特許 6791584 加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6791584

(24)【登録日】2020年11月9日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】加工方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20201116BHJP

   H01L 21/68 20060101ALI20201116BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/78 C

   H01L21/68 F

【請求項の数】1

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2017-16803(P2017-16803)

(22)【出願日】2017年2月1日

(65)【公開番号】特開2018-125427(P2018-125427A)

(43)【公開日】2018年8月9日

【審査請求日】2019年12月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100075384

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 昂

(74)【代理人】

【識別番号】100172281

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100206553

【弁理士】

【氏名又は名称】笠原 崇廣

(72)【発明者】

【氏名】花島 聡

【審査官】 杢 哲次

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１０９０２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１０９３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３３００１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／１４８７２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０９−２０５２５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｈ０１Ｌ ２１／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の範囲の波長の近赤外線を透過させる基板と、該基板の表面側に形成され該近赤外線を吸収するアライメントマークと、該基板の表面側及び裏面側に被覆され該近赤外線を透過させるとともに該所定の範囲を除く波長の電磁波を反射させるコーティング層と、を有する被加工物を加工する加工方法であって、
該近赤外線を反射させる保持面を有する保持テーブルで該被加工物の該アライメントマークが形成されている表面側を保持して裏面側を露出させる保持ステップと、
該保持ステップを実施した後、該保持テーブルで保持された該被加工物の裏面側に向けて該近赤外線を照射するとともに該近赤外線に感度があり該被加工物の裏面側に対面する撮像手段で該被加工物を撮像して撮像画像を形成する撮像ステップと、
該撮像ステップを実施した後、該撮像画像に基づいて該アライメントマークを検出するアライメントマーク検出ステップと、
該アライメントマーク検出ステップを実施した後、検出された該アライメントマークに基づいて該保持テーブルで保持された被加工物を加工手段で加工する加工ステップと、を備えることを特徴とする加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、可視光線を反射させるコーティング層を表裏面側に有する被加工物を加工するための加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体ウェーハに代表される板状の被加工物を加工する際には、被加工物を保持するためのチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工物を加工するための加工ユニットとを備える加工装置が使用される。この加工装置で被加工物を加工する際には、加工装置に対して被加工物の位置や向き等を認識させるためのアライメントと呼ばれる処理を行う必要がある。

【0003】

アライメントでは、例えば、チャックテーブルに保持された被加工物を撮像ユニットで撮像し、あらかじめ加工装置に記憶しておいた特徴的なキーパターン（ターゲットパターン、アライメントマーク）に合致するパターンを被加工物中から見つけ出す。そして、見つけ出されたパターンの位置を基準にチャックテーブルを回転させて、被加工物の向きを調整する（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

また、加工装置に記憶しておいた加工予定ライン（ストリート）とキーパターンとの距離、及び見つけ出されたパターンの位置から、実際の加工予定ラインの位置を算出する。その後、算出された実際の加工予定ラインの位置に加工ユニットを合わせることで、この加工予定ラインに沿って被加工物を加工できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平７−１０６４０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところが、例えば、被加工物の表裏面側に可視光線を反射させるようなコーティング層が形成されている場合には、可視光線に感度がある通常の撮像ユニットを用いて上述のようなアライメントを行うことができない。この場合には、例えば、コーティング層を透過する近赤外線に感度を持つような撮像ユニットが使用される。

【0007】

しかしながら、被加工物に形成されているアライメント用のパターンが近赤外線を反射しない場合（より具体的には、例えば、近赤外線を吸収する場合）には、近赤外線に感度を持つ撮像ユニットを用いたとしても、被加工物中のパターンを適切に検出できない。そのため、従来の加工方法では、このような被加工物を精度良く加工することが難しかった。

【0008】

本発明はかかる問題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、近赤外線を透過させ他の波長の電磁波を反射させるコーティング層と、この近赤外線を吸収するアライメントマークと、を有する被加工物の加工に適した加工方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様によれば、所定の範囲の波長の近赤外線を透過させる基板と、該基板の表面側に形成され該近赤外線を吸収するアライメントマークと、該基板の表面側及び裏面側に被覆され該近赤外線を透過させるとともに該所定の範囲を除く波長の電磁波を反射させるコーティング層と、を有する被加工物を加工する加工方法であって、該近赤外線を反射させる保持面を有する保持テーブルで該被加工物の該アライメントマークが形成されている表面側を保持して裏面側を露出させる保持ステップと、該保持ステップを実施した後、該保持テーブルで保持された該被加工物の裏面側に向けて該近赤外線を照射するとともに該近赤外線に感度があり該被加工物の裏面側に対面する撮像手段で該被加工物を撮像して撮像画像を形成する撮像ステップと、該撮像ステップを実施した後、該撮像画像に基づいて該アライメントマークを検出するアライメントマーク検出ステップと、該アライメントマーク検出ステップを実施した後、検出された該アライメントマークに基づいて該保持テーブルで保持された被加工物を加工手段で加工する加工ステップと、を備える加工方法が提供される。

【発明の効果】

【0010】

本発明の一態様に係る加工方法では、被加工物に照射された近赤外線がアライメントマークで吸収される一方で、他の領域では、近赤外線が被加工物を透過して保持テーブルに到達する。保持テーブルに到達した近赤外線は、この保持テーブルの保持面で反射するので、近赤外線に感度がある撮像手段で被加工物を撮像して撮像画像を形成することによって、撮像画像に基づいてアライメントマークを適切に検出できる。

【0011】

よって、本発明の一態様に係る加工方法によれば、近赤外線を透過させ他の波長の電磁波を反射させるコーティング層と、この近赤外線を吸収するアライメントマークと、を有する被加工物を適切に加工できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１（Ａ）は、保持ステップについて説明するための図であり、図１（Ｂ）は、撮像ステップについて説明するための図である。

【図2】図２（Ａ）は、アライメントマーク検出ステップについて説明するための図であり、図２（Ｂ）は、切削ステップ（加工ステップ）について説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。本実施形態に係る加工方法は、近赤外線を透過させ他の波長の電磁波を反射させるコーティング層と、この近赤外線を吸収するアライメントマークと、を有する被加工物を加工するための加工方法であって、保持ステップ（図１（Ａ）参照）、撮像ステップ（図１（Ｂ）参照）、アライメントマーク検出ステップ（図２（Ａ）参照）、及び切削ステップ（加工ステップ）（図２（Ｂ）参照）を含む。

【0014】

保持ステップでは、近赤外線を反射させる保持面を有するチャックテーブル（保持テーブル）で被加工物のアライメントマークが形成されている表面側を保持し、裏面側を露出させる。撮像ステップでは、被加工物の裏面側に向けて近赤外線を照射するとともに、この被加工物の裏面側に対面し、近赤外線に対して感度がある撮像ユニット（撮像手段）で被加工物を撮像して画像（撮像画像）を形成する。

【0015】

アライメントマーク検出ステップでは、撮像ステップで形成された画像に基づいてアライメントマークの位置を検出する。切削ステップでは、アライメントマーク検出ステップで検出されたアライメントマークの位置に基づき、被加工物を切削ユニット（切削手段、加工ユニット、加工手段）で切削（加工）する。以下、本実施形態に係る加工方法について詳述する。

【0016】

本実施形態に係る加工方法では、まず、被加工物をチャックテーブルで保持する保持ステップを行う。図１（Ａ）は、保持ステップについて説明するための図である。保持ステップは、例えば、図１（Ａ）に示す切削装置（加工装置）２を用いて行われる。切削装置２は、被加工物１１を保持するためのチャックテーブル（保持テーブル）４を備えている。

【0017】

チャックテーブル４は、例えば、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、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４の下方には、加工送り機構（不図示）が設けられており、チャックテーブル４は、この加工送り機構によって加工送り方向に移動する。チャックテーブル４の上面は、被加工物１１を吸引、保持するための保持面４ａになっている。

【0018】

保持面４ａは、例えば、鏡面状に形成されており、近赤外線（７８０ｎｍ〜２５００ｎｍの波長を持つ電磁波）の少なくとも一部（７８０ｎｍ〜２５００ｎｍの一部の範囲の波長）を反射させる。また、保持面４ａの一部には、開口４ｂが設けられている。この開口４ｂは、チャックテーブル４の内部に形成された吸引路４ｃ、バルブ６等を通じて、吸引源８に接続されている。バルブ６を開いて吸引源８の負圧を開口４ｂに作用させることで、被加工物１１は、チャックテーブル４に吸引、保持される。

【0019】

被加工物１１は、上述した一部（一部の範囲）の近赤外線（以下、単に近赤外線と呼ぶ）を透過させる基板１３を含んでいる。この基板１３は、例えば、ガラスや石英、サファイア等の材料を用いて形成される。ただし、基板１３の材質、形状、大きさ等に特段の制限はない。例えば、シリコン等の半導体材料でなるウェーハを基板１３として用いることもできる。

【0020】

基板１３の表面１３ａ側には、近赤外線を吸収するアライメントマーク（パターン）１５が形成されている。また、基板１３の表面１３ａ側及び裏面１３ｂ側には、近赤外線を透過させ、他の波長の光（電磁波）を反射させるコーティング層１７が被覆されている。例えば、アライメントマーク１５は、近赤外線に対して吸収性を示す材料によって形成され、コーティング層１７は、近赤外線に対して透過性を示し他の波長の光に対して反射性を示す材料によって形成される。

【0021】

ただし、アライメントマーク１５やコーティング層１７の材質、形状、大きさ（厚さ）等に制限はない。例えば、基板１３の表面１３ａ等を変質（改質）させる方法等でアライメントマーク１５を形成することもできる。このように構成される被加工物１１は、アライメントマーク１５によって指定される加工予定ライン（ストリート）１９（図２（Ａ）参照）に沿って加工される。

【0022】

保持ステップでは、基板１３の表面１３ａ側に対応する被加工物１１の表面１１ａ側をチャックテーブル４の保持面４ａに接触させてバルブ６を開き、吸引源８の負圧を被加工物１１に作用させる。これにより、被加工物１１は、表面１１ａとは反対の裏面１１ｂ側のコーティング層１７が上方に露出した状態で、チャックテーブル４に保持される。なお、被加工物１１の表面１１ａ側には、あらかじめ、近赤外線を透過させる保護部材等を貼付しておいても良い。

【0023】

保持ステップの後には、近赤外線に感度がある撮像ユニット（撮像手段）で被加工物１１を撮像して画像を形成する撮像ステップを行う。図１（Ｂ）は、撮像ステップについて説明するための図である。撮像ステップは、引き続き切削装置２を用いて行われる。図１（Ｂ）に示すように、チャックテーブル４の上方には、近赤外線を放射するための光源（近赤外線放射手段）１０が配置されている。また、光源１０に隣接する位置には、被加工物１１を撮像するための撮像ユニット（撮像手段）１２が設けられている。

【0024】

光源１０は、被加工物１１の裏面１１ｂ側に向けて、基板１３及びコーティング層１７を透過する波長の近赤外線２１ａを照射する。この光源１０としては、例えば、ハロゲンや希ガス等が封入されたランプ、赤外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、赤外線ＬＤ（Laser Diode）等を用いることができる。ただし、光源１０の種類等に特段の制限はない。

【0025】

撮像ユニット１２は、近赤外線２１ａに感度を持つ撮像素子（受光素子）を備えており、近赤外線２１ａが照射された状態の被加工物１１等を撮像して画像（撮像画像）を形成する。光源１０及び撮像ユニット１２は、移動機構（不図示）に支持されており、この移動機構によって、加工送り方向に垂直な割り出し送り方向、及び鉛直方向（加工送り方向及び割り出し送り方向に垂直な方向）に移動する。

【0026】

撮像ステップでは、まず、チャックテーブル４と、光源１０及び撮像ユニット１２とを相対的に移動させて、被加工物１１の任意の領域の上方に光源１０及び撮像ユニット１２を位置付ける。その後、光源１０から被加工物１１の裏面１１ｂ側に向けて近赤外線２１ａを照射する。併せて、被加工物１１を撮像ユニット１２で撮像する。

【0027】

上述のように、被加工物１１を構成する基板１３及びコーティング層１７は、近赤外線２１ａを透過させ、アライメントマーク１５は、近赤外線２１ａを吸収する。そのため、アライメントマーク１５に対応する領域に照射された近赤外線２１ａは、アライメントマーク１５で吸収され、チャックテーブル４には到達しない。一方で、他の領域に照射された近赤外線２１ａは、コーティング層１７及び基板１３を透過して、チャックテーブル４に到達する。

【0028】

チャックテーブル４の保持面４ａは、近赤外線２１ａを反射させることができるように構成されている。よって、コーティング層１７及び基板１３を透過してチャックテーブル４に到達した近赤外線２１ａは、チャックテーブル４の保持面４ａで反射する。反射後の近赤外線２１ｂの一部は、同様にコーティング層１７及び基板１３を透過して、撮像ユニット１２に到達する。

【0029】

撮像ユニット１２は、この近赤外線２１ｂに基づいて、アライメントマーク１５の判別に適した画像（撮像画像）２３（図２（Ａ）参照）を形成する。形成された画像２３は、例えば、チャックテーブル４と撮像ユニット１２との位置関係に関する情報とともに、切削装置２の記憶部（不図示）に記憶される。

【0030】

撮像ステップの後には、形成された画像２３に基づいてアライメントマーク１５の位置を検出するアライメントマーク検出ステップを行う。このアライメントマーク検出ステップは、例えば、切削装置２の制御ユニット（制御手段）（不図示）で行われる。図２（Ａ）は、アライメントマーク検出ステップについて説明するための図である。

【0031】

図２（Ａ）に示すように、撮像ステップで形成された画像２３には、アライメントマーク１５が判別できる態様で写っている。アライメントマーク検出ステップでは、例えば、あらかじめ登録しておいた形状との相関が高い形状を探索するパターンマッチング等の方法で、画像２３内のアライメントマーク１５を見つけ出し、その位置（画像２３内での座標）を求める。

【0032】

上述のように、画像２３を取得する際のチャックテーブル４と撮像ユニット１２との位置関係は、切削装置２の記憶部に記憶されている。よって、この位置関係と、画像２３内でのアライメントマーク１５の位置（座標）とから、制御ユニットは、切削装置２内でのアライメントマーク１５の位置を認識できる。すなわち、制御ユニットは、アライメントマーク１５によって指定される加工予定ライン１９の位置を認識できる。

【0033】

アライメントマーク検出ステップの後には、検出されたアライメントマーク１５の位置に基づき、被加工物１１を切削する切削ステップを行う。図２（Ｂ）は、切削ステップについて説明するための図である。切削ステップは、引き続き切削装置２を用いて行われる。図２（Ｂ）に示すように、切削装置２は、チャックテーブル４の上方に配置された切削ユニット（切削手段、加工ユニット、加工手段）１４を更に備えている。

【0034】

切削ユニット１４は、加工送り方向に対して概ね垂直（割り出し送り方向に対して概ね平行）な回転軸となるスピンドル（不図示）を備えている。スピンドルの一端側には、結合材に砥粒が分散されてなる環状の切削ブレード１６が装着されている。スピンドルの他端側には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、スピンドルの一端側に装着された切削ブレード１６は、この回転駆動源から伝わる力によって回転する。

【0035】

また、スピンドルは、上述した移動機構（不図示）に支持されている。切削ブレード１６は、この移動機構によって、割り出し送り方向、及び鉛直方向に移動する。切削ブレード１６の近傍には、切削ブレード１６や被加工物１１に対して切削液を供給するためのノズル（不図示）が配置されている。

【0036】

切削ステップでは、まず、チャックテーブル４を回転させて、対象となる加工予定ライン１９の伸長する方向を切削装置２の加工送り方向に合わせる。また、チャックテーブル４及び切削ユニット１４を相対的に移動させて、対象となる加工予定ライン１９の延長線上に切削ブレード１６の位置を合わせる。そして、切削ブレード１６の下端を、少なくとも被加工物１１の裏面１１ｂより低い位置まで移動させる。

【0037】

その後、切削ブレード１６を回転させながら加工送り方向にチャックテーブル４を移動させる。併せて、ノズルから、切削ブレード１６及び被加工物１１に対して切削液を供給する。これにより、対象の加工予定ライン１９に沿って切削ブレード１６を切り込ませ、被加工物１１を切削できる。なお、上述したチャックテーブル４の回転や、チャックテーブル４と切削ユニット１４との相対的な移動は、アライメントマーク検出ステップで確認されたアライメントマーク１５（加工予定ライン１９）の位置に基づいて行われる。

【0038】

以上のように、本実施形態の加工方法では、被加工物１１に照射された近赤外線２１ａがアライメントマーク１５で吸収される一方で、他の領域では、近赤外線２１ａが被加工物１１を透過してチャックテーブル（保持テーブル）４に到達する。チャックテーブル４に到達した近赤外線２１ａは、このチャックテーブル４の保持面４ａで反射するので、反射された近赤外線２１ｂに感度がある撮像ユニット（撮像手段）１２で被加工物１１を撮像して画像（撮像画像）２３を形成することによって、この画像２３に基づいてアライメントマーク１５を適切に検出できる。

【0039】

なお、本発明は、上記実施形態の記載に制限されず種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、切削ユニット（切削手段）１４を備える切削装置２を用いて被加工物１１を切削する例について説明しているが、本発明の加工方法は、この態様に限定されない。例えば、レーザー加工ユニット（レーザー加工手段、加工ユニット、加工手段）を備えるレーザー加工装置（加工装置）を用いて、被加工物１１をレーザービームで加工することもできる。

【0040】

その他、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。

【符号の説明】

【0041】

１１ 被加工物
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１３ 基板
１３ａ 表面
１３ｂ 裏面
１５ アライメントマーク（パターン）
１７ コーティング層
１９ 加工予定ライン（ストリート）
２１ａ、２１ｂ 近赤外線
２３ 画像（撮像画像）
２ 切削装置（加工装置）
４ チャックテーブル（保持テーブル）
４ａ 保持面
４ｂ 開口
４ｃ 吸引路
６ バルブ
８ 吸引源
１０ 光源（近赤外線放射手段）
１２ 撮像ユニット（撮像手段）
１４ 切削ユニット（切削手段、加工ユニット、加工手段）
１６ 切削ブレード

【図1】

【図2】