JPH0852733A

JPH0852733A - ダイシング装置

Info

Publication number: JPH0852733A
Application number: JP18759694A
Authority: JP
Inventors: Keizo Yamaguchi; 啓三山口; Hideya Yaguchi; 秀哉矢口
Original assignee: Seiko Seiki KK
Current assignee: Seiko Seiki KK
Priority date: 1994-08-09
Filing date: 1994-08-09
Publication date: 1996-02-27
Anticipated expiration: 2016-05-08
Also published as: JP3162580B2

Abstract

(57)【要約】【目的】刃具の位置決めを正確かつ効率的に行うこと
ができるダイシング装置を提供する。【構成】レーザ発光体４２から出射されたレーザ光
は、プリズム４４で反射して顕微鏡３７に入射する。顕
微鏡３７でとらえた像は、ＣＣＤカメラで撮像されると
共に、画像処理装置で処理される。ＮＣ装置による位置
制御で、ブレード２７の刃先をレーザ光の照射領域内の
所定の基準点に位置決めすると、ＣＣＤカメラでは、ブ
レード２７の投影像が撮像される。この撮像されたブレ
ード２７の投影像から画像処理装置は、基準点に対する
ブレード２７の位置ずれを検出する。そして、この位置
ずれに応じてＮＣ装置は、認識しているブレード２７の
位置を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダイシング装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ダイシング装置は、スピンドルモータに
よって回転する円盤状の刃具（ブレード）で、半導体ウ
エハを采の目状に切断してチップ毎に分割するものであ
る。図５は、スピンドルモータ１２とその回転軸に取り
付けられたブレード１０とを表したものである。なお、
図示しないが、ウエハは、ブレード１０の下方に設置さ
れる。

【０００３】ダイシング装置による切断においては、ウ
エハをチップ毎に正確に分割するために、ブレード１０
の刃先をウエハに対し回転軸方向、すなわち図５におい
てＹ方向に位置決めし、切断の深さを一定にするために
鉛直方向、すなわちＺ方向に位置決めする必要がある。

【０００４】ブレード１０の刃先の位置決めは、ダイシ
ング装置のＮＣ装置（数値制御装置）が、ブレード１０
の刃先の位置を認識し、入力された設定値に基づいて、
スピンドルモータ１２をＹ及びＺ方向に移動させること
で行う。但し、ＮＣ装置によるブレード１０の刃先の位
置認識は、以下のようにして行われる。

【０００５】ダイシング装置においては、スピンドルモ
ータ１２を上下及び水平移動させる移動機構にスピンド
ルモータ１２の位置を検出するための検出器が配設され
ており、ＮＣ装置は、その検出値から、スピンドルモー
タの位置を認識する。そして、スピンドルモータの位置
に対する相対的なブレード１０の取り付け位置を設定す
ることにより、ＮＣ装置は、ブレード１０の刃先のＹ方
向の位置を認識し、ブレード１０の径を設定すること
で、ブレード１０の刃先のＺ方向の位置を認識する。

【０００６】しかし、ブレード１０は、交換時の取付け
精度によってその位置がＹ方向にずれたり、磨耗による
径の減少でその刃先がＺ方向にずれたりする。従って、
ＮＣ装置が認識しているブレード１０の位置は、ブレー
ド交換や磨耗状態によって、実際のブレード１０の刃先
の位置と異なってくる。そこで、従来では、以下によう
にしてブレード１０の刃先のずれを検出し、そのずれの
分ＮＣ装置が認識している位置を補正することで、刃先
が正確にウエハに対して位置決めされるようにしてい
た。

【０００７】すなわち、Ｙ方向へのずれに対しては、ま
ずダミーのウエハを試し切りし、その切断ラインのずれ
を見ることで、そのずれ分、ＮＣ装置が認識しているブ
レード１０の位置を変更する補正を行っていた（以下、
これを「オフセット調整」という）。

【０００８】また、Ｚ方向へのずれに対しては、ウエハ
が固定される加工テーブルにブレード１０を接触させ
て、その接触位置を測定することでブレード１０の刃先
の位置を実測し、ＮＣ装置が認識している位置とのずれ
の分、補正を行っていた（以下、これを「セットアッ
プ」という）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、オフセット調
整では、ブレード交換や磨耗の度に、ダミーウエハを用
いた実際の切断を行うので、加工能率が悪い。一方、セ
ットアップでは、ブレード１０と加工テーブルとを接触
させるので、双方に損傷を与える虞れがある。セットア
ップに関しては、例えば、実開平３−１１８６０９号公
報に示されているように、ブレードの下端にレーザをＹ
方向から照射して、ブレードのＺ方向の位置を検出する
被接触型のセットアップがあるが、いずれにしても従来
では、オフセット調整とセットアップとを別々に行わな
ければならず、効率が悪かった。

【００１０】そこで、本発明の目的は、刃具の位置決め
を正確かつ効率的に行うことができるダイシング装置を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、回転する円盤状の刃具で半導体ウエハを切断するダ
イシング装置に、前記刃具の位置を認識すると共に前記
刃具を所定の位置に移動させる位置制御手段と、前記刃
具の下端部をその接線方向から撮像する撮像手段と、こ
の撮像手段によって撮像された前記刃具の像から前記刃
具の位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段
で検出された前記刃具の位置と前記位置制御手段が認識
している前記刃具の位置とのずれを補正する位置補正手
段とを具備させて前記目的を達成する。

【００１２】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
ダイシング装置において、前記撮像手段が、前記刃具の
下端部に対し接線方向に平行光を照射する光照射手段を
備え、この光照射手段の平行光による前記刃具の投影像
を撮像することで前記目的を達成する。

【００１３】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
ダイシング装置において、前記位置検出手段が、前記刃
具の切り込み送り方向と回転軸線方向の位置を検出する
ことで前記目的を達成する。

【００１４】

【作用】請求項１記載のダイシング装置では、位置制御
手段が、刃具の位置を認識すると共に、刃具を所定の位
置に移動させる。撮像手段は、刃具の下端部をその接線
方向から撮像し、位置検出手段は、この撮像手段によっ
て撮像された刃具の像から刃具の位置を検出する。そし
て、位置補正手段は、この位置検出手段で検出された刃
具の位置と、位置制御手段が認識している刃具の位置と
のずれを補正する。これにより、刃具は、位置制御手段
によって正確に位置決めされる。

【００１５】請求項２記載のダイシング装置では、請求
項１記載のダイシング装置において、撮像手段の光照射
手段が、刃具の下端部に対し接線方向に平行光を照射す
る。そして、この平行光による刃具の投影像を撮像す
る。請求項３記載のダイシング装置では、請求項１記載
のダイシング装置において、位置検出手段が、刃具の切
り込み送り方向と回転軸線方向への位置を検出する。

【００１６】

【実施例】以下、本発明のダイシング装置における一実
施例を図１ないし図３を参照して詳細に説明する。図１
は、本実施例によるダイシング装置の機械構成を表した
ものである。

【００１７】本実施例のダイシング装置は、チャックテ
ーブル１２を備えている。このチャックテーブル１２
は、ウエハの裏面に貼られた粘着テープを空気吸引する
ことによりウエハを保持するようになっている。また、
チャックテーブル１２は、Ｘ軸テーブル１５上に固定さ
れており、図示しないモータにより矢印Ｈ方向に所定角
度回転するようになっている。Ｘ軸テーブル１５は、Ｘ
軸方向駆動モータ１７の駆動によるボールネジ１９の回
転で、ガイドレール１６に案内されて図１に示すＸ軸方
向に水平移動されるようになっている。

【００１８】また、ダイシング装置は、Ｙ軸方向駆動モ
ータ２１及びボールネジ２３等によって図１のＹ軸方向
に水平移動されるＹ軸テーブル２５を備えている。この
Ｙ軸テーブル２５には、スピンドルモータ２９をスピン
ドル上下動モータ３１やボールネジ３３等によってＺ軸
方向に上下動させる移動機構３５が固定されている。ス
ピンドルモータ２９の回転軸の所定位置には、ブレード
２７が取り付けられている。ブレード２７は、移動機構
３５によるスピンドルモータ２９の降下で、チャックテ
ーブル１２上のウエハに対して深さ方向に切り込まれる
ようになっている。

【００１９】Ｙ軸テーブル２５には、顕微鏡３７も固定
部材３９を介して固定されている。顕微鏡３７は、チャ
ックテーブル１２上に固定されるウエハの位置決めをす
るためにウエハ表面のパターン等を拡大して見るための
ものであり、拡大した像はＣＣＤカメラ３８（図３参
照）で撮像されるようになっている。顕微鏡３７は、モ
ータやボールネジ等からなる図示しない移動機構によっ
て固定部材３９に対しＺ軸方向に上下動されるようにな
っている。顕微鏡３７の焦点は、この上下動で合わされ
る。また、スピンドルモータ２９の回転軸に対するブレ
ード２７の取付け位置は、顕微鏡３７に取り付けられた
ＣＣＤカメラ３８で撮像する画面の中心と、Ｙ軸方向に
おいて一致するようになっている。

【００２０】図２は、本実施例におけるダイシング装置
の一部を拡大して表したものである。この図に示すよう
に、本実施例では、チャックテーブル１２の側面部に支
持板４０が固定されている。この支持板４０上には、ス
ポット状のレーザ光を矢印Ａで示すようにＸ軸方向に照
射するレーザ発光体４２が固定されている。また、支持
板４０上には、プリズム４４が固定されている。このプ
リズム４４は、レーザ発光体４２からのレーザ光を鉛直
方向に反射させ、顕微鏡３７の対物レンズへと入射させ
るようになっている。

【００２１】図３は、本実施例によるダイシング装置の
制御系の一部を表したものである。本実施例によるダイ
シング装置は、入力した設定値に従って、各駆動部の制
御を行うＮＣ装置４１を備えている。すなわち、ＮＣ装
置４１は、スピンドルモータ２９の回転数や位置（高
さ）を認識すると共に、スピンドルモータ用ドライバ４
３や上下動モータ用ドライバ４５をフィードバック制御
することで、スピンドルモータ２９を所望の回転数で回
転させたり、スピンドルモータ２９を所定の位置（高
さ）に移動させたりするようになっている。また、チャ
ックテーブル１２の回転位置を認識すると共に、チャッ
クテーブル１２を回転させる駆動モータ４７のチャック
テーブル回転モータ用ドライバ４９をフィードバック制
御することで、チャックテーブル１２を所定角度回転さ
せる。更に、ＮＣ装置４１は、Ｘ軸テーブル１５やＹ軸
テーブル２５の位置を認識すると共に、Ｘ軸方向駆動モ
ータ用ドライバ５１やＹ軸方向駆動モータ用ドライバ５
３をフィードバック制御することで、Ｘ軸テーブル１５
やＹ軸テーブル２５を所定位置に移動させるようになっ
ている。

【００２２】また、ＮＣ装置４１は、Ｙ軸テーブル２５
の位置やスピンドルモータ２９の高さ、及び予め入力し
ておいたブレード２７の径や取付け位置等からブレード
２７の刃先の位置を認識するようになっている。そし
て、この認識した位置に基づいて、Ｙ軸テーブル２５の
位置やスピンドルモータ２９の高さを変化させること
で、ブレード２７の刃先を所望の位置、例えば、切断加
工の開始位置等に位置決めするようになっている。

【００２３】更に、ＮＣ装置４１には、顕微鏡３７を上
下動させる駆動モータ５７の顕微鏡上下動モータ用ドラ
イバ５９と、画像処理装置５５とが接続されている。画
像処理装置５５は、顕微鏡３７で拡大され、ＣＣＤカメ
ラ３８で撮像された画像の明暗を画素毎に解析するもの
であり、例えば、チャックテーブル１２上のウエハのパ
ターンを解析することで、ウエハの位置を測定したり、
顕微鏡３７の焦点ずれを検出したりする。ＮＣ装置４１
は、画像処理装置５５で測定されたウエハの位置に応じ
て、Ｘ軸テーブル１５やＹ軸テーブル２５を移動させる
ことで、ウエハの位置決めを行ったり、また、画像処理
装置５５で検出された焦点ずれに応じて顕微鏡３７を上
下動させることで、焦点合わせを行うようになってい
る。

【００２４】ＮＣ装置４１の制御でレーザ発光体４２に
よるレーザ光の照射領域にブレード２７を位置させて、
その投影像を、プリズム４４及び顕微鏡３７を介してＣ
ＣＤカメラ３８でとらえた場合、画像処理装置５５は、
ブレード２７の形状認識やＣＣＤカメラ３８の中心点に
対するブレード２７の位置ずれを測定するようになって
いる。そして、ＮＣ装置４１は、この画像処理装置５５
からの測定データを基に、ブレード２７の位置ずれを補
正するようになっている。

【００２５】次に、このように構成された実施例の動作
について、ＮＣ装置４１が行う処理を中心に説明する。
まず、ブレード２７の位置ずれの測定、及びその補正処
理について説明する。ＮＣ装置４１は、まず、Ｘ軸テー
ブル１５とＹ軸テーブル２５とを、それぞれＸ軸及びＹ
軸上の所定の位置に移動させて、チャックテーブル１２
と顕微鏡３７とを、図２に示すような位置関係にセット
する。すなわち、発光体４２から出射されプリズム４４
で反射されるレーザ光が、顕微鏡３７へと入射するよう
に、Ｘ軸テーブル１５とＹ軸テーブル２５の位置を調整
する。

【００２６】次に、ＮＣ装置４１は、レーザ発光体４２
からレーザ光を照射させると共に、画像処理装置５５で
検出される焦点ずれに応じて顕微鏡３７を上下動させて
レーザ光に対して焦点合わせを行う。そして、スピンド
ルモータ２９を回転させると共に、スピンドルモータ２
９を降下させて、ブレード２７の刃先を、レーザ光の照
射領域内の所定の高さに位置決めし（以下、これを「Ｚ
軸方向の位置決め」という）、レーザ光によるブレード
２７の投影像がＣＣＤカメラ３８で撮像できるようにす
る。なお、この時位置決めされるレーザ光の照射領域内
の所定位置とは、ブレード２７の投影像の下端（刃先）
がＣＣＤカメラ３８の中心に位置する高さである。

【００２７】図４は、この位置決め後にＣＣＤカメラ３
８がとらえた像を表したものであり、図において点Ｏ
は、ＣＣＤカメラ３８の中心点である。この図に示すよ
うに、ＣＣＤカメラ３８でとらえられる画像には、レー
ザ光によるブレード２７の投影像、すなわち断面形状が
映し出されている。このブレード２７の断面形状及びそ
の座標位置は、画像処理装置５５によって認識される。

【００２８】前述したように、スピンドルモータ２９に
対する取付け位置が点ＯとＹ軸方向（回転軸線方向）で
一致しているブレード２７を、ＮＣ装置４１によって切
り込み送り方向であるＺ軸方向に位置決めしたので、ブ
レード２７の刃先は、点Ｏに位置するはずである。しか
し、図４から理解できるように、実際には、ブレード２
７の刃先２７１が、点ＯからＹ軸方向にΔＹ、Ｚ軸方向
にΔＺだけずれている。

【００２９】Ｙ軸方向のずれは、ブレード２７の交換時
にその取付け位置がＹ軸方向にずれたからであり、これ
により、ＮＣ装置４１が認識しているブレード２７のＹ
軸方向の位置と実際の位置との間にもずれが生じてい
る。また、Ｚ軸方向のずれは、ＮＣ装置４１が認識して
いるブレード２７の刃先の高さが、ブレード２７の磨耗
によって、実際の位置からＺ軸方向にずれているため生
じている。

【００３０】このようにＮＣ装置４１が認識しているブ
レード２７の位置と、実際の位置とがずれた状態で、ウ
エハの切断加工を行うと、切断位置や深さが不正確とな
ってしまう。従って、本実施例では、ＮＣ装置４１が、
画像処理装置５５で測定されたずれΔＹ及びΔＺに従っ
て、認識しているブレード２７の位置を補正する。

【００３１】例えば、図４に示したずれΔＹ、ΔＺが、
ＮＣ装置４１の有するＹ−Ｚ座標上で、共に＋方向への
ずれであるとすると、ＮＣ装置４１は、認識しているブ
レード２７のＹ−Ｚ座標上の位置からそれぞれΔＹとΔ
Ｚを減算する。そして、その演算値から求めたブレード
２７の座標位置に基づいて、以後ＮＣ装置４１は、ブレ
ード２７の位置決めを行う。

【００３２】なお、以上のブレード２７のずれ検出や補
正処理は、ブレード交換時やブレードの磨耗時、あるい
は、所定枚（例えば、５枚）のウエハを切断する毎に行
う。次に、切断加工処理について説明する。先ず、ＮＣ
装置４１は、スピンドルモータ２９を所定回転数で回転
させる。そして、補正処理によって得られたブレード２
７の位置が、それぞれＸ軸及びＹ軸方向において所定の
位置になるように、Ｘ軸テーブル１５及びＹ軸テーブル
２５を移動させて、チャックテーブル１２上のウエハに
対するブレード２７のＸ軸及びＹ軸方向の位置決めを行
う。次に、ＮＣ装置４１は、同じく補正処理によって得
られたブレード２７の刃先の高さ（Ｚ軸方向の位置）
が、ウエハの上面位置から切り込みたい深さ分、下方に
位置するように、ブレード２７を降下させる。なお、こ
の時チャックテーブル１２は、ブレード２７とウエハと
が接触しない位置にＸ軸方向にずらしておく。

【００３３】続いて、ＮＣ装置４１は、ブレード２７を
前述の所望の深さ分降下させた状態で、Ｘ軸テーブル１
５をチャックテーブル１２の直径と略等しい振幅で往復
動させると共に、一往復毎にＹ軸テーブル２５を所定ピ
ッチ（例えば、１チップの大きさ分）づつ移動させる。
これにより、ウエハは、所望の深さで全面にわたり切断
される。そして、チャックテーブル１２を９０°回転さ
せて同様に切断することで、ウエハをチップ毎に采の目
状に分割する。

【００３４】以上説明したように、本実施例によるダイ
シング装置では、画像処理装置５５によってブレード２
７のずれΔＹ、ΔＺをＹ−Ｚ平面上で測定するので、従
来では、別々に行っていたオフセット調整とセットアッ
プとによるずれ検出を一度に行うことができ、効率が良
い。また、ずれΔＹ、ΔＺが、画像処理装置５５により
データ化されて得られるので、その補正を自動的に行う
ことができる。更に、レーザ光を用いて被接触で補正を
行うので、ブレード２７やチャックテーブル１２が損傷
することを防止することができる。

【００３５】プリズム４４によるレーザ光の反射で、位
置決め用の顕微鏡３７を用いてブレード２７のずれを検
出するようにしているので、ダイシング装置の製造コス
トの上昇を低く抑えることができる。なお、プリズム４
４を用いずに、レーザ光の光路上に、別の顕微鏡及びＣ
ＣＤカメラを配設し、これらでブレード２７の投影像を
とらえるようにしてもよい。また、プリズム４４の代わ
りに、顕微鏡３７の対物レンズの下方に、顕微鏡３７に
一体的に固定されるハーフミラーを設けてもよい。この
場合、顕微鏡３７をウエハの位置決めに使用する時は、
ウエハのパターンがハーフミラーを透過して顕微鏡３７
でとらえられ、レーザ発光体４２からのレーザ光は、反
射して顕微鏡３７に入射するように、ハーフミラーの角
度を調整する。

【００３６】

【発明の効果】本発明のダイシング装置によれば、刃具
の位置決めを正確かつ効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるダイシング装置の機械
構成を示した斜視図である。

【図２】同装置の位置を拡大した斜視図である。

【図３】同装置の制御系の構成を示したブロック図であ
る。

【図４】同装置のＣＣＤカメラで撮像される画像を示し
た説明図である。

【図５】スピンドルモータとブレードとを示した斜視図
である。

【符号の説明】

１２チャックテーブル１５Ｘ軸テーブル１６ガイドレール１７Ｘ軸方向駆動モータ１９、２３、３３ボールネジ２１Ｙ軸方向駆動モータ２５Ｙ軸テーブル２７ブレード２９スピンドルモータ３１スピンドル上下動モータ３５移動機構３７顕微鏡３８ＣＣＤカメラ３９固定部材４０支持板４１ＮＣ装置４２レーザ発光体４３スピンドルモータ用ドライバ４４プリズム４５スピンドル上下動モータ用ドライバ４７、５７駆動モータ４９チャックテーブル回転モータ用ドライバ５１Ｘ軸方向駆動モータ用ドライバ５３Ｙ軸方向駆動モータ用ドライバ５５画像処理装置５９顕微鏡上下動モータ用ドライバ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転する円盤状の刃具で半導体ウエハを
切断するダイシング装置において、前記刃具の位置を認識すると共に、前記刃具を所定の位
置に移動させる位置制御手段と、前記刃具の下端部をその接線方向から撮像する撮像手段
と、この撮像手段によって撮像された前記刃具の像から、前
記刃具の位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段で検出された前記刃具の位置と、前記
位置制御手段が認識している前記刃具の位置とのずれを
補正する位置補正手段とを具備することを特徴とするダ
イシング装置。
【請求項２】前記撮像手段は、前記刃具の下端部に対
し接線方向に平行光を照射する光照射手段を備え、この
光照射手段の平行光による前記刃具の投影像を撮像する
ことを特徴とする請求項１記載のダイシング装置。
【請求項３】前記位置検出手段は、前記刃具の切り込
み送り方向と回転軸線方向の位置を検出することを特徴
とする請求項１記載のダイシング装置。