CN1718370A - 磨削装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种即使在被加工物的表面贴着保护带并对里面进行磨削，也不会受到保护带厚度偏差的影响，可把被加工物磨削至预定完工厚度的磨削装置。该磨削装置具备：卡台；磨削机构；磨削进给机构；和检测由卡台保持的被加工物的上面的高度位置的高度计，该磨削装置还具备测出被加工物的厚度的厚度测量仪，和基于来自厚度测量仪和高度计的检测数据控制磨削机构及磨削进给机构的控制机构。控制机构由厚度测量仪测定的加工前的被加工物的厚度和被加工物的完工厚度数据算出目标磨削量，并基于来自高度计的检测数据从加工前的被加工物的高度位置磨削达到与目标磨削量相当的高度位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种将半导体晶片等的被加工物磨削至预定厚度的磨削装置。
背景技术
在对于本领域技术人员来说周知的半导体装置的制造工序中，形成多个IC、LSI等电路的半导体晶片，是在被分割为各个芯片之前，由磨削装置磨削其里面来形成预定的厚度。磨削半导体晶片的里面的磨削装置为，具有吸附保持着半导体晶片的卡台、对吸附保持在该卡台上的半导体晶片加以磨削的磨削机构、将该磨削机构朝垂直于卡台的保持面的方向磨削进给的磨削进给机构、和检测出由卡台保持的半导体晶片的上面(里面)的高度位置的高度计，其以卡台的保持面作为原点，测出半导体晶片的上面(里面)的高度位置，一边计测半导体晶片的里面的磨削量一边磨削至预定的厚度。(例如，参照专利文献1：日本专利申请特开2000-354962号公报)
然而，由于要在半导体晶片的表面贴着用于保护电路的保护带，因此在上述的磨削方法中，因保护带的厚度偏差，磨削后的半导体晶片的厚度也会产生偏差。即，在上述的磨削方法中，由于一边识别半导体晶片和保护带合起来的厚度一边进行磨削，所以因保护带的厚度的偏差，磨削后的半导体晶片的厚度也会产生偏差。
发明内容
本发明鉴于上述事实而提出，其主要的技术课题为，提供了一种即使在被加工物的表面贴着保护带并对里面进行磨削，也不受保护带的厚度的偏差的影响，可把被加工物磨削为预定的完工厚度的磨削装置。
为了解决上述主要的技术课题，根据本发明的磨削装置具备，具有保持被加工物的保持面的卡台、将保持在该卡台的保持面上的半导体晶片加以磨削的磨削机构、将该磨削机构朝与卡台的保持面垂直的方向磨削进给的磨削进给机构、和检测出由卡台保持的被加工物的上面的高度位置的高度计，其特征在于，
还具备测出被加工物的厚度的厚度测量仪，和
基于来自该厚度测量仪和该高度计的检测数据控制该磨削机构及该磨削进给机构的控制机构，
该控制机构具有存储机构，该存储机构具有存储被加工物的完工厚度数据的第1存储区域、存储由该厚度测量仪测定的加工前的被加工物的厚度数据的第2存储区域、和存储基于完工厚度数据与加工前的被加工物的厚度数据而算出的目标磨削量的第3存储区域，如果基于来自该高度计的检测数据，从加工前的被加工物的高度位置达到与该目标磨削量相当的高度位置，则停止通过该磨削进给机构进行的磨削进给。
具备载置着收容被加工物的盒体的盒体载置部、将由该盒体载置部载置的盒体中收容的被加工物搬出的搬出机构、将由该搬出机构搬出的被加工物临时放置并与被加工物的中心位置重合的临时放置台、和将由该临时放置台进行了中心位置重合的被加工物搬送到该卡台上的搬送机构，该厚度测量仪与该临时放置台邻接配设，以检测出载置于该临时放置台上的被加工物的厚度。上述厚度测量仪最好使用非接触方式的测量仪。
本发明的效果如下：根据本发明构成的磨削装置，由于是根据由厚度检测器检测出的加工前的被加工物的厚度、和被加工物的完工厚度数据来算出目标磨削量，并基于来自高度计的检测数据从加工前的被加工物的高度位置磨削达到相当于目标磨削量的高度位置为止，因此，既使贴着在被加工物上的保护带的厚度有偏差，也可不受此偏差影响地将被加工物磨削到预定的完工厚度。
附图说明
图1为根据本发明构成的磨削装置的透视图，
图2为图1所示的磨削装置中装备的控制机构的结构框图。
具体实施方式
以下，参照附图对根据本发明构成的磨削装置的较佳实施例进行说明。
图1为示出了根据本发明构成的磨削装置的透视图。
图示实施例中的磨削装置具有略长方体状的装置壳体2。装置壳体2的在图1中的右上端，直立设置着静止支持板21。在该静止支持板21的内侧面，设有沿上下方向延伸的2对导轨22、22及23、23。在一方的导轨22、22上以可沿上下方向移动的方式安装有作为粗磨削机构的粗磨削装置3，在另一方的导轨23、23上以可沿上下方向移动的方式安装有作为精磨削机构的精磨削装置4。
粗磨削装置3具有装置壳体31，可自由回转地安装于该装置壳体31的下端的轮支架32上安装的粗磨削轮33，在该装置壳体31的上端安装并使轮支架32朝箭头32a所示的方向旋转的伺服电机34，及安装装置壳体31的移动基台35。在移动基台35上设有被导引导轨351、351，通过将该被导引导轨351、351可移动地嵌合至设在上述静止支持板21上的导轨22、22，粗磨削装置3在上下方向上可移动地被支承。在图示实施例中的磨削装置，具有将粗磨削装置3的移动基台35沿着导轨22、22移动，以磨削进给粗磨削轮33的磨削进给机构36。磨削进给机构36具有与导轨22、22平行地在上下方向配设并可旋转地支承在上述静止支持板21上的外螺纹杆361，用于旋转驱动该外螺纹杆361的脉冲电机362，和安装于上述移动基台35上并与外螺纹杆361螺纹配合的未图示的内螺纹块。该磨削进给机构36在正转驱动脉冲电机362时，使粗磨削装置3在相对于后述的卡台的保持面垂直的方向下降，而在反转驱动脉冲电机362时，使粗磨削装置3在相对于后述的卡台的保持面垂直的方向上升。
上述精磨削装置4也与粗磨削装置3有同样的构成，具有装置壳体41、可自由旋转地安装于该装置壳体41的下端的轮支架42上安装的精磨削轮43、安装于该装置壳体41的上端并使轮支架42朝箭头42a所示的方向旋转的伺服电机44、和安装装置壳体41的移动基台45。在移动基台45上设有被导引导轨451、451，通过将该被导引导轨451、451可移动地嵌合至设在上述静止支持板21上的导轨23、23，精磨削装置4上下方向可移动地被支承。在图示实施例中的磨削装置，具有将精磨削装置4的移动基台45沿着导轨23、23移动，以磨削进给精磨削轮43的磨削进给机构46。磨削进给机构46具有与导轨23、23平行地在上下方向配设并可旋转地支承在上述静止支持板21上的外螺纹杆461，用于旋转驱动该外螺旋杆461的脉冲电机462，和在上述移动基台45安装并与外螺纹杆461螺纹配合的未图示的内螺纹块。该磨削进给机构46在正转驱动脉冲电机462时，使精磨削装置4在相对于后述的卡台的保持面垂直的方向下降，而在反转驱动脉冲电机462时，使精磨削装置4在相对于后述的卡台的保持面垂直的方向上升。
在图示实施例中的磨削装置，具有在上述静止支持板21的前侧、配设成与装置壳体2的上面大致齐平面的转台5。该转台5形成为较大直径的圆盘状，由未图示的旋转驱动机构朝箭头5a所示的方向适宜地旋转。在转台5上，在图示的实施例中以分别具有120度的位相角配置着3个在水平面内能够旋转的卡台6。该卡台6由圆盘状的基台61和由多孔陶瓷材料形成为圆盘状的吸附保持夹62形成，在吸附保持夹62的上面(保持面)所载置的被加工物通过未图示的吸引机构动作来吸引保持。此种构成的卡台6通过未图示的旋转驱动机构而在图1中箭头6a所示的方向旋转。配设在转台5上的3个卡台6通过转台5的适宜旋转，按被加工物搬入/搬出区A、粗磨削加工区B、以及精磨削加工区C和被加工物搬入/搬出区A顺序地移动。
图示的磨削装置，具有第1盒体7，用于储存相对被加工物搬入/搬出区A设置于一方侧的第1盒体载置部7a上所载置的作为磨削加工前的被加工物的半导体晶片；第2盒体8用于储存相对被加工物搬入/搬出区A设置于另一方侧的第2盒体载置部8a上所载置的作为磨削加工后的被加工物的半导体晶片；临时放置台9，配设在第1盒体7与被加工物搬入/搬出区A之间，临时放置被加工物并使被加工物的中心位置重合；配设在被加工物搬入/搬出区A与第2盒体8之间的旋转清洁机构11；被加工物搬送机构12，将收纳于第1盒体7中的作为被加工物的半导体晶片搬出至中心重合机构9、并且将用旋转清洁机构11洗净的半导体晶片搬送到第2盒体8中；被加工物搬入机构13，将载置于中心重合机构9上且中心重合的半导体晶片搬送到定位于被加工物搬入/搬出区A的卡台6上；和被加工物搬出机构14，将定位于被加工物搬入/搬出区A的卡台6上所载置的磨削加工后的半导体晶片搬送至洗净机构11。另外，在上述第1盒体7中，收纳有多枚在表面15a上贴着有保护带16的状态下的半导体晶片15。此时，半导体晶片15以贴着有保护带16的表面15a侧向上的方式被收纳。
图示实施例中的磨削装置的结构如上，下面对其作用进行说明。
由第1盒体7收纳的作为磨削加工前的被加工物的半导体晶片15通过被加工物搬送机构12的上下动作及进退动作被搬送，进一步180°反转，使半导体晶片15的表里反转，以里面15b向上侧的方式载置于临时放置台9上。载置于临时放置台9上的半导体晶片15通过朝向6根销91的中心的径向运动而中心重合。载置于临时放置台9上且中心重合了的半导体晶片15通过被加工物搬入机构14的旋转动作，被载置于定位在被加工物搬入/搬出区A的卡台6的吸附保持夹62上。载置于卡台6上的半导体晶片15通过未图示的吸引机构被吸引保持在卡台6上。接下来，使转台5通过未图示的旋转驱动机构沿箭头5a所示的方向旋转120度，以将保持有半导体晶片15的卡台6定位于粗磨削加工区B中。
保持有半导体晶片15的卡台6被定位于粗磨削加工区B时，通过未图示的旋转驱动机构使其朝箭头6a所示的方向旋转。一方面，粗磨削装置3的磨削轮33一边沿箭头32a所示的方向旋转一边通过磨削进给机构36而以预定的下降速度下磨削进给。其结果是，对卡台6上的半导体晶片15的里面15b实施粗磨削加工。另外，在此期间，在定位于被加工物搬入/搬出区A的下一个卡台6上，载置着如上述的磨削加工前的半导体晶片15。于是，通过使未图示的吸引机构动作，将半导体晶片15吸引保持在卡台6上。之后，使转台5朝箭头5a所示的方向旋转120度，使保持着粗磨削加工后的半导体晶片15的卡台6定位于精加工磨削区C，保持有磨削加工前的半导体晶片15的卡台6定位于粗磨削加工区B。
如此，定位于粗磨削加工区B的卡台6上保持的粗磨削加工前的半导体晶片15的里面15b上通过粗磨削装置3被实施粗磨削加工，而定位于精加工磨削区C的卡台6上载置的粗磨削加工后的半导体晶片15的里面15b上通过精磨削装置4被实施精磨削加工。接下来，使转台5朝箭头5a所示的方向旋转120度，使保持了精磨削加工后的半导体晶片15的卡台6定位于被加工物搬入/搬出区A。之后，分别使在粗磨削加工区B中保持了粗磨削加工后的半导体晶片15的卡台6移动到精加工磨削区C、使在被加工物搬入/搬出区A中保持了磨削加工前的半导体晶片15的卡台6移动到粗磨削加工区B。
另外，经由粗磨削加工区B及精加工磨削区C返回到被加工物搬入/搬出区A的卡台6，在此将精磨削加工后的半导体晶片15的吸引保持解除。之后，将定位于被加工物搬入/搬出区A的卡台6上的精磨削加工后的半导体晶片15，通过被加工物搬出机构14被搬出至旋转清洗机构11。被搬送到旋转清洗机构11上的半导体晶片15在此洗净除去附着在里面15b(磨削面)及侧面的磨削屑，并且被旋转干燥。如此清洗及旋转干燥后的半导体晶片15通过被加工物搬送机构12被搬送并收纳于第2盒体8中。
在上述的磨削作业中，将半导体晶片15的厚度磨削至预定的完工厚度。为了将半导体晶片15的厚度磨削至预定的完工厚度，图示的磨削装置具有分别邻接粗磨削加工区B及精磨削加工区C配设的第1高度计17a及第2高度计17b，该第1高度计17a及第2高度计17b分别检测出定位于粗磨削加工区B及精磨削加工区C的卡台6上保持的、作为被加工物的半导体晶片15的上面的高度位置，并将其检测数据向后述的控制机构输送。
同样，图示实施例中的磨削装置具备厚度测量仪18，用于测定作为磨削加工前的被加工物的半导体晶片15的厚度。该厚度测量仪18与上述临时放置台9邻接配设，测定载置在临时放置台9上的、作为被加工物的半导体晶片15的厚度，并将其测定数据向后述的控制机构输送。厚度测量仪18在图示实施例中例如如日本专利申请特开2001-203249号公报中记载的那样，使用非接触方式的测量仪，其将对于被加工物有透过性的激光光线照射至载置在临时放置台9上的作为被加工物的半导体晶片15的上面(里面15b)，检测出由上面(里面15b)和底面(表面15a)反射的反射光的干涉光，从而计测厚度。通过使用此种非接触方式的厚度测量仪，即使在半导体晶片15的表面15a上贴着有保护带16，也可准确地测定半导体晶片15的厚度。从而，即便保护带16的厚度有偏差，也可以不受此偏差影响正确地测定半导体晶片15的厚度。
图示实施例的磨削装置具备如图2所示的、基于来自上述高度计17及厚度测量仪18的测定数据，对上述粗磨削装置3和精磨削装置4等进行控制的控制机构10。控制机构10具备根据控制程序进行计算处理的中央处理装置(CPU)101，存储控制程序等的只读存储器(ROM)102，作为存储计算结果等的存储机构的可读写随机存取存储器(RAM)103，输入接口104及输出接口105。另外，随机存取存储器(RAM)103具备将通过后述的输入机构输入的作为被加工物的半导体晶片15的完工厚度(t1)数据加以存储的第1存储区域103a，将通过上述厚度测量仪18测定的作为磨削加工前的被加工物的半导体晶片15的厚度(t2)数据加以存储的第2存储区域103b，及基于作为磨削加工前的被加工物的半导体晶片15的厚度(t2)数据和完工厚度(t1)数据计算出的目标磨削量T(T＝t2-t1)加以存储的第3存储区域103c。如此构成的控制机构10的输入接口104上，被输入来自上述第1高度计17a及第2高度计17b、厚度测量仪18的测定数据，并且也输入来自输入机构19输入上述完工厚度(t1)等的数据。另一方面，从控制机构10的输出接口105，向上述粗磨削装置3的伺服电机34及脉冲电机362、精磨削装置4的伺服电机44及脉冲电机462输出控制信号，并且向上述转台5及卡台6的未图示的旋转驱动机构等输出控制信号。
图示实施例中的控制机构10的构成如上，下面就将半导体晶片15的厚度被磨削至预定的完工厚度的控制步骤进行说明。
在开始上述的磨削作业时，将第1盒体7中收纳的半导体晶片15的完工厚度(t1)从输入机构19向控制机构10输入。控制机构10将输入的半导体晶片15的完工厚度(t1)存储在随机存取存储器(RAM)103的第1存储区域103a中。之后，厚度测量仪18测定从第1盒体7搬出并载置在临时放置台9上的磨削加工前的半导体晶片15的厚度(t2)，并将其测定数据送入控制机构10。控制机构10将从厚度测量仪18送来的半导体晶片15的厚度(t2)存储在随机存取存储器(RAM)103的第2存储区域103b中。接下来，控制机构10基于存储在第1存储区域103a的半导体晶片15的完工厚度(t1)和存储在第2存储区域103b的磨削加工前的半导体晶片15的厚度(t2)，计算出目标磨削量T(T＝t2-t1)，并将算出的目标磨削量T存储在随机存取存储器(RAM)103的第3存储区域103c中。由于如此测定磨削加工前的半导体晶片15的厚度(t2)，并根据预先设定的半导体晶片15的完工厚度(t1)算出目标磨削量T，因此磨削加工前的半导体晶片15的厚度(t2)即使有偏差，也可求出正确的目标磨削量T。
如上进行后，如将载置在临时放置台9上的磨削加工前的半导体晶片15的厚度(t2)加以测定以求出目标磨削量T，则在临时放置台9上被测定了厚度的半导体晶片15通过被加工物搬入机构14载置在定位于被加工物搬入/搬出区A的卡台6上并被吸引保持。之后，载置了半导体晶片的卡台6定位于粗磨削加工区B，如上述那样，通过粗磨削装置3对半导体晶片15实施粗磨削加工。该粗磨削加工例如将卡台6在300rpm的旋转速度下旋转，而粗磨削装置3的粗磨削轮33以6000rpm的旋转速度下旋转的同时，正转驱动磨削进给机构36的脉冲电机362，使粗磨削装置3在2.0mm/秒的磨削进给速度下下降。在这种磨削过程中，保持在卡台6上并被粗磨削加工的半导体晶片15的上面(里面15b)的高度位置由第1高度计17a检出，其检测信号随时送入控制机构10。
控制机构10执行粗磨削装置3进行的磨削作业直到由第1高度计17a检出的高度位置到预定值为止。由粗磨削装置3进行的粗磨削加工为，将例如到完工厚度(t1)上留有精加工磨削余量(t3)的值(例如50μm)(t1+t3)为止设为粗目标磨削量T0(T0＝t2-t1+t3)。所以，例如由上述厚度测量仪18检出的磨削加工前的半导体晶片15的厚度(t2)为495μm的情况下，设完工厚度(t1)例如为100μm、精加工磨削余量(t3)例如为50μm时，粗目标磨削量T0为345μm(T0＝495-100+50＝345)。此外，例如由上述厚度测量仪18检出的磨削加工前的半导体晶片15的厚度(t2)为506μm的情况下，设完工厚度(t1)例如为100μm，精加工磨削余量(t3)例如为50μm时，粗目标磨削量T0为356μm(T0＝506-100+50＝356)。然后，控制机构10通过第1高度计17a检出的高度位置从磨削开始的值达到低于上述粗目标磨削量T0(在上述例为345μm或356μm)的位置后，使磨削进给机构36的脉冲电机362的正转驱动停止，并且反转驱动，使粗磨削装置3上升。结果，粗磨削加工后的半导体晶片15的厚度(t)成为150μm。
如上述那样通过粗磨削装置3实施粗磨削加工，则保持着粗磨削加工后的半导体晶片15的卡台6定位于精磨削加工区C，如上述那样，由精磨削装置4对半导体晶片15实施精磨削加工。此精削加工例如将卡台6在300rpm的旋转速度下旋转、将精磨削加工装置4的精磨削轮43在6000rpm的旋转速度下旋转的同时，正转驱动磨削进给机构46的脉冲电机462，以使精磨削装置4在0.3mm/秒的磨削进给速度下下降。在此磨削过程中，保持在卡台6上且被精磨削加工的半导体晶片15的上面(里面15b)的高度位置由第2高度计17b检出，其检测信号随时送入控制机构10。
控制机构10执行由精磨削装置4进行的磨削作业直到由第2高度计17b检出的高度位置达到上述目标磨削量T为止。例如，半导体晶片15的完工厚度(t1)为100μm的情况下，若由上述厚度测量仪18检出的磨削加工前的半导体晶片15的厚度(t2)为495μm，则目标磨削量T为395μm(T＝t2-t1＝495-100＝395)。另外，半导体晶片15的完工厚度(t1)为100μm的情况下，由上述厚度测量仪18检出的磨削加工前的半导体晶片15的厚度(t2)为506μm时，目标磨削量T为406μm(T＝t2-t1＝506-100＝406)。可是，由于通过上述粗磨削加工，半导体晶片15的厚度已被磨削至150μm，因此，由精磨削装置4进行的实际目标磨削量变为50μm。
此后，控制机构10在从精磨削开始起由第2高度计17b检出的高度位置达到50μm后，停止磨削进给机构46的脉冲电机462的正转驱动，并反转驱动，以使精磨削装置4上升。通过实施如上的磨削加工，在半导体晶片15的表面15a上贴着的保护带16的厚度即使有偏差，也可以不受此偏差影响将半导体晶片15磨削到预定的完工厚度(t1)。
Claims (3)
1、一种磨削装置，具备：具有保持被加工物的保持面的卡台；对保持在该卡台的保持面上的被加工物进行磨削的磨削机构；将该磨削机构在与卡台的保持面垂直的方向上磨削进给的磨削进给机构；和检测由卡台保持的被加工物的上表面的高度位置的高度计，其特征在于，
该磨削装置还具备：
检测被加工物的厚度的厚度测量仪；和
基于来自该厚度测量仪和该高度计的检测数据控制该磨削机构及该磨削进给机构的控制机构；
该控制机构具有存储机构，该存储机构具有存储被加工物的完工厚度数据的第1存储区域、存储由该厚度测量仪测定的加工前的被加工物的厚度数据的第2存储区域、和存储基于完工厚度数据与加工前的被加工物的厚度数据而算出的目标磨削量的第3存储区域，在基于来自该高度计的检测数据，从加工前的被加工物的高度位置达到与该目标磨削量相当的高度位置后，停止该磨削进给机构的磨削进给。
2、按照权利要求1所述的磨削装置，其特征在于，该磨削装置还具备：载置了收容被加工物的盒体的盒体载置部；将由该盒体载置部载置的盒体中收容的被加工物搬出的搬出机构；临时放置由该搬出机构搬出的被加工物并使被加工物的中心位置重合的临时放置台；和将由该临时放置台进行了中心位置重合的被加工物搬送到该卡台的搬送机构，该厚度测量仪与该临时放置台邻接配设，以检测出载置于该临时放置台上的被加工物的厚度。
3、按照权利要求1或2所述的磨削装置，其特征在于，所述厚度测量仪为非接触方式的测量仪。
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