(57)【要約】【課題】被加工物を吸引保持する際の圧縮エアの消費流量を低減することができる加工装置を提供すること。【解決手段】チャックテーブル１０と、加工手段と、吸引手段４０と、を備えた加工装置１であって、吸引手段は、第一の経路４２と、第二の経路４４と、逆止弁４８，４９と、スイッチ手段４５と、圧力検出手段４６と、を備え、負圧生成源は、エジェクタ４１，４３と、エジェクタに圧縮エアを供給する圧縮エア供給源４７と、を含んで構成され、第一の負圧生成源より第二の負圧生成源の方が、エジェクタの圧縮エアの消費流量が少なく、第一の負圧生成源によってチャックテーブルに負圧を作用させ圧力検出手段によって検出された負圧が所定閾値以上のときは、スイッチ手段を作動させて第二の経路によって第二の負圧生成源をチャックテーブルに連通させて被加工物Ｗへの負圧を維持する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持面で吸引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該被加工物を加工する加工手段と、該チャックテーブルに負圧を作用させて該被加工物を吸引する吸引手段と、を備えた加工装置であって、
該吸引手段は、
該チャックテーブルを第一の負圧生成源に連通させる第一の経路と、
該チャックテーブルを第二の負圧生成源に連通させる第二の経路と、
該第一の経路および該第二の経路にそれぞれ配置された逆止弁と、
該第一の負圧生成源あるいは該第二の負圧生成源によって選択的に該チャックテーブルに負圧を作用させるスイッチ手段と、
該チャックテーブルに作用している負圧を検出する圧力検出手段と、を備え、
該負圧生成源は、
供給される圧縮エアの消費流量に比例して負圧を発生させるエジェクタと、
該エジェクタに圧縮エアを供給する圧縮エア供給源と、を含んで構成され、
該第一の負圧生成源より該第二の負圧生成源の方が、該エジェクタの該圧縮エアの消費流量が少なく、
該第一の負圧生成源によって該チャックテーブルに負圧を作用させ該圧力検出手段によって検出された該負圧が所定閾値以上のときは、該スイッチ手段を作動させて該第二の経路によって該第二の負圧生成源を該チャックテーブルに連通させて該被加工物への負圧を維持する加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状の被加工物をチャックテーブルで吸引保持して加工する加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置製造工程や各種の電子部品製造工程において、ダイシングソーと呼ばれる極薄ブレードを高速回転して被加工物を個々の製品やチップに分割する切削装置やレーザーソーと呼ばれるレーザー光線を照射して溝や内部改質層を形成するレーザー加工装置は欠かすことができない。
【０００３】
この装置では、通常、ダイシングテープと呼ばれる粘着テープによって環状フレームの開口にウェーハ等の被加工物を固定した状態で、粘着テープを介してチャックテーブルに吸引保持して加工を施す。この吸引力は、装置に供給される圧縮エアによって吸引力を発生させるエジェクタを利用しており、エジェクタは消費（排気）する流量によってその吸引力を発生させるまでの時間が決まっている。一端、吸引力が充分に上がると、粘着テープに穴が開くようなトラブル等がなければ、吸引力は基本的に大きく変動することはない。そこで、消費エアの量を抑えるため、圧力に連動して消費エアを抑える構成がこれまで考案されてきた（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−１０８３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のように圧力変動をメカ的に伝達する構造を実際に作動させるのは難しい。また、被加工物をチャックテーブルで吸引保持する際、一定閾値に達した負圧が変動することは少ないのに、ずっとエジェクタに圧縮エアを供給し続けるのは省エネルギーの観点からして良いとはいえない。
【０００６】
本発明の目的は、被加工物を吸引保持する際の圧縮エアの消費流量を低減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】
本発明の加工装置は、被加工物を保持面で吸引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該被加工物を加工する加工手段と、該チャックテーブルに負圧を作用させて該被加工物を吸引する吸引手段と、を備えた加工装置であって、該吸引手段は、該チャックテーブルを第一の負圧生成源に連通させる第一の経路と、該チャックテーブルを第二の負圧生成源に連通させる第二の経路と、該第一の経路および該第二の経路にそれぞれ配置された逆止弁と、該第一の負圧生成源あるいは該第二の負圧生成源によって選択的に該チャックテーブルに負圧を作用させるスイッチ手段と、該チャックテーブルに作用している負圧を検出する圧力検出手段と、を備え、該負圧生成源は、供給される圧縮エアの消費流量に比例して負圧を発生させるエジェクタと、該エジェクタに圧縮エアを供給する圧縮エア供給源と、を含んで構成され、該第一の負圧生成源より該第二の負圧生成源の方が、該エジェクタの該圧縮エアの消費流量が少なく、該第一の負圧生成源によって該チャックテーブルに負圧を作用させ該圧力検出手段によって検出された該負圧が所定閾値以上のときは、該スイッチ手段を作動させて該第二の経路によって該第二の負圧生成源を該チャックテーブルに連通させて該被加工物への負圧を維持する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る加工装置は、被加工物を吸引保持する際の圧縮エアの消費流量を低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態に係る加工装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、実施形態に係る加工装置のブロック図である。
【図３】図３は、第一の負圧生成状態を示す図である。
【図４】図４は、第二の負圧生成状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施形態に係る加工装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１１】
［実施形態］
図１から図４を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、加工装置に関する。図１は、本発明の実施形態に係る加工装置の構成を示す図、図２は、実施形態に係る加工装置のブロック図、図３は、第一の負圧生成状態を示す図、図４は、第二の負圧生成状態を示す図である。
【００１２】
加工装置１は、板状の被加工物Ｗ（図３、図４参照）に対して加工を行うものである。本実施形態に係る加工装置１は、被加工物Ｗに対して切削加工を行う切削装置である。加工装置１は、図１および図２に示すように、チャックテーブル１０と、加工手段２０と、吸引手段４０とを含んで構成されている。
【００１３】
チャックテーブル１０は、吸引手段４０から供給される負圧によって被加工物Ｗを保持面１１で吸引保持する。保持面１１を構成する部分は、ポーラスセラミック等から形成されており、吸引手段４０と接続されている。吸引手段４０は、チャックテーブル１０に負圧を作用させて被加工物Ｗを吸引するものである。吸引手段４０の詳細については後述する。
【００１４】
加工手段２０は、チャックテーブル１０で保持された被加工物Ｗを加工するものであり、本実施形態では被加工物Ｗを切削加工する。加工手段２０は、切削ブレード２１を有する。切削ブレード２１は、高速回転しながら切り込み、被加工物Ｗを切削するためのものであり、砥粒を結合材で結合して円盤形状に形成したものである。切削ブレード２１は、図示しない回転スピンドルに着脱自在に装着されている。加工装置１は、切削ブレード２１を回転駆動する回転駆動源を有しており、回転駆動源により発生した回転力により切削ブレード２１を高速回転（数千〜数万ｒｐｍ）させる。
【００１５】
また、加工装置１は、図示しないＸ軸移動手段、Ｙ軸移動手段およびＺ軸移動手段を有する。Ｚ軸方向は、チャックテーブル１０の保持面１１と直交する方向であり、例えば鉛直方向である。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は、互いに直交しており、かつＺ軸方向とそれぞれ直交する方向である。加工装置１は、各移動手段によってチャックテーブル１０と加工手段２０とを相対移動させることにより、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗを切削加工する。
【００１６】
圧縮エア供給源４７は、圧縮気体を供給するものであり、本実施形態では、圧縮された空気（圧縮エア）を供給する供給源である。圧縮エア供給源４７は、例えば、気体を圧縮するポンプと、圧縮された気体を貯留するアキュムレータとを含んで構成される。圧縮エア供給源４７は、予め定められた所定圧の圧縮エアを供給できるように制御される。圧縮エア供給源４７から供給されて加工装置１内で使用された圧縮エアは、排気Ｅｘとして排出される。
【００１７】
図２に示すように、吸引手段４０は、第一の経路４２と、第二の経路４４と、スイッチ手段４５と、第一逆止弁４８と、第二逆止弁４９と、圧力検出手段４６とを含んで構成されている。吸引手段４０は、更に、第一の負圧生成源５０および第二の負圧生成源６０を含んで構成されてもよい。第一の経路４２は、チャックテーブル１０を第一の負圧生成源５０に連通させるものである。また、第二の経路４４は、チャックテーブル１０を第二の負圧生成源６０に連通させるものである。
【００１８】
第一の負圧生成源５０は、第一エジェクタ４１と、圧縮エア供給源４７とを含んで構成されている。第二の負圧生成源６０は、第二エジェクタ４３と、圧縮エア供給源４７とを含んで構成されている。第一エジェクタ４１および第二エジェクタ４３は、供給される圧縮エアの消費流量に比例して負圧を発生させるものである。各エジェクタ４１，４３は、供給ポート、真空ポートおよび排気ポートをそれぞれ有している。各エジェクタ４１，４３は、供給ポートから排気ポートへ向かう圧縮エアの流れによって真空ポートに負圧を発生させる。各エジェクタ４１，４３は、いずれもチャックテーブル１０の保持面１１に被加工物Ｗを吸引保持するために必要な大きさの負圧をチャックテーブル１０に作用させることができる。
【００１９】
各エジェクタ４１，４３の供給ポートには、開閉弁５１およびスイッチ手段４５を介して圧縮エア供給源４７が接続されている。また、各エジェクタ４１，４３の排気ポートから排出される圧縮エアは、排気Ｅｘとして加工装置１の外部に排出される。第一エジェクタ４１の真空ポートには、第一の経路４２が接続されており、第二エジェクタ４３の真空ポートには、第二の経路４４が接続されている。
【００２０】
第一の経路４２と第二の経路４４とは合流点５２において合流し、チャックテーブル１０と接続されている。合流点５２よりもチャックテーブル１０側の経路には、圧力検出手段４６が設けられている。第一の経路４２において、第一エジェクタ４１と合流点５２との間には、第一逆止弁４８が設けられている。第一逆止弁４８は、チャックテーブル１０から第一エジェクタ４１へ向かう気体の流れを許容し、これとは逆方向の気体の流れを規制する。第二の経路４４において、第二エジェクタ４３と合流点５２との間には、第二逆止弁４９が設けられている。第二逆止弁４９は、チャックテーブル１０から第二エジェクタ４３へ向かう気体の流れを許容し、これとは逆方向の気体の流れを規制する。言い換えると、各逆止弁４８，４９は、各逆止弁４８，４９よりもチャックテーブル１０側の負圧の低下（漏れ）を抑制するものである。
【００２１】
圧力検出手段４６は、チャックテーブル１０に作用している負圧を検出する。スイッチ手段４５は、圧力検出手段４６によって検出された圧力に基づいて作動する。例えば、圧力検出手段４６によって検出された圧力に基づいて、図示しない制御装置がスイッチ手段４５を制御する。スイッチ手段４５は、第一の経路４２と第二の経路４４を選択的にチャックテーブル１０に連通させるものである。スイッチ手段４５は、第一の負圧生成源５０あるいは第二の負圧生成源６０によって選択的にチャックテーブル１０に負圧を作用させることができる。スイッチ手段４５は、圧縮エア供給源４７と第一エジェクタ４１の供給ポートとを連通し、かつ圧縮エア供給源４７と第二エジェクタ４３の供給ポートとを遮断した状態と、圧縮エア供給源４７と第二エジェクタ４３の供給ポートとを連通し、かつ圧縮エア供給源４７と第一エジェクタ４１の供給ポートとを遮断した状態とを切り替えることができる切替弁である。
【００２２】
スイッチ手段４５と圧縮エア供給源４７との間には、開閉弁５１が設けられている。開閉弁５１は、スイッチ手段４５と圧縮エア供給源４７とを連通した開弁状態と、スイッチ手段４５と圧縮エア供給源４７とを遮断した閉弁状態とを切り替えることができる。開閉弁５１は、例えば、加工手段１の電源がＯＮとされているときや、圧縮エアの供給指令がなされているときに開弁状態とされ、圧縮エアの供給指令がなされていないときや加工手段１の電源がＯＦＦとされているときに閉弁状態とされる。なお、開閉弁５１は、圧縮エア供給源４７の供給圧に基づいて開閉制御されてもよい。
【００２３】
ここで、エジェクタによってチャックテーブル１０に負圧を作用させる場合、圧縮エアの消費流量が多いエジェクタを使用すると、負圧の生成能力が大きいため、チャックテーブル１０に作用させる負圧を大きな速度で増大させることができる。保持面１１に被加工物Ｗが載置されると、被加工物Ｗに貼着されたテープが保持面１１の全面を覆う。これにより、保持面１１からの負圧のリークが抑制されるため、負圧が充分なレベルに達した後は、要求される負圧生成能力は小さなものとなる。これに対して、チャックテーブル１０の吸引力が充分に上がった後も負圧生成能力の大きなエジェクタによって負圧を生成させ続けると、負圧生成能力が過大となり圧縮エアを余分に消費してしまう。
【００２４】
一方、圧縮エアの消費流量が少ないエジェクタを使用すると、圧縮エアの消費流量を抑えることができるものの、負圧の生成能力が小さいため、チャックテーブル１０に作用させる負圧の立上がりが遅く、充分な吸引力を得るまでに時間が掛かってしまう。
【００２５】
本実施形態の加工装置１は、以下に説明するように、負圧生成能力が異なる２つの負圧生成源５０，６０を適宜切り替えて使用することにより、被加工物Ｗを吸引保持する際の圧縮エアの消費流量を低減することができる。
【００２６】
本実施形態では、第一の負圧生成源５０より第二の負圧生成源６０の方が、エジェクタの圧縮エアの消費流量が少ない。すなわち、圧縮エア供給源４７から圧縮エアが供給された場合に、第二エジェクタ４３の単位時間当たりの圧縮エアの消費流量は、第一エジェクタ４１の単位時間当たりの圧縮エアの消費流量よりも少ない。従って、第一の負圧生成源５０は、第二の負圧生成源６０よりも、チャックテーブル１０に作用させる負圧を大きな速度で増大させることができる。
【００２７】
次に、本実施形態の加工装置１における負圧供給制御について説明する。加工装置１は、図３に示す第一の負圧生成状態と、図４に示す第二の負圧生成状態とを適宜切り替えることにより、チャックテーブル１０に供給する負圧を制御する。加工装置１は、チャックテーブル１０に作用している負圧が小さいとき、例えばチャックテーブル１０に負圧を作用させ始めるときや、チャックテーブル１０に作用している負圧が所定閾値未満であるときは、第一の負圧生成状態を選択する。
【００２８】
第一の負圧生成状態では、図３に示すように、開閉弁５１は開弁状態とされ、スイッチ手段４５は、圧縮エア供給源４７と第一エジェクタ４１の供給ポートとを連通し、かつ圧縮エア供給源４７と第二エジェクタ４３の供給ポートとを遮断する。これにより、圧縮エア供給源４７から供給される圧縮エアは、第一エジェクタ４１に選択的に供給される。第一エジェクタ４１は圧縮エアを通過させることにより真空ポートに負圧を発生させ、第一の経路４２を介してチャックテーブル１０に負圧を作用させる。第一エジェクタ４１が発生させる負圧により、第一逆止弁４８よりも第一エジェクタ４１側がチャックテーブル１０側よりも低圧となると、第一逆止弁４８が開弁し、チャックテーブル１０から第一エジェクタ４１に向けて空気が吸引される。第一の負圧生成状態では、第二逆止弁４９は閉弁しており、第二の経路４４を介した負圧の漏れが抑制される。
【００２９】
第二の負圧生成状態では、図４に示すように、開閉弁５１は開弁状態とされ、スイッチ手段４５は、圧縮エア供給源４７と第二エジェクタ４３の供給ポートとを連通し、かつ圧縮エア供給源４７と第一エジェクタ４１の供給ポートとを遮断する。これにより、圧縮エア供給源４７から供給される圧縮エアは、第二エジェクタ４３に選択的に供給される。第二エジェクタ４３は圧縮エアを通過させることにより真空ポートに負圧を発生させ、第二の経路４４を介してチャックテーブル１０に負圧を作用させる。第二エジェクタ４３が発生させる負圧により、第二逆止弁４９よりも第二エジェクタ４３側がチャックテーブル１０側よりも低圧となると、第二逆止弁４９が開弁し、チャックテーブル１０から第二エジェクタ４３に向けて空気が吸引される。第二の負圧生成状態では、第一逆止弁４８は閉弁しており、第一の経路４２を介した負圧の漏れが抑制される。
【００３０】
加工装置１は、例えば、チャックテーブル１０の吸引力を発生させる場合や吸引力を増加させる場合、第一の負圧生成源５０によってチャックテーブル１０に負圧を作用させる。これにより、大きな速度で負圧を増加させることができ、短時間でチャックテーブル１０の吸引力を所望の吸引力まで増加させることができる。加工装置１は、例えば、圧力検出手段４６によって検出された負圧が所定閾値未満のときに第一の負圧生成源５０によってチャックテーブル１０に負圧を作用させる。チャックテーブル１０の吸引力によって、被加工物Ｗがチャックテーブル１０の保持面１１に吸引保持される。
【００３１】
また、加工装置１は、第一の負圧生成源５０によってチャックテーブル１０に負圧を作用させ、圧力検出手段４６によって検出された負圧が所定閾値以上のときは、スイッチ手段４５を作動させて、第二の経路４４によって第二の負圧生成源６０をチャックテーブル１０に連通させて被加工物Ｗへの負圧を維持する。具体的には、加工装置１は、第一の負圧生成状態のときに圧力検出手段４６によって検出された負圧が所定閾値以上となると、スイッチ手段４５によって第二の負圧生成状態に切り替える。これにより、第二エジェクタ４３および圧縮エア供給源４７が第二の経路４４を介してチャックテーブル１０と連通した状態、すなわち第二の経路４４によって第二の負圧生成源６０がチャックテーブル１０と連通した状態となる。
【００３２】
チャックテーブル１０の保持面１１には被加工物Ｗが吸引保持されているため、負圧生成能力が小さな第二の負圧生成源６０であっても、チャックテーブル１０に適切に負圧を作用させ、被加工物Ｗへの負圧を維持し、吸引力を維持することができる。第二エジェクタ４３の負圧生成能力は、被加工物Ｗを吸引保持している時にチャックテーブル１０で生じるわずかな負圧のリークに対応し、チャックテーブル１０の吸引力を維持できるものである。なお、上記所定閾値は、チャックテーブル１０で必要とされる吸引力に基づいて定めることができる。
【００３３】
このように、本実施形態に係る加工装置１は、圧縮エアの消費流量が大きな第一の負圧生成源５０によって必要な吸引力を短時間で発生させ、その後に圧縮エアの消費流量が小さな第二の負圧生成源６０によって吸引力を維持させる。従って、被加工物Ｗを吸引保持する際の圧縮エアの消費流量を低減することができる。これにより、圧縮エア供給源４７の消費エネルギーを低減することが可能である。
【００３４】
また、本実施形態の吸引手段４０は、第一の経路４２に配置された第一逆止弁４８と、第二の経路４４に配置された第二逆止弁４９とを有する。従って、第一の負圧生成状態と第二の負圧生成状態とを切り替えたとしても、負圧の漏れが抑制され、チャックテーブル１０に作用させる負圧の低下が抑制される。
【００３５】
なお、本実施形態では、圧力検出手段４６によって検出された負圧が所定閾値以上のときに第一の負圧生成状態から第二の負圧生成状態に切り替えられたが、切り替えのタイミングはこれには限定されない。例えば、検出された負圧が所定閾値以上である状態が所定時間継続したときに第一の負圧生成状態から第二の負圧生成状態に切り替えられてもよい。
【００３６】
本実施形態では、加工手段２０は被加工物Ｗを切削加工するものであったが、これには限定されず、被加工物Ｗを研削加工するものや、研磨加工するもの等であってもよい。すなわち、加工手段２０は、吸引保持された被加工物Ｗに対して何らかの加工を行うものであればよい。
【００３７】
［実施形態の変形例］
上記実施形態では、第一エジェクタ４１あるいは第二エジェクタ４３のいずれか一方に対して選択的に圧縮エア供給源４７からの圧縮エアが供給されたが、これに代えて、吸引手段４０は、第一エジェクタ４１および第二エジェクタ４３の両方に同時に圧縮エアを供給可能に構成されてもよい。例えば、スイッチ手段４５に代えて、開閉弁５１が第一エジェクタ４１および第二エジェクタ４３のそれぞれに対して設けられてもよい。
【００３８】
第一エジェクタ４１に対して設けられた開閉弁５１は、開弁状態で圧縮エア供給源４７と第一エジェクタ４１とを連通し、閉弁状態で圧縮エア供給源４７と第一エジェクタ４１とを遮断する。また、第二エジェクタ４３に対して設けられた開閉弁５１は、開弁状態で圧縮エア供給源４７と第二エジェクタ４３とを連通し、閉弁状態で圧縮エア供給源４７と第二エジェクタ４３とを遮断する。
【００３９】
加工装置１は、第一エジェクタ４１の開閉弁５１を開弁し、かつ第二エジェクタ４３の開閉弁５１を閉弁して第一の負圧生成源５０によってチャックテーブル１０に負圧を作用させ、圧力検出手段４６によって検出された負圧が所定閾値以上のときは、第二エジェクタ４３の開閉弁５１を開弁し、第二の経路４４によって第二の負圧生成源６０をチャックテーブル１０に連通させて被加工物Ｗへの負圧を維持する。ここで、第一の負圧生成源５０から第二の負圧生成源６０に移行するときに、一時的に２つの負圧生成源５０，６０を同時に作動させるようにしてもよい。このようにすれば、チャックテーブル１０に作用する負圧の低下をより確実に抑制することができる。この場合、第二の負圧生成源６０が発生させる負圧が充分に増加した後で第一エジェクタ４１の開閉弁５１を閉弁するようにすればよい。
【００４０】
また、チャックテーブル１０の吸引力を発生・増加させる場合に、２つの負圧生成源５０，６０を両方作動させてチャックテーブル１０に負圧を作用させるようにしてもよい。このようにすれば、第一エジェクタ４１として、より圧縮エアの消費流量が少ないエジェクタを用いてもチャックテーブル１０に作用させる負圧を充分な速度で増加させることができる。圧力検出手段４６によって検出される圧力が所定閾値以上のときは、第一エジェクタ４１の開閉弁５１を閉弁し、第二の負圧生成源６０によって被加工物Ｗへの負圧を維持する。
【００４１】
上記の実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１  加工装置
１０  チャックテーブル
１１  保持面
２０  加工手段
４０  吸引手段
４１  第一エジェクタ
４２  第一の経路
４３  第二エジェクタ
４４  第二の経路
４５  スイッチ手段
４６  圧力検出手段
４７  圧縮エア供給源
４８  第一逆止弁
４９  第二逆止弁
５０  第一の負圧生成源
６０  第二の負圧生成源
【図１】
2014003186.tif 000003
【図２】
2014003186.tif 000004
【図３】
2014003186.tif 000005
【図４】
2014003186.tif 000006