专利名称：卡盘工作台移动机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及卡盘工作台移动机构，它是装备在切削半导体晶片等被加工物的切削装置或装备在对被加工物施加激光加工的激光加工装置等加工装置上，使支承被加工物的卡盘工作台在加工进给方向上移动。
背景技术：
在半导体器件制造工序中，在大致是圆板形状的半导体单晶体的表面上，根据排列成格子状的被称为″街道″的分割预定线划分出多个领域，在该划分的领域上形成IC、LSI等回路。而且，通过沿着分割预定线将半导体晶片切断，分割成形成电路的领域而制造各个半导体芯片。并且通过将蓝宝石衬底的表面上层叠着氮化镓系化合物半导体等的光器件单晶体，也沿着预先分割线切断，分割成各个发光二极管、激光二极管、CCD等光器件，广泛地利用于电气设备上。
沿着上述半导体单晶体或光器件单晶体等的″街道″的切断，通常都是由称为切丁机的切削装置进行。该切削装置具备支承半导体晶片等被加工物的卡盘工作台，设有对被支承在该卡盘工作台上的被加工物进行切削的切削刀片的切削机构和使卡盘工作台在加工进给方向上移动的卡盘工作台移动机构。
上述卡盘工作台移动机构由下述构件构成支承被加工物的卡盘工作台支承底座；将该卡盘工作台支承底座导引到加工进给方向上的导引轨道；沿着导引轨道而配设由伺服电动机等回转驱动机构使其回转的外螺纹螺杆；设置在卡盘工作台支承底座上、与外螺纹螺杆螺纹配合的内螺纹。在这样的卡盘工作台移动机构中、在外螺纹螺杆回转时难免发生振动，外螺纹螺杆的振动借助内螺纹和卡盘工作台支承底座而传递给卡盘工作台，成为阻碍卡盘工作台高精度移动的原因。
为了解决上述问题，提出过一种卡盘工作台移动机构的方案，它是将内螺纹形成在与卡盘工作台支承底座分离的进给螺母固定板上，在进给螺母固定板和卡盘工作台支承底座之间配设着由钢球构成的振动吸收机构(例如、参照专利文献1)。
专利文献1日本实用新型申请公开报告实开平3-11475号如果采用上述公报所公开的卡盘工作台移动机构，则能将外螺纹螺杆的振动吸收80％。但由于上述公报所公开的卡盘工作台移动机构将外螺纹螺杆振动的20％传递给卡盘工作台，因而未必能满足使卡盘工作台高精度移动的需要。
发明内容
本发明是鉴于上述事实而作出，其目的是提供一种卡盘工作台移动机构，它是通过将外螺纹螺杆的振动尽可能地吸收，使支承被加工物的卡盘工作台能够高精度地移动的卡盘工作台移动机构。
为了达到上述目的而作出的本发明的卡盘工作台移动机构，它具备支承用于保持被加工物的卡盘工作台的卡盘工作台支承机构；在加工进给方向上对上述卡盘工作台支承机构进行导引的导引轨道；沿着导引轨道而配设的与设置在上述卡盘工作台支承机构上的内螺纹螺纹配合的外螺纹螺杆，其特征在于，卡盘工作台支承机构具有支承该卡盘工作台的卡盘工作台支承底座；配设在上述卡盘工作台支承底座和上述外螺纹螺杆之间的多个移动底座；在上述多个移动底座中，与该外螺纹螺杆邻接的移动底座上设置着与该外螺纹螺杆螺纹配合的内螺纹；在上述多个移动底座中，与上述卡盘工作台支承底座邻接的移动底座和该卡盘工作台支承底座之间以及在各个移动底座之间分别设置着动力传递机构，且该动力传递机构是借助振动防止机构而传递作用在上述加工进给方向上的动力。
上述导引轨道是对上述卡盘工作台支承底座和上述多个移动底座进行导引的共同的导引轨道。
并且，上述导引轨道是由对上述卡盘工作台支承底座和上述多个移动底座分别进行导引的多个导引轨道构成的。
本发明具有如下所述的效果。
由于本发明的卡盘工作台移动机构具有如上所述的结构，因而通过上述多个振动吸收机构的作用就能将外螺纹螺杆上产生的振动几乎完全吸收，因此，能使由卡盘工作台支承底座支承的卡盘工作台高精度地移动。
图1是表示装备着根据本发明而构成的卡盘工作台移动机构的切削装置的主要部分斜视图。
图2是表示根据本发明而构成的卡盘工作台移动机构的一个实施方式的主要部分的剖面图。
图3是表示分解图2所示的构成卡盘工作台移动机构的卡盘工作台支承机构的构件的斜视图。
图4是表示根据本发明而构成的卡盘工作台移动机构的另一个实施方式的主要部分剖面图。
图5是沿图4中的A-A线的剖面图。
图6是表示分解图4所示的构成卡盘工作台移动机构的卡盘工作台支承机构的构件的斜视图。
具体实施例方式
下面，参照附图更详细地说明根据本发明而构成的卡盘工作台移动机构的最佳实施方式。
图1表示装备着根据本发明而构成的卡盘工作台移动机构的切削装置的主要部分斜视图。
图1所示的切削装置配设有静止底座2；在用箭头X表示的加工进给方向上能移动地配设在该静止底座2上，将被加工物支承的卡盘工作台机构3；在用箭头Y表示的分度进给方向(与用箭头X表示的加工进给方向垂直相交的方向)上能移动地配设在静止底座2上的主轴支承机构6；在用箭头Z表示的吃刀深度进给方向上，能移动地配设在该主轴支承加机构6上的作为切削机构的主轴组件7。
上述卡盘工作台机构3由将被加工物保持的卡盘工作台31；支承该卡盘工作台31并使其在用箭头X表示的加工进给方向上移动的卡盘工作台移动机构4构成。卡盘工作台移动机构4具备沿着用箭头X表示的方向，平行地配设静止底座21上的一对共同的导引轨道41、41；在用箭头X表示的方向上，能移动地配设在该导引轨道41、41上的卡盘工作台支承机构5；沿着一对导引轨道41、41，使该卡盘工作台支承机构5移动的移动机构42。
下面，参照着图2和图3，对上述卡盘工作台支承机构5进行说明。在图示的实施方式中的卡盘工作台支承机构5具备支承卡盘工作台31的卡盘工作台支承底座51；配设在该卡盘工作台支承底座51和上述移动机构42之间的多个移动底座52、53。在图示的实施方式中，该移动底座由接近移动机构42而配设的第1移动底座52和接近卡盘工作台支承底座51而配设的第2移动底座53构成。
上述卡盘工作台支承底座51被作成矩形状、沿着上述一对导引轨道41、41的两端部分别设置着向下方突出的一对支承脚511、511。在该一对支承脚511、511上分别形成配合一对导引轨道41、41的被导引槽512、512。上述卡盘工作台31被配设在如此构成的卡盘工作台支承底座51的上面。
邻接上述移动机构42配设的第1移动底座52被作成矩形状，在它的下面形成嵌合上述一对导引轨道41、41的被导引槽521、521。并且，在第1移动底座52的下面，在被导引槽521和521之间还设置着向下方突出的内螺纹部件522，在该内螺纹部件522上、设置着在用箭头X表示的加工进给方向上贯通地形成的内螺纹523。
接近上述卡盘工作台支承底座51而配设的第2移动底座53被作成矩形状，沿着上述一对导引轨道41、41的长度被设定成嵌合卡盘工作台支承底座51上所设置的一对支承脚511和511之间的尺寸。沿着第2移动底座53的一对导引轨道41、41的两端部上，分别设置着向下方突出的一对支承脚531、531。在该一对支承脚531、531上，分别形成与一对导引轨道41、41嵌合的被导引槽532、532。并且，一对支承脚531和531之间的间隔被设定成能嵌合上述第1移动底座52的尺寸。
如上所述地形成的第1移动底座52被配设在一对导引轨道41、41上，使被导引槽521、521与一对导引轨道41、41嵌合。上述第2移动底座53被配设在第1移动底座52上，在一对支承脚531和531之间嵌合第1移动底座52的同时，使形成在一对支承脚531、531上的被导引槽532、532与一对导引轨道41、41嵌合。而且，上述卡盘工作台支承底座51被配设在第2移动底座53上，在一对支承脚511和511之间嵌合第2移动底座53的同时，形成在一对支承脚511、511上的被导引槽512、512与一对导引轨道41、41嵌合。
图示的实施方式中的卡盘工作台支承机构5在第1移动底座52和第2移动底座53之间以及在卡盘工作台支承底座51和第2移动底座53之间分别设置着振动吸收机构54、55。在图示的实施方式中，振动吸收机构54由分别能转动地配设在第1移动底座52中的用箭头X表示加工进给方向的两端面上的钢球541、541构成。并且，在图示的实施方式中，振动吸收机构55由分别能转动地配设在第2移动底座53中的用箭头X表示加工进给方向的两端面上的钢球551、551构成。这样构成的卡盘工作台支承机构5，当由移动机构42的作用而使第1移动底座52沿着一对导引轨道41、41向用箭头X表示的加工进给方向移动时，作用在第1移动底座52上的动力借助配设在第1移动底座52上的钢球541、541而传递到第2移动底座53的一对支承脚531、531上。因此，第1移动底座52的端面和第2移动底座53的一对支承脚531、531具有作为动力传递机构的机能，借助作为振动吸收机构54的钢球541、541将作用在第1移动底座52上的向加工进给方向的动力传递给第2移动底座53上。而且，如上所述，当使第2移动底座53向用箭头X表示的加工进给方向移动时，借助配设在第2移动底座53上的钢球551、551而传递给卡盘工作台支承底座51的一对支承脚511、511。因此，第2移动底座53的端面和卡盘工作台支承底座51的一对支承脚511、511具有作为动力传递机构的机能，借助作为振动吸收机构55的钢球551、551，将作用在第2移动底座53上的向加工进给方向的动力传递给卡盘工作台支承底座51。
下面，返回到图1继续进行说明。上述卡盘工作台31是配设在如上所述地构成的卡盘工作台支承机构5的卡盘工作台支承底座51上。即，在卡盘工作台支承底座51的上面配设着圆筒状的支承筒体32，卡盘工作台31是能回转地支承在该支承筒体32的上端。在支承筒体32内配设着图中没有表示脉冲电动机，由该脉冲电动机的作用就能使卡盘工作台31每次转动规定的角度。卡盘工作台31与图中没有表示的吸引机构连接，就能将放置在构成它的上面的支承面上的被加工物适当地吸引支承。并且，在卡盘工作台31的下侧，配设着固定在支承筒体32上端的卡盘工作台套33。
参照着图1对构成上述卡盘工作台移动机构4的移动机构42进行说明。
图示的实施方式中的移动机构42含有平行地配设在上述一对导引轨道41和41之间的外螺纹螺杆421；用于使该外螺纹螺杆42回转驱动的伺服电动机422等驱动源。外螺纹螺杆421是它的一端能自由回转地被支承在上述静止底座2上所固定的轴承座423上，它的另一端与上述伺服电动机422的输出轴相连接。并且，如图2所示、外螺纹螺杆421与形成在上述第1移动底座52的下面所设置的内螺纹部件522上的内螺纹523螺纹配合着。因此、由伺服电动机422的作用，借助使外螺纹螺杆421正转或反转地驱动，就使第1移动底座52沿着导引轨道41、41在用箭头X表示的加工进给方向上移动。
此时，一旦在外螺纹螺杆421上发生振动，虽然该振动被传递到第1移动底座52上，但借助使配设在第1移动底座52上的作为振动吸收机构54的钢球541、541转动，使第1移动底座52和第2移动底座53的相对偏转，将振动的大约80％左右吸收。因此、变成将外螺纹螺杆421上发生的振动的20％左右被传递到第2移动底座53上。这样、虽然发生在外螺纹螺杆421上的振动的一部分被传递到第2移动底座53上，但借助使配设在第2移动底座53上的作为振动吸收机构55的钢球551、551转动，通过第2移动底座53和卡盘工作台支承底座51的相对偏转，又将振动的大约80％左右吸收。这样，由上述振动吸收机构54和55将发生在外螺纹螺杆421上的振动的96％左右吸收。因此，传递给卡盘工作台支承底座51，即传递到卡盘工作台31上的振动就成为外螺纹螺杆421上发生的振动的4％左右，能使卡盘工作台高精度地移动。并且，借助将移动工作台取成3个并设置振动吸收机构，就能使传递到卡盘工作台31的振动变成在外螺纹螺杆421上发生的振动的0.8％左右。
下面，参照着图1继续进行说明。上述主轴支承机构6具备在静止底座2上，沿着用箭头Y表示的分度进给方向平行地配设的一对导引轨道61、61；能在该导引轨道61、61上沿着配设在箭头Y表示的方向上可以移动的可动支承底座62。该可动支承底座62由配设在导引轨道61、61上可以移动的移动支承部621和安装在该移动支承部621上的安装部622构成。在移动支承部621的下面，形成与导引轨道61、61相配合的一对被导引槽621a、621a，通过使该被导引槽621a、621a与导引轨道61、61的配合、将可动支承底座62构成为能沿着导引轨道61、61而移动。而且、安装部622的一侧面上、平行地设置着一对在用箭头Z表示的方向上延伸的导引轨道622a、622a。
如图所示的实施方式中的主轴支承机构6具有移动机构63，它是用于使可动支承底座62沿着一对导引轨道61、61在用箭头Y表示的分度进给方向上移动的。移动机构63含有平行地配设在上述一对导引轨道61、61之间的外螺纹螺杆631；用于使该外螺纹螺杆631回转驱动的脉冲电动机632。外螺纹螺杆631，它的一端能自由回转地被支承在上述静止底座2上所固定的图中没有表示轴承座上；它的另一端与上述脉冲电动机632的输出轴相连接。并且，外螺纹螺杆631与形成在图中没有表示的内螺纹螺杆上的内螺纹孔螺纹配合着，上述内螺纹螺杆是突出在构成可动支承底座62的移动支承部631的中央部下面而设置。因此，由脉冲电动机632，借助使外螺纹螺杆631进行正转或反转驱动，就能使可动支承底座62沿着导引轨道61、61，在用箭头Y表示的分度进给方向上移动。因此、脉冲电动机632和外螺纹螺杆631等具有分度进给机构的机能，使卡盘工作台和下述的主轴组件在与切削进给方向(箭头X表示的方向)垂直的、用箭头Y表示的分度进给方向上相对地移动。
如图所示实施方式中的主轴组件7具备组件架71；安装在该组件架71上的主轴套72；能回转地由该主轴套72支承的回转主轴73。组件架71设置着一对被导引槽71a、71a，它们是能滑动地与设置在上述安装部622上的一对导引轨道622a、622a嵌合的，通过上述被导引槽71a、71a与上述导引轨道622a、622a的嵌合，支承能在箭头Z表示的吃刀深度进给方向上移动。上述回转主轴73从主轴套前端突出地被安装着，在该回转主轴73的前端部安装着切削刀片74。并且，安装着切削刀片74的回转主轴73由伺服电动机75等驱动源而使其回转驱动。在主轴套72的前端部具备摄像机构77，用于对支承在上述卡盘工作台31上的被加工物的表面进行摄像、检测由上述切削刀片73而应切削的区域，并对切削槽的状态进行确认。该摄像机构77由显微镜或CCD照相机等光学机构构成，将摄像得到的图象信号送入到图中没有表示的控制机构上。
如图所示实施方式中的主轴组件7具备移动机构76，它是用于使组件架71沿着一对导引轨道622a、622a在用箭头Z表示的方向上移动。该移动机构76含有与上述移动机构42和63同样地配设在导引轨道622a、622a之间的外螺纹螺杆(图中没有表示)；用于使该外螺纹螺杆回转驱动的脉冲电动机762等驱动源，由脉冲电动机762的作用，借助使图中没有表示的外螺纹螺杆进行正转或反转驱动就使组件架71、主轴套72和回转主轴73沿着导引轨道622a、622a在用箭头Z表示的吃刀深度进给方向上移动。因此、脉冲电动机762和图中没有表示的外螺纹螺杆等具有产生使主轴组件7在用箭头Z表示的吃刀深度进给方向上移动的作为吃刀深度进给机构的机能。
如图所示实施方式中的切削装置如上所述地构成，下面，参照着图1对它的作用进行简单的说明。
首先，将半导体晶片等被加工物放置在卡盘工作台31上，使图中没有表示的吸引机构动作将被加工物吸引并支承在卡盘工作台31上。这样，使吸引支承着被加工物的卡盘工作台31移动到摄像机构77的正下方。当卡盘工作台31定位在摄像机构77的正下方时，由摄像机构77检测出形成在被加工物上的切断线，将主轴组件7移动调节到分度方向的箭头Y方向上，并且进行切断线和切削刀片74的精密位置对准作业。
然后实施使切削刀片74回转的同时沿着切断线将被加工物切断的切断工序。即、将切削刀片74在用箭头Z(参照图1)表示的方向上，按规定量的吃刀深度进给，而且，在使回转主轴73，即使切削刀片74回转的同时，使上述卡盘工作台移动机构4的移动机构42动作，使由卡盘工作台支承机构5支承的卡盘工作台31在用图1中的箭头X表示的方向上以规定的切削进给速度进行移动。结果由切削刀片74沿着规定的切断线将支承在卡盘工作台31上的被加工物切断。
在上述的切断工序中、虽然是将移动机构42的伺服电动机422驱动而使外螺纹螺杆421回转，但在外螺纹螺杆421上发生振动。然而、由于在图示的实施方式中，如上所述地支承卡盘工作台31的卡盘工作台支承机构5具备卡盘工作台支承底座52，第1移动底座52和第2移动底座53，在第1移动底座52和第2移动底座53之间以及在卡盘工作台支承底座51和第1移动底座52之间配设着振动吸收机构54和55，通过该吸收机构54和55的作用能将发生在外螺纹螺杆421上的振动几乎完全吸收。因此，能使卡盘工作台支承底座51即卡盘工作台31高精度地移动。
然后，参照着图4～图6，对构成卡盘工作台移动机构4的卡盘工作台支承机构的另一个实施方式进行说明。并且，在图4～图6所示的实施方式中，与上述图1～图3所示的卡盘工作台支承机构5的构件相同的零件上都标记上相同的符号而加以说明。
图4～图6所示的卡盘工作台支承机构5a具备支承卡盘工作台31的卡盘工作台支承底座51a；配设在该卡盘工作台支承底座51a和上述移动机构42之间的多个移动底座52a、53a。在图中所示的实施方式中，这些移动底座由接近移动机构42而配设的第1移动底座52a和接近卡盘工作台支承底座51a而配设的第2移动底座53a构成。
上述卡盘工作台支承底座51a被作成矩形状，设置着从它的外周边部向下方突出的支承脚511a、511a。在与一对导引轨道41a、41a平行地设置的支承脚511a、511a上分别形成一对嵌合导引轨道41a、41a的被导引槽512a、512a。将上述卡盘工作台31配设在如此构成的卡盘工作台支承底座51a的上面。
与上述移动机构42邻接而配设的第1移动底座52a被作成矩形状，在它的下面、形成一对嵌合导引轨道43a、43a的被导引槽521a、521a。而且、在第1移动底座52a的下面、在被导引槽521a和521a之间、设置着向下方突出的内螺纹部件522a，该内螺纹部件522a上设置着内螺纹523a，它是在用箭头X表示的加工进给方向上贯通地形成的。
上述接近卡盘工作台支承底座51a而配设的第2移动底座53a被作成矩形状，并被作成嵌合在上述卡盘工作台支承底座51a上所形成的支承脚511a、511a内的大小。在该第2移动底座53a上设置着从外周边部向下方突出的支承脚531a、531a。并且，支承脚531a、531a的内周边的大小被设定成嵌合上述第1移动底座52a的尺寸。在这样形成的第2移动底座53a中的与一对导引轨道42a、42a平行地设置的支承脚531a、531a上，分别形成嵌合一对导引槽42a、42a的被导引槽532a、532a。
将如上所述地形成的第1移动底座52a配设在一对导引轨道43a、43a上，使被导引槽521a、521a与一对导引轨道43a、43a嵌合。将上述第2移动底座53a配设在第1移动底座52a上，使被导引槽532a、532a与一对导引轨道42a、42a嵌合。而且、将上述卡盘工作台支承底座51a配设在第2移动底座53a上，使被导引槽513a、513a与一对导引轨道41a、41a嵌合。
图4～图6所示的卡盘工作台支承机构5a在第1移动底座52a与第2移动底座53a之间以及在卡盘工作台支承底座51a与第2移动底座53a之间分别配设着振动吸收机构54、55。在图示的实施方式中，振动吸收机构54由能转动地分别配设在第1移动底座52a中的用箭头X表示的加工进给方向的两端面上的钢球541、541构成。而且，在图示的实施方式中，振动吸收机构55由能转动地分别配设在第2移动底座53a中的用箭头X表示的加工进给方向的两端面上的钢球551、551构成。这样构成的卡盘工作台支承机构5a，当通过移动机构42、使第1移动底座52a沿着一对导引轨道43a、43a、在用箭头X表示的加工进给方向上移动时，作用在第1移动底座52a上的动力借助配设在第1移动底座52a上的钢球541、541而传递到第2移动底座53a的支承脚531a、531a，使第2移动底座53a沿着一对导引轨道42a、42a而移动。因此，第1移动底座52a的端面和第2移动底座53a的支承脚531a、531a具有动力传递机构的机能，借助作为振动吸收机构54的钢球541、541，将作用在第1移动底座52a上的向加工进给方向的动力借助作为振动吸收机构的钢球541、541而传递给第2移动底座53a。而且，当使第2移动底座53a如上所述地在向箭头X表示的加工进给方向上移动时，借助配设在第2移动底座53a上的钢球551、551而传递到卡盘工作台支承底座51a的支承脚511a、511a，使卡盘工作台支承底座51a沿着一对导引轨道41a、41a而移动。因此，第2移动底座53a的端面和卡盘工作台支承底座51a的支承脚511a、511a具有动力传递机构的机能，将作用在第2移动底座53a上的向加工进给方向的动力，借助作为振动吸收机构55的钢球551、551而传递给卡盘工作台支承底座51a。
虽然在上述图示的实施方式中、表示根据本发明而构成的适用于切削装置的卡盘工作台移动机构的例子，但本发明的卡盘工作台移动机构当然还能用于对被加工物进行激光加工的激光加工装置等其他加工装置上。
权利要求
1.卡盘工作台移动机构，它具备支承用于保持被加工物的卡盘工作台的卡盘工作台支承机构；在加工进给方向上对上述卡盘工作台支承机构进行导引的导引轨道；沿着导引轨道而配设的与设置在上述卡盘工作台支承机构上的内螺纹螺纹配合的外螺纹螺杆，其特征在于，卡盘工作台支承机构具有支承该卡盘工作台的卡盘工作台支承底座；配设在上述卡盘工作台支承底座和上述外螺纹螺杆之间的多个移动底座；在上述多个移动底座中，与该外螺纹螺杆邻接的移动底座上设置着与该外螺纹螺杆螺纹配合的内螺纹；在上述多个移动底座中，与上述卡盘工作台支承底座邻接的移动底座和该卡盘工作台支承底座之间以及在各个移动底座之间分别设置着动力传递机构，且该动力传递机构是借助振动防止机构而传递作用在上述加工进给方向上的动力。
2.如权利要求1所述的卡盘工作台移动机构，其特征在于，上述导引轨道是对上述卡盘工作台支承底座和上述多个移动底座进行导引的共同的导引轨道。
3.如权利要求1所述的卡盘工作台移动机构，其特征在于，上述导引轨道是由对上述卡盘工作台支承底座和上述多个移动底座分别进行导引的多个导引轨道构成的。
全文摘要
本发明提供一种借助尽可能地吸收外螺纹螺杆的振动，能使支承被加工物的卡盘工作台高精度移动的卡盘工作台移动机构。具备卡盘工作台支承机构、导引轨道、外螺纹螺杆。卡盘工作台支承机构设有支承卡盘工作台的卡盘工作台支承底座；配设在卡盘工作台支承底座和外螺纹螺杆之间的多个移动底座，在多个移动底座中，与外螺纹螺杆邻接的移动底座上设置着与外螺纹螺杆螺纹配合的内螺纹；在多个移动底座中与卡盘工作台支承底座邻接的移动底座和卡盘工作台支承底座之间以及在各个移动底座之间分别设置着动力传递机构，借助振动吸收机构而传递作用于该加工进给方向上的动力。
文档编号H01L21/02GK1885520SQ200610093239
公开日2006年12月27日 申请日期2006年6月23日 优先权日2005年6月23日
发明者关家一马, 秋田壮一郎 申请人:株式会社迪斯科