JP-2026077753-A - 干渉信号測定装置

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Abstract

【課題】白色干渉計を用いたワークの被加工部の加工品質の測定を短時間で実行可能な干渉信号測定装置を提供する。【解決手段】ワーク（Ｗ）の加工を行う加工ヘッド（ブレード２２Ａ，２２Ｂ）と、テーブルに対して加工ヘッドを相対移動させる相対移動機構（４９）と、ワークの被加工部に向けて白色光を出射し且つ被加工部で反射された白色光と参照面で反射された白色光との干渉信号を検出する白色干渉計（２４）と、相対移動機構を駆動して、加工ヘッド及び白色干渉計を一体にテーブルに対して垂直な方向に相対的に走査させて、被加工部で反射される白色光の光路長を変化させる走査制御部（８５）と、走査中に間欠的に白色干渉計から干渉信号を取得する干渉信号取得部（８１）と、干渉信号取得部が取得した干渉信号に基づき、白色干渉計の位置を推定する推定部（８２）と、を備える。【選択図】図９

Inventors

田中俊行
長田慎司
清水翼

Assignees

株式会社東京精密

Dates

Publication Date: 20260513
Application Date: 20260212

Claims (1)

ワークを保持するテーブルと、前記テーブルに保持された前記ワークの加工を行う加工ヘッドと、前記テーブルに対して前記加工ヘッドを相対移動させる相対移動機構と、前記加工ヘッドと一体に設けられた白色干渉計であって、前記ワークに形成されている被加工部に向けて白色光を出射し且つ前記被加工部で反射された前記白色光と参照面で反射された前記白色光との干渉信号を検出する白色干渉計と、前記相対移動機構を駆動して、前記加工ヘッド及び前記白色干渉計を一体に前記テーブルに対して垂直な方向に相対的に走査させて、前記被加工部で反射される前記白色光の光路長を変化させる走査制御部と、前記走査中に間欠的に前記白色干渉計から前記干渉信号を取得する干渉信号取得部と、前記干渉信号取得部が取得した前記干渉信号に基づき、前記干渉信号の強度がピークとなる前記白色干渉計の位置を推定する推定部と、を備える干渉信号測定装置。

Description

本発明は、ワークの加工を行うワーク加工装置及びワーク加工装置の制御方法に関する。スピンドルによって高速に回転される円盤状のブレードによってウェーハ等のワークを切削加工するダイシング装置（ワーク加工装置）が知られている。また、ダイシング装置として、ブレードが装着されるスピンドルを２本備えたツインスピンドルダイサが知られている。そして、このツインスピンドルダイサによりワークを切削又は切断する方式としてミーティング切削方式とステップカット方式とが知られている。ミーティング切削方式は、２枚のブレードによって一度に２本のストリートを切断する方式である。また、ステップカット方式は、第１ブレードでストリートに沿って所定深さの溝を切削し、その後、第２ブレードでその第溝の底部を切削することにより、ウェーハをストリートに沿って切断する方式である。このようなダイシング装置のブレードは使用により磨耗するため、ブレードによるワークの切断面にチッピングが生じる場合がある。また、ブレードの熱変形の影響を受けて、ブレードによりワークに形成された溝（カーフ）の位置がストリートの中心からずれる場合がある。このためダイシング装置では、予め設定されたタイミングでブレードのカーフチェックを実施している。例えば、特許文献１及び特許文献２に記載のダイシング装置では、ブレードによりワークに形成された溝をカメラ（アライメント用の顕微鏡等）で撮影し、このカメラの撮影画像に基づき溝のカーフ位置、カーフ幅、及びチッピングの有無等を測定している。また、特許文献３及び特許文献４に記載のレーザ加工機は、ワークに形成されている被加工部に向けて白色光を出射し且つ被加工部で反射された白色光と参照面で反射された白色光との干渉信号を検出する白色干渉計を備える。このレーザ加工機は、白色干渉計をＺ軸方向に垂直走査し、Ｚ軸方向の各位置で白色干渉計の各画素（干渉信号を撮像する撮像素子の画素）から出力される干渉信号を取得する。そして、このレーザ加工機は、干渉信号の強度がピークとなる白色干渉計のＺ軸方向位置を画素ごとに検出した検出結果に基づき、ワークの３次元画像を生成することで、被加工部の加工状態を検証している。特開２０１１－１６５８２６号公報特開２００１－１２９８２２号公報特開２０１５－０９９０２６号公報特開２０１５－３８４３８号公報第１実施形態のダイシング装置の斜視図である。加工部の外観斜視図である。図２に示した白色干渉計の拡大正面図である。白色干渉計の断面図である。第１実施形態のダイシング装置の統括制御部の機能ブロック図である。ミーティング切削方式を説明するための説明図である。ステップカット方式を説明するための説明図である。ステップカット方式で切削されたワークの一部の断面図である。白色干渉計のＺ軸方向のステップ走査を説明するための説明図である。推定部による白色干渉計のピーク位置の推定処理を説明するための説明図である。加工品質測定部による溝の三次元形状の形状測定を説明するための説明図である。加工品質測定部による溝のＹ軸方向に沿った断面形状の形状測定を説明するための説明図である。ステップカット方式で形成された溝のカーフチェック、すなわちワーク内での溝の加工位置の測定例を説明するための説明図である。第１実施形態のダイシング装置によるワークの切削加工処理の流れ、特に溝の加工品質（加工位置）の測定処理の流れを示すフローチャートである。第２実施形態のダイシング装置によるワークの切削加工及び不図示の研削（研磨）装置によるワークの裏面研削を説明するための説明図である。第２実施形態の加工品質測定部によるハーフカット溝のＹ軸方向に沿った断面形状の形状測定を説明するための説明図である。第３実施形態のダイシング装置の統括制御部の機能ブロック図である。第３実施形態の加工品質測定部によるハーフカット溝の断面形状の形状測定を説明するための説明図である。第３実施形態のダイシング装置によるブレードの先端形状の測定処理の流れを示すフローチャートである。第４実施形態のダイシング装置による白色干渉計のステップ走査について説明するための説明図である。図２０中の溝の拡大図であって且つ第４実施形態のステップ走査のステップごとの測定光の基準集光点の位置を説明するための図である。［第１実施形態］図１は、第１実施形態のダイシング装置１０の斜視図である。なお、図中のＸＹＺ軸は互いに直交する軸であり、ＸＹ軸が水平方向に平行な軸であり、Ｚ軸が水平方向に直交する軸である。ダイシング装置１０は、本発明のワーク加工装置に相当するものであり、半導体ウェーハ等の平板状のワークＷを切削加工する。このダイシング装置１０は、ロードポート１２と搬送機構１４と加工部１６と洗浄部１８とを備える。ロードポート１２には、フレームＦにマウントされたワークＷを多数枚収納したカセットが載置される。搬送機構１４はワークＷを搬送する。加工部１６はワークＷのダイシング加工を行う。洗浄部１８はダイシング加工済みのワークＷをスピン洗浄する。また、ダイシング装置１０の筐体１０Ａの内部には、ダイシング装置１０の各部の動作を制御する統括制御部６０（図５参照）等が設けられている。なお、統括制御部６０が筐体１０Ａの外部に設けられていてもよい。ロードポート１２に載置されたカセット内に収納されている未加工（未切削）のワークＷは、搬送機構１４により加工部１６に搬送され、個々のチップに分断するために加工部１６にて切断あるいは溝入れ加工等の切削加工が施される。そして、加工部１６による加工済みのワークＷは搬送機構１４により洗浄部１８に搬送され、洗浄部１８により洗浄された後、搬送機構１４によりロードポート１２に搬送されてカセット内に収納される。図２は、加工部１６の外観斜視図である。図２及び既述の図１に示すように、加工部１６は、既述のツインスピンドルダイサであり、一対のブレード２１Ａ，２１Ｂと、ブレードカバー（不図示）と、一対のスピンドル２２Ａ，２２Ｂと、顕微鏡２３と、白色干渉計２４と、テーブル３１と、を備える。ブレード２１Ａ，２１Ｂは円盤状に形成されている。また、ブレード２１Ａ，２１Ｂの先端形状、すなわちブレード２１Ａ，２１Ｂの径方向に沿ったブレード外周部（刃先部）の断面形状は矩形状（Ｖ字形状等の他の形状でも可）である。ブレード２１Ａ，２１Ｂは、Ｙ軸方向において対向配置されており、それぞれＹ軸方向に平行なブレード回転軸を中心として回転自在にスピンドル２２Ａ，２２Ｂに保持されている。スピンドル２２Ａ，２２Ｂは、高周波モータを内蔵しており、ブレード回転軸を中心としてブレード２１Ａ，２１Ｂを高速回転させる。これにより、ブレード２１Ａ，２１ＢによりワークＷがそのおもて面側から切削加工される。このため、ブレード２１Ａ及びスピンドル２２Ａと、ブレード２１Ｂ及びスピンドル２２Ｂと、はそれぞれ本発明の加工ヘッドに相当する。ブレード２１ＡによるワークＷの切削加工によって本発明の被加工部に相当する溝２５Ａ（図６及び図７参照）がワークＷに形成される。また、ブレード２１ＢによるワークＷの切削加工によって本発明の被加工部に相当する溝２５Ｂ（図６及び図７参照）がワークＷに形成される。顕微鏡２３は、スピンドル２２Ａと一体にＺキャリッジ４４に設けられており、Ｙキャリッジ４３及びＺキャリッジ４４によってスピンドル２２Ａと一体にＹＺ軸方向に移動自在に保持されている。顕微鏡２３は、図示は省略するが撮影光学系と撮像素子とを有する撮影装置［例えばＣＯＭＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラ］である。なお、顕微鏡２３が撮影倍率の異なる高倍率顕微鏡及び低倍率顕微鏡で構成されていてもよい。顕微鏡２３は、ワークＷの切削加工時にはワークＷのおもて面を撮影する。この顕微鏡２３によるワークＷの撮影画像は、ワークＷとブレード２１Ａ，２１Ｂとのアライメントに用いられる。図３は、図２に示した白色干渉計２４の拡大正面図である。図３及び既述の図２に示すように、白色干渉計２４は、スピンドル２２Ｂと一体にＺキャリッジ４４に設けられており、Ｙキャリッジ４３及びＺキャリッジ４４によってＹＺ軸方向に移動自在に保持されている。白色干渉計２４は、ブレード２１Ａ，２１ＢによりワークＷに形成された溝２５Ａ，２５Ｂ（図６及び図７参照）の加工品質の測定に用いられる。また、白色干渉計２４は、この加工品質の測定時においてＺキャリッジ４４を介してテーブル３１（ワークＷ）に垂直なＺ軸方向に垂直走査、より具体的にはステップ走査される。テーブル３１は、ポーラス状（多孔質状）に形成されたワーク保持面３１ａを有しており、このワーク保持面３１ａによりワークＷをその裏面側から吸着保持する。なお、テーブル３１は、後述のＸキャリッジ３６によりＸ軸方向に移動自在に保持され、且つ後述の回転ユニット３７により回転軸ＣＡを中心として回転自在に保持されている。加工部１６には、Ｘベース３２と、Ｘガイド３４と、Ｘ駆動部３５と、Ｘキャリッジ３６と、回転ユニット３７と、が設けられている。Ｘベース３２は、Ｘ軸方向に延びた平板形状を有しており、且つそのＺ軸方向の上面にはＸガイド３４が設けられている。Ｘガイド３４は、Ｘ軸方向に延びた形状を有し、Ｘキャリッジ３６をＸ軸方向に沿ってガイドする。Ｘ駆動部３５は、例えばリニアモータ等のアクチュエータが用いられ、Ｘガイド３４に沿ってＸキャリッジ３６をＸ軸方向に移動（駆動）する。回転ユニット３７は、Ｘキャリッジ３６の上面に設けられている。また、回転ユニット３７の上面には、テーブル３１が設けられている。回転ユニット３７は、モータ及びギヤ等により構成される回転駆動部３８（図５参照）によって回転駆動される。これにより、回転ユニット３７は、テーブル３１をその回転軸ＣＡを中心としてθ方向に回転させる。搬送機構１４によりロードポート１２から搬送されたワークＷは、テーブル３１により吸着保持されることで、テーブル３１と一体に移動及び回転する。また、加工部１６には、Ｙベース４１と、Ｙガイド４２と、一対のＹキャリッジ４３と、一対のＺキャリッジ４４と、が設けられている。Ｙベース４１は、Ｙ軸方向においてＸベース３２を跨ぐような門型形状を有している。このＹベース４１のＸ軸方向の側面には、Ｙガイド４２が設けられている。Ｙガイド４２は、Ｙ軸方向に延びた形状を有し、一対のＹキャリッジ４３をそれぞれＹ軸方向に沿ってガイドする。一対のＹキャリッジ４３は、例えばステッピングモータ及びボールスクリュー等により構成されるアクチュエータであるＹ駆動部４６（図５参照）により、Ｙガイド４２に沿って独立して駆動される。一対のＹキャリッジ４３の各々には、ステッピングモータ等のアクチュエータにより構成されるＺ駆動部４８（図５参照）を介して、Ｚキャリッジ４４がＺ軸方向に移動自在に設けられている。そして、Ｚキャリッジ４４の一方にはスピンドル２２Ａ及び顕微鏡２３が設けられ、且つＺキャリッジ４４の他方にはスピンドル２２Ｂ及び白色干渉計２４が設けられている。Ｘキャリッジ３６、回転ユニット３７、各Ｙキャリッジ４３、及び各Ｚキャリッジ４４を駆動することで、テーブル３１及びワークＷに対してブレード２１Ａ，２１Ｂ、顕微鏡２３、及び白色干渉計２４をＸＹＺ軸方向及びθ方向に相対移動させることができる。図４は、白色干渉計２４の断面図である。図４に示すように、白色干渉計２４は、所謂ミラウ型白色干渉計であり、ハウジング５０と、白色光源５１と、第１ビームスプリッタ５２と、対物レンズ５３と、ガラスプレート５４と、第２ビームスプリッタ５５と、撮像ユニット５６と、を備える。ハウジング５０は、第１ビームスプリッタ５２と、対物レンズ５３と、ガラスプレート５４と、第２ビームスプリッタ５５と