JP7841860B2 - 加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、ポーラス部材の保持面に二流体を噴射して洗浄する機能を有する加工装置に関する。

ポーラス部材からなる吸引部の上面を保持面とするチャックテーブルにおいてウェーハを吸引保持して研削する研削装置は、二流体を噴射させるノズルを備え、ノズルから噴射した二流体によって保持面を洗浄している（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特開２０１１－２００７８５号公報 特開２０２０－１１９９３１号公報

ポーラス部材の保持面には凹凸がある。そのため、ノズルから噴射した二流体は、凹凸によって保持面上において散乱する。すなわち、保持面に当たった二流体は、噴射方向に対する順方向である保持面にならう方向に流れるだけなく、噴射方向に対する逆方向側にも散乱する。そして、このように保持面において散乱した二流体によって、加工屑が保持面に再付着してしまうことがある。

したがって、ノズルから二流体を噴射してポーラス部材の保持面を洗浄する機能を備えた加工装置においては、二流体を保持面で散乱させないようにするという課題がある。

本発明は、ポーラス部材の凹凸を有する保持面において被加工物を吸引保持するチャックテーブルと、該保持面が保持した被加工物を研削または研磨加工する加工ユニットと、を備える加工装置であって、該保持面に対して傾いた噴射方向に水とエアとを混合させた二流体を噴射するノズルを有する洗浄ユニットを備え、該洗浄ユニットは、該ノズルから噴射される該二流体の、該保持面の凹凸による少なくとも噴射方向の側方および後方への散乱を防止する散乱防止部を備え、該散乱防止部は、該保持面に対面する下面を有し該二流体の噴射方向の前方側に配置される前方板であって、前方に導かれて該前方板に当たった該二流体を降下させることにより、該二流体の乱反射を防止する前方板と、該ノズルを挟んで該前方板の反対側に配置される後方板と、該後方板の両側面に連結されて該後方板とともに該ノズルを囲繞する一対の側板と、該側板のそれぞれの下端に接続されており、該保持面に平行に互いに遠ざかる方向に延在する平板と、を備える。
該散乱防止部は、該後方板の下端に、該ノズルの下端の縮径部に沿って平行に、該縮径部との間に隙間が形成されるように設けられた平行板をさらに備え、該平行板の先端と該ノズルの該縮径部の先端との間の隙間が、該縮径部の下端に設けられた噴射部から該二流体が噴射されたときに負圧となり、該後方板の後方側から外気を導入する外気導入部として機能するとともに、該平行板が、該導入された外気を該ノズルの該噴射部側に向けて噴出させるガイドとして機能し、該導入された外気によって、該保持面の凹凸による該噴射方向の後方への該二流体の散乱を防止することが望ましい。

本発明では、チャックテーブルの保持面の凹凸による二流体の散乱を防止する散乱防止部を洗浄ユニットに備えるため、加工屑が保持面に再付着するおそれを低減することができる。
また、ノズルが噴射した二流体によって外気を噴射方向に導く外気導入部を備えることにより、二流体の散乱のおそれをより低減することができる。

加工装置の一例を示す斜視図である。 洗浄ユニット及びチャックテーブルの例を示す正面図である。 ノズルからチャックテーブルの保持面に向けて二流体を噴射する状態を示す断面図である。 気液分離ユニットの例を示す斜視図である。 ノズルを旋回させながらからチャックテーブルの保持面に向けて二流体を噴射する状態を示す斜視図である。

１ 加工装置の構成
図１に示す加工装置１は、加工ユニットである粗研削ユニット３０と仕上げ研削ユニット３１と研磨ユニット３２とを用いて、チャックテーブル５の上に保持された被加工物１００を加工する加工装置である。加工装置１には制御ユニット１７を備えており、被加工物１００の搬送や研削加工、研磨加工等を行う際に各種の機構を制御する。

加工装置１は、第１の装置ベース１０の後方（＋Ｙ方向側）に第２の装置ベース１１が連結されて構成されている。第１の装置ベース１０上は、被加工物１００の搬出入等が行われる搬出入領域９１となっている。第２の装置ベース１１上は、粗研削ユニット３０、仕上げ研削ユニット３１または研磨ユニット３２によってチャックテーブル５に保持された被加工物１００が加工される加工領域９２となっている。

第１の装置ベース１０の正面側（－Ｙ方向側）には、第１のカセット載置部１５０及び第２のカセット載置部１５１が設けられており、第１のカセット載置部１５０には加工前の被加工物１００が収容される第１のカセット１７３が載置され、第２のカセット載置部１５１には加工後の被加工物１００が収容される第２のカセット１７４が載置される。

第１のカセット１７３の後方（＋Ｙ方向側）には図示しない開口が設けられており、当該開口の後方には、第１のカセット１７３から加工前の被加工物１００を搬出するとともに加工後の被加工物１００を第２のカセット１７４に搬入するロボット１５５が配設されている。ロボット１５５に隣接する位置には、仮置き領域１５２が設けられており、仮置き領域１５２には、回転可能なテーブル１５３と、テーブル１５３に載置された被加工物１００の上面１０１を撮像するカメラ１５４と備えている。

仮置き領域１５２に隣接する位置には、被加工物１００を保持した状態で旋回する第１搬送機構１７１が配置されている。第１搬送機構１７１は、仮置き領域１５２に位置する被加工物１００を保持し、加工領域９２内に配設されているいずれかのチャックテーブル５へ搬送することができる。第１搬送機構１７１の隣には、加工後の被加工物１００を保持した状態で旋回する第２搬送機構１７２が設けられており、第２搬送機構１７２の近傍には、第２搬送機構１７２により搬送された加工後の被加工物１００を洗浄するスピンナー洗浄ユニット１５６が配置されている。スピンナー洗浄ユニット１５６により洗浄された被加工物１００は、ロボット１５５により第２のカセット１７４に搬入される。

第２の装置ベース１１の上の前方の－Ｘ側には第１のコラム１２が立設されており、第１のコラム１２の側面には粗研削送りユニット２０が配設されている。粗研削送りユニット２０は、鉛直方向（Ｚ軸方向）の軸心を有するボールネジ２００と、ボールネジ２００と平行に配設された一対のガイドレール２０１と、ボールネジ２００に連結されボールネジ２００を回動させるモータ２０２と、内部のナットがボールネジ２００に螺合し側部がガイドレール２０１に摺接する昇降板２０３と、昇降板２０３に連結され粗研削ユニット３０を保持するホルダ２０４とを備えている。モータ２０２がボールネジ２００を回動させると、これに伴い昇降板２０３がガイドレール２０１にガイドされてＺ軸方向に往復移動し、昇降板２０３に連結されたホルダ２０４に支持されている粗研削ユニット３０がＺ軸方向に往復移動する構成となっている。

粗研削ユニット３０は、軸方向が鉛直方向（Ｚ軸方向）である回転軸３００と、回転軸３００を回転可能に支持するハウジング３０１と、回転軸３００を回転駆動するモータ３０２と、回転軸３００の下端に接続されたマウント３０３と、マウント３０３の下面に着脱可能に接続された研削ホイール３０４とを備える。そして、研削ホイール３０４は、ホイール基台３０５と、ホイール基台３０５の底面に環状に配設された略直方体形状の複数の粗研削砥石３０６と備える。

また、第２の装置ベース１１の上の後方の－Ｘ側には、第２のコラム１３が立設されており、第２のコラム１３の前面には仕上げ研削送りユニット２１が配設されている。仕上げ研削送りユニット２１は、粗研削送りユニット２０と同様に構成されており、仕上げ研削ユニット３１をＺ軸方向に研削送りすることができる。仕上げ研削ユニット３１は、砥石に含まれる砥粒が上記の粗研削砥石３０６よりも小さい仕上げ研削砥石３０７を備え、その他の構成は粗研削ユニット３０と同様となっている。仕上げ研削送りユニット２１を構成する各部位については粗研削送りユニット２０と同様の符号を付し、説明を省略する。また、仕上げ研削ユニット３１については、仕上げ研削砥石３０７以外の各部位については粗研削ユニット３０と同様の符号を付し、説明を省略する。

第２の装置ベース１１の上の後方の＋Ｘ側には、上記の第２のコラム１３とＸ軸方向に並んで第３のコラム１４が立設されており、第３のコラム１４の前面には、Ｘ軸方向移動ユニット２４が配設されている。Ｘ軸方向移動ユニット２４は、Ｘ軸方向の軸心を有するボールネジ２４０と、ボールネジ２４０と平行に配設された一対のガイドレール２４１と、ボールネジ２４０を回動させるモータ２４２と、内部のナットがボールネジ２４０に螺合し側部がガイドレール２４１に摺接する可動板２４３とから構成される。モータ２４２がボールネジ２４０を回動させると、これに伴い可動板２４３がガイドレール２４１にガイドされてＸ軸方向に移動し、可動板２４３上に配設された研磨ユニット３２が可動板２４３の移動に伴いＸ軸方向に移動する。

可動板２４３の前面には、研磨ユニット３２をチャックテーブル５に対して接近又は離間するＺ軸方向に昇降させる研磨送りユニット２５が配設されている。研磨送りユニット２５は、鉛直方向の軸心を有するボールネジ２５０と、ボールネジ２５０と平行に配設された一対のガイドレール２５１と、ボールネジ２５０に連結しボールネジ２５０を回動させるモータ２５２と、内部のナットがボールネジ２５０に螺合し側部がガイドレール２５１に摺接する昇降板２５３と、昇降板２５３に連結され研磨ユニット３２を保持するホルダ２５４とから構成され、モータ２５２がボールネジ２５０を回動させると昇降板２５３がガイドレール２５１にガイドされてＺ軸方向に移動し、ホルダ２５４に支持された研磨ユニット３２もＺ軸方向に移動する。

研磨ユニット３２は、軸方向がＺ軸方向であるスピンドル３２０と、スピンドル３２０を回転可能に支持するハウジング３２１と、スピンドル３２０を回転駆動するモータ３２２と、スピンドル３２０の下端に固定されたマウント３２３と、マウント３２３の下面に着脱可能に取り付けられた円形の研磨パッド３２４とから構成されている。研磨パッド３２４は、例えば、フェルト等の不織布からなり、中央部分にスラリ（遊離砥粒を含む研磨液）が通液される図示しない貫通孔が形成されている。研磨パッド３２４の直径は、チャックテーブル５の直径よりも大径となっている。

図１に示すように、第２の装置ベース１１上にはターンテーブル６が配設され、ターンテーブル６の上面には、例えばチャックテーブル５が周方向に等間隔に４つ配設されている。ターンテーブル６の中心には、ターンテーブル６を自転させるための図示しない回転軸が配設されており、回転軸を中心としてターンテーブル６をＺ軸方向の軸を中心として自転させることができる。ターンテーブル６が自転することで、４つのチャックテーブル５を公転させ、チャックテーブル５を粗研削ユニット３０の下方、仕上げ研削ユニット３１の下方、研磨ユニット３２の下方へと順次位置付けることができる。

隣り合うチャックテーブル５の間は、仕切り板１６１によって仕切られている。仕切り板１６１によって仕切られた個々の領域は、被加工物１００の搬出入が行われる搬出入エリア１８１、粗研削が行われる粗研削エリア１８２、仕上げ研削が行われる仕上げ研削エリア１８３、研磨が行われる研磨エリア１８４である。

スピンナー洗浄ユニット１５６は、被加工物を保持して回転するスピンナーテーブル１５７と、被加工物に洗浄液を噴射するノズル１５８と備えている。洗浄液に代えて、水とエアとを混合させた二流体を用いてもよい。

搬出入エリア１８１には、図２に示す洗浄ユニット７が配設されている。図２に示すように、洗浄ユニット７には、二流体を噴射するノズルユニット７２と、ノズルユニット７２が先端に固定されたアーム７３と、アーム７３を旋回させる旋回モータ７１と、旋回モータ７１、アーム７３及びノズルユニット７２を昇降させる昇降アクチュエータ７４とを備えている。ノズルユニット７２には、エア源７５及び水源７６が接続されており、エア源７５から供給されるエアと水源７６から供給される水とが混合された二流体をノズルユニット７２から噴射することができる。

チャックテーブル５は、被加工物を吸引保持するポーラス部材５０と、ポーラス部材５０を下方及び側方から支持する枠体５１と、枠体５１を支持する支持ベース５２とを備えている。ポーラス部材５０の上面が、被加工物を吸引保持する保持面５００となっており、保持面５００には凹凸がある。支持ベース５２には軸部５３が連結されている。枠体５１、支持ベース５２及び軸部５３の内部には、水又はエアが流通する流路５４が形成されている。流路５４の一端は、枠体５１の上面の複数個所において開口している。また、流路５４の他端は、３つの流量調整バルブ５５１、５５２、５５３及び３つの開閉バルブ５５４、５５５、５５６を介して吸引源５５７、エア源５５８及び水源５５９と選択的に連通可能となっている。開閉バルブ５５４を開き、開閉バルブ５５５、５５６を閉じた状態では、ポーラス部材５０と吸引源５５７とが連通し、保持面５００に吸引力を作用させることができる。開閉バルブ５５５を開き、開閉バルブ５５４、５５６を閉じた状態では、ポーラス部材５０とエア源５５８とが連通し、保持面５００からエアを噴出することができる。開閉バルブ５５６を開き、開閉バルブ５５４、５５５を閉じた状態では、ポーラス部材５０と水源５５９とが連通し、保持面５００から水を噴出することができる。また、開閉バルブ５５５、５５６を開き、開閉バルブ５５４を閉じた状態では、ポーラス部材５０とエア源５５８及び水源５５９とが連通し、保持面５００からエアと水とを混合させた二流体を噴出することができる。

ターンテーブル６の下面にはブラケット６１が固定され、ブラケット６１は、チャックテーブル５を回転させるモータ５６を保持している。モータ５６のシャフト５６１の上端には駆動プーリ５６２が配設されている。一方、チャックテーブル５の軸部５３には従動プーリ５６３が配設されている。駆動プーリ５６２及び従動プーリ５６３にはベルト５６４が巻回されている。モータ５６がシャフト５６１を回転させると、ベルト５６４によってその回転力が軸部５３に伝達され、チャックテーブル５が回転する。支持ベース５２は、ターンテーブル６に固定されたベアリング６２によって回転可能に支持されている。

図３に示すように、ノズルユニット７２には、保持面５００に対して二流体を噴射するノズル７７を備えている。ノズル７７は、筒体７７１と、筒体７７１の側面に形成されエア源７５と連通するエア流入口７７２と、筒体７７１の側面に形成され水源７６と連通する水流入口７７３と、筒体７７１の下端において縮径した縮径部７７４と、縮径部７７４の下端において開口した噴射部７７５と、エア流入口７７２と連通するエア流路７７６と、水流入口７７３と連通する水流路７７７とを備えている。エア流路７７６と水流路７７７とは縮径部７７４の内側において合流して二流体７７８が生成され、噴射部７７５からその二流体７７８が噴出される。

二流体７７８の噴射方向は、チャックテーブル５の保持面５００に対して傾斜している。ノズル７７の噴射方向後方には、二流体の噴射方向に平行でかつ保持面５００に対して鋭角をなすように後方板７８１が配置されている。この後方板７８１の下端は、噴射部７７５側に向けて屈曲し、縮径部７７４とほぼ平行に形成された平行板７８２を備えている。平行板７８２と縮径部７７４との間には、隙間が形成されている。なお、後方板７８１およぶ平行板７８２をノズル７７に接触させていてもよい。
また、側板７８４の下端には、保持面５００に平行にノズル７７から遠ざかる方向に延在する平板７８７を備えてもよい。

後方板７８１の左右両端（図３の紙面における手前側と奥側）には、２枚の側板７８４が連結されている。２枚の側板７８４は、ノズル７７を挟んで対向して配置されており、後方板７８１と２枚の側板７８４とでノズル７７を囲繞している。なお、後方板７８１と側板７８４とは一体に形成されていてもよい。

縮径部７７４の二流体の噴出方向前部には、前方板７８５が配置されている。前方板７８５は、保持面５００に対して対面する板状部材であり、その面方向は、二流体７７８の噴射方向に対して直交する角度から保持面５００に対して平行な角度の間とすることが望ましい。

エア流入口７７２から流入したエアと水流入口７７３から流入した水とが縮径部７７４の内側において合流して二流体７７８が生成され噴射部７７５から噴出されると、保持面５００に付着していた加工屑は、二流体によって掻き出されて上昇するが、その上昇した加工屑は、前方板７８５に衝突するため、加工屑を含んだミストが飛散するのを防ぐことができる。
また、噴射部７７５から二流体７７８が噴出されると、ノズル２２の縮径部７７４の先端と、平行板７８２の先端との間の隙間７８３は負圧となり、後方板７８１の後方側から外気７８８が導入される。すなわち、隙間７８３は、外気導入部として機能する。なお、縮径部７７４の先端と平行板７８２の先端は接触していてもよい。そして、後方板７８１の後方側から外気が導入されると、その外気は、平行板７８２にガイドされて前方（噴射部７７５側）に向けて噴出される。したがって、二流体７７８や保持面５００において反射した二流体のミストが後方に流れるのを防ぐことができるため、加工屑が後方に飛散するのを防ぐことができる。
このように、二流体７７８及びその反射した二流体が前方にのみ流れることによって二流体の散乱が防止される。したがって、前方板７８５と後方板７８１と側板７８４とによって散乱防止部７８６が構成される。

図１に示した搬出入エリア１８１と研磨エリア１８４との境界の近傍の搬出入エリア１８１側には、気液分離ユニット７０が配設されている。なお、気液分離ユニット７０は、搬出入エリア１８１と粗研削エリア１８２との境界の近傍の搬出入エリア１８１側に配設してもよい。

図４に示すように、気液分離ユニット７０には、天板７００と、天板７００から垂下する複数の側板７０１と、飛散するミストを受け入れるための入口７０２とが備えられている。天板７００は、被加工物１００が保持されたチャックテーブル５が搬出入エリア１８１に位置付けられた際に＋Ｚ側からみてチャックテーブル５に重ならないような形状かつ、被加工物１００の洗浄時にノズル７７から噴射され飛散した二流体７７８を気液分離ユニット７０に導いて気液分離するのに効果的な形状をなしており、本実施形態における天板７００は、ターンテーブル６の回転中心に向かってＸ軸方向に長尺に形成されている。

天板７００は、略長方形の一部（チャックテーブル５の上方に位置する部分）が切り取られた形状に形成されている。当該切り取られた部分は、Ｘ軸方向に平行な第１辺７０５と、一端が第１辺７０５の＋Ｘ方向側の端部と接続されＸ軸方向に対して角度を有する斜辺７０６とを備えている。天板７００は、そのほかに、斜辺７０６の他端に接続されＸ軸方向に平行な１つの第２辺７０７と、Ｙ軸方向に平行な対向する第３辺７０８及び第４辺７０９とを備えている。しかし、天板７００の形状はこれに限定されるものではない。例えば、第１辺７０５及び斜辺７０６に代えて、チャックテーブル５の周縁に沿うように円弧状に形成された部分を有していてもよい。

側板７０１は、＋Ｙ方向側、すなわちチャックテーブル５の公転方向の上流側に形成されている第１側板７１０と、＋Ｘ方向側、すなわちチャックテーブル５の公転軌道の外周側でありチャックテーブル５の自転中心から最も離れた側に形成されている第２側板７１１と、＋Ｘ方向と－Ｙ方向の間の方向の側に、第２側板７１１から屈折させてチャックテーブル５の公転軌道の外周に沿うように形成されている第３側板７１２とで構成されており、第１側板７１０は、例えば仕切り板１６１の側面に固定され、第２側板７１１及び第３側板７１２は、例えばそれらの下部が第１の装置ベース１０に固定される。すなわち、側板７０１は、ミストが飛散する方向に配設されており、飛散するミストを受け止める役割を有している。一方、気液分離ユニット７０のうち、－Ｙ側、すなわちノズル７７から二流体７７８が噴射される位置に近い側、及び、－Ｘ側、すなわちチャックテーブル５の公転方向の下流側には側板がなく、これにより、ミストを受け入れる入口７０２が形成されている。なお、第１側板７１０はなくてもよく、その場合は、仕切り板１６１が第１側板７１０と同様の役割を果たす。

上記の気液分離ユニット７０に備える入口７０２の上辺、すなわち第１辺７０５、斜辺７０６及び第２辺７０７には、下方向に延びる庇７０３が備えられている。庇７０３は、天板７００に対して垂直な－Ｚ方向に配設されていてもよいし、－Ｚ方向よりも若干チャックテーブル５の中心に向く方向に傾斜していてもよい。また、湾曲していてもよい。図４に示した例の庇７０３は、－Ｘ側、すなわちノズル７７に近い側は、Ｚ方向の長さが短く、＋Ｘ側、すなわちノズル７７から遠い側は、Ｚ方向の長さが長く形成されている。このように、庇７０３は、ノズル７７に近い側のＺ方向の長さが短く、開口部分がＺ軸方向に長く形成されることにより、ノズル７７との衝突を回避し、ノズル７７の可動域を広くとることができる。一方、庇７０３のうち、ノズル７７から遠い側のＺ方向の長さを長く形成することにより、より多くのミストを収容することができる。
また、ノズル７７に近い側のＺ方向の長さが短い庇７０３の下を通ってノズル７７を気液分離ユニット７０内に収納することにより、チャックテーブル５への被加工物１００の搬送の邪魔にならないようにしている。

上記のように、天板７００は、略長方形の一部を切り取った形状に形成されているため、天板７００のうち切り取られていない部分の下方は、より多くのミストを収容することができる容積が広い大容量エリア７０４となっている。

２ 加工装置の動作
（搬入工程）
上記の構成の加工装置１を用いて被加工物１００の加工を行う際の加工装置１の動作について説明する。まず、図１に示したターンテーブル６が所定角度回転することで、被加工物１００が載置されていないチャックテーブル５が公転し、搬出入エリア１８１に位置付けられる。

その後、ロボット１５５が第１のカセット１７３から一枚の被加工物１００を搬出し、被加工物１００を仮置き領域１５２のテーブル１５３に載置する。次いで、テーブル１５３を回転させながらカメラ１５４によって被加工物１００の上面１０１が撮像され、被加工物１００の外周の３点を検出し、その３点の位置に基づき、被加工物１００の中心が検出される。

次に、第１搬送機構１７１によって被加工物１００の上面１０１を吸着して搬出入エリア１８１に位置付けられたチャックテーブル５の上方に移動させる。そして、チャックテーブル５の中心と被加工物１００の中心とが合致するように、被加工物１００の上面１０１を上に向けた状態で保持面５００の上に載置する。そして、被加工物１００は、図２に示した開閉バルブ５５４を開き、開閉バルブ５５５、５５６を閉じることにより、保持面５００に作用する吸引力によって吸引保持される。

（粗研削工程）
チャックテーブル５の保持面５００において被加工物１００を吸引保持した後、ターンテーブル６を＋Ｚ側からみて時計回りに所定の角度だけ回転させることで、チャックテーブル５を公転させ、チャックテーブル５に保持された被加工物１００を粗研削ユニット３０の下方に移動させて粗研削エリア１８２に位置付ける。このとき、粗研削ユニット３０と被加工物１００とは、粗研削砥石３０６を被加工物１００に向かって下降させて粗研削砥石３０６と被加工物１００の上面１０１とが当接した際に粗研削砥石３０６の下面が被加工物１００の回転中心を通るような位置に位置合わせされる。

チャックテーブル５を回転させるとともに、モータ３０２により回転軸３００を回転駆動して粗研削砥石３０６を回転させ、粗研削送りユニット２０のモータ２０２によってボールネジ２００を回転駆動して粗研削砥石を下降させていき、粗研削砥石３０６を被加工物１００の上面１０１に当接させる。

粗研削砥石３０６に被加工物１００が当接してから、さらに粗研削砥石３０６を所定の距離だけ所定の速さで－Ｚ方向に降下させることで、被加工物１００の上面１０１を所定の厚みだけ粗研削する。粗研削終了後、粗研削送りユニット２０が粗研削砥石３０６を上昇させ、被加工物１００の上面１０１から離間する。

（仕上げ研削工程）
その後、＋Ｚ側からみて時計回りにターンテーブル６を所定の角度だけ回転させることでチャックテーブル５を公転させ、チャックテーブル５に保持された被加工物１００を仕上げ研削ユニット３１の下方に移動させて仕上げ研削エリア１８３に位置付ける。仕上げ研削砥石３０７と被加工物１００とが当接した際に、仕上げ研削砥石３０７の下面の円の外周縁が被加工物１００の回転中心を通るように位置合わせする。そして、上記の粗研削工程と同様に、仕上げ研削送りユニット２１を用いて、回転する仕上げ研削砥石３０７を回転する被加工物１００に向かって下降させて仕上げ研削砥石３０７を被加工物１００に当接させる。

仕上げ研削砥石３０７が被加工物１００に当接してから、さらに仕上げ研削砥石３０７を所定の距離だけ所定の速さで－Ｚ方向に降下させ、被加工物１００の上面１０１を仕上げ研削し、被加工物１００が所定の仕上げ厚みに達すると、仕上げ研削送りユニット２１が仕上げ研削砥石３０７を上昇させて研削を終了する。

（研磨工程）
さらに、ターンテーブル６を＋Ｚ側からみて時計回りに所定の角度だけ回転させることで、チャックテーブル５を公転させ、チャックテーブル５に保持された被加工物１００を研磨ユニット３２の下方に移動させる。研磨ユニット３２の研磨パッド３２４に対する被加工物１００の位置合わせは、研磨パッド３２４が被加工物１００の上面１０１全面に当接するように行われる。

チャックテーブル５を所定の回転速度で回転させるとともに、モータ３２２がスピンドル３２０を回転させるのに伴い研磨パッド３２４が回転し、研磨ユニット３２が研磨送りユニット２５によって－Ｚ方向へと送られて、回転する研磨パッド３２４が被加工物１００の上面１０１全面に当接する。

研磨加工を行うと、被加工物１００の上面１０１に縞模様が形成される場合があり、上面１０１に縞模様が形成されると被加工物１００の抗折強度を低下させるおそれがある。そこで、研磨加工中においては、Ｘ軸方向移動ユニット２４が研磨ユニット３２をＸ軸方向に往復移動させて、研磨パッド３２４を被加工物１００の上面１０１上でＸ軸方向に 移動させることで、上面１０１に縞模様が形成されるのを防止する。

（被加工物洗浄工程）
上記の研磨工程の終了後、ターンテーブル６を、＋Ｚ側からみて時計回りに所定の角度だけ回転させ、研磨後の被加工物１００を搬出入エリア１８１に移動させる。そして、搬出入エリア１８１においては、チャックテーブル５を回転させ、図２に示した昇降アクチュエータ７４によってノズル７７を下降させるとともに、旋回モータ７１によってノズル７７を旋回させながら、ノズル７７にエア源７５及び水源７６からエア及び水を導入することにより、図３に示した噴射部７７５から二流体７７８を噴射させて被加工物１００の上面１０１を洗浄する。この洗浄工程には、加工後の被加工物１００を加工領域９２から搬出入領域９１へと搬送する際に、第２搬送機構１７２の搬送パッドが汚れるのを防ぐ目的等がある。

ノズル７７から噴射された二流体７７８は、被加工物１００の中心から気液分離ユニット７０へと向かい、気液分離ユニット７０の入口７０２から気液分離ユニット７０の内部の空間へと進入し、側板７０１や天板７００に当たって、水とエアとに気液分離される。その後、エアは入口７０２の上部から該搬出入エリア１８１の大気に開放され、図示しない加工装置の排気口から加工室の外部へと排気され、一方で水は排水口１６２から加工室１６の外部へと排水される。

その後、搬出入エリア１８１の内部の空間から二流体のミストが取り除かれると、昇降アクチュエータ７４及び旋回モータ７１によってノズル７７が被加工物１００の上方から退避し、次いで、被加工物１００が図１に示した第２搬送機構１７２によって加工領域９２から搬出入領域９１のスピンナー洗浄ユニット１５６に搬送され、スピンナーテーブル１５７に載置される。そして、スピンナーテーブル１５７が回転するとともに被加工物１００の上面１０１に対してノズル１５８から洗浄液が噴出されて上面１０１が洗浄される。上面１０１の洗浄後は、被加工物１００がロボット１５５に吸着されて第２のカセット１７４に収容される。

（保持面洗浄工程）
搬出入エリア１８１に位置するチャックテーブル５から第２搬送機構１７２によって加工後の被加工物が搬出された後、保持面５００に加工屑が付着している場合は、洗浄ユニット７によって保持面５００を洗浄する。

図５に示すように、図２に示した旋回モータ７１によってノズル７７を保持面５００の中心部上方に位置させとともに、昇降アクチュエータ７４によってノズル７７を下降させ保持面５００に側板の下端を接近させる。そして、チャックテーブル５を回転させるとともに、旋回モータ７１によってノズル７７を旋回させ旋回範囲７９内で保持面５００の半径方向に揺動させながら、エア流入口７７２からエアを導入するとともに水流入口７７３から水を導入し、噴射部７７５から二流体を噴射する。これにより、保持面５００全面に二流体が当たり、ポーラス部材５０に入り込んでいる加工屑も掻き出すことができる。なお、この洗浄中は、図２に示した開閉バルブ５５５を開き、開閉バルブ５５４、５５６を閉じることにより、保持面５００からエアブローを行う。

保持面５００に向けて二流体が噴射されると、側板７８４によって保持面５００において反射した二流体のミストが飛散しないように前方に導かれる。また、前方に導かれたミストが前方板７８５に当たって降下するため、加工屑が混じったミストが乱反射するのを防ぎ、保持面の外側に排除することができる。したがって、加工屑が飛散して保持面５００に再付着するのを防止することができる。

また、噴射部７７５から二流体７７８が噴出されると、隙間７８３が負圧となって後方板７８１の後方側から外気が導入され、その外気は、噴射部７７５側に向けて噴出され、二流体７７８の噴射方向に導かれる。したがって、噴射部７７５から噴射される二流体７７８や保持面５００において乱反射していた二流体のミストのうち後方（二流体７７８の噴射方向に対する逆方向）に流れるものを防ぐことができるため、加工屑を効果的に保持面５００から排出することができる。

また、ノズル７７の噴射部７７５から噴射された二流体及び散乱防止部７８６の作用によって保持面５００から排除されたミストが、かりに上方に舞い上がったとしても、その方向には気液分離ユニット７０が配設されているため、加工屑が混じった水が受け止められ、飛散を防ぐことができる。そして、その水は、気液分離ユニット７０の下方に設けられた排出部８１から排出することができる。

なお、本実施形態では、後方板７８１と側板７８４と前方板７８５とで散乱防止部を構成したが、後方板７８１及び側板７８４、又は、前方板７８５のみでも散乱防止部として機能する。

１：加工装置
１０：第１の装置ベース １１：第２の装置ベース
１２：第１のコラム １３：第２のコラム １４：第３のコラム
１５０：第１のカセット載置部 １５１：第２のカセット載置部 １５２：仮置き領域
１５３：テーブル １５４：カメラ １５５：ロボット
１５６：スピンナー洗浄ユニット １５７：スピンナーテーブル １５８：ノズル
１６：加工室 １６１：仕切り板 １６２：排水口
１７：制御ユニット
１７１：第１搬送機構 １７２：第２搬送機構
１７３：第１のカセット １７４：第２のカセット
１８１：搬出入エリア １８２：粗研削エリア １８３：仕上げ研削エリア
１８４：研磨エリア
２０：粗研削送りユニット
２００：ボールネジ ２０１：ガイドレール ２０２：モータ ２０３：昇降板
２０４：ホルダ
２１：仕上げ研削送りユニット
２４：Ｘ軸方向移動ユニット
２４０：ボールネジ ２４１：ガイドレール ２４２：モータ ２４３：可動板
２５：研磨送りユニット
２５０：ボールネジ ２５１：ガイドレール ２５２：モータ ２５３：昇降板
２５４：ホルダ
３０：粗研削ユニット
３００：回転軸 ３０１：ハウジング ３０２：モータ ３０３：マウント
３０４：研削ホイール ３０５：ホイール基台 ３０６：粗研削砥石
３１：仕上げ研削ユニット
３０７：仕上げ研削砥石
３２：研磨ユニット
３２０：スピンドル ３２１：ハウジング ３２２：モータ ３２３：マウント
３２４：研磨パッド
５：チャックテーブル
５０：ポーラス部材 ５００：保持面
５１：枠体 ５２：支持ベース ５３：軸部 ５４：流路
５５１、５５２、５５３：流量調整バルブ
５５４、５５５、５５６：開閉バルブ
５５７：吸引源、５５８：エア源、５５９：水源
５６：モータ ５６１：シャフト ５６２：駆動プーリ ５６３：従動プーリ
５６４：ベルト
６：ターンテーブル ６１：ブラケット ６２：ベアリング
７：洗浄ユニット
７０：気液分離ユニット
７００：天板 ７０１：側板 ７０２：入口 ７０３：庇 ７０４：大容量エリア
７０５：第１辺 ７０６：斜辺 ７０７：第２辺 ７０８：第３辺 ７０９：第４辺
７１０：第１側板 ７１１：第２側板 ７１２：第３側板
７１：旋回モータ ７２：ノズルユニット ７３：アーム ７４：昇降アクチュエータ
７５：エア源 ７６：水源
７７：ノズル
７７１：筒体 ７７２：エア流入口 ７７３：水流入口 ７７４：縮径部
７７５：噴射部 ７７６：エア流路 ７７７：水流路 ７７８：二流体
７８１：後方板 ７８２：平行板 ７８３：隙間（外気導入部） ７８４：側板
７８５：前方板 ７８６：散乱防止部
７９：旋回範囲
８１：排出部
９１：搬出入領域 ９２：加工領域
１００：被加工物 １０１：上面

Claims (2)

1. ポーラス部材の凹凸を有する保持面において被加工物を吸引保持するチャックテーブルと、該保持面が保持した被加工物を研削または研磨加工する加工ユニットと、を備える加工装置であって、
   該保持面に対して傾いた噴射方向に水とエアとを混合させた二流体を噴射するノズルを有する洗浄ユニットを備え、
   該洗浄ユニットは、該ノズルから噴射される該二流体の、該保持面の凹凸による少なくとも噴射方向の側方および後方への散乱を防止する散乱防止部を備え、
   該散乱防止部は、
   該保持面に対面する下面を有し該二流体の噴射方向の前方側に配置される前方板であって、前方に導かれて該前方板に当たった該二流体を降下させることにより、該二流体の乱反射を防止する前方板と、
   該ノズルを挟んで該前方板の反対側に配置される後方板と、
   該後方板の両側面に連結されて該後方板とともに該ノズルを囲繞する一対の側板と、
   該側板のそれぞれの下端に接続されており、該保持面に平行に互いに遠ざかる方向に延在する平板と、を備える、
   加工装置。
2. 該散乱防止部は、
   該後方板の下端に、該ノズルの下端の縮径部に沿って平行に、該縮径部との間に隙間が形成されるように設けられた平行板をさらに備え、
   該平行板の先端と該ノズルの該縮径部の先端との間の隙間が、該縮径部の下端に設けられた噴射部から該二流体が噴射されたときに負圧となり、該後方板の後方側から外気を導入する外気導入部として機能するとともに、該平行板が、該導入された外気を該ノズルの該噴射部側に向けて噴出させるガイドとして機能し、
   該導入された外気によって、該保持面の凹凸による該噴射方向の後方への該二流体の散乱を防止する、
   請求項１記載の加工装置。