JP5554585B2

JP5554585B2 - 砥石工具による加工方法および加工装置

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Publication number: JP5554585B2
Application number: JP2010032756A
Authority: JP
Inventors: 邦充高橋; 洋司森數
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-02-17
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2030-02-17
Also published as: JP2011171451A

Description

本発明は、サファイア基板や炭化珪素基板等を砥石工具としての研削砥石によって研削したりシリコン基板等からなるウエーハを砥石工具としての砥石ブレードによって切削する砥石工具による加工方法および加工装置に関する。

光デバイス製造工程においては、略円板形状であるサファイア基板や炭化珪素基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体からなる光デバイス層が積層され格子状に形成された複数のストリートによって区画された複数の領域に発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスを形成して光デバイスウエーハを構成する。そして、光デバイスウエーハをストリートに沿って切断することにより光デバイスが形成された領域を分割して個々の光デバイスを製造している。（例えば、特許文献１参照。）

サファイア基板や炭化珪素基板は、表面に光デバイスが形成される前に研削装置によって表面および裏面を研削することによりうねりを除去するとともに所定の厚みに形成される。

また、シリコン基板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区画された複数の矩形領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成されたウエーハは、一般に砥石ブレードからなる切削ブレードを備えた切削装置によってストリートに沿って切断され、個々のデバイスに形成される。（例えば、特許文献２参照。）

特許第２８５９４７８号特開２００４−３０３８５５号公報

而して、サファイア基板や炭化珪素基板はモース硬度が高いため、表面および裏面を研削して所定の厚みに仕上げるには相当の加工時間を要し生産性が悪いという問題がある。
また、ウエーハを砥石ブレードからなる切削ブレードによって切断して個々のデバイスに形成すると、デバイスの周縁に欠けが生じてデバイスの抗折強度が低下するという問題がある。

本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、研削砥石による研削加工や砥石ブレードによる切削加工を効率良く実施することができる砥石工具による加工方法および加工装置を提供することにある。

上記技術課題を解決するために、本発明によれば、被加工物保持部材の保持面に保持された被加工物に砥石工具を作用せしめて被加工物に加工を施す砥石工具による加工方法であって、
被加工物保持部材は透明体によって形成されており、
被加工物保持部材は透明体によって形成されており、
被加工物保持部材の保持面と反対側から被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線を被加工物保持部材および被加工物を通して砥石工具における加工部の一部に照射することにより砥石工具を加熱し、被加工物および砥石工具をそれぞれ回転または移動させることにより加熱された砥石工具による熱加工と機械加工の複合加工を被加工物の全面に施す、
ことを特徴とする砥石工具による加工方法が提供される。

また、本発明によれば、被加工物を保持する保持面を有する被加工物保持部材を備えた被加工物保持手段と、該被加工物保持部材の保持面に保持された被加工物を加工する砥石工具を備えた加工手段と、を具備する加工装置において、
被加工物保持部材は透明体によって形成されており、
被加工物保持部材の保持面と反対側から被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線を発振するレーザー光線照射手段を具備し、
該レーザー光線照射手段によって発振されたレーザー光線を該被加工物保持部材および被加工物を通して砥石工具における加工部の一部に照射することにより砥石工具を加熱し、被加工物および砥石工具をそれぞれ回転または移動させることにより加熱された砥石工具による熱加工と機械加工の複合加工を被加工物の全面に施す、
ことを特徴とする砥石工具による加工装置が提供される。

本発明による砥石工具による加工方法および加工装置においては、透明体によって形成された被加工物保持部材の保持面と反対側から被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線を被加工物保持部材および被加工物を通して砥石工具における加工部の一部に照射することにより砥石工具を加熱し、被加工物および砥石工具をそれぞれ回転または移動させることにより加熱された砥石工具による熱加工と機械加工の複合加工を被加工物の全面に施すので、被加工物を効率よく効果的に加工することができる。

本発明に従って構成された加工装置としての研削装置の斜視図。図１に示す研削装置に装備される被加工物保持機構を示す斜視図。図２に示す被加工物保持機構の構成部材を分解して示す斜視図。図２に示す被加工物保持機構の要部断面図。図１に示す研削装置によって研削加工される被加工物としてのサファイア基板を保護部材に貼着する保護部材貼着工程の説明図。図１に示す研削装置によって図５に示すサファイア基板を研削加工する研削工程の説明図。図６に示す研削工程におけるサファイア基板と研削砥石との関係を示す説明図。本発明に従って構成された加工装置としての切削装置の斜視図。図８に示す切削装置に装備される被加工物保持機構の構成部材を分解して示す斜視図。図９に示す被加工物保持機構の要部断面図。図８に示す切削装置によって切削加工される被加工物としてウエーハを環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの上面に貼着した状態を示す斜視図。図８に示す切削装置によって図１１に示すウエーハを切削加工する切削工程の説明図。図１２に示す切削工程の要部説明図。

以下、本発明に係る砥石工具による加工方法および加工装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１には本発明に従って構成された加工装置としての研削装置の斜視図が示されている。
図１に示す研削装置２は、全体を番号２０で示す装置ハウジングを具備している。この装置ハウジング２０は、細長く延在する直方体形状の主部２１と、該主部２１の後端部（図１において右上端）に設けられ実質上鉛直に上方に延びる直立壁２２とを有している。直立壁２２の前面には、上下方向に延びる一対の案内レール２２１、２２１が設けられている。この一対の案内レール２２１、２２１に研削手段としての研削ユニット３が上下方向に移動可能に装着されている。

研削ユニット３は、移動基台３１と該移動基台３１に装着されたスピンドルユニット３２を具備している。移動基台３１は、後面両側に上下方向に延びる一対の脚部３１１、３１１が設けられており、この一対の脚部３１１、３１１に上記一対の案内レール２２１、２２１と摺動可能に係合する被案内溝３１２、３１２が形成されている。このように直立壁２２に設けられた一対の案内レール２２１、２２１に摺動可能に装着された移動基台３１の前面には前方に突出した支持部３１３が設けられている。この支持部３１３にスピンドルユニット３２が取り付けられる。

スピンドルユニット３２は、支持部３１３に装着されたスピンドルハウジング３２１と、該スピンドルハウジング３２１に回転自在に配設された回転スピンドル３２２と、該回転スピンドル３２２を回転駆動するための駆動手段としてのサーボモータ３２３とを具備している。回転スピンドル３２２の下端部はスピンドルハウジング３２１の下端を越えて下方に突出せしめられており、その下端には円板形状の工具装着部材３２４が設けられている。なお、工具装着部材３２４には、周方向に間隔をおいて複数のボルト挿通孔（図示していない）が形成されている。この工具装着部材３２４の下面に砥石工具としての研削工具３２５が装着される。研削工具３２５は、円環状のホイール基台３２６と該ホイール基台３２６の下面に装着される複数の研削砥石３２７とからなっており、ホイール基台３２６が工具装着部材３２４の下面に締結ボルト３２８によって取付けられる。

図示の実施形態における研削装置２は、上記研削ユニット３を上記一対の案内レール２２１、２２１に沿って上下方向（後述するチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向）に移動せしめる研削ユニット送り機構３３を備えている。この研削ユニット送り機構３３は、直立壁２２の前側に配設され上下方向に延びる雄ねじロッド３３１を具備している。この雄ねじロッド３３１は、その上端部および下端部が直立壁２２に取り付けられた軸受部材３３２および３３３によって回転自在に支持されている。上側の軸受部材３３２には雄ねじロッド３３１を回転駆動するための駆動源としてのパルスモータ３３４が配設されており、このパルスモータ３３４の出力軸が雄ねじロッド３３１に伝動連結されている。移動基台３１の後面にはその幅方向中央部から後方に突出する連結部（図示していない）も形成されており、この連結部には上下方向に延びる貫通雌ねじ穴が形成されており、この雌ねじ穴に上記雄ねじロッド３３１が螺合せしめられている。従って、パルスモータ３３４が正転すると移動基台３１即ち研削ユニット３が下降即ち前進（研削送り）せしめられ、パルスモータ３３４が逆転すると移動基台３１即ち研削ユニット３が上昇即ち後退せしめられる。

図示の実施形態における研削装置２は、装置ハウジング２０の主部２１には被加工物保持機構４が配設されている。この被加工物保持機構４について、図２乃至図４を参照して説明する。
図２乃至図４に示す被加工物保持機構４は、上記装置ハウジング２０の主部２１上に前後方向（直立壁２２の前面に垂直な方向）である矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に延在する一対の案内レール２３、２３上に移動可能に配設された移動基台４１と、該移動基台４１上に配設された被加工物保持手段５とを含んでいる。移動基台４１は矩形状に形成され、下面には一対の案内レール２３、２３に嵌合する一対の被案内溝４１１、４１１が設けられており、この被案内溝４１１、４１１を案内レール２３、２３に嵌合することにより、移動基台４１は案内レール２３、２３に沿って移動可能に構成される。このようにして案内レール２３、２３上に移動可能に配設された移動基台４１は、移動手段４２によって一対の案内レール２３に沿って矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に移動せしめる。移動手段４２は、一対の案内レール２３間に配設され案内レール２３と平行に延びる雄ねじロッド４２１と、該雄ねじロッド４２１を回転駆動するサーボモータ４２２を具備している。雄ねじロッド４２１は、上記移動基台４１に設けられたねじ穴４１２と螺合して、その先端部が軸受部材４２３によって回転自在に支持されている。サーボモータ４２２は、その駆動軸が雄ねじロッド４２１の基端と伝動連結されている。従って、サーボモータ４２２が正転すると移動基台４１が矢印２３ａで示す方向に移動し、サーボモータ４２２が逆転すると移動基台４１が矢印２３ｂで示す方向に移動せしめられる。

上述した移動基台４１上に配設される被加工物保持手段５は、支持部材５１と、該支持部材５１に回転可能に支持される回転筒５２と、該回転筒５２の上端に装着される被加工物保持部材５３とを具備している。支持部材５１は、図４に示すようにベース部５１１と、該ベース部５１１の中心部に形成された開口５１１dの上方に突出して形成された円筒状の支持部５１２とからなっている。ベース部５１１の上壁５１１aには環状の嵌合凸部５１１bが設けられている。この環状の嵌合凸部５１１bが形成された上壁５１１aには嵌合凸部５１１bの上面に開口する通路５１１cが設けられており、この通路５１１cが図示しない吸引手段に連通されている。

上記支持部材５１に回転可能に支持される回転筒５２は、下面に支持部材５１を構成するベース部５１１の上壁５１１aに設けられた環状の嵌合凸部５１１bに嵌合する環状溝５２１が設けられている。また、回転筒５２には、環状溝５２１に開口するとともに上面に開口する吸引通路５２２が形成されている。なお、回転筒５２の下部外周には、環状の歯車５２３が設けられている。このように構成された回転筒５２は円筒状の支持部５１２を囲繞して配設され、環状溝５２１を支持部材５１を構成するベース部５１１の上壁５１１aに設けられた環状の嵌合凸部５１１bに嵌合するとともに、支持部材５１を構成する支持部５１２に軸受け５４によって回転可能に支持される。このように回転筒５２が支持部材５１を構成する支持部５１２に回転可能に支持された状態で、図２に示すように環状の歯車５２３がベース部５１１内に配設されたサーボモータ５５の駆動軸に装着された駆動歯車５６に噛み合うようになっている。

上記回転筒５２の上端に装着される被加工物保持部材５３は、ガラス板等の透明部材によって円板状に形成されており、回転筒５２の上面に適宜の接着剤によって装着されている。この被加工物保持部材５３の上面には、外周部に環状の吸引溝５３１が形成されている。また、被加工物保持部材５３には、環状の吸引溝５３１と上記回転筒５２に設けられた吸引通路５２２と連通する通路５３２が設けられている。従って、図示しない吸引手段を作動すると、上記支持部材５１を構成するベース部５１１の上壁５１１aに設けられた通路５１１c、回転筒５２に設けられた環状溝５２１および吸引通路５２２、通路５３２を介して環状の吸引溝５３１に負圧が作用せしめられる。

図４を参照して説明を続けると、上記支持部材５１内には、レーザー光線照射手段５７が配設されている。このレーザー光線照射手段５７は、後述する被加工物に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射部５７１から発振する。レーザー光線照射手段５７の照射部５７１から発振されたパルスレーザー光線は、上記支持部材５１を構成する円筒状の支持部５１２を通して後述するように研削砥石３２７に照射される。

図１に戻って説明を続けると、上記被加工物保持機構４を構成する被加工物保持手段５の移動方向両側には、横断面形状が逆チャンネル形状であって、上記一対の案内レール２３、２３や雄ねじロッド４２１およびサーボモータ４２２等を覆っている蛇腹手段４３および４４が付設されている。蛇腹手段４３および４４はキャンパス布の如き適宜の材料から形成することができる。蛇腹手段４３の前端は主部２１の前面壁に固定され、後端は被加工物保持機構４の被加工物保持手段５を構成する支持部材５１の前端面に固定されている。蛇腹手段４４の前端は被加工物保持手段５を構成する支持部材５１の後端面に固定され、後端は装置ハウジング２の直立壁２２の前面に固定されている。被加工物保持手段５が矢印２３ａで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段４３が伸張されて蛇腹手段４４が収縮され、被加工物保持手段５が矢印２３ｂで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段４３が収縮されて蛇腹手段４４が伸張せしめられる。

図示の実施形態における研削装置２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。
図５の(a)および(b)には、上記研削装置２によって研削加工されるサファイア基板１０の斜視図が示されている。サファイア基板１０は、裏面１０bがガラス板等の透明部材によって円板状に形成され保護部材１１の表面にボンド剤を介して貼着される（保護部材貼着工程）。従って、サファイア基板１０は、表面１０aが上側となる。

次に、図１に示す研削装置２における被加工物載置域２４に位置付けられている被加工物保持手段５を構成する被加工物保持部材５３の保持面（上面）上に、上述したようにサファイア基板１０が貼着された保護部材１１側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、上述したように被加工物保持部材５３に形成された環状の吸引溝５３１に負圧を作用せしめ、被加工物保持部材５３の保持面（上面）上に載置されサファイア基板１０が貼着された保護部材１１を吸引保持する。

被加工物保持部材５３の保持面（上面）上にサファイア基板１０が貼着された保護部材１１を吸引保持したならば、移動手段４２（図２および図３参照）を作動して被加工物保持機構４を矢印２３ａで示す方向に移動し、被加工物保持部材５３上に保持されたサファイア基板１０を研削砥石３２７の下方の研削域２５に位置付ける。なお、この状態においては被加工物保持部材５３上に保持されたサファイア基板１０は、図６および図７に示すようにその中心（Ｐ）が研削砥石３２７が通過する位置に位置付けられる。なお、被加工物保持部材５３上に保持されたサファイア基板１０を研削砥石３２７の下方の研削域２５に位置付けられた状態においては、レーザー光線照射手段５７の照射部５７１が研削砥石３２７と対向する位置に位置付けられる。このようにして、サファイア基板１０が研削域２５に位置付けられたならば、上記サーボモータ５５を駆動して被加工物保持手段５を矢印５aで示す方向に３００ｒｐｍで回転し、上記サーボモータ３２３を駆動して研削工具３２５を矢印３２５aで示す方向に６０００ｒｐｍで回転するとともに、上記研削ユニット送り機構３３のパルスモータ３３４を正転駆動して研削ユニット３を下降せしめて（研削送り）、研削砥石３２７の研削面である下端面を被加工物保持部材５３上に保持されたサファイア基板１０の上面（表面１０a）に押圧せしめる。そして、研削工具３２５を所定量下降せしめて（研削送り）、サファイア基板１０を所定の厚みに研削する（研削工程）。この研削工程においては、レーザー光線照射手段５７を作動して被加工物保持部材５３、保護部材１１およびサファイア基板１０に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射部５７１から発振する。レーザー光線照射手段５７から発振されたパルスレーザー光線は、透明部材によって形成された被加工物保持部材５３、透明部材によって形成された保護部材１１およびサファイア基板１０を通して研削砥石３２７の研削面に研削砥石３２７の幅に相当する直径を有するスポットSで照射される。なお、研削砥石３２７の研削面に照射されるパルスレーザー光線は、波長が５３２nm、平均出力は２．５W、繰り返し周波数が１０Hz、スポット径が１０ｍｍに設定されている。このようにサファイア基板１０を通して研削砥石３２７における加工部にパルスレーザー光線を照射することにより研削砥石３２７が加熱され、加熱された研削砥石３２７による熱加工と機械加工の複合加工が施されるので、サファイア基板１０を効率よく効果的に研削することができる。

次に、本発明に従って構成された加工装置としての切削装置について、図８乃至図１０を参照して説明する。
図８には本発明に従って構成された加工装置としての切削装置の斜視図が示されている。図８に示された切削装置６は、静止基台６０と、該静止基台６０に切削送り方向(X軸方向)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被加工物保持機構７と、静止基台６０に切削送り方向(X軸方向)と直交する割り出し送り方向(Y軸方向)である矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設されたスピンドル支持機構９と、該スピンドル支持機構９に後述する被加工物保持手段を構成する被加工物保持部材の保持面に対して垂直な切り込み送り方向(Z軸方向)である矢印Ｚで示す方向に移動可能に配設された切削手段としてのスピンドルユニット１５が配設されている。

上記被加工物保持機構７は、静止基台６０上に矢印Ｘで示す切削送り方向（X軸方向）に沿って平行に配設された一対の案内レール６１、６１と、該一対の案内レール６１、６１上に矢印Ｘで示す切削送り方向に移動可能に配設された移動基台７１と、該移動基台７１上に配設された支持基台７２と、該支持基台７２上に配設された被加工物保持手段８とを含んでいる。移動基台７１は矩形状に形成され、下面には一対の案内レール６１、６１に嵌合する一対の被案内溝７１１、７１１が設けられており、この被案内溝７１１、７１１を案内レール６１、６１に嵌合することにより、移動基台７１は案内レール６１、６１に沿って移動可能に構成される。このようにして案内レール６１、６１上に移動可能に配設された移動基台７１は、切削送り手段７３によって一対の案内レール６１に沿って移動せしめられる。切削送り手段７３は、一対の案内レール６１、６１間に配設され案内レール６１、６１と平行に延びる雄ねじロッド７３１と、該雄ねじロッド７３１を回転駆動するサーボモータ７３２を具備している。雄ねじロッド７３１は、上記移動基台７１に設けられたねじ穴７１２と螺合して、その先端部が軸受部材７３３によって回転自在に支持されている。従って、サーボモータ７３２によって雄ねじロッド７３１を正転および逆転駆動することにより、移動基台７１は案内レール６１、６１に沿ってX軸方向に移動せしめられる。

上記移動基台７１上に配設された支持基台７２は、下板７２１と上板７２２および下板７２１と上板７２２の一端を連結する連結板７２３とからなり、他方が開放されている。支持基台７２を構成する上板７２２には、図１０に示すように円形の穴７２２aが設けられている。このように構成された支持基台７２は、図８に示すように開放部がスピンドルユニット１５側に向けて下板７２１が上記移動基台７１上に配設される。

上述した支持基台７２を構成する上板７２２上に被加工物保持手段８が配設される。被加工物保持手段８は、図９に示すように支持部材８１と、該支持部材８１に回転可能に支持される回転筒８２と、該回転筒８２の上端に装着される被加工物保持部材８３とを具備している。支持部材８１は、図１０に示すようにベース部８１１と、該ベース部８１１の中心部に上方に突出して形成された円筒状の支持部８１２とからなっている。ベース部８１１は、上記支持基台７２を構成する上板７２２に設けられた円形の穴７２２aと同径の穴を備えた環状に形成されている。このベース部８１１の上面には環状の嵌合凸部８１１bが設けられている。この環状の嵌合凸部８１１bが形成されたベース部８１１には嵌合凸部８１１bの上面に開口する通路８１１cが設けられており、この通路８１１cが支持基台７２を構成する上板７２２に形成された通路７２２bを介して図示しない吸引手段に連通されている。

上記支持部材８１に回転可能に支持される回転筒８２は、下面に支持部材８１を構成するベース部８１１に設けられた環状の嵌合凸部８１１bに嵌合する環状溝８２１が設けられている。また、回転筒８２には、環状溝８２１に開口するとともに上面に開口する吸引通路８２２が形成されている。なお、回転筒８２の下部外周には、環状の歯車８２３が設けられている。このように構成された回転筒８２は円筒状の支持部８１２を囲繞して配設され、環状溝８２１を支持部材８１を構成するベース部８１１に設けられた環状の嵌合凸部８１１bに嵌合するとともに、支持部材８１を構成する支持部８１２に軸受け８４によって回転可能に支持される。このように回転筒８２が支持部材８１を構成する支持部８１２に回転可能に支持された状態で、環状の歯車８２３が支持基台７２を構成する上板７２２に配設されたサーボモータ８５の駆動軸に装着された駆動歯車８６に噛み合うようになっている。以上のように構成された回転筒８２の上端部には、後述する環状のフレームを固定するためのクランプ８７が配設されている。

上記回転筒８２の上端に装着される被加工物保持部材８３は、ガラス板等の透明部材によって円板状に形成されており、回転筒８２の上面に適宜の接着剤によって装着されている。この被加工物保持部材８３の上面には、外周部に環状の吸引溝８３１が形成されている。また、被加工物保持部材８３には、環状の吸引溝８３１と上記回転筒８２に設けられた吸引通路８２２と連通する通路８３２が設けられている。従って、図示しない吸引手段を作動すると、上記支持基台７２を構成する上板７２２に設けられた通路７２２b、支持部材８１を構成するベース部８１１に設けられた通路８１１c、回転筒８２に設けられた環状溝８２１および吸引通路８２２、通路８３２を介して環状の吸引溝８３１に負圧が作用せしめられる。

図８に戻って説明を続けると、上記スピンドル支持機構９は、静止基台６０上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に沿って平行に配設された一対の案内レール９１、９１と、該一対の案内レール９１、９１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９２を具備している。この可動支持基台９２は、一対の案内レール９１、９１上に移動可能に配設された移動支持部９２１と、該移動支持部９２１に取り付けられた装着部９２２とからなっている。移動支持部９２１の下面には上記一対の案内レール９１、９１と嵌合する一対の被案内溝９２１a、９２１aが形成されており、この一対の被案内溝９２１a、９２１aを一対の案内レール９１、９１に嵌合することにより、可動支持基台９２は一対の案内レール９１、９１に沿って移動可能に構成される。また、装着部９２２は、一側面に矢印Ｚで示す被加工物保持手段８を構成する被加工物保持部材８３の上面（保持面）に対して垂直な切り込み送り方向（Z軸方向）に延びる一対の案内レール９２２a、９２２a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９は、可動支持基台９２を一対の案内レール９１、９１に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動させるための割り出し送り手段９３を具備している。割り出し送り手段９３は、上記一対の案内レール９１、９１の間に平行に配設された雄ねじロッド９３１と、該雄ねじロッド９３１を回転駆動するためのパルスモータ９３２等の駆動源を含んでいる。雄ねじロッド９３１は、その一端が上記静止基台６０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９３２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ねじロッド９３１は、可動支持基台９２を構成する移動支持部９２１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ねじブロックに形成された雌ねじ穴に螺合されている。このため、パルスモータ９３２によって雄ねじロッド９３１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台９２は案内レール９１、９１に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動せしめられる。

図示の実施形態のおけるスピンドルユニット１５は、ユニットホルダ１５１と、該ユニットホルダ１５１に取り付けられたスピンドルハウジング１５２と、該スピンドルハウジング１５２に回転可能に支持された回転スピンドル１５３を具備している。ユニットホルダ１５１は、上記装着部９２２に設けられた一対の案内レール９２２a、９２２aに摺動可能に嵌合する一対の被案内溝１５１ａ、１５１ａが設けられており、この被案内溝１５１ａ、１５１ａを上記案内レール９２２a、９２２a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。上記回転スピンドル１５３はスピンドルハウジング１５２の先端から突出して配設されており、この回転スピンドル１５３の先端部に砥石工具としての砥石ブレードからなる切削ブレード１５４が装着されている。この砥石ブレードからなる切削ブレード１５４は、ブレード基台の側面に砥粒をニッケル等の金属メッキで結合した厚みが例えば２０μmの電鋳ブレードからなっている。切削ブレード１５４を装着した回転スピンドル１５３は、サーボモータ１５５等の駆動源によって回転駆動せしめられる。上記スピンドルハウジング１５２の先端部には、上記被加工物保持手段８を構成する被加工物保持部材８３上に保持された被加工物を撮像し、上記切削ブレード１５４によって切削すべき領域を検出するための撮像手段１６を具備している。この撮像手段１６は、顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなっており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。

図示の実施形態におけるスピンドルユニット１５は、ホルダ１５１を一対の案内レール９２２a、９２２aに沿って矢印Ｚで示す方向に移動させるための切込み送り手段１５６を具備している。切込み送り手段１５６は、上記切削送り手段７３および割り出し送り手段９３と同様に案内レール９２２a、９２２aの間に配設された雄ねじロッド（図示せず）と、該雄ねじロッドを回転駆動するためのパルスモータ１５６aの駆動源を含んでおり、パルスモータ１５６aによって図示しない雄ねじ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１５とスピンドルハウジング１５２および回転スピンドル１５３を案内レール９２２a、９２２a 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。

図８を参照して説明を続けると、上記スピンドル支持機構９の可動支持基台９２を構成する移動支持部９２１の上面には、レーザー光線照射手段８７が配設されている。このレーザー光線照射手段８７は、後述する被加工物に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を発振する。レーザー光線照射手段８７から発振されたパルスレーザー光線を照射する照射部８７１は、上記切削ブレード１５４と対向する位置に位置付けられている。

図示の実施形態における切削装置６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。
図１１には、切削装置6によって切削加工されるウエーハ１００が示されている。このウエーハ１００は、環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの上面に貼着されている。ウエーハ１００はシリコンウエーハからなり、表面１００ａに複数のストリート１０１が格子状に形成されているとともに複数のストリート１０１によって区画された複数の領域にデバイス１０２が形成されている。

上述したウエーハ１００をストリート１０１に沿って切削するには、図１１に示すようにダイシングテープTを介して環状のフレームFに支持されたウエーハ１００を、図８に示す切削装置６の被加工物保持手段８を構成する被加工物保持部材８３の上面（保持面）に載置する。そして、環状のフレームFをクランプ８７によって固定する。次に、図示しない吸引手段を作動することにより、上述したように被加工物保持部材８３に形成された環状の吸引溝８３１に負圧を作用せしめ、被加工物保持部材８３の保持面（上面）上に載置されダイシングテープTを介してウエーハ１００を吸引保持する（ウエーハ保持工程）。

上述したようにウエーハ保持工程を実施したならば、切削送り手段７３を作動してウエーハ１００を吸引保持した被加工物保持手段８を撮像手段１６の直下に位置付ける。被加工物保持手段８が撮像手段１６の直下に位置付けられると、撮像手段１６および図示しない制御手段によってウエーハ１００の切削加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段１６および図示しない制御手段は、ウエーハ１００の所定方向に形成されているストリート１０１と、切削ブレード１５４との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、アライメントを遂行する（アライメント工程）。また、ウエーハ１００に形成されている所定方向と直交する方向に形成されているストリート１０１に対しても、同様にアライメントが遂行される。

上述したようにアライメント工程を実施したならば、切削送り手段７３を作動してウエーハ１００を吸引保持した被加工物保持手段８を切削ブレード１５４の下方である切削加工領域の切削開始位置に移動する。このとき、図１２で示すようにウエーハ１００は切削すべきストリート１０１の一端（図１２において左端）が切削ブレード１５４の直下より所定量右側に位置するように位置付けられる。このように被加工物保持手段８が切削加工領域に移動する際には、被加工物保持手段８が配設されている支持基台７２の下板７２１と上板７２２との間にレーザー光線照射手段８７の照射部８７１が位置付けられる。

このようにしてウエーハ１００が切削加工領域の切削開始位置に位置付けられたならば、切削ブレード１５４を図１２において２点鎖線で示す待機位置から下方に切り込み送りし、図１２において実線で示すように所定の切り込み送り位置に位置付ける。この切り込み送り位置は、図１２に示すように切削ブレード１５４の下端がウエーハ１００の裏面に貼着されたダイシングテープTに達する位置に設定されている。

次に、図１２に示すように切削ブレード１５４を矢印１５４aで示す方向に所定の回転速度で回転せしめ、被加工物保持手段８即ちウエーハ１００を図１２において矢印Ｘ１で示す方向に所定の切削送り速度で移動せしめる。そして、被加工物保持手段８即ちウエーハ１００の他端（図１２において右端）が切削ブレード１５４の直下より所定量左側に位置するまで達したら、被加工物保持手段８の移動を停止する。このように被加工物保持手段８を切削送りすることにより、ウエーハ１００はストリート１０１に沿って切断される（切削工程）。この切削工程においては、レーザー光線照射手段８７を作動して被加工物保持部材８３、ダイシングテープTおよびシリコンウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を発振する。レーザー光線照射手段８７から発振されたパルスレーザー光線は、上記支持基台７２を構成する上板７２２に設けられた穴７２２a、および円筒状の支持部８１２を通り、図1３に示すように透明部材によって形成された被加工物保持部材８３、ダイシングテープT、ウエーハ１００を通して砥石ブレードである切削ブレード１５４の切削部に照射される。なお、切削ブレード１５４の切削部に照射されるパルスレーザー光線は、波長が１０６４nm、平均出力は１０W、繰り返し周波数が１０Hz、スポット径が２０μｍに設定されている。このようにウエーハ１００を通して切削ブレード１５４の切削部にパルスレーザー光線を照射することにより砥石ブレードである切削ブレード１５４が加熱され、加熱された切削ブレード１５４による熱加工と機械加工の複合加工が施されるので、ウエーハ１００を効率よく効果的に切削することができる。

次に、被加工物保持手段８即ちウエーハ１００を図１２において紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）にストリート１０１の間隔に相当する量だけ割り出し送りし、次に切削すべきストリート１０１を切削ブレード１５４と対応する位置に位置付け、図１２に示す状態に戻す。そして、上記と同様に切削工程を実施する。この切削工程をウエーハ１００に形成された全てのストリート１０１に沿って実施する。この結果、ウエーハ１００はストリート１０１に沿って切断され、個々のデバイスに分割される。

２：研削装置
２０：装置ハウジング
３：研削ユニット
３１：移動基台
３２：スピンドルユニット
３２２：回転スピンドル
３２５：研削工具
３２６：ホイール基台
３２７：研削砥石
４：被加工物保持機構
４１：移動基台
５：被加工物保持手段
５１：支持部材
５２：回転筒
５３：被加工物保持部材
５７：レーザー光線照射手段
６：切削装置
６０：静止基台
７：被加工物保持機構
７１：移動基台
７２：支持基台
７３：切削送り手段
８：被加工物保持手段
８１：支持部材
８２：回転筒
８３：被加工物保持部材
８７：レーザー光線照射手段
９：スピンドル支持機構
９２：可動支持基台
９３：割り出し送り手段
１５：スピンドルユニット
１５３：回転スピンドル
１５４：切削ブレード
１５６：切込み送り手段
１０：サファイア基板
１００：ウエーハ

Claims

被加工物保持部材の保持面に保持された被加工物に砥石工具を作用せしめて被加工物に加工を施す砥石工具による加工方法であって、
被加工物保持部材は透明体によって形成されており、
被加工物保持部材の保持面と反対側から被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線を被加工物保持部材および被加工物を通して砥石工具における加工部の一部に照射することにより砥石工具を加熱し、被加工物および砥石工具をそれぞれ回転または移動させることにより加熱された砥石工具による熱加工と機械加工の複合加工を被加工物の全面に施す、
ことを特徴とする砥石工具による加工方法。
被加工物を保持する保持面を有する被加工物保持部材を備えた被加工物保持手段と、該被加工物保持部材の保持面に保持された被加工物を加工する砥石工具を備えた加工手段と、を具備する加工装置において、
被加工物保持部材は透明体によって形成されており、
被加工物保持部材の保持面と反対側から被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線を発振するレーザー光線照射手段を具備し、
該レーザー光線照射手段によって発振されたレーザー光線を該被加工物保持部材および被加工物を通して砥石工具における加工部の一部に照射することにより砥石工具を加熱し、被加工物および砥石工具をそれぞれ回転または移動させることにより加熱された砥石工具による熱加工と機械加工の複合加工を被加工物の全面に施す、
ことを特徴とする砥石工具による加工装置。