(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
第1方向に伸長する複数の第1加工予定ラインが設定された被加工物を該第1加工予定ラインに沿って加工する第1加工手段と、被加工物を該第1加工予定ラインに沿って加工する該第1加工手段に対向して配設された第2加工手段と、該第1加工手段に隣接して配置され撮像領域内に該第1方向に伸長する第1基準線と該第1基準線に直交する第2基準線とを有する被加工物を撮像する撮像手段と、を備えた加工装置で該第1加工手段と該第2加工手段の加工位置をそれぞれ調整する加工位置調整方法であって、
該第1加工手段で被加工物の一端部の第1余剰領域を該第1方向に加工して第1調整用加工溝を形成するとともに、該第2加工手段で被加工物の該一端部と反対側の他端部の第2余剰領域を該第1方向に加工して第2調整用加工溝を形成する調整用加工溝形成ステップと、
該第1調整用加工溝を撮像手段で撮像して、該撮像手段の撮像領域内で該第1調整用加工溝の該第1基準線からの該第1方向に直交する第2方向における第1のずれ量とずれ方向を検出する第1の実加工位置ずれ検出ステップと、
該第1の実加工位置ずれ検出ステップで検出した該第1調整用加工溝のずれ方向を打ち消す方向に前記第1のずれ量だけ移動させた位置を該第1加工手段の実加工位置として補正する第1加工位置補正ステップと、
被加工物を90度回転して該第2調整用加工溝を該撮像手段に隣接して位置づける回転ステップと、
該回転ステップを実施した後、該第2調整用加工溝を該撮像手段で撮像して、該撮像手段の撮像領域内で該第2調整用加工溝の該第2基準線からの該第1方向における第2のずれ量とずれ方向を検出する第2の実加工位置ずれ検出ステップと、
該第2の実加工位置ずれ検出ステップで検出した該第2調整用加工溝のずれ方向を打ち消す方向に前記第2のずれ量だけ移動させた位置を該第2加工手段の実加工位置として補正する第2加工位置補正ステップと、
を具備したことを特徴とする加工位置調整方法。
第1方向に伸長する複数の第1加工予定ラインが設定された被加工物を該第1加工予定ラインに沿って加工する第1加工手段と、被加工物を該第1加工予定ラインで沿って加工する該第1加工手段に対向して配設された第2加工手段と、該第1加工手段又は該第2加工手段の何れか一方と一体的に移動するように配設された被加工物を撮像する撮像手段とを備えた加工装置であって、
該撮像手段は撮像領域内に該第1方向に直交する第2方向における該第1加工手段の加工位置を調整する第1基準線と、該第1方向における該第2加工手段の加工位置を調整する該第1基準線に直交する第2基準線とを有し、
該第1基準線は、該第1加工手段で被加工物に形成された第1調整用加工溝が該第1基準線に一致するように該第1加工手段を該第2方向に移動するために使用され、該第2基準線は、該第2加工手段により被加工物に形成された第2調整用加工溝が該第2基準線に一致するように該第2加工手段を該第1方向に移動するために使用されることを特徴とする加工装置。
【背景技術】
【0002】
シリコン基板にIC、LSI等の電子回路が複数形成された半導体ウエーハや、電子部品に使用される各種セラミック基板、樹脂基板、ガラス基板等の板状の被加工物はダイシング装置(切削装置)又はレーザ加工装置等により個々のチップに分割され、分割されたチップは携帯電話、パソコン等の各種電気機器に広く利用されている。
【0003】
ダイシング装置では、スピンドルの先端に装着された超砥粒を含む切削ブレードが高速回転しつつウエーハ等の被加工物へ切り込むことで切削加工を行う。近年、二つのスピンドルを備えたダイシング装置が提案され、2種の切削ブレードを装着して切削加工するステップカットと呼ばれる方法が、特に高精度、高品質が要求される半導体デバイス製造プロセスにおいて広く採用されている。
【0004】
ダイシング装置では、装置に装着された撮像ユニットの顕微鏡が有する基準線をストリートと呼ばれるウエーハの切削予定ライン中央に位置づけることで切削を行っており、切削に際して予め装置のコントローラにウエーハ上のターゲットパターンと、ターゲットパターンからストリート中央までの距離と、一つのストリートから次のストリートまでの距離(インデックス値)等を登録しておく。
【0005】
ダイシング装置は登録されたターゲットパターンを検出し、登録されたターゲットパターンからの距離をもとに切削予定ライン(ストリート)を検出し、登録されたインデックス値で切削ブレードをインデックス送りすることで自動的に切削を行う。
【0006】
切削加工に際してはさらに、事前にダイシング装置に搭載された撮像ユニットの顕微鏡の基準線と切削ブレードの中心線を合わせる作業(ヘアライン合わせ)を実施する。このヘアライン合わせ作業は、具体的には一度切削ブレードにて被加工物の表面に溝を加工し、その加工溝を撮像して画像処理を行って加工溝の中心を検出し、この溝の中心位置と顕微鏡の基準線位置とのずれ量及びずれ方向を算出し、このずれ量及びずれ方向を座標位置に加減することにより、加工溝の中心位置と顕微鏡の基準線位置とを合致させた位置を原点位置として装置のコントローラに記憶させることで行っている。
【0007】
二つの切削ブレードはそれぞれ異なるスピンドルに装着されているが、高速回転に伴って各スピンドルには熱膨張が生じる。切削開始時点では切削ブレードと基準線との位置合わせがなされた状態であっても、この熱膨張によって切削ブレードの位置にはずれが生じる。従って、必要に応じて、加工中に切削ブレードと顕微鏡の基準線との位置合わせが必要となる。
【0008】
二つのスピンドルを有するダイシング装置では、通常顕微鏡を有する撮像ユニットは一方の切削手段(切削ユニット)の近傍に配設されており、切削ユニットと撮像ユニットとは連動するように構成されている。この構成は二つのレーザビーム照射ユニットを有するレーザ加工装置でも同様である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
二つのスピンドルを有するダイシング装置又は二つのレーザビーム照射ユニットを有するレーザ加工装置では、顕微鏡がどちらか一方の加工手段の近傍に配設されているため、ヘアライン合わせのための第1及び第2調整用加工溝をウエーハ外周の余剰部分にそれぞれ形成すると、第1及び第2調整用加工溝を撮像するためにウエーハの端から端まで撮像ユニットを移動する必要があり、時間がかかるという問題がある。
【0011】
また、加工装置と被加工物のサイズによっては、被加工物の端から端まで撮像ユニットで撮像できず、ヘアライン合わせが実施できないという問題がある。それぞれの加工手段に撮像ユニットを配設すると、各加工手段と撮像ユニットの位置合わせに加えて、両方の撮像ユニット間の位置合わせが必要となり、調整・管理が煩雑となる。
【0012】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、短時間で二つの加工手段のヘアライン合わせを実施可能な加工位置調整方法及び該加工位置調整方法を実現可能な加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0013】
請求項1記載の発明によると、第1方向に伸長する複数の第1加工予定ラインが設定された被加工物を該第1加工予定ラインに沿って加工する第1加工手段と、被加工物を該第1加工予定ラインに沿って加工する該第1加工手段に対向して配設された第2加工手段と、該第1加工手段に隣接して配置され撮像領域内に該第1方向に伸長する第1基準線と該第1基準線に直交する第2基準線とを有する被加工物を撮像する撮像手段と、を備えた加工装置で該第1加工手段と該第2加工手段の加工位置をそれぞれ調整する加工位置調整方法であって、該第1加工手段で被加工物
の一端部の第1余剰領域を該第1方向に加工して第1調整用加工溝を形成するとともに、該第2加工手段で被加工物
の該一端部と反対側の他端部の第2余剰領域を該第1方向に加工して第2調整用加工溝を形成する調整用加工溝形成ステップと、該第1調整用加工溝を撮像手段で撮像して、該撮像手段の撮像領域内で該第1調整用加工溝の該第1基準線からの該第1方向に直交する第2方向における第1のずれ量とずれ方向を検出する第1の実加工位置ずれ検出ステップと、該第1の実加工位置ずれ検出ステップで検出した該第1調整用加工溝のずれ方向を打ち消す方向に前記第1のずれ量だけ移動させた位置を該第1加工手段の実加工位置として補正する第1加工位置補正ステップと、被加工物を90度回転
して該第2調整用加工溝を該撮像手段に隣接して位置づける回転ステップと、該回転ステップを実施した後、該第2調整用加工溝を該撮像手段で撮像して、該撮像手段の撮像領域内で該第2調整用加工溝の該第2基準線からの該第1方向における第2のずれ量とずれ方向を検出する第2の実加工位置ずれ検出ステップと、該第2の実加工位置ずれ検出ステップで検出した該第2調整用加工溝のずれ方向を打ち消す方向に前記第2のずれ量だけ移動させた位置を該第2加工手段の実加工位置として補正する第2加工位置補正ステップと、を具備したことを特徴とする加工位置調整方法が提供される。
【0014】
請求項2記載の発明によると、第1方向に伸長する複数の第1加工予定ラインが設定された被加工物を該第1加工予定ラインに沿って加工する第1加工手段と、被加工物を該第1加工予定ラインで沿って加工する該第1加工手段に対向して配設された第2加工手段と、
該第1加工手段又は該第2加工手段の何れか一方と一体的に移動するように配設された被加工物を撮像する撮像手段とを備えた加工装置であって、該撮像手段は撮像領域内に該第1方向に直交する第2方向における該第1加工手段の加工位置を調整する第1基準線と、該第1方向における該第2加工手段の加工位置を調整する該第1基準線に直交する第2基準線とを
有し、該第1基準線は、該第1加工手段で被加工物に形成された第1調整用加工溝が該第1基準線に一致するように該第1加工手段を該第2方向に移動するために使用され、該第2基準線は、該第2加工手段により被加工物に形成された第2調整用加工溝が該第2基準線に一致するように該第2加工手段を該第1方向に移動するために使用されることを特徴とする加工装置が提供される。
【発明の効果】
【0015】
本発明の加工装置の撮像手段は第1方向に伸長する第1基準線と、第1方向に直交する第2方向に伸長する第2基準線とを撮像領域内に備える。従って、本発明の加工位置調整方法によると、第1加工手段の加工位置を第1基準線で調整した後、被加工物を90度回転させて第2加工手段の加工位置を第2基準線で調整できるため、二つの加工手段のヘアライン合わせを短時間で実施することが出来る。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1を参照すると、本発明の加工位置調整方法を実施するのに適した切削装置(ダイシング装置)2の斜視図が示されている。
【0018】
切削装置2は2スピンドルタイプの切削装置であり、チャックテーブル4において被加工物を吸引保持し、チャックテーブル4が切削送り方向(X軸方向)に往復移動しながら、割り出し送り方向(Y軸方向)及び切り込み送り方向(Z軸方向)に移動する第1の切削手段6及び第2の切削手段8の作用により被加工物が切削される構成となっている。
【0019】
例えば、半導体ウエーハ11をダイシングする場合は、
図1に示すように、ダイシングテープTを介して環状フレームFに保持された半導体ウエーハ11が、チャックテーブル4に載置されて吸引保持される。
【0020】
チャックテーブル4は切削送り手段10によってX軸方向に移動可能となっており、第1の切削手段6と一体に配設された撮像手段(撮像ユニット)14を有するアライメント手段12によって、チャックテーブル4に吸引保持されたウエーハ11の切削すべき領域であるストリート(切削予定ライン)が検出され、そのストリートと切削ブレードとのY軸方向の位置合わせがなされた後に、切削が行われる。撮像手段14はCCDカメラと顕微鏡を有している。
【0021】
切削送り手段10は、X軸方向に配設された一対のX軸ガイドレール16と、X軸ガイドレール16に摺動可能に支持されたX軸移動基台18と、X軸移動基台18に形成されたナット部(図示せず)に螺合するX軸ボールねじ20と、X軸ボールねじ20を回転駆動するX軸パルスモータ22とから構成される。
【0022】
チャックテーブル4を回転可能に支持する支持基台24はX軸移動基台18に固定されており、X軸パルスモータ22に駆動されてX軸ボールねじ20が回転することによって、チャックテーブル4がX軸方向に移動される。
【0023】
一方、第1切削手段6及び第2切削手段8は、ガイド手段26によってY軸方向に割り出し送り可能に支持されている。ガイド手段26は、チャックテーブル4の移動を妨げないようにX軸に直交するY軸方向に配設される垂直コラム28と、垂直コラム28の側面においてY軸方向に配設された一対のY軸ガイドレール30と、Y軸ガイドレール30と平行に配設された第1のボールねじ32及び第2のボールねじ34と、第1のボールねじ32に連結された第1のY軸パルスモータ36と、第2のボールねじ34に連結された第2のY軸パルスモータ38とから構成される。
【0024】
Y軸ガイドレール30は、第1の支持部材40及び第2の支持部材42をY軸方向に摺動可能に支持しており、第1の支持部材40及び第2の支持部材42に備えたナット(図示せず)が第1のボールねじ32及び第2のボールねじ34にそれぞれ螺合している。
【0025】
第1のY軸パルスモータ36および第2のY軸パルスモータ38に駆動されて第1のボールねじ32及び第2のボールねじ34がそれぞれ回転することにより、第1の支持部材40及び第2の支持部材42がそれぞれ独立してY軸方向に移動される。
【0026】
第1の支持部材40及び第2の支持部材42のY軸方向の位置はリニアスケール44によって計測され、Y軸方向の位置の精密制御に供される。なお、リニアスケールを各支持部材ごとに別個に設けることも可能ではあるが、一本のリニアスケール44で第1の支持部材40及び第2の支持部材42の双方の位置を計測するほうが、両者の間隔を精密に制御することができる。
【0027】
第1の支持部材40には、第1の切削手段6が取り付けられた第1の移動部材46が上下方向(Z軸方向)に摺動可能に取り付けられており、第1のZ軸パルスモータ48を駆動すると、第1の移動部材46がZ軸方向に移動される。
【0028】
同様に、第2の支持部材42には、第2の切削手段8が取り付けられた第2の移動部材50が上下方向(Z軸方向)に摺動可能に取り付けられており、第2のZ軸パルスモータ52を駆動することにより、第2の移動部材50がZ軸方向に移動される。
【0029】
次に、
図2乃至
図4を参照して、第1切削手段6の構成について説明する。
図2を参照すると、スピンドル56と、スピンドル56に装着されるブレードマウント60との関係を示す分解斜視図が示されている。
【0030】
第1切削手段6のスピンドルハウジング54中には、図示しないサーボモータにより回転駆動されるスピンドル56が回転可能に収容されている。スピンドル56はテーパ部56a及び先端小径部56bを有しており、先端小径部56bには雄ねじ58が形成されている。
【0031】
60はボス部(凸部)62と、ボス部62と一体的に形成された固定フランジ64とから構成されるブレードマウントであり、ボス部62には雄ねじ66が形成されている。さらに、ブレードマウント60は装着穴67を有している。
【0032】
ブレードマウント60は、装着穴67をスピンドル56の先端小径部56b及びテーパ部56aに挿入して、ナット68を雄ねじ58に螺合して締め付けることにより、
図3に示すようにスピンドル56の先端部に取り付けられる。
【0033】
図3はブレードマウント60が固定されたスピンドル56と、第1切削ブレード70との装着関係を示す分解斜視図である。第1切削ブレード70はハブブレードと呼ばれ、円形ハブ74を有する円形基台72の外周にニッケル母材中にダイヤモンド砥粒が分散された切刃76が電着されて構成されている。
【0034】
第1切削ブレード70の装着穴78をブレードマウント60のボス部62に挿入し、固定ナット80をボス部62の雄ねじ66に螺合して締め付けることにより、
図4に示すように第1切削ブレード70がスピンドル56に取り付けられる。
【0035】
第1切削ブレード70は撮像手段14とX軸方向に整列するようにスピンドル56に装着される。第2切削手段8は、上述した第1切削手段6と概略同様に構成されており、重複を避けるためその説明を省略する。
【0036】
次に、
図5乃至
図9を参照して、本発明実施形態にかかる加工位置調整方法について詳細に説明する。この加工位置調整方法は、新たな切削ブレードを第1切削手段6及び第2切削手段8に装着した場合、或いはウエーハ11の切削を継続して熱膨張が発生し、この熱膨張によって切削ブレードの位置ずれが生じた場合に実施する。
【0037】
図5に示すように、被加工物であるウエーハ11の表面には、第1の方向に伸長する複数のストリート(切削予定ライン)13と、第1の方向に直交する第2の方向に伸長する複数のストリート(切削予定ライン)15によって区画された各領域にIC、LSI等のデバイス17が形成されている。
【0038】
本実施形態の加工位置調整方法では、まずウエーハ11を吸引保持したチャックテーブル4をX軸方向に加工送りしながら、第1切削手段6の第1切削ブレード70でウエーハ11の余剰領域にストリート13と平行な第1方向に伸長する第1調整用加工溝82を形成するとともに、第2切削手段8の第2切削ブレード70aでウエーハ11の余剰領域にストリート13と平行な第1方向に伸長する第2調整用加工溝84を形成する調整用加工溝形成ステップを実施する。
【0039】
次いで、
図6に示すように、第1切削手段6に配設されている撮像手段14で第1調整用加工溝82を撮像する。これにより、撮像手段14の顕微鏡の撮像領域86内には、
図7(A)に示すような第1調整用加工溝82が表示されたものとする。82aは第1調整用加工溝82の中心である。
図7(A)で矢印96は、第1調整用加工溝82の第1基準線88からのずれ量及びずれ方向を示している。
【0040】
図7(A)において、顕微鏡の撮像領域86内には、第1基準線88と、この第1基準線88に直交する第2基準線92が設定されている。第1基準線88には、第1基準線88に平行で且つ第1基準線から等距離の一対の補助線90が配設されており、第2基準線92には、第2基準線92に平行で且つ第2基準線から等距離の一対の第2補助線94が配設されている。
【0041】
第1補助線90は第1調整用加工溝82の幅に合致するように第1基準線88に対して移動可能であり、第2補助線94は第2調整用加工溝84の幅に合致するように第2基準線92に対して移動可能に配設されている。
【0042】
次いで、第1のY軸パルスモータ36を駆動することにより、
図7(B)に示すように、撮像手段14をY軸方向に移動して、即ち顕微鏡の撮像領域86をY軸方向に移動し、第1基準線88を第1調整用加工溝82の中心82aに一致させる。
【0043】
このときの撮像手段14の移動距離及び移動方向から、第1調整用加工溝82の第1基準線88からのずれ方向とずれ量96を検出し、このずれ方向及びずれ量を切削装置2のコントローラのメモリに格納する。
【0044】
よって、次の第1切削手段6の加工位置補正ステップで、検出した第1調整用加工溝82のずれ方向を打ち消す方向に第1調整用加工溝82のずれ量だけ移動させた位置を第1切削手段6の実加工位置として補正し、補正値を切削装置2のコントローラのメモリに格納する。
【0045】
次いで、ウエーハ11を90度回転させる回転ステップを実施する。具体的には、ウエーハ11を吸引保持しているチャックテーブル4を90度回転する。これにより、
図8に示すように、第2調整用加工溝84が撮像手段14の近くに位置づけられる。
【0046】
よって、この状態で撮像手段14により第2調整用加工溝84を撮像する。チャックテーブル4を90度回転して第2調整用加工溝84を撮像手段14の近くに位置づけたため、撮像手段14及び/又はチャックテーブル4の移動量を最小にして第2調整用加工溝84の撮像を行うことができる。
【0047】
この撮像を実施することにより、
図9(A)に示すように、撮像手段14の顕微鏡の撮像領域86内に第2基準線92から所定距離ずれて第2調整用加工溝84が表示されたものとする。84aは第2調整用加工溝84の中心である。また、矢印98は、第2調整用加工溝84のずれ量及びずれ方向を示している。
【0048】
よって、本実施形態の加工位置調整方法では、次のステップとして、第1のY軸パルスモータ36を駆動して、撮像手段14をY軸方向に移動し、第2基準線92を第2調整用加工溝84の中心84aに合致させる。
【0049】
このときの撮像手段14の移動距離及び移動方向から第2調整用加工溝84のずれ量とずれ方向を検出し、検出したずれ量及びずれ方向を切削装置2のコントローラのメモリに格納する。
【0050】
よって、次の第2切削手段8の加工位置補正ステップで、検出した第2調整用加工溝84のずれ方向を打ち消す方向にメモリに格納されている第2調整用加工溝84のずれ量だけ移動させた位置を第2切削手段8の実加工位置として補正し、補正値をコントローラのメモリに格納する。
【0051】
上述した実施形態によると、切削装置2の撮像手段14は顕微鏡を有しており、顕微鏡の視野内に第1方向に伸長する第1基準線88と、第1方向に直交する第2方向に伸長する第2基準線92とを備えている。
【0052】
従って、第1切削手段6の加工位置を第1基準線88に基づいて調整した後、ウエーハ11を90度回転させてから、第2切削手段8の加工位置を第2基準線92に基づいて調整できるため、二つのスピンドルを備えたフェイシングデュアル式の切削装置において、第1切削手段6及び第2切削手段8のヘアライン合わせを迅速に行うことができる。
【0053】
上述した実施形態では、本発明を切削装置に適用した例について説明したが、本発明の加工位置調整方法は二つのレーザビーム照射ユニットを有するレーザ加工装置等の他の加工装置にも同様に適用することができる。