JP2001330413A - 厚さ測定方法および厚さ測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非接触式であるとともに、構成が簡単でワー
クの厚さを精密に測定することができる厚さ測定方法お
よび厚さ測定装置を提供する。 【解決手段】 基台の表面に所定角度の光軸をもって照
射された光の照射部の座標位置（基準位置）と、基台に
載置されたワークの表面に所定角度の光軸をもって照射
された光の照射部の座標位置（測定位置）との座標上の
距離を求め、この距離と上記光軸の角度とに基づいてワ
ークの厚さを求める厚さ測定方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、切削装置等によっ
て加工されるワークの厚さを測定する厚さ測定方法およ
び厚さ測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体ウエーハ等の表面に所定
深さのＶ溝等の切削溝を形成するには、予めワークの厚
さを認識しておく必要がある。従って、切削装置によっ
てワークを切削する前にワークの厚さを何らかの測定手
段によって測定しておかなければならない。従来、ワー
クの厚さ測定にはレーザー測定器、超音波測定器、接触
式の測定器等が用いられている。このような厚さ測定器
は、切削装置の所要位置に配設し、ワークを切削する直
前にワークの厚さを測定して各ワーク毎に厚さに対応し
た切削ができるように構成することが望ましい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】而して、上述した従来
用いられている厚さ測定器は、いずれも比較的高価であ
るとともに、切削装置に装着するには大幅な改造が必要
となり、切削装置に組み込むことが実質的に困難であ
る。また、接触式の測定器は、ワークの表面に傷をつけ
る虞があるために、その使用が敬遠されている。

【０００４】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、非接触式であるととも
に、構成が簡単でワークの厚さを精密に測定することが
できる厚さ測定方法および厚さ測定装置を提供すること
にある。また、他の技術課題は、切削装置に大幅な改造
を要することなく容易に装着することができる切削装置
のワーク厚さ測定装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記主たる技術課題を解
決するため、本発明によれば、ワークを支持する基台
と、該基台の表面に対して所定角度の光軸をもって照射
する照射手段と、該基台の表面に対面し該照射手段によ
る照射部を撮像する撮像手段とを具備し、該撮像手段に
よって撮像された該照射部に基づいてワークの厚さを測
定する厚さ測定方法はであって、該基台の表面に該照射
手段によって所定の基準高さ位置（Ｈ）から所定角度
（θ）の光軸をもって光を照射する基準光照射ステップ
と、該基台の表面に照射された光の照射部を該撮像手段
で撮像して該照射部の座標位置を基準位置とする基準位
置設定ステップと、該基台に載置されたワークの表面に
該照射手段によって所定の基準高さ位置（Ｈ）から所定
角度（θ）の光軸をもって光を照射する測定光照射ステ
ップと、該基台に載置されたワークの表面に照射された
光の照射部を該撮像手段で撮像して該照射部の座標位置
を測定位置とする測定位置設定ステップと、該基準位置
と該測定位置との座標上の距離（Ｒ）を求め、該距離
（Ｒ）と光軸角度（θ）とに基づいてワークの厚さ
（ｔ）を求める（ｔ＝Ｒ×ｔａｎθ）厚さ算出ステップ
と、を含む厚さ測定方法が提供される。

【０００６】また、本発明によれば、上記基台の表面に
上記照射手段によって所定の基準高さ位置（Ｈ）から所
定角度（θ）の光軸をもって光を照射する基準光照射ス
テップと、上記基台の表面に照射された光の照射部を上
記撮像手段で撮像して該照射部の座標位置を基準位置と
する基準位置設定ステップと、上記基台に載置されたワ
ークの表面に上記照射手段によって所定の基準高さ位置
（Ｈ）から所定角度（θ）の光軸をもって光を照射する
測定光照射ステップと、上記基台に載置されたワークの
表面に照射された光の照射部を上記撮像手段で撮像して
該照射部の座標位置を測定位置とする測定位置設定ステ
ップと、上記照射手段を該基準高さ位置（Ｈ）から上記
基台の表面に垂直な方向に移動し、該測定位置の座標位
置が該基準位置の座標位置に合致するまでの上記照射手
段の移動距離を計測する照射手段移動距離計測ステップ
と、該計測された上記照射手段の移動距離をワークの厚
さとして設定する厚さ設定ステップと、を含む厚さ測定
方法が提供される。

【０００７】更に、本発明によれば、上記基台の表面に
上記照射手段によって所定の基準高さ位置（Ｈ）から所
定の基準角度（θ１）の光軸をもって光を照射する基準
光照射ステップと、上記基台の表面に照射された光の照
射部を上記撮像手段で撮像して該照射部の座標位置を基
準位置とする基準位置設定ステップと、上記基台に載置
されたワークの表面に上記照射手段によって所定の基準
高さ位置（Ｈ）から所定の基準角度（θ１）の光軸をも
って光を照射する測定光照射ステップと、上記基台に載
置されたワークの表面に照射された光の照射部を上記撮
像手段で撮像して該照射部の座標位置を測定位置とする
測定位置設定ステップと、上記照射手段の光軸の角度を
基準角度（θ１）から変化させて、該測定位置の座標位
置が該基準位置の座標位置に合致した状態での光軸の測
定角度（θ２）を求める光軸測定角度検出ステップと、
該基準角度（θ１）と該測定角度（θ２）および該光軸
の回動中心と該基準位置との表面方向の距離（Ｌ）とに
基づいてワークの厚さ（ｔ）を求める（ｔ＝Ｌ×（ｔａ
ｎθ１−ｔａｎθ２））厚さ算出ステップと、を含む厚
さ測定方法が提供される。

【０００８】上記主たる技術課題を解決するため、本発
明によれば、ワークを支持する基台と、該基台の表面に
対して所定角度の光軸をもって照射する照射手段と、該
基台の表面に対面し該照射手段による照射部を撮像する
撮像手段と、該撮像手段によって撮像された該照射部に
基づいてワークの厚さを演算する制御手段と、を具備
し、該制御手段は、該基台の表面に該照射手段によって
所定の基準高さ位置（Ｈ）から所定角度（θ）の光軸を
もって照射された光の照射部を該撮像手段で撮像した座
標位置を基準位置とし、該基台に載置されたワークの表
面に該照射手段によって所定の基準高さ位置（Ｈ）から
所定角度（θ）の光軸をもって照射された光の照射部を
該撮像手段で撮像した座標位置を測定位置として、該基
準位置と該測定位置の座標上の距離（Ｒ）を求め、該距
離（Ｒ）と光軸角度（θ）とに基づいてワークの厚さ
（ｔ）を求める（ｔ＝Ｒ×ｔａｎθ）、ことを特徴とす
る厚さ測定装置が提供される。

【０００９】また、本発明によれば、上記制御手段は、
上記基台の表面に上記照射手段によって所定の基準高さ
位置（Ｈ）から所定角度（θ）の光軸をもって照射され
た光の照射部を該撮像手段で撮像した座標位置を基準位
置とし、上記基台に載置されたワークの表面に上記照射
手段によって所定の基準高さ位置（Ｈ）から所定角度
（θ）の光軸をもって照射された光の照射部を上記撮像
手段で撮像した座標位置を測定位置として、上記照射手
段を該基準高さ位置（Ｈ）から該基台の表面に垂直な方
向に移動し、該測定位置の座標位置が該基準位置の座標
位置に合致するまでの上記照射手段の移動距離を計測
し、該計測された上記照射手段の移動距離をワークの厚
さとして設定する、厚さ測定装置が提供される。

【００１０】更に、本発明によれば、上記制御手段は、
上記基台の表面に上記照射手段によって所定の基準高さ
位置（Ｈ）から所定の基準角度（θ１）の光軸をもって
照射された光の照射部を上記撮像手段で撮像した該照射
部の座標位置を基準位置とし、上記基台に載置されたワ
ークの表面に上記照射手段によって所定の基準高さ位置
（Ｈ）から所定の基準角度（θ１）の光軸をもって照射
された光の照射部を上記撮像手段で撮像した該照射部の
座標位置を測定位置として、上記照射手段の光軸の角度
を基準角度（θ１）から変化させて、該測定位置の座標
位置が該基準位置の座標位置に合致した状態での光軸の
測定角度（θ２）を求め、該基準角度（θ１）と該測定
角度（θ２）および該光軸の回動中心と該基準位置との
表面方向の距離（Ｌ）とに基づいてワークの厚さ（ｔ）
を求める（ｔ＝Ｌ×（ｔａｎθ１−ｔａｎθ２））、厚
さ測定装置が提供される。

【００１１】上記他の技術課題を解決するため、本発明
によれば、ワークを載置する載置面を有するチャックテ
ーブルと、該チャックテーブルの載置面上に保持された
ワークを切削する切削手段とを具備する切削装置におい
て、該チャックテーブルの載置面に対して所定角度の光
軸をもって照射する照射手段と、該チャックテーブルの
載置面に対面し該照射手段による照射部を撮像する撮像
手段と、該撮像手段によって撮像された該照射部に基づ
いてワークの厚さを演算する制御手段と、を具備し、該
制御手段は、該チャックテーブルの載置面に該照射手段
によって所定の基準高さ位置（Ｈ）から所定角度（θ）
の光軸をもって照射された光の照射部を該撮像手段で撮
像した座標位置を基準位置とし、該チャックテーブルの
載置面上に載置されたワークの表面に該照射手段によっ
て所定の基準高さ位置（Ｈ）から所定角度（θ）の光軸
をもって照射された光の照射部を該撮像手段で撮像した
座標位置を測定位置として、該基準位置と該測定位置の
座標上の距離（Ｒ）を求め、該距離（Ｒ）と光軸角度
（θ）とに基づいてワークの厚さ（ｔ）を求める（ｔ＝
Ｒ×ｔａｎθ）、ことを特徴とする切削装置のワーク厚
さ測定装置が提供される。

【００１２】また、本発明によれば、上記制御手段は、
上記チャックテーブルの載置面に上記照射手段によって
所定の基準高さ位置（Ｈ）から所定角度（θ）の光軸を
もって照射された光の照射部を上記撮像手段で撮像した
基準位置とし、上記チャックテーブルの載置面上に載置
されたワークの表面に上記照射手段によって所定の基準
高さ位置（Ｈ）から所定角度（θ）の光軸をもって照射
された光の照射部を上記撮像手段で撮像した測定位置と
して、上記照射手段を該基準高さ位置（Ｈ）から該チャ
ックテーブルの載置面に垂直な方向に移動し、該測定位
置の座標位置が該基準位置の座標位置に合致するまでの
上記照射手段の移動距離を計測し、該計測された上記照
射手段の移動距離をワークの厚さとして設定する、切削
装置のワーク厚さ測定装置が提供される。

【００１３】更に、本発明によれば、上記制御手段は、
上記チャックテーブルの載置面に上記照射手段によって
所定の基準高さ位置（Ｈ）から所定の基準角度（θ１）
の光軸をもって照射された光の照射部を上記撮像手段で
撮像した該照射部の座標位置を基準位置とし、該チャッ
クテーブルの載置面に載置されたワークの表面に該照射
手段によって所定の基準高さ位置（Ｈ）から所定の基準
角度（θ１）の光軸をもって照射された光の照射部を上
記撮像手段で撮像した該照射部の座標位置を測定位置と
して、上記照射手段の光軸の角度を基準角度（θ１）か
ら変化させて、該測定位置の座標位置が該基準位置の座
標位置に合致した状態での光軸の測定角度（θ２）を求
め、該基準角度（θ１）と該測定角度（θ２）および該
光軸の回動中心と該基準位置との座標上の距離（Ｌ）と
に基づいてワークの厚さ（ｔ）を求める（ｔ＝Ｌ×（ｔ
ａｎθ１−ｔａｎθ２））、切削装置のワーク厚さ測定
装置が提供される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明による厚さ測定方法
および厚さ測定装置の実施形態について、添付図面を参
照して詳細に説明する。

【００１５】図１には、本発明による厚さ測定装置を装
備した切削装置としてのダイシング装置の斜視図が示さ
れている。図示の実施形態におけるダイシング装置は、
略直方体状の装置ハウジング２を具備している。この装
置ハウジング２内には、ワークを支持する基台としての
チャックテーブル３が切削送り方向である矢印Ｘで示す
方向に移動可能に配設されている。チャックテーブル３
は、吸着チャック支持台３１と、該吸着チャック支持台
３１上に装着された吸着チャック３２を具備しており、
該吸着チャック３２の表面である載置面上に被加工物で
ある例えば円盤状の半導体ウエーハを図示しない吸引手
段によって保持するようになっている。また、チャック
テーブル３は、図示しない回転機構によって回動可能に
構成されている。

【００１６】図示の実施形態におけるダイシング装置
は、切削手段としてのスピンドルユニット４を具備して
いる。スピンドルユニット４は、図示しない移動基台に
装着された割り出し方向である矢印Ｙで示す方向および
切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動調整される
スピンドルハウジング４１と、該スピンドルハウジング
４１に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によ
って回転駆動される回転スピンドル４２と、該回転スピ
ンドル４２に装着された切削ブレード４３とを具備して
いる。

【００１７】図示の実施形態におけるダイシング装置
は、上記チャックテーブル３を構成する吸着チャック３
２の載置面に保持されたワークの表面を撮像し、上記切
削ブレード４３によって切削すべき領域を検出するアラ
イメント手段５を具備している。このアライメント手段
５は顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学機構からなる撮像機
能を具備しており、従って、後述するワークの厚さ測定
装置を構成する撮像手段として機能する。また、ダイシ
ング装置は、アライメント手段５によって撮像された画
像を表示する表示手段６を具備している。

【００１８】図示の実施形態におけるダイシング装置
は、ワークとしての半導体ウエーハ７をストックするカ
セット８と、ワーク搬出手段９と、ワーク搬送手段１０
と、洗浄手段１１、および洗浄搬送手段１２を具備して
いる。なお、半導体ウエーハ７は、フレーム７１にテー
プ７２によって装着されており、フレーム７１に装着さ
れた状態で上記カセット８に収容される。また、カセッ
ト８は、図示しない昇降手段によって上下に移動可能に
配設されたカセットテーブル８１上に載置される。

【００１９】次に、上述したダイシング装置の加工処理
動作について簡単に説明する。カセット８の所定位置に
収容されたフレーム７１に装着された状態の半導体ウエ
ーハ７（以下、フレーム７１に装着された状態の半導体
ウエーハ７を単に半導体ウエーハ７という）は、図示し
ない昇降手段によってカセットテーブル８１が上下動す
ることにより搬出位置に位置付けられる。次に、ワーク
搬出手段９が進退作動して搬出位置に位置付けられた半
導体ウエーハ７をワーク載置領域１３に搬出する。ワー
ク載置領域１３に搬出された半導体ウエーハ７は、ワー
ク搬送手段１０の旋回動作によって上記チャックテーブ
ル３を構成する吸着チャック３２の載置面に搬送され、
該吸着チャック３２に吸引保持される。このようにして
半導体ウエーハ７を吸引保持したチャックテーブル３
は、アライメント手段５の直下まで移動せしめられる。
チャックテーブル３がアライメント手段５の直下に位置
付けられると、アライメント手段５によって半導体ウエ
ーハ５に形成されている切断ライン（ストリート）が検
出され、スピンドルユニット４の割り出し方向である矢
印Ｙ方向に移動調節して精密位置合わせ作業が行われ
る。

【００２０】その後、半導体ウエーハ７を吸引保持した
チャックテーブル３を切削送り方向である矢印Ｘで示す
方向（切削ブレード４３の回転軸と直交する方向）に移
動することにより、チャックテーブル３に保持された半
導体ウエーハ７は切削ブレード４３により所定の切断ラ
イン（ストリート）に沿って切断される。即ち、切削ブ
レード４３は割り出し方向である矢印Ｙで示す方向およ
び切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動調整され
て位置決めされたスピンドルユニット４に装着され、回
転駆動されているので、チャックテーブル３を切削ブレ
ード４３の下側に沿って切削送り方向に移動することに
より、チャックテーブル３に保持された半導体ウエーハ
７は切削ブレード４３により所定の切断ライン（ストリ
ート）に沿って切削される。この切削には、所定深さの
Ｖ溝等の切削溝を形成する場合と、切断ライン（ストリ
ート）に沿って切断する場合がある。切断ライン（スト
リート）に沿って切断すると、半導体ウエーハ７は半導
体チップに分割される。分割された半導体チップは、テ
ープ７２の作用によってバラバラにはならず、フレーム
７１に装着された半導体ウエーハ７の状態が維持されて
いる。このようにして半導体ウエーハ７の切断が終了し
た後、半導体ウエーハ７を保持したチャックテーブル３
は、最初に半導体ウエーハ７を吸引保持した位置に戻さ
れ、ここで半導体ウエーハ７の吸引保持を解除する。次
に、半導体ウエーハ７は、洗浄搬送手段１２によって洗
浄手段１１に搬送され、ここで洗浄される。このように
して洗浄された半導体ウエーハ７は、ワーク搬送手段１
０によってワーク載置領域１３に搬出される。そして、
半導体ウエーハ７は、ワーク搬出手段９によってカセッ
ト８の所定位置に収納される。

【００２１】なお、上記切削加工において切断ライン
（ストリート）に所定深さのＶ溝等の切削溝を形成する
場合には、切削作業を開始する前にチャックテーブル３
を構成する吸着チャック３２の載置面に載置されるワー
クとしての半導体ウエーハ７の厚さを認識しておく必要
がある。このワークの厚さを測定するために図示の実施
形態においては、ワーク厚さ測定装置を装備している。
ワーク厚さ測定装置は、上述したチャックテーブル３を
構成する吸着チャック３２の載置面に対して所定角度の
光軸をもって照射する照射手段２０と、吸着チャック３
２の載置面に対面し照射手段２０による照射部を撮像す
る撮像手段（上記アライメント手段５は撮像手段として
機能する）と、該撮像手段によって撮像された照射手段
２０による照射部に基づいてワークの厚さを演算する制
御手段３０とを具備している。図示の実施形態における
照射手段２０はレーザー光線を照射するレーザー光線照
射機構からなっており、その照射部２１は回動軸２２を
中心として回動調整可能に構成されている。従って、照
射部２１を回動軸２２を中心として回動調整することに
より、吸着チャック３２の載置面に照射するレーザー光
線の光軸を適宜調整することができる。制御手段３０
は、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置
（ＣＰＵ）と、制御プログラム等を格納するリードオン
リメモリ（ＲＯＭ）と、演算結果等を格納する読み書き
可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、入力イン
ターフェースおよび出力インターフェース等を備えてい
る。なお、この制御手段３０は、ダイシング装置の上記
チャックテーブル３、スピンドルユニット４、カセット
８の昇降手段、被加工物搬出手段９、被加工物搬送手段
１０、洗浄手段１１、洗浄搬送手段１２等を制御する制
御手段でよい。

【００２２】次に、上記ワーク厚さ測定装置によってチ
ャックテーブル３を構成する吸着チャック３２の載置面
に載置されるワークとしての半導体ウエーハ７の厚さを
測定する厚さ測定方法について説明する。図２は、本発
明による厚さ測定方法の第１の実施形態を示す説明図で
ある。第１の実施形態における厚さ測定方法は、先ず、
図２の（ａ１）に示すようにチャックテーブル３を構成
する吸着チャック３２の載置面に照射手段２０によって
レーザー光線を照射する（基準光照射ステップ）。この
とき、レーザー光線は所定の基準高さ位置（Ｈ）（吸着
チャック３２の載置面からの高さ位置）から吸着チャッ
ク３２の載置面に対して角度θの光軸をもって照射され
る。吸着チャック３２の載置面に照射手段２０によって
レーザー光線を照射したら、照射された光の照射部を上
記アライメント手段５の撮像機能によって撮像する。こ
の撮像された照射部の位置は表示手段６に図２の（ａ
２）に示すようにＸ−Ｙ座標上に表示される。そして、
制御手段３０は撮像された照射部の位置を図２の（ａ
２）に示すようにＸ−Ｙ座標における基準位置Ｐ１（ｘ
１，ｙ１）としてランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）に
一時格納する（基準位置設定ステップ）。

【００２３】次に、図２の（ｂ１）に示すように吸着チ
ャック３２の載置面にワークとしての半導体ウエーハ７
を載置し、吸着チャック３２の載置面に載置された半導
体ウエーハ７の表面に照射手段２０によって上記基準高
さ位置（Ｈ）から吸着チャック３２の載置面に対して角
度θの光軸をもってレーザー光線を照射する（測定光照
射ステップ）。吸着チャック３２の載置面に載置された
半導体ウエーハ７の表面にレーザー光線を照射したら、
照射された光の照射部を上記アライメント手段５の撮像
機能によって撮像する。この撮像された照射部の位置は
表示手段６に図２の（ａ２）に示すようにＸ−Ｙ座標上
に表示される。そして、制御手段３０は撮像された照射
部の位置を図２の（ｂ２）に示すようにＸ−Ｙ座標にお
ける測定位置Ｐ２（ｘ２，ｙ１）としてランダムアクセ
スメモリ（ＲＡＭ）に一時格納する（測定位置設定ステ
ップ）。なお、図示の実施形態においては、照射手段２
０によって照射されるレーザー光線はアライメント手段
５に対してＸ軸方向から照射しているので、基準位置Ｐ
１と測定位置Ｐ２のＹ軸座標はｙ１で一致する。

【００２４】上記のようにして、基準位置Ｐ１と測定位
置Ｐ２をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）に一時格納
したならば、制御手段３０はＸ−Ｙ座標における基準位
置Ｐ１と測定位置Ｐ２のとの距離（Ｒ）を求める。即
ち、基準位置Ｐ１と測定位置Ｐ２との距離（Ｒ）は、Ｘ
軸座標上の差をみればよく、Ｒ＝ｘ２−ｘ１で算出する
ことができる。基準位置Ｐ１と測定位置Ｐ２のとの距離
（Ｒ）を求めたら、制御手段３０は距離（Ｒ）と光軸角
度（θ）とに基づいてワークの厚さ（ｔ）を求める（厚
さ算出ステップ）。即ち、ワークの厚さ（ｔ）はｔ＝Ｒ
×ｔａｎθで算出することができる。なお、光軸角度
（θ）が４５度の場合は、上記基準位置Ｐ１と測定位置
Ｐ２との距離（Ｒ）とワークの厚さ（ｔ）は同一（Ｒ＝
ｔ）となるので、光軸角度（θ）を４５度にすればワー
クの厚さ（ｔ）はｔ＝ｘ２−ｘ１で算出することができ
る。このようにして算出されたワークの厚さ（ｔ）は、
ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）に一時格納され、切
削工程における切削溝を加工する際の切削ブレード４３
の切り込み送り量を設定する基準値とする。

【００２５】次に、本発明によるワークの厚さ測定方法
の第２の実施形態を図３に基づいて説明する。第２の実
施形態における厚さ測定方法においても、図３の（ａ
１）および図３の（ａ２）に示す基準光照射ステップお
よび基準位置設定ステップは、上記図２の（ａ１）およ
び図２の（ａ２）に示す基準光照射ステップおよび基準
位置設定ステップと同様である。即ち、制御手段３０は
吸着チャック３２の載置面に照射手段２０によって所定
の基準高さ位置（Ｈ１）から光軸角度（θ）をもって照
射されたレーザー光線の照射部のＸ−Ｙ座標における基
準位置Ｐ１（ｘ１，ｙ１）をランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）に一時格納する（基準位置設定ステップ）。

【００２６】次に、図３の（ｂ１）に示すように吸着チ
ャック３２の載置面にワークとしての半導体ウエーハ７
を載置し、図３の（ｂ１）において２点鎖線で示すよう
に吸着チャック３２の載置面に載置された半導体ウエー
ハ７の表面に照射手段２０によって上記基準高さ位置
（Ｈ１）から光軸角度（θ）をもってレーザー光線を照
射する（測定光照射ステップ）。吸着チャック３２の載
置面に載置された半導体ウエーハ７の表面にレーザー光
線を照射したら、照射された光の照射部を上記アライメ
ント手段５の撮像機能によって撮像する。この撮像され
た照射部の位置を制御手段３０は図３の（ｂ２）に示す
ようにＸ−Ｙ座標における測定位置Ｐ２（ｘ２，ｙ１）
としてランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）に一時格納す
る（測定位置設定ステップ）。

【００２７】次に、照射手段２０を吸着チャック３２の
載置面にに垂直な方向（図３の（ｂ１）において上方）
に移動し、図３の（ｂ１）において実線で示すように上
記測定位置Ｐ２が上記基準位置Ｐ１の座標位置に合致す
るまでの移動せしめる。測定位置Ｐ２が上記基準位置Ｐ
１の座標位置に合致するまでの照射手段２０の移動距離
を測定する（照射手段移動距離計測ステップ）ことによ
り、ワークの厚さ（ｔ）を求めることができる。即ち、
測定位置Ｐ２が上記基準位置Ｐ１の座標位置に合致した
ときの照射手段２０の測定高さ位置を（Ｈ２）とする
と、ワークの厚さ（ｔ）はｔ＝Ｈ２−Ｈ１で算出するこ
とができる（厚さ設定ステップ）。このようにして算出
されたワークの厚さ（ｔ）は、ランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）に一時格納され、切削工程における切削溝を
加工する際の切削ブレード４３の切り込み送り量を設定
する基準値とする。なお、図３に示す実施形態において
は、照射手段２０とアライメント手段５（撮像手段）が
互いに固定され両者が一体として支持基台１５に対して
移動するように構成されたものに適用したものである。
従って、図３に示す実施形態においては、測定高さ位置
（Ｈ２）は照射手段２０と一体のアライメント手段５
（撮像手段）の高さ位置を例えばリニアスケール１６に
よって測定しており、この測定値を上記制御手段３０に
入力する。

【００２８】次に、本発明によるワークの厚さ測定方法
の第３の実施形態を図４に基づいて説明する。図４に示
す実施形態は、上記図３に示すワークの厚さ測定方法と
実質的に同様であり、照射手段２０とアライメント手段
５（撮像手段）を互いに独立して支持基台１５に対して
移動するように構成されたものに適用したものである。
図４に示す実施形態においては、照射手段２０がパルス
モータ１７を駆動することにより支持基台１５に対して
移動せしめるように構成されており、従って、照射手段
２０を基準位置Ｐ１から測定高さ位置（Ｈ２）に移動す
るためにパルスモータ１７を駆動した駆動パルス数をカ
ウントして移動距離を換算することよって、ワークの厚
さ（ｔ）を求める。

【００２９】次に、本発明によるワークの厚さ測定方法
の第４の実施形態を図５に基づいて説明する。第４の実
施形態における厚さ測定方法においても、図５の（ａ
１）および図５の（ａ２）に示す基準光照射ステップお
よび基準位置設定ステップは、上記図２乃至図４に示す
基準光照射ステップおよび基準位置設定ステップと同様
である。即ち、制御手段３０は吸着チャック３２の載置
面に照射手段２０によって所定の基準高さ位置（Ｈ）か
ら基準光軸角度（θ１）をもって照射されたレーザー光
線の照射部のＸ−Ｙ座標における基準位置Ｐ１（ｘ１，
ｙ１）をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）に一時格納
する（基準位置設定ステップ）。

【００３０】次に、図５の（ｂ１）に示すように吸着チ
ャック３２の載置面にワークとしての半導体ウエーハ７
を載置し、図５の（ｂ１）に２点鎖線で示すように吸着
チャック３２の載置面に載置された半導体ウエーハ７の
表面に照射手段２０によって上記基準高さ位置（Ｈ）か
ら光軸角度（θ１）をもってレーザー光線を照射する
（測定光照射ステップ）。吸着チャック３２の載置面に
載置された半導体ウエーハ７の表面にレーザー光線を照
射したら、照射された光の照射部を上記アライメント手
段５の撮像機能によって撮像する。この撮像された照射
部の位置を制御手段３０は図５の（ｂ２）に示すように
Ｘ−Ｙ座標における測定位置Ｐ２（ｘ２，ｙ２）として
ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）に一時格納する（測
定位置設定ステップ）。

【００３１】次に、照射手段２０の照射部２１を２点鎖
線で示す位置から回動軸２２を中心として図５の（ｂ
１）において時計方向に回動せしめる。そして、測定位
置Ｐ２が上記基準位置Ｐ１の座標位置に合致したときの
測定光軸角度（θ２）をロータリーエンコーダー等の角
度測定手段によって測定し、この測定光軸角度（θ２）
をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）に一時格納する。
このようにして、基準光軸角度（θ１）と測定光軸角度
（θ２）をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）に一時格
納したならば、制御手段３０は基準光軸角度（θ１）お
よび測定光軸角度（θ２）と照射手段２０の照射部２１
（光軸）の回動中心（回動軸２２）と基準位置Ｐ１との
載置面（表面）方向の距離（Ｌ）とに基づいてワークの
厚さ（ｔ）を求める（厚さ算出ステップ）。即ち、ワー
クの厚さ（ｔ）はｔ＝Ｌ×（ｔａｎθ１−ｔａｎθ２）
で算出することができる（厚さ算出ステップ）。なお、
上記基準位置Ｐ１を設定する際に、照射手段２０による
吸着チャック３２の載置面への照射位置をアライメント
手段５（撮像手段）の光軸位置に設定しておけば、上記
照射手段２０の照射部２１（光軸）の回動中心と基準位
置Ｐ１との載置面（表面）方向の距離（Ｌ）は、照射手
段２０の照射部２１の回動中心（回動軸２２）とアライ
メント手段５（撮像手段）の光軸５ａとの距離であり、
これは設計上設定されているので、この値を予めリード
オンリメモリ（ＲＯＭ）に格納しておけばよい。

【００３２】

【発明の効果】本発明によるワークの厚さ測定方法およ
び厚さ測定装置は以上のように構成されているので、次
の作用効果を奏する。

【００３３】即ち、本発明によれば、ワークの表面に角
度をもって斜めに光を照射すると、ワークの厚さに応じ
て照射位置がずれることを利用して厚さを測定するの
で、非接触式で構成が簡単であるとともに、精密に測定
することができる。また、本発明によれば、ワークの表
面に照射する光の照射位置のずれることを利用して厚さ
を測定するので、ダイシング装置等のアライメント手段
を利用して簡単に組み込むことができる。更に、本発明
によれば、ダイシング装置等の切削装置に適用したの
で、装置上で切削加工する前にワークの厚さを測定し、
ワーク毎にその表面位置を基準として切削することがで
きるため、切り込み深さを一定に切削することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って構成された厚さ測定装置を備え
た切削装置であるダイシング装置の斜視図。

【図２】本発明による厚さ測定方法の第１の実施形態を
示す説明図。

【図３】本発明による厚さ測定方法の第２の実施形態を
示す説明図。

【図４】本発明による厚さ測定方法の第３の実施形態を
示す説明図。

【図５】本発明による厚さ測定方法の第４の実施形態を
示す説明図。

【符号の説明】

２：装置ハウジング ３：チャックテーブル ３１：吸着チャック支持台 ３２：吸着チャック ４：スピンドルユニット ４１：スピンドルハウジング ４２：回転スピンドル ４３：切削ブレード ５：アライメント手段 ６：表示手段 ７：半導体ウエーハ（ワーク） ８：カセット ９：ワーク搬出手段 １０：ワーク搬送手段 １１：洗浄手段 １２：洗浄搬送手段 ２０：照射手段 ２１：照射手段の照射部 ３０：制御手段

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA30 BB01 CC19 DD00 DD02 FF01 FF09 GG04 HH04 HH12 JJ03 JJ26 MM02 MM13 PP12 PP24 QQ23 QQ25 RR09 UU05

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを支持する基台と、該基台の表面
   に対して所定角度の光軸をもって照射する照射手段と、
   該基台の表面に対面し該照射手段による照射部を撮像す
   る撮像手段とを具備し、該撮像手段によって撮像された
   該照射部に基づいてワークの厚さを測定する厚さ測定方
   法は、次のステップを含む、 該基台の表面に該照射手段によって所定の基準高さ位置
   （Ｈ）から所定角度（θ）の光軸をもって光を照射する
   基準光照射ステップ、 該基台の表面に照射された光の照射部を該撮像手段で撮
   像して該照射部の座標位置を基準位置とする基準位置設
   定ステップ、 該基台に載置されたワークの表面に該照射手段によって
   所定の基準高さ位置（Ｈ）から所定角度（θ）の光軸を
   もって光を照射する測定光照射ステップ、 該基台に載置されたワークの表面に照射された光の照射
   部を該撮像手段で撮像して該照射部の座標位置を測定位
   置とする測定位置設定ステップ、 該基準位置と該測定位置との座標上の距離（Ｒ）を求
   め、該距離（Ｒ）と光軸角度（θ）とに基づいてワーク
   の厚さ（ｔ）を求める（ｔ＝Ｒ×ｔａｎθ）厚さ算出ス
   テップ。
2. 【請求項２】 ワークを支持する基台と、該基台の表面
   に対して所定角度の光軸をもって照射する照射手段と、
   該基台の表面に対面し該照射手段による照射部を撮像す
   る撮像手段とを具備し、該撮像手段によって撮像された
   該照射部に基づいてワークの厚さを測定する厚さ測定方
   法は、次のステップを含む、 該基台の表面に該照射手段によって所定の基準高さ位置
   （Ｈ）から所定角度（θ）の光軸をもって光を照射する
   基準光照射ステップ、 該基台の表面に照射された光の照射部を該撮像手段で撮
   像して該照射部の座標位置を基準位置とする基準位置設
   定ステップ、 該基台に載置されたワークの表面に該照射手段によって
   所定の基準高さ位置（Ｈ）から所定角度（θ）の光軸を
   もって光を照射する測定光照射ステップ、 該基台に載置されたワークの表面に照射された光の照射
   部を該撮像手段で撮像して該照射部の座標位置を測定位
   置とする測定位置設定ステップ、 該照射手段を該基準高さ位置（Ｈ）から該基台の表面に
   垂直な方向に移動し、該測定位置の座標位置が該基準位
   置の座標位置に合致するまでの該照射手段の移動距離を
   計測する照射手段移動距離計測ステップ、 該計測された該照射手段の移動距離をワークの厚さとし
   て設定する厚さ設定ステップ。
3. 【請求項３】 ワークを支持する基台と、該基台の表面
   に対して所定角度の光軸をもって照射する照射手段と、
   該基台の表面に対面し該照射手段による照射部を撮像す
   る撮像手段とを具備し、該撮像手段によって撮像された
   該照射部に基づいてワークの厚さを測定する厚さ測定方
   法は、次のステップを含む、 該基台の表面に該照射手段によって所定の基準高さ位置
   （Ｈ）から所定の基準角度（θ１）の光軸をもって光を
   照射する基準光照射ステップ、 該基台の表面に照射された光の照射部を該撮像手段で撮
   像して該照射部の座標位置を基準位置とする基準位置設
   定ステップ、 該基台に載置されたワークの表面に該照射手段によって
   所定の基準高さ位置（Ｈ）から所定の基準角度（θ１）
   の光軸をもって光を照射する測定光照射ステップ、 該基台に載置されたワークの表面に照射された光の照射
   部を該撮像手段で撮像して該照射部の座標位置を測定位
   置とする測定位置設定ステップ、 該照射手段の光軸の角度を基準角度（θ１）から変化さ
   せて、該測定位置の座標位置が該基準位置の座標位置に
   合致した状態での光軸の測定角度（θ２）を求める光軸
   測定角度検出ステップ、 該基準角度（θ１）と該測定角度（θ２）および該光軸
   の回動中心と該基準位置との表面方向の距離（Ｌ）とに
   基づいてワークの厚さ（ｔ）を求める（ｔ＝Ｌ×（ｔａ
   ｎθ１−ｔａｎθ２））厚さ算出ステップ。
4. 【請求項４】 ワークを支持する基台と、該基台の表面
   に対して所定角度の光軸をもって照射する照射手段と、
   該基台の表面に対面し該照射手段による照射部を撮像す
   る撮像手段と、該撮像手段によって撮像された該照射部
   に基づいてワークの厚さを演算する制御手段と、を具備
   し、 該制御手段は、該基台の表面に該照射手段によって所定
   の基準高さ位置（Ｈ）から所定角度（θ）の光軸をもっ
   て照射された光の照射部を該撮像手段で撮像した座標位
   置を基準位置とし、該基台に載置されたワークの表面に
   該照射手段によって所定の基準高さ位置（Ｈ）から所定
   角度（θ）の光軸をもって照射された光の照射部を該撮
   像手段で撮像した座標位置を測定位置として、該基準位
   置と該測定位置の座標上の距離（Ｒ）を求め、該距離
   （Ｒ）と光軸角度（θ）とに基づいてワークの厚さ
   （ｔ）を求める（ｔ＝Ｒ×ｔａｎθ）、 ことを特徴とする厚さ測定装置。
5. 【請求項５】 ワークを支持する基台と、該基台の表面
   に対して所定角度の光軸をもって照射する照射手段と、
   該基台の表面に対面し該照射手段による照射部を撮像す
   る撮像手段と、該撮像手段によって撮像された該照射部
   に基づいてワークの厚さを演算する制御手段と、を具備
   し、 該制御手段は、該基台の表面に該照射手段によって所定
   の基準高さ位置（Ｈ）から所定角度（θ）の光軸をもっ
   て照射された光の照射部を該撮像手段で撮像した座標位
   置を基準位置とし、該基台に載置されたワークの表面に
   該照射手段によって所定の基準高さ位置（Ｈ）から所定
   角度（θ）の光軸をもって照射された光の照射部を該撮
   像手段で撮像した座標位置を測定位置として、該照射手
   段を該基準高さ位置（Ｈ）から該基台の表面に垂直な方
   向に移動し、該測定位置の座標位置が該基準位置の座標
   位置に合致するまでの該照射手段の移動距離を計測し、
   該計測された該照射手段の移動距離をワークの厚さとし
   て設定する、 ことを特徴とする厚さ測定装置。
6. 【請求項６】 ワークを支持する基台と、該基台の表面
   に対して所定角度の光軸をもって照射する照射手段と、
   該基台の表面に対面し該照射手段による照射部を撮像す
   る撮像手段と、該撮像手段によって撮像された該照射部
   に基づいてワークの厚さを演算する制御手段と、を具備
   し、 該制御手段は、該基台の表面に該照射手段によって所定
   の基準高さ位置（Ｈ）から所定の基準角度（θ１）の光
   軸をもって照射された光の照射部を該撮像手段で撮像し
   た座標位置を基準位置とし、該基台に載置されたワーク
   の表面に該照射手段によって所定の基準高さ位置（Ｈ）
   から所定の基準角度（θ１）の光軸をもって照射された
   光の照射部を該撮像手段で撮像した該照射部の座標位置
   を測定位置として、該照射手段の光軸の角度を基準角度
   （θ１）から変化させて、該測定位置の座標位置が該基
   準位置の座標位置に合致した状態での光軸の測定角度
   （θ２）を求め、該基準角度（θ１）と該測定角度（θ
   ２）および該光軸の回動中心と該基準位置との表面方向
   の距離（Ｌ）とに基づいてワークの厚さ（ｔ）を求める
   （ｔ＝Ｌ×（ｔａｎθ１−ｔａｎθ２））、 ことを特徴とする厚さ測定装置。
7. 【請求項７】 該照射手段はレーザー光線を照射するレ
   ーザー光線照射機構からなっている、請求項４から６の
   いずれかに記載の測定装置。
8. 【請求項８】 ワークを載置する載置面を有するチャッ
   クテーブルと、該チャックテーブルの載置面上に保持さ
   れたワークを切削する切削手段とを具備する切削装置に
   おいて、 該チャックテーブルの載置面に対して所定角度の光軸を
   もって照射する照射手段と、該チャックテーブルの載置
   面に対面し該照射手段による照射部を撮像する撮像手段
   と、該撮像手段によって撮像された該照射部に基づいて
   ワークの厚さを演算する制御手段と、を具備し、 該制御手段は、該チャックテーブルの載置面に該照射手
   段によって所定の基準高さ位置（Ｈ）から所定角度
   （θ）の光軸をもって照射された光の照射部を該撮像手
   段で撮像した座標位置を基準位置とし、該チャックテー
   ブルの載置面上に載置されたワークの表面に該照射手段
   によって所定の基準高さ位置（Ｈ）から所定角度（θ）
   の光軸をもって照射された光の照射部を該撮像手段で撮
   像した座標位置を測定位置として、該基準位置と該測定
   位置の座標上の距離（Ｒ）を求め、該距離（Ｒ）と光軸
   角度（θ）とに基づいてワークの厚さ（ｔ）を求める
   （ｔ＝Ｒ×ｔａｎθ）、 ことを特徴とする切削装置のワーク厚さ測定装置。
9. 【請求項９】 ワークを載置する載置面を有するチャッ
   クテーブルと、該チャックテーブルの載置面上に保持さ
   れたワークを切削する切削手段とを具備する切削装置に
   おいて、 該チャックテーブルの載置面に対して所定角度の光軸を
   もって照射する照射手段と、該チャックテーブルの載置
   面に対面し該照射手段による照射部を撮像する撮像手段
   と、該撮像手段によって撮像された該照射部に基づいて
   ワークの厚さを演算する制御手段と、を具備し、 該制御手段は、該チャックテーブルの載置面に該照射手
   段によって所定の基準高さ位置（Ｈ）から所定角度
   （θ）の光軸をもって照射された光の照射部を該撮像手
   段で撮像した座標位置を基準位置とし、該チャックテー
   ブルの載置面上に載置されたワークの表面に該照射手段
   によって所定の基準高さ位置（Ｈ）から所定角度（θ）
   の光軸をもって照射された光の照射部を該撮像手段で撮
   像した座標位置を測定位置として、該照射手段を該基準
   高さ位置（Ｈ）から該チャックテーブルの載置面に垂直
   な方向に移動し、該測定位置の座標位置が該基準位置の
   座標位置に合致するまでの該照射手段の移動距離を計測
   し、該計測された該照射手段の移動距離をワークの厚さ
   として設定する、 ことを特徴とする切削装置のワーク厚さ測定装置。
10. 【請求項１０】 ワークを載置する載置面を有するチャ
    ックテーブルと、該チャックテーブルの載置面上に保持
    されたワークを切削する切削手段とを具備する切削装置
    において、 該チャックテーブルの載置面に対して所定角度の光軸を
    もって照射する照射手段と、該チャックテーブルの載置
    面に対面し該照射手段による照射部を撮像する撮像手段
    と、該撮像手段によって撮像された該照射部に基づいて
    ワークの厚さを演算する制御手段と、を具備し、 該制御手段は、該チャックテーブルの載置面に該照射手
    段によって所定の基準高さ位置（Ｈ）から所定の基準角
    度（θ１）の光軸をもって照射された光の照射部を該撮
    像手段で撮像した座標位置を基準位置とし、該チャック
    テーブルの載置面に載置されたワークの表面に該照射手
    段によって所定の基準高さ位置（Ｈ）から所定の基準角
    度（θ１）の光軸をもって照射された光の照射部を該撮
    像手段で撮像した座標位置を測定位置として、該照射手
    段の光軸の角度を基準角度（θ１）から変化させて、該
    測定位置の座標位置が該基準位置の座標位置に合致した
    状態での光軸の測定角度（θ２）を求め、該基準角度
    （θ１）と該測定角度（θ２）および該光軸の回動中心
    と該基準位置との載置面方向の距離（Ｌ）とに基づいて
    ワークの厚さ（ｔ）を求める（ｔ＝Ｌ×（ｔａｎθ１−
    ｔａｎθ２））、 ことを特徴とする切削装置のワーク厚さ測定装置。
11. 【請求項１１】 該照射手段はレーザー光線を照射する
    レーザー光線照射機構からなっている、請求項８から１
    ０のいずれかに記載の切削装置のワーク厚さ測定装置。
12. 【請求項１２】 該切削装置は該チャックテーブルの載
    置面上に保持されたワークの表面を撮像し該切削手段に
    よって切削すべき領域を検出するアライメント手段を具
    備しており、該アライメント手段が該撮像手段の機能を
    有している、請求項８から１１のいずれかに記載の切削
    装置のワーク厚さ測定装置。