JP2012040651A

JP2012040651A - 切削ブレード検出機構

Info

Publication number: JP2012040651A
Application number: JP2010184895A
Authority: JP
Inventors: Kazuma Sekiya; 一馬関家
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-08-20
Filing date: 2010-08-20
Publication date: 2012-03-01

Abstract

【課題】マルチブレードの個々の切刃の状態を独立して検出可能な切削ブレード検出機構を提供する。
【解決手段】第１の切刃２８ａの状態を検出する第１ブレード検出手段と、第２の切刃２８ｂの状態を検出する第２ブレード検出手段とを具備し、第１ブレード検出手段は、第１の切刃２８ａを挟むように第１発光部７６と第１受光部８０が位置づけられるとともに、第１発光部７６と第１受光部８０を結ぶ光軸が該スピンドル２６の軸心に対して傾斜して配設されており、第２ブレード検出手段は、第２の切刃２８ｂを挟むように第２発光部８４と第２受光部８８が位置づけられるとともに、第２発光部８４と該第２受光部８８を結ぶ光軸が該スピンドル２６の軸心に対して傾斜して配設されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、切刃を２枚備えた切削ブレードを具備した切削装置における切削ブレード検出機構に関する。

ＩＣ，ＬＳＩ等の数多くのデバイスが表面に形成され、且つ個々のデバイスが分割予定ライン（ストリート）によって区画された半導体ウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置（ダイシング装置）によって分割予定ラインを切削して個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

切削装置は、半導体ウエーハを保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウエーハを切削する切削ブレードがスピンドルに装着された切削手段と、切削ブレードの欠け及び／又は磨耗を検出するブレード検出手段とから少なくとも構成され、半導体ウエーハを高精度に個々のデバイスに分割することができる（例えば、特開昭６２−５３８０３号公報参照）。

切削手段には、切削ブレードの切刃を挟むように発光部及び受光部が位置づけられ、受光部に接続された受光素子が受光する光量の変化によって切刃の欠け又は磨耗を検出するブレード検出機構が配設されている。ブレード検出機構が切刃の欠け又は磨耗を検出した場合には、切削ブレードを適宜交換できるように構成されている。

一方、生産性を向上させるために切刃を２枚備えた切削ブレード、所謂マルチブレードが本出願によって開発され実用に供されている（特開平９−２２５９３１号公報参照）。このマルチブレードは、スペーサを介在させて又は基台の両側に２枚の切刃を配設したものであり、一度に２本の分割予定ラインを切削できるため、生産性を向上することができる。

特開昭６２−５３８０３号公報特開平９−２２５９３１号公報

しかし、切削ブレードの切刃の欠け及び／又は磨耗を検出するには、切刃を挟むように発光部及び受光部を配設する必要があり、２枚の切刃を備えた切削ブレードにおいては、それぞれの切刃を個別に検出することができないという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、２枚の切刃を備えた切削ブレードを有する切削装置において、個々の切刃の状態を独立して検出可能な切削ブレード検出機構を提供することである。

本発明によると、被加工物を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被加工物を切削する第１の切刃と第２の切刃が所定の間隔を持って配設された切削ブレードがスピンドルに装着された切削手段と、を備えた切削装置で使用される切削ブレード検出機構であって、該第１の切刃の状態を検出する第１ブレード検出手段と、該第２の切刃の状態を検出する第２ブレード検出手段とを具備し、該第１ブレード検出手段は、該第１の切刃を挟むように第１発光部と第１受光部が位置づけられるとともに、該第１発光部と該第１受光部を結ぶ光軸が該スピンドルの軸心に対して傾斜して配設されており、該第２ブレード検出手段は、該第２の切刃を挟むように第２発光部と第２受光部が位置づけられるとともに、該第２発光部と該第２受光部を結ぶ光軸が該スピンドルの軸心に対して傾斜して配設されていることを特徴とする切削ブレード検出機構が提供される。

本発明によると、第１の切刃を挟むように第１発光部と第１受光部を結ぶ光軸がスピンドルの軸心に対して傾斜して配設され、第２の切刃を挟むように第２発光部と第２受光部を結ぶ光軸がスピンドルの軸心に対して傾斜して配設されているので、個々の切刃の状態を独立して検出することができる。

本発明の切削ブレード検出機構を備えた切削装置の概略斜視図である。スピンドルユニットと、スピンドルに固定されるべきブレードマウントとの関係を示す分解斜視図である。スピンドルユニットと、スピンドルに装着されるべき切削ブレードとの関係を示す分解斜視図である。切削ブレードがスピンドルに装着された状態の斜視図である。切削手段（切削ユニット）の斜視図である。本発明実施形態に係る切削ブレード検出機構の概略構成図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の切削ブレード検出機構を備えた半導体ウエーハをダイシングして個々のチップ（デバイス）に分割することのできる切削装置２の外観を示している。

切削装置２の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作手段４が設けられている。装置上部には、オペレータに対する案内画面や後述する撮像手段によって撮像された画像が表示されるＣＲＴ等の表示手段６が設けられている。

ウエーハＷは粘着テープであるダイシングテープＴに貼着され、ダイシングテープＴの外周縁部は環状フレームＦに貼着されている。これにより、ウエーハＷはダイシングテープＴを介してフレームＦに支持された状態となり、図１に示したウエーハカセット８中にウエーハが複数枚（例えば２５枚）収容される。ウエーハカセット８は上下動可能なカセットエレベータ９上に載置される。

ウエーハカセット８の後方には、ウエーハカセット８から切削前のウエーハＷを搬出するとともに、切削後のウエーハをウエーハカセット８に搬入する搬出入手段１０が配設されている。ウエーハカセット８と搬出入手段１０との間には、搬出入対象のウエーハが一時的に載置される領域である仮置き領域１２が設けられており、仮置き領域１２には、ウエーハＷを一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段１４が配設されている。

仮置き領域１２の近傍には、ウエーハＷと一体となったフレームＦを吸着して搬送する旋回アームを有する搬送手段１６が配設されており、仮置き領域１２に搬出されたウエーハＷは、搬送手段１６により吸着されてチャックテーブル１８上に搬送され、このチャックテーブル１８に吸引されるとともに、複数のクランプ１９によりフレームＦが固定されることでチャックテーブル１８上に保持される。

チャックテーブル１８は、回転可能且つＸ軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル１８のＸ軸方向の移動経路の上方には、ウエーハＷの切削すべきストリートを検出するアライメント手段２０が配設されている。

アライメント手段２０は、ウエーハＷの表面を撮像する撮像手段２２を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の処理によって切削すべきストリートを検出することができる。撮像手段２２によって取得された画像は、表示手段６に表示される。

アライメント手段２０の左側には、チャックテーブル１８に保持されたウエーハＷに対して切削加工を施す切削手段（切削ユニット）２４が配設されている。切削手段２４はアライメント手段２０と一体的に構成されており、両者が連動してＹ軸方向及びＺ軸方向に移動する。

切削手段２４は、回転可能なスピンドル２６の先端に切削ブレード２８が装着されて構成され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード２８は撮像手段２２のＸ軸方向の延長線上に位置している。

図２を参照すると、スピンドルと、スピンドルに装着されるブレードマウントとの関係を示す分解斜視図が示されている。スピンドルユニット３０のスピンドルハウジング３２中には、図示しないサーボモータにより回転駆動されるスピンドル２６が回転可能に収容されている。スピンドル２６はテーパ部２６ａ及び先端小径部２６ｂを有しており、先端小径部２６ｂには雄ねじ３４が形成されている。

３６はボス部（凸部）３８と、ボス部３８と一体的に形成された固定フランジ４０とから構成されるブレードマウントであり、ボス部３８には雄ねじ４２が形成されている。さらに、ブレードマウント３６は装着穴４３を有している。
ブレードマウント３６は、装着穴４３をスピンドル２６の先端小径部２６ｂ及びテーパ部２６ａに挿入して、ナット４４を雄ねじ３４に螺合して締め付けることにより、図３に示すようにスピンドル２６の先端部に取り付けられる。

図３はブレードマウント３６が固定されたスピンドル２６と、切削ブレード２８との装着関係を示す分解斜視図である。切削ブレード２８はマルチブレードと呼ばれ、円形ハブ４８を有する円形基台４６の外周に軸方向に所定間隔離間してニッケル母材中にダイヤモンド砥粒が分散された第１の切刃２８ａと第２の切刃２８ｂが電着されて構成されている。第１の切刃２８ａと第２の切刃２８ｂとの間隔は、切削すべきウエーハＷの分割予定ラインの間隔（ストリートピッチ）に設定されている。

切削ブレード２８の装着穴５２をブレードマウント３６のボス部３８に挿入し、固定ナット５４をボス部３８の雄ねじ４２に螺合して締め付けることにより、図４に示すように切削ブレード２８がスピンドル２６に取り付けられる。

図５を参照すると、切削手段（切削ユニット）２４の斜視図が示されている。切削ブレード２８はその概略上半分がブレードカバー５６により覆われている。ブレードカバー５６には着脱カバー５８がねじ６０により着脱可能に取り付けられている。

着脱カバー５８は切削ブレード２８の側面に沿って伸長する切削水ノズル６６を有しており、切削水はパイプ６４を介して切削水ノズル６６に供給される。同様に、ブレードカバー５６も切削ブレード２８の側面に沿って伸長する図示しない切削水ノズルを有しており、切削水はパイプ６２を介してこの切削水ノズルに供給される。

ブレードカバー５６には切削ブレード検出機構７５が取り付けられている。切削ブレード検出機構７５は、ねじ７０によりブレードカバー５６に取り付けられた固定ブロック６８と、図６に示すように、調整ねじ７２を回転することにより固定ブロック６８に対して上下に移動可能な移動ブロック７４を含んでいる。

移動ブロック７４には、第１の切刃２８ａを挟むように第１発光部７６と第１受光部８０が位置付けられるとともに、第１発光部７６と第１受光部８０を結ぶ光軸がスピンドル２６の軸心に対して傾斜して配設され、且つ第１発光部７６からの光が部分的に第１の切刃２８ａで遮られるように設定されている。第１発光部７６と第１受光部８０で第１ブレード検出手段を構成する。

同様に、移動ブロック７４には、第２の切刃２８ｂを挟むように第２発光部８４と第２受光部８８が位置付けられるとともに、第２発光部８４と第２受光部８８を結ぶ光軸がスピンドル２６の軸心に対して傾斜して配設され、且つ第２発光部８４からの光が第２の切刃２８ｂで部分的に遮られるように設定されている。第２発光部８４と第２受光部８８で第２ブレード検出手段を構成する。

第１発光部７６には透明保護プレート７８が貼着され、第１受光部８０には透明保護プレート８２が貼着され、第２発光部８４には透明保護プレート８６が貼着され、第２受光部８８には透明保護プレート９０が貼着されている。

第１発光部７６は、光ファイバー（好ましくはプラスチック光ファイバー）９２を介して発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザーダイオード（ＬＤ）等から構成される第１発光素子９４に接続されている。第１受光部８０は、光ファイバー９６を介してフォトダイオード（ＰＤ）等から構成される第１受光素子９８に接続されている。

同様に、第２発光部８４は、光ファイバー１００を介して第２発光素子１０２に接続され。第２受光部８８は、光ファイバー１０４を介して第２受光素子１０６に接続されている。

新たな切削ブレード２８をスピンドル２６に装着すると、調整ねじ７２を回転して移動ブロック７４を上下方向に移動して、第１発光部７６及び第２発光部８４からの光が第１の切刃２８ａ及び第２の切刃２８ｂで部分的に遮られるように設定する。

本実施形態では、第１発光部７６は光ファイバー９２の端部で構成され、第１受光部８０は光ファイバー９６の端部で構成され、第２発光部８４は光ファイバー１００の端部で構成され、第２受光部８８は光ファイバー１０４の端部で構成される。

このように構成された切削ブレード検出機構７５の作用について以下に説明する。切削ブレード２８が回転している状態において切削装置２の図示しないコントローラは第１発光素子９４及び第２発光素子１０２を駆動する。その結果、第１発光部７６からは第１受光部８０に向かって光が出射され、第２発光部８４からは第２受光部８８に向かって光が出射される。

第１発光部７６から出射された光のうち切削ブレード２８の第１の切刃２８ａで遮られない光が第１受光部８０の光ファイバー９６により受光される。よって、切削ブレード２８の第１の切刃２８ａが磨耗していない状態においては、第１受光素子９８が受光する受光量は少なく、磨耗するにしたがって受光量が増大する。

従って、切削ブレード２８によって切削を継続すると、時間の経過に従って第１受光素子９８が発生する電流値が増加する。即ち、第１の切刃２８ａが磨耗するにつれて、第１受光素子９８が受光する受光量は大きくなり、それに伴い電流値も増加する。

同様に、第２発光部８４から出射された光のうち切削ブレード２８の第２の切刃２８ｂで遮られない光が第２受光部８８の光ファイバー１０４により受光される。よって、切削ブレード２８の第２の切刃２８ｂが磨耗していない状態においては、第２受光素子１０６が受光する受光量は少なく、磨耗するにしたがって受光量が増大する。

従って、切削ブレード２８によって切削を継続すると、時間の経過に従って第２受光素子１０６が発生する電流値が増加する。即ち、第２の切刃２８ｂが磨耗するにつれて、第２受光素子１０６が受光する受光量は大きくなり、それに従い第２受光素子１０６が発生する電流値も増加する。

第１の切刃２８ａ及び／又は第２の切刃２８ｂが磨耗して、第１受光素子９８又は第２受光素子１０６の電流値の何れかが所定の電流値に達して切削ブレード２８が使用限界に達したと判断すると、切削装置２のコントローラは表示手段６にその旨を表示すると共に、ブザー等で警報を発してオペレータに報知する。オペレータはこの警報に応じて、切削ブレード２８を新しい切削ブレードに交換する。

一方、切削ブレード２８によるウエーハＷの切削中に、第１の切刃２８ａ又は第２の切刃２８ｂに欠けが発生した場合には、第１受光素子９８又は第２受光素子１０６が受光する受光量が瞬間的に増大するため、第１受光素子９８又は第２受光素子１０６の電流信号を瞬間的に増大する。

この電流信号の瞬間的な増大は表示手段６に表示されるため、オペレータは切削ブレード２８の第１の切刃２８ａ又は第２の切刃２８ｂに欠けが発生したと認識できる。よって、オペレータは切削ブレード２８を新たな切削ブレードに交換する。

上述した実施形態の切削ブレード検出機構７５によると、第１の切刃２８ａを挟むように第１発光部７６と第１受光部８０が位置づけられると共に第１発光部７６と第１受光部８０を結ぶ光軸がスピンドル２６の軸心に対して傾斜して配設され、第２の切刃２８ｂを挟むように第２発光部８４と第２受光部８８が位置づけられると共に第２発光部８４と第２受光部８８を結ぶ光軸がスピンドル２６の軸心に対して傾斜して配設されているので、マルチブレード２８の個々の切刃２８ａ，２８ｂの状態を独立して検出することができる。

２切削装置
１８チャックテーブル
２４切削手段
２６スピンドル
２８切削ブレード
２８ａ第１の切刃
２８ｂ第２の切刃
６８固定ブロック
７２調整ねじ
７４移動ブロック
７５切削ブレード検出機構
７６第１発光部
８０第１受光部
８４第２発光部
８８第２受光部
７８，８２，８６，９０透明保護プレート
９２，９６，１００，１０４光ファイバー
９４第１発光素子
９８第１受光素子
１０２第２発光素子
１０６第２受光素子

Claims

被加工物を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被加工物を切削する第１の切刃と第２の切刃が所定の間隔を持って配設された切削ブレードがスピンドルに装着された切削手段と、を備えた切削装置で使用される切削ブレード検出機構であって、
該第１の切刃の状態を検出する第１ブレード検出手段と、該第２の切刃の状態を検出する第２ブレード検出手段とを具備し、
該第１ブレード検出手段は、該第１の切刃を挟むように第１発光部と第１受光部が位置づけられるとともに、該第１発光部と該第１受光部を結ぶ光軸が該スピンドルの軸心に対して傾斜して配設されており、
該第２ブレード検出手段は、該第２の切刃を挟むように第２発光部と第２受光部が位置づけられるとともに、該第２発光部と該第２受光部を結ぶ光軸が該スピンドルの軸心に対して傾斜して配設されていることを特徴とする切削ブレード検出機構。