CN107042433B - 磨削装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种磨削装置，将保持面上的磨削屑可靠且高效地去除，并且防止因保持工作台的保持面的形状变化而使晶片的磨削后的完工厚度精度降低。在磨削装置中具有：清洗单元(8)，其使清洗磨具(82)与保持面(2a)接触并进行按压而将磨削屑刮掉；裂纹检测单元(90)，其对产生于晶片的被磨削面的裂纹进行检测；以及控制部(91)，当检测出裂纹时其使清洗单元(8)对保持面(2a)进行清洗，由于仅当在晶片的被磨削面上检测出裂纹时将进入到保持面(2a)的磨削屑排出，所以将保持面(2a)上的磨削屑可靠且高效地去除，并且防止因保持面(2a)的形状变化而使晶片的磨削后的完工厚度精度降低。

Description

磨削装置
技术领域
本发明涉及对晶片进行磨削的磨削装置。
背景技术
在磨削装置中，将晶片保持在形成为多孔状的保持工作台上并使磨削磨具与晶片的被磨削面接触而进行按压从而对该被磨削面进行磨削，通过使保持工作台的保持面与磨削磨具的磨削面平行，来谋求磨削后的晶片的厚度精度提高。
然而，当因磨削产生的磨削屑附着在保持面上并在该状态下对晶片进行保持而对磨削磨具进行按压时，存在会在晶片上产生裂纹的问题。因此，在磨削装置中，设置有对保持工作台的保持面进行清洗的清洗机构，按照1张晶片的磨削结束并从保持工作台分开的时机，即每磨削1张晶片，便对保持面进行清洗，防止在磨削屑附着于保持面的状态下进行晶片的磨削。作为清洗机构，例如具有刷子或石材(例如，参照专利文献1)、向保持面喷出流体的流体清洗机构(例如，参照专利文献2)等。
专利文献1：日本特许第4079289号公报
专利文献2：日本特许第5538971号公报
然而，凭借向保持面喷出流体的流体清洗机构，很难将已进入到形成为多孔状的保持工作台的保持面上的磨削屑排出。另一方面，当进行通过刷子或石材所进行的保持面的清洗时，存在如下问题：由于保持面的形状会变化，所以保持面与磨削磨具的磨削面的平行度的精度降低，晶片的磨削后的完工厚度精度降低。特别是当每磨削1张晶片便对保持面进行清洗时，保持面与磨削磨具的磨削面的平行度的精度容易降低，并且，成为生产性降低的主要原因。
发明内容
本发明是鉴于这样的问题而完成的，其课题在于提供一种磨削装置，将保持面上的磨削屑可靠且高效地去除，并且防止因保持工作台的保持面的形状变化而使晶片的磨削后的完工厚度精度降低。
本发明是一种磨削装置，该磨削装置具有：保持工作台，其具有多孔板并具有对晶片进行保持的保持面；磨削单元，其利用磨具的磨削面对该保持工作台的该保持面所保持的晶片进行磨削；以及清洗单元，其对该保持面进行清洗，其中，该清洗单元具有：板状的清洗磨具，其与该保持面接触而将从该保持面突出的磨削屑刮掉；按压单元，其将该清洗磨具按压在该保持面上；以及保持工作台旋转单元，其使该保持工作台以该保持面的中心为轴而旋转，该磨削装置具有：裂纹检测单元，其从被该磨削单元磨削并保持在该保持工作台上的晶片的被磨削面侧对产生于晶片的裂纹进行检测；以及控制部，当该裂纹检测单元检测出产生于晶片的裂纹时，该控制部使该清洗单元对该保持面进行清洗，维持该保持面与该磨削面的平行度。
在该磨削装置中，优选具有存储部，该存储部对所述裂纹检测单元所检测出的裂纹的位置进行存储，所述控制部使该清洗单元对该保持面的与该存储部所存储的裂纹的位置相当的位置进行清洗。
在本发明中，具有：清洗单元，其使清洗磨具与保持面接触并进行按压而将磨削屑刮掉，裂纹检测单元，其对产生于晶片的被磨削面的裂纹进行检测；以及控制部，当检测出裂纹时其使清洗单元对保持面进行清洗，因此，能够仅当在晶片的被磨削面上检测出裂纹时将进入到保持面的磨削屑排出。因此，能够将保持面上的磨削屑可靠且高效地去除，并且能够防止因保持面的形状变化而使晶片的磨削后的完工厚度精度降低。
并且，该磨削装置具有对产生于晶片的裂纹的位置进行存储的存储部，控制部通过使清洗单元对保持面的与存储部所存储的裂纹的位置相当的位置进行清洗，能够仅对保持面上的附着有磨削屑的部位进行清洗，所以清洗效率进一步变高，生产性进一步提高。
附图说明
图1是示出磨削装置的例子的立体图。
图2是示出保持工作台和清洗单元的剖视图。
图3是示出裂纹检测单元的例子的剖视图。
图4是示出晶片的例子的立体图。
图5是示出保持工作台的例子的俯视图。
图6是示出在晶片上检测出的裂纹的位置的俯视图。
图7是示出磨削屑附着在保持工作台的保持面上的状态的剖视图。
图8是示出通过清洗单元将磨削屑去除的状态的剖视图。
标号说明
1：磨削装置；2：保持工作台；2a：保持面；20：旋转工作台；21：多孔板；22：壳体；23：基座；24：吸引路；25：吸引源；26：凹口对位部；27：挡板；28：螺纹孔；3a、3b：磨削单元；30：旋转轴；31：磨轮安装座；32：磨削磨轮；33：电动机；34：磨削磨具；35：导轨；36：升降板；37：电动机；4a、4b：盒载置区域；40a、4b：盒；5：搬出搬入单元；50：对位工作台；6a：第一搬送单元；6b：第二搬送单元；7：晶片清洗单元；70：转动工作台；8：清洗单元；80：旋转轴；81：外壳；82：清洗磨具；83：升降单元(按压单元)；830：轨道；84：保持工作台旋转单元；840：电动机；841：编码器；842：轴；843：带轮；844：带；845：从动带轮；85：导轨；90：裂纹检测单元；900：照相机；901：环状照明；91：控制部；92：存储部；W：晶片；Wa：正面；Wb：背面；WO：中心；N：凹口；C：裂纹；T：保护带；100：磨削屑。
具体实施方式
图1所示的磨削装置1是通过磨削单元3a、3b对保持在保持工作台2上的晶片W实施磨削加工的装置。
在磨削装置1的前部侧设置有盒载置区域4a、4b，在该盒载置区域4a、4b内分别载置有盒40a和盒40b，盒40a对磨削前的晶片W进行收纳，该盒40b对磨削后的晶片W进行收纳。
在盒载置区域4a、4b的附近配设有进行晶片W相对于盒40a、40b的搬出搬入的搬出搬入单元5。将通过搬出搬入单元5从盒40a搬出的晶片W载置在对位工作台50上，在这里将晶片W的中心对位在一定的位置。在对位工作台50上具有旋转单元51，能够使载置在对位工作台50上的晶片W旋转。并且，在对位工作台50的侧方具有检测部52，该检测部52对作为示出了结晶方位的标记而形成于晶片W的周缘部的凹口N进行检测。检测部52例如是照相机、透过型传感器或反射型传感器。
在对位工作台50的附近配设有第一搬送单元6a，通过第一搬送单元6a将在对位工作台50中完成了对位的晶片W搬送到3个保持工作台2中的任意一个。3个保持工作台2分别能够自转，并且随着旋转工作台20的旋转而公转。
在与旋转工作台20的旋转相伴的保持工作台2的公转移动路径的上方配设有磨削单元3a、3b。由于除了磨削磨具34的种类之外磨削单元3a、3b同样地构成，所以对它们赋予共通的标号来进行说明。磨削单元3a、3b构成为：磨削磨轮32借助磨轮安装座31而安装在具有铅直方向的轴心的旋转轴30的下端，通过与旋转轴30的上端连结的电动机33来使旋转轴30旋转驱动从而使磨削磨轮32旋转，在磨削磨轮32的下部固定安装有磨削磨具34。磨削磨具34的下表面成为对晶片W进行磨削的磨削面。构成磨削单元3a的磨削磨具34例如是粗磨削磨具，构成磨削单元3b的磨削磨具34例如是精磨削磨具。
磨削单元3a、3b构成为：被固定在升降板36上，该升降板36与在铅直方向上延伸的导轨35滑动接触，升降板36被电动机37驱动而升降，磨削单元3a、3b也随之升降。
在与盒载置区域4b相邻的位置处配设有对晶片W进行清洗的晶片清洗单元7。晶片清洗单元7具有对晶片W进行保持并使其旋转的转动工作台70。并且，在晶片清洗单元7的附近配设有第二搬送单元6b，该第二搬送单元6b将磨削后的晶片W从保持工作台2搬送到晶片清洗单元7上。
在保持工作台2的移动路径的上方配设有对保持工作台2的保持面2a进行清洗的清洗单元8。如图2所示，该清洗单元8具有：旋转轴80，其具有铅直方向的轴心；外壳81，其将旋转轴80支承为能够旋转；清洗磨具82，其配设在旋转轴80的下端；升降单元83，其使外壳81升降；以及保持工作台旋转单元84，其使保持工作台2以保持面2a的中心为轴而进行旋转。
清洗磨具82例如是通过将树脂结合磨具、树脂材料或陶瓷材料形成为板状而构成的。升降单元83具有与外壳81滑动接触的轨道830和例如设置在外壳81的内部的线性电动机等，能够使外壳81升降。保持工作台旋转单元84具有：电动机840；编码器841；轴842，其被电动机840驱动而旋转；带轮843，其形成于轴842的前端；带844，其卷绕在带轮843上；以及从动带轮845，在该从动带轮845上卷绕有带844。
各个保持工作台2具有：多孔板21；壳体22，其对多孔板21进行支承；以及基座23，在该基座23上安装有壳体22。在壳体22和基座23中形成有与多孔板21连通的吸引路24。该吸引路24与吸引源25连通。壳体22与从动带轮845连结，电动机840借助带844而使从动带轮845旋转，由此，能够使保持工作台2旋转。
在外壳81的侧部配设有裂纹检测单元90。例如如图3所示，裂纹检测单元90具有：照相机900，其具有铅直方向的光轴；以及环状照明901，其位于照相机900的周围并对晶片W进行照射。环状照明901能够在铅直方向上移动。另外，也可以代替环状照明而使用反射照明，使光沿着照相机900的光轴下落并利用该光的反射光使透镜成像。并且，作为裂纹检测单元90，例如，也可以使用光量传感器，该光量传感器使用了激光或LED。
裂纹检测单元90的照相机900与图2所示的控制部91连接，裂纹检测单元90所取得的图像信息被转送到控制部91。并且，控制部91与存储部92连接，能够根据需要将图像信息存储在存储部92中。控制部91通过X-Y-Z坐标来对磨削装置1的各部位的位置和动作进行管理，能够使各部位移动至希望的位置。
如图1所示，导轨85以横跨旋转工作台20的方式配设，升降单元83例如在内部具有线性电动机等，能够沿着导轨85水平移动。因此，清洗磨具82能够在水平方向和铅直方向上移动。升降单元83作为将清洗磨具82按压在保持面2a上的按压单元而发挥功能。
在使用以上那样构成的磨削装置1对图1所示的晶片W的背面Wb进行磨削的情况下，将保护带T粘贴在晶片W的正面Wa上，并将晶片W收纳在盒40a中。然后，通过搬出搬入单元5将晶片从盒40a搬出并载置在对位工作台50上。当在对位工作台50中将晶片W的中心位置对位在一定的位置之后，通过第一搬送单元6a将晶片W搬送到保持工作台2上。此时，第一搬送单元6a将晶片W搬送到保持工作台2上以使保持工作台2的中心与晶片W的中心一致。
如图4所示，在晶片W的周缘部形成有作为示出了结晶方位的标记的凹口N，如图5所示，在保持工作台2上形成有当对晶片W进行载置时用于与凹口N对位的凹口对位部26。凹口对位部26形成在对多孔板21的外周部进行覆盖的挡板27上。并且，在壳体22中形成有多个供螺钉贯穿***的螺纹孔28，该螺纹孔28用于将壳体22固定在图2所示的基座23上。在保持工作台2中，使晶片W的凹口N与保持工作台2的凹口对位部26对位而将保护带T侧载置并保持在保持面2a上，成为背面Wb朝向上方露出的状态。另外，旋转单元51使晶片W旋转并在检测部52检测出凹口N的位置处使晶片W的旋转停止，当第一搬送单元6a保持着处于该位置的晶片而将其搬送到保持工作台2上时，能够使凹口N与保持工作台2的凹口对位部26一致并进行搬送。也就是说，关于第一搬送单元6a保持着晶片时的晶片W的凹口N的位置，在从对位工作台50对晶片W进行保持并搬出时就确定了，使保持工作台2旋转并进行对位以使第一搬送单元6a所保持的晶片W的凹口N的位置与保持工作台2的凹口对位部26一致。
另外，第一搬送单元6a从对位工作台50对晶片进行保持并搬出时的晶片W的位置是检测部52所检测出凹口N的位置，不过也可以是检测部52对凹口N进行检测而旋转了规定的角度的位置。
接着，通过旋转工作台20的逆时针的旋转而将晶片W定位在磨削单元3a的正下方。然后，在保持工作台2a旋转的同时，一边使磨削磨具34随着磨削磨轮32的旋转而旋转，一边使磨削单元3a下降，旋转的磨削磨具34与晶片W的背面Wb接触而进行磨削。这里例如进行粗磨削。
在粗磨削结束之后，通过旋转工作台20的旋转而将晶片W定位在磨削单元3b的正下方。然后，在保持工作台2逆时针旋转的同时，一边使磨削磨具34随着磨削磨轮32的旋转而旋转，一边使磨削单元3b下降，旋转的磨削磨具34与晶片W的背面Wb接触而进行磨削。这里例如进行精磨削。
当这样进行晶片的磨削时，磨削屑会进入到保持工作台2的保持面2a与粘贴在晶片W上的保护带T之间，有时该磨削屑会附着在保持面2a上。当在该附着屑残留在保持面2a上的状态下对晶片W的背面Wb进行磨削时，存在在晶片W中产生裂纹的问题。
因此，在精磨削结束后，通过旋转工作台20的逆时针的旋转而使保持在保持工作台2上的磨削后的晶片W移动至裂纹检测单元90的下方。然后，通过裂纹检测单元90对作为晶片W的被磨削面的背面Wb的整个面进行拍摄，并将取得的图像转送给控制部91。在控制部91中，根据构成图像的像素信息对晶片W中是否产生了裂纹进行检查。
在控制部91没有检测出裂纹的情况下，第二搬送装置6b对晶片W进行保持并搬送到晶片清洗单元7的转动工作台70上。然后，在转动工作台70旋转的同时对晶片W喷射高压水而进行清洗，并进一步在转动工作台70旋转的同时对晶片W喷射高压空气而进行干燥。并且，之后，通过搬出搬入单元5将进行了清洗和干燥的晶片W搬送并收纳到盒40b中。
另一方面，在控制部91检测出裂纹C的情况下，根据晶片W的中心WO与凹口N的位置关系确定出裂纹C的位置。具体的处理按照以下的方式进行。
在想要求出图像中的图6所示的晶片W的中心坐标WO的情况下，一边使保持工作台2旋转，一边对晶片W的周缘的3个部位进行拍摄而取得与各个部位有关的图像。然后，通过进行将各个图像中像素值变化了一定的阈值以上的部分作为边缘来识别的图像处理，求出3点的X-Y坐标。
当将晶片W的中心WO的坐标设为(XO，YO)，将晶片W的周缘的3点的坐标分别设为(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)时，控制单元91根据以下的式(1)来求出中心WO的坐标(XO，YO)。
【式1】
Figure BDA0001219736130000071
在图6的例中，凹口N的坐标(XN，YN)例如是在将晶片W假设为圆形的情况下的圆弧与连接了中心WO和凹口N的线的延长线的交点。并且，也能够根据以下的式(2)来求出晶片W的半径R，将从中心WO朝向凹口N的方向仅变位了半径R的位置设为凹口N的坐标。
【式2】
Figure BDA0001219736130000072
这样，当求出晶片的中心WO的坐标(XO，YO)和凹口N的坐标(XN，YN)时，能够根据处于这些坐标与裂纹C之间的像素数，作为从晶片W的中心WO起的X轴方向的变位XC和从凹口N起的Y轴方向的变位YC而求出裂纹C的位置。这样求出的裂纹C的位置信息被存储在存储部92中。
能够将裂纹C视为在保持于保持面2a的位置处形成。即，例如如图7所示，在磨削屑100附着在保持面2a之上的情况下，认为由于对所保持的晶片W施加磨削磨具34的按压力，而在晶片W中的位于磨削屑100的上方的部分中产生了裂纹C。因此，能够视为磨削屑附着在从控制部91所识别的保持工作台2的旋转中心起在X轴方向上按照XC分开并且从图5所示的凹口对位部26在Y方向上按照YC分开的位置处。
因此，通过控制部91所进行的控制来使升降单元83沿着导轨85水平移动，将清洗磨具82定位在磨削屑所附着的位置的上方。然后，如图8所示，保持工作台旋转单元84使保持工作台2旋转，并且一边使清洗磨具82旋转一边通过升降单元83使清洗磨具82下降，将清洗磨具82按压在保持面2a上。那样的话，从保持面2a朝向上方突出的磨削屑被刮掉，保持面2a与磨削磨具34的磨削面(下表面)成为平行。
这样，控制部91使清洗单元8对与存储部92所存储的裂纹的位置相当的保持面2a的位置进行清洗。由于不需要对保持面2a的整个面进行清洗，所以高效。并且，由于仅进行所需的最低限度的清洗就可以，所以能够维持保持面2a与磨削磨具34的磨削面的平行度，并能够防止因保持面2a的形状变化而使晶片W的磨削后的完工厚度精度降低。
另外，虽然本实施方式的清洗磨具82形成为具有直径为保持面2a的半径左右的大小，但在如上述那样确定出保持面2a上的磨削屑100的附着位置而将磨削屑去除的情况下，也可以使用比清洗磨具82小的清洗磨具。
并且，本实施方式的保持工作台2具有凹口对位部26，通过对凹口对位部26与形成于晶片W的凹口N的位置进行对位，从而根据裂纹C与凹口N的位置关系对保持面2a上的磨削屑100的位置进行确定，但当在晶片上没有形成凹口而是形成有定向平面的情况下，能够通过在保持工作台上设置定向平面对位部，对形成于晶片的定向平面与设置在保持工作台上的定向平面对位部进行对位，能够根据裂纹与定向平面的位置关系对保持面2a上的磨削屑的位置进行确定。
进而，当在保持工作台上既没有凹口对位部也没有定向平面对位部的情况下，控制部91能够求出从晶片的中心到裂纹的距离，并使清洗磨具与按照从保持工作台2的中心求出的距离分开的位置接触并使保持工作台2旋转一圈，由此，能够将处于与裂纹对应的位置的磨削屑去除。

Claims (2)

1.一种磨削装置，该磨削装置具有：保持工作台，其具有多孔板并具有对晶片进行保持的保持面；磨削单元，其利用磨具的磨削面对该保持工作台的该保持面所保持的晶片进行磨削；以及清洗单元，其对该保持面进行清洗，其特征在于，
该清洗单元具有：
板状的清洗磨具，其与该保持面接触而将从该保持面突出的磨削屑刮掉；
按压单元，其将该清洗磨具按压在该保持面上；以及
保持工作台旋转单元，其使该保持工作台以该保持面的中心为轴而旋转，
该磨削装置具有：
裂纹检测单元，其从被该磨削单元磨削并保持在该保持工作台上的晶片的被磨削面侧对产生于晶片的裂纹进行检测；以及
控制部，当该裂纹检测单元检测出产生于晶片的裂纹时，该控制部使该清洗单元对该保持面进行清洗，维持该保持面与该磨削面的平行度。
2.根据权利要求1所述的磨削装置，其特征在于，
该磨削装置具有存储部，该存储部对所述裂纹检测单元所检测出的裂纹的位置进行存储，所述控制部使该清洗单元对该保持面的与该存储部所存储的裂纹的位置相当的位置进行清洗。
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