JP4903445B2

JP4903445B2 - 切削ブレードの切り込み確認方法

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Publication number: JP4903445B2
Application number: JP2006017675A
Authority: JP
Inventors: 啓一梶山
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2026-01-26
Also published as: JP2007196326A

Description

本発明は、切削装置によって半導体ウエーハ等の被加工物を切削する際に、切削ブレードが被加工物に対して垂直に切り込まれているか否かを確認する切削ブレードの切り込み確認方法に関する。

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。

上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと呼ばれる切削装置によって行われている。この切削装置は、半導体ウエーハ等の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被加工物を切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる切削送り手段とを具備している。切削手段は、回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードおよび回転スピンドルを回転駆動する駆動機構を備えたスピンドルユニットを含んでいる。切削ブレードは、ダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固めて厚さが１５〜３０μmに形成された極薄砥石ブレードからなっている。このように形成された切削ブレードをウエーハに形成された幅が３０〜５０μmストリートの中心に位置付け、所定量の切り込み送りして回転しつつ切削送りすることにより、ウエーハをストリートに沿って高精度に切断する。（例えば、特許文献１参照。）
特開平２００１−７７０５５号公報

而して、切削ブレードを形成するダイヤモンド砥粒の突出状態が切削ブレードの一方の面と他方の面とで異なっている場合や目詰まりが生じている場合には、切削ブレードをウエーハに対して切り込んだ際に、切削ブレードは切削抵抗が小さい方向に逃げる傾向がある。その結果、切削ブレードがウエーハに対して垂直に位置付けられていても、ウエーハを斜めに切削してしまい、デバイスの品質を低下させるという問題がある。また、切削ブレードがウエーハを斜めに切削しても、この斜め切断は１枚のウエーハの切削が完了してデバイスの切断面を顕微鏡等で確認して初めて判明することであり、ウエーハの切削作業の途中で切削ブレードがウエーハを斜めに切削していることを確認できず、歩留まりの低下を招くという問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、被加工物の切削作業の途中であっても切削ブレードが被加工物に対して正確に切り込まれているか否かを確認することができる切削ブレードの切り込み確認方法を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、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被加工物を切削する切削ブレードを備えた切削手段と、該切削ブレードによる切削部に切削水を供給する切削水供給手段と、該チャックテーブルに保持された被加工物の表面を撮像する撮像手段とを具備する切削装置を用い、該切削ブレードによる切削部に切削水を供給しつつ被加工物を切削して切削溝を形成した際に該切削ブレードが被加工物に対して垂直に切り込まれたか否かを確認するための切削ブレードの切り込み確認方法であって、
被加工物に形成された該切削溝にエアーを吹き付けて該切削溝に浸漬された切削水の上部を吹き飛ばし、該切削溝に浸漬された切削水の表面を表面張力の作用で凹状にするエアーブロー工程と、
該エアーブロー工程が実施された被加工物に形成された該切削溝を該撮像手段の直下に位置付け、該切削溝を撮像する切削溝撮像工程と、
該切削溝撮像工程において撮像された画像に基いて、該切削溝に浸漬された切削水の反射光が該切削溝の幅の中心に位置しているか否かを判定する判定工程と、を含み、
該判定工程は、切削水の反射光が該切削溝の幅の中心に位置している場合には該切削ブレードが被加工物に対して垂直に切り込まれたと判定し、切削水の反射光が該切削溝の幅の中心に位置していない場合には該切削ブレードが被加工物に対して垂直に切り込まれていないと判定する、
ことを特徴とする切削ブレードの切り込み確認方法が提供される。

本発明による切削ブレードの切り込み確認方法においては、切削ブレードによって被加工物に形成された切削溝にエアーを吹き付けて該切削溝に浸漬された切削水の上部を吹き飛ばし、該切削溝に浸漬された切削水の表面を表面張力の作用で凹状にした後に、切削ブレードによって被加工物に形成された切削溝を撮像し、撮像された画像に基いて切削溝に浸漬された切削水の反射光が切削溝の幅の中心に位置しているか否かを判定して、切削ブレードが被加工物に対して正確に切り込まれているか否かを確認するので、被加工物の切削作業の途中であっても切削ブレードの切り込み確認を実施することができる。

以下、本発明による切削ブレードの切り込み確認方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。

図１には、本発明による切削ブレードの切り込み確認方法を実施するための切削装置の斜視図が示されている。図示の実施形態における切削装置は、略直方体状の装置ハウジング２を具備している。この装置ハウジング２内には、被加工物を保持するチャックテーブル３が切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設されている。チャックテーブル３は、吸着チャック支持台３１と、該吸着チャック支持台３１上に配設された吸着チャック３２を具備しており、該吸着チャック３２の上面である保持面上に被加工物を図示しない吸引手段を作動することによって吸引保持するようになっている。また、チャックテーブル３は、図示しない回転機構によって回転可能に構成されている。なお、チャックテーブル３１には、被加工物として後述する半導体ウエーハを保護テープを介して支持する支持フレームを固定するためのクランプ３３が配設されている。このように構成されたチャックテーブル３は、図示しない切削送り手段によって、矢印Ｘで示す切削送り方向に移動せしめられるようになっている。

図示の実施形態における切削装置は、切削手段としてのスピンドルユニット４を具備している。スピンドルユニット４は、図示しない移動基台に装着され割り出し方向である矢印Ｙで示す方向および切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動調整されるスピンドルハウジング４１と、該スピンドルハウジング４１に回転自在に支持された回転スピンドル４２と、該回転スピンドル４２の前端部に装着された切削ブレード４３とを具備している。切削ブレード４３は、ダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固めて厚さが１５〜３０μmに形成された極薄砥石ブレードからなっている。上記スピンドルハウジング４１の前端部には、切削ブレード４３の上半部を覆うブレードカバー４４が取り付けられている。このブレードカバー４４には、切削ブレード４３の両側に配設され切削水供給手段を構成する切削水供給ノズル４５が装着されている。このように構成された切削手段としてのスピンドルユニット４は、図示しない割り出し送り手段によって図１において矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない切り込み送り手段によって図１において矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動せしめられるようになっている。

図示の実施形態における切削装置は、上記チャックテーブル３上に保持された被加工物の表面を撮像し、上記切削ブレード４３によって切削すべき領域を検出するとともに切削ブレード４３によって切削された切削溝を撮像するための撮像手段５を具備している。この撮像手段５は、顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなっている。また、切削装置は、撮像手段５によって撮像された画像を表示する表示手段６を具備している。更に、図示の実施形態における切削装置は、上記チャックテーブル３上に保持され切削加工された被加工物にエアーを吹き付けるエアーブロー手段７を備えている。

上記装置ハウジング２におけるカセット載置領域８aには、被加工物を収容するカセットを載置するカセット載置テーブル８が配設されている。このカセット載置テーブル８は、図示しない昇降手段によって上下方向に移動可能に構成されている。カセット載置テーブル８上には、被加工物としての半導体ウエーハ１０を収容するカセット９が載置される。カセット９に収容される半導体ウエーハ１０は、表面に格子状のストリートが形成されており、この格子状のストリートによって区画された複数の矩形領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成されている。このように形成された半導体ウエーハ１０は、環状の支持フレーム１１に装着された保護テープ１２の表面に裏面が貼着された状態でカセット９に収容される。

また、図示の実施形態における切削装置は、カセット載置テーブル８上に載置されたカセット９に収容されている半導体ウエーハ１０（環状のフレーム１１に保護テープ１２を介して支持されている状態）を仮置きテーブル１３に搬出する搬出手段１４と、仮置きテーブル１３に搬出された半導体ウエーハ１０を上記チャックテーブル３上に搬送する搬送手段１５と、チャックテーブル３上で切削加工された半導体ウエーハ１０を洗浄する洗浄手段１６と、チャックテーブル３上で切削加工された半導体ウエーハ１０を洗浄手段１６へ搬送する洗浄搬送手段１７を具備している。

以上のように構成された切削装置を用いて半導体ウエーハ１０を所定のストリートに沿って切断する切削手順について、簡単に説明する。
カセット載置テーブル８上に載置されたカセット９の所定位置に収容されている半導体ウエーハ１０（環状のフレーム１１に保護テープ１２を介して支持されている状態）は、図示しない昇降手段によってカセット載置テーブル８が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、搬出手段１４が進退作動して搬出位置に位置付けられた半導体ウエーハ１０を仮置きテーブル１３上に搬出する。仮置きテーブル１３に搬出された半導体ウエーハ１０は、搬送手段１５の旋回動作によって上記チャックテーブル３上に搬送される。チャックテーブル３上に半導体ウエーハ１０が載置されたならば、図示しない吸引手段が作動して半導体ウエーハ１０をチャックテーブル３上に吸引保持する。また、半導体ウエーハ１０を保護テープ１２を介して支持する支持フレーム１１は、上記クランプ３３によって固定される。このようにして半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル３は、撮像手段５の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル３が撮像手段５の直下に位置付けられると、撮像手段５によって半導体ウエーハ１０に形成されているストリートが検出され、スピンドルユニット４を割り出し方向である矢印Ｙ方向に移動調節してストリートと切削ブレード４３との精密位置合わせ作業が行われる。

その後、切削ブレード４３を矢印Ｚで示す方向に所定量切り込み送りし所定の方向に回転させつつ、半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３を切削送り方向である矢印Ｘで示す方向（切削ブレード４３の回転軸と直交する方向）に所定の切削送り速度で移動することにより、チャックテーブル３上に保持された半導体ウエーハ１０は切削ブレード４３により所定のストリートに沿って切断される（切削工程）。この切削工程においては、切削水供給ノズル４５から切削ブレード４３による切削部に切削水が供給される。このようにして、半導体ウエーハ１０を所定のストリートに沿って切断したら、チャックテーブル３を矢印Ｙで示す方向にストリートの間隔だけ割り出し送りし、上記切削工程を実施する。そして、半導体ウエーハ１０の所定方向に延在するストリートの全てに沿って切削工程を実施したならば、チャックテーブル３を９０度回転させて、半導体ウエーハ１０の所定方向と直交する方向に延在するストリートに沿って切削工程を実行することにより、半導体ウエーハ１０に格子状に形成された全てのストリートが切削されて個々のチップに分割される。なお、分割されたチップは、保護テープ１２の作用によってバラバラにはならず、フレーム１１に支持されたウエーハの状態が維持されている。

上述したように半導体ウエーハ１０のストリートに沿って切削工程が終了したら、半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル３は最初に半導体ウエーハ１０を吸引保持した位置に戻される。そして、半導体ウエーハ１０の吸引保持を解除する。次に、半導体ウエーハ１０は洗浄搬送手段１７によって洗浄手段１６に搬送される。洗浄手段１６に搬送された半導体ウエーハ１０は、ここで洗浄および乾燥される。このようにして洗浄および乾燥された半導体ウエーハ１０は、搬送手段１５によって仮置きテーブル１３に搬送される。そして、半導体ウエーハ１０は、搬出手段１４によってカセット９の所定位置に収納される。従って、搬出手段１４は、加工後の半導体ウエーハ１０をカセット９に搬入する搬入手段としての機能も備えている。

上述した切削工程においては、半導体ウエーハ１０を切削する切削ブレード４３は、図２に示すように半導体ウエーハ１０に対して垂直に切り込まれるように設定されている。しかるに、切削ブレード４３を形成するダイヤモンド砥粒の突出状態が一方の面と他方の面とで異なっている場合や切削ブレード４３に目詰まりが生じている場合には、上述したように切削ブレード４３が半導体ウエーハ１０に切り込んだ際に、切削ブレード４３は切削抵抗が小さい方向に逃げる傾向があり、切削ブレード４３が図２において２点鎖線で示すように斜めに切り込まれる。

上述したように、切削ブレード４３が半導体ウエーハ１０に対して垂直に切り込まれたか否かを確認する方法について、図３および図４を参照して説明する。
先ず、最初の切削工程を実施したならば、チャックテーブル３を撮像手段５に向けて移動し、撮像手段５の直下に位置付ける。このときエアーブロー手段７を作動してチャックテーブル３に保持されている半導体ウエーハ１０に形成された切削溝にエアーを吹き付ける（エアーブロー工程）。このエアーブロー工程を実施するのは、半導体ウエーハ１０に形成された切削溝に浸漬された切削水が切削溝の上縁より多いと、その表面が表面張力によって凸状になり反射光を正確に検出することができないため、切削溝に浸漬された切削水の表面が凹状となるように切削水の上部を吹き飛ばす。即ち、半導体ウエーハ１０に形成された切削溝に浸漬された切削水の上部が吹き飛ばされ、切削水の表面が切削溝の上縁より下がるとその表面が表面張力によって凹状となる。

チャックテーブル３が撮像手段５の直下に位置付けられたならば、撮像手段５によって半導体ウエーハ１０に形成された切削溝を撮像する（切削溝撮像工程）。撮像手段５によって撮像された画像は、表示手段６に表示される。図３の(a)は表示手段６に表示された画像であり、この画像は図３の(b)に示すように半導体ウエーハ１０に形成された切削溝１１０が半導体ウエーハ１０に対して垂直に形成された状態を示している。図３の(b)に示すように切削溝１１０に浸漬された切削水は、表面張力により表面が凹状となる。そして、図３の(b)に示すように半導体ウエーハ１０に形成された切削溝１１０が半導体ウエーハ１０に対して垂直に形成されている場合には、切削溝１１０に浸漬された切削水１２０の凹状の表面は、その最下位置１２０aが切削溝１１０の幅の中心となる。この場合、撮像手段５によって撮像された画像には、図３の(a)に示すように切削溝１１０の幅の中心に反射光１３０が現れる。従って、表示手段６に表示された画像に基いて、切削溝１１０の中心に反射光１３０が位置している場合には、切削ブレード４３が半導体ウエーハ１０に対して垂直に切り込まれていると判定する（判定工程）。

次に、図４の(a)に示す画像は、切削ブレード４３が半導体ウエーハ１０に対して垂直に切り込まれず図４の(b)に示すように半導体ウエーハ１０に形成された切削溝１１０が半導体ウエーハ１０に対して斜めに形成された状態を示すものである。切削溝１１０が半導体ウエーハ１０に対して斜めに形成されると、図４の(b)に示すように切削溝１１０に浸漬された切削水の表面は、最下位置１２０aが切削溝１１０の幅の中心から変位した位置となる。この場合、撮像手段５によって撮像された画像には、図４の(a)に示すように切削溝１１０の幅の中心から変位した位置に反射光１３０が現れる。従って、表示手段６に表示された画像に基いて、反射光１３０が切削溝１１０の中心から変位している場合には、切削ブレード４３が半導体ウエーハ１０に対して垂直に切り込まれていないと判定する（判定工程）。

上述した切削溝撮像工程および判定工程を実施した結果、半導体ウエーハ１０に形成された切削溝１１０が半導体ウエーハ１０に対して垂直に形成されていない、即ち切削ブレード４３が半導体ウエーハ１０に対して垂直に切り込まれていないと判定した場合には、切削ブレードを交換するか、切削ブレードをドレッシングする。

上述した切削溝撮像工程および判定工程を上記切削工程を所定回数行う毎に実施することにより、半導体ウエーハ１０をストリートに沿って高精度に切断することができる。従って、デバイスの品質が保証され歩留まりの低下を招くことはない。

本発明による切削ブレードの切り込み確認方法を実施するための切削装置の斜視図。図１に示す切削装置に装備される切削ブレードが被加工物である半導体ウエーハを切削している状態を示す説明図。本発明による切削ブレードの切り込み確認方法において半導体ウエーハに形成された切削溝が半導体ウエーハに対して垂直に形成されている場合の撮像画像と切削溝の状態を示す説明図。本発明による切削ブレードの切り込み確認方法において半導体ウエーハに形成された切削溝が半導体ウエーハに対して垂直に形成されていない場合の撮像画像と切削溝の状態を示す説明図。グ方法を示す断面図。

符号の説明

２：装置ハウジング
３：チャックテーブ
４：スピンドルユニット
４３：切削ブレード
５：撮像手段
６：表示手段
７：エアーブロー手段
８：カセット載置テーブル
９：カセット
１０：半導体ウエーハ（被加工物）
１１０：切削溝
１２０：切削水
１３０：反射光
１１：環状の支持フレーム
１２：保護テープ
１３：仮置きテーブル
１４：搬出手段
１５：搬送手段
１６：洗浄手段
１７：洗浄搬送手段

Claims

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被加工物を切削する切削ブレードを備えた切削手段と、該切削ブレードによる切削部に切削水を供給する切削水供給手段と、該チャックテーブルに保持された被加工物の表面を撮像する撮像手段とを具備する切削装置を用い、該切削ブレードによる切削部に切削水を供給しつつ被加工物を切削して切削溝を形成した際に該切削ブレードが被加工物に対して垂直に切り込まれたか否かを確認するための切削ブレードの切り込み確認方法であって、
被加工物に形成された該切削溝にエアーを吹き付けて該切削溝に浸漬された切削水の上部を吹き飛ばし、該切削溝に浸漬された切削水の表面を表面張力の作用で凹状にするエアーブロー工程と、
該エアーブロー工程が実施された被加工物に形成された該切削溝を該撮像手段の直下に位置付け、該切削溝を撮像する切削溝撮像工程と、
該切削溝撮像工程において撮像された画像に基いて、該切削溝に浸漬された切削水の反射光が該切削溝の幅の中心に位置しているか否かを判定する判定工程と、を含み、
該判定工程は、切削水の反射光が該切削溝の幅の中心に位置している場合には該切削ブレードが被加工物に対して垂直に切り込まれたと判定し、切削水の反射光が該切削溝の幅の中心に位置していない場合には該切削ブレードが被加工物に対して垂直に切り込まれていないと判定する、
ことを特徴とする切削ブレードの切り込み確認方法。