JP5108724B2 - Electrode processing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、半導体ウエーハ等のウエーハの表面に形成された複数のデバイスに設けられたバンプ(電極)を旋削するための電極加工装置に関する。 The present invention relates to an electrode processing apparatus for turning bumps (electrodes) provided on a plurality of devices formed on the surface of a wafer such as a semiconductor wafer.
半導体デバイスが複数個形成された半導体ウエーハはダイシング装置等によって個々の半導体デバイスに分割され、この分割された半導体デバイスは携帯電話やパソコン等の電気機器に広く用いられている。
近年、電気機器の軽量化、小型化を可能にするために、半導体デバイスの電極に50〜100μmの突起状のバンプを形成し、このバンプ(電極)を実装基板に形成された電極に直接接合するようにしたフリップチップと称する半導体デバイスが開発され実用に供されている。また、インターポーザーといわれる基板に複数の半導体デバイスを併設したり、積層したりして小型化を図る技術も開発され実用化されている。このような各技術は半導体デバイスの表面に複数個の突起状のバンプ(電極)を形成し、その突起状の電極を介して基板同士を接合するため、突起状のバンプ(電極)の高さを揃える必要がある。
A semiconductor wafer in which a plurality of semiconductor devices are formed is divided into individual semiconductor devices by a dicing apparatus or the like, and the divided semiconductor devices are widely used in electric devices such as mobile phones and personal computers.
In recent years, in order to reduce the weight and size of electrical equipment, bumps of 50 to 100 μm are formed on the electrodes of semiconductor devices, and these bumps (electrodes) are directly bonded to the electrodes formed on the mounting substrate. A semiconductor device called a flip chip has been developed and put into practical use. In addition, a technique for reducing the size by mounting a plurality of semiconductor devices on a substrate called an interposer or stacking them has been developed and put into practical use. Each of these technologies forms a plurality of bumps (electrodes) on the surface of the semiconductor device and bonds the substrates to each other via the bumps, so that the height of the bumps (electrodes) is high. It is necessary to align.
一方、半導体デバイスの表面に複数個の突起状のバンプ(電極)を形成する技術としては、金等のワイヤーの先端を加熱溶融してボールを形成した後、半導体チップの電極にそのボールを超音波併用熱圧着し、ボールの頭を破断する方法、メッキによってバンプ(電極)を成長させる方法、金属からなる小球を超音波で接合する方法等が実用化されている。しかるに、これらの電極形成方法においては、複数のバンプ(電極)の高さを揃えて形成することは困難である。 On the other hand, as a technique for forming a plurality of bumps (electrodes) on the surface of a semiconductor device, the tip of a wire such as gold is heated and melted to form a ball, and then the ball is applied to the electrode of a semiconductor chip. A method of thermocompression bonding with sound waves to break the head of the ball, a method of growing bumps (electrodes) by plating, a method of joining small spheres made of metal with ultrasonic waves, and the like have been put into practical use. However, in these electrode forming methods, it is difficult to form a plurality of bumps (electrodes) with the same height.
半導体デバイスの表面に形成された複数個の突起状のバンプ(電極)を揃える加工方法として、複数個の電極の先端部を回転するバイト工具によって旋削して除去する方法が提案されている。(例えば、特許文献1参照。)
而して、複数個のバンプ(電極)の先端を均一に揃えてもウエーハに形成されたデバイスの表面の高さにバラツキがあると、バンプ(電極)の長さにバラツキが生ずる。バンプ(電極)の長さにバラツキが生ずると、メモリーやLED等のデバイスにおいては電気抵抗、電気容量、導通速度等の電気的性能に微妙な狂いが発生して、デバイスの機能が損なわれるという事実が判明した。 Thus, even if the tips of the plurality of bumps (electrodes) are evenly aligned, if the height of the surface of the device formed on the wafer varies, the length of the bumps (electrodes) varies. When variations in the length of bumps (electrodes) occur, devices such as memories and LEDs have subtle deviations in electrical performance such as electrical resistance, electrical capacity, and conduction speed, which impairs device functionality. The facts turned out.
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、ウエーハに形成された複数個のデバイスの表面の高さにバラツキがあっても、各デバイスに形成された複数個のバンプ(電極)のデバイスの表面からの長さを均一に旋削することができる電極加工装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described facts, and the main technical problem thereof is that a plurality of devices formed on each device have a variation in the height of the surfaces of the devices formed on the wafer. An object of the present invention is to provide an electrode processing apparatus capable of uniformly turning the length of a bump (electrode) from the surface of a device.
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、X軸方向および該X軸方向と直交するY軸方向に対して平行な保持面を有するチャックテーブルと該チャックテーブルを支持する移動基台とを備えたチャックテーブル機構と、該チャックテーブルの保持面に保持されたウエーハの表面に形成された複数のデバイスにそれぞれ設けられた複数の突起状の電極を旋削するための旋削手段と、該移動基台を該チャックテーブルの保持面と平行に該旋削手段に対して加工送りする加工送り手段と、を具備する電極加工装置において、
該チャックテーブルは該移動基台との間に配設され該保持面に対して垂直な方向に変位せしめる圧電素子によって構成されたピエゾモータを介して支持され、
該旋削手段は、該チャックテーブルの保持面に対して垂直な方向に配設された回転スピンドルと、該回転スピンドルの下端に装着されたバイト装着基板と、該バイト装着基板に軸心から偏心した位置に配設された旋削バイトとを具備しており、
該チャックテーブルの移動位置を検出するチャックテーブル位置検出手段と、
該旋削手段における該切削バイトの回転位置を検出するバイト位置検出手段と、
該チャックテーブル位置検出手段と該バイト位置検出手段からの検出信号に基づいて該ピエゾモータを制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、ウエーハの表面に形成された複数のデバイスのX,Y座標値と予め検出されたデバイスの表面高さ位置とを格納するメモリーを備えており、旋削バイトの回転による旋削バイトのX,Y座標値を求め、回転する旋削バイトが各デバイスのX,Y座標値を通過する際に該デバイスのX,Y座標値におけるデバイスの表面高さ位置に対応して該ピエゾモータに印加する電圧を制御する、
ことを特徴とする電極加工装置が提供される。
In order to solve the above-mentioned main technical problem, according to the present invention, a chuck table having a holding surface parallel to the X-axis direction and the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction, and a movable base for supporting the chuck table A chuck table mechanism comprising: a turning means for turning a plurality of protruding electrodes respectively provided on a plurality of devices formed on a surface of a wafer held on a holding surface of the chuck table; In an electrode machining apparatus comprising: a machining feed unit that feeds a moving base to the turning unit in parallel with the holding surface of the chuck table;
The chuck table is supported via a piezo motor that is disposed between the moving base and is configured by a piezoelectric element that is displaced in a direction perpendicular to the holding surface.
The turning means includes a rotary spindle disposed in a direction perpendicular to the holding surface of the chuck table, a bite mounting substrate mounted on a lower end of the rotary spindle, and the bite mounting substrate decentered from an axis. A turning tool arranged in a position,
Chuck table position detecting means for detecting the movement position of the chuck table;
A tool position detecting means for detecting a rotational position of the cutting tool in the turning means;
Control means for controlling the piezo motor based on detection signals from the chuck table position detection means and the bite position detection means,
The control means includes a memory for storing the X and Y coordinate values of a plurality of devices formed on the surface of the wafer and the surface height positions of the devices detected in advance, and the turning tool is rotated by rotating the turning tool. X and Y coordinate values are obtained and applied to the piezo motor corresponding to the surface height position of the device at the X and Y coordinate values of the device when the turning tool passes through the X and Y coordinate values of each device. Control the voltage,
An electrode processing apparatus is provided.
本発明による電極加工装置においては、チャックテーブルは移動基台との間に配設され保持面に対して垂直な方向に変位せしめる圧電素子によって構成されたピエゾモータを介して支持され、チャックテーブルの保持面に保持されたウエーハの表面に形成された複数のデバイスにそれぞれ設けられた複数の突起状の電極を旋削するための旋削手段がチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向に配設された回転スピンドルと、該回転スピンドルの下端に装着されたバイト装着基板と、該バイト装着基板に軸心から偏心した位置に配設された旋削バイトとを具備し、制御手段がウエーハの表面に形成された複数のデバイスのX,Y座標値と予め検出されたデバイスの表面高さ位置とを格納するメモリーを備えており、旋削バイトの回転による旋削バイトのX,Y座標値を求め、回転する旋削バイトが各デバイスのX,Y座標値を通過する際にデバイスのX,Y座標値における表面高さ位置に対応して該ピエゾモータに印加する電圧を制御するので、各デバイスの表面に形成された複数個のバンプ(電極)のデバイスの表面から長さを均一に旋削することができる。 In the electrode processing apparatus according to the present invention, the chuck table is supported by a piezoelectric motor that is disposed between the moving base and is displaced by a piezoelectric element that is displaced in a direction perpendicular to the holding surface. Turning means for turning a plurality of protruding electrodes respectively provided on a plurality of devices formed on the surface of the wafer held on the surface is disposed in a direction perpendicular to the holding surface of the chuck table. A rotating spindle, a cutting tool mounting board mounted on the lower end of the rotating spindle, and a turning tool disposed on the cutting tool mounting board at a position eccentric from the axis, and a control means is formed on the surface of the wafer. In addition, it is equipped with a memory that stores the X and Y coordinate values of multiple devices and the surface height position of the device detected in advance, and turning by turning a turning tool The voltage applied to the piezo motor corresponding to the surface height position in the X and Y coordinate values of the device when the turning tool passes through the X and Y coordinate values of each device. Therefore, the length of the plurality of bumps (electrodes) formed on the surface of each device can be uniformly turned from the device surface.
以下、本発明に従って構成された電極加工装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an electrode processing apparatus configured according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1には本発明に従って構成された電極加工装置の斜視図が示されている。
図示の実施形態における電極加工装置は、全体を番号2で示す装置ハウジングを具備している。装置ハウジング2は、細長く延在する直方体形状の主部21と、該主部21の後端部(図1において右上端)に設けられ上方に延びる直立壁22とを有している。直立壁22の前面には、上下方向に延びる一対の案内レール221、221が設けられている。この一対の案内レール221、221に旋削手段としての旋削ユニット3が上下方向に移動可能に装着されている。
FIG. 1 is a perspective view of an electrode processing apparatus constructed according to the present invention.
The electrode processing apparatus in the illustrated embodiment includes an apparatus housing generally designated by
旋削ユニット3は、移動基板31と該移動基板31に装着されたスピンドルユニット32を具備している。移動基板31は、後面両側に上下方向に延びる一対の脚部311、311が設けられており、この一対の脚部311、311に上記一対の案内レール221、221と摺動可能に係合する被案内溝312、312が形成されている。このように直立壁22に設けられた一対の案内レール221、221に摺動可能に装着された移動基板31の前面には支持部材313が装着され、この支持部材313にスピンドルユニット32が取り付けられる。このスピンドルユニット32について、図2を参照して説明する。
The turning
図2に示すスピンドルユニット32は、スピンドルハウジング321と、該スピンドルハウジング321内に回転自在に配設された回転スピンドル322と、該回転スピンドル322を具備している。スピンドルハウジング321は略円筒状に形成され、軸方向に貫通する軸穴321aを備えている。このスピンドルハウジング321は、軸方向が後述するチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向に配設されている。スピンドルハウジング321に形成された軸穴321aに挿通して配設される回転スピンドル322は、その中央部には径方向に突出して形成されたスラスト軸受フランジ322aが設けられている。このようにしてスピンドルハウジング321に形成された軸穴321aに挿通して配設される回転スピンドル322は、軸穴321aの内壁との間に供給される高圧エアーによって回転自在に支持される。
A
上記回転スピンドル322の下端には工具装着マウント323が取り付けられており、この工具装着マウント323にバイト装着基板33が締結ボルト330によって装着されている。バイト装着基板33は円盤状に形成されており、軸心から半径(r)だけ偏心した位置にバイト取り付け穴331が設けられている。この軸心からバイト取り付け穴331までの距離(半径(r))は、後述するチャックテーブルに保持される被加工物であるウエーハの半径より長い値に設定されている。このようにバイト装着基板33に形成されたバイト取り付け穴331に旋削バイト34が配設される。そして、上記バイト装着基板33の外周部に設けられた雌ねじ穴(図示せず)に締結ボルト35を螺合して締め付けることにより、旋削バイト34はバイト装着基板33に着脱可能に装着される。上記旋削バイト34は、超鋼合金等の工具鋼によって棒状に形成されたバイト本体341と、該バイト本体341の下端部に設けられたダイヤモンド等で形成された切れ刃342とによって構成したものが用いられている。このように構成された工具装着マウント323に装着されたバイト装着基板33に取り付けられている旋削バイト34は、上記回転スピンドル322が回転することにより、後述するチャックテーブルの保持面と平行な面内で回転せしめられる。
A
図2を参照して説明を続けると、図示のスピンドルユニット32は、回転スピンドル322を回転駆動するための電動モータ36を備えている。図示の電動モータ36は、永久磁石式モータによって構成されている。永久磁石式の電動モータ36は、回転スピンドル22の中間部に形成されたモータ装着部322bに装着された永久磁石からなるロータ361と、該ロータ361の外周側においてスピンドルハウジング321に配設されたステータコイル362とからなっている。このように構成された電動モータ36は、ステータコイル362に図示しない電力供給手段によって交流電力を印加することによりロータ361が回転し、該ロータ361を装着した回転スピンドル322を回転せしめる。
Continuing the description with reference to FIG. 2, the illustrated
また、図示のスピンドルユニット32は、上記旋削バイト342の回転位置を検出するバイト位置検出手段37を具備している。このバイト位置検出手段37はロータリーエンコーダかならっており、その検出信号を後述する制御手段に送る。
The illustrated
図1に戻って説明を続けると、図示の実施形態における加工装置は、上記旋削ユニット3を上記一対の案内レール221、221に沿って上下方向(後述するチャックテーブルの載置面と垂直な方向)に移動せしめる旋削ユニット送り機構4を備えている。この旋削ユニット送り機構4は、直立壁22の前側に配設され上下方向に延びる雄ねじロッド41を具備している。この雄ねじロッド41は、その上端部および下端部が直立壁22に取り付けられた軸受部材42および43によって回転自在に支持されている。上側の軸受部材42には雄ねじロッド41を回転駆動するための駆動源としてのパルスモータ44が配設されており、このパルスモータ44の出力軸が雄ねじロッド41に伝動連結されている。移動基板31の後面にはその幅方向中央部から後方に突出する連結部(図示していない)も形成されており、この連結部には鉛直方向に延びる貫通雌ねじ穴が形成されており、この雌ねじ穴に上記雄ねじロッド41が螺合せしめられている。従って、パルスモータ44が正転すると移動基板31即ち旋削ユニット3が下降即ち前進せしめられ、パルスモータ44が逆転すると移動基板31即ち旋削ユニット3が上昇即ち後退せしめられる。
Referring back to FIG. 1, the machining apparatus in the illustrated embodiment moves the
図1および図3を参照して説明を続けると、ハウジング2の主部21の後半部上には略矩形状の加工作業部211が形成されており、この加工作業部211にはチャックテーブル機構5が配設されている。チャックテーブル機構5は、移動基台51とこの移動基台51に配設された円板形状のチャックテーブル52とを含んでいる。移動基台51は、上記加工作業部211上に前後方向(直立壁22の前面に垂直な方向)である矢印X1およびX2で示す加工送り方向(X軸方向)に延在する一対の案内レール23、23上に摺動自在に載置されており、後述する加工送り手段56によって図1に示す被加工物搬入・搬出域24(図3において実線で示す位置)と上記スピンドルユニット32を構成する旋削バイト34と対向する加工域25(図3において2点鎖線で示す位置)との間で移動せしめられる。
1 and FIG. 3, a substantially rectangular
上記チャックテーブル52は、上面にX軸方向および該X軸方向と直交するY軸方向に対して平行な保持面52aを有し、図4に示すように上記移動基台51上に配設された支持部材510の上面に保持面52aに対して垂直な方向に変位せしめる圧電素子によって構成された複数のピエゾモータ53を介して支持されている。この複数のピエゾモータ53は、後述する制御手段によって制御される電圧印加手段55に接続されている。なお、チャックテーブル52は、多孔質セラミッックスの如き適宜の多孔性材料から構成されており、図示しない吸引手段に接続されている。従って、チャックテーブル52を図示しない吸引手段に選択的に連通することにより、保持面52a上に載置された被加工物を吸引保持する。なお、図示のチャックテーブル機構5は、チャックテーブル52を挿通する穴を有し上記移動基台51等を覆い移動基台51とともに移動可能に配設されたカバー部材54を備えている。
The chuck table 52 has a holding
ここで、上記圧電素子によって構成されたピエゾモータ53に印加する電圧値とチャックテーブル52の変位との関係について、図5に示す制御マップを参照して説明する。なお、図5において横軸はピエゾモータ53に印加する電圧値(V)で、縦軸はチャックテーブル52の軸方向(保持面52aに対して垂直な方向)の変位量を示している。図5に示す制御マップにおいては、ピエゾモータ53に印加する電圧1Vに対してチャックテーブル52が0.5μm変位する例が示されている。
Here, the relationship between the voltage value applied to the
図3を参照して説明を続けると、図示の実施形態における加工装置は、上記チャックテーブル機構5をX軸方向に沿って配設された一対の案内レール23に沿って矢印X1およびX2で示す加工送り方向に移動せしめる加工送り手段56を具備している。加工送り手段56は、一対の案内レール23、23間に配設され案内レール23、23と平行に延びる雄ねじロッド561と、該雄ねじロッド561を回転駆動するサーボモータ562を具備している。雄ねじロッド561は、上記移動基台51に設けられたねじ穴511と螺合して、その先端部が一対の案内レール23、23間に配設された軸受部材563によって回転自在に支持されている。サーボモータ562は、その駆動軸が雄ねじロッド561の基端と伝動連結されている。従って、サーボモータ562が正転すると移動基台51即ちチャックテーブル機構5が矢印X1で示す方向に移動し、サーボモータ562が逆転すると移動基台51即ちチャックテーブル機構5が矢印X2で示す方向に移動せしめられる。
Continuing with reference to FIG. 3, the machining apparatus in the illustrated embodiment shows the
図示の実施形態における加工装置は、上記加工送り手段56によるチャックテーブル機構5のX軸方向の移動位置を検出するためのチャックテーブル位置検出手段57を備えている。チャックテーブル位置検出手段57は、案内レール23に沿って配設されたリニアスケール571と、移動基台51とともにリニアスケール571に沿って移動する読み取りヘッド572とからなっている。このチャックテーブル位置検出手段57の読み取りヘッド572は、図示に実施形態においては1μm毎に1パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。
The machining apparatus in the illustrated embodiment includes a chuck table
図1に戻って説明を続けると、上記チャックテーブル機構5を構成する移動基台51の移動方向両側には、図1に示すように横断面形状が逆チャンネル形状であって、上記一対の案内レール23、23や雄ねじロッド561およびサーボモータ562等を覆っている蛇腹手段57および58が付設されている。蛇腹手段57および58はキャンパス布の如き適宜の材料から形成することができる。蛇腹手段57の前端は加工作業部211の前面壁に固定され、後端はチャックテーブル機構5のカバー部材54の前端面に固定されている。蛇腹手段58の前端はチャックテーブル機構5のカバー部材54の後端面に固定され、後端は装置ハウジング2の直立壁22の前面に固定されている。チャックテーブル機構5が矢印X1で示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段57が伸張されて蛇腹手段58が収縮され、チャックテーブル機構5が矢印X2で示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段57が収縮されて蛇腹手段58が伸張せしめられる。
Returning to FIG. 1, the description will be continued. On the both sides of the moving
図1に基づいて説明を続けると、装置ハウジング2の主部21における前半部上には、第1のカセット載置部11aと、第2のカセット載置部12aと、被加工物仮置き部13aと、洗浄部14aが設けられている。第1のカセット載置部11aには加工前の被加工物を収容する第1のカセット11が載置され、第2のカセット載置部12aには加工後の被加工物を収容する第2のカセット12が載置されるようになっている。上記被加工物仮置き部13aには、第1のカセット載置部11aに載置された第1のカセット11から搬出された加工前の被加工物を仮置きする被加工物仮載置き手段13が配設されている。また、洗浄部14aには、加工後の被加工物を洗浄する洗浄手段14が配設されている。
The description will be continued based on FIG. 1. On the front half of the
上記第1のカセット載置部11aと第2のカセット載置部12aとの間には被加工物搬送手段15が配設されており、この被加工物搬送手段15は第1のカセット載置部11aに載置された第1のカセット11内に収納された加工前の被加工物を被加工物仮置き手段13に搬出するとともに洗浄手段14で洗浄された加工後の被加工物を第2のカセット載置部12aに載置された第2のカセット12に搬送する。上記被加工物仮置き部13aと被加工物を被加工物搬入・搬出域24との間には被加工物搬入手段16が配設されており、この被加工物搬入手段16は被加工物仮置き手段13に載置された加工前の被加工物を被加工物搬入・搬出域24に位置付けられたチャックテーブル機構5のチャックテーブル52上に搬送する。上記被加工物を被加工物搬入・搬出域24と洗浄部14aとの間には被加工物搬出手段17が配設されており、この被加工物搬出手段17は被加工物搬入・搬出域24に位置付けられたチャックテーブル52上に載置されている加工後の被加工物を洗浄手段14に搬送する。
A workpiece conveying means 15 is disposed between the first
図示の実施形態における加工装置は、図6に示す制御手段8を具備している。制御手段8は、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置(CPU)81と、制御プログラム等を格納するリードオンリーメモリ(ROM)82と、上記図5に示す制御マップや後述する半導体ウエーハの表面に形成された複数個のデバイスのX,Y座標値とその表面高さ(Z)や演算結果等を記憶する記憶手段としての読み書き可能なランダムアクセスメモリ(RAM)83と、入力インターフェース84および出力インターフェース85を備えている。このように構成された制御手段8の入力インターフェース84には上記バイト位置検出手段37、チャックテーブル位置検出手段57の読み取りヘッド572等からの検出信号が入力され、出力インターフェース85からは上記スピンドルユニット32の電動モータ35、旋削ユニット送り機構4のパルスモータ44、電圧印加手段55、加工送り手段56のサーボモータ562、被加工物仮置き手段13、洗浄手段14、被加工物搬送手段15、被加工物搬入手段16、被加工物搬出手段17等に制御信号を出力する。
The processing apparatus in the illustrated embodiment includes a control means 8 shown in FIG. The control means 8 includes a central processing unit (CPU) 81 that performs arithmetic processing according to a control program, a read-only memory (ROM) 82 that stores a control program and the like, a control map shown in FIG. 5 and a surface of a semiconductor wafer described later. Read / write random access memory (RAM) 83 as storage means for storing X, Y coordinate values, surface height (Z), calculation results, and the like of a plurality of formed devices, an
上記第1のカセット11には、加工前の被加工物として図7の(a)および(b)に示す半導体ウエーハ10が収容される。図7の(a)および(b)に示す半導体ウエーハ10はシリコンウエーハからなり、その表面10aに複数個のデバイス110が格子状に形成されている。半導体ウエーハ10の表面10aに形成された複数個のデバイス110の表面110aには、それぞれ複数個の突起状のバンプ(電極)120が形成されている。この突起状のバンプ(電極)120は、上述したバンプ形成法によって長さが150μm程度に形成されているが、その長さにはバラツキがある。
In the
また、上述したように複数個のバンプ(電極)120が形成された半導体ウエーハ10の表面10aの高さは必ずしも均一ではなく、図8の(a)に誇張して示すように中心部が高い円錐形状に形成されていたり、図8の(b)に誇張して示すように中心部が低い凹部状に形成されている場合がある。このように表面10aの高さが不均一な半導体ウエーハ10の表面10aに形成された複数個のデバイス110の表面110aも高さが不均一となる。従って、表面110aの高さが不均一な複数個のデバイス110が形成された半導体ウエーハ10を上記チャックテーブル52の保持面52aに裏面を保持し、デバイス110の表面110aに形成された複数個のバンプ(電極)120を上記旋削手段としての旋削ユニット3によって旋削しても、複数個のバンプ(電極)120のデバイス110の表面110aからの長さにバラツキが生ずる。
Further, as described above, the height of the
そこで、上述した電極加工装置によって半導体ウエーハ10の表面に形成された複数個のバンプ(電極)120を旋削するに際しては、半導体ウエーハ10の表面に形成された複数個のデバイス110の表面110aの高さを予め高さ測定装置によって計測し、図9に示すように各デバイス110のX,Y座標値とその表面高さ(Z)を上記制御手段8のランダムアクセスメモリ(RAM)83に格納する。
Therefore, when turning the plurality of bumps (electrodes) 120 formed on the surface of the
上述したように複数個のデバイス110の表面110aの高さが計測された半導体ウエーハ10を収容した第1のカセット11は、装置ハウジング2の第1のカセット載置部11aに載置される。そして、第1のカセット載置部11aに載置された第1のカセット11に収容されていた加工前の半導体ウエーハ10が全て搬出されると、空になったカセット11に代えて所定数の加工前の半導体ウエーハ10を収容した新しいカセット11が手動で第1のカセット載置部11aに載置される。一方、装置ハウジング2の第2のカセット載置部12aに載置された第2のカセット12に所定数の加工後の半導体ウエーハ10が搬入されると、かかる第2のカセット12が手動で搬出され、新しい空の第2のカセット12が載置される。
As described above, the
以下、上述した加工装置を用いて上記半導体ウエーハ10の表面に形成された複数個のデバイス110に設けられた複数個のバンプ(電極)120のデバイス110の表面110aからの長さを揃える旋削工程について説明する。
第1のカセット11に収容された加工前の被加工物としての半導体ウエーハ10は被加工物搬送手段15の上下動作および進退動作により搬送され、被加工物仮置き手段13に載置される。被加工物仮置き手段13に載置された半導体ウエーハ10は、ここで中心合わせが行われた後に被加工物搬入手段16の旋回動作によって被加工物搬入・搬出域24に位置せしめられているチャックテーブル機構5のチャックテーブル52上に載置される。チャックテーブル52上に載置された半導体ウエーハ10は、図示しない吸引手段によってチャックテーブル52上に吸引保持される。
Hereinafter, a turning process of aligning the lengths of the plurality of bumps (electrodes) 120 provided on the plurality of
The
チャックテーブル52上に半導体ウエーハ10を吸引保持したならば、加工送り手段56(図3参照)を作動してチャックテーブル機構5を矢印X1で示す方向に移動し、図10に示すように半導体ウエーハ10を保持したチャックテーブル52を加工域25の加工開始位置に位置付ける。図10に示す状態から回転スピンドル322を回転駆動し、旋削バイト34が取り付けられた回転基板33を図10において矢印33aで示す方向に例えば2000rpmの回転速度で回転する。そして、旋削ユニット送り機構4を作動して旋削ユニット3を所定の旋削送り位置に位置付ける。この旋削送り位置は、旋削バイト34の先端が半導体ウエーハ10の表面10aに設けられたデバイス110の表面110aから例えば100μm上方の位置に位置付けられるように設定されている。次に、半導体ウエーハ10を保持したチャックテーブル52を図10において矢印X1で示す方向に即ちX座標軸に沿って例えば1mm/秒の送り速度で移動する。この結果、回転スピンドル322の回転に伴って回転する旋削バイト34の切れ刃342によって半導体ウエーハ10の表面10aに設けられたデバイス110の表面110aに形成された複数個のバンプ(電極)120がデバイス110の表面110aから例えば100μmの位置で旋削される。そして、チャックテーブル52に保持された半導体ウエーハ10の中心が図10において2点鎖線で示すようにバイト装着基板33の中心位置まで移動することにより、半導体ウエーハ10の表面10aに設けられたデバイス110の表面110aに形成された複数個のバンプ(電極)120の全てが旋削され、デバイス110の表面110aからの長さが揃えられる。
When the
上述した旋削工程においては、半導体ウエーハ10の表面10aに形成された複数個のデバイス110のX,Y座標値とそのデバイス110の表面高さ(Z)に対応してチャックテーブル52をZ軸方向に変位せしめる。以下、このチャックテーブル52をZ軸方向に変位せしめる制御について説明する。なお、チャックテーブル52をZ軸方向に変位せしめる制御を実施するためには、旋削ユニット3を下降させ旋削バイト34を所定の切り込み位置に位置付ける際に、チャックテーブル52と移動基台51上に配設された支持部材510との間に配設された複数のピエゾモータ53に例えば5Vの電圧を印加するとともに、旋削バイト34の切れ刃342を複数個のデバイスの表面高さ(Z)の最高値(Zmax)と最低値(Zmin)の中間位置(Zmin+(Zmax−Zmin)/2)を基準として例えば100μm上方の位置に位置付ける。そして、回転する旋削バイト34が各デバイスのX,Y座標値を通過する際に、制御手段8はデバイスのX,Y座標値の表面高さ(Z)に対応して複数のピエゾモータ53に印加する電圧値を制御する。
In the above-described turning process, the chuck table 52 is moved in the Z-axis direction corresponding to the X and Y coordinate values of the plurality of
ここで、回転する旋削バイト34が上記制御手段8のランダムアクセスメモリ(RAM)83に格納されている各デバイス110のX,Y座標値を通過する時点を検出する方法について、図10を参照して説明する。
旋削バイト34の切れ刃342の回転半径を(r)とし、旋削バイト34のX軸からの回転角度を(θ)とすると、回転中心を定点とする旋削バイト34の回動位置の座標値は、x:r・cosθ、y:r・sinθとして求められる。そして、旋削バイト34の回転中心とチャックテーブル52の中心即ちチャックテーブル52に保持された半導体ウエーハ10の中心(X:0,Y:0)との距離を(L)とすると、x:L+r・cosθ、y:r・sinθの座標値が制御手段8のランダムアクセスメモリ(RAM)83に格納されている各デバイス110のX,Y座標値と一致する。従って、制御手段8は、上記チャックテーブル位置検出手段57およびバイト位置検出手段37からの検出信号に基づいて、旋削バイト34の回転位置の座標値(x:r・cosθ、y:r・sinθ)を演算し、x:L+r・cosθ、y:r・sinθの座標値と一致する制御手段8のランダムアクセスメモリ(RAM)83に格納されている各デバイスのX,Y座標値に形成されたデバイス110の表面高さ(Z)に対応して、複数のピエゾモータ53に電圧を印加する電圧印加手段55に制御信号を出力する。
Here, with reference to FIG. 10, a method for detecting the time when the
If the turning radius of the
このデバイスの表面高さ(Z)に対応してピエゾモータ53に印加する電圧について説明する。
図示の実施形態においては、上述したようにピエゾモータ53に5Vの電圧を印加するとともに旋削バイト34の切れ刃342が複数個のデバイスの表面高さ(Z)の最高値(Zmax)と最低値(Zmin)の中間位置(Zmin+(Zmax−Zmin)/2)を基準として例えば100μm上方の位置に位置付けられているので、制御手段8のランダムアクセスメモリ(RAM)83に格納されている複数個のデバイス110のX,Y座標値におけるデバイスの表面高さ(Z)が上記中間位置(Zmin+(Zmax−Zmin)/2)より例えば1μm低い場合には、制御手段8はピエゾモータ53に7Vの電圧を印加するように電圧印加手段55に制御信号を出力する。また、制御手段8のランダムアクセスメモリ(RAM)83に格納されている複数個のデバイス110のX,Y座標値におけるデバイスの表面高さ(Z)が上記中間位置(Zmin+(Zmax−Zmin)/2)より例えば0.5μm高い場合には、制御手段8はピエゾモータ53に4Vの電圧を印加するように電圧印加手段55に制御信号を出力する。このようにして、制御手段8のランダムアクセスメモリ(RAM)83に格納されている複数個のデバイス110のX,Y座標値におけるデバイスの表面高さ(Z)に対応してピエゾモータ53に印加する電圧値を制御することにより、デバイスの表面高さ(Z)に対応してチャックテーブル52が上下方向(Z軸方向)に変位するので、各デバイス110の表面110aに形成された複数個のバンプ(電極)120のデバイス110の表面110aからの長さを例えば100μmに均一に旋削することができる。
A voltage applied to the
In the illustrated embodiment, as described above, a voltage of 5 V is applied to the
上述したように半導体ウエーハ10に設けられたデバイス110の表面に形成された複数個のバンプ(電極)120の旋削工程が終了したら、旋削ユニット3を上昇せしめる。次に、チャックテーブル52を図1において矢印X2で示す方向に移動して被加工物搬入・搬出域24に位置付け、チャックテーブル52上の旋削加工された半導体ウエーハ10の吸引保持を解除する。そして、吸引保持が解除された半導体ウエーハ10は被加工物搬出手段17により搬出されて洗浄手段14に搬送される。洗浄手段14に搬送された半導体ウエーハ10は、ここで洗浄される。洗浄手段14で洗浄された半導体ウエーハ10は、被加工物搬送手段15よって第2のカセット12の所定位置に収納される。
As described above, when the turning process of the plurality of bumps (electrodes) 120 formed on the surface of the
2:装置ハウジング
3:研削ユニット
31:移動基板
32:スピンドルユニット
321:スピンドルハウジング
322:回転スピンドル
323:工具装着マウント
33:バイト装着基板
34:旋削バイト
36:電動モータ
37:バイト位置検出手段
4:旋削ユニット送り機構
44:パルスモータ
5:チャックテーブル機構
51:移動基台
52:チャックテーブル
53:ピエゾモータ
55:電圧印加手段
56:加工送り手段
57:チャックテーブル位置検出手段
11:第1のカセット
12:第2のカセット
13:被加工物仮置き手段
14:洗浄手段
15:被加工物搬送手段
16:被加工物搬入手段
17:被加工物搬出手段
10:半導体ウエーハ
110:半導体チップ
111:電極板
120:バンプ(電極)
2: Device housing 3: Grinding unit 31: Moving substrate 32: Spindle unit 321: Spindle housing 322: Rotary spindle 323: Tool mounting mount 33: Tool mounting substrate 34: Turning tool 36: Electric motor 37: Tool position detecting means 4: Turning unit feed mechanism 44: Pulse motor 5: Chuck table mechanism 51: Moving base 52: Chuck table 53: Piezo motor 55: Voltage application means 56: Work feed means 57: Chuck table position detection means 11: First cassette 12: Second cassette 13: Workpiece temporary placing means 14: Cleaning means 15: Workpiece conveying means 16: Workpiece carrying means 17: Workpiece carrying means 10: Semiconductor wafer 110: Semiconductor chip 111: Electrode plate 120 : Bump (electrode)
Claims (1)
該チャックテーブルは該移動基台との間に配設され該保持面に対して垂直な方向に変位せしめる圧電素子によって構成されたピエゾモータを介して支持され、
該旋削手段は、該チャックテーブルの保持面に対して垂直な方向に配設された回転スピンドルと、該回転スピンドルの下端に装着されたバイト装着基板と、該バイト装着基板に軸心から偏心した位置に配設された旋削バイトとを具備しており、
該チャックテーブルの移動位置を検出するチャックテーブル位置検出手段と、
該旋削手段における該切削バイトの回転位置を検出するバイト位置検出手段と、
該チャックテーブル位置検出手段と該バイト位置検出手段からの検出信号に基づいて該ピエゾモータを制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、ウエーハの表面に形成された複数のデバイスのX,Y座標値と予め検出されたデバイスの表面高さ位置とを格納するメモリーを備えており、旋削バイトの回転による旋削バイトのX,Y座標値を求め、回転する旋削バイトが各デバイスのX,Y座標値を通過する際に該デバイスのX,Y座標値におけるデバイスの表面高さ位置に対応して該ピエゾモータに印加する電圧を制御する、
ことを特徴とする電極加工装置。 A chuck table mechanism comprising a chuck table having a holding surface parallel to the X-axis direction and the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction, and a moving base for supporting the chuck table, and the holding surface of the chuck table Turning means for turning a plurality of protruding electrodes respectively provided on a plurality of devices formed on the surface of the wafer held by the wafer, and the turning base parallel to the holding surface of the chuck table In an electrode processing apparatus comprising a processing feed means for processing feed to the means,
The chuck table is supported via a piezo motor that is disposed between the moving base and is configured by a piezoelectric element that is displaced in a direction perpendicular to the holding surface.
The turning means includes a rotary spindle disposed in a direction perpendicular to the holding surface of the chuck table, a bite mounting substrate mounted on a lower end of the rotary spindle, and the bite mounting substrate decentered from an axis. A turning tool arranged in a position,
Chuck table position detecting means for detecting the movement position of the chuck table;
A tool position detecting means for detecting a rotational position of the cutting tool in the turning means;
Control means for controlling the piezo motor based on detection signals from the chuck table position detection means and the bite position detection means,
The control means includes a memory for storing the X and Y coordinate values of a plurality of devices formed on the surface of the wafer and the surface height positions of the devices detected in advance, and the turning tool is rotated by rotating the turning tool. X and Y coordinate values are obtained and applied to the piezo motor corresponding to the surface height position of the device at the X and Y coordinate values of the device when the turning tool passes through the X and Y coordinate values of each device. Control the voltage,
An electrode processing apparatus.
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