JP7162986B2 - 測定装置、及び加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザビームを被測定物の表面に照射して被測定物の高さを測定する機能を備える測定装置、及び該測定装置を含む加工装置に関する。

半導体デバイスを搭載したデバイスチップは、複数のデバイスが表面に形成された半導体ウェーハ等の基板をデバイス毎に分割することで形成される。まず、互いに交差する複数のストリートと呼ばれる分割予定ラインにより基板の表面を区画し、区画された各領域に半導体デバイスを形成する。その後、該基板をストリートに沿って分割すると、個々のデバイスチップを形成できる。

該基板の分割には、例えば、円環状の切削ブレードが装着された切削ユニットを備える切削装置、または、レーザビームを照射するレーザ加工ユニットを備えるレーザ加工装置が用いられる（例えば、特許文献１参照）。これらの加工装置は、被加工物を保持するチャックテーブルを備え、チャックテーブルに保持された被加工物を切削ユニットやレーザ加工ユニット等の加工ユニットで加工する。

ストリートに沿って被加工物を加工する際には、まず、該ストリートの一端の上方に加工ユニットを位置付け、被加工物を加工しながらチャックテーブル及び加工ユニットを該ストリートに沿って移動させる。このとき、該被加工物の表面には微小な凹凸形状が含まれる場合があるため、該被加工物の加工を高品位で実施するためには各所の高さに応じて加工ユニットの高さを調整しながら加工を実施する必要がある。

そのため、加工を実施する前に予めストリートに沿って被加工物の各所の高さを測定する。被加工物の高さの測定は、例えば、被加工物の表面に測定用のレーザビームを照射し該被加工物から反射される該レーザビームを観測することで実施する。この際、レーザビームを発振する測定ユニット及びチャックテーブルを被加工物の加工時と同様に相対的に移動させる（例えば、特許文献２参照）。

なお、加工や測定を均一な精度で実施するために、被加工物の加工中と、高さの測定中と、のいずれにおいても加工ユニットまたは測定ユニットと、チャックテーブルと、の相対速度は一定とされる。被加工物の加工時の相対速度は、被加工物を所定の加工条件で高精度に加工するために最適な速度に設定される。その一方で、被加工物の高さの測定は被加工物の加工よりも高速に実施できるため、測定の所要時間を最小化できるように高さの測定時の該相対速度は出来るだけ速い速度に設定される。

特開２０１５－１８９６５号公報 特開２０１２－１７９６４４号公報

チャックテーブル及び測定ユニットは、例えば、ボールねじ及びモータを備える直動アクチュエータで構成される移動ユニットにより相対的に移動される。被測定物の高さの測定を所定の速度で実施するためには、該移動を開始してから該所定の速度に達するまで加速させた後にレーザビームを被測定物に照射する必要がある。また、測定が完了し被測定物に照射されるレーザビームが被測定物を通りすぎた後、該所定の速度から速度がゼロとなるまでの減速が必要となる。

加速及び減速は、それぞれ、該直動アクチュエータにより一定の加速度で実施される。そのため、加速及び減速の所要時間は、被測定物の高さの測定時におけるチャックテーブル及び測定ユニットの相対速度が速いほど長くなる。そして、例えば、小型の被測定物の高さを測定する場合、被測定物にレーザビームを照射して各所の高さを測定する実測定時間に比して、加速及び減速の所要時間が長くなる。そのため、測定時の該所定の速度を速くすると、むしろ加速及び減速を含めた全体の所要時間が長くなる場合がある。

本発明はかかる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、被測定物の高さの測定時のチャックテーブル及び測定ユニットの相対速度の値を測定の所要時間が短くなるように導出できる装置を提供することである。

本発明の一態様によると、表面にストリートが設定された被測定物を保持面で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被測定物にレーザビームを照射して該ストリートに沿って該被測定物の高さを測定する測定ステップを実施できる測定ユニットと、該チャックテーブル及び該測定ユニットを該ストリートに沿った送り方向に相対的に移動させる移動ユニットと、各構成要素を制御する制御ユニットと、を備える測定装置であって、該移動ユニットは、該チャックテーブル及び該測定ユニットの該送り方向における相対速度がゼロからｖになるまで一定の加速度ａで該チャックテーブル及び該測定ユニットを相対的に加速させる加速ステップと、該加速ステップの後に、該チャックテーブル及び該測定ユニットを該送り方向における相対速度ｖで該送り方向に沿って相対的に移動させる等速移動ステップと、該等速移動ステップの後、該チャックテーブル及び該測定ユニットの該送り方向における相対速度がｖからゼロになるまで一定の加速度ｂで該チャックテーブル及び該測定ユニットを相対的に減速させる減速ステップと、を実施する機能を有し、該制御ユニットは、該移動ユニットに該等速移動ステップを実施させながら該測定ユニットに該測定ステップを実施させる機能を備え、該測定ステップで該レーザビームが照射される該ストリートの長さをＬとしたときに、ｖ／ａで表される該加速ステップの所要時間ｔ１と、Ｌ／ｖで表される該等速移動ステップの所要時間ｔ２と、ｖ／ｂで表される該減速ステップの所要時間ｔ３と、の和Ｔ＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３が最小値に近づくように該相対速度ｖの値を導出する速度導出部を備えることを特徴とする測定装置が提供される。

好ましくは、該速度導出部は、該測定ステップを実施可能な速度の許容範囲で段階的に設定された複数の速度の選択肢の中から該Ｔが最小となる該相対速度ｖの値を導出する。

また、好ましくは、該制御ユニットは、該速度導出部により導出された該相対速度ｖの値が該等速移動ステップにおいて該移動ユニットが該チャックテーブル及び該測定ユニットを該送り方向において相対的に移動させる際の相対速度として登録される移動速度登録部をさらに備える。

さらに、好ましくは、該移動ユニットは、該加速ステップの前に、該加速ステップを実施する間に該チャックテーブル及び該測定ユニットが相対的に移動する該送り方向における移動距離以上に該チャックテーブルに保持された被測定物から該送り方向に離間する位置であって、かつ、該ストリートの延長線の上方の位置に該測定ユニットが位置するように該チャックテーブル及び測定ユニットを相対的に位置付ける準備ステップを実施する機能を有する。

また、本発明の他の一態様によると、該測定装置を含む加工装置であって、該チャックテーブルに保持された被測定物を該ストリートに沿って切削して該被加工物に所定の深さの切削溝を形成する切削ユニットをさらに備え、該測定ユニットで測定した該ストリートに沿った被加工物の高さに基づいて該切削ユニットの高さを調節しながら該ストリートに沿って該被測定物を切削できることを特徴とする加工装置が提供される。

また、本発明のさらに他の一態様によると、該測定装置を含む加工装置であって、該チャックテーブルに保持された被測定物に該ストリートに沿って加工用のレーザビームを集光し該被加工物をレーザ加工するレーザ加工ユニットをさらに備え、該測定ユニットで測定した該ストリートに沿った該被加工物の高さに基づいて該加工用のレーザビームの集光点を所定の深さに位置付けるように該集光点の高さを調節しながら該被測定物に該加工用のレーザビームを照射できることを特徴とする加工装置が提供される。

本発明の一態様にかかる測定装置では、加速及び減速の所要時間も含めた被加工物の高さ測定の所要時間が最小に近づくようにチャックテーブル及び測定ユニットの相対速度ｖの値を制御ユニットが導出する。加速ステップの所要時間ｔ１と、等速移動ステップの所要時間ｔ２と、減速ステップの所要時間ｔ３と、をそれぞれｖで表し、ｔ１、ｔ２、及びｔ３の和Ｔが最小に近づくように該相対速度ｖの該値を導出する。

被測定物の高さの測定時には、導出された相対速度ｖが該値となるようにチャックテーブル及び測定ユニットを加速し、相対速度ｖが該値のまま等速移動させながら高さ測定を実施し、その後チャックテーブル及び測定ユニットを減速する。このように高さ測定を実施すると、加減速を含めた総所要時間を短縮化できる。

したがって、本発明の一態様によると、被測定物の高さの測定時のチャックテーブル及び測定ユニットの相対速度の値を測定の所要時間が短くなるように導出できる装置が提供される。

切削装置を模式的に示す斜視図である。 移動ユニットを模式的に示す側面図である。 加速ステップと、等速移動ステップと、減速ステップと、を模式的に示す斜視図である。 図４（Ａ）は、等速移動ステップにおける相対速度が比較的小さい場合の該相対速度の時間変化を表すグラフであり、図４（Ｂ）は、等速移動ステップにおける相対速度が比較的大きい場合の該相対速度の時間変化を表すグラフである。 チャックテーブル及び測定ユニットの相対速度と、高さ測定の所要時間と、の関係の一例を示すグラフである。 被測定物の高さを測定する方法のフローを示すフローチャートである。

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。まず、図３を用いて、本実施形態に係る測定装置により高さが測定される被測定物１について説明する。

被測定物１は、例えば、Ｓｉ（シリコン）、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、ＧａＮ（ガリウムナイトライド）、ＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）、若しくは、その他の半導体等の材料、または、サファイア、ガラス、石英等の材料からなる略円板状の基板等である。該ガラスは、例えば、アルカリガラス、無アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等である。または、被測定物１は、ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded Package）と呼ばれるパッケージ技術において、分割されることにより個々のパッケージとなる基板である。

被測定物１の表面には、互いに交差する複数のストリート３と呼ばれる分割予定ラインが設定され、該ストリート３によって区画された各領域には、半導体デバイスや光デバイス等のデバイス５が形成されている。被測定物１がストリート３に沿ってデバイス５毎に分割されると、個々のデバイスチップが形成される。

被測定物１を加工する際には、例えば、環状のフレーム９の開口を塞ぐように張られたテープ７を被測定物１の裏面側に貼着してフレームユニットを形成する。被測定物１は、フレームユニットの状態で加工装置に搬入され加工装置が備える加工ユニットにより加工される。図１には、被測定物１を切削加工する切削装置２が示されている。

切削装置２は、被測定物１をストリート３に沿って切削して被測定物１を個々のデバイスチップに分割する加工装置である。切削装置２は、被測定物１の高さをストリート３に沿って測定する測定ユニット４２を備える測定装置としても機能する。切削装置２は、ストリート３に沿った被測定物１の高さを測定し、測定された高さの値に基づいて切削ユニットの高さを制御しつつ被測定物１をストリート３に沿って切削する。以下、本実施形態に係る測定装置の一例として、切削装置２について説明する。

図１に示す通り、切削装置２は、各構成要素を支持する装置基台４を備えている。装置基台４の中央上部には、Ｘ軸移動テーブル６と、該Ｘ軸移動テーブル６をＸ軸方向（加工送り方向）に移動させるＸ軸方向移動機構（移動ユニット）と、該Ｘ軸方向移動機構を覆う蛇腹のカバー（不図示）及び排水路２０と、が設けられている。該Ｘ軸方向移動機構は、Ｘ軸方向に沿った一対のＸ軸ガイドレール１２を備えており、Ｘ軸ガイドレール１２にはＸ軸移動テーブル６がスライド可能に取り付けられている。

図２は、Ｘ軸方向移動機構（移動ユニット）を模式的に示す側面図である。図２では、一対のＸ軸ガイドレール１２の一方が省略されている。Ｘ軸移動テーブル６の下面側には、ナット部１４ａが設けられている。ナット部１４ａには、Ｘ軸ガイドレール１２に平行なＸ軸ボールねじ１４が螺合されている。Ｘ軸ボールねじ１４の一端部には、Ｘ軸パルスモータ１６が連結されている。Ｘ軸パルスモータ１６でＸ軸ボールねじ１４を回転させると、Ｘ軸移動テーブル６はＸ軸ガイドレール１２に沿ってＸ軸方向に移動する。

再び図１を使用して説明する。Ｘ軸移動テーブル６上には、被測定物１を吸引、保持するためのチャックテーブル８が設けられている。チャックテーブル８の表面（上面）は、被測定物１を吸引、保持する保持面８ａとなる。この保持面８ａは、チャックテーブル８の内部に形成された流路（不図示）を介して吸引源（不図示）に接続されている。該保持面８ａの周囲には、テープ７を介して該被測定物１を保持する環状のフレーム９を固定するためのクランプ１０が配設されている。

チャックテーブル８は、上述したＸ軸方向移動機構によりＸ軸方向に送られる。すなわち、該Ｘ軸方向移動機構は、チャックテーブル８と、後述の測定ユニット４２と、をＸ軸方向に沿って相対的に移動させる移動ユニット４ａとして機能する。移動ユニット４ａは、チャックテーブル８と、後述の切削ユニット４０と、をＸ軸方向に沿って相対的に移動させる機能をさらに有する。

チャックテーブル８は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、保持面８ａに垂直な回転軸の周りに回転可能である。被測定物１を保持したチャックテーブル８を回転させて被測定物１のストリート３と、Ｘ軸方向と、を合わせることにより、移動ユニット４ａを作動させて被測定物１の高さをストリート３に沿って測定できるようになる。また、切削ユニット４０により被測定物１をストリート３に沿って切削できるようになる。

装置基台４の上面には、被測定物１を切削する２つの切削ユニット１８を支持する門型の支持構造２２が、Ｘ軸方向移動機構を跨ぐように配置されている。支持構造２２の前面上部には、Ｙ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール２４を備えている。

Ｙ軸ガイドレール２４には、切削ユニット１８のそれぞれに対応する２つのＹ軸移動プレート２６ａがスライド可能に取り付けられている。それぞれのＹ軸移動プレート２６ａの裏面側（後面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール２４に平行なＹ軸ボールねじ２８が螺合されている。

Ｙ軸ボールねじ２８の一端部には、Ｙ軸パルスモータ３０が連結されている。Ｙ軸パルスモータ３０でＹ軸ボールねじ２８を回転させると、対応するＹ軸移動プレート２６ａは、Ｙ軸ガイドレール２４に沿ってＹ軸方向に移動する。Ｙ軸移動プレート２６ａの表面（前面）には、それぞれ、Ｚ軸方向に沿った一対のＺ軸ガイドレール３２が設けられている。それぞれのＺ軸ガイドレール３２には、Ｚ軸移動プレート２６ｂがスライド可能に取り付けられている。

Ｚ軸移動プレート２６ｂの裏面側（後面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール３２に平行なＺ軸ボールねじ３４が螺合されている。Ｚ軸ボールねじ３４の一端部には、Ｚ軸パルスモータ３６が連結されている。Ｚ軸パルスモータ３６でＺ軸ボールねじ３４を回転させれば、Ｚ軸移動プレート２６ｂは、Ｚ軸ガイドレール３２に沿ってＺ軸方向（切り込み送り方向）に移動する。

２つのＺ軸移動プレート２６ｂの下部には、被測定物１を加工する切削ユニット１８と、チャックテーブル８に保持された被測定物１を撮像できる撮像ユニット（カメラ）３８と、被測定物１の高さを測定する測定ユニット４２と、が固定されている。

Ｙ軸移動プレート２６ａをＹ軸方向に移動させれば、切削ユニット１８、撮像ユニット３８、及び測定ユニット４２はＹ軸方向（割り出し送り方向）に移動する。また、Ｚ軸移動プレート２６ｂをＺ軸方向に移動させれば、切削ユニット１８、撮像ユニット３８、及び測定ユニット４２はＺ軸方向（切り込み送り方向）に移動する。

切削ユニット１８は、Ｙ軸方向に平行な回転軸を構成するスピンドル（不図示）の一端側に装着された円環状の切削ブレード１８ａを備えている。スピンドルの他端側にはモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、スピンドルに装着された切削ブレード１８ａを回転できる。切削ブレード１８ａの外周部には、被測定物１に切り込ませるための切り刃が固定されている。切削ユニット１８は、チャックテーブル８に保持された被測定物１をストリート３に沿って切削して被測定物１に所定の深さの切削溝を形成する。

切削ユニット１８を特定の高さに位置付けたとき、切削ブレード１８ａの切り刃の刃先の下端の高さ位置は該切削ブレード１８ａの個体差や消耗状態の差、取り付け状態の差等により一定とはならない。そこで、刃先の下端を切削に適した高さ位置に位置付けられるように刃先検出ユニット４０によりセットアップ工程が実施される。セットアップ工程では、刃先の高さが所定の位置に位置付けられたことが確認されたときの切削ユニット１８の高さ位置が検出される。

被測定物１の上面には微小な凹凸形状が形成されている場合がある。被測定物１の加工を高品位で実施するためにはストリート３の各所の高さに応じて切削ユニット１８の高さを調整しながら被測定物１の切削を実施しなければならない。そこで、被測定物１を加工する前に予め測定ユニット４２により被測定物１の上面の高さをストリート３に沿って測定する。測定ユニット４２は、測定用のレーザビームを下方に照射する機能と、該測定ユニット４２に戻る該レーザビームを受光する機能と、を備える。

測定ユニット４２の下方に被測定物１が配されている場合、被測定物１の上面に照射されたレーザビームは該被測定物１の上面により反射され、該測定ユニット４２に進む。測定ユニット４２は、被測定物１の上面により反射された該レーザビームを受光し、該レーザビームを解析して該上面までの距離を計算する。すなわち、該測定ユニット４２は、該レーザビームが照射された箇所における被測定物１の上面の高さを測定できる。

切削装置２は、さらに、制御ユニット４４を備えている。制御ユニット４４は、切削ユニット１８、チャックテーブル８、各移動機構、撮像ユニット３８、刃先検出ユニット４０、測定ユニット４２等の切削装置２の各構成要素を制御する機能を有する。制御ユニット４４の機能は、例えば、装置制御用コンピュータのソフトウェアとして実現される。

被測定物１の上面の高さを測定する際には、上述の移動ユニット４ａを作動させてＸ軸移動テーブル６に載るチャックテーブル８を保持面８ａに平行なＸ軸方向に沿って移動させる。該移動ユニット４ａによるチャックテーブル８の移動について図２を用いて詳述する。図２は、移動ユニット４ａを模式的に示す側面図である。チャックテーブル８は、保持面８ａに平行なＸ軸方向において測定ユニット４２に対して相対的に移動する。

チャックテーブル８の保持面８ａの上には被測定物１が保持される。該被測定物１の上面の高さの測定を実施する際には、図２に示す通り、測定ユニット４２にレーザビーム４２ａを発振させ下方に照射させながらチャックテーブル８を移動させて被測定物１に該レーザビーム４２ａを照射する。

すなわち、該レーザビーム４２ａは該被測定物１の上面にＸ軸方向に沿って直線状に次々と照射される。該被測定物１の上面で反射されたレーザビームを測定ユニット４２で受光することで、レーザビーム４２ａの被照射箇所の高さを測定できる。

測定中にチャックテーブル８の速度が変化すると、被測定物１の高さの測定環境に変化が生じる。そのため、高さ測定を実施している間、チャックテーブル８及び測定ユニット４２の該保持面８ａに平行なＸ軸方向における相対速度を一定とする。以下、チャックテーブル８及び測定ユニット４２の相対速度というときは、該保持面８ａに平行なＸ軸方向における相対速度をいうものとする。

測定を開始する前は、チャックテーブル８及び測定ユニット４２は相対速度ゼロで相対的に停止している。そのため、測定を実施する前に該相対速度が所定の値となるまで加速する必要がある。移動ユニット４ａは、Ｘ軸ボールねじ１４及びＸ軸パルスモータ１６を備える直動アクチュエータであり、該相対速度は所定の加速度で上昇する。また、測定を実施した後、チャックテーブル８及び測定ユニット４２を相対速度がゼロとなるまで減速する必要がある。この際、該相対速度は所定の加速度で減少する。

測定中の該相対速度が大きい程該レーザビームがストリート３の一端から他端まで早く照射されるため、一見すると、該相対速度を可能な限り上昇させることが高さ測定の所要時間の短縮化に有効であるように思われる。しかし、該相対速度を上昇させると加速及び減速の所要時間が長くなり、かえって高さ測定に係る総所要時間が長くなる場合がある。

そこで、本実施形態に係る測定装置である切削装置２の制御ユニット４４は、チャックテーブル８及び測定ユニット４２の加速及び減速の所要時間を含めて被測定物１の高さの測定の総所要時間が最小値に近づくように測定時の該相対速度の値を導出する。以下、該相対速度の値の導出過程について詳述する。

移動ユニット４ａの動作をチャックテーブル８及び測定ユニット４２を相対的に一定の加速度ａで加速させる加速ステップと、該相対速度ｖで移動させる等速移動ステップと、一定の加速度ｂで減速させる減速ステップと、の３つのステップに分けて検討する。図３は、加速ステップと、等速移動ステップと、減速ステップと、を模式的に示す斜視図である。

加速ステップでは、チャックテーブル８及び測定ユニット４２のＸ軸方向（送り方向）における相対速度がゼロからｖになるまで加速度ａで相対的に加速する。相対速度がｖになる前にレーザビーム４２ａが被測定物１に照射されないように、加速ステップを実施する前に測定ユニット４２と、被測定物１と、を互いにＸ軸方向（送り方向）に余裕幅１１ａと呼ばれる所定の距離以上に離間させておく。

すなわち、被測定物１から該送り方向に余裕幅１１ａ以上に離間する位置であって、かつ、該ストリート３の延長線の上方の位置に該測定ユニット４２が位置するように該チャックテーブル８及び測定ユニット４２を相対的に位置付ける準備ステップが実施される。そして、準備ステップが実施された後で、該チャックテーブル８及び測定ユニット４２の該相対速度がｖになるまで該チャックテーブル８及び測定ユニット４２を相対的に加速する加速ステップが実施される。

加速ステップでは、相対速度がゼロからｖとなるまで加速度ａでチャックテーブル８及び測定ユニット４２が加速される。加速ステップの所要時間をｔ１としたとき、該所要時間ｔ１はｖ／ａで表される。なお、余裕幅１１ａは、該加速ステップが実施される間に該チャックテーブル８及び該測定ユニット４２が相対的に移動する移動距離に相当し、等速移動ステップにおける相対速度ｖの値と、加速ステップにおける加速度ａの値と、から算出される。

加速ステップの次に実施される等速移動ステップでは、チャックテーブル８及び測定ユニット４２を相対速度ｖで該送り方向に相対的に移動させる。移動ユニット４ａにより該等速移動ステップが実施されている間、制御ユニット４４は測定ユニット４２にストリート３に沿って被測定物１の高さを測定する測定ステップを実施させる。測定対象となるストリート３の長さをＬとしたとき、等速移動ステップの所要時間ｔ２はＬ／ｖで表される。

制御ユニット４４は、レーザビーム４２ａが被測定物１を過ぎてから移動ユニット４ａに減速ステップを実施させる。等速移動ステップの次に実施される減速ステップでは、チャックテーブル８及び測定ユニット４２の相対速度がｖからゼロになるまで加速度ｂで両者が減速される。

減速ステップでは、相対速度がゼロになるまでの間にチャックテーブル８及び該測定ユニット４２が相対的に余裕幅１１ｂ以上移動し、停止位置１３ｂで相対的に停止する。そして、減速ステップの所要時間をｔ３としたとき、該所要時間ｔ３はｖ／ｂで表される。余裕幅１１ｂは、等速移動ステップにおける相対速度ｖの値により決定される。

各ステップの所要時間と、チャックテーブル８及び測定ユニット４２の相対速度と、の関係について説明する。図４（Ａ）は、等速移動ステップにおける相対速度ｖの値が比較的小さい場合の該相対速度の時間変化を表すグラフであり、図４（Ｂ）は、等速移動ステップにおける相対速度ｖの値が比較的大きい場合の該相対速度の時間変化を表すグラフである。

図４（Ａ）に示すグラフ４６ａは、等速移動ステップにおける該相対速度ｖの値がＶ１である場合の相対速度の時間変化であり、図４（Ｂ）に示すグラフ４６ｂは、等速移動ステップにおける該相対速度ｖの値がＶ１の２倍のＶ２である場合の相対速度の時間変化である。

グラフ４６ａと、グラフ４６ｂと、を比較すると、Ｖ２がＶ１の２倍であるため、グラフ４６ｂに示す例における等速移動ステップの所要時間ｔ２はグラフ４６ａに示す例における等速移動ステップの所要時間ｔ２の半分となる。その一方で、グラフ４６ｂに示す例における加速ステップの所要時間ｔ１及び減速ステップの所要時間ｔ３は、それぞれ、グラフ４６ａに示す例における加速ステップの所要時間ｔ１及び減速ステップの所要時間ｔ３の２倍となる。

ストリート３の長さＬが短く、等速移動ステップにおける該相対速度ｖの値を大きくしたときにｔ２の減少量よりもｔ１及びｔ３の総増大量の方が大きくなる場合、相対速度ｖの値を大きくすると相対的に各ステップの所要時間の和Ｔが長くなる。

そこで、測定装置としての機能を有する切削装置２では、加速ステップの所要時間ｔ１及び減速ステップの所要時間ｔ３を含め、各ステップの所要時間の和Ｔ＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３が最小値に近づくように等速移動ステップにおける相対速度ｖの値を導出する。例えば、制御ユニット４４は、相対速度ｖの該値を導出する速度導出部４４ａを備える。

さらに、制御ユニット４４は、速度導出部４４ａにより導出された該相対速度ｖの値が登録される移動速度登録部４４ｂを備える。そして、制御ユニット４４は、等速移動ステップにおいて移動ユニット４ａがチャックテーブル８及び測定ユニット４２を該送り方向において相対的に移動させる際、該移動速度登録部４４ｂに登録された相対速度ｖを読み出す。

移動ユニット４ａは、該相対速度ｖを基に、準備ステップにおいてチャックテーブル８及び測定ユニット４２を位置付けるべき相対位置を導出し、準備ステップでは該相対位置にチャックテーブル８及び測定ユニット４２を位置付ける。移動ユニット４ａは、加速ステップでは該相対速度ｖになるように加速度ａでチャックテーブル８及び測定ユニット４２を相対的に加速し、等速移動ステップでは該相対速度ｖで両者を相対移動させ、減速ステップでは相対速度がゼロになるように加速度ｂで両者を相対的に減速させる。

次に、速度導出部４４ａによる相対速度ｖの該値の導出について説明する。速度導出部４４ａには、ストリート３の長さＬ、加速ステップにおける加速度ａ、及び減速ステップにおける加速度ｂが入力される。そして、等速移動ステップにおけるチャックテーブル８及び測定ユニット４２の相対速度ｖを様々に変化させた場合の各ステップの所要時間の和Ｔを計算する。そして、該和Ｔが最小値に最も近づく際の相対速度ｖの値を導出する。

図５は、相対速度ｖと、高さ測定の所要時間の和Ｔと、の関係の一例を示すグラフである。例えば、該測定ステップを実施可能な相対速度の許容範囲で段階的に設定された複数の相対速度の選択肢の中から所要時間の和Ｔが最小となる相対速度ｖの値が導出される。具体的には、相対速度を３００ｍｍ／ｓから７５０ｍｍ／ｓまで、５０ｍｍ／ｓ刻みで設定し、それぞれ所要時間の和Ｔを計算した。なお、図５に示す例においては、加速ステップにおける加速度ａと、減速ステップにおける加速度ｂと、の絶対値を同じにした。

図５には、第１の方向に沿ったストリート３の数と、該第１の方向に直交する第２の方向に沿ったストリート３の数と、がそれぞれ１０である１辺の長さが１００ｍｍの正方形状の被測定物１の高さがストリート３に沿って測定される場合の例が示されている。該被測定物１では、すべてのストリート３の長さＬが１００ｍｍとなるため、一つのストリート３について計算を実施して相対速度ｖの該値を導出し、すべてのストリート３に沿って相対速度ｖで被測定物１の高さを測定すればよい。

図５に示す例においては、等速移動ステップにおけるチャックテーブル８及び測定ユニット４２の相対速度ｖが４５０ｍｍ／ｓであるとき、各ステップの所要時間の和Ｔが最小となることがわかる。

相対速度ｖの値が導出されると、相対速度ｖの該値を加速度ａで除することで加速ステップの所要時間ｔ１が算出される。また、加速ステップでは、チャックテーブル８及び測定ユニット４２が加速度ａで加速されながら相対的に移動するため、加速ステップの余裕幅１１ａ（図３参照）は、相対速度ｖの該値に所要時間ｔ１及び０．５を乗じることで算出できる。余裕幅１１ａを算出できると、加速ステップを開始する際のチャックテーブル８及び測定ユニット４２の相対位置を決定できる。

次に、本実施形態に係る測定装置である切削装置２を使用して、被測定物１の高さをストリート３に沿って測定する方法について説明する。図６は、該方法の各ステップのフローを示すフローチャートである。該方法では、まず、該等速移動ステップにおけるチャックテーブル８及び測定ユニット４２の相対速度ｖを導出する速度導出ステップを実施する。

速度導出ステップでは、該加速ステップの所要時間ｔ１と、該等速移動ステップの所要時間ｔ２と、該減速ステップの所要時間ｔ３と、の和Ｔ＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３が最小値に近づくように該相対速度ｖの値を導出する。この際、被測定物１のストリート３の長さＬ、加速ステップにおける加速度ａ、及び減速ステップにおける加速度ｂが導出に使用される。該速度導出ステップは例えば制御ユニット４４の速度導出部４４ａにより実施され、導出された相対速度ｖは制御ユニット４４の移動速度登録部４４ｂに登録される。

被測定物１の高さを測定する該方法では、次に、測定ユニット４２及び被測定物１を保持するチャックテーブル８を相対的に移動させて上述の準備ステップを実施する。準備ステップでは、該速度導出ステップで導出され移動速度登録部４４ｂに登録された該相対速度ｖに基づいて計算された余裕幅１１ａ以上に互いに離間する相対位置にチャックテーブル８及び測定ユニット４２を位置付ける。

次に、該加速ステップと、該等速移動ステップと、該減速ステップと、を連続して実施する。なお、該等速移動ステップでは、測定ユニット４２により被測定物１の高さを測定する該測定ステップを実施する。

本実施形態に係る測定装置である切削装置２を使用して、被測定物１を加工する方法では、被測定物１の高さを測定する該方法を実施した後、さらに、被測定物１を加工する加工ステップを実施する。該加工ステップでは、該測定ステップにより測定されたストリート３に沿った被測定物１の高さに基づいて切削ユニット（加工ユニット）４０の高さを制御しつつ該被測定物１を切削ユニット（加工ユニット）４０で切削（加工）する。

以上に説明するように、本実施形態に係る測定装置によると、チャックテーブル８及び測定ユニット４２の加速及び減速の所要時間を含めて被測定物１の高さの測定全体の所要時間の和Ｔが短くなるように測定時の相対速度ｖの値を導出できる。導出された相対速度ｖの該値に基づいて被測定物１の高さ測定を実施すると、測定が高効率となり測定を早く終了できる。

そして、切削装置２では、測定ユニット４２で測定したストリート３に沿った被測定物１の高さに基づいて切削ユニット１８の高さを調整しながら、該ストリート３に沿って被測定物１を切削する。そのため、被測定物１は高品位に切削され個々のデバイスチップに分割される。

なお、上述の実施形態では、被測定物１が矩形状である場合について説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。例えば、該被測定物１は円板状の基板でもよく、この場合、速度導出部４４ａには、ストリート３の長さＬに代えて該被測定物１の径が入力される。速度導出部４４ａは、入力された被測定物１の径、及びストリート３の数等のデータから、被測定物１に設定されるすべてのストリート３の長さをそれぞれ求める。

円板状の被測定物１はストリート３の長さがそれぞれ異なり、それぞれのストリート３で高さ測定の所要時間を最小とする相対速度ｖの値が異なる。しかし、高さ測定時にチャックテーブル８及び測定ユニット４２の相対速度ｖをストリート３毎に変化させると、測定環境がそれぞれ異なるようになるため、安定的な測定結果が得られない。

そこで、全ストリート３の高さ測定で共通して設定される相対速度ｖの値を導出するように、全ストリート３における加速ステップ、等速移動ステップ、及び減速ステップの所要時間の和Ｔの総和を計算して、該総和が最小値に近づくように該共通する相対速度ｖの値を導出してもよい。

また、上述の実施形態では、本発明の一態様に係る測定装置が被測定物１をストリート３に沿って切削ブレード１８ａで切削する切削装置２に組み込まれている場合を例に説明したが、本発明の一態様に係る測定装置はこれに限定されない。該測定装置は、例えば、ストリート３に沿って被測定物１の表面に該被測定物１が吸収性を有する波長のレーザビームを照射して被測定物１をアブレーション加工するレーザ加工装置に組み込まれていてもよい。

すなわち、該レーザ加工装置は、チャックテーブルに保持された被測定物１にストリート３に沿って加工用のレーザビームを集光し被測定物１をレーザ加工するレーザ加工ユニットを備える。そして、該レーザ加工装置は、測定ユニットで測定したストリート３に沿った被測定物１の高さに基づいて該加工用のレーザビームの集光点を所定の深さに位置付けるように該集光点の高さを調節しながら被測定物１に該加工用のレーザビームを照射する。

レーザ加工ユニットは、被測定物１が透過性を有する波長のレーザビームを被測定物１の内部に集光させ、多光子吸収過程により改質層を形成するレーザ加工ユニットでもよい。被測定物１の内部にストリート３に沿った改質層を形成し、該改質層から被測定物１の厚さ方向にクラックを伸長させると、被測定物１を該ストリート３に沿って分割できる。または、該レーザ加工ユニットは、被測定物１が吸収性を有する波長のレーザビームを被測定物１の表面に集光させて被測定物１のアブレーション加工を実施してもよい。

また、該装置は被測定物１を分割する必要はなく、例えば、表面に低誘電率材料で形成された膜（Ｌｏｗ－ｋ膜）が積層された被測定物１の該膜を除去してストリート３に沿った加工溝を形成してもよい。被測定物１の各所の高さに合わせて加工ユニットの高さを調整しつつ被測定物１に該加工溝を形成できるため、所定の深さの該加工溝を高精度に形成できる。

さらに、本発明の一態様に係る装置は、加工ユニットを有する加工装置に限定されない。例えば、被測定物１の表面の高さをストリート３に沿って測定する機能を有する測定装置でもよい。

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、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できる。

１ 被測定物
３ ストリート
５ デバイス
７ テープ
９ 環状フレーム
１１ａ，１１ｂ 余裕幅
１３ａ 移動開始位置
１３ｂ 停止位置
２ 切削装置
４ 装置基台
４ａ 移動ユニット
６ Ｘ軸移動テーブル
８ チャックテーブル
８ａ 保持面
１０ クランプ
１２，２４，３２ ガイドレール
１４，２８，３４ ボールねじ
１４ａ ナット部
１６，３０，３６ パルスモータ
１８ 切削ユニット
１８ａ 切削ブレード
２０ 排水路
２２ 支持構造
２６ａ，２６ｂ 移動プレート
３８ 撮像ユニット（カメラ）
４０ 刃先検出ユニット
４２ 測定ユニット
４２ａ レーザビーム
４４ 制御ユニット
４６ａ，４６ｂ グラフ

Claims (6)

1. 表面にストリートが設定された被測定物を保持面で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被測定物にレーザビームを照射して該ストリートに沿って該被測定物の高さを測定する測定ステップを実施できる測定ユニットと、
   該チャックテーブル及び該測定ユニットを該ストリートに沿った送り方向に相対的に移動させる移動ユニットと、
   各構成要素を制御する制御ユニットと、を備える測定装置であって、
   該移動ユニットは、
   該チャックテーブル及び該測定ユニットの該送り方向における相対速度がゼロからｖになるまで一定の加速度ａで該チャックテーブル及び該測定ユニットを相対的に加速させる加速ステップと、
   該加速ステップの後に、該チャックテーブル及び該測定ユニットを該送り方向における相対速度ｖで該送り方向に沿って相対的に移動させる等速移動ステップと、
   該等速移動ステップの後、該チャックテーブル及び該測定ユニットの該送り方向における相対速度がｖからゼロになるまで一定の加速度ｂで該チャックテーブル及び該測定ユニットを相対的に減速させる減速ステップと、を実施する機能を有し、
   該制御ユニットは、
   該移動ユニットに該等速移動ステップを実施させながら該測定ユニットに該測定ステップを実施させる機能を備え、
   該測定ステップで該レーザビームが照射される該ストリートの長さをＬとしたときに、ｖ／ａで表される該加速ステップの所要時間ｔ１と、Ｌ／ｖで表される該等速移動ステップの所要時間ｔ２と、ｖ／ｂで表される該減速ステップの所要時間ｔ３と、の和Ｔ＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３が最小値に近づくように該相対速度ｖの値を導出する速度導出部を備えることを特徴とする測定装置。
2. 該速度導出部は、該測定ステップを実施可能な速度の許容範囲で段階的に設定された複数の速度の選択肢の中から該Ｔが最小となる該相対速度ｖの値を導出することを特徴とする請求項１記載の測定装置。
3. 該制御ユニットは、該速度導出部により導出された該相対速度ｖの値が該等速移動ステップにおいて該移動ユニットが該チャックテーブル及び該測定ユニットを該送り方向において相対的に移動させる際の相対速度として登録される移動速度登録部をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の測定装置。
4. 該移動ユニットは、該加速ステップの前に、該加速ステップを実施する間に該チャックテーブル及び該測定ユニットが相対的に移動する該送り方向における移動距離以上に該チャックテーブルに保持された被測定物から該送り方向に離間する位置であって、かつ、該ストリートの延長線の上方の位置に該測定ユニットが位置するように該チャックテーブル及び測定ユニットを相対的に位置付ける準備ステップを実施する機能を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の測定装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一に記載の測定装置を含む加工装置であって、
   該チャックテーブルに保持された被測定物を該ストリートに沿って切削して該被加工物に所定の深さの切削溝を形成する切削ユニットをさらに備え、
   該測定ユニットで測定した該ストリートに沿った被加工物の高さに基づいて該切削ユニットの高さを調節しながら該ストリートに沿って該被測定物を切削できることを特徴とする加工装置。
6. 請求項１乃至４のいずれか一に記載の測定装置を含む加工装置であって、
   該チャックテーブルに保持された被測定物に該ストリートに沿って加工用のレーザビームを集光し該被加工物をレーザ加工するレーザ加工ユニットをさらに備え、
   該測定ユニットで測定した該ストリートに沿った該被加工物の高さに基づいて該加工用のレーザビームの集光点を所定の深さに位置付けるように該集光点の高さを調節しながら該被測定物に該加工用のレーザビームを照射できることを特徴とする加工装置。

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