JP7145710B2

JP7145710B2 - 切削装置

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Publication number: JP7145710B2
Application number: JP2018179221A
Authority: JP
Inventors: 久志荒木田; 拓也神長
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Priority date: 2018-09-25
Filing date: 2018-09-25
Publication date: 2022-10-03
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Also published as: JP2020049564A

Description

本発明は、被加工物を保持するチャックテーブルを備えた切削装置に関する。

各種半導体基板や樹脂パッケージ基板、ガラス基板やセラミックス基板などの被加工物を切削ブレードで切削する加工技術が知られている。切削加工によって発生するトラブル、例えば、砥石の目詰まり・目潰れによる被加工物の欠けやクラックは、それぞれ被加工物の切削加工が完了した後、検査工程で発覚するため、最悪の場合、複数枚にわたって連続的にトラブルが発生してしまう事がある。そのため、切削加工中にトラブルの発生をいち早く検出したり、その予兆を検出してトラブルを未然に防いだりという目的の下、切削ブレードをスピンドルに固定するブレードマウントにＡＥセンサを搭載し、切削加工中に切削ブレードに発生する弾性波を検出する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第６２２３２３７号公報

しかしながら、特許文献１の装置では、切削加工中に被加工物に発生した異常を切削ブレードを介してとらえる場合、検出する弾性波が小さいので、かかる異常をとらえることが困難であるという課題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、弾性波を検出することによって切削加工中に被加工物に発生した異常をより精度よくとらえることを可能にする切削装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る切削装置は、保持面で被加工物を吸引保持するチャックテーブルと、スピンドルにブレードマウントで固定された切削ブレードで該チャックテーブルに保持された被加工物を加工する切削ユニットと、を備える切削装置であって、該切削ブレードに発生する弾性波をとらえるマウント部ＡＥセンサが該ブレードマウントに装着され、該被加工物に発生する弾性波をとらえるテーブル部ＡＥセンサが該チャックテーブルに装着され、該テーブル部ＡＥセンサ及び該マウント部ＡＥセンサから取得した各弾性波の各電圧信号に基づいて、該切削ユニットの作用によって発生するトラブルを検知したか否かを判定し、該トラブルを検知した場合、該被加工物のトラブルの発生を検知したか、該切削ユニットのトラブルの発生を検知したかを判定する判定部を有するものである。また、該判定部は、該テーブル部ＡＥセンサから取得した弾性波の電圧信号に基づいて該トラブルを検知した場合、該被加工物のトラブルの発生を検知したと判定し、該マウント部ＡＥセンサから取得した弾性波の電圧信号に基づいて該トラブルを検知した場合、該切削ユニットのトラブルの発生を検知したと判定してもよい。

この構成において、該切削ユニットは、第１の切削ユニットと第２の切削ユニットとを有し、各切削ユニットの該切削ブレードは該マウント部ＡＥセンサが装着された該ブレードマウントで該切削ユニットに装着され、該判定部は、該テーブル部ＡＥセンサ及び該各切削ユニットの該マウント部ＡＥセンサから取得した各弾性波の各電圧信号に基づいて、該各切削ユニットの作用によって発生するトラブルを検知したか否かを判定し、該トラブルを検知した場合、該被加工物のトラブルの発生を検知したか、該切削ユニットのどちらに近い側において該切削ユニットのトラブルの発生を検知したかを判定する構成としてもよい。また、該判定部は、該テーブル部ＡＥセンサから取得した弾性波の電圧信号に基づいて該トラブルを検知した場合、該被加工物のトラブルの発生を検知したと判定し、さらに、各切削ユニットの該マウント部ＡＥセンサから取得した弾性波の電圧信号に基づいて、該切削ユニットのどちらに近い側で該被加工物に異常が発生しているかを判定してもよい。

これらの構成において、該チャックテーブルは、上面に載置面を有するテーブルベースと、該テーブルベースの該載置面に下面が密着して着脱自在に固定され上面の該保持面で被加工物を吸引保持する保持テーブルと、を備え、該保持テーブルに発生する弾性波を検出する該テーブル部ＡＥセンサが該テーブルベースに配設され、該保持テーブルは、該被加工物の大きさの変更に対応して交換される構成としてもよい。

本発明に係る切削装置は、切削ユニットの作用等によって被加工物に発生する振動はチャックテーブルに装着したテーブル部ＡＥセンサでとらえ、切削ブレードの異常による振動はブレードマウントに装着したマウント部ＡＥセンサでとらえるため、切削加工中に被加工物に発生した異常をより精度よくとらえることができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る切削装置を示す斜視図である。図２は、図１の切削装置の切削ユニットを分解して示す斜視図である。図３は、図３の切削ユニットの要部の断面図である。図４は、図１の切削装置のチャックテーブルの部分側断面図である。図５は、図１の切削装置のチャックテーブルに保持された被加工物を１枚の切削ブレードで切削加工する動作を説明する部分側断面図である。図６は、図１の切削装置のチャックテーブルに保持された被加工物を２枚の切削ブレードで切削加工する動作を説明する部分側断面図である。図７は、図１の切削装置において検出される弾性波の振動信号の一例を示すグラフである。図８は、図７中のＶＩＩＩ部を拡大して示すグラフである。図９は、図７中のＩＸ部を拡大して示すグラフである。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態〕
図１は、実施形態に係る切削装置を示す斜視図である。図２は、図１の切削装置の切削ユニットを分解して示す斜視図である。図３は、図３の切削ユニットの要部の断面図である。図４は、図１の切削装置のチャックテーブルの部分側断面図である。図５は、図１の切削装置のチャックテーブルに保持された被加工物を１枚の切削ブレードで切削加工する動作を説明する部分側断面図である。図６は、図１の切削装置のチャックテーブルに保持された被加工物を２枚の切削ブレードで切削加工する動作を説明する部分側断面図である。なお、以下の説明に用いられるＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向は、互いに垂直であるものとする。

まず、実施形態に係る切削装置２によって切削加工される被加工物１００について説明する。被加工物１００は、図１に示すように、シリコン、サファイア、ガリウムなどを基板１０１とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。被加工物１００は、基板１０１の表面１０２に形成された複数の分割予定ライン１０３によって格子状に区画された領域にデバイス１０４が形成されている。

被加工物１００は、表面１０２の裏側の裏面１０５に基板１０１より径の大きい粘着テープであるダイシングテープ１０６が貼着され、ダイシングテープ１０６の外周に環状のフレーム１０７が貼着される。すなわち、被加工物１００は、環状のフレーム１０７の開口にダイシングテープ１０６を介して支持されている。本実施形態では、被加工物１００とダイシングテープ１０６と環状のフレーム１０７とを備えてフレームユニット１０８が構成される。また、被加工物１００と環状のフレーム１０７との間にはダイシングテープ１０６の環状領域１０６Ａが形成される。

なお、被加工物１００の基板１０１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はなく、例えば、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなる任意の形状の基板を被加工物として用いることもできる。また、デバイス１０４の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。さらに、被加工物１００の基板１０１の表面１０２に、機能層としてのＬｏｗ－ｋ層ともいう低誘電率絶縁体被膜を積層し、低誘電率絶縁体被膜がデバイス１０４を構成する回路を支持した構成としてもよい。

次に、実施形態に係る切削装置２について説明する。切削装置２は、図１に示すように、各構成要素が搭載される基台４を備えている。基台４の上面には、加工送りユニットであるＸ軸移動機構６が設けられている。Ｘ軸移動機構６は、加工送り方向であるＸ軸方向に概ね平行な一対のＸ軸ガイドレール８を備えており、Ｘ軸ガイドレール８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、不図示のナット部が設けられており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレール８に平行なＸ軸ボールねじ１２が螺合されている。Ｘ軸ボールねじ１２の一端部には、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を回転させることで、Ｘ軸移動テーブル１０は、Ｘ軸ガイドレール８に沿ってＸ軸方向に移動する。このＸ軸移動機構６には、Ｘ軸移動テーブル１０のＸ軸方向の位置を測定する不図示のＸ軸測定ユニットが設けられている。

このＸ軸移動機構６でＸ軸移動テーブル１０をＸ軸方向に移動させれば、Ｘ軸移動テーブル１０の上方に配置されるθテーブル１６を介して、チャックテーブル３は加工送りされる。なお、Ｘ軸移動テーブル１０を含むＸ軸移動機構６の上方は、テーブルカバー１８及び不図示の蛇腹状カバーによって覆われている。

Ｘ軸移動テーブル１０の表面側である上面側には、θテーブル１６が設けられている。θテーブル１６は、モータ等の不図示の回転駆動源を備え、上方に配置されるチャックテーブル３を切り込み送り方向であるＺ軸方向に概ね平行な回転軸の周りに回転させる。

切削装置２は、図１に示すように、Ｘ軸移動テーブル１０の上面側にθテーブル１６を介して設けられた、保持面３３で被加工物１００を吸引保持するチャックテーブル３を備える。

また、Ｘ軸移動テーブル１０の近傍には、図１に示すように、切削加工の際に使用される純水等の切削液の廃液等を一時的に貯留するウォーターケース１９が設けられている。ウォーターケース１９内に貯留された廃液は、不図示のドレーン等を介して切削装置２の外部に排出される。チャックテーブル３に近接する位置には、被加工物１００をチャックテーブル３へと搬送する不図示の搬送機構が設けられている。

基台４の上面には、図１に示すように、Ｘ軸移動機構６を跨ぐ門型の支持構造４０が配置されている。支持構造４０の前面上部には、それぞれ割り出し送りユニット及び切り込み送りユニットとして機能する２組の切削ユニット移動機構４２が設けられている。各切削ユニット移動機構４２は、支持構造４０の前面に配置され、割り出し送り方向、すなわち図１における左右方向であるＹ軸方向に概ね平行な一対のＹ軸ガイドレール４４を共通に備えている。Ｙ軸ガイドレール４４には、各切削ユニット移動機構４２を構成するＹ軸移動プレート４６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４６の裏面側には、不図示のナット部が設けられており、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール４４に概ね平行なＹ軸ボールねじ４８がそれぞれ螺合されている。各Ｙ軸ボールねじ４８の一端部には、Ｙ軸パルスモータ５０が連結されている。Ｙ軸パルスモータ５０でＹ軸ボールねじ４８を回転させれば、Ｙ軸移動プレート４６は、Ｙ軸ガイドレール４４に沿ってＹ軸方向に移動する。

各Ｙ軸移動プレート４６の表面である前面には、Ｚ軸方向に概ね平行な一対のＺ軸ガイドレール５２が設けられている。Ｚ軸ガイドレール５２には、Ｚ軸移動プレート５４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５４の裏面側には、不図示のナット部が設けられており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール５２に平行なＺ軸ボールねじ５６がそれぞれ螺合されている。各Ｚ軸ボールねじ５６の一端部には、Ｚ軸パルスモータ５８が連結されている。Ｚ軸パルスモータ５８でＺ軸ボールねじ５６を回転させれば、Ｚ軸移動プレート５４は、Ｚ軸ガイドレール５２に沿ってＺ軸方向に移動する。

各切削ユニット移動機構４２には、Ｙ軸移動プレート４６のＹ軸方向の位置を測定する不図示のＹ軸測定ユニットが設けられている。また、各切削ユニット移動機構４２には、Ｚ軸移動プレート５４のＺ軸方向の位置を測定する不図示のＺ軸測定ユニットが設けられている。

切削ユニット６０は、第１の切削ユニット６０－１と、第２の切削ユニット６０－２とを有し、図１の右側に示された一方のＺ軸移動プレート５４の下部には、チャックテーブル３に保持された被加工物１００を切削加工するための第１の切削ユニット６０－１が固定されており、図１の左側に示された一方のＺ軸移動プレート５４の下部には、チャックテーブル３に保持された被加工物１００を切削加工するための第２の切削ユニット６０－２が固定されている。

以下、第１の切削ユニット６０－１に関する各部を第２の切削ユニット６０－２に関する各部に対して区別する場合には、符号の後ろに「－１」を付して記し、第２の切削ユニット６０－２に関する各部を第１の切削ユニット６０－１に関する各部に対して区別する場合には、符号の後ろに「－２」を付して記す。第１の切削ユニット６０－１と第２の切削ユニット６０－２とを区別する必要がない場合には、対応する各部を、双方に共通のものであるとして、符号の後ろに「－１」も「－２」も付さずに適宜省略して記す。

切削ユニット６０に隣接する位置には、被加工物１００を撮像するための撮像ユニットであるカメラ６２が設けられている。各切削ユニット移動機構４２で、Ｙ軸移動プレート４６をＹ軸方向に移動させれば、切削ユニット６０及びカメラ６２は割り出し送りされ、Ｚ軸移動プレート５４をＺ軸方向に移動させれば、切削ユニット６０及びカメラ６２は切り込み送りされる。

なお、切削ユニット６０及びカメラ６２に対するチャックテーブル３等のＸ軸方向の位置は、上述したＸ軸測定ユニットで測定される。また、チャックテーブル３等に対する切削ユニット６０及びカメラ６２のＹ軸方向の位置は、上述したＹ軸測定ユニットで測定される。さらに、チャックテーブル３等に対する切削ユニット６０及びカメラ６２のＺ軸方向の位置は、上述したＺ軸測定ユニットで測定される。

切削装置２は、図５に示すように、スピンドル６４にブレードマウント７１で固定された切削ブレード６６で、チャックテーブル３に保持された被加工物１００を切削加工する切削ユニット６０を備える。

切削ユニット６０は、図２及び図３に示すように、スピンドルハウジング６３と、スピンドル６４と、切削ブレード６６と、ブレードマウント７１と、円環状のナット７２と、を備える。

スピンドルハウジング６３は、切削ユニット移動機構４２によりＺ方向に移動自在に設けられた略円筒状のハウジング本体８１と、ハウジング本体８１の一端側に固定された円環状のハウジングカバー８２とを備える。ハウジング本体８１は、スピンドル６４を軸心回りに回転自在に収容する。

ハウジングカバー８２の中央には、内側にスピンドル６４の一端側を通す円形の開口８３が形成されている。ハウジングカバー８２は、図３に示すように、ハウジング本体８１の一端側にネジ８４により固定される。

スピンドル６４の一端側は、ハウジング本体８１の一端部から外部に突出している。スピンドル６４の他端側には、スピンドル６４を回転させるための不図示のモータが連結されている。また、スピンドル６４の一端部の外周に、ブレードマウント７１が装着される。

ブレードマウント７１は、スピンドル６４の一端部の外周に取り付けられる円筒状の円筒部７５と、円筒部７５の外周面から径方向外向きに延出したフランジ部７６とを備える。ブレードマウント７１は、円筒部７５内にスピンドル６４の一端部が嵌め込まれ、ワッシャ８８内を通ったボルト８９がスピンドル６４の一端部にねじ込まれることにより、スピンドル６４に固定される。

切削ブレード６６は、いわゆるハブブレードであり、円盤状の支持基台８５の外周に固定されて、被加工物１００を切削する円環状の切り刃８６を備える。切り刃８６は、ダイヤモンドやＣＢＮ（Cubic Boron Nitride）等の砥粒と、金属や樹脂等のボンド材（結合材）とからなり所定厚みに形成されている。なお、切削ブレード６６として、切り刃８６のみで構成されたワッシャーブレードを用いてもよい。

切削ブレード６６は、ブレードマウント７１の円筒部７５を内側に通して、フランジ部７６の表面上に重ねられ、ナット７２が円筒部７５の外周にねじ込まれて、ブレードマウント７１とナット７２との間に保持されて、スピンドル６４に固定される。ブレードマウント７１とナット７２とは、互いの間に切削ブレード６６を挟んで把持し、ブレードマウント７１がスピンドル６４の一端部に固定され、ナット７２がブレードマウント７１に固定されることで、切削ブレード６６をスピンドル６４に固定する。

スピンドル６４の回転軸は、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に対して概ね垂直であり、Ｙ軸方向に対して概ね平行である。切削ブレード６６は、スピンドル６４を介して伝達される回転駆動源のトルクによって回転する。切削ブレード６６の回転動作により、図５及び図６に示すように、被加工物１００には、分割予定ライン１０３に沿って切削溝が形成されて、各デバイス１０４に個片化される。

また、切削ブレード６６の近傍には、図１、図５及び図６に示すように、被加工物１００や切削ブレード６６等に純水等の切削液を供給する切削液供給ノズル６８が設けられている。切削ブレード６６の下方には、図１に示すように、Ｚ軸方向において切削ブレード６６の下側の先端である下端の高さ、すなわち位置を検出するブレード位置検出ユニット６９が配置されている。切削ユニット６０の各構成要素は、被加工物１００の切削加工の条件等に合わせて、制御ユニット３９により制御される。

ブレードマウント７１には、図３に示すように、切削ブレード６６に発生する弾性波９８（図７参照）をとらえるマウント部ＡＥ（Acoustic Emission）センサ９１が装着されている。マウント部ＡＥセンサ９１は、より詳細には、ブレードマウント７１のフランジ部７６の内部に、切削ブレード６６の切り刃８６に沿って設けられている。マウント部ＡＥセンサ９１は、例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｉ，Ｔｉ）Ｏ_３）、リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ_３）、リチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ_３）等の材料で形成されており、切削ブレード６６の振動を振動信号である電圧に変換する。このように、マウント部ＡＥセンサ９１は、切削ブレード６６に発生する異常な振動をとらえ、検出する。

ブレードマウント７１及びスピンドルハウジング６３には、図３に示すように、マウント部ＡＥセンサ９１によってとらえられた切削ブレード６６の振動に基づく振動信号をブレードマウント７１側からスピンドルハウジング６３側に伝送する非接触型の伝送路９２が設けられている。

非接触型の伝送路９２は、マウント部ＡＥセンサ９１に接続された第１のインダクタ９４と、第１のインダクタ９４に対して所定の間隔で対向する第２のインダクタ９５とを備える。第１のインダクタ９４及び第２のインダクタ９５は、実施形態において、導線が巻回された円環状のコイルであり、それぞれ、ブレードマウント７１及びハウジングカバー８２に固定されている。

第１のインダクタ９４と第２のインダクタ９５とは対向しており、磁気的に結合されている。そのため、マウント部ＡＥセンサ９１が発生した電圧は、第１のインダクタ９４と第２のインダクタ９５との相互誘導によって、第２のインダクタ９５側に伝送される。第２のインダクタ９５は、制御ユニット３９に接続している。

すなわち、切削装置２が備える切削ユニット６０は、図６に示すように、第１の切削ユニット６０－１と、第２の切削ユニット６０－２とを有し、第１の切削ユニット６０－１の切削ブレード６６－１は、マウント部ＡＥセンサ９１－１が装着されたブレードマウント７１－１で、第１の切削ユニット６０－１においてスピンドルハウジング６３－１に収容されたスピンドル６４－１の一端側に装着され、第２の切削ユニット６０－２の切削ブレード６６－２は、マウント部ＡＥセンサ９１－２が装着されたブレードマウント７１－２で、第２の切削ユニット６０－２においてスピンドルハウジング６３－２に収容されたスピンドル６４－２の一端側に装着される。

切削装置２が備えるチャックテーブル３は、図１、図４、図５及び図６に示すように、本体部２１の上面に平坦な載置面２３を有するテーブルベース２０と、テーブルベース２０の載置面２３に平坦な下面３４が密着して着脱自在に固定され上面の平坦な保持面３３で被加工物１００を吸引保持する保持テーブル３０と、備えて構成される。

テーブルベース２０は、金属等の導体によって形成されており、図１、図４及び図５に示すように、保持テーブル３０を載置して支持及び固定する本体部２１と、この本体部２１の外周部に配置されてフレームユニット１０８のフレーム１０７を保持して固定する４つのフレーム保持部であるクランプ２２とを備える。テーブルベース２０は、その本体部２１の上面に、保持テーブル３０を載置して支持する平坦な載置面２３を有する。

クランプ２２は、本体部２１に対して径方向に移動可能に設けられており、被加工物１００及びフレームユニット１０８の径方向の大きさに応じて使い分けられる保持テーブル３０の径方向の大きさに基づいて、適宜移動して用いられる。

テーブルベース２０は、図４、図５及び図６に示すように、本体部２１の内部に、テーブルベース２０の載置面２３に載置された保持テーブル３０の下面３４に負圧を作用させ、テーブルベース２０に保持テーブル３０を着脱自在に固定する保持テーブル吸引路２４と、載置面２３に載置された保持テーブル３０の保持面吸引路３６に連通し負圧を作用させる被加工物吸引路２５と、が形成されている。テーブルベース２０の本体部２１の載置面２３には、これらの保持テーブル吸引路２４と、被加工物吸引路２５と、が開口している。

テーブルベース２０の本体部２１の載置面２３とは反対側には、図４、図５及び図６に示すように、保持テーブル吸引路２４が第１開閉バルブ２６を介して吸引源２８に接続されている。また、テーブルベース２０の本体部２１の載置面２３とは反対側には、同様に、被加工物吸引路２５が第２開閉バルブ２７を介して吸引源２８に接続されている。吸引源２８は、保持テーブル吸引路２４を介して、テーブルベース２０の載置面２３に負圧を供給する。また、吸引源２８は、被加工物吸引路２５及び保持面吸引路３６を介して、保持テーブル３０においてダイシングテープ１０６を介して被加工物１００を保持する保持面３３に負圧を供給する。

また、切削ユニット６０の作用等に伴って被加工物１００に発生する弾性波９７（図７参照）を、テーブルベース２０の載置面２３に載置された保持テーブル３０を介して検出するテーブル部ＡＥセンサ２９が、図１、図４、図５及び図６に示すように、テーブルベース２０に配設されている。テーブル部ＡＥセンサ２９は、テーブルベース２０の本体部２１の内部の載置面２３に沿って配置されている。テーブル部ＡＥセンサ２９は、上述したマウント部ＡＥセンサ９１と同様の材料で形成されており、被加工物１００の振動を振動信号である電圧に変換する。このように、テーブル部ＡＥセンサ２９は、切削ユニット６０の作用など各種応力によって被加工物１００やチャックテーブル３に発生する振動をとらえ、検出する。

保持テーブル３０は、図１、図４、図５及び図６に示すように、上面に平坦な保持面３３を構成する吸着部３１と、平坦な下面３４を構成するテーブル本体３２とを備える。

吸着部３１は、テーブル本体３２の上面中央部の窪み部３５に嵌め込まれている。吸着部３１は、多数のポーラス孔を備えたポーラスセラミックス等から構成されて、保持面３３全体で、フレームユニット１０８を吸引保持する。

テーブル本体３２は、金属等の導体により円板形状に形成されており、上面中央部に窪み部３５が形成されている。また、テーブル本体３２は、内部に、吸着部３１を介して保持面３３に載置されたフレームユニット１０８のダイシングテープ１０６側に負圧を作用させ、保持テーブル３０に被加工物１００を着脱自在に保持する保持面吸引路３６が、形成されている。テーブル本体３２の下面３４及び窪み部３５には、この保持面吸引路３６が開口している。

テーブルベース２０の載置面２３と保持テーブル３０の下面３４との間には、被加工物吸引路２５と保持面吸引路３６とを密封状態で連通するシール部材３８が設けられている。シール部材３８は、テーブルベース２０側が被加工物吸引路２５の載置面２３側の開口部に設けられたシール部材嵌込部２５ａに嵌め込まれ、保持テーブル３０側が保持面吸引路３６の下面３４側の開口部に設けられたシール部材嵌込部３６ａに嵌め込まれている。

保持テーブル３０は、被加工物１００及びフレームユニット１０８のサイズや種類ごとに交換して用いられる。保持テーブル３０は、図４に示すように、被加工物１００及びフレームユニット１０８の径方向の大きさが比較的小さい場合に用いられる保持テーブル３０－１と、被加工物１００及びフレームユニット１０８の径が比較的大きい場合に用いられる３０－２とが例示される。保持テーブル３０－１及び保持テーブル３０－２は、径方向の大きさを除くその他の構成は、同じである。

テーブルベース２０の載置面２３に保持テーブル３０の下面３４を載せて位置合わせし、吸引源２８の負圧をテーブルベース２０の載置面２３に作用させれば、図５及び図６に示すように、平坦な載置面２３と平坦な下面３４とが互いに負圧密着し、保持テーブル３０は、テーブルベース２０に固定される。さらに、保持テーブル３０の保持面３３にフレームユニット１０８のダイシングテープ１０６側を載せて位置合わせし、吸引源２８の負圧を保持テーブル３０の保持面３３に作用させれば、図５及び図６に示すように、平坦な保持面３３とフレームユニット１０８のダイシングテープ１０６の下側の面とが互いに負圧密着し、フレームユニット１０８は、保持テーブル３０に固定される。

本実施形態では、保持テーブル３０として多数のポーラス孔を備えたポーラスセラミックス等から構成された吸着部３１とテーブル本体３２とを備える形態を例示したがこれに限るものではなく、例えば、吸引源２８の負圧を保持テーブル３０の保持面３３に作用させる吸引溝を形成した構成としてもよい。

また、クランプ２２は、図５及び図６に示すように、保持テーブル３０にフレームユニット１０８を固定する場合、保持テーブル３０の保持面３３よりもフレーム１０７を鉛直方向下側に引き落として保持する。これにより、ダイシングテープ１０６は保持面３３に密着されるため、被加工物１００は、ダイシングテープ１０６を介して保持面３３に強固に支持される。

切削装置２は、図１、図３、図４、図５及び図６に示すように、被加工物１００の加工条件等に合わせて、切削装置２を構成する構成要素をそれぞれ制御する制御ユニット３９を備える。制御ユニット３９は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インタフェース装置とを有し、コンピュータプログラムを実行可能なコンピュータである。

制御ユニット３９の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムをＲＡＭ上で実行して、切削装置２を制御するための制御信号を生成し、生成した制御信号を入出力インタフェース装置を介して切削装置２の各構成要素に出力する。また、制御ユニット３９は、切削加工の動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される図示しない表示ユニットと、オペレータが切削装置２の動作指示及び切削加工内容情報などを入力する際に用いる図示しない入力ユニットとが接続されている。

制御ユニット３９は、テーブル部ＡＥセンサ２９が検出した弾性波９７と、マウント部ＡＥセンサ９１が検出した弾性波９８とに基づいて、切削ユニット６０の作用や各種応力によって発生する状態（トラブル）、例えば、切削ブレード６６の破損や砥石の目詰まり・目潰れまたは切削液供給ノズル６８等の接触等による被加工物１００の欠けやクラック等を検知したか否かを判定する判定部３９－１を有する。判定部３９－１の機能は、制御ユニット３９の演算処理装置が記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより、実現される。

制御ユニット３９は、図４、図５及び図６に示すように、テーブル部ＡＥセンサ２９に接続して、テーブル部ＡＥセンサ２９が検出した弾性波９７の電圧信号（図７参照）を取得する。また、制御ユニット３９は、図５及び図６に示すように、マウント部ＡＥセンサ９１－１，９１－２に接続して、マウント部ＡＥセンサ９１－１，９１－２がそれぞれ検出した弾性波９８－１，９８－２との電圧信号（図７参照）を取得する。

図７は、図１の切削装置において検出される弾性波の振動信号の一例を示すグラフである。図８は、図７中のＶＩＩＩ部を拡大して示すグラフである。図９は、図７中のＩＸ部を拡大して示すグラフである。

図７に示すグラフは、上段がテーブル部ＡＥセンサ２９が検出した弾性波９７の電圧信号を示しており、中段がマウント部ＡＥセンサ９１－１が検出した弾性波９８－１の電圧信号を示しており、下段がマウント部ＡＥセンサ９１－２が検出した弾性波９８－２の電圧信号を示している。図７に示すグラフは、上段、中段及び下段のいずれも、横軸が時間［単位；秒］であり、縦軸が電圧［単位；Ｖ］である。図７に示すグラフは、時間Ｔ１において、特徴的な電圧信号を示しており、中段と下段における時間Ｔ１付近の拡大図を図８及び図９に示している。

制御ユニット３９の判定部３９－１は、テーブル部ＡＥセンサ２９及びマウント部ＡＥセンサ９１－１，９１－２から取得した弾性波９７及び弾性波９８－１，９８－２の各電圧信号に基づいて、まず、各電圧信号の電圧が基準値に対して正方向または負方向のいずれかに第１閾値Ｖ１を超えているか否かを判定する。制御ユニット３９の判定部３９－１は、各電圧信号の電圧がいずれも第１閾値Ｖ１を超えていないと判定した場合、切削ユニット６０の作用等によって発生するトラブル、例えば、切削ブレード６６の破損や砥石の目詰まり・目潰れまたは切削液供給ノズル６８等の接触等による被加工物１００の欠けやクラック等のトラブルの発生を検知していないと判定して、切削ユニット６０を構成する各構成要素の動作を継続させる。

一方、制御ユニット３９の判定部３９－１は、各電圧信号の電圧の少なくとも１つが第１閾値Ｖ１を超えたと判定した場合、発生するトラブル、例えば、切削ブレード６６の破損や砥石の目詰まり・目潰れまたは切削液供給ノズル６８等の接触等による被加工物１００の欠けやクラック等を検知したと判定して、切削ユニット６０を構成する各構成要素の動作を停止させる。例えば、制御ユニット３９の判定部３９－１は、図７のグラフに示す弾性波９７及び弾性波９８－１，９８－２の各電圧信号を取得した場合、弾性波９７の電圧信号の電圧が、時間Ｔ１付近において第１閾値Ｖ１を超えているので、これに基づき、切削ブレード６６の破損や砥石の目詰まり・目潰れまたは切削液供給ノズル６８等の接触等による被加工物１００の欠けやクラック等のトラブルの発生を検知したと判定して、切削ユニット６０を構成する各構成要素の動作を停止させる。

そして、制御ユニット３９の判定部３９－１は、各電圧信号の電圧の少なくとも１つが第１閾値Ｖ１を超えたと判定した場合、どの各電圧信号の電圧が第１閾値Ｖ１を超えたかを判定する。例えば、制御ユニット３９の判定部３９－１は、図７のグラフに示す弾性波９７及び弾性波９８－１，９８－２の各電圧信号を取得した場合、弾性波９７の電圧信号の電圧が、時間Ｔ１付近において第１閾値Ｖ１を超えているので、これに基づいて、電圧信号の電圧が第１閾値Ｖ１を超えた対象が弾性波９７である旨を判定する。

そして、制御ユニット３９の判定部３９－１は、電圧信号の電圧が第１閾値Ｖ１を超えた対象が弾性波９７である場合、被加工物１００の欠けやクラック等のトラブルの発生を検知したと判定し、さらに、弾性波９８－１，９８－２のどちらの電圧信号の電圧が第２閾値Ｖ２を超えたかを判定し、この判定結果に基づいて、切削ユニット６０－１，６０－２のどちらに近い側で、被加工物１００の欠けやクラック等のトラブルの発生が生じた可能性が高いかを判定する。例えば、制御ユニット３９の判定部３９－１は、図７のグラフに示す弾性波９７及び弾性波９８－１，９８－２の各電圧信号を取得した場合、図８及び図９に示すように、電圧信号の電圧が第２閾値Ｖ２を超えた対象が弾性波９８－２である旨を判定し、この判定結果に基づいて、切削ユニット６０－２に近い側で、被加工物１００の欠けやクラック等のトラブルの発生が生じた可能性が高い旨を判定する。

一方、制御ユニット３９の判定部３９－１は、電圧信号の電圧が第１閾値Ｖ１を超えた対象が弾性波９８－１，９８－２のどちらかである場合、この判定結果に基づいて、対応する切削ユニット６０－１，６０－２のどちらか近い側において、切削ブレード６６－１，６６－２の破損や目詰まり・目潰れ等のトラブルの発生を検知したと判定する。

このように、制御ユニット３９の判定部３９－１は、切削ユニット６０の作用等によって発生するトラブルがどの時間に起き、どのような種類であり、どのような場所で起きたかを、詳細に高い精度で判定することができる。

制御ユニット３９には、オペレータから入力ユニットを介して入力される保持テーブル３０のサイズや種類が登録される。例えば、制御ユニット３９には、保持テーブル３０として径方向の大きさが比較的小さい図４に示す保持テーブル３０－１を用いる場合、オペレータにより、保持テーブル３０－１のサイズや種類が登録される。オペレータは、制御ユニット３９への保持テーブル３０－１のサイズや種類の登録に併せて、クランプ２２の本体部２１に対する位置を保持テーブル３０－１のサイズや種類に応じた位置である中心軸側へ移動させる。また、制御ユニット３９には、保持テーブル３０として径方向の大きさが比較的大きい図４に示す保持テーブル３０－２を用いる場合、オペレータにより、保持テーブル３０－２のサイズや種類が登録される。オペレータは、制御ユニット３９への保持テーブル３０－２のサイズや種類の登録に併せて、クランプ２２の本体部２１に対する位置を保持テーブル３０－２のサイズや種類に応じた位置である外周側へ移動させる。

制御ユニット３９は、第１開閉バルブ２６の開閉を制御することで保持テーブル吸引路２４を吸引するか否かを切り替えることにより、テーブルベース２０の載置面２３における保持テーブル３０の固定か否かを切り替える。また、制御ユニット３９は、第２開閉バルブ２７の開閉を制御することで被加工物吸引路２５を吸引するか否かを切り替えることにより、保持テーブル３０の保持面３３において被加工物１００を保持するか否かを切り替える。

このように、実施形態に係る切削装置２は、保持面３３で被加工物１００を吸引保持するチャックテーブル３と、スピンドル６４にブレードマウント７１で固定された切削ブレード６６でチャックテーブル３に保持された被加工物１００を加工する切削ユニット６０と、を備え、切削ブレード６６に発生する弾性波９８をとらえるマウント部ＡＥセンサ９１がブレードマウント７１に装着され、被加工物１００に発生する弾性波９７をとらえるテーブル部ＡＥセンサ２９がチャックテーブル３に装着されるものである。このため、実施形態に係る切削装置２は、被加工物１００に発生する振動はチャックテーブル３に装着したテーブル部ＡＥセンサ２９でとらえ、切削ブレード６６に発生する異常な振動はブレードマウント７１に装着したマウント部ＡＥセンサ９１でとらえるため、切削加工中に被加工物１００に発生した異常をより精度よくとらえる、どのような異常も検出することができるという効果を奏する。

また、実施形態に係る切削装置２は、切削ユニット６０が、第１の切削ユニット６０－１と第２の切削ユニット６０－２とを有し、各切削ユニット６０－１，６０－２の切削ブレード６６－１，６６－２はマウント部ＡＥセンサ９１－１，９１－２が装着されたブレードマウント７１－１，７１－２で切削ユニット６０－１，６０－２に装着される構成である。このため、実施形態に係る切削装置２は、マウント部ＡＥセンサ９１－１，９１－２がそれぞれ検出した弾性波９８－１，９８－２に基づいて、切削ブレード６６－１，６６－２のそれぞれに近い側で発生した異常を個別に検知することができるので、切削ブレード６６－１，６６－２のどちらに近い側で異常が発生しているかを判別することができるという効果を奏する。

また、実施形態に係る切削装置２は、チャックテーブル３が、上面に載置面２３を有するテーブルベース２０と、テーブルベース２０の載置面２３に下面３４が密着して着脱自在に固定され上面の保持面３３で被加工物１００を吸引保持する保持テーブル３０と、を備え、切削ユニット６０の作用等によって保持テーブル３０に発生する弾性波９７を検出するテーブル部ＡＥセンサ２９がテーブルベース２０に配設され、保持テーブル３０が被加工物１００の大きさの変更に対応して交換される構成である。このため、実施形態に係る切削装置２は、保持テーブル３０にテーブル部ＡＥセンサ２９を内蔵する必要がなく、かつ、保持テーブル３０に保持された被加工物１００に発生する弾性波９７を精度良くとらえることができるという効果を奏する。また、実施形態に係る切削装置２は、テーブル部ＡＥセンサ２９がテーブルベース２０に配設されているので、保持テーブル３０を被加工物１００のサイズや種類に応じて変更する度に、保持テーブル３０毎にＡＥセンサを設ける必要がないという効果を奏する。

また、実施形態に係る切削装置２は、保持テーブル３０が、内部に下面３４と保持面３３とを連通させる保持面吸引路３６を備え、テーブルベース２０の載置面２３には、保持テーブル３０の下面３４に負圧を作用させテーブルベース２０に保持テーブル３０を着脱自在に固定する保持テーブル吸引路２４と、載置面２３に載置された保持テーブル３０の保持面吸引路３６に連通し負圧を作用させる被加工物吸引路２５と、が開口している。このため、実施形態に係る切削装置２は、保持テーブル吸引路２４を介して負圧を作用させることで容易にテーブルベース２０に保持テーブル３０を着脱自在に固定することができるとともに、被加工物吸引路２５及び保持面吸引路３６を介して負圧を作用させることで容易に保持テーブル３０に被加工物１００を着脱自在に固定することができる。

また、実施形態に係る切削装置２は、被加工物吸引路２５及び保持面吸引路３６がテーブルベース２０の回転軸の中央に設けられた貫通穴の内部に設けられているので、保持テーブル３０の径方向の大きさに依らず、被加工物吸引路２５と保持面吸引路３６とを容易に連通させることができる。また、実施形態に係る切削装置２は、被加工物吸引路２５の載置面２３側の開口部にシール部材３８を嵌め込むシール部材嵌込部２５ａが設けられており、なおかつ、保持面吸引路３６の下面３４側の開口部にシール部材３８を嵌め込むシール部材嵌込部３６ａが設けられているので、保持テーブル３０の径方向の大きさに依らず、シール部材３８を介して、被加工物吸引路２５と保持面吸引路３６とをより好適に連通させることができる。

また、実施形態に係る切削装置２は、保持テーブル吸引路２４がテーブルベース２０の回転軸に平行に、テーブルベース２０の外周から径方向に離れた位置に設けられているので、保持テーブル３０の径方向の大きさに依らず、好適に保持テーブル３０の下面３４を密着させて着脱自在に固定することができる。

なお、本発明は、上記実施形態等の記載に制限されず種々変更して実施可能である。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。

２切削装置
３チャックテーブル
２０テーブルベース
２３載置面
２４保持テーブル吸引路
２５被加工物吸引路
２５ａ，３６ａシール部材嵌込部
２９テーブル部ＡＥセンサ
３０，３０－１，３０－２保持テーブル
３３保持面
３４下面
３６保持面吸引路
３８シール部材
３９制御ユニット
３９－１判定部
６０，６０－１，６０－２切削ユニット
６４，６４－１，６４－２スピンドル
６６，６６－１，６６－２切削ブレード
７１，７１－１，７１－２ブレードマウント
９１，９１－１，９１－２マウント部ＡＥセンサ
９７，９８，９８－１，９８－２弾性波
１００被加工物

Claims

保持面で被加工物を吸引保持するチャックテーブルと、スピンドルにブレードマウントで固定された切削ブレードで該チャックテーブルに保持された被加工物を加工する切削ユニットと、を備える切削装置であって、
該切削ブレードに発生する弾性波をとらえるマウント部ＡＥセンサが該ブレードマウントに装着され、
該被加工物に発生する弾性波をとらえるテーブル部ＡＥセンサが該チャックテーブルに装着され、
該テーブル部ＡＥセンサ及び該マウント部ＡＥセンサから取得した各弾性波の各電圧信号に基づいて、該切削ユニットの作用によって発生するトラブルを検知したか否かを判定し、該トラブルを検知した場合、該被加工物のトラブルの発生を検知したか、該切削ユニットのトラブルの発生を検知したかを判定する判定部を有する、切削装置。
該判定部は、該テーブル部ＡＥセンサから取得した弾性波の電圧信号に基づいて該トラブルを検知した場合、該被加工物のトラブルの発生を検知したと判定し、該マウント部ＡＥセンサから取得した弾性波の電圧信号に基づいて該トラブルを検知した場合、該切削ユニットのトラブルの発生を検知したと判定する、請求項１に記載の切削装置。
該切削ユニットは、第１の切削ユニットと第２の切削ユニットとを有し、各切削ユニットの該切削ブレードは該マウント部ＡＥセンサが装着された該ブレードマウントで該切削ユニットに装着され、
該判定部は、該テーブル部ＡＥセンサ及び該各切削ユニットの該マウント部ＡＥセンサから取得した各弾性波の各電圧信号に基づいて、該各切削ユニットの作用によって発生するトラブルを検知したか否かを判定し、該トラブルを検知した場合、該被加工物のトラブルの発生を検知したか、該切削ユニットのどちらに近い側において該切削ユニットのトラブルの発生を検知したかを判定する、請求項１または２に記載の切削装置。
該判定部は、該テーブル部ＡＥセンサから取得した弾性波の電圧信号に基づいて該トラブルを検知した場合、該被加工物のトラブルの発生を検知したと判定し、さらに、各切削ユニットの該マウント部ＡＥセンサから取得した弾性波の電圧信号に基づいて、該切削ユニットのどちらに近い側で該被加工物に異常が発生しているかを判定する、請求項３に記載の切削装置。
該チャックテーブルは、上面に載置面を有するテーブルベースと、該テーブルベースの該載置面に下面が密着して着脱自在に固定され上面の該保持面で被加工物を吸引保持する保持テーブルと、を備え、該保持テーブルに発生する弾性波を検出する該テーブル部ＡＥセンサが該テーブルベースに配設され、該保持テーブルは、該被加工物の大きさの変更に対応して交換される請求項１から４のいずれか１項に記載の切削装置。