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JP7062449B2 - 被加工物の切削方法 - Google Patents

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Description

本発明は、被加工物の切削方法に関する。
半導体デバイスの機能向上のため、シリコン基板の表面に機能層（Ｌｏｗ－ｋ層など）を備える半導体ウエーハ（被加工物）がある。特に、Ｌｏｗ－ｋ層は、脆くてシリコン基板から剥離しやすいため、従来の切削ブレードによるダイシング加工では、Ｌｏｗ－ｋ層が剥離し半導体デバイスが破損してしまうという恐れがある。そこで、Ｌｏｗ－ｋ層にレーザー光線を照射してレーザー加工溝を形成し、予め剥離しないように分離した後、このレーザー加工溝に沿って切削ブレードで切削し、半導体ウエーハを分割するレーザー光線と切削ブレードによる加工方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００９－０２１４７６号公報
しかしながら、レーザー加工溝に重なる位置に切削ブレードで切削溝（切断溝）をはみ出すことなく形成しないと、Ｌｏｗ－ｋ層の剥離が発生してしまうため、切削溝を形成する位置を正確に制御する必要がある。このため、レーザー加工溝と形成された切削溝の位置を検出して、各溝の位置ずれの有無を認識する必要があるが、レーザー加工溝に重なった切削溝の位置を検出することが非常に難しいという問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、レーザー加工溝に重ねて形成された切削溝を正確に検出できる被加工物の切削方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被加工物を保持面で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ブレードで切削する切削ユニットと、該チャックテーブルの該保持面と平行なＸ軸方向に加工送りする加工送りユニットと、該切削ユニットを該保持面と平行で該Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に割り出し送りする割り出し送りユニットと、該チャックテーブルに保持された被加工物を撮影するカメラと該カメラの光軸に沿って光を照射する落射照明とを備える撮影ユニットと、を備える切削装置を用いて、格子状の分割予定ラインに区画された領域にデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを表面に備え、レーザー光線の照射によって該分割予定ラインにレーザー加工溝が形成された被加工物に、該レーザー加工溝に重なる切削溝を形成する被加工物の切削方法であって、該被加工物を切削する前に、該被加工物の外周余剰領域の範囲に、該分割予定ラインに形成された該レーザー加工溝に重ねて該落射照明の光を反射する底を有するハーフカット溝を該切削ブレードにより形成するハーフカット溝形成ステップと、該ハーフカット溝を該撮影ユニットで撮影し、該光を乱反射して暗く表示される該レーザー加工溝から区別して該ハーフカット溝を検出するハーフカット溝検出ステップと、該レーザー加工溝と該ハーフカット溝とのずれを補正する補正ステップと、該レーザー加工溝の中央に該切削ブレードを位置付けて該被加工物のすべての分割予定ラインを切削して、被加工物を個々のデバイスに分割する切削ステップと、を備え、該ハーフカット溝形成ステップと該ハーフカット溝検出ステップと該補正ステップを該切削ステップの前に実施するとともに、該ハーフカット溝は、該切削ステップにおいて該被加工物を該分割予定ラインに沿って切削する際と同一の切削ブレードにより形成されるものである。
この構成によれば、まだ切削していない分割予定ラインの外周余剰領域の範囲に、落射照明の光を反射する底を有するハーフカット溝を形成し、該光を乱反射して暗く表示されるレーザー加工溝から区別してハーフカット溝を検出するため、レーザー加工溝とハーフカット溝の溝底の形状の違いを利用した両溝の反射光の明るさの違いによって、レーザー加工溝に重ねて形成された切削溝の位置を正確に検出できる。また、レーザー加工溝とハーフカット溝とのずれを補正し、レーザー加工溝の中央に切削ブレードを位置付けて被加工物を切削するため、被加工物を正確に分割することができる。また、ハーフカット溝は、切削していない分割予定ラインの外周余剰領域の範囲に形成されるため、ハーフカット溝が分割予定ラインに対して位置ずれを生じたとしても、デバイス領域のデバイスの損傷を防止できる。
この構成において、該検出ステップでは、暗く表示される該レーザー加工溝を、該落射照明を反射して明るく表示される該レーザー加工溝の両脇の該被加工物の表面と区別して検出するレーザー加工溝検出ステップを含んでもよい。この構成によれば、レーザー加工溝と被加工物の表面とで反射する反射光の明るさの違いに基づき、レーザー加工溝と該レーザー加工溝の外側の被加工物の表面との境界を正確に検出できる。このため、レーザー加工溝の中心とハーフカット溝の中心とのずれ量を正確に検出できる。
本発明によれば、まだ切削していない分割予定ラインの外周余剰領域の範囲に、落射照明の光を反射する底を有するハーフカット溝を形成し、該光を乱反射して暗く表示されるレーザー加工溝から区別してハーフカット溝を検出するため、レーザー加工溝とハーフカット溝の溝底の形状の違いを利用した両溝の反射光の明るさの違いによって、レーザー加工溝に重ねて形成された切削溝の位置を正確に検出できる。
図１は、本実施形態に係る被加工物の切削方法の切削対象である被加工物の斜視図である。 図２は、図１のＩＩ－ＩＩ断面図である。 図３は、図２のＡ部拡大図である。 図４は、レーザー加工溝と重ねてフルカット溝が形成された被加工物の断面図である。 図５は、本実施形態に係る被加工物の切削方法で用いられる切削装置の構成例を示す斜視図である。 図６は、図５に示された切削装置の撮影ユニットの構成を示す図である。 図７は、被加工物の切削方法の手順を示すフローチャートである。 図８は、図７のハーフカット溝形成ステップの一例を示すチャックテーブルと切削ブレードの模式図である。 図９は、図７のハーフカット溝検出ステップの一例を示すチャックテーブルと撮影ユニットの模式図である。 図１０は、図７のハーフカット溝検出ステップにおいて、レーザー加工溝の溝底に形成されたハーフカット溝を示す被加工物の断面図である。 図１１は、図７のハーフカット溝検出ステップにおいて、撮影ユニットが撮影した撮影画像の一例を示す図である。 図１２は、図７の切削ステップの一例を示すチャックテーブルと切削ブレードの模式図である。 図１３は、参考例の溝検出ステップにおいて、レーザー加工溝の溝底に形成されたフルカット溝を示す被加工物の断面図である。 図１４は、参考例の溝検出ステップにおいて、撮影ユニットが撮影した撮影画像の一例を示す図である。
本実施形態に係る被加工物の切削方法を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る被加工物の切削方法の切削対象である被加工物の斜視図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ断面図である。図３は、図２のＡ部拡大図である。図４は、レーザー加工溝と重ねてフルカット溝が形成された被加工物の断面図である。図５は、本実施形態に係る被加工物の切削方法で用いられる切削装置の構成例を示す斜視図である。図６は、図５に示された切削装置の撮影ユニットの構成を示す図である。
本実施形態に係る被加工物２００は、図１に示すように、シリコン、サファイア、ガリウムなどを基板２０１とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。被加工物２００は、基板２０１の表面２０３に形成された複数の分割予定ライン２０４によって格子状に区画された領域にデバイス２０５が形成されている。また、被加工物２００は、これらデバイス２０５が形成されたデバイス領域２０６と、このデバイス領域２０６を囲繞し、かつデバイス２０５が形成されていない外周余剰領域２０７とを備えている。被加工物２００の基板２０１の表面２０３には、図２に示すように、機能層としての低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ－ｋ層ともいう）２０８が積層され、低誘電率絶縁体被膜２０８がデバイス２０５を構成する回路を支持している。低誘電率絶縁体被膜２０８は、デバイス領域２０６だけでなく、外周余剰領域２０７を含んだ基板２０１の表面２０３全体に設けられている。低誘電率絶縁体被膜２０８は、ＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる。
本実施形態において、被加工物２００は、裏面２０２に粘着層２１０Ａを有する粘着テープ２１０が貼着され、粘着テープ２１０の外周に環状フレーム２１１が貼着されることで、環状フレーム２１１と一体となっている。被加工物２００には、低誘電率絶縁体被膜２０８及び基板２０１に対して吸収性を有する波長のレーザービームが各分割予定ライン２０４に沿って照射され、図２及び図３に示すように、各分割予定ライン２０４の幅方向の中央部にレーザー加工溝３００が形成されている。レーザー加工溝３００は、分割予定ライン２０４において低誘電率絶縁体被膜２０８を分断し、基板２０１の表面２０３にまで達している。レーザー加工溝３００の溝底３０１は、図３に示すように、基板２０１を構成する材料や低誘電率絶縁体被膜２０８が変質してアモルファス状になり、凸凹が形成されている。本実施形態に係る被加工物２００の切削方法では、被加工物２００に形成されたレーザー加工溝３００に沿って、図４に示すように、レーザー加工溝３００と重なる位置に、被加工物２００の厚みに相当する深さを有するフルカット溝（切削溝）４００を形成して、被加工物２００を個々のデバイス２０５に分割する。なお、フルカット溝４００は、レーザー加工溝３００の溝底３０１の幅方向の中央に形成されるのが望ましく、フルカット溝４００の幅は、レーザー加工溝３００の幅よりも狭い。
切削装置１は、図５に示すように、被加工物２００を保持面１１で吸引保持するチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０に保持した被加工物２００をスピンドル２１に装着した切削ブレード２２で切削する切削ユニット２０と、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００を撮影するカメラである撮影ユニット３０と、を備える。
また、切削装置１は、チャックテーブル１０を水平方向と平行なＸ軸方向に加工送りするＸ軸移動ユニット（不図示）と、切削ユニット２０を水平方向と平行でかつＸ軸方向に直交するＹ軸方向に割り出し送りするＹ軸移動ユニット４０と、切削ユニット２０をＸ軸方向とＹ軸方向との双方と直交する鉛直方向に平行なＺ軸方向に切り込み送りするＺ軸移動ユニット５０とを少なくとも備える。また、切削装置１は、これらの各要素の動作をそれぞれ制御する制御ユニット１００を備える。
チャックテーブル１０は、被加工物２００を保持する保持面１１が設けられ、かつ、ポーラスセラミック等から形成された保持部１２と、保持部１２を囲繞したリング状の枠部１３とを備えた円盤形状である。また、チャックテーブル１０は、Ｘ軸移動ユニットによりＸ軸方向に移動自在で図示しない回転駆動源によりＺ軸方向と平行な軸心回りに回転自在に設けられている。チャックテーブル１０は、図示しない真空吸引源と接続され、真空吸引源により吸引されることで、被加工物２００を吸引、保持する。また、チャックテーブル１０の周囲には、環状フレーム２１１をクランプするクランプ部１４が複数設けられている。
切削ユニット２０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００を切削する切削ブレード２２を装着するスピンドル２１を備えるものである。切削ユニット２０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００に対して、Ｙ軸移動ユニット４０によりＹ軸方向に移動自在に設けられ、かつ、Ｚ軸移動ユニット５０によりＺ軸方向に移動自在に設けられている。本実施形態では、切削装置１は、Ｙ軸方向に互いに対向して配置される２つの切削ユニット２０を備えた、いわゆるフェイシングデュアルタイプの切削装置である。
切削ユニット２０は、図５に示すように、Ｙ軸移動ユニット４０、Ｚ軸移動ユニット５０などを介して、装置本体２から立設した門型フレーム３にそれぞれ設けられている。切削ユニット２０は、Ｙ軸移動ユニット４０及びＺ軸移動ユニット５０により、チャックテーブル１０の保持面１１の任意の位置に切削ブレード２２を位置付け可能となっている。切削ブレード２２は、略リング形状を有する極薄の切削砥石である。スピンドル２１は、切削ブレード２２を回転させることで被加工物２００を切削する。スピンドル２１は、スピンドルハウジング２３内に回転自在に収容され、スピンドルハウジング２３は、Ｚ軸移動ユニット５０に支持されている。切削ユニット２０のスピンドル２１及び切削ブレード２２の軸心は、Ｙ軸方向と平行に設定されている。切削ユニット２０は、Ｙ軸移動ユニット４０によりＹ軸方向に割り出し送りされるとともにＺ軸移動ユニット５０に切り込み送りされながら、Ｘ軸移動ユニットによりチャックテーブル１０がＸ軸方向に切削送りされることにより、被加工物２００を切削する。
Ｘ軸移動ユニットは、チャックテーブル１０をＸ軸方向に移動させることで、チャックテーブル１０をＸ軸方向に加工送りする加工送り手段である。Ｙ軸移動ユニット４０は、切削ユニット２０をＹ軸方向に移動させることで、切削ユニット２０を割り出し送りする割り出し送り手段である。Ｚ軸移動ユニット５０は、切削ユニット２０をＺ軸方向に移動させることで、切削ユニット２０を切り込み送りするものである。Ｘ軸移動ユニット、Ｙ軸移動ユニット４０及びＺ軸移動ユニット５０は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ４１，５１、ボールねじ４１，５１を軸心回りに回転させる周知のパルスモータ４２，５２及びチャックテーブル１０又は切削ユニット２０をＸ軸方向、Ｙ軸方向又はＺ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレール４３，５３を備える。
また、切削装置１は、切削前後の被加工物２００を収容するカセット６０が載置されかつカセット６０をＺ軸方向に移動させるカセットエレベータ７０と、切削後の被加工物２００を洗浄する洗浄ユニット８０と、被加工物２００をカセット６０とチャックテーブル１０と洗浄ユニット８０との間で搬送する図示しない搬送ユニットとを備える。
撮影ユニット３０は、切削ユニット２０と一体的に移動するように、切削ユニット２０のスピンドルハウジング２３に固定されている。撮影ユニット３０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００の表面を撮影する。撮影ユニット３０は、図６に示すように、照明器３１と、光学系３２と、チャックテーブル１０に保持した被加工物２００の表面を撮影するカメラであるＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮影素子３３とを備えている。
照明器３１は、例えば、ハロゲン光源やＬＥＤからなり、光量が制御ユニット１００によって調整される落射照明（同軸照明ともいう）３１Ａを備える。落射照明３１Ａは、光学系３２に向けて光を発する。光学系３２は、ケース３２Ａと、ケース３２Ａの上方に配置され、かつ落射照明３１Ａが発した光をＺ軸方向（図５）と平行にチャックテーブル１０に保持された被加工物２００に向けて正反射するハーフミラー３２Ｂと、ケース３２Ａ内に設けられ、かつハーフミラー３２Ｂの下側に配設された集光レンズ３２Ｃとを備える。落射照明３１Ａは、ハーフミラー３２Ｂ及び集光レンズ３２Ｃを介して、Ｚ軸方向（図５）と平行な光（落射光）３４を被加工物２００に照射する。
ＣＣＤ撮影素子３３は、ハーフミラー３２Ｂの上方に設けられる。ＣＣＤ撮影素子３３は、被加工物２００で反射されて集光レンズ３２Ｃ及びハーフミラー３２Ｂを通過した光を受光して得た画像を制御ユニット１００に出力する。ＣＣＤ撮影素子３３は、例えば、被加工物２００と切削ブレード２２との位置合わせを行なうアライメントを遂行するための画像を得る。また、ＣＣＤ撮影素子３３は、被加工物２００に形成されたレーザー加工溝３００と、このレーザー加工溝３００と重なる位置に形成されたハーフカット溝（後述する）との位置ずれの有無を検出するための画像を得る。
なお、落射照明３１Ａが発し、かつハーフミラー３２Ｂにより正反射された光３４は、集光レンズ３２Ｃ及びＣＣＤ撮影素子３３の光軸３５と平行である。また、照明器３１は、ケース３２Ａの下端部の外周に斜光照明３１Ｂを備える。この斜光照明３１Ｂは、集光レンズ３２Ｃを中心とした周方向に間隔をあけて配置された複数の発光素子３１Ｃを備え、被加工物２００に光（斜光）３６を照射する。制御ユニット１００は、落射照明３１Ａ及び斜光照明３１Ｂの一方、または双方を組み合わせて、被加工物２００に対する照明を実行する。落射照明３１Ａ及び斜光照明３１Ｂを組み合わせて使用する場合、制御ユニット１００は、落射照明３１Ａ及び斜光照明３１Ｂの光量をそれぞれ調整する。
制御ユニット１００は、切削装置１の上述した構成要素をそれぞれ制御して、被加工物２００に対する加工動作を切削装置１に実施させるものである。なお、制御ユニット１００は、コンピュータである。制御ユニット１００は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有する。制御ユニット１００の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、切削装置１を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介して切削装置１の上述した構成要素に出力する。また、制御ユニット１００は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される図示しない表示ユニット及びオペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない入力ユニットと接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置とのうち少なくとも一つにより構成される。制御ユニット１００は、撮影ユニット３０のＣＣＤ撮影素子３３が撮影して得た画像を、表示ユニットに出力し、表示ユニットに表示させる。
次に、本実施形態に係る被加工物２００の切削方法について説明する。図７は、被加工物の切削方法の手順を示すフローチャートである。図８は、図７のハーフカット溝形成ステップの一例を示すチャックテーブルと切削ブレードの模式図である。図９は、図７のハーフカット溝検出ステップの一例を示すチャックテーブルと撮影ユニットの模式図である。図１０は、図７のハーフカット溝検出ステップにおいて、レーザー加工溝の溝底に形成されたハーフカット溝を示す被加工物の断面図である。図１１は、図７のハーフカット溝検出ステップにおいて、撮影ユニットが撮影した撮影画像の一例を示す図である。図１２は、図７の切削ステップの一例を示すチャックテーブルと切削ブレードの模式図である。
（アライメントステップＳ１）
まず、被加工物２００をチャックテーブル１０に保持するとともに、この被加工物２００と、切削ユニット２０の切削ブレード２２との位置合わせを行なうアライメントを遂行する（ステップＳ１）。具体的には、制御ユニット１００は、Ｘ軸移動ユニットによりチャックテーブル１０を切削ユニット２０の下方に向かって移動して、撮影ユニット３０の下方にチャックテーブル１０に保持された被加工物２００を位置付け、撮影ユニット３０に被加工物２００を撮影させる。制御ユニット１００は、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００の分割予定ライン２０４と、例えば、切削ユニット２０の切削ブレード２２との位置合わせを行なうための、デバイス２０５のパターンに設定された特異なパターンをキーパターンとしたパターンマッチング等の画像処理を実行し、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００と切削ユニット２０との相対位置を調整するアライメントを遂行する。ここで、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００には、事前に、分割予定ライン２０４に沿ってレーザー加工溝３００（図２）が形成されている。
（ハーフカット溝形成ステップＳ２）
次に、アライメントが遂行された被加工物２００を切削する前に、被加工物２００の外周余剰領域２０７の範囲に、分割予定ライン２０４に形成されたレーザー加工溝３００に重ねてチェック用のハーフカット溝を形成する（ステップＳ２）。制御ユニット１００は、Ｚ軸移動ユニット５０により、切削ユニット２０の切削ブレード２２の高さ調整をするとともに、Ｘ軸移動ユニットと回転駆動源により、図８に示すように、切削ユニット２０の切削ブレード２２と被加工物２００とを分割予定ライン２０４（図２）に沿って相対的に移動させて、切削水を供給しながら切削ブレード２２によりハーフカット溝４５０を形成する。
ハーフカット溝４５０は、図１０に示すように、レーザー加工溝３００に重なる位置に形成された溝であり、例えば、基板２０１の表面２０３側から基板２０１の厚みの半分程度の深さに形成され、落射光が充分に届く深さに設定されている。このハーフカット溝４５０は、切削ブレード２２による切削により形成される。切削ブレード２２は、所謂砥石でありハーフカット溝４５０（切削溝）の底面（表面）は研磨されたような状態となる。このため、ハーフカット溝４５０は、レーザー加工溝３００に比べると平坦であり、落射照明３１Ａからの光３４を正反射する溝底４５１を有する。ハーフカット溝４５０は、レーザー加工溝３００に対する切削ブレード２２のＹ軸方向の相対的な位置ずれをチェックするための溝である。このため、ハーフカット溝４５０は、被加工物２００の外周余剰領域２０７の範囲に延びる少なくとも１本のレーザー加工溝３００（分割予定ライン２０４）に形成すればよい。なお、ハーフカット溝４５０は、被加工物２００を分割予定ライン２０４に沿って切削する際に形成されるフルカット溝４００（図４）と同一の切削ブレード２２により、フルカット溝４００と同一幅に形成される。
（ハーフカット溝検出ステップＳ３Ａ；検出ステップＳ３）
次に、ハーフカット溝４５０を撮影ユニット３０で撮影し、レーザー加工溝３００に重なるハーフカット溝４５０を検出する（ステップＳ３Ａ）。制御ユニット１００は、図９に示すように、撮影ユニット３０が備える落射照明３１Ａを点灯するとともに、斜光照明３１Ｂを消灯する。そして、Ｘ軸移動ユニット及びＹ軸移動ユニット４０により、チャックテーブル１０を撮影ユニット３０の下方に移動し、撮影ユニット３０の下方に被加工物２００のハーフカット溝４５０を位置付け、撮影ユニット３０にハーフカット溝４５０を含む周辺部を撮影させる。この場合、図１０に示すように、被加工物２００に形成されたハーフカット溝４５０の溝底４５１は、落射照明３１Ａからの光３４を正反射し、反射した反射光３４Ａはそのまま撮影ユニット３０に戻る。これに対して、レーザー加工溝３００には細かな凹凸が形成されているため、落射照明３１Ａからの光が乱反射することにより、照射された光の一部が撮影ユニット３０に戻る。このため、撮影ユニット３０によって撮影された撮影画像５００は、図１１に示すように、レーザー加工溝３００が相対的に暗く表示され、ハーフカット溝４５０は相対的に明るく表示される。制御ユニット１００は、撮影ユニット３０が撮影した撮影画像５００のうちの光量が所定のしきい値を下回る部分（図１１中に密な平行斜線で示す）をレーザー加工溝３００として検出し、撮影画像５００のうち、レーザー加工溝３００の間で光量が所定のしきい値以上の部分（図１１中に白地で示す）をハーフカット溝４５０として検出する。本実施形態では、ハーフカット溝４５０は、相対的に明るく表示されるため、ハーフカット溝４５０とレーザー加工溝３００とを混同することが抑制され、実際のハーフカット溝４５０の幅Ｗｂ１（図１０）と同等な幅Ｗｂ２（図１１）のハーフカット溝４５０を、レーザー加工溝３００を区別して正確に検出できる。
（レーザー加工溝検出ステップＳ３Ｂ；検出ステップＳ３）
次に、レーザー加工溝３００と、このレーザー加工溝３００の両外側（両脇）に位置する被加工物２００の表面との境界を検出する（ステップＳ３Ｂ）。被加工物２００の表面（分割予定ライン２０４の表面を含む）は、ハーフカット溝４５０の溝底４５１と同様に、落射照明３１Ａからの光３４を正反射し、反射した反射光３４Ａはそのまま撮影ユニット３０に戻る。このため、被加工物２００の表面は、レーザー加工溝３００よりも相対的に明るく表示される。制御ユニット１００は、撮影ユニット３０が撮影した撮影画像５００のうちの光量が所定のしきい値を下回る部分（図１１中に密な平行斜線で示す）をレーザー加工溝３００として検出し、撮影画像５００のレーザー加工溝３００の両脇で光量が所定のしきい値以上の部分（図１１中に疎な平行斜線で示す）を被加工物２００の表面として検出し、レーザー加工溝３００と被加工物２００の表面との境界３０２を検出する。レーザー加工溝３００と被加工物２００の表面とを区別するための所定のしきい値は、レーザー加工溝３００とハーフカット溝４５０とを区別するためのしきい値と同一の値を用いても良いし、被加工物２００の表面とハーフカット溝４５０とから反射される反射光の光量の違いによって、しきい値を変更してもよい。本実施形態では、レーザー加工溝３００と被加工物２００の表面との境界３０２が検出されるため、実際のレーザー加工溝３００の幅Ｗａ１（図１０）と同等な幅Ｗａ２（図１１）のレーザー加工溝３００を正確に検出できる。
本実施形態では、ハーフカット溝検出ステップＳ３Ａ及びレーザー加工溝検出ステップＳ３Ｂを含んで検出ステップＳ３を構成する。ハーフカット溝検出ステップＳ３Ａとレーザー加工溝検出ステップＳ３Ｂとの順番は逆であってもよいし、同時に行ってもよい。
（補正ステップＳ４）
次に、レーザー加工溝３００に対するハーフカット溝４５０の位置のずれを検出し、このずれを補正する（ステップＳ４）。制御ユニット１００は、レーザー加工溝３００の幅方向の中央の位置と、ハーフカット溝４５０の幅方向の中央の位置とを算出し、レーザー加工溝３００とハーフカット溝４５０とのＹ軸方向のずれ量を算出する。そして、制御ユニット１００は、算出したＹ軸方向のずれ量が零となるように、Ｙ軸移動ユニット４０を制御し、切削ユニット２０の切削ブレード２２の位置を補正する。
本実施形態では、レーザー加工溝３００の幅Ｗａ２及びハーフカット溝４５０の幅Ｗｂ２を正確に検出できるため、各溝の幅方向の中央の位置を正確に算出でき、ひいては、各溝のＹ軸方向のずれ量を正確に算出できる。このため、正確に算出されたずれ量に基づいて、切削ブレード２２の位置を補正することにより、切削ブレード２２の位置をレーザー加工溝３００の幅方向の中央に正確に位置付けることができる。本実施形態では、上記したハーフカット溝形成ステップＳ２、検出ステップＳ３及び補正ステップＳ４を含んでカーフチェックステップを構成する。
（切削ステップＳ５）
次に、レーザー加工溝３００の幅方向の中央に切削ブレード２２を位置付けた状態で被加工物２００をレーザー加工溝３００（分割予定ライン２０４）に沿って切削する（ステップＳ５）。制御ユニット１００は、Ｚ軸移動ユニット５０により、切削ユニット２０の切削ブレード２２の高さ調整をするとともに、Ｘ軸移動ユニットと回転駆動源により、図１２に示すように、切削ユニット２０の切削ブレード２２と被加工物２００とを分割予定ライン２０４（図２）に沿って相対的に移動させて、切削水を供給しながら切削ブレード２２によりフルカット溝（切削溝）４００を形成し、被加工物２００を切削する。一の分割予定ライン２０４に沿って切削が終了すると、制御ユニット１００は、Ｙ軸移動ユニット４０を所定のピッチ（分割予定ライン２０４の幅方向の中央位置間のピッチ）に相当する量だけＹ軸方向に割り出し送りするように制御し、次の分割予定ライン２０４に沿って切削する。ここで、制御ユニット１００は、切削ステップＳ５を実行中に、所定のタイミングで既知のカーフチェックを遂行してもよい。この既知のカーフチェックを遂行するタイミングは、予め定められた所定数（例えば、５又は１０等）の分割予定ライン２０４毎にフルカット溝（切削溝）４００を形成することであるが、これに限定するものではない。制御ユニット１００は、すべての分割予定ライン２０４を切削して、被加工物２００を個々のデバイス２０５に分割すると、処理を終了する。
本実施形態に係る被加工物２００の切削方法では、まだ切削していない分割予定ライン２０４の外周余剰領域２０７の範囲に、落射照明３１Ａの光３４を反射する溝底４５１を有するハーフカット溝４５０を形成し、光３４を乱反射して暗く表示されるレーザー加工溝３００から区別してハーフカット溝４５０を検出するため、レーザー加工溝３００の溝底３０１とハーフカット溝４５０の溝底４５１の形状の違いを利用して、レーザー加工溝３００とハーフカット溝４５０の反射光の明るさの違いによって、レーザー加工溝３００に重ねて形成された切削溝としてのハーフカット溝４５０の位置を正確に検出できる。また、レーザー加工溝３００とハーフカット溝４５０とのずれを補正し、レーザー加工溝３００の幅方向の中央に切削ブレード２２を位置付けて被加工物２００を切削するため、被加工物２００を個々のデバイス２０５に正確に分割することができる。このため、本実施形態のように、基板２０１の表面に低誘電率絶縁体被膜２０８を備え、この低誘電率絶縁体被膜２０８が分離しないように予めレーザー加工溝３００が形成された被加工物２００であっても、レーザー加工溝３００の幅方向の中央に切削ブレード２２を位置付けて被加工物２００を切削できることにより、低誘電率絶縁体被膜２０８の剥がれを抑制し、デバイス２０５の損傷を防止することができる。
また、ハーフカット溝４５０は、切削していない分割予定ライン２０４の外周余剰領域２０７の範囲に形成されるため、ハーフカット溝４５０が分割予定ライン２０４もしくはレーザー加工溝３００に対して位置ずれを生じたとしても、この位置ずれを補正して切削することにより、デバイス領域２０６のデバイス２０５の損傷を防止できる。
また、本実施形態によれば、検出ステップＳ３では、暗く表示されるレーザー加工溝３００を、落射照明３１Ａを反射して明るく表示されるレーザー加工溝３００の両脇の被加工物２００の表面と区別して検出するレーザー加工溝検出ステップＳ３Ｂを含むため、レーザー加工溝３００と被加工物２００の表面とで反射する反射光の明るさの違いに基づき、レーザー加工溝３００とレーザー加工溝３００の外側の被加工物２００の表面との境界３０２を正確に検出できる。このため、レーザー加工溝３００の幅方向の中心とハーフカット溝４５０の幅方向の中心とのずれ量を正確に検出できる。
ところで、本実施形態では、レーザー加工溝３００と重なる位置に切削溝としてハーフカット溝４５０を形成し、レーザー加工溝３００に対するハーフカット溝４５０の位置を撮影画像５００に基づいて正確に検出している。ここで、レーザー加工溝３００と重なる位置にハーフカット溝４５０に替えて、フルカット溝（図４）４００を形成し、レーザー加工溝３００に対するフルカット溝４００の位置を検出する方法が想定される。発明者は、参考例として、レーザー加工溝３００と重なる位置にフルカット溝４００を形成し、レーザー加工溝３００に対するフルカット溝４００の位置を検出した。図１３は、参考例におけるレーザー加工溝の溝底に形成されたフルカット溝を示す被加工物の断面図である。図１４は、参考例において、撮影ユニットが撮影した撮影画像の一例を示す図である。この参考例では、上記した実施形態と同一の条件でフルカット溝４００の位置を検出したため、上記した実施形態と同一の構成については同一の符号を付している。
具体的には、被加工物２００の外周余剰領域２０７の範囲に、分割予定ライン２０４に形成されたレーザー加工溝３００に重ねてフルカット溝４００を形成した。このフルカット溝４００は、レーザー加工溝３００から基板２０１の厚み方向に粘着テープ２１０まで延びている。フルカット溝４００の溝底４０１は、粘着テープ２１０を一部切削して粘着テープ２１０に形成されている。なお、参考例では、フルカット溝４００を外周余剰領域２０７の範囲に形成したが、分割予定ライン２０４に沿って被加工物２００を分割する範囲に形成してもよい。
このフルカット溝４００の上方に撮影ユニット３０を位置付け、落射照明３１Ａを点灯するとともに、斜光照明３１Ｂを消灯する。撮影ユニット３０にフルカット溝４００を含む周辺部を撮影させる。この場合、被加工物２００に形成されたフルカット溝４００の溝底４０１は、延着テープ２１０上に位置し、延着テープ２１０を切削ブレード２２で切削すると被切削面はシリコン等の基板２０１に比べ凹凸になる。このため、図１３に示すように、落射照明３１Ａからの光３４は、フルカット溝４００の溝底４０１で乱反射し、照射された光３４の一部が反射光３４Ａとして撮影ユニット３０に戻る。また、上述のように、レーザー加工溝３００も落射照明３１Ａからの光が乱反射することにより、照射された光の一部しか撮影ユニット３０に戻らない。このため、撮影ユニット３０によって撮影された撮影画像５０１は、図１４に示すように、レーザー加工溝３００及びフルカット溝４００が相対的に暗く表示されて、いずれも所定のしきい値を下回ることにより、フルカット溝４００の位置を検出することが困難である。特に、フルカット溝４００は、レーザー加工溝３００に隣接する壁面近くが暗くなるため、実際のフルカット溝４００の幅Ｗｂ１（図１３）に対して、検出されたフルカット溝４００の幅Ｗｂ２´（図１４）は狭くなっている。このため、ハーフカット溝４５０に替えて、フルカット溝４００を形成した場合、落射照明３１Ａから照射された光３４は、レーザー加工溝３００及びフルカット溝４００の双方の溝底で乱反射されて、フルカット溝４００を正確に検出できないことが明らかとなった。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、本実施形態では、被加工物として基板の表面に機能層として、低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ－ｋ層ともいう）２０８が積層された構成としたが、機能層が積層されていない被加工物の切削にも用いることができる。
１ 切削装置
１０ チャックテーブル
２０ 切削ユニット
２２ 切削ブレード
３０ 撮影ユニット
３１ 照明器
３１Ａ 落射照明
３３ ＣＣＤ撮影素子（カメラ）
３４ 光
３４Ａ 反射光
３５ 光軸
４０ Ｙ軸移動ユニット
５０ Ｚ軸移動ユニット
１００ 制御ユニット
２００ 被加工物
２０１ 基板
２０４ 分割予定ライン
２０５ デバイス
２０６ デバイス領域
２０７ 外周余剰領域
２０８ 低誘電率絶縁体被膜（機能層）
３００ レーザー加工溝
３０１ 溝底
３０２ 境界
４００ フルカット溝（切削溝）
４０１ 溝底
４５０ ハーフカット溝（切削溝）
４５１ 溝底
５００ 撮影画像
５０１ 撮影画像

Claims (2)

  1. 被加工物を保持面で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ブレードで切削する切削ユニットと、該チャックテーブルの該保持面と平行なＸ軸方向に加工送りする加工送りユニットと、該切削ユニットを該保持面と平行で該Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に割り出し送りする割り出し送りユニットと、該チャックテーブルに保持された被加工物を撮影するカメラと該カメラの光軸に沿って光を照射する落射照明とを備える撮影ユニットと、を備える切削装置を用いて、
    格子状の分割予定ラインに区画された領域にデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを表面に備え、レーザー光線の照射によって該分割予定ラインにレーザー加工溝が形成された被加工物に、該レーザー加工溝に重なる切削溝を形成する被加工物の切削方法であって、
    該被加工物を切削する前に、該被加工物の外周余剰領域の範囲に、該分割予定ラインに形成された該レーザー加工溝に重ねて該落射照明の光を反射する底を有するハーフカット溝を該切削ブレードにより形成するハーフカット溝形成ステップと、
    該ハーフカット溝を該撮影ユニットで撮影し、該光を乱反射して暗く表示される該レーザー加工溝から区別して該ハーフカット溝を検出するハーフカット溝検出ステップと、
    該レーザー加工溝と該ハーフカット溝とのずれを補正する補正ステップと、
    該レーザー加工溝の中央に該切削ブレードを位置付けて該被加工物のすべての分割予定ラインを切削して、被加工物を個々のデバイスに分割する切削ステップと、を備え、
    該ハーフカット溝形成ステップと該ハーフカット溝検出ステップと該補正ステップを該切削ステップの前に実施するとともに、
    該ハーフカット溝は、該切削ステップにおいて該被加工物を該分割予定ラインに沿って切削する際と同一の切削ブレードにより形成される被加工物の切削方法。
  2. 暗く表示される該レーザー加工溝を、該落射照明を反射して明るく表示される該レーザー加工溝の両脇の該被加工物の表面と区別して検出するレーザー加工溝検出ステップを含む請求項１に記載の被加工物の切削方法。
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