JP5068611B2 - 加工装置における加工水の確認方法及び確認装置 - Google Patents

Description

本発明は、切削装置、研削装置等の加工装置における加工水の確認方法及び確認装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の数多くのデバイスが表面に形成され、且つ個々のデバイスが分割予定ライン（ストリート）によって区画された半導体ウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、ダイシング装置（切削装置）によって分割予定ラインを切削して個々のデバイスに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

ダイシング装置は、半導体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加工水を供給する加工水供給手段と、加工水が供給された領域に切削加工を施す加工手段とから少なくとも構成され、高精度にウエーハを個々のデバイスに分割することができる。

このようなダイシング装置を使用して半導体ウエーハを切削する際に、加工水が適当な領域に、又は適正な分布をもって適量に供給されていないことに起因して、切削屑がウエーハの表面に付着したり、切削溝にチッピングが発生したりしてデバイスの品質を低下させるという問題がある。

よって、本発明の目的は、加工装置によるウエーハの加工の際に、加工水が適正な領域に適量供給されているか、又は適正な分布をもって適量供給されているかを確認可能な加工装置における加工水の確認方法を提供することである。

本発明の他の目的は、加工装置によるウエーハの加工の際に、加工水が適正な領域に適量供給されているか、又は適正な分布をもって適量供給されているかを確認するのに使用する確認装置を提供することである。

請求項１記載の発明によると、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加工水を供給する加工水供給手段と、加工水が供給される領域に加工を施す加工手段とを備えた加工装置における加工水の確認方法であって、複数の圧力センサが表面に配設された検出基板を該チャックテーブルに保持する検出基板の保持工程と、該チャックテーブルに保持された該検出基板に加工水を供給する加工水供給工程と、前記検出基板の圧力センサからの情報を表示手段に表示し、加工水の掛り具合を確認する加工水確認工程と、を具備したことを特徴とする加工装置における加工水の確認方法が提供される。

好ましくは、検出基板の圧力センサからの情報を色分けして表示手段上に表示する。

請求項３記載の発明によると、複数の圧力センサが表面に配設された検出基板と、該検出基板の圧力センサに接続され、該圧力センサからの情報を表示する表示手段と、を具備したことを特徴とする確認装置が提供される。

好ましくは、確認装置は検出基板の圧力センサからの情報を記憶する記憶手段を更に具備している。

本発明の加工装置における加工水の確認方法によると、加工水が適正な領域に適量供給されているか、又は適正な分布をもって適量供給されているかについて確認することができ、必要に応じて加工水供給手段のノズルの位置を調整したり、ノズルの形状を変更したり、噴出口の形状、個数、向きを変更したり、水量を調整したりしてデバイスの品質の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の加工水の確認方法が適用可能なウエーハをダイシングして個々のチップ（デバイス）に分割することのできる切削装置（ダイシング装置）２の外観を示している。

切削装置２の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作手段４が設けられている。装置上部には、オペレータに対する案内画面や後述する撮像手段によって撮像された画像が表示されるＣＲＴ等の表示手段６が設けられている。

図２に示すように、ダイシング対象のウエーハＷの表面においては、第１のストリートＳ１と第２ストリートＳ２とが直交して形成されており、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とによって区画されて多数のデバイスＤがウエーハＷ上に形成されている。

ウエーハＷは粘着テープであるダイシングテープＴに貼着され、ダイシングテープＴの外周縁部は環状フレームＦに貼着されている。これにより、ウエーハＷはダイシングテープＴを介してフレームＦに支持された状態となり、図１に示したウエーハカセット８中にウエーハが複数枚（例えば２５枚）収容される。ウエーハカセット８は上下動可能なカセットエレベータ９上に載置される。

ウエーハカセット８の後方には、ウエーハカセット８から切削前のウエーハＷを搬出するとともに、切削後のウエーハをウエーハカセット８に搬入する搬出入手段１０が配設されている。ウエーハカセット８と搬出入手段１０との間には、搬出入対象のウエーハが一時的に載置される領域である仮置き領域１２が設けられており、仮置き領域１２には、ウエーハＷを一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段１４が配設されている。

仮置き領域１２の近傍には、ウエーハＷと一体となったフレームＦを吸着して搬送する旋回アームを有する搬送手段１６が配設されており、仮置き領域１２に搬出されたウエーハＷは、搬送手段１６により吸着されてチャックテーブル１８上に搬送され、このチャックテーブル１８に吸引されるとともに、複数の固定手段１９によりフレームＦが固定されることでチャックテーブル１８上に保持される。

チャックテーブル１８は、回転可能且つＸ軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル１８のＸ軸方向の移動経路の上方には、ウエーハＷの切削すべきストリートを検出するアライメント手段２０が配設されている。

アライメント手段２０は、ウエーハＷの表面を撮像する撮像手段２２を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の処理によって切削すべきストリートを検出することができる。撮像手段２２によって取得された画像は、表示手段６に表示される。

アライメント手段２０の左側には、チャックテーブル１８に保持されたウエーハＷに対して切削加工を施す切削手段２４が配設されている。切削手段２４はアライメント手段２０と一体的に構成されており、両者が連動してＹ軸方向及びＺ軸方向に移動する。

切削手段２４は、回転可能なスピンドル２６の先端に切削ブレード２８が装着されて構成され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード２８は撮像手段２２のＸ軸方向の延長線上に位置している。

図３を参照すると、切削手段２４の分解斜視図が示されている。図４は切削手段２４の斜視図である。２５は切削手段２４のスピンドルハウジングであり、スピンドルハウジング２５中に図示しないサーボモータにより回転駆動されるスピンドル２６が回転可能に収容されている。切削ブレード２８は電鋳ブレードであり、ニッケル母材中にダイヤモンド砥粒が分散されてなる切刃２８ａを外周部に有している。

３０は切削ブレード２８をカバーするブレードカバーであり、切削ブレード２８の側面に沿って延長する切削水ノズル（加工水ノズル）３２が取り付けられている。切削水（加工水）が、パイプ３４を介して切削水ノズル３２に供給される。ブレードカバー３０はねじ穴３６，３８を有している。

４０は着脱カバーであり、ブレードカバー３０に取り付けられた際、切削ブレード２８の側面に沿って伸長する切削水ノズル（加工水ノズル）４２を有している。切削水（加工水）は、パイプ４４を介して切削水ノズル４２に供給される。

ねじ４８を着脱カバー４０の丸穴４６に挿通してブレードカバー３０のねじ穴３６に螺合することにより、着脱カバー４０がブレードカバー３０に固定される。これにより、図４に示すように切削ブレード２８の概略上半分がブレードカバー３０及び着脱カバー４０により覆われる。

５０はブレード検出ブロックであり、ねじ５４によりブレードカバー３０に取り付けられる。ブレード検出ブロック５０には発光素子及び受光素子からなる図示しないブレードセンサが取り付けられており、このブレードセンサにより切削ブレード２８の切刃２８ａの状態を検出する。

ブレードセンサにより切刃２８ａの欠けを検出した場合には、切削ブレード２８を新たな切削ブレードに交換する。５５はブレードセンサの位置を調整するための調整ねじである。

切削ブレード２８を交換する際には、着脱カバー４０及びブレード検出ブロック５０を図３に示すようにブレードカバー３０から取り外し、この状態で切削ブレード２８を交換する。

このように構成された切削装置２において、ウエーハカセット８に収容されたウエーハＷは、搬出入手段１０によってフレームＦが挟持され、搬出入手段１０が装置後方（Ｙ軸方向）に移動し、仮置き領域１２においてその挟持が解除されることにより、仮置き領域１２に載置される。そして、位置合わせ手段１４が互いに接近する方向に移動することにより、ウエーハＷが一定の位置に位置づけられる。

次いで、搬送手段１６によってフレームＦは吸着され、搬送手段１６が旋回することによりフレームＦと一体となったウエーハＷがチャックテーブル１８に搬送されてチャックテーブル１８により保持される。そして、チャックテーブル１８がＸ軸方向に移動してウエーハＷはアライメント手段２０の直下に位置づけられる。

アライメント手段２０が切削すべきストリートを検出するアライメントの際のパターンマッチングに用いる画像は、切削前に予め取得しておく必要がある。そこで、ウエーハＷがアライメント手段２０の直下に位置づけられると、撮像手段２２がウエーハＷの表面を撮像し、撮像した画像を表示手段６に表示させる。

以下、撮像手段２２によるアライメントの概要について説明する。切削装置２のオペレータは、操作手段４を操作することにより、撮像手段２２で撮像し、表示手段６上に表示された画像をゆっくりと移動させながらパターンマッチングのターゲットとなるキーパターンを探索する。このキーパターンは、例えばデバイスＤ中の回路の特徴部分を利用する。

オペレータがキーパターンを決定すると、そのキーパターンを含む画像が切削装置２のアライメント手段２０に備えたメモリに記憶される。また、そのキーパターンとストリートＳ１，Ｓ２の中心線との距離を座標値等によって求めその値もメモリに記憶させておく。

さらに、撮像画像を画面上でゆっくりと移動することにより、隣り合うストリートとストリートとの間隔（ストリートピッチ）を座標値等によって求め、ストリートピッチの値についてもアライメント手段２０のメモリに記憶させておく。

ウエーハＷのストリートに沿った切断の際には、記憶させたキーパターンの画像と実際に撮像手段２２により撮像されて取得した画像とのパターンマッチングをアライメント手段２０にて行う。このパターンマッチングは、Ｘ軸方向に伸長する同一ストリートＳ１に沿った互いに離間した少なくとも２点で実施する。

まず、Ａ点で撮像した画像を画面上でゆっくりと移動させながら、記憶させたキーパターンと実際の画像のキーパターンとのパターンマッチングを行い、キーパターンがマッチングした状態で画面を固定する。

このようにＡ点での撮像画面からパターンマッチングを実施したら、チャックテーブル１８をＸ軸方向に移動させてＡ点とＸ軸方向に相当離れたＢ点でのパターンマッチングを行う。

このとき、Ａ点からＢ点まで一気に移動してパターンマッチングを行うのではなく、Ｂ点への移動途中の複数個所で必要に応じてパターンマッチングを実施してＹ軸方向のずれを補正すべくチャックテーブル１８を僅かに回転させてθ補正を行って、最終的にＢ点でのパターンマッチングを実施することが好ましい。

Ａ点及びＢ点でのパターンマッチングが完了すると、２つのキーパターンを結んだ直線はストリートＳ１と平行となったことになり、キーパターンとストリートＳ１の中心線との距離分だけ切削手段２４をＹ軸方向に移動させることにより、切削しようとするストリートと切削ブレード２８との位置合わせを行う。

切削しようとするストリートと切削ブレード２８との位置合わせが行われた状態で、チャックテーブル１８をＸ軸方向に移動させるとともに、切削ブレード２８を高速回転させながら切削手段２４を下降させると、位置合わせされたストリートが切削される。

切削ブレード２８によるストリートの切削の際に、切削水供給ノズル３２，４２から切削水を切削ブレード２８及びウエーハＷに向かって噴出しながらストリートの切削を遂行する。切削ブレード２８に切削水を噴出することにより切削ブレード２８を冷却する。

メモリに記憶されたストリートピッチずつ切削手段２４をＹ軸方向にインデックス送りにしながら切削を行うことにより、同方向のストリートＳ１が全て切削される。更に、チャックテーブル１８を９０°回転させてから、上記と同様の切削を行うと、ストリートＳ２も全て切削され、個々のデバイスＤに分割される。

切削が終了したウエーハＷはチャックテーブル１８をＸ軸方向に移動してから、Ｙ軸方向に移動可能な搬送手段２５により把持されて洗浄装置２７まで搬送される。洗浄装置２７では、洗浄ノズルから水を噴射しながらウエーハＷを低速回転（例えば３００ｒｐｍ）させることによりウエーハを洗浄する。

洗浄後、ウエーハＷを高速回転（例えば３０００ｒｐｍ）させながらエアノズルからエアを噴出させてウエーハＷを乾燥させた後、搬送手段１６によりウエーハＷを吸着して仮置き領域１２に戻し、更に搬出入手段１０によりウエーハカセット８の元の収納場所にウエーハＷが戻される。

このような切削装置２を使用してウエーハを切削する際に、切削水（加工水）が適当な領域に、又は適正な分布をもって適量に供給されていないことに起因して、切削屑がウエーハＷの表面に付着したり、切削溝にチッピングが発生したりしてデバイスＤの品質を低下させる恐れがある。

そこで本発明では、切削水が適当な領域に適量供給されているか、又は適正な分布をもって適量供給されているかを確認するために、図５に示すような検出基板（検出ユニット）６０を使用する。

検出基板６０は、樹脂、セラミックス、シリコン等から形成された円形基板６２上に同じく円形の圧力センサユニット６４を貼付して構成されている。圧力センサユニット６４は、例えば樹脂中に多数の圧力センサ６６をマトリックス上に埋め込み、その表面は水に侵食されない材料で被覆されている。

各圧力センサ６６はコントローラ６８にそれぞれ独立して接続されている。圧力センサ６６からの情報はコントローラ６８を介してメモリ７０に記憶される。コントローラ６８は表示手段６に接続されており、圧力センサ６６で検出した圧力は表示手段６に表示される。

切削加工中の切削水（加工水）の噴出状態を確認するには、図６に示すように検出基板６０をチャックテーブル１８で吸着保持し、チャックテーブル１８をＸ軸方向に移動して検出基板６０を切削ブレード２８の直下に位置付ける。

そして、切削ブレード２８を検出基板６０に当接しない程度に近づけて、切削ブレード２８をウエーハ切削時と同等の回転数で回転させながら切削水供給ノズル３２，４２から切削水を切削ブレード２８及び検出基板６０に向かって噴出する。図６において、パイプ３４，４４は管路７２を介して切削水供給源（加工水供給源）７４に接続されている。

切削水噴出ノズル３２，４２から切削水が検出基板６０に向かって噴出されると、各圧力センサ６６は切削水の噴出圧力及び噴出領域を検出する。各圧力センサ６６の情報はコントローラ６８に入力され、コントローラ６８でリアルタイムに処理されて表示手段６上に例えば圧力の等高線７６として表示される。各圧力センサ６６からの情報を色分けして表示手段６上に表示することもできる。

メモリ７０はＲＯＭ及びＲＡＭを含んでおり、ＲＯＭには例えば基準とする圧力分布が記憶されている。各圧力センサ６６からの情報はメモリ７０のＲＡＭに記憶され、コントローラ６８は基準とする圧力分布と各圧力センサ６６が検出した圧力とを比較し、その差分を表示手段６上に表示することもできる。

圧力等高線７６の状態に応じて、切削水ノズル３２，４２の位置を調整したり、ノズルの形状を変更したり、噴出口の形状、個数、向きを変更したり、噴出される水量を調整したりして切削水の供給状態を適正に修正する。これにより、切削ブレード２８により切削して得られるデバイスＤの品質の向上を図ることができる。

以上の説明では、本発明の加工水の確認方法を切削装置に適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばウエーハの研削時に加工水を供給しながらウエーハの研削を行う研削装置等にも同様に適用することができる。

本発明が適用可能な切削装置の外観斜視図である。 フレームと一体化されたウエーハを示す斜視図である。 切削手段（切削ユニット）の分解斜視図である。 切削手段の斜視図である。 本発明実施形態を示す概略構成図である。 切削水（加工水）の圧力分布検出時の実施形態の概略構成図である。

符号の説明

２ 切削装置
６ 表示手段
１８ チャックテーブル
２４ 切削手段
２６ スピンドル
２８ 切削ブレード
３２，４２ 切削水ノズル
６０ 検出基板（検出ユニット）
６６ 圧力センサ
７６ 圧力の等高線

Claims (4)

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加工水を供給する加工水供給手段と、加工水が供給される領域に加工を施す加工手段とを備えた加工装置における加工水の確認方法であって、
   複数の圧力センサが表面に配設された検出基板を該チャックテーブルに保持する検出基板の保持工程と、
   該チャックテーブルに保持された該検出基板に加工水を供給する加工水供給工程と、
   前記検出基板の圧力センサからの情報を表示手段に表示し、加工水の掛り具合を確認する加工水確認工程と、
   を具備したことを特徴とする加工装置における加工水の確認方法。
2. 前記圧力センサからの情報を色分けして前記表示手段に表示する請求項１記載の加工装置における加工水の確認方法。
3. 複数の圧力センサが表面に配設された検出基板と、
   該検出基板の各圧力センサに接続され、該圧力センサからの情報を表示する表示手段と、
   を具備したことを特徴とする確認装置。
4. 前記圧力センサからの情報を記憶する記憶手段を更に具備した請求項３記載の確認装置。

Images