JP2014034069A - 加工装置の排気ダクト - Google Patents

Abstract

【課題】 ダクト内を吸引される排気中から廃液を除去することが可能な加工装置の排気ダクトを提供することである。
【解決手段】 被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルで保持された被加工物に加工液を供給しながら加工する加工手段と、該チャックテーブルと該加工手段とを囲繞する加工室と、加工屑及び廃液を含んだ該加工室内の雰囲気を排気する排気路と、を有する加工装置に接続される排気ダクトアセンブリであって、上端が雰囲気を吸引する排気吸引源に連通し、下端に液体排出手段を有する第１ダクトと、一端が加工装置の該排気路に連通し、他端が該液体排出手段より上方で該第１ダクトに連結される第２ダクトと、を備え、該第１ダクトの断面積が該第２ダクトの断面積の１．５倍以上であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を加工する加工装置の排気ダクトに関する。

半導体デバイス製造プロセスでは、シリコンやガリウム砒素等の半導体材料からなるウエーハの表面に格子状の分割予定ラインが設定され、分割予定ラインで区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成される。

このようなウエーハは、裏面が研削されて所定の厚みに薄化された後、分割予定ラインに沿って切断することにより、多数のデバイスチップに分割される。このようにして得られたデバイスチップは、樹脂やセラミックスでパッケージングされ、各種電気機器に実装される。

ウエーハを分割する装置としては、回転する切削ブレードを分割予定ラインに沿ってウエーハに切り込ませて切削する切削装置が一般的であり、ウエーハの裏面研削には、ウエーハの裏面に回転する砥石を押し付けて研削する研削装置が用いられる。

この種の切削装置や研削装置といった加工装置においては、密閉された加工室内においてチャックテーブルで保持した被加工物を切削ブレードや研削砥石等の加工手段で加工する構成が一般的である。

そして加工の際には、加工手段が被加工物に接する加工点に加工液を供給しながら加工が遂行される。加工液は、加工によって生じる加工屑を被加工物から除去したり加工点を冷却したりする目的で供給され、加工屑が混入した加工液は廃液として加工装置外に排出される。

一方、加工室内の雰囲気はダクト（排気路）を通じて装置外に排気され、ダクトの途中には、加工室内の雰囲気をダクト内に吸入して排気口に送り込むファンが設けられている。加工装置の中には、ダクト及びファンが内蔵されているタイプのものもある（例えば、特開２０００−１２４１６５号公報参照）。

特開２０００−１２４１６５号公報

ところで、このような構成の加工装置では、加工室からの排気中に加工屑が混じった加工液（廃液）が混入すると、ファンに加工屑が付着し、ファンの回転が低下したり振動が発生して吸引力が低下する恐れがある。

そこで、本出願人は、特願２０１１−１８２３４２号で加工室とファンとの間の排気路中に配設され、加工室から排気路に流入した排気に含まれる廃液を気体から分離する分離手段を備えた構成を先に提案した。

このような分離手段を排気路中に配設することにより、雰囲気中の加工屑を含んだ廃液のほとんどは排気から分離され、ドレーンに排出されるが、廃液を排気から完全に分離することは難しく、装置外に排出された雰囲気の中にも僅かではあるが加工屑を含んだ廃液が混入し、フィルター等の目詰まりを発生させる原因となっていた。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ダクト内を吸引される排気中から廃液を除去することが可能な加工装置の排気ダクトを提供することである。

本発明によると、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルで保持された被加工物に加工液を供給しながら加工する加工手段と、該チャックテーブルと該加工手段とを囲繞する加工室と、加工屑及び廃液を含んだ該加工室内の雰囲気を排気する排気路と、を有する加工装置に接続される排気ダクトアセンブリであって、上端が雰囲気を吸引する排気吸引源に連通し、下端に液体排出手段を有する第１ダクトと、一端が加工装置の該排気路に連通し、他端が該液体排出手段より上方で該第１ダクトに連結される第２ダクトと、を備え、該第１ダクトの断面積が該第２ダクトの断面積の１．５倍以上であることを特徴とする加工装置の排気ダクトアセンブリが提供される。

好ましくは、前記第２ダクトとの連結部より上方の第１ダクト内に配設された逆円錐形状の漏斗部を更に備え、該漏斗部により前記雰囲気中の廃液が該第１ダクトの内壁を伝わって上昇し前記排気吸引源に侵入することを抑制する。

本発明によると、加工装置からは細い第２ダクトで加工室内の雰囲気を排出し、途中で太い第１ダクトに接続することで、排気の流量は変わらないが流速が変わるため、吸引源で排気を強制的に排気しても、太い第１ダクトで遅くなった流速によって加工屑を含んだ廃液の自重を上流側へと上昇させることが難しくなり、太い第１ダクト内で廃液が落下したり壁面に付着した後流れ落ちることで、排気中から廃液を容易に分離することができる。

太い第１ダクトの下端には集まった廃液を排出する液体排出手段が設けられているので、集まった廃液は効率的に排出される。また、太い第１ダクト内に漏斗部を設けた形態では、壁面を伝わって上昇する廃液があった場合も漏斗部がねずみ返しのように作用して、廃液の上昇を阻止することができる。

本発明実施形態に係る切削装置の外観斜視図である。 切削装置の要部の縦断面図である。 分離手段の斜視図である。 第１実施形態に係る排気ダクトアセンブリの縦断面図である。 第２実施形態に係る排気ダクトアセンブリの縦断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明第１実施形態の排気ダクトアセンブリを備えた切削装置（ダイシング装置）２の外観斜視図が示されている。切削装置２の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作パネル４が設けられている。

切削対象のウエーハＷは粘着テープであるダイシングテープＴに貼着され、ダイシングテープＴの外周縁部は環状フレームＦに貼着される。これにより、ウエーハＷはダイシングテープＴを介して環状フレームＦに支持された状態となり、ウエーハカセット６中にウエーハが複数枚（例えば２５枚）収容される。ウエーハカセット６は上下動可能なカセットエレベータ８上に載置される。

ウエーハカセット６の後方には、ウエーハカセット６から切削前のウエーハＷを搬出するとともに、切削後のウエーハをウエーハカセット６に搬入する搬出入手段１０が配設されている。ウエーハカセット８と搬出入手段１０との間には、搬出入対象のウエーハが一時的に載置される領域である仮置き領域１２が設けられており、仮置き領域１２には、ウエーハＷを一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段１４が配設されている。

仮置き領域１２の近傍には、ウエーハＷと一体となったフレームＦを吸着して搬送する旋回アームを有する搬送手段１６が配設されており、仮置き領域１２に搬出されたウエーハＷは、搬送手段１６により吸着されてチャックテーブル１８上に搬送され、このチャックテーブル１８に吸引されるとともに、複数のクランプ１９によりフレームＦが固定されることでチャックテーブル１８上に保持される。

チャックテーブル１８は、回転可能且つＸ軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル１８のＸ軸方向の移動経路の上方には、ウエーハＷの切削すべきストリートを検出するアライメントユニット２０が配設されている。

アライメントユニット２０は、ウエーハＷの表面を撮像する撮像ユニット２２を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の処理によって切削すべきストリートを検出することができる。撮像ユニット２２によって取得された画像は、図示を省略した表示モニタに表示される。

アライメントユニット２０の左側には、チャックテーブル１８に保持されたウエーハＷに対して切削加工を施す切削ユニット２４が配設されている。切削ユニット２４はアライメントユニット２０と一体的に構成されており、両者が連動してＹ軸方向及びＺ軸方向に移動する。

切削ユニット２４は、回転可能なスピンドル２６の先端に切削ブレード２８が装着されて構成され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード２８は撮像ユニット２２のＸ軸方向の延長線上に位置している。

切削加工の終了したウエーハＷは搬送手段２５によりスピンナ洗浄装置２７まで搬送され、スピンナ洗浄装置２７で洗浄されるとともにスピン乾燥される。

切削装置２の上述したような機構部分は筐体３０内に収容されている。筐体３０はフレーム３２と、フレーム３２に装着されたアクリル樹脂等から形成された透明プレート３４から構成される。

オペレータは、取っ手３６を掴んでカバー３７を開閉することによりチャックテーブル１８にアクセスすることができ、取っ手３８を掴んでカバー３９を開閉することにより切削ユニット２４にアクセスすることができる。

更に、取っ手４０を掴んでカバー４１を開閉することによりカセットエレベータ８上にウエーハカセット６を載置したり、ウエーハカセット６をカセットエレベータ８上から取り出すことができる。

図２を参照すると、本発明実施形態に係る切削装置２の要部断面図が示されている。切削装置２の筐体３０内には加工室３１が画成されている。加工室３１内には、チャックテーブル１８に保持されたウエーハＷと、切削ユニット２４が収容されている。切削ユニット２４の切削ブレード２８の両側には切削液供給ノズル２９が配設されている。

加工室３１の後側（図２で左側）には隔壁４２が設けられており、この隔壁４２には排気口４３が形成されている。排気口４３には排気路４４の一端が連通されている。排気路４４の他端は切削装置２内に設置されたファン４５に連通しており、排気路４４の他端側には切削装置２の外部まで伸びる排気管（第２ダクト）４６が接続されている。

排気路４４の途中の加工室３１とファン４５との間には、排気を気体と液体とに分離する分離手段４８が配設されている。ここで、排気路４４を加工室３１と分離手段４８との間と、分離手段４８とファン４５との間の二つに分け、前者を上流側排気路４４Ａ、後者を下流側排気路４４Ｂとする。排気管４６は、下流側排気路４４Ｂの末端に接続されている。

図３に示すように、分離手段４８は、漏斗状の下チャンバー５０と、下チャンバー５０の上端から立ち上がった円筒状の上チャンバー５２とから構成された分離チャンバー５４を含んでいる。下チャンバー５０と、上チャンバー５２は連結部５６で連結されている。

上チャンバー５２の側面には加工室３１に連通する吸気口５８が形成されており、上チャンバー５２の上部にはファン４５に連通する気体排出口６０が形成されている。一方、下チャンバー５０の下端には廃液排出口６２が形成されており、廃液排出口６２は図示しないドレーンに接続されている。

上チャンバー５２の内部には、吸気口５５から吸入された排気が気体排出口６０に直に流入することを防止する隔壁６１が吸気口５８に対面して配設されている。隔壁６１を上チャンバー５２内に設けたことにより、吸気口５８から吸入された排気は隔壁６１に衝突してから上チャンバー５２の内周面に沿って流動し、分離チャンバー５４内に渦巻き気流６４が発生する。

本実施形態の切削装置２では、ファン４５を駆動すると、加工室３１内の雰囲気が排気口４３を介して上流側排気路４４Ａ内に吸入されて、分離手段４８の吸気口５８から分離チャンバー５４内に導入される。そして、分離チャンバー５４内を通って気体排出口６０を介して下流側排気路４４Ｂに排出され、排気ダクトアセンブリ６８を経て切削装置２の外部に排気される。

このようにして、加工室３１内の雰囲気が排気されることにより、加工室３１内は清浄な雰囲気に維持される。排気が通過する分離手段４８においては、排気が上チャンバー５２内に形成された隔壁６１に衝突して分離チャンバー５４内に渦巻き気流６４が発生する。即ち、分離チャンバー５４内では、排気が渦巻状に回転してから上方の気体排出口６０を介して下流側排気路４４Ｂに排出されていく。

ウエーハＷの切削加工時には、切削液供給ノズル２９から切削液を供給しながら切削ブレード２８による切削加工が実施されており、切削液は回転する切削ブレード１８により跳ね上げられてミスト状に飛散する。

このミスト状となった切削液は廃液であって、その中には加工屑等の異物が混じっている場合が多く、排気に混入した状態で排気口４３から上流側排気路４４Ａを経て分離手段４８の吸気口５８を介して分離チャンバー５４内に導入される。

分離チャンバー５４内に導入された廃液５５を含む排気は、分離チャンバー５４内で渦巻き気流６４となって回転し、遠心分離作用で気体と液体、即ち排気と廃液に分離される。そして、排気のみが気体排出口６０から下流側排気路４４Ｂに排出され、異物を含む廃液５５は廃液排出口６２から落下して排出される。

このように、ミスト状の廃液を含む加工室３１内の雰囲気を排気しても、その排気が分離手段４８を通過することによって気体と液体とに分離され、気体のみが気体排出口６０から排出され、異物を含む廃液は廃液排出口６２から排出される。

従って、ミスト状の廃液がファン４５を通ることがなく、このため廃液に含まれる加工屑等の異物がファン４５に付着する恐れが低減される。その結果、ファン４５の吸引力の低下が防止される。

分離手段５４により廃液５５の殆どが排気中から分離されてドレーンに排出されるが、完全に廃液５５を分離することは難しく、一部の廃液は図１及び図４に示す実施形態の排気ダクトアセンブリ６８に排出される。

排気ダクトアセンブリ６８は、上端が排気を吸引する図示しない排気吸引源に連通し、下端に液体排出手段８０を有する第１ダクト７０と、一端が切削装置２の排気路４４と連通し、他端が液体排出手段８０より上方で第１ダクト７０に連結される第２ダクト４６とから構成される。

好ましくは、第１ダクト７０の断面積は第２ダクト６２の断面積の１．５倍以上である。本実施形態では、第１ダクト７０として直径１００ｍｍのダクトを使用し、第２ダクト４６として直径７０ｍｍのダクトを使用した。第１ダクト７０と第２ダクト４６との連結部７２により上方の第１ダクト７０の内壁に接するように逆円錐形状の漏斗部７４が取り付けられている。

液体排出手段８０は、第１ダクト７０の下端に配設された半球状廃液受け部と、廃液受け部７６に連結されたパイプ７８とから構成される。液体排出手段８０の下方には廃液受け容器８２が設けられている。パイプ７８に変えて、図１に示すフレキシブルチューブ８１で廃液を廃液受け容器８２に導入するようにしてもよい。

上述した実施形態の排気ダクトアセンブリ６８によると、図示しない排気吸引源で排気を吸引すると、矢印Ａで示すように細い第２ダクト４６内を流れる排気は途中で太い第１ダクト７０内を矢印Ｂ方向に流れるため、排気の流量は変わらないが流速が遅くなる。

その結果、排気吸引源で吸引しても、太い第１ダクト７０内で遅くなった流速によって加工屑を含んだ廃液の自重を上流側へと上昇させることが難しくなり、太い第１ダクト７０内で廃液５５が落下したり第１ダクト７０の壁面に付着した後、液体排出手段８０を介して廃液受け容器８２中に貯留される。第１ダクト７０の下端には集まった廃液５５を排出する液体排出手段８０が設けられているので、集まった廃液５５は効率的に廃液受け容器８２内に排出される。

太い第１ダクト７０には、第２ダクト４６との連結部７２より上方に逆円錐形状の漏斗部７４が取り付けられているので、第１ダクト７０の内壁を伝わって上昇する廃液があった場合も、漏斗部７４がねずみ返しのような作用をして廃液５５の上昇を阻止することができ、廃液５５を効率的に廃液受け容器８２内に集めることができる。

図５を参照すると、本発明第２実施形態の排気ダクトアセンブリ６８Ａの縦断面図が示されている。本実施形態の排気ダクトアセンブリ６８Ａでは、逆円錐形状の漏斗部７４でブロックされた廃液５５を第１ダクト７０から排出する第２の液体排出手段８４が設けられている。

第２の液体配設手段８４は、漏斗部７４に隣接して第１ダクト７０の壁部を貫通して取り付けられたパイプ８６と、パイプ８６に取り付けられたホース８８とから構成される。ホース８８の下端部は廃液受け容器８２内に伸長している。

第２の液体排出手段８４を設けたことにより、第１ダクト７０の内壁を伝わって上昇し漏斗部７４でブロックされた廃液５５は、第２の液体排出手段８４を介して廃液受け容器８２内に排出される。好ましくは、第２の液体排出手段８４は第１ダクト７０の外周に所定間隔離間して複数個配設される。

この第２の液体排出手段８４は、第１ダクト７０の内壁を伝わって上昇した廃液５５が漏斗部７４をオーバーフローして上昇することがないように廃液５５を廃液受け容器８２に排出する。

上述した第２の液体排出手段８４に加えて、本実施形態の排気ダクトアセンブリ６８Ａでは、太い第１ダクト７０の上端に細い第３ダクト９０が接続され、細い第３ダクト９０が図示しない排気吸引源に接続されている。太い第１ダクト７０内で流速の落ちた排気は、細い第３ダクト９０内で矢印Ｃに示すように流速を上げて排気吸引源に吸引される。

切削装置２が加工液の循環ラインを設けて加工液を循環して使用している場合には、分離チャンバー５４の廃液排出口６２を濾過装置を介して循環ラインに接続し、更に廃液受け容器８２を濾過装置を介して循環ラインに接続することにより、加工液の消失を低減することができる。

上述した実施形態では、加工装置２内にファン４５及び分離手段４８を配設した例について説明したが、加工室内の雰囲気を排気するファンを有する排気設備が加工装置が設置された工場内に設けられている場合には、排気設備に分離手段４８を設けるようにしてもよい。

尚、上述した実施形態は本発明を切削装置に適用した例について説明したが、本発明は切削装置に限らず、研削装置、研磨装置、バイト切削装置等の各種加工装置に適用可能である。

２ 切削装置
２４ 切削ユニット
２８ 切削ブレード
３０ 筐体
３１ 加工室
４４ 排気路
４５ ファン
４６ 排気管（第２ダクト）
４８ 分離手段
５０ 下チャンバー
５２ 上チャンバー
５４ 分離チャンバー
６０ 隔壁
６８，６８Ａ 排気ダクトアセンブリ
７０ 第１ダクト
７４ 漏斗部
８０ 液体排出手段
８２ 廃液受け容器
８４ 第２の液体排出手段
９０ 第３ダクト

Claims (2)

1. 被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルで保持された被加工物に加工液を供給しながら加工する加工手段と、該チャックテーブルと該加工手段とを囲繞する加工室と、加工屑及び廃液を含んだ該加工室内の雰囲気を排気する排気路と、を有する加工装置に接続される排気ダクトアセンブリであって、
   上端が雰囲気を吸引する排気吸引源に連通し、下端に液体排出手段を有する第１ダクトと、
   一端が加工装置の該排気路に連通し、他端が該液体排出手段より上方で該第１ダクトに連結される第２ダクトと、を備え、
   該第１ダクトの断面積が該第２ダクトの断面積の１．５倍以上であることを特徴とする加工装置の排気ダクトアセンブリ。
2. 前記第２ダクトとの連結部より上方の第１ダクト内に配設された逆円錐形状の漏斗部を更に備え、
   該漏斗部により前記雰囲気中の廃液が該第１ダクトの内壁を伝わって上昇し前記排気吸引源に侵入することを抑制する請求項１記載の加工装置の排気ダクトアセンブリ。

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