JP2012115966A

JP2012115966A - 切削ブレード検出機構

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Publication number: JP2012115966A
Application number: JP2010269951A
Authority: JP
Inventors: shintaro Matsuoka; 伸太郎松岡
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-12-03
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2012-06-21
Anticipated expiration: 2030-12-03
Also published as: JP5611012B2

Abstract

【課題】増幅器から出力される電気信号が一定値になるように自動的に調整可能な切削ブレード検出機構を提供する。
【解決手段】切削装置で使用される切削ブレード検出機構であって、発光素子６６と、発光部７０と、受光部８０と、該受光部８０で受光した受光量を電気信号へ変換する受光素子７６と、該発光部７０と該受光部８０間に切削ブレード２８が位置しない状態で該受光部８０が受光した受光量を該受光素子７６で変換した電気信号が第１の値となるように該発光素子６６及び該受光素子７６の経時劣化に応じて電気信号を増幅する増幅部８２と、該増幅部８２からの電気信号を受信する受信部８８と、該受信部８８で受信した電気信号が該第１の値になるように該増幅部８２の増幅量を制御する増幅制御部９０と、該増幅量が上限値に達した時に警告を発するとともに該増幅部８２の該上限値以上の増幅を禁止する警告発信部９２とを有する制御手段８６と、を具備する。
【選択図】図５

Description

本発明は、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広く利用されている。

切削装置は、半導体ウエーハ等の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切削ブレードを回転可能に支持する切削手段とから少なくとも構成され、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。

切削装置では、被加工物への切削ブレードの切り込み送り量をチャックテーブルの上面（被加工物の保持面）を基準点に切削ブレードの外径サイズに基づいて管理している。切削ブレードの外径サイズは切削ブレード毎に異なるため、新品の切削ブレードに交換した際には、切削ブレードとチャックテーブルの保持面とを接触させて原点位置（基準点位置）を検出する（例えば、特開昭６１−７１９６７号公報参照）。この原点位置の検出を接触セットアップという。

切削ブレードは加工に伴って磨耗して外径サイズが変化する。切削ブレードが磨耗した状態で同じ切り込み量を設定して切削すると、被加工物への切り込み量が浅くなってしまう。

そこで、切削装置は、加工中にチャックテーブルに接触することなくセットアップ（基準点出し動作）を行うとともに、切削ブレードの磨耗を検出するための非接触セットアップセンサー（切削ブレード検出機構）を備えている（例えば、特開２００３−２１１３５４号公報参照）。

非接触セットアップセンサーはチャックテーブル近傍に配設され、発光部と受光部とから構成される透過型光電センサを備えている。新品ブレードをスピンドルに装着した際に、チャックテーブル上面と非接触セットアップセンサーとの相対位置を検出しておき、加工中に切削ブレードの基準点の検出を行う際には、非接触セットアップセンサーを利用する。

この非接触セットアップセンサーでは、発光部と受光部間に切削ブレードを下降させ、切削ブレードで発光部からの光が遮光された高さ位置（Ｚ位置）を基に切削ブレードの磨耗を検出する。

一方、切削手段には、切削ブレードの切刃を挟むように発光部と受光部とから構成される透過型光電センサが位置付けられ、受光部の受光素子が受光する光量の変化によって切削ブレードの切刃の欠けを検出する切削ブレード検出機構が配設されている。切削ブレード検出機構が切刃の欠けを検出した場合には、切削ブレードを新品の切削ブレードに交換する（例えば、特開２００７−２７７０号公報参照）。

透過型の光電センサでは、受光部で受光した受光量を電気信号に変換し、増幅器（アンプ）でこの電気信号が一定値（第１の値）になるように増幅している。即ち、透過型の光電センサでは、切削ブレードの磨耗を正確に検出するために、発光部と受光部間に切削ブレードが位置しない状態で検出した増幅器から出力される電気信号を一定値に維持することが重要である。

ところが、発光部に接続された発光素子が経時劣化することで発光量は低下し、また受光部に接続された受光素子が経時劣化することで受光感度が低下する。

特開２００３−２１１３５４号公報特開２００７−２７７０号公報

従来は、発光素子の経時劣化により発光部の発光量が低下する都度、或いは受光素子の経時劣化により受光素子の感度が低下する都度、作業者がアンプの増幅量を上げてアンプから出力される電気信号が一定値になるように制御しているが、発光量が低下する都度或いは受光感度が低下する都度作業者が調整するのは煩わし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、増幅器から出力される電気信号が一定値になるように増幅器の増幅量を自動的に調整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切削ブレードと該切削ブレードが装着されるスピンドルとを含む切削手段と、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、発光素子と、該発光素子に接続された発光部と、該発光部からの光を受光するように配設された受光部と、該受光部で受光した受光量を電気信号へ変換する受光素子と、該発光部と該受光部間に切削ブレードが位置しない状態で該受光部が受光した受光量を該受光素子で変換した電気信号が第１の値となるように該発光素子及び該受光素子の経時劣化に応じて電気信号を増幅する増幅部と、該増幅部からの電気信号を受信する受信部と、該受信部で受信した電気信号が該第１の値になるように該増幅部の増幅量を制御する増幅制御部と、該増幅量が上限値に達した時に警告を発するとともに該増幅部の該上限値以上の増幅を禁止する警告発信部とを有する制御手段と、を具備したことを特徴とする切削ブレード検出機構が提供される。

本発明の切削ブレード検出機構によると、増幅器から出力される電気信号が一定値なる様に増幅器の増幅量を自動的に調整するため、作業者は増幅器の増幅量の調整の煩わしさから解放される。

切削装置の外観斜視図である。ダイシングテープを介して環状フレームに支持された半導体ウエーハの斜視図である。切削手段の分解斜視図である。切削手段の斜視図である。本発明第１実施形態の切削ブレード検出機構の全体構成図である。本発明第２実施形態の切削ブレード検出機構の全体構成図である。

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（ダイシング装置）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。

図２に示すように、ダイシング対象のウエーハＷの表面においては、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とが直交して形成されており、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とによって区画されて多数のデバイスＤがウエーハＷ上に形成されている。

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、複数の固定手段（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画像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３を参照すると、切削手段２４の分解斜視図が示されている。図４は切削手段２４の斜視図である。２５は切削手段２４のスピンドルハウジングであり、スピンドルハウジング２５中に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。切削ブレード２８は電鋳ブレードであり、ニッケル母材中にダイヤモンド砥粒が分散されてなる切刃２８ａを外周部に有している。

３０は切削ブレード２８をカバーするブレードカバーであり、切削ブレード２８の側面に沿って延長する切削水ノズル３２が取り付けられている。切削水が、パイプ３４を介して切削水ノズル３２に供給される。ブレードカバー３０はねじ穴３６，３８を有している。

４０は着脱カバーであり、ブレードカバー３０に取り付けられた際、切削ブレード２８の側面に沿って伸長する切削水ノズル４２を有している。切削水は、パイプ４４を介して切削水ノズル４２に供給される。

ねじ４８を着脱カバー４０の丸穴４６に挿通してブレードカバー３０のねじ穴３６に螺合することにより、着脱カバー４０がブレードカバー３０に固定される。これにより、図４に示すように切削ブレード２８の概略上半分がブレードカバー３０及び着脱カバー４０により覆われる。

５０は丸穴５２を有するブレード検出用の固定ブロックであり、ねじ５４を丸穴５２を介してブレードカバー３０のねじ穴３８に螺合することにより、ブレードカバー３０に取り付けられる。固定ブロック５０には後述する切削ブレード検出機構６０が取り付けられており、この切削ブレード検出機構６０により切削ブレード２８の切刃２８ａの状態を検出する。

次に、図５を参照して、本発明第１実施形態の切削ブレード検出機構６０の構成について説明する。図５に示すように、切削ブレード検出機構６０はブレードカバー３０に固定される固定ブロック５０と、調整ねじ５５を回転することにより固定ブロック５０に対して上下に移動可能な移動ブロック６２を含んでいる。

切削ブレード検出機構６０の発光手段（発光アセンブリ）６４は、発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザーダイオード（ＬＤ）等から構成される発光素子６６と、発光素子６６に接続されたプラスチック光ファイバ６８とから構成される。

光ファイバ６８の端部６８ａは切削ブレード２８の切刃２８ａ方向に光ファイバ６８の最小曲げ半径以上の曲げ半径で曲げられており、光ファイバ６８の端部６８ａが発光部７０を形成する。光ファイバ６８の先端６８ａである発光部７０からの出射光が切刃２８ａと垂直になるように設定されている。６９は透明保護プレートである。

受光手段（受光アセンブリ）７４は、フォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子７６と、受光素子７６に接続されたプラスチック光ファイバ７８とから構成される。プラスチック光ファイバ７８の端部７８ａで受光部８０を構成する。７９は透明保護プレートである。

受光部８０を構成する光ファイバ７８の端部７８ａは、切削ブレード２８の切刃２８ａ方向に光ファイバ７８の最小曲げ半径以上の曲げ半径で曲げられており、受光部８０を構成する光ファイバ７８の端部７８ａが発光部７０が出射した光を受光できるように配設されている。

受光部８０で受光した発光部７０の出射光は光ファイバ７８を伝搬して受光素子７６で受光量に応じて電気信号に変換され、この電気信号は増幅器（アンプ）８２で第１の値（例えば４．５Ｖ〜４．９５Ｖ）に増幅され、この第１の値がＡ／Ｄコンバータ８４に入力される。

８５は切削ブレード検出手段であり、発光素子６６と、光ファイバ６８により発光素子６６に接続された発光部７０と、受光素子７６と、光ファイバ７８により受光素子７６に接続された受光部８０と、増幅器８２とから構成される。

Ａ／Ｄコンバータ８４でデジタル信号に変換された電気信号は受信部８８を介して制御手段８６に入力され、制御手段８６の増幅制御部９０で受信部８８で受信する電気信号が第１の値（例えば、４．５Ｖ〜４．９５Ｖ）になるように増幅器８２の増幅量をフィードバック制御する。

ここで、増幅器８２の増幅量には上限値（例えば２Ｖ）が設定されており、制御手段８６の警告発信部９２は増幅器８２の増幅量が上限値に達したときに警告を発するとともに、増幅器８２の該上限値以上の増幅を禁止する。

制御手段８６は、上記第１の値より低い第２の値を記憶する記憶部と、受信部８８が第２の値を下回った場合に、警告を発する第２警告発振部を更に備えていても良い。第２の値を例えば２Ｖと設定することで、発光部７０及び受光部８０の汚れの有無を検出することができる。

本実施形態の切削ブレード検出機構６０の増幅器８２の増幅量の制御は、切削ブレード２８を取り外した時点で自動的に実施するようにするのが好ましい。即ち、増幅器８２の増幅量の制御は発光部７０と受光部８０との間に切削ブレード２８が介在しない時点で行う必要があるからである。

本実施形態では、切削ブレード２８の破損を検出して切削ブレード２８を新たな切削ブレードに交換する際に、増幅器８２の増幅量を自動的に調整するので、作業者は増幅器８２を手動で調整するという煩わしさから解放される。

増幅器８２の増幅量が上限値に達した際には、制御手段８６の警告発振部９２が表示手段６上に警告を表示するか、又はブザー等により作業者に報知するので、作業者は発光素子６６及び／又は受光素子７６を新たな部品に容易に交換することができる。

次に、図６を参照して、本発明第２実施形態の切削ブレード検出機構９４について説明する。本実施形態の切削ブレード検出機構９４は非接触セットアップセンサーであり、チャックテーブル１８の近傍に配設されている。本実施形態の説明において、上述した第１実施形態と実質的に同一構成部分については、同一符号を付し、重複を避けるためその説明を省略する。

本実施形態の切削ブレード検出機構９４は、チャックテーブル１８の近傍に配設されたＵ形状ブロック９６を含んでおり、このＵ形状ブロック９６に発光部７０及び受光部８０が対向するように取り付けられている。

切削ブレード２８を新品の切削ブレードに交換した際には、チャックテーブル１８の上面と非接触セットアップセンサー９４の発光部７０と受光部８０とから構成される透過型光電センサとの間の高さ方向の相対位置を検出しておき、加工中に切削ブレード２８の基準点の検出を行う際には、非接触セットアップセンサー９４を利用する。

この非接触セットアップセンサー９４では、発光部７０と受光部８０間に切削ブレード２８を下降させ、切削ブレード２８で発光部７０からの光が遮光された高さ位置（Ｚ位置）を基に切削ブレード２８の切刃２８ａの磨耗を検出する。

本実施形態の切削ブレード検出機構（非接触セットアップセンサー）９４では、発光部７０と受光部８０間に切削ブレード２８が位置しない状態で受光部８０が受光した受光量を受光素子７６で変換し、更に増幅器８２で増幅した電気信号が第１の値（例えば、４．９〜５．１Ｖ）になるように、発光素子６６及び受光素子７６の経時劣化に応じて増幅器８２の増幅量を制御する。

この増幅された電気信号はＡ／Ｄコンバータ８４でデジタルの電気信号に変換され、受信部８８を介して制御手段８６に入力される。制御手段８６の増幅制御部９０は受信部８８で受信する電気信号が上述した第１の値（４．９〜５．１Ｖ）となるように増幅器８２の増幅量をフィードバック制御する。警告発振部９２は、増幅器８２の増幅量が上限値（例えば２Ｖ）に達した時に警告を発するとともに増幅器８２の該上限値以上の増幅を禁止する。

本実施形態の増幅器８２の増幅量のフィードバック制御は、切削加工時には発光部７０と受光部８０との間には切削ブレード２８が挿入されていないので、常時実施するようにしてもよい。

或いは、所定のタイミングで実施するようにしてもよい。例えば、切削ブレード２８を交換した時点で自動的に、一定のタイミングで自動的に、作業者が任意に選択して実施するようにしてもよい。

本実施形態の切削ブレード検出機構（非接触セットアップセンサー）９４では、受信部８８で受信する電気信号が第１の値となるように増幅器８２の増幅量を自動的に調整するため、作業者は増幅器８２の増幅量調整の煩わしさから解放される。

１８チャックテーブル
２４切削手段
２８切削ブレード
２８ａ切刃
６０切削ブレード検出機構
６４発光手段
６６発光素子
６８光ファイバ
７０発光部
７４受光手段
７６受光素子
７８光ファイバ
８０受光部
８２増幅器
８５切削ブレード検出手段
８６制御手段
９０増幅制御部
９２警告発振部
９４切削ブレード検出機構（非接触セットアップセンサー）
９６Ｕ形状ブロック

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切削ブレードと該切削ブレードが装着されるスピンドルとを含む切削手段と、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、
発光素子と、
該発光素子に接続された発光部と、
該発光部からの光を受光するように配設された受光部と、
該受光部で受光した受光量を電気信号へ変換する受光素子と、
該発光部と該受光部間に切削ブレードが位置しない状態で該受光部が受光した受光量を該受光素子で変換した電気信号が第１の値となるように該発光素子及び該受光素子の経時劣化に応じて電気信号を増幅する増幅部と、
該増幅部からの電気信号を受信する受信部と、該受信部で受信した電気信号が該第１の値になるように該増幅部の増幅量を制御する増幅制御部と、該増幅量が上限値に達した時に警告を発するとともに該増幅部の該上限値以上の増幅を禁止する警告発信部とを有する制御手段と、
を具備したことを特徴とする切削ブレード検出機構。