特開 2024-177826 チラーユニット

(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】P2024177826

(43)【公開日】2024-12-24

(54)【発明の名称】チラーユニット

(51)【国際特許分類】

   B23Q 11/12 20060101AFI20241217BHJP

   B24B 55/00 20060101ALI20241217BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20241217BHJP

【ＦＩ】

B23Q11/12 A

B24B55/00

H01L21/78 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023096176

(22)【出願日】2023-06-12

(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】110003524

【氏名又は名称】弁理士法人愛宕綜合特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 智章

【テーマコード（参考）】

3C047

5F063

【Ｆターム（参考）】

3C047FF06

3C047FF17

5F063AA24

5F063DD01

5F063FF21

(57)【要約】      （修正有）

【課題】チラーユニットが配設された装置のオペレータが、紫外線照射手段を使用して該チラーユニットを循環する液体の漏れを早期に発見することが可能となるチラーユニットを提供する。
【解決手段】チラーユニット３０は、液体を循環させる循環経路３１と、循環経路に配設され液体を所定の温度に調整する温度調整手段３４と、を含み、液体には、紫外線吸光剤が混入されオペレータは、加工領域に向けて紫外線を照射することができ、スピンドルユニット８０のスピンドルハウジング８１や、チラーユニット３０の循環経路３１から冷却用の液体の漏れを感知することができる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の温度に調整された液体を循環させるチラーユニットであって、
液体を循環させる循環経路と、該循環経路に配設され該液体を所定の温度に調整する温度調整手段と、を含み、
該液体には、紫外線吸光剤が混入されているチラーユニット。

【請求項2】

該液体は水である請求項１に記載のチラーユニット。

【請求項3】

該水には不凍液が混入されている請求項２に記載のチラーユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、所定の温度に調整された液体を循環させるチラーユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置によって分割予定ラインが切削されて、個々のデバイスチップに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

【0003】

また、研削装置を構成する研削手段は、研削砥石が配設された研削ホイールを回転可能に装着したスピンドルと、該スピンドルをエアーベアリングで支持するスピンドルハウジングとから概ね構成されたスピンドルユニットを備えていて、該スピンドルが熱によって伸縮しないように、スピンドルハウジング内に配設された配管に所定の温度に保たれた液体（恒温水）を循環液として流し、スピンドルユニットを一定の温度に保つチラーユニット（冷却機構）が配設される。

【0004】

上記したのと同様に、切削装置を構成する切削手段は、切削ブレードが装着されたスピンドルと、該スピンドルをエアーベアリングで支持するスピンドルハウジングとから概ね構成されたスピンドルユニットを備えていて、上記した研削装置と同様に、該スピンドルユニットを一定の温度に保つチラーユニットが配設される（例えば特許文献１、２を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７－３８３２９号公報

【特許文献2】特開２００９－２０２２９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記したチラーユニットにおいては、経年変化や搭載される装置の振動等に起因して、チラーユニット内を循環する液体が漏れる場合があり、該液体の漏れにオペレータが気付かずに装置の運転を継続した場合、スピンドルの冷却が不十分となって、加工精度が維持されず、被加工物の品質が低下するという問題が生じる。また、該液体の漏れに気付かずにさらに運転を継続した場合には、最終的に、スピンドルの熱膨張によってスピンドルユニットが損傷するという問題も生じ得る。このような冷却機能の不全に起因する様々な問題は、上記した研削装置や切削装置に限定されず、一定の温度に保つ必要がある機器を冷却する全てのチラーユニットに生じ得る問題である。

【0007】

本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、チラーユニットが配設された装置のオペレータが、該チラーユニットを循環する液体の漏れを早期に発見することを可能にすることであり、チラーユニットによって冷却される被冷却物、例えばスピンドルの冷却が不十分となって加工精度が低下し個々に分割されるデバイスチップの品質が低下したり、スピンドルの熱膨張によってスピンドルユニットが損傷したりするという問題を解消することができるチラーユニットを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、所定の温度に調整された液体を循環させるチラーユニットであって、液体を循環させる循環経路と、該循環経路に配設され該液体を所定の温度に調整する温度調整手段と、を含み、該液体には、紫外線吸光剤が混入されているチラーユニットが提供される。

【0009】

該液体は水であることが好ましい。また、該水には不凍液が混入されていることが好ましい。

【発明の効果】

【0010】

本発明のチラーユニットは、液体を循環させる循環経路と、該循環経路に配設され該液体を所定の温度に調整する温度調整手段と、を含み、該液体には、紫外線吸光剤が混入されていることから、チラーユニットが配設された装置のオペレータが、紫外線照射手段を使用して該チラーユニットを循環する液体の漏れを早期に発見することが可能となり、チラーユニットによって冷却される被冷却物、例えばスピンドルの冷却が不十分となって加工精度が低下し個々に分割されるデバイスチップの品質が低下したりスピンドルの熱膨張によってスピンドルユニットが損傷したりするという問題を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施形態のチラーユニットが装着される切削装置の全体斜視図である。

【図2】図１に示す切削装置に装着されるチラーユニットの回路図、及びスピンドルユニットの分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明に基づいて構成されるチラーユニットに係る実施形態について、添付図面を参照しながら、詳細に説明する。

【0013】

図１には、後述するチラーユニット３０によって冷却されるスピンドルを含む切削手段８を備えた切削装置１が示されている。切削装置１は、略直方体形状のハウジング２を備え、ハウジング２のカセットテーブル４ａに載置されるカセット４（２点鎖線で示す）と、カセット４からフレームＦに保護テープＴを介して支持されたウエーハＷを仮置きテーブル５に搬出する搬出入手段３と、仮置きテーブル５に搬出されたウエーハＷを保持手段７のチャックテーブル７ａに搬送する旋回アームを有する搬送手段６と、チャックテーブル７ａに吸引保持されたウエーハＷに切削加工を施す切削手段８と、上記したチャックテーブル７ａ上に保持されたウエーハＷを撮像し、切削手段８よって切削すべき領域を検出するためのアライメント手段１０と、図１においてチャックテーブル７ａが位置付けられた搬出入位置からウエーハＷを洗浄装置１２（詳細については省略されている）に搬送する洗浄搬出手段１４と、図示を省略する制御手段、及び表示手段等を備えている。

【0014】

なお、図１に示す切削装置１のハウジング２の上面において、搬出入手段３、カセット４、仮置テーブル５、搬送手段６、保持手段７、切削手段８等が配設された加工領域は、図示を省略するカバー部材及び扉によって覆われており、切削手段８の切削ブレードを交換したり、保持手段７のチャックテーブル７ａを交換したりするメンテナンスは、切削手段８の近傍に配設される扉を開閉してオペレータによって実施される。

【0015】

図２には、上記した切削手段８を構成するスピンドルユニット８０（一部のみを示す）と、スピンドルユニット８０に連結され、所定の温度に調整された冷却用の液体Ｌを循環させて切削手段８を冷却するチラーユニット３０の回路図が示されている。なお、チラーユニット３０は、上記した切削装置１のハウジング２内に収容されている。

【0016】

図２では、スピンドルユニット８０のスピンドルハウジング８１を分解した斜視図を示している。図示のスピンドルハウジング８１は、該液体Ｌが壁面の内部を循環する円筒状のハウジング本体８１ａと、スピンドルハウジング８１の先端を構成する先端部８２とを備えている。なお、スピンドルハウジング８１の内部空間８１ｂにエアーベアリングを介して回転自在に収容され先端部に切削ブレードが装着されるスピンドル、切削ブレードを覆うブレードカバー、該スピンドルを駆動する駆動モータ等は、説明の都合上、省略されている。

【0017】

該ハウジング本体８１ａには、スピンドルハウジング８１に冷却用の液体Ｌを供給し排出する基部８３が連結され、基部８３の循環液導入口８３ａから導入された液体Ｌは、基部８３内の液体路（図示されていない）と、ハウジング本体８１ａ内の液体路８１ｃと、先端部８２内の液体路８２ａとを通ることで、スピンドルユニット８０全体を冷却し、基部８３の液体排出口８３ｂから排出されてチラーユニット３０に戻される。

【0018】

チラーユニット３０は、上記したスピンドルハウジング８１内に液体Ｌを循環させる循環経路３１と、循環経路３１に配設され該液体Ｌを所定の温度に調整する温度調整手段３４と、を含み構成される。

【0019】

温度調整手段３４は、上記した循環経路３１の液体Ｌを冷却する冷媒Ｑが循環する冷媒循環路３４１と、該冷媒循環路３４１に配設されモータ３４２ａによって駆動されて冷媒Ｑを圧縮する圧縮機３４２と、該圧縮機３４２が冷媒Ｑを圧縮した際の圧縮熱を帯びた冷媒Ｑを冷却することにより該冷媒Ｑを液化する凝縮器３４３と、該凝縮器３４３において液化した冷媒Ｑを気化させて気化熱を生成する蒸発器３４４と、該凝縮器３４３を通過して液化され該蒸発器３４４に投入される冷媒Ｑの流量を調整する可変膨張弁３４５と、を備えている。可変膨張弁３４５には、図示を省略する駆動機構が配設されており、上記した制御手段によって開度が制御される。

【0020】

液体Ｌが循環する循環経路３１には、該液体Ｌを循環させるためのポンプ３１１と、循環経路３１において、蒸発器３４４を通過した後の液体Ｌの温度を検出する温度センサ３１２とが配設されている。該ポンプ３１１は、モータ３１１ａによって駆動される。該温度センサ３１２によって検出された温度は、図示を省略する制御手段に送られて記憶される。

【0021】

凝縮器３４３には、該凝縮器３４３を通過する冷媒Ｑを冷却するための工業用水Ｓが流れる工業用水路３６が接続されており、凝縮器３４３内に配設された図示を省略する熱交換器によって、冷媒循環路３４１を流れる冷媒Ｑと該水路を通る工業用水Ｓとの間で、熱交換が行われ、冷媒Ｑが冷却されて液化される。

【0022】

蒸発器３４４の内部には、冷媒循環路３４１を通る冷媒Ｑと循環経路３１を通る液体Ｌとにおいて熱交換を行うための図示を省略する熱交換器が配設されており、スピンドルユニット８０に導入されて温められた液体Ｌが、蒸発器３４４において冷却される。上記したように、循環経路３１には、温度センサ３１２が配設されており、温度センサ３１２によって検出された温度に基づいて、上記した温度調整手段３４の可変膨張弁３４５の開度や、圧縮機３４２による冷媒Ｑの圧縮量を調整することにより冷媒Ｑの流量や温度が調整されて、循環経路３１によってスピンドルユニット８０に投入される液体Ｌの温度が所定の温度（例えば２０℃）に調整される。

【0023】

本実施形態における冷却用の液体Ｌは、液体Ｌを主に構成する水Ｌ０に対し紫外線吸光剤Ｐが混入されたものが採用される。本実施形態における紫外線吸光剤Ｐとしては、紫外線が照射されることで、そのエネルギーを吸収し発光する蛍光性能を有する蛍光剤を採用することができ、例えば、ビス（トリアジニルアミノ）スチルベンジスルホン酸誘導体や、ビススチリルビフェニル誘導体等、周知の蛍光剤から選択することができる。

【0024】

また、本実施形態の液体Ｌを構成する水Ｌ０及び紫外線吸光剤Ｐに対し不凍液Ｒが混入されている。液体Ｌに不凍液Ｒが混入されていることにより、温度調整手段３４によって冷却される際の過冷却によって液体Ｌが凍結することが防止されると共に、不凍液Ｒに含まれる防錆剤、抗酸化剤によって、蒸発器３４４内の熱交換器を含む循環経路３１の防錆や、腐食防止の効果を得ることができる。

【0025】

上記したチラーユニット３０、及び該チラーユニット３０が装着された切削装置１は、概ね上記したとおりの構成を備えており、本実施形態のチラーユニット３０の作用効果について、以下に説明する。

【0026】

切削装置１において切削加工が実施される際には、まず、カセット４に収容されたウエーハＷを搬出入手段３によって把持し、仮置きテーブル５に搬出する。該ウエーハＷは、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハであり、図１に示すように、保護テープＴを介して環状のフレームＦに保持されている。仮置きテーブル５にウエーハＷを搬出したならば、搬送手段６によってウエーハＷを保持するフレームＦを吸着して、保持手段７のチャックテーブル７ａに搬送し、ウエーハＷの表面を上方に向けて載置して、図示を省略する吸引手段を作動して吸引保持する。次いで、チャックテーブル７ａを移動して、チャックテーブル７ａに保持されたウエーハＷをアライメント手段１０によって撮像し、ウエーハＷの所定の分割予定ラインをＸ軸方向に整合させると共に、切削手段８の切削ブレードとの位置合わせを実施する。次いで、Ｘ軸方向に整合させた分割予定ラインに高速回転させた切削ブレードを位置付けて、表面側から切り込ませると共に、チャックテーブル７ａをＸ軸方向に加工送りして分割溝を形成する。

【0027】

次いで、分割溝を形成した分割予定ラインにＹ軸方向で隣接し、分割溝が形成されていない分割予定ライン上に切削手段８の切削ブレードを割り出し送りして、上記と同様にして分割溝を形成する。これらを繰り返すことにより、Ｘ軸方向に沿うすべての分割予定ラインに沿って分割溝を形成する。次いで、チャックテーブル７ａを９０度回転し、先に分割溝を形成した方向と直交する方向をＸ軸方向に整合させ、上記した切削加工を新たにＸ軸方向に整合させたすべての分割予定ラインに対して実施し、ウエーハＷに形成されたすべての分割予定ラインに沿って分割溝を形成する。このように切削加工を実施することで、ウエーハＷが個々のデバイスチップに分割される。次いで、ウエーハＷを洗浄搬送手段１４によって洗浄装置１２に搬送して、洗浄乾燥を行い、洗浄乾燥後のウエーハＷを搬送手段６及び搬出入手段３によってカセット４の所定の位置に収容する。このような切削加工を、カセット４に収容された全てのウエーハＷに対して実施する。

【0028】

上記した切削加工を実施する間、上記したチラーユニット３０の循環経路３１に対し、チラーユニット３０によって所定の温度（例えば２０℃）に調整された液体Ｌが供給され、スピンドルユニット８０に回転自在に保持されたスピンドルを冷却する。これにより、該スピンドルの熱膨張が抑えられ、切削加工における加工精度が維持される。

【0029】

ここで、例えば、被加工物の変更や、切削ブレードの摩耗等による切削ブレードの交換、或いは、切削装置１内部の清掃を行う等のメンテナンスが必要になった際に、オペレータによって切削装置１の加工領域にアクセスするための図示を省略する扉が開かれる。該オペレータは、紫外線照射手段（ブラックライト）を用いて、扉の内部、すなわち切削手段８の近傍を含む加工領域に向けて紫外線を照射することができ、仮に、上記したスピンドルユニット８０のスピンドルハウジング８１や、チラーユニット３０の循環経路３１から冷却用の液体Ｌが漏れ出していた場合は、該紫外線が当たった液体Ｌに含まれる紫外線吸光剤Ｐが該紫外線に反応して発光する。これにより、オペレータは、即座に循環経路３１を流れる液体Ｌの漏れを感知することができ、該漏れの原因を究明して、漏れ箇所の補修や、液体Ｌの補充等を行うことができる。この結果、スピンドルの冷却が不十分になって加工精度が維持されずデバイスチップの品質が低下するという問題を解消することができ、さらには、スピンドルの熱膨張によってスピンドルユニット８０が損傷するという問題も解消される。

【0030】

なお、上記した実施形態では、オペレータが紫外線照射手段を用いて、加工領域に向けて紫外線を照射するように説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、切削装置１の加工領域が形成された内部に、紫外線を照射する紫外線照射手段を予め配設しておき、切削装置１の内部にオペレータがアクセスすべく該扉を開放した際に、該紫外線照射手段が一定時間作動して紫外線を該加工領域に照射するようにしてもよい。このような構成によっても、オペレータは、即座に液体Ｌの漏れを感知することができる。

【0031】

上記した実施形態では、本発明に基づき構成されたチラーユニット３０を切削装置１に適用した例を示したが、本発明はこれに限定されず、研削装置や研磨装置に配設されるスピンドルユニットの冷却を行うチラーユニットにも適用可能であり、また、スピンドルユニットを冷却するチラーユニットに限定されず、一定の温度に保つ必要がある機器を液体によって冷却する全てのチラーユニットに適用することが可能である。

【符号の説明】

【0032】

１：切削装置
２：ハウジング
３：搬出入手段
４：カセット
５：仮置テーブル
６：搬送手段
７：保持手段
７ａ：チャックテーブル
８：切削手段
８０：スピンドルユニット
８１：スピンドルハウジング
８１ａ：ハウジング本体
８１ｂ：内部空間
８１ｃ：液体路
８２：先端部
８２ａ：液体路
８３：基部
８３ａ：液体導入口
８３ｂ：液体排出口
１０：アライメント手段
１２：洗浄装置
１４：洗浄搬送手段
３０：チラーユニット
３１：循環経路
３１１：ポンプ
３１２：温度センサ
３４：温度調整手段
３４１：冷媒循環路
３４２：圧縮機
３４３：凝縮器
３４４：蒸発器
３４５：可変膨張弁
Ｆ：フレーム
Ｌ：液体
Ｌ０：水
Ｐ：紫外線吸光剤
Ｑ：冷媒
Ｒ：不凍液
Ｔ：保護テープ
Ｗ：ウエーハ

【図1】

【図2】