JP2879445B2

JP2879445B2 - ブレード不良を検出する検出装置

Info

Publication number: JP2879445B2
Application number: JP2971689A
Authority: JP
Inventors: 祐一佐藤
Original assignee: DEISUKO KK
Current assignee: DEISUKO KK
Priority date: 1989-02-10
Filing date: 1989-02-10
Publication date: 1999-04-05
Anticipated expiration: 2014-04-05
Also published as: JPH02212045A

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明は、半導体ウェーハの如き被加工物を加工する
ブレードの不良を検出する検出装置に関する。

〔従来技術及びその欠点〕

当業者には周知の如く、半導体デバイスの製造におい
ては、半導体ウェーハを格子状切断ライン（一般にスト
リートと称されている）に沿って切断して多数の矩形領
域に分断することが必要である。上記矩形領域の各々
は、一般にチップと称されており、回路パターンを有す
る。また、磁気ヘッドの製造においては、金属材料に溝
入れ又はスライシング等の精密加工を施している。

半導体ウェーハの上記切断或いは金属材料の上記精密
加工には、通常、ダイシング・ソー或いはスライサーと
称されている加工装置が使用されている。かかる加工装
置は、回転自在に装着され且つ十分に薄い環状板形態で
あるブレードと、このブレードを回転駆動するための駆
動源と、被加工物を保持するための保持具とを具備して
いる。上記ブレードは、通常、合成又は天然ダイヤモン
ド砥粒の如き超砥粒を、電着、レジンボンド又はメタル
ボンド等の適宜の方法により結合することによって形成
されている。かような加工装置においては、手動又は自
動的に上記保持具と上記ブレードとが相対的に移動せし
められて、回転しているブレードが保持具に保持されて
いる被加工物に作用せしめられ、かくして被加工物に所
要の加工が施される。

この種加工装置では、被加工物を所要の通りに十分精
密に切断するためには、上記ブレードが適切な状態にあ
ることが必要である。換言すれば、長期間の使用により
ブレードが過剰に摩耗し、或いはブレードに破損が発生
すると、被加工物に加えられる加工が劣化し許容し得な
いものになってしまう。

そこで、上述した問題を解決するために、加工装置に
は、ブレードの不良を検出するための検出装置が装備さ
れている。この検出装置の一例として、例えば実開昭60
-123210号公報に開示されているものを挙げることがで
き、かかる検出装置は、ブレードに向けて光を投光する
投光手段と、受光した光量に対応した出力信号を生成す
る受光手段とを備え、投光手段と受光手段とは、投光手
段から投光された光がブレードに干渉された後受光手段
に受光されるように配置されている。上記検出装置で
は、長期間の使用によりブレードが所定量以上摩耗さ
れ、或いは何らかの理由によりブレードに破損が発生す
ると、受光手段が生成する出力信号が大きく変化し、か
くしてブレードが不適切な状態、即ち交換すべき状態に
なったことが検出される。

しかし、従来の検出装置においては、加工時に加工領
域に施される加工液の影響を受けやすく、加工液による
屈折、乱反射等により誤検出が発生し易い問題があっ
た。

〔発明の目的〕

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その
第１の目的は、主として破損によるブレードの不良を加
工液等の影響を受けることなく正確に検出することがき
る、優れた検出装置を提供することである。

本発明の第２の目的は、主として摩耗によるブレード
の不良を加工液等の影響を受けることなく正確に検出す
ることができる、優れた検出装置を提供することであ
る。

〔発明の概要〕

上記第１の目的を達成するため、本発明によれば、被
加工物を加工するブレードの周縁部に向けて光を投光す
る投光手段と該投光手段からの光を受光する受光手段か
ら成る光学的検出手段を備え、該受光手段からの出力信
号に基づいてブレードの不良を検出する検出装置におい
て、該受光手段からの出力信号の最大値（Ｍ）を保持する
最大値保持手段と、該受光手段からの出力信号の最小値（ｍ）を保持する
最小値保持手段と、第１の設定時間（T₁）間隔毎に該最大値保持手段と該
最小値保持手段とをリセットする第１のタイマ手段と、該最大値保持手段に保持された該最大値（Ｍ）と該最
小値保持手段に保持された該最小値（ｍ）の差（Ｍ−
ｍ）と設定基準値（Vo）とを比較する比較手段と、該最大値（Ｍ）と該最小値（ｍ）との差（Ｍ−ｍ）が
該設定基準値（Vo）より大きい〔（Ｍ−ｍ）＞Vo〕とき
にパルス信号を生成するパルス信号生成手段と、該パルス信号生成手段が連続して該パルス信号を生成
し且つ該パルス信号の時間間隔が所定範囲内であるとき
に不良信号を生成する不良信号生成手段と、該不良信号生成手段が生成する不良信号を計数し、計
数値が所定数を越えるとブレード破損信号を生成する不
良信号計数手段と、第２の設定時間（T₂）間隔毎に該不良信号計数手段を
リセットする第２のタイマ手段と、から構成されている、ことを特徴とする検出装置、が
提供される。

上記発明においては、第１の設定時間（T₁）毎に最大
値保持手段に保持された最大値（Ｍ）と最小値保持手段
に保持された該最小値（ｍ）の差（Ｍ−ｍ）と設定基準
値（Vo）との比較が遂行され、パルス信号生成手段は、
最大値（Ｍ）と該最小値（ｍ）との差（Ｍ−ｍ）が設定
基準値（Vo）より大きい〔（Ｍ−ｍ）＞Vo〕ときにパル
ス信号を生成する。そしてパルス信号生成手段が連続し
てパルス信号を生成し且つパルス信号の時間間隔が所定
範囲内であるときに不良信号生成手段が不良信号を生成
する。

したがって、ブレードの破損検出処理は連続して正確
に遂行される。またブレードの破損の検出に際し、受光
手段が誤検知してパルス信号生成手段がパルス信号を生
成しても、このパルス信号が連続して生成されない場
合、あるいはパルス信号が連続して生成されてもその時
間間隔が所定範囲内でない場合には、不良信号生成手段
は不良信号を生成しないので、ブレードの破損を検出す
る際の加工液等に起因する誤検知を著しく少なくするこ
とができる。また最大値（Ｍ）と該最小値（ｍ）との差
（Ｍ−ｍ）が設定基準値（Vo）より大きい〔（Ｍ−ｍ）
＞Vo〕ときに生成される信号はパルス信号である故に、
ブレードの破損の検出処理が容易且つ正確に遂行され
る。

更に不良信号計数手段は、第２の設定時間（T₂）毎に
不良信号生成手段が生成する不良信号を計数し、計数値
が所定数を越えるとブレード破損信号を生成するので、
加工液等に起因する誤検知を著しく少なくすることがで
き、ブレードの破損を容易且つ確実に検出することがで
きる。

上記第２の目的を達成するため、本発明によれば、被
加工物を加工するブレードの周縁部に向けて光を投光す
る投光手段と該投光手段からの光を受光する受光手段か
ら成る光学的検出手段を備え、該受光手段からの出力信
号に基づいてブレードの不良を検出する検出装置におい
て、該受光手段からの出力信号を受信し、所定周波数以下
の低周波数域のみを通過せしめる低周波通過手段と、ブレードの許容摩耗値を示す基準値を設定する基準値
設定手段と、該低周波通過手段を通過した該出力信号の低周波数域
を該基準値と比較し、該出力信号の該低周波数域が該基
準値を越えるとブレード摩耗信号を生成する比較手段
と、から構成されている、ことを特徴とする検出装置、が
提供される。

上記発明においては、低周波通過手段を通過せしめら
れた、受光手段からの出力信号の低周波数域が、ブレー
ドの許容摩耗値を示す基準値と比較され、出力信号の低
周波数域が基準値を越えるとブレード摩耗信号が生成さ
れるよう構成されているので、ブレードの欠け或いは加
工液等に起因する出力信号の変動が低周波通過手段によ
りカットされ、ブレードの摩耗に関連する出力信号の変
化のみが検出されるので、ブレードの摩耗を正確に検出
することができる。

〔具体例〕

以下、添付図面を参照して更に詳述する。

本発明に従う検出装置の一具体例を装備した加工装置
を示す第１図乃至第３図において、例えば半導体ウェー
ハを格子状切断ライン、即ちストリートに沿って切断す
るのに適した図示の加工装置は、全体を番号２で示す加
工具組立体と全体を番号４で示す保持具組立体を備えて
いる。

加工具組立体２は、所定方向（第１図において左右方
向、第２図において紙面に垂直な方向、第３図において
上下方向）に往復動自在に装着された支持枠体（図示せ
ず）を備えている。この支持枠体には、第２図において
左方に実質上水平に延びる軸６（第１図及び第２図）が
回転自在に装着されている。支持枠体には、更に、電動
モータでよい駆動源８が装着されており、かかる駆動源
８は適宜の伝動手段（図示せず）を介して軸６に駆動連
結されている。軸６の自由端部、即ち第２図において右
端部にはブレード10を有する回転加工具12が装着されて
いる。この回転加工具12は、一対の支持フランジ14を備
えており、円環状板形態のブレード10が一対の支持フラ
ンジ14間に挟持されている。。第１図乃至第３図に明確
に図示する通り、ブレード10の外径は支持フランジ14の
外径よりも大きく、ブレード10の外周縁部は支持フラン
ジ14の外周縁を越えて突出せしめられている。上記ブレ
ード10自体は、合成又は天然ダイヤモンド砥粒の如き超
砥粒を、電着、レジンボンド又はメタルボンド等の適宜
の方法により結合することによって形成されたものが好
都合である。この回転加工具12が装着された支持枠体
は、上下方向に位置調整自在になっている。

この支持枠体には、また、水の如き加工液を加工領域
に供給するめの加工液供給手段16が配設されている。図
示の加工液供給手段16は例えば中空パイプから構成する
ことができる一対の供給管18a及び18bを備えている。片
方の供給管18aの一端部は回転加工具12の片側（第２図
において左側、第３図において右側）に配置され、また
他方の供給管18bの一端部は回転加工具12の他側（第２
図において右側、第３図において左側）に配置され、こ
れらはブレード10に沿って実質上水平に延びている。供
給管18a及び18bの下内側部には、軸線方向に間隔を置い
て複数個の孔が形成されている。これら供給管18a及び1
8bの他端部はポンプの如き加工液供給源20に接続されて
いる。従って、加工液供給手段20から供給管18a及び18b
に送給された加工液は、第２図及び第３図に矢印で示す
通りにして加工領域に供給される。

保持具組立体４は、実質上水平な上面を有する保持具
24を具備している。この保持具24は、実質上鉛直に延び
る中心軸線を中心として回転自在に装着されていると共
に、上記所定方向にたいして垂直な方向（第１図におい
て紙面に垂直な方向、第２図及び第３図において左右方
向）に移動自在に装着されている。保持具24の少なくと
も中央領域は通気性を有し、適宜の通気路手段（図示せ
ず）によって吸引源26（第１図及び第２図）に選択的に
連通される。

かくの通りの加工装置においては、保持具24の上面に
被加工物、図示の場合には半導体ウェーハ28が載置され
る。そして、保持具24が吸引源26に連通され、かくして
保持具24の上面に半導体ウェーハ28が真空吸着される。
一方、加工具組立体２の支持枠体には、回転加工具12の
ブレード10の下端が半導体ウェーハ28に所期の通りに作
用し得る高さに位置付けられる。次いで、駆動源８が付
勢されて軸６及びこれに装着された回転加工具12が高速
で回転せしめられる。そして、加工具組立体２の支持枠
体が適宜の駆動源（図示せず）によって上記所定方向に
往復動せしめられると共に、支持枠体の上記往動及び復
動毎に適宜の駆動源（図示せず）によって保持具24が上
記所定方向に対し垂直な方向に割り出し移動せしめられ
る。かくして、回転加工具12のブレード10が加工領域に
て半導体ウェーハ28に作用し、半導体ウェーハ28は第３
図において上下方向に延びる複数本の平行切断ライン
（図示せず）に沿って切断される。しかる後に、適宜の
駆動源（図示せず）によって保持具24が実質上鉛直に延
びる中心軸線を中心として90度回転せしめられ、次いで
工具組立体２の支持枠体の上述した往復動と保持具24の
上述した割り出し移動が遂行される。かくして、回転加
工具12のブレード10によって、半導体ウェーハ28は、既
に切断された上記複数本の平行切断ラインに対し実質上
垂直に延びる他の複数本の平行切断ラインに沿って切断
される。かくして、半導体ウェーハ28は多数の矩形領
域、即ちチップに分断される（かかる半導体ウェーハ28
の分断は当業者には周知の如く、半導体ウェーハ28に若
干の非切断厚さを残留せしめて切断するものでもよい
し、半導体ウェーハ28の裏面にテープが貼着されている
場合にはこのテープを除いて半導体ウェーハ28をその厚
さ全体に渡って切断するものでもよい）。上記切断の際
には、加工液供給手段16から加工領域に向けて水の如き
加工液が噴射され、切断加工中のブレード10及び半導体
ウェーハ28に冷却液が供給される。

図示の加工装置における上述した構成及び作用は、既
に公知のものであり、そしてまた本発明が適用される加
工装置の一例を示すにすぎず、それ故に、図示の加工装
置の構成及び作用の詳細については、本明細書において
は説明を省略する。

加工装置には、更に、ブレード10の不良を検出するた
めの検出装置が装備されている。図示の検出装置は、投
光手段30と受光手段32から成る光学的検出手段を備えて
いる（第２図及び第３図）。投光手段30は発光素子34を
具備し、また受光手段32は受光素子36を具備している。
発光素子34は、例えば赤外光を発光することができる発
光源でよい。また、受光素子36はホトトランジスタ（好
ましくは、発光源からの光の波長に適合した受光感度を
有する素子）から構成することができる。投光手段30は
発光素子34からの光をモニター領域に導くための光伝送
手段38を備え、また受光手段32はモニター領域からの光
を受光素子36に導くための光伝送手段40を備え、これら
光伝送手段38及び40は一本又は複数本の光ファイバから
構成することができる。具体例では、光伝送手段38の一
端、即ち入力端は発光素子34に光学的に接続され、その
他端、即ち出力端はブレード10の片側（第２図において
左側、第３において右側）にてモニター領域に近接して
位置している。また、他方の光伝送手段40の一端、即ち
入力端は、光伝送手段38の出力端からモニター領域に向
けて投射された光を受光するように、ブレード10の他側
（第２において右側、第３図において左側）にてモニタ
ー領域に近接して位置し、その他端、即ち出力端は受光
素子36に光学的に接続されている。具体例では、更に、
光伝送手段38の他端部及び光伝送手段40の一端部は、可
撓性を有する保護部材42及び44によって覆われ、ブレー
ド10に対する相対的位置を微調整することができるよう
に、適宜の支持手段（図示せず）を介して上記支持枠体
に装着されている。保護部材42及び44の端面、即ち光伝
送手段38の出力端及び他方の光伝送手段40の入力端に
は、更に、切削屑等の飛散によってこれらの端面が傷つ
くのを防止するために、サファイア片46が配設されてい
る。

かかる検出装置は、更に、モニター領域乃至その近傍
に空気の如き気体を噴出する気体流生成手段を含んでい
る。図示の気体流生成手段は、送風機の如き気体供給源
48と気体供給源48からモニター領域近傍まで延びている
中空円筒状の気体流送給管50を含んでおり、空気でよい
気体が気体供給源48から気体流送給管50を通ってモニタ
ー領域乃至その近傍に噴射される。従って、加工時に加
工液の噴射によって生成される霧及び／又は加工時の屑
等がモニター領域乃至その近傍に進入するのが、気体流
送給管50から噴射されて流れる気体によって阻止され、
かくして上記霧及び／又は屑等が光伝送手段38の出力端
とブレード10との間の光路及び／又はブレード10と光伝
送手段40の入力端との間の光路中に浮遊し或いは光伝送
手段38の出力端及び光伝送手段40の入力端を覆うサファ
イア片46の表面に付着するのが確実に阻止される。具体
例では、気体流送給管50の一端部は２つに分岐されてお
り、その一方50aはブレード10の上記片側に配置され、
その他方50bはブレード10の上記他側に配置されてい
る。そして、このことに関連して、気体流送給管50の部
位（片方の出力端部）50aはブレード10と光伝送手段38
の出力端の間にて幾分上記出力端に向くように配置さ
れ、部位50aにおける出力端部はブレード10側の部位が
突出するように斜めに形成されている。また、気体流送
給管50の他方の部位（他方の出力端部）50bはブレード1
0と光伝送手段40の入力端の間にて幾分上記入力端に向
くように配置され、部位50bにおける出力端部はブレー
ド10側の部位が突出するように斜めに形成されている。
かく構成されているので、気体流送給管50の部位50aか
ら矢印（第３図）で示す通りに噴射された気体流は幾分
光伝送手段38の出力端に向けてこの出力端とブレード10
との間を流れ、また気体流送給管50の部位50bから矢印
（第３図）で示す通りに噴射された気体流は幾分光伝送
手段40の入力端に向けてこの入力端とブレード10との間
を流れ、これにより気体流送給管50から噴射された気体
流がブレード10に向けて流れることが防止され、ブレー
ド10のブレ等を効果的に抑えるこができる。また、第３
図から容易に理解される如く、気体流送給管50の部位50
a及び50bから噴射された気体流は、ブレード10を中心に
してその両側に実質上対称に流れるようになり、かくし
てブレード10のブレ等の発生を一層少なくすることがで
きる。

具体例では、第１図乃至第３図から理解される如く、
モニター領域はブレード10の周縁部、詳しくは矢印52で
示すブレード10の回転方向に見て上端から下端に向けて
移動する部位における上下方向中心部、即ち第１図の右
部における上下方向中心部に配置されている。かく配置
することによって、モニター領域を加工領域から遠ざけ
ることができ、これによりブレード10の不良を検出する
際の加工液の影響を少なくすることができる。尚、上記
加工装置では、図示していないが、加工領域及びモニタ
ー領域を覆うように、カバー部材が支持枠体に装着され
ており、このカバー部材内に回転加工具12、光伝送手段
38の出力端部、光伝送手段40の入力端部並びに供給管18
a及び18bの一端部等が配設されている。

この加工装置においては、モニター域にて投光手段30
からブレード10に向けて投射された光は、ブレード10の
反対側に存在する受光手段32に受光され、かく受光され
た光は第４図に示す通りに処理される。即ち、受光手段
32の受光素子36は受光量に比例した大きさの出力信号を
生成し、かかる出力信号が第４図の端子52に送給され
る。そして、かく送給された出力信号に基づいて、全体
を番号54で示すブレード破損不良検出手段及び全体を番
号56で示すブレード摩耗不良検出手段により、加工中の
ブレード10の破損及び摩耗が次に通りにして検出され
る。

具体例のブレード破損不良検出手段54は、最大値保持
回路から構成することができる最大値保持手段58及び最
小値保持回路から構成することができる最小値保持手段
60を具備している。受光素子36からの出力信号は最大値
保持手段58及び最小値保持手段60に送給され、最大値保
持手段58はこの出力信号のうち最も大きい値（Ｍ）を保
持し、また最小値保持手段60は上記出力信号のうち最も
小さい値（ｍ）を保持する。最大値保持手段58及び最小
値保持手段60からの信号は差動演算増幅回路の如き演算
増幅手段62に送給され、演算増幅手段62は最大値保持手
段58からの最大値（Ｍ）と最小値保持手段60からの最小
値（ｍ）との差（Ｍ−ｍ）を所要の通りに演算する。こ
の演算増幅手段62からの出力信号は比較演算回路の如き
比較手段64に送給される。比較手段64には電圧設定回路
の如き基準値設定手段66が接続されており、基準値設定
手段66により設定された設定基準値（V₀）が比較手段64
に送給される。この比較手段64は、演算増幅手段62から
の出力信号、即ち上記最大値（Ｍ）と上記最小値（ｍ）
の差（Ｍ−ｍ）と基準値設定手段66からの信号、即ち設
定基準値（V₀）とを比較し、上記最大値（Ｍ）と上記最
小値（ｍ）の差（Ｍ−ｍ）が上記設定基準値（V₀）より
大きい〔（Ｍ−ｍ）＞V₀〕ときに出力信号を生成する。
比較手段64からの出力信号は矩形波発生回路の如きパル
ス信号生成手段68に送給され、このパルス信号生成手段
68は比較手段64からの出力信号に基づいてパルス信号を
生成する。パルス信号生成手段68からのパルス信号は、
周波数−電圧変換回路の如き周波数−電圧変換手段70に
送給され、周波数−電圧変換手段70はパルス信号生成手
段68からのパルス信号の間隔から周波数を計算し、かか
る周波数を電圧に変換する。周波数−電圧変換手段70か
らの出力信号は範囲比較回路の如き比較手段72に送給さ
れ、かかる比較手段72は上記出力信号が所定範囲内であ
る、換言すると第１の設定基準値（V₁）より大きく且つ
第２の設定基準値（V₂）より小さいかを比較し、上記所
定範囲内であるときに出力信号を生成する。具体例で
は、周波数−電圧変換手段70及び比較手段72が不良信号
生成手段を構成し、比較手段72から出力される信号が不
良信号となる。この不良信号は計測回路の如き不良信号
計数手段74に送給される。尚、比較手段72からの信号を
直接不良信号計数手段74に送給することに代えて、パル
ス信号生成手段68と不良信号計数手段74の間にゲートを
設け、上記信号に基いて上記ゲートを開放し、パルス信
号生成手段68からの信号を不良信号計数手段74に送給す
るようにしてもよい。計数手段74にはまたタイマー手段
76からの信号が送給される。計数手段74はタイマー手段
76によって設定される設定時間（第２の設定時間）
（T₂）内における不良パルス信号の個数を計数し、上記
不良パルス信号の個数が所定値（N₀）を越えるとブレー
ド破損信号を生成する。このブレード破損信号は、警告
ランプの如き表示手段78及び駆動源８に送給され、表示
手段78が点灯してブレード10を交換しなければならない
ことを表示すると共に、駆動源８が除勢されて加工を停
止する。

また、具体例のブレード摩耗不良検知手段56は低周波
通過回路の如き低周波通過手段80を備えている。この低
周波通過手段80は受光素子36からの出力信号のうち周波
数の低いもののみを通す。低周波通過手段80からの信号
は比較演算回路の如き比較手段82に送給される。比較手
段82には電圧設定回路の如き基準値設定手段84が接続さ
れており、基準値設定手段84により設定された設定基準
値（Ｖ）が比較手段82に送給される。この比較手段82
は、低周波通過手段80からの出力信号と基準値設定手段
84からの信号、即ち設定基準値（Ｖ）とを比較し、低周
波通過手段80からの信号値が上記設定基準値（Ｖ）より
大きいときに出力信号、即ちブレード摩耗信号を生成す
る。このブレード摩耗信号は、警告ランプの如き表示手
段84に送給され、表示手段84が点灯してブレード10が許
容値を越えて摩耗したことを表示する。

この具体例では、表示手段78は赤色に点灯してブレー
ド10が破損したことを知らせ、また表示手段84は黄色に
点灯してブレード10が摩耗したことを知らせる。かく構
成することに代えて、ブレード破損信号及びブレード摩
耗信号によって共通の表示手段を点灯するようにしても
よい。

また、具体例では、ブレード破損信号が生成されたと
きのみ駆動源８を停止させているが、これに代えて、ブ
レード摩耗信号が生成されたときにも駆動源８を停止さ
せるようにしてもよい。

ブレード破損検出手段54及びブレード摩耗検出手段56
による検出操作について説明すると、次の通りである。

主として第４図及び第５図を参照してブレード破損の
検出について述べると、受光手段32の受光素子36からの
出力信号が最大値保持手段58及び最小値保持手段60に送
給されると、ステップｎ−１からステップｎ−２に移
り、最大値保持手段58は上記信号のうち最大値（Ｍ）を
保持し、上記保持値より大きい値の信号が入力されると
上記保持値に代えてかかる大きい値を保持する。また、
最小値保持手段60は上記出力信号のうち最小値（ｍ）を
保持し、上記保持値より小さい値の信号が入力されると
上記保持値に代えてこの小さい値を保持する。最大値保
持手段58に保持された最大値（Ｍ）と最小値保持手段60
に保持された最小値（ｍ）は演算増幅手段62に送給さ
れ、ステップｎ−３にて、この最大値（Ｍ）と最小値
（ｍ）の差（Ｍ−ｍ）が演算され、上記差（Ｍ−ｍ）が
増幅される。演算増幅手段62からの出力信号は比較手段
64に送給され、ステップｎ−４にて、上記差（Ｍ−ｍ）
が設定基準値（V₀）より大きいか否かが判断される。具
体例の装置では、ブレード10の欠け60μｍが基準値設定
手段66によって設定される設定基準値0.4Vに対応してお
り、上記差（Ｍ−ｍ）が0.4V以下のときには、ブレード
10に比較的大きな破損なし（60μｍ以上の欠けなし）と
判断し、ステップｎ−４からステップｎ−１に戻り、上
記動作が繰り返し遂行される。一方、上記差（Ｍ−ｍ）
が0.4Vを越えるとブレード10の破損の可能性あり（60μ
ｍ以上の欠けが発生している可能性あり）と判断し、ス
テップｎ−４からステップｎ−５に移る。かくすると、
比較手段64からの出力信号に基づいてパルス信号生成手
段68がパルス信号を生成し、ステップｎ−６にてかかる
パルス信号によってタイマー手段76がセットされる。こ
のタイマー手段76は具体例において例えば0.5秒計時す
るとタイムアップし、タイマー手段76がタイムアップす
るまで次の通りのブレード不良検知動作が遂行される。
具体例では、パルス信号生成手段68はタイマー手段86を
含んでおり、このタイマー手段86は第１の設定時間
（T₁）毎に信号を生成し、かかる信号によって最大値保
持手段58及び最小値保持手段60がリセットされ、そして
最大値保持手段58に保持される新たな最大値（Ｍ）及び
最小値保持手段60に保持される新たな最小値（ｍ）が比
較手段64に送給される。具体例の装置では、ブレード10
は30000r.p.m.で回転されており、このことに関連して
上記第１の設定時間（T₁）は60/30000秒、即ち0.002秒
（好ましくは、誤差を考慮に入れて0.0018秒程度にする
のがよい）に設定されており、従ってタイマー手段86は
ブレード10の実質上１回転毎に出力信号を生成する。

ブレード不良検知動作が開始されると、ステップｎ−
７に進み、上述の如く、最大値保持手段58に保持されて
いた最大値（Ｍ）及び最小値保持手段60に保持されてい
た最小値（ｍ）が解除（reset）され、次いでステップ
ｎ−８にて最大値保持手段58が新たに最大値（Ｍ）を保
持すると共に、最小値保持手段60が新たに最小値（ｍ）
を保持する。かく保持された最大値（Ｍ）及び最小値
（ｍ）は、上述したと同様に、演算増幅手段62に送給さ
れ、ステップｎ−９にて、この最大値（Ｍ）と最小値
（ｍ）の差（Ｍ−ｍ）が演算され、上記差（Ｍ−ｍ）が
増幅される。演算増幅手段62からの出力信号は上記比較
手段64に送給され、ステップn-10にて、上記差置（Ｍ−
ｍ）が設定基準値（V₀）より大きいか否かが判断され
る。そして、上記差（Ｍ−ｍ）が設定基準値（V₀）以下
のときには、ブレード10に比較的大きな破損が実質上存
在しないと判断し、ステップn-10から再びステップｎ−
７に戻り、上記動作が第１の設定時間（T₁）毎に繰り返
される。一方、上記差（Ｍ−ｍ）が設定基準値（V₀）を
越えるとブレード10に比較的大きな破損が存在すると判
断し、ステップn-10からステップn-11に移る。ステップ
n-11においては、パルス信号生成手段68から送給されて
きた信号に基づいて周波数−電圧変換手段70は、前後す
る２個の上記パルス信号の間隔に基づいてその周波数を
算出し、その算出した値を電圧に変換する。この周波数
−電圧変換手段70からの出力信号は、比較手段72に送給
され、続いてステップn-12にて、上記周波数が所定の範
囲内であるか否かが判断される。具体例では、比較手段
72はパルス信号の周波数が480乃至520Hzの範囲内にある
ときに不良信号を生成する。即ち、パルス信号生成手段
68が連続して、換言すると0.002秒毎にパルス信号を生
成したときには上記周波数が実質上500Hzになり、この
ときには周波数−電圧変換手段70からの電圧が480乃至5
20Hzに対応する所定範囲内に入り、従ってステップn-12
からステップn-13に進み、比較手段72は不良信号を生成
する。これに対し、パルス信号生成手段68が連続してパ
ルス信号を生成しなかった（0.004秒以上後に次のパル
ス信号を生成した）ときには上記周波数は480Hzよりも
小さく、（例えばパルス信号が１つおきに生成されたと
きには周波数は250Hzになり、また上記パルス信号が２
つおきに生成されたときには周波数は167Hzになり、こ
れらのときはいずれも480Hzよりも小さくなる。）この
ときには周波数−電圧変換手段70からの電圧が480Hzに
対応する値よりも小さくなり、従って比較手段72は不良
パルス信号を生成することはなく、ステップn-12からス
テップｎ−７に戻る。かくの通りであるので、ブレード
10に比較的大きい欠けが存在するときには、容易に理解
される如く、パルス信号生成手段68は連続してパルス信
号を生成するようになり、これにより比較手段72は不良
パルス信号を生成する。これに対し、ブレード10に比較
的大きい欠けが存在せず、加工液等の影響によりパルス
信号生成手段68がパルス信号を誤って生成したときに
は、パルス信号生成手段68は連続してパルス信号を生成
することが極めて少なく、不良パルス信号が生成される
ことがほとんどなく、従って加工液等を原因とする誤検
知が確実に防止される。

ステップn-13にて不良信号が生成されると、かかる不
良パルス信号が計数手段74に送給され、ステップn-14に
て、計数手段74は、ブレード不良検知動作が開始されて
から生成された不良信号の個数を数える。次いで、ステ
ップn-15にて不良パルス信号の上記個数が所定数を越え
たか否かが判断される。具体例では、0.002秒毎にパル
ス信号生成手段68がパルス信号を生成するとすれば、比
較手段72は0.5秒間に不良パルス信号を最大249個生成す
ることになり、このことに関連して、上記所定数が例え
ば125個に設定されている。かかる個数は実験に基づい
て決定され、具体例では上記第２の所定時間（T₂）に12
5個生成されると実質上100％の確率でブレード10に破損
が発生していた。計数手段74における計数値が上記所定
値（例えば125）より少ないと、ステップn-15からステ
ップn-16に進み、タイマー手段76がタイムアップした
か、換言するとブレード不良検知動作が開始されてから
第２の所定時間（T₂）である例えば0.5秒経過したかが
判断される。そして、タイマー手段76がタイムアップし
ていないときには、ステップn-16からステップｎ−７に
戻り、タイマー手段76がタイムアップするまで上述した
動作が繰り返し遂行される。一方、不良信号が所定数生
成されることなく上記第２の所定時間（T₂）が経過する
と、ステップn-16からステップn-17に進み、計数手段74
の計数値がリセットされる。更に、ステップn-18に進ん
でタイマー手段76及び86がリセットされ、しかる後ステ
ップｎ−１に戻る。従って、誤検知によりパルス信号生
成手段68がパルス信号を生成してブレード不良検知動作
が開始されても、ブレード10に実質上欠けが発生してい
ないときには、第２の所定時間（T₂）の間に不良信号が
上記所定数生成されることはなく、従って後述のブレー
ド破損信号が生成されることがなく、ブレード不良の誤
検知となることがない。尚、具体例では、タイマー手段
76及び86がリセットされた時点で最大値保持手段58及び
最小値保持手段60をリセットしていないが、これらをリ
セットするようにしてもよい。

これに対して、タイマー手段76がタイムアップする、
換言すればブレード不良検知動作が開始されてから第２
の所定時間（T₂）が経過するまでに計数手段74が不良信
号を所定数（例えば125）を計数すると、この計数手段7
4はブレード破損信号を生成し、かかるブレード破損信
号が表示装置78及び駆動源８に送給される。かくする
と、ステップn-15からステップn-19に進み、表示手段78
が付勢され、かくして表示手段78はブレード10に比較的
大きい欠けが発生したこと表示する。また、ステップn-
20にて駆動源８が除勢され、半導体ウェーハ28に対する
加工が一時的に停止する。尚、上述した異常停止状態
は、破損したブレード10を新しいブレード10と交換した
後リセットスイッチ（図示せず）等を操作することによ
って解除される。

具体例では、タイマー手段76がタイムアップする前に
て計数手段74が不良信号を所定数計数した時点でブレー
ド破損信号が生成されるが、これに代えて、タイマー手
段76がタイムアップした時点における計数手段74の計数
値が上記所定定数より大きいときにブレード破損信号が
生成されるようにしてもよい。また、所定時間（例えば
0.5秒）間隔で不良信号計数手段74の計数値を判断し、
上記計数値が所定数（例えば125個）より大きいときに
は表示手段78を付勢し、所定数より小さいときには計数
手段74をリセットするようにし、かく所定時間間隔の不
良パルス信号数を把握するようにしてもよい。

次いで、主として第４図及び第６図を参照してブレー
ド摩耗の検出について述べると、受光手段32の受光素子
36からの出力信号は、最大値保持手段58及び最小値保持
手段60に加えて、ブレード摩耗不良検出手段56における
低周波通過手段80にも送給される。この低周波通過手段
80は、例えば5Hz以下の低周波を通過するものでよく、
上記出力信号が低周波通過手段80を通過することによっ
て比較的周波数の高い部分（5Hzを越える部分）がカッ
トされる。出力信号における比較的周波数の高い部分
は、上述した記載から理解される如く、ブレード10の欠
け、その表面の凹凸に起因して発生し、また加工液等の
悪影響によっても発生する。従って、上記比較的周波数
の高い部分をカットすることによってブレード10の摩耗
に関連する出力信号の変化のみが残り、かくして受光素
子36からの出力信号を低周波通過手段80を通すことによ
ってブレード10の摩耗を正確に検出することができる。

上記出力信号が低周波通過手段80を通って比較手段82
に送給されると、ステップn-101からステップn-102に進
み、上記出力信号値が設定基準値（Ｖ）より大きいか否
かが判断される。具体例の装置では、例えばブレードの
許容摩耗800μｍが基準値設定手段84によって設定され
る設定基準値4Vに対応しており、上記出力信号値が設定
基準値（Ｖ）、即ち4V以下のときには、ブレード10が比
較的大きく摩耗していない（800μｍ以上摩耗していな
い）と判断し、ステップn-102からステップn-101に戻
り、上記操作が繰返し遂行される。一方、上記出力信号
値が設定基準値（Ｖ）、即ち4Vを越えると、ブレード10
が比較的大きく摩耗している（800μｍ以上摩耗してい
る）と判断し、比較手段82はブレード摩耗信号を生成す
る。かくすると、ステップn-102からステップn-103に移
り、ブレード摩耗信号が表示手段84に送給され、かかる
ブレード摩耗信号に基づいて表示手段84が付勢され、か
くして表示手段84はブレード10が比較的大きく摩耗した
ことを表示する。尚、上述の状態は、摩耗したブレード
10を新いものと交換した後リセットスイッチ（図示せ
ず）を操作することによって解除される。

以上本発明に従うブレード不良検出装置の一具体例に
ついて説明したが、本発明はかかる具体例に限定される
ものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の
変形乃至修正が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従うブレード不良検出装置の一具体
例を装備した加工装置の一部を示す側面図。第２図は、第１図の加工装置の回転加工具及びその近傍
を背面から見たところを示す図。第３図は、回転加工具及びその近傍を示す平面図。第４図は、第１図のブレード不良検出装置の要部を示す
ブロック図。第５図は、第４図のブレード不良検出装置におけるブレ
ード破損不良検出手段によるブレード破損検知を説明す
るフローチャート。第６図は、第４図のブレード不良検出装置におけるブレ
ード摩耗不良検出手段によるブレード摩耗検知を説明す
るフローチャート。２……加工具組立体４……保持具組立体８……駆動源 10……ブレード 16……加工液供給手段 28……半導体ウェーハ 30……投光手段 32……受光手段 50……気体供給管 54……ブレード破損不良検出手段 56……ブレード摩耗不良検出手段 58……最大値保持手段 60……最小値保持手段 68……パルス信号生成手段 74……計数手段 80……低周波通過手段

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23Q 17/09 B23D 5/00 G01B 11/30 H01L 21/78

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被加工物を加工するブレードの周縁部に向
けて光を投光する投光手段と該投光手段からの光を受光
する受光手段から成る光学的検出手段を備え、該受光手
段からの出力信号に基づいてブレードの不良を検出する
検出装置において、該受光手段からの出力信号の最大値（Ｍ）を保持する最
大値保持手段と、該受光手段からの出力信号の最小値（ｍ）を保持する最
小値保持手段と、第１の設定時間（T₁）間隔毎に該最大値保持手段と該最
小値保持手段とをリセットする第１のタイマ手段と、該最大値保持手段に保持された該最大値（Ｍ）と該最小
値保持手段に保持された該最小値（ｍ）の差（Ｍ−ｍ）
と設定基準値（Vo）とを比較する比較手段と、該最大値（Ｍ）と該最小値（ｍ）との差（Ｍ−ｍ）が該
設定基準値（Vo）より大きい〔（Ｍ−ｍ）＞Vo〕ときに
パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、該パルス信号生成手段が連続して該パルス信号を生成し
且つ該パルス信号の時間間隔が所定範囲内であるときに
不良信号を生成する不良信号生成手段と、該不良信号生成手段が生成する不良信号を計数し、計数
値が所定数を越えるとブレード破損信号を生成する不良
信号計数手段と、第２の設定時間（T₂）間隔毎に該不良信号計数手段をリ
セットする第２のタイマ手段と、から構成されている、ことを特徴とする検出装置。
【請求項２】被加工物を加工するブレードの周縁部に向
けて光を投光する投光手段と該投光手段からの光を受光
する受光手段から成る光学的検出手段を備え、該受光手
段からの出力信号に基づいてブレードの不良を検出する
検出装置において、該受光手段からの出力信号を受信し、所定周波数以下の
低周波数域のみを通過せしめる低周波通過手段と、ブレードの許容摩耗値を示す基準値を設定する基準値設
定手段と、該低周波通過手段を通過した該出力信号の低周波数域を
該基準値と比較し、該出力信号の該低周波数域が該基準
値を越えるとブレード摩耗信号を生成する比較手段と、から構成されている、ことを特徴とする検出装置。