JP2010137346A

JP2010137346A - 研削装置

Info

Publication number: JP2010137346A
Application number: JP2008318327A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Ono; 勝利大野
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2008-12-15
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2010-06-24
Anticipated expiration: 2028-12-15
Also published as: JP5394053B2

Abstract

【課題】被加工物と保護テープとの貼り合せ構造からなる板状ワークを研削する際に、板状ワークに気泡等の異常があっても、被加工物の破損を未然に回避できるようにする。
【解決手段】保持手段に対する搬入前の位置で、板状ワーク１００を撮像する撮像部１４ａを含み、板状ワーク１００の異常を検出する異常検出手段１４を備えることで、被加工物１０１と保護テープ１０２との貼り合せ構造からなる板状ワーク１００に気泡１０５等の異常があることが異常検出手段１４によって検出された場合には、保持手段に対する当該板状ワーク１００の搬入を停止させる等の処置を採ることができるようにした。
【選択図】図４

Description

本発明は、被加工物と保護テープとを貼着させた板状ワークを研削加工する研削装置に関するものである。

当業者には周知の如く、半導体デバイス製造工程においては、ＩＣ，ＬＳＩ等の回路が複数個形成された半導体ウエーハは、個々のチップに分割される前にその裏面を研削装置によって研削して所定の厚さに形成される。半導体ウエーハの裏面を研削する研削装置は、被加工物着脱域と研削域に沿って回転可能に配設されたターンテーブルと、該ターンテーブル上に配設され順次研削域に移動される複数個のチャックテーブルと、研削域に配設され研削域に位置付けられたチャックテーブル上に保持された被加工物を研削する研削ホイールを備えた研削加工手段とを具備している（例えば、特許文献１参照）。ここで、被加工物は、そのデバイス面を保護するための保護テープを接着剤により貼着してなる貼り合せ構造の板状ワークの形態で研削に供されることがある。

特開平１０−８６０４８号公報

ところが、貼り合せ構造からなる板状ワークの場合、例えば、保護テープの貼着時に空気の混入によって生ずる気泡など、被加工物と保護テープの間に異物が挟まれている場合がある。このような状態の板状ワークに対してそのまま研削加工を行うと、被加工物を破損させてしまう等の不具合が生ずる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被加工物と保護テープとの貼り合せ構造からなる板状ワークを研削する際に、板状ワークに気泡等の異常があっても、被加工物の破損を未然に回避することができる研削装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる研削装置は、被加工面を有する被加工物と該被加工物の前記被加工面とは反対側の面に貼着され被保持面を有する保護テープとを含む板状ワークの前記被保持面を保持する保持手段と、該保持手段に保持された前記板状ワークの前記被加工面に作用して研削加工を施す研削砥石を含む研削加工手段と、前記保持手段に対する搬入前の位置で、前記板状ワークの異常を検出する異常検出手段と、該異常検出手段の検出結果により当該研削装置の動作を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明にかかる研削装置は、上記発明において、前記異常検出手段は、前記板状ワークの異常として、喘記被加工物と前記保護テープとの間に挟まれた異物を検出することを特徴とする。

また、本発明にかかる研削装置は、上記発明において、前記異物は、気泡であることを特徴とする。

また、本発明にかかる研削装置は、上記発明において、前記異常検出手段は、前記板状ワークの異常として、前記保護テープ外縁部の形状異常を検出することを特徴とする。

また、本発明にかかる研削装置は、上記発明において、前記異物検出手段は、前記保持手段に対する搬入前の位置で前記板状ワークを前記保護テープ側から撮像する撮像部と、該撮像部によって取得した撮像データを保存する撮像データ保存部と、該撮像データ保存部に保存された前記撮像データに基づき前記板状ワークの異常の有無を判定する判定部と、を備え、前記制御手段は、前記判定部により前記板状ワークに異常が有ると判定された場合には前記保持手段に対する当該板状ワークの搬入動作を停止させるように当該研削装置の動作を制御することを特徴とする。

本発明にかかる研削装置によれば、保持手段に対する搬入前の位置で、板状ワークの異常を検出する異常検出手段を備えるので、被加工物と保護テープとの貼り合せ構造からなる板状ワークに気泡等の異常があることが異常検出手段によって検出された場合には、保持手段に対する当該板状ワークの搬入を停止させる等の処置を採ることができ、よって、異常がある板状ワークをそのまま研削加工してしまうことがなく、被加工物の破損を未然に回避することができるという効果を奏する。

以下、本発明を実施するための最良の形態である研削装置について図面を参照して説明する。

まず、本実施の形態で研削加工する対象である板状ワークについて説明する。図１は、板状ワークの構成を裏返して示す外観斜視図である。研削対象となる板状ワーク１００は、被加工物１０１と保護テープ１０２との貼り合せ構造からなる。被加工物１０１は、表面にストリート１０３によって区画された複数のデバイス１０４が形成され、裏面を被加工面１０１ａとして研削されるものである。保護テープ１０２は、研削加工時に後述の保持手段に保持されるデバイス１０４面側を保護するためのもので、被加工物１０１のデバイス１０４が形成された表面に対して接着剤によって貼着されている。したがって、保護テープ１０２は、貼着面とは反対側の露出した面が保持手段に保持される被保持面１０２ａとなる。この保護テープ１０２は被加工物１０１に対する貼着後に、被加工物１０１の外形形状に沿って切断され、同一の外形形状とされる。

ここで、被加工物１０１は、特に限定はされないが、例えばシリコンウエーハやＧａＡｓ等の半導体ウエーハや、セラミック、ガラス、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）系の無機材料基板、板状金属や樹脂などの延性材料や、さらには、ミクロンオーダーからサブミクロンオーダーの平坦度（ＴＴＶ：total thickness variation：ウエーハの被研削面を基準面として厚み方向に測定した高さのウエーハ全面における最大値と最小値の差）が要求される各種加工材料が挙げられる。

つづいて、本実施の形態の研削装置について説明する。図２は、本実施の形態にかかる研削装置の構成例を示す斜視図であり、図３は、その一部を拡大して示す斜視図であり、図４は、板状ワークの撮像時の搬送状況を示す概略側面図である。本実施の形態の研削装置１は、貼り合せ構造の板状ワーク１００の被加工面１０１ａを研削加工するためのものである。本実施の形態の研削装置１は、例えば、ハウジング２と、２つの研削加工手段３，４と、ターンテーブル５上に設置された例えば３つの保持手段６ａ〜６ｃと、カセット７，８と、位置合わせ手段９と、搬入手段１０と、搬出手段１１と、洗浄手段１２と、搬出入手段１３とともに、異常検出手段１４および制御手段１５とを備えている。

研削加工手段３は、保持手段６ｂの保持面６ｓに直交する回転軸３ａの下端に着脱自在に装着された研削砥石３ｂを有する研削ホイール３ｃをモータ３ｄによって回転させながら保持面６ｓに保持された板状ワーク１００の被加工面１０１ａに押圧することによって、被加工面１０１ａに対して研削加工（例えば、粗研削）を施すためのものである。研削加工手段４も同様に、保持手段６ｃの保持面６ｓに直交する回転軸４ａの下端に着脱自在に装着された研削砥石４ｂを有する研削ホイール４ｃをモータ４ｄによって回転させながら保持面６ｓに保持された板状ワーク１００の被加工面１０１ａに押圧することによって、被加工面１０１ａに対して研削加工（例えば、仕上げ研削）を施すためのものである。

ターンテーブル５は、ハウジング２の上面に水平面内で回転可能に設けられ、適宜タイミングで回転駆動される。このターンテーブル５上には、例えば３つの保持手段６ａ〜６ｃが、例えば１２０度の位相角で等間隔に配設されている。これら保持手段６ａ〜６ｃは、上面に真空チャックを備えたチャックテーブル構造のものであり、平坦に形成された保持面６ｓに、板状ワーク１００の保護テープ１０２による被保持面１０２ａ側を真空吸着して保持する。これら保持手段６ａ〜６ｃは、研削加工時には、回転駆動機構によって水平面内で回転駆動される。

カセット７，８は、複数のスロットを有する板状ワーク１００用の収容器である。一方のカセット７は、研削加工前の板状ワーク１００を収容し、他方のカセット８は、研削加工後の板状ワーク１００を収容する。また、位置合わせ手段９は、カセット７から取り出された板状ワーク１００が仮置きされて、その中心位置合わせを行うためのテーブルである。

また、搬入手段１０は、吸着パッド１０ａを有して水平面内で回転駆動される搬送アーム１０ｂからなり、位置合わせ手段９で位置合わせされた研削加工前の板状ワーク１００を吸着保持して搬入搬出位置に位置する保持手段６ａ上に搬入する。搬出手段１１は、吸着パッド１１ａを有して水平面内で回転駆動される搬送アーム１１ｂからなり、搬入搬出位置に位置する保持手段６ａ上に保持された研削加工後の板状ワーク１００を吸着保持して洗浄手段１２に搬出する。

また、搬出入手段１３は、例えばＵ字型ハンドを備えるロボットアーム１３ａであり、ロボットアーム１３ａによって板状ワーク１００の被加工面１０１ａを吸着保持して搬送する。具体的には、搬出入手段１３は、研削加工前の板状ワーク１００をカセット７から位置合わせ手段９へ搬出するとともに、研削加工後の板状ワーク１００を洗浄手段１２からカセット８へ搬入する。洗浄手段１２は、研削加工後の板状ワーク１００を洗浄し、研削された被加工面１０１ａに付着している研削屑等のコンタミネーションを除去する。

ここで、研削加工手段３，４は、それぞれ昇降送り手段１６，１７により昇降送り可能に設けられ、研削砥石３ｂ，４ｂを有する研削ホイール３ｃ，４ｃを保持手段６ｂ，６ｃ上の板状ワーク１００の被加工面１０１ａに対して研削送り可能に構成されている。

また、異常検出手段１４は、保持手段６ａに対する搬入前の位置で、板状ワーク１００の異常を検出するためのものである。ここで、本実施の形態で、異常検出手段１４の検出対象とする板状ワーク１００の異常は、被加工物１０１と保護テープ１０２との間に挟まれた異物、例えば図１や図４に示すような気泡１０５や、保護テープ１０２の外縁部の形状異常、例えば図１や図４に示すような髭状に出っ張った突起１０６である。気泡１０５は、被加工物１０１に対して保護テープ１０２を貼着する際に空気が混入することにより発生し得る。このような気泡１０５が存在する板状ワーク１００を研削砥石３ａ，４ａで研削加工すると、気泡１０５に伴う凸状の出っ張りの影響で被加工物１０１に割れ、ひび等の破損が生じてしまうことがある。あるいは、研削の平面性が損なわれてしまう。また、突起１０６は、被加工物１０１に対して保護テープ１０２を貼着した後、被加工物１０１の外縁形状に沿って切断する際に切り残し等として発生し得る。このような突起１０６が存在する板状ワーク１００を研削砥石３ａ，４ａで研削加工すると、研削時に突起１０６部分を研削箇所に巻き込んでしまい、研削品質を損なう等の不具合が発生する。

このような板状ワーク１００の異常を検出するための異常検出手段１４は、撮像部１４ａと撮像データ保存部１４ｂと判定部１４ｃとを備える。撮像部１４ａは、保持手段６ａに対する搬入前の位置で板状ワーク１００を保護テープ１０２側から撮像するものである。撮像部１４ａは、具体的には、搬出入手段１３と位置合わせ手段９との間のワーク搬入経路中に上向きに配置され、図４に示すように、ロボットアーム１３ａにより把持されて上空を横切るように搬送される板状ワーク１００を保護テープ１０２側から１ラインずつ順次撮像するＣＣＤラインセンサからなる。この撮像部１４ａとしては、板状ワーク１００の直径以上の長さを有するものが用いられている。

また、撮像データ保存部１４ｂは、撮像部１４ａによって取得した撮像データを保存するためのメモリである。板状ワーク１００が撮像部１４ａ上を通過搬送されることにより、撮像データ保存部１４ｂには、板状ワーク１００を保護テープ１０２側から撮像した全面以上のサイズの撮像データが一時的に格納される。

さらに、判定部１４ｃは、撮像データ保存部１４ｂに保存された撮像データに基づき板状ワーク１００の異常の有無を判定するためのものである。ここで、板状ワーク１００を保護テープ１０２側から撮像部１４ａにより撮像した場合、気泡１０５が存在する部分では、光の散乱等により、他の平坦で正常な部分に比して白っぽい画像として撮像される。よって、判定部１４ｃにおいて、板状ワーク１００全面から得られた画像データに対して既存の画像認識処理を施して白っぽい撮像データ部分が認識された場合には、気泡１０５が存在すると判定し、それ以外の場合には正常であると判定することができる。また、板状ワーク１００の全面の撮像データは、板状ワーク１００が正常であれば、外縁形状が円形形状となるが、突起１０６が存在する場合には、円形形状からはみ出した撮像データ成分を含むこととなる。よって、判定部１４ｃにおいて、板状ワーク１００全面から得られた画像データに対して既存の画像認識処理を施して、板状ワーク１００の大きさに対応する円形形状からはみ出た撮像データが含まれている場合には突起１０６が存在すると判定し、それ以外の場合には正常であると判定することができる。

また、制御手段１５は、異常検出手段１４の検出結果により研削装置１の動作を制御するためのものである。すなわち、本実施の形態の制御手段１５は、判定部１４ｃにより板状ワーク１００に異常が有ると判定された場合には保持手段６ａに対する当該板状ワーク１００の搬入動作を停止させるように研削装置１の動作を制御する。

このような構成の研削装置１を用いた板状ワーク１００の研削加工について説明する。カセット７に収容された研削前の板状ワーク１００は、搬出入手段１３のロボットアーム１３ａにより取り出されて位置合わせ手段９に搬出され、中心位置合わせが行われる。その後、板状ワーク１００は、搬入手段１０の吸着パッド１０ａにより吸着保持されて、搬入搬出位置に位置する保持手段６ａの保持面６ｓ上に搬入されて、被保持面１０２が吸着保持される。板状ワーク１００を保持した搬入搬出位置の保持手段６ａは、ターンテーブル５の回転とともに研削加工手段３による研削位置に移動し、板状ワーク１００の被加工面１０１ａを研削砥石３ｂによる研削加工に供する。この間に、次の板状ワーク１００が、上述の場合と同様にして、搬入搬出位置に移動した保持手段６ｃ上に搬入保持される。

その後、研削加工手段３による研削加工が終了すると、板状ワーク１００を保持した保持手段６ａ，６ｃは、ターンテーブル５の回転とともにそれぞれ研削加工手段４，３による研削位置に移動し、板状ワーク１００の被加工面１０１ａをそれぞれ研削砥石４ｂ，３ｂによる研削加工に供する。この間に、次の板状ワーク１００が、上述の場合と同様にして、搬入搬出位置に移動した保持手段６ｂ上に搬入保持される。

その後、研削加工手段４，３による研削加工が終了すると、研削加工済みの板状ワーク１００を保持した保持手段６ａは、ターンテーブル５の回転とともに搬入搬出位置に移動するとともに、板状ワーク１００を保持した保持手段６ｃ，６ｂは、ターンテーブル５の回転とともに研削加工手段４，３による研削位置に移動し、板状ワーク１００の被加工面１０１ａをそれぞれ研削砥石４ｂ，３ｂによる研削加工に供する。そして、搬入搬出位置に移動した保持手段６ａ上の研削加工済みの板状ワーク１００は、搬出手段１１の吸着パッド１１ａにより吸着保持されて、洗浄手段１２に搬出される。このような搬出後に、次の板状ワーク１００が、上述の場合と同様にして、搬入搬出位置に位置している保持手段６ａ上に搬入保持される。洗浄手段１２に搬出された板状ワーク１００は、洗浄後、搬出入手段１３のロボットアーム１３ａにより把持されてカセット８内に搬出される。

カセット７に収容された各板状ワーク１００に対して、このような動作が繰り返される。ここで、カセット７から板状ワーク１００をロボットアーム１３ａにより取り出して位置合わせ手段９に搬出する毎に、その搬送中に、板状ワーク１００は下面側に位置する保護テープ１０２側から撮像部１４ａによって１ライン毎順次撮像される。そして、取得された撮像データは、撮像データ保存部１４ｂに一旦格納される。板状ワーク１００の全面についての撮像データが撮像データ保存部１４ｂに格納されると、判定部１４ｃは、前述した画像認識処理により、搬送中の板状ワーク１００に気泡１０５や突起１０６などの異常の有無を判定する。異常が無いと判定した場合には、制御手段１５は、上述したような保持手段への搬入以降の動作を実行させる。

一方、判定部１４ｃにより気泡１０５や突起１０６などの異常が有ると判定された場合には、制御手段１５は、異常があると判定された板状ワーク１００を位置合わせ手段９に載置させたままとし、搬入手段１０による保持手段側への搬入動作を停止させる。そして、図示しない操作パネルにおける表示部等にこの板状ワーク１００に関する異常メッセージ等を表示させて、オペレータに排除を促す。一方、保持手段６ａ〜６ｃ上に搬入済みの正常な板状ワーク１００に関しては、上述の研削加工処理が続行される。

このようにして、本実施の形態によれば、保持手段６ａ〜６ｃに対する搬入前の位置で、板状ワーク１００の異常を検出する異常検出手段１４を備えるので、被加工物１０１と保護テープ１０２との貼り合せ構造からなる板状ワーク１００に気泡１０５等の異常があることが異常検出手段１４によって検出された場合には、保持手段６ａ〜６ｃに対するこの板状ワーク１００の搬入を停止させる等の処置を採ることができる。よって、異常がある板状ワーク１００をそのまま研削加工してしまうことがなく、被加工物１０１の破損を未然に回避することができる。

本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。例えば、制御手段１５を、ＣＰＵ，ＲＯＭおよびＲＡＭ等を備えるマイクロコンピュータによって構成する場合、異常検出手段１４中の撮像データ保存部１４ｂや判定部１４ｃをマイクロコンピュータ中に含ませて構成するようにしてもよい。

本発明の実施の形態で用いる板状ワークの構成を裏返して示す外観斜視図である。本実施の形態にかかる研削装置の構成例を示す斜視図である。研削装置の一部を拡大して示す斜視図である。板状ワークの撮像時の搬送状況を示す概略側面図である。

符号の説明

１研削装置
３，４研削加工手段
３ｂ，４ｂ研削砥石
６ａ〜６ｃ保持手段
１４異常検出手段
１４ａ撮像部
１４ｂ撮像データ保存部
１４ｃ判定部
１５制御手段
１００板状ワーク
１０１被加工物
１０１ａ被加工面
１０２保護テープ
１０２ａ被保持面
１０５気泡
１０６突起

Claims

被加工面を有する被加工物と該被加工物の前記被加工面とは反対側の面に貼着され被保持面を有する保護テープとを含む板状ワークの前記被保持面を保持する保持手段と、
該保持手段に保持された前記板状ワークの前記被加工面に作用して研削加工を施す研削砥石を含む研削加工手段と、
前記保持手段に対する搬入前の位置で、前記板状ワークの異常を検出する異常検出手段と、
該異常検出手段の検出結果により当該研削装置の動作を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする研削装置。
前記異常検出手段は、前記板状ワークの異常として、前記被加工物と前記保護テープとの間に挟まれた異物を検出することを特徴とする請求項１に記載の研削装置。
前記異物は、気泡であることを特徴とする請求項２に記載の研削装置。
前記異常検出手段は、前記板状ワークの異常として、前記保護テープ外縁部の形状異常を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の研削装置。
前記異物検出手段は、
前記保持手段に対する搬入前の位置で前記板状ワークを前記保護テープ側から撮像する撮像部と、
該撮像部によって取得した撮像データを保存する撮像データ保存部と、
該撮像データ保存部に保存された前記撮像データに基づき前記板状ワークの異常の有無を判定する判定部と、
を備え、
前記制御手段は、前記判定部により前記板状ワークに異常が有ると判定された場合には前記保持手段に対する当該板状ワークの搬入動作を停止させるように当該研削装置の動作を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の研削装置。