JP6076043B2 - チャックテーブル - Google Patents

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Description

本発明は、ウェーハなどの被加工物を保持するチャックテーブルに関する。
表面にデバイスの形成されたウェーハなどの被加工物は、切削装置やレーザー加工装置などの加工装置で加工される。これらの加工装置は、被加工物を加工するための加工ユニットと、加工の際に被加工物を保持するチャックテーブルとを備えている(例えば、特許文献1参照)。チャックテーブルは、ポーラスセラミック材による保持部を有しており、被加工物は、保持部において吸着保持される。被加工物の保持されたチャックテーブルを加工ユニットに対して相対移動させることで、加工ユニットの加工位置を変化させて被加工物を加工できる。
特開2011−165932号公報
上述の加工装置において、チャックテーブルは、破損や経年劣化などの不具合に応じて交換できるようになっている。ところが、チャックテーブルは、被加工物の保持に必要な剛性を保つためにある程度の厚みを有しているので、例えば、450mm径(口径)の被加工物を保持可能な大径のチャックテーブルなどでは重量が大きくなり、交換作業に係る負担も大きくなっていた。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、交換作業に係る負担を軽減可能なチャックテーブルを提供することを目的とする。
本発明のチャックテーブルは、加工装置内に配設されたチャックテーブルベースに支持され、被加工物を上面に保持するチャックテーブルであって、該チャックテーブルは、被加工物の外形に合わせた薄板状に形成され、該チャックテーブルの総重量を分けるように厚み方向に第一のテーブルと第二のテーブルに分割されており、該第一のテーブルは、被加工物を保持する保持部と、該保持部を上側に配設した基台部と該保持部と反対側の該基台部下面であり該第二のテーブルと当接する第一の当接面と、該基台部に形成された該第一の当接面から該保持部に貫通する第一の吸引孔と、を備え、該第二のテーブルは、該第一の当接面と当接する第二の当接面と、該第二の当接面の反対の面であり該チャックテーブルベースの所定の位置に支持される支持面と、該支持面から該第二の当接面へ貫通する第二の吸引孔と、該当接面の該第二の吸引孔が形成された箇所以外の箇所に形成された溝と、該溝から該支持面に貫通する第三の吸引孔と、を備え、該第一の当接面及び該第二の当接面には、該第一の吸引孔と該第二の吸引孔が連結するように該第一のテーブルと該第二のテーブル同士を位置決めするための第一の位置決め部を備え、該第二のテーブルの該支持面と該チャックテーブルベースには、該第二のテーブルと該チャックテーブル同士を位置決めするための第二の位置決め部を備え、該チャックテーブルベースには、該第二のテーブルが該第二の位置決め部により位置決めされて支持されると該第二の吸引孔及び該第三の吸引孔に接続される負圧生成源からの供給口が形成されており、該第一のテーブル及び該第二のテーブルが各々着脱自在であること、を特徴とする。

この構成によれば、チャックテーブルは、取り扱いに適した重量となるように厚み方向において第一のテーブルと第二のテーブルとに分割されているので、チャックテーブルの交換作業に係る負担を軽減できる。
本発明のチャックテーブルにおいて、該第二のテーブルには、該第二のテーブル上から該第一のテーブルを剥離する際に該第一のテーブルの第一の面を保持するための切り欠けを外周に2以上備えていることが好ましい。この構成によれば、第二のテーブルの外周に切り欠けを有するので、第一のテーブルと第二のテーブルとが当接された状態においても、第一のテーブルを容易に把持して第二のテーブルから分離できる。
本発明のチャックテーブルにおいて、該チャックテーブルベースの外径は、該チャックテーブルの外径よりも小さくて良い。この構成によれば、チャックテーブルは、取り扱いに適した重量となるように厚み方向において第一のテーブルと第二のテーブルとに分割されているので、チャックテーブルベースの外径がチャックテーブルの外径より小さい場合でも、交換作業に係る負担を増大させずにチャックテーブルの剛性を保つことができる。
本発明によれば、交換作業に係る負担を軽減可能なチャックテーブルを提供できる。
本実施の形態に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。 本実施の形態に係るチャックテーブルの構成例を示す斜視図である。 本実施の形態に係るチャックテーブルの構成例を示す平面模式図である。 本実施の形態に係るチャックテーブルがチャックテーブルベースに装着された状態を示す断面模式図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態に係るチャックテーブル4を備える切削装置(加工装置)1の構成例を示す斜視図である。本実施の形態の切削装置1は、チャックテーブル4に保持される円板状のウェーハ(被加工物、不図示)を切削加工できるように構成されている。
図1に示すように、切削装置1は、内部に空間の形成された直方体状の筐体2を備えている。筐体2の内部には、切削ブレードを備える切削ユニット(不図示)が収容されている。筐体2の下部には、筐体2の内部と外部との間を移動可能な移動テーブル3が配置されている。移動テーブル3の上方には、チャックテーブル4が設けられている。なお、図1では、移動テーブル3及びチャックテーブル4が筐体2の外部に位置付けられた状態を示している。
筐体2の前方には、移動テーブル3及びチャックテーブル4に隣接するように、ウェーハを搬入又は搬出する搬入搬出部5が設けられている。筐体2の前面2aには、搬入搬出部5とチャックテーブル4との間でウェーハの受け渡しを行うプッシュプルアーム6及びピックアップアーム7が設けられている。チャックテーブル4より僅かに高い位置には、ウェーハを仮置きするための仮置き機構8が設けられている。さらに、筐体2の側面2bには、切削装置1に各種の加工条件を設定するためのタッチパネル式のモニター9が設けられている。
搬入搬出部5は、ウェーハを収容するカセット(不図示)の載置されるカセットエレベータ51を備えている。カセットエレベータ51は、昇降可能に構成されており、カセットに収容されるウェーハの位置を高さ方向(Z軸方向)において調整する。プッシュプルアーム6は、カセットエレベータ51の昇降により高さの調節されたウェーハをカセットから引き出し、仮置き機構8に載置する。また、仮置き機構8に載置されたウェーハをカセットに押し込んで収容させる。
仮置き機構8は、一対のガイドレール81,82を備えている。ガイドレール81,82は、L字型の断面形状を有しており、相互に離間接近可能に構成されている。ガイドレール81,82は、プッシュプルアーム6によりカセットからウェーハが引き出される際に、相互に接近された接近位置に移動してウェーハを支持する。ウェーハは、ガイドレール81,82に沿って、チャックテーブル4の上方に位置合わせされる。ガイドレール81,82からウェーハが移動されると、ガイドレール81,82は、相互に離間された離間位置に移動する。
ピックアップアーム7は、ガイドレール81,82に載置されたウェーハをピックアップする。ウェーハがピックアップされると、ガイドレール81,82は、上述のように相互に離間された離間位置に移動する。離間位置に移動されてガイドレール81とガイドレール82との間にウェーハの通る隙間ができた状態で、ピックアップアーム7は、ウェーハをチャックテーブル4に載置する。
また、ピックアップアーム7は、チャックテーブル4に載置された加工後のウェーハをピックアップする。ウェーハがピックアップされると、ガイドレール81,82は相互に接近された接近位置に移動する。接近位置に移動されたガイドレール81,82でウェーハを保持できる状態になると、ピックアップアーム7は、ウェーハをガイドレール81,82に載置する。
移動テーブル3は、下部に設けられた移動機構(不図示)で前後方向(X軸方向)に移動される。移動テーブル3の上部には、円筒状のチャックテーブルベース31が設けられている(図1において不図示、図4参照)。チャックテーブルベース31は、回転機構(不図示)を備えており、鉛直軸(Z軸)の周りに回転する。チャックテーブルベース31の上部には、ウェーハを吸着保持するチャックテーブル4が着脱可能に取り付けられている。チャックテーブル4に保持されるウェーハは、移動テーブル3の移動及びチャックテーブルベース31の回転により筐体2内の切削ユニットに対して相対移動及び相対回転される。
次に、図2〜図4を参照して、切削装置1が備えるチャックテーブル4の詳細を説明する。図2は、本実施の形態に係るチャックテーブル4の構成例を示す斜視図であり、図3は、本実施の形態に係るチャックテーブル4の構成例を示す平面模式図であり、図4は、本実施の形態に係るチャックテーブル4がチャックテーブルベース31に装着された状態を示す断面模式図である。なお、図4では、図3のIV−IV矢視断面に相当する断面を模式的に示している。
図2〜図4に示すように、チャックテーブル4は、ウェーハの形状に対応する円板状の第一のテーブル41及び第二のテーブル42を含む。第一のテーブル41と第二のテーブル42とは、第二のテーブル42の上方に第一のテーブル41を重ねた状態で、第二のテーブル42側をチャックテーブルベース31に固定される。第一のテーブル41及び第二のテーブル42は、それぞれ、ステンレスなどの金属材料で形成された円板状の基台部411,421を備えている。
第一のテーブル41を構成する基台部411の上面A1には、円形の開口部O1が形成されている。この開口部O1には、ウェーハの当接される円板状の保持部412が配置されている。保持部412は、ポーラスセラミック材料で形成されており、保持部412の表面412aには、後述のように負圧生成源(不図示)からの負圧に応じて吸引力が発生する。保持部412の表面412aにウェーハを当接させた状態で吸引力を発生させることで、ウェーハは保持部412に吸着保持される。
また、図3A及び図4に示すように、基台部411の下面(第一の当接面)B1には、溝D1が設けられている。この溝D1は、同心円状に形成された円形溝D2a及び2個の環状溝D2b,D2cを、放射状に伸びる4個の線状溝D3a,D3b,D3c,D3dで連結した形状を有している。円形溝D2a、環状溝D2b、線状溝D3a,D3bで囲まれた領域には、下面B1から上面A1(開口部O1の底部)に向かって基台部411を貫通する吸引孔(第一の吸引孔)H1が形成されている。
図3B及び図4に示すように、基台部411の下面B1に当接する基台部421の上面(第二の当接面)A2には、溝D4が設けられている。溝D4は、基台部411の下面B1に形成された溝D1と対応する位置に形成されている。具体的には、溝D4は、同心円状に形成された円形溝D5a及び2個の環状溝D5b,D5cを、放射状に伸びる4個の線状溝D6a,D6b,D6c,D6dで連結した形状を有している。
基台部421において、円形溝D5a、環状溝D5b、線状溝D6a,D6bで囲まれた領域には、上面A2からチャックテーブルベース31と当接される下面(支持面)B2側に向かって基台部421を貫通する吸引孔(第二の吸引孔)H2が形成されている。また、円形溝D5a内には、円形溝D5aの底部から下面B2側に向かって基台部421を貫通する吸引孔(第三の吸引孔)H3が形成されている。
基台部421の下面B2には、溝D7(図4参照)が設けられている。また、チャックテーブルベース31の上面A3には、溝D8が設けられている。基台部421の溝D7は、チャックテーブルベース31の溝D8と対応する位置に形成されている。溝D7,D8は、例えば、溝D1,D4などと同様に、円形溝と線状溝とを組み合わせた形状に形成されている。
チャックテーブルベース31には、吸引孔H2,H3に対応する位置に、吸引孔(供給口)H4,H5が設けられている。チャックテーブルベース31の溝D8の底には、吸引孔H6が形成されている。吸引孔H4,H5,H6は、それぞれ、真空ポンプなどの負圧生成源と接続されている。なお、吸引孔H4,H5,H6は、共通の負圧生成源に接続されていても良いし、異なる負圧生成源に接続されていても良い。
チャックテーブルベース31の外径は、チャックテーブル4の外径より小さくなっている。つまり、チャックテーブルベース31の外径は、第一のテーブル41及び第二のテーブル42の外径より小さくなっている。例えば、300mm径(口径)のウェーハ用に設計されたチャックテーブルベース31に、450mm径(口径)のウェーハ用に設計されたチャックテーブル4を載置させることが出来る。ただし、チャックテーブルベース31の外径は、チャックテーブル4の外径と同程度でも良い。
図2及び図3に示すように、基台部421の外周には、基台部421の側面S2の一部を窪ませるように2個の切り欠けCが形成されている。これに対し、基台部411の外周には、切り欠けが形成されておらず、基台部421の切り欠けCと対応する位置において基台部411の側面S1は窪んでいない。このため、作業者の手又は指を切り欠けCに挿入すれば、第一のテーブル41と第二のテーブル42とが重なった状態においても、第一のテーブル41を容易に把持して分離できる(図2B参照)。なお、基台部421の外周には、2個以上の切り欠けCを形成するのが望ましいが、チャックテーブル4の構成はこれに限られない。切り欠けの大きさ、数、形状等は任意である。例えば、切り欠けCを1個だけ形成しても良いし、切り欠けCを形成しなくても良い。また、大型の切り欠けCを形成し、又は切り欠けCを多数形成して、第二のテーブル42の重量を低減させても良い。
図4に示すように、基台部411の下面B1と基台部421の上面A2には、第一のテーブル41と第二のテーブル42とを位置合わせするための第一の位置決め部P1が設けられている。第一の位置決め部P1は、基台部411側の凹部P1aと基台部421側の凸部P1bとで構成されており、凹部P1aと凸部P1bとは互いに係合される。第一の位置決め部P1は、基台部411の吸引孔H1と基台部421の吸引孔H2とを位置合わせすると共に、基台部411の溝D1と基台部421の溝D4とを位置合わせするように形成されている。
また、基台部421の下面B2とチャックテーブルベース31の上面A3には、第二のテーブル42とチャックテーブルベース31とを位置合わせするための第二の位置決め部P2が設けられている。第二の位置決め部P2は、基台部421側の凹部P2aとチャックテーブルベース31側の凸部P2bとで構成されており、凹部P2aと凸部P2bとは互いに係合される。第二の位置決め部P2は、基台部421の吸引孔H2,H3とチャックテーブルベース31の吸引孔H4,H5とをそれぞれ位置合わせすると共に、基台部421の溝D7とチャックテーブルベース31の溝D8とを位置合わせするように形成されている。
第一の位置決め部P1を構成する凹部P1aと凸部P1bとが互いに係合され、第二の位置決め部P2を構成する凹部P2aと凸部P2bとが互いに係合されると、第一のテーブル41、第二のテーブル42、及びチャックテーブルベース31は相互に位置合わせされる。その結果、吸引孔H1,H2,H4は互いに連結される。吸引孔H1の上部に位置する開口部O1には保持部412が配置され、吸引孔H4には負圧生成源が連結されている。このため、負圧生成源を動作させると、負圧生成源の負圧で保持部412の表面412aに吸引力が発生する。
また、上述のように、第一のテーブル41、第二のテーブル42、及びチャックテーブルベース31が位置合わせされると、吸引孔H3,H5は互いに連結され、溝D1,D4により空間が形成される。吸引孔H3は、溝D1,D4により形成される空間と繋がっており、吸引孔H5には負圧生成源が連結されている。このため、負圧生成源を動作させると、溝D1,D4で形成される空間は減圧されて、第一のテーブル41は第二のテーブル42に吸着される。
また、第二のテーブル42及びチャックテーブルベース31が位置合わせされると、溝D7,D8により空間が形成される。吸引孔H6は、溝D7,D8により形成される空間と繋がっており、吸引孔H6には負圧生成源が連結されている。このため、負圧生成源を動作させると、溝D7,D8で形成される空間は減圧されて、第二のテーブル42はチャックテーブルベース31に吸着される。
このように、第一の位置決め部P1と第二の位置決め部P2とで位置合わせした後に負圧生成源を動作させることで、チャックテーブル4は、チャックテーブルベース31に装着される。また、この状態でチャックテーブル4上にウェーハを載置すれば、ウェーハをチャックテーブル4に吸着保持させることができる。負圧生成源による吸着を停止させれば、チャックテーブル4によるウェーハの吸着、及びチャックテーブルベース31によるチャックテーブル4の吸着を解除できる。これにより、チャックテーブルベース31からチャックテーブル4を取り外して交換できる。
以上のように、本実施の形態のチャックテーブル4は、取り扱いに適した重量となるように厚み方向において第一のテーブル41と第二のテーブル42とに分割されているので、チャックテーブル4の総重量を変えることなく、作業者のハンドリングに係る重量を小さくできる。これにより、チャックテーブル4の剛性を維持しつつ、交換作業に係る負担を軽減できる。
また、本実施の形態のチャックテーブル4において、第二のテーブル42を構成する基台部421の外周には、基台部421の側面S2の一部を窪ませるように2個の切り欠けCが形成されているので、第一のテーブル41と第二のテーブル42とが当接された状態においても、第一のテーブル41を容易に把持して第二のテーブル42から分離できる。これにより、交換作業に係る負担を軽減できる。
また、本実施の形態のチャックテーブル4は、取り扱いに適した重量となるように厚み方向において第一のテーブル41と第二のテーブル42とに分割されているので、例えば、450mm径(口径)対応のチャックテーブル4を300mm径(口径)対応のチャックテーブルベース31に載置させる場合のように、チャックテーブルベース31の外径がチャックテーブル4の外径より小さい場合でも、交換作業に係る負担を増大させずにチャックテーブル4の剛性を保つことができる。
また、本実施の形態のチャックテーブル4は、第一のテーブル41と第二のテーブル42とが接触する下面B1及び上面A2、並びに第二のテーブル42とチャックテーブルベース31とが接触する下面B2及び上面A3に、溝D1,D4,D7,D8が形成されている。このため、第一のテーブル41、第二のテーブル42、及びチャックテーブルベース31を相互に吸着固定できると共に、相互の接触面積を小さくしてゴミや塵などの付着を抑制できる。
なお、本発明は、上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施の形態では、切削装置について説明しているが、本発明に係るチャックテーブルの適用される加工装置は、切削装置に限られない。例えば、本発明のチャックテーブルは、レーザー加工装置などに適用されても良い。
また、上記実施の形態では、第一のテーブルと第二のテーブルとに分割された構成のチャックテーブルについて示しているが、チャックテーブルは、3個以上のテーブルに分割されても良い。また、上記実施の形態では、チャックテーブルを構成する第一のテーブルと第二のテーブルとが、負圧生成源からの負圧によって吸着固定される構成について示しているが、各テーブルは、ねじ止めなどの方法で固定されても良い。
また、上記実施の形態の各吸引孔には、同等の大きさの負圧が供給されても良いし、異なる大きさの負圧が供給されても良い。例えば、チャックテーブルベースにチャックテーブルを装着させるための負圧と、チャックテーブル上にウェーハを吸着保持させるための負圧とを異ならせても良い。また、第一のテーブル、第二のテーブル及びチャックテーブルベースに形成される溝の形状、大きさなども任意に選択できる。
また、上記実施の形態では、凹部と凸部とを組み合わせた構成の第一の位置決め部及び第二の位置決め部を用いているが、第一の位置決め部及び第二の位置決め部の構成はこれに限られない。第一の位置決め部及び第二の位置決め部は、第一のテーブル、第二のテーブル及びチャックテーブルベースを相互に位置合わせできるように構成されていれば良い。
その他、上記実施の形態に係る構成、方法などは、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
本発明のチャックテーブルは、大径(大口径)ウェーハなどの被加工物を保持させる際に有用である。
1 切削装置(加工装置)
3 移動テーブル
4 チャックテーブル
31 チャックテーブルベース
41 第一のテーブル
42 第二のテーブル
411,421 基台部
412 保持部
412a 表面
A1,A3 上面
A2 上面(第二の当接面)
B1 下面(第一の当接面)
B2 下面(支持面)
C 切り欠け
D1,D4,D7,D8 溝
D2a,D5a 円形溝
D2b,D2c,D5b,D5c 環状溝
D3a,D3b,D3c,D3d,D6a,D6b,D6c,D6d 線状溝
H1 吸引孔(第一の吸引孔)
H2 吸引孔(第二の吸引孔)
H3 吸引孔(第三の吸引孔)
H4,H5 吸引孔(供給口)
H6 吸引孔
O1 開口部
P1 第一の位置決め部
P1a,P2a 凹部
P1b,P2b 凸部
P2 第二の位置決め部
S1,S2 側面

Claims (3)

  1. 加工装置内に配設されたチャックテーブルベースに支持され、被加工物を上面に保持するチャックテーブルであって、
    該チャックテーブルは、被加工物の外形に合わせた薄板状に形成され、該チャックテーブルの総重量を分けるように厚み方向に第一のテーブルと第二のテーブルに分割されており、
    該第一のテーブルは、被加工物を保持する保持部と、該保持部を上側に配設した基台部と該保持部と反対側の該基台部下面であり該第二のテーブルと当接する第一の当接面と、該基台部に形成された該第一の当接面から該保持部に貫通する第一の吸引孔と、を備え、
    該第二のテーブルは、該第一の当接面と当接する第二の当接面と、該第二の当接面の反対の面であり該チャックテーブルベースの所定の位置に支持される支持面と、該支持面から該第二の当接面へ貫通する第二の吸引孔と、該当接面の該第二の吸引孔が形成された箇所以外の箇所に形成された溝と、該溝から該支持面に貫通する第三の吸引孔と、を備え、
    該第一の当接面及び該第二の当接面には、該第一の吸引孔と該第二の吸引孔が連結するように該第一のテーブルと該第二のテーブル同士を位置決めするための第一の位置決め部を備え、
    該第二のテーブルの該支持面と該チャックテーブルベースには、該第二のテーブルと該チャックテーブル同士を位置決めするための第二の位置決め部を備え、
    該チャックテーブルベースには、該第二のテーブルが該第二の位置決め部により位置決めされて支持されると該第二の吸引孔及び該第三の吸引孔に接続される負圧生成源からの供給口が形成されており、
    該第一のテーブル及び該第二のテーブルが各々着脱自在であること、を特徴とするチャックテーブル。
  2. 該第二のテーブルには、該第二のテーブル上から該第一のテーブルを剥離する際に該第一のテーブルの第一の面を保持するための切り欠けを外周に2以上備えていることを特徴とする請求項1記載のチャックテーブル。
  3. 該チャックテーブルベースの外径は、該チャックテーブルの外径よりも小さいことを特徴とする請求項1又は2に記載のチャックテーブル。
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