(57)【要約】【課題】レーザー加工溝と切削溝とを混同して検出することを抑制することができること。【解決手段】切削装置は、チャックテーブル１０に保持した被加工物２００を切削する切削ユニットと、チャックテーブル１０に保持した被加工物２００を撮影するＣＣＤ撮像素子３３を備えた溝検出ユニット９０とを備える。溝検出ユニット９０は、平面視において、レーザー加工溝３００の延在方向と平行方向の光５００の方が直交方向の光より高い光量に設定された斜光照明３１−２で照明したレーザー加工溝３００及び切削溝４００をＣＣＤ撮像素子３３で撮影し、溝底３０１の凸凹で光５００が乱反射されて明るく表示されるレーザー加工溝３００と、溝底４０１が光５００を正反射してレーザー加工溝３００より暗く表示される切削溝４００とを撮影画像から検出する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物に照射したレーザービームで表面に形成したレーザー加工溝に沿って、該レーザー加工溝と重なる位置に切削溝を形成する切削装置であって、
チャックテーブルに保持した被加工物をスピンドルに装着した切削ブレードで切削する切削ユニットと、
該チャックテーブルに保持した該被加工物を撮影するカメラを備えた溝検出ユニットと、を備え、
該溝検出ユニットは、平面視において、該レーザー加工溝の延在方向と平行方向の光の方が直交方向の光より高い光量に設定された斜光照明で照明した該レーザー加工溝及び該レーザー加工溝に重なって形成された該切削溝を該カメラで撮影し、溝底の凸凹で該光が乱反射されて明るく表示される該レーザー加工溝と、溝底が該光を正反射して該レーザー加工溝より暗く表示される該切削溝とを撮影画像から検出する切削装置。
【請求項２】
該斜光照明は、該カメラが備える集光レンズの外周に環状に設定されたリング照明であって、平面視において、該レーザー加工溝の延在方向と平行な方向から光を照射するように照明方向選択機能を備える請求項１に記載の切削装置。
【請求項３】
被加工物にレーザービームを照射して表面に形成したレーザー加工溝を検出する溝検出方法であって、
該レーザー加工溝が形成された被加工物をチャックテーブルで保持し、該レーザー加工溝の延在方向と平面視で平行な方向から照射する斜光照明で該レーザー加工溝を照明する照明ステップと、
照明された該レーザー加工溝をカメラで撮影し、撮影した撮影画像から、溝底の凸凹で斜光照明を乱反射する該レーザー加工溝を検出する溝検出ステップと、を備える溝検出方法。
【請求項４】
該溝検出ステップでは、該レーザー加工溝に沿って重なる位置に形成された切削溝を撮影し、溝底で斜光照明を正反射する該切削溝を検出する請求項３に記載の溝検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削装置及び溝検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ（Integrated  Circuit）、ＬＳＩ（Large  Scale  Integration）等の半導体チップの処理能力を向上するために、シリコン等の基板の表面にＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）が積層された機能層によって半導体デバイスを形成した半導体ウエーハが生産されている。
【０００３】
半導体ウエーハを分割する際は、Ｌｏｗ−ｋ膜が切削ブレードで切削すると膜剥がれが発生するため、Ｌｏｗ−ｋ膜及びウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射するアブレーション加工により、Ｌｏｗ−ｋ膜をストリートに沿って除去して、半導体ウエーハにレーザー加工溝を形成する。そして、半導体ウエーハを分割する際は、レーザー加工溝の内側を切削ブレードで切削し、膜剥がれ無く個々のデバイスチップに分割する。
【０００４】
半導体ウエーハを分割する際は、レーザー加工溝から外れた位置を切削すると、膜剥がれが発生するため、レーザー加工溝の位置、形成した切削溝の位置を随時検出し、位置ずれの発生を認識する必要がある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１４９７０５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に示す方法は、切削加工前や切削加工中にレーザー加工溝と切削溝の位置を検出するが、それぞれの溝を区別して検出するのが難しいという課題があった。
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、レーザー加工溝と切削溝とを混同して検出することを抑制することができる切削装置及び溝検出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の切削装置は、被加工物に照射したレーザービームで表面に形成したレーザー加工溝に沿って、該レーザー加工溝と重なる位置に切削溝を形成する切削装置であって、チャックテーブルに保持した被加工物をスピンドルに装着した切削ブレードで切削する切削ユニットと、該チャックテーブルに保持した該被加工物を撮影するカメラを備えた溝検出ユニットと、を備え、該溝検出ユニットは、平面視において、該レーザー加工溝の延在方向と平行方向の光の方が直交方向の光より高い光量に設定された斜光照明で照明した該レーザー加工溝及び該レーザー加工溝に重なって形成された該切削溝を該カメラで撮影し、溝底の凸凹で該光が乱反射されて明るく表示される該レーザー加工溝と、溝底が該光を正反射して該レーザー加工溝より暗く表示される該切削溝とを撮影画像から検出することを特徴とする。
【０００９】
前記切削装置において、該斜光照明は、該カメラが備える集光レンズの外周に環状に設定されたリング照明であって、平面視において、該レーザー加工溝の延在方向と平行な方向から光を照射するように照明方向選択機能を備えても良い。
【００１０】
本発明の溝検出方法は、被加工物にレーザービームを照射して表面に形成したレーザー加工溝を検出する溝検出方法であって、該レーザー加工溝が形成された被加工物をチャックテーブルで保持し、該レーザー加工溝の延在方向と平面視で平行な方向から照射する斜光照明で該レーザー加工溝を照明する照明ステップと、照明された該レーザー加工溝をカメラで撮影し、撮影した撮影画像から、溝底の凸凹で斜光照明を乱反射する該レーザー加工溝を検出する溝検出ステップと、を備えることを特徴とする。
【００１１】
前記溝検出方法において、該溝検出ステップでは、該レーザー加工溝に沿って重なる位置に形成された切削溝を撮影し、溝底で斜光照明を正反射する該切削溝を検出しても良い。
【発明の効果】
【００１２】
本願発明の切削装置及び溝検出方法は、レーザー加工溝と切削溝とを混同して検出することを抑制することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施形態１に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る切削装置の加工対象の被加工物の斜視図である。
【図３】図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】図４は、図２に示された被加工物の要部の斜視図である。
【図５】図５は、図４に示された被加工物のレーザー加工溝の溝底に切削溝が形成された状態を示す斜視図である。
【図６】図６は、図１に示された切削装置の撮影ユニットの構成を示す図である。
【図７】図７は、図６に示された撮影ユニットの斜光照明を下面側からみた平面図である。
【図８】図８は、実施形態１に係る溝検出方法であるカーフチェックの流れを示すフローチャートである。
【図９】図９は、図８に示されたカーフチェックの照明ステップにおいて点灯する斜光照明の発光素子を示す平面図である。
【図１０】図１０は、図８に示されたカーフチェックの照明ステップにおいて斜光照明の発光素子が照射した光がレーザー加工溝の溝底で乱反射する状態を示す断面図である。
【図１１】図１１は、図８に示されたカーフチェックの照明ステップにおいて斜光照明の発光素子が照射した光が切削溝の溝底で正反射する状態を示す断面図である。
【図１２】図１２は、図８に示されたカーフチェックの溝検出ステップにおいて撮影ユニットが撮影した撮影画像の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、実施形態２に係る溝検出方法であるカーフチェックの対象のレーザー加工溝の溝底に切削溝が形成された被加工物の断面図である。
【図１４】図１４は、比較例１のカーフチェックの溝検出ステップにおいて撮影ユニットが撮影した撮影画像の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、比較例２のカーフチェックの溝検出ステップにおいて撮影ユニットが撮影した撮影画像の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係る切削装置及び溝検出方法を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。図２は、実施形態１に係る切削装置の加工対象の被加工物の斜視図である。図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図４は、図２に示された被加工物の要部の斜視図である。図５は、図４に示された被加工物のレーザー加工溝の溝底に切削溝が形成された状態を示す斜視図である。図６は、図１に示された切削装置の撮影ユニットの構成を示す図である。図７は、図６に示された撮影ユニットの斜光照明を下面側からみた平面図である。
【００１６】
実施形態１に係る切削装置１は、板状物である図２に示す被加工物２００を切削（加工）する装置である。実施形態１では、被加工物２００は、シリコン、サファイア、ガリウムなどを基板２０１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２００は、図２に示すように、基板２０１の表面２０３に形成された複数の分割予定ライン２０４によって格子状に区画された領域にデバイス２０５を備えている。被加工物２００の基板２０１の表面２０３には、図３に示すように、低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜ともいう）２０６が積層されており、低誘電率絶縁体被膜２０６がデバイス２０５を構成する回路を支持している。低誘電率絶縁体被膜２０６は、ＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる。
【００１７】
実施形態１において、被加工物２００は、裏面２０２に粘着テープ２１０が貼着され、粘着テープ２１０の外周に環状フレーム２１１が貼着されることで、環状フレーム２１１と一体となっている。被加工物２００は、低誘電率絶縁体被膜２０６及び基板２０１が吸収性を有する波長のレーザービームが各分割予定ライン２０４に照射されて、アブレーション加工が施されて、図２、図３及び図４に示すように、各分割予定ライン２０４の幅方向の中央にレーザー加工溝３００が形成されている。レーザー加工溝３００の溝底３０１は、基板２０１を構成する材料や低誘電率絶縁体被膜２０６が変質してアモルファス状になり、凸凹が形成されている。
【００１８】
図１に示された切削装置１は、被加工物２００に照射したレーザービームで表面に形成したレーザー加工溝３００に沿って、図５に示すように、レーザー加工溝３００と重なる位置に切削溝４００を形成し、切削溝４００の溝底４０１に図示しない分割溝を形成して、被加工物２００を個々のデバイス２０５に分割する装置である。なお、切削溝４００は、レーザー加工溝３００の溝底３０１の幅方向の中央に形成されるのが望ましく、切削溝４００の幅は、レーザー加工溝３００の幅よりも狭い。なお、切削溝４００の溝底４０１は、切削溝４００の長手方向に沿って形成された切削痕であるソーマーク４０２が形成されている。ソーマーク４０２は、切削溝４００の長手方向に沿って延びた突起又は溝である。
【００１９】
切削装置１は、図１に示すように、被加工物２００を保持面１１で吸引保持するチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０に保持した被加工物２００をスピンドル２１に装着した切削ブレード２２で切削する切削ユニット２０と、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００を撮影するカメラである撮影ユニット３０を備えた溝検出ユニット９０と、を備える。
【００２０】
また、切削装置１は、図１に示すように、チャックテーブル１０を水平方向と平行なＸ軸方向に加工送りする図示しないＸ軸移動ユニットと、切削ユニット２０を水平方向と平行でかつＸ軸方向に直交するＹ軸方向に割り出し送りするＹ軸移動ユニット４０と、切削ユニット２０をＸ軸方向とＹ軸方向との双方と直交する鉛直方向に平行なＺ軸方向に切り込み送りするＺ軸移動ユニット５０とを少なくとも備える。切削装置１は、図１に示すように、切削ユニット２０を２つ備えた、即ち、２スピンドルのダイサ、いわゆるフェイシングデュアルタイプの切削装置である。
【００２１】
チャックテーブル１０は、被加工物２００を保持する保持面１１が設けられかつポーラスセラミック等から形成された保持部１２と、保持部１２を囲繞したリング状の枠部１３とを備えた円盤形状である。また、チャックテーブル１０は、Ｘ軸移動ユニットによりＸ軸方向に移動自在で図示しない回転駆動源によりＺ軸方向と平行な軸心回りに回転自在に設けられている。チャックテーブル１０は、図示しない真空吸引源と接続され、真空吸引源により吸引されることで、被加工物２００を吸引、保持する。また、チャックテーブル１０の周囲には、環状フレーム２１１をクランプするクランプ部１４が複数設けられている。
【００２２】
切削ユニット２０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００を切削する切削ブレード２２を装着するスピンドル２１を備えるものである。切削ユニット２０は、それぞれ、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００に対して、Ｙ軸移動ユニット４０によりＹ軸方向に移動自在に設けられ、かつ、Ｚ軸移動ユニット５０によりＺ軸方向に移動自在に設けられている。
【００２３】
一方の切削ユニット２０（以下、符号２０−１で示す）は、図１に示すように、Ｙ軸移動ユニット４０、Ｚ軸移動ユニット５０などを介して、装置本体２から立設した一方の柱部３−１に設けられている。他方の切削ユニット２０（以下、符号２０−２で示す）は、図１に示すように、Ｙ軸移動ユニット４０、Ｚ軸移動ユニット５０などを介して、装置本体２から立設した他方の柱部３−２に設けられている。なお、柱部３−１，３−２は、上端が水平梁３−３により連結されている。なお、本明細書は、２つの切削ユニット２０同士を区別する際には、符号２０−１，２０−２を記載し、２つの切削ユニット２０同士を区別しない際には、符号２０を記載する。また、本明細書は、２つの切削ユニット２０同士の構成要素を区別する際には、各構成要素の符号の末尾に「−１」又は「−２」を記載する。
【００２４】
切削ユニット２０は、Ｙ軸移動ユニット４０及びＺ軸移動ユニット５０により、チャックテーブル１０の保持面１１の任意の位置に切削ブレード２２を位置付け可能となっている。切削ブレード２２は、略リング形状を有する極薄の切削砥石である。スピンドル２１は、切削ブレード２２を回転させることで被加工物２００を切削する。スピンドル２１は、スピンドルハウジング２３内に回転自在に収容され、スピンドルハウジング２３は、Ｚ軸移動ユニット５０に支持されている。切削ユニット２０のスピンドル２１及び切削ブレード２２の軸心は、Ｙ軸方向と平行に設定されている。切削ユニット２０は、Ｙ軸移動ユニット４０によりＹ軸方向に割り出し送りされるとともにＺ軸移動ユニット５０に切り込み送りされながら、Ｘ軸移動ユニットによりチャックテーブル１０がＸ軸方向に切削送りされることにより、被加工物２００を切削する。
【００２５】
なお、実施形態１において、切削装置１は、一方の切削ユニット２０−１がレーザー加工溝３００の幅よりも厚さが薄い切削ブレード２２−１をレーザー加工溝３００の溝底３０１に切り込ませて切削溝４００を形成する。切削装置１は、他方の切削ユニット２０−２が切削ブレード２２−１よりも厚さが薄い切削ブレード２２−２を切削溝４００の溝底４０１に切り込ませて分割溝を形成して、被加工物２００を個々のデバイス２０５に分割する。
【００２６】
Ｘ軸移動ユニットは、チャックテーブル１０をＸ軸方向に移動させることで、チャックテーブル１０をＸ軸方向に加工送りする加工送り手段である。Ｙ軸移動ユニット４０は、切削ユニット２０をＹ軸方向に移動させることで、切削ユニット２０を割り出し送りする割り出し送り手段である。Ｚ軸移動ユニット５０は、切削ユニット２０をＺ軸方向に移動させることで、切削ユニット２０を切り込み送りするものである。Ｘ軸移動ユニット、Ｙ軸移動ユニット４０及びＺ軸移動ユニット５０は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ４１，５１、ボールねじ４１，５１を軸心回りに回転させる周知のパルスモータ４２，５２及びチャックテーブル１０又は切削ユニット２０をＸ軸方向、Ｙ軸方向又はＺ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレール４３，５３を備える。
【００２７】
また、切削装置１は、切削前後の被加工物２００を収容するカセット６０が載置されかつカセット６０をＺ軸方向に移動させるカセットエレベータ７０と、切削後の被加工物２００を洗浄する洗浄ユニット８０と、被加工物２００をカセット６０とチャックテーブル１０と洗浄ユニット８０との間で搬送する図示しない搬送ユニットとを備える。
【００２８】
溝検出ユニット９０は、撮影ユニット３０と、制御ユニット１００とを備える。撮影ユニット３０は、一方の切削ユニット２０−１と一体的に移動するように、一方の切削ユニット２０−１のスピンドルハウジング２３−１に固定されている。撮影ユニット３０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００の表面を撮影する。撮影ユニット３０は、図６に示すように、照明器３１と、光学系３２と、チャックテーブル１０に保持した被加工物２００の表面を撮影するカメラであるＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）撮像素子３３とを備えている。
【００２９】
照明器３１は、例えば、ハロゲン光源やＬＥＤからなり、光量が制御ユニット１００によって調整される同軸照明３１−１を備える。同軸照明３１−１は、光学系３２に向けて光を発する。光学系３２は、ケース３２−１と、ケース３２−１の上方に配置されかつ照明器３１の同軸照明３１−１が発した光をＺ軸方向と平行にチャックテーブル１０に保持された被加工物２００に向けて正反射するハーフミラー３２−２と、ケース３２−１内に設けられかつハーフミラー３２−２の下側に配設された集光レンズ３２−３とを備える。
【００３０】
ＣＣＤ撮像素子３３は、ハーフミラー３２−２の上方に設けられ、かつ照明器３１の同軸照明３１−１からの光がハーフミラー３２−２及び集光レンズ３２−３を介して照明された被加工物２００から反射し集光レンズ３２−３及びハーフミラー３２−２を通過した光を受光して得た画像を制御ユニット１００に出力する。ＣＣＤ撮像素子３３は、画像として、被加工物２００と切削ブレード２２との位置合わせを行なうアライメントを遂行するための画像を得る。
【００３１】
なお、同軸照明３１−１が発しかつハーフミラー３２−２により正反射された光は、集光レンズ３２−３の光軸と平行である。また、照明器３１は、ケース３２−１の下端でかつ集光レンズ３２−３の外周に設けられて、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００の表面に光５００を照射する斜光照明３１−２を備える。斜光照明３１−２は、図７に示すように、集光レンズ３２−３を中心とした周方向に間隔をあけて配置された複数の発光素子３１−３を備え、集光レンズ３２−３の外周に環状に設定されたリング照明である。発光素子３１−３は、光５００を照射可能なＬＥＤなどからなる。斜光照明３１−２は、ＣＣＤ撮像素子３３が被加工物２００を撮影する際に、集光レンズ３２−３の外周から被加工物２００の表面に光５００を照射する。斜光照明３１−２の各発光素子３１−３の光量は、制御ユニット１００によって調整される。斜光照明３１−２は、各発光素子３１−３の光量が調整されることによって、ＣＣＤ撮像素子３３が被加工物２００を撮影する際に、複数の発光素子３１−３のうちレーザー加工溝３００の延在方向の両端に位置する発光素子３１−３を点灯し、レーザー加工溝３００に対し直交する方向の両端に位置する発光素子３１−３を消灯して、平面視において、被加工物２００の表面にレーザー加工溝３００の延在方向と平行な方向から光５００を照射するように照射方向選択機能を備える。
【００３２】
制御ユニット１００は、切削装置１の上述した構成要素をそれぞれ制御して、被加工物２００に対する加工動作を切削装置１に実施させるものである。なお、制御ユニット１００は、コンピュータである。制御ユニット１００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、入出力インターフェース装置とを有する。制御ユニット１００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に従って演算処理を実施して、切削装置１を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介して切削装置１の上述した構成要素に出力する。また、制御ユニット１００は、加工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及びオペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない入力ユニットと接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置とのうち少なくとも一つにより構成される。
【００３３】
制御ユニット１００は、撮影ユニット３０のＣＣＤ撮像素子３３が撮像して得た画像を、表示ユニットに出力し、表示ユニットに表示させる。制御ユニット１００は、被加工物２００の切削前に被加工物２００を撮影ユニット３０に撮像させ、撮影ユニット３０が撮像して得た画像に基づいて被加工物２００と切削ブレード２２との位置合わせを行なうアライメントを遂行する。また、制御ユニット１００は、被加工物２００の切削中に分割予定ライン２０４に実際に形成されたレーザー加工溝３００に対する切削溝４００の位置を検出する実施形態１に係る溝検出方法であるカーフチェックを遂行し、以後の切削溝４００がレーザー加工溝３００の幅方向の中央に形成されるようにＹ軸移動ユニット４０を制御する。
【００３４】
制御ユニット１００は、カーフチェックを遂行する際には、平面視において、斜光照明３１−２の複数の発光素子３１−３のうちカーフチェックの対象のレーザー加工溝３００の長手方向の両端に位置する発光素子３１−３を点灯し、レーザー加工溝３００の長手方向に対して直交する方向の発光素子３１−３を消灯させて、斜光照明３１−２から光５００を照射するとともに、同軸照明３１−１を消灯させる。こうして、制御ユニット１００は、カーフチェックを遂行する際には、カーフチェックの対象のレーザー加工溝３００の延在方向と平行方向の光５００の方が直交方向の光より高い光量に設定された斜光照明３１−２で被加工物２００を照明する。
【００３５】
同軸照明３１−１を消灯し、斜光照明３１−２をレーザー加工溝３００の延在方向と平行方向の光５００の方が直交方向の光より高い光量に設定すると、切削溝４００の溝底４０１に形成されたソーマーク４０２が切削溝４００の長手方向に沿って延在しているために、レーザー加工溝３００の延在方向と平行方向の光５００がソーマーク４０２で正反射されてＣＣＤ撮像素子３３に受光されない若しくは受光量が少ない。このために、ＣＣＤ撮像素子３３は、切削溝４００を光量が低い暗い部分として撮影する。このときの切削溝４００を示す部分の受光量は、第１のしきい値よりも低い。第１のしきい値は、ＣＣＤ撮像素子３３が受光する光量の階調のうち中央の階調よりも低い値であり、ＣＣＤ撮像素子３３が受光する光量の階調のうちより低い側の光量の階調であるのが望ましい。
【００３６】
同軸照明３１−１を消灯し、斜光照明３１−２をレーザー加工溝３００の延在方向と平行方向の光５００の方が直交方向の光より高い光量に設定すると、レーザー加工溝３００の溝底３０１に凸凹が形成されているために、斜光照明３１−２からの光５００が溝底３０１で乱反射されてＣＣＤ撮像素子３３に受光される。このために、ＣＣＤ撮像素子３３は、切削溝４００に比べレーザー加工溝３００を光量が高い明るい部分として撮影する。このときのレーザー加工溝３００を示す部分の光量は、第１のしきい値よりも大きな第２のしきい値よりも高い。第２のしきい値は、ＣＣＤ撮像素子３３が撮影する光量の階調のうち中央の階調よりも高い値であり、ＣＣＤ撮像素子３３が撮影する光量の階調のうちより高い側の光量の階調であるのが望ましい。
【００３７】
また、分割予定ライン２０４の幅方向の両端部に残存した低誘電率絶縁体被膜２０６は、切削溝４００の溝底４０１が乱反射する光の光量より多くかつレーザー加工溝３００の溝底３０１が乱反射する光の光量より少ないが、斜光照明３１−２の光を乱反射する。このために、同軸照明３１−１を消灯し、斜光照明３１−２をレーザー加工溝３００の延在方向と平行方向の光５００の方が直交方向の光より高い光量に設定すると、ＣＣＤ撮像素子３３は、低誘電率絶縁体被膜２０６を切削溝４００よりは明るいが光量が低い暗い部分として撮影する。
【００３８】
制御ユニット１００は、カーフチェックを遂行する際には、前述した光量に設定された斜光照明３１−２で照明したレーザー加工溝３００及びレーザー加工溝３００に重なって形成された切削溝４００を撮影ユニット３０で撮影し、溝底３０１の凸凹で光５００が乱反射されて明るく表示されるレーザー加工溝３００と、溝底４０１が光５００を正反射してレーザー加工溝３００より暗く表示される切削溝４００とを検出する。制御ユニット１００は、レーザー加工溝３００の幅方向の中央の位置と、切削溝４００の幅方向の中央の位置とを算出し、これらの位置のＹ軸方向のずれが零となるように、以後の切削溝４００の形成時にＹ軸移動ユニット４０を制御する。
【００３９】
次に、実施形態１に係る切削装置１の加工動作について説明する。加工動作では、オペレータが加工内容情報を制御ユニット１００に登録し、分割予定ライン２０４にレーザー加工溝３００が形成されて環状フレーム２１１で支持された被加工物２００を収容したカセット６０をカセットエレベータ７０に設置し、オペレータから加工動作の開始指示があった場合に、切削装置１が加工動作を開始する。なお、オペレータは、加工内容情報として、カーフチェックの際にＣＣＤ撮像素子３３が切削溝４００を撮影した時の光量が第１のしきい値を下回り、ＣＣＤ撮像素子３３がレーザー加工溝３００を撮影した時の光量が第２のしきい値を上回るような斜光照明３１−２の各発光素子３１−３の光量を設定する。
【００４０】
加工動作では、制御ユニット１００は、搬送ユニットに切削前の被加工物２００をカセット６０から取り出させてチャックテーブル１０に載置させ、チャックテーブル１０に被加工物２００を吸引保持する。制御ユニット１００は、Ｘ軸移動ユニットによりチャックテーブル１０を切削ユニット２０の下方に向かって移動して、撮影ユニット３０の下方にチャックテーブル１０に保持された被加工物２００を位置付け、撮影ユニット３０に被加工物２００を撮像させる。制御ユニット１００は、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００の分割予定ライン２０４と、切削ユニット２０の切削ブレード２２との位置合わせを行なうための、デバイス２０５のパターンに設定された特異なパターンをキーパターンとしたパターンマッチング等の画像処理を実行し、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００と切削ユニット２０との相対位置を調整するアライメントを遂行する。
【００４１】
そして、制御ユニット１００は、加工内容情報に基づいて、Ｘ軸移動ユニットとＹ軸移動ユニット４０とＺ軸移動ユニット５０と回転駆動源により、一方の切削ユニット２０−１の切削ブレード２２−１と被加工物２００とを分割予定ライン２０４に沿って相対的に移動させて、切削水を供給しながら切削ブレード２２−１により分割予定ライン２０４を切削する。切削ユニット２０−１は、各分割予定ライン２０４に形成されたレーザー加工溝３００の溝底３０１に切削溝４００を形成する。
【００４２】
制御ユニット１００は、一方の切削ユニット２０−１の切削ブレード２２−１による切削溝４００の形成と並行して、切削溝４００の溝底４０１の幅方向の中央に他方の切削ユニット２０−２の切削ブレード２２−２を粘着テープ２１０まで切り込ませて、切削溝４００の溝底４０１に図示しない分割溝を形成する。制御ユニット１００は、被加工物２００を個々のデバイス２０５に分割する。
【００４３】
制御ユニット１００は、すべての分割予定ライン２０４に切削溝４００と分割溝とを順に形成して、被加工物２００を個々のデバイス２０５に分割すると、チャックテーブル１０を切削ユニット２０の下方から退避させた後、チャックテーブル１０の吸引保持を解除する。制御ユニット１００は、搬送ユニットに切削後の被加工物２００を洗浄ユニット８０に搬送させ、洗浄ユニット８０で洗浄した後カセット６０に収容する。
【００４４】
また、制御ユニット１００は、加工動作において、所定のカーフチェックタイミングでカーフチェックを遂行する。カーフチェックタイミングは、予め定められた所定数（例えば、５又は１０等）の分割予定ライン２０４毎に切削溝４００を形成することであるが、本発明では、これに限定されない。
【００４５】
次に、実施形態１に係る溝検出方法であるカーフチェックを図面に基づいて説明する。図８は、実施形態１に係る溝検出方法であるカーフチェックの流れを示すフローチャートである。図９は、図８に示されたカーフチェックの照明ステップにおいて点灯する斜光照明の発光素子を示す平面図である。図１０は、図８に示されたカーフチェックの照明ステップにおいて斜光照明の発光素子が照射した光がレーザー加工溝の溝底で乱反射する状態を示す断面図である。図１１は、図８に示されたカーフチェックの照明ステップにおいて斜光照明の発光素子が照射した光が切削溝の溝底で正反射する状態を示す断面図である。図１２は、図８に示されたカーフチェックの溝検出ステップにおいて撮影ユニットが撮影した撮影画像の一例を示す図である。
【００４６】
実施形態１に係る溝検出方法であるカーフチェックは、被加工物２００に被加工物２００と低誘電率絶縁体被膜２０６とが吸収性を有する波長のレーザービームを照射して表面に形成したレーザー加工溝３００を検出する方法である。カーフチェックは、図８に示すように、照明ステップＳＴ１と、溝検出ステップＳＴ２とを備える。
【００４７】
照明ステップＳＴ１は、レーザー加工溝３００が形成された被加工物２００をチャックテーブル１０で保持し、レーザー加工溝３００の延在方向と平面視で平行な方向から照射する斜光照明３１−２でレーザー加工溝３００を照明するステップである。実施形態１において、照明ステップＳＴ１では、制御ユニット１００は、Ｘ軸移動ユニット及びＹ軸移動ユニット４０等に切削溝４００が形成されたばかりの被加工物２００の分割予定ライン２０４の予め設定された撮像位置に撮影ユニット３０を対向させて、同軸照明３１−１を消灯し、斜光照明３１−２の各発光素子３１−３を加工内容情報で設定された光量で発光させる。なお、切削溝４００が形成されたばかりの被加工物２００は、切削溝４００が形成される前に、チャックテーブル１０に保持されているとともに、切削溝４００が形成されたばかりの分割予定ライン２０４は、Ｘ軸方向と平行である。
【００４８】
また、実施形態１において、照明ステップＳＴ１では、制御ユニット１００は、図９に示すように、斜光照明３１−２の複数の発光素子３１−３のうち切削溝４００が形成されたばかりのカーフチェックの対象の分割予定ライン２０４と平行な方向の両端部に位置する図９中白地で示す発光素子３１−３を点灯させ、カーフチェックの対象の分割予定ライン２０４に対して直交する方向の両端部に位置する図９中平行斜線で示す発光素子３１−３を消灯させて、被加工物２００をレーザー加工溝３００の延在方向と平面視で平行な方向から斜光照明３１−２で照明する。
【００４９】
照明ステップＳＴ１では、斜光照明３１−２の発光素子３１−３からの光５００は、レーザー加工溝３００の溝底３０１に凸凹が形成されているので、図１０に示すように、溝底３０１から乱反射されて一部が集光レンズ３２−３を通してＣＣＤ撮像素子３３に受光される。また、照明ステップＳＴ１では、斜光照明３１−２の発光素子３１−３からの光５００は、切削溝４００の溝底４０１のソーマーク４０２が切削溝４００の長手方向と平行に延びているので、図１１に示すように、溝底４０１から正反射されて集光レンズ３２−３を通してＣＣＤ撮像素子３３に受光されることがない。カーフチェックは、照明ステップＳＴ１後、溝検出ステップＳＴ２に進む。
【００５０】
溝検出ステップＳＴ２は、照明されたレーザー加工溝３００を撮影ユニット３０で撮影し、撮影した撮影画像６００（図１２に一例を示す）から、溝底３０１の凸凹で斜光照明３１−２の光５００を乱反射するレーザー加工溝３００を検出するステップである。また、溝検出ステップＳＴ２では、制御ユニット１００は、レーザー加工溝３００及びレーザー加工溝３００に沿って重なる位置に形成された切削溝４００を撮影ユニット３０に撮影させ、レーザー加工溝３００と溝底４０１で斜光照明３１−２の光５００を正反射する切削溝４００とを撮影画像６００から検出する。
【００５１】
溝検出ステップＳＴ２では、制御ユニット１００は、撮影ユニット３０が撮影した撮影画像６００のうちの光量が第１のしきい値を下回る部分（図１２中に密な平行斜線で示す）を切削溝４００と検出し、撮影画像６００のうちの光量が第２のしきい値を上回る部分（図１２中に白地で示す）をレーザー加工溝３００と検出する。制御ユニット１００は、レーザー加工溝３００の幅方向の中央の位置と、切削溝４００の幅方向の中央の位置とを算出して、カーフチェックを終了する。制御ユニット１００は、レーザー加工溝３００の幅方向の中央の位置と、切削溝４００の幅方向の中央の位置とのＹ軸方向のずれが零となるように、以後の切削溝４００の形成時にＹ軸移動ユニット４０を制御する。
【００５２】
実施形態１に係る切削装置１は、カーフチェックを遂行する際に、レーザー加工溝３００の溝底３０１に凸凹が形成され、切削溝４００の溝底４０１に切削溝４００の長手方向に沿ったソーマーク４０２が形成されていることを利用して、照明ステップＳＴ１において、斜光照明３１−２の複数の発光素子３１−３のうちレーザー加工溝３００の長手方向の両端部に位置する発光素子３１−３を点灯させ、レーザー加工溝３００の長手方向に対して直交する方向の両端部に位置する発光素子３１−３を消灯させる。このために、切削装置１は、カーフチェックを遂行する際に、平面視において、斜光照明３１−２のレーザー加工溝３００の長手方向と平行な方向の光５００を用いることとなり、斜光照明３１−２の光５００がレーザー加工溝３００で乱反射され、切削溝４００で正反射される。その結果、切削装置１は、カーフチェックを遂行する際に、溝検出ステップＳＴ２で撮影した撮影画像６００では、レーザー加工溝３００が明るく撮影され、切削溝４００が暗く撮影されることとなり、それぞれの位置を画像処理で容易に検出することができる。よって、実施形態１に係る切削装置１は、カーフチェックを遂行する際に、レーザー加工溝３００と切削溝４００とを混同して検出することを抑制することができ、切削溝４００がレーザー加工溝３００の幅方向の中央からずれることを抑制することができる。
【００５３】
〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係る切削装置及び溝検出方法を図面に基づいて説明する。図１３は、実施形態２に係る溝検出方法であるカーフチェックの対象のレーザー加工溝の溝底に切削溝が形成された被加工物の断面図である。なお、図１３は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して、説明を省略する。
【００５４】
実施形態２に係る切削装置１は、分割予定ライン２０４の幅方向の両端にレーザー加工溝３００−２が形成されて、図１３に示すように、レーザー加工溝３００−２が分割予定ライン２０４に沿って２条形成された被加工物２００の分割予定ライン２０４の幅方向の中央に切削溝４００を形成する。なお、実施形態２に係る切削装置１は、双方のレーザー加工溝３００−２の溝底３０１の少なくとも一部を含む領域に切削溝４００を形成する。実施形態２に係る溝検出方法であるカーフチェックは、実施形態１と同様に、照明ステップＳＴ１と、溝検出ステップＳＴ２とを備える。
【００５５】
実施形態２に係る切削装置１は、カーフチェックを遂行する際に、照明ステップＳＴ１において、斜光照明３１−２の複数の発光素子３１−３のうちレーザー加工溝３００−２の長手方向の両端部に位置する発光素子３１−３を点灯させ、レーザー加工溝３００−２の長手方向に対して直交する方向の両端部に位置する発光素子３１−３を消灯させる。このために、実施形態２に係る切削装置１は、カーフチェックを遂行する際に、実施形態１と同様に、レーザー加工溝３００−２と切削溝４００とを混同して検出することを抑制することができ、切削溝４００がレーザー加工溝３００−２の幅方向の中央からずれることを抑制することができる。
【００５６】
次に、本発明の発明者らは、実施形態１の効果を確認した。確認にあたっては、図１２に示す撮影画像６００と、図１４に示す比較例１の撮影画像６００−１と、図１５に示す比較例２の撮影画像６００−２とを比較した。
【００５７】
図１４は、比較例１のカーフチェックの溝検出ステップにおいて撮影ユニットが撮影した撮影画像の一例を示す図である。図１５は、比較例２のカーフチェックの溝検出ステップにおいて撮影ユニットが撮影した撮影画像の一例を示す図である。
【００５８】
比較例１は、カーフチェックを遂行する際の照明ステップＳＴ１において、同軸照明３１−１を消灯させ、斜光照明３１−２の複数の発光素子３１−３のうちレーザー加工溝３００の長手方向の両端部に位置する図９に白地で示す発光素子３１−３を消灯させ、レーザー加工溝３００の長手方向に対して直交する方向の両端部に位置する図９に平行斜線で示す発光素子３１−３を点灯させて、平面視において、斜光照明３１−２からレーザー加工溝３００に直交する光５００−１を照射した。比較例２は、カーフチェックを遂行する際の照明ステップＳＴ１において、同軸照明３１−１を点灯させ、斜光照明３１−２の全ての発光素子３１−３を消灯させた。
【００５９】
比較例１は、撮影ユニット３０が撮影した撮影画像６００−１（図１４に示す）のうちのレーザー加工溝３００の溝底３０１と切削溝４００の溝底４０１との双方を示す部分の光量が第２のしきい値を超えて、切削溝４００の位置を検出することが困難である。したがって、照明ステップＳＴ１において、同軸照明３１−１を消灯させ、斜光照明３１−２の複数の発光素子３１−３のうちレーザー加工溝３００の長手方向の両端部に位置する発光素子３１−３を消灯させ、レーザー加工溝３００の長手方向に対して直交する方向の両端部に位置する発光素子３１−３を点灯させると、斜光照明３１−２の光５００−１がレーザー加工溝３００の溝底３０１と切削溝４００の溝底４０１との双方で乱反射されて、切削溝４００を検出できないことが明らかとなった。
【００６０】
比較例２は、同軸照明３１−１のみを点灯させた場合であるが、光量を調整したとしても撮影ユニット３０が撮影した撮影画像６００−２（図１５に示す）のうちの切削溝４００の溝底４０１とレーザー加工溝３００の溝底３０１との光量の差が少なく双方を示す部分の光量が第１のしきい値を下回って、レーザー加工溝３００の位置を検出することが困難である。したがって、照明ステップＳＴ１において、同軸照明３１−１を点灯させ、斜光照明３１−２の全ての発光素子３１−３を消灯させると、同軸照明３１−１の光が低誘電率絶縁体被膜２０６とレーザー加工溝３００の溝底３０１との双方で乱反射されて、レーザー加工溝３００を検出できないことが明らかとなった。
【００６１】
これらの比較例１及び比較例２に対して、実施形態１に係る切削装置１は、照明ステップＳＴ１において、同軸照明３１−１を消灯させ、斜光照明３１−２の複数の発光素子３１−３のうちレーザー加工溝３００の長手方向の両端部に位置する発光素子３１−３を点灯させ、レーザー加工溝３００の長手方向に対して直交する方向の両端部に位置する発光素子３１−３を消灯させることにより、図１２に示すように、レーザー加工溝３００を明るく撮影し、切削溝４００を暗く撮影するので、レーザー加工溝３００と切削溝４００との双方を検出できることが明らかとなった。
【００６２】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、実施形態１において、同軸照明３１−１を消灯し、斜光照明３１−２の各発光素子３１−３を加工内容情報で設定された光量で発光させたが、本発明は、照明ステップＳＴ１において、同軸照明３１−１を斜光照明３１−２に対して低い光量で発光させても良い。
【符号の説明】
【００６３】
１  切削装置
１０  チャックテーブル
２０，２０−１，２０−２  切削ユニット
２１  スピンドル
２２，２２−１，２２−２  切削ブレード
３０  撮影ユニット（カメラ）
３１−２  斜光照明
３２−３  集光レンズ
９０  溝検出ユニット
２００  被加工物
３００  レーザー加工溝
３０１  溝底
４００  切削溝
４０１  溝底
５００  光
６００  撮影画像
ＳＴ１  照明ステップ
ＳＴ２  溝検出ステップ
【図１】
2019040919.tif 000003
【図２】
2019040919.tif 000004
【図３】
2019040919.tif 000005
【図４】
2019040919.tif 000006
【図５】
2019040919.tif 000007
【図６】
2019040919.tif 000008
【図７】
2019040919.tif 000009
【図８】
2019040919.tif 000010
【図９】
2019040919.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2019040919.tif 000016
【図１５】
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