特許 7491697 加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-20

(45)【発行日】2024-05-28

(54)【発明の名称】加工装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 11/00 20060101AFI20240521BHJP

   B24B 55/06 20060101ALI20240521BHJP

   B24B 27/06 20060101ALI20240521BHJP

   B24B 7/00 20060101ALI20240521BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20240521BHJP

【ＦＩ】

B23Q11/00 N

B24B55/06

B24B27/06 M

B24B7/00 Z

H01L21/78 F

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020005689

(22)【出願日】2020-01-17

(65)【公開番号】P2021112782

(43)【公開日】2021-08-05

【審査請求日】2022-11-25

(73)【特許権者】

【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

(74)【代理人】

【識別番号】100113217

【弁理士】

【氏名又は名称】奥貫 佐知子

(74)【代理人】

【識別番号】100202496

【弁理士】

【氏名又は名称】鹿角 剛二

(74)【代理人】

【識別番号】100202692

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 吉文

(72)【発明者】

【氏名】大前 巻子

【審査官】中川 康文

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１９２８４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１９９１４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２４７２７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２９７８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２９９０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１８０５８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６４－０８０５０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００９－５１９８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１７６１６２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／００５３８７４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００９／００００４４６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ １１／００－１３／００

Ｂ２４Ｂ ５／００－７／３０

Ｂ２４Ｂ ２１／００－３９／０６

Ｂ２４Ｂ ５３／００－５７／０４

Ｈ０１Ｌ ２１／７８－２１／８０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物を加工する環状ないし円形の加工具を回転可能に支持した回転軸を備えた加工手段と、被加工物と加工具に加工水を供給する加工水供給手段と、を含む加工室を備えた加工装置であって、
自動回転散水ノズルが該加工室に配設され該加工水供給手段に連結され該加工室を洗浄し、
該自動回転散水ノズルは、加工具の径方向外側であって加工具の回転によって加工屑が飛散する位置かつ回転軸の端部に向かって見た場合の水平方向に配置されている加工装置。

【請求項2】

該加工手段は、該加工具としての切削ブレードを回転軸の端部に備えた切削手段である請求項１記載の加工装置。

【請求項3】

該加工手段は、該加工具としての研削砥石を環状に備えた研削ホイールを回転軸の端部に備えた研削手段である請求項１記載の加工装置。

【請求項4】

該自動回転散水ノズルの内部に形成された水路は、該自動回転散水ノズルの中央に形成された円形部と、該円形部から周方向に間隔をおいて径方向外側に延び次いで周方向片側に傾斜して径方向外側に延びる複数の細孔部とを有する請求項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、被加工物を保持する保持手段と、保持手段に保持された被加工物を加工する加工具を回転可能に支持した回転軸を備えた加工手段と、被加工物と加工具に加工水を供給する加工水供給手段と、を含む加工室を備えた加工装置に関する。

【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望の厚みに形成され、その後、ダイシング装置によって個々のデバイスチップに分割され、分割された各デバイスチップは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

【0003】

また、複数のセラミックスコンデンサーが連接した基板を個々のセラミックスコンデンサーチップに分割する際もダイシング装置が用いられる（たとえば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０００－１０８１１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、保持手段および加工手段（研削装置の研削手段またはダイシング装置の切削手段）が収容された加工室内に加工屑（切削屑または研削屑）が飛散して付着し、被加工物を加工している際に加工屑が落下して加工が妨げられるという問題がある。

【0006】

上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、加工室内に加工屑が飛散して付着するのを防止することができる加工装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は上記課題を解決するために以下の加工装置を提供する。すなわち、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物を加工する環状ないし円形の加工具を回転可能に支持した回転軸を備えた加工手段と、被加工物と加工具に加工水を供給する加工水供給手段と、を含む加工室を備えた加工装置であって、自動回転散水ノズルが該加工室に配設され該加工水供給手段に連結され該加工室を洗浄し、該自動回転散水ノズルは、加工具の径方向外側であって加工具の回転によって加工屑が飛散する位置かつ回転軸の端部に向かって見た場合の水平方向に配置されている加工装置を本発明は提供する。

【0008】

好ましくは、該加工手段は、該加工具としての切削ブレードを回転軸の端部に備えた切削手段である。該加工手段は、該加工具としての研削砥石を環状に備えた研削ホイールを回転軸の端部に備えた研削手段であってもよい。該自動回転散水ノズルの内部に形成された水路は、該自動回転散水ノズルの中央に形成された円形部と、該円形部から周方向に間隔をおいて径方向外側に延び次いで周方向片側に傾斜して径方向外側に延びる複数の細孔部とを有するのが望ましい。

【発明の効果】

【0009】

本発明の加工装置は、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物を加工する環状ないし円形の加工具を回転可能に支持した回転軸を備えた加工手段と、被加工物と加工具に加工水を供給する加工水供給手段と、を含む加工室を備え、自動回転散水ノズルが該加工室に配設され該加工水供給手段に連結され該加工室を洗浄し、該自動回転散水ノズルは、加工具の径方向外側であって加工具の回転によって加工屑が飛散する位置かつ回転軸の端部に向かって見た場合の水平方向に配置されているので、加工室内に加工屑が飛散して付着するのを防止することができ、被加工物を加工している際に加工屑が落下して加工が妨げられるという問題が解消する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に従って構成された加工装置の第一の実施形態の斜視図。

【図2】図１に示す加工手段等の拡大斜視図。

【図3】図１に示す加工手段と散水手段との分解斜視図。

【図4】（ａ）図１に示す散水手段の斜視図、（ｂ）図１に示す散水手段の自動回転散水ノズルの断面図。

【図5】本発明に従って構成された加工装置の第二の実施形態の斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

まず、本発明に従って構成された加工装置の第一の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

【0012】

図１および図２を参照して説明すると、加工装置２は、被加工物を保持する保持手段４と、保持手段４に保持された被加工物を加工する加工具を回転可能に支持した回転軸を備えた加工手段６と、被加工物と加工具に加工水を供給する加工水供給手段８（図２参照）と、を含む加工室１０を備える。

【0013】

保持手段４は、図１に矢印Ｘで示すＸ軸方向に移動自在に配設された円形のチャックテーブル１４を含む。チャックテーブル１４は、モータ（図示していない。）によって回転されると共に、Ｘ軸送り手段（図示していない。）によってＸ軸方向に移動されるようになっている。チャックテーブル１４のＸ軸方向片側および他側には、伸縮自在の蛇腹カバー１６が配置されている。なお、図１に矢印Ｙで示すＹ軸方向はＸ軸に直交する方向であり、図１に矢印Ｚで示すＺ軸方向はＸ軸方向およびＹ軸方向に直交する上下方向である。Ｘ軸方向およびＹ軸方向が規定するＸＹ平面は実質上水平である。

【0014】

チャックテーブル１４の上端部分は、吸引手段（図示していない。）に接続された多孔質部材から形成されている。保持手段４においては、吸引手段でチャックテーブル１４の上面に吸引力を生成することにより、チャックテーブル１４の上面に載せられたウエーハＷ等の被加工物を吸引保持するようになっている。なお、図１に示すウエーハＷは、周縁が環状フレームＦに固定された粘着テープＴに貼り付けられている。

【0015】

図２に示すとおり、加工手段６は、Ｙ軸方向に移動自在かつ昇降自在に配設された回転軸ハウジング１８と、Ｙ軸方向を軸心として回転可能に回転軸ハウジング１８に支持された回転軸２０と、回転軸２０の端部に固定された加工具としての切削ブレード２２と、図２に矢印Ａで示す方向に回転軸２０と共に切削ブレード２２を回転させるモータ（図示していない。）と、回転軸ハウジング１８の先端に装着されたブレードカバー２４とを含む。このように第一の実施形態の加工手段６は、加工具としての切削ブレード２２を回転軸２０の端部に備えた切削手段である。

【0016】

図２に示すとおり、加工水供給手段８は、ブレードカバー２４に付設された加工水供給ノズル２６と、加工水供給ノズル２６に流路２８を介して接続された加工水供給源３０と、流路２８を開閉するバルブ３２とを含む。切削ブレード２２の側面に沿って延びる加工水供給ノズル２６は、切削ブレード２２を挟んで両側に一対設けられているが、図２には片側の加工水供給ノズル２６のみが示されている。

【0017】

加工水供給手段８においては、チャックテーブル１４に保持された被加工物に切削ブレード２２で切削加工が施される際に、加工水供給源３０から供給された加工水を加工水供給ノズル２６の複数の噴射口（図示していない。）から被加工物と切削ブレード２２に向かって噴射するようになっている。

【0018】

図１に示すとおり、加工室１０は加工装置２の上部に設けられている。加工室１０を区画する天面および側面には、ヒンジ３４を介して開閉自在に加工装置２の上部に装着された透明カバー３６を含む。透明カバー３６は、加工装置２の上部からＹ軸方向に延びる天面部３８と、天面部３８のＹ軸方向先端から下方に延びる側面部４０とを有する。そして、加工装置２においては、透明カバー３６を開けることにより、加工室１０に配置された保持手段４や加工手段６等にアクセスすることができるようになっている。

【0019】

図２ないし図４を参照して説明すると、加工室１０には、加工室１０に散水する一対の散水手段４２が配設されている。図示の実施形態の散水手段４２は、加工手段６のブレードケース２４のＸ軸方向両側端部に固定されたブロック４４と、各ブロック４４の下面から下方に延びる円柱状の支持軸４６と、支持軸４６の下端に回転自在に支持された円板状の自動回転散水ノズル４８とを含む。

【0020】

ブロック４４の上部には給水口５０が形成され、給水口５０は流路５２を介して加工水供給源３０に接続されている。流路５２には、流路５２を開閉するバルブ５４が設けられている。支持軸４６の内部には、ブロック４４の給水口５０に連通する流路（図示していない。）が形成されており、支持軸４６の流路は自動回転散水ノズル４８の内部に形成された水路５６（図４（ｂ）参照）にも連通している。水路５６は、自動回転散水ノズル４８の中央に形成された円形部５８と、円形部５８から周方向に間隔をおいて径方向外側に延び次いで周方向片側に傾斜して径方向外側に延びる複数の細孔部６０とを有する。

【0021】

散水手段４２においては、チャックテーブル１４に保持された被加工物に切削ブレード２２によって切削加工が施される際に、加工水供給源３０からブロック４４の給水口５０に供給された加工水を自動回転散水ノズル４８の水路５６の細孔部６０から噴射して、加工室１０に散水するようになっている。散水手段４２が散水する際には、複数の細孔部６０から周方向片側に向かって加工水が噴射されるので、Ｚ軸方向を回転中心として自動回転散水ノズル４８が回転し、広範囲にわたって加工水が噴射される。なお、自動回転散水ノズル４８の回転中心は、Ｘ軸方向やＹ軸方向など任意に設定され得る。

【0022】

図１を参照して説明すると、加工装置２においては、粘着テープＴを介して環状フレームＦに支持されたウエーハＷを複数枚収容したカセット６２が昇降自在なカセット載置台６４に載置される。カセット載置台６４は、ボールねじおよびモータを有する昇降手段（図示していない。）により昇降される。

【0023】

加工装置２は、更に、カセット６２から切削前のウエーハＷを引き出し、仮置きテーブル６６まで搬出すると共に仮置きテーブル６６に位置づけられた切削済みのウエーハＷをカセット６２に搬入する搬出入手段６８と、カセット６２から仮置きテーブル６６に搬出された切削前のウエーハＷをチャックテーブル１４に搬送する第一の搬送手段７０と、チャックテーブル１４に保持されたウエーハＷを撮像する撮像手段７２と、撮像手段７２が撮像したウエーハＷの画像を表示する表示手段７４と、切削済みのウエーハＷを洗浄する洗浄手段７６と、切削済みのウエーハＷをチャックテーブル１４から洗浄手段７６に搬送する第二の搬送手段７８とを備える。

【0024】

加工装置２を用いてウエーハＷに切削加工を施す際は、まず、搬出入手段６８によってカセット６２から仮置きテーブル６６にウエーハＷを搬出する。次いで、仮置きテーブル６６に位置づけられたウエーハＷを第一の搬送手段７０によってチャックテーブル１４に搬送し、チャックテーブル１４の上面でウエーハＷを吸引保持する。次いで、ウエーハＷを撮像手段７２によって上方から撮像し、撮像手段７２で撮像したウエーハＷの画像に基づいて、ウエーハＷの向きを調整すると共に、ウエーハＷに切削加工を施す領域と切削ブレード２２との位置合わせを行う。次いで、図２に矢印Ａで示す方向に切削ブレード２２を回転軸２０と共にモータによって回転させる。

【0025】

次いで、回転軸ハウジング１８を下降させ、切削ブレード２２の刃先をウエーハＷに切り込ませると共に、加工手段６に対してチャックテーブル１４を相対的にＸ軸方向に加工送りしてウエーハＷに切削加工を施す。また、ウエーハＷに切削加工を施す際は、バルブ３２、５４を開けて、加工水供給ノズル２６の複数の噴射口（図示していない。）から切削ブレード２２およびウエーハＷに向かって加工水を噴射すると共に、自動回転散水ノズル４８から加工室１０に散水する。自動回転散水ノズル４８は回転しながら散水するので、ウエーハＷから飛散した加工屑（切削屑）が加工室１０内に付着するのを防止することができる。

【0026】

以上のとおりであり、第一の実施形態の加工装置２は、加工水供給源３０に連結された自動回転散水ノズル４８によって加工室１０を洗浄するので、加工室１０内に加工屑が飛散して付着するのを防止することができ、ウエーハＷ等の被加工物を加工している際に加工屑が落下して加工が妨げられるという問題が解消する。

【0027】

次に、本発明に従って構成された加工装置の第二の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

【0028】

図５を参照して説明すると、加工装置８２は、被加工物を保持する保持手段８４と、保持手段８４に保持された被加工物を加工する加工具を回転可能に支持した回転軸を備えた加工手段８６と、被加工物と加工具に加工水を供給する加工水供給手段８８と、を含む加工室９０を備える。

【0029】

保持手段８４は、図５に矢印Ｘで示すＸ軸方向に移動自在に配設された円形のチャックテーブル９４を含む。チャックテーブル９４は、モータ（図示していない。）によって回転されると共に、Ｘ軸送り手段（図示していない。）によってＸ軸方向に移動されるようになっている。チャックテーブル９４のＸ軸方向片側および他側には、伸縮自在の蛇腹カバー９６が配置されている。なお、図１に矢印Ｙで示すＹ軸方向はＸ軸に直交する方向であり、図１に矢印Ｚで示すＺ軸方向はＸ軸方向およびＹ軸方向に直交する上下方向である。Ｘ軸方向およびＹ軸方向が規定するＸＹ平面は実質上水平である。

【0030】

チャックテーブル９４の上端部分には、吸引手段（図示していない。）に接続された多孔質の吸着チャック９８が配置され、保持手段８４においては、吸引手段で吸着チャック９８の上面に吸引力を生成することにより、吸着チャック９８の上面に載せられた被加工物を吸引保持するようになっている。

【0031】

加工手段８６は、加工装置８２の端部に配置された装着壁１００と、装着壁１００の片面に昇降自在に装着された昇降板１０２と、昇降板１０２を昇降させる昇降機構１０４とを含む。昇降機構１０４は、装着壁１００の片面に沿って上下方向に延びるボールねじ１０６と、ボールねじ１０６を回転させるモータ１０８とを有する。ボールねじ１０６のナット部（図示していない。）は昇降板１０２に連結されている。昇降機構１０４は、ボールねじ１０６によりモータ１０８の回転運動を直線運動に変換して昇降板１０２に伝達し、装着壁１００の片面に付設された案内レール１００ａに沿って昇降板１０２を昇降させる。

【0032】

加工手段８６は、更に、昇降板１０２の片面から突出する支持部材１１０と、支持部材１１０の下面から下方に延びる回転軸ハウジング１１２と、上下方向に延びる軸線を中心として回転自在に回転軸ハウジング１１２に支持された回転軸１１４と、支持部材１１０の上面に搭載され回転軸１１４を回転させるモータ１１６とを含む。回転軸１１４の下端には研削ホイール１１８が固定され、研削ホイール１１８の下面には環状に配置された研削砥石１２０が固定されている。このように第二の実施形態の加工手段８６は、加工具としての研削砥石１２０を環状に備えた研削ホイール１１８を回転軸１１４の下端部に備えた研削手段である。

【0033】

加工水供給手段８８は、回転軸１１４の軸方向（上下方向）に沿って形成された孔１１４ａと、孔１１４ａに流路１２２を介して接続された加工水供給源１２４と、流路１２２を開閉するバルブ１２６とを含む。孔１１４ａは、研削ホイール１１８に形成された複数の噴射口（図示していない。）に連通している。

【0034】

加工水供給手段８８は、保持手段８４に保持された被加工物に研削砥石１２０により研削加工が施される際に、加工水供給源１２４から孔１１４ａに供給された加工水を研削ホイール１２０の噴射口から被加工物と研削砥石１２０に向かって噴射するようになっている。

【0035】

加工室９０は加工装置８２の上部に設けられている。第二の実施形態の加工室９０は、装着壁１００と、装着壁１００とＸ軸方向に間隔をおいて配置された前面カバー１２８と、前面カバー１２８のＹ軸方向両側端部から装着壁１００に向かってＸ軸方向に延びる一対の側面カバー１３０と、前面カバー１２８の上端から装着壁１００に向かってＸ軸方向に延びる上面カバー１３２とによって区画されている。

【0036】

前面カバー１２８は、矩形状の枠体１３４と、ヒンジ１３６を介して枠体１３４に開閉自在に装着された一対の扉１３８とを有する。加工装置８２においては、一対の扉１３８を開けることにより、加工室９０に配置された加工手段８６等にアクセスすることができるようになっている。

【0037】

加工室９０には、加工室９０に散水する複数の散水手段４２（第一の実施形態と同一の構成でよい。）が配設されている。散水手段４２のブロック４４の上部に形成された給水口５０は、流路１４０を介して加工水供給源１２４に接続されている。流路１４０には、流路１４０を開閉するバルブ１４２が設けられている。

【0038】

散水手段４２においては、保持手段８４に保持された被加工物に研削砥石１２０により研削加工が施される際に、加工水供給源１２４からブロック４４の給水口５０に供給された加工水を自動回転散水ノズル４８の水路５６の細孔部６０から噴射して、加工室９０に散水するようになっている。第二の実施形態においても散水手段４２が散水する際には、複数の細孔部６０から周方向片側に向かって加工水が噴射されるので、Ｚ軸方向を回転中心として自動回転散水ノズル４８が回転し、広範囲にわたって加工水が噴射される。また、自動回転散水ノズル４８の回転中心はＸ軸方向やＹ軸方向など任意に設定され得る。

【0039】

加工装置８２を用いてウエーハＷ等の被加工物に研削加工を施す際は、まず、チャックテーブル９４を図５（ａ）に示す着脱位置に位置づけると共に、チャックテーブル９４の上面で被加工物を吸引保持する。次いで、研削ホイール１１８の下方の研削位置にチャックテーブル９４を移動させる。次いで、上方からみて反時計回りに所定の回転速度（たとえば３００ｒｐｍ）でチャックテーブル９４をモータによって回転させる。また、上方からみて反時計回りに所定の回転速度（たとえば６０００ｒｐｍ）で回転軸１１４をモータ１１６によって回転させる。次いで、昇降機構１０４によって研削ホイール１１８を下降させ、被加工物の上面に研削砥石１２０を接触させる。次いで、所定の研削送り速度（たとえば１．０μｍ／ｓ）で研削ホイール１１８を下降させる。これによって、被加工物の上面に研削加工を施して被加工物を所望の厚みに薄化することができる。

【0040】

被加工物に研削加工を施す際は、バルブ１２６、１４２を開けて、研削ホイール１１８の複数の噴射口から研削砥石１２０および被加工物に向かって加工水を噴射すると共に、自動回転散水ノズル４８から加工室９０に散水する。自動回転散水ノズル４８は回転しながら散水するので、被加工物から飛散した加工屑（研削屑）が加工室９０内に付着するのを防止することができる。

【0041】

以上のとおりであり、第二の実施形態の加工装置８２は、加工水供給源１２４に連結された自動回転散水ノズル４８によって加工室９０を洗浄するので、加工室９０内に加工屑が飛散して付着するのを防止することができ、被加工物を加工している際に加工屑が落下して加工が妨げられるという問題が解消する。

【0042】

なお、第一・第二の実施形態の自動回転散水ノズル４８は、複数設けられているが１個でもよい。自動回転散水ノズル４８が１個である場合には、切削ブレード２２や研削砥石１２０等の加工具の回転方向との関係から加工屑が比較的多く飛散する位置（たとえば図２における左側）に自動回転散水ノズル４８が配置されるのが好ましい。また、第一・第二の実施形態の自動回転散水ノズル４８は加工水供給源３０、１２４に連結されているが、加工水供給源３０、１２４とは別の洗浄水供給源に連結されていてもよい。

【符号の説明】

【0043】

２：加工装置（第一の実施形態）
４：保持手段
６：加工手段
８：加工水供給手段
１０：加工室
２０：回転軸
２２：切削ブレード（加工具）
４８：自動回転散水ノズル
８２：加工装置（第二の実施形態）
８４：保持手段
８６：加工手段
８８：加工水供給手段
９０：加工室
１１４：回転軸
１１８：研削ホイール
１２０：研削砥石（加工具）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】