JP6341695B2

JP6341695B2 - サブチャックテーブルの原点位置検出方法

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Publication number: JP6341695B2
Application number: JP2014040057A
Authority: JP
Inventors: 敏文松山
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2014-03-03
Filing date: 2014-03-03
Publication date: 2018-06-13
Anticipated expiration: 2034-03-03
Also published as: JP2015164750A

Description

本発明は、サブチャックテーブルに対する切削ブレードの切り込み方向における原点位置を検出する原点位置検出方法に関する。

切削装置において、切削ブレードの切り込み量の設定基準となる原点位置を検出する原点位置検出機構を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の原点位置検出機構では、導電性の切削ブレードが回転した状態でチャックテーブルに向けて下降され、切削ブレードの刃先がチャックテーブルの金属枠に接触した際（切り込んだ際）に導通するように構成されている。これにより、原点位置検出機構の検出回路に電流が流れ込み、検出回路において電流の変化に伴う電圧変動が検出される。そして、電圧変動が検出された時点における切削ブレードの切り込み位置が原点位置に設定される。

また、切削用のメインのチャックテーブルに隣接して、サブチャックテーブルが配設された切削装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。サブチャックテーブル上には小片被加工物（サンプルウェーハ）やドレッサーボードが吸引保持され、メインのチャックテーブル上の被加工物の加工中に、切削ブレードのヘアライン合わせや目立てドレスが実施可能になっている。このサブチャックテーブルにおいても、切削ブレードとサブチャックテーブルの接触時に導通した位置が、切削ブレードの切り込み方向における原点位置に設定される。

実用新案登録第２５９７８０８号公報特開平０７−２８３１７１号公報

ところで、サブチャックテーブルにおいても、メインのチャックテーブルと同様に高精度な接触式の原点位置検出を行っているが、サブチャックテーブルに対してはメインのチャックテーブルほどの精度は求められていない。例えば、サブチャックテーブル上のドレッサーボードで切削ブレードをドレスする場合には、ドレッサーボード自体の厚みバラツキ（数十μｍ）を考慮してドレッサーボードの切残し量が設定されており、原点位置の僅かなズレが大きな問題になることはない。一方で、接触式の原点位置検出を行うためには、サブチャックテーブル自体に原点位置検出用の配線が必要になり、コストが増大するという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、簡易かつ安価な構成で、サブチャックテーブルに対する切削ブレードの切り込み方向における原点位置を検出することができる原点位置検出方法を提供することを目的とする。

本発明のサブチャックテーブルの原点位置検出方法は、被加工物を保持する保持面を備えたチャックテーブルと、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と切削ブレードが装着され切削ブレードを回転させるスピンドルとを有した切削手段と、チャックテーブルに保持された被加工物の上面を撮像する撮像手段と、切削ブレードを保持面に対して垂直な切り込み送り方向に移動させる切り込み送り手段と、切削ブレードとチャックテーブルとを接触させて電気的導通によりチャックテーブルに対する切削ブレードの切り込み方向の原点位置を検出する原点位置検出機構と、チャックテーブルの近傍に配設されたサブチャックテーブルとを備えた切削装置において、サブチャックテーブルに対する切削ブレードの切り込み方向の原点位置を検出する原点位置検出方法であって、原点位置検出機構によりチャックテーブルの該保持面を基準とした切削ブレードの切り込み方向の原点位置を検出し、切削ブレードの原点位置を検出する保持面位置で撮像手段の焦点を合わせたチャックテーブルのフォーカス位置を検出し、チャックテーブルに対する切削ブレードの切り込み方向の原点位置とチャックテーブルのフォーカス位置の位置関係を算出する位置関係算出ステップと、位置関係算出ステップを実施した後に、撮像手段によりサブチャックテーブルの保持面に焦点を合わせてサブチャックテーブルのフォーカス位置を検出し、サブチャックテーブルのフォーカス位置から、位置関係算出ステップで算出した位置関係に基づいて、サブチャックテーブルの該保持面を基準とした切削ブレードの原点位置を算出する原点位置算出ステップと、を備え、該原点位置算出ステップでは、該チャックテーブルの該保持面を基準とした該切削ブレードの原点位置と該撮像手段のフォーカス位置の位置関係に、該サブチャックテーブルの該保持面を基準とした該切削ブレードの原点位置と該撮像手段のフォーカス位置の位置関係が等しくなるように、該サブチャックテーブルの該保持面を基準とした該切削ブレードの原点位置が算出される。

この構成によれば、接触式の原点位置検出によってチャックテーブルに対する切削ブレードの切り込み方向の原点位置が高精度に検出される。また、チャックテーブルの保持面位置に撮像手段の焦点を合わせて、チャックテーブルのフォーカス位置が検出される。そして、チャックテーブルの保持面を基準とした切削ブレードの原点位置と撮像手段のフォーカス位置との位置関係が求められる。サブチャックテーブルの保持面に撮像手段の焦点を合わせた撮像手段のフォーカス位置が検出されることで、上記の位置関係からサブチャックテーブルを基準とした切削ブレードの原点位置が算出される。このように、サブチャックテーブルに切削ブレードを接触させることなく、サブチャックテーブルの加工に対して十分な精度で切削ブレードの原点位置が検出される。このため、サブチャックテーブルに原点位置検出用の配線を設ける必要がなく、簡易かつ安価な構成で原点位置検出することができる。

本発明によれば、チャックテーブルの保持面を基準とした切削ブレードの原点位置と撮像手段のフォーカス位置との位置関係を求めることで、サブチャックテーブルに対する切削ブレードの原点位置を簡易かつ安価な構成で検出することができる。

本実施の形態に係る切削装置の斜視図である。図１の切削装置のチャックテーブル周辺の拡大図である。本実施の形態に係る原点位置検出方法の説明図である。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係る切削装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る切削装置の斜視図である。図２は、図１の切削装置のチャックテーブル周辺の拡大図である。なお、本実施の形態に係る切削装置は、図１及び図２に示す構成に限定されない。ここでは、一対の切削ブレードを備えた切削装置を例示するが、この構成に限定されない。本発明は、サブチャックテーブルを備えた切削装置であれば、どのような切削装置にも適用可能である。

図１及び図２に示すように、切削装置１は、チャックテーブル３上の被加工物Ｗを加工する切削ブレード５２を、サブチャックテーブル４上のドレッシングボードＤを用いて定期的にドレッシングするように構成されている。また、被加工物Ｗは、ダイシングテープＴを介してリングフレームＦに支持された状態で切削装置１に搬入される。なお、被加工物Ｗは、シリコン、ガリウム砒素等の半導体基板にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成された半導体ウェーハでもよいし、セラミック、ガラス、サファイア系の無機材料基板にＬＥＤ等の光デバイスが形成された光デバイスウェーハでもよい。

切削装置１の基台２の上面中央は、Ｘ軸方向に延在するように矩形状に開口されており、この開口を覆うように移動板３１及び防水カバー３２が設けられている。移動板３１上には、Ｚ軸回りに回転可能なチャックテーブル３が設けられている。防水カバー３２及び移動板３１の下方には、チャックテーブル３をＸ軸方向に移動させる加工送り手段（不図示）が設けられている。チャックテーブル３の上面には被加工物Ｗを保持する保持面３３が形成されている。保持面３３の中央領域はポーラス３４による吸引領域になっており、吸引領域の周囲には金属枠３５が露出した導電領域になっている。

チャックテーブル３の周囲には、被加工物Ｗの周囲のリングフレームＦを挟持固定する４つのクランプ部３６が設けられている。また、移動板３１上には、チャックテーブル３の近傍にサブチャックテーブル４が設けられている。サブチャックテーブル４の上面は格子状の浅溝４１が形成されて保持面４２になっており、保持面４２にドレッシングボードＤが吸引保持される。基台２の上面には、Ｘ軸方向に延在する開口を跨ぐように立設した門型の柱部２１が設けられている。門型の柱部２１には、チャックテーブル３上の被加工物Ｗに対して一対の切削手段５を相対的に移動させる割出送り手段６及び切り込み送り手段７が設けられている。

割出送り手段６は、割出送り方向（Ｙ軸方向）に一対の切削手段５を移動させ、切り込み送り手段７は、保持面３３に対して垂直な切り込み送り方向（Ｚ軸方向）に一対の切削手段５を移動させる。割出送り手段６は、柱部２１の前面に対してＹ軸方向に平行な一対のガイドレール６１と、一対のガイドレール６１にスライド可能に設置されたモータ駆動の一対のＹ軸テーブル６２とを有している。また、切り込み送り手段７は、各Ｙ軸テーブル６２の前面に配置されたＺ軸方向に平行な一対のガイドレール７１と、このガイドレール７１にスライド可能に設置されたモータ駆動のＺ軸テーブル７２とを有している。

各Ｚ軸テーブル７２の下部には、被加工物Ｗを切削する切削手段５が設けられている。また、各Ｙ軸テーブル６２の背面側には、図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ６３が螺合されている。また、各Ｚ軸テーブル７２の背面側には、図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ７３が螺合されている。Ｙ軸テーブル６２用のボールネジ６３、Ｚ軸テーブル７２用のボールネジ７３の一端部には、それぞれ駆動モータ６４、７４が連結されている。これら駆動モータ６４、７４によりボールネジ６３、７３が回転駆動されることで、一対の切削手段５がガイドレール６１、７１に沿ってＹ軸方向及びＺ軸方向に移動される。

一対の切削手段５は、スピンドル５１に切削ブレード５２を装着して構成される。切削ブレード５２は、ブレードカバー５３によって周囲が覆われており、ブレードカバー５３には切削部分に向けて切削水を噴射する噴射ノズルが設けられている。また、スピンドル５１には被加工物Ｗの上面を撮像する撮像手段５５が設けられており、撮像手段５５の撮像画像に基づいて被加工物Ｗに対して切削ブレード５２がアライメントされる。一対の切削手段５では、複数の噴射ノズルから切削水が噴射されながら、切削ブレード５２によって被加工物Ｗが分割予定ラインに沿って切削されることで、個々のデバイスに分割される。

また、切削装置１には、装置各部を統括制御する制御手段９が設けられている。制御手段９は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成される。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。メモリには、切削装置１の各種加工条件だけでなく、例えば、チャックテーブル３に対する切削ブレード５２の原点位置検出用のプログラム、サブチャックテーブル４に対する切削ブレード５２の原点位置検出用のプログラム等が記憶されている。

このような切削装置１においては、被加工物Ｗの加工前に、切削ブレード５２の切り込み方向の原点位置を設定する原点位置検出機構１１（図３参照）が設けられている。原点位置検出機構１１は、いわゆる接触式の原点位置検出機構であり、導電性を有する切削ブレード５２をチャックテーブル３の外周部分の金属枠３５に接触させて電気的導通を図ることにより、チャックテーブル３に対する切削ブレード５２の原点位置（高さ）を検出する。また、この切削装置１にはサブチャックテーブル４が設けられているため、サブチャックテーブル４に対しても、切削ブレード５２の切り込み方向における原点位置を検出する必要がある。

チャックテーブル３と同様に、サブチャックテーブル４に対しても接触式の原点位置検出を実施する場合には、サブチャックテーブル４用にも様々な配線が必要になり、装置構成が煩雑になる。そこで、本実施の形態においては、サブチャックテーブル４に対してはアライメント用の撮像手段５５を使用して、切削ブレード５２の切り込み方向の原点位置を非接触で検出するようにしている。これにより、サブチャックテーブル４に対して原点位置検出用の配線を不要にして、装置コストの低減を可能にしている。以下、本実施の形態に係るサブチャックテーブル４の原点位置検出方法について詳細に説明する。

図３は、本実施の形態に係る原点位置検出方法の説明図である。原点位置検出方法は、位置関係算出ステップ、原点位置算出ステップを経てサブチャックテーブルに対する切削ブレードの原点位置を検出する方法である。図３Ａ及び図３Ｂは位置関係算出ステップ、図３Ｃ及び図３Ｄは原点位置算出ステップをそれぞれ示している。なお、チャックテーブルにおいては、金属枠の表面がポーラスの表面と面一で形成されており、金属枠の表面からの切削ブレードの高さが保持面からの切削ブレードの高さとして検出される。

図３Ａに示すように、位置関係算出ステップにおいて、原点位置検出機構１１による接触式の原点位置検出が実施される。接触式の原点位置検出では、チャックテーブル３の金属枠３５の上方に切削ブレード５２が位置付けられ、切削ブレード５２が回転した状態でチャックテーブル３に向けて下降される。そして、切削ブレード５２の刃先がチャックテーブル３の金属枠３５の表面（保持面３３）に接触し、導電性の切削ブレード５２とチャックテーブル３との金属枠３５とが導通される。このときの切削ブレード５２の高さがリニアスケール１２等で測定され、原点位置検出機構１１によってチャックテーブル３に対する切削ブレード５２の切り込み方向の原点位置Ｚ_１として検出される。なお、リニアスケール１２は、例えば、切り込み送り手段７に設けられている。

また、図３Ｂに示すように、位置関係算出ステップにおいて、撮像手段５５によるチャックテーブル３のフォーカス位置検出が実施される。チャックテーブル３のフォーカス位置検出では、チャックテーブル３の金属枠３５の上方に撮像手段５５が位置付けられ、金属枠３５に対する切削ブレード５２の接触位置が撮像範囲に含まれる。そして、撮像手段５５の焦点が金属枠３５の表面（保持面３３）に合わせられるように撮像手段５５の高さが調整される。このときの撮像手段５５の高さがリニアスケール１２等で測定され、チャックテーブル３に対する撮像手段５５のフォーカス位置Ｚ_２として検出される。なお、フォーカス位置検出は、原点位置検出において切削ブレード５２が金属枠３５に接触した位置で実施されることが好ましい。この場合、金属枠３５に切削溝が形成されている場合には、切削溝の近傍でフォーカス位置検出が実施される。

接触式の原点位置検出及びフォーカス位置検出の検出結果は制御手段９（図１参照）に出力され、制御手段９によって切削ブレード５２の切り込み方向の原点位置Ｚ_１と撮像手段５５のフォーカス位置Ｚ_２の位置関係が算出される。例えば、位置関係として、高さ方向（Ｚ軸方向）における切削ブレード５２の切り込み方向の原点位置Ｚ_１と撮像手段５５のフォーカス位置Ｚ_２の差分ΔＺ_１−２が算出される。このように、チャックテーブル３の保持面３３を基準とした切削ブレード５２の原点位置Ｚ_１と撮像手段５５のフォーカス位置Ｚ_２と高さ方向の位置関係が求められる。

次に、位置関係算出ステップを実施した後に、原点位置算出ステップが実施される。図３Ｃに示すように、原点位置算出ステップにおいて、撮像手段５５によるサブチャックテーブル４のフォーカス位置検出が実施される。サブチャックテーブル４のフォーカス位置検出では、サブチャックテーブル４の保持面４２の上方に撮像手段５５が位置付けられ、サブチャックテーブル４の保持面４２に焦点が合わせられるように撮像手段５５の高さが調整される。このサブチャックテーブル４の保持面４２に撮像手段５５の焦点が合わせられたときの撮像手段５５の高さがリニアスケール１２等で測定され、サブチャックテーブル４に対する撮像手段５５のフォーカス位置Ｚ_４として検出される。

図３Ｄに示すように、原点位置算出ステップにおいて、サブチャックテーブル４に対する撮像手段５５のフォーカス位置Ｚ_４から、上記の位置関係に基づいてサブチャックテーブル４に対する切削ブレード５２の原点位置Ｚ_３が算出される。この場合、チャックテーブル３の保持面３３を基準とした切削ブレード５２の原点位置Ｚ_１と撮像手段５５のフォーカス位置Ｚ_２の位置関係（図３Ｂ参照）に、サブチャックテーブル４の保持面４２を基準とした切削ブレード５２の原点位置Ｚ_３と撮像手段５５のフォーカス位置Ｚ_４の位置関係が等しくなることを利用している（差分ΔＺ_１−２＝差分ΔＺ_３−４）。

すなわち、位置関係算出ステップ（図３Ｂ参照）で求められた差分ΔＺ_１−２と同じ位置関係になるように、サブチャックテーブル４の保持面４２を基準とした撮像手段５５のフォーカス位置Ｚ_４に対する切削ブレード５２の原点位置Ｚ_３が算出される（Ｚ_３＝Ｚ_４＋差分ΔＺ_１−２）。サブチャックテーブル４に対する切削ブレード５２の原点位置Ｚ_３は、サブチャックテーブル４に対する撮像手段５５のフォーカス位置Ｚ_４から差分ΔＺ_１−２だけ低い位置として算出される。このようにして、切削ブレード５２をサブチャックテーブル４に接触させることなく、接触式の原点位置検出に近い精度でサブチャックテーブル４に対する切削ブレード５２の原点位置Ｚ_３が検出される。

なお、図３においては、位置関係算出ステップにおいて、チャックテーブル３に対する切削ブレード５２の原点位置Ｚ_１を検出した後に、チャックテーブル３のフォーカス位置Ｚ_２を検出する構成としたが、この構成に限定されない。位置関係算出ステップにおいて、チャックテーブル３のフォーカス位置Ｚ_２を検出した後に、チャックテーブル３に対する切削ブレード５２の原点位置Ｚ_１を検出してもよい。これにより、チャックテーブル３の金属枠３５の上面に切削ブレード５２によって僅かな切削溝が形成される前に、チャックテーブル３のフォーカス位置Ｚ_２を検出できるため、切削溝によってフォーカス位置Ｚ_２に誤差が生じることがない。

また、図３においては、原点位置算出ステップでは、サブチャックテーブル４の保持面４２に焦点を合わせてフォーカス位置を検出する構成にしたが、この構成に限定されない。原点位置算出ステップでは、サブチャックテーブル４に保持されたドレッシングボードＤ（図２参照）又は小片被加工物の上面に焦点を合わせてフォーカス位置を検出することも可能である。この場合には、位置関係算出ステップ（図３Ｂ参照）で求められた差分ΔＺ_１−２と同じ位置関係になるように、ドレッシングボードＤ又は小片被加工物の上面を基準とした撮像手段５５のフォーカス位置に対する切削ブレード５２の原点位置が算出される。そして、ドレッシングボードＤ又は小片被加工物の上面を基準にした場合には、ドレッシングボードＤ又は小片被加工物の上面を基準に切り込み量が設定される。これにより、ドレッシングボードＤのように厚みバラツキが大きい場合（例えば、１００μｍ）でも、ボード上面が基準になることで切り込み量が制御し易くなっている。

以上のように、本実施の形態に係る切削装置１によれば、チャックテーブル３の保持面３３を基準とした切削ブレード５２の原点位置Ｚ_１と撮像手段５５のフォーカス位置Ｚ_２との位置関係が求められる。サブチャックテーブル４の保持面４２に撮像手段５５の焦点を合わせた撮像手段５５のフォーカス位置Ｚ_４が検出されることで、上記の位置関係からサブチャックテーブル４を基準とした切削ブレード５２の原点位置Ｚ_３が算出される。このように、サブチャックテーブル４に切削ブレード５２を接触させることなく、接触式の原点位置検出に近い精度で切削ブレード５２の原点位置が検出される。また、サブチャックテーブル４に対する切削ブレード５２の原点位置を非接触で検出するため、サブチャックテーブル４に原点位置検出用の配線を設ける必要がなく、さらにフォーカス位置の検出にアライメント用の撮像手段５５を使用しているため、簡易かつ安価な構成で原点位置検出することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記した実施の形態においては、サブチャックテーブル４にドレッシングボードＤが保持される構成としたが、この構成に限定されない。サブチャックテーブル４には、ドレッシングボードＤの他に、カーフチェック用のサンプルウェーハ等が保持されてもよい。

また、上記した実施の形態においては、アライメント用の撮像手段５５によって、チャックテーブル３及びサブチャックテーブル４に対するフォーカス位置Ｚ_２、Ｚ_４が検出される構成としたが、この構成に限定されない。アライメント用の撮像手段５５とは別に、原点位置検出用の撮像手段を設ける構成にしてもよい。

また、上記した実施の形態においては、チャックテーブル３に対する切削ブレード５２の原点位置Ｚ_１と撮像手段５５のフォーカス位置Ｚ_２の位置関係として、切削ブレード５２の原点位置Ｚ_１と撮像手段５５のフォーカス位置Ｚ_２の差分Ｚ_１−２で表される構成としたが、この構成に限定されない。位置関係は、チャックテーブル３の保持面３３を基準とした切削ブレード５２と撮像手段５５の位置関係が分かればよく、例えば、切削ブレード５２の原点位置Ｚ_１と撮像手段５５のフォーカス位置Ｚ_２の割合Ｚ_１／Ｚ_２で表されてもよい。

以上説明したように、本発明は、簡易かつ安価な構成で、サブチャックテーブルに対する切削ブレードの切り込み方向における原点位置を検出できるという効果を有し、特に、ドレッシングボードを保持するサブチャックテーブルの原点位置検出方法に有用である。

１切削装置
３チャックテーブル
４サブチャックテーブル
５切削手段
７切り込み送り手段
１１原点位置検出機構
３３チャックテーブルの保持面
４２サブチャックテーブルの保持面
５１スピンドル
５２切削ブレード
５５撮像手段

Claims

被加工物を保持する保持面を備えた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と該切削ブレードが装着され該切削ブレードを回転させるスピンドルとを有した切削手段と、該チャックテーブルに保持された被加工物の上面を撮像する撮像手段と、該切削ブレードを該保持面に対して垂直な切り込み送り方向に移動させる切り込み送り手段と、該切削ブレードと該チャックテーブルとを接触させて電気的導通により該チャックテーブルに対する該切削ブレードの切り込み方向の原点位置を検出する原点位置検出機構と、該チャックテーブルの近傍に配設されたサブチャックテーブルとを備えた切削装置において、該サブチャックテーブルに対する該切削ブレードの切り込み方向の原点位置を検出する原点位置検出方法であって、
該原点位置検出機構により該チャックテーブルの該保持面を基準とした切削ブレードの切り込み方向の原点位置を検出し、該切削ブレードの原点位置を検出する保持面位置で該撮像手段の焦点を合わせたチャックテーブルのフォーカス位置を検出し、該チャックテーブルに対する切削ブレードの切り込み方向の原点位置と該チャックテーブルのフォーカス位置の位置関係を算出する位置関係算出ステップと、
該位置関係算出ステップを実施した後に、該撮像手段により該サブチャックテーブルの保持面に焦点を合わせて該サブチャックテーブルのフォーカス位置を検出し、該サブチャックテーブルの該フォーカス位置から、該位置関係算出ステップで算出した該位置関係に基づいて、該サブチャックテーブルの該保持面を基準とした切削ブレードの原点位置を算出する原点位置算出ステップと、を備え、
該原点位置算出ステップでは、該チャックテーブルの該保持面を基準とした該切削ブレードの原点位置と該撮像手段のフォーカス位置の位置関係に、該サブチャックテーブルの該保持面を基準とした該切削ブレードの原点位置と該撮像手段のフォーカス位置の位置関係が等しくなるように、該サブチャックテーブルの該保持面を基準とした該切削ブレードの原点位置が算出されるサブチャックテーブルの原点位置検出方法。