JP2955472B2 - 真空チャックの吸着板における吸着面の形成方法及び吸着板の切削装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多孔質体における表面
の形成方法、真空チャックの吸着板における吸着面の形
成方法及び吸着板の切削装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、真空チャックの吸着板として、表
裏両面に連通する多数の透孔を有する多孔質体を板状に
形成したものが知られている。そして、この吸着板の一
方の面らから空気を吸引することにより他方の面にシリ
コンウェハ等の被吸着物を吸着するようになっている。
この多孔質体の材料としては、例えば、銅、アルミニウ
ム、ステンレス鋼、フッ素樹脂等が使用されている。そ
して、吸着板は、これらの材料の微細粒子を圧縮成形・
加熱焼結することにより内部に多数の透孔が形成された
多孔質体から形成される。このような吸着板は、金属に
て円板状に形成されたチャック板に固定された状態で使
用される。

【０００３】又、微細粒子を圧縮成形・加熱焼結により
形成された焼結多孔質体は、一般的に形状精度が良くな
い。従って、吸着板の吸着面は、吸着板をチャック板に
固定した後、吸着面側をフライス用カッタ等で平面切削
することにより形成するようにしている。

【０００４】吸着板を切削する工程は、荒切削、中切削
及び仕上げ切削の３つの平面切削工程から構成されてい
る。先ず、荒切削では、吸着板をそれぞれほぼ１０μｍ
ずつの切り込み量で数回繰り返し切削することにより大
きな凹凸を取り去る。次に、中切削では、切り込み量を
徐々に小さくしながら数回平面切削する。最後に、仕上
げ切削で、吸着面側を１μｍ平面切削して吸着面を形成
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図４に示す
ように、吸着板３１を平面切削して吸着面３２を形成す
ると、吸着面３２で切断された各透孔３３部分に長さが
ほぼ０．２〜０．５μｍのバリ３４が発生する。このよ
うに吸着面３２にある透孔３３の内部にバリ３４を持っ
た吸着板３１を真空チャック装置に使用すると、ワーク
の吸着・脱離時における空気の移動によりバリ３４が透
孔３３の外部に出てきたり透孔部分から脱落したりす
る。この吸着板３１を、例えば、半導体集積回路装置を
製造するためのシリコンウェハを固定する真空チャック
装置に使用すると、バリがウェハを損傷する。

【０００６】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は多孔質体をその切削面に
バリをつくることなく切削して表面を形成することがで
きる多孔質体における表面の形成方法を提供することに
ある。

【０００７】又、多孔質体にて形成され、切削加工によ
り吸着面が形成される吸着板において、バリのない吸着
面を切削形成することができる真空チャックの吸着板に
おける吸着面の形成方法及びこの方法に使用する吸着板
の切削装置を提供することにある。

【０００８】

【０００９】

【課題を解決するための手段】 上記問題点を解決するた
め 、請求項１に記載の発明は、表裏両面に連通する多数
の透孔を有する多孔質体にて形成された吸着板の一方の
面を切削して被吸着物を吸着するための吸着面を形成す
る真空チャックの吸着板における吸着面の形成方法にお
いて、吸着面を形成する切削時に、吸着板の吸着面側と
反対側の面から流体を供給して同流体を吸着面側へ噴出
させながら切削を行うようにした。

【００１０】

【００１１】又、請求項２に記載の発明は、表裏両面に
連通する多数の透孔を有する多孔質体にて形成された吸
着板を固定保持する固定保持手段と、前記固定保持手段
に固定保持される吸着板の吸着面となる面と反対側の面
から流体を供給して同流体を吸着面となる面の透孔から
噴出させる流体供給手段と、前記固定保持手段にて固定
された吸着板を、前記流体供給手段にて流体が供給され
る状態で前記吸着面となる面を切削して形成する切削手
段と、吸着板を固定保持した前記固定保持手段と、前記
切削手段とを吸着板の吸着面となる面に対して平行に相
対移動させる移動手段とを備えた。

【００１２】

【００１３】

【作用】 従って 、請求項１に記載の発明によれば、内部
に多数の透孔を有する多孔質体にて形成された吸着板の
吸着面となる面を切削すると、切削面にて切断される透
孔部分にバリが発生する。このバリは、吸着面となる面
と反対側から供給される流体により透孔の外部に押し出
される。この状態で切削を行って吸着面を形成すると、
バリが切削除去される。

【００１４】又、請求項３に記載の発明によれば、切削
にて透孔部分に形成されるバリが流体にて透孔の外部に
押し出される大きさに形成される。そして、吸着板の吸
着面となる面と反対側の面から流体を供給すると、透孔
部分のバリが透孔の外部に確実に押し出される。

【００１５】又、請求項２に記載の発明によれば、固定
保持手段にて固定された吸着板の吸着面となる面と反対
側の面から流体供給手段にて流体が供給されると、吸着
面となる面から流体が噴出する。移動手段が固定保持手
段と切削手段とを吸着板に形成する吸着面に平行に移動
させると、吸着面に平行な切削面が形成される。切削面
にて切断された透孔部分に切削にて形成されたバリは、
前記流体供給手段にて供給される流体にて透孔の外部に
押し出される。この状態で切削手段にて切削面を切削す
ると、該切削面で切削された透孔に形成されているバリ
が除去された吸着面が形成される。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例である吸
着板の吸着面を形成するための平面切削装置を図１〜３
に従って説明する。

【００１７】図２に示すように、平面切削装置１の下部
には床上に載置されて左右方向に延びる移動手段として
の送り部２が設けられている。この送り部２の上にはワ
ーク保持部３が送り部２に沿って左右方向に移動可能に
配置される。保持部３は、送り部２にて最も左側に配置
される復帰位置から最も右側に配置される折り返し位置
までの間を往復移動されるようになっている。この送り
部２は図示しない制御盤により制御されるようになって
いる。

【００１８】ワーク保持部３は下部の上下位置調整部４
と上部のワーク固定部５とから構成されている。上下位
置調整部４は、ワーク固定部５が最も下方に配置される
復帰位置から最も上方に配置される上限位置までの間の
設定された任意の高さにワーク固定部５を配置するよう
になっている。この上下位置調整部４は前記制御盤によ
り制御されるようになっている。

【００１９】ワーク固定部５には真空チャック部６が設
けられている。この真空チャック部６は、図３に示すよ
うに、チャック本体７、チャック板８及び吸着板９から
構成されている。チャック本体７は、金属にて有底円筒
上に形成されている。又、チャック板８は、チャック本
体７と同径の円板状に形成され、その上面には環状溝１
０が形成されている。各環状溝１０には、各環状溝１０
とチャック板８の下面側とを連通する空気吸引孔１１が
設けられている。チャック本体７とチャック板８とから
チャンバ１２が形成されている。従って、このチャンバ
１２は前記環状溝１０と空気吸引孔１１を介して連通さ
れている。チャック本体７の底部には空気吸引管１３が
連通され、チャンバ１２はこの空気吸引管１３を介して
ワーク保持部３の外部に設けられた真空ポンプ１４に接
続されている。

【００２０】吸着板９は、表裏両面に連通する多数の透
孔を有する多孔質体である焼結プラスチックによりチャ
ック板８と同形の円板状に形成され、チャック板８の上
面に接着されている。この接着はチャック板８及び吸着
板９の外周部のみで行われているため、吸着板９の下面
側と前記各環状溝１０とが連通されるとともに、外周側
からは空気が流通しないようになっている。吸着板９の
一部には上下に連通する空気供給孔１５が形成されてい
る。この空気供給孔１５の内周面には空気の流通を遮断
するための非通気層１６が形成されている。さらに、吸
着板９の外周側にも非通気層１６が形成されている。チ
ャック板８の空気供給孔１５に相対する位置には空気供
給口１７が形成され、この空気供給口１７のチャンバ１
２側にはチャンバ１２内を通ってチャック本体７外部に
延びる空気供給管１８が接続されている。この空気供給
管１８はワーク保持部３の外部に設けられた空気圧縮機
１９に接続されている。そして、空気圧縮機１９は空気
供給管１８及び空気供給口１７を介して空気供給孔１５
内部に空気を供給する。本実施例では、真空チャック部
６及び真空ポンプ１４により固定保持手段が構成され、
又、真空チャック部６及び空気圧縮機１９により流体供
給手段が構成されている。

【００２１】この真空チャック部６には被加工物が吸着
される。被加工物Ｋは、真空チャックの構成部品となる
チャック板２０と吸着板２１とで構成されている。チャ
ック板２０は金属にて円板状に形成されている。吸着板
２１は内部に多数の透孔が形成された多孔質体である焼
結三フッ化樹脂にて、前記吸着板９と同径の円板状に形
成されている。チャック板２０と吸着板２１とは外周部
が接着され、外周部における空気の流通が遮断されてい
る。吸着板２１の上面には複数の環状溝２２が形成され
ている。各環状溝２２には、各環状溝２２とチャック板
２０の下面側とを連通する空気吸引孔２３が設けられて
いる。即ち、空気吸引孔２３は環状溝２２を介して吸着
板２１の下面側と連通されている。従って、チャック板
２０及び吸着板２１を真空チャックとして使用する際
は、空気吸引孔２３を介して吸着板２１の吸着面２１ａ
から空気を吸引することにより、吸着面２１ａに被吸着
物を吸着するようになっている。又、吸着面２１ａを形
成するためにチャック板２０及び吸着板２１を真空チャ
ック部６に吸着する場合は、空気吸引孔２３が吸着板９
の空気供給孔１５に連通するように吸着する。そして、
空気吸引孔２３を利用して空気供給管１８から吸着板２
１に空気を供給するようにする。

【００２２】送り部２の一端側には平面切削部２４が設
けられてる。平面切削部２４は切削手段としての平面切
削ユニット２５とこの平面切削ユニット２５を送り部２
の上方に保持する支持部２６から構成されている。平面
切削ユニット２５の回転軸２７は垂直に配置され、この
回転軸２７の下端には平面切削用のフライス用カッタ２
８が取り付けられている。フライス用カッタ２８は荒切
削、中切削及び仕上げ切削用が用意され、各切削工程毎
にカッタ２８を交換して装着するようになっている。本
実施例では前記上下位置調整部４及び平面切削ユニット
２５により切削手段が構成されている。

【００２３】制御盤には前記送り部２を作動するための
スイッチが設けられている。又、制御盤には前記上下調
整部４を作動するためのスイッチが設けられている。さ
らに、制御盤には前記真空ポンプ１４及び空気圧縮機１
９を作動するためのスイッチが設けられている。

【００２４】以上のように構成された吸着板２１の平面
切削装置１の作用について説明する。先ず、吸着板２１
が固定されたチャック板２０を真空チャック部６の吸着
板９上に載置し、真空ポンプ１４を作動して吸着固定す
る。この際、チャック板２０の空気吸引孔２３が、吸着
板９の空気供給孔１５に連通するように配置する。さら
に、空気圧縮機１９を作動し、空気供給管１８、空気供
給孔１５及び空気吸引孔２３を介して吸着板２１の下面
側に空気を供給する。この結果、吸着板２１の上面側か
ら空気が噴出する。

【００２５】平面切削工程は荒切削・中切削・仕上げ切
削・バリ切削の各工程から構成されている。先ず、荒切
削では平面切削ユニット２５に荒切削用のフライス用カ
ッタ２８を装着し、平面切削ユニット２５を作動してカ
ッタ２８を回転させる。そして、上下位置調整部４を作
動してワーク固定部５を復帰位置から上昇させ、吸着板
２１の最初の切削位置をカッタ２８の切削面に配置す
る。次に、送り部２を作動してワーク保持部３をその復
帰位置から折り返し位置側に移動させる。すると、ワー
ク保持部３が移動するにつれて、吸着板２１の吸着面と
なる面がカッタ２８にて平面切削される。この結果、吸
着板２１の吸着面となる面の凹凸が除去されて平面状に
切削成形される。ワーク保持部３が送られ吸着板２１の
全体がカッタ２８を通過して折り返し位置に達すると、
上下位置調整部４が作動してワーク固定部５を少し下降
させる。そして、送り部２が作動してワーク固定部５が
下降した状態のままワーク保持部３を復帰位置まで復帰
させる。ワーク保持部３が復帰位置に復帰すると、上下
位置調整部４が作動してワーク固定部５を最初の切削深
さに復帰させる。

【００２６】次に、再び上下位置調整部４を作動してワ
ーク固定部５を次の荒切削の切り込み量だけ上昇させ
る。本実施例では荒切削における切り込み量は１０μｍ
に設定されている。そして、１回目の荒切削と同様にし
て荒切削を行う。以下、同様にして１０μｍの切り込み
量で数回の荒切削を行う。この結果、吸着板２１の吸着
面となる面の凹凸が完全に除去されて平面状に成形され
る。尚、吸着板２１を切削した切削面に現れる透孔部分
には、切削によるバリが形成される。このバリの大きさ
は切削の切り込み量の大きさにほぼ相関した大きさとな
る。

【００２７】次に、中切削を行う。中切削は平面切削ユ
ニット２５に中切削用のフライス用カッタ２８を装着
し、このカッタ２８にて切り込み量を１０μｍから徐々
に小さい値としながら数回の切削を行う。この中切削に
より、吸着板２１の切削面にある透孔部分に形成される
バリの大きさは小さくなる。

【００２８】次に、仕上げ切削を行う。仕上げ切削は平
面切削ユニット２５に仕上げ切削用のフライス用カッタ
２８を装着し、このカッタ２８にて１回の切削を行う。
本実施例では、仕上げ切削における切り込み量は１μｍ
に設定されている。この結果、仕上げ切削により吸着板
２１に吸着面２１ａが形成される。このとき、図１に二
点鎖線で示すように、吸着板２１の吸着面２１ａにて切
断される透孔２９部分に生じるバリ３０の長さは０．２
〜０．５μｍ程度になる。さらに、バリ３０の厚さが薄
くなるため、図１に実線で示すように、多数の透孔２９
を通過して吸着面２１ａから噴出する空気により、バリ
３０が透孔２９の外部に押し出された状態で保持され
る。尚、荒切削及び中切削においても吸着板２１の吸着
面側から空気が噴出しているが、切り込み量が大きい荒
切削及び中切削により透孔部分に形成されるバリの大き
さが大きいため、このバリが噴出する空気により透孔の
外部に押し出されることはない。

【００２９】次に、バリ切削を行う。バリ切削は仕上げ
切削用のカッタ２８を用いて１回行う。本実施例では、
バリ切削の切り込み量は０に設定されている。このバリ
切削により透孔２９の外部に押し出された状態のバリ３
０が切削除去される。この結果、バリ３０のない吸着面
２１ａが形成される。

【００３０】以上詳述したように、本実施例の真空チャ
ックの吸着板における吸着面の形成方法によれば、吸着
板２１の吸着面となる面を１μｍの切り込み量で仕上げ
切削することにより、切削面にて切断された透孔２９部
分に形成されるバリの大きさを、吸着板２１の吸着面側
から噴出させた空気により透孔２９の外部に押し出すこ
とができる大きさとした。そして、吸着板２１の吸着面
となる面から空気を噴出させることにより、透孔２９部
分のバリを透孔２９の外部に押し出した状態で切り込み
量が０であるバリ切削を行った。この結果、吸着面２１
ａの透孔２９部分に形成されたバリを除去することがで
きた。従って、吸着板２１にバリのない吸着面２１ａを
形成することができる。

【００３１】又、本実施例によれば、吸着板２１に供給
される流体として空気が用いられるため、製造工程にお
いて流体を扱うための設備が簡素化される。又、本実施
例によれば、バリ３０を除去するためのバリ切削が切り
込み量０で行われるため、バリのみが切削される。

【００３２】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、以下のように構成することもできる。 （１） 上記実施例では、多孔質体として真空チャック
の吸着板２１を切削して吸着面２１ａを形成する場合に
ついて実施したが、その他、種々の多孔質体を切削して
バリのない表面を形成する場合に実施してもよい。

【００３３】（２） 上記実施例では、仕上げ切削後に
切り込み量を０としてバリ切削を行ったが、この切り込
み量を新たなバリを作ることなくバリを除去できる範囲
で０よりも大きな切り込み量としてもよい。

【００３４】（３） 仕上げ切削における切り込み量は
１μｍに限らず、吸着板２１の吸着面側から噴出させる
空気により透孔２９の外部に押し出すことができる大き
さのバリ３０を形成できる範囲の切り込み量であればよ
い。

【００３５】（４） 吸着板２１を形成する多孔質体は
焼結三フッ化樹脂以外の、例えば、焼結四フッ化樹脂、
焼結ナイロン樹脂、焼結ポリアセタール樹脂等の合成樹
脂材料、又は、焼結アルミニウム・焼結銅・焼結ステン
レス等の金属材料であってもよい。

【００３６】（５） 吸着板２１の吸着面２１ａから噴
出させる流体は、空気に限らず、他の二酸化炭素等の気
体、又は、水等の液体であってもよい。以下、特許請求
の範囲に記載された技術的思想の外に、前述した実施例
で把握される技術的思想をその効果とともに記載する。

【００３７】（１） 請求項１に記載の真空チャックの
吸着板における吸着面の形成方法において、吸着板２１
に供給する流体は空気である真空チャックの吸着板にお
ける吸着面の形成方法。

【００３８】このような構成によれば、流体を取り扱う
設備が簡素化される。 （２） 請求項２に記載の真空チャックの吸着板におけ
る吸着面の形成方法において、切り込み量は０である真
空チャックの吸着板における吸着面の形成方法。

【００３９】このような構成によれば、バリのみを除去
することができる。尚、この明細書において、発明の構
成に係る手段及は、以下のように定義されるものとす
る。

【００４０】（１） 透孔とは、吸着板を形成する材料
中に多数形成され、この空間が互いに繋がることにより
吸着板の表裏面間に空気を流通させる空間を意味する。 （２） 流体とは、吸着板の吸着面と反対の面から導入
し、吸着板内部の透孔を通過させて吸着面側に噴出させ
ることができるものを意味し、空気・二酸化炭素等の気
体に限らず、水等の液体をも含むものとする。

【００４１】

【００４２】

【発明の効果】 以上詳述したように 、請求項１又は請求
項２に記載の発明によれば、多数の透孔を有する多孔質
体にて形成され、切削加工により吸着面が形成される吸
着板において、バリのない吸着面を切削形成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施例を具体化した一実施例の吸着板の断
面図を示す模式図である。

【図２】 吸着板の平面切削装置の概略正面図である。

【図３】 真空チャック部に吸着した吸着板を示す断面
図である。

【図４】 従来例の吸着板の断面図を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

２…移動手段としての送り部、４…上下位置調整部、６
…固定保持手段及び流体供給手段としての真空チャッ
ク、１４…固定保持手段としての真空ポンプ、１９…流
体供給手段としての空気圧縮機、２１…吸着板、２１ａ
…表面としての吸着面、２５…切削手段としての平面切
削ユニット、２９…透孔、３０…バリ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23C 3/13 B26D 7/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表裏両面に連通する多数の透孔（２９）
   を有する多孔質体にて形成された吸着板（２１）の一方
   の面を切削して被吸着物を吸着するための吸着面（２１
   ａ）を形成する真空チャックの吸着板における吸着面の
   形成方法において、 吸着面（２１ａ）を形成する切削時に、吸着板（２１）
   の吸着面（２１ａ）側と反対側の面から流体を供給して
   同流体を吸着面（２１ａ）側へ噴出させながら切削を行
   うようにした真空チャックの吸着板における吸着面の形
   成方法。
2. 【請求項２】 表裏両面に連通する多数の透孔（２９）
   を有する多孔質体にて形成された吸着板（２１）を固定
   保持する固定保持手段（６，１４）と、 前記固定保持手段（６，１４）に固定保持される吸着板
   （２１）の吸着面（２１ａ）となる面と反対側の面から
   流体を供給して同流体を吸着面（２１ａ）となる面の透
   孔（２９）から噴出させる流体供給手段（６，１９）
   と、 前記固定保持手段（６，１４）にて固定された吸着板
   （２１）を、前記流体供給手段（６，１９）にて流体が
   供給される状態で前記吸着面（２１ａ）となる面を切削
   して形成する切削手段（２５）と、 吸着板（２１）を固定保持した前記固定保持手段（６）
   と、前記切削手段（２５）とを吸着板（２１）の吸着面
   （２１ａ）となる面に対して平行に相対移動させる移動
   手段（２）とを備えた真空チャックの吸着板の切削装
   置。