図9に基づいて説明する。
図1は、実施形態に係る研磨装置の構成を示す外観斜視図であり、
図2は、実施形態に係る研磨装置の加工手段としての研磨手段などを一部断面で示す側面図であり、
図3は、実施形態に係る研磨装置のロック手段を
図1中の矢印III方向からみた外観斜視図であり、
図4は、実施形態に係る研磨装置の開状態の扉手段とロック手段などの側面図であり、
図5は、
図4に示された研磨装置の扉手段が閉状態に向けて移動される状態の側面図であり、
図6は、
図5に示された研磨装置の扉手段の扉部の支持端がロック手段の可動ストッパ部に当接した状態の側面図であり、
図7は、
図6に示された研磨装置の扉手段が開状態となった側面図であり、
図8は、
図7に示された研磨装置の扉手段がロック手段により開状態に維持された状態の側面図であり、
図9は、
図8に示された研磨装置の扉手段が開状態から閉状態に向けて移動される状態の側面図である。
【0013】
本実施形態に加工装置としての研磨装置1は、被加工物W(
図2に示す)に研磨(加工に相当する)を施す装置である。ここで、加工対象としての被加工物Wは、本実施形態では、シリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。被加工物Wは、例えば、表面WSに格子状に形成されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、これらの区画された領域にデバイスが形成されている。被加工物Wは、表面WSに保護テープTa(
図2に示す)が貼着され、保護テープTaが研磨装置1のチャックテーブル10に保持されて、表面WSの裏側の裏面WR(
図2に示す)に研磨パッド21により研磨が施される。
【0014】
研磨装置1は、
図1に示すように、チャックテーブル10(
図2に示す)と、加工手段としての研磨手段20と、加工送り手段30と、図示しない制御手段と、箱体40などを備える。
【0015】
チャックテーブル10は、表面10a上に保護テープTaを介して被加工物Wの表面WSが載置されて、表面10a上に載置された被加工物Wを吸引保持するものである。チャックテーブル10は、表面を構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続され、表面10aに載置された被加工物Wを保護テープTaを介して吸引することで保持する。チャックテーブル10は、図示しないチャックテーブル移動手段によりX軸方向に移動可能に設けられ、かつ吸引保持した被加工物WをZ軸回りに回転させる。
【0016】
研磨手段20は、チャックテーブル10に保持された被加工物Wの裏面WRに加工液としての研磨液を供給しながら研磨を施すものである。研磨手段20は、
図2に示すように、被加工物Wの裏面WRを研磨する研磨パッド21と、研磨パッド21が装着されるスピンドル22及びスピンドル22をZ軸回りに回転駆動するモータ23(
図1に示す)とを含んで構成されている。スピンドル22は、下端に研磨パッド21が装着されている。モータ23は、スピンドル22をZ軸回りに回転駆動することで、研磨パッド21をZ軸回りに回転駆動する。
【0017】
加工送り手段30は、研磨手段20を加工送りするものである。加工送り手段30は、研磨手段20をZ軸方向に沿ってチャックテーブル10に保持された被加工物Wに近づけて、研磨手段20を加工送りする。また、加工送り手段30は、研磨手段20をZ軸方向に沿ってチャックテーブル10に保持された被加工物Wから遠ざけて、研磨手段20を被加工物Wから離間させる。
【0018】
制御手段は、研磨装置1を構成する上述した構成要素をそれぞれ制御して、被加工物Wに対する加工動作を研磨装置1に行わせるものである。なお、制御手段は、例えばCPU等で構成された演算処理装置やROM、RAM等を備える図示しないマイクロプロセッサを主体として構成されており、加工動作の状態を表示する図示しない表示手段や、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない操作手段などと接続されている。
【0019】
箱体40は、研磨手段20の下方に配設されて、研磨手段20の下方に位置付けられたチャックテーブル10及び研磨手段20の研磨パッド21を囲繞するものである。また、箱体40は、チャックテーブル10及び研磨手段20の研磨パッド21などを収容する加工室を内側に形成するものでもある。
【0020】
箱体40は、
図1に示すように、全体として箱形状であり、研磨装置1の装置本体2からZ軸方向に立設した複数の側壁41と、これら複数の側壁41の上端に連なった上壁42から形成されている。また、箱体40の上壁42には、
図1に示すように、研磨手段20のスピンドル22を通すスピンドル通し孔43と、開口44と、扉手段45と、ロック手段46とを備えている。
【0021】
開口44は、上壁42を貫通した孔であって、加工室内に収容されたチャックテーブル10及び研磨手段20の研磨パッド21に箱体40外部から研磨装置1のオペレータなどがアクセスするためのものである。開口44は、スピンドル通し孔43と連通している。
【0022】
扉手段45は、開口44を閉鎖する閉状態(
図4に示す)と、開口44を開放する開状態(
図7に示す)とに開閉可能なものである。扉手段45は、
図4などに示すように、連結部47と、扉部48とを備えている。連結部47と扉部48とは、平板状に形成されている。連結部47と扉部48とは、閉状態では、扉部48の一端48aが連結部47の他端47bに重なる以外は、略同一平面上に位置づけられて、開口44を塞ぐ。また、連結部47と扉部48とは、開状態では、連結部47がロック手段46の後述する固定ストッパ部54上に重なり、扉部48が固定ストッパ部54と可動ストッパ部53との間に挿入されてZ軸方向に立設した状態に位置付けられて、開口44を開放する。
【0023】
連結部47は、一端47aが上壁42に第1ヒンジ49で装置外側に回転可能に支持されている。連結部47は、第1ヒンジ49を介して上壁42に取り付けられて、第1ヒンジ49の回転軸回りに回転可能に設けられている。また、連結部47の一端47aは、第1ヒンジ49を介して、上壁42の外縁部42aに取り付けられている。連結部47は、第1ヒンジ49の回転軸回りに回転することで、閉状態と開状態とに亘って移動する。連結部47は、閉状態から開状態に向けて第1ヒンジ49の回転軸回りに回転する際に、開口44を塞ぐ閉状態から装置外側に向けて回転する。また、第1ヒンジ49は、
図4に示すように、扉手段45が閉状態であると、箱体40の上壁42の上面と連結部47の上面とに取り付けられている。
【0024】
扉部48は、一端48a側が連結部47の他端47bに第2ヒンジ50で装置内側に回転可能に支持されている。扉部48は、第2ヒンジ50を介して連結部47の他端47bに取り付けられて、第2ヒンジ50の回転軸回りに連結部47に対して回転可能に設けられている。扉部48は、第2ヒンジ50の回転軸回りに回転することで、閉状態と開状態とに亘って移動する。扉部48は、開状態から閉状態に向けて第2ヒンジ50の回転軸回りに回転する際に、開口44を開放した開状態から装置内側に向けて回転する。また、扉部48の第2ヒンジ50で支持された一端48a側は、閉状態で、連結部47の上側(外側に相当)に折り重なるように、第2ヒンジ50よりも扉部48の外側に突出した支持端51を備えている。また、第2ヒンジ50は、
図4に示すように、扉手段45が閉状態であると、連結部47の下面(箱体40の内側)と扉部48の下面(箱体40の内側)とに取り付けられている。
【0025】
ロック手段46は、開口44が開状態で維持するように扉手段45をロックするものであり、上壁42の外縁部42aに設けられている。ロック手段46は、
図3及び
図4に示すように、支点52と、可動ストッパ部53と、固定ストッパ部54とを備えている。可動ストッパ部53は、支点52に、該支点52を中心として揺動自在に配設されている。可動ストッパ部53は、扉手段45から離間した側の片側に錘55を有している。また、可動ストッパ部53の扉手段45側の他端56が、開状態の扉手段45の扉部48の支持端51に当接して、該支持端51を支持する。可動ストッパ部53の他端56は、
図4に示すように、錘55から扉手段45に向けて略水平に延びた水平延在部56aと、水平延在部56aの先端から下方に延びた下方延在部56bとを有している。水平延在部56aと下方延在部56bとのなす角度は、90度以下の鋭角である。また、可動ストッパ部53の錘55の質量が、他端56の質量よりも大きく形成されている。このために、可動ストッパ部53は、外力が作用しない自由状態では、他端56が錘55よりも上方に位置する。
【0026】
固定ストッパ部54は、可動ストッパ部53の開口44側に可動ストッパ部53の他端56の下方延在部56bに対向して配設されている。固定ストッパ部54は、上壁42の外縁部42aからZ軸方向に立設している。固定ストッパ部54の上端面は、開口44から離れるのにしたがって徐々に上側に向かうように傾斜している。固定ストッパ部54は、可動ストッパ部53の他端56との間に、開状態の扉手段45の扉部48の支持端51を侵入させて、該支持端51を可動ストッパ部53の他端56と共に支持する。なお、
図4などに示すように、固定ストッパ部54と可動ストッパ部53の他端56との間隔Iは、扉手段45の扉部48の支持端51の厚みTよりも大きく形成されている。
【0027】
次に、本実施形態に係る研磨装置1の加工動作について説明する。まず、オペレータが加工内容情報を制御手段に登録し、オペレータから加工動作の開始指示があった場合に、研磨装置1が加工動作を開始する。加工動作において、研磨手段20の下方から離間したチャックテーブル10上に表面WSに保護テープTaが貼着された被加工物Wが載置されると、制御手段が、被加工物Wをチャックテーブル10に吸引保持させる。
【0028】
制御手段は、チャックテーブル移動手段によりチャックテーブル10を移動して、チャックテーブル10毎被加工物Wを箱体40内の加工室内に侵入させ、研磨手段20の下方に位置付ける。そして、制御手段は、チャックテーブル移動手段によりチャックテーブル10を回転させかつモータ23により研磨パッド21を回転駆動させながら加工送り手段30により研磨手段20を加工送りして、
図2に示すように、被加工物Wの裏面WRに研磨パッド21を回転させながら押圧して研磨する。被加工物Wの裏面WRの研磨が終了すると、制御手段が、チャックテーブル10の回転及び研磨手段20の研磨パッド21の回転を停止し、加工送り手段30により研磨手段20を被加工物Wから離間させた後、チャックテーブル移動手段によりチャックテーブル10を研磨手段20の下方から離間する方向に移動させる。そして、チャックテーブル10が研磨手段20の下方から離間すると、
制御手段が、チャックテーブル移動手段によるチャックテーブル10の移動を停止し、チャックテーブル10の被加工物Wの吸引保持を解除させる。研磨後の被加工物Wと研磨前の被加工物Wが交換されると、研磨装置1は、前述した工程と同様に、被加工物Wに研磨を施す。なお、被加工物Wの研磨中は、扉手段45は、開口44を閉塞する閉状態である。
【0029】
次に、扉手段45の開閉動作について説明する。扉手段45は、例えば研磨パッド21の交換などの研磨手段20のメンテナンスの際に開状態にされ、研磨手段20が研磨する際に閉状態にされる。扉手段45は、定期的に開状態にされる。まず、開口44を閉状態から開状態にする際には、オペレータが、
図5に示すように、第1ヒンジ49の回転軸回りに連結部47を回転させ、第2ヒンジ50の回転軸回りに連結部47に対して扉部48を相対的に回転させて、扉部48の他端を箱体40の外側に向けて移動させる。すると、
図7に示すように、扉部48の支持端51を固定ストッパ部54と可動ストッパ部53の他端56との間に差し込むか、支持端51を可動ストッパ部53の他端56の水平延在部56aに当接させる。そして、オペレータは、第1ヒンジ49の回転軸回りに連結部47を更に回転させ、第2ヒンジ50の回転軸回りに連結部47に対して扉部48を更に相対的に回転させて、連結部47と扉部48とを折畳んだ状態で、支持端51を固定ストッパ部54と可動ストッパ部53の他端56との間に差し込もうとする。
【0030】
すると、支持端51により押圧されて、可動ストッパ部53の他端56が上壁42に近づく方向に、支点52を中心に可動ストッパ部53が回転する。そして、
図6に示すように、可動ストッパ部53の他端56の水平延在部56aが固定ストッパ部54に近づくのにしたがって上壁42に近づくように傾斜しているので、支持端51が、可動ストッパ部53の他端56の水平延在部56a上を移動して、
図7に示すように、可動ストッパ部53の他端56の下方延在部56bと固定ストッパ部54との間に挿入される。すると、支持端51が可動ストッパ部53の他端56を押圧しなくなり、錘55の質量が他端56の質量よりも大きく形成されているので、錘55が自重により支点52を中心として下方に向かって回転する。
【0031】
そして、支持端51に可動ストッパ部53の他端56が当接する。こうして、支持端51が可動ストッパ部53の他端56と固定ストッパ部54とに支持されて、開口44が開状態となる。このように、開口44を閉状態から開状態にする際には、第1ヒンジ49と第2ヒンジ50を回転させて、連結部47と扉部48を折畳んだ状態で、支持端51を可動ストッパ部53と固定ストッパ部54間に差し込むと、可動ストッパ部53が支点52を中心に回転することで支持端51が可動ストッパ部53の他端56と固定ストッパ部54間に挿入される。そして、錘55が自重で戻ることで支持端51が可動ストッパ部53と固定ストッパ部54とに支持されて、開口44が開状態となる。
【0032】
扉部48が開状態を維持する際には、扉部48が第2ヒンジ50の回転軸回りに
図8中の矢印K1方向に回転しようとすると、扉部48が固定ストッパ部54側に倒れこむ。すると、支持端51が可動ストッパ部53の他端56の下方延在部56bに上向きの力K2(
図8中の矢印で示す)をかけることとなる。そして、可動ストッパ部53の他端56に上向きの力K2がかかることで、可動ストッパ部53が支点52を中心に回転して、
図8に示すように、錘55が上壁42に押し付けられる。すると、扉部48が固定ストッパ部54側へ倒れ込もうとする状態又は倒れこんだ状態で、扉部48がロックされ、扉部48の開状態をロック手段46が維持する。
【0033】
また、開口44を開状態から閉状態にする際には、第2ヒンジ50の回転軸回りに扉部48を開口44を塞ぐ方向に回転させようとしても、ロック手段46によりロックされている。このために、オペレータは、支持端51が可動ストッパ部53の他端56の下方延在部56bから離れる方向に、扉部48を第2ヒンジ50の回転軸回りに回転させてから、扉部48をZ軸に沿って上方に移動させる。すると、間隔Iが厚みTよりも大きいので、
図9に示すように、支持端51が、可動ストッパ部53の他端56の下方延在部56bに接触せずに、可動ストッパ部53の他端56に上向きの力K2(
図8に示す)をかけない。そして、可動ストッパ部53の他端56に上向きの力K2がかからないので、錘55が上壁42に押し付けられずに、扉部48がロックされることなく、支持端51が、固定ストッパ部54と可動ストッパ部53の他端56との間から抜け出る。そして、支持端51が、固定ストッパ部54と可動ストッパ部53の他端56との間から抜け出ると、閉状態から開状態にした時と逆向きに連結部47が第1ヒンジ49の回転軸回りに回転し、扉部48が第2ヒンジ50の回転軸回りに連結部47に対して相対的に回転して、扉手段45で開口44を閉塞して、開口44を閉状態にする。
【0034】
以上のように、本実施形態に係る加工装置としての研磨装置1は、箱体40の開口44を開閉する扉手段45を、錘55を有しかつ支点52を中心として揺動自在な可動ストッパ部53を有するロック手段46により、開状態に維持するようにしている。そして、扉手段45の扉部48が固定ストッパ部54側に倒れ込むと、扉手段45の扉部48の支持端51が可動ストッパ部53の他端56に上向きの力K2をかけ、錘55が箱体40の上壁42に押付けられる。このために、開状態の扉手段45の扉部48が、第2ヒンジ50の回転軸回りに固定ストッパ部54側に倒れ込んでも、錘55により可動ストッパ部53の回転を抑制でき、開状態を維持することができる。したがって、簡単な機構で扉手段45を安定してロック可能即ち開状態に維持でき、扉手段45を容易に固定することが可能である。よって、作業中に開状態の扉手段45が開口44を閉じることを防止でき、作業効率の低下を抑制することができる。
【0035】
また、可動ストッパ部53の他端56では、水平延在部56aと下方延在部56bとのなす角度が鋭角であるので、開状態の扉部48を第2ヒンジ50の回転軸回りに開口44を塞ぐ方向に回転しても、支持端51が下方延在部56bを押す力が上向きとなって、この力によって、錘55が上壁42に確実に押付けられることとなる。したがって、扉部48の開状態を確実に維持することができる。
【0036】
さらに、可動ストッパ部53の他端56と固定ストッパ部54との間隔Iが、支持端51の厚みTよりも大きいので、開状態の扉部48を上方に引き上げると、第1ヒンジ49の回転軸回りに扉部48が回転しても、支持端51を可動ストッパ部53の他端56と固定ストッパ部54との間から確実に引き抜くことができる。したがって、開状態の扉部48を上方に引き上げることで、確実に閉状態にすることができる。
【0037】
前述した実施形態では、加工装置としての研磨装置1の加工手段としての研磨手段20が研磨パッド21を備えている。しかしながら、本発明では、ウエーハなどの被加工物Wを研削(加工に相当)して、被加工物Wを薄化する加工装置としての研削装置に適用しても良い。研削装置は、例えば、研磨装置1による研磨の前工程において、被加工物Wに平面研削加工を施して、例えば、数十μm程度の厚さにまで薄化するものである。この場合、研削装置の加工手段としての研削手段20aのスピンドル22には、
図10に示すように、被加工物Wに平面研削加工を施す研削ホイール21aが装着されている。なお、
図10は、変形例に係る研削装置の加工手段としての研削手段などを一部断面で示す側面図である。
図10において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【0038】
また、本発明は、研磨装置1や研削装置などの加工装置は、被加工物Wに加工液を供給しながら加工を施しても良く、被加工物Wに加工液を供給することなく加工を施しても良い。さらに、本発明では、研磨装置1などの加工装置は、チャックテーブル10と加工手段を複数備えても良い。さらに、本発明では、研磨装置1や研削装置以外の種々の加工装置に適用しても良い。
【0039】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。