JP4554265B2 - Method for detecting misalignment of cutting blade - Google Patents
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Description
本発明は、切削装置に搭載された切削ブレードの位置ずれを検出する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for detecting a positional deviation of a cutting blade mounted on a cutting apparatus.
複数の半導体デバイスがストリートによって区画されて形成された半導体ウェーハは、ダイシング装置を構成する切削ブレードによってストリートが切削されることにより個々の半導体チップに分割され、各種電子機器に利用されている。 A semiconductor wafer formed by partitioning a plurality of semiconductor devices by streets is divided into individual semiconductor chips by cutting the streets by a cutting blade constituting a dicing apparatus, and is used for various electronic devices.
ダイシング装置においては、チャックテーブルにおいて半導体ウェーハを保持し、切削すべきストリートを検出し、そのストリートと切削ブレードとの位置合わせ(アライメント)が行われた後に、高速回転する切削ブレードがそのストリートに切り込むことにより切削が行われる。切削ブレードはスピンドルに装着されるため、スピンドルの高速回転に伴う熱膨張により切削ブレードの位置にずれが生じる。そして、この位置ずれにより、切削ブレードがストリートから外れた位置を切削してしまい、デバイス領域を損傷させたり品質を低下させたりするという問題がある。 In a dicing apparatus, a semiconductor wafer is held on a chuck table, a street to be cut is detected, and after alignment of the street and the cutting blade is performed, a cutting blade that rotates at high speed cuts into the street. By doing so, cutting is performed. Since the cutting blade is mounted on the spindle, the position of the cutting blade is shifted due to thermal expansion accompanying high-speed rotation of the spindle. This misalignment causes the cutting blade to cut a position off the street, resulting in a problem that the device region is damaged or the quality is degraded.
また、切削ブレードを新たな切削ブレードに交換すると、スピンドルの取付状態が変化し、交換前の切削ブレードとの間で位置ずれが生じることもある。 Further, when the cutting blade is replaced with a new cutting blade, the mounting state of the spindle changes, and a positional deviation may occur between the cutting blade before the replacement.
そこで、半導体ウェーハの切削の途中において、半導体ウェーハに形成された切削溝を投影し、画像の中心と切削溝とのずれを検出し、そのずれを考慮してブレードの移動を制御する技術も提案されているが、ウェーハ表面の乱反射によって切削溝の検出が困難であることから、例えば特許文献1に記載された技術が提案されている。 Therefore, in the middle of cutting semiconductor wafers, we also propose a technology that projects the cutting grooves formed on the semiconductor wafer, detects the deviation between the center of the image and the cutting groove, and controls the movement of the blade in consideration of the deviation. However, since it is difficult to detect the cutting groove due to irregular reflection on the wafer surface, for example, a technique described in Patent Document 1 has been proposed.
しかしながら、特許文献1において開示された手法では、切削時に半導体ウェーハをオーバーランさせることにより半導体ウェーハに貼着された粘着テープに溝を形成し、その溝の位置に基づいてずれを計測しており、計測の段階では既に半導体ウェーハが切削されているため、誤切削(位置ずれが生じている状態での切削)を未然に防止することはできない。 However, in the technique disclosed in Patent Document 1, a groove is formed in the adhesive tape attached to the semiconductor wafer by overrunning the semiconductor wafer during cutting, and the deviation is measured based on the position of the groove. Since the semiconductor wafer has already been cut at the measurement stage, it is not possible to prevent erroneous cutting (cutting in a state where positional deviation has occurred).
また、切削ブレードの厚みは通常20μm程度と極めて薄く、柔軟性を有していることから、半導体ウェーハのような硬質部材を表面側から切削すると、切削ブレードは、表面から僅かに湾曲して裏面に貼着された粘着テープに至ることになる。また、切削対象が半導体ウェーハの場合は、切削ブレードが結晶方位の影響を受けて湾曲することもある。従って、オーバーランにより粘着テープに形成された溝は、半導体ウェーハの表面の溝の位置とは一致しないため、粘着テープに形成された溝からは、切削ブレードの位置ずれを正確に計測することはできない。以上のような問題点は、半導体ウェーハ以外の板状物を切削する場合にも同様に生ずるものである。 In addition, since the thickness of the cutting blade is usually as thin as about 20 μm and has flexibility, when a hard member such as a semiconductor wafer is cut from the front surface side, the cutting blade is slightly curved from the front surface and the back surface is curved. It will lead to the adhesive tape affixed to. In addition, when the cutting target is a semiconductor wafer, the cutting blade may be bent under the influence of the crystal orientation. Therefore, the groove formed in the adhesive tape due to the overrun does not coincide with the position of the groove on the surface of the semiconductor wafer. Therefore, the positional deviation of the cutting blade cannot be accurately measured from the groove formed in the adhesive tape. Can not. The above problems also occur when cutting plate-like objects other than semiconductor wafers.
そこで、本発明が解決しようとする課題は、切削ブレードの位置ずれを正確に検出し、誤切削を未然に防止して、板状物の所望の位置を正確に切削できるようにすることである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to accurately detect the positional deviation of the cutting blade, prevent the erroneous cutting in advance, and accurately cut the desired position of the plate-like object. .
本発明は、板状物を保持するチャックテーブルと、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を含む切削手段と、切削ブレードの位置合わせ用の基準線が形成された光学系を有し板状物の切削予定領域を検出するアライメント手段とを備えた切削装置における切削ブレードの位置ずれ検出方法であって、基準線と切削ブレードとの間に一定の位置関係があることを前提に、切削予定領域と基準線との位置合わせをする第一の工程と、板状物はダイシングテープを介してダイシングフレームと一体となっており、切削予定領域と基準線とが位置合わせされた状態で切削予定領域を切削し、切削予定領域間隔ずつ切削手段をインデックス送りしながら複数の切削予定領域を切削して板状物を分割する第二の工程と、第二の工程の途中で、切削予定領域の切削から独立して、ダイシングテープの板状物及びダイシングフレームが貼着されていない露出部分に切削ブレードを切り込ませて切削傷を形成し、該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第三の工程とから少なくとも構成され、加工時に複数回の位置ずれの検出を行う際には、切削傷を形成した後に、チャックテーブルを所要角度回転させ、切削傷と重複しない別の切削傷をダイシングテープの該露出部分に形成する。 The present invention provides a chuck table for holding a plate-like object, a cutting means including a cutting blade for cutting the plate-like object held on the chuck table, and an optical system in which a reference line for alignment of the cutting blade is formed. A method for detecting misalignment of a cutting blade in a cutting apparatus having an alignment means for detecting a scheduled cutting area of a plate-like object, and assuming that there is a certain positional relationship between the reference line and the cutting blade In addition, the first step of aligning the planned cutting area and the reference line, and the plate-like object are integrated with the dicing frame via the dicing tape, and the planned cutting area and the reference line are aligned. the preset cutting area cutting state, a second step of dividing the plate-like material by cutting a plurality of cutting-scheduled region while feeding index cutting means by preset cutting area interval, the second step Along the way, independently from the cutting of the cutting region where, by cut the cutting blade on the exposed portion of the plate-like object and the dicing frame of the dicing tape is not adhered to form the cutting scratch, the alignment means The sections Kezukizu And at least a third step of detecting misalignment between the cutting flaw and the reference line. When detecting misalignment multiple times during processing, the chuck table is formed after forming the cutting flaw. Is rotated by a required angle to form another cutting flaw that does not overlap with the cutting flaw on the exposed portion of the dicing tape .
本発明では、実際の板状物の切削を行う第二の工程とは別に、第三の工程において板状物不存在領域を切削して切削傷を形成し、その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ようにしたことにより、切削ブレードが湾曲しないために切削ブレードの位置がそのまま板状物不存在領域に転写され、切削ブレードの位置ずれを正確に検出することができると共に、板状物の切削前に位置ずれを検出することができ、誤切削を未然に防止することができる。 In the present invention, apart from the second step of cutting an actual plate-like object, a cutting defect is formed by cutting the plate-like object non-existing region in the third step, and the cutting flaw is detected by the alignment means. By detecting the positional deviation between the cutting flaw and the reference line, the cutting blade is not curved, so that the position of the cutting blade is transferred as it is to the area where there is no plate-like object, and the positional deviation of the cutting blade is accurately detected. In addition, it is possible to detect misalignment before cutting the plate-like object, and to prevent erroneous cutting.
また、板状物がダイシングテープを介してダイシングフレームと一体となっており、ダイシングテープのうち、板状物及びダイシングフレームが貼着されていない露出部分を板状物不存在領域とすることにより、容易かつ効率的に切削傷を形成することができる。 Further, plate-like material has become integrated with the dicing frame through a dicing tape, of the dicing tape, by the exposed portion of the plate-like object and the dicing frame is not attached to the plate-like material absence region Cutting flaws can be formed easily and efficiently.
更に、切削傷を形成した後にチャックテーブルを所要角度回転させ、切削傷と重複しない別の切削傷を形成するようにすることにより、新たに形成した切削傷に基づいて何度でも切削ブレードの位置ずれを正確に検出することができ、切削ブレードの位置ずれを頻繁に検出するような場合にも対応することができる。 In addition, the position of the cutting blade can be determined as many times as necessary based on the newly formed cutting flaw by rotating the chuck table by the required angle after forming the cutting flaw to form another cutting flaw that does not overlap with the cutting flaw. The deviation can be detected accurately, and the case where the position deviation of the cutting blade is frequently detected can be dealt with.
図1に示す切削装置1は、本発明の実施に用いる装置の一例であり、板状物を保持するチャックテーブル2と、チャックテーブル2に保持された板状物を切削する切削ブレード31を含む切削手段3と、位置合わせ用の基準線が形成された光学系40を有し板状物の切削予定領域を検出するアライメント手段4とを備えている。
A cutting apparatus 1 shown in FIG. 1 is an example of an apparatus used for carrying out the present invention, and includes a chuck table 2 that holds a plate-like object and a
チャックテーブル2は、X軸送り機構5によってX軸方向に移動可能となっていると共に、回転駆動機構6によって回転可能となっている。チャックテーブル送り機構5は、X軸方向に配設されたボールネジ50と、ボールネジ50の一端に連結されボールネジ50を回動させる駆動源51と、ボールネジ50と平行に配設された一対のガイドレール52と、ガイドレール52に摺動可能に係合すると共に内部のナットがボールネジ50に螺合した移動基台53とから構成されており、駆動源51に駆動されてボールネジ50が回動するのに伴い、移動基台53がガイドレール52にガイドされてX軸方向に移動する構成となっている。一方、回転駆動機構6は、移動基台53に固定されチャックテーブル2に連結された回転駆動部60を有しており、回転駆動部60に駆動されてチャックテーブル2が所要角度回転する構成となっている。駆動源51及び回転駆動部60は、制御部9によって制御される。
The chuck table 2 can be moved in the X-axis direction by the
切削手段3は、Y軸方向に配設されたスピンドル30と、スピンドル30の先端部に装着された切削ブレード31と、スピンドル30を回動可能に支持するスピンドルハウジング32とから構成され、Z軸送り機構7によってZ軸方向に移動可能となっていると共に、Y軸送り機構8によってY軸方向に移動可能となっている。Z軸送り機構7は、Y軸送り機構8に駆動されてY軸方向に移動可能な壁部70と、壁部70の一方の面に沿って垂直方向に配設されたボールネジ(図示せず)と、ボールネジの一端に連結されボールネジを回動させる駆動源71と、ボールネジと平行に配設された一対のガイドレール72と、ガイドレール72に摺動可能に係合すると共に内部のナットがボールネジに螺合し切削手段3を支持する支持部73とから構成されており、駆動源71に駆動されてボールネジが回動するのに伴い支持部73がガイドレール72にガイドされてZ軸方向に移動する構成となっている。駆動源71は、制御部9によって制御される。
The
一方、Y軸送り機構8は、Y軸方向に配設されたボールネジ80と、ボールネジ80の一端に連結されボールネジ80を回動させる駆動源81と、ボールネジ80と平行に配設された一対のガイドレール82と、ガイドレール82に摺動可能に係合すると共に内部のナットがボールネジ80に螺合した移動基台83とから構成されており、駆動源81に駆動されてボールネジ80が回動するのに伴い、移動基台83がガイドレール82にガイドされてX軸方向に移動し、移動基台83から立設された壁部70もY軸方向に移動する構成となっている。駆動源81は、制御部9によって制御される。
On the other hand, the Y-
アライメント手段4は、切削手段3を構成するスピンドルハウジング32に固定されており、切削手段3とアライメント手段4とは一体となってY軸方向及びZ軸方向に移動する構成となっている。アライメント手段4は、Z軸方向の光軸を有する光学系40と、光学系40が取得した像を電気信号に変換する撮像部41とを備えており、撮像部41が取得した画像に基づいて、制御部9においてパターンマッチング等の処理によって板状物の切削予定領域を検出する。図2に示すように、光学系40のレンズにはX軸方向に基準線400が形成されており、切削ブレード31は、この基準線400の延長線上に位置するように、即ち、切削ブレード31のY座標と基準線400のY座標とが合致するように調整される。
The alignment means 4 is fixed to a
例えば半導体ウェーハをダイシングしようとするときは、図1に示したように、半導体ウェーハWがダイシングテープTを介してダイシングフレームFと一体となった状態でチャックテーブル2に保持される。そして、X軸送り機構5に駆動されてチャックテーブル2がX軸方向に移動すると共に、Y軸送り機構8及びZ軸送り機構7に駆動されてアライメント手段4がY軸方向及びZ軸方向に移動することによって、半導体ウェーハWが光学系40の直下に位置付けられる。
For example, when dicing a semiconductor wafer, the semiconductor wafer W is held on the chuck table 2 in a state of being integrated with the dicing frame F via the dicing tape T as shown in FIG. The chuck table 2 is moved in the X-axis direction by being driven by the
半導体ウェーハWが概ね光学系40の直下に位置付けられると、アライメント手段4によって半導体ウェーハWの表面が撮像され、チャックテーブル2をX軸方向に移動させると共に光学系40をY軸方向に移動させながら、制御部9に予め記憶させておいたストリートの画像と撮像部41により取得した実際の画像とのパターンマッチングが制御部9において行われ、図3に示すように、半導体ウェーハWの表面に形成された切削予定領域であるストリートSが検出される。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Sの中央と基準線400とが合致するようにする。切削ブレード31は基準線400の延長線上に位置するように予め調整されるため、基準線400と切削ブレード31とが合致していることを前提として、ストリートSの中央と基準線400とを合致させる(第一の工程)。その結果、ストリートSの中央に基準線400が位置し、切削ブレード31もストリートの中央の延長線上に位置することになる。なお、基準線400と切削ブレード31とが完全に合致していない場合は、基準線400と切削ブレード31とのY軸方向のずれ量を補正値として制御部9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Sの中央と基準線400とを合致させてもよい。即ち、基準線400と切削ブレード31との間に一定の位置関係があればよい。
When the semiconductor wafer W is positioned almost directly below the
アライメント後は、更にチャックテーブル2が+X方向に移動すると共に、切削ブレード31が高速回転しながらY軸方向の位置は変えずに下降することにより、アライメントによって検出されたストリートSに切り込み、図4のように、第一の工程で検出された検出されたストリートSが切削される。次に、図5に示すように、ストリート間隔分だけ切削手段3をY軸方向にインデックス送りしながらチャックテーブル2をX軸方向に往復移動させて同方向のそれぞれのストリートSを切削していく。また、直交するストリートについては、チャックテーブル2を90度回転させてからアライメントを行い、上記と同様に切削を行う。そして、すべてのストリートが縦横に切削されると半導体ウェーハWがダイシングされ、個々の半導体チップに分割される(第二の工程)。なお、図5においてはアライメント手段4等の図示を省略している。
After the alignment, the chuck table 2 further moves in the + X direction, and the
このようにしてダイシングを行うと、スピンドル30の高速回転によりスピンドル30が熱膨張し、スピンドル30に装着された切削ブレード31のY軸方向の位置にずれが生じることがある。そこで、第二の工程とは別に、独立して、図6に示すように、板状物が存在しない領域(板状物不存在領域)であるダイシングテープTの露出部分T1に切削ブレード31を切り込ませ、図7に示すような切削傷100を形成する。ここにいう露出部分T1とは、半導体ウェーハWとダイシングフレームFが貼着されていない部分である。ダイシングテープTの露出部分T1を板状物不存在領域とすることにより、容易かつ効率的に切削傷を形成することができる。
When dicing is performed in this manner, the
次いで、そのときの切削手段3及びアライメント手段4のY軸方向の位置を維持しながら、チャックテーブル2をX軸方向に移動させることにより、光学系40を切削傷100の直上に位置付けて撮像し、アライメント手段4によって切削傷100を検出する。そして、図7において拡大して示すように、切削傷100と基準線400とが合致しないときは、切削ブレード31が基準線400の延長線上にないことになるため、切削ブレード31にY軸方向の位置ずれが生じていると判断することができる。図7の例では、基準線400と切削傷100の中央とが距離S1だけ離れており、切削ブレード31がS1だけ−Y方向にずれていることになる。
Next, the chuck table 2 is moved in the X-axis direction while maintaining the positions of the cutting means 3 and the alignment means 4 at that time in the Y-axis direction, so that the
このように、ストリートの切削とは別に、板状物不存在領域であるダイシングテープTの露出部分T1に切削傷100を形成するため、半導体ウェーハをオーバーランさせる場合のように切削ブレード31が湾曲してダイシングテープTに切り込むことはない。従って、その切削傷100は、実際の切削ブレード31のY軸方向の位置を正確に示すことになり、この切削傷100に基づいて求めた位置ずれ量S1は、正確な値となる。また、ストリートの切削後に位置ずれを検出するものではないため、位置ずれが生じた状態でのストリートの誤切削を未然に防止することができる。
In this way, in addition to the street cutting, the
図8に示すように、チャックテーブル2の回転に伴い半導体ウェーハWを回転させてから切削ブレード31をダイシングテープTの板状物不存在領域T1に切り込ませて第二の切削傷101を形成することもできる。そして、アライメント手段4のY軸方向の位置を維持しながら、チャックテーブル2をX軸方向に移動させて第二の切削傷101の直上に光学系40を位置付けて撮像し、第二の切削溝101を検出すれば、第二の切削傷101と基準線400とが合致するか否かに基づいて切削ブレード31の位置ずれの有無及び位置ずれ量S2を検出することができる。また、図9に示すように、更に半導体ウェーハWを回転させて第三の切削傷102を形成して切削ブレード31の位置ずれの有無及び位置ずれ量S3を検出することもできる。こうして1枚の半導体ウェーハのダイシングの途中においても切削ブレード31の位置ずれを検出することができる。
As shown in FIG. 8, the semiconductor wafer W is rotated along with the rotation of the chuck table 2, and then the
半導体ウェーハWを回転させた後に切削傷を形成していくことにより、切削傷の形成を複数回行うこともできる。そして、複数の切削傷を重複させずに形成することができるため、それぞれの切削屑に基づいて逐次切削ブレード31の位置ずれ量を正確に検出することができる。しかも、チャックテーブル2を回転させることで、1つのダイシングテープに切削傷を多数形成することができるため、ダイシングテープTを何度も繰り返し使用する場合にも対応することができる。そして、形成した切削傷に基づいて何度でも切削ブレード31の位置ずれを正確に検出することができ、切削ブレード31の位置ずれが頻繁に生じるような場合にも容易に対応することができる。
By forming the cutting flaw after rotating the semiconductor wafer W, the cutting flaw can be formed a plurality of times. Since a plurality of cutting flaws can be formed without overlapping, the positional deviation amount of the
なお、チャックテーブル2を回転させずに、例えば切削ブレード31のY軸方向の位置をずらしていくことによってもダイシングテープTに複数の切削傷を形成することができる。
A plurality of cutting flaws can be formed on the dicing tape T by shifting the position of the
上記のようにして切削ブレード31の位置ずれ量を求めた後に、図1に示したように、その位置ずれ量の値がアライメント手段4から制御部9に通知されるように構成しておけば、実際の切削の際にこの位置ずれ量を考慮して制御部9が切削ブレード31のY軸方向の位置を補正することにより、ストリートの中央を切削することができる。また、切削傷と基準線400とが合致するように切削ブレード31の取付状態を調整することによっても、ストリートの所望の位置を正確に切削できるようになる。
If the positional deviation amount of the
1:切削装置
2:チャックテーブル
3:切削手段
30:スピンドル 31:切削ブレード 32:スピンドルハウジング
4:アライメント手段
40:光学系 41:撮像部
400:基準線
5:X軸送り機構
50:ボールネジ 51:駆動源 52:ガイドレール 53:移動基台
6:回転駆動機構
60:回転駆動部
7:Z軸送り機構
70:壁部 71:駆動源 72:ガイドレール 73:支持部
8:Y軸送り機構
80:ボールネジ 81:駆動源 82:ガイドレール 83:移動基台
9:制御部
100:切削傷 101:第二の切削傷 102:第三の切削傷
1: Cutting device 2: Chuck table 3: Cutting means 30: Spindle 31: Cutting blade 32: Spindle housing 4: Alignment means 40: Optical system 41: Imaging unit 400: Reference line 5: X-axis feed mechanism 50: Ball screw 51: Drive source 52: Guide rail 53: Moving base 6: Rotation drive mechanism 60: Rotation drive unit 7: Z-axis feed mechanism 70: Wall portion 71: Drive source 72: Guide rail 73: Support unit 8: Y-axis feed mechanism 80 : Ball screw 81: Drive source 82: Guide rail 83: Moving base 9: Control unit 100: Cutting flaw 101: Second cutting flaw 102: Third cutting flaw
Claims (1)
該基準線と該切削ブレードとの間に一定の位置関係があることを前提に、該切削予定領域と該基準線との位置合わせをする第一の工程と、
該板状物は、ダイシングテープを介してダイシングフレームと一体となっており、該切削予定領域と該基準線とが位置合わせされた状態で該切削予定領域を切削し、切削予定領域間隔ずつ該切削手段をインデックス送りしながら複数の切削予定領域を切削して該板状物を分割する第二の工程と、
該第二の工程の途中で、該切削予定領域の切削から独立して、該ダイシングテープの該板状物及び該ダイシングフレームが貼着されていない露出部分に該切削ブレードを切り込ませて切削傷を形成し、該切削傷を該アライメント手段によって検出して該切削傷と該基準線との位置ずれを検出する第三の工程とから少なくとも構成され、
加工時に複数回の位置ずれの検出を行う際には、該切削傷を形成した後に、前記チャックテーブルを所要角度回転させ、該切削傷と重複しない別の切削傷を該ダイシングテープの該露出部分に形成する切削ブレードの位置ずれ検出方法。 A chuck table for holding the plate-like object, a cutting means including a cutting blade for cutting the plate-like object held on the chuck table, and an optical system in which a reference line for alignment of the cutting blade is formed. A method for detecting misalignment of a cutting blade in a cutting apparatus comprising an alignment means for detecting a planned cutting area of the plate-like object,
Assuming that there is a certain positional relationship between the reference line and the cutting blade, a first step of aligning the planned cutting area and the reference line;
The plate-like object is integrated with a dicing frame via a dicing tape, the planned cutting area is cut in a state where the planned cutting area and the reference line are aligned, and the planned cutting area intervals are divided by the cutting target area. A second step of dividing the plate-like object by cutting a plurality of scheduled cutting areas while feeding the cutting means with an index;
In the middle of the second step, the cutting blade is cut into the exposed portion of the dicing tape where the plate-like object and the dicing frame are not attached independently of the cutting of the planned cutting area. Forming a flaw, and comprising at least a third step of detecting a positional deviation between the cutting flaw and the reference line by detecting the cutting flaw by the alignment means ,
When detecting misalignment multiple times during processing, after forming the cutting flaw, the chuck table is rotated by a required angle, and another cutting flaw that does not overlap with the cutting flaw is removed from the exposed portion of the dicing tape. A method for detecting misalignment of a cutting blade to be formed .
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