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JP2023154134A - 加工装置 - Google Patents

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JP2023154134A
JP2023154134A JP2022063225A JP2022063225A JP2023154134A JP 2023154134 A JP2023154134 A JP 2023154134A JP 2022063225 A JP2022063225 A JP 2022063225A JP 2022063225 A JP2022063225 A JP 2022063225A JP 2023154134 A JP2023154134 A JP 2023154134A
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Abstract

【課題】加工中に異常が生じても加工効率を低下させることなく被加工物を再加工する。【解決手段】互いに交差する複数のストリートを備えた被加工物を保持面上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該被加工物を該ストリートに沿って加工する加工ユニットと、制御ユニットと、を備え、該制御ユニットは、該加工ユニットに該ストリートの一端から他端にかけて該被加工物を加工させる間に未加工領域を残して加工が中断された場合、該チャックテーブルを１８０度回転させ、該加工ユニットに該ストリートの該他端から該被加工物の該未加工領域を加工させる。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の被加工物をストリートに沿って加工して分割する加工装置に関する。
電子機器等に組み込まれるデバイスチップの製造プロセスでは、半導体ウェーハや樹脂パッケージ基板に代表される板状の被加工物が様々な加工装置によって加工される。板状の被加工物にはストリートと呼ばれる格子状の分割予定ラインが設定され、ストリートによって区画される各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが配設される。このストリートに沿って被加工物を分割すると、個々のデバイスチップが製造される。
実施されている加工の異常を検出する機能を備える加工装置が知られている（特許文献１参照）。この加工装置では、被加工物の加工を実施する間に何らかの異常を検知したとき、加工が一時停止される。加工装置の使用者等は、加工装置及び被加工物の状態を確認し、必要な調整を加工装置にした後に加工を再開させる。
しかしながら、一時停止した加工装置への調整が不十分な状態で安易に加工が再開され、加工装置で異常が継続発生することがある。そこで、加工中に生じた異常の内容によって異なる加工の再開条件が定められ、特定の異常が発生したときに特定の再開手順が必要となる加工装置が知られている（特許文献２参照）。
特開２０１３－７４１９８号公報 特開２０２０－７７６６８号公報
被加工物を一つのストリートに沿って加工する間に異常が検知されて加工が停止すると、このストリートに未加工領域が残る。そして、加工装置の調整が完了した後、加工途上のストリートが再加工される際、加工が停止した位置から未加工領域の加工が開始される場合がある。この場合、ストリートの途中から加工を再開するために、手間と時間のかかる特別な手順が必要となる。しかも、加工停止前に最後に形成された異常な加工痕に加工具が作用して加工具や被加工物に予期せぬ力がかかり、加工具等が破損することがある。
または、異常が検知されて加工が停止したとき、加工途上のストリートの再加工を断念し、次のストリートから加工を再開する場合がある。この場合、未加工領域が残るストリートが放置されるため、ウェーハに分割されない領域が生じ、得られるデバイスチップの数が減るとの問題が生じる。そこで、加工具等の破損が生じない好ましい位置から当該ストリートを再加工するように、使用者が加工装置を操作することも考えられる。ただし、この場合に手間と時間がかかり加工効率が大きく低下する。
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被加工物を加工中に異常が生じたとき、加工具に負荷をかけず、製造されるデバイスチップの数と加工効率を大きく低下させることなく被加工物を再加工できる加工装置を提供することである。
本発明の一態様によれば、互いに交差する複数のストリートを備えた被加工物を保持面上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該被加工物を該ストリートに沿って加工する加工ユニットと、該チャックテーブルと、該加工ユニットと、を該保持面に平行な方向に加工送り方向に沿って相対的に移動させる加工送りユニットと、該チャックテーブルを該保持面に垂直な方向に沿った回転軸の周りに回転できる回転ユニットと、該チャックテーブルと、該加工ユニットと、該加工送りユニットと、該回転ユニットと、を制御する制御ユニットと、を備え、該制御ユニットは、該加工送りユニットで該チャックテーブル及び該加工ユニットを相対的に該加工送り方向に沿って移動させつつ該加工ユニットに該ストリートの一端から他端にかけて該被加工物を加工させる間に未加工領域を残して加工が中断された場合、該チャックテーブルを該回転ユニットで１８０度回転させ、該加工送りユニットで該チャックテーブル及び該加工ユニットを相対的に該加工送り方向に沿って移動させつつ該加工ユニットに該ストリートの該他端から該被加工物の該未加工領域を加工させることを特徴とする加工装置が提供される。
好ましくは、該加工ユニットは、円環状の切削ブレードで該被加工物を切削する切削ユニットである。
または、好ましくは、該加工ユニットは、レーザビームを該被加工物に照射して該被加工物をレーザ加工するレーザ加工ユニットである。
より好ましくは、該制御ユニットは、該加工ユニットで該被加工物が加工される間に発生する異常を検出する異常検出部を有し、該異常検出部により該異常が検出されたときに該加工ユニットによる該被加工物の加工を中断させる。
さらに好ましくは、該チャックテーブルで保持された該被加工物を撮像する撮像ユニットをさらに備え、該異常検出部は、該被加工物の該加工ユニットで加工された位置を該撮像ユニットに撮像させ、該撮像ユニットにより取得された撮像画像に基づいて該異常を検出する。
本発明の一態様に係る加工装置では、制御ユニットは、加工ユニットに被加工物を加工させる間に加工が中断された場合、チャックテーブルを１８０度回転させ、未加工領域を逆方向から加工ユニットに加工させる。そのため、未加工領域が放置されることはなく、必要最小限の損失でデバイスチップが製造される。
また、再加工されるストリートでは、加工の中断箇所から加工が再開されるのではなく、異常のない当該ストリートの他端側から再加工される。この場合、再加工を開始する際に異常のある加工の中断箇所に加工具を作用させないため、加工具等の破損等を防止できる。また、再加工にあたり加工装置の使用者等が再加工の開始位置等の特段の指示を加工装置に入力して加工装置を操作する必要がないため、また、ストリートの途中から再加工をするための注意を要する手順が不要であるため、加工効率が良好となる。
したがって、本発明により、被加工物を加工中に異常が生じたとき、加工具に負荷をかけず、製造されるデバイスチップの数と加工効率を大きく低下させることなく被加工物を再加工できる加工装置が提供される。
加工装置の一例を模式的に示す斜視図である。 被加工物を模式的に示す斜視図である。 チャックテーブルと、加工ユニットと、加工送りユニットと、を模式的に示す側面図である。 被加工物を加工する加工ユニットを模式的に示す斜視図である。 図５（Ａ）は、被加工物の表面側を模式的に示す平面図であり、図５（Ｂ）は、途中で加工が中断された被加工物の表面側を模式的に示す平面図である。 図６（Ａ）は、一度加工が中断され加工が再開された被加工物の表側を模式的に示す平面図であり、図６（Ｂ）は、未加工領域が逆側から加工される被加工物の表側を模式的に示す平面図である。 図７（Ａ）は、一つのストリートに沿った被加工物の加工方法の各ステップの流れを示すフローチャートであり、図７（Ｂ）は、被加工物の加工中に異常が検出されていたときに所定の加工の終了後に再加工を実施する被加工物の加工方法の各ステップの流れを示すフローチャートである。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。本実施形態に係る加工装置は、半導体ウェーハ等の板状の被加工物を加工する。図１は、加工装置２と、被加工物１を含むフレームユニット１１と、を模式的に示す斜視図であり、図２は、フレームユニット１１を模式的に示す斜視図である。
まず、加工装置２で加工される被加工物１について説明する。被加工物１は、例えば、Ｓｉ（シリコン）、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、ＧａＮ（ガリウムナイトライド）、ＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）、若しくは、その他の半導体材料から形成される略円板状のウェーハである。
または、被加工物１は、サファイア、石英、ガラス、セラミックス等の材料からなる板状の基板等でもよい。該ガラスは、例えば、アルカリガラス、無アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等である。また、被加工物１は、複数のチップが樹脂で封止されたパッケージ基板でもよい。ただし、被加工物１はこれに限定されない。
図２には、被加工物１の一例である円板状の半導体ウェーハを模式的に示す斜視図が含まれている。例えば、被加工物１の表面１ａには、ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイス５が形成されている。被加工物１には、デバイス５間にストリート３と呼ばれる分割予定ラインが設定される。そして、図４等に示すように被加工物１をストリート３に沿って切削し加工痕（分割溝）１３を形成して被加工物１を分割すると、個々のデバイスチップを形成できる。
被加工物１の切削は、円環状の切削ブレードを備える切削装置で実施できる。本実施形態に係る加工装置２は、例えば、被加工物１を切削する切削装置である。ただし、被加工物１は、切削装置以外の加工装置２で加工されてもよい。例えば、加工装置２は、レーザビームをストリート３に沿って照射し被加工物１をレーザ加工できるレーザ加工装置でもよい。以下、加工装置２が切削装置である場合を例に本実施形態について説明するが、加工装置２はこれに限定されない。
加工装置２に被加工物１が搬入される前に、被加工物１は、ダイシングテープ９と、リングフレーム７と、と一体化されフレームユニット１１が形成される。図２は、フレームユニット１１に含まれる被加工物１を模式的に示す斜視図である。ダイシングテープ９は、アルミニウム等の金属で形成されたリングフレーム７の開口を塞ぐようにリングフレーム７に貼着される。そして、リングフレーム７の開口中に露出したダイシングテープ９に被加工物１の裏面１ｂ側が貼着される。
ダイシングテープ９は、例えば、基材層と、該基材層に支持された粘着層と、を備える粘着テープである。ただし、ダイシングテープ９はこれに限定されず、粘着層を備えなくてもよい。例えば、ダイシングテープ９は、ポリオレフィン系の材料で形成されたシートやポリエステル系の材料で形成されたシートでもよい。この場合、熱圧着等の方法によりシートを被加工物１及びリングフレーム７に一体化させることでフレームユニット１１を形成できる。
フレームユニット１１を形成すると、被加工物１をリングフレーム７及びダイシングテープ９を介して扱えるため、被加工物１の取り扱いが容易となる。その上、被加工物１が分割されて形成されるデバイスチップはダイシングテープ９にそのまま固定されるため、デバイスチップの取り扱いも容易となる。被加工物１を分割した後、リングフレーム７の開口の内側においてダイシングテープ９を径方向外向きに拡張すると、個々のデバイスチップ間に隙間が生じるため、デバイスチップのピックアップも容易である。
次に、被加工物１を加工する加工装置２について説明する。図１は、本実施形態に係る加工装置２の一例である切削装置を模式的に示す斜視図である。加工装置２は、各構成要素を支持する基台４を備えている。基台４の上面には、Ｘ軸方向（加工送り方向）に長い矩形状の開口４ａが形成されている。
図３は、開口４ａの内部の構造物を模式的に示す側面図である。開口４ａ内には、Ｘ軸移動テーブル６ａと、Ｘ軸移動テーブル６ａを加工送り方向（Ｘ軸方向）に移動させる加工送りユニット６と、が設けられている。Ｘ軸移動テーブル６ａには、チャックテーブル１０が載せられている。
加工送りユニット６は、開口４ａ内の底部にＸ軸方向に沿って設けられた一対のＸ軸ガイドレール６ｃと有する。Ｘ軸ガイドレール６ｃには、Ｘ軸移動テーブル６ａがスライド可能に取り付けられている。Ｘ軸移動テーブル６ａの底部にはナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレール６ｃに平行なＸ軸ボールねじ６ｂが螺合されている。Ｘ軸ボールねじ６ｂの一端部には、Ｘ軸パルスモータ６ｄが連結されている。
Ｘ軸パルスモータ６ｄでＸ軸ボールねじ６ｂを回転させると、Ｘ軸移動テーブル６ａは、Ｘ軸ガイドレール６ｃに対してスライドしつつ加工送り方向（Ｘ軸方向）に移動する。加工送りユニット６を作動させてＸ軸移動テーブル６ａを移動させると、Ｘ軸移動テーブル６ａに載るチャックテーブル１０が加工送りされる。加工送りユニット６は、Ｘ軸移動テーブル６ａ、Ｘ軸ボールねじ６ｂ、Ｘ軸ガイドレール６ｃ、Ｘ軸パルスモータ６ｄ等により構成されており、チャックテーブル１０を加工送りする機能を有する。
なお、加工送りユニット６は、チャックテーブル１０に代えて後述の加工ユニット１４を加工送り方向に沿って移動させてもよく、チャックテーブル１０及び加工ユニット１４を移動させてもよい。すなわち、加工送りユニット６は、チャックテーブル１０及び加工ユニット１４を加工送り方向に沿って相対的に移動させる機能を有する。
図１に示す通り、開口４ａの上端部には、加工送りユニット６を覆う防塵防滴カバー８が設けられている。防塵防滴カバー８は、チャックテーブル１０の移動に伴ってチャックテーブル１０の前後の部分がそれぞれ伸縮しつつ加工送りユニット６を覆い続ける。
Ｘ軸移動テーブル６ａの上には、チャックテーブル１０が設置されている。チャックテーブル１０の上面には多孔質部材１０ｃ（図３参照）が埋め込まれており、多孔質部材１０ｃの上面は保持面１０ａとなっている。チャックテーブル１０の内部には、多孔質部材１０ｃに一端が通じ、図示しないポンプ等で構成された吸引源に他端が接続された吸引路が形成されている。また、チャックテーブル１０の周囲には、フレームユニット１１のリングフレーム７を把持するためのクランプ１０ｂが設けられている。
加工装置２の基台４の前側角部には、基台４から側方に突き出た突出部１２が設けられている。突出部１２の内部には空間が形成されており、この空間には、カセットエレベータ４６が設置されている。カセットエレベータ４６の上面には、複数のフレームユニット１１を収容可能なカセット４８が載せられる。被加工物１を含むフレームユニット１１は、カセット４８に収容されて加工装置２に搬入される。カセットエレベータ４６は、カセット４８を昇降させる。
開口４ａに近接する位置には、カセット４８からチャックテーブル１０にフレームユニット１１を搬送する搬送ユニット（不図示）が設けられている。搬送ユニットでカセット４８から引き出されたフレームユニット１１は、チャックテーブル１０の保持面１０ａに載置される。
そして、リングフレーム７をクランプ１０ｂで把持し、吸引源で生じた負圧を吸引路及び多孔質部材１０ｃを通じてダイシングテープ９を介して被加工物１に作用させると、被加工物１がチャックテーブル１０に吸引保持される。チャックテーブル１０は、モータ等の回転駆動源を有する回転ユニット１０ｅに連結され支持されており、保持面１０ａに垂直な方向に沿った回転軸１０ｆの周りに回転する。
基台４の上面には、被加工物１を加工する加工ユニット１４を支持する支持構造１６が、開口４ａの上方に張り出すように配置されている。支持構造１６の前面上部には、加工ユニット１４を割り出し送り方向（Ｙ軸方向）に沿って移動させる割り出し送りユニット１８ａと、加工ユニット１４を昇降させる昇降ユニット１８ｂと、が設けられている。
割り出し送りユニット１８ａは、支持構造１６の前面に配置されＹ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール２０を備えている。Ｙ軸ガイドレール２０には、Ｙ軸移動プレート２２がスライド可能に取り付けられている。Ｙ軸移動プレート２２の裏面側（後面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール２０に平行なＹ軸ボールねじ２４が螺合されている。
Ｙ軸ボールねじ２４の一端部には、Ｙ軸パルスモータ（不図示）が連結されている。Ｙ軸パルスモータでＹ軸ボールねじ２４を回転させると、Ｙ軸移動プレート２２は、Ｙ軸ガイドレール２０に沿ってＹ軸方向に移動する。
Ｙ軸移動プレート２２の表面（前面）には、昇降ユニット１８ｂが設けられている。昇降ユニット１８ｂは、Ｙ軸移動プレート２２の表面に固定されたＺ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール２６を備える。Ｚ軸ガイドレール２６には、Ｚ軸移動プレート２８がスライド可能に取り付けられている。
Ｚ軸移動プレート２８の裏面側（後面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール２６に平行なＺ軸ボールねじ３０が螺合されている。Ｚ軸ボールねじ３０の一端部には、Ｚ軸パルスモータ３２が連結されている。Ｚ軸パルスモータ３２でＺ軸ボールねじ３０を回転させれば、Ｚ軸移動プレート２８は、Ｚ軸ガイドレール２６に沿ってＺ軸方向に移動する。
Ｚ軸移動プレート２８の下部には、チャックテーブル１０で保持された被加工物１を加工する加工ユニット１４と、チャックテーブル１０で保持された被加工物１の上面を撮像する撮像ユニット（カメラユニット）３４と、が固定されている。割り出し送りユニット１８ａでＹ軸移動プレート２２をＹ軸方向に移動させると、加工ユニット１４及び撮像ユニット３４は割り出し送りされる。また、昇降ユニット１８ｂでＺ軸移動プレート２８をＺ軸方向に移動させると、加工ユニット１４及び撮像ユニット３４は昇降する。
図３には、加工ユニット１４の一部を模式的に示す側面図が含まれている。また、図４には加工ユニット１４を模式的に示す斜視図が含まれている。加工ユニット１４は、例えば、円環状の切削ブレード（加工具）４０を備え、切削ブレード４０で被加工物１を切削する切削ユニットである。
加工ユニット（切削ユニット）１４は、Ｙ軸方向に平行な回転軸を構成するスピンドル（不図示）の基端側を回転可能に収容するスピンドルハウジング３６を備える。スピンドルハウジング３６の内部には、スピンドルを回転させるモータ等の回転駆動源が収容されており、この回転駆動源を作動させるとスピンドルが回転する。スピンドルの先端には、円環状の切削ブレード４０が固定される。スピンドルを回転させると切削ブレード４０を回転できる。
切削ブレード４０は、金属材料または樹脂材料等で円環状に形成された結合材と、ダイヤモンド等で形成され結合材中に分散固定された砥粒と、を含む砥石部を備える。Ｚ軸移動プレート２８を移動させ切削ブレード４０を所定の高さまで下降させ、加工送りユニット６を作動させてチャックテーブル１０を加工送りして回転する切削ブレード４０の砥石部を被加工物１に接触させると、被加工物１が切削される。
図４に示す通り、加工ユニット１４は、切削ブレード４０を覆うブレードカバー３８と、ブレードカバー３８に接続された切削水供給ノズル４２と、をさらに備える。切削ブレード４０で被加工物１を切削すると、砥石部及び被加工物１から切削屑と加工熱が生じる。そこで、切削ブレード４０で被加工物１を切削する間、切削水供給ノズル４２から切削ブレード４０及び被加工物１に純水等で構成される切削水が噴射される。切削水は、切削屑及び加工熱を除去する。
ただし、加工ユニット１４はこれに限定されない。加工ユニット１４は、レーザビームで被加工物１をレーザ加工するレーザ加工ユニットでもよい。その場合、加工ユニット１４はレーザ発振器と、加工ヘッドと、を有し、レーザ発振器で発振されたレーザビームを加工ヘッドからチャックテーブル１０で保持された被加工物１に照射する。レーザビームの集光点を所定の高さに位置付け、集光点にレーザビームを照射しながら加工送りユニット６を作動させて被加工物１を加工送りすると、レーザ加工が実施される。
撮像ユニット（カメラユニット）３４は、チャックテーブル１０で保持された被加工物１の表面１ａを撮像する。撮像ユニット３４は、例えばＣＣＤカメラやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を備え、後述の制御ユニット５０に撮像画像を送信する機能を有する。撮像ユニット３４により得られた撮像画像は、所定の箇所を加工するよう加工ユニット１４を位置付ける際に用いられる。また、被加工物１の加工後の領域が写る撮像画像を取得することにより、加工結果の良否を評価できる。
基台４の開口４ａよりも後方側には、加工後の被加工物１を洗浄する洗浄ユニット４４が設けられている。加工後の被加工物１は、図示しない搬送機構によってチャックテーブル１０から洗浄ユニット４４へと搬送される。
洗浄ユニット４４は、筒状の洗浄空間内で被加工物１を吸引保持するスピンナテーブルを備えている。また、スピンナテーブルの上方には、被加工物１に向けて洗浄用の流体（代表的には、水とエアーとを混合した二流体）を噴射する噴射ノズルが配置されている。被加工物１を保持したスピンナテーブルを回転させて、噴射ノズルから洗浄用の流体を噴射すると、被加工物１を洗浄できる。洗浄ユニット４４で洗浄された被加工物１は、例えば、搬送機構（不図示）でカセット４８に収容される。
加工装置２は、さらに、チャックテーブル１０と、加工ユニット１４と、加工送りユニット６と、回転ユニット１０ｅと、撮像ユニット３４と、割り出し送りユニット１８ａと、昇降ユニット１８ｂと、を含む各構成要素を制御する制御ユニット５０を備える。
制御ユニット５０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理装置と、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の主記憶装置と、フラッシュメモリ等の補助記憶装置と、を含むコンピュータによって構成されている。補助記憶装置に記憶されるソフトウェアに従い処理装置等を動作させることによって、制御ユニット５０の機能が実現される。
制御ユニット５０には、被加工物１を加工するための加工条件が予め入力され登録される。そして、制御ユニット５０は、加工条件に従って各構成要素を制御する。加工条件は、被加工物１の種別や所望の加工結果に合わせて適宜設定される。そして、制御ユニット５０は、各構成要素から送られた情報を参照しつつ各構成要素を制御して被加工物１の加工を所定の手順で進行させる。
すなわち、制御ユニット５０は、種々の加工条件を含む様々な情報を登録できる記憶部５０ａと、記憶部５０ａに登録された加工条件に従って各構成要素を制御して被加工物１の加工を遂行する加工制御部５０ｂと、を備える。
また、加工装置２は、制御ユニット５０への指令の入力や各種の情報の表示に利用されるタッチパネル付きディスプレイ(不図示)を備えてもよい。また、加工装置２は、使用者にランプまたは警報音により警報を発する警報ユニット（不図示）を備えてもよい。さらに、加工装置２は、切削ブレード４０に接続されたスピンドルの回転駆動源の負荷電流値を測定する電流計や、チャックテーブル１０に接続されたポンプ等の吸引源で生じた負圧の圧力を測定する圧力計等の監視ユニットを備えてもよい。
加工装置２では、カセット４８に収容されたフレームユニット１１がチャックテーブル１０に順次搬送され、チャックテーブル１０で吸引保持される。そして、加工ユニット１４によりチャックテーブル１０上において所定の加工条件で被加工物１が加工される。加工された被加工物１は、洗浄ユニット４４で洗浄された後、カセット４８に収容される。カセット４８に収容されて加工装置２に搬入されたすべてのフレームユニット１１の被加工物１の加工が終了した後、カセット４８が加工装置２から搬出される。
加工装置２では、被加工物１の加工中に稀に構成要素の一部に動作不良が生じ、加工が予定された通りに進行しない場合がある。この場合、そのまま加工を続行すると所定の加工結果が得られないだけでなく、被加工物１や切削ブレード（加工具）４０の破損に繋がることもある。
そこで、加工装置２は、実施されている加工の異常を検出する機能を備えるとよく、被加工物１の加工を実施する間に何らかの異常を検知したとき、加工を一時停止して加工装置２の使用者等に対する警報を発するとよい。そして、加工装置２が異常により停止した場合、使用者等は、加工装置２と被加工物１等の状態を確認し、必要な調整を加工装置２にした後に加工装置２に加工を再開させる。
ここで、被加工物１をストリート３に沿って加工する間に異常が検知されて加工が停止した場合、加工途上のストリート３に未加工領域が残る。より詳細に説明する。図５（Ａ）は、未加工の被加工物１の表面１ａを模式的に示す平面図であり、図５（Ｂ）は、加工装置２で加工がされる間に異常が検出されて加工が停止したときの被加工物１を模式的に示す平面図である。
被加工物１が加工ユニット（切削ユニット）１４で加工（切削）されると、各ストリート３に次々と加工痕（切削溝）１３が形成される。そして、図５（Ｂ）に示すように、あるストリート３の一端３ａから他端３ｂにかけて加工を実施する間、位置１５を加工しているときに異常が検出され加工が停止する場合、位置１５からストリート３の他端３ｂにかけて未加工領域３ｃが残る。
その後、加工装置２を調整して被加工物１の加工を再開するとき、位置１５から未加工領域３ｃの加工を再開する場合、切削ブレード（加工具）４０または被加工物１に予期せぬ力が作用して破損することがある。これは、加工装置２で加工が停止する直前、位置１５の近傍に形成される加工痕１３に異常が生じることが原因の一つである。
例えば、位置１５を加工する際にチャックテーブル１０が被加工物１に作用させる負圧が弱い場合、被加工物１が十分な力で吸引保持されず、被加工物１が浮き上がることや振動することが考えられる。また、位置１５を加工する際に切削ブレード４０等に供給される切削水の水量が少ない場合、切削ブレード４０等が十分に冷却されず、切削ブレード４０の砥石部が熱膨張することが考えられる。このような場合、被加工物１の位置１５に異常な加工痕１３が形成されることがある。
さらに、切削ブレード４０が接続されたスピンドルを回転させる回転駆動源の駆動電流に異常な変動が生じた場合、切削ブレード４０の破損や変形、加工痕１３の蛇行や位置ずれが生じた可能性がある。このように異常が生じている位置１５で加工が再開されると、切削ブレード４０等に予期せぬ力がかかる。
また、加工を停止させるとき、昇降ユニット１８ｂを作動させて切削ブレード４０を被加工物１から上昇させて退避させる。そのため、加工を再開する際には、位置１５の近傍で切削ブレード４０を下降させて被加工物１に上方から慎重かつ丁寧に切り込ませることになる。しかしながら、切削ブレード４０を上方から被加工物１に切り込ませると加工痕１３の外縁でチッピングと呼ばれる欠けが生じやすくなるため、形成される加工痕１３の品質が低下することもあり、形成されるチップが破損することもある。
そこで、異常が検知されて加工が停止したとき、加工途上のストリート３の未加工領域３ｃに対する再加工をせず、次のストリート３から加工を再開する場合がある。この場合、加工が停止した際に加工されていたストリート３が放置されるため、被加工物１に分割されない領域が生じ、得られるチップの数が減るとの問題が生じる。加工が停止した領域の近傍から正常に被加工物１の加工を再開するように使用者が加工装置２を操作することも考えられるが、この場合に手間と時間がかかり加工効率が大きく低下する。
そのため、本実施形態に係る加工装置２では、異常により加工が停止した場合、切削ブレード（加工具）４０等に負荷をかけず、製造されるデバイスチップの数と加工効率を大きく低下させることなく被加工物１を再加工する。以下、本実施形態に係る加工装置２について、加工中に異常が検出されたときに加工を停止させその後に被加工物１を再加工する構成に着目して説明を続ける。
まず、加工中に異常の有無を監視し、異常が検出されたときに加工を停止させる構成について説明する。加工装置２では、切削ブレード４０に接続されたスピンドルの回転駆動源の負荷電流値を測定する電流計や、チャックテーブル１０で作用する負圧の圧力値を測定する圧力計、切削水の流量を測定する流量計により、各構成要素の動作状況が監視される。または、加工装置２では、加工後の被加工物１が撮像ユニット３４により撮影され、撮像画像から加工結果が評価される。
例えば、加工装置２の制御ユニット５０は、加工ユニット１４で被加工物１が加工される間に発生する異常を検出する異常検出部５０ｃを有する。異常検出部５０ｃは、スピンドルの回転駆動源の負荷電流値やチャックテーブル１０で作用する負圧の圧力値、切削水の流量が通常とは異なる変動となったとき、異常の発生を検出する。または、異常検出部５０ｃは、被加工物１の加工ユニット１４で加工された位置を撮像ユニット３４に撮像させ、撮像ユニット３４により取得された撮像画像に基づいて異常を検出する。
制御ユニット５０の加工制御部５０ｂは、異常検出部５０ｃにより異常が検出されたときに加工ユニット１４による被加工物１の加工を中断させる。例えば、加工送りユニット６を停止してチャックテーブル１０等の加工送りを中断し、昇降ユニット１８ｂを作動させて切削ブレード４０を上昇させる。
また、例えば、制御ユニット５０は、加工により被加工物１に形成された加工痕１３を次々に撮像ユニット３４に撮像させ、得られた撮像画像を次々にタッチパネル付きディスプレイに表示させてもよい。加工装置２の使用者等は、次々に表示される撮像画像に写る加工痕１３を視認して異常の有無を監視してもよい。そして、使用者等は異常の発生を察知したとき、加工装置２に加工を停止させる指令を入力して、加工を停止させる。すなわち、異常の検出は、制御ユニット５０の機能により実施されなくてもよい。
こうして、加工送りユニット６でチャックテーブル１０及び加工ユニット１４を相対的に加工送り方向に沿って移動させつつ加工ユニット１４にストリート３の一端３ａから他端３ｂにかけて被加工物１を加工させる間に未加工領域３ｃを残して加工が中断される。この場合、制御ユニット５０は、被加工物１における未加工領域３ｃが残るストリート３と、加工が停止した位置１５と、に関する情報を取得して記憶部５０ａに記憶させる。
そして、制御ユニット５０は、中断された加工を再開する前にチャックテーブル１０を回転ユニット１０ｅで１８０度回転させる。または、加工が中断されたストリート３の次に加工が予定されたストリート３から加工を再開し加工が所定の段階まで進行した後にチャックテーブル１０を回転ユニット１０ｅで１８０度回転させる。
その後、制御ユニット５０は、加工送りユニット６でチャックテーブル１０及び加工ユニット１４を相対的に加工送り方向に沿って移動させつつ加工ユニット１４にストリート３の他端３ｂから被加工物１の未加工領域３ｃを加工させる。すなわち、未加工領域３ｃが残るストリート３を逆方向から加工する。
図６（Ａ）は、加工が中断された後、未加工領域３ｃが残るストリート３を残し、平行な他のすべてのストリート３に沿った加工が実施された被加工物１を模式的に示す平面図である。また、図６（Ｂ）は、その後にチャックテーブル１０が回転ユニット１０ｅで１８０度回転させられ、未加工領域３ｃの残るストリート３が逆方向から再加工されて加工痕１７が形成された被加工物１を模式的に示す平面図である。なお、図６（Ｂ）では、説明の便宜のために再加工で形成された加工痕１７が破線で示されている。
制御ユニット５０は、記憶部５０ａに記憶された未加工領域３ｃを含むストリート３に関する情報や位置１５に関する情報等を読み出し、再加工を実施する位置を決定する。そして、再加工は、ストリート３の他端３ｂから開始される。この再加工は、ストリート３の一端３ａから実施される通常の加工と同様に実施される。
そのため、正常でない加工痕１３が近傍に形成された位置１５から再加工が開始される場合とは異なり、切削ブレード（加工具）４０や被加工物１に予期せぬ力が作用することはない。また、切削ブレード４０を上方から被加工物１に切り込ませて再加工をする場合とは異なり、加工痕１７の外縁に異常なチッピングが形成されることもない。
そして、再加工がこのように実施される場合、未加工領域３ｃが被加工物１に残らないため、被加工物１から最大限の数でデバイスチップを製造できる。ただし、位置１５の近傍では正常な加工が実施されず正常な加工痕１３が形成されていない可能性があり、この近傍からは高品質なデバイスチップが得られないことも考えられる。そのため、位置１５の近傍で被加工物１から形成されたデバイスチップは、特別な検査工程にかけられるか、形成された他のデバイスチップとは区別されることが好ましい。
なお、ストリート３の他端３ｂからの再加工は、未加工領域３ｃの終点である位置１５の直前で終了されてもよい。この場合、切削ブレード（加工痕）４０が異常な加工痕１３が形成されている可能性のある位置１５を加工しないため、異常な加工痕１３の近傍で加工が実施されることに起因する切削ブレード４０等の破損が防止される。ただし、本実施形態に係る加工装置２はこれに限定されず、位置１５まで再加工が進行してもよい。
加工ユニット１４の切削ブレード４０が位置１５またはその近傍まで進行したとき、昇降ユニット１８ｂを作動させて切削ブレード４０を上昇させることにより再加工を終了する。そして、被加工物１に再加工を含めた所定の加工がすべて実施された後、被加工物１を含むフレームユニット１１がチャックテーブル１０から搬出される。
このように、本実施形態に係る加工装置２では、被加工物１の加工中に異常が検出されて加工が中断されても、切削ブレード４０等に破損を生じさせることなく未加工領域３ｃを含むストリート３を再加工できる。また、制御ユニット５０が記憶部５０ａに再加工が必要となるストリート３と加工が停止した位置１５に関する情報を記憶させる場合、加工装置２の使用者等が再加工について詳細な指示を出すことなく再加工が容易かつ迅速に実施される。
加工装置２で被加工物１を加工中に異常が生じる頻度は低いことが好ましく、実際に異常が生じる頻度は低く、本実施形態に係る加工装置２で再加工が実施される被加工物１の数は限定的である。しかしながら、本実施形態に係る加工装置２では、再加工が必要となる被加工物１の再加工が効率的かつ安定的に実施されるため、その後に加工される他の被加工物１も早期に加工が完了する。
したがって、本実施形態に係る加工装置２は、再加工が必要となる被加工物１の加工のみならず、結果的に再加工が必要とはならなかった被加工物１に対する加工に対しても利益がある。さらに、加工装置２において複数の被加工物１が加工される間に異常が検出されず、結果的にすべての被加工物１に対する加工が滞りなく実施される場合においても、加工装置２が効率的に再加工を実施できる機能を有するだけで利益がある。例えば、加工装置２を稼働させるにあたり、非効率的な再加工に対して備える必要がない。
次に、本実施形態に係る加工装置２で実施される被加工物１の加工方法について説明する。以下の説明は、本実施形態に係る加工装置２の構造及び機能を加工方法の観点から説明するものである。図７（Ａ）は、一つのストリート３に沿って被加工物１を加工する加工方法の各ステップの流れを示すフローチャートであり、図７（Ｂ）は、被加工物１を再加工する加工方法の各ステップの流れを示すフローチャートである。
加工装置２では、図７（Ａ）で説明する被加工物１の加工方法が繰り返し実施され、すべてのストリート３に沿って加工が実施される。そして、一部のストリート３に沿って被加工物１が加工された後、または、すべてのストリート３に沿って被加工物１が加工された後、図７（Ｂ）で説明する被加工物１を再加工する加工方法が必要に応じて実施される。
まず、加工装置２のチャックテーブル１０にフレームユニット１１を搬送し、チャックテーブル１０にダイシングテープ９を介して被加工物１を吸引保持させる。図３には、チャックテーブル１０に吸引保持された被加工物１の断面図が模式的に示されている。次に、撮像ユニット３４で被加工物１の上面を撮像してストリート３の伸長方向を検出し、チャックテーブル１０を回転ユニット１０ｅで回転させてストリート３の向きを加工送り方向（Ｘ軸方向）に合わせる。
そして、最初に加工するストリート３に対して、図７（Ａ）にフローを示す加工方法を実施する。まず、最初に加工するストリート３の延長線の上方に切削ブレード４０を位置付け、切削ブレード４０の回転を開始し、切削ブレード４０を所定の高さ位置まで下降させる。
そして、加工送りユニット６を作動させてチャックテーブル１０と加工ユニット１４を相対的に加工送りする。すると、切削ブレード４０の砥石部が被加工物１に接触して被加工物１の加工が開始される（Ｓ１０）。このとき、切削水供給ノズル４２から切削ブレード４０等に切削水を供給させる。
被加工物１を加工する間、異常検出部５０ｃまたは加工装置２の使用者が加工装置２を監視する。そして、異常検出部５０ｃが異常を検知した場合（Ｓ２０）、制御ユニット５０は加工ユニット１４による加工を中断させる（Ｓ５０）。または、加工装置２の使用者等が何等かの異常を検知した場合（Ｓ２０）、当該使用者等は加工ユニット１４による加工を中断させる指令を制御ユニット５０に入力して加工を中断させる（Ｓ５０）。
そして、異常が検知され加工装置２で加工が中断された場合、異常が発生した位置を記録する（Ｓ６０）。すなわち、制御ユニット５０の記憶部５０ａは、被加工物１の異常が検知され加工が停止された位置１５及び未加工領域３ｃが残るストリート３等に関する情報を記憶する。
また、当該ストリート３に沿って被加工物１を加工する間に異常が検知されない場合（Ｓ２０）、ストリート３の終点まで加工が進行していないとき（Ｓ３０）、そのまま加工を続行する（Ｓ４０）。そして、異常が検出されない限りストリート３の終点まで加工が進行する。その後、ストリート３の終点を切削ブレード４０が加工したとき、当該ストリート３の加工が終了する（Ｓ７０）。
一つのストリート３に沿った被加工物１の加工が完了した後、被加工物１を割り出し送りして、次のストリート３に沿って同様に被加工物１を切削する。すなわち、図７（Ａ）に示す加工方法が新たに実施される。そして、一つの方向に沿ったすべてのストリート３の加工が完了した後、回転ユニット１０ｅを作動させて他の方向に沿ったストリート３の向きを加工送り方向に合わせる。そして、同様に被加工物１の加工を進め、すべてのストリート３に沿って加工を完了させる。
すべてのストリート３に沿って被加工物１が正常に加工されると、被加工物１が個々のデバイスチップに分割される。そして、一部のストリート３において加工が正常に進行せずに異常が検出され加工が中断されて未加工領域３ｃが残る場合、再加工が実施される。
図７（Ｂ）は、すべてのストリート３を加工した後に必要に応じて再加工を実施する被加工物の加工方法のフローが示されている。例えば、すべてのストリート３に対して図７（Ａ）に示されたフローに沿って各ステップが実施され加工が実施された後（Ｓ８０）、加工中に異常が検知され加工が中断されたストリート３が存在する場合（Ｓ９０）、未加工領域３ｃが残る当該ストリート３に対する再加工が準備される。
この場合、まず回転ユニット１０ｅを作動させてチャックテーブル１０を回転させて、再加工の対象となるストリート３の向きを加工送り方向（Ｘ軸方向）に合わせる。このとき、当該ストリート３を最初に加工したときとは逆方向から加工が進行するように、当該ストリート３を最初に加工したときの状態から回転ユニット１０ｅでチャックテーブル１０を１８０度回転させる。
なお、チャックテーブル１０は、一度に１８０度回転しなくてもよい。すなわち、再加工の対象となるストリート３が最初に加工されたときの状態からチャックテーブル１０が１８０度回転した状態となればよい。
より詳細には、当該ストリート３が加工される間に異常が検出されて加工が中断された後、当該ストリート３に平行な他のストリート３の加工が実施され、その後に再加工を実施する場合、チャックテーブル１０を１８０度回転させる。また、当該ストリート３が加工される間に異常が検出されて加工が中断された後、直ちに再加工が実施されてもよい。この場合もチャックテーブル１０を１８０度回転させる。
その一方で、当該ストリート３が加工される間に異常が検出されて加工が中断された後、当該ストリート３に平行ではない他のストリート３の加工が実施された場合、この時点でチャックテーブル１０がすでに回転している。その後に再加工を実施する場合、再加工の対象となる当該ストリート３が逆方向から再加工されるようにチャックテーブル１０を回転させる。すると、当該ストリート３を最初に加工したときの状態からチャックテーブル１０が１８０度回転した状態となる。
このように、チャックテーブル１０を１８０度回転させるとは、再加工の対象となるストリート３を通常加工時とは逆向きに向けることを意味する。このようにチャックテーブル１０を回転させた後（Ｓ１００）、その後に再加工（Ｓ１１０）を実施する。
再加工を実施する際、加工制御部５０ｂは記憶部５０ａに記録された加工が停止された位置１５及び未加工領域３ｃが残るストリート３等に関する情報を読み出す。そして、再加工では、ストリート３の他端３ｂ（図６（Ｂ）等参照）から未加工領域３ｃが加工される。すなわち、ストリート３の他端３ｂよりも外側に切削ブレード４０を位置付け、切削ブレード４０を回転させ、所定の高さ位置に加工ユニット１４を下降させる。
その後、加工送りユニット６を作動させて、チャックテーブル１０及び加工ユニット１４を相対的に加工送りする。これにより他端３ｂ側からストリート３の未加工領域３ｃに切削ブレード４０を切り込ませる。すると、加工痕１７が形成される。なお、再加工は、加工痕１７が位置１５の近傍または位置１５に形成されるまで実施される。
なお、被加工物１がすべてのストリート３に沿って加工される間に一度も異常が検出されず、加工が中断されなかった場合（Ｓ９０）、再加工を実施する必要がない。被加工物１の再加工（Ｓ１１０）が完了した後、または、再加工の必要がないことが確認された後、チャックテーブル１０からフレームユニット１１を搬出される。
被加工物１が加工により個々のデバイスチップに分割された後、ダイシングテープ９から個々のデバイスチップがピックアップされ、所定の実装対象に実装される。本実施形態に係る加工装置２では、被加工物１の加工中に何らかの異常が生じた場合においても、可能な限り多くのデバイスチップを効率的に作成できる。
なお、本発明は、上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、図５（Ｂ）等に示す通り被加工物１の表面１ａに設定された複数のストリート３が被加工物１の端から順に加工される場合について説明したが、本発明の一態様に係る加工装置２はこれに限定されない。すなわち、各ストリート３の加工の順番に特に限定はない。
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
１ 被加工物
１ａ 表面
１ｂ 裏面
３ ストリート
３ａ 一端
３ｂ 他端
３ｃ 未加工領域
５ デバイス
７ リングフレーム
９ ダイシングテープ
１１ フレームユニット
１３，１７ 加工痕
１５ 位置
２ 加工装置
４ 基台
４ａ 開口
６ 加工送りユニット
６ａ 移動テーブル
６ｂ，２４，３０ ボールねじ
６ｃ，２０，２６ ガイドレール
６ｄ，３２ パルスモータ
８ 防塵防滴カバー
１０ チャックテーブル
１０ａ 保持面
１０ｂ クランプ
１０ｃ 多孔質部材
１０ｅ 回転ユニット
１０ｆ 回転軸
１２ 突出部
１４ 加工ユニット
１６ 支持構造
１８ａ 割り出し送りユニット
１８ｂ 昇降ユニット
２２，２８ 移動プレート
３４ 撮像ユニット
３６ スピンドルハウジング
３８ ブレードカバー
４０ 切削ブレード
４２ 切削水供給ノズル
４４ 洗浄ユニット
４６ カセットエレベータ
４８ カセット
５０ 制御ユニット
５０ａ 記憶部
５０ｂ 加工制御部
５０ｃ 異常検出部

Claims (5)

  1. 互いに交差する複数のストリートを備えた被加工物を保持面上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該被加工物を該ストリートに沿って加工する加工ユニットと、
    該チャックテーブルと、該加工ユニットと、を該保持面に平行な方向に加工送り方向に沿って相対的に移動させる加工送りユニットと、
    該チャックテーブルを該保持面に垂直な方向に沿った回転軸の周りに回転できる回転ユニットと、
    該チャックテーブルと、該加工ユニットと、該加工送りユニットと、該回転ユニットと、を制御する制御ユニットと、を備え、
    該制御ユニットは、該加工送りユニットで該チャックテーブル及び該加工ユニットを相対的に該加工送り方向に沿って移動させつつ該加工ユニットに該ストリートの一端から他端にかけて該被加工物を加工させる間に未加工領域を残して加工が中断された場合、該チャックテーブルを該回転ユニットで１８０度回転させ、該加工送りユニットで該チャックテーブル及び該加工ユニットを相対的に該加工送り方向に沿って移動させつつ該加工ユニットに該ストリートの該他端から該被加工物の該未加工領域を加工させることを特徴とする加工装置。
  2. 該加工ユニットは、円環状の切削ブレードで該被加工物を切削する切削ユニットであることを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
  3. 該加工ユニットは、レーザビームを該被加工物に照射して該被加工物をレーザ加工するレーザ加工ユニットであることを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
  4. 該制御ユニットは、該加工ユニットで該被加工物が加工される間に発生する異常を検出する異常検出部を有し、該異常検出部により該異常が検出されたときに該加工ユニットによる該被加工物の加工を中断させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の加工装置。
  5. 該チャックテーブルで保持された該被加工物を撮像する撮像ユニットをさらに備え、
    該異常検出部は、該被加工物の該加工ユニットで加工された位置を該撮像ユニットに撮像させ、該撮像ユニットにより取得された撮像画像に基づいて該異常を検出することを特徴とする請求項４に記載の加工装置。
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