(57)【要約】【課題】グルービング溝と切削溝とを容易に区別して認識できるようにする。【解決手段】切削装置１０は、レーザーグルービングによってウエーハＷに形成されたグルービング溝５の幅と切削ブレード１７２によって形成された切削溝６の幅とを測定する幅測定手段２０を備え、幅測定手段２０は、グルービング溝５と切削溝６とを撮像する撮像カメラ２１と、撮像カメラ２１で撮像する撮像エリア７に所定の光量の光を照射する照明手段２２とを備えるため、照明手段２２から第１の光を発光させれば、撮像カメラ２１でグルービング溝５が鮮明に写し出された第１の撮像画１００を撮像でき、照明手段２２から第２の光を発光させれば、撮像カメラ２１で切削溝６が鮮明に写し出された第２の撮像画１０１を撮像でき、グルービング溝５と切削溝６とを容易に区別して認識可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のデバイスを区画する分割予定ラインに沿ってレーザーグルービングされグルービング溝が形成された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が保持するウエーハの該グルービング溝に沿って切削ブレードで切削する切削手段と、該切削手段と該チャックテーブルとを相対的に割り出し送り方向に割り出し送りする割り出し送り手段と、該グルービング溝の幅と切削溝の幅とを測定する幅測定手段と、を備える切削装置において、
該幅測定手段は、該グルービング溝と該切削溝とを撮像する撮像カメラと、該撮像カメラで撮像する撮像エリアに光を照射する照明手段と、を備え、
該照明手段は、該撮像カメラが該グルービング溝を撮像する際の光量の第１の光と該撮像カメラが該切削溝を撮像する際の光量の第２の光とを切換える光量切換え部を備え、
該第１の光を用いて該撮像カメラが撮像した第１の撮像画と該第２の光を用いて該撮像カメラが撮像した第２の撮像画とに基づき、該グルービング溝に対する該切削溝の位置ズレ量を検出する検出部と、
該検出部が検出した該位置ズレ量に基づいて該割り出し送り手段を制御することにより、該グルービング溝の幅方向の中心と該切削溝の幅方向の中心とを一致させる制御部と、を備える切削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Low-K膜が表面に形成されたウエーハを切削して個々のチップに分割する切削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＣ，ＬＳＩ等のデバイスの処理能力を向上させるため、層間絶縁膜として低誘電率絶縁体被膜（Low-k膜）を採用した積層体を表面に有するウエーハが実用化されており、このウエーハは、個々のデバイスに分割された後、携帯電話、パソコン等の各種電気機器に利用されている。
【０００３】
Low-k膜が表面に形成されたウエーハの分割においては、レーザー照射による溝入れ（レーザーグルービング）によって分割予定ラインに沿ってLow-k膜にグルービング溝を形成し、このグルービング溝に沿って切削ブレードを切り込ませて切削を行うことによりウエーハを個々のチップに分割する方法が提案されている（例えば、下記の特許文献１を参照）。
【０００４】
このようにLow-k膜が切断されて形成されたグルービング溝の側面部分は、非常に脆くなっているため、グルービング溝に沿って切削ブレードを切り込ませると、切削ブレードがグルービング溝の側面にあるLow-k膜に接触してLow-k膜が剥がれてしまい、デバイスが損傷するおそれがある。そのため、切削ブレードがLow-k膜に接触するのを避けるため、グルービング溝の幅を測定し、グルービング溝の中央に切削ブレードを位置づけて切削する方法が提案されている（例えば下記の特許文献２を参照）。かかる方法における切削により形成された切削溝の中央がグルービング溝の中央からずれている場合は、後の切削時に切削位置を補正する必要があるため、切削ブレードによる切削後に切削溝の幅を測定して切削溝の中央の位置を求めることにより、切削溝がグルービング溝の中央に形成されているか否かを確認している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０６４２３１号公報
【特許文献２】特許第５２５４６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、近年においては、ウエーハからより多くのチップを得るために、分割予定ラインの幅が狭く設定される傾向にある。このため、分割予定ラインに沿って形成されるグルービング溝の幅と切削溝の幅との差が、従来は５〜１０μｍはあったが、近年は２〜４μｍと小さくなっているため、グルービング溝と切削溝とを区別して検出することが困難となり、切削ブレードの位置を補正してグルービング溝の中心に切削ブレードを高精度に位置づけることができないという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、グルービング溝と切削溝とを容易に区別して認識できるようにして、切削ブレードでグルービング溝の中心を切削できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、複数のデバイスを区画する分割予定ラインに沿ってレーザーグルービングされグルービング溝が形成された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が保持するウエーハの該グルービング溝に沿って切削ブレードで切削する切削手段と、該切削手段と該チャックテーブルとを相対的に割り出し送り方向に割り出し送りする割り出し送り手段と、該グルービング溝の幅と切削溝の幅とを測定する幅測定手段と、を備える切削装置において、該幅測定手段は、該グルービング溝と該切削溝とを撮像する撮像カメラと、該幅測定手段は、該グルービング溝と該切削溝とを撮像する撮像カメラと、該撮像カメラで撮像する撮像エリアに光を照射する照明手段と、を備え、該照明手段は、該撮像カメラが該グルービング溝を撮像する際の光量の第１の光と該撮像カメラが該切削溝を撮像する際の光量の第２の光とを切換える光量切換え部を備え、該第１の光を用いて該撮像カメラが撮像した第１の撮像画と該第２の光を用いて該撮像カメラが撮像した第２の撮像画とに基づき、該グルービング溝に対する該切削溝の位置ズレ量を検出する検出部と、該検出部が検出した該位置ズレ量に基づいて該割り出し送り手段を制御することにより、該グルービング溝の幅方向の中心と該切削溝の幅方向の中心とを一致させる制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかる切削装置は、レーザーグルービングによってウエーハに形成されたグルービング溝の幅と切削ブレードによって形成された切削溝の幅とを測定する幅測定手段を備え、この幅測定手段は、グルービング溝と切削溝とを撮像する撮像カメラと、撮像カメラで撮像する撮像エリアに所定の光量の光を照射する照明手段とを備え、照明手段は、グルービング溝の撮像時はグルービング溝の撮像に必要な光量の第１の光を発光させ、切削溝の撮像時は切削溝の撮像に必要な光量の第２の光を発光させるため、撮像カメラは、グルービング溝が鮮明に写し出された第1の撮像画と切削溝が鮮明に写し出された第２の撮像画とを撮像することができる。そのため、グルービング溝と切削溝とを容易に区別して認識することが可能となる。
また、切削装置には、第１の撮像画と第２の撮像画とに基づきグルービング溝に対する切削溝の位置ズレ量を検出する検出部と、検出部が検出した位置ズレ量に基づき割り出し送り手段を制御してグルービング溝の幅の中心と切削溝の幅の中心とを一致させる制御部とを備えることから、グルービング溝の幅の中心に切削ブレードの中心を高精度に位置づけることができ、切削ブレードでグルービング溝の中心を切削することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】切削装置の一例の構成を示す斜視図である。
【図２】撮像カメラでグルービング溝を撮像する状態を示す断面図である。
【図３】グルービング溝が撮像された第１の撮像画の拡大図である。
【図４】撮像カメラで切削溝を撮像する状態を示す断面図である。
【図５】切削溝が撮像された第２の撮像画の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に示す切削装置１０は、装置ベース１１を有しており、装置ベース１１の上面１１ａには、被加工物であるウエーハを保持する保持面１３を有するチャックテーブル１２が配設されている。チャックテーブル１２の周囲にはカバー１４が配設されており、カバー１４には伸縮可能な蛇腹１５が連結されている。
【００１２】
装置ベース１１の後部側には、門型のコラム１６が立設されている。コラム１６には、ウエーハに対して切削を施す２つの切削手段１７と、各切削手段１７とチャックテーブル１２とを相対的に割り出し送り方向（Ｙ軸方向）に割り出し送りする２つの割り出し送り手段１８と、各切削手段１７をＺ軸方向に昇降させる２つの昇降手段１９と、それぞれの切削手段１７に取り付けられ切削手段１７による加工によりウエーハに形成された切削溝等の幅を測定する２つの幅測定手段２０とを備えている。幅測定手段２０は、切削溝の幅を測定するだけでなく、レーザー加工によりウエーハにグルービング溝が形成されている場合においては、グルービング溝の幅を測定することができる。
【００１３】
２つの切削手段１７は、Ｙ軸方向の軸心を有するスピンドル１７０と、スピンドル１７０を回転可能に囲繞するスピンドルハウジング１７１と、スピンドル１７０の先端に装着された切削ブレード１７２と、切削ブレード１７１を回転可能にカバーするブレードカバー１７３とをそれぞれ備えている。
【００１４】
２つの割り出し送り手段１８は、Ｙ軸方向にのびるボールネジ１８０と、ボールネジ１８０の先端に接続されたモータ１８１と、ボールネジ１８０と平行にのびるガイドレール１８２と、各切削手段１７をＹ軸方向に移動させるガイド板１８３とをそれぞれ備えている。ガイド板１８３の側部に各ガイドレール１８２が摺接しており、ガイド板１８３の中央部に形成されたナットにボールネジ１８０が螺合している。モータ１８１によって駆動されてボールネジ１８０が回動することにより、ガイド板１８３とともに切削手段１７をＹ軸方向に割り出し送りすることができる。また、それぞれのガイド板１８３には、それぞれの切削手段１７をＺ軸方向に昇降させる昇降手段１９がそれぞれ接続されている。
【００１５】
幅測定手段２０は、図示しないレーザー加工装置におけるレーザーグルービングによって形成されたグルービング溝と切削ブレード１７２によって形成された切削溝とを撮像する撮像カメラ２１と、撮像カメラ２１で撮像する撮像エリアに所定の光量の光を照射する照明手段２２とを備えている。撮像カメラ２１は、例えばＣＣＤイメージセンサまたはＣＭＯＳイメージセンサを備えている。
【００１６】
照明手段２２は、図２に示すように、第１の発光部２２０と、第２の発光部２２１と、照明手段２２から発光される光の光量を切換える光量切換え部２２２とを備えている。第２の発光部２２１は、撮像カメラ２１の周囲に配設され、光を撮像エリアに対して落射させることができる。一方、第１の発光部２２０は、第２の発光部２２１よりも下方の位置に配設され、光を撮像エリアに対して斜め上方から入射させることができる。
【００１７】
幅測定手段２０には、撮像カメラ２１が第１の光を利用して撮像した第１の撮像画と、
撮像カメラ２１が第２の光を利用して撮像した第２の撮像画とに基づき、例えば第１の撮像画と第２の撮像画とを重ねて、グルービング溝に対する切削溝の位置ズレ量を検出する検出部２３と、検出部２３が検出した位置ズレ量に基づいて図１に示した割り出し送り手段１８を制御する制御部２４とが接続されている。制御部２４は、ＣＰＵ及びメモリを少なくとも備え、検出部２３によって検出された位置ズレ量を記憶することが可能となっている。
【００１８】
切削装置１０においては、切削手段１７を用いてウエーハＷを個々のチップに分割する。ウエーハＷは、円板状の基板１を有し、基板１の表面１ａには、格子状の分割予定ライン２によって区画された各領域にデバイスがそれぞれ形成されている。また、図２に示すように、基板１の表面１ａには、Low-k膜３が被膜されており、これがデバイスの表面上に複数積層されている。基板１の裏面１ｂは、テープ４が貼着されてチャックテーブル１２の保持面１３に保持される面となっている。
【００１９】
ウエーハＷをチップに分割する前には、例えば図示しないレーザー加工装置を用いて分割予定ライン２に沿ってレーザーグルービングを行い、図２に示すように、ウエーハＷの表面１ａの上に被膜されたLow-k膜３を切断してグルービング溝５を形成する。
【００２０】
次いで、図１に示した切削手段１７によって、ウエーハＷの表面１ａのグルービング溝５に沿って切削溝を形成して個々のチップに分割する。具体的には、ウエーハＷをチャックテーブル１２の保持面１３で保持するとともに、チャックテーブル１２を切削手段１７の下方に移動させる。
【００２１】
切削手段１７は、スピンドル１７０を回転させることにより切削ブレード１７２を所定の回転速度で回転させながら、昇降手段１９によって、チャックテーブル１２に保持されたウエーハＷの表面１ａに接近するＺ軸方向に切削手段１７を下降させる。続いて図２に示すグルービング溝５に沿って切削ブレード１７２を切り込ませて切削を行い、Low-k膜３を除去し、グルービング溝５に沿った切削溝６を形成する。なお、グルービング溝５の幅は、少なくとも切削溝６の幅以上の長さに設定されている。
【００２２】
各割り出し送り手段１８によって切削手段１７をＹ軸方向にインデックス送りしながら、Ｘ軸方向に向く分割予定ライン２上のグルービング溝５に沿って切削ブレード１７２で切削する。
【００２３】
次に、切削装置１０では、ウエーハＷに形成されたグルービング溝５に対する切削溝６の位置ズレを検出し、グルービング溝５の中心と切削溝６の中心とが一致するように切削ブレード１７２の位置を調整する。
【００２４】
まず、幅測定手段２０を用いてグルービング溝５の幅と切削溝６の幅とを測定する。具体的には、図２に示すように、幅測定手段２０を撮像エリア７の上方側に移動させ、撮像カメラ２１でグルービング溝５を撮像する。なお、撮像エリア７としては、ウエーハＷの表面１ａのうち分割予定ライン２に沿ってグルービング溝５と切削溝６とが形成された範囲に設定する。
【００２５】
撮像カメラ２１でグルービング溝５の幅と切削溝６の幅とを測定する時には、第１の光と第２の光とを光量切換え部２２２で切換えて撮像する。第１の光と第２の光とは、第１の発光部（斜光照明）２２０と第２の発光部（落射照明）２２１との光量を調整する事で形成される。つまり、第１の発光部（斜光照明）２２０と第２の発光部（落射照明）２２１との光量比率を調整して第１の光と第２の光とを形成させる。例えば、第１の光は、第１の発光部（斜光照明）２２０が６０％の発光量で第２の発光部（落射照明）２２１が３０％の発光量で形成され、第２の光は、第１の発光部（斜光照明）２２０が１０％の発光量で第２の発光部（落射照明）２２１が２５％の発光量で形成される。
【００２６】
撮像カメラ２１でグルービング溝５を撮像するときは、撮像エリア７の側方でかつ分割予定ライン２の斜め上方において第１の発光部（斜光照明）２２０を強く発光させ、第１の光によって撮像エリア７を照明する。そして、この明るくなった撮像エリア７を撮像カメラ２１で撮像する。
【００２７】
よって、第１の光が、デバイスが形成される領域のウエーハの上面で反射して白い撮像画となり、ウエーハの上面より低くなるグルービング溝５および切削溝６では第1の光の反射が少なく暗い撮像画となる。これにより、図３に示すように、分割予定ライン２の内側において、グルービング溝５とその外側との境界５０が鮮明に写し出された第１の撮像画１００を取得することができる。
【００２８】
次いで、図５に示すように、光量切換え部２２２は、第１の光から第２の光に切換えて、撮像カメラ２１で切削溝６を撮像する。このとき、照明手段２２は、第１の発光部２２０の発光量より第２の発光部２２１の発光量を強くした第２の光を分割予定ライン２に向かって発光させる。そして、撮像エリア７を撮像カメラ２１で撮像する。
【００２９】
これにより、図６に示すように、分割予定ライン２の内側において切削溝６とその外側との境界６０が鮮明に写し出された第２の撮像画１０１を取得することができる。このようにして、グルービング溝５と切削溝６とを区別して認識することができる。
【００３０】
検出部２２は、画像処理により、第1の撮像画１００におけるグルービング溝５の幅Ｌ１及び第２の画像１０１における切削溝６の幅Ｌ２を求める。グルービング溝５の幅Ｌ１及び切削溝６の幅Ｌ２は、たとえば、左右の境界５０間の画素数及び左右の境界６０間の画素数によりそれぞれ求めることができる。グルービング溝５及び切削溝６は、ギザギザに形成されているため、幅は一定ではない。そこで、各撮像画中の複数箇所の幅を測定し、幅が最も広い部分を幅Ｌ１，Ｌ２として検出する。そして、それぞれの溝Ｌ１，Ｌ２について、幅の中間点を算出し、その位置を、それぞれ、グルービング溝５の幅Ｌ１の中心８、切削溝６の幅Ｌ２の中心９とする。
【００３１】
次に、図４に示した第１の撮像画１００と図６に示した第２の撮像画１０１とを重畳させて、グルービング溝５の幅Ｌ１の中心８と切削溝６の幅Ｌ２の中心９とがどの程度位置ズレが生じているのかを、グルービング溝５に対する切削溝６の位置ズレ量として検出する。
【００３２】
制御部２４は、検出部２３が検出した位置ズレ量に基づいて、次の分割予定ラインの切削時において、図１に示した２つの割り出し送り手段１８を制御する。割り出し送り手段１８は、検出した位置ズレ量だけ切削手段１７をＹ軸方向に移動させて切削ブレード１７２のＹ軸方向の位置を補正し、図４に示したグルービング溝５の幅Ｌ１の中心８に図１に示した切削ブレード１７２の中央を位置づけ、グルービング溝５の幅Ｌ１の中心８と切削溝６の幅Ｌ２の中心９とを一致させる。このようにして、切削ブレード１７２でグルービング溝５の中央を切削できるように切削ブレード１７２の位置を調整する。そして、切削ブレード１７２をその位置に位置付けた状態でウエーハの切削を行うと、グルービング溝５の中央に切削溝を形成することができる。したがって、切削ブレード１７２がグルービング溝５の側面にあるLow-k膜３に接触してLow-k膜３が剥がれてしまうのを防止することができる。
【００３３】
以上のとおり、切削装置１０は、レーザーグルービングによってウエーハＷに形成されたグルービング溝５の幅と切削ブレード１７２によって形成された切削溝６の幅とを測定する幅測定手段２０を備え、この幅測定手段２０は、グルービング溝５と切削溝６とを撮像する撮像カメラ２１と、撮像カメラ２１で撮像する撮像エリア７に所定の光量の光を照射する照明手段２２とを備えたため、照明手段２２はグルービング溝５を撮像するのに必要な第１の光を発光させれば、撮像カメラ２１でグルービング溝５が鮮明に写し出された第１の撮像画１００を撮像することができ、照明手段２２は切削溝６を撮像するのに必要な第２の光を発光させれば、撮像カメラ２１で切削溝５が鮮明に写し出された第２の撮像画１０１を撮像することができる。
このように、グルービング溝５と切削溝６とを容易に区別して認識できることから、検出部２３によって、第１の撮像画１００と第２の撮像画１０１とを重ねてグルービング溝５に対する切削溝６の位置ズレを検出することが可能となり、検出部２３が検出した位置ズレ量に基づいて、制御部２４が割り出し送り手段１８を制御することで、切削ブレード１７２の位置を調整してグルービング溝５の最外幅Ｌ１の中心８と切削溝６の幅Ｌ２の中心９とを高精度に一致させることができる。よって、ウエーハＷを良好に個々のチップに分割することが可能となる。
【符号の説明】
【００３４】
１：基板  １ａ：上面  １ｂ：下面  ２：分割予定ライン  ３：Low-k膜  
４：テープ  ５：グルービング溝  ６：切削溝  ７：撮像エリア
１０：切削装置  １１：装置ベース  １１ａ：上面  １２：チャックテーブル
１２ａ：保持面  １３：クランプ手段  １４：カバー  １５：蛇腹  １６：コラム
１７：切削手段  １７０：スピンドル  １７１：スピンドルハウジング
１７２：切削ブレード  １７３：ブレードカバー
１８：割り出し送り手段  １８０：ボールネジ  １８１：モータ  １８２：ガイドレール
１８３：ガイド板  １９：昇降手段
２０：幅測定手段  ２１：撮像カメラ
２２：照明手段  ２２０：第１の発光部  ２２１：第２の発光部  ２２２：光量切換え部
２３：検出部  ２４：制御部
１００：第１の撮像画  １０１：第２の撮像画
【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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