CN1691302A - 切削刀片的位置偏移的检测方法 - Google Patents

Abstract

一种切削刀片的位置偏移的检测方法，在切削装置中，可正确地检测出切削刀片的位置偏移，从而防止误切削并正确地切削规定的位置。在使基准线(400)和切削刀片一致的前提下，使切削预定区域和基准线(400)一致；在使基准线(400)和切削预定区域一致的状态下切削该切削预定区域，每隔一定的切削预定区域间隔进行换位进给切削机构，同时切削多个切削预定区域；与其板状物的切削不同，在板状物不存在区域T1上切入切削刀片来形成切痕(100)，由对准机构检测切痕(100)并检测切痕(100)和基准线(400)的位置偏移。

Description

切削刀片的位置偏移的检测方法

技术领域

本发明涉及一种用于检测搭载在切削装置上的切削刀片的位置偏移的方法。

背景技术

由通道划分并形成多个半导体器件的半导体晶片，通过由构成切割装置的切削刀片切削通道，分割成各个半导体芯片，而用于各种电子设备上。

在切割装置中，把半导体晶片保持在吸盘台上，检测要切削的通道，在进行该通道和切削刀片的定位(对准)后，通过高速回转的切削刀片切入该通道内进行切削。由于切削刀片安装在主轴上，伴随主轴的高速回转而产生的热膨胀会使切削刀片的位置产生偏移。而且，由于该位置偏移，切削刀片会切削到偏离通道的位置，从而导致损伤器件区域或者降低品质的问题。

另外，当更换新的切削刀片时，主轴的安装状态发生变化，在与更换前的切削刀片之间也会产生位置偏移。

因此，提出了下述技术，即在半导体晶片的切削过程中，对在半导体晶片上形成的切削槽进行投影，检测图像的中心和切削槽的偏移，考虑其偏移而控制刀片的移动。但由于晶片表面的乱反射，切削槽的检测变得困难，所以提出了例如专利文献1中所述的技术。

但是，在专利文献1所介绍的方法中，通过在切削时使半导体晶片进行超限运动(overrun)，在粘接于半导体晶片上的粘接带上形成槽，根据该槽的位置来测量偏移，而由于在测量阶段半导体晶片已被切削，所以不能预先防止误切削(产生位置偏移的状态下的切削)。

另外，由于切削刀片的厚度非常薄，通常为20μm左右，具有柔软性，所以，当从表面侧切削半导体晶片那样的硬质构件时，切削刀片从表面开始微微地弯曲到达粘接在背面上的粘接带。在切削对象为半导体晶片的场合，切削刀片往往受结晶方向的影响而弯曲。从而，由于通过超限运动(overrun)而在粘接带上形成的槽与半导体晶片的表面的槽的位置不一致，所以基于粘接带上形成的槽不能正确地测量切削刀片的位置偏移。以上的问题，在切削半导体晶片以外的板状物的场合也同样地产生。

[专利文献1]日本专利公报第3280736号

发明内容

因此，本发明要解决的问题在于，能正确地检测切削刀片的位置偏移，预先防止误切削，正确地切削板状物的所要切削的位置。

本发明涉及一种切削刀片的位置偏移的检测方法，该方法所采用的装置备有保持板状物的吸盘台、含有用于切削保持在吸盘台上的板状物的切削刀片的切削机构、具有形成切削刀片的定位用基准线的光学系统且检测板状物的切削预定区域的对准机构，至少由下述工序构成：把在该基准线和该切削刀片之间具有一定的位置关系作为前提，进行切削预定区域和基准线的定位的第一工序；在切削预定区域和基准线已定位的状态下切削该切削预定区域，在每个切削预定区域间隔上换位进给该切削机构，同时切削多个切削预定区域的第二工序；在该第二工序的中途，独立于该切削预定区域的切削，使切削刀片切入板状物不存在区域而形成切痕，由对准机构检测切痕并检测切痕和基准线的位置偏移的第三工序。

在板状物借助切割带与切割框成为一体的场合，板状物不存在区域最好是切割带中未粘接板状物及切割框的露出部分。作为板状物，有例如半导体晶片，但并不仅局限于此，包括含有切削预定线的全部板状物。板状物不存在区域，不局限于切割带的露出部分，只要是可形成切痕的部位即可。例如，在外径比板状物大的支承基板上贴付并支承板状物的场合，支承基板的露出部分成为板状物不存在区域。

另外，在形成切痕之后，使前述吸盘台回转规定角度，也可以形成不与切痕重复的其它切痕。

在本发明中，在与进行实际的板状物的切削的第二工序之外，在第三工序中，切削板状物不存在区域而形成切痕，由对准机构检测其切痕并检测切痕和基准线的位置偏移，从而可以不使切削刀片弯曲地把切削刀片的位置原封不动地转印在板状物不存在区域上，可以正确地检测切削刀片的位置偏移，同时也可以在板状物切削前检测出位置偏移，可以预先防止误切削。

另外，在板状物借助切割带与切割框成为一体的场合，通过把切割带中未粘接板状物及切割框的露出部分做成板状物不存在区域，可以容易且高效地形成切痕。

再有，在形成切痕后使吸盘台回转规定的角度，形成不与切痕重复的其它切痕时，可以根据新形成的切痕正确地检测切削刀片的位置偏移到何种程度，也可以与频繁检测切削刀片的位置偏差的情况相对应。

附图说明

图1是表示用于本发明的实施形态的切削装置的一个例子的立体图。

图2是表示切削刀片和光学系统的基准线的关系的说明图。

图3是表示检测出通道之际的切削刀片和通道的关系的说明图。

图4是表示切削检测出的通道的状态的俯视图。

图5是表示按顺序切削通道的状态的立体图。

图6是表示形成切痕的状态的立体图。

图7是表示切痕和基准线的位置偏移的说明图。

图8是表示第二切痕和基准线的位置偏移的说明图。

图9是表示第三切痕和基准线的位置偏移的说明图。

具体实施方式

图1所示的切削装置1是用于本发明的实施形态的装置的一个例子，备有保持板状物的吸盘台2、含有用于切削保持在吸盘台2上的板状物的切削刀片31的切削机构3、具有形成定位用的基准线的光学系统40并可检测板状物的切削预定区域的对准机构4。

吸盘台2能通过X轴进给机构5向X轴方向移动，同时能通过回转驱动机构6回转。吸盘台进给机构5由配置在X轴方向上的滚珠丝杠50、与滚珠丝杠50的一端连结且使滚珠丝杠50回转的驱动源51、与滚珠丝杠50平行地配置的一对的导轨52、能滑动地与导轨52卡合且内部的螺母与滚珠丝杠50旋合的移动基台53构成。由驱动源51驱动的滚珠丝杠50进行转动，随之移动基台53由导轨52导向而向X轴方向移动。另一方面，回转驱动机构6具有固定在移动基台53上且与吸盘台2连接的回转驱动部60，由回转驱动部60驱动吸盘台2回转所需的角度。驱动源51及回转驱动部60由控制部9控制。

切削机构3由配置在Y轴方向上的主轴30、安装在主轴30的前端部上的切削刀片31、能回转地支承主轴30的主轴外壳32构成。切削机构3通过Z轴进给机构7能向Z轴方向移动，同时通过Y轴进给机构8能向Y轴方向移动。Z轴进给机构7由下述部件构成：由Y轴进给机构8驱动而能向Y轴方向移动的壁部70，沿壁部70的一个面配置在垂直方向上的滚珠丝杠(未图示)，与滚珠丝杠的一端连接且使滚珠丝杠转动的驱动源71，与滚珠丝杠平行配置的一对导轨72，能滑动地卡合在导轨72上、同时内部的螺母旋合在滚珠丝杠上且支承切削机构3的支承部73。伴随由驱动源71所驱动的滚珠丝杠的转动，支承部73由导轨72导向而向Z轴方向移动。驱动源71由控制部9控制。

另一方面，Y轴进给机构8由下述部件构成：配置在Y轴方向上的滚珠丝杠80、与滚珠丝杠80的一端连接且使滚珠丝杠80回转的驱动源81、与滚珠丝杠80平行配置的一对导轨82、能滑动地卡合在导轨82上同时内部的螺母与滚珠丝杠80旋合的移动基台83。由驱动源81驱动的滚珠丝杠80转动，随之移动基台83由导轨82导向而向X轴方向移动，从移动基台83上立设的壁部70也向Y轴方向移动。驱动源81由控制部9控制。

对准机构4固定在构成切削机构3的主轴外壳32上，切削机构3和对准机构4成为一体并向Y轴方向及Z轴方向移动。对准机构4备有：具有Z轴方向的光轴的光学系统40和把光学系统40取得的像变换成电信号的摄影部41，根据摄影部41取得的图像，在控制部9中由图形匹配等处理方式检测板状物的切削预定区域。如图2所示，在光学系统40的透镜上形成X轴方向的基准线400，切削刀片31被调整成位于该基准线400的延长线上，即，切削刀片31的Y坐标和基准线400的Y坐标一致。

例如，在要切割半导体晶片时，如图1所示，半导体晶片W在借助切割带T而与切割框F成为一体的状态下保持在吸盘台2上。然后，由X轴进给机构5驱动的吸盘台2向X轴方向移动，而由Y轴进给机构8及Z轴进给机构7驱动的对准机构4向Y轴方向及Z轴方向移动，从而使半导体晶片W位于光学系统40的正下方。

当半导体晶片W大致位于光学系统40的正下方时，由对准机构4对半导体晶片W的表面进行摄像，使吸盘台2向X轴方向移动，同时一边使光学系统40向Y轴方向移动，一边在控制部9中进行预先存储在控制部9中的通道图像与由摄影部41取得的实际图像的图形匹配，如图3所示，检测在半导体晶片W的表面上形成的作为切削预定区域的通道S。在图形匹配中，使检测出的应切削的通道S的中央与基准线400一致。由于预先进行使切削刀片31位于基准线400的延长线上的调整，所以把基准线400和切削刀片31一致作为前提，使通道S的中央和基准线400一致(第一工序)。其结果是：基准线400位于通道S的中央，切削刀片31也位于通道S的中央的延长线上。在基准线400和切削刀片31不完全一致的场合，也可以把基准线400和切削刀片31的Y轴方向的偏移量作为修正值而预先存储在控制部9内，通过增减其修正值，使通道S的中央和基准线400一致。即，只要在基准线400和切削刀片31之间可以有一定的位置关系即可。

对准之后，向+X方向进一步移动吸盘台2，同时，边高速回转边在Y轴方向的位置不变的情况下下降切削刀片31，从而切入由对准机构检测出的通道S，如图4所示，切削在第1工序中检测出的通道S。接着，如图5所示，一边向Y轴方向按通道间隔量换位进给切削机构3，一边在X轴方向上往复移动吸盘台2来切削同方向的各个通道S。对于相正交的通道，在把吸盘台2回转90度后进行对准，与上述同样地进行切削。当全部的通道被纵横地切削时，半导体晶片W被切割而分割成各个半导体芯片(第二工序)。在图5中，省略了对准机构4等的图示。

当这样进行切割时，由于主轴30的高速回转，主轴30产生热膨胀，在安装于主轴30上的切削刀片31的Y轴方向的位置上往往产生偏移。因此，在第二工序之外，如图6所示，在作为不存在板状物的区域(板状物不存在区域)的切割带T的露出部分T1上独立地切入切削刀片31，形成图7所示的切痕100。在此，所谓的露出部分T1，是未粘接半导体晶片W和切割框F的部分。通过把切割带T的露出部分T1作为板状物不存在区域，可以容易且高效地形成切痕。

接下来，通过保持此时的切削机构3及对准机构4的Y轴方向的位置并使吸盘台2向X轴方向移动，使光学系统40位于切痕100的正上方后进行摄像，由对准机构4检测切痕100。然后，如图7中放大地表示的那样，当切痕100和基准线400不一致时，由于切削刀片31没有在基准线400的延长线上，所以可以判断为在切削刀片31上产生了Y轴方向的位置偏移。在图7的例子中，基准线400和切痕100的中央只相隔距离S1，切削刀片31在-Y方向上只偏移S1。

这样，由于在通道的切削之外，在作为板状物不存在区域的切割带T的露出部分T1上形成切痕100，所以不像使半导体晶片进行超限运动时那样、在切削刀片31弯曲后切入切割带T。从而，其切痕100正确地表示实际的切削刀片31的Y轴方向的位置，根据该切痕100求出的位置偏移量S1为正确的值。另外，由于并不是在通道切削后才检测位置偏移的方法，所以可以预先防止在产生位置偏移状态下的通道的误切削。

如图8所示，伴随吸盘台2的回转，使半导体晶片W回转后，使切削刀片31切入切割带T的板状物不存在区域T1，可以形成第二切痕101。然后，保持对准机构4的Y轴方向的位置，同时使吸盘台2向X轴方向移动并在第二切痕101的正上方放置光学系统40来摄像，如果检测出第二切痕101，根据第二切痕101和基准线400是否一致，可以检测出切削刀片31的位置是否偏移及位置偏移量S2。另外，如图9所示，也可以再使半导体晶片W回转而形成第三切痕102，从而可检测切削刀片31的位置是否偏移及位置偏移量S3。这样一来，即使在一块半导体晶片的切削过程中也可以检测出切削刀片31的位置偏移。

通过使半导体晶片W回转之后形成切痕，可以多次进行切痕的形成。而且，由于可以不重复地形成多处切痕，所以可以根据各个切痕逐次正确地检测切削刀片31的位置偏移量。并且，由于通过使吸盘台2回转，可以在一个切割带上形成多处切痕，所以可以与反复多次使用切割带T的情况相对应。而且，根据形成的切痕，可以多次正确地检测切削刀片31的位置偏移，也可以容易地应对频繁地产生切削刀片31的位置偏移的情况。

另外，也可以不回转吸盘台2，而是例如通过错开切削刀片31的Y轴方向的位置在切割带T上形成多处切痕。

如上述那样求出切削刀片31的位置偏移量之后，如图1所示，如果将其位置偏移量的值由对准机构4传递给控制部9，在实际切削时，考虑该位置偏移量，由控制部9修正切削刀片31的Y轴方向的位置，从而可以切削通道的中央。另外，通过调整切削刀片31的安装状态，使切痕和基准线400一致，也可以正确地切削通道的预定的位置。

Claims (3)

1.一种切削刀片的位置偏移的检测方法，该方法所采用的切削装置备有：保持板状物的吸盘台、含有用于切削保持在该吸盘台上的板状物的切削刀片的切削机构、具有形成该切削刀片的定位用基准线的光学系统且用于检测该板状物的切削预定区域的对准机构，该检测方法至少由下述工序构成：

第一工序，以在该基准线和该切削刀片之间存在一定的位置关系为前提，进行该切削预定区域和该基准线的定位；

第二工序，在该切削预定区域和该基准线已定位的状态下，切削该切削预定区域，并且每隔一定的切削预定区域间隔进行该切削机构的换位进给，同时切削多个切削预定区域；

第三工序，在该进行第二工序的过程中，独立于该切削预定区域的切削，使该切削刀片切入板状物不存在区域而形成切痕，由该对准机构检测该切痕并检测该切痕和该基准线的位置偏移。

2.如权利要求1所述的切削刀片的位置偏移的检测方法，其特征在于，前述板状物借助切割带而与切割框成为一体，前述板状物不存在区域是该切割带中未粘接该板状物及该切割框的露出部分。

3.如权利要求1或者2所述的切削刀片的位置偏移的检测方法，其特征在于，在形成前述切痕之后，使前述吸盘台回转规定角度，形成不与该切痕重复的其它切痕。

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