JP2022120277A - 切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切削ブレードの消耗量に応じてセットアップを適切なタイミングで実行することが可能な切削装置を提供する。
【解決手段】被加工物を切削する切削装置であって、被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、切削ブレードで切削する切削ユニットと、切削ブレードの先端を検出するブレード検出ユニットと、ブレード検出ユニットによって検出された切削ブレードの先端の位置に基づいて、被加工物と切削ブレードとの位置関係を補正するセットアップを実行する制御ユニットと、を備え、制御ユニットには、セットアップが実行されるタイミングを指定するタイミング情報と、切削ブレードの消耗量の基準値と、が記憶され、制御ユニットは、切削ブレードの消耗量と、基準値とを比較した結果に基づいて、タイミング情報を更新する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被加工物を切削する切削装置に関する。

複数のデバイスが形成されたウェーハを分割して個片化することにより、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが製造される。また、複数のデバイスチップを所定の基板上に実装し、実装されたデバイスチップを樹脂でなる封止材（モールド樹脂）で被覆することにより、パッケージ基板が得られる。このパッケージ基板を分割して個片化することにより、パッケージ化された複数のデバイスチップをそれぞれ備える複数のパッケージデバイスが製造される。デバイスチップやパッケージデバイスは、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の様々な電子機器に組み込まれる。

上記のウェーハ、パッケージ基板等の被加工物を分割する際には、切削装置が用いられる。切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、被加工物に切削加工を施す切削ユニットとを備える。切削ユニットには回転軸として機能するスピンドルが内蔵されており、スピンドルの先端部に被加工物を切削する環状の切削ブレードが装着される。切削ブレードを回転させて被加工物に切り込ませることにより、被加工物が切削、分割される。

切削ブレードで被加工物を切削する際には、切削ユニットの高さ位置を調節することにより、切削ブレードの被加工物への切り込み深さが設定される。しかしながら、切削ブレードで被加工物を切削すると、切削ブレードの先端部が消耗し、切削ブレードの径が徐々に減少する。これにより、切削ブレードの被加工物への切り込みが浅くなり、被加工物の分割の失敗、被加工物に形成される切削溝の深さのばらつき等の加工不良が発生することがある。

そこで、切削装置で被加工物を切削する際には、切削ブレードの消耗量が監視される。例えば特許文献１には、光学式のセンサによって切削ブレードの先端の位置を検出する切削ブレード検出機構が搭載された切削装置が開示されている。

特開２００１－２９８００１号公報

切削装置で被加工物を切削する際には、切削ブレードの消耗による加工不良の発生を抑制するため、切削ブレードの消耗量に基づいて被加工物と切削ブレードとの位置関係を補正するセットアップが実行される。具体的には、所定のタイミングで被加工物の切削が一時的に中断され、切削ブレードの消耗量が検出される。そして、切削ブレードの消耗量分だけ切削ユニットが下降した後、被加工物の切削が再開される。これにより、切削ブレードの先端部が消耗しても、切削ブレードの被加工物への切り込み深さが維持される。

切削装置には、セットアップが実行されるタイミングを指定するタイミング情報が記憶されており、セットアップはタイミング情報に従って一定の頻度で実行される。例えば、切削ブレードが被加工物を切削した距離が所定の長さに達するごとに、セットアップが実行される。しかしながら、切削ブレードの消耗量は、被加工物が切削される際の様々な要因によって変動する。そのため、タイミング情報によって指定されるタイミングが、必ずしも実際のセットアップの適切なタイミングと一致するとは限らない。

具体的には、切削ブレードの消耗の進行が予想よりも早い場合には、セットアップが実行されるまでに切削ブレードの消耗量が許容範囲を超えてしまい、加工不良が発生するおそれがある。一方、切削ブレードの消耗の進行が予想よりも遅い場合には、切削ブレードの消耗量が少ないにも関わらずセットアップが実行され、セットアップの頻度が必要以上に高くなる。これにより、被加工物の切削が頻繁に中断され、加工効率が低下してしまう。

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、切削ブレードの消耗量に応じてセットアップを適切なタイミングで実行することが可能な切削装置の提供を目的とする。

本発明の一態様によれば、被加工物を切削する切削装置であって、該被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、スピンドルを備え、該保持面によって保持された該被加工物を該スピンドルの先端部に装着された切削ブレードで切削する切削ユニットと、該チャックテーブルと該切削ユニットとを該保持面と垂直な切り込み方向に沿って相対的に移動させる移動ユニットと、該切削ブレードの先端を検出するブレード検出ユニットと、該ブレード検出ユニットによって検出された該切削ブレードの先端の位置に基づいて、該被加工物と該切削ブレードとの該切り込み方向における位置関係を補正するセットアップを実行する制御ユニットと、を備え、該制御ユニットには、該セットアップが実行されるタイミングを指定するタイミング情報と、該切削ブレードの消耗量の基準値と、が記憶され、該制御ユニットは、該セットアップが実行される際に該ブレード検出ユニットによって検出される該切削ブレードの先端の位置に基づいて算出された該切削ブレードの消耗量と、該基準値とを比較した結果に基づいて、該タイミング情報を更新する切削装置が提供される。

なお、好ましくは、該タイミング情報は、該セットアップが実行されるタイミングを該切削ブレードが該被加工物を切削した距離に対応する切削長さによって指定する基準長さであり、該制御ユニットは、該切削ブレードの消耗量が該基準値を超えている場合には該基準長さを短縮し、該切削ブレードの消耗量が該基準値未満である場合には該基準長さを延長する。また、好ましくは、該ブレード検出ユニットは、該切削ブレードが侵入するブレード侵入部と、該ブレード侵入部を挟むように配置された投光部及び受光部と、を備える。

本発明の一態様に係る切削装置は、被加工物と切削ブレードとの切り込み方向における位置関係を補正するセットアップを実行する制御ユニットを備える。そして、制御ユニットは、切削ブレードの消耗量に基づいて、セットアップが実行されるタイミングを指定するタイミング情報を更新する。これにより、切削ブレードの消耗量に応じてセットアップのタイミングが調節され、セットアップが適切なタイミングで実行される。

切削装置を示す斜視図である。 切削ユニットを示す斜視図である。 図３（Ａ）はブレード検出ユニットを示す斜視図であり、図３（Ｂ）は切削ブレードの先端を検出するブレード検出ユニットを示す正面図である。 制御ユニットを示すブロック図である。 切削装置の動作を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の一態様に係る実施形態を説明する。まず、本実施形態に係る切削装置の構成例について説明する。図１は、切削装置２を示す斜視図である。なお、図１において、Ｘ軸方向（加工送り方向、第１水平方向）とＹ軸方向（割り出し送り方向、第２水平方向）とは互いに垂直な方向である。また、Ｚ軸方向（切り込み方向、鉛直方向、上下方向、高さ方向）は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と垂直な方向である。

切削装置２は、切削装置２を構成する各構成要素を支持する基台４を備える。基台４の上面上には、移動ユニット（移動機構）６が設けられている。移動ユニット６は、Ｘ軸方向に沿って配置された一対のＸ軸ガイドレール８を備える。また、一対のＸ軸ガイドレール８には、平板状のＸ軸移動テーブル１０が、Ｘ軸ガイドレール８に沿ってスライド可能な状態で装着されている。

Ｘ軸移動テーブル１０の下面（裏面）側にはナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、一対のＸ軸ガイドレール８の間にＸ軸方向に沿って配置されたＸ軸ボールねじ１２が螺合されている。また、Ｘ軸ボールねじ１２の端部には、Ｘ軸パルスモータ１４が連結されている。Ｘ軸パルスモータ１４でＸ軸ボールねじ１２を回転させると、Ｘ軸移動テーブル１０がＸ軸ガイドレール８に沿ってＸ軸方向に移動する。なお、移動ユニット６には、Ｘ軸移動テーブル１０のＸ軸方向における位置を検出するＸ軸位置検出器（不図示）が設けられていてもよい。

Ｘ軸移動テーブル１０の上面（表面）上には、円柱状のテーブルベース１６が設けられている。そして、テーブルベース１６の上部には、チャックテーブル（保持テーブル）１８が設けられている。チャックテーブル１８によって、切削装置２による切削加工の対象物である被加工物１１が保持される。

例えば被加工物１１は、シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハであり、互いに概ね平行な表面及び裏面を備える。被加工物１１は、互いに交差するように格子状に配列されたストリート（分割予定ライン）によって複数の領域に区画されている。また、ストリートによって区画された複数の領域の表面側にはそれぞれ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）等のデバイスが形成されている。

被加工物１１の裏面側には、被加工物１１より直径が大きい円形のテープ（ダイシングテープ）１３が貼付される。例えばテープ１３は、フィルム状の基材と、基材上に形成された粘着層（糊層）とを備える。基材は、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタラート等の樹脂でなる。また、粘着層は、エポキシ系、アクリル系、又はゴム系の接着剤等でなる。なお、粘着層は、紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化型の樹脂であってもよい。

テープ１３の外周部は、ＳＵＳ（ステンレス鋼）等の金属でなる環状のフレーム１５に貼付される。フレーム１５の中央部には、被加工物１１よりも直径が大きい円形の開口が設けられている。被加工物１１をフレーム１５の開口の内側に配置した状態で、テープ１３の中央部を被加工物１１の裏面側に貼付し、テープ１３の外周部をフレーム１５に貼付すると、被加工物１１がテープ１３を介してフレーム１５によって支持される。

なお、被加工物１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば被加工物１１は、シリコン以外の半導体（ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＳｉＣ等）、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなる任意の形状のウェーハ（基板）であってもよい。また、被加工物１１に形成されるデバイスの種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はなく、被加工物１１にはデバイスが形成されていなくてもよい。

さらに、被加工物１１は、ＣＳＰ（Chip Size Package）基板、ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded package）基板等のパッケージ基板であってもよい。例えばパッケージ基板は、直方体状の基板に複数のデバイスチップを実装し、樹脂でなる封止材（モールド樹脂）で実装されたデバイスチップを覆うことによって形成される。

チャックテーブル１８の上面は、水平方向（ＸＹ平面方向）と概ね平行な平坦面であり、被加工物１１を保持する保持面１８ａを構成している。保持面１８ａは、チャックテーブル１８の内部に形成された流路（不図示）、バルブ（不図示）等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。また、チャックテーブル１８は、保持面１８ａの半径方向外側に設けられ、フレーム１５を把持して固定する複数のクランプ１８ｂを備える。

移動ユニット６によってＸ軸移動テーブル１０をＸ軸方向に移動させることにより、チャックテーブル１８がＸ軸方向に沿って移動する。また、チャックテーブル１８にはモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、この回転駆動源はチャックテーブル１８をＺ軸方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させる。

Ｘ軸移動テーブル１０の周囲には、切削加工時に生成された廃液を一時的に貯留するウォーターケース２０が設けられている。ウォーターケース２０の内側に貯留された廃液は、ドレーン（不図示）等を介して切削装置２の外部に排出される。

また、基台４の上面側には、門型の支持構造２２が移動ユニット６を跨ぐように設けられている。そして、支持構造２２の前面側の両端部には、一対の移動ユニット（移動機構）２４が設けられている。具体的には、支持構造２２の前面側には一対のＹ軸ガイドレール２６がＹ軸方向に沿って固定されている。そして、一対のＹ軸ガイドレール２６には、一対の移動ユニット２４がそれぞれ備える平板状のＹ軸移動プレート２８が、Ｙ軸ガイドレール２６に沿ってスライド可能な状態で装着されている。また、一対のＹ軸ガイドレール２６の間には、一対のＹ軸ボールねじ３０がＹ軸方向に沿って設けられている。

Ｙ軸移動プレート２８の後面（裏面）側にはナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｙ軸ボールねじ３０が螺合されている。また、一対のＹ軸ボールねじ３０の端部にはそれぞれ、Ｙ軸パルスモータ３２が連結されている。Ｙ軸パルスモータ３２でＹ軸ボールねじ３０を回転させると、Ｙ軸移動プレート２８がＹ軸ガイドレール２６に沿ってＹ軸方向に移動する。なお、移動ユニット２４には、Ｙ軸移動プレート２８のＹ軸方向における位置を検出するＹ軸位置検出器（不図示）が設けられていてもよい。

Ｙ軸移動プレート２８の前面（表面）側には、一対のＺ軸ガイドレール３４がＺ軸に沿って固定されている。そして、一対のＺ軸ガイドレール３４には、平板状のＺ軸移動プレート３６が、Ｚ軸ガイドレール３４に沿ってスライド可能な状態で装着されている。また、一対のＺ軸ガイドレール３４の間には、Ｚ軸ボールねじ３８がＺ軸方向に沿って設けられている。

Ｚ軸移動プレート３６の後面（裏面）側にはナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｚ軸ボールねじ３８が螺合されている。また、Ｚ軸ボールねじ３８の端部には、Ｚ軸パルスモータ４０が連結されている。Ｚ軸パルスモータ４０でＺ軸ボールねじ３８を回転させると、Ｚ軸移動プレート３６がＺ軸ガイドレール３４に沿ってＺ軸方向に移動する。なお、移動ユニット２４には、Ｚ軸移動プレート３６のＺ軸方向における位置を検出するＺ軸位置検出器（不図示）が設けられていてもよい。

Ｚ軸移動プレート３６の下部には、切削ユニット４２が固定されている。切削ユニット４２は、チャックテーブル１８によって保持された被加工物１１に対して切削加工を施す。

図２は、切削ユニット４２を示す斜視図である。切削ユニット４２は、中空の筒状に形成されたハウジング４４を備える。ハウジング４４には、Ｙ軸方向に沿って配置された円柱状のスピンドル（回転軸）４６が収容されている。スピンドル４６の先端部（一端側）は、ハウジング４４から露出している。また、スピンドル４６の基端部（他端側）には、スピンドル４６を回転させるモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。

スピンドル４６の先端部には、マウント４８が固定されている。マウント４８は、円盤状のフランジ部５０と、フランジ部５０の表面５０ａの中央部から突出する円柱状の支持軸（ボス部）５２とを備える。フランジ部５０の外周部の表面５０ａ側には、表面５０ａから突出する環状の凸部５０ｂが、フランジ部５０の外周縁に沿って設けられている。凸部５０ｂの先端面は、表面５０ａと概ね平行に形成されている。また、支持軸５２の外周面には、ねじ部５２ａが形成されている。

マウント４８には、被加工物１１を切削する環状の切削ブレード５４が装着される。例えば切削ブレード５４は、アルミニウム合金等の金属でなる環状の基台５６と、基台５６の外縁部に沿って形成された環状の切り刃５８とを備える。切り刃５８の外周縁が、切削ブレード５４の先端に相当する。また、切削ブレード５４の中央部には、切削ブレード５４を厚さ方向に貫通する円柱状の開口５４ａが設けられている。

切り刃５８は、基台５６の外周縁から基台５６の半径方向外側に向かって突出するように形成される。例えば切り刃５８は、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ：cubic Boron Nitride）等でなる砥粒を、ニッケルめっき層等の結合材で固定することによって形成される。なお、砥粒の材質、砥粒の粒径、結合材の材質等に制限はなく、被加工物１１の材質等に応じて適宜選択される。

支持軸５２のねじ部５２ａには、切削ブレード５４を固定するための環状の固定ナット６０が締結される。固定ナット６０の中央部には、固定ナット６０を厚さ方向に貫通する円柱状の開口６０ａが設けられている。また、開口６０ａの内部で露出する固定ナット６０の内周面には、支持軸５２のねじ部５２ａに対応するねじ溝が形成されている。

切削ブレード５４は、開口５４ａに支持軸５２が挿入されるように、マウント４８に装着される。この状態で、固定ナット６０を支持軸５２のねじ部５２ａに螺合させて締め付けると、切削ブレード５４がフランジ部５０の凸部５０ｂの先端面と固定ナット６０とによって挟持される。このようにして、切削ブレード５４がスピンドル４６の先端部に装着される。

切削ブレード５４は、回転駆動源（モータ等）からスピンドル４６及びマウント４８を介して伝達される動力により、Ｙ軸方向と概ね平行な回転軸の周りを回転する。切削ブレード５４を回転させつつ、チャックテーブル１８（図１参照）によって保持された被加工物１１に切り込ませることにより、被加工物１１が切削される。

また、切削ユニット４２には、純水等の液体（切削液）を供給するノズル（不図示）が設けられている。切削加工中は、このノズルから被加工物１１及び切削ブレード５４に切削液が供給される。これにより、被加工物１１及び切削ブレード５４が冷却されるとともに、被加工物１１の切削によって生じた屑（切削屑）が洗い流される。

図１に示すように、切削ユニット４２に隣接する位置には、チャックテーブル１８によって保持された被加工物１１を撮像する撮像ユニット６２が設けられている。例えば撮像ユニット６２として、可視光を受光して電気信号に変換する撮像素子を備える可視光カメラや、赤外線を受光して電気信号に変換する撮像素子を備える赤外線カメラ等が用いられる。切削ユニット４２によって取得された画像は、被加工物１１と切削ブレード５４との位置合わせ等に用いられる。

移動ユニット６によってＸ軸移動テーブル１０をＸ軸方向に沿って移動させると、チャックテーブル１８と切削ユニット４２及び撮像ユニット６２とが、保持面１８ａと平行な加工送り方向に沿って相対的に移動する。また、移動ユニット２４によってＹ軸移動プレート２８をＹ軸方向に沿って移動させると、チャックテーブル１８と切削ユニット４２及び撮像ユニット６２とが、保持面１８ａと平行な割り出し送り方向に沿って相対的に移動する。さらに、移動ユニット２４によってＺ軸移動プレート３６をＺ軸方向に沿って移動させると、チャックテーブル１８と切削ユニット４２及び撮像ユニット６２とが、保持面１８ａと垂直な切り込み方向に沿って相対的に移動（昇降）する。

なお、切削装置２は、２組の切削ユニット４２を備え、一対の切削ブレード５４が互いに対面するように配置される、所謂フェイシングデュアルスピンドルタイプの切削装置である。ただし、切削装置２が備える切削ユニットの数は１組であってもよい。

切削ユニット４２の下方には、切削ユニット４２に装着された切削ブレード５４の先端（下端）を検出するブレード検出ユニット６４が設けられている。ブレード検出ユニット６４は、移動ユニット２４によって切削ユニット４２をＹ軸方向に沿って移動させた際の切削ブレード５４の移動経路と重なる位置に配置されている。そのため、移動ユニット２４によって切削ユニット４２の位置を調節することにより、切削ブレード５４をブレード検出ユニット６４の直上に位置付けることができる。

図３（Ａ）は、ブレード検出ユニット６４を示す斜視図である。ブレード検出ユニット６４は、切削ブレード５４の先端を検出する光学式のセンサであり、検出部６６を備える。検出部６６は、直方体状の基部６６ａと、基部６６ａの上面から上方に突出する投光部６６ｂ及び受光部６６ｃとを備える。投光部６６ｂと受光部６６ｃとは、Ｙ軸方向において離隔するように配置され、互いに対面している。

投光部６６ｂと受光部６６ｃとの間の空間は、切削ブレード５４が侵入するブレード侵入部６６ｄに相当する。すなわち、投光部６６ｂと受光部６６ｃとは、ブレード侵入部６６ｄを挟むように配置されている。

投光部６６ｂには、ＬＥＤ等の光源６８が接続されている。光源６８が発した光は、光ファイバー等を介して投光部６６ｂに導かれ、投光部６６ｂから受光部６６ｃに向かって照射される。そして、投光部６６ｂから照射された光は、受光部６６ｃの受光面に到達し、受光部６６ｃによって受光される。

受光部６６ｃには、受光部６６ｃが受光した光の量（受光量）に対応する信号を生成する光電変換部７０が接続されている。光電変換部７０は、受光部６６ｃによって受光された光を電気信号（電圧）に変換する光電変換素子を備える。そして、受光部６６ｃによって受光された光は、光ファイバー等を介して光電変換部７０に導かれ、光電変換部７０によって電気信号に変換される。これにより、受光部６６ｃの受光量に対応する信号が生成される。

図３（Ｂ）は、切削ブレード５４の先端を検出するブレード検出ユニット６４を示す正面図である。切削ブレード５４の先端を検出する際は、まず、切削ブレード５４が投光部６６ｂと受光部６６ｃとの間の領域（ブレード侵入部６６ｄ）と重なるように、切削ユニット４２の位置を調節する。そして、ブレード検出ユニット６４を作動させて投光部６６ｂから受光部６６ｃに向かって光を照射しつつ、切削ユニット４２を下降させ、切削ブレード５４の先端部（下端部）をブレード侵入部６６ｄに挿入する。

切削ブレード５４がブレード侵入部６６ｄに侵入すると、切削ブレード５４の下端の高さ位置に応じて投光部６６ｂから受光部６６ｃへの光の照射が遮られ、受光部６６ｃの受光量が減少する。そのため、光電変換部７０によって測定される受光部６６ｃの受光量の変化を読み取ることにより、切削ブレード５４の下端の位置を特定することができる。

図１に示すように、切削装置２の前面側には、切削装置２に関する各種の情報を表示する表示ユニット（表示部、表示装置）７２が設けられている。表示ユニット７２は、各種のディスプレイによって構成でき、被加工物１１の加工に関する各種の情報（加工条件、加工状況等）を表示する。

なお、表示ユニット７２は、タッチパネル式のディスプレイであってもよい。この場合、表示ユニット７２は、切削装置２に各種の情報を入力するための入力ユニット（入力部、入力装置）としても機能し、オペレーターは表示ユニット７２のタッチ操作によって切削装置２に情報を入力できる。すなわち、表示ユニット７２がユーザーインターフェースとして機能する。

また、切削装置２は、切削装置２を制御する制御ユニット（制御部、制御装置）７４を備える。制御ユニット７４は、切削装置２を構成する各構成要素（移動ユニット６、チャックテーブル１８、移動ユニット２４、切削ユニット４２、撮像ユニット６２、ブレード検出ユニット６４、表示ユニット７２等）に接続されている。制御ユニット７４は、切削装置２の各構成要素に制御信号を出力することにより、切削装置２の稼働を制御する。例えば制御ユニット７４は、コンピュータによって構成され、切削装置２の稼働に必要な演算を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサと、切削装置２の稼働に用いられる各種の情報（データ、プログラム等）を記憶するメモリとを含む。

切削装置２によって、被加工物１１の切削加工が行われる。具体的には、まず、被加工物１１がテープ１３を介して保持面１８ａ上に配置される。また、フレーム１５が複数のクランプ１８ｂによって固定される。この状態で、保持面１８ａに吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、被加工物１１がテープ１３を介してチャックテーブル１８によって吸引保持される。

次に、被加工物１１に設定されたストリートの長さ方向がＸ軸方向に沿うように、チャックテーブル１８の角度が調節される。また、切削ブレード５４の下端が被加工物１１の下面よりも下方に位置付けられるように、切削ユニット４２のＺ軸方向における位置が調節される。さらに、切削ブレード５４がストリートの延長線上に位置付けられるように、切削ユニット４２のＹ軸方向における位置が調節される。

そして、切削ブレード５４を回転させつつ、チャックテーブル１８を移動ユニット６によってＸ軸方向に沿って移動させる。これにより、チャックテーブル１８と切削ユニット４２とが加工送り方向に沿って相対的に移動する。その結果、切削ブレード５４がストリートに沿って被加工物１１に切り込み、被加工物１１が切削、分割される。そして、全てのストリートに沿って被加工物１１が切削されると、被加工物１１が複数のデバイスチップに分割される。

ただし、切削ブレード５４による被加工物１１の切削加工の態様は、上記に限定されない。例えば、切削ブレード５４で被加工物１１を切削することにより、被加工物１１の表面側に、深さが被加工物１１の厚さ未満の切削溝をストリートに沿って形成してもよい。この場合には、切削ブレード５４の下端が被加工物１１の上面よりも下方で、且つ、被加工物１１の下面よりも上方に位置付けられるように、切削ユニット４２のＺ軸方向における位置が調節される。そして、被加工物１１の切削後に、被加工物１１の裏面側を研削して被加工物１１を薄化し、切削溝を被加工物１１の裏面に露出させることにより、被加工物１１が複数のデバイスチップに分割される。

上記のように、切削ブレード５４で被加工物１１を切削する際には、被加工物１１に所望の加工が施されるように、被加工物１１の上面と切削ブレード５４の下端との切り込み方向（Ｚ軸方向）における距離（切削ブレード５４の切り込み深さ）が設定される。そして、切削ユニット４２の高さ位置が維持された状態で、切削ブレード５４が被加工物１１に切り込み、被加工物１１を切削する。

しかしながら、切削ブレード５４で被加工物１１を切削すると、切削ブレード５４の先端部が摩耗によって消耗し、切削ブレード５４の径が徐々に減少する。これにより、切削ブレード５４の被加工物１１への切り込みが浅くなり、加工不良が発生することがある。

そこで、本実施形態においては、切削ブレード５４の消耗量に基づいて被加工物１１と切削ブレード５４との切り込み方向における位置関係を補正するセットアップが実行される。具体的には、所定のタイミングでブレード検出ユニット６４によって切削ブレード５４の先端が検出され、切削ブレード５４の先端の位置に基づいて切削ブレード５４の消耗量が算出される。そして、切削ブレード５４の消耗量分だけ切削ユニット４２が下降した後、被加工物１１の切削が再開される。これにより、切削ブレード５４の先端部が消耗しても、切削ブレード５４の被加工物１１への切り込み深さが維持される。

切削加工時における切削装置２の動作は、制御ユニット７４によって制御される。図４は、制御ユニット７４を示すブロック図である。なお、図４には、制御ユニット７４の機能的な構成を示すブロックに加えて、切削装置２の一部の構成要素（チャックテーブル１８、移動ユニット２４、切削ユニット４２、ブレード検出ユニット６４）を示す模式図及びブロックを図示している。

制御ユニット７４は、切削装置２の制御に必要なデータ処理を行う処理部８０と、処理部８０による処理に用いられる情報（データ、プログラム等）を記憶する記憶部９０とを含む。また、処理部８０は、被加工物１１の加工状況を監視する監視部８２を含む。例えば監視部８２は、切削ブレード５４が被加工物１１を切削した距離に対応する値（切削長さ）を監視する。

切削ブレード５４で被加工物１１を切削する際には、切削ブレード５４によって被加工物１１が一端から他端まで切削されるように、チャックテーブル１８が加工送り方向に沿って移動する。このときのチャックテーブル１８の移動距離（加工送り距離）は、切削ブレード５４が被加工物１１に接触する前におけるチャックテーブル１８の移動距離（助走距離Ｄ_１）と、切削ブレード５４が被加工物１１を切削している間のチャックテーブル１８の移動距離（切削距離Ｄ_２）と、切削ブレード５４が被加工物１１から離れた後におけるチャックテーブル１８の移動距離（惰走距離Ｄ_３）との総和に相当する。

なお、切削距離Ｄ_２は、被加工物１１に設定されたストリートの長さ、すなわち、切削ブレード５４によって切削される領域の距離に等しい。また、助走距離Ｄ_１及び惰走距離Ｄ_３は、被加工物１１の寸法、形状、切削ブレード５４の径等に応じて適宜設定される。

監視部８２には、チャックテーブル１８の加工送り距離の情報を含む信号が入力される。例えば監視部８２には、移動ユニット６のＸ軸パルスモータ１４（図１参照）の回転数を示す信号や、移動ユニット６に設けられたＸ軸位置検出器（不図示）によって検出されたＸ軸移動テーブル１０（図１参照）のＸ軸方向における位置を示す信号が入力される。

そして、監視部８２は、外部から入力された信号に基づいて加工送り距離を算出するとともに、予め記憶部９０に記憶されている助走距離Ｄ_１及び惰走距離Ｄ_３を読み出し、加工送り距離から助走距離Ｄ_１及び惰走距離Ｄ_３を差し引く。これにより、切削ブレード５４が被加工物１１を切削した距離に相当する切削距離Ｄ_２が算出される。そして、監視部８２は、切削距離Ｄ_２を切削長さとして監視する。

ただし、監視部８２によって監視される切削長さは、切削ブレード５４が被加工物１１を切削した距離が反映される値であれば、制限はない。例えば監視部８２は、助走距離Ｄ_１及び惰走距離Ｄ_３が差し引かれる前の加工送り距離を、切削長さとして監視してもよい。

また、記憶部９０は、セットアップが実行されるタイミングを指定する情報（タイミング情報）を記憶するタイミング情報記憶部９２を含む。タイミング情報記憶部９２は、監視部８２によって監視される加工状況の基準値を記憶する。

例えば、監視部８２が切削長さを監視する場合には、切削長さの基準値（基準長さ）がタイミング情報としてタイミング情報記憶部９２に記憶される。そして、監視部８２は、算出された切削長さとタイミング情報記憶部９２に記憶された基準長さとを比較することにより、セットアップを実行するか否かを決定する。そして、切削長さが基準長さに達している場合には、切削ブレード５４による被加工物１１の加工が中断され、被加工物１１と切削ブレード５４との切り込み方向における位置関係が補正される。

なお、セットアップは、切削ブレード５４の消耗量に基づいて行われる。具体的には、処理部８０は、切削ブレード５４の消耗量を算出する消耗量算出部８４を含む。そして、監視部８２によって算出された切削長さが基準長さ以上である場合には、監視部８２から消耗量算出部８４にセットアップを指示する信号（セットアップ信号）が出力される。

消耗量算出部８４にセットアップ信号が入力されると、消耗量算出部８４は切削ブレード５４の消耗量を算出する。切削ブレード５４の消耗量は、ブレード検出ユニット６４によって検出された切削ブレード５４の先端の位置に基づいて算出される。

具体的には、切削ブレード５４がブレード検出ユニット６４のブレード侵入部６６ｄに挿入され（図３（Ｂ）参照）、受光部６６ｃの受光量が光電変換部７０によって測定される。そして、光電変換部７０から消耗量算出部８４に、受光部６６ｃの受光量に対応する信号が入力される。

また、消耗量算出部８４には、切削ブレード５４のＺ軸方向における位置を示す情報（Ｚ軸位置情報）を含む信号が入力される。例えば消耗量算出部８４には、移動ユニット２４のＺ軸パルスモータ４０の回転数を示す信号や、移動ユニット２４に設けられたＺ軸位置検出器（不図示）によって検出されたＺ軸移動プレート３６のＺ軸方向における位置を示す信号が入力される。

そして、消耗量算出部８４は、投光部６６ｂから受光部６６ｃに向かって照射された光が切削ブレード５４によって遮られて受光量が減少した際における、切削ブレード５４のＺ軸位置情報を特定する。これにより、切削ブレード５４の下端の位置を示す情報（下端位置情報）が取得される。

また、記憶部９０には、過去に測定された切削ブレード５４の下端位置情報が記憶されている。そして、消耗量算出部８４は、新たに取得された下端位置情報と直前に取得された下端位置情報との差分をとることにより、切削ブレード５４の半径の減少量、すなわち、切削ブレード５４の消耗量を算出する。

消耗量算出部８４によって算出された切削ブレード５４の消耗量に基づいて、被加工物１１と切削ブレード５４との位置関係が補正される。具体的には、処理部８０は、被加工物１１と切削ブレード５４との位置関係を補正する補正部８６を含む。

消耗量算出部８４によって算出された切削ブレード５４の消耗量は、補正部８６に出力される。そして、補正部８６は、切削ブレード５４の消耗量分だけ切削ユニット４２を下降させる補正信号を生成し、移動ユニット２４のＺ軸パルスモータ４０に出力する。

Ｚ軸パルスモータ４０に補正信号が入力されると、Ｚ軸パルスモータ４０は切削ユニット４２が消耗量分だけ下降するように、Ｚ軸ボールねじ３８を回転させる。これにより、切削ブレード５４の消耗が切削ブレード５４の下降によって相殺される。その結果、切削ブレード５４の被加工物１１への切り込み深さが、消耗前と同等になる。

上記のセットアップが行われると、監視部８２によって監視されている切削長さがリセットされる。その後、切削ブレード５４による被加工物１１の切削と、監視部８２による切削長さの監視とが再開される。そして、再び切削長さが基準長さに達したタイミングで、セットアップが実行される。

なお、タイミング情報記憶部９２に記憶されるタイミング情報は、オペレーターが切削ブレード５４の消耗量を予想しつつ設定する。しかしながら、切削ブレード５４の消耗量は、被加工物１１が切削される際の様々な要因によって変動する。そのため、切削長さと切削ブレード５４の消耗量との比率は常に一定であるとは限らない。

そして、切削ブレード５４の消耗の進行が予想よりも早い場合には、セットアップが行われるまでに切削ブレード５４の消耗量が許容範囲を超えてしまい、加工不良が発生するおそれがある。また、切削ブレード５４の消耗の進行が予想よりも遅い場合には、切削ブレード５４の消耗量が少ないにも関わらずセットアップが実行され、セットアップの頻度が必要以上に高くなる。これにより、被加工物１１の切削が頻繁に中断され、加工効率が低下してしまう。

そこで、本実施形態においては、セットアップが行われた際に、ブレードの消耗量に基づいてタイミング情報を更新する。これにより、セットアップが実行されるタイミングがブレードの消耗量に応じて補正され、セットアップが適切なタイミングで実行される。

具体的には、処理部８０は、切削ブレード５４の消耗量に基づいてタイミング情報を更新するタイミング情報更新部８８を含む。タイミング情報更新部８８には、消耗量算出部８４によって算出された切削ブレード５４の消耗量が入力される。また、記憶部９０は、切削ブレード５４の消耗量の基準値を記憶する基準値記憶部９４を含む。例えば基準値記憶部９４には、セットアップが実行されてから次にセットアップが実行されるまでの間における切削ブレード５４の消耗量の予想値が、基準値として記憶される。

タイミング情報更新部８８は、消耗量算出部８４から入力された切削ブレード５４の消耗量と、基準値記憶部９４に記憶された基準値とを比較し、比較の結果に応じてタイミング情報記憶部９２に記憶されているタイミング情報を更新する。具体的には、切削ブレード５４の消耗量が基準値よりも小さい場合には、タイミング情報更新部８８は、次にセットアップが実行されるタイミングが遅れるようにタイミング情報を書き換える。一方、切削ブレード５４の消耗量が基準値よりも大きい場合には、タイミング情報更新部８８は、次にセットアップが実行されるタイミングが早まるようにタイミング情報を書き換える。

例えば、タイミング情報が切削長さの基準値（基準長さ）であり、タイミング情報記憶部９２に記憶されている基準長さがＬ、基準値記憶部９４に記憶されている切削ブレード５４の消耗量の基準値がＲ、消耗量算出部８４によって算出された切削ブレード５４の消耗量がＲ´である場合について考える。この場合、基準長さＬ´＝Ｌ×Ｒ／Ｒ´を、タイミング情報記憶部９２に記憶されている基準長さＬに上書きすることができる。そして、切削ブレード５４の消耗量が基準値よりも大きい場合には（Ｒ´＞Ｒ）、基準長さＬ´が減少し、セットアップの実行に要する切削長さが短縮される。一方、切削ブレード５４の消耗量が基準値よりも小さい場合には（Ｒ´＜Ｒ）、基準長さＬ´が増加し、セットアップの実行に要する切削長さが延長される。

次に、切削装置２を用いて被加工物１１を加工する被加工物の加工方法の具体例について説明する。図５は、切削装置２の動作を示すフローチャートである。以下、主に図４及び図５を参照して、被加工物１１の切削時における切削装置２の動作の一例を説明する。

まず、切削装置２は、被加工物１１を切削ブレード５４で切削する（ステップＳ１）。具体的には、切削ブレード５４を回転させて被加工物１１に切り込ませることにより、被加工物１１が分割され、又は、被加工物１１に所定の深さの切削溝が形成される。

また、被加工物１１の切削中は、監視部８２によって被加工物１１の加工状況が監視される。例えば監視部８２は、チャックテーブル１８の移動距離（加工送り距離）に基づいて、切削ブレード５４が被加工物１１を切削した距離に対応する切削長さを算出する。

そして、監視部８２は、算出された切削長さと、タイミング情報記憶部９２に記憶されている基準長さ（タイミング情報）とを比較することにより、被加工物１１と切削ブレード５４との切り込み方向における位置関係の補正（セットアップ）を実行するか否かを判定する。具体的には、切削長さが基準長さ未満である場合は、セットアップは実行されず、被加工物１１の切削が継続される（ステップＳ２でＮＯ）。一方、切削長さが基準値以上である場合には、セットアップが実行される（ステップＳ２でＹＥＳ）。

セットアップを実行する場合は、まず、ブレード検出ユニット６４によって切削ブレード５４の先端が検出される。また、消耗量算出部８４は、ブレード検出ユニット６４から入力された受光量に対応する信号と、切削ブレード５４のＺ軸位置情報（Ｚ軸パルスモータ４０の回転数等）とに基づいて、切削ブレード５４の下端位置情報を取得する。そして、消耗量算出部８４は、新たに取得された下端位置情報と直前に取得された切削ブレード５４の下端位置情報との差分をとることにより、切削ブレード５４の消耗量を算出する（ステップＳ３）。

消耗量算出部８４によって算出された切削ブレード５４の消耗量は、補正部８６に出力される。そして、補正部８６は、切削ブレード５４の消耗量分だけ切削ユニット４２を下降させる制御信号を生成し、移動ユニット２４のＺ軸パルスモータ４０に出力する。これにより、セットアップが実行され、切削ブレード５４の下端の位置が消耗量分だけ下降する（ステップＳ４）。

また、消耗量算出部８４によって算出された切削ブレード５４の消耗量は、タイミング情報更新部８８に出力される。そして、タイミング情報更新部８８は、算出された切削ブレード５４の消耗量と、基準値記憶部９４に記憶されている切削ブレード５４の消耗量の基準値とを比較する（ステップＳ５）。

切削ブレード５４の消耗量が基準値と等しい場合は（ステップＳ６でＹＥＳ）、実際の切削ブレード５４の消耗量が予想値と等しい状態に対応する。そのため、タイミング情報記憶部９２に記憶されている基準長さは維持される（ステップＳ７）。一方、切削ブレード５４の消耗量が基準値と異なる場合は（ステップＳ６でＮＯ）、実際の切削ブレード５４の消耗量が予想値とは異なる状態に対応する。この場合には、タイミング情報記憶部９２に記憶されているタイミング情報が更新される。

具体的には、切削ブレード５４の消耗量が基準値を超えている場合には（ステップＳ８でＹＥＳ）、タイミング情報更新部８８はタイミング情報記憶部９２に記憶されている基準長さを、より小さい値の基準長さに変更する。これにより、基準長さが短縮される（ステップＳ９）。また、切削ブレード５４の消耗量が基準値未満である場合には（ステップＳ８でＮＯ）、タイミング情報更新部８８はタイミング情報記憶部９２に記憶されている基準長さを、より大きい値の基準長さに変更する。これにより、基準長さが延長される（ステップＳ１０）。

このように、切削ブレード５４の消耗量が基準値を超えている場合には、セットアップの実行に要する切削長さ（基準長さ）が短縮され、次にセットアップが実行されるタイミングが早められる。これにより、切削ブレード５４の消耗が進行して加工不良が発生する前に、切削ブレード５４の先端の位置が補正される。一方、切削ブレード５４の消耗量が基準値未満である場合には、セットアップの実行に要する切削長さ（基準長さ）が延長され、次にセットアップが実行されるタイミングが遅くなる。これにより、セットアップの頻度が下がり、加工効率が向上する。

なお、タイミング情報記憶部９２に記憶されたタイミング情報が変更された場合には、制御ユニット７４は表示ユニット７２（図１参照）に制御信号を出力し、表示ユニット７２にタイミング情報の変更を報知させてもよい。例えば表示ユニット７２は、タイミング情報が変更された旨を知らせるメッセージと、変更前後のタイミング情報（切削長さ）とを表示する。

セットアップが完了すると、被加工物１１の切削が再開され（ステップＳ１１）、切削ブレード５４による被加工物１１の切削とセットアップとが繰り返される（ステップＳ１２でＮＯ、ステップＳ１～１１）。そして、被加工物１１の加工が完了すると（ステップＳ１２でＹＥＳ）、被加工物１１は洗浄された後、切削装置２から搬出される。

上記の切削装置２による被加工物１１の切削は、制御ユニット７４によって切削装置２の各構成要素の動作を制御することによって実現される。具体的には、制御ユニット７４の記憶部９０には、ステップＳ１～Ｓ１２を切削装置２に実行させるためのプログラムが記憶されている。そして、切削装置２を用いて被加工物１１を切削する際には、制御ユニット７４が記憶部９０からプログラムを読み出して実行し、切削装置２の各構成要素に制御信号を出力する。これにより、切削装置２の稼働が制御され、本実施形態に係る被加工物の加工方法が自動で実施される。

以上の通り、本実施形態に係る切削装置２は、被加工物１１と切削ブレード５４との切り込み方向における位置関係を補正するセットアップを実行する制御ユニット７４を備える。そして、制御ユニット７４は、切削ブレード５４の消耗量に基づいて、セットアップが実行されるタイミングを指定するタイミング情報を更新する。これにより、切削ブレード５４の消耗量に応じてセットアップのタイミングが調節され、セットアップが適切なタイミングで実行される。

なお、上記実施形態では、監視部８２によって切削長さが監視され、タイミング情報記憶部９２に切削長さの基準値（基準長さ）がタイミング情報として記憶される場合について説明した。ただし、セットアップのタイミングは、切削長さ以外の加工状況に基づいて決定されてもよい。

例えば、セットアップのタイミングは、切削ブレード５４によって切削されたストリートの本数（カットライン数）に基づいて決定されてもよい。この場合、監視部８２は、制御ユニット７４によってカウントされたカットライン数を監視する。また、タイミング情報記憶部９２には、カットライン数の基準値がタイミング情報として記憶される。そして、監視部８２は、カットライン数と基準値とを比較することにより、セットアップを実行するか否かを決定する。さらに、切削ブレード５４の消耗量に基づいて、タイミング情報記憶部９２に記憶されているカットライン数の基準値が増減する。

また、セットアップのタイミングは、切削ブレード５４によって切削された加工済みの被加工物１１の枚数（ワーク枚数）に基づいて決定されてもよい。この場合、監視部８２は、制御ユニット７４によってカウントされたワーク枚数を監視する。また、タイミング情報記憶部９２には、ワーク枚数の基準値がタイミング情報として記憶される。そして、監視部８２は、ワーク枚数と基準値とを比較することにより、セットアップを実行するか否かを決定する。さらに、切削ブレード５４の消耗量に基づいて、タイミング情報記憶部９２に記憶されているワーク枚数の基準値が増減する。

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

１１ 被加工物
１３ テープ（ダイシングテープ）
１５ フレーム
２ 切削装置
４ 基台
６ 移動ユニット（移動機構）
８ Ｘ軸ガイドレール
１０ Ｘ軸移動テーブル
１２ Ｘ軸ボールねじ
１４ Ｘ軸パルスモータ
１６ テーブルベース
１８ チャックテーブル（保持テーブル）
１８ａ 保持面
１８ｂ クランプ
２０ ウォーターケース
２２ 支持構造
２４ 移動ユニット（移動機構）
２６ Ｙ軸ガイドレール
２８ Ｙ軸移動プレート
３０ Ｙ軸ボールねじ
３２ Ｙ軸パルスモータ
３４ Ｚ軸ガイドレール
３６ Ｚ軸移動プレート
３８ Ｚ軸ボールねじ
４０ Ｚ軸パルスモータ
４２ 切削ユニット
４４ ハウジング
４６ スピンドル（回転軸）
４８ マウント
５０ フランジ部
５０ａ 表面
５０ｂ 凸部
５２ 支持軸（ボス部）
５２ａ ねじ部
５４ 切削ブレード
５４ａ 開口
５６ 基台
５８ 切り刃
６０ 固定ナット
６０ａ 開口
６２ 撮像ユニット
６４ ブレード検出ユニット
６６ 検出部
６６ａ 基部
６６ｂ 投光部
６６ｃ 受光部
６６ｄ ブレード侵入部
６８ 光源
７０ 光電変換部
７２ 表示ユニット（表示部、表示装置）
７４ 制御ユニット（制御部、制御装置）
８０ 処理部
８２ 監視部
８４ 消耗量算出部
８６ 補正部
８８ タイミング情報更新部
９０ 記憶部
９２ タイミング情報記憶部
９４ 基準値記憶部

Claims (3)

1. 被加工物を切削する切削装置であって、
   該被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、
   スピンドルを備え、該保持面によって保持された該被加工物を該スピンドルの先端部に装着された切削ブレードで切削する切削ユニットと、
   該チャックテーブルと該切削ユニットとを該保持面と垂直な切り込み方向に沿って相対的に移動させる移動ユニットと、
   該切削ブレードの先端を検出するブレード検出ユニットと、
   該ブレード検出ユニットによって検出された該切削ブレードの先端の位置に基づいて、該被加工物と該切削ブレードとの該切り込み方向における位置関係を補正するセットアップを実行する制御ユニットと、を備え、
   該制御ユニットには、該セットアップが実行されるタイミングを指定するタイミング情報と、該切削ブレードの消耗量の基準値と、が記憶され、
   該制御ユニットは、該セットアップが実行される際に該ブレード検出ユニットによって検出される該切削ブレードの先端の位置に基づいて算出された該切削ブレードの消耗量と、該基準値とを比較した結果に基づいて、該タイミング情報を更新することを特徴とする切削装置。
2. 該タイミング情報は、該セットアップが実行されるタイミングを該切削ブレードが該被加工物を切削した距離に対応する切削長さによって指定する基準長さであり、
   該制御ユニットは、該切削ブレードの消耗量が該基準値を超えている場合には該基準長さを短縮し、該切削ブレードの消耗量が該基準値未満である場合には該基準長さを延長することを特徴とする請求項１記載の切削装置。
3. 該ブレード検出ユニットは、該切削ブレードが侵入するブレード侵入部と、該ブレード侵入部を挟むように配置された投光部及び受光部と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の切削装置。

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