(57)【要約】【課題】切削手段によるウエーハの切削の際に切削溝の深さを許容値に維持することができる切削装置を提供する。【解決手段】切削手段による切削でウエーハＷに形成された切削直後の切削溝Ｋの深さｈを超音波を利用した非接触方式の溝深さ計測手段３０で計測することで、計測された切削溝の深さが許容値を満たしていない場合にはＺ軸送り手段を作動させて切り込み送り量を調整することが可能となり、切削手段によるウエーハＷの切削の際に切削溝Ｋの深さｈを許容値に維持することができるようにした。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエーハ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ウエーハを切削する切削手段と、前記チャックテーブルと前記切削手段とを相対的にＸ軸方向に加工送りするＸ軸送り手段と、前記チャックテーブルと前記切削手段とを相対的にＹ軸方向に割り出し送りするＹ軸送り手段と、前記チャックテーブルと前記切削手段とを相対的にＺ軸方向に切り込み送りするＺ軸送り手段とを備える切削装置であって、
前記切削手段に隣接して配設されて該切削手段による切削で前記ウエーハに形成された切削溝の深さを計測する溝深さ計測手段を備えることを特徴とする切削装置。
【請求項２】
前記溝深さ計測手段は、
超音波発振部と、
該超音波発振部から発振されウエーハで反射した反射波を受波する受波部と、
前記超音波発振部と前記受波部とウエーハの表面とで形成される空間を仕切る筒部と、
該筒部に水を供給して前記空間内を水で満たす水供給部と、
前記受波部が受波した反射波の時間差を求めて前記切削溝の深さを算出する深さ算出部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の切削装置。
【請求項３】
前記溝深さ計測手段によって計測された前記切削溝の深さが許容値を満たしていない場合には前記Ｚ軸送り手段を作動させて切り込み送り量を調整する制御手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の切削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャックテーブルに保持されたウエーハを切削手段で切削する切削装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ，ＬＳＩ等のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、ダイシング装置によって個々のデバイスに分割され、携帯電話、パソコン等の電子機器に利用される。ここで、ウエーハは、粘着テープを介してダイシングフレームに配設され、表面に形成された分割予定ラインに切削ブレードが位置付けられ粘着テープに至る切り込み深さで個々のデバイスに分割される。
【０００３】
また、分割予定ライン上に金属等の積層物が存在する場合は、積層物を取り除く第１の切削ブレードで所定の深さの切削溝を形成し、その後、第２の切削ブレードで切削溝を完全に切断してウエーハを個々のデバイスに分割する場合がある（例えば、特許文献１参照）。さらに、デバイスの仕上げ厚さに相当する深さの切削溝を形成し、その後、ウエーハの裏面を研削して切削溝をウエーハの裏面に表出させてウエーハを個々のデバイスに分割する場合もある。
【０００４】
このように、ウエーハの表面に形成された分割予定ラインに所定の深さの切削溝を形成するには、切削溝の深さが許容値であるか否かを確認する必要がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１９７５６４号公報
【特許文献２】特開２００６−３８７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、溝の深さを確認するには切削溝が形成されたウエーハをダイシング装置から搬出して検査装置に搬送しなければならず、切削溝の深さが許容値を逸脱していても切削段階で直ちに切削溝の深さを修正することができないという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、切削手段によるウエーハの切削の際に切削溝の深さを許容値に維持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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる切削装置は、ウエーハ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ウエーハを切削する切削手段と、前記チャックテーブルと前記切削手段とを相対的にＸ軸方向に加工送りするＸ軸送り手段と、前記チャックテーブルと前記切削手段とを相対的にＹ軸方向に割り出し送りするＹ軸送り手段と、前記チャックテーブルと前記切削手段とを相対的にＺ軸方向に切り込み送りするＺ軸送り手段とを備える切削装置であって、前記切削手段に隣接して配設されて該切削手段による切削で前記ウエーハに形成された切削溝の深さを計測する溝深さ計測手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる切削装置は、上記発明において、前記溝深さ計測手段は、超音波発振部と、該超音波発振部から発振されウエーハで反射した反射波を受波する受波部と、前記超音波発振部と前記受波部とウエーハの表面とで形成される空間を仕切る筒部と、該筒部に水を供給して前記空間内を水で満たす水供給部と、前記受波部が受波した反射波の時間差を求めて前記切削溝の深さを算出する深さ算出部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる切削装置は、上記発明において、前記溝深さ計測手段によって計測された前記切削溝の深さが許容値を満たしていない場合には前記Ｚ軸送り手段を作動させて切り込み送り量を調整する制御手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる切削装置は、切削手段による切削でウエーハに形成された切削溝の深さを溝深さ計測手段で計測するので、計測された切削溝の深さが許容値を満たしていない場合にはＺ軸送り手段を作動させて切り込み送り量を調整することが可能となり、切削手段によるウエーハの切削の際に切削溝の深さを許容値に維持す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切削装置について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態の切削装置の一例を示す外観斜視図であり、図２は、その切削手段周りの構成を抽出して示す斜視図であり、図３は、第１の切削ブレード周りの構成を拡大して示す斜視図であり、図４は、図３の概略正面図である。本実施の形態の切削装置１０は、ウエーハＷを分割予定ラインに沿って切削する切削装置に適用したものであり、概略構成として、図１に示すように、チャックテーブル１１、撮像手段１２、切削手段２０、溝深さ計測手段３０および制御手段４０を備える。
【００１４】
切削手段２０は、２つの切削ブレードをＹ軸方向に対向配置させて並行して切削動作が可能なデュアルカット方式のもので、チャックテーブル１１に保持されたウエーハＷの分割予定ラインに沿って、第１の切削ブレード２１がハーフカットを行い、図示しない第２の切削ブレードがハーフカット済み部分のフルカットを行うものである。ここで、切削手段２０のうち、第１のブレード２１側は、第１の切削ブレード２１が着脱自在に装着されたスピンドル２２と、このスピンドル２２を回転可能に支持するとともに回転駆動する図示しない駆動源を含む円筒状のハウジング２３とを備える。また、図３や図４に示すように、切削手段２０のうち、ハーフカット用の第１のブレード２１側は、第１の切削ブレード２１を両側より挟持するフランジ２４と、第１の切削ブレード２１の両側から洗浄・冷却用の切削水を供給する側面ノズル２５と、ホイールカバー２６とを備える。切削手段２０のうち、フルカット用の第２のブレード側も同様に構成され、ハウジング２７等を備える。
【００１５】
また、第１の切削ブレード２１および第２の切削ブレードは、略リング形状を有する極薄の切削砥石である。本実施の形態では、ハーフカット用の第１の切削ブレード２１は、フルカット用の第２の切削ブレードよりも厚めのものが用いられている。
【００１６】
撮像手段１２は、図２に示すように、ハウジング２３の側部に設けられたもので、チャックテーブル１１に保持されたウエーハＷの表面を撮像するＣＣＤカメラ等を搭載した顕微鏡であり、切削すべき分割予定ラインに対する第１の切削ブレード２１の位置付けに供するアライメント用である。
【００１７】
保持テープＴを介してフレームＦと一体となった状態のウエーハＷを保持するチャックテーブル１１は、図２に示すように、駆動源１３に連結されて回転可能とされている。駆動源１３は、移動基台１４に固定されている。ここで、切削装置１０は、切削動作に必要な送り動作を行うためのＸ軸送り手段５０、Ｚ軸送り手段６０およびＹ軸送り手段７０を備える。図２は、第１の切削ブレード２１に対する送り機構の構成例を示しているが、第２の切削ブレードに対する送り機構も対称的に同様の構成とされている。
【００１８】
Ｘ軸送り手段５０は、移動基台１４をＸ軸方向に移動させることで、チャックテーブル１１を切削手段２０の第１のブレード２１に対して相対的にＸ軸方向に加工送りするためのものである。Ｘ軸送り手段５０は、Ｘ軸方向に配設されたボールねじ５１と、ボールねじ５１の一端に連結されたパルスモータ５２と、ボールねじ５１と平行に配列された一対のガイドレール５３とから構成され、ボールねじ５１には、移動基台１４の下部に設けられた図示しないナットが螺合している。ボールねじ５１は、パルスモータ５２に駆動されて回転し、それに伴って移動基台１４がガイドレール５３にガイドされてＸ軸方向に移動する構成となっている。
【００１９】
Ｚ軸送り手段６０は、第１のブレード２１のハウジング２３を支持する支持部１５を壁部１６に対して相対的にＺ軸方向に移動させることで、切削手段２０の第１のブレード２１を昇降させてウエーハＷに対する切り込み量を制御するためのものである。Ｚ軸送り手段６０は、壁部１６の一方の面においてＺ軸方向に配設されたボールねじ６１と、このボールねじ６１を回動させるパルスモータ６２と、ボールねじ６１と平行に配列された一対のガイドレール６３とを有し、支持部１５の内部の図示しないナットがボールねじ６１に螺合している。支持部１５は、パルスモータ６２によって駆動されてボールねじ６１が回動するのに伴ってガイドレール６３にガイドされてＺ軸方向に昇降し、支持部１５に支持された第１の切削ブレード２１もＺ軸方向に昇降する構成となっている。
【００２０】
Ｙ軸送り手段７０は、第１のブレード２１のハウジング２３を、支持部１５を介して支持する壁部１６をＹ軸方向に移動させることで、切削手段２０の第１のブレード２１をチャックテーブル１１に対して相対的にＹ軸方向に割り出し送りするためのものである。Ｙ軸送り手段７０は、Ｙ軸方向に配設されたボールねじ７１と、ボールねじ７１の一端に連結されたパルスモータ７２と、ボールねじ７１と平行に配列された一対のガイドレール７３とから構成され、ボールねじ７１には、壁部１６と一体に形成された移動基台１７の内部に設けられた図示しないナットが螺合している。ボールねじ７１は、パルスモータ７２に駆動されて回転し、それに伴って移動基台１７がガイドレール７３にガイドされてＹ軸方向に移動する構成となっている。
【００２１】
ここで、本実施の形態の切削装置１０によるウエーハＷのステップカット動作について説明する。本実施の形態の切削装置１０においては、第１の切削ブレード２１を用いて分割予定ラインに沿ってウエーハＷの表面から所定の切り込み量で切削溝を形成するハーフカット動作に並行して、既にハーフカットされた切削溝部分を第２の切削ブレードを用いてフルカットすることで、ウエーハＷをデバイスＤ毎に分割するものである。
【００２２】
まず、高速回転させた第１の切削ブレード２１をＺ軸送り手段６０による切り込み送りでチャックテーブル１１上のウエーハＷに所定の切り込み深さで切り込ませながら、切削手段２０の第１の切削ブレード２１に対してチャックテーブル１１をＸ軸送り手段５０でＸ軸方向に相対的に加工送りすることで、図３に示すように、ウエーハＷ上の分割予定ラインを切削加工してハーフカットされた切削溝Ｋを形成する。同一方向の次の分割予定ラインの切削加工は、チャックテーブル１１に対して第１の切削ブレード２１をＹ軸送り手段７０でＹ軸方向に分割予定ライン幅分だけ相対的に割り出し送りすることで、同様に繰り返す。そして、同一方向の全ての分割予定ラインについてハーフカットされた切削溝Ｋを形成した後、チャックテーブル１１の回転によりウエーハＷを９０°回転させ、新たにＸ軸方向に配された全ての分割予定ラインについて第１の切削ブレード２１で同様の切削加工を繰り返すことにより、ハーフカットされた切削溝Ｋを形成する。
【００２３】
このような第１の切削ブレード２１による分割予定ラインに沿ったハーフカット動作に並行して、高速回転させた第２の切削ブレードをＺ軸送り手段による切り込み送りでチャックテーブル１１上のウエーハＷに所定の切り込み深さで切り込ませながら、第２の切削ブレードに対してチャックテーブル１１をＸ軸送り手段でＸ軸方向に相対的に加工送りすることで、ウエーハＷ上のハーフカットされた切削溝Ｋを切削加工してフルカットする。同一方向の次のハーフカットされた切削溝Ｋのフルカットは、チャックテーブル１１に対して第２の切削ブレードをＹ軸送り手段でＹ軸方向に分割予定ライン幅分だけ相対的に割り出し送りすることで、同様に繰り返す。そして、同一方向の全てのハーフカットされた切削溝Ｋについてフルカットした後、チャックテーブル１１の回転によりウエーハＷを９０°回転させ、新たにＸ軸方向に配されてハーフカット済みの切削溝Ｋについて第２の切削ブレードで同様のフルカット加工を繰り返すことにより、個々のデバイスＤに分割される。
【００２４】
つぎに、溝深さ計測手段３０および制御手段４０について説明する。溝深さ計測手段３０は、切削手段２０の第１の切削ブレード２１によるハーフカットでウエーハＷに形成された切削溝Ｋの深さｈを切削直後に計測するためのものである。この溝深さ計測手段３０は、図５に示すように、超音波を利用して切削溝Ｋの深さｈを非接触で計測するもので、パルス電圧を印加することで超音波を発振する超音波発振部３１と、この超音波発振部３１から発振されウエーハＷで反射した反射波を受波する受波部３２と、超音波発振部３１と受波部３２とウエーハＷの表面とで形成される空間３３を仕切る筒部３４と、この筒部３４に水３５を図示しない供給源から供給して空間３３内を水３５で満たす水供給部３６と、受波部３２が受波した反射波の時間差ｔを求めて切削溝Ｋの深さｈを算出する深さ算出部３７と、を備える。ここで、超音波発振部３１と受波部３２は、ウエーハＷの表面に対して斜めに対向配置されている。また、超音波発振部３１や受波部３２を内蔵した筒部３４部分は、第１の切削ブレード２１による切削直後の切削溝Ｋ（分割予定ライン）上となる位置に隣接させて、ウエーハＷの表面に対して非接触状態で近接配設されてホイールカバー２６部分に固定されている。これにより、溝深さ計測手段３０の深さ算出部３７を除く検出部は、ホイールカバー２６と一体で移動するものであり、第１の切削ブレード２１との位置関係が固定されている。
【００２５】
ここで、深さ算出部３７は、図５に示すように、超音波発振部３１から発振される超音波のウエーハＷに対する入射角およびウエーハＷで反射する反射波の反射角をαとし、水３５中を伝わる音速をｖとし、ウエーハＷの表面で反射した第１の反射波を受波部３２が受波した時点から切削溝Ｋの溝底で反射した第２の反射波を受波部３２が受波した時点までの時間差をｔとした場合、切削溝Ｋの深さｈは、
ｈ＝cosα・ｖ・ｔ／２
により算出する。なお、ウエーハＷの裏面（底面）で反射される第３の反射波も生じ得るが、時間的に優先して発生する第１，第２の反射波のみに注目して時間差ｔを求めることで、第３の反射波は無視すればよい。
【００２６】
このような切削溝Ｋの深さｈの計測に際して、超音波発振部３１と受波部３２とウエーハＷの表面とで形成される空間３３内には、常に水３５が満たされており、超音波が空気中を伝搬することはない。超音波は、空気中よりも水中の方が、減衰が少なく伝搬性がよいため、計測をより正確に行うことができる。特に、水３５として、純水を用いれば、より伝搬性がよくなる。また、切削水を使用しながらの第１の切削ブレード２１による切削直後の位置で切削溝Ｋの深さｈを計測するものであるが、計測対象となる空間３３内を水供給部３６から供給する水３５で満たしているので、第１の切削ブレード２１付近に用いる切削水の悪影響を受けることなく、切削溝Ｋの深さｈを安定して計測することができる。
【００２７】
制御手段４０は、溝深さ計測手段３０によって計測された切削溝Ｋの深さｈの計測結果に基づきＺ軸送り手段６０のパルスモータ６２をフィードバック制御するためのものである。この制御手段４０は、溝深さ計測手段３０によって計測された深さｈが予め設定された所定の許容値の範囲内にあるか否かを常時監視し、深さｈが許容値の範囲内にあれば現状維持のままとするが、深さｈが許容値の範囲内を満たしてない場合にはＺ軸送り手段６０のパルスモータ６２を作動させて深さｈが許容値の範囲内に収まるようにウエーハＷに対する第１の切削ブレード２１の切り込み量を調整する。
【００２８】
このように、本実施の形態によれば、切削手段２０の第１の切削ブレード２１による切削（ハーフカット）でウエーハＷに形成された切削直後の切削溝Ｋの深さｈを常に溝深さ計測手段３０で計測し、計測された切削溝Ｋの深さｈが許容値を満たしていない場合には制御手段４０によってＺ軸送り手段６０のパルスモータ６２を作動させて切削溝Ｋの深さｈが許容値の範囲内に収まるように第１の切削ブレード２１の切り込み送り量を調整するので、第１の切削ブレード２１によるウエーハＷのハーフカットの際に形成される切削溝Ｋの深さｈを許容値の範囲内に維持することができる。よって、ハーフカットにより形成される切削溝Ｋの深さｈを許容値内に維持することができ、第２の切削ブレードによるウエーハＷのフルカットを確実に行わせることができる。
【００２９】
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、本実施の形態では、ハーフカット用の第１の切削ブレード２１とフルカット用の第２の切削ブレードとをＹ軸方向に対向配置させたデュアルカット方式でステップカットを行う例で説明したが、ハーフカット用の第１の切削ブレードと、フルカット用の第２の切削ブレードとをＸ軸方向に前後させて備える２軸構造とし、同一ライン上でハーフカットに引き続きフルカットを連続的に行う方式の切削装置であっても同様に適用することができる。この場合、溝深さ計測手段は、第１，第２の切削ブレード間の分割予定ライン上に配設させればよい。
【００３０】
また、本実施の形態では、溝深さ計測手段３０を、第１の切削ブレード２１の切削直後の位置に隣接して配設したが、第１の切削ブレード２１でハーフカットされた切削溝Ｋの深さが計測可能であれば、第１の切削ブレード２１の前側に隣接する位置に配設させてもよい。
【００３１】
また、本実施の形態では、超音波を利用した溝深さ計測手段３０の例で説明したが、光、特にレーザ光等を利用して切削溝の深さを非接触で計測するものであってもよい。
【００３２】
また、本実施の形態では、ウエーハＷをハーフカットする際に形成される切削溝を対象としたが、ハーフカットの場合に限らず、例えば、デバイスの仕上げ厚さに相当する深さの切削溝を形成し、その後、ウエーハの裏面を研削して切削溝をウエーハの裏面に表出させてウエーハを個々のデバイスに分割する場合の切削溝を対象とする場合にも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態の切削装置の一例を示す外観斜視図である。
【図２】図１の切削手段周りの構成を抽出して示す斜視図である。
【図３】第１の切削ブレード周りの構成を拡大して示す斜視図である。
【図４】図３の概略正面図である。
【図５】溝深さ計測手段および制御手段の構成例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３４】
１１  チャックテーブル
２０  切削手段
２１  第１の切削ブレード
３０  溝深さ計測手段
３１  超音波発振部
３２  受波部
３３  空間
３４  筒部
３５  水
３６  水供給部
４０  制御手段
５０  Ｘ軸送り手段
６０  Ｚ軸送り手段
７０  Ｙ軸送り手段
【図１】
2008307646.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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