JP5932296B2

JP5932296B2 - 加工装置

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Publication number: JP5932296B2
Application number: JP2011241249A
Authority: JP
Inventors: 武士坂本; 坂本　　武士
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2011-11-02
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2016-06-08
Anticipated expiration: 2031-11-02
Also published as: JP2013094913A

Description

本発明は、板状ワークを保持するチャックテーブルを有する加工装置に関する。

半導体ウェーハ等の板状ワークを加工する加工装置として、板状ワークの面に砥石を接触させて研削する装置や、半導体ウェーハの上面から突出して形成されているバンプの先端をバイトなどの切削工具で削って高さを揃える装置などがある。このような加工装置においては、板状ワークがチャックテーブルに搬送され、吸引保持されて加工が行われる（例えば特許文献１参照）。

板状ワークをチャックテーブルに搬送するための搬送手段を備えている加工装置においては、板状ワークの中心とチャックテーブルの中心とが搬送手段によって位置あわせされ、かかる位置あわせがなされた状態で板状ワークがチャックテーブルの吸着保持面に保持される（例えば特許文献２参照）。

一方、板状ワークをチャックテーブルに搬送するための搬送手段を備えていない加工装置においては、オペレータの目視によってチャックテーブルの吸着保持面が隠れるように板状ワークを載置して吸引させた後、吸引圧力の値によって、板状ワークが、エアのリークがなく正常に吸着保持されたか否かを確認している。

特開２００４−３１９６９７号公報特開２００６−３１０４８３号公報

しかし、板状ワークを吸着保持面に載置したときに、吸着保持面が僅かに露出している場合は、吸着保持面の露出を目視によって確認することはできない。そして、その状態で吸着保持面に吸引力を作用させると、板状ワークが正常に吸着保持されないことが確認される場合がある。

本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、吸着保持面を有するチャックテーブルにおいて板状ワークを保持する場合に、吸着保持面が完全に覆われるように板状ワークを載置できるようにすることを課題とする。

本発明は、オリエンテーションフラットを有する板状ワークの裏面を吸着保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された板状ワークの表面を加工する加工手段とを備えた加工装置に関するもので、チャックテーブルは、板状ワークと相似形に形成され該板状ワークより狭い面積の吸着保持面を備え該オリエンテーションフラットに対応するフラット部を備えた吸着保持部と、吸着保持部の外側を囲繞する環状壁および吸着保持部の底面を支持する底床とから構成された基台部と、板状ワークを所定の位置に位置決めする位置決めブロックが固定される部分であるブロック固定部とを備え、位置決めブロックは、板状ワークのオリエンテーションフラットとフラット部とを平行にする角度位置決め部と、角度位置決め部の両端に設けられチャックテーブル中心と板状ワーク中心とを一致させる２つの中心位置決め部と、位置決めブロックをチャックテーブルに取り付けるブロック取付け部とを備えており、ブロック取付け部は、位置決めブロックの上下方向の取付け位置を調整する上下調整機構を備え、オリエンテーションフラットの両端近傍の円弧部分を２つの中心位置決め部に当接させると共に、板状ワークのオリエンテーションフラットを角度位置決め部に当接させることで、板状ワークの位置決めを可能とする。

本発明では、チャックテーブルに位置決めブロックが固定され、位置決めブロックには板状ワークのオリエンテーションフラットと吸着保持部に形成されたフラット部とを平行にする角度位置決め部と、角度位置決め部の両端に設けられチャックテーブル中心と板状ワーク中心とを一致させる２つの中心位置決め部とを備えたため、板状ワークを位置決めブロックに押し当てるだけで、板状ワークの角度と中心位置をあわせることができ、板状ワークを容易かつ確実に吸着保持することができる。

また、位置決めブロックをチャックテーブルに取り付けるブロック取付け部を、位置決めブロックの上下方向の取付け位置を調整可能とすることで、様々な厚みの板状ワークを吸着保持することができる。

加工装置の一例を示す斜視図である。板状ワークの一例を示す平面図である。チャックテーブルの一例を示す平面図である。図３のＡ−Ａ線断面図である。厚い板状ワークをチャックテーブルに保持した状態を示す断面図である。薄い板状ワークをチャックテーブルに保持した状態を示す断面図である。板状ワークをチャックテーブルに保持した状態を示す平面図である。

図１に示す加工装置１は、板状ワークの裏面側を吸着保持するチャックテーブル２と、チャックテーブル２に保持された板状ワークの表面側を加工する加工手段３とを備えている。

チャックテーブル２は、ベーステーブル２ａに固定されている。ベーステーブル２ａの前後方向の両側部にはジャバラ２ｂが連結されており、ベーステーブル２ａは、ジャバラ２ｂの伸縮を伴って前後方向（矢印Ｘ方向）に移動可能となっている。

加工手段３は、ハウジング３０によって回転可能に支持された回転軸３１の下端にホイール３２が取り付けられ、ホイール３２の下面側にバイト工具３３が取り付けられて構成されており、回転軸３１の回転とともにバイト工具３３も回転する。

加工手段３は、送り手段４によって駆動されて鉛直方向に昇降する。送り手段４は、鉛直方向に延びるボールスクリュー４０と、ボールスクリュー４０と平行に配設されたガイドレール４１と、ボールスクリュー４０の一端に連結されたパルスモータ４２と、ボールスクリュー４０に螺合する不図示のナットを備えるとともに側部がガイドレール４１に摺接する昇降部４３とから構成されており、パルスモータ４２がボールスクリュー４０を回動させると、昇降部４３がガイドレール４１にガイドされて昇降し、これにともない加工手段３も昇降する構成となっている。

チャックテーブル２が吸着保持する板状ワークは、図２に示す板状ワークＷのように、結晶方位識別マークであるオリエンテーションフラットＯＦを有する形状のものであり、表面Ｗ１には、分割予定ラインＬによって区画されてデバイスＤが形成されている。また、デバイスＤには、上方に突出するバンプＢが形成されている。

図３に示すように、チャックテーブル２は、板状ワークＷを吸着保持する吸着保持部２０と、吸着保持部２０を下方及び側方から支持する基台２１と、板状ワークＷを所定の位置に位置決めする位置決めブロック２４が固定される部分であるブロック固定部２２とを備えている。ブロック固定部２２は、基台２１の表面側周縁部を切り欠いた形状に形成されている。

吸着保持部２０の表面は、板状ワークＷを保持するための吸引力を作用させる吸着保持面２０ａとなっている。また、吸着保持部２０には、板状ワークＷのオリエンテーションフラットＯＦに対応して直線状に形成されたフラット部２００が形成されている。すなわち、吸着保持部２０は、板状ワークＷと相似形に形成されている。また、吸着保持部２０は、板状ワークＷより面積が狭く、板状ワークＷの中心と吸着保持部２０の中心とが一致した状態で板状ワークＷを載置した場合に吸着保持部２０の全面が覆われるように形成されている。

図４に示すように、吸着保持部２０の下方においては、基台２１の内部に吸引路２１０が形成されている。吸引路２１０は吸引源２３に連通しており、吸着保持部２０は、吸引路２１０を介して吸引源２３に連通している。なお、図示していないが、吸着保持面２０ａは、上方に突出する複数のピンが水平方向に連立し、ピンとピンとの間に吸引源２３に連通する吸引口が形成されている。

基台２１の中央部には、吸着保持部２０を収容するための凹部２１１が形成されている。凹部２１１は、吸着保持部２０の底面２０ａを覆い下方から支持する底床２１１ａと、吸着保持部２０の外周側を囲繞する環状壁２１１ｂとから構成されている。環状壁２１１ｂの上面２１１ｃは、底床２１１ａよりも高い位置に形成されている。

ブロック固定部２２は、フラット部２００に平行でかつ吸着保持部２０の吸着保持面２０ａに垂直に形成された位置決め面２２０を備えている。

位置決めブロック２４は、段差のある２つの水平板２４０、２４１と、２つの水平板２４０、２４１の一端同士を連結する垂直壁２４２とが一体となって形成されている。水平板２４０には、図３に示すように、板状ワークＷに形成されたオリエンテーションフラットＯＦと吸着保持部２０に形成されたフラット部２００とを平行にさせる為の角度位置決め部２４３と、角度位置決め部２４３の両端に設けられチャックテーブル２の中心と板状ワークＷの中心とを一致させるための２つの中心位置決め部２４４とを備えている。水平板２４１は、ブロック取付け部５によって、昇降可能に基台２１に固定される。垂直壁２４２は、位置決め面２２０に密着させる。

ブロック取付け部５は、外周面に雄ネジ５０ａが形成され位置決めブロック２４を基台２１に固定するための固定ネジ５０と、円筒上に形成され内周面に固定ネジ５０の外周面に形成された雄ねじが貫通する貫通孔５１ａを有するとともに外周面に雄ネジ５１ｂを有する上下調整ネジ５１とを備えている。上下調整ネジ５１の外周面に形成された雄ネジ５１ｂには、水平板２４１に形成された雌ネジ２４１ａが螺合している。

このように構成されるブロック取付け部５においては、固定ネジ５０を緩めた状態で、固定ネジ５０に対する上下調整ネジ５１の上下方向の位置を調整することにより、位置決めブロック２４を所定の高さに移動させることができる。すなわち、ブロック取付け部５は、位置決めブロック２４の上下方向の位置を調整する上下調整機構としての機能を有している。そして、位置決めブロック２４をブロック固定部２２の位置決め面２２０に押し当て、固定ネジ５０を締めることにより、位置決めブロック２４を所定の高さに設定した状態で基台２１に固定することができる。

図５に示すように、バンプＢが形成され比較的厚く形成された板状ワークＷをチャックテーブル２において保持する場合は、固定ネジ５０を緩め、上下調整ネジ５１を若干上昇させることにより、位置決めブロック２４を若干上昇させる。このとき、位置決めブロック２４の水平板２４０の上面２４０ａは吸着保持面２０ａより高い位置にあり、板状ワークＷの表面Ｗ１より低い位置にある。そして、この状態において位置決めブロック２４をブロック固定部２２の位置決め面２２０に押し当て、固定ネジ５０を締めることにより、基台２１に固定する。

一方、図６に示すように、図５に示した板状ワークＷよりも薄い板状ワークＷａの裏面Ｗ２ａをチャックテーブル２において保持する場合は、固定ネジ５０を緩め、上下調整ネジ５１を若干下降させることにより、位置決めブロック２４を若干下降させる。このとき、位置決めブロック２４の水平板２４０の上面２４０ａは吸着保持面２０ａより高い位置にあり、板状ワークＷａの表面Ｗ１ａより低い位置にある。そして、この状態において位置決めブロック２４をブロック固定部２２の位置決め面２２０に押し当て、固定ネジ５０を締めることにより、基台２１に固定する。

なお、本実施形態では、板状ワークの厚みは２〜４ｍｍを想定しているが、上下調整ネジ５１の可動範囲を大きくすれば、対応可能な厚みの幅をさらに広げることができる。また、図６に示した板状ワークＷａのように、表面にバンプが形成されていない板状ワークも保持の対象とすることができる。

このようにして、位置決めブロック２４が基台２１に対して所定の高さに固定された後、例えば図５に示した板状ワークＷの裏面Ｗ２側を吸着保持部２０において吸着する場合は、図７に示すように、板状ワークＷを構成するオリエンテーションフラットＯＦの両端部近傍の円弧状に形成された部分を２つの中心位置決め部２４４に当接させるとともに、オリエンテーションフラットＯＦを角度位置決め部２４３に当接させる。そうすると、中心位置決め部２４４によって板状ワークＷの中心が吸着保持部２０の中心と一致するとともに、角度位置決め部２４３によってオリエンテーションフラットＯＦがフラット部２００と平行になる。このようにして板状ワークＷが位置決めされると、吸着保持部２０の吸着保持面２０ａの全面が板状ワークＷによって覆われ、この状態で吸着保持部２０に吸引力を作用させると、エアのリークがない状態で板状ワークＷが保持される。なお、図１においては、表面Ｗ１に形成されたバンプ等の図示は省略している。

このようにして板状ワークＷの裏面Ｗ２がチャックテーブル２において保持され、表面Ｗ１が上方に向いて露出した状態となると、図１に示した加工装置１では、バイト工具３３の先端の高さを、バンプＢの仕上げ高さに合わせる。そして、ホイール３２を例えば６０００ＲＰＭの回転速度で回転させ、その状態でチャックテーブル２を矢印Ｘ方向に２ｍｍ／秒の送り速度で移動させる。そうすると、複数のバンプＢの頭部が次々と削られていき、すべてのバンプＢの高さが均一になる。板状ワークＷは、チャックテーブル２においてずれることなく保持されているため、すべてのバンプＢを所望の高さに形成することができる。

なお、板状ワークのサイズが変更される場合は、チャックテーブル自体を交換し、変更後の板状ワークのサイズ及びオリエンテーションフラットの長さに対応したものを使用する。オリエンテーションフラットの長さは、規格で決められている許容値の範囲内で変化しうるが、中心位置決め部２４４に当接させることにより、板状ワークの中心を吸着保持部２０の中心にあわせ、吸着保持部２０の全面を覆うことができる。

なお、本実施形態では、バイトによる加工を行う装置を例示したが、対象となる装置はこれには限定されない。

１：加工装置
２；チャックテーブル２ａ：ベーステーブル２ｂ：ジャバラ
２０：吸着保持部２０ａ：吸着保持面２００：フラット部
２１：基台２１０：吸引路２１１：凹部２１１ａ：底床２１１ｂ：環状壁
２２：ブロック固定部２２０：位置決め面
２３：吸引源
２４：位置決めブロック
２４０、２４１：水平板２４１ａ：雌ネジ２４２：垂直壁
２４３：角度位置決め部２４４：中心位置決め部
３：加工手段３０：ハウジング３１：回転軸３２：ホイール３３：バイト工具
４：送り手段
４０：ボールスクリュー４１：ガイドレール４２：パルスモータ４３：昇降部
５：ブロック取付け部
５０：固定ネジ５０ａ：雄ネジ
５１：上下調整ネジ５１ａ：貫通孔５１ｂ：雄ネジ
Ｗ：板状ワーク
Ｗ１：表面Ｗ２：裏面
ＯＦ：オリエンテーションフラットＤ：デバイスＬ：分割予定ラインＢ：バンプ
Ｗａ：板状ワークＷ１ａ：表面Ｗ２ａ：裏面

Claims

オリエンテーションフラットを有する板状ワークの裏面を吸着保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された板状ワークの表面を加工する加工手段と、を備えた加工装置であって、
該チャックテーブルは、板状ワークと相似形に形成され該板状ワークより狭い面積の吸着保持面を備え該オリエンテーションフラットに対応するフラット部を備えた吸着保持部と、該吸着保持部の外側を囲繞する環状壁および該吸着保持部の底面を支持する底床とから構成された基台部と、該板状ワークを所定の位置に位置決めする位置決めブロックが固定される部分であるブロック固定部とを備え、
該位置決めブロックは、該板状ワークのオリエンテーションフラットと該フラット部とを平行にする角度位置決め部と、該角度位置決め部の両端に設けられチャックテーブル中心と板状ワーク中心とを一致させる２つの中心位置決め部と、該位置決めブロックを該チャックテーブルに取り付けるブロック取付け部と、を備えており、
該ブロック取付け部は、前記位置決めブロックの上下方向の取付け位置を調整する上下調整機構を備え、
該オリエンテーションフラットの両端近傍の円弧部分を該２つの中心位置決め部に当接させると共に、板状ワークのオリエンテーションフラットを該角度位置決め部に当接させることで、板状ワークの位置決めを可能とする加工装置。