CN110076917A - 切削装置的设置方法 - Google Patents

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Abstract

提供切削装置的设置方法，适当地求出切削单元的基准位置。切削装置具有对检测到卡盘工作台和切削刀具之间的电导通时的切削单元的位置进行检测的设置单元，该设置方法使用该切削装置来检测该切削刀具与该卡盘工作台接触时的该切削单元的位置作为基准位置，该方法具有如下步骤：暂定基准位置登记步骤，使该切削单元移动，将检测到该电导通时的位置登记为暂定基准位置；以及接触痕判定步骤，判定是否存在该切削刀具的接触痕，当通过该接触痕判定步骤判定为存在该接触痕的情况下，实施基准位置设定步骤，将暂定基准位置设定为基准位置；当通过该接触痕判定步骤判定为不存在接触痕的情况下，再次实施暂定基准位置登记步骤和接触痕判定步骤。

Description

切削装置的设置方法
技术领域
本发明涉及切削装置的设置方法，该切削装置利用切削刀具对被加工物进行切削。
背景技术
搭载有半导体器件的器件芯片是对半导体晶片或封装基板等进行分割而形成的。通过交叉的多条分割预定线对半导体晶片等的正面进行划分，在所划分的各区域内形成有半导体器件，然后当沿着分割预定线对该半导体晶片等进行分割时，能够形成各个器件芯片。
在半导体晶片等的分割中，例如使用具有切削单元的切削装置，该切削单元安装有圆环状的切削刀具。在切削装置中，使切削刀具在与半导体晶片等被加工物的正面垂直的面内旋转，使切削刀具下降至切入进给方向的规定的高度位置，将被加工物在沿着分割预定线的方向上进行加工进给，从而利用切削刀具对被加工物进行切削。
在对被加工物进行切削时，重要的是将该切削单元定位于基准位置以便切削刀具的刃尖的下端处于适当的高度位置。该基准位置例如是指切削刀具的刃尖的下端与对被加工物进行保持的卡盘工作台的保持面的高度位置一致时的切削单元的高度位置(切入进给方向上的位置)。在实施切削之前，实施求出该基准位置的设置工序。
在设置工序中，例如在使切削刀具旋转的状态下使切削单元下降，使切削刀具与卡盘工作台的保持面接触。将卡盘工作台与切削刀具接触时的切削单元的切入进给方向上的位置作为切削单元的基准位置。关于卡盘工作台与切削刀具的接触，例如能够通过监视两者之间有无电导通而进行检测(参照专利文献1和专利文献2)。
专利文献1：日本实开平7-10552号公报
专利文献2：日本特开2010-251577号公报
但是，当利用切削刀具对被加工物进行切削时，从被加工物产生切削屑并飞散。另外，由于被加工物与切削刀具之间的摩擦而产生加工热。因此，在利用切削刀具对被加工物进行切削时，对被加工物或切削刀具提供纯水等切削液。由于切削而产生的加工屑被纳入切削液中而被去除，另外，切削刀具和被加工物被该切削液冷却。另一方面，当使用切削液时，有时该切削液附着于切削刀具或卡盘工作台而残留。
当该切削液附着于切削刀具或卡盘工作台时，在设置工序中，有时在切削单元到达应该作为基准位置的高度之前，切削刀具和卡盘工作台通过切削液而电导通。当检测到通过切削液的导通时，会将不适当的位置作为切削单元的基准位置求出。
该基准位置是决定切削刀具的切削加工的精度的非常重要的基准，当将不适当的高度位置登记为切削单元的基准位置时，有时无法利用切削刀具适当地对被加工物进行切削。
发明内容
本发明是鉴于该问题点而完成的，其目的在于提供切削装置的设置方法，能够适当地求出切削单元的基准位置。
根据本发明的一个方式，提供切削装置的设置方法，该切削装置具有：卡盘工作台，其具有保持面，在该保持面上对被加工物进行保持；切削单元，其利用切削刀具对该卡盘工作台所保持的被加工物进行切削，并且该切削单元对该被加工物和该切削刀具提供切削液；切入进给单元，其使该切削单元在与该保持面垂直的切入进给方向上移动；相机，其对该卡盘工作台所保持的被加工物进行拍摄；以及设置单元，其能够检测该卡盘工作台和该切削刀具之间的电导通，能够对通过该切入进给单元使该切削单元移动并检测到该电导通时的该切削单元的该切入进给方向上的位置进行检测，在该切削装置中，该切削装置的设置方法求出该切削刀具与该卡盘工作台接触时的该切削单元的位置作为基准位置，该切削装置的设置方法的特征在于，具有如下的步骤：暂定基准位置登记步骤，使该切削单元朝向该保持面在该切入进给方向上移动，将检测到该切削刀具和该卡盘工作台之间的电导通时的该切削单元的该切入进给方向上的位置登记为暂定基准位置；以及接触痕判定步骤，在实施了该暂定基准位置登记步骤之后，利用该相机对该保持面进行拍摄，判定是否存在通过该切削刀具与该卡盘工作台的接触而形成于该保持面的接触痕，当通过该接触痕判定步骤判定为存在该接触痕的情况下，实施如下的基准位置设定步骤：将该暂定基准位置设定为该基准位置，当通过该接触痕判定步骤判定为不存在该接触痕的情况下，再次实施该暂定基准位置登记步骤和该接触痕判定步骤。
更优选当通过该接触痕判定步骤判定为不存在该接触痕的情况下，在再次实施该暂定基准位置登记步骤之前，实施如下的吹气步骤：对该保持面吹送空气而将附着于该保持面的该切削液去除。
在本发明的一个方式的切削装置的设置方法中，实施暂定基准位置登记步骤，将检测到切削刀具和卡盘工作台之间的电导通时的切削单元的高度位置(切入进给方向的位置)登记为暂定基准位置。
将切削单元定位于应该作为基准位置的高度位置，在切削刀具与卡盘工作台接触而检测到两者之间的电导通时，通过切削刀具略微地对卡盘工作台的保持面进行切削，因此在该保持面上形成接触痕。另一方面，在保持面上附着有切削液，在检测到通过该切削液的电导通的情况下，切削单元未到达应该作为基准位置的高度位置，未对卡盘工作台的保持面进行切削，因此在该保持面上未形成接触痕。
因此，在本发明的一个方式中，实施接触痕判定步骤，利用相机对卡盘工作台的保持面进行拍摄，判定是否存在切削刀具的接触痕。在判定为在该保持面上存在接触痕的情况下，确认已通过暂定基准位置登记步骤适当地实施了设置工序，因此实施将所登记的暂定基准位置设定为基准位置的基准位置设定步骤。
另一方面，在判定为在该保持面上不存在接触痕的情况下，确认未适当地实施设置工序，因此再次实施暂定基准位置登记步骤和接触痕判定步骤。
如上所述，通过判定是否存在形成于该保持面上的该接触痕，能够适当地实施设置工序，能够适当地求出切削单元的基准位置。
因此，根据本发明的一个方式，提供切削装置的设置方法，适当地求出切削单元的基准位置。
附图说明
图1是示意性示出切削装置和被加工物的立体图。
图2的(A)是示意性示出暂定基准位置登记步骤的剖视图，图2的(B)是示意性示出接触痕判定步骤的剖视图。
图3是示意性示出形成于卡盘工作台的保持面的切削痕的俯视图。
图4是示意性示出吹气步骤的剖视图。
标号说明
1：被加工物；3：框架；5：带；2：切削装置；4：装置基台；6：X轴移动工作台；8：防尘防滴罩；10：卡盘工作台；10a：保持面；10b：夹具；10c：框体；12：盒载置台；12a：盒；14：切削单元；16：支承部；18a：分度进给单元；18b：切入进给单元；20、26：导轨；22、28：移动板；24、30：滚珠丝杠；32：脉冲电动机；34：相机；36：切削刀具；38：清洗单元；38a：清洗工作台；38b：清洗喷嘴；40：主轴；42：旋转驱动源；44：设置单元；46：接触预定部位；48：接触痕；50：切削液提供喷嘴；50a：切削液；52：吹气单元；52a：空气。
具体实施方式
参照附图，对本发明的一个方式的实施方式进行说明。首先，使用图1，对实施本实施方式的设置方法的切削装置和利用该切削装置进行切削的被加工物进行说明。图1是示意性示出切削装置和被加工物的立体图。被加工物1例如是由硅、SiC(碳化硅)或其他半导体等材料、或者蓝宝石、玻璃、石英等材料构成的大致圆板状的基板等。
被加工物1的正面在由呈格子状排列的多条分割预定线划分的各区域内形成有IC等器件。最终，沿着该分割预定线对被加工物1进行分割而形成各个器件芯片。例如，被加工物1保持于被环状的框架3张紧的带5上，在与框架3和带5成为一体的框架单元的状态下被切削。在对被加工物1进行适当地切削的情况下，后述的切削刀具的刃尖的下端到达该带5。
接着，对切削装置进行说明。如图1所示，切削装置2具有对各构成要素进行支承的装置基台4。在装置基台4的中央上部配设有：X轴移动工作台6；以及使该X轴移动工作台6在加工进给方向(X轴方向)上移动的加工进给单元(未图示)。在该X轴移动工作台6的上部的端部安装有覆盖该加工进给单元的防尘防滴罩8。
在X轴移动工作台6上设置有用于对被加工物1进行吸引保持的卡盘工作台10。卡盘工作台10具有：形成有向上方开口的凹部的圆盘状的框体10c；以及配设于该凹部内的多孔质部件，该多孔质部件的上表面成为对被加工物1进行吸引、保持的保持面10a。该多孔质部件经由形成于卡盘工作台10的内部的流路(未图示)而与吸引源(未图示)连接。当将被加工物1载置于该保持面10a上并作用负压时，对被加工物1进行吸引保持。
在该保持面10a的周围配设有用于对环状的框架3进行固定的夹具10b，该环状的框架3隔着带5对该被加工物1进行保持。卡盘工作台10与电动机等旋转驱动源(未图示)连结，能够绕与该保持面10a垂直的旋转轴旋转。另外，卡盘工作台10通过上述的加工进给单元在加工进给方向(X轴方向)上进给。
在装置基台4的前部配设有盒载置台12，其载置对被加工物1进行收纳的盒12a。切削装置2具有搬送单元(未图示)，其在载置于盒载置台12的盒12a和卡盘工作台10之间对被加工物1进行搬送。
在装置基台4的上表面上，按照向X轴移动工作台6的上方突出的方式配置有支承部16，该支承部16对切削被加工物1的切削单元14进行支承。在支承部16的前表面上配设有分度进给单元18a，其使切削单元14在分度进给方向(Y轴方向)上移动。
分度进给单元18a具有与Y轴方向平行的一对Y轴导轨20，它们配置于支承部16的前表面上。在Y轴导轨20上以能够滑动的方式安装有Y轴移动板22。在Y轴移动板22的背面侧(后表面侧)设置有螺母部(未图示)，在该螺母部中螺合有与Y轴导轨20平行的Y轴滚珠丝杠24。
在Y轴滚珠丝杠24的一个端部连结有Y轴脉冲电动机(未图示)。当利用Y轴脉冲电动机使Y轴滚珠丝杠24旋转时，Y轴移动板22沿着Y轴导轨20在分度进给方向上移动。在Y轴移动板22的表面(前表面)上配设有切入进给单元18b，其使切削单元14在切入进给方向(Z轴方向)上移动。
在Y轴移动板22的表面上设置有与Z轴方向平行的一对Z轴导轨26。在各个Z轴导轨26上以能够滑动的方式安装有Z轴移动板28。
在Z轴移动板28的背面侧(后表面侧)设置有螺母部(未图示)，在该螺母部中螺合有与Z轴导轨26平行的Z轴滚珠丝杠30。在Z轴滚珠丝杠30的一个端部连结有Z轴脉冲电动机32。若利用Z轴脉冲电动机32使Z轴滚珠丝杠30旋转，则Z轴移动板28沿着Z轴导轨26在切入进给方向上移动。
在Z轴移动板28的前表面下部固定有：切削单元14，其对卡盘工作台10所保持的被加工物1进行切削；以及相机(拍摄单元)34，其能够对该被加工物1进行拍摄。若使Y轴移动板22在Y轴方向上移动，则切削单元14和相机34在分度进给方向上移动，若使Z轴移动板28在Z轴方向上移动，则切削单元14和相机34在切入进给方向上移动。
切削单元14具有：主轴40，其构成与Y轴方向平行的旋转轴(参照图2的(A))；以及圆环状的切削刀具36，其安装于该主轴40的一端侧。在主轴40的另一端侧连结有电动机等旋转驱动源42(参照图2的(A))，当使旋转驱动源42进行动作时，能够使安装于主轴40的切削刀具36旋转。在切削刀具36的外周部固定有用于切入至被加工物1的环状的切刃。
当利用切削刀具36对被加工物1进行切削时，从被加工物1产生切削屑，飞散至被加工物1上或切削装置2的内部而成为污染源。另外，由于被加工物1与切削刀具36之间的摩擦而产生加工热，有可能使切削刀具36或被加工物1产生损伤。因此，在被加工物1的切削时，对切削刀具36和被加工物1提供切削液。
在切削刀具36的附近配设有对该切削刀具36和被加工物1提供该切削液的切削液提供喷嘴50(参照图4)。因切削而产生的加工屑被纳入至切削液而被去除，因此可抑制被加工物1或切削装置2的污染。另外，切削刀具36和被加工物1被该切削液冷却，因此可抑制切削刀具36或被加工物1的损伤。该切削液例如是纯水或添加了表面活性剂等的水。
如图1所示，在装置基台4的上表面后部配设有对切削后的被加工物1进行清洗的清洗单元38。清洗单元38具有：清洗工作台38a，其对被加工物1进行保持；以及清洗喷嘴38b，其对清洗工作台38a所保持的被加工物1提供清洗液而对被加工物1进行清洗。
当通过切削单元14对被加工物1进行切削时，首先将框架单元的状态的被加工物1载置于卡盘工作台10的保持面10a上，对被加工物1作用负压，从而将被加工物1吸引保持于卡盘工作台10上。此时，通过夹具10b对框架单元的框架3进行把持。
接着，使卡盘工作台10在加工进给方向上移动，通过相机34对卡盘工作台10所保持的被加工物1的上表面进行拍摄，对被加工物1的分割预定线的位置进行确认。并且，调整切削单元14和卡盘工作台10的相对位置，以便能够沿着该分割预定线对被加工物1进行切削加工。
然后，在卡盘工作台10的外周侧的上方，使切削刀具36旋转，使切入进给单元18b进行动作而使切削单元14下降至基于基准位置的规定的高度位置。这里，基准位置是指切削刀具36与卡盘工作台10接触时的切削单元14的切入进给方向(Z轴方向)上的位置。并且，当使加工进给单元进行动作而使卡盘工作台10在加工进给方向上移动并使切削刀具36切入至被加工物1时，对被加工物1进行切削。
在沿着一条分割预定线对被加工物1进行了切削之后，通过分度进给单元18a将切削单元14在分度进给方向上移动，相继沿着其他分割预定线对被加工物1进行切削。在沿着在一个方向上排列的所有分割预定线对被加工物1进行切削之后，使卡盘工作台10绕与保持面10a垂直的轴旋转，沿着沿其他方向排列的分割预定线对被加工物1进行切削。并且，当沿着所有的分割预定线对被加工物1进行切削时，切削加工完成。
切削装置2还具有设置单元44(参照图2的(A))，在开始被加工物1的切削加工之前，设置单元44实施设置工序，求出切削单元的基准位置。另外，设置单元44可以设置于对切削装置2的各构成进行控制的控制单元(未图示)。设置单元44经由主轴40(参照图2的(A))而与切削刀具36电连接，并且与卡盘工作台10的框体10c电连接。
在设置工序中，使切削刀具36一边旋转一边朝向保持面10a在该切入进给方向上移动，使该切削刀具36与卡盘工作台10的框体10c接触。该设置单元44对切削刀具36与卡盘工作台10之间的电导通进行检测，从而对两者的接触进行检测。并且，将检测到切削刀具36与卡盘工作台10的接触时的切削单元14的切入进给方向上的位置登记为基准位置。
但是，例如在被加工物1的切削时所提供的切削液残留于卡盘工作台10的保持面10a上的情况下，在实施设置工序时，有时切削刀具36与卡盘工作台10通过该切削液而电导通。在该情况下，尽管切削刀具36的刃尖的下端未到达卡盘工作台10，但设置单元44检测到两者的接触，将不适当的位置登记为基准位置。
因此，在本实施方式的切削装置2的设置方法中，对通过切削刀具36与卡盘工作台10的接触而形成于保持面10a的接触痕进行检测。并且，对存在切削刀具36与卡盘工作台10的接触进行确认而适当地求出切削单元14的基准位置。以下，对本实施方式的切削装置2的设置方法进行详细叙述。
该设置方法具有如下的暂定基准位置登记步骤：将检测到切削刀具36和卡盘工作台10之间的电导通时的切削单元14的该切入进给方向上的位置登记为暂定基准位置。使用图2的(A)对暂定基准位置登记步骤进行说明。图2的(A)是示意性示出暂定基准位置登记步骤的剖视图。
在暂定基准位置登记步骤中，首先使X轴移动工作台6移动，并且使分度进给单元18a进行动作，以便将切削刀具36定位于卡盘工作台10的框体10c的上方。接着，使切入进给单元18b进行动作，使切削单元14朝向保持面10a在切入进给方向上移动。
此时，通过设置单元44对切削刀具36与卡盘工作台10之间有无电导通进行监视。并且，在观测到两者的电导通时，将切削单元14的高度位置登记为暂定基准位置。例如，设置单元44可以具有暂定基准位置登记部(未图示)，在暂定基准位置登记部中登记该暂定基准位置。另外，该暂定基准位置登记部也可以配设于对切削装置2进行控制的控制单元(未图示)。
接着，实施接触痕判定步骤。图2的(B)是示意性示出接触痕判定步骤的剖视图。使用图2的(B)对接触痕判定步骤进行说明。在接触痕判定步骤中，使相机34移动至保持面10a的已与切削刀具36接触的区域的上方，利用相机34对保持面10a进行拍摄。并且，判定是否存在形成于保持面10a的切削刀具36的接触痕。
图3是示意性示出接触痕判定步骤的俯视图。如图3所示，在卡盘工作台10的框体10c上，通过之前实施的设置工序而形成有接触痕48。
当在保持面10a的与切削刀具36接触的预定的接触预定部位46确认到这样的接触痕48的情况下，在已检测到切削刀具36与卡盘工作台10的电导通时，确认到存在两者的接触。即，确认已实施了适当的设置工序，因此实施基准位置设定步骤，将暂定基准位置设定为基准位置。
另一方面，在图3所示的例子中可知，在接触预定部位46未形成接触痕48。在该情况下，例如确认到由于在切削刀具36或保持面10a上附着切削液而检测到通过该切削液的两者的电导通等原因，实际上两者未接触。因此，确认所登记的暂定基准位置并不是应该登记为基准位置的位置。
因此，为了适当地求出切削单元14的基准位置，再次实施暂定基准位置登记步骤和接触痕判定步骤。这里，无需在保持面10a的该接触预定部位46直接再次实施两个步骤，可以将与该接触预定部位46不同的位置设定为新的接触预定部位46而实施两个步骤。
另外，在再次实施暂定基准位置登记步骤之前，可以实施吹气步骤，对保持面10a吹送空气而将附着于该保持面10a的该切削液去除。图4是示意性示出吹气步骤的剖视图。例如，切削单元14可以具有吹气单元52，其将高压的干燥空气等空气52a吹送至该保持面10a。在吹气步骤中，通过吹气单元52对保持面10a提供空气52a，从而将切削液50a去除。
然后，当再次实施暂定基准位置登记步骤时，切削刀具36与卡盘工作台10接触而检测到电导通，并且在保持面10a上形成有接触痕。并且，在接触痕判定步骤中，判定为存在该接触痕，将在再次实施的暂定基准位置登记步骤中所登记的暂定基准位置登记为基准位置。
另外，有时当通过接触痕判定步骤判定为不存在接触痕的情况下，也可以不实施吹气步骤。例如，在暂定基准位置登记步骤中，有时当旋转的切削刀具36与附着于保持面10a的切削液接触时检测到该电导通，并且由于切削刀具36的旋转而将该切削液弹飞。在该情况下，当直接再次实施暂定基准位置登记步骤时，能够适当地求出基准位置。
如上所述，根据本实施方式的切削装置的设置方法，能够适当地求出切削单元14的基准位置。另外，确认所求出的该基准位置是适当的。
另外，在上述实施方式中，在接触痕判定步骤中通过相机34对保持面10a进行拍摄，判定是否存在接触痕48，但本发明的一个方式不限于此。在本发明的一个方式中，也可以根据其他方法来判定暂定基准位置是否应该登记为基准位置。
例如，也可以通过相机34对保持面10a进行拍摄而判定有无残留的切削液等。在该情况下，例如在判定为在切削刀具36的接触预定部位46附着有切削液等的情况下，实施吹气步骤而将该切削液去除，再次实施暂定基准位置登记步骤。
除此以外，上述实施方式的构造、方法等只要不脱离本发明的目的的范围，则可以适当变更并实施。

Claims (2)

1.一种切削装置的设置方法，
该切削装置具有：
卡盘工作台，其具有保持面，在该保持面上对被加工物进行保持；
切削单元，其利用切削刀具对该卡盘工作台所保持的被加工物进行切削，并且该切削单元对该被加工物和该切削刀具提供切削液；
切入进给单元，其使该切削单元在与该保持面垂直的切入进给方向上移动；
相机，其对该卡盘工作台所保持的被加工物进行拍摄；以及
设置单元，其能够检测该卡盘工作台和该切削刀具之间的电导通，能够对通过该切入进给单元使该切削单元移动并检测到该电导通时的该切削单元的该切入进给方向上的位置进行检测，
在该切削装置中，该切削装置的设置方法求出该切削刀具与该卡盘工作台接触时的该切削单元的位置作为基准位置，该切削装置的设置方法的特征在于，
具有如下的步骤：
暂定基准位置登记步骤，使该切削单元朝向该保持面在该切入进给方向上移动，将检测到该切削刀具和该卡盘工作台之间的电导通时的该切削单元的该切入进给方向上的位置登记为暂定基准位置；以及
接触痕判定步骤，在实施了该暂定基准位置登记步骤之后，利用该相机对该保持面进行拍摄，判定是否存在通过该切削刀具与该卡盘工作台的接触而形成于该保持面的接触痕，
当通过该接触痕判定步骤判定为存在该接触痕的情况下，实施如下的基准位置设定步骤：将该暂定基准位置设定为该基准位置，
当通过该接触痕判定步骤判定为不存在该接触痕的情况下，再次实施该暂定基准位置登记步骤和该接触痕判定步骤。
2.根据权利要求1所述的切削装置的设置方法，其特征在于，
当通过该接触痕判定步骤判定为不存在该接触痕的情况下，在再次实施该暂定基准位置登记步骤之前，实施如下的吹气步骤：对该保持面吹送空气而将附着于该保持面的该切削液去除。
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