JP6037780B2 - 加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、ウェーハ外周縁の環状領域を切削ブレードで切削してウェーハに円形加工を施す加工方法に関する。

従来、所謂エッジトリミングの実施に際して、例えば特許文献１に開示されるように、サブテーブルで保持したテストウェーハを切削し、切削ブレードの位置合わせを実施することが知られている。

また、例えば、特許文献２に開示されるように、サブテーブルを回転させてテストウェーハに切削痕を形成し、切削ブレードの位置合わせを実施することが知られている。

特開２０００−１７３９６１号公報 特開２００７−０９６０９１号公報

特許文献１に開示される実施形態の場合では、サブテーブルと加工中にウェーハを保持する保持テーブルは位置が離れて配置されているため、例えば、サブテーブルと保持テーブルとで温度差が生じた場合には、保持テーブルの熱膨張量とサブテーブルの熱膨張量が異なることになる。

このため、サブテーブル上で切削ブレードの位置合わせを実施しても、保持テーブルで保持したウェーハを加工すると切削ブレードの位置ずれが生じてしまうことが懸念される。

また、特許文献２に開示される実施形態の場合では、サブテーブルと加工中にウェーハを保持する保持テーブルは、その構成が異なるため、サブテーブルと保持テーブルではそのヨーイングが相違することになる。

このヨーイングの相違により、サブテーブル上のテストウェーハで位置合わせを実施しても、保持テーブル上でのウェーハ加工時には切削ブレードの位置ずれが生じてしまうことが懸念される。

本発明は、以上の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、切削ブレードの位置合わせをした後において、保持テーブルで保持したウェーハの加工時に切削ブレードの位置ずれを発生させることなく、ウェーハに高精度に円形加工を施すことが可能な加工方法を提供することである。

請求項１に記載の発明によると、
複数のデバイスが形成されたデバイス領域とデバイス領域を囲繞した外周余剰領域とを備えたウェーハの外周余剰領域内の環状領域を切削ブレードで切削してウェーハの円形加工を施す加工方法であって、
ウェーハを回転可能な保持テーブルで保持する保持ステップと、
保持ステップを実施した後、切削ブレードの切削位置を特定する基準線を有した撮像手段で保持テーブルで保持されたウェーハを撮像し、環状領域からウェーハの外周側の所定位置に対して基準線を合わせて切削ブレードをウェーハに切り込ませ、切削痕を形成する切削痕形成ステップと、
該切削痕形成ステップで形成した該切削痕を該撮像手段で撮像し、該切削痕のウェーハ中心側エッジ、又は、ウェーハ反中心側エッジと該基準線との位置ずれ量と位置ずれ方向を検出する検出ステップと、
該位置ずれ検出ステップを実施した後、ウェーハを該撮像手段で撮像して該基準線を該環状領域に位置付けるとともに該切削ブレードの位置データに該位置ずれ量と同量の位置ずれ補正値を該位置ずれ方向と逆方向に加算して該切削ブレードの位置補正を実施した上で該切削ブレードをウェーハに切り込ませ、該保持テーブルを１回転以上回転させて該環状領域に円形加工を施す円形加工ステップと、
を備えた加工方法が提供される。

また、請求項２に記載の発明によると、
前記切削痕形成ステップでは、ウェーハを完全切断しない第一の切込み深さに前記切削ブレードをウェーハへと切り込ませて前記切削痕を形成し、
前記加工方法は、該切削痕形成ステップを実施した後、高さ位置検出手段でウェーハの上面の高さ位置と該切削痕の底の高さ位置を検出して該切削痕の実測深さを算出するとともに該第一の切込み深さと該切削痕の深さとのずれを切込み深さずれ補正値として算出する切込み深さずれ検出ステップを備え、
前記円形加工ステップでは、該第一の切込み深さより深い第二の切込み深さに該切込み深さずれ補正値を加算して該切削ブレードをウェーハに切り込ませる、
ことを特徴とする請求項１に記載の加工方法が提供される。

本発明の加工装置では、切削ブレードの位置合わせをした後において、保持テーブルで保持したウェーハの加工時に切削ブレードの位置ずれを発生させずに、ウェーハに円形加工を施すことが可能な加工方法が提供される。

具体的には、保持テーブルで保持されたウェーハを用いて切削ブレード切削位置の位置ずれを検出し、位置ずれ補正値を位置ずれ方向と逆方向に加算した上で保持テーブルで保持されたウェーハに円形加工を施すため、切削ブレードの切削位置ずれを発生させることなく、ウェーハに円形加工を施すことが可能となる。

また、請求項２に記載の発明によれば、切込み深さの補正を実施することができ、円形加工、及び、その後に行われるエッジトリミングを高精度で実施することができる。

本発明の加工対象となるウェーハの斜視図である。 （Ａ）は環状領域の一実施形態について示す平面図である。（Ｂ）は環状領域の他の実施形態について示す平面図である。 本発明の実施に適した加工装置（切削装置）の斜視図である。 ウェーハの保持ステップについて説明する側面図である。 基準線と環状領域を示した画像について説明する図である。 切削ブレードの一側面のエッジを基準線に合わせた様子を示す側面図である。 環状領域に形成される切削痕について示す平面図である。 切削痕と切込み深さについて説明する図である。 切削ブレードのＹ軸方向の位置ずれ量について説明する図である。 切削ブレードのＹ軸方向の位置ずれ量について説明する他の図である。 円形加工ステップについて説明する図である。

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に示したウェーハ１１は、例えば厚さが７００μｍのシリコンウェーハからなっており、表面１１ａに複数の分割予定ライン（ストリート）１３が格子状に形成されているとともに、該複数の分割予定ライン１３によって区画された複数の領域にそれぞれＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。

ウェーハ１１は、デバイス１５が形成されているデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９（環状除去領域）を備えている。また、ウェーハ１１の外周にはシリコンウェーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ２１が形成されている。

なお、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９には、図２（Ａ）に示すように、後述する円形加工をウェーハ１１の外周縁まで到達させるための環状の領域（斜線で示す環状領域Ａ１）、或いは、図２（Ｂ）に示すように、後述する円形加工をウェーハ１１の外周縁から所定幅内側において環状に形成するための領域（斜線で示す環状領域Ａ２（その外周にさらに環状部Ａ２ａが存在する））が形成される。

以上のようなウェーハ１１、即ち、複数のデバイス１５が形成されたデバイス領域１７とデバイス領域１７を囲繞した外周余剰領域１９とを備えたウェーハ１１について、本発明の加工方法が実施される。

この加工方法を実施するための装置としては、例えば、図３に示す切削装置２の構成にて実現できる。切削装置２は、切削ユニット１２と保持テーブル１０を有しており、切削ブレード１８が固定されたスピンドル１６を高速回転させることで、保持テーブル１０の上面に保持されたウェーハ１１が切削加工される構成としている。

保持テーブル１０は、矢印Ｘ１方向に加工送りされる構成とするとともに、支持軸８の回転により、矢印Ｒ１で示される回転方向に回転可能に構成される。

切削ユニット１２は、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動可能に構成され、分割予定ライン１３に沿った切削加工がなされる際には、切削ユニット１２をＺ軸方向の位置において所定の位置まで下げた状態とするとともに、保持テーブル１０を矢印Ｘ１方向に加工送りすることで、所定深さの切削溝が形成されることとなっている。

また、切削ユニット１２をＹ軸方向にインデックス送りすることによって、第一の方向の全ての分割予定ライン１３についての切削加工がなされ、その後、保持テーブル１０を９０度回転させることにより、第一の方向と直交する第二の方向の分割予定ライン１３について、同様に切削加工がなされる。

加えて、詳しくは後述するように、切削ブレード１８をウェーハ１１の外周位置に合わせつつ、保持テーブル１０を回転させることによって、ウェーハ１１の外周部の円形加工（サークルカット）が実施され得る構成としている。この円形加工は、ウェーハ１１を裏面研削して薄化する際のシャープエッジの形成を防止するための、エッジトリミング加工や、ウェーハを小径化させるダウンサイジング加工としても知られるものである。

さらに、切削ユニット１２には、撮像カメラ２０を備える撮像ユニット１４が付設されており、撮像カメラ２０によってウェーハ１１を撮像することで、切削位置のアライメント（位置合わせ）や、詳しくは後述する切削ブレード１８の切削痕３０（図７参照）の深さが測定できる構成としている。

以上のような切削装置２を用い、本発明の加工方法が実施される。まず、図４に示すように、ウェーハ１１を回転可能な保持テーブル１０で保持する保持ステップが実施される。

保持テーブル１０は、例えば、ポーラスセラミック材によって円盤状に形成された吸引面を有するチャックテーブルにて構成することができ、図示せぬ真空吸引手段による吸引により、吸引面に載置されたウェーハ１１の裏面１１ｂが吸引保持される構成にて実現できる。

保持ステップを実施した後、図５に示すように、切削ブレード１８の切削位置を特定する基準線Ｋを有した撮像ユニット１４（図３参照）で保持テーブル１０で保持されたウェーハ１１を撮像し、環状領域Ａ１からウェーハ１１の外周側の所定位置に基準線Ｋを合わせて切削ブレード１８をウェーハ１１に切り込ませ、切削痕３０（図７参照）を形成する切削痕形成ステップが実施される。

より具体的には、図５は撮像カメラ２０（図３参照）によって撮像された画像４０を示すものであり、撮像カメラ２０で撮像された各画像４０には、予め設定された位置に基準線Ｋが配置され得る構成としている。換言すれば、撮像された画像４０には、常に、同一の位置に基準線Ｋが位置され得るように構成されている。

本実施形態では、図５におけるＹ軸方向において、この基準線Ｋに対し切削ブレード１８を一致させるようにして切削加工がなされるようにしており、より厳密には、ソフトウェアにおいて、切削ブレード１８の一側面１８Ａのエッジ１８ａが基準線Ｋに一致するように設定されている。図６では、切削ブレード１８の一側面１８Ａのエッジ１８ａが基準線Ｋに合わせられた様子を示している。

また、図５に示すように、撮像ユニット１４は、撮像カメラ２０によって撮像された画像４０に基づき、斜線で示した環状領域Ａ１を特定できるようになっている。この特定は、例えば、ウェーハ１１の外周輪郭線１１ｍを画像解析して、その内側の一定の幅を持った領域を環状領域Ａ１として定義させることができる。なお、オペレーターのマニュアル操作によって、撮像ユニット１４に環状領域Ａ１を定義させることとしてもよい。

そして、図６に示すように、この特定された環状領域Ａ１からウェーハ１１の外周側の所定位置に基準線Ｋを合わせるように、切削ユニット１２のＹ軸方向の位置調整（例えば、環状領域Ａ１の幅の範囲内に基準線Ｋが収まるように位置調整する）を行ったうえで、回転する切削ブレード１８をＺ軸方向に移動させウェーハ１１に対して切り込ませる。ここでの切削ユニット１２のＹ軸方向の位置調整は、ウェーハ１１の環状領域Ａ１を撮像ユニット１４にて画像解析することで、図示せぬ制御装置によって自動制御されることとするほか、オペレーターのマニュアル操作によって行われることとしてもよい。

なお、このようなウェーハ１１への切込みの加工は、チョッパーカットとも称されるものである。また、チョッパーカットによって切込みを行うこととするほか、切削ブレード１８を予めＺ軸方向の所定の位置まで下げた状態としつつ、保持テーブル１０をＸ軸方向（図３）参照に加工送りすることで切込みを行うこととしてもよい。

以上のように切込みを行うことで、図７及び図８に示すように、ウェーハ１１の表面１１ａにおいて、環状領域Ａ１に切削痕３０が形成される。この切削痕３０は、後に行われる位置ずれ検出ステップにおいて、Ｙ軸方向の位置ずれ量Ｗ（図９参照）を求めるために形成するものである。

また、図８に示すように、切削痕３０の切込み深さＤ１（設定上の深さ）は特に限定されるものではないが、例えば、後に行われる円形加工ステップでの切込み深さＤ２よりも浅く設定されることが考えられる。

次いで、図９に示すように、切削痕形成ステップで形成した切削痕３０を撮像ユニット１４（図３参照）で撮像し（画像４２）、切削痕３０のウェーハ中心側エッジＥと基準線Ｋとの位置ずれ量Ｗと位置ずれ方向（Ｙ軸方向プラス方向、或いは、Ｙ軸方向マイナス方向）を検出する位置ずれ検出ステップが実施される。

ここで、位置ずれが発生するということは、本来は、ウェーハ中心側エッジＥと基準線Ｋを一致させる設定であるにもかかわらず、Ｙ軸方向における切削ブレードの位置にずれが生じていることを意味するものである。図９の例では、切削ブレードの位置が、Ｙ軸方向においてマイナス側にずれてしまっていることとなっており、この位置ずれを打ち消し切削ブレードの位置を補正するための位置ずれ補正値αは、その量が位置ずれ量＝Ｗと同量であり、その補正の方向は、位置ずれ方向＝Ｙ軸方向プラスと逆方向（補正方向）、つまりは、Ｙ軸方向マイナスとして定義される。

このようにして、切削痕３０に基づいて、切削ブレードのＹ軸方向のずれ（切削ブレードとウェーハのＹ軸方向の相対位置ずれ）を認識することができる。さらに、このＹ軸方向のずれに基づいて、当該ずれを解消するために必要な情報、つまりは、位置ずれ補正値αと、位置ずれ方向とは逆方向（補正方向）を取得することができる。なお、ウェーハ中心側エッジＥの検出は、撮像ユニット１４による画像解析により自動的に成されることとするほか、オペレーターが画像４２を参照してマニュアル操作でウェーハ中心側エッジＥの位置を定義することとしてもよい。

また、図９に示される画像４２の例では、切削痕３０がウェーハ１１の外方に通じるように形成される例となっているが、図１０に示される画像４４の例のように、環状領域Ａ１内に収まる切削痕３２を形成するとともに、ウェーハ反中心側エッジＥ１（ウェーハ１１の半径方向外側のエッジ）と基準線Ｋとの間の距離を位置ずれ量Ｗ１として定義してもよい。また、この場合、位置ずれ補正値αが、位置ずれ量＝Ｗ１と同量であって、その補正の方向は、位置ずれ方向＝Ｙ軸方向マイナスと逆方向（補正方向）、つまりは、Ｙ軸方向プラスとして定義される。

以上のようにして位置ずれ検出ステップを実施した後、図９及び図１１に示すように、ウェーハ１１を撮像ユニット（撮像手段）１４（図３）で撮像して基準線Ｋを環状領域Ａ１に位置付けるとともに切削ブレード１８の位置データ１８Ｄに位置ずれ補正値αを位置ずれ方向と逆方向（補正方向）に加算して切削ブレード１８をウェーハ１１に切り込ませ、保持テーブル１０を１回転以上回転させて環状領域Ａ１に円形加工を施す円形加工ステップが実施される。

より具体的には、位置ずれ検出ステップで検出した位置ずれに基づく位置ずれ補正値α（量が位置ずれ量Ｗと同量、加算の方向が＝Ｙ軸方向マイナス（補正方向））を用い、切削ブレード１８の一側面１８Ａの位置であるウェーハ中心側エッジＥを基準線Ｋに一致させるように、例えば、切削ブレード１８の位置データ１８ＤのＹ軸方向のゼロ点を補正することが行われる。

図１１の例では、切削ブレード１８についての位置データ１８Ｄ（絶対座標を定義するデータ）のＹ軸方向のゼロ点を、Ｙ軸方向において位置ずれ量Ｗだけプラス方向に移動させた位置に再定義することで、矢印Ｊ１に示されるように、切削ブレード１８の一側面１８ＡのＹ軸方向のウェーハ中心側エッジＥが、基準線Ｋに一致するように補正がされる様子を示している。このＹ軸方向のゼロ点の再定義は、制御装置によって自動処理されるほか、オペレーターによるマニュアル操作でされることとしてもよい。

なお、図１１の実施例とは反対に、ウェーハ中心側エッジＥが基準線ＫよりもＹ軸方向においてプラス側にある場合には、Ｙ軸方向において位置ずれ量Ｗだけマイナス方向に移動させるように、Ｙ軸方向のゼロの補正が行われる。

このようにして、切削ブレード１８のＹ軸方向の位置について、実際に形成された切削痕３０に基づいた位置補正が実施され、補正後においては、ウェーハ中心側エッジＥが基準線Ｋに確実に一致するような高精度な円形加工が実施可能となる。

この円形加工では、図１１に示すように、切削ブレード１８をウェーハ１１に切り込ませ、保持テーブル１０を１回転以上回転させて環状領域Ａ１に環状の凹部１１ｎが形成される。なお、１回転させる前に、例えば、３０度程度の３６０度以内の範囲で円弧状の凹部を形成する加工を実施し、位置補正の適正を確認することとしてもよい。

以上のようにして、本発明を実施することができる。
即ち、複数のデバイス１５が形成されたデバイス領域１７とデバイス領域１７を囲繞した外周余剰領域１９とを備えたウェーハ１１の外周余剰領域１９内の環状領域Ａ１を切削ブレード１８で切削してウェーハ１１の円形加工を施す加工方法であって、
ウェーハ１１を回転可能な保持テーブル１０で保持する保持ステップと、
保持ステップを実施した後、切削ブレード１８の切削位置を特定する基準線Ｋを有した撮像ユニット１４で保持テーブル１０で保持されたウェーハ１１を撮像し、ウェーハ１１の環状領域Ａ１からウェーハ１１の外周側の所定位置に基準線Ｋを合わせて切削ブレード１８をウェーハ１１に切り込ませ、切削痕３０を形成する切削痕形成ステップと、
切削痕形成ステップで形成した切削痕３０を撮像ユニット１４（図３参照）で撮像し（画像４２）、切削痕３０のウェーハ中心側エッジＥと基準線Ｋとの位置ずれ量と位置ずれ方向を検出する位置ずれ量検出ステップと、
ウェーハ１１を撮像ユニット（撮像手段）１４（図３）で撮像して基準線Ｋを環状領域Ａ１に位置付けるとともに切削ブレード１８の位置データ１８Ｄに位置ずれ量と同量の位置ずれ補正値αを位置ずれ方向と逆方向に加算して切削ブレード１８の位置補正を実施した上で切削ブレード１８をウェーハ１１に切り込ませ、保持テーブル１０を１回転以上回転させて環状領域Ａ１に円形加工を施す円形加工ステップと、を備えた加工方法とする。

このようにして、切削ブレード１８の位置合わせをした後において、保持テーブル１０で保持したウェーハ１１の加工時に切削ブレード１８の位置ずれを発生させずに、ウェーハ１１に円形加工を施すことが可能な加工方法が提供される。

具体的には、保持テーブル１０で保持されたウェーハ１１を用いて切削ブレード１８の切削位置の位置ずれを検出し、位置ずれ補正値を加算した上で保持テーブル１０で保持されたウェーハ１１に円形加工を施すため、切削ブレード１８の切削位置ずれを発生させることなく、ウェーハ１１に円形加工を施すことが可能となる。

また、以上の実施形態に加え、上述した切削痕形成ステップでは、図８に示すように、ウェーハ１１を完全切断しない第一の切込み深さＤ１（設定上の深さ）に切削ブレード１８をウェーハ１１へと切り込ませて切削痕３０を形成し、切削痕形成ステップを実施した後、撮像ユニット（高さ位置検出手段）１４でウェーハ１１の上面（表面１１ａ）の高さ位置と切削痕３０の底の高さ位置を検出して切削痕３０の実測深さＤＦを算出するとともに第一の切込み深さＤ１と切削痕３０の深さＤＦとのずれを切込み深さずれ補正値Ｄｆとして算出する切込み深さずれ検出ステップを備え、
円形加工ステップでは、第一の切込み深さＤ１より深い第二の切込み深さＤ２に切込み深さずれ補正値Ｄｆを加算して切削ブレード１８をウェーハに切り込ませる、こととしてもよい。

この実施形態では、Ｚ軸方向における切削ブレード１８の位置ずれを補正するものである。仮に、第一の切込み深さＤ１と実測深さＤＦが一致し、切込み深さずれ補正値Ｄｆがゼロの場合には、意図した第一の切込み深さＤ１（設定上の深さ）通りに切削痕３０が形成されるため、Ｚ軸方向の補正は不要である。これに対し、切込み深さずれ補正値Ｄｆが生じた場合には、設定された深さである第一の切込み深さＤ１通りの深さが実現されていないため、Ｚ軸方向において切削ブレード１８の位置ずれの補正が必要となる。

図８の例では、図示せぬ切削ブレード１８についての位置データ１８Ｄ（絶対座標を定義するデータ）のＺ軸方向のゼロ点を、Ｚ軸方向において切込み深さずれ補正値Ｄｆだけマイナス方向（矢印Ｊ２）に移動させた位置に再定義することが示されている。

そして、円形加工ステップでは、第二の切込み深さＤ２に切込み深さずれ補正値Ｄｆを加算することで、実際に形成される切削痕３０の深さを、設定された第二の切込み深さＤ２と一致させることが可能となる。

以上のようにして、この実施形態によれば、切込み深さの補正を実施することができ、円形加工、及び、その後に行われるエッジトリミングを高精度で実施することができる。

２ 切削装置
８ 支持軸
１０ 保持テーブル
１１ ウェーハ
１２ 切削ユニット
１４ 撮像ユニット
１５ デバイス
１７ デバイス領域
１９ 外周余剰領域
３０ 切削痕
Ａ１ 環状領域
Ｅ ウェーハ中心側エッジ
Ｋ 基準線

Claims (2)

1. 複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞した外周余剰領域とを備えたウェーハの該外周余剰領域内の環状領域を切削ブレードで切削してウェーハに円形加工を施す加工方法であって、
   ウェーハを回転可能な保持テーブルで保持する保持ステップと、
   該保持ステップを実施した後、切削ブレードの切削位置を特定する基準線を有した撮像手段で該保持テーブルで保持されたウェーハを撮像し、該環状領域からウェーハの外周側の所定位置に該基準線を合わせて該切削ブレードをウェーハに切り込ませ、切削痕を形成する切削痕形成ステップと、
   該切削痕形成ステップで形成した該切削痕を該撮像手段で撮像し、該切削痕のウェーハ中心側エッジ、又は、ウェーハ反中心側エッジと該基準線との位置ずれ量と位置ずれ方向を検出する位置ずれ検出ステップと、
   該位置ずれ検出ステップを実施した後、ウェーハを該撮像手段で撮像して該基準線を該環状領域に位置付けるとともに該切削ブレードの位置データに該位置ずれ量と同量の位置ずれ補正値を該位置ずれ方向と逆方向に加算して該切削ブレードの位置補正を実施した上で該切削ブレードをウェーハに切り込ませ、該保持テーブルを１回転以上回転させて該環状領域に円形加工を施す円形加工ステップと、
   を備えた加工方法。
2. 前記切削痕形成ステップでは、ウェーハを完全切断しない第一の切込み深さに前記切削ブレードをウェーハへと切り込ませて前記切削痕を形成し、
   前記加工方法は、該切削痕形成ステップを実施した後、高さ位置検出手段でウェーハの上面の高さ位置と該切削痕の底の高さ位置を検出して該切削痕の実測深さを算出するとともに該第一の切込み深さと該切削痕の深さとのずれを切込み深さずれ補正値として算出する切込み深さずれ検出ステップを備え、
   前記円形加工ステップでは、該第一の切込み深さより深い第二の切込み深さに該切込み深さずれ補正値を加算して該切削ブレードをウェーハに切り込ませる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の加工方法。

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