JP3120201B2 - 加工装置のチャック装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリコンウェハの切断
加工や薄板の平面加工等を行う加工装置においてワーク
を固定する加工装置のチャック装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シリコンウェハの切断加工を行う
加工装置であるダイシング装置では、シリコンウェハを
固定するために、例えば、シリコンウェハをキャリアフ
レームに固定し、このキャリアフレームを真空チャック
によって固定していた。図１４はキャリアフレームおよ
びシリコンウェハを示す平面図、図１５はキャリアフレ
ームを真空チャックに固定した状態を示す断面図であ
る。これらの図に示すように、リング状のキャリアフレ
ーム１０１には、下側から低粘着性の粘着テープ１０２
が貼り付けられ、この粘着テープ１０２上に、加工対象
ワーク１０３であるシリコンウェハが貼り付けられて固
定される。そして、加工対象ワーク１０３が固定された
キャリアフレーム１０１を、図１５に示すように、真空
チャック１０４でクランプして切断を行っていた。

【０００３】また、磁気ディスク用のガラスやアルミニ
ウムの板や、シリコンウェハ等の薄板の平面加工を行う
加工装置では、例えば、図１７に示すように、薄板の加
工対象ワーク１１１を直接、真空チャック１０４でクラ
ンプして平面加工を行っていた。なお、平面加工は、ダ
イヤモンド旋盤、正面切削加工、スライス加工、円筒砥
石やカップ砥石による研削加工、クリープフィード加
工、ワーク回転加工等を含み、加工方法は問わない。ま
た、これらの固定方法の他に、ダイシング装置における
シリコンウェハの固定や、平面加工を行う加工装置にお
ける加工対象ワークの固定に用いられる固定方法として
は、図１９に示すように、シリコンウェハ等の加工対象
ワーク１１２をワックス１１３によってチャックプレー
ト１１４に貼り付け、このチャックプレート１１４を真
空チャック１０４でクランプする方法がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１４
および図１５に示すように加工対象ワーク１０３をキャ
リアフレーム１０１に固定する固定方法では、切断加工
前に、キャリアフレーム１０１に粘着テープ１０２を貼
る手間と時間がかかると共に、そのための装置が必要に
なり、また、粘着テープ１０２が使い捨てになるという
問題点があった。また、ワークの切断後、個々のワーク
を取り外すために、下側からピン等でワークを突き上げ
て、粘着テープ１０２から分離する装置（例えば、特開
平４−２１２４２２号公報に示されるような紫外線照射
手段等）が必要になるという問題点があった。また、個
々のワークを粘着テープ１０２から引き剥がす際に、個
々のワークに負荷がかかるため、個々のワークにチッピ
ング等の欠陥が発生することがあるという問題点があっ
た。更に、粘着テープ１０２が絶縁体であるため、静電
気が発生しやすいという問題点があった。

【０００５】また、図１７に示すように、加工対象ワー
ク１１１を真空チャック装置１０４でクランプする方法
では、図１６に示すように湾曲した加工対象ワーク１１
１を真空チャック装置１０４でクランプすると、加工時
には加工対象ワーク１１１が平らになっているが、加工
後、加工対象ワーク１１１を真空チャック装置１０４か
ら外すと、加工前と同様に湾曲した状態に戻り、平面度
が劣るという問題点があった。また、クランプ時に真空
チャック装置１０４の吸引部によって加工対象ワーク１
１１の一部がへこみ、この状態で加工すると吸引部に対
応する部分の肉厚が厚くなると共に、加工後、クランプ
時にへこんでいた部分が元に戻るため、図１８に示すよ
うに、加工後の加工対象ワーク１１１に凸部１１６が生
じ、平面度が劣化するという問題点があった。

【０００６】また、図１９に示すように、加工対象ワー
ク１１２をワックス１１３によってチャックプレート１
１４に貼り付ける方法では、加工対象ワーク１１２の貼
り付け、取り外しに手間と時間がかかるという問題点が
あった。特に、取り外し時に、小片に分かれたワークの
ワックス１１３からの取り外しや取り扱いが難しく、自
動化が難しいという問題点があった。また、図１９に示
すように、ワックス１１３内に気泡１１７が生じたりし
て、加工対象ワーク１１２とチャックプレート１１４の
間にワックス１１３を均一に入れることが難しく、平行
度良く加工を行うことが難しいという問題点があった。

【０００７】ところで、例えば特開平１−１８８３０８
号公報に示されるように、加工対象ワークの取り付け、
取り外しの容易な固定方法として、冷凍チャックを用い
た方法が提案されている。この冷凍チャックは、チャッ
クプレート上に、冷凍した氷の層を介して加工対象ワー
クを固定するものである。しかしながら、この冷凍チャ
ックにおいても、従来は、加工対象ワークとチャックプ
レートとの間隔を均一にすることが難しく、平行度良く
加工を行うことが難しいという問題点があった。

【０００８】そこで、本発明の目的は、加工対象ワーク
とチャックプレートとの間隔を均一にしながら、冷凍チ
ャックを用いて加工対象ワークを固定することができる
ようにした加工装置のチャック装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、加工装置における加工対象ワークを氷を介して固定
するためのチャックプレートと、このチャックプレート
上に、氷を形成するための液体を供給する液体供給手段
と、この液体供給手段によってチャックプレート上に供
給された液体を冷凍して氷を形成する冷凍手段と、この
冷凍手段によって形成される氷によってチャックプレー
トの上面に固定される加工対象ワークとチャックプレー
トの上面との間隔を均一化する間隔均一化手段とを、加
工装置のチャック装置に具備させて、前記目的を達成す
る。

【００１０】請求項２記載の加工装置のチャック装置
は、請求項１記載の装置において、間隔均一化手段が、
チャックプレートの上面に形成され、チャックプレート
に載置された加工対象ワークの下側において氷を形成す
るための液体を保持する溝を有するものである。請求項
３記載の加工装置のチャック装置は、請求項１記載の装
置において、間隔均一化手段が、加工対象ワークとチャ
ックプレートの上面との間に形成される氷の層の厚みを
均一化するものである。請求項４記載の加工装置のチャ
ック装置は、請求項３記載の装置において、間隔均一化
手段が、加工対象ワークとチャックプレートの上面との
間隔が略一定になるように、加工対象ワークをチャック
プレート上に保持する保持手段を有するものである。請
求項５記載の加工装置のチャック装置は、請求項４記載
の装置において、保持手段が、チャックプレートの上面
に設けられ、液体供給手段から供給される液体を放出す
る複数の液体出口を有し、この液体出口から放出される
液体の圧力と加工対象ワークの重量とのバランスによ
り、加工対象ワークを保持するものである。請求項６記
載の加工装置のチャック装置は、請求項４記載の装置に
おいて、保持手段が、チャックプレートの上面に設けら
れ、液体供給手段から供給される液体を放出する複数の
液体出口と、チャックプレート上において加工対象ワー
クの上方への移動を規制する規制手段とを有し、液体出
口から放出される液体の圧力によって加工対象ワークを
上方に持ち上げると共に、規制手段によって加工対象ワ
ークの上方への移動を規制することによって、加工対象
ワークを保持するものである。請求項７記載の加工装置
のチャック装置は、請求項４記載の装置において、保持
手段が、チャックプレートの上面に設けられ、液体供給
手段から供給される液体を放出する複数の液体出口と、
加工対象ワークの上面に対して上方から気体を放出する
気体放出手段とを有し、液体出口から放出される液体の
圧力と気体放出手段から放出される気体の圧力とのバラ
ンスにより、加工対象ワークを保持するものである。請
求項８記載の加工装置のチャック装置は、請求項４記載
の装置において、保持手段が、チャックプレートの上面
に設けられ、加工対象ワークとチャックプレートの上面
との間隔が略一定になるように、加工対象ワークをチャ
ックプレート上に保持するスペーサを有するものであ
る。請求項９記載の加工装置のチャック装置は、請求項
１ないし３のいずれかに記載の装置において、チャック
プレートの少なくとも加工対象ワークが固定される部分
が弾性部材によって形成されているものである。

【００１１】

【作用】請求項１記載の加工装置のチャック装置では、
液体供給手段によってチャックプレート上に供給された
液体が冷凍手段によって冷凍され氷が形成され、この氷
によって加工対象ワークがチャックプレートの上面に固
定される。また、間隔均一化手段によって、加工対象ワ
ークとチャックプレートの上面との間隔が均一化され
る。なお、本発明において、氷とは、水以外の液体を冷
凍によって固化したものを含むものとする。

【００１２】請求項２記載の加工装置のチャック装置で
は、チャックプレートの上面に形成された溝に保持され
た液体が冷凍手段によって冷凍され氷が形成され、この
氷によって、加工対象ワークとチャックプレートの上面
との間隔がほとんどない状態で、加工対象ワークがチャ
ックプレートの上面に固定される。請求項３記載の加工
装置のチャック装置では、間隔均一化手段によって、加
工対象ワークとチャックプレートの上面との間に形成さ
れる氷の層の厚みが均一化される。請求項４記載の加工
装置のチャック装置では、保持手段によって、加工対象
ワークとチャックプレートの上面との間隔が略一定にな
るように、加工対象ワークがチャックプレート上に保持
される。請求項５記載の加工装置のチャック装置では、
チャックプレートの上面に設けられた液体出口から放出
される液体の圧力と加工対象ワークの重量とのバランス
により、加工対象ワークが保持される。請求項６記載の
加工装置のチャック装置では、チャックプレートの上面
に設けられた液体出口から放出される液体の圧力によっ
て加工対象ワークが上方に持ち上げられると共に、規制
手段によって加工対象ワークの上方への移動が規制さ
れ、加工対象ワークが保持される。請求項７記載の加工
装置のチャック装置では、チャックプレートの上面に設
けられた液体出口から放出される液体の圧力と気体放出
手段から放出される気体の圧力とのバランスにより、加
工対象ワークが保持される。請求項８のいずれかに記載
の加工装置のチャック装置では、チャックプレートの上
面に設けられたスペーサによって、加工対象ワークとチ
ャックプレートの上面との間隔が略一定になるように、
加工対象ワークがチャックプレート上に保持される。請
求項９記載の加工装置のチャック装置では、チャックプ
レートの少なくとも加工対象ワークが固定される部分が
弾性部材によって形成されていることから、加工後のワ
ークの取り外しが容易になる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の加工装置のチャック装置にお
ける実施例を図１ないし図１３を参照して詳細に説明す
る。図１は本発明の第１実施例のチャック装置の構成を
示す断面図である。この図に示すように、本実施例のチ
ャック装置は、シリコンウェハ等の加工対象ワーク１１
を氷の層を介して固定するためのチャックプレート１２
と、このチャックプレート１２上に、氷の層を形成する
ための液体１４を供給する液体供給装置１３と、チャッ
クプレート１２の下側に設けられ、液体供給装置１３に
よってチャックプレート１２上に供給された液体１４を
冷凍して氷の層を形成する冷凍手段としての冷凍チャッ
ク１５とを備えている。

【００１４】チャックプレート１２の側部には液体入口
部１７が設けられ、チャックプレート１２の上面には等
間隔に複数の液体出口１８が設けられている。また、チ
ャックプレート１２の内部には、液体入口部１７と液体
出口１８とを連通する液体通路１９が設けられている。
また、チャックプレート１２の上面の周部には、周回状
の凸部２０が形成され、この凸部２０で囲まれたチャッ
クプレート１２の上面に液体１４を保持できるようにな
っている。液体入口部１７には、パイプ２１を介して液
体供給装置１３が接続されている。この液体供給装置１
３は、一定の圧力で液体を供給するようになっている。
本実施例では、チャックプレート１２の上面に設けられ
た液体出口１８から放出される液体１４の圧力と加工対
象ワーク１１の重量とのバランスにより、チャックプレ
ート１２の上面と加工対象ワーク１１との間隔が略一定
になるように、液体１４を介して加工対象ワーク１１が
チャックプレート１２上に保持されるようになってい
る。なお、液体１４には、０〜−３０度Ｃ程度で固化す
る液体が用いられるが、特に純水が好ましい。

【００１５】冷凍チャック１５は、例えばペルチェ効果
を利用してチャックプレート１２を冷却するようになっ
ている。ペルチェ効果とは、図２に示すように、異なる
金属２３、２４を接合し、これに電源２５によって電流
を流すと、金属２３、２４の接合部において熱の発生ま
たは吸収が起こる現象である。なお、冷凍チャック１５
は、ペルチェ効果を利用するものの他、液体窒素やフロ
ンガス等の低温の流体を用いて冷却するものでも良い。
また、チャックプレート１２は冷凍チャック１５と一体
化されていても良いし、別体でも良い。チャックプレー
ト１２が冷凍チャック１５と別体の場合には、冷凍チャ
ック１５が真空チャック機能を併せ持つようにしても良
い。この場合には、氷の層を介して加工対象ワーク１１
を固定したチャックプレート１２は、真空チャック機能
によって冷凍チャック１５上に固定され、切断、研削等
の加工が行われる。冷凍チャック１５が真空チャック機
能を併せ持たない場合には、氷の層を介して加工対象ワ
ーク１１を固定したチャックプレート１２を、図示しな
い真空チャックに固定し、切断、研削等の加工を行う。

【００１６】次に、本実施例のチャック装置の作用につ
いて説明する。加工対象ワーク１１をチャックプレート
１２上に固定する場合は、まず、加工対象ワーク１１を
チャックプレート１２上に載置し、液体供給装置１３よ
りパイプ２１を介してチャックプレート１２の液体入口
部１７に液体１４を一定圧力で供給する。この液体１４
は、チャックプレート１２内の液体通路１９を経て、液
体出口１８より放出され、加工対象ワーク１１を持ち上
げる。これにより、加工対象ワーク１１は、液体出口１
８より放出される液体１４の圧力と加工対象ワーク１１
の重量とが釣り合う位置に保持される。この状態で、冷
凍チャック１５によってチャックプレート１２を冷却す
ると、液体１４が固化し、氷の層を介して加工対象ワー
ク１１がチャックプレート１２上に固定される。

【００１７】このとき、チャックプレート１２の上面と
加工対象ワーク１１との間隔が略一定になるように加工
対象ワーク１１がチャックプレート１２上に保持されて
いるので、チャックプレート１２の上面と加工対象ワー
ク１１との間の氷の層の厚みは略均一となる。なお、氷
の層の厚みは、液体供給装置１３における液体の供給圧
力を調整することによって調整することができる。この
氷の層の厚みは、数ｍｍ以下、特に１００μｍ以下が好
ましい。このように、氷の層を薄くすることにより、た
とえ氷の層の厚みのばらつきが生じても、そのばらつき
の大きさを小さくすることができる。このようにしてチ
ャックプレート１２上に固定された加工対象ワーク１１
に対して、切断加工や平面加工が行われ、加工後は、熱
風等により氷を解凍することによって加工対象ワーク１
１がチャックプレート１２から取り外される。

【００１８】このように、本実施例によれば、冷凍チャ
ックによって加工対象ワーク１１をチャックプレート１
２に固定するようにしたので、従来のような粘着テープ
やワックスによる貼り付けが不要であり、加工対象ワー
ク１１の取り付け、取り外しの手間と時間を省くことが
できる。また、本実施例では、チャックプレート１２の
上面と加工対象ワーク１１との間の氷の層の厚みが略均
一になるため、平行度良く加工を行うことができる。ま
た、切断加工の場合には、氷の層がチャックプレート１
２の上面と加工対象ワーク１１との間にあるため、チャ
ックプレート１２を傷つけることなく加工対象ワーク１
１の切断を行うことができる。また、チャック時や切断
の際に、氷の層がワーク面を覆うため、この氷の層によ
ってワークを保護でき、チッピングを防止することがで
きる。更に、切断後の個々のワークの取り外しの際に、
個々のワークに負荷がかからないので、取り外しの際の
チッピングを防止することができる。

【００１９】また、図３に示すように、本実施例では、
加工対象ワーク１１に負荷をかけずに、加工対象ワーク
１１を氷の層１６を介してチャックプレート１２に固定
することができるので、平面加工の場合には、湾曲した
加工対象ワーク１１をそのままの形で固定して平面加工
することにより、平面加工後の加工面の反りを取ること
ができ、平面度良く加工することができる。また、真空
チャックによって加工対象ワークを直接固定する場合の
ように、真空チャックの吸引部によって加工対象ワーク
の一部がへこむことがないので、平面度良く加工するこ
とができる。

【００２０】図４は本発明の第２実施例のチャック装置
の構成を示す断面図である。この図に示すように、本実
施例のチャック装置では、チャックプレート１２上にお
ける加工対象ワーク１１の上方への移動を規制する規制
手段としての押圧プレート３１が設けられている。この
押圧プレート３１は、平面部３１ａと、この平面部３１
ａの下面の周部に形成された下側に突出する周回状の凸
部３１ｂと、この凸部３１ｂに適宜の間隔で設けられた
液体出口３１ｃとを有している。また、本実施例では、
チャックプレート１２の上面には、周回状の凸部２０は
形成されていない。

【００２１】本実施例では、加工対象ワーク１１をチャ
ックプレート１２上に固定する場合は、まず、加工対象
ワーク１１をチャックプレート１２上に載置し、加工対
象ワーク１１を覆うように押圧プレート３１をチャック
プレート１２上に載置する。そして、液体供給装置１３
よりチャックプレート１２に液体１４を供給し、液体出
口１８より放出させる。すると、液体出口１８から放出
される液体１４の圧力によって加工対象ワーク１１が上
方に持ち上げられ、押圧プレート３１の平面部３１ａに
当接して保持される。なお、液体出口１８から放出され
た液体１４は押圧プレート３１の液体出口３１ｃより排
出される。

【００２２】この状態で、冷凍チャック１５によってチ
ャックプレート１２を冷却すると、液体１４が固化し、
氷の層を介して加工対象ワーク１１がチャックプレート
１２上に固定される。このとき、押圧プレート３１によ
って、チャックプレート１２の上面と加工対象ワーク１
１との間隔が一定に保持されているので、チャックプレ
ート１２の上面と加工対象ワーク１１との間の氷の層の
厚みは略均一となる。なお、押圧プレート３１は金属等
で形成しても良いが、加工対象ワーク１１の上面におけ
る傷の発生を防止するためにゴム等の弾性部材で形成し
ても良い。その他の構成、作用および効果は第１実施例
と同様である。

【００２３】図５は本発明の第３実施例のチャック装置
の構成を示す断面図である。この図に示すように、本実
施例のチャック装置は、第２実施例における押圧プレー
ト３１の内部に、冷水または冷気を通すための流体通路
３１ｄを形成したものである。本実施例では、加工対象
ワーク１１をチャックプレート１２上に固定する際に、
流体通路３１ｄに冷水または冷気を通すことにより、チ
ャックプレート１２上の液体１４における上側と下側の
温度差を少なくすることができ、液体１４を冷凍固化す
る時間を短縮することができる。その他の構成、作用お
よび効果は第２実施例と同様である。

【００２４】図６は本発明の第４実施例のチャック装置
の構成を示す断面図である。この図に示すように、本実
施例のチャック装置では、第２実施例のチャック装置に
おいて、押圧プレート３１の代わりに、加工対象ワーク
１１の上面に対して上方から空気等の気体を放出する気
体放出装置４１を設けたものである。この気体放出装置
４１は、側部に設けられた気体入口部４１ａと、下面に
形成された複数の気体出口４１ｂと、内部に形成され、
気体入口部４１ａと気体出口４１ｂとを連通する気体通
路４１ｃとを有している。気体入口部４１ａは、図示し
ないパイプを介して図示しない気体供給装置に接続され
るようになっている。

【００２５】本実施例では、加工対象ワーク１１をチャ
ックプレート１２上に固定する場合は、まず、加工対象
ワーク１１をチャックプレート１２上に載置し、加工対
象ワーク１１の上方に気体放出装置４１を配置する。そ
して、液体供給装置１３よりチャックプレート１２に液
体１４を供給し、液体出口１８より放出させ、また、図
示しない気体供給装置より気体放出装置４１に気体を供
給し、気体出口４１ｂより放出させる。すると、液体出
口１８から放出される液体１４の圧力と気体放出装置４
１の気体出口４１ｂから放出される気体の圧力とのバラ
ンスにより、加工対象ワーク１１が所定の位置に保持さ
れる。この状態で、冷凍チャック１５によってチャック
プレート１２を冷却すると、液体１４が固化し、氷の層
を介して加工対象ワーク１１がチャックプレート１２上
に固定される。

【００２６】このとき、チャックプレート１２の上面と
加工対象ワーク１１との間隔が一定に保持されているの
で、チャックプレート１２の上面と加工対象ワーク１１
との間の氷の層の厚みは略均一となる。なお、本実施例
において、気体放出装置４１によって放出する気体を冷
気としても良い。これにより、チャックプレート１２上
の液体１４における上側と下側の温度差を少なくするこ
とができ、液体１４を冷凍固化する時間を短縮すること
ができる。その他の構成、作用および効果は第２実施例
と同様である。

【００２７】図７は本発明の第５実施例のチャック装置
の構成を示す断面図である。この図に示すように、本実
施例のチャック装置では、第１実施例におけるチャック
プレート１２の代わりに、チャックプレート５０が設け
られている。このチャックプレート５０は、第１実施例
におけるチャックプレート１２のような液体入口部１
７、液体出口１８および液体通路１９を有していない。
液体供給装置１３から供給される液体１４は、パイプ５
１を介してチャックプレート５０の上面に排出されるよ
うになっている。

【００２８】また、チャックプレート５０の上面の周部
には、周回状の凸部５２が形成され、この凸部５２で囲
まれたチャックプレート５０の上面に液体１４を保持で
きるようになっている。また、チャックプレート５０に
は、少なくとも３個のピン挿通用孔５３が上下に貫通し
て設けられ、この複数のピン挿通用孔５３には、スペー
サとして、互いに同じ長さのピン５４が挿通されてい
る。この複数のピン５４の下側の端部はプレート５５に
固着され、上側の端部は互いに同じ長さだけチャックプ
レート５０の上面より突出している。このピン５４の突
出量は、氷の層の厚みに合わせて数ｍｍ以下、好ましく
は１００μｍ以下とする。なお、本実施例におけるチャ
ックプレート５０は、冷凍チャック１５とは別体にさ
れ、加工対象ワーク１１固定後のチャックプレート５０
は、冷凍チャック１５の真空チャック機能により冷凍チ
ャック１５上に固定されるか、あるいは他の真空チャッ
クに固定されるようになっている。

【００２９】本実施例では、加工対象ワーク１１をチャ
ックプレート５０上に固定する場合は、まず、ピン５４
をピン挿通用孔５３に挿通し、ピン５４の上側の端部を
チャックプレート５０の上面より突出させる。次に、こ
のピン５４の上に加工対象ワーク１１を載置し、チャッ
クプレート５０の凸部５２で囲まれた上面に液体１４を
充填する。この状態で、冷凍チャック１５によってチャ
ックプレート５０を冷却すると、液体１４が固化し、氷
の層を介して加工対象ワーク１１がチャックプレート５
０上に固定される。このとき、ピン５４によって、チャ
ックプレート５０の上面と加工対象ワーク１１との間隔
が一定に保持されているので、チャックプレート５０の
上面と加工対象ワーク１１との間の氷の層の厚みは略均
一となる。

【００３０】氷の層ができた後はピン５４を引き抜いて
も良い。この場合、例えば、プレート５５を介して各ピ
ン５４に熱を加えて下方に引き抜くようにしても良い。
また、プレート５５を設けずに、各ピン５４を別体と
し、各ピン５４を１本ずつ回転させながら下方に引き抜
くようにしても良い。その他の構成、作用および効果は
第１実施例と同様である。

【００３１】図８および図９は本発明の第６実施例に係
り、図８はチャックプレートの平面図、図９はチャック
プレートの断面図である。これらの図に示すように、本
実施例では、第１実施例におけるチャックプレート１２
の代わりに、チャックプレート６１が設けられている。
このチャックプレート６１は、第１実施例におけるチャ
ックプレート１２のような液体入口部１７、液体出口１
８および液体通路１９を有していない。液体供給装置１
３から供給される液体は、図７に示すパイプ５１を介し
てチャックプレート６１の上面に排出されるようになっ
ている。このチャックプレート６１の上面には、図９に
示すように、切断用刃具６３用の逃げ溝６２が格子状に
形成されている。

【００３２】本実施例では、加工対象ワーク１１をチャ
ックプレート６１上に固定する場合は、チャックプレー
ト６１の上面の逃げ溝６２に液体を充填し、チャックプ
レート６１の上面に加工対象ワーク１１を載置する。こ
の状態で、冷凍チャック１５によってチャックプレート
６１を冷却すると、逃げ溝６２内の液体が固化し、この
逃げ溝６２内の氷によって加工対象ワーク１１がチャッ
クプレート６１上に固定される。このとき、チャックプ
レート６１の上面と加工対象ワーク１１との間には氷の
層が全く形成されないか、あるいは極めて薄い氷の層が
形成される。従って、本実施例によれば、加工対象ワー
ク１１の平行度がより高くなる。その他の構成、作用お
よび効果は第１実施例と同様である。

【００３３】図１０および図１１は本発明の第７実施例
に係り、図１０はチャックプレートの平面図、図１１は
チャックプレートの断面図である。これらの図に示すよ
うに、本実施例では、第６実施例におけるチャックプレ
ート６１の代わりに、チャックプレート７１が設けられ
ている。このチャックプレート７１は、第１実施例にお
けるチャックプレート１２のような液体入口部１７、液
体出口１８および液体通路１９を有していない。液体供
給装置１３から供給される液体は、図７に示すパイプ５
１を介してチャックプレート７１の上面に排出されるよ
うになっている。このチャックプレート７１の上面の周
部には、周回状の凸部７２が形成され、この凸部７２で
囲まれたチャックプレート７１の上面に液体を保持でき
るようになっている。また、チャックプレート７１の上
面には、スペーサとして、それぞれ高さが等しく格子状
に配列された複数の凸部７３が形成されている。凸部７
３の高さは、氷の層の厚みに合わせて数ｍｍ以下、好ま
しくは１００μｍ以下とする。

【００３４】本実施例では、加工対象ワーク１１をチャ
ックプレート７１上に固定する場合は、凸部７３の上に
加工対象ワーク１１を載置し、チャックプレート７１の
凸部７２で囲まれた上面に液体１４を充填する。この状
態で、冷凍チャック１５によってチャックプレート７１
を冷却すると、液体１４が固化し、氷の層を介して加工
対象ワーク１１がチャックプレート７１上に固定され
る。このとき、凸部７３によって、チャックプレート７
１の上面と加工対象ワーク１１との間隔が一定に保持さ
れているので、チャックプレート７１の上面と加工対象
ワーク１１との間の氷の層の厚みは略均一となる。

【００３５】また、本実施例では、シリコンウェハを切
断する加工装置に用いる場合、シリコンウェハの切断位
置となる可能性のない位置に凸部７３を配置することに
より、シリコンウェハの切断位置を変更する場合でも、
チャックプレート７１を交換することなく対応すること
が可能となる。その他の構成、作用および効果は第１実
施例と同様である。

【００３６】図１２は本発明の第８実施例におけるチャ
ックプレートの断面図である。本実施例におけるチャッ
クプレート８１は、第７実施例におけるチャックプレー
ト７１と同様に、上面の周部に周回状の凸部８２が形成
され、この凸部８２で囲まれたチャックプレート８１の
上面に液体を保持できるようになっている。また、チャ
ックプレート８１の上面には、第７実施例のような凸部
７３は形成されておらず、代わりに、スペーサとして、
均一な径の球形のギャップ材８３が複数個載置されてい
る。このギャップ材８３としては、例えば、径が０．０
５〜０．１ｍｍ程度の、シリコンよりも柔らかいプラス
チックやセラミックス等が用いられる。

【００３７】本実施例では、加工対象ワーク１１をチャ
ックプレート８１上に固定する場合は、ギャップ材８３
の上に加工対象ワーク１１を載置し、チャックプレート
８１の凸部８２で囲まれた上面に液体１４を充填する。
この状態で、冷凍チャック１５によってチャックプレー
ト８１を冷却すると、液体１４が固化し、氷の層を介し
て加工対象ワーク１１がチャックプレート８１上に固定
される。このとき、ギャップ材８３によって、チャック
プレート８１の上面と加工対象ワーク１１との間隔が一
定に保持されているので、チャックプレート８１の上面
と加工対象ワーク１１との間の氷の層の厚みは略均一と
なる。その他の構成、作用および効果は第１実施例と同
様である。

【００３８】図１３は本発明の第９実施例におけるチャ
ックプレートの断面図である。本実施例におけるチャッ
クプレート９１は、リング状のフレーム９２と、このフ
レーム９２の下側に貼り付けられた円板状の弾性部材９
３とで構成されている。弾性部材９３の材質としては、
ゴム、ポリプロピレン、樹脂フィルム等が用いられる。
また、液体供給装置１３から供給される液体は、図７に
示すパイプ５１を介してチャックプレート９１の上面に
排出されるようになっている。

【００３９】本実施例では、加工対象ワーク１１をチャ
ックプレート９１上に固定する場合は、まず、フレーム
９２の内側に液体１４を充填する。この状態で、冷凍チ
ャック１５によってチャックプレート９１を冷却する
と、液体１４が固化し、略均一の厚みの氷の層が形成さ
れる。次に、氷の層の上に加工対象ワーク１１を載せる
と、加工対象ワーク１１の持つ熱によって氷の一部が解
け、再び固化することにより加工対象ワーク１１がチャ
ックプレート９１上に固定される。そして、加工対象ワ
ーク１１が固定されたチャックプレート９１を真空チャ
ックによって固定して、加工対象ワーク１１の切断等の
加工を行う。加工後は、氷の層を解凍し、弾性部材９３
の下側から加工対象ワーク１１を押し上げることによ
り、加工対象ワーク１１を容易に取り外すことができ
る。特に、シリコンウェハの切断加工の場合には、切断
後のチップのパターン面に触れることなく、チップを取
り扱うことができる。なお、本発明は上記各実施例に限
定されず、例えば、加工対象ワークとチャックプレート
の上面との間に形成される氷の層の厚みを均一化するた
めに、チャックプレートを回転させながらチャックプレ
ート上の液体を冷凍するようにしても良い。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、間
隔均一化手段によって加工対象ワークとチャックプレー
トの上面との間隔を均一化するようにしたので、加工対
象ワークとチャックプレートとの間隔を均一にしなが
ら、冷凍チャックを用いて加工対象ワークを固定するこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のチャック装置の構成を示
す断面図である。

【図２】図１における冷凍チャックで用いるペルチェ効
果の原理を示す説明図である。

【図３】図１のチャック装置によって加工対象ワークを
チャックプレートに固定した状態を示す断面図である。

【図４】本発明の第２実施例のチャック装置の構成を示
す断面図である。

【図５】本発明の第３実施例のチャック装置の構成を示
す断面図である。

【図６】本発明の第４実施例のチャック装置の構成を示
す断面図である。

【図７】本発明の第５実施例のチャック装置の構成を示
す断面図である。

【図８】本発明の第６実施例におけるチャックプレート
の平面図である。

【図９】図８に示すチャックプレートの断面図である。

【図１０】本発明の第７実施例におけるチャックプレー
トの平面図である。

【図１１】図１０に示すチャックプレートの断面図であ
る。

【図１２】本発明の第８実施例におけるチャックプレー
トの断面図である。

【図１３】本発明の第９実施例におけるチャックプレー
トの断面図である。

【図１４】従来の固定方法によるキャリアフレームとシ
リコンウェハを示す平面図である。

【図１５】図１４のキャリアフレームを真空チャックに
固定した状態を示す断面図である。

【図１６】湾曲した加工対象ワークを示す断面図であ
る。

【図１７】加工対象ワークを真空チャック装置で固定し
た状態を示す断面図である。

【図１８】真空チャック装置で固定した加工対象ワーク
の加工後の状態を示す断面図である。

【図１９】加工対象ワークをワックスによってチャック
プレートに固定した状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１１ 加工対象ワーク １２ チャックプレート １３ 液体供給装置 １４ 液体 １５ 冷凍チャック １８ 液体出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−124243（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−246447（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−31567（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−283037（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−16886（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−3727（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−502353（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 3/08 B28D 7/04 H01L 21/301 H01L 21/68

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 氷を形成するための液体を保持する液体
   保持部が設けられたチャックプレートと、前記液体保持
   部に前記液体を供給する液体供給手段と、前記液体保持
   部によって保持されている液体を冷凍する冷凍手段とを
   備えて、加工装置における加工対象ワークを氷を介して
   固定する加工装置のチャック装置であって、 前記液体保持部内に配置され、加工用刃具との接触が起
   こらない箇所にて、前記チャックプレート上面と該チャ
   ックプレート上面に固定される加工対象ワークとの間隔
   を均一化させるよう保持するスペーサを有することを特
   徴とする加工装置のチャック装置。
2. 【請求項２】 前記スペーサが、前記チャックプレート
   の上面に同じ長さだけ突出した複数のピンにより形成さ
   れていることを特徴とする請求項１記載の加工装置のチ
   ャック装置。
3. 【請求項３】 前記スペーサが、前記チャックプレート
   の上面に格子状に配列された高さの等しい複数の凸部に
   より形成されていることを特徴とする請求項１記載の加
   工装置のチャック装置。
4. 【請求項４】 前記スペーサが、前記チャックプレート
   の上面に載置された均一な径のギャップ材からなること
   を特徴とする請求項１記載の加工装置のチャック装置。
5. 【請求項５】 氷を形成するための液体を保持する液体
   保持部が設けられたチャックプレートと、前記液体保持
   部に前記液体を供給する液体供給手段と、前記液体保持
   部によって保持されている液体を冷凍する冷凍手段とを
   備えて、加工装置における加工対象ワークを氷を介して
   固定する加工装置のチャック装置であって、 チャックプレートに設けられた複数の液体出口から放出
   される液体の圧力と加工対象ワークとの重量バランスに
   より当該加工対象ワークを保持する保持手段と、 チャックプレート上において加工対象ワークの上方向へ
   の移動を規制する規制手段とを有することを特徴とする
   加工装置のチャック装置。