JP6219628B2

JP6219628B2 - 切削ブレード先端形状検出方法

Info

Publication number: JP6219628B2
Application number: JP2013148351A
Authority: JP
Inventors: 秀夫岩田
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-07-17
Filing date: 2013-07-17
Publication date: 2017-10-25
Anticipated expiration: 2033-07-17
Also published as: JP2015020226A

Description

本発明は、切削ブレードの先端形状を検出する切削ブレード先端形状検出方法に関する。

切削ブレードは、ダイヤモンドやＣＢＮ（Cubic Boron Nitride）等の砥粒を金属、樹脂、ガラス材等で固めて構成されている。このような切削ブレードが新品である場合には、その先端はフラットであるが、被加工物の切削にともなって先端形状が磨耗してＲ形状に形成される。

被加工物の切削断面を垂直に形成したい場合には、切削ブレードの先端に形成されたＲ形状が被加工物より下に位置づけられるように切削ブレードを被加工物に切り込ませる必要がある。しかし、Ｒ形状のサイズが十分大きく被加工物の下側に切込み量を確保できない場合には、切削ブレードの先端を、フラットドレスと呼ばれる手法を用いてフラットに成形している（例えば、下記の特許文献１を参照）。

また、切削ブレードの厚みが０．５ｍｍ以上と厚い場合には、切削ブレードの磨耗にともない、先端が、Ｒ形状ではなく、中央が凹む中凹形状に形成されたり、切削ブレード表裏面側の一方が他方に比べて過度に磨耗して片減り形状に形成されたりして、切削ブレードの先端に凹凸が形成されてしまう所謂偏磨耗が生じることがある。

このように、切削ブレードに偏磨耗が生じると、切削した被加工物の加工品質が悪化する上、切削ブレードの先端の凸状部分から折れてしまうおそれもあるため、切削ブレードの先端形状を検出し、偏磨耗が生じた切削ブレードに対しては、フラットドレスを施したり、新品の切削ブレードに交換したりする必要がある。切削ブレードの先端形状を検出する方法としては、切削ブレードによって被加工物に形成された切削溝を撮像手段で撮像して溝幅を検出する方法が提案されている（例えば、下記の特許文献２を参照）。

特開２０１０−０００５８８号公報特開２００８−１６６５４６号公報

しかしながら、切削溝の溝幅から正確なブレード先端形状を検出することは難しいという問題がある。例えば、バー状部材に切削ブレードで切削溝を形成した後、バー状部材を横倒しにして該切削溝を顕微鏡等で観察することも考えられるが、非常に手間がかかる。

本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、その目的は、従来に比べて容易かつ正確にブレード先端形状を検出しうる切削ブレード先端形状検出方法を提供することにある。

本発明は、切削ブレードの先端形状を検出する切削ブレード先端形状検出方法であって、被加工物の厚み方向に切り残し部が形成されるように所定幅を有する切削ブレードで被加工物を切削して該切削ブレードの幅に対応する幅を有する切削痕を形成する切削痕形成ステップと、該切削痕の幅方向に伸長する帯状レーザービームを該切削痕に照射し、該切削痕の底で反射した反射光をもとに該底の凹凸を検出する凹凸検出ステップと、を備え、該凹凸検出ステップで検出された該切削痕の該底の凹凸を該切削ブレードの先端端面形状とすることができる。

上記凹凸検出ステップで検出された凹凸の差が許容値を超えた際に報知する報知ステップを備えた請求項１に記載の切削ブレード先端形状検出方法。

本発明では、切削痕形成ステップを実施した後、ウェーハに形成された切削痕の凹凸を検出する凹凸検出ステップを実施することにより、切削痕の幅方向に伸長する帯状レーザービームを切削痕にむけて照射し、切削痕の底部で反射した反射光に基づいて底部の凹凸を検出し、検出した切削痕の底部の形状を切削ブレードの先端端面形状として検出することができる。したがって、容易に、かつ正確に切削ブレードの先端端面形状の検出が可能となる。
また、本発明では、凹凸検出ステップで検出された凹凸の差が許容値を超えた際に報知する報知ステップを実施することにより、適切なタイミングで切削ブレードのフラットドレスやブレード交換を行うことができ、被加工物の加工品質が悪化するのを防ぐことができる。

切削痕形成ステップを示す正面視断面図である。切削痕形成ステップを示す側面視断面図である。凹凸検出手段の構成を示す説明図である。凹凸検出ステップを示す断面図である。凹凸検出ステップにおいて帯状レーザービームが切削痕の底に照射された状態を示す断面図である。凹凸検出ステップで検出された波形データである。

以下では、切削ブレードの先端形状を検出する方法について、添付の図面を参照しながらステップごとに説明する。

（１）切削痕形成ステップ
図１に示すように、切削手段１によって保持テーブル４に保持されるウェーハＷを切削する。ウェーハＷは、被加工物の一例であって、特に限定されるものではなく、例えばテスト用のダミーウェーハを使用することができる。ウェーハＷの上面Ｗａは、切削手段１によって切削される面となっており、ウェーハＷの上面Ｗａと反対側にある裏面が保持テーブル４に保持される下面Ｗｂとなっている。切削手段１は、回転可能なスピンドル２と、スピンドル２の先端に装着された切削ブレード３と、を少なくとも備えており、スピンドル２が回転することにより切削ブレード３を所定の回転速度で回転させることができる。

保持テーブル４は、ウェーハＷを保持する保持面４ａを有している。保持テーブル４の外周側には、中央が開口した環状のフレームＦが載置されるフレーム載置部５と、フレーム載置部５に載置されたフレームＦをクランプするクランプ部６とを備えている。

まず、フレームＦの下面に保持テーブル４の保持面４ａを覆うテープＴを貼着し、フレームＦの開口部分から露出したテープＴにウェーハＷの下面Ｗｂ側を貼着する。これにより、ウェーハＷはテープＴを介してフレームＦと一体となった状態となる。このウェーハＷの下面Ｗｂ側に貼着されたテープＴを保持テーブル４の保持面４ａに載置するとともにフレームＦをフレーム載置部５に載置する。次いで、クランプ部６によってフレームＦの上部を押さえて保持テーブル４の保持面４ａでウェーハＷが動かないように保持させる。

図１に示すように、ウェーハＷが保持テーブル４に保持された後、切削手段１は、スピンドル２が回転し、切削ブレード３を所定の回転速度で例えば矢印Ａ方向に回転させつつ、切削手段１を下降させてウェーハＷの上面Ｗａに切り込ませる。なお、ウェーハＷの切削は、ウェーハＷをＸ軸方向に移動させながらウェーハＷの外周の一端から他端まで切削ブレード３を切り込ませて行う切削のほか、切削手段１を鉛直方向に切込み送りするのみでウェーハＷを切削するチョッパーカットやＸ軸方向にウェーハＷを所定範囲移動させつつウェーハＷを切削するチョッパートラバースカットでもよい。

ウェーハＷを切削する際には、図２の部分拡大図に示すように、切削ブレード３を所定の深さ位置Ｐまで切り込ませ、ウェーハＷの厚み方向に所定の高さＨを有する切り残し部２０が残存するように切削する。このようにして切削ブレード３によってウェーハＷを切削して切削痕３０を形成する。切削痕３０は、切削ブレード３のブレード幅に対応する幅Ｌを有している。

（２）凹凸検出ステップ
切削ブレードで形成された切削痕の溝底には切削ブレードの先端形状が転写されるため、ウェーハＷを切削する際に切削ブレード３の先端に偏磨耗が発生していると、切削痕３０の底部３１が切削ブレードの先端形状に対応した凹凸状に形成される。そのため、切削痕形成ステップを実施した後、図３に示す凹凸検出手段１０によって切削痕３０の凹凸を検出する。

凹凸検出手段１０は、レーザービームを投光する投光素子１１と、投光素子１１から投光されたレーザービームを切削痕３０の幅方向に伸長させて帯状レーザービームを形成する帯状レーザービーム形成手段１２と、帯状レーザービーム形成手段１２によって形成される帯状レーザービームの反射光を所定の位置に集光させる受光レンズ１３と、反射光を受光する例えばＣＭＯＳセンサからなる受光素子１４とを少なくとも備えている。帯状レーザービーム形成手段１２しては、例えばシリンドリカルレンズを用いることができる。また、受光レンズ１３としては、例えば２次元エルノスターレンズを用いることができる。

図４に示すように、凹凸検出手段１０は、投光素子１１からウェーハＷに形成された切削痕３０に向けてレーザービームを照射する。レーザービームが帯状レーザービーム形成手段１２を通過するとき、切削痕３０の幅方向に伸張された帯状レーザービーム１５が形成される。

このとき、帯状レーザービーム１５は、図５の部分拡大図に示すように、その照射範囲が拡がっているため、切削痕３０の底部３１において盛り上がった凸部３２が発生していても、凸部３２も含めた底部３１の全面に帯状レーザービーム１５が照射される。このように照射された帯状レーザービーム１５が切削痕３０の底部３１で反射すると、図４に示す反射光１６となって、受光レンズ１３によって集光されて受光素子１４で受光される。そして、受光素子１４が受光した受光量の分布を示す受光信号を図６に示す波形データに変換する。

図６に示す波形データでは、受光量が最も多い部分がウェーハＷの上面Ｗａの高さ位置となっており、受光量が最も少ない部分が切削痕３０の底部３１の基準位置となる高さ位置Ｈ１となっている。さらには、波形データが示す画素配列位置の中央付近で盛り上がった部分が切削痕３０の底部３１に生じた凸部３２の高さ位置Ｈ２となっている。

このように検出された底部３１の高さ位置Ｈ１と凸部３２の高さ位置Ｈ２との間の差を凹凸の差ΔＨとして検出する。そして、波形データに基づいて検出した凹凸の差ΔＨを含んだ切削痕３０の底部３１の形状を図２に示した切削ブレード３の先端形状として検出する。

（３）報知ステップ
凹凸検出ステップで検出した切削痕３０の凹凸の差ΔＨが、あらかじめ設定された凹凸の差の許容値を超えた場合には、切削ブレード３の先端形状に偏磨耗が発生していると判断し、例えば切削装置に備えたディスプレイに偏磨耗が生じている旨を表示させたり警報音を鳴らすなどして作業者に報知する。報知があった場合には、図示していないドレスボードに回転する切削ブレード３を切り込ませてフラットドレスを行う。また、切削ブレード３の偏磨耗の程度によっては、新品の切削ブレードに交換してもよい。このようにして切削ブレードの先端形状を検出する一連の処理を終了する。

なお、かかる一連の処理は、１枚のウェーハを切削するごとに行ってもよいし、複数のウェーハを切削するごとに行ってもよい。

以上のとおり、切削痕形成ステップを実施した後、ウェーハＷに形成された切削痕３０の凹凸を検出する凹凸検出ステップを実施することにより、切削痕３０の幅方向に伸長する帯状レーザービーム１５を切削痕３０にむけて照射し、切削痕３０の底部３１で反射した反射光１６に基づいて底部３１の凹凸を検出し、検出した切削痕３０の底部３１の形状を切削ブレード３の先端形状として検出することができる。したがって、切削ブレード３の先端形状の検出を容易かつ正確に行うことが可能となる。
また、凹凸検出ステップで検出された凹凸の差が許容値を超えた際に報知する報知ステップを実施することにより、適切なタイミングで切削ブレード３のフラットドレスやブレード交換を行うことができ、ウェーハＷの加工品質が悪化することを防ぐことができる。

１：切削手段２：スピンドル３：切削ブレード４：保持テーブル４ａ：保持面
５：フレーム載置部６：クランプ部
１０：凹凸検出手段１１：投光素子１２：帯状レーザービーム形成手段
１３：受光レンズ１４：受光素子１５：帯状レーザービーム１６：反射光
２０：切り残し部３０：切削痕３１：底部３２：凸部
Ｗ：ウェーハＷａ：上面Ｗｂ：下面Ｔ：テープＦ：フレーム

Claims

切削ブレードの先端形状を検出する切削ブレード先端形状検出方法であって、
被加工物の厚み方向に切り残し部が形成されるように所定幅を有する切削ブレードで被加工物を切削して該切削ブレードの幅に対応する幅を有する切削痕を形成する切削痕形成ステップと、
該切削痕の幅方向に伸長する帯状レーザービームを該切削痕に照射し、該切削痕の底で反射した反射光をもとに該底の凹凸を検出する凹凸検出ステップと、を備え、
該凹凸検出ステップで検出された該切削痕の該底の凹凸を該切削ブレードの先端端面形状とする切削ブレード先端形状検出方法。
前記凹凸検出ステップで検出された凹凸の差が許容値を超えた際に報知する報知ステップを備えた請求項１に記載の切削ブレード先端形状検出方法。