JP2009206362A - Method of cutting plate-like material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウエーハ等の板状物を切削する板状物の切削方法に関する。 The present invention relates to a cutting method of a plate-like object for cutting a plate-like object such as a semiconductor wafer.
シリコン基板にIC、LSI等の電子回路が複数形成された半導体ウエーハや、電子部品に使用される各種セラミック基板、樹脂基板、ガラス基板等の板状物はダイシング装置(切削装置)等により個々のチップに分割され、各種電子機器に広く利用されている。 Semiconductor wafers in which a plurality of electronic circuits such as IC and LSI are formed on a silicon substrate, and various plate materials such as various ceramic substrates, resin substrates, and glass substrates used for electronic components are individually processed by a dicing device (cutting device). Divided into chips, it is widely used in various electronic devices.
ダイシング装置による板状物の切削加工では、一般的にヘアラインと呼ばれるカメラの基準線と切削予定ラインとを合わせることで加工位置の設定を行っている。その際、事前にカメラの基準線と切削ブレードの中心線を合わせる作業(ヘアライン合わせ)を実施する。 In the cutting process of a plate-like object by a dicing device, the processing position is set by matching a camera reference line generally called a hairline with a planned cutting line. At that time, an operation (hairline alignment) of aligning the reference line of the camera with the center line of the cutting blade is performed in advance.
このヘアライン合わせ作業は、具体的には一度切削ブレードにて被加工物の表面に溝を加工し、その加工溝を撮像して画像処理を行って加工溝の中心を検出し、この溝の中心位置とカメラの基準線位置とのずれ量を算出し、このずれ量を座標位置に加減することにより、加工溝の中心位置とカメラの基準線位置とを合致させた原点位置を装置に記憶させることで行っている。 Specifically, this hairline alignment operation is performed by processing a groove on the surface of the workpiece once with a cutting blade, imaging the processed groove, performing image processing, and detecting the center of the processed groove. By calculating the amount of deviation between the position and the reference line position of the camera, and adding or subtracting this deviation amount to the coordinate position, the origin position that matches the center position of the machining groove and the reference line position of the camera is stored in the device. Is going on.
切削を継続すると、切削ブレードが装着されたスピンドルの高速回転に伴ってスピンドルには熱膨張が発生する。この熱膨張によって切削ブレードの位置には軸方向のずれが生じる。この位置ずれによって、切削ブレードが切削予定ライン(ストリート)から外れた位置を切削してしまい、デバイス領域を破損させたり品質を低下させたりするという問題がある。 If the cutting is continued, thermal expansion occurs in the spindle as the spindle mounted with the cutting blade rotates at a high speed. This thermal expansion causes an axial shift in the position of the cutting blade. Due to this misalignment, there is a problem that the cutting blade cuts the position off the planned cutting line (street), thereby damaging the device region and reducing the quality.
そこで、通常ダイシング装置では、切削途中で定期的に被加工物であるウエーハに形成された加工溝をカメラで撮影し、カメラの基準線と加工溝とのずれを検出し、そのずれを加味して切削ブレードの移動を制御するようにしている。 Therefore, with a normal dicing machine, the processing grooves formed on the wafer, which is the workpiece, are periodically photographed with the camera during cutting, and the deviation between the camera reference line and the machining groove is detected, and the deviation is taken into account. Therefore, the movement of the cutting blade is controlled.
また、特開2005−311033号公報には、板状物の切削とは別に、板状物不存在領域に切削ブレードを切り込ませて切削傷を形成し、切削傷をアライメント手段によって検出して切削傷と基準線との位置ずれを検出する切削ブレードの位置ずれ検出方法が開示されている。
しかし、切削途中で定期的に被加工物であるウエーハに形成された加工溝をカメラで撮影し、切削ブレードの切削位置を補正する従来の方法では、切削ブレードの位置ずれが生じた状態でストリートを切削する場合があり、少なくともウエーハの一部分においてはデバイス領域を破損させてしまう可能性がある。 However, in the conventional method of correcting the cutting position of the cutting blade by photographing the groove formed on the wafer, which is a workpiece, periodically during the cutting, and correcting the cutting position of the cutting blade, The device region may be damaged at least in a part of the wafer.
特許文献1に開示された方法では、板状物不存在領域を切削するため、ウエーハのデバイス領域を破損させるという恐れはないが、切削途中で切削傷を撮影するためにはエアブローを行う必要があり、エアブローを行うことで切削水中に浮遊する切削屑がウエーハに付着してしまうという問題がある。更には、定期的に加工が中断されるため、加工効率が悪いという問題がある。
In the method disclosed in
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、切削ブレードの位置ずれが生じた状態で切削予定ラインを切削する必要がなく、加工途中で板状物にエアブローを行う必要がなく、更には加工効率を落とすことのない板状物の切削方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to cut a planned cutting line in a state where the displacement of the cutting blade has occurred, and to form a plate-like material during the processing. It is an object of the present invention to provide a method for cutting a plate-like object that does not require air blow and that does not reduce the processing efficiency.
本発明によると、板状物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された板状物を切削する切削ブレードが回転可能に装着された切削手段と、該切削ブレードの位置合わせ用基準線が形成された光学系を有し板状物の切削予定位置を検出するアライメント手段と、該切削ブレードの回転軸方向の一方側に配設され該切削ブレードまでの距離を検出するブレード検出手段と、該基準線の位置と該ブレード検出手段で検出した該切削ブレードまでの距離とを記憶し、該切削ブレードの切削送りを制御する制御手段とを具備した切削装置を用いて板状物を切削する切削方法であって、前記基準線と前記ブレード検出手段との間隔をDに設定し、前記切削予定位置と前記基準線との位置合わせを実施し、該切削予定位置と該基準線との位置合わせが一度実施された状態で、切削予定位置間隔ずつ前記切削手段をインデックス送りしながら複数の該切削予定位置を切削する際、前記ブレード検出手段で前記切削ブレードまでの距離dを検出し、前記基準線と前記ブレード検出手段との間隔Dに対して、前記切削ブレードの位置を(d−D)で補正して板状物を切削する、各工程を具備したことを特徴とする板状物の切削方法が提供される。 According to the present invention, a chuck table for holding a plate-like object, a cutting means on which a cutting blade for cutting the plate-like object held on the chuck table is rotatably mounted, and a reference line for alignment of the cutting blade Alignment means for detecting the planned cutting position of the plate-shaped object, and blade detection means for detecting the distance to the cutting blade disposed on one side in the rotational axis direction of the cutting blade Cutting the plate-like object by using a cutting device having a control means for storing the position of the reference line and the distance to the cutting blade detected by the blade detecting means and controlling the cutting feed of the cutting blade. A cutting method, wherein an interval between the reference line and the blade detection unit is set to D, alignment between the planned cutting position and the reference line is performed, and the planned cutting position and the reference line In a state where the alignment is performed once, when cutting a plurality of the planned cutting positions while indexing the cutting means at every planned cutting position interval, the blade detecting means detects the distance d to the cutting blade, A plate shape comprising the steps of cutting a plate-like object by correcting the position of the cutting blade by (d−D) with respect to the interval D between the reference line and the blade detecting means. An object cutting method is provided.
本発明によると、切削ブレードの位置ずれを検出するのに加工溝を必要としないため、切削ブレードに位置ずれが生じた状態で切削加工を実施することがないので、デバイス領域を破損する恐れがない。また、エアブローで被加工物である板状物を乾燥させる必要がないため、エアブローにより切削屑を板状物に付着させてしまう恐れがない。 According to the present invention, since the machining groove is not required to detect the positional deviation of the cutting blade, the cutting process is not performed in a state where the positional deviation has occurred in the cutting blade, which may damage the device region. Absent. Moreover, since it is not necessary to dry the plate-shaped object which is a to-be-processed object by air blow, there is no possibility that cutting waste will adhere to a plate-shaped object by air blow.
さらに、ブレード検出手段によって加工中でも随時切削ブレードの位置ずれを検出して位置ずれの補正が可能であるため、切削加工を中断することなく加工効率を落とすことがない。 Furthermore, since the position of the cutting blade can be detected at any time during the machining by the blade detecting means and the position deviation can be corrected, the machining efficiency is not reduced without interrupting the cutting.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図1は半導体ウエーハをダイシングして個々のチップ(デバイス)に分割することのできる本発明実施形態に係る切削装置2の外観を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an appearance of a
切削装置2の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作手段4が設けられている。装置上部には、オペレータに対する案内画面や後述する撮像手段によって撮像された画像が表示されるCRT等の表示手段6が設けられている。
On the front side of the
図2に示すように、ダイシング対象のウエーハWの表面においては、第1のストリートS1と第2ストリートS2とが直交して形成されており、第1のストリートS1と第2のストリートS2とによって区画されて多数のデバイスDがウエーハW上に形成されている。 As shown in FIG. 2, on the surface of the wafer W to be diced, the first street S1 and the second street S2 are formed orthogonally, and the first street S1 and the second street S2 A plurality of devices D are partitioned and formed on the wafer W.
ウエーハWは粘着テープであるダイシングテープTに貼着され、ダイシングテープTの外周縁部は環状フレームFに貼着されている。これにより、ウエーハWはダイシングテープTを介してフレームFに支持された状態となり、図1に示したウエーハカセット8中にウエーハが複数枚(例えば25枚)収容される。ウエーハカセット8は上下動可能なカセットエレベータ9上に載置される。
The wafer W is attached to a dicing tape T that is an adhesive tape, and the outer peripheral edge of the dicing tape T is attached to an annular frame F. As a result, the wafer W is supported by the frame F via the dicing tape T, and a plurality of wafers (for example, 25 sheets) are accommodated in the
ウエーハカセット8の後方には、ウエーハカセット8から切削前のウエーハWを搬出するとともに、切削後のウエーハをウエーハカセット8に搬入する搬出入手段10が配設されている。ウエーハカセット8と搬出入手段10との間には、搬出入対象のウエーハが一時的に載置される領域である仮置き領域12が設けられており、仮置き領域12には、ウエーハWを一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段14が配設されている。
Behind the
仮置き領域12の近傍には、ウエーハWと一体となったフレームFを吸着して搬送する旋回アームを有する搬送手段16が配設されており、仮置き領域12に搬出されたウエーハWは、搬送手段16により吸着されてチャックテーブル18上に搬送され、このチャックテーブル18に吸引されるとともに、複数の固定手段19によりフレームFが固定されることでチャックテーブル18上に保持される。
In the vicinity of the
チャックテーブル18は、回転可能且つX軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル18のX軸方向の移動経路の上方には、ウエーハWの切削すべきストリートを検出するアライメント手段20が配設されている。
The chuck table 18 is configured to be rotatable and reciprocally movable in the X-axis direction. Above the movement path of the chuck table 18 in the X-axis direction, an
アライメント手段20は、ウエーハWの表面を撮像するCCDカメラ等の撮像手段(光学系)22を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の処理によって切削すべきストリートを検出することができる。撮像手段22によって取得された画像は、表示手段6に表示される。
The
アライメント手段20の左側には、チャックテーブル18に保持されたウエーハWに対して切削加工を施す切削手段24が配設されている。切削手段24はアライメント手段20と一体的に構成されており、両者が連動してY軸方向及びZ軸方向に移動する。
On the left side of the alignment means 20, a cutting means 24 for cutting the wafer W held on the chuck table 18 is disposed. The
切削手段24は、回転可能なスピンドル26の先端に切削ブレード28が装着されて構成され、Y軸方向及びZ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード28は撮像手段22の位置合わせ用基準線(ヘアライン)のX軸方向の延長線上に概略位置している。
The
図3を参照すると、スピンドルと、スピンドルに装着されるブレードマウントとの関係を示す分解斜視図が示されている。スピンドルユニット30のスピンドルハウジング32中には、図示しないサーボモータにより回転駆動されるスピンドル26が回転可能に収容されている。スピンドル26はテーパ部26a及び先端小径部26bを有しており、先端小径部26bには雄ねじ34が形成されている。
Referring to FIG. 3, an exploded perspective view showing the relationship between the spindle and the blade mount attached to the spindle is shown. A
36はボス部(凸部)38と、ボス部38と一体的に形成された固定フランジ40とから構成されるブレードマウントであり、ボス部38には雄ねじ42が形成されている。さらに、ブレードマウント36は装着穴43を有している。
A
ブレードマウント36は、装着穴43をスピンドル26の先端小径部26b及びテーパ部26aに挿入して、ナット44を雄ねじ34に螺合して締め付けることにより、図4に示すようにスピンドル26の先端部に取り付けられる。
In the
図4はブレードマウント36が固定されたスピンドル26と、切削ブレード28との装着関係を示す分解斜視図である。切削ブレード28はハブブレードと呼ばれ、円形ハブ48を有する円形基台46の外周にニッケル母材中にダイヤモンド砥粒が分散された切刃50が電着されて構成されている。
FIG. 4 is an exploded perspective view showing the mounting relationship between the
切削ブレード28の装着穴52をブレードマウント36のボス部38に挿入し、固定ナット54をボス部38の雄ねじ42に螺合して締め付けることにより、図5に示すように切削ブレード28がスピンドル26に取り付けられる。
By inserting the
図6を参照すると、切削ブレード28が装着された切削手段24の拡大斜視図が示されている。60は切削ブレード28をカバーするブレードカバーであり、このブレードカバー60には切削ブレード28の側面に沿って伸長する図示しない切削水ノズルが取り付けられている。切削水が、パイプ72を介して図示しない切削水ノズルに供給される。
Referring to FIG. 6, an enlarged perspective view of the cutting means 24 with the
62は着脱カバーであり、ねじ64によりブレードカバー60に取り付けられる。着脱カバー62は、ブレードカバー60に取り付けられた際、切削ブレード28の側面に沿って伸長する切削水ノズル70を有している。切削水は、パイプ74を介して切削水ノズル70に供給される。
66はブレード検出ブロックであり、ねじ68によりブレードカバー60に取り付けられる。ブレード検出ブロック66には図7に示すように、切削ブレード28の回転軸方向の一方側に位置するように、切削ブレード28までの距離を検出するブレード検出手段80が取り付けられている。
A
好ましくは、ブレード検出手段80は図示するように装置の奥側(図7で左側)に取り付けるのが良い。これは、切削ブレード28交換時に、切削ブレード28の切刃50とブレード検出手段80との接触を避け易いためである。
Preferably, the blade detection means 80 is attached to the back side (left side in FIG. 7) of the apparatus as shown. This is because it is easy to avoid contact between the cutting
ブレード検出手段80としては、例えば静電容量センサ、渦電流計、レーザ干渉計等を採用可能である。ブレード検出ブロック66はスピンドルハウジング32に固定されたブレードカバー60に取り付けられており、CCDカメラ等の撮像手段22はスピンドルハウジング32に固定されているため、撮像手段22とブレード検出手段80との位置関係は常に一定である。
As the blade detection means 80, for example, a capacitance sensor, an eddy current meter, a laser interferometer, or the like can be employed. Since the
このように構成された切削装置2において、ウエーハカセット8に収容されたウエーハWは、搬出入手段10によってフレームFが挟持され、搬出入手段10が装置後方(Y軸方向)に移動し、仮置き領域12においてその挟持が解除されることにより、仮置き領域12に載置される。そして、位置合わせ手段14が互いに接近する方向に移動することにより、ウエーハWが一定の位置に位置づけられる。
In the
次いで、搬送手段16によってフレームFは吸着され、搬送手段16が旋回することによりフレームFと一体となったウエーハWがチャックテーブル18に搬送されてチャックテーブル18により保持される。そして、チャックテーブル18がX軸方向に移動してウエーハWは撮像手段(光学系)22の直下に位置づけられる。
Next, the frame F is adsorbed by the
ウエーハWが概ね撮像手段22の直下に位置づけられると、撮像手段22によってウエーハWの表面が撮像され、チャックテーブル18をX軸方向に移動させるとともに撮像手段22をY軸方向に移動させながら、コントローラに予め記憶させておいたストリートの画像と撮像手段22により取得した実際の画像とのパターンマッチングがコントローラにおいて行われ、ウエーハWの表面に形成された切削予定領域であるストリートS1又はS2が検出される。 When the wafer W is positioned almost directly below the imaging means 22, the surface of the wafer W is imaged by the imaging means 22, and the controller moves while moving the chuck table 18 in the X-axis direction and moving the imaging means 22 in the Y-axis direction. In the controller, pattern matching between the street image stored in advance and the actual image acquired by the imaging means 22 is performed, and the street S1 or S2 which is the planned cutting area formed on the surface of the wafer W is detected. The
撮像手段22はブレードの位置合わせ用の基準線を予め有しており、パターンマッチングにおいては、検出された切削すべきストリートS1又はS2の中央と基準線とが合致するようにソフト的に調整する。 The image pickup means 22 has a reference line for blade alignment in advance, and in pattern matching, software adjustment is performed so that the center of the detected street S1 or S2 to be cut matches the reference line. .
すなわち、一般的に基準線とブレードマウント36に装着された切削ブレード28のY座標とは完全に一致しないため、基準線と切削ブレード28とのY軸方向のずれ量を補正値としてコントローラに記憶させておき、その補正値を加減することにより、ストリートS1又はS2の中央と基準線とを合致させる。
That is, generally, since the reference line and the Y coordinate of the
本実施形態においては、装置組立時に、ブレード検出ブロック66をブレードカバー60に固定すると、ブレード検出手段80と撮像手段22の基準線84とのY軸方向の位置関係が固定されるため、ブレード検出手段80と基準線84との間隔Dが設定され、この間隔Dをコントローラのメモリに記憶する。この間隔Dは、ブレード検出ブロック66がブレードカバー60に固定されている限り、常に一定である。82は撮像手段22の視野である。
In the present embodiment, when the
さらに、新たな切削ブレード28をブレードマウント36に装着すると、ブレード検出手段80で、ブレード検出手段80から切削ブレード28までの距離d1を検出し、このd1もコントローラのメモリに記憶する。
Further, when a
上述したように、切削ブレード28をブレードマウント36に装着すると、一般的に基準線84と切削ブレード28とのY軸方向の座標は完全には一致しない。従って、D=d1とは物理的にはならないが、基準線84と切削ブレード28とのY軸方向のずれ量を補正値としてコントローラに記憶し、その補正値を加減することにより、切削予定位置(ストリート)の中心位置と基準線84とをソフト的に位置合わせをする。すなわち、d1−Dが0となるように補正する。
As described above, when the
切削しようとするストリートと切削ブレード28との位置合わせが行われた状態で、チャックテーブル18をX軸方向に移動させるとともに、切削ブレード28を高速回転させながら切削手段24を下降させると、位置合わせされたストリートが切削される。
When the street to be cut and the
図8に示すように、メモリに記憶されたストリートピッチずつ切削手段24をY軸方向にインデックス送りにしながら切削を行うことにより、同方向のストリートS1が全て切削される。更に、チャックテーブル18を90°回転させてから、上記と同様の切削を行うと、ストリートS2も全て切削され、個々のデバイスDに分割される。 As shown in FIG. 8, the streets S1 in the same direction are all cut by performing cutting while the cutting means 24 is index-fed in the Y-axis direction by the street pitch stored in the memory. Furthermore, when the chuck table 18 is rotated by 90 ° and then the same cutting as described above is performed, the streets S2 are all cut and divided into individual devices D.
切削が終了したウエーハWはチャックテーブル18をX軸方向に移動してから、Y軸方向に移動可能な搬送手段25により把持されて洗浄装置27まで搬送される。洗浄装置27では、洗浄ノズルから水を噴射しながらウエーハWを低速回転(例えば300rpm)させることによりウエーハを洗浄する。
The wafer W that has been cut is moved in the X-axis direction by the chuck table 18 and is then gripped by the transfer means 25 that can move in the Y-axis direction and transferred to the
洗浄後、ウエーハWを高速回転(例えば3000rpm)させながら、エアノズルからエアを噴出させてウエーハWを乾燥させた後、搬送手段16によりウエーハWを吸着して仮置き領域12に戻し、更に搬出入手段10によりウエーハカセット8の元の収納場所にウエーハWが戻される。
After cleaning, while rotating the wafer W at a high speed (for example, 3000 rpm), air is blown out from the air nozzle to dry the wafer W, and then the wafer W is sucked by the conveying
切削を継続すると、スピンドル26の高速回転によりスピンドル26が熱膨張し、図9(B)に示すように、スピンドル26に装着された切削ブレード28のY軸方向の位置にずれが生じる。
When the cutting is continued, the
熱膨張につれて、ブレード検出手段80から切削ブレード28までの距離dは変化するが、本実施形態ではこの変化する距離dを常にあるいは必要に応じて検出しているため、スピンドル26が熱膨張により伸びて切削ブレード28の位置ずれが発生した場合には、切削ブレード28の位置を(d−D)で補正すると、切削ブレード28をストリートS1又はS2の中心に位置付けることができる。このような切削ブレード28の位置ずれの補正は切削開始時に常に行うようにしても良いし、又は定期的に行うようにしても良い。
The distance d from the blade detection means 80 to the
上述した本実施形態によると、切削ブレード28の位置ずれを検出するのに従来のように切削加工溝を形成する必要がないため、切削ブレード28に位置ずれが生じた状態でウエーハWの切削加工をすることが防止される。また、エアブローで切削加工溝近辺の切削水を吹き飛ばす必要がないため、切削屑をウエーハWに付着させてしまうことがない。
According to the above-described embodiment, since it is not necessary to form a cutting groove as in the prior art in order to detect the positional deviation of the
さらに、ブレード検出手段80によって切削加工中でも随時切削ブレード28の位置ずれを検出して位置ずれの補正が可能であるため、加工を中断する必要がなく加工効率を落とすことがない。
Further, since the position detection of the
2 切削装置
18 チャックテーブル
24 切削手段
26 スピンドル
28 切削ブレード
30 スピンドルユニット
36 ブレードマウント
40 固定ブラケット
54 固定ナット
66 ブレード検出ブロック
80 ブレード検出手段
84 位置合わせ用基準線(ヘアライン)
2 Cutting
Claims (1)
前記基準線と前記ブレード検出手段との間隔をDに設定し、
前記切削予定位置と前記基準線との位置合わせを実施し、
該切削予定位置と該基準線との位置合わせが一度実施された状態で、切削予定位置間隔ずつ前記切削手段をインデックス送りしながら複数の該切削予定位置を切削する際、前記ブレード検出手段で前記切削ブレードまでの距離dを検出し、
前記基準線と前記ブレード検出手段との間隔Dに対して、前記切削ブレードの位置を(d−D)で補正して板状物を切削する、
各工程を具備したことを特徴とする板状物の切削方法。 A chuck table for holding a plate-like object, a cutting means on which a cutting blade for cutting the plate-like object held on the chuck table is rotatably mounted, and an optical in which a reference line for alignment of the cutting blade is formed An alignment means for detecting a planned cutting position of a plate-like object, a blade detection means for detecting a distance to the cutting blade disposed on one side in the rotation axis direction of the cutting blade, and a reference line A cutting method for cutting a plate-like object using a cutting device that stores a position and a distance to the cutting blade detected by the blade detecting means and includes a control means for controlling the cutting feed of the cutting blade. And
Set the distance between the reference line and the blade detection means to D,
Perform alignment between the planned cutting position and the reference line,
When cutting the plurality of scheduled cutting positions while indexing the cutting means at each scheduled cutting position interval while the alignment between the scheduled cutting position and the reference line has been performed once, the blade detecting means Detect the distance d to the cutting blade,
Cutting the plate-like object by correcting the position of the cutting blade with (d−D) with respect to the interval D between the reference line and the blade detecting means,
A method for cutting a plate-like object comprising each step.
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