KR20080090276A - 절삭 가공 방법 및 절삭 가공 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판부의 표면에 적층되는 범프 등의 적층부를 원하는 두께로 절삭하는 절삭 공정에 따른 시간을 단축하여, 단위 시간당 제조수의 증대를 도모한다.

절삭 유닛(60)에 의해 웨이퍼(1)의 범프(5)의 선단부를 절삭하여 범프 높이를 정렬하는 동안에, 기판부 두께 측정 장치(30)에 의해 후속하는 웨이퍼(1)의 기판부(2)의 두께 측정을 병행하여 행한다. 절삭 공정이 한창일 때에는, 총두께 측정 장치(50)에 의해 웨이퍼의 총두께만을 측정하여 기판부 두께를 측정할 필요를 없애어, 절삭 가공 시간을 단축시킨다.

Description

절삭 가공 방법 및 절삭 가공 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CUTTING WORK}

본 발명은, 예컨대 다수의 반도체 디바이스가 형성된 반도체 웨이퍼의 표면에 수지나 전극 등의 적층부가 설치된 얇은 판형물을 가공 대상물로 하고, 적층부의 두께(높이)를 원하는 두께로 정확하게 절삭하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

반도체 디바이스의 경박단소화(輕薄短小化)를 실현하기 위한 기술은 여러 가지가 있고 예컨대, 디바이스의 표면에 전극으로서 15∼100 ㎛ 정도 높이의 돌기형의 범프를 복수 형성하여, 이들 범프를, 프린트 배선 기판에 형성된 전극에 상대시켜 직접 접합하는 플립 칩이라고 불리는 디바이스가, 공간 절약이 도모되는 것으로서 실용화되어 있다.

디바이스의 표면에서 돌출하여 형성되는 범프는, 주지의 도금, 혹은 스터드범프 등의 방법에 의해 형성된다. 이 때문에 형성된 그대로인 상태의 범프 높이는 불균일하지만, 복수의 범프가 상대측의 기판 전극에 전부 한결같이 접촉하기 위해서는, 높이가 균일해야 한다. 또한, 고밀도 배선을 실현하기 위해, 범프와 기판 사이에 ACF(Anisotropic Conductive Film: 이방 도전성 필름)를 끼우고 접합하는 집적 회로 실장 기술이 있다(특허 문헌 1 참조). 이 경우에는 범프의 높이가 부족 하면 접합 불량을 초래하기 때문에, 범프의 높이는 일정 이상을 필요로 한다. 그래서, 반도체 웨이퍼에 형성된 복수의 범프를 미리 결정된 높이로 조정하고, 높이를 정렬하는 것이 필요하며, 그것을 위해서는, 범프의 선단부를 절삭하여 높이를 정렬하는 가공이 행해진다(특허 문헌 2 참조).

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2001-237278호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 제2000-173954호 공보

이와 같이 하여 범프를 절삭할 때는, 당연히 범프의 높이를 인식하면서 행하게 된다. 범프의 높이를 인식하는 방법으로서는, 절삭을 위해 진공척식의 척 테이블 등에 유지한 반도체 웨이퍼에 대해, 실리콘 등의 웨이퍼의 본체측 즉, 기판부의 두께(t1)와, 이 기판부 및 기판부에서 돌출하는 범프를 포함한 웨이퍼 전체의 총두께(t2)를 측정하여, (t2-t1)를 구함으로써 범프의 높이(t)를 인식하는 방법이 있다. 그런데, 최근에는 가능한 한 제조 시간을 단축하여 보다 많은 디바이스를 제조하는 것이 요구되고 있고, 상기 범프 높이를 측정하는데 걸리는 시간도, 상이한 과정을 병행하여 진행시킴으로서 단축할 수 있는 것은 아닌가 하는 재고가 이루어지고 있다.

따라서 본 발명은, 기판부의 적층부(상기 범프 등)를 원하는 두께로 절삭하는 절삭 공정에 걸리는 시간을 단축할 수 있고, 그 결과, 단위 시간당 처리수의 증대를 가능하게 하여 생산성의 향상이 도모되는 절삭 가공 방법 및 절삭 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 절삭 가공 방법은, 기판부의 표면에 그 표면의 일부를 제외하고 적층부가 설치된 판형의 워크를, 적층부측이 노출되고, 또한 기판부의 이면이 밀착되는 상태로 유지하는 유지 수단과, 상기 유지 수단에 유지된 워크에서의 적층부의 표면을 절삭하는 절삭날을 갖는 절삭 수단과, 유지 수단에 유지된 워크의, 기판부 와 적층부의 두께를 합한 총두께를 측정하는 총두께 측정 수단과, 유지 수단에 유지되기 전의 워크의 기판부의 두께를 측정하는 기판부 두께 측정 수단을 구비한 절삭 장치를 이용하여, 워크에 있어서의 적층부를 미리 결정된 두께로 절삭하는 방법으로서, 기판부 두께 측정 수단에 의해 워크에 있어서의 기판부의 두께를 측정하는 기판부 두께 측정 공정과, 워크를 유지 수단에 유지하고, 총두께 측정 수단에 의해 유지 수단에 유지한 워크의 총두께를 측정하는 총두께 측정 공정과, 상기 총두께 측정 공정에서 얻어진 워크의 총두께 측정치와, 기판부 두께 측정 공정에서 얻어진 기판부의 두께 측정치를 비교하여 적층부의 두께를 구하고, 이 적층부의 두께가 미리 결정된 두께가 될 때까지, 절삭 수단에 의해 적층부의 표면을 절삭하는 적층부 절삭 공정을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 절삭 가공 방법에 따르면, 유지 수단에 워크를 유지시키기 전의 단계에서, 기판부 두께 측정 수단에 의해 기판부의 두께를 측정해 두고, 계속해서 그 워크를 유지 수단에 유지하여, 절삭 수단에 의한 적층부의 절삭을 행하고, 그 도중에, 혹은 절삭하면서, 적층부를 포함한 워크의 총두께를 측정한다. 워크의 총두께(t2)로부터, 미리 측정한 기판부의 두께(t1)를 뺀 값(t2- t1)이 적층부의 두께(t)로서 구해진다. 본 발명에서는, 적층부의 절삭 공정에서는 워크의 총두께의 측정에 기초하는 적층부의 두께의 산출만을 행하고, 적층부의 두께의 산출에 필요한 기판부의 두께는, 실제의 절삭 공정 전의 단계에서 끝내게 된다.

다수의 워크를 흐름에 따른 작업으로 절삭 가공하는 경우, 선행하는 워크의 적층부의 두께를 확인하면서 상기 적층부의 표면을 절삭하고 있는 공정이 한창일 때에, 후속하는 워크의 기판부의 두께를 측정할 수 있다. 즉, 적층부의 절삭 가공과 기판부의 두께 측정을 병행하여 행할 수 있다. 이에 따라, 워크를 유지 수단에 유지시키고 나서 적층부의 절삭을 완료하기까지의 시간을, 기판부의 두께를 측정하는 시간만큼 단축시킬 수 있다. 이 때문에, 단위 시간당의 처리수가 증대하여, 생산성의 향상이 도모된다.

다음으로, 본 발명의 절삭 가공 장치는, 상기 본 발명의 절삭 가공 방법을 적합하게 실시할 수 있는 장치로서, 기판부의 표면에 그 표면의 일부를 제외하고 적층부가 설치된 판형의 워크를, 적층부측이 노출되고, 또한 기판부의 이면이 밀착되는 상태로 유지하는 유지 수단과, 상기 유지 수단에 유지된 워크에 있어서의 적층부의 표면을 절삭하는 절삭날을 갖는 절삭 수단과, 유지 수단에 유지된 워크의, 기판부와 적층부의 두께를 합한 총두께를 측정하는 총두께 측정 수단과, 유지 수단에 유지되기 전의 워크의 기판부의 두께를 측정하는 기판부 두께 측정 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 절삭 가공 장치에 있어서는, 유지 수단의 미리 결정된 위치에 워크가 유지되도록 상기 워크의 위치를 유지 수단에 유지되기 전의 단계에서 결정하는 위치 결정부가, 유지 수단의 근방에 배치되는 경우를 포함한다. 그리고 본 발명의 상기 기판부 두께 측정 수단은, 그 위치 결정부에 병설되는 것이 바람직하다. 이것은, 유지 수단에 대한 워크의 위치 결정을 위치 결정부에서 행하는 동시에, 기판부 두께를 측정하는 공정의 병행 진행이 가능하고, 전체의 가공 시간의 단축화가 한층 더 도모되기 때문이다.

또한, 본 발명의 절삭 가공 장치에 있어서는, 상기 유지 수단이, 상기 유지 수단에 워크를 적재하거나 상기 유지 수단으로부터 워크를 들어 올리는 워크 착탈 위치와, 절삭 수단에 의해 유지 수단에 유지된 워크의 적층부의 표면을 절삭 가공하는 워크 가공 위치의 2 위치 사이를 이동 가능하게 설치되고, 이동 수단에 의해 이동되어 각 위치에 위치하는 구성을 포함한다. 그리고 본 발명에서는, 이 구성의 경우에, 상기 총두께 측정 수단이 워크 착탈 위치에 근접하여 설치되는 형태를 특징으로 한다.

이 형태에서는, 워크 가공 위치에 워크의 적층부의 표면이 절삭되고 나서, 워크 착탈 위치로 워크를 이동시키고, 여기서 워크의 총두께가 측정되며, 적층부의 두께가 산출된다. 산출된 적층부의 두께가 소망치인 경우, 그 워크는 유지 수단으로부터 들어 올려져, 다음 공정으로 옮겨진다. 또한, 적층부의 두께가 소망치가 아닌 두꺼운 경우에는, 워크는 워크 가공 위치로 복귀되어 다시 적층부가 절삭되어 두께의 조정이 이루어지고, 이 후, 워크 착탈 위치에 워크를 이동시켜 총두께가 측정되고, 적층부의 두께가 확인된다. 이러한 공정이 반복된 적층부는 원하는 두께로 가공된다.

본 발명에 따르면, 워크의 적층부의 절삭 가공과 기판부의 두께 측정을 병행하여 행할 수 있기 때문에, 적층부의 절삭 가공 시간을 단축시킬 수 있고, 그 결과, 단위 시간당의 처리수를 증대시킬 수 있어, 생산성의 향상이 더욱 도모된다고 하는 효과를 발휘한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시형태를 설명한다.

[1] 반도체 웨이퍼(워크)

도 1의 도면부호 1은, 일 실시형태에서 절삭 가공을 실시하는 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 약칭함)를 나타내고 있다. 이 웨이퍼(1)는 실리콘 등의 반도체 재료로 된 원판형의 기판부(2)를 주체로 하고 있다. 기판부(2)는 균일한 두께로 가공되어 있고, 그 표면에는, 복수의 반도체 칩(3)이 형성되어 있다. 이들 반도체 칩(3)은 격자형으로 형성된 절단 예정 라인(4)에 의해 구획되어 있다. 반도체 칩(3)은 기판부(2)의 표면에 가능한 한 많은 수가 형성되고, 그 칩 형성 영역(2A)의 주위는, 반도체 칩(3)이 형성되어 있지 않은 잉여 영역(2B)으로 되어 있다.

각 반도체 칩(3) 표면에는, IC이나 LSI 등의 도시하지 않은 전자 회로가 형성되어 있다. 그리고, 도 1의 확대 부분에 도시한 바와 같이, 각 반도체 칩(3)의 표면에는, 전자 회로의 전극인 복수의 범프(적층부)(5)가 형성되어 있다. 이 경우, 범프(5)는 반도체 칩(3) 표면의 거의 전면에 격자형으로 배열되어 있다. 이들 범프(5)는 반도체 칩(3) 표면에서 예컨대 15∼100 ㎛의 높이로 돌출하고 있지만, 도 2에 도시한 바와 같이, 높이가 가지런하지 않은 경우가 많다. 또한, 웨이퍼(1)의 주위면의 미리 결정된 개소에는, 반도체의 결정 방위를 나타내는 V 자형의 홈(노치)(6)이 형성되어 있다. 본 실시형태는, 범프(5)를 원하는 높이에, 균일하고 가지런하게, 범프(5)의 선단부를 절삭 가공하는 기술에 대한 것이다.

[2] 절삭 가공 장치의 기본적인 구성 및 동작

도 3은 웨이퍼의 범프를 절삭 가공하는데 적합한 절삭 가공 장치를 나타내고 있다. 이하, 이 절삭 가공 장치(10)의 기본적인 구성 및 동작을 설명한다. 도 3의 도면 부호 11은 직사각형의 기대(基台)이다. 워크인 상기 웨이퍼(1)는, 기대(11) 상의 미리 결정된 위치에 셋트되는 공급 카세트(12)에, 미리 결정된 매수가 적층되어 수용된다. 공급 카세트(12)에서는, 1장의 웨이퍼(1)가 픽업 로봇(13)에 의해 꺼내어지고, 범프(5)가 형성되어 있는 표면측이 위를 향한 상태로 위치 결정부(20)로 옮겨져, 일정한 위치로 결정될 수 있다.

위치 결정부(20)는 중앙의 진공척식의 회전 테이블(21)과, 이 회전 테이블(21)의 주위에 방사상으로 배치되어, 회전 테이블(21)의 중심에 대해 진퇴하는 복수의 핀(22)을 구비하고 있다. 웨이퍼(1)는 픽업 로봇(13)에 의해 회전 테이블(21)에 이면[(범프(5)가 돌출하는 쪽과는 반대측의 면]이 맞추어져 적재되고, 주위에 후퇴하고 있었던 복수의 핀(22)이 회전 테이블(21)측으로 이동하면, 이들 핀(22)에 눌려 회전 테이블(21) 상에서의 위치가 조정되고, 미리 결정된 위치로 위치 결정된다. 이 후 웨이퍼(1)는 회전 테이블(21)에 흡착, 유지된다.

기대(11) 상의 위치 결정부(20)의 주위의 미리 결정된 개소에는, 웨이퍼(1)에 형성된 결정 방위 마크[도 1의 예에서는 노치(6)]를 검출하는 결정 방위 센서(29)가 배치되어 있다. 이 결정 방위 센서(29)는 발광부와 수광부의 조합으로 이루어지는 투과형이나 반사형 등의 광 센서가 적합하게 이용된다. 웨이퍼(1)의 노치(6)의 위치는, 웨이퍼(1)를 유지한 회전 테이블(21)이 회전함으로써 결정 방위 센서(29)로 검출되어, 노치(6)의 위치를 도시하는 노치 위치 데이터가 제어부(80)에 기억된다. 또한, 회전 테이블(21)은 결정 방위 센서(29)가 노치(6)를 검출한 위치에서, 혹은 그 검출 위치로부터 미리 결정된 각도 회전한 위치에 회전이 정지하고, 그 정지 위치가, 공급 아암(14)에 의해 웨이퍼(1)를 들어올리는 위치가 된다.

또한, 회전 테이블(21)은 도 6에 도시한 바와 같이, 원통형의 베이스(23)의 상단부에 동심형으로 고정되어 있고, 베이스(23)는 기대(11) 상에 회전 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 베이스(23)에는, 모터(24)에 의해 구동되는 타이밍 벨트(25)가 권취되어 있고, 모터(24)의 동력이 타이밍 벨트(25) 및 베이스(23)를 통해 회전 테이블(21)로 전해져, 회전 테이블(21)이 회전하도록 되어 있다.

기대(11) 상의 위치 결정부(20)의 주위의 미리 결정된 개소에는, 회전 테이블(21)에 유지된 웨이퍼(1)의 기판부(2)의 두께를 측정하는 기판부 두께 측정 장치(기판부 두께 측정 수단)(30)가 설치된다. 이 기판부 두께 측정 장치(30)에 의해, 회전 테이블(21)에 유지되어 있는 웨이퍼(1)의 기판부(2)의 두께(t1)가 측정되어, 그 측정치가 제어부(80)에 기억된다. 기판부 두께 측정 장치(30)에 대해서는, 후에 상술한다.

위치 결정부(20)에서 위치 결정이 이루어지고, 또한 기판부(2)의 두께가 측정된 웨이퍼(1)는 공급 아암(14)에 의해 위치 결정부(20)의 회전 테이블(21)로부터 진공 흡착되어 들어 올려지고, 착탈 위치에 대기하고 있는 원반 형상의 척 테이블(유지 수단)(40) 상에, 표면[범프(5)가 형성된 측의 면]이 노출하는 상태로 적재된 다. 척 테이블(40)은 Y 방향으로 왕복 이동하는 테이블 베이스(이동 수단)(49) 상에 고정되어 있다. 척 테이블(40)은 테이블 베이스(49)를 통해, Y 방향 깊이측의 절삭 가공 위치와, Y 방향 전방의 착탈 위치를 왕래할 수 있다. 테이블 베이스(49)의 이동 방향 양단부에는, 테이블 베이스(49)의 이동로를 덮고, 그 이동로로의 절삭 부스러기 등의 낙하를 막는 주름상자형의 커버(48)가 자유롭게 신축할 수 있도록 설치된다.

척 테이블(40)은 일반적으로 주지의 진공척 형식의 테이블로, 도 4에 도시한 바와 같이, 수평인 상면에, 웨이퍼(1)를 흡착, 유지하는 다공질의 흡착 영역(41)이 형성되어 있다. 이 흡착 영역(41)은 척 테이블(40)의 외형을 이루는 원반 형상의 프레임(42)의 상면에 형성된 얕은 오목부(42a)에 끼워 맞추어져 있다. 흡착 영역(41)을 둘러싸는 프레임(42)의 환상의 상면은, 흡착 영역(41)의 상면과 동일 평면으로 되어 있다. 척 테이블(40)은 미리 진공 운전되어 있고, 웨이퍼(1)는 적재되는 동시에 흡착 영역(41) 상에 흡착, 유지된다. 도 5에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(1)는 척 테이블(40) 상에 동심형으로 흡착, 유지된다. 웨이퍼(1)가 척 테이블(40) 상에 동심형으로 적재되는 것은, 상기와 같이 웨이퍼(1)가 위치 결정부(20)의 미리 결정된 위치에 위치 결정되는 것에 따라 가능하게 된다.

웨이퍼(1)가 착탈 위치에 있는 척 테이블(40)로 옮겨지면, 계속해서, 총두께 측정 장치(총두께 측정 수단)(50)에 의해, 웨이퍼(1)의 총두께[t2: 기판부(2)의 두께 + 범프(5)의 높이]가 측정된다. 웨이퍼(1)의 총두께의 측정치는, 제어부(80)에 공급된다. 제어부(80)는 웨이퍼(1)의 총두께 측정치(t2)로부터, 상기 웨이퍼(1)가 위치 결정부(20)에 유지되어 있을 때에 기판부 두께 측정 장치(30)에 의해 측정된 기판부(2)의 두께 측정치(t1)를 뺀 값(t2-t1)을 구하고, 이 값이 절삭 전의 범프(5)만의 높이[기판부(2)의 표면으로부터의 범프의 높이](t)로서 인식된다. 총두께 측정 장치(50)에 대해서는, 후에 상술한다.

웨이퍼(1)의 총두께가 총두께 측정 장치(50)로 측정되면, 다음으로, 테이블 베이스(49)가 상기 절삭 가공 위치의 방향으로 이동하고, 그 이동 중에, 절삭 유닛(절삭 수단)(60)에 의해 웨이퍼(1)의 표면의 모든 범프(5)의 선단부가 절삭되어, 범프(5)는 원하는 높이로 정렬된다.

절삭 유닛(60)은 도 3에 도시한 바와 같이, 축 방향이 Z 방향으로 연장되는 원통형의 스핀들 하우징(61)과, 이 스핀들 하우징(61) 내에 동축으로, 회전 가능하게 지지된 스핀들 샤프트(62)(도 4에 도시함)와, 이 스핀들 샤프트(62)를 회전 구동하는 서보 모터(63)와, 스핀들 샤프트(62)의 하단에 동축으로 고정된 원반 형상의 바이트 호일(64)과, 이 바이트 호일(64)에 착탈 가능하게 부착된 바이트(65)로 구성되어 있다. 바이트 호일(64)은 서보 모터(63)에 의해 한 방향으로 회전된다. 바이트(65)는 다이아몬드 등으로 이루어지는 절삭날을 가지고, 이 절삭날로 범프(5)를 절삭한다. 바이트(65)의 회전 궤적에 의해 형성되는 절삭면은, 척 테이블(40)의 상면과 평행하게 설정된다.

도 3에 도시한 바와 같이, 절삭 유닛(60)은 기대(11)의 Y 방향 깊이측의 단부에 세워진 칼럼(15)에, 이송 기구(70)를 통해 승강 가능하게 지지되어 있다. 이송 기구(70)는 칼럼(15)의 전(前)면에 고정된 Z 방향으로 연장되는 Z축 리니어 가 이드(71)와, 이 Z축 리니어 가이드(71)를 따라 미끄럼 이동 가능하게 장착된 Z축 슬라이더(72)와, 서보 모터(73)에 의해 회전 구동되어, 회전함으로써 Z축 슬라이더(72)를 Z 방향으로 이동시키는, 즉 승강시키는 볼나사식 구동 기구(74)로 구성되어 있다. 절삭 유닛(60)은 스핀들 하우징(61)이 Z축 슬라이더(72)에 고정되어 있고, 이에 따라 Z축 슬라이더(72)와 함께 승강한다.

절삭 유닛(60)에 의한 범프(5)의 절삭 가공은, 다음과 같이 하여 행해진다. 우선, 바이트(65)가 범프(5)를 원하는 높이로 절삭할 수 있는 위치가 되도록 이송 기구(70)에 의해 절삭 유닛(60)의 상하 방향의 위치를 조정한다. 이를 위해서는, 사전에, 이송 기구(70)에 의해 절삭 유닛(60)의 위치를 셋업하고, 절삭 유닛(60)의 승강에 의해 변동하는 척 테이블(40)의 상면에서 바이트(65)의 선단까지의 높이를 정확하게 인식해 둔다.

셋업의 방법으로서는, 예컨대, 절삭 유닛(60)을 하강시켜 바이트(65)의 선단이 척 테이블(40)의 표면에 접촉함과 동시에 하강을 정지하여, 이 위치를 기준 위치(제로 위치)로 한다. 그리고 이 기준 위치로부터의 절삭 유닛(60)의 높이 위치에 기초하여, 척 테이블(40)로부터 바이트(65)의 선단까지의 높이를 인식하는 방법이 있다. 바이트(65)의 높이 위치를 나타내는 절삭 유닛(60)의 높이 위치는, 제어부(80)에 의해 인식된다.

바이트(65)가 범프(5)를 원하는 높이로 절삭할 수 있는 위치는, 총두께 측정 장치(50)로 측정된 범프(5)의 높이(hb)에서, 원하는 범프(5)의 높이(hb')를 뺀 값(hb-hb')만큼 하강한 위치이고, 이 계산은 제어부(80)에서 이루어진다. 제어 부(80)는 이 값에 기초하는 동작치를 이송 수단(70)의 서보 모터(73)에 공급하고, 이것에 기초하여 절삭 유닛(60)은 절삭 위치까지 하강한다.

이와 같이 하여 바이트(65)의 높이 위치가 범프(5)를 원하는 높이로 절삭할 수 있는 위치로 보내어지면, 다음으로, 척 테이블(40)을 회전시키면서, 테이블 베이스(49)를 착탈 위치로부터 칼럼(15) 방향으로 이동시켜, 척 테이블(40) 상에 유지한 웨이퍼(1)를, 미리 결정된 속도로 절삭 유닛(60)의 하측의 절삭 가공 위치로 보낸다. 이에 따라, 범프(5)의 선단부가 바이트(65)에 의해 깎여진다.

웨이퍼(1)의 표면이, 회전하는 바이트(65)의 절삭 영역을 통과하여 모든 범프(5)에 대한 절삭 가공이 끝나면, 테이블 베이스(49)가 착탈 위치로 되돌아가고, 여기서, 상기 총두께 측정 장치(50)에 의해 웨이퍼(1)의 총두께가 재차 측정되어, 그 측정치가 제어부(80)에 공급된다. 제어부(80)는 범프 절삭 후의 웨이퍼(1)의 총두께(t2)로부터 기판부(2)의 두께(t1)를 빼는 계산을 다시 행하여 절삭 후의 범프(5)의 높이를 산출한다. 또한, 제어부(80)는 산출된 범프(5)의 높이가 원하는 값인지의 여부를 판정하여, 원하는 값인 경우에는, 웨이퍼(1)는 다음 세정 공정으로 옮겨진다. 또한, 범프(5)의 높이가 원하는 값보다 큰 경우에는, 다시 상기와 같이 하여 범프(5)의 절삭 및 절삭 후의 범프(5)의 높이의 확인이 행해진다. 또한, 범프(5)의 높이가 원하는 값보다도 작은 경우, 그 웨이퍼(1)는 상기 공정에서 배제된다.

범프(5)의 높이가 원하는 값을 나타내면, 1장의 웨이퍼(1)에 대한 범프 절삭 가공은 종료된다. 이후는, 척 테이블(40)의 진공 운전이 정지하고, 웨이퍼(1)는 회수 아암(16)에 의해 척 테이블(40) 상에서 스피너식 세정 장치(17)로 이송되어, 상기 장치(17)에 의해 세정, 건조 처리된다. 세정 처리된 웨이퍼(1)는, 픽업 로봇(13)에 의해 회수 카세트(18) 내로 이송, 수용된다. 웨이퍼(1)가 들어 올려진 척 테이블(40)은 세정 노즐(19)로부터 분사되는 세정수에 의해 절삭 부스러기 등을 제거한다.

이상의 동작이 반복되어 다수의 웨이퍼(1)의 범프(5)의 선단부가 절삭 가공되고, 범프(5)는 원하는 높이로 정렬된다. 이와 같이 범프(5)의 높이가 정렬된 웨이퍼(1)는 이 후, 절단 예정 라인(4)을 따라 절단, 분할되어, 반도체 칩(3)이 각각 개별 편(片)으로 된다. 개별 편으로 하기 위한 절단 방법으로는 다이싱이나 레이저 광조사 등이 채용된다.

[3] 기판부 두께 측정 장치 및 총두께 측정 장치

다음으로, 상기 기판부 두께 측정 장치 및 총두께 측정 장치를 설명한다.

도 6에 도시한 바와 같이, 기판부 두께 측정 장치(30)는 리니어 게이지(31)와 서포트 게이지(32)가 웨이퍼(1)의 기판부(2)를 사이에 두고 상기 기판부(2)의 두께를 측정하는 구성으로, 이들 게이지(31, 32)는, コ자형의 프레임(33)의 일단 및 타단에 상호 대향하는 상태로 부착되어 있다.

리니어 게이지(31)는 원통형의 본체부(31a)의 일단으로부터 프로브(31b)가 진퇴 가능하게 돌출한 것으로, 프로브(31b)의 선단에 접촉하는 피측정물의 위치를 측정한다. 한편, 서포트 게이지(32)도 동일한 구성으로, 원통형의 본체부(32a)의 일단으로부터 프로브(32b)가 진퇴 가능하게 돌출하고 있고, 프로브(32b)의 선단에 접촉하는 피측정물의 위치를 측정한다. 프레임(33)은 수직부(33a)의 양단으로부터 한 방향으로 연장되는 상하의 수평부(33b, 33c)를 갖는 것으로, 위쪽 수평부(33b)의 선단에 리니어 게이지(31)의 본체부(31a)가, 아래쪽 수평부(33c)의 선단에 서포트 게이지(32)의 본체부(32a)가 각각 고정되어 있다. 각 게이지(31, 32)는 각 프로브(31b, 32b)가, 상대측의 프로브를 향해 진퇴하도록 동축으로 설치되어 있고, 각 프로브(31b, 32b) 사이에 피측정물을 사이에 두는 것에 의해, 그 피측정물의 두께가 측정된다.

프레임(33)은 이동 기구(34)를 통해, 기대(11) 상에, 상기 회전 테이블(21)에 대해 진퇴 가능하게 설치되어 있다. 이동 기구(34)는 회전 테이블(21)의 직경 방향으로 연장되는 에어 실린더 등으로 이루어지는 구동부(35)를 가지며, 이 구동부(35)를 따라 이동하는 슬라이더(36)에, 프레임(33)의 아래쪽 수평부(33c)가 고정되어 있다. 프레임(33)은 슬라이더(36)의 이동에 의해 회전 테이블(21)에 대해 접근하거나 떨어지거나 하여, 적절한 거리에 접근했을 때에, 각 프로브(31b, 32b) 사이에, 웨이퍼(1)에서의 범프(5)의 주위의 기판부(2)만큼의 부분, 즉 상기 잉여 영역(2B)을 사이에 두는 상태가 된다.

이 상태로부터, 각 프로브(31b, 32b)를 상호 접근하는 방향으로 이동시켜, 리니어 게이지(31)측의 프로브(31b)를 기판부(2)의 상면에 접촉시키고, 또한, 서포트 게이지(32)측의 프로브(32b)를 기판부(2)의 하면에 접촉시켰을 때의, 각 프로브(31b, 32b)의 측정치로부터, 기판부(2)의 두께가 산출된다. 이 계산은, 제어부(80)에서 이루어진다. 또한, 각 게이지(31, 32)에 의한 기판부(2)의 측정점은 복수(예컨대 2∼4개소 정도)가 바람직하고, 그 경우에는 측정치의 평균이 기판부(2)의 두께로서 제어부(80)에 기억된다. 측정점을 복수로 하기 위해서는, 회전 테이블(21)을 간헐적으로 1회전시켜, 회전 사이의 정지 시에 측정하면 좋다.

총두께 측정 장치(50)는 도 3에 도시한 바와 같이, 2개의 리니어 게이지(51, 52)를 구비하고 있다. 이들 게이지(51, 52)는 상기 기판부 두께 측정 장치(30)의 리니어 게이지(31)와 동일한 구성으로, 도 7에 도시한 바와 같이, 본체부(51a, 52a)와, 본체부(51a, 52a)의 일단으로부터 각각 진퇴 가능하게 돌출하는 프로브(51b, 52b)로 구성되어 있다. 2개의 리니어 게이지(51, 52) 중 한쪽의 리니어 게이지(51)는 척 테이블(40) 상면[이 경우, 프레임(42)의 상면]의 높이 위치를 측정하는 기준측 게이지가 되고, 다른쪽의 리니어 게이지(52)는 웨이퍼(1) 전체의 높이 위치[(이 경우, 범프(5)의 높이 위치]를 측정하는 웨이퍼측 게이지가 된다.

이들 게이지(51, 52)는 도 3에 도시한 바와 같이, 기대(11)에 설치된 X 방향으로 연장되는 프레임(55)에, 각 프로브(51b, 52b)가 아래쪽을 향해 연장되는 상태로, 본체부(51a, 52a)가 각각 고정되어 있다. 프레임(55)은 상기 착탈 위치의 위쪽에 배치되어 있고, 이 착탈 위치에서 웨이퍼(1)의 총두께가 측정된다. 각 게이지(51, 52)는 도 7에 도시한 바와 같이, 기준측 게이지(51)의 프로브(51b)의 선단이 착탈 위치에 있는 척 테이블(40)의 프레임(42)의 상면에 접촉하여, 웨이퍼측 게이지(52)의 프로브(52b)가, 척 테이블(40) 상에 유지되어 있는 웨이퍼(1)의 범프(5)의 표면에 접촉하도록, X 방향으로 상호 이격되어 배치되어 있다. 각 게이지(51, 52)에 의한 높이 위치의 측정치는 제어부(80)에 공급되어 처리된다.

웨이퍼(1)의 총두께(t2)는 웨이퍼측 게이지(52)로 측정된 범프(5)의 높이 위치(hb)에서, 기준측 게이지(51)로 측정된 척 테이블(40)의 높이 위치(hc)를 뺀 값(hb-hc)으로 구한다. 이 계산은, 제어부(80)에서 이루어진다. 또한, 각 게이지(51, 52)의 측정점은 복수(예컨대 2∼4개소 정도)가 바람직하고, 그 경우에는 측정치의 평균이 각각의 높이 위치의 측정치로서 제어부(80)에 기억된다. 측정점을 복수로 하기 위해서는, 테이블 베이스(41)를 Y 방향으로 적절하게 이동시키면 좋다. 또한, 여기서는 게이지가 2개로서 기준측과 웨이퍼측에 각각 설치되어 있지만, 하나의 게이지를 프레임(55)에 대해 X 방향으로 이동 가능하게 부착하여, 그 게이지로, 범프(5) 및 척 테이블(40)의 높이 위치를 측정하도록 구성하더라도 좋다. 그러나, 본 실시형태와 같이 2개의 게이지(51, 52)를 구비하면, 측정 시간이 단축되기 때문에 바람직하다.

또한, 상기와 같이 2개의 게이지를 이용하는 경우, 양쪽의 게이지에 의해 웨이퍼(1)의 총두께를 측정하여도, 동시에 2개소의 총두께 측정치를 얻도록 하여도 좋다. 그 경우, 2개의 게이지(51, 52) 모두는, 각 프로브(51b, 52b)가 척 테이블(40)의 상면 및 척 테이블(40)에 유지된 웨이퍼(1)의 범프(5)에 접촉 가능하게 설치된다. 그리고, 척 테이블(40)에 웨이퍼(1)를 적재하기 전에, 각 프로브(51b, 52b)를 척 테이블(40)의 상면에 접촉시켜 제로점을 설정하고, 이 후, 척 테이블(40)에 유지한 웨이퍼(1)의 다른 개소의 범프(5)에 각 프로브(51b, 52b)를 접촉시켜, 각 게이지(51, 52)마다 총두께의 측정치를 얻는다.

[4] 본 실시형태의 작용 효과

이상이 본 실시형태의 절삭 가공 장치(10)의 구성 및 동작이며, 본 장치(10)에 따르면, 다수의 웨이퍼(1)의 범프(5)의 절삭 가공 처리가, 연속적인 흐름에 따른 작업으로 계속 할 수 있다. 그 작업 중에 있어서, 실제로 범프(5)가 절삭되어 있을 때에는, 다음에 처리되는 웨이퍼(1)가 공급 카세트(12)로부터 위치 결정부(20)의 회전 테이블(21)에 세트되어, 이 절삭 가공 전 단계의 위치 결정부(20)에서, 기판부 두께 측정 장치(30)에 의해 기판부(2)의 두께(t1)가 측정된다. 따라서, 이 후의 범프(5)의 절삭 공정에서는, 총두께 측정 장치(50)에 의해 웨이퍼(1)의 총두께(t2)를 측정하는 것만으로, 범프(5)의 높이를 산출할 수 있다.

이와 같이, 선행하는 웨이퍼(1)의 범프(5)의 절삭과, 후속하는 웨이퍼(1)의 기판부(2)의 두께 측정을 병행하여 행함으로써, 웨이퍼(1)를 척 테이블(40)에 유지하고 나서 범프(5)의 절삭을 완료하기까지의 시간을, 기판부(2)의 두께를 측정하는 시간만큼 단축시킬 수 있다. 이 때문에, 단위 시간당의 처리수가 증대하여, 생산성이 향상한다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따라 범프가 절삭 가공되는 반도체 웨이퍼의 평면도.

도 2는 도 1에 도시한 반도체 웨이퍼의 확대 단면도.

도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 절삭 가공 장치의 전체 사시도.

도 4는 절삭 가공 장치가 구비하는 절삭 유닛으로 척 테이블에 유지한 웨이퍼의 범프를 절삭하는 상태를 도시하는 측면도.

도 5는 척 테이블에 웨이퍼가 유지된 상태를 도시하는 평면도.

도 6은 절삭 가공 장치가 구비하는 기판부 두께 측정 장치를 도시하는 측면도.

도 7은 절삭 가공 장치가 구비하는 총두께 측정 장치에 의해 웨이퍼의 총두께를 측정하는 상태를 도시하는 정면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 반도체 웨이퍼(워크) 2: 기판부

5: 범프(적층부) 10: 절삭 가공 장치

20: 위치 결정부 30: 기판부 두께 측정 장치(기판부 두께 측정 수단)

40: 척 테이블(유지 수단) 49: 테이블 베이스(이동 수단)

50: 총두께 측정 장치(총두께 측정 수단)

60: 절삭 유닛(절삭 수단) 65: 바이트(절삭날)

80: 제어부

Claims (4)

1. 기판부의 표면에 그 표면의 일부를 제외하고 적층부가 설치된 판형의 워크를, 적층부측이 노출되고, 또한 기판부의 이면이 밀착되는 상태로 유지하는 유지 수단과,

   상기 유지 수단에 유지된 상기 워크에서의 상기 적층부의 표면을 절삭하는 절삭날을 갖는 절삭 수단과,

   상기 유지 수단에 유지된 상기 워크의, 상기 기판부와 상기 적층부의 두께를 합한 총두께를 측정하는 총두께 측정 수단과,

   상기 유지 수단에 유지되기 전의 상기 워크의 상기 기판부의 두께를 측정하는 기판부 두께 측정 수단을 구비한 절삭 장치를 이용하여,

   상기 워크에서의 상기 적층부를 미리 결정된 두께로 절삭하는 방법으로서,

   상기 기판부 두께 측정 수단에 의해 상기 워크에서의 상기 기판부의 두께를 측정하는 기판부 두께 측정 공정과,

   상기 워크를 상기 유지 수단에 유지하고, 상기 총두께 측정 수단에 의해 유지 수단에 유지한 워크의 총두께를 측정하는 총두께 측정 공정과,

   상기 총두께 측정 공정에서 얻어진 상기 워크의 총두께 측정치와, 상기 기판부 두께 측정 공정에서 얻어진 상기 기판부의 두께 측정치를 비교하여 상기 적층부의 두께를 구하고, 이 적층부의 두께가 미리 결정된 두께로 될 때까지, 상기 절삭 수단에 의해 적층부의 표면을 절삭하는 적층부 절삭 공정

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 가공 방법.
2. 기판부의 표면에 그 표면의 일부를 제외하고 적층부가 설치된 판형의 워크를, 적층부측이 노출되고, 또한 기판부의 이면이 밀착되는 상태로 유지하는 유지 수단과,

   상기 유지 수단에 유지된 상기 워크에 있어서의 상기 적층부의 표면을 절삭하는 절삭날을 갖는 절삭 수단과,

   상기 유지 수단에 유지된 상기 워크의, 상기 기판부와 상기 적층부의 두께를 합한 총두께를 측정하는 총두께 측정 수단과,

   상기 유지 수단에 유지되기 전의 상기 워크의 상기 기판부의 두께를 측정하는 기판부 두께 측정 수단

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 가공 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 유지 수단의 근방에 배치되어, 상기 유지 수단의 미리 결정된 위치에 상기 워크가 유지되도록 상기 워크의 위치를 유지 수단에 유지되기 전의 단계에서 결정하는 위치 결정부를 가지며,

   상기 위치 결정부에 상기 기판부 두께 측정 수단이 병설되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭 가공 장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 유지 수단을, 상기 유지 수단에 워크를 적 재하거나 상기 유지 수단으로부터 워크를 들어 올리는 워크 착탈 위치와, 유지 수단에 유지된 워크의 상기 적층부의 표면을 상기 절삭 수단에 의해 절삭 가공하는 워크 가공 위치에 위치시키는 이동 수단을 구비하고,

   상기 총두께 측정 수단은, 워크 착탈 위치에 근접하여 설치되는 것을 특징으로 하는 절삭 가공 장치.

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