(57)【要約】【課題】超音波振動させた切削ブレードの振幅を検出する場合に、費用を抑えつつ、ブレードの振幅を容易に測定する。【解決手段】径方向に超音波振動させた切削ブレード６０の振幅を検出する切削ブレード６０の振幅検出方法であって、切削ブレード６０に所定の周波数で超音波振動を付与する超音波振動付与ステップと、切削ブレード６０の刃先を撮像する撮像ステップと、撮像ステップにおいて撮像領域にストロボ光を照射する照射ステップと、撮像ステップで撮像した画像から切削ブレード６０の振幅を算出する振幅算出ステップと、を備え、照射ステップにおいて照射されるストロボ光の周波数は、切削ブレード６０に付与する超音波振動の周波数の正の整数で割りきれる周波数以外であることを特徴とする切削ブレードの振幅検出方法である。【選択図】図３
2018107311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向に超音波振動させた切削ブレードの振幅を検出する切削ブレードの振幅検出方法であって、
該切削ブレードに所定の周波数で超音波振動を付与する超音波振動付与ステップと、
該切削ブレードの刃先を撮像する撮像ステップと、
該撮像ステップにおいて撮像領域にストロボ光を照射する照射ステップと、
該撮像ステップで撮像した画像から該切削ブレードの超音波振動の振幅を算出する振幅算出ステップと、を備え、
該照射ステップにおいて照射されるストロボ光の周波数は、該切削ブレードに付与する超音波振動の周波数の正の整数で割りきれる周波数以外であることを特徴とする切削ブレードの振幅検出方法。
【請求項２】
径方向に超音波振動させた切削ブレードの振幅を検出する切削ブレードの振幅検出装置であって、
該切削ブレードに所定の周波数で超音波振動を付与する超音波振動子と、
該超音波振動子に交流電力を印加する電力供給手段と、
該切削ブレードの刃先を撮像する撮像手段と、
該撮像手段の撮像領域にストロボ光を照射する光源と、
該光源を駆動する制御手段と、
該撮像手段で撮像した画像から該切削ブレードの超音波振動の振幅を算出する算出手段と、を具備し、
該制御手段は該光源を駆動して該切削ブレードに付与する超音波振動の周波数の正の整数で割り切れる周波数以外の周波数のストロボ光を照射させることを特徴とする、切削ブレードの振幅検出装置。
【請求項３】
被加工物を保持する保持テーブルと、
該保持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備えた切削手段と、を具備する切削装置において、
請求項２に記載の振幅検出装置を更に具備することを特徴とする切削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波振動する切削ブレードの振幅を検出する方法、超音波振動する切削ブレードの振幅を検出する装置、及び切削ブレードの振幅検出装置を備えた切削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエーハ等の板状の被加工物は、例えば、切削ブレードを回転可能に装着した切削手段を備える切削装置によって分割予定ラインに沿って個々のチップに分割され、各種電子機器等に利用されている。
【０００３】
例えば、切削すべき被加工物が通常の切削ブレードでは切削が困難な硬質材料等からなるウエーハである場合には、切削加工をより容易に実行していくために、切削ブレードに超音波振動を付与し切削ブレードを径方向に高速で振動させつつ切削を行うことが可能な切削装置（例えば、特許文献１参照）が使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−５３２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載されているような切削装置を使用する場合においては、被加工物に所望の切削加工を施すために、振動している切削ブレードの振幅が所望の値であるか否かをオペレータが把握する必要がある。そして、超音波により径方向に振動する切削ブレードの振幅をオペレータが測定する場合には、オシロスコープのような専用の測定器を使用する事が一般的であるが、オシロスコープに表示される波形を基にして切削ブレードの振幅を測定する際に、切削ブレードが本当に振動しているのかどうかのイメージがオペレータにとって湧きづらいという問題がある。また、切削ブレードの振動を可視化して測定するために高性能のハイスピードカメラを使用すると、測定費用が嵩むという問題がある。
【０００６】
よって、径方向に超音波振動させた切削ブレードの振幅を検出する場合には、振動する切削ブレードの振幅を、費用を抑えつつ容易に測定するという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明は、径方向に超音波振動させた切削ブレードの振幅を検出する切削ブレードの振幅検出方法であって、該切削ブレードに所定の周波数で超音波振動を付与する超音波振動付与ステップと、該切削ブレードの刃先を撮像する撮像ステップと、該撮像ステップにおいて撮像領域にストロボ光を照射する照射ステップと、該撮像ステップで撮像した画像から該切削ブレードの超音波振動の振幅を算出する振幅算出ステップと、を備え、該照射ステップにおいて照射されるストロボ光の周波数は、該切削ブレードに付与する超音波振動の周波数の正の整数で割りきれる周波数以外であることを特徴とする切削ブレードの振幅検出方法である。
【０００８】
また、上記課題を解決するための本発明は、径方向に超音波振動させた切削ブレードの振幅を検出する切削ブレードの振幅検出装置であって、該切削ブレードに所定の周波数で超音波振動を付与する超音波振動子と、該超音波振動子に交流電力を印加する電力供給手段と、該切削ブレードの刃先を撮像する撮像手段と、該撮像手段の撮像領域にストロボ光を照射する光源と、該光源を駆動する制御手段と、該撮像手段で撮像した画像から該切削ブレードの超音波振動の振幅を算出する算出手段と、を具備し、該制御手段は該光源を駆動して該切削ブレードに付与する超音波振動の周波数の正の整数で割り切れる周波数以外の周波数のストロボ光を照射させることを特徴とする、切削ブレードの振幅検出装置である。
【０００９】
また、上記課題を解決するための本発明は、被加工物を保持する保持テーブルと、該保持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備えた切削手段とを具備する切削装置において、上記振幅検出装置を更に具備することを特徴とする切削装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る切削ブレードの振幅検出方法は、切削ブレードに所定の周波数で超音波振動を付与する超音波振動付与ステップと、切削ブレードの刃先を撮像する撮像ステップと、撮像ステップにおいて撮像領域にストロボ光を照射する照射ステップと、撮像ステップで撮像した画像から切削ブレードの超音波振動の振幅を算出する振幅算出ステップと、を備え、照射ステップにおいて照射されるストロボ光の周波数を、切削ブレードに付与する超音波振動の周波数の正の整数で割りきれる周波数以外とすることによって、高速で振動する切削ブレードの振幅を、ハイスピードカメラ等を使用する場合に比べて費用を抑えつつ、かつ、容易に測定することができる。また、実際は高速で超音波振動している切削ブレードが、オペレータが監視するモニタ上ではゆっくりと振動しているように映し出されるため、オペレータの肉眼による視認が可能になる。
【００１１】
また、本発明に係る切削ブレードの振幅検出装置は、切削ブレードに所定の周波数で超音波振動を付与する超音波振動子と、超音波振動子に交流電力を印加する電力供給手段と、切削ブレードの刃先を撮像する撮像手段と、撮像手段の撮像領域にストロボ光を照射する光源と、光源を駆動する制御手段と、撮像手段で撮像した画像から切削ブレードの超音波振動の振幅を算出する算出手段と、を具備し、制御手段は光源を駆動して切削ブレードに付与する超音波振動の周波数の正の整数で割り切れる周波数以外の周波数のストロボ光を照射することによって、高速で振動する切削ブレードの振幅を、ハイスピードカメラ等を使用する場合に比べて費用を抑えつつ、かつ、容易に測定することができる。また、実際は高速で超音波振動している切削ブレードが、オペレータが監視するモニタ上ではゆっくりと振動しているように映し出されるため、オペレータの肉眼による視認が可能になる。
【００１２】
また、本発明に係る切削装置は、上記振幅検出装置を具備することによって、費用を抑えつつ、振動する切削ブレードの振幅を容易に測定することができる。また、例えば、本切削装置によって被加工物Ｗの切削加工を行う前に、振幅検出装置によって切削ブレードの振幅を測定して、切削ブレードの振幅が所望の値であるか否かをオペレータが把握することによって、被加工物Ｗに所望の切削加工を施す際に該振幅の値についての情報を役立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】切削装置の一例を示す斜視図である。
【図２】切削手段の構成の一部を示す分解斜視図である。
【図３】光源から撮像領域にストロボ光を照射しながら、撮像手段により超音波振動する切削ブレードの刃先を撮像する状態を示す断面図である。
【図４】モニタの出力画面上に図４（Ａ）〜図４（Ｅ）の順でオペレータの目に映る二値化処理された撮像画像を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に示す切削装置１は、被加工物Ｗに切削加工を施す装置であり、例えば、被加工物Ｗを保持する保持テーブル３０と、保持テーブル３０に保持された被加工物Ｗを切削する切削ブレード６０を備えた切削手段６とを少なくとも具備している。
【００１５】
図１に示す被加工物Ｗは、例えば、円形状のウエーハであり、表面Ｗａには、分割予定ラインＳによって区画された格子状の領域に多数のデバイスＤが形成されている。被加工物Ｗの裏面Ｗｂは、被加工物Ｗよりも大径のダイシングテープＴに貼着されており、ダイシングテープＴにより保護されている。ダイシングテープＴの粘着面の外周領域には円形の開口を備える環状フレームＦが貼着されており、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によって支持され、環状フレームＦを介したハンドリングが可能な状態になっている。
【００１６】
切削装置１の基台１０の前方（−Ｙ方向側）には、Ｘ軸方向に保持テーブル３０を往復移動させる切削送り手段１２が備えられている。切削送り手段１２は、Ｘ軸方向の軸心を有するボールネジ１２０と、ボールネジ１２０と平行に配設された一対のガイドレール１２１と、ボールネジ１２０を回動させるモータ１２２と、内部のナットがボールネジ１２０に螺合し底部がガイドレール１２１に摺接する可動板１２３とから構成される。そして、モータ１２２がボールネジ１２０を回動させると、これに伴い可動板１２３がガイドレール１２１にガイドされてＸ軸方向に移動し、可動板１２３上に配設された保持テーブル３０が可動板１２３の移動に伴いＸ軸方向に移動することで、保持テーブル３０で保持された被加工物Ｗが切削送りされる。
【００１７】
図１に示す保持テーブル３０は、例えば、その外形が円盤状であり、被加工物Ｗを吸着するポーラス部材等からなる吸着部３００と、吸着部３００を支持する枠体３０１とを備える。吸着部３００は図示しない吸引源に連通し、吸着部３００の露出面である保持面３００ａ上で被加工物Ｗを吸引保持する。保持テーブル３０は、カバー３１によって周囲から囲まれ、保持テーブル３０の底面側に配設された回転手段３２により駆動されて回転可能となっている。また、枠体３０１の周囲には、環状フレームＦを固定する固定クランプ３３が周方向に均等に４つ配設されている。
【００１８】
切削装置１の基台１０上には、Ｙ軸方向に切削手段６を往復移動させる割り出し送り手段１３が備えられている。割り出し送り手段１３は、Ｙ軸方向の軸心を有するボールネジ１３０と、ボールネジ１３０と平行に配設された一対のガイドレール１３１と、ボールネジ１３０を回動させるモータ１３２と、内部のナットがボールネジ１３０に螺合し底部がガイドレール１３１に摺接する可動板１３３とから構成される。そして、モータ１３２がボールネジ１３０を回動させると、これに伴い可動板１３３がガイドレール１３１にガイドされてＹ軸方向に移動し、可動板１３３上に配設された切削手段６が可動板１３３の移動に伴いＹ軸方向に移動することで、切削手段６が割り出し送りされる。
【００１９】
可動板１３３上からは壁部１４５が一体的に立設しており、壁部１４５の−Ｘ方向側の側面にはＺ軸方向に切削手段６を往復移動させる切り込み送り手段１４が備えられている。切り込み送り手段１４は、Ｚ方向の軸心を有するボールネジ１４０と、ボールネジ１４０と平行に配設された一対のガイドレール１４１と、ボールネジ１４０を回動させるモータ１４２と、内部のナットがボールネジ１４０に螺合し側部がガイドレール１４１に摺接するホルダー１４３とから構成される。そして、モータ１４２がボールネジ１４０を回動させると、これに伴いホルダー１４３がガイドレール１４１にガイドされてＺ軸方向に移動し、ホルダー１４３に支持されている切削手段６がホルダー１４３の移動に伴いＺ軸方向に移動する。
【００２０】
図１に示す切削手段６は、例えば、切削ブレード６０を回転可能に支持するスピンドル６２１を備えるスピンドルユニット６２と、スピンドル６２１に装着される切削ブレード６０とを少なくとも備えている。
【００２１】
図２に示すように、スピンドルユニット６２のスピンドルハウジング６２０中には、Ｙ軸方向の軸心を備え図示しないモータにより回転駆動されるスピンドル６２１が回転可能に収容されている。外形が円柱状のスピンドルハウジング６２０は、図１に示すホルダー１４３によって切削装置１の基台１０に対して平行な状態で支持されている。図２に示すように、スピンドル６２１は−Ｙ方向側の先端に向かって縮径するテーパー部６２１ａ及び先端小径部６２１ｂを有しており、先端小径部６２１ｂの側面には雄ねじ６２１ｃが形成されている。
【００２２】
スピンドル６２１に着脱可能に装着される図２に示すマウントフランジ６２２は、固定フランジ部６２２ａと、固定フランジ部６２２ａよりも小径に形成され固定フランジ部６２２ａから厚み方向（Ｙ軸方向）に突出するボス部６２２ｂとを備えており、ボス部６２２ｂの側面には雄ねじ６２２ｃが形成されている。また、マウントフランジ６２２の中心には、嵌合孔６２２ｄが厚み方向に向かって貫通形成されている。また、固定フランジ部６２２ａは、切削ブレード６０の基台６００を挟持する面となる環状の挟持面６２２ｆと、挟持面６２２ｆよりも径方向外側に形成された環状面６２２ｇとを備えている。なお、嵌合孔６２２ｄの内周面は、スピンドル６２１のテーパー部６２１ａと対応するテーパー面に形成されている。
【００２３】
切削ブレード６０は、ハブブレードであり、円環状に形成され中央に嵌合孔６００ｃを備えるアルミニウム製の基台６００と、基台６００の＋Ｙ方向側の側面の外周領域にダイヤモンド砥粒をニッケル等の金属メッキで電鋳固定することで形成された環状の切り刃６０１とを備える。図３に示すように、円環状の基台６００の＋Ｙ方向側の側面には環状の電極４１０が配設されており、円環状の基台６００の−Ｙ方向側の側面には、環状の超音波振動子４０が配設されている。環状の超音波振動子４０は、例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｉ，Ｔｉ）Ｏ３）、リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ３）又はリチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ３）等の圧電セラミックスによって形成されており、環状の電極４１０と電気的に接続されている。超音波振動子４０は、電極４１０を介して印加された所定の交流電力を、径方向における所定の周波数の超音波振動に変換する。この超音波振動が切削ブレード６０に伝播するため、超音波振動子４０は、切削ブレード６０に所定の周波数（振動数）で超音波振動を付与することができる。
【００２４】
図２に示す切削ブレード６０の嵌合孔６００ｃにマウントフランジ６２２のボス部６２２ｂを嵌合させて、挟持ナット６２３をボス部６２２ｂの雄ねじ６２２ｃに螺合させて締め付けることにより、図３に示すように、切削ブレード６０が、挟持ナット６２３とマウントフランジ６２２の挟持面６２２ｆとによりＹ軸方向両側から挟まれてマウントフランジ６２２に装着される。
【００２５】
さらに、図３に示すように、切削ブレード６０が装着された状態のマウントフランジ６２２の嵌合孔６２２ｄを、スピンドル６２１のテーパー部６２１ａに嵌合する。マウントフランジ６２２が装着されたスピンドル６２１は、マウントフランジ６２２のボス部６２２ｂ内から先端小径部６２１ｂを突出した状態になる。さらに、スピンドル６２１の先端小径部６２１ｂの側面に形成されている雄ねじ６２１ｃに、固定ナット６２４を螺合することによって、切削ブレード６０が装着された状態のマウントフランジ６２２をスピンドル６２１に固定することができる。そして、図示しないモータによりスピンドル６２１が回転駆動されることに伴って、切削ブレード６０も高速回転する。
【００２６】
図１に示すように、切削手段６のスピンドルハウジング６２０には切削ブレード６０をカバーするブレードカバー６４が取り付けられている。ブレードカバー６４は、その略中央部に切削ブレード６０を取り付けるための開口部を備えており、開口部に切削ブレード６０を位置付け、切削ブレード６０を上方から覆っている。
【００２７】
ブレードカバー６４には、被加工物Ｗに対して切削ブレード６０が接触する加工点に切削水を供給する切削水供給ノズル６７が上下動可能に取り付けられている。例えば、Ｌ字型に形成された切削水供給ノズル６７は、切削ブレード６０をＹ軸方向両側から挟むように２本配設されており、切削ブレード６０の側面に向く噴射口を備えており、図示しない切削水供給源に連通している。
【００２８】
図３に示すように、切削装置１は、径方向に超音波振動させた切削ブレード６０の振幅を検出する振幅検出装置４を備えている。そして、振幅検出装置４は、先に説明した切削ブレード６０に所定の周波数で超音波振動を付与する超音波振動子４０と、超音波振動子４０に交流電力を印加する電力供給手段４１と、切削ブレード６０の刃先となる切り刃６０１の先端を撮像する撮像手段４２と、撮像手段４２の撮像領域にストロボ光を照射する光源４３と、光源４３を駆動する制御手段４４と、撮像手段４２で撮像した画像から切削ブレード６０の超音波振動の振幅を算出する算出手段４５と、を具備している。
【００２９】
図３に示すように、マウントフランジ６２２の外周部には、電力供給手段４１の構成部品であり超音波振動子４０に環状の電極４１０を介して交流電力を印加するための一部ピン状の電極端子４１１が配設されている。この電極端子４１１は、電極板４１２との間に配設されたコイルスプリング４１３によってＹ軸方向に進退可能であると共に、その先端がマウントフランジ６２２の環状面６２２ｇから突き出た状態になっている。そして、電極端子４１１は、マウントフランジ６２２に切削ブレード６０が装着されることで、切削ブレード６０の基台６００に配設された環状の電極４１０にその先端が接触する。
【００３０】
超音波振動子４０に交流電力を印加する電力供給手段４１は、例えば、切削ブレード６０の基台６００に配設された上記環状の電極４１０と、マウントフランジ６２２に配設された電極端子４１１、電極板４１２及びコイルスプリング４１３と、マウントフランジ６２２に配設された受電手段４１４と、受電手段４１４とＹ軸方向に対向するようにスピンドルハウジング６２０の先端面に配設された給電手段４１５と、交流電源４１６とを具備している。
【００３１】
受電手段４１４は、マウントフランジ６２２の挟持面６２２ｆと反対側の面、即ち図３において＋Ｙ方向側を向いておりスピンドルハウジング６２０と対向する側面に配設されたローター側コア４１４ａと、ローター側コア４１４ａ内に埋設された環状の受電コイル４１４ｂとからなっている。環状に形成されたローター側コア４１４ａは、マウントフランジ６２２の＋Ｙ方向側の側面の外周領域に形成された環状の嵌合溝６２２ｈに嵌めこまれている。また、ローター側コア４１４ａの露出面（＋Ｙ方向側の面）及び受電コイル４１４ｂの露出面（＋Ｙ方向側の面）は、マウントフランジ６２２の＋Ｙ方向側の側面と面一になっている。そして、受電手段４１４の受電コイル４１４ｂは、上記電極板４１２に電気的に接続されている。
【００３２】
給電手段４１５は、図３において−Ｙ方向側を向いているスピンドルハウジング６２０の先端面に配設されたステータ側コア４１５ａと、ステータ側コア４１５ａ内に埋設された環状の給電コイル４１５ｂとからなっている。環状に形成されたステータ側コア４１５ａは、スピンドルハウジング６２０の先端面に取付けボルト４１５ｃによって固定されている。このように構成された給電手段４１５の給電コイル４１５ｂは、電気配線４１６ａ、４１６ｂを介して交流電源４１６に接続されている。なお、例えば、交流電源４１６には電源電圧及び周波数を所定の値に調整できる調整手段４１７が接続されている。このように、受電手段４１４と給電手段４１５とによって、ロータリートランスが構成され、回転している状態の超音波振動子４０への交流電力の印加が可能となることで、回転している状態の切削ブレード６０に対して超音波振動子４０から所定の周波数で超音波振動を付与することが可能となる。
【００３３】
図３に示す切削ブレード６０の刃先、すなわち、切り刃６０１の先端を撮像する撮像手段４２の撮像領域にストロボ光を照射する光源４３は、ＬＥＤやキセノンフラッシュランプ等である。光源４３には、光源４３を駆動する制御手段４４が接続されている。制御手段４４は、光源４３の電源のオン／オフを切り替えることができると共に、ファンクションジェネレーターを備えており、図示しない電源が光源４３に印加する電圧を所望の周波数の電圧に適宜調整できる。
【００３４】
光源４３には光ファイバー４３ｂが接続されており、光源４３から発せられた光は、光ファイバー４３ｂ内を通って撮像手段４２の内部に到達する。撮像手段４２は、外部光が遮光されたケース４２０と、ケース４２０内に配設され光源４３から発せられ光ファイバー４３ｂを介して入射したストロボ光の一部を図３においては＋Ｙ方向側に向けて反射して方向変換するビームスプリッター４２１と、ビームスプリッター４２１で反射したストロボ光が入光する対物レンズ４２２と、被写体（図３においては、切削ブレード６０の切り刃６０１）からの反射光に対応した電気信号を出力し撮像画像を形成するＣＣＤカメラ４２３とを備えている。ビームスプリッター４２１は、光源４３から発せられ光ファイバー４３ｂを介して入射した光を対物レンズ４２２に対向する被写体に導く上記機能と、被写体からの反射光を透過させてＣＣＤカメラ４２３に導く機能とを有している。対物レンズ４２２の光軸は、図３においてはＹ軸方向になっている。なお、例えば、撮像手段４２は、図１に示す切り込み送り手段１４によって上下動可能であるとともに、割り出し送り手段１３よってＹ軸方向に移動可能である。また、撮像手段４２は、図示しない回動手段によって、図１に示すように対物レンズ４２２の光軸が保持テーブル３０の保持面３００ａに対して直交するように、又は対物レンズ４２２の光軸が図２に示すように切削ブレード６０の前面（図３において、−Ｙ方向側の面）に対して直交するように、又は、対物レンズ４２２の光軸が切り刃６０１の先端面とＸ軸方向から対向するように、その全体が回動可能となっている。
【００３５】
算出手段４５は、ＣＰＵ及びメモリ等の記憶素子等から構成され、撮像手段４２から切削ブレード６０の撮像画像についての情報が転送されてくる。算出手段４５は、例えば、送られてきた撮像画像に適宜の画像処理を施した後、画像処理後の撮像画像をモニタ４５１上に表示することができる。
【００３６】
図１に示すように、切削装置１は、スピンドルハウジング６２０の先端部側面に配設されたアライメント手段１９を備えている。アライメント手段１９は、撮像手段４２により取得した被加工物Ｗの表面Ｗａの画像に基づいて、パターンマッチング等の画像処理を実行し、切削ブレード６０を切り込ませるべき分割予定ラインＳのＹ軸方向の座標位置を検出することができる。アライメント手段１９と切削手段６とは一体となって構成されており、両者は連動してＹ軸方向及びＺ軸方向へと移動する。なお、アライメント手段１９は、撮像手段４２とは別の撮像手段を備えるものとしてもよい。
【００３７】
以下に、振幅検出装置４によって径方向に超音波振動する切削ブレード６０の振幅を検出する方法について説明する。例えば、本発明に係る切削ブレード６０の振幅検出方法は、図１に示す切削装置１による被加工物Ｗの切削加工を行う前に実施する。
【００３８】
（１）超音波振動付与ステップ
最初に、切削ブレード６０に所定の周波数で超音波振動を付与する超音波振動付与ステップを実施する。まず、図３に示す電力供給手段４１が作動し、調整手段４１７によって所定の周波数に調整された交流電力が発生することで、切削ブレード６０の円環状の基台６００に配設された超音波振動子４０に交流電力が印加される。この結果、超音波振動子４０が径方向に超音波振動（例えば、振動数４万Ｈｚ）するため、超音波振動子４０が配設された切削ブレード６０の円環状の基台６００も径方向に超音波振動する。
【００３９】
（２）撮像ステップ
次いで、切削ブレード６０の刃先となる切り刃６０１を撮像する撮像ステップを実施する。まず、図３に示すように、対物レンズ４２２の光軸が切削ブレード６０の前面（図３において、−Ｙ方向側の面）に対して直交するように、すなわち、光軸がＹ軸方向になるように撮像手段４２が回動する。また、撮像手段４２の撮像領域内に切削ブレード６０の切り刃６０１の先端がおさまるように、切削ブレード６０に対する撮像手段４２の位置付けがなされる。撮像手段４２の撮像領域は、本実施形態においては、例えば、図２に二点鎖線の円で囲んで示す切削ブレード６０の切り刃６０１の先端が含まれる領域Ａ２である。
【００４０】
（３）照射ステップ
撮像ステップにおいては、撮像手段４２の撮像領域Ａ２に図３に示す光源４３からストロボ光を照射する照射ステップを実施する。撮像手段４２が所定の位置に位置付けられた後、制御手段４４が光源４３の電源をオンにすると共に、ファンクションジェネレーターにより、光源４３に印加される電圧を所望の周波数の電圧に調整する制御を行う。具体的には、例えば、電力供給手段４１が超音波振動子４０に印加した交流電力の値についての情報は、図示しない配線を介して制御手段４４に送られるように構成されており、制御手段４４は該情報に基づいて、切削ブレード６０に付与されている超音波振動の周波数（本実施形態においては、４万Ｈｚ）の正の整数で割り切れる周波数以外の周波数、例えば、周波数（４万＋１／４０万）Ｈｚのストロボ光を光源４３から照射させるように電圧制御を行う。その結果、光源４３のストロボ光の発光周期と径方向に振動する切削ブレード６０の振動周期との位相がずれるようにして、光源４３が発光及び発光の停止を一定の間隔で高速で繰り返す。
【００４１】
光源４３から発せられたストロボ光は、光ファイバー４３ｂを通り、ビームスプリッター４２１で一部が反射し、対物レンズ４２２を介して撮像手段４２の撮像領域に位置している切削ブレード６０の切り刃６０１の先端に−Ｙ方向側から照射される。そして、切削ブレード６０の切り刃６０１からの反射光が、対物レンズ４２２により集光され、ＣＣＤカメラ４２３に結像することで、撮像手段４２により切削ブレード６０の切り刃６０１の先端が写った撮像画像がストロボ光の発光毎に連続して形成される。
【００４２】
（４）振幅算出ステップ
次いで、撮像ステップで撮像した画像から切削ブレード６０の超音波振動の振幅を算出する振幅算出ステップを実施する。撮像手段４２は、形成した各撮像画像を算出手段４５に逐次転送する。算出手段４５は、例えば、図示しない画像処理部を備えており、送られてくる撮像画像に対して、例えば、切り刃６０１のエッジを強調する鮮鋭化フィルタ（例えば、ラプラシアンフィルタ）を用いたフィルタ処理を行い、フィルタ処理後の処理画像にさらに二値化処理を行う。二値化処理は、例えば、１画素の輝度が０〜２５５により表示されている撮像画像を、スライスレベルより輝度値の小さい画素を０とし、スライスレベルより輝度値の大きい画素を２５５として、二値化画像に変換する。さらに、算出手段４５は、画像処理後の撮像画像を次々にモニタ４５１上に次々に表示していく。
【００４３】
図４（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、例えば解像度１６００×１２００のモニタ４５１の出力画面４５１ａ上に、切削ブレード６０の切り刃６０１の先端を拡大して示す二値化画像Ｇ１が表示される。出力画面４５１ａ上に表示された二値化画像Ｇ１において、切り刃６０１は、スライスレベル未満の輝度値を有する画素の集合として黒色で表示される。なお、図４（Ａ）〜（Ｅ）において、仮想的に示すバーＢ３は、その全長が５０μｍの長さを示している。
【００４４】
光源４３からのストロボ光の発光周期と径方向に振動する切削ブレード６０の振動周期との位相はずれているため、モニタ４５１を監視しているオペレータの目には、モニタ４５１の出力画面４５１ａ上において切削ブレード６０の切り刃６０１の振幅変化の様子がゆっくりと動いて見える。すなわち、残像効果によって、図４（Ａ）〜（Ｅ）に示す二値化画像Ｇ１が、図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）、図４（Ｄ）、図４（Ｅ）の順に、スローモーション動画のようにオペレータの目に映る。例えば、本実施形態においては、オペレータの目には、仮想線Ｌ１〜Ｌ３のＸ軸方向における範囲内で切削ブレード６０の切り刃６０１がＸ軸方向にスローモーションで往復移動するように見える。なお、仮想線Ｌ１は、原点位置にある場合の切削ブレード６０の切り刃６０１の先端位置を示す線であり、仮想線Ｌ３は、切削ブレード６０が振動により径方向に最も振動した場合の切り刃６０１の先端位置を示す線である。
【００４５】
算出手段４５は、例えば、仮想線Ｌ１と仮想線Ｌ３との間のＸ軸方向における画素数の総和を算出する。そして、該画素数の総和は、切削ブレード６０の切り刃６０１の振幅、すなわち、切り刃６０１の原点位置と最大移動位置との間の距離として決定される。本実施形態においては、例えば、切削ブレード６０の振幅は５μｍとして算出される。オペレータは、算出された切削ブレード６０の振幅が５μｍであり、切削ブレード６０の振幅の許容値（例えば、２μｍ〜５μｍ）の範囲内に収まることから、振動している切削ブレード６０の超音波振動の振幅が所望の値であると判断できる。
【００４６】
本発明に係る切削ブレード６０の振幅検出方法は、切削ブレード６０に所定の周波数で超音波振動を付与する超音波振動付与ステップと、切削ブレード６０の刃先を撮像する撮像ステップと、撮像ステップにおいて撮像領域にストロボ光を照射する照射ステップと、撮像ステップで撮像した画像から切削ブレード６０の超音波振動の振幅を算出する振幅算出ステップと、を備え、照射ステップにおいて照射されるストロボ光の周波数を、切削ブレード６０に付与する超音波振動の周波数の正の整数で割りきれる周波数以外とすることによって、高速で振動する切削ブレード６０の振幅を、ハイスピードカメラ等を使用する場合に比べて費用を抑えつつ、かつ、容易に測定することができる。また、実際は高速で超音波振動している切削ブレード６０が、オペレータが監視するモニタ４５１の出力画面４５１ａ上ではゆっくりと振動しているように映し出されるため、オペレータの肉眼による視認が可能になる。
【００４７】
また、本発明に係る切削ブレード６０の振幅検出装置４は、切削ブレード６０に所定の周波数で超音波振動を付与する超音波振動子４０と、超音波振動子４０に交流電力を印加する電力供給手段４１と、切削ブレード６０の切り刃６０１の刃先を撮像する撮像手段４２と、撮像手段４２の撮像領域にストロボ光を照射する光源４３と、光源４３を駆動する制御手段４４と、撮像手段４２で撮像した画像から切削ブレード６０の超音波振動の振幅を算出する算出手段４５と、を具備し、制御手段４４は光源４３を駆動して切削ブレード６０に付与する超音波振動の周波数の正の整数で割り切れる周波数以外の周波数のストロボ光を照射することによって、高速で振動する切削ブレード６０の振幅を、ハイスピードカメラ等を使用する場合に比べて費用を抑えつつ、かつ、容易に測定することができる。また、実際は高速で超音波振動している切削ブレード６０が、オペレータが監視するモニタ４５１の出力画面４５１ａ上ではゆっくりと振動しているように映し出されるため、オペレータの肉眼による視認が可能になる。
【００４８】
振幅検出装置４による切削ブレード６０の振幅の測定を行った後、図１に示す本発明に係る切削装置１を用いて、被加工物Ｗを切削する方法について説明する。
【００４９】
まず、図１に示す保持テーブル３０の中心と被加工物Ｗの中心とが略合致するように、被加工物Ｗが、ダイシングテープＴ側を下にして保持面３００ａ上に載置される。そして、図示しない吸引源により生み出される吸引力が保持面３００ａに伝達されることにより、表面Ｗａが上方に向かって露出した状態で被加工物Ｗが保持テーブル３０によって吸引保持された状態になる。また、各固定クランプ３３によって環状フレームＦが固定される。
【００５０】
保持テーブル３０により被加工物Ｗが保持された後、図１に示す切削送り手段１２が、保持テーブル３０に保持された被加工物Ｗを−Ｘ方向に送り、切削ブレード６０を切り込ませるべき分割予定ラインＳがアライメント手段１９により検出される。分割予定ラインＳの検出においては、まず、図１に示すように、対物レンズ４２２の光軸が保持テーブル３０に保持された被加工物Ｗの表面Ｗａに対して直交するように、すなわち、光軸がＺ軸方向になるように撮像手段４２が回動する。また、撮像手段４２の撮像領域内に被加工物Ｗの表面Ｗａがおさまるように、被加工物Ｗが撮像手段４２の下方に位置付けられる。そして、所定の電圧が光源４３に印加されることで、光源４３から光が被加工物Ｗに照射される。そして、被加工物Ｗからの反射光が、対物レンズ４２２により集光され、ＣＣＤカメラ４２３（図１においては不図示）に結像することで、撮像手段４２により被加工物Ｗの表面Ｗａの撮像画像が形成される。
撮像手段４２によって撮像された被加工物Ｗの表面Ｗａに形成された分割予定ラインＳの画像により、アライメント手段１９がパターンマッチング等の画像処理を実行し、切削ブレード６０を切り込ませるべき分割予定ラインＳのＹ軸方向の座標位置が検出される。分割予定ラインＳが検出されるのに伴って、切削手段６が示す割り出し送り手段１３によってＹ軸方向に駆動され、切削すべき分割予定ラインＳと切削ブレード６０とのＹ軸方向における位置合わせが行われる。
【００５１】
切削ブレード６０と検出した分割予定ラインＳとのＹ軸方向の位置合わせが行われた後、被加工物Ｗを保持する保持テーブル３０が所定の切削送り速度でさらに−Ｘ方向に送り出される。また、切り込み送り手段１４が切削手段６を−Ｚ方向に降下させていき、例えば、切削ブレード６０が被加工物Ｗの裏面Ｗｂを切り抜けダイシングテープＴに到る所定の高さ位置に切削手段６が位置付けられる。
【００５２】
また、切削ブレード６０に所定の周波数で超音波振動が付与される。そして、図示しないモータがスピンドル６２１を高速回転させ、スピンドル６２１に固定された切削ブレード６０がスピンドル６２１の回転に伴って高速回転をしながら被加工物Ｗに切り込み、分割予定ラインＳを切削していく。また、切削ブレード６０と被加工物Ｗとの接触部位及びその周囲に対して、切削水供給ノズル６７から切削水を噴射し、加工点を冷却・洗浄する。径方向に超音波振動する切削ブレード６０が被加工物Ｗに切り込む際には、回転しつつ高速で径方向に振動する切削ブレード６０の切り刃６０１によって、切削時の切削抵抗が減少するため、被加工物Ｗが切削が困難な硬質材料（例えば、サファイア）等からなる場合であっても容易に切削することができる。また、切削加工を開始する前に、振動している切削ブレード６０の振幅が所望の値となることを測定しているため、本切削加工においても、同様に所望の振幅で振動する切削ブレード６０によって切削加工を行っていくことができる。
【００５３】
切削ブレード６０が分割予定ラインＳを切削し終えるＸ軸方向の所定の位置まで被加工物Ｗが−Ｘ方向に進行すると、切削送り手段１２により被加工物Ｗの切削送りを一度停止させ、切り込み送り手段１４が切削ブレード６０を被加工物Ｗから離間させ、次いで、切削送り手段１２が保持テーブル３０を＋Ｘ方向へ送り出して元の位置に戻す。そして、隣り合う分割予定ラインＳの間隔ずつ切削ブレード６０をＹ軸方向に割り出し送りしながら順次同様の切削を行うことにより、同方向の全ての分割予定ラインＳを切削する。
【００５４】
さらに、保持テーブル３０を回転手段３２によって９０度回転させてから同様の切削を行うと、全ての分割予定ラインＳが縦横に全てフルカットされ、被加工物ＷがデバイスＤを備える個々のチップに分割される。
【００５５】
本発明に係る切削装置１は、上記振幅検出装置４を具備することによって、費用を抑えつつ、振動する切削ブレード６０の振幅を容易に測定することができる。また、例えば、本切削装置１によって被加工物Ｗの切削加工を行う前に、振幅検出装置４によって切削ブレード６０の振幅を測定して、切削ブレード６０の振幅が所望の値であるか否かをオペレータが把握することによって、被加工物Ｗに所望の切削加工を施す際に該情報を役立てることができる。
【００５６】
なお、本発明に係る切削ブレードの振幅検出方法は本実施形態に限定されるものではなく、また、添付図面に図示されている切削装置１及び振幅検出装置４の構成等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。例えば、撮像ステップにおける撮像手段４２の位置づけを、対物レンズ４２２の光軸が切り刃６０１の先端面（外周面）とＸ軸方向から対向するように行うものとする。そして、照射ステップにおいて、切り刃６０１の最下端（又は、最上端）を含む撮像領域にストロボ光を照射するものとして、Ｚ軸方向における切削ブレード６０の切り刃６０１の超音波振動を撮像するものとしてもよい。また、撮像手段４２をスピンドルハウジング６２０の側面に配設するものとせず、例えば、撮像手段４２とは別途の撮像手段を、切削手段６の正面（図１においては、−Ｙ方向側の面）と向かい合う位置に配設するものとしてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
Ｗ：被加工物  Ｗａ：被加工物の表面  Ｄ：デバイス  Ｓ：分割予定ライン  Ｗｂ：被加工物の裏面  Ｔ：保護テープ  Ｆ：環状フレーム
１：切削装置  １０：基台
１２：切削送り手段  
１２０：ボールネジ  １２１：ガイドレール  １２２：モータ  １２３：可動板  
１３：割り出し送り手段  １３０：ボールネジ  １３１：ガイドレール  １３２：モータ  １３３：可動板  
１４：切り込み送り手段  
１４０：ボールネジ  １４１：ガイドレール  １４２：モータ  １４３：ホルダー  １４５：壁部
１９：アライメント手段
３０：保持テーブル  ３００：吸着部  ３００ａ：保持面  ３０１：枠体  
３１：カバー  ３３：固定クランプ  ３２：回転手段
４：振幅検出装置
４０：超音波振動子
４１：電力供給手段  ４１０：電極  ４１１：電極端子  ４１２：電極板  ４１３：コイルスプリング  ４１４：受電手段  ４１４ａ：ローター側コア  ４１４ｂ：受電コイル  ４１５：給電手段  ４１５ａ：ステータ側コア  ４１５ｂ：給電コイル  
４１６：交流電源  ４１６ａ、４１６ｂ：電気配線  ４１７：周波数変換器
４２：撮像手段  ４２０：ケース  ４２１：ビームスプリッター  ４２２：対物レンズ
４２３：ＣＣＤカメラ  
４３：光源  ４３ｂ：光ファイバー  
４４：制御手段  ４５：算出手段  ４５１：モニタ  ４５１ａ：モニタの出力画面
６：切削手段
６０：切削ブレード  ６００：基台  ６０１：切り刃  ６００ｃ：嵌合孔
６２：スピンドルユニット  ６２０：スピンドルハウジング
６２１：スピンドル  ６２１ａ：テーパー部  ６２１ｂ：先端小径部  ６２１ｃ：雄ねじ
６２２：マウントフランジ  ６２２ａ：固定フランジ部  ６２２ｂ：ボス部  
６２２ｃ：雄ねじ  ６２２ｄ：嵌合孔  ６２２ｆ：挟持面  ６２２ｇ：環状面  
６２３：挟持ナット  ６２４：固定ナット
６４：ブレードカバー  ６７：切削水供給ノズル
【図１】
2018107311.tif 000003
【図２】
2018107311.tif 000004
【図３】
2018107311.tif 000005
【図４】
2018107311.tif 000006