(57)【要約】【課題】防水カバーの収縮または膨張を抑え、防水カバーに固定された確認テーブルの高さ位置の変動を抑えた切削装置を提供すること。【解決手段】チャックテーブル１０に保持されたウエーハＷに切削水を供給しながら切削ブレード３１で切削する切削ユニットと、チャックテーブル１０を支持する支持基台４７が立設するテーブルベース４３と、テーブルベース４３を覆う防水カバー５０とを備える。防水カバー５０には、切削ブレード３１の先端位置を検出用のダミーウエーハ５２を保持する確認テーブル５３と、防水カバー５０の上面部５０Ａに切削水と同等の温度に調整された液体を供給する液体供給ノズル５５とを設けた。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物に切削液を供給しながら切削ブレードで切削する切削ユニットと、該切削ユニットを該保持面と直交する方向に移動する切り込み送り手段と、該チャックテーブルを支持する支持基台が立設するテーブルベースと、該テーブルベースを保持面と平行な加工送り方向に移動する加工送り手段と、該テーブルベースに立設する支柱で支持され該支持基台の周囲で該テーブルベースを覆う防水カバーと、を備える切削装置であって、
該切削ブレードを切り込ませて形成した溝の長さから該切削ブレードの先端位置を検出するのに用いる確認用被加工物を保持する確認テーブルを、更に備え、
該確認テーブルは、該防水カバーに固定され、
該防水カバーには、該防水カバーの表面に所定の温度に調整された液体を供給し、該防水カバーの膨張又は収縮により該確認テーブルの位置が変動するのを防ぐ防水カバー伸縮防止手段が設定されていることを特徴とする切削装置。
【請求項２】
該防水カバーは樹脂で形成されている請求項１に記載の切削装置。
【請求項３】
該防水カバー伸縮防止手段は、該切削液と同等の温度に調整された該液体を、該切削液の供給が停止されている時に該防水カバーへ供給する請求項１又は２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、被加工物を切削する切削ユニットを備えた切削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体ウエーハや樹脂パッケージ基板などの被加工物を所定の分割ラインに沿って分割する際に、この分割ラインに沿って被加工物を切削する切削ブレードを有する切削装置が用いられている。この種の切削装置では、被加工物を保持するチャックテーブルと切削ブレードとを、チャックテーブルの保持面と平行な方向（加工送り方向）に相対的に移動することで、被加工物に切削溝を加工する。また、被加工物に対して切削ブレードを鉛直方向（切り込み送り方向）に上下動させることで、切削溝の切り込み深さが調整される。一方、切削ブレードは、使用により摩耗することに加え、近年、要求される加工精度が高まる傾向にあるため、鉛直方向における切削ブレードの刃先位置（先端位置）や被加工物への切り込み深さの管理が重要となる。
【０００３】
このため、従来、チャックテーブルで保持した被加工物に切削ブレードで切削溝を形成し、この切削溝の長さから被加工物の表面高さや切り込み深さ、切削ブレードの刃先位置（先端位置）を精度良く検出する方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。また、この種の切削装置では、切削ブレードの刃先が偏摩耗したか否かを確認するための確認用被加工物と、この確認用被加工物を保持する確認テーブルをチャックテーブルとは別に備える構成が知られている（例えば、特許文献３参照）。この確認テーブルに保持された確認用被加工物に切削ブレードで切削溝を形成し、この切削溝の長さから被加工物の表面高さや切り込み深さ、切削ブレードの刃先位置（先端位置）を精度良く検出することも可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２‐５９３６５号公報
【特許文献２】特開２０１５‐１４２０２２号公報
【特許文献３】特開２０１３‐１４６８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記した切削装置では、チャックテーブルに保持された被加工物に純水などの切削水を供給しつつ切削加工を行っている。切削によって生じる摩擦熱は、切削ブレードの摩耗や破損、あるいは、被加工物の欠けなどを発生させるため、切削水は、冷却や潤滑を目的として、切削ブレードと被加工物との加工点付近に供給されている。また、切削加工で発生する切削屑が被加工物に付着して残るのを防ぐ洗浄目的でも切削水が供給される。このため、切削装置では、チャックテーブルを移動可能に支持するテーブルベースを樹脂製の防水カバーで覆っている。上記した確認テーブルが防水カバーに固定されている場合には、この防水カバーが切削水にさらされた際の温度変化により収縮または膨張するため、確認テーブルの高さ位置が変動し、切削溝の切り込み深さが変動するおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、防水カバーの収縮または膨張を抑え、防水カバーに固定された確認テーブルの高さ位置の変動を抑えた切削装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物に切削液を供給しながら切削ブレードで切削する切削ユニットと、該切削ユニットを該保持面と直交する方向に移動する切り込み送り手段と、該チャックテーブルを支持する支持基台が立設するテーブルベースと、該テーブルベースを保持面と平行な加工送り方向に移動する加工送り手段と、該テーブルベースに立設する支柱で支持され該支持基台の周囲で該テーブルベースを覆う防水カバーと、を備える切削装置であって、該切削ブレードを切り込ませて形成した溝の長さから該切削ブレードの先端位置を検出するのに用いる確認用被加工物を保持する確認テーブルを、更に備え、該確認テーブルは、該防水カバーに固定され、該防水カバーには、該防水カバーの表面に所定の温度に調整された液体を供給し、該防水カバーの膨張又は収縮により該確認テーブルの位置が変動するのを防ぐ防水カバー伸縮防止手段が設定されていることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、防水カバーの表面に所定の温度に調整された液体を供給することで、防水カバーの温度変化を抑えることができるため、温度変化に伴う防水カバーの収縮または膨張を抑えることができる。従って、防水カバーに固定された確認テーブルの高さ位置の変動を抑えることができる。
【０００９】
この構成において、該防水カバーは樹脂で形成されていてもよい。また、該防水カバー伸縮防止手段は、該切削液と同等の温度に調整された該液体を、該切削液の供給が停止されている時に該防水カバーへ供給してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、防水カバーの表面に所定の温度に調整された液体を供給することで、防水カバーの温度変化を抑えることができるため、温度変化に伴う防水カバーの収縮または膨張を抑えることができる。従って、防水カバーに固定された確認テーブルの高さ位置の変動を抑えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本実施形態に係る加工装置の斜視図である。
【図２】図２は、切削ユニットの側面図である。
【図３】図３は、チャックテーブル周辺の構成部品の分解斜視図である。
【図４】図４は、チャックテーブル周辺の側断面図である。
【図５】図５は、切削溝の長さと切削ブレードの先端位置との関係を示す図である。
【図６】図６は、防水カバー周辺の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る加工装置の斜視図である。加工装置１は、例えば円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハなどのウエーハＷ（被加工物）に対して切削加工を行う装置である。被加工物には、円板状のウエーハＷだけでなく、矩形状に形成されたパッケージ基板、セラミクス基板、ガラス基板などが含まれる。加工装置１は、図１に示すように、直方体状の基台２に配置され、上記ウエーハＷを有するウエーハユニット（被加工物ユニット）ＷＵを保持するチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０に保持されたウエーハユニットＷＵのウエーハＷに対して切削加工をする切削ユニット３０とを備える。また、加工装置１は、チャックテーブル１０及び切削ユニット３０を含み、該加工装置１の各部の動作を制御する制御装置３を備える。
【００１４】
ウエーハユニットＷＵは、円環状に形成されたフレームＦと、このフレームＦの開口Ｆａに配置される円板形状に形成されたウエーハＷと、このウエーハＷ及びフレームＦの裏面に貼着された粘着テープＴとを備える。本実施形態では、ウエーハＷは、粘着テープＴによってフレームＦの開口Ｆａに保持される。ウエーハＷは、その表面に格子状に形成されたストリート（分割予定ライン）によって区画された多数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成されている。
【００１５】
チャックテーブル１０は、上記した基台２に、Ｘ軸方向（加工送り方向）に移動可能に設けられている。チャックテーブル１０は、ウエーハユニットＷＵが載置されて吸引される保持面１１と、この保持面１１の外周側に複数配置されてフレームＦを固定するクランプ部１２とを有している。また、チャックテーブル１０は、図示しない回転機構によってＺ軸方向を回転軸にして回動可能に構成されている。
【００１６】
また、基台２の上面には、Ｙ軸方向（割出方向）に沿って延在するとともに、チャックテーブル１０を跨いで配置される門型の支持構造４が設けられている。加工装置１は、支持構造４に設けられ、切削ユニット３０をＹ軸方向（割出方向）に移動可能に支持する割出送り機構（割出送り手段）１３と、切削ユニット３０をチャックテーブル１０の保持面１１と直交するＺ軸方向（鉛直方向）に移動可能に支持する切り込み送り機構（切り込み送り手段）１４とを備える。割出送り機構１３は、支持構造４の側面に固定されてＹ軸方向に延びる一対のガイドレール１５と、これらガイドレール１５と平行に配設されたボールねじ１６と、このボールねじ１６に螺合するナット（不図示）を内部に有し、ガイドレール１５に沿って移動するＹ軸スライド板１７とを備える。ボールねじ１６の一端には、該ボールねじ１６を回転させるパルスモータ（不図示）が連結され、ボールねじ１６の回転によって、Ｙ軸スライド板１７は、ガイドレール１５に沿ってＹ軸方向に移動する。
【００１７】
切り込み送り機構１４は、Ｙ軸スライド板１７の側面に固定されて、Ｚ軸方向に延びる一対のガイドレール１８と、これらガイドレール１８と平行に配設されたボールねじ１９と、このボールねじ１９に螺合するナット（不図示）を内部に有し、ガイドレール１８に沿って移動するＺ軸スライド板２０とを備える。ボールねじ１９の一端には、該ボールねじ１９を回転させるパルスモータ２１が連結され、ボールねじ１９の回転によって、Ｚ軸スライド板２０は、ガイドレール１８に沿ってＺ軸方向に移動する。
【００１８】
切削ユニット３０は、Ｚ軸スライド板２０の下端部に連結される。このため、切削ユニット３０は、割出送り機構１３の動作により、Ｚ軸スライド板２０と共にＹ軸方向に移動して、ウエーハＷに対する切削位置が調整され、切り込み送り機構１４の動作により、Ｚ軸方向に移動して、ウエーハＷへの切り込み深さが調整される。
【００１９】
図２は、切削ユニットの側面図である。切削ユニット３０は、図２に示すように、回転駆動される回転スピンドル（不図示）に装着された切削ブレード３１と、この切削ブレード３１の略上半分を覆うホイールカバー３２とを備える。ホイールカバー３２には、接続パイプ３３，３４が取り付けられており、これらの接続パイプ３３，３４はホースを介して、切削ユニット３０に切削水（切削液）を供給する切削水供給源（不図示）に接続されている。接続パイプ３３を介して供給された切削水は、切削水ノズル３５から切削ブレード３１の切刃に向かって供給され、接続パイプ３４を介して供給された切削水は、切削ブレード３１の両側に配設されたブレードクーラーノズル３６から加工点に向かって供給される。切削水は、例えば、純水が用いられ、制御装置３の制御下、切削ユニット３０が駆動している場合（切削ブレード３１が回転している場合）に供給される。また、切削水供給源は、切削水（純水）を所定の温度（例えば２０℃から２５℃）範囲で±１度の範囲に調節し、例えば、毎分３〜６リットルの切削水を供給する。また、切削ユニット３０は、切削ブレード３１と並べて設けられ、チャックテーブル１０上のウエーハＷを撮像する撮像手段３７を備える。
【００２０】
次に、チャックテーブル１０をＸ軸方向（加工送り方向）に移動する構成について説明する。図３は、チャックテーブル周辺の構成部品の分解斜視図であり、図４は、チャックテーブル周辺の側断面図である。加工装置１は、図３に示すように、チャックテーブル１０をＸ軸方向（加工送り方向）に移動する加工送り機構（加工送り手段）４０を備える。加工送り機構４０は、Ｘ軸方向に延びる一対のガイドレール４１と、これらガイドレール４１と平行に配設されたボールねじ４２と、このボールねじ４２に螺合するナット（不図示）を内部に有し、ガイドレール４１に沿って移動するテーブルベース４３とを備える。このテーブルベース４３には支持基台４７が立設され、該支持基台４７にチャックテーブル１０が支持される。また、ボールねじ４２の一端には、該ボールねじ４２を回転させるパルスモータ４９が連結され、ボールねじ４２の回転によって、テーブルベース４３（チャックテーブル１０）は、ガイドレール４１に沿ってＸ軸方向に移動する。
【００２１】
切削ユニット３０は、上述したように、切削時にウエーハＷに切削水を供給する。このため、加工装置１（図１）は、図３及び図４に示すように、供給された切削水が加工送り機構４０に浸入することを防止する防水カバー５０と、この防水カバー５０に連結される一対の蛇腹部５１とを備える。防水カバー５０は、テーブルベース４３に立設される複数の支柱４８により支持され、該テーブルベース４３を覆う。防水カバー５０は、中央部に支持基台４７が貫通する開口部５０Ａ１を有する上面部５０Ａと、この上面部５０Ａの側縁から下方に延びる側面部５０Ｂとを備え、樹脂材料を用いて一体に形成される。防水カバー５０の開口部５０Ａ１と支持基台４７との間にはシール材（不図示）が設けられている。蛇腹部５１は、それぞれ防水カバー５０の側面部５０Ｂに連結され、ボールねじ４２の上方を覆って、Ｘ軸方向（加工送り方向）に延在する。
【００２２】
本実施形態では、防水カバー５０及び蛇腹部５１の下方に、防水カバー５０及び蛇腹部５１から流出した切削水を受け止めて排水する排水トレー６０が配置されている。排水トレー６０は、中央部に形成されてＸ軸方向（加工送り方向）に延びる開口部６１と、この開口部６１の周囲に形成される水受部６２と、この水受部６２で受けた切削水を一時的に貯留すると共に、外部に排出する排出部６３とを備える。開口部６１は、防水カバー５０及び蛇腹部５１によって覆われる。水受部６２は、防水カバー５０及び蛇腹部５１から流出した切削水を受け止める機能を有する。排出部６３は、水受部６２の下部に配置され、水受部６２で受けた切削水を一時的に貯留する。排出部６３には、ドレインホース（不図示）などが接続される排出孔６３Ａが設けられ、切削水を外部に排出する。
【００２３】
加工装置１（図１）は、図３及び図４に示すように、防水カバー５０の上面部５０Ａに、ダミーウエーハ（確認用被加工物）５２を保持する確認テーブル５３を備える。このダミーウエーハ５２は、切削ブレード３１の先端位置（先端高さ位置）を検出するためのものであり、被加工物としてのウエーハＷと同一材料が用いられる。切削ブレード３１は、ウエーハＷに切削加工を行うに連れて摩耗するため、定期的に、切削ブレード３１の先端位置を検出することで、ウエーハＷに施される切削溝の切り込み深さの精度を高めることができる。具体的には、図５に示すように、確認テーブル５３に保持されたダミーウエーハ５２に切削ブレード３１を切り込ませて切削溝５４を形成する。そして、例えば、撮像手段３７（図２）などを用いて、制御装置３が切削溝５４の長さＤを算出する。
【００２４】
ここで、制御装置３は、切り込み送り機構１４の動作に基づき、切削ブレード３１の中心Ｏの高さ位置座標を取得する。さらに、確認テーブル５３に保持されたダミーウエーハ５２の上面５２Ａの標準高さ位置座標は既知の情報なので、制御装置３は、切削ブレード３１の中心Ｏの高さ位置座標と、ダミーウエーハ５２の上面５２Ａの標準高さ位置座標とから、ダミーウエーハ５２に対する切削ブレード３１の中心Ｏの相対高さＺ１を算出する。そして、この相対高さＺ１と、切削溝５４の長さＤとから、現在の切削ブレード３１の半径ｒを算出する。このため、半径ｒと切削ブレード３１の中心Ｏの高さ位置座標とから、切削ブレード３１の鉛直下端高さ位置（先端位置）Ｓの座標が算出できる。
【００２５】
また、チャックテーブル１０に保持されたウエーハＷの上面ＷＡの高さ位置座標もまた既知の情報であるため、ウエーハＷの上面ＷＡの高さ位置座標と、ダミーウエーハ５２の上面５２Ａの標準高さ位置座標との相対高さＺ２を算出できる。そして、切削ブレード３１の鉛直下端高さ位置Ｓの座標と相対高さＺ２とから、制御装置３は、ウエーハＷに加工する目標切り込み量となるように、切り込み送り機構１４を制御する。これにより、実際にウエーハＷに加工される切削溝の切り込み深さの精度を高めることができる。
【００２６】
ところで、ダミーウエーハ５２を保持する確認テーブル５３は、樹脂材料で形成された防水カバー５０の上面部５０Ａに固定されている。防水カバー５０は、切削加工時には、上記した切削水にさらされる環境下にあるため、例えば、しばらく使用していなかった装置を使用再開した際やウエーハＷ交換時などの切削加工をしていない時と切削加工時とでは、防水カバー５０の温度が変化する。このため、防水カバー５０は、温度変化に伴って収縮または膨張することにより、確認テーブル５３に保持されたダミーウエーハ５２の上面５２Ａの標準高さ位置座標が変動し、ウエーハＷに加工される切削溝の切り込み深さが変動するおそれがあった。
【００２７】
本構成では、この問題点を解消するために、加工装置１は、図３に示すように、防水カバー５０の上面部５０Ａ（表面）に、切削水と同等の温度に調整された液体（例えば切削水）を供給する液体供給ノズル（防水カバー伸縮防止手段）５５が設けられている。この液体供給ノズル５５には液体供給管５６が連結され、この液体供給管５６は、供給弁５７を介して、液体供給源５８（切削水供給源）に接続されている。
【００２８】
液体供給ノズル５５は、防水カバー５０に切削水と同等の温度に調整された液体を供給することで、防水カバー５０の膨張又は収縮を抑制するものである。液体供給ノズル５５は、Ｙ軸方向に沿って延在し、防水カバー５０のＸ軸方向の一端側に配置される。そして、液体供給ノズル５５から供給された液体（切削水）は、図４及び図６に矢印Ａで示すように、防水カバー５０の上面部５０Ａ上を流れて、防水カバー５０の他端側に至る。この液体は、加工装置１が切削加工をしていない非加工時、もしくは、加工時を含む常時、例えば、毎分０．７リットル程度供給される。
【００２９】
本実施形態に係る加工装置１は、防水カバー５０の上面部５０Ａの全体に切削水と同等の温度に調整された液体を供給する液体供給ノズル５５を備えるため、防水カバー５０の膨張又は収縮を抑えることができ、確認テーブル５３に保持されたダミーウエーハ５２の上面５２Ａの標準高さ位置座標の変動を抑えることができる。従って、ダミーウエーハ５２を用いて、切削ブレード３１の鉛直下端高さ位置Ｓを精度良く検出できるため、実際にウエーハＷに加工される切削溝の切り込み深さの精度を高めることができる。
【００３０】
本実施形態によれば、液体供給ノズル５５は、切削水と同等の温度に調整された液体を、切削水の供給が停止されている非加工時に防水カバー５０へ供給するため、切削加工時と非加工時とで防水カバー５０の温度変動を抑えることができ、ひいては、ウエーハＷに加工される切削溝の切り込み深さの精度を高めることができる。
【００３１】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。
【符号の説明】
【００３２】
１  加工装置
１０  チャックテーブル
１１  保持面
１３  割出送り機構（割出送り手段）
１４  切り込み送り機構（切り込み送り手段）
３０  切削ユニット
３１  切削ブレード
４０  加工送り機構（加工送り手段）
４３  テーブルベース
４４  第１ベース
４６  第２ベース
４７  支持基台
５０  防水カバー
５０Ａ  上面部（表面）
５１  蛇腹部
５２  ダミーウエーハ（確認用被加工物）
５３  確認テーブル
５４  切削溝
５５  液体供給ノズル（防水カバー伸縮防止手段）
Ｗ  ウエーハ（被加工物）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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