(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
被加工物を保持する保持テーブルと、前記保持テーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードと、スピンドルハウジングと、前記スピンドルハウジング内に回転可能に支持されたスピンドルと、前記スピンドル先端のテーパ部に係合し着脱自在に装着され且つ前記切削ブレードを端面で支持するフランジと、を有する切削装置において、前記スピンドル先端の前記テーパ部に前記フランジを装着する装着方法であって、
前記スピンドル先端の前記テーパ部に前記フランジを装着するフランジ装着工程と、
前記フランジ装着工程の後に、前記フランジの端面の修正を行う端面修正工程と、
前記フランジ装着工程の後で前記端面修正工程の前又は後に、前記スピンドルの先端及び前記フランジに互いの位置を揃えるように装着方向を示すマークを形成する装着方向マーキング工程と、
前記装着方向マーキング工程の後に、端面修正を行った前記フランジを前記スピンドルから取り外した後に、再度、前記スピンドル先端のマーク及び前記フランジのマークの位置を揃えた状態で、端面修正を行った前記フランジを前記スピンドル先端のテーパ部に装着するフランジ再装着工程と、からなることを特徴とするフランジの装着方法。
被加工物を保持する保持テーブルと、前記保持テーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードと、スピンドルハウジングと、前記スピンドルハウジング内に回転可能に支持されたスピンドルと、前記スピンドル先端のテーパ部に係合し着脱自在に装着され且つ前記切削ブレードを端面で支持するフランジと、を有する切削装置において、前記スピンドル先端の前記テーパ部に前記フランジを装着する装着方法であって、
前記スピンドル先端の任意の箇所に位置を揃えるための第1のマーク及び前記フランジの任意の箇所に位置を揃えるための第2のマークが形成されており、
前記スピンドル先端の前記第1のマーク及び前記フランジの前記第2のマークの位置を揃えた状態で前記フランジを前記スピンドル先端の前記テーパ部に装着するフランジ装着工程と、
前記フランジ装着工程の後に、前記フランジの端面の修正を行う端面修正工程と、
端面修正を行った前記フランジを前記スピンドルの先端から取り外した後、再度、前記スピンドル先端の前記第1のマーク及び前記フランジの前記第2のマークの位置を揃えた状態で、前記端面修正を行ったフランジを前記スピンドル先端のテーパ部に装着するフランジ再装着工程と、からなることを特徴とするフランジの装着方法。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【0013】
(実施の形態1)
本実施の形態に係る装着方法(フランジの装着方法)は、切削ブレードの当接されるフランジをスピンドルに装着するフランジ装着工程と、フランジの端面を修正する端面修正工程と、端面修正工程の後(又は前)に、装着方向を示すマークをスピンドル及びフランジに形成するマーキング工程(装着方向マーキング工程)と、フランジをスピンドルから取り外した後に、スピンドルのマークの位置とフランジのマークの位置とを揃えた状態でフランジをスピンドルに再装着するフランジ再装着工程とを含む。
【0014】
この装着方法において、フランジは、スピンドルのマークの位置とフランジのマークの位置とを揃えた状態でスピンドルに再装着されるので、適切に端面を修正された状態に近い装着状態が再現されて、再装着後の端面の修正量を最小限に留めることができる。その結果、フランジの装着の度に端面の修正を行っても、フランジの寿命の低下を抑制できると共に、切削装置の稼働時間を十分に確保可能になる。以下、本実施の形態に係る装着方法の詳細について説明する。
【0015】
図1を参照して、本実施の形態の装着方法に用いられる切削装置の構成について説明する。
図1は、本実施の形態の装着方法に用いられる切削装置1の構成を示す斜視図である。
図1には、切削装置1の加工対象となるウェーハ(被加工物)Wを併せて示している。なお、本実施の形態の装着方法に用いられる切削装置及び切削装置の加工対象となるウェーハは、
図1に示す切削装置1及びウェーハWに限定されない。
【0016】
切削装置1の加工対象となるウェーハWは、略円板状の外形形状を有している。ウェーハWは、裏面側に貼着されるダイシングテープTを介して円環状のフレームFに支持されている。ウェーハWの表面は、格子状に配列されたストリートによって複数の領域に区画されており、区画された各領域にはデバイスが形成されている。ウェーハWは、各ストリートに沿って切削されて個々のチップに分割される。なお、切削装置1の加工対象はウェーハに限定されない。
【0017】
切削装置1は、上面形状が略平坦な基台2を有している。基台2は、略直方体状の基部21と、その一部の角部において前方に突設された突設部22とを備える。突設部22には内部空間が形成されており、この内部空間には、カセットエレベータ3が上下動可能に設けられている。カセットエレベータ3の上面にはウェーハWを収納するカセット31が載置されている。カセット31は、高さ方向(Z軸方向)において、ウェーハWをそれぞれ1枚ずつ収納する複数の収納部32を備えている。
【0018】
基部21の上面には、カセットエレベータ3と隣接する位置に仮置き機構4が設けられている。仮置き機構4は、引出部41と一対のレール42とを備えている。引出部41は第1方向(Y軸方向)に移動可能に構成されており、カセットエレベータ3の上下動により引出部41と同じ高さに位置付けられたウェーハWをレール42側に引き出す。レール42は略L字型の断面形状を有しており、第1方向に垂直な第2方向(X軸方向)において相互に離間接近可能に構成されている。ウェーハWは、引出部41によってレール42上の所定位置まで引き出され、一対のレール42の相互の接近によって第2方向において挟み込まれる。これにより、ウェーハWは、X軸方向及びY軸方向において位置合わせされる。
【0019】
基部21の仮置き機構4に隣接する位置には、X軸方向に延在する開口が形成されている。開口は、テーブル移動基台5及び防水カバー51により覆われている。防水カバー51の下方には、テーブル移動基台5をX軸方向に移動可能なX軸移動機構(不図示)が設けられている。X軸移動機構は、X軸方向に平行な一対のガイドレール、ガイドレール間のX軸ボールねじ、及びX軸ボールねじを回転駆動するX軸パルスモータ(いずれも不図示)を備える。テーブル移動基台5は、ナット部(不図示)を介してX軸ボールネジと連結され、X軸ボールネジの回転によりガイドレールに沿って移動される。
【0020】
テーブル移動基台5上には、チャックテーブル(保持テーブル)52が設けられている。チャックテーブル52は円板状に形成されており、その上面中央部分にはポーラスセラミック材による吸着面53が設けられている。吸着面53においてウェーハWを裏面側から吸着することで、ウェーハWはチャックテーブル52上の所定位置に保持される。チャックテーブル52は、回転機構(不図示)によりテーブル移動基台5上においてZ軸周りに回転(θ回転)可能に支持されている。チャックテーブル52には、仮置き機構4でX軸方向及びY軸方向に位置合わせされたウェーハWが不図示の搬送機構によって搬送される。
【0021】
Y軸方向においてテーブル移動基台5と隣接する位置には、テーブル基台6が配置されている。テーブル基台6には、Y軸移動機構61が設けられている。Y軸移動機構61は、Y軸方向に平行な一対のガイドレール62、ガイドレール62間のY軸ボールねじ(不図示)、及びY軸ボールねじを回転駆動するY軸パルスモータ63を備える。テーブル基台6の上面には、Y軸テーブル64が支持されている。Y軸テーブル64は、テーブル基台6に接する基部64aと、基部64aに対して立設された壁部64bとを備えている。Y軸テーブル64は、基部64aに設けたナット部(不図示)を介してY軸ボールネジと連結され、Y軸ボールネジの回転によりガイドレール62に沿って移動される。
【0022】
Y軸テーブル64の壁部64bには、Z軸移動機構65が設けられている。Z軸移動機構65は、壁部64bの前面に配置されZ軸方向に平行な一対のガイドレール66、ガイドレール66間のZ軸ボールねじ67、及びZ軸ボールねじ67と連結されるZ軸パルスモータ68を備える。壁部64bの前面には、Z軸テーブル69が支持されている。Z軸テーブル69は、壁部64bに接する基部69aと、基部69aの端部において前方(Y軸方向)に突設された壁部69bとを備えている。Z軸テーブル69は、基部69aに設けたナット部を介してZ軸ボールネジ67と連結され、Z軸ボールネジ67の回転によりガイドレール66に沿って移動される。
【0023】
Z軸テーブル69の壁部69bには、チャックテーブル52の上方の位置においてブレードユニット7が支持されている。ブレードユニット7は、スピンドルユニット71と、スピンドルユニット71の一端側に着脱可能に装着される切削ブレード72とを備える。スピンドルユニット71の他端側にはモータ73が連結されており、スピンドルユニット71の一端側に装着された切削ブレード72を回転できるようになっている。この切削ブレード72を回転させてウェーハWに切り込ませることで、ウェーハWは切削される。ブレードユニット7には、切削ブレード72に隣接して撮像ユニット8が設けられている。
【0024】
切削装置1の制御部(不図示)は、撮像ユニット8で撮像された撮像画像に基づきX軸移動機構及びY軸移動機構61を制御して、ブレードユニット8の切削ブレード72をウェーハWのストリートに位置合わせする。切削ブレード72と位置合わせされたウェーハWは、切削水を噴き付けられながら、回転された切削ブレード72によって切り込まれる。切削されたウェーハWは、搬送手段(不図示)によってピックアップされて、基部21の上面に設けられた洗浄乾燥機構9に移動される。
【0025】
洗浄乾燥機構9は、基台2に形成された円筒状の空間において基板Wを保持するスピンナテーブル91を備えている。また、洗浄乾燥機構9は、洗浄液噴射機構及び気体噴射機構(いずれも不図示)を備えている。スピンナテーブル91の下方には、回転機構(不図示)が設けられている。回転機構は、スピンナテーブル91に対して回転力を付与するスピンナテーブルモータ(不図示)を有しており、スピンナテーブル91を所定の速度で回転できるようになっている。スピンナテーブル91に基板Wが保持されると、円筒状の空間内においてスピンナテーブル91は回転される。この状態において、洗浄液噴射機構から洗浄液が噴射されることで基板Wは洗浄される。洗浄後の基板Wは、気体噴射機構から噴射されるエアによって乾燥される。
【0026】
次に、
図2を参照して、切削装置1のブレードユニット7について詳細に説明する。
図2は、切削装置1のブレードユニット7の構成を示す斜視図である。上述のように、ブレードユニット7は、スピンドルユニット71と切削ブレード72とを備えている。スピンドルユニット71は、回転軸を構成するスピンドルシャフト(スピンドル)711と、スピンドルシャフト711を支持するスピンドルハウジング712とを含む。
【0027】
スピンドルユニット71は、例えば、エアスピンドルであり、圧縮エアのエア層によりスピンドルシャフト711を浮動状態で支持する。スピンドルシャフト711においてテーパ状に構成された先端部(テーパ部)711aは、スピンドルハウジング712から前方に突出されており、切削ブレード72の装着されるフランジ74を取り付けることができるようになっている。スピンドルシャフト711の先端部711aには、ネジ穴711bが設けられている。
【0028】
フランジ74は、径方向外向きに延出されるフランジ部741と、フランジ部741から前方に突出されるボス部742とを有している。フランジ74の裏面側には、スピンドルシャフト711の先端部711aを嵌め込むことができる嵌合孔(不図示)が設けられている。フランジ74の嵌合孔にスピンドルシャフト711の先端部711aを嵌め込んだ状態でネジ穴711bにネジ76を締め込めば、フランジ74はスピンドルシャフト711に固定される。
【0029】
フランジ74のフランジ部741は、外周部において切削ブレード72の裏面側が当接される端面741aを有している。端面741aは、スピンドルシャフト711の回転軸線方向から見て円環状に形成されている。ボス部742は、略円筒形状に構成されており、外周部にリング状の固定ナット75を締め込まれるネジ部742aが設けられている。
【0030】
切削ブレード72は、例えば、中央にフランジ74のボス部742が係合される係合孔721aを有する円板状の基部721と、ダイヤモンド等からなる砥粒を結合材料で結合した円環状の砥石部722とで構成されている。砥石部722は、基部721の外周部に固着されており、基部721から径方向外向きに延出される薄板形状を有している。基部721は、略平坦な表面721b及び裏面(不図示)を有している。切削ブレード72の装着においては、係合孔721aにボス部742を係合させると共に、基部721の裏面をフランジ部741の端面741aに当接させる。
【0031】
切削ブレード72は、砥石部722の外径がフランジ部741の外径より十分に大きくなるように形成されている。このため、切削ブレード72をフランジ74に装着すると、砥石部722は、フランジ部741の外周縁から径方向外側に張り出される。切削ブレード72を回転させ、フランジ部741から張り出した砥石部722をウェーハWに接触させることで、ウェーハWは切削加工される。
【0032】
フランジ74に切削ブレード72が装着された状態で、ボス部742にはリング状の固定ナット75が締め込まれる。固定ナット75の中央には、ボス部742のネジ部742aに対応するネジ穴75aが設けられている。ボス部742に固定ナット75が締め込まれると、切削ブレード72は、フランジ74と固定ナット75とで挟持固定される。具体的には、基部721の表面721bが固定ナット75の裏面に当接されると共に、基部721の裏面がフランジ部741の当接面741aに当接され、切削ブレード72は所定位置に保持される。
【0033】
次に、
図3及び
図4を参照して、本実施の形態の装着方法の詳細を説明する。
図3は、本実施の形態の装着方法の流れを示すフローチャートである。
図4は、本実施の形態に係る装着方法を説明する模式図である。
【0034】
まず、フランジ装着工程(ステップST1)において、スピンドルシャフト711の先端部711aにフランジ74を装着させる。すなわち、フランジ74の裏面の嵌合孔にスピンドルシャフト711の先端部711aを嵌合させて、ネジ穴711bにネジ76を締め込む(
図2参照)。これにより、フランジ74は、スピンドルシャフト711の先端部711aに固定されてスピンドルシャフト711と共に回転されるようになる。
【0035】
スピンドルシャフト711にフランジ74を装着させた状態において、
図4Aに示すように、端面741aとスピンドルシャフト711の回転軸O1とのなす角度は90°からずれていることがある。このずれは、スピンドルシャフト711及びフランジ74の製造誤差や、スピンドルシャフト711の回転軸O1の傾斜などに起因して生じる。この状態でフランジ74に切削ブレード72を取り付けると、切削ブレード72と回転軸O1とのなす角度も90°からずれてしまう。その結果、スピンドルシャフト711を回転させると、切削ブレード72の外周部がばたついてしまい、ウェーハWの加工精度は低下する。
【0036】
そこで、フランジ装着工程の後には、フランジ74の端面741aを修正する端面修正工程(ステップST2)を行う。端面741aの修正(端面修正)は、
図4Bに示すように、フランジ74を回転させた状態で端面741aに研削チップ(研磨チップ)Cを接触させることにより行われる。これにより、端面741aは、フランジ74の装着状態(回転軸O1に対する端面741aの傾き)に応じた研削量で研削される。
【0037】
具体的には、まず、研削チップCの先端部分とフランジ74の端面741aとが十分に近接されるように、研削チップCをチャックテーブル52(
図1参照)に吸着保持させる。次に、モータ73(
図1参照)によりスピンドルシャフト711に装着されたフランジ74を回転させる。そして、Y軸移動機構61(
図1参照)によりフランジ74を研削チップCに向かって移動させ、回転される端面741aに研削チップCの先端部分を接触させる。この際、研削チップCは、X軸移動機構によりX軸方向において繰り返し往復される。この端面修正工程により、端面741aと回転軸O1とのなす角度は90°に修正される。
【0038】
端面741aの修正後には、切削ブレード72をフランジ74に装着させる。すなわち、切削ブレード72の係合孔721aにフランジ74のボス部742を係合させて、基部721の裏面をフランジ部741の端面741aに当接させる(
図2参照)。また、ボス部742にリング状の固定ナット75を締め込んで、フランジ74と固定ナット75とで切削ブレード72を挟持固定する(
図2参照)。上述の端面修正により端面741aと回転軸O1とのなす角度は90°に修正されているので、切削ブレード72と回転軸O1とのなす角度も90°になる。その結果、回転に伴う切削ブレード72のぶれは低減され、加工精度の低下は抑制される。
【0039】
ところで、上述の端面修正工程の後にフランジ74が取り外されてスピンドルシャフト711の先端部711aに再び装着されると、先端部711aに対するフランジ74の装着状態は変化される。そうすると、端面741aと回転軸O1とのなす角度は90°からずれ、再装着後の端面修正により端面741aを大幅に研削しなくてはならないことがある。
【0040】
このように端面修正の修正量が大きくなると、フランジ74の寿命はそれだけ短くなってしまう。特に、フランジ74の着脱頻度が高いと、端面修正の頻度も高くなるので、フランジ74の寿命は著しく短くなってしまう。また、端面修正の頻度が高いと、端面修正の総時間も多くなり、切削装置1の実質的な稼働時間は短くなってしまう。
【0041】
そこで、本実施の形態の装着方法では、端面修正工程の後のマーキング工程(ステップST3)で、スピンドルシャフト711の先端部711aにマーク(第1のマーク)711cを形成し、フランジ74にマーク(第2のマーク)743を形成する。具体的には、互いの位置(向き、角度)を揃えるように、マーク711c及びマーク743を形成する。これにより、後のフランジ再装着工程において、適切に端面修正されたフランジ装着工程の装着状態に近い装着状態を容易に再現できるようになる。なお、マーク711c及びマーク743は、例えば、先端部711a及びフランジ74に塗料を塗布することで形成できる。
【0042】
フランジ74が取り外された後のフランジ再装着工程(ステップST4)においては、マーク711c及びマーク743の位置(向き、角度)を揃えるようにスピンドルシャフト711の先端部711aにフランジ74を装着させる。これにより、適切に端面修正されたフランジ装着工程の装着状態に近い装着状態が再現されるので、再装着後の端面修正工程における端面741aの修正量を最小限に留めることができる。
【0043】
ここで、例えば、上述のように端面修正されたフランジ74(
図4B)を、
図4Cに示すように、スピンドルシャフト711の先端部711aに対して回転軸O1の周りに180°回転させた状態で装着させる場合を考える。フランジ74は、マーク711c及びマーク743が揃うようにスピンドルシャフト711に装着された状態で端面741aを修正されている。このため、
図4Cのようにフランジ74を装着させると、端面741aと回転軸O1とのなす角度は90°から大幅にずれて、再装着後の端面修正工程における端面741aの修正量は極端に大きくなってしまう。
【0044】
これに対して、本実施の形態の装着方法では、端面修正されたフランジ74を、マーク711c及びマーク743の位置を揃えるように再装着させるので、フランジ装着工程の装着状態に近い装着状態をフランジ再装着工程で実現できる。つまり、適切に端面修正された状態に近い装着状態が再現されるので、再装着後の端面修正工程における端面741aの研削量を最小限に留めることができる。
【0045】
このように、本実施の形態の装着方法によれば、端面741aを修正されたフランジ74は、スピンドルシャフト(スピンドル)711の先端部(テーパ部)711aのマーク711c及びフランジ74のマーク743の位置を揃えた状態でスピンドルシャフトの先端部(テーパ部)に再装着されるので、適切に端面741aを修正された状態に近い装着状態が再現されて、再装着後の端面741aの修正量を最小限に留めることができる。その結果、フランジ74の装着の度に端面741aの修正を行っても、フランジ74の寿命の低下を抑制できると共に、切削装置1の稼働時間を十分に確保可能になる。
【0046】
なお、本実施の形態では、端面修正工程の後にマーク711c及びマーク743を形成するマーキング工程を行っているが、このマーキング工程は、端面修正工程の前に行うようにしても良い。
【0047】
(実施の形態2)
本実施の形態では、実施の形態1とは異なる装着方法について説明する。なお、本実施の形態の装着方法は、多くの点において実施の形態1の装着方法と共通している。このため、共通する点についての詳細な説明は省略する。
図5は、本実施の形態の装着方法に用いられるブレードユニット7の構成を示す斜視図である。なお、
図5において、
図2と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。また、
図5では、説明の便宜上、ブレードユニット7の構成の一部を省略して示している。
【0048】
本実施の形態の装着方法では、
図5に示すように、スピンドルシャフト711の先端部711a及びフランジ74に、あらかじめマーク(第1のマーク)711c及びマーク(第2のマーク)743の形成されているブレードユニット7を用いる。なお、マーク711c及びマーク743の形成される位置については特に限られない。例えば、マーク743は、フランジ74の端面741a以外の目視可能な位置に形成されていれば良い。
【0049】
本実施の形態の装着方法では、まず、フランジ装着工程において、マーク711c及びマーク743の位置(向き、角度)を揃えるように先端部711aにフランジ74を装着させる。フランジ74の装着後には、端面修正工程を行う。ただし、本実施の形態に用いるブレードユニット7において、マーク711c及びマーク743は既に形成されているので、マーキング工程は行わない。
【0050】
フランジ再装着工程では、マーク711c及びマーク743の位置(向き、角度)を揃えるように先端部711aにフランジ74を再装着させる。つまり、スピンドルシャフト711の先端部711aとフランジ74との位置関係(向き、角度)をブレード装着工程と同じくした状態でフランジ74を再装着させる。これにより、適切に端面741aを修正された状態に近い装着状態が再現されて、再装着後の端面741aの修正量を最小限に留めることができる。その結果、フランジ74の装着の度に端面741aの修正を行っても、フランジ74の寿命の低下を抑制できると共に、切削装置1の稼働時間を十分に確保可能になる。
【0051】
なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施の形態では、マーキング工程において、互いの位置(向き、角度)を揃えるようにスピンドルシャフトの先端部及びフランジにマークを形成しているが、形成されるマークの位置関係は任意である。少なくとも、同様の装着状態を実現できるようにマークが形成されていれば良い。
【0052】
また、マークの形状や数量、大きさ、具体的な形成位置などについても特に限定されない。例えば、円形、三角形、四角形、矢印等の各種図形をマークとして用いることができる。その他、上記実施の形態に係る構成、方法などは、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。