KR20180020889A - 피가공물의 절삭 방법 - Google Patents

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Abstract

[과제] 피가공물에 대한 절삭 블레이드의 절입 깊이를 짧은 시간에 고정밀도로 제어할 수 있는 피가공물의 절삭 방법을 제공한다.
[해결 수단] 피가공물의 절삭 방법으로서, 높이를 측정하기 위한 높이 측정기가 장착된 절삭 유닛과 척 테이블을 이동 유닛으로 상대적으로 이동시켜, 척 테이블의 유지면의 높이 (Z) 를 복수의 좌표 (X, Y) 로 측정하고, 각각의 좌표 (X, Y) 와 높이 (Z) 의 관계를 유지면 정보로서 기억하는 유지면 정보 기억 스텝과, 피가공물의 두께를 측정하여, 두께 정보로서 기억하는 두께 정보 기억 스텝과, 두께 정보가 기억된 피가공물을 척 테이블로 유지하는 유지 스텝과, 유지면 정보와 두께 정보로부터, 척 테이블로 유지한 그 피가공물의 상면의 높이를 임의의 좌표 (X, Y) 로 산출하는 산출 스텝과, 산출 스텝에서 산출한 피가공물의 높이에 기초하여, 척 테이블로 유지한 피가공물에 절삭 블레이드를 절입시켜, 원하는 깊이의 홈을 형성하는 절삭 스텝을 포함한다.

Description

피가공물의 절삭 방법{METHOD FOR CUTTING WORK-PIECE}
본 발명은 판상의 피가공물을 절삭할 때에 사용되는 피가공물의 절삭 방법에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼로 대표되는 판상의 피가공물을 복수의 칩으로 분할할 때에는, 예를 들어, 피가공물을 유지하기 위한 척 테이블과, 피가공물을 절삭하기 위한 환상의 절삭 블레이드를 구비한 절삭 장치가 사용된다, 척 테이블에 의해서 유지된 피가공물에 대해서, 회전시킨 절삭 블레이드를 절입시키면서, 절삭 블레이드와 척 테이블을 상대적으로 이동시킴으로써, 이 이동 경로를 따라서 피가공물이 절삭된다.
상기 서술한 절삭 장치에서는, 통상적으로 피가공물에 접하는 척 테이블의 유지면의 높이를, 절삭 블레이드의 높이의 기준 (제로점) 으로서 설정한다, 이로써, 척 테이블 상의 피가공물에 절삭 블레이드의 높이를 맞추어, 피가공물의 원하는 깊이로 절삭 블레이드를 절입시킬 수 있다.
그런데, 최근에는, Low-k 막 등으로 불리는 유전율이 낮은 절연막을 피가공물에 형성하는 기회가 증가하고 있다, 이 Low-k 막은 무르기 때문에, 피가공물을 절삭할 때, 의도하지 않은 영역에서 벗겨져 버리는 경우가 있다, 그래서, 절삭 예정 라인 (스트리트, 분할 예정 라인) 과 겹치는 Low-k 막만을 미리 제거해 두는 방법 등이 검토되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
이 방법에서는, 두께가 수 ㎛ 정도인 Low-k 막에 절삭 블레이드를 절입시켜, 절삭 예정 라인과 겹치는 Low-k 막만을 피가공물로부터 제거한다, 한편, 상기 서술한 척 테이블의 유지면에는, 예를 들어, 수 ㎛ 이상의 높이의 편차가 존재하는 경우도 있다, 이 경우, 피가공물에 대한 절삭 블레이드의 절입 깊이도 동일한 정도로 편차지기 때문에 상기 서술한 방법을 적절히 실시할 수 없다.
이에 비해서, 피가공물의 복수의 위치에 절삭 블레이드를 절입시켜, 형성되는 확인용의 홈 (커프, 벤 자리) 의 길이를 기초로 절삭 블레이드의 절입 깊이를 확인하는 방법 등이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 2 참조), 이 방법에 의해서 확인된 절입 깊이를 이용하여 절삭 블레이드의 높이를 제어하면, 척 테이블의 유지면에 높이의 편차가 있는 경우여도, 얇은 Low-k 막만을 절삭하여 제거할 수 있다.
일본 공개특허공보 2015-18965호 일본 공개특허공보 2015-142022호
그러나, 상기 서술한 방법에서는, 피가공물에 복수의 홈을 형성한 후, 그 길이를 측정할 필요가 있기 때문에, 절삭 완료까지 요하는 시간이 대폭 길어져 버린다는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 피가공물에 대한 절삭 블레이드의 절입 깊이를 짧은 시간에 고정밀도로 제어할 수 있는 피가공물의 절삭 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 판상의 피가공물을 유지면으로 유지하는 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 그 피가공물을 절삭 블레이드로 가공하는 절삭 유닛과, 그 척 테이블과 그 절삭 유닛을 그 유지면에 대해서 평향한 X 축 방향 및 Y 축 방향으로 상대적으로 이동시키는 이동 유닛을 구비하는 절삭 장치를 사용하는 피가공물의 절삭 방법으로서, 높이를 측정하기 위한 높이 측정기가 장착된 그 절삭 유닛과 그 척 테이블을 그 이동 유닛으로 상대적으로 이동시켜, 그 척 테이블의 그 유지면의 높이 (Z) 를 복수의 좌표 (X, Y) 로 측정하고, 각각의 좌표 (X, Y) 와 높이 (Z) 의 관계를 유지면 정보로서 기억하는 유지면 정보 기억 스텝과, 그 피가공물의 두께를 측정하여, 두께 정보로서 기억하는 두께 정보 기억 스텝과, 그 두께 정보가 기억된 그 피가공물을 그 척 테이블로 유지하는 유지 스텝과, 그 유지면 정보와 그 두께 정보로부터, 그 척 테이블로 유지한 그 피가공물의 상면의 높이를 임의의 좌표 (X, Y) 로 산출하는 산출 스텝과, 그 산출 스텝에서 산출한 그 피가공물의 높이에 기초하여, 그 척 테이블로 유지한 그 피가공물에 그 절삭 블레이드를 절입시켜, 원하는 깊이의 홈을 형성하는 절삭 스텝을 구비하는 피가공물의 절삭 방법이 제공된다.
본 발명의 일 양태에 있어서, 그 산출 스텝 전에, 그 피가공물을 촬상하기 위해서 그 절삭 유닛에 장착되는 촬상 유닛 또는 그 높이 측정기를 사용하여, 그 척 테이블로 유지한 그 피가공물의 외주 가장자리의 좌표와, 그 외주 가장자리 또는 그 피가공물의 상면에 형성된 표지를 검출하여, 위치 정보를 기억하는 위치 정보 기억 스텝을 추가로 구비하고, 그 두께 정보 기억 스텝에서는, 그 피가공물의 두께 (t) 를 복수의 좌표 (x, y) 로 측정하여, 각각의 좌표 (x, y) 와 두께 (t) 의 관계를 그 두께 정보로서 기억하고, 그 산출 스텝에서는, 그 위치 정보와 그 유지면 정보와 그 두께 정보로부터 그 피가공물의 그 상면의 높이를 임의의 좌표 (X, Y) 로 산출하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 일 양태에 있어서, 그 피가공물은, 일방의 면측에 적층된 기능층을 포함하는 디바이스를 갖고, 그 절삭 스텝에서는, 그 디바이스를 구획하는 복수의 스트리트를 따라서 그 절삭 블레이드로 그 홈을 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 관련된 피가공물의 절삭 방법에서는, 척 테이블의 유지면의 높이 (Z) 를 복수의 좌표 (X, Y) 로 측정하여 얻어지는 유지면 정보와, 피가공물의 두께를 측정하여 얻어지는 두께 정보로부터, 척 테이블로 유지한 피가공물의 상면의 높이를 임의의 좌표 (X, Y) 로 산출하기 때문에, 피가공물에 대한 절삭 블레이드의 절입 깊이를 고정밀도로 제어할 수 있다.
또, 본 발명의 일 양태에 관련된 피가공물의 절삭 방법에서는, 피가공물에 확인용의 홈을 형성할 필요가 없기 때문에, 확인용의 홈을 형성하는 종래의 방법에 비해서, 절삭 완료까지 요하는 시간을 짧게 할 수 있다, 이와 같이, 본 발명의 일 양태에 관련된 피가공물의 절삭 방법에 의하면, 피가공물에 대한 절삭 블레이드의 절입 깊이를 짧은 시간에 고정밀도로 제어할 수 있다.
도 1(A) 는, 피가공물의 구성예를 모식적으로 나타내는 사시도이고, 도 1(B) 는, 피가공물에 보호 부재가 첩부되는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2 는, 절삭 장치의 구성예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 3(A) 는, 유지면 정보 기억 스텝을 설명하기 위한 측면도이고, 도 3(B) 는, 측정 라인의 설정예를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 4(A) 는, 두께 정보 기억 스텝을 설명하기 위한 측면도이고, 도 4(B) 는, 측정 라인의 설정예를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 5(A) 는, 유지 스텝을 설명하기 위한 측면도이고, 도 5(B) 는, 위치 정보 기억 스텝을 설명하기 위한 평면도이다.
도 6(A) 는, 유지면 정보가 나타내는 유지면의 높이 (Z) 를 시각적으로 나타내는 도면이고, 도 6(B) 는, 두께 정보가 나타내는 피가공물의 두께 (t) 를 시각적으로 나타내는 도면이며, 도 6(C) 는, 피가공물의 표면 (상면) 의 높이를 시각적으로 나타내는 도면이다.
도 7 은, 절삭 스텝을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 일 양태에 관련된 실시형태에 대해서 설명한다, 본 실시형태에 관련된 피가공물의 절삭 방법은, 유지면 정보 기억 스텝 (도 3(A) 및 도 3(B) 참조), 두께 정보 기억 스텝 (도 4(A) 및 도 4(B) 참조), 유지 스텝 (도 5(A) 참조), 위치 정보 기억 스텝 (도 5(B) 참조), 산출 스텝 (도 6(A), 도 6(B) 및 도 6(C) 참조) 및 절삭 스텝 (도 7 참조) 을 포함한다.
유지면 정보 기억 스텝에서는, 절삭 장치에 형성된 척 테이블의 유지면의 높이 (Z) 를 복수의 좌표 (X, Y) 로 측정하여, 각각의 좌표 (X, Y) 와 높이 (Z) 의 관계를 유지면 정보로서 기억한다, 두께 정보 기억 스텝에서는, 피가공물의 두께 (t) 를 복수의 좌표 (x, y) 로 측정하여, 각각의 좌표 (x, y) 와 두께 (t) 의 관계를 두께 정보로서 기억한다.
유지 스텝에서는, 두께 정보가 기억된 피가공물을 척 테이블로 유지한다, 위치 정보 기억 스텝에서는, 척 테이블로 유지한 피가공물의 외주 가장자리의 좌표와, 외주 가장자리에 형성된 노치 등의 표지 (또는 피가공물의 상면에 형성된 표지) 를 검출하여 위치 정보를 기억한다, 산출 스텝에서는, 위치 정보와 유지면 정보와 두께 정보로부터, 피가공물의 상면의 높이를 임의의 좌표 (X, Y) 로 산출한다.
절삭 스텝에서는, 산출 스텝에서 산출한 피가공물의 상면의 높이에 기초하여 절삭 블레이드를 절입시켜, 피가공물에 원하는 깊이의 홈을 형성한다, 이하, 본 실시형태에 관련된 피가공물의 절삭 방법에 대해서 상세히 서술한다.
도 1(A) 는, 본 실시형태에서 절삭되는 피가공물의 구성예를 모식적으로 나타내는 사시도이고, 도 1(B) 는, 피가공물에 보호 부재가 첩부되는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이다, 도 1(A) 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 피가공물 (11) 은, 예를 들어, 실리콘 등의 반도체 재료를 사용하여 형성되는 원반상의 웨이퍼로서, 그 표면 (일방의 면, 상면) (11a) 측에는, 배선이 되는 금속막이나, 배선 사이를 절연하는 절연막 (Low-k 막을 포함한다) 등의 기능층 (도시하지 않음) 이 형성되어 있다.
이 기능층이 형성된 피가공물 (11) 의 표면 (11a) 측은, 격자상으로 배열된 절삭 예정 라인 (스트리트, 분할 예정 라인) (13) 에 의해서 복수의 영역으로 구획되어 있고, 각 영역에는 IC, LSI 등의 디바이스 (15) 가 형성되어 있다, 각 디바이스 (15) 는 상기 서술한 기능층을 구성 요소로서 포함하고 있다, 즉, 기능층은 디바이스 (15) 의 일부가 된다, 또, 피가공물 (11) 의 외주 가장자리에는, 피가공물 (11) 의 방향 (예를 들어, 결정 방위) 을 판정할 때의 표지가 되는 노치 (11c) (또는 오리엔테이션 플랫) 가 형성되어 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 실리콘 등의 반도체 재료로 이루어지는 원반상의 웨이퍼를 피가공물 (11) 로 하고 있는데, 피가공물 (11) 의 재질, 형상, 구조 등에 제한은 없다, 예를 들어, 세라믹스, 금속, 수지 등의 재료로 이루어지는 기판을 피가공물 (11) 로서 사용할 수도 있다, 마찬가지로, 디바이스 (15) 의 종류, 수량, 배치 등에도 제한은 없다.
또, 상기 서술한 노치 (11c) 등과 함께, 또는 노치 (11c) 등을 대신하여, 피가공물 (11) 의 표면 (11a) 측에 형성된 디바이스 (15) 의 패턴 등을, 피가공물 (11) 의 방향을 판정할 때의 표지로서 사용할 수도 있다, 이 경우에는, 반드시 피가공물 (11) 의 외주 가장자리에 노치 (11c) 등을 형성하지 않아도 된다.
피가공물 (11) 의 이면 (타방의 면, 하면) (11b) 측에는, 도 1(B) 에 나타내는 바와 같이 보호 부재 (21) 가 첩부된다, 보호 부재 (21) 는, 예를 들어, 피가공물 (11) 과 동등한 직경을 갖는 원형의 필름 (테이프) 으로서, 그 표면 (21a) 측에는 점착력을 갖는 풀층이 형성되어 있다, 보호 부재 (21) 를 피가공물 (11) 에 첩부할 때에는, 이 표면 (21a) 측을 피가공물 (11) 의 이면 (11b) 측에 밀착시킨다.
또한, 본 실시형태에서는, 피가공물 (11) 의 이면 (11b) 측에 보호 부재 (21) 를 첩부하여, 표면 (11a) 측을 노출시키고 있지만, 피가공물 (11) 을 이면 (11b) 측부터 절삭하는 경우 등에는, 표면 (11a) 측에 보호 부재 (21) 를 첩부하여, 이면 (11b) 측을 노출시켜도 된다, 요컨대, 이 경우에는, 피가공물 (11) 의 이면 (11b) 이 상면이 되고, 표면 (11a) 이 하면이 된다, 또, 피가공물 (11) 의 파손 등이 문제되지 않는다면, 반드시 피가공물 (11) 의 이면 (11b) (또는 표면 (11a)) 에 보호 부재 (21) 를 첩부하지 않아도 된다.
또, 상기 서술한 바와 같이, 피가공물 (11) 을 이면 (11b) 측부터 절삭함으로써, 표면 (11a) 측의 기능층을 잔존시키면서 피가공물 (11) 의 이면 (11b) 측에 홈을 형성할 수 있다, 따라서, 본 발명에 관련된 피가공물의 절삭 방법은, 기능층을 확실하게 잔존시키면서, 피가공물 (11) 의 다른 부분을 제거하고자 하는 경우 등에도 유효하다.
도 2 는, 본 실시형태에서 사용되는 절삭 장치 (2) 의 구성예를 모식적으로 나타내는 도면이다, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 절삭 장치 (2) 는 각 구조를 지지하는 기대 (4) 를 구비하고 있다, 기대 (4) 의 전방의 모서리부에는, 사각형의 개구 (4a) 가 형성되어 있고, 이 개구 (4a) 내에는 승강하는 카세트 지지대 (6) 가 형성되어 있다, 카세트 지지대 (6) 의 상면에는, 복수의 피가공물 (11) 을 수용할 수 있는 카세트 (8) 가 재치 (載置) 된다, 또한, 도 1 에서는, 설명의 편의상, 카세트 (8) 의 윤곽만을 나타내고 있다.
카세트 지지대 (6) 의 측방에는, X 축 방향 (전후 방향, 가공 이송 방향) 으로 긴 사각형의 개구 (4b) 가 형성되어 있다, 이 개구 (4b) 내에는, X 축 이동 테이블 (10), X 축 이동 테이블 (10) 을 X 축 방향으로 이동시키는 X 축 이동 기구 (이동 유닛) (도시하지 않음) 및 X 축 이동 기구를 덮는 방진 방적 커버 (12) 가 형성되어 있다.
X 축 이동 기구는, X 축 방향과 평향한 1 쌍의 X 축 가이드 레일 (도시하지 않음) 을 구비하고 있고, X 축 가이드 레일에는, X 축 이동 테이블 (10) 이 슬라이드할 수 있도록 장착되어 있다, X 축 이동 테이블 (10) 의 하면측에는, 너트부 (도시하지 않음) 가 형성되어 있고, 이 너트부에는, X 축 가이드 레일과 평향한 X 축 볼 나사 (도시하지 않음) 가 나사 결합되어 있다.
X 축 볼 나사의 일단부에는, X 축 펄스 모터 (도시하지 않음) 가 연결되어 있다, X 축 펄스 모터로 X 축 볼 나사를 회전시킴으로써, X 축 이동 테이블 (10) 은 X 축 가이드 레일을 따라서 X 축 방향으로 이동한다.
X 축 이동 테이블 (10) 의 상방에는, 피가공물 (11) 을 유지하기 위한 척 테이블 (14) 이 형성되어 있다, 척 테이블 (14) 은, 모터 등의 회전 구동원 (도시하지 않음) 에 연결되어 있고, Z 축 방향 (연직 방향) 과 대체적으로 평향한 회전축의 둘레로 회전한다, 또, 척 테이블 (14) 은, 상기 서술한 X 축 이동 기구에 의해서 X 축 이동 테이블 (10) 과 함께 X 축 방향으로 가공 이송된다.
척 테이블 (14) 의 상면은, 피가공물 (11) 을 흡인, 유지하는 유지면 (16) 으로 되어 있다, 이 유지면 (16) 은, 척 테이블 (14) 의 내부에 형성된 흡인로 등을 통해서 흡인원 (도시하지 않음) 에 접속되어 있다.
개구 (4b) 에 근접하는 위치에는, 상기 서술한 피가공물 (11) 을 척 테이블 (14) 에 반송하는 반송 유닛 (도시하지 않음) 이 형성되어 있다, 반송 유닛에 의해서 반송된 피가공물 (11) 은, 예를 들어, 표면 (11a) 측이 상방으로 노출되도록 척 테이블 (14) 의 유지면 (16) 에 재치된다.
기대 (4) 의 상면에는, 2 조 (組) 의 절삭 유닛 (18) 을 지지하기 위한 도어형의 지지 구조 (20) 가 개구 (4b) 를 걸치듯이 배치되어 있다, 지지 구조 (20) 의 전면 상부에는, 각 절삭 유닛 (18) 을 Y 축 방향 (좌우 방향, 산출 이송 방향) 및 Z 축 방향으로 이동시키는 2 조의 절삭 유닛 이동 기구 (이동 유닛) (22) 가 형성되어 있다.
각 절삭 유닛 이동 기구 (22) 는, 지지 구조 (20) 의 전면에 배치되고, Y 축 방향과 평향한 1 쌍의 Y 축 가이드 레일 (24) 을 공통으로 구비하고 있다, Y 축 가이드 레일 (24) 에는, 각 절삭 유닛 이동 기구 (22) 를 구성하는 Y 축 이동 플레이트 (26) 가 각각 슬라이드할 수 있도록 장착되어 있다.
각 Y 축 이동 플레이트 (26) 의 이면측 (후면측) 에는, 너트부 (도시하지 않음) 가 형성되어 있고, 이 너트부에는 Y 축 가이드 레일 (24) 과 평향한 Y 축 볼 나사 (28) 가 각각 나사 결합되어 있다, 각 Y 축 볼 나사 (28) 의 일단부에는 Y 축 펄스 모터 (30) 가 연결되어 있다, Y 축 펄스 모터 (30) 에 의해서 Y 축 볼 나사 (28) 를 회전시키면, Y 축 이동 플레이트 (26) 는 Y 축 가이드 레일 (24) 을 따라서 Y 축 방향으로 이동한다.
각 Y 축 이동 플레이트 (26) 의 표면 (전면) 에는, Z 축 방향과 평향한 1 쌍의 Z 축 가이드 레일 (32) 이 형성되어 있다, Z 축 가이드 레일 (32) 에는, Z 축 이동 플레이트 (34) 가 슬라이드할 수 있도록 장착되어 있다.
각 Z 축 이동 플레이트 (34) 의 이면측 (후면측) 에는, 너트부 (도시하지 않음) 가 형성되어 있고, 이 너트부에는 Z 축 가이드 레일 (32) 과 평향한 Z 축 볼 나사 (36) 가 각각 나사 결합되어 있다, 각 Z 축 볼 나사 (36) 의 일단부에는 Z 축 펄스 모터 (38) 가 연결되어 있다, Z 축 펄스 모터 (38) 에 의해서 Z 축 볼 나사 (36) 를 회전시키면, Z 축 이동 플레이트 (34) 는 Z 축 가이드 레일 (32) 을 따라서 Z 축 방향으로 이동한다.
각 Z 축 이동 플레이트 (34) 의 하부에는, 절삭 유닛 (18) 이 형성되어 있다, 이 절삭 유닛 (18) 은, 회전축이 되는 스핀들 (40) (도 7 참조) 의 일단측에 장착된 원환상의 절삭 블레이드 (42) 를 구비하고 있다, 또, 절삭 유닛 (18) 에는, 척 테이블 (14) 의 유지면 (16) 등의 높이를 측정하기 위한 높이 측정기 (높이 측정 유닛) 와, 피가공물 (11) 등을 촬상하기 위한 카메라 (촬상 유닛) 가 일체로 된 복합 측정 유닛 (높이 측정기 (높이 측정 유닛), 카메라 (촬상 유닛)) (44) 가 장착되어 있다.
각 절삭 유닛 이동 기구 (22) 에 의해서 Y 축 이동 플레이트 (26) 를 Y 축 방향으로 이동시키면, 절삭 유닛 (18) 및 복합 측정 유닛 (44) 은 함께 Y 축 방향으로 산출 이송된다, 또, 각 절삭 유닛 이동 기구 (22) 에 의해서 Z 축 이동 플레이트 (34) 를 Z 축 방향으로 이동시키면, 절삭 유닛 (18) 및 복합 측정 유닛 (44) 은 함께 승강한다.
개구 (4b) 에 대해서 개구 (4a) 와 반대측의 위치에는, 원형의 개구 (4c) 가 형성되어 있다, 개구 (4c) 내에는, 절삭 후의 피가공물 (11) 등을 세정하기 위한 세정 유닛 (46) 이 형성되어 있다, X 축 이동 기구, 척 테이블 (14), 절삭 유닛 (18), 절삭 유닛 이동 기구 (22), 복합 측정 유닛 (44), 세정 유닛 (46) 등의 구성 요소에는 제어 유닛 (48) 이 접속되어 있다, 각 구성 요소는 이 제어 유닛 (48) 에 의해서 제어된다.
본 실시형태에 관련된 피가공물의 절삭 방법에서는, 먼저, 척 테이블 (14) 의 유지면 (16) 의 높이 (Z) 를 복수의 좌표 (X, Y) 로 측정하고, 각각의 좌표 (X, Y) 와 높이 (Z) 의 관계를 유지면 정보로서 기억하기 위한 유지면 정보 기억 스텝을 행한다, 도 3(A) 는, 유지면 정보 기억 스텝을 설명하기 위한 측면도이다.
도 3(A) 에 나타내는 바와 같이, 이 유지면 정보 기억 스텝은, 절삭 유닛 (18) 에 장착된 복합 측정 유닛 (44) 의 높이 측정기를 사용하여 행해진다, 높이 측정기는, 예를 들어, 레이저 빔 (L1) 을 사용하여 대상의 위치 (높이) 를 측정하는 레이저 변위계로서, 척 테이블 (14) 의 유지면 (16) 의 높이 (Z) 를 비접촉으로 측정할 수 있다.
유지면 정보 기억 스텝에서는, 먼저, 척 테이블 (14) 과 복합 측정 유닛 (44) 을 상대적으로 이동시키고, 미리 설정해 둔 유지면 (16) 의 측정 라인 (31) (도 3(B) 참조) 의 상방으로 복합 측정 유닛 (44) 을 이동시킨다, 그리고, 도 3(A) 에 나타내는 바와 같이, 복합 측정 유닛 (44) 에서 측정용의 레이저 빔 (L1) 을 조사하면서, 척 테이블 (14) 과 복합 측정 유닛 (44) 을 측정 라인 (31) 을 따라서 상대적으로 이동시킨다.
이로써, 척 테이블 (14) 의 유지면 (16) 의 높이 (Z) 를, 측정 라인 (31) 상의 복수의 좌표 (X, Y) 로 측정할 수 있다, 복합 측정 유닛 (44) 에 의해서 측정된 높이 (Z) 와 좌표 (X, Y) 의 관계는, 유지면 정보로서 제어 유닛 (48) 의 기억부 (48a) 에 기억된다, 설정된 모든 측정 라인 (31) 을 따라서 유지면 (16) 의 높이 (Z) 가 측정되고, 대응하는 유지면 정보가 기억부 (48a) 에 기억되면, 유지면 정보 기억 스텝은 종료한다.
도 3(B) 는, 측정 라인 (31) 의 설정예를 모식적으로 나타내는 평면도이다, 도 3(B) 의 설정예에서는, 예를 들어, X 좌표가 X1, X2, X3 의 위치에, 각각 X 축 방향과 수직 (Y 축 방향과 평행) 인 직선상의 측정 라인 (31) 이 설정되어 있다, 또, Y 좌표가 Y1, Y2, Y3 의 위치에, 각각 Y 축 방향과 수직 (X 축 방향과 평행) 인 직선상의 측정 라인 (31) 이 설정되어 있다.
따라서, 예를 들어, X 좌표가 X1 의 측정 라인 (31) 을 따라서 유지면 (16) 의 높이 (Z) 를 측정하면, 측정 라인 (31) 상의 복수의 좌표 (X1, Y) 에 대한 높이 (Z) 의 정보가 얻어진다, 또한, 본 실시형태에서는, 유지면 (16) 상에 합계 6 개의 측정 라인 (31) 을 설정하고 있는데, 설정되는 측정 라인 (31) 의 수량, 배치 등에 제한은 없다, 요구되는 절삭의 정밀도 등에 따라서 측정 라인 (31) 을 자유롭게 설정할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 미리 설정해 둔 측정 라인 (31) 을 따라서 유지면 (16) 의 높이 (Z) 를 연속적으로 측정하고 있지만, 미리 복수의 측정점을 설정해 두고, 이 측정점에서 유지면 (16) 의 높이 (Z) 를 측정하도록 해도 된다, 이 경우에도, 요구되는 절삭의 정밀도 등에 따라서 측정점을 자유롭게 설정할 수 있다.
유지면 정보 기억 스텝 후에는, 피가공물의 두께 (t) 를 복수의 좌표 (x, y) 로 측정하고, 각각의 좌표 (x, y) 와 두께 (t) 의 관계를 두께 정보로서 기억하기 위한 두께 정보 기억 스텝을 행한다, 도 4(A) 는, 두께 정보 기억 스텝을 설명하기 위한 측면도이다.
도 4(A) 에 나타내는 바와 같이, 이 두께 정보 기억 스텝은, 절삭 장치 (2) 의 내부 또는 외부에 형성된 임의의 두께 측정 장치 (52) 에서 행해진다, 두께 측정 장치 (52) 는, 피가공물 (11) 을 유지하기 위한 유지 테이블 (54) 을 구비하고 있다, 유지 테이블 (54) 의 상면은, 피가공물 (11) 을 유지하기 위한 유지면 (56) 으로 되어 있다, 이 유지면 (56) 은, 피가공물 (11) 의 두께를 높은 정밀도로 측정할 수 있도록 평탄하게 형성된다.
유지 테이블 (54) 의 상방에는 측정기 (58) 가 배치되어 있다, 측정기 (58) 는, 예를 들어, 레이저 빔 (L2) 을 사용하여 대상의 위치 (높이) 를 측정하는 레이저 변위계로서, 유지 테이블 (54) 의 유지면 (56) 에 대한 피가공물 (11) 의 표면 (11a) 의 높이 (즉, 보호 부재 (21) 를 포함하는 피가공물 (11) 의 두께) 를 비접촉으로 측정할 수 있다, 이 측정기 (58) 는, 유지 테이블 (54) 에 대해서 상대적으로 이동할 수 있도록 구성되어 있다, 또한, 측정기 (58) 로는, 접촉식의 마이크로 게이지 등이 사용되어도 된다.
두께 정보 기억 스텝에서는, 먼저, 유지 테이블 (54) 의 유지면 (56) 과, 피가공물 (11) 에 첨부된 보호 부재 (21) 의 이면 (21b) 이 접하도록, 피가공물 (11) 을 유지 테이블 (54) 에 재치한다, 이로써, 피가공물 (11) 은, 표면 (11a) 측이 상방으로 노출된 상태에서 유지 테이블 (54) 에 유지된다.
유지 테이블 (54) 에 의해서 피가공물 (11) 을 유지한 후에는, 유지 테이블 (54) 과 측정기 (58) 를 상대적으로 이동시키고, 미리 설정해 둔 피가공물 (11) 의 측정 라인 (33) (도 4(B) 참조) 의 상방으로 측정기 (58) 를 이동시킨다, 그리고, 도 4(A) 에 나타내는 바와 같이, 측정기 (58) 로 측정용의 레이저 빔 (L2) 을 조사하면서, 척 테이블 (14) 과 측정기 (58) 를 측정 라인 (33) 을 따라서 상대적으로 이동시킨다.
이로써, 피가공물 (11) 의 두께 (t) 를, 측정 라인 (33) 상의 복수의 좌표 (x, y) 로 측정할 수 있다, 측정기 (58) 에 의해서 측정된 두께 (t) 와 좌표 (x, y) 의 관계는, 임의의 방법으로 절삭 장치 (2) 에 보내지고, 두께 정보로서 제어 유닛 (48) 의 기억부 (48a) 에 기억된다, 설정된 모든 측정 라인 (33) 을 따라서 피가공물 (11) 의 두께 (t) 가 측정되고, 대응하는 두께 정보가 기억부 (48a) 에 기억되면, 두께 정보 기억 스텝은 종료한다.
도 4(B) 는, 측정 라인 (33) 의 설정예를 모식적으로 나타내는 평면도이다, 또한, 도 4(B) 에서는, 피가공물 (11) 에 고유의 좌표계 (x 좌표 및 y 좌표) 가 사용되고 있다, 도 4(B) 의 설정예에서는, 예를 들어, x 좌표가 x1, x2, x3 의 위치에, 각각 x 축 방향과 수직 (y 축 방향과 평행) 인 직선상의 측정 라인 (33) 이 설정되어 있다, 또, y 좌표가 y1, y2, y3 의 위치에, 각각 y 축 방향과 수직 (x 축 방향과 평행) 인 직선상의 측정 라인 (33) 이 설정되어 있다.
따라서, 예를 들어, x 좌표가 x1 의 측정 라인 (33) 을 따라서 피가공물 (11) 의 두께 (t) 를 측정하면, 측정 라인 (33) 상의 복수의 좌표 (x1, y) 에 대한 두께 (t) 정보가 얻어진다, 또한, 본 실시형태에서는, 상기 서술한 유지면 정보 기억 스텝에서 유지면 (16) 상에 설정되는 측정 라인 (31) 에 맞추어, 피가공물 (11) 의 표면 (11a) 상에 합계 6 개의 측정 라인 (33) 을 설정하고 있지만, 설정되는 측정 라인 (33) 의 수량, 배치 등에 제한은 없다, 요구되는 절삭의 정밀도 등에 따라서, 측정 라인 (33) 을 자유롭게 설정할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 미리 설정해 둔 측정 라인 (33) 을 따라서 피가공물 (11) 의 두께 (t) 를 연속적으로 측정하고 있지만, 미리 복수의 측정점을 설정해 두고, 이 측정점에서 피가공물 (11) 의 두께 (t) 를 측정하도록 해도 된다, 이 경우에도, 요구되는 절삭의 정밀도 등에 따라서 측정점을 자유롭게 설정할 수 있다.
두께 정보 기억 스텝 후에는, 두께 정보가 기억된 피가공물 (11) 을 척 테이블로 유지하는 유지 스텝을 행한다, 도 5(A) 는, 유지 스텝을 설명하기 위한 측면도이다, 이 유지 스텝에서는, 척 테이블 (14) 의 유지면 (16) 과, 피가공물 (11) 에 첩부된 보호 부재 (21) 의 이면 (21b) 이 접하도록, 피가공물 (11) 을 척 테이블 (14) 에 재치한다, 그 후, 흡인원의 부압을 유지면 (16) 에 작용시킴으로써, 피가공물 (11) 은 표면 (11a) 측이 상방으로 노출된 상태에서 척 테이블 (14) 에 흡인, 유지된다.
유지 스텝 후에는, 척 테이블 (14) 에 의해서 유지한 피가공물 (11) 의 외주 가장자리의 좌표와, 외주 가장자리에 형성된 노치 (11c) (또는 피가공물 (11) 의 표면 (11a) 에 형성된 디바이스 (15) 의 패턴 등) 를 검출하여, 위치 정보를 기억하기 위한 위치 정보 기억 스텝을 행한다, 도 5(B) 는, 위치 정보 기억 스텝을 설명하기 위한 평면도이다.
위치 정보 기억 스텝에서는, 먼저, 복합 측정 유닛 (44) 이 구비하는 카메라의 시야 (35) 를 피가공물 (11) 의 외주 가장자리를 포함하는 영역에 맞추어, 이 영역을 카메라로 촬상한다, 카메라에 의한 촬상은, 예를 들어, 척 테이블 (14) 을 회전시키면서, 상이한 복수의 위치에서 행해진다, 촬상에 의해서 형성된 화상 데이터는 제어 유닛 (48) 으로 보내어진다.
제어 유닛 (48) 은, 카메라로부터 보내어지는 화상에 대해서 에지 검출 처리를 행하고, 피가공물 (11) 의 외주 가장자리를 나타내는 곡선을 얻는다, 그 후, 제어 유닛 (48) 은 곡선상의 임의의 3 개의 점 A, B, C 의 좌표를 추출한다, 3 개의 점 A, B, C 의 좌표는, 1 회의 촬상에서 얻어지는 1 개의 화상 데이터로부터 추출되어도 되고, 복수 회의 촬상에서 얻어지는 복수의 화상 데이터로부터 추출되어도 된다.
다음으로, 제어 유닛 (48) 은, 점 A 및 점 B 를 잇는 선분과 수직인 이등분선과, 점 B 및 점 C 를 잇는 선분과 수직인 이등분선의 교점의 좌표를 산출한다, 이 교점의 좌표가 피가공물 (11) 의 중심 O 의 좌표에 상당한다, 중심 O 의 좌표 (교점의 좌표) 를 산출한 후에는, 노치 (11c) 의 좌표를 추출하고, 중심 O 와 노치 (11c) 를 잇는 직선이, 중심 O 를 통과하여 표면 (11a) 과 평향한 임의의 기준선에 대해서 이루는 각도 θ (도시하지 않음) 를 산출한다.
중심 O 의 좌표 (교점의 좌표) 와 각도 θ 를 산출한 후에는, 이것들을, 척 테이블 (14) 에 대한 피가공물 (11) 의 위치 정보로서 제어 유닛 (48) 의 기억부 (48a) 에 기억한다, 이 위치 정보를 사용함으로써, 피가공물 (11) 에 고유의 좌표계 (x 좌표 및 y 좌표) 로 표시되는 두께 정보를, 척 테이블 (14) (절삭 장치 (2)) 의 좌표계 (X 좌표 및 Y 좌표) 로 변환할 수 있게 된다.
위치 정보 기억 스텝 후에는, 위치 정보와 유지면 정보와 두께 정보로부터, 피가공물 (11) 의 표면 (11a) 의 높이를 임의의 좌표 (X, Y) 로 산출하는 산출 스텝을 실시한다. 도 6(A) 는, 유지면 정보가 나타내는 유지면 (16) 의 높이 (Z) 를 시각적으로 나타내는 도면이고, 도 6(B) 는, 두께 정보가 나타내는 피가공물 (11) 의 두께 (t) 를 시각적으로 나타내는 도면이며, 도 6(C) 는, 피가공물 (11) 의 표면 (11a) 의 높이를 시각적으로 나타내는 도면이다.
또한, 도 6(B) 에서는, 척 테이블 (14) 의 좌표계로 변환한 후의 두께 (t) 를 나타내고 있다, 또, 도 6(A), 도 6(B) 및 도 6(C) 에서는, 높이 또는 두께의 기준치를 「0」으로 나타내고, 이 기준치로부터의 편차의 양을 「＋1」 「-1」등의 수치를 사용하여 나타내고 있다.
예를 들어, 도 6(A) 및 도 6(B) 에 나타내는 바와 같이, 척 테이블 (14) 상의 영역 (좌표) (37) 에 있어서, 유지면 (16) 의 높이는 「0」, 피가공물 (11) 의 두께는 「＋1」이다, 따라서, 이 영역 (37) 에서는, 도 6(C) 에 나타내는 바와 같이, 피가공물 (11) 의 표면 (11a) 의 높이 (t ＋ Z) 는 「＋1」 (즉, 기준치 「0」보다 「1」만큼 높다) 로 산출된다.
또한, 유지면 정보의 좌표와, 두께 정보의 좌표가 대응하지 않는 것도 생각할 수 있다, 그 경우에는, 예를 들어, 임의의 좌표의 유지면 정보 (높이 (Z)) 에 대해서, 가장 가까운 좌표의 두께 정보 (두께 (t)) 를 이용하여, 피가공물 (11) 의 표면 (11a) 의 높이를 산출하면 된다, 한편, 측정 라인 (31, 33) (또는 측정점) 을 적절히 설정한 후에, 위치 정보 기억 스텝에서 산출되는 각도 θ 에 따라서 피가공물 (11) 을 척 테이블 (14) 에 대해서 회전시키면, 유지면 정보의 좌표와 두께 정보의 좌표를 일치시킬 수도 있다.
산출 스텝 후에는, 산출 스텝에서 산출한 피가공물 (11) 의 표면 (11a) 의 높이 (t ＋ Z) 에 기초하여 회전시킨 절삭 블레이드 (42) 를 피가공물 (11) 에 절입시켜, 피가공물 (11) 에 원하는 깊이의 홈을 형성하는 절삭 스텝을 행한다, 도 7 은, 절삭 스텝을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
본 실시형태에서는, 피가공물 (11) 의 표면 (11a) 의 높이 (t＋Z) 가 정확하게 산출되기 때문에, 이 표면 (11a) 의 높이 (t＋Z) 에 기초하여 절삭 블레이드 (42) 를 양호한 정밀도로 절입시킬 수 있다, 이로써, 피가공물 (11) 의 표면 (11a) 으로부터 원하는 깊이의 홈을, 절삭 예정 라인 (13) 을 따라서 형성할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시형태에 관련된 피가공물의 절삭 방법에서는, 척 테이블 (14) 의 유지면 (16) 의 높이 (Z) 를 복수의 좌표 (X, Y) 로 측정하여 얻어지는 유지면 정보와, 피가공물 (11) 의 두께 (t) 를 측정하여 얻어지는 두께 정보로부터, 척 테이블 (14) 에 의해서 유지한 피가공물 (11) 의 표면 (상면) (11a) 의 높이를 임의의 좌표 (X, Y) 로 산출하기 때문에, 피가공물 (11) 에 대한 절삭 블레이드 (42) 의 절입 깊이를 고정밀도로 제어할 수 있다.
또, 본 실시형태에 관련된 피가공물의 절삭 방법에서는, 피가공물 (11) 에 확인용의 홈을 형성할 필요가 없기 때문에, 확인용의 홈을 형성하는 종래의 방법에 비해서, 절삭 완료까지 요하는 시간을 짧게 할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 실시형태의 기재에 제한되지 않고 여러 가지로 변경하여 실시할 수 있다, 예를 들어, 상기 실시형태의 두께 정보 기억 스텝에서는, 피가공물 (11) 의 두께 (t) 를, 측정 라인 (33) 상의 복수의 좌표 (x, y) 로 측정하고 있지만, 피가공물 (11) 의 두께 편차가 충분히 작을 경우 등에는, 피가공물 (11) 의 1 개 지점의 두께 (t) 를 두께 정보로서 이용할 수 있다, 이 경우, 위치 정보 기억 스텝을 생략해도 된다.
또, 상기 실시형태의 위치 정보 기억 스텝에서는, 복합 측정 유닛 (44) 이 구비하는 카메라 (촬상 유닛) 를 사용하여 피가공물 (11) 의 외주 가장자리나 노치 (11c) 등을 검출하고 있지만, 복합 측정 유닛 (44) 이 구비하는 높이 측정기 (높이 측정 유닛) 를 사용하여 피가공물 (11) 의 외주 가장자리나 노치 (11c) 등을 검출할 수도 있다.
그 밖에 상기 실시형태에 관련된 구조, 방법 등은, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한 적절히 변경하여 실시할 수 있다.
11 : 피가공물
11a : 표면 (일방의 면, 상면)
11b : 이면 (타방의 면, 하면)
11c : 노치
13 : 절삭 예정 라인 (스트리트, 분할 예정 라인)
15 : 디바이스
21 : 보호 부재
21a : 표면
21b : 이면
31, 33 : 측정 라인
35 : 시야
37 : 영역 (좌표)
2 : 절삭 장치
4 : 기대
4a, 4b, 4c : 개구
6 : 카세트 지지대
8 : 카세트
10 : X 축 이동 테이블
12 : 방진 방적 커버
14 : 척 테이블
16 : 유지면
18 : 절삭 유닛
20 : 지지 구조
22 : 절삭 유닛 이동 기구
24 : Y 축 가이드 레일
26 : Y 축 이동 플레이트
28 : Y 축 볼 나사
30 : Y 축 펄스 모터
32 : Z 축 가이드 레일
34 : Z 축 이동 플레이트
36 : Z 축 볼 나사
38 : Z 축 펄스 모터
40 : 스핀들
42 : 절삭 블레이드
44 : 복합 측정 유닛 (높이 측정기, 촬상 유닛)
46 : 세정 유닛
48 : 제어 유닛
48a : 기억부
52 : 두께 측정 장치
54 : 유지 테이블
56 : 유지면
58 : 측정기

Claims (3)

  1. 판상의 피가공물을 유지면으로 유지하는 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 그 피가공물을 절삭 블레이드로 가공하는 절삭 유닛과, 그 척 테이블과 그 절삭 유닛을 그 유지면에 대해서 평향한 X 축 방향 및 Y 축 방향으로 상대적으로 이동시키는 이동 유닛을 구비하는 절삭 장치를 사용하는 피가공물의 절삭 방법으로서,
    높이를 측정하기 위한 높이 측정기가 장착된 그 절삭 유닛과 그 척 테이블을 그 이동 유닛으로 상대적으로 이동시켜, 그 척 테이블의 그 유지면의 높이 (Z) 를 복수의 좌표 (X, Y) 로 측정하고, 각각의 좌표 (X, Y) 와 높이 (Z) 의 관계를 유지면 정보로서 기억하는 유지면 정보 기억 스텝과,
    그 피가공물의 두께를 측정하여, 두께 정보로서 기억하는 두께 정보 기억 스텝과,
    그 두께 정보가 기억된 그 피가공물을 그 척 테이블로 유지하는 유지 스텝과,
    그 유지면 정보와 그 두께 정보로부터, 그 척 테이블로 유지한 그 피가공물의 상면의 높이를 임의의 좌표 (X, Y) 로 산출하는 산출 스텝과,
    그 산출 스텝에서 산출한 그 피가공물의 높이에 기초하여, 그 척 테이블로 유지한 그 피가공물에 그 절삭 블레이드를 절입시켜, 원하는 깊이의 홈을 형성하는 절삭 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 피가공물의 절삭 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    그 산출 스텝 전에, 그 피가공물을 촬상하기 위해서 그 절삭 유닛에 장착되는 촬상 유닛 또는 그 높이 측정기를 사용하여, 그 척 테이블로 유지한 그 피가공물의 외주 가장자리의 좌표와, 그 외주 가장자리 또는 그 피가공물의 상면에 형성된 표지를 검출하여, 위치 정보를 기억하는 위치 정보 기억 스텝을 추가로 구비하고,
    그 두께 정보 기억 스텝에서는, 그 피가공물의 두께 (t) 를 복수의 좌표 (x, y) 로 측정하여, 각각의 좌표 (x, y) 와 두께 (t) 의 관계를 그 두께 정보로서 기억하고,
    그 산출 스텝에서는, 그 위치 정보와 그 유지면 정보와 그 두께 정보로부터 그 피가공물의 그 상면의 높이를 임의의 좌표 (X, Y) 로 산출하는 것을 특징으로 하는 피가공물의 절삭 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    그 피가공물은, 일방의 면측에 적층된 기능층을 포함하는 디바이스를 갖고,
    그 절삭 스텝에서는, 그 디바이스를 구획하는 복수의 스트리트를 따라서 그 절삭 블레이드로 그 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 피가공물의 절삭 방법.
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