(57)【要約】【課題】ブレード破損の前兆となるブレード蛇行の発生を即座に発見して切削ブレードの破損を未然に防止する。【解決手段】ダイシング中に加工溝８１の画像データを常時取り込み、取り込んだ該加工溝８１の画像データのＹ軸方向の一方の溝エッジＥ１のＹ座標の最大値Ｙ１ｍａｘと他方の溝エッジＥ２のＹ座標の最小値Ｙ２ｍｉｎとの差が予め設定された閾値を超えた場合には警告を発することで、加工溝８１の切削加工状態としてブレード蛇行による広がりがあるか否かを常時確認しながらダイシングを行っているので、ブレード破損の前兆となるブレード蛇行が発生した時点で即座に発見して警告を発することでブレード破損を事前に防止することができるようにした。【選択図】        図３
2008262983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【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前記被加工物に切削加工を施す切削ブレードを有する切削手段と、切削加工時に前記被加工物または前記切削ブレードに切削水を供給する切削水供給手段と、前記切削手段によって前記被加工物に施された切削加工による加工溝を、前記被加工物と対物レンズとの間の空間に流体を導入させた状態で前記対物レンズを介して撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像された前記加工溝の画像データを処理する制御手段とを備え、前記切削手段の軸心方向をＹ軸方向としたとき前記チャックテーブルがＹ軸方向に直交するＸ軸方向に移動可能な切削装置を用いて、前記被加工物のダイシングを行うダイシング方法であって、
ダイシング中に前記加工溝の画像データを常時取り込み、
取り込んだ該加工溝の画像データのＹ軸方向の一方の溝エッジのＹ座標の最大値と他方の溝エッジのＹ座標の最小値との差が予め設定された閾値を超えた場合には警告を発することを特徴とするダイシング方法。
【請求項２】
導入させる前記流体として、液体を用いることを特徴とする請求項１に記載のダイシング方法。
【請求項３】
導入させる前記流体として、前記被加工物に対して吹付ける空気を用いることを特徴とする請求項１に記載のダイシング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削ブレードを有する切削手段を用いて被加工物のダイシングを行うダイシング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体デバイス製造工程においては、ＩＣ，ＬＳＩ等の回路が複数個形成された半導体ウエーハは、裏面を研削装置によって所定の厚さに研削され、ダイシング装置等により個々のチップに分割される。ダイシング装置では、１５〜４０μｍ程度の厚みの電鋳ブレードを２０００ｒｐｍ以上の回転速度で高速回転させて、ダイシングストリート内を切削することで、ウエーハを個々のチップに分断する。
【０００３】
ここで、例えばダイシングストリート上にＴＥＧ（Ｔｅｓｔ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｇｒｏｕｐ）と呼ばれるデバイスの特性を検査するためのテスト用素子が複数形成されているタイプのウエーハ加工時には、ブレードの磨耗が進んだ段階等でＴＥＧ箇所加工中に負荷がかかる影響により、ブレードが破損してしまうおそれがある。そして、破損する直前にはブレードが蛇行する現象が多々見られる。このようなブレード破損に至るブレード蛇行は、ＴＥＧ箇所加工時に限らず、種々の要因（例えば、ダイシングに伴うワークチップのブレードへの飛散）で起こり得る。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２１９１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のダイシング方法にあっては、ダイシング中は予め設定された数箇所分のカーフチェックのタイミングでダイシング動作を一旦停止させて、カーフチェック箇所を撮像手段の直下に位置付けてカーフチェックを行う動作を繰り返しているに過ぎず、ブレード破損の前兆となる蛇行状態の発生を発見できないものである。よって、ブレード破損を事前に防ぐことが困難であり、ブレード破損による破片の散乱によりウエーハにも致命的なダメージを与えてしまい、ウエーハを廃棄せざるを得ない状況を招くものである。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ブレード破損の前兆となるブレード蛇行の発生を即座に発見して切削ブレードの破損を未然に防止することができるダイシング方法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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるダイシング方法は、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前記被加工物に切削加工を施す切削ブレードを有する切削手段と、切削加工時に前記被加工物または前記切削ブレードに切削水を供給する切削水供給手段と、前記切削手段によって前記被加工物に施された切削加工による加工溝を、前記被加工物と対物レンズとの間の空間に流体を導入させた状態で前記対物レンズを介して撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像された前記加工溝の画像データを処理する制御手段とを備え、前記切削手段の軸心方向をＹ軸方向としたとき前記チャックテーブルがＹ軸方向に直交するＸ軸方向に移動可能な切削装置を用いて、前記被加工物のダイシングを行うダイシング方法であって、ダイシング中に前記加工溝の画像データを常時取り込み、取り込んだ該加工溝の画像データのＹ軸方向の一方の溝エッジのＹ座標の最大値と他方の溝エッジのＹ座標の最小値との差が予め設定された閾値を超えた場合には警告を発することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかるダイシング方法は、上記発明において、導入させる前記流体として、液体を用いることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかるダイシング方法は、上記発明において、導入させる前記流体として、前記被加工物に対して吹付ける空気を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかるダイシング方法は、ダイシング中に加工溝の画像データを常時取り込み、取り込んだ加工溝の画像データのＹ軸方向の一方の溝エッジのＹ座標の最大値と他方の溝エッジのＹ座標の最小値との差が予め設定された閾値を超えた場合には警告を発することで、加工溝の切削加工状態としてブレード蛇行による広がりがあるか否かを常時確認しながらダイシングを行っているので、ブレード破損の前兆となるブレード蛇行が発生した時点で即座に発見して警告を発することでブレード破損を事前に防止することができ、製品となる被加工物に致命的なダメージを与えることを防ぐことができるという効果を奏する。
【００１１】
また、本発明にかかるダイシング方法は、被加工物と対物レンズとの間の空間に液体を導入させた状態で、被加工物の加工溝を対物レンズを介して撮像手段で撮像するので、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等のコンタミネーション付着を極度に嫌うデバイス加工時であっても、切削水を供給しながら常時撮像手段で撮像する上で支障を来たさない上に、デバイスを乾かすことがないため、コンタミネーションの付着を低減させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態であるダイシング方法の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態のダイシング方法が適用される切削装置の一例を示す外観斜視図であり、図２は、切削ブレードおよび撮像手段付近を拡大して示す概略正面図である。本実施の形態の切削装置１は、半導体ウエーハ等の被加工物２を保持するチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０に保持された被加工物２に切削加工を施す切削ブレード２１を有する切削手段２０と、切削手段２０をＹ軸方向に移動させる割り出し移動手段３０と、切削手段２０をＺ軸方向に移動させる切り込み移動手段３５と、チャックテーブル１０をＸ軸方向に移動させるチャックテーブル移動手段４０と、切削加工時に切削ブレード２１（または被加工物２）に切削水を供給する切削水供給手段５０と、被加工物２の表面を撮像する撮像手段６０と、撮像手段６０で撮像された加工溝の画像データを処理する制御手段７０とを備える。
【００１４】
チャックテーブル１０は、例えばその上面に真空チャック機構を具備し、被加工物２を真空吸着により保持する。ここで、本実施の形態でダイシングの対象とする被加工物２は、例えば切削加工を施すダイシングストリート上にＴＥＧと呼ばれるテスト用素子が複数形成されているタイプの半導体ウエーハである。また、この半導体ウエーハ上には、コンタミネーションの付着を極度に嫌うＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等のデバイスが複数個形成されている。また、チャックテーブル１０は、被加工物２を保持した状態で図示しない電動モータによって水平面内で回動自在である。チャックテーブル移動手段４０は、チャックテーブル１０を略水平に支持するチャック支持部材４１と、切削装置１の基台３上にＸ軸方向に配設されてチャック支持部材４１のＸ軸方向の移動をガイドする一対のガイドレール４２と、Ｘ軸方向に配設されてチャックテーブル支持部材４１の下部と螺合するボールスクリュー４３と、ボールスクリュー４３を回転させる電動モータ４４とを備える。
【００１５】
また、切削手段２０は、略リング形状を有する極薄の切削ブレード２１と、軸心方向がＹ軸方向に設定された回転軸であって先端部に切削ブレード２１が装着されたスピンドル２２と、スピンドル２２を高速回転させる電動モータ２３と、スピンドル２２を回転自在に支持するスピンドルハウジング２４とを備える。このような切削手段２０は、スピンドル２２の回転駆動力により切削ブレード２１を高速回転させながら被加工物２に切り込ませることにより、被加工物２をＸ軸方向に切削加工して極薄の加工溝（カーフ）を形成することができる。切削水供給手段５０は、切削加工時に切削ブレード２１を冷却したり、切削屑であるコンタミネーションを洗い流すためのものであり、切削ブレード２１の両面に対して切削水を噴射させる噴射ノズル５１や、切削水タンクから噴射ノズル５１に切削水を供給する図示しない供給管等を備える。
【００１６】
割り出し移動手段３０は、切削手段２０を吊持する吊持部３１と、門型の支持体４の前面にＹ軸方向に配設されて吊持部３１のＹ軸方向の移動をガイドする一対のガイドレール３２と、Ｙ軸方向に配設されて吊持部３１の基部と螺合するボールスクリュー３３と、ボールスクリュー３３を回転させる電動モータ３４とを備える。また、切り込み移動手段３５は、吊持部３１の前面にＺ軸方向に配設されて切削手段２０を吊持する吊持部材３６のＺ軸方向の移動をガイドする一対のガイドレール３７と、Ｚ軸方向に配設されて吊持部材３６の基部と螺合するボールスクリュー３８と、ボールスクリュー３８を回転させる電動モータ３９を備える。
【００１７】
撮像手段６０は、切削手段２０に連動してＹ軸方向に移動するよう、スピンドルハウジング２４に固定して設けられている。撮像手段６０は、電子顕微鏡構造からなり、図２に示すように、被加工物２の表面に対向する対物レンズ６１と、固体撮像素子、例えばＣＣＤカメラ６２と、対物レンズ６１から入射する被写体光像をＣＣＤカメラ６２に結像させる光学系６３と、ＣＣＤカメラ６２を駆動制御する図示しないＣＣＤドライバとを備える。ここで、撮像手段６０は、切削ブレード２１の切削直後の位置であって、切削ブレード２１とＸ軸方向の同一直線上に配置されており、切削ブレード２１による形成直後の加工溝の状態を常時観察可能とされている。
【００１８】
ここで、本実施の形態の撮像手段６０は、図２に示すように、切削ブレード２１における切削加工に伴う切削水の飛散を防止する仕切り板６５によって切削手段２０と仕切られているとともに、被加工物２と対物レンズ６１との間の空間に流体、例えば切削水等の液体を導入して充填させるために対物レンズ６１の全体を覆うカバー６６を備える。このカバー６６は、対物レンズ６１の光軸上となる部分に開口部６６ａが形成され、さらに、その側面部には液体供給配管６７から液体６８を供給するための液体供給口６６ｂが設けられている。また、液体供給配管６７は、噴射ノズル５１に供給する切削水を貯蔵する切削水貯蔵部にチューブを介して連結されており、切削水貯蔵部からチューブを介して供給される切削水（液体６８）を液体供給口６６ｂからカバー６６内に導入する。液体供給口６６ｂからカバー６６内に導入された液体６８は、カバー６６内部に充填されつつ開口部６６ａから排出される。このとき、少なくとも対物レンズ６１と被加工物２の表面との間の空間には、常時、液体６８が導入されて充填された状態が維持されるように水圧が調節される。
【００１９】
これにより、本実施の形態の撮像手段６０は、後述のように切削加工直後の加工溝を常時撮像観察するが、対物レンズ６１と被加工物２の表面との間の空間には、常時、液体６８が充填されて一定の水圧で常時流れており、この液体６８内部に加工済みのコンタミまみれの茶色い汚水が浸入することがなく、対物レンズ６１前方の被加工物２表面は液体６８で洗浄された状態となるので、被加工物２の表面の加工溝を常時良好に観察することができ、かつ、被加工物２の表面の撮像箇所を乾かさないのでコンタミネーションの付着も防止することができる。
【００２０】
制御手段７０は、ダイシング中に撮像手段６０のＣＣＤカメラ６２で撮像された加工溝の画像データを常時連続的に取り込んで必要な処理・演算を施して加工溝の状態から切削ブレード２１の動作状況を認識し、認識結果によっては切削手段２０によるダイシング動作を停止させるとともにブザー、ＬＥＤランプ等を通じてオペレータに対して警報を発する処理制御を行う。
【００２１】
このような制御手段７０の制御の下に切削装置１を用いて実行される本実施の形態のダイシング方法について、以下に説明する。なお、本発明者等の知見によれば、例えばダイシングストリート上にＴＥＧと呼ばれるデバイスの特性を検査するためのテスト用素子が複数形成されているタイプの被加工物２の切削加工時には、切削ブレード２１の磨耗が進んだ段階等でＴＥＧ箇所加工中に負荷がかかる影響により、切削ブレード２１が破損してしまうおそれがあり、破損に至る予兆として切削ブレード２１が所定量以上に蛇行する現象が見られるものとする。図３（ａ）は、切削ブレード２１の蛇行によりダイシングストリート８０上に形成される加工溝８１のイメージを示す模式図である。８２は、切削ブレード２１が本来切削移動すべき加工基準線を示している。
【００２２】
まず、チャックテーブル１０上に処理対象となる被加工物２を保持させ、ダイシングストリート８０に対するアライメント処理を行った後、切削ブレード２１をＹ軸方向に割り出し移動させて所望のダイシングストリート上に位置付け、高速回転させた切削ブレード２１をＺ軸方向に所望量切り込み送りさせるとともに、チャックテーブル１０をＸ軸方向に加工送りすることでダイシングを開始させる。この際、切削ブレード２１に対しては噴射ノズル５１によって切削水を供給するとともに、対物レンズ６１と被加工物２との間の空間には導入した液体６８が充填された状態に維持する。
【００２３】
制御手段７０は、このようなダイシング動作の開始とともに、ダイシング中には、ＣＣＤカメラ６２を常時駆動させて切削ブレード２１による切削加工直後の加工溝８１の画像データを常時取り込む。例えば、チャックテーブル１０のＸ軸方向の加工送り速度が５０ｍｍ／ｓｅｃで、３０回／ｓｅｃの周期でＣＣＤカメラ６２から画像データを取り込むＣＣＤドライバを用いた場合であれば、制御手段７０は、Ｘ軸方向に１．６７ｍｍ切削加工が移動する毎に撮像手段６０で撮像される加工溝８１の画像データを順次連続的に取り込むこととなる。そして、制御手段７０は、加工溝８１の画像データに対して明暗によるエッジ抽出処理等を施して加工溝８１の画像データ中からＹ軸方向の２つの溝エッジＥ１，Ｅ２を認識し、毎回得られる加工溝８１の画像データ毎に一方の溝エッジＥ１のＹ座標の最大値Ｙ１ｍａｘと他方の溝エッジＥ２のＹ座標の最小値Ｙ２ｍｉｎとを算出する。
【００２４】
そして、制御手段７０は、算出された一方の溝エッジＥ１のＹ座標の最大値Ｙ１ｍａｘに関しては、先行して取得した加工溝８１の画像データ中の最大値Ｙ１ｍａｘと今回取得した加工溝８１の画像データの最大値Ｙ１ｍａｘとの大小関係を比較し、今回取得した最大値Ｙ１ｍａｘの方が小さければ先行して取得した最大値Ｙ１ｍａｘをそのまま維持する一方、今回取得した最大値Ｙ１ｍａｘの方が大きければ最大値を今回取得した最大値Ｙ１ｍａｘに更新設定することで、一方の溝エッジＥ１に関するＹ座標の時系列上の最大値Ｙ１ｍａｘを確定する。
【００２５】
また、制御手段７０は、算出された他方の溝エッジＥ２のＹ座標の最小値Ｙ2ｍｉｎに関しては、先行して取得した加工溝８１の画像データ中の最小値Ｙ２ｍｉｎと今回取得した加工溝８１の画像データの最小値Ｙ２ｍｉｎとの大小関係を比較し、今回取得した最小値Ｙ２ｍｉｎの方が大きければ先行して取得した最小値Ｙ２ｍｉｎをそのまま維持する一方、今回取得した最小値Ｙ２ｍｉｎの方が小さければ最小値を今回取得した最小値Ｙ２ｍｉｎに更新設定することで、他方の溝エッジＥ２に関するＹ座標の時系列上の最小値Ｙ２ｍｉｎを確定する。
【００２６】
そして、制御手段７０は、加工溝８１の画像データを取得する毎に、時系列上で確定した最大値Ｙ１ｍａｘと最小値Ｙ２ｍｉｎとの差Ｄ＝Ｙ１ｍａｘ−Ｙ２ｍｉｎを演算し、この差Ｄの程度を監視する。この差Ｄの程度の監視には、予め設定された所定の閾値Ｄｔｈが用いられる。この閾値Ｄｔｈは、例えば正常切削加工で形成された加工溝８１のカーフチェック結果の最大値Ｙ１ｍａｘと最小値Ｙ２ｍｉｎとの差（すなわち、切削ブレード２１の厚み相当）を基準値とし、この基準値に許容される一定の変動マージンを加味した値に設定されている。制御手段７０は、演算された差Ｄの大きさが予め設定された閾値Ｄｔｈ以下に収まっていれば、ダイシング動作をそのまま継続させる。一方、制御手段７０は、差Ｄが閾値Ｄｔｈを超えた場合には、切削ブレード２１が所定量以上に蛇行したものと認定し、切削ブレード２１によるダイシング動作を停止させるとともに、オペレータに対して警告を発し、ブレード破損の予兆となるブレード蛇行なる異常が発生した旨を知らせる。
【００２７】
図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すような蛇行状態に本実施の形態を適用した場合の様子を模式的に示す説明図である。図３（ｂ）は、３０回／ｓｅｃの周期で順次取り込まれる加工溝８１の画像データの一例として、あるタイミングｔn-2，ｔn-1，ｔnで得られた加工溝８１の画像データを時系列上に重ねて示すものである。今回のタイミングｔn時点では、今回得られた加工溝８１の画像データ中の溝エッジＥ１のＹ座標の最大値Ｙ１ｍａｘが時系列上の最大値である一方、先行するタイミングｔn-2時点で得られた加工溝８１の画像データ中の溝エッジＥ２のＹ座標の最小値Ｙ２ｍｉｎが時系列上の最小値である状態を示している。なお、この最小値や最大値のレベルは、その出現以降のタイミングでは、図３（ｂ）中に破線で示すような残像としても認識され得る、そして、Ｄ＝Ｙ１ｍａｘ−Ｙ２ｍｉｎが、所定の閾値Ｄｔｈを超える状況にあり、切削ブレード２１に破損の予兆となる蛇行が生じていると認定される。よって、図３（ｂ）に示す例であれば、タイミングｔnの加工溝８１の画像データを取得した時点で、切削ブレード２１に蛇行が発生したことを即座に発見して警報を発することができ、切削ブレード２１が破損してしまうことを未然に防止することができる。
【００２８】
本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。例えば、取り込んだ加工溝８１の画像データに対する画像処理方法は、上述した本実施の形態の処理方法に限らず、加工溝８１の蛇行状態の認識に寄与し得る処理方法であれば、その方法の如何を問わない。
【００２９】
また、本実施の形態では、切削水を供給しながらの切削加工動作と並行して撮像手段６０による撮像を常時行う上で、対物レンズ６１と被加工物２との間の空間に液体６８を導入させて常時充填した状態としたが、液体に代えて、被加工物２の観察箇所に対して常時吹き付ける空気を導入させた状態とすることで、切削水による水滴の影響を受けることなく観察可能としてもよい。
【００３０】
また、本実施の形態では、撮像手段６０を切削ブレード２１の切削直後の位置であって切削ブレード２１とＸ軸方向の同一直線上に配置させたが、切削ブレード２１の蛇行の発生から破損に至るまでに１ライン以上余裕がある場合であれば、撮像手段６０を切削ブレード２１の切削直前の位置であって切削ブレード２１よりも１ライン前（切削加工済み）のダイシングストリート上に配置させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態のダイシング方法が適用される切削装置の一例を示す外観斜視図である。
【図２】切削ブレードおよび撮像手段付近を拡大して示す概略正面図である。
【図３】切削ブレードの蛇行によりダイシングストリート上に形成される加工溝のイメージおよび蛇行の検出動作を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  切削装置
２  被加工物
１０  チャックテーブル
２０  切削手段
２１  切削ブレード
５０  切削水供給手段
６０  撮像手段
６１  対物レンズ
６８  液体
７０  制御手段
８１  加工溝
Ｅ１，Ｅ２  溝エッジ
【図１】
2008262983.tif 000003
【図２】
2008262983.tif 000004
【図３】
2008262983.tif 000005