(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削ブレードで切削する切削手段と、該チャックテーブルを加工送り方向に移動させる加工送り手段と、該切削手段を該加工送り方向に垂直な割り出し送り方向に移動させる割り出し送り手段と、該切削ブレードの位置合わせ用の基準線が設定され被加工物を撮像する撮像手段と、を備えた切削装置を用いて、複数の分割予定ラインが設定された被加工物を分割する際に該切削ブレードの割り出し送り方向の位置ずれを検出する切削ブレードの位置ずれ検出方法であって、
該基準線と該切削ブレードとの割り出し送り方向の距離を基準距離に設定する基準距離設定ステップと、
該基準距離設定ステップを実施した後、該チャックテーブルで保持した被加工物を該分割予定ラインに沿って該切削ブレードで切削して切断する動作と、該切削手段を割り出し送り方向に移動させ隣接する該分割予定ラインに該切削ブレードを合わせる動作と、を繰り返して被加工物を複数の該分割予定ラインに沿って分割する分割ステップと、
該分割ステップの実施中に、被加工物を任意のタイミングで該分割予定ラインに沿って切削し、被加工物の厚さよりも浅い計測用溝を形成する計測用溝形成ステップと、
該分割ステップの実施中に、該撮像手段で被加工物の該計測用溝を撮像して画像を形成する撮像ステップと、
該分割ステップの実施中に、該画像に基づいて該計測用溝と該基準線との割り出し送り方向の距離を求め、該計測用溝と該基準線との割り出し送り方向の距離と該基準距離との差から、該切削ブレードと該分割予定ラインとの位置ずれを検出する位置ずれ検出ステップと、を備えることを特徴とする切削ブレードの位置ずれ検出方法。
【発明を実施するための形態】
【0012】
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本実施形態に係る切削ブレードの位置ずれ検出方法は、基準距離設定ステップ(
図2(A)及び
図2(B)参照)、分割ステップ(
図3(A)参照)及び検出ステップを含む。検出ステップは、計測用溝形成ステップ(
図3(A)参照)、撮像ステップ(
図3(B)参照)及び位置ずれ検出ステップ(
図4参照)の3つのステップで構成され、分割ステップ内で実施される。
【0013】
基準距離設定ステップでは、カメラ(撮像手段)に設定される基準線と切削ブレードとのY軸方向(割り出し送り方向)の距離を基準距離に設定する。分割ステップでは、被加工物を複数の分割予定ライン(ストリート)に沿って分割する。検出ステップの計測用溝形成ステップでは、被加工物を分割予定ラインに沿って切削し、被加工物の厚さよりも浅い計測用溝を形成する。
【0014】
検出ステップの撮像ステップでは、カメラで被加工物の計測用溝を撮像して画像を形成する。検出ステップの位置ずれ検出ステップでは、形成された画像に基づいて計測用溝と基準線とのY軸方向の距離を求め、当該距離と基準距離との差から、切削ブレードと分割予定ラインとの位置ずれを検出する。以下、本実施形態に係る切削ブレードの位置ずれ検出方法について詳述する。
【0015】
まず、本実施形態に係る切削ブレードの位置ずれ検出方法が実施される切削装置の例について説明する。
図1は、本実施形態に係る切削装置の構成例を模式的に示す図である。
図1に示すように、切削装置2は、各構造を支持する基台4を備えている。
【0016】
基台4の前方の角部には、矩形の開口4aが形成されており、この開口4a内には、カセット支持台6が昇降可能に設置されている。カセット支持台6の上面には、複数の被加工物11を収容する直方体状のカセット8が載せられる。なお、
図1では、説明の便宜上、カセット8の輪郭のみを示している。
【0017】
被加工物11は、例えば、シリコン等の半導体材料でなる円形のウェーハであり、その表面11a(
図3(A)等参照)側は、中央のデバイス領域と、デバイス領域を囲む外周余剰領域とに分けられている。デバイス領域は、格子状に配列された分割予定ライン(ストリート)13(
図3(B)参照)でさらに複数の領域に区画されており、各領域には、IC、LSI等のデバイス15が形成されている。
【0018】
被加工物11の裏面11b(
図3(A)参照)側には、被加工物11より大径のダイシングテープ17が貼り付けられている。ダイシングテープ17の外周部分は、環状のフレーム19に固定されている。すなわち、被加工物11は、ダイシングテープ17を介してフレーム19に支持されている。
【0019】
なお、本実施形態では、シリコン等の半導体材料でなる円形のウェーハを被加工物11としているが、被加工物11の材質、形状等に制限はない。例えば、セラミック、樹脂、金属等の材料でなる基板を被加工物11として用いることもできる。
【0020】
カセット支持台6の側方には、X軸方向(前後方向、加工送り方向)に長い矩形の開口4bが形成されている。この開口4b内には、X軸移動テーブル10、X軸移動テーブル10をX軸方向に移動させるX軸移動機構(加工送り手段)(不図示)及びX軸移動機構を覆う防塵防滴カバー12が設けられている。
【0021】
X軸移動機構は、X軸方向に平行な一対のX軸ガイドレール(不図示)を備えており、X軸ガイドレールには、X軸移動テーブル10がスライド可能に取り付けられている。X軸移動テーブル10の下面側には、ナット部(不図示)が設けられており、このナット部には、X軸ガイドレールに平行なX軸ボールネジ(不図示)が螺合されている。
【0022】
X軸ボールネジの一端部には、X軸パルスモータ(不図示)が連結されている。X軸パルスモータでX軸ボールネジを回転させることで、X軸移動テーブル10は、X軸ガイドレールに沿ってX軸方向に移動する。
【0023】
X軸移動テーブル10の上方には、被加工物11を保持するチャックテーブル14が設けられている。チャックテーブル14の周囲には、被加工物11を支持する環状のフレーム19を四方から固定する4個のクランプ16が設置されている。
【0024】
チャックテーブル14は、モータ等の回転駆動源(不図示)に連結されており、Z軸方向(鉛直方向)に概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル14は、上述のX軸移動機構でX軸方向に加工送りされる。
【0025】
チャックテーブル14の上面は、被加工物11を保持する保持面14aとなっている。この保持面14aは、チャックテーブル14の内部に形成された吸引路14b(
図2(A)等参照)や、開閉弁18(
図2(A)等参照)等を通じて吸引源20(
図2(A)等参照)に接続されている。
【0026】
開口4bと近接する位置には、上述した被加工物11をチャックテーブル14へと搬送する搬送ユニット(不図示)が設けられている。搬送ユニットで搬送された被加工物11は、例えば、表面側11aが上方に露出するようにチャックテーブル14の保持面14aに載せられる。
【0027】
基台4の上面には、2組の切削ユニット(切削手段)22を支持する門型の支持構造24が、開口4bを跨ぐように配置されている。支持構造24の前面上部には、各切削ユニット22をY軸方向(左右方向、割り出し送り方向)及びZ軸方向に移動させる2組の切削ユニット移動機構(割り出し送り手段)26が設けられている。
【0028】
各切削ユニット移動機構26は、支持構造24の前面に配置されY軸方向に平行な一対のY軸ガイドレール28を共通に備えている。Y軸ガイドレール28には、各切削ユニット移動機構26を構成するY軸移動プレート30がスライド可能に取り付けられている。
【0029】
各Y軸移動プレート30の裏面側(後面側)には、ナット部(不図示)が設けられており、このナット部には、Y軸ガイドレール28に平行なY軸ボールネジ32がそれぞれ螺合されている。各Y軸ボールネジ32の一端部には、Y軸パルスモータ34が連結されている。Y軸パルスモータ34でY軸ボールネジ32を回転させれば、Y軸移動プレート30は、Y軸ガイドレール28に沿ってY軸方向に移動する。
【0030】
各Y軸移動プレート30の表面(前面)には、Z軸方向に平行な一対のZ軸ガイドレール36が設けられている。Z軸ガイドレール36には、Z軸移動プレート38がスライド可能に取り付けられている。
【0031】
各Z軸移動プレート38の裏面側(後面側)には、ナット部(不図示)が設けられており、このナット部には、Z軸ガイドレール36に平行なZ軸ボールネジ40がそれぞれ螺合されている。各Z軸ボールネジ40の一端部には、Z軸パルスモータ42が連結されている。Z軸パルスモータ42でZ軸ボールネジ40を回転させれば、Z軸移動プレート38は、Z軸ガイドレール36に沿ってZ軸方向に移動する。
【0032】
各Z軸移動プレート38の下部には、切削ユニット22が設けられている。この切削ユニット22は、回転軸となるスピンドル44(
図2(A)等参照)の一端側に固定された円環状の切削ブレード46を備えている。また、切削ユニット22に隣接する位置には、被加工物11等を撮像するカメラ(撮像手段)48が設置されている。
【0033】
カメラ48には、切削ブレード46の位置合わせ等に使用される基準線が設定されている。基準線は、例えば、X軸方向に対して概ね平行(Y軸方向に対して概ね垂直)な直線であり、当該直線を付したガラス板を光学系に組み込む方法等でハードウェハ的に設定される。もちろん、カメラ48で形成される画像に直線を表示する方法等で基準線をソフトウェア的に設定しても良い。
【0034】
なお、この基準線は、例えば、基準線と切削ブレード46とのY軸方向の位置が概ね一致するように設定されることが望ましい。この場合、基準線に基づいて切削ブレード46の位置を一目で確認できる。ただし、基準線の位置はこれに限定されず、任意に設定、変更できる。
【0035】
各切削ユニット移動機構26でY軸移動プレート30をY軸方向に移動させれば、切削ユニット22及びカメラ48は、X軸方向に垂直なY軸方向に割り出し送りされる。また、各切削ユニット移動機構26でZ軸移動プレート38をZ軸方向に移動させれば、切削ユニット22及びカメラ48は、昇降する。
【0036】
開口4bに対して開口4aと反対側の位置には、円形の開口4cが形成されている。開口4c内には、切削後の被加工物11等を洗浄する洗浄ユニット50が設けられている。X軸移動機構、チャックテーブル14、切削ユニット22、切削ユニット移動機構26、カメラ48、洗浄ユニット50等の構成要素は、制御ユニット52に接続されている。
【0037】
制御ユニット52は、各部を制御するためのソフトウェア、切削の条件(後述する基準線と切削ブレード46との距離を含む)等を記憶するための記憶部52aを備えており、被加工物11を適切に切削できるように各部の動作を制御する。また、この制御ユニット52には、切削の条件等を設定するための入力ユニット54が接続されている。
【0038】
次に、上述した切削装置2を用いる切削ブレードの位置ずれ検出方法について説明する。本実施形態に係る切削ブレードの位置ずれ検出方法では、まず、カメラ48の基準線と切削ブレード46とのY軸方向(割り出し送り方向)の距離を求めて基準距離を設定する基準距離設定ステップを実施する。
【0039】
具体的には、カーフ(切り口)形成用の被加工物に切削ブレード46を切り込ませて、切削ブレード46のY軸方向の位置を示すカーフを形成する。そして、カーフをカメラ48で撮像し、形成された画像から基準線と切削ブレード46とのY軸方向の距離を求める。求めた距離は、記憶部52aに記憶され、基準距離として切削装置2に設定される。
図2(A)は、基準距離設定ステップを模式的に示す図であり、
図2(B)は、基準距離設定ステップを模式的に示す平面図である。
【0040】
図2(A)及び
図2(B)に示すように、基準距離設定ステップで使用される被加工物31としては、例えば、被加工物11と同等のウェーハを用いることができる。ただし、その表面31aにデバイスが形成されている必要はない。また、被加工物31としては、切削ブレード46をドレッシングするためのドレッサーボード等を用いても良い。
【0041】
被加工物31の裏面31b側には、被加工物31より大径のダイシングテープ33が貼り付けられている。ダイシングテープ33の外周部分は、環状のフレーム35に固定されている。すなわち、被加工物31は、ダイシングテープ33を介してフレーム35に支持されている。
【0042】
被加工物31にカーフを形成する際には、まず、被加工物31の表面31a側が上方に露出するように、被加工物31、ダイシングテープ33及びフレーム35をチャックテーブル14に載せる。そして、フレーム35をクランプ16で固定し、開閉弁18を開いて吸引源20の負圧を保持面14aに作用させる。これにより、被加工物31はチャックテーブル14で吸引、保持される。
【0043】
次に、チャックテーブル14と切削ユニット22とを相対的に移動させて、切削ブレード46を被加工物31の任意の位置に合わせる。その後、回転させた切削ブレード46を被加工物31に接触する高さまで下降させて、チャックテーブル14をX軸方向(加工送り方向)に移動させる。
【0044】
これにより、被加工物31の表面31a側に切削ブレード46を切り込ませて、切削ブレード46のY軸方向の位置を示すカーフ(切り口)37を形成できる。なお、この基準距離設定ステップでは、被加工物31を切断する深さのカーフ37を形成しても良いし、被加工物31を切断しない深さのカーフ37(溝)を形成しても良い。
【0045】
被加工物31にカーフ37を形成した後には、
図2(B)に示すように、撮像エリア48aに含まれるカーフ37をカメラ48で撮像する。撮像によって形成される画像には、カメラ48に設定された基準線48bが表示されている。よって、この画像から、カーフ37と基準線48bとのY軸方向の距離を求めることができる。
【0046】
本実施形態では、切削ブレード46と基準線48bとのY軸方向の距離として、カーフ37を幅方向(Y軸方向)に2等分する中心位置と基準線48bとのY軸方向の距離を求める。すなわち、本実施形態では、カーフ37の中心位置を切削ブレード46のY軸方向の位置として取り扱う。なお、カーフ37のエッジ等を切削ブレード46のY軸方向の位置として取り扱っても良い。
【0047】
求めた距離は、記憶部52aに記憶され、基準距離として切削装置2に設定される。なお、本実施形態では、説明の便宜上、基準距離をゼロとしている。すなわち、本実施形態では、初期状態において、基準線48bのY軸方向の位置と切削ブレード46(カーフ37の中心位置)のY軸方向の位置とが一致している。
【0048】
基準距離設定ステップの後には、被加工物11を複数の分割予定ライン13に沿って分割する分割ステップを実施する。
図3(A)は、分割ステップ及び計測用溝形成ステップを模式的に示す図である。
【0049】
分割ステップでは、まず、被加工物11の表面11a側が上方に露出するように、被加工物11、ダイシングテープ17及びフレーム19をチャックテーブル14に載せる。そして、フレーム19をクランプ16で固定し、開閉弁18を開いて吸引源20の負圧を保持面14aに作用させる。これにより、被加工物11をチャックテーブル14で吸引、保持できる。
【0050】
次に、チャックテーブル14と切削ユニット22とを相対的に移動、回転させて、切削ブレード46を第1の方向に伸びる分割予定ライン13に合わせる。その後、回転させた切削ブレード46をダイシングテープ17に接触する高さまで下降させて、チャックテーブル14をX軸方向(加工送り方向)に移動させる。これにより、被加工物11の表面11a側に切削ブレード46を切り込ませて、対象の分割予定ライン13に沿って被加工物11を切断できる。
【0051】
対象の分割予定ライン13に沿って被加工物11を切断した後には、被加工物11に接触しない高さまで切削ブレード46を上昇させる。そして、切削ユニット22をY軸方向(割り出し送り方向)に所定の送り量(割り出し送り量)で移動させて、切削ブレード46を対象の分割予定ライン13に隣接する分割予定ライン13に合わせる。その後、被加工物11の表面11a側に切削ブレード46を切り込ませて、隣接する分割予定ライン13に沿って同様に被加工物11を切断する。
【0052】
上述の手順を繰り返し、第1の方向に伸びる全ての分割予定ライン13に沿って被加工物11を切断した後には、例えば、チャックテーブル14を90°回転させて、第2の方向に伸びる分割予定ライン13に沿って被加工物11を切断する。全ての分割予定ライン13に沿って被加工物11が切断されると、分割ステップは終了する。
【0053】
ところで、この分割ステップでは、切削ブレード46から加わる力によって分割後のチップが移動し、形成されるカーフ(切り口)21の幅が変動してしまう可能性がある。カーフ21の幅が変動すると、従来の方法では、切削ブレード46の位置ずれを精度良く検出できなかった。
【0054】
そこで、本実施形態では、分割ステップの実施中に、カーフ21を用いることなく切削ブレード46の位置ずれを検出する検出ステップを実施する。検出ステップでは、まず、位置ずれ検出用の計測用溝を被加工物11に形成する計測用溝形成ステップを実施する。この計測用溝形成ステップは、分割ステップ中の任意のタイミングで実施される。
【0055】
計測用溝形成ステップでは、まず、切削ユニット22をY軸方向に所定の送り量で移動させ、カーフ21が形成されていない(切断されていない)分割予定ライン13に切削ブレード46を合わせる。
【0056】
次に、回転させた切削ブレード46を被加工物11の裏面11bに達しない高さまで下降させ、チャックテーブル14をX軸方向に移動させる。これにより、被加工物11の表面11a側に切削ブレード46を切り込ませて、被加工物11の厚さよりも浅い計測用溝23を対象の分割予定ライン13に沿って形成できる。
【0057】
計測用溝形成ステップの後には、カメラ48で被加工物11の計測用溝23を撮像して画像を形成する撮像ステップを実施する。
図3(B)は、撮像ステップを模式的に示す平面図である。
【0058】
撮像ステップでは、
図3(B)に示すように、撮像エリア48aに含まれる計測用溝23をカメラ48で撮像する。撮像によって形成される画像には、カメラ48に設定された基準線48bが表示されている。よって、この画像から、計測用溝23と基準線48bとのY軸方向の距離を求めることができる。
【0059】
撮像ステップの後には、撮像ステップで形成された画像に基づいて、計測用溝23と基準線48bとのY軸方向の距離を求め、この距離と基準距離との差から、切削ブレード46と分割予定ライン13との位置ずれを検出する位置ずれ検出ステップを実施する。
図4は、位置ずれ検出ステップを模式的に示す図である。
【0060】
本実施形態に係る位置ずれ検出ステップでは、まず、
図4に示すように、計測用溝23を幅方向(Y軸方向)に2等分する中心位置23aと基準線48bとのY軸方向の距離D1を求める。このような距離D1を求めるのは、基準距離設定ステップにおいてカーフ37の中心位置を切削ブレード46のY軸方向の位置として取り扱っているためである。
【0061】
なお、基準距離設定ステップにおいてカーフ37のエッジを切削ブレード46のY軸方向の位置として取り扱う場合には、計測用溝23のエッジと基準線48bとのY軸方向の距離を求めれば良い。
【0062】
距離D1を求めた後には、この距離D1と基準距離とを比較して、切削ブレード46と分割予定ライン13との位置ずれを検出する。例えば、切削ブレード46と分割予定ライン13との位置ずれ量に相当する距離D1と基準距離との差を算出することで、切削ブレード46と分割予定ライン13との位置ずれを検出できる。なお、本実施形態では、基準距離をゼロに設定しているので、距離D1がそのまま切削ブレード46と分割予定ライン13との位置ずれ量になる。
【0063】
位置ずれ量が所定の閾値よりも大きい場合には、切削ユニット22のY軸方向への送り量(割り出し送り量)を、この位置ずれ量に応じて補正することが望ましい。これにより、切削ブレード46と分割予定ライン13との位置ずれを抑制して、被加工物11を精度良く分割できる。
【0064】
以上のように、本実施形態に係る切削ブレードの位置ずれ検出方法では、基準線48bと切削ブレード46とのY軸方向(割り出し送り方向)の距離を基準距離に設定する基準距離設定ステップを実施した後、被加工物11を分割予定ライン13に沿って分割する分割ステップの実施中に、被加工物11の厚さよりも浅い計測用溝23を形成する計測用溝形成ステップと、計測用溝23をカメラ(撮像手段)48で撮像して画像を形成する撮像ステップと、形成された画像に基づいて計測用溝23と基準線48bとのY軸方向の距離D1を求め、この距離D1と基準距離との差から、切削ブレード46と分割予定ライン13との位置ずれを検出する位置ずれ検出ステップとを実施する。
【0065】
つまり、本実施形態に係る切削ブレードの位置ずれ検出方法では、被加工物11を切断しない深さの計測用溝23に基づいて切削ブレード46と分割予定ライン13との位置ずれを検出するので、被加工物11を切断する際に形成されるカーフ(切り口)21に基づいて切削ブレード46と分割予定ライン13との位置ずれを検出する場合のように、チップの移動によって検出精度が低下することはない。よって、例えば、
図3(B)に示すように、カーフ(切り口)21aの幅が他のカーフ(切り口)21bの幅より広くなってしまった場合にも、切削ブレード46の位置ずれを精度良く検出できる。
【0066】
なお、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。