特開 2024-118070 加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024118070

(43)【公開日】2024-08-30

(54)【発明の名称】加工装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 55/06 20060101AFI20240823BHJP

   B23Q 11/12 20060101ALI20240823BHJP

   B23Q 1/00 20060101ALI20240823BHJP

   B23Q 17/00 20060101ALI20240823BHJP

   B23Q 11/08 20060101ALI20240823BHJP

   B23Q 11/00 20060101ALI20240823BHJP

   B24B 41/06 20120101ALI20240823BHJP

   B24B 49/10 20060101ALI20240823BHJP

   H01L 21/677 20060101ALI20240823BHJP

【ＦＩ】

B24B55/06

B23Q11/12 A

B23Q1/00 C

B23Q17/00 A

B23Q11/08 Z

B23Q11/00 P

B24B41/06 A

B24B41/06 L

B24B49/10

H01L21/68 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023024253

(22)【出願日】2023-02-20

(71)【出願人】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】110004185

【氏名又は名称】インフォート弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(72)【発明者】

【氏名】ソ ジュンヨン

(72)【発明者】

【氏名】田中 万平

【テーマコード（参考）】

3C011

3C029

3C034

3C047

3C048

5F131

【Ｆターム（参考）】

3C011BB02

3C011DD02

3C029EE01

3C034AA07

3C034AA13

3C034AA19

3C034BB73

3C034BB92

3C034CA11

3C034CA30

3C034CB14

3C034DD10

3C047FF03

3C047FF06

3C047FF08

3C047HH12

3C048AA07

5F131AA02

5F131BA31

5F131BA32

5F131BA37

5F131BA52

5F131CA12

5F131DA32

5F131DA33

5F131DA36

5F131DA42

5F131DB22

5F131DB62

5F131DB72

5F131EA05

5F131EA06

5F131EA14

5F131EA22

5F131EA24

5F131EB03

5F131EB31

5F131GA03

5F131GA13

5F131GA83

5F131GA84

5F131GA88

5F131HA28

5F131HA29

5F131HA42

5F131HA44

5F131JA16

5F131JA20

5F131JA22

5F131JA23

5F131JA24

5F131JA26

5F131JA27

5F131JA32

(57)【要約】

【課題】加工装置においてカセットに収容される被加工物の汚れを防止する。
【解決手段】カセットステージ室（１３）と、カセットステージ（３１）に載置したカセット（３０）に被加工物を搬入及び搬出する搬送室（１４）と、カセットステージ室と搬送室との境の搬入出口（２４）と、加工ユニット（４０）を備えた加工室（１５）と、搬送室と加工室との境の通過口（２５）と、吸気口（７４）から加工室内の空気を吸気する吸気ユニット（７０）と、吸気口と吸気ユニットを連通する吸気路（７７）と、吸気ユニットから排気の水分と塵を除去するフィルタユニット（８０）と、吸気ユニットの排気をカセットステージ室に入れる入口（７６）と、吸気ユニットと入口を連通する導入路（７９）と、を備え、カセットステージ室の入口から入った空気を、搬入出口、搬送室、通過口、加工室、吸気口、吸気路、吸気ユニット、導入路、入口の順に循環させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被加工物を加工する加工装置であって、
被加工物を保持するチャックテーブルと、
被加工物を加工具で加工する加工ユニットと、
該加工具と該チャックテーブルとを収容して被加工物を加工する加工室と、
被加工物を加工する加工位置と該チャックテーブルに被加工物を搬入及び搬出する搬送位置とに該チャックテーブルを移動させる移動機構と、
該加工室に形成され該チャックテーブルが通過する通過口と、
被加工物を収納したカセットを載置するカセットステージと、
該搬送位置に移動した該チャックテーブルと該カセットステージに載置した該カセットとに対し被加工物を搬入及び搬出する搬送機構と、
該カセットステージを収容したカセットステージ室と、
該搬送機構により被加工物を搬入及び搬出する搬送室と、
該カセットステージ室と該搬送室との境に形成し、該カセットステージに載置した該カセットに被加工物の搬入及び搬出を可能とする搬入出口と、
該加工室内の空気を吸気する吸気ユニットと、
該加工室に形成され該吸気ユニットによって該加工室内の空気を吸気する吸気口と、
該吸気口と該吸気ユニットとを連通する吸気路と、
該吸気ユニットから該排気の水分、塵を除去するフィルタユニットと、
該カセットステージ室に形成され該吸気ユニットの排気を入れる入口と、
該吸気ユニットと該入口とを連通する導入路と、
を備え、
該カセットステージ室の該入口から入った空気を、該搬入出口、該搬送室、該通過口、該加工室、該吸気口、該吸気路、該吸気ユニット、該導入路、該入口の順に、循環させる、加工装置。

【請求項2】

電気制御部品を収容する電装室を備え、
該電装室と該カセットステージ室との境に形成し、該カセットステージ室の空気を該電装室に入れる電装入口と、該電装室内から空気を取り出す電装出口と、該電装出口と該吸気ユニットとを連通する電装連通路と、を備え、
該カセットステージ室に入れられた空気を、該搬送室と、該電装室とに２分岐させ、該電装室に入った空気によって、該電装室内を冷却する、請求項１記載の加工装置。

【請求項3】

該カセットステージに載置したカセットは、被加工物を取り出すための取出し口と、取出し口を塞ぐ蓋と、を備え、
該搬入出口を開閉する搬入出口扉と、
該カセットステージに対し該カセットを出し入れするための出し入れ扉と、
該出し入れ扉の開閉を検知する開閉検知部と、
該蓋を開閉する蓋開閉機構と、
該開閉検知部によって該出し入れ扉が閉じられていることを検知しているときに該蓋を閉じることと該搬入出口扉を閉じることとを制御する制御部と、
を備える、請求項１記載の加工装置。

【請求項4】

該吸気ユニットは、気液分離部を備える、請求項１記載の加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示のように、切削ブレードで被加工物を切削する切削装置は、被加工物を保持したチャックテーブルと高速回転する切削ブレードとを相対的に切削送り方向に移動させて、被加工物を切削している。

【0003】

切削装置での切削加工は、被加工物を保持するチャックテーブルと切削ブレードとを収容する加工室内で、加工液である切削水を切削ブレード及びその近傍に供給して行われる。そのため、加工室内には、高速回転する切削ブレードによって切削水の噴霧が飛散する。飛散した切削水の噴霧が切削加工後の被加工物に付着することを防ぐ目的で、ダクトユニットを設けて加工室内の噴霧を含んだ空気を吸引することが行われている。

【0004】

また、特許文献１に開示のように、加工室内から排出される噴霧を含んだ空気を吸引して乾燥空気供給手段へ送り、乾燥させた空気を乾燥空気供給手段から加工室へ戻して、加工室と乾燥空気供給手段との間で空気の循環を行わせている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７－１０３８３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

切削装置は、被加工物を保持したチャックテーブルを加工室内に位置させて被加工物の切削加工を行い、切削加工が終了したらチャックテーブルを加工室から出して、被加工物をカセットに収容する。このとき、被加工物を搬送する搬送エリアに加工室内の噴霧が噴出すると、搬送エリアや切削加工後の被加工物を汚し、汚れた被加工物をカセットに収容することになる。

【0007】

特許文献１の切削装置は、加工室と乾燥空気供給手段との間で空気の循環をさせており、加工室の外側の搬送エリアやカセット付近での被加工物の汚れ防止については対策の余地があった。

【0008】

被加工物の研削加工を行う研削装置や研磨加工を行う研磨装置においても、切削装置と同様に加工液を供給して加工を行うため、加工液が噴霧となって搬送エリアや加工後の被加工物を汚すおそれがある。また、乾式研磨加工を行う加工装置において、加工時に発生した加工屑が搬送エリアや加工後の被加工物を汚すおそれがある。

【0009】

したがって、被加工物を切削する切削装置のように加工液が噴霧となる加工装置、または加工屑が発生する加工装置は、きれいな被加工物をカセットに収容させるために空気の循環経路を構成させる、という課題がある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一態様は、被加工物を加工する加工装置であって、被加工物を保持するチャックテーブルと、被加工物を加工具で加工する加工ユニットと、該加工具と該チャックテーブルとを収容して被加工物を加工する加工室と、被加工物を加工する加工位置と該チャックテーブルに被加工物を搬入及び搬出する搬送位置とに該チャックテーブルを移動させる移動機構と、該加工室に形成され該チャックテーブルが通過する通過口と、被加工物を収納したカセットを載置するカセットステージと、該搬送位置に移動した該チャックテーブルと該カセットステージに載置した該カセットとに対し被加工物を搬入及び搬出する搬送機構と、該カセットステージを収容したカセットステージ室と、該搬送機構により被加工物を搬入及び搬出する搬送室と、該カセットステージ室と該搬送室との境に形成し、該カセットステージに載置した該カセットに被加工物の搬入及び搬出を可能とする搬入出口と、該加工室内の空気を吸気する吸気ユニットと、該加工室に形成され該吸気ユニットによって該加工室内の空気を吸気する吸気口と、該吸気口と該吸気ユニットとを連通する吸気路と、該吸気ユニットから該排気の水分、塵を除去するフィルタユニットと、該カセットステージ室に形成され該吸気ユニットの排気を入れる入口と、該吸気ユニットと該入口とを連通する導入路と、を備え、該カセットステージ室の該入口から入った空気を、該搬入出口、該搬送室、該通過口、該加工室、該吸気口、該吸気路、該吸気ユニット、該導入路、該入口の順に、循環させる。

【0011】

さらに、電気制御部品を収容する電装室を備え、該電装室と該カセットステージ室との境に形成し、該カセットステージ室の空気を該電装室に入れる電装入口と、該電装室内から空気を取り出す電装出口と、該電装出口と該吸気ユニットとを連通する電装連通路と、を備え、該カセットステージ室に入れられた空気を、該搬送室と、該電装室とに２分岐させ、該電装室に入った空気によって、該電装室内を冷却する。

【0012】

該カセットステージに載置したカセットは、被加工物を取り出すための取出し口と、取出し口を塞ぐ蓋と、を備え、該搬入出口を開閉する搬入出口扉と、該カセットステージに対し該カセットを出し入れするための出し入れ扉と、該出し入れ扉の開閉を検知する開閉検知部と、該蓋を開閉する蓋開閉機構と、該開閉検知部によって該出し入れ扉が閉じられていることを検知しているときに該蓋を閉じることと該搬入出口扉を閉じることとを制御する制御部と、を備える。

【0013】

該吸気ユニットは、気液分離部を備えることができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明の加工装置によれば、加工室内から搬送室及びカセットステージ室への加工液の噴霧や加工屑の噴出を防ぐ気流を生成する空気循環経路を構成して、きれいな被加工物をカセットに収容させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本実施形態の加工装置の斜視図である。

【図2】本実施形態の加工装置の斜視図である。

【図3】加工装置のカセットステージ室の内部を示す斜視図である。

【図4】カセットステージとスライド機構の斜視図である。

【図5】カセットの斜視図である。

【図6】蓋開閉機構の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１及び図２に示す本実施形態の加工装置１０は、被加工物の切削加工を行う切削装置である。加工装置１０の前後方向をＸ軸方向、左右方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とする。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は互いに垂直な方向である。加工装置１０は、基台１１と、基台１１の上部を覆う箱型のカバー１２と、を備えており、図１及び図２ではカバー１２の内部に位置する構成要素の一部を透視して示している。また、図１及び図２では、後述する空気循環経路における空気の流れを一点鎖線の矢印で表している。

【0017】

加工装置１０で切削加工する被加工物は、例えば半導体ウェーハである。なお、半導体ウェーハには限定されず、様々な被加工物の切削加工に適用可能である。

【0018】

また、本発明は切削加工を行う加工装置には限定されず、研削加工や研磨加工の際に供給した加工液が噴霧となる加工装置や、加工の際に加工屑が発生する加工装置（例えば、乾式研磨装置）にも適用が可能である。これらの加工装置は、加工液の噴霧または加工屑が加工室外へ噴出した場合に加工後の被加工物を汚すおそれがあり、加工後の被加工物を汚さずにカセットへ収容するという共通の課題を有している。

【0019】

カバー１２の内側は複数の隔壁で仕切られており、カセットステージ室１３、搬送室１４、加工室１５、電装室１６、カセットステージ導入室１７が設けられている。カバー１２の前面側に表示パネル１８が設けられている。表示パネル１８は、加工装置１０の動作や制御に関する各種情報を表示する表示デバイスや、オペレーターによる操作を受け付ける入力デバイスとして使用される。

【0020】

カバー１２の内部には、中央隔壁２０、水平隔壁２１、水平隔壁２２、垂直隔壁２３が設けられている。中央隔壁２０はＸ軸方向及びＺ軸方向へ延在しており、中央隔壁２０を挟んでＹ軸方向の一方の側（前方から見て右側）に、カセットステージ室１３と搬送室１４とカセットステージ導入室１７が形成され、Ｙ軸方向の他方の側（前方から見て左側）に加工室１５と電装室１６が形成されている。水平隔壁２１はＸ軸方向及びＹ軸方向へ延在しており、水平隔壁２１の下側に搬送室１４が形成され、水平隔壁２１の上側にカセットステージ導入室１７が形成されている。水平隔壁２２はＸ軸方向及びＹ軸方向へ延在しており、水平隔壁２２の下側に加工室１５が形成され、水平隔壁２２の上側に電装室１６が形成されている。垂直隔壁２３はＹ軸方向及びＺ軸方向へ延在しており、垂直隔壁２３の前方にカセットステージ室１３が形成され、垂直隔壁２３の後方に搬送室１４とカセットステージ導入室１７が形成されている。カセットステージ室１３はＺ軸方向に長く、搬送室１４とカセットステージ導入室１７の両方の前方に位置している。

【0021】

垂直隔壁２３には、カセットステージ室１３と搬送室１４との境に形成されてこれらを連通する搬入出口２４が設けられている。中央隔壁２０には、搬送室１４と加工室１５との境に形成されてこれらを連通する通過口２５が設けられている。また、中央隔壁２０には、カセットステージ室１３と電装室１６との境に形成されてこれらを連通する電装入口２６が設けられている。また、垂直隔壁２３には、カセットステージ室１３とカセットステージ導入室１７との境に形成されてこれらを連通するカセットステージ入口２７が設けられている。搬入出口２４と通過口２５は基台１１に近いＺ軸方向の低い位置にあり、電装入口２６とカセットステージ入口２７はカバー１２の上面に近いＺ軸方向の高い位置にある。

【0022】

電装室１６内には、加工装置１０の電装系を構成する電気制御部品が配置されている。例えば、加工装置１０を統括的に制御する制御部１９が電装室１６の内部に配置される。制御部１９は、プロセッサやメモリなどによって構成されており、メモリに記憶したプログラムに従ってプロセッサが演算処理を行い、加工装置１０の各部を制御する。以下の説明において、制御の主体が明記されていない場合は、制御部１９によって制御されているものとする。

【0023】

電装室１６内に、電気制御部品を冷却する気流を発生させる冷却ファンを備えてもよい。後述するように、電装室１６では電装入口２６から電装出口７５へ向かう空気の流れが形成される。冷却ファンは、電装室１６内の当該空気の流れに沿って空気を流すように配置することが好ましい。

【0024】

被加工物はカセット３０に収容されて加工装置１０へ搬送される。詳細は後述するが、カセット３０は着脱可能な蓋４７を備えている。加工装置１０の外部にカセット３０が位置する状態では蓋４７が閉じられて、カセット３０の内部が密閉される。

【0025】

カセットステージ室１３内には、カセット３０を載置するカセットステージ３１が収容されている。カセットステージ３１は基台１１上に支持され、後述するスライド機構４１（図４参照）によってＸ軸方向へ移動させることができる。また、カセットステージ３１は、ステージ昇降機構４９（図４参照）によってＺ軸方向へ移動させることができる。

【0026】

カバー１２の前面側に出し入れ扉３２が設けられている。出し入れ扉３２は、カセットステージ３１に対しカセット３０を出し入れするための扉である。出し入れ扉３２を閉じると、カバー１２に形成した外部開口３３が塞がれる。出し入れ扉３２を開くと、外部開口３３を通してカセットステージ３１へのカセット３０の出し入れが可能になる。出し入れ扉３２の開閉を検知する開閉検知部３４が設けられており、開閉検知部３４によって検知された信号は制御部１９に送信される。

【0027】

カセットステージ３１に対してＹ軸方向の後方側にチャックテーブル３５が設けられている。チャックテーブル３５は、被加工物を載置して吸引保持するポーラス板と、被加工物を支持したリングフレームを把持するクランプと、を備えており、チャックテーブル３５に保持された被加工物はチャックテーブル３５と共に移動する。なお、被加工物はリングフレームに装着されない形態で搬送及び加工されてもよく、この場合は、チャックテーブル３５はクランプを備えていなくてもよい。

【0028】

チャックテーブル３５は基台１１上に移動機構３６を介して支持されており、移動機構３６によってチャックテーブル３５をＹ軸方向へ移動させることができる。詳細な構造の図示を省略するが、移動機構３６は、Ｙ軸方向に延在するガイドレール及びボールネジを備えており、ガイドレールによってチャックテーブル３５をＹ軸方向へ移動可能に支持し、モータの駆動力でボールネジを回転させてカセット３０をＹ軸方向に移動させる。なお、移動機構３６は当該構成に限定されるものではない。

【0029】

加工室１５には、移動機構３６によるチャックテーブル３５の移動範囲の途中に通過口２５が形成されている。通過口２５は搬送室１４と加工室１５を連通しており、チャックテーブル３５は、通過口２５を通って搬送室１４内の搬送位置（図１参照）と加工室１５内の加工位置（図２参照）とに移動する。

【0030】

搬送位置に位置するチャックテーブル３５とカセットステージ３１に載置したカセット３０とに対して、搬送機構３７を用いて被加工物の搬入及び搬出が行われる。カセット３０に対する被加工物の搬入及び搬出は、カセット３０から蓋４７を取り外した状態で行う。カセット３０から蓋４７を取り外す構造については後述する。

【0031】

搬送機構３７は搬送アーム３７１を備えている。搬送アーム３７１は、被加工物の縁部を把持可能な把持部を備えている。搬送アーム３７１は、中央隔壁２０に設けられてＸ軸方向に延在するガイドレール３７２に沿って移動可能なスライダに支持されており、アクチュエータの駆動力によってＸ軸方向へ移動する。

【0032】

カセット３０からの被加工物の搬出を行う際には、搬出する被加工物の高さ位置が搬送アーム３７１に対応するように、ステージ昇降機構４９によってカセットステージ３１のＺ軸方向の位置を調整する。続いて、搬送アーム３７１をＸ軸方向の前方へ移動させて把持部によって被加工物を把持し、把持後に搬送アーム３７１をＸ軸方向の後方へ移動させてカセット３０から被加工物を引き出す。カセット３０から引き出された被加工物は、搬入出口２４を通って搬送室１４に入り、Ｙ軸方向に間隔を空けてＸ軸方向に延在する一対の仮置きレール３７３に載せられて位置決めされた後、搬送位置にあるチャックテーブル３５に載置される。

【0033】

搬送位置にあるチャックテーブル３５への被加工物の載置は、搬送機構３７を構成する搬送パッド３８を用いて行う。搬送パッド３８は、中央隔壁２０に設けられてＸ軸方向に延在するガイドレール３８１に沿って移動可能なスライダに支持されており、モータによるボールネジ３８２の回転駆動によって搬送パッド３８がＸ軸方向へ移動する。また、搬送パッド３８を支持するスライダは、搬送パッド３８をＺ軸方向に移動させることが可能な昇降機構を備える。搬送パッド３８は、被加工物の上面を吸引保持可能な吸着保持部を備えている。一対の仮置きレール３７３に載せられた被加工物を搬送パッド３８で吸引保持し、搬送パッド３８を下降させることによってチャックテーブル３５に被加工物を載置する。

【0034】

カセット３０への被加工物の搬入を行う際には、一対の仮置きレール３７３に載せられた被加工物を搬送アーム３７１の把持部によって把持して、搬送アーム３７１をＸ軸方向の前方へ移動させる。搬送アーム３７１によって押し込まれた被加工物が、搬入出口２４を通過してカセットステージ室１３に入り、カセット３０に収容される。

【0035】

被加工物を切削加工する際には、加工前の被加工物を保持したチャックテーブル３５を、移動機構３６によって搬送室１４内の搬送位置から加工室１５内の加工位置へ移動させる。搬送位置から加工位置への移動の際に、チャックテーブル３５は通過口２５を通過する。そして、加工室１５内に設けた加工ユニット４０を用いて、チャックテーブル３５上の被加工物を切削加工する。詳細な構造の図示を省略するが、加工ユニット４０は、Ｘ軸方向に延在するスピンドルをモータによって回転させるスピンドルユニットを備え、スピンドルの先端に加工具である切削ブレードが取り付けられる。また、加工ユニット４０は、スピンドルユニットをＸ軸方向に移動させる割り出し送り機構と、スピンドルユニットをＺ軸方向に移動させる昇降機構を備えている。

【0036】

加工室１５内では、加工ユニット４０の昇降機構によってスピンドルユニットを下降させて高速回転する切削ブレードを被加工物に切り込ませ、移動機構３６によってチャックテーブル３５をＹ軸方向に加工送りすることで、被加工物の上面の分割予定ラインに沿って切削加工を行う。１つの分割予定ラインに沿って切削加工が完了したら、加工ユニット４０の割り出し送り機構によってＸ軸方向で切削ブレードの位置を変更し、次の分割予定ラインに沿って切削加工を行う。

【0037】

加工ユニット４０は、切削ブレードに向けて切削水（加工液）を噴射する切削水ノズルを備えている。切削水供給部４０１から加工ユニット４０の切削水ノズルへ切削水が供給される。切削水ノズルから噴射された切削水は、切削ブレードやスピンドルユニットの冷却、被加工物の切削で生じた加工屑の洗浄、などに用いられる。切削水ノズルから噴射された切削水が高速回転する切削ブレードに当たることにより、加工室１５内に切削水の噴霧が飛散する。

【0038】

加工室１５での被加工物の切削加工が完了したら、加工後の被加工物を保持したチャックテーブル３５を、移動機構３６によって加工室１５内の加工位置から搬送室１４内の搬送位置へ移動させる。加工位置から搬送位置への移動の際に、チャックテーブル３５は通過口２５を通過する。

【0039】

搬送室１４の後方の基台１１上には洗浄部３９が設けられている。洗浄部３９は、回転可能なスピンナテーブルと、スピンナテーブルに向けて洗浄水やエアを噴射するノズルとを備えており、スピンナテーブル上に被加工物を保持し、ノズルから洗浄水を噴射して、被加工物を洗浄する。

【0040】

搬送位置にあるチャックテーブル３５から洗浄部３９への被加工物の移動は、搬送パッド３８を用いて行う。搬送パッド３８は、加工後の被加工物を吸引保持してチャックテーブル３５から受け取り、Ｘ軸方向の後方へ移動して洗浄部３９のスピンナテーブルまで移動する。搬送パッド３８からスピンナテーブルに被加工物が受け渡され、洗浄部３９で被加工物が洗浄される。搬送パッド３８は、洗浄後の被加工物を吸引保持して洗浄部３９のスピンナテーブから受け取り、Ｘ軸方向の前方へ移動して一対の仮置きレール３７３に被加工物を載せる。

【0041】

一対の仮置きレール３７３に載せられた洗浄後の被加工物を、搬送機構３７の搬送アーム３７１が把持してＸ軸方向に押し込んでカセット３０に収容させる。

【0042】

カセット３０に収容すべき全ての被加工物の収容が完了したら、蓋４７を閉じてから出し入れ扉３２を開き、外部開口３３を通してカセット３０を加工装置１０の外側へ搬出する。

【0043】

まとめると、加工装置１０は以下のように動作する。出し入れ扉３２を開いて、加工前の被加工物を収納したカセット３０をカセットステージ室１３のカセットステージ３１に搬入する。カセットステージ３１に載置したカセット３０から蓋４７を取り外す。カセット３０から被加工物を取り出して搬送室１４内の搬送位置で待機するチャックテーブル３５に載せ、チャックテーブル３５を搬送位置から加工室１５内の加工位置へ移動させる。加工室１５内で加工ユニット４０を用いて被加工物に切削加工を行う。切削加工後にチャックテーブル３５を加工室１５内の加工位置から搬送室１４内の搬送位置へ移動させる。加工後の被加工物をチャックテーブル３５から洗浄部３９に搬送して洗浄し、洗浄後に被加工物をカセットステージ室１３内のカセット３０に戻す。被加工物を収容した後でカセット３０に蓋４７を取り付ける。出し入れ扉３２を開いて、加工後の被加工物を収めたカセット３０をカセットステージ室１３から搬出する。

【0044】

図３から図６を参照して、カセット３０とカセットステージ室１３の詳細な構造を説明する。カセットステージ３１の上面には複数の突起３１１が設けられており、カセット３０の底面に設けた複数の孔（図示略）が突起３１１に嵌合して、カセットステージ３１に対するカセット３０の位置が定められる。

【0045】

図４に示すように、カセットステージ３１は、スライド機構４１によってＸ軸方向へ移動可能に支持されている。スライド機構４１は、ベース部４２と、ベース部４２上に設けた一対のガイドレール４３及びボールネジ４４と、ボールネジ４４を回転させるモータ４５と、を備えている。ガイドレール４３及びボールネジ４４はＸ軸方向に延在しており、ベース部４２がガイドレール４３に沿って移動可能に支持され、ベース部４２の下部に設けたナット部（図示略）がボールネジ４４に螺合している。モータ４５を駆動してボールネジ４４を回転させると、ベース部４２がＸ軸方向に移動する。また、カセットステージ３１は、ステージ昇降機構４９によってＺ軸方向へ移動可能に支持されている。

【0046】

図５に示すように、カセット３０は六面体の箱型であり、被加工物を取り出すための取出し口４６が一つの面に形成され、取出し口４６を塞ぐ蓋４７を備えている。カセット３０の内部には、上下方向に間隔を空けて複数段の収納部（図示略）が形成されており、各段の収納部にそれぞれ被加工物を収納可能である。つまり、カセット３０に複数の被加工物を収容できる。

【0047】

蓋４７には複数のカギ穴４８が設けられている。カギ穴４８をロック位置にセットした状態では、カセット３０内部の蓋ロック機構（図示略）によって、蓋４７が取出し口４６を塞ぐ位置で固定される。カギ穴４８をロック位置からロック解除位置に回転させることによって、蓋ロック機構のロックが解除されて蓋４７を取り外すことが可能になる。

【0048】

カセットステージ室１３の内部に、カセット３０の蓋４７を開閉する蓋開閉機構５０が設けられる。図３に示すように、蓋開閉機構５０は、Ｘ軸方向でカセットステージ３１と垂直隔壁２３との間に配置されている。図６に示すように、蓋開閉機構５０は、ベース部５１と、ベース部５１に対してＸ軸方向に移動可能な中間支持部５２と、中間支持部５２に対してＺ軸方向に移動可能な蓋保持部５３と、を備えている。ベース部５１は基台１１の内部に固定されている。

【0049】

ベース部５１上には、Ｘ軸方向に延在する一対のガイドレール５４１及びボールネジ５４２と、ボールネジ５４２を回転させるモータ５４３と、からなるスライド機構５４が設けられている。中間支持部５２は、一対のガイドレール５４１に沿ってＸ軸方向に移動可能に支持されると共に、ボールネジ５４２に螺合している。モータ５４３を駆動してボールネジ５４２を回転させると、中間支持部５２がＸ軸方向に移動する。

【0050】

中間支持部５２の前面には、Ｚ軸方向に延在する一対のガイドレール５５１及びボールネジ５５２と、ボールネジ５５２を回転させるモータ５５３と、からなる昇降機構５５が設けられている。蓋保持部５３は、一対のガイドレール５５１に沿ってＺ軸方向に移動可能に支持されると共に、ボールネジ５５２に螺合している。モータ５５３を駆動してボールネジ５５２を回転させると、蓋保持部５３がＺ軸方向に移動する。

【0051】

蓋保持部５３の前面５３１には複数のカギ５６が設けられている。複数のカギ５６は、カセット３０の蓋４７に設けた複数のカギ穴４８に対応する位置関係で設けられており、各カギ５６は各カギ穴４８に進入可能な形状を有する。蓋保持部５３の内部には、モータなどの駆動源を用いてカギ５６を回転させる回転駆動機構（図示略）が設けられている。カギ５６がカギ穴４８に進入した状態で回転駆動機構によってカギ５６を回転させることにより、カセット３０の蓋ロック機構のロック解除動作やロック動作を行わせることができる。

【0052】

また、蓋保持部５３の前面５３１には、複数の吸引保持部５７が設けられている。吸引保持部５７は吸引源５８に接続した吸盤で構成されており、吸引源５８を駆動して吸引保持部５７に吸引力を作用させることができる。

【0053】

カセットステージ室１３にカセット３０を搬入してカセットステージ３１に載せたら、蓋開閉機構５０を用いて蓋４７を取り外す。蓋４７を取り外す際には、蓋開閉機構５０が以下のように動作する。昇降機構５５によって蓋保持部５３を上方に移動させ、蓋保持部５３の前面５３１を蓋４７に対向させる。スライド機構５４によって中間支持部５２をＸ軸方向の前方に移動させて、蓋保持部５３を蓋４７に接近させる。蓋保持部５３の前面５３１が蓋４７に接すると共に、複数のカギ５６がそれぞれ対応するカギ穴４８に進入する。回転駆動機構によって各カギ５６を回転させて、カセット３０の蓋ロック機構のロックを解除させる。吸引源５８を駆動して吸引保持部５７に吸引力を作用させると、蓋保持部５３の前面５３１に蓋４７が密着する。蓋保持部５３が蓋４７を吸着保持した状態で、スライド機構５４によって中間支持部５２をＸ軸方向の後方に移動させて蓋保持部５３をカセット３０から離間させると、蓋４７がカセット３０から外れる。昇降機構５５によって蓋保持部５３を下方に移動させると、蓋保持部５３と共に蓋４７が下方に移動する。昇降機構５５の動作により、蓋保持部５３と蓋４７をカセットステージ３１の上面よりも低い位置まで移動させる。

【0054】

このようにして、蓋開閉機構５０を用いて、蓋４７を取り外してカセットステージ室１３の下部に格納することができる。なお、蓋開閉機構５０は、搬入出口２４が閉じているときにのみ駆動するように制御される。蓋４７を取り外したら、スライド機構４１によってカセットステージ３１をＸ軸方向で後方（垂直隔壁２３側）に移動させ、カセット３０の取出し口４６を搬入出口２４に近づける。これにより、搬送機構３７の搬送アーム３７１を用いてカセット３０に対して被加工物の出し入れを行う状態になる。

【0055】

カセット３０に蓋４７を取り付ける際には、蓋開閉機構５０は上記の取り外す動作とは逆の動作を行う。スライド機構４１によってカセットステージ３１をＸ軸方向で前方（垂直隔壁２３から離れる側）に移動させる。続いて、昇降機構５５によって蓋保持部５３を上方に移動させ、蓋４７がカセット３０の取出し口４６に対向するようにする。スライド機構５４によって中間支持部５２をＸ軸方向の前方に移動させて、蓋保持部５３に保持された蓋４７が取出し口４６を塞ぐようにする。回転駆動機構によって各カギ５６を回転させ、各カギ穴４８をロック位置にして蓋ロック機構をロック状態にさせる。最後に、吸引源５８の駆動を停止して吸引保持部５７を介した吸引力を解除する。

【0056】

図３に示すように、カセットステージ室１３の内部で搬入出口２４に隣接する位置に、搬入出口扉６０が設けられている。搬入出口扉６０は、Ｘ軸方向で搬入出口２４（垂直隔壁２３）と蓋開閉機構５０との間に配置されている。搬入出口扉６０は、扉開閉機構６１によってＺ軸方向に移動して、搬入出口２４を開閉することが可能である。

【0057】

制御部１９は、開閉検知部３４によって出し入れ扉３２が閉じられていることを検知しているときに、扉開閉機構６１による搬入出口扉６０の開閉動作、および、蓋開閉機構５０による蓋４７の開閉動作を可能に制御している。

【0058】

上記のように、加工装置１０における被加工物の切削加工は、被加工物を保持するチャックテーブル３５と加工ユニット４０（切削ブレード）とを収容する加工室１５内で切削水を供給して行われる。そのため、加工室１５内には、高速回転する切削ブレードによって切削水の噴霧が飛散する。切削水の噴霧には加工屑が含まれており、切削水の噴霧が付着して汚れた状態の被加工物をカセット３０に収納してしまうと、被加工物の品質低下や製品不良の原因となる。その対策として、加工装置１０は、飛散した切削水の噴霧が、切削加工後の被加工物や被加工物の搬送経路に付着することを防ぐために、噴霧処理用の構造を備えている。

【0059】

図１及び図２に示すように、気液分離部７１を内蔵した吸気ユニット７０を備える。吸気ユニット７０は、加工装置１０から離れた場所に配置してもよいし、加工装置１０に付随する位置（例えば、基台１１の内部、基台１１の外面に沿う位置など）に配置してもよい。吸気ユニット７０は吸気部７２と排気部７３を有する。吸気ユニット７０は吸気ポンプを備えており、吸気部７２から空気を吸引して気液分離部７１に導き、気液分離部７１を通った空気を排気部７３から排出する。気液分離部７１は多数の壁部を内部に有しており、切削水の噴霧を含んだ空気が壁部に当たると、水分を落下させて空気に含まれる水分量を低減させる。

【0060】

加工室１５には吸気口７４が形成され、電装室１６には電装出口７５が形成され、カセットステージ導入室１７には入口７６が形成されている。吸気口７４は、吸気路７７を介して吸気ユニット７０の吸気部７２に接続している。電装出口７５は、電装連通路７８を介して吸気ユニット７０の吸気部７２に接続されている。入口７６は、導入路７９を介して吸気ユニット７０の排気部７３に接続されている。

【0061】

入口７６とカセットステージ導入室１７との間にフィルタユニット８０を備えている。フィルタユニット８０は、通過する空気から水分や塵を除去するフィルタ材（水分吸着フィルタ、集塵フィルタなど）を内蔵している。

【0062】

切削水の噴霧を含んだ加工室１５内の空気は、吸気口７４から吸気されて吸気路７７を通り、吸気部７２から吸気ユニット７０に入る。吸気口７４は、切削水の噴霧を含んだ空気を効率的に吸気できるように、加工ユニット４０の切削ブレードが回転して切削水を跳ね上げる方向の延長上に配置されている。吸気ユニット７０で気液分離部７１による気液分離が行われ、空気中に含まれていた水分の一部が回収される。

【0063】

吸気ユニット７０の気液分離部７１を通った空気は、排気部７３から排気されて導入路７９を通り、入口７６に入る。入口７６に入った吸気ユニット７０からの排気はフィルタユニット８０を通過し、空気中の水分や塵が除去される。フィルタユニット８０を通過した空気は、加工屑を含まない浄化された状態になっており、カセットステージ導入室１７内を進み、カセットステージ入口２７を通ってカセットステージ室１３に流入する。カセットステージ室１３に流入した空気は、搬送室１４と電装室１６とに２分岐される。

【0064】

＜第１の空気循環経路＞
カセットステージ入口２７からカセットステージ室１３に流入した空気は、搬入出口２４を通って搬送室１４に進み、さらに通過口２５を通って加工室１５に進む。加工室１５内の空気は、吸気口７４から吸気ユニット７０へ吸気される。つまり、加工装置１０は、カセットステージ室１３のカセットステージ入口２７から入った空気を、搬入出口２４、搬送室１４、通過口２５、加工室１５、吸気口７４、吸気路７７、吸気ユニット７０（気液分離部７１）、導入路７９、フィルタユニット８０、カセットステージ導入室１７、カセットステージ入口２７、の順に循環させる第１の空気循環経路を構成している。

【0065】

第１の空気循環経路に備えた吸気ユニット７０とフィルタユニット８０とによって空気中の水分や塵を取り除き、浄化された空気をカセットステージ室１３と搬送室１４に流入させるため、加工室１５で加工した後の被加工物に対して、切削水の噴霧を起因とする汚れが付着することを防止できる。特に、搬送室１４から通過口２５を通って加工室１５に進む浄化済みの空気の気流が形成されるため、切削加工後にチャックテーブル３５を加工室１５内の加工位置から搬送室１４内の搬送位置に移動させる際などに、加工室１５内に充満した切削水の噴霧が通過口２５から搬送室１４へ噴出することを阻止する効果が得られる。その結果、切削加工後の被加工物を搬送するエリアである搬送室１４及びカセットステージ室１３が、切削水の噴霧で汚れないクリーンな状態を保つことができる。

【0066】

仮に、加工室１５から噴出した切削水の噴霧で搬送室１４やカセットステージ室１３が汚れてしまうと、洗浄部３９で被加工物を洗浄したとしても、その後の搬送過程で被加工物が汚れてしまい、汚れた被加工物をカセット３０に収容することになる。

【0067】

これに対して本実施形態の加工装置１０では、加工室１５内の切削水の噴霧を含んだ空気を吸気口７４から吸引し、吸気ユニット７０とフィルタユニット８０で水分及び塵の除去を行った空気をカセットステージ室１３に導入し、搬送室１４、加工室１５の順で循環させる循環経路を構成している。従って、カセットステージ室１３と搬送室１４において被加工物を汚すことなく搬送して、きれいな被加工物をカセット３０に収容させることができる。

【0068】

特に、フィルタユニット８０による浄化後の空気を導入する最上流をカセットステージ室１３にしているため、カセット３０に収容される被加工物に加工屑などのゴミが付着されることを効果的に防止できる。

【0069】

また、加工室１５内から吸引した空気を、吸気ユニット７０に設けた気液分離部７１による気液分離を行ってからフィルタユニット８０に送るため、空気中に切削水の噴霧として含まれていた水分を効率的に除くことができる。その結果、フィルタユニット８０のメンテナンスの頻度を低減させることができる。

【0070】

また、搬送室１４の上部にカセットステージ導入室１７を設け、カセットステージ導入室１７の上流部分にフィルタユニット８０を配している。この構成によれば、大型のフィルタユニット８０を設置するスペースを確保しやすく、吸気ユニット７０からの排気に含まれる水分及び塵を効率的に除去できる。

【0071】

カセットステージ室１３にカセット３０を出し入れするときに出し入れ扉３２が開かれる。そして、制御部１９は、開閉検知部３４によって出し入れ扉３２が閉じられていることを検知しているときに、カセット３０の蓋４７を閉じることと、搬入出口扉６０を閉じることとを制御する。換言すれば、出し入れ扉３２を開く前に、蓋４７と搬入出口扉６０が確実に閉じているように制御する。さらに、制御部１９は、搬入出口扉６０によって搬入出口２４を閉じているときにのみ、蓋開閉機構５０による蓋４７の開閉動作を可能に制御する。

【0072】

上記の制御により、外部開口３３と搬入出口２４が同時に開放した状態にはならず、カセットステージ室１３にカセット３０を出し入れする際に、加工装置１０の外部からカセットステージ室１３を経由して搬送室１４に塵などが進入することを防ぎ、搬送室１４をクリーンな状態に保つことができる。また、搬入出口２４が閉じた状態では、カセットステージ入口２７からカセットステージ室１３に流入した空気が外部開口３３を通って加工装置１０の外側に向けて流れるため、加工装置１０の外部から外部開口３３を通って塵などの異物がカセットステージ室１３へ入ることを抑制する効果も得られる。

【0073】

また、上記の制御により、カセットステージ３１に載置したカセット３０の取出し口４６と外部開口３３とが同時に開放した状態にはならず、カセットステージ室１３の内部が外気と遮断されたクリーンな状態で、カセット３０からの被加工物の出し入れを行うことができる。

【0074】

以上のような、蓋４７付きのカセット３０の使用や、出し入れ扉３２の開閉状態の検知に基づく搬入出口扉６０の開閉制御や蓋４７の開閉制御は、加工装置１０がクリーンルーム内に設置されておらず装置外部からカセットステージ室１３への異物の進入リスクが高い場合に特に有用性が高い。

【0075】

＜第２の空気循環経路＞
カセットステージ入口２７からカセットステージ室１３に流入した空気は、電装入口２６を通って電装室１６に進み、電装出口７５から出て電装連通路７８を通り、吸気部７２から吸気ユニット７０に入る。つまり、加工装置１０では、カセットステージ室１３のカセットステージ入口２７から入った空気を、電装入口２６、電装室１６、電装出口７５、電装連通路７８、吸気ユニット７０（気液分離部７１）、導入路７９、フィルタユニット８０、カセットステージ導入室１７、カセットステージ入口２７の順に循環させる第２の空気循環経路を構成している。

【0076】

電装室１６内には熱源となる電気制御部品（制御部１９など）が多く配置されており高温になりやすいが、電装入口２６から電装出口７５への空気の流れによって、電装室１６内を冷却する効果が得られる。

【0077】

電装室１６内を通る空気は、吸気ユニット７０とフィルタユニット８０の通過後においても、汚れていない水蒸気の状態で所定の割合の水分を含有している。従って、電装室１６内を空気が通る際に電気制御部品から熱を奪いやすく、優れた冷却効果を得ることができる。

【0078】

電装室１６内を冷却した空気は、電装出口７５から電装連通路７８を経て吸気ユニット７０に戻されて循環するので、電気制御部品から熱を奪った後の高温の空気を加工装置１０の外部に放出することがなく、加工装置１０の周囲の温度変化を招くおそれがない。加工装置１０をクリーンルームなどの閉鎖空間に設置して装置周辺の温度管理を厳密に行う場合には、装置からの排気による周辺温度の変動を防ぐことが求められる。本実施形態の構成は、第２の循環経路内での空気の流れによって電装室１６内の冷却を完結することができ、加工装置１０の周辺温度に排気による影響を及ぼさない点において優れている。

【0079】

以上に説明した通り、本実施形態の加工装置１０は、加工室１５内で生じる切削水（加工液）の噴霧が搬送室１４やカセットステージ室１３に噴出されることを防ぐ気流を生成する空気の循環経路を構成しており、カセット３０に収容される被加工物に加工屑などのゴミが付着されることを防止できる。

【0080】

また、カセットステージ室１３に流入した空気を搬送室１４と電装室１６とに２分岐させ、空気の循環経路の一部に電装室１６を組み込むことによって、電装室１６内の冷却を行っている。この構成によって、高温になりがちな電装室１６内を、複雑な冷却機構を要さずに効率的に冷却できる。

【0081】

上記実施形態は本発明を適用した一例であり、上記実施形態とは異なる構成を備えていてもよい。例えば、先に述べた通り、切削加工ではなく、研削加工や研磨加工などを行う加工装置に本発明を適用することが可能である。つまり、加工の際に、加工液や加工屑が飛散して被加工物を汚す可能性がある加工装置全般に適用が可能である。

【0082】

加工装置における空気の循環経路についても、上記実施形態には限定されずに変更が可能である。例えば、吸気ユニット７０からの排気を加工装置１０内に導く入口（上記実施形態の入口７６に相当する部位）をカセットステージ室１３の上面などに設け、カセットステージ導入室１７を経由せずにカセットステージ室１３にきれいな空気を流入させてもよい。吸気ユニット７０の排気を受け入れる入口を、カセットステージ導入室１７に接続させた場合と、カセットステージ室１３に接続させた場合のいずれも、本発明では吸気ユニットの排気を入れる入口をカセットステージ室に形成した構成として包括される。換言すれば、上記実施形態のカセットステージ導入室１７は、本発明におけるカセットステージ室の一部を構成している。

【0083】

加工装置がクリーンルーム内に設置されている場合に、蓋を備えない開放タイプのカセットを用いることが可能である。この場合、上記実施形態の蓋開閉機構５０を省略した構成を適用してもよい。また、出し入れ扉３２を備えない開放構造のカセットステージ室を適用することも可能である。

【0084】

但し、加工装置がクリーンルーム内に設置されている場合でも、カセットステージ室や搬送室をできるだけ汚さずにカセットへの被加工物の出し入れを行うという課題が存在する。従って、加工装置がクリーンルーム内に設置されている場合に、蓋付きのカセットや、出し入れ扉を備えるタイプのカセットステージ室を適用することも可能である。

【0085】

なお、本発明の実施の形態は上記の実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。

【産業上の利用可能性】

【0086】

以上説明したように、本発明は、加工液が噴霧となる加工装置、また、加工屑を発生させる加工装置において、きれいな被加工物をカセットに収容させる空気の循環経路を構成することができ、精密機器を製造する加工装置などに特に適している。

【符号の説明】

【0087】

１０ ：加工装置
１１ ：基台
１２ ：カバー
１３ ：カセットステージ室
１４ ：搬送室
１５ ：加工室
１６ ：電装室
１７ ：カセットステージ導入室
１８ ：表示パネル
１９ ：制御部
２０ ：中央隔壁
２１ ：水平隔壁
２２ ：水平隔壁
２３ ：垂直隔壁
２４ ：搬入出口
２５ ：通過口
２６ ：電装入口
２７ ：カセットステージ入口
３０ ：カセット
３１ ：カセットステージ
３２ ：出し入れ扉
３３ ：外部開口
３４ ：開閉検知部
３５ ：チャックテーブル
３６ ：移動機構
３７ ：搬送機構
３８ ：搬送パッド
３９ ：洗浄部
４０ ：加工ユニット
４１ ：スライド機構
４６ ：取出し口
４７ ：蓋
４８ ：カギ穴
４９ ：ステージ昇降機構
５０ ：蓋開閉機構
５１ ：ベース部
５２ ：中間支持部
５３ ：蓋保持部
５４ ：スライド機構
５５ ：昇降機構
５６ ：カギ
５７ ：吸引保持部
５８ ：吸引源
６０ ：搬入出口扉
６１ ：扉開閉機構
７０ ：吸気ユニット
７１ ：気液分離部
７２ ：吸気部
７３ ：排気部
７４ ：吸気口
７５ ：電装出口
７６ ：入口
７７ ：吸気路
７８ ：電装連通路
７９ ：導入路
８０ ：フィルタユニット
３７１ ：搬送アーム
４０１ ：切削水供給部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】