(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を吸引保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルを上部に装着し回転可能に支持する回転手段とを備えるチャックテーブル機構であって、
該回転手段は、回転中心に配設され内部に該チャックテーブルと吸引源とを連ねる流体経路が形成された円筒形状の固定軸と、該固定軸の外周を囲繞して回転可能に配設され上部にチャックテーブルを装着する環状の装着面を備える回転部と、該回転部を回転させる回転モータと、を備え、
該回転部には、該固定軸の上端を覆い該回転部の上面に跨がって形成され上面が該チャックテーブルの装着面である環状のシールプレートを着脱自在に備え、
該固定軸の該上端には円環形状の溝が形成され、該溝内にシールリングが装着され、
該シールプレートを該回転部の上面に装着し、該シールプレートで該シールリングを該固定軸の上端の該溝に押圧してシールすること、を特徴とするチャックテーブル機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工装置において被加工物を保持するチャックテーブル機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハ等の被加工物の表面は格子状のストリートによって複数に区画されており、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成されている。デバイス製造工程においては、被加工物をストリートに沿って切断することで個々のデバイスチップが形成される。この被加工物の分割は切削装置やレーザー加工装置等の加工装置で実施されている。各加工装置には、被加工物を吸引保持するチャックテーブル機構が設けられている。チャックテーブル機構では、チャックテーブルが回転可能かつ吸引可能なようにロータリージョイントを介して固定軸に取り付けられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０８９２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のチャックテーブル機構のロータリージョイントには、通常、吸引力のリークを防止するためにチャックテーブルの可動軸（回転部）の内側面と固定軸の外側面の間にシールリングが配設されている。シールリングはチャックテーブルの回転に伴って可動軸又は固定軸に摺動されるため、経年劣化によって定期的な交換が必要になっている。この場合、固定軸からチャックテーブルの可動軸を取り外さなければシールリングを交換することができず、シールリングの交換作業が煩わしく長時間のメンテナンスが必要になるという問題があった。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、シールリングの交換作業を簡略化してメンテナンス時間を短縮することができるチャックテーブル機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のチャックテーブル機構は、被加工物を吸引保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルを上部に装着し回転可能に支持する回転手段とを備えるチャックテーブル機構であって、該回転手段は、回転中心に配設され内部に該チャックテーブルと吸引源とを連ねる流体経路が形成された円筒形状の固定軸と、該固定軸の外周を囲繞して回転可能に配設され上部にチャックテーブルを装着する環状の装着面を備える回転部と、該回転部を回転させる回転モータと、を備え、該回転部には、該固定軸の上端を覆い該回転部の上面に跨がって形成され上面が該チャックテーブルの装着面である環状のシールプレートを着脱自在に備え、該固定軸の該上端には円環形状の溝が形成され、該溝内にシールリングが装着され、該シールプレートを該回転部の上面に装着し、該シールプレートで該シールリングを該固定軸の上端の該溝に押圧してシールすること、を特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、円筒形状の固定軸を回転中心に回転部が回転可能であり、回転部には固定軸の上端を覆うシールプレートが着脱自在に装着されている。回転部及びシールプレートの上面にはチャックテーブルが装着されており、固定軸の回転中心の流体経路を通じてチャックテーブルに吸引力が付与されると共に、固定軸を回転中心としてチャックテーブルが回転される。また、固定軸の上端に形成された円環形状の溝にシールリングが装着され、シールプレートと固定軸との間がシールリングでシールされている。この場合、回転部及びシールプレートの上面からチャックテーブルが取り外され、回転部からシールプレートが取り外されることで、固定軸の上端のシールリングが外部に露出される。よって、チャックテーブル、シールプレートを取り外すという簡易な作業で、シールリングを上方から容易に交換可能であり、メンテナンス時間を大幅に短縮することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、チャックテーブル、シールプレートを取り外すという簡易な作業で、シールリングを上方から容易に交換できるため、シールリングの交換作業に要するメンテナンス時間を大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態の切削装置の斜視図である。
【図２】比較例のチャックテーブル機構の断面模式図である。
【図３】本実施の形態のチャックテーブル機構の断面模式図である。
【図４】本実施の形態のシールリングの交換作業の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本実施の形態のチャックテーブル機構を備えた切削装置について説明する。図１は、本実施の形態の切削装置の斜視図である。図２は、比較例のチャックテーブル機構の断面模式図である。なお、以下の説明では、切削装置にチャックテーブル機構を備える構成を例示して説明するが、この構成に限定されない。チャックテーブル機構は、例えば、レーザー加工装置や研削装置等の他の加工装置に備えられてもよい。
【００１１】
図１に示すように、切削装置１は、チャックテーブル５１上の円板状の被加工物Ｗを切削ブレード４６で切削して、個々のデバイスチップに分割するように構成されている。被加工物Ｗは長方形状のパッケージ基板であり、基板表面は格子状のストリートで区画され、ストリートで区画された各領域に各種デバイスが形成されている。なお、被加工物Ｗは、ＣＳＰ（Chip  Size  Package）基板、ウェーハレベルＣＳＰ（Wafer  Level  Chip  Size  Package）基板等の小型のパッケージ基板に限らず、ＣＳＰ基板等よりもサイズが大きなパッケージ基板でもよい。
【００１２】
切削装置１のハウジング１０の上面には、Ｘ軸方向に延在する矩形状の開口が形成されており、この開口はチャックテーブル５１と共に移動可能な移動板１１及び蛇腹状の防水カバー１２により被覆されている。防水カバー１２の下方には、チャックテーブル５１をＸ軸方向に移動させる不図示のボールねじ式の移動機構が設けられている。チャックテーブル５１の表面には、多数の吸引口により被加工物Ｗを吸引保持する保持面５３が形成されている。保持面５３は、チャックテーブル５１内の流体経路を通じて吸引源に接続され、保持面５３に生じる負圧によって被加工物Ｗが吸引保持される。
【００１３】
チャックテーブル５１は、装置中央の受け渡し位置と切削手段４５に臨む加工位置との間で往復移動される。図１は、チャックテーブル５１が受け渡し位置に待機した状態を示している。ハウジング１０において、この受け渡し位置に隣接した一の角部が一段下がっており、下がった箇所に載置テーブル１４が昇降可能に設けられている。載置テーブル１４には、被加工物Ｗを収容したカセットＣが載置される。カセットＣが載置された状態で載置テーブル１４が昇降することによって、高さ方向において被加工物Ｗの引出位置及び押込位置が調整される。
【００１４】
載置テーブル１４の後方には、Ｙ軸方向に平行な一対のセンタリングガイド２１と、一対のセンタリングガイド２１とカセットＣとの間で被加工物Ｗを出し入れするプッシュプル機構２２が設けられている。一対のセンタリングガイド２１によって、プッシュプル機構２２による被加工物Ｗの出し入れがガイドされると共に被加工物ＷのＸ軸方向が位置決めされる。また、プッシュプル機構２２によって、カセットＣから一対のセンタリングガイド２１に加工前の被加工物Ｗが引き出される他、一対のセンタリングガイド２１からカセットＣに加工済みの被加工物Ｗが押し込まれる。
【００１５】
一対のセンタリングガイド２１の近傍には、センタリングガイド２１とチャックテーブル５１との間で被加工物Ｗを搬送する第１の搬送アーム２５が設けられている。第１の搬送アーム２５の旋回によって、Ｌ字状のアーム部２６の先端の搬送パッド２７で被加工物Ｗが搬送される。また、受け渡し位置のチャックテーブル５１の後方には、スピンナー洗浄機構３１が設けられている。スピンナー洗浄機構３１では、回転中のスピンナーテーブル３２に向けて洗浄水が噴射されて被加工物Ｗが洗浄された後、洗浄水の代わりに乾燥エアーが吹き付けられて被加工物Ｗが乾燥される。
【００１６】
ハウジング１０上には、切削ブレード４６を備えた切削手段４５を支持する支持台１６が設けられている。切削手段４５は、支持台１６に支持されたスピンドルの先端に切削ブレード４６を装着して構成される。切削ブレード４６は、例えば、ダイアモンド砥粒をボンド剤で固めて円板状に成形されている。また、切削手段４５には、切削ブレード４６をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動させる不図示の移動機構が連結されている。切削手段４５では、複数の噴射ノズルから洗浄液が噴射され、高速回転させた切削ブレード４６がチャックテーブル５１に対して相対移動されることで被加工物Ｗが切削される。
【００１７】
支持台１６の側面１７には、チャックテーブル５１とスピンナー洗浄機構３１との間で被加工物Ｗを搬送する第２の搬送アーム３５が設けられている。第２の搬送アーム３５の進退移動によって、支持台１６の側面１７から斜め前方に延びたアーム部３６の先端の搬送パッド３７で被加工物Ｗが搬送される。また、支持台１６には、チャックテーブル５１の移動経路の上方を横切る片持支持部１９が設けられ、片持支持部１９には被加工物Ｗを撮像する撮像部４１が支持されている。撮像部４１による撮像画像は、切削手段４５とチャックテーブル５１とのアライメントに利用される。また、支持台１６上には、加工条件等を表示するモニタ４２が載せられている。
【００１８】
ハウジング１０内には、チャックテーブル５１だけをハウジング１０上に露出させたチャックテーブル機構５０（図３参照）が収容されている。チャックテーブル機構５０は、チャックテーブル５１を回転させることで直交するストリートに切削ブレード４６を位置付けると共に、チャックテーブル５１の保持面５３に被加工物Ｗを保持するための負圧を作用させている。このため、チャックテーブル機構５０には、流体経路が形成された固定軸に対して、エアーのリークを抑えつつチャックテーブル５１を回転可能にジョイントするロータリージョイント構造が採用されている。
【００１９】
例えば、図２に示すように、比較例のチャックテーブル機構１００のロータリージョイント構造は、チャックテーブル１０１を支持した回転部１１１が、円筒形状の固定軸１０３を囲むように配設されている。回転部１１１と固定軸１０３との間には軸受１１４が取り付けられており、軸受１１４を介して固定軸１０３にチャックテーブル１０１が回転可能に支持されている。また、固定軸１０３の中心には、チャックテーブル１０１の保持面１０２に負圧を生じさせるように流体経路１０４が形成されている。固定軸１０３の外側面１０５には、シールリング１１５が装着される円環状の溝１０７が形成されている。
【００２０】
シールリング１１５は、回転部１１１の内側面１１２に接触しており、固定軸１０３と回転部１１１の隙間をシールしてエアーのリークを抑えている。シールリング１１５は経年劣化するために定期的に交換する必要があるが、このようなロータリージョイント構造からシールリング１１５を交換することは容易ではない。すなわち、回転部１１１からチャックテーブル１０１を外して、さらに固定軸１０３から回転部１１１全体を取り外さなければ、固定軸１０３の外側面１０５からシールリング１１５を外部に露出させることができない。このため、シールリング１１５の交換作業が大掛かりになって、メンテナンス時間が長くなるという問題があった。
【００２１】
そこで、本実施の形態では、上記比較例のロータリージョイント構造を変更して、回転部８１に固定軸７１の上端を覆うシールプレート９１を設けて、シールプレート９１の下面と固定軸７１の上端との隙間をシールリング７５でシールしている（図３参照）。さらに、回転部８１に対してシールプレート９１を着脱自在に装着し、シールプレート９１の取り外しによってシールリング７５を上方に露出させている。これにより、チャックテーブル５１、シールプレート９１を取り外すという簡易な作業でシールリング７５を交換できるため、メンテナンス時間を大幅に短縮することが可能になっている。
【００２２】
以下、本実施の形態のチャックテーブル機構について説明する。図３は、本実施の形態のチャックテーブル機構の断面模式図である。なお、チャックテーブル機構は、シールプレートの着脱によって、シールリングを上方から交換可能な構成であればよく、図３に示す例に限定されるものではない。例えば、以下の説明ではパッケージ基板用のチャックテーブル機構を例示しているが、半導体ウェーハや光デバイスウェーハ用のチャックテーブル機構についても同様な構成にすることができる。
【００２３】
図３に示すように、チャックテーブル機構５０は、被加工物Ｗを吸引保持するチャックテーブル５１が回転手段７０の上部に装着され、回転手段７０によってチャックテーブル５１が回転可能に支持されている。チャックテーブル５１は、テーブルベース６１の上面にテーブル本体５２を着脱自在に取り付けた上下割構造になっている。テーブル本体５２は、多数の吸引口５４が形成された上段部分の周囲に、テーブルベース６１に固定される下段部分がフランジ状に形成されている。テーブル本体５２の上段部分には多数の吸引口５４が形成され上面には保持面５３が形成されており、テーブル本体５２の下段部分にはボルト５６用の取付穴５５（図４Ａ参照）が形成されている。
【００２４】
また、テーブルベース６１は、中央が開口したリング板状に形成されており、テーブル本体５２の取付穴５５（図４Ａ参照）に対応した箇所にネジ穴６２（図４Ａ参照）が形成されている。このテーブルベース６１のネジ穴６２に対して、テーブル本体５２の取付穴５５から突出したボルト５６の先端が螺合されることで、テーブルベース６１に対してテーブル本体５２が着脱自在に取り付けられる。テーブルベース６１にテーブル本体５２が取り付けられることで、複数の吸引口５４を固定軸７９の流体経路７２に連通させる連通室５７が形成される。また、テーブルベース６１のネジ穴６２（図４参照）よりも径方向内側には、ボルト６４用の取付穴６３が形成されている。
【００２５】
回転手段７０は、チャックテーブル５１の回転中心に円筒形状の固定軸７１が配設され、固定軸７１の外周を囲繞するように回転部８１が配設されている。固定軸７１の内部には、連通室５７と吸引源７７を連ねる流体経路７２が上下方向に形成されている。回転部８１の上面にはチャックテーブル５１を装着するための環状のテーブル装着面８２が形成されており、テーブル装着面８２にはテーブルベース６１の取付穴６３に対応した箇所にネジ穴８３が形成されている。この回転部８１のネジ穴８３に対して、テーブルベース６１の取付穴６３から突出したボルト６４の先端が螺合されることで、回転部８１の上部にテーブルベース６１が着脱自在に取り付けられる。
【００２６】
回転部８１の上面の径方向内側では、テーブル装着面８２よりも１段低く形成されたプレート装着面８４にシールプレート９１が装着されている。シールプレート９１は回転部８１から固定軸７１に跨って形成されており、シールプレート９１の径方向外側がプレート装着面８４に支持され、シールプレート９１の径方向内側が固定軸７１の上端を覆っている。シールプレート９１の厚みはテーブル装着面８２とプレート装着面８４の段差と一致しており、テーブル装着面８２とシールプレート９１の上面とが面一に形成されている。よって、シールプレート９１の上面もチャックテーブル５１が装着されるテーブル装着面８５になっている。
【００２７】
シールプレート９１の径方向外側にはボルト９３用の取付穴９２（図４Ｃ参照）が形成されており、プレート装着面８４には取付穴９２に対応した箇所にネジ穴８６（図４Ｃ参照）が形成されている。このプレート装着面８４のネジ穴８６に対して、シールプレート９１の取付穴９２から突出したボルト９３の先端が螺合されることで、プレート装着面８４にシールプレート９１が着脱自在に取り付けられる。また、シールプレート９１の下面と固定軸７１の上端（上面）とが僅かな隙間を空けて対向している。固定軸７１の上端には円環形状の溝７３が形成されており、円環形状の溝７３内にはシールリング７５が装着されている。
【００２８】
このため、シールプレート９１が回転部８１のプレート装着面８４に装着されると、シールプレート９１の下面によってシールリング７５が円環形状の溝７３内に押圧される。シールプレート９１の下面と円環形状の溝７３の底面との間でシールリング７５が押し潰されて、シールプレート９１の下面と固定軸７１の上端との隙間がシールされる。これにより、シールプレート９１と固定軸７１の隙間からエアーがリークすることがなく、チャックテーブル５１の吸引力の低下が抑えられている。なお、シールリング７５としては、Ｏリングやパッキン等の運動用シールが使用される。
【００２９】
また、シールプレート９１が回転部８１のプレート装着面８４から取り外されることで、消耗品であるシールリング７５が外部に露出される。このため、固定軸７１から回転部８１全体を取り外すことなく、円環形状の溝７３内のシールリング７５だけを容易に交換することが可能になっている。回転部８１の内側面８７と固定軸７１の外側面７９の間には軸受７６が取り付けられており、軸受７６を介して固定軸７１に対して回転部８１が回転可能に支持されている。また、回転手段７０には、回転部８１及び固定軸７１の下側部分に回転部８１を回転させる回転モータ９４が設けられている。
【００３０】
回転モータ９４は、固定軸７１に固定されたステータ９５の周囲を、回転部８１に連結されたロータ９８が回転するように構成されている。ステータ９５の外周面には複数のティース９６が径方向に突出しており、各ティース９６にはコイル巻線９７が取り付けられている。ロータ９８の内側面には、ステータ９５のコイル巻線９７に僅かな隙間を空けて対向するように複数の磁石９９が設けられている。そして、コイル巻線９７が通電されることによって、固定軸７１を回転中心としてロータ９８が回転される。これにより、ロータ９８に連結された回転部８１及びチャックテーブル５１が一体回転される。
【００３１】
このように、チャックテーブル機構５０のロータリージョイントは、チャックテーブル５１を回転可能に支持すると共に、エアーをリークさせることなく、チャックテーブル５１の保持面５３に吸引源７７からの吸引力を付与することが可能になっている。また、シールプレート９１と固定軸７１がシールリング７５を介して接触するため、シールリング７５が摺動して劣化する。しかしながら、シールプレート９１が着脱自在に回転部８１に取り付けられているため、回転部８１からシールプレート９１を取り外すことで、シールリング７５を容易に交換することが可能になっている。
【００３２】
図４を参照して、シールリングの交換作業について説明する。図４は、本実施の形態のシールリングの交換作業の説明図である。なお、図４Ａはテーブル本体の取り外し作業、図４Ｂはテーブルベースの取り外し作業、図４Ｃはシールプレートの取り外し作業をそれぞれ示している。
【００３３】
図４Ａに示すように、シールリングの交換作業では、先ずオペレータによってテーブル本体５２の外周部分の各ボルト５６が緩められ、テーブルベース６１の上面からテーブル本体５２が取り外される。これにより、テーブル本体５２の内側に隠れていたテーブルベース６１固定用のボルト６４が外部に露出される。次に、図４Ｂに示すように、オペレータによってテーブルベース６１の各ボルト６４が緩められ、回転部８１のテーブル装着面８２からテーブルベース６１が取り外される。これにより、テーブルベース６１の裏面側に隠れていたシールプレート９１固定用のボルト９３が外部に露出される。
【００３４】
次に、図４Ｃに示すように、オペレータによってシールプレート９１の各ボルト９３が緩められ、回転部８１のプレート装着面８４からシールプレート９１が取り外される。これにより、固定軸７１の上端の円環形状の溝７３に装着されたシールリング７５が外部に露出される。そして、円環形状の溝７３内の劣化したシールリング７５が取り外され、新たなシールリング７５が装着された後、上記の取り外し動作と逆の順序で、シールプレート９１、テーブルベース６１、テーブル本体５２が取り付けられる。このように、シールリング７５の交換作業が簡略化されてメンテテンス時間が短縮化されている。
【００３５】
以上のように、本実施の形態のチャックテーブル機構５０は、円筒形状の固定軸７１を回転中心に回転部８１が回転可能であり、回転部８１には固定軸７１の上端を覆うシールプレート９１が着脱自在に装着されている。また、固定軸７１の上端に形成された円環形状の溝７３にシールリング７５が装着され、シールプレート９１と固定軸７１との間がシールリング７５でシールされている。この場合、回転部８１及びシールプレート９１からチャックテーブル５１が取り外され、回転部８１からシールプレート９１が取り外されることで、固定軸７１の上端のシールリング７５が外部に露出される。よって、チャックテーブル５１、シールプレート９１を取り外すという簡易な作業で、シールリング７５を上方から容易に交換可能であり、メンテナンス時間を大幅に短縮することができる。
【００３６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、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することが可能である。
【００３７】
例えば、上記した実施の形態において、チャックテーブル５１の保持面５３に多数の吸引口５４が形成されたが、この構成に限定されない。チャックテーブル５１の保持面５３はポーラスセラミックスで多孔質に形成されていてもよい。また、チャックテーブル５１がテーブルベース６１にテーブル本体５２を着脱自在に構成したが、テーブルベース６１とテーブル本体５２は一体に形成されていてもよい。
【００３８】
また、上記した実施の形態において、回転モータ９４が電磁式モータを例示して説明したが、この構成に限定されない。回転モータ９４として、静電式モータや超音波式モータが用いられてもよい。
【００３９】
また、上記した実施の形態において、シールプレート９１が円環形状に形成されたが、この構成に限定されない。シールプレート９１は、固定軸７１の上端を覆うと共に固定軸７１の流体経路７２を遮らないような形状に形成されていればよく、例えば、矩形環状に形成されていてもよい。
【００４０】
また、上記した実施の形態において、シールプレート９１が回転部８１に対してボルト９３でネジ止めされる構成にしたが、この構成に限定されない。シールプレート９１は回転部８１に対して着脱自在に取り付けられる構成であればよく、どのように取り付けられていてもよい。
【００４１】
また、上記した実施の形態において、被加工物Ｗとしてパッケージ基板を例示したが、被加工物Ｗは加工対象となるワークであればよく、半導体ウェーハや光デバイスウェーハでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上説明したように、本発明は、シールリングの交換作業を簡略化してメンテナンス時間を短縮することができるという効果を有し、特に、切削装置やレーザー加工装置等の加工装置において被加工物を保持するチャックテーブル機構に有用である。
【符号の説明】
【００４３】
５０  チャックテーブル機構
５１  チャックテーブル
５２  テーブル本体
６１  テーブルベース
７０  回転手段
７１  固定軸
７２  流体経路
７３  円環形状の溝
７５  シールリング
８１  回転部
８２  テーブル装着面（装着面）
８４  プレート装着面
９１  シールプレート
９４  回転モータ
Ｗ  被加工物
【図１】
0006726473.tif 000002
【図２】
0006726473.tif 000003
【図３】
0006726473.tif 000004
【図４】
0006726473.tif 000005