JP2009023044A

JP2009023044A - チャックテーブル機構

Info

Publication number: JP2009023044A
Application number: JP2007188171A
Authority: JP
Inventors: Masami Sato; 正視佐藤
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2007-07-19
Publication date: 2009-02-05

Abstract

【課題】チャックテーブルを所定位置に位置付けた後、確実に停止状態を維持させることができるチャックテーブル機構を提供する。
【解決手段】被加工物を保持するチャックテーブルと、チャックテーブルを支持する回転支持部材と、回転支持部材を回転可能に支持する固定支持部材とを具備するチャックテーブル機構であって、固定支持部材には外周に沿って装着された圧電振動素子と該圧電振動素子に装着された弾性振動体からなるステータと該ステータに密着して配設されステータに沿って回転せしめられるロータとからなる超音波モータが配設されており、超音波モータのロータに回転支持部材が連結されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を切削する切削装置等の加工装置に装備され被加工物を保持するチャックテーブル機構に関する。

例えば、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形成されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって区画された多数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成し、該デバイスが形成された各領域をストリートに沿って分割することにより個々のデバイスを製造している。半導体ウエーハをストリートに沿って分割する分割装置としては、一般にダイシング装置としての切削装置が用いられている。この切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルを備えたチャックテーブル機構と、該チャックテーブル機構のチャックテーブルに保持され被加工物を切削する切削ブレードを備えた切削手段と、該切削手段とチャックテーブルを相対的に加工送り方向に加工送りする加工送り手段とを具備している。上記チャックテーブル機構は、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を回転可能に支持する円筒状の支持部材とを具備し、該円筒状の支持部材に軸受を介してチャックテーブルの軸部を回転可能に支持するように構成されている。そして、チャックテーブルに保持された被加工物の加工ラインを加工送り方向と一致させるために、チャックテーブルはパルスモータによって回動せしめられるように構成されている。
（例えば下記特許文献１参照）
特開昭６３−１７４８４１号公報

而して、上述したチャックテーブル機構においては、チャックテーブルを回動してチャックテーブルに保持された被加工物の加工ラインを加工送り方向と一致させた後、チャックテーブルを停止いた状態で維持するためにはパルスモータに常時パルス信号を印加し続けるようになっている。従って、チャックテーブルはミクロ的には停止位置で微振動しているため、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によって切削すると切削溝の両側に微細な欠け（チッピング）が発生するという問題がある。
また、レーザー加工装置等の精密加工装置においても、被加工物を保持するチャックテーブルが加工時に微振動していると精密な加工を施すことが困難となる。

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、チャックテーブルを所定位置に位置付けた後、確実に停止状態を維持させることができるチャックテーブル機構を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、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を支持する回転支持部材と、該回転支持部材を回転可能に支持する固定支持部材とを具備するチャックテーブル機構であって、
該固定支持部材には、外周に沿って装着された圧電振動素子と該圧電振動素子に装着された弾性振動体からなるステータと該ステータに密着して配設され該ステータに沿って回転せしめられるロータとからなる超音波モータが配設されており、
該超音波モータの該ロータに該回転支持部材が連結されている、
ことを特徴とするチャックテーブル機構が提供される。

上記固定支持部材の外周面には環状の超音波モータ収容溝が設けられており、上記超音波モータは環状の超音波モータ収容溝の下壁に配設された第１の超音波モータと環状の超音波モータ収容溝の上壁に配設された第２の超音波モータとからなっており、上記回転支持部材には第１の超音波モータと第２の超音波モータとの間に配設される連結部材が取り付けられ、該連結部材が第１の超音波モータおよび第２の超音波モータのロータにそれぞれバネ部材を介して連結されている。

本発明によるチャックテーブル機構はチャックテーブルを支持する回転支持部材を超音波モータによって回転するように構成したので、超音波モータへの電力供給を遮断することによりチャックテーブル回転が停止され静止状態が維持される。従って、従来のチャックテーブル機構のようにチャックテーブルに微振動が作用しないので、チャックテーブルに保持された被加工物に精密な加工を施すことができ、特に切削装置のチャックテーブル機構に適用した場合には切削面にチッピングが発生することはない。

以下、本発明に従って構成されたチャックテーブル機構の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。

図１には、本発明に従って構成されたチャックテーブル機構を装備した加工装置としての切削装置の斜視図が示されている。
図１に示された切削装置は、略直方体状の装置ハウジング１を具備している。この装置ハウジング１内には、図２に示す静止基台２と、該静止基台２上に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構３と、該チャックテーブル機構３を切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動可能に支持するチャックテーブル移動機構４と、静止基台２に割り出し送り方向である矢印Ｙで示す方向（切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に直交する方向）に移動可能に配設されたスピンドル支持機構５と、該スピンドル支持機構５に切り込み送り方向である矢印Ｚで示す方向に移動可能に配設された切削手段としてのスピンドルユニット６が配設されている。

上記チャックテーブル機構３について、図３乃至図５を参照して説明する。
図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、チャックテーブル支持基台３１と、該チャックテーブル支持基台３１の上面に配設され固定支持部材３２と、該固定支持部材３２に回転可能に支持された回転支持部材３３と、該回転支持部材３３に支持されるチャックテーブル３４を具備している。上記チャックテーブル支持基台３１は矩形状に形成され、その下面には２条の被案内溝３１１、３１１が形成されている。

上記固定支持部材３２は、円筒状に形成されており、その下端がチャックテーブル支持基台３１の上面に固定されている。上記回転支持部材３３も円筒状に形成されており、上記固定支持部材３２に軸受手段３５を介して回転可能に支持されている。軸受手段３５は、図４および図５に示すように固定支持部材３２の上端部外周面に形成された第１の環状溝３５１と、回転支持部材３３の内周面に第１の環状溝３５１と対向して形成された第２の環状溝３５２と、第１の環状溝３５１と第２の環状溝３５２間に配設された複数の鋼球３５３とからなっている。なお、第１の環状溝３５１と第２の環状溝３５２は、V溝からなっていることが望ましい。

ここで、第１の環状溝３５１と第２の環状溝３５２間に複数の鋼球３５３を配設する構成について図５を参照して説明する。上記回転支持部材３３における第２の環状溝３５２が形成された外周の一部には、外周面から第２の環状溝３５２に連通する鋼球挿入穴３５４が形成されている。この鋼球挿入穴３５４を通して複数の鋼球３５３を挿入し、第１の環状溝３５１と第２の環状溝３５２間に複数の鋼球３５３を配設することができる。なお、鋼球挿入穴３５４の内周面には雌ネジが形成されており、上述したように鋼球挿入穴３５４を通して複数の鋼球３５３を挿入したら、鋼球挿入穴３５４にプラグ３５５を螺合する。このような鋼球３５３の挿入は、固定支持部材３２と回転支持部材３３とを組み立てる際に実施し、固定支持部材３２と回転支持部材３３とを組み立てた状態で、固定支持部材３２をチャックテーブル支持基台３１に固定する。このように固定支持部材３２に回転支持部材３３を回転可能に支持する軸受手段３５は、固定支持部材３２の外周面に形成された第１の環状溝３５１と、回転支持部材３３の内周面に第１の環状溝３５１と対向して形成された第２の環状溝３５２と、第１の環状溝３５１と第２の環状溝３５２間に配設された複数の鋼球３５３とからなっているので、固定支持部材３２と回転支持部材３３とを組み立てた状態で両者の位置関係が精密に規定されるため、回転支持部材３３は軸受手段３５の回転中心を中心として回転することができる。

上記円筒状の固定支持部材３２の中間部外周面には、図５に示すように環状の超音波モータ収容溝３２１が設けられている。この超音波モータ収容溝３２１内に超音波モータ３６が配設されている。超音波モータ３６は、図示の実施形態においては環状の超音波モータ収容溝３２１の下壁３２１aに配設された第１の超音波モータ３６aと、環状の超音波モータ収容溝３２１の上壁３２１bに配設された第２の超音波モータ３６bとからなっている。第１の超音波モータ３６aは、環状の超音波モータ収容溝３２１の下壁３２１aに装着された第１の環状の圧電振動素子３６１aと、該第１の環状の圧電振動素子３６１aに装着された弾性振動体からなる第１の環状のステータ３６２aと、該第１の環状のステータ３６２aに密着して配設され第１の環状のステータ３６２aに沿って回転せしめられる第１の環状のロータ３６３aとからなっている。また、第２の超音波モータ３６bも上記第１の超音波モータ３６aと同様に、環状の超音波モータ収容溝３２１の上壁３２１bに装着された第２の環状の圧電振動素子３６１bと、該第２の環状の圧電振動素子３６１bに装着された弾性振動体からなる第２の環状のステータ３６２bと、該第２の環状のステータ３６２bに密着して配設され第２の環状のステータ３６２bに沿って回転せしめられる第２の環状のロータ３６３bとからなっている。このように構成された第１の超音波モータ３６aと第２の超音波モータ３６bは、第１の環状のロータ３６３aと第２の環状のロータ３６３bが所定の間隔をもって対向して配設される。なお、上記第１の環状の圧電振動素子３６１aおよび第２の環状の圧電振動素子３６１bは、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、リチウムナイオベート、リチウムタンタレート等の圧電セラミックスを用いることができる。また、上記弾性振動体からなる第１の環状のステータ３６２aおよび第２の環状のステータ３６２bは、ポリイミド樹脂等の合成樹脂によって形成することができる。なお、上記第１の環状のロータ３６３aおよび第２の環状のロータ３６３bは、ステンレス鋼等の金属材によって形成することができる。

上述したように構成された第１の超音波モータ３６aの第１の環状のロータ３６３aと第２の超音波モータ３６bの第２の環状のロータ３６３bは、上記回転支持部材３３に連結される。即ち、図５に示すように回転支持部材３３の下面には環状の連結部材３３０がボルト等の固定手段によって固着されており、環状の連結部材３３０の内周部が上記第１の超音波モータ３６aと第２の超音波モータ３６bとの間に配設される。この環状の連結部材３３０の下面は第１の皿バネ３６４aによって第１の環状のロータ３６３aに連結され、環状の連結部材３３０の上面は第２の皿バネ３６４bによって第２の環状のロータ３６３bに連結される。従って、第１の環状のロータ３６３aおよび第２の環状のロータ３６３bは、それぞれ第１の皿バネ３６４aおよび第２の皿バネ３６４bによって第１の環状のステータ３６２aおよび第２の環状のステータ３６２bに押圧されている。

図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、図５に示すように上記第１の超音波モータ３６aを構成する第１の環状の圧電振動素子３６１aおよび第２の超音波モータ３６bを構成する第２の環状の圧電振動素子３６１bに交流電圧を印加する電力供給手段３７を具備している。
電力供給手段３７は、交流電源３７１および駆動回路３７２を具備しており、１０〜２００kHの高周波電圧を第１の環状の圧電振動素子３６１aおよび第２の環状の圧電振動素子３６１bに印加する。このように構成された電力供給手段３７によって第１の環状の圧電振動素子３６１aおよび第２の環状の圧電振動素子３６１bに高周波電圧を印加すると、超音波モータの原理により第１の環状のロータ３６３aと第２の環状のロータ３６３bがそれぞれ第１の環状の弾性振動体３６２aと第２の環状の弾性振動体３６２bに沿って回転せしめられる。この結果、第１の環状のロータ３６３aと第２の環状のロータ３６３bに第１の皿バネ３６４a、第２の皿バネ３６４bおよび環状の連結部材３３０を介して連結された回転支持部材３３は、円筒状の固定支持部材３２の外周に沿って回転せしめられる。一方、第１の環状の圧電振動素子３６１aおよび第２の環状の圧電振動素子３６１bへの電力の供給を遮断すると、第１の環状のロータ３６３aおよび第２の環状のロータ３６３bは回転を停止し、静止状態が維持される。

上述したように構成されたチャックテーブル支持機構３１の回転支持部材３３の上端には環状のチャックテーブル支持部３３１が設けられており、該環状のチャックテーブル支持部３３１は固定支持部材３２の上端より上方に突出するように構成されている。この環状のチャックテーブル支持部３３１の上面に、環状のセラミックス板３３２を介してチャックテーブル３４が装着される。なお、上記環状のチャックテーブル支持部３３１の下面には回転支持部材３３の回転角度を検出するためのロータリースケール３８が装着されており、固定支持部材３２の上端面にはロータリースケール３８と対向する位置に読み取りヘッド３８０が配設されている。

チャックテーブル３４は、図４に示すように円柱状の本体３４１と、該本体３４１の上面に配設され無数の吸引孔を備えたポーラスなセラミックス等からなる多孔性部材によって形成された吸着チャック３４２とからなっている。本体３４１は、ステンレス鋼等の金属材によって形成されており、その上面には円形の嵌合凹部３４１aが設けられている。この嵌合凹部３４１aには底面の外周部に吸着チャック３４２が載置される環状の載置棚３４１bが設けられている。そして、本体３４１の嵌合凹部３４１aに嵌合した吸着チャック３４２は、環状の載置棚３４１bに載置される。また、本体３４１には嵌合凹部３４１aに開口する吸引通路３４１cが設けられており、この吸引通路３４１cは、図示しない吸引手段に連通されている。従って、図示しない吸引手段が作動すると、吸引通路３４１cを通して嵌合凹部３４１aに負圧が作用し、この結果、無数の吸引孔を備えた吸着チャック３４２の上面である保持面に負圧が作用せしめられる。また、本体３４１の中間部には、図３に示すように環状の溝３４１dが形成されている。この環状の溝３４１d内には４個のクランプ３４３の基部が配設され、このクランプ３４３の基部が本体３４１に適宜の固定手段によって取付けられている。

図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、チャックテーブル３４の下側周囲を覆うカバーテーブル３９を具備している。このカバーテーブル３９は、チャックテーブル支持基台３１の４隅に立設された４本の支持柱３９０によって支持されている。カバーテーブル３９の中央部には開口３９１が形成されており、この開口３９１の周縁に上方に突出するフランジ部３９２が設けられている。このフランジ部３９２がチャックテーブル３４を構成する本体３４１の下端部に形成されたスカート部３４１eの内側に位置付けられる。

図２に戻って説明を続けると、上記チャックテーブル機構３を切削送り方向である矢印Ｘで示す切削送り方向に移動可能に支持するチャックテーブル移動機構４は、静止基台２上に矢印Ｘで示す方向に沿って平行に配設された一対の案内レール４１、４１と、上記チャックテーブル機構３を一対の案内レール４１、４１に沿って移動せしめる切削送り手段４２とからなっている。一対の案内レール４１、４１には、上記チャックテーブル機構３を構成するチャックテーブル支持基台３１の下面に設けられた２条の被案内溝３１１、３１１が摺動可能に嵌合せしめられる。上記切削送り手段４２は、上記２本の案内レール４１と４１の間に平行に配設された雄ネジロッド４２１と、該雄ネジロッド４２１を回転駆動するためのサーボモータ４２２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド４２１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック４２３に回転自在に支持されており、その他端が上記サーボモータ４２２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド４２１は、上記チャックテーブル支持基台３１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、サーボモータ４２２によって雄ネジロッド４２１を正転および逆転駆動することにより、チャックテーブル機構３は一対の案内レール４１、４１に沿って矢印Ｘで示す切削送り方向に移動せしめられる。

上記スピンドル支持機構５は、静止基台２上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向に沿って平行に配設された一対の案内レール５１、５１と、該一対の案内レール５１、５１上に矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設された可動支持基台５２を具備している。この可動支持基台５２は、一対の案内レール５１、５１上に移動可能に配設された移動支持部５２１と、該移動支持部５２１に取り付けられた装着部５２２とからなっている。移動支持部５２１の下面には一対の案内レール５１、５１と嵌合する２条の被案内溝５２１a、５２１aが形成されており、この被案内溝５２１a、５２１aを一対の案内レール５１、５１に嵌合することにより、可動支持基台５２は一対の案内レール５１、５１に沿って移動可能に構成される。また、装着部５２２は、一側面に矢印Ｚで示す方向に延びる一対の案内レール５２２a、５２２aが平行に設けられている。

図示の実施形態におけるスピンドル支持機構５は、可動支持基台５２を一対の案内レール５１、５１に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動させるための割り出し送り手段５３を具備している。割り出し送り手段５３は、上記一対の案内レール５１、５１の間に平行に配設された雄ネジロッド５３１と、該雄ねじロッド５３１を回転駆動するためのパルスモータ５３２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド５３１は、その一端が上記静止基台２に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ５３２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド５３１は、可動支持基台５２を構成する移動支持部５３１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ５３２によって雄ネジロッド５３１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台５２は一対の案内レール５１、５１に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。

図示の実施形態のおけるスピンドルユニット６は、ユニットホルダ６１と、該ユニットホルダ６１に取り付けられたスピンドルハウジング６２と、該スピンドルハウジング６２に回転可能に支持された回転スピンドル６３を具備している。ユニットホルダ６１は、上記装着部５２２に設けられた一対の案内レール５２２a、５２２aに摺動可能に嵌合する２条の被案内溝６１ａ、６１ａが設けられており、この被案内溝６１ａ、６１ａを一対の案内レール５２２a、５２２aに嵌合することにより、矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動可能に支持される。上記回転スピンドル６３はスピンドルハウジング６２の先端から突出して配設されており、この回転スピンドル６３の先端部に切削ブレード６４が装着されている。なお、切削ブレード６４を装着した回転スピンドル６３は、サーボモータ６５等の駆動源によって回転駆動せしめられる。

図示の実施形態におけるスピンドルユニット６は、ホルダ６１を一対の案内レール５２２a、５２２aに沿って矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動させるための切り込み送り手段６６を具備している。切り込み送り手段６６は、上記切削送り手段４２および上記割り出し送り手段５３と同様に一対の案内レール５２２a、５２２a の間に配設された雄ネジロッド（図示せず）と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ６６２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ６６２によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、ユニットホルダ６１とスピンドルハウジング６２および回転スピンドル６３を一対の案内レール５２２a、５２２a に沿って矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動せしめる。

なお、上記スピンドルユニット６を構成するスピンドルハウジング６２の先端部には、チャックテーブル３５に保持された被加工物の加工領域を撮像するための撮像手段６７が配設されている。この撮像手段６７は、顕微鏡等の光学系と撮像素子（ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。

図１に戻って説明すると、上記装置ハウジング１におけるカセット載置領域７aには、被加工物を収容するカセットを載置するカセット載置テーブル７が配設されている。このカセット載置テーブル７は、図示しない昇降手段によって上下方向に移動可能に構成されている。カセット載置テーブル７上には、被加工物としてのウエーハ１０を収容するカセット８が載置される。カセット８に収容される被加工物としてのウエーハ１０は、表面に格子状のストリートが形成されており、この格子状のストリートによって区画された複数の矩形領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成されている。このように形成されたウエーハ１０は、環状の支持フレーム１１に装着されたダイシングテープ１２の表面に貼着された状態でカセット８に収容される。

また、図示の実施形態における切削装置は、カセット載置テーブル７上に載置されたカセット８に収容されているウエーハ１０（環状のフレーム１１にダイシングテープ１２を介して支持されている状態）を仮置きテーブル１３に搬出する搬出手段１４と、仮置きテーブル１３に搬出されたウエーハ１０を上記チャックテーブル機構３のチャックテーブル３４上に搬送する第１の搬送手段１５と、チャックテーブル３４上で切削加工されたウエーハ１０を洗浄する洗浄手段１６と、チャックテーブル３４上で切削加工されたウエーハ１０を洗浄手段１６へ搬送する第２の搬送手段１７を具備している。更に、図示の切削装置は、上記撮像手段６７によって撮像された画像等を表示する表示手段１８を具備している。

以上のように構成された切削装置の作動について、簡単に説明する。
切削作業を実施するに先立って、切削ブレード６４による切り込み送りの基準位置を定める。即ち、チャックテーブル３４を切削領域に移動して切削ブレード６４を下降し、セラミック板３６によって絶縁されたチャックテーブル３４の本体３４１（ステンレス鋼等の金属材によって形成されている）と電気的接触した位置を基準位置として定める。このようにして、切削ブレード６４による切り込み送りの基準位置を定めたならば、チャックテーブル３４を図１に示す被加工物受け入れ位置に戻す。

上述したように切削ブレード６４による切り込み送りの基準位置を定め切削作業の準備が完了したならば、カセット載置テーブル７上に載置されたカセット８の所定位置に収容されているウエーハ１０（環状のフレーム１１にダイシングテープ１２を介して支持されている状態）は、図示しない昇降手段によってカセット載置テーブル７が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、搬出手段１４が進退作動して搬出位置に位置付けられたウエーハ１０を仮置きテーブル１３上に搬出する。仮置きテーブル１３に搬出されたウエーハ１０は、第１の搬送手段１５によって上記チャックテーブル機構３のチャックテーブル３４上に搬送される。チャックテーブル３４上にウエーハ１０が載置されたならば、図示しない吸引手段が作動してウエーハ１０をチャックテーブル３４上に吸引保持する。また、ウエーハ１０をダイシングテープ１２を介して支持する支持フレーム１１は、上記４個のクランプ３４３によって固定される。このようにしてウエーハ１０を保持したチャックテーブル３５は、撮像手段６７の直下まで移動せしめられる。

チャックテーブル３４が撮像手段６７の直下に位置付けられると、撮像手段６７によってウエーハ１０に形成されているストリートが検出され、スピンドルユニット５を割り出し方向である矢印Ｙ方向に移動調節してストリートと切削ブレード６４との精密位置合わせ作業が行われる（アライメント工程）。このとき、ウエーハ１０に形成されたストリートが切削送り方向Xと平行になっていない場合には、上記電力供給手段３７によって第１の超音波モータ３６aの第１の環状の圧電振動素子３６１aおよび第２の超音波モータ３６bの第２の環状の圧電振動素子３６１bに高周波電圧を印加する。この結果、上述したように超音波モータの原理により第１の環状のロータ３６３aと第２の環状のロータ３６３bがそれぞれ第１の環状の弾性振動体３６２aと第２の環状の弾性振動体３６２bに沿って回転せしめられ、第１の環状のロータ３６３aと第２の環状のロータ３６３bに第１の皿バネ３６４aおよび第２の皿バネ３６４bと環状の連結部材３３０を介して連結された回転支持部材３３は、円筒状の固定支持部材３２の外周に沿って回転せしめられる。回転支持部材３３が回転することにより、回転支持部材３３に支持されたチャックテーブル３４に保持されているウエーハ１０が回転し、ストリートが切削送り方向Xと平行になった位置で第１の環状の圧電振動素子３６１aおよび第２の環状の圧電振動素子３６１bへの電力の供給を遮断する。この結果、第１の環状のロータ３６３aおよび第２の環状のロータ３６３bは回転を停止し、第１の環状の弾性振動体３６２aおよび第２の環状の弾性振動体３６２bとの摩擦力によって静止状態が維持されるため、チャックテーブル３４は静止される。

その後、切り込み送り手段６６のパルスモータ６６２を作動して切削ブレード６４を矢印Ｚで示す方向に所定量切り込み送りするとともに、サーボモータ６５を作動して切削ブレード６４を所定の回転方向に２００００〜４００００rpmの回転速度で回転させつつ、ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３４を切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に所定の切削送り速度で移動せしめる（切削工程）。この結果、チャックテーブル３４上に保持されたウエーハ１０は切削ブレード６４により所定のストリートに沿って切断される。この切削工程においてチャックテーブル３４は上述したように静止状態が維持されるため、チャックテーブル３４に保持されたウエーハ１０に従来のチャックテーブル機構のように微振動が作用しないので、切削面にチッピングが発生することはない。

このようにして、ウエーハ１０を所定のストリートに沿って切断したら、チャックテーブル３４を矢印Ｙで示す方向にストリートの間隔だけ割り出し送りし、上記切断工程を実施する。そして、ウエーハ１０の所定方向に延在するストリートの全てに沿って切断作業を実施したならば、上記電力供給手段３７によって第１の超音波モータ３６aの第１の環状の圧電振動素子３６１aおよび第２の超音波モータ３６bの第２の環状の圧電振動素子３６１bに高周波電圧を印加し、チャックテーブル３４を９０度回転させる。そして、チャックテーブル３５が９０度回転した位置で第１の環状の圧電振動素子３６１aおよび第２の環状の圧電振動素子３６１bへの電力の供給を遮断する。この結果、第１の環状のロータ３６３aおよび第２の環状のロータ３６３bは回転を停止し静止状態が維持されるため、チャックテーブル３４は静止される。このとき、回転支持部材３３のチャックテーブル支持部３３１に装着されたロータリースケール３８を固定支持部材３２に装着された読み取りヘッド３８０によって読み取ることにより、チャックテーブル３４の回転角度を検出しつつチャックテーブル３４を９０度回転させる。そして、ウエーハ１０の所定方向と直交する方向に延在するストリートに沿って上記切削工程を実行することにより、ウエーハ１０に格子状に形成された全てのストリートが切削されて個々のデバイスに分割される。この切削工程においてチャックテーブル３４は上述したように静止状態が維持されるため、チャックテーブル３４に保持されたウエーハ１０に従来のチャックテーブル機構のように微振動が作用しないので、切削面にチッピングが発生することはない。上記切削工程を実施することによって分割されたデバイスは、ダイシングテープ１２の作用によってバラバラにはならず、フレーム１１に支持されたウエーハの状態が維持されている。

上述したようにウエーハ１０に形成された全てのストリートに沿って切断工程を実施したならば、ウエーハ１０を保持したチャックテーブル３４は最初にウエーハ１０を吸引保持した被加工物受け入れ位置に戻される。そして、ウエーハ１０の吸引保持を解除する。次に、ウエーハ１０は第２の搬送手段１７によって洗浄手段１６に搬送される。洗浄手段１６に搬送されたウエーハ１０は、ここで洗浄および乾燥される。このようにして洗浄および乾燥されたウエーハ１０は、第１の搬送手段１５によって仮置きテーブル１３に搬出される。そして、ウエーハ１０は、搬出手段１４によってカセット８の所定位置に収納される。

以上、本発明を切削装置のチャックテーブル機構に適用した例を示したが、本発明はレーザー加工装置等の精密加工装置のチャックテーブル機構に適用することにより、チャックテーブルに保持された被加工物に精密な加工を施すことができる。

本発明に従って構成されたチャックテーブル機構を装備した切削装置の斜視図。図１に示す切削装置の要部斜視図。図１に示す切削装置に装備されるチャックテーブル機構の分解斜視図。図１に示す切削装置に装備されるチャックテーブル機構の断面図。図４に示すチャックテーブル機構の要部拡大断面図。

符号の説明

１：切削装置の装置ハウジング
２：静止基台
３：チャックテーブル機構
３０：チャックテーブル支持基台
３１：チャックテーブル支持機構
３２：固定支持部材
３３：回転支持部材
３３０：連結部材
３４：チャックテーブル
３５：軸受手段
３６：超音波モータ
３６a：第１の超音波モータ
３６b：第２の超音波モータ
３６１a：第１の環状の圧電振動素子
３６１b：第２の環状の圧電振動素子
３６２a：第１の環状のステータ
３６２b：第２の環状のステータ
３６３a：第１の環状のロータ
３６３b：第２の環状のロータ
３６４a：第１の皿バネ
３６４b：第２の皿バネ
３７：電力供給手段
３７１：交流電源
３７２：駆動回路
３８：ロータリースケール
３８０：読み取りヘッド
３９：カバーテーブル
４：チャックテーブル移動機構
４１：案内レール
４２：切削送り手段
５：スピンドル支持機構
５１：案内レール
５２：可動支持基台
５３：割り出し送り手段
６：スピンドルユニット
６１：ユニットホルダ
６２：スピンドルハウジング
６３：回転スピンドル
６４：切削ブレード
６５：サーボモータ
６６：切り込み送り手段
６７：撮像手段
７：カセット載置テーブル
８：カセット
１０：ウエーハ
１１：環状の支持フレーム
１２：ダイシングテープ
１３：仮置きテーブル
１４：搬出手段
１５：第１の搬送手段
１６：洗浄手段
１７：第２の搬送手段
１８：表示手段

Claims

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を支持する回転支持部材と、該回転支持部材を回転可能に支持する固定支持部材とを具備するチャックテーブル機構であって、
該固定支持部材には、外周に沿って装着された圧電振動素子と該圧電振動素子に装着された弾性振動体からなるステータと該ステータに密着して配設され該ステータに沿って回転せしめられるロータとからなる超音波モータが配設されており、
該超音波モータの該ロータに該回転支持部材が連結されている、
ことを特徴とするチャックテーブルの支持機構。
該固定支持部材の外周面には環状の超音波モータ収容溝が設けられており、
該超音波モータは該環状の超音波モータ収容溝の下壁に配設された第１の超音波モータと該環状の超音波モータ収容溝の上壁に配設された第２の超音波モータとからなっており、該回転支持部材には該第１の超音波モータと該第２の超音波モータとの間に配設される連結部材が取り付けられ、該連結部材が該第１の超音波モータおよび該第２の超音波モータのロータにそれぞれバネ部材を介して連結されている、請求項１記載のチャックテーブルの支持機構。