切削装置の切削ブレード検出機構
【課題】発光体および受光体を段階的に切削ブレードの径方向に調節することなく、切削ブレードの環状の切れ刃の使用範囲を検出することができる切削ブレード検出機構を提供する。
【解決手段】環状の切れ刃を備えた切削ブレードの回転軸方向の一方の側に配設された発光手段と、切削ブレードの回転軸方向の他方の側に発光手段と対向して配設され照射された光を受光する受光手段と、受光手段が受光した光量に基いて環状の切れ刃の状態を検出する制御手段とを具備する切削装置の切削ブレード検出機構であって、発光手段は円形の発光面を有する複数の発光体とそれぞれ光を発する発光源とを備え、発光面が直径を超えない範囲で該切削ブレードの径方向に変位して配設されており、受光手段は円形の受光面を有する複数の受光体と光の光量に対応する電圧を出力する光電変換器とを備え、受光面がそれぞれ対向して配設されている。
【解決手段】環状の切れ刃を備えた切削ブレードの回転軸方向の一方の側に配設された発光手段と、切削ブレードの回転軸方向の他方の側に発光手段と対向して配設され照射された光を受光する受光手段と、受光手段が受光した光量に基いて環状の切れ刃の状態を検出する制御手段とを具備する切削装置の切削ブレード検出機構であって、発光手段は円形の発光面を有する複数の発光体とそれぞれ光を発する発光源とを備え、発光面が直径を超えない範囲で該切削ブレードの径方向に変位して配設されており、受光手段は円形の受光面を有する複数の受光体と光の光量に対応する電圧を出力する光電変換器とを備え、受光面がそれぞれ対向して配設されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハ等のウエーハを切削する切削装置に装備される切削ブレードの状態を検出するための切削ブレード検出機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。
【０００３】
上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと呼ばれる切削装置によって行われている。この切削装置は、磨耗して直径が減少した切削ブレードの環状の切れ刃の交換時期および環状の切れ刃の欠けを検出するための切削ブレード検出機構を備えている。
【０００４】
上記切削ブレードの検出機構は、切削ブレードの環状の切れ刃が侵入するブレード侵入部と、該ブレード侵入部に対向して配設される発光体および受光体とを備えている。この切削ブレード検出機構は、発光体が発する光を受光体が受光し、受光体が受光した光の光量に対応した電圧に変換することにより、発光体と受光体との間のブレード侵入部に位置する切削ブレードの環状の切れ刃の状態を検出する。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】実用新案登録第５１１３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記発光体および受光体は細い光ファイバーを複数束ねて構成されている。このように細い光ファイバーを複数束ねて構成された発光体は、直径が略１mmの円形の光を発光する。一方、切削ブレードの環状の切れ刃は１〜２mm突出しており、その５０〜７０％程度磨耗すると交換時期となる。しかるに、円形の光を発する発光体を用いて切削ブレードの環状の切れ刃の磨耗を正確に検出するためには、発光体の直径を中心として６０％（例えば０．６mm）の範囲を用いる。従って、切削ブレードの環状の切れ刃の使用範囲（例えば０．５〜１mm）を検出するには、発光体および受光体を段階的に切削ブレードの径方向に調節する必要がある。
【０００６】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、発光体および受光体を段階的に切削ブレードの径方向に調節することなく、切削ブレードの環状の切れ刃の使用範囲を検出することができる切削ブレード検出機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持するチャックテーブルに保持された被加工物を切削する環状の切れ刃を備えた切削ブレードの回転軸方向の一方の側に配設された発光手段と、該切削ブレードの回転軸方向の他方の側に該発光手段と対向して配設され該発光手段によって照射された光を受光する受光手段と、該発光手段から照射された光を該受光手段が受光した光量に基いて該環状の切れ刃の状態を検出する制御手段と、を具備する切削装置の切削ブレード検出機構において、
該発光手段は、円形の発光面を有する複数の発光体と該複数の発光体にそれぞれ光を発する発光源とを備え、該複数の発光体の発光面が直径を超えない範囲で該切削ブレードの径方向に変位して配設されており、
該受光手段は、円形の受光面を有する複数の受光体と該複数の受光体とそれぞれ接続され該受光体の受光面が受光した光の光量に対応する電圧を出力する光電変換器とを備え、該複数の受光体の受光面が該複数の発光体の発光面とそれぞれ対向して配設されている、
ことを特徴とする切削装置の切削ブレード検出機構が提供される。
【０００８】
上記制御手段は、切削ブレードの径方向最外側の発光体に光を発する発光源および切削ブレードの径方向最外側の受光体と接続した光電変換器を作動して環状の切れ刃の磨耗量を検出し、環状の切れ刃の磨耗量が発光体の発光面と受光体の受光面の検出許容範囲を超えたならば、順次切削ブレードの径方向内側の発光体に光を発する発光源および受光体に接続した光電変換器に切り換えて環状の切れ刃の状態を検出する。
上記検出許容範囲は、発光体の発光面から照射される光の光量の２０〜８０％を受光体の受光面によって受光される範囲に設定されている。
また、上記複数の発光体の発光面および複数の受光体の受光面の切削ブレードの径方向への変位量は、それぞれ発光体および受光体の半径に相当する量に設定されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による切削装置の切削ブレード検出機構によれば、切削ブレードの径方向最外側の発光体に光を発する発光源および切削ブレードの径方向最外側の受光体と接続した光電変換器を作動して環状の切れ刃の磨耗量を検出し、環状の切れ刃の磨耗量が発光体発光面と受光体の受光面の検出許容範囲を超えたならば、順次該切削ブレードの径方向内側の該発光体に光を発する該発光源および該受光体に接続した該光電変換器に切り換えて該環状の切れ刃の磨耗量を検出するので、切削ブレードの円環状の切れ刃の使用可能範囲の検出が可能となる。従って、切削ブレードを交換した際に、複数の発光体および複数の受光体の位置を調整すれば、切削ブレードの円環状の切れ刃が使用限界に達するまで、複数の発光体および複数の受光体の位置を調整する必要がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に従って構成された切削装置の切削ブレード検出機構の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【００１１】
図１には、本発明に従って構成された切削ブレード検出機構を装備した切削装置の斜視図が示されている。図１に示す切削装置１は、略直方体状の装置ハウジング２を具備している。この装置ハウジング２内には、被加工物を保持するチャックテーブル３が切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設されている。チャックテーブル３は、吸着チャック支持台３１と、該吸着チャック支持台３１上に配設された吸着チャック３２を具備しており、該吸着チャック３２の上面である保持面上に被加工物を図示しない吸引手段を作動することによって吸引保持するようになっている。また、チャックテーブル３は、図示しない回転機構によって回転可能に構成されている。なお、チャックテーブル３１には、被加工物として後述するウエーハをダイシングテープを介して支持する環状のフレームを固定するためのクランプ３３が配設されている。このように構成されたチャックテーブル３は、図示しない切削送り手段によって、矢印Ｘで示す切削送り方向に移動せしめられるようになっている。
【００１２】
図１に示す切削装置１は、切削手段としてのスピンドルユニット４を具備している。スピンドルユニット４は、図示しない割り出し送り手段によって図１において矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない切り込み送り手段によって図１において矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動せしめられるようになっている。このスピンドルユニット４は、図示しない移動基台に装着され割り出し方向である矢印Ｙで示す方向および切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動調整されるスピンドルハウジング４１と、該スピンドルハウジング４１に回転自在に支持された回転スピンドル４２と、該回転スピンドル４２の前端部に装着された切削ブレード４３とを具備している。切削ブレード４３は、例えば図２に示すようにアルミニウムによって形成された円盤状の基台４３１と、該基台４３１の外周部側面にダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固めて厚さが１５〜３０μmに形成された円環状の切れ刃４３２からなっている。
【００１３】
図２を参照して説明を続けると、上記スピンドルハウジング４１の前端部には、切削ブレード４３の上半部を覆うブレードカバー４４が取り付けられている。ブレードカバー４４は、図示の実施形態においてはスピンドルハウジング４１に装着された第１のカバー部材４４１と、該第１のカバー部材４４１に装着される第２のカバー部材４４２とからなっている。第１のカバー部材４４１の側面には雌ネジ穴４４１aと２個の位置決めピン４４１bが設けられており、第２のカバー部材４４２には上記雌ネジ穴４４１aと対応する位置に挿通穴４４２aが設けられている。また、第２のカバー部材４４２の第１のカバー部材４４１と対向する面には、上記２個の位置決めピン４４１bが嵌合する図示しない２個の凹部が形成されている。このように構成された第１のカバー部材４４１と第２のカバー部材４４２は、第２のカバー部材４４２に形成された図示しない２個の凹部を第１のカバー部材４４１に設けられた２個の位置決めピン４４１bに嵌合することによって位置決めする。そして、締結ボルト４４３を第２のカバー部材４４２の挿通穴４４２aに挿通し、第１のカバー部材４４１に設けられた雌ネジ穴４４１aと螺合することにより、第２のカバー部材４４２を第１のカバー部材４４１に装着する。
【００１４】
上記ブレードカバー４４を構成する第１のカバー部材４４１と第２のカバー部材４４２には、それぞれ切削水供給管４５１、４５２が配設されている。この切削水供給管４５１、４５２の下端には、それぞれ切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２の両側にそれぞれ配設され円環状の切れ刃４３２の両側面に向けて切削水を噴射する切削水供給ノズル４６１、４６２が接続されている。なお、上記切削水供給管４５１、４５２は、図示しない切削水供給手段に接続されている。
【００１５】
図示の実施形態におけるスピンドルユニット４のブレードカバー４４を構成する第１のカバー部材４４１には、上記切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２の磨耗や欠けを検出するための切削ブレード検出機構５が配設されている。この切削ブレード検出機構５について図２乃至図４を参照して説明する。図示の実施形態における切削ブレード検出機構５は、上記第１のカバー部材４４１に締結ボルト５１によって取り付けられる取付け部材５２と、図３に示すように該取付け部材５２に上下方向摺動可能に配設される支持部材５３と、該支持部材５３の下端部に互いに対向して配設された発光手段６および受光手段７を具備している。取付け部材５２には、第３図に示すように上記支持部材５３の厚みに対応する溝幅を有し下方が開放され上下方向に形成された案内溝５２１が形成されている。この案内溝５２１に支持部材５３が上下方向に摺動可能に配設される。
【００１６】
上記支持部材５３は、ステンレス鋼やアルミニウム等の金属材によって上記案内溝５２１の溝幅と対応する厚みを有する板状に形成され、その下部には上記切削ブレード４３の環状の切れ刃４２２が侵入するブレード侵入凹部５３１が形成されており、該ブレード侵入凹部５３１の両側に発光体取り付け部５３２と受光体取り付け部５３３が設けられている。このように構成された支持部材５３は、取付け部材５２に形成された案内溝５２１に上下方向に摺動可能に配設され、取付け部材５２に装着された調整ネジ５４によって上下方向に移動調節されるようになっている。
【００１７】
上記発光手段６は、図４に示すように支持部材５３の発光体取り付け部５３２に発光面６０１を上記ブレード侵入凹部５３１に向けて配設された第１の発光体６０aおよび第２の発光体６０bと、該第１の発光体６０aおよび第２の発光体６０bにそれぞれ光を発する第１の光源６１a(LED-1)および第２の光源６１b(LED-2)とからなっている。第１の発光体６０aと第２の発光体６０bは、断面が円形の複数の光ファイバーを束ねて直径が１ｍｍ程度の円形に形成されており、発光面６０１と６０１が直径を超えない範囲で切削ブレード４３の径方向に変位して配設されている。この第１の発光体６０aの発光面６０１と第２の発光体６０bの発光面６０１との切削ブレード４３の径方向への変位量は、第１の発光体６０aおよび第２の発光体６０bの半径に相当する量に設定されていることが望ましい。このように構成された第１の発光体６０aと第２の発光体６０bは、支持部材５３の発光体取り付け部５３２に装着される。上記第１の光源６１a(LED-1)および第２の光源６１b(LED-2)は、例えばレーザー発光ダイオード(LED)からなり、制御手段８によって制御される。
【００１８】
次に、上記受光手段７について、図４を参照して説明する。
受光手段７は、支持部材５３の受光体取り付け部５３３に受光面７０１を上記ブレード侵入凹部５３１に向けて配設された第１の受光体７０aおよび第２の受光体７０bと、該第１の受光体７０aおよび第２の受光体７０bによって受光された光の光量に対応した電圧に変換する第１の光電変換器７１a(PET-1)および第２の光電変換器７１b(PET-2)とからなっている。第１の受光体７０aと第２の受光体７０bは、上記第１の発光体６０aと第２の発光体６０bと同様に断面が円形の複数の光ファイバーを束ねて直径が１ｍｍ程度の円形に形成されており、受光面７０１と７０１が直径を超えない範囲で切削ブレード４３の径方向に変位して配設されている。この第１の受光体７０aの受光面７０１と第２の受光体７０bの受光面７０１との切削ブレード４３の径方向への変位量は、第１の受光体７０aおよび第２の受光体７０bの半径に相当する量に設定されていることが望ましい。このように構成された第１の受光体７０aと第２の受光体７０bは、支持部材５３の受光体取り付け部５３３に装着され、第１の受光体７０aの受光面７０１と第２の受光体７０bの受光面７０１がそれぞれ上記発光手段６の第１の発光体６０aの発光面６０１と第２の発光体６０bの発光面６０１と対向して配設される。上記第１の光電変換器７１a(PET-1)および第２の光電変換器７１b(PET-2)は、それぞれ第１の受光体７０aおよび第２の受光体７０bによって受光された光の光量に対応した電圧値に変換し、制御手段８に送る。
【００１９】
以上のように構成された切削ブレード検出機構５の発光手段６を構成する第１の発光体６０aと第２の発光体６０bおよび受光手段７を構成する第１の受光体７０aと第２の受光体７０bは、図３に示すように切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２の両側に位置付けられる。そして、図４に示すように発光手段６の上側（切削ブレード４３の径方向最外側）に位置する第１の発光体６０aの発光面６０１および受光手段７の上側（切削ブレード４３の径方向最外側）に位置する第１の受光体７０aの受光面７０１の中心から例えば半径の２分の１上側の位置が切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２の外周縁に位置付けられるように上記調整ネジ５４によって第１の発光体６０aと第２の発光体６０bおよび第１の受光体７０aと第２の受光体７０bを支持する支持部材５３の上下方向位置を調整する。このように位置付けられた第１の発光体６０aと第２の発光体６０bおよび第１の受光体７０aと第２の受光体７０bは、切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２における少なくとも使用可能範囲をカバーするようになっている。従って、切削ブレード４３を交換した際に、上述したように調整ネジ５４によって第１の発光体６０aと第２の発光体６０bおよび第１の受光体７０aと第２の受光体７０bを支持する支持部材５３の上下方向位置を調整すれば、切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２が使用限界に達するまで、第１の発光体６０aと第２の発光体６０bおよび第１の受光体７０aと第２の受光体７０bの位置を調整する必要がない。なお、図示の実施形態においては発光手段６および受光手段７はそれぞれ２個の発光体（第１の発光体６０aおよび第２の発光体６０b）と２個の受光体（第１の受光体７０aおよび第２の受光体７０b）を用いた例を示したが、切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２の使用範囲によってはそれぞれ３個以上使用してもよい。
【００２０】
図示の実施形態における切削ブレード検出機構５は以上のように構成されており、以下その作用について図５に示すフローチャートも参照して説明する。
切削ブレード４３が回転している状態において制御手段８は、ステップS1において発光手段６の第１の光源６１a(LED-1)を附勢(ON)するとともに受光手段７の第１の光電変換器７１a(PET-1)を附勢(ON)する。この結果、発光手段６を構成する第１の発光体６０aの発光面６０１から受光手段７を構成する第１の受光体７０aの受光面７０１に向けて光が照射される。そして、第１の受光体７０aの受光面７０１が受光した光が第１の光電変換器７１a(PET-1)に伝送され、第１の光電変換器７１a(PET-1)は第１の受光体７０aの受光面７０１が受光した光の光量に対応した電圧信号を制御手段８に出力する。第１の受光体７０aの受光面７０１が受光する光の光量は、切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２が磨耗していない状態では少なく、磨耗するに従って増大する。従って、切削ブレード４３によって切削が行われている際には、時間の経過に従って第１の光電変換器７１a(PET-1)は図６に示すような電圧信号を出力する。
【００２１】
ステップS1において発光手段６の第１の光源６１a(LED-1)を附勢(ON)するとともに受光手段７の第１の光電変換器７１a(PET-1)を附勢(ON)したならば、制御手段８はステップS２に進んで、第１の光電変換器７１a(PET-1)の出力値が所定の電圧値V2に達したか否かをチェックする。なお、所定の電圧値V2は、例えば第１の受光体７０aの中心から半径の２分の１下側の位置まで切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２が磨耗した状態で第１の受光体７０aの受光面７０１が受光する光の光量に対応して第１の光電変換器７１a(PET-1)が出力する電圧値に設定されている。ステップS２において第１の光電変換器７１a(PET-1)の出力値が所定の電圧値V2に達しないならば、制御手段８は第１の発光体６０aおよび第１の受光体７０aの受光面７０１による検出許容範囲内であると判断し、ステップS1に戻ってステップS1およびステップS２を繰り返し実行する。なお、図示の実施形態においては第１の発光体６０aの発光面６０１および第１の受光体７０aの受光面７０１による検出許容範囲内は、第１の受光体７０aの受光面７０１の中心から上下に半径の２分の１づつの範囲に設定した例を示したが、検出許容範囲内は第１の発光体６０a発光面６０１から照射される光の光量の２０〜８０％を第１の受光体７０aの受光面７０１によって受光される範囲でよい。ステップS２において第１の光電変換器７１a(PET-1)の出力値が所定の電圧値V2に達したならば、制御手段８は第１の発光体６０aおよび第１の受光体７０aの受光面７０１による検出許容範囲を超えたと判断し、ステップS３に進んで第１の光源６１a(LED-1)を除勢(OFF)するとともに第１の光電変換器７１a(PET-1)を除勢(OFF)する。そして、制御手段８はステップS４に進んで第２の光源６１b(LED-2)を附勢(ON)するとともに第２の光電変換器７１b(PET-2)を附勢(ON)する。この結果、発光手段６を構成する第２の発光体６０b発光面６０１から受光手段７を構成する第２の受光体７０bの受光面７０１に向けて光が照射される。そして、第２の受光体７０bの受光面７０１が受光した光が第２の光電変換器７１b(PET-2)に伝送され、第２の光電変換器７１b(PET-2)は第２の受光体７０bの受光面７０１が受光した光の光量に対応した電圧信号を制御手段８に出力する。第２の受光体７０bの受光面７０１が受光する光の光量は、上記第１の受光体７０aの受光面７０１と同様に切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２が磨耗するに従って増大する。従って、切削ブレード４３によって切削が行われている際には、時間の経過に従って第２の光電変換器７１b(PET-2)は図６に示すような電圧信号を出力する。なお、図６に示す第１の光電変換器７１a(PET-1)および第２の光電変換器７１b(PET-2)の出力値である電圧値は表示手段１２に表示される。
【００２２】
ステップS４において第２の光源(LED-2)を附勢(ON)するとともに第２の光電変換器７１b(PET-2)を附勢(ON)したならば、制御手段８はステップS５に進んで、第２の光電変換器７１b(PET-2)の出力値が所定の電圧値V1に達したか否かをチェックする。なお、所定の電圧値V1は、第２の発光体６０bと第２の受光体７０bによって検出された円環状の切れ刃４３２の磨耗量が所定の値に達した状態で、第２の受光体７０bの受光面７０１が受光する光の光量に対応して第２の光電変換器７１b(PET-2)が出力する電圧値に設定されている。即ち、図示の実施形態においては、上記第１の発光体６０aの発光面６０１と第１の受光体７０aの受光面７０１によって検出された円環状の切れ刃４３２の磨耗量と第２の発光体６０bの発光面６０1と第２の受光体７０bの受光面７０１によって検出された円環状の切れ刃４３２の磨耗量を加算した値が円環状の切れ刃４３２の使用限界となる。ステップS５において第２の光電変換器７１b(PET-2)の出力値が所定の電圧値V1に達しないならば、制御手段８は円環状の切れ刃４３２の磨耗量が使用限界に達していないと判断し、ステップS4に戻ってステップS4およびステップS5を繰り返し実行する。ステップS５において第２の光電変換器７１b(PET-2)の出力値が所定の電圧値V1に達したならば、制御手段８は円環状の切れ刃４３２の磨耗量が使用限界に達したと判断し、ステップS6に進んで表示手段１２に円環状の切れ刃４３２の磨耗量が使用限界に達したことを警報する。なお、第１の光電変換器７１a(PET-1)および第２の光電変換器７１b(PET-2)の出力値は図６に示す通りであるが、制御手段８は図７に示すように第１の光電変換器７１a(PET-1)の出力値（電圧値）と第２の光電変換器７１b(PET-2)の出力値（電圧値）を加算して使用限界とともに表示手段１２に表示することが望ましい。
【００２３】
以上のように、第１の光源６１a(LED-1)と第１の発光体６０aおよび第１の受光体７０aと第２の光電変換器７１a(PET-2)によって切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２の磨耗量を検出し、第１の光源６１a(LED-1)と第１の発光体６０aおよび第１の受光体７０aと第１の光電変換器７１a(PET-1)による検出許容範囲を超えたならば、第２の光源６１b(LED-2)と第２の発光体６０bおよび第２の受光体７０bと第２の光電変換器７１b(PET-2)によって円環状の切れ刃４３２の磨耗量を検出するので、切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２における使用可能範囲をカバーすることができる。従って、切削ブレード４３を交換した際に、上述したように調整ネジ５４によって第１の発光体６０aと第２の発光体６０bおよび第１の受光体７０aと第２の受光体７０bを支持する支持部材５３の上下方向位置を調整すれば、切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２が使用限界に達するまで、第１の発光体群６１および第２の発光体群６２と第１の受光体群７１および第２の受光体群７２の位置を調整する必要がない。
【００２４】
次に、切削ブレード４３によって切削が行われている際に図８に示すように切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２の一部に欠け４３２aが発生した場合について説明する。即ち、切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２の一部に欠け４３２aが発生すると、欠け４３２aの領域を通過して第１の受光体７０aの受光面７０１または第２の受光体７０bの受光面７０１によって受光される光の量が増加する。従って、第１の受光体７０aの受光面７０１または第２の受光体７０bの受光面７０１に受光された光の光量に対応した電圧信号を出力する第１の光電変換器７１a(PET-1)または第２の光電変換器７１b(PET-2)は、図９に示すように間欠的にピーク値を有する電圧信号を出力する。この電圧信号を入力した制御手段８は、表示手段１２に表示する。従って、オペレータは切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２に欠けが発生したことを確認することができる。
【００２５】
図１に戻って説明を続けると、切削装置１は、上記チャックテーブル３上に保持された被加工物の表面を撮像し、上記切削ブレード４３によって切削すべき領域を検出するための撮像手段１１を具備している。この撮像手段１１は、顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなっている。また、切削装置１は、撮像手段１１によって撮像された画像や上記制御手段８による判定結果等を表示する表示手段１２を具備している。
【００２６】
上記装置ハウジング２におけるカセット載置領域１３aには、被加工物を収容するカセットを載置するカセット載置テーブル１３が配設されている。このカセット載置テーブル１３は、図示しない昇降手段によって上下方向に移動可能に構成されている。カセット載置テーブル１３上には、被加工物としての半導体ウエーハ１０を収容するカセット１４が載置される。カセット１４に収容される半導体ウエーハ１０は、表面に格子状のストリートが形成されており、この格子状のストリートによって区画された複数の矩形領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成されている。このように形成された半導体ウエーハ１０は、環状の支持フレームFに装着されたダイシングテープTの表面に裏面が貼着された状態でカセット１４に収容される。
【００２７】
また、図示の実施形態における切削装置は、カセット載置テーブル１３上に載置されたカセット１４に収容されている半導体ウエーハ１０（環状のフレームFにダイシングテープTを介して支持されている状態）を仮置きテーブル１５に搬出する搬出・搬入手段１６と、仮置きテーブル１５に搬出された半導体ウエーハ１０を上記チャックテーブル３上に搬送する第１の搬送手段１７と、チャックテーブル３上で切削加工された半導体ウエーハ１０を洗浄する洗浄手段１８と、チャックテーブル３上で切削加工された半導体ウエーハ１０を洗浄手段１８へ搬送する第２の搬送手段１９を具備している。
【００２８】
次に、上述した切削装置１を用いて半導体ウエーハ１０を所定のストリートに沿って切断する切削作業について説明する。
カセット載置テーブル１３上に載置されたカセット１４の所定位置に収容されている半導体ウエーハ１０（環状のフレームFにダイシングテープTを介して支持されている状態）は、図示しない昇降手段によってカセット載置テーブル１３が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、搬出・搬入手段１６が進退作動して搬出位置に位置付けられた半導体ウエーハ１０を仮置きテーブル１５上に搬出する。仮置きテーブル１５に搬出された半導体ウエーハ１０は、第１の搬送手段１７の旋回動作によって上記チャックテーブル３上に搬送される。
【００２９】
チャックテーブル３上に半導体ウエーハ１０が載置されたならば、図示しない吸引手段が作動して半導体ウエーハ１０をチャックテーブル３上に吸引保持する。また、半導体ウエーハ１０をダイシングテープTを介して支持する環状のフレームFは、上記クランプ３３によって固定される。このようにして半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル３は、撮像手段１１の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル３が撮像手段１１の直下に位置付けられると、撮像手段１１によって半導体ウエーハ１０に形成されているストリートが検出され、スピンドルユニット４を割り出し方向である矢印Ｙ方向に移動調節してストリートと切削ブレード４３との精密位置合わせ作業が行われる。
【００３０】
その後、チャックテーブル３を切削ブレード４３の下方である切削加工領域に移動し、切削ブレード４３を所定方向に回転せしめるとともに、矢印Zで示す方向に所定量切り込み送りし、切削ブレード４３の最下端がダイシングテープTに達する位置に位置付ける。そして、半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３を切削送り方向である矢印Xで示す方向に所定の切削送り速度で移動する。この結果、チャックテーブル３上に保持された半導体ウエーハ１０は、切削ブレード４３により所定のストリートに沿って切断される（切削工程）。この切削工程を実施する際には、切削水供給ノズル４６２から切削水が切削ブレード４３の側面に向けて噴射される。
【００３１】
以上のようにして、半導体ウエーハ１０を所定のストリートに沿って切断したら、チャックテーブル３を図１において矢印Ｙで示す方向にストリートの間隔だけ割り出し送りし、上記切削工程を実施する。そして、半導体ウエーハ１０の所定方向に延在するストリートの全てに沿って切削工程を実施したならば、チャックテーブル３を９０度回転させて、半導体ウエーハ１０の所定方向と直交する方向に延在するストリートに沿って切削工程を実行することにより、半導体ウエーハ１０に格子状に形成された全てのストリートが切削されて個々のデバイスに分割される。なお、分割された個々のデバイスは、ダイシングテープTの作用によってバラバラにはならず、環状のフレームFに支持されたウエーハの状態が維持されている。
【００３２】
上述したように半導体ウエーハ１０のストリートに沿って切削工程が終了したら、半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル３は最初に半導体ウエーハ１０を吸引保持した位置に戻される。そして、半導体ウエーハ１０の吸引保持を解除する。次に、半導体ウエーハ１０は第２の搬送手段１９によって洗浄手段１８に搬送される。洗浄手段１８に搬送された半導体ウエーハ１０は、ここで洗浄される。このようにして洗浄された半導体ウエーハ１０は、乾燥後に第１の搬送手段１７によって仮置きテーブル１５に搬送される。そして、半導体ウエーハ１０は、搬出・搬入手段１６によってカセット９の所定位置に収納される。
【００３３】
上述した切削工程を実施している際に上記切削ブレード検出機構５も作動しており、上述したように切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２の磨耗状況や円環状の切れ刃４３２の欠けが発生したことを確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に本発明に従って構成された切削ブレード検出機構が装備された切削装置の斜視図。
【図２】図１に示す切削装置に装備されるスピンドルユニットの要部斜視図。
【図３】図１に示す切削装置に装備される切削ブレードと本発明に従って構成された切削ブレード検出機構との関係を示す説明図。
【図４】図３に示す切削ブレード検出機構を構成する発光手段の第１の受光体および第２の発光体と切削ブレードの円環状の切れ刃との関係および第１の受光体および第２の受光体と切削ブレードの円環状の切れ刃との関係を示す説明図。
【図５】図３に示す切削ブレード検出機構を構成する制御手段の動作手順を示すフローチャート。
【図６】図３に示す切削ブレード検出機構を構成する第１の光電変換器および第２の光電変換器が出力する電圧信号の説明図。
【図７】図３に示す切削ブレード検出機構を構成する第１の光電変換器および第２の光電変換器が出力する電圧信号を加算して表示する例を示す説明図。
【図８】切削ブレードの円環状の切れ刃に欠けが発生した状態を示す説明図。
【図９】図８に示す切削ブレードの円環状の切れ刃に欠けが発生した場合において切削ブレード検出機構を構成する第１の光電変換器または第２の光電変換器が出力する電圧信号の説明図。
【符号の説明】
【００３５】
１：切削装置
２：装置ハウジング
３：チャックテーブ
４：スピンドルユニット
４１：回転スピンドル
４３：切削ブレード
４４：ブレードカバー
４６１，４６２：切削水供給ノズル
５：切削ブレード検出機構
５２：取付け部材
５３：支持部材
６：発光手段
６０a：第１の発光体
６０b：第２の発光体
６１a：第１の光源(LED-1)
６１b：第２の光源(LED-2)
７：受光手段
７０a：第１の受光体
７０b：第２の受光体
７１a：第１の光電変換器(PET-1)
７１b：第２の光電変換器(PET-2)
８：制御手段
１０：半導体ウエーハ
１１：撮像手段
１２：表示手段
１３：カセット載置テーブル
１４：カセット
１５：仮置きテーブル
１６：搬出・搬入手段
１７：第１の搬送手段
１８：洗浄手段
１９：第２の搬送手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハ等のウエーハを切削する切削装置に装備される切削ブレードの状態を検出するための切削ブレード検出機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。
【０００３】
上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと呼ばれる切削装置によって行われている。この切削装置は、磨耗して直径が減少した切削ブレードの環状の切れ刃の交換時期および環状の切れ刃の欠けを検出するための切削ブレード検出機構を備えている。
【０００４】
上記切削ブレードの検出機構は、切削ブレードの環状の切れ刃が侵入するブレード侵入部と、該ブレード侵入部に対向して配設される発光体および受光体とを備えている。この切削ブレード検出機構は、発光体が発する光を受光体が受光し、受光体が受光した光の光量に対応した電圧に変換することにより、発光体と受光体との間のブレード侵入部に位置する切削ブレードの環状の切れ刃の状態を検出する。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】実用新案登録第５１１３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記発光体および受光体は細い光ファイバーを複数束ねて構成されている。このように細い光ファイバーを複数束ねて構成された発光体は、直径が略１mmの円形の光を発光する。一方、切削ブレードの環状の切れ刃は１〜２mm突出しており、その５０〜７０％程度磨耗すると交換時期となる。しかるに、円形の光を発する発光体を用いて切削ブレードの環状の切れ刃の磨耗を正確に検出するためには、発光体の直径を中心として６０％（例えば０．６mm）の範囲を用いる。従って、切削ブレードの環状の切れ刃の使用範囲（例えば０．５〜１mm）を検出するには、発光体および受光体を段階的に切削ブレードの径方向に調節する必要がある。
【０００６】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、発光体および受光体を段階的に切削ブレードの径方向に調節することなく、切削ブレードの環状の切れ刃の使用範囲を検出することができる切削ブレード検出機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持するチャックテーブルに保持された被加工物を切削する環状の切れ刃を備えた切削ブレードの回転軸方向の一方の側に配設された発光手段と、該切削ブレードの回転軸方向の他方の側に該発光手段と対向して配設され該発光手段によって照射された光を受光する受光手段と、該発光手段から照射された光を該受光手段が受光した光量に基いて該環状の切れ刃の状態を検出する制御手段と、を具備する切削装置の切削ブレード検出機構において、
該発光手段は、円形の発光面を有する複数の発光体と該複数の発光体にそれぞれ光を発する発光源とを備え、該複数の発光体の発光面が直径を超えない範囲で該切削ブレードの径方向に変位して配設されており、
該受光手段は、円形の受光面を有する複数の受光体と該複数の受光体とそれぞれ接続され該受光体の受光面が受光した光の光量に対応する電圧を出力する光電変換器とを備え、該複数の受光体の受光面が該複数の発光体の発光面とそれぞれ対向して配設されている、
ことを特徴とする切削装置の切削ブレード検出機構が提供される。
【０００８】
上記制御手段は、切削ブレードの径方向最外側の発光体に光を発する発光源および切削ブレードの径方向最外側の受光体と接続した光電変換器を作動して環状の切れ刃の磨耗量を検出し、環状の切れ刃の磨耗量が発光体の発光面と受光体の受光面の検出許容範囲を超えたならば、順次切削ブレードの径方向内側の発光体に光を発する発光源および受光体に接続した光電変換器に切り換えて環状の切れ刃の状態を検出する。
上記検出許容範囲は、発光体の発光面から照射される光の光量の２０〜８０％を受光体の受光面によって受光される範囲に設定されている。
また、上記複数の発光体の発光面および複数の受光体の受光面の切削ブレードの径方向への変位量は、それぞれ発光体および受光体の半径に相当する量に設定されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による切削装置の切削ブレード検出機構によれば、切削ブレードの径方向最外側の発光体に光を発する発光源および切削ブレードの径方向最外側の受光体と接続した光電変換器を作動して環状の切れ刃の磨耗量を検出し、環状の切れ刃の磨耗量が発光体発光面と受光体の受光面の検出許容範囲を超えたならば、順次該切削ブレードの径方向内側の該発光体に光を発する該発光源および該受光体に接続した該光電変換器に切り換えて該環状の切れ刃の磨耗量を検出するので、切削ブレードの円環状の切れ刃の使用可能範囲の検出が可能となる。従って、切削ブレードを交換した際に、複数の発光体および複数の受光体の位置を調整すれば、切削ブレードの円環状の切れ刃が使用限界に達するまで、複数の発光体および複数の受光体の位置を調整する必要がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に従って構成された切削装置の切削ブレード検出機構の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【００１１】
図１には、本発明に従って構成された切削ブレード検出機構を装備した切削装置の斜視図が示されている。図１に示す切削装置１は、略直方体状の装置ハウジング２を具備している。この装置ハウジング２内には、被加工物を保持するチャックテーブル３が切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設されている。チャックテーブル３は、吸着チャック支持台３１と、該吸着チャック支持台３１上に配設された吸着チャック３２を具備しており、該吸着チャック３２の上面である保持面上に被加工物を図示しない吸引手段を作動することによって吸引保持するようになっている。また、チャックテーブル３は、図示しない回転機構によって回転可能に構成されている。なお、チャックテーブル３１には、被加工物として後述するウエーハをダイシングテープを介して支持する環状のフレームを固定するためのクランプ３３が配設されている。このように構成されたチャックテーブル３は、図示しない切削送り手段によって、矢印Ｘで示す切削送り方向に移動せしめられるようになっている。
【００１２】
図１に示す切削装置１は、切削手段としてのスピンドルユニット４を具備している。スピンドルユニット４は、図示しない割り出し送り手段によって図１において矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない切り込み送り手段によって図１において矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動せしめられるようになっている。このスピンドルユニット４は、図示しない移動基台に装着され割り出し方向である矢印Ｙで示す方向および切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動調整されるスピンドルハウジング４１と、該スピンドルハウジング４１に回転自在に支持された回転スピンドル４２と、該回転スピンドル４２の前端部に装着された切削ブレード４３とを具備している。切削ブレード４３は、例えば図２に示すようにアルミニウムによって形成された円盤状の基台４３１と、該基台４３１の外周部側面にダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固めて厚さが１５〜３０μmに形成された円環状の切れ刃４３２からなっている。
【００１３】
図２を参照して説明を続けると、上記スピンドルハウジング４１の前端部には、切削ブレード４３の上半部を覆うブレードカバー４４が取り付けられている。ブレードカバー４４は、図示の実施形態においてはスピンドルハウジング４１に装着された第１のカバー部材４４１と、該第１のカバー部材４４１に装着される第２のカバー部材４４２とからなっている。第１のカバー部材４４１の側面には雌ネジ穴４４１aと２個の位置決めピン４４１bが設けられており、第２のカバー部材４４２には上記雌ネジ穴４４１aと対応する位置に挿通穴４４２aが設けられている。また、第２のカバー部材４４２の第１のカバー部材４４１と対向する面には、上記２個の位置決めピン４４１bが嵌合する図示しない２個の凹部が形成されている。このように構成された第１のカバー部材４４１と第２のカバー部材４４２は、第２のカバー部材４４２に形成された図示しない２個の凹部を第１のカバー部材４４１に設けられた２個の位置決めピン４４１bに嵌合することによって位置決めする。そして、締結ボルト４４３を第２のカバー部材４４２の挿通穴４４２aに挿通し、第１のカバー部材４４１に設けられた雌ネジ穴４４１aと螺合することにより、第２のカバー部材４４２を第１のカバー部材４４１に装着する。
【００１４】
上記ブレードカバー４４を構成する第１のカバー部材４４１と第２のカバー部材４４２には、それぞれ切削水供給管４５１、４５２が配設されている。この切削水供給管４５１、４５２の下端には、それぞれ切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２の両側にそれぞれ配設され円環状の切れ刃４３２の両側面に向けて切削水を噴射する切削水供給ノズル４６１、４６２が接続されている。なお、上記切削水供給管４５１、４５２は、図示しない切削水供給手段に接続されている。
【００１５】
図示の実施形態におけるスピンドルユニット４のブレードカバー４４を構成する第１のカバー部材４４１には、上記切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２の磨耗や欠けを検出するための切削ブレード検出機構５が配設されている。この切削ブレード検出機構５について図２乃至図４を参照して説明する。図示の実施形態における切削ブレード検出機構５は、上記第１のカバー部材４４１に締結ボルト５１によって取り付けられる取付け部材５２と、図３に示すように該取付け部材５２に上下方向摺動可能に配設される支持部材５３と、該支持部材５３の下端部に互いに対向して配設された発光手段６および受光手段７を具備している。取付け部材５２には、第３図に示すように上記支持部材５３の厚みに対応する溝幅を有し下方が開放され上下方向に形成された案内溝５２１が形成されている。この案内溝５２１に支持部材５３が上下方向に摺動可能に配設される。
【００１６】
上記支持部材５３は、ステンレス鋼やアルミニウム等の金属材によって上記案内溝５２１の溝幅と対応する厚みを有する板状に形成され、その下部には上記切削ブレード４３の環状の切れ刃４２２が侵入するブレード侵入凹部５３１が形成されており、該ブレード侵入凹部５３１の両側に発光体取り付け部５３２と受光体取り付け部５３３が設けられている。このように構成された支持部材５３は、取付け部材５２に形成された案内溝５２１に上下方向に摺動可能に配設され、取付け部材５２に装着された調整ネジ５４によって上下方向に移動調節されるようになっている。
【００１７】
上記発光手段６は、図４に示すように支持部材５３の発光体取り付け部５３２に発光面６０１を上記ブレード侵入凹部５３１に向けて配設された第１の発光体６０aおよび第２の発光体６０bと、該第１の発光体６０aおよび第２の発光体６０bにそれぞれ光を発する第１の光源６１a(LED-1)および第２の光源６１b(LED-2)とからなっている。第１の発光体６０aと第２の発光体６０bは、断面が円形の複数の光ファイバーを束ねて直径が１ｍｍ程度の円形に形成されており、発光面６０１と６０１が直径を超えない範囲で切削ブレード４３の径方向に変位して配設されている。この第１の発光体６０aの発光面６０１と第２の発光体６０bの発光面６０１との切削ブレード４３の径方向への変位量は、第１の発光体６０aおよび第２の発光体６０bの半径に相当する量に設定されていることが望ましい。このように構成された第１の発光体６０aと第２の発光体６０bは、支持部材５３の発光体取り付け部５３２に装着される。上記第１の光源６１a(LED-1)および第２の光源６１b(LED-2)は、例えばレーザー発光ダイオード(LED)からなり、制御手段８によって制御される。
【００１８】
次に、上記受光手段７について、図４を参照して説明する。
受光手段７は、支持部材５３の受光体取り付け部５３３に受光面７０１を上記ブレード侵入凹部５３１に向けて配設された第１の受光体７０aおよび第２の受光体７０bと、該第１の受光体７０aおよび第２の受光体７０bによって受光された光の光量に対応した電圧に変換する第１の光電変換器７１a(PET-1)および第２の光電変換器７１b(PET-2)とからなっている。第１の受光体７０aと第２の受光体７０bは、上記第１の発光体６０aと第２の発光体６０bと同様に断面が円形の複数の光ファイバーを束ねて直径が１ｍｍ程度の円形に形成されており、受光面７０１と７０１が直径を超えない範囲で切削ブレード４３の径方向に変位して配設されている。この第１の受光体７０aの受光面７０１と第２の受光体７０bの受光面７０１との切削ブレード４３の径方向への変位量は、第１の受光体７０aおよび第２の受光体７０bの半径に相当する量に設定されていることが望ましい。このように構成された第１の受光体７０aと第２の受光体７０bは、支持部材５３の受光体取り付け部５３３に装着され、第１の受光体７０aの受光面７０１と第２の受光体７０bの受光面７０１がそれぞれ上記発光手段６の第１の発光体６０aの発光面６０１と第２の発光体６０bの発光面６０１と対向して配設される。上記第１の光電変換器７１a(PET-1)および第２の光電変換器７１b(PET-2)は、それぞれ第１の受光体７０aおよび第２の受光体７０bによって受光された光の光量に対応した電圧値に変換し、制御手段８に送る。
【００１９】
以上のように構成された切削ブレード検出機構５の発光手段６を構成する第１の発光体６０aと第２の発光体６０bおよび受光手段７を構成する第１の受光体７０aと第２の受光体７０bは、図３に示すように切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２の両側に位置付けられる。そして、図４に示すように発光手段６の上側（切削ブレード４３の径方向最外側）に位置する第１の発光体６０aの発光面６０１および受光手段７の上側（切削ブレード４３の径方向最外側）に位置する第１の受光体７０aの受光面７０１の中心から例えば半径の２分の１上側の位置が切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２の外周縁に位置付けられるように上記調整ネジ５４によって第１の発光体６０aと第２の発光体６０bおよび第１の受光体７０aと第２の受光体７０bを支持する支持部材５３の上下方向位置を調整する。このように位置付けられた第１の発光体６０aと第２の発光体６０bおよび第１の受光体７０aと第２の受光体７０bは、切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２における少なくとも使用可能範囲をカバーするようになっている。従って、切削ブレード４３を交換した際に、上述したように調整ネジ５４によって第１の発光体６０aと第２の発光体６０bおよび第１の受光体７０aと第２の受光体７０bを支持する支持部材５３の上下方向位置を調整すれば、切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２が使用限界に達するまで、第１の発光体６０aと第２の発光体６０bおよび第１の受光体７０aと第２の受光体７０bの位置を調整する必要がない。なお、図示の実施形態においては発光手段６および受光手段７はそれぞれ２個の発光体（第１の発光体６０aおよび第２の発光体６０b）と２個の受光体（第１の受光体７０aおよび第２の受光体７０b）を用いた例を示したが、切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２の使用範囲によってはそれぞれ３個以上使用してもよい。
【００２０】
図示の実施形態における切削ブレード検出機構５は以上のように構成されており、以下その作用について図５に示すフローチャートも参照して説明する。
切削ブレード４３が回転している状態において制御手段８は、ステップS1において発光手段６の第１の光源６１a(LED-1)を附勢(ON)するとともに受光手段７の第１の光電変換器７１a(PET-1)を附勢(ON)する。この結果、発光手段６を構成する第１の発光体６０aの発光面６０１から受光手段７を構成する第１の受光体７０aの受光面７０１に向けて光が照射される。そして、第１の受光体７０aの受光面７０１が受光した光が第１の光電変換器７１a(PET-1)に伝送され、第１の光電変換器７１a(PET-1)は第１の受光体７０aの受光面７０１が受光した光の光量に対応した電圧信号を制御手段８に出力する。第１の受光体７０aの受光面７０１が受光する光の光量は、切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２が磨耗していない状態では少なく、磨耗するに従って増大する。従って、切削ブレード４３によって切削が行われている際には、時間の経過に従って第１の光電変換器７１a(PET-1)は図６に示すような電圧信号を出力する。
【００２１】
ステップS1において発光手段６の第１の光源６１a(LED-1)を附勢(ON)するとともに受光手段７の第１の光電変換器７１a(PET-1)を附勢(ON)したならば、制御手段８はステップS２に進んで、第１の光電変換器７１a(PET-1)の出力値が所定の電圧値V2に達したか否かをチェックする。なお、所定の電圧値V2は、例えば第１の受光体７０aの中心から半径の２分の１下側の位置まで切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２が磨耗した状態で第１の受光体７０aの受光面７０１が受光する光の光量に対応して第１の光電変換器７１a(PET-1)が出力する電圧値に設定されている。ステップS２において第１の光電変換器７１a(PET-1)の出力値が所定の電圧値V2に達しないならば、制御手段８は第１の発光体６０aおよび第１の受光体７０aの受光面７０１による検出許容範囲内であると判断し、ステップS1に戻ってステップS1およびステップS２を繰り返し実行する。なお、図示の実施形態においては第１の発光体６０aの発光面６０１および第１の受光体７０aの受光面７０１による検出許容範囲内は、第１の受光体７０aの受光面７０１の中心から上下に半径の２分の１づつの範囲に設定した例を示したが、検出許容範囲内は第１の発光体６０a発光面６０１から照射される光の光量の２０〜８０％を第１の受光体７０aの受光面７０１によって受光される範囲でよい。ステップS２において第１の光電変換器７１a(PET-1)の出力値が所定の電圧値V2に達したならば、制御手段８は第１の発光体６０aおよび第１の受光体７０aの受光面７０１による検出許容範囲を超えたと判断し、ステップS３に進んで第１の光源６１a(LED-1)を除勢(OFF)するとともに第１の光電変換器７１a(PET-1)を除勢(OFF)する。そして、制御手段８はステップS４に進んで第２の光源６１b(LED-2)を附勢(ON)するとともに第２の光電変換器７１b(PET-2)を附勢(ON)する。この結果、発光手段６を構成する第２の発光体６０b発光面６０１から受光手段７を構成する第２の受光体７０bの受光面７０１に向けて光が照射される。そして、第２の受光体７０bの受光面７０１が受光した光が第２の光電変換器７１b(PET-2)に伝送され、第２の光電変換器７１b(PET-2)は第２の受光体７０bの受光面７０１が受光した光の光量に対応した電圧信号を制御手段８に出力する。第２の受光体７０bの受光面７０１が受光する光の光量は、上記第１の受光体７０aの受光面７０１と同様に切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２が磨耗するに従って増大する。従って、切削ブレード４３によって切削が行われている際には、時間の経過に従って第２の光電変換器７１b(PET-2)は図６に示すような電圧信号を出力する。なお、図６に示す第１の光電変換器７１a(PET-1)および第２の光電変換器７１b(PET-2)の出力値である電圧値は表示手段１２に表示される。
【００２２】
ステップS４において第２の光源(LED-2)を附勢(ON)するとともに第２の光電変換器７１b(PET-2)を附勢(ON)したならば、制御手段８はステップS５に進んで、第２の光電変換器７１b(PET-2)の出力値が所定の電圧値V1に達したか否かをチェックする。なお、所定の電圧値V1は、第２の発光体６０bと第２の受光体７０bによって検出された円環状の切れ刃４３２の磨耗量が所定の値に達した状態で、第２の受光体７０bの受光面７０１が受光する光の光量に対応して第２の光電変換器７１b(PET-2)が出力する電圧値に設定されている。即ち、図示の実施形態においては、上記第１の発光体６０aの発光面６０１と第１の受光体７０aの受光面７０１によって検出された円環状の切れ刃４３２の磨耗量と第２の発光体６０bの発光面６０1と第２の受光体７０bの受光面７０１によって検出された円環状の切れ刃４３２の磨耗量を加算した値が円環状の切れ刃４３２の使用限界となる。ステップS５において第２の光電変換器７１b(PET-2)の出力値が所定の電圧値V1に達しないならば、制御手段８は円環状の切れ刃４３２の磨耗量が使用限界に達していないと判断し、ステップS4に戻ってステップS4およびステップS5を繰り返し実行する。ステップS５において第２の光電変換器７１b(PET-2)の出力値が所定の電圧値V1に達したならば、制御手段８は円環状の切れ刃４３２の磨耗量が使用限界に達したと判断し、ステップS6に進んで表示手段１２に円環状の切れ刃４３２の磨耗量が使用限界に達したことを警報する。なお、第１の光電変換器７１a(PET-1)および第２の光電変換器７１b(PET-2)の出力値は図６に示す通りであるが、制御手段８は図７に示すように第１の光電変換器７１a(PET-1)の出力値（電圧値）と第２の光電変換器７１b(PET-2)の出力値（電圧値）を加算して使用限界とともに表示手段１２に表示することが望ましい。
【００２３】
以上のように、第１の光源６１a(LED-1)と第１の発光体６０aおよび第１の受光体７０aと第２の光電変換器７１a(PET-2)によって切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２の磨耗量を検出し、第１の光源６１a(LED-1)と第１の発光体６０aおよび第１の受光体７０aと第１の光電変換器７１a(PET-1)による検出許容範囲を超えたならば、第２の光源６１b(LED-2)と第２の発光体６０bおよび第２の受光体７０bと第２の光電変換器７１b(PET-2)によって円環状の切れ刃４３２の磨耗量を検出するので、切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２における使用可能範囲をカバーすることができる。従って、切削ブレード４３を交換した際に、上述したように調整ネジ５４によって第１の発光体６０aと第２の発光体６０bおよび第１の受光体７０aと第２の受光体７０bを支持する支持部材５３の上下方向位置を調整すれば、切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２が使用限界に達するまで、第１の発光体群６１および第２の発光体群６２と第１の受光体群７１および第２の受光体群７２の位置を調整する必要がない。
【００２４】
次に、切削ブレード４３によって切削が行われている際に図８に示すように切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２の一部に欠け４３２aが発生した場合について説明する。即ち、切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２の一部に欠け４３２aが発生すると、欠け４３２aの領域を通過して第１の受光体７０aの受光面７０１または第２の受光体７０bの受光面７０１によって受光される光の量が増加する。従って、第１の受光体７０aの受光面７０１または第２の受光体７０bの受光面７０１に受光された光の光量に対応した電圧信号を出力する第１の光電変換器７１a(PET-1)または第２の光電変換器７１b(PET-2)は、図９に示すように間欠的にピーク値を有する電圧信号を出力する。この電圧信号を入力した制御手段８は、表示手段１２に表示する。従って、オペレータは切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２に欠けが発生したことを確認することができる。
【００２５】
図１に戻って説明を続けると、切削装置１は、上記チャックテーブル３上に保持された被加工物の表面を撮像し、上記切削ブレード４３によって切削すべき領域を検出するための撮像手段１１を具備している。この撮像手段１１は、顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなっている。また、切削装置１は、撮像手段１１によって撮像された画像や上記制御手段８による判定結果等を表示する表示手段１２を具備している。
【００２６】
上記装置ハウジング２におけるカセット載置領域１３aには、被加工物を収容するカセットを載置するカセット載置テーブル１３が配設されている。このカセット載置テーブル１３は、図示しない昇降手段によって上下方向に移動可能に構成されている。カセット載置テーブル１３上には、被加工物としての半導体ウエーハ１０を収容するカセット１４が載置される。カセット１４に収容される半導体ウエーハ１０は、表面に格子状のストリートが形成されており、この格子状のストリートによって区画された複数の矩形領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成されている。このように形成された半導体ウエーハ１０は、環状の支持フレームFに装着されたダイシングテープTの表面に裏面が貼着された状態でカセット１４に収容される。
【００２７】
また、図示の実施形態における切削装置は、カセット載置テーブル１３上に載置されたカセット１４に収容されている半導体ウエーハ１０（環状のフレームFにダイシングテープTを介して支持されている状態）を仮置きテーブル１５に搬出する搬出・搬入手段１６と、仮置きテーブル１５に搬出された半導体ウエーハ１０を上記チャックテーブル３上に搬送する第１の搬送手段１７と、チャックテーブル３上で切削加工された半導体ウエーハ１０を洗浄する洗浄手段１８と、チャックテーブル３上で切削加工された半導体ウエーハ１０を洗浄手段１８へ搬送する第２の搬送手段１９を具備している。
【００２８】
次に、上述した切削装置１を用いて半導体ウエーハ１０を所定のストリートに沿って切断する切削作業について説明する。
カセット載置テーブル１３上に載置されたカセット１４の所定位置に収容されている半導体ウエーハ１０（環状のフレームFにダイシングテープTを介して支持されている状態）は、図示しない昇降手段によってカセット載置テーブル１３が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、搬出・搬入手段１６が進退作動して搬出位置に位置付けられた半導体ウエーハ１０を仮置きテーブル１５上に搬出する。仮置きテーブル１５に搬出された半導体ウエーハ１０は、第１の搬送手段１７の旋回動作によって上記チャックテーブル３上に搬送される。
【００２９】
チャックテーブル３上に半導体ウエーハ１０が載置されたならば、図示しない吸引手段が作動して半導体ウエーハ１０をチャックテーブル３上に吸引保持する。また、半導体ウエーハ１０をダイシングテープTを介して支持する環状のフレームFは、上記クランプ３３によって固定される。このようにして半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル３は、撮像手段１１の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル３が撮像手段１１の直下に位置付けられると、撮像手段１１によって半導体ウエーハ１０に形成されているストリートが検出され、スピンドルユニット４を割り出し方向である矢印Ｙ方向に移動調節してストリートと切削ブレード４３との精密位置合わせ作業が行われる。
【００３０】
その後、チャックテーブル３を切削ブレード４３の下方である切削加工領域に移動し、切削ブレード４３を所定方向に回転せしめるとともに、矢印Zで示す方向に所定量切り込み送りし、切削ブレード４３の最下端がダイシングテープTに達する位置に位置付ける。そして、半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３を切削送り方向である矢印Xで示す方向に所定の切削送り速度で移動する。この結果、チャックテーブル３上に保持された半導体ウエーハ１０は、切削ブレード４３により所定のストリートに沿って切断される（切削工程）。この切削工程を実施する際には、切削水供給ノズル４６２から切削水が切削ブレード４３の側面に向けて噴射される。
【００３１】
以上のようにして、半導体ウエーハ１０を所定のストリートに沿って切断したら、チャックテーブル３を図１において矢印Ｙで示す方向にストリートの間隔だけ割り出し送りし、上記切削工程を実施する。そして、半導体ウエーハ１０の所定方向に延在するストリートの全てに沿って切削工程を実施したならば、チャックテーブル３を９０度回転させて、半導体ウエーハ１０の所定方向と直交する方向に延在するストリートに沿って切削工程を実行することにより、半導体ウエーハ１０に格子状に形成された全てのストリートが切削されて個々のデバイスに分割される。なお、分割された個々のデバイスは、ダイシングテープTの作用によってバラバラにはならず、環状のフレームFに支持されたウエーハの状態が維持されている。
【００３２】
上述したように半導体ウエーハ１０のストリートに沿って切削工程が終了したら、半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル３は最初に半導体ウエーハ１０を吸引保持した位置に戻される。そして、半導体ウエーハ１０の吸引保持を解除する。次に、半導体ウエーハ１０は第２の搬送手段１９によって洗浄手段１８に搬送される。洗浄手段１８に搬送された半導体ウエーハ１０は、ここで洗浄される。このようにして洗浄された半導体ウエーハ１０は、乾燥後に第１の搬送手段１７によって仮置きテーブル１５に搬送される。そして、半導体ウエーハ１０は、搬出・搬入手段１６によってカセット９の所定位置に収納される。
【００３３】
上述した切削工程を実施している際に上記切削ブレード検出機構５も作動しており、上述したように切削ブレード４３の円環状の切れ刃４３２の磨耗状況や円環状の切れ刃４３２の欠けが発生したことを確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に本発明に従って構成された切削ブレード検出機構が装備された切削装置の斜視図。
【図２】図１に示す切削装置に装備されるスピンドルユニットの要部斜視図。
【図３】図１に示す切削装置に装備される切削ブレードと本発明に従って構成された切削ブレード検出機構との関係を示す説明図。
【図４】図３に示す切削ブレード検出機構を構成する発光手段の第１の受光体および第２の発光体と切削ブレードの円環状の切れ刃との関係および第１の受光体および第２の受光体と切削ブレードの円環状の切れ刃との関係を示す説明図。
【図５】図３に示す切削ブレード検出機構を構成する制御手段の動作手順を示すフローチャート。
【図６】図３に示す切削ブレード検出機構を構成する第１の光電変換器および第２の光電変換器が出力する電圧信号の説明図。
【図７】図３に示す切削ブレード検出機構を構成する第１の光電変換器および第２の光電変換器が出力する電圧信号を加算して表示する例を示す説明図。
【図８】切削ブレードの円環状の切れ刃に欠けが発生した状態を示す説明図。
【図９】図８に示す切削ブレードの円環状の切れ刃に欠けが発生した場合において切削ブレード検出機構を構成する第１の光電変換器または第２の光電変換器が出力する電圧信号の説明図。
【符号の説明】
【００３５】
１：切削装置
２：装置ハウジング
３：チャックテーブ
４：スピンドルユニット
４１：回転スピンドル
４３：切削ブレード
４４：ブレードカバー
４６１，４６２：切削水供給ノズル
５：切削ブレード検出機構
５２：取付け部材
５３：支持部材
６：発光手段
６０a：第１の発光体
６０b：第２の発光体
６１a：第１の光源(LED-1)
６１b：第２の光源(LED-2)
７：受光手段
７０a：第１の受光体
７０b：第２の受光体
７１a：第１の光電変換器(PET-1)
７１b：第２の光電変換器(PET-2)
８：制御手段
１０：半導体ウエーハ
１１：撮像手段
１２：表示手段
１３：カセット載置テーブル
１４：カセット
１５：仮置きテーブル
１６：搬出・搬入手段
１７：第１の搬送手段
１８：洗浄手段
１９：第２の搬送手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持するチャックテーブルに保持された被加工物を切削する環状の切れ刃を備えた切削ブレードの回転軸方向の一方の側に配設された発光手段と、該切削ブレードの回転軸方向の他方の側に該発光手段と対向して配設され該発光手段によって照射された光を受光する受光手段と、該発光手段から照射された光を該受光手段が受光した光量に基いて該環状の切れ刃の状態を検出する制御手段と、を具備する切削装置の切削ブレード検出機構において、
該発光手段は、円形の発光面を有する複数の発光体と該複数の発光体にそれぞれ光を発する発光源とを備え、該複数の発光体の発光面が直径を超えない範囲で該切削ブレードの径方向に変位して配設されており、
該受光手段は、円形の受光面を有する複数の受光体と該複数の受光体とそれぞれ接続され該受光体の受光面が受光した光の光量に対応する電圧を出力する光電変換器とを備え、該複数の受光体の受光面が該複数の発光体の発光面とそれぞれ対向して配設されている、
ことを特徴とする切削装置の切削ブレード検出機構。
【請求項２】
該制御手段は、該切削ブレードの径方向最外側の該発光体に光を発する該発光源および該切削ブレードの径方向最外側の該受光体と接続した該光電変換器を作動して該環状の切れ刃の状態を検出し、該環状の切れ刃の磨耗量が該発光体の発光面と該受光体の受光面の検出許容範囲を超えたならば、順次該切削ブレードの径方向内側の該発光体に光を発する該発光源および該受光体に接続した該光電変換器に切り換えて該環状の切れ刃の状態を検出する、請求項１記載の切削装置の切削ブレード検出機構。
【請求項３】
該検出許容範囲は、該発光体の発光面から照射される光の光量の２０〜８０％を該受光体の受光面によって受光される範囲に設定されている、請求項１又は２記載の切削装置の切削ブレード検出機構。
【請求項４】
該複数の発光体の発光面および該複数の受光体の受光面の該切削ブレードの径方向への変位量は、それぞれ該発光体の発光面および該受光体の受光面の半径に相当する量に設定されている、請求項１から３のいずれかに記載の切削装置の切削ブレード検出機構。
【請求項１】
被加工物を保持するチャックテーブルに保持された被加工物を切削する環状の切れ刃を備えた切削ブレードの回転軸方向の一方の側に配設された発光手段と、該切削ブレードの回転軸方向の他方の側に該発光手段と対向して配設され該発光手段によって照射された光を受光する受光手段と、該発光手段から照射された光を該受光手段が受光した光量に基いて該環状の切れ刃の状態を検出する制御手段と、を具備する切削装置の切削ブレード検出機構において、
該発光手段は、円形の発光面を有する複数の発光体と該複数の発光体にそれぞれ光を発する発光源とを備え、該複数の発光体の発光面が直径を超えない範囲で該切削ブレードの径方向に変位して配設されており、
該受光手段は、円形の受光面を有する複数の受光体と該複数の受光体とそれぞれ接続され該受光体の受光面が受光した光の光量に対応する電圧を出力する光電変換器とを備え、該複数の受光体の受光面が該複数の発光体の発光面とそれぞれ対向して配設されている、
ことを特徴とする切削装置の切削ブレード検出機構。
【請求項２】
該制御手段は、該切削ブレードの径方向最外側の該発光体に光を発する該発光源および該切削ブレードの径方向最外側の該受光体と接続した該光電変換器を作動して該環状の切れ刃の状態を検出し、該環状の切れ刃の磨耗量が該発光体の発光面と該受光体の受光面の検出許容範囲を超えたならば、順次該切削ブレードの径方向内側の該発光体に光を発する該発光源および該受光体に接続した該光電変換器に切り換えて該環状の切れ刃の状態を検出する、請求項１記載の切削装置の切削ブレード検出機構。
【請求項３】
該検出許容範囲は、該発光体の発光面から照射される光の光量の２０〜８０％を該受光体の受光面によって受光される範囲に設定されている、請求項１又は２記載の切削装置の切削ブレード検出機構。
【請求項４】
該複数の発光体の発光面および該複数の受光体の受光面の該切削ブレードの径方向への変位量は、それぞれ該発光体の発光面および該受光体の受光面の半径に相当する量に設定されている、請求項１から３のいずれかに記載の切削装置の切削ブレード検出機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−８３０１０（Ｐ２００９−８３０１０Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５３２４４（Ｐ２００７−２５３２４４）
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
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