JP6215069B2 - 切削装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ウェーハの表面にデバイスが形成されたウェーハを切削する切削装置に関する。
近年、半導体デバイスの微細化に伴い、半導体基板の表面に半導体デバイスを形成したデバイスウェーハが実用化されている。デバイスウェーハは、シリコンやガリウム砒素等の半導体基板の表面に、SiOF、BSG等の無機物系膜あるいはパリレン系ポリマー等の有機物系膜からなるLow−k膜(低誘電率絶縁膜)と、回路を形成する機能膜とを積層して形成される。Low−k膜は非常に脆く、切削ブレードを用いたメカニカルダイシングではLow−k膜が剥離し、デバイスを破損させてしまうおそれがあった。
従来、この種のデバイスウェーハを良好に分割するために、レーザーダイシングとメカニカルダイシングとを組み合わせた加工方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。このウェーハの加工方法では、ウェーハの表面側からレーザー光線を照射してLow−k膜と機能膜とを分断したレーザー加工溝を形成し、切削ブレードを用いてレーザー加工溝の底面から露出した基板表面を切削している。このような加工により、Low−k膜の膜剥がれを防止しつつ、デバイスウェーハが個々のデバイスに分割される。
一方で、近年のストリート幅の狭小化に伴い、ストリート(分割予定ライン)に沿って切削ブレードで切削することが困難になっている。このように、ストリート幅が狭小な場合には、ウェーハを透過する波長のレーザー光線をウェーハの裏面側からウェーハ内部に照射して改質層を形成し、改質層を起点として分割する加工方法が提案されている(例えば、特許文献2)。特許文献2に記載の加工方法では、改質層が形成されたウェーハにエキスパンドテープが貼着され、このエキスパンドテープが拡張されることによってウェーハに外力が付与されて各デバイスに分割される。
特開2005−150523号公報 特開2011−243875号公報
ところで、特許文献1及び特許文献2に記載のウェーハの加工方法においては、レーザー加工装置を用いる必要があるため、装置コストが増大するという問題がある。このため、比較的安価な切削装置でこれらのウェーハを加工することも考えられている。切削装置は、チャックテーブルを直線状に加工送りするように設計されているが、厳密には数μmの軸ブレを有している。通常のメカニカルダイシングでは、数μm程度の機械的な誤差は問題にならないが、Low−k膜付きのウェーハやストリート幅の狭小なウェーハを加工する場合には、機械的な誤差の範囲よりも高精度に加工したいという要望がある。
すなわち、Low−k膜付きのウェーハからLow−k膜だけを除去する場合には、切削ブレードでウェーハの表面を僅かでも切り込み過ぎるとLow−k膜が剥離するおそれがある。また、ストリートの幅が狭小なウェーハを切削加工する場合には、ブレーキングによってウェーハを分割するため、切削ブレードでウェーハに僅かな厚さを残した深さまで切り込む必要があるが、ウェーハの切り込み深さを高精度に調整することが難しい。このように、Low−k膜付きのウェーハやストリート幅の狭小なウェーハを高精度に加工する場合には、装置各部の機械的な誤差が問題になっていた。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、切削ブレードでウェーハを機械的な誤差の範囲よりも高精度に加工することができる切削装置を提供することを目的とする。
本発明の切削装置は、被加工物を保持する保持面を有する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物を切削する切削ブレードを装着したスピンドルを有する切削手段と、該保持手段と該切削手段とを相対的にX軸方向に移動するX軸移動手段と、該保持手段と該切削手段とを相対的にX軸方向に直交するY軸方向に移動するY軸移動手段と、該保持手段と該切削手段とを相対的に鉛直方向に移動するZ軸移動手段と、を少なくとも備えた切削装置であって、該切削手段に隣接して配設され該保持手段に保持された被加工物の表面を撮像する撮像手段と、該保持面に厚さが均一な試験用ウェーハを保持し、該試験用ウェーハの表面から該切削手段を垂直に所定量下降させて切り込み切削痕を該試験用ウェーハ全面に渡って分散させて複数形成し、該X軸移動手段と該Y軸移動手段とを作動させてXY座標に対する複数の該切削痕の長さを該撮像手段で複数検出し、検出された該切削痕の長さと該切削ブレードの外径とから該切削痕の切り込み深さを算出し、算出された切り込み深さをもって加工点における該保持手段の該保持面の上面高さとして該XY座標に対応させて記憶する第一の記憶部を備える記憶手段と、該記憶手段に記憶された該XY座標に対応した加工点における該保持手段の該保持面の上面高さのバラツキを補填するように、該Z軸移動手段を作動して該切削手段を該保持手段の保持面に保持された被加工物の所要位置に位置づける制御手段と、から少なくとも構成される。
この構成によれば、試験用ウェーハの全体に複数の切削痕が分散して形成され、各切削痕の長さと切削ブレードの外径から各切削痕の切り込み深さが算出される。このとき、試験用ウェーハの厚さが均一であるため、各切削痕の切り込み深さから試験用ウェーハを保持した保持手段の上面高さのバラツキが算出される。そして、切削痕の加工点における保持面の上面高さがXY座標に対応付けて記憶され、この保持面の上面高さのバラツキを補填するように切削手段の切り込み深さが制御される。このように、切削装置の機械的な誤差に起因した保持面の上面バラツキが考慮された状態で、切削ブレードによって被加工物が切り込まれる。よって、切削装置の機械的な誤差による切り込みのバラツキが極力抑えられ、Low−k膜等が形成されたウェーハや、ストリートの幅が狭小なウェーハのような高い加工精度が要求されるウェーハを適切に加工できる。
また本発明の上記切削装置において、該保持手段の保持面及び被加工物の表面変位を測定する測定手段を備え、該記憶手段は、該測定手段が該保持面の表面変位を該XY座標に対応して測定した測定値と該第一の記憶部に記憶されている該保持面の上面高さとの誤差を補正値として該XY座標に対応して記憶する第二の記憶部を備え、被加工物の切削加工を行う際に該測定手段によって被加工物の上面高さを測定し、該制御手段は、該記憶手段の該第二の記憶部に記憶された該XY座標に対応した該補正値を加味して該加工点における被加工物の上面高さを算出し、該Z軸移動手段を作動して該切削手段を該保持手段の保持面に保持された被加工物の所要位置に位置づける。
本発明によれば、試験用ウェーハを用いて機械的な誤差に起因した保持手段の上面バラツキを測定し、その測定結果を基に切削ブレードの切り込み深さを調整することで、機械的な誤差の範囲よりも高精度にウェーハを加工することができる。
本実施の形態に係る切削装置の斜視図である。 本実施の形態に係る切削痕の検出処理の説明図である。 本実施の形態に係る保持手段の保持面の上面高さの記憶処理の説明図である。 本実施の形態に係る切削手段に対するZ軸補正処理の説明図である。 本実施の形態に係る切削手段に対する補正値の記憶処理の説明図である。 本実施の形態に係るLow−k膜付きの製品用ウェーハを加工する場合の切削動作の説明図である。 本実施の形態に係るストリート幅が狭小の製品用ウェーハを加工する場合の切削動作の説明図である。
以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係る切削装置について説明する。図1は、本実施の形態に係る切削装置の斜視図である。なお、本実施の形態に係る切削装置は、図1に示す構成に限定されない。ここでは、一対の切削ブレードを備えた切削装置を例示するが、この構成に限定されない。本発明は、切削ブレードを用いてウェーハを加工可能な切削装置であれば、どのような切削装置にも適用可能である。
図1に示すように、切削装置1は、保持手段13に保持された製品用ウェーハ(被加工物)W1と一対の切削手段17とを相対的に移動させることによって、製品用ウェーハW1を加工するように構成されている。製品用ウェーハW1は、略円板状の基板56上に、Low−k膜(低誘電率絶縁膜)と機能膜とからなる積層体57を積層して形成される(図6E参照)。積層体57は、格子状に配列された分割予定ライン65によって複数の領域に区画されている。製品用ウェーハW1は、粘着テープTを介して支持フレームFに支持された状態で切削装置1に搬入される。
なお、本実施の形態においては、製品用ウェーハW1としてシリコンウェーハ、ガリウムヒソ等の半導体基板上にLow−k膜と機能膜を積層した半導体ウェーハを例に挙げて説明するが、この構成に限定されるものではない。製品用ウェーハW1は、セラミック、ガラス、サファイア系の無機材料基板に光デバイス層が形成された光デバイスウェーハでもよい。切削装置1の基台11上には、保持手段13をX軸方向に移動するX軸移動手段14が設けられている。
X軸移動手段14は、基台11上に配置されたX軸方向に平行な一対のガイドレール25と、一対のガイドレール25にスライド可能に設置されたモータ駆動のX軸テーブル26とを有している。X軸テーブル26の上部には、製品用ウェーハW1を保持する保持手段13が設けられている。X軸テーブル26の背面側には、図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ27が螺合されている。そして、ボールネジ27の一端部には、駆動モータ28が連結されている。駆動モータ28によりボールネジ27が回転駆動されることで、保持手段13がガイドレール25に沿ってX軸方向に移動される。
保持手段13の表面には、ポーラスセラミック材により保持面31が形成されており、この保持面31に生じる負圧によって製品用ウェーハW1が吸引保持される。保持手段13の周囲には、エア駆動式の4つのクランプ部32が設けられ、各クランプ部32によって製品用ウェーハW1の周囲の支持フレームFが挟持固定される。また、基台11上には、X軸移動手段14を跨ぐように立設した門型の柱部12が設けられている。柱部12には、保持手段13の上方で一対の切削手段17をY軸方向に移動するY軸移動手段15と、一対の切削手段17をZ軸方向に移動するZ軸移動手段16とが設けられている。
Y軸移動手段15は、柱部12の前面に対してY軸方向に平行な一対のガイドレール41と、一対のガイドレール41にスライド可能に設置されたモータ駆動の一対のY軸テーブル42とを有している。また、Z軸移動手段16は、各Y軸テーブル42の前面に配置されたZ軸方向に平行な一対のガイドレール45と、このガイドレール45にスライド可能に設置されたモータ駆動のZ軸テーブル46とを有している。各Z軸テーブル46の下部のそれぞれには、保持手段13に保持された製品用ウェーハW1を切削する切削手段17が設けられている。
各Y軸テーブル42の背面側には、図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ43が螺合されている。また、各Z軸テーブル46の背面側には、図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ47が螺合されている。Y軸テーブル42用のボールネジ43、Z軸テーブル46用のボールネジ47の一端部には、それぞれ駆動モータ44、48が連結されている。これら駆動モータ44、48によりボールネジ43、47が回転駆動されることで、一対の切削手段17がガイドレール41、45に沿ってY軸方向及びZ軸方向に移動される。
一対の切削手段17は、スピンドル51のスピンドル軸(不図示)の先端に切削ブレード52を装着して構成される。切削ブレード52は、ダイヤモンド砥粒をレジンボンドで固めた円板状に形成されている。切削ブレード52はブレードカバー53によって周囲が覆われており、ブレードカバー53には切削部分に向けて切削水を噴射する噴射ノズルが設けられている。また、スピンドル51には、製品用ウェーハW1の表面を撮像するアライメント用の撮像手段18が設けられている。さらに、撮像手段18の隣には、保持手段13の保持面31からの高さ測定する測定手段19が設けられている。
一対の切削手段17では、複数の噴射ノズルから切削水が噴射されながら、切削ブレード52と保持手段13とが相対的にX軸方向、Y軸方向、Z軸方向に移動されることで製品用ウェーハW1が分割予定ライン65(図6E参照)に沿って切削される。また、切削装置1には、装置各部からの各種情報を記憶する記憶手段21と装置各部を統括制御する制御手段22が設けられている。記憶手段21は、用途に応じてROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等の一つ又は複数の記憶媒体で構成され、制御手段22は各種処理を実行するプロセッサで構成される。
このように構成された切削装置1で、製品用ウェーハW1の表面55から積層体57(図6E参照)だけを分割予定ライン65に沿って除去する際には、装置各部の機械的な誤差の範囲よりも高精度な加工が必要になる。すなわち、保持手段13や切削手段17の駆動軸で生じるローリング等の機械的な誤差を考慮しなければならない。そこで、本実施の形態に係る切削装置1では、実際の加工が実施される前に、切削ブレード52で試験用ウェーハW3(図2参照)を切り込んで、装置各部の機械的な誤差に起因した保持手段13の保持面31の上面高さのバラツキを測定している。これにより、実際の製品用ウェーハW1の加工時には、この上面高さのバラツキを補填するように切削ブレード52の切り込み深さを調整して高精度な加工を実現している。
より詳細には、保持手段13の保持面31上には均一な厚さの試験用ウェーハW3(図2A参照)が保持され、保持手段13の保持面31の上面高さのバラツキが試験用ウェーハW3の表面61(図2A参照)に現れる。この試験用ウェーハW3の表面61から切削手段17が垂直に所定量下降され、試験用ウェーハW3の全面にわたって複数の切削痕62(図2A参照)が分散して形成される。そして、X軸移動手段14及びY軸移動手段15が作動されてアライメント用の撮像手段18によって複数の切削痕62が撮像され、像画像に画像処理等が施されることで各切削痕62の長さが測定される。この切削痕62の長さと切削ブレード52の外径とから切削痕62の切り込み深さが算出される(図2B参照)。
試験用ウェーハW3(図2A参照)の表面変位は保持手段13の保持面31の表面変位に倣うため、各切削痕62(図2A参照)の切り込み深さが加工点における保持手段13の保持面31の上面高さに対応している。これら保持手段13の保持面31の上面高さは、各切削痕62のXY座標に対応させて記憶手段21の第一の記憶部23に記憶される。製品用ウェーハW1の加工時には、制御手段22によってXY座標に対応した保持手段13の保持面31の上面高さの誤差を補填するようにZ軸移動手段16が作動される。これにより、切削手段17が保持手段13上の製品用ウェーハW1の所要位置に位置付けられ、機械誤差の範囲よりも製品用ウェーハW1が高精度に切り込まれる。
以下、図2から図4を参照して、本実施の形態に係る切削装置の各種処理の一例について説明する。図2は、本実施の形態に係る切削痕の検出処理の説明図である。図3は、本実施の形態に係る保持手段の保持面の上面高さの記憶処理の説明図である。図4は、本実施の形態に係る切削手段に対するZ軸補正処理の説明図である。
図2Aに示すように、切削痕62の切り込み深さの検出処理においては、切削ブレード52が回転した状態で所定定量だけ垂直に下降され、切削ブレード52によって試験用ウェーハW3が切り込まれることで切削痕62が形成される。この切削動作(チョッパーカット)が試験用ウェーハW3の全面にわたって繰り返し実施されることで、試験用ウェーハW3の表面61に多数の切削痕62が形成される。続いて、撮像手段18によって試験用ウェーハW3の表面61が撮像され、撮像画像を画像処理することで切削痕62の長さが検出される。
図2Bに示すように、切削痕62の長さDとスピンドル51の軸心高さ位置から試験用ウェーハW3の上面高さ位置までの距離Zとによって、切削ブレード52の外径サイズ2rが算出される。この場合、撮像画像にエッジ検出処理が施されて、撮像画像に含まれる切削痕62の長さDが検出される。このときの切削ブレード52の位置情報である距離Zは制御手段22(図1参照)に設定されており、さらに切削痕62の長さDが制御手段22に入力される。そして、以下の式(1)によって切削ブレード52の外径サイズ2rが算出される。
Figure 0006215069
式(1)で切削ブレード52の外径サイズ2rが算出されると、切削ブレード52の外径サイズ2rの半径rと距離Zの差分から切削痕62の切り込み深さHが算出される。同様にして、試験用ウェーハW3の個々の切削痕62に対して切り込み深さHが算出される。
図3Aに示すように、保持手段13の保持面31の上面高さの記憶処理においては、切削痕62の長さから求められた切り込み深さの算出値と切削痕62の切り込み深さの設定値の差分から、切り込み深さの誤差が求められる。上記したように、試験用ウェーハW3は均一な厚さで形成されているため、試験用ウェーハW3が保持手段13の保持面31に保持されると、保持手段13の保持面31の上面高さのバラツキが試験用ウェーハW3の表面に現れる。よって、試験用ウェーハW3の各切削痕62の切り込み深さの誤差は、保持手段13の保持面31の上面高さ(表面変位)に対応している。
そして、図3Bに示すように、試験用ウェーハW3の各切削痕62の切り込み深さの誤差が、加工点における保持手段13の保持面31の上面高さとして第一の記憶部23に記憶される。この場合、各切削痕62の加工点のXY座標に対応させて、各加工点の保持手段13の保持面31の上面高さが記憶される。例えば、切り込み深さの設定値が10μmで、各切削痕62A−62Dの切り込み深さの算出値が9μm、11μm、8μm、10μmの場合には、切り込み深さの設定値から算出値を差し引いた切り込み深さの誤差−1μm、+1μm、−2μm、0μmが各切削痕62A−62Dの座標P−Pに対応付けられて記憶される。
図4Aに示すように、切削手段17のZ軸補正処理では、製品用ウェーハW1の切削加工時に第一の記憶部23(図3B参照)に記憶された保持手段13の保持面31の上面高さに基づいて切削手段17の切り込み深さが制御される。この場合、図4Aの左側に示す試験用ウェーハW3の各切削痕62の座標の中から、図4Aの右側に示す製品用ウェーハW1の分割予定ライン65に対して直近の座標が選択される。そして、分割予定ライン65を挟んで隣り合う切削痕62の座標を結んだ勾配直線66と分割予定ライン65の各交点のバラツキが算出され、各交点を通るバラツキの勾配直線67に基づいて切削手段17がZ軸補正される。
例えば、図4Bに示すように、試験用ウェーハW3上の仮想的な分割予定ライン65を挟むように、切削痕62Aと切削痕62Cとが隣り合い、切削痕62Bと切削痕62Dとが隣り合っている。分割予定ライン65は、切削痕62A、62Cの座標P、Pとの間隔、切削痕62B、62Dの座標P、Pの間隔を、それぞれ3:7に分けるように位置している。そして、切削痕62A、62Cの座標P、Pを結ぶ勾配直線66ACと分割予定ライン65の交点Pの切り込み深さの誤差が算出され、切削痕62B、62Dの座標P、Pを結ぶ勾配直線66BDと分割予定ライン65の交点Pの切り込み深さの誤差が算出される。
座標P、Pの切り込み深さの誤差が+1μm、+2μmであるため、交点Pの切り込み深さの誤差が+1.3μmとなり、座標P、Pの切り込み深さの誤差が−1μm、0μmであるため、交点Pの切り込み深さの誤差が−0.7μmとなる。この試験用ウェーハW3上の仮想的な分割予定ライン65上の交点P、Pを結ぶ誤差の勾配直線67EFに基づいて切削手段17がZ軸補正される。すなわち、交点PからPに向かって、+1.3μmから−0.7μmに変化する切り込み深さの誤差の勾配に合わせて、切削手段17による製品用ウェーハW1の分割予定ライン65に対する切り込み深さが調整される。
このように、装置各部の機械的な誤差に起因した保持面31の上面高さのバラツキを考慮して、切削手段17の切り込み深さが制御される。よって、機械的な誤差の範囲よりも高精度に製品用ウェーハW1を加工することが可能になっている。
ところで、切削装置1の機械的な誤差だけでなく製品用ウェーハW1の表面変位のバラツキを考慮することで、製品用ウェーハW1をさらに高精度に加工することが可能である。この場合には、測定手段19(図1参照)によって製品用ウェーハW1の表面変位を測定しながら、製品用ウェーハW1を加工する構成にしてもよい。
以下、図1及び図5を参照して、測定手段で製品用ウェーハの表面変位を測定しながら製品用ウェーハを加工する構成について説明する。図5は、本実施の形態に係る切削手段に対する補正値の記憶処理の説明図である。なお、図5では、説明の便宜上、一部のXY座標に対応する値のみを示している。
図1に示すように、測定手段19は、背圧センサ、レーザー変位計等で構成されており、撮像手段18に隣接してスピンドル51に設けられている。この測定手段19で製品用ウェーハW1の表面変位を測定しながら加工する場合には、保持手段13や切削手段17だけでなく、測定手段19で生じる機械的な誤差も考慮する必要がある。このため、測定手段19によって保持手段13の保持面31の上面高さのバラツキを測定して、第一の記憶部23に記憶された保持手段13の保持面31の上面高さのバラツキに対する誤差を補正値として第二の記憶部24に記憶している。
図5の上段左側に示すように、第一の記憶部23には、上記したように試験用ウェーハW3上の切削痕62(図2A参照)の長さに基づいて、XY座標に対応付けて保持手段13の保持面31の上面高さのバラツキが記憶される。例えば、1列目の上面高さが左から順に0μm、0μm、1μm、2列目の上面高さが左から順に0μm、−1μm、1μm、3列目の上面高さが左から順に0μm、0μm、0μmになっている。
また、図5の上段右側に示すように、測定手段19によって、第一の記憶部23に記憶された各XY座標に対応して、保持手段13の保持面31の上面高さのバラツキが測定される。例えば、1列目の上面高さが左から順に1μm、0μm、1μm、2列目の上面高さが左から順に−1μm、1μm、1μm、3列目の上面高さが左から順に0μm、0μm、1μmになっている。
図5の下段に示すように、第二の記憶部24には、測定手段19の測定値から第一の記憶部23に記憶された上面高さが差し引かれて、XY座標に対応付けて補正値として記憶される。例えば、1列目の上面高さが左から順に1μm、0μm、0μm、2列目の上面高さが左から順に−1μm、2μm、0μm、3列目の上面高さが左から順に0μm、0μm、1μmになっている。これにより、保持手段13や切削手段17だけでなく、測定手段19の機械的な誤差も考慮した補正値が第二の記憶部24に記憶される。
図1に戻り、製品用ウェーハW1の表面変位に追従しながら加工する際には、制御手段22によって、測定手段19の測定結果に補正値を加味して製品用ウェーハW1の上面高さが算出される。そして、この上面高さを基準にZ軸移動手段16が作動され、切削手段17が保持手段13上の製品用ウェーハW1の所要位置に位置付けられる。これにより、製品用ウェーハW1の表面変位に追従させつつ、機械誤差の範囲よりも高精度に製品用ウェーハW1が切り込まれる。
このように、製品用ウェーハW1の表面変位に追従しながら加工する構成は、製品用ウェーハW1の表面から積層体57(図6E参照)だけを除去する場合のように、製品用ウェーハW1の上面を基準とした加工に有効である。一方で、ストリート幅が狭小の製品用ウェーハW2(図7D参照)では、上面を基準とした加工に適さない。ストリート幅が狭小の製品用ウェーハW2は、ブレーキングによって分割されるため、切削ブレード52でブレーキングに適した僅かな厚みを残すように切り込まれる。よって、ストリート幅が狭小の製品用ウェーハW2は、保持手段13の保持面31を基準として切削ブレード52の切り込み深さが調整される。
以下、図6及び図7を参照して、本実施の形態に係る切削装置による切削動作について説明する。図6は、本実施の形態に係るLow−k膜付きの製品用ウェーハを加工する場合の切削動作の説明図である。図7は、本実施の形態に係るストリート幅が狭小の製品用ウェーハを加工する場合の切削動作の説明図である。なお、ストリート幅が狭小の製品用ウェーハの加工は、表面側に粘着テープが貼着され、表面側に所定厚さを残すように裏面側から深く切り込まれる点でLow−k膜付きの製品用ウェーハの加工と相違している。
まず、図6を参照して、Low−k膜付きの製品用ウェーハW1の加工について説明する。図6Aに示すように、粘着テープTを介して試験用ウェーハW3が保持手段13の保持面31に保持され、試験用ウェーハW3の上方に切削ブレード52が位置付けられる。そして、切削ブレード52が高速回転した状態で試験用ウェーハW3に対して垂直に上下動されて、試験用ウェーハW3に切削痕62が形成される。試験用ウェーハW3の全面にわたって切削動作が繰り返されて、試験用ウェーハW3の表面61には、所定の間隔を空けて多数の切削痕62が形成される。
次に、図6Bに示すように、試験用ウェーハW3の切削痕62が撮像手段18で撮像され、画像処理等によって切削痕62の長さが検出される。切削痕62の長さ及びスピンドル軸の高さから切削ブレード52の外径サイズが算出され、さらに切削ブレード52の外径サイズの半径とスピンドル軸の高さとから各切削痕62の切り込み深さが算出される。各切削痕62の切り込み深さの算出値と設定値の差分から切り込み深さの誤差が求められ、保持手段13の保持面31の上面高さのバラツキとして第一の記憶部23に記憶される。第一の記憶部23には、XY座標に対応付けて切り込み深さの誤差が記憶されている。
次に、図6Cに示すように、保持手段13の保持面31から試験用ウェーハW3が取り外されて、測定手段19によって保持面31の表面変位が測定される。測定手段19では、第一の記憶部23に記憶されたXY座標に合わせて表面変位が測定される。測定手段19で測定された保持面31の上面高さのバラツキと第一の記憶部23に記憶された保持面31の上面高さのバラツキの差分が補正値として第二の記憶部24に記憶される。この場合、第二の記憶部24には、XY座標に対応付けて補正値が記憶されている。
次に、図6Dに示すように、保持手段13の保持面31に製品用ウェーハW1が保持され、製品用ウェーハW1の径方向外側において分割予定ライン65(図6E参照)に対して切削ブレード52が位置合わせされる。同時に、製品用ウェーハW1の表面55からの切削ブレード52の高さ位置が調整される。そして、測定手段19で製品用ウェーハW1の表面変位を測定しながら、高速回転する切削ブレード52に対して保持手段13上の製品用ウェーハW1が切削送りされる。このとき、製品用ウェーハW1の表面位置を基準に、第二の記憶部24の補正値に基づいて一定深さを切り込むように、Z軸移動手段16により切削ブレード52の切り込み深さが調整される。
この結果、図6Eに示すように、製品用ウェーハW1の表面55から分割予定ライン65に沿って浅溝68が形成されて積層体57だけが除去される。よって、製品用ウェーハW1に対して切削ブレード52が切り込まれ過ぎることがなく、製品用ウェーハW1の表面55の膜剥がれが防止される。
続いて、図7を参照して、ストリート幅が狭小の製品用ウェーハW2の加工について説明する。なお、図7A及び図7Bに示す加工動作については、図6A及び図6Bに示す加工動作と同一である。図7Aに示すように、試験用ウェーハW3が保持手段13の保持面31に保持され、切削ブレード52によって試験用ウェーハW3の全面にわたって多数の切削痕62が形成される。次に、図7Bに示すように、試験用ウェーハW3の切削痕62が撮像手段18で撮像され、切削痕62の長さと切削ブレード52の外径サイズから各切削痕62の切り込み深さが算出される。このときの各切削痕62の切り込み深さの誤差が保持手段13の保持面31の上面高さのバラツキとして第一の記憶部23に記憶される。
次に、図7Cに示すように、試験用ウェーハW3の代わりに製品用ウェーハW2が保持手段13の保持面31に保持され、製品用ウェーハW2の径方向外側において分割予定ライン65(図7D参照)に対して切削ブレード52が位置合わせされる。保持手段13の保持面31を基準に切削ブレード52で製品用ウェーハW2の表面58側に所定の厚さを残すように、製品用ウェーハW2に対して垂直方向に切削ブレード52の位置が調整される。そして、高速回転する切削ブレード52に対して保持手段13上の製品用ウェーハW2が切削送りされる。このとき、保持手段13の保持面31を基準に、Z軸移動手段16によって第一の記憶部23に記憶された保持面31の上面高さのバラツキを補填するように切削ブレード52の切り込み深さが調整される。
この結果、図7Dに示すように、製品用ウェーハW2に僅かな厚さを残した深さまで深溝69を形成して、分割予定ライン65に沿って切削ブレード52で高精度に切り込むことができる。よって、製品用ウェーハW2に、後段のブレーキング加工に適した厚さを残すことができる。
以上のように、本実施の形態に係る切削装置1によれば、試験用ウェーハW3の全体に複数の切削痕62が分散して形成され、各切削痕62の長さと切削ブレード52の外径から各切削痕62の切り込み深さが算出される。このとき、試験用ウェーハW3の厚さが均一であるため、各切削痕62の切り込み深さから試験用ウェーハW3を保持した保持手段13の上面高さのバラツキが算出される。そして、切削痕62の加工点における保持面31の上面高さがXY座標に対応付けて記憶され、この保持面31の上面高さのバラツキを補填するように切削手段17の切り込み深さが制御される。このように、切削装置1の機械的な誤差に起因した保持面31の上面バラツキが考慮された状態で、切削ブレード52によって製品用ウェーハW1、W2が切り込まれる。よって、切削装置1の機械的な誤差による切り込みのバラツキが極力抑えられ、Low−k膜等が形成された製品用ウェーハW1や、ストリートの幅が狭小な製品用ウェーハW2のような高い加工精度が要求されるウェーハを適切に加工できる。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
例えば、上記した実施の形態においては、測定手段19は、保持手段13の保持面31や製品用ウェーハW1の測定時に切削水と同温度の定温水で浸しながら測定するように構成されていてもよい。この構成により、保持手段13の保持面31や製品用ウェーハW1の測定時もウェーハWの表面が切削水と同温度の定温水に浸されるため、測定時と切削時の温度の違いに起因した保持面31の上面高さのバラツキ等が極力抑えられる。
また、上記した実施の形態において、X軸移動手段14は、保持手段13をX軸方向に移動させる構成としたが、切削手段17と保持手段13とを相対的にX軸方向に移動させる構成であれば、どのように構成されてもよい。Y軸移動手段15は、切削手段17をY軸方向に移動させる構成としたが、切削手段17と保持手段13とを相対的にY軸方向に移動させる構成であれば、どのように構成されてもよい。Z軸移動手段16は、切削手段17をZ軸方向に移動させる構成としたが、切削手段17と保持手段13とを相対的に鉛直方向に移動させる構成であれば、どのように構成されてもよい。
また、上記した実施の形態において、切削装置1は第一の記憶部23に記憶された値に基づいて切削ブレード52を制御する構成、第二の記憶部24に記憶された値に基づいて切削ブレード52を制御する構成のいずれも実施可能な構成としたが、この構成に限定されない。切削装置1は、第一の記憶部23に記憶された値に基づいて切削ブレード52を制御する構成、第二の記憶部24に記憶された値に基づいて切削ブレード52を制御する構成のいずれか一方を実施可能な構成でもよい。
以上説明したように、本発明は、切削ブレードでウェーハを機械的な誤差の範囲よりも高精度に加工することができるという効果を有し、特に、Low−k膜等が形成されたウェーハや、ストリートの幅が狭小なウェーハを高精度に加工する切削装置に有用である。
1 切削装置
13 保持手段
14 X軸移動手段
15 Y軸移動手段
16 Z軸移動手段
17 切削手段
18 撮像手段
19 測定手段
21 記憶手段
22 制御手段
23 第一の記憶部
24 第二の記憶部
31 保持面
51 スピンドル
51、55 製品用ウェーハの表面
52 切削ブレード
61 試験用ウェーハの表面
62 切削痕
65 分割予定ライン
W1、W2 製品用ウェーハW(被加工物)
W3 試験用ウェーハ

Claims (2)

  1. 被加工物を保持する保持面を有する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物を切削する切削ブレードを装着したスピンドルを有する切削手段と、該保持手段と該切削手段とを相対的にX軸方向に移動するX軸移動手段と、該保持手段と該切削手段とを相対的にX軸方向に直交するY軸方向に移動するY軸移動手段と、該保持手段と該切削手段とを相対的に鉛直方向に移動するZ軸移動手段と、を少なくとも備えた切削装置であって、
    該切削手段に隣接して配設され該保持手段に保持された被加工物の表面を撮像する撮像手段と、
    該保持面に厚さが均一な試験用ウェーハを保持し、該試験用ウェーハの表面から該切削手段を垂直に所定量下降させて切り込み切削痕を該試験用ウェーハ全面に渡って分散させて複数形成し、該X軸移動手段と該Y軸移動手段とを作動させてXY座標に対する複数の該切削痕の長さを該撮像手段で複数検出し、検出された該切削痕の長さと該切削ブレードの外径とから該切削痕の切り込み深さを算出し、算出された切り込み深さをもって加工点における該保持手段の該保持面の上面高さとして該XY座標に対応させて記憶する第一の記憶部を備える記憶手段と、
    該記憶手段に記憶された該XY座標に対応した加工点における該保持手段の該保持面の上面高さのバラツキを補填するように、該Z軸移動手段を作動して該切削手段を該保持手段の保持面に保持された被加工物の所要位置に位置づける制御手段と、
    から少なくとも構成される切削装置。
  2. 該保持手段の保持面及び被加工物の表面変位を測定する測定手段を備え、
    該記憶手段は、該測定手段が該保持面の表面変位を該XY座標に対応して測定した測定値と該第一の記憶部に記憶されている該保持面の上面高さとの誤差を補正値として該XY座標に対応して記憶する第二の記憶部を備え、
    被加工物の切削加工を行う際に該測定手段によって被加工物の上面高さを測定し、該制御手段は、該記憶手段の該第二の記憶部に記憶された該XY座標に対応した該補正値を加味して該加工点における被加工物の上面高さを算出し、該Z軸移動手段を作動して該切削手段を該保持手段の保持面に保持された被加工物の所要位置に位置づける請求項1記載の切削装置。
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