JP2000252240A

JP2000252240A - 切削装置

Info

Publication number: JP2000252240A
Application number: JP11055358A
Authority: JP
Inventors: Kazuma Sekiya; 一馬関家
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 1999-03-03
Filing date: 1999-03-03
Publication date: 2000-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】被加工物を切削する場合において、生産性を
低下させることなく切削溝の状態を検出できるようにし
て、品質の低いペレットが形成されてしまうのを未然に
防止できるようにする。【解決手段】被加工物を保持する保持手段と、該保持
手段に保持された被加工物を切削する切削ブレード１１
を備えた切削手段１０とから少なくとも構成される切削
装置において、切削手段１０に隣接する位置に、被加工
物の切削により形成された切削溝を検出する検出手段２
０を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハ等
の各種の被加工物を切削する切削装置に関し、詳しく
は、切削により形成された切削溝の状態を迅速に検出で
きるようにした切削装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】各種の被加工物を切削する切削装置、例
えば、図６に示すダイシング装置５０を用いて半導体ウ
ェーハＷを切削する場合においては、保持テープＴによ
ってフレームＦに保持された半導体ウェーハＷが保持手
段５１に保持される。そして、保持手段５１が＋Ｘ方向
に移動してアライメント手段５２の直下に位置付けられ
る。

【０００３】アライメント手段５２の下部には撮像手段
５３が配設されており、半導体ウェーハＷの表面に形成
された切削すべき領域であるストリートが撮像手段５３
によって撮像され、その画像情報に基づいてアライメン
ト手段５２において予め記憶しておいたストリートの画
像とのパターンマッチング等の処理を行い、切削すべき
ストリートが検出される。また、撮像されたストリート
はモニター５６に表示される。

【０００４】切削すべきストリートが検出されると、切
削手段５４を構成する切削ブレード５５とストリートと
のＹ軸方向の位置合わせがなされ、切削ブレード５５が
高速回転すると共に、更に保持手段５１が＋Ｘ方向に移
動することにより、ストリートが切削される。そして、
切削手段５４が予めアライメント手段５２に記憶されて
いるストリート間隔分だけＹ軸方向に移動しながら同様
の切削が行われ、更に保持手段５１が９０度回転して同
じようにすべてのストリートが切削されることにより、
縦横に切削されて個々の半導体ペレットが形成される。

【０００５】こうしてストリートが切削されることによ
り、ストリートには切削溝が形成されるが、この切削溝
の両側にはチッピングと呼ばれる細かな欠けが生じる場
合がある。このチッピングは、個々のペレットの品質の
低下を招く原因となるため、チッピングが許容できる範
囲を超えている場合には、切削ブレード５５をドレッシ
ングしたり交換したりする等の対策を講じることにより
ペレットの品質の低下を防止する必要がある。

【０００６】そこで、切削途中において保持手段５１を
−Ｘ方向に移動させ、半導体ウェーハＷを撮像手段５３
の直下に位置付けて切削溝を撮像し、取得した画像に基
づいてアライメント手段５２においてチッピングの状態
が許容できる範囲内か否か、切削を続行すべきか否か等
の判断を行っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、切削溝
を撮像するためには、切削作業を中断して半導体ウェー
ハＷを−Ｘ方向に移動させなければならないため、生産
性を低下させる要因となり、作業工数も増えてコスト高
になるという問題がある。

【０００８】一方、ある程度の生産性を確保するために
は、このような撮像を頻繁に行うことができないため、
切削溝の異常を検出したときには既に品質の低い半導体
ペレットが大量に形成されてしまっていることもあり得
る。

【０００９】このように、被加工物を切削する場合にお
いては、生産性を低下させることなく切削溝の状態を検
出できるようにすることに解決すべき課題を有してい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の具体的手段として本発明は、被加工物を保持する保持
手段と、該保持手段に保持された被加工物を切削する切
削ブレードを備えた切削手段とから少なくとも構成され
る切削装置であって、切削手段に隣接する位置に、被加
工物の切削により形成された切削溝を検出する検出手段
を配設したことを特徴とする切削装置を提供する。

【００１１】また本発明は、検出手段は、該検出手段の
光軸及び切削ブレードの最下点が被加工物を切削するの
に必要な切削ストローク内に位置付けられるよう配設し
たこと、検出手段には、瞬間の画像を取り込む瞬間画像
取り込み手段を備えたこと、検出手段は、光学手段と、
撮像手段と、処理手段とから構成され、瞬間画像取り込
み手段は、光学手段に配設されたシャッターであるこ
と、光学手段には、少なくともその光軸上に存在するミ
ストを排除するエアーブロー手段が含まれること、処理
手段には、切削によって実際に形成された切削溝を撮像
手段により撮像して取得した画像情報を記憶する第一の
記憶手段と、正常な切削溝の状態を表す画像情報を予め
記憶する第二の記憶手段と、第一の記憶手段に記憶され
た画像情報と第二の記憶手段に記憶された画像情報とを
比較して実際に形成された切削溝が正常か異常かを判断
する判断手段と、該判断手段により実際に形成された切
削溝が異常と判断された場合にその旨をオペレータに知
らせる報知手段とが少なくとも含まれること、被加工物
は半導体ウェーハであり、切削装置はダイシング装置で
あることを付加的要件とする。

【００１２】このように構成される切削装置を用いて被
加工物を切削した場合には、切削手段に隣接する位置に
検出手段を配設したため、切削溝の検出のために半導体
ウェーハを移動させる必要がなく、切削を中断すること
なく切削溝の状態を逐次検出することができる。また、
常に切削溝の状態を監視することができるため、切削溝
に異常が発生していることを迅速に発見することができ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に係る切削装置は、図１に
示すように、図６に示した従来のダイシング装置５０に
おける切削手段１０に隣接する位置に、切削により形成
された切削溝の状態を検出することができる検出手段２
０を配設したものであり、検出手段２０を配設した点以
外については従来の切削装置５０と同様に構成される。
従って、従来のダイシング装置５０と共通する部位につ
いては同一の符号を付し、その説明は省略するものとす
る。

【００１４】図１に示す切削手段１０は、スピンドルの
先端に装着された切削ブレード１１と、スピンドルを回
転可能に支持するスピンドルハウジング１２と、スピン
ドルハウジング１２の先端に取り付けられて切削ブレー
ド１１を上方から覆うブレードカバー１３とから概ね構
成されており、ブレードカバー１３の側部には検出手段
２０が取り付けられている。また、ブレードカバー１３
の上部には切削水流入部１４が設けられ、ここから流入
した切削水は、ブレードカバー１３の下部に配設された
切削水供給ノズル１５から切削ブレード１１と被加工物
との接触部に供給される。

【００１５】ブレードカバー１３の側部に取り付けられ
た検出手段２０は、図２に示すように、光学手段２１
と、その上部に位置する撮像手段２２と、撮像手段２２
からの情報を処理する処理手段２３とから構成される。

【００１６】図３に示すように、光学手段２１は、対物
レンズ２４と、プリズム２５と、可視光フィルタ２６
と、シャッター２７とから構成されており、対物レンズ
２４は、切削ブレード１１の−Ｘ方向の延長線上に配設
され、切削中は、半導体ウェーハＷを保持した保持手段
５１が−Ｘ方向に移動することにより、切削ブレード１
１により切削されて半導体ウェーハＷに形成された切削
溝の直上に位置付けられる。

【００１７】また、対物レンズ２４の下方には、エアー
供給源に連通するエアー供給路２８が連結されており、
ここに供給されたエアーは、エアーブロー孔２９から撮
像位置に吹き付けられることにより、エアーブロー手段
を構成している。

【００１８】対物レンズ２４によって拡大して捉えられ
た画像は、可視光フィルタ２６によって赤外光や紫外光
が遮断されて可視光のみが透過する。また、可視光フィ
ルタ２６を透過した画像は、シャッター２７の瞬間の開
閉によって静止画として撮像手段２２に供給される。即
ち、シャッター２７は瞬間画像取り込み手段としての役
割を果たす。

【００１９】撮像手段２２は、ＣＣＤカメラ等であり、
光学手段２１に対して光軸が一致するよう配設されてお
り、撮像した画像は処理手段２３へと転送される。

【００２０】図２に示すように、処理手段２３は、処理
手段２３の内部における各種の処理を制御するＣＰＵ３
０と、画像情報を記憶するメモリからなる第一の記憶手
段３１及び第二の記憶手段３２と、画像情報に基づき切
削溝の状態の良否を判断する判断手段３３と、切削溝の
状態が異常であることをブザーを鳴らす等の方法により
知らせる報知手段３４とから構成される。

【００２１】第一の記憶手段３１には、撮像手段２２が
撮像して取得した画像情報が逐次転送されて記憶され、
第二の記憶手段３２には正常な切削溝の状態を示す画像
情報が予め記憶される。そして、第一の記憶手段３１に
記憶された画像と第二の記憶手段３２に予め記憶されて
いる画像とは、判断手段３３においてパターンマッチン
グ等の処理によって比較される。そして、比較の結果、
切削溝の状態が異常と判断された場合にはその旨を報知
手段３４に知らせる。

【００２２】図３に示すように、光学手段２１には、プ
リズム２５、グラスファイバー３５を介して照明手段３
６が連結されており、撮像時に切削溝を照らすことがで
きる。この照明手段３６の内部には、例えばハロゲンラ
ンプ等の発光体３７を備え、この発光体３７は調光器３
８によって光量を調節可能となっている。また、発光体
３７の下方には熱線吸収フィルタ３９が配設され、更に
その下方にはストロボ発光部４０が配設されている。ス
トロボ発光部４０は、シャッター２７と同様に瞬間画像
取り込み手段として機能する。なお、シャッター２７と
ストロボ発光部４０とは少なくともどちらか片方が存在
すればよい。

【００２３】被加工物、例えば半導体ウェーハを切削す
る際は、図２及び図３に示すように、半導体ウェーハＷ
は保持手段５１に保持されて−Ｘ方向に移動し、高速回
転する切削ブレード１１と接触することにより切削が行
われて切削溝が形成される。このとき、切削手段１０に
隣接してその−Ｘ方向には検出手段２０が配設されてい
るため、切削を行いながら、切削直後の切削溝の状態が
撮像される。

【００２４】撮像時は、光学手段２１に備えたシャッタ
ー２７または照明手段３６に備えたストロボ発光部４０
を利用することによって、切削溝の状態を瞬間画像とし
て取り込むことができる。従って、切削手段１０及び検
出手段２０の移動中においても静止画像を取り込むこと
ができる。

【００２５】撮像して取得した画像情報は、直ちに処理
手段２３を構成する第一の記憶手段３１に記憶される。
ここで記憶される画像は、例えば、図４（Ａ）のような
画像であり、モニター５６に表示させることができる。

【００２６】なお、切削ブレード１１と半導体ウェーハ
Ｗとの接触部には切削水供給ノズル１５から切削水が供
給され、切削により発生した切削屑の混じった切削水が
滞留し、更にその切削水は切削ブレード１１の回転によ
りミストとなって飛散するため、切削溝の形状を明確に
認識できない場合もあるが、この場合は、エアーブロー
孔２９から高圧エアーを吹きかけて光軸上に存在するミ
ストを排除するようにすれば、切削溝の状態を明確に撮
像することができる。

【００２７】判断手段３３においては、第二の記憶手段
３２に予め記憶されていた画像、例えば図４（Ｂ）に示
すような画像と第一の記憶手段３１に記憶した画像とを
パターンマッチング等の処理により比較する。このよう
な比較は、新たな画像情報を第一の記憶手段３１に記憶
するごとに逐次行っていく。

【００２８】比較の結果、両画像が全く同一ではないに
しても、その相違が許容範囲内にある場合には、切削溝
の状態は異常なしと判断され、そのまま切削が続行され
る。一方、相違が許容範囲を超えていて異常ありと判断
された場合は、報知手段３４にその旨を伝達し、報知手
段３４においては、ブザーを鳴らす、モニター５６を点
滅させる等によりオペレータに対して異常を知らせる。
そして、これを知ったオペレータは、適宜のタイミング
で切削を中止し、切削ブレード１１をドレッシングした
り交換したりする等の対策を講じることにより、チッピ
ングが多く品質の悪いペレットが多量に形成されるのを
未然に防止することができる。

【００２９】このように、検出手段２０を切削手段１０
に隣接する位置に設けたことにより、切削作業を中断す
ることなく切削直後の切削溝の状態を認識することがで
きるため、切削作業を中断して切削溝の状態を検出しな
ければならなかった従来と比較すると、生産性が大幅に
向上する。また、常に切削溝の状態を監視することがで
きるため、切削溝に異常が発生していることを迅速に発
見することができる。

【００３０】なお、検出手段２０は、切削時に保持テー
ブル５１が移動する範囲、即ち、切削ストローク内にお
ける上方に配設されていればよく、切削手段１０の側部
には限定されないが、検出手段２０は、検出手段２０の
光軸及び切削ブレード１１の最下点が共に、被加工物を
切削するのに必要な切削ストローク内に位置付けられる
よう配設していることが望ましい。この場合、本実施の
形態のように検出手段２０を垂直方向に取り付けるので
はなく、傾斜させて取り付けることもできる。

【００３１】図５に示す第二の実施の形態においては、
対物レンズ２４のみがブレードカバー１３の側部でかつ
切削ブレード１１の−Ｘ方向の延長線上に配設され、光
学手段２１を構成する可視光フィルタ２６、シャッター
２７といった他の要素や撮像手段２２は離れた位置にお
いて光ファイバー４１を介して接続されている。この場
合、検出手段２０を構成する対物レンズ２４以外の要素
は、切削すべき領域の検出に用いるアライメント手段５
２、撮像手段５３を兼用することができる。即ち、検出
手段２０もアライメント手段５２、撮像手段５３も撮像
して取得した画像情報と予め記憶させておいた基準とな
る画像情報との比較を行う点で共通し、撮像する位置が
異なるのみであり、しかも、アライメントは切削中には
行う必要がないため、対物レンズ２４以外は共用するこ
とができるのである。従って、図５の実施の形態の場合
は、従来の装置構成をあまり変更せずに済む。

【００３２】なお、対物レンズ２４の下部から高圧エア
ーを噴出してエアーブローができるように、光ファイバ
ー４１に高圧エアー供給チューブを併設し、図３に示し
たのと同様の構成にすることが好ましい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る切削
装置は、切削手段に隣接する位置に検出手段を配設した
ため、切削溝の検出のために半導体ウェーハを移動させ
る必要がない。従って、切削中において切削を中断する
ことなく切削溝の状態を逐次検出することができるた
め、生産性の向上を図ることができる。

【００３４】また、検出手段が切削手段に隣接する位置
に配設されていることで、常に切削溝の状態を監視する
ことができるため、切削溝に異常が発生していることを
迅速に発見することができ、品質の低いペレットが形成
されるのを未然に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る切削装置を構成する切削手段及び
検出手段の第一の実施の形態を示す斜視図である。

【図２】同切削手段及び検出手段の実施の形態の一例を
示す説明図である。

【図３】検出手段を構成する光学手段及び撮像手段、照
明手段を示す説明図である。

【図４】（Ａ）は、撮像した切削溝の画像を示す説明図
であり、（Ｂ）は、予め記憶した基準となる画像を示す
説明図である。

【図５】本発明に係る切削装置を構成する切削手段及び
検出手段の第二の実施の形態を示す斜視図である。

【図６】従来のダイシング装置を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０……切削手段１１……切削ブレード１２……スピンドルハウジング１３……ブレードカバー１４……切削水流入部１５……切削水供給ノズル２０……検出手段２１……光学手段２２……撮像手段２３……処理手段２４……対物レンズ２５……プリズム２６……可視光フィルタ２７……シャッター２８……エアー供給路２９……エアーブロー孔３０……ＣＰＵ３１……第一の記憶手段３２……第二の記憶手段３３……判断手段３４……報知手段３５……グラスファイバー３６……照明手段３７……発光体３８……調光器３９……熱線吸収フィルタ４０……ストロボ発光部４１……光ファイバー５０……ダイシング装置５１……保持手段５２……アライメント手段５３……撮像手段５４……切削手段５５……切削ブレード５６……モニター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加工物を保持する保持手段と、該保持
手段に保持された被加工物を切削する切削ブレードを備
えた切削手段とから少なくとも構成される切削装置であ
って、該切削手段に隣接する位置に、被加工物の切削により形
成された切削溝を検出する検出手段を配設したことを特
徴とする切削装置。
【請求項２】検出手段は、該検出手段の光軸及び切削
ブレードの最下点が被加工物を切削するのに必要な切削
ストローク内に位置付けられるよう配設した請求項１に
記載の切削装置。
【請求項３】検出手段には、瞬間の画像を取り込む瞬
間画像取り込み手段を備えた請求項１または２に記載の
切削装置。
【請求項４】検出手段は、光学手段と、撮像手段と、
処理手段とから構成され、瞬間画像取り込み手段は、光
学手段に配設されたシャッターである請求項１乃至３に
記載の切削装置。
【請求項５】光学手段には、少なくともその光軸上に
存在するミストを排除するエアーブロー手段が含まれる
請求項４に記載の切削装置。
【請求項６】処理手段には、切削によって実際に形成
された切削溝を撮像手段により撮像して取得した画像情
報を記憶する第一の記憶手段と、正常な切削溝の状態を
表す画像情報を予め記憶する第二の記憶手段と、該第一
の記憶手段に記憶された画像情報と該第二の記憶手段に
記憶された画像情報とを比較して該実際に形成された切
削溝が正常か異常かを判断する判断手段と、該判断手段
により該実際に形成された切削溝が異常と判断された場
合にその旨をオペレータに知らせる報知手段とが少なく
とも含まれる請求項４または５に記載の切削装置。
【請求項７】被加工物は半導体ウェーハであり、切削
装置はダイシング装置である請求項１乃至６に記載の切
削装置。