(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持する保持手段と、この保持手段に保持された被加工物を切削する切削手段と、切削水を供給する切削水供給手段と、この切削水供給手段からの切削水を貯水し保持手段のチャックテーブルに保持された被加工物を水没状態に貯水する貯水槽と、を少なくとも含む水没式切削装置において、
前記貯水槽は、４枚の側壁を立設して箱状に形成されて前記チャックテーブルを囲繞すると共に上端部がチャックテーブルに保持された被加工物の上部よりも高い位置に位置付けられる枠体と、チャックテーブルを含む底部とから構成されており、
前記枠体の全部又はオペレータに面した一枚の側壁が閉位置と開位置とに位置付けられ、この枠体が閉位置に位置付けられた時は、切削水を貯水し前記チャックテーブルに保持された被加工物を水没状態に維持し、枠体が開位置に位置付けられた時は、前記貯水槽の切削水が排水され、チャックテーブルに保持された被加工物が表出することを特徴とする水没式切削装置。
【請求項２】
前記枠体は上下動し、この枠体の上端部が前記チャックテーブルに保持された被加工物の上部よりも高い閉位置と、チャックテーブルに保持された被加工物の上部よりも低い開位置とに位置付けられる請求項１記載の水没式切削装置。
【請求項３】
前記枠体はヒンジによって貯水槽の外部と連結しており、この枠体はヒンジを回転中心として回動し閉位置と開位置とに位置付けられる請求項１記載の水没式切削装置。
【請求項４】
前記枠体には駆動源が連結されていて、この駆動源の駆動によって枠体が閉位置と開位置とに位置付けられる請求項１，２，又は３記載の水没式切削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハ等の被加工物を水中で切削するようにした水没式切削装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウェーハ、セラミックス等の被加工物を切削するには、従来例えば図８に示すような構成の切削装置が使用されている。この切削装置によれば、被加工物Ｗは保持手段のチャックテーブルＡに保持され、顕微鏡Ｂの下方でアライメントが遂行された後、切削領域Ｃ−２へ移動される。この切削領域Ｃ−２では、ノズルＤから被加工物Ｗ上に切削水が供給され、スピンドルＥの先端に取り付けた回転ブレードＦにより被加工物Ｗに対して所望の切削（切断、溝入れ等）が実行される。回転ブレードＦは、ホイールカバーＧ内に収められており、回転ブレードＦの両側には切削水を供給するための前記ノズルＤが配設されていて、充分な切削水が被加工物Ｗと回転ブレードＦに供給されて切削が遂行される。
しかし、切削水を被加工物Ｗと回転ブレードＦとに充分供給しながら切削を行っても、切粉の混ざった切削水が回転ブレードＦの高速回転に伴って勢いよく跳ね上がり、これがホイールカバーＧ内で流動して下方に向かい、被加工物Ｗの表面を強く叩いて傷付けてしまう場合があった。又、飛散した切粉等が乾燥して被加工物Ｗの表面に強固に付着するといった汚染の問題もあった。被加工物Ｗが半導体ウェーハの場合には、表面にＩＣ回路が形成されているため、その表面が破損したり汚染されたりするとＩＣチップが不良となって損害が発生する。
そこで、被加工物Ｗの表面が水の層で保護されていれば上記のような問題が解決されることから、被加工物Ｗを水没させた状態で切削する技術が開発されている。その一例としては、図９（ａ）、（ｂ）のように円筒形の枠体ＨをチャックテーブルＡの上面外周に沿って着脱自在に取り付け、この枠体ＨとチャックテーブルＡとで構成される貯水槽に切削水を溜め、その切削水中で被加工物Ｗを切削するようにした水没式切削装置がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の水没式切削装置によれば、チャックテーブルＡ上に被加工物Ｗを囲むように円筒形の枠体Ｈを載置して貯水槽を形成しているので、切削時においてはこの枠体Ｈ内に切削水が供給され、被加工物Ｗを水没させることはできるが、枠体Ｈ内に溜まっている切削水を排水するには、図９（ｂ）のようにオペレータが枠体ＨをチャックテーブルＡから取り外す必要があり、その着脱には煩に耐えないものがある。
又、被加工物着脱領域Ｃ−１において切削済みの被加工物ＷをチャックテーブルＡから外して新たな被加工物をセットする場合や、切削の途中で切削溝を前記顕微鏡Ｂで検査する場合においては、枠体Ｈ内に溜まっている切削水を一旦排水する必要があり、オペレータはその都度枠体Ｈの取り外し及び据付作業をしなければならず、作業効率が著しく低下する原因になっている。勿論、バキューム手段を新たに設け、枠体Ｈ内の切削水を吸引して排出するように構成したり、或は枠体Ｈ内の底部に開閉可能な排出口を設けて排水するといった手段も考えられるが、バキューム手段の場合には機構が大掛かりになるという問題が生じ、排出口の場合にはその開口面積が自ずと限定されることから切削水の排水速度が遅くなり、スループットが低下するといった問題が生じる。
【０００４】
本発明は、このような従来技術の事態に鑑みてなされたもので、大掛かりな機構を用いることなく、取り扱いが簡単で且つ迅速に切削水を排水できるようにした水没式切削装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための技術的手段として、本発明は、被加工物を保持する保持手段と、この保持手段に保持された被加工物を切削する切削手段と、切削水を供給する切削水供給手段と、この切削水供給手段からの切削水を貯水し保持手段のチャックテーブルに保持された被加工物を水没状態に貯水する貯水槽と、を少なくとも含む水没式切削装置において、
前記貯水槽は、４枚の側壁を立設して箱状に形成されて前記チャックテーブルを囲繞すると共に上端部がチャックテーブルに保持された被加工物の上部よりも高い位置に位置付けられる枠体と、チャックテーブルを含む底部とから構成されており、
前記枠体の全部又はオペレータに面した一枚の側壁が閉位置と開位置とに位置付けられ、この枠体が閉位置に位置付けられた時は、切削水を貯水し前記チャックテーブルに保持された被加工物を水没状態に維持し、枠体が開位置に位置付けられた時は、前記貯水槽の切削水が排水され、チャックテーブルに保持された被加工物が表出することを特徴とする水没式切削装置を要旨とする。
又、この水没式切削装置において、前記枠体は上下動し、この枠体の上端部が前記チャックテーブルに保持された被加工物の上部よりも高い閉位置と、チャックテーブルに保持された被加工物の上部よりも低い開位置とに位置付けられること、
前記枠体はヒンジによって貯水槽の外部と連結しており、この枠体はヒンジを回転中心として回動し閉位置と開位置とに位置付けられること、
前記枠体には駆動源が連結されていて、この駆動源の駆動によって枠体が閉位置と開位置とに位置付けられること、
を要旨とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る水没式切削装置の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、水没式切削装置のアライメント領域及び切削領域を含む作動部の概略斜視図であり、１は装置本体側に固定された廃液トレイであり、その中央部に長手方向に沿って開口部１ａが設けられ、この開口部１ａの両側縁に沿って一対のガイド片１ｂが立設されると共に、両端縁には取付片１ｃが立設され、更に角隅部には排水孔１ｄが形成されてフレキシブルな排水管２が接続されている。
【０００７】
３は廃液トレイ１の開口部１ａの下方に配設された移動手段であり、開口部１ａの長手方向に沿って形成された一対のテーブルガイド片３ａと、このテーブルガイド片３ａに係合して移動する移動テーブル３ｂと、この移動テーブル３ｂを駆動するねじ棒３ｃとモータ３ｄとから構成されている。
【０００８】
移動手段３のねじ棒３ｃには、前記移動テーブル３ｂの底部に取り付けられたボルト（図示せず）が螺合しており、モータ３ｂによりねじ棒３ｃを回転させると、ボルトを介して移動テーブル３ｂがテーブルガイド片３ａに沿って平行移動する。
【０００９】
更に、移動手段３の移動テーブル３ｂ上には、保持手段であるチャックテーブル４が、保持筒５を介して前記廃液トレイ１の開口部１ａから突出して軸回転可能に装着され、このチャックテーブル４を囲繞するようにして貯水槽６が形成されている。
【００１０】
貯水槽６は、前記廃液トレイ１のガイド片１ｂに跨るようにして保持筒５の上部に固定されたウォータカバー６ａと、その外周縁に沿って立設された枠体６ｂとにより構成され、箱状の枠体６ｂを形成する４枚の側壁の上端部は、チャックテーブル４上に吸着保持される被加工物Ｗ（図略）の上部よりも高い位置に設定されている。
【００１１】
更に、枠体６ｂの側壁のうちオペレータに面する手前の側壁７は、上下動可能に形成されている。即ち、前記ウォータカバー６ａの手前の側面に駆動源８が取り付けられ、その上下動するシャフト８ａの先端部が側壁７の下端部中央に取り付けられており、この駆動源８によって側壁７が上下動して閉位置と開位置とに位置付けられる。
【００１２】
図２のように駆動源８のシャフト８ａが上昇した状態では、側壁７は閉位置に位置付けられ枠体６ｂを閉じているが、図３のようにシャフト８ａが下降した状態では、側壁７は開位置に位置付けられ枠体６ｂを開く。８ｂはウォータカバー６ａに取り付けられた一対のガイド片であり、側壁７の両端部に係合して側壁７の上下動が円滑にできるようにしてある。
【００１３】
図１において、９，１０は門型に形成された伸縮自在の蛇腹カバーであり、いずれも中間部にはガイドプレート９ａ、１０ａが設けられると共に、その両側の下端部にはローラ９ｂ、１０ｂがそれぞれ取り付けられ、両端部には固定用フレーム９ｃ、１０ｃがそれぞれ取り付けられている。
【００１４】
この蛇腹カバー９，１０は、前記廃液トレイ１のガイド片１ｂを跨ぐようにしてウォータカバー６ａの両側に取り付けられる。即ち、蛇腹カバー９は、一方の固定用フレーム９ｃを廃液トレイ１に固定された取付板１１にビス止めすると共に、他方の固定用フレーム９ｃをウォータカバー６ａの右側部にビス止めし、蛇腹カバー１０は、同様に一方の固定用フレーム１０ｃを廃液トレイ１に固定された取付板１２にビス止めすると共に、他方の固定用フレーム１０ｃをウォータカバー６ａの左側部にビス止めする。
【００１５】
これにより、ウォータカバー６ａとその両側に取り付けられた蛇腹カバー９，１０とは一連に接続され、廃液トレイ１の開口部１ａを閉塞する。又、前記移動手段３による移動テーブル３ｂの移動に伴ってウォータカバー６ａが左右に動くと、蛇腹カバー９，１０の伸縮（一方が伸びると他方が縮む）により廃液トレイ１の開口部１ａを常に閉塞状態に保持することができる。
【００１６】
この時、蛇腹カバー９，１０における前記ローラ９ｂ、１０ｂは、廃液トレイ１のガイド片１ｂにそれぞれ転動可能に当接しており、前記ウォータカバー６ａの動きに伴う蛇腹カバー９，１０の伸縮動作がガイド片１ｂに沿って円滑になされる。
【００１７】
このように構成された水没式切削装置は、被加工物着脱領域Ｃ−１において前記チャックテーブル４上に被加工物Ｗ（図略）を吸着保持し、顕微鏡Ｂでアライメントした後に切削領域Ｃ−２に移動し、ノズルＤから貯水槽６に切削水を供給して被加工物Ｗを水没状態とし、この水没状態にて前記回転ブレードＦにより切削加工が遂行される。
【００１８】
この時、貯水槽６の枠体６ｂは閉位置に保持されており、前記のようにその上端が被加工物Ｗより上位に位置しているため、貯水槽６に供給された切削水により被加工物Ｗを水没状態に保持することができる。
【００１９】
この水没状態にて被加工物Ｗに所要の切削加工が施された後、側壁７は駆動源８により下降されて開位置に位置付けられる。この結果、貯水槽６の枠体６ｂはオペレータ側が開口し、この開口面積は大きいため貯水槽６内の切削水はほぼ全量が速やかに排水される。排水された切削水は、切削屑等の不純物が混入しており、前記廃液トレイ１に受け止されると共に排水孔１ｄから排水管２に流れ込んで排水される。一方、加工済みの被加工物は切削水の排水によって貯水槽６内で表出状態となる。
【００２０】
この後、被加工物着脱領域Ｃ−１において、加工済みの被加工物をチャックテーブル４から外して新たな被加工物Ｗをチャックテーブル４上に吸着保持させる。この際、側壁７は開位置に位置付けられているので、開口面積が大きいため被加工物の交換を容易に行うことができる。そして、駆動源８により側壁７を上昇させて枠体６ｂを再び閉位置に位置付ける。
【００２１】
次いで、新たな被加工物Ｗを前記顕微鏡Ｂでアライメントした後、移動手段３によりチャックテーブル４を切削領域Ｃ−２まで移動し、前記のようにノズルＤから貯水槽６に切削水を供給して被加工物Ｗを水没させ、回転ブレードＦにより加工を遂行する。このような一連の作業を繰り返し行う。
【００２２】
図４は、本発明の他の実施形態を示すものであり、前記側壁７に代えて回転側壁１３を設けた構成に特徴を有する。即ち、ウォータカバー６ａのオペレータ側の面（手前の面）に取付片１４を固定し、この取付片１４に対しヒンジ１５を介して回転側壁１３を取り付け、このヒンジ１５を回転中心として回動することで閉位置と開位置とに位置付ける。この場合も、図４に示す閉位置にて貯水槽６に切削水を供給し、被加工物Ｗ（図略）を水没させて回転ブレードＦにて加工を施す。
【００２３】
加工終了後は、図５に示すように回転側壁１３を１８０度回動させて開位置に位置付け、貯水槽６内の使用済み切削水を排水する。この場合も貯水槽６の枠体６ｂの開口面積が大きいため、使用済みの切削水をほぼ全量速やかに廃液トレイ１に排水することができ、被加工物の交換も容易にできる。その後の取り扱いは前記と同様であるから説明を省略する。
【００２４】
但し、回転側壁１３を閉位置に戻した際に、その閉位置を保持するため例えば回転側壁１３に当接する側壁の端面に磁石１６を装着して回転側壁１３を磁着により固定することが好ましい。枠体６ｂが非鉄金属又は合成樹脂等で形成されている場合には、磁石１６の代わりに回転側壁１３と側壁とが係止する適宜の止め具（図略）を設けることで、回転側壁１３の閉位置を維持することが可能である。
【００２５】
前記回転側壁１３はオペレータが手動により操作するものであるが、図６のように回転駆動源１７を設けて、回転側壁１８を機械的に回動するように構成することもできる。即ち、ウォータカバー６ａのオペレータ側の面に回転駆動源１７を取り付け、その回転軸１７ａに回転側壁１８の下端部を固定し、回転軸１７ａを回転中心として回動することで閉位置と開位置とに位置付ける。
【００２６】
図６は、回転側壁１８を閉位置にした状態を示し、この閉位置にて貯水槽６に切削水を供給して被加工物Ｗ（図略）を水没させ、回転ブレードＦにて加工を施す。加工後は、図７のように回転駆動源１７により回転側壁１８を１８０度回動させて開位置に位置付け、枠体６ｂを開いて貯水槽６内の使用済み切削水を排水する。この場合も枠体６ｂの開口面積が大きいため、使用済みの切削水を速やかに廃液トレイ１に排水することができ、被加工物の交換作業も容易にできる。その後の取り扱いは前記と同様であるから説明を省略する。
【００２７】
尚、上記実施形態では、いずれも貯水槽６における枠体６ｂの一側壁のみ開閉可能に構成したものであったが、複数の側壁又は側壁全部を開閉可能に構成して実施することも可能である。又、加工後に枠体６ｂを開口するのみならず、切削の途中で被加工物Ｗの切削溝を前記顕微鏡Ｂで検査する場合等においては、貯水槽６内の切削水を一旦排水する必要があるが、そのような場合にも枠体６ｂを開口することで容易に排水することができ、しかも従来の枠体Ｈのようにオペレータがその都度取り外したり据え付けたりする作業は不要となる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、水没式切削装置において、貯水槽を構成する枠体の全部又は一部の側壁を閉位置と開位置とに位置付けるだけで、枠体を閉開し切削水の貯水と排水ができるように構成したので、バキューム手段等の大掛かりな機構を用いることなく、取り扱いが簡単で且つ迅速に切削水を排水することができ、従来の如くオペレータが枠体を着脱する必要がなく、作業効率が向上する等の優れた効果を奏する。
又、枠体の側壁のうちオペレータに面した側壁が、閉位置と開位置とに位置付けられるように構成することで、チャックテーブルへの被加工物の交換作業が容易になり、作業性が著しく向上する。更に、枠体の側壁を閉位置と開位置とに位置付けるための駆動源を設けることで、自動化が図れると共に生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る水没式切削装置の実施形態を示す要部の概略分解斜視図
【図２】貯水槽の枠体が閉位置に位置付けられた状態での拡大斜視図
【図３】その枠体が開位置に位置付けられた状態での拡大斜視図
【図４】手動式の回転側壁を設けた実施形態を示すもので、貯水槽の枠体が閉位置に位置付けられた状態での拡大斜視図
【図５】その枠体が開位置に位置付けられた状態での拡大斜視図
【図６】駆動式の回転側壁を設けた実施形態を示すもので、貯水槽の枠体が閉位置に位置付けられた状態での拡大斜視図
【図７】その枠体が開位置に位置付けられた状態での拡大斜視図
【図８】被加工物の切削装置の一例を示す斜視図
【図９】従来の水没式切削装置の一例を示すもので、（ａ）は水没切削時の状態、（ｂ）は枠体を外した時の状態をそれぞれ示す説明図
【符号の説明】
１…廃液トレイ
２…排水管
３…移動手段
４…チャックテーブル
５…保持筒
６…貯水槽
６ａ…ウォータカバー
６ｂ…枠体
７…側壁
８…駆動源
９、１０…蛇腹カバー
１１，１２…取付板
１３…回転側壁
１４…取付片
１５…ヒンジ
１６…磁石
１７…回転駆動源
１８…回転側壁
【図１】
0004382221.tif 000002
【図２】
0004382221.tif 000003
【図３】
0004382221.tif 000004
【図４】
0004382221.tif 000005
【図５】
0004382221.tif 000006
【図６】
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【図７】
0004382221.tif 000008
【図８】
0004382221.tif 000009
【図９】
0004382221.tif 000010