特開 2024-93522 加工装置の制御方法及び加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024093522

(43)【公開日】2024-07-09

(54)【発明の名称】加工装置の制御方法及び加工装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/02 20060101AFI20240702BHJP

   B23Q 17/24 20060101ALI20240702BHJP

   B24B 19/02 20060101ALI20240702BHJP

   B24B 49/12 20060101ALI20240702BHJP

   B23K 26/364 20140101ALI20240702BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20240702BHJP

【ＦＩ】

G01B11/02 G

B23Q17/24 A

B24B19/02

B24B49/12

B23K26/364

H01L21/78 M

H01L21/78 B

H01L21/78 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022209955

(22)【出願日】2022-12-27

(71)【出願人】

【識別番号】000151494

【氏名又は名称】株式会社東京精密

(74)【代理人】

【識別番号】100083116

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲三

(74)【代理人】

【識別番号】100170069

【弁理士】

【氏名又は名称】大原 一樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128635

【弁理士】

【氏名又は名称】松村 潔

(74)【代理人】

【識別番号】100140992

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲政

(72)【発明者】

【氏名】田母神 崇

【テーマコード（参考）】

2F065

3C029

3C034

3C049

4E168

5F063

【Ｆターム（参考）】

2F065AA12

2F065AA30

2F065AA52

2F065BB02

2F065BB17

2F065BB22

2F065CC19

2F065CC31

2F065DD03

2F065FF52

2F065GG24

2F065HH04

2F065HH13

2F065JJ01

2F065JJ09

2F065MM16

2F065PP24

2F065QQ03

2F065QQ28

2F065QQ41

2F065UU06

3C029CC10

3C034AA13

3C034AA19

3C034BB73

3C034BB93

3C034CA11

3C034CA22

3C034CB14

3C034DD10

3C049AA03

3C049AB04

3C049AC02

3C049BA07

3C049BB02

3C049BC01

3C049BC02

3C049CB01

4E168AD02

4E168CA06

4E168CB07

4E168CB15

4E168CB23

4E168HA01

5F063AA02

5F063AA41

5F063AA48

5F063BA07

5F063CB05

5F063CB06

5F063DD06

5F063DD17

5F063DE17

5F063DE23

5F063DE33

5F063DF06

5F063DF11

5F063DF19

5F063FF01

(57)【要約】

【課題】ワークの加工不良を防止可能な加工装置の制御方法及び加工装置を提供する。
【解決手段】ワークＷの表面に加工溝を形成する加工装置（ダイシング装置１０）の制御方法において、加工溝の形成前又は形成後に、ワークＷの表面に形成されている単層又は複層の保護膜９の膜厚ｄを測定する。これにより、保護膜９の未塗布及び局所的な膜厚ｄのバラツキなどを管理したり、保護膜９の断面構成を把握してワークＷの表面へのブレードの切込み量を管理したりすることができるので、ワークＷの加工不良を防止することができる。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークの表面に加工溝を形成する加工装置の制御方法において、
前記加工溝の形成前又は形成後に、前記ワークの表面に形成されている単層又は複層の保護膜の膜厚を測定する加工装置の制御方法。

【請求項2】

前記加工装置がレーザ加工により前記加工溝を形成する場合には、前記ワークの表面に塗布された前記保護膜の膜厚を測定する請求項１に記載の加工装置の制御方法。

【請求項3】

前記加工装置がブレードにより前記加工溝を形成する場合には、前記ワークの表面に元々形成されている前記保護膜の膜厚を測定する請求項１に記載の加工装置の制御方法。

【請求項4】

少なくとも白色干渉法を用いて前記保護膜の膜厚を測定する請求項１から３のいずれか１項に記載の加工装置の制御方法。

【請求項5】

前記ワークの表面に単層の前記保護膜が形成されている場合に、前記白色干渉法を用いて前記保護膜の表面の高さ位置である第１高さ位置を検出し、合焦法を用いて前記保護膜と前記ワークとの境界面の高さ位置である第２高さ位置を検出して、前記第１高さ位置及び前記第２高さ位置の検出結果に基づいて、前記保護膜の膜厚を測定する請求項４に記載の加工装置の制御方法。

【請求項6】

前記保護膜の表面の形状を表す複数の３次元座標データと、前記保護膜の裏面の形状を表す複数の３次元座標データと、を取得し、
前記保護膜の表面及び裏面の前記３次元座標データを、前記ワークの表面に対して垂直な２次元平面上に投影して前記保護膜の表面及び裏面の２次元投影データを生成し、
前記保護膜の表面及び裏面の２次元投影データに基づいて、前記保護膜の表面及び裏面の断面プロファイルを演算し、
前記保護膜の表面及び裏面の断面プロファイルに基づいて、前記保護膜の膜厚を演算する請求項１から３のいずれか１項に記載の加工装置の制御方法。

【請求項7】

ワークの表面に加工溝を形成する加工装置において、
前記加工溝の形成前又は形成後に、前記ワークの表面に形成されている単層又は複層の保護膜の膜厚を測定する膜厚測定部を備える加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークの表面に加工溝を形成する加工装置の制御方法及び加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体ウェーハ等のワークは、複数のデバイスが格子状のストリートによって格子状に区画されている。このワークをストリートに沿って分割することにより個々のデバイスが製造される。ワークを複数のデバイス（チップ）に分割するダイシング装置（加工装置）として、レーザ加工装置及びブレードダイサがよく知られている。

【0003】

レーザ加工装置は、ワークに対してレーザ光学系をストリートに沿った加工送り方向に相対移動させつつレーザ光学系からレーザ光をストリートに照射することでストリートに沿って加工溝を形成するレーザ加工（アブレーション溝加工ともいう）を実行する（特許文献１及び２参照）。ブレードダイサは、ワークに対して高速回転するブレードを相対移動させつつこの高速回転するブレードによりストリートに沿って加工溝を形成する切削加工を実行する（特許文献３参照）。

【0004】

特許文献１から特許文献３に記載のダイシング装置は、白色干渉顕微鏡、レーザ変位計、又は共焦点顕微鏡等の各種３次元形状測定部を用いて加工溝の形状を測定する。これにより、加工溝の品質及び位置精度を確認することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１５－０８５３９７号公報

【特許文献2】特開２０１５－０９９０２６号公報

【特許文献3】特開２０２２－０３７４８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記特許文献１及び特許文献２に記載のレーザ加工装置によりレーザ加工されるワークには、レーザ加工により発生するデブリがワークに付着することを防止するために、予めワークの表面に保護膜が塗布形成されている。この保護膜は、レーザ加工の完了後にワークから除去されるため、加工溝のように形状測定されてはいない。このため、ワークの表面上に形成された保護膜の実膜厚が管理されておらず、保護膜の未塗布及び膜厚バラツキを管理できないという問題がある。その結果、ワークの表面が保護膜により保護されずに、レーザ加工により発生したデブリがワークに付着して加工不良が発生するおそれがある。

【0007】

また、ブレードダイサにより切削加工されるワークの表面にもデバイスを保護するための単層又は複層の保護膜（窒化膜等）が元々形成されている。このブレードダイサによるワーク表面へのブレードの切込み量を管理（測定）する場合において、ワークのデバイス表層付近のどの膜の表面高さを基準として測定するのかが不明瞭になることがある。例えば、保護膜が複層であり、さらに最上層の保護膜が高い光透過性を有している場合には、最上層の保護膜の下層にある保護膜の表面が上述の基準として検出されるおそれがある。このため、ブレードの切込み量の管理が不十分となり、ワークの加工不良が発生するおそれがある。

【0008】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ワークの加工不良を防止可能な加工装置の制御方法及び加工装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の目的を達成するための加工装置の制御方法は、ワークの表面に加工溝を形成する加工装置の制御方法において、加工溝の形成前又は形成後に、ワークの表面に形成されている単層又は複層の保護膜の膜厚を測定する。

【0010】

この加工装置の制御方法によれば、加工溝の形成前又は形成後に、加工装置においてワークの表面に形成されている単層又は複層の保護膜の膜厚を測定することができる。

【0011】

本発明の他の態様に係る加工装置の制御方法において、加工装置がレーザ加工により加工溝を形成する場合には、ワークの表面に塗布された保護膜の膜厚を測定する。これにより、保護膜の未塗布及び局所的な膜厚のバラツキなどを管理することができる。

【0012】

本発明の他の態様に係る加工装置の制御方法において、加工装置がブレードにより加工溝を形成する場合には、ワークの表面に元々形成されている保護膜の膜厚を測定する。これにより、保護膜の断面構成を把握可能であり、ワークの表面へのブレードの切込み量を管理することができる。

【0013】

本発明の他の態様に係る加工装置の制御方法において、少なくとも白色干渉法を用いて保護膜の膜厚を測定する。

【0014】

本発明の他の態様に係る加工装置の制御方法において、ワークの表面に単層の保護膜が形成されている場合に、白色干渉法を用いて保護膜の表面の高さ位置である第１高さ位置を検出し、合焦法を用いて保護膜とワークとの境界面の高さ位置である第２高さ位置を検出して、第１高さ位置及び第２高さ位置の検出結果に基づいて、保護膜の膜厚を測定する。これにより、保護膜の膜厚の測定精度を向上させることができる。

【0015】

本発明の他の態様に係る加工装置の制御方法において、保護膜の表面の形状を表す複数の３次元座標データと、保護膜の裏面の形状を表す複数の３次元座標データと、を取得し、保護膜の表面及び裏面の３次元座標データを、ワークの表面に対して垂直な２次元平面上に投影して保護膜の表面及び裏面の２次元投影データを生成し、保護膜の表面及び裏面の２次元投影データに基づいて、保護膜の表面及び裏面の断面プロファイルを演算し、保護膜の表面及び裏面の断面プロファイルに基づいて、保護膜の膜厚を演算する。これにより、保護膜の膜厚の測定精度を向上させることができる。

【0016】

本発明の目的を達成するための加工装置は、ワークの表面に加工溝を形成する加工装置において、加工溝の形成前又は形成後に、ワークの表面に形成されている単層又は複層の保護膜の膜厚を測定する膜厚測定部を備える。

【発明の効果】

【0017】

本発明は、ワークの加工不良を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】第１実施形態のダイシング装置のブロック図である。

【図2】ダイシング装置によりレーザ加工されるワークの表面の断面拡大図である。

【図3】白色干渉顕微鏡の一例を示した断面図である。

【図4】第１実施形態のダイシング装置によるレーザ加工前（加工溝の形成前）の保護膜の膜厚測定処理の流れを示したフローチャートである。

【図5】白色干渉顕微鏡の垂直走査中に制御装置が取得する干渉信号ＩＳの信号強度の変化を説明するための説明図である。

【図6】第１実施形態のダイシング装置によるレーザ加工後（加工溝の形成後）の保護膜の膜厚測定処理の流れを示したフローチャートである。

【図7】第２実施形態のダイシング装置による保護膜の膜厚測定を説明するための説明図である。

【図8】第２実施形態のダイシング装置によるレーザ加工前の保護膜の膜厚測定処理の流れを示したフローチャートである。

【図9】第２実施形態のダイシング装置によるレーザ加工後（加工溝の形成後）の保護膜の膜厚測定処理の流れを示したフローチャートである。

【図10】第３実施形態のダイシング装置の制御装置の機能ブロック図である。

【図11】第３実施形態の制御装置による保護膜の膜厚演算処理を説明するための説明図である。

【図12】第４実施形態のダイシング装置のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

［第１実施形態］
図１は、本発明の加工装置に相当する第１実施形態のダイシング装置１０のブロック図である。図２は、ダイシング装置１０によりレーザ加工されるワークＷの表面の断面拡大図である。なお、図中のＸＹＺ方向は互いに直交し、このうちＸ方向及びＹ方向は水平方向であり、Ｚ方向は鉛直方向（ワークＷの厚み方向）である。またθ方向は、Ｚ方向を回転軸とする回転方向である。

【0020】

図１及び図２に示すように、第１実施形態のダイシング装置１０は、半導体ウェーハなどのワークＷを複数のチップに分割する割断プロセスの前工程として、ワークＷのストリートに沿って加工溝を形成するレーザ加工を実行するレーザ加工装置である。また、ワークＷの表面（後述の加工ヘッド１６に対向する側の面）には、レーザ加工により発生するデブリがワークＷに付着することを防止するために、スピンコートなどの公知の塗布方法で単層の保護膜９（図２参照）が形成されている。この保護膜９はレーザーグルービングで使用される水溶性保護膜であり光透過性を有している。そして、ダイシング装置１０は、レーザ加工による加工溝の形成前又は形成後に、保護膜９の膜厚ｄの測定を実行する。

【0021】

ダイシング装置１０は、吸着ステージ１２と、ステージ駆動部１４と、加工ヘッド１６と、制御装置１８と、を備える。

【0022】

吸着ステージ１２は、ワークＷの表面とは反対側の裏面を吸着保持する。これにより、ワークＷは、保護膜９が形成されている側の表面が加工ヘッド１６に対向するように、吸着ステージ１２に保持される。

【0023】

ステージ駆動部１４は、モータ駆動機構及びリニアモータなどの公知のアクチュエータにより構成されており、吸着ステージ１２をＸＹＺ方向に移動させると共にθ方向に回転させる。これにより、吸着ステージ１２上のワークＷに対して加工ヘッド１６をＸＹＺθ方向に相対移動させることができる。なお、ワークＷに対して加工ヘッド１６をＸＹＺθ方向に相対移動させる方法は特に限定されず、加工ヘッド１６を移動させたり、或いは吸着ステージ１２及び加工ヘッド１６の双方を移動させたりしてもよい。

【0024】

加工ヘッド１６は、ワークＷのストリートのレーザ加工及び保護膜９の膜厚測定に用いられ、吸着ステージ１２のＺ方向上方側の位置（ワークＷの表面に対向する位置）に配置されている。この加工ヘッド１６は、レーザ光学系２０、アライメント用顕微鏡２２、及び白色干渉顕微鏡２４を備える。なお、本実施形態ではレーザ光学系２０、アライメント用顕微鏡２２、及び白色干渉顕微鏡２４が別体で設けられているが、これらの一部又は全てが一体化されていてもよい。

【0025】

レーザ光学系２０は、後述の制御装置１８の制御の下、ワークＷのストリートに向けてレーザ光を照射する。なお、レーザ光学系２０の構成及びレーザ光の種類について公知技術であるので、ここでは詳細な説明は省略する（例えば上記特許文献１及び特許文献２、特開2022-071402号公報等参照）。レーザ光学系２０からワークＷのストリートに向けてレーザ光を照射した状態で、ステージ駆動部１４により吸着ステージ１２（ワークＷ）を加工送り方向であるＸ方向に移動させることで、ストリートに沿って加工溝が形成される。

【0026】

アライメント用顕微鏡２２（照明光源、カメラを含む）は、後述の制御装置１８の制御の下、ワークＷのレーザ加工前にはこのワークＷに形成されているアライメント基準の撮影を実行し、ワークＷのレーザ加工中にはその加工点を撮影する。アライメント用顕微鏡２２がレーザ加工前に撮影したアライメント基準の撮影画像に基づいてワークＷに対するレーザ光学系２０のアライメントが実行される。また、アライメント用顕微鏡２２がレーザ加工中に撮影した加工点の撮影画像に基づいて加工溝の加工状態等を判別可能である。

【0027】

図３は、本発明の膜厚測定部として機能する白色干渉顕微鏡２４の一例を示した断面図である。図３に示すように、白色干渉顕微鏡２４はミラウ型白色干渉計であり、白色干渉法による保護膜９の膜厚測定に使用される。この白色干渉顕微鏡２４は、ハウジング３０と、白色光源３１と、第１ビームスプリッタ３２と、対物レンズ３３と、ガラスプレート３４と、第２ビームスプリッタ３５と、撮像ユニット３６と、を備える。

【0028】

ハウジング３０は、第１ビームスプリッタ３２と、対物レンズ３３と、ガラスプレート３４と、第２ビームスプリッタ３５と、を収納する。このハウジング３０内において、Ｚ方向の下方側から上方側に向かって第２ビームスプリッタ３５、ガラスプレート３４、対物レンズ３３、及び第１ビームスプリッタ３２が設けられている。また、ハウジング３０の側面には、第１ビームスプリッタ３２の側方側の位置に白色光源３１が取り付けられている。さらに、ハウジング３０の上面には、第１ビームスプリッタ３２の上方側の位置に撮像ユニット３６が取り付けられている。

【0029】

白色光源３１は、吸着ステージ１２（ワークＷ）に対して白色干渉顕微鏡２４が相対的にＺ方向に垂直走査される間、第１ビームスプリッタ３２に向けて白色光Ｌ１を出射する。第１ビームスプリッタ３２は、白色光源３１から入射した白色光Ｌ１の一部を対物レンズ３３に向けて反射する。また、第１ビームスプリッタ３２は、対物レンズ３３から入射した後述の干渉光Ｌ４の一部を透過して撮像ユニット３６に向けて出射する。

【0030】

対物レンズ３３は、第１ビームスプリッタ３２から入射した白色光Ｌ１をワークＷに集光させる。

【0031】

ガラスプレート３４は、その中央部に参照面として機能するミラー３４ａを備える。ガラスプレート３４（ミラー３４ａを除く）は、対物レンズ３３から入射した白色光Ｌ１をそのまま透過して第２ビームスプリッタ３５に向けて出射する。

【0032】

第２ビームスプリッタ３５は、対物レンズ３３によって集光された白色光Ｌ１を測定光Ｌ２と参照光Ｌ３とに分割し、測定光Ｌ２を透過してワークＷの表面に向けて照射すると共に参照光Ｌ３をミラー３４ａに向けて反射する。第２ビームスプリッタ３５を透過した測定光Ｌ２は、保護膜９の表面と、保護膜９の裏面（保護膜９とワークＷの表面との境界面）とで反射されて第２ビームスプリッタ３５に入射する。また、ミラー３４ａで反射された参照光Ｌ３は、第２ビームスプリッタ３５に入射してこの第２ビームスプリッタ３５にてその一部が反射される。これにより、測定光Ｌ２と参照光Ｌ３との干渉光Ｌ４が生成される。この干渉光Ｌ４は、ガラスプレート３４、対物レンズ３３、及び第１ビームスプリッタ３２を経て撮像ユニット３６に入射する。

【0033】

ここで参照光Ｌ３の光路長は一定であるが、測定光Ｌ２の光路長は白色干渉顕微鏡２４の垂直走査に応じて変化する。なお、公知のように、対物レンズ３３の焦点が各種被測定物［ここでは保護膜９の表面、保護膜９の裏面（境界面）］に合った場合に、測定光Ｌ２及び参照光Ｌ３の光路長差がゼロ（ほぼゼロを含む）となり、測定光Ｌ２及び参照光Ｌ３の干渉が強め合う。その結果、干渉光Ｌ４の信号強度が高くなる。

【0034】

撮像ユニット３６は、複数の画素（受光素子）がＸＹ方向に２次元配列されたＣＣＤ（Charge Coupled Device）型又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型の２次元撮像素子を備える。この撮像ユニット３６は、白色干渉顕微鏡２４が１垂直走査（複数回でも可）される間、第１ビームスプリッタ３２から入射した干渉光Ｌ４を画素ごとに撮像することで、画素ごとに干渉光Ｌ４を検出（取得）して画素ごとの干渉光Ｌ４を制御装置１８へ出力する。

【0035】

なお、本実施形態では、白色干渉顕微鏡２４としてミラウ型干渉計を例に挙げて説明したが、例えばマイケルソン型干渉計などの各種被測定物の形状測定に使用される各種干渉計（干渉顕微鏡）を使用してもよい。

【0036】

図１に戻って、制御装置１８は、各種のプロセッサ（Processor）及びメモリ等から構成された演算回路を備える。各種のプロセッサには、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、及びプログラマブル論理デバイス［例えばＳＰＬＤ（Simple Programmable Logic Devices）、ＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）、及びＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Arrays）］等が含まれる。なお、制御装置１８の各種機能は、１つのプロセッサにより実現されてもよいし、同種または異種の複数のプロセッサで実現されてもよい。

【0037】

制御装置１８は、ダイシング装置１０の各部を統括制御して、ワークＷのストリートに対するレーザ光学系２０のアライメント及びストリートのレーザ加工を制御する。

【0038】

制御装置１８は、アライメント時にはステージ駆動部１４を駆動してアライメント用顕微鏡２２の撮影範囲内にワークＷのアライメント基準が含まれるようにワークＷの位置調整を行った後、アライメント用顕微鏡２２によるアライメント基準の撮影を実行させる。そして、制御装置１８は、アライメント用顕微鏡２２から出力されたアライメント基準の撮影画像に基づいて公知の方法でワークＷとレーザ光学系２０とのＸＹＺ方向の相対位置関係を検出する。次いで、制御装置１８は、この相対位置関係の検出結果に基づいて、ステージ駆動部１４を駆動してワークＷのストリートの加工開始位置にレーザ光学系２０の光軸を位置合わせするアライメントを実行する。

【0039】

また、制御装置１８は、ワークＷのストリートのレーザ加工時には、上述のアライメント完了後にレーザ光学系２０からストリートに対してレーザ光を照射させながら、ステージ駆動部１４を駆動してワークＷをＸ方向に移動させることで、ストリートに沿って加工溝を形成する。そして、制御装置１８は、１ストリート分のレーザ加工が完了すると、ステージ駆動部１４を駆動して次のストリートの加工開始位置にレーザ光学系２０の光軸を位置合わせした後、レーザ光学系２０からのレーザ光の照射と、ステージ駆動部１４によるワークＷのＸ方向の移動と、を繰り返し実行させる。以下同様にして、制御装置１８は全てのストリートのレーザ加工を実行させる。

【0040】

さらに、制御装置１８は、レーザ加工前（加工溝の形成前）又はレーザ加工後（加工溝の形成後）に、ステージ駆動部１４及び白色干渉顕微鏡２４を制御して、白色干渉法による保護膜９の膜厚測定を実行する。

【0041】

図４は、本発明の加工装置の制御方法に係る、第１実施形態のダイシング装置１０によるレーザ加工前（加工溝の形成前）の保護膜９の膜厚測定処理の流れを示したフローチャートである。

【0042】

図４に示すように、保護膜９が塗布されたワークＷが吸着ステージ１２上にセットされると（ステップＳ１）、制御装置１８は保護膜９の膜厚測定処理を開始する。最初に制御装置１８は、ステージ駆動部１４を制御してワークＷのＸＹ方向位置を調整することで、ワークＷの任意或いは予め指定された測定エリアに白色干渉顕微鏡２４の光軸を位置合わせする。

【0043】

次いで、制御装置１８は、ステージ駆動部１４を制御して白色干渉顕微鏡２４の垂直走査（ステップＳ２）を開始させる。また同時に制御装置１８は、白色干渉顕微鏡２４の白色光源３１からの白色光Ｌ１の出射と、撮像ユニット３６による干渉光Ｌ４の撮像及び干渉信号ＩＳの出力と、を実行させる。これにより、制御装置１８は、白色干渉顕微鏡２４の垂直走査が実行されている間、撮像ユニット３６からその画素ごとに干渉信号ＩＳを連続的に取得する（ステップＳ３、ステップＳ４でＮＯ）。

【0044】

図５は、白色干渉顕微鏡２４の垂直走査中に制御装置１８が取得する干渉信号ＩＳの信号強度の変化を説明するための説明図である。図５に示すように、白色干渉顕微鏡２４の垂直走査中に対物レンズ３３の焦点が保護膜９の表面に合った場合と保護膜９の裏面に合った場合とにおいて、測定光Ｌ２及び参照光Ｌ３の光路長差がほぼゼロとなるので干渉信号ＩＳの強度が高くなる。このため、制御装置１８は、干渉信号ＩＳの強度が高くなる白色干渉顕微鏡２４のＺ方向位置（高さ位置）を検出することで、保護膜９の表面のＺ方向位置である第１高さ位置Ｈ１と、保護膜９の裏面（保護膜９とワークＷの表面との境界面）のＺ方向位置である第２高さ位置Ｈ２と、を演算することができる。また、制御装置１８は、第１高さ位置Ｈ１と第２高さ位置Ｈ２との差分を演算することで保護膜９の膜厚ｄを演算することができる。

【0045】

図４に戻って、白色干渉顕微鏡２４の垂直走査が完了すると（ステップＳ４でＹＥＳ）、制御装置１８は、この垂直走査中の白色干渉顕微鏡２４のＺ方向位置と撮像ユニット３６の画素ごとに取得した干渉信号ＩＳと、に基づいて、撮像ユニット３６の画素ごとに、保護膜９の表面の第１高さ位置Ｈ１及び裏面の第２高さ位置Ｈ２を演算する（ステップＳ５）。

【0046】

次いで、制御装置１８は、撮像ユニット３６の画素ごとに、第１高さ位置Ｈ１と第２高さ位置Ｈ２の高さ位置との差分を演算することで、上述の測定エリア内の保護膜９の膜厚ｄ（膜厚分布）を演算する（ステップＳ６）。これにより、保護膜９の未塗布及び局所的な膜厚ｄのバラツキなどを管理することができる。

【0047】

保護膜９の膜厚測定が完了すると、制御装置１８は、ステージ駆動部１４及びアライメント用顕微鏡２２を制御してワークＷのストリートの加工開始位置に対するレーザ光学系２０の光軸のアライメントを実行させた後、ステージ駆動部１４及びレーザ光学系２０を制御してストリートに対するレーザ加工を実行させる（ステップＳ７）。保護膜９の未塗布及び局所的な膜厚ｄのバラツキなどが管理されているので、レーザ加工により発生したデブリがワークＷに付着して加工不良が発生することが防止される。またレーザ加工後の溝測定においても、保護膜９の膜厚を考慮した深さ算出を行うことで膜厚を除いた真の加工溝の加工深さを測定できる。

【0048】

図６は、本発明の加工装置の制御方法に係る、第１実施形態のダイシング装置１０によるレーザ加工後（加工溝の形成後）の保護膜９の膜厚測定処理の流れを示したフローチャートである。図６に示すように、ワークＷのレーザ加工前に図４に示した保護膜９の膜厚測定処理（ステップＳ２からステップＳ６）を実行する代わりに、ワークＷのレーザ加工後（ステップＳ１Ａ）に保護膜９の膜厚測定処理（ステップＳ２からステップＳ６）を実行してもよい。

【0049】

以上のように第１実施形態のダイシング装置１０では、レーザ加工前又はレーザ加工後にワークＷの表面上に塗布された保護膜９の膜厚を測定することで、保護膜９の未塗布及び局所的な膜厚ｄのバラツキなどを管理することができ、その結果、ワークＷの加工不良の発生が防止される。またレーザ加工後の溝測定においても、保護膜９の膜厚を考慮した深さ算出を行うことで膜厚を除いた真の加工溝の加工深さを測定できる。

【0050】

なお、上記第１実施形態では保護膜９が単層である場合を例に挙げて説明したが、保護膜９が複層であってもよい。この場合には、白色干渉顕微鏡２４の対物レンズ３３の焦点が、最上層の保護膜９の表面、各保護膜９の境界面、及び最下層の保護膜９の裏面（ワークＷの表面との境界面）にそれぞれ合った場合に、干渉信号ＩＳの強度が高くなる。このため、制御装置１８は、干渉信号ＩＳの強度が高くなる白色干渉顕微鏡２４のＺ方向位置（高さ位置）を検出することで、各保護膜９の表裏面の高さ位置をそれぞれ演算することができ、その結果、各保護膜９の膜厚を個別に演算することができる。

【0051】

［第２実施形態］
図７は、第２実施形態のダイシング装置１０による保護膜９の膜厚測定を説明するための説明図である。図７の符号７Ａに示すように、上記第１実施形態のダイシング装置１０では、白色干渉法（白色干渉顕微鏡２４）を用いて保護膜９の表裏面の第１高さ位置Ｈ１及び第２高さ位置Ｈ２の両方を測定している。この際に、白色干渉法は保護膜９の表面のような平坦面の高さ位置の測定には適しているが、凹凸面の高さ位置の測定には適してない。具体的には保護膜９の裏面、すなわち保護膜９とワークＷの表面との境界面が、ワークＷの表面に形成されているストリートのパターン等の影響で凹凸面になっている場合には、保護膜９の裏面に対応する干渉信号ＩＳにノイズ等の外乱が発生するおそれがある。また、保護膜９の裏面の干渉信号ＩＳの強度は、保護膜９の表面の干渉信号ＩＳの強度よりも低下するおそれがある。このため、白色干渉法では第２高さ位置Ｈ２が正確に測定されないおそれがある。

【0052】

そこで、図７の符号７Ｂに示すように、第２実施形態のダイシング装置１０では、保護膜９の表面の第１高さ位置Ｈ１については第１実施形態と同様に白色干渉法を用いて測定するが、保護膜９の裏面の第２高さ位置Ｈ２については合焦法（フォーカスバリエーション法）を用いて測定する。

【0053】

合焦法は、凹凸のある被測定面（ここでは保護膜９の裏面）の形状測定に適した方法である。例えば第２実施形態では、制御装置１８の制御の下、本発明の膜厚測定部として機能するアライメント用顕微鏡２２を垂直走査しながらアライメント用顕微鏡２２による保護膜９及びワークＷの撮影を繰り返し実行して、アライメント用顕微鏡２２により撮影された複数の撮影画像の画素ごとに合焦度ＥＶ（評価値）を演算する（例えば特開2021-124429号公報参照）。そして、制御装置１８により各撮影画像の同一座標の画素ごとに合焦度が最大になるＺ方向位置を決定することで、保護膜９の裏面の３次元形状（３次元座標群）が得られ、その結果、保護膜９の裏面の第２高さ位置Ｈ２も求められる。

【0054】

第２実施形態のダイシング装置１０は、上記第１実施形態のダイシング装置１０と基本的に同じ構成であるので、上記第１実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。なお、第２実施形態のダイシング装置１０では、合焦法にアライメント用のアライメント用顕微鏡２２を利用しているが、専用の撮影装置を別途設けてもよいし、或いは白色干渉顕微鏡２４のガラスプレート３４（ミラー３４ａ）を挿脱可能にすることで白色干渉顕微鏡２４による合焦法の測定を可能にしてもよい。また、第２実施形態では、ワークＷの表面上に形成される保護膜９は単層であるものとする。

【0055】

第２実施形態の制御装置１８は、レーザ加工前又はレーザ加工後に、ステージ駆動部１４、アライメント用顕微鏡２２、及び白色干渉顕微鏡２４を制御して、白色干渉法による保護膜９の表面の第１高さ位置Ｈ１の測定と、合焦法による保護膜９の裏面の第２高さ位置Ｈ２の測定と、を実行することで、保護膜９の膜厚測定を実行する。

【0056】

図８は、本発明の加工装置の制御方法に係る、第２実施形態のダイシング装置１０によるレーザ加工前の保護膜９の膜厚測定処理の流れを示したフローチャートである。図８に示すように、第１実施形態と同様に、レーザ加工前のワークＷが吸着ステージ１２上にセットされると（ステップＳ１）、制御装置１８が、ステージ駆動部１４を制御してワークＷのＸＹ方向位置を調整することで、ワークＷの測定エリアにアライメント用顕微鏡２２及び白色干渉顕微鏡２４のそれぞれの光軸を位置合わせする。

【0057】

次いで、制御装置１８は、ステージ駆動部１４を制御して吸着ステージ１２及びワークＷをＺ方向に移動させることで、白色干渉顕微鏡２４及びアライメント用顕微鏡２２の垂直走査（ステップＳ２Ａ）を開始させる（両者の垂直走査は同時でなくてもよい）。また同時に制御装置１８は、白色干渉顕微鏡２４による白色光Ｌ１の出射、干渉光Ｌ４の撮像、及び干渉信号ＩＳの出力と、アライメント用顕微鏡２２による撮影と、を実行させる。これにより、制御装置１８は、垂直走査される白色干渉顕微鏡２４の撮像ユニット３６からその画素ごとに干渉信号ＩＳを連続的に取得すると共に、垂直走査されるアライメント用顕微鏡２２から保護膜９等の撮影画像を連続的に取得する（ステップＳ３Ａ、ステップＳ４ＡでＮＯ）。

【0058】

白色干渉顕微鏡２４及びアライメント用顕微鏡２２の垂直走査が完了すると（ステップＳ４ＡでＹＥＳ）、制御装置１８は、第１実施形態と同様に垂直走査中の白色干渉顕微鏡２４のＺ方向位置と撮像ユニット３６の画素ごとに取得した干渉信号ＩＳと、に基づいて、撮像ユニット３６の画素ごとに保護膜９の表面の第１高さ位置Ｈ１を演算する。また、制御装置１８は、アライメント用顕微鏡２２により撮影された複数の撮影画像の画素ごとに合焦度ＥＶを演算して、各撮影画像の同一座標の画素ごとに合焦度が最大になるＺ方向位置を決定することで、この画素ごとに保護膜９の裏面（境界面）の第２高さ位置Ｈ２を演算する（ステップＳ５Ａ）。これにより、保護膜９の表面の第１高さ位置Ｈ１の測定に適した白色干渉法と、保護膜９の裏面の第２高さ位置Ｈ２の測定に適した合焦法と、を組み合わせて保護膜９の膜厚測定を実行することができる。

【0059】

以下、第１実施形態（図４参照）と同様に、制御装置１８による保護膜９の膜厚ｄの演算が実行された後（ステップＳ６）、レーザ光学系２０等によるワークＷのストリートに対するレーザ加工が実行される（ステップＳ７）。

【0060】

図９は、本発明の加工装置の制御方法に係る、第２実施形態のダイシング装置１０によるレーザ加工後（加工溝の形成後）の保護膜９の膜厚測定処理の流れを示したフローチャートである。図９に示すように、第１実施形態（図６参照）と同様に、ワークＷのレーザ加工後（ステップＳ１Ａ）に第２実施形態の保護膜９の膜厚測定処理（ステップＳ２ＡからステップＳ６）を実行してもよい。

【0061】

以上のように第２実施形態では、保護膜９の表面の第１高さ位置Ｈ１の測定に適した白色干渉法と、保護膜９の裏面の第２高さ位置Ｈ２の測定に適した合焦法と、を組み合わせて保護膜９の膜厚測定を実行することで、第１実施形態よりも保護膜９の膜厚ｄの測定精度を向上させることができる。また、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。

【0062】

［第３実施形態］
図１０は、第３実施形態のダイシング装置１０の制御装置１８の機能ブロック図である。第３実施形態のダイシング装置１０は、垂直走査中の白色干渉顕微鏡２４のＺ方向位置と撮像ユニット３６の画素ごとに取得した干渉信号ＩＳと、に基づいて、上記第１実施形態とは異なる方法で保護膜９の膜厚ｄを演算する。なお、第３実施形態のダイシング装置１０は、制御装置１８が座標データ取得部４０、投影データ生成部４２、断面プロファイル生成部４４、及び膜厚演算部４６として機能する点を除けば、上記第１実施形態のダイシング装置１０と基本的に同じ構成である。このため、上記第１実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。

【0063】

図１１は、第３実施形態の制御装置１８（座標データ取得部４０、投影データ生成部４２、断面プロファイル生成部４４、及び膜厚演算部４６）による保護膜９の膜厚演算処理を説明するための説明図である。

【0064】

図１１及び既述の図１０に示すように、座標データ取得部４０は、白色干渉顕微鏡２４の垂直走査中に、白色干渉顕微鏡２４のＺ方向位置と、撮像ユニット３６の画素（ＸＹ座標）ごとに出力された干渉信号ＩＳと、を取得する。そして、座標データ取得部４０は、白色干渉顕微鏡２４のＺ方向位置と撮像ユニット３６の画素（ＸＹ座標）ごとの干渉信号ＩＳとに基づいて、測定エリア内での保護膜９の表面の形状を表す３次元座標データ群５０Ａと、測定エリア内での保護膜９の裏面の形状を表す３次元座標データ群５０Ｂと、を取得する。これら３次元座標データ群５０Ａ，５０Ｂは、それぞれ複数の３次元座標データ（ＸＹＺ座標データ）により構成される点群データ（ドットデータ群）である。

【0065】

投影データ生成部４２は、保護膜９の表裏面の３次元座標データ群５０Ａ，５０Ｂの各ドットを、ワークＷの表面（保護膜９の表裏面）に対して垂直な仮想の２次元平面、例えば加工送り方向であるＸ方向に対して垂直な仮想の２次元平面５２上（ＹＺ平面上）に投影して、保護膜９の表裏面に対応する２次元投影データ５４Ａ，５４Ｂを生成する。２次元投影データ５４Ａ，５４Ｂには、Ｘ方向に沿った保護膜９の表裏面の凹凸が反映されている。

【0066】

断面プロファイル生成部４４は、投影データ生成部４２が生成した保護膜９の表裏面の２次元投影データ５４Ａ，５４Ｂに対して、ノイズ除去処理及び統計処理などを施すことで、保護膜９の表裏面の断面プロファイルを演算する。ここで、２次元投影データ５４Ａ，５４ＢにはＸ方向に沿った保護膜９の表裏面の凹凸が反映されている。このため、２次元投影データ５４Ａ，５４Ｂには同一Ｙ座標で複数のＺ位置に保護膜９の表裏面の情報があらわれるが、２次元投影データ５４Ａ，５４Ｂをノイズ除去及び統計処理することにより確度の高い保護膜９の表裏面の断面プロファイルが得られる。

【0067】

ここで、白色干渉顕微鏡２４による保護膜９の膜厚測定中に振動が生じると、その測定結果（３次元座標データ群５０Ａ，５０Ｂ）にばらつきが生じてしまう。例えば、ダイシング装置１０には、高精度・高耐久性を目的としてステージ駆動部１４にエアガイド／リニアモータを用いる場合があるが、この場合には吸着ステージ１２の規制力が弱くなる。このため、ダイシング装置１０の設置床環境での外乱振動、及びダイシング装置１０に搭載された他ユニット（スピン洗浄等）による振動などにより、保護膜９の膜厚測定中に吸着ステージ１２が微揺動する場合には、保護膜９の膜厚測定結果に誤差（ばらつき）が生じてしまう。

【0068】

このような問題に対しては高剛性のステージを設計する必要があるが、本実施形態のように断面プロファイルを演算することで、ダイシング装置１０が許容できる精度レベルの振動抑制を行っておけば、３次元座標データ群５０Ａ，５０ＢをＸ方向に積算・投影する効果により統計的な解析が可能となりロバスト性の向上を実現できる。その結果、第１実施形態よりも保護膜９の膜厚ｄの測定精度を向上させることができる。

【0069】

膜厚演算部４６は、断面プロファイル生成部４４が生成した保護膜９の表裏面の断面プロファイルに基づいて、保護膜９の膜厚ｄを演算する。

【0070】

以上のように第３実施形態のダイシング装置１０では、保護膜９の表裏面の３次元座標データ群５０Ａ，５０Ｂから保護膜９の表裏面の２次元投影データ５４Ａ，５４Ｂを生成し、さらに２次元投影データ５４Ａ，５４Ｂから保護膜９の表裏面の断面プロファイルを演算することで、保護膜９の膜厚ｄの測定精度を向上させることができる。また、ワークＷへの加工溝の形成後に保護膜９の膜厚測定を実行する場合には、測定エリア内に加工溝を含めることで、加工溝の形状を表す３次元座標データ群の取得、加工溝の２次元投影データの生成、及び加工溝の断面プロファイルの生成も同時に実行することができる。

【0071】

なお、第３実施形態のダイシング装置１０では、白色干渉法を用いて保護膜９の表裏面の３次元座標データ群５０Ａ，５０Ｂを取得しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば第３実施形態のダイシング装置１０が、上記第２実施形態のダイシング装置１０と同様に、白色干渉法を用いて保護膜９の表面の３次元座標データ群５０Ａを取得し、合焦法を用いて保護膜９の裏面の３次元座標データ群５０Ｂを取得してもよい。これにより、保護膜９の膜厚ｄの測定精度をより向上させることができる。

【0072】

［第４実施形態］
図１２は、第４実施形態のダイシング装置１０のブロック図である。上記各実施形態では、ダイシング装置１０としてレーザ加工装置を例に挙げて説明したが、図１２に示すように、ブレードを用いてワークＷのストリートに対して切削加工を行うダイシング装置１０（ブレードダイサ）にも本発明を適用可能である。

【0073】

ここで第４実施形態のダイシング装置１０（ブレードダイサ）により切削加工されるワークＷの表面上に形成されている保護膜９は、上記各実施形態で説明したレーザ加工用の保護膜９とは異なり、パッシベーション膜（窒化膜など）ワークＷの表面に元々形成されている単層又は複層の膜である。

【0074】

第４実施形態のダイシング装置１０は、レーザ光学系２０の代わりにツインスピンドルダイサ６０（スピンドルダイサであればツインスピンドルダイサ６０ではなくてもよい）を備える点を除けば、上記各実施形態のダイシング装置１０と基本的に同じ構成である。このため、上記各実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。

【0075】

ツインスピンドルダイサ６０は、一対の円盤状のブレードと、一対のブレードをそれぞれ高速回転させる一対のスピンドルモータと、を備える。なお、ツインスピンドルダイサ６０の構成については公知技術（上記特許文献３参照）であるので、ここでは具体的な説明は省略する。

【0076】

第４実施形態の制御装置１８は、ツインスピンドルダイサ６０による切削加工前（加工溝の形成前）又は切削加工後（加工溝の形成後）に、上記各実施形態と同様に、ダイシング装置１０の各部を制御して保護膜９の膜厚測定処理を実行する。

【0077】

以上のように第４実施形態のダイシング装置１０においても、切削加工前又は切削加工後にワークＷの表面上に元々形成されている保護膜９の膜厚を測定することできる。第４実施形態のダイシング装置１０のようなブレードダイサでは、ワークＷの表面へのブレードの切込み量を管理しているが、例えば保護膜９が複層であり、さらに最上層の保護膜９が透明である場合にはその下層の保護膜９の表面が最上層の保護膜９の表面として検出される場合がある。この際に第４実施形態のダイシング装置１０のように各保護膜９の膜厚ｄを測定することで、各保護膜９の断面構成を把握可能であり、その結果、どの保護膜９を切込み量の管理の基準とするのかを明確に定義することができる。その結果、ブレードの切込み量の管理が不十分となりワークの加工不良が発生することが防止される。

【0078】

［その他］
上記各実施形態では、白色干渉法或いは合焦法を用いてワークＷの表面上の保護膜９の膜厚測定を実行しているが、公知の他の方法（膜厚測定部）を用いてワークＷの表面上の保護膜９の膜厚測定を実行してもよい。

【0079】

上記各実施形態では、ダイシング装置１０（加工装置）においてワークＷの表面上の保護膜９の膜厚測定を実行しているが、ダイシング装置１０とは別体の保護膜９の膜厚測定装置を用いてワークＷの表面上の保護膜９の膜厚測定（膜厚測定方法）を実行してもよい。

【符号の説明】

【0080】

９…保護膜
１０…ダイシング装置
１２…吸着ステージ
１４…ステージ駆動部
１６…加工ヘッド
１８…制御装置
２０…レーザ光学系
２２…アライメント用顕微鏡
２４…白色干渉顕微鏡
３０…ハウジング
３１…白色光源
３２…第１ビームスプリッタ
３３…対物レンズ
３４…ガラスプレート
３４ａ…ミラー
３５…第２ビームスプリッタ
３６…撮像ユニット
４０…座標データ取得部
４２…投影データ生成部
４４…断面プロファイル生成部
４６…膜厚演算部
５０Ａ…３次元座標データ群
５０Ｂ…３次元座標データ群
５２…２次元平面
５４Ａ…２次元投影データ
５４Ｂ…２次元投影データ
６０…ツインスピンドルダイサ
ＥＶ…合焦度
Ｈ１…第１高さ位置
Ｈ２…第２高さ位置
ＩＳ…干渉信号
Ｌ１…白色光
Ｌ２…測定光
Ｌ３…参照光
Ｌ４…干渉光
Ｗ…ワーク
ｄ…膜厚

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】