(57)【要約】【課題】  気液分離のための容器を加工装置内に設置することのできる流体吸引装置を提供することである。【解決手段】  加工装置に用いる流体吸引装置であって、吸引源と、該加工装置の被吸引領域と該吸引源とを接続する配管と、該配管の途中に設けられ、該配管を流れる気体と液体とを分離する気液分離容器と、該気液分離容器で分離され貯留された液体を該気液分離容器から排水する排水手段と、該気液分離容器に貯留された液体の水位を検出する水位センサと、を備え、該排水手段は、気体供給源から供給される気体によって負圧を発生させ、該気液分離容器内の液体を吸引して排水する排水エジェクタと、該水位センサが検出した水位に応じて該排水エジェクタに供給する気体の流量を調整することで該排水エジェクタの排水量を調整し、該気液分離容器内の水位を所定の範囲に納める調整手段と、を含むことを特徴とする。【選択図】図５
2016043421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工装置に用いる流体吸引装置であって、
吸引源と、
該加工装置の被吸引領域と該吸引源とを接続する配管と、
該配管の途中に設けられ、該配管を流れる気体と液体とを分離する気液分離容器と、
該気液分離容器で分離され貯留された液体を該気液分離容器から排水する排水手段と、
該気液分離容器に貯留された液体の水位を検出する水位センサと、を備え、
該排水手段は、
気体供給源から供給される気体によって負圧を発生させ、該気液分離容器内の液体を吸引して排水する排水エジェクタと、
該水位センサが検出した水位に応じて該排水エジェクタに供給する気体の流量を調整することで該排水エジェクタの排水量を調整し、該気液分離容器内の水位を所定の範囲に納める調整手段と、を含むことを特徴とする流体吸引装置。
【請求項２】
該加工装置は、チャックテーブルに保持された被加工物を切削ブレードで切削する切削手段と、該切削ブレードに切削液を供給する切削液供給手段と、を備えた切削装置であって、
該被吸引領域は、該切削液供給手段が接続され、該切削ブレードを覆うブレードカバーで仕切られた領域であることを特徴とする請求項１記載の流体吸引装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削装置等の加工装置に接続して用いられる流体吸引装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造等に用いられる切削装置や研削装置では、半導体ウェーハを加工する際に純水等の加工液を切削ブレードや研削ホイール等の加工手段と半導体ウェーハに供給しながら加工を実施する。加工液は、発生する加工屑を除去し、加工による発熱を抑えるために供給される。
【０００３】
切削装置においては、加工屑を含んだ切削液がウェーハの上面に広がることで加工屑がウェーハのデバイス上に付着し、デバイスの性能を低下させる場合がある。そこで、切削ブレードを覆うブレードカバー（ホイールカバー）から切削液を供給し、切削屑を含んだ切削液をウェーハに広がる前に除去する切削装置が提案されている（特開２０１１−０４２００９号公報参照）。
【０００４】
しかし、この公開公報に記載された切削装置では、切削液と空気を同時に吸引するため、吸引装置の配管内で液体が溜まったり、吸引力によって配管が振れたりすることで吸引力が安定しないという問題が発生した。この問題を解決するため、特開２０１１−１０４７２６号公報では、配管途中にタンクを設け、切削液を空気から分離する切削装置を提案した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０４２００９号公報
【特許文献２】特開２０１１−１０４７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献２に開示された切削装置では、吸引して排出する切削液の量が多いため、タンクの体積が増え、タンクを切削装置内に設置することが難しいという課題が残った。切削装置は通常維持コストの高いクリーンルーム内に設置されるため、装置設置面積の縮小化が常に要請されている。
【０００７】
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、気液分離のための容器を加工装置内に設置することのできる流体吸引装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によると、加工装置に用いる流体吸引装置であって、吸引源と、該加工装置の被吸引領域と該吸引源とを接続する配管と、該配管の途中に設けられ、該配管を流れる気体と液体とを分離する気液分離容器と、該気液分離容器で分離され貯留された液体を該気液分離容器から排水する排水手段と、該気液分離容器に貯留された液体の水位を検出する水位センサと、を備え、該排水手段は、気体供給源から供給される気体によって負圧を発生させ、該気液分離容器内の液体を吸引して排水する排水エジェクタと、該水位センサが検出した水位に応じて該排水エジェクタに供給する気体の流量を調整することで該排水エジェクタの排水量を調整し、該気液分離容器内の水位を所定の範囲に納める調整手段と、を含むことを特徴とする流体吸引装置が提供される。
【０００９】
好ましくは、該加工装置は、チャックテーブルに保持された被加工物を切削ブレードで切削する切削手段と、該切削ブレードに切削液を供給する切削液供給手段と、を備えた切削装置であって、該被吸引領域は、該切削液供給手段が接続され、該切削ブレードを覆うブレードカバーで仕切られた領域である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の流体吸引装置によると、排水エジェクタで気液分離容器内に溜まった水を適宜排水するので気液分離のための容器を小型化でき、加工装置内に設置することができる。また、吸引源は一定の負圧を作用させて加工屑を含んだ加工液を吸引するが、気液分離容器の空き容量が変動すると、被吸引領域に作用する負圧が変動してしまう。
【００１１】
然し、本発明では、吸引される液体の量に応じて排水エジェクタの排水量が自動的に調整されるので、容器の空き容量が所定範囲内に制御され、安定した吸引作用を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】切削装置の外観斜視図である。
【図２】切削ブレードをスピンドルに装着する様子を示す分解斜視図である。
【図３】切削ブレードがスピンドルに装着された状態の斜視図である。
【図４】流体吸引装置に接続されたブレードカバーの斜視図である。
【図５】本発明実施形態に係る流体吸引装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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は本発明実施形態に係る流体吸引装置を備えた切削装置２の外観を示している。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手段４が設けられている。装置上部には、オペレータに対する案内画面や後述する撮像手段によって撮像された画像が表示されるＣＲＴ等の表示手段６が設けられている。
【００１４】
８はウェーハカセットであり、ウェーハカセット８中にはダイシングテープＴを介して環状フレームＦに支持された半導体ウェーハＷが複数枚（例えば２５枚）収容される。ウェーハカセット８は上下動可能なカセットエレベータ９上に載置される。
【００１５】
ウェーハカセット８の後方には、ウェーハカセット８から切削前のウェーハＷを搬出するとともに、切削後のウェーハをウェーハカセット８に搬入する搬出入手段１０が配設されている。ウェーハカセット８と搬出入手段１０との間には、搬出入対象のウェ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、ウェーハ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。
【００１６】
仮置き領域１２の近傍には、ウェーハ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に搬出されたウェーハ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、複数の固定手段（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。
【００１７】
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、ウェーハＷの切削すべきストリートを検出するアライメント手段２０が配設されている。
【００１８】
アライメント手段２０は、ウェーハＷの表面を撮像する撮像手段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画像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。撮像手段２２によって取得された画像は、表示手段６に表示される。撮像手段２２は可視光線で撮像する通常のカメラの他に赤外線カメラを備えている。
【００１９】
アライメント手段２０の左側には、チャックテーブル１８に保持されたウェーハＷに対して切削加工を施す切削手段２４が配設されている。切削手段２４はアライメント手段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。
【００２０】
切削手段２４は、図３に示すように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は撮像手段２２のＸ軸方向の延長線上に位置している。
【００２１】
本実施形態では、切削ブレード２８はブレードカバー５８によりその全体が覆われている。５６はウェーハ等の被加工物の切削中に被加工物上面とブレードカバー５８の底部との間をプール液で満たすプール液供給手段であり、本実施形態ではブレードカバー５８の外部に設置されている。
【００２２】
２５は切削が終了したウェーハＷを洗浄装置２７まで搬送する搬送手段であり、洗浄装置２７では、ウェーハＷを洗浄するとともにエアノズルからエアを噴出させてウェーハＷを乾燥する。
【００２３】
図２を参照すると、ブレードマウント３６がその先端に固定されたスピンドル２６と、切削ブレード２８との装着関係を示す分解斜視図が示されている。切削手段（切削ユニット）２４のスピンドルハウジング３２中にスピンドル２６が回転可能に収容されている。
【００２４】
ブレードマウント３６は、ボス部３８と、ボス部３８と一体的に形成された固定フランジ４０とから構成される。ボス部３８には雄ねじ４２が形成されている。ブレードマウント３６は、ブレードマウント３６の装着穴をスピンドル２６の図示しない先端小径部及びテーパ部に挿入して、ナット４４をスピンドル２６の先端小径部に形成された雄ねじに螺合して締め付けることにより、スピンドル２６の先端部に取り付けられる。
【００２５】
切削ブレード２８の装着穴５２をブレードマウント３６のボス部３８に挿入し、固定ナット５４をボス部３８の雄ねじ４２に螺合して締め付けることにより、図３に示すように切削ブレード２８はスピンドル２６に取り付けられる。
【００２６】
切削ブレード２８はハブブレードとよばれ、円形ハブ４８を有する円形基台４６の外周にダイアモンド砥粒をニッケルめっきで固定した切刃５０を有する電鋳ブレードである。切削ブレード２８の切刃５０は２０〜３０μｍの厚みを有している。
【００２７】
図４を参照すると、本発明実施形態に係るブレードカバー５８の斜視図が示されている。ブレードカバー５８は、第１カバー６０と、第１カバー６０に例えば締結ねじ等により着脱可能に固定される第２カバー６２とから構成される。
【００２８】
ブレードカバー５８は、天井部５８ａと、切削ブレード２８の先端が突出する開口６４を有する天井部５８ａに対向する底部５８ｂと、天井部５８ａと底部５８ｂを連結する側壁部５８ｃとから構成される。
【００２９】
ブレードカバー５８は空間部６６を画成しており、この空間部６６中に切削ブレード２８が挿入され、開口６４から突出して加工点に作用する切削ブレード２８の先端部を除いて切削ブレード２８はブレードカバー５８により覆われる。
【００３０】
ブレードカバー５８は切削液供給路６８を有しており、切削液供給路６８の一端は切削液供給源７０に接続され、他端には切削ブレード２８が挿入される空間部６６に切削液を噴出する噴出口７２が形成されている。切削液供給路６８、切削液供給源７０及び切削液噴出口７２により切削液供給手段を構成する。
【００３１】
７４は本発明実施形態に係る流体吸引装置（廃液回収手段）であり、ブレードカバー６０の被吸引領域と吸引源７８とを接続する配管７６と、吸引源７８と、配管７６の途中に設けられた気液分離容器８０とを含んでいる。図４では、気液分離容器８０は省略されている。配管７６の一端はブレードカバー５８の側壁部５８ｃに連結されている。
【００３２】
配管７６の傾斜角度は、チャックテーブル１８の保持面に対して３０°以下が好ましい。この傾斜角度が小さいほど、吸引源７８による安定した連続吸引が可能となる。液体吸引装置７４は、切削ブレード２８に供給された切削液が切削ブレード２８の回転に伴って飛散する側に配設されている。
【００３３】
ブレードカバー５８の側壁部５８ｃには切削液排出用開口部６６ａが形成されており、この開口部６６ａを通してブレードカバー５８の空間部６６と配管７６の内部が連通されている。配管７６の一端部には更に底部に開いた開口７６ａが形成されている。
【００３４】
次に、図５を参照して、本発明実施形態に係る液体吸引装置７４について詳細に説明する。配管７６には気液分離容器８０が接続されている。気液分離容器８０の上部側方には配管８２が連結されており、この配管８２に直角に接続するように配管８６が配設されている。
【００３５】
配管８６は圧縮エア供給源８４に接続されており、配管８６を介して圧縮されたエアを配管８２に吹き込むことにより負圧が生成され、エジェクタ７８が形成される。本実施形態では、このエジェクタ７８が吸引源として作用する。エジェクタ７８により、気液分離容器８０内のエアが矢印Ａに示すように配管８２を通して強制的に排出される。
【００３６】
気液分離容器８０の下端部近傍には排水手段８８が配設されている。排水手段８８は、気液分離容器８０の側壁に接続された配管９０と、配管９０に直角に接続された配管９２を含んでいる。
【００３７】
配管９２は圧縮エア供給源８４に接続されており、配管９２を介して配管９０内に圧縮エアが供給されると負圧が生成し、排水エジェクタ９４が形成される。排水エジェクタ９４により、気液分離容器８０内の加工液（水）１０４が矢印Ｂで示すようにドレーンへと排水される。
【００３８】
配管８６を介して圧縮エア供給源８４から圧縮エアを配管８２内に吹き込むとエジェクタ７８が形成され、このエジェクタ７８による負圧作用により被吸引領域（ブレードカバー６０の内部）の切削液が配管７６を介して矢印Ｃに示すように吸引され、気液分離容器８０内に切削屑を含んだ切削液１０４が貯留される。
【００３９】
切削液１０４の液面１０４ａには水位検出手段としてのフロートセンサ１０６が浮いており、フロートセンサ１０６は切削液１０４の液面（水位）１０４ａの高さに応じて上下方向に移動する。
【００４０】
フロートセンサ１０６は制御手段１０８に接続されており、制御手段１０８は切削液１０４の水位を調整する調整手段９６の電磁弁９８に接続されている。電磁弁９８の一端は圧縮エア供給源８４に接続されており、他端は大流量バルブ１００又は小流量バルブ１０２を介して配管９２に接続されている。
【００４１】
図示されているように、電磁弁９８が大流量バルブ１００を圧縮エア供給源に接続すると、配管９２から大流量の圧縮エアが配管９０内に供給され、排水エジェクタ９４により排水される気液分離容器８０内の切削液１０４の排出量が多くなる。
【００４２】
一方、電磁弁９８により小流量バルブ１０２が圧縮エア供給源に接続されると、配管９２を介して小流量の圧縮エアが配管９０内に吹き込まれるため、排水エジェクタ９４の負圧が小さくなるため、気液分離容器８０内の切削液１０４の排出量は減少する。
【００４３】
本実施形態では、フロートセンサ１０６で検出する切削液１０４の水位が所定の範囲１１０となるように制御手段１０８で電磁弁９８を切り替えて、大流量バルブ１００又は小流量バルブ１０２を選択的に圧縮エア供給源８４に接続する。
【００４４】
即ち、気液分離容器８０内の切削液１０４の水位が所定の範囲１１０を超えて高くなった場合には、電磁弁９８を制御して大流量バルブ１００が圧縮エア供給源８４に接続し、排水エジェクタ９４で生成される負圧を大きくして排水量を増大するように制御する。
【００４５】
一方、フロートセンサ１０６で検出する水位が所定の範囲１１０を超えて低下した場合には、制御手段１０８が小流量バルブ１０２が圧縮エア供給源８４に接続されるように電磁弁９８を切り替え、排水エジェクタ９４で生成される負圧が小さくなるように制御する。これにより、気液分離容器８０内から排出される切削液１０４の排水量が減少する。
【００４６】
このように、フロートセンサ１０６で検出する切削液１０４の水位に応じて、電磁弁９８が選択的に大流量バルブ１００又は小流量バルブ１０２を圧縮エア供給源８８に接続するように制御することにより、気液分離容器８０内の切削液１０４の水位を所定の範囲１１０内に維持することができる。
【００４７】
非加工中には切削液１０４が使用されないため、気液分離容器８０内に流入する流量が大きく変動するが、本実施形態の流体吸引装置７４では気液分離容器８０内の水位を所定の範囲に調整でき、吸引力を保つことができる。
【００４８】
また、本実施形態では加工屑を含んだ液体が、電磁弁のような可動部を含むバルブ等を通過しないため、加工屑によるバルブの破損や劣化が発生しないという効果もある。
【００４９】
本実施形態の流体吸引装置７４では、気液分離容器８０内に溜まった切削液１０４を排水エジェクタ９４を駆動してその量に応じて適宜排水するので、気液分離容器８０を小型化することができ、切削装置２内に設置することができる。
【００５０】
上述した実施形態では、本発明の流体吸引装置を切削装置に適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、加工液を供給して被加工物を加工する研削装置等の他の加工装置にも同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
２    切削装置
２４    切削手段
２８    切削ブレード
５８    ブレードカバー
７０    切削液供給源
７６    配管
７８    吸引源（エジェクタ）
８０    気液分離容器
８４    圧縮エア供給源
８８    排水手段
９４    排水エジェクタ
９６    調整手段
９８    電磁弁
１００    大流量バルブ
１０２    小流量バルブ
１０４    切削液
１０４ａ    液面（水位）
１０６    フロートセンサ
１０８    制御手段
１１０    所定範囲
【図１】
2016043421.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2016043421.tif 000006
【図５】
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