JP2010253576A - 切削装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】原点検出機構の信頼性を高め、切削装置の稼働率の向上を図る。
【解決手段】チャックテーブル20と、切削ブレード50が一端部に装着されたスピンドル49を支持するスピンドルハウジング48を含む切削手段46と、該切削ブレード50と該チャックテーブル20とを接触させて電気的導通により原点位置を検出する原点検出機構80とを備えた切削装置であって、該原点検出機構80は、3個以上の電極端子90と、該電極端子90の2個の組み合わせを順次選択して該スピンドルの該端面を介して電気的導通が図れているかを確認すると共に、電気的導通が確認された該電極端子90の2個の組み合わせを選定する電極端子選定回路82と、選定された電極端子90と切削ブレード50とチャックテーブル20とを含み、該切削ブレード50が該チャックテーブル20に接触した瞬間の電気的導通を検出する原点検出回路84と、から構成されることを特徴とする。
【選択図】図3

Description

本発明は、切削ブレードの原点位置を検出する原点検出機構を備えた切削装置に関する。
IC、LSI等の数多くのデバイスが表面に形成され、且つ個々のデバイスが分割予定ライン(ストリート)によって区画された半導体ウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置(ダイシング装置)によって分割予定ラインを切削して個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
切削装置は、ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを切削する切削ブレードが装着されたスピンドルを回転可能に支持するスピンドルハウジングを含む切削手段と、切削ブレードとチャックテーブルとを接触させて電気的導通によりチャックテーブルに対する切削ブレードの切り込み方向の原点位置を検出する原点検出機構とを少なくとも備えていて、切削ブレードを適正な切り込み深さに位置づけてウエーハを高精度に切削することができる(実用新案登録第2597808号公報参照)。
従来の原点検出機構は、切削ブレードが装着されたスピンドルの反対側の端部に2個の電極端子(カーボン端子)を配設し、2個の電極端子がスピンドルの端面を介して電気的に導通しているかを確認し、その後、電極端子の1個とスピンドルと切削ブレードとチャックテーブルとを含む閉回路から構成される原点検出回路によって、切削ブレードがチャックテーブルに接触した瞬間の電気的導通を検出して、その時の切削ブレードの位置を切り込み方向の原点位置としている。
実用新案登録第2597808号公報
従来の原点検出機構では、2個の電極端子がスピンドルの端面に接触するように配設されている構成のため、2個の電極端子の電気的導通が図れない場合は電極端子とスピンドルとの接触不良を起こしており、原点検出回路が正常に機能しない恐れがあるので切削装置の稼動を停止して、電極端子の交換をしなければならず切削装置の稼働率の低下を招くという問題がある。
本発明はこのような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、切削ブレードの原点の検出をほぼ確実に行うことができ、稼働率の向上を図ることが可能な切削装置を提供することである。
本発明によると、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャック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が一端部に装着されたスピンドルを回転可能に支持するスピンドルハウジングを含む切削手段と、該切削ブレードと該チャックテーブルとを接触させて電気的導通により該チャックテーブルに対する該切削ブレードの切り込み方向の原点位置を検出する原点検出機構とを備えた切削装置であって、該原点検出機構は、該スピンドルの他端部の端面に接触するように配設された3個以上の電極端子と、該電極端子の2個の組み合わせを順次選択して該スピンドルの該端面を介して電気的導通が図れているかを確認すると共に、電気的導通が確認された該電極端子の2個の組み合わせを選定する電極端子選定回路と、該電極端子選定回路によって選定された電極端子と該スピンドルと該切削ブレードと該チャックテーブルとを含み、該切削ブレードが該チャックテーブルに接触した瞬間の電気的導通を検出して該切削ブレードの切り込み方向の位置を原点とする原点検出回路と、から構成されることを特徴とする切削装置が提供される。
本発明によると、選択した2個の電極端子に接触不良が生じても、接触良好な他の2個の組み合わせの電極端子を見つけだして原点検出回路を構成することができるので、電極端子の接触不良に起因する切削装置の稼動停止の頻度を軽減でき、切削装置の稼働率の向上を図ることができる。
本発明実施形態の切削装置の概略構成図である。 ダイシングテープを介して環状フレームに支持された半導体ウエーハの斜視図である。 本発明実施形態の原点検出機構を備えた切削ユニットの縦断面図である。 実施例の原点検出の手順を示すフローチャートである。 実施例の原点検出の手順を示すフローチャートである。
以下、本発明実施形態に係る切削装置2を図面を参照して詳細に説明する。図1は、切削装置2の概略構成図を示している。切削装置2は、静止基台4上に搭載されたX軸方向に伸長する一対のガイドレール6を含んでいる。
X軸移動ブロック8は、ボール螺子10及びパルスモータ12とから構成されるX軸送り機構(X軸送り手段)14により加工送り方向、即ちX軸方向に移動される。X軸移動ブロック8上には円筒状支持部材22を介してチャックテーブル20が搭載されている。
チャックテーブル20は多孔性セラミックス等から形成された吸着部(吸着チャック)24を有している。チャックテーブル20には図2に示す環状フレームFをクランプする複数(本実施形態では4個)のクランパ26が配設されている。
図2に示すように、切削装置2の加工対象である半導体ウエーハWの表面においては、第1のストリートS1と第2のストリートS2とが直交して形成されており、第1のストリートS1と第2のストリートS2とによって区画された領域に多数のデバイスDが形成されている。
ウエーハWは粘着テープであるダイシングテープTに貼着され、ダイシングテープTの外周部は環状フレームFに貼着されている。これにより、ウエーハWはダイシングテープTを介して環状フレームFに支持された状態となり、図1に示すクランパ26により環状フレームFをクランプすることにより、チャックテーブル20上に支持固定される。
X軸送り機構14は、ガイドレール6に沿って静止基台4上に配設されたスケール16と、スケール16のX座標値を読みとるX軸移動ブロック8の下面に配設された読み取りヘッド18とを含んでいる。読み取りヘッド18は切削装置2のコントローラに接続されている。
静止基台4上には更に、Y軸方向に伸長する一対のガイドレール28が固定されている。Y軸移動ブロック30は、ボール螺子32及びパルスモータ34とから構成されるY軸送り機構(割り出し送り機構)36によりY軸方向に移動される。
Y軸移動ブロック30にはZ軸方向に伸長する一対の(一本のみ図示)ガイドレール38が形成されている。Z軸移動ブロック40は、図示しないボール螺子とパルスモータ42から構成されるZ軸送り機構44によりZ軸方向に移動される。
46は切削ユニット(切削手段)であり、切削ユニット46のスピンドルハウジング48がZ軸移動ブロック40中に挿入されて支持されている。スピンドルハウジング48中にはスピンドルが収容されて、エアベアリングにより回転可能に支持されている。スピンドルはスピンドルハウジング48中に収容された図示しないモータにより回転駆動され、スピンドルの先端部には切削ブレード50が着脱可能に装着されている。
スピンドルハウジング48にはアライメントユニット(アライメント手段)52が搭載されている。アライメントユニット52はチャックテーブル20に保持されたウエーハWを撮像する撮像ユニット(撮像手段)54を有している。切削ブレード50と撮像ユニット54はX軸方向に整列して配置されている。
特に図示しないが、Y軸送り機構36及びZ軸送り機構44も、X軸送り機構14と同様に、ガイドレール28,38に沿って配設されたスケールと、スケールのY座標値又はZ座標値を読み取る読み取りヘッドとを含んでいる。
図3を参照すると、本発明実施形態の原点検出機構80を備えた切削ユニット46の縦断面図が示されている。スピンドルハウジング48の壁内には、軸方向に伸長する環状エア供給路72が形成されており、環状エア供給路72からは軸方向及び円周方向に所定の間隔を空けて複数の第1分岐路72aがそれぞれ中心方向に向けて放射状に形成され、スピンドル49の外周に形成されたラジアルエアベアリング74に連通している。
図示しないエア供給源からの高圧の圧縮エアがスピンドルハウジング48に形成されたエア供給口70を介して環状エア供給路72に供給される。スピンドル49は一体的に形成された環状スラストプレート68を有している。
環状エア供給路72の前方部(図3で左端部)には、環状スラストプレート68の両面に対向させて円周方向に所定の間隔を空けて複数の第2分岐路72bがそれぞれ設けられ、環状スラストプレート68の両側面に形成されたスラストエアベアリング76に連通している。
従って、エア供給源からの圧縮エアが環状エア供給路72、第1及び第2分岐路72a,72bを介してラジアルエアベアリング74、スラストエアベアリング76に供給され、高速回転するスピンドル49を安定して支持する。
62はステーター64及びロータ66からなるサーボモータであり、ロータ66はスピンドル49と一体的に形成され、サーボモータ62はスピンドル49を回転駆動する。スピンドル49の先端(図3では左端)にはマウントフランジ56がねじ58で取り付けられており、このマウントフランジ56に対して外周に切刃50aを有する切削ブレード50が装着され、固定ナット60で固定されている。
スピンドルハウジング48の右端部には開口48aが形成されており、この開口48aを塞ぐようにエンドプレート86がねじ88により取り付けられている。エンドプレート86は、例えば絶縁性の樹脂等から形成される。
原点検出機構80は、電極端子選定回路82と、原点検出回路84とから構成される。電極端子選定回路82は、それぞれスピンドル49(ロータ66)の端面に接触するようにエンドプレート86に装着された4個の電極端子(カーボン端子)90a,90b,90c,90dを含んでいる。
電極端子90aはスイッチS1に接続され、電極端子90bはスイッチS2とスイッチL1に接続され、電極端子90cはスイッチS3とスイッチL2に接続され、電極端子90dはスイッチL3に接続されている。電極端子選定回路82は更に、電源92と、電流計(電流検出回路)94を含んでいる。
原点検出回路84は、電極端子選定回路82より選定された電極端子90a〜90dと、スピンドル49と、切削ブレード50と、チャックテーブル20の金属基台21と、スイッチS0と、電源92と、電流計94を含んでいる。
以下、本発明実施形態に係る切削ブレード50の原点検出の手順について図4及び図5のフローチャートを参照して説明する。切削ブレード50の原点検出を行う際には、サーボモータ62でスピンドル49を駆動して、スピンドル49を30000rpm等の高速で回転させる。これにより、スピンドル49はラジアルエアベアリング74及びスラストエアベアリング76で支持されることになり、スピンドルハウジング48から絶縁される。
まず、ステップS10でスイッチS1とスイッチL1のみをオンにして、電流計94で電気的導通があったか否かを検出する(ステップS11)。肯定判定の場合には、ステップS12でスイッチL1をオフにしスイッチS0をオンにする。次いで、Z軸送り機構44を駆動して切削ブレード50を降下させる(ステップS13)。
切削ブレード50の切刃50aがチャックテーブル20の金属基台21に接触すると、切削ブレード50、チャックテーブル20の金属基台21、スイッチS0、電源92、電流計94、スイッチS1、電極端子90a及びスピンドル49を通る閉回路、即ち原点検出回路84が形成されるため、この閉回路に電流が流れ電流計94により検出される。
よって、電流計94で電流を検出した瞬間を切削ブレード50の切り込み方向(Z軸方向)の原点位置と定め、切削装置2の図示しないコントローラ中のZ軸方向の位置を0にリセットしてメモリに記憶する。
その後のウエーハ等の被加工物の切削は、この原点位置を基準として適正な量の切り込みで被加工物を切削することができる。Z軸方向の原点位置の検出は、切削ブレード50の切刃50aの磨耗の程度を考慮して、定期的に又は任意に実施するようにする。
一方、ステップS11が否定判定の場合には、ステップS14へ進んでスイッチS1とスイッチL2のみをオンとして、電流計94で電気的導通があったか否かを検出する(ステップS15)。
ステップS15が肯定判定の場合には、ステップS16へ進んでスイッチL2をオフにしてスイッチS0をオンにする。次いで、ステップS17で切削ブレード50を降下させ、切削ブレード50の切り込み方向(Z軸方向)の原点位置を検出する。
一方、ステップS15が否定判定の場合には、ステップS18へ進んでスイッチS1とスイッチL3のみをオンにして、電流計94で電気的導通があったか否かを検出する(ステップS19)。
ステップS19が肯定判定の場合には、ステップS20へ進んでスイッチL3をオフにしてスイッチS0をオンにする。次いで、ステップS21で切削ブレード50を降下させ、切削ブレード50のZ軸方向の原点位置を検出する。
一方、ステップS19が否定判定の場合には、ステップS22に進んでスイッチS2とスイッチL2のみをオンにして、電流計94で電気的導通があったか否かを検出する(ステップS23)。
ステップS23が肯定判定の場合には、ステップS24へ進んでスイッチL2をオフにしてスイッチS0をオンにする。次いで、ステップS25で切削ブレード50を降下させ、切削ブレード50のZ軸方向の原点位置を検出する。
一方、ステップS23が否定判定の場合には、ステップS26に進んでスイッチS2とスイッチL3のみをオンにして、電流計94で電気的導通があったか否かを検出する(ステップS27)。
ステップS27が肯定判定の場合には、ステップS28へ進んでスイッチL3をオフにしてスイッチS0をオンにする。次いで、ステップS29で切削ブレード50を降下させ、切削ブレード50のZ軸方向の原点位置を検出する。
一方、ステップS27が否定判定の場合には、ステップS30に進んでスイッチS3とスイッチL3のみをオンにして、電流計94で電気的導通があったか否かを検出する(ステップS31)。
ステップS31が肯定判定の場合には、ステップS32へ進んでスイッチL3をオフにしてスイッチS0をオンにする。次いで、ステップS33で切削ブレード50を降下させ、切削ブレード50のZ軸方向の原点位置を検出する。
一方、ステップS31が否定判定の場合には、全ての電極端子90a〜90dが接触不良と判定されたことになり、ステップS34で原点検出機構80を交換する。
以上説明した実施形態の原点検出機構80によると、電極端子90a〜90dの2個の組み合わせを順次選択して、スピンドル49の端面を介して電気的導通が図れているかを確認すると共に、電気的導通が確認された電極端子90a〜90dの2個の組み合わせを選定する電極端子選定回路82を備えているので、2個の電極端子に接触不良が生じても接触が良好な他の2個の組み合わせの電極端子を見つけ出して原点検出回路84を構成することができる。その結果、電極端子90a〜90dの接触不良に起因する切削装置の稼動停止の頻度を軽減でき、切削装置の稼働率の向上を図ることができる。
尚、上述した実施形態では、電極端子を4個採用して、2個の電極端子の6通りの組み合わせについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電極端子を3個以上設けるようにすればよい。電極端子を3個設けた場合には、2個の電極端子の組み合わせは3通りとなる。
2 切削装置
20 チャックテーブル
21 金属基台
46 切削ユニット
48 スピンドルハウジング
49 スピンドル
50 切削ブレード
50a 切刃
66 ロータ
80 原点検出機構
82 電極端子選定回路
84 原点検出回路
86 エンドプレート
90a〜90d 電極端子
92 電源
94 電流計(電流検出回路)

Claims (1)

  1. 被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャック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が一端部に装着されたスピンドルを回転可能に支持するスピンドルハウジングを含む切削手段と、該切削ブレードと該チャックテーブルとを接触させて電気的導通により該チャックテーブルに対する該切削ブレードの切り込み方向の原点位置を検出する原点検出機構とを備えた切削装置であって、
    該原点検出機構は、
    該スピンドルの他端部の端面に接触するように配設された3個以上の電極端子と、
    該電極端子の2個の組み合わせを順次選択して該スピンドルの該端面を介して電気的導通が図れているかを確認すると共に、電気的導通が確認された該電極端子の2個の組み合わせを選定する電極端子選定回路と、
    該電極端子選定回路によって選定された電極端子と該スピンドルと該切削ブレードと該チャックテーブルとを含み、該切削ブレードが該チャックテーブルに接触した瞬間の電気的導通を検出して該切削ブレードの切り込み方向の位置を原点とする原点検出回路と、
    から構成されることを特徴とする切削装置。
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