JP2004154915A - 加工装置の温度制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高額な恒温室に配置することなく各機構の温度変化を少なくすることができる加工装置の温度制御装置を提供する。
【解決手段】加工装置の温度制御装置、加工装置を構成する各機構の温度をそれぞれ検出する温度センサーと、各機構の配置領域にそれぞれ温風を供給する温風供給手段と、温度センサーからの検出温度に基づいて温風供給手段を制御する制御手段とを具備している。制御手段は、各機構の保持すべき常温以上の設定温度を記憶する記憶手段を備えており、温度センサーからの検出温度が記憶手段に記憶された設定温度より低い場合には、温風供給手段を作動して設定温度より低い所定の機構の配置領域に温風を供給する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を切削するための切削装置等の加工装置の温度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
当業者には周知の如く、半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリート（切断ライン）によって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路を形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによって回路が形成された領域を分離して個々の半導体チップを製造している。半導体ウエーハのストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと称されている切削装置によって行われている。この切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブル機構と、該チャックテーブル機構に保持された被加工物の切削すべき領域を切削する切削機構と、該チャックテーブル機構を切削送り方向に作動する切削送り機構と、切削機構を割り出し送り方向に作動する割り出し送り機構と、切削機構を切り込み送り方向に作動する切り込み送り機構、チャックテーブル機構に保持された被加工物の切削すべき領域を検出する撮像機構等によって構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した切削装置等の精密加工装置は、各機構に温度変化が生ずると、各機構の構成部材が伸縮して精密加工が不可能になることから、高額な恒温室に配置するとともに、各機構に温度変化が生じないように冷却水等を供給してコントロールしているため、維持費用が高額となる。
【０００４】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、高額な恒温室に配置することなく各機構の温度変化を少なくすることができる加工装置の温度制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、加工装置を構成する各機構の温度をそれぞれ検出する温度センサーと、該各機構の配置領域にそれぞれ温風を供給する温風供給手段と、該温度センサーからの検出温度に基づいて該温風供給手段を制御する制御手段とを具備し、
該制御手段は、該各機構の保持すべき常温以上の設定温度を記憶する記憶手段を備えており、該温度センサーからの検出温度が該記憶手段に記憶された設定温度より低い場合には、該温風供給手段を作動して設定温度より低い所定の機構の配置領域に温風を供給する、
ことを特徴とする加工装置の温度制御装置が提供される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された加工装置の温度制御装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【０００７】
図１には、本発明に従って構成された加工装置としての切削装置の温度制御装置が示されている。
図示の切削装置１は、静止基台２と、該静止基台２に切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構３と、静止基台２に割り出し送り方向である矢印Ｙで示す方向（切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に直角な方向）に移動可能に配設されたスピンドル支持機構４と、該スピンドル支持機構４に切り込み送り方向である矢印Ｚで示す方向（矢印ＸおよびＹで示す方向に直角な方向）に移動可能に配設された切削機構としてのスピンドルユニット５が配設されている。
【０００８】
上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上に矢印Ｘで示す方向に沿って平行に配設された２本の案内レール３１、３２と、該案内レール３１、３２上に矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設された被加工物保持機構としてのチャックテーブル３３と、該チャックテーブル３３を支持するチャックテーブル支持機構３４を具備している。このチャックテーブル支持機構３４は、案内レール３１、３２上に移動可能に配設されたチャックテーブル支持台３４１と、該チャックテーブル支持台３４１上に配設された円筒部材３４２と、該円筒部材３４２の上端に装着されチャックテーブル３３の上面から所定高さ下方に配設された防水カバー３４３を具備している。上記チャックテーブル３３は、円筒部材３４２に配設された図示しない回転軸の上端に取り付けられ、その上面に被加工物である例えば円盤状の半導体ウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。
【０００９】
図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、チャックテーブル３３を２本の案内レール３１、３２に沿って矢印Ｘで示す切削送り方向に移動させるための駆動機構３５を具備している。駆動機構３５は、上記２本の案内レール３１と３２の間に平行に配設された雄ネジロッド３５１と、該雄ネジロッド３５１を回転駆動するためのサーボモータ３５２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３５１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック３５３に回転自在に支持されており、その他端が上記サーボモータ３５２の出力軸に図示しない減速装置を介して伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３５１は、チャックテーブル３３を構成するチャックテーブル支持台３４１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、サーボモータ３５２によって雄ネジロッド３５１を正転および逆転駆動することにより、チャックテーブル３３は案内レール３１、３２に沿って矢印Ｘで示す切削送り方向に移動せしめられる。従って、サーボモータ３５２、雄ネジロッド３５１および軸受ブロック３５３は、チャックテーブルと後述するスピンドルユニットとを切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に相対的に移動する切削送り機構として機能する。
【００１０】
上記スピンドル支持機構４は、静止基台２上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向に沿って平行に配設された２本の案内レール４１、４２と、該案内レール４１、４２上に矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設された可動支持基台４３を具備している。この可動支持基台４３は、案内レール４１、４２上に移動可能に配設された移動支持部４３１と、該移動支持部４３１に取り付けられた装着部４３２とからなっている。装着部４３２は、一側面に矢印Ｚで示す方向に延びる２本の案内レール４３２ａ、４３２ａが平行に設けられている。図示の実施形態におけるスピンドル支持機構４は、可動支持基台４３を２本の案内レール４１、４２に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動させるための駆動機構４４を具備している。駆動機構４４は、上記２本の案内レール４１、４２の間に平行に配設された雄ネジロッド４４１と、該雄ねじロッド４４１を回転駆動するためのパルスモータ４４２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド４４１は、その一端が上記静止基台２に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ４４２の出力軸に図示しない減速装置を介して伝動連結されている。なお、雄ネジロッド４４１は、可動支持基台４３を構成する移動支持部４３１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ４４２によって雄ネジロッド４４１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台４３は案内レール４１、４２に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。従って、パルスモータ４４２および雄ネジロッド４４１等は、チャックテーブルと後述するスピンドルユニットとを切削送り方向（矢印Ｘ方向）と直角な矢印Ｙで示す割り出し送り方向に相対的に移動する割り出し送り機構として機能する。
【００１１】
図示の実施形態のおける切削機構としてのスピンドルユニット５は、ユニットホルダ５１と、該ユニットホルダ５１に取り付けられたスピンドルハウジング５２と、該スピンドルハウジング５２に回転可能に支持された回転スピンドル５３を具備している。ユニットホルダ５１は、上記装着部４３２に設けられた２本の案内レール４３２ａ、４３２ａに摺動可能に嵌合する２本の被案内レール５１ａ、５１ａが設けられており、この被案内レール５１ａ、５１ａを上記案内レール４３２ａ、４３２ａに嵌合することにより、矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動可能に支持される。上記回転スピンドル５３はスピンドルハウジング５２の先端から突出して配設されており、この回転スピンドル５３の先端部に切削ブレード５４が装着されている。切削ブレード５４を装着した回転スピンドル５３は、サーボモータ５５等の駆動源によって回転駆動せしめられる。
【００１２】
図示の実施形態におけるスピンドルユニット５は、ホルダ５１を２本の案内レール４３２ａ、４３２ａに沿って矢印Ｚで示す方向に移動させるための駆動手段５８を具備している。駆動機構５８は、上記駆動機構３５および４４と同様に案内レール４３２ａ、４３２ａの間に配設された雄ネジロッド（図示せず）と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ５８２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ５８２によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、ユニットホルダ５１とスピンドルハウジング５２および回転スピンドル５３を案内レール４３２ａ、４３２ａに沿って矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動せしめる。なお、スピンドルユニット５を構成するスピンドルハウジング５２の前端部には、半導体ウエーハ等の被加工物に形成されたストリート等を撮像するための顕微鏡やＣＣＤカメラ等で構成された撮像機構６が配設されている。
【００１３】
上述した切削装置１は、上記各機構の温度変化を少なくするための温度制御装置７を具備している。図示の温度制御装置７は、上記各機構のうち主要な機構にそれぞれ配設された温度センサーＴＳ１、ＴＳ２、ＴＳ３、ＴＳ４、ＴＳ５、ＴＳ６と、該各温度センサーが配設された機構の配置領域にそれぞれ温風を供給する温風供給手段８と、各温度センサーからの検出温度に基づいて温風供給手段８を制御する制御手段９とからなっている。
【００１４】
上記温度センサーＴＳ１、ＴＳ２、ＴＳ３、ＴＳ４、ＴＳ５、ＴＳ６は、それぞれ配設した機構の温度を検出し、その検出信号を制御手段９に送る。上記温風供給手段８は、温風送風手段８１と、該温風送風手段８１に一端が接続され他端の吹き出し口が上記温度センサーが配設された各機構（Ｎｏ．１，Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６）の配置領域にそれぞれ配設された温風ダクト８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６と、該各温風ダクトにそれぞれ配設された電磁切替え弁Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６とからなっている。制御手段９はマイクロコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）９１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）９２と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９３と、入力インターフェース９４および出力インターフェース９５とを備えている。なお、上記リードオンリメモリ（ＲＯＭ）９２には、図２に示すように上記主要な機構（Ｎｏ．１，Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６）の保持すべき設定温度テーブルが格納されている、従って、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）は、各機構の保持すべき設定温度を記憶する記憶手段として機能する。なお、各機構の設定温度は、常温以上に設定されるとともに、各機構に使用している材料の熱膨張率に基づいて相対的に設定されている。このように構成された制御手段９の入力インターフェース９４には、上記各温度センサーＴＳ１、ＴＳ２、ＴＳ３、ＴＳ４、ＴＳ５、ＴＳ６からの検出信号が入力される。そして、制御手段９の出力インターフェース９５からは、上記温風供給手段８の温風送風手段８１および電磁切替え弁Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６に制御信号を出力する。
【００１５】
図示の実施形態における加工装置の温度制御装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
上記各温度センサーＴＳ１、ＴＳ２、ＴＳ３、ＴＳ４、ＴＳ５、ＴＳ６によって検出された温度信号は、所定周期毎に制御手段９に取り込まれ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９３に一時格納される。そして制御手段９は、各温度センサーによって検出された検出温度とリードオンリメモリ（ＲＯＭ）に格納された図２のテーブルに示す各温度センサーが配設された機構のＮｏ．に対応する設定温度とを比較し、検出温度が設定温度より低い場合には温風送風手段８１を作動するとともに該Ｎｏ．の機構の配置領域に温風を供給する温風ダクトに配設された電磁切替え弁を付勢（ＯＮ）して開路する。例えば、温度センサーＴＳ１によって検出された検出温度が図２のテーブルに示すＮｏ．１の機構の設定温度（４５°Ｃ）より低い場合には、制御手段９は温風送風手段８１を作動するとともに電磁切替え弁Ｖ１を付勢（ＯＮ）して開路する。この結果、温風送風手段８１によって送風された温風（例えば、５０°Ｃ）が電磁切替え弁Ｖ１および温風ダクト８２１を通してＮｏ．１の機構の配置領域に供給され、該機構の温度が上昇せしめられる。そして、温度センサーＴＳ１によって検出される検出温度が図２のテーブルに示すＮｏ．１の機構の設定温度（４５°Ｃ）に達したら、制御手段９は温風送風手段８１の作動を停止するとともに電磁切替え弁Ｖ１を除勢（ＯＦＦ）して閉路する。このような制御を上記各Ｎｏ．の機構に対して実行することにより、各機構を保持すべき所望の設定温度に維持することができる。このように、各機構は保持すべき所望の設定温度に維持されるので、温度変化による構成部材の伸縮が極めて小さくなるため、精密加工が可能となる。なお、各機構の設定温度を常温以上の温度に設定することにより、冷却装置および恒温室が不要となる。
【００１６】
以上、本発明を切削装置に適用した例を示したが、本発明は切削装置に限ることなく他の種々の加工装置に適用することが可能である。
【００１７】
【発明の効果】
本発明による加工装置は以上のように構成され、加工装置を構成する各機構の温度をそれぞれ検出する温度センサーによって検出された検出温度が常温以上に設定された設定温度より低い場合には、温風供給手段を作動して設定温度より低い所定の機構の配置領域に温風を供給するするようにしたので、温風の供給を調整するのみで各機構を保持すべき所望の設定温度に維持することができる。従って、冷却装置を不要とし温度変化による構成部材の伸縮が極めて小さく制御でき、精密加工が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された加工装置の温度制御装置を示す概略構成図。
【図２】図１に示す温度制御装置の制御手段に格納される設定温度テーブル。
【符号の説明】
１：切削装置
２：静止基台
３：チャックテーブル機構
３４：チャックテーブル支持機構
４：スピンドル支持機構
５：スピンドルユニット
６：撮像機構
７：温度制御装置
８：温風供給手段
８１：温風送風手段
８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６：温風ダクト
９：制御手段
ＴＳ１、ＴＳ２、ＴＳ３、ＴＳ４、ＴＳ５、ＴＳ６：温度センサー
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６：電磁切替え弁

Claims (1)

1. 加工装置を構成する各機構の温度をそれぞれ検出する温度センサーと、該各機構の配置領域にそれぞれ温風を供給する温風供給手段と、該温度センサーからの検出温度に基づいて該温風供給手段を制御する制御手段とを具備し、
   該制御手段は、該各機構の保持すべき常温以上の設定温度を記憶する記憶手段を備えており、該温度センサーからの検出温度が該記憶手段に記憶された設定温度より低い場合には、該温風供給手段を作動して設定温度より低い所定の機構の配置領域に温風を供給する、
   ことを特徴とする加工装置の温度制御装置。

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