(57)【要約】【課題】加工開始前に切削水供給ノズルが適正に位置付けられているか確認できるようにすること。【解決手段】切削装置（１）は、切削ブレード（４１）に切削水を供給する冷却ノズル（４６）及びシャワーノズル（４７）を有する切削手段（４）と、切削ブレードを回転駆動するモータ（４４）の負荷電流値を検出する負荷電流値検出手段（４８）と、切削手段及び負荷電流値検出手段を制御する制御手段（９）とを備えている。制御手段は、各ノズルが適正な位置に位置付けられた状態で、所定量の切削水を供給しつつ所定スピンドル回転数で切削ブレードを回転させた際のモータの負荷電流値に基づく任意の値を閾値として予め記憶する記憶部（９１）と、所定量の切削水を供給しつつ所定スピンドル回転数で切削ブレードを回転させた際に検出した負荷電流値と、記憶部が記憶した閾値との比較結果に応じ、正常又は異常を判断する判断部（９２）とを備えている。【選択図】図１
2018010952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に支持されたスピンドルと、該スピンドルを回転駆動するモータと、該スピンドルの先端部に装着された切削ブレードと、該切削ブレードに切削水を供給する切削水供給ノズルとを有する切削手段と、該モータの負荷電流値を検出する負荷電流値検出手段と、該切削手段及び該負荷電流値検出手段を制御する制御手段と、を備え、被加工物を切削加工する切削装置であって、
該制御手段は、
該切削水供給ノズルが適正な位置に位置付けられた状態で、所定量の切削水を供給しつつ所定スピンドル回転数で切削ブレードを回転させた際の、該負荷電流値検出手段で検出した負荷電流値に基づく任意の値を閾値として予め記憶する記憶部と、
該所定量の切削水を供給しつつ所定スピンドル回転数で該切削ブレードを回転させた際の該負荷電流値検出手段で検出した負荷電流値と該記憶部が記憶した該閾値との比較結果に応じ、正常又は異常を判断する判断部と、を備える切削装置。
【請求項２】
該記憶部には、被加工物を加工するデバイスデータ毎に該閾値を記憶させることを特徴とする請求項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、切削水を供給しながら被加工物を切削ブレードで切断する切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハや光デバイスウェーハ等の被加工物は、切削装置によってストリートに沿って切断される。切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、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を含む切削手段と、加工中の切削ブレードへ切削水を供給するノズルとを備え、回転する切削ブレードによって被加工物を切断して分割する。切削装置においては、高速回転する切削ブレードへ切削水を供給することで、加工熱を冷却したり、切削によって発生する切削屑を被加工物から洗い流したりすることができる。
【０００３】
ところが、ノズルの位置が誤った位置に調整され、切削ブレードの適切な位置に切削水が供給されないと、加工熱が十分に冷却されなくなる。このため、切削ブレードの異常磨耗や焼けが発生して加工品質が悪化し、ひいては、切削ブレードや被加工物が破損してしまうことになる。そこで、切削ブレードに対してノズルの位置を調整可能にした切削装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１８７８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような切削装置では、切削ブレードを交換するとき等に、オペレータがノズルに意図せず接触してノズルが位置ずれする場合がある。この場合、ノズルの位置ずれが僅かで目視によって確認できず、冷却が不十分な状態のまま切削加工が継続され、加工品質の悪化、切削ブレードや被加工物の破損を引き起こしてしまう、という問題がある。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、加工開始前に切削水供給ノズルが適正に位置付けられているか確認可能な切削装置を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様の切削装置は、回転可能に支持されたスピンドルと、スピンドルを回転駆動するモータと、スピンドルの先端部に装着された切削ブレードと、切削ブレードに切削水を供給する切削水供給ノズルとを有する切削手段と、モータの負荷電流値を検出する負荷電流値検出手段と、切削手段及び負荷電流値検出手段を制御する制御手段と、を備え、被加工物を切削加工する切削装置であって、制御手段は、切削水供給ノズルが適正な位置に位置付けられた状態で、所定量の切削水を供給しつつ所定スピンドル回転数で切削ブレードを回転させた際の、負荷電流値検出手段で検出した負荷電流値に基づく任意の値を閾値として予め記憶する記憶部と、所定量の切削水を供給しつつ所定スピンドル回転数で切削ブレードを回転させた際の負荷電流値検出手段で検出した負荷電流値と記憶部が記憶した閾値との差が比較結果に応じ、正常又は異常を判断する判断部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、被加工物の加工前に、上記のように切削水供給ノズルが適正な位置に位置付けられた状態での任意の負荷電流値を閾値として予め記憶する。そして、加工するにあたって検出した負荷電流値が閾値から所定範囲ずれた場合、判断部によってノズル位置が適正でないと判断することができる。これにより、被加工物の加工前に、切削水供給ノズルの位置の異常を把握でき、切削水供給ノズルの位置ずれによる冷却不足等を回避して、加工品質の悪化、切削ブレードや被加工物の破損を事前に防ぐことができる。
【０００９】
また、本発明の切削装置は、記憶部には、被加工物を加工するデバイスデータ毎に閾値を記憶させるとよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、加工開始前に、回転する切削ブレードに切削水を供給した状態でモータの負荷電流値を検出し、この検出結果に基づいて切削水供給ノズルが適正に位置付けられているか確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態の切削装置の斜視図である。
【図２】本実施の形態の切削手段の正面図である。
【図３】本実施の形態でのデバイスデータの一例を示す表である。
【図４】本実施の形態の冷却ノズル（図４Ａ）及びシャワーノズル（図４Ｂ）の模式図である。
【図５】上記冷却ノズルで切削水を供給した際のノズル位置と負荷電流値との関係を示すグラフである。
【図６】上記シャワーノズルで切削水を供給した際のノズル位置と負荷電流値との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本実施の形態の切削装置について説明する。図１は、本実施の形態の切削装置の斜視図である。なお、切削装置は、本実施の形態の切削水の供給構造を備えた構成であればよく、図１に示す構成に限定されない。また、図１においては、説明の便宜上、一部の部材については省略して記載しているが、切削装置が通常備える構成については備えているものとする。
【００１３】
図１に示すように、切削装置１は、チャックテーブル３上の被加工物Ｗに対して切削手段４の切削ブレード４１を相対移動させることで、被加工物Ｗを個々のチップに分割するように構成されている。被加工物Ｗの表面Ｗ１には格子状の分割予定ラインが設けられており、分割予定ラインによって区画された各領域に各種デバイスＤが形成されている。被加工物Ｗの裏面にはダイシングテープＴが貼着されており、このダイシングテープＴの外周には環状フレームＦが貼着されている。被加工物Ｗは、ダイシングテープＴを介して環状フレームＦに支持された状態で切削装置１に搬入される。
【００１４】
なお、被加工物Ｗは、シリコン、ガリウム砒素等の半導体基板にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成された半導体ウェーハでもよいし、セラミック、ガラス、サファイア系の無機材料基板にＬＥＤ等の光デバイスが形成された光デバイスウェーハでもよい。
【００１５】
切削装置１の基台２上には、チャックテーブル３をＸ軸方向に移動するチャックテーブル移動機構５が設けられている。チャックテーブル移動機構５は、基台２上に配置されたＸ軸方向に平行な一対のガイドレール５１と、一対のガイドレール５１にスライド可能に設置されたモータ駆動のＸ軸テーブル５２とを有している。Ｘ軸テーブル５２の背面側には、図示しないナット部が形成され、このナット部にボールネジ５３が螺合されている。そして、ボールネジ５３の一端部に連結された駆動モータ５４が回転駆動されることで、チャックテーブル３がガイドレール５１に沿ってＸ軸方向に移動される。
【００１６】
Ｘ軸テーブル５２の上部には、θテーブル５５を介してチャックテーブル３が回転可能に設けられている。チャックテーブル３の上面には、ポーラスセラミックス材により保持面３１が形成されている。保持面３１は、チャックテーブル３内の流路を通じて吸引源（不図示）に接続されており、保持面３１上に生じる負圧によって被加工物Ｗが吸着保持される。チャックテーブル３の周囲には、一対の支持アームを介して４つのクランプ部３２が設けられている。各クランプ部３２がエアアクチュエータ（不図示）により駆動されることで、被加工物Ｗの周囲の環状フレームＦが四方から挟持固定される。
【００１７】
切削装置１の基台２上には、切削手段４をチャックテーブル３の上方でＹ軸方向及びＺ軸方向に移動する切削手段移動機構６が設けられている。切削手段移動機構６は、基台２上に配置されたＹ軸方向に平行な一対のガイドレール６１と、一対のガイドレール６１にスライド可能に設置されたモータ駆動のＹ軸テーブル６２とを有している。Ｙ軸テーブル６２は上面視矩形状に形成されており、このＹ軸テーブル６２のＸ軸方向における一端部には側壁部６５が立設されている。
【００１８】
また、切削手段移動機構６は、側壁部６５の壁面に設置されたＺ軸方向に平行な一対のガイドレール６６（１つのみ図示）と、一対のガイドレール６６にスライド可能に設置されたＺ軸テーブル６７とを有している。Ｙ軸テーブル６２、Ｚ軸テーブル６７の背面側には、それぞれ図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ６３、６８が螺合されている。そして、ボールネジ６３、６８の一端部に連結された駆動モータ６４、６９が回転駆動されることで、切削手段４がガイドレール６１、６６に沿ってＹ軸方向及びＺ軸方向に移動される。
【００１９】
Ｚ軸テーブル６７には、スピンドル４２の先端に切削ブレード４１を装着した切削手段４が設けられている。スピンドル４２は、Ｚ軸テーブル６７からＹ軸方向に延在するスピンドルケース４３内に回転可能に支持されており、スピンドルケース４３の内のモータ４４によって回転駆動される。切削ブレード４１としては、例えば、ダイヤモンド砥粒を電鋳ボンドで固めて円形にした電鋳ブレードが選択される。切削ブレード４１は箱型のブレードカバー４５によって周囲が覆われている。
【００２０】
図２は、本実施の形態の切削手段の正面図である。図２にも示すように、切削手段４のブレードカバー４５は、切削ブレード４１の一部（下端部）を突出させた状態で、切削ブレード４１の周囲をカバーする。ブレードカバー４５の後部には、Ｘ軸方向に延在して切削ブレード４１を挟んで位置する一対の冷却ノズル４６が備えられている（一方の冷却ノズルは不図示）。冷却ノズル４６は、切削水供給ノズルを構成する。冷却ノズル４６にて切削ブレード４１に対向する部分にはスリットが形成されており、スリットから噴射された切削水によって切削ブレード４１及び加工点が冷却及び洗浄される。また、ブレードカバー４５の前部には、切削水供給ノズルを構成するシャワーノズル４７が備えられている。シャワーノズル４７は切削ブレード４１に対して前方から切削水を噴射して、切削ブレード４１に巻き込ませることで切削ブレード４１及び加工点が冷却される。
【００２１】
このような切削装置１では、被加工物Ｗの径方向外側で切削ブレード４１が被加工物Ｗの分割予定ラインに位置合わせされ、被加工物Ｗを切り込み可能な高さに切削ブレード４１が降ろされる。この切削ブレード４１に対してチャックテーブル３がＸ軸方向に切削送りされることで、被加工物Ｗが分割予定ラインに沿って切削される。このとき、切削ブレード４１の加工点に向けて冷却ノズル４６やシャワーノズル４７から切削水が噴射されているため、加工熱が取り除かれて、切削ブレード４１の異常摩耗や焼けが防止されると共に切削加工による加工品質が向上されている。
【００２２】
図１に示すように、スピンドルケース４３には、チャックテーブル３に保持された被加工物Ｗの表面Ｗ１を撮像するアライメント用の撮像手段７が設けられており、撮像手段７の撮像画像に基づいて被加工物Ｗの分割予定ラインに対して切削ブレード４１がアライメントされる。また、切削手段４には、モータ４４の負荷電流値を検出する負荷電流値検出手段４８が接続されている。
【００２３】
また、切削装置１には、切削手段４及び負荷電流値検出手段４８を含む装置各部を統括制御する制御手段９が設けられている。制御手段９は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成される。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。このメモリによって、後述する条件にて負荷電流値検出手段４８で検出した負荷電流値を閾値として予め記憶する記憶部９１が構成される。また、制御手段９は、判断部９２を有しており、判断部９２は、記憶部９１が記憶した閾値と、負荷電流値検出手段４８で検出した負荷電流値とを比較し、その比較結果に応じたものとして検出した負荷電流値が閾値より小さい場合に異常であると判断する。また、検出した負荷電流値が閾値より大きい場合には正常であると判断する。
【００２４】
切削装置１においては、オペレータが冷却ノズル４６やシャワーノズル４７に接触して位置ずれした際、その位置ずれを目視にて確認、把握することが困難となる場合がある。この状態で切削加工を継続すると、適切な位置に切削水が供給されずに加工熱が十分に冷却されなくなる。そこで、本実施の形態では、作業者の目視とは異なる方法にて、各ノズル４６、４７の位置が適正であるか否かを判断できるようにしている。このとき、切削加工前に回転する切削ブレード４１に切削水を噴射し、各ノズル４６、４７が後述する基準位置となる場合に比べて位置ずれした場合は、切削ブレード４１を回転させるモータ４４の負荷電流値が変化することに着目している。そして、負荷電流値検出手段４８で測定したモータ４４の負荷電流値が所定量変化したら、各ノズル４６、４７の位置に異常があると判断するようにしている。以下、冷却ノズル４６及びシャワーノズル４７の位置の判断方法について説明する。
【００２５】
切削加工においては、切削手段４のモータ４４を駆動して所定のスピンドル回転数で切削ブレード４１を回転させつつ、冷却ノズル４６及びシャワーノズル４７から切削ブレード４１に切削水を所定量供給する。このときのスピンドル回転数、切削水の供給量に加え、切削ブレード４１の種類（刃厚、外径等）を種々の条件、数値として組み合わせ、データ群として切削加工の開始前に用意する。かかるデータ群が被加工物Ｗを加工するためのデバイスデータとなる。本実施の形態では、図３の表に示すデータＡ〜Ｄがデバイスデータとなる。なお、かかるデータＡ〜Ｄは一例に過ぎず、他のデータを採用してもよい。
【００２６】
切削加工開始前には、デバイスデータの用意に加え、冷却ノズル４６及びシャワーノズル４７の基準位置への位置付けも行う。特に限定されるものでないが、本実施の形態では、冷却ノズル４６については、図４Ａに示すように、上面視にて冷却ノズル４６がＸ軸方向に平行となる位置を基準位置とする。また、シャワーノズル４７については、図４Ｂに示すように、正面視にてシャワーノズル４７の噴出口の延在方向がＸ軸方向に平行となる位置を基準位置とする。
【００２７】
次いで、冷却ノズル４６の位置を判断する場合には、各データＡ〜Ｄの条件にて、被加工物Ｗを切削しない加工前の状態でモータ４４を駆動しつつ冷却ノズル４６から切削水を供給する（なお、シャワーノズル４７への切削水の供給は停止する）。更に、各データＡ〜Ｄの条件にて、冷却ノズル４６が基準位置（Ｘ軸方向に平行（０°の傾き）となる位置）と、基準位置からずれた複数の位置とで負荷電流値検出手段４８によりモータ４４の負荷電流値を検出する。基準位置からずれた位置は、基準位置に対し、一対の冷却ノズル４６が相互に所定角度（例えば２．５°）ずつ離れる方向に傾いた状態とする（図４Ａの二点鎖線部参照）。基準位置からずれた位置であっても、許容し得る切削加工品質が担保されるずれ量であれば、冷却ノズル４６は適正な位置に位置付けしたものとされる。従って、冷却ノズル４６の適正な位置は、加工品質が許容できる範囲において１つに限られずにいくつもある。負荷電流値の検出結果は、図５のグラフに示すようになり、データＡ〜Ｄ毎に記憶部９１に記憶される。図５のグラフにて、横軸は、基準位置に対する傾き（位置ずれ量）であり、縦軸は、負荷電流値検出手段４８によって検出された負荷電流値である。図５のグラフから、冷却ノズル４６の傾きが大きく、冷却ノズル４６が切削ブレード４１から離れるに従って負荷電流値が低下することが理解できる。
【００２８】
シャワーノズル４７の位置を判断する場合には、各データＡ〜Ｄの条件にて、被加工物Ｗを切削しない状態でモータ４４を駆動しつつシャワーノズル４７から切削水を供給する（なお、冷却ノズル４６への切削水の供給は停止する）。更に、各データＡ〜Ｄの条件にて、シャワーノズル４７が基準位置（Ｘ軸方向に平行（０°の傾き）となる位置）と、基準位置からずれた複数の位置とで負荷電流値検出手段４８によりモータ４４の負荷電流値を検出する。基準位置からずれた位置は、基準位置に対し、所定角度（例えば５°）ずつシャワーノズル４７が回転する方向に傾いた状態とする。基準位置からずれた位置であっても、許容し得る切削加工品質が担保されるずれ量であれば、シャワーノズル４７は適正な位置に位置付けしたものとされる。従って、シャワーノズル４７の適正な位置は、加工品質が許容できる範囲において１つに限られずにいくつもある。負荷電流値の検出結果は、図６のグラフに示すようになり、データＡ〜Ｄ毎に記憶部９１に記憶される。図６のグラフの縦軸及び横軸は、横軸は、基準位置に対する傾き（位置ずれ量）であり、縦軸は、負荷電流値検出手段４８によって検出された負荷電流値である。図６のグラフから、シャワーノズル４７の傾きが上向きとなる程、負荷電流値が大きくなり、下向きになる程、負荷電流値が低下することが理解できる。
【００２９】
上記のように検出した負荷電流値に基づいて、切削加工を実施し得るか否かの判断基準となる閾値を求める。閾値としては、例えば、上述のように切削加工後の加工品質等が許容し得る程度で、基準位置から最もずれた位置の負荷電流値にする等、検出した負荷電流値に基づく任意の値に設定される。閾値は、デバイスデータ毎に求める。図５では、ノズル位置２°及び３°近辺が許容し得る角度であり、その際の負荷電流値Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’をそれぞれのデータＡ〜Ｄにおける閾値とする。また、図６では、ノズル位置２°近辺が許容し得る角度であり、その際の負荷電流値Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’をそれぞれのデータＡ〜Ｄにおける閾値とする。閾値は、データＡ〜Ｄ毎（デバイスデータ毎）に記憶部９１に記憶される。
【００３０】
切削加工を開始する前に、上述した閾値を予め求めて記憶部９１に記憶しておく。そして、被加工物Ｗの切削加工を開始したり切削ブレード４１を交換したりする際に、冷却ノズル４６及びシャワーノズル４７の位置を確認する。この確認は、交換等を行った切削ブレード４１で加工を始める前に、デバイスデータに対応する条件にて、冷却ノズル４６及びシャワーノズル４７の何れか一方から所定量の切削水を供給しつつ、所定スピンドル回転数で切削ブレード４１を回転させる。この状態で、負荷電流値検出手段４８にてモータ４４の負荷電流値を検出する。この検出を終えた後、冷却ノズル４６及びシャワーノズル４７の何れか他方からの切削水の供給に切り替え、同様にしてモータ４４の負荷電流値を検出する。
【００３１】
そして、判断部９２にて、検出した負荷電流値と、記憶部９１が記憶したデバイスデータに対応する閾値とを比較し、検出した負荷電流値が閾値より小さい比較結果となる場合には、判断部９２にて各ノズル４６、４７の位置が異常であると判断する。つまり、各ノズル４６、４７が基準位置から許容し得ない適正でない位置までずれていることが把握することができる。この判断結果に応じ、制御手段９によって切削手段４による切削加工動作を禁止するよう制御したり、作業者に対し、各ノズル４６、４７の位置調整を行うように報知手段等（不図示）によって報知したりする。
【００３２】
以上のように、本実施の形態の切削装置１では、予め閾値を用意して記憶しておき、切削ブレード４１を装着する度に、上記のように切削水を供給しつつ非切削状態で切削ブレード４１を回転させることで、各ノズル４６、４７の位置について異常を判断することができる。これにより、意図せず各ノズル４６、４７が位置ずれしても、そのまま切削加工が継続されることを回避でき、各ノズル４６、４７が適正な位置であると確認してから切削を行うようにすることができる。これにより、適切な位置に切削水を供給して加工熱を十分に冷却することができ、被加工物Ｗの品質低下、切削ブレード４１や被加工物Ｗの破損が防止される。
【００３３】
なお、本発明の実施の形態は上記の各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。
【００３４】
上記した実施の形態における閾値は、ノズル位置の正常、異常を判断できる限りにおいて変更してもよい。例を挙げると、閾値は、各ノズル４６、４７の適正な位置で検出した負荷電流値に対して所定係数を乗算或いは減算した任意の値や範囲（例えば、２０〜４０％乗じた値）としてもよい。また、閾値としては、例えば、切削加工後の加工品質等が許容し得る程度で、各ノズル４６、４７の基準位置から最もずれた位置の負荷電流値を特定し、この特定した負荷電流値を基準位置での負荷電流値から差し引いた値を閾値としてもよい。この場合、判断部９２にて、検出した負荷電流値と、基準位置での負荷電流値との差分（絶対値）を求め、この差分とデバイスデータに対応する閾値とを比較する。この比較結果に応じたものとして、算出した差分が閾値より大きい場合には、判断部９２にて各ノズル４６、４７の位置が異常であると判断する。
【００３５】
また、上記した実施の形態において、切削水供給ノズルとして一対の冷却ノズル４６とシャワーノズル４７を例示したが、この構成に限定されない。切削水供給ノズルは、切削ブレード４１に切削水を供給可能であればよく、どのように構成されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上説明したように、本発明は、加工開始前に切削水供給ノズルが適正に位置付けられているか確認できるという効果を有し、特に、切削ブレードを交換して使用する切削装置に有用である。
【符号の説明】
【００３７】
１  切削装置
４  切削手段
４１  切削ブレード
４２  スピンドル
４４  モータ
４６  冷却ノズル（切削水供給ノズル）
４７  シャワーノズル（切削水供給ノズル）
４８  負荷電流値検出手段
９  制御手段
９１  記憶部
９２  判断部
Ｗ  被加工物
【図１】
2018010952.tif 000003
【図２】
2018010952.tif 000004
【図３】
2018010952.tif 000005
【図４】
2018010952.tif 000006
【図５】
2018010952.tif 000007
【図６】
2018010952.tif 000008