KR102546465B1 - 절삭 장치 및 웨이퍼의 가공 방법 - Google Patents

절삭 장치 및 웨이퍼의 가공 방법 Download PDF

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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

본 발명은 각종의 정보를 취득할 수 있는 간단한 구조의 절삭 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
절삭 장치로서, 웨이퍼를 유지하는 회전 가능한 척 테이블과, 스핀들에 장착된 절삭 블레이드로 척 테이블에 유지된 웨이퍼의 외주부를 표면측으로부터 절삭하여, 외주부를 따르는 환형의 단차부를 웨이퍼의 표면측에 형성하는 절삭 유닛과, 척 테이블에 유지된 웨이퍼의 외주부를 포함하는 영역에 웨이퍼의 직경 방향으로 긴 띠형의 레이저 빔을 조사하고, 반사광을 검출하는 라인 센서 유닛과, 웨이퍼를 절삭하여 단차부를 형성하기 전에, 척 테이블을 회전시킨 상태에서 라인 센서 유닛에 의해 검출되는 레이저 빔의 반사광으로부터 웨이퍼의 위치 및 웨이퍼의 표면의 높이를 산출하고, 웨이퍼를 절삭하여 단차부를 형성한 후에, 라인 센서 유닛에 의해 검출되는 레이저 빔의 반사광으로부터 단차부의 폭 및 높이를 산출하는 정보 산출부를 포함한다.

Description

절삭 장치 및 웨이퍼의 가공 방법{CUTTING APPARATUS AND WAFER PROCESSING METHOD}
본 발명은 웨이퍼를 절삭하기 위한 절삭 장치, 및 이 절삭 장치를 이용하는 웨이퍼의 가공 방법에 관한 것이다.
최근, 소형 경량의 디바이스 칩을 실현하기 위해서, 실리콘 등의 재료로 이루어지는 웨이퍼를 얇게 가공하는 기회가 증가하고 있다. 예컨대, 분할 예정 라인(스트리트)에 의해 구획된 웨이퍼의 각 영역에 IC(Integrated Circuit) 등의 디바이스를 형성하고, 이 웨이퍼를 연삭 등의 방법으로 얇게 하고 나서 분할 예정 라인을 따라 분할함으로써, 각 디바이스에 대응하는 얇은 디바이스 칩이 얻어진다.
전술한 디바이스 칩의 제조에 이용되는 웨이퍼의 외주부는, 통상, 반송 시에 가해지는 충격 등에 의한 이지러짐이나 균열의 발생을 방지하기 위해서 모따기되어 있다. 그러나, 모따기된 웨이퍼를 연삭 등의 방법으로 얇게 하면, 웨이퍼의 외주 가장자리는 나이프 엣지와 같이 뾰족해져 약해지고, 오히려 이지러짐이나 균열이 발생하기 쉬워져 버린다.
이 문제에 대해, 웨이퍼를 연삭하기 전에, 그 모따기된 부분(이하, 모따기부)을 절삭, 제거하는 엣지 트리밍이라고 불리는 가공 방법이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 웨이퍼의 표면측으로부터 절삭 블레이드를 절입시켜 모따기부를 절삭, 제거해 두면, 웨이퍼를 이면측으로부터 연삭해도, 그 외주 가장자리가 나이프 엣지와 같이 뾰족해져 약해지는 일은 없다.
일본 특허 공개 제2014-33152호 공보
엣지 트리밍에서는, 예컨대, 척 테이블에 의해 유지된 웨이퍼의 모따기부에 표면측으로부터 절삭 블레이드를 절입시키고, 또한 이 척 테이블을 회전시킨다. 따라서, 모따기부를 적절히 절삭, 제거하기 위해서는, 척 테이블에 대한 웨이퍼의 위치나, 웨이퍼에 대한 절삭 블레이드의 위치에 관한 정보를 취득하고, 이들의 위치 관계를 올바르게 조정할 필요가 있었다.
또한, 엣지 트리밍의 정밀도나, 절삭 블레이드의 상태 등을 확인하기 위해서, 모따기부를 절삭, 제거하여 형성되는 단차(단차부)의 폭이나 높이에 관한 정보를 취득하고 싶은 경우도 있다. 그러나, 종래의 절삭 장치에서는, 이들 정보를 취득하기 위해서 복수의 센서를 탑재하기 때문에, 구조가 복잡해지고, 가격을 낮게 억제하는 것도 어려웠다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 각종의 정보를 취득할 수 있는 간단한 구조의 절삭 장치, 및 이 절삭 장치를 이용하는 웨이퍼의 가공 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 외주부가 모따기된 웨이퍼를 유지면으로 유지하는 회전 가능한 척 테이블과, 스핀들에 장착된 절삭 블레이드로 상기 척 테이블에 유지된 상기 웨이퍼의 상기 외주부를 그 표면측으로부터 절삭하여, 상기 외주부를 따르는 환형의 단차부를 상기 웨이퍼의 상기 표면측에 형성하는 절삭 유닛과, 상기 척 테이블에 유지된 상기 웨이퍼의 상기 외주부를 포함하는 영역에 상기 웨이퍼의 직경 방향으로 긴 띠형의 레이저 빔을 조사하고, 상기 영역에서 반사되는 상기 레이저 빔의 반사광을 검출하는 라인 센서 유닛과, 상기 웨이퍼를 절삭하여 상기 단차부를 형성하기 전에, 상기 척 테이블을 회전시킨 상태에서 상기 라인 센서 유닛에 의해 검출되는 상기 레이저 빔의 상기 반사광으로부터 상기 웨이퍼의 위치 및 상기 웨이퍼의 상기 표면의 높이를 산출하고, 상기 웨이퍼를 절삭하여 상기 단차부를 형성한 후에, 상기 라인 센서 유닛에 의해 검출되는 상기 레이저 빔의 상기 반사광으로부터 상기 단차부의 폭 및 높이를 산출하는 정보 산출부를 구비하는 절삭 장치가 제공된다.
본 발명의 일 양태에 있어서, 상기 정보 산출부에 의해 산출되는 상기 단차부의 폭 및 높이와, 상기 단차부의 폭 및 높이의 임계값을 비교하여, 상기 절삭 블레이드의 선단의 소모량 및 형상의 변화가 허용 범위 내인지의 여부를 판정하는 임계값 비교부를 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일 양태에 의하면, 전술한 절삭 장치를 이용하여, 디바이스가 형성된 디바이스 영역과 상기 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역을 상기 표면측에 구비하고, 상기 외주부가 모따기된 상기 웨이퍼를 가공하는 웨이퍼의 가공 방법으로서, 상기 웨이퍼의 이면측을 상기 척 테이블로 유지하는 유지 단계와, 상기 척 테이블을 회전시킨 상태에서 상기 척 테이블에 유지된 상기 웨이퍼의 상기 외주부를 포함하는 영역에 상기 레이저 빔을 조사하고, 상기 영역에서 반사되는 상기 레이저 빔의 상기 반사광으로부터, 상기 웨이퍼의 위치 및 상기 웨이퍼의 상기 표면의 높이를 산출하는 제1 산출 단계와, 상기 제1 산출 단계에서 산출된 상기 웨이퍼의 위치 및 상기 웨이퍼의 상기 표면의 높이에 기초하여, 상기 절삭 블레이드를 상기 외주부의 상기 표면측으로부터 절입시켜, 상기 외주부에 미리 정해진 폭 및 깊이의 상기 단차부를 형성하는 단차부 형성 단계를 포함하는 웨이퍼의 가공 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 일 양태에 있어서, 상기 단차부 형성 단계 후에, 상기 척 테이블에 유지된 상기 웨이퍼의 상기 외주부를 포함하는 영역에 상기 레이저 빔을 조사하고, 상기 영역에서 반사되는 상기 레이저 빔의 상기 반사광으로부터 상기 단차부의 폭 및 높이를 산출하는 제2 산출 단계와, 상기 제2 산출 단계에서 산출된 상기 단차부의 폭 및 높이와, 상기 단차부의 폭 및 높이의 임계값을 비교하여, 상기 절삭 블레이드의 선단의 소모량 및 형상의 변화가 허용 범위 내인지의 여부를 판정하는 판정 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 따른 절삭 장치는, 척 테이블에 유지된 웨이퍼의 외주부를 포함하는 영역에 웨이퍼의 직경 방향으로 긴 띠형의 레이저 빔을 조사하고, 이 영역에서 반사되는 레이저 빔의 반사광을 검출하는 라인 센서 유닛과, 라인 센서 유닛에 의해 검출되는 레이저 빔의 반사광으로부터, 웨이퍼의 위치 및 웨이퍼의 표면의 높이를 산출하고, 단차부의 폭 및 높이를 산출하는 정보 산출부를 구비하기 때문에, 웨이퍼의 위치 및 웨이퍼의 표면의 높이와, 단차부의 폭 및 높이를 산출하기 위해서, 복수의 센서를 탑재할 필요가 없다. 이와 같이, 본 발명에 의하면, 각종의 정보를 취득할 수 있는 간단한 구조의 절삭 장치가 제공된다.
도 1은 절삭 장치의 구성예를 모식적으로 도시한 사시도이다.
도 2의 (A)는 가공 전의 웨이퍼에 라인 센서 유닛으로부터 레이저 빔이 조사되는 모습을 모식적으로 도시한 단면도이고, 도 2의 (B)는 가공 전의 웨이퍼에 라인 센서 유닛으로부터 레이저 빔이 조사되는 모습을 모식적으로 도시한 평면도이다.
도 3의 (A)는 가공 전의 웨이퍼의 레이저 빔이 조사되는 영역을 확대한 단면도이고, 도 3의 (B)는 라인 센서 유닛에 의해 얻어지는 반사광의 검출 결과를 모식적으로 도시한 그래프이다.
도 4의 (A)는 가공 후의 웨이퍼에 라인 센서 유닛으로부터 레이저 빔이 조사되는 모습을 모식적으로 도시한 단면도이고, 도 4의 (B)는 가공 후의 웨이퍼에 라인 센서 유닛으로부터 레이저 빔이 조사되는 모습을 모식적으로 도시한 평면도이다.
도 5의 (A)는 가공 후의 웨이퍼의 레이저 빔이 조사되는 영역을 확대한 단면도이고, 도 5의 (B)는 도 5의 (A)에 도시된 영역에서 반사되는 반사광의 검출 결과를 모식적으로 도시한 그래프이다.
도 6의 (A)는 가공 후의 웨이퍼의 레이저 빔이 조사되는 다른 영역을 확대한 단면도이고, 도 6의 (B)는 도 6의 (A)에 도시된 영역에서 반사되는 반사광의 검출 결과를 모식적으로 도시한 그래프이다.
첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 일 양태에 따른 실시형태에 대해 설명한다. 도 1은 본 실시형태에 따른 절삭 장치(2)의 구성예를 모식적으로 도시한 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 절삭 장치(2)는, 각 구조를 지지하는 베이스(4)를 구비하고 있다. 베이스(4)의 상면에는, 평면에서 보아 X축 방향(전후 방향, 가공 이송 방향)으로 긴 직사각형의 개구(4a)가 형성되어 있고, 이 개구(4a) 내에는, 가공의 대상이 되는 웨이퍼(11)를 반송하는 제1 반송 유닛(6)이 배치되어 있다.
웨이퍼(11)는, 예컨대, 실리콘 등의 반도체 재료로 원반형으로 형성되어 있고, 그 표면(11a)측은, 중앙측의 디바이스 영역과, 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역으로 나누어진다. 디바이스 영역은, 격자형으로 배열된 분할 예정 라인(스트리트)에 의해 또한 복수의 영역으로 구획되어 있고, 각 영역에는, IC(Integrated Circuit) 등의 디바이스(13)가 형성되어 있다. 또한, 이 웨이퍼(11)의 외주부(11c)[도 2의 (A) 등 참조]는, 모따기되어 있다.
한편, 본 실시형태에서는, 실리콘 등의 반도체 재료로 이루어지는 원반형의 웨이퍼(11)를 이용하지만, 웨이퍼의 재질, 형상, 구조, 크기 등에 제한은 없다. 예컨대, 다른 반도체, 세라믹스, 수지, 금속 등의 재료로 이루어지는 웨이퍼를 이용할 수도 있다. 또한, 디바이스의 종류, 수량, 형상, 구조, 크기, 배치 등에도 제한은 없다.
Y축 방향(좌우 방향, 인덱싱 이송 방향)에서 개구(4a)의 한쪽측의 영역에는, 피가공물(11)을 수용하는 카세트(8a, 8b)가 놓여진다. 개구(4a)에 대해 카세트(8a, 8b)가 놓여지는 영역의 반대측의 영역에는, 센터링 테이블(10)이 배치되어 있다. 센터링 테이블(10)은, 예컨대, 카세트(8a, 8b)로부터 제1 반송 유닛(6)에 의해 반송된 웨이퍼(11)의 중심의 위치를 조정한다.
센터링 테이블(10)의 또한 측방[개구(4a)의 반대측]의 영역에는, 평면에서 보아 X축 방향으로 긴 직사각형의 개구(4b)가 형성되어 있다. 이 개구(4b) 내에는, X축 이동 테이블(12), X축 이동 테이블(12)을 X축 방향으로 이동시키는 X축 이동 기구(도시하지 않음), 및 X축 이동 기구를 덮는 방진 방적 커버(14)가 설치되어 있다.
X축 이동 기구는, X축 방향으로 평행한 한 쌍의 X축 가이드 레일(도시하지 않음)을 구비하고 있고, X축 가이드 레일에는, X축 이동 테이블(12)이 슬라이드 가능하게 부착되어 있다. X축 이동 테이블(12)의 하면측에는, 너트부(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 이 너트부에는, X축 가이드 레일에 평행한 X축 볼 나사(도시하지 않음)가 나사 결합되어 있다.
X축 볼 나사의 일단부에는, X축 펄스 모터(도시하지 않음)가 연결되어 있다. X축 펄스 모터에 의해 X축 볼 나사를 회전시킴으로써, X축 이동 테이블(12)은, X축 가이드 레일을 따라 X축 방향으로 이동한다.
X축 이동 테이블(12)의 상방에는, 웨이퍼(11)를 유지하기 위한 척 테이블(16)이 설치되어 있다. 척 테이블(16)은, 모터 등의 회전 구동원(도시하지 않음)에 연결되어 있고, Z축 방향(연직 방향)에 대략 평행한 회전축의 주위로 회전한다. 또한, 척 테이블(16)은, 전술한 X축 이동 기구에 의해 전방측의 반입 반출 영역과 후방측의 가공 영역 사이를 이동한다.
척 테이블(16)의 상면의 일부(외주부)는, 웨이퍼(11)를 흡인, 유지하는 유지면(16a)[도 2의 (A) 등 참조]으로 되어 있다. 이 유지면(16a)은, 척 테이블(16)의 내부에 형성된 흡인로(16b)[도 2의 (A) 등 참조]나, 밸브(18)[도 2의 (A) 등 참조] 등을 통해, 흡인원(20)[도 2의 (A) 등 참조]에 접속되어 있다.
베이스(4)의 상면에는, 개구(4b)에 Y축 방향으로 걸쳐 있는 문형의 제1 지지 구조(22)가 배치되어 있다. 제1 지지 구조(22)의 전면(前面)에는, Y축 방향에 대략 평행한 제1 레일(24)이 설치되어 있고, 이 제1 레일(24)에는, 제1 승강 유닛(26)을 통해 제2 반송 유닛(28)이 부착되어 있다.
제2 반송 유닛(28)은, 제1 레일(24)을 따라 Y축 방향으로 이동하고, 또한, 제1 승강 유닛(26)에 의해 Z축 방향으로 이동한다. 이 제2 반송 유닛(28)에 의해, 예컨대, 센터링 테이블(10) 또는 척 테이블(16)로부터 웨이퍼(11)를 수취하고, 센터링 테이블(10) 또는 척 테이블(16)에 웨이퍼(11)를 전달할 수 있다.
즉, 센터링 테이블(10) 상의 웨이퍼(11)를 제2 반송 유닛(28)으로 유지하여, 척 테이블(16)에 반입할 수 있다. 또한, 이 제2 반송 유닛(28)에 의해 척 테이블(16)로부터 웨이퍼(11)를 반출하거나, 웨이퍼(11)를 센터링 테이블(10)에 전달하거나 할 수도 있다.
제1 레일(24)의 상방에는, Y축 방향에 대략 평행한 제2 레일(30)이 설치되어 있고, 이 제2 레일(30)에는, 제2 승강 유닛(32)을 통해 제3 반송 유닛(34)이 부착되어 있다. 제3 반송 유닛(34)은, 제2 레일(30)을 따라 Y축 방향으로 이동하고, 또한, 제2 승강 유닛(32)에 의해 Z축 방향으로 이동한다.
제1 지지 구조(22)의 후방에는, 반입 반출 영역과 가공 영역을 구획하는 셔터(36)를 통해, 문형의 제2 지지 구조(38)가 배치되어 있다. 제2 지지 구조(38)의 전면에는, 각각 이동 유닛(40)을 통해, 2세트의 절삭 유닛(42)이 설치되어 있다. 절삭 유닛(42)은, 이동 유닛(40)에 의해 Y축 방향 및 Z축 방향으로 이동한다.
각 절삭 유닛(42)은, Y축 방향에 대략 평행한 회전축이 되는 스핀들(도시하지 않음)을 구비하고 있다. 스핀들의 일단측에는, 환형의 절삭 블레이드가 장착되어 있다. 스핀들의 타단측에는, 각각 모터 등의 회전 구동원(도시하지 않음)이 연결되어 있고, 절삭 블레이드는, 이 회전 구동원으로부터 전달되는 힘에 의해 회전한다.
절삭 유닛(42)에 인접한 위치에는, 척 테이블(16)에 유지된 웨이퍼(11) 등을 촬상하기 위한 촬상 유닛(44)이 설치되어 있다. 이 촬상 유닛(44)은, 예컨대, 피가공물(11)의 분할 예정 라인의 방향을 조정하는 얼라인먼트 등에 이용되고, 이동 유닛(40)에 의해 절삭 유닛(42)과 함께 Y축 방향 및 Z축 방향으로 이동한다.
개구(4b)에 대해 센터링 테이블(10)과 반대측의 위치에는, 평면에서 보아 원형의 개구(4c)가 형성되어 있다. 개구(4c) 내에는, 가공 후의 웨이퍼(11)를 세정하기 위한 세정 유닛(46)이 배치되어 있다. 절삭 유닛(42)에 의해 가공된 웨이퍼(11)는, 제3 반송 유닛(34)에 의해 세정 유닛(46)에 반송된다. 세정 유닛(46)에 의해 세정된 웨이퍼(11)는, 제2 반송 유닛(28)에 의해 센터링 테이블(10)에 놓여진 후에, 제1 반송 유닛(6)에 의해 카세트(8a, 8b)에 수용된다.
또한, 이 절삭 장치(2)의 반입 반출 영역에는, 띠형(직선형)의 레이저 빔(48a)[도 2의 (A) 등 참조]을 조사하여 그 반사광을 검출하는 라인 센서 유닛(48)이 설치되어 있다. 구체적으로는, 이 라인 센서 유닛(48)은, 척 테이블(16)이 반입 반출 영역에 위치한 상태에서, 그 외주부의 상방에 배치된다.
이에 의해, 척 테이블(16)에 유지된 웨이퍼(11)의 외주부(11c)를 포함하는 영역을 향해, 라인 센서 유닛(48)으로부터 레이저 빔(48a)을 조사하고, 그 영역에서 반사되는 레이저 빔(48a)의 반사광을 검출할 수 있다. 한편, 이 라인 센서 유닛(48)은, 웨이퍼(11)의 직경 방향으로 긴 레이저 빔(48a)을 조사할 수 있는 방향으로 배치되어 있고, 직경 방향을 따르는 복수의 위치에서 반사되는 반사광을 한번에 검출할 수 있다.
라인 센서 유닛(48)에는, 처리 유닛(50)이 접속되어 있다. 처리 유닛(50)은, 예컨대, 라인 센서 유닛(48)에 의해 얻어지는 데이터(반사광의 검출 결과)로부터, 위치나 높이, 크기 등의 정보를 산출하는 정보 산출부(50a)와, 정보 산출부(50a)에 의해 산출된 정보를 임계값과 비교하는 임계값 비교부(50b)를 포함하고 있다. 정보 산출부(50a) 및 임계값 비교부(50b)가 구비하는 기능의 상세에 대해서는 후술한다.
다음으로, 전술한 절삭 장치(2)를 이용하여 행해지는 웨이퍼의 가공 방법의 예를 설명한다. 본 실시형태에 따른 웨이퍼의 가공 방법에서는, 먼저, 절삭 장치(2)의 척 테이블(16)로 웨이퍼(11)의 이면(11b)측을 유지하는 유지 단계를 행한다. 구체적으로는, 예컨대, 센터링 테이블(10)에서 중심의 위치가 조정된 웨이퍼(11)를, 제2 반송 유닛(28)에 의해 척 테이블(16)에 반입한다.
보다 상세하게는, 웨이퍼(11)의 표면(11a)측이 상방으로 노출되도록, 웨이퍼(11)의 이면(11b)측을 척 테이블(16)의 유지면(16a)에 밀착시킨다. 그리고, 밸브(18)를 개방하여, 흡인원(20)의 부압을 웨이퍼(11)의 이면(11b)측에 작용시킨다. 이에 의해 웨이퍼(11)의 이면(11b)측을 척 테이블(16)에 의해 유지할 수 있다.
유지 단계 후에는, 척 테이블(16)에 대한 웨이퍼(11)의 위치, 및 외주부(11c)의 표면(11a)측의 높이를 산출하는 제1 산출 단계를 행한다. 도 2의 (A)는 웨이퍼(11)에 라인 센서 유닛(48)으로부터 레이저 빔(48a)이 조사되는 모습을 모식적으로 도시한 단면도이고, 도 2의 (B)는 웨이퍼(11)에 라인 센서 유닛(48)으로부터 레이저 빔(48a)이 조사되는 모습을 모식적으로 도시한 평면도이다. 한편, 도 2의 (A)에서는, 일부의 구성 요소를 기능 블록 등으로 나타내고 있다.
도 2의 (A) 및 도 2의 (B)에 도시된 바와 같이, 제1 산출 단계에서는, 먼저, 척 테이블(16)을 임의의 방향으로 회전시킨다. 이 상태에서, 웨이퍼(11)의 외주부(11c)를 포함하는 영역을 향해 라인 센서 유닛(48)으로부터 웨이퍼(11)의 직경 방향으로 긴 띠형의 레이저 빔(48a)을 조사한다. 그리고, 웨이퍼(11)의 표면(11a)측에서 반사되는 레이저 빔(48a)의 반사광을 라인 센서 유닛(48)에 의해 검출한다.
도 3의 (A)는 웨이퍼(11)의 레이저 빔(48a)이 조사되는 영역을 확대한 단면도이고, 도 3의 (B)는 라인 센서 유닛(48)에 의해 얻어지는 반사광의 검출 결과를 모식적으로 도시한 그래프이다. 한편, 도 3의 (B)의 그래프에서는, 횡축이 웨이퍼(11)의 직경 방향의 위치(r)를, 종축이 높이(Z)를 나타내고 있다. 예컨대, 도 3의 (A)에 도시된 영역에 조사된 레이저 빔(48a)의 반사광을 라인 센서 유닛(48)에 의해 검출하면, 도 3의 (B)에 도시된 바와 같은 그래프가 얻어진다.
이 그래프 중에서, E는, 웨이퍼(11)의 외주 가장자리의 위치에 상당하고, H는, 척 테이블(16)의 유지면(16a)으로부터 웨이퍼(11)의 표면(11a)까지의 높이[즉, 웨이퍼(11)의 두께]에 상당한다. 처리 유닛(50)의 정보 산출부(50a)는, 이 그래프 중의 H 및 E로부터, 각각, 웨이퍼(11)의 외주 가장자리의 위치 및 웨이퍼(11)의 표면(11a)의 높이를 산출한다.
본 실시형태에서는, 척 테이블(16)을 회전시키면서, 레이저 빔(48a)의 반사광을 라인 센서 유닛(48)에 의해 검출하기 때문에, 외주부(11c)의 복수의 영역에 대응하여, 각각, 도 3의 (B)에 도시된 바와 같은 그래프가 얻어진다. 즉, 정보 산출부(50a)는, 웨이퍼(11)의 복수의 영역에서 외주 가장자리의 위치 및 표면(11a)의 높이를 산출할 수 있다. 이에 의해, 웨이퍼(11)의 윤곽의 위치가 명백해진다.
또한, 정보 산출부(50a)는, 웨이퍼(11)의 복수의 영역으로부터 얻어지는 외주 가장자리의 위치의 정보(윤곽의 위치의 정보)에 기초하여, 웨이퍼(11)의 중심의 위치를 산출해도 좋다. 이와 같이 웨이퍼(11)의 위치 및 웨이퍼(11)의 표면(11a)의 높이가 산출되면, 제1 산출 단계는 종료된다.
제1 산출 단계 후에는, 웨이퍼(11)의 외주부(11c)를 부분적으로 절삭, 제거하여, 환형의 단차부를 형성하는 단차부 형성 단계를 행한다. 구체적으로는, 먼저, 웨이퍼(11)를 유지한 상태의 척 테이블(16)과 절삭 유닛(42)을 상대적으로 이동시켜, 단차부를 형성하고 싶은 위치에 절삭 블레이드를 맞춘다. 여기서, 절삭 블레이드의 위치(절삭 블레이드를 절입시키는 위치)는, 제1 산출 단계에서 산출된 웨이퍼(11)의 위치에 기초하여, 외주부(11c)에 미리 정해진 폭의 환형의 단차부를 형성할 수 있도록 결정된다.
다음으로, 절삭 블레이드의 하단을 웨이퍼(11)의 표면(11a)보다 낮은 위치까지 하강시킨다. 아울러, 척 테이블(16)을 회전시킨다. 여기서, 절삭 블레이드의 높이(절삭 블레이드를 절입시키는 깊이)는, 제1 산출 단계에서 산출된 웨이퍼(11)의 표면(11a)의 높이에 기초하여, 외주부(11c)에 미리 정해진 깊이의 환형의 단차부를 형성할 수 있도록 결정된다.
예컨대, 제1 산출 단계에서 산출된 웨이퍼(11)의 표면(11a)의 높이가 둘레 방향에서 상이한 경우에는, 이 웨이퍼(11)의 표면(11a)의 높이를 고려하여, 척 테이블(16)의 회전에 맞춰 절삭 블레이드의 높이(절삭 블레이드를 절입시키는 깊이)를 변화시키면 된다.
또한, 제1 산출 단계에서 산출된 웨이퍼(11)의 윤곽의 위치가 척 테이블(16)의 기준의 범위로부터 어긋나 있는 경우[웨이퍼(11)의 중심이 척 테이블(16)의 회전축에 겹쳐져 있지 않다고 간주되는 경우]에는, 척 테이블(16)의 회전에 맞춰, 절삭 유닛(42)을 Y축 방향으로 이동시키면 된다.
이에 의해, 웨이퍼(11)의 표면(11a)측으로부터 웨이퍼(11)의 외주부(11c)에 절삭 블레이드를 절입시켜, 이 외주부(11c)를 표면(11a)측으로부터 부분적으로 절삭, 제거하여, 미리 정해진 폭 및 깊이를 갖는 환형의 단차부(11d)[도 4의 (A) 등 참조]를 형성할 수 있다. 단차부(11d)가 형성되면, 단차부 형성 단계는 종료된다.
단차부 형성 단계 후에는, 단차부(11d)의 폭 및 높이[예컨대, 단차부(11d)의 바닥으로부터 표면(11a)까지의 높이]를 산출하는 제2 산출 단계를 행한다. 도 4의 (A)는 웨이퍼(11)에 라인 센서 유닛(48)으로부터 레이저 빔(48a)이 조사되는 모습을 모식적으로 도시한 단면도이고, 도 4의 (B)는 웨이퍼(11)에 라인 센서 유닛(48)으로부터 레이저 빔(48a)이 조사되는 모습을 모식적으로 도시한 평면도이다. 한편, 도 4의 (A)에서는, 일부의 구성 요소를 기능 블록 등으로 나타내고 있다.
도 4의 (A) 및 도 4의 (B)에 도시된 바와 같이, 제2 산출 단계에서는, 먼저, 척 테이블(16)을 임의의 방향으로 회전시킨다. 이 상태에서, 웨이퍼(11)의 외주부(11c)를 포함하는 영역[단차부(11d)를 포함하는 영역]을 향해 라인 센서 유닛(48)으로부터 웨이퍼(11)의 직경 방향으로 긴 띠형의 레이저 빔(48a)을 조사한다. 그리고, 웨이퍼(11)의 표면(11a)측에서 반사되는 레이저 빔(48a)의 반사광을 라인 센서 유닛(48)에 의해 검출한다.
도 5의 (A)는 웨이퍼(11)의 레이저 빔(48a)이 조사되는 영역을 확대한 단면도이고, 도 5의 (B)는 도 5의 (A)에 도시된 영역에서 반사되는 반사광의 검출 결과를 모식적으로 도시한 그래프이다. 한편, 도 5의 (B)의 그래프에서는, 횡축이 웨이퍼(11)의 직경 방향의 위치(r)를, 종축이 높이(Z)를 나타내고 있다. 예컨대, 도 5의 (A)에 도시된 영역에 조사된 레이저 빔(48a)의 반사광을 라인 센서 유닛(48)에 의해 검출하면, 도 5의 (B)에 도시된 바와 같은 그래프가 얻어진다.
이 그래프 중에서, w는, 단차부(11d)의 폭에 상당하고, h는, 단차부(11d)의 높이[단차부(11d)의 바닥으로부터 표면(11a)까지의 높이]에 상당한다. 처리 유닛(50)의 정보 산출부(50a)는, 이 그래프 중의 w 및 h로부터, 각각, 단차부(11d)의 폭 및 높이를 산출한다.
도 6의 (A)는 웨이퍼(11)의 레이저 빔(48a)이 조사되는 다른 영역을 확대한 단면도이고, 도 6의 (B)는 도 6의 (A)에 도시된 영역에서 반사되는 반사광의 검출 결과를 모식적으로 도시한 그래프이다. 도 6의 (A)에 도시된 영역에 조사된 레이저 빔(48a)의 반사광을 라인 센서 유닛(48)에 의해 검출하면, 도 6의 (B)에 도시된 바와 같은 그래프가 얻어진다.
이 그래프 중에서, Δ1은, 단차부(11d)의 바닥으로부터, 돌기(11e)의 정상까지의 높이에 상당한다. 이와 같이, 단차부(11d)의 바닥에 요철이 존재하는 경우, 처리 유닛(50)의 정보 산출부(50a)는, Δ1을 그 고저차로서 산출하는 것이 바람직하다.
마찬가지로, 도 6의 (B)의 그래프 중에서, Δ2는, 단차부(11d)의 바닥으로부터, 곡면형으로 구성된 모서리부(11f)의 정상까지의 높이에 상당한다. 이와 같이, 단차부(11d)의 모서리부(11f)가 곡면형으로 구성되어 있는 경우, 처리 유닛(50)의 정보 산출부(50a)는, Δ2를 모서리부(11f)의 높이로서 산출하는 것이 바람직하다. 단차부(11d)의 폭, 높이, 고저차, 모서리부(11f)의 높이 등이 산출되면, 제2 산출 단계는 종료된다.
제2 산출 단계 후에는, 단차부(11d)의 폭, 높이, 고저차, 및 모서리부(11f)의 높이의 임계값과, 제2 산출 단계에서 산출된 단차부(11d)의 폭, 높이, 고저차, 및 모서리부(11f)의 높이를 비교하여, 절삭 블레이드의 선단의 소모량이나 형상의 변화 등이 허용 범위 내인지의 여부를 판정하는 판정 단계를 행한다.
구체적으로는, 처리 유닛(50)의 임계값 비교부(50b)는, 미리 설정되어 있는 단차부(11d)의 폭의 임계값, 높이의 임계값, 고저차의 임계값, 및 모서리부(11f)의 높이의 임계값을, 각각, 제2 산출 단계에서 산출된 단차부(11d)의 폭, 높이, 고저차, 및 모서리부(11f)의 높이와 비교한다.
여기서, 단차부(11d)의 폭의 임계값, 및 높이의 임계값은, 예컨대, 절삭 블레이드의 선단의 소모량이나 형상의 변화의 허용 범위에 따라 결정된다. 단차부(11d)의 폭 및 높이가 각각의 임계값 이하(미만)인 경우, 임계값 비교부(50b)는, 절삭 블레이드의 선단의 소모량이나 형상의 변화가 허용 범위 내에 없다고 판정한다. 이에 대해, 단차부(11d)의 폭 및 높이가 각각의 임계값보다 큰 경우(이상인 경우), 임계값 비교부(50b)는, 절삭 블레이드의 선단의 소모량이나 형상의 변화가 허용 범위 내에 있다고 판정한다.
마찬가지로, 단차부(11d)의 고저차, 및 모서리부(11f)의 높이의 임계값은, 예컨대, 절삭 블레이드의 선단의 형상의 변화의 허용 범위에 따라 결정된다. 단차부(11d)의 고저차 및 모서리부(11f)의 높이가 그 임계값 이하(미만)인 경우, 임계값 비교부(50b)는, 절삭 블레이드의 선단의 형상의 변화가 허용 범위 내에 있다고 판정한다.
이에 대해, 단차부(11d)의 고저차 및 모서리부(11f)의 높이가 그 임계값보다 큰 경우(이상인 경우), 임계값 비교부(50b)는, 절삭 블레이드의 선단의 소모량이나 형상의 변화가 허용 범위 내에 없다고 판정한다. 한편, 모서리부(11f)의 높이가 임계값보다 큰 경우(이상인 경우)에는, 웨이퍼(11)의 연삭에 의해 엣지가 차양형으로 가공되어 이지러지기 쉬워진다고 하는 문제가 있다.
판정 단계의 결과는, 모니터(도시하지 않음) 등에의 표시, 경고등의 점등(점멸), 경고음의 발생 등의 방법으로 오퍼레이터에게 통지된다. 오퍼레이터는, 이 판정 단계의 판정 결과에 기초하여, 절삭 블레이드의 교환 등의 처리를 적절히 수행할 수 있다. 또한, 절삭 장치(2)는, 전술한 판정 단계의 결과에 기초하여, 절삭 블레이드의 높이나 Y축 방향의 위치 등을 자동으로 조정할 수 있도록 구성되어 있어도 좋다. 이 조정에 의해, 판정의 대상이 된 웨이퍼(11)를 다시 가공하거나, 다른 웨이퍼(11)를 계속해서 가공하거나 할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시형태의 절삭 장치(2)는, 척 테이블(16)에 유지된 웨이퍼(11)의 외주부(11c)를 포함하는 영역에 웨이퍼(11)의 직경 방향으로 긴 띠형의 레이저 빔(48a)을 조사하고, 이 영역에서 반사되는 레이저 빔(48a)의 반사광을 검출하는 라인 센서 유닛(48)과, 라인 센서 유닛(48)에 의해 검출되는 레이저 빔(48a)의 반사광으로부터, 웨이퍼(11)의 위치 및 웨이퍼(11)의 표면(11a)의 높이를 산출하고, 단차부(11d)의 폭 및 높이를 산출하는 정보 산출부(50a)를 구비하기 때문에, 웨이퍼(11)의 위치 및 웨이퍼(11)의 표면(11a)의 높이와, 단차부(11d)의 폭 및 높이를 산출하기 위해서, 복수의 센서를 탑재할 필요가 없다.
또한, 본 실시형태의 절삭 장치(2)에서는, 복수의 위치에서 반사되는 반사광을 한번에 검출할 수 있는 라인 센서 유닛(48)을 이용하고 있기 때문에, 다른 센서나 방법을 이용하는 경우에 비해, 웨이퍼(11)의 위치 및 웨이퍼(11)의 표면(11a)의 높이나, 단차부(11d)의 폭 및 높이 등의 산출에 요하는 시간을 단축할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 절삭 장치(2)는, 정보 산출부(50a)에 의해 산출되는 단차부(11d)의 폭 및 높이와, 단차부(11d)의 폭 및 높이의 임계값을 비교하여, 절삭 블레이드의 선단의 소모량 및 형상의 변화가 허용 범위 내인지의 여부를 판정하는 임계값 비교부(50b)를 더 구비하기 때문에, 절삭 블레이드의 선단의 소모량 및 형상의 변화가 허용 범위 내인지의 여부를 적절히 판정하여, 절삭 블레이드의 교환 등의 처리를 적절히 수행할 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 실시형태 등의 기재에 제한되지 않고 여러 가지로 변경하여 실시 가능하다. 예컨대, 상기 실시형태에 따른 웨이퍼의 가공 방법에서는, 제1 산출 단계에서 산출된 웨이퍼(11)의 윤곽의 위치가 척 테이블(16)의 기준의 범위로부터 어긋나 있는 경우에, 그 후의 단차부 형성 단계에서, 척 테이블(16)의 회전에 맞춰, 절삭 유닛(42)을 Y축 방향으로 이동시키고 있으나, 예컨대, 단차부 형성 단계 전에, 제2 반송 유닛(28)에 의해 웨이퍼(11)를 척 테이블(16)의 올바른 위치로 다시 반입하면, 이러한 절삭 유닛(42)의 이동을 생략할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에 따른 웨이퍼의 가공 방법에서는, 제2 산출 단계에서 척 테이블(16)을 회전시키고 있으나, 이 제2 산출 단계에서는, 반드시 척 테이블(16)을 회전시키지 않아도 좋다. 이 경우에는, 외주부(11c)의 하나의 영역에서 단차부(11d)의 폭, 높이, 고저차, 모서리부(11f)의 높이 등이 산출되게 된다.
그 외에, 상기 실시형태에 따른 구조, 방법 등은, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한에 있어서 적절히 변경하여 실시할 수 있다.
2: 절삭 장치 4: 베이스
4a, 4b, 4c: 개구 6: 제1 반송 유닛
8a, 8b: 카세트 10: 센터링 테이블
12: X축 이동 테이블 14: 방진 방적 커버
16: 척 테이블 16a: 유지면
16b: 흡인로 18: 밸브
20: 흡인원 22: 제1 지지 구조
24: 제1 레일 26: 제1 승강 유닛
28: 제2 반송 유닛 30: 제2 레일
32: 제2 승강 유닛 34: 제3 반송 유닛
36: 셔터 38: 제2 지지 구조
40: 이동 유닛 42: 절삭 유닛
44: 촬상 유닛 46: 세정 유닛
48: 라인 센서 유닛 48a: 레이저 빔
50: 처리 유닛 50a: 정보 산출부
50b: 임계값 비교부 11: 웨이퍼
11a: 표면 11b: 이면
11c: 외주부 11d: 단차부
11e: 돌기 11f: 모서리부
13: 디바이스

Claims (4)

  1. 외주부가 모따기된 웨이퍼를 유지면으로 유지하는 회전 가능한 척 테이블과,
    스핀들에 장착된 절삭 블레이드로 상기 척 테이블에 유지된 상기 웨이퍼의 상기 외주부를 그 표면측으로부터 절삭하여, 상기 외주부를 따르는 환형의 단차부를 상기 웨이퍼의 상기 표면측에 형성하는 절삭 유닛과,
    상기 척 테이블에 유지된 상기 웨이퍼의 상기 외주부를 포함하는 영역에 상기 웨이퍼의 직경 방향으로 긴 띠형의 레이저 빔을 조사하고, 상기 영역에서 반사되는 상기 레이저 빔의 반사광을 검출하는 라인 센서 유닛과,
    상기 웨이퍼를 절삭하여 상기 단차부를 형성하기 전에, 상기 척 테이블을 회전시킨 상태에서 상기 라인 센서 유닛에 의해 검출되는 상기 레이저 빔의 상기 반사광으로부터 상기 웨이퍼의 위치 및 상기 웨이퍼의 상기 표면의 높이를 산출하고, 상기 웨이퍼를 절삭하여 상기 단차부를 형성한 후에, 상기 라인 센서 유닛에 의해 검출되는 상기 레이저 빔의 상기 반사광으로부터 상기 단차부의 폭, 높이, 고저차 및 상기 단차부의 모서리부의 높이를 산출하는 정보 산출부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 정보 산출부에 의해 산출되는 상기 단차부의 폭, 높이, 고저차 및 상기 단차부의 모서리부의 높이와, 상기 단차부의 폭, 높이, 고저차 및 상기 단차부의 모서리부의 높이의 임계값을 비교하여, 상기 절삭 블레이드의 선단의 소모량 및 형상의 변화가 허용 범위 내인지의 여부를 판정하는 임계값 비교부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 기재된 절삭 장치를 이용하여, 디바이스가 형성된 디바이스 영역과 상기 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역을 상기 표면측에 구비하고, 상기 외주부가 모따기된 상기 웨이퍼를 가공하는 웨이퍼의 가공 방법에 있어서,
    상기 웨이퍼의 이면측을 상기 척 테이블로 유지하는 유지 단계와,
    상기 척 테이블을 회전시킨 상태에서 상기 척 테이블에 유지된 상기 웨이퍼의 상기 외주부를 포함하는 영역에 상기 레이저 빔을 조사하고, 상기 영역에서 반사되는 상기 레이저 빔의 상기 반사광으로부터, 상기 웨이퍼의 위치 및 상기 웨이퍼의 상기 표면의 높이를 산출하는 제1 산출 단계와,
    상기 제1 산출 단계에서 산출된 상기 웨이퍼의 위치 및 상기 웨이퍼의 상기 표면의 높이에 기초하여, 상기 절삭 블레이드를 상기 외주부의 상기 표면측으로부터 절입시켜, 상기 외주부에 미리 정해진 폭 및 높이의 상기 단차부를 형성하는 단차부 형성 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 가공 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 단차부 형성 단계 후에, 상기 척 테이블에 유지된 상기 웨이퍼의 상기 외주부를 포함하는 영역에 상기 레이저 빔을 조사하고, 상기 영역에서 반사되는 상기 레이저 빔의 상기 반사광으로부터 상기 단차부의 폭, 높이, 고저차 및 상기 단차부의 모서리부의 높이를 산출하는 제2 산출 단계와,
    상기 제2 산출 단계에서 산출된 상기 단차부의 폭, 높이, 고저차 및 상기 단차부의 모서리부의 높이와, 상기 단차부의 폭, 높이, 고저차 및 상기 단차부의 모서리부의 높이의 임계값을 비교하여, 상기 절삭 블레이드의 선단의 소모량 및 형상의 변화가 허용 범위 내인지의 여부를 판정하는 판정 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 가공 방법.
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