CN107452652A - 加工装置和加工方法 - Google Patents

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Abstract

提供加工装置和加工方法。加工装置具有：加工构件，其加工被加工物；对准构件，其具有对加工构件加工的被加工物进行对准的照相机；和控制构件，其至少控制加工构件和对准构件，控制构件包含：基准程序存储部，其存储用于加工规定的被加工物的基准程序；基准结果记录部，其在对准构件和加工构件无异常时对按照基准程序利用对准构件对规定的被加工物进行了对准的结果进行评分并记录为对准基准结果，对按照基准程序利用加工构件加工了规定的被加工物的结果进行评分并记录为加工基准结果；和加工结果计算部，其对按照基准程序利用加工构件加工了与规定的被加工物实际相同的被加工物的加工结果进行评分，对利用对准构件进行了对准的对准结果进行评分。

Description

加工装置和加工方法
技术领域
本发明涉及对半导体晶片等被加工物进行加工的加工装置和加工方法。
背景技术
例如，像激光加工装置那样对被加工物实施激光加工的加工装置具有如下的单元等多个单元：加工单元，其对被加工物实施加工；搬送单元，其将被加工物搬送到加工单元上；对准单元，其进行被加工物与加工单元的定位；清洗单元，其对被加工物进行清洗；以及保护膜涂布单元，其对被加工物涂布保护膜，各单元由多个部件构成。
各单元随着加工装置的使用或历时变化而劣化。因此，很多加工装置的制造商例如推荐对各单元的定期检查。
专利文献1：日本特开2015-097048号公报
然而，对大量项目进行定期地检查存在非常花费作业工时的问题。并且，有时在定期检查中没有发现异常但在下一次的定期检查之前各单元发生破损或故障。
进而，由于由用户来决定是否实施定期检查，所以在不实施定期检查的用户中，有时在各单元发生故障或破损后才注意到各单元的劣化。因此，需要即使不实施定期检查也能够对各单元的状态进行确认的加工装置和加工方法。
发明内容
本发明是鉴于该点而完成的，其目的在于提供加工装置和加工方法，能够对加工装置的各单元的状态进行简单地确认。
根据技术方案1所述的发明，提供加工装置，其具有：加工构件，其对被加工物进行加工；对准构件，其具有对利用该加工构件进行加工的被加工物进行对准的照相机；以及控制构件，其至少对该加工构件和该对准构件进行控制，该加工装置的特征在于，该控制构件包含：基准程序存储部，其存储用于对规定的被加工物进行加工的基准程序；基准结果记录部，其在该对准构件和该加工构件不存在异常时，对按照该基准程序利用该对准构件对该规定的被加工物进行了对准的结果进行评分并记录为对准基准结果，并且对按照该基准程序利用该加工构件对该规定的被加工物进行了加工的结果进行评分并记录为加工基准结果；以及加工结果计算部，其对按照该基准程序利用该加工构件对与该规定的被加工物实际上相同的被加工物进行了加工的加工结果进行评分，并且对利用该对准构件进行了对准的对准结果进行评分。
优选所述控制构件还包含异常判断部，该异常判断部在该对准结果相对于该对准基准结果低了规定的分数时判断为该对准构件异常，在该加工结果相对于该加工基准结果低了规定的分数时判断为该加工构件异常。
根据技术方案3所述的发明，提供加工方法，利用加工装置对被加工物进行加工，该加工装置具有：加工构件，其对被加工物进行加工；对准构件，其具有对利用该加工构件进行加工的被加工物进行对准的照相机；以及控制构件，其至少对该加工构件和该对准构件进行控制，该加工方法的特征在于，具有如下的步骤：规定的被加工物准备步骤，准备规定的被加工物；基准程序存储步骤，将用于利用该加工装置对该规定的被加工物进行加工的基准程序存储在该控制构件中；基准结果记录步骤，当该对准构件和该加工构件不存在异常时，对按照该基准程序利用该对准构件对该规定的被加工物进行了对准的结果进行评分并记录为对准基准结果，并且对按照该基准程序利用该加工构件对该规定的被加工物进行了加工的结果进行评分并记录为加工基准结果；被加工物加工步骤，在实施了该规定的被加工物准备步骤、该基准程序存储步骤以及该基准结果记录步骤之后，在该加工装置中根据该基准程序利用该对准构件对与该规定的被加工物实际上相同的被加工物进行对准，并利用该加工构件进行加工；以及加工结果计算步骤，对在该被加工物加工步骤中对该被加工物进行了对准的对准结果进行评分，并且对将该被加工物进行了加工的加工结果进行评分。
优选加工方法还具有如下的步骤：对准构件异常判断步骤，在实施了该加工结果计算步骤之后，在该对准结果相对于该对准基准结果低了规定的分数时判断为该对准构件异常；以及加工构件异常判断步骤，在实施了该加工结果计算步骤之后，在该加工结果相对于该加工基准结果低了规定的分数时判断为该加工构件异常。
根据本发明，由于利用加工结果计算部对按照基准程序对与规定的被加工物实际上相同的被加工物进行了对准的结果进行评分并且对进行了加工的结果进行评分，所以能够分别定量地确认对准构件和加工构件的状态。
通过分别对记录在基准结果记录部中的对准基准结果和加工基准结果以及加工结果计算部所计算出的对准结果和加工结果进行比较，能够在对准构件和加工构件发生故障或破损之前注意到对准构件或加工构件的劣化，能够通过实施适当的维护而防止对准构件和加工构件发生故障/破损。由此，不需要实施加工装置的定期检查，能够减少作业工时。
由于对按照基准程序对规定的被加工物进行了处理的结果进行评分，所以能够确认在加工装置实际运转时的对准构件和加工构件的状态。
根据技术方案2所述的发明，由于在装置侧判断异常，所以不需要用户进行判断。由于能够不依赖用户的熟练度而对异常进行判断，所以能够在合适的时机进行维护或部件更换。
附图说明
图1是本发明的具有控制构件的激光加工装置的立体图。
图2是框架单元的立体图。
图3是示出对不同日期的同一装置的各单元进行了评分的状态的说明图。
图4是示出在同一日期对不同的装置的各单元进行了评分的状态的说明图。
标号说明
11：半导体晶片；13：分割预定线(间隔道)；17：框架单元；20：对准单元；22：拍摄单元；24：激光束照射单元(加工单元)；28：聚光器；30：保护膜涂布兼清洗装置；34：控制器(控制构件)；36：基准程序存储部；38：基准结果存储部；40：加工结果计算部；42：异常判定部。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细地说明。参照图1，示出了本发明的作为具有控制构件的加工装置的一例的激光加工装置的立体图。
在激光加工装置2的前表面侧设置有用于使供作者输入加工条件等针对装置的指示的操作面板4。在装置上部设置有CRT等显示构件6，在该显示构件6上显示有对操作者的引导画面或通过后述的拍摄单元(拍摄构件)拍摄得到的图像。
如图2所示，在加工对象的半导体晶片(以下，有时简称为晶片)11的正面上垂直形成有多条分割预定线(间隔道)13，在由交叉的分割预定线13划分出的各区域内形成有器件15。
晶片11粘贴在作为粘合带的划片带T上，划片带T的外周部粘贴在环状框架F上。由此，晶片11成为借助划片带T被环状框架F支承的框架单元17的方式，在图1所示的晶片盒8中收纳有多张(例如25张)框架单元17。晶片盒8载置在能够进行上下动作的盒升降台9上。
在搭载在盒升降台9上的晶片盒8的后方配设有搬出搬入单元(搬出搬入构件)10，该搬出搬入单元10将激光加工前的晶片11从晶片盒8搬出，并且将加工后的晶片11搬入到晶片盒8中。
在晶片盒8与搬出搬入单元10之间设置有供搬出搬入对象的框架单元17暂时载置的区域即暂放区域12，在暂放区域12中配设有将框架单元17对位于一定的位置的对位单元(对位构件)14。
标号30是具有保护膜涂布单元和清洗单元的保护膜涂布兼清洗装置，其通过保护膜涂布单元在加工前的晶片11的正面上涂布保护膜，并且通过清洗单元对加工后的晶片11进行清洗。在暂放区域12的附近配设有具有回旋臂的搬送单元(搬送构件)16，该搬送单元16对框架单元17的环状框架F进行吸附而搬送。
搬送到暂放区域12的框架单元17被搬送单元16吸附而被搬送到保护膜涂布兼清洗装置30上。在保护膜涂布兼清洗装置30中，通过保护膜涂布单元在晶片11的加工面上涂布保护膜。
加工面上涂布有保护膜的框架单元17被搬送单元16吸附而被搬送到卡盘工作台18上，晶片11隔着划片带T被吸引保持在卡盘工作台18上，并且环状框架F被夹具19夹持而固定。
卡盘工作台18构成为能够旋转且能够在X轴方向上往复移动，在卡盘工作台18的X轴方向的移动路径的上方配设有对晶片11的待激光加工的分割预定线13进行检测的对准单元(对准构件)20。
对准单元20具备拍摄单元(拍摄构件)22，该拍摄单元22具有对晶片11的正面进行拍摄的显微镜和照相机，能够根据拍摄所获取的拍摄图像，通过图案匹配等图像处理对要进行激光加工的分割预定线13进行检测。拍摄单元22所获取的拍摄图像显示在显示构件6上。
在对准单元20的左侧配设有对保持在卡盘工作台18上的晶片11照射激光束的激光束照射单元(加工单元)24。在激光束照射单元24的壳体26中收纳有包含激光振荡器的激光束产生单元，在壳体26的前端安装有使激光束会聚于待加工的晶片11上的聚光器28。
作为通过激光束照射单元24完成了激光加工的晶片11，在使卡盘工作台18沿X轴方向移动而返回原位(home position)之后，通过能够在Y轴方向上移动的搬送单元(搬送构件)32对框架单元17的环状框架F进行吸附而搬送到保护膜涂布兼清洗装置30上。
在保护膜涂布兼清洗装置30中，一边从清洗单元的清洗喷嘴喷射清洗水一边使晶片11低速旋转(例如为300rpm)从而对晶片11进行清洗。
在清洗结束之后，在一边使晶片11高速旋转(例如为3000rpm)一边从空气喷嘴喷出空气而使晶片11干燥之后，通过搬送单元16对框架单元17的环状框架F进行吸附而返回到暂放区域12，进而通过搬出搬入单元10使框架单元17返回到晶片盒8的原本的收纳场所。
本发明实施方式的激光加工装置2具有控制器(控制构件)34，该控制构件34包含：基准程序存储部36，其对用于加工规定的被加工物的基准程序进行存储；以及基准结果记录部38，其在对准单元20和激光束照射单元(加工构件)24不存在异常时，对按照基准程序利用对准单元20对规定的被加工物进行了对准的结果进行评分并记录为对准基准结果，并且对按照基准程序利用激光束照射单元24对规定的被加工物进行了加工的结果进行评分并记录为加工基准结果。
控制构件34还包含加工结果计算部40，该加工结果计算部40对按照基准程序利用激光束照射单元24对与规定的被加工物实际上相同的被加工物进行了加工的加工结果进行评分，并且对利用对准单元20进行了对准的对准结果进行评分。
这里，所谓与规定的被加工物实际上相同的被加工物，在本说明书和权利要求书中按照如下方式定义。即，是指材质、尺寸、厚度、加工预定位置与规定的被加工物相同的被加工物。在被加工物为半导体晶片的情况下，是指不仅材质、尺寸、厚度而且包含图案在内的正面状态也相同的半导体晶片。
控制构件34还具有异常判定部42，该异常判定部42在对准结果相对于对准基准结果低了规定的分数时判断为对准单元20异常，在加工结果相对于加工基准结果低了规定的分数时判断为激光束照射单元24异常。
参照图3，示出了对由加工结果计算部40计算出的不同日期的同一激光加工装置2的加工结果进行了评分的表44、46、48。通过对操作面板4进行操作而将这些表44～48显示在显示构件6上。
表44是对2016年1月1日计算出的加工结果进行了评分的表，示出了得到总计96分的加工结果的情况，判断为各单元正常。另一方面，表46示出了在2017年1月1日由加工结果计算部40计算出的加工结果的分数，得到了总计90分的加工结果。当对该表46进行详查时，拍摄单元22为13分，由于13分低于基准，所以判断为拍摄单元出错，督促操作者对拍摄单元22进行更换。
并且，表48示出了在2018年1月1日由加工结果计算部40计算出的加工结果的分数，由于是总计95分的加工结果，所以判断为激光加工装置2正常。
这里，对激光加工装置2的各单元的记录信息进行说明。关于保护膜涂布兼清洗装置30的保护膜涂布单元，对按照在基准程序中设定的保护膜液的喷出量和旋转工作台的规定的转速在被加工物上形成了保护膜时的保护膜的厚度进行记录。这里，保护膜的厚度是利用拍摄单元22对晶片11的正面进行拍摄而测定的。当在保护膜液喷出喷嘴中产生堵塞时，所形成的保护膜的厚度变薄。
关于搬送单元16、32，对按照在基准程序中设定的规定的速度使搬送单元16、32移动时实际上花费的时间进行测定并进行评分。当搬送单元16、32的滚珠丝杠或气缸等劣化时搬送会花费时间。
关于拍摄单元22，对按照在基准程序中设定的内容(目标图案、目标图案位置等)对吸引保持在卡盘工作台18上的晶片11进行了对准时的拍摄图像的各像素的亮度值进行评分。当照明劣化时相同像素的亮度值会降低。
关于激光束照射单元(加工单元)24，对按照在基准程序中设定的输出和重复频率实施了激光烧蚀加工时所形成的激光加工槽的深度和散焦时的标线(hairline)偏移进行评分。这里，标线是指设定在拍摄单元22的照相机的视野中的中心线，根据相对于标线的偏移量对激光加工槽的形成位置进行评分。
利用拍摄单元22对激光加工槽的深度进行拍摄，以所形成的拍摄图像为基准使槽的浓淡或显微镜的焦点距离发生变化而对槽的深度进行测定，进而对相对于标线的偏移量进行测定而进行评分。
当污物附着在聚光器28的聚光透镜上时，散焦位置因热透镜效应而变化，所以槽深度变浅。预先按照基准程序在多个散焦位置实施激光加工。如果在变更了散焦位置时标线位置发生偏移，则能够检测出聚光器28的聚光透镜的光轴倾斜。
关于保护膜涂布兼清洗装置30的清洗单元，对按照在基准程序中设定的清洗水量、旋转工作台的转速、清洗喷嘴的移动速度等对加工后的晶片11进行了清洗时的污染物的附着情况、保护膜的残留情况进行测定而进行评分。利用拍摄单元22对清洗后的晶片11进行拍摄，以所获取的拍摄图像为基准对污染物的个数进行计数，对保护膜的残留情况进行检测。
这里，在基准结果记录部38和加工结果计算部40中，不仅对各单元的基准结果和加工结果进行记录/计算，还对整个单元的总计进行记录/计算。由此，除了各单元的状态之外，还能定量地了解装置整体的状态。
参照图4，关于不同的激光加工装置2A、2B、2C，示出了表50A、50B、50C，在表50A、50B、50C中示出了在同一日期对晶片11进行加工并由加工结果计算部40计算了加工结果的各单元的分数。
在示出了激光加工装置2A的加工结果的分数的表50A中，由于所有的单元的分数为20分，所以判断为激光加工装置2A正常。并且，在示出了激光加工装置2C的加工结果的分数的表50C中，由于保护膜涂布单元和加工单元的分数为21，其他的单元的分数为20，所以判断为激光加工装置2C也正常。
另一方面，在对激光加工装置2B的加工结果进行评分而得的表50B中，由于拍摄单元22的分数为18，所以判断为对准精度不充分。对于这样拍摄单元22的分数较低的装置，可以通过使其不对各个图案变动较多的品种或对准较复杂的图案的品种进行加工等方式来进行应对。使这样加工结果的分数较低的激光加工装置不对需要高精度的加工的种类的晶片进行加工。
接着，按照各单元对具体的评分的一例进行说明。
<拍摄单元>
关于拍摄单元22，对目标相关值进行评分。即，利用拍摄单元22对存储在基准程序中的晶片上的规定的部位进行拍摄，以存储在基准程序中的对准目标1、2、3为基准实施图案匹配，根据对各个目标得到的相关值对分数进行加法运算。
相对于对准目标1的相关值 超过90：20分
90以下：18分
80以下：14分
70以下：10分
60以下：2分
50以下：0分
相对于对准目标2的相关值 超过90：20分
90以下：18分
80以下：14分
70以下：10分
60以下：2分
50以下：0分
相对于对准目标3的相关值 超过90：20分
90以下：18分
80以下：14分
70以下：10分
60以下：2分
50以下：0分
关于目标拍摄图像中的各像素的亮度，根据按照存储在基准程序中的光量将对准目标1进行了拍摄而得的拍摄图像中的各像素的亮度对分数进行减法运算。对于对准目标2、对准目标3也同样地进行处理。
例如，当将在对准单元20中不存在异常时按照70％的光量将对准目标1进行了拍摄而得的拍摄图像的像素A-1的亮度设为125(基准值)时，在所检测出的亮度超过130的情况下判断为拍摄单元22出错，使评价中断。在亮度为130以下的情况下－0分。对拍摄图像的全部像素实施评分。
对准目标1的拍摄图像的像素A-1的亮度 基准值+5以下：－0分
基准值－5以下：－2分
基准值－10以下：－4分
基准值－15以下：－6分
基准值－20以下：－8分
基准值－25以下：－10分
关于镜面拍摄时的各像素，根据按照光量100％对晶片的特定区域(没有图案的正面部分)进行了拍摄而得的拍摄图像中的各像素的亮度而按照以下方式进行减法运算。对拍摄图像的全部像素实施评分。
像素A-1的亮度255 ：0分
127以下：－20分
245以下：－50分
激光束照射单元<加工单元>
标线偏移 无：20分
±2μm以下：18分
±4μm以下：14分
±6μm以下：10分
±8μm以下：2分
超过±8μm：0分
槽的深度 设定值：20分
±2μm以下：18分
±4μm以下：14分
±6μm以下：10分
±8μm以下：2分
超过±8μm：0分
<搬送单元>
根据构成各搬送单元的气缸、滚珠丝杠等的设定以及实际的搬送时间相对于规定的搬送时间的偏差，按照以下方式进行加法运算。
与设定时间的误差 ±1％ ：20分
±2％以上：18分
±4％以下：14分
±6％以下：10分
±8％以下：2分
超过±8％：0分
<保护膜涂布单元>
根据按照基准条件涂布了保护膜的情况下的厚度(基准厚度)，按照以下方式进行加法运算。
基准值±5μm以下：10分
基准值±10μm以下：7分
基准值±15μm以下：3分
超过基准值±15μm：0分
<清洗单元>
在按照基准条件进行的晶片的清洗之前和之后，利用拍摄单元22对同一部位进行拍摄，在拍摄图像上对污染物的附着数进行自动计数，根据所附着的污染物的个数而按照以下方式进行加法运算。
0～10个：25分
11～30个：20分
31～50个：15分
51～70个：10分
71～90个：5分
91个以上：0分
<保护膜残留量>
在保护膜涂布之前和保护膜涂布之后的按照基准条件进行的清洗之前和之后，利用拍摄单元22对同一部位进行拍摄，对距离显微镜的焦点深度的保护膜涂布之前的晶片上表面高度位置、保护膜涂布之后清洗之前的晶片上表面高度位置以及清洗之后的晶片上表面高度位置进行检测。
根据所检测出的晶片的上表面高度位置对清洗后的保护膜残留量进行计算，并根据所计算出的保护膜残留量按照以下方式进行减法运算。
5μm以下：－10分
超过5μm：－50分
在上述的实施方式中，说明了将对各单元进行评分来进行评价的本发明的主要部分适用在激光加工装置中的例子，但适用本发明的加工装置并不仅限于激光加工装置，本发明的主要部分也同样能够适用在切削装置、磨削装置等其他的加工装置中。

Claims (4)

1.一种加工装置，其具有：加工构件，其对被加工物进行加工；对准构件，其具有对利用该加工构件进行加工的被加工物进行对准的照相机；以及控制构件，其至少对该加工构件和该对准构件进行控制，该加工装置的特征在于，
该控制构件包含：
基准程序存储部，其存储用于对规定的被加工物进行加工的基准程序；
基准结果记录部，其在该对准构件和该加工构件不存在异常时，对按照该基准程序利用该对准构件对该规定的被加工物进行了对准的结果进行评分并记录为对准基准结果，并且对按照该基准程序利用该加工构件对该规定的被加工物进行了加工的结果进行评分并记录为加工基准结果；以及
加工结果计算部，其对按照该基准程序利用该加工构件对与该规定的被加工物实际上相同的被加工物进行了加工的加工结果进行评分，并且对利用该对准构件进行了对准的对准结果进行评分。
2.根据权利要求1所述的加工装置，其中，
所述控制构件还包含异常判断部，该异常判断部在该对准结果相对于该对准基准结果低了规定的分数时判断为该对准构件异常，在该加工结果相对于该加工基准结果低了规定的分数时判断为该加工构件异常。
3.一种加工方法，利用加工装置对被加工物进行加工，该加工装置具有：加工构件，其对被加工物进行加工；对准构件，其具有对利用该加工构件进行加工的被加工物进行对准的照相机；以及控制构件，其至少对该加工构件和该对准构件进行控制，该加工方法的特征在于，具有如下的步骤：
规定的被加工物准备步骤，准备规定的被加工物；
基准程序存储步骤，将用于利用该加工装置对该规定的被加工物进行加工的基准程序存储在该控制构件中；
基准结果记录步骤，当该对准构件和该加工构件不存在异常时，对按照该基准程序利用该对准构件对该规定的被加工物进行了对准的结果进行评分并记录为对准基准结果，并且对按照该基准程序利用该加工构件对该规定的被加工物进行了加工的结果进行评分并记录为加工基准结果；
被加工物加工步骤，在实施了该规定的被加工物准备步骤、该基准程序存储步骤以及该基准结果记录步骤之后，在该加工装置中根据该基准程序利用该对准构件对与该规定的被加工物实际上相同的被加工物进行对准，并利用该加工构件进行加工；以及
加工结果计算步骤，对在该被加工物加工步骤中对该被加工物进行了对准的对准结果进行评分，并且对将该被加工物进行了加工的加工结果进行评分。
4.根据权利要求3所述的加工方法，其中，
该加工方法还具有如下的步骤：
对准构件异常判断步骤，在实施了该加工结果计算步骤之后，在该对准结果相对于该对准基准结果低了规定的分数时判断为该对准构件异常；以及
加工构件异常判断步骤，在实施了该加工结果计算步骤之后，在该加工结果相对于该加工基准结果低了规定的分数时判断为该加工构件异常。
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