JP2010114251A - 切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学的に切削ブレードの破損状態を検出するものにおいて、切削中の切削ブレードの破損状態を正確に検出することができる切削装置を提供すること。
【解決手段】回転により半導体ウェーハＷを切削する切削ブレード４１と、半導体ウェーハＷを保持するチャックテーブル１３とを備え、切削ブレード４１に切削水を供給しながら切削ブレード４１とチャックテーブル１３とを相対移動させて切削する切削装置１であって、切削ブレード４１の刃先を間に挟んで対向配置された発光素子６２および受光素子６３を有し、受光素子６３の受光量に基づいて切削ブレード４１の破損状態を検出する破損状態検出部５７と、発光素子６２と受光素子６３との対向空間を検出補助水で満たすように対向空間に検出補助水を供給する切削水供給部５６とを備えた。
【選択図】図５

Description

本発明は、切削装置に関し、特に、切削ブレードによって半導体ウェーハを切断予定ラインに沿って切削する切削装置に関する。

半導体デバイスの製造工程においては、略円板形状である半導体ウェーハの表面に格子状にストリート（分割予定ライン）が形成され、ストリートにより区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路が形成される。そして、半導体ウェーハは、切削装置としてのダイシング装置によりストリートに沿って切削され、個々の半導体チップに分割される。このようにして分割された半導体チップは、パッケージングされて携帯電話やパソコン等の電気機器に広く利用される。

従来、このようなダイシング装置により、半導体ウェーハを分割するものとして、切削液によりダイシングにより生じた切削屑を洗い流すものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このダイシング装置は、ダイヤモンド砥粒からなる円板状の切削ブレードを高速回転させると同時に、複数のノズルから切削液を半導体ウェーハの加工部分や切削ブレードに噴射する。そして、ダイシング装置は、切削ブレードを半導体ウェーハに一定量切り込ませた状態で、ストリートに沿って切削送りすることにより半導体ウェーハを切削する。
特開平１１−８２１１号公報

ところで、ダイシング装置には、切削中の切削ブレードの破損状態を確認するために、破損状態検出センサを設ける構成が考えられる。この破損状態検出センサは、発光素子と受光素子とを切削ブレードの刃先を間に挟んで対向配置し、発光素子から出射された光束を切削ブレードの刃先により部分的に遮光させて受光素子で受光させ、受光素子における受光量に基づいて切削ブレードの破損状態を検出している。

しかしながら、ダイシング時には複数のノズルから切削液を半導体ウェーハの加工部分や切削ブレードに噴射しているため、切削ブレードの回転によって巻き込まれた切削液や飛散された液滴が発光素子と受光素子との対向空間に送り込まれ、これら液滴等と空気との透過率の違いや、屈折率の違いによる光の散乱により受光素子における受光量にブレが生じてしまっていた。したがって、切削中の切削ブレードの破損状態を正確に検出することができないという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、光学的に切削ブレードの破損状態を検出するものにおいて、切削中の切削ブレードの破損状態を正確に検出することができる切削装置を提供することを目的とする。

本発明の切削装置は、回転によりワークを切削する切削ブレードと、前記ワークを保持するワーク保持部とを備え、前記切削ブレードに切削液を供給しながら前記切削ブレードと前記ワーク保持部とを相対的に移動させて前記ワークを切削する切削装置であって、前記切削ブレードの刃先を間に挟んで対向配置された発光素子および受光素子を有し、前記受光素子の受光量に基づいて前記切削ブレードの破損状態を検出する破損状態検出部と、前記発光素子と前記受光素子との対向空間を液体で満たすように前記対向空間に液体を供給する液体供給部とを備えたことを特徴とする。

この構成によれば、発光素子と受光素子との対向空間が液体で満たされた状態での受光量により切削中の切削ブレードの破損状態が検出されるため、切削ブレードの回転に巻き込まれた切削液や飛散した液滴が発光素子と受光素子との対向空間に送り込まれても、この巻き込まれた切削液や飛散した液滴により発光素子と受光素子との対向空間における透過率や屈折率が部分的に可変することが防止される。したがって、受光素子における外乱による受光量にブレを抑制することができ、切削中の切削ブレードの破損状態を正確に検出することができる。

また本発明は、上記切削装置において、前記液体供給部は、前記対向空間の近傍であって、前記対向空間に対して前記切削ブレードの回転方向の上流側から液体を噴射して供給することを特徴とする。

この構成によれば、発光素子と受光素子との対向空間の近傍において、切削ブレードの回転方向の上流側から液体が供給されるため、液体が噴射されてから対向空間に供給されるまでの距離が短縮され、噴射された液体を対向空間の近くから切削ブレードの回転に乗せて効率よく対向空間に供給でき、対向空間を常に液体で満たした状態に維持できる。

また本発明は、上記切削装置において、前記切削ブレードを覆うブレードカバーを備え、前記ブレードカバーには、切削により飛散した排水を前記ブレードカバーの外側に排出する排出部が設けられたことを特徴とする。

この構成によれば、切削により飛散した排水がブレードカバーの外側に排出されるため、ブレードカバーの内側において排水が循環される量が減少し、発光素子と受光素子との対向空間に排水が送り込まれることが抑制される。よって、切削中の切削ブレードの破損状態の検出精度を向上させることができる。

また本発明は、上記切削装置において、前記液体供給部は、前記対向空間に対して前記切削ブレードの回転方向の上流かつ、前記排出部に対して前記切削ブレードの回転方向の下流に設けられたことを特徴とする。

この構成によれば、排出部により発光素子と受光素子との対向空間に排水が送り込まれることが抑制されるため、液体供給部からクリーンな液体を切削ブレードの回転に乗せて対向空間に供給することができる。

また本発明は、上記切削装置において、前記液体供給部は、前記切削ブレードの外周の上側から液体を噴射して供給することを特徴とする。

この構成によれば、前記切削ブレードの外周面の上側から液体が噴射されるため、液体が切削ブレードに巻き込まれて乗り上げ、発光素子と受光素子との対向空間に供給される。よって、重力により液体が垂れ落ちる量が減り、液体を効果的に対向空間に供給することができる。

また本発明は、上記切削装置において、液体として切削液を供給することを特徴とする。

この構成によれば、発光素子と受光素子との対向空間に供給される液体の供給源と切削液の供給源とを一致させることができ、切削装置を簡易な装置構成とすることができる。また、液体で満たされた対向空間に、切削ブレードに巻き込まれた切削液や飛散した液滴が送り込まれても、透過率や屈折率が一致するため、切削ブレードの破損状態の検出精度を向上させることができる。

本発明によれば、光学的に切削ブレードの破損状態を検出するものにおいて、切削中の切削ブレードの破損状態を正確に検出することができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。最初に、本発明の実施の形態に係る切削装置について説明する前に、切削対象となる半導体ウェーハについて簡単に説明する。図１は、環状フレームに支持された半導体ウェーハの斜視図である。

図１に示すように、半導体ウェーハＷは、略円板状に形成されており、表面に格子状に配列された分割予定ラインによって複数の領域に区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス７１が形成されている。また、半導体ウェーハＷは、テープ７２を介して環状フレーム７３に支持され、図示しないカセット内に収容された状態で切削装置１に搬入および搬出される。

なお、本実施の形態においては、ワークとしてシリコンウェーハ等の半導体ウェーハを例に挙げて説明するが、この構成に限定されるものではなく、半導体ウェーハＷに貼着されるＤＡＦ（Die Attach Film）等の粘着部材、半導体製品のパッケージ、セラミック、ガラス、サファイヤ、シリコン系の基板、各種電気部品やミクロンオーダーの精度が要求される各種加工材料をワークとしてもよい。

次に、図２を参照して本発明の実施の形態に係る切削装置について説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る切削装置の外観斜視図である。図３は、本発明の実施の形態に係る切削装置の切削ユニットの斜視図である。

図２に示すように、切削装置１は、直方体状の筐体２を有し、筐体２の内部には切削ユニット３が収容されている（図３参照）。切削ユニット３は、半導体ウェーハＷを筐体２内に取り込むチャックテーブル１３を備え、図２においてはチャックテーブル１３を外部に移動させて筐体２の前方で待機させた状態を示している。筐体２の前方には、筐体２の外部に移動したチャックテーブル１３に隣接して、半導体ウェーハＷが収納されたカセットが搬入および搬出される搬入搬出部４と、切削済みの半導体ウェーハＷを洗浄する洗浄ユニット５とが設けられている。

筐体２の前面部２ａには、搬入搬出部４とチャックテーブル１３との間の半導体ウェーハＷの受け渡しを行うプッシュプルアーム６と、チャックテーブル１３と洗浄ユニット５との間の半導体ウェーハの受け渡しを行うアッパーアーム７およびロアアーム８とが設けられている。また、チャックテーブル１３の上方には一対のガイドレール１５が設けられており、一対のガイドレール１５は互いに離間・接近可能に構成されている。さらに、筐体２の一側面２ｂには、切削装置１を制御するための切削速度や切削水の供給量等の各種加工条件を設定するためのタッチパネル式のモニター９が設けられている。

搬入搬出部４は、カセットを載置する載置板１１を有し、載置板１１は昇降可能に構成されている。搬入搬出部４は、カセットを載置した状態で載置板１１を昇降させることにより、高さ方向における半導体ウェーハＷの引出位置および押込位置を調整している。

洗浄ユニット５は、上面に円形の開口部５ａが形成され、開口部５ａの中央に切削済みの半導体ウェーハＷが保持される保持テーブル１２を有している。保持テーブル１２は、洗浄ユニット５の上面の開口部５ａと洗浄ユニット５の内部との間で昇降可能に構成されている。切削済みの半導体ウェーハＷは、保持テーブル１２が開口部５ａに位置したときに保持テーブル１２に保持され、保持テーブル１２が洗浄ユニット５の内部に下降したときに洗浄される。

プッシュプルアーム６は、搬入搬出部４においてカセットの高さ調整が行われた状態で、カセットから半導体ウェーハＷを引き出して一対のガイドレール１５に載置する他、一対のガイドレール１５に載置された半導体ウェーハＷをカセットに押し込むように構成されている。一対のガイドレール１５は、半導体ウェーハＷの載置時には相互に接近して半導体ウェーハＷを支持すると共に、チャックテーブル１３に対して半導体ウェーハＷを位置決めし、半導体ウェーハＷの非載置時にはチャックテーブル１３の載置面を空けるように相互に離間する。アッパーアーム７は、一対のガイドレール１５に載置された半導体ウェーハＷをピックアップして、離間した一対のガイドレール１５の間から半導体ウェーハＷをチャックテーブル１３に載置する他、切削済みの半導体ウェーハＷをピックアップして保持テーブル１２に載置する。ロアアーム８は、洗浄済みの半導体ウェーハＷをピックアップして一対のガイドレール１５に載置するよう構成されている。

図３に示すように、切削ユニット３は、切削ブレード４１を有する一対のブレードユニット１４と半導体ウェーハＷを保持したチャックテーブル１３とを相対移動させて半導体ウェーハＷを切削するように構成されている。切削ユニット３は、基台１６を有し、基台１６上にはチャックテーブル１３をＸ軸方向に移動させるチャックテーブル移動機構１７が設けられている。また、切削ユニット３の基台１６上には、チャックテーブル移動機構１７を間に挟んで立設した一対の支柱部１８が設けられ、この一対の支柱部１８の上部には、チャックテーブル１３の上方においてブレードユニット１４を移動させるブレードユニット移動機構１９が設けられている。

チャックテーブル移動機構１７は、Ｘ軸方向に延在する支持台２１と、支持台２１上に配置された互いに平行な一対のガイドレール２２と、一対のガイドレール２２にスライド可能に設置されたモータ駆動のＸ軸テーブル２３とを有している。また、Ｘ軸テーブル２３の上部には、チャックテーブル１３が固定されている。チャックテーブル１３は、四方にエアーアクチュエータにより駆動するクランプ２４を有し、この４つのクランプ２４により環状フレーム７３を挟持し、半導体ウェーハＷを位置決め状態で保持する。

ブレードユニット移動機構１９は、Ｙ軸方向に延在する支持台２５と、支持台２５の前面に配置された互いに平行な一対のガイドレール２６と、一対のガイドレール２６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２７とを有している。また、ブレードユニット移動機構１９は、各Ｙ軸テーブル２７の前面のそれぞれに配置された互いに平行な一対のガイドレール２８と、各一対のガイドレール２８のそれぞれにスライド可能に配置されたモータ駆動のＺ軸テーブル２９とを有している。各Ｚ軸テーブル２９には、それぞれブレードユニット１４が延設されている。

なお、Ｘ軸テーブル２３、各Ｙ軸テーブル２７、各Ｚ軸テーブル２９の背面側には、それぞれ図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ３１、３２が螺合されている（Ｚ軸テーブル用のボールネジは不図示）。そして、Ｘ軸テーブル２３用のボールネジ３１、Ｙ軸テーブル２７用のボールネジ３２、Ｚ軸テーブル用のボールネジの両端部には、それぞれ一対の駆動モータ３４、３５、３６が連結され、これら一対の駆動モータ３４、３５、３６によりボールネジが回転駆動される。

ブレードユニット１４は、詳細は後述するが、切削ブレード４１に連結されたスピンドル４２を有しており、スピンドル４２の駆動により切削ブレード４１が高速回転される。そして、Ｙ軸テーブル２７の移動により切削ブレード４１が半導体ウェーハＷの分割予定ラインに位置合わせされ、Ｚ軸テーブル２９の移動により半導体ウェーハＷに対する切込深さが調整される。その後、Ｘ軸テーブル２３の移動によりチャックテーブル１３に半導体ウェーハＷを保持した状態で切削送りされる。以上の動作を繰り返すことで半導体ウェーハＷが格子状の分割予定ラインに沿って分割される。

次に、図４および図５を参照してブレードユニットについて詳細に説明する。図４は、本発明の実施の形態に係るブレードユニットの外観斜視図である。図５は、本発明の実施の形態に係るブレードユニットの模式図であり、（ａ）はブレードユニットの側面模式図、（ｂ）は（ａ）のブレードユニットのＡ−Ａ断面模式図である。なお、図４および図５においては、説明の便宜上、切削ブレードの周辺部分のみ図示している。

図４および図５に示すように、ブレードユニット１４は、矢印Ｒ方向に回転する切削ブレード４１と、切削ブレード４１に連結されたスピンドル４２（図３参照）と、切削ブレード４１の加工部分を除いて外周を覆うブレードカバー４３とを有している。切削ブレード４１は、例えば、ダイヤモンド等の砥粒をボンド材で結合して形成された円板状の切削砥石を有し、スピンドル４２の先端部に装着される。なお、本実施の形態に係る切削ブレードは円板状に形成されているが、この形状に限定されるものでなく、例えばリング状に形成してもよい。

ブレードカバー４３は、複数個所から液体を噴射するように構成されており、切削ブレード４１の下部を挟むように対向配置された一対の対向噴射ノズル４５と、切削ブレード４１の切削方向前方に位置した前方噴射ノズル４６と、前方噴射ノズル４６のさらに前方に位置した最前方噴射ノズル４７と、切削ブレード４１の上方に位置した上方噴射ノズル４８とを有している。

一対の対向噴射ノズル４５は、それぞれ連結部５１を介して切削水供給部５６に接続されており、半導体ウェーハＷの切削部分に向けて切削水を噴射し、切削部分の冷却および洗浄を行う。前方噴射ノズル４６は、連結部５２を介して切削水供給部５６に接続されており、切削ブレード４１に向けて前方から切削水を噴射し、切削ブレード４１に切削水を巻き込ませて切削部分の冷却および洗浄を行う。

最前方噴射ノズル４７は、連結部５３を介して切削水供給部５６に接続されており、切削中のラインに平行に隣接し、既に切断された隣接ラインに向けて切削水を噴射し、隣接ラインの洗浄を行う。上方噴射ノズル４８は、連結部５４を介して切削水供給部５６に接続されており、後述する破損状態検出部５７に向けて検出補助水を噴射し、破損状態検出部５７を洗浄すると共に、検出精度を向上させている。なお、検出補助水は、切削水と同一の液体である。

破損状態検出部５７は、切削ブレード４１の上部を挟むように対向配置された一対の支持部６１と、一対の支持部６１の一方に設けられた発光素子６２と、他方に設けられた受光素子６３とを有している。また、発光素子６２および受光素子６３は、一対の支持部６１の内面に配置され、発光素子６２から出射された光束は切削ブレード４１の刃先により部分的に遮光されて受光素子６３に受光される。すなわち、破損状態検出部５７は、受光素子６３における受光量の増加により切削ブレード４１の全損や欠け等の破損状態を検出している。

そして、破損状態検出部５７は、上方噴射ノズル４８から検出補助水が噴射された状態で、破損状態を確認する。このとき、発光素子６２と受光素子６３との対向空間は、上方噴射ノズル４８から噴射された検出補助水で満たされ、発光素子６２から出射された光束は検出補助水の中を通過して受光素子６３に受光される。

したがって、切削ブレード４１により切削部分で飛散した切削水の水滴や巻き込まれた切削水が、発光素子６２と受光素子６３との対向空間に送り込まれても、空気中で受光する場合と異なり、発光素子６２と受光素子６３との対向空間における透過率および屈折率が一定に維持される。すなわち、発光素子６２と受光素子６３との対向空間に不均一に送り込まれた切削水の水滴や巻き込まれた切削水で生じる乱流を抑えることが可能となる。

この場合、上方噴射ノズル４８は、破損状態検出部５７の近傍において、切削ブレード４１のやや切削方向後方に位置しており、噴射された検出補助水は発光素子６２と受光素子６３との対向空間の近くから切削ブレード４１の回転に乗せて効率よく対向空間に供給でき、対向空間を常に検出補助水で満たした状態に維持することが可能となる。

また、上方噴射ノズル４８が、切削ブレード４１の外周の上側から検出補助水を噴射するため、噴射された検出補助水は、切削ブレード４１に巻き込まれて乗り上げ、発光素子６２と受光素子６３との対向空間に供給される。よって、重力により垂れ落ちる量が減り、効果的に対向空間に供給される。さらに、発光素子６２と受光素子６３との対向空間に連続的に検出補助水が供給されるため、発光素子６２の出射面および受光素子６３の受光面に汚れが付着されるのが防止される。

また、上方噴射ノズル４８から噴射される検出補助水は、他のノズルから噴射される切削水と同じ液体が噴射されるため、切削水の供給源を同一とすることが可能となる。なお、上方噴射ノズル４８から噴射される検出補助水を他のノズルから噴射される切削水と異なる液体とすることも可能である。この場合、上方噴射ノズル４８から噴射される検出補助水を他のノズルから噴射される切削水と同じ透過率および屈折率の液体としてもよいし、他のノズルから噴射される切削水よりも高い透過率の液体としてもよい。

ブレードカバー４３の切削ブレード４１の切削方向後方には、上方噴射ノズル４８に対して切削ブレード４１の回転方向の後方に排出部６４が設けられており、排出部６４により切削で飛散した汚れた切削水がブレードカバー４３の外側に排出される。排出部６４は、切削ブレード４１の切削により飛散された汚れた切削水が取り込まれやすい位置に貫通され、この貫通部分に進行方向後方に向かって高くなるように傾斜する板を取り付けて形成されている。

すなわち、排出部６４により取り込まれた汚れた切削水は、進行方向後側の上方に飛散され、図示しないドレンパンに排出される。よって、ブレードカバー４３の内側において汚れた切削水が循環される量が減少し、発光素子６２と受光素子６３との対向空間に汚れた切削水が送り込まれることが抑制される。これにより、発光素子６２と受光素子６３との対向空間には、新しい検出補助水が供給され、乱流状態にある切削屑等を含む汚れた切削水の到達量が減るため、破損状態検出部５７の検出精度が向上される。

そして、破損状態検出部５７の受光素子６３における受光量は、図示しない制御部に出力され、制御部において受光量から受光率が算出される。なお、本実施形態における受光率とは、発光素子６２から出射された光束を全て受光素子６３で受光される場合を１００％とし、切削ブレード４１の刃先や外乱等の影響を受けて実際に受光素子６３に受光される量に基づいて算出される。ここで、本発明の効果を明らかにするために、上方噴射ノズルによる検出補助水の噴射状態での切削ブレード４１の破損状態の検出テストおよび検出補助水の非噴射状態での切削ブレード４１の破損状態の検出テストを実施した。

以下、切削ブレード４１の破損状態の検出テストのテスト結果について説明する。まず、図６と図７を参照して切削ブレード４１の欠けの検出テストについて説明する。テストでは、ブレードユニットZ1とブレードユニットZ2のそれぞれに1箇所4[μm]角程の欠けを有した切削ブレード４１を装着した。また、実際に欠けのある切削ブレード４１で切削は行えないために、半導体ウェーハＷの表面から切削ブレード４１の先端を数百[μm]上に位置づけてチャックテーブル１３と切削ブレード４１を相対的に20[mm/s]で送り、擬似的な加工動作を行って測定した。切削ブレード４１の回転数と各ノズルの水量は以下の条件で行った。

■ブレードユニットZ1側の条件
ブレードの回転数：45000[rpm]
一対の対向噴射ノズルの合計噴射量：1.4[l/min]
前方噴射ノズルの噴射量：1.0[l/min]
最前方噴射ノズルの噴射量：1.0[l/min]
■ブレードユニットZ2側の条件
ブレードの回転数：50000[rpm]
一対の対向噴射ノズルの合計噴射量：1.4[l/min]
前方噴射ノズルの噴射量：1.0[l/min]
最前方噴射ノズルの噴射量：1.0[l/min]

図６が検出補助水を使用せずに欠けの検出を行った結果を表すグラフである。図７が検出補助水を使用して欠けの検出を行った結果を表すグラフである。検出補助水の噴射量は0.5[l/min]である。測定箇所は図８に示すように切削ブレード４１の外周縁に沿って約1000箇所を測定した。

ここで、各測定箇所それぞれにおいて複数回検出した受光率を足し合わせ測定回数で割った値を第一平均受光率とする。全ての測定箇所における第一平均受光率を足し合わせて測定箇所数で割った値を第二平均受光率とする。受光率とは発光素子６２から出射された光束が全て受光素子６３で受光されることを受光率100%とした場合の受光率とする。横軸は切削ブレード４１の測定箇所を示す。縦軸は第一平均受光率を示す。実線Z1はブレードユニットZ1に装着した切削ブレード４１の検出結果を示す。実線Z2はブレードユニットZ2に装着した切削ブレード４１の検出結果を示す。

図６と図７でZ2の検出結果では測定箇所100~150の間で第一平均受光率が大きくなっており、Z1の検出結果では測定箇所800~900の間で第一平均受光率が大きくなっており、それぞれ欠けが認識されていることがわかる。図６と図７を比較すると、図６の欠けがある箇所での第一平均受光率は第二平均受光率より約4％高く、図７の欠けがある箇所での第一平均受光率は第二平均受光率より約7％高い。

これは、図７では発光素子６２と受光素子６３との対向空間が検出補助水で満たされたことにより、切削ブレード４１の回転に巻き込まれた切削水や飛散した切削水の液滴が発光素子６２と受光素子６３との対向空間に送り込まれても、この巻き込まれた切削水や飛散した切削水の液滴により発光素子６２と受光素子６３との対向空間における透過率や屈折率が部分的に可変することが防止され、受光素子６３における外乱による受光量のブレを抑制することができるからである。

一般に、第二平均受光率より所定の値（例えば4％）を超えて第一平均受光率が高くなっている箇所があるとその箇所が欠けと認識される。

以上より、従来の切削装置よりも本発明の切削装置１の方がより小さい欠けを精度よく検出することが出来ることが明らかになった。

次に、図９と図１０を参照して切削ブレード４１の全損の検出テストについて説明する。テストでは、ブレードユニットZ1とブレードユニットZ2それぞれに欠けの無い切削ブレード４１を装着した。また、欠けの検出テストと同様に擬似的な加工動作を行って測定した。発光素子６２と受光素子６３は受光率が10%となる位置に設置した。切削ブレード４１の回転数と各ノズルの水量は欠けの検出テストと同様の条件で行った。

図９が検出補助水を使用せずに全損の検出を行った結果を表すグラフである。図１０が検出補助水を使用して全損の検出を行った結果を表すグラフである。検出補助水の噴射量は0.5[l/min]である。

ここで、切削ブレード４１が一回転する時間内に測定した受光率を足し合わせた値を当該時間内の測定回数で割った値を第三平均受光率とする。横軸は経過時間を示し、グラフ右側にいくほど時間が経過している。縦軸は受光率を示す。実線Z1はブレードユニットZ1に装着した切削ブレード４１の検出結果を示す。実線Z2はブレードユニットZ1に装着した切削ブレード４１の検出結果を示す。

図９と図１０を比較すると、図９では受光率が約10%から40%の間で大きくバラついており、図１０では受光率が約10%から20%の間でバラついている。

これは、図１０では発光素子６２と受光素子６３との対向空間が検出補助水で満たされたことにより、切削ブレード４１の回転に巻き込まれた切削水や飛散した切削水の液滴が発光素子６２と受光素子６３との対向空間に送り込まれても、この巻き込まれた切削水や飛散した切削水の液滴により発光素子６２と受光素子６３との対向空間における透過率や屈折率が部分的に可変することが防止され、受光素子６３における外乱による受光量のブレを抑制することができるからである。

一般に、第三平均受光率が所定の値（例えば70%）を越えると切削ブレードが全損していると認識される。

以上より、従来の切削装置よりも本発明の切削装置１の方が、切削ブレード４１が全損していない場合でも切削ブレード４１が全損していると誤認識されるおそれが減少し、より正確な検出をすることができることが明らかになった。切削ブレード４１は加工を行うに従って磨耗し、磨耗によって受光率も増加するが、本発明によれば磨耗が進行した切削ブレード４１でも正確に全損を認識することが出来る。

なお、上記した実施の形態においては、上方噴射ノズル４８を発光素子６２と受光素子６３との対向空間の近傍に形成したが、この構成に限定されるものではなく、例えば、切削ブレード４１の回転数や上方噴射ノズル４８から噴射される検出補助水の流量に応じて離間した位置に上方噴射ノズル４８を形成することも可能である。

また、上記した実施の形態においては、上方噴射ノズル４８から噴射された検出補助水が切削ブレード４１に巻き込まれて乗り上げ、発光素子６２と受光素子６３との対向空間を通過する構成としたが、この構成に限定されるものではなく、上方噴射ノズル４８から発光素子６２と受光素子６３との対向空間に直に検出補助水を噴射する構成としてもよい。

また、上記した実施の形態においては、上方噴射ノズル４８による検出補助水の噴射方向と切削ブレード４１の回転方向とが略直角に交差しているが、この構成に限定されるものではなく、上方噴射ノズル４８による検出補助水の噴射方向と切削ブレード４１の回転方向とが略一致する方向から噴射する構成としてもよい。これにより、より効果的に検出補助水を発光素子６２と受光素子６３との対向空間に供給することが可能となる。

また、上記した実施の形態においては、上方噴射ノズル４８により噴射して発光素子６２と受光素子６３との対向空間を検出補助水で満たす構成としたが、発光素子６２と受光素子６３との対向空間を検出補助水で満たす構成であれば、この構成に限定されるものではない。例えば、切削ブレード４１の刃先の一部を液中に浸した状態で、当該刃先の一部を間に挟んで対向する位置に発光素子６２と受光素子６３を配置する構成としてもよい。

また、上記した実施の形態においては、排出部６４は加工進行方向の後方に向かって高くなるように傾斜する板を取り付けて形成されているが、板の代わりに単に切削で飛散した汚れた切削水が加工進行方向の後方に排出されるのを妨げないようにブレードカバー４３に開口部や欠損部を設ける構成としてもよい。

また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

以上説明したように、本発明は、光学的に切削ブレードの破損状態を検出するものにおいて、切削中の切削ブレードの破損状態を正確に検出することができるという効果を有し、特に切削ブレードによって半導体ウェーハを切断予定ラインに沿って切削する切削装置に有用である。

本発明に係る切削装置の実施の形態を示す図であり、環状フレームに支持された半導体ウェーハの斜視図である。 本発明に係る切削装置の実施の形態を示す図であり、切削装置の外観斜視図である。 本発明に係る切削装置の実施の形態を示す図であり、切削ユニットの斜視図である。 本発明に係る切削装置の実施の形態を示す図であり、ブレードユニットの外観斜視図である。 本発明に係る切削装置の実施の形態を示す図であり、（ａ）はブレードユニットの側面模式図、（ｂ）は（ａ）のブレードユニットのＡ−Ａ断面模式図である。 本発明に係る切削装置の実施の形態を示す図であり、検出補助水を使用せずに欠けの検出を行った結果を表すグラフである。 本発明に係る切削装置の実施の形態を示す図であり、検出補助水を使用して欠けの検出を行った結果を表すグラフである。 本発明に係る切削装置の実施の形態を示す図であり、切削ブレードの欠けの検出を行った場合における切削ブレード上の測定箇所を示す図である。 本発明に係る切削装置の実施の形態を示す図であり、検出補助水を使用せずに全損の検出を行った結果を表すグラフである。 本発明に係る切削装置の実施の形態を示す図であり、検出補助水を使用して全損の検出を行った結果を表すグラフである。

符号の説明

１ 切削装置
２ 筐体
３ 切削ユニット
１３ チャックテーブル（ワーク保持部）
１４ ブレードユニット
１７ チャックテーブル移動機構
１９ ブレードユニット移動機構
４１ 切削ブレード
４３ ブレードカバー
４５ 対向噴射ノズル
４６ 前方噴射ノズル
４７ 最前方噴射ノズル
４８ 上方噴射ノズル（液体供給部）
５６ 切削水供給部（液体供給部）
５７ 破損状態検出部
６１ 支持部
６２ 発光素子
６３ 受光素子
６４ 排出部
Ｗ 半導体ウェーハ（ワーク）

Claims (6)

1. 回転によりワークを切削する切削ブレードと、前記ワークを保持するワーク保持部とを備え、前記切削ブレードに切削液を供給しながら前記切削ブレードと前記ワーク保持部とを相対的に移動させて前記ワークを切削する切削装置であって、
   前記切削ブレードの刃先を間に挟んで対向配置された発光素子および受光素子を有し、前記受光素子の受光量に基づいて前記切削ブレードの破損状態を検出する破損状態検出部と、
   前記発光素子と前記受光素子との対向空間を液体で満たすように前記対向空間に液体を供給する液体供給部とを備えたことを特徴とする切削装置。
2. 前記液体供給部は、前記対向空間の近傍であって、前記対向空間に対して前記切削ブレードの回転方向の上流側から液体を噴射して供給することを特徴とする請求項１に記載の切削装置。
3. 前記切削ブレードを覆うブレードカバーを備え、
   前記ブレードカバーには、切削により飛散した排水を前記ブレードカバーの外側に排出する排出部が設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の切削装置。
4. 前記液体供給部は、前記対向空間に対して前記切削ブレードの回転方向の上流かつ、前記排出部に対して前記切削ブレードの回転方向の下流に設けられたことを特徴とする請求項３に記載の切削装置。
5. 前記液体供給部は、前記切削ブレードの外周の上側から液体を噴射して供給することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の切削装置。
6. 前記液体供給部は、液体として切削液を供給することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の切削装置。

Images