CN101284400A - 切割方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种切割方法，其能立即发现成为刀片破损前兆的刀片弯曲的发生，防止切削刀片的破损于未然。在切割过程中一直读取加工槽(81)的图像数据，在读取到的该加工槽(81)的图像数据的Y轴方向的一个槽边缘(E1)的Y坐标的最大值(Y1max)和另一槽边缘(E2)的Y坐标的最小值(Y2min)的差超过预先设定的阈值的情况下，发出警告，由此，不断地确认作为加工槽(81)的切削加工状态，是否有刀片弯曲所导致的扩展，并同时进行切割，所以能够通过在成为刀片破损前兆的刀片弯曲所发生的时刻立刻发现并发出警告，来事前防止刀片破损。
Description
技术领域
本发明涉及使用具有切削刀片的切削构件来进行被加工物的切割的切割方法。
背景技术
以往，在半导体器件制造工序中，形成有多个IC(Integrated Circuit：集成电路)、LSI(large Scale Integration：大规模集成电路)等电路的半导体晶片，通过磨削装置将背面磨削为预定厚度，并通过切割装置分割为一个个芯片。在切割装置中，使厚度为大约15～40μm的电铸刀片以2000rpm以上的旋转速度高速旋转，来在切割道内进行切削，由此将晶片分割为一个个芯片。
这里，例如在晶片的切割道上形成有多个被称为TEG(Test ElementGroup：测试元件组合)的用于检查器件的特性的测试用元件，在这种类型的晶片的加工时，在刀片的磨损加剧的阶段等中，由于在TEG部位的加工过程中作用负载的影响，存在刀片破损的可能。而且，在破损前多有发现刀片弯曲的现象。此类导致刀片破损的刀片弯曲并不限于TEG部位加工时，其可因各种原因(例如，伴随切割的工件芯片向刀片的飞散)而产生。
专利文献1：日本特开2005-219129号公报
但是，在现有的切割方法中，不过是在切割过程中以预先设定的多个部位处的划片槽检测的定时使切割动作临时停止，重复进行使划片槽检测部位定位于摄像构件的正下方进行划片槽检测的动作，这并不能发现作为刀片破损的前兆的弯曲状态的发生。因此，难以事先防止刀片破损，由于因刀片破损所致的碎片的飞散，会给晶片带来致命的损伤，从而导致晶片不得不报废的状况。
发明内容
本发明鉴于上述问题而完成，其目的是提供能立即发现成为刀片破损前兆的刀片弯曲的发生，将切削刀片的破损防止于未然的切割方法。
为解决上述问题以实现目的，本发明的切割方法是使用切削装置来进行被加工物的切割的切割方法，上述切削装置具有：卡盘工作台，其保持被加工物；切削构件，其具有对保持在上述卡盘工作台上的上述被加工物实施切削加工的切削刀片；切削水供给构件，其在切削加工时向上述被加工物或上述切削刀片供给切削水；摄像构件，其在上述被加工物和物镜之间的空间中导入有流体的状态下，通过上述物镜对由上述切削构件对上述被加工物实施切削加工而形成的加工槽进行摄像；以及控制构件，其对通过上述摄像构件摄像得到的上述加工槽的图像数据进行处理，在上述切削装置中，在将上述切削构件的轴心方向作为Y轴方向时，上述卡盘工作台能够在与Y轴方向正交的X轴方向上移动，上述切割方法的特征在于，在切割过程中一直读取上述加工槽的图像数据，在读取到的上述加工槽的图像数据的Y轴方向的一个槽边缘的Y坐标的最大值与另一槽边缘的Y坐标的最小值的差超过预先设定的阈值的情况下，发出警告。
此外，本发明的切割方法，在上述发明中，其特征在于，使用液体来作为导入的上述流体。
此外，本发明的切割方法，在上述发明中，其特征在于，使用对上述被加工物喷吹的空气来作为导入的上述流体。
本发明的切割方法，在切割过程中一直读取加工槽的图像数据，在读取到的加工槽的图像数据的Y轴方向的一个槽边缘的Y坐标的最大值和另一槽边缘的Y坐标的最小值的差超过预先设定的阈值的情况下，发出警告，由此，不断地确认作为加工槽的切削加工状态，是否有刀片弯曲所导致的扩展，并同时进行切割，所以能够通过在成为刀片破损的前兆的刀片弯曲发生的时刻立刻发现并发出警告，来事前防止刀片破损，起到能够防止对成为产品的被加工物带来致命伤害的效果。
此外，本发明的切割方法是在被加工物和物镜之间的空间中导入有液体的状态下，通过物镜利用摄像构件来对被加工物的加工槽进行摄像，所以即使是在CCD或CMOS传感器等极度厌恶污染物附着的器件加工时，在一边供给切削水一边一直利用摄像构件来进行摄像方面没有障碍，而且由于不使器件干燥，所以起到可减小污染物附着的效果。
附图说明
图1是表示使用本发明实施方式的切割方法的切削装置的一个示例的外观立体图。
图2是将切削刀片及摄像构件附近放大进行表示的概要正视图。
图3是表示因切削刀片的弯曲而在切割道上形成的加工槽的图像及弯曲的检测动作的示意图。
标号说明：
1：切削装置；2：被加工物；10：卡盘工作台；20：切削构件；21：切削刀片；50：切削水供给构件；60：摄像构件；61：物镜；68：液体；70：控制构件；81：加工槽；E1、E2：槽边缘。
具体实施方式
下面参照附图来详细说明作为用于实施本发明的最佳方式的切割方法的实施方式。
图1是表示使用本发明实施方式的切割方法的切削装置的一个示例的外观立体图，图2是将切削刀片及摄像构件附近放大进行表示的概要正视图。本实施方式的切削装置1具有：卡盘工作台10，其保持半导体晶片等被加工物2；切削构件20，其具有对保持在卡盘工作台10上的被加工物2实施切削加工的切削刀片21；分度移动构件30，其使切削构件20在Y轴方向上移动；切入移动构件35，其使切削构件20在Z轴方向上移动；卡盘工作台移动构件40，其使卡盘工作台19在X轴方向上移动；切削水供给构件50，其在切削加工时向切削刀片21(或被加工物2)供给切削水；摄像构件60，其对被加工物2的表面进行摄像；以及控制构件70，其对通过摄像构件60摄像得到的加工槽的图像数据进行处理。
卡盘工作台10例如在其上表面具有真空卡盘机构，通过真空吸附来保持被加工物2。这里，在本实施方式中，成为切割对象的被加工物2是在例如实施切削加工的切割道上形成有多个被称为TEG的测试用元件的类型的半导体晶片。此外，在该半导体晶片上，形成有多个极度厌恶污染物附着的CCD或CMOS传感器等器件。此外，卡盘工作台10在保持有被加工物2的状态下，通过未图示的电动机而可在水平面内自由转动。卡盘工作台移动构件40具有：卡盘支撑部件41，其大致水平地支撑卡盘工作台10；一对导轨42，其在切削装置1的基座3上沿X轴方向配置，用于引导卡盘支撑部件41的X轴方向的移动；滚珠丝杠43，其沿X轴方向配置，并且与卡盘工作台支撑部件41的下部螺合；以及电动机44，其使滚珠丝杠43旋转。
此外，切削构件20具有：极薄的切削刀片21，其具有大致环形形状；主轴22，其是轴心方向设定为Y轴方向的旋转轴，且在其前端部安装有切削刀片21；使主轴22高速旋转的电动机23；以及主轴壳体24，其将主轴22支撑成可自由旋转。这样的切削构件20在借助于主轴22的旋转驱动力使切削刀片21高速旋转的同时，向被加工物2进行切入，由此能够在X轴方向上对被加工物2进行切削加工，形成极薄的加工槽(划片槽)。切削水供给构件50用于在切削加工时冷却切削刀片21，或冲洗作为切屑的污染物，切削水供给构件50具有：对切削刀片21的两面喷射切削水的喷射嘴51；和从切削水箱向喷射嘴51供给切削水的未图示的供给管等。
分度移动构件30具有：悬吊保持部31，其悬吊保持切削构件20；一对导轨32，其在门形的支撑体4的前表面上沿Y轴方向配置，用于引导悬吊保持部31的Y轴方向的移动；滚珠丝杠33，其沿Y轴方向配置，并且与悬吊保持部31的基部螺合；以及电动机34，其使滚珠丝杠33旋转。此外，切入移动构件35具有：一对导轨37，其在悬吊保持部31的前表面上沿Z轴方向配置，用于引导悬吊保持切削构件20的悬吊保持部件36的Z轴方向的移动；滚珠丝杠38，其沿Z轴方向配置，并且与悬吊保持部件36的基部螺合；以及电动机39，其使滚珠丝杠38旋转。
摄像构件60以与切削构件20联动地在Y轴方向上移动的方式固定设置在主轴壳体24上。摄像构件60由电子显微镜构造构成，如图2所示，具其有与被加工物2的表面对置的物镜61；固体摄像元件、例如CCD照相机62；使从物镜61入射的被摄体光像在CCD照相机62上成像的光学系统63；以及驱动控制CCD照相机62的未图示的CCD驱动器。这里，摄像构件60在切削刀片21的刚切削后的位置上，与切削刀片21配置在X轴方向上的同一直线上，其能够一直观察通过切削刀片21刚形成后的加工槽的状态。
这里，如图2所示，本实施方式的摄像构件60通过隔板65而与切削构件20隔开，并且具有盖罩66，上述隔板65用于防止切削刀片21处的伴随切削加工的切削水的飞溅，上述盖罩66覆盖物镜61整体，以便向被加工物2和物镜61之间的空间中导入流体、例如切削水等液体进行填充。该盖罩66在位于物镜61的光轴上的部分形成有开口部66a，并且，在盖罩66侧面部设有用于从液体供给配管67供给液体68的液体供给口66b。此外，液体供给配管67经过管而与贮存向喷射嘴51供给的切削水的切削水贮存部连接，将从切削水贮存部经过管供给的切削水(液体68)从液体供给口66b导入到盖罩66内。从液体供给口66b导入到盖罩66内的液体68填充到盖罩66内部，并同时从开口部66a排出。此时，水压被调节成：至少在物镜61和被加工物2的表面间的空间内保持始终导入并填充有液体68的状态。
由此，本实施方式的摄像构件60虽然如后述那样一直对刚切削加工后的加工槽进行摄像观察，但在物镜61和被加工物2的表面之间的空间内始终填充有液体68并以恒定的水压一直流动，加工后的被污染物污染的茶色污水不会进入到该液体68内部，物镜61前方的被加工物2表面成为通过液体68被洗净的状态，所以能够一直良好地观察被加工物2的表面的加工槽，而且，由于不使被加工物2表面的摄像部位干燥，因此还能够防止污染物的附着。
控制构件70在切割过程中进行以下的处理控制：始终连续地读取由摄像构件60的CCD照相机62摄像得到的加工槽的图像数据，并实施必要的处理、运算，根据加工槽的状态来识别切削刀片21的动作状况，根据识别结果使切削构件20所进行的切割动作停止，并且通过蜂鸣器、LED(发光二极管)灯等来对操作者发出警报。
下面对在这样的控制构件70的控制下使用切削装置1来执行的本实施方式的切割方法进行说明。再有，根据本发明人等的认识，在例如切割道上形成有多个称为TEG用于检查器件的特性的测试用元件，在这种类型的被加工物2的切削加工时，在切削刀片21的磨损加剧的阶段等，由于在TEG部位的加工过程中作用载荷的影响，存在切削刀片21破损的可能，作为导致破损的预兆，观察到切削刀片21弯曲预定量以上的现象。图3(a)是表示由于切削刀片21的弯曲而在切割道80上形成的加工槽81的图像的示意图。82表示切削刀片21本来应切削移动的加工基准线。
首先，在卡盘工作台10上保持成为处理对象的被加工物2，在进行相对于切割道80的对准处理后，使切削刀片21在Y轴方向上分度移动以将其定位在期望的切割道上，使高速旋转的切削刀片21在Z轴方向上切入进给期望量，并且对卡盘工作台10在X轴方向上进行加工进给，由此来开始切割。此时，通过喷射嘴51对切削刀片21供给切削水，并且保持在物镜61和被加工物2之间的空间中填充有所导入的液体68的状态。
控制构件70在这样的切割动作的开始和在切割过程中，一直驱动CCD照相机62，并一直读取切削刀片21的刚切削加工后的加工槽81的图像数据。例如，如果是卡盘工作台10的X轴方向的加工进给速度为50mm/秒、使用以30次/秒的周期从CCD照相机62读取图像数据的CCD驱动器的情况，则控制构件70在切削加工在X轴方向上每移动1.67mm时依次连续地读取通过摄像构件60摄像得到的加工槽81的图像数据。然后，控制构件70对加工槽81的图像数据实施明暗的边缘提取处理等，从加工槽81的图像数据中识别出Y轴方向的两个槽边缘E1、E2，并且按每次得到的加工槽81的图像数据，算出一个槽边缘E1的Y坐标的最大值Y1max和另一槽边缘E2的Y坐标的最小值2min。
接着，关于所算出的一个槽边缘E1的Y坐标的最大值Y1max，控制构件70对先前取得的加工槽81的图像数据中的最大值Y1max和此次取得的加工槽81的图像数据的最大值Y1max的大小关系进行比较，如果此次取得的最大值Y1max较小，则将先前取得的最大值Y1max原样地保持，另一方面，如果此次取得的最大值Y1max较大，则将最大值更新设定为此次取得的最大值Y1max，从而，确定与一个槽边缘E1相关的Y坐标的时间系列上的最大值Y1max。
此外，关于所算出的另一槽边缘E2的Y坐标的最小值Y2min，控制构件70对先前取得的加工槽81的图像数据中的最小值Y2min和此次取得的加工槽81的图像数据的最小值Y2min的大小关系进行比较，如果此次取得的最小值Y2min较大，则将先前取得的最小值Y2min原样地保持，另一方面，如果此次取得的最小值Y2min较小，则将最小值更新设定为此次取得的最小值Y2min，从而，确定与另一槽边缘E2相关的Y坐标的时间系列上的最小值Y2min。
并且，控制构件70在每次取得加工槽81的图像数据时，对在时间序列上确定的最大值Y1max和最小值Y2min的差D＝Y1max-Y2min进行运算，并监视该差D的大小。在该差D的大小的监视中，使用预先设定的预定阈值Dth。以例如通过正常切削加工形成的加工槽81的划片槽检测结果的最大值Y1max和最小值Y2min的差(即，与切削刀片21的厚度相当)为基准值，该阈值Dth设定为在该基准值中加入所允许的一定变动裕量而得到的值。如果运算得到的差D的大小收纳在预先设定的阈值Dth以下，则控制构件70使切割动作原样地继续。另一方面，在差D超过了阈值Dth的情况下，控制构件70认定切削刀片21弯曲了预定量以上，使切削刀片21所进行的切割动作停止，并对操作者发出警告，通知发生了成为刀片破损预兆的刀片弯曲的异常的主题。
图3(b)是示意性表示在图3(a)所示的弯曲状态下使用了本实施方式的情况的状况的说明图。关于图3(b)，作为以30次/秒的周期依次读取的加工槽81的图像数据的一个示例，在时间序列上重叠在某一定时tn-2、tn-1、tn得到的加工槽81的图像数据来进行表示。表示这样的状态：在此次的定时tn时刻，此次得到的加工槽81的图像数据中的槽边缘E1的Y坐标的最大值Y1max为时间序列上的最大值，另一方面，在先前的定时tn-2时刻得到的加工槽81的图像数据中的槽边缘E2的Y坐标的最小值Y2min为时间序列上的最小值。再有，该最小值和最大值的水平在其出现以后的定时中也可作为图3(b)中虚线所示那样的残留图像来识别到，而且，D＝Y1max-Y2min处于超过预定阈值Dth的状况，认定为切削刀片21发生了成为破损预兆的弯曲。因此，如果是图3(b)所示的示例，则可在取得定时tn的加工槽81的图像数据的时刻，能够立刻发现切削刀片21发生了弯曲的情况，并发出警报，能够将切削刀片21破损的情况防止于未然。
本发明并不限于上述实施方式，只要不脱离本发明宗旨的范围，则可进行各种变形。例如，对读取到的加工槽81的图像数据的图像处理方法不限于上述本实施方式的处理方法，只要是能够有助于加工槽81的弯曲状态的识别的处理方法，则可以是任何方法。
此外，虽然在本实施方式中，与一边供给切削水一边进行切削加工的切削加工动作并行地一直进行摄像构件60的摄像，并且形成向物镜61和被加工物2之间的空间中导入液体68并始终充满液体68的状态，但也可以代替液体，通过形成对被加工物2的观察部位一直导入喷吹空气的状态，来使得能够不受切削水的水滴的影响地进行观察。
另外，虽然在本实施方式中，将摄像构件60在切削刀片21的刚切削后的位置与切削刀片21配置在X轴方向上的同一直线上，但如果是在从切削刀片21发生弯曲到破损存在一行以上的裕量的情况，则也可以将摄像构件60配置在切削刀片21的前一行(切削加工过)的切割道上，即配置在切削刀片21的刚要切削前的位置。
Claims (2)
1.一种切割方法，其是使用切削装置来进行被加工物的切割的切割方法，上述切削装置具有：卡盘工作台，其保持被加工物；切削构件，其具有对保持在上述卡盘工作台上的上述被加工物实施切削加工的切削刀片；切削水供给构件，其在切削加工时向上述被加工物或上述切削刀片供给切削水；摄像构件，其在上述被加工物和物镜之间的空间中导入有流体的状态下，通过上述物镜对由上述切削构件对上述被加工物实施切削加工而形成的加工槽进行摄像；以及控制构件，其对通过上述摄像构件摄像得到的上述加工槽的图像数据进行处理，在上述切削装置中，在将上述切削构件的轴心方向作为Y轴方向时，上述卡盘工作台能够在与Y轴方向正交的X轴方向上移动，上述切割方法的特征在于，
在切割过程中一直读取上述加工槽的图像数据，
在读取到的上述加工槽的图像数据的Y轴方向的一个槽边缘的Y坐标的最大值与另一槽边缘的Y坐标的最小值的差超过预先设定的阈值的情况下，发出警告。
2.根据权利要求1所述的切割方法，其特征在于，
使用液体来作为导入的上述流体。
3.根据权利要求1所述的切割方法，其特征在于，
使用对上述被加工物喷吹的空气来作为导入的上述流体。
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20081015 |