JPH0731246U - チャック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、半導体ウエハを研削加工してその
外周の形状および寸法を調整する半導体ウエハ外周加工
装置において、その研削加工の対象となる半導体ウエハ
を保持するチャックに関し、ボルトその他の締結具を用
いずに迅速かつ確実に着脱可能とすることを目的とす
る。 【構成】 研削加工の対象となる半導体ウエハ１１に研
削しろを確保して吸着可能な形状を有する吸着面１２
と、吸引口１３を有する取り付け先の支持体１４と互い
に補完する形状を有する取り付け面１５と、取り付け面
１５から吸引口を延長して吸着面１２に貫通する吸気路
１６とを備えたチャックにおいて、吸気路１６から分岐
して取り付け面１５に開口する分岐路１７₁ 〜１７_N を
備えて構成される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、半導体ウエハを研削加工してその外周の形状および寸法を調整する 半導体ウエハ外周加工装置において、その研削加工の対象となる半導体ウエハを 保持するチャックに関する。

【０００２】

【従来の技術】

半導体ウエハ外周加工装置では、リニヤスケールや画像処理装置を用いて予め 外形寸法が計測された板状体の半導体ウエハ（以下、単に「ワーク」という。） にその外形寸法に対応した研削加工が施され、形状や寸法の調整がはかられる。

【０００３】 図４は、半導体ウエハ外周加工装置の構成例を示す図である。 図において、チャック４１は半導体ウエハ（以下、単に「ワーク」という。） ４２の仕上がり時における形状や寸法に対して研削しろを確保可能な形状（ここ では、簡単のため略円柱形とする。）および寸法を有し、かつ後述の回転軸に係 合して取り付けられる。その回転軸の中心で直行する２つ仮想直線の内、一方の 仮想直線上でその中心から研削加工の対象となり得るワーク４２の最大半径以上 それぞれ反対方向に隔たった位置には、砥石台４３および搬送装置４４とが対向 して配置される。砥石台４３には、略コの字状の断面を有する複数の環状溝（研 削の粗さに対応した粒度を有する。）が側面に形成された円柱状の砥石４５が、 上述した一方の仮想直線に沿って変位可能な軸上に回動可能に取り付けられる。 砥石４５の軸は、ベルト４６を介して動力源４７に連結される。なお、搬送装置 ４４は、上述した一方の仮想直線に平行に隔たって突設された２つのフォーク４ ８₁ 、４８₂ を有し、かつその仮想直線に直角に架設された直線状のガイドレー ル４９に慴動可能に取り付けられる。

【０００４】 図５は、従来のチャックの構造を示す図である。 図において、チャック４１の主要部は、上述した回転軸（参照番号「５１」で 示される。）、その回転軸５１の一端に緩嵌するテーブル５２および両者間の取 り付け状態を保持するボルト５３から構成される。

【０００５】 回転軸５１は円柱体で構成され、その軸に沿った中央部にはバキューム装置（ 図示されない。）に至る貫通孔５４₁ が形成される。さらに、回転軸５１の一端 の中央部には階段状に径を小さく成形することによって突起５５が形成され、連 通管５４₁ の内壁の内、突起５５の先端部の開口部近傍には、ボルト５３に螺合 可能な雌螺子５６₁ が形成される。

【０００６】 テーブル５２は径が回転軸５１より大きな円柱体で構成され、そのテーブルの 一端には、突起５３に緩嵌する溝５７が形成される。テーブル５２の他端の中央 部にはボルト５３の頭部が嵌合する中央溝５８が形成され、その底部中央には、 上述した雌螺子５６₁ を延長する雌螺子５６₂ が形成される。テーブル５２の他 端には、略Ｖ字状の断面を有する複数の吸着溝５９₁ 〜５９_N が、上述した軸を 中心として同心円状に形成される。さらに、これらの吸着溝５９₁ 〜５９_N は、 図中に点線で示すように、テーブル５２の軸を中心として所定の間隔で放射状に 形成された連結溝６０を介して連結される。

【０００７】 ボルト５３は側面に雌螺子５６₁ 、５６₂ に螺合する雄螺子６１を有し、かつ その先端中央部と頭部中央部とを結ぶ直線上には貫通孔５４₁ を延長する貫通孔 ５４₂ が形成される。さらに、その頭部中央部における貫通孔５４₂ の開口部は 、連結溝６０に連結される。

【０００８】 このような構成のチャックが採用された半導体ウエハ外周加工装置では、加工 作業の開始に先行して、その加工の対象となるワーク４２の最大寸法や形状に最 適なテーブル（ここでは、簡単のためテーブル５２とする。）が、選択される。 このようにして選択されたテーブル５２は、溝５７に突起５５を挿入させること により回転軸５１の頂部に被装され、さらに、中央溝５８からボルト５３をネジ 込むことにより取り付けられる。

【０００９】 このような準備が完了すると、ワーク４２は、その寸法や形状が前工程で予め 測定され、フォーク４８₁、４８₂を介して底面から保持されながら搬送装置４４ によってテーブル５２上の中央部に搬送される。続いてバキューム装置（図示さ れない。）が起動されると、そのバキューム装置によって貫通孔５４₁、５４₂、 連結溝６０および吸着溝５９₁ 〜５９_N を介してテーブル５２の周辺の空気が吸 引される。したがって、テーブル５２とワーク４２の底面とが接触する面の気圧 は大気圧より低下し、ワーク４２はテーブル５２に吸着保持される。

【００１０】 このようにしてワーク４２の位置の設定と保持とが完了すると、図示されない 動力源による回転軸５１の回転駆動と、動力源４７によるベルト４６を介した砥 石４５の回転駆動とが行われ、ワーク４２の研削が開始される。

【００１１】 研削工程では、予め測定されたワーク４２の寸法および形状に応じて、図示さ れない制御装置の制御下で研削しろが設定される。さらに、このような研削しろ の量および位置（ワークの仕上がり外形）に応じて、砥石４５がテーブル５２の 側面に接しない範囲で変位し、かつテーブル５２が回転軸５１と一体となってそ の軸方向に変位することにより、砥石４５の側面に形成された複数の溝の何れか が適宜選択される。

【００１２】 すなわち、ワーク４２は、回転軸５１の回転によって生じる遠心力や砥石４５ との接触に伴って生じる力に抗して確実にテーブル５２に吸着保持され、所定の 形状および寸法に精度よく研削加工される。

【００１３】 なお、吸着溝５９₁ 、５９_N については、ボルト５３の頭部の径が大きく、か つワーク４２を吸着する力を増す必要がある場合場合には、図に示すように、そ の頭部の上に形成してもよい。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】 ところで、このような従来のチャックでは、研削加工の対象となるワーク４２ の素材、形状および寸法の切り換えに際してテーブル５２を交換する場合には、 先ずボルト５３と回転軸５１（およびテーブル５２）との螺合を解除し、その回 転軸に新たなテーブルを被装させた後に再び両者間をボルト５３によって螺合し なければならないために、作業効率が悪く、かつボルト５３の締め付けや雌螺子 ５６₁ 、５６₂ と雄螺子６１との間の反復した慴動接触によって、そのボルトや 雌螺子５６₁ 、５６₂ に機械的な損傷が与えられたり、ボルト５３の頭部の損傷 部分との接触によってワーク４２に損傷を与える可能性があった。

【００１５】 本考案は、ボルトその他の締結具を用いずに迅速かつ確実に着脱できるチャッ クを提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

図１は、本考案の原理構成図である。 本考案は、研削加工の対象となる半導体ウエハ１１に研削しろを確保して吸着 可能な形状を有する吸着面１２と、吸引口１３を有する取り付け先の支持体１４ と互いに補完する形状を有する取り付け面１５と、取り付け面１５から吸引口を 延長して吸着面１２に貫通する吸気路１６とを備えたチャックにおいて、吸気路 １６から分岐して取り付け面１５に開口する分岐路１７₁ 〜１７_N を備えたこと を特徴とする。

【００１７】

【作用】

本考案にかかわるチャックでは、取り付け面１５がその面の形状と補完する面 形状を有する支持体１４に係合させあるいは単に密着させた状態に設定され、さ らに、吸引口１３および吸気路１６を介して支持体１４側から空気が吸引される と、その吸気路１６内の気圧が外気（大気）より低下する。このような状態では 、半導体ウエハ１１はその気圧の低下分に応じた力を受けて吸着面１２に吸着保 持され、かつ吸気路１６から分岐した分岐路１７₁ 〜１７_N 内の気圧も同様にし て低下して取り付け面１５は支持体１４に吸着される。また、半導体ウエハ１１ の研削加工の終了に応じて上述した空気の吸引が途絶えると、このように低下し た気圧は元の値に戻る。

【００１８】 すなわち、本考案にかかわるチャックは、研削加工の対象となる半導体ウエハ １１の吸着およびその解除に連動して支持体１４に保持されたり取り外し可能と なるので、従来例のように専用の締結具を用いずに容易に着脱可能となる。

【００１９】

【実施例】

以下、図面に基づいて本考案の実施例について詳細に説明する。 図２は、本考案の一実施例を示す図である。

【００２０】 図３は、図２のＡ−Ａ′断面図である。 図２および図３において、図５に示すものと機能および構成が同じものについ ては、同じ参照番号を付与して示し、ここではその説明を省略する。

【００２１】 本実施例と図５に示す従来例との相違点は、一端にフランジ部２１を有してそ のフランジ部上に突起５５が形成され、かつその突起に平行にピン２２が突設さ れてなる回転軸２３が回転軸５１に代えて採用され、このような回転軸の構造に 適合したテーブル２４がテーブル５２に代わて採用された点にある。

【００２２】 テーブル２４はその一端にフランジ部２１と断面形状が同じであって互いに補 完的な形状の面を有するフランジ部３１を有し、その面には溝５７と、その溝に 同心円上に形成された環状溝３２およびピン２２に係合可能な孔３３とが形成さ れる。溝５７の底部中心とテーブル２４の他端面の中心とを結ぶ直線上には、貫 通孔５４₁ に連通して中間部の径がステップ状に拡大された貫通孔３４が貫通孔 ５４₂ に代えて形成される。このように径が拡大された貫通孔３４の中間部と環 状溝３２との間には分岐路３５が形成される。

【００２３】 なお、本実施例と図１に示す原理構成図との対応関係については、ワーク４２ は半導体ウエハ１１に対応し、吸着溝５９₁ 〜５９_N および連結溝６０は吸着面 １２に対応し、突起５５の頂部にある貫通孔５４₁ の開口部は吸引口１３に対応 し、フランジ部２１、ピン２２、突起５５および貫通孔５４₁ を含む回転軸２３ は支持体１４に対応し、溝５７および孔３３を含みこれらが形成されたフランジ 部３１の面は取り付け面１５に対応し、貫通孔３４は吸気路１６に対応し、分岐 路３５および環状溝３２は分岐路１７₁ 〜１７_N に対応する。

【００２４】 以下、本実施例の動作を説明する。 テーブル２４は、研削加工作業の開始に先行して、溝５７に突起５５を緩嵌さ せてその突起を中心として回動させながら孔３３にピン２２を挿入させることに より、フランジ部２１（回転軸２３）の頂部に被装される。

【００２５】 研削加工の対象となるワーク４２が吸着溝５９₁ 〜５９_N および連結溝６０が 形成された吸着面上に搬送され、さらに、バキューム装置が起動されると、その バキューム装置によって貫通孔５４₁ 、３４、連結溝６０および吸着溝５９₁ 〜 ５９_N を介して空気が吸引され、これらの吸着溝近傍の気圧が低下する。したが って、ワーク４２は、外気（大気）との気圧差に応じた力を受けてテーブル２１ に吸着される。

【００２６】 このようにしてワーク４２が吸着された状態では、貫通孔３４内の気圧は外気 より確実に低い値となるので、その貫通孔から分岐路３５を介して環状溝３２と フランジ部２１との間にも同様にして吸着力が生じる。また、分岐３５の径およ び環状溝３２の総開口面積は、このような吸着力が、研削加工中にワーク４２を 介して砥石３５から与えられ得る力と、回転軸２３と共に回転するテーブル２４ の不均一性（分岐路３５、孔３３その他に起因する。）によって生じ得る遠心力 とに対して十分に抗し得る値となるように予め設定される。

【００２７】 したがって、テーブル２４はボルト５３のような締結具を用いずに回転軸２３ に十分な強度で保持され、ワーク４２の材質、形状、寸法その他に応じて適宜行 われるテーブルの交換作業が従来例に比べて迅速にかつ効率的に行われる。

【００２８】 なお、本実施例では、テーブル２４がワーク４２の仕上がり形状である略円形 に適合した円柱体を成形加工して構成されているが、本考案は、このような形状 のテーブルに限定されず、研削加工によるワーク４２の仕上がり形状に対して研 削しろを確保しつつそのワークの十分な保持強度が得られ、かつ回転中に上述し た不均一性その他に起因して生じ得る加工精度の劣化が許容できるならば、角錐 や角錐台のように非柱状の立体形その他の如何なる形状のテーブルにも適用可能 である。

【００２９】 また、本実施例では、テーブル２４に単一の環状溝３２が形成されているが、 本考案では、このような構成に限定されず、そのテーブルとフランジ部２１との 間に所望の吸着力が得られるならば、例えば、分岐路３５に連通する複数の環状 溝を同心円状に設けたり、分岐路３５を複数の分岐路に分割してこれらの分岐路 の開口部を環状溝３２の代りに用いてもよい。

【００３０】 さらに、本実施例では、環状溝３２の形状が円形となっているが、本考案では 、このような形状に限定されず、テーブル２４とフランジ部２１との間に所望の 吸着力が得られるならば、如何なる形状としてもよい。

【００３１】 また、本実施例では、単一の分岐路３５が形成されているが、本考案では、こ のような構成に限定されず、その分岐路に代えて複数の分岐路を形成してもよい 。

【００３２】 また、本実施例では、テーブル２４と回転軸２３との間に平らな連結面を形成 し、かつ突起５５と溝５７との間およびピン２２と孔３３との間の係合により回 転軸２３に対するテーブル２４の取り付け位置を設定しているが、本考案では、 このような構成に限定されず、例えば、両者の連結面を互いに補完する形状に成 形することにより同様の係合を可能とすることもできる。

【００３３】 さらに、本実施例では、回転軸２３にフランジ部２１が設けられ、かつテーブ ル２４にフランジ部３１が設けられているが、本考案では、このような構成に限 定されず、例えば、環状溝３２の断面積を縮小してテーブル２４と回転軸２３と の間に所望の吸着力が得られるならば、これらのフランジ部は不要である。 ま た、本実施例では、環状溝３２および分岐路３５がテーブル２４内に形成されて いるが、本考案では、このような構成に限定されず、そのテーブルと回転軸２３ との間に所望の吸着力が得られるならば、例えば、図３に点線で示すように、環 状溝３２の全てあるいは一部をフランジ部２１側に形成したり、分岐路３５を回 転軸２３内に形成してもよい。

【００３４】 さらに、本実施例では、テーブル２４が回転軸２３と一体となって回転したり 砥石４５に対して変位するが、本考案では、このような半導体ウエハ外周加工装 置に限定されず、例えば、砥石４５のみを変位させることにより研削加工を完結 できる場合には、ワーク４２を単に吸着して保持するためにも適用可能である。

【００３５】

【考案の効果】

以上説明したように本考案では、研削加工の対象となる半導体ウエハの吸着お よびその解除に連動して支持体に保持したり取り外し可能となり、従来例のよう に専用の締結具を用いずに容易に着脱可能となる。

【００３６】 したがって、本考案を適用した半導体ウエハ外周加工装置では、半導体ウエハ の形状、寸法、材質その他に応じたチャックの交換作業が効率化され、研削加工 費の低減と作業環境の向上とがはかられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の原理構成図である。

【図２】本考案の一実施例を示す図である。

【図３】図２のＡ−Ａ′断面図である。

【図４】半導体ウエハ外周加工装置の構成例を示す図で
ある。

【図５】従来のチャックの構造を示す図である。

【符号の説明】

１１，４２ 半導体ウエハ １２ 吸着面 １３ 吸引口 １４ 支持体 １５ 取り付け面 １６ 吸気路 １７ 分岐路 ２１，３１ フランジ部 ２２ ピン ２３，５１ 回転軸 ２４，５２ テーブル ３２ 環状溝 ３３ 孔 ３４，５４ 貫通孔 ３５ 分岐路 ４１ チャック ４３ 砥石台 ４４ 搬送装置 ４５ 砥石 ４６ ベルト ４７ 動力源 ４８ フォーク ４９ ガイドレール ５３ ボルト ５５ 突起 ５６ 雌螺子 ５７ 溝 ５８ 中央溝 ５９ 吸着溝 ６０ 連結溝 ６１ 雄螺子

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 研削加工の対象となる半導体ウエハ（１
   １）に研削しろを確保して吸着可能な形状を有する吸着
   面（１２）と、 吸引口（１３）を有する取り付け先の支持体（１４）と
   互いに補完する形状を有する取り付け面（１５）と、 前記取り付け面（１５）から前記吸引口（１３）を延長
   して前記吸着面（１２）に貫通する吸気路（１６）とを
   備えたチャックにおいて、 前記吸気路（１６）から分岐して前記取り付け面（１
   ５）に開口する分岐路（１７₁ 〜１７_N ）を備えたこと
   を特徴とするチャック。