JP2020203366A

JP2020203366A - 加工装置

Info

Publication number: JP2020203366A
Application number: JP2019113714A
Authority: JP
Inventors: 浩吉湊; Kokichi Minato
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2019-06-19
Filing date: 2019-06-19
Publication date: 2020-12-24

Abstract

【課題】生産性を悪化させることがないウエーハの面取り部に段差部を形成する加工装置を提供する。【解決手段】加工装置は、円形を呈するウエーハ１０を保持し回転可能に構成されたチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウエーハの面取り部を切削して段差部１６２を形成する切削ブレードを回転可能に備えた切削手段と、切削手段をチャックテーブルの回転軸に接近及び離反させる送り手段と、チャックテーブルに保持されたウエーハを撮像する撮像手段と、チャックテーブルに保持されたウエーハの高さを検出する高さ検出手段４と、を備え、チャックテーブルに保持されたウエーハの面取り部を、切削手段で切削して段差部を形成した後、撮像手段によって段差部の幅を検出すると共に、高さ検出手段によって段差部の深さＢを検出する制御手段を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、円形を呈し、外周に面取り部を備えたウエーハの面取り部に段差部を形成する加工装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、研削装置によって裏面が研削され所望の厚みに形成された後、ダイシング装置によって個々のデバイスチップに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

研削装置はウエーハ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ウエーハを研削する研削砥石が環状に配設された研削ホイールを回転可能に備えた研削手段と、から概ね構成されていて、ウエーハを所望の厚みに形成することもできる。

また、ウエーハの外周には、面取り加工が施されて面取り部が形成されており、研削によってウエーハの厚みが半分以上薄くなると、残った面取り部がナイフエッジのように鋭利になり危険であると共に、そのエッジからクラックが生じて内部に進入し、デバイスを損傷させるという問題がある。そこで、ウエーハの裏面を研削装置によって研削する前に、該面取り部を除去できる加工装置によって、ウエーハの表面から、少なくともウエーハの仕上がり厚さを超える深さまで、該面取り部を切削ブレードで切削して段差部を形成することが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０００−１７３９６１号公報

ところで、上記した加工装置の切削ブレードは、切削加工を実施していくうちに、摩耗、破損等を起こすことから、必要に応じて新しい切削ブレードと交換される。新しい切削ブレードに交換された場合は、新たな切削ブレードによって該面取り部に形成された段差部の幅、及び深さが、所定の許容範囲に入っているか否かの確認作業が必要である。そこで、新たに装着された切削ブレードによって、ウエーハ外周部の面取り部に段差部を形成する切削加工が施されたウエーハは、該加工装置から、段差部の幅、及び深さの検査を実施する検査装置に搬送され、段差部が適正に形成されているかの検査が完了するまでは、該加工装置を用いた段差部を形成する加工を実施することができず、生産性が悪いという問題がある。

本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、生産性を悪化させることがないウエーハの面取り部に段差部を形成する加工装置を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、円形を呈し、外周に面取り部を備えたウエーハの面取り部に段差部を形成する加工装置であって、ウエーハを保持し回転可能に構成されたチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハの面取り部を切削して段差部を形成する切削ブレードを回転可能に備えた切削手段と、該切削手段を該チャックテーブルの回転軸に接近及び離反させる送り手段と、該チャックテーブルに保持されたウエーハ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ウエーハの高さを検出する高さ検出手段と、を備え、該チャックテーブルに保持されたウエーハの面取り部を、該切削手段で切削して段差部を形成した後、該撮像手段によって該段差部の幅を検出すると共に、該高さ検出手段によって該段差部の深さを検出する制御手段を備えた加工装置が提供される。

該切削手段に装着された該切削ブレードを新しい切削ブレードと交換し、該交換後に該面取り部を該切削手段で切削して段差部を形成した後、該撮像手段によって該段差部の幅を検出すると共に、該高さ検出手段によって該段差部の深さを検出することが好ましい。

本発明の加工装置は、円形を呈し、外周に面取り部を備えたウエーハの面取り部に段差部を形成する加工装置であって、ウエーハを保持し回転可能に構成されたチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハの面取り部を切削して段差部を形成する切削ブレードを回転可能に備えた切削手段と、該切削手段を該チャックテーブルの回転軸に接近及び離反させる送り手段と、該チャックテーブルに保持されたウエーハ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ウエーハの高さを検出する高さ検出手段と、を備え、該チャックテーブルに保持されたウエーハの面取り部を、該切削手段で切削して段差部を形成した後、該撮像手段によって該段差部の幅を検出すると共に、該高さ検出手段によって該段差部の深さを検出する制御手段を備えていることにより、ウエーハの面取り部に段差部を形成する加工装置よって段差部の幅、及び深さを検出して許容範囲に収まっているか否かを検査することができ、ウエーハが段差部の形成を実施した加工装置から検査装置に搬出され、その検査が終了するまで加工装置を稼働できす、生産性が悪い、という問題が解消する。

切削装置の全体斜視図である。図１に記載の切削装置のチャックテーブルにウエーハを保持する態様を示す一部拡大斜視図である。（ａ）切削加工の態様を示す一部拡大斜視図、（ｂ）切削加工時の一部拡大断面図、（ｃ）切削加工が施されたウエーハの斜視図である。ウエーハの段差部の幅を検出する態様を示す斜視図である。（ａ）ウエーハの段差部の高さを検出する態様を示す斜視図、（ｂ）段差部の高さを検出する際の一部拡大断面図である。

以下、本発明に基づいて構成される加工装置に係る実施形態について添付図面を参照しながら、詳細に説明する。

図１には、本発明の加工装置の一実施例である切削装置１の全体斜視図が示されている。図に示すように、切削装置１は、装置全体をカバーする略直方体形状のハウジング１Ａと、被加工物を保持する保持手段２と、保持手段２が図１において位置付けられている搬出入領域から矢印Ｘで示すＸ方向に移動させられる際の移動経路の上方に配設される撮像手段３及び高さ検出手段４と、該移動経路の終端部の上方に配設され被加工物に切削加工を施す切削手段５と、加工条件等を設定し加工に関連する情報を表示するための表示手段６と、を備え、さらに、ダイシング装置１の各作動部を制御するための制御手段１００(図４、５を参照）を備えている。

保持手段２は、被加工物が載置されるチャックテーブル２２と、該チャックテーブル２２の周囲を囲むカバーテーブル２４を備え、チャックテーブル２２は図示しない回転駆動手段により回転軸中心に回転可能に構成され、ハウジング１Ａの内部には、チャックテーブル２２をＸ方向において進退させる図示しない移動手段を備えており、チャックテーブル２２をＸ方向における任意の位置に移動させることが可能に構成される。チャックテーブル２２は、通気性を有するポーラスセラミックスで形成され、図示しない吸引手段に接続されている。

本実施形態の切削装置１によって加工される被加工物は、図２に示すように、円形を呈したウエーハ１０であり、表面１０ａに複数のデバイス１２が分割予定ライン１４によって区画され形成されたものである。また、ウエーハ１０は、表面１０ａにデバイス１２を実装するプロセスにて破損等が生じることを防止すべく、図２の右側上方に一部拡大断面図で示すように、ウエーハ１０の外周１６に面取り部１６１が形成される。面取り部１６１を形成する方法は任意であるが、例えば、該プロセスの過程で付与されるものであり、面取り部１６１が形成される前のウエーハ１０を回転させながら、外周１６の上下の角部に砥石を当てて研削し、図２に示すような面取り部１６１を形成する。ウエーハ１０は、例えば、直径が１５０ｍｍであり、厚みが７００μｍで形成されている。

上記したプロセスが完了したウエーハ１０は、研削装置によって裏面を研削する研削加工が施されて所望の厚みに形成された後、ダイシング装置によって個々のデバイスチップに分割されるが、その前に、本実施形態の切削装置１によって、ウエーハ１０の表面側から、少なくともウエーハ１０の仕上がり厚さを超える深さまでウエーハ１０の外周１６に形成された面取り部１６１を切削して段差部を形成する段差部形成工程を実施する。図１に加え、図２、図３を参照しながら、以下により具体的に説明する。

図２に示すように、段差部形成工程を実施するに際し、まず、保持手段２のチャックテーブル２２の上面に、ウエーハ１０の下面１０ｂを向けて載置し、図示しない吸引手段を作動して、吸引保持する。

チャックテーブル２２にウエーハ１０を吸引保持したならば、チャックテーブル２２をＸ方向に移動させて、撮像手段３によりウエーハ１０を撮像し、切削加工を施す外周１６の位置と、図３（ａ）に示す切削手段５の切削ブレード５４との位置合わせを行う。なお、切削手段５は、スピンドルハウジング５１と、スピンドルハウジング５１の先端部に配設されるブレードカバー５２と、スピンドルハウジング５１に支持されるスピンドル５３の先端部に回転可能に保持される切削ブレード５４と、切削部位に切削水を供給する切削水供給手段５５を備え、図示しない送り手段に支持されている。切削手段５は、該送り手段に支持されていることで、切削手段５を、図１にて矢印Ｙで示すＹ方向、及び矢印Ｚで示すＺ方向の任意の位置に移動させることができ、チャックテーブル２２の中心の回転軸に接近及び離反させることが可能である。また、上記した撮像手段３、及び高さ検出手段４は、スピンドルハウジング５１に付設されており、該切削ブレード５４と一体的に移動させられる。

上記したように、撮像手段３により、ウエーハ１０の外周１６の位置と、切削ブレード５４との位置合わせを実施したならば、図３（ａ）に示すように、切削ブレード５４を、図示しない電動モータにより矢印Ｒ１で示す方向に２００００ｒｐｍで回転させると共に、チャックテーブル２２を矢印Ｒ２で示す方向に毎秒２°の回転速度で回転させて、図３（ｂ）に示すように、該送り手段を作動させることで切削ブレード５４を外周１６の面取り部１６１の一部を切削する位置に位置付け、所望の幅（２．８ｍｍ〜３．０ｍｍ）と所望の深さ（１５５μｍ〜１６０μｍ）の段差部１６２を形成する。該所望の深さは、ウエーハ１０の仕上がり厚さ（例えば、１３０μｍ）を所定量超える深さを基準にして設定される。切削ブレード５４を外周１６に位置付けて、チャックテーブル２２を１〜２回転させることで、ウエーハ１０の外周１６の全周に均一な段差部１６２が形成される（図３（ｃ）を参照）。なお、切削ブレード５４は、面取り部１６２の該所望の幅よりも厚い約４ｍｍ程度の厚みで、且つ先端部が平坦に形成されており、上記所望の幅の段差部１６２を、容易に形成することができる。この段差部形成工程は、制御手段１００に記憶された制御プログラムに基づいて実施される。

本実施形態の切削装置１によれば、上記したように、容易に所望の段差部１６２を形成することが可能であるが、切削ブレード５４は、切削加工時間が蓄積するにつれて摩耗し、時に破損する。切削ブレード５４の摩耗、破損は、ブレードカバー５２内に配設される図示しない切削ブレード検出センサによって検出され、所定の条件を満たさない状態となった場合に、切削ブレード５４の交換が作業者に指示され、作業者は、切削ブレード５４を新品の切削ブレード５４と交換する。

上記したように、切削ブレード５４を交換した場合、制御手段１００によって実施される制御プログラムに基づいて、段差部１６２の幅、及び深さを検出する検出工程が実施される。ここで、該検出工程は、以下の手順によって実施される。

摩耗した切削ブレード５４を新しい切削ブレード５４と交換したことが制御手段１００によって判定された場合であって、その後、段差部１６２を形成する上記した段差部形成工程が実施された場合は、図４に示すように、保持手段２に保持されたウエーハ１０の段差部１６２を含む外周１６を、保持手段２の移動経路上に配設された撮像手段３の直下に位置付ける。外周１６が撮像手段３の直下に位置付けられ、該段差部１６２を含む外周１６が撮像手段３によって撮像され、制御手段１００に該画像情報が送られると共に、制御手段１００の画像処理プログラムにより、段差部１６２の幅Ａが検出される。制御手段１００は、検出された段差部１６２の幅Ａ（例えば、２．９ｍｍ）を表示手段６に表示し、作業者に、段差部１６２の幅についての情報を知らせる。ここで、段差部１６２の幅は、段差部形成工程を実施する際に、制御手段１００において、２．９ｍｍとなるように設定されており、新しい切削ブレード５４が規定どおり成形され、設定通りの加工が施されれば、所望の幅で設定された許容範囲（２．８ｍｍ−３．０ｍｍ）内に収まる。ここで、本実施形態では、検出した段差部１６２の幅が、上記許容範囲内に収まっているか否かについて判定し、収まっていると判定されたならば、表示手段６に、その幅Ａの数値と共に、段差部１６２の幅が「ＯＫ」であることを表示する。なお、検出された段差部の幅Ａが、許容範囲内に収まっていないと判定されたならば、段差部１６２の幅が「ＮＧ」であることを表示し、規定通りの加工が行えてない旨の情報を作業者に知らせる。

さらに、本実施形態では、図５（ａ）に示すように、高さ検出手段４の直下に、ウエーハ１０の外周１６を位置付ける。ここで、高さ検出手段４は、周知の高さ検出手段を利用することができるが、例えば、被検出位置の表面高さを検出する非接触式の背圧式センサを利用することができる。該背圧式センサは、例えば、高さ検出手段４の先端部を検出ノズルとし、図示しない圧縮空気供給源と、該圧縮空気供給源から該検出ノズルの先端部に対し圧縮空気４０を供給する図示しない圧縮空気経路と、該圧縮空気供給源から大気開放側に圧縮空気４０を開放する図示しない開放経路とを備え、該圧縮空気経路と該開放経路との差圧を検出する図示しない差圧検出部を備えている。該差圧検出部は、制御手段１００に接続されており、圧縮空気４０を噴出させた高さ検出手段４の先端が被検出物の表面に接近すると、その距離に応じて高さ検出手段４から噴出する圧縮空気４０に抵抗が発生し、上記した差圧検出部にて、接近距離に応じた差圧が検出され、制御手段１００によって該検出ノズルの先端部から被検出物への距離が正確に検出され、被検出部の表面の高さが検出される。

上記したように、高さ検出手段４の直下にウエーハ１０の外周１６を位置付けたならば、まず、図５（ｂ）に示すように、段差部１６２が形成されていない内側の領域、すなわち、ウエーハ１０の表面１０ａ上に、高さ検出手段４を位置付けて徐々に接近させることで、表面１０ａの高さｆ１を検出する。検出されたｆ１は、制御手段１００に記憶される。次いで、高さ検出手段４を、段差部１６２上に位置付けて徐々に接近させて、段差部１６２の表面の高さｆ２を検出する。上記したように、ウエーハ１０の表面１０ａの高さｆ１、及び段差部１６２の表面の高さｆ２を検出したならば、制御手段１００において、段差部１６２の深さＢ＝ｆ１−ｆ２が演算（検出）される。

上記したように、段差部１６２の深さＢが検出されたならば、表示手段６に表示し、作業者に対して、段差部１６２の深さＢの情報を知らせる。ここで、段差部１６２の深さＢは、段差部形成工程を実施する際に、制御手段１００において、深さの許容範囲（例えば、１５５μｍ−１６０μｍ）の中間値となるように設定されており、新しい切削ブレード５４が規定どおり成形され、設定通りの加工が施されれば、上記した所望の深さ内に収まる。ここで、本実施形態では、検出した段差部１６２の深さＢが、上記許容範囲（１５５μｍ−１６０μｍ）内に収まっているか否かについて判定し、収まっていると判定されたならば、表示手段６に、その深さＢの数値と共に、段差部１６２の深さが「ＯＫ」であることを表示する。なお、検出された段差部１６２の深さＢが、例えば１５０μｍと検出され、許容範囲内に収まっていないと判定されたならば、段差部１６２の深さが「ＮＧ」であることを表示手段６に表示し、規定通りの加工が行えてない旨の情報を作業者に知らせる。なお、段差部１６２の幅Ａ、及び深さＢが許容範囲に収まっていない場合は、加工条件を微調整することで許容範囲に収まるようにすることが可能である。

本実施形態によれば、ウエーハ１０の外周１６の面取り部１６１に段差部１６２を形成する切削装置１において、段差部１６２の幅Ａ、及び深さＢを検出するようにしているので、切削装置１において、段差部１６２の幅Ａ、及び深さＢが許容範囲内に収まっているか否かの判定を行うことができ、ウエーハ１０が段差部１６２を形成した切削装置１から、別途用意された検査装置に搬送し、段差部１６２を評価する検査が終了するまで切削装置１の使用ができず、生産性が悪いという問題が解消する。

なお、上記した実施形態では、段差部１６２の幅Ａ及び深さＢを検出すると共に、段差部１６２の幅Ａ及び深さＢが許容範囲内に収まっているか否かを判定し、段差部１６２の幅Ａ及び深さＢを検出した検出結果、及び該判定結果を表示手段６に表示するようにしたが、本発明は必ずしもこれに限定されない。上記したように、段差部１６２の幅Ａ、及び深さＢを検出して該判定を行った結果、段差部１６２の幅Ａ及び深さＢが許容範囲内に収まっていた場合には、表示手段６に該検出結果、及び判定結果を表示することなく、段差部形成工程をそのまま継続するようにしてもよい。

上記した実施形態では、切削ブレード５４を新たな切削ブレード５４と交換した後、制御手段１００によってチャックテーブル２２に保持されたウエーハ１０の面取り部１６１を切削手段５で切削して段差部１６２を形成し、その後、撮像手段３によって段差部１６２の幅Ａを検出すると共に、高さ検出手段４によって段差部１６２の深さＢを検出するようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、切削ブレード５４の交換以外の加工条件が変更になった後に、段差部１６２の幅Ａ、及び段差部１６２の深さＢの検出を実施するものであってよく、段差部１６２の幅Ａ、及び段差部１６２の深さＢを検出するタイミングは任意に決定することができる。

上記した実施形態では、高さ検出手段４として、非接触式の背圧式センサを使用したが、本発明はこれに限定されず、被検出面に対して光線を照射して反射させ、反射光によって得られた分光干渉波形の波形解析を行うことで段差部１６２の厚みを検出する手段を使用してもよく、又、接触式の高さ検出手段を使用してもよい。

１：切削装置
１Ａ：ハウジング
２：保持手段
２２：チャックテーブル
２４：カバーテーブル
３：撮像手段
４：高さ検出手段
５：切削手段
５４：切削ブレード
６：表示手段
１０：ウエーハ
１２：デバイス
１４：分割予定ライン
１６：外周
１６１：面取り部
１６２：段差部
１００：制御手段

Claims

円形を呈し、外周に面取り部を備えたウエーハの面取り部に段差部を形成する加工装置であって、
ウエーハを保持し回転可能に構成されたチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハの面取り部を切削して段差部を形成する切削ブレードを回転可能に備えた切削手段と、該切削手段を該チャックテーブルの回転軸に接近及び離反させる送り手段と、該チャックテーブルに保持されたウエーハ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ウエーハの高さを検出する高さ検出手段と、を少なくとも備え、
該チャックテーブルに保持されたウエーハの面取り部を切削手段で切削して段差部を形成した後、該撮像手段によって該段差部の幅を検出すると共に、該高さ検出手段によって該段差部の深さを検出する制御手段を備えた加工装置。
該切削手段に装着された該切削ブレードを新しい切削ブレードと交換し、該交換後に該面取り部を該切削手段で切削して段差部を形成した後、該撮像手段によって該段差部の幅を検出すると共に、該高さ検出手段によって該段差部の深さを検出する請求項１に記載の加工装置。