特許 6983026 切削装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6983026

(24)【登録日】2021年11月25日

(45)【発行日】2021年12月17日

(54)【発明の名称】切削装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20211206BHJP

   B24B 27/06 20060101ALI20211206BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/78 F

   B24B27/06 M

【請求項の数】2

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-196138(P2017-196138)

(22)【出願日】2017年10月6日

(65)【公開番号】特開2019-71334(P2019-71334A)

(43)【公開日】2019年5月9日

【審査請求日】2020年8月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】笠井 剛史

(72)【発明者】

【氏名】高橋 聡

【審査官】 湯川 洋介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−３１３７５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２０２７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２１１３５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｂ２４Ｂ ２７／０６

(57)【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、スピンドルに装着された切削ブレードで該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ユニットと、該切削ユニットを該保持面と直交する切り込み送り方向に移動させる移動ユニットと、回転によって発生する該スピンドルの振動量を測定する振動測定ユニットと、を備え、
該振動測定ユニットは、
対向して設置された発光部および受光部と、該発光部と該受光部の間に形成され該切削ブレードの外周部の侵入を許容するブレード侵入部とを備える検出器と、
該受光部の受光量を電圧値に変換する光電変換部と、
該スピンドルの該振動量が所定値以下となる第１の速度で該スピンドルを回転させ、少なくとも該スピンドル１回転分の該電圧値の情報を角度座標の情報とともに収集し、装着した該切削ブレードの中心と該スピンドルの回転中心の位置ずれ量を示す基準データとして記録する基準データ記録部と、
該第１の速度より速い被加工物を加工する際の第２の速度で該スピンドルを回転させ、少なくとも該スピンドル１回転分の該電圧値の情報を角度座標の情報とともに収集し、該切削ブレードの外周の振動量を示す振動データとして記録する振動データ記録部と、
該角度座標を揃えた該基準データと該振動データの差分から、該位置ずれ量を取り除いた該スピンドルの振動量を算出する振動算出部と、
該振動算出部で算出した該振動量が許容範囲内であるかを判定する判定部と、を備える切削装置。

【請求項2】

該検出器及び該光電変換部は、該切削ブレードの外周の切り込み送り方向の基準位置を検出する基準位置検出部である請求項１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、切削装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体ウエーハや各種パッケージ基板を切削ブレードで切削して分割するための切削装置（ダイシングソー）が知られている。切削装置は、切削ブレードを例えば６００００ｒｐｍなどの回転数で高速回転しつつ切削を実施するが、切削ブレードが厚かったり、直径が大きかったりすると、重量バランスの偏重が発生しやすく、スピンドルの回転が偏心して、振動してしまう場合がある。

【0003】

スピンドルの回転が偏心すると、切削ブレードがいわゆる片当たり状態となってしまい、切削した被加工物に欠けが発生してしまうなど、加工不良の原因になる場合がある。通常は、安全のため、高速回転するスピンドルにオペレータが触るなどして振動を直接捉える事が出来ないので、専用の回転バランス測定器を用い、専門の技能を有するオペレータが振動を測定するメンテナンス工程を実施している（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に示されたメンテナンス工程は、専門の技能を有するオペレータにより実施されるために、スピンドルの振動を捉えるのにコストと時間がかかっている。

【0004】

また、スピンドルの振動を測定するのに、受光部の受光する光の遮断量で切削ブレードの先端位置を捉える基準位置検出機構（例えば、特許文献２参照）を利用する事も考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００１−１２９７４３号公報

【特許文献2】特開２００１−２９８００１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

前述した特許文献２に示された基準位置検出機構を用いても、切削ブレードの真円ずれ、切削ブレード先端の凹凸（砥粒の突出によるもの。特に大粒径のブレードでは５μｍ以上でかつ１０μｍ程度以下となる）とスピンドルの振動とを切り分けて把握することができない。このために、前述した特許文献２に示された基準位置検出機構を用いても、スピンドルの振動を正確に測定することが困難であった。

【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、スピンドルの振動の測定誤差を抑制することができる切削装置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、被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、スピンドルに装着された切削ブレードで該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ユニットと、該切削ユニットを該保持面と直交する切り込み送り方向に移動させる移動ユニットと、回転によって発生する該スピンドルの振動量を測定する振動測定ユニットと、を備え、該振動測定ユニットは、対向して設置された発光部および受光部と、該発光部と該受光部の間に形成され該切削ブレードの外周部の侵入を許容するブレード侵入部とを備える検出器と、該受光部の受光量を電圧値に変換する光電変換部と、該スピンドルの該振動量が所定値以下となる第１の速度で該スピンドルを回転させ、少なくとも該スピンドル１回転分の該電圧値の情報を角度座標の情報とともに収集し、装着した該切削ブレードの中心と該スピンドルの回転中心の位置ずれ量を示す基準データとして記録する基準データ記録部と、該第１の速度より速い被加工物を加工する際の第２の速度で該スピンドルを回転させ、少なくとも該スピンドル１回転分の該電圧値の情報を角度座標の情報とともに収集し、該切削ブレードの外周の振動量を示す振動データとして記録する振動データ記録部と、該角度座標を揃えた該基準データと該振動データの差分から、該位置ずれ量を取り除いた該スピンドルの振動量を算出する振動算出部と、該振動算出部で算出した該振動量が許容範囲内であるかを判定する判定部と、を備えることを特徴とする。

【0009】

前記切削装置において、該検出器及び該光電変換部は、該切削ブレードの外周の切り込み送り方向の基準位置を検出する基準位置検出部でも良い。

【発明の効果】

【0010】

そこで、本願発明の切削装置は、スピンドルの振動がほぼ無い（例えば５μｍ以下）低回転でスピンドルを回転させて基準位置検出部でブレード先端の振動を測定して予め振動成分以外の先端の振動（切削ブレードの真円ずれや切削ブレードの先端の凹凸）を割りだす。その後、実際の加工速度でスピンドルを回転させて再度ブレード先端の振動を測定し、先に測定したデータとの差分から、スピンドル振動自体を算出することが出来るという効果を奏する。これにより、スピンドルの振動を確実に測定することが出来るとともに、ブレード先端の振動が、真円ずれなどが原因なのか、スピンドルやマウントなど機械的な要因が原因なのか、切り分ける事が出来るという効果を奏する。また、基準位置検出部を用いるため、新たな機構の追加を最低限にすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【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、図１に示された切削装置の振動測定ユニットの構成を示すブロック図である。

【図3】図３は、図２に示された振動測定ユニットの検出器等を示す側面図である。

【図4】図４は、図１に示された切削装置の切削ユニットの切削ブレード等を示す正面図である。

【図5】図５は、実施形態１に係る切削装置の制御ユニットがスピンドルの振動量を測定する流れを示すフローチャートである。

【図6】図６は、図５中のステップＳＴ２で記録された基準データの一例を示す図である。

【図7】図７は、図５中のステップＳＴ３で記録された振動データの一例を示す図である。

【図8】図８は、図５中のステップＳＴ４で算出された振動量の一例を示す図である。

【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】

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係る切削装置を図面に基いて説明する。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、図１に示された切削装置の振動測定ユニットの構成を示すブロック図である。図３は、図２に示された振動測定ユニットの検出器等を示す側面図である。図４は、図１に示された切削装置の切削ユニットの切削ブレード等を示す正面図である。

【0014】

図１に示す実施形態１に係る切削装置１は、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、ガリウムなどを母材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、表面２０１に格子状に形成される複数の分割予定ライン２０２によって区画された領域にデバイス２０３が形成されている。

【0015】

被加工物２００は、デバイス２０３が複数形成されている表面２０１の裏側の裏面２０４に粘着テープ２１０が貼着され、粘着テープ２１０の外縁が環状フレーム２１１に貼着されることで、環状フレーム２１１の開口に粘着テープ２１０で支持される。実施形態１において、被加工物２００は、環状フレーム２１１の開口に粘着テープ２１０で支持された状態で、分割予定ライン２０２に沿って切削加工が施されて、個々のデバイス２０３に分割される。また、本発明では、被加工物２００は、中央部が薄化され、外周部に厚肉部が形成された所謂ＴＡＩＫＯ（登録商標）ウエーハでもよく、ウエーハの他に、樹脂により封止されたデバイスを複数有した矩形状のパッケージ基板、セラミックス板、ガラス板等でも良い。

【0016】

図１に示された切削装置１は、被加工物２００を切削（加工）して、被加工物２００を個々のデバイス２０３に分割する加工装置である。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に保持された被加工物２００を切削する切削ユニット２０と、加工送りユニットであるＸ軸移動ユニット３０と、割り出し送りユニットであるＹ軸移動ユニット４０と、切り込み送りユニットであるＺ軸移動ユニット５０と、振動測定ユニット６０とを備える。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。

【0017】

チャックテーブル１０は、円盤形状であり、被加工物２００を保持する保持面１１がポーラスセラミック等から形成されている。また、チャックテーブル１０は、Ｘ軸移動ユニット３０により水平方向と平行なＸ軸方向に沿って移動自在に設けられ、回転駆動源１２により鉛直方向と平行な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。なお、Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向と保持面１１との双方と直交する切り込み方向である。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。回転駆動源１２は、Ｘ軸移動ユニット３０によりＸ軸方向に移動される移動テーブル１３上に配置されている。また、チャックテーブル１０の周りには、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。

【0018】

切削ユニット２０は、スピンドル２２に装着された切削ブレード２１でチャックテーブル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。なお、Ｙ軸方向は、水平方向と平行でかつＸ軸方向と直交している。

【0019】

一方の切削ユニット２０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に設けられている。他方の切削ユニット２０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４に設けられている。なお、柱部３，４は、上端が水平梁５により連結されている。

【0020】

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２１を位置付け可能となっている。また、一方の切削ユニット２０は、被加工物２００の表面２０１を撮像する撮像ユニット８０が一体的に移動するように固定されている。撮像ユニット８０は、チャックテーブル１０に保持された切削前の被加工物２００の分割すべき領域を撮像するＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラを備えている。ＣＣＤカメラは、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００を撮像して、被加工物２００と切削ブレード２１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、得た画像を振動測定ユニット６０の制御ユニット１００に出力する。

【0021】

切削ブレード２１は、略リング形状を有する極薄の切削砥石である。切削ブレード２１は、図２及び図３に示すように、スピンドル２２の先端に設けられた工具装着部２３と、工具装着部２３の先端に螺合するナット２４との間に挟持されて、スピンドル２２の先端に装着される。スピンドル２２は、図示しないモータにより軸心回りに回転される。スピンドル２２は、モータにより回転されることで、切削ブレード２１を回転させて、被加工物２００を切削する。スピンドル２２は、スピンドルハウジング２５内に収容され、スピンドルハウジング２５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２２及び切削ブレード２１の軸心は、Ｙ軸方向と平行に設定されている。また、切削ユニット２０は、切削ブレード２１を回転する際に、スピンドル２２が、図３に示す実線で示す位置と図３に点線で示す位置とに亘って振動することがある。切削ユニット２０は、スピンドル２２が切削ブレード２１を回転する際に生じるスピンドル２２の振動を抑制するための図示しない回転バランス調整機構を備える。

【0022】

実施形態において、回転バランス調整機構は、ナット２４の外周面に開口しかつナット２４の周方向に等間隔に設けられた図示しないねじ孔と、ねじ孔に螺合するバランスウエイト用ねじとを備える。回転バランス調整機構は、スピンドル２２の振動が極力小さくなるように、各ねじ孔に対するバランスウエイト用ねじのねじ込み量が切削装置１のオペレータにより調整される。

【0023】

また、切削ブレード２１は、スピンドル２２の先端に装着された直後でかつ被加工物２００の切削前等において、図４に示すように、切り刃２６の外縁の中心と、スピンドル２２の回転中心とがずれていることがある。なお、図４は、スピンドル２２の回転中心を中心とする円を点線で示し、切り刃２６の外縁の中心がスピンドル２２の回転中心からずれた切削ブレード２１を実線で示している。本明細書は、切削ユニット２０の切削ブレード２１の切り刃２６の外縁の中心がスピンドル２２の回転中心からずれることを、位置ずれ（真円ずれともいう）という。また、位置ずれは、スピンドル２２の先端に装着された直後でかつ被加工物２００の切削前の他に、切り刃２６の外縁に砥粒が突出した部分と砥粒が突出していない部分とが生じることでも発生する。

【0024】

また、切削ユニット２０は、図２に示すように、スピンドル２２の予め定められた所定位置からの回転角度を検出する角度検出器２７を備える。角度検出器２７は、ロータリエンコーダ等で構成され、検出した回転角度を制御ユニット１００に出力する。なお、角度検出器２７が検出するスピンドル２２の所定位置からの回転角度は、角度座標である。

【0025】

Ｘ軸移動ユニット３０は、チャックテーブル１０を加工送り方向であるＸ軸方向に移動させることで、チャックテーブル１０と切削ユニット２０とを相対的にＸ軸方向に沿って加工送りするものである。Ｙ軸移動ユニット４０は、切削ユニット２０を割り出し送り方向であるＹ軸方向に移動させることで、チャックテーブル１０と切削ユニット２０とを相対的にＹ軸方向に沿って割り出し送りするものである。Ｚ軸移動ユニット５０は、切削ユニット２０を切り込み送り方向であるＺ軸方向に移動させることで、チャックテーブル１０と切削ユニット２０とを相対的にＺ軸方向に沿って切り込み送りする移動ユニットである。

【0026】

Ｘ軸移動ユニット３０、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３１，４１，５１、ボールねじ３１，４１，５１を軸心回りに回転させる周知のパルスモータ３２，４２，５２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３３，４３，５３を備える。

【0027】

また、切削装置１は、チャックテーブル１０のＸ軸方向の位置を検出するため図示しないＸ軸方向位置検出ユニットと、切削ユニット２０のＹ軸方向の位置を検出するための図示しないＹ軸方向位置検出ユニットと、切削ユニット２０のＺ軸方向の位置を検出するためのＺ軸方向位置検出ユニット５４とを備える。Ｘ軸方向位置検出ユニット及びＹ軸方向位置検出ユニットは、Ｘ軸方向、又はＹ軸方向と平行なリニアスケールと、読み取りヘッドとにより構成することができる。Ｚ軸方向位置検出ユニット５４は、パルスモータ５２のパルスで切削ユニット２０のＺ軸方向の位置を検出する。Ｘ軸方向位置検出ユニット、Ｙ軸方向位置検出ユニット及びＺ軸方向位置検出ユニット５４は、チャックテーブル１０のＸ軸方向、切削ユニット２０のＹ軸方向又はＺ軸方向の位置を制御ユニット１００に出力する。

【0028】

振動測定ユニット６０は、回転によって発生するスピンドル２２の振動量を測定するユニットである。振動測定ユニット６０は、検出器６１と、制御ユニット１００とを備える。

【0029】

検出器６１は、図２に示すように、装置本体２に固定されかつチャックテーブル１０のＹ軸方向の隣に配設された検出器本体６２と、光源６３とを備える。検出器本体６２は、切削ブレード２１の移動範囲に設置されている。検出器本体６２は、Ｙ軸方向に互いに間隔をあけて対向して設置された発光部６４及び受光部６５を設けている。

【0030】

発光部６４及び受光部６５は、平坦なガラス等で形成されている。発光部６４と受光部６５とは、光軸を一致させて設けられている。発光部６４は、光ファイバー６６を介して光源６３に接続されており、光源６３からの光を受光部６５に向けて射出する。受光部６５は、発光部６４からの光を受光する。受光部６５は、制御ユニット１００の光電変換部１０１に光ファイバー６７を介して接続されており、発光部６４から受光した光を光電変換部１０１に送る。

【0031】

検出器本体６２は、発光部６４と受光部６５との間に形成された空間であって、切削ブレード２１の切り刃２６の外周部の侵入を許容するブレード侵入部６８を設けている。実施形態において、ブレード侵入部６８は、検出器本体６２に形成された溝である。ブレード侵入部６８は、溝の一方の内面に発光部６４を設け、溝の他方の内面に受光部６５を設けている。

【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、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表示ユニット１２０と、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、報知ユニット１３０とに接続されている。入力ユニットは、表示ユニット１２０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。報知ユニット１３０は、制御ユニット１００からのエラー信号を発信して、光と音との少なくとも一方をオペレータに報知する。

【0033】

制御ユニット１００は、図２に示すように、光電変換部１０１と、データ記録部１０２と、振動算出部１０３と、判定部１０４とを備える。光電変換部１０１は、受光部６５から送られた光を受光し、受光部６５から送られた光の受光量を電圧値に変換する。光電変換部１０１は、受光量を、受光量に応じた電圧値に変換し、変換した電圧値をデータ記録部１０２に出力する。なお、切削ブレード２１がブレード侵入部６８に侵入する深さが深くなるに従って、切削ブレード２１が発光部６４と受光部６５との間を遮る量が増加すると、光電変換部１０１が出力する電圧値が徐々に減少する。実施形態１において、光電変換部１０１は、受光量が１００％の時（切削ブレード２１が全く光を遮っていない時）には５Ｖ（最大電圧）、受光量が０％の時（切削ブレード２１が完全に光を遮る時）には０Ｖ（最小電圧）の電圧値を出力する。

【0034】

データ記録部１０２は、基準データ記録部１０５と、振動データ記録部１０６とを備える。基準データ記録部１０５は、第１の速度である第１の回転数でスピンドル２２を回転させ、少なくともスピンドル２２の１回転分の光電変換部１０１から入力した電圧値の情報を、角度検出器２７から入力した回転角度の情報とともに収集する。基準データ記録部１０５は、少なくともスピンドル２２の１回転分の光電変換部１０１から入力した電圧値の情報と、角度検出器２７から入力した回転角度の情報とを対応付けて、基準データ３００として記録する。

【0035】

なお、第１の回転数は、切削ユニット２０が被加工物２００を実際に切削するときの回転数よりも遅い速度であり、スピンドル２２の振動量を示す振幅が所定値（例えば、５μｍ）以下となる回転数である。実施形態１において、第１の回転数は、スピンドル２２が殆ど振動しない、振動しても振動の振幅が、切削ユニット２０が被加工物２００を実際に切削するときに許容される振動の振幅よりも十分に小さくなる回転数である。実施形態１において、第１の回転数は、例えば、１００００ｒｐｍ以下、望ましくは６０００ｒｐｍ以下であるが、これらに限定されない。

【0036】

実施形態１において、基準データ記録部１０５は、第１の回転数でスピンドル２２を複数回転させた時の電圧値の情報を回転角度の情報とともに、基準データ３００として記録する。なお、基準データ３００は、第１の回転数が前述した回転数であるために、スピンドル２２に装着した切削ブレード２１の切り刃２６の外縁の中心とスピンドル２２の回転中心との位置ずれの量（位置ずれ量に相当）を示すデータである。

【0037】

振動データ記録部１０６は、第２の速度である第２の回転数でスピンドル２２を回転させ、少なくともスピンドル２２の１回転分の光電変換部１０１から入力した電圧値の情報を、角度検出器２７から入力した回転角度の情報とともに収集する。振動データ記録部１０６は、少なくともスピンドル２２の１回転分の光電変換部１０１から入力した電圧値の情報と、角度検出器２７から入力した回転角度の情報とを対応付けて、振動データ４００として記録する。

【0038】

なお、第２の回転数は、第１の回転数より早い回転数であり、切削ユニット２０が被加工物２００を実際に切削するときの回転数である。実施形態１において、第２の回転数は、例えば、５００００ｒｐｍ以上でかつ６００００ｒｐｍ以下であるが、これらに限定されない。

【0039】

実施形態１において、振動データ記録部１０６は、第２の回転数でスピンドル２２を複数回転させた時の電圧値の情報を回転角度の情報とともに、振動データ４００として記録する。なお、振動データ４００は、第２の回転数が前述した回転数であるために、スピンドル２２に装着した切削ブレード２１の切削中の切り刃２６の外周の振動量を示すデータである。

【0040】

なお、データ記録部１０５，１０６が記録する基準データ３００及び振動データ４００は、スピンドル２２の回転により発生する振動が位置ずれ及び回転バランス調整機構の調整不足を原因とする重量バランスの偏重により発生するために、電圧値が周期的に増減する正弦波となる。

【0041】

振動算出部１０３は、回転角度を揃えた基準データ３００と振動データ４００との差分を算出し、算出した差分から前述した位置ずれ量を取り除いたスピンドル２２の切削中の振動量を算出する。実施形態１において、振動算出部１０３は、基準データ３００の周期と振動データ４００との周期とが一致するように、データ３００，４００の少なくとも一方を変換する。振動算出部１０３は、データ３００，４００同士の周期を一致させた後、振動データ４００の最大の電圧値から対応する基準データ３００の最大の電圧値を引いて、差分を算出して、振動データ４００から位置ずれ量を取り除く。又は、振動算出部１０３は、データ３００，４００同士の周期を一致させた後、基準データ３００の最小の電圧値から対応する振動データ４００の最小の電圧値を引いて、差分を算出して、振動データ４００から位置ずれ量を取り除く。実施形態１において、振動算出部１０３は、電圧値同士の差分を振動量として記録する。また、実施形態１では、振動算出部１０３は、電圧値同士の差分を振動量として記録するが、本発明では、これに限定されることなく、例えば、電圧値同士の差分を基に、振動するスピンドル２２の振幅を算出し、振幅を振動量として記録しても良い。

【0042】

判定部１０４は、振動算出部１０３が算出した振動量が許容範囲内であるか否かを判定する。実施形態１において、データ３００，４００の電圧値同士の差分が、予め定められた最小値以上でかつ最大値以下であるか否かを判定する。判定部１０４は、差分が最小値以上でかつ最大値以下であると、振動算出部１０３が算出した振動量が許容範囲内であると判定する。判定部１０４は、算出した値が最小値未満又は最大値を超えていると、振動算出部１０３が算出した振動量が許容範囲外であると判定して、報知ユニット１３０にエラー信号を出力する。なお、最小値及び最大値は、スピンドル２２の許容できる振動、又は切削加工で被加工物２００に欠けが発生するような加工不良が発生しない振動に対応する値である。

【0043】

また、制御ユニット１００は、基準位置算出部１０７を備える。基準位置算出部１０７は、保持面１１と検出器６１の高さの差が予め登録された状態で、検出器６１で切削ブレード２１の切り刃２６の下端の位置を基準位置として設定するものである。基準位置の登録は、切削ブレード２１の交換や切削ブレード２１の消耗により切削ブレード２１の下端の位置に変化があった場合、適宜実施する。

【0044】

基準位置算出部１０７は、光電変換部１０１から入力する電圧値の基準電圧値を記憶している。基準電圧値は、最小電圧よりも大きく、最大電圧よりも小さい値であり、実施形態１において、３Ｖである。基準電圧値は、予め保持面１１との高さの差が登録された位置に切削ブレード２１が位置付けられ場合の値に設定されている。基準位置算出部１０７は、基準位置を検出する際に、Ｚ軸移動ユニット５０に切削ブレード２１を下降させて、切削ブレード２１の切り刃２６の外周をブレード侵入部６８に徐々に侵入させる。基準位置算出部１０７は、光電変換部１０１から入力する電圧値が基準電圧値に達した時のＺ軸方向位置検出ユニット５４が検出した切削ブレード２１の下端の位置を基準位置として記憶する。このように、検出器６１、光電変換部１０１及び基準位置算出部１０７は、切削ユニット２０の切削ブレード２１の切り刃２６の外周のＺ軸方向の基準位置を検出する基準位置検出部１１０である。

【0045】

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、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。まず、オペレータが切削加工前の被加工物２００をチャックテーブル１０の保持面１１に載置し、オペレータから加工動作の開始指示があると、制御ユニット１００は、加工動作を開始する。

【0046】

加工動作では、制御ユニット１００は、チャックテーブル１０の保持面１１に被加工物２００を吸引保持し、Ｘ軸移動ユニット３０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、一方の切削ユニット２０に取り付けられた撮像ユニット８０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、撮像ユニット８０に被加工物２００を撮像させる。制御ユニット１００が、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２０２と、切削ユニット２０の切削ブレード２１との位置合わせを行なうための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。

【0047】

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３０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１２により、切削ブレード２１と被加工物２００とを分割予定ライン２０２に沿って相対的に移動させて、切削ブレード２１により分割予定ライン２０２を切削する。

【0048】

制御ユニット１００は、すべての分割予定ライン２０２を切削して、被加工物２００を個々のデバイス２０３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。

【0049】

また、切削装置１は、所定のドレッシングタイミングにおいて、チャックテーブル１０に図示しないドレシングボードを保持し、切削ブレード２１でドレッシングボードを切削する所謂ドレッシングを実施する。ドレッシングタイミングは、例えば、予め設定された数の分割予定ライン２０２を切削する毎である。また、ドレッシングタイミングは、まさに１枚の被加工物２００を加工している途中でも良く、複数の被加工物２００を連続して加工する際に、被加工物２００を交換するタイミングでも良い。なお、ドレッシングボードは、切削ブレード２１の真円ずれを無くし、目詰まりしたり目つぶれして切削能力が低下した切削ブレード２１を目立てして、切削ブレード２１の切削能力を回復させるものである。

【0050】

また、制御ユニット１００は、所定の基準位置設定タイミングにおいて、基準位置を設定する。基準位置設定タイミングは、基準位置を設定するタイミングであることをいい、例えば、予め設定された数の分割予定ライン２０２を切削する毎、加工動作の開始時又はドレッシング直後である。

【0051】

次に、振動測定ユニット６０の制御ユニット１００がスピンドル２２の振動量を測定する方法を図面に基づいて説明する。図５は、実施形態１に係る切削装置の制御ユニットがスピンドルの振動量を測定する流れを示すフローチャートである。図６は、図５中のステップＳＴ２で記録された基準データの一例を示す図である。図７は、図５中のステップＳＴ３で記録された振動データの一例を示す図である。図８は、図５中のステップＳＴ４で算出された振動量の一例を示す図である。

【0052】

制御ユニット１００は、加工動作において、図５に示すフローチャートを予め設定された所定のタイミングにおいて繰り返し実施する。制御ユニット１００は、振動測定タイミングであるか否かを判定する（ステップＳＴ１）。制御ユニット１００は、振動測定タイミングではないと判定する（ステップＳＴ１：Ｎｏ）と、ステップＳＴ１を繰り返す。振動測定タイミングは、スピンドル２２の振動量を測定するタイミングであることをいい、例えば、切削ブレード２１が交換されて、被加工物２００の切削前の切削ブレード２１がドレッシングボードによりドレッシングされて、切り刃２６の外縁の中心とスピンドル２２の回転中心との位置ずれが抑制された直後である。

【0053】

制御ユニット１００は、振動測定タイミングであると判定する（ステップＳＴ１：Ｙｅｓ）と、基準データ記録部１０５が図６に一例を示す基準データ３００を記録する（ステップＳＴ２）。ステップＳＴ２では、基準データ記録部１０５は、光源６３に発光部６４を介して受光部６５に光を照射させ、測定対象の切削ユニット２０のスピンドル２２を前述した第１の回転数で回転させる。基準データ記録部１０５は、移動ユニット３０，４０，５０に測定対象の切削ユニット２０に装着された切削ブレード２１をブレード侵入部６８に挿入させる。

【0054】

基準データ記録部１０５は、光電変換部１０１からの電圧値を角度検出器２７からの回転角度とともに収集し、電圧値と角度検出器２７とを対応付けて、基準データ３００として記録する。なお、図６に一例を示す基準データ３００は、回転角度にくわえて収集開始からの経過時間を、電圧値に対応付けている。

【0055】

基準データ記録部１０５が、予め定められた所定時間基準データ３００を記録すると、振動データ記録部１０６が測定対象の切削ユニット２０のスピンドル２２を前述した第２の回転数で回転させて、図７に一例を示す振動データ４００を記録する（ステップＳＴ３）。ステップＳＴ３では、振動データ記録部１０６は、光電変換部１０１からの電圧値を角度検出器２７からの回転角度とともに収集し、電圧値と角度検出器２７とを対応付けて、振動データ４００として記録する。なお、図７に一例を示す振動データ４００は、回転角度にくわえて収集開始からの経過時間を、電圧値に対応付けている。

【0056】

振動データ記録部１０６が、予め定められた所定時間振動データ４００を記録すると、振動算出部１０３がスピンドル２２の振動量を算出し、記録する（ステップＳＴ４）。実施形態１において、ステップＳＴ４では、振動算出部１０３は、振動データ４００の最大の電圧値から基準データ３００の最大の電圧値を引く、又は基準データ３００の最小の電圧値から振動データ４００の最小の電圧値を引いて、電圧値の差分を求め、差分をスピンドル２２の振動量５００として記録する。

【0057】

判定部１０４が、電圧値の差分が予め定められた最小値以上でかつ最大値以下であるか否かを判定して、スピンドル２２の振動量５００が許容範囲内であるか否かを判定する（ステップＳＴ５）。判定部１０４が、スピンドル２２の振動量５００が許容範囲内である（ステップＳＴ５：Ｙｅｓ）と判定すると、ステップＳＴ１に戻る。判定部１０４が、スピンドル２２の振動量５００が許容範囲外である（ステップＳＴ５：Ｎｏ）と判定すると、報知ユニット１３０にエラー信号を出力し、報知ユニット１３０がオペレータに報知し（ステップＳＴ６）、切削装置１の動作を停止させる。そして、オペレータが、回転バランス調整機構の調整を実施する。

【0058】

また、本発明では、制御ユニット１００の振動算出部１０３は、ステップＳＴ４において、基準データ３００の最大の電圧値から基準データ３００の最小の電圧値を引いて、位置ずれ量に対応した値６００を算出して記録し、ステップＳＴ５において、判定部１０４が位置ずれ量に対応した値６００が第２の許容範囲内であるか否かを判定しても良い。そして、ステップＳＴ６において、表示ユニット１２０に位置ずれ量に対応した値６００が第２の許容範囲外である旨を表示しても良い。この場合、オペレータは、位置ずれ量に対応した値６００が第２の許容範囲外である旨を把握できるので、速やかにドレッシングを再度実施することができる。

【0059】

前述した切削装置１の制御ユニット１００は、フォトディテクタ、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、光電変換部１０１の機能は、フォトディテクタにより実現される。データ記録部１０５，１０６及び振動算出部１０３の機能は、演算処理装置が記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムを実行し、データ３００，４００、振動量を記憶装置に記録することにより実現される。判定部１０４の機能は、演算処理装置が記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより実現される。

【0060】

以上のように、実施形態１に係る切削装置１は、スピンドル２２の振動が無い又はほぼ無い（例えば、振幅が５μｍ以下）低回転である第１の回転数でスピンドル２２を回転させて基準位置検出部１１０の検出器６１で切削ブレード２１の切り刃２６の先端の振動を測定して、基準データ３００を記録する。このために、基準データ３００は、スピンドル２２の振動を含まない又は殆ど含まないとともに、位置ずれ量を割り出すことができる。

【0061】

その後、切削装置１は、実際の加工速度である第２の回転数でスピンドル２２を回転させて、基準位置検出部１１０の検出器６１で切削ブレード２１の切り刃２６の先端の振動を測定して、振動データ４００を記録する。切削装置１は、基準データ３００と振動データ４００の差分を振動量５００として算出する。このように、切削装置１は、基準データ３００と振動データ４００の差分を振動量５００として算出するので、位置ずれ量を含まないスピンドル２２の振動量を測定でき、スピンドル２２の振動の測定誤差を抑制することができるという効果を奏する。これにより、切削装置１は、スピンドル２２の振動を確実に測定することが出来るとともに、切削ブレード２１の切り刃２６の先端の振動が、位置ずれが原因なのか、スピンドル２２やナット２４など機械的な要因が原因なのかを切り分けて把握することが出来るという効果を奏する。また、切削装置１は、スピンドル２２の振動を測定するために、基準位置検出部１１０を用いるため、新たな機構の追加を最低限にすることが出来る。

【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。

【符号の説明】

【0063】

１ 切削装置
１０ チャックテーブル
１１ 保持面
２０ 切削ユニット
２１ 切削ブレード
２２ スピンドル
５０ Ｚ軸移動ユニット（移動ユニット）
６０ 振動測定ユニット
６１ 検出器
６４ 発光部
６５ 受光部
６８ ブレード侵入部
１０１ 光電変換部
１０３ 振動算出部
１０４ 判定部
１０５ 基準データ記録部
１０６ 振動データ記録部
１１０ 基準位置検出部
２００ 被加工物
３００ 基準データ
４００ 振動データ
５００ 振動量
Ｚ 切り込み送り方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】