JP2019034347A - 加工装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】加工室を囲む壁への加工屑の付着の程度を適切に判定可能な加工装置を提供する。【解決手段】板状の被加工物を保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工物を研削又は研磨する加工工具が先端部に装着されるスピンドルを含む加工ユニットと、チャックテーブルとスピンドルの先端部とを収容し壁に囲まれた加工室と、被加工物の研削又は研磨によって発生する加工屑の壁への付着の程度を示す汚れ状況表示ユニットと、を含み、汚れ状況表示ユニットは、可視光を透過する部材でなり、壁の一部を構成する透過窓と、透過窓に重ねて、又は透過窓に隣接して設けられ、透過窓に付着した加工屑の量と透過窓の色との関係を示す色見本表示部と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、板状の被加工物を加工するための加工装置に関する。
電子機器等に組み込まれるデバイスチップを小型化、軽量化するために、デバイスチップへと分割される前のウェーハやパッケージ基板等を薄く加工する機会が増えている。この加工には、例えば、研削砥石や研磨パッド等の加工工具が装着されるスピンドル（回転軸）を備えた加工装置が使用される。スピンドルによって回転させた加工工具をウェーハやパッケージ基板等の被加工物に接触させることで、この被加工物を薄くできる。
ところで、上述のような加工装置で被加工物を加工すると、大量の加工屑（粉塵）が発生して周囲に飛散する。そのため、加工工具が装着されるスピンドルの先端部を覆うカバーを加工装置に設け、このカバーによって囲まれる加工室内で被加工物を加工する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法によれば、発生した加工屑がカバーの外部にまで飛散することはない。
特開２００４−１１１８号公報
上述のように、スピンドルの先端部を覆うカバーを加工装置に設けると、カバーの内壁に加工屑が付着して徐々に堆積する。カバーの内壁に堆積した加工屑が何らかの理由で落下し、加工工具と被加工物との隙間に入り込むと、被加工物に大きな傷が付いてしまう。そこで、適切なタイミングでカバーの内壁を清掃する必要があった。
しかしながら、この清掃のタイミングは、例えば、オペレータの経験等に基づいて決められるので、清掃の頻度が必要以上に高くなって加工装置の稼働率が低下してしまうことがある。一方で、清掃のタイミングが遅れると、カバーの内壁から加工屑が落下して加工工具と被加工物との隙間に入り込み、被加工物に大きな傷が付いてしまう。
本発明はかかる問題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、スピンドルの先端部が収容される加工室を囲む壁への加工屑の付着の程度を適切に判定可能な加工装置を提供することである。
本発明の一態様によれば、板状の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に保持された該被加工物を研削又は研磨する加工工具が先端部に装着されるスピンドルを含む加工ユニットと、該チャックテーブルと該スピンドルの該先端部とを収容し壁に囲まれた加工室と、該被加工物の研削又は研磨によって発生する加工屑の該壁への付着の程度を示す汚れ状況表示ユニットと、を備え、該汚れ状況表示ユニットは、可視光を透過する部材でなり、該壁の一部を構成する透過窓と、該透過窓に重ねて、又は該透過窓に隣接して設けられ、該透過窓に付着した該加工屑の量と該透過窓の色との関係を示す色見本表示部と、を有する加工装置が提供される。
本発明の一態様に係る加工装置は、可視光を透過する部材でなる透過窓と、透過窓に付着した加工屑の量と透過窓の色との関係を示す色見本表示部と、を有する汚れ状況表示ユニットを備えるので、透過窓と色見本表示部とを目視で比較することによって、加工室を囲む壁への加工屑の付着の程度を適切に判定できる。
研磨装置の構成例を模式的に示す斜視図である。 汚れ状況表示ユニットの構成例を模式的に示す平面図である。
添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る研磨装置（加工装置）２の構成例を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、研磨装置２は、各構成要素を支持する基台４を備えている。基台４の後端には、壁状の支持構造６が設けられている。
基台４の上面前側には、開口４ａが形成されており、この開口４ａ内には、板状の被加工物１１を搬送する搬送ユニット８が配置されている。被加工物１１は、例えば、シリコン（Ｓｉ）等の材料でなる円盤状のウェーハである。ただし、被加工物１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば、他の半導体、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなる基板を被加工物１１とすることもできる。
開口４ａの側方の領域には、被加工物１１を収容するカセット１０ａ，１０ｂが載せられる。カセット１０ａが載せられる領域の後方には、センタリング機構１２が設けられている。センタリング機構１２は、例えば、カセット１０ａから搬送ユニット８で搬送された被加工物１１の中心の位置を調整する。
センタリング機構１２の後方には、被加工物１１を保持して旋回する搬入ユニット１４が設けられている。搬入ユニット１４の後方には、開口４ｂが形成されている。この開口４ｂ内には、Ｘ軸移動テーブル１６、Ｘ軸移動テーブル１６をＸ軸方向（前後方向）に移動させるＸ軸移動ユニット（不図示）、及びＸ軸移動ユニットを覆う防塵防滴カバー１８が配置されている。
Ｘ軸移動ユニットは、Ｘ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール（不図示）を備えており、Ｘ軸ガイドレールには、Ｘ軸移動テーブル１６がスライド可能に取り付けられている。Ｘ軸移動テーブル１６の下面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレールに平行なＸ軸ボールネジ（不図示）が螺合されている。
Ｘ軸ボールネジの一端部には、Ｘ軸パルスモータ（不図示）が連結されている。Ｘ軸パルスモータでＸ軸ボールネジを回転させることにより、Ｘ軸移動テーブル１６はＸ軸ガイドレールに沿ってＸ軸方向に移動する。Ｘ軸移動テーブル１６の上面には、被加工物１１を吸引、保持するチャックテーブル２０が設けられている。
チャックテーブル２０は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、Ｚ軸方向（鉛直方向）に概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル２０は、上述のＸ軸移動ユニットにより、被加工物１１が搬入、搬出される前方の搬入搬出領域と、被加工物１１が研磨される後方の研磨領域との間を移動する。
チャックテーブル２０の上面は、被加工物１１を吸引、保持する保持面になっている。この保持面は、チャックテーブル２０の内部に形成された流路（不図示）等を介して吸引源（不図示）に接続されている。搬入ユニット１４でチャックテーブル２０に搬入された被加工物１１は、保持面に作用する吸引源の負圧で吸引、保持される。
支持構造６の前面には、Ｚ軸移動ユニット２２が設けられている。Ｚ軸移動ユニット２２は、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール２４を備えており、このＺ軸ガイドレール２４には、Ｚ軸移動プレート２６がスライド可能に取り付けられている。Ｚ軸移動プレート２６の後面側（裏面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール２４に平行なＺ軸ボールネジ２８が螺合されている。
Ｚ軸ボールネジ２８の一端部には、Ｚ軸パルスモータ３０が連結されている。Ｚ軸パルスモータ３０でＺ軸ボールネジ２８を回転させることにより、Ｚ軸移動プレート２６はＺ軸ガイドレール２４に沿ってＺ軸方向に移動する。
Ｚ軸移動プレート２６の前面（表面）には、被加工物１１を研磨する研磨ユニット（加工ユニット）３２が設けられている。研磨ユニット３２は、Ｚ軸移動プレート２６に固定された筒状のスピンドルハウジング３４を備えている。スピンドルハウジング３４の内部には、回転軸となるスピンドル３６が収容されている。
スピンドルハウジング３４から露出するスピンドル３６の先端部（下端部）には、円盤状のマウント３８が固定されており、このマウント３８の下面には、マウント３８と概ね同径の研磨パッド（加工工具）４０が装着されている。本実施形態では、スラリー等の研磨液を使用しない乾式研磨用の研磨パッド４０を使用するが、湿式研磨用の研磨パッド４０を用いても良い。
スピンドル３６の基端側（上端側）には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、研磨パッド４０は、この回転駆動源から伝達される力によって回転する。また、上述したＺ軸移動ユニット２２で研磨ユニット３２を下降させることにより、研磨パッド４０は、チャックテーブル２０に保持された被加工物１１の上面（被研磨面）に押し当てられる。
搬入ユニット１４に隣接する位置には、被加工物１１を保持して旋回する搬出ユニット４２が設けられている。搬出ユニット４２の前方、かつ、カセット１０ｂが載せられる領域の後方には、研磨された後の被加工物１１を洗浄する洗浄ユニット４４が配置されている。
洗浄ユニット４４で洗浄された被加工物１１は、搬送ユニット８で搬送され、例えば、カセット１０ｂに収容される。開口４ａの前方には、研磨の条件等を入力するための操作パネル４６が設置されている。
この研磨装置２で被加工物１１を研磨する際には、被加工物１１をチャックテーブル２０に吸引、保持させた状態で、チャックテーブル２０と研磨パッド４０とを相互に回転させて、被加工物１１の上面に研磨パッド４０を押し当てる。これにより、被加工物１１を研磨できる。なお、本実施形態では、スラリー等の研磨液を使用しないが、研磨液を使用しても良い。
上述のように、研磨パッド４０で被加工物１１を研磨すると、チャックテーブル２０や研磨パッド４０の周囲に粉塵が飛散し易い。そのため、本実施形態の研磨装置２には、チャックテーブル２０やスピンドル３６の先端部（研磨パッド４０）を覆うカバー５２が設けられている。
このカバー５２によって、被加工物１１を研磨するための加工室（研磨室）が形成される。すなわち、加工室は、カバー５２を構成する壁５２ａに囲まれている。また、この加工室には、チャックテーブル２０やスピンドル３６の先端部が収容されている。カバー５２の材質、形状等に特段の制限はない。例えば、ステンレスやアルミニウム等の金属を用いてカバー５２を形成できる。
カバー５２の壁５２ａの一部には、カバー５２を内外に貫通する排気口（不図示）が設けられている。この排気口には、カバー５２の外部に配置された排気ダクト５４の一端が接続されている。また、排気ダクト５４の他端には、吸引源５６が接続されている。すなわち、排気口には、排気ダクト５４を介して吸引源５６が接続されている。
吸引源５６は、吸引力の発生を制御する制御スイッチ５８を有している。この制御スイッチ５８を操作することで、吸引源５６の吸引力を排気口に作用させることができる。被加工物１１を研磨する際には、吸引源５６の吸引力を排気口に作用させて、加工室内の加工屑（粉塵）を含む空気をカバー５２の外部に排出する。
このように構成される研磨装置２では、研磨の際に発生する加工屑が加工室内に留まりカバー５２の外部に飛散することはない。一方で、カバー５２を構成する壁５２ａの内側の面には、加工屑が付着して徐々に堆積する。カバー５２の壁５２ａに堆積した加工屑が何らかの理由で落下し、研磨パッド４０と被加工物１１との隙間に入り込むと、被加工物１１に大きな傷が付いてしまう。
そこで、本実施形態の研磨装置２では、カバー５２を構成する壁５２ａの一部に、加工屑の壁５２ａへの付着の程度を示す汚れ状況表示ユニット６０を設けている。図２は、汚れ状況表示ユニット６０の構成例を模式的に示す平面図である。図２に示すように、汚れ状況表示ユニット６０は、可視光を透過するガラス板等の部材でなる透過窓６２を有している。
この透過窓６２は、カバー５２を内外に貫通する開口に嵌め込まれ、壁５２ａの一部を構成している。つまり、壁５２ａの内側の面に加工屑が付着、堆積する状況では、透過窓６２の内側の面にも同様に加工屑が付着、堆積することになる。透過窓６２の内側の面に加工屑が付着、堆積すると、透過窓６２の透過率は低下する。よって、この透過窓６２の状態を確認することで、加工屑の壁５２ａへの付着、堆積がどの程度であるかを判定できる。
透過窓６２に重なる位置、又は透過窓６２に隣接する位置には、透過窓６２に付着、堆積した加工屑の量と透過窓６２の色（透過率）との関係を示す色見本表示部６４が設けられている。また、色見本表示部６４の隣には、透過窓６２に付着、堆積した加工屑の量に応じたコメント６６が付されている。ただし、このコメント６６は省略されても良い。
色見本表示部６４は、加工屑が付着、堆積していない状態の透過窓６２の色に対応する色を示す第１表示部６４ａと、加工屑が僅かに付着、堆積した状態の透過窓６２の色に対応する色を示す第２表示部６４ｂとを含んでいる。また、多くの加工屑が付着、堆積した状態の透過窓６２の色に対応する色を示す第３表示部６４ｃと、非常に多くの加工屑が付着、堆積した状態の透過窓６２の色に対応する色を示す第４表示部６４ｄとを含んでいる。
そして、第１表示部６４ａ、第２表示部６４ｂ、第３表示部６４ｃ、及び第４表示部６４ｄの隣には、それぞれ、コメント６６が付されている。例えば、第１表示部６４ａの隣には、まだ清掃する必要がないことを示す「ＯＫ」のコメント６６が付されている。また、第２表示部６４ｂの隣には、清掃することが望ましいことを示す「清掃時期です」のコメント６６が付されている。
更に、第３表示部６４ｃの隣には、清掃が必要であることを示す「できるだけ早く清掃しましょう」のコメント６６が付されている。そして、第４表示部６４ｄの隣には、壁５２ａに付着、堆積した加工屑によって不具合が発生する可能性が高いことを示す「ただちに清掃しましょう」のコメント６６が付されている。
次に、この汚れ状況表示ユニット６０を用いて加工屑の壁５２ａへの付着の程度を確認する方法について説明する。まず、オペレータは、任意のタイミングで透過窓６２と色見本表示部６４とを目視で比較し、透過窓６２の色が、第１表示部６４ａ、第２表示部６４ｂ、第３表示部６４ｃ、及び第４表示部６４ｄのいずれの色に近いかを決定する。
これにより、加工屑の壁５２ａへの付着の程度が明らかになる。例えば、透過窓６２の色が第１表示部６４ａの色に近い場合には、加工屑が壁５２ａに殆ど付着、堆積していないと分かる。また、例えば、透過窓６２の色が第２表示部６４ｂの色に近い場合には、僅かな加工屑が壁５２ａに付着、堆積していると分かる。
更に、透過窓６２の色が第３表示部６４ｃや第４表示部６４ｄの色に近い場合には、多くの加工屑が壁５２ａに付着、堆積していると分かる。そしてオペレータは、色見本表示部６４の隣に付されたコメント６６等を参酌して、カバー５２を清掃するタイミングを決定できる。
以上のように、本実施形態の研磨装置（加工装置）２は、可視光を透過する部材でなる透過窓６２と、透過窓６２に付着した加工屑の量と透過窓６２の色との関係を示す色見本表示部６４と、を有する汚れ状況表示ユニット６０を備えるので、透過窓６２と色見本表示部６４とを目視で比較することによって、加工室を囲む壁５２ａへの加工屑の付着の程度を適切に判定できる。
なお、本発明は、上記実施形態等の記載に制限されず種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、板状の被加工物１１を研磨する研磨装置２について説明しているが、本発明の加工装置は、板状の被加工物１１を研削する研削装置でも良い。研削装置では、例えば、スピンドルの先端部に固定された円盤状のマウントに、研削用の砥石を備える研削ホイール（加工工具）が装着されることになる。
また、上記実施形態では、４種類の異なる状態を示す第１表示部６４ａ、第２表示部６４ｂ、第３表示部６４ｃ、及び第４表示部６４ｄによって色見本表示部６４を構成しているが、本発明の色見本表示部は、２種類、３種類、又は５種類以上の異なる状態を示す表示部によって構成されても良い。
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
２ 研磨装置（加工装置）
４ 基台
４ａ，４ｂ 開口
６ 支持構造
８ 搬送ユニット
１０ａ，１０ｂ カセット
１２ センタリング機構
１４ 搬入ユニット
１６ Ｘ軸移動テーブル
１８ 防塵防滴カバー
２０ チャックテーブル
２２ Ｚ軸移動ユニット
２４ Ｚ軸ガイドレール
２６ Ｚ軸移動プレート
２８ Ｚ軸ボールネジ
３０ Ｚ軸パルスモータ
３２ 研磨ユニット（加工ユニット）
３４ スピンドルハウジング
３６ スピンドル
３８ マウント
４０ 研磨パッド（加工工具）
４２ 搬出ユニット
４４ 洗浄ユニット
４６ 操作パネル
５２ カバー
５２ａ 壁
５４ 排気ダクト
５６ 吸引源
５８ 制御スイッチ
６０ 汚れ状況表示ユニット
６２ 透過窓
６４ 色見本表示部
６４ａ 第１表示部
６４ｂ 第２表示部
６４ｃ 第３表示部
６４ｄ 第４表示部
６６ コメント
１１ 被加工物

Claims (1)

  1. 板状の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に保持された該被加工物を研削又は研磨する加工工具が先端部に装着されるスピンドルを含む加工ユニットと、
    該チャックテーブルと該スピンドルの該先端部とを収容し壁に囲まれた加工室と、
    該被加工物の研削又は研磨によって発生する加工屑の該壁への付着の程度を示す汚れ状況表示ユニットと、を備え、
    該汚れ状況表示ユニットは、
    可視光を透過する部材でなり、該壁の一部を構成する透過窓と、
    該透過窓に重ねて、又は該透過窓に隣接して設けられ、該透過窓に付着した該加工屑の量と該透過窓の色との関係を示す色見本表示部と、を有することを特徴とする加工装置。
JP2017155243A 2017-08-10 2017-08-10 加工装置 Pending JP2019034347A (ja)

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