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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bearbeitungsvorrichtung, wie z.B. eine Schneidvorrichtung zum Schneiden eines Werkstücks, wie eines Halbleiterwafers, und eine Laserbearbeitungsvorrichtung zum Laserbearbeiten eines solchen Werkstücks.
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Beschreibung des Stands der Technik
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In einem Halbleitereinrichtungsherstellungsprozess werden eine Vielzahl von sich schneidenden Unterteilungslinien auf der Vorderseite eines im Wesentlichen scheibenförmigen Halbleiterwafers ausgebildet, um dabei eine Vielzahl von einzelnen Bereichen abzugrenzen, wo eine Vielzahl von Halbleitereinrichtungen, wie ICs und LSIs, entsprechend ausgebildet werden. Der Halbleiterwafer mit der Vielzahl von Halbleitereinrichtungen wird entlang der Unterteilungslinien geschnitten, um dadurch die Bereiche, wo die Halbleitereinrichtungen ausgebildet sind, voneinander zu trennen, wodurch die einzelnen Halbleitereinrichtungen als Chips hergestellt werden. Ferner wird ein Galliumnitridhalbleiter oder dergleichen auf der Vorderseite eines Saphirsubstrats ausgebildet, um einen optischen Einrichtungswafer zu erhalten. Der optische Einrichtungswafer wird ebenfalls entlang der Unterteilungslinien geschnitten, um dadurch die Bereiche, wo eine Vielzahl von optischen Einrichtungen, wie lichtemittierende Dioden oder Laserdioden, ausgebildet sind, voneinander zu unterteilen, wodurch die einzelnen optischen Einrichtungen als Chips hergestellt werden.
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Das Zerschneiden solch eines Wafers entlang der Unterteilungslinien wird normalerweise unter Verwendung einer Schneidvorrichtung oder einer Laserbearbeitungsvorrichtung ausgeführt. Die Schneidvorrichtung umfasst ein Werkstückhaltemittel zum Halten eines Werkstücks, ein Schneidmittel zum Zerschneiden des Werkstücks, welches durch das Werkstückhaltemittel gehalten wird, während Bearbeitungswasser dem Werkstück zugeführt wird, ein Zuführmittel zum Bewegen des Werkstückhaltemittels in einer Zuführrichtung, ein Balgmittel, welches auf den gegenüberliegenden Seiten des Werkstückhaltemittels in der Zuführrichtung so vorgesehen ist, dass dieses das Zuführmittel bedeckt und angepasst ist, zusammen mit dem Werkstückhaltemittel in die Zuführrichtung bewegt zu werden, wobei das Balgmittel in der Zuführrichtung expandierbar und zusammenziehbar ist, und ein Führungsmittel zum Führen der Bewegung des Balgmittels in der Zuführrichtung (siehe beispielsweise Japanisches Patent mit der Veröffentlichungsnr.
JP 2002 -
66 866 A ).
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Ferner umfasst die Laserbearbeitungsvorrichtung ein Werkstückhaltemittel zum Halten eines Werkstücks, ein Laserstrahlapplizierungsmittel zum Applizieren eines Laserstrahls auf das Werkstück, welches durch das Werkstückhaltemittel gehalten wird, ein Zuführmittel zum Bewegen des Werkstückhaltemittels in einer Zuführrichtung, ein Balgmittel, welches auf gegenüberliegenden Seiten des Werkstückhaltemittels in der Zuführrichtung so vorgesehen ist, dass dieses das Zuführmittel bedeckt, und ausgestaltet ist, zusammen mit dem Werkstückhaltemittel in der Zuführrichtung bewegt zu werden, wobei das Balgmittel in der Zuführrichtung expandierbar und zusammenziehbar ist, und ein Führungsmittel zum Führen der Bewegung des Balgmittels in der Zuführrichtung (siehe beispielsweise Japanisches Patent mit der Veröffentlichungsnr.
JP 2007 -
201 178 A ).
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In beiden Fällen ist das Balgmittel mit einer Vielzahl von Stützelementen, welche an verschiedenen Positionen in der Zuführrichtung angeordnet sind, versehen, um einen Durchhang des Balgmittels in solch einer Art und Weise zu verhindern, dass dieses in Kontakt mit dem Führungsmittel verschiebt. Jedes Stützelement ist aus einem Harz mit geringer Reibung, wie Teflon (registriertes Markenzeichen) und Nylon, ausgebildet oder durch eine Lagerung oder dergleichen vorgesehen, um so die Reibung zwischen jedem Stützelement und dem Führungsmittel zu verringern.
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JP 2003 - 117 766 A offenbart eine Schneidvorrichtung zum Schneiden eines Werkstücks unter Verwendung einer Drehklinge. Diese Schneidvorrichtung weist einen Haltetisch zum Halten des Werkstücks sowie einen ersten Balg und einen zweiten Balg auf.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Wenn das Werkstückhaltemittel, welches das Werkstück hält, in der Zuführrichtung jedoch mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt wird, um die Produktivität zu verbessern, entsteht ein Problem in der Art, dass jedes Stützelement, welches an dem Balgmittel vorgesehen ist, nicht der hohen Zuführgeschwindigkeit des Werkstückhaltemittels folgen kann, was zu einer Beschädigung des Stützelements führt.
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Es ist demnach eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, welche den Durchhang des expandierbaren und zusammenziehbaren Balgmittels, das an dem Werkstückhaltemittel so angebracht ist, dass dieses das Zuführmittel bedeckt und ausgestaltet ist, zusammen mit dem Werkstückhaltemittel in die Zuführrichtung bewegt zu werden, verhindert, wobei die Stützelemente zum Stützen des Balgmittels der Bewegung des Werkstückhaltemittels selbst dann folgen können, wenn das Werkstückhaltemittel in die Zuführrichtung mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt wird, wodurch eine Beschädigung der Stützelemente vermieden wird.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Bearbeitungsvorrichtung mit einem Werkstückhaltemittel zum Halten eines Werkstücks; einem Bearbeitungsmittel zum Bearbeiten des Werkstücks, welches durch das Werkstückhaltemittel gehalten wird; einem Zuführmittel zum Bewegen des Werkstückhaltemittels in einer Zuführrichtung; einem Balgmittel, welches an dem Werkstückhaltemittel zum Bedecken einer Bewegungsfläche des Werkstückhaltemittels in die Zuführrichtung angebracht ist, wobei das Balgmittel in der Zuführrichtung expandierbar und zusammenziehbar ist; und einem Führungsmittel bereitgestellt, um die Expansion und Zusammenziehung des Balgmittels in die Zuführrichtung zu führen; wobei das Führungsmittel eine Öffnung, um die Bewegung des Werkstückhaltemittels in der Zuführrichtung zu ermöglichen, eine Rinne, die sich in der Zuführrichtung benachbart zu der Öffnung erstreckt, und eine Endwand aufweist, die an einem Ende der Öffnung in der Zuführrichtung vorgesehen ist; das Balgmittel ein erstes Verbindungsmittel, das mit dem Werkstückhaltemittel verbunden ist, ein zweites Verbindungsmittel, welches mit der Endwand des Führungsmittels verbunden ist, und ein Balgelement, welches sich zwischen dem ersten Verbindungselement und dem zweiten Verbindungselement erstreckt, aufweist; und die Bearbeitungsvorrichtung ferner ein Schwebemittel zum kontaktlosen Schweben lassen des Balgelements entlang der Rinne des Führungsmittels aufweist.
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Bevorzugt weist das Schwebemittel eine Magnetschiene, die sich entlang der Rinne in der Zuführrichtung erstreckt, und einen Schwebemagnet auf, der auf dem Balgelement so vorgesehen ist, dass dieser der Magnetschiene gegenüberliegt; wobei die Magnetschiene eine Vielzahl von Magneten, die nebeneinander in der Zuführrichtung angeordnet sind, aufweist, wobei die Vielzahl von Magneten so orientiert ist, dass deren N-Pole oder S-Pole dem Balgelement gegenüberliegen; und der Schwebemagnet den Magneten der Magnetschiene so gegenüberliegt, dass die Pole mit der gleichen Polarität einander gegenüberliegen.
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Alternativ umfasst das Schwebemittel eine Luftausgabeschiene, welche sich entlang der Rinne in der Zuführrichtung erstreckt, und einen Schieber, welcher auf dem Balgelement so vorgesehen ist, dass dieser der Luftausgabeschiene gegenüberliegt; wobei die Luftausgabeschiene eine Vielzahl von feinen Löchern zum Ausgeben von Luftstrahlen in Richtung des Schiebers aufweist.
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Wie weiter oben beschrieben, weist die Bearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung das expandierbare und zusammenziehbare Balgelement, welches an dem Werkstückhaltemittel zum Bedecken der Bewegungsfläche des Werkstückhaltemittels in der Zuführrichtung angebracht ist, und das Führungsmittel zum Führen der Expansion und Zusammenziehung des Balgelements in der Zuführrichtung auf. Das Führungsmittel umfasst die Öffnung, um die Bewegung des Werkstückhaltemittels in der Zuführrichtung zu ermöglichen, die Rinne, welche sich in die Zuführrichtung benachbart zu der Öffnung erstreckt, und die Endwand, die an einem Ende der Öffnung in der Zuführrichtung vorgesehen ist. Das Balgmittel umfasst das erste Verbindungselement, welches mit dem Werkstückhaltemittel verbunden ist, das zweite Verbindungselement, welches mit der Endwand des Führungsmittels verbunden ist, und das Balgelement, welches sich zwischen dem ersten Verbindungselement und dem zweiten Verbindungselement erstreckt. Die Bearbeitungsvorrichtung umfasst ferner das Schwebemittel zum Schweben lassen des Balgelements entlang der Rinne des Führungselements in einer Nicht-Kontakt Art und Weise. Demnach wird keine Reibung zwischen dem Balgelement und dem Führungselement erzeugt, so dass das Balgelement der Bewegung des Werkstückhaltemittels selbst dann folgen kann, wenn die Zuführgeschwindigkeit des Werkstückhaltemittels hoch ist, wodurch die Produktivität erhöht wird.
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Die oberen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Art und Weise diese zu realisieren, werden durch ein Studium der folgenden Beschreibung und begleitenden Ansprüche unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen, die einige bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen, besser verstanden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Schneidvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen wesentlichen Teil der Schneidvorrichtung, die in 1 gezeigt ist, zeigt.
- 3 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine erste bevorzugte Ausführungsform des Schwebemittels zeigt, das in der Schneidvorrichtung, die in 1 gezeigt ist, umfasst ist.
- 4 ist Schnittansicht des Schwebemittels in der ersten bevorzugten Ausführungsform.
- 5 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine zweite bevorzugte Ausführungsform des Schwebemittels zeigt, das in der Schneidvorrichtung, die in 1 gezeigt ist, umfasst ist; und
- 6 ist eine Schnittansicht des Schwebemittels in der zweiten bevorzugten Ausführungsform.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Bearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun im Detail unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Schneidvorrichtung gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform. Diese Schneidvorrichtung, welche in 1 gezeigt ist, weist ein im Wesentlichen boxähnliches Basisgehäuse 1 auf. Wie in 2 gezeigt, sind in dem Basisgehäuse 1 eine stationäre Basis 2, ein Spanntischmechanismus 3 zum Halten eines Werkstücks, wobei der Spanntischmechanismus 3 auf der stationären Basis 2 so vorgesehen ist, dass dieser in einer Zuführrichtung (X-Richtung), die durch einen Pfeil X gezeigt ist, bewegbar ist, ein Spindelstützmechanismus 4, der auf der stationären Basis 2 so vorgesehen ist, dass dieser in eine Verstellrichtung (Y-Richtung), die durch einen Pfeil Y senkrecht zu der X-Richtung gezeigt ist, bewegbar ist, und eine Spindeleinheit 5 als Schneidmittel vorgesehen, die an dem Spindelstützmechanismus 4 so vorgesehen ist, dass diese in eine Schneidrichtung (Z-Richtung), welche durch einen Pfeil Z senkrecht zu sowohl der X-Richtung und der Y-Richtung gezeigt ist, bewegbar ist.
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Der Spanntischmechanismus 3 weist zwei Führungsschienen 31 und 32, die auf der stationären Basis 2 so vorgesehen sind, dass diese sich parallel zueinander in der X-Richtung erstrecken, einen Spanntisch 33 als Werkstückhaltemittel, der durch die Führungsschienen 31 und 32 so gelagert wird, dass dieser in die X-Richtung bewegbar ist, und einen Spanntischstützmechanismus 34 zum Stützen des Spanntisches 33 auf. Der Spanntischstützmechanismus 34 umfasst eine Spanntischstützbasis 341, die auf den Führungsschienen 31 und 32 so vorgesehen ist, dass diese in die X-Richtung bewegbar ist, ein zylindrisches Element 342, welches auf der Spanntischstützbasis 341 angebracht ist, und eine wasserdichte Abdeckung 343, die auf dem oberen Ende des zylindrischen Elements 342 angebracht und unterhalb des Spanntisches 33 um ein vorbestimmtes Maß angeordnet ist. Der Spanntisch 33 ist an dem oberen Ende einer Rotationswelle (nicht gezeigt) angebracht, die in dem zylindrischen Element 342 vorgesehen ist. Der Spanntisch 33 weist eine obere Fläche zum Halten eines Werkstückes, wie einem scheibenförmigen Halbleiterwafer, unter Saugen durch Betrieb eines nicht gezeigten Saugmittels auf.
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Der Spanntischmechanismus 3 umfasst ferner ein Zuführmittel 35 zum Bewegen des Spanntisches 33 in die X-Richtung entlang der Führungsschienen 31 und 32. Das Zuführmittel 35 umfasst eine Außengewindestange 351, die sich parallel zu den Führungsschienen 31 und 32 so erstreckt, dass diese dazwischen angeordnet ist, und einen Stellmotor 352 als eine Antriebsquelle zum rotatorischen Antreiben der Außengewindestange 351. Die Außengewindestange 351 ist rotatorisch an einem Ende davon durch einen Lagerblock 353, der an der stationären Basis 2 fixiert ist, gelagert und an dem anderen Ende durch ein nicht gezeigtes Untersetzungsgetriebe mit der Ausgabewelle des Stellmotors 352 verbunden, um so das Drehmoment davon aufzunehmen. Die Außengewindestange 351 ist mit einem Gewindedurchgangsloch in Eingriff, welches in einem Innengewindeblock (nicht gezeigt) ausgebildet ist, der von der unteren Fläche eines Mittelabschnitts der Spanntischstützbasis 341, welche den Spanntisch 33 stützt, hervorsteht. Demnach wird der Spanntisch 33 in die X-Richtung entlang der Führungsschienen 31 und 32 durch Betrieb des Stellmotors 352 bewegt, um die Außengewindestange 351 normal oder rückwärts zu rotieren.
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Bezugnehmend auf 1 und 2 weist die Schneidvorrichtung gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform ferner ein Balgmittel 6 zum Bedecken einer Bewegungsfläche des Spanntisches 33 als Werkstückhaltemittel in die X-Richtung und ein Führungsmittel 7 zum Führen der Expansion und des Zusammenziehens des Balgmittels 6 in die X-Richtung auf. Das Balgmittel 6 umfasst ein erstes Balgmittel 61 und ein zweites Balgmittel 62, welche auf den gegenüberliegenden Seiten des Spanntisches 33 in der X-Richtung vorgesehen sind, wodurch das Zuführmittel 35 und dessen assoziierten Teile bedeckt werden.
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Das erste Balgmittel 61 ist aus einem Balgelement 611, einem ersten Verbindungselement 612, das an einem Ende des Balgelements 611 angebracht ist, und einem zweiten Verbindungselement 613, das an dem anderen Ende des Balgelements 611 angebracht ist, ausgebildet. Das Balgelement 611 ist durch ein faltbares Bogenelement, wie Stoff, ausgebildet, so dass eine Vielzahl von Erhöhungen und Vertiefungen abwechselnd ausgebildet werden, um so expandierbar und zusammenziehbar zu sein. Jedes des ersten und zweiten Verbindungselements 612 und 613 kann aus einer Metallplatte ausgebildet sein. Das erste Verbindungselement 612, das an einem Ende des Balgelementes 611 des ersten Balgmittels 61 angebracht ist, ist mit der wasserdichten Abdeckung 343 verbunden, die angepasst ist, um mit dem Spanntisch 33 bewegt zu werden. Das zweite Verbindungselement 613, das an dem anderen Ende des Balgelementes 611 angebracht ist, ist mit einer Endwand des Führungsmittels 7 verbunden, welches im Folgenden beschrieben wird.
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Ähnlich zu dem ersten Balgmittel 61 ist das zweite Balgmittel 62 aus einem Balgelement 621, einem ersten Verbindungselement 622, das an einem Ende des Balgelementes 621 angebracht ist, und einem zweiten Verbindungselement 623, das an dem anderen Ende des Balgelements 621 angebracht ist, ausgebildet. Das Balgelement 621 ist durch ein faltbares Bogenelement, wie Stoff, so ausgebildet, dass eine Vielzahl von Erhöhungen und Vertiefungen abwechselnd ausgebildet werden, um so expandierbar und zusammenziehbar zu sein. Jedes des ersten und zweiten Verbindungselements 622 und 623 kann durch eine Metallplatte ausgebildet werden. Das erste Verbindungselement 622, welches an einem Ende des Balgelementes 621 angebracht ist, ist mit der wasserdichten Abdeckung 343 verbunden, die ausgestaltet ist, mit dem Spanntisch 33 bewegt zu werden. Das zweite Verbindungselement 623, das an dem anderen Ende des Balgelements 621 angebracht ist, ist mit der anderen Endwand des Führungsmittels 7 verbunden, welches im Folgenden beschrieben wird.
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Das Führungsmittel 7 zum Führen der Expansion und des Zusammenziehens des ersten Balgmittels 61 und des zweiten Balgmittels 62 in die X-Richtung umfasst eine Öffnung 70, um die Bewegung des Spanntisches 33 in die X-Richtung zu ermöglichen, eine erste Rinne 71, die sich in die X-Richtung benachbart zu einer Seite der Öffnung 70 erstreckt, eine zweite Rinne 72, die sich in die X-Richtung benachbart zu der anderen Seite der Öffnung 70 erstreckt, eine erste Endwand 73, die an einem Ende der Öffnung 70 in der X-Richtung vorgesehen ist, und eine zweite Endwand 74, die an dem anderen Ende der Öffnung 70 in die X-Richtung vorgesehen ist. Eine erste Verbindungsrinne 75 ist außerhalb der ersten Endwand 73 vorgesehen, und eine zweite Verbindungsrinne 76 außerhalb der zweiten Endwand 74. Die erste und zweite Rinne 71 und 72 sind miteinander durch die erste und zweite Verbindungsrinne 75 und 76 in Verbindung. Ein Ablaufschlauch 77 ist mit der zweiten Verbindungsrinne 76 verbunden. Das zweite Verbindungselement 613 des ersten Balgmittels 61 ist mit der ersten Endwand 73 des Führungsmittels 7 durch einen nicht gezeigten Befestigungsbolzen verbunden. In ähnlicher Art und Weise ist das zweite Verbindungselement 623 des zweiten Balgmittels 62 mit der zweiten Endwand 74 des Führungsmittels 7 durch einen nicht gezeigten Befestigungsbolzen verbunden.
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Die Schneidvorrichtung gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform umfasst ferner ein Schwebemittel, um das Balgelement 611 des ersten Balgmittels 61 und das Balgelement 621 des zweiten Balgmittels 62 entlang der ersten Rinne 71 und der zweiten Rinne 72 des Führungsmittels 7 in einer Nicht-Kontakt Art und Weise schweben zu lassen. Eine erste bevorzugte Ausführungsform dieses Schwebelements wird nun unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben. In 3 und 4 kennzeichnet Bezugszeichen 8 ein Schwebemittel als die erste bevorzugte Ausführungsform. Das Schwebemittel 8 umfasst eine erste Magnetschiene 81, die sich entlang der ersten Rinne 71 in die X-Richtung erstreckt, eine zweite Magnetschiene 82, die sich entlang der zweiten Rinne 72 in die X-Richtung erstreckt, einen ersten Schwebemagnet 831, welcher auf der unteren Fläche von jedem Balgelement 611 des ersten Balgmittels 61 und Balgelement 621 des zweiten Balgmittels 62 so vorgesehen ist, dass dieser der ersten Magnetschiene gegenüberliegt, und einen zweiten Schwebemagnet 832, welcher auf der unteren Fläche von jedem Balgelement 611 des ersten Balgmittels 61 und Balgelement 621 des zweiten Balgmittels 62 so vorgesehen ist, dass dieser der zweiten Magnetschiene 82 gegenüberliegt. Die erste Magnetschiene 81 weist eine Vielzahl von Magneten 811 nebeneinander in der X-Richtung auf, wobei diese mehreren Magnete 811 so orientiert sind, dass deren N-Pole oder S-Pole dem Balgelement 611 des ersten Balgmittels 61 und dem Balgelement 621 des zweiten Balgmittels 62 gegenüberliegen. In ähnlicher Art und Weise weist die zweite Magnetschiene 82 eine Vielzahl von Magneten 821 nebeneinander in der X-Richtung auf, wobei diese mehreren Magnete 821 so orientiert sind, dass deren N-Pole oder S-Pole dem Balgelement 611 des ersten Balgmittels 61 und dem Balgelement 621 des zweiten Balgmittels 62 gegenüberliegen.
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In dieser bevorzugten Ausführungsform ist die obere Fläche von jedem Magnet 811 der ersten Magnetschiene 81 (der Fläche, welche dem Balgelement 611 des ersten Balgmittels 61 und dem Balgelement 621 des zweiten Balgmittels 62 gegenüberliegt) als ein N-Pol festgelegt. In ähnlicher Art und Weise ist die obere Fläche von jedem Magnet 821 der zweiten Magnetschiene 82 (der Fläche, welche dem Balgelement 611 des ersten Balgmittels 61 und dem Balgelement 621 des zweiten Balgmittels 62 gegenüberliegt) als ein N-Pol festgelegt. Auf der anderen Seite ist die untere Fläche des ersten Schwebemagnets 831 (die Fläche, welche den mehreren Magneten 811 der ersten Magnetschiene 81 gegenüberliegt) als der gleiche Pol (N-Pol) wie jener der oberen Fläche von jedem Magnet 811 festgelegt. In ähnlicher Art und Weise ist die untere Fläche des zweiten Schwebemagnets 832 (die Fläche, welche den mehreren Magneten 821 der zweiten Magnetschiene 82 gegenüberliegt) als der gleiche Pol (N-Pol) wie jener der oberen Fläche von jedem Magnet 821 festgelegt.
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Demnach sind die mehreren Magnete 811 der ersten Magnetschiene 81 dem ersten Schwebemagnet 831 so entgegengesetzt, dass die Pole, welche die gleiche Polarität aufweisen, einander gegenüberliegen. In ähnlicher Art und Weise sind die mehreren Magnete 821 der zweiten Magnetschiene 82 dem zweiten Schwebemagneten 832 so entgegengesetzt, dass die Pole, welche die gleiche Polarität aufweisen, einander gegenüberliegen. Folglich schwebt der erste Schwebemagnet 831 über die mehreren Magnete 811 der ersten Magnetschiene 81 und der zweite Schwebemagnet 832 über die mehreren Magnete 821 der zweiten Magnetschiene 82. Im Ergebnis schweben das Balgelement 611 des ersten Balgmittels 61 und das Balgelement 621 des zweiten Balgmittels 62 über die erste und zweite Magnetschiene 81 und 82 in einer Nicht-Kontakt Art und Weise.
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Der erste Schwebemagnet 831 kann durch einen einzelnen Magneten oder eine Vielzahl von Magneten, welche in der X-Richtung auf der unteren Fläche von jedem der Balgelemente 611 und 621 angeordnet sind, vorgesehen sein. In ähnlicher Art und Weise kann der zweite Schwebemagnet 832 durch einen einzelnen Magneten oder eine Vielzahl von Magneten, die in der X-Richtung auf der unteren Fläche von jedem der Balgelemente 611 und 621 angeordnet sind, vorgesehen sein. Der erste und zweite Schwebemagnet 831 und 832, welche auf der unteren Fläche von jedem der Balgelemente 611 und 621 vorgesehen sind, fungieren als Stützelemente, um ein Durchhängen der Balgelemente 611 und 621 zu verhindern.
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Unter Bezugnahme auf 5 und 6 wird nun eine zweite bevorzugte Ausführungsform des Schwebemittels zum in Schwebung versetzen des Balgelementes 611 des ersten Balgmittels 61 und des Balgelements 621 des zweiten Balgmittels 62 entlang der ersten Rinne 71 und der zweiten Rinne 72 des Führungsmittels 7 in einer Nicht-Kontakt Art und Weise beschrieben. In 5 und 6 kennzeichnet Bezugszeichen 80 ein Schwebemittel als zweite bevorzugte Ausführungsform. Das Schwebemittel 80 umfasst eine erste Luftausgabeschiene 85, welche sich entlang der ersten Rinne 71 in die X-Richtung erstreckt, eine zweite Luftausgabeschiene 86, die sich entlang der zweiten Rinne 72 in die X-Richtung erstreckt, einen ersten Schieber 871, der auf der unteren Fläche von sowohl dem Balgelement 611 des ersten Balgmittels 61 als auch dem Balgelement 621 des zweiten Balgmittels 62 so vorgesehen ist, dass dieser der ersten Luftausgabeschiene 85 gegenüberliegt, und einen zweiten Schieber 872, der auf der unteren Fläche von sowohl dem Balgelement 611 des ersten Balgmittels 61 als auch dem Balgelement 621 des zweiten Balgmittels 62 so vorgesehen ist, dass dieser der zweiten Luftausgabeschiene 86 gegenüberliegt.
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Die erste Luftausgabeschiene 85 ist ein hohles Element mit einer rechteckigen Querschnittsfläche, wobei die obere Fläche davon (die Fläche, welche dem Balgelement 611 des ersten Balgmittels 61 und dem Balgelement 621 des zweiten Balgmittels 62 gegenüberliegt) mit einer Vielzahl von feinen Löchern 851 zum Ausgeben von Luftstrahlen ausgebildet ist. In ähnlicher Art und Weise ist die zweite Luftausgabeschiene 86 ein hohles Element mit einer rechteckigen Querschnittsform, wobei die obere Fläche davon (die Fläche, welche dem Balgelement 611 des ersten Balgmittels 61 und dem Balgelement 621 des zweiten Balgmittels 62 gegenüberliegt) mit einer Vielzahl von feinen Löchern 861 zum Ausgeben von Luftstrahlen ausgebildet ist. Die erste Luftausgabeschiene 85 und die zweite Luftausgabeschiene 86 sind mit einem Luftzuführmittel (nicht gezeigt) verbunden. Auf der anderen Seite sind der erste Schieber 871 und der zweite Schieber 872 aus einem Harz mit niedriger Reibung in dieser bevorzugten Ausführungsform ausgebildet. Im Betrieb wird das nicht gezeigte Luftzuführmittel betrieben, um Luftstrahlen von der Vielzahl von feinen Löchern 851 der ersten Luftausgabeschiene 85 und der Vielzahl von feinen Löchern 861 der zweiten Luftausgabeschiene 86 auszugeben. Demnach schwebt der erste Schieber 871 über die erste Luftausgabeschiene 85 und der zweite Schieber 872 über die zweite Luftausgabeschiene 86. Im Ergebnis schweben das Balgelement 611 des ersten Balgmittels 61 und das Balgelement 621 des zweiten Balgmittels 62 über die erste und zweite Luftausgabeschiene 85 und 86 in einer Nicht-Kontakt Art und Weise.
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Der erste Schieber 871 kann durch einen einzelnen Schieber oder eine Vielzahl von Schiebern, welche in der X-Richtung auf der unteren Fläche von jedem der Balgelemente 611 und 621 angeordnet sind, vorgesehen sein. In ähnlicher Art und Weise kann der zweite Schieber 872 durch einen einzelnen Schieber oder eine Vielzahl von Schiebern, die in der X-Richtung auf der unteren Fläche von jedem der Balgelemente 611 und 621 angeordnet sind, vorgesehen sein. Der erste und zweite Schieber 871 und 872, welche auf der unteren Fläche von jedem der Balgelemente 611 und 621 vorgesehen sind, fungieren als Stützelement zum Verhindern des Durchhangs der Balgelemente 611 und 621.
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Bezugnehmend auf 2 weist der Spindelstützmechanismus 4 zwei Führungsschienen 41 und 42, die auf der stationären Basis 2 so vorgesehen sind, dass diese sich parallel zueinander in die Y-Richtung erstrecken, und eine bewegbare Stützbasis 43 auf, die auf den Führungsschienen 41 und 42 so vorgesehen ist, dass diese in die Y-Richtung bewegbar ist. Die bewegbare Stützbasis 43 weist einen horizontalen Abschnitt 431, der verschiebbar auf den Führungsschienen 41 und 42 gelagert ist, und einen vertikalen Abschnitt 432 auf, der sich vertikal von der oberen Fläche des horizontalen Abschnitts 431 nach oben erstreckt. Ferner sind zwei Führungsschienen 432a auf einer Seitenfläche des vertikalen Abschnitts 432 so vorgesehen, dass diese sich parallel zueinander in die Z-Richtung erstrecken. Der Spindelstützmechanismus umfasst ferner ein Verstellmittel 44 zum Bewegen der bewegbaren Stützbasis 43 in die Y-Richtung entlang der Führungsschienen 41 und 42.
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Das Verstellmittel 44 umfasst eine Außengewindestange 441, die sich parallel zu den Führungsschienen 41 und 42 so erstreckt, dass diese dazwischen angeordnet ist, und einen Schrittmotor 442 als Antriebsquelle zum rotatorischen Antreiben der Außengewindestange 441. Die Außengewindestange 441 ist rotatorisch an einem Ende davon an einem nicht gezeigten Lagerblock, der an der stationären Basis 2 fixiert ist, gelagert und an dem anderen Ende durch ein nicht gezeigtes Untersetzungsgetriebe mit der Ausgabewelle des Stellmotors 442 verbunden, um so das Drehmoment davon aufzunehmen. Die Außengewindestange 441 ist mit einem Durchgangsgewindeloch, das in einem nicht gezeigten Innengewindeblock ausgebildet ist, in Eingriff, welcher an der unteren Fläche des Horizontalabschnitts 431 an einem Mittelabschnitt davon hervorsteht. Demnach wird die bewegbare Stützbasis 43 in die Y-Richtung entlang der Führungsschienen 41 und 42 durch Betrieb des Stellmotors 442 bewegt, um die Außengewindestange 441 normal oder rückwärts zu rotieren.
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Die Spindeleinheit 5 umfasst einen Einheitshalter 51, ein Spindelgehäuse 52, welches an dem Einheitshalter 51 angebracht ist, und eine Rotationsspindel 53, welche rotatorisch an dem Spindelgehäuse 52 gestützt ist. Der Einheitshalter 51 ist mit zwei Führungsrillen 51a ausgebildet, um in die zwei Führungsschienen 432a, die auf dem Vertikalabschnitt 432 der bewegbaren Stützbasis 43 vorgesehen sind, verschiebbar einzugreifen. Demnach wird der Einheitshalter 51 durch die bewegbare Stützbasis 43 so gestützt, dass dieser in die Z-Richtung durch den verschiebbaren Eingriff der Führungsrillen 51a mit den Führungsschienen 432a bewegbar ist. Die Rotationsspindel 53 steht von dem vorderen Ende des Spindelgehäuses 52 hervor, wobei eine Schneidklinge 54 an dem vorderen Endabschnitt der Rotationsspindel 53 angebracht ist. Die Rotationsspindel 53 mit der Schneidklinge 54 wird rotatorisch durch einen Stellmotor 55 als Antriebsquelle angetrieben. Ein Paar von Schneidwasserdüsen 57 (eine davon ist in 2 gezeigt) zum Zuführen eines Schneidwassers als Bearbeitungswasser zu dem Werkstück beim Schneiden ist an beiden Seiten der Schneidklinge 54 vorgesehen.
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Die Spindeleinheit 5 weist ferner ein Bewegungsmittel 58 zum Bewegen des Einheitshalters 51 entlang der Führungsschienen 432a in die Z-Richtung auf. Wie das Zuführmittel 35 und das Verstellmittel 44, welche zuvor erwähnt wurden, weist dieses Bewegungsmittel 58 eine Außengewindestange 58 (nicht gezeigt), die sich parallel zu den Führungsschienen 432a so erstreckt, dass diese dazwischen angeordnet ist, und einen Schrittmotor 582 auf, um die Außengewindestange normal oder rückwärts zu rotieren. Demnach wird die Gesamtheit aus dem Einheitshalter 51, dem Spindelgehäuse 51 und der Rotationsspindel 53 in die Z-Richtung entlang der Führungsschienen 432a durch Betrieb des Schrittmotors 582, um diese Außengewindestange normal oder rückwärts zu rotieren, bewegt.
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Die Schneidvorrichtung gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform umfasst ferner ein Abbildungsmittel 50, welches an dem vorderen Endabschnitt des Spindelgehäuses 52 der Spindeleinheit 5 vorgesehen ist. Das Abbildungsmittel 50 umfasst ein Mikroskop, eine CCD-Kamera, etc. zum Abbilden eines Gegenstandsbereichs, wie Unterteilungslinien, die auf einem Werkstück, wie einem Halbleiterwafer, ausgebildet sind. Ein Abbildungssignal, welches von dem Abbildungsmittel 50 ausgegeben wird, wird an ein nicht gezeigtes Steuermittel übertragen.
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Bezugnehmend auf 1 weist die Schneidvorrichtung gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform ferner eine Kassette 11 zum Aufnehmen eines Halbleiterwafers W als ein Werkstück auf. Der Halbleiterwafer W wird in der Kassette 11 in dem Zustand aufgenommen, bei dem der Wafer W an einem Schutzband T anhaftet, welches in einem ringförmigen Rahmen F gelagert ist. Die Kassette 11 ist auf einem Kassettentisch 12, der vertikal durch ein nicht gezeigtes Hebemittel bewegbar ist, angeordnet. Die in 1 gezeigte Schneidvorrichtung weist ferner einen temporären Setztisch 13 zum temporären Aufsetzen des Halbleiterwafers W darauf, ein Handhabungsmittel 14 zum Handhaben des Halbleiterwafers W, um diesen von der Kassette 11 zu dem temporären Setztisch 13 vor dem Schneiden und diesen ebenfalls von dem temporären Setztisch 13 zu der Kassette 11 nach dem Schneiden zu bewegen, ein erstes Transfermittel 15 zum Transferieren des Halbleiterwafers W von dem temporären Setztisch 13 zu dem Spanntisch 33, ein Reinigungsmittel 16 zum Reinigen des Halbleiterwafers W nach dem Schneiden, und ein zweites Transfermittel 17 zum Transferieren des Halbleiterwafers W von dem Spanntisch 33 zu dem Reinigungsmittel 16 nach dem Schneiden auf. Das erste Transfermittel 15 fungiert ebenfalls zum Transferieren des Halbleiterwafers W von dem Reinigungsmittel 16 zu dem temporären Setztisch 13 nach dem Reinigen. Die Schneidvorrichtung, welche in 1 gezeigt ist, weist ferner ein Anzeigemittel 18 zum Anzeigen eines Abbilds oder dergleichen auf, welches durch das Abbildungsmittel 15 erhalten wird.
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Der Betrieb der Schneidvorrichtung, welche zuvor beschrieben wurde, wird nun beschrieben. Der Kassettentisch 12 wird vertikal durch das Hebemittel (nicht gezeigt) bewegt, um dadurch die Kassette 11 vertikal zu bewegen und den Halbleiterwafer W, welcher an einer vorbestimmten Position in der Kassette 11 aufgenommen ist, zu einer gegebenen Ausgabeposition zu bewegen (der Halbleiterwafer W, welcher durch das Schutzband T an dem ringförmigen Rahmen F gestützt wird, wird hier lediglich als Halbleiterwafer W bezeichnet). Anschließend wird das Handhabungsmittel 14 betrieben, um den Halbleiterwafer W, welcher an der Ausgabeposition positioniert ist, von der Kassette 11 zu dem temporären Setztisch 13 zu bewegen. Anschließend wird das erste Transfermittel 15 drehend betrieben, um den Halbleiterwafer W von dem temporären Setztisch 13 zu dem Spanntisch 33, welcher an einer Standby-Position, die in 1 gezeigt ist, angeordnet ist, zu transferieren. In diesem Zustand wird das nicht gezeigte Saugmittel betrieben, um den Halbleiterwafer W auf dem Spanntisch 33 unter Saugen zu halten. Der Spanntisch 33, der den Halbleiterwafer W so hält, wird anschließend in die X-Richtung von der Standby-Position zu einer Ausrichtungsposition direkt unterhalb des Abbildungsmittels 50 bewegt. An dieser Ausrichtposition wird das Abbildungsmittel 50 betrieben, um eine Vielzahl von Aufteilungslinien, welche auf dem Halbleiterwafer W ausgebildet sind, zu detektieren. Der Spanntisch 33 wird anschließend in die X-Richtung von der Ausrichtposition zu einer Arbeitsposition direkt unterhalb der Schneidklinge 54 bewegt. Ferner wird die Spindeleinheit 5 in die Y-Richtung als die Verstellrichtung bewegt, um dadurch präzise die Schneidklinge 54 mit einer Vorbestimmten der Aufteilungslinien auszurichten.
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Anschließend wird der Spanntisch 33, welcher den Halbleiterwafer W hält, in die X-Richtung als die Zuführrichtung (die Richtung senkrecht zu der Rotationsachse der Schneidklinge 54) bewegt, wodurch der Halbleiterwafer W entlang der vorbestimmten Aufteilungslinie durch die Schneidklinge 54 geschnitten wird. Genauer gesagt wird die Schneidklinge 54 in die Z-Richtung als die Schneidrichtung um eine vorbestimmte Menge in dem Zustand bewegt, bei welchem diese mit der vorbestimmten Unterteilungslinie in der Y-Richtung ausgerichtet ist. Ferner wird die Schneidklinge 54 mit hoher Geschwindigkeit (z.B. 30.000 UPM) durch den Stellmotor 55 rotiert. In diesem Zustand wird der Spanntisch 33, welcher den Halbleiterwafer W hält, in die X-Richtung mit einer vorbestimmten Zuführgeschwindigkeit (z.B. 50mm/s) bewegt. Im Ergebnis wird der Halbleiterwafer W, welcher auf dem Spanntisch 33 gehalten wird, entlang der vorbestimmten Unterteilungslinie durch die Schneidklinge 54 zerschnitten (Schneidschritt). Zu dieser Zeit wird Schneidwasser als ein Bearbeitungswasser von den Schneidwasserdüsen 57 zu einer Gegenstandsfläche des Halbleiterwafers W, der zu zerschneiden ist, zugeführt. Dem Schneidwasser, welches der Gegenstandsfläche zugeführt wird, wird ermöglicht, von der wasserdichten Abdeckung 343 und dem ersten und zweiten Balgmittel 61 und 62, welche das Balgmittel 6 ausgestalten, herunter zur ersten und zweiten Rinne 71 und 72, welche das Führungsmittel 7 ausgestalten, zu strömen. Anschließend wird das Schneidwasser durch den Abführschlauch 77, welcher mit der zweiten Verbindungsrinne 76 verbunden ist, abgeführt.
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In dem oben erwähnten Schneidschritt wird die wasserdichte Abdeckung 343 zusammen mit dem Spanntisch 33 bewegt, so dass das erste Balgmittel 61 und das zweite Balgmittel 62, welche auf den gegenüberliegenden Seiten der wasserdichten Abdeckung 343 vorgesehen sind, in die X-Richtung expandiert und zusammengezogen werden. In dieser Expansion und Zusammenziehung des ersten und zweiten Balgmittels 61 und 62 wird das Schwebemittel 8, welches in 3 und 4 gezeigt wird, auf folgende Art und Weise betrieben. Dem ersten und zweiten Schwebemagnet 831 und 832, welche als die Stützelemente zum Verhindern des Einfallens des Balgelements 611 des ersten Balgmittels 61 und des Balgelements 621 des zweiten Balgmittels 62 fungieren, wird ermöglicht, sich entlang der ersten bzw. der zweiten Magnetschiene 81 und 82 zu bewegen. Wie weiter oben beschrieben, sind die mehreren Magnete 811 der ersten Magnetschiene 81 und die mehreren Magnete 821 der zweiten Magnetschiene 82 dem ersten Schwebemagnet 831 bzw. dem zweiten Schwebemagnet 832 in dem Zustand entgegengesetzt, bei dem gleiche Pole einander gegenüberliegen. Demnach schwebt der erste Schwebemagnet 831 kontaktlos über die mehreren Magneten 811 der ersten Magnetschiene 81 und der zweite Schwebemagnet 832 schwebt kontaktlos über die mehreren Magnete 821 der zweiten Magnetschiene 82. Folglich wird keine Reibung zwischen dem ersten Schwebemagnet 831 und der ersten Magnetschiene 81 und zwischen dem zweiten Schwebemagnet 832 und der zweiten Magnetschiene 82 erzeugt. Im Ergebnis können der erste und zweite Schwebemagnet 831 und 832 als die Stützelemente für die Balgelemente 611 und 621 der Bewegung des Spanntischs 33 folgen, selbst wenn die Zuführgeschwindigkeit des Spanntischs 33 hoch ist, wodurch die Produktivität erhöht wird.
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Ferner wird in der Expansion und Zusammenziehung des ersten und zweiten Balgmittels 61 und 62 in dem Schneidschritt, welcher zuvor erwähnt wurde, das Schwebemittel 80, welches in 5 und 6 gezeigt ist, in folgender Art und Weise betrieben. Dem ersten und zweiten Schieber 871 und 872, die als Stützelemente zum Verhindern des Einsackens des Balgelements 611 des ersten Balgmittels 61 und des Balgelements 621 des zweiten Balgmittels 62 fungieren, wird ermöglicht, sich entlang der ersten bzw. zweiten Luftausgabeschiene 85 und 86 zu bewegen. Zu dieser Zeit wird Luft durch die mehreren feinen Löcher 851 der ersten Luftausgabeschiene 85 und die mehreren feinen Löcher 861 der zweiten Luftausgabeschiene 86 ausgegeben. Demnach schwebt der erste Schieber 871 kontaktlos über die erste Luftausgabeschiene 85 und der zweite Schieber 872 schwebt kontaktlos über die zweite Luftausgabeschiene 86. Folglich wird keine Reibung zwischen dem ersten Schieber 871 und der ersten Luftausgabeschiene 85 und dem zweiten Schieber 872 und der zweiten Luftausgabeschiene 86 erzeugt. Im Ergebnis können der erste und zweite Schieber 871 und 872 als die Stützelemente für die Balgelemente 611 und 621 der Bewegung des Spanntisches 33 selbst dann folgen, wenn die Zuführgeschwindigkeit des Spanntisches 33 hoch ist, wodurch die Produktivität erhöht wird.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen spezifischen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern verschiedene Modifikationen im Rahmen des Umfangs der vorliegenden Erfindung möglich sind. Obwohl die vorliegende Erfindung in den zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen für eine Schneidvorrichtung verwendet wird, kann die vorliegende Erfindung beispielsweise auch für eine Laserbearbeitungsvorrichtung, so dass das Werkstückhaltemittel zum Halten eines Werkstücks in die Zuführrichtung bewegt wird, oder eine Schleifvorrichtung, so dass das Balgmittel auf dem Werkstückhaltemittel zum Halten eines Werkstücks angebracht ist, verwendet werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Details der zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Der Umfang der Erfindung wird durch die begleitenden Ansprüche definiert, wobei alle Veränderungen und Modifikationen, welche in die Äquivalenz des Umfangs der Ansprüche fallen, durch die Erfindung umfasst sind.
