(57)【要約】【課題】  切削液の影響を受けることなく光学手段が被加工物表面の状態を正確に認識することが可能な切削装置を提供する。【解決手段】  少なくとも，被加工物１２を保持するチャックテーブル３０と，チャックテーブルに保持された被加工物に切削加工を施す切削ブレード２２を備えた切削手段２０と，切削加工時に被加工物または切削ブレードに切削液を供給する切削液供給手段と，切削加工前にあるいは切削加工後に被加工物の状態を観察する顕微鏡６２を含む光学手段６０と，を備えた切削装置１０において，被加工物１２と顕微鏡６２の対物レンズ６２ａとの間の空間には，液体９０が充填されている。【選択図】    図２
2005219129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも，被加工物を保持するチャックテーブルと，前記チャックテーブルに保持された前記被加工物に切削加工を施す切削ブレードを備えた切削手段と，前記切削加工時に前記被加工物または前記切削ブレードに切削液を供給する切削液供給手段と，前記切削加工前にあるいは前記切削加工後に前記被加工物の状態を観察する顕微鏡を含む光学手段と，を備えた切削装置において，
前記被加工物と前記顕微鏡の対物レンズとの間の空間には，液体が充填されている，
ことを特徴とする切削装置。
【請求項２】
前記顕微鏡の対物レンズには，前記対物レンズの光軸上に位置する部分に設けられた開口部と，カバー内部に液体を供給するための液体供給口とを有する前記顕微鏡の対物レンズ全体を覆うカバーが装着されており，
前記カバーの前記液体供給口から供給された液体により，前記カバー内部が前記液体で充填されると共に，前記開口部から前記被加工物の表面に対して液体が放出されることにより，少なくとも前記顕微鏡の前記対物レンズと前記被加工物の表面が液体中に存在するように構成されている，
ことを特徴とする請求項１に記載の切削装置。
【請求項３】
少なくとも，前記チャックテーブルと前記切削手段とが共に，その内部に存在するような水槽が設置されており，
少なくとも，前記顕微鏡の対物レンズは，前記水槽に供給された液体中に水没されている，ことを特徴とする請求項１に記載の切削装置。
【請求項４】
前記液体は，切削液であることを特徴とする請求項１，２あるいは３項のうちいずれか１項に記載の切削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，切削装置に関し，さらに詳細には，被加工物を撮像する光学手段を具備する切削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来においては，例えば半導体ウェハをチップ状に分割するために，切削ブレードによる切削が行なわれている。このような切削装置は，例えば特許文献１に開示されているように，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手段とを備えている。かかる切削手段は，Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能であり，切削手段には高速回転可能な切削ブレードを備えている。また，切削手段の側部には対物レンズを備えた光学手段が固定されており，被加工物の切削すべき位置を撮像して検出することができる。また，対物レンズと切削ブレードとは，Ｘ軸方向の同一直線上に位置していると共に，切削手段と光学手段とは連動して移動する。このため，対物レンズを介して撮像されて切削すべき位置が検出された時には，切削ブレードのＹ軸方向の位置と検出された切削すべき位置とが自動的に位置合わせされるように構成されている。
【０００３】
上記切削装置においては，切削液を使用して，切削ブレードを冷却したり，あるいは例えば切削屑であるコンタミを洗い流している。このとき，被加工物の表面に切削液の水滴が残留していると，光学手段により例えばアライメントやカーフチェックなどを目的して被加工物を撮像する際に誤認識をしてしまうことがある。
【０００４】
このような問題を解決するために，エアーブローにより被加工物の表面に残留した切削液を吹き飛ばすという方法が考えられる。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１５３７１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら，エアーブローにより被加工物の表面に残留した切削液を吹き飛ばす方法では，被加工物の表面が急速に乾燥してしまうため，切削液に含まれていたコンタミが表面に固着したり，あるいは切断した溝に溜まった切削液や表面の凹凸に付着している切削液を飛ばしきれないため，被加工物の誤認識の問題は十分に改善されない，という問題がある。
【０００７】
したがって，本発明の目的は，光学手段が切削液の影響を受けることなく被加工物表面の状態を正確に認識することが可能な新規かつ改良された切削装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため，本発明の第１の観点においては，少なくとも，被加工物を保持するチャックテーブルと，前記チャックテーブルに保持された前記被加工物に切削加工を施す切削ブレードを備えた切削手段と，前記切削加工時に前記被加工物または前記切削ブレードに切削液を供給する切削液供給手段と，前記切削加工前にあるいは前記切削加工後に前記被加工物の状態を観察する顕微鏡を含む光学手段と，を備えた切削装置において，前記被加工物と前記顕微鏡の対物レンズとの間の空間には，液体が充填されている，
ことを特徴とする切削装置が提供される。
【０００９】
上記記載の発明では，光学手段の顕微鏡の対物レンズと被加工物の間には液体が充填されているので，被加工物の表面上に水滴が存在することはない。さらに，切削液中にコンタミが含まれていた場合であっても，被加工物の表面にコンタミが固着することを防止できるので，光学手段が誤認識することが低減される。さらに，液体のレンズ効果により，被加工物の観察領域が拡大される，という効果もある。
【００１０】
また，前記顕微鏡の対物レンズには，前記対物レンズの光軸上に位置する部分に開口部を設られ，かつ，カバー内部に液体を供給するための液体供給口を設けられた，前記顕微鏡の対物レンズ全体を覆うカバーが装着されており，前記カバーの前記液体供給口から供給された液体により，前記カバー内部が前記液体で充填されると共に，前記開口部から前記被加工物の表面に対して液体が放出されることにより，少なくとも前記顕微鏡の前記対物レンズと前記被加工物の表面が液体中に存在するように構成されている，如く構成すれば，簡易かつ容易に，光学手段の顕微鏡の対物レンズと被加工物の間には液体を充填することができる。この結果，被加工物の表面上に水滴が存在することがなく，さらに，切削液中にコンタミが含まれていた場合であっても，被加工物の表面にコンタミが固着することを防止できるので，光学手段が誤認識することが低減される。さらに，液体のレンズ効果により，被加工物の観察領域が拡大される，という効果もある。
【００１１】
また，少なくとも，前記チャックテーブルと前記切削手段とが共に，その内部に存在する水槽を設置されており，少なくとも，前記水槽には液体が供給されて，前記顕微鏡の対物レンズが前記液体中に水没されている，如く構成すれば，観察する被加工物の表面から水滴をなくすことができるばかりでなく，コンタミが大きな水槽の中に漂う状態になるため，被加工物の表面にコンタミが付着する可能性はほぼなくなる。このように，液体中にコンタミが存在しても，光学的には観察する被加工物の表面に付着していないので，被加工物の表面を誤認識することが防止される。
【００１２】
また，前記液体は，切削液である，如く構成すれば，被加工物の切削時に使用する液体を利用できるので，装置の構成を簡易にすることができると共に，加工コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては，光学手段の顕微鏡の対物レンズと被加工物の間に液体を充填させて観察するので，被加工物の表面上に水滴が存在することはない。さらに，コンタミが切削液中に含まれていた場合であっても，被加工物の表面にコンタミが固着することを防止できるので，光学手段による誤認識を低減することができる。また，液体のレンズ効果によって，観察領域が拡大される，という効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１５】
まず，図１及び図２に基づいて，第１の実施の形態にかかる切削装置の構成について説明する。なお，図１は，第１の実施の形態にかかる切削装置の構成を示す斜視図である。また，本実施形態にかかる切削装置の特徴部については，理解を容易にするために，図１では図示を省略し，図２で拡大図示して詳細に説明する。
【００１６】
本実施形態にかかる切削装置は，図１に示すように，例えば，半導体ウェハ等の被加工物１２を保持するチャックテーブル３０と，チャックテーブル３０に保持された被加工物１２を切削する切削手段２０と，切削手段２０を例えばＹ軸およびＺ軸方向に移動させる切削手段移動手段と，チャックテーブル３０を例えばＸ軸方向に移動させるチャックテーブル移動手段と，切削加工時に被加工物または切削ブレードに切削液を供給する切削液供給ノズル２８と，被加工物の表面を撮像する撮像手段（図２中の符号６４）と顕微鏡（図２中の符号６２）とを具備する光学手段６０と，少なくとも顕微鏡の対物レンズ（図２中の符号６２ａ）と被加工物１２との間の空間を液体（例えば，切削液）で満たすために少なくとも対物レンズの全体を覆うカバー７０とから構成される。  
【００１７】
チャックテーブル３０は，例えば，その上面に真空チャック機構を具備しており，被加工物１２を真空吸着して保持することができる。また，チャックテーブル３０は，例えば，被加工物１２を保持した状態で，電動モータ（図示せず。）によって水平方向に回転することもできる。
【００１８】
このチャックテーブル３０の下方には，チャックテーブル移動手段が設けられている。このチャックテーブル移動手段は，例えば，チャックテーブル３０を略水平に支持するチャック支持部材３２と，基台３９上にＸ軸方向に延長するように配設され，チャックテーブル支持部材３２のＸ軸方向の移動をガイドする一対の第１のガイドレール３４と，Ｘ軸方向に延長するように配設され，チャックテーブル支持部材３２の下部と係合し，第１の電動モータ３８によって回転駆動される第１のボールスクリュー３６とからなる。かかるチャックテーブル移動手段は，第１のボールスクリュー３６を回転させてチャックテーブル支持部材３２を第１のガイドレール３４に沿ってＸ軸方向に移動させることにより，チャックテーブル３０および被加工物１２をＸ軸方向に移動させることができる。
【００１９】
一方，切削手段２０は，例えば，上記チャックテーブル３０より上方に位置するように配設されている。この切削手段２０は，例えば，略リング形状を有する極薄の切削ブレード２２と，Ｙ軸方向に延長するよう配設された回転軸であって，先端部に切削ブレード２２が装着され，他端部に連結された駆動手段である電動モータ２３によって高速回転するスピンドル２４と，このスピンドル２４を回転自在に支持するスピンドルハウジング２６とを備える。かかる切削手段２０は，スピンドル２４の回転駆動力により切削ブレード２２を高速回転させながら被加工物１２に切り込ませることにより，被加工物１２をＸ軸方向に切削して極薄のカーフを形成することができる。なお，本実施形態にかかる「スピンドルの軸方向」は，Ｙ軸方向であり，切削方向であるチャックテーブル３０の移動方向（Ｘ軸方向）および鉛直方向（Ｚ軸方向）の両方向に対して垂直な方向である。
【００２０】
また，このような切削手段２０の一側には，例えば，切削手段移動機構が設けられている。この切削手段移動機構は，概略的には，例えば，切削手段２０を吊持する吊持部４０と，支持部材５０および第２のガイドレール５４とからなる吊持部支持手段と，第１のボールスクリュー５６及び第２の電動モータ５８とからなる駆動機構と，から構成されている。
【００２１】
より詳細には，支持部材５０は，例えば，略垂直に起立するように配設された門型の金属製の板状部材である。即ち，この支持部材５０は，例えば，略Ｙ軸方向に延長するよう配設された梁部５１と，Ｚ軸方向に延長するように配設され，梁部５１の両端部を支持する２つの支柱部５２とからなる。梁部５１は，上記チャックテーブル移動手段の第１のガイドレール３４の上部を横切るようにしてＹ軸方向前方（装置正面側）に延長している。この梁部５１は，装置正面側の端部のＹ軸位置が，チャックテーブル３０の装置正面側（Ｙ軸方向前方側）の端部のＹ軸位置と例えば略同一であり，チャックデーブル３０と比べて装置正面側に極端に突出してはいない。
【００２２】
また，この支持部材５０には，例えば，切削手段２０，光学手段６０および吊持部４０のＹ軸方向の移動をガイドする一対の第２のガイドレール５４と，切削手段２０，光学手段６０および吊持部４０をＹ軸方向に移動させる駆動機構である第２の電動モータ５８及び第２のボールスクリュー５６と，が配設されている。この第２のボールスクリュー５６は，吊持部４０の被支持部材４２と係合しており，第２の電動モータ５８によって回転駆動される。また，支持部材５０および第２のガイドレール５４は，吊持部４０をＹ軸方向に移動可能に支持することができる。かかる構成の支持部材５０，第２のガイドレール５４および駆動機構は，第２のボールスクリュー５６を回転させて吊持部４０を第２のガイドレール５４に沿ってＹ軸方向に移動させることにより，吊持部４０によって吊持された切削手段２０をＹ軸方向に移動させ，切削ブレード２２の刃先位置と被加工物１２の切削ラインとを位置合わせすることができる。
【００２３】
また，吊持部４０は，例えば，切削手段２０を上方から吊持する機能と，切削手段２０をＺ軸方向に移動させる機能とを有する。より詳細には，この吊持部４０は，例えば，切削手段２０のスピンドルハウジング２６と連結され，切削手段２０を吊持する吊持部材４１と，上記第２のガイドレール５４によって支持される被支持部材４２と，被支持部材４２に配設され，吊持部材４１および切削手段２０のＺ軸方向の移動をガイドする一対の第３のガイドレール４４と，被支持部材４２に配設され，切削手段２０，光学手段６０および吊持部材４１をＺ軸方向に移動させる駆動機構である第３の電動モータ４８及び第３のボールスクリュー４６と，から構成される。
【００２４】
吊持部材４１は，例えば，切削手段２０の重心を含む領域を吊持して，切削手段２０のバランスを保つようにしてもよいし，或いは，切削手段２０の切削ブレード２２に近い部分を吊持して，吊持部分よりも切削ブレード２２側のスピンドル２４の撓みや振動を効果的に抑制するようにしてもよい。また，第３のボールスクリュー４６は，吊持部材４１と係合しており，吊持部材４１を支持するとともに，第３の電動モータ４８によって回転駆動されて吊持部材４１をＺ軸方向に移動させることができる。
【００２５】
かかる構成の吊持部４０は，第３のボールスクリュー４６を回転させて吊持部材４１を第３のガイドレール４４に沿ってＺ軸方向に移動させることにより，切削手段２０，光学手段６０をＺ軸方向に移動させ，被加工物１２に対する切削ブレード２２の切り込み深さを調整することができる。
【００２６】
また，光学手段６０は，図１及び図２に示すように，スピンドルハウジング２６に固定されており，スピンドルハウジング２６の移動に連動するようになっている。光学手段６０は，顕微鏡６２と撮像手段（例えば，ＣＣＤカメラなど）６４とから構成され，顕微鏡６２は対物レンズ６２ａを備えている。かかる撮像手段６４と顕微鏡６２とは同軸上に組み込まれており，回転ブレードによって形成されたカーフ等を顕微鏡６２で捕らえ，撮像手段６４で撮像される。かかる構成により，被加工物１２の切削すべき位置を撮像して検出することができる。また，対物レンズ１２と切削ブレード２２とは，Ｘ軸方向の同一直線上に位置していると共に，切削手段２０と光学手段６０とは連動して移動する。このため，対物レンズ６２ａを介して撮像されて切削すべき位置が検出された時には，切削ブレード２２のＹ軸方向の位置と検出された切削すべき位置とが自動的に位置合わせされるように構成されている。
【００２７】
さらに，本実施形態にかかる切削装置の特徴部を図２に拡大して示すように，従来と異なり，光学手段６０の顕微鏡６２の対物レンズ６２ａと被加工物１２の表面との間に切削液などの液体９０を満たすために，少なくとも，光学手段６０の顕微鏡６２の対物レンズ６２ａを覆うカバー７０が形成されている。かかるカバー７０には，対物レンズ６２ａの光軸上となる部分に開口部７２ａが設けられており，さらに，その側面部には液体供給配管７４から切削液（例えば,純水）などの液体９０を供給するための液体供給口７２ｂが設けられている。また，液体供給配管７４は，切削液供給ノズル２８に供給する切削液を貯蔵する切削液貯蔵手段と例えばチューブを介して連結されており，当該切削液貯蔵手段からチューブ及び液体供給配管７４を介して，切削液が液体供給口７２ｂからカバー７０の内部に供給される。液体供給口７２ｂから供給された切削液９０は，カバー内部７０に充填された後に，開口部７２ａから排出される。このとき，少なくとも顕微鏡６２の対物レンズ６２ａと被加工物１２の表面の空間には，常時，切削液９０が充填された状態となるように水圧が調節される。
【００２８】
本実施形態においては，観察する被加工物の表面から水滴をなくすことができるとともに，対物レンズ前方の被加工物表面は液体（例えば，切削液）で洗浄された状態となるので，被加工物の表面を良好に観察することができる。また，被加工物の切削時に使用する切削液を利用することにより，装置の構成を簡易にすることができると共に，加工コストを低減することもできる。
【００２９】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３０】
上記実施形態においては，対物レンズの周囲に形成されたカバー内に液体を充填する構成を例に挙げて説明したが，かかる例には限定されない。被加工物の表面と対物レンズが水没された状態にできれば実施することができる。
【００３１】
例えば，図３に示すように，光学手段６０の顕微鏡６２の対物レンズ６２ａと被加工物１２の表面との間に切削液などの液体９０を充填するための水槽８０を設けて，チャックテーブル３０や切削手段２０の全体を水没させるように構成することができる。かかる構成によれば，観察する被加工物１２の表面から水滴をなくすことができるばかりでなく，コンタミが大きな水槽８０の液体９０中に漂う状態になるため，被加工物１２の表面にコンタミがほとんど付着しない。このように，液体中にコンタミが存在しても，光学的には観察する被加工物１２の表面に付着していないので，被加工物１２の表面を誤認識することが防止される。
【００３２】
また，上記実施形態においては，被加工物の表面と顕微鏡の対物レンズの間には切削液などの液体を使用した構成を例に挙げて説明したが，かかる例には限定されない。透明性のある液体であれば，他の液体を使用することもできる。
【００３３】
また，上記実施形態においては，１つの顕微鏡と撮像手段とからなる光学手段を採用した例を挙げて説明したが，かかる例には限定されない。複数の異なる倍率を有する顕微鏡を設置することもできる。例えば，２組の顕微鏡（例えば，一方の顕微鏡は倍率が５倍，他方の顕微鏡の倍率が５０倍などの２種類の倍率が異なる顕微鏡）を使用することができる。この場合には，例えば，低い倍率の顕微鏡で大まかな位置合わせを行った後に，高い倍率の顕微鏡で正確な位置合わせを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は，切削装置に適用可能であり，さらに詳細には，被加工物の表面を観察するための光学手段を有する切削装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１の実施の形態にかかる切削装置の構成を示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる切削装置の光学手段の周囲に設けられたカバーの構成を示す断面図である。
【図３】他の実施の形態にかかる切削装置のチャックテーブル，光学手段及び切削手段の周囲に設けられた水槽の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  切削装置
１２  被加工物
２０  切削手段
２２  切削ブレード
２４  スピンドル
２８  切削液供給ノズル
３０  チャックテーブル
４０  吊持部
５０  支持部材
５１  梁部
５２  支柱部
５４  第２のガイドレール
５６  第２のボールスクリュー
５８  第２の電動モータ
６０  光学手段
６２  顕微鏡
６２ａ  対物レンズ
６４  撮像手段
７２  カバー
７２ａ  開口部
７２ｂ  液体供給部
７４  配管
８０  水槽
９０  液体（例えば，切削液）
【図１】
2005219129.tif 000003
【図２】
2005219129.tif 000004
【図３】
2005219129.tif 000005