CN110911309A - 压电振动板、超声波水喷射装置和超声波变幅器 - Google Patents

压电振动板、超声波水喷射装置和超声波变幅器 Download PDF

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Abstract

提供压电振动板、超声波水喷射装置和超声波变幅器，抑制超声波振动减弱。在压电振动板(24)中，在接受高频电压而进行振动从而产生超声波振动的圆顶部的周围设置有边部，边部被支承于储水部(19)的侧壁。因此，圆顶部不与储水部(19)直接接触，因此圆顶部不容易被储水部(19)压迫。因此，圆顶部容易进行振动。另外，相比于圆顶部与储水部(19)直接接触的结构，圆顶部的振动容易传递至储水部(19)。因此，能够抑制圆顶部的振动减弱。其结果是，能够抑制通过圆顶部所产生的超声波振动减弱。

Description

压电振动板、超声波水喷射装置和超声波变幅器
技术领域
本发明涉及压电振动板、超声波水喷射装置和超声波变幅器。
背景技术
清洗装置通过从清洗喷嘴强有力地对晶片喷送清洗水而对晶片进行清洗。在专利文献1、2所记载的技术中，为了提高清洗力，使用传播了超声波振动的清洗水，对附着于晶片上的灰尘传递超声波振动，将灰尘从晶片去除。
以往的超声波清洗喷嘴例如具有：提供清洗水的提供口；储存清洗水的储水部；设置于储水部的前端的喷射口；以及平板形状的超声波振子。储水部具有暂时储存从提供口提供的清洗水的容积。储水部形成为朝向喷射口逐渐变细的形状。喷射口从储水部的前端喷射清洗水。超声波振子与喷射口对置而配设于储水部内。
专利文献1：日本特开2003-340330号公报
专利文献2：日本特开平10-151422号公报
从平板形状的超声波振子向储水部的水传递的超声波振动在储水部的内壁发生反射。因此，有时所反射的超声波振动与从超声波振子振荡的超声波振动抵消。在该情况下，存在清洗水所传播的超声波振动减弱而导致清洗力降低的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供压电振动板、超声波水喷射装置和超声波变幅器，抑制超声波振动减弱。
本发明的压电振动板(本压电振动板)具有：圆顶部；以及边部，其从该圆顶部的外周向径向外侧伸出。
本发明的超声波水喷射装置(本超声波水喷射装置)向被加工物喷射传播了超声波振动的水，其中，该超声波水喷射装置具有：筒状的储水部，其暂时储存从水提供源提供的水；喷射口，其配设于该储水部的一端侧，喷射水；以及本压电振动板，其与该喷射口对置而配设于该储水部，产生超声波振动，该压电振动板的该圆顶部的凹陷侧朝向该喷射口，该压电振动板的边部被该储水部的侧壁支承，该超声波振动朝向该喷射口集中，传播了该超声波振动的水从该喷射口向该被加工物喷射。
本发明的超声波变幅器(本超声波变幅器)集中赋予超声波振动，其中，该超声波变幅器具有：振子，其包含本压电振动板，该振子具有辐射面，该辐射面以希望使该超声波振动集中的一点为中心而使该一点侧凹陷从而形成为圆顶状；以及壳体，其对该压电振动板的该边部进行保持。
本压电振动板的圆顶部例如通过进行振动而产生超声波振动。并且，本压电振动板能够借助设置于该圆顶部的周围的边部而被保持。因此，能够抑制用于对本压电振动板进行保持的保持部件、例如本超声波水喷射装置中的储水部的侧壁和本超声波变幅器的壳体与圆顶部直接接触。其结果是，圆顶部不容易被保持部件压迫，因此圆顶部容易进行振动。另外，相比于圆顶部与保持部件直接接触的结构，圆顶部的振动容易传递至保持部件，因此能够抑制圆顶部的振动减弱。其结果是，能够抑制通过圆顶部所产生的超声波振动减弱。
另外，在本超声波水喷射装置中，通过本压电振动板所产生的超声波振动朝向喷射口集中，因此超声波振动不容易在储水部内发生反射。因此，通过从喷射口喷射的水，能够充分地传播超声波振动。因此，在使用从喷射口喷射的水对被加工物进行清洗时，能够将超声波振动充分地传递至被加工物上的污染物，因此能够提高清洗力。
另外，在通过切削装置对被加工物进行切削加工时，即使在加工点的切入深度较深的情况下，也能够通过从喷射口喷射的水对切削槽内的切削屑充分地传递超声波振动。因此，能够将切削屑从切削槽良好地排出。
另外，在本超声波变幅器中，振子具有使希望使超声波振动集中的一点侧凹陷而形成为圆顶状的辐射面，因此能够使从振子辐射的超声波振动集中于该一点。
附图说明
图1是示出作为一个实施方式的被加工物的一例的晶片的立体图。
图2是示出一个实施方式的超声波水喷射装置的结构的说明图。
图3是图2所示的超声波水喷射装置的压电振动板的立体图。
图4是包含压电振动板的超声波振子的剖视图。
图5是示出具有图2所示的超声波水喷射装置的晶片清洗装置的立体图。
图6是图5所示的晶片清洗装置的概略剖视图。
图7是示出具有图2所示的超声波水喷射装置的晶片切削装置的概略剖视图。
图8是示出图5所示的晶片切削装置中的切削部的说明图。
图9是示出超声波水喷射装置的变形例的说明图。
图10是示出其他实施方式的分割方法的搬送工序和浸没工序的说明图。
图11是示出其他实施方式的分割方法的分割工序的说明图。
图12是示出压电振动板的变形例的立体图。
图13是图12所示的压电振动板的剖视图。
标号说明
1：晶片；3：分割预定线；131：改质层；11：超声波水喷射装置；13：高频电源提供部；15：喷射装置主体；17：提供口；19：储水部；21：喷射口；23：超声波振子；24：压电振动板；241：圆顶部；243：边部；245：槽部；25：共振板；251：圆顶部；253：边部；26：辐射面；31：晶片清洗装置；33：旋转工作台部；35：超声波水喷射部；41：卡盘工作台；42：吸附面；43：旋转轴；45：工作台旋转电动机；51：水平管；52：吸附面；53：旋转轴；55：清洗水提供源；57：旋转电动机；L：清洗水；Ls：超声波水；61：晶片切削装置；63：切削部；65：卡盘工作台；71：主轴；73：凸缘；75：切削刀具；81：刀具罩；83：切削水喷射喷嘴；85：切削水提供管；87：清洗水提供管；T：划片带；111：搬送装置；113：驱动源；115：臂部；117：吸引源；119：连结部件；121：搬送垫；123：吸附部；125：框体；141：载置工作台；151：水槽；152：螺母部；153：X轴方向移动单元；155：滑动部件；157：电动机；159：滚珠丝杠；161：超声波分割装置；163：高频电源提供部；165：Y轴方向移动单元；166：螺母部；167：升降单元；169：超声波变幅器；171：壳体；181：连通路；PT：保护带；W：水。
具体实施方式
[实施方式1]
首先，对本实施方式的被加工物进行简单说明。
如图1所示，作为本实施方式的被加工物的一例的晶片1例如形成为圆板状。在晶片1的正面2a上形成有包含器件4的器件区域5和其外侧的外周剩余区域6。在器件区域5中，在由格子状的分割预定线3划分的区域内分别形成有器件4。外周剩余区域6围绕器件区域5。另外，在晶片1的外周缘7设置有表示晶片1的晶体取向的凹口9。晶片1的背面2b不具有器件4，是通过磨削磨具等进行磨削的被磨削面。
在本实施方式中，对于晶片1，在背面2b的磨削后，实施使用清洗水的旋转清洗。另外，在沿着晶片1的分割预定线3形成切削槽时，为了将切削屑从切削槽内去除而吹送清洗水。在本实施方式中所用的清洗水是超声波水。超声波水是传播了超声波振动的清洗水。
另外，晶片1可以是在包含硅、砷化镓等的半导体基板上形成有半导体器件的半导体晶片，也可以是在包含陶瓷、玻璃、蓝宝石等的无机材料基板上形成有光器件的光器件晶片。
接着，对用于对晶片1吹送清洗水的装置(超声波水喷射装置)进行说明。本实施方式的超声波水喷射装置从喷射口喷射作为清洗水的超声波水。超声波水喷射装置用于上述的旋转清洗和切削屑的去除。
首先，对超声波水喷射装置的结构进行说明。如图2所示，超声波水喷射装置11具有：提供高频电压的高频电源提供部13；以及喷射超声波水的喷射装置主体15。喷射装置主体15包含：清洗水L的提供口17；储存所提供的清洗水L的储水部19；对所储存的清洗水L传递超声波的超声波振子23；以及传递超声波的清洗水L即超声波水Ls的喷射口21。
提供口17用于向喷射装置主体15内导入清洗水L。提供口17与储水部19连通而提供清洗水L。储水部19是暂时储存从提供口17提供的清洗水L的筒状的部件(容器)。喷射口21设置于储水部19的一端侧(下端)。喷射口21将储存于储水部19的清洗水L朝向外部喷射。储水部19朝向喷射口21逐渐变细。
超声波振子23配置于储水部19中的与喷射口21对置的位置，具有与高频电源提供部13连接的压电振动板24以及与压电振动板24相邻配置的共振板25。
如图3和图4所示，压电振动板24具有中央的圆顶部241以及围绕圆顶部241的边部243。圆顶部241构成为接受来自高频电源提供部13的1MHz～3MHz的高频电压而进行振动，从而产生超声波振动。圆顶部251的凹陷侧朝向喷射口21(参照图2)。
边部243按照从圆顶部241的外周向径向外侧伸出的方式设置于圆顶部241的周围。
具有这样的结构的压电振动板24例如能够通过使用模框的一体成型而形成。
如图4所示，共振板25具有与压电振动板24同样的圆顶部251和边部253，共振板25相邻配置于压电振动板24的内部。共振板25的圆顶部251的外表面紧贴于压电振动板24的圆顶部241的内表面上。共振板25的边部253的上表面紧贴于压电振动板24的边部243的下表面上。
另外，如图2所示，共振板25的圆顶部251的内表面成为朝向储水部19内的清洗水L辐射超声波振动的辐射面26，配置于与喷射口21对置的位置。
辐射面26根据压电振动板24的圆顶部241和共振板25的圆顶部251的形状而形成为凹陷的圆顶形状。因此，从辐射面26辐射的超声波振动在距离辐射面26规定的距离的位置(在本实施方式中为喷射口21)聚焦而集中于该位置。
这样，作为超声波振子23的一个面的辐射面26以希望使超声波振动集中的一点即焦点为中心使该一点侧凹陷而形成为圆顶状。
共振板25的圆顶部251与压电振动板24的圆顶部241的超声波振动共振，从而从辐射面26向清洗水L传递超声波振动。由此，从喷射口21朝向外部喷射的清洗水L成为超声波水Ls。
另外，如图2所示，压电振动板24的边部253和共振板25的边部253通过储水部19的侧壁进行支承。
接着，对使用超声波水喷射装置11的晶片清洗装置进行说明。如图5所示，晶片清洗装置31是旋转型的清洗装置，具有旋转工作台部33和超声波水喷射部35。
旋转工作台部33构成为对晶片1进行保持而进行旋转。如图5所示，旋转工作台部33具有：卡盘工作台41，其用于对晶片1进行保持；卡盘工作台41的旋转轴43；以及工作台旋转电动机45，其与旋转轴43连接而用于使卡盘工作台41旋转。
卡盘工作台41形成为比晶片1小的圆形状，对晶片1进行保持。因此，卡盘工作台41在其上表面中央部具有用于对晶片1进行吸附的吸附面42。吸附面42由多孔陶瓷等多孔质材料形成。吸附面42经由卡盘工作台41内的管路而与吸引源连接(均未图示)。通过在吸附面52上所产生的负压，将晶片1吸引保持于卡盘工作台41上。
旋转轴43的上端部与卡盘工作台41的下表面中心连结，下端部与工作台旋转电动机45连接。工作台旋转电动机45借助旋转轴43而向卡盘工作台41传递旋转驱动力。由此，如图5和图6所示，卡盘工作台41在保持着晶片1的状态下以旋转轴43为中心例如向A方向高速旋转。
超声波水喷射部35除了图2所示的超声波水喷射装置11以外，还具有：作为中空的轴的水平管51；对水平管51进行保持的旋转轴53；与旋转轴53的上端连接的清洗水提供源55；以及旋转电动机57。清洗水提供源55是水提供源的一例。
水平管51的前端具有超声波水喷射装置11。水平管51的基端保持于旋转轴53的上端。旋转轴53按照与旋转工作台部33的旋转轴43大致平行的方式竖立设置。旋转电动机57使旋转轴53旋转。即，旋转轴53使用旋转电动机57的驱动力而使水平管51和超声波水喷射装置11在卡盘工作台41(晶片1)上旋转。
另外，水平管51具有从旋转轴53的上端达到卡盘工作台41的中心的长度。由此，旋转轴53能够使设置于水平管51的前端的超声波水喷射装置11从晶片1的外周移动至中心。
与旋转轴53的上端连接的清洗水提供源55经由配设于旋转轴53的上端和水平管51的内部的清洗水提供管(未图示)而对超声波水喷射装置11的提供口17(参照图2)提供清洗水L。
这里，对基于晶片清洗装置31的清洗处理进行说明。在对晶片1的清洗处理中，如图5和图6所示，将晶片1载置于卡盘工作台41上，通过在吸附面42上产生的负压将晶片1的背面2b吸引保持于卡盘工作台41上。然后，使工作台旋转电动机45进行驱动而使保持着晶片1的卡盘工作台41高速旋转。并且，通过旋转轴53使超声波水喷射装置11从卡盘工作台41的外侧的退避位置移动至晶片1的上方。与此相伴，从清洗水提供源55向超声波水喷射装置11提供清洗水L，从超声波水喷射装置11的喷射口21(参照图2)对晶片1喷射超声波水Ls。
此时，超声波水喷射装置11按照通过晶片1的旋转中心的路径而如图5中箭头B所示那样往复移动。卡盘工作台41高速旋转，因此能够将清洗水L吹送至卡盘工作台41上的整个晶片1上。这样，通过清洗水L对晶片1进行旋转清洗。
如上所述，晶片清洗装置31具有用于将清洗用的超声波水Ls喷射至晶片1的超声波水喷射装置11。在超声波水喷射装置11中，朝向储水部19内的清洗水L辐射超声波振动的辐射面26根据压电振动板24的圆顶部241的形状而形成为凹陷的圆顶形状。并且，圆顶形状的凹陷侧朝向喷射口21侧。因此，从辐射面26辐射的超声波振动朝向喷射口21集中。即，超声波振动朝向喷射口21会聚。因此，超声波振动不容易在储水部19内发生反射，因此能够通过从喷射口21喷射的超声波水Ls对晶片1充分地传播超声波振动。因此，在使用从喷射口21喷射的超声波水Ls对晶片1进行清洗时，能够对晶片1上的污染物充分地传递超声波振动，因此能够提高清洗力。
接着，对使用图2所示的超声波水喷射装置11的晶片切削装置进行说明。晶片切削装置沿着晶片1的分割预定线3(参照图1)形成切削槽。
如图7所示，晶片切削装置61具有：切削部63，其具有切削刀具；以及卡盘工作台65，其对晶片进行保持。卡盘工作台65隔着划片带T而对晶片1进行吸引保持。卡盘工作台65相对于切削部63例如在箭头C方向上相对地移动。
切削部63具有：图2所示的结构的超声波水喷射装置11；对晶片1进行切削的切削刀具75；使切削刀具75旋转的主轴71；以及用于固定切削刀具75的凸缘73。主轴71的前端侧插入至切削刀具75的中央，通过凸缘73将切削刀具75固定于主轴71。主轴71通过与其后端侧连结的电动机(未图示)进行旋转驱动。与此相伴，切削刀具75高速旋转。切削刀具75例如是通过将金刚石磨粒利用树脂结合剂固定并成型为圆板状而形成的。
如图8所示，切削部63除了上述的切削刀具75等以外，还具有：覆盖切削刀具75的刀具罩81；设置于该刀具罩81的切削水喷射喷嘴83；向该切削水喷射喷嘴83提供切削水的切削水提供管85；以及向超声波水喷射装置11提供清洗水的清洗水提供管87。
切削水喷射喷嘴83将从切削水提供管85提供的切削水朝向切削刀具75切入至晶片1的位置即切削点放出。通过该切削水对切削刀具75进行冷却和清洗。清洗水提供管87与超声波水喷射装置11的图2所示的提供口17连结，向超声波水喷射装置11提供清洗水。超声波水喷射装置11按照倾斜的状态配置，以便使喷射口21朝向切削点。
这里，对晶片切削装置61对晶片1的切削加工进行说明。首先，如图7所示，将晶片1隔着划片带T而吸引保持于卡盘工作台65上。接着，通过使卡盘工作台65移动，将晶片1配置于作为切削区域的切削部63的下方。
然后，按照将切削刀具75的刃尖配置于与晶片1的切入深度对应的位置的方式调整切削部63的高度位置。然后，使卡盘工作台65相对于高速旋转的切削刀具75在水平方向上相对移动，从而沿着晶片1的分割预定线3形成切削槽。在切削槽的形成时，从切削水喷射喷嘴83向切削刀具75的切削点放出切削水，并且从超声波水喷射装置11喷射超声波水Ls。这样，沿着晶片1上的所有分割预定线3形成切削槽。
如上所述，晶片切削装置61具有超声波水喷射装置11，超声波水喷射装置11向晶片1中的切削槽的形成部位喷射超声波水Ls。如上所述，在超声波水喷射装置11中，辐射面26根据压电振动板24的圆顶部241的形状而形成为凹陷的圆顶形状。并且，圆顶形状的凹陷侧朝向喷射口21侧。因此，从辐射面26辐射的超声波振动朝向喷射口21集中。因此，通过从喷射口21喷射的超声波水Ls，能够朝向晶片1充分地传播超声波振动，因此即使在切削点的切入深度较深的情况下，也能够通过从喷射口21喷射的超声波水Ls对切削槽内的切削屑充分地传递超声波振动。因此，能够通过超声波水Ls将切削屑从切削槽良好地排出。
另外，在本实施方式的压电振动板24中，在接受高频电压而进行振动从而产生超声波振动的圆顶部241的周围设置有边部243，边部243支承于储水部19的侧壁。因此，圆顶部241不与储水部19直接接触，因此圆顶部241不容易被储水部19压迫。因此，圆顶部241容易进行振动。另外，相比于圆顶部241与储水部19直接接触的结构，圆顶部241的振动不容易传递至储水部19。因此，能够抑制圆顶部241的振动减弱。其结果是，能够抑制通过圆顶部241所产生的超声波振动减弱。
另外，在图2所示的超声波水喷射装置11中，配设于喷射装置主体15的内部的储水部19朝向喷射口21逐渐变细。但是，储水部19的结构不限于此。可以如图9所示的超声波水喷射装置11a那样储水部19a不朝向喷射口21逐渐变细。即，喷射装置主体15可以具有大致圆筒状的内壁。
另外，本实施方式的压电振动板24中的圆顶部241的圆顶形状可以是与球形的一部分的内表面类似的形状，也可以是与研钵的内表面类似的形状。即，圆顶部241只要构成为使超声波振动从辐射面26朝向喷射口21集中即可。
[实施方式2]
在本实施方式中，对如下的方法进行说明：通过具有图4等所示的超声波振子23的装置，不使用切削装置而使用超声波振动将图1所示的晶片1沿着分割预定线3分割。通过该分割，将晶片1分割成分别包含一个器件4的多个芯片。
(1)改质层形成工序
在本实施方式的分割方法(本分割方法)中，首先实施改质层形成工序，使用公知的技术在晶片1中形成改质层。在改质层的形成中，例如准备照射脉冲激光光线的装置。来自该装置的脉冲激光光线具有透过晶片1的波长(例如红外光区域)。使该脉冲激光光线一边在其聚光点定位于晶片1的内部的状态下照射至晶片1，一边沿着晶片1的分割预定线3移动。由此，在晶片1的内部如图10所示那样形成沿着分割预定线3的改质层131。
另外，在本实施方式中，一边改变会聚深度，一边对一条分割预定线3例如照射三次脉冲激光光线。由此，沿着一条分割预定线3，形成在晶片1的厚度方向上排列的三条改质层131。
(2)搬送和浸没工序
接着，实施将具有改质层131的晶片1通过搬送装置111载置于载置工作台141上的搬送工序以及使载置工作台141在水槽151中浸没的浸没工序。这里，对本分割方法中所用的搬送装置111、载置工作台141以及水槽151的结构进行说明。
如图10所示，本分割方法的搬送装置111具有：对晶片1进行吸引保持的搬送垫121；搬送垫121的吸引源117；对搬送垫121进行支承的臂部115；臂部115的驱动源113；以及将搬送垫121和臂部115连结的连结部件119。
驱动源113是臂部115的驱动源且是支承部件。在臂部115中，其基端侧与驱动源113连结，其前端侧借助连结部件119而对搬送垫121进行保持。臂部115能够以驱动源113作为旋转轴而在XY平面上旋转。另外，臂部115能够以驱动源113作为升降轴而沿着Z轴在上下方向上升降。
搬送垫121具有对晶片1进行吸引保持的吸附部123以及覆盖吸附部123的框体125。框体125与连结部件119连接，对吸附部123进行支承。吸附部123由多孔陶瓷等多孔质材料构成，形成为圆板状。
吸引源117包含真空产生装置和压缩机等，具有沿Z方向延伸的连通路181。连通路181贯通臂部115、连结部件119以及框体125而到达吸附部123。因此，吸引源117经由该连通路181而与吸附部123连接。吸引源117经由连通路181而对吸附部123进行吸引，从而在吸附部123的正面上产生负压。吸附部123通过该负压而对晶片1进行吸引保持。
另外，如图10所示，载置工作台141具有与XY平面平行的载置面，配置和固定于水槽151的底部。另外，载置工作台141具有沿Z轴方向延伸的旋转轴(未图示)，能够以该旋转轴为中心而在XY平面内旋转。载置工作台141能够以该旋转轴为中心而在水槽151内例如至少旋转90°。
水槽151具有配置于下表面中央的螺母部152。水槽151借助能够在X轴方向上移动的滑动部件155而支承于X轴方向移动单元153。X轴方向移动单元153是用于使水槽151在X轴方向(与纸面垂直的方向)上移动的部件。X轴方向移动单元153具有与X轴平行地配置的滚珠丝杠159以及使滚珠丝杠159旋转的电动机157。滚珠丝杠159与水槽151的螺母部152卡合。因此，通过电动机157的驱动力使滚珠丝杠159旋转，从而水槽151经由螺母部152而接受移动力，从而沿着X轴方向移动。
对使用了具有这样的结构的搬送装置111和载置工作台141的本分割方法的搬送工序和浸没工序进行说明。首先，在晶片1的正面2a上粘贴用于保护器件4的保护带PT。然后，利用来自驱动源113的驱动力使臂部115在XY平面内旋转，从而将搬送垫121配置于载置在规定位置的晶片1的背面2b侧的上方。并且，使臂部115沿着Z方向下降，从而使搬送垫121与晶片1的背面2b接触。另外，使吸引源117进行动作，从而通过搬送垫121的吸附部123对晶片1进行吸引保持。
在该状态下使臂部115旋转和升降，从而将晶片1载置于水槽151内的载置工作台141上。并且，通过公知的方法将晶片1固定于载置工作台141上。然后，按照使晶片1中的分割预定线3的方向沿着X轴方向和Y轴方向的方式调整晶片1在XY平面内的位置。该调整通过载置工作台141在XY平面内的旋转来实施。
接着，从未图示的水提供源向水槽151内提供水，从而水槽151内被规定量的水W充满。由此，将水槽151内的载置工作台141所保持的晶片1浸没。
然后，使来自吸引源117的吸引力停止，使搬送垫121与晶片1分开并沿着Z方向向上方移动。由此，完成搬送和浸没工序。
(3)分割工序
接着，实施分割工序，使用超声波振动将所浸没的晶片1分割成芯片。在分割工序中，如图11所示，在所浸没的晶片1的上方配置超声波分割装置161。并且，使定位于晶片1的上方的超声波变幅器169沿着晶片1的分割预定线3移动，依次对晶片1的上表面的分割预定线3赋予超声波振动，从而以改质层131为起点而将晶片1分割。
以下，对在本分割方法中所用的超声波分割装置161的结构进行说明。如图11所示，超声波分割装置161具有：输出高频电压的高频电源提供部163；辐射超声波振动的超声波变幅器169；用于使超声波变幅器169沿着Y轴方向移动的Y轴方向移动单元165；用于使超声波变幅器169升降的升降单元167；以及与Y轴方向移动单元165和升降单元167卡合的螺母部166。
高频电源提供部163具有与图5所示的高频电源提供部13同样的结构，将高频电压输出至超声波变幅器169。Y轴方向移动单元165是用于使超声波变幅器169沿着Y轴方向移动的部件，包含沿Y轴方向延伸的滚珠丝杠。螺母部166与Y轴方向移动单元165的滚珠丝杠卡合，通过该滚珠丝杠的旋转，沿着Y轴方向移动。
升降单元167的下端对超声波变幅器169进行保持。升降单元167的上端以能够沿着Z轴方向升降的方式保持于螺母部166。因此，升降单元167能够与超声波变幅器169一起沿着Z轴方向升降。
接着，对超声波变幅器169进行说明。如图11所示，超声波变幅器169包含辐射超声波振动的图4所示的超声波振子23以及对超声波振子23的外周部进行保持的壳体171。
如上所述，超声波振子23具有：压电振动板24，其接受来自高频电源提供部163的1MHz～3MHz的高频电压而进行振动，从而产生超声波振动；以及共振板25，其与压电振动板24相邻。
在本实施方式中，共振板25与压电振动板24的超声波振动共振，从而从辐射面26经由水W而辐射超声波振动。如上所述，辐射面26形成为圆顶形状，以便从辐射面26辐射的超声波振动在距离辐射面26规定距离的位置聚焦而集中于该位置。
另外，在本实施方式中，压电振动板24的边部253和共振板25的边部253保持于壳体171。
另外，超声波分割装置161具有能够从晶片1的背面2b透过晶片1而对晶片1的正面2a进行拍摄的未图示的对准相机。该对准相机例如是红外线相机。通过使用该对准相机，能够从晶片1的背面2b侧对形成于正面2a的分割预定线3进行拍摄。
对使用了具有这样的结构的超声波分割装置161的本分割方法的分割工序进行说明。在实施了浸没工序之后，在保持被保持于载置工作台141的状态而浸没的晶片1的背面2b的上方配置超声波分割装置161。
接着，使用X轴方向移动单元153和Y轴方向移动单元165实施XY平面内的超声波变幅器169相对于晶片1的相对位置的控制。通过该控制，将超声波变幅器169中的超声波振子23的焦点(辐射面26的焦点)配置于晶片1上的沿X方向延伸的第一条分割预定线3的上方。另外，在该控制中使用上述的对准相机。
接着，对升降单元167进行控制而对超声波变幅器169的Z轴方向的位置进行控制。通过该控制，超声波振子23的焦点的高度成为晶片1的背面2b的高度。由此，将超声波振子23的焦点配置于晶片1的背面2b上的分割预定线3上。在该状态下，使高频电源提供部163进行驱动而对超声波振子23输出高频电压，从超声波振子23辐射超声波振动。由此，超声波振动经由水槽151内的水W而朝向晶片1的分割预定线3集中地辐射。
另外，一边从超声波变幅器169的超声波振子23朝向分割预定线3辐射超声波振动，一边使超声波变幅器169沿着在X轴方向上延伸的分割预定线3相对于晶片1相对地移动。即，使对水槽151进行保持的X轴方向移动单元153的电动机157进行驱动而使载置工作台141连同水槽151一起在X轴方向上移动。在对一条分割预定线3的整个区域辐射了超声波振动之后，使用Y轴方向移动单元165和升降单元167，使超声波振子23的焦点对齐在沿X轴方向延伸的其他分割预定线3上，使超声波变幅器169沿着该分割预定线3相对地移动。
这样，对晶片1上的与一个方向平行的所有分割预定线3的整个区域辐射超声波振动。然后，使载置工作台141旋转90°而对与已经辐射了超声波振动的分割预定线3垂直的分割预定线3同样地辐射超声波振动。
这样，对晶片1上的所有分割预定线3的整个区域赋予超声波振动。在晶片1中，通过对分割预定线3施加通过超声波振动所带来的外力，以沿着分割预定线3形成的强度较弱的改质层131为起点而产生碎裂。因此，将晶片1沿着该分割预定线3分割。由此，将晶片1小片化，生成多个芯片。
如上所述，在本分割方法中所用的超声波变幅器169中，辐射面26以作为希望使超声波振动集中的一点的焦点为中心使该一点侧凹陷而形成为圆顶状。由此，能够使从超声波振子23辐射的超声波振动集中于一点。
另外，在本分割方法中，沿着晶片1的分割预定线3形成有强度较弱的改质层131。并且，超声波变幅器169一边沿着晶片1的分割预定线3移动，一边经由水W而依次对晶片1的上表面赋予超声波振动。因此，在本分割方法中，能够按照每个改质层131对晶片1的所有改质层131集中地赋予超声波振动。因此，能够将晶片1沿着改质层131良好地分割，因此能够抑制分割残留的产生。
另外，在本实施方式的压电振动板24中，设置于接受高频电压而进行振动从而产生超声波振动的圆顶部241的周围的边部243保持于壳体171。因此，圆顶部241不与壳体171直接接触，因此圆顶部241不容易被壳体171压迫。因此，圆顶部241容易进行振动。另外，相比于圆顶部241与壳体171直接接触的结构，圆顶部241的振动容易传递至壳体171。因此，能够抑制圆顶部241的振动减弱。其结果是，能够抑制通过圆顶部241所产生的超声波振动减弱。
另外，关于搬送装置111和超声波分割装置161，可以构成为按照将其中任意一个配置于水槽151内的晶片1上的方式相对于水槽151旋转驱动。或者，也可以按照在XY平面方向上并列配置的搬送装置111和超声波分割装置161中的任意一个的下部配置晶片1的方式使水槽151呈平面(例如直线)移动。
另外，在本实施方式中，在搬送装置111将晶片1载置于载置工作台141之后向水槽151提供水，然后使搬送装置111与晶片1分开。但是，不限于此，也可以是在搬送装置111的搬送垫121将晶片1载置于载置工作台141之后，与晶片1分开，然后向水槽151提供水。
另外，在本实施方式中，通过搬送装置111将晶片1载置于预先配置在水槽151内的载置工作台141上，然后向水槽151内提供水。但是，不限于此，也可以是将晶片1载置于储存有水的水槽151内的载置工作台141上。或者，也可以是通过搬送装置111将晶片1载置于配置在水槽151外的载置工作台141上，然后将保持着晶片1的载置工作台141配置于储存有水的水槽151。
另外，在实施方式1和2中，也可以代替图3所示的压电振动板24而使用图12和图13所示的压电振动板24a。该压电振动板24a除了图3所示的圆顶部241和边部243以外，还具有槽部245。槽部245设置于边部243中的与圆顶部241接触的部位的靠圆顶部241的顶部侧的面上。即，槽部245按照围绕圆顶部241的方式设置于边部243。
在该结构中，通过槽部245的存在，边部243的与圆顶部241接触的部分的截面积减小。因此，能够抑制在圆顶部241所产生的振动传递至边部243。
因此，在该结构中，能够抑制超声波振动经由边部243而传递至储水部19的侧壁或壳体171。因此，在该结构中，能够将压电振动板24的圆顶部241的振动高效地传递至共振板25的圆顶部251。
另外，在上述实施方式1和2中，超声波振子23具有压电振动板24和共振板25，共振板25具有辐射面26。但是，不限于此，也可以是超声波振子23具有压电振动板24，但不具有共振板25。在该结构中，压电振动板24的圆顶部241具有以希望使超声波振动集中的一点为中心使一点侧凹陷而形成为圆顶状的辐射面，从该辐射面振荡出超声波振动。即，压电振动板24与喷射口21对置而配设于储水部19，并振荡出超声波振动。

Claims (3)

1.一种压电振动板，其具有：
圆顶部；以及
边部，其从该圆顶部的外周向径向外侧伸出。
2.一种超声波水喷射装置，其向被加工物喷射传播了超声波振动的水，其中，
该超声波水喷射装置具有：
筒状的储水部，其暂时储存从水提供源提供的水；
喷射口，其配设于该储水部的一端侧，喷射水；以及
权利要求1所述的压电振动板，其与该喷射口对置而配设于该储水部，产生超声波振动，
该压电振动板的该圆顶部的凹陷侧朝向该喷射口，
该压电振动板的边部被该储水部的侧壁支承，
该超声波振动朝向该喷射口集中，传播了该超声波振动的水从该喷射口向该被加工物喷射。
3.一种超声波变幅器，其集中赋予超声波振动，其中，
该超声波变幅器具有：
振子，其包含权利要求1所述的压电振动板，该振子具有辐射面，该辐射面以希望使该超声波振动集中的一点为中心而使该一点侧凹陷从而形成为圆顶状；以及
壳体，其对该压电振动板的该边部进行保持。
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