(57)【要約】【課題】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。【解決手段】保持手段（１３）の保持面（３１）に保持された製品用ウェーハ（Ｗ１）を切削ブレード（５２）で切削する切削装置（１）であって、保持手段の保持面上において切削ブレードによって試験用ウェーハ（Ｗ３）の上面に形成された多数の切削痕（６２）を撮像する撮像手段（１８）と、撮像手段の撮像画像から検出された切削痕の長さと切削ブレードの外径サイズとから求められる切り込み深さのバラツキを記憶する記憶手段（２１）と、切り込み深さのバラツキに基づいて切削ブレードの切り込み量を制御する制御手段（２２）とを備える構成にした。【選択図】図６
2015142022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１５０５２３号公報
【特許文献２】特開２０１１−２４３８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【発明の効果】
【００１２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施の形態に係る切削装置の斜視図である。
【図２】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】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】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５】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。
【図６】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】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。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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）。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【数１】
2015142022.tif 000003
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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ＰＡ−ＰＤに対応付けられて記憶される。
【００３２】
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。
【００３３】
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ＰＡ、ＰＣとの間隔、切削痕６２Ｂ、６２Ｄの座標ＰＢ、ＰＤ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ＰＡ、ＰＣを結ぶ勾配直線６６ＡＣと分割予定ライン６５の交点ＰＥの切り込み深さの誤差が算出され、切削痕６２Ｂ、６２Ｄの座標ＰＢ、ＰＤを結ぶ勾配直線６６ＢＤと分割予定ライン６５の交点ＰＦの切り込み深さの誤差が算出される。
【００３４】
座標ＰＡ、ＰＣの切り込み深さの誤差が＋１μｍ、＋２μｍであるため、交点ＰＥの切り込み深さの誤差が＋１．３μｍとなり、座標ＰＢ、ＰＤの切り込み深さの誤差が−１μｍ、０μｍであるため、交点ＰＦ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ＰＥ、ＰＦ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ＰＥからＰＦ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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
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。
【符号の説明】
【００５９】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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