JP4377702B2 - 切削溝の計測方法 - Google Patents

Description

本発明は、切削ブレードによって切削される切削溝、更に詳しくは第１の切削ブレードと第２の切削ブレードによって段階的に切削される第１の切削溝と第２の切削溝の位置をそれぞれ計測する切削溝の計測方法に関する。

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路を形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することにより回路が形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。

ストリートの表面にテスト エレメント グループ（Ｔｅｇ）と称するテスト用の金属パターンが部分的に配設されている半導体ウエーハがある。このようにストリートにＴｅｇが配設された半導体ウエーハをシリコン等の半導体素材を切削する切削ブレードによって切削すると、切削ブレードに目詰まりが生じたり、半導体ウエーハを損傷させるという問題がある。

上述した問題を解消するために、近年２つの切削ユニットを具備した切削装置を用い、第１の切削ユニットに装着された第１の切削ブレードによってストリートに配設されたＴｅｇを除去する第１の切削溝を形成することにより半導体素材を露出させ、その後に第２の切削ユニットに装着された第２の切削ブレードにより第１の切削溝に沿って半導体素材を切断する第２の切削溝を形成する方法が採用されている。
また、上述したＴｅｇ等が配設されていない半導体ウエーハにおいても、２つの切削ユニットを具備した切削装置を用い、第１の切削ユニットに装着された第１の切削ブレードにより半導体ウエーハのストリートに沿ってＶ字状の第１の切削溝を形成し、その後第２の切削ユニットに装着された第２の切削ブレードによりＶ字状の第１の切削溝に沿って切断する第２の切削溝を形成することにより、半導体チップの外周に面取りを形成する方法が採用されている。

なお、切削装置は、切削ブレードによって半導体ウエーハのストリートに沿って正確に切削するために、切削すべき領域を検出する撮像手段を具備しており、この撮像手段に形成された基準線と切削ブレードが一致するように位置決めされている。

しかるに、切削ブレードを装着する回転スピンドルは、稼働によって発生する熱により熱膨張する。この結果、回転スピンドルに装着された切削ブレードが変位し、ストリートの中心からズレる。このため、所定時間稼働したら定期的に切削溝を撮像手段の直下に位置付け、撮像手段に形成された基準線と切削溝とのズレを計測することにより切削ブレードの変位量を検出し、この切削ブレードの変位量に対応して切削ユニット即ち切削ブレードの位置を調整する調整作業を実施している。

上述した撮像手段の基準線と切削溝とのズレの計測には、次のような問題がある。
即ち、第１の切削ブレードによって形成された第１の切削溝については撮像手段によって撮像することができるので第１の切削溝と撮像手段の基準線とのズレを計測することができるが、第２の切削ブレードによって形成された第２の切削溝は第１の切削溝に沿って形成されるため撮像手段によって第２の切削溝の位置を検出することができず、第２の切削溝と撮像手段の基準線とのズレを計測することができない。

なお、切削ブレードによって切削された切削溝と上記撮像手段に形成された基準線とのズレを計測する方法として、半導体ウエーハの裏面にダイシングテープを貼着し、切削ブレードによって半導体ウエーハを切削する際に、半導体ウエーハを越えてダイシングテープを切削し、このダイシングテープに形成された切削溝を撮像手段によって撮像することにより、切削溝と撮像手段に形成された基準線とのズレを計測する技術が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
特許第３２８０７３６号公報

而して、切削ブレードは、その厚さが薄く柔軟であるため半導体ウエーハのような硬質材料を切削すると表面から裏面に渡り湾曲して切り込まれる場合があり、ダイシングテープに形成された切削溝の位置と切削ブレードの位置とは一致しないという問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、第１の切削ブレードと第２の切削ブレードによって段階的に切削される第１の切削溝と第２の切削溝を正確に計測する切削溝の計測方法を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、ウエーハ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ウエーハに切削加工を施す第１の切削ブレードを備えた第１の切削手段と、該第１の切削手段によって切削された領域に更に切削加工を施す第２の切削ブレードを備えた第２の切削手段と、切削すべき領域を検出する基準線を備えた撮像手段とを具備する切削装置を用い、
該撮像手段によってチャックテーブルに保持されたウエーハの切削すべき領域を検出する工程と、該第１の切削手段によってウエーハの切削すべき領域に所定深さの第１の切削溝を形成する工程と、該第２の切削手段によって該第１の切削溝に沿って第２の切削溝を形成する工程とを実施している際に、ウエーハに形成された該第１の切削溝と該第２の切削溝の位置を計測する計測方法であって、
該第１の切削溝の位置を計測する際には、ウエーハに形成された該第１の切削溝を該撮像手段で撮像して基準線との位置関係を計測し、
該第２の切削溝の位置を計測する際には、該第１の切削溝を形成する前に回路が形成されていない領域であるウエーハの外周部に該第２の切削手段によって該第１の切削溝の深さよりも浅い計測溝を形成し、該計測溝を該撮像手段により撮像して基準線との位置関係を計測する、
ことを特徴とする切削溝の計測方法が提供される。

本発明による切削溝の計測方法によれば、第２の切削溝の位置を計測する際には、第１の切削溝を形成する前に回路が形成されていない領域であるウエーハの外周部に該第２の切削手段によって該第１の切削溝の深さよりも浅い計測溝を形成し、該計測溝を撮像手段により撮像して基準線との位置関係を計測するので、計測溝即ち第２の切削溝と基準線との位置関係を正確に計測することができる。

以下、本発明による切削溝の計測方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１には、本発明による切削溝の計測方法を適用する切削装置の一実施形態の斜視図が示されている。
図示の実施形態における切削装置は、静止基台２を具備している。この静止基台２の側面にはカセット載置機構３が配設されている。カセット載置機構３は、静止基台２の側面に上下方向に設けられた２本のガイドレール３１、３１に摺動可能に配設されたカセット載置台３２と、カセット載置台３２をガイドレール３１、３１に沿って上下方向（矢印Ｚで示す方向）に移動させるための昇降手段３３を具備している。そして、カセット載置台３２の上面には、被加工物である半導体ウエーハを収納するカセット４が載置される。このカセット４に収容される半導体ウエーハ１０は、図２に示すように表面１０ａに複数のストリート１０１が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート１０１によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路１０２が形成されている。この半導体ウエーハ１０は、図３に示すように環状のダイシングフレーム１１に装着されたダイシングテープ１２の表面に貼着される。このようにダイシングテープ１２を介してダイシングフレーム１１に支持された半導体ウエーハ１０は、上記カセット４に収容される。

図１に戻って説明を続けると、図示の実施形態における切削装置は、上記カセット載置台３２上に載置されたカセット４に収納されている加工前の半導体ウエーハ１０を搬出するとともに、カセット４に加工後の半導体ウエーハ１０を搬入するための被加工物搬出入機構５を具備している。被加工物搬出入機構５は、半導体ウエーハ１０を保持するハンド５１と、該ハンド５１を支持するハンド支持部材５２と、該ハンド支持部材５２に支持されたハンド５１を矢印Ｙで示す方向に移動せしめるハンド移動手段５３とからなっている。ハンド５１は、薄板材によってフォーク状に形成され、その表面には内部に形成された図示しない通路と連通する吸引保持孔５１１が形成されており、この吸引保持孔５１１は上記図示しない通路を介して図示しない吸引制御手段に連通されている。ハンド移動手段５３は、静止基台２の前面に矢印Ｙで示す方向に延在して配設され回転可能に支持された雄ねじロッド５３１と、該雄ねじロッド５３１を回転せしめる正転および逆転可能なパルスモータ５３２とからなっており、雄ねじロッド５３１に上記ハンド支持部材５２の基端部に設けられた雌ねじ穴５２１が螺合するようになっている。従って、パルスモータ５３２を一方向に回転駆動するとハンド支持部材５２に支持されたハンド５１は矢印Ｙ１で示す方向に移動せしめられ、パルスモータ５３２を他方向に回転駆動するとハンド支持部材５２に支持されたハンド５１は矢印Ｙ２で示す方向に移動せしめられる。即ち、ハンド移動手段５３は、ハンド５１を上記カセット載置台３２上に載置されたカセット４内に進入する進入位置と、後述するチャックテーブルの被加工物載置領域の上方位置である搬出位置と、該搬出位置から退避する退避位置に作動する。

図示の実施形態における切削装置は、上記被加工物搬出入機構５によって搬出された被加工物を保持するチャックテーブル機構６と、該チャックテーブル機構６に保持された被加工物を切削する切削機構７と、該切削機構７によって切削された被加工物を洗浄する洗浄機構８と、上記被加工物搬出入機構５によって搬出された被加工物をチャックテーブル機構６の後述するチャックテーブルに搬送するとともに該チャックテーブルに保持された加工後の被加工物を洗浄機構８に搬送する被加工物搬送機構９を具備している。

チャックテーブル機構６は、静止基台２上に固定された支持台６１と、該支持台６１上に矢印Ｘで示す方向に沿って平行に配設された２本のガイドレール６２、６２と、該ガイドレール６２、６２上に矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設された被加工物を保持するチャックテーブル６３を具備している。このチャックテーブル６３は、ガイドレール６２、６２上に移動可能に配設された吸着チャック支持台６３１と、該吸着チャック支持台６３１上に装着された吸着チャック６３２とを具備している。吸着チャック６３２は、図示しない負圧制御手段に接続されており、適宜負圧が作用せしられるようになっている。従って、吸着チャック６３２上に載置された被加工物である半導体ウエーハは、図示しない負圧制御手段を作動することにより吸着チャック６３２上に吸引保持される。

また、チャックテーブル機構６は、チャックテーブル６３を２本のガイドレール６２、６２に沿って矢印Ｘで示す方向に移動させるためのチャックテーブル移動手段６４を具備している。チャックテーブル移動手段６４は、上記２本のガイドレール６２、６２の間に平行に配設された雄ネジロッド６４１と、吸着チャック支持台６３１に装着され雄ネジロッド６４１に螺合する図示しない雌ネジブロックと、雄ネジロッド６４１を回転駆動するための図示しないパルスモータ等の駆動源を含んでいる。従って、図示しないパルスモータによって雄ネジロッド６４１を回動することにより、チャックテーブル６３が矢印Ｘで示す方向に移動せしめられる。即ち、チャックテーブル６３は被加工物載置領域６ａから加工領域６ｂの間を移動することができる。なお、上記チャックテーブル機構６は、吸着チャック６３２を回転する図示しない回転機構を具備している。

次に、上記切削機構７について説明する。
切削機構７は、上記静止基台２上に固定された門型の支持台７１を具備している。この門型の支持台７１は、上記切削領域６ｂを跨ぐように配設されている。支持台７１の側壁には矢印Ｙで示す方向に沿って平行に配設された２本のガイドレール７１１、７１１が設けられているとともに、該２本のガイドレール７１１、７１１の間に平行に２本の雄ネジロッド７２１ａ、７２１ｂが配設されている。このガイドレール７１１、７１１に沿って第１の基部７３ａおよび第２の基部７３ｂがそれぞれ矢印Ｙで示す方向に摺動可能に配設されている。第１の基部７３ａおよび第２の基部７３ｂにはそれぞれ上記雄ネジロッド７２１ａおよび７２１ｂに螺合する図示しない駆動雌ネジブロックが装着されており、この駆動雌ネジブロックをパルスモータ７２２ａ、７２２ｂによって回動することにより、第１の基部７３ａおよび第２の基部７３ｂをガイドレール７１１、７１１に沿って矢印Ｙで示す方向に移動するとができる。

上記第１の基部７３ａおよび第２の基部７３ｂにはそれぞれ一対のガイドレール７３１ａおよび７３１ｂが矢印Ｚで示す切り込み送り方向に沿って設けられており、このガイドレール７３１ａおよび７３１ｂに沿って第１の懸垂ブラケット７４ａおよび第２の懸垂ブラケット７４ｂがそれぞれ矢印Ｚで示す切り込み送り方向に摺動可能に配設されている。第１の基部７３ａおよび第２の基部７３ｂにはそれぞれパルスモータ７５ａおよび７５ｂ等の駆動源によって回動せしめられる図示しない雄ネジロッドが配設されており、第１の懸垂ブラケット７４ａおよび第２の懸垂ブラケット７４ｂにはそれぞれ上記雄ネジロッドに螺合する雌ネジブロックが装着されている。従って、パルスモータ７５ａおよび７５ｂによって図示しない雄ネジロッドを回動することにより、第１の懸垂ブラケット７４ａおよび第２の懸垂ブラケット７４ｂをガイドレール７３１ａおよび７３１ｂに沿って上記吸着チャック６３２の被加工物保持面に垂直な矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動することができる。

上記第１の懸垂ブラケット７４ａおよび第２の懸垂ブラケット７４ｂには、第１の切削手段としての第１のスピンドルユニット７６ａと第２の切削手段としての第２のスピンドルユニット７６ｂが装着されている。この第１のスピンドルユニット７６ａおよび第２のスピンドルユニット７６ｂについて、簡略化して示されている図４を参照して説明する。第１のスピンドルユニット７６ａおよび第２のスピンドルユニット７６ｂは、それぞれ第１の懸垂ブラケット７４ａおよび第２の懸垂ブラケット７４ｂに固定された第１のスピンドルハウジング７６１ａおよび第２のスピンドルハウジング７６１ｂと、該第１のスピンドルハウジング７６１ａおよび第２のスピンドルハウジング７６１ｂにそれぞれ回転可能に支持された第１の回転スピンドル７６２ａおよび第２の回転スピンドル７６２ｂと、該第１の回転スピンドル７６２ａおよび第２の回転スピンドル７６２ｂの一端部に装着された第１の切削ブレード７６３ａおよび第２の切削ブレード７６３ｂと、第１の回転スピンドル７６２ａおよび第２の回転スピンドル７６２ｂをそれぞれ回転駆動する第１のサーボモータ７６４ａおよび第２の第１のサーボモータ７６４ｂとからなっている。このように構成された第１のスピンドルユニット７６ａおよび第２のスピンドルユニット７６ｂは、第１の切削ブレード７６３ａと第２の切削ブレード７６３ｂが互いに対向するように配設されている。即ち、第１のスピンドルユニット７６ａと第２のスピンドルユニット７６ｂは、それぞれ軸芯が矢印Ｙで示す割り出し送り方向に向くように一直線上に配設されている。なお、図示の実施形態においては、上記第１の切削ブレード７６３ａは厚さが例えば４０μｍ程度のテスト用の金属パターン除去用に形成されており、第２の切削ブレード７６３ｂは厚さが例えば２０μｍ程度の切断用に形成されている。

このように構成された第１のスピンドルユニット７６ａおよび第２のスピンドルユニット７６ｂには、それぞれ第１の撮像手段７７ａおよび第２の撮像手段７７ｂが設けられている。この第１の撮像手段７７ａは第１のスピンドルハウジング７６１ａに固定され、第２の撮像手段７７ｂは第２のスピンドルハウジング７６１ｂに固定されている。第１の撮像手段７７ａおよび第２の撮像手段７７ｂは、それぞれ図５に示すように撮像する領域を照明する照明手段７７１ａ、７７１ｂと、撮像する領域を拡大して投影する顕微鏡７７２ａ、７７２ｂと、該顕微鏡７７２ａ、７７２ｂから入光された光度に対応した電気信号を出力する撮像素子（ＣＣＤ）７７３ａ、７７３ｂとから構成されている。撮像素子（ＣＣＤ）７７３ａ、７７３ｂから出力された電気信号は、コンピュータからなる制御手段７８に送られる。制御手段７８は、入力した電気信号に基づいて画像処理等の所定の処理を実行し表示手段７９に表示する。なお、顕微鏡７７２ａ、７７２ｂにはそれぞれ図６で示すように基準線Ｌａ、Ｌｂが形成されており、この基準線Ｌａ、Ｌｂが上記第１の切削ブレード７６３ａ、第２の切削ブレード７６３ｂと一致するように調整されている。

図１に戻って説明を続けると、上記洗浄機構８は、上記カセット載置台３２とチャックテーブル６３の被加工物載置領域６ａとを結ぶ延長線上に配設されており、スピンナーテーブル８１を有する周知のスピンナー洗浄・乾燥手段からなっている。上記被加工物搬送機構９は、吸着パッド９１と、該吸着パッド９１を支持するパッド支持部材９２と、該パッド支持部材９２に支持された吸着パッド９１を矢印Ｙで示す方向に移動せしめるパッド移動手段９３とからなっている。吸着パッド９１は、図示しない吸引手段に接続されている。パッド支持部材９２は、エアシリンダ９２１によって吸着パッド９１を上下方向に移動可能に支持している。パッド移動手段９３は、上記門型の支持台７１に矢印Ｙで示す方向に延在して配設され回転可能に支持された雄ねじロッド９３１と、該雄ねじロッド９３１を回転せしめる正転および逆転可能なパルスモータ９３２とからなっており、雄ねじロッド９３１に上記パッド支持部材９２の基端部に設けられた雌ねじ穴９２２が螺合するようになっている。従って、パルスモータ９３２を一方向に回転駆動するとパッド支持部材９２に支持された吸着パッド９１は矢印Ｙ１で示す方向に移動せしめられ、パルスモータ９３２を他方向に回転駆動するとパッド支持部材９２に支持された吸着パッド９１は矢印Ｙ２で示す方向に移動せしめられる。

次に、上述した切削装置の切削加工処理動作について主に図１に基づいて説明する。
切削加工を開始するに先立って、加工前の半導体ウエーハ１０（ダイシングテープ１２を介してダイシングフレーム１１に支持された半導体ウエーハ１０）を所定枚数収納したカセット４をカセット載置台３２上に載置する。そして、切削加工開始スイッチ（図示せず）が投入されると、カセット載置機構３の昇降手段３３を作動してカセット載置台３２に載置されたカセット４を搬出入位置に位置付ける。カセット４が搬出入位置に位置付けられたら、被加工物搬出入機構５を作動してハンド５１を矢印Ｙ１で示す方向に移動し、カセット１０内に進入せしめて所定の棚上に載置された半導体ウエーハ１０を保持する。次に、被加工物搬出入機構５を作動してハンド５１を矢印Ｙ２で示す方向に移動し、被加工物載置領域６ａの上方である搬出位置に位置付ける。この間に、被加工物搬送機構９のパッド移動手段９３を作動して吸着パッド９１を被加工物載置領域６ａの上方に位置付けている。この結果、搬出位置に位置付られたハンド５１上に支持されている半導体ウエーハ１０は、被加工物載置領域６ａに位置付けられた吸着パッド９１の下側に位置付けられることになる。次に、被加工物搬送機構９のエアシリンダ９２１を作動して、吸着パッド９１を半導体ウエーハ１０に接する位置まで下降させる。そして、図示しない吸引手段を作動して半導体ウエーハ１０を支持したダイシングフレーム１１を吸引保持する。吸着パッド９１によって半導体ウエーハ１０を支持したダイシングフレーム１１を吸引保持したならば、被加工物搬出入機構５を作動してハンド５１を矢印Ｙ２で示す方向に移動し、ハンド５１を洗浄機構８が配設されている退避位置に位置付ける。次に、被加工物搬送機構９のエアシリンダ９２１を作動して、半導体ウエーハ１０を支持したダイシングフレーム１１を吸引保持した吸着パッド９１を下降し、半導体ウエーハ１０を被加工物載置領域６ａに位置付けられているチャックテーブル機構６のチャックテーブル６３上に載置する。そして、吸着パッド９１による半導体ウエーハ１０を支持したダイシングフレーム１１の吸引保持を解除するとともに、図示しない吸引制御手段を作動してチャックテーブル６３上に半導体ウエーハ１０を吸引保持する。なお、半導体ウエーハ１０をダイシングテープ１２を介して支持するダイシングフレーム１１は、チャックテーブル６３に装着された図示しないフレーム支持手段によって支持される。

チャックテーブル６３上に半導体ウエーハ１０を吸引保持したならば、チャックテーブル６３を矢印Ｘ方向に移動するとともに、第１のスピンドルユニット７６ａおよび第２のスピンドルユニット７６ｂを装着した第１の懸垂ブラケット７４ａおよび第２の懸垂ブラケット７４ｂが取り付けられている第１の基部７３ａおよび第２の基部７３ｂを矢印Ｙ方向に移動し、チャックテーブル６３上の半導体ウエーハ１０を第１の撮像手段７７ａおよび第２の撮像手段７７ｂの直下に位置付ける。そして、第１の撮像手段７７ａおよび第２の撮像手段７７ｂによって半導体ウエーハ１０の表面が撮像され、半導体ウエーハ１０の表面に形成されたストリート１０１のうち少なくとも１本がそれぞれ検出されて、このそれぞれ検出されたストリート１０１と第１の切削ブレード７６３ａおよび第２の切削ブレード７６３ｂの矢印Ｙ方向の位置合わせが行われる。このとき図示の実施形態においては、第１の基部７３ａおよび第２の基部７３ｂの矢印Ｙ方向の位置は、支持台７１に配設された１本のリニアスケール７０による計測値に基づいて精密制御される。

次に、半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル６３を加工領域６ｂに移動する。そして、図７の（ａ）に示すように第１のスピンドルユニット７６ａの第１の切削ブレード７６３ａをチャックテーブル６３に吸引保持された半導体ウエーハ１０のストリートにおける図において最左側のストリート１０１に対応した位置に所定の切り込み深さＨＩをもって位置付ける。このとき、第２のスピンドルユニット７６ｂの第２の切削ブレード７６３ｂは、半導体ウエーハ１０の図７の（ａ）において左方に位置付けられる。次に、第１の切削ブレード７６３ａを回転するとともに、チャックテーブル６３を図７の（ａ）において紙面に垂直な方向（図１において矢印Ｘ方向）に切削送りすることにより、図７の（ｂ）に示すように半導体ウエーハ１０の図において最左側のストリート１０１に沿って所定深さＨＩの切削溝Ｇ１が形成される。これにより、ストリート１０１の表面に形成されているテスト用の金属パターンが除去される。このようにして、半導体ウエーハ１０の図７の（ｂ）において最左側のストリート１０１に沿って切削溝Ｇ１を形成したならば、第１のスピンドルユニット７６ａの第１の切削ブレード７６３ａを図７において右方にストリートの間隔に相当する量だけ割り出し送りして、図７において左から２番目のストリート１０１に対応した位置に位置付け、上述したように第１の切削ブレード７６３ａを回転するとともにチャックテーブル６３を切削送りすることにより、図７において左から２番目のストリート１０１に沿って所定深さＨＩの第１の切削溝Ｇ１が形成される。

上述したように、第１のスピンドルユニット７６ａの第１の切削ブレード７６３ａにより例えば２本のストリートに沿って第１の切削溝Ｇ１を形成したならば、図８の（ａ）に示すように第１のスピンドルユニット７６ａの第１の切削ブレード７６３ａを半導体ウエーハ１０の図において左から３番目のストリート１０１に対応した位置に所定の切り込み深さＨＩをもって位置付けるとともに、第２のスピンドルユニット７６ｂの第２の切削ブレード７６３ｂを半導体ウエーハ１０の図において最左側の第１の切削溝Ｇ１が形成されているストリート１０１に対応した位置にダイシングテープ１２に達する切り込み深さＨ２をもって位置付ける。従って、第２の切削ブレード７６３ｂは、上述したように第１の切削ブレード７６３ａによって形成された第１の切削溝Ｇ１の幅方向中心位置に位置付けられる。次に、第１の切削ブレード７６３ａおよび第２の切削ブレード７６３ｂを回転するとともに、チャックテーブル６３を図８の（ａ）において紙面に垂直な方向（図１において矢印Ｘ方向）に切削送りする。この結果、図８の（ｂ）に示すように半導体ウエーハ１０の図において最左側のストリート１０１に形成されている第１の切削溝Ｇ１に沿って第１の切削溝Ｇ１の底から深さＨ３の第２の切削溝Ｇ２が形成されるとともに、図において左から３番目のストリート１０１に沿って所定深さＨＩの第１の切削溝Ｇ１が形成される。以上の操作を繰り返すことにより、半導体ウエーハ１０の所定方向に形成されたストリート１０１に沿って第１の切削溝Ｇ１および第２の切削溝Ｇ２が形成され、半導体ウエーハ１０はストリート１０１に沿って切断される。

しかるに、上述した切削作業を継続すると第１のスピンドルユニット７６ａの第１の回転スピンドル７６２ａおよび第２のスピンドルユニット７６ｂの第２の回転スピンドル７６２ｂが稼働によって発生する熱により熱膨張する。この結果、第１の回転スピンドル７６２ａに装着された第１の切削ブレード７６３ａおよび第２の回転スピンドル７６２ｂに装着された第２の切削ブレード７６３ｂは変位し、ストリートの中心からズレる。このため、第１の切削ブレード７６３ａおよび第２の切削ブレード７６３ｂの変位、即ち第１の切削溝Ｇ１および第２の切削溝Ｇ２の位置を計測し、ズレを補正する必要がある。この計測は、上述した切削作業を例えば１０本のストリートに実施する毎に実行する。以下、上記変位の計測方法について説明する。

先ず、第１の切削ブレード７６３ａの変位、即ち第１の切削溝Ｇ１の位置の計測について説明する。
第１の切削ブレード７６３ａの変位を計測するには、切削開始または前回の計測時から例えば１０本のストリート１０１に沿って第１の切削溝Ｇ１を形成したら、１０本目に形成された第１の切削溝Ｇ１を第１の撮像手段７７ａの直下に位置付ける。そして、第１の撮像手段７７ａによって第１の切削溝Ｇ１を撮像すると、図５に示すように第１の撮像手段７７ａによる撮像信号に基づいて制御手段７８は画像処理等の所定の処理を実行し表示手段７９に図９に示す画像を表示する。図９に示す画像は、第１の撮像手段７７ａの顕微鏡７７２ａに形成された基準線Ｌａと第１の切削溝Ｇ１がズレていることが判る。これは第１の回転スピンドル７６２ａが熱膨張し該第１の回転スピンドル７６２ａに装着された第１の切削ブレード７６３ａが軸方向に距離Ｓ１だけ変位したことを示している。このようにして、第１の切削ブレード７６３ａの変位を計測することができる。

次に、第２の切削ブレード７６３ｂの変位、即ち第２の切削溝Ｇ２の位置の計測について説明する。
第２の切削ブレード７６３ｂの変位、即ち第２の切削溝Ｇ２の位置を検出するために半導体ウエーハ１０のストリート１０１に沿って形成された上記第２の切削溝Ｇ２を第２の撮像手段７７ｂによって撮像しても、第２の切削溝Ｇ２は上述したように第１の切削溝Ｇ１に沿って形成されているため、第２の切削溝Ｇ２を検出することできない。そこで、本発明においては、次のようにして第２の切削ブレード７６３ｂの変位、即ち第２の切削溝Ｇ２の位置を計測する。

先ず、図１０に示すように半導体ウエーハ１０の外周部（回路１０２が形成されていない領域）に第１の切削溝Ｇ１を形成する前に第２の切削ブレード７６３ｂによって計測溝Ｇ３を形成する。即ち、第１のスピンドルユニット７６ａおよび第２のスピンドルユニット７６ｂを割り出し送り方向（図１において矢印Ｙ方向）に移動し、第２のスピンドルユニット７６ｂの第２の切削ブレード７６３ｂを第１の切削溝Ｇ１が形成されていないストリート１０１に対応する位置に所定の切り込み深さ（第１の切削溝Ｇ１の深さＨ１より浅くてよい）をもって位置付ける。そして、第２の切削ブレード７６３ｂを回転するとともにチャックテーブル６３を所定量だけ切削送りすることにより、半導体ウエーハ１０の外周部に計測溝Ｇ３を形成する。次に、チャックテーブル６３を移動して半導体ウエーハ１０の外周部に形成された計測溝Ｇ３を第２の撮像手段７７ｂの直下に位置付ける。そして、第２の撮像手段７７ｂによって計測溝Ｇ３を撮像すると、図５に示すように第２の撮像手段７７ｂによる撮像信号に基づいて制御手段７８は画像処理等の所定の処理を実行し表示手段７９に図１１に示す画像を表示する。図１１に示す画像は、第２の撮像手段７７ｂの顕微鏡７７２ｂに形成された基準線Ｌｂと計測溝Ｇ３がズレていることが判る。これは第２の回転スピンドル７６２ｂが熱膨張し該第２の回転スピンドル７６２ｂに装着された第２の切削ブレード７６３ｂが軸方向に距離Ｓ２だけ変位したことを示している。このようにして、第２の切削ブレード７６３ｂの変位、即ち計測溝Ｇ３（即ち第２の切削溝Ｇ２）の位置を計測することができる。

このように、第２の切削ブレード７６３ｂの変位、即ち第２の切削溝Ｇ２の位置を計測する際には、半導体ウエーハ１０の外周部（回路１２が形成されていない領域）に第１の切削溝Ｇ１を形成する前に第２の切削ブレード７６３ｂによって計測溝Ｇ３を形成し、この計測溝Ｇ３を第２の撮像手段７７ｂにより撮像して基準線Ｌｂとの位置関係を計測するので、第２の切削ブレード７６３ｂの変位（計測溝Ｇ３即ち第２の切削溝Ｇ２と基準線Ｌｂとの位置関係）を正確に計測することができる。即ち、第２の切削ブレード７６３ｂの変位を上記公報に記載されたように第２の切削ブレード７６３ｂによってダイシングテープ１２に形成された第２の切削溝Ｇ２を第２の撮像手段７７ｂにより撮像して基準線Ｌｂとの位置関係を計測して求めると、第２の切削ブレード７６３ｂは厚さが薄く柔軟であるため半導体ウエーハのような硬質材料を切削すると表面から裏面に渡り湾曲して切り込まれる場合があり、ダイシングテープ１２に形成された第２の切削溝Ｇ２と第２の切削ブレード７６３ｂの位置が一致せず、第２の切削ブレード７６３ｂの変位を正確に計測することができない。しかるに本発明においては、上述したように半導体ウエーハ１０の外周部の表面に形成された計測溝Ｇ３を撮像して基準線Ｌｂとの位置関係を計測するので、第２の切削ブレード７６３ｂの変位を正確に計測できる。なお、計測溝Ｇ３が形成される半導体ウエーハ１０の外周部にはテスト用の金属パターン等が形成されていないか、形成されていても計測溝Ｇ３は僅かしか切削しないので、第２の切削ブレード７６３ｂに目詰まりが生じたり、半導体ウエーハを損傷させることはない。
なお、上述した第２の切削ブレード７６３ｂの変位の計測は、被加工物を切削している途中で切削ブレードを交換した場合にも実施される。

以上のようにして第１の切削ブレード７６３ａおよび第２の切削ブレード７６３ｂの変位を計測したならば、第１のスピンドルユニット７６ａおよび第２のスピンドルユニット７６ｂを装着した第１の懸垂ブラケット７４ａおよび第２の懸垂ブラケット７４ｂが取り付けられている第１の基部７３ａおよび第２の基部７３ｂの図１において矢印Ｙ方向にそれぞれ上記ズレの距離Ｓ１およびＳ２に相当する分だけ移動して補正する。以後、上述した切削作業と計測および補正制御を繰り返し実施する。そして、半導体ウエーハ１０の所定方向に形成されたストリート１０１に沿って上記第１の切削溝Ｇ１および第２の切削溝Ｇ２を形成したならば、半導体ウエーハ１０を吸引保持した吸着チャック６３を９０度回転させて、上記と同様の切削作業および計測作業を実行することにより、半導体ウエーハ１０に形成された所定方向と直交する方向に形成されたストリート１０１に沿って上記第１の切削溝Ｇ１および第２の切削溝Ｇ２を形成する。このようにして半導体ウエーハ１０に所定方向に形成されたストリート１０１および所定方向と直交する方向に形成されたストリート１０１に沿って上記第１の切削溝Ｇ１および第２の切削溝Ｇ２を形成することにより、半導体ウエーハ１０は個々の半導体チップに分割される。なお、個々に分割された半導体チップは、ダイシングテープ１２に貼着されているのでバラバラにはならず、半導体ウエーハ１０の形態が維持されている。

上述したように切削作業が終了したら、図１に示す加工領域６ｂに位置しているチャックテーブル６３を被加工物載置領域６ａに移動するとともに、半導体ウエーハ１０を吸引保持を解除する。そして、被加工物搬送機構９を作動して吸着パッド９１によって半導体ウエーハ１０を支持したダイシングフレーム１１を吸引保持し、洗浄機構８のスピンナーテーブル８１上に搬送する。この間に被加工物搬出入機構５のハンド５１は、被加工物載置領域６ａの上方である搬出位置に位置付けられる。スピンナーテーブル８１上に搬送された加工後の半導体ウエーハ１０は、ここで洗浄および乾燥される。このようにして半導体ウエーハ１０が洗浄および乾燥されたならば、被加工物搬送機構９を作動して吸着パッド９１によって半導体ウエーハ１０を支持したダイシングフレーム１１を吸引保持し、被加工物載置領域６ａの上方である搬出位置に位置付けられている被加工物搬出入機構５のハンド５１の上側に位置付ける。そして、吸着パッド９１を下降して半導体ウエーハ１０をハンド５１上に載置し、吸着パッド９１による半導体ウエーハ１０を支持したダイシングフレーム１１の吸引保持を解除するとともに、ハンド５１の上面に半導体ウエーハ１０を支持したダイシングフレーム１１を吸引保持する。次に、被加工物搬出入機構５を作動し、ハンド５１に保持されたダイシングフレーム１１に支持されている加工済の半導体ウエーハ１０をカセット１０の所定の収容室に収容する。

本発明による切削溝の計測方法を適用する切削装置の一実施形態の斜視図。 被加工物としての半導体ウエーハの斜視図。 図３に示す半導体ウエーハをダイシングテープを介してダイシングフレームに支持した状態を示す斜視図。 図１に示す切削装置を構成する第１のスピンドルユニットと第２のスピンドルユニットを簡略化して示す説明図。 図１に示す切削装置に装備される第１の撮像手段および第２の撮像手段および制御手段の概略構成ブロック図。 第１のスピンドルユニットの第１の切削ブレードおよび第２のスピンドルユニットの第２の切削ブレードと第１の撮像手段および第２の撮像手段に形成された基準線との関係を示す説明図。 図１に示す切削装置を構成する第１のスピンドルユニットの第１の切削ブレードによって第１の切削溝を形成する工程の説明図。 図１に示す切削装置を構成する第１のスピンドルユニットの第１の切削ブレードおよび第２のスピンドルユニットの第２の切削ブレードによって第１の切削溝および第２の切削溝を形成する工程の説明図。 第１の切削ブレードによって形成された第１の切削溝を第１の撮像手段によって撮像した状態を示す説明図。 半導体ウエーハに第１の切削溝と第２の切削溝および計測溝が形成された状態を示す説明図。 第２の切削ブレードによって形成された計測溝を第２の撮像手段によって撮像した状態を示す説明図。

符号の説明

２：静止基台
３：カセット載置機構
３１：ガイドレール
３２：カセット載置台
３３：駆動手段
４：カセット
５：被加工物搬出入機構
５１：ハンド
５２：ハンド支持部材
５３：ハンド移動手段
６：チャックテーブル機構
６１：支持台
６２：ガイドレール
６３：チャックテーブル
６４：チャックテーブル移動手段
７：切削機構
７１：支持台
７１１：ガイドレール
７３ａ：第１の基部
７３ｂ：第２の基部
７４ａ：第１の懸垂ブラケット
７４ｂ：第２の懸垂ブラケット
７５ａ：パルスモータ
７５ｂ：パルスモータ
７６ａ：第１のスピンドルユニット
７６３ａ：第１の切削ブレード
７６ｂ：第２のスピンドルユニット
７６３ｂ：第２の切削ブレード
７７ａ：第１の撮像手段
７７ｂ：第２の撮像手段
７８：制御手段
７９：表示手段
８：洗浄機構
８１：スピンナーテーブル
９：被加工物搬送機構
９１：吸着パッド
９２：パッド支持部材
９３：パッド移動手段
１０：半導体ウエーハ

Claims (1)

1. ウエーハ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ウエーハに切削加工を施す第１の切削ブレードを備えた第１の切削手段と、該第１の切削手段によって切削された領域に更に切削加工を施す第２の切削ブレードを備えた第２の切削手段と、切削すべき領域を検出する基準線を備えた撮像手段とを具備する切削装置を用い、
   該撮像手段によってチャックテーブルに保持されたウエーハの切削すべき領域を検出する工程と、該第１の切削手段によってウエーハの切削すべき領域に所定深さの第１の切削溝を形成する工程と、該第２の切削手段によって該第１の切削溝に沿って第２の切削溝を形成する工程とを実施している際に、ウエーハに形成された該第１の切削溝と該第２の切削溝の位置を計測する計測方法であって、
   該第１の切削溝の位置を計測する際には、ウエーハに形成された該第１の切削溝を該撮像手段で撮像して基準線との位置関係を計測し、
   該第２の切削溝の位置を計測する際には、該第１の切削溝を形成する前に回路が形成されていない領域であるウエーハの外周部に該第２の切削手段によって該第１の切削溝の深さよりも浅い計測溝を形成し、該計測溝を該撮像手段により撮像して基準線との位置関係を計測する、
   ことを特徴とする切削溝の計測方法。

Images