JP2014116487A - Cutting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウエーハ等の被加工物を切削加工する切削装置に関する。 The present invention relates to a cutting apparatus for cutting a workpiece such as a wafer.
シリコン基板にIC、LSI等のデバイス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、分割されたチップは各種電気機器に広く利用されている。 Semiconductor wafers in which multiple devices such as IC and LSI are formed on a silicon substrate, and various ceramic substrates, resin substrates, glass substrates, etc. used for electronic components are individually chipped by a dicing machine (cutting machine). The divided chips are widely used in various electric devices.
切削装置では、スピンドルの先端に装着された超砥粒を含む切削ブレードが高速回転しつつウエーハ等の被加工物へ切り込むことで切削加工を行う。近年、切削加工の生産性を上げるため、或いは高精度の切削加工を行うステップカットを実施するために、二つのスピンドルを備えた切削装置が提案されている。 In the cutting device, cutting is performed by cutting a cutting blade including superabrasive grains mounted on the tip of a spindle into a workpiece such as a wafer while rotating at high speed. 2. Description of the Related Art In recent years, a cutting apparatus having two spindles has been proposed in order to increase the productivity of cutting work or to perform step cut for performing high-precision cutting.
ステップカットでは、第1の切削ブレードで所定の深さの切削溝を形成した後、第2の切削ブレードで切削溝の底部中央を切削することでウエーハを個々のチップに分割する。ステップカットでは、所定の厚みを有するウエーハを二度に分けて切削することで、それぞれの切削ブレードで切削する際の切削量を一つの切削ブレードで一度に切削する方法(シングルカット)に比べて減らし、切削時の加工負荷を低減させて加工品質良く切削加工をすることができる。 In step cutting, a cutting groove having a predetermined depth is formed with a first cutting blade, and then the wafer is divided into individual chips by cutting the center of the bottom of the cutting groove with a second cutting blade. In step cutting, a wafer with a predetermined thickness is cut twice, so that the amount of cutting when cutting with each cutting blade is compared to the method of cutting with one cutting blade at a time (single cut) It is possible to reduce the processing load at the time of cutting and to perform cutting with good processing quality.
半導体ウエーハの切削加工においては、近年様々なデバイスやそれに合わせた様々な切削加工方法が提案されている。例えば、先ダイシング法(Dicing Before Grinding)、エッジトリミング等がその例である。 In semiconductor wafer cutting, various devices and various cutting methods according to the devices have been proposed in recent years. Examples thereof include a predicing method (dicing before grinding) and edge trimming.
先ダイシング法では、半導体ウエーハの表面にデバイスの仕上がり厚みに相当する深さの切削溝に形成した後、ウエーハの裏面を研削して切削溝を裏面に表出させ、ウエーハを個々のデバイスチップに分割する。 In the first dicing method, after forming a groove having a depth corresponding to the finished thickness of the device on the surface of the semiconductor wafer, the back surface of the wafer is ground to expose the cutting groove on the back surface, and the wafer is divided into individual device chips. To divide.
従って、先ダイシング法では、切り込み深さが非常に重要であるため、ウエーハの上面の高さ位置を高精度に検出できる背圧式センサーが用いられる(特許第4675451号公報参照)。 Therefore, since the cutting depth is very important in the tip dicing method, a back pressure sensor that can detect the height position of the upper surface of the wafer with high accuracy is used (see Japanese Patent No. 4675451).
通常のダイシング又はエッジトリミング加工で加工の要望が高い、電気絶縁性の高い酸化膜層をウエーハ内部に形成し、酸化膜層を介して2枚のウエーハが貼りあわされた状態としたSOI(Silicon On Insulator)ウエーハの場合、貼り合わせ面に形成されたパターンを赤外線カメラで撮像して、パターンの検出を行う場合がある。 An SOI (Silicon) in which an oxide film layer with high electrical insulation, which has a high processing demand in normal dicing or edge trimming, is formed inside the wafer, and the two wafers are bonded together via the oxide film layer. In the case of an On Insulator wafer, a pattern formed on the bonding surface may be imaged with an infrared camera to detect the pattern.
このような様々なデバイス、様々な切削方法が提案されている中、それらに対応可能な切削装置が要望されている。 While such various devices and various cutting methods have been proposed, a cutting apparatus capable of handling them has been desired.
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、様々なデバイス、様々な切削方法に対応可能な切削装置を提供することである。 This invention is made | formed in view of such a point, The place made into the objective is to provide the cutting device which can respond to various devices and various cutting methods.
本発明によると、切削装置であって、被加工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被加工物を切削する切削手段と、該チャックテーブルに保持された被加工物を撮像する撮像手段と、該チャックテーブルに保持された被加工物の表面の高さ位置を検出する背圧式センサーと、を備え、該撮像手段は、マクロ倍率とミクロ倍率に設定された可視光撮像手段と、マクロ倍率とミクロ倍率に設定された赤外線撮像手段とを含み、該背圧式センサーは、被加工物に対して圧縮エアを噴出するエア噴出ノズルと、該エア噴出ノズルに圧縮エアを供給する圧縮エア供給源と、該エア噴出ノズルと該圧縮エア供給源とを連結する第1の経路と、該圧縮エア供給源に連結され圧縮エアを大気に解放する第2の経路と、該第1の経路と該第2の経路とに連結され、該第1の経路の圧力と該第2の経路の圧力との差圧に対応した電圧を出力する差圧センサーと、該差圧センサーが出力した電圧値を認識する制御部と、を含むことを特徴とする切削装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a cutting apparatus, a chuck table for holding a workpiece, a cutting means for cutting the workpiece held on the chuck table, and an image of the workpiece held on the chuck table. Imaging means, and a back pressure sensor for detecting the height position of the surface of the workpiece held on the chuck table, and the imaging means is a visible light imaging means set at a macro magnification and a micro magnification. And an infrared imaging means set to a macro magnification and a micro magnification, and the back pressure sensor supplies an air ejection nozzle that ejects compressed air to the workpiece, and supplies the compressed air to the air ejection nozzle A first path connecting the compressed air supply source, the air ejection nozzle and the compressed air supply source; a second path connected to the compressed air supply source for releasing the compressed air to the atmosphere; and the first path No And a differential pressure sensor connected to the second path and outputting a voltage corresponding to a differential pressure between the pressure of the first path and the pressure of the second path, and a voltage output by the differential pressure sensor And a control unit for recognizing the value.
好ましくは、切削手段は第1の切削手段と第2の切削手段とを含み、前記可視光撮像手段は該第1の切削手段に装着され、前記赤外線撮像手段は該第2の切削手段に装着され、前記背圧式センサーは該第1の切削手段又は該第2の切削手段に装着される。 Preferably, the cutting means includes a first cutting means and a second cutting means, the visible light imaging means is attached to the first cutting means, and the infrared imaging means is attached to the second cutting means. The back pressure sensor is attached to the first cutting means or the second cutting means.
本発明の切削装置は、二つのスピンドルを有し、可視光撮像手段、赤外線撮像手段及び背圧式センサーを備えているので、様々な切削加工に対応することができる。 The cutting apparatus of the present invention has two spindles and includes visible light imaging means, infrared imaging means, and a back pressure sensor, and therefore can cope with various cutting processes.
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を参照すると、本発明実施形態に係る切削装置2の斜視図が示されている。切削装置2は、二つの切削ブレードが対向して配設されたフェイシングジュアルスピンドルタイプの切削装置である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, a perspective view of a cutting device 2 according to an embodiment of the present invention is shown. The cutting device 2 is a facing dual spindle type cutting device in which two cutting blades are arranged to face each other.
切削装置2のベース4には、チャックテーブル6が図示しない加工送り機構によりX軸方向に往復動可能に配設されている。チャックテーブル6はSUS等の金属から形成された枠体8内にポーラスセラミックス等から形成された吸引保持部10が配設されて構成されている。チャックテーブル6の周囲にはウオーターカバー12が配設されており、このウオーターカバー12とベース4に渡り蛇腹14が連結されている。
A chuck table 6 is disposed on the base 4 of the cutting apparatus 2 so as to be reciprocally movable in the X-axis direction by a machining feed mechanism (not shown). The chuck table 6 is configured by arranging a
被加工物11は、外周部が環状フレームFに装着されたダイシングテープTに貼着された状態でチャックテーブル6上に搭載され、チャックテーブル6の吸引保持部10によりダイシングテープTを介して吸引保持される。
The
ベース4の後方には門型形状のコラム20が立設されている。コラム20にはY軸方向に伸長する一対のガイドレール22が固定されている。コラム20にはガイドレール22に沿って第1Y軸移動ブロック24がボールねじ26と図示しないパルスモータとからなるY軸移動機構30によりY軸方向に移動可能に搭載されている。
A gate-
第1Y軸移動ブロック24にはZ軸方向に伸長する一対のガイドレール32が固定されている。第1Y軸移動ブロック24上には、第1Z軸移動ブロック34がボールねじ36とパルスモータ38とからなる第1Z軸移動機構40によりガイドレール32に案内されてZ軸方向に移動可能に搭載されている。
A pair of
第1Z軸移動ブロック34には第1切削ユニット42及び第1アライメントユニット44が取り付けられている。46は第1切削ユニット42のスピンドルを収容するスピンドルハウジングである。
A
第1アライメントユニット44には、背圧式センサー47のエアー噴出ノズル48が取り付けられている。図2に示すように、第1アライメントユニット44は、マクロ顕微鏡50及びミクロ顕微鏡52を有する可視光撮像手段54を備えている。
An
門型コラム20には更に、第2Y軸移動ブロック24aがボールねじ26aとパルスモータ28aとからなる第2Y軸移動機構30aによりガイドレール22に案内されてY軸方向に移動可能に搭載されている。
Further, a second Y-
第2Y軸移動ブロック24aにはZ軸方向に伸長する一対のガイドレール32aが固定されている。第2Y軸移動ブロック24a上には、第2Z軸移動ブロック34aがボールねじ36a及びパルスモータ38aからなる第2Z軸移動機構40aによりガイドレール32aに案内されてZ軸方向に移動可能に搭載されている。
A pair of
第2Z軸移動ブロック34aには第2切削ユニット42a及び第2アライメントユニット44aが取り付けられている。46aは第2切削ユニット42aのスピンドルを収容するスピンドルハウジングである。
A
図2に示すように、第2アライメントユニット44aは、マクロ顕微鏡50a及びミクロ顕微鏡52aを有する赤外線撮像手段54aを含んでいる。図1に示すように、背圧式センサー47のエアー噴出ノズル48は第1アライメントユニット44に取り付けられているが、第1アライメントユニット44は第1Z軸移動ブロック34に対して固定されているので、図3に示した背圧式センサー47の構成図では、エアー噴出ノズル48が第1Z軸移動ブロック34に固定されているものとして説明する。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、背圧式センサー47は、下方にエアを吹き付けるエアー噴出ノズル48を備えている。エアー噴出ノズル48は第1Z軸移動ブロック34によって支持され、第1Z軸移動ブロック34に内蔵されたナットは垂直方向(Z軸方向)に配設されたボールねじ36に螺合しており、ボールねじ36はパルスモータ38に連結されていてパルスモータ38により回転される。即ち、パルスモータ38を駆動すると、ボールねじ36が回転し、第1Z軸移動ブロック34に支持されたエアー噴出ノズル48が垂直方向に移動する。
As shown in FIG. 3, the
エアー噴出ノズル48は、エア供給パイプ56を介して圧縮エア供給源58に接続されている。エア供給パイプ56にはオリフィス60が設けられており、圧縮エア供給源58からの圧縮エアがオリフィス60により絞られてエアー噴出ノズル48に供給される。圧縮エア供給源58は更に、エア解放パイプ62を介して大気に連通している。エア解放パイプ62には固定オリフィス64及び可変オリフィス66が配設されている。
The
圧縮エア供給源58からは、エア供給パイプ56とエア解放パイプ62とに等しい割合で圧縮エアが供給され、エア解放パイプ62に供給された圧縮エアは可変オリフィス66を介して大気に解放される構成となっている。
Compressed air is supplied from the compressed
更に、エア供給パイプ56とエア解放パイプ62とは、エア供給パイプ56を流通する圧縮エアとエア解放パイプ62を流通する圧縮エアとの間に生じる差圧を測定する差圧センサー68を介して連結されている。差圧センサー68及びパルスモータ38は制御手段70に接続されており、制御手段70は差圧センサー68が検出した差圧に基づいてパルスモータ38を駆動する。
Further, the
差圧センサー68は歪ゲージが貼付されたダイヤフラムを有しており、エアー噴出ノズル48からチャックテーブル6に保持された被加工物11に圧縮エアを噴出したときに発生する差圧に応じた歪ゲージの歪量を電圧として計測する。
The
チャックテーブル6に保持された被加工物11の上面からエアー噴出ノズル48の下端までの距離Z2と差圧センサー68が出力する電圧との関係が予めマップとして制御手段70に格納されている。
The relationship between the distance Z2 from the upper surface of the
Z1はチャックテーブル6の表面からエアー噴出ノズル48の下端までの距離であり、この距離Z1はチャックテーブル6の表面を原点位置としてエアー噴出ノズル48を図示された位置まで上昇させるのに要するパルスモータ38のパルス数により検出できる。
Z1 is the distance from the surface of the chuck table 6 to the lower end of the
被加工物11の厚みを測定するには、エアー噴出ノズル48から圧縮エアを被加工物11の表面に噴出したときの電圧を測定することにより、制御手段70に内蔵されたマップから被加工物11の表面からエアー噴出ノズル48の下端までの距離Z2を求める。そして、被加工物11の厚みは、Z1−Z2で算出することができる。
In order to measure the thickness of the
尚、背圧式センサー47の詳細については、特開2001−298003号公報に記載されているので、本明細書においては、この公開公報の記載内容を参考文献として取り込むことにする。
The details of the
上述した実施形態では、背圧式センサー47のエアー噴出ノズル48は第1切削ユニット42に装着されているが、エアー噴出ノズル48を第2切削ユニット42aに装着するようにしてもよい。
In the embodiment described above, the
2 切削装置
6 チャックテーブル
11 被加工物
42 第1切削ユニット
42a 第2切削ユニット
47 背圧式センサー
48 エアー噴出ノズル
50,50a マクロ顕微鏡
52,52a ミクロ顕微鏡
54 可視光撮像手段
54a 赤外線撮像手段
56 圧縮エア供給パイプ
58 圧縮エア供給源
62 圧縮エア解放パイプ
68 差圧センサー
2 Cutting
Claims (2)
被加工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被加工物を切削する切削手段と、
該チャックテーブルに保持された被加工物を撮像する撮像手段と、
該チャックテーブルに保持された被加工物の表面の高さ位置を検出する背圧式センサーと、を備え、
該撮像手段は、マクロ倍率とミクロ倍率に設定された可視光撮像手段と、マクロ倍率とミクロ倍率に設定された赤外線撮像手段とを含み、
該背圧式センサーは、
被加工物に対して圧縮エアを噴出するエア噴出ノズルと、
該エア噴出ノズルに圧縮エアを供給する圧縮エア供給源と、
該エア噴出ノズルと該圧縮エア供給源とを連結する第1の経路と、
該圧縮エア供給源に連結され圧縮エアを大気に解放する第2の経路と、
該第1の経路と該第2の経路とに連結され、該第1の経路の圧力と該第2の経路の圧力との差圧に対応した電圧を出力する差圧センサーと、
該差圧センサーが出力した電圧値を認識する制御部と、
を含むことを特徴とする切削装置。 A cutting device,
A chuck table for holding the workpiece;
Cutting means for cutting a workpiece held on the chuck table;
Imaging means for imaging the workpiece held on the chuck table;
A back pressure sensor for detecting the height position of the surface of the workpiece held by the chuck table,
The imaging means includes visible light imaging means set to macro magnification and micro magnification, and infrared imaging means set to macro magnification and micro magnification,
The back pressure sensor
An air ejection nozzle for ejecting compressed air to the workpiece;
A compressed air supply source for supplying compressed air to the air ejection nozzle;
A first path connecting the air ejection nozzle and the compressed air supply source;
A second path connected to the compressed air supply source to release the compressed air to the atmosphere;
A differential pressure sensor connected to the first path and the second path and outputting a voltage corresponding to a differential pressure between the pressure of the first path and the pressure of the second path;
A controller for recognizing the voltage value output by the differential pressure sensor;
The cutting device characterized by including.
前記可視光撮像手段は該第1の切削手段に装着され、前記赤外線撮像手段は該第2の切削手段に装着され、
前記背圧式センサーは該第1の切削手段又は該第2の切削手段に装着されている請求項1記載の切削装置。 The cutting means includes a first cutting means and a second cutting means,
The visible light imaging means is attached to the first cutting means; the infrared imaging means is attached to the second cutting means;
The cutting apparatus according to claim 1, wherein the back pressure sensor is attached to the first cutting means or the second cutting means.
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