(57)【要約】　　　（修正有）【課題】粉塵を処理する際に飛散させることなく、且つ安全に処理することができる粉塵処理装置および粉塵処理装置を提供する。【解決手段】粉塵処理装置は、外筒と該外筒内に配設され該外筒との間に分離室を形成する内筒とからなサイクロン式分離手段８３と、サイクロン式分離手段８３の該外筒の内周面および内筒の外周面に向けて水を噴射するシャワー手段８４と、サイクロン式分離手段８３によって分離された粉塵および噴霧手段に洗い流された粉塵とからなる廃液を収容する廃液収容手段８５と、廃液収容手段８５に収容された廃液を排出するドレン手段と、サイクロン式分離手段８３の内筒内に配設されサイクロン式分離手段８３によって粉塵と分離されたエアーを濾過するフィルター手段８６と、フィルター手段８６によって濾過されたエアーを排気する排気手段とを具備している。【選択図】　　　　図６
2004001118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
含塵エアー取り入れ口を上部に備えた外筒と該外筒内に配設され該外筒との間に分離室を形成する内筒とからなり、該含塵エアー取り入れ口から該分離室に流入された含塵エアーを旋回せしめて粉塵とエアーとに分離するサイクロン式分離手段と、
該サイクロン式分離手段の該外筒の内周面および該内筒の外周面に向けて水を噴射し該外筒の内周面および該内筒の外周面に付着した粉塵を洗い流すシャワー手段と、
該サイクロン式分離手段によって分離された粉塵および該噴霧手段に洗い流された粉塵とからなる廃液を収容する廃液収容手段と、
該廃液収容手段に収容された廃液を排出するドレン手段と、
該サイクロン式分離手段の該内筒内に配設され該サイクロン式分離手段によって粉塵と分離されたエアーを濾過するフィルター手段と、
該フィルター手段によって濾過されたエアーを排気する排気手段と、を具備している、
ことを特徴とする粉塵処理装置。
【請求項２】
該廃液収容手段は、該ドレン手段側から該サイクロン式分離手段の該内筒にエアーの逆流を防止する逆流防止手段を備えている、請求項１記載の粉塵処理装置。
【請求項３】
該廃液収容手段は、該サイクロン式分離手段の下方に配設され底面より上方位置に該ドレン手段と接続する排出口を有する廃液槽と、該サイクロン式分離手段の該外筒の下端に接続され下端が該廃液槽に開口する落下導管とを具備しており、該落下導管の下端が該排出口より下方に位置している、請求項１記載の粉塵処理装置。
【請求項４】
該廃液収容手段は該外筒の下端に接続して形成され底面より上方位置に該ドレン手段と接続する排出口を有する廃液槽からなり、該ドレン手段側から該内筒にエアーの逆流を防止する逆流防止手段を備えている、請求項１記載の粉塵処理装置。
【請求項５】
該廃液収容手段は該サイクロン式分離手段の該外筒の下端に接続して形成され底面より上方位置に該ドレン手段と接続する排出口を有する廃液槽からなり、該ドレン手段は該排出口に接続されたドレンパイプを具備しており、該ドレンパイプの入口側端部が該排出口より下方に位置している、請求項１記載の粉塵処理装置。
【請求項６】
該廃液収容手段は該サイクロン式分離手段の該外筒の下端に接続して形成され底面より上方位置に該ドレン手段と接続する排出口を有する廃液槽からなり、該サイクロン式分離手段の該中筒の下端が該排出口より僅かに下方に位置している、請求項１記載の粉塵処理装置。
【請求項７】
該フィルター手段は、複数のフィルターと該各フィルターに高圧エアーを噴射し捕集した粉塵を除去するためのフィルター再生手段を備えている、請求項１記載の粉塵処理装置。
【請求項８】
該フィルター再生手段は、該複数のフィルターに対応してそれぞれ配設され高圧エアーを噴射する複数の噴射ノズルを備えており、該複数の噴射ノズルを定期的に順次作動せしめる、請求項７記載の粉塵処理装置。
【請求項９】
該排気手段には、強制排気手段が配設されている、請求項１記載の粉塵処理装置。
【請求項１０】
被加工物を保持し被加工物搬入・搬出域と研磨域との間を移動可能に構成されたチャックテーブルと、該研磨域に位置付けられた該チャックテーブルに保持された被加工物を乾式研磨するための研磨工具を備えた研磨手段と、該研磨域に位置付けられた該チャックテーブルおよび該研磨工具を覆う防塵カバーと、を具備する研磨機において、
該防塵カバーの排気ダクトと接続される含塵エアー取り入れ口を上部に備えた外筒と該外筒内に配設され該外筒との間に分離室を形成する内筒とからなり、該含塵エアー取り入れ口から該分離室に流入された含塵エアーを旋回せしめて粉塵とエアーとに分離するサイクロン式分離手段と、該サイクロン式分離手段の該外筒の内周面および該内筒の外周面に向けて水を噴射し該外筒の内周面および該内筒の外周面に付着した粉塵を洗い流すシャワー手段と、該サイクロン式分離手段によって分離された粉塵および該噴霧手段に洗い流された粉塵とからなる廃液を収容する廃液収容手段と、該廃液収容手段に収容された廃液を排出するドレン手段と、該サイクロン式分離手段の該内筒内に配設され該サイクロン式分離手段によって粉塵と分離されたエアーを濾過するフィルター手段と、該フィルター手段によって濾過されたエアーを排気する排気手段と、を具備する粉塵処理装置を装備した、
ことを特徴とする加工機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乾式研磨機等の加工機から発生せしめられた粉塵を処理するための粉塵処理装置および粉塵処理装置を備えた加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる切断ラインによって多数の矩形領域を区画し、該矩形領域の各々に半導体回路を形成する。このように多数の半導体回路が形成された半導体ウエーハをストリートに沿って分離することにより、個々の半導体チップを形成する。半導体チップの小型化および軽量化を図るために、通常、半導体ウエーハをストリートに沿って切断して個々の矩形領域を分離するのに先立って、半導体ウエーハの裏面を研削して所定の厚さに形成している。半導体ウエーハの裏面の研削は、通常、ダイヤモンド砥粒をレジンボンドの如き適宜のボンドで固着して形成した研削工具を、高速回転せしめながら半導体ウエーハの裏面に押圧せしめることによって遂行されている。このような研削方式によって半導体ウエーハの裏面を研削すると、半導体ウエーハの裏面に所謂加工歪が生成され、これによって個々に分割された半導体チップの抗折強度が相当低減される。この研削された半導体ウエーハの裏面に生成される加工歪を除去する対策として、研削された半導体ウエーハの裏面を硝酸および弗化水素酸を含むエンチング液を使用して化学的エッチングするウエットエッチング法やエッチングガスを用いるドライエッチング法が使用されている。また、研削された半導体ウエーハの裏面を遊離砥粒を使用してポリッシングするポリッシング法も実用化されている。
【０００３】
しかしながら、上述したウエットエッチング法、ドライエッチング法およびポリッシング法は、生産性が悪いとともに、廃液が環境汚染の原因となる。このような問題を解決するために本出願人は、フエルトに砥粒を分散させ適宜のボンド剤で固定したフエルト砥石からなる研磨工具を用いて、研削された半導体ウエーハの裏面を研磨し、研削歪みを取り除く技術を特願２００１−９３３９７として提案した。この研磨技術を用いた研磨機は、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被加工物を研磨するための研磨工具を備えた研磨手段とを具備しており、被加工物を乾式で研磨する。このように被加工物を乾式で研磨すると研磨粉が生成されるため、この研磨粉の飛散を防止するための対策が必要となる。そこで、研磨手段の研磨工具によって被加工物を研磨する研磨域を覆う防塵カバーを配設し、該防塵カバーに設けられた排出口を粉塵処理装置に接続させ、研磨によって防塵カバー内に飛散した研磨粉を粉塵処理装置で処理している。この研磨粉を処理する粉塵処理装置としては、サイクロン集塵装置によって粉塵とエアーとを分離し、分離されたエアーをフィルターによって濾過して排出するようにした構成が効果的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
而して、サイクロン集塵装置によって集塵された粉塵を廃棄処理する際に、粉塵が舞い上がり加工機が配置されたクリーンルーム等の環境を汚染するとともに、粉塵爆発を起こす虞があるという問題がある。
【０００５】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、粉塵を処理する際に飛散させることなく、且つ安全に処理することができる粉塵処理装置および粉塵処理装置を装備した加工機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、含塵エアー取り入れ口を上部に備えた外筒と該外筒内に配設され該外筒との間に分離室を形成する内筒とからなり、該含塵エアー取り入れ口から該分離室に流入された含塵エアーを旋回せしめて粉塵とエアーとに分離するサイクロン式分離手段と、
該サイクロン式分離手段の該外筒の内周面および該内筒の外周面に向けて水を噴射し該外筒の内周面および該内筒の外周面に付着した粉塵を洗い流すシャワー手段と、
該サイクロン式分離手段によって分離された粉塵および該噴霧手段に洗い流された粉塵とからなる廃液を収容する廃液収容手段と、
該廃液収容手段に収容された廃液を排出するドレン手段と、
該サイクロン式分離手段の該内筒内に配設され該サイクロン式分離手段によって粉塵と分離されたエアーを濾過するフィルター手段と、
該フィルター手段によって濾過されたエアーを排気する排気手段と、を具備している、
ことを特徴とする粉塵処理装置が提供される。
【０００７】
また、本発明によれば、被加工物を保持し被加工物搬入・搬出域と研磨域との間を移動可能に構成されたチャックテーブルと、該研磨域に位置付けられた該チャックテーブルに保持された被加工物を乾式研磨するための研磨工具を備えた研磨手段と、該研磨域に位置付けられた該チャックテーブルおよび該研磨工具を覆う防塵カバーと、を具備する研磨機において、
該防塵カバーの排気ダクトと接続される含塵エアー取り入れ口を上部に備えた外筒と該外筒内に配設され該外筒との間に分離室を形成する内筒とからなり、該含塵エアー取り入れ口から該分離室に流入された含塵エアーを旋回せしめて粉塵とエアーとに分離するサイクロン式分離手段と、該サイクロン式分離手段の該外筒の内周面および該内筒の外周面に向けて水を噴射し該外筒の内周面および該内筒の外周面に付着した粉塵を洗い流すシャワー手段と、該サイクロン式分離手段によって分離された粉塵および該噴霧手段に洗い流された粉塵とからなる廃液を収容する廃液収容手段と、該廃液収容手段に収容された廃液を排出するドレン手段と、該サイクロン式分離手段の該内筒内に配設され該サイクロン式分離手段によって粉塵と分離されたエアーを濾過するフィルター手段と、該フィルター手段によって濾過されたエアーを排気する排気手段と、を具備する粉塵処理装置を装備した、
ことを特徴とする加工機が提供される。
本発明の他の特徴については、以下に述べる説明によって明らかにされる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された粉塵処理装置および粉塵処理装置を装備した加工機の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
図１には本発明による粉塵処理装置を適用する加工機としての研磨機の斜視図が示されている。
研磨機は、全体を番号２で示す機体ハウジングを具備している。機体ハウジング２は、細長く延在する直方体形状の主部２１と、該主部２１の後端部（図１において右上端）に設けられ実質上鉛直に上方に延びる直立壁２２とを有している。直立壁２２の前面には、上下方向に延びる一対の案内レール２２１、２２１が設けられている。この一対の案内レール２２１、２２１に研磨手段としての研磨ユニット３が上下方向に移動可能に装着されている。
【００１０】
研磨ユニット３は、移動基台３１と該移動基台３１に装着されたスピンドルユニット３２を具備している。移動基台３１は、後面両側に上下方向に延びる一対の脚部３１１、３１１が設けられており、この一対の脚部３１１、３１１に上記一対の案内レール２２１、２２１と摺動可能に係合する被案内溝３１２、３１２が形成されている。このように直立壁２２に設けられた一対の案内レール２２１、２２１に摺動可能に装着された移動基台３１の前面には前方に突出した支持部３１３が設けられている。この支持部３１３にスピンドルユニット３２が取り付けられる。
【００１１】
スピンドルユニット３２は、支持部３１３に装着されたスピンドルハウジング３２１と、該スピンドルハウジング３２１に回転自在に配設された回転スピンドル３２２と、該回転スピンドル３２２を回転駆動するための駆動源としてのサーボモータ３２３とを具備している。回転スピンドル３２２の下端部はスピンドルハウジング３２１の下端を越えて下方に突出せしめられており、その下端には円板形状の工具装着部材３２４が設けられている。なお、工具装着部材３２４には、周方向に間隔をおいて複数のボルト挿通孔（図示していない）が形成されている。この工具装着部材３２４の下面に研磨工具３２５が装着される。研磨工具３２５は、図２および図３に図示する如く、円板形状の支持部材３２６と円板形状の研磨部材３２７とから構成されている。支持部材３２６には周方向に間隔をおいてその上面から下方に延びる複数の盲ねじ穴３２６ａが形成されている。支持部材３２６の下面は円形支持面を構成しており、研磨部材３２７はエポキシ樹脂系接着剤の如き適宜の接着剤によって支持部材３２６の円形支持面に接合されている。研磨部材３２７は、図示の実施形態においてはフエルトに砥粒を分散させ適宜のボンド剤で固定したフエルト砥石が用いられている。このフエルト砥石からなる研磨部材３２７自体の構成についての詳細な説明は、本出願人が既に提案した特願２００１−９３３９７の明細書および図面に詳細に説明されているのでかかる記載に委ね、本明細書においては説明を省略する。上記回転スピンドル３２２の下端に固定されている工具装着部材３２４の下面に研磨工具３２５を位置付け、工具装着部材３２４に形成されている貫通孔を通して研磨工具３２５の支持部材３２６に形成されている盲ねじ孔３２６ａに締結ボルト３２８を螺着することによって、工具装着部材３２４に研磨工具３２５が装着される。
【００１２】
図１に戻って説明を続けると、図示の実施形態における研磨機は、上記研磨ユニット３を上記一対の案内レール２２１、２２１に沿って上下方向（後述するチャックテーブルの載置面と垂直な方向）に移動せしめる研磨ユニット送り機構４を備えている。この研磨ユニット送り機構４は、直立壁２２の前側に配設され実質上鉛直に延びる雄ねじロッド４１を具備している。この雄ねじロッド４１は、その上端部および下端部が直立壁２２に取り付けられた軸受部材４２および４３によって回転自在に支持されている。上側の軸受部材４２には雄ねじロッド４１を回転駆動するための駆動源としてのパルスモータ４４が配設されており、このパルスモータ４４の出力軸が雄ねじロッド４１に伝動連結されている。移動基台３１の後面にはその幅方向中央部から後方に突出する連結部（図示していない）も形成されており、この連結部には鉛直方向に延びる貫通雌ねじ穴が形成されており、この雌ねじ穴に上記雄ねじロッド４１が螺合せしめられている。従って、パルスモータ４４が正転すると移動基台３１即ち研磨ユニット３が下降即ち前進せしめられ、パルスモータ４４が逆転すると移動基台３１即ち研磨ユニット３が上昇即ち後退せしめられる。
【００１３】
図１および図４を参照して説明を続けると、ハウジング２の主部２１の後半部上には略矩形状の没入部２１１が形成されており、この没入部２１１にはチャックテーブル機構５が配設されている。チャックテーブル機構５は、支持基台５１とこの支持基台５１に実質上鉛直に延びる回転中心軸線を中心として回転自在に配設された円板形状のチャックテーブル５２とを含んでいる。支持基台５１は、上記没入部２１１上に前後方向（直立壁２２の前面に垂直な方向）である矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に延在する一対の案内レール２３、２３上に摺動自在に載置されており、後述するチャックテーブル移動機構５６によって図１に示す被加工物搬入・搬出域２４（図４において実線で示す位置）と上記スピンドルユニット３２を構成する研磨工具３２５の研磨部材３２７と対向する研磨域２５（図４において２点鎖線で示す位置）との間で移動せしめられる。
【００１４】
上記チャックテーブル５２は、上面に被加工物を載置する載置面を有し、上記支持基台５１に回転可能に支持されている。このチャックテーブル５２は、その下面に装着された回転軸（図示せず）に連結されたサーボモータ５３によって回転せしめられる。なお、チャックテーブル５２は、多孔質セラミッックスの如き適宜の多孔性材料から構成されており、図示しない吸引手段に接続されている。従って、チャックテーブル５２を図示しない吸引手段に選択的に連通することにより、載置面上に載置された被加工物を吸引保持する。なお、図示のチャックテーブル機構５は、チャックテーブル５２を挿通する穴を有し上記支持基台５１等を覆い支持基台５１とともに移動可能に配設されたカバー部材５４（図１参照）を備えている。
【００１５】
図４を参照して説明を続けると、図示の実施形態における研磨機は、上記チャックテーブル機構５を一対の案内レール２３に沿って矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に移動せしめるチャックテーブル移動機構５６を具備している。チャックテーブル移動機構５６は、一対の案内レール２３間に配設され案内レール２３と平行に延びる雄ねじロッド５６１と、該雄ねじロッド５６１を回転駆動するサーボモータ５６２を具備している。雄ねじロッド５６１は、上記支持基台５１に設けられたネジ穴５１１と螺合して、その先端部が一対の案内レール２３、２３を連結して取り付けられた軸受部材５６３によって回転自在に支持されている。サーボモータ５６２は、その駆動軸が雄ねじロッド５６１の基端と伝動連結されている。従って、サーボモータ５６２が正転すると支持基台５３即ちチャックテーブル機構５が矢印２３ａで示す方向に移動し、サーボモータ５６２が逆転すると支持基台５３即ちチャックテーブル機構５が矢印２３ｂで示す方向に移動せしめられる。矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に移動せしめられるチャックテーブル機構５は、図４において実線で示す被加工物搬入・搬出域と２点鎖線で示す研磨域に選択的に位置付けられる。また、チャックテーブル機構５は、研磨域においては所定範囲に渡って矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に往復動せしめられる。
【００１６】
図１に戻って説明を続けると、上記チャックテーブル機構５を構成する支持基台５１の移動方向両側には、図１に示すように横断面形状が逆チャンネル形状であって、上記一対の案内レール２３、２３や雄ねじロッド５６１およびサーボモータ５６２等を覆っている蛇腹手段６１および６２が付設されている。蛇腹手段６１および６２はキャンパス布の如き適宜の材料から形成することができる。蛇腹手段６１の前端は没入部２１１の前面壁に固定され、後端はチャックテーブル機構５のカバー部材５４の前端面に固定されている。蛇腹手段６２の前端はチャックテーブル機構５のカバー部材５４の後端面に固定され、後端は装置ハウジング２の直立壁２２の前面に固定されている。チャックテーブル機構５が矢印２３ａで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段６１が伸張されて蛇腹手段６２が収縮され、チャックテーブル機構５が矢印２３ｂで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段６１が収縮されて蛇腹手段６２が伸張せしめられる。
【００１７】
図示の実施形態における研磨機は、研磨域５２に位置せしめられているチャックテーブル機構５とともに、チャックテーブル５２上に保持された被加工物に押圧せしめらている研磨工具３２５を囲繞する防塵カバー７を具備している。この防塵カバー７は全体として箱形状であり、上壁７１、前壁７２および両側壁７３、７３を有する。防塵カバー７の両側壁７３、７３は上下方向中間に下方を向いた肩面７３ａ、７３ａを有し、両側壁７３、７３の下半部は上記没入部２１１の両側面に密接せしめられ、肩面７３ａ、７３ａがハウジング２の主部２１の両側縁部の上面に載置せしめられる。防塵カバー７の前壁７２にはチャックテーブル機構５の通過を許容するための矩形開口７２ａが形成されている。防塵カバー７の上壁７１には、研磨工具３２５の通過を許容するための円形開口７１ａが形成されている。また、防塵カバー７の上壁７１には、円形開口７１ａの周縁から上方に延びる円筒部材７４が設けられている。防塵カバー７の上壁７１の一部には、開閉自在な保守点検用の扉７５が配設されている。更に、防塵カバー７の上壁７１には、防塵カバー７内を排気するための排気ダクト７６が付設されている。排気ダクト７６は後述する粉塵処理装置に接続される。
【００１８】
図１に基づいて説明を続けると、機体ハウジング２の主部２１における前半部上には、第１のカセット１１と、第２のカセット１２と、被加工物仮載置手段１３と、洗浄手段１４と、被加工物搬送手段１５と、被加工物搬入手段１６および被加工物搬出手段１７が配設されている。第１のカセット１１は研磨加工前の被加工物を収納し、装置ハウジング２の主部２１におけるカセット搬入域に載置される。第２のカセット１２は装置ハウジング２の主部２１におけるカセット搬出域に載置され、研磨加工後の被加工物を収納する。被加工物仮載置手段１３は第１のカセット１１と被加工物搬入・搬出域２４との間に配設され、研磨加工前の被加工物を仮載置する。洗浄手段１４は被加工物搬入・搬出域２４と第２のカセット１２との間に配設され、研磨加工後の被加工物を洗浄する。被加工物搬送手段１５第１のカセット１１と第２のカセット１２との間に配設され、第１のカセット１１内に収納された被加工物を被加工物仮載置手段１３に搬出するとともに洗浄手段１４で洗浄された被加工物を第２のカセット１２に搬送する。被加工物搬入手段１６は被加工物仮載置手段１３と被加工物搬入・搬出域２４との間に配設され、被加工物仮載置手段１３上に載置された研磨加工前の被加工物を被加工物搬入・搬出域２４に位置付けられたチャックテーブル機構５のチャックテーブル５２上に搬送する。被加工物搬出手段１７は被加工物搬入・搬出域２４と洗浄手段１４との間に配設され、被加工物搬入・搬出域２４に位置付けられたチャックテーブル５２上に載置されている研磨加工後の被加工物を洗浄手段１４に搬送する。また、図示の実施形態における研磨装置は、装置ハウジング２の主部２１における中央部に上記チャックテーブル５２を洗浄する洗浄水噴射ノズル１８を備えている。この洗浄水噴射ノズル１８は、チャックテーブル機構５が被加工物搬入・搬出域２４に位置付けられた状態において、チャックテーブル５２に向けて洗浄水を噴出する。
【００１９】
上記第１のカセット１１に収容される被加工物は、環状のフレームに保護テープを介して表面側が装着された半導体ウエーハ（従って、半導体ウエーハは裏面が上側に位置する）、或いは支持基板（サブストレート）上に表面側が装着された半導体ウエーハ（従って、半導体ウエーハは裏面が上側に位置する）でよい。このような被加工物である半導体ウエーハを収容した第１のカセット１１は、装置ハウジング２の主部２１における所定のカセット搬入域に載置される。そして、カセット搬入域に載置された第１のカセット１１に収容されていた研磨加工前の半導体ウエーハが全て搬出されると、空のカセット１１に代えて複数個の半導体ウエーハを収容した新しいカセット１１が手動でカセット搬入域に載置される。一方、装置ハウジング２の主部２１における所定のカセット搬出域に載置された第２のカセット１２に所定数の研磨加工後の半導体ウエーハが搬入されると、かかる第２のカセット１２が手動で搬出され、新しい空の第２のカセット１２が載置される。
【００２０】
次に、上述した研磨機の加工処理動作について、図１を参照して簡単に説明する。
第１のカセット１１に収容された研磨加工前の被加工物としての半導体ウエーハは被加工物搬送手段１５の上下動作および進退動作により搬送され、被加工物仮載置手段１３に載置される。被加工物仮載置手段１３に載置された半導体ウエーハは、ここで中心合わせが行われた後に被加工物搬入手段１６の旋回動作によって被加工物搬入・搬出域２４に位置せしめられているチャックテーブル機構５のチャックテーブル５２上に載置される。チャックテーブル５２上に載置された半導体ウエーハは、図示しない吸引手段によってチャックテーブル５２上に吸引保持される。
【００２１】
チャックテーブル５２上に半導体ウエーハを吸引保持したならば、上記チャックテーブル移動機構５６のサーボモータ５６２が正転駆動されチャックテーブル機構５が矢印２３ａで示す方向に移動され研磨域２５の研磨開始位置に位置付けられる。研磨域２５の研磨開始位置おいては、上記サーボモータ５３を駆動して半導体ウエーハを保持したチャックテーブル５２を回転し、上記サーボモータ３２３を駆動して研磨工具３２５を回転するとともに、上記研磨ユニット送り機構４のパルスモータ４４を正転駆動して研磨ユニット３を下降即ち前進せしめ、研磨工具３２５の研磨部材３２７をチャックテーブル５２上の半導体ウエーハの裏面を所定の荷重で押圧する。次に、上記チャックテーブル移動機構５６のサーボモータ５６２を正転駆動してチャックテーブル機構５を矢印２３ａで示す方向に研磨工具３２５の研磨部材３２７がチャックテーブル６２に保持された半導体ウエーハの中心位置を僅かに越えた研磨終了位置迄移動する。そして、チャックテーブル５２が研磨終了位置迄移動したら、サーボモータ５６２を逆転駆動してチャックテーブル機構５を矢印２３ｂで示す方向に移動して研磨開始位置に戻し、上記研磨動作を繰り返し実行する。この研磨動作を予め設定された時間、またはチャックテーブル機構５の往復動を設定された回数実行することにより、研磨部材３２７の作用によって半導体ウエーハの裏面が所定量乾式研磨され、残留加工歪が除去される。なお、上述した乾式研磨作用によって研磨粉が生成され防塵カバー７内に飛散するが、この研磨粉は排気ダクト７６を通して後述する粉塵処理装置に排出される。
【００２２】
上述したようにして研磨が終了すると、研磨工具３２５が半導体ウエーハの裏面から上方に離隔され、チャックテーブル機構５が矢印２３ｂで示す方向に被加工物搬入・搬出域２４まで移動せしめられる。しかる後に、チャックテーブル５２上の研磨加工された半導体ウエーハの吸引保持が解除され、吸引保持が解除された半導体ウエーハは被加工物搬出手段１７により搬出されて洗浄手段１４に搬送される。洗浄手段１４に搬送された半導体ウエーハは、ここで洗浄された後に被加工物搬送手段１５よって第２のカセット１２の所定位置に収納される。
【００２３】
次に、上述した乾式研磨作用によって生成された研磨粉を処理する粉塵処理装置について、図５乃至図１３を参照して説明する。
図示の実施形態における粉塵処理装置８は、上述した研磨機の機体ハウジング２の側方に配置される。粉塵処理装置８は、図５および図６に示すように直方体形状の装置ハウジング８１を具備しており、この装置ハウジング８１の下面には移動を容易にするためのキャスター８２が装着されており、ユニットとして移動可能に構成されている。装置ハウジング８１の上壁８１１には、含塵エアーを取り入れ粉塵とエアーとに分離するサイクロン式分離手段８３が配設されている。サイクロン式分離手段８３は、図６に示すようにステンレス鋼等の金属材によって形成された外筒８３１と該外筒８３１内に配設された内筒８３２とからなっており、該両筒間に分離室８３０が形成される。なお、外筒８３１と内筒８３２の上端には閉塞板８３３が取り付けられている。外筒８３１の上部には含塵エアー取り入れ口８３１ａが形成されており、この含塵エアー取り入れ口８３１ａに取り入れ管８３４が装着されている。なお、取り入れ管８３４は図７に示すように分離室８３０に対して接線方向に向けて取り付けられている。この取り入れ管８３４に上述した研磨機の防塵カバー７に装着された排気ダクト７６が接続される。外筒８３１の下端には下方に向かって径が減少された漏斗状の廃液受部８３１ｂが設けられており、この廃液受部８３１ｂの中心部には落下口８３１ｃが設けられている。このように構成されたサイクロン式分離手段８３は、排気ダクト７６および取り入れ管８３４を通して含塵エアー取り入れ口８３１ａから流入した含塵エアーを分離室８３０で旋回せしめ、旋回による遠心力の作用で粉塵とエアーとを分離し、粉塵が廃液受部８３１ｂに落下し、エアーが内筒８３２に流入する。
【００２４】
上述したようにサイクロン式分離手段８３の分離室８３０で遠心力の作用によって分離された粉塵は、分離室８３０を形成する外筒８３１の内周面および内筒８３２の外周面特に外筒８３１の内周面に付着する。この外筒８３１の内周面および内筒８３２の外周面に付着した粉塵を洗い流すために図示の実施形態においては、外周筒８３１の内周面および内筒８３２の外周面に水を噴射するシャワー手段８４を備えている。このシャワー手段８４は、サイクロン式分離手段８３の分離室８３０の上端部に配設され外筒８３１の内周面および内筒８３２の外周面に向けて斜め下方に水を噴射する噴口を備えた環状のノズル８４１を具備している。環状のノズル８４１には図８に示すように１８０度の位相差をもって２個の水流入パイプ８４２、８４２が取り付けられており、この２個の水供給パイプ８４２、８４２は外筒８３１を径方向に貫通して配設されている。パイプ８４２、８４２には図５に示すようにそれぞれホース８４３（図５には一方のみが示されている）が接続されており、このホース８４３が図示しない水供給手段に接続されている。従って、図示しない水供給手段によって供給された水は、ホース８４３およびパイプ８４２を介して環状のノズル８４１に流入し、噴口から外筒８３１の内面および内筒８３２に向けて噴射される。この結果、外筒８３１の内面および内筒８３２に付着した粉塵はノズル８４１から噴射された水によって洗い流され、廃液となって廃液受部８３１ｂの落下口８３１ｃから後述する廃液収容手段に排出される。
【００２５】
上記遠心分離手段８３の下方には、図６に示すようにサイクロン式分離手段８３によって分離され廃液受部８３１ｂの落下口８３１ｃから排出される粉塵および廃液を収容する廃液収容手段８５が配設されている。廃液収容手段８５は、上端部が上記サイクロン式分離手段８３の廃液受部８３１ｂの落下口８３１ｃ部に接続された落下導管８５１と、該落下導管８５１を通して排出された廃液を収容する廃液槽８５２とからなっている、この廃液槽８５２は透明な合成樹脂によって形成されている、その底面から所定量上方の位置に排出口８５２ａが設けられている。この排出口８５２ａ部にドレンパイプ８５２ｂが一体に形成されている。ドレンパイプ８５２ｂにはドレン手段としてのドレンホース８５３が接続されており、このドレンホース８５３は図５に示すように装置ハウジング８１の外に導かれ図示しない廃液処理装置に達している。このように、図示の粉塵処理装置８においては、サイクロン式分離手段８３によって分離された粉塵は上記シャワー手段８４によって噴射された水と混合され廃液となって廃液槽８５２に収容されドレン手段によって図示しない廃液処理装置に排出されるので、粉塵が飛散することがないとともに、粉塵爆発の虞がなく安全に処理することができる。
【００２６】
ここで、上記廃液槽８５２に設けられた排出口８５２ａと上記落下導管８５１との関係について説明する。即ち、落下導管８５１の下端は排出口８５２ａより下方に位置して開口されている。従って、廃液槽８５２内に収容される廃液の液面は少なくとも排出口８５２ａの位置にあるため、落下導管８５１の下端は常に廃液の液面より下側即ち廃液中に漬侵している状態となる。この結果、排出口８５２ａ側から落下導管８５１を通してエアーが逆流することが防止される。このように、上記落下導管８５１の下端を廃液槽８５２に設けられた排出口８５２ａの位置より下方に位置付けた構成は、落下導管８５１を通してエアーが逆流すること防止する逆流防止手段として機能する。なお、図示の実施形態における廃液槽８５２は透明な合成樹脂によって形成されているので、廃液槽８５２内の廃液の状態を外側から目視することができる。このように廃液槽８５２が透明な合成樹脂によって形成されているのに関連して、装置ハウジング８１の側壁８１２には廃液槽８５２と対向する位置に覗き窓８１３が設けられている。従って、装置ハウジング８１の外側から覗き窓８１３を通して廃液槽８５２内の廃液の状態を確認することができる。
【００２７】
図示の実施形態における粉塵処理装置８は、図６および図９に示すように上記サイクロン式分離手段８３を構成する内筒８３２内に配設されサイクロン式分離手段８３によって粉塵と分離されたエアーを濾過するためのフィルター手段８６を備えている。図示のフィルター手段８６は円筒状の３個のフィルター８６１を備えており、この円筒状の３個のフィルター８６１は下端面が封鎖されている。各フィルター８６１は、内筒８３２の上端に取り付けられた上記閉塞板８３３に設けられた取付け穴８３３ａ（図６参照）を挿通して配設され、上端に設けられた取付けフランジ８６１ａが閉塞板８３３にビス等の固定手段によって取付けられる。従って、内筒８３２の下端から流入されたエアーは、フィルター８６１の外周から中心穴８６１ｂに至る間に微細な粉塵が濾過され、清浄なエアーとなって中心穴８６１ｂの上端から流出する。
【００２８】
上記サイクロン式分離手段８３の上端には、図６に示すように上記３個のフィルター８６１を通った清浄なエアーが流出する室８７０を備えた蓋８７が開閉可能に装着されている。この蓋８７はステンレス鋼等の金属材によって形成され、その側壁には排気口８７１が設けられており、この排気口８７１に排気管８７２が装着されている。排気管８７２には排気ダクト８７５が接続され、この排気ダクト８７５に装置ハウジング８１内に配設された強制排気手段としてのエアーポンプ８７６の吸入側が接続されている。エアーポンプ８７６の吐出側には排気ダクト８７７が接続されており、この排気ダクト８７７によって上述したように清浄化されたエアーは装置ハウジング８１の外に排気される。従って、蓋８７に形成された室８７０、排気ダクト８７５、エアーポンプ８７６および排気ダクト８７７は、フィルター手段８６によって濾過されたエアーを排気する排気手段として機能する。
【００２９】
図示の実施形態における粉塵処理装置８は、図５、図６および図９に示すように上記３個のフィルター８６１によって捕集された微細な粉塵を除去するためのフィルター再生手段８８を具備している。フィルター再生手段８８は、蓋８７の上壁の内側に配設されそれぞれ３個のフィルター８６１の中心穴８６１ｂに向けて高圧エアーを噴射する３個の噴射ノズル８８１と、該３個の噴射ノズル８８１に供給する高圧エアーを貯蔵するエアータンク８８２と、該エアータンク８８２と噴射ノズル８８１とを接続するエアーホース８８３と、該エアーホース８８３から噴射ノズル８８１に供給するエアーをそれぞれ制御する３個の制御バルブ８８４と、該３個の制御バルブ８８４をそれぞれ作動せしめるための制御エアーを供給する３個のエアーパイプ８８５とを具備している。このように構成されたフィルター再生手段８８は、図示しない制御エアー供給手段によってエアーパイプ８８５を介して制御バルブ８８４に制御エアーを作用せしめると、制御バルブ８８４が開路せしめられてエアータンク８８２内の高圧エアーがエアーホース８８３および制御バルブ８８４を通り噴射ノズル８８１からフィルター８６１の中心穴８６１ｂに向けて噴射される。この結果、フィルター８６１の中心穴８６１ｂ側から外周に向けて濾過時とは逆に高圧エアーが流れるため、フィルター８６１によって捕集された微細な粉塵が外周から吹き飛ばされ、フィルター８６１が洗浄される。なお、このフィルター再生手段８８は、所定時間稼働した時点で定期的に作動すればよく、また、粉塵処理装置８の作動中に定期的に３個の制御バルブ８８４を順次作動して、３個のフィルター８６１を１本づつ順次洗浄することが効果的である。
【００３０】
次に、上記サイクロン式分離手段８３の上端に蓋８７を開閉可能に装着する取付け機構について、図５および図１０乃至図１３を参照して説明する。
図示の取付け機構は、図５に示すように一対のヒンジ機構８９、８９からなっている。この一対のヒンジ機構８９、８９は実質的に同一の構成であるため、以下一方のみについて図１０乃至図１３に基づいて説明する。ヒンジ機構８９は、サイクロン式分離手段８３を構成する外筒８３１の上部外周面に一端が溶接によって取り付けられた第１のヒンジ部材８９１と、蓋８７の外周面に一端が溶接によって取り付けられたＬ字状の第２のヒンジ部材８９２と、第１のヒンジ部材８９１の他端部と第２のヒンジ部材８９２の他端部を互いに回動可能に連結する支持軸８９３とからなっている。従って、蓋８７のヒンジ機構８９と反対側の外周面に取り付けられた把手８７７を把持して持ち上げ上げることにより、蓋８７は支持軸８９３を中心に回動して開けることができる。このようにして蓋８７を開けることにより、上記フィルター８６１の交換が可能となる。
【００３１】
上記のようにして蓋８７を開けた後、蓋８７を閉める際に蓋８７が非常に重いため操作を誤って蓋８７と外筒８３１との間に指を挟む危険性がある。そこで、図示のヒンジ機構８９の一方には、蓋８７が閉止する前に図１２および図１３に示す位置で蓋８７の閉止方向の作動を停止させるストッパー手段８９５が配設されている。ストッパー手段８９５は、第２のヒンジ部材８９２に取り付けられたブラケット８９６と、該ブラケット８９６に上記支持軸８９３と直行する方向に配設された支持ピン８９７によって上端部が支持されたストッパーレバー８９８とからなっている。ストッパーレバー８９８の下端部には直角に延びる係止部８９８ａが設けられており、中間部には把手８９８ｂが取り付けられている。このように構成されたストッパーレバー８９８は、その上端部が支持ピン８９７によって回動可能に支持されているため、蓋８７を開位置から閉位置に回動していくと自重によってその下端即ち係止部８９８ａが上記第１のヒンジ部材８９１の上側に位置するように構成されている。なお、必要に応じてストッパーレバー８９８を支持ピン８９７を中心として図１１および図１３において反時計方向に付勢するバネ手段を設けてもよい。従って、蓋８７を開位置から閉位置に向けて所定の角度まで回動すると、図１２および図１３に示すようにストッパーレバー８９８の係止部８９８ａが第１のヒンジ部材８９１の上面に当接して蓋８７の回動が規制される。このため、蓋８７を開位置から閉位置に向けて勢い良く回動することにより誤って蓋８７と外筒８３１との間に指を挟む危険性を未然に防止することができる。このようにして蓋８７を所定の角度位置で一端停止したら、蓋８７をその状態で保持しつつ把手８９８ｂを持ってストッパーレバー８９８を押して支持ピン８９７に図１３において時計方向に回動し、係止部８９８ａと第１のヒンジ部材８９１との係合を解除する。そして、蓋８７を閉位置に向けて回動することにより、図１０および図１１に示すように閉位置に位置付けることができる。
【００３２】
次に、粉塵処理装置の他の実施形態について、図１４を参照して説明する。なお、図１４に示す粉塵処理装置９においては、上記粉塵処理装置８の構成部材と同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。
図１４に示す粉塵処理装置９は、サイクロン式分離手段９３を構成する外筒９３１が下方に延長して形成されその底部に廃液収容手段としての廃液槽９４を構成している。この廃液槽９４には、その底面から所定量上方の位置に排出口９４１が設けられている。この排出口９４１にはドレン手段としてのドレンパイプ９４２が挿通されている。なお、ドレンパイプ９４２の入口側端部は、廃液槽９４内において底部に近接して開口している。廃液槽９４内に収容される廃液の液面は少なくとも排出口９４１の位置にあるため、ドレンパイプ９４２の入口側端部は常に廃液の液面より下方即ち廃液中に漬侵している状態となる。この結果、排出口９４１側から内筒９３２を通してエアーが逆流することが防止される。また、サイクロン式分離手段９３を構成する内筒９３２も下方に延長して形成され、その下端は排出口９４１より下方に位置して開口されている。従って、廃液槽９４内に収容される廃液の液面は少なくとも排出口９４１の位置にあるため、内筒９３２の下端は常に廃液の液面より下側即ち廃液中に漬侵している状態となる。この結果、排出口９４１側から内筒９３２を通してエアーが逆流することが防止されるとともに、確実に粉塵が廃液に混入する。以上のように構成された粉塵処理装置９においては、粉塵取り入れ管９３４を通して粉塵取り入れ口９３１ａから流入した粉塵とエアーを分離室９３０で旋回せしめ、旋回による遠心力の作用で粉塵とエアーとを分離し、シャワー手段８４から噴射される水によって粉塵が廃液槽９４に落下し、エアーが廃液槽９４内の廃液の液面を押し退けて内筒９３２に流入する。なお、その後の廃液およびエアーの排出は上述した粉塵処理装置８と同様である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明による粉塵処理装置は以上のように構成されているので、サイクロン式分離手段によって分離された粉塵はシャワー手段によって噴射された水と混合され廃液となって廃液収容手段に収容されドレン手段によって排出されるため、粉塵排出作業を行う必要がない。従って、粉塵の廃棄処理時に粉塵が舞い上がり環境を汚染するという問題が解消解消されるとともに、粉塵爆発の虞がなく安全に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による粉塵処理装置を装備する加工機としての研磨機の一実施形態を示す斜視図。
【図２】図１に示す研磨機に装備される研磨ユニットを構成する研磨工具を示す斜視図。
【図３】図２に示す研磨工具その下面側から見た状態を示す斜視図。
【図４】図１に示す研磨機に装備されるチャックテーブル機構およびチャックテーブル移動機構を示す斜視図。
【図５】本発明による粉塵処理装置の一実施形態を示す斜視図。
【図６】図５に示す粉塵処理装置の断面図。
【図７】図６におけるＡ−Ａ断面図。
【図８】図５に示す粉塵処理装置を構成するシャワー手段のノズルを示す斜視図。
【図９】図５に示す粉塵処理装置を構成するサイクロン式分離手段に装着される蓋を開けた状態を示す斜視図。
【図１０】図５に示す粉塵処理装置を構成するサイクロン式分離手段に蓋を開閉可能に装着するヒンジ機構の要部側面図
【図１１】図１０に示すヒンジ機構の要部正面図。
【図１２】図１０に示すヒンジ機構の作動状態を示す側面図、
【図１３】図１０に示すヒンジ機構の作動状態を示す正面図、
【図１４】本発明による粉塵処理装置の他の実施形態を示す斜視図。
【符号の説明】
２：装置ハウジング
３：研磨ユニット
３２：スピンドルユニット
４：研磨ユニット送り機構
５：チャックテーブル機構
６１、６２：蛇腹手段
７：防塵カバー
８：粉塵処理装置
８１：装置ハウジング
８２：キャスター
８３：サイクロン式分離手段
８３１：サイクロン式分離手段の外筒
８３２：サイクロン式分離手段の内筒
８４：シャワー手段
８４１：ノズル
８５：廃液収容手段
８５１：落下導管
８５２：廃液槽
８５３：ドレンホース
８６：フィルター手段
８６１：フィルター
８７：蓋
８７２：排気管
８７５：排気ダクト
８７６：エアーポンプ
８７７：排気ダクト
８８：フィルター再生手段
８８１：噴射ノズル
８８２：エアータンク
８８４：制御バルブ
８９：ヒンジ機構
９：粉塵処理装置
９３：サイクロン式分離手段
９３１：サイクロン式分離手段の外筒
９３２：サイクロン式分離手段の内筒
９４：廃液槽
９４２：ドレンパイプ
１１：第１のカセット
１２：第２のカセット
１３：被加工物仮載置手段
１４：洗浄手段
１５：被加工物搬送手段
１６：被加工物搬入手段
１７：被加工物搬出手段
１８：洗浄水噴射ノズル
【図１】
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【図２】
2004001118.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004001118.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004001118.tif 000011
【図１０】
2004001118.tif 000012
【図１１】
2004001118.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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