CN103943488A - 晶片的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种晶片的加工方法，在后面的工序中，以能够避免在卡盘工作台和晶片之间存在异物而引起的裂纹等不良状况的方式对晶片进行加工。加工装置构成为：将晶片（W）的中心定位在卡盘工作台（5）的旋转中心来保持晶片（W），将测量构件（6）定位在晶片（W）的外周倒角部（91）附近，一边使卡盘工作台（5）旋转一边在晶片（W）的外周倒角部（91）整周的范围对高度进行测量，在晶片（W）的高度变动超过规定的值的情况下报知错误，在晶片（W）的变动处于规定的值以下的情况下利用切削刀具除去晶片（W）的外周倒角部（91）。

Description

晶片的加工方法

技术领域

本发明涉及利用切削刀具对晶片的外周缘进行切削的晶片的加工方法。

背景技术

近年来，随着电气设备的薄型化和小型化，期望晶片的薄化。并且，在过去，对晶片的外周实施了倒角加工以防止制造工序中的破裂和起尘。因此，存在这样的问题：当晶片的厚度被磨削完成至例如100μm以下时，倒角后的晶片的外周成为刀刃状，从外周侧产生缺欠而导致晶片破损。为了解决该问题，提出了如下方法：在晶片的薄化后将可能变成刀刃的外周倒角部在磨削加工之前从晶片的外周部除去（修整）（例如，参照专利文献1）。

在专利文献1记载的加工方法中，在卡盘工作台上保持晶片，利用切削刀具从晶片的表面侧切入晶片的外周。并且，使卡盘工作台旋转一周，由此利用切削刀具切削晶片的外周，晶片的上表面侧的外周倒角部被去除。在这种情况下，晶片的外周被切削刀具切入得比目标完成厚度深。在后续阶段的磨削加工中，从背面侧磨削晶片并磨削至目标完成厚度。因此，在磨削后的晶片的外周不会残留刀刃，从而防止了在晶片的外周产生缺欠。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2000-173961号公报

可是，在修边中，为了防止由于带的厚度变动而引起加工高度变动，不在晶片的背面粘贴保护带而直接将晶片载置在卡盘工作台上。因此，当在卡盘工作台的上表面和晶片的外周倒角部的背面之间混入有污物等异物的情况下，不但由于异物的存在而隆起的部分的切深变深，而且在后面的工序中有可能产生从异物的存在部位产生裂纹等不良状况。

发明内容

本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种晶片的加工方法，能够避免在后面的工序中由于在卡盘工作台和晶片之间夹有异物而引起的裂纹等不良状况。

本发明的晶片的加工方法用于除去具有外周倒角部的晶片的该外周倒角部，其特征在于，所述晶片的加工方法具有以下工序：晶片保持工序，以将晶片的中心定位在能够旋转的卡盘工作台的旋转中心的方式将晶片保持在该卡盘工作台的上表面上；外周高度测量工序，在该晶片保持工序之后，将测量高度的测量构件定位在晶片的外周倒角部附近，一边使卡盘工作台旋转一边在晶片的外周倒角部整周的范围对高度进行测量；报知工序，当在该外周高度测量工序中高度变动超过规定的值时报知错误；以及去除工序，在该外周高度测量工序中在整周的范围高度变动都处于规定的值以下时，利用切削刀具除去晶片的外周倒角部。

根据该结构，在除去晶片的外周倒角部之前测量晶片的外周高度。并且，在晶片外周的高度变动在整周的范围都处于规定的值以下时，判断为在卡盘工作台和晶片之间没有混入异物，并对晶片的外周倒角部进行去除加工。另一方面，在晶片外周的高度变动超过规定的值时，判断为在卡盘工作台和晶片之间混入了异物，并报知错误。因此，不会在有异物混入卡盘工作台和晶片之间的状态下对晶片的外周倒角部进行去除加工。由此，能够避免在后面的工序中从卡盘工作台和晶片之间的异物的存在部位产生裂纹等这样的不良状况。

发明效果

根据本发明，只在卡盘工作台和晶片之间没有混入异物的情况下对晶片的外周倒角部进行去除加工，由此，能够避免在后面的工序中由于在卡盘工作台和晶片之间存在异物而引起的裂纹等不良状况。

附图说明

图1是本实施方式涉及的加工装置的俯视示意图。

图2A和图2B是本实施方式涉及的晶片的外周倒角部的去除工序的说明图。

图3是表示本实施方式涉及的测量构件的示意图和测量值的图表。

图4是本实施方式涉及的晶片的加工方法的流程图。

标号说明

1：加工装置；

5：卡盘工作台；

6：测量构件；

8：切削构件；

51：控制构件；

52：判定构件；

53：报知构件；

91：外周倒角部；

W：晶片。

具体实施方式

下面，参照附图对本实施方式进行说明。图1是本实施方式涉及的加工装置的俯视示意图。图2A和图2B是本实施方式涉及的晶片的外周倒角部的去除工序的说明图。另外，本实施方式涉及的加工装置不限定于图1所示的结构，能够进行适当变更。

如图1所示，加工装置1是全自动式的加工装置，构成为能够全自动地实施由针对晶片W的搬入处理、切削处理、清洗处理和搬出处理组成的一系列的作业。晶片W是半导体晶片并形成为圆板状。在晶片W的外周缘形成有外周倒角部91，该外周倒角部91用于防止制造工序中的破裂和起尘。并且，在晶片W的外周缘形成有表示结晶方位的凹口92。另外，作为晶片W，举例列出硅、砷化镓等半导体晶片进行说明，但也可以是陶瓷、玻璃、蓝宝石（Al2O3）类的无机材料基板等。

在加工装置1中，在装置前方设定有搬入区域A1，在装置里侧设定有加工区域A2，与搬入区域A1和加工区域A2相邻地设定有清洗区域A3。并且，在加工装置1的前表面21以从搬入区域A1向前方突出的方式设置有一对晶片盒台11、12。在晶片盒台11载置搬入用晶片盒C1，在该搬入用晶片盒C1中收纳有加工前的晶片W。在晶片盒台12载置搬出用晶片盒C2，在该搬出用晶片盒C2中收纳有加工后的晶片W。晶片盒台11作为加工装置1的搬入口发挥功能，晶片盒台12作为加工装置1的搬出口发挥功能。

在搬入区域A1设置有搬入搬出臂3，该搬入搬出臂3相对于搬入用晶片盒C1和搬出用晶片盒C2取出和放入晶片W。搬入搬出臂3具有由多个臂构成的多节连杆部31、和设置于多节连杆部31的末端的手部32。多节连杆部31构成为能够使手部32在上下方向和水平方向上移动。并且，多节连杆部31被安装于直线马达式的移动机构33的滑动头，并构成为能够借助电磁力而沿X轴方向移动。搬入搬出臂3将加工前的晶片W从搬入用晶片盒C1搬入到加工区域A2，并且将加工后的晶片W从清洗区域A3搬出到搬出用晶片盒C2。

在加工区域A2设置有预校准机构4和切削构件8，该预校准机构4对加工前的晶片W进行预校准，该切削构件8对卡盘工作台5上的晶片W表面的外周缘进行切削。在预校准机构4设置有定心工作台41，晶片W的中心位置在定心工作台41上被预校准。在定心工作台41的里侧设置有卡盘工作台5，该卡盘工作台5在晶片W的搬入位置和基于切削构件8的切削位置之间往复移动。沿着该卡盘工作台5的移动轨迹，在基座2上形成有开口部22。

开口部22被波纹状的防水罩23覆盖，在防水罩23的下方设置有滚珠丝杠式的卡盘工作台移动机构（未图示），该卡盘工作台移动机构使卡盘工作台5沿X轴方向往复移动。卡盘工作台5构成为能够借助旋转机构（未图示）而绕Z轴旋转。

隔着卡盘工作台5在预校准机构4的里侧设置有测量构件6，该测量构件6对加工后的晶片W的品质进行确认。测量构件6构成为在臂部61的末端部设置有反射型的激光变位计等检测部62。检测部62以臂部61的基端部63为中心回转而被定位在晶片W的外周附近。这时，通过使卡盘工作台5旋转，来利用检测部62测量加工后的晶片W的台阶状槽93（参照图2B）的高度和宽度。确认加工后的台阶状槽93的高度和宽度是否在容许值内，当在容许值内时，判断为台阶状槽93浅而进行再加工。而且，在晶片W的加工前，利用测量构件6在整周的范围测量晶片W的外周倒角部91的高度。根据该外周倒角部91的测量结果，确认在加工前的晶片W和卡盘工作台5之间有无异物混入，并且控制成仅在没有异物混入的情况下实施修整。测量构件6的测量值被输入到后述的控制构件51。

切削构件8构成为交替地使用一对刀具单元81对卡盘工作台5上的晶片W的外周缘进行切削。加工装置1具有门型的柱部82，该柱部82以跨开口部22的方式竖立设置在基座2上。在柱部82的表面设置有滚珠丝杠式的刀具单元移动机构83，该刀具单元移动机构83用于使一对刀具单元81移动。刀具单元移动机构83具有沿Y轴方向移动的一对Y轴工作台84、以及相对于各Y轴工作台84沿Z轴方向移动的Z轴工作台85。刀具单元81借助Y轴工作台84和Z轴工作台85而沿Y轴方向和Z轴方向移动。

刀具单元81具有圆板状的切削刀具87和未图示的喷嘴，该切削刀具87设置在绕Y轴旋转的主轴86的末端，该喷嘴向切削部分喷射切削液。刀具单元81使切削刀具87高速旋转，一边从多个喷嘴向切削部分喷射切削液一边对晶片W的外周缘进行去除加工。并且，在刀具单元81设置有校准用的摄像机构（未图示）。通过将摄像机构获得的摄像图像所包含的图案与预先登记的基准图案进行匹配，来进行校准处理。

在像这样构成的切削构件8中，如图2A所示，以使晶片W的中心C与卡盘工作台5的旋转轴线55一致的方式将晶片W保持在卡盘工作台5上。切削刀具87被定位在晶片W的外周缘以切掉晶片W的外周倒角部91。然后，切削刀具87高速旋转，利用切削刀具87从晶片W的上表面侧切入外周倒角部91。切削刀具87的切入深度被设定为比后续工序即磨削工序中的晶片W的目标完成厚度深。

然后，如图2B所示，通过使卡盘工作台5旋转，来对晶片W的外周缘进行切削，从而形成沿着晶片W的外周的台阶状槽93。这样，在晶片W的外周缘形成了比完成厚度深的台阶状槽93，因此，即使在后续工序的磨削工序中从背面侧将晶片W磨削至完成厚度，也不会残留外周倒角部91，晶片W的外周不会形成为刀刃状。并且，切削刀具87的旋转方向被设定为相对于晶片W进行下切（down cut）的方向，从而抑制了含有切削屑的切削液飞散到晶片W上。

返回图1，在加工区域A2，在晶片W的搬入位置和切削位置之间设置有未图示的水帘和气帘以间隔开卡盘工作台5的移动区域。利用水帘将附着在加工后的晶片W的表面的切削屑冲洗掉，利用气帘将附着在晶片W的表面的切削液吹飞。并且，在加工区域A2，利用边缘夹紧（edge clamp）式的第1、第2搬送臂14、15对晶片W相对于卡盘工作台5上进行搬入和搬出。

在这种情况下，利用第1搬送臂14从定心工作台41拾取加工前的晶片W，并利用直线马达式的移动机构25搬送到卡盘工作台5。利用第2搬送臂15从卡盘工作台5上拾取加工后的晶片W，并利用第2搬送臂15的以基端部26为中心的回转移动而搬送到清洗区域A3。并且，在搬入位置的上方设置有卡盘工作台清洗机构19，该卡盘工作台清洗机构19在晶片W的搬出后对卡盘工作台5的表面进行清洗。卡盘工作台清洗机构19利用刷子等擦拭卡盘工作台5的表面来进行清洗。

在清洗区域A3设置有对晶片W的背面进行清洗的背面清洗机构17、以及对晶片W的表面进行清洗的表面清洗机构18。在背面清洗机构17，通过从下方喷射清洗液，并利用海绵等进行擦拭来清洗晶片W。表面清洗机构18具有直径比晶片W小的旋转工作台29。在表面清洗机构18，保持有晶片W的旋转工作台29高速旋转，通过向旋转工作台29喷射清洗液而清洗晶片W的表面，通过代替清洗液而吹出干燥空气来干燥晶片W。

并且，在清洗区域A3，利用边缘夹紧式的第3搬送臂16从背面清洗机构17拾取背面清洗后的晶片W，并利用直线马达式的移动机构27搬送到表面清洗机构18。利用搬入搬出臂3从旋转工作台29拾取表面清洗后的晶片W，并向搬出用晶片盒C2进行搬送。并且，在加工装置1内，加工区域A2、清洗区域A3和搬入区域A1被挡板等间隔开。搬入区域A1与加工区域A2和清洗区域A3相比保持为清洁状态。

并且，在加工装置1设置有控制构件51，该控制构件51对加工装置1的各部分进行总控制。并且，在控制构件51，根据测量构件6的测量结果来判定卡盘工作台5和晶片W之间有无异物混入，根据判定结果控制加工装置1的各种动作。控制构件51由使加工装置1工作的处理器和存储器等构成。存储器根据用途由ROM（Read OnlyMemory)、RAM（Random Access Memory）等中的一个或多个存储介质构成。在存储器存储有规定的值，该规定的值是对卡盘工作台5和晶片W之间是否混入有异物的判定基准。另外，规定的值也可以根据晶片W的厚度变动来确定。

控制构件51具有判定构件52和报知构件53，该判定构件52对卡盘工作台5和晶片W之间的异物混入进行判定，该报知构件53在混入异物时报知错误。当测量值从测量构件6被输入到控制构件51时，利用判定构件52将表示外周倒角部91的高度变动的测量值、和成为判定基准的规定的值进行比较。并且，在外周倒角部91的测量值的一部分超过规定的值时，判定为在卡盘工作台5和晶片W之间混入了异物，并利用报知构件53报知错误。另一方面，规定的值在外周倒角部91的整周的范围都处于测量值以下时，判定为在卡盘工作台5和晶片W之间没有混入异物，并对晶片W的外周倒角部91进行去除加工。

在像这样构成的加工装置1中，首先，利用搬入搬出臂3从搬入用晶片盒C1取出加工前的晶片W，在预校准机构4中进行预校准。接下来，利用第1搬送臂14将晶片W搬送到卡盘工作台5，并在卡盘工作台5上保持晶片W。利用测量构件6测量晶片W的外周倒角部91的高度，判定卡盘工作台5和晶片W之间有无异物混入。

若判定在卡盘工作台5和晶片W之间混入了异物，则报知错误并且分别对卡盘工作台5和晶片W进行清洗。将清洗后的晶片W再次保持在卡盘工作台5，并判定在卡盘工作台5和晶片W之间有无异物混入。若判定在卡盘工作台5和晶片W之间没有混入异物，则利用切削构件8对晶片W的外周倒角部91进行去除加工。

然后，利用第2搬送臂15将加工后的晶片W搬送到背面清洗机构17进行背面清洗。利用第3搬送臂16将背面清洗后的晶片W搬送到表面清洗机构18进行表面清洗。利用搬入搬出臂3将表面清洗后的晶片W收纳到搬出用晶片盒C2内。这样，本实施方式涉及的加工装置只在卡盘工作台5和晶片W之间没有混入异物时进行修边。由此，能够避免在后面的工序中晶片W从异物的存在部位产生裂纹等这样的不良状况。

下面，参照图3，对晶片的外周倒角部的外周高度测量进行详细说明。图3是表示本实施方式涉及的测量构件的示意图和测量值的图表，表示在卡盘工作台和晶片之间混入有异物的状态的一例。并且，在图3的图表中，横轴表示卡盘工作台5的旋转角度，纵轴表示示出高度变动的测量值。虚线表示存储于控制构件51的规定的值。

如图3所示，以使晶片W的中心C与卡盘工作台5的旋转轴线55一致的方式将晶片W保持在卡盘工作台5上。并且，在晶片W的上方，在外周倒角部91附近定位有测量构件6的检测部62。检测部62具有未图示的发光元件和受光元件，从发光元件向晶片W的表面照射光，其反射光被受光元件接收。在检测部62，根据受光元件的光点位置的变化等测量晶片W的外周高度。

在光从检测部62射出到晶片W的表面的状态下，当卡盘工作台5旋转一周时，晶片W的外周高度在整周的范围被测量出来。将测量值输入到判定构件52（参照图1），如图表所示，在判定构件52对该测量值和存储于存储器的规定的值T进行比较。在卡盘工作台5和晶片W之间混入有异物P的位置，测量值局部地比规定的值T高。这样，哪怕是在外周倒角部91的一部分超过规定的值T的情况下，也被判定构件52判定为在卡盘工作台5和晶片W之间混入了异物。若测量值在外周倒角部91的整周的范围处于规定的值以内，则被判定构件52判定为在卡盘工作台5和晶片W之间没有混入异物。

接下来，参照图1和图4，对晶片的加工方法的一系列的流程进行说明。图4是本实施方式涉及的晶片的加工方法的流程图。另外，下面的流程图不过是一个例子，能够进行适当变更。

如图1和图4所示，首先，实施晶片保持工序（步骤S01）。在晶片保持工序中，晶片W被搬送到卡盘工作台5，以使晶片W的中心与卡盘工作台5的旋转轴线一致的方式将晶片W保持在卡盘工作台5上。在晶片保持工序之后实施晶片W的外周高度测量工序（步骤S02）。在外周高度测量工序中，将测量构件6的检测部62定位在晶片W的外周倒角部91的上方，并在整周的范围测量晶片W的外周高度。

在外周高度测量工序中，实施判定在卡盘工作台5和晶片W之间有无异物混入的判定处理（步骤S03）。在判定处理中，利用判定构件52判定表示外周倒角部91的高度的测量值是否在规定的值以下。在外周倒角部91的高度变动（测量值）在整周的范围处于规定的值以下时（步骤S03中为是），视为卡盘工作台5和晶片W之间没有混入异物，在去除工序中除去外周倒角部91（步骤S04）。另一方面，在外周倒角部91的高度变动（测量值）超过规定的值的情况下（步骤S03中为否），视为卡盘工作台5和晶片W之间混入了异物，并在报知工序中报知错误（步骤S05）。

在报知工序之后实施清洗工序（步骤S06）。在清洗工序中，将晶片W从卡盘工作台5上搬送到清洗区域A3，并且将卡盘工作台5定位在卡盘工作台清洗机构19的下方。然后，在利用背面清洗机构17对晶片W进行背面清洗的期间，利用卡盘工作台清洗机构19对卡盘工作台5进行表面清洗。在卡盘工作台5的背面和晶片W的表面被清洗之后，重复步骤S01到步骤S03直至在卡盘工作台5和晶片W之间没有异物混入。

如上述那样，根据本实施方式涉及的加工装置1，在除去晶片W的外周倒角部91之前，利用测量构件6测量晶片W的外周高度。并且，在晶片W外周的高度变动在整周的范围处于规定的值以下时，判断为在卡盘工作台5和晶片W之间没有混入异物，并对外周倒角部91进行去除加工。另一方面，在晶片W外周的高度变动超过规定的值时，判断为在卡盘工作台5和晶片W之间混入了异物，并报知错误。因此，不会在有异物混入卡盘工作台5和晶片W之间的状态下对外周倒角部91进行去除加工。由此，能够避免在后面的工序中从卡盘工作台5和晶片W之间的异物的存在部位产生裂纹等这样的不良状况。

另外，本发明不限定于上述实施方式，能够进行各种变更来实施。在上述实施方式中，对于附图中图示出的大小和形状等，不限定于此，在发挥本发明的效果的范围内能够进行适当变更。另外，只要不脱离本发明的目的的范围就能够进行适当变更来实施。

例如，在上述的实施方式中，非接触式的测量构件6构成为使用光学式的检测部62，但不限定于该结构。只要能够对晶片W的外周高度进行检测，则可以是任何形式的检测部，例如可以是超声波式等的检测部。并且，不限于非接触式，也可以是接触式的检测部。

另外，在上述的实施方式中，外周高度测量工序构成为只在去除加工之前进行，但不限定于该结构。也可以在去除加工之后再次进行外周高度测量工序。在这种情况下，利用水帘和气帘清洗异物，因此，能够精度良好地测量沿着加工后的晶片W的外周的台阶状槽93的深度。另外，构成为利用水帘和气帘清洗加工后的晶片W，但也可以构成利用水帘或气帘中的某一方来清洗晶片W。

另外，在上述的实施方式中测量构件6构成为，在检测部62被定位在晶片W的外周缘的上方之后，卡盘工作台5旋转一周，从而测量晶片W的外周高度，但不限定于该结构。也可以是，卡盘工作台5每旋转一周就使检测部62向径方向内侧移动，不仅测量晶片W的外周缘的高度，还测量晶片W整体的高度。

另外，在上述的实施方式中，报知构件53不受特别限定。例如，可以使用声音报知、显示报知、发光报知中的至少一种进行报知。另外，在本实施方式中，构成为具有报知构件53，但也可以不具有报知构件53。由此，也可以不进行报知而直接转移到清洗工序。

另外，在上述的实施方式中，例示了全自动式的加工装置，但不限定于该结构。本发明对于半自动式的加工装置也能够应用。

如上述说明那样，本发明具有能够避免在后面的工序中在卡盘工作台和晶片之间夹有异物而引起的裂纹等不良状况这样的效果，特别是对于利用切削刀具对晶片的外周缘进行切削的晶片的加工方法是有用的。

Claims (1)

1.一种晶片的加工方法，其用于除去具有外周倒角部的晶片的该外周倒角部，所述晶片的加工方法具有以下工序：

晶片保持工序，以将晶片的中心定位在能够旋转的卡盘工作台的旋转中心的方式将晶片保持在该卡盘工作台的上表面上；

外周高度测量工序，在该晶片保持工序之后，将测量高度的测量构件定位在晶片的外周倒角部附近，一边使卡盘工作台旋转一边在晶片的外周倒角部整周的范围对高度进行测量；

报知工序，当在该外周高度测量工序中高度变动超过规定的值时报知错误；以及

去除工序，在该外周高度测量工序中在整周的范围高度变动都处于规定的值以下时，利用切削刀具除去晶片的外周倒角部。