JP4731247B2 - Cutting equipment - Google Patents
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Description
本発明は、切削ブレードに超音波振動を付与して半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等の被加工物を切削する切削装置に関する。 The present invention relates to a cutting apparatus that applies ultrasonic vibration to a cutting blade to cut a workpiece such as a semiconductor wafer or an optical device wafer.
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を具備している。切削手段は、回転スピンドルと該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機構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. This cutting apparatus includes a chuck table for holding a workpiece such as a wafer, a cutting means for cutting the workpiece held on the chuck table, and a cutting for relatively moving the chuck table and the cutting means. And feeding means. The cutting means includes a spindle unit having a rotary spindle, a cutting blade mounted on the spindle, and a drive mechanism for driving the rotary spindle to rotate. In such a cutting apparatus, the workpiece held on the cutting blade and the chuck table is relatively cut and fed while rotating the cutting blade at a rotational speed of 20000 to 40000 rpm.
しかるに、デバイスが形成されるウエーハは、シリコン、サファイヤ、シリコンナイトライド、ガラス、リチウムタンタレート等の脆性硬質材料が用いられており、切削ブレードによって切削すると切断面に欠けが生じてデバイスの品質を低下させるという問題がある。また、サファイヤ等のモース硬度の高いウエーハは、切削ブレードによる切削が不可能ではないにしても非常に困難である。 However, brittle hard materials such as silicon, sapphire, silicon nitride, glass and lithium tantalate are used for the wafer on which the device is formed. There is a problem of lowering. Also, a wafer with high Mohs hardness such as sapphire is very difficult if not impossible to cut with a cutting blade.
上述した問題を解消するために、切削ブレードが装着された回転スピンドルに超音波振動子を配設し、この超音波振動子に交流電圧を印加することにより、切削ブレードに超音波振動を付与しつつ切削するようにした切削装置が提案されている。(例えば、特許文献1参照。)
また、切削ブレードの表面に超音波振動子を固定し、この超音波振動子に交流電圧を印加することにより、切削ブレードに超音波振動を付与しつつ切削するようにした切削装置が提案されている。(例えば、特許文献3参照。)
In addition, a cutting apparatus has been proposed in which an ultrasonic vibrator is fixed to the surface of the cutting blade and an AC voltage is applied to the ultrasonic vibrator to perform cutting while applying ultrasonic vibration to the cutting blade. Yes. (For example, refer to
而して、切削ブレードに作用する負荷は被加工物であるウエーハの材質、切り込み深さ、切削送り速度、切削水の供給具合等によって変化するため、ウエーハを切削している際に切削ブレードに付与された超音波振動の振幅が変化することが、本発明者等の実験によって判った。即ち、本発明者等の実験において、切削ブレードに作用する負荷が増大すると超音波振動子の消費電力が低下して切削ブレードに付与される超音波振動の振幅が減少し、切削ブレードに作用する負荷が減少すると超音波振動子の消費電力が増加して切削ブレードに付与される超音波振動の振幅が増大することが確認された。このように、ウエーハの切削中に切削ブレードに付与される超音波振動の振幅が変化すると、切削溝に欠けを生じさせチップの品質を低下させる原因となる。 Thus, since the load acting on the cutting blade varies depending on the material of the wafer as the workpiece, the cutting depth, the cutting feed rate, the supply condition of the cutting water, etc., the load applied to the cutting blade when the wafer is being cut. It was found by experiments by the present inventors that the amplitude of the applied ultrasonic vibration changes. That is, in the experiments by the present inventors, when the load acting on the cutting blade increases, the power consumption of the ultrasonic vibrator decreases and the amplitude of the ultrasonic vibration applied to the cutting blade decreases and acts on the cutting blade. It was confirmed that when the load was reduced, the power consumption of the ultrasonic vibrator increased and the amplitude of the ultrasonic vibration applied to the cutting blade increased. As described above, when the amplitude of the ultrasonic vibration applied to the cutting blade changes during the cutting of the wafer, the cutting groove is chipped and the quality of the chip is deteriorated.
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、切削ブレードに付与される超音波振動の振幅を安定させて、切削溝に欠けを生じさせないようにした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 a main technical problem thereof is a cutting apparatus that stabilizes the amplitude of ultrasonic vibration applied to a cutting blade so as not to cause chipping in a cutting groove. It is to provide.
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切削ブレードを備えた切削手段とを具備する切削装置において、
該切削ブレードを装着する回転スピンドルに配設され該切削ブレードに超音波振動を付与する超音波振動子と、該超音波振動子に交流電力を印加する電力供給手段と、を具備し、該電力供給手段は、出力する交流電力の周波数を調整する周波数調整手段と、出力する交流電力の供給量を調整する電力調整手段と、出力する交流電力の電力値を検出する供給電力検出手段と、該電力調整手段を制御する制御手段とを具備し、該制御手段にはスピンドルユニットにおける超音波振動子に印加する交流電力と切削ブレードの振幅との関係を示すデータを入力するとともに、設定した交流電力の所定値を予め制御手段に入力する入力手段を設け、該制御手段は該供給電力検出手段によって検出された交流電力の電力値が、予め設定した所定値と異なっている場合は、該所定値になるように該電力調整手段を制御し、超音波振動子によって該切削ブレードに付与される超音波振動の振幅を所定の範囲に安定させるようにしたことを特徴とする切削装置が提供される。
In order to solve the above-mentioned main technical problem, according to the present invention, cutting comprising a chuck table for holding a workpiece and a cutting means having a cutting blade for cutting the workpiece held on the chuck table. In the device
An ultrasonic vibrator disposed on a rotary spindle on which the cutting blade is mounted, and applying ultrasonic vibration to the cutting blade; and a power supply means for applying AC power to the ultrasonic vibrator. supply means includes a frequency adjusting means for adjusting the frequency of the AC power output, the power adjustment means for adjusting the supply amount of output AC power, and supplies electric power detecting means for detecting a power value of the output AC power, the Control means for controlling the power adjustment means, and data indicating the relationship between the AC power applied to the ultrasonic transducer in the spindle unit and the amplitude of the cutting blade is input to the control means, and the set AC power the input means for inputting a previously provided control means a predetermined value, said control means power value of the AC power detected by the power supply detecting means, different from the predetermined value set in advance If a feature that controls said power adjustment means so that the predetermined value, the amplitude of the ultrasonic vibration applied to the cutting blade by ultrasonic transducers to stabilize within a predetermined range which are A cutting device is provided.
本発明によれば、切削ブレードに付与される超音波振動の振幅が所定の範囲で安定するので、切削ブレードに付与される超音波振動の振幅の変動によって生ずる欠けの発生を防止することができる。 According to the present invention, since the amplitude of the ultrasonic vibration applied to the cutting blade is stabilized within a predetermined range, it is possible to prevent the occurrence of chipping caused by fluctuations in the amplitude of the ultrasonic vibration applied to the cutting blade. .
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、本発明に従って構成された切削装置の斜視図が示されている。図示の実施形態における切削装置は、略直方体状の装置ハウジング2を具備している。この装置ハウジング2内には、被加工物を保持するチャックテーブル3が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ている。チャックテーブル3は、吸着チャック支持台31と、該吸着チャック支持台31上に配設された吸着チャック32を具備しており、該吸着チャック32の上面である保持面上に被加工物を図示しない吸引手段を作動することによって吸引保持するようになっている。また、チャックテーブル3は、図示しない回転機構によって回転可能に構成されている。なお、チャックテーブル31には、被加工物として後述するウエーハを保護テープを介して支持する支持フレームを固定するためのクランプ33が配設されている。このように構成されたチャックテーブル3は、図示しない切削送り手段によって、矢印Xで示す切削送り方向に移動せしめられるようになっている。
FIG. 1 shows a perspective view of a cutting device constructed in accordance with the present invention. The cutting device in the illustrated embodiment includes a
図示の実施形態における切削装置は、切削手段としてのスピンドルユニット4を具備している。スピンドルユニット4は、図示しない移動基台に装着され割り出し方向である矢印Yで示す方向および切り込み方向である矢印Zで示す方向に移動調整されるようになっている。このスピンドルユニット4について、図2を参照して説明する。
The cutting apparatus in the illustrated embodiment includes a
図2に示すスピンドルユニット4は、スピンドルハウジング41と、該スピンドルハウジング41内に回転自在に配設された回転スピンドル42と、該回転スピンドル42の先端に装着される切削工具43を具備している。スピンドルハウジング41は略円筒状に形成され、軸方向に貫通する軸穴411を備えている。上記スピンドルハウジング41に形成された軸穴411に挿通して配設される回転スピンドル42は、その前端部にネジ穴421が設けられた工具装着部422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423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41に形成された軸穴411に挿通して配設される回転スピンドル42は、軸穴411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。
The
回転スピンドル42の先端部に設けられた工具装着部422に装着された切削工具43は、共振部材44と、該共振部材44に装着された切削ブレード45とからなっている。共振部材44は図示の実施形態においてはアルミニウムによって形成され、中央大径部441と、該中央大径部441の一端面から同軸状に突出して形成された第1の小径部442と、中央大径部441の他端面から同軸状に突出して形成された第2の小径部443とからなっている。なお、第1の小径部442と第2の小径部443は、同一寸法に形成されている。このように形成された共振部材44には、軸中心を貫通する貫通孔444が形成されている。共振部材44に装着された切削ブレード45は、図示の実施形態においては共振部材44の中央大径部441における第1の小径部442側の端面に砥粒をニッケル等の金属メッキで結合した電鋳ブレードによって構成されている。このように構成された切削工具43は、貫通孔444を挿通して配設された締め付けボルト46を回転スピンドル42の工具装着部422に設けられたネジ穴421に螺合することにより、回転スピンドル42に装着される。なお、切削工具43を回転スピンドル42の工具装着部422に装着する際には、工具装着部422と第1の小径部442との間および第2の小径部443と締め付けボルト46の頭部との間に、合成樹脂からなるスペーサー47、47が介在される。
A
図示の実施形態におけるスピンドルユニット4は、回転スピンドル42を回転駆動するための電動モータ5を備えている。図示の電動モータ5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5は、回転スピンドル42の中間部に形成されたモータ装着部424に装着された永久磁石からなるロータ51と、該ロータ51の外周側においてスピンドルハウジング41に配設されたステータコイル52とからなっている。このように構成された電動モータ5は、ステータコイル52に後述する電力供給手段によって交流電力を印加することによりロータ51が回転し、該ロータ51を装着した回転スピンドル42を回転せしめる。
The
図示の実施形態におけるスピンドルユニット4は、回転スピンドル42に配設され切削ブレード45に超音波振動を付与する超音波振動子6を備えている。超音波振動子6は、回転スピンドル42の軸方向に分極された円環状の圧電体61と、該圧電体61の両側分極面に装着された円環状の2枚の電極板62、63とからなっている。圧電体61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。このように構成された超音波振動子6は、回転スピンドル42に装着され、電極板62、63に後述する電力供給手段によって所定周波数の交流電力が印加されると、超音波振動を発生せしめる。なお、超音波振動子6は、軸方向に複数個配設してもよい。
The
図示の実施形態におけるスピンドルユニット4は、上記超音波振動子6に交流電力を印加するとともに上記電動モータ5に交流電力を印加する電力供給手段7を具備している。
電力供給手段7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8を具備している。ロータリートランス8は、回転スピンドル42の後端に配設された受電手段81と、該受電手段81と対向して配設されスピンドルハウジング41の後端部に配設された給電手段82を具備している。受電手段81は、回転スピンドル42に装着されたロータ側コア811と、該ロータ側コア811に巻回された受電コイル812とからなっている。このように構成された受電手段81の受電コイル812の一端は上記超音波振動子6の電極板61に接続され、他端は電極板62に接続される。上記給電手段82は、受電手段81の外周側に配設されたステータ側コア821と、該ステータ側コア821に配設された給電コイル822とからなっている。このように構成された給電手段82の給電コイル822は、電気配線73、74を介して交流電力が供給される。
The
The power supply means 7 includes a
図示の実施形態における電力供給手段7は、上記ロータリートランス8の給電コイル822に供給する交流電力の交流電源91と、電力調整手段としての電圧調整手段92と、上記給電手段82に供給する交流電力の周波数を調整する周波数調整手段93とを具備している。なお、電力調整手段としては、上記電圧調整手段92に変えて電流調整手段を用いてもよい。
The power supply means 7 in the illustrated embodiment includes an
また、図示の実施形態における電力供給手段7は、電力供給手段7から出力される交流電力の電力値を検出する供給電力検出手段94と、該供給電力検出手段94からの検出信号に基づいて出力する交流電力の電力値が所定値になるように電力調整手段としての電圧調整手段92を制御する制御手段95と、該制御手段95に後述する設定供給電力等を入力する入力手段96を具備している。なお、供給電力検出手段94は、交流電力の電圧値を検出する電圧計と電流値を検出する電流計とからなっている。
なお、図2に示す電力供給手段7は、制御回路97および電気配線521、522を介して上記電動モータ5のステータコイル52に交流電力を供給する。
Further, the power supply means 7 in the illustrated embodiment is based on a supply power detection means 94 that detects the power value of the AC power output from the power supply means 7 and a detection signal from the supply power detection means 94. A control means 95 for controlling the voltage adjustment means 92 as the power adjustment means so that the power value of the alternating current power to be a predetermined value, and an input means 96 for inputting set supply power and the like described later to the control means 95. ing. The supplied power detection means 94 includes a voltmeter that detects a voltage value of AC power and an ammeter that detects a current value.
The power supply means 7 shown in FIG. 2 supplies AC power to the
図示の実施形態におけるスピンドルユニット4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。
切削作業を行う際には、電力供給手段7から電動モータ5のステータコイル52に交流電力が供給される。この結果、電動モータ5が回転して回転スピンドル42が回転し、該回転スピンドル42の先端に取付けられた切削工具43の共振部材44に装着された切削ブレード45が回転せしめられる。
The
When performing the cutting operation, AC power is supplied from the power supply means 7 to the
一方、電力供給手段7は、制御手段95によって電圧調整手段92および周波数変換手段93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、ロータリートランス8を構成する給電手段82の給電コイル822に供給する。このように所定周波数の交流電力が給電コイル822に印加されると、回転する受電手段81の受電コイル812を介して超音波振動子6の電極板62と電極板63間に所定周波数の交流電圧が印加される。この結果、超音波振動子6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42を介して切削工具43の共振部材44に伝達され、共振部材44が径方向に超音波振動する。従って、共振部材44に装着された切削ブレード45は、径方向に超音波振動する。
On the other hand, the power supply means 7 controls the voltage adjusting means 92 and the frequency converting means 93 by the control means 95 to control the voltage of the AC power to a predetermined voltage, and the frequency of the AC power is set to a predetermined frequency (for example, 20 kHz). And is supplied to the
上述したように切削ブレード45に超音波振動を付与して切削作業を実施する際に、切削ブレード45に作用する負荷が変化すると、切削ブレード45に付与された超音波振動の振幅が変化する。即ち、切削ブレード45に作用する負荷が増大するとインピーダンスが増大し超音波振動子6の消費電力が低下して切削ブレード45に付与される超音波振動の振幅が減少し、切削ブレード45に作用する負荷が減少するとインピーダンスが減少し超音波振動子6の消費電力が増加して切削ブレード45に付与される超音波振動の振幅が増大する。このように、切削中に切削ブレード45に付与される超音波振動の振幅が変化すると、切削溝に欠けを生じさせチップの品質を低下させる原因となる。そこで、電力供給手段7の制御手段95は、切削ブレード45に作用する負荷が変化しても切削ブレード45に付与される超音波振動の振幅が所定の範囲で安定するように供給電力を制御する。この制御手段95の制御手順について、図3に示すフローチャートを参照して説明する。
As described above, when performing a cutting operation by applying ultrasonic vibration to the
上述した切削作業を実施するに際し、オペレータによって入力手段96から設定供給電力(WS)(例えば、40W)が制御手段95に入力される(ステップS1)。
制御手段95は、ステップS2において供給電力検出手段94を構成する電圧計および電流計によって検出された電圧値(VA)および電流値(IA)、更に詳しくは電圧調整手段92から出力される交流電力の電圧値(VA)および電流値(IA)を読み込む。そして、制御手段95はステップS3に進んで、ステップS2で読み込んだ電圧値(VA)と電流値(IA)から供給電力(WA)を演算する(WA=VA×IA)。次に、制御手段95はステップS4に進んで、ステップS3で求めた供給電力(WA)が設定供給電力(WS)とイコールか否かをチェックする。ステップS4において供給電力(WA)が設定供給電力(WS)とイコールの場合は、供給電力を変更する必要がないので、上記ステップS2に戻る。
When performing the above-described cutting operation, the set power supply (WS) (for example, 40 W) is input from the input means 96 to the control means 95 by the operator (step S1).
The control means 95 controls the voltage value (VA) and current value (IA) detected by the voltmeter and ammeter constituting the supply power detection means 94 in step S2, and more specifically, the AC power output from the voltage adjustment means 92. Read the voltage value (VA) and current value (IA). Then, the control means 95 proceeds to step S3, and calculates supply power (WA) from the voltage value (VA) and current value (IA) read in step S2 (WA = VA × IA). Next, the control means 95 proceeds to step S4 and checks whether or not the supply power (WA) obtained in step S3 is equal to the set supply power (WS). If the supplied power (WA) is equal to the set supplied power (WS) in step S4, it is not necessary to change the supplied power, and the process returns to step S2.
上記ステップS4において供給電力(WA)が設定供給電力(WS)とイコールでない場合には、制御手段95はステップS5に進んで供給電力(WA)が設定供給電力(WS)より大きいか否かをチェックする。ステップS5において供給電力(WA)が設定供給電力(WS)より大きい場合には、制御手段95はステップS6に進んで供給電力(WA)と設定供給電力(WS)との差即ち余剰電力(WB)を演算する(WB=WA−WS)。そして、制御手段95はステップS7に進んで、余剰電力(WB)に相当する電圧値(VB)を演算する(VB=WB÷IA)。次に、制御手段95はステップS8に進んで、現在の電圧値(VA)から余剰電力(WB)に相当する電圧値(VB)を減算して設定供給電力(WS)にするための電圧値(V)を演算する(V=VA−VB)。そして、制御手段95は、ステップS9に進んで電圧調整手段92の設定電圧を(V)に変更し、上記ステップS2に戻る。 If the supply power (WA) is not equal to the set supply power (WS) in step S4, the control means 95 proceeds to step S5 and determines whether or not the supply power (WA) is greater than the set supply power (WS). To check. If the supply power (WA) is larger than the set supply power (WS) in step S5, the control means 95 proceeds to step S6 and the difference between the supply power (WA) and the set supply power (WS), that is, the surplus power (WB). ) Is calculated (WB = WA-WS). Then, the control means 95 proceeds to step S7, and calculates a voltage value (VB) corresponding to surplus power (WB) (VB = WB ÷ IA). Next, the control means 95 proceeds to step S8 and subtracts the voltage value (VB) corresponding to the surplus power (WB) from the current voltage value (VA) to obtain the set supply power (WS). Calculate (V) (V = VA-VB). Then, the control means 95 proceeds to step S9, changes the set voltage of the voltage adjustment means 92 to (V), and returns to step S2.
一方、上記ステップS5において供給電力(WA)が設定供給電力(WS)より大きくない場合即ち供給電力(WA)が設定供給電力(WS)より小さい場合には、制御手段95はステップS10に進んで設定供給電力(WS)と供給電力(WA)との差即ち不足電力(WC)を演算する(WC=WS−WA)。そして、制御手段95はステップS11に進んで、不足電力(WC)に相当する電圧値(VC)を演算する(VC=WC÷IA)。次に、制御手段95はステップS12に進んで、現在の電圧値(VA)に不足電力(WC)に相当する電圧値(VC)を加算して設定供給電力(WS)にするための電圧値(V)を演算する(V=VA+VC)。そして、制御手段95は、上記ステップS9に進んで電圧調整手段92の設定電圧を(V)に変更し、上記ステップS2に戻る。 On the other hand, if the supply power (WA) is not greater than the set supply power (WS) in step S5, that is, if the supply power (WA) is less than the set supply power (WS), the control means 95 proceeds to step S10. The difference between the set supply power (WS) and the supply power (WA), that is, the shortage power (WC) is calculated (WC = WS−WA). Then, the control means 95 proceeds to step S11 and calculates a voltage value (VC) corresponding to the insufficient power (WC) (VC = WC ÷ IA). Next, the control means 95 proceeds to step S12 and adds the voltage value (VC) corresponding to the insufficient power (WC) to the current voltage value (VA) to obtain the set supply power (WS). (V) is calculated (V = VA + VC). Then, the control means 95 proceeds to step S9, changes the set voltage of the voltage adjustment means 92 to (V), and returns to step S2.
以上のように、切削ブレード45に作用する負荷の変化に対応して電力供給手段7によって供給する交流電力の電圧値を制御して供給電力を制御することにより、切削ブレード45に付与される超音波振動の振幅を所定の範囲で安定させることができる。なお、切削ブレード45の径方向の変位量は、超音波振動子6に印加する交流電力が大きい程大きくなる。図4は、図2に示すスピンドルユニット4における超音波振動子6に印加する交流電力(W)と切削ブレード45の振幅との関係を示す実験データである。図4から判るように、超音波振動子6に周波数が20kHzで20Wの交流電力を印加すると切削ブレード45は5μm振幅し、超音波振動子6に周波数が20kHzで30Wの交流電力を印加すると切削ブレード45は6μm振幅し、超音波振動子6に周波数が20kHzで40Wの交流電力を印加すると切削ブレード45は7μm振幅する。
As described above, the voltage applied to the
図1に戻って説明を続けると、図示の実施形態における切削装置は、上記チャックテーブル3上に保持された被加工物の表面を撮像し、上記切削ブレード45によって切削すべき領域を検出するためのアライメント手段11を具備している。このアライメント手段11は、顕微鏡やCCDカメラ等の光学手段からなる撮像手段を具備している。また、切削装置は、アライメント手段11によって撮像された画像を表示する表示手段12を具備している。
Referring back to FIG. 1, the description of the cutting apparatus in the illustrated embodiment is for imaging the surface of the workpiece held on the chuck table 3 and detecting the area to be cut by the
上記装置ハウジング2におけるカセット載置領域13aには、被加工物を収容するカセットを載置するカセット載置テーブル13が配設されている。このカセット載置テーブル13は、図示しない昇降手段によって上下方向に移動可能に構成されている。カセット載置テーブル13上には、被加工物100を収容するカセット14が載置される。カセット14に収容される被加工物100は、ウエーハの表面に格子状のストリートが形成されており、この格子状のストリートによって区画された複数の矩形領域にコンデンサーやLEDや回路等のデバイスが形成されている。このように形成された被加工物100は、環状の支持フレーム101に装着された保護テープ102の表面に裏面が貼着された状態でカセット14に収容される。
In the
また、図示の実施形態における切削装置は、カセット載置テーブル13上に載置されたカセット14に収容されている被加工物100(環状のフレーム101に保護テープ102を介して支持されている状態)を仮置きテーブル15に搬出する搬出手段16と、仮置きテーブル15に搬出された被加工物100を上記チャックテーブル3上に搬送する搬送手段17と、チャックテーブル3上で切削加工された被加工物100を洗浄する洗浄手段18と、チャックテーブル3上で切削加工された被加工物100を洗浄手段18へ搬送する洗浄搬送手段19を具備している。
In the illustrated embodiment, the cutting apparatus is supported by a workpiece 100 (supported on an
以上のように構成された切削装置の作動について、主に図1を参照して簡単に説明する。
カセット載置テーブル13上に載置されたカセット14の所定位置に収容されている被加工物100は、図示しない昇降手段によってカセット載置テーブル13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、搬出手段16が進退作動して搬出位置に位置付けられた被加工物100を仮置きテーブル15上に搬出する。仮置きテーブル15に搬出された被加工物100は、搬送手段17の旋回動作によって上記チャックテーブル3上に搬送される。チャックテーブル3上に被加工物100が載置されたならば、図示しない吸引手段が作動して被加工物100をチャックテーブル3上に吸引保持する。また、被加工物100を保護テープ102を介して支持する支持フレーム101は、上記クランプ33によって固定される。このようにして被加工物100を保持したチャックテーブル3は、アライメント手段11の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル3がアライメント手段11の直下に位置付けられると、アライメント手段11によって被加工物100に形成されているストリートが検出され、スピンドルユニット4を割り出し方向である矢印Y方向に移動調節してストリートと切削ブレード45との精密位置合わせ作業が行われる。
The operation of the cutting apparatus configured as described above will be briefly described mainly with reference to FIG.
The
その後、切削ブレード45を矢印Zで示す方向に所定量切り込み送りし所定の方向に回転させつつ、被加工物100を吸引保持したチャックテーブル3を切削送り方向である矢印Xで示す方向(切削ブレード45の回転軸と直交する方向)に所定の切削送り速度で移動することにより、チャックテーブル3上に保持された半導体ウエーハ100は切削ブレード45により所定のストリートに沿って切断される。この切削工程においては、電力供給手段7によって超音波振動子6に交流電力が印加される。この結果、上述したように超音波振動子6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42を介して切削工具43の共振部材44に伝達され、共振部材44が径方向に超音波振動する。従って、共振部材44に装着された切削ブレード45は、径方向に超音波振動する。従って、切削ブレード45による切削抵抗が減少するため、ウエーハ100がサファイヤなどの難削材であっても容易に切削することができる。そして、切削中に切削ブレード45に作用する負荷が変化すると、上述したように負荷の変化に対応して電力供給手段7によって供給する交流電力の電圧値を制御して供給電力を制御するので、切削ブレード45に付与される超音波振動の振幅を所定の範囲で安定させることができる。従って、切削ブレード45に作用する負荷が変化しても切削溝に欠けを生じさせることなく切削することができる。
Thereafter, the
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、電力調整手段として電圧調整手段92を用いた例を示したが、電力調整手段として電流調整手段を用い切削ブレード45に作用する負荷に対応して供給する交流電力の電流値を制御することにより供給電力を調整するようにしてもよい。また、図示の実施形態においては、超音波振動子6を回転スピンドル4に配設した例を示したが、超音波振動子6は切削ブレード45に直接装着してもよい。
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, the
2:装置ハウジング
3:チャックテーブル
4:スピンドルユニット
41:スピンドルハウジング
42:回転スピンドル
43:切削工具
44:共振部材
45:切削ブレード
5:電動モータ
6:超音波振動子
7:電力供給手段
8:ロータリー
82:給電手段
91:交流電源
92:電圧調整手段
93:周波数調整手段
94:供給電力検出手段
95:制御手段
96:入力手段
11:アライメント手段
12:表示手段
13:カセット載置テーブル
14:カセット
15:仮置きテーブル
16:搬出手段
17:搬送手段
18:洗浄手段
19:洗浄搬送手段
2: housing 3: chuck table 4: spindle unit 41: spindle housing 42: rotary spindle 43: cutting tool 44: resonant member 45: the cutting blade 5: electric motor 6: Ultrasonic transducer 7: power supply means 8: Rotary 82: Power supply means 91: AC power supply 92: Voltage adjustment means 93: Frequency adjustment means 94: Supply power detection means 95: Control means 96: Input means 11: Alignment means 12: Display means 13: Cassette mounting table 14: Cassette 15: Temporary table 16: Unloading means 17: Conveying means 18: Cleaning means 19: Cleaning and conveying means
Claims (1)
該切削ブレードを装着する回転スピンドルに配設され該切削ブレードに超音波振動を付与する超音波振動子と、該超音波振動子に交流電力を印加する電力供給手段と、を具備し、
該電力供給手段は、出力する交流電力の周波数を調整する周波数調整手段と、出力する交流電力の供給量を調整する電力調整手段と、出力する交流電力の電力値を検出する供給電力検出手段と、該電力調整手段を制御する制御手段とを具備し、
該制御手段にはスピンドルユニットにおける超音波振動子に印加する交流電力と切削ブレードの振幅との関係を示すデータを入力するとともに、設定した交流電力の所定値を予め制御手段に入力する入力手段を設け、該制御手段は該供給電力検出手段によって検出された交流電力の電力値が、予め設定した所定値と異なっている場合は、該所定値になるように該電力調整手段を制御し、超音波振動子によって該切削ブレードに付与される超音波振動の振幅を所定の範囲に安定させるようにしたことを特徴とする切削装置。 In a cutting apparatus comprising: a chuck table for holding a workpiece; and a cutting means including a cutting blade for cutting the workpiece held on the chuck table.
An ultrasonic vibrator disposed on a rotating spindle to which the cutting blade is mounted and applying ultrasonic vibration to the cutting blade; and power supply means for applying AC power to the ultrasonic vibrator,
The power supply means includes a frequency adjustment means for adjusting the frequency of the output AC power, a power adjustment means for adjusting the supply amount of the output AC power, and a supply power detection means for detecting the power value of the output AC power. And a control means for controlling the power adjustment means,
The control means has input means for inputting data indicating the relationship between the AC power applied to the ultrasonic vibrator in the spindle unit and the amplitude of the cutting blade, and for inputting a predetermined value of the set AC power to the control means in advance. provided, said control means power value of the AC power detected by the power supply detection means, if you have different predetermined values set in advance, controls the said power adjusting means so that the predetermined value, super A cutting apparatus characterized in that the amplitude of ultrasonic vibration applied to the cutting blade by a sound wave oscillator is stabilized within a predetermined range .
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