JP6548561B2 - 回転機構及び切削装置 - Google Patents

Description

本発明は、チャックテーブルを回転可能に装着する回転機構、及びこの回転機構を備える切削装置に関する。

半導体ウエーハやパッケージ基板等の板状ワークを切削ブレードで切削する切削装置においては、チャックテーブル上に保持された板状ワークをＸ軸方向及びＸ軸方向に対し水平方向に直交する方向（Ｙ軸方向）から切削することで、矩形のチップを作製している。そのため、切削ブレードに対して板状ワークの分割予定ラインを合わせるために、板状ワークを保持するチャックテーブルにはチャックテーブルを回転させるための回転機構が装着されている。そして、この回転機構は、主にチャックテーブルの底面側に装着されている。

切削加工においては、板状ワークの直線状の分割予定ラインに沿って切削ブレードを切り込ませる必要があるため、例えば特許文献１に記載されているような回転機構（回転軸の軸方向が鉛直方向、すなわちＺ軸方向となる回転機構）は、Ｘ軸Ｙ軸平面（水平面）上でチャックテーブルを正確な角度で回転させてＸ軸方向又はＹ軸方向から板状ワークを切削できるように、チャックテーブルを回転させた角度を常に正確に認識できるものである必要がある。

そして、切削装置により板状ワークを切削する際には、まず、切削ブレードがチャックテーブルに保持された板状ワークの分割予定ラインと平行になるように、チャックテーブルを回転させた後、チャックテーブルを切削方向（Ｘ軸方向）に切削送りし、回転する切削ブレードを分割予定ラインに沿って板状ワークに切り込ませていく。例えば、Ｘ軸方向の全ての分割予定ラインに沿って切削ブレードを板状ワークに切り込ませた後、水平面上においてチャックテーブルを９０度正確に回転させ、先に切削した分割予定ラインに直交する分割予定ラインに沿って回転する切削ブレードを板状ワークに切り込ませていく。

特開２００９−０２３０４４号公報

例えば、半導体ウエーハを切削し完全に切断する場合には、半導体ウエーハの裏面（チャックテーブルに載置される側の面）にダイシングテープを貼着した状態で、半導体ウエーハを切削していくことが多い。これに対して、パッケージ基板を切削し完全に切断する場合には、パッケージ基板の裏面にダイシングテープを貼着せずに、パッケージ基板の裏面を直にチャックテーブルの保持面に接触させた状態で吸引保持を行い、吸引保持されたパッケージ基板の切削を行っていくことが多い。

そのため、パッケージ基板を保持するチャックテーブル（ジグ式のチャックテーブルも含む）には、切削ブレードをパッケージ基板の厚み以上の切り込み位置まで切り込ませられるように、その表面にはＸ軸方向及びＹ軸方向に延在する逃げ溝が形成されるとともに、切断により作製されたチップを個々に吸引保持するための吸引孔が形成されている。そして、この吸引孔はチャックテーブルの底面を通り、吸引力を生み出す吸引源に連通路を介して連通している。この連通路は、チャックテーブルの底面側に装着された回転機構の内部に主に引かれている。このように、連通路の経路が回転機構の内部を通る構成とすることで、切削装置の省スペース化及びチャックテーブルの切削送り方向（例えば、Ｘ軸方向）へのスムーズな移動を実現することができている。

ここで、切削加工中においては、主に切削ブレードとパッケージ基板との接触部位に切削水を噴射することで、切削ブレード及びパッケージ基板の冷却並びに発生する切削屑の除去を行っているが、上記吸引孔からこの切削水が吸引されることがある。そして、切削加工中において、吸引孔から吸引された切削水が上記連通路に滞留することにより、パッケージ基板を吸引するための吸引力が低下する場合があるという問題がある。特に従来の回転機構においては、回転機構の回転軸との配置の兼ね合いから、連通路となる吸引配管は、その管径が小さいものを使用せざるをえず、この問題が顕著なものとなっている。

この問題に付随して、吸引力が低下することでパッケージ基板の保持力も低下するため、切削ブレードの切削負荷によってパッケージ基板がチャックテーブルから引き離されることで、切削ブレードが破損するという問題も発生する。また、従来のように、チャックテーブルの回転角度を正確に計測するために、回転機構の回転軸の近くに回転角度を読み取るためのスケールが配設されている場合には、回転機構の構成上回転軸に沿って連通路の経路も延在していることから、吸引孔から吸引され連通路から漏れた切削水によりこのスケールが汚されることがあり、チャックテーブルが何度の位置なのかをスケールにより正確に読み取れない場合があるという問題もある。

よって、切削装置等に備えられるチャックテーブルを回転可能に装着する回転機構の構成が、その内部にチャックテーブル上における吸引力を伝達するための連通路が通るものとなっている場合には、切削水がチャックテーブル上から吸引され連通路に浸入しても吸引力を低下させないようにするという課題がある。また、チャックテーブルを所定角度正確に回転させるために、切削水がチャックテーブル上から吸引され連通路に浸入しても、回転角度を読み取るためのスケールが汚れないようにするという課題がある。

上記課題を解決するための本発明は、板状ワークを吸引保持する保持面を有するチャックテーブルを回転可能に装着する回転機構であって、一方の軸端に該チャックテーブルを装着する装着面を備える第１の回転軸と、該第１の回転軸の内部に形成され該装着面を吸引源に連通させる連通路と、該第１の回転軸の他方の軸端に連結する第１のマグネットと、該第１のマグネットと共に該第１の回転軸を収容するケースと、該ケースの側壁に形成され該吸引源に連通する吸引口と、該第１の回転軸と該ケースとの間で該第１の回転軸を回転可能に支持するベアリングと、該ベアリングで支持される該第１の回転軸を回転させるモータと、該ケースを介在させ非接触で該第１の回転軸の延在方向において該第１のマグネットに対面する第２のマグネットと、該第２のマグネットに接続され該第１の回転軸と軸心を同じくする第２の回転軸と、該第２の回転軸の軸心と中心を一致させ該第２の回転軸に接続する円周方向に目盛りを備えた円板状のスケールと、該スケールの目盛りを読み取る読み取り部と、を備える回転機構である。

また、上記課題を解決するための本発明は、板状ワークを吸引保持する保持面を有するチャックテーブルと、該チャックテーブルを回転可能に装着し該保持面を前記吸引源に連通可能にする前記回転機構と、該チャックテーブルに保持される板状ワークを切削ブレードで切削する切削手段と、該切削ブレードと板状ワークとに切削水を供給する切削水供給手段と、を備える切削装置である。

本発明においては、板状ワークを吸引保持する保持面を有するチャックテーブルを回転可能に装着する回転機構に、一方の軸端にチャックテーブルを装着する装着面を備える第１の回転軸と、第１の回転軸の内部に形成され装着面を吸引源に連通させる連通路と、第１の回転軸の他方の軸端に連結する第１のマグネットと、第１のマグネットと共に第１の回転軸を収容するケースと、ケースの側壁に形成され吸引源に連通する吸引口と、第１の回転軸とケースとの間で第１の回転軸を回転可能に支持するベアリングと、ベアリングで支持される第１の回転軸を回転させるモータと、ケースを介在させ非接触で第１の回転軸の延在方向において第１のマグネットに対面する第２のマグネットと、第２のマグネットに接続され第１の回転軸と軸心を同じくする第２の回転軸と、第２の回転軸の軸心と中心を一致させ第２の回転軸に接続する円周方向に目盛りを備えた円板状のスケールと、スケールの目盛りを読み取る読み取り部とを備えるものとしている。そのため、ケース内を負圧にしてから、吸引力をチャックテーブルの保持面に伝達させて、チャックテーブルにより板状ワークを吸引保持させることで、板状ワークの被保持面とチャックテーブルの保持面との隙間から切削液を吸引してしまい切削液が連通路に浸入してしまった場合においても、連通路内に切削液を滞留させず、吸引力を低下させることがない。また、従来の回転機構に比べて、吸引容量を容易に大きくすることができる。

さらに、板状ワークの被保持面とチャックテーブルの保持面との隙間から回転機構内部に浸入した切削液の移動経路と、チャックテーブルの回転角度を示すスケールとが切り離されて設置されていることから、スケールが汚れることが無くなり、読み取り部による回転角度の読み取りが正確になることから、チャックテーブルを所定角度正確に回転させることが可能となる。

本発明に係る切削装置においては、本発明に係る回転機構を備えるものとしたことで、チャックテーブルの保持力が低下しなくなることから、切削ブレードの切削負荷によって板状ワークがチャックテーブルから引き離されることで、切削ブレードが破損することがない。また、チャックテーブルが所定角度正確に回転することから、板状ワークを分割予定ラインに沿って正確に切削することが可能となる。

切削装置の一例を示す斜視図である。 板状ワーク及びチャックテーブルの一例を示す斜視図である。 回転機構の一例を示す分解断面図である。 回転機構の一例を示す断面図である。

図１に示す切削装置１は、チャックテーブル３０が保持する板状ワークＷに対して、切削手段６によって切削加工を施す装置である。切削装置１のベース１０上は、主に板状ワークＷの着脱等が行われる領域である着脱領域Ａと、切削手段６による板状ワークＷの切削等が行われる領域である切削領域Ｂとに分かれている。

切削装置１の前面側（−Ｙ方向側）には、Ｚ軸方向に往復移動する昇降機構１０ａ上に設置されたウエーハカセット１１が備えられており、ウエーハカセット１１は、板状ワークＷを複数枚収容することができる。ウエーハカセット１１の後方（＋Ｙ方向側）には、ウエーハカセット１１から板状ワークＷの搬出入を行う搬出入手段１２が配設されている。ウエーハカセット１１と搬出入手段１２との間には、搬出入対象の板状ワークＷが一時的に載置される仮置き領域１３が設けられており、仮置き領域１３には、板状ワークＷを一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段１４が配設されている。

仮置き領域１３の近傍には、チャックテーブル３０と仮置き領域１３との間で、板状ワークＷを搬送する第一の搬送手段１５ａが配設されている。第一の搬送手段１５ａにより吸着された板状ワークＷは、仮置き領域１３からチャックテーブル３０上に搬送される。

第一の搬送手段１５ａの近傍には、切削加工後の板状ワークＷを洗浄する洗浄手段１６が配設されている。また、洗浄手段１６の上方には、チャックテーブル３０から洗浄手段１６へと、切削加工後の板状ワークＷを吸着し搬送する第二の搬送手段１５ｂが配設されている。

チャックテーブル３０の移動経路の上方には、板状ワークＷの切削すべき分割予定ラインＳを検出するアライメント手段１７が配設されている。アライメント手段１７は、板状ワークＷの表面Ｗａを撮像する撮像手段１７０を備えており、撮像手段１７０により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の画像処理によって切削すべき分割予定ラインＳを検出することができる。撮像手段１７０によって取得された画像はアライメント手段１７の上方に配設された表示手段１８に表示される。また、アライメント手段１７の近傍には、切削領域Ｂ内で、チャックテーブル３０に保持された板状ワークＷに対して切削加工を施す切削手段６が配設されている。切削手段６はアライメント手段１７と一体となって構成されており、両者は連動してＹ軸方向及びＺ軸方向へと移動する。

切削手段６は、軸方向がＸ軸方向に対し水平方向に直交する方向（Ｙ軸方向）であるスピンドル６１と、スピンドル６１に固定され回転可能な切削ブレード６２とを備えており、図示しない割り出し送り手段によってＹ軸方向へ移動可能となっており、図示しない切り込み送り手段によってＺ軸方向に移動可能となっている。

切削ブレード６２の近傍には、切削ブレード６２に切削水を供給する切削水供給手段１９が設けられており、切削ブレード６２のＹ軸方向前後には、切削ブレード６２の板状ワークＷに対する加工点に対して切削水供給手段１９により供給した切削水を噴射する切削水ノズル１９０が設けられている。切削水ノズル１９０から噴射される切削水は、切削ブレード６２と板状ワークＷとの接触部位を冷却しかつ板状ワークＷの加工点に生じた切削屑を除去する。

図２に示す板状ワークＷは、例えば、矩形状のパッケージ基板であり、板状ワークＷの表面Ｗａ上には、分割予定ラインＳによって格子状に区画された矩形領域Ｗ１が複数（図示の例においては、３つ）形成されている。各矩形領域Ｗ１は、小片化され主に廃材となる余剰領域Ｗ２によってその周囲を囲まれている。矩形領域Ｗ１は、各分割予定ラインＳに沿って切削され切り分けられることで個々のチップＣとなる。なお、板状ワークＷの形状、矩形領域Ｗ１の数等は、添付図面に図示されている例に限定されるものではない。

図１に示す切削装置１のベース１０上に配設され板状ワークＷを吸引保持するチャックテーブル３０は、例えば、その外形が、矩形の板状ワークＷに対応する矩形状であり、ポーラス部材等からなり板状ワークＷを吸着する吸着部３００と、吸着部３００を支持する枠体３０１とを備える。吸着部３００の露出面である保持面３００ａには、格子状に形成された複数の逃げ溝３００ｂと、逃げ溝３００ｂにより区画されて形成された各格子中に各々設けられた複数の吸引孔３００ｃとを備える。各吸引孔３００ｃは、吸着部３００の厚み方向に貫通して形成されており、図３に示す枠体３０１の中央に形成された中央孔３０１ａに連通している。

チャックテーブル３０は、チャックテーブル３０の下側に配設された図３，４に示す回転機構４に矢印Ｒ方向に回転可能に装着されており、かつ、切削送り手段５により、Ｘ軸方向に往復移動可能となっている。

チャックテーブル３０をＸ軸方向に切削送りする切削送り手段５は、例えば、Ｘ軸方向に延びるＸ軸ベース５０と、Ｘ軸方向の軸心を有しＸ軸ベース５０上に配設されるボールネジ５１と、ボールネジ５１と平行に配設された一対のガイドレール５２と、ボールネジ５１を回動させるモータ５３と、内部の図示しないナットがボールネジ５１に螺合し底部がガイドレール５２に摺接する可動ベース５４と、から構成されている。可動ベース５４の底部には、ガイドレール５２に緩嵌合する嵌合部５４０が形成されており、この嵌合部５４０をガイドレール５２に緩嵌合させた状態で、モータ５３がボールネジ５１を回動させると、これに伴い可動ベース５４がガイドレール５２にガイドされてＸ軸方向に移動し、可動ベース５４上に回転機構４を介して配設されたチャックテーブル３０が可動ベース５４の移動に伴いＸ軸方向に切削送りされる。

回転機構４は、一方の軸端４００にチャックテーブル３０を装着する装着面４００ａを備える第１の回転軸４０と、第１の回転軸４０の内部に形成され装着面４００ａを吸引源７に連通させる連通路４０２と、第１の回転軸４０の他方の軸端４０１に連結する第１のマグネット４１と、第１のマグネット４１と共に第１の回転軸４０を収容するケース４２と、ケース４２の側壁４２ａに形成され吸引源７に連通する吸引口４２２と、第１の回転軸４０とケース４２との間で第１の回転軸４０を回転可能に支持するベアリング４３と、ベアリング４３で支持される第１の回転軸４０を回転させるモータ４４と、ケース４２を介在させ非接触で第１の回転軸４０の延在方向において第１のマグネット４１に対面する第２のマグネット４５と、第２のマグネット４５に接続され第１の回転軸４０と軸心を同じくする第２の回転軸４６と、第２の回転軸４６の軸心と中心を一致させ第２の回転軸４６に接続する円周方向に目盛りを備えた円板状のスケール４７と、スケール４７の目盛りを読み取る読み取り部４８とを、少なくとも備えている。

例えば、第１の回転軸４０は、円柱状に形成されており、その軸心４０ａの軸方向は水平面に対して直交する方向（Ｚ軸方向）となっている。そして、第１の回転軸４０の一方の軸端４００（図３，４における上端）の装着面４００ａに、チャックテーブル３０の枠体３０１の底面が装着される。第１の回転軸４０の一方の軸端４００には、その周囲を囲繞するように円環状の支持ユニット４０３が配設されている。支持ユニット４０３は、第１の回転軸４０の一方の軸端４００の径方向に突設されたフランジ部４００ｂに複数のボルトによって固定されている。支持ユニット４０３の上面は、第１の回転軸４０の装着面４００ａと面一になっており、嵌合部４０３ａがチャックテーブル３０の底面に嵌合した状態で、装着面４００ａと共にチャックテーブル３０の底面に接続されている。
また、枠体３０１を支持ユニット４０３にネジで螺合する螺合部で螺合させても良い。螺合部は、枠体３０１の上面と下面とを貫通するネジ貫通孔と、支持ユニット４０３の上面から堀下げられる雌ねじ穴とを複数備え、雄ねじをネジ貫通孔に貫通させ雌ねじ穴に螺入させることで枠体３０１と支持ユニット４０３とを螺合させる。

第１の回転軸４０の内部には、その中央をＺ軸方向に延びる連通路４０２が形成されている。連通路４０２の上端は、装着面４００ａにおいて円形状に開口しており、チャックテーブル３０の枠体３０１の中央に形成された中央孔３０１ａに連通している。連通路４０２のもう一端は、第１の回転軸４０の側面下部において、図示の例においては略楕円形状に開口（図３，４に示す開口部４０２ａ）している。開口部４０２ａは、例えば、第１の回転軸４０の側面下部において、周方向に複数（図３、４においては、１つのみ図示）等間隔で開口している。

第１の回転軸４０の他方の軸端４０１（図３，４における下端）のマグネット装着面４０１ａには、第１のマグネット４１がボルトによって連結されている。すなわち、図示の例では、第１のマグネット４１の中央部に形成された窪み部分に、ボルトを差し込み、さらに、このボルトをマグネット装着面４０１ａに螺入することで連結している。第１のマグネット４１は、例えば、フェライト磁石や金属磁石等が用いられ、防錆加工等が施されていると好ましい。図示の例においては、第１のマグネット４１の下面側（−Ｚ方向側）がＮ極となっており、上面側（＋Ｚ方向側）がＳ極となっている。

第１のマグネット４１と共に第１の回転軸４０を収容するケース４２は、図３，４に示すように、切削送り手段５の可動ベース５４上に配設されている。ケース４２は、例えば、有底円筒状のケースであり、その長手方向（Ｚ軸方向）の上端部から中間部にかけて外径が二段階で拡径されている。ケース４２の収容部４２ｂの直径（内径）は、例えば、第１の回転軸４０の外径よりも大径に形成されており、第１の回転軸４０が収容部４２ｂ内で回転している際に、第１の回転軸４０がケース４２の側壁４２ａに接触しないようになっている。ケース４２の側壁４２ａの上部には、ベアリング４３をボルト４３０によって装着するためのベアリング装着部４２０が形成されており、ベアリング装着部４２０より下方のケース４２の側壁４２ａには、ステータコイル装着部４２１が形成されている。

ケース４２の側壁４２ａの下部には、吸引源７に連通する吸引口４２２が、側壁４２ａの厚み方向（図示の例においては、＋Ｙ方向）に貫通して収容部４２ｂで開口するように形成されている。吸引口４２２には配管が接続されており、吸引口４２２は、配管を介して真空発生装置及びコンプレッサー等からなる吸引源７に連通している。例えば、第１の回転軸４０の開口部４０２ａの上方には、シール部４０９が配設されている。第１の回転軸４０がケース４２に収容され、吸引源７が吸引を行うと、ケース４２の収容部４２ｂ内を負圧になり、シール部４０９はこの負圧を保つための役割を果たす。

第１の回転軸４０とケース４２との間で第１の回転軸４０を回転可能に支持するベアリング４３（図示の例においては、スラストベアリング）は、ボルト４３０によって、ケース４２のベアリング装着部４２０に装着されており、第１の回転軸４０が矢印Ｒ方向に回転した場合のスラスト荷重を受ける役割を果たす。ベアリング４３は、オイルレスベアリング、又は潤滑油の給油が必要となるベアリングのいずれであってもよい。

ベアリング４３で支持される第１の回転軸４０を回転させるモータ４４は、例えば、アウターローター型のサーボモータであり、ステータコイル４４１の外側に配設されるローター４４０と、第１の回転軸４０がケース４２に収容された場合にローター４４０と対向するようにステータ装着部４２１に装着されたステータコイル４４１とを少なくとも備えている。ステータコイル４４１には、図示しない電源が接続されている。なお、モータ４４は、例えば、制御部９から送られるパルス信号により第１の回転軸４０を所定の角度だけ回転させるパルスモータであってもよい。

永久磁石等からなるローター４４０は、円環状の支持ユニット４０３の底面側にローター取り付け部材４０４を介して配設されている。図３に示すように、円環状のローター取り付け部材４０４は、ボルトによって、支持ユニット４０３の底面に固定されており、その厚さ方向（Ｚ軸方向）の中間部から下面にかけて開口部の内径が拡径されて形成されたベアリング接触部４０４ｂを備えている。第１の回転軸４０がケース４２に収容された場合に、ローター取り付け部材４０４にベアリング４３が嵌合する形で配設されることで、第１の回転軸４０とケース４２との間で、第１の回転軸４０がベアリング４３により回転可能に支持されている状態となる。

このように構成されたモータ４４は、ステータコイル４４１に図示しない電源から交流電力が印加され磁界が発生することでローター４４０がスタータコイル４４１の周囲を回転する。ローター４４０が生み出す回転力が、ローター取り付け部材４０４及び支持ユニット４０３を介して第１の回転軸４０へと伝達されることで、第１の回転軸４０が軸心４０ａを軸にして回転する。また、モータ４４には、モータ４４の回転角度を制御するＣＰＵ及びメモリ等から構成される制御部９が接続されている。

図３，４に示すように、ケース４２の底部４２ｃには、底部４２ｃを＋Ｚ方向に向かって収容部４２ｂに至らない程度に円柱状に切欠することによって、マグネット収容部４２３が形成されている。そして、マグネット収容部４２３には、第１の回転軸４０の延在方向（Ｚ軸方向）において第１のマグネット４１に対面する第２のマグネット４５が配設されている。第２のマグネット４５は、図示の例においては、第１のマグネット４１と同一の形状に形成されている。第１のマグネット４１と第２のマグネット４５との間にはケース４２の底部４２ｃが介在していることから、第１の回転軸４０がケース４２に収容された場合において、第１のマグネット４１と第２のマグネット４５とは非接触な状態で対面している。なお、ケース４２の底部４２ｃは、開閉可能な排出口が設けられることで、切削加工時に底部４２ｃに滞留した切削液を排出可能に構成されていてもよい。

第２のマグネット４５は、第２の回転軸４６の一方の軸端（図３，４における上端）に、ボルトによって螺接されている。図示の例においては、第２のマグネット４５の下面側（−Ｚ方向側）がＮ極となっており、上面側（＋Ｚ方向側）がＳ極となっている。したがって、第１のマグネット４１と第２のマグネット４５とは、引き合った状態となっている。なお、第１のマグネット４１及び第２のマグネット４５の形状は、本実施形態におけるものに限定されるものではなく、また、その大きさも、少なくとも円板状のスケール４７を回転させることができる磁力（すなわち、ケース４２の底部４２ｃによって、第１のマグネット４１と第２のマグネット４５との間の磁力が遮断されることで、第１のマグネット４１と第２のマグネット４５とが連動して回転しなくなることがない程度磁力）を発生させることができる程度の大きさであればよい。
また、底部４２ｃを形成する材質は限定しないが、第１のマグネット４１と第２のマグネット４５との磁力を低下させないように非磁性体の材質で形成するとよい。例えば、ＰＶＡ樹脂などが良い。さらに、底部４２ｃへの切削屑の付着を防止するため撥水コーティングを備えると良い。

第２の回転軸４６は、図示の例においては、第１の回転軸４０よりも小径の円柱状に形成されており、その軸心４６ａが第１の回転軸４０の軸心４０ａに一致するようにして、可動ベース５４の内部に形成された支持部５４１に軸受け４６０を介して回転可能に配設されている。

第２の回転軸４６の下端側には、円周方向に目盛りを備えた円板状のスケール４７が、第２の回転軸４６の軸心４６ｂと中心とを一致させて接続されている。したがって、第１の回転軸４０が回転することに伴って、第１のマグネット４１、第２のマグネット４５、第２の回転軸４６及びスケール４７が皆、第１の回転軸４０の回転角度と同方向に同一の角度分だけ回転する。

スケール４７の下側には、スケール４７の目盛りを読み取る読み取り部４８が配設されている。読み取り部４８は、例えば、スケール４７に形成された目盛りの反射光を読み取る光学式のものであり、読み取り部４８には、読み取った情報を送信するためのケーブルが接続されている。このケーブルのもう一端は、支持部５４１に配設されたコネクタ５４２に接続されており、コネクタ５４２は、配線を介して制御部９に接続されている。スケール４７及び読み取り部４８は、モータ４４の回転角度を検出するためのエンコーダとしての役割を果たしている。

例えば、図４に示すように、回転機構４の周囲には、チャックテーブル３０の下側周囲を覆うためのＸ軸カバー３１が配設されている。このＸ軸カバー３１は、可動ベース５４の例えば４隅から立設された４本（図４においては、２本のみ図示している。）のＸ軸カバー支柱３１０に対してボルト３１１により固定されることで、Ｘ軸カバー支柱３１０によって支持されている。図１に示すように、Ｘ軸カバー３１のＸ軸方向の両端には、伸縮する蛇腹カバー３３ａ及び蛇腹カバー３３ｂがそれぞれ接続されており、蛇腹カバー３３ａ及び蛇腹カバー３３ｂ並びにＸ軸カバー３１によって、チャックテーブル３０の移動経路下に配設された図４に示すウォータケース８上を覆っている。

Ｘ軸カバー３１の中央部には、回転機構４を嵌めこむための開口３１２が形成されており、この開口３１２の周縁には＋Ｚ方向に突出するフランジ部３１２ａが設けられている。フランジ部３１２ａの外周縁には、Ｘ軸カバー３１上に流れ落ちた切削水が回転機構４のローター４４０等に接触することを防止するために、返し部がついたゴムシール３２が配設されている。また、Ｘ軸カバー３１のＹ軸方向の両端部からは−Ｚ方向に垂設されたスカート部３１３が形成されている。

図４に示すように、Ｘ軸カバー３１の開口３１２と回転機構４の支持ユニット４０３との隙間に切削水が侵入することを防止するために、支持ユニット４０３の外周部には、ボルト４９０によってθ軸カバー４９が固定されている。

ウォータケース８は、例えば、チャックテーブル３０の移動経路下に配設され、チャックテーブル３０をＸ軸方向に往復移動させるのを可能とするために、箱状の部材の底板８０の中央部に矩形状の開口部８１を設けており、底板８０、内側壁８２及び外側壁８３により構成され切削水を受け止める樋部８４を備えている。チャックテーブル３０上から流れてくる切削水は、蛇腹カバー３３ａ及び蛇腹カバー３３ｂ並びにＸ軸カバー３１のＹ軸方向の両端からスカート部３１３を伝って、ウォータケース８の桶部８４へと流下し、桶部８４に連通する図示しない排水口から排出される。

以下に、図１〜２、及び図４を用いて、図１に示す板状ワークＷを切削装置１により切削する場合の、切削装置１の動作及び回転機構４の動作にについて説明する。

図１に示すように、まず、搬出入手段１２により、一枚の板状ワークＷが、ウエーハカセット１１から仮置き領域１３に搬出される。そして、仮置き領域１３において、位置合わせ手段１４により板状ワークＷが所定の位置に位置決めされた後、第一の搬送手段１５ａが板状ワークＷを吸着して仮置き領域１３から図２に示すチャックテーブル３０の保持面３００ａへと板状ワークＷを移動させる。この際に、例えば、板状ワークＷは、各チップＣの裏面に対して、チャックテーブル３０の各吸引孔３００ｃがそれぞれ１つずつ対応するように、保持面３００ａ上に位置づけられる。

次いで、図４に示す吸引源７が吸引することでケース４２内部に負圧が発生し、この結果生み出された吸引力が、連通路４０２及び中央孔３０１ａを通り、吸引孔３００ｃから保持面３００ａ上に伝達されることで、チャックテーブル３０が板状ワークＷを保持面３００ａ上で直に吸引保持する。

チャックテーブル３０により板状ワークＷが吸引保持された後、図４に示す切削送り手段５が、チャックテーブル３０に保持された板状ワークＷを−Ｘ方向に送り、図１に示す撮像手段１７０によって板状ワークＷの表面Ｗａが撮像されて切削すべき分割予定ラインＳの位置が検出される。分割予定ラインＳが検出されるのに伴って、切削手段６がＹ軸方向に駆動され、切削すべき分割予定ラインＳと切削ブレード６２とのＹ軸方向における位置合わせが行われる。

次いで、チャックテーブル３０がさらに−Ｘ方向に送られると共に、切削ブレード６２が高速回転しながら−Ｚ方向に降下していき、板状ワークＷの分割予定ラインＳを切削していく。切削中は、切削ブレード６２と板状ワークＷとの接触部位に対して切削水ノズル１９０から切削水を噴射する。

切削ブレード６２が分割予定ラインＳを切削し終えるＸ軸方向の所定の位置まで板状ワークＷが−Ｘ方向に進行すると、切削送り手段５により板状ワークＷの切削送りを一度停止させ、図示しない切込み送り手段が切削ブレード６２を板状ワークＷから離間させ、次いで、切削送り手段５がチャックテーブル３０を＋Ｘ方向へ送り出して元の位置に戻す。そして、隣り合う分割予定ラインＳの間隔ずつ切削ブレード６２をＹ軸方向に割り出し送りしながら順次同様の切削を行うことにより、同方向の全ての分割予定ラインＳを切削する。

次いで、回転機構４がチャックテーブル３０を９０度回転させる。すなわち、図示しない電源から交流電力がステータコイル４４１に印加されることにより、ローター４４０がケース４２の周囲を公転する。ローター４４０が回転することで生み出された回転力が、ローター取り付け部材４０４及び支持ユニット４０３を介して第１の回転軸４０へと伝達されることで、第１の回転軸４０が軸心４０ａを軸にして回転する。第１の回転軸４０が回転することで、第１のマグネット４１、第２のマグネット４５、第２の回転軸４６及びスケール４７が皆、第１の回転軸４０の回転角度と同方向に同一の角度分だけ回転する。第１の回転軸４０の回転角度は、スケール４７の回転角度として読み取り部４８によって読み取られる。読み取り部４８が読み取ったスケール４７の回転角度についての情報は、コネクタ５４２を介して制御部９へと送られ、制御部９によるモータ４４のフィードバック制御が行われることで、チャックテーブル３０が９０度正確に回転される。

チャックテーブル３０を９０度回転させて、先に切削した分割予定ラインＳに直交する分割予定ラインＳに沿って、先ほどと同様に切削ブレード６２を板状ワークＷに切り込ませていくことで、全ての分割予定ラインＳが縦横に全てカットされ、個々のチップＣが作製される。個々のチップＣは、チャックテーブル３０の各吸引孔３００ｃによって、それぞれが保持面３００ａ上に吸引保持された状態となる。

ここで、切削加工中において、切削水ノズル１９０から噴射された切削水は、そのほとんどが、蛇腹カバー３３ａ及び蛇腹カバー３３ｂ並びにＸ軸カバー３１のＹ軸方向の両端から図４に示すスカート部３１３を伝って、ウォータケース８の桶部８４へと流下する。しかし、噴射された切削水の内、板状ワークＷの裏面Ｗｂとチャックテーブル３０の保持面３００ａとの隙間から保持面３００ａ上の吸引孔３００ｃに吸い込まれる切削水も存在する。

吸引孔３００ｃから吸い込まれた切削水は、枠体３０１の中央孔３０１ａを通り第１の回転軸４０の内部に形成された連通路４０２に流れ込む。連通路４０２に流れ込んだ切削水は、開口部４０２からケース４２の底部４２ｃへと流下し、底部４２ｃに滞留させない。なお、ケース４２の側壁４２ａにおける吸引口４２２の設置位置は、例えば、ケース４２の底部４２ｃから吸引口４２２に段差が形成されない位置であると、吸引口４２２に切削液が流れ込みやすくなり、連通路４０２に切削水を滞留させず、吸引力の低下を防止できる。なお、吸引口４２２から吸引源７までの配管経路にも切削水を滞留させないように、吸引口４２２の配管径より大きい配管径の配管を用いるなどすると良い。

回転機構４においては、吸引孔３００ｃから吸い込まれた切削水は、連通路４０２に滞留せず、ケース４２の底部４２ｃに滞留する。したがって、連通路４０２が切削水（切削屑等も含む）によってふさがれることはない。そして、ケース４２の内部が負圧になっている状態は保たれていることから、吸引源７で生み出される吸引力は低下せず、チャックテーブル３０の保持面３００ａの吸引力も低下しない。したがって、切削加工中に切削ブレード６２の切削負荷によって板状ワークＷがチャックテーブル３０から引き離されてしまったり、作製されたチップＣが飛び散ってしまったりすることを防止することができる。

また、回転機構４においては、吸引源７によって生み出される吸引力（吸引容量）が従来の回転機構に比べて大きくなる。すなわち、連通路４０２が形成された第１の回転軸４０をケース４２の内部に収容しケース４２内部を負圧にしてから連通路４０２に吸引力を伝達するため、従来の回転機構における連通路（直径の小さい吸引配管）に直接吸引源を連通させる構造と異なり、連通路４０２の直径をより大きくすることが可能となるため、吸引容量も大きくすることができる。そして、連通路４０２の直径を大きくするだけで、吸引容量を大きくすることができるため、従来の回転機構のように吸引配管の本数を増やすことで吸引容量を大きくする構造に比べて、回転機構４は、その製造時おける組み立てに掛かる手間や装置点検において掛かる手間が少なくなる。

また、回転機構４においては、回転機構４がチャックテーブル３０を９０度回転させる際に、スケール４７の回転角度が正確に読み取り部４８により読みられている。これは、吸引孔３００ｃから吸い込まれた切削水は、連通路４０２を通りケース４２の底部４２ｃに滞留する。そして、スケール４７は、吸引孔３００ｃから吸い込まれた切削水の移動経路から、ケース４２の底部４２ｃ等により切り離されているため、スケール４７の目盛りが切削水によって汚されることないためである。また、読み取り部４８が読み取ったスケール４７の回転角度は、第１の回転軸４０の回転角度と正確に一致する。これは、第１のマグネット４１と第２のマグネット４５とが磁力によって、連動して同一角度回転するためである。すなわち、回転機構４においては、第１のマグネット４１及び第２のマグネット４５により、モータ４４のエンコーダとしての役割を果たすスケール４７を切削水の移動経路から隔離し汚れないようにすることと共に、第１の回転軸４０の回転角度を正確に制御することができる。

切削装置１は、回転機構４を備えるものとしたことで、板状ワークＷの保持力が低下しなくなることから、切削加工中において、切削ブレード６２の切削負荷によって板状ワークＷがチャックテーブル３０から引き離されることで、切削ブレード６２が破損することがない。また、チャックテーブル３０が所定角度正確に回転することから、板状ワークＷを分割予定ラインＳに沿って正確に切削することが可能となる。

なお、本発明に係る切削装置１及び回転機構４は上記実施形態に限定されるものではなく、また、添付図面に図示されている各構成の大きさや形状等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。例えば、回転機構４は、レーザー加工装置に設置することも可能である。

１：切削装置 １０：ベース １０ａ：昇降機構 １１：ウエーハカセット
１２：搬出入手段 １３：仮置き領域 １４：位置合わせ手段 １５ａ：第一の搬送手段
１５ｂ：第二の搬送手段 １６：洗浄手段
１７：アライメント手段 １７０：撮像手段
６：切削手段 ６１：スピンドル ６２：切削ブレード
１９：切削水供給手段 １９０：切削水ノズル
Ｗ：板状ワーク Ｗａ：板状ワークの表面 Ｗｂ：板状ワークの裏面
Ｗ１：矩形領域 Ｗ２：余剰領域 Ｃ：チップ
Ｓ：分割予定ライン Ｃ：チップ
３０：チャックテーブル ３００：吸着部 ３００ａ：保持面 ３００ｂ：逃げ溝
３００ｃ：吸引孔 ３０１：枠体 ３０１ａ：中央孔
５：切削送り手段 ５０：Ｘ軸ベース ５１：ボールネジ ５２：ガイドレール
５３：モータ ５４：可動ベース ５４０：嵌合部 ５４１：支持部 ５４２：コネクタ
４：回転機構
４０：第１の回転軸 ４０ａ：軸心 ４００：一方の軸端 ４００ａ：装着面
４００ｂ：フランジ部
４０１：他方の軸端 ４０１ａ：マグネット装着面
４０２：連通路 ４０２ａ：開口部 ４０３：支持ユニット
４０４：ローター取り付け部材 ４０４ｂ：ベアリング接触部
４０４ａ：ボルト
４０９：シール部
４１：第１のマグネット
４２：ケース ４２０：ベアリング装着部 ４２１：ステータコイル装着部
４２ａ：側壁 ４２ｂ：収容部 ４２２：吸引口 ４２３：マグネット収容部
４３：ベアリング ４３０：ボルト
４４：モータ ４４０：ローター ４４１：ステータコイル
４５：第２のマグネット
４６：第２の回転軸 ４６０：軸受け
４７：円板状のスケール ４８：読み取り部
９：制御部
３１：Ｘ軸カバー ３１０：カバー支柱 ３１１：ボルト ３１２：開口
３１２ａ：フランジ部 ３１３：スカート部 ３３ａ、３３ｂ：蛇腹カバー
３２：ゴムシール
８：ウォータケース ８０：底板 ８１：開口部 ８２：内側壁 ８３：外側壁
８４：桶部

Claims (2)

1. 板状ワークを吸引保持する保持面を有するチャックテーブルを回転可能に装着する回転機構であって、
   一方の軸端に該チャックテーブルを装着する装着面を備える第１の回転軸と、該第１の回転軸の内部に形成され該装着面を吸引源に連通させる連通路と、該第１の回転軸の他方の軸端に連結する第１のマグネットと、該第１のマグネットと共に該第１の回転軸を収容するケースと、該ケースの側壁に形成され該吸引源に連通する吸引口と、該第１の回転軸と該ケースとの間で該第１の回転軸を回転可能に支持するベアリングと、該ベアリングで支持される該第１の回転軸を回転させるモータと、該ケースを介在させ非接触で該第１の回転軸の延在方向において該第１のマグネットに対面する第２のマグネットと、該第２のマグネットに接続され該第１の回転軸と軸心を同じくする第２の回転軸と、該第２の回転軸の軸心と中心を一致させ該第２の回転軸に接続する円周方向に目盛りを備えた円板状のスケールと、該スケールの目盛りを読み取る読み取り部と、を備える回転機構。
2. 板状ワークを吸引保持する保持面を有するチャックテーブルと、該チャックテーブルを回転可能に装着し該保持面を前記吸引源に連通可能にする請求項１記載の回転機構と、該チャックテーブルに保持される板状ワークを切削ブレードで切削する切削手段と、該切削ブレードと板状ワークとに切削水を供給する切削水供給手段と、を備える切削装置。

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