JP2019186292A - 加工装置及び加工装置の使用方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】加工水を供給する樹脂製チューブから表出した成分が被加工物に付着することを抑制することができること。【解決手段】切削装置1は、チャックテーブル10に保持された被加工物200を加工する切削ユニット20とスピンナーテーブル71に保持された被加工物200を洗浄する。切削装置1は、被加工物200に加工水を供給するノズル24,25,72,81と、ノズル24,25,72,81に加工水を供給する流路を有する樹脂製チューブと、各構成要素を制御する制御ユニット100と、を備える。制御ユニット100は、ノズル24,25,72,81からの加工水の噴出を停止して所定時間経過した後に噴出を再開する際に、樹脂製チューブの流路の断面積×長さ以上の体積の加工水をノズル24,25,72,81から噴出させて排水する。【選択図】図1

Description

本発明は、加工装置及び加工装置の使用方法に関する。
各種加工装置(例えば、特許文献1参照)は、被加工物を加工する際、純水などの加工水を被加工物に供給しながら加工を行う。加工水は、加工装置外の加工水供給源から、樹脂製の柔軟な樹脂製チューブ(ジュンロン(登録商標)チューブ等)によってノズルなどの噴出部位に供給される(例えば、特許文献2参照)。
特開2000−306878号公報 特開2011−094694号公報
特許文献2に示された樹脂製チューブは、柔軟性を実現するためのワックス、内側を通す流体を識別するなどのための着色用の顔料、樹脂製チューブの劣化を防ぐための紫外線吸収剤など、各種機能を発揮するための成分が混入している。これらの成分は、時間の経過と共に僅かながらも表出するために、加工装置において、表出した成分が被加工物に付着してしまう虞がある。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、加工水を供給する樹脂製チューブから表出した成分が被加工物に付着することを抑制することができる加工装置及び加工装置の使用方法を提供することである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の加工装置は、チャックテーブルに保持された被加工物を加工する加工ユニットを備える加工装置であって、該被加工物に加工水を供給するノズルと、該ノズルに加工水を供給する流路を有する樹脂製チューブと、各構成要素を制御する制御ユニットと、を備え、該制御ユニットは、該ノズルからの加工水の噴出を停止して所定時間経過した後に噴出を再開する際に、該樹脂製チューブの流路の断面積×長さ以上の体積の加工水を該ノズルから噴出させて排水することを特徴とする。
前記加工装置において、該加工水を排水させる際は、該加工水が該チャックテーブルにかからない位置に該ノズルと該チャックテーブルの位置が調整されても良い。
本発明の加工装置の使用方法は、チャックテーブルに保持された被加工物を加工する加工ユニットを備える加工装置の使用方法であって、該加工装置は、該被加工物に加工水を供給するノズルと、該ノズルに該加工水を供給する樹脂製チューブと、各構成要素を制御する制御ユニットと、を有し、該ノズルからの該加工水の噴出を所定時間停止して噴出を再開する前に、該樹脂製チューブの断面積×長さ以上の体積の該加工水を該ノズルから噴出させて排水することを特徴とする。
前記加工装置の使用方法において、該加工水を排水させる際は、該加工水が該チャックテーブルにかからない位置に該ノズルと該チャックテーブルの位置を調整しても良い。
本願発明の加工装置及び加工装置の使用方法は、加工水を供給する樹脂製チューブから表出した成分が被加工物に付着することを抑制することができるという効果を奏する。
図1は、実施形態1に係る加工装置の一例である切削装置の構成例を示す斜視図である。 図2は、図1に示された切削装置の配管系統を示す図である。 図3は、図2に示された切削装置の配管系統の樹脂製チューブの斜視図である。
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
〔実施形態1〕
本発明の実施形態1に係る加工装置及び加工装置の使用方法を図面に基いて説明する。図1は、実施形態1に係る加工装置の一例である切削装置の構成例を示す斜視図である。
加工装置の一例である切削装置1は、板状物である被加工物200を切削(加工)する装置である。実施形態1では、被加工物200は、シリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。被加工物200は、表面201に格子状に形成された複数の分割予定ライン202によって格子状に区画された領域にデバイス203が形成されている。本発明の被加工物200は、中央部が薄化され、外周部に厚肉部が形成された所謂TAIKO(登録商標)ウエーハでもよく、ウエーハの他に、樹脂により封止されたデバイスを複数有した矩形状のパッケージ基板、セラミックス板、ガラス板等でも良い。被加工物200は、裏面204に保護部材である粘着テープ210に貼着されている。粘着テープ210は、外周に環状フレーム211が取り付けられている。
図1に示された切削装置1は、分割予定ライン202を備える被加工物200をチャックテーブル10で保持し分割予定ライン202に沿って切削ブレード21で切削(加工に相当)する装置である。切削装置1は、図1に示すように、被加工物200を保持面11で吸引保持するチャックテーブル10と、チャックテーブル10に保持された被加工物200をスピンドル22に装着した切削ブレード21で切削する加工ユニットである切削ユニット20と、チャックテーブル10に保持された被加工物200を撮影する撮像ユニット30と、制御ユニット100とを備える。
また、切削装置1は、図1に示すように、チャックテーブル10を水平方向及び装置本体2の短手方向と平行なX軸方向に加工送りする図示しないX軸移動ユニットと、切削ユニット20を水平方向及び装置本体2の長手方向と平行でかつX軸方向に直交するY軸方向に割り出し送りするY軸移動ユニット40と、切削ユニット20をX軸方向とY軸方向との双方と直交する鉛直方向に平行なZ軸方向に切り込み送りするZ軸移動ユニット50とを少なくとも備える。切削装置1は、図1に示すように、切削ユニット20を2つ備えた、即ち、2スピンドルのダイサ、いわゆるフェイシングデュアルタイプの切削装置である。
チャックテーブル10は、円盤形状であり、被加工物200を保持する保持面11がポーラスセラミック等から形成されている。また、チャックテーブル10は、X軸移動ユニットにより切削ユニット20の下方の加工領域101と、切削ユニット20の下方から離間して被加工物200が搬入出される搬入出領域102とに亘ってX軸方向に移動自在に設けられ、かつ回転駆動源によりZ軸方向と平行な軸心回りに回転自在に設けられている。チャックテーブル10は、図示しない真空吸引源と接続され、真空吸引源により吸引されることで、被加工物200を吸引、保持する。また、チャックテーブル10の周囲には、環状フレーム211をクランプするクランプ部12が複数設けられている。
切削ユニット20は、図1に示すように、チャックテーブル10に保持された被加工物200を切削する切削ブレード21を装着するスピンドル22を備えるものである。切削ユニット20は、それぞれ、チャックテーブル10に保持された被加工物200に対して、Y軸移動ユニット40によりY軸方向に移動自在に設けられ、かつ、Z軸移動ユニット50によりZ軸方向に移動自在に設けられている。
一方の切削ユニット20は、図1に示すように、Y軸移動ユニット40、Z軸移動ユニット50などを介して、装置本体2から立設した一方の柱部3に設けられている。他方の切削ユニット20は、図1に示すように、Y軸移動ユニット40、Z軸移動ユニット50などを介して、装置本体2から立設した他方の柱部4に設けられている。なお、柱部3,4は、上端が水平梁5により連結されている。
切削ユニット20は、Y軸移動ユニット40及びZ軸移動ユニット50により、チャックテーブル10の保持面11の任意の位置に切削ブレード21を位置付け可能となっている。
切削ブレード21は、略リング形状を有する極薄の切削砥石である。スピンドル22は、切削ブレード21を回転させることで被加工物200を切削する。スピンドル22は、スピンドルハウジング23内に収容され、スピンドルハウジング23は、Z軸移動ユニット50に支持されている。切削ユニット20のスピンドル22及び切削ブレード21の軸心は、Y軸方向と平行に設定されている。また、切削ユニット20は、切削中に被加工物200、切削ブレード21に加工水を供給するシャワーノズル24、ブレードクーラーノズル25及びブレード洗浄ノズルを備える。シャワーノズル24、ブレードクーラーノズル25及びブレード洗浄ノズルは、加工水供給源152から加工水が供給され、被加工物200に供給された加工水を供給するノズルである。シャワーノズル24、ブレードクーラーノズル25及びブレード洗浄ノズルは、スピンドルハウジング23の先端に取り付けられるホイールカバー26に設けられている。
また、撮像ユニット30は、一方の切削ユニット20と一体的に移動するように、一方の切削ユニット20に固定されている。撮像ユニット30は、チャックテーブル10に保持された切削前の被加工物200の分割すべき領域を撮影する撮像素子を備えている。撮像素子は、例えば、CCD(Charge-Coupled Device)撮像素子又はCMOS(Complementary MOS)撮像素子である。撮像ユニット30は、チャックテーブル10に保持された被加工物200を撮影して、被加工物200と切削ブレード21との位置合わせを行なうアライメントを遂行するため等の画像を得、得た画像を制御ユニット100に出力する。
X軸移動ユニットは、チャックテーブル10を加工送り方向であるX軸方向に移動させることで、チャックテーブル10と切削ユニット20とを相対的にX軸方向に沿って加工送りするものである。Y軸移動ユニット40は、切削ユニット20を割り出し送り方向であるY軸方向に移動させることで、チャックテーブル10と切削ユニット20とを相対的にY軸方向に沿って割り出し送りするものである。Z軸移動ユニット50は、切削ユニット20を切り込み送り方向であるZ軸方向に移動させることで、チャックテーブル10と切削ユニット20とを相対的にZ軸方向に沿って切り込み送りするものである。
X軸移動ユニット、Y軸移動ユニット40及びZ軸移動ユニット50は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ、ボールねじを軸心回りに回転させる周知のパルスモータ及びチャックテーブル10又は切削ユニット20をX軸方向、Y軸方向又はZ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレールを備える。
また、切削装置1は、チャックテーブル10のX軸方向の位置を検出するため図示しないX軸方向位置検出ユニットと、切削ユニット20のY軸方向の位置を検出するための図示しないY軸方向位置検出ユニットと、切削ユニット20のZ軸方向の位置を検出するためのZ軸方向位置検出ユニットとを備える。X軸方向位置検出ユニット及びY軸方向位置検出ユニットは、X軸方向、又はY軸方向と平行なリニアスケールと、読み取りヘッドとにより構成することができる。Z軸方向位置検出ユニットは、パルスモータ52のパルスで切削ユニット20のZ軸方向の位置を検出する。X軸方向位置検出ユニット、Y軸方向位置検出ユニット及びZ軸方向位置検出ユニットは、チャックテーブル10のX軸方向、切削ユニット20のY軸方向又はZ軸方向の位置を制御ユニット100に出力する。
また、切削装置1は、切削前後の被加工物200を収容するカセット61が載置されかつカセット61をZ軸方向に移動させるカセットエレベータ60と、切削後の被加工物200を洗浄(加工に相当)する加工ユニットである洗浄ユニット70と、カセット61に被加工物200を出し入れするとともに被加工物200を搬送する図示しない搬送ユニットとを備える。洗浄ユニット70は、被加工物200を保持してかつ軸心回りに回転されるチャックテーブルであるスピンナーテーブル71と、スピンナーテーブル71に保持された被加工物200に加工水を供給する加工水ノズル72(ノズルに相当)を備える。加工水ノズル72は、加工水供給源152から加工水が供給される。洗浄ユニット70は、スピンナーテーブル71に保持された被加工物200を洗浄する。
また、切削装置1は、図1に示す点線で示すウォータカーテン80と、エアーカーテン90とを備える。実施形態1では、ウォータカーテン80及びエアーカーテン90は、加工領域101と搬入出領域102との間に配置され、加工領域101と搬入出領域102とに亘って移動するチャックテーブル10が下方を通る位置に配置されている。ウォータカーテン80及びエアーカーテン90は、チャックテーブル10の移動方向であるX軸方向に対して直交するY軸方向に直線状に配置されている。ウォータカーテン80は、加工水供給源152から供給される加工水を下方を通るチャックテーブル10に保持された被加工物200に供給する加工水ノズル81をY軸方向に間隔をあけて配置している。エアーカーテン90は、エアー源111から供給されるエアーを下方を通るチャックテーブル10に保持された被加工物200に供給するエアーノズル91をY軸方向に間隔をあけて配置している。
制御ユニット100は、切削装置1の上述した各構成要素をそれぞれ制御して、被加工物200に対する加工動作を切削装置1に実施させるものである。なお、制御ユニット100は、CPU(central processing unit)のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ROM(read only memory)又はRAM(random access memory)のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータである。制御ユニット100の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、切削装置1を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介して切削装置1の上述した構成要素に出力する。
制御ユニット100は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される図示しない表示ユニットと、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる入力ユニットとに接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置とのうち少なくとも一つにより構成される。
次に、実施形態1に係る切削装置1の配管系統を図面に基づいて説明する。図2は、図1に示された切削装置の配管系統を示す図である。図3は、図2に示された切削装置の配管系統の樹脂製チューブの斜視図である。
切削装置1は、図2に示すように、エアーを供給するエアー源111と、冷却液を供給する冷却液源112と、加工水を供給する加工水供給源152とを備えている。
エアー源111は、樹脂製チューブ114を介してクリーンユニット113に接続されている。クリーンユニット113は、例えば、複数のフィルタで構成されており、エアー源111から樹脂製チューブ114を通じて供給されるエアーを浄化する。
冷却液源112及び加工水供給源152は、それぞれ、配管115,116を介してバルブ117,118に接続されている。バルブ117,118は、冷却液源112及び加工水供給源152から配管115,116を通じて供給される冷却液及び加工水を分岐する。
クリーンユニット113は、樹脂製チューブ119を介してチャックテーブル10に接続され、樹脂製チューブ120を介してエジェクタ153に接続されると共に、樹脂製チューブ121を介して切削ユニット20のスピンドルハウジング23に接続されている。これにより、チャックテーブル10には、被加工物200リリース用のエアーが供給され、スピンドルハウジング23には、スピンドル22支持用(エアベアリング用)のエアーが供給される。
また、クリーンユニット113は、樹脂製チューブ122を介して切削ユニット20のホイールカバー26に接続され、樹脂製チューブ123を介してエアーカーテン90に接続されているとともに、樹脂製チューブ124を介して撮像ユニット30用の分岐継ぎ手125に接続されている。
これにより、ホイールカバー26には、ホイールカバー開閉用のエアーが供給され、エアーカーテン90のエアーノズル91には、エアーカーテン発生用のエアーが供給され、分岐継ぎ手125には、撮像ユニット30駆動用のエアーが供給される。
エジェクタ153は、オリフィス(しぼり部)を通過する高圧の流体を利用して負圧を発生する。このエジェクタ153は、樹脂製チューブ126を介してチャックテーブル10に接続されると共に、樹脂製チューブ127を介して洗浄ユニット70のスピンナーテーブル71に接続されている。これにより、チャックテーブル10及び洗浄ユニット70のスピンナーテーブル71には、被加工物200バキューム用の負圧が供給される。
分岐継ぎ手125は、樹脂製チューブ128,129,130を介して撮像ユニット30に接続されている。撮像ユニット30には、樹脂製チューブ128を通じて顕微鏡カバー開閉用のエアーが供給され、樹脂製チューブ129を通じてマクロ顕微鏡用のブローエアーが供給され、樹脂製チューブ130を通じてミクロ顕微鏡用のブローエアーが供給される。
バルブ117は、樹脂製チューブ131を介して切削ユニット20のスピンドルハウジング23に接続されている。これにより、スピンドルハウジング23には、スピンドル22冷却用の液(冷却液)が供給される。
バルブ118は、樹脂製チューブ132を介して洗浄ユニット70の加工水ノズル72に接続され、樹脂製チューブ133を介してホイールカバー26用の分岐継ぎ手134に接続されると共に、樹脂製チューブ135を介してウォータカーテン80の加工水ノズル81に接続されている。
これにより、洗浄ユニット70の加工水ノズル72には、被加工物200の洗浄用の加工水が供給され、分岐継ぎ手134には、被加工物200の切削用の加工水が供給され、ウォータカーテン80の加工水ノズル81には、ウォータカーテン発生用の加工水が供給される。
分岐継ぎ手134は、配管136,137,138を介してホイールカバー26に接続されている。ホイールカバー26のシャワーノズル24には、配管136を通じて加工水が供給され、ホイールカバー26のブレードクーラーノズル25には、配管137を通じて加工水が供給され、ホイールカバー26のブレード洗浄ノズルには、配管138を通じて加工水が供給される。
洗浄ユニット70において使用された加工水、スピンドルハウジング23において使用された冷却液、ホイールカバー26において使用された加工水、ウォータカーテン80において使用された加工水は、それぞれ、配管139,140,141,142を通じてドレイン143に排出される。
また、チャックテーブル10、洗浄ユニット70、スピンドルハウジング23、ホイールカバー26、エアーカーテン90、撮像ユニット30において使用されたエアーは、配管144,145,146,147,148,149を通じてダクト150で排気される。
樹脂製チューブ132,133,135は、円筒状に形成され、合成樹脂を含んでいるとともに、柔軟性を出すワックス、顔料、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の成分を含んで構成される。樹脂製チューブ132,133,135は、経年変化などにより、ワックス、顔料、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の成分が表面から滲み出す。樹脂製チューブ135は、図3に示すように、洗浄ユニット70の加工水ノズル72、切削ユニット20のノズル24,25及びウォータカーテン80の加工水ノズル81に加工水を供給する流路151を内部に備える。
次に、前述した構成の切削装置1の加工動作、即ち実施形態1に係る加工装置の使用方法を説明する。加工装置の使用方法では、オペレータが加工内容情報を制御ユニット100に登録し、切削加工前の被加工物200を収容したカセット61がカセットエレベータ60に設置される。その後、切削装置1は、オペレータから加工動作の開始指示があった場合に加工動作を開始する。切削装置1は、加工動作を開始すると、制御ユニット100が、搬送ユニットに切削加工前の被加工物200をカセット61から取り出させて粘着テープ210を介して裏面204側をチャックテーブル10の保持面11に吸引保持するとともに、クランプ部12で環状フレーム211をクランプする。
切削装置1の制御ユニット100は、X軸移動ユニットによりチャックテーブル10を切削ユニット20の下方に向かって移動させて、撮像ユニット30に被加工物200を撮影させて、撮像ユニット30が撮影して得た画像に基づいて、アライメントを遂行する。切削装置1の制御ユニット100は、分割予定ライン202に沿って被加工物200と切削ユニット20とを相対的に移動させて、切削ブレード21を各分割予定ライン202に切り込ませて被加工物200を個々のデバイス203に分割し、個々のデバイス203に分割された被加工物200を洗浄ユニット70で洗浄した後、カセット61に収容する。切削装置1の制御ユニット100は、カセット61内に収容した被加工物200を順に切削加工して、カセット61内の全ての被加工物200を切削加工が完了すると加工動作を終了する。
また、加工装置の使用方法では、制御ユニット100は、加工動作中に各ノズル24,25,72,81から加工水を排水するタイミングであるか否かを判定し、各ノズル24,25,72,81から加工水を排水するタイミングであると判定すると、各ノズル24,25,72,81から加工水を排水する。なお、各ノズル24,25,72,81から加工水を排水するタイミングは、ノズル24,25,72,81からの加工水の噴出を停止して所定時間経過した後に噴出を再開する際などであり、樹脂製チューブ132,133,135内の流路151内に所定時間、加工水が滞留したタイミングである。各ノズル24,25,72,81から加工水を排水するタイミングは、例えば、切削装置1の各日の加工開始時等である。
制御ユニット100は、各ノズル24,25,72,81から加工水を排水する際は、加工水がチャックテーブル10及びスピンナーテーブル71にかからない位置にノズル24,25,72,81とチャックテーブル10及びスピンナーテーブル71との相対的な位置を調整する。具体的には、制御ユニット100は、チャックテーブル10を搬入出領域102に位置付けるとともに、加工水ノズル72をスピンナーテーブル71の保持面上から退避した位置に位置付ける。
また、制御ユニット100は、各ノズル24,25,72,81から加工水を排水する際には、樹脂製チューブ132,133,135の流路151の断面積×長さ以上の体積の加工水をノズル24,25,72,81ら噴出させて排水する。実施形態では、制御ユニット100は、樹脂製チューブ132,133,135のうちの流路151の断面積×長さである体積が最も大きな樹脂製チューブ132,133,135の流路151の断面積×長さである体積を若干超える体積の加工水をノズル24,25,72,81から排水する。
以上のように、実施形態1に係る切削装置1及び加工装置の使用方法では、表出した樹脂製チューブ132,133,135の成分が被加工物200に付着するのを防ぐため、所定時間以上、樹脂製チューブ132,133,135内に滞留した加工水を加工に用いずに排出する。これにより、実施形態1に係る切削装置1及び加工装置の使用方法は、樹脂製チューブ132,133,135から表出した成分が被加工物200に付着することを抑制できるという効果を奏する。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。実施形態1では、加工装置として切削装置1を示しているが、本発明の加工装置は、切削装置に限定されない。また、実施形態1では、加工ユニットとして切削ユニット20と洗浄ユニット70を示しているが、本発明では、これらに限定されずに、加工ユニットは、被加工物の表面の水性保護膜を塗布する塗布装置でも良い。
1 切削装置(加工装置)
10 チャックテーブル
20 切削ユニット(加工ユニット)
24 シャワーノズル(ノズル)
25 ブレードクーラーノズル(ノズル)
70 洗浄ユニット(加工ユニット)
71 スピンナーテーブル(チャックテーブル)
72 加工水ノズル(ノズル)
81 加工水ノズル(ノズル)
100 制御ユニット
132,133,135 樹脂製チューブ
151 流路
200 被加工物

Claims (4)

  1. チャックテーブルに保持された被加工物を加工する加工ユニットを備える加工装置であって、
    該被加工物に加工水を供給するノズルと、該ノズルに加工水を供給する流路を有する樹脂製チューブと、各構成要素を制御する制御ユニットと、を備え、
    該制御ユニットは、
    該ノズルからの加工水の噴出を停止して所定時間経過した後に噴出を再開する際に、該樹脂製チューブの流路の断面積×長さ以上の体積の加工水を該ノズルから噴出させて排水する加工装置。
  2. 該加工水を排水させる際は、該加工水が該チャックテーブルにかからない位置に該ノズルと該チャックテーブルの位置が調整される請求項1記載の加工装置。
  3. チャックテーブルに保持された被加工物を加工する加工ユニットを備える加工装置の使用方法であって、
    該加工装置は、該被加工物に加工水を供給するノズルと、該ノズルに該加工水を供給する樹脂製チューブと、各構成要素を制御する制御ユニットと、を有し、
    該ノズルからの該加工水の噴出を所定時間停止して噴出を再開する前に、該樹脂製チューブの断面積×長さ以上の体積の該加工水を該ノズルから噴出させて排水する加工装置の使用方法。
  4. 該加工水を排水させる際は、該加工水が該チャックテーブルにかからない位置に該ノズルと該チャックテーブルの位置を調整する請求項3記載の加工装置の使用方法。
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