KR20200144463A - 수정 방법 - Google Patents

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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

(과제) 절삭 장치를 사용하여 에지 트리밍을 실시하기 전에, 척 테이블의 회전축에 평행한 직선에 대하여 유지면이 거의 직교하도록 유지면을 수정한다.
(해결 수단) 피가공물을 유지면에서 흡인하여 유지할 수 있고 또한 소정의 회전축의 둘레로 회전할 수 있는 척 테이블과, 절삭날을 갖는 절삭 블레이드가 장착되고 절삭 블레이드의 회전축이 되는 스핀들을 포함하는 절삭 유닛을 구비하는 절삭 장치의 유지면의 높이를 수정하는 수정 방법으로서, 척 테이블을 회전시키는 회전 스텝과, 회전하고 있는 척 테이블의 유지면에, 스핀들을 회전축으로 하여 회전하고 있는 절삭 블레이드의 하단을 접촉시킴으로써, 유지면을 절삭하여, 유지면의 높이를 수정하는 절삭 스텝을 구비하는 수정 방법을 제공한다.

Description

수정 방법{CORRECTION METHOD}
본 발명은, 절삭 장치의 척 테이블의 유지면 높이를 수정하는 수정 방법에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼로 대표되는 판 형상의 피가공물을 절삭할 때에는, 예를 들어 피가공물을 유지하는 척 테이블과, 고리 형상의 절삭 블레이드를 장착한 절삭 유닛을 구비하는 절삭 장치가 사용된다. 절삭 유닛은, 예를 들어 스핀들과, 스핀들의 일단측에 장착되는 원고리 형상의 절삭 블레이드와, 스핀들의 타단측에 장착되는 회전 구동원을 갖는다.
피가공물을 절삭하는 경우에는, 척 테이블의 유지면에서 피가공물의 일면측을 유지한 상태에서, 회전하고 있는 절삭 블레이드의 하단을 피가공물의 일면보다 낮은 위치에 위치 매김한다. 그리고, 척 테이블과 절삭 유닛을 상대적으로 이동시킴으로써, 이 이동의 경로를 따라 피가공물을 절삭한다.
그런데, 피가공물의 이면측을 연삭함으로써 피가공물을 박화 (薄化) 시킬 때에는, 예를 들어 피가공물을 유지하는 척 테이블과, 척 테이블의 상방에 배치된 연삭 유닛을 구비하는 연삭 장치가 사용된다.
연삭 유닛은, 예를 들어 원고리 형상의 연삭 휠과, 연삭 휠의 상면측이 장착되는 원반 형상의 휠 마운트와, 연삭 휠과는 반대측에 위치하는 휠 마운트의 상면측에 고정되는 스핀들을 갖는다. 또, 연삭 휠의 하면측에는, 복수의 연삭 지석이 고리 형상으로 형성되어 있다.
피가공물을 연삭하는 경우에는, 피가공물의 표면측을 척 테이블에서 유지한 상태에서 척 테이블을 회전시키고, 또한, 연삭 유닛의 스핀들을 회전축으로 하여 연삭 휠을 척 테이블과 동일한 방향으로 회전시킨다. 그리고, 연삭 휠의 하면측을 피가공물의 이면측에 대고 누름으로써, 피가공물의 이면측을 연삭한다.
그러나, 원반 형상의 피가공물은, 통상적으로 외주부 (外周部) 에 베벨을 갖기 때문에, 피가공물을 연삭해서 박화시키면, 피가공물의 외주부에서 단면 형상이 나이프 에지와 같이 예리하게 날카로워진다. 나이프 에지가 형성되면, 외주부를 기점으로 피가공물이 파손되기 쉬워진다.
그래서, 연삭시 외주부의 파손을 방지하기 위해서, 먼저, 피가공물의 표면측의 외주부를 소정 두께만큼 절삭 장치로 절삭함으로써 제거하고 (즉, 에지 트리밍을 실시하고), 그 후, 피가공물의 이면측을 연삭 장치로 연삭하는 기술이 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
에지 트리밍을 실시하는 경우, 먼저, 피가공물의 이면측을 절삭 장치의 척 테이블에서 유지한다. 이어서, 스핀들을 회전축으로 하여 회전시킨 절삭 블레이드를 피가공물의 표면측의 외주부에 절입한 상태에서, 척 테이블을 회전시킨다.
에지 트리밍을 실시하는 경우에는, 척 테이블의 유지면과 절삭 블레이드의 하단의 위치를 검출함으로써, 절삭 블레이드의 피가공물에 대한 절입 깊이를 ㎛ 단위의 정밀도로 제어한다. 이와 같이 절입 깊이를 ㎛ 단위의 정밀도로 제어하기 위해서는, 척 테이블의 회전축에 평행한 직선에 대하여 유지면이 거의 직교하는 것이 바람직하다.
일본 공개특허공보 2000-173961호
그러나, 척 테이블이 재치 (載置) 되는 테이블 기대 (基臺) 의 재치면 높이의 편차, 척 테이블의 두께의 편차, 척 테이블의 회전축의 기울기 등의 복수의 요인에 의해 척 테이블의 회전축에 대하여 유지면이 기울어져 있는 경우가 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 절삭 장치를 사용하여 에지 트리밍을 실시하기 전에, 척 테이블의 회전축에 평행한 직선에 대하여 유지면이 거의 직교하도록 유지면을 수정하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 피가공물을 유지면에서 흡인하여 유지할 수 있고 또한 소정의 회전축의 둘레로 회전할 수 있는 척 테이블과, 절삭날을 갖는 절삭 블레이드가 장착되고 그 절삭 블레이드의 회전축이 되는 스핀들을 포함하는 절삭 유닛을 구비하는 절삭 장치의 그 유지면의 높이를 수정하는 수정 방법으로서, 그 척 테이블을 회전시키는 회전 스텝과, 회전하고 있는 그 척 테이블의 그 유지면에, 그 스핀들을 회전축으로 하여 회전하고 있는 그 절삭 블레이드의 하단을 접촉시킴으로써, 그 유지면을 절삭하여, 그 유지면의 높이를 수정하는 절삭 스텝을 구비하는 수정 방법이 제공된다.
바람직하게는 그 절삭 스텝은, 그 절삭 블레이드를 그 척 테이블의 외주보다 외측에 위치 매김한 상태에서, 그 절삭 블레이드의 두께 미만의 거리, 그 절삭 유닛을 그 회전축과 평행한 산출 이송 방향으로 이동시키는 산출 이송 스텝과, 그 절삭 블레이드의 그 산출 이송 방향의 위치를 소정 시간 고정시키는 산출 이송 방향 위치 고정 스텝을 포함하고, 그 절삭 스텝에서는, 그 산출 이송 스텝과 그 산출 이송 방향 위치 고정 스텝을 반복함으로써, 그 유지면의 전체가 절삭된다.
또한, 바람직하게는 그 절삭 스텝에서는, 회전하고 있는 그 유지면에 그 절삭 블레이드의 하단을 접촉시킨 상태에서, 그 절삭 유닛을 그 회전축과 평행한 산출 이송 방향으로 이동시킴으로써, 그 유지면을 그 척 테이블의 그 회전축을 따른 방향에서 본 경우에, 그 유지면의 적어도 일부를 나선 형상으로 절삭한다.
본 발명의 일 양태에 관련된 척 테이블의 수정 방법에서는, 소정의 회전축의 둘레로 회전하고 있는 척 테이블의 유지면에, 스핀들을 회전축으로 하여 회전하는 절삭 블레이드의 하단을 접촉시킴으로써 유지면을 절삭하여, 유지면의 높이를 수정한다.
이로써, 유지면의 높이를 수정하기 전에, 테이블 기대의 재치면 높이의 편차, 척 테이블의 두께의 편차, 척 테이블의 회전축의 기울기 등이 존재하였더라도, 척 테이블의 회전축에 평행한 직선에 대하여 유지면을 거의 직교시킬 수 있다. 따라서, 유지면의 높이를 수정하지 않은 경우에 비해서, 에지 트리밍시에 절삭 블레이드의 피가공물에 대한 절입 깊이를 높은 정밀도로 제어할 수 있다.
도 1 은, 제 1 실시형태의 절삭 장치의 사시도이다.
도 2 는, 절삭 블레이드로 유지면을 수정할 때의 척 테이블 등의 일부 단면 측면도이다.
도 3(A) 는 척 테이블의 외주부 근방의 확대 단면도이고, 도 3(B) 는 도 3(A) 의 상면도이다.
도 4 는, 제 1 실시형태의 척 테이블의 수정 방법의 플로도이다.
도 5 는, 제 2 실시형태의 척 테이블 등의 일부 단면 측면도이다.
도 6(A) 는 척 테이블의 외주부 근방의 확대 단면도이고, 도 6(B) 는 척 테이블의 상면도이다.
도 7 은, 제 2 실시형태의 척 테이블의 수정 방법의 플로도이다.
첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 일 양태에 관련된 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1 은, 제 1 실시형태의 절삭 장치 (2) 의 사시도이다. 절삭 장치 (2) 는, 각 구성 요소가 탑재되는 기대 (4) 를 구비한다.
기대 (4) 의 상면에는, X 축 이동 기구 (가공 이송 유닛) (6) 가 형성되어 있다. X 축 이동 기구 (6) 는, X 축 방향 (가공 이송 방향, 전후 방향) 에 대체로 평행한 1 쌍의 X 축 가이드 레일 (8) 을 갖고, X 축 가이드 레일 (8) 에는, X 축 이동 테이블 (10) 이 슬라이드할 수 있게 부착되어 있다.
X 축 이동 테이블 (10) 의 하면 (이면) 측에는, 너트부 (도시하지 않음) 가 형성되어 있고, 이 너트부에는, X 축 가이드 레일 (8) 에 평행한 X 축 볼 나사 (12) 가 회전할 수 있는 양태로 연결되어 있다.
X 축 볼 나사 (12) 의 일단부에는, X 축 펄스 모터 (14) 가 연결되어 있다. X 축 펄스 모터 (14) 로 X 축 볼 나사 (12) 를 회전시킴으로써, X 축 이동 테이블 (10) 은, X 축 가이드 레일 (8) 을 따라 X 축 방향으로 이동한다.
X 축 이동 테이블 (10) 의 상면측 (표면측) 에는, 원기둥 형상의 θ 테이블 (16) 이 형성되어 있다. θ 테이블 (16) 은 모터 등의 회전 구동원 (도시하지 않음) 을 구비하고 있고, θ 테이블 (16) 상에는 테이블 기대 (18a) 등이 형성되어 있다.
테이블 기대 (18a) 는 대략 원기둥 형상을 가지며, θ 테이블 (16) 의 상면에 연결되어 있다. 테이블 기대 (18a) 의 주위에는 테이블 커버 (18b) 가 형성되어 있고, 이 테이블 커버 (18b) 의 X 축 방향의 측방에는, 신축 가능한 벨로우즈 형상의 커버 부재 (도시하지 않음) 가 형성되어 있다.
테이블 커버 (18b) 및 커버 부재는, X 축 이동 테이블 (10) 을 포함하는 X 축 이동 기구 (6) 의 상방을 덮고 있다. 테이블 기대 (18a) 의 상면에는, 원반 형상의 척 테이블 (20) 이 형성되어 있다.
척 테이블 (20) 은, 테이블 기대 (18a) 를 개재하여 θ 테이블 (16) 에 연결되어 있다. 그러므로, 척 테이블 (20) 은, Z 축 방향 (절입 이송 방향, 상하 방향) 에 대체로 평행한 소정의 회전축 (A) (도 2 참조) 의 둘레로 회전할 수 있다.
척 테이블 (20) 은, 프레임체 (20a) 를 갖는다. 프레임체 (20a) 는, 스테인리스강 등의 금속으로 형성되어 있고, 상면측에 오목부를 갖는다. 프레임체 (20a) 의 오목부에는, 유지 플레이트 (20b) 가 고정되어 있다.
유지 플레이트 (20b) 는, 예를 들어 다공질 세라믹스로 형성되어 있다. 유지 플레이트 (20b) 는, 프레임체 (20a) 에 형성되어 있는 유로를 개재하여 이젝터 등의 흡인원 (도시하지 않음) 에 접속되어 있다. 흡인원을 동작시키면, 유지 플레이트 (20b) 의 상면에는 부압이 발생한다.
척 테이블 (20) 상에는, 예를 들어 피가공물 (11) 이 재치된다. 피가공물 (11) 은, 예를 들어 실리콘 등의 반도체로 형성된 원반 형상의 웨이퍼이고, 그 상면 (표면) 측에, 디바이스 영역과, 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역을 갖는다.
디바이스 영역은, 격자 형상으로 배열된 분할 예정 라인 (스트리트) 으로 더욱 복수의 영역으로 구획되어 있고, 각 영역에는, IC (Integrated Circuit), LSI (Large Scale Integration) 등의 디바이스가 형성되어 있다.
피가공물 (11) 의 이면측을, 프레임체 (20a) 및 유지 플레이트 (20b) 의 각 상면에 접촉시킨 상태에서 부압을 발생시키면, 피가공물 (11) 은 척 테이블 (20) 에 의해 유지된다. 그러므로, 본 실시형태에서는, 프레임체 (20a) 의 상면과 유지 플레이트 (20b) 의 상면을 합쳐서, 척 테이블 (20) 의 유지면 (20c) 으로 칭한다. 피가공물 (11) 은, 이 유지면 (20c) 에서 흡인되어 유지된다.
기대 (4) 의 상면에는, X 축 이동 기구 (6) 를 걸치는 도어형 지지 구조 (30) 가 형성되어 있다. 지지 구조 (30) 의 앞면 상부에는, 2 세트의 절삭 유닛 이동 기구 (산출 이송 유닛 및 절입 이송 유닛) (32) 가 형성되어 있다.
각 절삭 유닛 이동 기구 (32) 는, 지지 구조 (30) 의 앞면에 배치되고 Y 축 방향 (산출 이송 방향, 좌우 방향) 에 대체로 평행한 1 쌍의 Y 축 가이드 레일 (34) 을 공통으로 구비한다. Y 축 가이드 레일 (34) 에는, 각 절삭 유닛 이동 기구 (32) 를 구성하는 Y 축 이동 플레이트 (36) 가 슬라이드할 수 있게 부착되어 있다.
각 Y 축 이동 플레이트 (36) 의 이면측에는, 너트부 (도시하지 않음) 가 형성되어 있다. 각 너트부에는, Y 축 가이드 레일 (34) 에 대체로 평행한 Y 축 볼 나사 (38) 가 회전할 수 있는 양태로 연결되어 있다.
각 Y 축 볼 나사 (38) 의 일단부에는, Y 축 펄스 모터 (40) 가 연결되어 있다. Y 축 펄스 모터 (40) 로 Y 축 볼 나사 (38) 를 회전시키면, Y 축 이동 플레이트 (36) 는, Y 축 가이드 레일 (34) 을 따라 Y 축 방향으로 이동한다.
각 Y 축 이동 플레이트 (36) 의 앞면 (표면) 에는, Z 축 방향에 대체로 평행한 1 쌍의 Z 축 가이드 레일 (42) 이 형성되어 있다. Z 축 가이드 레일 (42) 에는, Z 축 이동 플레이트 (44) 가 슬라이드할 수 있게 부착되어 있다.
각 Z 축 이동 플레이트 (44) 의 이면측에는, 너트부 (도시하지 않음) 가 형성되어 있다. 각 너트부에는, Z 축 가이드 레일 (42) 에 평행한 Z 축 볼 나사 (46) 가 회전할 수 있는 양태로 연결되어 있다.
각 Z 축 볼 나사 (46) 의 일단부에는, Z 축 펄스 모터 (48) 가 연결되어 있다. Z 축 펄스 모터 (48) 로 Z 축 볼 나사 (46) 를 회전시키면, Z 축 이동 플레이트 (44) 는, Z 축 가이드 레일 (42) 을 따라 Z 축 방향으로 이동한다.
또, 척 테이블 (20) 에 대한 절삭 유닛 (50) 의 X 축 방향의 위치는, X 축 펄스 모터 (14) 에 입력되는 펄스 신호의 펄스수를 이용하여 특정할 수 있다. 또한, 척 테이블 (20) 에 대한 절삭 유닛 (50) 의 Y 축 방향의 위치는, Y 축 펄스 모터 (40) 에 입력되는 펄스 신호의 펄스수를 이용하여 특정할 수 있다. 마찬가지로 척 테이블 (20) 에 대한 절삭 유닛 (50) 의 Z 축 방향의 위치는, Z 축 펄스 모터 (48) 에 입력되는 펄스 신호의 펄스수를 이용하여 특정할 수 있다.
각 Z 축 이동 플레이트 (44) 의 하부에는, 피가공물 (11) 등을 절삭하기 위한 절삭 유닛 (50) 이 고정되어 있다. 또한, 각 절삭 유닛 (50) 에 인접하는 위치에는, 피가공물 (11) 을 촬상하기 위한 카메라 (52) 가 형성되어 있다. 카메라 (52) 도, 절삭 유닛 (50) 과 마찬가지로 Z 축 이동 플레이트 (44) 의 하부에 고정되어 있다.
절삭 유닛 (50) 은, 스핀들 (54) (도 2 참조) 을 갖는다. 스핀들 (54) 의 일단측에는, 외주부에 절삭날을 갖는 고리 형상의 절삭 블레이드 (56) 가 장착되어 있다. 절삭 블레이드 (56) 는, 예를 들어 합성 다이아몬드로 형성된 입경 ＃400 의 지립 (砥粒) 과 레진 본드로 구성된 절삭날을 갖는 허브형 절삭 블레이드이다.
절삭 블레이드 (56) 는, 피가공물 (11) 을 복수의 칩으로 개편화 (個片化) 시키는 경우에 사용되는 1 mm 미만 폭의 절삭날보다 넓은 폭의 절삭날, 예를 들어 1 mm 이상 3 mm 이하의 비교적 넓은 폭의 절삭날을 구비한다. 본 실시형태의 절삭 블레이드 (56) 의 절삭날은, 3 mm 의 폭을 갖는다.
스핀들 (54) 의 타단측에는, 회전 구동원이 되는 모터 (58) 가 연결되어 있다 (도 2 참조). 모터 (58) 를 동작시키면, 절삭 블레이드 (56) 는, 스핀들 (54) 을 회전축 (B) 으로 하여 회전시킨다 (도 2 참조). 이 회전축 (B) 은, Y 축 방향에 대체로 평행하므로, X 축 및 Z 축 방향에 대하여 대체로 수직이 된다.
절삭 블레이드 (56) 의 근방에는, 피가공물 (11), 절삭 블레이드 (56) 등에 순수 등의 절삭액을 공급하는 절삭액 공급 노즐 (60) 이 형성되어 있다. 또한, 절삭 블레이드 (56) 의 하방에는, 절삭 블레이드 (56) 의 하단의 위치 (높이) 를 검출하는 블레이드 위치 검출 유닛 (62) 이 형성되어 있다.
X 축 이동 기구 (6), θ 테이블 (16), 절삭 유닛 이동 기구 (32), 절삭 유닛 (50), 카메라 (52), 블레이드 위치 검출 유닛 (62) 등은, 각각 제어부 (도시하지 않음) 에 접속되어 있다. 제어부는, 피가공물 (11) 의 가공 조건 등에 맞춰서 절삭 유닛 (50) 등을 제어한다.
제어부는, CPU (Central Processing Unit) 등의 처리 장치나 플래쉬 메모리 등의 기억 장치를 포함하는 컴퓨터에 의해 구성된다. 기억 장치에 기억되는 프로그램 등의 소프트웨어에 따라 처리 장치를 동작시킴으로써, 제어부는, 소프트웨어와 처리 장치 (하드웨어 자원) 가 협동한 구체적 수단으로서 기능한다.
다음으로, 절삭 장치 (2) 를 사용한 척 테이블 (20) 의 수정 방법에 대해서 설명한다. 본 실시형태에서는, 유지면 (20c) 에 피가공물 (11) 을 재치하지 않고, 유지면 (20c) 에 절삭 블레이드 (56) 를 직접 절입함으로써, 척 테이블 (20) 의 유지면 (20c) 의 높이를 수정한다.
먼저, 척 테이블 (20) 의 외주보다 외측의 소정 위치에 위치하는 절삭 블레이드 (56) 를, 회전축 (B) 의 둘레로 소정의 회전수로 회전시킨다. 그리고, 절삭 블레이드 (56) 를 회전시킨 상태에서, 절삭 블레이드 (56) 의 하단을 유지면 (20c) 에 절입하는 높이에 위치 매김한다 (블레이드 위치 조정 스텝 (S10)).
예를 들어, 절삭 블레이드 (56) 를 30000 rpm 으로 회전시킨 상태에서, 절삭 블레이드 (56) 의 높이를 조정하여, 절삭 블레이드 (56) 의 하단을 Z 축 방향에서 유지면 (20c) 보다 6 ㎛ 하방에 위치 매김한다. 이 때, 블레이드 위치 검출 유닛 (62) 을 사용하여 절삭 블레이드 (56) 의 하단의 높이를 검출하면서, Z 축 펄스 모터 (48) 등을 사용하여 절삭 블레이드 (56) 의 하단의 높이 위치를 고정밀도로 조정한다.
블레이드 위치 조정 스텝 (S10) 후, 척 테이블 (20) 을 회전축 (A) (도 2 참조) 의 둘레로 소정의 속도 (예를 들어, 3 deg/s 이상 10 deg/s 이하의 소정값) 로 회전시킨다 (회전 스텝 (S20)). 또, 척 테이블 (20) 및 절삭 블레이드 (56) 의 회전은, 척 테이블 (20) 의 수정이 종료될 때까지 계속시킨다.
그런데, 회전 스텝 (S20) 은, 블레이드 위치 조정 스텝 (S10) 전에 실시되어도 되고, 회전 스텝 (S20) 및 블레이드 위치 조정 스텝 (S10) 은 동시에 실시되어도 된다.
S10 및 S20 후, X 축 이동 기구 (6) 를 사용하여 절삭 유닛 (50) 에 대하여 척 테이블 (20) 을 X 축 방향으로 이동시켜, 회전하고 있는 절삭 블레이드 (56) 의 하단을 유지면 (20c) 에 접촉시킨다 (절삭 스텝 (S30)). 이로써, 유지면 (20c) 은 절삭되어 높이가 수정된다.
도 2 는, 절삭 블레이드 (56) 로 유지면 (20c) 을 수정할 때의 척 테이블 (20) 등의 일부 단면 측면도이다. 또, 도 2 에서는, Z 축 이동 플레이트 (44) 를 생략하였고, 척 테이블 (20) 만 단면이 도시되어 있다.
절삭 스텝 (S30) 에 대해서 보다 상세하게 설명한다. 절삭 스텝 (S30) 에서는, 먼저, 척 테이블 (20) 을 X 축 방향의 일방측에 가공 이송하여, 절삭 블레이드 (56) 의 하단을, 척 테이블 (20) 의 외주보다 외측의 소정 위치로부터 척 테이블 (20) 의 소정 위치에 위치 매김한다 (제 1 가공 이송 스텝 (S32)).
제 1 가공 이송 스텝 (S32) 에서는, 예를 들어 척 테이블 (20) 의 회전 중심 (C) (즉, 유지면 (20c) 과 회전축 (A) 이 교차하는 위치) 을 통과하고 또한 Y 축과 평행한 하나의 반경 (D) 의 위치에 절삭 블레이드 (56) 의 하단을 이동시킨다.
또, S10 및 S20 후의 시점에서는, 절삭 블레이드 (56) 의 Y 축 방향의 위치는 유지면 (20c) 의 외주부에 위치 매김되어 있으므로, 제 1 가공 이송 스텝 (S32) 에 의해 유지면 (20c) 의 외주부는 고리 형상으로 절삭되어, 유지면 (20c) 의 외주부의 높이가 수정된다.
상기 서술한 바와 같이 본 실시형태의 절삭 블레이드 (56) 의 절삭날은, 피가공물 (11) 을 복수의 칩으로 개편화시키는 경우에 사용되는 절삭 블레이드의 절삭날보다 폭이 넓다. 그러므로, 척 테이블 (20) 을 효율적으로 절삭할 수 있다.
제 1 가공 이송 스텝 (S32) 후, 척 테이블 (20) 을 X 축 방향의 타방측에 가공 이송함으로써, 절삭 블레이드 (56) 의 하단을, 척 테이블 (20) 의 소정 위치로부터 척 테이블 (20) 의 외주보다 외측의 소정 위치로 되돌린다 (제 2 가공 이송 스텝 (S34)).
이와 같이 제 1 가공 이송 스텝 (S32) 및 제 2 가공 이송 스텝 (S34) 에서는, 척 테이블 (20) 및 절삭 블레이드 (56) 가, X 축 방향 (가공 이송 방향) 으로만 상대적으로 이동된다.
요컨대, S32 및 S34 의 사이, Y 축 방향 (산출 이송 방향) 의 위치는, 소정 시간 고정된다. 그러므로, 본 실시형태에서는, S32 및 S34 를 합쳐서, 산출 이송 방향 위치 고정 스텝 (S36) 으로 칭한다.
산출 이송 방향 위치 고정 스텝 (S36) 후, 유지면 (20c) 의 전체가 절삭되었는지의 여부를 판정한다 (판정 스텝 (S37)). 예를 들어, 상기 서술한 제어부가, 산출 이송 방향 위치 고정 스텝 (S36) 이후의 절삭 블레이드 (56) 의 Y 축 방향의 위치가, 회전 중심 (C) 의 Y 축 방향의 위치에 위치하고 있는지의 여부를 판정함으로써, 유지면 (20c) 의 전체가 절삭되었는지의 여부를 판정한다.
판정 스텝 (S37) 에서 YES 인 경우, 척 테이블 (20) 의 수정을 종료한다. 이에 대해, 본 실시형태에서는, 절삭 블레이드 (56) 가 회전 중심 (C) 의 Y 축 방향의 위치에는 위치하지 않으므로, 판정 스텝 (S37) 에서 NO 가 된다. 이 경우, 절삭 유닛 (50) 은, 산출 이송 방향으로 이동된다 (산출 이송 스텝 (S38)).
본 실시형태의 산출 이송 스텝 (S38) 에서는, 절삭 블레이드 (56) 를 X 축 방향에 있어서 척 테이블 (20) 의 외주보다 외측에 위치 매김한 상태에서, 산출 이송 방향을 따라 유지면 (20c) 의 내측에 절삭 블레이드 (56) 의 두께 미만의 거리만큼 절삭 유닛 (50) 을 이동시킨다.
예를 들어, 산출 이송 스텝 (S38) 에서는, 산출 이송 방향을 따라 유지면 (20c) 의 내측에 절삭 유닛 (50) 을 2.5 mm 만큼 이동시킨다. 그리고, 재차, S32 및 S34, 즉 산출 이송 방향 위치 고정 스텝 (S36) 을 실시한다.
이 재차의 산출 이송 방향 위치 고정 스텝 (S36) 에 있어서의 절삭 블레이드 (56) 의 하단의 폭 방향의 중심의 궤적은, 예를 들어 도 3(A) 및 도 3(B) 에 나타내는 경로 (E1) 가 된다. 도 3(A) 는, 척 테이블 (20) 의 외주부 근방의 확대 단면도이다. 도 3(B) 는, 도 3(A) 의 상면도이다.
도 3(A) 에 나타낸 바와 같이, 수정 후의 유지면인 수정면 (20d) 의 높이는, 수정 전의 유지면 (20c) 보다 낮아진다. 산출 이송 방향 위치 고정 스텝 (S36) 후, 판정 스텝 (S37) 에서 NO 인 경우, 재차, 절삭 유닛 (50) 을 절삭 블레이드 (56) 의 두께 미만의 거리만큼 이동시킨다 (산출 이송 스텝 (S38)).
그리고, 재차, 산출 이송 방향 위치 고정 스텝 (S36) 을 실시한다. 이 경우 절삭 블레이드 (56) 의 하단의 폭 방향의 중심의 궤적은, 예를 들어 도 3(A) 및 도 3(B) 에 나타내는 경로 (E2) 가 된다.
본 실시형태에서는, 산출 이송 스텝 (S38) 에서 절삭 블레이드 (56) 를 그 두께 미만의 거리만큼 Y 축 방향으로 이동시키므로, 도 3(A) 에 나타낸 바와 같이, 경로 (E1) 와 경로 (E2) 에서 절삭 블레이드 (56) 의 이동 영역은 일부 겹친다. 이로써, 유지면 (20c) 에 있어서의 미 (未) 절삭 영역의 발생을 방지할 수 있다.
또한 그 후의 판정 스텝 (S37) 에서 NO 인 경우, 재차, 절삭 유닛 (50) 을 절삭 블레이드 (56) 의 두께 미만의 거리만큼 이동시켜 (S38), 유지면 (20c) 을 절삭한다 (S36). 이 경우의 절삭 블레이드 (56) 의 하단의 폭 방향의 중심의 궤적은, 예를 들어 도 3(A) 및 도 3(B) 에 나타내는 경로 (E3) 가 된다.
이와 같이 S37 에서 YES 가 될 때까지, 산출 이송 방향 위치 고정 스텝 (S36) 과 산출 이송 스텝 (S38) 을 반복하여, 유지면 (20c) 의 전체를 절삭하고, 유지면 (20c) 의 높이를 수정한다. 이로써, 수정면 (20d) 을 형성한다. 또, 도 4 는, 제 1 실시형태의 척 테이블 (20) 의 수정 방법의 플로도이다.
상기 서술한 유지면 (20c) 의 수정 방법으로 형성되는 수정면 (20d) 은, 척 테이블 (20) 의 회전축 (A) 에 평행한 직선에 대하여 거의 직교하게 된다. 그러므로, 테이블 기대 (18a) 의 재치면 높이의 편차, 척 테이블 (20) 의 두께의 편차, 척 테이블 (20) 의 회전축 (A) 의 기울기 등이 존재하였더라도, 이것들의 영향을 상쇄하여, 회전축 (A) 에 평행한 직선에 대하여 수정면 (20d) 을 거의 직교시킬 수 있다.
유지면 (20c) 의 수정 후, 피가공물 (11) 의 표면측의 외주부를 고리 형상으로 절삭하는 에지 트리밍 스텝을 실시한다. 에지 트리밍 스텝에서는, 먼저, 피가공물 (11) 의 이면측을 수정면 (20d) 에서 흡인하여 유지한다.
이어서, 절삭 블레이드 (56) 를 회전시킨다. 그리고, 상기 서술한 블레이드 위치 검출 유닛 (62) 을 사용하여 절삭 블레이드 (56) 의 하단의 높이를 검출하고, Z 축 펄스 모터 (48) 등을 사용하여 회전하고 있는 절삭 블레이드 (56) 의 하단의 높이 위치를 고정밀도로 조정한다.
예를 들어, 절삭 블레이드 (56) 의 하단의 높이 위치를, 피가공물 (11) 의 표면과 이면 사이의 소정의 깊이에 위치 매김한다. 또, 이 단계에서는 절삭 블레이드 (56) 의 Y 축 방향의 위치는, 피가공물 (11) 의 표면측의 외주부에 위치 매김되어 있다.
그리고, 척 테이블 (20) 과 절삭 유닛 (50) 을 X 축 방향으로 상대적으로 이동시킨다. 이로써, 피가공물 (11) 의 표면측의 외주부에 절삭 블레이드 (56) 의 하단을 절입시킨다. 절삭 블레이드 (56) 를 절입시킴과 함께, 척 테이블 (20) 을 회전시켜, 피가공물 (11) 의 표면측의 외주부를 절삭하여 제거한다.
본 실시형태에서는, 유지면 (20c) 의 높이가 수정되어 수정면 (20d) 으로 되어 있다. 그러므로, 유지면 (20c) 을 수정하지 않은 경우에 비해서, 에지 트리밍시에 절삭 블레이드 (56) 의 피가공물 (11) 에 대한 절입 깊이를 높은 정밀도로 제어할 수 있다.
다음으로, 제 2 실시형태에 대해서 설명한다. 제 2 실시형태의 절삭 장치 (2) 는, 제 1 실시형태의 척 테이블 (20) 과는 상이한 척 테이블 (22) 을 갖는다. 도 5 는, 제 2 실시형태의 척 테이블 (22) 등의 일부 단면 측면도이다. 또, 도 5 에서는, Z 축 이동 플레이트 (44) 를 생략하였고, 척 테이블 (22) 만이 단면도로 도시되어 있다.
척 테이블 (22) 은, 스테인리스강 등의 금속과 수지로 형성되어 있다. 척 테이블 (22) 은, 척 테이블 (22) 의 바닥면을 구성하는 금속제 원반부 (22a) 를 갖는다. 원반부 (22a) 의 외주부에는, 소정 폭을 갖는 원고리 형상의 금속제 제 1 고리형부 (22b1) 가 형성되어 있다.
제 1 고리형부 (22b1) 의 내측에는, 수지제 제 2 고리형부 (22b2) 가 형성되어 있다. 원반부 (22a) 와는 반대측에 위치하는 제 2 고리형부 (22b2) 의 상면 (즉, 유지면 (22c)) 에는, 복수의 흡인구 (도시하지 않음) 가 형성되어 있다. 예를 들어, 복수의 흡인구는, 척 테이블 (22) 을 상면에서 본 경우에, 둘레 방향으로 거의 등간격으로 형성되어 있다.
각 흡인구는, 제 2 고리형부 (22b2) 의 두께 방향으로 형성된 유로의 일단에 위치하고 있다. 이 유로의 타단은, 원반부 (22a) 에 형성되어 있는 유로 (도시하지 않음) 를 개재하여 이젝터 등의 흡인원 (도시하지 않음) 에 접속되어 있다. 흡인원을 동작시키면, 유지면 (22c) 에는 부압이 발생한다. 유지면 (22c) 은, 이 부압에 의해 피가공물 (11) 을 흡인하여 유지할 수 있다.
또, 제 1 실시형태와는 달리, 원반부 (22a) 및 제 2 고리형부 (22b2) 에 의해 형성되는 오목부에는, 유지 플레이트 (20b) 는 형성되지 않는다. 이 척 테이블 (22) 은, 피가공물 (11) 의 표면측의 외주부를 소정 두께만큼 절삭하여 제거할 때에, 피가공물 (11) 의 이면측의 외주부를 유지하는, 에지 트리밍 전용 척 테이블이다.
다음으로, 제 2 실시형태에 있어서의 척 테이블 (22) 의 수정 방법에 대해서 설명한다. 도 7 은, 제 2 실시형태의 척 테이블 (22) 의 수정 방법의 플로도이다. 또, 본 실시형태에서도, 유지면 (22c) 에 피가공물 (11) 을 재치하지 않고, 유지면 (22c) 에 절삭 블레이드 (56) 를 절입함으로써, 척 테이블 (22) 의 유지면 (22c) 의 높이를 수정한다.
먼저, 제 1 실시형태와 마찬가지로 절삭 블레이드 (56) 를 회전축 (B) 의 둘레로 소정 회전수 (예를 들어, 30000 rpm) 로 회전시킨 상태에서, 절삭 블레이드 (56) 의 하단을 유지면 (22c) 에 절입하는 높이 (예를 들어, 유지면 (22c) 보다 6 ㎛ 하방) 에 위치 매김한다 (블레이드 위치 조정 스텝 (S10)).
블레이드 위치 조정 스텝 (S10) 후, 제 1 실시형태와 마찬가지로 척 테이블 (22) 을 회전축 (A) 의 둘레로 소정의 속도 (예를 들어, 3 deg/s 이상 10 deg/s 이하의 소정값) 로 회전시킨다 (회전 스텝 (S20)). 또, 척 테이블 (22) 및 절삭 블레이드 (56) 의 회전은, 척 테이블 (22) 의 수정이 종료될 때까지 계속시킨다.
상기 서술한 바와 같이 회전 스텝 (S20) 은, 블레이드 위치 조정 스텝 (S10) 전에 실시되어도 되고, 회전 스텝 (S20) 및 블레이드 위치 조정 스텝 (S10) 은 동시에 실시되어도 된다.
S10 및 S20 후, X 축 이동 기구 (6) 를 사용하여 절삭 유닛 (50) 에 대하여 척 테이블 (22) 을 X 축 방향으로 이동시켜, 회전하고 있는 절삭 블레이드 (56) 의 하단을 유지면 (22c) 의 소정 위치에 접촉시킨다 (제 1 가공 이송 스텝 (S32)).
제 1 가공 이송 스텝 (S32) 에서는, 예를 들어 유지면 (22c) 의 반경 중 Y 축 방향에 평행한 하나의 반경에 있어서, 외주 단부로부터 소정 거리만큼 회전축 (A) 측으로 진행된 소정 위치에, 절삭 블레이드 (56) 의 하단을 이동시킨다 (도 6(B) 의 경로 (F1) 참조).
이 소정 위치는, 예를 들어 당해 하나의 반경에 있어서, 유지면 (22c) 의 외주 단부와 흡인구가 배치되는 원주의 사이에 위치한다. 또, S10 및 S20 후의 시점에서는, 절삭 블레이드 (56) 의 Y 축 방향의 위치는, 상기 서술한 하나의 반경의 소정 위치와 동일한 Y 축 좌표에 위치 매김되어 있다. 제 1 가공 이송 스텝 (S32) 에 의해 유지면 (22c) 의 일부는 고리 형상으로 절삭된다.
제 1 가공 이송 스텝 (S32) 후, 회전하고 있는 유지면 (22c) 에 절삭 블레이드 (56) 의 하단을 접촉시킨 상태에서, 절삭 유닛 (50) 을 산출 이송 방향으로 이동시킨다 (산출 이송 스텝 (S38)) (도 6(A) 및 도 6(B) 의 경로 (F2) 참조).
단, 제 2 실시형태의 산출 이송 스텝 (S38) 에서는, 유지면 (22c) 의 상면의 소정 위치에서부터 내주 (內周) 단부까지 일정한 속도로 산출 이송 방향을 따라 절삭 블레이드 (56) 를 이동시킨다.
이로써, 유지면 (22c) 을 회전축 (A) 을 따른 방향에서 본 경우에 유지면 (22c) 의 외주 단부보다 내측에 위치하는 유지면 (22c) 의 내주 영역 (22c1) 을 나선 형상으로 절삭하여, 유지면 (22c) 의 높이를 수정하고, 수정면 (22d) 을 형성한다. 수정면 (22d) 의 외경은, 피가공물 (11) 의 표면측의 외경보다 소정의 길이 (예를 들어, 6 mm) 만큼 커지게 설정된다.
단, 제 1 가공 이송 스텝 (S32) 및 산출 이송 스텝 (S38) 에서는, 내주 영역 (22c1) 보다 외측에 위치하는 외주 영역 (22c2) 은 절삭되지 않는다. 도 6(A) 는, 척 테이블 (22) 의 외주부 근방의 확대 단면도이고, 도 6(B) 는, 척 테이블 (22) 의 상면도이다.
또, 제 2 실시형태에서는, 제 1 가공 이송 스텝 (S32) 및 산출 이송 스텝 (S38) 을 합쳐서, 절삭 스텝 (S30) 으로 칭한다. 상기 서술한 유지면 (22c) 의 수정 방법에 의해 형성되는 수정면 (22d) 은, 척 테이블 (22) 의 회전축 (A) 에 평행한 직선에 대하여 거의 직교하게 된다.
그러므로, 테이블 기대 (18a) 의 재치면 높이의 편차, 척 테이블 (22) 의 두께의 편차, 척 테이블 (22) 의 회전축 (A) 의 기울기 등이 존재하였더라도, 이것들의 영향을 상쇄하여, 회전축 (A) 에 평행한 직선에 대하여 수정면 (22d) 을 거의 직교시킬 수 있다.
또, 제 1 실시형태와 같이 척 테이블 (22) 의 수정 후, 피가공물 (11) 의 표면측의 외주부를 고리 형상으로 절삭하는 에지 트리밍 스텝을 실시해도 된다. 제 2 실시형태에서도, 유지면 (22c) 을 수정하지 않은 경우에 비해서, 에지 트리밍시에 절삭 블레이드 (56) 의 피가공물 (11) 에 대한 절입 깊이를 높은 정밀도로 제어할 수 있다.
그런데, 제 2 실시형태에서는, 제 2 고리형부 (22b2) 의 내주 영역 (22c1) 의 상면만을 절삭하여 수정면 (22d) 을 형성하였다. 그러나, 필요에 따라 제 2 고리형부 (22b2) 의 외주 영역 (22c2) 의 상면을 절삭하여 수정면 (22d) 을 형성해도 되고, 금속제 제 1 고리형부 (22b1) 의 상면을 절삭해도 된다.
그 밖에 상기 실시형태에 관련된 구조, 방법 등은, 본 발명의 목적 범위를 일탈하지 않는 한에서 적절히 변경하여 실시할 수 있다. 변경의 예를 몇 가지 들면, 제 1 실시형태의 절삭 스텝 (S30) 에 있어서, 제 2 실시형태와 같이 S32 및 S38 를 실시하여, 나선 형상으로 유지면 (22c) 을 절삭해도 된다.
또한, 제 2 실시형태의 절삭 스텝 (S30) 에 있어서, 제 1 실시형태와 같이 X 축 방향으로 척 테이블 (22) 을 움직이게 하여, 제 1 가공 이송 스텝 (S32) 및 제 2 가공 이송 스텝 (S34) 을 실시해도 된다.
그런데, 상기 서술한 제 1 가공 이송 스텝 (S32) 및 제 2 가공 이송 스텝 (S34) 에서는, X 축 이동 기구 (6) 를 사용하여 척 테이블 (20 또는 22) 을 X 축 방향으로 이동시킴으로써, 절삭 블레이드 (56) 를 유지면 (20c) 또는 유지면 (22c) 에 절입한다.
그러나, 척 테이블 (20) 또는 척 테이블 (22) 을 절삭 블레이드 (56) 의 바로 아래에 위치 매김한 상태에서, Z 축 펄스 모터 (48) 등을 사용하여 절삭 블레이드 (56) 를 Z 축 방향을 따라 이동시켜, 절삭 블레이드 (56) 를 유지면 (20c) 또는 유지면 (22c) 에 절입해도 된다 (소위 초퍼 방식). 요컨대, 제 1 실시형태에서는 S32 및 S34 대신에, 그리고 제 2 실시형태에서는 S32 대신에, 초퍼 방식을 적용해도 된다.
2 : 절삭 장치
4 : 기대
6 : X 축 이동 기구 (가공 이송 유닛)
8 : X 축 가이드 레일
10 : X 축 이동 테이블
11 : 피가공물
12 : X 축 볼 나사
14 : X 축 펄스 모터
16 : θ 테이블
18a : 테이블 기대
18b : 테이블 커버
20 : 척 테이블
20a : 프레임체
20b : 유지 플레이트
20c : 유지면
20d : 수정면
22 : 척 테이블
22a : 원반부
22b1 : 제 1 고리형부
22b2 : 제 2 고리형부
22c : 유지면
22c1 : 내주 영역
22c2 : 외주 영역
22d : 수정면
30 : 지지 구조
32 : 절삭 유닛 이동 기구 (산출 이송 유닛, 절입 이송 유닛)
34 : Y 축 가이드 레일
36 : Y 축 이동 플레이트
38 : Y 축 볼 나사
40 : Y 축 펄스 모터
42 : Z 축 가이드 레일
44 : Z 축 이동 플레이트
46 : Z 축 볼 나사
48 : Z 축 펄스 모터
50 : 절삭 유닛
52 : 카메라
54 : 스핀들
56 : 절삭 블레이드
58 : 모터
60 : 절삭액 공급 노즐
62 : 블레이드 위치 검출 유닛
A, B : 회전축
C : 회전 중심
D : 반경
E1, E2, E3 : 경로
F1, F2 : 경로

Claims (3)

  1. 피가공물을 유지면에서 흡인하여 유지할 수 있고 또한 소정의 회전축의 둘레로 회전할 수 있는 척 테이블과, 절삭날을 갖는 절삭 블레이드가 장착되고 그 절삭 블레이드의 회전축이 되는 스핀들을 포함하는 절삭 유닛을 구비하는 절삭 장치의 그 유지면의 높이를 수정하는 수정 방법으로서,
    그 척 테이블을 회전시키는 회전 스텝과,
    회전하고 있는 그 척 테이블의 그 유지면에, 그 스핀들을 회전축으로 하여 회전하고 있는 그 절삭 블레이드의 하단을 접촉시킴으로써, 그 유지면을 절삭하여, 그 유지면의 높이를 수정하는 절삭 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 수정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    그 절삭 스텝은,
    그 절삭 블레이드를 그 척 테이블의 외주보다 외측에 위치 매김한 상태에서, 그 절삭 블레이드의 두께 미만의 거리, 그 절삭 유닛을 그 회전축과 평행한 산출 이송 방향으로 이동시키는 산출 이송 스텝과,
    그 절삭 블레이드의 그 산출 이송 방향의 위치를 소정 시간 고정시키는 산출 이송 방향 위치 고정 스텝을 포함하고,
    그 절삭 스텝에서는, 그 산출 이송 스텝과 그 산출 이송 방향 위치 고정 스텝을 반복함으로써, 그 유지면의 전체가 절삭되는 것을 특징으로 하는 수정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    그 절삭 스텝에서는, 회전하고 있는 그 유지면에 그 절삭 블레이드의 하단을 접촉시킨 상태에서, 그 절삭 유닛을 그 회전축과 평행한 산출 이송 방향으로 이동시킴으로써, 그 유지면을 그 척 테이블의 그 회전축을 따른 방향에서 본 경우에, 그 유지면의 적어도 일부를 나선 형상으로 절삭하는 것을 특징으로 하는 수정 방법.
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