CN114012603A - 一种砂轮刀综合状态检测方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及晶圆切割装置检测的领域，尤其是涉及一种砂轮刀综合状态检测方法、装置、设备及存储介质，其中方法包括采集所述砂轮刀的高度数据和透光数据；处理所述高度数据生成第一磨损数据，处理所述透光数据生成第一透光数据；处理所述第一磨损数据生成第一百分比数据，并依据所述第一百分比数据判断所述砂轮刀的磨损状态，生成第一判断结果；处理所述第一透光数据生成对应的幅频特性曲线，并依据所述幅频特性曲线判断所述砂轮刀的破损状态，生成第二判断结果；处理所述第一判断结果和所述第二判断结果，生成用于判断所述砂轮刀综合状态的第三判断结果。本申请具有便于提高从晶圆上切出的半导体的良品率的效果。

Description

一种砂轮刀综合状态检测方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及晶圆切割装置检测的领域，尤其是涉及一种砂轮刀综合状态检测方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片，也就是晶圆。生产出的晶圆需要进一步进行切割，从而形成可应用在半导体电路中的半导体。

对晶圆进行进一步切割的时，可采用砂轮刀对晶圆进行切割。

在实现本申请的过程中，发明人发现上述技术至少存在以下问题：由于砂轮刀本身的强度不够高，在进行晶圆的切割时，砂轮刀的边缘部分，或者本体部分容易发生磨损或者破损，若砂轮刀的磨损量或者破损量达到一定的程度后，继续使用砂轮刀对晶圆进行切割，会容易将晶圆切坏，从而会降低从晶圆上切出的半导体的良品率。

发明内容

为了便于提高从晶圆上切出的半导体的良品率，本申请提供一种砂轮刀综合状态检测方法、装置、设备及存储介质。

第一方面，本申请提供一种砂轮刀综合状态检测方法，采用如下的技术方案：

一种砂轮刀综合状态检测方法，包括：

采集所述砂轮刀的高度数据和透光数据；

处理所述高度数据生成第一磨损数据，处理所述透光数据生成第一透

光数据；

处理所述第一磨损数据生成第一百分比数据，并依据所述第一百分比数据判断所述砂轮刀的磨损状态，生成第一判断结果；

处理所述第一透光数据生成对应的幅频特性曲线，并依据所述幅频特性曲线判断所述砂轮刀的破损状态，生成第二判断结果；

处理所述第一判断结果和所述第二判断结果，生成用于判断所述砂轮刀综合状态的第三判断结果。

通过采用上述技术方案，通过采集到的砂轮刀的高度数据和透光数据，对砂轮刀刃部的磨损状态进行分析，得到能体现砂轮刀刃部的磨损状态的第一判断数据；同时还对砂轮刀的破损状态进行分析，得到能体现砂轮刀的破损状态的第二判断数据，根据得到第一判断数据和第二判断数据对砂轮刀的磨损状态和破断状态做出综合状态判断，得到能体现砂轮刀综合状态的第三判断结果，进而便于提高从晶圆上切出的半导体的良品率。

优选的，所述高度数据包括砂轮刀的基准高度数据、磨前高度数据以及磨后高度数据。

通过采用上述技术方案，根据采集到的基准高度数据、磨前高度数据以及磨后高度数据可用于计算砂轮刀刃部的磨损量，进而便于得到第一磨损数据。

优选的，所述透光数据为预设的时间阈值内每隔预设的时间间隔采集到的透过所述砂轮刀边缘的光信号数据。

通过采用上述技术方案，在时间阈值内，每隔时间间隔采集依次透过所述砂轮刀边缘的光信号数据，从而便于生成第一透光数据。

优选的，所述处理所述高度数据生成第一磨损数据，处理所述透光数据生成第一透光数据，包括：

处理所述基准高度数据、所述磨前高度数据以及所述磨后高度数据，生成所述砂轮刀的第一磨损量；

对所述砂轮刀的所述第一磨损量进行处理，生成所述第一磨损数据；

对所述透光数据进行处理，生成所述第一透光数据。

通过采用上述技术方案，依据获取的基准高度数据、磨前高度数据以及磨后高度数据，可以对砂轮刀的刃部磨损量进行计算，将计算出的砂轮刀的刃部磨损量记为第一磨损量；得到的第一磨损量为模拟量，接着对模拟的第一磨损量进行数字化处理，处理成数字的第一磨损量，记为第一磨损数据；同时获取透光数据，采集到的透光数据和第一磨损量一样也是模拟量，然后透光数据进行处理，生成数字的第一透光数据。将模拟的第一磨损量转化为数字的第一磨损数据，将模拟的透光数据转化为数字的第一透光数据，可便于通过计算机对第一磨损数据和第一透光数据进行进行一步的处理。

优选的，所述处理所述第一磨损数据生成第一百分比数据，并依据所述第一百分比数据判断所述砂轮刀的磨损状态，生成第一判断结果，包括：

获取所述第一磨损数据，还获取所述砂轮刀的刃长数据；

对所述第一磨损数据和所述刃长数据进行处理生成第一百分比数据；

比较所述第一百分比数据与预设的第一阈值，生成第一比较结果；

依据所述第一比较结果判断所述砂轮刀的磨损状态，生成所述第一判断结果。

通过采用上述技术方案，获取刃长数据，同时获取第一磨损数据，如此便于通过计算机得到第一磨损数据相对于刃长数据的百分比，并记为第一百分比数据，通过第一百分比数据，便于直观地看出砂轮刀的磨损量。针对于第一百分比数据预设有一个第一阈值，通过将第一百分比数据和第一阈值进行比较便于知道砂轮刀的磨损量是否过度，从而可以判断出砂轮刀的磨损状态。

优选的，所述处理所述第一透光数据生成对应的幅频特性曲线，并依据所述幅频特性曲线判断所述砂轮刀的破损状态，生成第二判断结果，包括：

对所述第一透光数据进行数字变换，得到数字变换数据；

对所述数字变换数据进行处理生成所述幅频特性曲线；

依据预设的纵轴阈值节选所述幅频特性曲线，生成若干曲峰；

获取若干所述曲峰的数量，依据预设的曲峰数量阈值判断所述砂轮刀的破损状态，生成第二判断结果。

通过采用上述技术方案，第一透光数据难以直观地看出预设时间间隔内透过砂轮刀的光信号的次数，而将第一透光数据先进行数字变换，从而生成可用于生成幅频特性曲线的数字变换数据。生成的幅频特性曲线上有若干峰值不一的曲峰，预设一个纵轴阈值，若曲峰的峰值在纵轴阈值以上则说明透光的程度好，也说明砂轮刀的破损程度大。将纵轴阈值以上的曲峰均节选出来，这样便于计数峰值在纵轴阈值以上的曲峰的数量，进一步有预设的曲峰数量阈值，当曲峰的数量超出曲峰数量阈值则说明砂轮刀上的破损处较多且破损严重，这样便于判断砂轮刀的破损状态。

优选的，所述处理所述第一判断结果和所述第二判断结果，生成用于判断所述砂轮刀综合状态的第三判断结果，包括：

获取所述第一判断结果和所述第二判断结果；

组合所述第一判断结果和所述第二判断结果，生成组合结果；

对所述组合结果进行处理，生成用于判断所述砂轮刀综合状态的第三判断结果。

通过采用上述技术方案，第一判断结果用于体现砂轮刀的磨损程度，第二判断结果用于体现砂轮刀的破损程度，由第一判断结果和第二判断结果可以进一步得到第三判断结果，第三判断结果用于体现砂轮刀的综合状态。

第二方面，本申请提供一种砂轮刀综合状态检测装置，采用如下的技术方案：

一种砂轮刀综合状态检测装置，包括数据采集模块，用于采集所述砂轮刀的高度数据和透光数据；

数据处理模块，用于处理所述高度数据生成第一磨损数据，处理所述透光数据生成第一透光数据；

第一判断结果生成模块，用于处理所述第一磨损数据生成第一百分比数据，并依据所述第一百分比数据判断所述砂轮刀的磨损状态，生成第一判断结果；

第二判断结果生成模块，用于处理所述第一透光数据生成对应的幅频特性曲线，并依据所述幅频特性曲线判断所述砂轮刀的破损状态，生成第二判断结果；

第三判断结果生成模块，用于处理所述第一判断结果和所述第二判断结果，生成用于判断所述砂轮刀综合状态的第三判断结果。

通过采用上述技术方案，通过采集到的砂轮刀的高度数据和透光数据，对砂轮刀刃部的磨损状态进行分析，得到能体现砂轮刀刃部的磨损状态的第一判断数据；同时还对砂轮刀的破损状态进行分析，得到能体现砂轮刀的破损状态的第二判断数据，根据得到第一判断数据和第二判断数据对砂轮刀的磨损状态和破断状态做出综合状态判断，得到能体现砂轮刀综合状态的第三判断结果，进而便于提高从晶圆上切出的半导体的良品率。

第三方面，本申请提供一种计算机设备，采用如下技术方案：

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如上述一种砂轮刀综合状态检测方法的计算机程序。

通过采用上述技术方案，通过采集到的砂轮刀的高度数据和透光数据，对砂轮刀刃部的磨损状态进行分析，得到能体现砂轮刀刃部的磨损状态的第一判断数据；同时还对砂轮刀的破损状态进行分析，得到能体现砂轮刀的破损状态的第二判断数据，根据得到第一判断数据和第二判断数据对砂轮刀的磨损状态和破断状态做出综合状态判断，得到能体现砂轮刀综合状态的第三判断结果，进而便于提高从晶圆上切出的半导体的良品率。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下技术方案：

一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如上述一种砂轮刀综合状态检测方法的计算机程序。

通过采用上述技术方案，通过采集到的砂轮刀的高度数据和透光数据，对砂轮刀刃部的磨损状态进行分析，得到能体现砂轮刀刃部的磨损状态的第一判断数据；同时还对砂轮刀的破损状态进行分析，得到能体现砂轮刀的破损状态的第二判断数据，根据得到第一判断数据和第二判断数据对砂轮刀的磨损状态和破断状态做出综合状态判断，得到能体现砂轮刀综合状态的第三判断结果，进而便于提高从晶圆上切出的半导体的良品率。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.在晶圆的切割过程中，对砂轮刀的磨损状态和破损状态进行检测，从而便于得到砂轮刀的综合状态，依据砂轮刀的综合状态便于将不适合继续切割晶圆的砂轮刀替换下来，进而便于提高从晶圆上切出的半导体的良品率。

2.将砂轮刀的磨损程度转换为第一百分比数据，从而可便于直观地看出砂轮刀边缘部分的磨损程度，提升了检测砂轮刀的磨损程度的直观性。

3.由第一透光数据生成对应的幅频特性曲线，从而便于依据幅频特性曲线进一步对砂轮刀的破损程度进行检测，提升了检测砂轮刀的破损程度便捷性。

附图说明

图1是本申请实施例一种砂轮刀综合状态检测方法的流程示意图。

图2是本申请实施例S200的子步骤流程图。

图3是本申请实施例S300的子步骤流程图。

图4是本申请实施例S400的子步骤流程图。

图5是本申请实施例S500的子步骤流程图。

图6是本申请实施例一种砂轮刀综合状态检测装置的结构框图。

附图标记说明：100、数据采集模块；200、数据处理模块；300、第一判断结果生成模块；400、第二判断结果生成模块；500、第三判断结果生成模块。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种砂轮刀综合状态检测方法。参照图1，一种砂轮刀综合状态检测方法包括：

S100、采集砂轮刀的高度数据和透光数据。

具体的，进行晶圆切割的砂轮刀安装在驱动器上，驱动器用于带动砂轮刀对晶圆进行切割,驱动器上还设有用于检测砂轮刀高度的NCS传感器。待切的晶圆一般水平放置在工作台的顶壁上，为了防止砂轮刀切割晶圆时，切到工作台从而造成工作台的损伤，一般在工作台的顶壁上还会铺设一层UV膜，当砂轮切透晶圆时会进一步切到UV膜上，这样可以起到保护工作台的目的。

在一个实施例中，工作台的边缘部分铺设有金属包覆层，工作台上设有驱动器，工作台侧边的下方位置还设有光纤放大器，每个光纤放大器上设有可供砂轮刀伸入的透光槽，透光槽的一端设有光源，光源发出的光可从透光槽的一端传至透光槽的另一端，当砂轮刀伸入透光槽后会阻挡部分光的传播。

在实施中，通过驱动器带动未使用过的新砂轮刀运动，并使竖直设置的砂轮刀刃部的最底端与工作边缘上的金属包覆层接触，此时通过NCS传感器记录砂轮刀刃部的最底端位置的高度，也即工作台的高度，并将此高度记为基准高度数据Z1。然后，将上述新砂轮刀砂轮刀伸入光纤放大器的透光槽中，并使砂轮刀挡住一定百分比的透光量，此处的百分比的范围为10%到20%，优选的，将此处提到的一定百分比设为15%，此时通过NCS传感器记录新砂轮刀刃部最低端的位置高度，记为磨前高度数据Z2。

进一步，使用新上述新砂轮刀对晶圆进行切割。切割后，砂轮刀的刃部正常会出现一定程度的磨损从而使砂轮刀刃部的长度变短。然后，将切割晶圆后的砂轮刀再次伸入光纤放大器的透光槽中，并使砂轮刀再一次挡住15%的透光量，此时通过NCS传感器记录切割晶圆后的砂轮刀刃部最低端的位置高度，记为磨后高度数据Z3。

由于砂轮刀受到一定程度的磨损后，砂轮刀的刃部沿砂轮刀径向的长度会相应变短，若要磨损后的砂轮刀仍然挡住15%的透光量，则进行挡光时需要磨损后的砂轮刀刃部的最低端的位置低于新砂轮刀刃部最低端的位置，如此，磨后高度数据Z3也会小于磨前高度数据Z2。

砂轮刀对晶圆进行切割后，不仅砂轮刀的刃部会出现一定程度的磨损，砂轮刀的刃部和本体部分还可能会出现一定程度的破损，这里所说的破损可以理解为砂轮刀的刃部和本体部分出现凹口或者裂纹。当使有凹口或者裂纹的砂轮刀伸入透光槽后，光源发出的光会从砂轮刀的凹口或者裂纹穿过并传至透光槽的另一端上，若砂轮刀以一定转速旋转起来，每旋转一圈便可通过光纤放大器收集到一组光的强度不断变化的光信号数据，光的强度变化趋势为由弱变强，再由强变弱。

在实施中，会将切割晶圆后的砂轮刀伸入透光槽中，并进一步使砂轮刀以一定的转速进行旋转。若砂轮刀的刃部和本体部分出现凹口或者裂纹，则通过光纤放大器可以收集到相应的光信号数据，此时收集到的光信号数据为模拟数据形式的数据，将模拟数据形式的光信号数据记为透光数据。

S200、处理高度数据生成第一磨损数据，处理透光数据生成第一透光数据。

在一个实施例中，如图2所示，S200包括以下3个子步骤：

S201、处理基准高度数据Z1、磨前高度数据Z2以及磨后高度数据Z3，生成砂轮刀的第一磨损量。

NCS传感器将记录的基准高度数据Z1、磨前高度数据Z2以及磨后高度数据Z3传至计算机，计算获取上述3个高度数据，并依据以下公式对砂轮刀的磨损量进行计算：

磨损量=|Z1-Z3|-|Z1-Z2|；

由于切割晶圆后，当把晶圆刃部边缘的不同位置作为晶圆刃部的最低端时，得到的磨后高度数据Z3是不同的，为了保证计算的磨损量更贴近砂轮刀最真实的磨损量，需要将一组把晶圆刃部边缘的不同位置作为晶圆刃部的最低端时得到的磨后高度数据Z3分别代入上述磨损量的计算公式，如此可以得到一组磨损量，将这一组磨损量做平均计算，得到平均计算值，并将此平均计算值作为用于体现砂轮刀刃部被磨掉的长度的第一磨损量，且此时得到第一磨损量为模拟数据。

S202、对砂轮刀的第一磨损量进行数字化处理，生成第一磨损数据。

通过S201步骤可以得到模拟数据形式的第一磨损量，虽然模拟数据形式的第一磨损量便于展示砂轮刀刃部被磨掉的长度，但是不利于计算机对其进行处理。

在实施中，通过计算机将模拟数据形式的第一磨损量传至用于进行A/D转换的数据采集芯片，优选的，在本实施例中，数据采集芯片的型号为AD76089。通过AD76089数据采集芯片将将模拟数据形式的第一磨损量转换为数字数据形式的第一磨损数据。

S203、对透光数据进行处理，生成第一透光数据。

将光纤信号放大器采集到的透光数据传至AD76089数据采集芯片。

为了便于计算机对模拟数据形式的透光数据进行处理，还通过AD76089数据采集芯片透光数据对模拟数据形式的透光数据进行A/D转换生成数字数据形式的第一透光数据。

S300、处理第一磨损数据生成第一百分比数据，并依据第一百分比数据判断砂轮刀的磨损状态，生成第一判断结果。

在一个实施例中，如图3所示，S300包括以下4个子步骤：

301、获取第一磨损数据，还获取砂轮刀的刃长数据。

通过AD76089数据采集芯片将第一磨损数据传至用于进行数据处理的数据处理芯片，优选的，在本实施例中，数据处理芯片的型号为STM32F4。

每个未进行切割的砂轮刀的沿直径方向上的刃长是一致的，通过AD76089数据采集芯片对未进行切割的砂轮刀的刃长进行处理生成数字数据形式的砂轮刀的刃长数据，并进一步通过AD76089数据采集芯片将刃长数据发送至STM32F4数据处理芯片。

如此，STM32F4数据处理芯片可获取数字数据形式的第一磨损数据和砂轮刀的刃长数据。

302、对第一磨损数据和刃长数据进行处理生成第一百分比数据。

通过STM32F4数据处理芯片使用最小二乘法将砂轮刀的刃长数据对应一个电压量程表的满量程，优选的，将这个电压量程表的满量程设为5V。

进一步，通过STM32F4数据处理芯片使用最小二乘法将第一磨损数据对应上述电压量程表电压量程表中的一个电压值。

更进一步，通过STM32F4数据处理芯片使第一磨损数据对应的电压值与电压量程表的满量程做百分比计算，将生成百分比结果记为第一百分比数据。通过第一百分数据可以直观地看出砂轮刀刃部的磨损程度，但是仅仅看砂轮刀刃部的磨损程度是不能确定砂轮刀是否还能继续使用的。

303、比较第一百分比数据与预设的第一阈值，生成第一比较结果。

为了依据砂轮刀的磨损程度判断砂轮刀是否还能继续使用，需要设置

一个阈值，将得到的第一百分比数据与该阈值做比较，若第一百分比数据超过该阈值，则说明砂轮刀的磨损程度较高，已经不适宜再继续使用；若若第一百分比数据未超过该阈值，则说明砂轮刀的磨损程度较低，还可再继续使用，且将上述阈值记为第一阈值。

通过STM32F4数据处理芯片将第一百分比数据传至计算机，且计算机预设有上述第一阈值，计算机对第一百分比数据和第一阈值进行比较，会生成以下两种比较结果中的一种，且两种比较结果分别为：

第一百分比数据大于第一阈值；

第一百分比数据不大于第一阈值；

且将上述两种比较结果记为第一比较结果。

304、依据第一比较结果判断砂轮刀的磨损状态，生成第一判断结果。

计算机可通过第一比较结果对砂轮刀的磨损状态进行判断，并生成以下两种判断结果中一种，两种判断结果分别为：

对应于第一百分比数据大于第一阈值这种比较结果，其中一个判断结果为：砂轮刀刃部磨损严重不宜继续使用；

对应于第一百分比数据不大于第一阈值这种比较结果，另一个判断结果为：砂轮刀刃部磨损轻微仍可继续使用；

且将上述两种判断结果记为第一判断结果。

S400、处理第一透光数据生成对应的幅频特性曲线，并依据幅频特性曲线判断砂轮刀的破损状态，生成第二判断结果。

在一个实施例中，如图4所示，S400包括以下4个子步骤：

S401、对第一透光数据进行数字变换，得到数字变换数据。

AD76089数据采集芯片不仅可以进行如S302步骤提到的最小二乘法运算还可进行快速傅里叶变换运算。

通过AD76089数据采集芯片将A/D转换后的第一透光数据传至STM32F4数据处理芯片，由AD76089数据采集芯片对接收到的数字数据形式的第一透光数据进行快速傅里叶变换生成相应的数据并记为数字变换数据。

S402、对数字变换数据进行处理生成幅频特性曲线。

通过AD76089数据采集芯片将生成的数字变换数据传至计算机。

计算机获取上述数字变换数据，并进一步以及数字变换数据制作相应的幅频特性曲线。

幅频特性曲线在频谱图上显示为若干连在一起的曲峰，且每个曲峰的最高点表对应光通过砂轮刀上的凹口或者裂纹产生的强度最高的光信号数据。

S403、依据预设的纵轴阈值节选幅频特性曲线，生成若干曲峰。

若幅频特性曲线上的曲峰的峰值越大，则说明透过砂轮刀的光的强度越高，侧面说明了砂轮刀上的凹口或者或者裂纹面积越大。

根据可接受的砂轮刀上的凹口或者或者裂纹面积的最大值通过计算机为幅频特性曲线设置一个纵轴阈值，根据该纵轴阈值在幅频特性曲线所在的坐标轴的纵轴上水平设置一条与纵轴阈值对应的纵轴阈值线，并将幅频特性曲线在纵轴阈值线以下的部分进行删除，如此可生成若干曲峰。

S404、获取若干曲峰的数量，依据预设的曲峰数量阈值判断砂轮刀的

破损状态，生成第二判断结果。

通过计算机将每个曲峰均作平滑化处理，并将曲峰平滑化处理后的产生的曲线转移到平面坐标系上，生成若干曲峰曲线。

通过计算机对每个曲峰曲线进行求一阶导，并记录每个曲峰曲线一阶导数为零的点，进一步计数一阶导数为零的点的个数，一阶导数为零的点的个数也即曲峰的数量，每个一阶导数为零的点均表征砂轮刀上有一个面积上处于不可接收范围内的凹口或者或者裂纹。

通过计算机为曲峰的数量预设置一个曲峰数量阈值，并进一步通过计算机比较曲峰的数量和曲峰数量阈值的大小，比较结果有以下两种情况：

曲峰的数量大于曲峰数量阈值；

曲峰的数量不大于曲峰数量阈值；

且将上述两种比较结果记为第二比较结果。

进一步通过第二比较结果判断砂轮刀的破损状态：

对应于曲峰的数量大于曲峰数量阈值，其中一个判断结果为：砂轮刀破损状况严重不宜继续使用；

对应于曲峰的数量不大于曲峰数量阈值，另一个判断结果为：砂轮刀破损状况轻微仍可继续使用；

且将上述两种判断结果记为第二判断结果。

S500、处理第一判断结果和所述第二判断结果，生成用于判断砂轮刀综合状态的第三判断结果。

在一个实施例中，如图5所示，S500包括以下3个子步骤：

S501、获取第一判断结果和第二判断结果。

第一判断结果用于表征砂轮刀的磨损状态，而第二判断结果用于表征砂轮刀的破损状态，综合考量砂轮刀的磨损状态和破损状态才能确定砂轮刀是否可以继续使用下去。

首先通过计算机将第一判断结果和第二判断结果集合在一起。

S502、组合第一判断结果和第二判断结果，生成组合结果。

第一判断结果有：

砂轮刀刃部磨损严重不宜继续使用；

砂轮刀刃部磨损轻微仍可继续使用。

第二判断结果有：

砂轮刀破损状况严重不宜继续使用；

砂轮刀破损状况轻微仍可继续使用。

对第一判断结果和第二判断结果进行组合，有以下四种组合结果：

砂轮刀刃部磨损严重不宜继续使用，砂轮刀破损状况严重不宜继续使用；且记为第一组合结果。

砂轮刀刃部磨损严重不宜继续使用，砂轮刀破损状况轻微仍可继续使用；且记为第二组合结果。

砂轮刀刃部磨损轻微仍可继续使用，砂轮刀破损状况严重不宜继续使用；且记为第三组合结果。

砂轮刀刃部磨损轻微仍可继续使用，砂轮刀破损状况轻微仍可继续使用。且记为第四组合结果。

S503、对组合结果进行处理，生成用于判断砂轮刀综合状态的第三判断结果。

通过计算机判断S502中的组合结果具体为哪种组合结果；并进一步依据判断的结果生成第三判断结果，用以体现砂轮刀的综合状态。

若组合结果具体为第一组合结果、第二组合结果或者第三组合结果的其中一种，则第三判断结果为：砂轮刀损伤严重不可继续使用。

若组合结果具体为第四组合结果，则第三判断结果为：砂轮刀损伤轻微仍可继续使用。

图1为一个实施例中一种砂轮刀综合状态检测方法的流程示意图。应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行；除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行；并且图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本申请实施例还公开一种砂轮刀综合状态检测装置。参照图6，一种砂轮刀综合状态检测装置包括：

数据采集模块100，用于采集所述砂轮刀的高度数据和透光数据。

在实施中，通过驱动器带动未使用过的新砂轮刀运动，并使竖直设置的砂轮刀刃部的最底端与工作边缘上的金属包覆层接触，此时通过NCS传感器记录砂轮刀刃部的最底端位置的高度，也即工作台的高度，并将此高度记为基准高度数据Z1。然后，将上述新砂轮刀砂轮刀伸入光纤放大器的透光槽中，并使砂轮刀挡住一定百分比的透光量，此处的百分比的范围为10%到20%，优选的，将此处提到的一定百分比设为15%，此时通过NCS传感器记录新砂轮刀刃部最低端的位置高度，记为磨前高度数据Z2。

进一步，使用新上述新砂轮刀对晶圆进行切割。切割后，砂轮刀的刃部正常会出现一定程度的磨损从而使砂轮刀刃部的长度变短。然后，将切割晶圆后的砂轮刀再次伸入光纤放大器的透光槽中，并使砂轮刀再一次挡住15%的透光量，此时通过NCS传感器记录切割晶圆后的砂轮刀刃部最低端的位置高度，记为磨后高度数据Z3。

由于砂轮刀受到一定程度的磨损后，砂轮刀的刃部沿砂轮刀径向的长度会相应变短，若要磨损后的砂轮刀仍然挡住15%的透光量，则需要磨损后的砂轮刀刃部的最低端的位置低于新砂轮刀刃部最低端的位置，如此，磨后高度数据Z3也会小于磨前高度数据Z2。

砂轮刀对晶圆进行切割后，不仅砂轮刀的刃部会出现一定程度的磨损，砂轮刀的刃部和本体部分还可能会出现一定程度的破损，这里所说的破损可以理解为砂轮刀的刃部和本体部分出现凹口或者裂纹。当使有凹口或者裂纹的砂轮刀伸入透光槽后，光源发出的光会从砂轮刀的凹口或者裂纹穿过并传至透光槽的另一端上，若砂轮刀以一定转速旋转起来，每旋转一圈便可通过光纤放大器收集到一组光的强度不断变化的光信号数据。

在实施中，会将切割晶圆后的砂轮刀伸入透光槽中，并进一步使砂轮刀以一定的转速进行旋转。若砂轮刀的刃部和本体部分出现凹口或者裂纹，则通过光纤放大器可以收集到相应的光信号数据，此时收集到的光信号数据为模拟数据形式的数据，将模拟数据形式的光信号数据记为透光数据。

数据处理模块200，用于处理所述高度数据生成第一磨损数据，处理透光数据生成第一透光数据。

NCS传感器将记录的基准高度数据Z1、磨前高度数据Z2以及磨后高度数据Z3传至计算机，计算获取上述3个高度数据，并依据以下公式对砂轮刀的磨损量进行计算：

磨损量=|Z1-Z3|-|Z1-Z2|；

由于切割晶圆后，当把晶圆刃部边缘的不同位置作为晶圆刃部的最低端时，得到的磨后高度数据Z3是不同的，为了保证计算的磨损量更贴近砂轮刀最真实的磨损量，需要将一组把晶圆刃部边缘的不同位置作为晶圆刃部的最低端时得到的磨后高度数据Z3分别代入上述磨损量的计算公式，如此可以得到一组磨损量，将这一组磨损量做平均计算，得到平均计算值，并将此平均计算值作为用于体现砂轮刀刃部被磨掉的长度的第一磨损量，且此时得到第一磨损量为模拟数据。

在实施中，通过计算机将模拟数据形式的第一磨损量传至用于进行A/D转换的数据采集芯片，优选的，在本实施例中，数据采集芯片的型号为AD76089。通过AD76089数据采集芯片将将模拟数据形式的第一磨损量转换为数字数据形式的第一磨损数据。

将光纤信号放大器采集到的透光数据传至AD76089数据采集芯片。

为了便于计算机对模拟数据形式的透光数据进行处理，还通过AD76089数据采集芯片透光数据对模拟数据形式的透光数据进行A/D转换生成数字数据形式的第一透光数据。

第一判断结果生成模块300，用于处理所述第一磨损数据生成第一百分比数据，并依据所述第一百分比数据判断所述砂轮刀的磨损状态，生成第一判断结果。

通过AD76089数据采集芯片将第一磨损数据传至用于进行数据处理的数据处理芯片，优选的，在本实施例中，数据处理芯片的型号为STM32F4。

每个未进行切割的砂轮刀的沿直径方向上的刃长是一致的，通过AD76089数据采集芯片对未进行切割的砂轮刀的刃长进行处理生成数字数据形式的砂轮刀的刃长数据，并进一步通过AD76089数据采集芯片将刃长数据发送至STM32F4数据处理芯片。

如此，STM32F4数据处理芯片可获取数字数据形式的第一磨损数据和砂轮刀的刃长数据。

通过STM32F4数据处理芯片使用最小二乘法将砂轮刀的刃长数据对应一个电压量程表的满量程，优选的，将这个电压量程表的满量程设为5V。

进一步，通过STM32F4数据处理芯片使用最小二乘法将第一磨损数据对应上述电压量程表电压量程表中的一个电压值。

更进一步，通过STM32F4数据处理芯片使第一磨损数据对应的电压值与电压量程表的满量程做百分比计算，将生成百分比结果记为第一百分比数据。通过第一百分数据可以直观地看出砂轮刀刃部的磨损程度，但是仅仅看砂轮刀刃部的磨损程度是不能确定砂轮刀是否还能继续使用的。

为了依据砂轮刀的磨损程度判断砂轮刀是否还能继续使用，需要设置一个阈值，将得到的第一百分比数据与该阈值做比较，若第一百分比数据超过该阈值，则说明砂轮刀的磨损程度较高，已经不适宜再继续使用；若若第一百分比数据未超过该阈值，则说明砂轮刀的磨损程度较低，还可再继续使用，且将上述阈值记为第一阈值。

通过STM32F4数据处理芯片将第一百分比数据传至计算机，且计算机预设有上述第一阈值，计算机对第一百分比数据和第一阈值进行比较，会生成以下两种比较结果中的一种，且两种比较结果分别为：

第一百分比数据大于第一阈值；

第一百分比数据不大于第一阈值；

且将上述两种比较结果记为第一比较结果。

计算机可通过第一比较结果对砂轮刀的磨损状态进行判断，并生成以下两种判断结果中一种，两种判断结果分别为：

对应于第一百分比数据大于第一阈值这种比较结果，其中一个判断结果为：砂轮刀刃部磨损严重不宜继续使用；

对应于第一百分比数据不大于第一阈值这种比较结果，另一个判断结果为：砂轮刀刃部磨损轻微仍可继续使用；

且将上述两种判断结果记为第一判断结果。

第二判断结果生成模块400，用于处理所述第一透光数据生成对应的幅频特性曲线，并依据所述幅频特性曲线判断所述砂轮刀的破损状态，生成第二判断结果。

AD76089数据采集芯片不仅可以进行如S302步骤提到的最小二乘法运算还可进行快速傅里叶变换运算。

通过AD76089数据采集芯片将A/D转换后的第一透光数据传至STM32F4数据处理芯片，由AD76089数据采集芯片对接收到的数字数据形式的第一透光数据进行快速傅里叶变换生成相应的数据并记为数字变换数据。

通过AD76089数据采集芯片将生成的数字变换数据传至计算机。

计算机获取上述数字变换数据，并进一步以及数字变换数据制作相应的幅频特性曲线。

幅频特性曲线在频谱图上显示为若干连在一起的曲峰，且每个曲峰的最高点表对应光通过砂轮刀上的凹口或者裂纹产生的强度最高的光信号数据。

若幅频特性曲线上的曲峰的峰值越大，则说明透过砂轮刀的光的强度越高，侧面说明了砂轮刀上的凹口或者或者裂纹面积越大。

根据可接受的砂轮刀上的凹口或者或者裂纹面积的最大值通过计算机为幅频特性曲线设置一个纵轴阈值，根据该纵轴阈值在幅频特性曲线所在的坐标轴的纵轴上水平设置一条与纵轴阈值对应的纵轴阈值线，并将幅频特性曲线在纵轴阈值线以下的部分进行删除，如此可生成若干曲峰。

通过计算机将每个曲峰均作平滑化处理，并将曲峰平滑化处理后的产生的曲线转移到平面坐标系上，生成若干曲峰曲线。

通过计算机对每个曲峰曲线进行求一阶导，并记录每个曲峰曲线一阶导数为零的点，进一步计数一阶导数为零的点的个数，一阶导数为零的点的个数也即曲峰的数量，每个一阶导数为零的点均表征砂轮刀上有一个面积上处于不可接收范围内的凹口或者或者裂纹。

通过计算机为曲峰的数量预设置一个曲峰数量阈值，并进一步通过计算机比较曲峰的数量和曲峰数量阈值的大小，比较结果有以下两种情况：

曲峰的数量大于曲峰数量阈值；

曲峰的数量不大于曲峰数量阈值；

且将上述两种比较结果记为第二比较结果。

进一步通过第二比较结果判断砂轮刀的破损状态：

对应于曲峰的数量大于曲峰数量阈值，其中一个判断结果为：砂轮刀破损状况严重不宜继续使用；

对应于曲峰的数量不大于曲峰数量阈值，另一个判断结果为：砂轮刀破损状况轻微仍可继续使用；

且将上述两种判断结果记为第二判断结果。

第三判断结果生成模块500，用于处理所述第一判断结果和所述第二判断结果，生成用于判断所述砂轮刀综合状态的第三判断结果。

第一判断结果用于表征砂轮刀的磨损状态，而第二判断结果用于表征砂轮刀的破损状态，综合考量砂轮刀的磨损状态和破损状态才能确定砂轮刀是否可以继续使用下去。

首先通过计算机将第一判断结果和第二判断结果集合在一起。

第一判断结果有：

砂轮刀刃部磨损严重不宜继续使用；

砂轮刀刃部磨损轻微仍可继续使用。

第二判断结果有：

砂轮刀破损状况严重不宜继续使用；

砂轮刀破损状况轻微仍可继续使用。

对第一判断结果和第二判断结果进行组合，有以下四种组合结果：

砂轮刀刃部磨损严重不宜继续使用，砂轮刀破损状况严重不宜继续使用；且记为第一组合结果。

砂轮刀刃部磨损严重不宜继续使用，砂轮刀破损状况轻微仍可继续使用；且记为第二组合结果。

砂轮刀刃部磨损轻微仍可继续使用，砂轮刀破损状况严重不宜继续使用；且记为第三组合结果。

砂轮刀刃部磨损轻微仍可继续使用，砂轮刀破损状况轻微仍可继续使用。且记为第四组合结果。

通过计算机判断S502中的组合结果具体为哪种组合结果；并进一步依据判断的结果生成第三判断结果，用以体现砂轮刀的综合状态。

若组合结果具体为第一组合结果、第二组合结果或者第三组合结果的其中一种，则第三判断结果为：砂轮刀损伤严重不可继续使用。

若组合结果具体为第四组合结果，则第三判断结果为：砂轮刀损伤轻微仍可继续使用。

本申请实施例还公开一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行上述一种砂轮刀综合状态检测方法的步骤。此处一种砂轮刀综合状态检测方法的步骤可以是上述一种砂轮刀综合状态检测方法中的步骤。

本申请实施例还公开一种计算机可读存储介质，其存储有能够被处理器加载并执行如上述一种砂轮刀综合状态检测方法的计算机程序，该计算机可读存储介质例如包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种砂轮刀综合状态检测方法，其特征在于：包括：

采集所述砂轮刀的高度数据和透光数据；

处理所述高度数据生成第一磨损数据，处理所述透光数据生成第一透光数据；

处理所述第一磨损数据生成第一百分比数据，并依据所述第一百分比数据判断所述砂轮刀的磨损状态，生成第一判断结果；

处理所述第一透光数据生成对应的幅频特性曲线，并依据所述幅频特性曲线判断所述砂轮刀的破损状态，生成第二判断结果；

处理所述第一判断结果和所述第二判断结果，生成用于判断所述砂轮刀综合状态的第三判断结果。

2.根据权利要求1所述的一种砂轮刀综合状态检测方法，其特征在于：所述高度数据包括砂轮刀的基准高度数据、磨前高度数据以及磨后高度数据。

3.根据权利要求1所述的一种砂轮刀综合状态检测方法，其特征在于：所述透光数据为预设的时间阈值内每隔预设的时间间隔采集到的透过所述砂轮刀边缘的光信号数据。

4.根据权利要求3所述的一种砂轮刀综合状态检测方法，其特征在于：所述处理所述高度数据生成第一磨损数据，处理所述透光数据生成第一透光数据，包括：

处理所述基准高度数据、所述磨前高度数据以及所述磨后高度数据，生成所述砂轮刀的第一磨损量；

对所述砂轮刀的所述第一磨损量进行处理，生成所述第一磨损数据；

对所述透光数据进行处理，生成所述第一透光数据。

5.根据权利要求4所述的一种砂轮刀综合状态检测方法，其特征在于：所述处理所述第一磨损数据生成第一百分比数据，并依据所述第一百分比数据判断所述砂轮刀的磨损状态，生成第一判断结果，包括：

获取所述第一磨损数据，还获取所述砂轮刀的刃长数据；

对所述第一磨损数据和所述刃长数据进行处理生成第一百分比数据；

比较所述第一百分比数据与预设的第一阈值，生成第一比较结果；

依据所述第一比较结果判断所述砂轮刀的磨损状态，生成所述第一判断结果。

6.根据权利要求5所述的一种砂轮刀综合状态检测方法，其特征在于：所述处理所述第一透光数据生成对应的幅频特性曲线，并依据所述幅频特性曲线判断所述砂轮刀的破损状态，生成第二判断结果，包括：

对所述第一透光数据进行数字变换，得到数字变换数据；

对所述数字变换数据进行处理生成所述幅频特性曲线；

依据预设的纵轴阈值节选所述幅频特性曲线，生成若干曲峰；

获取若干所述曲峰的数量，依据预设的曲峰数量阈值判断所述砂轮刀的破损状态，生成第二判断结果。

7.根据权利要求6所述的一种砂轮刀综合状态检测方法，其特征在于：所述处理所述第一判断结果和所述第二判断结果，生成用于判断所述砂轮刀综合状态的第三判断结果，包括：

获取所述第一判断结果和所述第二判断结果；

组合所述第一判断结果和所述第二判断结果，生成组合结果；

对所述组合结果进行处理，生成用于判断所述砂轮刀综合状态的第三判断结果。

8.一种砂轮刀综合状态检测装置，其特征在于：包括：

数据采集模块(100)，用于采集所述砂轮刀的高度数据和透光数据；

数据处理模块(200)，用于处理所述高度数据生成第一磨损数据，处理所述透光数据生成第一透光数据；

第一判断结果生成模块(300)，用于处理所述第一磨损数据生成第一百分比数据，并依据所述第一百分比数据判断所述砂轮刀的磨损状态，生成第一判断结果；

第二判断结果生成模块(400)，用于处理所述第一透光数据生成对应的幅频特性曲线，并依据所述幅频特性曲线判断所述砂轮刀的破损状态，生成第二判断结果；

第三判断结果生成模块(500)，用于处理所述第一判断结果和所述第二判断结果，生成用于判断所述砂轮刀综合状态的第三判断结果。

9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一种砂轮刀综合状态检测方法的计算机程序。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一种砂轮刀综合状态检测方法的计算机程序。

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