JP2012161861A - 加工装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】比較的安価な機構により高精度な位置決めが可能な加工装置を提供する。
【解決手段】可動部と、該可動部を移動させるモータとボールねじとを含む移動手段と、該移動手段を制御する制御手段とを備えた加工装置であって、簡易スケールユニットを具備し、該制御手段は、所定のタイミングで該モータを回転させて該可動部を該基準距離の始点から終点まで移動させた際の該モータの回転角を記憶する回転角記憶部７２と、記憶した回転角と該基準距離とから単位回転当たりの該可動部の移動距離を算出する単位回転角移動距離算出部７４と、該単位回転角移動距離算出部７４で算出した該単位回転当たりの移動距離に基づいて、該可動部を所定距離移動させるのに必要な該モータの回転角を算出する回転角算出部７６を、該回転角算出部７６で算出した該回転角だけ該モータを回転させて該可動部を該所定距離移動させるモータ制御部７８と、を含む。
【選択図】図５
【解決手段】可動部と、該可動部を移動させるモータとボールねじとを含む移動手段と、該移動手段を制御する制御手段とを備えた加工装置であって、簡易スケールユニットを具備し、該制御手段は、所定のタイミングで該モータを回転させて該可動部を該基準距離の始点から終点まで移動させた際の該モータの回転角を記憶する回転角記憶部７２と、記憶した回転角と該基準距離とから単位回転当たりの該可動部の移動距離を算出する単位回転角移動距離算出部７４と、該単位回転角移動距離算出部７４で算出した該単位回転当たりの移動距離に基づいて、該可動部を所定距離移動させるのに必要な該モータの回転角を算出する回転角算出部７６を、該回転角算出部７６で算出した該回転角だけ該モータを回転させて該可動部を該所定距離移動させるモータ制御部７８と、を含む。
【選択図】図５
Description
本発明は、簡易スケールを備えた切削装置、レーザ加工装置等の加工装置に関する。
半導体デバイス製造プロセスにおいては、略円板形状であるシリコンウエーハ、ガリウム砒素ウエーハ等の半導体ウエーハの表面に格子状に形成されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハは切削装置又はレーザ加工装置によっ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、パソコン等の各種電気機器に広く利用されている。
切削装置は、半導体ウエーハを保持するチャックテーブルと、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を回転可能に支持した切削ユニット（切削手段）と、チャックテーブルをＸ軸方向に加工送りする加工送り手段と、切削ユニットをＹ軸方向に割り出し送りする割り出し送り手段とを備えており、ウエーハを高精度に個々のデバイスに分割することができる。
一方、レーザ加工装置は、半導体ウエーハ又は光デバイスウエーハ等のウエーハを保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウエーハにパルスレーザビームを照射するレーザビーム照射ユニットと、チャックテーブルをＸ軸方向に加工送りする加工送り手段と、チャックテーブルをＹ軸方向に割り出し送りする割り出し送り手段とを備えている。
切削装置においては、所定ピッチで形成された分割予定ラインをＹ軸方向に割り出し送りしながら切削ブレードで分割予定ラインを切削するため、Ｙ軸方向の高精度な位置決めを実現するために、低膨張ガラス等から形成されたリニアスケール及び読み取りヘッドから構成されるリニアスケールユニットがＹ軸方向に伸長するように搭載されている。
レーザ加工装置においては、Ｙ軸方向の割り出し送り用リニアスケールユニットに加えて、チャックテーブルに保持されたウエーハに対するレーザビーム照射ユニットのＸ軸方向の位置決めも重要であるため、Ｘ軸方向にも高精度な位置決めを実現するためリニアスケールユニットがＸ軸方向に伸長するように搭載されている。
加工送り手段及び割り出し送り手段は、一般的にボールねじとパルスモータの組み合わせから構成されているため、室温の変化や、装置立ち上げに伴う装置内部の温度変化によってボールねじが熱膨張してしまうため、熱膨張を補正して高精度な位置決めを実現するためリニアスケールユニットが設けられている。
リニアスケールユニットは低膨張ガラス等から形成されたリニアスケールと読み取りヘッドとから構成されており、非常に高価である。そこで、リニアスケールユニットを搭載せずに安価な機構で高精度な位置決めを実現したいという要望がある。
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、比較的安価な機構により高精度な位置決めを実現可能な加工装置を提供することである。
本発明によると、可動部と、該可動部を移動させるモータとボールねじとを含む移動手段と、該移動手段を制御する制御手段とを備えた加工装置であって、該可動部が基準距離の始点から終点まで移動したことを検出する簡易スケールユニットを具備し、該制御手段は、所定のタイミングで該モータを回転させて該可動部を該基準距離の始点から終点まで移動させた際の該モータの回転角を記憶する回転角記憶部と、該回転角記憶部で記憶した回転角と該基準距離とから単位回転当たりの該可動部の移動距離を算出する単位回転角移動距離算出部と、該単位回転角移動距離算出部で算出した該単位回転当たりの移動距離に基づいて、該可動部を所定距離移動させるのに必要な該モータの回転角を算出する回転角算出部を、該回転角算出部で算出した該回転角だけ該モータを回転させて該可動部を該所定距離移動させるモータ制御部と、を含むことを特徴とする加工装置が提供される。
好ましくは、簡易スケールユニットは、第１スリットと第１スリットから基準距離離間した第２スリットとを有し、可動部に取り付けられた簡易スケールと、簡易スケールを挟んでベース上に対向するように配設された発光素子と受光素子とからなるフォトインターラプターとから構成される。
本発明の加工装置は、基準距離を検出する比較的安価な機構から構成される簡易スケールユニットを具備しており、簡易スケールユニットで可動部の基準距離の移動を検出し、可動部が基準距離移動した際のモータの回転角から単位回転当たりの移動距離を算出する。
そして、可動部を所定距離移動させる際には、単位回転角当たりの移動距離から回転すべきモータの回転角を算出して可動部を移動させるようにしたため、室温や装置内部に温度変化が生じても精密な位置決めが可能となる。
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（ベース）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（加工送り手段）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）のクランプ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に示すクランプ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。
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（割り出し送り手段）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４９（図３及び図４参照）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４９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４９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。
Ｙ軸移動ブロック３０には枠体５８が取り付けられており、枠体５８に簡易スケール６０が装着されている。簡易スケール６０はゼロ膨張ガラスバー又は低膨張ガラスバーから形成されており、少なくともその一面には図４に示すように、光の透過を防止するために金属メッキ６２が施されている。簡易スケール６０を構成する材料はゼロ膨張ガラス又は低膨張ガラスの他、低膨張セラミック、低膨張金属等の熱膨張が少ない材料から形成することができる。
簡易スケール６０は第１スリット６４ａと第２スリット６４ｂとを有しており、第１スリット６４ａの内側エッジと第２スリット６４ｂの内側エッジとの間の距離が基準距離Ｌ１に設定されている。
図１及び図３に示されるように、簡易スケール６０を挟んで発光素子６６と受光素子６８が対向するように静止基台４上に配設されている。発光素子６６と受光素子６８でフォトインターラプターを構成する。簡易スケール６０と発光素子６６及び受光素子６８とからなるフォトインターラプターとで基準距離を検出する簡易スケールユニット６５を構成する。
発光素子６６は図示しない駆動回路を介して制御手段７０に接続されており、受光素子６８も制御手段７０に接続されている。受光素子６８で光電変換された電気信号が制御手段７０に入力される。Ｙ軸送り機構３６のパルスモータ３４も制御手段７０に接続されている。
図５のブロック図に示すように、制御手段７０は、パルスモータ３４を回転させてＹ軸移動ブロック３０をＹ軸方向に基準距離Ｌ１移動させた際のパルスモータ３４の回転角を記憶する回転角記憶部７２と、回転角記憶部７２で記憶した回転角と基準距離Ｌ１とに基づいて、単位回転当たりのＹ軸移動ブロック３０の移動距離を算出する単位回転角移動距離算出部７４を有している。
制御手段７０は更に、単位回転角移動距離算出部７４で算出した単位回転角当たりの移動距離に基づいて、Ｙ軸移動ブロック３０を所定距離移動させるのに必要なパルスモータ３４の回転角を算出する回転角算出部７６と、回転角算出部７６で算出した回転角だけ、パルスモータ３４を回転させてＹ軸移動ブロック３０を所定距離移動させるモータ制御部７８を有している。
以下、上述した構成を有する切削装置２の作用について説明する。通常、切削装置２の立ち上げ時には切削水を供給しながら所定時間のアイドリング運転を実施する。十分な時間アイドリング運転を実施した後、所定のタイミングでＹ軸送り機構３６のパルスモータ３４を回転させて、Ｙ軸移動ブロック３０即ち切削ユニット４６をＹ軸方向に移動して、簡易スケール６０と発光素子６６及び受光素子６８とからなるフォトインターラプターとから構成される簡易スケールユニット６５により、切削ユニット４６の基準距離Ｌ１の移動を検出し、基準距離Ｌ１の移動を検出した際のパルスモータ３４の回転角を制御手段７０の回転角記憶部７２で記憶する。
図示の実施形態では、図４に示すように、基準距離Ｌ１が第１スリット６４ａの内側エッジと第２スリット６４ｂの内側エッジとで規定されているので、受光素子６８で第１スリット６４ａを透過した発光素子６６からの光を一旦検出し、この検出が中断されてから第２スリット６４ｂを通して発光素子６６からの光を検出するまでのパルスモータ３４の回転角を回転角記憶部７２で記憶する。
次いで、回転角記憶部７２で記憶した回転角と基準距離Ｌ１とに基づいて、単位回転当たりの切削ユニット４６の移動距離を単位回転角移動距離算出部７４で算出する。そして、単位回転角移動距離算出部７４で算出した単位回転角当たりの移動距離に基づいて、切削ユニット４６を所定距離、例えば隣接する第１のストリートＳ１の間隔だけ移動させるのに必要なパルスモータ３４の回転角を回転角算出部７６で算出する。
モータ制御部７８では、回転角算出部７６で算出した回転角だけ、パルスモータ３４を回転させて切削ユニット４６を所定距離、例えば第１のストリートＳ１のピッチだけ割り出し送りする。
上述した実施形態では、簡易スケール６０とフォトインターラプターとから構成される比較的安価な簡易スケールユニット６５により、切削ユニット４６を基準距離Ｌ１だけＹ軸方向に移動した際のパルスモータ３４の回転角からパルスモータ３４の単位回転当たりの移動距離を算出し、切削ユニット４６を所定距離移動させる際には、単位回転当たりの移動距離から回転すべきパルスモータ３４の回転角を算出して切削ユニット４６を移動させるようにしたため、室温や装置内部に温度変化が生じても切削ユニット４６の精密な位置決めが可能となる。
上述した実施形態では、切削ユニット４６が可動部を構成するが、レーザ加工装置においては、レーザビーム照射ユニット又はチャックテーブルを有するチャックテーブルユニットが可動部を構成する。
２ 切削装置
２０ チャックテーブル
３０ Ｙ軸移動ブロック
３４ パルスモータ
３６ Ｙ軸移動機構
４６ 切削ユニット（切削手段）
５０ 切削ブレード
６０ 簡易スケール
６４ａ 第１スリット
６４ｂ 第２スリット
６５ 簡易スケールユニット
６６ 発光素子
６８ 受光素子
７０ 制御手段
２０ チャックテーブル
３０ Ｙ軸移動ブロック
３４ パルスモータ
３６ Ｙ軸移動機構
４６ 切削ユニット（切削手段）
５０ 切削ブレード
６０ 簡易スケール
６４ａ 第１スリット
６４ｂ 第２スリット
６５ 簡易スケールユニット
６６ 発光素子
６８ 受光素子
７０ 制御手段
Claims (2)
- 可動部と、該可動部を移動させるモータとボールねじとを含む移動手段と、該移動手段を制御する制御手段とを備えた加工装置であって、
該可動部が基準距離の始点から終点まで移動したことを検出する簡易スケールユニットを具備し、
該制御手段は、所定のタイミングで該モータを回転させて該可動部を該基準距離の始点から終点まで移動させた際の該モータの回転角を記憶する回転角記憶部と、
該回転角記憶部で記憶した回転角と該基準距離とから単位回転当たりの該可動部の移動距離を算出する単位回転角移動距離算出部と、
該単位回転角移動距離算出部で算出した該単位回転当たりの移動距離に基づいて、該可動部を所定距離移動させるのに必要な該モータの回転角を算出する回転角算出部を、
該回転角算出部で算出した該回転角だけ該モータを回転させて該可動部を該所定距離移動させるモータ制御部と、
を含むことを特徴とする加工装置。 - 前記簡易スケールユニットは、第１スリットと該第１スリットから基準距離離間した第２スリットとを有し、該可動部に取り付けられた簡易スケールと、
該簡易スケールを挟んでベース上に対向するように配設された発光素子と受光素子とからなるフォトインターラプターとから構成される請求項１記載の加工装置。
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