JP6395593B2 - チャックテーブル - Google Patents

Description

本発明は、板状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ＩＣ等のデバイスが形成された半導体ウェーハは、切削装置やレーザー加工装置、研削装置、旋削装置等の加工装置で加工され、最終的に複数のデバイスチップへと分割される。これらの加工装置は、半導体ウェーハ等の被加工物を加工する加工ユニットと、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。

上述のチャックテーブルとしては、多孔質材料でなる多孔質プレートに負圧を作用させ、多孔質プレートの表面に発生する吸引力で被加工物を吸引保持するタイプのもの（例えば、特許文献１参照）や、支持プレートの表面側に設けた溝に負圧を作用させ、支持プレートの表面で被加工物を吸引保持するタイプのもの（例えば、特許文献２参照）等が知られている。

特開２００４−１４９３９号公報 特開２００５−６６７９８号公報

近年では、デバイスチップの生産性を高めるために、上述した被加工物の大型化が進められている。一方、被加工物を大型化すると、自重等で被加工物が変形する可能性も高くなる。被加工物が変形すると、例えば、チャックテーブルと被加工物との間に隙間ができて負圧がリークし、十分な吸引力を得られなくなる。加工によって発生する屑（加工屑）等がチャックテーブルとワークとの間に残った場合も同様である。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、チャックテーブルと被加工物との間に隙間ができた場合でも被加工物を適切に吸引保持できるチャックテーブルを提供することである。

本発明によれば、板状の被加工物を加工する加工装置に配設され被加工物を保持するチャックテーブルであって、被加工物を保持する保持面となる上面を有する吸引板と、該吸引板を囲繞し上面が該保持面と面一に形成された枠体と、を含む保持部と、該保持部を支持する基台と、吸引源に接続し該保持面に吸引源の吸引力を伝える吸引経路と、を備え、該枠体の外周縁部には、該枠体の上面側及び外周面側を全周において切り欠いた段差部が形成され、該吸引板の上面と該枠体の上面とでなる該保持部の上面は、被加工物の被保持面よりも小さく形成され、該段差部には、該段差部の全周に対応したシール部材が、該枠体の上面よりも下方に上端を位置付けた状態で配設され、被加工物の外周縁が該枠体の外周縁部よりも外側に位置付けられ該保持部の上面全体が被加工物によって覆われた状態で被加工物を吸引保持する際に、被加工物の被保持面と該枠体の上面との間でリークが生じると、該リークが生じた領域に作用する吸引力によって該シール部材が吸引されて上方に移動し、該領域を塞ぐことを特徴とするチャックテーブルが提供される。

本発明において、該シール部材は、アスカーＣ型の硬度計により測定される硬度の値が１５以下であることが好ましい。

また、本発明において、該シール部材の上端は、該リークが生じていない状態で該保持部の上面から１ｍｍ〜３ｍｍ下方に位置付けられることが好ましい。

本発明に係るチャックテーブルでは、枠体の外周縁部に形成された段差部にシール部材が配設されているので、被加工物の被保持面と枠体の上面との間でリークが生じると、リークが生じた領域に作用する吸引力によってシール部材が吸引されて移動し、当該領域は塞がれる。よって、本発明によれば、チャックテーブルと被加工物との間に隙間ができた場合でも被加工物を適切に吸引保持できる。

チャックテーブルを含む旋削装置を模式的に示す斜視図である。 図２（Ａ）は、チャックテーブルを模式的に示す分解斜視図であり、図２（Ｂ）は、チャックテーブルの断面等を模式的に示す図である。 図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、被加工物が吸引保持される様子を模式的に示す断面図である。 変形例に係るチャックテーブルを模式的に示す分解斜視図である。

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。はじめに、本実施形態に係るチャックテーブルを含む加工装置の全体像を説明する。図１は、本実施形態に係るチャックテーブルを含む旋削装置を模式的に示す図である。なお、本実施形態では、板状の被加工物を旋削する旋削装置について説明するが、本発明に係るチャックテーブルは、切削装置、研削装置、レーザー加工装置等の他の加工装置に設置されても良い。

図１に示すように、本実施形態の旋削装置（加工装置）２は、各構造が搭載される直方体状の基台４を備えている。基台４の後端部には、支持柱６が立設されている。基台４の上面において支持柱６より前方の位置には、Ｘ軸方向（前後方向）に長い矩形状の開口４ａが形成されている。

この開口４ａ内には、Ｘ軸移動テーブル８、Ｘ軸移動テーブル８をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構（不図示）、及びＸ軸移動機構を覆う防塵防滴カバー１０が配置されている。

Ｘ軸移動機構は、Ｘ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール（不図示）を備えており、Ｘ軸ガイドレールには、Ｘ軸移動テーブル８がスライド可能に設置されている。Ｘ軸移動テーブル８の下面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレールと平行なＸ軸ボールネジ（不図示）が螺合されている。

Ｘ軸ボールネジの一端部には、Ｘ軸パルスモータ（不図示）が連結されている。Ｘ軸パルスモータでＸ軸ボールネジを回転させることにより、Ｘ軸移動テーブル８はＸ軸ガイドレールに沿ってＸ軸方向に移動する。

Ｘ軸移動テーブル８上には、平面視で矩形状に形成された半導体ウェーハ等の被加工物１１（図３（Ａ）等参照）を吸引保持するチャックテーブル１２が設けられている。このチャックテーブル１２は、上述したＸ軸移動機構によって、Ｘ軸移動テーブル８と共にＸ軸方向に移動する。チャックテーブル１２の詳細については後述する。

支持柱６の前面には、Ｚ軸移動機構１４が設けられている。Ｚ軸移動機構１４は、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール１６を備えており、このＺ軸ガイドレール１６には、Ｚ軸移動プレート１８がスライド可能に設置されている。

Ｚ軸移動プレート１８の後面側（裏面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール１６と平行なＺ軸ボールネジ２０が螺合されている。Ｚ軸ボールネジ２０の一端部には、Ｚ軸パルスモータ２２が連結されている。Ｚ軸パルスモータ２２でＺ軸ボールネジ２０を回転させることにより、Ｚ軸移動プレート１８はＺ軸ガイドレール１６に沿ってＺ軸方向に移動する。

Ｚ軸移動プレート１８の前面（表面）には、被加工物１１を旋削（旋回切削）する旋削ユニット２４が配置されている。旋削ユニット２４は、Ｚ軸移動プレート１８に固定されたスピンドルハウジング２６を含む。スピンドルハウジング２６には、回転軸となるスピンドル２８が回転可能に支持されている。

スピンドル２８の下端部（先端部）には、円盤状のホイールマウント３０が設けられている。ホイールマウント３０の下面には、ホイールマウント３０と略同径に構成された円盤状の旋削ホイール３２が固定されている。旋削ホイール３２の下部には、旋削用のバイト３４が設けられている。

スピンドル２８の上端側（基端側）には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。旋削ホイール３２は、この回転駆動源から伝達される回転力によって、Ｚ軸方向と平行な回転軸の周りに回転する。チャックテーブル１２をＸ軸方向に移動させつつ、回転させた旋削ホイール３２を所定の高さに位置付け、バイト３４を被加工物１１に接触させることで被加工物１１を旋削できる。

図２（Ａ）は、チャックテーブル１２を模式的に示す分解斜視図であり、図２（Ｂ）は、チャックテーブル１２の断面等を模式的に示す図である。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、チャックテーブル１２は、平面視で略矩形状に形成された基台４０を備えている。

基台４０の上部には、被加工物１１を保持する保持台（保持部）４２が配置されている。保持台４２は、基台４０の上端に固定された枠体４４を含む。枠体４４の上面４４ａの中央部には、矩形状の開口部４４ｂが形成されており、この開口部４４ｂには、開口部４４ｂの形状に合致する吸引板４６が嵌合している。すなわち、枠体４４は、吸引板４６の外周縁を囲むように吸引板４６を保持している。

吸引板４６は、例えば、多孔質材料によって形成されており、その上面は、被加工物１１を吸引保持する保持面４６ａとなる。開口部４４ｂは、枠体４４や基台４０等の内部に形成された吸引経路４８等を通じて吸引源５０に接続されている。吸引源５０の負圧を吸引板４６に作用させることで、保持面４６ａには、被加工物１１を吸引するための吸引力が発生する。なお、保持面４６ａは枠体４４の上面４４ａと面一に形成されている。

上面４４ａ及び保持面４６ａによって構成される保持台４２の上面は、被加工物１１の被保持面１１ａ（図３（Ａ）等参照）よりも小さくなっている。被加工物１１は、外周縁１１ｂ（図３（Ａ）等参照）を枠体４４の外周縁部よりも外側に位置付けた状態で保持台４２に載置される。すなわち、被加工物１１によって保持台４２の上面全体が覆われる。

枠体４４の外周縁部には、枠体４４の上面４４ａ側及び外周面４４ｃ側を全周において切り欠くように段差部４４ｄが形成されている。この段差部４４ｄには、段差部４４ｄの全周に対応したシール部材５２が配置されている。具体的には、段差部４４ｄの輪郭に相当する形状のシール部材５２が配置される。ただし、シール部材５２は、少なくとも段差部４４ｄの全周に配置されれば良く、シール部材の形状は、必ずしも段差部４４ｄの輪郭の形状に対応していなくて良い。

また、シール部材５２は、枠体４４の上面４４ａから測定される段差部４４ｄの深さよりも薄く形成されている。そのため、シール部材５２を段差部４４ｄに配置すると、シール部材５２の上端は枠体４４の上面４４ａよりも下方に位置付けられる。例えば、シール部材５２の上端が枠体４４の上面４４ａ（保持部の上面）から１ｍｍ〜３ｍｍ下方に位置付けられるようにシール部材５２を形成すると良い。

これにより、枠体４４の上面４４ａと被加工物１１の被保持面１１ａとの間に隙間ができて負圧がリークすると、リークに伴う吸引力がシール部材５２に作用する。この吸引力によりシール部材５２は上方に移動し、リークが発生した領域はシール部材５２で塞がれる。なお、シール部材５２は、アスカー（ＡＳＫＥＲ）Ｃ型の硬度計により測定される硬度の値が１５以下、好ましくは２〜６程度の弾性材料を用いて形成される。

次に、本実施形態のチャックテーブル１２によって被加工物１１が吸引保持される様子を説明する。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、被加工物１１が吸引保持される様子を模式的に示す断面図である。

まず、保持台４２の上面と被加工物１１の被保持面１１ａとが対面するように、被加工物１１を保持台４２の上面に載置する。このとき、被加工物１１の外周縁１１ｂを枠体４４の外周縁部よりも外側に位置付ける。これにより、保持台４２の上面全体が被加工物１１によって覆われる。

次に、吸引源５０の負圧を吸引板４６に作用させて、保持面４６ａに吸引力を発生させる。図３（Ａ）に示すように、被加工物１１の変形等の理由で、枠体４４の上面４４ａと被加工物１１の被保持面１１ａとの間に隙間Ｇができると、吸引源５０の負圧は隙間Ｇからリークする。

そのため、シール部材５２は、隙間Ｇに作用する吸引力で吸引され、図３（Ｂ）に示すように上方に移動する。その結果、隙間Ｇはシール部材５２で塞がれ、被加工物１１の被保持面１１ａに適切な吸引力が作用する。

以上のように、本実施形態に係るチャックテーブル１２では、枠体４４の外周縁部に形成された段差部４４ｄにシール部材５２が配設されているので、被加工物１１の被保持面１１ａと枠体４４の上面４４ａとの間でリークが生じると、リークが生じた領域に作用する吸引力によってシール部材５２が吸引され移動し、当該領域は塞がれる。よって、本実施形態のチャックテーブル１２によれば、チャックテーブル１２と被加工物１１との間に隙間Ｇができた場合でも、被加工物１１を適切に吸引保持できる。

なお、本発明は上記実施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、上記実施形態では、多孔質材料によって形成された吸引板４６を備えるチャックテーブル１２について説明しているが、本発明のチャックテーブルは、負圧の作用する溝が形成された吸引板を備えても良い。

また、上記実施形態では、平面視で矩形状に形成された板状の被加工物１１を吸引保持するチャックテーブル１２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はこれに限定されない。

図４は、変形例に係るチャックテーブルを模式的に示す分解斜視図である。図４に示すように、変形例に係るチャックテーブル６２は、円盤状（円形状）の被加工物（不図示）を吸引保持できるように構成されており、平面視で略円形状に形成された基台７０を備えている。

基台７０の上部には、円盤状の被加工物を保持する保持台（保持部）７２が配置されている。保持台７２は、基台７０の上端に固定された枠体７４を含む。枠体７４の上面７４ａの中央部には、円形状の開口部７４ｂが形成されており、この開口部７４ｂには、開口部７４ｂの形状に合致する吸引板７６が嵌合している。

吸引板７６は、例えば、多孔質材料によって形成されており、その上面は、円盤状の被加工物を吸引保持する保持面７６ａとなる。開口部７４ｂは、枠体７４や基台７０等の内部に形成された吸引経路（不図示）等を通じて吸引源（不図示）に接続されている。

上面７４ａ及び保持面７６ａによって構成される保持台７２の上面は、被加工物の被保持面（不図示）よりも小さくなっている。被加工物は、外周縁を枠体７４の外周縁部よりも外側に位置付けた状態で保持台７２に載置される。すなわち、円盤状の被加工物によって保持台７２の上面全体が覆われる。

枠体７４の外周縁部には、枠体７４の上面７４ａ側及び外周面７４ｃ側を全周において切り欠くように段差部７４ｄが形成されている。この段差部７４ｄには、段差部７４ｄの全周に対応したシール部材８２が配置されている。

上述した変形例に係るチャックテーブル６２でも、枠体７４の外周縁部に形成された段差部７４ｄにシール部材８２が配設されているので、円盤状の被加工物の被保持面と枠体７４の上面７４ａとの間でリークが生じると、リークが生じた領域に作用する吸引力によってシール部材８２が吸引され移動し、当該領域は塞がれる。そのため、円盤状の被加工物を適切に吸引保持できる。

その他、上記実施形態に係る構成、方法等は、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。

２ 旋削装置（加工装置）
４ 基台
４ａ 開口
６ 支持柱
８ Ｘ軸移動テーブル
１０ 防塵防滴カバー
１２ チャックテーブル
１４ Ｚ軸移動機構
１６ Ｚ軸ガイドレール
１８ Ｚ軸移動プレート
２０ Ｚ軸ボールネジ
２２ Ｚ軸パルスモータ
２４ 旋削ユニット
２６ スピンドルハウジング
２８ スピンドル
３０ ホイールマウント
３２ 旋削ホイール
３４ バイト
４０ 基台
４２ 保持台（保持部）
４４ 枠体
４４ａ 上面
４４ｂ 開口部
４４ｃ 外周面
４４ｄ 段差部
４６ 吸引板
４６ａ 保持面
４８ 吸引経路
５０ 吸引源
５２ シール部材
１１ 被加工物
１１ａ 被保持面
１１ｂ 外周縁
Ｇ 隙間

Claims (3)

1. 板状の被加工物を加工する加工装置に配設され被加工物を保持するチャックテーブルであって、
   被加工物を保持する保持面となる上面を有する吸引板と、該吸引板を囲繞し上面が該保持面と面一に形成された枠体と、を含む保持部と、
   該保持部を支持する基台と、
   吸引源に接続し該保持面に吸引源の吸引力を伝える吸引経路と、を備え、
   該枠体の外周縁部には、該枠体の上面側及び外周面側を全周において切り欠いた段差部が形成され、
   該吸引板の上面と該枠体の上面とでなる該保持部の上面は、被加工物の被保持面よりも小さく形成され、
   該段差部には、該段差部の全周に対応したシール部材が、該枠体の上面よりも下方に上端を位置付けた状態で配設され、
   被加工物の外周縁が該枠体の外周縁部よりも外側に位置付けられ該保持部の上面全体が被加工物によって覆われた状態で被加工物を吸引保持する際に、被加工物の被保持面と該枠体の上面との間でリークが生じると、該リークが生じた領域に作用する吸引力によって該シール部材が吸引されて上方に移動し、該領域を塞ぐことを特徴とするチャックテーブル。
2. 該シール部材は、アスカーＣ型の硬度計により測定される硬度の値が１５以下であることを特徴とする請求項１に記載のチャックテーブル。
3. 該シール部材の上端は、該リークが生じていない状態で該保持部の上面から１ｍｍ〜３ｍｍ下方に位置付けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のチャックテーブル。