切削装置
【課題】切削ブレードが装着されるエアスピンドルユニットにおいて、切削ブレードを取り外すといった煩雑な作業を行わなくても、エアカーテン部を形成する間隙の周辺に切削屑が付着して該間隙が狭くなったことを容易に検知することを可能とする。
【解決手段】エアスピンドルユニット７０のハウジング８０の先端のキャップ８３と、ハウジング８０内の回転軸９０の先端に取り付けられるブレードマウント６６との間に形成される間隙７４からエアベアリング用のエアを噴出させてエアカーテン部７５を形成し、切削液の間隙７４への侵入を阻止する構成において、キャップ８３内に、エアカーテン部７５を形成する直前のエアが通るエア圧力室８３３を形成し、このエア圧力室８３３の圧力を圧力センサ８５で検出する。圧力が上昇したら、切削屑が付着して間隙７４が狭くなったと判断する。
【解決手段】エアスピンドルユニット７０のハウジング８０の先端のキャップ８３と、ハウジング８０内の回転軸９０の先端に取り付けられるブレードマウント６６との間に形成される間隙７４からエアベアリング用のエアを噴出させてエアカーテン部７５を形成し、切削液の間隙７４への侵入を阻止する構成において、キャップ８３内に、エアカーテン部７５を形成する直前のエアが通るエア圧力室８３３を形成し、このエア圧力室８３３の圧力を圧力センサ８５で検出する。圧力が上昇したら、切削屑が付着して間隙７４が狭くなったと判断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体ウェーハや各種電子部品の基板といった薄板状のワークを切削ブレードによって切断加工したり溝加工したりする切削装置に係り、特に、切削ブレードの回転軸をエアで支持するエアスピンドルユニットを備えた切削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のようなワークを多数のチップに分割する装置として、高速回転させた円板状の切削ブレードをワークに切り込ませていく切削装置が普及している。そしてこの種の切削装置では、切削ブレードをエアスピンドルユニットで支持しているものがある。エアスピンドルユニットは、切削ブレードが装着される回転軸をハウジング内に回転可能に挿入し、ハウジング内に高圧のエアを供給する構成であり、ハウジングのラジアルエアベアリングとスラストエアベアリングにより、回転軸はハウジングとの間に一定の距離が保持された状態で回転可能に支持されるようになっている（特許文献１等参照）。
【０００３】
このような切削装置においては、通常、切削ブレードがワークに接触する加工点付近に切削液を供給しながら切削が行われる。切削液は、切削によって生じる摩擦熱が切削ブレードの摩耗や破損あるいはワークのチッピング（欠け）などを発生させるため、主に冷却を目的として供給されている。また、切削液は、加工点から切削屑を洗い流して除去したり加工点を潤滑したりするといった目的でも供給される。
【０００４】
ところで、加工点に切削液が供給されると、切削により発生した切削屑（コンタミネーション）が切削液に混じった状態で飛散する。したがって、切削屑が切削装置の様々な箇所に付着するといったことが起こる。ここで、特に、上記エアスピンドルユニットの回転軸とハウジングとの間に形成される間隙に切削屑が侵入して例えばハウジング側に付着して固化すると、回転軸とハウジングとの間でいわゆるカジリ現象が生じ、動作に不具合を招く場合があった。そこで、その間隙から、上記エアベアリングを形成するエアをハウジングの外部に向けて噴出させてエアカーテン部を形成し、切削屑を含む切削液を該エアカーテン部によって阻止して間隙周辺への切削屑の付着を防止することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２１８２２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、切削加工が長時間なされると、上記間隙の周辺に切削屑が付着して堆積し、間隙が狭くなってエアカーテン部が正常に機能しなくなる場合があった。また、このような状況になって該間隙の様子を目視で確認しようとした場合には、切削ブレード、あるいは切削ブレードを回転軸に取り付けるためのブレードマウント等を回転軸から取り外すといった煩雑な作業が必要となる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その主な技術的課題は、切削ブレード等を取り外すといった煩雑な作業を行わなくても、上記エアカーテン部を形成する間隙の周辺に切削屑が付着して該間隙が狭くなったことを容易に検知することができる切削装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、回転軸と、該回転軸をエアによって支持するハウジングと、前記回転軸と前記ハウジングとの間に形成される空間にエアを供給するためのエア供給口とを有するエアスピンドルユニットと 前記回転軸の先端に装着されるブレードマウントと、
該ブレードマウントに装着される切削ブレードと、該切削ブレードによって切削されるワークを保持する保持テーブルとを具備する切削装置であって、前記エア供給口から供給されたエアが前記回転軸と前記ハウジングとの間の空間を通り、該ハウジングと該回転軸の先端に装着された前記ブレードマウントとの間に形成される間隙から噴出することによって形成されるエアカーテン部と、前記回転軸と前記ハウジングとの間に形成され、前記エアカーテン部におけるエアの圧力に応じた圧力変化を示すエア圧力室と、該エア圧力室のエア圧力を検出するエア圧力検出部とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、ハウジングとブレードマウントとの間の間隙に切削液が侵入して該間隙の周辺のハウジングあるいはブレードマウントに切削屑が付着し、該間隙が狭くなると、エア圧力室の圧力に変化が生じ、この圧力変化がエア圧力検出部で検出される。エア圧力検出部で検出される圧力に閾値を設定しておき、閾値を超えた場合には、エアカーテン部の周辺のブレードマウントとハウジングの少なくとも一方に切削屑が付着することにより両者の間の間隙が狭くなったと検知することができる。
【００１０】
なお、本発明で言うワークは特に限定はされないが、例えばシリコンウェーハ等の上記半導体ウェーハや、チップ実装用としてウェーハの裏面に設けられるＤＡＦ（Die Attach Film）等の粘着部材、あるいは半導体製品のパッケージ、セラミックやガラス系あるいはシリコン系の基板、各種電子部品、液晶表示装置を制御駆動するＬＣＤドライバ等の各種ドライバ、さらには、ミクロンオーダーの精度が要求される各種加工材料等が挙げられる。また、これらの中では、切削時に生じる切削屑がセメント状に固化して堆積しやすく、上記エアカーテン部の切削液侵入防止機能が損なわれやすい生セラミックをワークとする場合に、特に効果的である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、切削ブレード等を取り外すといった煩雑な作業を行わなくても、エアカーテン部の周辺に切削屑が付着して該エアカーテン部が狭くなったことを容易に検知することができるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る切削装置およびワークである半導体ウェーハを示す斜視図である。
【図２】同切削装置が具備する切削手段の斜視図である。
【図３】図２に示した切削手段の全体断面図である。
【図４】切削手段を構成するエアスピンドルユニットの切削ブレードが取り付けられている先端部を拡大した断面図である。
【図５】同エアスピンドルユニットに対する切削ブレードの取付構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は、一実施形態の切削装置１０を示している。該装置１０は、同図に示す円板状の半導体ウェーハ（以下、ウェーハと略称）１をワークとするものであって、切削ブレード６５による切削加工動作を自動制御してウェーハ１を多数のデバイス（半導体チップ）にダイシングするダイシング装置である。
【００１４】
（１）ウェーハ
まず、ワークであるウェーハ１を説明する。ウェーハ１は、厚さが例えば１００〜７００μｍ程度であって、表面には格子状の分割予定ラインにより多数の矩形状のデバイス２が形成されている。これらデバイス２には、図示せぬＩＣやＬＳＩ等の電子回路が形成されている。切削装置１０による切削加工（ダイシング）は、ウェーハ１の厚さを貫通して完全に切断するフルカットの他に、表面から厚さの途中まで切削して溝を形成する溝加工を含む。溝を形成した場合には、後工程でさらに溝の残り厚さ部分を別の切削ブレードでフルカットするか、あるいは応力を付与して割断することにより、ウェーハ１は多数のデバイス２に分割される。
【００１５】
なお、ウェーハ１は、図１に示すように、環状のフレーム３の内側に粘着テープ４を介して同心状に一体に支持された状態で、切削装置１０に供給される。粘着テープ４は片面が粘着面とされたもので、その粘着面にフレーム３とウェーハ１が貼り付けられる。フレーム３は、金属等の板材からなる剛性を有するものであり、このフレーム３を支持することにより、ウェーハ１が搬送される。
【００１６】
（２）切削装置
（２−１）切削装置の構成
続いて、図１に示す切削装置１０の構成を説明する。切削装置１０は、一対の上記切削ブレード６５を互いに対向配置した２軸対向型である。図１の符合１１は基台であり、この基台１１の中央には、長辺方向がＸ軸方向に延びる長方形状の凹所１２が形成されている。この凹所１２には、円板状のチャックテーブル（保持テーブル）２０がＸ軸方向に移動自在に設けられている。また、図１における基台１１上の後側（Ｘ２方向側）には、凹所１２をまたぐ門型コラム３０が固定されている。
【００１７】
チャックテーブル２０は、テーブルベース２５上に、鉛直方向であるＺ軸方向を回転軸線として回転自在に支持されており、テーブルベース２５に設けられた図示せぬ回転駆動機構によって時計方向あるいは反時計方向に回転させられる。テーブルベース２５は、凹所１２内に配設された図示せぬ移動機構によってＸ軸方向に往復移動するようになされており、したがってチャックテーブル２０はテーブルベース２５とともにＸ軸方向に往復移動する。
【００１８】
チャックテーブル２０は一般周知の真空チャック式であり、水平な上面の周縁部を残した大部分が、ウェーハ１を吸着、保持する円形状の吸着面２１となっている。この吸着面２１の直径は、ウェーハ１の直径とほぼ同じとされ、ウェーハ１は全体が吸着面２１に同心状に載置されて保持される。上記のようにフレーム３に支持されたウェーハ１は、真空運転状態のチャックテーブル２０の吸着面２１上に載置されて吸着、保持される。チャックテーブル２０の周囲には、フレーム３を着脱自在に保持する複数のクランプ２６が配設されている。これらクランプ２６は、テーブルベース２５に取り付けられている。
【００１９】
チャックテーブル２０の周囲は、長方形状のプレートカバー２７によって覆われている。このプレートカバー２７はテーブルベース２５に支持されており、チャックテーブル２０と一体にＸ軸方向に移動する。そしてプレートカバー２７のＸ軸方向の両端部には、凹所１２を覆う伸縮自在な蛇腹状のカバー２８が取り付けられている。凹所１２は、チャックテーブル２０がＸ軸方向に移動しても常にプレートカバー２７とカバー２８で覆われる。これにより、切削加工時に使用される切削液や切削屑（コンタミネーション）が、テーブルベース２５をＸ軸方向に移動させる上記移動機構に落下することが防がれるようになっている。
【００２０】
門型コラム３０は、凹所１２の両側にＹ軸方向に並んで立設された一対の脚部３１と、これら脚部３１の上端部間に水平に架け渡された梁部３２とを有している。梁部３２の図１で手前側（Ｘ１方向側）の面には、Ｙ軸方向に延びる上下一対のＹ軸ガイド３３が設けられており、これらＹ軸ガイド３３に、第１Ｙ軸スライダ４１と第２Ｙ軸スライダ４２とがそれぞれ摺動自在に取り付けられている。第１Ｙ軸スライダ４１は、図示せぬ第１Ｙ軸送りモータによって作動する第１Ｙ軸ボールねじ送り機構４１２によりＹ軸ガイド３３に沿って往復移動させられる。また、第２Ｙ軸スライダ４２は、第２Ｙ軸送りモータ４２１によって作動する第２Ｙ軸ボールねじ送り機構４２２によりＹ軸ガイド３３に沿って往復移動させられる。
【００２１】
第１Ｙ軸スライダ４１および第２Ｙ軸スライダ４２には、Ｚ軸方向に延びる一対のＺ軸ガイド３４がそれぞれ設けられており、第１Ｙ軸スライダ４１のＺ軸ガイド３４には第１Ｚ軸スライダ５１が、また、第２Ｙ軸スライダ４２のＺ軸ガイド３４には第２Ｚ軸スライダ５２が、それぞれ摺動自在に取り付けられている。第１Ｚ軸スライダ５１は、第１Ｚ軸送りモータ５１１によって作動する図示せぬ第１Ｚ軸ボールねじ送り機構により、Ｚ軸ガイド３４に沿って昇降させられる。また、第２Ｚ軸スライダ５２は、第２Ｚ軸送りモータ５１２によって作動する図示せぬ第２Ｚ軸ボールねじ送り機構により、Ｚ軸ガイド３４に沿って昇降させられる。
【００２２】
第１Ｚ軸スライダ５１の下端部には、第１ブラケット６１１を介して第１切削手段６１が固定されており、第２Ｚ軸スライダ５２の下端部には、第２ブラケット６２１を介して第２切削手段６２が固定されている。各切削手段６１，６２は同一構成であって、エアスピンドルユニット７０の先端に上記切削ブレード６５が装着されたものである。
【００２３】
エアスピンドルユニット７０は、図２〜図４に示すように（図２は切削手段６１を示している）、円筒状の内周面を有するハウジング８０と、このハウジング８０内に回転自在に挿入された回転軸９０とを備えている。ハウジング８０は、後端側（図３および図４で右側）に底部８１１を有し回転軸９０の大部分が挿入されるハウジング本体８１と、このハウジング本体８１の開口した先端側（図３および図４で左側）に固着されるリング８２と、このリング８２に固着されるキャップ８３とから構成されている。
【００２４】
図３に示すように、ハウジング本体８１には、底部８１１側に開口して先端側に延びるエア供給路８１２が形成されており、このエア供給路８１２の底部８１１側の開口がエア供給口８１３とされている。また、ハウジング本体８１の底部８１１には、エア排出口８１４が形成されている。図４に示すように、リング８２にはエア供給路８１２とハウジング８０内を連通するエア吐出路８２１が形成されており、エア供給口８１３から供給されたエアは、エア供給路８１２を通ってエア吐出路８２１からハウジング８０内に吐出されて供給されるようになっている。
【００２５】
回転軸９０は、ハウジング本体８１に挿入される胴部９１を主体としており、この胴部９１の先端部であってハウジング８０のリング８２に対応する部位には、鍔部９２が形成されている。そしてリング８２の鍔部９２に対応する内周面には、鍔部９２が空間を空けて嵌合される溝８２２が全周にわたって形成されている。また、回転軸９０においては、鍔部９２の先端側に、切削ブレード６５の取付軸９３が形成されている。取付軸９３および鍔部９２は、胴部９１と同心状に形成されている。
【００２６】
図３に示すように、エアスピンドルユニット７０の後端部には、回転軸９０を回転させるモータ７１が設けられている。このモータ７１は、回転軸９０の胴部９１の後端部に形成されたロータ７１１と、ハウジング本体８１の内周面にロータ７１１に対向して配設されたステータ７１２とから構成されている。このモータ７１が作動すると回転軸９０は軸回りに回転駆動される。
【００２７】
回転軸９０が回転駆動される時には、エア供給口８１３から高圧のエアがエア供給路８１２に導入され、上記のようにエア吐出路８２１からハウジング８０内にエアが供給される。ハウジング８０内に供給されたエアは、エア排出口８１４からハウジング８０の外部に排出していく。このようにしてエアがハウジング８０内に供給されることにより、回転軸９０の周面とハウジング８０の内周面との間にラジアルエアベアリング７２が形成され、かつ、鍔部９２の側面とリング８２との間にスラストエアベアリング７３が形成される。これらエアベアリング７２，７３が形成されることにより、回転中の回転軸９０はハウジング８０との間に一定の距離が保持された状態で支持される。
【００２８】
回転軸９０の取付軸９３は、ハウジング８０のキャップ８３を貫通してハウジング８０の先端側に突出している。この取付軸９３は、図４および図５に示すように、先端に向かうにしたがって外径が小さくなる円錐状に形成されており、先端面にはねじ孔９３１が形成されている。取付軸９３に取り付けられる切削ブレード６５は、リング状の基台６５１の片側（ハウジング８０側）の外周面に刃部６５２が固着されてなるもので、ブレードマウント６６を介して取付軸９３に着脱可能に取り付けられる。ブレードマウント６６は、取付軸９３が嵌入するテーパ状の取付孔６６１が軸心に形成された円筒部６６２と、この円筒部６６２の軸方向中間の外周面に形成されたフランジ６６３とを有するもので、フランジ６６３より先端側の円筒部６６２に雄ねじ部６６４が形成されている。
【００２９】
切削ブレード６５を取付軸９３に取り付けるには、まず、ブレードマウント６６の取付孔６６１を取付軸９３に嵌入させ、ワッシャ６７に通したボルト６８をねじ孔９３１にねじ込む。ブレードマウント６６はワッシャ６７によってハウジング８０側に押され、これにより取付軸９３が取付孔６６１に圧入された状態となってブレードマウント６６が取付軸９３に締結される。次いで、切削ブレード６５における基台６５１の中心の孔６５３をブレードマウント６６の雄ねじ部６６４に嵌め入れ、ナット６９を雄ねじ部６６４にねじ込んで締結する。これにより、切削ブレード６５はブレードマウント６６を介して取付軸９３に取り付けられる。
【００３０】
図４に示すように、ブレードマウント６６における円筒部６６２の後端部（図４で右側の端部）は、ハウジング８０のキャップ８３の開口内周面８３１と僅かな間隙７４を空けて対向している。エアスピンドルユニット７０が作動して切削ブレード６５が回転している時には、この間隙７４も全周にわたり一定の距離に保持される。そしてこの間隙７４から、上記エア供給口８１３よりハウジング８０内に供給されて回転軸９０とハウジング８０との間の空間を通ったエアがハウジング８０の外部に噴出するようになっている。間隙７４から噴出するエア（図４で間隙７４から左方に延びる矢印で示す）により、間隙７４に流体が侵入することを防ぐエアカーテン部７５が形成される。ここでのエアカーテン部７５は、間隙７４を通過するエア、および間隙７４から噴出した直後のエアによって形成されるとする。
【００３１】
図４に示すように、キャップ８３における上記開口内周面８３１の奥側の内周面には溝８３２が全周にわたって形成されており、この溝８３２により、キャップ８３の内部にはブレードマウント６６の端面に塞がれた状態のエア圧力室８３３が形成される。このエア圧力室８３３は、エアカーテン部７５を形成する上記間隙７４に連通しており、間隙７４から噴出してエアカーテン部７５を形成する直前のエアの圧力に応じた圧力変化を示す空間となっている。そしてこのエア圧力室８３３には、エア圧力室８３３のエア圧力を検出する圧力センサ（エア圧力検出部）８５が配設されている。この圧力センサ８５で検出される圧力は、該装置１０のオペレータが常に認識可能に表示されるようになっている。
【００３２】
図１に示すように、上記構成の切削手段６１，６２は、エアスピンドルユニット７０がＹ軸方向と平行、かつ互いに同軸的で、切削ブレード６５が取り付けられた先端どうしが向かい合う状態に、ハウジング８０が各ブラケット６１１，６２１の下端部に固定されている。切削手段６１，６２は、それぞれＹ軸スライダ４１，４２と一体にＹ軸方向に移動させられ、Ｙ軸方向に互いに接近したり離間したりする。
【００３３】
切削ブレード６５は、チャックテーブル２０上に保持されたウェーハ１に刃部６５２が切り込んで切削加工を施す。本装置１０では、切削ブレード６５を支持する回転軸９０がＹ軸方向に延びているので、切削ブレード６５がウェーハ１に切り込んで切削を進行する加工送り方向はＸ軸方向である。一方、切削ブレード６５を軸方向に移動させる割り出し送り方向はＹ軸方向である。したがって、切削ブレード６５の加工送りは、チャックテーブル２０をＸ軸方向に移動させて切削ブレード６５に対し相対的にＸ軸方向にウェーハ１を移動させることによりなされる。また、割り出し送りは、各Ｙ軸スライダ４１，４２によって切削ブレード６５をＹ軸方向に移動させることによりなされる。
【００３４】
図２に示すように、切削ブレード６５は、主に上側の周縁がブレードカバー１００で覆われており、ブレードカバー１００から露出する下端の刃部６５２でウェーハ１を切削する。切削ブレード６５は、例えば図２の矢印Ａ方向に高速回転した状態で、ウェーハ１に切り込んで切削する。ブレードカバー１００は、エアスピンドルユニット７０のハウジング８０の先端に固定されるベース部１０１を有しており、このベース部１０１に、切削ブレード６５の回転方向における前方を覆う前部カバー１０２と、切削ブレード６５の上方と後方を覆う可動カバー１０３とを備えている。可動カバー１０３は、切削ブレード６５の露出する側面の後部を覆う三角形状の側面カバー１０３ａを有している。
【００３５】
前部カバー１０２の切削ブレード６５への対向面の下端部にはＹ軸方向に並ぶ複数の外周ノズル１１１（図２では１つしか見えない）が設けられており、これら外周ノズル１１１から、切削液が切削ブレード６５に向けて噴出される。また、可動カバー１０３には、先端部がＸ軸方向に延びる平行な２本の側方ノズル１１２が、切削ブレード６５の両側に配設される状態に取り付けられている。これら側方ノズル１１２には複数のスリット１１２ａが形成されており、これらスリット１１２ａから切削液が切削ブレード６５に向けて噴出される。前部カバー１０２および可動カバー１０３には、切削液の供給配管が接続される接続管１２１，１２２が、それぞれ取り付けられている。
【００３６】
可動カバー１０３は、ベース部１０１の上部に固定されたエアシリンダ１０４によってＸ２方向に移動するようになされており、Ｘ２方向に移動した状態で、側方ノズル１１２に干渉することなく切削ブレード６５およびブレードマウント６６を取付軸９３に対して着脱することができるようになっている。エアシリンダ１０４の上面には、該エアシリンダ１０４内に対して空気を供給／排出するエア配管が接続される一対の接続管１３１が取り付けられている。
【００３７】
（２−２）切削装置の動作概要
以上が一実施形態に係る切削装置１０の全体構成であり、次に、この切削装置１０によってウェーハ１を多数のデバイス２にダイシングする動作を説明する。
【００３８】
ウェーハ１は、上記のように粘着テープ４を介してフレーム３に支持された状態で、チャックテーブル２０上に吸着、保持され、チャックテーブル２０が図１でＸ２方向に移動することにより、各切削手段６１，６２の下方位置に当たる加工位置に搬送される。そしてこの加工位置において、デバイス２間の交差する多数の分割予定ラインのうち、まず一方向に延びる側が全て切削加工され、次いで、他方向に延びる側の全ての分割予定ラインが切削加工されて、ウェーハ１が多数のデバイス２にダイシングされる。切削加工される分割予定ラインは、チャックテーブル２０を回転させてウェーハ１を自転させることにより、Ｘ軸方向と平行に定められる。
【００３９】
切削加工は、チャックテーブル２０をＸ２方向に移動させながら、下端の刃先が所定の切り込み高さ（Ｚ軸方向の位置）に設定された高速回転する切削ブレード６５を、分割予定ラインに対しＸ２方向側の端部からＸ１方向側の端部に向けて切り込ませる加工送りをすることによってなされる。１回の加工送りが終わったら、切削ブレード６５が上方に退避し、チャックテーブル２０がＸ１方向に移動して切削ブレード６５が加工送りの始点に戻されるとともに、切削手段６１，６２がＹ軸方向に移動して次の分割予定ラインに切削ブレード６５の刃先を合わせる割り出し送りが行われてから、該次の分割予定ラインに対し切削ブレード６５を加工送りさせる。以上の動作を行って、Ｘ軸方向に延びる全ての分割予定ラインに切削加工が施される。なお、分割予定ラインに切削ブレード６５を位置決めするには、カメラ等を用いた周知のアライメント手段を利用して行われる。
【００４０】
（２−３）エアカーテン部および圧力センサの作用
上記のようにしてウェーハ１を切削加工している間にあっては、切削ブレード６５やウェーハ１に対し、ブレードカバー１００に設けられた外周ノズル１１１と側方ノズル１１２から切削液が噴出され、切削ブレード６５がウェーハ１に切り込んでいる加工点に切削液が供給される。この切削液により、切削ブレード６５がウェーハ１を切削する際に生じる摩擦熱が冷却される他に、切削ブレード６５がウェーハ１に切り込む加工点から切削屑が洗い流されたり、加工点が潤滑されたりする。
【００４１】
また、切削加工中においては、上記圧力センサ８５が作動状態とされる。圧力センサ８５が配設されたエア圧力室８３３には、上記間隙７４を通ってエアカーテン部７５を形成する直前のエアが一旦貯留されるような状態となる。そしてこのエア圧力室８３３の圧力は、エアカーテン部７５での圧力に大きな変化が生じない状態では一定範囲の値を示す。
【００４２】
切削中に供給される切削液は、回転する切削ブレード６５によって加工点から跳ね上げられて周囲に飛散するが、切削液の飛散はブレードカバー１００により短い距離に抑えられる。回転する切削ブレード６５によって飛散する使用後の切削液には、切削加工によって生じた切削屑が混合しており、汚水の状態となっている。
【００４３】
回転する切削ブレード６５によって跳ね上げられた汚水状態の切削液はエアスピンドルユニット７０の方向にも飛散する。一方、エアスピンドルユニット７０においては、エア供給口８１３から高圧のエアがハウジング８０内に常に供給されながらモータ７１が作動し、回転軸９０の外周面とハウジング８０の内周面との間にラジアルエアベアリング７２が形成され、かつ、鍔部９２の側面とリング８２との間にスラストエアベアリング７３が形成される。これにより回転軸９０は、回転中においてハウジング８０との間に一定の距離が保持された状態で支持される。
【００４４】
そして、上記各ベアリング７２，７３を形成するために回転軸９０とハウジング８０との間の空間を通ったエアの一部は、エアスピンドルユニット７０の先端側の開口、すなわちブレードマウント６６とハウジング８０のキャップ８３との間隙７４から噴出し、これによりエアカーテン部７５が形成されている。このエアカーテン部７５が形成されることにより、エアスピンドルユニット７０の先端部に向けて飛散する切削液はエアカーテン部７５でそれ以上の飛散が阻止され、間隙７４に侵入することが防止される。このため、間隙７４の両側のブレードマウント６６やハウジング８０のキャップ８３に切削屑が付着して固化するといったことが起こりにくいものとなっている。
【００４５】
しかしながら切削加工が長時間なされると、エアカーテン部７５の切削液侵入防止機能が不十分になり、ブレードマウント６６あるいはハウジング８０のキャップ８３における間隙７４の周辺部分に切削屑が付着して堆積し、間隙７４が狭くなる場合がある。そして切削屑による堆積物が固化した状態でエアスピンドルユニット７０が運転されると、間隙７４が狭くなっていることからエア圧力室８３３の圧力が上昇するといった圧力変化が生じ、圧力上昇が圧力センサ８５によって検知される。
【００４６】
ここで、圧力センサ８５で検出される圧力に、間隙７４が狭くなったと判断するための閾値を予め設定しておき、圧力センサ８５に示される圧力が該閾値を超えた場合には、エアカーテン部７５の周辺のブレードマウント６６とハウジング８０の少なくとも一方に切削屑が付着してエアカーテン部７５が狭くなったと判断するようにするとよい。
【００４７】
このようにエア圧力室８３３の圧力を閾値と比較しながら作業を進めることにより、切削ブレード６５やブレードマウント６６を取り外すといった煩雑な作業を行わなくても、ブレードマウント６６やキャップ８３に切削屑が付着して間隙７４が狭くなったこと、そしてひいてはエアカーテン部７５の機能が低下することを、容易に検知することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１…ウェーハ（ワーク）
１０…切削装置
２０…チャックテーブル（保持テーブル）
６５…切削ブレード
６６…ブレードマウント
７０…エアスピンドルユニット
７５…エアカーテン部
８０…ハウジング
８１３…エア供給口
８３３…エア圧力室
８５…圧力センサ（エア圧力検出部）
９０…回転軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体ウェーハや各種電子部品の基板といった薄板状のワークを切削ブレードによって切断加工したり溝加工したりする切削装置に係り、特に、切削ブレードの回転軸をエアで支持するエアスピンドルユニットを備えた切削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のようなワークを多数のチップに分割する装置として、高速回転させた円板状の切削ブレードをワークに切り込ませていく切削装置が普及している。そしてこの種の切削装置では、切削ブレードをエアスピンドルユニットで支持しているものがある。エアスピンドルユニットは、切削ブレードが装着される回転軸をハウジング内に回転可能に挿入し、ハウジング内に高圧のエアを供給する構成であり、ハウジングのラジアルエアベアリングとスラストエアベアリングにより、回転軸はハウジングとの間に一定の距離が保持された状態で回転可能に支持されるようになっている（特許文献１等参照）。
【０００３】
このような切削装置においては、通常、切削ブレードがワークに接触する加工点付近に切削液を供給しながら切削が行われる。切削液は、切削によって生じる摩擦熱が切削ブレードの摩耗や破損あるいはワークのチッピング（欠け）などを発生させるため、主に冷却を目的として供給されている。また、切削液は、加工点から切削屑を洗い流して除去したり加工点を潤滑したりするといった目的でも供給される。
【０００４】
ところで、加工点に切削液が供給されると、切削により発生した切削屑（コンタミネーション）が切削液に混じった状態で飛散する。したがって、切削屑が切削装置の様々な箇所に付着するといったことが起こる。ここで、特に、上記エアスピンドルユニットの回転軸とハウジングとの間に形成される間隙に切削屑が侵入して例えばハウジング側に付着して固化すると、回転軸とハウジングとの間でいわゆるカジリ現象が生じ、動作に不具合を招く場合があった。そこで、その間隙から、上記エアベアリングを形成するエアをハウジングの外部に向けて噴出させてエアカーテン部を形成し、切削屑を含む切削液を該エアカーテン部によって阻止して間隙周辺への切削屑の付着を防止することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２１８２２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、切削加工が長時間なされると、上記間隙の周辺に切削屑が付着して堆積し、間隙が狭くなってエアカーテン部が正常に機能しなくなる場合があった。また、このような状況になって該間隙の様子を目視で確認しようとした場合には、切削ブレード、あるいは切削ブレードを回転軸に取り付けるためのブレードマウント等を回転軸から取り外すといった煩雑な作業が必要となる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その主な技術的課題は、切削ブレード等を取り外すといった煩雑な作業を行わなくても、上記エアカーテン部を形成する間隙の周辺に切削屑が付着して該間隙が狭くなったことを容易に検知することができる切削装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、回転軸と、該回転軸をエアによって支持するハウジングと、前記回転軸と前記ハウジングとの間に形成される空間にエアを供給するためのエア供給口とを有するエアスピンドルユニットと 前記回転軸の先端に装着されるブレードマウントと、
該ブレードマウントに装着される切削ブレードと、該切削ブレードによって切削されるワークを保持する保持テーブルとを具備する切削装置であって、前記エア供給口から供給されたエアが前記回転軸と前記ハウジングとの間の空間を通り、該ハウジングと該回転軸の先端に装着された前記ブレードマウントとの間に形成される間隙から噴出することによって形成されるエアカーテン部と、前記回転軸と前記ハウジングとの間に形成され、前記エアカーテン部におけるエアの圧力に応じた圧力変化を示すエア圧力室と、該エア圧力室のエア圧力を検出するエア圧力検出部とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、ハウジングとブレードマウントとの間の間隙に切削液が侵入して該間隙の周辺のハウジングあるいはブレードマウントに切削屑が付着し、該間隙が狭くなると、エア圧力室の圧力に変化が生じ、この圧力変化がエア圧力検出部で検出される。エア圧力検出部で検出される圧力に閾値を設定しておき、閾値を超えた場合には、エアカーテン部の周辺のブレードマウントとハウジングの少なくとも一方に切削屑が付着することにより両者の間の間隙が狭くなったと検知することができる。
【００１０】
なお、本発明で言うワークは特に限定はされないが、例えばシリコンウェーハ等の上記半導体ウェーハや、チップ実装用としてウェーハの裏面に設けられるＤＡＦ（Die Attach Film）等の粘着部材、あるいは半導体製品のパッケージ、セラミックやガラス系あるいはシリコン系の基板、各種電子部品、液晶表示装置を制御駆動するＬＣＤドライバ等の各種ドライバ、さらには、ミクロンオーダーの精度が要求される各種加工材料等が挙げられる。また、これらの中では、切削時に生じる切削屑がセメント状に固化して堆積しやすく、上記エアカーテン部の切削液侵入防止機能が損なわれやすい生セラミックをワークとする場合に、特に効果的である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、切削ブレード等を取り外すといった煩雑な作業を行わなくても、エアカーテン部の周辺に切削屑が付着して該エアカーテン部が狭くなったことを容易に検知することができるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る切削装置およびワークである半導体ウェーハを示す斜視図である。
【図２】同切削装置が具備する切削手段の斜視図である。
【図３】図２に示した切削手段の全体断面図である。
【図４】切削手段を構成するエアスピンドルユニットの切削ブレードが取り付けられている先端部を拡大した断面図である。
【図５】同エアスピンドルユニットに対する切削ブレードの取付構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は、一実施形態の切削装置１０を示している。該装置１０は、同図に示す円板状の半導体ウェーハ（以下、ウェーハと略称）１をワークとするものであって、切削ブレード６５による切削加工動作を自動制御してウェーハ１を多数のデバイス（半導体チップ）にダイシングするダイシング装置である。
【００１４】
（１）ウェーハ
まず、ワークであるウェーハ１を説明する。ウェーハ１は、厚さが例えば１００〜７００μｍ程度であって、表面には格子状の分割予定ラインにより多数の矩形状のデバイス２が形成されている。これらデバイス２には、図示せぬＩＣやＬＳＩ等の電子回路が形成されている。切削装置１０による切削加工（ダイシング）は、ウェーハ１の厚さを貫通して完全に切断するフルカットの他に、表面から厚さの途中まで切削して溝を形成する溝加工を含む。溝を形成した場合には、後工程でさらに溝の残り厚さ部分を別の切削ブレードでフルカットするか、あるいは応力を付与して割断することにより、ウェーハ１は多数のデバイス２に分割される。
【００１５】
なお、ウェーハ１は、図１に示すように、環状のフレーム３の内側に粘着テープ４を介して同心状に一体に支持された状態で、切削装置１０に供給される。粘着テープ４は片面が粘着面とされたもので、その粘着面にフレーム３とウェーハ１が貼り付けられる。フレーム３は、金属等の板材からなる剛性を有するものであり、このフレーム３を支持することにより、ウェーハ１が搬送される。
【００１６】
（２）切削装置
（２−１）切削装置の構成
続いて、図１に示す切削装置１０の構成を説明する。切削装置１０は、一対の上記切削ブレード６５を互いに対向配置した２軸対向型である。図１の符合１１は基台であり、この基台１１の中央には、長辺方向がＸ軸方向に延びる長方形状の凹所１２が形成されている。この凹所１２には、円板状のチャックテーブル（保持テーブル）２０がＸ軸方向に移動自在に設けられている。また、図１における基台１１上の後側（Ｘ２方向側）には、凹所１２をまたぐ門型コラム３０が固定されている。
【００１７】
チャックテーブル２０は、テーブルベース２５上に、鉛直方向であるＺ軸方向を回転軸線として回転自在に支持されており、テーブルベース２５に設けられた図示せぬ回転駆動機構によって時計方向あるいは反時計方向に回転させられる。テーブルベース２５は、凹所１２内に配設された図示せぬ移動機構によってＸ軸方向に往復移動するようになされており、したがってチャックテーブル２０はテーブルベース２５とともにＸ軸方向に往復移動する。
【００１８】
チャックテーブル２０は一般周知の真空チャック式であり、水平な上面の周縁部を残した大部分が、ウェーハ１を吸着、保持する円形状の吸着面２１となっている。この吸着面２１の直径は、ウェーハ１の直径とほぼ同じとされ、ウェーハ１は全体が吸着面２１に同心状に載置されて保持される。上記のようにフレーム３に支持されたウェーハ１は、真空運転状態のチャックテーブル２０の吸着面２１上に載置されて吸着、保持される。チャックテーブル２０の周囲には、フレーム３を着脱自在に保持する複数のクランプ２６が配設されている。これらクランプ２６は、テーブルベース２５に取り付けられている。
【００１９】
チャックテーブル２０の周囲は、長方形状のプレートカバー２７によって覆われている。このプレートカバー２７はテーブルベース２５に支持されており、チャックテーブル２０と一体にＸ軸方向に移動する。そしてプレートカバー２７のＸ軸方向の両端部には、凹所１２を覆う伸縮自在な蛇腹状のカバー２８が取り付けられている。凹所１２は、チャックテーブル２０がＸ軸方向に移動しても常にプレートカバー２７とカバー２８で覆われる。これにより、切削加工時に使用される切削液や切削屑（コンタミネーション）が、テーブルベース２５をＸ軸方向に移動させる上記移動機構に落下することが防がれるようになっている。
【００２０】
門型コラム３０は、凹所１２の両側にＹ軸方向に並んで立設された一対の脚部３１と、これら脚部３１の上端部間に水平に架け渡された梁部３２とを有している。梁部３２の図１で手前側（Ｘ１方向側）の面には、Ｙ軸方向に延びる上下一対のＹ軸ガイド３３が設けられており、これらＹ軸ガイド３３に、第１Ｙ軸スライダ４１と第２Ｙ軸スライダ４２とがそれぞれ摺動自在に取り付けられている。第１Ｙ軸スライダ４１は、図示せぬ第１Ｙ軸送りモータによって作動する第１Ｙ軸ボールねじ送り機構４１２によりＹ軸ガイド３３に沿って往復移動させられる。また、第２Ｙ軸スライダ４２は、第２Ｙ軸送りモータ４２１によって作動する第２Ｙ軸ボールねじ送り機構４２２によりＹ軸ガイド３３に沿って往復移動させられる。
【００２１】
第１Ｙ軸スライダ４１および第２Ｙ軸スライダ４２には、Ｚ軸方向に延びる一対のＺ軸ガイド３４がそれぞれ設けられており、第１Ｙ軸スライダ４１のＺ軸ガイド３４には第１Ｚ軸スライダ５１が、また、第２Ｙ軸スライダ４２のＺ軸ガイド３４には第２Ｚ軸スライダ５２が、それぞれ摺動自在に取り付けられている。第１Ｚ軸スライダ５１は、第１Ｚ軸送りモータ５１１によって作動する図示せぬ第１Ｚ軸ボールねじ送り機構により、Ｚ軸ガイド３４に沿って昇降させられる。また、第２Ｚ軸スライダ５２は、第２Ｚ軸送りモータ５１２によって作動する図示せぬ第２Ｚ軸ボールねじ送り機構により、Ｚ軸ガイド３４に沿って昇降させられる。
【００２２】
第１Ｚ軸スライダ５１の下端部には、第１ブラケット６１１を介して第１切削手段６１が固定されており、第２Ｚ軸スライダ５２の下端部には、第２ブラケット６２１を介して第２切削手段６２が固定されている。各切削手段６１，６２は同一構成であって、エアスピンドルユニット７０の先端に上記切削ブレード６５が装着されたものである。
【００２３】
エアスピンドルユニット７０は、図２〜図４に示すように（図２は切削手段６１を示している）、円筒状の内周面を有するハウジング８０と、このハウジング８０内に回転自在に挿入された回転軸９０とを備えている。ハウジング８０は、後端側（図３および図４で右側）に底部８１１を有し回転軸９０の大部分が挿入されるハウジング本体８１と、このハウジング本体８１の開口した先端側（図３および図４で左側）に固着されるリング８２と、このリング８２に固着されるキャップ８３とから構成されている。
【００２４】
図３に示すように、ハウジング本体８１には、底部８１１側に開口して先端側に延びるエア供給路８１２が形成されており、このエア供給路８１２の底部８１１側の開口がエア供給口８１３とされている。また、ハウジング本体８１の底部８１１には、エア排出口８１４が形成されている。図４に示すように、リング８２にはエア供給路８１２とハウジング８０内を連通するエア吐出路８２１が形成されており、エア供給口８１３から供給されたエアは、エア供給路８１２を通ってエア吐出路８２１からハウジング８０内に吐出されて供給されるようになっている。
【００２５】
回転軸９０は、ハウジング本体８１に挿入される胴部９１を主体としており、この胴部９１の先端部であってハウジング８０のリング８２に対応する部位には、鍔部９２が形成されている。そしてリング８２の鍔部９２に対応する内周面には、鍔部９２が空間を空けて嵌合される溝８２２が全周にわたって形成されている。また、回転軸９０においては、鍔部９２の先端側に、切削ブレード６５の取付軸９３が形成されている。取付軸９３および鍔部９２は、胴部９１と同心状に形成されている。
【００２６】
図３に示すように、エアスピンドルユニット７０の後端部には、回転軸９０を回転させるモータ７１が設けられている。このモータ７１は、回転軸９０の胴部９１の後端部に形成されたロータ７１１と、ハウジング本体８１の内周面にロータ７１１に対向して配設されたステータ７１２とから構成されている。このモータ７１が作動すると回転軸９０は軸回りに回転駆動される。
【００２７】
回転軸９０が回転駆動される時には、エア供給口８１３から高圧のエアがエア供給路８１２に導入され、上記のようにエア吐出路８２１からハウジング８０内にエアが供給される。ハウジング８０内に供給されたエアは、エア排出口８１４からハウジング８０の外部に排出していく。このようにしてエアがハウジング８０内に供給されることにより、回転軸９０の周面とハウジング８０の内周面との間にラジアルエアベアリング７２が形成され、かつ、鍔部９２の側面とリング８２との間にスラストエアベアリング７３が形成される。これらエアベアリング７２，７３が形成されることにより、回転中の回転軸９０はハウジング８０との間に一定の距離が保持された状態で支持される。
【００２８】
回転軸９０の取付軸９３は、ハウジング８０のキャップ８３を貫通してハウジング８０の先端側に突出している。この取付軸９３は、図４および図５に示すように、先端に向かうにしたがって外径が小さくなる円錐状に形成されており、先端面にはねじ孔９３１が形成されている。取付軸９３に取り付けられる切削ブレード６５は、リング状の基台６５１の片側（ハウジング８０側）の外周面に刃部６５２が固着されてなるもので、ブレードマウント６６を介して取付軸９３に着脱可能に取り付けられる。ブレードマウント６６は、取付軸９３が嵌入するテーパ状の取付孔６６１が軸心に形成された円筒部６６２と、この円筒部６６２の軸方向中間の外周面に形成されたフランジ６６３とを有するもので、フランジ６６３より先端側の円筒部６６２に雄ねじ部６６４が形成されている。
【００２９】
切削ブレード６５を取付軸９３に取り付けるには、まず、ブレードマウント６６の取付孔６６１を取付軸９３に嵌入させ、ワッシャ６７に通したボルト６８をねじ孔９３１にねじ込む。ブレードマウント６６はワッシャ６７によってハウジング８０側に押され、これにより取付軸９３が取付孔６６１に圧入された状態となってブレードマウント６６が取付軸９３に締結される。次いで、切削ブレード６５における基台６５１の中心の孔６５３をブレードマウント６６の雄ねじ部６６４に嵌め入れ、ナット６９を雄ねじ部６６４にねじ込んで締結する。これにより、切削ブレード６５はブレードマウント６６を介して取付軸９３に取り付けられる。
【００３０】
図４に示すように、ブレードマウント６６における円筒部６６２の後端部（図４で右側の端部）は、ハウジング８０のキャップ８３の開口内周面８３１と僅かな間隙７４を空けて対向している。エアスピンドルユニット７０が作動して切削ブレード６５が回転している時には、この間隙７４も全周にわたり一定の距離に保持される。そしてこの間隙７４から、上記エア供給口８１３よりハウジング８０内に供給されて回転軸９０とハウジング８０との間の空間を通ったエアがハウジング８０の外部に噴出するようになっている。間隙７４から噴出するエア（図４で間隙７４から左方に延びる矢印で示す）により、間隙７４に流体が侵入することを防ぐエアカーテン部７５が形成される。ここでのエアカーテン部７５は、間隙７４を通過するエア、および間隙７４から噴出した直後のエアによって形成されるとする。
【００３１】
図４に示すように、キャップ８３における上記開口内周面８３１の奥側の内周面には溝８３２が全周にわたって形成されており、この溝８３２により、キャップ８３の内部にはブレードマウント６６の端面に塞がれた状態のエア圧力室８３３が形成される。このエア圧力室８３３は、エアカーテン部７５を形成する上記間隙７４に連通しており、間隙７４から噴出してエアカーテン部７５を形成する直前のエアの圧力に応じた圧力変化を示す空間となっている。そしてこのエア圧力室８３３には、エア圧力室８３３のエア圧力を検出する圧力センサ（エア圧力検出部）８５が配設されている。この圧力センサ８５で検出される圧力は、該装置１０のオペレータが常に認識可能に表示されるようになっている。
【００３２】
図１に示すように、上記構成の切削手段６１，６２は、エアスピンドルユニット７０がＹ軸方向と平行、かつ互いに同軸的で、切削ブレード６５が取り付けられた先端どうしが向かい合う状態に、ハウジング８０が各ブラケット６１１，６２１の下端部に固定されている。切削手段６１，６２は、それぞれＹ軸スライダ４１，４２と一体にＹ軸方向に移動させられ、Ｙ軸方向に互いに接近したり離間したりする。
【００３３】
切削ブレード６５は、チャックテーブル２０上に保持されたウェーハ１に刃部６５２が切り込んで切削加工を施す。本装置１０では、切削ブレード６５を支持する回転軸９０がＹ軸方向に延びているので、切削ブレード６５がウェーハ１に切り込んで切削を進行する加工送り方向はＸ軸方向である。一方、切削ブレード６５を軸方向に移動させる割り出し送り方向はＹ軸方向である。したがって、切削ブレード６５の加工送りは、チャックテーブル２０をＸ軸方向に移動させて切削ブレード６５に対し相対的にＸ軸方向にウェーハ１を移動させることによりなされる。また、割り出し送りは、各Ｙ軸スライダ４１，４２によって切削ブレード６５をＹ軸方向に移動させることによりなされる。
【００３４】
図２に示すように、切削ブレード６５は、主に上側の周縁がブレードカバー１００で覆われており、ブレードカバー１００から露出する下端の刃部６５２でウェーハ１を切削する。切削ブレード６５は、例えば図２の矢印Ａ方向に高速回転した状態で、ウェーハ１に切り込んで切削する。ブレードカバー１００は、エアスピンドルユニット７０のハウジング８０の先端に固定されるベース部１０１を有しており、このベース部１０１に、切削ブレード６５の回転方向における前方を覆う前部カバー１０２と、切削ブレード６５の上方と後方を覆う可動カバー１０３とを備えている。可動カバー１０３は、切削ブレード６５の露出する側面の後部を覆う三角形状の側面カバー１０３ａを有している。
【００３５】
前部カバー１０２の切削ブレード６５への対向面の下端部にはＹ軸方向に並ぶ複数の外周ノズル１１１（図２では１つしか見えない）が設けられており、これら外周ノズル１１１から、切削液が切削ブレード６５に向けて噴出される。また、可動カバー１０３には、先端部がＸ軸方向に延びる平行な２本の側方ノズル１１２が、切削ブレード６５の両側に配設される状態に取り付けられている。これら側方ノズル１１２には複数のスリット１１２ａが形成されており、これらスリット１１２ａから切削液が切削ブレード６５に向けて噴出される。前部カバー１０２および可動カバー１０３には、切削液の供給配管が接続される接続管１２１，１２２が、それぞれ取り付けられている。
【００３６】
可動カバー１０３は、ベース部１０１の上部に固定されたエアシリンダ１０４によってＸ２方向に移動するようになされており、Ｘ２方向に移動した状態で、側方ノズル１１２に干渉することなく切削ブレード６５およびブレードマウント６６を取付軸９３に対して着脱することができるようになっている。エアシリンダ１０４の上面には、該エアシリンダ１０４内に対して空気を供給／排出するエア配管が接続される一対の接続管１３１が取り付けられている。
【００３７】
（２−２）切削装置の動作概要
以上が一実施形態に係る切削装置１０の全体構成であり、次に、この切削装置１０によってウェーハ１を多数のデバイス２にダイシングする動作を説明する。
【００３８】
ウェーハ１は、上記のように粘着テープ４を介してフレーム３に支持された状態で、チャックテーブル２０上に吸着、保持され、チャックテーブル２０が図１でＸ２方向に移動することにより、各切削手段６１，６２の下方位置に当たる加工位置に搬送される。そしてこの加工位置において、デバイス２間の交差する多数の分割予定ラインのうち、まず一方向に延びる側が全て切削加工され、次いで、他方向に延びる側の全ての分割予定ラインが切削加工されて、ウェーハ１が多数のデバイス２にダイシングされる。切削加工される分割予定ラインは、チャックテーブル２０を回転させてウェーハ１を自転させることにより、Ｘ軸方向と平行に定められる。
【００３９】
切削加工は、チャックテーブル２０をＸ２方向に移動させながら、下端の刃先が所定の切り込み高さ（Ｚ軸方向の位置）に設定された高速回転する切削ブレード６５を、分割予定ラインに対しＸ２方向側の端部からＸ１方向側の端部に向けて切り込ませる加工送りをすることによってなされる。１回の加工送りが終わったら、切削ブレード６５が上方に退避し、チャックテーブル２０がＸ１方向に移動して切削ブレード６５が加工送りの始点に戻されるとともに、切削手段６１，６２がＹ軸方向に移動して次の分割予定ラインに切削ブレード６５の刃先を合わせる割り出し送りが行われてから、該次の分割予定ラインに対し切削ブレード６５を加工送りさせる。以上の動作を行って、Ｘ軸方向に延びる全ての分割予定ラインに切削加工が施される。なお、分割予定ラインに切削ブレード６５を位置決めするには、カメラ等を用いた周知のアライメント手段を利用して行われる。
【００４０】
（２−３）エアカーテン部および圧力センサの作用
上記のようにしてウェーハ１を切削加工している間にあっては、切削ブレード６５やウェーハ１に対し、ブレードカバー１００に設けられた外周ノズル１１１と側方ノズル１１２から切削液が噴出され、切削ブレード６５がウェーハ１に切り込んでいる加工点に切削液が供給される。この切削液により、切削ブレード６５がウェーハ１を切削する際に生じる摩擦熱が冷却される他に、切削ブレード６５がウェーハ１に切り込む加工点から切削屑が洗い流されたり、加工点が潤滑されたりする。
【００４１】
また、切削加工中においては、上記圧力センサ８５が作動状態とされる。圧力センサ８５が配設されたエア圧力室８３３には、上記間隙７４を通ってエアカーテン部７５を形成する直前のエアが一旦貯留されるような状態となる。そしてこのエア圧力室８３３の圧力は、エアカーテン部７５での圧力に大きな変化が生じない状態では一定範囲の値を示す。
【００４２】
切削中に供給される切削液は、回転する切削ブレード６５によって加工点から跳ね上げられて周囲に飛散するが、切削液の飛散はブレードカバー１００により短い距離に抑えられる。回転する切削ブレード６５によって飛散する使用後の切削液には、切削加工によって生じた切削屑が混合しており、汚水の状態となっている。
【００４３】
回転する切削ブレード６５によって跳ね上げられた汚水状態の切削液はエアスピンドルユニット７０の方向にも飛散する。一方、エアスピンドルユニット７０においては、エア供給口８１３から高圧のエアがハウジング８０内に常に供給されながらモータ７１が作動し、回転軸９０の外周面とハウジング８０の内周面との間にラジアルエアベアリング７２が形成され、かつ、鍔部９２の側面とリング８２との間にスラストエアベアリング７３が形成される。これにより回転軸９０は、回転中においてハウジング８０との間に一定の距離が保持された状態で支持される。
【００４４】
そして、上記各ベアリング７２，７３を形成するために回転軸９０とハウジング８０との間の空間を通ったエアの一部は、エアスピンドルユニット７０の先端側の開口、すなわちブレードマウント６６とハウジング８０のキャップ８３との間隙７４から噴出し、これによりエアカーテン部７５が形成されている。このエアカーテン部７５が形成されることにより、エアスピンドルユニット７０の先端部に向けて飛散する切削液はエアカーテン部７５でそれ以上の飛散が阻止され、間隙７４に侵入することが防止される。このため、間隙７４の両側のブレードマウント６６やハウジング８０のキャップ８３に切削屑が付着して固化するといったことが起こりにくいものとなっている。
【００４５】
しかしながら切削加工が長時間なされると、エアカーテン部７５の切削液侵入防止機能が不十分になり、ブレードマウント６６あるいはハウジング８０のキャップ８３における間隙７４の周辺部分に切削屑が付着して堆積し、間隙７４が狭くなる場合がある。そして切削屑による堆積物が固化した状態でエアスピンドルユニット７０が運転されると、間隙７４が狭くなっていることからエア圧力室８３３の圧力が上昇するといった圧力変化が生じ、圧力上昇が圧力センサ８５によって検知される。
【００４６】
ここで、圧力センサ８５で検出される圧力に、間隙７４が狭くなったと判断するための閾値を予め設定しておき、圧力センサ８５に示される圧力が該閾値を超えた場合には、エアカーテン部７５の周辺のブレードマウント６６とハウジング８０の少なくとも一方に切削屑が付着してエアカーテン部７５が狭くなったと判断するようにするとよい。
【００４７】
このようにエア圧力室８３３の圧力を閾値と比較しながら作業を進めることにより、切削ブレード６５やブレードマウント６６を取り外すといった煩雑な作業を行わなくても、ブレードマウント６６やキャップ８３に切削屑が付着して間隙７４が狭くなったこと、そしてひいてはエアカーテン部７５の機能が低下することを、容易に検知することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１…ウェーハ（ワーク）
１０…切削装置
２０…チャックテーブル（保持テーブル）
６５…切削ブレード
６６…ブレードマウント
７０…エアスピンドルユニット
７５…エアカーテン部
８０…ハウジング
８１３…エア供給口
８３３…エア圧力室
８５…圧力センサ（エア圧力検出部）
９０…回転軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、該回転軸をエアによって支持するハウジングと、前記回転軸と前記ハウジングとの間に形成される空間にエアを供給するためのエア供給口と、を有するエアスピンドルユニットと、
前記回転軸の先端に装着されるブレードマウントと、
該ブレードマウントに装着される切削ブレードと、
該切削ブレードによって切削されるワークを保持する保持テーブルと、
を具備する切削装置であって、
前記エア供給口から供給されたエアが前記回転軸と前記ハウジングとの間の空間を通り、該ハウジングと該回転軸の先端に装着された前記ブレードマウントとの間に形成される間隙から噴出することによって形成されるエアカーテン部と、
前記回転軸と前記ハウジングとの間に形成され、前記エアカーテン部におけるエアの圧力に応じた圧力変化を示すエア圧力室と、
該エア圧力室のエア圧力を検出するエア圧力検出部と、
を有することを特徴とする切削装置。
【請求項１】
回転軸と、該回転軸をエアによって支持するハウジングと、前記回転軸と前記ハウジングとの間に形成される空間にエアを供給するためのエア供給口と、を有するエアスピンドルユニットと、
前記回転軸の先端に装着されるブレードマウントと、
該ブレードマウントに装着される切削ブレードと、
該切削ブレードによって切削されるワークを保持する保持テーブルと、
を具備する切削装置であって、
前記エア供給口から供給されたエアが前記回転軸と前記ハウジングとの間の空間を通り、該ハウジングと該回転軸の先端に装着された前記ブレードマウントとの間に形成される間隙から噴出することによって形成されるエアカーテン部と、
前記回転軸と前記ハウジングとの間に形成され、前記エアカーテン部におけるエアの圧力に応じた圧力変化を示すエア圧力室と、
該エア圧力室のエア圧力を検出するエア圧力検出部と、
を有することを特徴とする切削装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−５４８４７（Ｐ２０１１−５４８４７Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０３９９７（Ｐ２００９−２０３９９７）
【出願日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
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