JP2000306865A - ウェーハ切断方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 欠陥部を有するウェーハから、欠陥部がなく
安定した品質のチップを切り出す。 【解決手段】 ＸＹテーブル３上のウェーハ保持手段５
にウェーハ４を保持する。ウェーハ４の欠陥部の位置に
円柱状の円形ピースを付着し、欠陥部を被覆する。レー
ザ距離計９にて切断位置のウェーハ４の反りを測定した
後、レーザ照射手段13からレーザ光15を照射しつつ、Ｘ
Ｙテーブル３およびＺテーブル12を適宜駆動し、１個の
チップを切り出す。この後、ＸＹテーブル３を駆動し、
レーザ照射手段13を次の切断位置に移動する。切断位置
で反りを測定する際、円形ピースによる段差を検知した
場合には、レーザ光15を照射せずにＸＹテーブル３を駆
動し、次の切断位置に移動する。切り出したチップには
欠陥部を有するチップが混在せず、品質を安定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウェーハからチッ
プを切り出すウェーハの切断方法およびその装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体や、電気部品として使用される金
属をベースとしたチップは、通常、直径が数十ｍｍ、厚
さ数百μｍのウェーハと呼ばれている金属円盤上に、露
光・現像などの化学処理により形成される。

【０００３】これらのチップは一枚のウェーハに数百個
以上形成され、ダイヤモンド砥石やレーザによって切断
される。そして、チップは通常四角であるのが一般的で
あるが、特殊な例として、電子銃のカソードの様に円形
をしたものがある。

【０００４】これらを切断するに際しては、レーザ光に
よってウェーハから一個ずつ切り離す方法が採られてい
るが、このウェーハは、炉によって熱処理をするため、
熱工程を経ると、ウェーハ自体が反ってしまう。

【０００５】このため、例えばウェーハの反りを測定
し、この測定結果のデータに基づいてレーザ変位計によ
りレーザ光の焦点がウェーハ表面に位置するように制御
する自動焦点機構により、反ったウェーハでも確実にチ
ップを切り出す構成が採られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えばウェ
ーハの全面をエミッタ含浸する場合、１〜２ｍｍ径程度
の未含浸部分である欠陥部が生じる場合がある。このよ
うな欠陥部を有するウェーハを切断すると、切り出した
チップに欠陥部を有するチップが混在してしまうおそれ
があるという問題がある。

【０００７】本発明は、このような問題点に鑑みなされ
たもので、欠陥部を有するウェーハでも切り出されたチ
ップに欠陥部がなく安定した品質のチップとなるウェー
ハ切断方法およびその装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ウェーハ上の
欠陥部を検知し、この検知した欠陥部を除く前記ウェー
ハの位置でレーザ光を前記ウェーハに照射してチップを
切り出すものである。そして、ウェーハ上の欠陥部を検
知し、この欠陥部を除く位置でレーザ光をウェーハに照
射してチップを切り出すため、切り出されたチップに欠
陥部が存在せず、欠陥部のない安定した品質のチップと
なる。

【０００９】また、ウェーハ上の欠陥部の検知は、前記
ウェーハの欠陥部を予め特定し、この欠陥部を覆う所定
の厚さ寸法を有する被覆部材にて被覆し、この被覆部材
を検知することにより前記欠陥部を検知するものであ
る。そして、ウェーハの欠陥部を被覆した所定の厚さ寸
法を有する被覆部材によりウエーハ上に段差が生じ、こ
の段差を検知することにより欠陥部を検知するため、容
易に欠陥部が検知され、確実に欠陥部のない安定した品
質となる。

【００１０】さらに、被覆部材の検知は、レーザ光を照
射するレーザ照射手段からウェーハまでの距離を測定し
て前記ウェーハの反りを検知し、前記レーザ照射手段か
らウェーハまでの距離と前記レーザ照射手段から前記被
覆部材までの距離との差により前記被覆部材を検知する
ものである。そして、レーザ照射手段からウェーハまで
の距離を測定してウェーハの反りを検知するレーザ変位
測定手段により、レーザ照射手段からウェーハまでの距
離とレーザ照射手段から被覆部材までの距離との差によ
り被覆部材を検知することにより欠陥部を検知するた
め、ウェーハの反りを検知する構成を利用して欠陥部も
認識でき、簡単な構成で欠陥部のない安定した品質が得
られる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図１ないし図３に
示された一実施の形態を参照しながら説明する。

【００１２】図１は、本発明に好適な陰極線管用含浸型
陰極のベースメタル材となる多孔性のタングステン基板
を切り出すウエーハ切断装置の一実施の形態を示す図で
ある。

【００１３】図１に示されるように、１はウェーハ切断
装置で、このウェーハ切断装置１は、ベース２の上に固
着された移動手段を構成し、Ｘ方向およびＹ方向に移動
するＸＹテーブル３を備えている。そして、このＸＹテ
ーブル３上には、ウェーハ４を保持するウェーハ保持手
段５が配設されている。ウェーハ４は、含浸型陰極など
の陰極用ベースメタル材となるタングステン基板であ
る。

【００１４】また、べース２には、Ｚ方向である上下方
向に長手状のポスト７が固着されている。さらに、ポス
ト７には、先端がＸＹテーブル３の上方に位置する第１
のブラケット８が突設されている。そして、第１のブラ
ケット８の先端には、ウェーハ４の上方に位置するウェ
ーハ４の反りを測定するレーザ変位測定手段としてのレ
ーザ変位計であるレーザ距離計９が下向きに配設されて
いる。

【００１５】さらに、ポスト７には先端がＸＹテーブル
３の上方に位置する第２のブラケット11が突設され、こ
の第２のブラケット11の先端部分にＺ方向すなわち上下
方向である高さ方向に移動可能な移動手段を構成するＺ
テーブル12が設けられている。そして、このＺテーブル
12上に、レーザ照射手段13が配設されている。このレー
ザ照射手段13は、図示しないレーザ電源に接続され、光
学系を介して、対物レンズ14からウェーハ４の表面に焦
点が合った状態でレーザ光15が照射される。このレーザ
光15としては、例えばヤグレーザ（ＹＡＧ：Ｎｄレー
ザ）などが利用される。

【００１６】そして、ＸＹテーブル３は、ウェーハ保持
手段５によりウェーハ４を保持したままＸ方向およびＹ
方向に所定の動作をし、ウェーハ４が切断される。

【００１７】次に、上記ウェーハ切断装置の内部構成を
図２を参照して説明する。

【００１８】図２は、陰極線管用含浸型陰極の陰極用ベ
ースメタル材であるウエーハ切断装置１を示すブロック
図である。

【００１９】図２において、ＸＹテーブル３と、レーザ
距離計９と、レーザ照射手段13と、Ｚテーブル12とが、
それぞれ制御手段17に接続されている。この制御手段17
は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ）、リードオンリ
メモリ（ＲＯＭ）、記憶手段18となるランダムアクセス
メモリ（ＲＡＭ）などにより構成されている。

【００２０】また、図３は、図１及び図２で示した実施
形態を統合した状態を示す概略図である。

【００２１】次に、上記ウェーハ切断装置の動作を図４
および図５を参照して説明する。

【００２２】図４は欠陥部を有したウェーハのチップ切
り出し位置を示す平面図で、図５は予め特定された欠陥
部に本発明に係る円形ピースを被覆した状態のウェーハ
を示す側面図である。

【００２３】まず、ＸＹテーブル３のウェーハ保持手段
５にウェーハ４を保持する。この保持するウェーハ４
に、図４に示すような例えばエミッタ未含浸部分などの
欠陥部20がある場合には、図５に示すように、所定の厚
さ寸法、例えばアルミ合金などにて厚さ寸法が１．５ｍ
ｍの略円柱状に形成された被覆部材としての円形ピース
21を欠陥部20を覆うように、両面粘着シートなどにてウ
ェーハ４上に付着する。

【００２４】そして、制御手段17によりレーザ距離計９
にてウェーハ４の反りを測定し、すなわちレーザ照射手
段13の対物レンズ14からウェーハ４までの距離を測定
し、ウェーハ４のそれぞれのＸＹ座標におけるＺ方向の
高さのデータを記憶手段18に記憶する。なお、ウェーハ
４上の平面データは、ＸＹ座標でも曲座標でも良い。

【００２５】この後、制御手段17によりＸＹテーブル３
およびＺテーブル12を適宜動作させてウェーハ４とレー
ザ照射手段13の対物レンズ14との距離が所定の値になる
ように制御する。そして、レーザ照射手段13からレーザ
光15を照射しつつ、ＸＹテーブル３を所定の軌跡になる
ように移動して略円形にチップ22を切り出す。なお、Ｘ
Ｙテーブル３は、例えば円弧補間、すなわち、与えられ
た２点間を円弧に沿った点群で近似する方法によって制
御する。

【００２６】この１個のチップ22を切断した後、次のチ
ップ22の切断位置に移動し、再びレーザ距離計９によっ
て、ウェーハ４との距離を計測してウェーハ４の反りを
測定し、レーザ照射手段13とウェーハ４との距離を所定
の値に制御し、スプラシュの増加や切断不良などを防止
して再びチップ22を切断する。

【００２７】そして、次のチップ22の切断位置における
レーザ距離計９によるウェーハ４の反りの測定の際、円
形ピース21が位置する場合、レーザ照射手段13とウェー
ハ４との距離が段差状に急激に変化する測定結果とな
る。この測定結果から、制御手段17はチップ22の切断位
置に欠陥部20を被覆する円形ピース21が位置すると判断
し、レーザ光15を照射せず、ＸＹテーブル３を動作して
次の切断位置に移動する。

【００２８】さらに、上記ウェーハ切断装置の動作を図
６を参照して説明する。

【００２９】図６は、ウェーハ切断装置の動作の概略を
示す説明図、図７は、切断加工の実施例を示す説明図で
ある。

【００３０】図６に示すように、所定間隔で設定された
測定点Ｐにレーザ距離計９から測定レーザ光25を照射し
てレーザ照射手段13とウェーハ４との距離を測定する
際、通常のウェーハ４の反り量では、レーザ距離計９に
よる１回毎の測定点Ｐ間でのウェーハ４の反りによるＺ
方向の位置の差すなわち段差Δｔ１，Δｔ２，Δｔ３
は、ある一定の閾値Ｘを越えることはない（Δｔ１＜
Ｘ，Δｔ２＜Ｘ，Δｔ３＜Ｘ）。これに対し、円形ピー
ス21が位置する場合、レーザ照射手段13とウェーハ４と
の距離が段差状に急激に変化し、この段差Δｔ４がある
一定の閾値Ｘを越える（Δｔ４＞Ｘ）ため、欠陥部20の
認識が可能になり、レーザ光15の照射が停止される。

【００３１】また、個々の切断位置で測定すなわち欠陥
部20の検知と切断加工を略同時に行う他、ウェーハ４の
全体あるいは一部について予め欠陥部20を検知して情報
を記憶し、この情報に基づき、切断加工を実行すること
もできる。例えば、図７に示すように、測定を数点先の
切断位置で先行して行い、この測定結果に基づき、後に
切断加工を行うこともできる。この構成では、円形ピー
ス21を配置した位置の近傍に、加工不可マージン27を正
確に設定でき、円形ピース21への不要なレーザ光15の照
射、切断加工などを防止できる。

【００３２】このように、ウェーハ４に欠陥部20が存在
しても、この欠陥部20を除いた正常なウェーハ４の位置
でチップ22を切り出すため、切り出されたチップ22に欠
陥部20を有するチップ22が混在することを防止でき、欠
陥部20のない安定した品質のチップ22を提供できる。

【００３３】また、欠陥部20を所定の厚さ寸法を有する
円形ピース21で覆うため、欠陥検知手段を構成するレー
ザ変位測定手段すなわちレーザ距離計９にて容易で確実
に欠陥部20を検知でき、確実に欠陥部20のない安定した
品質のチップ22となる。

【００３４】さらに、所定の厚さの円形ピースにて覆う
ため、反りを測定するレーザ距離計９を利用して欠陥部
20の位置を容易に検知でき、別途欠陥部20を検知するた
めの構成が不要となり、欠陥部20のない安定した品質の
チップ22を提供する構成を簡略化でき、装置が大型化す
ることも防止できる。

【００３５】そして、円形ピース21は単に欠陥部20を覆
う部材であればよく、欠陥部20の大きさや形状を問わず
例えばアルミ鋼板を欠陥部20に対応した形状に切り抜け
ばよく、容易に欠陥部20の検知ができる。

【００３６】また、円形ピース21を付着するため、チッ
プ22の切り出し作業の際に生じる振動などにて円形ピー
ス21が移動して欠陥部20を被覆しなくなることを防止で
き、また反ったウェーハ４の傾斜する位置に欠陥部20が
位置しても円形ピース21がずれ落ちることなどを防止し
て確実に被覆でき、確実に欠陥部20のない安定した品質
のチップ22となる。

【００３７】なお、上記一実施の形態においては、陰極
線管用の含浸型陰極のベースメタル材となるウェーハ４
を切断する構成について説明したが、例えば、弾性表面
波素子用の圧電基板として用いられるリチウムタンタレ
ート（Ｌｉ_２ＴａＯ_３）、リチウムナイオベート（Ｌｉ
Ｎｉ_４Ｏ_３）、リチウムテトラボレート（Ｌｉ_２Ｂ_４Ｏ
_７、四方酸リチウム単結晶）など、いずれのウェーハに
も適用できる。

【００３８】そして、欠陥部20を被覆する円形ピース21
をレーザ距離計９にて検知することにより間接的に検知
して説明したが、例えばウェーハ４の反射率を測定する
などして欠陥部20を直接検知したり、欠陥部20の部分に
黒色塗料などを塗布して被覆し明暗により欠陥部20を間
接的に検知したり、Ｘ線などにてウェーハ４上の組成を
検出して欠陥部を直接検知するなど、いずれの方法で欠
陥部20を検知してもよい。

【００３９】また、被覆部材としては、アルミ合金など
にて円形のピース状に形成したものを用いたが、形状や
材質などは欠陥部20の検知方法に対応して適宜設定でき
る。

【００４０】また、チップ22の切断位置での反りを切断
毎に測定するほか、例えばチップ22の切断の際に、次の
切断位置でレーザ距離計９にてウェーハ４の反りの測定
を同時進行して、順次チップ22を切り出す構成によれ
ば、チップ22の切り出し効率を向上できる。

【００４１】そしてさらに、あらかじめウェーハ４の反
りを検知して制御手段17の記憶手段18に記憶しておき、
レーザ距離計９にてレーザ光15の焦点がウェーハ４の表
面に位置するように切断し、円形ピース21の位置では円
形ピース21の厚さ寸法分の距離が短くなることから焦点
が合わなくなるのでレーザ光15を照射しないようにして
欠陥部の位置でチップ22の切り出しをしないようにして
もよい。

【００４２】また、移動手段としてＸＹテーブル３を移
動してチップを切断したが、レーザ照射手段13を移動さ
せたり、双方を相対的に移動して切断してもよい。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、ウェーハ上の欠陥部を
検知し、この欠陥部を除く位置でレーザ光をウェーハに
照射してチップを切り出すため、切り出されたチップに
欠陥部が存在せず、欠陥部のない安定した品質にでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のウェーハ切断装置の一実施の形態を示
す正面図である。

【図２】同上ウェーハ切断装置の制御系を示すブロック
図である。

【図３】同上ウェーハ切断装置の実施の形態を統合した
状態を示す概略図である。

【図４】同上欠陥部を有したウェーハのチップ切り出し
位置を示す平面図である。

【図５】同上欠陥部を円形ピースにて被覆した状態のウ
ェーハを示す側面図である。

【図６】同上欠陥部を円形ピースにて被覆した状態のウ
ェーハの段差測定状態を取出して示す断面図である。

【図７】同上欠陥部を円形ピースにて被覆した一実施の
加工状態を取出して示す平面図である。

【符号の説明】

１ ウェーハ切断装置 ３ 移動手段としてのＸＹテーブル ４ ウェーハ ５ ウェーハ保持手段 ９ 欠陥検知手段を構成するレーザ変位測定手段とし
てのレーザ距離計 12 移動手段としてのＺテーブル 13 レーザ照射手段 15 レーザ光 17 制御手段 20 欠陥部 21 被覆部材としての円形ピース 22 チップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 恒夫 神奈川県川崎市川崎区日進町７番地１ 東 芝電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 井上 雅夫 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８ 株式会 社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 4E068 AE01 CA08 CA12 CA18 CC00 DA10

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェーハ上の欠陥部を検知し、 この検知した欠陥部を除く前記ウェーハの位置でレーザ
   光を前記ウェーハに照射してチップを切り出すことを特
   徴とするウェーハ切断方法。
2. 【請求項２】 ウェーハ上の欠陥部の検知は、 前記ウェーハの欠陥部を覆う所定の厚さ寸法を有する被
   覆部材にて被覆し、 この被覆部材を検知することにより前記欠陥部を検知す
   ることを特徴とする請求項１記載のウェーハ切断方法。
3. 【請求項３】 被覆部材の検知は、レーザ光を照射する
   レーザ照射手段からウェーハまでの距離を測定して前記
   ウェーハの反りを検知し、前記レーザ照射手段からウェ
   ーハまでの距離と前記レーザ照射手段から前記被覆部材
   までの距離との差により前記被覆部材を検知することを
   特徴とする請求項２記載のウェーハ切断方法。
4. 【請求項４】 あらかじめウェーハの反りを測定してお
   き、 前記ウェーハの切断位置での座標および反りのデータに
   基づいて、レーザ照射手段から前記ウェーハまでの距離
   を所定の距離に制御し、 前記レーザ照射手段から前記ウェーハまでの距離が所定
   の距離となった時点で前記レーザ光を前記ウェーハに照
   射してチップを切り出すことを特徴とするウェーハ切断
   方法。
5. 【請求項５】 ウェーハを保持するウェーハ保持手段
   と、 前記ウェーハにレーザ光を照射するレーザ照射手段と、 前記ウェーハおよび前記レーザ光を相対的に移動させる
   移動手段と、 前記ウェーハ上の欠陥部を検知する欠陥検知手段と、 この欠陥検知手段にて検知した前記欠陥部を除く前記ウ
   ェーハの位置にレーザ光を照射して前記ウェーハからチ
   ップを切り出す制御手段とを具備したことを特徴とする
   ウェーハ切断装置。
6. 【請求項６】 欠陥検知手段は、ウェーハ上の欠陥部を
   覆って設けた所定の厚さ寸法を有する被覆部材を検知し
   て欠陥部を検知することを特徴とする請求項５記載のウ
   ェーハ切断装置。
7. 【請求項７】 レーザ照射手段からウェーハまでの距離
   を測定して前記ウェーハの反りを検知するレーザ変位測
   定手段を具備し、 欠陥検知手段は、前記レーザ変位測定手段にて検出した
   前記レーザ照射手段から前記ウェーハまでの距離と前記
   レーザ照射手段から前記ウェーハ上の欠陥部を覆って設
   けた所定の厚さ寸法を有する被覆部材までの距離との差
   により前記被覆部材を検知して欠陥部を検知することを
   特徴とする請求項６記載のウェーハ切断装置。
8. 【請求項８】 ウェーハを保持するウェーハ保持手段
   と、 前記ウェーハにレーザ光を照射するレーザ照射手段と、 前記レーザ照射手段から前記ウェーハまでの距離を測定
   するレーザ変位測定手段と、 前記ウェーハおよび前記レーザ照射手段を相対的に移動
   させる移動手段と、 前記レーザ変位測定手段にて測定した距離に基づき前記
   移動手段により前記レーザ照射手段から前記ウェーハま
   での距離を所定の距離に制御し、前記レーザ照射手段か
   ら前記ウェーハまでの距離が所定の距離となった時点で
   前記レーザ光を前記ウェーハに照射する制御手段とを具
   備したことを特徴とするウェーハ切断装置。