JP2001009675A - 切削ユニットの異常検出方法及び切削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切削ブレードが装着された回転スピンドルが
エアーによって支持された構成の切削ユニットを備えた
切削装置を用いて被加工物の切削を行う場合において、
切削ユニットに生じた異常を適切なタイミングで検出す
ることにより、切削ブレードの切れ味の低下に起因する
被加工物の損傷、切削ブレード自体の損傷、切削ユニッ
ト自体の損傷を防止する。 【解決手段】 切削ブレードが装着される回転スピンド
ルと、該回転スピンドルをエアーによって回転可能に支
持するスピンドルハウジングと、該スピンドルハウジン
グに固定されると共に該回転スピンドルに連結されて該
回転スピンドルを回転駆動するモータとから少なくとも
構成される切削ユニットを用いて被加工物を切削する際
に、モータに供給される電流値を検出し、該電流値が所
定の閾値を超えたときに該切削ユニットに所定の異常が
生じたと認識するようにする。そして、異常に応じて適
切な措置を採る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、切削装置に搭載さ
れた切削ユニットに生じた異常を検出する方法及びその
方法が適用される切削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】切削装置に搭載されて被加工物の切削に
供される切削ユニットとしては、例えば図６に示す構成
の切削ユニット１４が知られている。この切削ユニット
１４は、切削ブレード１３と、切削ブレード１３が装着
される回転スピンドル１６と、回転スピンドル１６をラ
ジアルエアーベアリング２１及びスラストエアーベアリ
ング２２から吹き出すエアーによって非接触の状態で回
転可能に支持するスピンドルハウジング１７と、スピン
ドルハウジング１７に固定され回転スピンドル１６に連
結されて回転スピンドル１６を回転駆動するロータ２３
及びステータ２４を備えたモータ１８とから少なくとも
構成され、ロータ２３の回転により回転スピンドル１６
が回転することに伴い切削ブレード１３が回転しながら
切削ユニット１４全体が下降し、チャックテーブル１１
に保持された被加工物２５に接触することにより切削が
行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、切削を
続けるにつれて切削ブレード１３の砥石部に目詰まりが
生じると、切削ブレード１３の切れ味が低下して被加工
物に欠けや割れ等の損傷を生じさせたり、切削ブレード
１３自体が破損したりするという問題がある。

【０００４】また、切削ブレード１３の切れ味が低下す
ることにより切削中に切削ブレード１３に大きな負荷が
かかると、スピンドル１６とスピンドルハウジング１７
の内周面とが接触してカジリ現象を起こし、切削ユニッ
ト１４自体が損傷するという問題も発生しうる。

【０００５】このような弊害を回避するために、通常
は、一定の切削距離や切削ライン数を目安として切削ブ
レード１３の切れ味が低下したものとみなして、切削ブ
レード１３のドレッシング（目立て）を行ったり切削ブ
レード１３を交換する等の措置を採っているが、このよ
うな方法では適切なタイミングで適切な措置を採ること
ができないため、例えば交換する必要のないときに切削
ブレード１３を交換してしまう等の無駄が生じることが
あり、生産性、経済性の点で問題が生じている。

【０００６】このように、切削ブレードが装着された回
転スピンドルがエアーによって支持された構成の切削ユ
ニットを備えた切削装置を用いて被加工物の切削を行う
場合においては、適切なタイミングで異常を検出するこ
とにより、切削ブレードの切れ味の低下に起因する被加
工物の損傷、切削ブレード自体の損傷、切削ユニット自
体の損傷を防止することに課題を有している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の具体的手段として本発明は、切削ブレードと、該切削
ブレードが装着される回転スピンドルと、該回転スピン
ドルをエアーによって回転可能に支持するラジアルエア
ーベアリング及びスラストエアーベアリングを備えたス
ピンドルハウジングと、該スピンドルハウジングに固定
されると共に回転スピンドルに連結されて該回転スピン
ドルを回転駆動するモータとから少なくとも構成される
切削ユニットを用いて被加工物を切削する際に、該切削
ユニットに生じた異常を検出する切削ユニットの異常検
出方法であって、モータに供給される電流値を検出し、
該電流値が所定の閾値を超えたときに切削ユニットに所
定の異常が生じたと認識するようにした切削装置の異常
検出方法を提供する。

【０００８】そして、所定の閾値には、第一の閾値及び
第二の閾値が含まれ、所定の異常には、切削ブレードの
切れ味の低下及び回転スピンドルとスピンドルハウジン
グとが接触するカジリ現象が含まれ、検出した電流値が
第一の閾値を超えたときは、切削ブレードの切れ味が低
下したと認識し、検出した電流値が第二の閾値を超えた
ときは、回転スピンドルとスピンドルハウジングとが接
触してカジリ現象が生じるおそれがあると認識するよう
にしたこと、検出した電流値が第一の閾値を超えたとき
は、切削ブレードの切れ味が低下したと認識すると共に
自動的に該切削ブレードのドレッシングを遂行し、検出
した電流値が第二の閾値を超えたときは、回転スピンド
ルとスピンドルハウジングとが接触してカジリ現象が生
じるおそれがあると認識すると共に自動的に該切削ブレ
ードを被加工物から待避させることを付加的要件とす
る。

【０００９】また本発明は、被加工物を保持する保持手
段と、切削ブレードと、該切削ブレードが装着される回
転スピンドルと、該回転スピンドルをエアーによって回
転可能に支持するラジアルエアーベアリング及びスラス
トエアーベアリングを含むスピンドルハウジングと、該
スピンドルハウジングに固定されると共に回転スピンド
ルに連結されて回転スピンドルを回転駆動するモータと
から少なくとも構成され、保持手段に保持された被加工
物を切削する切削ユニットと、モータに電力を供給する
電力供給源と、供給された電流値を検出する電流値検出
手段と、該電流値が所定の閾値を超えたときに該切削ユ
ニットに異常が生じたと認識する異常検出手段とから少
なくとも構成される切削装置を提供する。

【００１０】そしてこの切削装置は、所定の閾値には、
第一の閾値及び第二の閾値が含まれ、所定の異常には、
切削ブレードの切れ味の低下及び回転スピンドルとスピ
ンドルハウジングとが接触するカジリ現象が含まれ、電
流値検出手段によって検出された電流値が第一の閾値を
超えたときは、切削ブレードの切れ味が低下したと認識
し、電流値検出手段によって検出された電流値が第二の
閾値を超えたときは、回転スピンドルとスピンドルハウ
ジングとが接触してカジリ現象が生じるおそれがあると
認識するようにしたこと、電流値検出手段によって検出
された電流値が第一の閾値を超えたときは、異常検出手
段において切削ブレードの切れ味が低下したと認識する
と共にドレッシング制御手段の制御により自動的に切削
ブレードのドレッシングを遂行し、電流値検出手段によ
って検出した電流値が第二の閾値を超えたときは、回転
スピンドルとスピンドルハウジングとが接触してカジリ
現象が生じるおそれがあると認識すると共に待避制御手
段の制御により自動的に切削ブレードを被加工物から待
避させることを付加的要件とする。

【００１１】このように構成される切削ユニットの異常
検出方法及び切削装置によれば、モータに供給される電
流値に基づき切削ユニットに異常が生じていることまた
は異常が生じるおそれがあることを容易にかつ適切なタ
イミングで検出することができる。

【００１２】また、モータの駆動電流の電流値を検出し
て所定の閾値を超えているかを判断することにより切削
ブレードの目詰まりによる切れ味の低下を認識すること
ができるため、被加工物に欠けや割れ等の損傷が生じる
のを未然に防止することができると共に、切削ブレード
自体が破損することも防止することができる。

【００１３】更に、スピンドルとスピンドルハウジング
との間でのカジリ現象のおそれの有無を事前に知ること
ができるため、スピンドルやスピンドルハウジング等の
切削ユニット自体を損傷させることを回避することがで
きる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態として、図１
に示す切削装置１０において切削ユニット１４に発生す
る異常を検出する方法について説明する。なお、従来例
と共通する部位については同一の符号を付して説明す
る。

【００１５】図１の切削装置１０において、例えば半導
体ウェーハを切削する場合は、切削しようとする半導体
ウェーハＷはチャックテーブル１１に保持される。

【００１６】そして、半導体ウェーハＷを保持したチャ
ックテーブル１１がＸ軸方向に移動してアライメント手
段１２の直下に位置付けられ、ここで切削すべき領域が
検出された後、更にチャックテーブル１１が同方向に移
動して高速回転する切削ブレード１３を備えた切削ユニ
ット１４の作用を受けることにより、前記検出された切
削すべき領域が切削される。また、切削ユニット１４が
Ｙ軸方向に割り出し送りされると共に、チャックテーブ
ル１１がＸ軸方向に往復運動することにより、順次切削
が行われていく。なお、チャックテーブル１１の近傍に
は、切削ブレード１３のドレッシングを行うドレッサー
ボード１５が配設されている。

【００１７】図２に示す切削ユニット１４は、切削ブレ
ード１３と、切削ブレード１３が装着される回転スピン
ドル１６と、回転スピンドル１６をエアーによって回転
可能に支持するスピンドルハウジング１７と、スピンド
ルハウジング１７に固定され回転スピンドル１６に連結
されて回転スピンドル１６を回転駆動するモータ１８と
を構成要素とし、モータ１８に電力を供給する電力供給
源１８ａ、モータ１８を駆動する電流の電流値を検出す
る電流値検出手段１９が連結されている。また、電流値
検出手段１９には、検出した電流値に基づいて異常が発
生しているかどうかを判断する異常検出手段１９ａが接
続され、更に異常検出手段１９ａには、異常検出手段１
９ａにおける判断結果に基づき切削ブレード１３のドレ
ッシングを制御するドレッシング手段１９ｂと、切削ユ
ニット１４を待避させる待避制御手段１９ｃとが接続さ
れている。

【００１８】半導体ウェーハＷの切削時は、モータ１８
に駆動されて回転スピンドル１６に装着された切削ブレ
ード１３が回転しながら半導体ウェーハＷに接触する。
モータ１８はサーボモータであり、切削ブレード１３が
半導体ウェーハＷに接触することにより回転スピンドル
１６の回転数が変化した場合でも一定の回転数を維持で
きる駆動電流を供給できるようサーボドライバにより制
御されている。

【００１９】従って、切削ブレード１３が半導体ウェー
ハＷに切り込んでモータ１８の回転数が低下すると、負
荷電流値は大きくなる。電流値検出手段１９において
は、この負荷電流値を計測し、検出した電流値が一定の
値を超えるか否かを常に監視している。

【００２０】切削ブレード１３の切れ味が低下したとき
は、摩擦抵抗が大きくなって回転スピンドル１６の回転
数が低下するため、負荷電流値が大きくなる。そこで、
電流値がある一定の値より大きくなった場合は、切削ブ
レード１３の切れ味が低下したと判断する。この判断を
する際の基準となる電流値を第一の閾値とする。

【００２１】また、検出した電流値が第一の閾値を大幅
に超えている場合には、切削ブレード１３の切れ味が低
下するだけでなく、切削ブレード１３が装着された回転
スピンドル１６にも大きな負荷がかかり、回転スピンド
ル１６とスピンドルハウジング１７の内周面とが接触し
てカジリ現象を起こし、切削ユニット１４自体が損傷す
るという問題が発生しうる。そこで、このようなカジリ
現象が発生するか否かを判断するための電流値の基準と
して、第二の閾値を設ける。この第二の閾値は、第一の
閾値よりも大きな値である。なお、第一の閾値、第二の
閾値は実験によって求めることが望ましい。

【００２２】上記第一の閾値及び第二の閾値を基準とし
て異常を検出する方法について、図３に示すフローチャ
ートに基づいて説明すると、まず、電流値検出手段１９
においてモータ１８を駆動する電流の値を検出し（ステ
ップＳ１）、異常検出手段１９ａにおいてその電流値が
第二の閾値を超えているかどうかを判断する（ステップ
Ｓ２）。

【００２３】ここで検出した電流値が第二の閾値を超え
ている場合は、スピンドル１６とスピンドルハウジング
１７との間にカジリ現象が生じるおそれがあるため、直
ちにその旨を、警報を鳴らす、図１に示したモニター２
０の画面を点滅させる等の方法によってオペレータに報
知する（ステップＳ３）。そして、そのまま切削を続行
すると切削ユニット１４の損傷を招くおそれがあるた
め、待避制御手段１９ｃの制御の下で切削ユニット１４
を上昇させる等して被加工物に接触しないように待避さ
せ、電力供給源１８ａの制御の下で回転スピンドル１６
の回転を停止する（ステップＳ４）。

【００２４】一方、検出した電流値が第二の閾値より小
さい場合は、カジリ現象が発生するおそれはないと考え
られるが、それでも切削ブレード１３に目詰まりが生じ
て切れ味が低下しているおそれがあるため、異常検出手
段１９ａにおいて第一の閾値を超えているか否かを判断
する（ステップ５）。

【００２５】そして、検出した電流値が第一の閾値より
小さい場合は切れ味が低下していないものとみなしてそ
のまま切削を続行する。一方、第一の閾値を超えている
場合は、切れ味が低下していると考えられるため、その
旨をオペレータに報知する（ステップＳ６）。報知の方
法としては、上記カジリ現象のおそれがある旨の報知と
は別の方法によるのが望ましい。こうして切削ユニット
１４に異常が生じていることまたは異常が生じるおそれ
があることを容易に知ることができる。

【００２６】また、切れ味が低下している状態で切削を
続行すると、半導体ウェーハＷに欠けや割れが生じるお
それがあるため、切削を中断し、ドレッシング制御手段
１９ｂの制御の下で切削ブレード１３のドレッシングを
行う（ステップＳ７）。

【００２７】例えば、検出した電流が図４のようにモニ
ター２０に表示された場合は、第二の閾値を超えていな
いが第一の閾値を超えているため、ドレッシング制御手
段１９ｂの制御の下で自動ドレッシングを行う。

【００２８】切削ブレード１３のドレッシングは、図１
の切削装置１０の一部を図５において拡大して示すよう
に、チャックテーブル１１の近傍にドレッシング用のド
レッサーボード１５が配設されている場合には効率よく
行うことができる。

【００２９】即ち、チャックテーブル１１のＸ軸方向の
移動によりドレッサーボード１５を切削ブレード１３の
直下に位置付け、切削ブレード１３を回転させると共
に、切削ユニット１４を下降させてドレッサーボード１
５に切削ブレード１３を接触させることにより短時間で
ドレッシング（目詰まりを除去して切削能力を回復させ
る）を行い、直ちに切削を再開することができる。

【００３０】こうしてドレッシングを行うと、切削ブレ
ード１３の切れ味が良くなって電流値が第一の閾値より
小さくなるため、良好な切削ができるようになる。この
ように、検出した電流値に基づき適切なタイミングで適
切な措置を採ることができる。

【００３１】このように、電流値検出手段１９によりモ
ータ１８の駆動電流の電流値を検出して所定の閾値を超
えているかを判断することにより、切削ブレード１３の
目詰まりによる切れ味の低下を認識することができるた
め、適切なタイミングで適切な措置を採ることができ、
被加工物に欠けや割れ等の損傷を生じさせたり、切削ブ
レード１３自体が破損したりするということがなくな
る。

【００３２】また、スピンドル１６とスピンドルハウジ
ング１７との間でのカジリ現象のおそれの有無を事前に
認識して適切な措置を採ることができるため、スピンド
ル１６やスピンドルハウジング１７等の切削ユニット１
４自体を損傷させることを回避することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る切削
装置の異常検出方法によれば、モータに供給される電流
値が所定の閾値を超えたか否かにより切削ユニットに異
常が生じていることまたは異常が生じるおそれがあるこ
とを容易にかつ適切なタイミングで検出することができ
るため、適切なタイミングで適切な措置を採ることがで
き、生産性、経済性を向上させることができる。

【００３４】また、モータの駆動電流の電流値を検出し
て所定の閾値を超えているかを判断することにより切削
ブレードの目詰まりによる切れ味の低下を認識すること
ができるため、被加工物に欠けや割れ等の損傷が生じな
くなり、切削により形成された個々のペレットの品質が
良くなると共に歩留まりが向上し、切削ブレード自体が
破損することもなくなるため、切削ブレードの寿命が長
くなり、経済性が向上する。

【００３５】更に、スピンドルとスピンドルハウジング
との間でのカジリ現象のおそれの有無を事前に知ること
ができ、スピンドルやスピンドルハウジング等の切削ユ
ニット自体を損傷させることを回避することができるた
め、切削ユニットの修理等にかかる費用が不要となり、
この点でも経済性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される切削装置の一例を示す斜視
図である。

【図２】同切削装置を構成する切削ユニットを用いて半
導体ウェーハを切削する様子を示す斜視図である。

【図３】本発明に係る切削装置の異常検出方法を示すフ
ローチャートである。

【図４】同切削装置の異常検出方法においてモニターに
表示された電流値の推移を示す説明図である。

【図５】切削装置を構成するチャックテーブル及びその
近傍に配設されたドレッサーボードを示す一部拡大斜視
図である。

【図６】切削ユニットの構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１０…切削ユニット １１…チャックテーブル １２…アライメント手段 １３…切削ブレード １４…切削ユニット １５…ドレッサーボード １６…回転スピンドル １７…スピンドルハウジング １８…モータ １８ａ…電力供給源 １９…電流値検出手段 １９ａ…異常検出手段 １９ｂ…ドレッシング制御手段 １９ｃ…待避制御手段 ２０…モニター ２１…ラジアルエアーベアリング ２２…スラストエアーベアリング ２３…ロータ ２４…ステータ ２５…被加工物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仁井 進 東京都大田区東糀谷２−14−３ 株式会社 ディスコ内 Ｆターム(参考） 3C029 DD11 3C034 AA13 AA19 CA17 CB12 CB13 DD18 3C047 AA02 AA33 FF06 FF11

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切削ブレードと、該切削ブレードが装着
   される回転スピンドルと、該回転スピンドルをエアーに
   よって回転可能に支持するラジアルエアーベアリング及
   びスラストエアーベアリングを備えたスピンドルハウジ
   ングと、該スピンドルハウジングに固定されると共に該
   回転スピンドルに連結されて該回転スピンドルを回転駆
   動するモータとから少なくとも構成される切削ユニット
   を用いて被加工物を切削する際に、該切削ユニットに生
   じた異常を検出する切削ユニットの異常検出方法であっ
   て、 該モータに供給される電流値を検出し、該電流値が所定
   の閾値を超えたときに該切削ユニットに所定の異常が生
   じたと認識するようにした切削装置の異常検出方法。
2. 【請求項２】 所定の閾値には、第一の閾値及び第二の
   閾値が含まれ、 所定の異常には、切削ブレードの切れ味の低下及び回転
   スピンドルとスピンドルハウジングとが接触するカジリ
   現象が含まれ、 検出した電流値が第一の閾値を超えたときは、該切削ブ
   レードの切れ味が低下したと認識し、 検出した電流値が第二の閾値を超えたときは、該回転ス
   ピンドルと該スピンドルハウジングとが接触してカジリ
   現象が生じるおそれがあると認識するようにした請求項
   １に記載の切削装置の異常検出方法。
3. 【請求項３】 検出した電流値が第一の閾値を超えたと
   きは、切削ブレードの切れ味が低下したと認識すると共
   に自動的に該切削ブレードのドレッシングを遂行し、 検出した電流値が第二の閾値を超えたときは、回転スピ
   ンドルとスピンドルハウジングとが接触してカジリ現象
   が生じるおそれがあると認識すると共に自動的に該切削
   ブレードを被加工物から待避させる請求項２に記載の切
   削装置の異常検出方法。
4. 【請求項４】 被加工物を保持する保持手段と、 切削ブレードと、該切削ブレードが装着される回転スピ
   ンドルと、該回転スピンドルをエアーによって回転可能
   に支持するラジアルエアーベアリング及びスラストエア
   ーベアリングを含むスピンドルハウジングと、該スピン
   ドルハウジングに固定されると共に該回転スピンドルに
   連結されて該回転スピンドルを回転駆動するモータとか
   ら少なくとも構成され、該保持手段に保持された被加工
   物を切削する切削ユニットと、 該モータに電力を供給する電力供給源と、 供給された電流値を検出する電流値検出手段と、 該電流値が所定の閾値を超えたときに該切削ユニットに
   異常が生じたと認識する異常検出手段とから少なくとも
   構成される切削装置。
5. 【請求項５】 所定の閾値には、第一の閾値及び第二の
   閾値が含まれ、 所定の異常には、切削ブレードの切れ味の低下及び回転
   スピンドルとスピンドルハウジングとが接触するカジリ
   現象が含まれ、 電流値検出手段によって検出された電流値が第一の閾値
   を超えたときは、該切削ブレードの切れ味が低下したと
   認識し、 該電流値検出手段によって検出された電流値が第二の閾
   値を超えたときは、該回転スピンドルと該スピンドルハ
   ウジングとが接触してカジリ現象が生じるおそれがある
   と認識するようにした請求項４に記載の切削装置。
6. 【請求項６】 電流値検出手段によって検出された電流
   値が第一の閾値を超えたときは、異常検出手段において
   切削ブレードの切れ味が低下したと認識すると共にドレ
   ッシング制御手段の制御により自動的に該切削ブレード
   のドレッシングを遂行し、 該電流値検出手段によって検出した電流値が第二の閾値
   を超えたときは、回転スピンドルとスピンドルハウジン
   グとが接触してカジリ現象が生じるおそれがあると認識
   すると共に待避制御手段の制御により自動的に該切削ブ
   レードを被加工物から待避させる請求項５に記載の切削
   装置。