JP2007287722A

JP2007287722A - Cutting apparatus

Info

Publication number: JP2007287722A
Application number: JP2006109835A
Authority: JP
Inventors: Sosuke Kumagai; 壮祐熊谷
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2006-04-12
Filing date: 2006-04-12
Publication date: 2007-11-01
Anticipated expiration: 2026-04-12
Also published as: JP4847189B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cutting apparatus capable of reliably detecting the position of a cutting blade when the outer periphery of the cutting blade comes into contact with the upper surface of a chuck table and a work to be machined regardless of the cutting blade made of an insulator, such as a resin bonded abrasive tool blade. <P>SOLUTION: The cutting apparatus comprises: the chuck table; a cutting means for cutting a work to be machined held by the chuck table, a cutting feed means for relatively moving the chuck table and the cutting means, and a cutting feed means for moving the cutting means vertically to the holding surface of the chuck table. The cutting means comprises: a rotary spindle, a cutting blade fitted to the rotary spindle, a drive means for rotating and driving the rotary spindle, and a spindle housing for rotatably supporting the rotary spindle. The cutting apparatus comprises: a vibration signal generation means for generating a vibration signal corresponding to vibration operating on the rotary spindle; and a control means for determining the state of the cutting blade, based on a vibration signal generated by the vibration signal generation means. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を切削する切削ブレードを備えた切削装置、更に詳しくは切削ブレードの状態を検出する機能を備えた切削装置に関する。 The present invention relates to a cutting apparatus having a cutting blade for cutting a workpiece such as a semiconductor wafer, and more particularly to a cutting apparatus having a function of detecting the state of the cutting blade.

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列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、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード、CCD等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。 In the semiconductor device manufacturing process, a plurality of regions are partitioned by dividing lines called streets arranged in a lattice pattern on the surface of a substantially wafer-shaped semiconductor wafer, and devices such as ICs, LSIs, etc. are partitioned in the partitioned regions. Form. Then, the semiconductor wafer is cut along the streets to divide the region in which the device is formed to manufacture individual semiconductor chips. In addition, optical device wafers with gallium nitride compound semiconductors laminated on the surface of sapphire substrates are divided into individual light emitting diodes, laser diodes, CCDs and other optical devices by cutting along the streets. It's being used.

上述したウエーハのストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと称されている切削装置によって行われている。この切削装置は、ウエーハ等の被加工物を保持する保持面を備えた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ための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる切削送り手段と、切削手段をチャックテーブルの保持面に対して垂直方向に移動せしめる切り込み送り手段と、を具備している。切削手段は、回転スピンドルと該回転スピンドルに装着された切削ブレードおよび回転スピンドルを回転駆動する駆動手段を備えたスピンドルユニットを含んでいる。このような切削装置においては、切削ブレードを２００００〜４００００rpmの回転速度で回転しつつ、切削ブレードを所定量切り込み送りした後、切削ブレードとチャックテーブルに保持された被加工物を相対的に切削送りする。 The above-described cutting along the wafer street is usually performed by a cutting device called a dicer. The cutting apparatus includes a chuck table having a holding surface for holding a workpiece such as a wafer, a cutting means for cutting the workpiece held on the chuck table, and a chuck table and the cutting means relative to each other. A cutting feed means for moving the cutting means and a cutting feed means for moving the cutting means in a direction perpendicular to the holding surface of the chuck table. The cutting means includes a spindle unit having a rotary spindle, a cutting blade mounted on the rotary spindle, and a driving means for driving the rotary spindle to rotate. In such a cutting apparatus, the cutting blade is cut and fed by a predetermined amount while the cutting blade is rotated at a rotational speed of 20000 to 40000 rpm, and then the workpiece held on the cutting blade and the chuck table is relatively cut and fed. To do.

上述した切削ブレードによる切削においては、切削ブレードの切り込み深さを制御することが重要である。この切削ブレードの切り込み深さの制御は、切削ブレードの外周がチャックテーブルの上面に接触した時点における切削ブレードの位置を検出して基準位置とし、この基準位置に基づいて切削ブレードを所定量切り込み送りする。なお、上記切削ブレードの基準位置の検出は、切削ブレードとチャックテーブルの金属部が接触すると電流が流れるようにした検出手段を用い、切削ブレードをチャックテーブルに向けて切り込み送りし、切削ブレードの外周がチャックテーブルの金属部に接触して電流が流れたことを検出して、切削ブレードの基準位置としている。 In the above-described cutting with the cutting blade, it is important to control the cutting depth of the cutting blade. The cutting depth of the cutting blade is controlled by detecting the position of the cutting blade when the outer periphery of the cutting blade contacts the upper surface of the chuck table as a reference position, and cutting and feeding the cutting blade by a predetermined amount based on the reference position. To do. The reference position of the cutting blade is detected by using a detecting means that allows current to flow when the cutting blade and the metal part of the chuck table come into contact with each other. Detects that a current has flowed in contact with the metal part of the chuck table, and serves as a reference position for the cutting blade.

また、上述した切削装置において、切削ブレードによる切削時に発生するAE(Acoustic Emission：アコースティックエミッション)信号を検出するAE信号検出センサーをチャックテーブルに配設し、このAE信号検出センサーからの検出信号に基づいて切削ブレードの切れ味を測定し、加工条件を選定したり切削ブレードの寿命を判定する技術が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
特開平４−９９９４６号公報 In the above-described cutting apparatus, an AE signal detection sensor for detecting an AE (Acoustic Emission) signal generated at the time of cutting by the cutting blade is disposed on the chuck table, and based on the detection signal from the AE signal detection sensor. Techniques have been proposed for measuring cutting blade sharpness, selecting processing conditions, and determining the cutting blade life. (For example, refer to Patent Document 1.)
Japanese Patent Laid-Open No. 4-99946

しかるに、上述した切削ブレードの基準位置の検出方法は、切削ブレードがダイヤモンド等の砥粒をニッケルメッキで固定した電鋳ブレードや砥粒をメタルボンドで結合したメタルボンド砥石ブレードのように導電性を有する切削ブレードには適用することができるが、砥粒をレジンボンドで結合したレジンボンド砥石ブレードは絶縁体であるため上述した検出方法によって切削ブレードの基準位置を検出することはできない。
また、上述したようにチャックテーブルに配設されたAE信号検出センサーによって切削ブレードに発生するAE信号を検出する技術は、切削ブレードに発生する振動をチャックテーブルに配設されたAE信号検出センサーによって間接的に検出するので、切削ブレードに発生する振動を必ずしも正確に検出することはできない。 However, the above-described method for detecting the reference position of the cutting blade is such that the cutting blade is electroconductive, such as an electroformed blade in which diamond or other abrasive grains are fixed by nickel plating, or a metal bond grindstone blade in which abrasive grains are bonded by metal bond. Although the present invention can be applied to a cutting blade having the same, a resin bond grindstone blade in which abrasive grains are bonded by a resin bond is an insulator, and therefore the reference position of the cutting blade cannot be detected by the above-described detection method.
Further, as described above, the technology for detecting the AE signal generated in the cutting blade by the AE signal detection sensor provided on the chuck table is based on the AE signal detection sensor provided on the chuck table for the vibration generated in the cutting blade. Since it is detected indirectly, the vibration generated in the cutting blade cannot always be detected accurately.

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、切削ブレードに発生する振動を正確に検出して切削ブレードの状態を正確に把握することができる切削装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and its main technical problem is to provide a cutting apparatus capable of accurately detecting vibrations generated in a cutting blade and accurately grasping the state of the cutting blade. There is.

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持する保持面を備えた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ための切削手段と、該チャックテーブルと該切削手段とを相対的に移動せしめる切削送り手段と、該切削手段を該チャックテーブルの保持面に対して垂直方向に移動せしめる切り込み送り手段とを具備し、該切削手段が回転スピンドルと該回転スピンドルに装着された切削ブレードと該回転スピンドルを回転駆動する駆動手段および該回転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とを備えている切削装置において、
該回転スピンドルに作用する振動に対応した振動信号を発生する振動信号発生手段と、
該振動信号発生手段によって発生された振動信号に基づいて該切削ブレードの状態を判定する制御手段と、を具備している、
ことを特徴とする切削装置が提供される。 In order to solve the main technical problem, according to the present invention, a chuck table having a holding surface for holding a workpiece, a cutting means for cutting the workpiece held on the chuck table, A cutting feed means for moving the chuck table and the cutting means relative to each other; and a cutting feed means for moving the cutting means in a direction perpendicular to the holding surface of the chuck table. A cutting device comprising: a cutting blade mounted on the rotary spindle; drive means for rotationally driving the rotary spindle; and a spindle housing for rotatably supporting the rotary spindle;
Vibration signal generating means for generating a vibration signal corresponding to vibration acting on the rotating spindle;
Control means for determining the state of the cutting blade based on the vibration signal generated by the vibration signal generating means,
A cutting device is provided.

上記振動信号発生手段は上記回転スピンドルに配設され回転スピンドルに作用する振動に対応した電圧を発生する超音波振動子と、該超音波振動子と接続され電圧信号を上記制御手段に送電する送電手段とからなっている。
また、上記超音波振動子は、上記回転スピンドルの軸方向に分極された圧電体と、該圧電体の両側分極面に装着された2枚の電極板とからなっており、上記送電手段は、上記回転スピンドルに装着された第１のコイル手段と、該第１のコイル手段と対向して該スピンドルハウジングに配設され第２のコイル手段とからなっている。
また、切削装置は、上記切り込み送り手段による切り込み送り位置を検出する切込み送り位置検出手段を備え、上記制御手段は、上記振動信号発生手段によって発生された振動信号と切込み送り位置検出手段からの検出信号に基づいて切削ブレードの切り込み方向の基準位置を決定する。 The vibration signal generating means is disposed on the rotary spindle and generates an ultrasonic transducer that generates a voltage corresponding to the vibration acting on the rotary spindle, and is connected to the ultrasonic vibrator and transmits a voltage signal to the control means. It consists of means.
Further, the ultrasonic vibrator comprises a piezoelectric body polarized in the axial direction of the rotary spindle, and two electrode plates mounted on both side polarization surfaces of the piezoelectric body. The first coil means mounted on the rotary spindle and the second coil means arranged on the spindle housing so as to face the first coil means.
Further, the cutting apparatus includes a cutting feed position detection unit that detects a cutting feed position by the cutting feed unit, and the control unit detects a vibration signal generated by the vibration signal generation unit and a detection from the cutting feed position detection unit. A reference position in the cutting direction of the cutting blade is determined based on the signal.

本発明による切削装置は、上記回転スピンドルに作用する振動に対応した振動信号を発生する振動信号発生手段と、該振動信号発生手段によって発生された振動信号に基づいて該切削ブレードの状態を判定する制御手段とを具備しているので、回転スピンドルに装着された切削ブレードに発生する振動を正確に検出することができるため、切削ブレードの状態を正確に把握することができる。従って、本発明による切削装置においては、切削ブレードの切れ味や切削ブレードの寿命を正確に把握することができるとともに、切削ブレードの切り込み方向の基準位置を決定する際にレジンボンド砥石ブレードのように絶縁体からなる切削ブレードであっても外周縁がチャックテーブルまたはチャックテーブルに保持された被加工物に接触したことを正確に検出できる。 The cutting apparatus according to the present invention determines a state of the cutting blade based on the vibration signal generating means for generating a vibration signal corresponding to the vibration acting on the rotating spindle, and the vibration signal generated by the vibration signal generating means. Since the control means is provided, the vibration generated in the cutting blade mounted on the rotary spindle can be accurately detected, so that the state of the cutting blade can be accurately grasped. Therefore, in the cutting device according to the present invention, the sharpness of the cutting blade and the life of the cutting blade can be accurately grasped, and when the reference position in the cutting direction of the cutting blade is determined, it is insulated like a resin bond grindstone blade. Even when the cutting blade is made of a body, it can be accurately detected that the outer peripheral edge is in contact with the chuck table or the workpiece held on the chuck table.

以下、本発明に従って構成された切削装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of a cutting device configured according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

図１には、本発明によって構成された切削装置の斜視図が示されている。
図１に示された切削装置は、略直方体状の装置ハウジング１を具備している。この装置ハウジング１内には、図２に示す静止基台２と、該静止基台２に切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構３と、静止基台２に割り出し送り方向である矢印Ｙで示す方向（切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に垂直な方向）に移動可能に配設されたスピンドル支持機構４と、該スピンドル支持機構４に切り込み送り方向である矢印Ｚで示す方向に移動可能に配設されたスピンドルユニット５が配設されている。 FIG. 1 shows a perspective view of a cutting apparatus constructed according to the present invention.
The cutting device shown in FIG. 1 includes a device housing 1 having a substantially rectangular parallelepiped shape. In the apparatus housing 1, a stationary base 2 shown in FIG. 2 and a chuck table mechanism that is disposed on the stationary base 2 so as to be movable in a direction indicated by an arrow X that is a cutting feed direction and holds a workpiece. 3, a spindle support mechanism 4 disposed on the stationary base 2 so as to be movable in a direction indicated by an arrow Y that is an indexing feed direction (a direction perpendicular to a direction indicated by an arrow X that is a cutting feed direction), and the spindle A spindle unit 5 is disposed on the support mechanism 4 so as to be movable in the direction indicated by the arrow Z that is the cutting feed direction.

上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上に矢印Ｘで示す方向に沿って平行に配設された一対の案内レール３１、３１と、該一対の案内レール３１、３１上に矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設されたチャックテーブル支持基台３２と、該チャックテーブル支持基台３２上に配設された円筒部材３３と、円筒部材３３の上端に支持されたカバーテーブル３４と、該カバーテーブル３４に設けられた円形開口内に回転軸が回転可能に配設されたチャックテーブル３５とを具備している。チャックテーブル３５は、多孔性材料から形成された吸着チャック３５１を具備しており、吸着チャック３５１の上面である保持面上に被加工物である例えば円盤状のウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。このように構成されたチャックテーブル３５は、円筒部材３３内に配設された図示しないパルスモータによって回転せしめられる。なお、チャックテーブル３５には、後述する環状のフレームを固定するためのクランプ３７が配設されている。 The chuck table mechanism 3 includes a pair of guide rails 31 and 31 disposed in parallel along the direction indicated by the arrow X on the stationary base 2, and the arrow X on the pair of guide rails 31 and 31. A chuck table support base 32 movably disposed in the direction, a cylindrical member 33 disposed on the chuck table support base 32, a cover table 34 supported on the upper end of the cylindrical member 33, A chuck table 35 having a rotary shaft rotatably disposed in a circular opening provided in the cover table 34 is provided. The chuck table 35 includes a suction chuck 351 formed of a porous material, and holds, for example, a disk-shaped wafer, which is a workpiece, on a holding surface which is the upper surface of the suction chuck 351 by suction means (not shown). It is like that. The chuck table 35 configured as described above is rotated by a pulse motor (not shown) disposed in the cylindrical member 33. The chuck table 35 is provided with a clamp 37 for fixing an annular frame described later.

図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、チャックテーブル３５を一対の案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す切削送り方向に移動させるための切削送り手段３８を具備している。切削送り手段３８は、上記一対の案内レール３１と３１の間に平行に配設された雄ネジロッド３８１と、該雄ネジロッド３８１を回転駆動するためのサーボモータ３８２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３８１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック３８３に回転自在に支持されており、その他端が上記サーボモータ３８２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３８１は、チャックテーブル支持基台３２の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、サーボモータ３８２によって雄ネジロッド３８１を正転および逆転駆動することにより、チャックテーブル支持基台３２上に支持されたチャックテーブル３５は一対の案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す切削送り方向に移動せしめられる。 The chuck table mechanism 3 in the illustrated embodiment includes a cutting feed means 38 for moving the chuck table 35 along a pair of guide rails 31 and 31 in a cutting feed direction indicated by an arrow X. The cutting feed means 38 includes a male screw rod 381 disposed in parallel between the pair of guide rails 31 and 31, and a drive source such as a servo motor 382 for rotationally driving the male screw rod 381. One end of the male screw rod 381 is rotatably supported by a bearing block 383 fixed to the stationary base 2, and the other end is connected to the output shaft of the servo motor 382 by transmission. The male screw rod 381 is screwed into a through female screw hole formed in a female screw block (not shown) provided so as to protrude from the lower surface of the center portion of the chuck table support base 32. Therefore, by driving the male screw rod 381 forward and backward by the servo motor 382, the chuck table 35 supported on the chuck table support base 32 is fed along the pair of guide rails 31 and 31 by the cutting feed indicated by the arrow X. It can be moved in the direction.

上記スピンドル支持機構４は、静止基台２上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向に沿って平行に配設された一対の案内レール４１、４１と、該一対の案内レール４１、４１上に矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設された可動支持基台４２を具備している。この可動支持基台４２は、一対の案内レール４１、４１上に移動可能に配設された移動支持部４２１と、該移動支持部４２１に取り付けられた装着部４２２とからなっている。装着部４２２は、一側面に矢印Ｚで示す方向に延びる一対の案内レール４２２ａ、４２２ａが平行に設けられている。図示の実施形態におけるスピンドル支持機構４は、可動支持基台４２を一対の案内レール４１、４１に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動させるための割り出し送り手段４３を具備している。割り出し送り手段４３は、上記一対の案内レール４１、４１の間に平行に配設された雄ネジロッド４３１と、該雄ねじロッド４３１を回転駆動するためのパルスモータ４３２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド４３１は、その一端が上記静止基台２に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ４３２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド４３１は、可動支持基台４２を構成する移動支持部４２１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ４３２によって雄ネジロッド４３１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台４２は一対の案内レール４１、４１に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。 The spindle support mechanism 4 includes a pair of guide rails 41 and 41 arranged in parallel along the indexing feed direction indicated by an arrow Y on the stationary base 2, and an arrow Y on the pair of guide rails 41 and 41. The movable support base 42 is provided so as to be movable in the direction indicated by. The movable support base 42 includes a pair of guide rails 41, a movable support portion 421 that is movably disposed on the guide rails 41, and a mounting portion 422 attached to the movable support portion 421. The mounting portion 422 is provided with a pair of guide rails 422a and 422a extending in the direction indicated by the arrow Z on one side surface in parallel. The spindle support mechanism 4 in the illustrated embodiment includes index feed means 43 for moving the movable support base 42 along the pair of guide rails 41 and 41 in the index feed direction indicated by the arrow Y. The index feeding means 43 includes a male screw rod 431 disposed in parallel between the pair of guide rails 41, 41, and a drive source such as a pulse motor 432 for rotationally driving the male screw rod 431. One end of the male screw rod 431 is rotatably supported by a bearing block (not shown) fixed to the stationary base 2, and the other end is connected to the output shaft of the pulse motor 432. The male screw rod 431 is screwed into a female screw hole formed in a female screw block (not shown) provided on the lower surface of the central portion of the moving support portion 421 constituting the movable support base 42. For this reason, when the male screw rod 431 is driven to rotate forward and backward by the pulse motor 432, the movable support base 42 is moved along the pair of guide rails 41, 41 in the index feed direction indicated by the arrow Y.

次に、スピンドルユニット５について、図３を参照して説明する。
図３に示すスピンドルユニット５は、スピンドルハウジング５１と、該スピンドルハウジング５１内に回転自在に配設された回転スピンドル５２と、該回転スピンドル５２の先端に装着される切削工具５３を具備している。スピンドルハウジング５１は略円筒状に形成され、軸方向に貫通する軸穴５１１を備えている。上記スピンドルハウジング５１に形成された軸穴５１１に挿通して配設される回転スピンドル５２は、その前端部にネジ穴５２１が設けられた工具装着部５２２を備え、その中央部には径方向に突出して形成されたスラスト軸受フランジ５２３が設けられている。このようにしてスピンドルハウジング５１に形成された軸穴５１１に挿通して配設される回転スピンドル５２は、軸穴５１１の内壁との間に供給される高圧エアーによって回転自在に支持される。 Next, the spindle unit 5 will be described with reference to FIG.
The spindle unit 5 shown in FIG. 3 includes a spindle housing 51, a rotating spindle 52 that is rotatably disposed in the spindle housing 51, and a cutting tool 53 that is attached to the tip of the rotating spindle 52. . The spindle housing 51 is formed in a substantially cylindrical shape and includes a shaft hole 511 penetrating in the axial direction. The rotary spindle 52 disposed through the shaft hole 511 formed in the spindle housing 51 includes a tool mounting portion 522 provided with a screw hole 521 at a front end portion thereof, and a radial direction at the center portion thereof. A protruding thrust bearing flange 523 is provided. In this way, the rotary spindle 52 disposed through the shaft hole 511 formed in the spindle housing 51 is rotatably supported by high-pressure air supplied between the inner wall of the shaft hole 511.

回転スピンドル５２の先端部に設けられた工具装着部５２２に装着された切削工具５３は、振動伝達部材５４と、該振動伝達部材５４に装着され中央部に円形開口５５１を備えた円環状の切削ブレード５５とからなっている。振動伝達部材５４は、中央大径部５４１と、該中央大径部５４１の一端面５４１aから同軸状に突出して形成された第１の小径部５４２と、中央大径部５４１の他端面５４１ｂから同軸状に突出して形成された第２の小径部５４３とを具備している。中央大径部５４１の一端面５４１aは切削ブレード５５の装着面となっており、一端面５４１aには切削ブレード５５の開口５５１が嵌合する位置規制部５４４が１mm程度突出して設けられている。なお、第１の小径部５４２と第２の小径部５４３は、同一外径、同一長さに形成されている。このように形成された振動伝達部材５４には、軸中心を貫通する貫通孔５４５が形成されている。 A cutting tool 53 mounted on a tool mounting portion 522 provided at the tip of the rotary spindle 52 includes a vibration transmitting member 54 and an annular cutting member mounted on the vibration transmitting member 54 and provided with a circular opening 551 in the center. It consists of a blade 55. The vibration transmitting member 54 includes a central large-diameter portion 541, a first small-diameter portion 542 formed so as to protrude coaxially from one end surface 541a of the central large-diameter portion 541, and an other end surface 541b of the central large-diameter portion 541. And a second small-diameter portion 543 formed so as to protrude coaxially. One end surface 541a of the central large-diameter portion 541 is a mounting surface of the cutting blade 55, and a position regulating portion 544 into which the opening 551 of the cutting blade 55 is fitted projects from the one end surface 541a by about 1 mm. The first small diameter part 542 and the second small diameter part 543 are formed to have the same outer diameter and the same length. The vibration transmitting member 54 formed in this way is formed with a through hole 545 that penetrates the center of the shaft.

上記円環状の切削ブレード５５は、外周部の切れ刃部５５２と内周部の固定部５５３とからなっている。この環状の切削ブレード５５は、図示の実施形態においては砥粒をレジンボンドで結合して円環状に形成したレジンボンドブレードからなっている。このような円環状の切削ブレード５５は、振動伝達部材５４の中央大径部５４１の装着面である一端面５４１aに適宜のボンド剤によって内周部の固定部５５３が固定される。このとき、切削ブレード５５の開口５５１を位置規制部５４４に嵌合することにより、切削ブレード５５は振動伝達部材５４の中央大径部５４１の装着部である一端面５４１aの所定位置に確実に固定される。 The annular cutting blade 55 includes a cutting edge portion 552 at the outer peripheral portion and a fixing portion 553 at the inner peripheral portion. In the illustrated embodiment, the annular cutting blade 55 is composed of a resin bond blade formed by bonding abrasive grains with a resin bond to form an annular shape. In such an annular cutting blade 55, an inner peripheral fixing portion 553 is fixed to one end surface 541a, which is a mounting surface of the central large diameter portion 541 of the vibration transmitting member 54, by an appropriate bonding agent. At this time, by fitting the opening 551 of the cutting blade 55 into the position restricting portion 544, the cutting blade 55 is securely fixed at a predetermined position on the one end surface 541a which is the mounting portion of the central large diameter portion 541 of the vibration transmitting member 54. Is done.

以上のように構成された切削工具５３は、貫通孔５４５を挿通して配設された締め付けボルト５６を回転スピンドル５２の工具装着部５２２に設けられたネジ穴５２１に螺合することにより、回転スピンドル５２に装着される。なお、切削工具５３を回転スピンドル５２の工具装着部５２２に装着する際には、工具装着部５２２と第１の小径部５４２との間および第２の小径部５４３と締め付けボルト５６の頭部との間に、合成樹脂からなるスペーサー５７、５７が介在される。 The cutting tool 53 configured as described above is rotated by screwing a tightening bolt 56 disposed through the through-hole 545 into a screw hole 521 provided in the tool mounting portion 522 of the rotary spindle 52. Mounted on the spindle 52. When the cutting tool 53 is mounted on the tool mounting portion 522 of the rotary spindle 52, the tool mounting portion 522 and the first small diameter portion 542 and the second small diameter portion 543 and the head of the tightening bolt 56 are arranged. Between the spacers 57 and 57 made of synthetic resin are interposed.

図示の実施形態におけるスピンドルユニット５は、回転スピンドル５２を回転駆動するための電動モータ６を備えている。図示の電動モータ６は、永久磁石式モータによって構成されている。永久磁石式の電動モータ６は、回転スピンドル５２の中間部に形成されたモータ装着部５２４に装着された永久磁石からなるロータ６１と、該ロータ６１の外周側においてスピンドルハウジング５１に配設されたステータコイル６２とからなっている。このように構成された電動モータ６は、ステータコイル６２に電力供給手段７によって交流電力を印加することによりロータ６１が回転し、該ロータ６１を装着した回転スピンドル５２を回転せしめる。電力供給手段７は、交流電源７１から駆動回路７２および電気配線７３、７４を介して上記電動モータ６のステータコイル６２に交流電力を供給する。 The spindle unit 5 in the illustrated embodiment includes an electric motor 6 for driving the rotary spindle 52 to rotate. The illustrated electric motor 6 is a permanent magnet motor. The permanent magnet type electric motor 6 is disposed in a spindle housing 51 on the outer peripheral side of the rotor 61 and a rotor 61 made of a permanent magnet mounted on a motor mounting portion 524 formed in an intermediate portion of the rotary spindle 52. The stator coil 62 is included. In the electric motor 6 configured as described above, when the AC power is applied to the stator coil 62 by the power supply means 7, the rotor 61 rotates, and the rotating spindle 52 to which the rotor 61 is mounted is rotated. The power supply means 7 supplies AC power from the AC power source 71 to the stator coil 62 of the electric motor 6 through the drive circuit 72 and the electric wirings 73 and 74.

図示の実施形態におけるスピンドルユニット５は、回転スピンドル５２に作用する振動に対応した振動信号を発生する振動信号発生手段８を具備している。図示の実施形態における振動信号発生手段８は、回転スピンドル５２に配設され回転スピンドル５２に作用する振動に対応した電圧を発生する超音波振動子８１と、回転スピンドル５２に配設され超音波振動子８１と接続された送電手段８２とからなっている。超音波振動子８１は、超音波振動子８１は、回転スピンドル５２の軸方向に分極された円環状の圧電体８１１と、該圧電体８１１の両側分極面に装着された円環状の2枚の電極板８１２、８１３とからなっている。圧電体８１１は、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、リチウムタンタレート等の圧電セラミックスによって形成されている。なお、超音波振動子８１は、軸方向に複数個配設してもよい。このように構成された超音波振動子８１は、回転スピンドル５２に作用する振動に対応した電圧を発生する。 The spindle unit 5 in the illustrated embodiment includes vibration signal generating means 8 that generates a vibration signal corresponding to vibration acting on the rotary spindle 52. The vibration signal generating means 8 in the illustrated embodiment includes an ultrasonic vibrator 81 that is disposed on the rotary spindle 52 and generates a voltage corresponding to vibration that acts on the rotary spindle 52, and an ultrasonic vibration that is disposed on the rotary spindle 52. It consists of a power transmission means 82 connected to the child 81. The ultrasonic transducer 81 is composed of an annular piezoelectric member 811 polarized in the axial direction of the rotary spindle 52 and two annular members mounted on both side polarization surfaces of the piezoelectric member 811. It consists of electrode plates 812 and 813. The piezoelectric body 811 is formed of piezoelectric ceramics such as barium titanate, lead zirconate titanate, and lithium tantalate. A plurality of ultrasonic transducers 81 may be arranged in the axial direction. The ultrasonic vibrator 81 configured as described above generates a voltage corresponding to the vibration acting on the rotary spindle 52.

上記送電手段８２は、図示の実施形態においてはスピンドルユニット４の後端部に配設されたロータリートランスからなっている。このロータリートランスからなる送電手段８２は、回転スピンドル５２に装着された第１のコイル手段８２１と、該第１のコイル手段８２１と対向してスピンドルハウジング５１に配設され第２のコイル手段８２２とからなっている。 The power transmission means 82 is composed of a rotary transformer disposed at the rear end of the spindle unit 4 in the illustrated embodiment. The power transmission means 82 composed of the rotary transformer includes a first coil means 821 mounted on the rotary spindle 52 and a second coil means 822 disposed on the spindle housing 51 so as to face the first coil means 821. It is made up of.

上記第１のコイル手段８２１は、回転スピンドル５２に装着されたロータ側コア８２１aと、該ロータ側コア８２１aに巻回されたコイル８２１bとからなっている。このように構成された第１のコイル手段８２１のコイル８２１bの一端は上記超音波振動子８１の電極板８１２に接続され、他端は電極板８１３に接続される。 The first coil means 821 includes a rotor side core 821a attached to the rotary spindle 52 and a coil 821b wound around the rotor side core 821a. One end of the coil 821b of the first coil means 821 configured in this way is connected to the electrode plate 812 of the ultrasonic transducer 81, and the other end is connected to the electrode plate 813.

上記第２のコイル手段８２２は、第１のコイル手段８２１の外周側に配設されたステータ側コア８２２aと、該ステータ側コア８２２aに配設されたコイル８２２bとからなっている。このように構成された第２のコイル手段８２２は、第１のコイル手段８２１から送電された電圧信号を受電して電気配線８３、８４を介して制御手段９に出力する。この制御手段９については、後で詳細に説明する。 The second coil means 822 includes a stator side core 822a disposed on the outer peripheral side of the first coil means 821 and a coil 822b disposed on the stator side core 822a. The second coil unit 822 configured as described above receives the voltage signal transmitted from the first coil unit 821 and outputs the voltage signal to the control unit 9 via the electrical wirings 83 and 84. The control means 9 will be described in detail later.

図２戻って説明を続けると、上記スピンドルユニット５のスピンドルハウジング５１はユニットホルダ５８に取り付けられており、このユニットホルダ５８が上記可動支持基台４２の装着部４２２に設けられた一対の案内レール４２２ａ、４２２ａに沿って矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動可能に支持されている。即ち、ユニットホルダ５８は、上記装着部４２２に設けられた一対の案内レール４２２ａ、４２２ａに摺動可能に嵌合する一対の被案内レール５８ａ、５８ａが設けられており、この一対の被案内レール５８ａ、５８ａを上記一対の案内レール４２２ａ、４２２ａに嵌合することにより、矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動可能に支持される。 2, the spindle housing 51 of the spindle unit 5 is attached to a unit holder 58, and the unit holder 58 is a pair of guide rails provided on the mounting portion 422 of the movable support base 42. It is supported so as to be movable in the cutting feed direction indicated by arrow Z along 422a and 422a. That is, the unit holder 58 is provided with a pair of guided rails 58a and 58a that are slidably fitted to a pair of guide rails 422a and 422a provided in the mounting portion 422, and the pair of guided rails. By fitting 58a and 58a to the pair of guide rails 422a and 422a, the guide rails 422a and 422a are supported so as to be movable in the cutting feed direction indicated by the arrow Z.

図示の実施形態におけるスピンドルユニット５は、ホルダ５８を一対の案内レール４２２ａ、４２２ａに沿って矢印Ｚで示す方向に移動させるための切り込み送り手段５９を具備している。切り込み送り手段５９は、上記切削送り手段３７および割り出し送り手段４３と同様に一対の案内レール４２２ａ、４２２ａの間に配設された雄ネジロッド（図示せず）と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ５９２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ５９２によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、ユニットホルダ５８とスピンドルハウジング５１および回転スピンドル５２を一対の案内レール４２２ａ、４２２ａに沿って矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動せしめる。 The spindle unit 5 in the illustrated embodiment includes notch feeding means 59 for moving the holder 58 in the direction indicated by the arrow Z along the pair of guide rails 422a and 422a. The cutting feed means 59 is a male screw rod (not shown) disposed between a pair of guide rails 422a and 422a, and rotates the male screw rod in the same manner as the cutting feed means 37 and the index feed means 43. A drive source such as a pulse motor 592 is included, and a male screw rod (not shown) is driven to rotate forward and reverse by the pulse motor 592 so that the unit holder 58, the spindle housing 51, and the rotary spindle 52 are paired with a pair of guide rails 422a, 422a. Along the cutting feed direction indicated by the arrow Z.

図１に基づいて説明を続けると、図示の切削装置は、被加工物である半導体ウエーハWをストックするカセット１1を具備している。なお、半導体ウエーハWは、表面に格子状のストリート（切断ライン）が形成されており、この格子状のストリート（切断ライン）によって区画された複数の矩形領域にデバイスが形成されている。このように形成された半導体ウエーハWは、環状のフレームFにダイシングテープTによって装着されており、環状のフレームFに装着された状態で上記カセット１１に収容される。カセット１１は、図示しない昇降手段によって上下に移動可能に配設されたカセットテーブル１１１上に載置される。また、図示の切削装置は、カセット１１に収納された半導体ウエーハWを被加工物載置領域１２に搬出するとともに切削加工終了後の半導体ウエーハWをカセット１１に搬入する被加工物搬出・搬入手段１３と、被加工物載置領域１２に搬出された半導体ウエーハWを上記チャックテーブル３５上に搬送する被加工物搬送手段１４と、チャックテーブル３５上で切削加工された半導体ウエーハWを洗浄する洗浄手段１５と、チャックテーブル３５上で切削加工された半導体ウエーハＷを洗浄手段１５に搬送する洗浄搬送手段１６を具備している。更に、図示の切削装置は、チャックテーブル３５に保持された半導体ウエーハWに形成されたストリート（切断ライン）等を撮像するための顕微鏡やＣＣＤカメラ等で構成される撮像手段１７と、該撮像手段１７によって撮像された画像等を表示する表示手段１８を具備している。 Continuing the description with reference to FIG. 1, the illustrated cutting apparatus includes a cassette 11 for stocking a semiconductor wafer W as a workpiece. The semiconductor wafer W has lattice-like streets (cut lines) formed on the surface, and devices are formed in a plurality of rectangular regions partitioned by the lattice-like streets (cut lines). The semiconductor wafer W formed in this manner is mounted on the annular frame F by the dicing tape T, and is accommodated in the cassette 11 while being mounted on the annular frame F. The cassette 11 is placed on a cassette table 111 arranged so as to be movable up and down by lifting means (not shown). Further, the illustrated cutting apparatus carries out the workpiece unloading / loading means for unloading the semiconductor wafer W accommodated in the cassette 11 to the workpiece placement region 12 and loading the semiconductor wafer W after the cutting into the cassette 11. 13, a workpiece transport means 14 for transporting the semiconductor wafer W carried to the workpiece placement area 12 onto the chuck table 35, and a cleaning for cleaning the semiconductor wafer W cut on the chuck table 35. Means 15 and cleaning / conveying means 16 for conveying the semiconductor wafer W cut on the chuck table 35 to the cleaning means 15 are provided. Further, the illustrated cutting apparatus includes an imaging unit 17 including a microscope, a CCD camera, and the like for imaging streets (cutting lines) formed on the semiconductor wafer W held on the chuck table 35, and the imaging unit. The display means 18 which displays the image etc. which were imaged by 17 is provided.

次に、上記制御手段９について説明する。図３に示す制御手段９はマイクロコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）９１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）９２と、後述する切削ブレード５５の基準位置や演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９３と、カウンター９４と、入力インターフェース９５および出力インターフェース９６とを備えている。制御手段９の入力インターフェース９５には、振動信号発生手段８、撮像手段１７等から検出信号が入力される。そして、制御手段９の出力インターフェース９６からは、上記サーボモータ３８２、パルスモータ４３２、パルスモータ５９２、駆動回路７２、表示手段１８等に制御信号を出力する。 Next, the control means 9 will be described. The control means 9 shown in FIG. 3 is constituted by a microcomputer, and includes a central processing unit (CPU) 91 that performs arithmetic processing according to a control program, a read only memory (ROM) 92 that stores a control program and the like, and a cutting blade described later 55 includes a readable / writable random access memory (RAM) 93 that stores 55 reference positions and calculation results, a counter 94, an input interface 95, and an output interface 96. Detection signals are input to the input interface 95 of the control means 9 from the vibration signal generating means 8, the imaging means 17, and the like. Then, a control signal is output from the output interface 96 of the control means 9 to the servo motor 382, the pulse motor 432, the pulse motor 592, the drive circuit 72, the display means 18, and the like.

図示の実施形態における切削装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
切削作業を開始するに先立って、切削ブレード５５の切削送り方向の基準位置を検出する。この基準位置の検出は、先ず上記切削送り手段３７を作動して、図４に示すようにチャックテーブル３５の外周部を切削工具５３の直下に位置付ける。次に、切削工具５３を回転しつつ切り込み送り手段５９のパルスモータ５９２を作動してスピンドルユニット５の切削工具５３を図４において実線で示す待機位置から下降せしめる。そして、切削工具５３の切削ブレード５５が図４において２点差線で示すようにチャックテーブル３５の外周部に接触したときのスピンドルユニット５の切り込み送り方向の高さ位置を検出する。即ち、チャックテーブル３５を図４において実線で示す待機位置から下降せしめる際に、制御手段９はカウンター９４によってパルスモータ５９２の駆動パルスをカウントし、切削工具５３の切削ブレード５５の外周縁が図４において２点差線で示すようにチャックテーブル３５の外周部に接触したときの駆動パルス数を基準位置として決定する。従って、パルスモータ５９２の駆動パルスをカウントするカウンター９４を備えた制御手段９は、切り込み送り手段５９による切削ブレード５５の切り込み送り位置を検出する切込み送り位置検出手段として機能する。なお、切削工具５３の切削ブレード５５の外周縁がチャックテーブル３５に接触した時点は、上記振動信号発生手段８からの信号に基づいて検出する。 The cutting apparatus in the illustrated embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described below.
Prior to starting the cutting operation, the reference position of the cutting blade 55 in the cutting feed direction is detected. To detect the reference position, first, the cutting feed means 37 is operated to position the outer peripheral portion of the chuck table 35 directly below the cutting tool 53 as shown in FIG. Next, while rotating the cutting tool 53, the pulse motor 592 of the cutting feed means 59 is operated to lower the cutting tool 53 of the spindle unit 5 from the standby position indicated by a solid line in FIG. Then, the height position in the cutting feed direction of the spindle unit 5 is detected when the cutting blade 55 of the cutting tool 53 comes into contact with the outer peripheral portion of the chuck table 35 as shown by a two-dot chain line in FIG. That is, when the chuck table 35 is lowered from the standby position shown by the solid line in FIG. 4, the control means 9 counts the drive pulse of the pulse motor 592 by the counter 94, and the outer peripheral edge of the cutting blade 55 of the cutting tool 53 is shown in FIG. As shown by the two-dot difference line, the number of drive pulses when contacting the outer periphery of the chuck table 35 is determined as the reference position. Therefore, the control means 9 including the counter 94 that counts the drive pulses of the pulse motor 592 functions as a cutting feed position detection means that detects the cutting feed position of the cutting blade 55 by the cutting feed means 59. The time point when the outer peripheral edge of the cutting blade 55 of the cutting tool 53 contacts the chuck table 35 is detected based on the signal from the vibration signal generating means 8.

次に、上記振動信号発生手段８からの信号について、図５を参照して説明する。
図５において、横軸はパルスモータ５９２の駆動パルス数、縦軸は振動信号発生手段８から出力される電圧を示している。なお、図５の横軸においてNｎは、パルスモータ５９２の駆動を開始してから切削工具５３の切削ブレード５５の外周縁が図４において２点差線で示すようにチャックテーブル３５に接触した時点の駆動パルス数である。パルスモータ５９２の駆動を開始してから切削工具５３の切削ブレード５５の外周縁がチャックテーブル３５に接触する直前までは、スピンドルユニット５の回転スピンドル５２には回転による振動だけが作用するので、図５に示すように振動信号発生手段８の超音波振動子８１は殆ど電圧を発生しない。そして、切削工具５３の切削ブレード５５の外周縁がチャックテーブル３５に接触すると、この接触により回転スピンドル５２は急激に振動する。この回転スピンドル５２に急激に作用する振動により、回転スピンドル５２に配設された超音波振動子８１は比較的高い電圧を発生する。即ち、図５に示すように切削工具５３の切削ブレード５５の外周縁がチャックテーブル３５に接触したNｎの時点で超音波振動子８１が発生する電圧が急激に上昇する。この電圧信号をロータリートランスからなる送電手段８２を介して入力している制御手段９は、電圧が急激に変化した時点のパルスモータ５９２の駆動パルス数Nｎの位置を切削ブレード５５の基準位置として決定し、この駆動パルス数Nｎをランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９３に格納する。このように、図示の実施形態においては、回転スピンドル５２に配設され回転スピンドル５２に作用する振動によって超音波振動子８１が発生する電圧に基づいて、切削ブレード５５の外周縁がチャックテーブル３５に接触したことを検出するので、レジンボンド砥石ブレードのように絶縁体からなる切削ブレードであっても、切削ブレードの外周縁がチャックテーブルに接触したときの切削ブレードの位置を確実に検出することができる。 Next, the signal from the vibration signal generating means 8 will be described with reference to FIG.
In FIG. 5, the horizontal axis indicates the number of driving pulses of the pulse motor 592, and the vertical axis indicates the voltage output from the vibration signal generating means 8. 5, Nn is the time when the outer peripheral edge of the cutting blade 55 of the cutting tool 53 comes into contact with the chuck table 35 as indicated by a two-dot chain line in FIG. 4 after the driving of the pulse motor 592 is started. The number of drive pulses. From the start of driving the pulse motor 592 to just before the outer peripheral edge of the cutting blade 55 of the cutting tool 53 comes into contact with the chuck table 35, only the vibration due to the rotation acts on the rotating spindle 52 of the spindle unit 5. As shown in FIG. 5, the ultrasonic transducer 81 of the vibration signal generating means 8 generates almost no voltage. When the outer peripheral edge of the cutting blade 55 of the cutting tool 53 comes into contact with the chuck table 35, the contact causes the rotary spindle 52 to vibrate rapidly. Due to the vibration acting on the rotary spindle 52 rapidly, the ultrasonic vibrator 81 disposed on the rotary spindle 52 generates a relatively high voltage. That is, as shown in FIG. 5, the voltage generated by the ultrasonic transducer 81 rapidly increases when the outer peripheral edge of the cutting blade 55 of the cutting tool 53 comes into contact with the chuck table 35 at Nn. The control means 9 receiving this voltage signal via the power transmission means 82 composed of a rotary transformer determines the position of the drive pulse number Nn of the pulse motor 592 at the time when the voltage suddenly changes as the reference position of the cutting blade 55. The drive pulse number Nn is stored in a random access memory (RAM) 93. As described above, in the illustrated embodiment, the outer peripheral edge of the cutting blade 55 is applied to the chuck table 35 based on the voltage generated by the ultrasonic vibrator 81 due to the vibration that is disposed on the rotary spindle 52 and acts on the rotary spindle 52. Because it detects contact, even a cutting blade made of an insulator such as a resin bond grindstone blade can reliably detect the position of the cutting blade when the outer peripheral edge of the cutting blade contacts the chuck table. it can.

上述したように切削ブレード５５の基準位置を決定したならば、チャックテーブル３５を図１に示す位置に戻して、半導体ウエーハWの切削作業を開始する。半導体ウエーハWの切削作業について、主に図１を参照して説明する。
カセット１１の所定位置に収容された環状のフレームFに装着された状態の半導体ウエーハW（以下、環状のフレームFに装着された状態の半導体ウエーハWを単に半導体ウエーハWという）は、図示しない昇降手段によってカセットテーブル１１１が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、被加工物搬出・入手段１３が進退作動して搬出位置に位置付けられた半導体ウエーハWを被加工物載置領域１２に搬出する。被加工物載置領域１２に搬出された半導体ウエーハWは、被加工物搬送手段１４の旋回動作によって上記チャックテーブル３５の吸着チャック３５１上に搬送され、該吸着チャック３５１にダイシングテープTを介して吸引保持される。また、半導体ウエーハWをダイシングテープTを介して支持する環状のフレームFは、上記クランプ３７によって固定される。このようにしてチャックテーブル３５上にダイシングテープTを介して半導体ウエーハWを吸引保持したならば、切削送り手段３８を作動してチャックテーブル３５を撮像手段１７の直下まで移動せしめる。チャックテーブル３５が撮像手段１７の直下に位置付けられると、撮像手段１７によって半導体ウエーハWに形成されているストリート（切断ライン）が検出され、スピンドルユニット５を割り出し方向である矢印Ｙ方向に移動調節して切削ブレード５５と切削領域との精密位置合わせ作業が行われる。 When the reference position of the cutting blade 55 is determined as described above, the chuck table 35 is returned to the position shown in FIG. 1 and the cutting operation of the semiconductor wafer W is started. The cutting operation of the semiconductor wafer W will be described mainly with reference to FIG.
A semiconductor wafer W mounted on an annular frame F accommodated in a predetermined position of the cassette 11 (hereinafter, the semiconductor wafer W mounted on the annular frame F is simply referred to as a semiconductor wafer W) is not shown. The cassette table 111 is moved up and down by the means to be positioned at the carry-out position. Next, the workpiece unloading / inserting means 13 moves forward and backward to unload the semiconductor wafer W positioned at the unloading position to the workpiece mounting area 12. The semiconductor wafer W carried out to the workpiece placement area 12 is conveyed onto the suction chuck 351 of the chuck table 35 by the turning operation of the workpiece conveyance means 14, and is attached to the suction chuck 351 via the dicing tape T. Suction hold. The annular frame F that supports the semiconductor wafer W via the dicing tape T is fixed by the clamp 37. When the semiconductor wafer W is sucked and held on the chuck table 35 via the dicing tape T in this way, the cutting feed means 38 is operated to move the chuck table 35 to a position immediately below the imaging means 17. When the chuck table 35 is positioned immediately below the image pickup means 17, a street (cutting line) formed on the semiconductor wafer W is detected by the image pickup means 17, and the spindle unit 5 is moved and adjusted in the arrow Y direction as the indexing direction. Thus, a precise alignment operation between the cutting blade 55 and the cutting area is performed.

また、制御手段９は、駆動回路７２を制御して電動モータ６に交流電力を印加し、回転スピンドル５２を駆動して切削工具５３を所定の回転速度（例えば、３０，０００ｒｐｍ）で回転せしめている。そして、制御手段９は切り込み送り手段５９のパルスモータ５９２を駆動して切削工具５３を待機位置から下降し、切削ブレード５５を所定の切り込み位置に位置付ける。この切り込み位置は、上述した基準位置（切削ブレード５５の外周縁がチャックテーブル３５に接触した位置）から所定量上方位置に設定される。例えば、図６に示すように半導体ウエーハWがチャックテーブル３５にダイシングテープTを介して保持されている場合、ダイシングテープTの厚さが７０μmであるとすると、切り込み位置はチャックテーブル３５の上面から例えば６０μmに設定される。従って、制御手段は、上記待機位置から基準位置までの駆動パルス数Nｎから６０μmに相当する駆動パルス数Naを減算した駆動パルス数Nx(Nx＝Nｎ−Na)で切り込み送り手段５９のパルスモータ５９２を駆動する。この結果、図６に示すように切削ブレード５５は、外周縁がダイシングテープTの上面から１０μm切り込んだ位置に位置付けられる。 The control means 9 controls the drive circuit 72 to apply AC power to the electric motor 6 and drives the rotary spindle 52 to rotate the cutting tool 53 at a predetermined rotational speed (for example, 30,000 rpm). Yes. Then, the control means 9 drives the pulse motor 592 of the cutting feed means 59 to lower the cutting tool 53 from the standby position, and positions the cutting blade 55 at a predetermined cutting position. This cutting position is set to a position that is a predetermined amount above the reference position described above (the position where the outer peripheral edge of the cutting blade 55 contacts the chuck table 35). For example, when the semiconductor wafer W is held on the chuck table 35 via the dicing tape T as shown in FIG. 6, if the thickness of the dicing tape T is 70 μm, the cutting position is from the upper surface of the chuck table 35. For example, it is set to 60 μm. Accordingly, the control means uses the pulse motor 592 of the cutting feed means 59 by the drive pulse number Nx (Nx = Nn−Na) obtained by subtracting the drive pulse number Na corresponding to 60 μm from the drive pulse number Nn from the standby position to the reference position. Drive. As a result, as shown in FIG. 6, the cutting blade 55 is positioned at a position where the outer peripheral edge is cut by 10 μm from the upper surface of the dicing tape T.

上述したように切り込み送りを実施したならば、制御手段９は切削送り手段３８のサーボモータ３８２を作動して、チャックテーブル３５を図６において矢印X1で示す方向に所定速度（例えば、５０ｍｍ／ｓｅｃ）で切削送りする。この結果、ダイシングテープTに貼着されている半導体ウエーハWは所定のストリート（切断ライン）に沿って確実に切断される(切削工程)。このようにして、半導体ウエーハWを所定のストリート（切断ライン）に沿って切断したら、チャックテーブル３5をストリート（切断ライン）の間隔だけ割り出し送りし、上記切削工程を実施する。そして、半導体ウエーハWの所定方向に延在するストリート（切断ライン）の全てに沿って切削工程を実施したならば、チャックテーブル３５を９０度回転させて、半導体ウエーハWの所定方向と直交する方向に延在するストリート（切断ライン）に沿って切削工程を実行することにより、半導体ウエーハＷに格子状に形成された全てのストリート（切断ライン）が切削されて個々の半導体チップに分割される。このようにして半導体ウエーハWは半導体チップに分割されるが、ダイシングテープTは切断されていないので、分割された半導体チップはバラバラにはならず、環状のフレームFに装着された半導体ウエーハWの形態が維持されている。 If the cutting feed is performed as described above, the control means 9 operates the servo motor 382 of the cutting feed means 38 to move the chuck table 35 in the direction indicated by the arrow X1 in FIG. 6 (for example, 50 mm / sec). ). As a result, the semiconductor wafer W adhered to the dicing tape T is reliably cut along a predetermined street (cutting line) (cutting process). When the semiconductor wafer W is cut along a predetermined street (cutting line) in this way, the chuck table 35 is indexed and fed by an interval of the street (cutting line), and the cutting process is performed. If the cutting process is performed along all the streets (cutting lines) extending in the predetermined direction of the semiconductor wafer W, the chuck table 35 is rotated by 90 degrees, and the direction orthogonal to the predetermined direction of the semiconductor wafer W By executing the cutting process along the streets (cutting lines) extending in the lengthwise direction, all the streets (cutting lines) formed in a lattice shape on the semiconductor wafer W are cut and divided into individual semiconductor chips. In this way, the semiconductor wafer W is divided into semiconductor chips, but since the dicing tape T is not cut, the divided semiconductor chips do not fall apart, and the semiconductor wafer W mounted on the annular frame F is not separated. The form is maintained.

以上のようにして半導体ウエーハWの切削が終了したら、半導体ウエーハWを保持したチャックテーブル３５は、最初に半導体ウエーハWを吸引保持した位置に戻され、ここで半導体ウエーハWの吸引保持を解除する。次に、半導体ウエーハWは、洗浄搬送手段１６によって洗浄手段１５に搬送され、ここで上記切削時に生成されたコンタミが洗浄除去される。このようにして洗浄された半導体ウエーハWは、被加工物搬送手段１４によって被加工物載置領域１２に搬送される。そして、半導体ウエーハWは、被加工物搬出・入手段１３によってカセット１１の所定位置に収納される。 When the cutting of the semiconductor wafer W is completed as described above, the chuck table 35 holding the semiconductor wafer W is returned to the position where the semiconductor wafer W is first sucked and held, and the suction holding of the semiconductor wafer W is released here. . Next, the semiconductor wafer W is transported to the cleaning means 15 by the cleaning transport means 16, where the contaminants generated during the cutting are cleaned and removed. The semiconductor wafer W thus cleaned is transported to the workpiece placement area 12 by the workpiece transport means 14. Then, the semiconductor wafer W is stored in a predetermined position of the cassette 11 by the workpiece carrying-in / out means 13.

上述した実施形態においては、切削ブレード５５の基準位置を切削ブレード５５の外周縁がチャックテーブル３５に接触した時点で検出する例を示したが、チャックテーブル３５に保持された被加工物に切削ブレード５５の外周縁が接触した時点で検出するようにしてもよい。このようにして切削ブレード５５の基準位置をチャックテーブル３５に保持された被加工物に切削ブレード５５の外周縁が接触した時点で検出た場合には、切削ブレード５５の切り込み量は基準位置から所定量下方位置に設定される。 In the above-described embodiment, the example in which the reference position of the cutting blade 55 is detected when the outer peripheral edge of the cutting blade 55 contacts the chuck table 35 has been described. However, the cutting blade is applied to the workpiece held on the chuck table 35. You may make it detect when the outer periphery of 55 contacts. In this way, when the reference position of the cutting blade 55 is detected when the outer peripheral edge of the cutting blade 55 comes into contact with the workpiece held on the chuck table 35, the cutting amount of the cutting blade 55 is determined from the reference position. It is set at the fixed lower position.

次に、上述した振動信号発生手段８を利用して、切削ブレード５５に超音波振動を付与しつつ切削するスピンドルユニット５の実施形態について、図７を参照して説明する。なお、図７に示す実施形態においては、上記３に示す実施形態と同一部材には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
図７に示す実施形態においては、上記スピンドルユニット５の回転スピンドル５２に配設された超音波振動子６に交流電力を印加する振動用の電力供給手段２０を備えている。振動用の電力供給手段２０は、上記電気配線８３、８４に配設され上記交流電源７１側と制御手段９側とを切り替える切り替え手段２０１と、電力調整手段としての電圧調整手段２０２と、供給する交流電力の周波数を調整する周波数調整手段２０３とを具備している。これら切り替える切り替え手段２０１と電圧調整手段２０２および周波数調整手段２０３は、上記制御手段９によって制御されるようになっている。 Next, an embodiment of the spindle unit 5 that performs cutting while applying ultrasonic vibration to the cutting blade 55 using the vibration signal generating means 8 described above will be described with reference to FIG. In the embodiment shown in FIG. 7, the same members as those in the embodiment shown in 3 are given the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
In the embodiment shown in FIG. 7, vibration power supply means 20 for applying AC power to the ultrasonic transducer 6 disposed on the rotary spindle 52 of the spindle unit 5 is provided. The vibration power supply means 20 is provided in the electric wirings 83 and 84, and supplies a switching means 201 for switching between the AC power supply 71 side and the control means 9 side, and a voltage adjustment means 202 as a power adjustment means. Frequency adjusting means 203 for adjusting the frequency of the AC power is provided. These switching means 201, voltage adjusting means 202, and frequency adjusting means 203 are controlled by the control means 9.

図７に示す実施形態は以上のように構成されており、切削ブレード５５の基準位置を検出する場合には、制御手段９は切り替え手段２０１を制御手段９に切り替えて上述した上述した基準位置の検出作業を実行する。次に、切削ブレード５５に超音波振動を付与しつつ切削する場合には、制御手段９は切り替え手段２０１を交流電源７１側に切り替える。そして、制御手段９は、電圧調整手段２０２および周波数変換手段２０３を制御し、交流電力の電圧を所定の電圧に制御するとともに、交流電力の周波数を所定周波数（例えば、２０kHz）に変換して、上記ロータリートランスを構成する第２のコイル手段８２２のコイル８２２bに交流電力を供給する。このように所定周波数の交流電力が第２のコイル手段８２２のコイル８２２bに印加されると、回転する第１のコイル手段８２１のコイル８２１bを介して超音波振動子８１の電極板８１２と電極板８１３間に所定周波数の交流電力が印加される。従って、この場合はロータリートランスを構成する第２のコイル手段８２２と第１のコイル手段８２１は、給電手段として機能することになる。この結果、超音波振動子８１は径方向に繰り返し変位して超音波振動する。この超音波振動は、回転スピンドル５２を介して切削工具５３の振動伝達部材５４に伝達され、振動伝達部材５４が径方向に超音波振動する。この結果、振動伝達部材５４に装着された切削ブレード５５は、径方向に超音波振動する。従って、切削ブレード５５に超音波振動を付与しつつ切削することが可能となり、被加工物がサファイヤ等の難削材であっても容易に切削することができる。 The embodiment shown in FIG. 7 is configured as described above. When the reference position of the cutting blade 55 is detected, the control unit 9 switches the switching unit 201 to the control unit 9 and sets the reference position described above. Perform discovery work. Next, when cutting while applying ultrasonic vibration to the cutting blade 55, the control means 9 switches the switching means 201 to the AC power supply 71 side. And the control means 9 controls the voltage adjustment means 202 and the frequency conversion means 203, and while controlling the voltage of alternating current power to a predetermined voltage, the frequency of alternating current power is converted into predetermined frequency (for example, 20kHz), AC power is supplied to the coil 822b of the second coil means 822 constituting the rotary transformer. Thus, when AC power having a predetermined frequency is applied to the coil 822b of the second coil means 822, the electrode plate 812 and the electrode plate of the ultrasonic transducer 81 are passed through the coil 821b of the rotating first coil means 821. AC power having a predetermined frequency is applied between 813. Accordingly, in this case, the second coil means 822 and the first coil means 821 constituting the rotary transformer function as power supply means. As a result, the ultrasonic vibrator 81 is ultrasonically vibrated by being repeatedly displaced in the radial direction. This ultrasonic vibration is transmitted to the vibration transmission member 54 of the cutting tool 53 via the rotary spindle 52, and the vibration transmission member 54 ultrasonically vibrates in the radial direction. As a result, the cutting blade 55 attached to the vibration transmission member 54 vibrates ultrasonically in the radial direction. Therefore, it is possible to perform cutting while applying ultrasonic vibration to the cutting blade 55, and it is possible to easily cut even if the workpiece is a difficult-to-cut material such as sapphire.

以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば、図示の実施形態においては切り込み送り手段５９による切削ブレード５５の切り込み送り位置を検出する切込み送り位置検出手段として、切り込み送り手段を構成するパルスモータ５９２の駆動パルスを制御手段９のカウンター９４によってカウントする例を示したが、切込み送り位置検出手段としては他の検出方法を用いることができる。例えば、スピンドル支持機構４を構成する可動支持基台４２の装着部４２２に切り込み送り方向に沿ってリニアスケールを配設し、ピンドルユニット５に読み取りヘッドを配設して、この読み取りヘッドがリニアスケールに沿って移動する際に発生するパルス信号を上記制御手段９に送るようにしてもよい。
また、上述した図示の実施形態においては切削ブレードの基準位置を決定する例について説明したが、切削ブレードを装着した回転スピンドルに作用する振動に対応した振動信号を発生する振動信号発生手段からの信号に基づいて切削ブレードに発生する振動のレベルを検出することにより、切削ブレードに欠けが発生したことや被加工物に大きな欠けが生じたことを正確に検出することができる。 Although the present invention has been described based on the illustrated embodiment, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications are possible within the scope of the gist of the present invention. For example, in the illustrated embodiment, as the cutting feed position detecting means for detecting the cutting feed position of the cutting blade 55 by the cutting feed means 59, the driving pulse of the pulse motor 592 constituting the cutting feed means is received by the counter 94 of the control means 9. Although an example of counting is shown, other detection methods can be used as the cutting feed position detecting means. For example, a linear scale is provided along the cutting feed direction in the mounting portion 422 of the movable support base 42 that constitutes the spindle support mechanism 4, and a read head is provided in the pindle unit 5. A pulse signal generated when moving along the line may be sent to the control means 9.
In the illustrated embodiment described above, the example of determining the reference position of the cutting blade has been described. However, the signal from the vibration signal generating means for generating the vibration signal corresponding to the vibration acting on the rotary spindle on which the cutting blade is mounted. By detecting the level of vibration generated in the cutting blade based on the above, it is possible to accurately detect the occurrence of chipping in the cutting blade and the occurrence of large chipping in the workpiece.

本発明に従って構成された切削装置の斜視図。The perspective view of the cutting device comprised according to this invention. 図１に示す切削装置の要部斜視図。The principal part perspective view of the cutting device shown in FIG. 図１に示す切削装置に装備されるスピンドルユニットの断面図。Sectional drawing of the spindle unit with which the cutting apparatus shown in FIG. 1 is equipped. 図１に示す切削装置に装備される切削ブレードの切り込み送り方向の基準位置を検出する工程の説明図。Explanatory drawing of the process of detecting the reference position of the cutting feed direction of the cutting blade with which the cutting apparatus shown in FIG. 1 is equipped. 図１に示す切削装置に装備される振動信号発生手段を構成する超音波振動子が発生する電圧の変化を示す説明図。Explanatory drawing which shows the change of the voltage which the ultrasonic transducer | vibrator which comprises the vibration signal generation means with which the cutting apparatus shown in FIG. 図１に示す切削装置に装備される切削ブレードを所定の切り込み送りした状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the state which carried out the predetermined cutting and feeding of the cutting blade with which the cutting apparatus shown in FIG. 1 is equipped. 本発明に従って構成された切削装置の他の実施形態を示す要部断面図。The principal part sectional view showing other embodiments of the cutting device constituted according to the present invention.

Explanation of symbols

１：装置ハウジング
３：チャックテーブ機構
３５：チャックテーブル
３８：切削送り手段
４：スピンドル支持機構
４２：可動支持基台
４３：割り出し送り手段
５：スピンドルユニット
５１：スピンドルハウジング
５２：回転スピンドル
５３：切削工具
５４：振動伝達部材
５５：切削ブレード
５９：切り込み送り手段
６：電動モータ
７：電力供給手段
７１：交流電源
７２：駆動回路
８：振動信号発生手段
８１：振動信号発生手段
８２：送電手段
９：制御手段
１１：カセット
１３：被加工物搬出・搬入手段
１４：被加工物搬送手段
１５：洗浄手段
１６：洗浄搬送手段
１７：撮像手段
１８：表示手段 1: device housing 3: chuck table mechanism 35: chuck table 38: cutting feed means 4: spindle support mechanism 42: movable support base 43: indexing feed means 5: spindle unit 51: spindle housing 52: rotating spindle 53: cutting tool 54: Vibration transmission member 55: Cutting blade 59: Cutting feed means 6: Electric motor 7: Electric power supply means 71: AC power supply 72: Drive circuit 8: Vibration signal generation means 81: Vibration signal generation means 82: Power transmission means 9: Control Means 11: Cassette 13: Workpiece carry-in / carry-in means 14: Workpiece conveyance means 15: Cleaning means 16: Cleaning conveyance means 17: Imaging means 18: Display means

Claims

A chuck table having a holding surface for holding a workpiece, a cutting means for cutting the workpiece held on the chuck table, and a cutting feed for relatively moving the chuck table and the cutting means And a cutting feed means for moving the cutting means in a direction perpendicular to the holding surface of the chuck table, the cutting means comprising a rotating spindle, a cutting blade mounted on the rotating spindle, and the rotating spindle. In a cutting apparatus comprising a driving means for rotationally driving and a spindle housing for rotatably supporting the rotating spindle,
Vibration signal generating means for generating a vibration signal corresponding to vibration acting on the rotating spindle;
Control means for determining the state of the cutting blade based on the vibration signal generated by the vibration signal generating means,
The cutting device characterized by the above.

The vibration signal generating means is disposed on the rotary spindle and generates an ultrasonic wave corresponding to vibration acting on the rotary spindle, and is connected to the ultrasonic vibrator and transmits a voltage signal to the control means. The cutting apparatus according to claim 1, comprising power transmission means for performing the operation.

The ultrasonic vibrator is composed of a piezoelectric body polarized in the axial direction of the rotary spindle, and two electrode plates mounted on both side polarization surfaces of the piezoelectric body,
The power transmission means comprises first coil means mounted on the rotary spindle, and second coil means disposed on the spindle housing so as to face the first coil means. The cutting device described.

A cutting feed position detecting means for detecting a cutting feed position by the cutting feed means;
The control means determines the reference position in the cutting direction of the cutting blade based on the vibration signal generated by the vibration signal generating means and the detection signal from the cutting feed position detecting means. A cutting device according to any one of the above.