晶片的加工方法與流程

本發明涉及在分割預定線上周期性地局部形成有金屬圖案的半導體晶片的加工方法。

背景技術：

在半導體器件制造工藝中，在半導體晶片等大致圓板狀的工件的正面上形成基于ic或lsi等的多個電子電路，接著在實施對工件的背面進行磨削而加工成規定的厚度等處理之后，沿著被稱為間隔道的分割預定線利用切削刀具對形成有電子電路的器件區域進行切斷而分割出工件，從1張工件得到多個器件芯片。因此，進行如下的步驟：定期性地利用拍攝單元對切削槽進行拍攝而對拍攝單元的加工基準線與切削槽或者晶片上所設定的加工位置之間的偏移進行測量，根據該偏移對切削加工位置進行校正(例如，參照專利文獻1)。

專利文獻1：日本特開2012-151225號公報

但是，當在工件正面的間隔道上周期性地形成有被稱為teg(testelementgroup：測試組件組)的金屬圖案的情況下，在對teg進行了切斷后的部位的切削槽中會產生金屬毛刺等，當對該部位進行拍攝而進行測量時，有可能將金屬毛刺等錯誤地識別為切削槽。

技術實現要素：

本發明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種晶片的加工方法，即使對于帶有金屬圖案的晶片，也能夠不受金屬圖案的影響而對切削槽進行檢測，能夠高精度地進行加工。

根據本發明，提供一種晶片的加工方法，該晶片在基板的正面上在由呈格子狀形成的分割預定線所劃分出的各區域中形成有器件，并且在該分割預定線中按照一定的周期配設有測試用的金屬圖案，該晶片的加工方法利用具有切削刀具的切削單元沿著該分割預定線對該晶片進行加工，其特征在于，該晶片的加工方法具有如下的步驟：金屬圖案位置存儲步驟，使切削裝置的存儲單元存儲該金屬圖案的周期和位置信息；對準步驟，在實施了該金屬圖案位置存儲步驟之后，通過切削裝置的對準單元對作為該晶片的加工位置的該分割預定線進行檢測；切削槽形成步驟，在實施了該對準步驟之后，通過該切削單元沿著該分割預定線形成切削槽；以及加工位置測量步驟，在該切削槽形成步驟的實施中，根據在該金屬圖案位置存儲步驟中預先存儲的該金屬圖案的周期和位置信息，利用拍攝單元對包含在該金屬圖案位置以外的位置上通過該切削單元而形成的切削槽在內的區域進行拍攝，而對該切削槽的位置與所設定的加工位置的位置關系進行測量。

在本發明中，由于進行如下的加工位置測量步驟：根據在金屬圖案位置存儲步驟中預先存儲的金屬圖案的周期和位置信息，在切削槽形成步驟的實施中，利用拍攝單元對包含在金屬圖案位置以外的位置上通過切削單元而形成的切削槽在內的區域進行拍攝，對切削槽的位置與所設定的加工位置的位置關系進行測量，因此能夠在不受因加工金屬圖案而產生的毛刺等的影響的情況下進行切口檢查，能夠以較高的加工精度進行加工。

附圖說明

圖1是示出切削裝置的例子的立體圖。

圖2是示出切削刀具與拍攝單元的位置關系的俯視圖。

圖3的(a)是示出加工對象的晶片的例子的俯視圖，圖3的(b)是晶片的局部放大俯視圖。

圖4是示出器件中的關鍵圖案與分割預定線的位置關系的局部放大俯視圖。

圖5是示出晶片的中心和邊緣的俯視圖。

圖6的(a)是示出對晶片的線進行切削的狀態的俯視圖，圖6的(b)是示出對晶片的線進行切削的狀態的主視圖。

圖7是示出形成于晶片的切削槽的剖視圖。

圖8是示出形成于晶片的切削槽與拍攝單元的基準線的位置關系的例子的俯視圖。

標號說明

1：切削裝置；2：卡盤工作臺；20：吸引部；21：框體；22：夾持部；23：旋轉驅動部；24：罩；3：切削單元；30：殼體；31：主軸；32：切削刀具；320：切削刃部；33：切削槽；34：切削液噴嘴；4：x軸方向移動單元；40：滾珠絲杠；41：導軌；42：電動機；43：軸承部；44：移動基臺；5：y軸方向移動單元；50：滾珠絲杠；51：導軌；52：電動機；54：移動基臺；60：靜止基臺；7：z軸方向移動單元；70：滾珠絲杠；71：導軌；72：電動機；74：支承部；80：控制單元；81：存儲單元；9：對準單元；90：拍攝單元；90a：中心線；w：晶片；w1：正面；d：器件；l、lx1～lx5、ly1～ly3：分割預定線；11～16：區域；t：帶；f：框架；17、18：金屬圖案；kp：關鍵圖案。

具體實施方式

圖1所示的切削裝置1是通過切削單元3對保持在卡盤工作臺2上的晶片實施切削加工的裝置，卡盤工作臺2能夠由x軸方向移動單元4驅動而在x軸方向上移動。另一方面，切削單元3能夠由y軸方向移動單元5驅動而在y軸方向上移動，并且能夠由z軸方向移動單元7驅動而在z軸方向上移動。

卡盤工作臺2具有：吸引部20，其對晶片進行吸引保持；框體21，其圍繞吸引部20并進行保持；以及夾持部22，其固定于框體21的外周部。卡盤工作臺2的下部與使卡盤工作臺2旋轉的旋轉驅動部23連結。旋轉驅動部23被罩24從上方覆蓋。

x軸方向移動單元4具有：滾珠絲杠40，其配設在靜止基臺60上，在x軸方向上延伸；一對導軌41，其與滾珠絲杠40平行地配設；電動機42，其與滾珠絲杠40的一端連結，使滾珠絲杠40旋轉；軸承部43，其對滾珠絲杠40的另一端進行支承；移動基臺44，其內部的螺母與滾珠絲杠40螺合，并且下部與導軌41滑動接觸，該x軸方向移動單元4采用如下的結構：通過電動機42使滾珠絲杠40在正反兩個方向上旋轉而使移動基臺44在導軌41上被引導從而在+x方向或者-x方向上移動。電動機42由具有cpu、存儲器等的控制單元80控制。在作為電動機42使用脈沖電動機的情況下，能夠通過對從控制單元80朝向脈沖電動機輸出的驅動脈沖進行計數而識別卡盤工作臺2的x軸方向上的位置。并且，在作為電動機42使用伺服電動機的情況下，能夠通過向控制單元80發送對伺服電動機的轉速進行檢測的旋轉編碼器所輸出的脈沖信號，并由控制單元80對該脈沖信號進行計數，而對卡盤工作臺2的x軸方向位置進行檢測。

y軸方向移動單元5具有：滾珠絲杠50，其配設在靜止基臺60上，在y軸方向上延伸；一對導軌51，其與滾珠絲杠50平行地配設；電動機52，其與滾珠絲杠50的一端連結，使滾珠絲杠50旋轉；以及移動基臺54，其內部的螺母與滾珠絲杠50螺合，并且下部與導軌51滑動接觸，該y軸方向移動單元5采用如下的結構：通過電動機52使滾珠絲杠50在正反兩個方向上旋轉，而使移動基臺54在導軌51上被引導從而在+y方向或者-y方向上移動。電動機52由控制單元80控制。在作為電動機52使用脈沖電動機的情況下，能夠通過對從控制單元80朝向脈沖電動機輸出的驅動脈沖進行計數而識別切削單元3的y軸方向上的位置。并且，在作為電動機52使用伺服電動機的情況下，能夠通過向控制單元80發送對伺服電動機的轉速進行檢測的旋轉編碼器所輸出的脈沖信號，并由控制單元80對該脈沖信號進行計數，而對切削單元3的y軸方向位置進行檢測。

z軸方向移動單元7具有：滾珠絲杠70，其配設在移動基臺54上，在z軸方向上延伸；一對導軌71，其與滾珠絲杠70平行地配設；電動機72，其與滾珠絲杠70的一端連結，使滾珠絲杠70旋轉；以及支承部74，其內部的螺母與滾珠絲杠70螺合，并且側部與導軌71滑動接觸，該z軸方向移動單元7采用如下的結構：通過電動機72使滾珠絲杠70在正反兩個方向上旋轉，而使支承部74在導軌71上被引導從而在+z方向或者-z方向上移動。電動機72由控制單元80控制。在作為電動機72使用脈沖電動機的情況下，能夠通過對從控制單元80朝向脈沖電動機輸出的驅動脈沖進行計數，而識別切削單元3的z軸方向上的位置。并且，在作為電動機72使用伺服電動機的情況下，能夠通過向控制單元80發送對伺服電動機的轉速進行檢測的旋轉編碼器所輸出的脈沖信號，并由控制單元80對該脈沖信號進行計數，而對切削單元3的z軸方向位置進行檢測。

切削單元3采用在被殼體30支承為能夠旋轉的主軸31的前端裝配有切削刀具32的結構，殼體30由支承部74支承。在切削單元3中，以從y軸方向夾著切削刀具32的方式配設有切削液噴嘴34。

在殼體30的側部固定有對準單元9。在對準單元9中具有對晶片進行拍攝的拍攝單元90，能夠根據拍攝單元90所取得的圖像而對應該切削的位置進行檢測。對準單元9與切削單元3一同在x軸方向、y軸方向以及z軸方向上移動。

控制單元80與具有存儲器等存儲元件的存儲單元81連接，參照存儲于存儲單元81的信息而對各部位進行控制。

如圖2所示，例如，預先進行調整以使得切削刀具32的切削刃部320的寬度方向(y軸方向)的中心線320a位于形成于拍攝單元90的鏡頭的中心的對準基準線90a的延長線上。

接著，對如下的方法進行說明：使用像上述那樣構成的切削裝置1，從圖3的(a)所示的晶片w的正面w1側形成切削槽，并對切削槽是否形成于規定的位置進行檢查。

在該晶片w的正面w1上，在呈格子狀形成的分割預定線(以下，記作“線”。)l所劃分出的各區域中形成有器件d。該晶片w的背面粘貼在帶t上。在帶t的外周部粘貼有環狀的框架f，晶片w借助帶t支承于框架f。并且，在圖1所示的卡盤工作臺2的吸引部20中隔著帶t對晶片w進行吸引保持，通過夾持部22對框架f進行固定。

構成晶片w的各器件d在半導體制造工藝中形成于硅等基板的正面上，各器件d內的電路圖案在步進器中通過借助中間掩模的投影露光而形成。在中間掩模中形成有各器件d的電路圖案，在制作1張晶片w時，使用多個中間掩模。

晶片w包括與所使用的中間掩模對應地進行了分割的區域，圖3的(a)所示的晶片w具有例如區域11～16。例如，如圖3的(b)所示，在各區域11～16中形成有在x軸方向上延伸的線lx1～lx5和在y軸方向上延伸的線ly1～ly3。按照各中間掩模決定x軸方向上的線數和y軸方向上的線數。

(1)金屬圖案位置存儲步驟

如圖3的(b)所示，在區域11～16的線lx1和lx3中形成有由銅等金屬構成的被稱為teg(測試組件組)的金屬圖案17。并且，在線ly3中也形成有金屬圖案18。金屬圖案17、18在各個區域11～16中按照一定的周期形成。因此，在任意的區域中都在同一部位形成有金屬圖案17、18。在圖3的(b)的例子中，雖然在線lx1和lx3以及線ly3中形成有金屬圖案17、18，但形成有金屬圖案的線不限于這些線。金屬圖案17、18具有作為用于尋找產生于各器件d的設計上或制造上的問題的測試用元件的功能。由于金屬圖案17、18也通過借助中間掩模的濺射、cvd等而形成，因此在中間掩模中形成有與金屬圖案17、18對應的掩模。

這樣，作為中間掩模的規格，制定了x軸方向的線數、y軸方向的線數、形成有金屬圖案的線、金屬圖案的周期以及位置信息這樣的信息。這些信息由操作員使用切削裝置1所具有的未圖示的輸入單元(例如，鍵盤、觸摸面板等)進行輸入從而存儲于圖1所示的存儲單元81。

關于晶片w的最外線相當于中間掩模的哪條線，也由操作員輸入存儲單元81。例如，由于圖3的(a)所示的區域15的線lx1是晶片w的最外線，因此在存儲單元81中存儲有中間掩模內的線lx1是最外線的意思的信息。

并且，操作員確定出在之后的對準步驟中對應該加工的線進行檢測時的圖案匹配中所使用的關鍵圖案，使存儲單元81存儲包含該關鍵圖案在內的圖像。例如，預先選擇器件d中的具有特征性的形狀的特定的電路圖案(例如圖4所示的關鍵圖案kp)作為圖案匹配用的關鍵圖案，使存儲單元81存儲包含該關鍵圖案kp在內的圖像。并且，在存儲單元81中還存儲有從該關鍵圖案kp到相鄰的在x軸方向上延伸的線(例如線lx2)的中央lo為止的距離dy的值。另外，作為關鍵圖案，不僅使用器件d的電路圖案，也可以使用為了用于圖案匹配而設置于晶片w的器件d以外的部分的圖案。

此外，關于在切削加工后對切削槽進行切口檢查時的x軸方向上的檢查位置xs，也由操作員存儲于存儲單元81。切口檢查位置xs位于從晶片w的中心o起在x軸方向上移位了x1后的位置，將該x1的值存儲于存儲單元81。操作員一邊通過圖1所示的拍攝單元90對晶片w進行拍攝并對未圖示的監視器上所成像的圖像進行觀察，一邊選擇未形成有金屬圖案17、18的位置來決定x1的值。

除此之外，晶片w的尺寸(直徑)、相鄰的線間的距離即轉位尺寸(從某條線的中央到其相鄰的線的中央的距離)等信息也存儲于存儲單元81。

(2)對準步驟

(2a)晶片w的朝向的調整

通過使卡盤工作臺2向-x方向移動而將保持在卡盤工作臺2上的晶片w定位在拍攝單元90的下方。并且，通過圖案匹配對圖4所示的2個關鍵圖案kp(例如位于x軸方向的兩端部的位置的2個關鍵圖案kp)進行檢測。

控制單元80分別進行與確定的線相鄰的2個關鍵圖案kp的圖案匹配，求出檢測出的2個圖案的位置的y坐標。如圖4所示，如果所求出的2個圖案的y坐標一致，則控制單元80判斷為各線朝向與x軸方向平行的方向。另一方面，在2個圖案的y坐標不一致的情況下，控制單元80對連結2個圖案的線與x軸所呈的角度進行計算，對圖1所示的旋轉驅動部23進行驅動而使卡盤工作臺2旋轉該角度的量，使在x軸方向上延伸的線與連結2個圖案的線平行。并且，控制單元80對線lx2的中央線lo的y坐標進行識別。

(2b)晶片中心位置的計算

接著，一邊使卡盤工作臺2旋轉，一邊對于晶片w的周緣對例如3個部位(例如圖5所示的周緣區域e1、e2、e3)進行拍攝而取得各自的圖像，并進行邊緣檢測，由此控制單元80分別求出晶片w的周緣上的3點的x-y坐標。具體而言，在周緣區域e1、e2、e3各自的圖像中，通過進行將像素值變化成某閾值以上的部分識別為邊緣的圖像處理而求出3點的x-y坐標。控制單元80根據這3點的坐標而求出晶片w的中心o的x-y坐標。

(2c)最外線位置的計算

接著，控制單元80根據預先存儲于存儲單元81的晶片w的尺寸(直徑)，將從中心o按照半徑的量向外周側遠離的位置設為晶片w的邊緣e，對該邊緣的y坐標進行計算。并且，根據邊緣的y坐標以及存儲于存儲單元81的晶片w的轉位尺寸以及x軸方向的線數，而求出最初進行切削的最外線的y坐標，并使存儲單元81存儲。該最外線是區域14、15、16的線lx1。這樣，通過以晶片w的中心o為基準而求出最外線lx1，即使當向卡盤工作臺2搬入晶片w時卡盤工作臺2的中心與晶片w的中心不一致，也能夠準確地求出最外線lx1的位置。

另外，也可以為了最外線的檢測，而在晶片w的器件以外的區域中形成特別的靶圖案，根據與該靶圖案的位置關系求出最外線的位置。在該情況下，即使卡盤工作臺2的中心與晶片w的中心不一致，也能夠準確地求出最外線lx1的位置。

(3)切削槽形成步驟

如上所述，在將切削加工和通過切削加工而形成的切削槽的檢查所需要的信息存儲于存儲單元81，并實施了對準步驟之后，沿著各線進行實際的切削加工而形成切削槽，并且對通過切削加工而形成的切削槽是否形成于期望的位置進行檢查(切口檢查)。控制部80從存儲單元81讀出與形成有金屬圖案17、18的線相關的信息，將未形成有金屬圖案的線決定為切口檢查的對象。在圖3的(b)的例子中，例如線lx4作為切口檢查的對象。

首先，控制單元80對圖1所示的y軸方向移動單元5的電動機52進行驅動，由此如圖6的(a)所示，使切削刀具32的切削刃部320的y軸方向上的位置與在對準步驟中檢測出的作為最外線的線lx1的y軸方向上的位置一致。并且，圖1所示的z軸方向移動單元7使切削單元3向-z方向下降，如圖6的(b)所示，使旋轉的切削刀具32切入線lx1而使卡盤工作臺2向-x方向加工進給，由此如圖7所示，在晶片w的正面w1上沿著線lx1形成切削槽33。在切削中，從圖1所示的切削液噴嘴34向切削刀具32提供切削液。該切削槽33具有不貫穿到背面的規定的深度，通過控制單元80對z方向移動單元7的電動機72進行控制而對該規定的深度進行調整。

如圖3的(b)所示，由于在線lx1中形成有金屬圖案17，因此在金屬圖案17中有可能產生毛刺，當對通過對線lx1的加工而形成的切削槽33進行拍攝并進行切口檢查時，有可能混淆地識別出毛刺和切削槽33。因此，對于線lx1不進行切口檢查，而轉移到下一線lx2的加工。

接著，使卡盤工作臺2向+x方向移動而返回到原來的位置，并且圖1所示的y軸方向移動單元5使切削單元3按照存儲于存儲單元81的轉位尺寸的量向+y方向移動，使切削刀具32的y軸方向上的位置與線lx2的y軸方向上的位置一致。并且，與上述同樣，在晶片w的正面w1上沿著線lx2形成切削槽33。由于形成于線ly3的金屬圖案18位于與線lx2交叉的部分，因此對于線lx2也不進行切口檢查，而轉移到下一線lx3的加工。

接著，使卡盤工作臺2向+x方向移動而返回到原來的位置，并且圖1所示的y軸方向移動單元5使切削單元3按照存儲于存儲單元81的轉位尺寸的量向+y方向移動，使切削刀具32的y軸方向上的位置與線lx3的y軸方向上的位置一致。并且，與上述同樣，在晶片w的正面w1上沿著線lx2形成切削槽33。由于在線lx3中也形成有金屬圖案17，因此這里也不進行切口檢查。

接著，使卡盤工作臺2向+x方向移動而返回到原來的位置，并且圖1所示的y軸方向移動單元5使切削單元3按照存儲于存儲單元81的轉位尺寸的量向+y方向移動，使切削刀具32的y軸方向上的位置與線lx2的y軸方向上的位置一致。并且，與上述同樣，在晶片w的正面w1上沿著線lx2形成切削槽33。

(4)加工位置測量步驟

在本步驟中，根據金屬圖案位置存儲步驟中所存儲的金屬圖案17、18的周期和位置信息，而在形成有金屬圖案17、18的位置以外的位置進行切口檢查。即，在本步驟中，對通過對線lx4的加工而形成的切削槽33進行切口檢查。

在對線lx4進行了切削加工之后，停止切削液從切削液噴嘴34的排出，拍攝單元90向線lx4的切口檢查位置xs移動。并且，拍攝單元90對包含切削槽33在內的區域進行拍攝，如果拍攝單元90的基準線90a與切削槽33的中央線一致，則判斷為對線lx4的預先設定的加工位置進行了切削。另一方面，當如圖8所示，在拍攝單元90的基準線90a與切削槽33的中央線33a之間存在偏移量91的情況下，在偏移量91小于規定的閾值的情況下，判斷為對預先設定的加工位置進行了切削。使該閾值預先存儲于存儲單元81。另一方面，在偏移量91為該閾值以上的情況下，控制單元80判斷為在切削槽33與線lx4的中央線之間存在無法容許的偏移，未能對線lx4的期望的位置進行加工。這樣，能夠通過對切削槽33的位置與所設定的加工位置的位置關系進行測量，而判斷是否對期望的位置進行了切削。

在圖8的例子中，由于切削槽33的中央線33a比基準線90a進一步向-y方向偏移，當控制單元80判斷為偏移量91為閾值以上時，立即地即在線lx4的加工后，對圖1所示的y軸方向移動單元5的電動機52進行驅動而使切削單元3向+y方向錯開偏移量91的量，對切削刀具32的y軸方向上的位置進行校正。于是，能夠使基準線90a位于切削槽33的中央，對于線lx4的下一線，對線的中心進行加工。

并且，在采用卡盤工作臺2能夠在y軸方向上移動的結構的情況下，也可以不通過切削單元3的移動、而通過使卡盤工作臺2的y軸方向上的位置偏移從而對切削槽的形成位置進行校正。

這樣，在對切削槽33進行拍攝，切削槽33的位置比期望的位置偏移的情況下，由于能夠進行校正以使得切削槽33處于期望的位置，因此在之后的切削中，能夠準確地對期望的位置進行切削。而且，在金屬圖案位置存儲步驟中使存儲單元81存儲了形成有金屬圖案17、18的位置，在加工位置測量步驟中，參照存儲于存儲單元81的信息，對未形成有金屬圖案17、18的位置上所形成的切削槽進行檢查，因此能夠在不會受到因對金屬圖案進行加工而產生的毛刺等的影響的情況下進行切口檢查，能夠以較高的加工精度進行加工。

另外，在本實施方式中，雖然在晶片w的正面w1上形成不會貫穿到背面的規定的深度的切削槽，但所形成的切削槽也可以貫穿晶片w的正面背面。

切削裝置中還包括如下的類型：具有2個包含切削刀具在內的切削單元，并且在各個切削單元中附設有拍攝單元，使各個切削刀具作用于各條線而按照2條線進行切削。在使用這種類型的切削裝置的情況下，2個拍攝單元分別對2個切削槽進行拍攝，單獨地判斷切削槽的位置與期望的加工位置的位置關系，單獨地對各個切削單元的位置進行調整，從而能夠對期望的位置進行切削。