KR20230138408A - 피가공물의 가공 방법 - Google Patents

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요시마사 코지마
아츠시 쿠보
사토시 하나지마
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

(과제) 피가공물의 양면에 있어서 일치시킬 필요가 있는 중심선끼리의 위치가 소정 평면 내에서 어긋난 경우에는, 양자를 일치시키도록 가공 위치를 수정한 후에, 가공을 진행한다.
(해결 수단) 제1 가공 홈을 제1 가공 유닛을 사용하여 형성하는 제1 가공 홈 형성 공정과, 제1 촬상 유닛으로 제1 가공 홈을 촬상함과 함께, 유지 테이블에 대해 제1 촬상 유닛과는 반대 측에 설치된 제2 촬상 유닛으로, 피가공물의 두께 방향에서 상기 제1 가공 홈에 대응하는 위치에 있는 소정 라인을 촬상하는 촬상 공정과, 제1 가공 홈의 제1 중심선의 위치와 소정 라인의 제2 중심선의 위치가 소정의 평면 내에서 일치하고 있는지 아닌지를 검출하는 검출 공정과, 검출 공정에 있어서 제1 중심선의 위치와 제2 중심선의 위치가 일치하고 있지 않은 경우에는, 일치하도록 가공 위치를 수정하는 수정 공정을 구비하는 피가공물의 가공 방법을 제공한다.

Description

피가공물의 가공 방법{METHOD OF PROCESSING WORKPIECE}
본 발명은, 투명한 재료로 형성된 영역을 갖는 유지 테이블로 유지된 피가공물을 가공하는 피가공물의 가공 방법에 관한 것이다.
휴대 전화, 퍼스널 컴퓨터 등의 전자 기기에는, 디바이스 칩이 탑재되어 있다. 디바이스 칩은, 통상, IC(Integrated Circuit) 등의 디바이스가 표면 측에 복수 개 형성된 실리콘 웨이퍼 등의 피가공물을 분할하여 제조된다.
피가공물을 분할하기 위해서는, 예를 들어, 절삭 장치가 이용된다. 절삭 장치는, 피가공물을 흡인 유지하기 위한 유지면을 갖는 척 테이블을 구비한다. 척 테이블의 상방에는, 절삭 블레이드가 장착된 스핀들을 구비한 절삭 유닛이 형성되어 있다.
피가공물을 분할할 때에는, 통상, 먼저, 피가공물의 이면 측을 유지면에서 흡인 유지함과 함께, 피가공물의 표면 측을 상방으로 노출시킨다. 다음으로, 피가공물의 표면에 격자형으로 설정된 복수의 분할 예정 라인을 따라, 절삭 블레이드를 순차 절입하여 피가공물을 절삭하고, 피가공물을 개개의 디바이스 칩으로 분할한다.
피가공물을 분할할 때에는, 절삭 가공 시에 크랙이나 치핑의 발생을 억제하기 위해서, 표면 및 이면의 각각에 절삭 홈을 형성한 후, 피가공물의 두께 방향에서 절삭 홈끼리를 접속하도록, 피가공물을 절단하는 가공 방법이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1에 기재된 가공 방법에서는, 피가공물의 표면 및 이면에 있어서, 피가공물의 두께 방향에서 서로 대응하는 위치가 되도록 단면에서 볼 때 V자 형상을 갖는 V자 형상 홈을 각각 형성하고, 그 후, 표면 및 이면의 V자 형상 홈끼리를 접속하도록 피가공물을 절단한다.
그 때문에, 특허문헌 1에 기재된 가공 방법에서는, 먼저, 복수의 분할 예정 라인이 설정되어 있는 피가공물의 표면 측을 척 테이블로 흡인 유지하고, 피가공물의 이면을 상방으로 노출시킨다. 계속해서, 척 테이블의 복수 개소에 형성되어 있는 얼라인먼트용 창 및 관측창을 통해, 표면 측의 얼라인먼트 마크(타겟 마크)를 촬상한다.
얼라인먼트를 실시한 후, 피가공물의 이면 측에, 분할 예정 라인을 따라 V자 형상 홈을 형성한다. 그리고, 피가공물의 표리를 반전시켜, 표면 측에도 V자 형상 홈을 형성한다. 그 후, 피가공물의 두께 방향에서 대응하는 위치에 있는 각 V자 형상 홈을 접속하도록, V자 형상 홈의 폭보다 작은 날 두께를 갖는 절삭 블레이드로 피가공물을 절단한다.
그러나, 상기 서술한 절삭 장치를 이용하여 피가공물의 이면 측을 절삭하는 경우, 예를 들어, 표면 측의 얼라인먼트 마크의 형상에 변형이 있으면, 절삭 블레이드의 위치 맞춤 어긋남에 기인하여, 표면 측의 V자 형상 홈의 중심선(즉, V자 형상 홈의 길이 방향과 직교하는 V자 형상 홈의 폭 방향에 있어서의 V자 형상 홈의 폭의 중심 위치를 통과하며, 또한, 당해 길이 방향과 평행한 중심선)의 위치와, 이면 측의 V자 형상 홈의 중심선의 위치가, 소정의 평면 내에서 어긋나는 경우가 있다.
그런데, 피가공물의 표면으로부터 이면까지 피가공물을 절단하는 경우에는, 피가공물의 두께 방향에 대하여 절삭 블레이드가 비스듬하게 절입되는 것에 의해, 소위, 경사 절삭이 생기는 경우가 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조). 경사 절삭이 생기면, 통상, 이면에 노출되는 절삭 홈의 중심선의 위치와, 표면에 노출되는 절삭 홈의 중심선의 위치가, 소정의 평면 내에서 어긋난다.
그러므로, 표면에 노출되는 절삭 홈의 중심선의 위치와, 표면의 분할 예정 라인의 중심선의 위치를, 소정의 평면 내에서 일치시키면, 이번에는, 이면에 노출되는 절삭 홈의 중심선의 위치와, 표면의 분할 예정 라인의 중심선의 위치가, 소정의 평면 내에서 어긋나게 된다.
그러나, 경사 절삭이 발생하는 경우라도, 디바이스 칩의 형상의 사양 요구를 만족시키기 위해서, 이면에 노출되는 절삭 홈의 중심선의 위치와, 표면의 분할 예정 라인의 중심선의 위치를, 소정의 평면 내에서 일치시키는 것이 필요한 경우가 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 평6-275583호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2020-113635호
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 피가공물의 양면에 있어서 일치시킬 필요가 있는 중심선끼리의 위치가 소정의 평면 내에서 어긋난 경우에는, 양자를 일치시키도록 가공 위치를 수정한 후에, 가공을 진행하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 피가공물의 가공 방법으로서, 상기 피가공물의 표면 측을 유지하여 상기 표면과는 반대 측에 위치하는 상기 피가공물의 이면 측을 노출시킨 상태에서, 상기 표면 측에는 도달하지 않는 깊이를 갖는 제1 가공 홈을 제1 가공 유닛을 이용하여 형성하는 제1 가공 홈 형성 공정과, 상기 제1 가공 홈 형성 공정 후, 투명한 재료로 형성된 영역을 갖는 유지 테이블로 상기 피가공물을 유지한 상태에서 제1 촬상 유닛으로 상기 제1 가공 홈을 촬상함과 함께, 상기 유지 테이블에 대해 상기 제1 촬상 유닛과는 반대 측에 설치된 제2 촬상 유닛으로, 상기 표면에 설치되고 또한 상기 피가공물의 두께 방향에서 상기 제1 가공 홈에 대응하는 위치에 있는 미리 정해진 라인을 촬상하는 촬상 공정과, 상기 촬상 공정 후, 상기 제1 촬상 유닛으로 촬상한 상기 제1 가공 홈의 제1 중심선의 위치와, 상기 제2 촬상 유닛으로 촬상한 상기 미리 정해진 라인의 제2 중심선의 위치가 미리 정해진 평면 내에서 일치하고 있는지 아닌지를 검출하는 검출 공정과, 상기 검출 공정에서, 상기 제1 중심선의 위치와, 상기 제2 중심선의 위치가 일치하지 않는 경우에는, 일치하도록 가공 위치를 수정하는 수정 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는, 피가공물의 가공 방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 촬상 공정 전에, 상기 유지 테이블로 상기 이면 측을 유지하여 상기 표면 측을 노출시킨 상태에서, 상기 피가공물의 두께 방향에서 상기 제1 가공 홈의 반대 측에 위치하고, 또한, 상기 제1 가공 홈에 도달하지 않는 깊이를 갖는 제2 가공 홈을, 제2 가공 유닛을 이용하여 형성하는 제2 가공 홈 형성 공정을 더 포함하고, 상기 미리 정해진 라인은, 상기 표면에 위치하는 상기 제2 가공 홈의 개구이고, 상기 검출 공정에서는, 상기 제1 촬상 유닛으로 촬상한 상기 제1 가공 홈의 상기 제1 중심선의 위치와, 상기 제2 촬상 유닛으로 촬상한 상기 제2 가공 홈의 상기 제2 중심선의 위치가, 미리 정해진 평면 내에서 일치하고 있는지 아닌지를 검출하고, 상기 수정 공정에서는, 상기 제2 가공 유닛의 가공 위치를 수정한다.
또한, 바람직하게는, 상기 제1 가공 유닛 및 상기 제2 가공 유닛 중 적어도 한쪽은, 단면에서 볼 때의 외주 단부가 V자 형상을 갖는 절삭 블레이드를 구비하고, 상기 제1 가공 홈 및 상기 제2 가공 홈 중 적어도 한쪽은, 상기 절삭 블레이드의 외주 단부의 형상에 따라, 단면에서 볼 때 V자 형상을 갖는다.
또한, 바람직하게는, 상기 제1 가공 유닛 및 상기 제2 가공 유닛 중 적어도 한쪽은, 상기 피가공물에 흡수되는 파장을 갖는 펄스형의 레이저 빔을 조사 가능한 레이저 조사 유닛이다.
또한, 바람직하게는, 당해 가공 방법은, 상기 피가공물의 두께 방향에서 대응하는 위치에 있는 상기 제1 가공 홈 및 상기 제2 가공 홈이 접속하도록, 제3 가공 유닛으로 상기 피가공물을 분할하는 분할 공정을 더 구비한다.
또한, 바람직하게는, 상기 미리 정해진 라인은, 상기 표면에 설정된 분할 예정 라인이며, 상기 촬상 공정에서는, 상기 분할 예정 라인을 상기 제2 촬상 유닛으로 촬상하고, 상기 수정 공정에서는, 상기 제1 가공 유닛의 가공 위치를 수정한다.
본 발명의 다른 양태에 의하면, 피가공물의 가공 방법으로서, 상기 피가공물의 표면 측을 유지하여 상기 표면과는 반대 측에 위치하는 상기 피가공물의 이면 측을 노출시킨 상태에서, 상기 표면에 도달하는 깊이를 갖는 제1 가공 홈을 제1 가공 유닛을 사용하여 형성하는 제1 가공 홈 형성 공정과, 상기 제1 가공 홈 형성 공정 후, 투명한 재료로 형성된 영역을 갖는 유지 테이블로 상기 피가공물의 상기 표면 측을 흡인 유지한 상태에서 상기 유지 테이블의 상방에 위치하는 상측 촬상 유닛으로 상기 이면에 노출되는 상기 제1 가공 홈을 촬상함과 함께, 상기 유지 테이블의 하방에 위치하는 하측 촬상 유닛으로, 상기 표면 측에 형성되어 있는 얼라인먼트 마크를 촬상하는 촬상 공정과, 상기 촬상 공정 후, 상기 상측 촬상 유닛으로 촬상한 상기 제1 가공 홈의 제1 중심선의 위치와, 상기 하측 촬상 유닛으로 촬상한 상기 얼라인먼트 마크를 기초로 하여 특정되는 분할 예정 라인의 제2 중심선의 위치가 미리 정해진 평면 내에서 일치하고 있는지 아닌지를 검출하는 검출 공정과, 상기 검출 공정에서, 상기 제1 중심선의 위치와, 상기 제2 중심선의 위치가 일치하지 않는 경우에는, 일치하도록 가공 위치를 수정하는 수정 공정을 구비하는 피가공물의 가공 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 의하면, 피가공물의 가공 방법으로서, 상기 피가공물의 이면 측을 유지하여 당해 이면과는 반대 측에 위치하는 상기 피가공물의 표면 측을 노출시킨 상태에서, 상기 이면에 도달하는 깊이를 갖는 제1 가공 홈을 제1 가공 유닛을 사용하여 형성하는 제1 가공 홈 형성 공정과, 상기 제1 가공 홈 형성 공정 후, 투명한 재료로 형성된 영역을 갖는 유지 테이블로 상기 피가공물의 상기 이면 측을 흡인 유지한 상태에서 상기 유지 테이블의 하방에 위치하는 하측 촬상 유닛으로 상기 이면에 노출되는 상기 제1 가공 홈을 촬상함과 함께, 상기 유지 테이블의 상방에 위치하는 상측 촬상 유닛으로, 상기 표면 측에 형성되어 있는 얼라인먼트 마크를 촬상하는 촬상 공정과, 상기 촬상 공정 후, 상기 하측 촬상 유닛으로 촬상한 상기 제1 가공 홈의 제1 중심선의 위치와, 상기 상측 촬상 유닛으로 촬상한 상기 얼라인먼트 마크를 기초로 하여 특정되는 분할 예정 라인의 제2 중심선의 위치가 미리 정해진 평면 내에서 일치하고 있는지 아닌지를 검출하는 검출 공정과, 상기 검출 공정에서, 상기 제1 중심선의 위치와, 상기 제2 중심선의 위치가 일치하지 않는 경우에는, 일치하도록 가공 위치를 수정하는 수정 공정을 구비하는 피가공물의 가공 방법이 제공된다.
본 발명의 일 양태에 따른 가공 방법에서는, 피가공물의 이면 측에 형성된 제1 가공 홈을 제1 촬상 유닛으로 촬상함과 함께, 피가공물의 표면에 설치되며, 또한, 피가공물의 두께 방향에서 제1 가공 홈에 대응하는 위치에 있는 소정 라인을 제2 촬상 유닛으로 촬상한다(촬상 공정).
촬상 공정 후, 제1 촬상 유닛으로 촬상한 제1 가공 홈의 제1 중심선의 위치와, 제2 촬상 유닛으로 촬상한 소정 라인의 제2 중심선의 위치가 소정의 평면 내에서 일치하고 있는지 아닌지를 검출한다(검출 공정). 그리고, 제1 중심선의 위치와, 제2 중심선의 위치가 일치하지 않는 경우에는, 일치하도록 가공 위치를 수정한다(수정 공정).
이와 같이, 피가공물의 표면 및 이면을 직접적으로 관찰하는 것에 의해 제1 중심선의 위치와 제2 중심선의 위치와의 어긋남을 검출하기 때문에, 가령 중심선끼리의 위치 어긋남이 발생한 경우라도, 중심선끼리의 위치가 일치하도록 수정한 후에, 피가공물을 가공할 수 있다. 그러므로, 피가공물의 가공 정밀도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따른 가공 방법에서는, 상측 촬상 유닛으로 촬상한 제1 가공 홈의 제1 중심선의 위치와, 하측 촬상 유닛으로 촬상한 얼라인먼트 마크를 기초로 하여 특정되는 분할 예정 라인의 제2 중심선의 위치가 소정 평면 내에서 일치하지 않는 경우에는, 일치하도록 가공 위치를 수정한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따른 가공 방법에서는, 하측 촬상 유닛으로 촬상한 제1 가공 홈의 제1 중심선의 위치와, 상측 촬상 유닛으로 촬상한 얼라인먼트 마크를 기초로 하여 특정되는 분할 예정 라인의 제2 중심선의 위치가 소정 평면 내에서 일치하지 않는 경우에는, 일치하도록 가공 위치를 수정한다.
그러므로, 경사 절삭이 발생하는 경우에도 제1 중심선의 위치와 제2 중심선의 위치를 일치시킬 수 있다. 이와 같이, 피가공물의 양면에 있어서 일치시킬 필요가 있는 중심선끼리를 일치시킬 수 있다.
도 1은, 절삭 장치의 사시도이다.
도 2는, 피가공물 유닛의 사시도이다.
도 3은, 척 테이블의 사시도이다.
도 4는, 척 테이블의 일부 단면 측면도이다.
도 5는, 도 4의 영역(A)의 확대도이다.
도 6은, 하측 촬상 유닛의 확대 사시도이다.
도 7은, 가공 방법의 흐름도이다.
도 8은, 제1 가공 홈 형성 공정을 도시하는 도면이다.
도 9는, 반전 공정 후의 피가공물의 단면도이다.
도 10은, 제2 가공 홈 형성 공정을 도시하는 도면이다.
도 11은, 촬상 공정을 도시하는 도면이다.
도 12(A)는, 상측 촬상 유닛으로 취득한 화상의 일례이고, 도 12(B)는, 하측 촬상 유닛으로 취득한 화상의 일례이다.
도 13(A)는, 가공 홈의 중심선끼리의 위치가 일치하고 있는 경우의 단면도이고, 도 13(B)는, 가공 홈의 중심선끼리의 위치가 어긋나 있는 경우의 단면도이다.
도 14는, 추가의 제2 가공 홈 형성 공정을 도시하는 도면이다.
도 15는, 분할 공정을 도시하는 도면이다.
도 16은, 제2 실시 형태에 관련되는 제1 가공 홈 형성 공정을 도시하는 도면이다.
도 17은, 제2 실시 형태에 관련되는 제2 가공 홈 형성 공정을 도시하는 도면이다.
도 18은, 제2 실시 형태에 관련되는 촬상 공정을 도시하는 도면이다.
도 19는, 제2 실시 형태에 관련되는 추가의 제2 가공 홈 형성 공정을 도시하는 도면이다.
도 20은, 제2 실시 형태에 관련되는 분할 공정을 도시하는 도면이다.
도 21은, 제3 실시 형태에 관련되는 레이저 가공 장치의 사시도이다.
도 22는, 제3 실시 형태에 관련되는 제1 가공 홈 형성 공정을 도시하는 도면이다.
도 23은, 제3 실시 형태에 관련되는 제2 가공 홈 형성 공정을 도시하는 도면이다.
도 24는, 제3 실시 형태에 관련되는 촬상 공정을 도시하는 도면이다.
도 25는, 제3 실시 형태에 관련되는 추가의 제2 가공 홈 형성 공정을 도시하는 도면이다.
도 26은, 제3 실시 형태에 관련되는 분할 공정을 도시하는 도면이다.
도 27(A)는, 확장 장치 등의 일부 단면 측면도이며, 도 27(B)는, 제4 실시 형태의 따른 분할 공정을 도시하는 도면이다.
도 28은, 제5 실시 형태에 관한 가공 방법의 흐름도이다.
도 29는, 제5 실시 형태에 관련되는 제1 가공 홈 형성 공정을 도시하는 도면이다.
도 30은, 제5 실시 형태에 관련되는 촬상 공정을 도시하는 도면이다.
도 31(A)는, 제5 실시 형태에서 중심선끼리의 위치가 일치하고 있는 경우의 단면도이고, 도 31(B)는, 제5 실시 형태에서 중심선끼리의 위치가 일치하고 있지 않은 경우의 단면도이다.
도 32는, 제6 실시 형태에 관련되는 제1 가공 홈 형성 공정을 도시하는 도면이다.
도 33은, 제6 실시 형태에 관련되는 촬상 공정을 도시하는 도면이다.
도 34는, 제7 실시 형태에 관련되는 촬상 공정을 도시하는 도면이다.
첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 일 양태에 관한 실시 형태에 관해 설명한다. 도 1은, 제1 실시 형태에 관련되는 절삭 장치(2)의 사시도이다. 또한, 도 1에서는, 구성 요소의 일부를 기능 블록으로 나타낸다.
도 1에 도시하는 X축 방향(가공 이송 방향), Y축 방향(인덱싱 이송 방향) 및 Z축 방향(연직 방향)은, 서로 직교한다. X축 방향은, +X 및 -X 방향과 평행하다. 마찬가지로, Y축 방향은, +Y 및 -Y 방향과 평행하고, Z축 방향은, +Z 및 -Z 방향과 평행하다.
절삭 장치(2)는, 각 구성 요소를 지지하는 베이스(4)를 구비한다. 베이스(4)의 전방(+Y 방향)의 모서리부에는, 개구(4a)가 형성되어 있고, 개구(4a) 내에는, 카세트 엘리베이터(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 카세트 엘리베이터의 상면에는, 복수의 피가공물(11)(도 2 참조)을 수용하기 위한 카세트(6)가 재치된다.
피가공물(11)은, 예를 들어, 실리콘(Si), 탄화규소(SiC) 등의 반도체 재료로 형성된 원판 형상의 단결정 기판(웨이퍼)을 포함한다. 다만, 피가공물(11)의 형상, 구조, 크기 등에 제한은 없다. 피가공물(11)은, 다른 반도체, 세라믹스, 수지, 금속 등의 재료로 형성된 기판을 가져도 좋다.
도 2에 도시되는 바와 같이, 피가공물(11)의 표면(11a) 측에는, 격자형으로 복수의 분할 예정 라인(13)이 설정되어 있다. 복수의 분할 예정 라인(13)에 의해 구획된 각 영역에는, IC 등의 디바이스(15), 얼라인먼트 마크(도시하지 않음) 등이 형성되어 있다.
표면(11a) 측에는, 피가공물(11)의 직경보다 대직경의 테이프(다이싱 테이프)(17)가 부착되어 있다. 테이프(17)는, 기재층과, 점착층(풀층)의 적층 구조를 갖고, 가시광, 적외광 등의 소정의 파장 대역의 광이 투과 가능한 투명한 재료로 형성되어 있다.
기재층은, 예를 들어, 폴리올레핀(PO) 등으로 형성되어 있다. 점착층은, 예를 들어, 자외선(UV) 경화형의 아크릴 수지 등의 점착성 수지로 형성되어 있다. 이 테이프(17)의 점착층의 중앙부에는, 피가공물(11)의 표면(11a)이 부착되어 있다.
테이프(17)의 외주 부분에는, 금속으로 형성된 환형의 프레임(19)의 일면이 부착되고, 피가공물(11)이 테이프(17)를 통해 프레임(19)으로 지지된 피가공물 유닛(21)이 형성되어 있다.
도 2는, 피가공물 유닛(21)의 사시도이다. 피가공물 유닛(21)은, 표면(11a)과는 반대 측에 위치하는 피가공물(11)의 이면(11b)이 노출된 상태로, 카세트(6)에 수용되어 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 개구(4a)의 후방(-Y 방향)에는, 직사각형의 개구(4b)가 형성되어 있다. 개구(4b)에는, 원판 형상의 척 테이블(유지 테이블)(10)이 배치되어 있다. 척 테이블(10)의 외주부에는, 원주 방향을 따라 복수의 흡인구가 형성된 원환 형상의 프레임 흡인판(도시하지 않음)이 설치된다.
여기서, 도 3 내지 도 6을 참조하여, 척 테이블(10) 등에 대해서 보다 상세하게 설명한다. 도 3은, 척 테이블(10)의 사시도이고, 도 4는, 척 테이블(10)의 일부 단면 측면도이다. 다만, 도 4에서는, 편의 상, 해칭을 생략하고 있다.
도 5는, 도 4의 영역(A)의 확대도이다. 도 5에서는, 구성 요소의 일부를 기능 블록으로 나타낸다. 척 테이블(10)은, 원판 형상의 유지 부재(12)를 갖는다. 유지 부재(12)는, 대략 평탄한 일면(12a)과, 당해 일면(12a)과는 반대 측에 위치하는 대략 평탄한 타면(12b)을 포함한다.
유지 부재(12)는, 가시광, 적외광(예를 들면, 근적외광)이 투과하는 투명한 재료로 형성되어 있다. 유지 부재(12)는, 예를 들어, 석영 유리, 붕규산 유리, 또는, 소다 유리로 형성되지만, 불화칼슘, 불화리튬, 또는 불화마그네슘으로 형성되어도 된다.
유지 부재(12)의 내부에는, 유지 부재(12)를 상면에서 본 경우에 원판의 중심축을 가로지르도록, 직선형의 제1 흡인로(12c1)가 형성되어 있다. 또한, 일면(12a)에 대략 평행한 평면에 있어서 제1 흡인로(12c1)와 직교하는 양태로 직선형의 제2 흡인로(12c2)가 형성되어 있다.
제1 흡인로(12c1) 및 제2 흡인로(12c2)는, 원판의 중심축에 위치하는 중심점(12c3)에서 서로 접속하고 있다. 일면(12a)의 외주부에는, 복수의 개구부(12d)가 형성되어 있다. 각 개구부(12d)는, 일면(12a)으로부터 타면(12b)에 도달하지 않는 소정의 깊이까지 형성되어 있다.
제1 흡인로(12c1)의 양단부와, 제2 흡인로(12c2)의 양단부에는, 각각 개구부(12d)가 형성되어 있다. 각 개구부(12d)는, 유지 부재(12)의 외주부의 소정의 깊이로 형성되어 있는 외주 흡인로(12e)에 의해 접속되어 있다.
개구부(12d)의 외주 측에는 직경 방향을 따라 연장되는 흡인로(12f)가 형성되어 있고, 흡인로(12f)에는, 이젝터 등의 흡인원(14)이 접속되어 있다(도 5 참조). 흡인원(14)을 동작시켜 부압을 발생시키면, 개구부(12d)에는 부압이 발생한다. 그러므로, 일면(12a)은, 피가공물 유닛(21)(피가공물(11))을 흡인하여 유지하는 유지면으로서 기능한다.
제1 흡인로(12c1), 제2 흡인로(12c2), 개구부(12d), 외주 흡인로(12e), 흡인로(12f) 등의 유로에서는, 입사한 광의 일부가 산란 또는 반사된다. 그러므로, 유지 부재(12)의 유로는, 일면(12a) 또는 타면(12b)에서 본 경우에, 완전히 투명하지 않고, 투광성을 갖는 경우나 불투명한 경우가 있다.
그러나, 이들 유로를 제외한 유지 부재(12)의 소정의 영역은, 일면(12a)으로부터 타면(12b)까지 투명하다. 예를 들어, 제1 흡인로(12c1) 및 제2 흡인로(12c2)에 의해 4분할되고, 또한, 유지 부재(12)의 직경 방향에 있어서 외주 흡인로(12e)보다 내측에 위치하는 영역은, 일면(12a)으로부터 타면(12b)까지 투명하다.
유지 부재(12)의 외주에는, 스테인리스 등의 금속 재료로 형성된 원통형의 프레임체(16)가 설치되어 있다. 프레임체(16)의 상부에는 개구부(16a)가 형성되어 있고(도 5 참조), 유지 부재(12)는, 이 개구부(16a)를 막도록 배치되어 있다.
프레임체(16)는, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, X축 방향 이동 테이블(18)에 지지되어 있다. X축 방향 이동 테이블(18)은, 직사각형의 바닥판(18a)을 포함한다. 바닥판(18a)의 전방(+Y 방향)의 단부(端部)에는, 직사각형의 측판(18b)의 하단부가 접속되어 있다.
측판(18b)의 상단부에는, 바닥판(18a)과 동일한 직사각형의 천장판(18c)의 전방의 단부가 접속되어 있다. 바닥판(18a) 및 천장판(18c)은, Z축 방향에서 중첩되도록 배치되어 있고, 바닥판(18a), 측판(18b) 및 천장판(18c)에 의해, 후방(-Y 방향) 측 및 X축 방향의 양측이 개방된 공간(18d)이 형성되어 있다.
바닥판(18a)의 하방(-Z 방향) 측은, 정지 베이스(도시하지 않음)의 상면에 고정된 한 쌍의 X축 가이드 레일(20)에 슬라이드 가능하게 장착되어 있다. X축 가이드 레일(20)의 근방에는, X축 리니어 스케일(20a)이 설치되어 있다.
X축 방향 이동 테이블(18)의 하면 측에는, 판독 헤드(도시하지 않음)가 설치되어 있다. X축 리니어 스케일(20a)의 눈금을 판독 헤드를 이용하여 검출하는 것에 의해, X축 방향 이동 테이블(18)의 X축 방향의 위치(좌표)나, X축 방향의 이동량이 산출된다.
바닥판(18a)의 하면 측에는, 너트부(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 이 너트부에는, X축 방향에 대략 평행하게 배치된 나사 축(22)이, 볼(도시하지 않음)을 통해 회전 가능하게 연결되어 있다. 나사 축(22)의 일단부에는, 모터(24)가 연결되어 있다.
모터(24)를 동작시키면, 나사 축(22)이 회전하고, X축 방향 이동 테이블(18)은, X축 방향을 따라 이동한다. X축 방향 이동 테이블(18), 한 쌍의 X축 가이드 레일(20), 나사 축(22), 모터(24) 등은, X축 방향 이동 기구(26)를 구성한다.
천장판(18c)의 상면 측에는, 상기 서술한 프레임체(16)가, Z축 방향에 대략 평행한 회전축의 둘레로 회전 가능하게 지지되어 있다. 천장판(18c)보다 상방에 위치하는 프레임체(16)의 측면은, 풀리부(16b)로서 기능한다.
측판(18b)의 외측 측면에는, 모터 등의 회전 구동원(30)이 설치되어 있다. 회전 구동원(30)의 회전축에는, 풀리(30a)가 설치되어 있다. 풀리(30a) 및 풀리부(16b)에는, 벨트(28)가 걸려 있다.
회전 구동원(30)을 동작시키면, 프레임체(16)는, Z축 방향에 대략 평행한 회전축의 둘레로 회전한다. 풀리(30a)의 회전을 제어하는 것에 의해, 회전축의 둘레에서 임의의 각도만큼 척 테이블(10)은 회전한다.
X축 방향 이동 기구(26)의 X축 방향의 연장선 상에는, 하측 촬상 유닛(제1 촬상 유닛)(54)을 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 방향 이동 기구(32)가 설치되어 있다. Y축 방향 이동 기구(32)는, Y축 방향에 대략 평행한 한 쌍의 Y축 가이드 레일(34)을 구비한다. 한 쌍의 Y축 가이드 레일(34)은, 정지 베이스(도시하지 않음)의 상면에 고정되어 있다.
Y축 가이드 레일(34) 상에는, Y축 방향 이동 테이블(36)이 슬라이드 가능하게 장착되어 있다. Y축 방향 이동 테이블(36)의 하면 측에는, 너트부(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 이 너트부에는, Y축 방향에 대략 평행하게 배치된 나사 축(38)이 볼(도시하지 않음)을 통해 회전 가능하게 연결되어 있다.
나사 축(38)의 일단부에는, 모터(40)가 연결되어 있다. 모터(40)로 나사 축(38)을 회전시키면, Y축 방향 이동 테이블(36)은, Y축 방향을 따라 이동한다. Y축 가이드 레일(34)의 근방에는, Y축 리니어 스케일(도시하지 않음)이 설치되어 있다.
또한, Y축 방향 이동 테이블(36)의 하면 측에는, 판독 헤드(도시하지 않음)가 설치되어 있다. Y축 리니어 스케일의 눈금을 판독 헤드로 검출하는 것에 의해, Y축 방향 이동 테이블(36)의 Y축 방향의 위치(좌표)나, Y축 방향의 이동량이 산출된다.
Y축 방향 이동 테이블(36)의 상면에는, Z축 방향 이동 기구(42)가 설치되어 있다. Z축 방향 이동 기구(42)는, Y축 방향 이동 테이블(36)의 상면에 고정된 지지 구조(42a)를 갖는다. 도 6에 도시되는 바와 같이, 지지 구조(42a)의 일면에는, Z축 방향에 대략 평행하게 배치된 한 쌍의 Z축 가이드 레일(44)이 고정되어 있다.
Z축 가이드 레일(44)에는, Z축 이동 플레이트(46)가 슬라이드 가능하게 장착되어 있다. Z축 이동 플레이트(46)의 지지 구조(42a) 측에는, 너트부(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 이 너트부에는, Z축 방향에 대략 평행하게 배치된 나사 축(48)이 볼(도시하지 않음)을 통해 회전 가능하게 연결되어 있다.
나사 축(48)의 상단부에는, 모터(50)가 연결되어 있다. 모터(50)로 나사 축(48)을 회전시키면, Z축 이동 플레이트(46)는, Z축 방향을 따라 이동한다. Z축 가이드 레일(44)의 근방에는, Z축 리니어 스케일(도시하지 않음)이 설치되어 있다.
Z축 이동 플레이트(46)에는, 판독 헤드(도시하지 않음)가 설치되어 있다. Z축 리니어 스케일의 눈금을 판독 헤드로 검출하는 것에 의해, Z축 이동 플레이트(46)의 Z축 방향의 위치(좌표) 등이 산출된다.
Z축 이동 플레이트(46)에는, 길이부가 X축 방향을 따라 배치된 지지 아암(52)을 통해, 하측 촬상 유닛(54)이 고정되어 있다. 도 6은, 하측 촬상 유닛(54)의 확대 사시도이다. 하측 촬상 유닛(54)은, 저배율 카메라(56)와, 고배율 카메라(58)를 포함하는, 소위, 현미경 카메라 유닛이다.
저배율 카메라(56) 및 고배율 카메라(58)의 각각은, 집광 렌즈 등의 소정의 광학계와, CCD(Charge-Coupled Device) 이미지 센서, CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 이미지 센서 등의 촬상 소자를 갖는다(모두 도시하지 않음).
본 예에서는, 가시광을 광전 변환 가능한 촬상 소자를 사용한다. 하측 촬상 유닛(54)은, 척 테이블(10)보다 하방(즉, 척 테이블(10)에 대해 상측 촬상 유닛(86a, 86b)과는 반대 측)에 설치되어 있다. 또한, 각 집광 렌즈의 광축은, 유지 부재(12)의 타면(12b)에 대략 수직으로 배치되어 있다.
저배율 카메라(56)의 측방에는, 상방에 배치되는 피가공물(11) 등에 대하여 가시광을 조사하는 조명 장치(56a)가 설치되어 있다. 마찬가지로, 고배율 카메라(58)의 측방에도, 조명 장치(58a)가 설치되어 있다.
하측 촬상 유닛(54)으로 피가공물(11)을 촬상하는 경우에는, X축 방향 이동 테이블(18)을 이동시켜, 공간(18d)에 하측 촬상 유닛(54)을 배치한다. 그리고, 유지 부재(12)를 통해 피가공물(11)을 하방으로부터 촬상하면, 표면(11a) 측의 화상을 취득할 수 있다.
여기서, 도 1로 되돌아가, 절삭 장치(2)의 다른 구성 요소에 대해서 설명한다. 천장판(18c)의 X축 방향의 양측에는, 신축 가능한 벨로우즈 형상 커버가, 개구(4b)를 덮는 양태로 장착되어 있다. 또한, 개구(4b)의 상방에는, Y축 방향에 있어서 개구(4b)를 걸치도록, 도어형의 지지 구조(4c)가 설치되어 있다.
지지 구조(4c)의 -X 방향의 일측면에는, 2개의 가공 유닛 이동 기구(인덱싱 이송 유닛, 절입 이송 유닛)(60)가 설치되어 있다. 각 가공 유닛 이동 기구(60)는, 지지 구조(4c)의 일측면에 고정된 한 쌍의 Y축 가이드 레일(62)을 공유하고 있다.
한 쌍의 Y축 가이드 레일(62)은, Y축 방향에 대략 평행하게 배치되어 있다. 한 쌍의 Y축 가이드 레일(62)에는, 2개의 Y축 이동 플레이트(64)가 서로 독립적으로 슬라이드 가능한 양태로 장착되어 있다.
Y축 이동 플레이트(64)의 일면에는, 너트부(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 이 너트부에는, Y축 방향으로 대략 평행하게 배치된 나사 축(66)이 볼(도시하지 않음)을 통해 회전 가능하게 연결되어 있다. 각 Y축 이동 플레이트(64)의 너트부는, 상이한 나사 축(66)에 연결되어 있다.
각 나사 축(66)의 일단부에는, 모터(68)가 연결되어 있다. 모터(68)로 나사 축(66)을 회전시키면, Y축 이동 플레이트(64)는, Y축 방향을 따라서 이동한다.
후방(-Y 방향) 측에 위치하는 Y축 이동 플레이트(64)의 타면에 설치된 한 쌍의 Z축 가이드 레일(72)에는, Z축 이동 플레이트(70a)의 일면 측이 슬라이드 가능하게 장착되어 있다.
마찬가지로, 전방(+Y 방향) 측에 위치하는 Y축 이동 플레이트(64)의 타면에 설치된 한 쌍의 Z축 가이드 레일(72)에는, Z축 이동 플레이트(70b)의 일면 측이 슬라이드 가능하게 장착되어 있다.
Z축 이동 플레이트(70a) 및 Z축 이동 플레이트(70b)의 각 일면에는, 각각 너트부(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 너트부에는, 나사 축(74)이 볼(도시하지 않음)을 통해 회전 가능하게 연결되어 있다. 각 나사 축(74)은, Z축 방향에 대략 평행하게 배치되어 있다.
나사 축(74)의 상단부에는, 모터(76)가 연결되어 있다. 모터(76)로 나사 축(74)을 회전시키면, Z축 이동 플레이트(70a) 및 Z축 이동 플레이트(70b)는, 각각 Z축 방향을 따라 이동한다.
후방(-Y 방향) 측에 배치된 Z축 이동 플레이트(70a)의 하부에는, 제1 절삭 유닛(제1 가공 유닛, 제2 가공 유닛)(78a)이 설치되어 있다. 제1 절삭 유닛(78a)은, 통형의 스핀들 하우징(80a)을 구비한다.
스핀들 하우징(80a) 내에는, 원기둥 형상의 스핀들(82a)(도 8 참조)의 일부가 회전 가능하게 수용되어 있다. 스핀들(82a)의 일단부에는, 모터 등의 회전 구동원(도시하지 않음)이 설치되어 있다.
스핀들(82a)의 타단부에는, 원환 형상의 절삭 날을 갖는 제1 절삭 블레이드(84a)가 장착되어 있다. 본 예의 제1 절삭 블레이드(84a)는, 와셔형(허브리스형)이지만, 허브형이어도 좋다.
Z축 이동 플레이트(70a)의 하부에는, 상측 촬상 유닛(제2 촬상 유닛)(86a)이 고정되어 있다. 요컨대, 상측 촬상 유닛(86a)의 위치는, 제1 절삭 유닛(78a)에 대해 고정되어 있다.
상측 촬상 유닛(86a)은, 척 테이블(10)보다 상방에 배치되어 있다. 상측 촬상 유닛(86a)은, 소위, 현미경 카메라 유닛이다. 상측 촬상 유닛(86a)은, 광축이 유지 부재(12)의 일면(12a)에 대략 수직으로 배치된 집광 렌즈 등을 포함하는 소정의 광학계와, 가시광 등을 광전 변환 가능한 촬상 소자를 갖는다(모두 도시하지 않음).
마찬가지로, 전방(+Y 방향) 측에 배치된 Z축 이동 플레이트(70b)의 하부에는, 제3 절삭 유닛(제3 가공 유닛)(78b)이 설치되어 있다. 제3 절삭 유닛(78b)도, 스핀들 하우징(80b)을 구비하고, 스핀들 하우징(80b) 내에는, 원기둥 형상의 스핀들(82b)(도 15 참조)의 일부가 회전 가능하게 수용되어 있다.
스핀들(82b)의 일단부에는, 모터 등의 회전 구동원(도시하지 않음)이 설치되어 있고, 스핀들(82b)의 타단부에는, 제3 절삭 블레이드(84b)가 장착되어 있다(도 15 참조). 본 예의 제3 절삭 블레이드(84b)는, 와셔형(허브리스형)이지만, 허브형이어도 좋다.
다만, 제3 절삭 블레이드(84b)의 날 두께(84b1)(도 15 참조)는, 제1 절삭 블레이드(84a)의 날 두께(84a1)(도 8 참조)에 비해 얇다. 그러므로, 제3 절삭 블레이드(84b)로 피가공물(11)을 절삭했을 때에 형성되는 가공 홈(절삭 홈)의 폭은, 제1 절삭 블레이드(84a)로 형성되는 제1 가공 홈(절삭 홈)(13a)의 폭(13a1)에 비해 작아진다(도 15 참조).
Z축 이동 플레이트(70b)의 하부에는, 제3 절삭 유닛(78b)에 대한 위치가 고정된 상측 촬상 유닛(86b)이 설치되어 있다. 상측 촬상 유닛(86b)의 구조 등은, 상측 촬상 유닛(86a)과 대략 동일하다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 개구(4b)의 후방(-Y 방향)에는, 원형의 개구(4d)가 형성되어 있다. 개구(4d) 내에는, 절삭 후의 피가공물(11) 등을 순수 등의 세정수로 세정하기 위한 세정 유닛(90)이 설치되어 있다.
베이스(4) 상에는, 하우징(도시하지 않음)이 설치되어 있고, 하우징의 전방(+Y 방향)의 측면에는, 작업자가 지시를 입력하기 위한 입력부(즉, 입력 인터페이스)와, 작업자에게 정보를 표시하기 위한 표시부를 겸하는 터치 패널(92)이 설치되어 있다.
터치 패널(92)에는, 예를 들어, 상측 촬상 유닛(86a, 86b) 및 하측 촬상 유닛(54)으로 촬상한 화상이 표시된다. 터치 패널(92)에는, 상측 촬상 유닛(86a)으로 촬상한 화상(88a)과 함께, 화상 처리에 의해 상측 촬상 유닛(86a)의 기준선(92a)이 표시된다(도 12(A) 참조).
기준선(92a)은, 상측 촬상 유닛(86a)의 촬상 영역의 중심을 횡단하고 X축 방향에 대략 평행한 직선이다. 상측 촬상 유닛(86a)은, 피가공물(11)을 직접적으로 관찰하기 위한 눈으로서 기능한다.
마찬가지로, 터치 패널(92)에는, 하측 촬상 유닛(54)으로 촬상한 화상(88b)과 함께, 화상 처리에 의해 기준선(92b)이 표시된다(도 12(B) 참조). 기준선(92b)도, 기준선(92a)과 마찬가지로, 하측 촬상 유닛(54)의 촬상 영역의 중심을 횡단하고 X축 방향에 대략 평행한 직선이다.
하측 촬상 유닛(54)도, 상측 촬상 유닛(86a)과 마찬가지로, 피가공물(11)을 직접적으로 관찰하기 위한 눈으로서 기능한다. 또한, 상측 촬상 유닛(86a) 및 하측 촬상 유닛(54)의 원점 위치는, 일치하도록 미리 설정되어 있으므로, 기준선(92a) 및 기준선(92b)은, X-Y 평면에서 서로 일치하도록 미리 설정되어 있어, 어긋나는 일은 없다.
터치 패널(92)에는, 하측 촬상 유닛(54)과 상측 촬상 유닛(86a, 86b)에 의해 촬상된 화상에 부가하여, 가공 조건, GUI(Graphical User Interface) 등이 표시된다. 절삭 장치(2)는, 터치 패널(92) 등을 제어하는 제어부(94)를 구비한다.
제어부(94)는, 흡인원(14), X축 방향 이동 기구(26), 회전 구동원(30), Y축 방향 이동 기구(32), Z축 방향 이동 기구(42), 하측 촬상 유닛(54), 가공 유닛 이동 기구(60), 제1 절삭 유닛(78a), 제3 절삭 유닛(78b), 상측 촬상 유닛(86a, 86b) 등도 제어한다.
제어부(94)는, 예를 들어, CPU(Central Processing Unit)로 대표되는 프로세서 등의 처리 장치와, 기억 장치(96)를 포함하는 컴퓨터에 의해 구성되어 있다. 기억 장치(96)는, DRAM(Dynamic Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), ROM(Read Only Memory) 등의 주기억 장치와, 플래시 메모리, 하드 디스크 드라이브, 솔리드 스테이트 드라이브 등의 보조 기억 장치를 갖는다.
보조 기억 장치에는, 소정의 프로그램을 포함하는 소프트웨어가 기억되어 있다. 이 소프트웨어에 따라 처리 장치를 동작시키는 것에 의해, 제어부(94)의 기능이 실현된다. 다음에, 절삭 장치(2)를 이용하여 피가공물(11)을 절삭하는 절삭 방법(가공 방법)에 대해서 설명한다.
도 7은, 제1 실시 형태에 관련되는 절삭 방법의 흐름도이다. 피가공물(11)을 절삭하기 위해서는, 우선, 이면(11b) 측을 상방으로 노출시킨 상태에서, 척 테이블(10)로 테이프(17)를 통해 표면(11a) 측을 흡인 유지한다(유지 공정(S10)).
유지 공정(S10) 후, 제1 절삭 유닛(78a)을 이용하여 이면(11b) 측에 제1 가공 홈(13a)을 형성한다(제1 가공 홈 형성 공정(S20)). 도 8은, 제1 가공 홈 형성 공정(S20)을 도시하는 도면이다.
제1 가공 홈 형성 공정(S20)에서는, 우선, 하측 촬상 유닛(54)으로 표면(11a) 측을 촬상하여, 얼라인먼트를 실시한다. 계속해서, 회전 구동원(30)을 동작시켜 제1 방향을 따르는 분할 예정 라인(13)을 X축 방향과 대략 평행하게 한다(즉, 소위 θ 맞춤을 실시한다).
계속해서, 하나의 분할 예정 라인(13)의 연장선 상에 제1 절삭 블레이드(84a)를 배치함과 함께, 고속(예를 들어, 30,000rpm)으로 회전하는 제1 절삭 블레이드(84a)의 하단을, 이면(11b)으로부터 표면(11a)에는 도달하지 않는 소정의 깊이(23a)에 위치시킨다.
이 상태에서, 제1 절삭 블레이드(84a)에 순수 등의 절삭수를 공급하면서, X축 방향 이동 테이블(18)을 가공 이송하는(즉, X축 방향을 따라 이동시키는) 것에 의해, 소정의 깊이(23a)를 갖는 하나의 제1 가공 홈(13a)(즉, 소위, 하프 컷 홈)을 형성한다. 가공 이송 속도는, 예를 들어, 30mm／s으로 한다.
다만, 깊이(23a)는, 피가공물(11)의 두께(11c)의 절반이 아니어도 좋다. 본 실시 형태의 깊이(23a)는, 피가공물(11)의 두께(11c)의 절반보다 작다. 예를 들어, 피가공물(11)의 두께(11c)가 100㎛인 경우, 깊이(23a)는 25㎛로 설정된다. 다만, 깊이(23a)는, 표면(11a)에 도달하지 않을 정도로, 적절히 조절해도 된다.
하나의 제1 가공 홈(13a)을 형성한 후, 소정의 인덱싱 이송량만큼 제1 절삭 유닛(78a)을 인덱싱 이송하고, 제1 방향의 다른 분할 예정 라인(13)을 따라 이면(11b) 측을 절삭한다.
동일하게 하여, 제1 방향을 따르는 나머지의 모든 분할 예정 라인(13)을 따라서 이면(11b) 측을 절삭한 후, 척 테이블(10)을 대략 90도 회전시켜, 제1 방향에 직교하는 제2 방향을 따르는 분할 예정 라인(13)을 X축 방향과 대략 평행하게 한다.
그리고, 제2 방향을 따르는 모든 분할 예정 라인(13)을 따라 이면(11b) 측을 동일하게 절삭하여, 제1 가공 홈(13a)을 형성한다. 이면(11b) 측의 모든 분할 예정 라인(13)을 따라 피가공물(11)을 절삭한 후, 세정 유닛(90)으로 피가공물(11)을 세정한다. 그 후, 피가공물 유닛(21)을 절삭 장치(2)로부터 취출한다.
그 후, 도 9에 도시되는 바와 같이, 이면(11b) 및 프레임(19)의 타면에 별도의 테이프(다이싱 테이프)(27)를 부착하여, 이면(11b) 측에 테이프(27)가 부착되고 또한 표면(11a)이 노출된 피가공물 유닛(31)을 형성한다(반전 공정(S30)).
도 9는, 반전 공정(S30) 후의 피가공물(11)의 단면도이다. 또한, 절삭 장치(2)가 테이프 교체 부착 장치를 갖는 경우에는, 절삭 장치(2)로부터 피가공물 유닛(21)을 취출하지 않고, 절삭 장치(2) 내에서 반전 공정(S30)을 실시해도 좋다.
테이프(27)는, 테이프(17)와 마찬가지로, 기재층과, 점착층(풀층)의 적층 구조를 갖고, 가시광 등의 소정의 파장 대역의 광이 투과 가능한 투명한 재료로 형성되어 있다. 반전 공정(S30) 후, 척 테이블(10)에서 피가공물(11)의 이면(11b) 측을 흡인 유지하고, 표면(11a) 측을 상방으로 노출시킨다.
이 상태에서, 제1 절삭 유닛(78a)을 이용하여 제2 가공 홈 형성 공정(S40)을 실시한다. 도 10은, 제2 가공 홈 형성 공정(S40)을 도시하는 도면이다. 제2 가공 홈 형성 공정(S40)에서도, 제1 가공 홈 형성 공정(S20)과 마찬가지로, 우선, 상측 촬상 유닛(86a)으로 얼라인먼트 및 θ 맞춤을 실시한다.
계속해서, 하나의 분할 예정 라인(13)의 연장선 상에 제1 절삭 블레이드(84a)를 위치시킴과 함께, 고속으로 회전하는 제1 절삭 블레이드(84a)의 하단을, 표면(11a)으로부터 제1 가공 홈(13a)에 도달하지 않는 소정의 깊이(23b)에 위치시킨다.
그리고, 마찬가지로 절삭수를 공급하면서 X축 방향 이동 테이블(18)을 가공 이송하는 것에 의해, 피가공물(11)의 두께 방향(11d)에서 제1 가공 홈(13a)의 반대 측에 위치하고, 또한, 제1 가공 홈(13a)에 도달하지 않는 소정의 깊이(23b)를 갖는 제2 가공 홈(13b)을 1개만 형성한다.
또한, 표면(11a) 측의 절삭 시에도, 제1 절삭 블레이드(84a)의 회전수를, 예를 들어, 30,000rpm으로 하고, 가공 이송 속도를, 예를 들어, 30mm／s으로 한다.
제2 가공 홈(13b)도, 제1 가공 홈(13a)과 마찬가지로, 소위, 하프 컷 홈이다. 다만, 깊이(23b)는, 피가공물(11)의 두께(11c)의 절반이 아니어도 좋다. 본 실시 형태의 깊이(23b)는, 피가공물(11)의 두께(11c)의 절반보다 작다.
예를 들어, 피가공물(11)의 두께(11c)가 100㎛인 경우, 깊이(23b)는 25㎛로 설정된다. 다만, 깊이(23b)는, 제1 가공 홈(13a)에 도달하지 않는 한, 적절히 조절해도 좋다.
제2 가공 홈 형성 공정(S40) 후, 상측 촬상 유닛(86a)으로 표면(11a) 측의 제2 가공 홈(13b)을 촬상함과 함께, 하측 촬상 유닛(54)(예를 들어, 고배율 카메라(58) 및 조명 장치(58a))으로 이면(11b) 측의 제1 가공 홈(13a)을 촬상한다(촬상 공정(S50)).
도 11은, 촬상 공정(S50)을 도시하는 도면이다. 상측 촬상 유닛(86a)은, 상방으로 노출되어 있는 표면(11a)에 초점을 맞추어, 표면(11a)에 위치하는 제2 가공 홈(13b)의 가늘고 긴 개구(즉, 소정 라인)(13b3)를 촬상한다.
개구(13b3)는, 표면(11a)에 위치하고 있고, 또한, 두께 방향(11d)에서 제1 가공 홈(13a)에 대응하는 위치에 있다. 촬상 공정(S50)에서는, 마찬가지로, 하측 촬상 유닛(54)은, 테이프(27)를 통해 이면(11b)에 초점을 맞춰, 제1 가공 홈(13a)의 가늘고 긴 개구(13a3)를 촬상한다.
도 12(A)는, 상측 촬상 유닛(86a)으로 취득한 표면(11a) 측의 화상(88a)의 일례이다. 또한, 도 12(A)에 도시되는 화상(88a)에서는, 제2 가공 홈(13b)의 제2 중심선(13b2)과, 기준선(92a)이 일치한다.
제2 중심선(13b2)은, 제2 가공 홈(13b)에서의 개구(13b3)의 폭 방향의 중심에 위치하고, 또한, 제2 가공 홈(13b)의 당해 폭 방향과 직교하는 길이 방향과 대략 평행하다. 제2 중심선(13b2)은, 절삭 시에서의 제1 절삭 블레이드(84a)의 절삭 날의 두께 방향의 중심(84a2)(도 10 참조)에 대략 대응한다.
도 12(B)는, 하측 촬상 유닛(54)으로 취득한 이면(11b) 측의 화상(88b)의 일례이다. 도 12(B)에 도시되는 화상(88b)에서는, 제1 가공 홈(13a)의 제1 중심선(13a2)과, 기준선(92b)이 일치한다.
마찬가지로, 제1 중심선(13a2)은, 제1 가공 홈(13a)에서의 개구(13a3)의 폭 방향의 중심에 위치하고, 또한, 제1 가공 홈(13a)의 당해 폭 방향과 직교하는 길이 방향과 대략 평행하다. 제1 중심선(13a2)은, 절삭 시에 있어서의 제1 절삭 블레이드(84a)의 절삭 날의 두께 방향의 중심(84a2)(도 8 참조)에 대략 대응한다.
또한, 상기 서술한 바와 같이, 기준선(92a) 및 기준선(92b)은 X-Y 평면에서 서로 일치하고 있고, X-Y 평면 내의 동일한 영역을 Z축 방향의 상이한 방향에서 촬상하는 것에 의해, 화상(88a, 88b)이 얻어지고 있다.
촬상 공정(S50) 후, 제어부(94)는, 화상(88a) 및 화상(88b)에 기초하여, 제1 가공 홈(13a)과 제2 가공 홈(13b)의 어긋남을 검출한다(검출 공정(S60)).
구체적으로는, 검출 공정(S60)에서는, 제어부(94)가 화상(88a, 88b)에 대해 소정의 화상 처리를 실시하는 것에 의해, 제1 가공 홈(13a)의 제1 중심선(13a2)의 위치와, 제2 가공 홈(13b)의 제2 중심선(13b2)의 위치가, X-Y 평면(소정의 평면) 내에서 일치하고 있는지 아닌지를 검출한다.
예를 들어, 우선, 화상 처리에 의해, 제1 가공 홈(13a)의 제1 중심선(13a2)과, 제2 가공 홈(13b)의 제2 중심선(13b2)의 각 위치(예를 들어, 중심점(12c3)을 원점으로 하는 좌표)를 특정한다. 계속해서, 제1 중심선(13a2) 및 제2 중심선(13b2) 간의 어긋남에 대응하는 길이가 산출된다.
화상(88a) 및 화상(88b) 중 1화소에 상당하는 길이는 카메라의 배율 등에 따라서 미리 설정되어 있기 때문에, 제1 중심선(13a2) 및 제2 중심선(13b2) 사이의 화소수에 기초하여, 어긋남량이 산출된다. 또한, 화상 처리나, 어긋남량을 산출하는 프로그램은, 기억 장치(96)의 보조 기억 장치에 미리 기억되어 있다.
도 13(A)는, 제1 가공 홈(13a)의 제1 중심선(13a2)의 위치와, 제2 가공 홈(13b)의 제2 중심선(13b2)의 위치가, X-Y 평면 내에서 일치하고 있는 경우의 피가공물(11)의 일부의 확대 단면도이다. 일치하고 있는 경우(S62에서 YES), 추가의 제2 가공 홈 형성 공정(S80)으로 진행된다.
도 13(B)는, 제1 가공 홈(13a)의 제1 중심선(13a2)의 위치와, 제2 가공 홈(13b)의 제2 중심선(13b2)의 위치가, X-Y 평면 내에서 어긋나 있는 경우의 피가공물(11)의 일부의 확대 단면도이다.
중심선끼리의 위치의 어긋남은, 다양한 원인에 의해 발생할 수 있다. 예를 들어, 표면(11a) 측에 형성되어 있는 얼라인먼트 마크의 형상에 변형이 있는 경우에는, 제1 절삭 블레이드(84a)를 절입해야 할 위치와, 실제로 피가공물(11)이 절삭된 위치가, 어긋나는 경우가 있다.
그러나, 본 실시 형태에서는, 상측 촬상 유닛(86a)으로 표면(11a) 측을 촬상하고, 하측 촬상 유닛(54)으로 이면(11b) 측을 촬상하는 것에 의해, 제1 가공 홈(13a) 및 제2 가공 홈(13b)을 직접적으로 관찰하기 때문에, 이 어긋남을 검출할 수 있다.
도 13(B)에서는, Y축 방향에 있어서의 제2 중심선(13b2)의 기준선(92b)으로부터의 어긋남량 및 어긋남 방향을 벡터(B1)로 나타낸다. 검출 공정(S60)에서, 제1 중심선(13a2)의 위치와 제2 중심선(13b2)의 위치가 X-Y 평면 내에서 일치하지 않는 경우, 제어부(94)는, 알람에 의해, 작업자에게 절삭 위치의 수정을 재촉한다.
본 명세서에 있어서, 제1 중심선(13a2)의 위치와 제2 중심선(13b2)의 위치가 X-Y 평면 내에서 일치하지 않는다(즉, 어긋난다)는 것은, X-Y 평면 내에서의 제1 중심선(13a2)의 위치와 제2 중심선(13b2)의 위치와의 Y축 방향의 어긋남량이, 제1 임계값(예를 들어, 5㎛)보다 큰 것을 의미한다.
어긋남량이 제1 임계값보다도 큰 경우, 제어부(94)는, 작업자에게 절삭 위치의 수정을 재촉한다. 작업자는, 화상(88a)을 보면서, 터치 패널(92)을 조작하여, 기준선(92a)(즉, 상측 촬상 유닛(86a))을 이동시켜, 기준선(92a)을 제2 중심선(13b2)에 일치시킨다(수정 공정(S70)).
수정 공정(S70)에 있어서의 기준선(92a)의 이동 방향 및 이동 거리에 기초하여, 제어부(94)는, 절삭 위치의 어긋남량 및 어긋남 방향(도 13(B)에 도시하는 벡터(B1))을 검출하고, 이것을 기억 장치(96)에 기억한다.
수정 공정(S70) 후의 절삭 시에는, 제어부(94)가, 이 어긋남량 및 어긋남 방향을 상쇄하도록 가공 유닛 이동 기구(60)를 제어하는 것에 의해, 제1 절삭 블레이드(84a)의 중심(84a2)의 위치(즉, 제1 절삭 유닛(78a)의 가공 위치)를 수정한다. 구체적으로는, 소정의 인덱싱 이송량에, 어긋남량 및 어긋남 방향을 가산하는 것에 의해, 인덱싱 이송량이 조정된다.
이에 따라, 이후의 절삭(즉, 추가의 제2 가공 홈 형성 공정(S80))에서는 제1 중심선(13a2)의 위치와 제2 중심선(13b2)의 위치를 X-Y 평면 내에서 일치시킬 수 있다.
수정 공정(S70)을 거친 경우에, 제1 중심선(13a2)의 위치와 제2 중심선(13b2)의 위치가 X-Y 평면 내에서 일치한다는 것은, X-Y 평면 내에서의 제1 중심선(13a2)의 위치와 제2 중심선(13b2)의 위치의 Y축 방향의 어긋남량이, 제1 임계값보다 작은 제2 임계값(예를 들어, 1㎛) 이하가 된다는 것을 의미한다.
한편, 도 13(B)에서는, 설명을 간단하게 하기 위해, 기준선(92b)과, 제1 가공 홈(13a)의 제1 중심선(13a2)을 일치시키고 있으나, 기준선(92b)과, 제1 중심선(13a2)은, 어긋나 있어도 좋다.
기준선(92b)과 제1 중심선(13a2)이 어긋나 있고, 또한, 기준선(92a)과 제2 중심선(13b2)이 어긋나 있는 경우, 제1 중심선(13a2)의 기준선(92b)으로부터의 어긋남량 및 어긋남 방향과, 제2 중심선(13b2)의 기준선(92a)으로부터의 어긋남량 및 어긋남 방향의 양쪽이, 가공 위치의 수정에 이용된다.
어느 쪽이든, 제1 중심선(13a2)의 위치에 대한 제2 중심선(13b2)의 위치의 어긋남량 및 어긋남 방향을 검출 공정(S60)에 있어서 검출하고, 이 어긋남량 및 어긋남 방향을 수정 공정(S70)에서 수정한다.
도 14는, 추가의 제2 가공 홈 형성 공정(S80)을 도시하는 도면이다. 추가의 제2 가공 홈 형성 공정(S80)에서는, 제2 가공 홈 형성 공정(S40)에서 형성된 제2 가공 홈(13b)의 위치로부터 제1 절삭 유닛(78a)을 Y축 방향으로 순서대로 인덱싱 이송하여, 4개의 제2 가공 홈(13b)을 추가적으로 형성한다.
이와 같이 하여, 합계 5개의 제2 가공 홈(13b)이 형성되면, 두께 방향(11d)에서 대응하는 위치에 있는 제1 가공 홈(13a) 및 제2 가공 홈(13b)이 접속하도록 피가공물(11)을 분할하는 분할 공정(S90)을 개시한다. 도 15는, 분할 공정(S90)을 도시하는 도면이다.
분할 공정(S90)에서는, 날 두께(84b1)의 중심(84b2)을, 폭(13a1, 13b1) 내에 위치시킴과 함께, 초고속으로 회전하는 제3 절삭 블레이드(84b)의 하단을, 소정의 깊이(23a)보다도 표면(11a) 측에 위치시킨다.
이 상태에서 절삭수를 공급하면서 척 테이블(10)을 가공 이송하는 것에 의해, 피가공물(11)을 분할한다. 분할 공정(S90)에서는, 예를 들어, 제3 절삭 블레이드(84b)의 회전수를, 예를 들어, 30,000rpm으로 하고, 가공 이송 속도를, 예를 들어, 30mm／s으로 한다.
본 실시 형태에서는, 1개째의 제2 가공 홈(13b)을 따라 피가공물(11)을 제3 절삭 유닛(78b)으로 절삭할 때에, 6개째의 제2 가공 홈(13b)을 제1 절삭 유닛(78a)으로 형성한다. 요컨대, 추가의 제2 가공 홈 형성 공정(S80)과, 분할 공정(S90)은, 병행하여 실시되는 시간대가 있다.
제1 방향을 따르는 나머지의 모든 분할 예정 라인(13)을 따라 제2 가공 홈(13b)을 형성하고, 또한, 제1 방향을 따르는 제1 가공 홈(13a) 및 제2 가공 홈(13b)이 접속하도록 피가공물(11)을 분할한 후, 척 테이블(10)을 대략 90도 회전시킨다.
그 후, 제2 방향을 따르는 모든 분할 예정 라인(13)을 따라서, 마찬가지로, 제2 가공 홈(13b)을 형성하고, 또한, 제2 방향을 따르는 제1 가공 홈(13a) 및 제2 가공 홈(13b)이 접속하도록 피가공물(11)을 분할한다.
본 실시 형태에서는, 제3 절삭 유닛(78b)이 제1 절삭 유닛(78a)을 Y축 방향을 따라 뒤따라 가도록, 피가공물(11)의 가공을 진행시키지만, 추가의 제2 가공 홈 형성 공정(S80)이 완료된 후에, 분할 공정(S90)을 개시해도 된다.
예를 들어, 실리콘으로 형성된 단결정 기판에 비해 연약한 유리 등의 취성(脆性) 재료로 형성된 기판을 피가공물(11)이 갖는 경우, 추가의 제2 가공 홈 형성 공정(S80)이 완료된 후에, 분할 공정(S90)을 개시하는 쪽이, 치핑, 크래킹 등의 발생을 저감할 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 제1 실시 형태에서는, 제1 중심선(13a2)의 위치와 제2 중심선(13b2)의 위치가, 어긋난 경우라도, 다음의 분할 예정 라인(13)의 절삭 시부터 제1 중심선(13a2) 및 제2 중심선(13b2)의 위치가 일치하도록 수정한 후에, 피가공물(11)을 절삭할 수 있다.
덧붙여, 당해 가공 방법에 의하면, 제1 가공 홈(13a) 및 제2 가공 홈(13b)을 직접적으로 관찰하는 것에 의해, 가령, 얼라인먼트 마크의 형상에 변형이 있었다고 해도, 얼라인먼트 마크의 형상의 변형의 영향을 완화할 수 있다.
이와 같이, 제1 가공 홈(13a) 및 제2 가공 홈(13b)을 직접적으로 관찰하지 않는 경우에 비해, 피가공물(11)의 가공 정밀도를 향상시킬 수 있다. 즉, 제1 가공 홈(13a)의 제1 중심선(13a2)과, 제2 가공 홈(13b)의 제2 중심선(13b2)을, 보다 높은 정밀도로 일치시킬 수 있다.
(제1 변형예)
제1 실시 형태에서는, 촬상 공정(S50) 및 검출 공정(S60)을 1회만 실시하였지만, 복수 회 실시해도 된다. 구체적으로는, 소정 수(예를 들어, 5개)의 제2 가공 홈(13b)을 형성할 때마다, 촬상 공정(S50) 및 검출 공정(S60)을 실시해도 된다.
검출 공정(S60)의 결과, 만약, 중심선끼리의 위치가 어긋나 있는 경우에는 수정 공정(S70)을 실시한다. 이에 의해, 가공 시간은 길어지지만, 더욱, 높은 정밀도로의 가공을 보증할 수 있다.
(제2 변형예)
그런데, 제1 실시 형태의 제1 가공 홈 형성 공정(S20)에서는, 제1 및 제2 가공 유닛으로서, 제1 절삭 유닛(78a)을 사용하였다. 그러나, 절삭 장치(2)와 동일한 다른 절삭 장치를 이용하여 제1 가공 홈 형성 공정(S20)을 실시해도 된다.
다른 절삭 장치를 이용하여 제1 가공 홈 형성 공정(S20)을 실시하는 경우, 다른 절삭 장치에 설치되는 척 테이블은, 상기 서술한 척 테이블(10)이어도 좋고, 금속제의 프레임체의 원판 형상의 오목부에 다공질 세라믹스로 형성된 다공질판이 고정된 척 테이블이어도 좋다.
다공질 세라믹스로 형성된 다공질판을 척 테이블로서 이용하는 경우, 이면(11) 측으로부터 표면(11a) 측을 촬상하기 위해, 상측 촬상 유닛으로서, 소정의 광학계와, 적외선을 광전 변환 가능한 촬상 소자를 갖는 적외선 카메라 유닛이 이용된다.
다른 절삭 장치를 이용한 제1 가공 홈 형성 공정(S20) 후, 제2 가공 홈 형성 공정(S40) 및 추가의 제2 가공 홈 형성 공정(S80)에서는, 제2 가공 유닛으로서 제1 절삭 유닛(78a)이 이용되고, 분할 공정(S90)에서는, 제3 가공 유닛으로서 제3 절삭 유닛(78b)이 이용된다.
이와 같이, 제1 가공 홈 형성 공정(S20)과 제2 가공 홈 형성 공정(S40)에서 사용하는 절삭 유닛이 상이한 경우, 스핀들에 대한 절삭 블레이드의 장착이, 한쪽의 절삭 유닛에서는 정상이지만, 다른 쪽의 절삭 유닛에서는 이상(異常)인(즉, 절삭 블레이드의 측면이 스핀들에 대하여 경사지도록 절삭 블레이드가 스핀들에 장착되어 있는) 경우가 있다.
그 결과, 제1 중심선(13a2)의 위치와 제2 중심선(13b2)의 위치가 X-Y 평면 내에서 어긋나는 경우가 있다. 그러나, 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 수정 공정(S70)을 거치는 것에 의해, 이 어긋남을 수정할 수 있다.
(제2 실시 형태)
다음에, 도 16 내지 도 20을 사용하여 제2 실시 형태에 대하여 설명한다. 제2 실시 형태에서도, 상기 서술한 절삭 장치(2)를 사용하여, 도 7의 흐름에 따라, 피가공물(11)을 가공한다. 그러므로, 제1 실시 형태와 중복되는 설명을 생략한다.
제2 실시 형태에서는, 제1 절삭 유닛(제1 가공 유닛, 제2 가공 유닛)(78a)에 장착되어 있는 절삭 블레이드(98a)(도 16 참조)가, 절삭 블레이드(98a)의 직경 방향의 중심을 통과하는 단면에서의 단면에서 볼 때 외주 단부가 V자 형상을 갖는다. 이러한 점이, 제1 실시 형태와 다르다.
즉, 절삭 블레이드(98a)는, 날 두께(98a1)의 중심(98a2)이 직경 방향에서 가장 돌출되어 있고, 날 두께(98a1)의 중심(98a2)으로부터 절삭 블레이드(98a)의 원환 형상의 양면을 향해 경사면이 형성되어 있다. 제2 실시 형태의 가공 방법에서도, 유지 공정(S10) 후, 제1 가공 홈 형성 공정(S20)을 실시한다.
도 16은, 제2 실시 형태에 관련되는 제1 가공 홈 형성 공정(S20)을 도시하는 도면이다. 제1 가공 홈 형성 공정(S20)에서 형성되는 제1 가공 홈(13a)의 바닥부는, 절삭 블레이드(98a)의 외주 단부의 형상에 따라, 제1 가공 홈(13a)의 길이 방향에 직교하는 단면에서의 단면에서 볼 때 V자 형상을 갖는다.
제1 가공 홈 형성 공정(S20)에서, 모든 분할 예정 라인(13)을 따라 제1 가공 홈(13a)을 형성한 후, 반전 공정(S30)(도 9 참조)을 거쳐, 제2 가공 홈 형성 공정(S40)을 실시한다. 도 17은, 제2 실시 형태에 관련되는 제2 가공 홈 형성 공정(S40)을 도시하는 도면이다.
제2 가공 홈(13b)의 바닥부도, 단면에서 볼 때 V자 형상을 갖는다. 제2 가공 홈 형성 공정(S40)에서 1개의 제2 가공 홈(13b)을 형성한 후, 촬상 공정(S50)을 실시한다. 도 18은, 제2 실시 형태에 관련되는 촬상 공정(S50)을 도시하는 도면이다.
촬상 공정(S50) 후, 검출 공정(S60)을 실시한다. 검출 공정(S60)에서는, 제1 가공 홈(13a)의 제1 중심선(13a2)의 위치와, 제2 가공 홈(13b)의 제2 중심선(13b2)의 위치가, X-Y 평면(소정의 평면) 내에서 일치하고 있는지 아닌지를 검출한다.
그리고, 제1 중심선(13a2)의 위치와 제2 중심선(13b2)의 위치가 X-Y 평면 내에서 일치하는 경우, 추가의 제2 가공 홈 형성 공정(S80)으로 진행한다. 이에 대해, 제1 중심선(13a2)의 위치와 제2 중심선(13b2)의 위치가 X-Y 평면 내에서 일치하지 않는 경우, 수정 공정(S70)을 거쳐, 추가의 제2 가공 홈 형성 공정(S80)으로 진행한다.
도 19는, 제2 실시 형태에 관련되는 추가의 제2 가공 홈 형성 공정(S80)을 도시하는 도면이다. 수정 공정(S70)을 거치고 있기 때문에, 추가의 제2 가공 홈 형성 공정(S80)에서는, 제1 중심선(13a2)의 위치와 제2 중심선(13b2)의 위치를 X-Y 평면 내에서 일치시킬 수 있다.
제2 실시 형태에서도, 5개의 제2 가공 홈(13b)이 형성되면, 분할 공정(S90)을 개시한다. 도 20은, 제2 실시 형태의 분할 공정(S90)을 도시하는 도면이다. 다만, 상기 서술한 바와 같이, 추가의 제2 가공 홈 형성 공정(S80)의 완료 후에, 분할 공정(S90)을 개시해도 된다.
제2 실시 형태에서도, 제1 가공 홈(13a) 및 제2 가공 홈(13b)을 직접적으로 관찰하지 않는 경우에 비해, 피가공물(11)의 가공 정밀도를 향상시킬 수 있다. 덧붙여, 각 가공 홈의 V자 형상에 따라, 최종적으로 제조되는 디바이스 칩(도시하지 않음)의 표면(11a) 측 및 이면(11b) 측의 외주부에, 모따기부를 형성할 수 있다.
모따기부를 형성하는 것에 의해, 모따기부를 형성하지 않는 경우에 비해, 표면(11a) 측 및 이면(11b) 측의 외주부에 있어서의 크랙이나 치핑의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 제2 실시 형태에서도, 제1 및 제2 변형예를 적용해도 된다.
(제3 변형예)
제1 가공 홈 형성 공정(S20)을 실시하는 절삭 유닛(제1 가공 유닛)에 장착되는 절삭 블레이드(도시하지 않음)와, 제1 절삭 유닛(제2 가공 유닛)(78a)에 장착되는 절삭 블레이드 중, 적어도 한쪽이, 단면에서 볼 때 외주 단부가 V자 형상을 가져도 된다.
이 경우, 단면으로 볼 때 외주 단부가 V자 형상을 갖는 절삭 블레이드로 형성된 가공 홈, 즉, 제1 가공 홈(13a)과, 제2 가공 홈(13b) 중 적어도 한쪽이, 단면으로 볼 때 V자 형상을 갖도록 가공된다.
(제3 실시 형태)
다음으로, 도 21 내지 도 26을 이용하여 제3 실시 형태에 대해 설명한다. 제3 실시 형태에서는, 레이저 빔(L)(도 21 참조)을 조사하여 피가공물(11)을 어블레이션 가공하는 것에 의해, 제1 가공 홈(13a)(도 22 참조) 및 제2 가공 홈(13b)(도 23 참조)을 형성한다.
도 21은, 제3 실시 형태에 관련되는 레이저 가공 장치(102)의 사시도이다. 또한, 절삭 장치(2)와 동일하거나 또는 대응하는 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다.
레이저 가공 장치(102)에서는, 정지 베이스(104)에 하측 촬상 유닛(54)이 고정되어 있다. 다만, 하측 촬상 유닛(54)은, X축 방향 또는 Y축 방향으로 이동 가능한 양태로 설치되어도 된다.
정지 베이스(104)의 상방에는, X축 방향 이동 테이블(18)이 설치되어 있다. X축 방향 이동 테이블(18)은, X축 방향 이동 테이블(18)의 측판(18b)과는 반대 측에 위치하는 영역으로부터 하측 촬상 유닛(54)이 공간(18d) 내에 진입할 수 있도록 배치되어 있다.
X축 방향 이동 테이블(18)은, X축 방향 이동 기구(26)에 의해 X축 방향을 따라서 이동 가능하다. 한 쌍의 X축 가이드 레일(20)은, Y축 이동 테이블(106) 상에 고정되어 있다. Y축 이동 테이블(106)은, 정지 베이스(104)의 상면에 고정된 한 쌍의 Y축 가이드 레일(108) 상에, 슬라이드 가능하게 장착되어 있다.
Y축 가이드 레일(108)의 근방에는, Y축 이동 테이블(106)의 Y축 방향의 위치를 검출할 때에 이용되는 Y축 리니어 스케일(108a)이 설치되어 있다. Y축 이동 테이블(106)의 하면 측에는, 너트부(도시하지 않음)가 설치되어 있다.
너트부에는, Y축 가이드 레일(108)에 대략 평행하게 배치된 나사 축(110)이 볼(도시하지 않음)을 통해 회전 가능한 양태로 연결되어 있다. 나사 축(110)의 일단부에는, 모터(112)가 연결되어 있다. Y축 가이드 레일(108), 나사 축(110), 모터(112) 등은, Y축 방향 이동 기구(114)를 구성한다.
하측 촬상 유닛(54)에 대하여 -Y 방향으로 인접하는 위치에는, 정지 베이스(104)의 상면으로부터 상방으로 돌출하는 양태로 칼럼(116)이 설치되어 있다. 칼럼(116)에는, X축 방향에 대략 평행한 긴 부분을 갖는 케이싱(118)이 설치되어 있다.
케이싱(118)에는, 레이저 조사 유닛(120)의 적어도 일부가 설치되어 있다. 레이저 조사 유닛(제1 가공 유닛, 제2 가공 유닛)(120)은, 피가공물(11)에 흡수되는 파장(예를 들어, 355nm)을 갖는 펄스형의 레이저 빔(L)을 조사할 수 있다.
레이저 조사 유닛(120)은, 레이저 발진기(120a) 등을 갖는다. 레이저 조사 유닛(120)의 X축 방향의 선단부에는, 집광 렌즈(122a)를 포함하는 헤드부(122)가 설치되어 있다.
레이저 발진기(120a)로부터 출사된 레이저 빔은 집광 렌즈(122a)에 의해 집광되어, 헤드부(122)로부터 하방으로 조사된다. 도 21에서는, 헤드부(122)로부터 하방으로 조사되는 레이저 빔(L)을 파선 화살표로 나타낸다. 케이싱(118)의 선단부에 있어서, 헤드부(122)에 인접하는 위치에는, 상측 촬상 유닛(86a)이 설치되어 있다.
도 21에 각각 나타내는, 상측 촬상 유닛(86a)과, 하측 촬상 유닛(54)(예를 들어, 고배율 카메라(58) 및 조명 장치(58a))은, Y축 방향의 위치는 일치하고 있지만, X축 방향의 위치는 어긋나 있다.
그러므로, 척 테이블(10)로 흡인 유지된 피가공물(11)에 있어서, 두께 방향(11d)에서 대응하는 위치를 동시에는 관찰할 수 없다. 그러나, 척 테이블(10)에 대하여, 상측 촬상 유닛(86a) 및 하측 촬상 유닛(54)의 위치 관계는 미리 정해져 있다.
따라서, X축 방향 이동 테이블(18)을 X축 방향을 따라서 이동시키면, 유지 부재(12)의 중심점(12c3)(도 3 참조)을 기준으로 하는 X-Y 평면 내의 동일한 영역을, 상측 촬상 유닛(86a) 및 하측 촬상 유닛(54)으로 관찰할 수 있다.
이와 같이, 화상(88a)에 표시되는 기준선(92a)과, 화상(88b)에 표시되는 기준선(92b)은, 화상 상에서는 일치한 좌표 위치에 있고, 서로 어긋나는 일은 없다.
제3 실시 형태에서도, 도 7의 흐름에 따라서 피가공물(11)을 가공한다. 제3 실시 형태의 가공 방법에서는, 유지 공정(S10)에 앞서, 이면(11b) 측에 수용성 수지로 형성된 제1 보호막(29a)(도 22 참조)을 설치한다.
계속해서, 표면(11a) 측을 척 테이블(10)에서 흡인 유지한 후(즉, 유지 공정(S10) 후), 제1 가공 홈 형성 공정(S20)을 실시한다. 도 22는, 제3 실시 형태에 관련되는 제1 가공 홈 형성 공정(S20)을 도시하는 도면이다.
제1 가공 홈 형성 공정(S20)에서는, 레이저 빔(L)의 집광점을 이면(11b)에 위치시킴과 함께, 예를 들어, 하기의 가공 조건으로 레이저 가공을 실시한다.
레이저 빔의 파장: 355nm
평균 출력: 2W
펄스의 반복 주파수: 200kHz
가공 이송 속도: 400mm/s
패스 수: 1
제1 가공 홈 형성 공정(S20)에서, 모든 분할 예정 라인(13)을 따라 제1 가공 홈(13a)을 형성한 후, 스피너 세정 장치(도시하지 않음)를 사용하여 제1 보호막(29a)을 세정하여 제거한다.
계속해서, 반전 공정(S30)에 있어서 피가공물 유닛(31)을 형성하고, 이면(11b) 측에 테이프(27)를 부착함과 함께, 표면(11a) 측에 제2 보호막(29b)(도 23 참조)을 형성한다.
제2 보호막(29b)도, 제1 보호막(29a)과 마찬가지로, 어블레이션 가공에서 발생한 데브리(예를 들어, 피가공물(11)을 구성하는 재료의 용융물)가 피가공면에 고착되는 것을 방지하는 기능을 갖는다.
제2 보호막(29b) 및 상기 서술한 제1 보호막(29a)은, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올 등의 수용성 수지와, 광 흡수제를 함유하는 용액을 도포한 후, 건조시키는 것에 의해 형성할 수 있다.
표면(11a) 측에 제2 보호막(29b)을 형성한 후, 제2 가공 홈 형성 공정(S40)을 실시한다. 도 23은, 제3 실시 형태에 관련되는 제2 가공 홈 형성 공정(S40)을 도시하는 도면이다. 제2 가공 홈 형성 공정(S40)에서는, 상기 서술한 가공 조건으로 1개의 제2 가공 홈(13b)을 형성한다.
제2 가공 홈 형성 공정(S40) 후, 촬상 공정(S50)을 실시한다. 도 24는, 제3 실시 형태에 관련되는 촬상 공정(S50)을 도시하는 도면이다. 촬상 공정(S50)에서는, 두께 방향(11d)에서 대응하는 위치에 있는 제1 가공 홈(13a) 및 제2 가공 홈(13b)을 촬상한다.
촬상 공정(S50) 후, 검출 공정(S60)을 실시한다. 검출 공정(S60)에서는, 제1 가공 홈(13a)의 제1 중심선(13a2)의 위치와, 제2 가공 홈(13b)의 제2 중심선(13b2)의 위치가, X-Y 평면(소정의 평면) 내에서 일치하고 있는지 아닌지를 검출한다.
그리고, 제1 중심선(13a2)의 위치와 제2 중심선(13b2)의 위치가 X-Y 평면 내에서 일치하고 있는 경우, 추가의 제2 가공 홈 형성 공정(S80)으로 진행된다. 이에 대해, 제1 중심선(13a2)의 위치와 제2 중심선(13b2)의 위치가 X-Y 평면 내에서 일치하지 않는 경우, 수정 공정(S70)을 거쳐, 추가의 제2 가공 홈 형성 공정(S80)으로 진행한다.
도 25는, 제3 실시 형태에 관련되는 추가의 제2 가공 홈 형성 공정(S80)을 도시하는 도면이다. 수정 공정(S70)을 거치는 것에 의해, 추가의 제2 가공 홈 형성 공정(S80)에서는, 제1 중심선(13a2)의 위치와 제2 중심선(13b2)의 위치를 X-Y 평면 내에서 일치시킬 수 있다.
모든 분할 예정 라인(13)을 따라 제2 가공 홈(13b)을 형성한 후, 스피너 세정 장치(도시하지 않음)를 사용하여 제2 보호막(29b)을 세정하여 제거한다. 그리고, 피가공물 유닛(31)을 절삭 장치(2)에 반송한다.
절삭 장치(2)에서는, 제3 절삭 유닛(78b)을 이용하여, 제1 가공 홈(13a) 및 제2 가공 홈(13b)이 접속하도록 피가공물(11)을 절삭한다(분할 공정(S90)). 도 26은, 제3 실시 형태의 분할 공정(S90)을 도시하는 도면이다.
제3 실시 형태에서도, 제1 가공 홈(13a) 및 제2 가공 홈(13b)을 직접적으로 관찰하지 않는 경우에 비해, 피가공물(11)의 가공 정밀도를 향상시킬 수 있다. 그런데, 제3 실시 형태에서는, 제1 및 제2 가공 유닛으로서, 레이저 조사 유닛(120)을 사용하였다.
그러나, 제1 및 제2 가공 유닛 중 적어도 한쪽을, 레이저 조사 유닛(120)으로 해도 된다. 예를 들어, 제1 및 제2 가공 유닛의 한쪽을, 레이저 조사 유닛(120)으로 하는 경우, 제1 및 제2 가공 유닛의 다른 쪽을, 제1 절삭 유닛(78a)으로 한다.
(제4 변형예)
상기 서술한 실시 형태 및 변형예의 분할 공정(S90)에서는, 비교적 얇은 날 두께(84b1)를 갖는 제3 절삭 유닛(78b)을 이용하여 피가공물(11)을 절삭했다. 그러나, 피가공물(11)에 대해 어블레이션 가공을 실시하는 것에 의해, 분할 공정(S90)을 실시해도 된다.
(제4 실시 형태)
다음으로, 도 27(A) 및 도 27(B)를 이용하여 제4 실시 형태에 대하여 설명한다. 제4 실시 형태에서는, 확장 장치(130)를 이용하여 분할 공정(S90)을 실시한다. 이러한 점이 상기 서술한 실시 형태 및 변형예와 다르다.
도 27(A)는, 확장 장치(130) 등의 일부 단면 측면도이다. 확장 장치(130)는, 피가공물(11)의 직경보다 큰 직경을 갖는 원통형의 드럼(132)을 갖는다. 드럼(132)의 상단부에는, 드럼(132)의 둘레 방향을 따라 대략 등간격으로 복수의 롤러(134)가 설치되어 있다.
드럼(132)의 직경 방향에 있어서 드럼(132)의 외측에는, 원환 형상의 프레임 지지대(136)가 설치되어 있다. 프레임 지지대(136)의 상면 측에는, 프레임 지지대(136)에 재치된 피가공물 유닛(31)의 프레임(19)을 각각 협지하는 복수의 클램프(138)가 설치되어 있다.
또한, 프레임 지지대(136)는, 프레임 지지대(136)의 둘레 방향을 따라 대략 등간격으로 배치된 복수의 다리부(140)로 지지되어 있다. 각 다리부(140)는, 에어 실린더 등의 승강 기구에 의해, 승강 가능하다.
분할 공정(S90)에서는, 도 27(a)에 도시하는 바와 같이, 드럼(132)의 상단과 프레임 지지대(136)의 상면을 대략 같은 높이 위치로 한 다음, 추가의 제2 가공 홈 형성 공정(S80) 후의 피가공물 유닛(31)을, 드럼(132) 및 프레임 지지대(136)에 재치한다.
피가공물(11)에는, 제1 가공 홈(13a)의 바닥부와 제2 가공 홈(13b)의 바닥부의 거리가, 소정의 거리 이하(예를 들어, 50㎛ 이하)가 되도록, 제1 가공 홈(13a) 및 제2 가공 홈(13b)이 이미 형성되어 있다.
피가공물 유닛(31)의 재치 후에, 각 승강 기구를 작동시켜 다리부(140)를 내리면, 프레임 지지대(136)가 드럼(132)에 대하여 내려진다. 이에 의해, 도 27(B)에 도시되는 바와 같이, 테이프(27)가 직경 방향으로 확장됨과 함께, 두께 방향(11d)에서의 제1 가공 홈(13a) 및 제2 가공 홈(13b) 사이의 미분할 영역이 분할된다.
도 27(B)는, 제4 실시 형태에 관련되는 분할 공정(S90)을 도시하는 도면이다. 분할 공정(S90)에서는, 확장 장치(130)를 이용하여, 피가공물(11)을 복수의 디바이스 칩(33)으로 분할한다. 분할과 동시에 디바이스 칩(33) 사이의 간격을 확장하는 것에 의해, 후속하는 디바이스 칩(33)의 픽업 공정이 용이해진다고 하는 메리트가 있다.
(제5 실시 형태)
다음으로, 도 28 내지 도 31(B)를 이용하여 제5 실시 형태에 대해 설명한다. 제5 실시 형태에서는, 상기 서술한 절삭 장치(2)를 사용하여 이면(11b) 측에 제1 가공 홈(13a)을 형성할 때에, 촬상 공정(S50), 검출 공정(S60), 수정 공정(S70) 등을 실시한다. 이러한 점이 상기 서술한 실시 형태와 다르다.
도 28은, 제5 실시 형태에 관련되는 가공 방법의 흐름도이다. 제5 실시 형태에서는, 유지 공정(S10) 후의 제1 가공 홈 형성 공정(S22)에서, 이면(11b) 측에 1개만 제1 가공 홈(13a)을 형성한다(도 29 참조). 도 29는, 제5 실시 형태에 관련되는 제1 가공 홈 형성 공정(S22)을 도시하는 도면이다.
제1 가공 홈 형성 공정(S22) 후, 도 30에 도시하는 바와 같이, 상측 촬상 유닛(제1 촬상 유닛)(86a)으로 제1 가공 홈(13a)을 촬상함과 함께, 두께 방향(11d)에서 제1 가공 홈(13a)에 대응하는 위치에 있는 분할 예정 라인(소정 라인)(13)을 하측 촬상 유닛(제2 촬상 유닛)(54)으로 촬상한다(촬상 공정(S50)).
도 30은, 제5 실시 형태에 관련되는 촬상 공정(S50)을 도시하는 도면이다. 또한, 제5 실시 형태에서는, 상측 촬상 유닛(86a)이 제1 촬상 유닛으로서 기능하고, 하측 촬상 유닛(54)이 제2 촬상 유닛으로서 기능한다.
촬상 공정(S50) 후, 제어부(94)는, 상측 촬상 유닛(86a)에서 얻은 화상(88a)과, 하측 촬상 유닛(54)에서 얻은 화상(88b)에 기초하여, 제1 가공 홈(13a)과 분할 예정 라인(13)의 어긋남을 검출한다(검출 공정(S60)).
도 31(A) 및 도 31(B)는, 검출 공정(S60)을 나타내는 확대 단면도이다. 또한, 도 31(A) 및 도 31(B)에서는, 피가공물(11) 및 척 테이블(10)을 사이에 두고 상측 촬상 유닛(86a) 및 하측 촬상 유닛(54)이, X-Y 평면 내의 동일한 위치에 있다.
그러나, 이것은 편의 상의 도시에 지나지 않고, 하측 촬상 유닛(54)은, 상측 촬상 유닛(86a)이 촬상하는 이면(11b) 측의 영역과 X-Y 평면 내에서 대응하는 표면(11a) 측의 영역을 촬상하도록 설정되어 있는 것을 의미하고 있다.
검출 공정(S60)에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 제어부(94)가, 화상 처리를 실시하는 것에 의해, 제1 가공 홈(13a)의 제1 중심선(13a2)의 위치와, 분할 예정 라인(13)의 중심선(13c)의 위치가, X-Y 평면(소정의 평면) 내에서 일치하고 있는지 아닌지를 검출한다.
또한, 분할 예정 라인(13)의 중심선(13c)은, 분할 예정 라인(13)의 폭 방향의 중심에 위치하고, 또한, 분할 예정 라인(13)의 길이 방향과 대략 평행한 가상적인 직선이다.
도 31(A)는, 제5 실시 형태에서, 제1 가공 홈(13a)의 제1 중심선(13a2)의 위치와, 분할 예정 라인(13)의 중심선(13c)의 위치가, X-Y 평면 내에서 일치하고 있는 경우의 피가공물(11)의 일부의 확대 단면도이다. 일치하고 있는 경우(S62에서 YES), 추가의 제1 가공 홈 형성 공정(S72)으로 진행된다.
도 31(B)는, 제5 실시 형태에 있어서, 제1 가공 홈(13a)의 제1 중심선(13a2)의 위치와, 분할 예정 라인(13)의 중심선(13c)의 위치가, X-Y 평면 내에서 어긋나 있는 경우의 피가공물(11)의 일부의 확대 단면도이다.
도 31(B)에서는, Y축 방향에서의 제1 중심선(13a2)의 기준선(92a)으로부터의 어긋남량 및 어긋남 방향을 벡터(C1)로 나타낸다. 검출 공정(S60)에 있어서, 제1 중심선(13a2)의 위치와 중심선(13c)의 위치가 X-Y 평면 내에서 일치하지 않는 경우, 제1 실시 형태와 마찬가지로 수정 공정(S70)으로 진행한다.
수정 공정(S70) 후의 절삭 시에는, 제어부(94)가, 벡터(C1)에 대응하는 어긋남량 및 어긋남 방향을 상쇄하도록, 제1 절삭 블레이드(84a)의 중심(84a2)의 위치(즉, 제1 절삭 유닛(78a)의 가공 위치)를 수정한다.
이것에 의해, 이후의 절삭(즉, 추가의 제1 가공 홈 형성 공정(S72))에서는, 제1 중심선(13a2)의 위치와 중심선(13c)의 위치를 X-Y 평면 내에서 일치시킬 수 있다. 또한, 도 31(B)에서는, 설명을 간단하게 하기 위해서, 기준선(92b)과 중심선(13c)을 일치시키고 있지만, 기준선(92b)과 중심선(13c)은, 어긋나 있어도 된다.
어느 쪽이든, 제1 중심선(13a2)의 위치에 대한 중심선(13c)의 위치의 어긋남량 및 어긋남 방향을 검출 공정(S60)에 있어서 검출하고, 이 어긋남량 및 어긋남 방향을 수정 공정(S70)에서 수정한다.
추가의 제1 가공 홈 형성 공정(S72)에서는, 제1 가공 홈 형성 공정(S22)에서 형성된 제1 가공 홈(13a)의 위치로부터 제1 절삭 유닛(78a)을 Y축 방향으로 순서대로 인덱싱 이송하여, 제1 방향을 따르는 나머지의 모든 분할 예정 라인(13)을 따라, 제1 가공 홈(13a)을 추가적으로 형성한다.
도 28에는 도시하지 않지만, 제1 방향을 따르는 모든 분할 예정 라인(13)을 따라서 제1 가공 홈(13a)을 형성한 후, 척 테이블(10)을 대략 90도 회전시킨다. 그리고, 제1 방향에 직교하는 제2 방향을 따르는 분할 예정 라인(13)을 따라, S22로부터 S72를 거쳐 마찬가지로, 제1 가공 홈(13a)을 형성한다.
제5 실시 형태에서도, 표면(11a) 측 및 이면(11b) 측을 직접적으로 관찰하는 것에 의해, 제1 중심선(13a2) 및 중심선(13c)의 어긋남을 검출할 수 있다. 제1 중심선(13a2)의 위치와, 중심선(13c)의 위치가, 어긋난 경우에는, 다음의 분할 예정 라인(13)의 절삭 시부터 제1 중심선(13a2) 및 중심선(13c)의 위치가 일치하도록 수정한 후에, 피가공물(11)을 절삭할 수 있다.
덧붙여, 상기 가공 방법에 의하면, 피가공물(11)의 표면(11a) 및 이면(11b)을 직접적으로 관찰하는 것에 의해, 가령, 얼라인먼트 마크의 형상에 변형이 있었다고 해도, 얼라인먼트 마크의 형상의 변형의 영향을 완화할 수 있다.
한편, 제5 실시 형태에 있어서도, 제2 실시 형태와 마찬가지로 제1 가공 홈(13a)을 단면에서 볼 때 V자 형상으로 해도 되고, 제3 실시 형태와 마찬가지로 제1 가공 홈(13a)을 레이저 어블레이션으로 형성해도 된다.
(제6 실시 형태)
다음으로, 도 32 및 도 33을 이용하여 제6 실시 형태에 대해 설명한다. 제6 실시 형태에서는, 상기 서술한 절삭 장치(2)를 사용하여 도 28의 흐름에 따라 피가공물(11)을 가공한다. 그 때문에, 제5 실시 형태와 중복되는 설명을 생략한다.
제6 실시 형태에서는, 유지 공정(S10) 후의 제1 가공 홈 형성 공정(S22)에 있어서, 피가공물(11)의 이면(11b)으로부터 표면(11a)에 도달하는 깊이를 갖는 제1 가공 홈(43)을 형성한다. 이러한 점이, 제5 실시 형태와 다르다.
제1 가공 홈 형성 공정(S22)에서는, 우선, 소위 풀 컷트 홈이라 불리는 제1 가공 홈(43)을 1개만 형성한다(도 32 참조). 도 32는, 제6 실시 형태에 관련되는 제1 가공 홈 형성 공정(S22)을 도시하는 도면이다. 그러나, 도 32에 도시하는 바와 같이, 제1 가공 홈(43)이 피가공물(11)의 두께 방향(예를 들어, Z축 방향)에 대하여 기울어지는 경우가 있다(즉, 소위, 경사 절삭).
예를 들어, 제1 절삭 블레이드(84a)가 스핀들(82a)에 대하여 기울어져 장착되어 있거나, 제1 절삭 블레이드(84a)가 편마모되어 있거나, 피가공물(11)의 절삭 저항이 비교적 크다는 등의 이유에 의해, 소위, 경사 절삭이 발생하는 경우가 있다.
이와 같은 경사 절삭이 발생한 경우라도, 표면(11a)의 분할 예정 라인(45a)의 폭(45b)의 중심선(제1 중심선)(45c)을, 이면(11b)에 노출되는 제1 가공 홈(43)에서의 개구(43a)의 폭(43b)의 중심선(제2 중심선)(43c)과 일치시킬 필요가 있는 경우가 있다.
또한, 중심선(43c)은, 개구(43a)의 폭 방향의 중심에 위치하고, 개구(43a)의 폭 방향과 직교하는 길이 방향과 대략 평행하다. 마찬가지로, 중심선(45c)은, 분할 예정 라인(45a)의 폭 방향의 중심에 위치하고, 분할 예정 라인(45a)의 폭 방향과 직교하는 길이 방향과 대략 평행하다.
본 실시 형태에서는, 제1 가공 홈 형성 공정(S22) 후, 도 33에 도시되는 바와 같이, 표면(11a) 측을 척 테이블(10)로 흡인 유지한 채로, 이면(11b)에 노출되는 제1 가공 홈(43)을 상측 촬상 유닛(86a)으로 촬상함과 함께, 분할 예정 라인(45a)의 근방을 하측 촬상 유닛(54)으로 촬상한다(촬상 공정(S50)).
도 33은, 제6 실시 형태에 관련되는 촬상 공정(S50)을 도시하는 도면이다. 하측 촬상 유닛(54)의 각각의 촬상 시야는, 표면(11a) 측에 노출되는 제1 가공 홈(43)을 포함하는 분할 예정 라인(45a)의 폭(45b)보다 작은 경우가 있다.
이 경우, 하측 촬상 유닛(54)으로 분할 예정 라인(45a)을 촬상하여도 분할 예정 라인(45a)의 폭(45b)의 중심선(45c)을 특정할 수 없다. 따라서, 본 실시 형태의 촬상 공정(S50)에서는, 표면(11a) 측에 있어서 분할 예정 라인(45a)의 근방에 설치되어 있는 얼라인먼트 마크(45)를 하측 촬상 유닛(54)으로 촬상한다.
촬상 공정(S50) 후, 제어부(94)는 화상 처리를 실시하는 것에 의해, 얼라인먼트 마크(45)의 위치 좌표에 기초하여 분할 예정 라인(45a)의 중심선(45c)의 위치 좌표를 특정한다. 또한, 얼라인먼트 마크(45)로부터 중심선(45c)까지의 거리는, 절삭 장치(2)에 미리 등록되어 있다.
또한, 제어부(94)는, 제1 가공 홈(43)의 이면(11b) 측에 있어서의 중심선(43c)의 좌표도 마찬가지로, 화상 처리에 의해 특정한다. 그 후, 제어부(94)는, 중심선(43c)의 위치와, 중심선(45c)의 위치가, X-Y 평면(소정의 평면) 내에서 일치하고 있는지 아닌지를 검출한다(검출 공정(S60)).
도 32 및 도 33에서는, Y축 방향에서의 중심선(45c)으로부터의 중심선(43c)의 어긋남량 및 어긋남 방향을 벡터(D1)로 나타낸다. 중심선(43c)의 위치와, 중심선(45c)의 위치가, X-Y 평면 내에서 일치하고 있는 경우(S62에서 YES), 추가의 제1 가공 홈 형성 공정(S72)으로 진행된다.
이에 대해, 중심선(43c)의 위치와, 중심선(45c)의 위치가, X-Y 평면 내에서 일치하고 있지 않은 경우, 수정 공정(S70)으로 진행된다. 수정 공정(S70) 후의 절삭 시에는, 제어부(94)가, 중심선(43c) 및 중심선(45c)의 어긋남량 및 어긋남 방향을 상쇄하도록, 제1 절삭 블레이드(84a)의 위치(즉, 제1 절삭 유닛(78a)의 가공 위치)를 수정한다.
이에 따라, 이후의 절삭에서는, 표면(11a)에 있어서의 분할 예정 라인(45a)의 중심선(45c)을 이면(11b)에 투영한 위치에, 이면(11b) 측에 있어서의 개구(43a)의 중심선(43c)을 맞출 수 있다.
(제7 실시 형태)
다음으로, 도 34를 이용하여 제7 실시 형태에 대하여 설명한다. 제7 실시 형태에서는, 표면(11a)이 아니라 이면(11b) 측에 테이프(17)를 부착하고, 유지 공정(S10) 및 제1 가공 홈 형성 공정(S22)에서는, 이면(11b) 측을 흡인 유지하여, 표면(11a) 측을 노출시킨다.
이러한 점이, 제6 실시 형태와 다르다. 그 때문에, 제6 실시 형태와 중복되는 설명을 생략한다. 제7 실시 형태에서는, 제1 가공 홈 형성 공정(S22)에 있어서, 피가공물(11)의 표면(11a)으로부터 이면(11b)에 도달하는 깊이를 갖는 제1 가공 홈(43)을 형성한다.
또한, 촬상 공정(S50)에서는, 이면(11b) 측을 흡인 유지한 상태에서, 이면(11b)에 도달하고 있는 제1 가공 홈(43)을 하측 촬상 유닛(54)으로 촬상함과 함께, 분할 예정 라인(45a) 근방의 얼라인먼트 마크(45)를 상측 촬상 유닛(86a)으로 촬상한다(촬상 공정(S50)).
제어부(94)는, 표면(11a) 측에서의 분할 예정 라인(45a)의 중심선(45c)의 좌표와, 제1 가공 홈(43)의 이면(11b) 측에서의 중심선(43c)의 좌표를 특정하고, 중심선(43c)의 위치와, 중심선(45c)의 위치가, X-Y 평면(소정의 평면) 내에서 일치하고 있는지 아닌지를 검출한다(검출 공정(S60)).
도 34는, 제7 실시 형태에 관련되는 촬상 공정(S50)을 도시하는 도면이다. 도 34에서는, Y축 방향에 있어서의 중심선(45c)으로부터의 중심선(43c)의 어긋남량 및 어긋남 방향을 벡터(D2)로 나타낸다. 중심선(43c)의 위치와, 중심선(45c)의 위치가, X-Y 평면 내에서 일치하고 있는 경우(S62에서 YES), 추가의 제1 가공 홈 형성 공정(S72)으로 진행된다.
이에 대해, 중심선(43c)의 위치와, 중심선(45c)의 위치가 X-Y 평면 내에서 일치하고 있지 않은 경우, 수정 공정(S70)으로 진행된다. 수정 공정(S70) 후의 절삭 시에는, 제어부(94)가, 중심선(43c) 및 중심선(45c)의 어긋남량 및 어긋남 방향을 상쇄하도록, 제1 절삭 블레이드(84a)의 위치(즉, 제1 절삭 유닛(78a)의 가공 위치)를 수정한다.
이에 따라, 이후의 절삭에서는, 표면(11a)에 있어서의 분할 예정 라인(45a)의 중심선(45c)을 이면(11b)에 투영한 위치에, 이면(11b) 측에 있어서의 개구(43a)의 중심선(43c)을 맞출 수 있다.
그 밖에, 상기 서술한 실시 형태 및 변형예에 관련된 구조, 방법 등은, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한에 있어서 적절히 변경하여 실시할 수 있다. 상기 서술한 실시 형태 및 변형예를 적절히 조합해도 된다.
2: 절삭 장치, 4: 베이스, 4a, 4b: 개구, 4c: 지지 구조, 4d: 개구
6: 카세트, 10: 척 테이블(유지 테이블)
11: 피가공물, 11a: 표면, 11b: 이면
11c: 두께, 11d: 두께 방향
12: 유지 부재, 12a: 일면, 12b: 타면
12c1: 제1 흡인로, 12c2: 제2 흡인로, 12c3: 중심점, 12d: 개구부
12e: 외주 흡인로, 12f: 흡인로
13: 분할 예정 라인(소정 라인)
13a: 제1 가공 홈, 13a1: 폭, 13a2: 제1 중심선
13b: 제2 가공 홈, 13b1: 폭, 13b2: 제2 중심선
13a3: 개구, 13b3: 개구(소정 라인), 13c: 중심선
14: 흡인원, 16: 프레임체, 16a: 개구부, 16b: 풀리부
15: 디바이스, 17: 테이프, 19: 프레임, 21: 피가공물 유닛
18: X축 이동 테이블
18a: 바닥판, 18b: 측판, 18c: 천장판, 18d: 공간
20: X축 가이드 레일, 20a: X축 리니어 스케일, 22: 나사 축
23a, 23b: 깊이
24: 모터, 26: X축 방향 이동 기구
27: 테이프, 29a: 제1 보호막, 29b: 제2 보호막, 31: 피가공물 유닛, 28: 벨트, 30: 회전 구동원, 30a: 풀리
32: Y축 방향 이동 기구, 34: Y축 가이드 레일, 36: Y축 방향 이동 테이블
33: 디바이스 칩
38: 나사 축, 40: 모터
42: Z축 방향 이동 기구, 42a: 지지 구조, 44: Z축 가이드 레일
43: 제1 가공 홈, 43a: 개구, 43b: 폭, 43c: 중심선
45: 얼라인먼트 마크, 45a: 분할 예정 라인, 45b: 폭, 45c: 중심선
46: Z축 이동 플레이트, 48: 나사 축, 50: 모터
52: 지지 아암, 54: 하측 촬상 유닛
56: 저배율 카메라, 56a: 조명 장치
58: 고배율 카메라, 58a: 조명 장치
60: 가공 유닛 이동 기구, 62: Y축 가이드 레일, 64: Y축 이동 플레이트
66: 나사 축, 68: 모터
70a, 70b: Z축 이동 플레이트
72: Z축 가이드 레일, 74: 나사 축, 76: 모터
78a: 제1 절삭 유닛(제1 가공 유닛, 제2 가공 유닛)
78b: 제3 절삭 유닛(제3 가공 유닛)
80a, 80b: 스핀들 하우징, 82a, 82b: 스핀들
84a: 제1 절삭 블레이드, 84a1: 날 두께, 84a2: 중심
84b: 제3 절삭 블레이드, 84b1: 날 두께, 84b2: 중심
86a: 상측 촬상 유닛, 86b: 상측 촬상 유닛
88a, 88b: 화상
90: 세정 유닛, 92: 터치 패널, 92a, 92b: 기준선
94: 제어부, 96: 기억 장치
98a: 절삭 블레이드, 98a1: 날 두께, 98a2: 중심
102: 레이저 가공 장치, 104: 정지 베이스
106: Y축 이동 테이블, 108: Y축 가이드 레일, 108a: Y축 리니어 스케일, 110: 나사 축, 112: 모터, 114: Y축 방향 이동 기구
116: 칼럼, 118: 케이싱
120: 레이저 조사 유닛(제1 가공 유닛, 제2 가공 유닛)
120a: 레이저 발진기, 122: 헤드부, 122a: 집광 렌즈
130: 확장 장치, 132: 드럼, 134: 롤러, 136: 프레임 지지대
138: 클램프, 140: 다리부
A: 영역, B1,C1,D1,D2: 벡터
L: 레이저 빔
S10: 유지 공정, S20, S22: 제1 가공 홈 형성 공정, S30: 반전 공정
S40: 제2 가공 홈 형성 공정
S50: 촬상 공정, S60: 검출 공정, S70: 수정 공정
S72: 추가의 제1 가공 홈 형성 공정, S80: 추가의 제2 가공 홈 형성 공정
S90: 분할 공정

Claims (8)

  1. 피가공물의 가공 방법으로서,
    상기 피가공물의 표면 측을 유지하여 당해 표면과는 반대 측에 위치하는 상기 피가공물의 이면 측을 노출시킨 상태에서, 상기 표면 측에는 도달하지 않는 깊이를 갖는 제1 가공 홈을 제1 가공 유닛을 이용하여 형성하는 제1 가공 홈 형성 공정과,
    상기 제1 가공 홈 형성 공정 후, 투명한 재료로 형성된 영역을 갖는 유지 테이블로 상기 피가공물을 유지한 상태에서 제1 촬상 유닛으로 상기 제1 가공 홈을 촬상함과 함께, 상기 유지 테이블에 대해 상기 제1 촬상 유닛과는 반대 측에 설치된 제2 촬상 유닛으로, 상기 표면에 설치되고 또한 상기 피가공물의 두께 방향에서 상기 제1 가공 홈에 대응하는 위치에 있는 미리 정해진 라인을 촬상하는 촬상 공정과,
    상기 촬상 공정 후, 상기 제1 촬상 유닛으로 촬상한 상기 제1 가공 홈의 제1 중심선의 위치와, 상기 제2 촬상 유닛으로 촬상한 상기 미리 정해진 라인의 제2 중심선의 위치가, 미리 정해진 평면 내에서 일치하고 있는지 아닌지를 검출하는 검출 공정과,
    상기 검출 공정에서, 상기 제1 중심선의 위치와, 상기 제2 중심선의 위치가 일치하지 않는 경우에는, 일치하도록 가공 위치를 수정하는 수정 공정
    을 구비하는 것을 특징으로 하는, 피가공물의 가공 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 공정 전에, 상기 유지 테이블로 상기 이면 측을 유지하여 상기 표면 측을 노출시킨 상태에서, 상기 피가공물의 두께 방향에서 상기 제1 가공 홈의 반대 측에 위치하고, 또한, 상기 제1 가공 홈에 도달하지 않는 깊이를 갖는 제2 가공 홈을, 제2 가공 유닛을 이용하여 형성하는 제2 가공 홈 형성 공정을 더 포함하고,
    상기 미리 정해진 라인은, 상기 표면에 위치하는 상기 제2 가공 홈의 개구이고,
    상기 검출 공정에서는, 상기 제1 촬상 유닛으로 촬상한 상기 제1 가공 홈의 상기 제1 중심선의 위치와, 상기 제2 촬상 유닛으로 촬상한 상기 제2 가공 홈의 상기 제2 중심선의 위치가, 미리 정해진 평면 내에서 일치하고 있는지 아닌지를 검출하고,
    상기 수정 공정에서는, 상기 제2 가공 유닛의 가공 위치를 수정하는 것을 특징으로 하는, 피가공물의 가공 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 가공 유닛 및 상기 제2 가공 유닛 중 적어도 한쪽은, 단면에서 볼 때의 외주 단부가 V자 형상을 갖는 절삭 블레이드를 가지고,
    상기 제1 가공 홈 및 상기 제2 가공 홈 중 적어도 한쪽은, 상기 절삭 블레이드의 외주 단부의 형상에 따라, 단면에서 볼 때 V자 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 피가공물의 가공 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 가공 유닛 및 상기 제2 가공 유닛 중 적어도 한쪽은, 상기 피가공물에 흡수되는 파장을 갖는 펄스형의 레이저 빔을 조사 가능한 레이저 조사 유닛인 것을 특징으로 하는, 피가공물의 가공 방법.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피가공물의 두께 방향에서 대응하는 위치에 있는 상기 제1 가공 홈 및 상기 제2 가공 홈이 접속하도록, 제3 가공 유닛으로 상기 피가공물을 분할하는 분할 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 피가공물의 가공 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 미리 정해진 라인은, 상기 표면에 설정된 분할 예정 라인이며,
    상기 촬상 공정에서는, 상기 분할 예정 라인을 상기 제2 촬상 유닛으로 촬상하고,
    상기 수정 공정에서는, 상기 제1 가공 유닛의 가공 위치를 수정하는 것을 특징으로 하는, 피가공물의 가공 방법.
  7. 피가공물의 가공 방법으로서,
    상기 피가공물의 표면 측을 유지하여 당해 표면과는 반대 측에 위치하는 상기 피가공물의 이면 측을 노출시킨 상태에서, 상기 표면에 도달하는 깊이를 갖는 제1 가공 홈을 제1 가공 유닛을 사용하여 형성하는 제1 가공 홈 형성 공정과,
    상기 제1 가공 홈 형성 공정 후, 투명한 재료로 형성된 영역을 갖는 유지 테이블로 상기 피가공물의 상기 표면 측을 흡인 유지한 상태에서 상기 유지 테이블의 상방에 위치하는 상측 촬상 유닛으로 상기 이면에 노출되는 상기 제1 가공 홈을 촬상함과 함께, 상기 유지 테이블의 하방에 위치하는 하측 촬상 유닛으로, 상기 표면 측에 형성되어 있는 얼라인먼트 마크를 촬상하는 촬상 공정과,
    상기 촬상 공정 후, 상기 상측 촬상 유닛으로 촬상한 상기 제1 가공 홈의 제1 중심선의 위치와, 상기 하측 촬상 유닛으로 촬상한 상기 얼라인먼트 마크를 기초로 하여 특정되는 분할 예정 라인의 제2 중심선의 위치가, 미리 정해진 평면 내에서 일치하고 있는지 아닌지를 검출하는 검출 공정과,
    상기 검출 공정에서, 상기 제1 중심선의 위치와, 상기 제2 중심선의 위치가 일치하지 않는 경우에는, 일치하도록 가공 위치를 수정하는 수정 공정
    을 구비하는 것을 특징으로 하는, 피가공물의 가공 방법.
  8. 피가공물의 가공 방법으로서,
    상기 피가공물의 이면 측을 유지하여 당해 이면과는 반대 측에 위치하는 상기 피가공물의 표면 측을 노출시킨 상태에서, 상기 이면에 도달하는 깊이를 갖는 제1 가공 홈을 제1 가공 유닛을 사용하여 형성하는 제1 가공 홈 형성 공정과,
    상기 제1 가공 홈 형성 공정 후, 투명한 재료로 형성된 영역을 갖는 유지 테이블로 상기 피가공물의 상기 이면 측을 흡인 유지한 상태에서 상기 유지 테이블의 하방에 위치하는 하측 촬상 유닛으로 상기 이면에 노출되는 상기 제1 가공 홈을 촬상함과 함께, 상기 유지 테이블의 상방에 위치하는 상측 촬상 유닛으로, 상기 표면 측에 형성되어 있는 얼라인먼트 마크를 촬상하는 촬상 공정과,
    상기 촬상 공정 후, 상기 하측 촬상 유닛으로 촬상한 상기 제1 가공 홈의 제1 중심선의 위치와, 상기 상측 촬상 유닛으로 촬상한 상기 얼라인먼트 마크를 기초로 하여 특정되는 분할 예정 라인의 제2 중심선의 위치가, 미리 정해진 평면 내에서 일치하고 있는지 아닌지를 검출하는 검출 공정과,
    상기 검출 공정에서, 상기 제1 중심선의 위치와, 상기 제2 중심선의 위치가 일치하지 않는 경우에는, 일치하도록 가공 위치를 수정하는 수정 공정
    을 구비하는 것을 특징으로 하는, 피가공물의 가공 방법.
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