CN106024709B - 晶片的分割方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种晶片的分割方法。在不降低切削效率的情况下，将切削刀具的切入量管理成为完全切断晶片而需要的规定量。晶片(W1)的分割方法包括：露出区域切入工序，使切削刀具(60)下降至预先设定的完全切断晶片(W1)的下降位置处并使切削刀具(60)切入到露出区域(E)；摄像工序，通过摄像单元(68)对在露出区域切入工序中被切削刀具(60)切入的区域(E1)进行摄像；判断工序，通过摄像工序摄像得到的摄像图像来判断能否完全切断晶片(W1)；以及调整工序，基于判断工序中的判断而增加切削刀具(60)的下降量。

Description

晶片的分割方法
技术领域
本发明涉及晶片的分割方法。
背景技术
在利用切削刀具切削晶片的切削装置中，将贴附于粘结带上的晶片保持于卡盘台的保持面上，然后使高速旋转的切削刀具切入被保持的晶片，进行切削直至切削刀具的末端到达粘结带，从而完全地切断晶片。这样能够完全切断晶片的原理在于，切削装置识别出保持晶片的卡盘台的保持面的高度位置和切削刀具的末端的高度位置(例如，参照专利文献1)，以切削刀具的末端接触卡盘台的保持面的位置作为基准，根据所使用的粘结带的厚度，计算出使切削刀具的末端以何种程度切入粘结带，以使得切削刀具的末端位于基于该计算出的切入量的规定位置处的方式使切削刀具下降(切入进给)，并使晶片相对于切削刀具切削进给，从而切削晶片。
然而，用于切削的切削刀具具备随着进行切削加工而不断磨损的性质，因此在进行切削加工并切削了规定量的情况下，实际的切入量会少于所计算出的切入量。因此，在切削了规定量时，需要利用光学传感器等的位置检测单元再次检测切削刀具的末端，将切入量管理成为完全切断晶片所需要的规定量(例如，参照专利文献2)。或者，在切削了规定量时，在停止切削进给的状态下仅通过切入进给而使切削刀具切入切削痕形成用被加工物，以形成切削痕，并根据所形成的切削痕的长度计算出切削刀具的直径，将切削刀具的切入量管理成为完全切断晶片所需要的规定量(例如，参照专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利4549654号公报
专利文献2：日本专利5389604号公报
专利文献3：日本特开2013-27949号公报
然而，在利用上述专利文献2所述的光学传感器等的位置检测单元，以非接触的方式检测切削刀具的末端以管理切削刀具的切入量的情况下，需要在去除了由于切削而产生的切削屑等的基础上进行检测，还需要将切削刀具的末端移动至位置检测单元的检测部，因而会较多地耗费检测所需的时间，使得切削效率降低。此外，在根据上述专利文献3所述的切削痕计算切削刀具的直径以管理切削刀具的切入量的情况下，需要将切削刀具移动至设置了切削痕形成用被加工物的切削痕形成组件，因而会较多地耗费检测所需的时间，这种情况下也会导致切削效率下降。因此，在使切削刀具切入晶片并将其完全切断的情况下，存在着在不降低切削效率的情况下，将切削刀具的切入量管理成为完全切断晶片所需的规定量的课题。
发明内容
本发明提供一种晶片的分割方法，利用卡盘台保持晶片组件，通过切削刀具沿着分割预定线完全切断晶片，其中，该晶片组件构成为，在以封闭环状框架的开口的方式贴附的粘结带上贴附具有分割预定线的晶片，且在晶片的外周与该环状框架的内周之间具有用于使该粘结带露出的露出区域，该分割方法包括：露出区域切入工序，使该切削刀具下降至下降位置处，并使该切削刀具切入到该露出区域，其中，该下降位置是预先设定的完全切断晶片的位置；摄像工序，通过摄像单元对如下区域进行摄像，该区域为，在该露出区域切入工序中，该切削刀具切入的露出区域中的区域；判断工序，通过在该摄像工序中摄像得到的摄像图像来判断能否完全切断晶片；以及调整工序，在该判断工序中判断为不能完全切断晶片时，增加该切削刀具的下降量。
发明的效果
本发明的晶片的分割方法包括：露出区域切入工序，使切削刀具下降至预先设定的完全切断晶片的下降位置处，并使该切削刀具切入露出区域；摄像工序，通过摄像单元对露出区域切入工序中被切削刀具切入的区域进行摄像；判断工序，根据在摄像工序中摄像得到的摄像图像判断能否完全切断晶片；以及调整工序，基于判断工序中的判断而增加切削刀具的下降量，由此对露出区域内是否形成有切削痕进行摄像，并根据摄像得到的摄像图像判断能否完全切断晶片，在无法实现完全切断的情况下，通过增加切削刀具的下降量而能够在可完全切断晶片的下降位置处进行切削，因此不会产生由于切削刀具向其他组件的移动而造成的切削效率的降低，而且能够防止产生晶片的不完全切断。
附图说明
图1是表示切削装置的一例的立体图。
图2是放大图1的A部而示出的立体图。
图3是表示使用卡盘台进行切削刀具的设置状况的说明图。
图4是在切削刀具切入粘结带前摄像得到的摄像图像的平面图。
图5是表示露出区域切入工序中，将切削刀具切入晶片的露出区域的状态的剖视图。
图6是表示摄像工序中，通过摄像单元对被切削刀具切入的区域进行摄像的状态的剖视图。
图7是摄像工序中摄像得到的摄像图像的平面图。
图8是表示调整工序中，增加切削刀具的下降量的状态的剖视图。
图9是摄像工序中摄像得到的摄像图像的平面图。
图10是在晶片上形成有切削痕的晶片组件的立体图。
标号说明
1：切削装置，10：壁部，11：检测部，12：存储部，13：控制部，14：计算部，30：卡盘台，300：吸附部，300a：保持面，301：框体，31：旋转单元，32：固定单元，5：切削进给单元，50：滚珠丝杠，51：导轨，52：脉冲电动机，53：可动板，6：切削单元，60：切削刀具，600：基台，601：切割刃，61：主轴，62：外壳，63：校准单元，630：校准用相机，64：刀具罩，65：切削液喷嘴，65a：切削液流入口，66：切削液喷嘴，66a：切削液流入口，67：螺母，68：摄像单元，7：分度进给单元，70：滚珠丝杠，71：导轨，73：可动板，9：切入进给单元，90：滚珠丝杠，91：导轨，92：脉冲电动机，93：可动板，W：晶片组件，W1：晶片，W1a：晶片的正面，W1b：晶片的背面，S：分割预定线，D：器件，F：环状框架，T：粘结带，E：露出区域，E1：区域，G1：摄像图像，G2：摄像图像，G3：摄像图像，M：切削痕，Z1：位置，Z2：位置，Z3：位置。
具体实施方式
以下，使用图1～3，说明本实施方式中使用的切削装置1、通过切削装置1而被分割的晶片W1以及确定切削刀具60的下降的基准位置的设置。
图1所示的晶片W1例如是半导体晶片，在晶片的正面W1a上的由分割预定线S划分出的格子状的区域内形成有多个器件D。而且，晶片W1以成为晶片组件W的状态而被卡盘台30保持，且被切削装置1切削，该晶片组件W构成为隔着厚度约为100μm左右的粘结带T而被支承于环状框架F上的状态。另外，关于晶片W1的形状和种类不做特别限定。此外，粘结带T的厚度在本实施方式中约为100μm，而可以根据晶片的种类、晶片的厚度和切削刀具等适当进行变更。
如下所述制作晶片组件W。首先，以使得晶片W1位于环状框架F的内周侧的方式，进行晶片W1与环状框架F的位置对准。此时，以使得晶片W1位于环状框架F的开口中心的方式进行位置对准。在结束了晶片W1与环状框架F的位置对准后，将粘结带T的粘着面压紧于晶片W1的背面W1b，并在晶片的背面W1b上贴附粘结带T。同时，通过以封闭环状框架F的开口的方式将粘结带T的粘着面的外周部贴附于环状框架F上，从而能够制作出构成为晶片W1隔着粘结带T而被支承于环状框架F上的状态的晶片组件W。如上形成的晶片组件W在晶片W1的外周与环状框架F的内周之间具备供粘结带T的粘着面露出的露出区域E。
在本发明的分割方法中用于分割晶片W1的图1所示的切削装置1是利用切削进给单元5而对被保持于卡盘台30上的晶片组件W在切削进给方向(X轴方向)上进行切削进给，并且通过具有切削刀具60的切削单元6实施切削加工的装置。
配设于切削装置1上的切削进给单元5构成为包括：具有X轴方向的轴心的滚珠丝杠50；与滚珠丝杠50平行配设的一对导轨51；转动滚珠丝杠50的脉冲电动机52；以及内部的螺母与滚珠丝杠50螺合而底部滑动接触导轨51的可动板53，切削进给单元5构成为通过脉冲电动机52驱动而使得滚珠丝杠50转动，可动板53随之被导轨51引导而在X轴方向上往返移动。而且，可动板53上配设有卡盘台30。脉冲电动机52根据来自控制部13的脉冲信号而进行动作。
卡盘台30的外形例如为圆形状，其具有吸附晶片W1的吸附部300以及支承吸附部300的框体301。吸附部300与未图示的吸引源连通，通过与作为吸附部300的露出面且与框体301的上表面形成为同一表面的保持面300a吸引保持晶片W1。卡盘台30被连接于卡盘台30的底面的旋转单元31而支承为能够旋转，卡盘台30的周围配设有固定环状框架F的固定单元32。吸附部300例如由多孔陶瓷等形成，框体301由金属等的具有导电性的材质形成。
切削装置1上的后方(-X方向侧)立设有壁部10，在壁部10配设有在Y轴方向上输送切削单元6的分度进给单元7。分度进给单元7构成为包括：具有Y轴方向的轴心的滚珠丝杠70；与滚珠丝杠70平行配设的一对导轨71；使滚珠丝杠70转动的未图示的脉冲电动机；以及可动板73，其内部的螺母与滚珠丝杠70螺合，且侧部与导轨71进行滑动接触，分度进给单元7构成为在未图示的脉冲电动机使滚珠丝杠70转动时，可动板73随之被导轨71引导而在Y轴方向上往返移动。而且，在可动板73上配设有在Z轴方向上输送切削单元6的切入进给单元9。未图示的脉冲电动机根据来自控制部13的脉冲信号而进行动作。
切入进给单元9构成为包括：具有Z轴方向的轴心的滚珠丝杠90；与滚珠丝杠90平行配设的一对导轨91；使滚珠丝杠90转动的脉冲电动机92；以及可动板93，其内部的螺母与滚珠丝杠90螺合，且侧部与导轨进行滑动接触，切入进给单元9构成为在脉冲数被提供给脉冲电动机92而脉冲电动机92使滚珠丝杠90转动时，可动板93随之被导轨91引导而在Z轴方向上往返移动。而且，可动板93连接有切削单元6。脉冲电动机92根据来自控制部13的脉冲信号而进行动作。
切削单元6具有：主轴61，其具有在水平方向上与可动板53的移动方向正交的方向(图1的Y轴方向)的旋转轴；将主轴61支承为能够旋转的外壳62；以及固定于主轴61且能够旋转的切削刀具60。外壳62的侧面配设有用于对晶片W1的待切削位置摄像并检测的校准单元63。校准单元63具有对晶片的正面W1a进行摄像的校准用相机630，根据通过校准用相机630取得的图像，通过图形匹配等的图像处理而能够检测出待切削的分割预定线S。
图2所示的切削刀具60构成为，在形成为圆盘状的基台600的周缘处固定安装有切割刃601，且通过螺母67而固定于主轴61。而且，刀具罩64以从+Z方向覆盖的方式覆盖切削刀具60。在切割刃601的Y轴方向前后设置有向切割刃601的两面供给切削液的一对切削液喷嘴65。进而，如图2所示，在切割刃601的面方向的延长方向上也配设有喷出切削液的切削液喷嘴66。从切削液喷嘴65、66喷出的切削液从切削液流入口65a、66a分别流入。
例如，在刀具罩64上安装有对图1所示的晶片W1的露出区域E中的被切削刀具60切入的区域进行摄像的摄像单元68。摄像单元68例如是使用CCD图形传感器的相机等，然而不限于此。
为了可靠地切削晶片W1而需要高精度地控制对于晶片W1的切入深度。于是，在切削装置1进行实际的切削之前进行切削刀具60的设置作业，从而确保切削刀具60的切入深度的精度。
如图3所示，对进行实际的切削前的切削刀具60如下进行设置，使切削单元6向-Z方向逐渐下降，例如通过连接于切削单元6的检测部11检测切削刀具60的切割刃601接触卡盘台30的框体301的上表面时的电导通，并且将此时的切削刀具60的Z轴方向的位置存储于例如连接于检测部11的存储部12中。即，例如通过切削单元6的下降时发送给图1所示的脉冲电动机92的脉冲信号数能够把握切削刀具60的Z轴方向的位置，并且能够将切削刀具60与框体301的上表面接触时的切削刀具60的位置作为Z轴方向的基准位置Z1。在这样求出了切削刀具60的Z轴方向的基准位置Z1时，根据该基准位置Z1能够控制对于晶片W1的切入深度。
因此，在通过切削刀具60完全切断晶片W1的情况下，需要一并考虑到使切削刀具60在粘结带T上切入几十μm，切削刀具60的预先设定的下降位置成为切削刀具60位于比基准位置Z1在+Z方向上偏上方几十μm左右时的位置Z2。
以下，使用图1和图3～10，说明使用切削装置1通过本发明的分割方法分割晶片W1的情况下的各工序。另外，本实施方式设想的是例如利用最初进行了设置的切削刀具60多次对晶片进行切削而在切削刀具60上产生了磨损后，继续分割晶片W1的情况。此外，在图5、图6和图8中，简要示出了切削装置1的一部分结构。
(1)露出区域切入工序
在本分割方法中，首先进行露出区域切入工序，使图1所示的切削刀具60下降至预先设定的完全切断晶片W1的下降位置处，并使切削刀具60切入露出区域E。
图1所示的晶片组件W保持于卡盘台30上，通过切削进给单元5而在-X方向上被输送，并且通过校准相机630对晶片W1的正面W1a进行摄像，通过校准单元63检测出待切削的分割预定线S的位置。随着检测出分割预定线S，切削单元6被分度进给单元7在Y轴方向上驱动，进行待切削的分割预定线S和切削刀具60在Y轴方向上的定位。
进而，例如校准相机630对切削刀具60切入前的露出区域E的图4所示的摄像图像G1进行摄像，摄像得到的摄像图像G1被存储于存储部12。另外，还可以通过摄像单元68取代校准相机630来进行摄像图像G1的摄像。
在利用分度进给单元7进行了图1所示的切削刀具60和检测出的分割预定线S在Y轴方向上的定位后，如图5所示，切削进给单元5将保持晶片组件W的卡盘台30进一步在-X方向上送出，并且切入进给单元9使切削刀具60在-Z方向逐渐下降至通过切削刀具60完全切断晶片W1的情况下设定的位置Z2处。此时，未图示的电动机使主轴61高速旋转，固定于主轴61上的切削刀具60随着主轴61的旋转而高速旋转，并且在露出区域E内的区域E1切入粘结带T。
切削刀具60在露出区域E内沿-X方向被送出一定距离后，例如图6所示，暂时停止切削进给单元5对晶片W1的切削进给，切入进给单元9将切削刀具60沿+Z方向提升而使其离开晶片W1。
(2)摄像工序
接在露出区域切入工序之后，如图6所示，通过摄像单元68对通过露出区域切入工序而在露出区域E中被切削刀具60切入的区域E1进行摄像。被摄像单元68摄像的区域E1是位于与露出区域切入工序中摄像单元68所拍摄的区域相同位置处的区域。而且，被摄像单元68摄像的图7所示的摄像图像G2存储于存储部12。另外，还可以利用校准相机630取代摄像单元68来进行摄像图像G2的摄像。
(3)判断工序
在接着摄像工序进行的判断工序中，通过在摄像工序中摄像得到的摄像图像来判断能否完全切断晶片W1。即，例如在摄像工序中摄像得到的图7所示的摄像图像G2和在露出区域切入工序中摄像得到的图4所示的摄像图像G1以数字信号的形式而从图6所示的存储部12被传递至计算部14，并且由计算部14通过背景差分法等进行摄像图像G1与摄像图像G2之间的差分处理。在计算部14的差分处理中，摄像图像G1被用作背景图像，由此计算出其与摄像图像G2之差。由于摄像图像G2上未产生切削痕，因而摄像图像G1与摄像图像G2之间不存在差分，计算部14将切削痕的长度判断为0μm，并且判断为在利用图6所示的切削刀具60完全切断晶片W1的情况下设定的位置Z2处不能完全切断晶片W1。而且，从计算部14对控制部13以数字信号的形式传递表示不能完全切断晶片W1的判断。另外，判断工序可以构成为，例如摄像图像G2显现于未图示的监视器上，使得操作者能够确认出切削痕的有无。
切削进给单元5利用接收到不能完全切断晶片W1的判断的控制部13，将卡盘台30在+X方向上送出并使其返回原本的位置。
(4)调整工序
接在判断工序之后，进行基于判断工序的判断而增加切削刀具60的下降量的调整工序。在调整工序中，例如通过增加从控制部13发送给脉冲电动机92的脉冲信号的数量，从而切入进给单元9使切削刀具60下降至图8所示的位置Z3。这里，位置Z3如图8所示，例如是比位置Z2在-Z方向上偏下方几十μm左右的位置。另外，位置Z3是能够根据粘结带T的厚度等而适当变更的位置，例如是比位置Z2在-Z方向上偏下方比粘结带T的厚度略短的距离的位置。
(5)露出区域切入工序
如图8所示，在增加了切削刀具60的下降量后，再次进行与最初的露出区域切入工序同样的露出区域切入工序。
(6)摄像工序
在再次进行了露出区域切入工序后，再次进行与最初的摄像工序同样的摄像工序。而且，通过图8所示的摄像单元68摄像得到的图9所示的摄像图像G3存储于存储部12。另外，还可以通过校准相机630代替摄像单元68来进行摄像图像G3的摄像。
(7)判断工序
在再次进行的判断工序中，在再次进行的摄像工序中摄像得到的图9所示的摄像图像G3和在露出区域切入工序中摄像得到的图6所示的摄像图像G1以数字信号的形式而从图8所示的存储部12被传递至计算部14，并且由计算部14通过背景差分法等进行摄像图像G1与摄像图像G3的差分处理。在计算部14的差分处理中，摄像图像G1被用作背景图像，而由此计算出其与摄像图像G3之差。由于摄像图像G3上未产生作为差分的切削痕M，因而通过使切削刀具60下降至位置Z3，判断为能够完全切断晶片W1。而且，从计算部14向控制部13以数字信号的形式传递能够完全切断晶片W1的判断。
另外，判断工序可以构成为，例如对于切削痕M的长度方向(X轴方向)的长度预先设定阈值，在图10所示的晶片W1的区域E1产生了切削痕M的情况下，如果计算部14判断为切削痕M的长度方向的长度小于阈值，则计算部14判断为无法完全切断晶片W1。此外，计算部14还可以根据切削痕M的长度方向(X轴方向)的长度和切削进给单元5的切削进给速度，计算切削刀具60所切入的Z轴方向的位置。
(8)调整工序
在再次进行的判断工序中，由于判断为能够完全切断晶片W1，因此不增加再次进行的调整工序中的切削刀具60的下降量，切入进给单元9使切削刀具60下降至图8所示的位置Z3，切削进给单元5将保持晶片组件W的卡盘台30进一步在-X方向上送出。
(9)切削工序
接着，固定于主轴61上的切削刀具60随着主轴61的旋转而进行高速旋转并同时切入晶片W1，沿着图1所示的分割预定线S进行切削。在晶片W1沿-X方向行进至切削刀具60对分割预定线S完成了切削的X轴方向的规定位置处时，暂时停止切削进给单元5对晶片W1的切削进给，切入进给单元9使切削刀具60离开晶片W1，接着切削进给单元5将卡盘台30向+X方向送出并使其返回原本的位置。
而且，例如对相邻的各1条分割预定线S，依次同样地进行从露出区域切入工序至切削工序的工序，从而对该方向上的所有分割预定线S进行切削。进而，通过旋转单元31使卡盘台30旋转90度，然而对相邻的各1条分割预定线S，依次同样地进行从露出区域切入工序至切削工序的工序，从而沿纵横完全切断所有的分割预定线S。另外，从摄像工序至调整工序的工序既可以在每次对各分割预定线S分别切削时进行，也可以例如按照1次切削几根分割预定线S的频度进行。
如上所述，通过对露出区域E是否形成有切削痕进行摄像，通过摄像得到的摄像图像来判断能否完全切断晶片W1，在判断为不能完全切断的情况下增加切削刀具60的下降量，从而可通过切削刀具60能够完全切断晶片W1的下降量进行切削，因此不会产生由于切削刀具60向其他组件的移动而造成的切削效率的降低，而且能够防止发生晶片W1的不完全切断。

Claims (1)

1.一种晶片的分割方法，利用卡盘台来保持晶片组件，通过切削刀具沿着分割预定线完全切断晶片，其中，该晶片组件构成为，在以封闭环状框架的开口的方式贴附的粘结带上贴附了具有该分割预定线的晶片，且在晶片的外周与该环状框架的内周之间具有该粘结带露出的露出区域，该分割方法包括：
第1摄像工序，对该切削刀具切入前的该露出区域进行摄像而形成第1摄像图像；
露出区域切入工序，在实施该第1摄像工序之后，以该卡盘台的保持面的高度为基准，使该切削刀具下降至下降位置处，并使该切削刀具切入到该露出区域，其中，该下降位置是预先设定的完全切断晶片的位置；
第2摄像工序，在实施该露出区域切入工序之后，对被该切削刀具切入的该露出区域进行摄像而形成第2摄像图像；
判断工序，在实施该第2摄像工序之后，进行该第2摄像图像与该第1摄像图像的差分处理，来确认切削痕的有无，从而判断能否完全切断晶片；以及
调整工序，在该判断工序中无法确认该切削痕的存在而判断为不能完全切断晶片时，增加该切削刀具的下降量。
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