JP6689542B2 - 切削装置 - Google Patents

Description

本発明は、板状の被加工物を切削する際に用いられる切削装置に関する。

半導体ウェーハに代表される板状の被加工物を複数のチップへと分割する際には、例えば、環状の切削ブレードを備える切削装置が使用される。高速に回転させた切削ブレードを被加工物に対して切り込ませながら、切削ブレードと被加工物とを相対的に移動させることで、この移動の経路に沿って被加工物を切削できる。

近年では、被加工物の切削効率を高めるために、それぞれに切削ブレードを装着できる２組のスピンドルを備えた切削装置（２軸機）が実用化されている。この切削装置では、各スピンドルに対して異なる切削ブレードを装着することで、幅等の違う２種類の溝（カーフ）を選択的に形成できるようになる。

ところで、上述のように異なる切削ブレードを使用する場合には、各スピンドルに対して装着する切削ブレードを取り違えないように気を付ける必要がある。切削ブレードを取り違えてしまうと、被加工物を適切に切削できずに、多くの不良チップを発生させてしまうからである。

そこで、切削ブレードをスピンドルに装着するためのマウント（装着具）と、切削ブレードと、を共に着色し、それぞれの識別を容易にするという試みがなされている（例えば、特許文献１参照）。この方法によれば、切削ブレードの色とマウントの色とが作業者の目に入るので、切削ブレードの取り違えを直感的に防止できる。

特開２０１５−２２３６８２号公報

しかしながら、マウント等の着色によって切削ブレードの取り違えを防ぐ上述の方法では、切削の際に発生する屑（切削屑）の付着や経時的な変化（劣化）等によってマウント等の色が変わると、適切な識別は困難になる。

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、装着される切削ブレードの誤りを防止できる新たな切削装置を提供することである。

本発明の一態様によれば、板状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切削ブレードがスピンドルの先端部に装着される複数の切削ユニットと、該切削ブレードの識別に必要な情報を含み該スピンドルに装着された状態で露出する該切削ブレードの露出面に形成される識別コードを検出する検出ユニットと、各構成要素を制御する制御ユニットと、を備え、該切削ユニットは、該切削ユニット毎に形状の異なるブレードカバーを有し、該検出ユニットは、該識別コードの検出時に該切削ブレードの該識別コードと該ブレードカバーとを同時に撮像して画像を形成するカメラを有し、該制御ユニットは、該切削ユニットと該ブレードカバーとの組合せの情報が登録されるブレードカバー情報登録部と、被加工物を加工する加工条件に応じた該切削ブレードと該切削ユニットとの組合せの情報が登録される加工条件登録部と、該検出ユニットの撮像により形成される画像内の該識別コードと該ブレードカバーとの組合せから、該加工条件に応じた該切削ブレードが該切削ユニットに装着されているか否かを判定する判定部と、を備えることを特徴とする切削装置が提供される。

本発明の一態様において、該複数の切削ユニットは、第１切削ユニットと第２切削ユニットとを含み、該第１切削ユニットの該ブレードカバーと該第２切削ユニットの該ブレードカバーとは互いに対面し、且つ対称な形状に形成されていることが好ましい。

本発明の一態様に係る切削装置は、それぞれ形状の異なるブレードカバーを有する複数の切削ユニットと、切削ブレードに付される識別コードとブレードカバーとを同時に撮像するカメラを有する検出ユニットと、切削ユニットとブレードカバーとの組合せの情報が登録されるブレードカバー情報登録部と、切削ブレードと切削ユニットとの組合せの情報が登録される加工条件登録部と、を備えるので、撮像によって形成された画像内の識別コードとブレードカバーとの組合せから、切削ブレードと切削ユニットとの組合せを判定できる。よって、本発明の一態様に係る切削装置によれば、切削ユニットに対して装着される切削ブレードの誤りを防止できる。

切削装置の構成例を模式的に示す図である。 図２（Ａ）は、第１切削ユニットの構成例を模式的に示す側面図であり、図２（Ｂ）は、第２切削ユニットの構成例を模式的に示す側面図である。 判定方法について説明するための側面図である。

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る切削装置２の構成例を模式的に示す図である。図１に示すように、切削装置２は、各構造を支持する基台４を備えている。

基台４の前方の角部には、矩形の開口４ａが形成されており、この開口４ａ内には、昇降するカセット支持台６が設けられている。カセット支持台６の上面には、複数の被加工物１１を収容するカセット８が載せられる。なお、図１では、説明の便宜上、カセット８の輪郭のみを示している。

被加工物１１は、例えば、シリコン等の半導体材料でなる円形のウェーハであり、その表面側は、中央のデバイス領域と、デバイス領域を囲む外周余剰領域とに分けられる。デバイス領域は、格子状に配列された切削予定ライン（ストリート、分割予定ライン）でさらに複数の領域に区画されており、各領域には、ＩＣ、ＬＳＩ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よりも径の大きいダイシングテープ１３が貼付されている。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。

なお、本実施形態では、シリコン等の半導体材料でなる円形のウェーハを被加工物１１としているが、被加工物１１の材質、形状、構造等に制限はない。例えば、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなる矩形の基板を被加工物１１として用いることもできる。デバイスの種類、数量、配置等にも制限はない。

カセット支持台６の側方には、Ｘ軸方向（前後方向、加工送り方向）に長い矩形の開口４ｂが形成されている。この開口４ｂ内には、Ｘ軸移動テーブル１０、Ｘ軸移動テーブル１０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塵防滴カバー１２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１０がスライド可能に取り付けられている。Ｘ軸移動テーブル１０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軸ガイドレールに平行な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１０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１０の上方には、被加工物１１を保持するためのチャックテーブル１４が設けられている。チャックテーブル１４の周囲には、被加工物１１を支持する環状のフレーム１５を四方から固定するための４個のクランプ１６が配置されている。

チャックテーブル１４は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、Ｚ軸方向（鉛直方向）に概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル１４は、上述のＸ軸移動機構でＸ軸方向に加工送りされる。

チャックテーブル１４の上面は、被加工物１１を保持する保持面１４ａになっている。この保持面１４ａは、チャックテーブル１４の内部に形成された吸引路等を通じて吸引源（不図示）に接続されている。

開口４ｂに近接する位置には、上述した被加工物１１をチャックテーブル１４へと搬送するための搬送ユニット（不図示）が設けられている。搬送ユニットで搬送された被加工物１１は、例えば、表面側が上方に露出するようにチャックテーブル１４の保持面１４ａに載せられる。この状態で吸引源の負圧を保持面１４ａに作用させれば、被加工物１１はチャックテーブル１４によって吸引、保持される。

基台４の上面には、２組の切削ユニット２２（第１切削ユニット２２ａ、第２切削ユニット２２ｂ）を支持するための門型の支持構造２４が、開口４ｂを跨ぐように配置されている。支持構造２４の前面上部には、各切削ユニット２２をＹ軸方向（左右方向、割り出し送り方向）及びＺ軸方向に移動させる２組の切削ユニット移動機構２６が設けられている。

各切削ユニット移動機構２６は、支持構造２４の前面に配置されＹ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール２８を共通に備えている。Ｙ軸ガイドレール２８には、各切削ユニット移動機構２６を構成するＹ軸移動プレート３０がスライド可能に取り付けられている。

各Ｙ軸移動プレート３０の裏面側（後面側）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軸ガイドレール２８に平行なＹ軸ボールネジ３２がそれぞれ螺合されている。各Ｙ軸ボールネジ３２の一端部には、Ｙ軸パルスモータ３４が連結されている。Ｙ軸パルスモータ３４でＹ軸ボールネジ３２を回転させれば、Ｙ軸移動プレート３０は、Ｙ軸ガイドレール２８に沿ってＹ軸方向に移動する。

各Ｙ軸移動プレート３０の表面（前面）には、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール３６が設けられている。Ｚ軸ガイドレール３６には、Ｚ軸移動プレート３８がスライド可能に取り付けられている。

各Ｚ軸移動プレート３８の裏面側（後面側）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軸ガイドレール３６に平行なＺ軸ボールネジ４０がそれぞれ螺合されている。各Ｚ軸ボールネジ４０の一端部には、Ｚ軸パルスモータ４２が連結されている。Ｚ軸パルスモータ４２でＺ軸ボールネジ４０を回転させれば、Ｚ軸移動プレート３８は、Ｚ軸ガイドレール３６に沿ってＺ軸方向に移動する。

各Ｚ軸移動プレート３８の下部には、切削ユニット２２が設けられている。各切削ユニット２２は、筒状のスピンドルハウジング４４（第１スピンドルハウジング４４ａ、第２スピンドルハウジング４４ｂ）を有している。各スピンドルハウジング４４には、Ｙ軸方向に平行な回転軸となるスピンドル４６（第１スピンドル４６ａ、第２スピンドル４６ｂ）（図３参照）が収容される。

各スピンドル４６の一端部（先端部）には、円盤状のマウント４８（第１マウント４８ａ、第２マウント４８ｂ）（図３参照）が固定されており、各スピンドル４６の他端側（基端側）には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。マウント４８には、それぞれ、切削ブレード５０（第１切削ブレード５０ａ、第２切削ブレード５０ｂ（図３等参照））が装着される。

図２（Ａ）は、第１切削ユニット２２ａの構成例を模式的に示す側面図であり、図２（Ｂ）は、第２切削ユニット２２ｂの構成例を模式的に示す側面図である。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、各切削ブレード５０は、中央に開口のある円盤状のブレード基台５２（第１ブレード基台５２ａ、第２ブレード基台５２ｂ）を有している。

ブレード基台５２の外周部には、円環状の切り刃５４（第１切り刃５４ａ、第２切り刃５４ｂ）が固定されている。切り刃５４は、例えば、ダイヤモンド等の砥粒をニッケル等の結合材で固定して形成される。ただし、切り刃５２の材質、厚さ等の条件に制限はない。

各切削ブレード５０は、例えば、ナット等の固定具５６（第１固定具５６ａ、第２固定具５６ｂ）を用いてマウント４８に装着される。各切削ブレード５０がマウント４８（スピンドル４６）に装着された状態で、スピンドルハウジング４４とは反対の領域に露出するブレード基台５２の表面（露出面）には、識別コード５８（第１識別コード５８ａ、第２識別コード５８ｂ）が付されている。

識別コード５８は、代表的には、２次元コード（２次元バーコード）である。この識別コード５８には、切削ブレード５０（切り刃５４）の材質や厚さ等、切削ブレード５０を識別する際に必要となる情報が含まれている。ただし、この識別コード５８の態様に制限はない。例えば、１次元コード（バーコード）等を識別コード５８として用いることもできる。また、文字や符号、図形等を用いて識別コード５８を構成しても良い。

各スピンドルハウジング４４の一端側（先端側）には、マウント４８（スピンドル４６）に装着された切削ブレード５０を覆うブレードカバー６０（第１ブレードカバー６０ａ、第２ブレードカバー６０ｂ）が取り付けられている。ここで、第１ブレードカバー６０ａの形状と、第２ブレードカバー６０ｂの形状とは相違している。具体的には、第１ブレードカバー６０ａと第２ブレードカバー６０ｂとは、Ｙ軸方向に垂直な平面（ＸＺ平面）に対して対称（面対称）な形状に形成されており、互いに対面する。

各ブレードカバー６０には、切削ブレード５０の下部を挟む一対のノズル６２（第１ノズル６２ａ、第２ノズル６２ｂ）が設けられている。各ノズル６２には、ブレードカバー６０の上部に配置された連結具６４（第１連結具６４ａ、第２連結具６４ｂ）等を通じて純水等の切削液が供給される。ノズル６２の切削ブレード５０側には、複数のスリット（不図示）が形成されている。複数のスリットを通じて噴射される切削液によって、切削ブレード５０は、冷却、洗浄される。

図１に示すように、切削ユニット２２に隣接する位置には、チャックテーブル１４に保持された被加工物１１等を撮像するための撮像ユニット６６が設けられている。各切削ユニット移動機構２６でＹ軸移動プレート３０をＹ軸方向に移動させれば、切削ユニット２２及び撮像ユニット６６は、Ｙ軸方向に割り出し送りされる。また、各切削ユニット移動機構２６でＺ軸移動プレート３８をＺ軸方向に移動させれば、切削ユニット２２及び撮像ユニット６６は、昇降する。

この切削装置２で被加工物１１を切削する際には、まず、被加工物１１を保持したチャックテーブル１４と切削ユニット２２とを相対的に移動させて、切削の対象となる切削予定ラインの延長線上に切削ブレード５０を合わせる。次に、切削ブレード５０の下端を被加工物１１の表面より低い位置まで下降させる。

その後、回転させた切削ブレード５０とチャックテーブル１４とを対象の切削予定ラインに対して平行な方向に相対的に移動させことで、対象の切削予定ラインに沿って切削ブレード５０を切り込ませて被加工物１１を切削できる。

開口４ｂに対して開口４ａと反対側の位置には、円形の開口４ｃが形成されている。開口４ｃ内には、切削後の被加工物１１等を洗浄するための洗浄ユニット６８が設けられている。洗浄ユニット６８で洗浄された被加工物１１は、例えば、上述の搬送ユニットでカセット８に収容される。

Ｘ軸移動機構、チャックテーブル１４、切削ユニット２２、切削ユニット移動機構２６、撮像ユニット６６、洗浄ユニット６８等の構成要素には、制御ユニット７０が接続されている。この制御ユニット７０は、ユーザインタフェースとなるタッチパネル（表示装置、入力装置）７２に接続されており、タッチパネル７２を通じて入力される条件等に基づいて各構成要素を制御する。なお、タッチパネル７２には、各構成要素の状態や切削の進行状況等、切削装置２の管理に有用な情報が表示される。

また、本実施形態に係る切削装置２は、切削ブレード５０に付された識別コード５８を検出するための検出ユニット７４を更に備えている。検出ユニット７４には、対象を撮像して画像を形成するカメラが搭載されており、例えば、この検出ユニット７４をブレードカバー６０にかざすことで、切削ブレード５０に付された識別コード５８とブレードカバー６０とを同時に撮像して画像を形成できる。

次に、加工条件に応じた切削ブレード５０が切削ユニット２２に装着されているか否かを判定するための判定方法について説明する。図３は、本実施形態に係る判定方法について説明するための側面図である。なお、この判定方法を実施する前には、タッチパネル７２等を用いて、判定に必要な情報を切削装置２（制御ユニット７０）に登録しておく。

具体的には、切削ユニット２２とブレードカバー６０との組合せに関する情報を制御ユニット７０のブレードカバー情報登録部７０ａに登録しておく。つまり、第１切削ユニット２２ａには第１ブレードカバー６０ａが取り付けられ、第２切削ユニット２２ｂには第２ブレードカバー６０ｂが取り付けられているという情報を、ブレードカバー情報登録部７０ａに記憶させる。なお、このブレードカバー情報登録部７０ａには、各ブレードカバー６０の形状に関する情報が併せて登録（記憶）される。

また、被加工物１１の加工条件に応じた切削ブレード５０と切削ユニット２２との組合せに関する情報を制御ユニット７０の加工条件登録部７０ｂに登録しておく。つまり、第１切削ユニット２２ａには第１切削ブレード５０ａが装着され、第２切削ユニット２２ｂには第２切削ブレード５０ｂが装着されるという情報を、加工条件登録部７０ｂに記憶させる。なお、この加工条件登録部７０ｂには、各切削ブレード５０と各識別コード５８との関係に関する情報が併せて登録（記憶）される。

本実施形態に係る判定方法では、まず、切削ブレード５０に付された識別コード５８とブレードカバー６０とを検出ユニット７４で同時に撮像して画像を形成する画像形成ステップを行う。以下では、主に、第１切削ユニット２２ａを判定の対象とする場合について説明するが、第２切削ユニット２２ｂを判定の対象とする場合も同様である。

具体的には、図３に示すように、判定の対象となる第１切削ユニット２２ａ側を検出ユニット７４のカメラで撮像し、切削ブレード５０に付された識別コード５８とブレードカバー６０とが映る画像を形成する。形成された画像は、制御ユニット７０へと送られる。

画像形成ステップの後には、対象となる切削ユニット２０の情報を取得するための切削ユニット情報取得ステップを行う。まず、制御ユニット７０の判定部７０ｃが、検出ユニット７４から送られた画像に映るブレードカバー６０の形状をエッジ検出等の方法で抽出する。そして、抽出されたブレードカバー６０の形状を、ブレードカバー情報登録部７０ａに登録されている各ブレードカバー６０の形状に関する情報に照らし合わせ、画像内のブレードカバー６０が第１ブレードカバー６０ａであると判定する。

更に、ブレードカバー情報登録部７０ａに登録されている切削ユニット２２とブレードカバー６０との組合せに関する情報に基づいて、対象の切削ユニット２０が第１切削ユニット２２ａであると判定する。本実施形態の切削装置２では、形状の異なる第１ブレードカバー６０ａと第２ブレードカバー６０ｂとを用いているので、判定部７０ｃは、第１切削ユニット２２ａと第２切削ユニット２２ｂとを適切に判別できる。

また、画像形成ステップの後には、対象となる切削ブレード５０の情報を取得するための切削ブレード情報取得ステップを行う。まず、制御ユニット７０の判定部７０ｃが、検出ユニット７４から送られた画像に映る第１識別コード５８ａを抽出する。そして、抽出された第１識別コード５８ａを、加工条件登録部７０ｂに登録されている各切削ブレード５０と各識別コード５８との関係に関する情報に照らし合わせ、画像内の切削ブレード５０が第１切削ブレード５０ａであると判定する。

切削ユニット情報取得ステップ及び切削ブレード情報取得ステップの後には、加工条件に応じた切削ブレード５０が切削ユニット２２に装着されているか否かを判定する判定ステップを行う。具体的には、制御ユニット７０の判定部７０ｃが、加工条件登録部７０ｂに登録されている切削ブレード５０と切削ユニット２２との組合せに関する情報を参酌し、切削ブレード５０と切削ユニット２２との組合せが加工条件に合っているか否かを判定する。

判定の結果は、例えば、タッチパネル７２に表示される。本実施形態では、上述のように、第１切削ブレード５０ａが第１切削ユニット２２ａに装着されている。よって、判定部７０ｃは、加工条件に応じた切削ブレード５０が切削ユニット２２に装着されていると判定する。

以上のように、本実施形態に係る切削装置２は、それぞれ形状の異なるブレードカバー６０を有する複数の切削ユニット２２と、切削ブレード５０に付される識別コード５８とブレードカバー６０とを同時に撮像するカメラを有する検出ユニット７４と、切削ユニット２２とブレードカバー６０との組合せの情報が登録されるブレードカバー情報登録部７０ａと、切削ブレード５０と切削ユニット２２との組合せの情報が登録される加工条件登録部７０ｂと、を備えるので、撮像によって形成された画像内の識別コード５８とブレードカバー６０との組合せから、切削ブレード５０と切削ユニット２２との組合せを判定できる。よって、本実施形態に係る切削装置２によれば、切削ユニット２２に対して装着される切削ブレード５０の誤りを防止できる。

なお、本発明は、上記実施形態の記載に制限されず種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、２組の切削ユニット２２を備える切削装置２について示しているが、本発明に係る切削装置は、３組以上の切削ユニットを備えても良い。

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。

２ 切削装置
４ 基台
４ａ，４ｂ，４ｃ 開口
６ カセット支持台
８ カセット
１０ Ｘ軸移動テーブル
１２ 防塵防滴カバー
１４ チャックテーブル
１４ａ 保持面
１６ クランプ
２２ 切削ユニット
２２ａ 第１切削ユニット
２２ｂ 第２切削ユニット
２４ 支持構造
２６ 切削ユニット移動機構
２８ Ｙ軸ガイドレール
３０ Ｙ軸移動プレート
３２ Ｙ軸ボールネジ
３４ Ｙ軸パルスモータ
３６ Ｚ軸ガイドレール
３８ Ｚ軸移動プレート
４０ Ｚ軸ボールネジ
４２ Ｚ軸パルスモータ
４４ スピンドルハウジング
４４ａ 第１スピンドルハウジング
４４ｂ 第２スピンドルハウジング
４６ スピンドル
４６ａ 第１スピンドル
４６ｂ 第２スピンドル
４８ マウント
４８ａ 第１マウント
４８ｂ 第２マウント
５０ 切削ブレード
５０ａ 第１切削ブレード
５０ｂ 第２切削ブレード
５２ ブレード基台
５２ａ 第１ブレード基台
５２ｂ 第２ブレード基台
５４ 切り刃
５４ａ 第１切り刃
５４ｂ 第２切り刃
５６ 固定具
５６ａ 第１固定具
５６ｂ 第２固定具
５８ 識別コード
５８ａ 第１識別コード
５８ｂ 第２識別コード
６０ ブレードカバー
６０ａ 第１ブレードカバー
６０ｂ 第２ブレードカバー
６２ ノズル
６２ａ 第１ノズル
６２ｂ 第２ノズル
６４ 連結具
６４ａ 第１連結具
６４ｂ 第２連結具
６６ 撮像ユニット
６８ 洗浄ユニット
７０ 制御ユニット
７０ａ ブレードカバー情報登録部
７０ｂ 加工条件登録部
７０ｃ 判定部
７２ タッチパネル（表示装置、入力装置）
７４ 検出ユニット
１１ 被加工物
１３ ダイシングテープ
１５ フレーム

Claims (2)

1. 板状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切削ブレードがスピンドルの先端部に装着される複数の切削ユニットと、
   該切削ブレードの識別に必要な情報を含み該スピンドルに装着された状態で露出する該切削ブレードの露出面に形成される識別コードを検出する検出ユニットと、
   各構成要素を制御する制御ユニットと、を備え、
   該切削ユニットは、該切削ユニット毎に形状の異なるブレードカバーを有し、
   該検出ユニットは、該切削ブレードの該識別コードと該ブレードカバーとを同時に撮像して画像を形成するカメラを有し、
   該制御ユニットは、該切削ユニットと該ブレードカバーとの組合せの情報が登録されるブレードカバー情報登録部と、被加工物を加工する加工条件に応じた該切削ブレードと該切削ユニットとの組合せの情報が登録される加工条件登録部と、該検出ユニットの撮像により形成される画像内の該識別コードと該ブレードカバーとの組合せから、該加工条件に応じた該切削ブレードが該切削ユニットに装着されているか否かを判定する判定部と、を有することを特徴とする切削装置。
2. 該複数の切削ユニットは、第１切削ユニットと第２切削ユニットとを含み、
   該第１切削ユニットの該ブレードカバーと該第２切削ユニットの該ブレードカバーとは互いに対面し、且つ対称な形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の切削装置。