JP2015093341A - ドレッサーボード及びドレス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】切削ブレードのドレス後におけるセットアップを効率的に行うこと。
【解決手段】ドレッサーボード（３）は、切削ブレード（１３１）で切削可能な剛性基板（３２）と、切削ブレードのドレス用に剛性基板の表面に固定されたドレス部材（３１）とを備え、剛性基板がドレス部材の周囲にセットアップ用の切削領域を形成するように構成される。ドレス部材で切削ブレードがドレスされると共に、剛性基板が切削ブレードで切り込まれることで、切削痕（１６）から切削ブレードの外径サイズが算出されて、被加工物（Ｗ）に対する切削ブレードのセットアップが実施される。
【選択図】図４

Description

本発明は、トリミングダイサーにおける切削ブレードの刃先形状を整形するドレッサーボード及びドレス方法に関する。

一般に、被加工物の外周縁は、製造工程中の割れや発塵防止のために面取りが施され、断面視円弧状に形成されている。このため、被加工物の裏面を研削して被加工物を薄化すると、被加工物の外周縁にはナイフエッジが残存し、被加工物の割れや欠けによるデバイス品質低下の原因となる。そこで、被加工物の裏面を研削するのに先立って、切削ブレードで被加工物の面取り部を除去する外周加工方法（エッジトリミング加工）が採用されている（例えば、特許文献１参照）。エッジトリミング加工においては、切削ブレードの先端が摩耗するため、定期的に切削ブレードの先端をドレッサーボードによりフラットに整形するフラットドレスが行われる（例えば、特許文献２参照）。

切削加工する際には、切削ブレードを被加工物に対して好適な高さに位置付ける必要がある。切削ブレードを好適な高さに位置付ける際には、切削ブレードの先端位置を検出するセットアップが行われる。セットアップでは、切削ブレードでセットアップ用サンプルを所定量切り込み、撮像手段によって切削痕の長さを検出して、切削ブレードの先端位置を算出している（例えば、特許文献３参照）。セットアップに用いられるセットアップ用サンプルは、通常、被加工物を保持する保持テーブルとは別に設けられたサブテーブルに保持される（例えば、特許文献４参照）。

特開２０００−１７３９６１号公報 特開２０１０−５８８号公報 特開２０１３−２７９４９号公報 特開平０７−２８３１７１号公報

切削ブレードをドレスする際には、保持テーブル上にドレッサーボードが保持され、保持テーブル上で切削ブレードがドレスされる。さらに、ドレス後の切削ブレードをセットアップする際には、特許文献４のようにセットアップ用サンプルが保持されたサブテーブルが保持テーブルから離れていると、切削ブレードの移動距離が大きくなる。このため、セットアップ作業に時間がかかり、効率的なセットアップを行うことができないという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、切削ブレードのドレス後におけるセットアップを効率的に行うことができるドレッサーボード及びドレス方法を提供することを目的とする。

本発明のドレッサーボードは、切削ブレードのドレスを行うドレッサーボードであって、表面が平坦で且つ切削ブレードで切削可能な材質で形成された板形状の剛性基板と、剛性基板の面積よりも小さい外形の板形状に形成され剛性基板の表面に固定された切削ブレードをドレスするためのドレス部材と、から構成されることを特徴とする。

また本発明のドレス方法は、被加工物を保持する保持面を有する保持テーブルと、保持テーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードを装着したスピンドルを有する切削手段と、保持テーブルに保持された被加工物の表面を撮像する撮像手段と、を少なくとも備えた切削装置において、上記のドレッサーボードを使用して切削ブレードのドレスを行うドレス方法であって、ドレッサーボードの剛性基板側を保持テーブルの保持面上に保持する保持工程と、保持工程を実施した後に、ドレス部材に切削ブレードを切り込み切削ブレードのドレスを行うドレス工程と、ドレス工程を実施した後に、ドレス部材が固定されていない剛性基板の表面から切削手段を垂直に下降させて所定高さで切り込み切削痕を形成し撮像手段により切削痕を撮像して長さを検出し、検出された切削痕の長さとスピンドルの軸心高さ位置から剛性基板の上面高さ位置までの距離とから切削ブレードの外径サイズを算出する外径サイズ算出工程と、から構成されることを特徴とする。

これらの構成によれば、剛性基板の表面にドレス部材が固定されて一体に形成されていることから、保持テーブル上でドレス部材及び剛性基板に切削ブレードを切り込ませることができる。よって、保持テーブルにおいて切削ブレードのドレスと切削ブレードのセットアップを行うことができ、切削ブレードの移動距離を短くすることができる。この結果、切削ブレードのセットアップにかかる時間が短縮され、効率よくセットアップを行うことができる。また、保持テーブルとは別にサブテーブルを用意する必要がなく、装置構成を簡略化することができる。

本発明によれば、剛性基板の表面にドレス部材を固定して一体化したことで、切削ブレードのドレス後におけるセットアップを効率的に行うことができる。

本実施の形態に係る切削装置の斜視図である。 本実施の形態に係るドレッサーボードの斜視図である。 本実施の形態に係るドレス及びセットアップの説明図である。 本実施の形態に係る切削装置の動作の流れを示す図である。 本実施の形態に係る外径サイズ算出工程の説明図である。

図１から図３を参照して、本実施の形態に係るドレッサーボードが使用される切削装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る切削装置の斜視図である。図２は、本実施の形態に係るドレッサーボードの斜視図である。図３は、本実施の形態に係るドレス及びセットアップの説明図である。本実施の形態においては、エッジトリミング加工を実施する切削装置にドレッサーボードが使用される構成について説明するが、この構成に限定されない。ドレッサーボードは、切削ブレードを用いて切削加工する切削装置であれば、どのような切削装置に使用されてもよい。

図１に示すように、本実施の形態に係る切削装置１は、エッジトリミング加工によって摩耗した切削ブレード１３１（図３参照）に対してドレスとセットアップを実施するように構成されている。切削装置１には、被加工物Ｗだけでなく、切削ブレード１３１に対してドレス及びセットアップを行うためのドレッサーボード３がカセット４に収容された状態で搬入される。被加工物Ｗは、略円板状に形成されており、外周縁に製造工程中の割れや発塵防止のために面取りが施されている。なお、被加工物Ｗは、シリコン、ガリウム砒素等の半導体ウェーハでもよいし、セラミック、ガラス、サファイア系の光デバイスウェーハでもよい。

図２に示すように、ドレッサーボード３は、略円板状の剛性基板３２の表面に上面視矩形状のドレス部材３１を固定して構成される。剛性基板３２は、セットアップ用サンプルとして使用されるものであり、表面が平坦で且つ切削ブレード１３１（図３参照）で切削可能な材質、例えば、厚めのシリコン基板やカーボン基板で板状に形成されている。ドレス部材３１は、切削ブレード１３１の先端形状を整形するものであり、剛性基板３２の面積よりも小さい外形の板形状に形成されている。ドレス部材３１は、切削ブレード１３１の砥粒径よりも小さいホワイトアランダム、グリーンカーボン等の砥粒を樹脂等で結合して形成される。

なお、剛性基板３２は、被加工物Ｗと同じ材質で形成されてもよいし、異なる材質で形成されてもよい。また、剛性基板３２は、被加工物Ｗと略同径に形成されているが、保持テーブル５で保持可能であれば特に大きさは限定されない。また、ドレス部材３１は、剛性基板３２の表面にセットアップ用の切削領域を残すように、剛性基板３２上に固定されていればよい。よって、剛性基板３２の中心とドレス部材３１の中心とが一致している必要はない。

図１に戻り、切削装置１の基台２の上面中央には、Ｘ軸方向に延在するように開口が形成されており、開口を覆うように蛇腹状の防水カバー６が設けられている。防水カバー６上には、被加工物Ｗを保持する円板状の保持テーブル５が設けられている。防水カバー６の下方には、保持テーブル５をＸ軸方向に移動させるボールねじ式の移動手段（不図示）が設けられている。保持テーブル５は、移動機構が駆動されることで、一対の切削手段１３の下方で被加工物Ｗが切削される加工位置と被加工物Ｗが受け渡される移載位置との間で往復移動される。

保持テーブル５には、保持面５１から被加工物Ｗを持ち上げるリフタ５２が設けられている。リフタ５２は、保持テーブル５の中央に昇降可能に収容されている。また、保持面５１にはリフタ５２を囲むように環状の吸着面５３が形成されている。リフタ５２の上面が保持面５１よりも上昇することで、保持面５１から被加工物Ｗの外周を浮かせて、被加工物Ｗの受け渡しが実施される。リフタ５２の上面が保持面５１に面一になることで被加工物Ｗの外周側が吸着面５３に保持される。なお、リフタ５２が保持面５１よりも沈み込んで、被加工物Ｗの下面からリフタ５２を離間させる構成にしてもよい。

基台２上には、保持テーブル５の移動経路を挟むようにして、カセット４が載置されるエレベータ手段７と加工済みの被加工物Ｗを洗浄する洗浄手段８とが設けられている。エレベータ手段７では、ステージ７１上にカセット４が載置され、昇降機構（不図示）によってカセット４内の被加工物Ｗの出し入れ位置が調整される。洗浄手段８では、スピンナテーブル８１上の被加工物Ｗが基台２内に降下され、洗浄水が噴射されて被加工物Ｗが洗浄された後、乾燥エアが吹き付けられて被加工物Ｗが乾燥される。

基台２の上方には、カセット４及び保持テーブル５の相互間で被加工物Ｗを搬送するロボットピック９と、保持テーブル５及び洗浄手段８の相互間で被加工物Ｗを搬送するエッジクランプ式の搬送手段１０とが設けられている。ロボットピック９は、略Ｃ字の板状の保持部によって、カセット４に対して被加工物Ｗを出し入れすると共に、リフタ５２に対して被加工物Ｗを受け渡しするように構成されている。搬送手段１０は、３つのクランプ部１０１によって被加工物Ｗの外周を挟み込むことで、被加工物Ｗを保持した状態で搬送するように構成されている。

また基台２上には、基台２中央の開口を跨ぐように門型の柱部１１が立設されている。柱部１１には、一対の切削手段１３をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動させるブレード移動手段１２が設けられている。ブレード移動手段１２は、柱部１１に配置されたＹ軸方向に平行な一対のガイドレール１２１と、一対のガイドレール１２１にスライド可能に設置されたモータ駆動の一対のＹ軸テーブル１２３とを有している。また、ブレード移動手段１２は、各Ｙ軸テーブル１２３の前面に配置されたＺ軸方向に平行な一対のガイドレール１２２と、各一対のガイドレール１２２にスライド可能に設置されたモータ駆動のＺ軸テーブル１２４とを有している。

各Ｚ軸テーブル１２４には、それぞれ切削手段１３が設けられている。また、各Ｙ軸テーブル１２３及び各Ｚ軸テーブル１２４の背面には、それぞれナット部（不図示）が形成され、これらナット部にボールネジ１２５、１２６が螺合されている。そして、ボールネジ１２５、１２６の一端部に連結された駆動モータ１２７、１２８が回転駆動されることで、一対の切削手段１３がガイドレール１２１、１２２に沿ってＹ軸方向及びＺ軸方向に移動される。

切削手段１３には、スピンドル１３２のスピンドル軸（不図示）の先端に切削ブレード１３１が装着されている（図３参照）。切削ブレード１３１は、ダイアモンド砥粒をレジンボンドで固めて円形にしたレジンブレードで構成されている。また、切削ブレード１３１は、被加工物Ｗの面取りの幅寸法よりも大きな厚みを有している。切削手段１３は、切削ブレード１３１を高速回転させ、不図示の噴射ノズルから切削部分に切削水を噴射しつつ、被加工物Ｗに対してエッジトリミング加工を実施する。スピンドル１３２の側面には、保持テーブル５に保持された被加工物Ｗの表面を撮像する撮像手段１４が設けられている。

基台２の内部には、切削装置１の各部を統括制御する制御手段１５が設けられている。制御手段１５は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成される。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。メモリには、被加工物Ｗに対するエッジトリミング加工だけでなく、切削ブレード１３１（図３参照）に対するドレス及びセットアップを制御するプログラム等が記憶されている。

このように構成された切削装置１では、カセット４から被加工物Ｗが取り出され、切削手段１３によってエッジトリミング加工が実施される。エッジトリミング加工が実施された被加工物Ｗは、洗浄手段８によって洗浄された後、再びカセット４に収容される。また、エッジトリミング加工では、切削ブレード１３１（図３参照）の片面側だけが切削に寄与するため、切削ブレード１３１の両面の摩耗量に差が生じて偏摩耗し易くなっている。そこで、本実施の形態では、定期的にカセット４からドレッサーボード３が取り出されて、切削ブレード１３１のドレス（フラットドレス）及びセットアップが実施される。

図３Ａに示すように、切削ブレード１３１のドレス時には、ドレッサーボード３の中央に配置されたドレス部材３１の上方に切削ブレード１３１が位置付けられる。そして、高速回転した切削ブレード１３１にドレス部材３１の表面を僅かに切り込ませた状態で、ドレス部材３１に対して切削ブレード１３１が、加工送り方向（Ｘ軸方向）に直交する割出送り方向（Ｙ軸方向）に相対移動される。これにより、エッジトリミング加工によって摩耗した切削ブレード１３１の先端形状が平坦になるように整形される。なお、ドレス部材３１に対して切削ブレード１３１を加工送り方向に相対移動させて目立てを行う構成にしてもよい。

図３Ｂに示すように、切削ブレード１３１のセットアップ時には、ドレッサーボード３のドレス部材３１の周囲に露出した剛性基板３２の上方に切削ブレード１３１が位置付けられる。そして、高速回転した切削ブレード１３１を垂直に下降させて、剛性基板３２の表面に切削痕１６を形成する。この切削痕１６が撮像手段１４で撮像されて、画像処理等によって切削痕１６の長さが検出される。切削痕１６の長さ及びスピンドル軸の高さ（剛性基板３２の表面高さ位置からスピンドル１３２の軸心高さ位置までの距離）から切削ブレード１３１の外径サイズが算出される。これにより、切削ブレード１３１の先端高さが精度よく算出され、高精度なセットアップが実施される。

ここで、本実施の形態に係る切削装置の動作について説明する。以下の説明では、保持工程、ドレス工程、外径サイズ算出工程を含むドレス方法が実施された後、エッジトリミング工程が実施される一連の動作について説明する。図４は、本実施の形態に係る切削装置の動作の流れを示す図である。図５は、本実施の形態に係る外径サイズ算出工程の説明図である。

図４Ａに示すように、まず保持工程が実施される。保持工程では、ドレッサーボード３の剛性基板３２側が保持テーブル５の保持面５１上に保持される。ドレッサーボード３は、ドレス部材３１の長手方向が切削ブレード１３１の回転軸方向に向くように位置付けられる。このため、ドレス部材３１の短手方向（紙面に対する垂直方向）が加工送り方向（Ｘ軸方向）となり、ドレス部材３１の長手方向（紙面の左右方向）が割出送り方向（Ｙ軸方向）になる。

図４Ｂに示すように、保持工程の後にはドレス工程が実施される。ドレス工程では、切削ブレード１３１がドレス部材３１の上方に移動され、ドレス部材３１の長手方向の一端に位置付けられる。切削ブレード１３１は、回転した状態でドレス部材３１の一端に向けて下降され、ドレス部材３１の一端が僅かに切り込まれる。続いて、切削ブレード１３１がドレス部材３１の長手方向、すなわち割出送り方向（Ｙ軸方向）に沿って移動される。これにより、切削ブレード１３１の先端がドレス部材３１の表面に削られて、切削ブレード１３１の先端形状が平坦になるように整えられる。

このようにして、ドレッサーボード３のドレス部材３１によって切削ブレード１３１の先端がフラットドレスされる。また、このフラットドレスによってドレス部材３１の表面に溝１８（図３参照）が形成されることで、ドレス部材３１の表裏の応力バランスに崩れが生じる。しかしながら、ドレス部材３１が剛性基板３２に固定されているため、ドレス部材３１が応力バランスの崩れの影響を受けることがない。よって、ドレスを行うことで薄くなったドレス部材３１が使用される場合であっても、ドレス部材３１の形状変化に伴う反りが抑えられる。

図４Ｃに示すように、ドレス工程が実施された後には外径サイズ算出工程（セットアップ工程）が実施される。外径サイズ算出工程では、ドレス部材３１の上方の切削ブレード１３１が、割出送り方向に移動されてドレス部材３１が固定されていない剛性基板３２の上方に位置付けられる。切削ブレード１３１が回転した状態で剛性基板３２の表面から垂直に下降され、所定の高さで剛性基板３２が切り込まれることで切削痕１６が形成される。続いて、撮像手段１４によって剛性基板３２の表面が撮像され、撮像画像を画像処理することで切削痕１６の長さが検出される。

このとき、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、切削痕１６の長さＤとスピンドル１３２の軸心高さ位置から剛性基板３２の上面高さ位置までの距離Ｚとによって、切削ブレード１３１の外径サイズ２ｒが算出される。この場合、撮像画像にエッジ検出処理が施されて、撮像画像に含まれる切削痕１６の長さＤが検出される。このときの切削ブレード１３１の位置情報である距離Ｚは制御手段１５（図１参照）に設定されており、さらに切削痕１６の長さＤが制御手段１５に入力される。そして、以下の式（１）によって切削ブレード１３１の外径サイズ２ｒが算出される。

式（１）によって算出された切削ブレード１３１の外径サイズ２ｒに基づいて、被加工物Ｗを加工する際のスピンドル１３２の軸心位置が調整（セットアップ）される。また、外径サイズ算出工程によって算出された切削ブレード１３１の外径サイズ２ｒを制御手段１５（図１参照）に記録／記憶させ、被加工物Ｗの加工後に再度切削ブレード１３１の外径サイズ２ｒを検出することで、切削ブレード１３１の摩耗量を算出することができる。これにより、切削ブレード１３１の摩耗量に基づいて適切な時期に切削ブレード１３１を交換することができる。

このように、保持テーブル５に保持されたドレッサーボード３上でドレス部材３１及び剛性基板３２に切削ブレード１３１を切り込ませて、ドレス工程及び外径サイズ算出工程が実施される。よって、保持テーブル５においてドレス工程及び外径サイズ算出工程が行われるため、ドレス工程から外径サイズ算出工程に移行する際の切削ブレード１３１の移動距離を短くすることができる。この結果、セットアップに係る時間を短縮することができ、セットアップの効率化を図ることができる。

また、同じ保持テーブル５でドレス工程及び外径サイズ算出工程が行われるため、別途テーブルを設ける必要がなく、装置構成を簡略化することができる。さらに、外径サイズ算出工程では、エッジトリミング時の加工位置の近くで剛性基板３２が切削されるため、実際の被加工物Ｗの加工状況に近づけて外径サイズ２ｒを算出することができる。なお、被加工物Ｗの材質と剛性基板３２の材質とを同一にすることによって、さらに実際の被加工物Ｗの加工状況に近づけることができる。

図４Ｄに示すように、外径サイズ算出工程が実施された後にはエッジトリミング工程が実施される。この場合、ドレッサーボード３がカセット４（図１参照）に戻され、カセット４から新たな被加工物Ｗが保持テーブル５に搬送される。エッジトリミング工程では、被加工物Ｗの中心が保持テーブル５の回転中心に一致するように、保持テーブル５上に被加工物Ｗが保持される。また、切削ブレード１３１は、被加工物Ｗの外周の面取り部分１７の上方に位置付けられている。このとき、切削ブレード１３１の回転軸（Ｙ軸）が被加工物Ｗの中心線と一致するように位置合わせされている。

そして、切削ブレード１３１を高速回転させた状態で切削手段１３が下降され、被加工物Ｗの面取り部分１７が切り込まれる。続いて、保持テーブル５がＺ軸回りに回転することで、被加工物Ｗの面取り部分１７が除去される。この場合、切削ブレード１３１によって、後工程の研削加工における仕上げ厚みよりも深く切り込まれている。このため、後工程の研削加工で被加工物Ｗが薄化されても、被加工物Ｗの外周がナイフエッジ状に残ることがない。なお、切削ブレード１３１のドレスは、エッジトリミング加工の繰り返しによって刃先形状が摩耗した時点（例えば、５０回）で実施されるが、セットアップは数回（例えば、３回）おきに実施されてもよい。

以上のように、本実施の形態に係る剛性基板３２の表面にドレス部材３１が固定されて一体に形成されていることから、保持テーブル５上でドレス部材３１及び剛性基板３２に切削ブレード１３１を切り込ませることができる。よって、保持テーブル５において切削ブレード１３１のドレスと切削ブレード１３１のセットアップを行うことができ、切削ブレード１３１の移動距離を短くすることができる。この結果、切削ブレード１３１のセットアップにかかる時間が短縮され、効率よくセットアップを行うことができる。また、保持テーブル５とは別にサブテーブルを用意する必要がなく、装置構成を簡略化することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、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することが可能である。

例えば、上記した実施の形態においては、ドレス部材３１に対して切削ブレード１３１を割出送り方向（Ｙ軸方向）に移動させてドレスするフラットドレスについて説明したが、この構成に限定されない。切削ブレード１３１は、ドレス部材３１に対して切削ブレード１３１を加工送り方向（Ｘ軸方向）に移動させてドレスする目立てドレスが実施されてもよい。また、フラットドレス及び目立てドレスの両方が実施されてもよい。

以上説明したように、本発明は、切削ブレードのドレス後におけるセットアップを効率的に行うことができるという効果を有し、特に、トリミングダイサーにおける切削ブレードの刃先形状を整形するドレッサーボード及びドレス方法に有用である。

１ 切削装置
３ ドレッサーボード
５ 保持テーブル
１３ 切削手段
１４ 撮像手段
１６ 切削痕
３１ ドレス部材
３２ 剛性基板
５１ 保持面
１３１ 切削ブレード
１３２ スピンドル
Ｄ 切削痕の長さ
Ｗ 被加工物
Ｚ 距離
２ｒ 外径サイズ

Claims (2)

1. 切削ブレードのドレスを行うドレッサーボードであって、
   表面が平坦で且つ該切削ブレードで切削可能な材質で形成された板形状の剛性基板と、該剛性基板の面積よりも小さい外形の板形状に形成され該剛性基板の表面に固定された切削ブレードをドレスするためのドレス部材と、から構成されるドレッサーボード。
2. 被加工物を保持する保持面を有する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードを装着したスピンドルを有する切削手段と、該保持テーブルに保持された被加工物の表面を撮像する撮像手段と、を少なくとも備えた切削装置において、請求項１記載のドレッサーボードを使用して該切削ブレードのドレスを行うドレス方法であって、
   該ドレッサーボードの該剛性基板側を該保持テーブルの該保持面上に保持する保持工程と、
   該保持工程を実施した後に、該ドレス部材に該切削ブレードを切り込み該切削ブレードのドレスを行うドレス工程と、
   該ドレス工程を実施した後に、該ドレス部材が固定されていない該剛性基板の表面から該切削手段を垂直に下降させて所定高さで切り込み切削痕を形成し該撮像手段により該切削痕を撮像して長さを検出し、検出された該切削痕の長さと該スピンドルの軸心高さ位置から該剛性基板の上面高さ位置までの距離とから該切削ブレードの外径サイズを算出する外径サイズ算出工程と、から構成されるドレス方法。

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