JP2009182060A - Cutting-working method for plate-form material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、その表面に樹脂や金属等からなる積層部が設けられた半導体ウエーハの積層部の厚みを所望の厚みへ切削加工する切削加工方法に関する。 The present invention relates to a cutting method for cutting a laminated portion of a semiconductor wafer having a laminated portion made of resin, metal, or the like on a surface thereof to a desired thickness.
半導体デバイスの軽薄短小化を実現するための技術には様々なものがある。一例としては、半導体ウエーハに形成されたデバイス表面に10〜100μm程度の高さのバンプと呼ばれる金属突起物を複数形成し、これらのバンプを配線基板に形成された電極に相対させて直接接合するフリップチップボンディングと呼ばれる技術が実用化されている。 There are various techniques for realizing light and thin semiconductor devices. As an example, a plurality of metal protrusions called bumps having a height of about 10 to 100 μm are formed on the surface of a device formed on a semiconductor wafer, and these bumps are directly bonded to the electrodes formed on the wiring board. A technique called flip chip bonding has been put into practical use.
半導体ウエーハのデバイス表面に形成されるバンプは、メッキやスタッドバンプといった方法により形成される。このため個々のバンプの高さは不均一であり、そのままでは複数のバンプを配線基板の電極に全て一様に接合するのは困難である。 The bump formed on the device surface of the semiconductor wafer is formed by a method such as plating or stud bump. For this reason, the heights of the individual bumps are non-uniform, and it is difficult to uniformly bond the plurality of bumps to the electrodes of the wiring board as they are.
そこで、バンプを所望の厚みへ切削する方法として、切削バイトで削り取る方法が例えば特開2000−173954号公報で提案されている。一般的なバンプの高さは10〜100μm程度と微小であるため、このような切削にはミクロンオーダーでの制御が必要となる。 Therefore, as a method of cutting the bumps to a desired thickness, a method of scraping with a cutting bit has been proposed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-173954. Since the height of a general bump is as small as about 10 to 100 μm, such cutting requires control in the micron order.
一般的に上述した公開公報に記載されているような装置では、被加工物を保持するチャックテーブルからの距離で切削量を制御している。即ち、切削バイトとチャックテーブルとを接触させて電気的導通を取り、その際のZ軸方向位置(高さ位置)を記憶することでZ軸方向の基準位置(原点位置)を定め、さらに被加工物の切削残し量(チャックテーブルからの距離)を設定して被加工物を切削するようにしている。
しかし、切削バイトがダイヤモンドやCBN(立方晶窒化ホウ素)である場合には、切削バイトをチャックテーブルに接触されるだけでは電気的導通を取ることができない。そこで、所定の厚みを持った接触式センサをチャックテーブル上に設置し、この接触式センサと切削バイトとを接触させることで基準位置を定めることが必要となる。 However, when the cutting tool is diamond or CBN (cubic boron nitride), electrical conduction cannot be obtained only by contacting the cutting tool with the chuck table. Therefore, it is necessary to set a reference position by placing a contact sensor having a predetermined thickness on the chuck table and bringing the contact sensor into contact with the cutting tool.
一方、装置の稼動に伴って電装部や加工点では熱が発生し、この熱が装置内に伝播することで切削バイトの支持部やチャックテーブル支持部に熱膨張が生じる。また、連続加工によって切削バイト先端には摩滅や変形が生じるため、切削バイトとチャックテーブルの位置関係は加工に伴って変位する。そのため、切削量をミクロンオーダーで制御するには頻繁にZ軸方向の基準位置出しを行うことが必要となり、作業が煩雑となる。 On the other hand, with the operation of the apparatus, heat is generated at the electrical parts and processing points, and this heat propagates into the apparatus, thereby causing thermal expansion of the cutting tool support part and the chuck table support part. Further, since the cutting tool tip is worn or deformed by continuous processing, the positional relationship between the cutting tool and the chuck table is displaced with the processing. Therefore, in order to control the cutting amount on the micron order, it is necessary to frequently perform the reference position in the Z-axis direction, and the work becomes complicated.
更に、切削バイトがダイヤモンドやCBNから構成される場合には、基準位置出しをするために接触式センサをチャックテーブル上に設置する必要が生じるので、被加工物を連続で加工することが困難となり、作業性が悪い。 Furthermore, when the cutting tool is composed of diamond or CBN, it is necessary to install a contact sensor on the chuck table in order to determine the reference position, so that it is difficult to process the workpiece continuously. The workability is bad.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、頻繁にZ軸方向の基準位置出しを行うことなく、切削バイトの板状物への切り込み量を高精度に制御し、板状物を所望の厚みに切削可能な板状物の切削加工方法を提供することである。 The present invention has been made in view of these points, and the object of the present invention is to provide a highly accurate cutting amount of a cutting tool into a plate-like object without frequently performing a reference position in the Z-axis direction. It is to provide a method for cutting a plate-like material that can be controlled to a desired thickness.
本発明によると、基板部と該基板部上面に所定の厚みを持って形成された積層部とから構成される板状物の上面を研削し、該積層部を所定の厚みに形成する板状物の切削加工方法であって、高さ測定手段でチャックテーブルに保持された板状物の上面高さを測定すると共に、該チャックテーブルの上面高さを測定して該板状物の厚みを算出する第1の板状物厚み算出工程と、該第1の板状物厚み算出工程で算出された該板状物の厚みをもとに、該チャックテーブルに保持された板状物の目標切削厚さを設定し、該板状物が目標切削厚さとなるように該板状物上面を切削する第1の切削工程と、前記高さ測定手段で該チャックテーブルに保持された前記第1の切削工程後の板状物上面の高さを測定し、その測定値と前記第1の板状物厚み算出工程で測定したチャックテーブル上面の高さとから、前記第1の切削工程後の板状物の厚みを算出する第2の板状物厚み算出工程と、前記第1の切削工程で設定した前記目標切削厚さと、前記第2の板状物厚み算出工程で算出した板状物の厚みとの差を算出して、切削補正値を求める補正値算出工程と、該補正値算出工程で算出した該切削補正値を加味した板状物の目標仕上げ厚みを設定する目標仕上げ厚み設定工程と、該目標仕上げ厚み設定工程で設定した目標仕上げ厚みに板状物を切削する第2の切削工程と、を具備したことを特徴とする板状物の切削加工方法が提供される。 According to the present invention, a plate shape is formed by grinding the upper surface of a plate-like object composed of a substrate portion and a laminated portion formed with a predetermined thickness on the upper surface of the substrate portion, and forming the laminated portion with a predetermined thickness. A method of cutting an object, wherein the height measurement means measures the upper surface height of the plate-like object held on the chuck table, and measures the upper surface height of the chuck table to determine the thickness of the plate-like object. A target of the plate-like object held on the chuck table based on the first plate-like object thickness calculating step to be calculated and the thickness of the plate-like object calculated in the first plate-like object thickness calculating step A first cutting step of setting a cutting thickness and cutting the upper surface of the plate-like object so that the plate-like object has a target cutting thickness; and the first cutting unit held on the chuck table by the height measuring means The height of the upper surface of the plate-like object after the cutting process is measured, and the measured value and the first plate-like object thickness calculator And the target cutting set in the first cutting step, the second plate thickness calculating step for calculating the thickness of the plate after the first cutting step, and the height of the upper surface of the chuck table measured in step (1). Calculating a difference between the thickness and the thickness of the plate-like object calculated in the second plate-like object thickness calculating step to obtain a cutting correction value; and the cutting calculated in the correction value calculating step A target finish thickness setting step for setting a target finish thickness of the plate-like object taking the correction value into consideration; and a second cutting step for cutting the plate-like object to the target finish thickness set in the target finish thickness setting step. There is provided a cutting method of a plate-like object characterized by the above.
第1の切削工程において、板状物の上面の全面を切削するのに代えて、その一部分のみを切削するようにしても良い。 In the first cutting step, instead of cutting the entire upper surface of the plate-like object, only a part thereof may be cut.
本発明によれば、板状物ごとにZ軸方向(高さ方向)位置の補正をかけるため、頻繁にZ軸方向の基準位置出しを行う必要がなく、高精度に板状物を所望の厚みに切削することが可能となる。また、第1の切削工程で板状物上面の一部のみを切削することでスルーブットの向上が可能となる。 According to the present invention, since the position of the Z-axis direction (height direction) is corrected for each plate-like object, there is no need to frequently perform the reference positioning in the Z-axis direction, and the plate-like object can be obtained with high accuracy. It becomes possible to cut to thickness. In addition, the through-butt can be improved by cutting only a part of the upper surface of the plate-like object in the first cutting step.
以下、図面を参照して本発明実施形態の切削加工方法について詳細に説明する。図1は本発明実施形態の切削加工方法を実施するのに適した切削加工装置の斜視図を示している。 Hereinafter, the cutting method of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a perspective view of a cutting apparatus suitable for carrying out the cutting method of the embodiment of the present invention.
切削加工装置2のハウジング4は、水平ハウジング部分6と垂直ハウジング部分8から構成される。垂直ハウジング部分8には、上下方向に伸びる一対のガイドレール(1本のみ図示)10が固定されている。
The housing 4 of the
この一対のガイドレール10に沿って切削加工ユニット12が上下方向に移動可能に装着されている。切削加工ユニット12は、そのハウジング22が一対のガイドレール10に沿って上下方向に移動する移動基台14に取り付けられている。
A
切削加工ユニット12は、ハウジング22と、ハウジング22中に回転可能に収容された図示しないスピンドルと、スピンドルを回転駆動するサーボモータ24と、スピンドルの先端に固定されたバイトホイール26と、バイトホイール26に着脱可能に取り付けられた切削バイト(切削刃)28を含んでいる。
The
切削加工ユニット12は、切削加工ユニット12を一対の案内レール10に沿って上下方向に移動するボールねじ16とパルスモータ18とから構成される切削加工ユニット移動機構20を備えている。パルスモータ18をパルス駆動すると、ボールねじ16が回転し、移動基台14が上下方向に移動される。
The
水平ハウジング部分6には、チャックテーブルユニット30が配設されている。チャックテーブルユニット30は、チャックテーブルベース32と、チャックテーブルベース32上に搭載されたチャックテーブル34を含んでいる。チャックテーブル34は、図示しないチャックテーブル移動機構(Y軸方向送り機構)により、Y軸方向に移動される。
A
36はチャックテーブル34の高さやチャックテーブル34に保持されたウエーハ11(図2参照)の高さ等を測定する高さ測定装置アセンブリであり、ハウジング4の水平ハウジング部分6に固定された門形状の支持部材38を含んでいる。支持部材38には、接触式で高さを測定する一対のリニアゲージ40,42が取り付けられている。
支持部材38には更に、矩形状の取付部材44が固定されている。取付部材44には、ボールねじ48とパルスモータ50からなるX軸駆動機構が装着されており、パルスモータ50をパルス駆動すると、スライダ46がX軸方向に移動される。
A
スライダ46には、ボールねじ54とパルスモータ56からなるZ軸駆動機構が装着されており、パルスモータ56をパルス駆動すると、非接触式の高さ測定装置52が上下方向(Z軸方向)に移動される。
The
非接触式の高さ測定装置52には、例えば走査型白色干渉計SWLI(東レエンジニアリング株式会社製)等の非接触式高さ測定手段58と、CCDカメラ等の撮像手段を有するアライメント手段60が取り付けられている。走査型白色干渉計に代えて、非接触式高さ測定手段として超音波測定手段、又はレーザービーム測定手段等を採用するようにしても良い。
The non-contact type
ハウジング4の水平ハウジング部分6には、第1のウエーハカセット62と、第2のウエーハカセット64と、ウエーハ搬送機構66と、複数の位置決めピン70を有する位置決めテーブル68と、ウエーハ搬入機構72と、ウエーハ搬出機構74と、スピンナユニット76が配設されている。
The
また、水平ハウジング部分6の概略中央部には、チャックテーブル34を洗浄する洗浄水噴射ノズル78が設けられている。この洗浄水噴射ノズル78は、チャックテーブル34がウエーハ搬入・搬出領域に位置付けられた状態において、チャックテーブル34に向けて洗浄水を噴出する。
Further, a cleaning
図2を参照すると、半導体ウエーハ11の平面図が示されている。半導体ウエーハ11は、例えば厚さが600μmのシリコンウエーハからなっており、表面11aに複数のストリート13が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート13によって区画された複数の領域にそれぞれIC、LSI等のデバイス15が形成されている。
Referring to FIG. 2, a plan view of the
このように構成された半導体ウエーハ11は、デバイス15が形成されているデバイス領域17と、デバイス領域17を囲繞する外周余剰領域19を備えている。また、半導体ウエーハ11の外周には、シリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ21が形成されている。
The
図3は半導体ウエーハ11のデバイス15部分の断面図である。シリコン基板23上によく知られた半導体製造プロセスによりデバイス15が形成されており、デバイス15上には複数のバンプ27と樹脂層29からなる積層部25が形成されている。バンプ27は例えば銅等の金属から形成されており、デバイス15の電極に接続されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
このように構成された切削加工装置2の切削加工作業について以下に説明する。第1のウエーハカセット62に収容された半導体ウエーハ11は、ウエーハ搬送機構66の上下動作及び進退動作により搬送され、ウエーハ位置決めテーブル68に載置される。
The cutting operation of the
ウエーハ位置決めテーブル68に載置されたウエーハは、複数の位置決めピン70により中心合わせが行われた後に、ウエーハ搬入機構72の旋回動作によって、ウエーハ搬入・搬出領域に位置せしめられているチャックテーブル34に載置され、チャックテーブル34によって吸引保持される。
After the wafer placed on the wafer positioning table 68 is centered by a plurality of positioning pins 70, the
このようにチャックテーブル34がウエーハ11を吸引保持したならば、チャックテーブル移動機構を作動して、チャックテーブル34を図4に示す高さ測定位置に位置付ける。
When the chuck table 34 sucks and holds the
高さ測定位置では、第1リニアゲージ40でチャックテーブル34の上面高さを測定するとともに、第2リニアゲージ42を半導体ウエーハ11の積層部25に当接させて、ウエーハ11の高さを測定する。この二つのリニアゲージ40,42の読みの差からウエーハ11の厚みを算出する。
At the height measurement position, the height of the upper surface of the chuck table 34 is measured with the first
次いで、上述した厚み算出工程から算出されたウエーハ11の厚みをもとに、チャックテーブル34に保持されたウエーハ11の上面を切削加工ユニット12で平坦化する第1切削工程を実施する。
Next, based on the thickness of the
この第1切削工程では、厚み算出工程から算出されたウエーハ11の厚みをもとに、チャックテーブル34に保持されたウエーハ11の目標切削高さ、即ち図6に示すようにチャックテーブル34の上面からの高さd1を設定する。
In the first cutting step, the target cutting height of the
そして、図5に示すように切削バイト28を矢印A方向に例えば2000rpmへ回転させながら、チャックテーブル34を矢印Y方向に例えば0.66mm/秒で送ることにより第1切削工程を実施する。第1切削工程は積層部25の一部分のみを切削するようにしても良い。
Then, as shown in FIG. 5, the first cutting process is performed by feeding the chuck table 34 in the arrow Y direction at, for example, 0.66 mm / sec while rotating the
第1切削工程を実施後に、チャックテーブル移動機構を作動して、チャックテーブル34を図4に示す高さ測定位置に再び位置付ける。そして、第1の実施形態では、第2リニアゲージ42を第1切削工程で切削された積層部25に当接させて、ウエーハ11の高さを測定する。この時検出したウエーハ11の高さと図4で検出したチャックテーブル34の上面の高さとの差から、第1切削工程後のウエーハ11の実際の厚さd2を算出する。
After performing the first cutting step, the chuck table moving mechanism is operated to reposition the chuck table 34 at the height measurement position shown in FIG. In the first embodiment, the height of the
第2の実施形態では、第1切削工程実施後に、チャックテーブル移動機構を作動して、チャックテーブル34を再び高さ測定位置に戻し、非接触高さ測定装置52によるアライメント及び非接触の高さ測定工程を実施する。
In the second embodiment, after the first cutting process is performed, the chuck table moving mechanism is actuated to return the chuck table 34 to the height measurement position again, and the alignment and non-contact height by the non-contact
アライメント工程においては、アライメント手段60の撮像手段によりアライメント対象の積層部25を撮像し、この検出された位置に図7に示すように非接触式高さ測定手段58を移動する。
In the alignment process, the imaging unit of the
アライメント工程で移動された位置において、非接触式高さ測定手段58によりウエーハ11の高さを測定する。この時検出したウエーハ11の高さと図4で検出したチャックテーブル34の上面の高さとの差から、第1切削工程後のウエーハ11の実際の厚さd2を算出する。なお、この第2の実施形態では、アライメント工程を第1切削工程を実施する前に行っても良い。
At the position moved in the alignment step, the height of the
次いで、第1切削工程実施後のウエーハ11の実際の厚さd2と目標厚さd1の差から切削補正量を算出する。この切削補正量を切削装置2のコントローラのメモリに記憶する。或いは、オペレータが切削補正量をメモとして記録する。
Next, a cutting correction amount is calculated from the difference between the actual thickness d2 of the
次いで、切削補正量を加味したウエーハ11の目標仕上げ厚みを設定し、切削装置2のコントローラでパルスモータ24を所定パルス駆動して、図8に示すように切削バイト28を目標仕上げ厚みに相当する距離だけ降下させる。
Next, the target finish thickness of the
そして、第1切削工程と同様に、切削バイト28を矢印A方向に2000rpmで回転しながら、チャックテーブル34を矢印Y方向に例えば0.66mm/秒で送りながら第2切削工程を実施する。これによりウエーハ11を所望の厚みdに仕上げることができる。
Then, as in the first cutting step, the second cutting step is performed while the
第2切削工程実施後、図示しないチャックテーブル移動機構を駆動して、チャックテーブル34を装置手前側のウエーハ搬入・搬出領域に位置づける。チャックテーブル34に保持されているウエーハ11の吸引保持が解除されてから、ウエーハ11がウエーハ搬出機構74でスピナユニット76に搬送される。
After carrying out the second cutting step, a chuck table moving mechanism (not shown) is driven to position the chuck table 34 in the wafer loading / unloading area on the front side of the apparatus. After the suction and holding of the
スピナユニット76に搬送されたウエーハは、ここで洗浄されるとともにスピン乾燥される。次いで、ウエーハ11がウエーハ搬送機構66により第2のウエーハカセット64の所定位置に収納される。
The wafer conveyed to the
上述した実施形態の変形例として、接触式高さ測定手段であるリニアゲージ40,42を省略し、非接触式の高さ測定手段58でリニアゲージ40,42の作用を兼用するようにしても良い。
As a modification of the above-described embodiment, the
上述した実施形態によると、半導体ウエーハ11毎に第1切削工程後に補正をかけるため、頻繁にZ軸方向の基準位置出しを行う必要はなく、高精度に半導体ウエーハ11を所望とする厚みに均一に切削することができる。また、第1切削工程で半導体ウエーハ11の積層部25の一部のみを切削することで、スルーブットの向上が可能となる。
According to the above-described embodiment, since correction is performed after the first cutting process for each
2 切削加工装置
11 半導体ウエーハ
12 切削加工ユニット
15 デバイス
17 デバイス領域
19 外周余剰領域
23 基板
25 積層部
27 バンプ
28 切削バイト
29 樹脂層
34 チャックテーブル
36 高さ測定装置アセンブリ
40,42 リニアゲージ
58 非接触式高さ測定手段
60 アライメント手段
2 Cutting
Claims (2)
高さ測定手段でチャックテーブルに保持された板状物の上面高さを測定すると共に、該チャックテーブルの上面高さを測定して該板状物の厚みを算出する第1の板状物厚み算出工程と、
該第1の板状物厚み算出工程で算出された該板状物の厚みをもとに、該チャックテーブルに保持された板状物の目標切削厚さを設定し、該板状物が目標切削厚さとなるように該板状物上面を切削する第1の切削工程と、
前記高さ測定手段で該チャックテーブルに保持された前記第1の切削工程後の板状物上面の高さを測定し、その測定値と前記第1の板状物厚み算出工程で測定したチャックテーブル上面の高さとから、前記第1の切削工程後の板状物の厚みを算出する第2の板状物厚み算出工程と、
前記第1の切削工程で設定した前記目標切削厚さと、前記第2の板状物厚み算出工程で算出した板状物の厚みとの差を算出して、切削補正値を求める補正値算出工程と、
該補正値算出工程で算出した該切削補正値を加味した板状物の目標仕上げ厚みを設定する目標仕上げ厚み設定工程と、
該目標仕上げ厚み設定工程で設定した目標仕上げ厚みに板状物を切削する第2の切削工程と、
を具備したことを特徴とする板状物の切削加工方法。 A cutting method for a plate-like material, in which the upper surface of a plate-like material composed of a substrate portion and a laminated portion formed with a predetermined thickness on the upper surface of the substrate portion is ground, and the laminated portion is formed to a predetermined thickness. Because
First plate thickness for measuring the upper surface height of the plate-like object held on the chuck table by the height measuring means and calculating the thickness of the plate-like object by measuring the upper surface height of the chuck table A calculation process;
Based on the thickness of the plate-like object calculated in the first plate-like object thickness calculating step, a target cutting thickness of the plate-like object held on the chuck table is set, and the plate-like object is set as a target. A first cutting step of cutting the upper surface of the plate-like object so as to have a cutting thickness;
The height of the upper surface of the plate-like object after the first cutting step held on the chuck table by the height measuring means is measured, and the measured value and the chuck measured in the first plate-like object thickness calculating step From the height of the table upper surface, a second plate thickness calculation step for calculating the thickness of the plate after the first cutting step,
A correction value calculating step for calculating a cutting correction value by calculating a difference between the target cutting thickness set in the first cutting step and the thickness of the plate-like material calculated in the second plate-like material thickness calculating step. When,
A target finish thickness setting step of setting a target finish thickness of the plate-like object taking into account the cutting correction value calculated in the correction value calculation step;
A second cutting step of cutting the plate-like object to the target finish thickness set in the target finish thickness setting step;
A cutting method for a plate-like object comprising:
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