(57)【要約】【課題】チャックテーブルが被加工物を保持して移動する構成の加工装置において、チャックテーブルを適正に移動させることにより、高精度な加工を可能とする。【解決手段】チャックテーブル２には、被加工物を支持するチャック板２０とチャック板２０を支持して移動可能な移動基台２１とを少なくとも備え、駆動手段３には、移動基台２１を囲繞して少なくともその移動方向を支持する移動基台支持部３６を備えた枠体３１と、枠体３１に形成された被螺合部３２と、被螺合部３２に螺合するボールネジ３３とを備える。移動基台２１は少なくとも移動方向が支持された状態となっており、支持されない方向については自由度があるため、移動基台２１が支持されない方向についてボールネジ３３にゆがみがあっても、チャックテーブル２はその影響を受けることなく所望の移動をする。【選択図】図２
2005238384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を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被加工物に加工を施す加工手段と、該チャックテーブルを加工送り駆動する駆動手段とを少なくとも備えた加工装置であって、
該チャックテーブルは、被加工物を支持するチャック板と、該チャック板を支持して移動可能な移動基台とを少なくとも備え、
該駆動手段は、該移動基台を移動可能に支持するガイド部と、該ガイド部によって移動可能に支持されると共に該移動基台を囲繞して少なくとも該移動基台の移動方向を支持する移動基台支持部を備えた枠体と、該枠体に形成された被螺合部と、該被螺合部に螺合するボールネジと、該ボールネジを回動させる駆動源とを少なくとも備えた加工装置。
【請求項２】
前記枠体の移動方向の端部には、前記ガイド部を覆うジャバラが連結される請求項１に記載の加工装置。
【請求項３】
前記移動基台支持部は、球状に形成される請求項１または２に記載の加工装置。
【請求項４】
前記加工手段は、回転可能なスピンドルと、該スピンドルに装着されて回転可能な切削ブレードと、前記被加工物に対して切削水を供給するノズルとを備えた切削手段である請求項１、２または３に記載の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物を保持するチャックテーブルが移動する構成の加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種の加工においては、被加工物が移動しながら加工要素の作用を受けて加工が行われることがある。例えば、半導体ウェーハ等の板状物を切削する切削装置においては、チャックテーブルにおいて半導体ウェーハを保持し、チャックテーブルが移動すると共に、高速回転する切削ブレードが移動する半導体ウェーハに切り込むことにより、半導体ウェーハに形成されたストリートが切削される。そして、すべてのストリートを縦横に切削することにより、個々の半導体チップとなる。
【０００３】
例えば図４に示す切削装置７におけるチャックテーブル７０は、被加工物を保持するチャック板７１とチャック板７１を支持して移動可能な移動基台７２とから構成され、移動基台７２に備えた被螺合部７３がボールネジ７４に螺合しており、ボールネジ７４が回動するのに伴いチャックテーブル７０がガイドレール７５にガイドされながらボールネジ７４の軸心方向に移動する構成となっている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−６６８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、チャックテーブル７０を構成する移動基台７２の被螺合部７３にはボールネジ７４が螺合しているため、ボールネジ７４の軸心に僅かでもゆがみがあると、チャックテーブル７０が揺動し、これに伴いチャックテーブル７０のチャック板７１に保持された被加工物も揺動するため、被加工物に対する切削ブレードの切り込み位置が蛇行したり、切り込み深さが均一でなくなったりするという問題がある。
【０００６】
また、ボールネジ７４等に切削水や切削屑が付着するのを防止するために、通常はチャックテーブル７０の移動方向の両側部にジャバラ７６が連結されるため、ジャバラ７６の伸縮による外力がチャックテーブル７０に伝達されてチャックテーブル７０が揺動し、加工精度を低下させるという問題もある。
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、チャックテーブルが被加工物を保持して移動する構成の加工装置において、チャックテーブルを適正に移動させ、高精度な加工を可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、被加工物を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被加工物に加工を施す加工手段と、チャックテーブルを加工送り駆動する駆動手段とを少なくとも備えた加工装置であって、チャックテーブルには、被加工物を支持するチャック板と、チャック板を支持して移動可能な移動基台とを少なくとも備え、駆動手段には、移動基台を移動可能に支持するガイド部と、ガイド部によって移動可能に支持されると共に移動基台を囲繞して少なくとも移動基台の移動方向を支持する移動基台支持部を備えた枠体と、枠体に形成された被螺合部と、被螺合部に螺合するボールネジと、ボールネジを回動させる駆動源とを少なくとも備えることを特徴とするものである。移動基台支持部は、少なくとも移動基台の移動方向を支持するものであるから、当該移動方向のみを支持する構成としてもよいし、当該移動方向以外の方向についても支持する構成とすることもできるが、３次元のすべての方向を安定的に支持する構成とすることはできない。
【０００９】
枠体の移動方向の端部には、ガイド部を覆うジャバラが連結されることがある。また、移動基台支持部は、球状に構成されることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００１０】
加工手段としては、回転可能なスピンドルと、スピンドルに装着されて回転可能な切削ブレードと、被加工物に対して切削水を供給するノズルとを備えた切削手段が一例として挙げられるが、これに限定されるものではない。例えば、レーザ光による切断を行う手段等も含まれる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明においては、チャックテーブルを構成する移動基台を囲繞して少なくとも移動基台の移動方向を、枠体を構成する移動基台支持部によって支持し、枠体に形成された被螺合部をボールネジに螺合させた構成とすることにより、移動基台が、その移動方向を含む支持される方向については移動基台支持部によって動きが規制され、支持される方向以外の方向については自由度を持たせた状態となっている。従って、ボールネジの軸心にゆがみがあった場合に、枠体がそのゆがみに起因して揺動しても、移動基台支持部によって支持されない方向について、移動基台支持部がそのゆがみを吸収し、移動基台は揺動しないため、移動基台に支持されたチャック板も揺動せず、チャック板に保持された被加工物に対して加工手段が蛇行や上下動をしながら作用することがなく、加工精度を高めることができる。
【００１２】
枠体の移動方向の端部にガイド部を覆うジャバラが連結される場合には、ジャバラの伸縮による外力が枠体には伝達されてもチャック板には伝達されないため、チャック板が揺動することはなく、チャック板に保持された被加工物に対して加工手段が蛇行や上下動をしながら作用することがないため、この点においても加工精度を高めることができる。
【００１３】
移動基台支持部が球状に形成される場合は、常に球の端部によって移動基台を点接触状態で支持することができるため、ボールネジのゆがみの方向が移動基台の移動方向以外の方向であれば、そのゆがみの影響を受けることなく加工が行われる。
【００１４】
加工手段がスピンドルと切削ブレードとノズルとを備えた切削手段である場合は、切削ブレードが蛇行して被加工物に作用することがないため、切削精度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に示す切削装置１は、本発明の加工装置の一例を示したもので、チャックテーブル２が駆動手段３によってＸ軸方向に加工送り駆動されると共に、加工手段である切削手段４がＹ方向駆動手段５によってＹ軸方向に割り出し送り駆動され、Ｚ方向駆動手段６によってＺ軸方向に切り込み送り駆動される構成となっている。
【００１６】
チャックテーブル２は、被加工物を保持するチャック板２０と、チャック板２０を支持して移動可能な移動基台２１とを少なくとも備えている。図示のチャックテーブル２では、チャック板２０によって保持された被加工物の外周部を挟持して固定するクランプ部２２も備えている。
【００１７】
駆動手段３は、移動基台２１を移動可能に支持するガイド部３０と、ガイド部３０によって移動可能に支持されると共に移動基台２１を囲繞して少なくとも移動方向を支持する枠体３１と、枠体３１に形成された被螺合部３２と、被螺合部に螺合するボールネジ３３と、ボールネジ３３を回動させる駆動源３４とを備えている。枠体３１の移動方向の両端部には、ガイド部３０を覆う伸縮部材としてジャバラ３５が連結されている。
【００１８】
切削手段４は、スピンドルハウジング４０によって回転可能に支持されたスピンドル４１と、スピンドル４１に装着されて回転可能な切削ブレード４２と、被加工物に対して切削水を供給するノズル４３とを備えている。ノズル４３が流出して使用済みの切削水は、切削水受け部４４に貯水された後に、排水部４５から排水される。
【００１９】
Ｙ方向駆動手段５は、Ｙ軸方向に配設されたボールネジ５０と、ボールネジ５０を回動させる駆動源５１と、Ｙ軸方向に配設されたガイドレール５２と、ボールネジ５０に螺合するナットを内部に備えガイドレール５２に摺動可能に係合する移動部材５３とから構成される。
【００２０】
Ｚ方向駆動手段６は、移動部材５３においてＺ軸方向に配設されたボールネジ（図示せず）と、そのボールネジを回動させる駆動源６０と、Ｚ軸方向に配設されたガイドレール６１と、ボールネジに螺合するナットを内部に備えガイドレール６１に摺動可能に係合すると共に切削手段４を支持する支持部６２とから構成される。
【００２１】
切削しようとする被加工物Ｗは、チャック板２０において保持される。そして、Ｙ方向駆動手段５によって切削手段４をＹ軸方向に移動させることにより、被加工物Ｗの切削しようとする位置と切削ブレード４２とのＹ軸方向の位置合わせを行った後に、駆動手段３によって移動基台２１と共にチャック板２０が駆動されて被加工物ＷがＸ軸方向に移動すると共に、切削ブレード４２が高速回転しながら切削手段４がＺ方向駆動手段５によって駆動されて下降することにより、被加工物Ｗの所望の位置に高速回転する切削ブレード４２が切り込んで切削が行われる。例えば被加工物Ｗが半導体ウェーハの場合はストリートが切削される。
【００２２】
枠体３１に形成された被螺合部３２がボールネジ３３に螺合しているため、駆動手段３によるチャックテーブル２の駆動時は、図１に示した駆動源３４に駆動されてボールネジ３３が回動すると、枠体３１がガイド部３０によってガイドされながらＸ軸方向に移動する、そして、これに伴いジャバラ３５が伸縮する。
【００２３】
図２に示すように、枠体３１は、移動基台２１の少なくとも移動方向を移動基台支持部３６によって支持している。移動基台支持部３６は、図示の例では球状に形成されている。移動基台支持部３６が球状に形成される場合は、点接触の状態で移動基台２１のＸ軸方向のみが支持され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向については、自由度を持たせた状態となっている。
【００２４】
ボールネジ３３が回動すると、枠体３１のＸ軸方向の移動に伴って移動基台２１を含むチャックテーブル２全体がＸ軸方向に移動する。このとき、ボールネジ３３にゆがみがあると、枠体３１がそれに伴い揺動するが、移動基台２１は移動基台支持部３６によってその移動方向のみが支持されているため、移動基台支持部３６により支持されない方向（Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）について、移動基台支持部３６がそのゆがみを吸収し、移動基台２１は揺動しない。従って、移動基台２１に支持されたチャック板２０も揺動せず、チャック板２０に保持された被加工物に対し切削手段４が蛇行や上下動をしながら作用することがないため、所望の切削を精度良く行うことができる。被加工物が半導体ウェーハの場合には、ストリートが高精度に切削され、半導体チップに形成された回路を傷付けることもなく、半導体チップの品質を高めることができる。
【００２５】
また、ジャバラ３５が枠体３１の端部に連結されているため、チャックテーブル２の移動に伴いジャバラ３５が伸縮すると、ジャバラ３５からの外力が枠体３１には伝達されることとなるが、移動基台２１は枠体３１を構成する移動基台支持部３６によって少なくとも移動方向が支持された状態であるため、当該外力のうち、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の外力についてはチャックテーブル２に伝達されることはなく、この点においてもチャックテーブル２の揺動を防止することができ、加工精度の向上に寄与する。
【００２６】
図２の例においては移動基台支持部３６が球状に形成されている場合を例に挙げて説明したが、例えば円柱状に形成されることもある。この場合は円柱の側面によって移動基台２１が支持される。例えば図３に示すように、円柱状の移動基台支持部３６ａが起立した状態、即ち円柱の軸心がＺ軸方向に向いた状態で配設される場合は、円柱の側面の一部によって、線接触の状態で、移動基台２１の移動方向であるＸ軸方向に加えて、Ｚ軸方向も支持される。この場合はボールネジ３３にＹ軸方向のゆがみがあって枠体３１がＹ軸方向に揺動したとしても、その揺動が移動基台２１には伝わらない。従って、チャックテーブル２のＹ軸方向の揺動を防止することができ、切削手段４がＹ軸方向に蛇行して被加工物に作用するのを防止することができる。なお、移動基台支持部３６をエアーベアリングによって構成してもよい。
【００２７】
ジャバラ３５からの外力についても、その外力のうち、Ｙ軸方向の外力についてはチャックテーブル２に伝わらないため、チャックテーブル２がＹ軸方向に揺動することがなく、切削手段４がＹ軸方向に蛇行して作用するのを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、被加工物を保持するチャックテーブルを揺動させることなく加工送りすることができるため、精密な加工を要する加工装置に特に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】加工装置の一例としての切削装置を示す斜視図である。
【図２】チャックテーブルの支持機構の第一の例を示す略示的断面図である。
【図３】チャックテーブルの支持機構の第二の例を示す略示的断面図である。
【図４】従来のチャックテーブルの支持機構を示す略示的断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１：切削装置
２：チャックテーブル
２０：チャック板  ２１：移動基台  ２２：クランプ部
３：駆動手段
３０：ガイド部  ３１：枠体  ３２：被螺合部  ３３：ボールネジ  ３４：駆動源
３５：ジャバラ  ３６：移動基台支持部
４：切削手段
４０：スピンドルハウジング  ４１：スピンドル  ４２：切削ブレード
４３：ノズル  ４４：切削水受け部  ４５：排水部
５：Ｙ方向駆動手段
５０：ボールネジ  ５１：駆動源  ５２：ガイドレール  ５３：移動部材
６：Ｚ方向駆動手段
６０：駆動源  ６１：ガイドレール  ６２：支持部
【図１】
2005238384.tif 000003
【図２】
2005238384.tif 000004
【図３】
2005238384.tif 000005
【図４】
2005238384.tif 000006