JPH1110481A - 被加工物の厚さ計測手段付き切削装置及び被加工物の切削方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体ウェーハ等の被加工物の表面に所定の形
状、深さの溝を形成する場合において、被加工物の厚さ
にバラツキがある場合等においても、切削の深さを一定
に保つ。 【解決手段】被加工物の厚さを計測できる厚さ計測手段
を切削装置に配設し、被加工物の厚さに対応してブレー
ドの作用位置を決定して切削することにより、被加工物
の厚さのバラツキに対応して一定の深さの切削溝を形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハ等
の被加工物の厚さを測定する手段を有する切削装置及び
該切削装置を用いて被加工物毎に厚さを測定することに
より切削の深さを一定とすることができる切削方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェーハ等の被加工物を切削する
際は、切削溝の深さを制御しなければならない場合があ
る。例えば、所定深さのＶ溝を形成する場合には、切削
幅を均一にするために被加工物の表面からの切り込み深
さを一定にする必要がある。

【０００３】被加工物の切削を行う際の切り込み深さを
調整する手法としては、例えば実公昭５８−３８６１１
号公報に開示された手法が従来例として周知である。こ
の実公昭５８−３８６１１号公報に開示されたダイシン
グ装置では、被加工物の表面に光を照射してその反射光
を光学センサーが入力し、反射光の強度に応じてダイシ
ングソウの上下動が駆動される構成となっている。この
ような構成とすることにより、被加工物の厚さ、凹凸等
に対応して反射光の強度が変化し、これに伴いダイシン
グソウの上下動が制御されて、切削溝の深さを制御する
ことができるのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、切削時
は被加工物の表面に切削水を供給するため、光の反射が
十分に行われない場合があり、切り込み深さの制御を精
密に行うのは困難であった。

【０００５】また、近年、半導体ウェーハ等の被加工物
においては厚さの面内バラツキはほとんどなくなった
が、被加工物毎に多少の厚さバラツキがあり、被加工物
毎に切削深さが異なるという問題がある。

【０００６】従って、従来例においては、被加工物の厚
さバラツキに対応して確実かつ精密に切り込み深さを調
整できるようにすることに解決しなければならない課題
を有している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の具体的手段として本発明は、被加工物を保持するチャ
ックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加
工物の厚さを計測する厚さ計測手段と、該厚さ計測手段
によって計測された厚さ計測値に基づいてブレードの被
加工物への切り込み深さを制御する制御手段とを少なく
とも含む被加工物の厚さ計測手段付き切削装置を提供す
るものであり、厚さ計測手段には、非作用位置と作用位
置とに位置付けられる厚さ検出部材を含み、該厚さ検出
部材は、作用位置に位置付けられてその先端がチャック
テーブルの表面に接触することによってチャックテーブ
ルの表面の高さを基準位置として定め、該チャックテー
ブルに載置された被加工物の厚さを計測する際は、厚さ
検出部材が作用位置に位置付けられてその先端が被加工
物の表面に接触し、該接触時の作用位置と基準位置との
差によって被加工物の厚さを計測することを付加的要件
として含むものである。

【０００８】切削装置には、被加工物の厚さを計測でき
る厚さ計測手段と、当該厚さ計測手段により計測された
計測値に基づいてブレードの切り込み深さを制御する制
御手段とを含むことにより、被加工物の厚さ、凹凸等に
バラツキがある場合においても、それぞれの被加工物に
一定の深さの切削溝を形成することが可能となる。

【０００９】更に本発明は、被加工物を保持するチャッ
クテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工
物の厚さを計測する厚さ計測手段と、チャックテーブル
に保持された被加工物に所定深さ切り込んで溝を形成す
るブレードとを少なくとも含む切削装置を用いて被加工
物の表面に所要深さの切削溝を形成する切削方法であっ
て、切り込み深さの基準となるブレードの先端の位置を
チャックテーブルの表面の位置と一致させるブレード基
準位置設定工程と、厚さ計測手段に備えた検出部材をチ
ャックテーブルの表面に接触させて該チャックテーブル
の表面の位置を計測基準位置として認識する計測基準位
置認識工程と、チャックテーブルに載置された被加工物
の表面に厚さ計測手段の厚さ検出部材を接触させて、該
接触した位置と計測基準位置との差を被加工物の厚さと
して計測する被加工物厚さ計測工程と、該被加工物厚さ
計測工程において計測した被加工物の厚さから所要深さ
を除した値をブレード作用位置とし、該ブレード作用位
置までブレードを位置付けて被加工物の表面に所要深さ
の溝を形成するブレード位置付け工程とを含む被加工物
の切削方法を提供するものである。

【００１０】厚さ計測工程において計測した厚さ計測値
及び切削しようとする溝の深さに基づいてブレード作用
位置が決定されるので、被加工物毎の厚さに合わせてブ
レードの作用位置を制御することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態として、
図１に示す厚さ計測手段付きダイシング装置及び、当該
ダイシング装置を用いて被加工物である半導体ウェーハ
に所要深さの溝を形成する切削方法について説明する。

【００１２】図１に示すダイシング装置１０において
は、保持テープ１１を介してフレーム１２と一体となっ
た切削対象となる半導体ウェーハ１３は、カセット１４
に複数段にわたって収納される。そして、このカセット
１４はカセット載置領域１５に載置される。

【００１３】カセット１４内に収納された半導体ウェー
ハ１３は搬出入手段１６によって搬出され、搬送手段１
７に吸引保持されて旋回動によってチャックテーブル１
８まで搬送される。

【００１４】チャックテーブル１８は、半導体ウェーハ
を吸引保持する円形のテーブルであり、Ｘ軸方向に蛇腹
機構１９の伸縮を伴って移動することができる。

【００１５】チャックテーブル１８に吸引保持された半
導体ウェーハ１３は、Ｘ軸方向の移動によりアライメン
トユニット２０の直下に位置付けられ、ＣＣＤカメラ等
の撮像手段によって半導体ウェーハ１３の表面が撮像さ
れて、パターンマッチング等の処理を介して半導体ウェ
ーハ１３の表面に形成された切削すべきストリートが検
出される。そして更に、チャックテーブル１８がＸ軸方
向に移動してストリートがブレード２１の作用を受ける
ことによって切削が行われる。

【００１６】ブレード２１は、スピンドルに装着されて
回転する円板上の刃であり、ブレード２１の動作は、ダ
イシング装置１０の内部に備えたＣＰＵ、メモリ等から
なる制御手段（図示せず）によって制御される。また、
スピンドルには半導体ウェーハ１３の表面に形成しよう
とする溝の形状に応じて、種々の形状のブレードが装着
される。例えば、断面がＶ字型のＶ溝を形成するとき
は、先端がＶ字型に形成されたＶ字型ブレードが装着さ
れる。

【００１７】また、アライメントユニット２０の側部に
は、厚さ計測手段２２を設けている。この厚さ計測手段
２２は、図２に示すように、上下方向に伸縮自在な触針
式のセンサーである厚さ検出部材２３を下部に垂設する
と共に、上部にはエアーチューブ２４及び信号ケーブル
２５が配設されている。エアーチューブ２４は、ダイシ
ング装置１０内に備えた前記制御手段に接続されてお
り、制御手段からエアーを供給され、供給されるエアー
は、厚さ検出部材２３の作用位置と非作用位置との間で
のストロークを制御する。また、信号ケーブル２５も制
御手段に接続されて、所定の信号を制御手段に対して供
給する。なお、厚さ計測手段２２は、チャックテーブル
の可動範囲内の上部の任意の位置に配設することが可能
である。

【００１８】次に、以上説明したダイシング装置１０に
Ｖ字型のブレードを装着し、このＶ字型のブレードによ
って半導体ウェーハ１３を切削して表面に図３に示すよ
うな深さＤの複数のＶ溝をＸ軸方向に形成していく場合
の切削方法について説明する。

【００１９】半導体ウェーハ１３を切削する前に、ま
ず、ブレード基準位置設定工程において半導体ウェーハ
１３を切り込む際のブレード２１の上下動制御の基準と
なる基準位置（ブレード基準位置）が決定される。この
ブレード基準位置設定工程においては、図４（Ａ）に示
すように、半導体ウェーハ１３が載置される前に、チャ
ックテーブル１８の外周部分２６をブレード２１の直下
に位置付けた状態で徐々にブレード２１を下降させてい
き、ブレード２１の先端（Ｖ字の先端）とチャックテー
ブル１８の表面とが接触した位置をブレード基準位置と
する。即ち、チャックテーブル１８の表面の位置がブレ
ード基準位置となる。このようにして決定したブレード
基準位置のＺ軸上の座標は、制御手段に記憶させてお
く。なお、ブレード基準位置は、例えば、ブレード２１
とチャックテーブル１８との接触時の電気的導通の有無
に基づいて検出することができる。

【００２０】ブレード基準位置が決定すると、次に計測
基準位置認識工程において、半導体ウェーハ１３の厚さ
を計測するための基準となる計測基準位置が決定され
る。計測基準位置認識工程においては、図４（Ｂ）に示
すように、半導体ウェーハ１３が載置される前にチャッ
クテーブル１８の表面を厚さ計測手段２２の直下に位置
付けた状態で、厚さ計測手段２２にエアーチューブ２４
を介してエアーを注入することにより厚さ検出部材２３
を徐々に降下させていき、厚さ検出部材２３がチャック
テーブル１８の表面と接触したとき、即ち、作用位置に
あるとき、その作用位置が計測基準位置として厚さ計測
手段２２に認識される。

【００２１】次に、チャックテーブル１８に載置された
半導体ウェーハ１３を厚さ計測手段２２の直下に位置付
ける。そして、被加工物厚さ計測工程において、厚さ計
測手段２２にエアーチューブ２４を介してエアーを注入
することにより厚さ検出部材２３を徐々に降下させてい
き、図４（Ｃ）に示すように、厚さ検出部材２３が半導
体ウェーハ１３の表面と接触したとき、即ち、作用位置
にあるとき、その作用位置が厚さ計測手段２２に認識さ
れる。更に、その認識された接触位置と計測基準位置認
識工程において検出した計測基準位置とのＺ軸上の座標
の差をとることによって、半導体ウェーハ１３の厚さ計
測値が求められる。なお、半導体ウェーハ１３の数ヶ所
について厚さを計測し、その平均値を求め、当該平均値
を半導体ウェーハ１３の厚さとしてもよい。このように
して求めた半導体ウェーハ１３の厚さ計測値は、信号ケ
ーブル２５を介して制御手段に転送され、メモリ等に記
憶される。

【００２２】半導体ウェーハ１３の表面に形成しようと
するＶ溝の深さは、半導体ウェーハの種類によって適宜
決められており、この深さは予め制御手段に記憶されて
いる。従って、制御手段においては、厚さ計測値から形
成しようとするＶ溝の深さを引くことにより、半導体ウ
ェーハ１３のＶ溝の底部の座標が求められる。このＶ溝
の底部の座標は、ブレード２１の先端が位置付けられる
位置に等しく、この位置がブレード作用位置となる。

【００２３】ブレード位置付け工程においては、チャッ
クテーブル１８が更にＸ軸方向に移動すると共に、図４
（Ｄ）に示すように、ブレード２１が下降していき、半
導体ウェーハ１３に切り込んでいく。ここで、制御手段
にはブレード基準位置が既に記憶されているため、ブレ
ード基準位置を基準としてブレード２１のブレード作用
位置までの下降が制御される。そして、ブレード作用位
置でブレード２１が回転しながら停止し、更にチャック
テーブル１８がＸ軸方向に移動することによって、半導
体ウェーハ１３の表面には、Ｘ軸方向に所要深さのＶ溝
が形成される。

【００２４】このようにして被加工物の厚さを計測し、
厚さ計測値に基づいてブレード作用位置を決定してＶ溝
を形成することにより、被加工物毎に厚さにバラツキが
ある場合においても、被加工物毎に一定の深さのＶ溝を
形成することができる。

【００２５】また、例えば被加工物に許容範囲を超える
凹凸があるような場合においては、厚さが異なる部分ご
とに厚さを計測してブレード作用位置を決定していけ
ば、面内の凹凸の影響を受けることなく一定の深さのＶ
溝を形成することができる。

【００２６】なお、本発明に係る切削方法により形成さ
れる溝は、本実施の形態で示したＶ溝に限定されるもの
ではなく、様々な形状の溝を形成する場合に本発明を適
用することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る切削
装置は、被加工物の厚さを計測できる厚さ計測手段と、
当該厚さ計測手段により計測された計測値に基づいてブ
レードの切り込み深さを制御する制御手段とを含むこと
により、被加工物の厚さ、凹凸等にバラツキがある場合
においても、それぞれの被加工物に一定の深さの切削溝
を形成することが可能となるため、切削後の被加工物の
品質が安定する。従って、例えばスピンドルが２本配設
され、Ｖ溝形成用のブレードと切断用のブレードとがそ
れぞれのスピンドルに装着された切削装置を用いて、被
加工物の表面にＶ溝を形成した後にそのＶ溝の底部を切
断して表面の外周が面取りされたチップに分割する場合
には、被加工物毎に厚さにバラツキがあっても、面取り
状態が均一なチップを提供することができる。

【００２８】また、本発明に係る切削方法においては、
厚さ計測工程において計測した厚さ計測値及び切削しよ
うとする溝の深さに基づいてブレード作用位置が決定さ
れることにより、被加工物の厚さに合わせてブレード作
用位置を制御することができるため、被加工物の厚さバ
ラツキの影響を受けることなく、一定の深さの切削溝を
形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る被加工物の厚さ計測手段付き切削
装置の一例を示す斜視図である。

【図２】被加工物の厚さ計測手段の一例を示す斜視図で
ある。

【図３】切削によりＶ溝が形成される半導体ウェーハの
形状を示す説明図である。

【図４】本発明に係る被加工物の切削方法を工程順に示
した説明図である。

【符号の説明】

１０：ダイシング装置 １１：保持テープ １２：フレ
ーム １３：半導体ウェーハ １４：カセット １５：カセッ
ト載置領域 １６：搬出入手段 １７：搬送手段 １８：チャックテ
ーブル １９：蛇腹機構 ２０：アライメントユニット ２１：ブレード ２２：
厚さ計測手段 ２３：厚さ検出部材 ２４：エアーチューブ ２５：信
号ケーブル ２６：外周部分

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加工物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被加工物の厚さを計測
   する厚さ計測手段と、該厚さ計測手段によって計測され
   た厚さ計測値に基づいてブレードの被加工物への切り込
   み深さを制御する制御手段とを少なくとも含む被加工物
   の厚さ計測手段付き切削装置。
2. 【請求項２】厚さ計測手段は、非作用位置と作用位置と
   に位置付けられる厚さ検出部材を含み、該厚さ検出部材
   は、作用位置に位置付けられてその先端がチャックテー
   ブルの表面に接触することによってチャックテーブルの
   表面の高さを基準位置として定め、該チャックテーブル
   に載置された被加工物の厚さを計測する際は、前記厚さ
   検出部材が作用位置に位置付けられてその先端が被加工
   物の表面に接触し、該接触時の作用位置と前記基準位置
   との差によって被加工物の厚さを計測する請求項１に記
   載の被加工物の厚さ計測手段付き切削装置。
3. 【請求項３】被加工物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被加工物の厚さを計測
   する厚さ計測手段と、前記チャックテーブルに保持され
   た被加工物に所定深さ切り込んで溝を形成するブレード
   とを少なくとも含む切削装置を用いて被加工物の表面に
   所要深さの切削溝を形成する切削方法であって、切り込
   み深さの基準となる前記ブレードの先端の位置を前記チ
   ャックテーブルの表面の位置と一致させるブレード基準
   位置設定工程と、前記厚さ計測手段に備えた検出部材を
   前記チャックテーブルの表面に接触させて該チャックテ
   ーブルの表面の位置を計測基準位置として認識する計測
   基準位置認識工程と、前記チャックテーブルに載置され
   た被加工物の表面に前記厚さ計測手段の厚さ検出部材を
   接触させて、該接触した位置と前記計測基準位置との差
   を前記被加工物の厚さとして計測する被加工物厚さ計測
   工程と、該被加工物厚さ計測工程において計測した前記
   被加工物の厚さから前記所要深さを除した値をブレード
   作用位置とし、該ブレード作用位置まで前記ブレードを
   位置付けて前記被加工物の表面に前記所要深さの溝を形
   成するブレード位置付け工程とを含む被加工物の切削方
   法。