边缘修剪装置的制作方法

本发明涉及边缘修剪装置。

背景技术：

对于晶片，在正面上形成器件之后，对背面进行磨削而薄化。这里，有时在晶片的外周形成有从正面至背面的倒角部。在该情况下，通过对晶片进行薄化，其外周缘的倒角部成为尖锐边缘。这成为在晶片上产生裂纹的主要原因。为了防止该情况，有如下的方法：在磨削前对晶片的正面侧实施边缘修剪，按照规定的深度将倒角部呈环状去除，然后利用磨削磨具对晶片的背面进行磨削而薄化(参照专利文献1、2)。在该方法中，未形成尖锐边缘，因此可抑制裂纹的产生。

在该方法中，在对晶片的正面实施了边缘修剪之后，使晶片翻转而对背面进行磨削。由此，将倒角部完全去除，因此无需使边缘修剪的深度均匀。

专利文献1：日本特许第5991890号公报

专利文献2：日本特许第6196776号公报

另一方面，在包含两张晶片的贴合晶片中，各晶片的正面(设置有器件的面)位于贴合面侧。因此，在对背面进行磨削时，为了抑制尖锐边缘的形成，将倒角部完全切除。在贴合晶片中，例如将形成有器件的具有均等的面内厚度的一方的晶片和面内厚度存在偏差的另一方的晶片贴合。当另一方的晶片的面内厚度的偏差较大时，在对一方的晶片的正面进行边缘修剪时，难以使切削刀具的切入深度保持不变。

技术实现要素：

本发明提供边缘修剪装置，使切削刀具的切入深度保持不变。

本发明的边缘修剪装置利用切削刀具对贴合晶片的倒角部进行切削，该贴合晶片是利用贴合部件使在外周缘具有该倒角部的晶片与支承基板贴合而得的，其中，该边缘修剪装置具有：保持单元，其具有与该支承基板接触而对该贴合晶片进行保持的保持面；切削单元，其使在前端安装有该切削刀具的主轴旋转，对该保持面上所保持的该贴合晶片的该倒角部进行切削；z轴方向移动单元，其使该切削单元在与该保持面垂直的z轴方向上移动；上表面高度测量单元，其从该保持面上所保持的该贴合晶片的上表面侧对该贴合晶片的外周上表面的高度进行测量；存储单元；以及控制单元，该保持单元具有：卡盘工作台，其具有该保持面；旋转轴，其以该保持面的中心为轴心，该旋转轴与该卡盘工作台连结；电动机，其使该旋转轴旋转；以及编码器，其对该旋转轴的旋转角度进行检测，该存储单元对如下的对应数据进行存储：该对应数据是将在该旋转轴的旋转时通过该编码器所检测的旋转角度与在该旋转角度下通过该上表面高度测量单元所测量的外周上表面高度相对应而得的，该控制单元使该旋转轴旋转并根据该对应数据调出与该编码器所检测的旋转角度对应的该外周上表面高度，根据所调出的该外周上表面高度而设定该切削刀具的高度。

在本发明的边缘修剪装置中，对将旋转轴的旋转角度与在各旋转角度下所测量的贴合晶片的外周上表面的高度相对应而得的对应数据进行存储，因此根据该对应数据，能够良好地把握贴合晶片中的外周上表面的高度的偏差。

另外，能够根据贴合晶片的外周上表面的高度来设定切削刀具的高度，因此能够容易地使切削刀具相对于外周上表面的切入深度大致保持不变。由此，能够减小切削刀具的消耗。

附图说明

图1是作为本发明的一个实施方式的边缘修剪装置(本边缘修剪装置)的测量对象的贴合晶片的立体图。

图2是贴合晶片的剖视图。

图3是示出本边缘修剪装置的结构的立体图。

图4是具有对贴合晶片进行保持的保持面的保持单元的剖视图。

图5是示出本边缘修剪装置的上表面高度测量单元和卡盘工作台的说明图。

图6是示出本边缘修剪装置的上表面高度测量单元和其测量范围的说明图。

图7是示出本边缘修剪装置中的外周上表面的高度测量的说明图。

图8是示出本边缘修剪装置中的边缘修剪的说明图。

标号说明

1：贴合晶片；2：晶片；3：支承基板；4：倒角部；7：外周缘；6：切削单元；60：主轴；61：壳体；63：切削刀具；20：上表面高度测量单元；21：投光部；23：聚光透镜；25：受光传感器；70：控制单元；71：存储单元；10：基台；14：门型柱；11：切削进给机构；13：切削单元移动机构；12：第一y轴方向移动单元；16：第一z轴方向移动单元；18：上表面高度测量单元移动机构；15：第二y轴方向移动单元；17：第二z轴方向移动单元；30：保持单元；31：卡盘工作台；32：工作台基座；312：吸附部；313：保持面；314：框体；315：旋转轴；317：电动机；319：编码器；j：粘接部件；r：测量范围。

具体实施方式

首先，对作为本实施方式的边缘修剪装置(以下称为本边缘修剪装置)的被加工物的贴合晶片1进行简单说明。如图1所示，贴合晶片1例如形成为圆板状。

如图1和图2所示，贴合晶片1包含晶片2以及用于对晶片2进行支承的支承基板3。

晶片2形成为圆板状，在外周缘7从正面2a至背面2b呈圆弧状形成有倒角部4。晶片2在其正面2a上具有器件d。

支承基板3例如以硅作为母材，具有比较高的刚性。支承基板3形成为与晶片2几乎相同形状的圆板状。另外，在贴合晶片1中，支承基板3的中心与晶片2的中心几乎一致。

另外，支承基板3的母材也可以是蓝宝石或玻璃等。

将晶片2的正面2a和支承基板3的正面3a作为贴合面而借助粘接部件j使晶片2与支承基板3相互贴合。由此，晶片2的背面2b和支承基板3的背面3b成为贴合晶片1的露出面。粘接部件j例如由紫外线硬化树脂制的粘接剂构成，具有20μm～50μm的厚度。粘接部件j相当于贴合部件的一例。

本边缘修剪装置将这样的贴合晶片1中的晶片2的倒角部4去除。以下，对本边缘修剪装置的结构进行说明。

图3所示的本边缘修剪装置是使用设置于切削单元6的切削刀具63对保持单元30中的卡盘工作台31所保持的贴合晶片1实施切削加工的装置。通过该切削加工来切削晶片2的倒角部4。

另外，在本边缘修剪装置中，为了进行切削单元6的切削加工，通过上表面高度测量单元20对贴合晶片1的外周上表面高度进行测量。

如图3所示，本边缘修剪装置具有：基台10；门型柱14，其竖立设置于基台10；以及控制单元70，其对本边缘修剪装置的各部件进行控制。

在基台10上配设有切削进给机构11。切削进给机构11使包含卡盘工作台31的保持单元30沿着切削进给方向(x轴方向)移动。切削进给机构11包含：沿x轴方向延伸的一对导轨111；载置于导轨111的x轴工作台113；与导轨111平行地延伸的滚珠丝杠110；以及使滚珠丝杠110旋转的电动机112。

一对导轨111与x轴方向平行地配置于基台10的上表面上。x轴工作台113以能够沿着这些导轨111滑动的方式设置于一对导轨111上。在x轴工作台113上载置有保持单元30。

滚珠丝杠110与设置于x轴工作台113的下表面侧的螺母部(未图示)螺合。电动机112与滚珠丝杠110的一个端部连结，使滚珠丝杠110旋转驱动。通过使滚珠丝杠110旋转驱动，x轴工作台113和保持单元30沿着导轨111在作为切削进给方向的x轴方向上移动。

如图1和图4所示，保持单元30具有大致圆板状的卡盘工作台31和大致圆柱形状的工作台基座32。卡盘工作台31对图1所示的贴合晶片1进行吸附保持。工作台基座32在支承着卡盘工作台31的状态下固定于x轴工作台113上。

如图4所示，卡盘工作台31具有包含多孔材料的吸附部312和对吸附部312进行支承的框体314。

吸附部312与未图示的吸引源连通，具有作为露出面的保持面313。保持面313是比贴合晶片1略小的圆形，形成为与框体314的上表面呈同一平面。吸附部312通过该保持面313对贴合晶片1进行吸引保持。

卡盘工作台31支承于配设在卡盘工作台31的底面侧的工作台基座32。在工作台基座32内具有：卡盘工作台31的旋转轴315；使旋转轴315旋转的电动机317；以及对旋转轴315的旋转角度进行检测的编码器319。例如以旋转轴315的规定的角度位置为原点而检测旋转轴315的旋转角度。

在基台10上的-x方向侧按照跨越切削进给机构11的方式竖立设置有门型柱14。

在门型柱14的侧面的+y侧设置有使切削单元6移动的切削单元移动机构13。切削单元移动机构13将切削单元6在y轴方向上进行转位进给，并且在z轴方向上进行切入进给。切削单元移动机构13具有使切削单元6在y轴方向上移动的第一y轴方向移动单元12以及使切削单元6在z轴方向上移动的第一z轴方向移动单元16。

第一y轴方向移动单元12配设于门型柱14的侧面上。第一y轴方向移动单元12使第一z轴方向移动单元16和切削单元6在y轴方向上往复移动。y轴方向是在保持面方向(水平方向)上与x轴方向垂直的方向。第一y轴方向移动单元12包含：沿y轴方向延伸的一对导轨121；载置于导轨121的第一y轴工作台123；与导轨121平行地延伸的第一滚珠丝杠120；以及使第一滚珠丝杠120旋转的电动机(未图示)。

一对导轨121与y轴方向平行地配设于门型柱14的侧面上。第一y轴工作台123以能够沿着这些导轨121滑动的方式设置于一对导轨121上。在第一y轴工作台123上载置有第一z轴方向移动单元16和切削单元6。

第一滚珠丝杠120与设置于第一y轴工作台123的背面侧的螺母部(未图示)螺合。第一y轴方向移动单元12的电动机与第一滚珠丝杠120的+y侧的端部连结，使第一滚珠丝杠120旋转驱动。通过使第一滚珠丝杠120旋转驱动，第一y轴工作台123、第一z轴方向移动单元16以及切削单元6沿着导轨121在作为转位进给方向的y轴方向上移动。

第一z轴方向移动单元16使切削单元6在z轴方向(铅垂方向)上往复移动。z轴方向是与x轴方向和y轴方向垂直并且与卡盘工作台31的保持面313垂直的方向。

第一z轴方向移动单元16包含：沿z轴方向延伸的一对导轨161；载置于导轨161的第一支承部件163；与导轨161平行地延伸的滚珠丝杠160；以及使滚珠丝杠160旋转的电动机162。

一对导轨161与z轴方向平行地配置于第一y轴工作台123上。第一支承部件163以能够沿着这些导轨161滑动的方式设置于一对导轨161上。在第一支承部件163的下端部安装有切削单元6。

滚珠丝杠160与设置于第一支承部件163的背面侧的螺母部(未图示)螺合。电动机162与滚珠丝杠160的一个端部连结，使滚珠丝杠160旋转驱动。通过使滚珠丝杠160旋转驱动，第一支承部件163和切削单元6沿着导轨161在作为切入进给方向的z轴方向上移动。

切削单元6具有设置于第一支承部件163的下端的壳体61。另外，如图3中将一部分放大所示，切削单元6具有：沿y轴方向延伸的主轴60；安装于主轴60的前端的切削刀具63；以及使主轴60旋转驱动的电动机(未图示)。

主轴60被壳体61支承为能够旋转。电动机使主轴60旋转驱动，从而切削刀具63也高速旋转。

在门型柱14的侧面的-y侧设置有使上表面高度测量单元20移动的上表面高度测量单元移动机构18。上表面高度测量单元移动机构18将上表面高度测量单元20在y轴方向上进行转位进给，并且在z轴方向上进行切入进给。上表面高度测量单元移动机构18具有使上表面高度测量单元20在y轴方向上移动的第二y轴方向移动单元15以及使上表面高度测量单元20在z轴方向上移动的第二z轴方向移动单元17。

第二y轴方向移动单元15具有与第一y轴方向移动单元12同样的结构，配设于门型柱14的侧面上。第二y轴方向移动单元15使第二z轴方向移动单元17和上表面高度测量单元20在y轴方向上往复移动。

第二y轴方向移动单元15包含：一对导轨121；载置于导轨121的第二y轴工作台153；与导轨121平行地延伸的第二滚珠丝杠150；以及使第二滚珠丝杠150旋转的电动机152。

第二y轴方向移动单元15将一对导轨121兼作第一y轴方向移动单元12。第二y轴工作台153以能够沿着这些导轨121滑动的方式设置于一对导轨121上。在第二y轴工作台153上载置有第二z轴方向移动单元17和上表面高度测量单元20。

第二滚珠丝杠150与设置于第二y轴工作台153的背面侧的螺母部(未图示)螺合。电动机152与第二滚珠丝杠150的一个端部连结，使第二滚珠丝杠150旋转驱动。通过使第二滚珠丝杠150旋转驱动，第二y轴工作台153、第二z轴方向移动单元17以及上表面高度测量单元20沿着导轨121在y轴方向上移动。

第二z轴方向移动单元17具有与第一z轴方向移动单元16同样的结构，使上表面高度测量单元20在z轴方向上往复移动。

第二z轴方向移动单元17包含：沿z轴方向延伸的一对导轨171；载置于导轨171的第二支承部件173；与导轨171平行地延伸的滚珠丝杠170；以及使滚珠丝杠170旋转的电动机172。

一对导轨171与z轴方向平行地配置于第二y轴工作台153上。第二支承部件173以能够沿着这些导轨171滑动的方式设置于一对导轨171上。在第二支承部件173的下端部安装有上表面高度测量单元20。

滚珠丝杠170与设置于第二支承部件173的背面侧的螺母部(未图示)螺合。电动机172与滚珠丝杠170的一个端部连结，使滚珠丝杠170旋转驱动。通过使滚珠丝杠170旋转驱动，第二支承部件173和上表面高度测量单元20沿着导轨171在z轴方向上移动。

如图5和图6所示，上表面高度测量单元20从卡盘工作台31的保持面313上所保持的贴合晶片1的上表面即晶片2的背面2b侧对贴合晶片1的外周上表面的高度进行测量。

贴合晶片1的外周上表面是晶片2的外周部分的上表面，例如是晶片2的背面2b上的从外周缘7至进入内侧规定长度的部分为止的范围，即是沿着外周缘7的具有规定宽度的圆形的带状部分。贴合晶片1的外周上表面包含晶片2的要切削的倒角部4(参照图2)。

另外，贴合晶片1的外周上表面的高度例如是指从卡盘工作台31的保持面313至贴合晶片1的外周上表面为止的沿着z轴方向(参照图5)的距离。

如图5和图6所示，上表面高度测量单元20具有：投射出测量光的投光部21；对反射光进行会聚的聚光透镜23；以及接受反射光的受光传感器25。

从投光部21投射出的测量光具有沿着贴合晶片1的径向的规定的宽度。即，测量光如图6所示那样投射至沿贴合晶片1的径向延伸的测量范围r。该测量范围r包含贴合晶片1的外周上表面。

聚光透镜23对来自贴合晶片1的外周上表面的反射光进行会聚。受光传感器25配置成在晶片2的径向上较长地延伸。受光传感器25接受通过聚光透镜23进行会聚的反射光。

在本测量装置中，根据通过受光传感器25接受的反射光而求出第一距离，即上表面高度测量单元20与测量范围r内的外周上表面之间的z轴方向的距离。并且，从规定的第二距离即上表面高度测量单元20与保持面313之间的z轴方向的距离减去第一距离，从而测量出外周上表面的高度、即从卡盘工作台31的保持面313至外周上表面的z轴方向的距离。

另外，作为基于受光传感器25的高度测量方法，可以应用与测距反射型光电传感器相关的公知的测量方法。

图3所示的控制单元70具有对各种数据和程序进行存储的存储单元71。控制单元70执行各种处理而对本边缘修剪装置的各构成要素进行集成控制。

例如对控制单元70输入来自各种检测器(未图示)的检测结果。另外，控制单元70对切削进给机构11、上表面高度测量单元移动机构18以及保持单元30进行控制，确定上表面高度测量单元20的测量范围r，实施外周上表面高度的测量。

另外，控制单元70对切削进给机构11、切削单元移动机构13、保持单元30以及切削单元6进行控制，实施切削刀具63对贴合晶片1的切削加工(边缘修剪)。此时，控制单元70对第一z轴方向移动单元16进行控制而设定切削刀具63的高度。

接着，对本边缘修剪装置的动作进行说明。

(1)外周上表面的高度的测量工序

在该工序中，首先如图7所示，由用户按照使贴合晶片1的支承基板3与卡盘工作台31的保持面313接触的方式将贴合晶片1载置于保持面313上。然后，通过来自未图示的吸引源的吸引力，在保持面313上产生负压。保持面313通过该负压对支承基板3的背面3b进行吸引保持。由此，贴合晶片1在使晶片2的背面2b朝上露出的状态下被吸附保持于保持面313上。

接着，根据用户的指示，控制单元70(参照图3)对切削进给机构11和上表面高度测量单元移动机构18进行控制而设定上表面高度测量单元20相对于保持面313所保持的贴合晶片1的位置即上表面高度测量单元20的测量范围r。

然后，控制单元70对保持单元30的电动机317进行控制而使旋转轴315例如向图7所示的箭头c方向旋转。由此，对贴合晶片1进行保持的卡盘工作台31(保持面313)与旋转轴315一起旋转，从而贴合晶片1相对于上表面高度测量单元20进行旋转。

当旋转轴315进行旋转时，编码器319逐次地对旋转轴315的旋转角度进行检测并传递至控制单元70。另外，载置于卡盘工作台31的保持面313的贴合晶片1也与旋转轴315一起旋转，因此旋转轴315的旋转角度也是贴合晶片1的旋转角度。

在外周上表面的高度测量中，控制单元70对上表面高度测量单元20的投光部21(参照图5)进行控制而对图7所示的测量范围r投射出测量光。测量光被测量范围r中的晶片2的外周上表面反射。反射光经由聚光透镜23而被受光传感器25接受。

控制单元70根据被受光传感器25接受的反射光，求出测量范围r内的外周上表面的高度。

另外，所测量的贴合晶片1的外周上表面的高度根据贴合晶片1的旋转角度的变化(测量范围r的变化)而变动。即，构成贴合晶片1的支承基板3的面内厚度存在偏差。因此，晶片2的背面2b和支承基板3的背面3b具有与面内厚度的偏差对应的凹凸。因此，由于该凹凸，所测量的贴合晶片1的外周上表面的高度根据测量范围r的变化而变动。

控制单元70实施上表面高度测量单元20对外周上表面的高度测量，直至贴合晶片1旋转一周为止。并且，控制单元70生成将编码器319所检测的旋转轴315的旋转角度与在各旋转角度下所测量的外周上表面的高度相对应而得的对应数据，并存储于存储单元71。

(2)边缘修剪工序

在该工序中，控制单元70一边调整切削刀具63的高度，一边对贴合晶片1的外周上表面进行切削，从而将晶片2的倒角部4(参照图2)去除。

关于该工序，控制单元70事先对第一z轴方向移动单元16等进行控制而使切削刀具63的下端与卡盘工作台31的保持面313接触。另外，控制单元70将此时的切削刀具63的高度(沿着z方向的位置)设定为切削刀具63的高度的原点。即，在本实施方式中，切削刀具63的高度是切削刀具63与保持面313之间的沿着z方向的距离。

在边缘修剪工序中，首先控制单元70对切削进给机构11和第一y轴方向移动单元12(参照图3)进行控制而如图6和图7所示那样按照将切削刀具63配置于贴合晶片1的外周上表面上的方式设定切削刀具63相对于保持面313所保持的贴合晶片1的位置(xy面内的位置)。另外，控制单元70对切削单元6的电动机进行控制而借助主轴60使切削刀具63旋转。

另外，控制单元70对保持单元30的电动机317进行控制而使旋转轴315例如向图7所示的箭头c方向旋转。由此，对贴合晶片1进行保持的保持面313与旋转轴315一起旋转，从而贴合晶片1相对于切削刀具63进行旋转。

当旋转轴315进行旋转时，编码器319逐次地对旋转轴315的旋转角度进行检测并传递至控制单元70。

控制单元70根据存储于存储单元71的对应数据，调出与编码器319所检测的旋转角度对应的贴合晶片1的外周上表面高度。并且，控制单元70对第一z轴方向移动单元16进行控制而使切削刀具63上下移动，从而按照切削刀具63相对于贴合晶片1的外周上表面的切入深度大致保持不变的方式将切削刀具63的高度设定为与所调出的贴合晶片1的外周上表面高度对应的高度。

这样，控制单元70一边按照切削刀具63相对于贴合晶片1的外周上表面的切入深度大致保持不变的方式调整切削刀具63的高度，一边对贴合晶片1的外周上表面进行切削。并且，控制单元70最终如图8所示那样使切削刀具63的高度下降至将粘接部件j略微切削的程度的位置。由此，将晶片2的倒角部4切除。

如上所述，在本边缘修剪装置中，控制单元70生成将编码器319所检测的旋转轴315的旋转角度与在各旋转角度下所测量的贴合晶片1中的外周上表面的高度相对应而得的对应数据，并存储于存储单元71。由此，控制单元70能够良好地把握贴合晶片1中的外周上表面的高度的偏差。

另外，在本边缘修剪装置中，控制单元70根据对应数据，能够把握与旋转轴315的旋转角度对应的贴合晶片1的外周上表面的高度。并且，控制单元70能够根据所把握的外周上表面的高度而设定切削刀具63的高度。即，控制单元70使切削刀具63相对于贴合晶片1的外周上表面上下移动，从而能够调整切削刀具63的高度。

由此，在本边缘修剪装置中，能够容易地使切削刀具63对贴合晶片1的外周上表面的切入深度大致保持不变。并且，通过使切削刀具63的切入深度大致保持不变，能够减小切削刀具63的消耗。

另外，在本实施方式中，在边缘修剪工序中，使切削刀具63的高度下降至将粘接部件j略微切削的程度的位置。因此，能够抑制支承基板3被切削，因此能够再利用支承基板3。

另外，切削刀具63下降至将粘接部件j略微切削的位置，因此不会在切削刀具63上附着粘接部件j而产生切削不良。

另外，在本实施方式中，通过控制单元70的控制而实施外周上表面的高度的测量工序。但是，外周上表面的高度的测量工序可以通过其他外部的控制装置或用户的控制而实施。

另外，在边缘修剪工序中的切削开始时的旋转轴315的旋转角度(位置)可以是从旋转角度的原点按照任意的角度旋转后的位置。

另外，在本实施方式中，作为用于使晶片2与支承基板3贴合的贴合部件，使用了粘接部件j。也可以取而代之使用具有3μm左右的厚度的氧化膜作为贴合部件。

另外，在边缘修剪工序中，可以通过切削刀具63将支承基板3的外周部、即支承基板3中的与晶片2的倒角部4对应的部分切除。