專利名稱：切割方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用具有切削刀片的切削構(gòu)件來進行被加工物的切割的 切割方法。
背景技術(shù)：
以往，在半導體器件制造工序中，形成有多個IC (Integrated Circuit: 集成電路)、LSI (large Scale Integration:大規(guī)模集成電路)等電路的半 導體晶片，通過磨削裝置將背面磨削為預定厚度，并通過切割裝置分割 為一個個芯片。在切割裝置中，使厚度為大約15 40,的電鑄刀片以 2000rpm以上的旋轉(zhuǎn)速度高速旋轉(zhuǎn)，來在切割道內(nèi)進行切削，由此將晶片 分割為一個個芯片。這里，例如在晶片的切割道上形成有多個被稱為TEG (TestElement Gmup:測試元件組合)的用于檢查器件的特性的測試用元件，在這種類 型的晶片的加工時，在刀片的磨損加劇的階段等中，由于在TEG部位的 加工過程中作用負載的影響，存在刀片破損的可能。而且，在破損前多 有發(fā)現(xiàn)刀片彎曲的現(xiàn)象。此類導致刀片破損的刀片彎曲并不限于TEG部 位加工時，其可因各種原因(例如，伴隨切割的工件芯片向刀片的飛散) 而產(chǎn)生。專利文獻l:日本特開2005—219129號公報但是，在現(xiàn)有的切割方法中，不過是在切割過程中以預先設定的多 個部位處的劃片槽檢測的定時使切割動作臨時停止，重復進行使劃片槽 檢測部位定位于攝像構(gòu)件的正下方進行劃片槽檢測的動作，這并不能發(fā) 現(xiàn)作為刀片破損的前兆的彎曲狀態(tài)的發(fā)生。因此，難以事先防止刀片破 損，由于因刀片破損所致的碎片的飛散，會給晶片帶來致命的損傷，從 而導致晶片不得不報廢的狀況。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明鑒于上述問題而完成，其目的是提供能立即發(fā)現(xiàn)成為刀片破 損前兆的刀片彎曲的發(fā)生，將切削刀片的破損防止于未然的切割方法。為解決上述問題以實現(xiàn)目的，本發(fā)明的切割方法是使用切削裝置來 進行被加工物的切割的切割方法，上述切削裝置具有卡盤工作臺，其 保持被加工物；切削構(gòu)件，其具有對保持在上述卡盤工作臺上的上述被 加工物實施切削加工的切削刀片；切削水供給構(gòu)件，其在切削加工時向 上述被加工物或上述切削刀片供給切削水；攝像構(gòu)件，其在上述被加工物和物鏡之間的空間中導入有流體的狀態(tài)下，通過上述物鏡對由上述切削構(gòu)件對上述被加工物實施切削加工而形成的加工槽進行攝像；以及控 制構(gòu)件，其對通過上述攝像構(gòu)件攝像得到的上述加工槽的圖像數(shù)據(jù)進行 處理，在上述切削裝置中，在將上述切削構(gòu)件的軸心方向作為Y軸方向 時，上述卡盤工作臺能夠在與Y軸方向正交的X軸方向上移動，上述切 割方法的特征在于，在切割過程中一直讀取上述加工槽的圖像數(shù)據(jù)，在 讀取到的上述加工槽的圖像數(shù)據(jù)的Y軸方向的一個槽邊緣的Y坐標的最 大值與另一槽邊緣的Y坐標的最小值的差超過預先設定的閾值的情況 下，發(fā)出警告。此外，本發(fā)明的切割方法，在上述發(fā)明中，其特征在于，使用液體 來作為導入的上述流體。此外，本發(fā)明的切割方法，在上述發(fā)明中，其特征在于，使用對上 述被加工物噴吹的空氣來作為導入的上述流體。本發(fā)明的切割方法，在切割過程中一直讀取加工槽的圖像數(shù)據(jù)，在 讀取到的加工槽的圖像數(shù)據(jù)的Y軸方向的 一個槽邊緣的Y坐標的最大值 和另一槽邊緣的Y坐標的最小值的差超過預先設定的閾值的情況下，發(fā) 出警告，由此，不斷地確認作為加工槽的切削加工狀態(tài)，是否有刀片彎 曲所導致的擴展，并同時進行切割，所以能夠通過在成為刀片破損的前 兆的刀片彎曲發(fā)生的時刻立刻發(fā)現(xiàn)并發(fā)出警告，來事前防止刀片破損， 起到能夠防止對成為產(chǎn)品的被加工物帶來致命傷害的效果。此外，本發(fā)明的切割方法是在被加工物和物鏡之間的空間中導入有 液體的狀態(tài)下，通過物鏡利用攝像構(gòu)件來對被加工物的加工槽進行攝像， 所以即使是在CCD或CMOS傳感器等極度厭惡污染物附著的器件加工 時，在一邊供給切削水一邊一直利用攝像構(gòu)件來進行攝像方面沒有障礙, 而且由于不使器件干燥，所以起到可減小污染物附著的效果。


圖1是表示使用本發(fā)明實施方式的切割方法的切削裝置的一個示例 的外觀立體圖。圖2是將切削刀片及攝像構(gòu)件附近放大進行表示的概要正視圖。 圖3是表示因切削刀片的彎曲而在切割道上形成的加工槽的圖像及 彎曲的檢測動作的示意圖。 標號說明-1:切削裝置；2:被加工物；10:卡盤工作臺；20:切削構(gòu)件；2h 切削刀片；50:切削水供給構(gòu)件；60:攝像構(gòu)件；61:物鏡；68:液體； 70:控制構(gòu)件；81:加工槽；El、 E2:槽邊緣。
具體實施方式
下面參照附圖來詳細說明作為用于實施本發(fā)明的最佳方式的切割方 法的實施方式。圖1是表示使用本發(fā)明實施方式的切割方法的切削裝置的一個示例 的外觀立體圖，圖2'是將切削刀片及攝像構(gòu)件附近放大進行表示的概要 正視圖。本實施方式的切削裝置1具有卡盤工作臺10，其保持半導體 晶片等被加工物2;切削構(gòu)件20,其具有對保持在卡盤工作臺IO上的被加工物2實施切削加工的切削刀片21;分度移動構(gòu)件30，其使切削構(gòu)件 20在Y軸方向上移動；切入移動構(gòu)件35，其使切削構(gòu)件20在Z軸方向 上移動；卡盤工作臺移動構(gòu)件40，其使卡盤工作臺19在X軸方向上移 動；切削水供給構(gòu)件50，其在切削加工時向切削刀片21 (或被加工物2) 供給切削水；攝像構(gòu)件60，其對被加工物2的表面進行攝像；以及控制構(gòu)件70，其對通過攝像構(gòu)件60攝像得到的加工槽的圖像數(shù)據(jù)進行處理。卡盤工作臺io例如在其上表面具有真空卡盤機構(gòu)，通過真空吸附來保持被加工物2。這里，在本實施方式中，成為切割對象的被加工物2是 在例如實施切削加工的切割道上形成有多個被稱為TEG的測試用元件的 類型的半導體晶片。此外，在該半導體晶片上，形成有多個極度厭惡污 染物附著的CCD或CMOS傳感器等器件。此外，卡盤工作臺10在保持 有被加工物2的狀態(tài)下，通過未圖示的電動機而可在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。 卡盤工作臺移動構(gòu)件40具有卡盤支撐部件41，其大致水平地支撐卡盤 工作臺10; —對導軌42，其在切削裝置1的基座3上沿X軸方向配置， 用于引導卡盤支撐部件41的X軸方向的移動；滾珠絲杠43，其沿X軸 方向配置，并且與卡盤工作臺支撐部件41的下部螺合；以及電動機44， 其使?jié)L珠絲杠43旋轉(zhuǎn)。此外，切削構(gòu)件20具有極薄的切削刀片21，其具有大致環(huán)形形 狀；主軸22，其是軸心方向設定為Y軸方向的旋轉(zhuǎn)軸，且在其前端部安 裝有切削刀片21;使主軸22高速旋轉(zhuǎn)的電動機23;以及主軸殼體24， 其將主軸22支撐成可自由旋轉(zhuǎn)。這樣的切削構(gòu)件20在借助于主軸22的 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力使切削刀片21高速旋轉(zhuǎn)的同時，向被加工物2進行切入，由 此能夠在X軸方向上對被加工物2進行切削加工，形成極薄的加工槽(劃 片槽)。切削水供給構(gòu)件50用于在切削加工時冷卻切削刀片21，或沖洗 作為切屑的污染物，切削水供給構(gòu)件50具有對切削刀片21的兩面噴 射切削水的噴射嘴51;和從切削水箱向噴射嘴51供給切削水的未圖示的 供給管等。分度移動構(gòu)件30具有懸吊保持部31，其懸吊保持切削構(gòu)件20; 一對導軌32，其在門形的支撐體4的前表面上沿Y軸方向配置，用于引 導懸吊保持部31的Y軸方向的移動；滾珠絲杠33，其沿Y軸方向配置， 并且與懸吊保持部31的基部螺合；以及電動機34，其使?jié)L珠絲杠33旋 轉(zhuǎn)。此外，切入移動構(gòu)件35具有 一對導軌37，其在懸吊保持部31的 前表面上沿Z軸方向配置，用于引導懸吊保持切削構(gòu)件20的懸吊保持部 件36的Z軸方向的移動；滾珠絲杠38，其沿Z軸方向配置，并且與懸吊保持部件36的基部螺合；以及電動機39，其使?jié)L珠絲杠38旋轉(zhuǎn)。攝像構(gòu)件60以與切削構(gòu)件20聯(lián)動地在Y軸方向上移動的方式固定 設置在主軸殼體24上。攝像構(gòu)件60由電子顯微鏡構(gòu)造構(gòu)成，如圖2所 示，具其有與被加工物2的表面對置的物鏡61;固體攝像元件、例如CCD 照相機62;使從物鏡61入射的被攝體光像在CCD照相機62上成像的光 學系統(tǒng)63;以及驅(qū)動控制CCD照相機62的未圖示的CCD驅(qū)動器。這里， 攝像構(gòu)件60在切削刀片21的剛切削后的位置上，與切削刀片21配置在 X軸方向上的同一直線上，其能夠一直觀察通過切削刀片21剛形成后的 加工槽的狀態(tài)。這里，如圖2所示，本實施方式的攝像構(gòu)件60通過隔板65而與切 削構(gòu)件20隔開，并且具有蓋罩66，上述隔板65用于防止切削刀片21處 的伴隨切削加工的切削水的飛濺，上述蓋罩66覆蓋物鏡61整體，以便 向被加工物2和物鏡61之間的空間中導入流體、例如切削水等液體進行 填充。該蓋罩66在位于物鏡61的光軸上的部分形成有開口部66a，并且， 在蓋罩66側(cè)面部設有用于從液體供給配管67供給液體68的液體供給口 66b。此外，液體供給配管67經(jīng)過管而與貯存向噴射嘴51供給的切削水 的切削水貯存部連接，將從切削水貯存部經(jīng)過管供給的切削水(液體68) 從液體供給口 66b導入到蓋罩66內(nèi)。從液體供給口 66b導入到蓋罩66 內(nèi)的液體68填充到蓋罩66內(nèi)部，并同時從開口部66a排出。此時，水 壓被調(diào)節(jié)成至少在物鏡61和被加工物2的表面間的空間內(nèi)保持始終導 入并填充有液體68的狀態(tài)。由此，本實施方式的攝像構(gòu)件60雖然如后述那樣一直對剛切削加工 后的加工槽進行攝像觀察，但在物鏡61和被加工物2的表面之間的空間 內(nèi)始終填充有液體68并以恒定的水壓一直流動，加工后的被污染物污染 的茶色污水不會進入到該液體68內(nèi)部，物鏡61前方的被加工物2表面 成為通過液體68被洗凈的狀態(tài)，所以能夠一直良好地觀察被加工物2的 表面的加工槽，而且，由于不使被加工物2表面的攝像部位干燥，因此 還能夠防止污染物的附著?？刂茦?gòu)件70在切割過程中進行以下的處理控制始終連續(xù)地讀取由攝像構(gòu)件60的CCD照相機62攝像得到的加工槽的圖像數(shù)據(jù)，并實施必 要的處理、運算，根據(jù)加工槽的狀態(tài)來識別切削刀片21的動作狀況，根 據(jù)識別結(jié)果使切削構(gòu)件20所進行的切割動作停止，并且通過蜂鳴器、LED (發(fā)光二極管)燈等來對操作者發(fā)出警報。下面對在這樣的控制構(gòu)件70的控制下使用切削裝置1來執(zhí)行的本實 施方式的切割方法進行說明。再有，根據(jù)本發(fā)明人等的認識，在例如切 割道上形成有多個稱為TEG用于檢查器件的特性的測試用元件，在這種 類型的被加工物2的切削加工時，在切削刀片21的磨損加劇的階段等， 由于在TEG部位的加工過程中作用載荷的影響，存在切削刀片21破損 的可能，作為導致破損的預兆，觀察到切削刀片21彎曲預定量以上的現(xiàn) 象。圖3 (a)是表示由于切削刀片21的彎曲而在切割道80上形成的加 工槽81的圖像的示意圖。82表示切削刀片21本來應切削移動的加工基 準線。首先，在卡盤工作臺10上保持成為處理對象的被加工物2，在進行 相對于切割道80的對準處理后，使切削刀片21在Y軸方向上分度移動 以將其定位在期望的切割道上，使高速旋轉(zhuǎn)的切削刀片21在Z軸方向上 切入進給期望量，并且對卡盤工作臺IO在X軸方向上進行加工進給，由 此來開始切割。此時，通過噴射嘴51對切削刀片21供給切削水，并且 保持在物鏡61和被加工物2之間的空間中填充有所導入的液體68的狀 態(tài)?？刂茦?gòu)件70在這樣的切割動作的開始和在切割過程中， 一直驅(qū)動 CCD照相機62，并一直讀取切削刀片21的剛切削加工后的加工槽81的 圖像數(shù)據(jù)。例如，如果是卡盤工作臺10的X軸方向的加工進給速度為 50mm/秒、使用以30次/秒的周期從CCD照相機62讀取圖像數(shù)據(jù)的CCD 驅(qū)動器的情況，則控制構(gòu)件70在切削加工在X軸方向上每移動1.67mm 時依次連續(xù)地讀取通過攝像構(gòu)件60攝像得到的加工槽81的圖像數(shù)據(jù)。 然后，控制構(gòu)件70對加工槽81的圖像數(shù)據(jù)實施明暗的邊緣提取處理等， 從加工槽81的圖像數(shù)據(jù)中識別出Y軸方向的兩個槽邊緣E1、 E2，并且 按每次得到的加工槽81的圖像數(shù)據(jù)，算出一個槽邊緣E1的Y坐標的最大值Ylmax和另一槽邊緣E2的Y坐標的最小值2min。接著，關(guān)于所算出的一個槽邊緣E1的Y坐標的最大值Ylmax，控 制構(gòu)件70對先前取得的加工槽81的圖像數(shù)據(jù)中的最大值Ylmax和此次 取得的加工槽81的圖像數(shù)據(jù)的最大值Ylmax的大小關(guān)系進行比較，如 果此次取得的最大值Ylmax較小，則將先前取得的最大值Ylmax原樣 地保持，另一方面，如果此次取得的最大值Ylmax較大，則將最大值更 新設定為此次取得的最大值Ylmax，從而，確定與一個槽邊緣E1相關(guān)的 Y坐標的時間系列上的最大值Ylmax。此外，關(guān)于所算出的另一槽邊緣E2的Y坐標的最小值Y2min，控 制構(gòu)件70對先前取得的加工槽81的圖像數(shù)據(jù)中的最小值Y2min和此次 取得的加工槽81的圖像數(shù)據(jù)的最小值Y2min的大小關(guān)系進行比較，如果 此次取得的最小值Y2min較大，則將先前取得的最小值Y2min原樣地保 持，另一方面，如果此次取得的最小值Y2min較小，則將最小值更新設 定為此次取得的最小值Y2min，從而，確定與另一槽邊緣E2相關(guān)的Y坐 標的時間系列上的最小值Y2min。并且，控制構(gòu)件70在每次取得加工槽81的圖像數(shù)據(jù)時，對在時間 序列上確定的最大值Ylmax和最小值Y2min的差D=Ylmax—Y2min進 行運算，并監(jiān)視該差D的大小。在該差D的大小的監(jiān)視中，使用預先設 定的預定閾值Dth。以例如通過正常切削加工形成的加工槽81的劃片槽 檢測結(jié)果的最大值Ylmax和最小值Y2min的差(即，與切削刀片21的 厚度相當)為基準值，該閾值Dth設定為在該基準值中加入所允許的一 定變動裕量而得到的值。如果運算得到的差D的大小收納在預先設定的 閾值Dth以下，則控制構(gòu)件70使切割動作原樣地繼續(xù)。另一方面，在差 D超過了閾值Dth的情況下，控制構(gòu)件70認定切削刀片21彎曲了預定 量以上，使切削刀片21所進行的切割動作停止，并對操作者發(fā)出警告， 通知發(fā)生了成為刀片破損預兆的刀片彎曲的異常的主題。圖3 (b)是示意性表示在圖3 (a)所示的彎曲狀態(tài)下使用了本實施 方式的情況的狀況的說明圖。關(guān)于圖3 (b)，作為以30次/秒的周期依次 讀取的加工槽81的圖像數(shù)據(jù)的一個示例，在時間序列上重疊在某一定時tn-2、 tn—1、 t。得到的加工槽81的圖像數(shù)據(jù)來進行表示。表示這樣的狀態(tài): 在此次的定時tn時刻，此次得到的加工槽81的圖像數(shù)據(jù)中的槽邊緣E1
的Y坐標的最大值Ylmax為時間序列上的最大值，另一方面，在先前的 定時t『2時刻得到的加工槽81的圖像數(shù)據(jù)中的槽邊緣E2的Y坐標的最 小值Y2min為時間序列上的最小值。再有，該最小值和最大值的水平在 其出現(xiàn)以后的定時中也可作為圖3 (b)中虛線所示那樣的殘留圖像來識 別到，而且，D=Ylmax—Y2min處于超過預定閾值Dth的狀況，認定為 切削刀片21發(fā)生了成為破損預兆的彎曲。因此，如果是圖3 (b)所示的 示例，則可在取得定時tn的加工槽81的圖像數(shù)據(jù)的時刻，能夠立刻發(fā)現(xiàn) 切削刀片21發(fā)生了彎曲的情況，并發(fā)出警報，能夠?qū)⑶邢鞯镀?1破損 的情況防止于未然。
本發(fā)明并不限于上述實施方式，只要不脫離本發(fā)明宗旨的范圍，則 可進行各種變形。例如，對讀取到的加工槽81的圖像數(shù)據(jù)的圖像處理方 法不限于上述本實施方式的處理方法，只要是能夠有助于加工槽81的彎 曲狀態(tài)的識別的處理方法，則可以是任何方法。
此外，雖然在本實施方式中，與一邊供給切削水一邊進行切削加工 的切削加工動作并行地一直進行攝像構(gòu)件60的攝像，并且形成向物鏡61 和被加工物2之間的空間中導入液體68并始終充滿液體68的狀態(tài)，但 也可以代替液體，通過形成對被加工物2的觀察部位一直導入噴吹空氣 的狀態(tài)，來使得能夠不受切削水的水滴的影響地進行觀察。
另外，雖然在本實施方式中，將攝像構(gòu)件60在切削刀片21的剛切 削后的位置與切削刀片21配置在X軸方向上的同一直線上，但如果是在 從切削刀片21發(fā)生彎曲到破損存在一行以上的裕量的情況，則也可以將 攝像構(gòu)件60配置在切削刀片21的前一行(切削加工過)的切割道上， 即配置在切削刀片21的剛要切削前的位置。
權(quán)利要求
1. 一種切割方法，其是使用切削裝置來進行被加工物的切割的切割方法，上述切削裝置具有卡盤工作臺，其保持被加工物；切削構(gòu)件，其具有對保持在上述卡盤工作臺上的上述被加工物實施切削加工的切削刀片；切削水供給構(gòu)件，其在切削加工時向上述被加工物或上述切削刀片供給切削水；攝像構(gòu)件，其在上述被加工物和物鏡之間的空間中導入有流體的狀態(tài)下，通過上述物鏡對由上述切削構(gòu)件對上述被加工物實施切削加工而形成的加工槽進行攝像；以及控制構(gòu)件，其對通過上述攝像構(gòu)件攝像得到的上述加工槽的圖像數(shù)據(jù)進行處理，在上述切削裝置中，在將上述切削構(gòu)件的軸心方向作為Y軸方向時，上述卡盤工作臺能夠在與Y軸方向正交的X軸方向上移動，上述切割方法的特征在于，在切割過程中一直讀取上述加工槽的圖像數(shù)據(jù)，在讀取到的上述加工槽的圖像數(shù)據(jù)的Y軸方向的一個槽邊緣的Y坐標的最大值與另一槽邊緣的Y坐標的最小值的差超過預先設定的閾值的情況下，發(fā)出警告。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割方法，其特征在于， 使用液體來作為導入的上述流體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割方法，其特征在于， 使用對上述被加工物噴吹的空氣來作為導入的上述流體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種切割方法，其能立即發(fā)現(xiàn)成為刀片破損前兆的刀片彎曲的發(fā)生，防止切削刀片的破損于未然。在切割過程中一直讀取加工槽(81)的圖像數(shù)據(jù)，在讀取到的該加工槽(81)的圖像數(shù)據(jù)的Y軸方向的一個槽邊緣(E1)的Y坐標的最大值(Y1max)和另一槽邊緣(E2)的Y坐標的最小值(Y2min)的差超過預先設定的閾值的情況下，發(fā)出警告，由此，不斷地確認作為加工槽(81)的切削加工狀態(tài)，是否有刀片彎曲所導致的擴展，并同時進行切割，所以能夠通過在成為刀片破損前兆的刀片彎曲所發(fā)生的時刻立刻發(fā)現(xiàn)并發(fā)出警告，來事前防止刀片破損。
文檔編號B28D5/02GK101284400SQ20081009217
公開日2008年10月15日 申請日期2008年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月10日
發(fā)明者山本直子 申請人:株式會社迪思科