JP6296881B2 - 切削装置 - Google Patents

Description

本発明は、板状の被加工物を切削する切削装置に関する。

板状の被加工物を切削する切削装置は、通常、被加工物の表面又は裏面に形成されたターゲットパターンを基準に切削予定ライン（ストリート）を認識し、この切削予定ラインに沿って被加工物を切削する（例えば、特許文献１参照）。

一方、この切削装置では、表面又は裏面にパターンが形成されていない被加工物の切削予定ラインを認識できない。そのため、このような被加工物を一定の幅に切断する場合には、被加工物を切削する加工送りと、送り量（インデックス送り量）を一定にした割り出し送り（インデックス送り）とを繰り返し行っている。

特開平７−１０６４０５号公報

ところで、切削ブレードの厚みには個体差があるので、上述した方法では、使用する切削ブレード毎に切り出し幅が変動して必ずしも被加工物を一定の幅に切断できないという問題が発生していた。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被加工物を所望の幅に切削可能な切削装置を提供することである。

本発明によれば、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段で保持された被加工物を撮像する撮像手段と、該保持手段で保持された被加工物を切削する切削ブレードと該切削ブレードを回転させるスピンドルとを有した切削手段と、を備えた切削装置であって、該切削ブレードで被加工物を切削して形成したカーフを該撮像手段で撮像することにより形成された撮像画像をもとに該カーフの幅を検出するカーフ幅検出部と、所望のカーフ間距離に該カーフ幅検出部で検出された該カーフの幅を加算してインデックス送り量として設定するインデックス送り量設定部と、該インデックス送り量設定部で設定されたインデックス送り量で該切削ブレードを被加工物に対してインデックス送りするインデックス送り制御部と、被加工物に形成された第一のカーフと、該第一のカーフから該インデックス送り量でインデックス送りされた位置に形成された第二のカーフと、を該撮像手段で撮像し、該第一のカーフと該第二のカーフとの間の距離を検出するカーフ間距離検出部と、該カーフ間距離検出部で検出された距離と該所望のカーフ間距離との間にずれがある場合に、該ずれを加味した補正インデックス送り量を設定する補正インデックス送り量設定部と、を有した制御手段を備え、該インデックス送り制御部は、補正インデックス送り量が設定された場合に該補正インデックス送り量で該切削ブレードを被加工物に対してインデックス送りすることを特徴とする切削装置が提供される。

本発明の切削装置は、被加工物を切削して形成したカーフの幅を検出するカーフ幅検出部と、検出されたカーフの幅を所望のカーフ間距離に加算してインデックス送り量として設定するインデックス送り量設定部と、設定されたインデックス送り量で切削ブレードを被加工物に対してインデックス送りするインデックス送り制御部と、を有する制御手段を備えるので、切削ブレードの厚みに応じて変動するカーフ幅を考慮したインデックス送りが可能になる。

つまり、切削ブレードの厚みを考慮したインデックス送り量でインデックス送りして、被加工物を所望の幅に切削できる。このように、本発明によれば、被加工物を所望の幅に切削可能な切削装置を提供できる。

本実施の形態に係る切削装置の構成例を模式的に示す図である。 被加工物が切削される様子を模式的に示す一部断面側面図である。 被加工物の表面側を撮像した撮像画像を模式的に示す図である。 インデックス送り量設定部の処理を説明するための平面図である。 カーフ間距離検出部及び補正インデックス送り量設定部の処理を説明する平面図である。

添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係る切削装置の構成例を模式的に示す図である。なお、図１には、本実施の形態に係る切削装置で切削される板状の被加工物等を併せて示している。

図１に示すように、切削装置２は、各構成を支持する基台４を備えている。基台４の前方の角部には、カセットエレベータ６が設けられている。このカセットエレベータ６には、板状の被加工物１１を収容するカセット８が載置される。

被加工物１１は、例えば、ガラス、金属、セラミックス等の材料でなる矩形状のウェーハであり、裏面１１ｂ（図２参照）側には、略円形のダイシングテープ１３が貼着されている。このダイシングテープ１３の外周部分は、環状のフレーム１５に固定されている。すなわち、被加工物１１はダイシングテープ１３を介してフレーム１５に支持されている。この被加工物１１の表面１１ａ及び裏面１１ｂには、デバイス等のパターンが形成されていない。

カセットエレベータ６は、昇降可能に構成されており、カセット８に収容される被加工物１１の位置をＺ軸方向（鉛直方向）において調整する。なお、図１では、カセット８の輪郭のみを示している。

Ｙ軸方向（割り出し送り方向）においてカセットエレベータ６と隣接する位置には、仮置き機構１０が設けられている。仮置き機構１０は、Ｙ軸方向に移動可能に構成されたプッシュプル機構１２と、Ｘ軸方向（加工送り方向）において相互に離間接近可能な一対のガイドレール１４とを含む。

プッシュプル機構１２は、カセットエレベータ６の昇降によって同じ高さに位置付けられた被加工物１１をガイドレール１４に引き出し、又はガイドレール１４に載置された被加工物１１をカセット８に挿入する。ガイドレール１４はＬ字型の断面形状を有しており、フレーム１５をＸ軸方向において挟み込むことで被加工物１１を所定の位置に合わせる。

Ｘ軸方向においてカセットエレベータ６と隣接する位置には、矩形状の開口４ａが形成されている。この開口４ａ内には、Ｘ軸移動テーブル１６、Ｘ軸移動テーブル１６をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構（不図示）、及びＸ軸移動機構を覆う防水カバー１８が設けられている。

Ｘ軸移動機構は、Ｘ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール（不図示）を備えており、Ｘ軸ガイドレールには、Ｘ軸移動テーブル１６がスライド可能に設置されている。Ｘ軸移動テーブル１６の下面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレールと平行なＸ軸ボールネジ（不図示）が螺合されている。

Ｘ軸ボールネジの一端部には、Ｘ軸パルスモータ（不図示）が連結されている。Ｘ軸パルスモータでＸ軸ボールネジを回転させることで、Ｘ軸移動テーブル１６はＸ軸ガイドレールに沿ってＸ軸方向に移動する。

Ｘ軸移動テーブル１６上には、被加工物１１を吸引保持するチャックテーブル（保持手段）２０が設けられている。チャックテーブル２０の周囲には、被加工物１１を支持する環状のフレーム１５を挟持固定する複数のクランプ２２が設置されている。

チャックテーブル２０は、モータ等の回転機構（不図示）と連結されており、鉛直方向に伸びる回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル２０は、上述のＸ軸移動機構によってＸ軸方向に移動する。

チャックテーブル２０の上面は、被加工物１１を吸引保持する保持面２０ａとなっている。この保持面２０ａは、チャックテーブル２０の内部に形成された流路を通じて吸引源（不図示）と接続されている。

開口４ａと仮置き機構１０との間の位置には、被加工物１１を搬送する第１搬送機構２４が配置されている。第１搬送機構２４によって仮置き機構１０からチャックテーブル２０へと搬送された被加工物１１は、保持面２０ａに作用する吸引源の負圧でチャックテーブル２０に吸引保持される。

基台４の後方には、支持台４ｂが配置されている。この支持台４ｂの開口４ａ側には、被加工物１１を切削する切削ユニット（切削手段）２６が支持されている。切削ユニット２６は、Ｙ軸移動機構（不図示）によってＹ軸方向に移動すると共に、Ｚ軸移動機構（不図示）によってＺ軸方向に移動する。切削ユニット２６と隣接する位置には、チャックテーブル２０に吸引保持された被加工物１１を撮像する撮像ユニット（撮像手段）２８が設けられている。

切削ユニット２６は、円環状の切削ブレード３０を備えている。この切削ブレード３０は、Ｙ軸の周りに回転するスピンドル（不図示）の一端側に装着されている。スピンドルの他端側にはモータ（不図示）が連結されており、スピンドルに装着された切削ブレード３０を回転させる。

開口４ａ及び支持台４ｂと隣接する位置には、円形の開口４ｃが形成されており、この開口４ｃ内には洗浄機構３２が配置されている。洗浄機構３２は、被加工物１１を保持した状態で回転するスピンナテーブル３４を備えている。

スピンナテーブル３４と近接する位置には、スピンナテーブル３４に保持された被加工物１１に洗浄液を噴射する洗浄ノズル（不図示）が設けられている。また、支持台４ｂにおいて、開口４ｃ側の側面には、被加工物１１をチャックテーブル２０からスピンナテーブル３４へと搬送する第２搬送機構３６が設けられている。

洗浄機構３２で洗浄された被加工物１１は、第１搬送機構２４で仮置き機構１０に搬送される。仮置き機構１０に搬送された被加工物１１は、ガイドレール１４によって位置合わせされた後に、プッシュプル機構１２でカセット８に収容される。支持台４ｂの上面には、切削条件等を表示するモニタ３８が配置されている。

上述した各構成は、制御装置（制御手段）４０に接続されている。制御装置４０は、ユーザーインターフェースとなる操作パネル４２を通じて設定される切削条件等に基づいて各構成の動作を制御する。制御装置４０の詳細は後述する。

次に、切削装置２で実施される被加工物１１の切削工程について説明する。図２は、被加工物１１が切削される様子を模式的に示す一部断面側面図である。まず、制御装置４０は、回転させた切削ブレード３０を被加工物１１の表面１１ａ側の任意の位置に切り込ませる。この状態で、図２に示すように、チャックテーブル２０と切削ブレード３０とをＸ軸方向に相対移動（加工送り）させれば、被加工物１１を切削してカーフ（切削痕）を形成できる。

カーフを形成した後には、撮像ユニット２８で被加工物１１の表面１１ａ側を撮像する。図３は、被加工物１１の表面１１ａ側を撮像した撮像画像を模式的に示す図である。切削によって形成されたカーフ（第一のカーフ）１１ｃが視野に入るようにチャックテーブル２０と撮像ユニット２８とを相対移動させて被加工物１１を撮像すれば、図３に示すように、カーフ１１ｃの写った撮像画像２１を形成できる。

図１に示すように、制御装置４０は、被加工物１１を撮像した撮像画像２１に基づいてカーフ１１ｃの幅Ｗを検出するカーフ幅検出部４０ａを含む。図３に示すように、カーフ１１ｃとそれ以外の領域とでは、撮像画像２１を構成する画素の輝度が異なっている。そのため、撮像画像２１に各種の画像処理を施すことで、カーフ１１ｃの幅Ｗを検出できる。

カーフ幅検出部４０ａで検出されたカーフ１１ｃの幅Ｗは、制御装置４０内のインデックス送り量設定部４０ｂに通知される。図４は、インデックス送り量設定部４０ｂの処理を説明する平面図である。

図４に示すように、インデックス送り量設定部４０ｂは、ユーザーによって設定される所望のカーフ間距離Ｄ１にカーフ１１ｃの幅Ｗを加えて、チャックテーブル２０と切削ブレード３０とのＹ軸方向（割り出し送り方向）への相対移動量を示すインデックス送り量Ｉ１を設定する。

このインデックス送り量Ｉ１は、次に形成されるべきカーフ（第二のカーフ）の形成予定位置１１ｄをカーフ１１ｃの位置を基準に規定するものである。インデックス送り量設定部４０ｂで設定されたインデックス送り量Ｉ１は、制御装置４０内のインデックス送り制御部４０ｃに通知される。

インデックス送り制御部４０ｃは、通知されたインデックス送り量Ｉ１でチャックテーブル２０と切削ブレード３０とをＹ軸方向に相対移動（割り出し送り、インデックス送り）させる。その後、制御装置４０は、回転させた切削ブレード３０を被加工物１１の表面１１ａ側に切り込ませた上で、チャックテーブル２０と切削ブレード３０とをＸ軸方向に相対移動（加工送り）させる。これにより、所望の形成予定位置１１ｄにカーフ（第二のカーフ）を形成できる。

カーフ（第二のカーフ）を形成した後には、撮像ユニット２８で被加工物１１の表面１１ａ側を再び撮像する。具体的には、切削によって形成された２本のカーフ（カーフ（第一のカーフ）１１ｃ及びカーフ（第二のカーフ））が視野に入るようにチャックテーブル２０と撮像ユニット２８とを相対移動させて被加工物１１を撮像する。

形成された撮像画像は、カーフ間距離検出部４０ｄに送られる。図５は、カーフ間距離検出部４０ｄ等の処理を説明する平面図である。図５に示すように、カーフ間距離検出部４０ｄは、撮像画像に各種の画像処理を施して、カーフ（第一のカーフ）１１ｃとカーフ（第二のカーフ）１１ｅとの間の距離Ｄ２を検出する。

カーフ間距離検出部４０ｄで検出された距離Ｄ２は、制御装置４０内の補正インデックス送り量設定部４０ｅに通知される。図５に示すように、実際のカーフ間距離である距離Ｄ２と、ユーザーによって設定される所望のカーフ間距離Ｄ１とは、様々な要因でずれてしまうことがある。

そこで、補正インデックス送り量設定部４０ｅは、距離Ｄ２と所望のカーフ間距離Ｄ１との間にずれがある場合に、このずれを加味した補正インデックス送り量Ｉ２を設定する。具体的には、所望のカーフ間距離Ｄ１と距離Ｄ２との差を補正値（Ｄ１−Ｄ２）として算出し、この補正値をインデックス送り量Ｉ１に加えて補正インデックス送り量Ｉ２（＝Ｉ１＋（Ｄ１−Ｄ２））を設定する。

補正インデックス送り量設定部４０ｅで設定された補正インデックス送り量Ｉ２は、インデックス送り制御部４０ｃに通知される。インデックス送り制御部４０ｃは、補正インデックス送り量Ｉ２が設定された場合に、インデックス送り量Ｉ１に代えて補正インデックス送り量Ｉ２でチャックテーブル２０と切削ブレード３０とをＹ軸方向に相対移動させる。補正インデックス送り量Ｉ２が設定されない場合には、インデックス送り量Ｉ１でチャックテーブル２０と切削ブレード３０とをＹ軸方向に相対移動させればよい。

その後、制御装置４０は、回転させた切削ブレード３０を被加工物１１の表面１１ａ側に切り込ませた上で、チャックテーブル２０と切削ブレード３０とをＸ軸方向に相対移動（加工送り）させる。これにより、所望の形成予定位置１１ｆにカーフ（第三のカーフ）を形成できる。

以上のように、本実施の形態に係る切削装置２は、被加工物１１を切削して形成したカーフ１１ｃの幅を検出するカーフ幅検出部４０ａと、検出されたカーフ１１ｃの幅を所望のカーフ間距離Ｄ１に加算してインデックス送り量Ｉ１として設定するインデックス送り量設定部４０ｂと、設定されたインデックス送り量Ｉ１で切削ブレード３０を被加工物１１に対してインデックス送りするインデックス送り制御部４０ｃと、を有する制御装置（制御手段）４０を備えるので、切削ブレード３０の厚みに応じて変動するカーフ幅を考慮したインデックス送りが可能になる。つまり、切削ブレード３０の厚みを考慮したインデックス送り量でインデックス送りして、被加工物１１を所望の幅に切削できる。

また、本実施の形態に係る切削装置２の制御装置４０は、カーフ（第一のカーフ）１１ｃとカーフ（第二のカーフ）１１ｅとの間の距離Ｄ２を検出するカーフ間距離検出部４０ｄと、カーフ間距離検出部４０ｄで検出された距離Ｄ２と所望のカーフ間距離Ｄ１との間にずれがある場合に、このずれを加味した補正インデックス送り量Ｉ２を設定する補正インデックス送り量設定部４０ｅと、を有し、インデックス送り制御部４０ｃは、補正インデックス送り量Ｉ２が設定された場合に補正インデックス送り量Ｉ２で切削ブレード３０を被加工物１１に対してインデックス送りするので、実際の切削で発生するずれを補正して、被加工物１１を高精度に切削できる。

なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、被加工物１１の切削態様は、いわゆるフルカットでも良いし、ハーフカットでも良い。また、上記実施の形態では、表面１１ａ又は裏面１１ｂにパターンが形成されていない被加工物１１を切削する例を説明しているが、パターンが形成された被加工物を切削することもできる。

その他、上記実施の形態に係る構成、方法などは、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。

２ 切削装置
４ 基台
４ａ 開口
４ｂ 支持台
４ｃ 開口
６ カセットエレベータ
８ カセット
１０ 仮置き機構
１２ プッシュプル機構
１４ ガイドレール
１６ Ｘ軸移動テーブル
１８ 防水カバー
２０ チャックテーブル（保持手段）
２０ａ 保持面
２２ クランプ
２４ 第１搬送機構
２６ 切削ユニット（切削手段）
２８ 撮像ユニット（撮像手段）
３０ 切削ブレード
３２ 洗浄機構
３４ スピンナテーブル
３６ 第２搬送機構
３８ モニタ
４０ 制御装置（制御手段）
４０ａ カーフ幅検出部
４０ｂ インデックス送り量設定部
４０ｃ インデックス送り制御部
４０ｄ カーフ間距離検出部
４０ｅ 補正インデックス送り量設定部
４２ 操作パネル
１１ 被加工物
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１１ｃ カーフ（第一のカーフ）
１１ｄ 形成予定位置
１１ｅ カーフ（第二のカーフ）
１１ｆ 形成予定位置
１３ ダイシングテープ
１５ フレーム
２１ 撮像画像
Ｗ 幅
Ｄ１ 所望のカーフ間距離
Ｄ２ 距離
Ｉ１ インデックス送り量
Ｉ２ 補正インデックス送り量

Claims (1)

1. 被加工物を保持する保持手段と、該保持手段で保持された被加工物を撮像する撮像手段と、該保持手段で保持された被加工物を切削する切削ブレードと該切削ブレードを回転させるスピンドルとを有した切削手段と、を備えた切削装置であって、
   該切削ブレードで被加工物を切削して形成したカーフを該撮像手段で撮像することにより形成された撮像画像をもとに該カーフの幅を検出するカーフ幅検出部と、
   所望のカーフ間距離に該カーフ幅検出部で検出された該カーフの幅を加算してインデックス送り量として設定するインデックス送り量設定部と、
   該インデックス送り量設定部で設定されたインデックス送り量で該切削ブレードを被加工物に対してインデックス送りするインデックス送り制御部と、
   被加工物に形成された第一のカーフと、該第一のカーフから該インデックス送り量でインデックス送りされた位置に形成された第二のカーフと、を該撮像手段で撮像し、該第一のカーフと該第二のカーフとの間の距離を検出するカーフ間距離検出部と、
   該カーフ間距離検出部で検出された距離と該所望のカーフ間距離との間にずれがある場合に、該ずれを加味した補正インデックス送り量を設定する補正インデックス送り量設定部と、を有した制御手段を備え、
   該インデックス送り制御部は、補正インデックス送り量が設定された場合に該補正インデックス送り量で該切削ブレードを被加工物に対してインデックス送りすることを特徴とする切削装置。

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