JP2018158413A - Cutting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、切削ブレードで被加工物を切削する切削装置に関する。 The present invention relates to a cutting apparatus that cuts a workpiece with a cutting blade.
切削装置は、チャックテーブル上に保持された半導体ウェーハ等の被加工物に、切削ブレードを切り込ませて個々のチップに切断している。この切削装置では、被加工物と切削ブレードの接触によって切削ブレードの切れ刃が徐々に摩耗する。また、切削加工時の負荷によって切削ブレードの切れ刃に欠け等の破損が発生することもある。切削ブレードの許容範囲を超えて摩耗した切れ刃や破損した切れ刃を使用し続けると、切削加工中に被加工物を破損させるおそれがあるので、このような切削ブレードの切れ刃の不具合を検出可能な検出機構が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 The cutting apparatus cuts individual chips by cutting a cutting blade into a workpiece such as a semiconductor wafer held on a chuck table. In this cutting apparatus, the cutting blade of the cutting blade is gradually worn by contact between the workpiece and the cutting blade. In addition, the cutting edge of the cutting blade may be damaged due to a load during cutting. If you continue to use a cutting blade that has been worn or damaged beyond the allowable range of the cutting blade, the workpiece may be damaged during the cutting process. A possible detection mechanism has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
特許文献１に記載の検出機構は、切削ブレードの切れ刃を挟んで発光素子と受光素子とを対向させ、切削ブレードに不具合が無い状態で、発光素子から放射される光の少なくとも一部が切れ刃で遮られるように構成されている。切削ブレードの切れ刃に過度な摩耗や破損が生じて光の遮蔽量が減少すると、受光素子の受光量が増大して切れ刃の不具合が検出される。この場合、受光素子の受光量と所定の閾値が比較されて、受光量が閾値を超えたときに切削ブレードの刃先に破損等が生じたと判定されて、オペレータに切削ブレードの交換が促される。 In the detection mechanism described in Patent Document 1, the light emitting element and the light receiving element are opposed to each other with the cutting blade of the cutting blade interposed therebetween, and at least a part of the light emitted from the light emitting element is cut in a state where the cutting blade is not defective. It is configured to be blocked by a blade. When excessive wear or breakage occurs on the cutting blade of the cutting blade and the light shielding amount decreases, the amount of light received by the light receiving element increases and a defect of the cutting blade is detected. In this case, the amount of light received by the light receiving element is compared with a predetermined threshold, and when the amount of received light exceeds the threshold, it is determined that the cutting edge of the cutting blade has been damaged and the operator is prompted to replace the cutting blade.
しかしながら、特許文献１に記載の光学的な検出方法では、切削ブレードの不具合を受光量の大きさで検出するのに限界があった。例えば、切削ブレードの切れ刃の先端の僅かな欠け、切れ刃の内側に空いた微細な穴や、切れ刃に破片等が衝突したときの部分的な変形（突起）については、切削ブレードの高速回転中に受光素子で受光量の変化が検出され難い。このような切削ブレードの僅かな状態変化によって、将来的に切削ブレードの割れや加工品質の悪化等の大きな不具合が引き起こされるおそれがあった。 However, the optical detection method described in Patent Document 1 has a limit in detecting a failure of a cutting blade by the amount of received light. For example, with regard to slight chipping at the tip of the cutting blade, minute holes vacated inside the cutting blade, and partial deformation (protrusions) when debris collides with the cutting blade, It is difficult for the light receiving element to detect a change in the amount of light received during rotation. Such slight changes in the state of the cutting blade may cause major problems such as cracking of the cutting blade and deterioration of processing quality in the future.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、切削ブレードの潜在的な不具合を検出して切削ブレードの割れや加工品質の悪化等を未然に防止することができる切削装置を提供することを目的の１つとする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a cutting apparatus capable of detecting a potential failure of a cutting blade and preventing cracking of the cutting blade, deterioration of processing quality, and the like. One of the purposes.
本発明の一態様の切削装置は、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ための切削ブレードを備えた切削手段と、を備えた切削装置であって、該切削手段に配設され該切削ブレードが回転した際に発生する弾性波を検出する弾性波検出センサと、該切削装置を制御する制御手段とを備え、該制御手段は、予め切削ブレードを被加工物に切り込まずに所定回転数で回転させた際の弾性波を検出して該弾性波の値を基準として設定された閾値を記憶する基準弾性波記憶部と、任意のタイミングで該切削ブレードを被加工物に切り込まずに該所定回転数で回転させた際に検出された弾性波の値が該閾値以内に入っていない場合に、該切削ブレードに破損が生じていると判断する判断部と、を備え、該判断部が該切削ブレードが破損していると判断した場合に報知する報知手段を備えること、を特徴とする。 A cutting apparatus according to an aspect of the present invention is a cutting apparatus including a chuck table that holds a workpiece, and a cutting unit that includes a cutting blade for cutting the workpiece held on the chuck table. An elastic wave detection sensor that detects an elastic wave that is generated when the cutting blade rotates and a control unit that controls the cutting device. A reference elastic wave storage unit that detects an elastic wave when the blade is rotated at a predetermined rotation speed without being cut into the workpiece, and stores a threshold value set based on the value of the elastic wave, and an arbitrary timing If the value of the elastic wave detected when the cutting blade is rotated at the predetermined rotational speed without being cut into the work piece is not within the threshold value, the cutting blade is damaged. A determination unit for determining , Further comprising a notifying means for said determination unit is notified when it is determined that the cutting blade is damaged, characterized by.
この構成によれば、切削ブレードで被加工物を切り込まずに所定回転数で回転させると、切削ブレードの状態変化に応じた弾性波が発生する。このため、切削ブレードを回転させた際に発生する弾性波を弾性波検出センサで検出して、弾性波の値が閾値以内に入っているか否かに応じて切削ブレードの破損が検出され、オペレータに切削ブレードの交換が促される。切削ブレードの切れ刃の先端の僅かな欠け等のように光学的な検出方法では検出できない切削ブレードの潜在的な不具合を検出することができ、切削ブレードの割れや加工品質の悪化を未然に防ぐことができる。また、加工サンプルを切り込むことなく、切削ブレードを空転させることで破損を検出することができるため、切削ブレードの破損を容易に検出することができる。 According to this configuration, when the workpiece is rotated at a predetermined number of revolutions without being cut by the cutting blade, an elastic wave corresponding to a change in the state of the cutting blade is generated. Therefore, the elastic wave generated when the cutting blade is rotated is detected by the elastic wave detection sensor, and the breakage of the cutting blade is detected depending on whether the value of the elastic wave is within the threshold value. It is urged to replace the cutting blade. It is possible to detect potential defects of the cutting blade that cannot be detected by optical detection methods, such as slight chipping at the tip of the cutting blade, and prevent cracking of the cutting blade and deterioration of processing quality. be able to. Further, since the breakage can be detected by idling the cutting blade without cutting the processed sample, the breakage of the cutting blade can be easily detected.
本発明によれば、切削ブレードを所定回転数で回転させた際に発生する弾性波を弾性波検出センサで検出することで、切削ブレードの割れや加工品質の悪化等を未然に防ぐことができる。 According to the present invention, by detecting the elastic wave generated when the cutting blade is rotated at a predetermined number of revolutions by the elastic wave detection sensor, it is possible to prevent the cutting blade from being cracked, the machining quality from being deteriorated, and the like. .
以下、添付図面を参照して、本実施の形態の切削装置について説明する。図１は、本実施の形態の切削装置の斜視図である。なお、切削装置は、本実施の形態のように切削ブレードに生じる弾性波を検出可能な構造を備えていればよく、図１に示す構成に限定されない。 Hereinafter, the cutting apparatus of the present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view of the cutting apparatus of the present embodiment. In addition, the cutting device should just be provided with the structure which can detect the elastic wave which arises in a cutting blade like this Embodiment, and is not limited to the structure shown in FIG.
図１に示すように、切削装置１は、切削ブレード６０とチャックテーブル１５を相対的に移動させることで、チャックテーブル１５に保持された被加工物Ｗを切削ブレード６０で切削するように構成されている。被加工物Ｗの表面は、格子状の分割予定ラインによって複数の領域に区画されており、分割予定ラインに区画された各領域には各種デバイスが形成されている。被加工物Ｗは、リングフレームＦの内側でダイシングテープＴに貼着されており、ダイシングテープＴを介してリングフレームＦに支持された状態で切削装置１に搬入される。
As shown in FIG. 1, the cutting apparatus 1 is configured to cut the workpiece W held on the chuck table 15 with the
切削装置１の基台１０の上面中央は、Ｘ軸方向に延在するように開口しており、この開口はチャックテーブル１５と共に移動可能な移動板１１及び蛇腹状の防水カバー１２に覆われている。チャックテーブル１５の表面には、ポーラス材によって保持面１６が形成されており、この保持面１６に生じる負圧によって被加工物Ｗが吸引保持される。チャックテーブル１５の周囲には、エア駆動式の４つのクランプ部１７が設けられており、各クランプ部１７によって被加工物Ｗの周囲のリングフレームＦが四方から挟持固定される。防水カバー１２の下方には、チャックテーブル１５をＸ軸方向に切削送りする送りネジ式の切削送り手段１８が設けられている。
The center of the upper surface of the
基台１０の上面には、開口を挟んでカセット（不図示）が載置されるエレベータ手段２１及び加工済みの被加工物Ｗを洗浄する洗浄手段２４が設けられている。エレベータ手段２１は、カセットが載置されたステージ２２を昇降させて、カセット内の被加工物Ｗの出し入れ位置を高さ方向で調整する。洗浄手段２４は、被加工物Ｗを保持したスピンナテーブル２５を基台１０内に降下させ、回転中のスピンナテーブル２５に向けて洗浄水を噴射して被加工物Ｗを洗浄し、続けて乾燥エアを吹き付けて被加工物Ｗを乾燥する。また、基台１０の上面には、チャックテーブル１５の移動経路を跨ぐように門型の立壁部１３が立設されている。
An upper surface of the
立壁部１３には、一対の切削手段４０をＹ軸方向にインデックス送りするインデックス送り手段３０と、切削手段４０をＺ軸方向に切込み送りする切り込み送り手段３５とが設けられている。インデックス送り手段３０は、立壁部１３の前面に配置されたＹ軸方向に平行な一対のガイドレール３１と、一対のガイドレール３１にスライド可能に設置されたＹ軸テーブル３２とを有している。切り込み送り手段３５は、Ｙ軸テーブル３２上に配置されたＺ軸方向に平行な一対のガイドレール３６と、一対のガイドレール３６にスライド可能に設置されたＺ軸テーブル３７とを有している。
The standing
各Ｚ軸テーブル３７の下部には、被加工物Ｗを切削する切削手段４０が設けられている。Ｙ軸テーブル３２およびＺ軸テーブル３７の背面側には、それぞれナット部が形成されており、これらナット部に送りネジ３３、３８が螺合されている。Ｙ軸テーブル３２用の送りネジ３３、Ｚ軸テーブル３７用の送りネジ３８の一端部には、それぞれ駆動モータ３４、３９が連結されている。駆動モータ３４、３９により、それぞれの送りネジ３３、３８が回転駆動されることで、各切削手段４０がガイドレール３１に沿ってＹ軸方向に移動され、各切削手段４０がガイドレール３６に沿ってＺ軸方向に切込み送りされる。
A cutting means 40 for cutting the workpiece W is provided below each Z-axis table 37. Nuts are formed on the back sides of the Y-axis table 32 and the Z-axis table 37, and
一対の切削手段４０は、スピンドルハウジング４１にスピンドル４２（図２参照）が回転自在に支持され、スピンドル４２の前端に切削ブレード６０が装着されている。切削ブレード６０は、ダイヤモンド砥粒をボンド剤で固めた円板状に形成されている。スピンドルハウジング４１にはブレードカバー４５が固定され、ブレードカバー４５によって切削ブレード６０の周囲が部分的に覆われている。また、ブレードカバー４５には、被加工物Ｗを切削する際に切削ブレード６０に切削水を供給する切削水供給手段４６が設けられており、切削水供給手段４６の各種ノズルから切削水を供給しながら被加工物Ｗが切削される。
In the pair of cutting means 40, a spindle 42 (see FIG. 2) is rotatably supported by a
このように構成された切削装置１では、被加工物Ｗの切削加工中に切削ブレード６０の切れ刃の先端が欠けたり、切れ刃６２の内側に穴が空いたり、切れ刃に破片が当たって変形したりする場合がある。切削ブレード６０が僅かに破損した程度であれば、被加工物Ｗの切削加工に直ちに影響を及ぼすものではないが、切削加工の継続中に切削ブレード６０の割れや加工品質の悪化等の不具合を引き起こすおそれがある。しかしながら、将来的に切削ブレード６０の割れに繋がる潜在的な不具合は破損の程度が僅かであるため、一般的な光学センサを用いた検出方法では困難になっていた。
In the cutting apparatus 1 configured as described above, the cutting edge of the
ここで、本件発明者らが、切削ブレードを空転させたときの弾性波を検査したところ、微細な破損がある切削ブレードと正常な切削ブレードとでは弾性波の出力波形に特徴的な変化が現れることが確認された。そこで、本実施の形態の切削装置１では、切削ブレード６０を空転させた際に発生する弾性波を弾性波検出センサ７１（図２参照）で検出して、光学的な検出方法では検出できない切削ブレード６０の微細な破損を検出している。これにより、切削ブレード６０の割れや加工品質の悪化を引き起こしかねない潜在的な不具合を事前に検出し、オペレータに切削ブレード６０の交換を促すことが可能になっている。
Here, when the present inventors inspected the elastic wave when the cutting blade is idled, a characteristic change appears in the output waveform of the elastic wave between the cutting blade with fine breakage and the normal cutting blade. It was confirmed. Therefore, in the cutting apparatus 1 of the present embodiment, the elastic wave generated when the
図２及び図３を参照して、本実施の形態の切削手段について説明する。図２は、本実施の形態の切削手段の分解斜視図である。図３は、本実施の形態の切削手段の断面等を模式的に示す図である。なお、図２及び図３では、説明の便宜上、切削ブレードの外周を覆うホイールカバーを省略して記載している。また、切削手段は、本実施の形態の切削ブレードが装着される構成であればよく、図２及び図３に示す構成に限定されない。 With reference to FIG.2 and FIG.3, the cutting means of this Embodiment is demonstrated. FIG. 2 is an exploded perspective view of the cutting means of the present embodiment. FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross section and the like of the cutting means of the present embodiment. In FIG. 2 and FIG. 3, for convenience of explanation, the wheel cover that covers the outer periphery of the cutting blade is omitted. Moreover, the cutting means should just be a structure with which the cutting blade of this Embodiment is mounted | worn, and is not limited to the structure shown in FIG.2 and FIG.3.
図２に示すように、切削手段４０は、スピンドル４２の先端にブレードマウント５１が取り付けられ、ブレードマウント５１に切削ブレード６０が装着されている。スピンドル４２は、例えばエアスピンドルであり、圧縮エア層を介してスピンドルハウジング４１に対して浮動状態で支持されている。スピンドルハウジング４１の先端面には、スピンドル４２の先端側をカバーするカバー部材４７が取り付けられている。カバー部材４７には一対のブラケット４８が設けられ、ブラケット４８を介してスピンドルハウジング４１にネジ止めされることで、カバー部材４７の中央開口４９からスピンドル４２の先端部分が突出される。
As shown in FIG. 2, in the cutting means 40, a
スピンドル４２の先端部分には、切削ブレード６０を支持するブレードマウント５１が取り付けられる。ブレードマウント５１の背面側にはスピンドル４２の先端部分に装着される嵌合穴５２（図３参照）が形成され、ブレードマウント５１の表面側には円筒状のボス部５３が形成されている。ボス部５３の表面側には円形凹部５４が形成され、円形凹部５４の底面には嵌合穴５２に連なる貫通穴５５が形成されている。これにより、ブレードマウント５１に嵌め込まれたスピンドル４２の先端面が貫通穴５５から露出され、スピンドル４２の先端面のネジ穴４４に固定ボルト５９がワッシャ５８を介して締め付けられることでスピンドル４２にブレードマウント５１が固定される。
A
ブレードマウント５１にはボス部５３の周面から径方向外側に広がるフランジ部５６が形成され、フランジ部５６に押し付けられるようにして切削ブレード６０がブレードマウント５１に取り付けられる。切削ブレード６０は、略円板状のハブ基台６１の外周に環状の切れ刃６２が取り付けられたハブブレードであり、ハブ基台６１の中央にはブレードマウント５１のボス部５３に挿入される挿入穴６３が形成されている。この挿入穴６３がボス部５３に押し込まれると、ハブ基台６１からボス部５３が突出される。そして、ボス部５３の突出部分に形成された雄ネジ５７に固定ナット６５が締め付けられてブレードマウント５１に切削ブレード６０が固定される。
The
また、切削手段４０には、切削ブレード６０が回転した際に発生する弾性波を検出可能な弾性波検出センサ７１が設けられている。弾性波検出センサ７１は、いわゆるＡＥ（Acoustic Emission）センサであり、ブレードマウント５１に伝播した弾性波を振動子７２で電気的な変化に変換して検出信号として出力する。弾性波検出センサ７１は、切削ブレード６０に近いブレードマウント５１に設けられているため、切削ブレード６０からの振動が伝わり易くなっている。したがって、弾性波検出センサ７１によって切削ブレード６０の振動が精度よく検出される。
The cutting means 40 is provided with an elastic
ブレードマウント５１側には振動子７２に接続された第１のコイル手段７３（図３参照）が設けられ、カバー部材４７側には第２のコイル手段７４が設けられている。第１のコイル手段７３及び第２のコイル手段７４としては、例えば、導線が巻回された円環状の扁平コイルが使用される。第１、第２のコイル手段７３、７４は磁気的に結合され、振動子７２からの検出信号が相互誘導によって第１のコイル手段７３から第２のコイル手段７４に伝送される。このように、第１、第２のコイル手段７３、７４によって非接触で検出信号が伝送されるため、切削ブレード６０と共に回転するブレードマウント５１に弾性波検出センサ７１を設けることが可能になっている。
First coil means 73 (see FIG. 3) connected to the
図３に示すように、弾性波検出センサ７１には、第１、第２のコイル手段７３、７４の磁気的な結合を介して、切削装置１（図１参照）の各部を制御する制御手段７５が接続されている。制御手段７５には、切削ブレード６０の破損判断用の閾値を記憶する基準弾性波記憶部７６と、切削ブレード６０の破損を判断する判断部７７とが設けられている。基準弾性波記憶部７６では、切削ブレード６０を被加工物Ｗに切り込まずに所定回転数で回転させた際の弾性波が弾性波検出センサ７１で検出され、この弾性波の値を基準として設定された閾値が予め記憶されている。
As shown in FIG. 3, the elastic
ここで、切削ブレード６０に微細な破損がある場合に、潜在的な不具合が切削ブレード６０の弾性波として現れる回転数である。例えば、切削ブレード６０を空転（空回し）させた際に、所定回転数として切削ブレード６０が破損しない上限の回転数（制限回転数）が設定されてもよい。また、所定回転数は切削ブレード６０の形状、大きさ、材質等の切削ブレード６０の種類に応じて適宜変更され、所定回転数として実験的、経験的又は理論的に求められた回転数が設定されてもよい。
Here, when there is a fine breakage in the
判断部７７では、任意のタイミングで切削ブレード６０を被加工物Ｗに切り込まずに所定回転数で回転させた際に、弾性波検出センサ７１で検出された弾性波の値が閾値以内に入っていない場合に切削ブレード６０に破損が生じていると判断される。このとき、切削ブレード６０の破損の程度が僅かであっても、切削ブレード６０の回転数を所定回転数まで上げることで、弾性波検出センサ７１で検出される弾性波に閾値を超えるような特徴的な変化が現れる。よって、光学的に検出できないような微細な欠けや穴等の潜在的な不具合を、切削ブレード６０の破損として判断することが可能になっている。
In the
また、切削装置１には、判断部７７で切削ブレード６０が破損していると判断された場合に、その旨を報知する報知手段７８が設けられている。これにより、オペレータに切削ブレード６０の破損を報知して、切削ブレード６０の交換作業を促すことができる。なお、制御手段７５の各部は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成されている。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。メモリには、例えば、装置各部の駆動制御用のプログラムや切削ブレードの破損検出用のプログラムが記憶されている。
Further, the cutting device 1 is provided with an informing
図４を参照して、切削ブレードの破損検出について説明する。図４は、本実施の形態の切削ブレードの破損検出動作の説明図である。なお、図４Ａは弾性波の閾値の設定動作、図４Ｂは切削ブレードの弾性波の検出動作、図４Ｃは切削ブレードの破損の判断動作をそれぞれ示している。なお、ここではセットアップ時に切削ブレードの破損検出する構成を例示して説明するが、切削ブレードの破損検出は任意のタイミングで実施可能である。 With reference to FIG. 4, the detection of breakage of the cutting blade will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram of the damage detection operation of the cutting blade according to the present embodiment. 4A shows an elastic wave threshold value setting operation, FIG. 4B shows an elastic wave detection operation of the cutting blade, and FIG. 4C shows a cutting blade damage determination operation. In addition, although the structure which detects the damage of a cutting blade at the time of setup is illustrated and demonstrated here, the damage detection of a cutting blade can be implemented at arbitrary timings.
図４Ａに示すように、事前に正常な切削ブレード８０がスピンドル４２に装着されて、弾性波検出センサ７１によって切削ブレード８０の基準弾性波が検出される。この場合、切削ブレード８０が空転された状態で切削ブレード８０の回転数が所定回転数まで上昇され、切削ブレード８０の振動が基準弾性波になってブレードマウント５１に設けられた弾性波検出センサ７１で検出される。弾性波検出センサ７１から検出信号が出力され、第１、第２のコイル手段７３、７４を介して基準弾性波記憶部７６に入力される。基準弾性波記憶部７６では、基準弾性波の検出信号に基づいて閾値ＴＨ（図４Ｃ参照）が設定される。
As shown in FIG. 4A, a
例えば、基準弾性波記憶部７６には、検出信号として基準弾性波の周波数スペクトル（不図示）が入力されて、周波数スペクトルの所定周波数帯の最大ＡＥ値が閾値ＴＨ（図４Ｃ参照）として設定される。なお、基準弾性波の振動波形から周波数スペクトルへの変換は、弾性波検出センサ７１で実施されてもよいし、制御手段７５の各部で実施されてもよい。また、所定周波数帯とは、切削ブレード６０に微細な破損がある場合に、切削ブレード６０の潜在的な不具合がＡＥ値の変化として現れる周波数帯である。また、基準弾性波記憶部７６の閾値ＴＨには、実験的、経験的又は理論的に求められた値が使用されてもよい。
For example, a frequency spectrum (not shown) of a reference elastic wave is input as a detection signal to the reference elastic
図４Ｂに示すように、使用済みの切削ブレード６０のセットアップ時に切削ブレード６０の弾性波が検出される。この場合、切削ブレード６０が空転された状態で切削ブレード６０の回転数が所定回転数まで上昇され、切削ブレード６０の振動が弾性波になってブレードマウント５１に設けられた弾性波検出センサ７１で検出される。また、切削ブレード６０の回転数が所定回転数に上昇することで、弾性波検出センサ７１で切削ブレード６０の微細な破損を含む弾性波が検出される。そして、弾性波検出センサ７１から第１、第２のコイル手段７３、７４を介して判断部７７に検出信号が出力される。
As shown in FIG. 4B, an elastic wave of the
図４Ｃに示すように、判断部７７では、弾性波検出センサ７１から出力された検出信号と閾値ＴＨとが比較されることで、切削ブレード６０の破損が判断される。この場合、判断部７７には、検出信号として弾性波の周波数スペクトルが入力され、周波数スペクトルの所定周波数帯のＡＥ値と基準弾性波記憶部７６に記憶された閾値ＴＨとが比較される。所定周波数帯のＡＥ値が閾値ＴＨ以内である場合には判断部７７によって切削ブレード６０が破損していないと判断され、所定周波数帯のＡＥ値が閾値ＴＨを超える場合には判断部７７によって切削ブレード６０が破損していると判断される。
As shown in FIG. 4C, the
このとき、切削ブレード６０の回転数が所定回転数まで上昇されると共に、切削ブレード６０の弾性波の所定周波数帯のＡＥ値が検出されている。よって、光学的に検出可能な切削ブレード６０の破損だけでなく、光学的に検出することが困難な切削ブレード６０の微細な破損も検出される。切削ブレード６０が破損していると判断された場合には、切削ブレード６０の破損が報知手段７８（図４Ｂ参照）によってオペレータに報知されて切削ブレード６０の交換作業が促される。そして、切削ブレード６０の破損検出の完了後に、切削ブレード６０の回転数が切削加工時の回転数に戻されてセットアップ動作が開始される。
At this time, the rotational speed of the
このように、現時点では直ちに悪影響を及ぼさない切削ブレード６０の潜在的な不具合を検出して、切削ブレード６０の割れや加工品質の悪化を未然に防ぐことが可能になっている。なお、判断部７７が切削ブレード６０に破損が生じているかを判断する際の弾性波検出時には、切削水供給手段４６（図１参照）から切削ブレード６０に切削水が供給されてもよいが、切削水供給手段４６による切削水の供給を停止することが好ましい。これにより、切削水の供給によるノイズを無くして、切削ブレード６０の微細な破損に起因した弾性波を弾性波検出センサ７１で精度よく検出することができる。
As described above, it is possible to detect a potential failure of the
（実験例）
ここで、実験例について説明する。実験例では、切削ブレードの切れ刃の内側に穴が空いたブレード穴あき（図５Ａ参照）、切削ブレードの切れ刃の先端が欠けたブレード欠け（図５Ｂ参照）について、ＡＥ波形に及ぼす影響を評価した。ブレード穴あきについては５カ所に穴があいた切削ブレードを用意し、ブレード欠けについては５カ所に欠けがある切削ブレードを用意した。ブレード穴あき時及びブレード欠け時について、切削ブレードの回転数を３００００［ｒｐｍ］、４００００［ｒｐｍ］、５００００［ｒｐｍ］に変えてＡＥ波形を求め、穴も欠けもない正常な切削ブレードのＡＥ波形と比較した。
(Experimental example)
Here, an experimental example will be described. In the experimental example, the blade hole with a hole inside the cutting edge of the cutting blade (see FIG. 5A) and the blade chip with the tip of the cutting blade chipped (see FIG. 5B) have an effect on the AE waveform. evaluated. Cutting blades with holes at five places were prepared for blade holes, and cutting blades with chips at five places were prepared for blade chips. When the blade hole is drilled and when the blade is chipped, the cutting blade rotation speed is changed to 30000 [rpm], 40000 [rpm], and 50000 [rpm] to obtain the AE waveform. Compared with.
この結果、図６に示すブレード穴あきの評価結果は、切削ブレードの回転数が３００００［ｒｐｍ］では、正常な切削ブレードと穴が空いた切削ブレードのＡＥ波形とでＡＥ値に大きな差異が確認できなかった。切削ブレードの回転数が４００００［ｒｐｍ］に上昇されると、正常な切削ブレードと穴があいた切削ブレードとでＡＥ波形に僅かな差異が確認された。切削ブレードの回転数が５００００［ｒｐｍ］まで上昇されると、正常な切削ブレードと穴があいた切削ブレードとでＡＥ波形に明らかな差異が確認された。特に、４００−６００［ｋＨｚ］の所定周波数帯でＡＥ値の顕著な変化が現れた。 As a result, the blade hole perforation evaluation result shown in FIG. 6 shows that when the rotation speed of the cutting blade is 30000 [rpm], there is a large difference in the AE value between the normal cutting blade and the AE waveform of the cutting blade with a hole. There wasn't. When the rotation speed of the cutting blade was increased to 40000 [rpm], a slight difference was confirmed in the AE waveform between the normal cutting blade and the cutting blade with a hole. When the rotation speed of the cutting blade was increased to 50000 [rpm], a clear difference was confirmed in the AE waveform between the normal cutting blade and the cutting blade with a hole. In particular, a significant change in the AE value appeared in a predetermined frequency band of 400 to 600 [kHz].
また、図７に示すブレード欠けの評価結果は、切削ブレードの回転数を３００００［ｒｐｍ］では、正常な切削ブレードと欠けた切削ブレードのＡＥ波形とでＡＥ値に大きな差異が確認できなかった。切削ブレードの回転数が４００００［ｒｐｍ］に上昇されると、正常な切削ブレードと欠けた切削ブレードとでＡＥ波形に僅かな差異が確認された。切削ブレードの回転数が５００００［ｒｐｍ］まで上昇されると、正常な切削ブレードと欠けた切削ブレードとでＡＥ波形に明らかな差異が確認された。特に、４００−７００［ｋＨｚ］の所定周波数帯でＡＥ値の顕著な変化が現れた。 Further, in the blade chip evaluation results shown in FIG. 7, when the rotation speed of the cutting blade was 30000 [rpm], a large difference in AE value could not be confirmed between the normal cutting blade and the AE waveform of the chipping cutting blade. When the rotational speed of the cutting blade was increased to 40000 [rpm], a slight difference was confirmed in the AE waveform between the normal cutting blade and the chipped cutting blade. When the rotation speed of the cutting blade was increased to 50000 [rpm], a clear difference was observed in the AE waveform between the normal cutting blade and the missing cutting blade. In particular, a significant change in the AE value appeared in a predetermined frequency band of 400 to 700 [kHz].
このように、切削ブレードの回転数を５００００［ｒｐｍ］まで上昇させることで、微細な穴や欠けがある切削ブレードのＡＥ値に顕著な変化が確認された。なお、ブレード穴あきの評価結果はブレード欠けの評価結果と比較してＡＥ値が高くなっていた。これは、ブレード穴あきの場合にはダメージ部が切削ブレードの根元側であり、ブレード欠けの場合にはダメージ部が切削ブレードの先端側であるため、ブレード穴あきの方がブレード欠けよりも切削ブレードが振動するからだと思われる。これを利用して、ＡＥ波形の変化の違いからブレード穴あきとブレード欠けを区別して検出することも可能である。この場合、ブレード穴あき用とブレード欠け用の２種類の閾値を個別に設定する。 Thus, by increasing the rotation speed of the cutting blade to 50000 [rpm], a significant change was confirmed in the AE value of the cutting blade having fine holes and chips. The blade hole perforation evaluation result had a higher AE value than the blade chipping evaluation result. This is because in the case of a blade hole, the damaged part is the root side of the cutting blade, and in the case of a blade chip, the damaged part is the tip side of the cutting blade. It seems to be because it vibrates. By utilizing this, it is also possible to distinguish and detect the blade hole perforation and the blade chipping from the difference in the change of the AE waveform. In this case, two types of threshold values are separately set for blade hole drilling and blade chipping.
以上のように、本実施の形態の切削装置１によれば、切削ブレード６０で被加工物Ｗを切り込まずに所定回転数で回転させると、切削ブレード６０の状態変化に応じた弾性波が発生する。このため、切削ブレード６０を回転させた際に発生する弾性波を弾性波検出センサ７１で検出して、弾性波の値が閾値以内に入っているか否かに応じて切削ブレード６０の破損が検出され、オペレータに切削ブレード６０の交換が促される。切削ブレード６０の切れ刃の先端の僅かな欠け等のように光学的な検出方法では検出できない切削ブレード６０の潜在的な不具合を検出することができ、切削ブレード６０の割れや加工品質の悪化を未然に防ぐことができる。また、加工サンプルを切り込むことなく、切削ブレード６０を空転させることで破損を検出することができるため、切削ブレード６０の破損を容易に検出することができる。
As described above, according to the cutting device 1 of the present embodiment, when the workpiece W is rotated at a predetermined rotational speed without being cut by the
なお、本実施の形態では、弾性波検出センサとしてＡＥセンサを例示して説明したが、この構成に限定されない。弾性波検出センサは、弾性波を検出可能であればよく、例えば、振動センサで構成されてもよい。また、ＡＥセンサは、特定周波数の高い感度が得られる共振型ＡＥセンサ、広い帯域で一定の感度が得られる広帯域型ＡＥセンサ、プリアンプを内蔵したプリアンプ内蔵型ＡＥセンサのいずれで構成されてもよい。また、共振型ＡＥセンサでは、共振周波数の異なる複数の振動子（圧電素子）を設けておき、加工条件等に応じて適宜選択してもよい。 In the present embodiment, the AE sensor is exemplified as the elastic wave detection sensor. However, the present invention is not limited to this configuration. The elastic wave detection sensor only needs to be able to detect an elastic wave, and may be constituted by, for example, a vibration sensor. Further, the AE sensor may be configured by any of a resonance type AE sensor capable of obtaining a high sensitivity at a specific frequency, a wideband type AE sensor capable of obtaining a constant sensitivity in a wide band, and an AE sensor incorporating a preamplifier. . Further, in the resonance type AE sensor, a plurality of vibrators (piezoelectric elements) having different resonance frequencies may be provided and appropriately selected according to processing conditions and the like.
また、弾性波検出センサの振動子は、例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｉ，Ｔｉ）Ｏ３）、リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ３）、リチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ３）等のセラミックスで形成される。 The acoustic wave detection sensor includes, for example, barium titanate (BaTiO 3 ), lead zirconate titanate (Pb (Zi, Ti) O 3 ), lithium niobate (LiNbO 3 ), lithium tantalate (LiTaOO). 3 ) etc.
また、本実施の形態では、ダイシングテープは、テープ基材に粘着層が塗布された通常の粘着テープの他、テープ基材にＤＡＦが貼着されたＤＡＦ（Dai Attach Film）テープでもよい。 Further, in the present embodiment, the dicing tape may be a DAF (Dai Attach Film) tape in which DAF is attached to a tape base material in addition to a normal adhesive tape in which an adhesive layer is applied to a tape base material.
また、本実施の形態では、報知手段は切削ブレードの破損を報知可能であればよく、例えば、音声報知、発光報知、表示報知のいずれで報知してもよい。 Moreover, in this Embodiment, the alerting | reporting means should just alert | report the damage of a cutting blade, for example, may alert | report by any of audio | voice alert | report, light emission alert | report, and a display alert.
また、本実施の形態では、弾性波検出センサの振動子をブレードマウントに取り付ける構成にしたが、この構成に限定されない。弾性波検出センサの振動子は、ブレードカバー、スピンドル等の切削ブレードの振動が伝わり易い箇所に設置されていればよい。 In this embodiment, the vibrator of the elastic wave detection sensor is attached to the blade mount. However, the invention is not limited to this structure. The vibrator of the elastic wave detection sensor may be installed at a place where the vibration of the cutting blade such as the blade cover and the spindle is easily transmitted.
また、本実施の形態では、切削装置として被加工物を個片化する切削装置を例示して説明したが、この構成に限定されない。本発明は、切削ブレードの取り付けが必要になる他の切削装置に適用可能であり、例えば、エッジトリミング装置、及び切削装置を備えたクラスター装置等の他の加工装置に適用されてもよい。 In the present embodiment, the cutting device that separates the workpiece as an example of the cutting device has been described. However, the present invention is not limited to this configuration. The present invention can be applied to other cutting apparatuses that require attachment of a cutting blade, and may be applied to other processing apparatuses such as an edge trimming apparatus and a cluster apparatus including the cutting apparatus.
また、加工対象のワークとして、加工の種類に応じて、例えば、半導体デバイスウェーハ、光デバイスウェーハ、パッケージ基板、半導体基板、無機材料基板、酸化物ウェーハ、生セラミックス基板、圧電基板等の各種ワークが用いられてもよい。半導体デバイスウェーハとしては、デバイス形成後のシリコンウェーハや化合物半導体ウェーハが用いられてもよい。光デバイスウェーハとしては、デバイス形成後のサファイアウェーハやシリコンカーバイドウェーハが用いられてもよい。また、パッケージ基板としてはＣＳＰ（Chip Size Package）基板、半導体基板としてはシリコンやガリウム砒素等、無機材料基板としてはサファイア、セラミックス、ガラス等が用いられてもよい。さらに、酸化物ウェーハとしては、デバイス形成後又はデバイス形成前のリチウムタンタレート、リチウムナイオベートが用いられてもよい。 In addition, as workpieces to be processed, various workpieces such as, for example, semiconductor device wafers, optical device wafers, package substrates, semiconductor substrates, inorganic material substrates, oxide wafers, raw ceramic substrates, piezoelectric substrates, etc. May be used. As the semiconductor device wafer, a silicon wafer or a compound semiconductor wafer after device formation may be used. As the optical device wafer, a sapphire wafer or silicon carbide wafer after device formation may be used. Further, a CSP (Chip Size Package) substrate may be used as the package substrate, silicon or gallium arsenide may be used as the semiconductor substrate, and sapphire, ceramics, glass, or the like may be used as the inorganic material substrate. Furthermore, as the oxide wafer, lithium tantalate or lithium niobate after device formation or before device formation may be used.
また、本実施の形態では、切削ブレードとしてハブ基台に切削砥石を固定したハブブレードを例示して説明したが、この構成に限定されない。切削ブレードは、ハブレスタイプのワッシャーブレードでもよい。 In the present embodiment, a hub blade in which a cutting grindstone is fixed to a hub base as an example of the cutting blade has been described. However, the present invention is not limited to this configuration. The cutting blade may be a hubless type washer blade.
また、本実施の形態では、チャックテーブルは吸引チャック式のテーブルに限らず、静電チャック式のテーブルでもよい。 In the present embodiment, the chuck table is not limited to the suction chuck table, and may be an electrostatic chuck table.
また、本実施の形態及び変形例を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。 Moreover, although this Embodiment and the modified example were demonstrated, what combined the said embodiment and modified example entirely or partially as another embodiment of this invention may be sufficient.
また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。 The embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various changes, substitutions, and modifications may be made without departing from the spirit of the technical idea of the present invention. Furthermore, if the technical idea of the present invention can be realized in another way by technological advancement or another derived technique, the method may be used. Accordingly, the claims cover all embodiments that can be included within the scope of the technical idea of the present invention.
また、本実施の形態では、本発明を切削装置に適用した構成について説明したが、加工具の潜在的な不具合を検出する他の加工装置に適用することも可能である。 Moreover, although this Embodiment demonstrated the structure which applied this invention to the cutting device, it is also possible to apply to the other processing apparatus which detects the potential malfunction of a processing tool.
以上説明したように、本発明は、切削ブレードの潜在的な不具合を検出して切削ブレードの割れや加工品質の悪化等を未然に防止することができるという効果を有し、特に、被加工物を分割予定ラインに沿って切削する切削装置に有用である。 As described above, the present invention has an effect that a potential failure of a cutting blade can be detected and cracking of the cutting blade, deterioration of processing quality, and the like can be prevented, and in particular, a workpiece. It is useful for a cutting device that cuts along a line to be divided.
１ 切削装置
１５ チャックテーブル
４０ 切削手段
４６ 切削水供給手段
６０ 切削ブレード
６２ 切れ刃
７１ 弾性波検出センサ
７２ 振動子
７３ 第１のコイル手段
７４ 第２のコイル手段
７５ 制御手段
７６ 基準弾性波記憶部
７７ 判断部
７８ 報知手段
Ｗ 被加工物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
該切削手段に配設され該切削ブレードが回転した際に発生する弾性波を検出する弾性波検出センサと、該切削装置を制御する制御手段とを備え、
該制御手段は、
予め切削ブレードを被加工物に切り込まずに所定回転数で回転させた際の弾性波を検出して該弾性波の値を基準として設定された閾値を記憶する基準弾性波記憶部と、
任意のタイミングで該切削ブレードを被加工物に切り込まずに該所定回転数で回転させた際に検出された弾性波の値が該閾値以内に入っていない場合に、該切削ブレードに破損が生じていると判断する判断部と、を備え、
該判断部が該切削ブレードが破損していると判断した場合に報知する報知手段を備えること、を特徴とする切削装置。 A cutting apparatus comprising: a chuck table for holding a workpiece; and a cutting means including a cutting blade for cutting the workpiece held on the chuck table,
An elastic wave detection sensor which is disposed in the cutting means and detects an elastic wave generated when the cutting blade rotates, and a control means for controlling the cutting device,
The control means includes
A reference elastic wave storage unit that detects an elastic wave when the cutting blade is rotated at a predetermined number of revolutions without being cut into the workpiece in advance, and stores a threshold value set based on the value of the elastic wave;
If the value of the elastic wave detected when the cutting blade is rotated at the predetermined rotational speed without being cut into the workpiece at an arbitrary timing does not fall within the threshold value, the cutting blade is damaged. And a determination unit that determines that has occurred,
A cutting apparatus comprising: an informing means for informing when the judging unit judges that the cutting blade is damaged.
該判断部が切削ブレードに破損が生じているか判断する際の弾性波検出時には、該切削水供給手段による切削水の供給を停止すること、を特徴とする請求項１記載の切削装置。 A cutting water supply means for supplying cutting water to the cutting blade when cutting a workpiece;
2. The cutting apparatus according to claim 1, wherein when the elastic wave is detected when the determining unit determines whether or not the cutting blade is damaged, the cutting water supply by the cutting water supply means is stopped.
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