晶片的分割方法
【專利摘要】本發明提供一種晶片的分割方法。在不降低切削效率的情況下，將切削刀具的切入量管理成為完全切斷晶片而需要的規定量。晶片(W1)的分割方法包括：露出區域切入工序，使切削刀具(60)下降至預先設定的完全切斷晶片(W1)的下降位置處并使切削刀具(60)切入到露出區域(E)；攝像工序，通過攝像單元(68)對在露出區域切入工序中被切削刀具(60)切入的區域(E1)進行攝像；判斷工序，通過攝像工序攝像得到的攝像圖像來判斷能否完全切斷晶片(W1)；以及調整工序，基于判斷工序中的判斷而增加切削刀具(60)的下降量。
【專利說明】
晶片的分割方法
技術領域
[0001]本發明涉及晶片的分割方法。【背景技術】
[0002]在利用切削刀具切削晶片的切削裝置中，將貼附于粘結帶上的晶片保持于卡盤臺的保持面上，然后使高速旋轉的切削刀具切入被保持的晶片，進行切削直至切削刀具的末端到達粘結帶，從而完全地切斷晶片。這樣能夠完全切斷晶片的原理在于，切削裝置識別出保持晶片的卡盤臺的保持面的高度位置和切削刀具的末端的高度位置(例如，參照專利文獻1)，以切削刀具的末端接觸卡盤臺的保持面的位置作為基準，根據所使用的粘結帶的厚度，計算出使切削刀具的末端以何種程度切入粘結帶，以使得切削刀具的末端位于基于該計算出的切入量的規定位置處的方式使切削刀具下降(切入進給)，并使晶片相對于切削刀具切削進給，從而切削晶片。
[0003]然而，用于切削的切削刀具具備隨著進行切削加工而不斷磨損的性質，因此在進行切削加工并切削了規定量的情況下，實際的切入量會少于所計算出的切入量。因此，在切削了規定量時，需要利用光學傳感器等的位置檢測單元再次檢測切削刀具的末端，將切入量管理成為完全切斷晶片所需要的規定量(例如，參照專利文獻2)。或者，在切削了規定量時，在停止切削進給的狀態下僅通過切入進給而使切削刀具切入切削痕形成用被加工物， 以形成切削痕，并根據所形成的切削痕的長度計算出切削刀具的直徑，將切削刀具的切入量管理成為完全切斷晶片所需要的規定量(例如，參照專利文獻3)。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本專利4549654號公報 [〇〇〇7] 專利文獻2:日本專利5389604號公報 [〇〇〇8] 專利文獻3:日本特開2013-27949號公報[〇〇〇9]然而，在利用上述專利文獻2所述的光學傳感器等的位置檢測單元，以非接觸的方式檢測切削刀具的末端以管理切削刀具的切入量的情況下，需要在去除了由于切削而產生的切削肩等的基礎上進行檢測，還需要將切削刀具的末端移動至位置檢測單元的檢測部， 因而會較多地耗費檢測所需的時間，使得切削效率降低。此外，在根據上述專利文獻3所述的切削痕計算切削刀具的直徑以管理切削刀具的切入量的情況下，需要將切削刀具移動至設置了切削痕形成用被加工物的切削痕形成組件，因而會較多地耗費檢測所需的時間，這種情況下也會導致切削效率下降。因此，在使切削刀具切入晶片并將其完全切斷的情況下， 存在著在不降低切削效率的情況下，將切削刀具的切入量管理成為完全切斷晶片所需的規定量的課題。
【發明內容】
[0010]本發明提供一種晶片的分割方法，利用卡盤臺保持晶片組件，通過切削刀具沿著分割預定線完全切斷晶片，其中，該晶片組件構成為，在以封閉環狀框架的開口的方式貼附的粘結帶上貼附具有分割預定線的晶片，且在晶片的外周與該環狀框架的內周之間具有用于使該粘結帶露出的露出區域，該分割方法包括:露出區域切入工序，使該切削刀具下降至下降位置處，并使該切削刀具切入到該露出區域，其中，該下降位置是預先設定的完全切斷晶片的位置;攝像工序，通過攝像單元對如下區域進行攝像，該區域為，在該露出區域切入工序中，該切削刀具切入的露出區域中的區域;判斷工序，通過在該攝像工序中攝像得到的攝像圖像來判斷能否完全切斷晶片；以及調整工序，在該判斷工序中判斷為不能完全切斷晶片時，增加該切削刀具的下降量。
[0011]發明的效果
[0012]本發明的晶片的分割方法包括:露出區域切入工序，使切削刀具下降至預先設定的完全切斷晶片的下降位置處，并使該切削刀具切入露出區域;攝像工序，通過攝像單元對露出區域切入工序中被切削刀具切入的區域進行攝像;判斷工序，根據在攝像工序中攝像得到的攝像圖像判斷能否完全切斷晶片；以及調整工序，基于判斷工序中的判斷而增加切削刀具的下降量，由此對露出區域內是否形成有切削痕進行攝像，并根據攝像得到的攝像圖像判斷能否完全切斷晶片，在無法實現完全切斷的情況下，通過增加切削刀具的下降量而能夠在可完全切斷晶片的下降位置處進行切削，因此不會產生由于切削刀具向其他組件的移動而造成的切削效率的降低，而且能夠防止產生晶片的不完全切斷。【附圖說明】
[0013]圖1是表示切削裝置的一例的立體圖。
[0014]圖2是放大圖1的A部而示出的立體圖。
[0015]圖3是表示使用卡盤臺進行切削刀具的設置狀況的說明圖。
[0016]圖4是在切削刀具切入粘結帶前攝像得到的攝像圖像的平面圖。
[0017]圖5是表示露出區域切入工序中，將切削刀具切入晶片的露出區域的狀態的剖視圖。
[0018]圖6是表示攝像工序中，通過攝像單元對被切削刀具切入的區域進行攝像的狀態的剖視圖。
[0019]圖7是攝像工序中攝像得到的攝像圖像的平面圖。
[0020]圖8是表示調整工序中，增加切削刀具的下降量的狀態的剖視圖。
[0021]圖9是攝像工序中攝像得到的攝像圖像的平面圖。
[0022]圖10是在晶片上形成有切削痕的晶片組件的立體圖。[〇〇23] 標號說明
[0024]1:切削裝置，10:壁部，11:檢測部，12:存儲部，13:控制部，14:計算部，30:卡盤臺，300:吸附部，300a:保持面，301:框體，31:旋轉單元，32:固定單元，5:切削進給單元，50:滾珠絲杠，51:導軌，52:脈沖電動機，53:可動板，6:切削單元，60:切削刀具，600:基臺，601:切割刃，61:主軸，62:外殼，63:校準單元，630:校準用相機，64:刀具罩，65:切削液噴嘴，65a: 切削液流入口，66:切削液噴嘴，66a:切削液流入口，67:螺母，68:攝像單元，7:分度進給單元，70:滾珠絲杠，71:導軌，73:可動板，9:切入進給單元，90:滾珠絲杠，91:導軌，92:脈沖電動機，93:可動板，W:晶片組件，W1:晶片，Wla:晶片的正面，Wlb:晶片的背面，S:分割預定線，D:器件，F:環狀框架，T:粘結帶，E:露出區域，El:區域，G1:攝像圖像，G2:攝像圖像，G3:攝像圖像，M:切削痕，Z1:位置，Z2:位置，Z3:位置。【具體實施方式】
[0025]以下，使用圖1?3,說明本實施方式中使用的切削裝置1、通過切削裝置1而被分割的晶片W1以及確定切削刀具60的下降的基準位置的設置。[〇〇26]圖1所示的晶片W1例如是半導體晶片，在晶片的正面Wla上的由分割預定線S劃分出的格子狀的區域內形成有多個器件D。而且，晶片W1以成為晶片組件W的狀態而被卡盤臺 30保持，且被切削裝置1切削，該晶片組件W構成為隔著厚度約為lOOwii左右的粘結帶T而被支承于環狀框架F上的狀態。另外，關于晶片W1的形狀和種類不做特別限定。此外，粘結帶T 的厚度在本實施方式中約為l〇〇Ml，而可以根據晶片的種類、晶片的厚度和切削刀具等適當進行變更。
[0027]如下所述制作晶片組件W。首先，以使得晶片W1位于環狀框架F的內周側的方式，進行晶片W1與環狀框架F的位置對準。此時，以使得晶片W1位于環狀框架F的開口中心的方式進行位置對準。在結束了晶片W1與環狀框架F的位置對準后，將粘結帶T的粘著面壓緊于晶片W1的背面Wlb，并在晶片的背面Wlb上貼附粘結帶T。同時，通過以封閉環狀框架F的開口的方式將粘結帶T的粘著面的外周部貼附于環狀框架F上，從而能夠制作出構成為晶片W1隔著粘結帶T而被支承于環狀框架F上的狀態的晶片組件W。如上形成的晶片組件W在晶片W1的外周與環狀框架F的內周之間具備供粘結帶T的粘著面露出的露出區域E。
[0028]在本發明的分割方法中用于分割晶片W1的圖1所示的切削裝置1是利用切削進給單元5而對被保持于卡盤臺30上的晶片組件W在切削進給方向(X軸方向)上進行切削進給， 并且通過具有切削刀具60的切削單元6實施切削加工的裝置。
[0029]配設于切削裝置1上的切削進給單元5構成為包括:具有X軸方向的軸心的滾珠絲杠50;與滾珠絲杠50平行配設的一對導軌51;轉動滾珠絲杠50的脈沖電動機52;以及內部的螺母與滾珠絲杠50螺合而底部滑動接觸導軌51的可動板53,切削進給單元5構成為通過脈沖電動機52驅動而使得滾珠絲杠50轉動，可動板53隨之被導軌51引導而在X軸方向上往返移動。而且，可動板53上配設有卡盤臺30。脈沖電動機52根據來自控制部13的脈沖信號而進行動作。
[0030]卡盤臺30的外形例如為圓形狀，其具有吸附晶片W1的吸附部300以及支承吸附部 300的框體301。吸附部300與未圖示的吸引源連通，通過與作為吸附部300的露出面且與框體301的上表面形成為同一表面的保持面300a吸引保持晶片W1。卡盤臺30被連接于卡盤臺 30的底面的旋轉單元31而支承為能夠旋轉，卡盤臺30的周圍配設有固定環狀框架F的固定單元32。吸附部300例如由多孔陶瓷等形成，框體301由金屬等的具有導電性的材質形成。
[0031]切削裝置1上的后方(-X方向側)立設有壁部10,在壁部10配設有在Y軸方向上輸送切削單元6的分度進給單元7。分度進給單元7構成為包括:具有Y軸方向的軸心的滾珠絲杠 70;與滾珠絲杠70平行配設的一對導軌71;使滾珠絲杠70轉動的未圖示的脈沖電動機；以及可動板73,其內部的螺母與滾珠絲杠70螺合，且側部與導軌71進行滑動接觸，分度進給單元 7構成為在未圖示的脈沖電動機使滾珠絲杠70轉動時，可動板73隨之被導軌71引導而在Y軸方向上往返移動。而且，在可動板73上配設有在Z軸方向上輸送切削單元6的切入進給單元9。未圖示的脈沖電動機根據來自控制部13的脈沖信號而進行動作。
[0032]切入進給單元9構成為包括:具有Z軸方向的軸心的滾珠絲杠90;與滾珠絲杠90平行配設的一對導軌91;使滾珠絲杠90轉動的脈沖電動機92;以及可動板93,其內部的螺母與滾珠絲杠90螺合，且側部與導軌進行滑動接觸，切入進給單元9構成為在脈沖數被提供給脈沖電動機92而脈沖電動機92使滾珠絲杠90轉動時，可動板93隨之被導軌91引導而在Z軸方向上往返移動。而且，可動板93連接有切削單元6。脈沖電動機92根據來自控制部13的脈沖信號而進行動作。[〇〇33]切削單元6具有:主軸61，其具有在水平方向上與可動板53的移動方向正交的方向 (圖1的Y軸方向)的旋轉軸;將主軸61支承為能夠旋轉的外殼62;以及固定于主軸61且能夠旋轉的切削刀具60。外殼62的側面配設有用于對晶片W1的待切削位置攝像并檢測的校準單元63。校準單元63具有對晶片的正面Wla進行攝像的校準用相機630,根據通過校準用相機 630取得的圖像，通過圖形匹配等的圖像處理而能夠檢測出待切削的分割預定線S。
[0034]圖2所示的切削刀具60構成為，在形成為圓盤狀的基臺600的周緣處固定安裝有切割刃601，且通過螺母67而固定于主軸61。而且，刀具罩64以從+Z方向覆蓋的方式覆蓋切削刀具60。在切割刃601的Y軸方向前后設置有向切割刃601的兩面供給切削液的一對切削液噴嘴65。進而，如圖2所示，在切割刃601的面方向的延長方向上也配設有噴出切削液的切削液噴嘴66。從切削液噴嘴65、66噴出的切削液從切削液流入口 65a、66a分別流入。[〇〇35]例如，在刀具罩64上安裝有對圖1所示的晶片W1的露出區域E中的被切削刀具60切入的區域進行攝像的攝像單元68。攝像單元68例如是使用CCD圖形傳感器的相機等，然而不限于此。[〇〇36]為了可靠地切削晶片W1而需要高精度地控制對于晶片W1的切入深度。于是，在切削裝置1進行實際的切削之前進行切削刀具60的設置作業，從而確保切削刀具60的切入深度的精度。
[0037]如圖3所示，對進行實際的切削前的切削刀具60如下進行設置，使切削單元6向-Z 方向逐漸下降，例如通過連接于切削單元6的檢測部11檢測切削刀具60的切割刃601接觸卡盤臺30的框體301的上表面時的電導通，并且將此時的切削刀具60的Z軸方向的位置存儲于例如連接于檢測部11的存儲部12中。即，例如通過切削單元6的下降時發送給圖1所示的脈沖電動機92的脈沖信號數能夠把握切削刀具60的Z軸方向的位置，并且能夠將切削刀具60 與框體301的上表面接觸時的切削刀具60的位置作為Z軸方向的基準位置Z1。在這樣求出了切削刀具60的Z軸方向的基準位置Z1時，根據該基準位置Z1能夠控制對于晶片W1的切入深度。[〇〇38]因此，在通過切削刀具60完全切斷晶片W1的情況下，需要一并考慮到使切削刀具 60在粘結帶T上切入幾十wii，切削刀具60的預先設定的下降位置成為切削刀具60位于比基準位置Z1在+Z方向上偏上方幾十mi左右時的位置Z2。[〇〇39]以下，使用圖1和圖3?10,說明使用切削裝置1通過本發明的分割方法分割晶片W1 的情況下的各工序。另外，本實施方式設想的是例如利用最初進行了設置的切削刀具60多次對晶片進行切削而在切削刀具60上產生了磨損后，繼續分割晶片W1的情況。此外，在圖5、 圖6和圖8中，簡要示出了切削裝置1的一部分結構。
[0040](1)露出區域切入工序
[0041]在本分割方法中，首先進行露出區域切入工序，使圖1所示的切削刀具60下降至預先設定的完全切斷晶片W1的下降位置處，并使切削刀具60切入露出區域E。[〇〇42]圖1所示的晶片組件W保持于卡盤臺30上，通過切削進給單元5而在-X方向上被輸送，并且通過校準相機630對晶片W1的正面Wla進行攝像，通過校準單元63檢測出待切削的分割預定線S的位置。隨著檢測出分割預定線S，切削單元6被分度進給單元7在Y軸方向上驅動，進行待切削的分割預定線S和切削刀具60在Y軸方向上的定位。[〇〇43]進而，例如校準相機630對切削刀具60切入前的露出區域E的圖4所示的攝像圖像 G1進行攝像，攝像得到的攝像圖像G1被存儲于存儲部12。另外，還可以通過攝像單元68取代校準相機630來進行攝像圖像G1的攝像。
[0044]在利用分度進給單元7進行了圖1所示的切削刀具60和檢測出的分割預定線S在Y 軸方向上的定位后，如圖5所示，切削進給單元5將保持晶片組件W的卡盤臺30進一步在-X方向上送出，并且切入進給單元9使切削刀具60在-Z方向逐漸下降至通過切削刀具60完全切斷晶片W1的情況下設定的位置Z2處。此時，未圖示的電動機使主軸61高速旋轉，固定于主軸 61上的切削刀具60隨著主軸61的旋轉而高速旋轉，并且在露出區域E內的區域E1切入粘結帶T。[〇〇45]切削刀具60在露出區域E內沿-X方向被送出一定距離后，例如圖6所示，暫時停止切削進給單元5對晶片W1的切削進給，切入進給單元9將切削刀具60沿+Z方向提升而使其離開晶片W1。
[0046](2)攝像工序[〇〇47] 接在露出區域切入工序之后，如圖6所示，通過攝像單元68對通過露出區域切入工序而在露出區域E中被切削刀具60切入的區域E1進行攝像。被攝像單元68攝像的區域E1是位于與露出區域切入工序中攝像單元68所拍攝的區域相同位置處的區域。而且，被攝像單元68攝像的圖7所示的攝像圖像G2存儲于存儲部12。另外，還可以利用校準相機630取代攝像單元68來進行攝像圖像G2的攝像。
[0048](3)判斷工序
[0049]在接著攝像工序進行的判斷工序中，通過在攝像工序中攝像得到的攝像圖像來判斷能否完全切斷晶片W1。即，例如在攝像工序中攝像得到的圖7所示的攝像圖像G2和在露出區域切入工序中攝像得到的圖4所示的攝像圖像G1以數字信號的形式而從圖6所示的存儲部12被傳遞至計算部14,并且由計算部14通過背景差分法等進行攝像圖像G1與攝像圖像G2 之間的差分處理。在計算部14的差分處理中，攝像圖像G1被用作背景圖像，由此計算出其與攝像圖像G2之差。由于攝像圖像G2上未產生切削痕，因而攝像圖像G1與攝像圖像G2之間不存在差分，計算部14將切削痕的長度判斷為Own，并且判斷為在利用圖6所示的切削刀具60 完全切斷晶片W1的情況下設定的位置Z2處不能完全切斷晶片W1。而且，從計算部14對控制部13以數字信號的形式傳遞表示不能完全切斷晶片W1的判斷。另外，判斷工序可以構成為， 例如攝像圖像G2顯現于未圖示的監視器上，使得操作者能夠確認出切削痕的有無。
[0050]切削進給單元5利用接收到不能完全切斷晶片W1的判斷的控制部13,將卡盤臺30 在+X方向上送出并使其返回原本的位置。
[0051](4)調整工序[〇〇52]接在判斷工序之后，進行基于判斷工序的判斷而增加切削刀具60的下降量的調整工序。在調整工序中，例如通過增加從控制部13發送給脈沖電動機92的脈沖信號的數量，從而切入進給單元9使切削刀具60下降至圖8所示的位置Z3。這里，位置Z3如圖8所示，例如是比位置Z2在-Z方向上偏下方幾十mi左右的位置。另外，位置Z3是能夠根據粘結帶T的厚度等而適當變更的位置，例如是比位置Z2在-Z方向上偏下方比粘結帶T的厚度略短的距離的位置。[〇〇53](5)露出區域切入工序[〇〇54]如圖8所示，在增加了切削刀具60的下降量后，再次進行與最初的露出區域切入工序同樣的露出區域切入工序。[〇〇55](6)攝像工序
[0056]在再次進行了露出區域切入工序后，再次進行與最初的攝像工序同樣的攝像工序。而且，通過圖8所示的攝像單元68攝像得到的圖9所示的攝像圖像G3存儲于存儲部12。另夕卜，還可以通過校準相機630代替攝像單元68來進行攝像圖像G3的攝像。
[0057](7)判斷工序
[0058]在再次進行的判斷工序中，在再次進行的攝像工序中攝像得到的圖9所示的攝像圖像G3和在露出區域切入工序中攝像得到的圖6所示的攝像圖像G1以數字信號的形式而從圖8所示的存儲部12被傳遞至計算部14,并且由計算部14通過背景差分法等進行攝像圖像 G1與攝像圖像G3的差分處理。在計算部14的差分處理中，攝像圖像G1被用作背景圖像，而由此計算出其與攝像圖像G3之差。由于攝像圖像G3上未產生作為差分的切削痕M，因而通過使切削刀具60下降至位置Z3,判斷為能夠完全切斷晶片W1。而且，從計算部14向控制部13以數字信號的形式傳遞能夠完全切斷晶片W1的判斷。
[0059]另外，判斷工序可以構成為，例如對于切削痕M的長度方向(X軸方向)的長度預先設定閾值，在圖10所示的晶片W1的區域E1產生了切削痕M的情況下，如果計算部14判斷為切削痕M的長度方向的長度小于閾值，則計算部14判斷為無法完全切斷晶片W1。此外，計算部 14還可以根據切削痕M的長度方向(X軸方向)的長度和切削進給單元5的切削進給速度，計算切削刀具60所切入的Z軸方向的位置。
[0060](8)調整工序
[0061]在再次進行的判斷工序中，由于判斷為能夠完全切斷晶片W1，因此不增加再次進行的調整工序中的切削刀具60的下降量，切入進給單元9使切削刀具60下降至圖8所示的位置Z3,切削進給單元5將保持晶片組件W的卡盤臺30進一步在-X方向上送出。[〇〇62](9)切削工序
[0063]接著，固定于主軸61上的切削刀具60隨著主軸61的旋轉而進行高速旋轉并同時切入晶片W1，沿著圖1所示的分割預定線S進行切削。在晶片W1沿-X方向行進至切削刀具60對分割預定線S完成了切削的X軸方向的規定位置處時，暫時停止切削進給單元5對晶片W1的切削進給，切入進給單元9使切削刀具60離開晶片W1，接著切削進給單元5將卡盤臺30向+X 方向送出并使其返回原本的位置。
[0064]而且，例如對相鄰的各1條分割預定線S，依次同樣地進行從露出區域切入工序至切削工序的工序，從而對該方向上的所有分割預定線S進行切削。進而，通過旋轉單元31使卡盤臺30旋轉90度，然而對相鄰的各1條分割預定線S，依次同樣地進行從露出區域切入工序至切削工序的工序，從而沿縱橫完全切斷所有的分割預定線S。另外，從攝像工序至調整工序的工序既可以在每次對各分割預定線S分別切削時進行，也可以例如按照1次切削幾根分割預定線S的頻度進行。
[0065]如上所述，通過對露出區域E是否形成有切削痕進行攝像，通過攝像得到的攝像圖像來判斷能否完全切斷晶片W1，在判斷為不能完全切斷的情況下增加切削刀具60的下降量，從而可通過切削刀具60能夠完全切斷晶片W1的下降量進行切削，因此不會產生由于切削刀具60向其他組件的移動而造成的切削效率的降低，而且能夠防止發生晶片W1的不完全切斷。
【主權項】
1.一種晶片的分割方法，利用卡盤臺來保持晶片組件，通過切削刀具沿著分割預定線 完全切斷晶片，其中，該晶片組件構成為，在以封閉環狀框架的開口的方式貼附的粘結帶上 貼附了具有該分割預定線的晶片，且在晶片的外周與該環狀框架的內周之間具有該粘結帶 露出的露出區域，該分割方法包括:露出區域切入工序，使該切削刀具下降至下降位置處，并使該切削刀具切入到該露出 區域，其中，該下降位置是預先設定的完全切斷晶片的位置；攝像工序，通過攝像單元對在該露出區域切入工序中該切削刀具切入的區域進行攝 像；判斷工序，通過在該攝像工序中攝像得到的攝像圖像來判斷能否完全切斷晶片；以及調整工序，在該判斷工序中判斷為不能完全切斷晶片時，增加該切削刀具的下降量。2.根據權利要求1所述的晶片的分割方法，其中，在所述判斷工序中對于能否完全切斷晶片的判斷是根據該攝像工序中攝像得到的攝 像圖像中是否存在切削痕而做出的。
【文檔編號】H01L21/78GK106024709SQ201610164246
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月22日
【發明人】宮田論, 田中誠, S·漢維萊
【申請人】株式會社迪思科