(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
被加工物を保持する保持面を有した保持手段と、該保持手段で保持された被加工物を切削する第一切削ブレードと該第一切削ブレードが装着される第一スピンドルと該第一切削ブレードをカバーする第一ブレードカバーとを有した第一切削手段と、該保持手段を挟んで該第一切削ブレードに対向して配設され該保持手段で保持された被加工物を切削する第二切削ブレードと該第二切削ブレードが装着される第二スピンドルと該第二切削ブレードをカバーする第二ブレードカバーとを有した第二切削手段と、を備えた切削装置であって、
該第二切削ブレードに向かって光を投光する第一投光部と該第一投光部で投光された光の反射光を受光する第一受光部とを含み、該第一ブレードカバーに配設され該第二切削ブレードの刃先を検出する第一検出手段と、
該第一切削手段を該第二切削手段に対して移動させる第一移動手段と、
該第一切削ブレードに向かって光を投光する第二投光部と該第二投光部で投光された光の反射光を受光する第二受光部とを含み、該第二ブレードカバーに配設され該第一切削ブレードの刃先を検出する第二検出手段と、
該第二切削手段を該第一切削手段に対して移動させる第二移動手段と、を備え、
該第一投光部と該第二投光部とは、水平方向から鉛直方向へ所定角度傾斜した方向にそれぞれ光を投光することを特徴とする切削装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、上述した検出装置で切れ刃の刃先を適切に検出するには、発光素子及び受光素子の位置を刃先に合わせて調整する必要がある。特に、切れ刃が摩耗し、刃先の位置が大きく変動した場合には、発光素子及び受光素子の位置を調整し直さなくてはならない。
【0006】
しかしながら、このような調整は、切削ブレードによる切削を停止した後にオペレータの手作業で実施されるため、生産性が低下すると共に大きな労力を要してしまうという問題があった。
【0007】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、刃先の検出に要する労力を低減し、生産性の低下を抑制可能な切削装置及び切削方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明によれば、被加工物を保持する保持面を有した保持手段と、該保持手段で保持された被加工物を切削する第一切削ブレードと該第一切削ブレードが装着される第一スピンドルと該第一切削ブレードをカバーする第一ブレードカバーとを有した第一切削手段と、該保持手段を挟んで該第一切削ブレードに対向して配設され該保持手段で保持された被加工物を切削する第二切削ブレードと該第二切削ブレードが装着される第二スピンドルと該第二切削ブレードをカバーする第二ブレードカバーとを有した第二切削手段と、を備えた切削装置であって、該第二切削ブレードに向かって光を投光する第一投光部と該第一投光部で投光された光の反射光を受光する第一受光部とを含み、該第一ブレードカバーに配設され該第二切削ブレードの刃先を検出する第一検出手段と、該第一切削手段を該第二切削手段に対して移動させる第一移動手段と、該第一切削ブレードに向かって光を投光する第二投光部と該第二投光部で投光された光の反射光を受光する第二受光部とを含み、該第二ブレードカバーに配設され該第一切削ブレードの刃先を検出する第二検出手段と、該第二切削手段を該第一切削手段に対して移動させる第二移動手段と、を備え
、該第一投光部と該第二投光部とは、水平方向から鉛直方向へ所定角度傾斜した方向にそれぞれ光を投光することを特徴とする切削装置が提供される。
【0010】
また、本発明において、前記第一移動手段は、前記第一切削手段を鉛直方向に移動させ、前記第二移動手段は、前記第二切削手段を鉛直方向に移動させることが好ましい。
【0011】
また、本発明によれば、前記切削装置を用いて被加工物を切削する切削方法であって、前記第一検出手段の前記第一投光部または前記第二検出手段の前記第二投光部から前記保持テーブルに向かって光を投光して該保持テーブルの前記保持面の高さ位置を検出する保持面高さ検出ステップと、該第二検出手段で前記第一切削ブレードの刃先を検出して該第一切削ブレードの刃先の高さ位置を検出する第一切削ブレード刃先位置検出ステップと、該第一検出手段で前記第二切削ブレードの刃先を検出して該第二切削ブレードの刃先の高さ位置を検出する第二切削ブレード刃先位置検出ステップと、該保持面高さ検出ステップで検出された該保持面の高さ位置と、該第一切削ブレード刃先位置検出ステップで検出された該第一切削ブレードの刃先の高さ位置と、該第二切削ブレード刃先位置検出ステップで検出された該第二切削ブレードの刃先の高さ位置と、に基づいて該第一切削ブレードと該第二切削ブレードを所定の高さ位置に位置付け、被加工物を切削する切削ステップと、を備えたことを特徴とする切削方法が提供される。
【発明の効果】
【0012】
本発明の切削装置は、第一切削手段の第一ブレードカバーに配設され第二切削手段の第二切削ブレードの刃先を検出する第一検出手段と、第一切削手段を第二切削手段に対して移動させる第一移動手段と、を備えるので、第一検出手段を第二切削ブレードに対して移動させることで、第一検出手段を構成する第一投光部及び第一受光部の位置をオペレータが手作業で調整することなく第二切削ブレードの刃先を検出できる。
【0013】
また、本発明の切削装置は、第二切削手段の第二ブレードカバーに配設され第一切削手段の第一切削ブレードの刃先を検出する第二検出手段と、第二切削手段を第一切削手段に対して移動させる第二移動手段と、を備えるので、第二検出手段を第一切削ブレードに対して移動させることで、第二検出手段を構成する第二投光部及び第二受光部の位置をオペレータの手作業で調整することなく第一切削ブレードの刃先を検出できる。
【0014】
このように、本発明によれば、検出手段を構成する投光部及び受光部の位置をオペレータの手作業で調整しなくて済むので、切削ブレードによる切削を完全に停止させることなく刃先を検出できる。つまり、刃先の検出に要する労力を低減し、生産性の低下を抑制できる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
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。
図1は、本実施の形態に係る切削装置の構成例を模式的に示す斜視図である。
図1に示すように、切削装置2は、各構成を支持する基台4を備えている。
【0017】
基台4の上面には、半導体ウェーハ等の被加工物(不図示)を保持するチャックテーブル(保持手段)6が配置されている。チャックテーブル6の下方には、チャックテーブル6をX軸方向(加工送り方向)に移動させるX軸移動手段8が設けられている。
【0018】
基台4の上面後方には、2組の切削手段10(第一切削手段10a、第二切削手段10b)を支持する門型の支持部12が、X軸移動手段8を跨ぐように配置されている。
【0019】
支持部12の前面上部には、各切削手段10をY軸方向(割り出し送り方向)及びZ軸方向(鉛直方向)に移動させる2組の移動手段14(第一移動手段14a、第二移動手段14b)が設けられている。
【0020】
上述のX軸移動手段8は、基台4の上面に固定されX軸方向に平行な一対のX軸ガイドレール16を備える。X軸ガイドレール16には、X軸移動テーブル18がスライド可能に設置されている。
【0021】
X軸移動テーブル18の裏面側(下面側)には、ナット(不図示)が固定されており、このナットには、X軸ガイドレール16と平行なX軸ボールネジ20が螺合されている。
【0022】
X軸ボールネジ20の一端部には、X軸パルスモータ22が連結されている。X軸パルスモータ22でX軸ボールネジ20を回転させれば、X軸移動テーブル18は、X軸ガイドレール16に沿ってX軸方向に移動する。
【0023】
X軸移動テーブル18の表面側(上面側)には、支持台24が設けられている。支持台24の上部には、チャックテーブル6が配置されている。チャックテーブル6は、支持台24の下方に設けられた回転機構(不図示)と連結されており、Z軸の周りに回転する。
【0024】
チャックテーブル6の表面は、被加工物を吸引保持する保持面6aとなっている。この保持面6aには、チャックテーブル6の内部に形成された流路(不図示)を通じて吸引源(不図示)の負圧が作用し、被加工物を吸引する吸引力が発生する。
【0025】
移動手段14は、支持部12の前面に配置されY軸方向に平行な一対のY軸ガイドレール26を備える。Y軸ガイドレール26には、各移動手段14を構成するY軸移動テーブル28(第一Y軸移動テーブル28a、第二Y軸移動テーブル28b)がスライド可能に設置されている。
【0026】
各Y軸移動テーブル28の裏面側(後面側)には、ナット(不図示)が固定されており、このナットには、Y軸ガイドレール26と平行なY軸ボールネジ30(第一Y軸ボールネジ30a、第二Y軸ボールネジ30b)がそれぞれ螺合されている。
【0027】
各Y軸ボールネジ30の一端部には、Y軸パルスモータ32(第一Y軸パルスモータ32a、第二Y軸パルスモータ32b)が連結されている。Y軸パルスモータ32でY軸ボールネジ30を回転させれば、Y軸移動テーブル28は、Y軸ガイドレール26に沿ってY軸方向に移動する。
【0028】
各Y軸移動テーブル28の表面側(前面側)には、Z軸方向にスライド可能なZ軸移動テーブル34(第一Z軸移動テーブル34a、第二Z軸移動テーブル34b)が設けられている。各Z軸移動テーブル34は、各Y軸移動テーブル28の上部に設けられたZ軸パルスモータ36(第一Z軸パルスモータ36a、第二Z軸パルスモータ36b)でZ軸方向に移動する。
【0029】
支持部12の上面には、各Y軸移動テーブル28のY軸方向における位置を測定可能なY軸リニアスケール38が設けられている。また、各Y軸移動テーブル28には、各Z軸移動テーブル34のZ軸方向における位置を測定可能なZ軸リニアスケール(不図示)が設けられている。
【0030】
各Z軸移動テーブル34の下部には、被加工物を切削加工する切削手段10(第一切削手段10a、第二切削手段10b)が設けられている。また、各切削手段10と隣接する位置には、被加工物を撮像するカメラ40(第一カメラ40a、第二カメラ40b)が設置されている。上述のようにY軸移動テーブル28及びZ軸移動テーブル34を移動させることで、各切削手段10及び各カメラ40は、Y軸方向及びZ軸方向に移動する。
【0031】
各切削手段10は、切削ブレード42(第一切削ブレード42a、第二切削ブレード42b(
図3参照))を備えている。各切削ブレード42は、Y軸の周りに回転するスピンドル44(第一スピンドル44a、第二スピンドル44b)(
図3参照)の先端部分に装着されている。
【0032】
図2は、切削ブレード42の周辺構造を模式的に示す斜視図である。なお、
図2では、第一切削ブレード42aの周辺構成を例示しているが、第二切削ブレード42bの周辺構造も同様である。
【0033】
切削手段10の一端側には、
図2に示すように、切削ブレード42を収容するブレードカバー46(第一ブレードカバー46a、第二ブレードカバー46b)が設けられている。切削ブレード42の外周は、下部を除いてブレードカバー46に覆われている。
【0034】
切削ブレード42は、スピンドル44の先端部分に取り付けられたフランジ48(
図3参照)と、固定ナット50とで挟み込まれるように装着されている。この切削ブレード42は、ハブブレードであり、円盤状の支持基台52の外周に、被加工物を切削する切り刃54が固定されている。
【0035】
切り刃54は、ダイヤモンド等の砥粒を結合材料で結合して円環状に形成されており、例えば、10μm〜500μm程度の厚みを有する。なお、本実施の形態では、切削ブレード42としてハブブレードを例示しているが、切削ブレード42の種類は特に限定されない。切削ブレード42として、ワッシャーブレード等を用いてもよい。
【0036】
ブレードカバー46の後部(支持部12側)には、切削ブレード42の下部を挟む略L字状の一対のノズル56が固定されている。ノズル56には、ブレードカバー46の上部に設けられた連結部58を通じて切削水が供給される。ノズル56の先端側には、切削ブレード42と対向するように複数のスリット(不図示)が形成されている。複数のスリットを通じて噴射される切削水によって、加工点は冷却、洗浄される。
【0037】
ブレードカバー46の前部には、切削ブレード42に切削水を供給するための供給孔(不図示)が設けられている。この供給孔は、ブレードカバー46の上部に設けられた連結部60と接続されており、連結部60を通じて供給孔から供給される切削水によって、切れ刃54は冷却、洗浄される。
【0038】
また、ブレードカバー46の前部には、当該ブレードカバー46に対向する別の切削ブレード42の刃先を検出可能な検出手段62(第一検出手段62a、第二検出手段62b)が設けられている。
【0039】
すなわち、第一ブレードカバー46aには、第二切削ブレード42bの刃先を検出可能な第一検出手段62aが設けられており、第二ブレードカバー46bには、第一切削ブレード42aの刃先を検出可能な第二検出手段62bが設けられている。
【0040】
各検出手段62は、対向する切削ブレード42の切り刃54に向けてレーザービーム(光)を放射する投光部64(第一投光部64a、第二投光部64b)と、反射、散乱されたレーザービームを検出する受光部66(第一受光部66a、第二受光部66b)とを含む。
【0041】
投光部64は、レーザービームを斜め下向きに照射できるようにブレードカバー46に取り付けられている。すなわち、投光部64は、水平方向から所定の角度で傾斜された方向に向けてレーザービームを照射する。
【0042】
この構成によれば、切削ブレード42の刃先を検出する際の切削手段10(検出手段62)の移動範囲を狭くして、切削装置2を小型化できる。ただし、投光部64の構成はこれに限定されず、水平方向にレーザービームを照射するように構成されていても良い。
【0043】
例えば、第二切削ブレード42bの刃先を検出する場合、第一投光部64aから、対向する第二切削ブレード42bの切り刃54に向けてレーザービームを照射しつつ、第一検出手段62a(第一切削手段10a)を第一移動手段14aでZ軸方向に移動させる。同時に、第二切削ブレード42bの切り刃54で反射、散乱されるレーザービームを、第一受光部66aで検出する。
【0044】
各切削手段10のZ軸方向における位置は、Z軸リニアスケール等に基づいて既知である。よって、反射、散乱されたレーザービームの強度変化から、第二切削ブレード42bの刃先のZ軸方向における位置(すなわち、高さ位置)を検出できる。同様に、第二検出手段62b(第二切削手段10b)をZ軸方向に移動させることで、第一切削ブレード42aの刃先のZ軸方向における位置を検出できる。
【0045】
なお、この検出手段62は、チャックテーブル6の保持面6aの高さ位置を検出する際にも使用される。具体的には、例えば、第一投光部64aから、保持テーブル6に向けてレーザービームを照射しつつ、第一検出手段62aを第一移動手段14aでZ軸方向に移動させる。
【0046】
同時に、チャックテーブル6で反射、散乱されるレーザービームを、第一受光部66aで検出する。これにより、チャックテーブル6の保持面6aの高さ位置を検出できる。なお、チャックテーブル6の保持面6aの高さ位置を検出する際には、第二検出手段62bを用いても良い。
【0047】
次に、上述した切削装置2を用いる切削方法について説明する。本実施の形態に係る切削方法は、保持面高さ検出ステップと、切削ブレード刃先位置検出ステップと、切削ステップと、を含む。
図3(A)は、本実施の形態に係る切削方法の保持面高さ検出ステップを模式的に示す側面図であり、
図3(B)は、切削ブレード刃先位置検出ステップを模式的に示す側面図である。
【0048】
まず、保持テーブル6の保持面6aの高さ位置を検出する保持面高さ検出ステップを実施する。保持面高さ検出ステップでは、
図3(A)に示すように、第一検出手段62aの第一投光部64aから、保持テーブル6に向けてレーザービームL1を照射しつつ、第一切削手段10a(第一検出手段62a)をZ軸方向に移動させる。
【0049】
同時に、保持テーブル6で反射、散乱されたレーザービームL2を、第一受光部66aで受光する。第一切削手段10aのZ軸方向における位置は、第一Y軸移動テーブル28aに設けられたZ軸リニアスケール等に基づいて既知なので、反射、散乱されたレーザービームL2の強度変化から、保持テーブル6の保持面6aの高さ位置を検出できる。
【0050】
なお、本実施の形態では、第一検出手段62aを用いて保持面6aの高さ位置を検出しているが、保持面高さ検出ステップは第二検出手段62bを用いて実施されてもよい。
【0051】
次に、切削ブレード42の刃先の高さ位置を検出する切削ブレード刃先位置検出ステップを実施する。この切削ブレード刃先位置検出ステップは、第一検出手段62aで第二切削ブレード42bの刃先の高さ位置を検出する第二切削ブレード刃先位置検出ステップと、第二検出手段62bで第一切削ブレード42aの刃先の高さ位置を検出する第一切削ブレード刃先位置検出ステップと、を含む。
【0052】
第二切削ブレード刃先位置検出ステップでは、
図3(B)に示すように、第一検出手段62aの第一投光部64aから、第二切削ブレード42bの切り刃54に向けてレーザービームL3を照射しつつ、第一切削手段10a(第一検出手段62a)を第一移動手段14aでZ軸方向に移動させる。
【0053】
同時に、第二切削ブレード42bの切り刃54で反射、散乱されたレーザービームL4を、第一受光部66aで受光する。この時、第二切削手段10bは所定の位置に固定しておく。
【0054】
上述のように、第一切削手段10aのZ軸方向における位置は、第一Y軸移動テーブル28aに設けられたZ軸リニアスケール等に基づいて既知なので、反射、散乱されたレーザービームL4の強度変化から、第二切削ブレード42bの刃先の高さ位置を検出できる。
【0055】
また、第一切削ブレード刃先位置検出ステップでは、第二検出手段62bの第二投光部64bから、第一切削ブレード42aの切り刃54に向けてレーザービームを照射しつつ、第二切削手段10b(第二検出手段62b)を第二移動手段14bでZ軸方向に移動させる。
【0056】
同時に、第一切削ブレード42aの切り刃54で反射、散乱されたレーザービームを、第二受光部66bで受光する。この時、第一切削手段10aは所定の位置に固定しておく。
【0057】
第二切削手段10bのZ軸方向における位置は、第二Y軸移動テーブル28bに設けられたZ軸リニアスケール等に基づいて既知なので、反射、散乱されたレーザービームの強度変化から、第一切削ブレード42bの刃先の高さ位置を検出できる。
【0058】
保持面高さ検出ステップ、及び切削ブレード刃先位置検出ステップの後には、被加工物を切削する切削ステップを実施する。切削ステップでは、まず、保持面高さ検出ステップで検出された保持面6aの高さ位置と、切削ブレード刃先位置検出ステップで検出された切削ブレード42の刃先の高さ位置とに基づいて、切削ブレード42を所定の高さ位置に位置付ける。
【0059】
その後、高速回転する切削ブレード42をチャックテーブル6上の被加工物に切り込ませる。切削ブレード42の切り込み深さは、保持面高さ検出ステップで検出された保持面6aの高さ位置と、切削ブレード刃先位置検出ステップで検出された切削ブレード42の刃先の高さ位置とに基づいて調整される。これにより、切削ブレード42の摩耗等に関わらず、被加工物を適切に切削できる。
【0060】
なお、適切な切り込み深さを得ることができない程度に切削ブレード42が摩耗している場合には、切削ブレード42を交換する。本実施の形態に係る切削ブレード刃先位置検出ステップでは、切削ブレード42の刃先の高さ位置を検出するので、検出された刃先の高さ位置に基づいて切削ブレード42の使用限界を管理することもできる。
【0061】
以上のように、本実施の形態に係る切削装置2は、第一切削手段10aの第一ブレードカバー46aに配設され第二切削手段10bの第二切削ブレード42bの刃先を検出する第一検出手段62aと、第一切削手段10aを第二切削手段10bに対して移動させる第一移動手段14aと、を備えるので、第一検出手段62aを第二切削ブレード42bに対して移動させることで、第一検出手段62aを構成する第一投光部64a及び第一受光部66aの位置をオペレータが手作業で調整することなく第二切削ブレード42bの刃先を検出できる。
【0062】
また、本実施の形態に係る切削装置2は、第二切削手段10bの第二ブレードカバー46bに配設され第一切削手段10aの第一切削ブレード42aの刃先を検出する第二検出手段62bと、第二切削手段10bを第一切削手段10aに対して移動させる第二移動手段14bと、を備えるので、第二検出手段62bを第一切削ブレード42aに対して移動させることで、第二検出手段62bを構成する第二投光部64b及び第二受光部66bの位置をオペレータの手作業で調整することなく第一切削ブレード42aの刃先を検出できる。
【0063】
また、本実施の形態に係る切削方法によれば、保持面高さ検出ステップで検出された保持面6aの高さ位置と、切削ブレード刃先位置検出ステップで検出された切削ブレード42の刃先の高さ位置とに基づいて、切削ブレード42の高さ位置を調整するので、切削ブレード42をチャックテーブル6に切り込ませる接触セットアップを実施する必要がない。そのため、チャックテーブル6及び切削ブレード42の交換頻度を低減できる。
【0064】
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、保持面高さ検出ステップを実施した後に、切削ブレード刃先位置検出ステップを実施しているが、切削ブレード刃先位置検出ステップを実施してから、保持面高さ検出ステップを実施しても良い。
【0065】
また、上述した切削ブレード刃先位置検出ステップにおいて、第二切削ブレード刃先位置検出ステップと、第一切削ブレード刃先位置検出ステップとは、いずれを先に実施しても良い。
【0066】
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。