(57)【要約】【課題】真空チャック等の同軸度のずれを解消し、Ｓｉウエ−ハの吸着面が、均一に吸着され、しっかりとした固定のできる半導体製造装置用治具を供給する。【解決手段】焼成前のセラミックス体に切削により孔加工を施す装置であって、主軸の回転により複数の平行な軸を回転させる多軸ツ−ルと、各軸に取り付けられた２段形状ドリルからなり、該２段形状ドリルの大径部と小径部の同軸度が０．０２ｍｍ以下であることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼成前のセラミックス体に切削により孔加工を施す装置であって、主軸の回転により複数の平行な軸を回転させる多軸ツ−ルと、各軸に取り付けられた大径部と小径部を有する２段形状ドリルとからなり、該２段形状ドリルの大径部と小径部の同軸度が０．０２ｍｍ以下であることを特徴とする切削加工装置。
【請求項２】
上記２段形状ドリルはダイヤモンド切刃を有し、小径部の外径が０．５〜０．８ｍｍ、大径部の外径が１．２〜２ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の切削加工装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の切削加工装置を用い、各ドリルを回転させながら、焼成前のセラミックス体に押し当てることによって、段形状の孔を形成することを特徴とする切削加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｓｉウエハ−あるいはＧａＡｓなどの化合物半導体ウエハ−の研磨工程で使用されるセラミックス製ポリッシングプレ−ト等の焼成前に貫通孔を形成するための切削加工装置及び製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７の焼成前製品９は半導体製造装置用治具であり、Ｓｉウエーハの真空チャックとして吸着面を均一にすることを目的とし、図７の座ぐり孔１１ａ側より吸引し、孔１１側で吸着固定するものである。
【０００３】
以下は、従来の半導体製造装置用治具の焼成前製品９におけるセラミックス体の孔加工で、図６（Ａ）の外径Ｒ３が１．２ｍｍの超硬切刃４ｃを備えたドリル２ａ、図６（Ｂ）の外径Ｒ４が０．６ｍｍの超硬切刃４ｄを備えたドリル２ｂをそれぞれ、図５（Ａ）のチャッキング装置１８に順次取り付け、マシニングセンタ−にて、セラミックス焼成前加工を行っていた。
【０００４】
また、図７に示すセラミックスの焼成前製品９を、マシニングセンター（不図示）にて加工する際、焼成前製品９の表面より外径Ｔ２、深さＤ１の座ぐり孔１１ａを加工し、次に焼成前製品９の裏面より同一箇所に外径Ｔ１、深さＤ２の孔１１を座グリ孔１１ａまで貫通させる工程で孔加工を行っていた（特許文献１参照）。
【特許文献１】
特開平１１―２１６７２０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の特許文献１によると、図７に示すように焼成前製品９が肉厚の為、一方向からの孔加工では、切粉１０が上がって来ず、焼成前製品９のクラック、ドリル２ａ，２ｂの折れ等が発生することから一方向からの加工はできなかった。
【０００６】
例えば、孔数５０００個の表面加工を行い、次に孔位置に印を付け、焼成前製品９を反転させて反対面の加工を行う為、加工時間にかなりの時間が必要とし、またセットに時間を取られていた。また、焼成前製品９を反転させて反対面の加工を行う際、同軸度のズレが多発していた。
【０００７】
従ってズレの確認が必要となり、５０００個の孔１１、１１ａを１つ１つずつピンゲ−ジにて確認する必要があり、上記加工時間に加え、検査工程に非常に多くの時間を必要とする問題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記に鑑みて本発明は、焼成前のセラミックス体に切削により孔加工を施す装置であって、主軸の回転により複数の平行な軸を回転させる多軸ツ−ルと、各軸に取り付けられた２段形状ドリルからなり、該２段形状ドリルの大径部と小径部の同軸度が０．０２ｍｍ以下であることを特徴とするものである。
【０００９】
また、上記２段形状ドリルはダイヤモンド切刃を有し、小径部の外径が０．５〜０．８ｍｍ、大径部の外径が１．２〜２ｍｍであることを特徴とするものである。
【００１０】
これにより、各ドリルを回転させながら、焼成前のセラミックス体に押し当てることによって、段形状の孔を形成することを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図を用いて説明する。
【００１２】
図１（Ａ）に示すチャッキング装置８に、図２に示すような大径部２０ｂと小径部２０ａを備えた２段形状ドリル１をチャッキングする。
【００１３】
図４に示すように、主軸６により軸７ａを回転させ、平行な軸７ｂを特徴とする多軸ツ−ル５により各２段形状ドリル１を回転させながら焼成前製品９に押し当てることにより、焼成前製品９を反転せずに、片側より内径の異なる２種類の孔を連続して加工することができる。
【００１４】
このとき、２段形状ドリル１の同軸度Ｋ１が０．０２ｍｍ以下であることにより、孔加工された半導体製造装置用冶具、例えば真空チャックはＳｉウエ−ハの吸着面を均一に吸着して、強固に固定をすることができる。
【００１５】
また、上記２段形状ドリル１の各先端が、外径Ｒ２が０．５〜０．８ｍｍの小径部２０ａのダイヤモンド切刃３ａ、外径Ｒ１が１．２〜２ｍｍの大径部２０ｂのダイヤモンド切刃３ｂとすることにより、製品の肉厚に対応して加工することができ、上記２種類の孔の外径の同軸度Ｋ２のズレが全く起こらず、また加工時間、検査時間を短縮することができる。
【００１６】
以下に本発明の実施形態の詳細を図を用いて示す。
【００１７】
図２は本発明の、ダイヤモンド切刃３ａ、３ｂを持つ２段形状ドリル１の形状図を示している。図２は２種類の外径Ｒ１、Ｒ２の超硬切刃４ａ、４ｂをもつ大径部２０ｂと小径部２０ａ同軸上に備えた２段形状ドリル１であり、超硬切刃４ａ、４ｂの各先端部にダイヤモンド切刃３ａ、３ｂをロ−付けし、小径部２０ａの外径Ｒ２が０．５〜０．８ｍｍ、大径部２０ｂの外径Ｒ１が１．２〜２ｍｍとし、この同軸度Ｋ１を０．０２ｍｍ以下とする。
【００１８】
ここで、ダイヤモンド切刃３ａ、３ｂとはダイヤモンド微粉の焼結体で耐摩耗性に富み、しかもダイヤモンド本来の耐摩耗性を兼ね備え焼結層全部が安定した均一なものを指す。
【００１９】
超硬切刃は非常に優れた耐衝撃性を持っているが、ダイヤモンド切刃に比較して軟らかく耐摩耗係数が小さいため、この超硬切刃４ａ、４ｂの各先端に上記ダイヤモンド切刃３ａ、３ｂが備えられている。
【００２０】
図３は、本発明の半導体製造装置用治具の焼成前製品９における孔加工の実施形態を示し、８はチャッキング装置、１は２段形状ドリルを示している。
【００２１】
まず２段形状ドリル１を、多軸ツ−ル５に取り付け、焼成前製品９を反転させずに、孔１１まで貫通させる孔加工を行う。
【００２２】
図４に示すように、多軸ツール５の駆動原理は、主軸６により軸７ａ、７ｂを回転させるものである。この際、軸間のピッチ１２の公差は、０．０３ｍｍ以下とする。
【００２３】
このような多軸ツ−ル５を使用することにより、焼成前製品９を反転せず片側より外径Ｔ１、外径Ｔ２の異なる２種類の孔１１、及び座グリ孔１１ａを連続して加工し、その同軸度Ｋ２が０．１ｍｍ以下であることにより、Ｓｉウエ−ハの吸着面を均一に吸着して、しっかりとした固定することができる半導体製造装置用治具を提供ができる。
【００２４】
ここで、同軸度Ｋ２が０．１ｍｍを超えてしまうと、外径Ｔ１と外径Ｔ２がズレている為、Ｓｉウエ−ハの吸着力が弱まり、吸着が均一でなく、ウエ−ハ面（不図示）への平行、平坦が出ない等その機能を果たさないので、２段形状ドリル１の同軸度Ｋ１は０．０２ｍｍ以下とする必要がある。
【００２５】
また、従来の図６（Ｂ）外径Ｒ４が０．６ｍｍのドリル２ｂでは、焼成前製品９の肉厚に対しては、このドリル２ｂが細い為加工出来なかったのに対し、図２の一体形状ドリル１外径Ｒ１が１．２〜２ｍｍ、外径Ｒ２が０．５〜０．８ｍｍ２段形状ドリル１とすることにより、切粉１０が除去されやすくなるため、焼成前製品９の肉厚に対応して片方から加工することができ、同軸度Ｋ２のズレが全く起こらない。
【００２６】
また加工時間、検査時間を短縮することができる。
【００２７】
ここで、外径Ｒ２が０．５ｍｍ未満では、軸が弱いため軸が振れて焼成前製品９にクラックが発生する可能性がある。
【００２８】
外径Ｒ２が０．８ｍｍを超えると、バキューム用の孔としては大きすぎて適用できない。
【００２９】
また、外径Ｒ２が０．５〜０．８ｍｍと、外径Ｒ１が１．２ｍｍ未満の場合、肉厚の焼成前製品９には、軸が弱い為軸のふれで焼成前製品９にクラックがはいる恐れがある。
【００３０】
また、外径Ｒ２が０．５〜０．８ｍｍ、外径Ｒ１が２ｍｍを超える場合は、切れ性に問題はないが、バキューム用孔としては大きすぎて適用出来ない。
【００３１】
【実施例】
次に、ドリルをマシニングセンター（不図示）にセットし、セット回数、同軸度、回転数を変化させて、加工時間、ドリルの摩耗、被加工物の検査の要、不要について調査を行った。
【００３２】
従来法として、焼成前製品９の表面より図６（Ａ）の外径Ｒ３が１．２ｍｍの超硬切刃４ｃを備えたドリル２ａで焼成前製品９の図７の座グリ孔１１ａを深さ３０ｍｍまで加工終了後、焼成前製品９を反転して、外径Ｒ４が０．６ｍｍの超硬切刃４ｄを備えたドリル２ｂで裏面より孔１１を貫通させる。
【００３３】
次に本発明による方法として、図２（Ｂ）の２段形状ドリル１を４本同時に図１の真空チャック８に使用し、一方向より図３の座グリ孔１１ａ及び孔１１の連続して加工を行った結果を表１に示す。
【００３４】
ここで、２段形状ドリルは実施例として同軸度Ｋ１を０．０２ｍｍとしたものと比較例として同軸度Ｋ１を０．０３ｍｍとしたものを用意した。
【００３５】
表１より、２段形状ドリル１は、ドリル２ａ、２ｂより、加工時間の大幅な短縮が可能となり、同軸度Ｋ２の精度も高い。
【００３６】
又、検査時間も不要となり経費、時間共に大幅な改善となる。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
また、従来の加工方法と本発明の加工方法により、各種条件で試験を行い、同軸度のテストを１０回行った。
【００３９】
従来の加工方法としては、図６（Ａ）外径Ｒ３が１．２ｍｍの超硬切刃４ｃを備えたドリル２ａで深さ３０ｍｍまで加工、製品反転後、図６（Ｂ）の外径Ｒ４が０．６ｍｍの超硬切刃４ｄを備えたドリル２ｂで貫通させた。
【００４０】
一方、本発明の加工方法では、２段形状ドリル１を４本同時に図１のチャッキング装置８に使用して加工する。
【００４１】
上記加工を行った後、ピンゲ−ジを挿入し、チェックを行い、投影機にて同軸度Ｋ２の測定をおこなった測定結果を表２に示す。
【００４２】
【表２】
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【００４３】
表２より、本発明の２段形状ドリル１で加工したものは、同軸度Ｋ２が０．１ｍｍ以下となったが、従来のドリル２ａ、２ｂのものは殆どの同軸度Ｋ２が０．１ｍｍ以上となってしまった。
【００４４】
【発明の効果】
本発明により、主軸の回転により平行な軸を回転させる多軸ツ−ルにより、焼成前製品を反転せず片側より内径の異なる２種類の孔を連続して加工し、該２種類の孔の同軸度を０．１ｍｍ以下とすることを可能にして、半導体製造装置用冶具として、例えば真空チャックがＳｉウエ−ハの吸着面を均一に吸着して、しっかり固定できる孔加工をすることができる。
【００４５】
また、上記多軸ツールに搭載される２種類の外径の超硬切刃を同軸上に備えた２段形状ドリルの各先端が、外径０．５〜０．８ｍｍの小径部のダイヤモンド切刃、外径１．２〜２ｍｍの大径部のダイヤモンド切刃であることにより、製品の肉厚に対応して加工することができ、孔の同軸度のズレが全く起こさず、また加工時間、検査時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の多軸ツールを内臓したチャッキング装置の正面図、（Ｂ）はその側面図である。
【図２】本発明の２段形状ドリルを示す概略図である。
【図３】本発明による焼成前のセラミック体の孔加工を示す断面図である。
【図４】本発明の、多軸ツールを示す断面図である。
【図５】（Ａ）は従来のチャッキング装置の側面図、（Ｂ）はその正面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は超硬ドリルを示す概略図である。
【図７】従来の焼成前のセラミック体の孔加工を示す断面図である。
【符号の説明】
１：２段形状ドリル
２ａ、２ｂ：ドリル
３ａ、３ｂ：ダイヤモンド切刃
４ａ〜４ｄ：超硬切刃
５：多軸ツ−ル
６：主軸
７ａ，７ｂ：軸
８：チャッキング装置
９：焼成前製品
１０：切粉
１１ｂ：孔
１１ａ：座グリ孔
１２：ピッチ
１８：チャッキング装置
２０ａ：小径部
２０ｂ：大径部
Ｄ１、Ｄ２：深さ
Ｔ１、Ｔ２：外径
Ｋ１、Ｋ２：同軸度
Ｒ１〜Ｒ４：外径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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