(57)【要約】【課題】切削不良が実際に発生する前にブレード不良を検出し、切削不良の発生を防止する。【解決手段】保持手段１２は、板状ワーク２１を保持する。切削手段１３は、保持手段１２が保持する板状ワーク２１を切削する切削ブレード２２を装着する。支持手段１４は、切削手段１３を支持する。切込み送り手段１５は、支持手段１４と保持手段１２とを相対的に切込み送り方向（±Ｚ方向）に移動させる。切削送り手段１７は、支持手段１４と保持手段１２とを相対的に切削送り方向に移動させる。負荷検出手段１８は、支持手段１４に配設され、切削送り手段１７による切削送りにより切削ブレード２２にかかる切削負荷を検出する。したがって、切削不良の発生前にブレード不良を検出することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状ワークを保持する保持手段と、
該保持手段が保持する板状ワークを切削する切削ブレードを装着する切削手段と、
該切削手段を支持する支持手段と、
該支持手段と該保持手段とを相対的に切込み送り方向に移動させる切込み送り手段と、
該支持手段と該保持手段とを相対的に切削送り方向に移動させる切削送り手段と、
該支持手段に配設され、該切削送り手段による切削送りにより該切削ブレードにかかる切削負荷を検出する負荷検出手段と、を備えた、切削装置。
【請求項２】
該負荷検出手段は、複数の圧電素子を有し、
該複数の圧電素子が検知した値の差が所定の閾値以上である場合に、ブレード不良と判定する判定部を備えた、請求項１記載の切削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削ブレードを用いて板状ワークを切削する切削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
切削装置は、スピンドルの先端に切削ブレードを装着して高速回転させ、切削送りされる半導体ウェーハなどの板状ワークに接触させることにより、板状ワークを切削する。このような切削装置では、切削速度が速すぎる、切削水の量が不十分である、板状ワークが難切削材料であるなどの理由により、切削ブレードに目詰まり・目潰れなどのブレード不良が発生する場合がある。ブレード不良が発生した場合、切削不良に繋がるので、例えば、切削ブレードをドレッシングすることにより、ブレード不良を解消している。
【０００３】
特許文献１には、新しい切削ブレードの切削能力を安定させるためのプリカットにおいて、テスト基板に対する切削ブレードの切込みによりチャックテーブルが受ける加工負荷を検出して、プリカットが十分に行われたか否かを判定する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３０３３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された方法では、プリカットが十分でないと判定された場合、チッピングなどの切削不良が発生していると判断する。しかし、これを実際の加工対象物に対する加工時に適用すると、ブレード不良を検出したときには、既に切削不良が発生している可能性がある。切削不良により不良品が発生すると歩留まりが低下するので、切削不良が実際に発生する前にブレード不良を検出することが望まれる。
【０００６】
本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、切削不良が実際に発生する前にブレード不良を検出し、切削不良の発生を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る切削装置は、板状ワークを保持する保持手段と、該保持手段が保持する板状ワークを切削する切削ブレードを装着する切削手段と、該切削手段を支持する支持手段と、該支持手段と該保持手段とを相対的に切込み送り方向に移動させる切込み送り手段と、該支持手段と該保持手段とを相対的に切削送り方向に移動させる切削送り手段と、該支持手段に配設され、該切削送り手段による切削送りにより該切削ブレードにかかる切削負荷を検出する負荷検出手段と、を備えた。
該負荷検出手段は、複数の圧電素子を有し、該複数の圧電素子が検知した値の差が所定の閾値以上である場合に、ブレード不良と判定する判定部を備えたことが望ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る切削装置によれば、支持手段に配設された負荷検出手段が切削ブレードにかかる切削負荷を検出するので、切削不良が発生する前に、ブレード不良を検出することができる。
【０００９】
複数の圧電素子が検知した値の差が閾値以上である場合にブレード不良と判定するので、ブレード不良により力のバランスが崩れたことを検出でき、切削不良が発生する前に、ブレード不良を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】切削装置を示す正面図。
【図２】負荷検出手段の配置を示す斜視図。
【図３】負荷検出手段の別の配置を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に示すように、切削装置１０は、本体１１と、ウェーハなどの板状ワーク２１を保持する保持手段１２と、切削ブレード２２を装着する切削手段１３（１３ａ，１３ｂ）と、切削手段１３を支持する支持手段１４（１４ａ，１４ｂ）と、支持手段１４と保持手段１２とを相対的に切込み送り方向（±Ｚ方向）に移動させる切込み送り手段１５（１５ａ，１５ｂ）と、支持手段１４と保持手段１２とを相対的に±Ｙ方向に移動させる移動手段１６（１６ａ，１６ｂ）と、支持手段１４と保持手段１２とを相対的に切削送り方向（ＹＺ平面に対して垂直な±Ｘ方向）に移動させる切削送り手段１７と、支持手段１４に配設された負荷検出手段１８（１８ａ，１８ｂ）と、ブレード不良を判定する判定部１９とを備える。
【００１２】
本体１１は、基部１１１と、基部１１１に対して固定された架部１１２とを有する。
【００１３】
保持手段１２は、例えばチャックテーブルであり、円柱形状の保持テーブル１２１の上に載置した板状ワーク２１を吸引源１２２で吸引することにより保持する。
【００１４】
切削手段１３は、スピンドル１３１の先端に切削ブレード２２を装着し、モータ１３２がスピンドル１３１を高速回転させることにより、板状ワーク２１の切削を行う。スピンドル１３１の軸心は、±Ｙ方向と平行に配置されている。
【００１５】
支持手段１４ａは、切削手段１３ａを支持し、支持手段１４ｂは、切削手段１３ｂを支持している。支持手段１４の一端は、支持対象である切削手段１３に固定されている。
【００１６】
切込み送り手段１５ａは、支持手段１４ａを±Ｚ方向に移動させ、切込み送り手段１５ｂは、支持手段１４ｂを±Ｚ方向に移動させる。切込み送り手段１５は、例えばボールねじからなり±Ｚ方向に平行なねじ軸１５１をモータ１５２が回転させると、ねじ軸１５１に係合した可動部１５３が±Ｚ方向に移動する。可動部１５３には、移動させる対象である支持手段１４が固定されている。切込み送り手段１５が支持手段１４を±Ｚ方向に移動させると、それに伴って、支持手段１４によって支持された切削手段１３が±Ｚ方向に移動する。
【００１７】
移動手段１６ａは、切込み送り手段１５ａを±Ｙ方向に移動させ、移動手段１６ｂは、切込み送り手段１５ｂを±Ｙ方向に移動させる。移動手段１６は、例えばボールねじからなり±Ｙ方向に平行なねじ軸１６１をモータ１６２が回転させると、ねじ軸１６１に係合した可動部１６３が±Ｙ方向に移動する。可動部１６３には、移動させる対象である切込み送り手段１５が固定されている。移動手段１６は、架部１１２に固定されている。移動手段１６が切込み送り手段１５を移動させると、それに伴って、支持手段１４及び切削手段１３が±Ｙ方向に移動する。
【００１８】
切削送り手段１７は、保持テーブル１２１を±Ｘ方向に移動させる。切削送り手段１７は、例えばボールねじからなり±Ｘ方向に平行なねじ軸１７１をモータ（不図示）が回転させると、ねじ軸１７１に係合した可動部１７３がレール１７４に案内されて±Ｘ方向に移動する。可動部１７３には、移動させる対象である保持テーブル１２１が固定されている。切削送り手段１７は、基部１１１に固定されている。
【００１９】
切込み送り手段１５及び移動手段１６によって切削手段１３及び支持手段１４が本体１１に対して±Ｚ方向及び±Ｙ方向に移動し、切削送り手段１７によって保持テーブル１２１が本体１１に対して±Ｘ方向に移動することにより、切削手段１３及び支持手段１４と、保持テーブル１２１とは、相対的に移動する。
【００２０】
負荷検出手段１８ａは、切削手段１３ａに装着された切削ブレード２２にかかる切削負荷を検出する。負荷検出手段１８ｂは、切削手段１３ｂに装着された切削ブレード２２にかかる切削負荷を検出する。
【００２１】
判定部１９は、負荷検出手段１８が検出した切削負荷に基づいて、切削ブレード２２に目詰まり・目潰れなどのブレード不良が発生しているか否かを判定する。
【００２２】
次に、切削装置１０の動作について説明する。
まず、保持手段１２が、板状ワーク２１上の切削予定ラインが±Ｘ方向と平行になるよう、板状ワーク２１を保持する。
次に、切削手段１３ａ，１３ｂのモータ１３２が、切削ブレード２２を高速回転させる。モータ１３２は、切削が終了するまで回転し続ける。
そして、切削ブレード２２が第１の切削予定ラインの真上に位置するよう、移動手段１６ａが切削手段１３ａを移動させる。同様に、切削ブレード２２が第２の切削予定ラインの真上に位置するよう、移動手段１６ｂが切削手段１３ｂを移動させる。
【００２３】
次に、切込み送り手段１５ａが切削手段１３ａを−Ｚ方向に移動させて、切削ブレード２２が所定の深さで板状ワーク２１に切り込む位置まで保持テーブル１２１に接近させる。同様に、切込み送り手段１５ｂが切削手段１３ｂを−Ｚ方向に移動させて、切削ブレード２２が所定の深さで板状ワーク２１に切り込む位置まで保持テーブル１２１に接近させる。
次に、切削送り手段１７が保持テーブル１２１を移動させる。これにより、板状ワーク２１に切り込んだ切削ブレード２２が切削予定ラインに沿って板状ワーク２１に対して相対的に移動し、切削が行われる。
【００２４】
第１及び第２の切削予定ラインの切削が終わったのち、切込み送り手段１５ａ，１５ｂが切削手段１３ａ，１３ｂを＋Ｚ方向に移動させ、切削ブレード２２を保持テーブル１２１から離反させる。
【００２５】
切削送り手段１７が保持テーブル１２１を移動させる切削送り中において、負荷検出手段１８が切削負荷を検出し、判定部１９がブレード不良か否かを判定する。ブレード不良であると判定部１９が判定した場合、切削装置１０は、例えば、警告ランプを点灯し若しくは表示部に警告表示をするなどして、ブレード不良が発生したことを作業員に通知する。また、切削装置１０は、切削中の切削予定ライン若しくは板状ワーク２１についての切削が終了したのち、切削処理を中断する構成であってもよい。あるいは、切削装置１０は、ブレード不良であると判定された切削手段１３を使用せず、ブレード不良でないと判定された切削手段１３だけを使って切削処理を続ける構成であってもよい。更に、切削装置１０は、ドレッシング処理を開始して、自動的にブレード不良を解消する構成であってもよい。
【００２６】
図２に示すように、負荷検出手段１８は、３つの圧電素子１８１（１８１ａ〜１８１ｃ）を有する。圧電素子１８１は、例えば支持手段１４によって支持された切削手段１３と、支持手段１４との間に位置し、切削手段１３から支持手段１４に伝えられる±Ｚ方向の圧力を検出し、検出した圧力に比例する電圧を出力する。切削ブレード２２が板状ワーク２１に切り込むことにより切削負荷が発生すると、圧電素子１８１が検出する圧力が変化する。
【００２７】
３つの圧電素子１８１は、三角形状に配置されている。例えば、圧電素子１８１ｃは、圧電素子１８１ａに対して＋Ｙ方向に所定の距離の位置に配置され、圧電素子１８１ｂは、２つの圧電素子１８１ａ，１８１ｃの中点から＋Ｘ方向に所定の距離の位置に配置されている。
【００２８】
切削ブレード２２に目詰まり・目潰れなどのブレード不良が発生すると、板状ワーク２１から切削ブレード２２が受ける力の向きが傾く。この傾きが大きくなると、切削ブレード２２が蛇行して切削予定ラインから外れるなどの切削不良が発生する。板状ワーク２１から切削ブレード２２が受ける力の向きが傾くと、３つの圧電素子１８１が検出する圧力のバランスが変化する。そこで、判定部１９は、３つの圧電素子１８１が検出した圧力の差が判定閾値以上になった場合に、ブレード不良であると判定する。例えば、判定部１９は、３つの圧電素子１８１が検出した圧力のうちの最大値と最小値との差を算出し、算出した差と、あらかじめ設定された判定閾値とを比較することにより、ブレード不良か否かを判定する。
【００２９】
判定閾値は、例えば、切削試験を行い、ブレード不良が発生していない場合に圧電素子１８１が検出する圧力と、ブレード不良が発生している場合に圧電素子１８１が検出する圧力とを測定し、測定結果に基づいてあらかじめ決定しておく。
【００３０】
このように、切削負荷の大きさではなく、複数の圧電素子１８１が検出した圧力の差に基づいて、ブレード不良か否かを判定するので、実際に切削不良が発生する前に、ブレード不良を検出することができる。
また、負荷検出手段１８を支持手段１４に配設したので、板状ワーク２１から切削ブレード２２が受ける力の向きの微妙な変化を検出でき、実際に切削不良が発生する前に、ブレード不良を検出することができる。
実際に切削不良が発生する前にブレード不良を検出できるので、カット不良による不良品の発生を防ぐことができ、歩留まりが向上する。
【００３１】
なお、圧電素子１８１の数は、３つに限らず、２つであってもよいし、４つ以上であってもよいが、３つが最も望ましい。例えば、２つの圧電素子１８１ａ，１８１ｃだけを設け、圧電素子１８１ｂを設けないと、板状ワーク２１から切削ブレード２２が受ける力が±Ｙ方向に傾いた場合は検出できるが、板状ワーク２１から切削ブレード２２が受ける力が±Ｘ方向に傾いた場合は検出できない可能性がある。これに対し、３つの圧電素子１８１ａ〜１８１ｃを設ければ、±Ｙ方向の傾きだけでなく、±Ｘ方向の傾きも検出できるので、検出精度が向上する。４つ以上の圧電素子１８１を設ければ検出精度は更に向上するが、切削装置１０の製造コスト・維持コストが高くなる。
【００３２】
別の実施形態として図３に示すように、圧電素子１８１ａ〜１８１ｃは、支持手段１４と、切込み送り手段１５の可動部１５３との間に位置し、支持手段１４から可動部１５３に伝えられる±Ｘ方向の圧力を検出する構成であってもよい。
この場合も同様に、判定部１９は、３つの圧電素子１８１が検出した圧力の差が判定閾値以上になった場合に、ブレード不良であると判定する。
これにより、実際に切削不良が発生する前に、ブレード不良を検出することができる。
【００３３】
以上説明した実施形態は、一例であり、本発明を限定するものではない。例えば、本質的でない部分の構成を、矛盾しない範囲で他の構成に置き換えてもよい。
切削手段１３の数は、２つに限らず、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。切込み送り手段１５及び移動手段１６及び切削送り手段１７は、保持テーブル１２１と切削手段１３及び支持手段１４とを相対的に移動させるものであればよい。
【符号の説明】
【００３４】
１０  切削装置、１１  本体、１１１  基部、１１２  架部、
１２  保持手段、１２１  保持テーブル、１２２  吸引源、
１３  切削手段、１３１  スピンドル、１３２，１５２，１６２  モータ、
１４  支持手段、１５  切込み送り手段、１５１，１６１，１７１  ねじ軸、
１５３，１６３，１７３  可動部、１６  移動手段、
１７  切削送り手段、１７４  レール、
１８  負荷検出手段、１８１  圧電素子、２１  板状ワーク、２２  切削ブレード。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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