JP2002370140A

JP2002370140A - ブレード監視装置

Info

Publication number: JP2002370140A
Application number: JP2001176890A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Goto; 篤志後藤
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2001-06-12
Filing date: 2001-06-12
Publication date: 2002-12-24

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体ウエーハのごとき被加工物を切断する
のに用いられるブレード監視装置において、ブレードの
回転速度、切り刃部のスリットの数等に影響されること
なく、確実に切り刃部の欠け、摩耗等を検出できるよう
にする。【解決手段】切り刃部の一側からの投光を他側で受光
し受光量に応じた電気信号を出力する光学的検出手段
と、その電圧信号を欠けを規定する「しきい値」として
の電圧値、あるいは摩耗を規定する「許容電圧値」と比
較して、欠け、摩耗等を判定する判定手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブレード監視装
置、さらに詳しくは、半導体ウエーハのごとき被加工物
を切断するときに用いられるスリットブレードの切り刃
部の欠け、摩耗等の監視に好適に用いることができるブ
レード監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数個のチップが配設された半導体ウエ
ーハ、セラミックスコンデンサ基板、ＣＳＰ（チップサ
イズパッケージ）基板等は、十分に薄い円盤状の切削ブ
レードを装着したダイシング装置により格子状切断ライ
ンに沿って切断され多数のチップに分割されて、携帯電
話、パソコン等の電子機器に使用される。ダイシング装
置に装着される切削ブレードには、ダイヤモンド砥粒を
含む外周部の切り刃部に複数個のスリットが形成された
スリットブレード、全くスリットが形成されていないノ
ーマルブレードがあり、これらは被加工物の性質に合わ
せて切削の際に被加工物に損傷が生じないように適宜に
選択される。ブレードの切り刃部に欠けが生じたり、摩
耗が許容値を超えた場合には、被加工物の性質に合った
ブレードであっても被加工物に損傷を与えるおそれがあ
る。したがって、被加工物を十分精密に切断するために
は、ブレードが適切な状態にあることが重要であり、ダ
イシング装置には切り刃部の状態を監視するためのブレ
ード監視装置が備えられている。

【０００３】典型的なスリットブレードの監視装置にお
いては、切り刃部にその一側から他側に向けて投光し、
ブレードの回転速度に応じスリットを通過する光による
パルス信号を基にして、欠けの有無が監視される。より
具体的には、スリットにより出力されるパルス信号に対
し、監視装置にスリットの数とブレードの回転速度とか
ら実質的に同一のパルス信号を用意し、実際に出力され
る出力信号と相殺させる。かくすることにより、切り刃
部に欠けが発生すると、この欠けに起因した信号は相殺
されないので、真に欠けによる信号のみが抽出される。
典型例におけるパルス信号の周波数は、例えばブレード
の回転速度が３０，０００ＲＰＭ（５００回転／秒）の
場合（５００）×（スリット数）である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たとおりの形態の従来のブレード監視装置には、次のと
おりの解決すべき問題がある。

【０００５】すなわち、ブレードの回転速度が変化した
場合、スリットによって実際に生成されるパルス信号
と、予め監視装置に準備したパルス信号とにズレが生
じ、信号が相殺されなくなり、ブレードが欠けていない
のに欠けと誤検出されることがある。そして、ブレード
を精度良く監視することができなくなる。

【０００６】本発明は上記事実に鑑みてなされたもの
で、その技術的課題は、ブレードの回転速度、切り刃部
のスリットの数等に影響されることなく、確実に切刃部
の欠け、摩耗等を検出することができる、ブレード監視
装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意検討及
び実験を重ねた結果、スリットブレードのスリットを通
過する光による電圧値が、切り刃部に欠けが発生した場
合光量が増して電圧値が大きくなること、またこれがブ
レードの回転速度の変動、スリットの数等に影響されな
いことに着目し、ブレードの回転速度に基づいた周波数
でなく、これを利用することにより、ブレードの監視を
行うのが従来の問題を除く上で有効であることを確認し
た。

【０００８】すなわち、本発明によれば、上記技術的課
題を解決するブレード監視装置として、所定の回転速度
で回転されるブレードの複数個のスリットの形成された
切り刃部に一側から投光し他側で受光した光量に応じ電
気信号を出力する光学的検出手段と、該電気信号の判定
手段とを備え、該判定手段は、受光量の変動に応じ変化
する該電気信号の電圧値の最大値が、欠けのないブレー
ドにおける受光量を基に設定された電圧値であるしきい
値を超えたとき、該ブレードに欠けがあると判定し破損
信号を出力する、ことを特徴とするブレード監視装置が
提供される。

【０００９】好適実施形態においては、該光学的検出手
段は、発光部と、受光部と、受光された光を電気信号に
変換する光電変換部と、この電気信号の電圧値を検出す
る電圧値検出部とを備え、該判定手段は、該しきい値を
記憶するしきい値記憶部と、検出された電圧値としきい
値とを比較して検出された電圧値がしきい値を超えたと
き信号を出力する比較部と、比較部からの出力信号によ
り該破損信号を出力する破損信号発信部とを備えてい
る。

【００１０】好適実施形態においてはまた、該光学的検
出手段はさらに、該電気信号の中から該回転速度による
高周波の電気信号をカットし低周波の電気信号のみを通
過させる低周波通過部を備え、該判定手段はさらに、切
り刃部の許容摩耗状態に対応し設定された許容電圧値を
記憶する許容値記憶部と、この許容電圧値と低周波通過
部を通し検出された電圧値とを比較して検出された電圧
値が許容電圧値を超えたとき該ブレードが許容摩耗状態
にあると判定し信号を出力する比較部と、比較部の出力
信号により摩耗信号を出力する摩耗信号発信部とを備え
ている。そして、ブレードの欠けの他に、ブレードの摩
耗についても確実に監視できるようにする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に従って構成された
ブレード監視装置について、好適実施形態を図示してい
る添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。

【００１２】図１を参照して先ずブレード監視装置が設
けられる全体を番号２で示すダイシング装置について説
明する。ダイシング装置２は、略直方体状のハウジング
４を備え、ハウジング４にはその上面に、被加工物であ
る例えば半導体ウエーハを保持するチャックテーブル６
が、回転可能に、また切削送り方向（矢印Ｘで示す方
向）に移動可能に備えられている。チャックテーブル６
は吸着チャック支持台６ａ及びその上に設けられた吸着
チャック６ｂを備え、吸着チャック６ｂの載置面上に被
加工物が保持される。

【００１３】図１とともに図２を参照して説明すると、
ダイシング装置２は、スリットブレード８（以下単にブ
レード８と呼ぶことがある）が取付けられるスピンドル
ユニット１０を備えている。スピンドルユニット１０は
移動基台（図示していない）に装着されたスピンドルハ
ウジング１０ａ、及びブレード８が取付けられる回転軸
１０ｂを備えている。スピンドルハウジング１０ａは、
割り出し方向（矢印Ｙで示す方向）及び切り込み方向
（矢印Ｚで示す方向）に移動調整可能に備えられ、回転
軸１０ｂはスピンドルハウジング１０ａに設けられた駆
動機構（図示していない）によって回転される。ブレー
ド８は、回転軸１０ｂの先端部に設けられた雄ねじ１０
ｃにナット１０ｄを着脱することにより、回転軸１０ｂ
のフランジ１０ｅとの間に着脱される。

【００１４】ダイシング装置２はまた、吸着チャック６
ｂに保持された被加工物の表面を撮像し、切削ブレード
８により切削すべき領域を検出し、また切削溝の状態を
確認するための顕微鏡やＣＣＤカメラ等からなる撮像機
構１２、及びその画像を表示する表示手段１４を備えて
いる。

【００１５】図２とともに図３を参照してスリットブレ
ード８について説明する。スリットブレード８は、円盤
状の基台８ａ及び基台８ａの外周部に配設された切り刃
部８ｂを備えている。基台８ａは例えばアルミニウムに
よって形成され、その中心部には回転軸１０ｂに嵌合さ
れる嵌合穴８ｃが設けられている。切り刃部８ｂは、例
えば、十分に薄い１５μｍの厚さに２〜５μｍのダイヤ
モンド砥粒が電着されて形成され、周縁部には周方向に
等間隔で外縁から半径方向内方に向かって延びた複数個
のスリット９（図示の形態においては１６個）が形成さ
れている。

【００１６】スリットブレード８を監視する全体を番号
１６で示すブレード監視装置は、図４を参照して説明す
ると、スリットブレード８の切り刃部８ｂの一側から投
光し他側で受光する光量に応じ電気信号を出力する光学
的検出手段１８と、この電気信号の判定手段２０とを備
えている。

【００１７】光学的検出手段１８は、発光部２２と、受
光部２４と、切り刃部８ｂに干渉され受光部２４にて受
光された光を電気信号に変換する光電変換部２６と、分
岐部２８を介し第一の経路３０により供給されるこの電
気信号の電圧値を検出する電圧値検出部３２とを備えて
いる。光学的検出手段１８はまた、分岐部２８を介し第
二の経路３４により供給される電気信号の中から回転す
るブレード８のスリット９により生成される周波数成分
よりも十分に低周波の成分のみを通過させる低周波通過
部３６を備えている。

【００１８】発光部２２は赤色光のごとき光を発光する
発光素子を備え、受光部２４はホトトランジスタのごと
き受光素子を備えている。光電変換部２６は受光部２４
による受光量に比例した大きさの電気信号を出力する。

【００１９】図４とともに図５及び図６を参照して説明
を続けると、電圧値検出部３２は、光電変換部２６から
の電気信号を基に、ブレード８の回転速度及びスリット
９の数に応じて図５（ａ）にＦ１で示すパルス状の電圧
を検出し、この検出電圧値を判定手段２０に出力する。
パルス信号の周波数は、例えばブレードの回転速度が３
０，０００ＲＰＭ（５００回転／秒）、スリット９の数
が１６の場合、５００×１６= ８，０００ヘルツとな
る。

【００２０】低周波通過部３６は、光電変換部２６から
の電気信号の中から、例えば１００ヘルツ以下のごと
き、上述の８，０００ヘルツに比べ十分に低い低周波の
電圧信号を、周波数の高い部分（１００ヘルツを超える
部分）をカットし、その検出電圧値を判定手段２０に出
力する。この検出電圧値は、図５（ａ）に示す８，００
０ヘルツのごとき高周波のパルス出力Ｆ１とは異なり、
１００ヘルツ以下の低周波であることから、図６（ａ）
に示すごとく連続した状態で出力される。

【００２１】判定手段２０は、ブレード８の欠けを判定
するための「しきい値」（この「しきい値」については
後に詳述する）を記憶するしきい値記憶部３８と、上述
の電圧値検出部３２からの検出電圧値としきい値記憶部
３８に記憶されている「しきい値」としての電圧値とを
比較して電圧検出部３２の検出電圧値が「しきい値」を
超えた状態になると破損信号を出力する比較部４０と、
比較部４０の出力信号により破損信号を出力する破損信
号発信部４２とを備えている。

【００２２】判定手段２０はまた、切り刃部８ａの許容
摩耗状態に対応し設定された「許容電圧値」（「許容電
圧値」については後に詳述する）を記憶する許容値記憶
部４４と、この「許容電圧値」と低周波通過部３６を通
し検出された電圧値とを比較し検出電圧値が許容電圧値
を超えた状態になると信号を出力する比較部４６と、比
較部４６の出力信号により摩耗信号を出力する摩耗信号
発信部４８とを備えている。

【００２３】破損信号発信部４２及び摩耗信号発信部４
８は、表示手段１４に設けられた表示ランプ５０ａ及び
５０ｂにそれぞれ接続されている。

【００２４】スリットブレードの欠けを判定するための
「しきい値」としての電圧値は、次のように設定され
る。すなわち、ダイシング装置２において監視するのと
同じスリットブレードで欠けのないものを、監視するス
リットブレードの回転数（例えば３０，０００ＲＰＭ）
で回転させる。そして図４に示されている、光学的検出
手段１８により検出されるこの欠けのないスリットブレ
ードのパルス状の検出電圧値の最大電圧値（図５
（ａ））を僅かに越える値を「しきい値」としてしきい
値記憶部３８に記憶させる。

【００２５】スリットブレードの摩耗を判定するための
「許容電圧値」は、次のように設定される。すなわち、
ブレードの半径方向の許容摩耗量における受光量に対応
した電圧値を「許容電圧値」として許容値記憶部４４
（図４）に記憶させる。図６（ａ）に示すように「許容
電圧値」は許容摩耗量に達していない検出電圧値よりも
高い電圧値である。あるいは、許容摩耗量の状態のブレ
ードをダイシング装置２に取付け、その受光量による検
出電圧値を許容値記憶部４４に入力してもよい。

【００２６】上述のごとく構成されたブレード監視装置
１６の作動について、主として図４〜図６を参照して説
明する。

【００２７】（１）ブレードの欠けの監視：ブレード８
の切り刃部８ｂに欠けが発生すると、その部分を通過し
受光部２４にて受け取られる光量により、光電変換部２
６、電圧値検出部３２にて検出される検出電圧値は、図
５（ｂ）にＦ１で示したスリット９によるものととも
に、Ｆ２、Ｆ３で示すごとく表れる。これらの検出電圧
値は比較部４０にてしきい値記憶部３８の「しきい値」
と比較され、Ｆ３で示す電圧値のように「しきい値」を
超えたときには判定回路が作動してブレード８に欠けが
生じていると判断され、信号が出力され、この出力信号
により破損信号発信部４２からブレード破損信号が出力
される。このブレード破損信号は、ダイシング装置２の
表示手段１４に送給されランプ５０ａが点灯され、ブレ
ード８に欠けの発生していることが表示される。ランプ
５０ａの点灯状態は、欠けたブレードを欠けのない新し
いものと交換しリセットスイッチ（図示していない）を
操作することにより解除される。

【００２８】（２）ブレードの摩耗の監視：ブレード８
の摩耗が進行すると、その部分を通過し受光部２４にて
受け取られる光量が増加し、低周波通過部３６を通した
低周波成分による検出電圧値が増加する。この検出電圧
値は許容値記憶部４４の「許容電圧値」と比較され「許
容電圧値」を図６（ｂ）に示すごとく超えたときには判
定回路が作動してブレード８が許容状態まで摩耗してい
ると判断され、信号が出力され、この出力信号により摩
耗信号発信部４８からブレード摩耗信号が出力される。
このブレード摩耗信号は、ダイシング装置２の表示手段
１４に送給されランプ５０ｂが点灯され、ブレード８が
許容摩耗状態を超えていることが表示される。ランプ５
０ｂの点灯状態は、摩耗したブレードを新しいものと交
換しリセットスイッチ（図示していない）を操作するこ
とにより解除される。

【００２９】上述したとおりのブレード監視装置１６の
作用について説明する。

【００３０】（１）欠けの監視：図４に示すごとくブレ
ード監視装置１６は、ブレードの切り刃部を通した光量
により生成される電圧信号の最大電圧値を基にして、そ
れを僅かに超える値を「しきい値」とし、この「しきい
値」を超えた信号のみを捕らえて切り刃部の欠けと判断
するようにしたので、従来のようにブレードの回転速度
に変動があっても誤検出することがなくなり、精度良く
ブレードの欠けを監視することができる。

【００３１】（２）摩耗の監視：さらに、このブレード
監視装置１６は、ブレードの切り刃部を通した光量によ
り生成される電圧信号の中から、切り刃部のスリットに
起因する高周波の検出信号をカットし、低周波の信号の
みを通過させる低周波通過部を備えているので、切り刃
部の摩耗によって変化する光のみを捕らえることがで
き、ブレードの摩耗状態も精度良く監視することができ
る。

【００３２】（３）生産性：したがって、スリットブレ
ードの異常の検出、ブレードの交換時期等を精度良く確
実に監視することができるので、切削状態を確認する従
来の撮像機構、画像表示手段などによる監視における時
間的なロスを最小限にすることができ、被加工物に対す
る不具合も未然に防止でき、被加工物を十分精密に切断
することができ、さらにブレードの管理が容易になり、
生産性を向上させることができる。

【００３３】以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細
に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定される
ものではなく、本発明の範囲内においてさまざまな変形
あるいは修正ができるものである。

【００３４】（１）光学的検出手段、判定手段：本実施
の形態においては、光学的検出手段は、発光部、受光
部、光電変換部、電圧値検出部、低周波通過部等を備
え、判定手段は、しきい値記憶部、許容値記憶部、比較
部、破損信号発信部、摩耗信号発信部等を備えている
が、光学的検出手段はブレードの切り刃部を通した光量
の変動を電圧値の変化として検出できるものであればよ
く、また判定手段は、検出電圧値と欠けを規定する「し
きい値」あるいは摩耗を規定する「許容電圧値」とを比
較し判定することができるものであればよいから、この
構成に限定されるものではない。

【００３５】（２）表示手段：本発明は、ブレードの欠
け、摩耗等が設定された状態を超えたときに信号を出力
するものであり、その信号により表示する手段を限定す
るものではない。したがって、本実施の形態のにおける
ランプの点灯に代えて警報音を発するようにしてもよい
し、ダイシング装置の制御装置に信号を入力するように
してもよい。

【００３６】

【発明の効果】本発明に従って構成されたブレード監視
装置によれば、ブレードの回転速度、切り刃部のスリッ
トの数等に影響されることなく、確実に切刃部の欠け、
摩耗等を検出することができる、ブレード監視装置が提
供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って構成されたブレード監視装置を
備えているダイシング装置の斜視図。

【図２】図１のダイシング装置におけるブレード取付部
を、ブレードを中心に分解状態で示した拡大斜視図。

【図３】スリットブレードの拡大平面図。

【図４】ブレード監視装置の構成及び制御系統を示した
ブロック図。

【図５】（ａ）欠けを判定する「しきい値」と検出電圧
との関係を、ブレードに欠けのない状態で示した特性線
図。（ｂ）図５（ａ）をブレードに欠けの生じた状態で示し
た特性線図。

【図６】（ａ）摩耗を判定する「許容電圧値」と検出電
圧との関係を、ブレードに摩耗のない状態で示した特性
線図。（ｂ）図６（ａ）をブレードに摩耗の生じた状態で示し
た特性線図。

【符号の説明】

２：ダイシング装置８：スリットブレード（ブレード）８ｂ：切り刃部９：スリット１８：光学的検出手段２０：判定手段２２：発光部２４：受光部２６：光電変換部３２：電圧値検出部３６：低周波通過部３８：しきい値記憶部４０：比較部４２：破損信号発信部４４：許容値記憶部４６：比較部４８：摩耗信号発信部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の回転速度で回転されるブレードの
複数個のスリットの形成された切り刃部に一側から投光
し他側で受光した光量に応じ電気信号を出力する光学的
検出手段と、該電気信号の判定手段とを備え、該判定手段は、受光量の変動に応じ変化する該電気信号
の電圧値の最大値が、欠けのないブレードにおける受光
量を基に設定された電圧値であるしきい値を超えたと
き、該ブレードに欠けがあると判定し破損信号を出力す
る、ことを特徴とするブレード監視装置。
【請求項２】該光学的検出手段は、発光部と、受光部
と、受光された光を電気信号に変換する光電変換部と、
この電気信号の電圧値を検出する電圧値検出部とを備
え、該判定手段は、該しきい値を記憶するしきい値記憶部
と、検出された電圧値としきい値とを比較して検出され
た電圧値がしきい値を超えたとき信号を出力する比較部
と、比較部からの出力信号により該破損信号を出力する
破損信号発信部とを備えている、請求項１記載のブレー
ド監視装置。
【請求項３】該光学的検出手段はさらに、該電気信号
の中から該回転速度による高周波の電気信号をカットし
低周波の電気信号のみを通過させる低周波通過部を備
え、該判定手段はさらに、切り刃部の許容摩耗状態に対応し
設定された許容電圧値を記憶する許容値記憶部と、この
許容電圧値と低周波通過部を通し検出された電圧値とを
比較して検出された電圧値が許容電圧値を超えたとき該
ブレードが許容摩耗状態にあると判定し信号を出力する
比較部と、比較部の出力信号により摩耗信号を出力する
摩耗信号発信部とを備えている、請求項２記載のブレー
ド監視装置。