JP2006196574A

JP2006196574A - スクライブ装置

Info

Publication number: JP2006196574A
Application number: JP2005004866A
Authority: JP
Inventors: Jotaro Kondo; 譲太郎近藤
Original assignee: Daitron Technology Co Ltd
Current assignee: Daitron Technology Co Ltd
Priority date: 2005-01-12
Filing date: 2005-01-12
Publication date: 2006-07-27

Abstract

【課題】生産性の向上を図ることができる、スクライブ装置を提供する。
【解決手段】ウェハ２を載置するテーブル１８と、少なくとも２本のカッターを所定範囲内の角度に傾けた状態で移動させ、テーブル１８に載置されたウェハ２に対してカッターの刃先が接離するように駆動するカッター駆動部２２ａ，２２ｂと、テーブル１８又はカッター駆動部２２ａ，２２ｂの少なくとも一方を他方に対して移動させる相対駆動部と、カッター駆動部２２ａ，２２ｂと相対駆動部との駆動を制御して、相対駆動部の駆動に連動してカッター駆動部２２ａ，２２ｂを駆動させる制御部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、スクライブ装置に関する。

例えばＬＥＤやレーザダイオードの製造において、半導体基板（ウェハ）を短冊状に、あるいは短冊状のウェハを所定サイズのチップにへき開するために、例えばダイヤモンドカッターの先端をウェハに押し付けてウェハに傷を形成するスクライブ装置が用いられている。

スクライブ装置には、連続的な線状の傷（スクライブライン）を形成するタイプのものや、点状の傷（スクライブポイント）を間欠的に形成するタイプのものなどがある。いずれのタイプのスクライブ装置も、カッターを斜めに傾けて保持し、カッターの刃先をウェハに押し付けてウェハに傷を形成する。このとき、ウェハを載置するテーブルは、カッターの傾き方向に対応した方向に駆動される（例えば、特許文献1、２参照）。
特開２００２−２１７１３６号公報特開平８−５７８４５号公報

スクライブ装置では、カッターの傾き方向に対応した一方向にしか加工できない。そのため、次のラインやポイントを加工するために、カッターの刃先を浮かしながら、加工方向とは逆方向にテーブルを戻す必要がある。つまり、往復駆動の一方でしか加工が行われないため、無駄時間が発生する。この無駄時間は、加工量（例えば、ラインの本数）に比例して増える。

本発明は、かかる実情に鑑み、生産性の向上を図ることができる、スクライブ装置を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成したスクライブ装置を提供する。

スクライブ装置は、ウェハを載置するテーブルと、少なくとも２本のカッターを所定範囲内の角度に傾けた状態で移動させ、前記テーブルに載置された前記ウェハに対して前記カッターの刃先が接離するように駆動するカッター駆動部と、前記テーブル又は前記カッター駆動部の少なくとも一方を他方に対して移動させる相対駆動部と、前記カッター駆動部と前記相対駆動部との駆動を制御して、前記相対駆動部の駆動に連動して前記カッター駆動部を駆動させる制御部とを備える。

上記構成において、テーブル又はカッター駆動部の少なくとも一方を他方に対して往復移動させてウェハを加工する。このとき、例えば、往側では一方のカッターを用い、復側では他方のカッターを用いてウェハを加工する。あるいは、往側または復側のいずれか一方において、２本のカッターを用いてウェハを加工する。

上記構成によれば２本のカッターで加工するので、カッターで加工する量（ラインやポイントの数）は、カッターが１本の従来装置の約２倍になり、生産性が向上する。

好ましくは、前記カッター駆動部は、前記テーブルに載置された前記ウェハに対して垂直な共通面内において少なくとも２本の前記カッターを互いに逆方向に傾けて、かつ前記カッターの刃先同士が接近するように保持する。

この場合、制御部は、例えば、テーブルとカッター駆動部とを共通面に沿って往復移動させるときに、往側では一方のカッター、復側では他方のカッターを用いてウェハを加工するように制御する。

上記構成によれば、カッターの刃先同士を接近させることにより、往復移動の距離を短くし、生産性の一層の向上を図ることができる。また、２本のカッターの接近した刃先を１つの撮像部で同時に撮影するが可能となり、構成を簡単にすることができる。

好ましくは、前記カッター駆動部は、少なくとも２本の前記カッターを同じ方向に傾けて並列に保持する。

この場合、制御部は、例えば、テーブルとカッター駆動部とを往復移動させるときに、往側または復側のいずれか一方においてのみ、２本のカッターでウェハを加工するように制御する。

上記構成によれば、テーブルとカッター駆動部との往復移動方向と直角方向の送り量をできるだけ小さくして、生産性を向上することができる。

本発明のスクライブ装置は、生産性の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態として実施例について、図１〜図１０を参照しながら説明する。

図１に示すように、スクライブ装置１０は、装置本体のベース板１２上に、Ｙテーブル１４、Ｘテーブル１６及びθテーブル１８を備え、ウェハ２を、水平２方向（Ｘ、Ｙ方向）と、水平面に垂直な軸周り方向（θ方向）に移動させることができる。Ｙテーブル１４は、ベース板１２に固定された直進ガイド機構により矢印１５で示すＹ方向に直進案内され、モータ５５（図４参照）により駆動される。Ｘテーブル１６は、Ｙテーブル１４に固定された直進ガイド機構により符号１７で示したＸ方向に案内され、モータ５４（図４参照示）により駆動される。θテーブル１８は、Ｘテーブル１６に固定され、モータ５６（図４参照）により、上面が回転駆動される。θテーブル１８には、ウェハ２が載置される。

ベース板１２には、門型のアーム２０が固定されている。アーム２０の水平部分２１には、２組の昇降ユニット２２ａ，２２ｂと、カメラ２４とが設けられている。カメラ２４は水平部分２１に固定され、ベース板１２に対して撮影領域が移動しないようになっている。

昇降ユニット２２ａ，２２ｂには、それぞれ、カッター保持ユニット３０ａ，３０ｂが着脱自在に取り付けられる。昇降ユニット２２ａ，２２ｂは、それぞれ、モータ５７，５８（図５参照）により、符号２３で示す垂直方向、すなわちＺ軸方向に、カッター保持ユニット３０ａ，３０ｂを昇降させる。

図２に示すように、カッター保持ユニット３０ａは、ユニット本体３４の一方の端部に、昇降ユニット２２ａに取り付けるための取り付け部３３が設けられて、ユニット本体３４の他方の端部には、ヘッド部３４が設けられている。ヘッド部３４には、所定角度傾け、刃先４２ａを下にして、カッター４０ａが取り付けられる。また、ヘッド部３４は、カッター４０ａの刃先４２ａがウェハ２を押圧する荷重を制御するための加圧ユニット３６が設けられている。他方のカッター保持ユニット３０ｂも同様の構成である。

カッター保持ユニット３０ａ，３０ｂにそれぞれ保持されたカッター４０ａ，４０ｂは、図３に模式的に示すように配置される。図３（ａ）は垂直下向きに見た平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿って水平方向に見た正面図である。カッター４０ａ，４０ｂは、Ｙ−Ｚ面、すなわち垂直な共通面４０ｐ内において互いに逆方向に傾け、刃先４２ａ，４２ｂ同士が接近するように保持される。例えば、カメラ２４の中心軸２４ｓと、カッター４０ａ，４０ｂの中心軸４０ｓ，４０ｔとが共通面４０ｐ内に含まれ、かつ一点４０ｋで交わるように配置される。

カッター保持ユニット３０ａ，３０ｂは、スクライブ装置１０の昇降ユニット２２ａ，２２ｂから取り外し、スクライブ装置１０の外でカッター４０ａ，４０ｂの交換・調整を行うことができる。例えば、カッター保持ユニット３０ａ，３０ｂを調整治具に取り付けて、カッター４０ａ，４０ｂの角度や刃先４２ａ，４２ｂの高さを調整する。

カメラ２４は、ウェハ２の加工部分及びその近傍をモニタするため、レンズ２５により拡大して撮像する。図３（ａ）に示すように、カメラ２４の撮影領域２６内に、接近している刃先４２ａ，４２ｂの両方が含まれる。２本のカッター４０ａ，４０ｂに対して１台のカメラ２４のみを用いることにより、構成を簡単にすることができる。

図４は、スクライブ装置１０の制御系ブロック図である。スクライブ装置１０全体の制御を統括する制御部５０には、操作パネル等により設定されたデータの入力を受け付ける入力部５２と、表示パネル等に設定データ等を表示する表示部５１と、Ｘテーブル１６、Ｙテーブル１４及びθテーブル１８をそれぞれ駆動するモータ５４，５５，５６と、昇降ユニット２２ａ，２２ｂを駆動するモータ５７，５８と、入力部５２から入力されたデータやモータ５４〜５８を駆動するためのデータ等を一時的に記憶する記憶部５３とが接続されている。

次に、スクライブ装置１０の動作について、図６を参照しながら説明する。

入力部５２には、オペレータが加工条件のパラメータを設定すると、設定されたパラメータのデータが入力部５２に入力され、そのデータは記憶部５３に一時的に格納される。オペレータが設定したパラメータは、表示部５１によって表示パネル等に表示される。

パラメータの設定が終了すると、制御部５０は、設定されたパラメータを記憶部５３から読み出し、モータ５４〜５８を適宜なタイミングで同期しながら駆動させるためのデータを算出する。算出したデータの全部又は一部は、記憶部５３に格納し、必要に応じて読み出す。制御部５０は、算出したデータに基づいて、モータ５４〜５８の動作を制御し、加工を行う。

すなわち、図５に示すように、θテーブル１８に載置された円形のウェハ２や円形のウェハ２を短冊状に割ったバー状のウェハ３に対して、カッターの刃先は、経路をずらしながら往復駆動を繰り返す。詳しくは、符号４ａ，４ｂで示すようにＹ方向往側に駆動した後、符号５ａ，５ｂで示すようにＸ方向に経路をずらす。次に、符号６ａ，６ｂで示すようにＹ方向復側に駆動した後、符号７ａ，７ｂで示すようにＸ方向に経路をずらす。以下、これを繰り返す。２本のカッターは、それぞれ、その傾きに対応してＹ方向の往復駆動中に交互に、すなわち往側または復側の一方においてのみ作動して、ウェハ２，３にラインやポイントを加工する。

このような駆動を行うため、制御部５０は、図６（ａ）に示すように、Ｙテーブル１４のモータ５５を駆動して、Ｙテーブル１４を２位置６０ａ，６０ｂ間で往復駆動させる。また、図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、昇降ユニット２２ａ，２２ｂのモータ５７，５８については、カッター４０ａ，４０ｂの刃先４２ａ，４２ｂを、待機位置６１ａ，６２から、ウェハ２，３に接近した接近位置６１ｂ，６２ｂまで下降させた後、Ｙ方向往復駆動に連動して半周期ずらして交互に少しだけ駆動し、ウェハ２，３に干渉する干渉位置６１ｃ，６２ｃまで下降させた後、接近位置６１ｂ，６２ｂに戻す。Ｘテーブル１６のモータ５４については、図４（ａ）において符号６０ｓ，６０ｔで示すモータ５５のＹ方向往側または復側の駆動が終了したら、図４（ｄ）において符号６３で示すように所定時間だけ回転させ、Ｘテーブル１６をＸ方向に間欠的に移動させる。

スクライブ装置１０は、ウェハ２，３を往側および復側の両方で加工することができるので、往側または復側の一方でしか加工することができないカッターが１本の従来装置に比べ、１往復で加工する量（ラインやポイントの数）が約２倍になり、無駄時間を減らすることができる。

また、カッター４０ａ，４０ｂは、加工でのオフセットが最小限となるように、刃先４２ａ，４２ｂをできるだけ接近させることにより、ストロークの無駄をなくすことができる。

また、カッター交換を２本同時に行うことで、工程全体の中に占めるカッター交換時間の割合を、カッターが１本の従来装置の約１／２にすることができる。

さらに、予備のカッター保持ユニットにカッターを取り付けた状態で準備しておき、カッター保持ユニットごと交換することで、カッター交換時間を一層短縮することができる。

カッターが１本の従来装置には戻り動作を高速で行うので、スクライブ装置１０では単純にタクトタイムが従来装置の約半分にはならないが、例えば、３５０μｍピッチでポイントスクライブを行う場合、スクライブ装置１０はタクトタイムを従来装置よりも少なくとも１０〜１５％程度は短縮することができる。

スクライブ装置１０は、カッターを２本備えたことにより、生産能力は、カッターが１本の従来装置の約２倍となるが、装置自体のコスト増大はそれよりも小さい。装置自体のコスト増大要因は、カッター保持部分に限定されるからである。さらに、スクライブ装置１０は、設置面積当たりの生産能力が高まる。

次に、第２実施例について説明する。

第２実施例のスクライブ装置は、第１実施例のスクライブ装置１０と略同様に構成される。以下では、第１実施例との相違点を中心に説明する。

第２実施例のスクライブ装置は、同じ方向に配置された２本のカッターを備える。図５に示すように、２本のカッター４０ｘは、ひとつのカッター保持ユニット３０ｘに取り付けられる。カッター保持ユニット３０ｘは、第１実施例と同様に、ユニット本体３４ｘの一方の端部に、昇降ユニットに取り付けるための取り付け部３３ｘが設けられ、ユニット本体３４ｘの他方の端部には、ヘッド部３４ｘが設けられている。

ヘッド部３４ｘは、第１実施例と異なり、２本のカッター４０ｘが取り付けられる。２本のカッター４０ｘは、間隔Ｐを設けて並列に配置される。ヘッド部３４ｘは、カッター４０ｘの間隔Ｐを調整できるように構成してもよい。ヘッド部３４ｘには、２本のカッター４０ｘのそれぞれについて、押圧荷重を制御するための加圧ユニット３６ｘが設けられている。カッター保持ユニット３０ｘは、２本のカッター４０ｘについて、それぞれの角度や刃先４２ｘの高さ、押圧荷重（加圧）を個別に調整することができる。ただし、ウェハに対する切り込み深さは、２本のカッター４０ｘを同時に昇降するため、実施例１と異なり、昇降ユニットによって個別に制御することができない。カッター４０ｘ刃先４２ｘは、ウェハにそれぞれの刃先４２ｘが同時に接離するように、例えばカッター保持ユニット３０ｘを装置外で調整治具に取り付け、予め高さを調整しておく。

カッター保持ユニット３０ｘは、実施例１と同様に、昇降ユニットによって昇降し、往復駆動中の往側又は復側の一方においてのみ、２本のカッター４０ｘで同時に加工する。このとき、２本のカッター４０ｘは、図８（ａ）及び（ｂ）において符号８ａ，８ｂで示すようにＹ方向往側の駆動時に加工を行い、符号９ａ，９ｂで示すようにＸ方向に経路をずらしながらＹ方向復側に復帰するときには、加工を行わない。

例えば図９に示すように、２本のカッター４０ｘの間隔Ｐをウェハ２の半径程度に設定し、２本のカッター４０ｘでウェハ２の半分の領域２ａ，２ｂをそれぞれ加工する。この場合、加工方向（往復移動方向）のピッチδをカッター４０ｘの間隔Ｐよりも小さく設定することができる上、カッター保持ユニット３０ｘを往復移動方向と直角方向（図において上下方向）に移動させる距離をできるだけ短くして、生産性を向上することができる。

このような動作を行うため、制御部は、図１０（ａ）に示すように、Ｙテーブルのモータを駆動して、Ｙテーブルを２位置７０ａ，７０ｂ間で往復駆動させるとき、符号７０ｃで示すように一定速度で往側に駆動し、符号７０ｄで示すように往側には急速に初期位置７０ａに戻す。カッター保持ユニットを昇降させる昇降ユニットのモータについては、図１０（ｂ）に示すように、待機位置７１ａから、カッターの刃先をウェハに接近させる接近位置７１ｂまで下降させた後、Ｙ方向往側駆動のときに少しだけ駆動し、ウェハに干渉する干渉位置７１ｃまで下降させた後、接近位置７１ｂに戻す。Ｘテーブルのモータについては、Ｙ方向復側の急激な復帰開始と同時に、図４（ｃ）において符号７２で示すように、所定時間だけ回転させ、Ｘテーブルを１ピッチ分移動させる。

第２実施例の場合も、第１実施例と同様に、カッターが１本の従来装置に比べ、１往復で加工する量（ラインやポイントの数）が約２倍になり、無駄時間を減らすることができる。また、カッター交換を２本同時に行うことで、工程全体の中に占めるカッター交換時間の割合は、カッターが１本の従来装置の約１／２にすることができる。さらに、予備のカッター保持ユニット３０ｘにカッター４０ｘを取り付けた状態で準備しておき、カッター保持ユニット３０ｘごと交換することで、カッター交換時間を一層短縮することができる。

また、カッターを２本備えたことにより、生産能力は、カッターが１本の従来装置の約２倍となるが、装置自体のコスト増大はそれよりも小さい。さらに、設置面積当たりの生産能力が高まる。

以上に説明した各実施例のスクライブ装置は、生産性の向上を図ることができる。また、生産能力あたりの設備コストを低減することができる。

なお、本発明は、上記各実施例に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施可能である。

例えば、第１実施例において、それぞれのカッター保持ユニット３０ａ，３０ｂが２本以上のカッターを保持するようにしてもよい。第２実施例において、カッター保持ユニット３０ｘが３本以上のカッターを保持するようにしてもよい。

また、第１実施例において、３つ以上のカッター保持ユニットを備えてもよい。第２実施例において、２つ以上のカッター保持ユニットを備えてもよい。

また、第１実施例ではカッターの傾き方向が逆方向であったが、同じ方向にしてもよい。第２実施例ではカッターの傾き方向が同じ向であったが、逆方向にしてもよい。カッターを回動又は揺動させながらウェハに切り込むようにしてもよい。この場合、加工のばらつきが生じないように、カッターの傾き角度を所定範囲内に保持した状態でウェハに切り込む。

また、加工時に、テーブルを駆動せずにカッター側を駆動しても、テーブルとカッターの両方を駆動してもよい。例えば、カッターを大略Ｙ方向に駆動してウェハを加工した後、テーブルをＸ方向に送り駆動してもよい。

スクライブ装置の全体構成図である。（実施例１）カッター保持ユニットの構成図である。（実施例１）カッターの配置を示す（ａ）平面図、（ｂ）正面図である。（実施例１）スクライブ装置の制御系のブロック図である。（実施例１）スクライブ装置の動作説明図である。（実施例１）スクライブ装置のタイミングチャートである。（実施例１）カッター保持ユニットの構成図である。（実施例２）スクライブ装置の動作説明図である。（実施例２）スクライブ装置の動作説明図である。（実施例２）スクライブ装置のタイミングチャートである。（実施例２）

符号の説明

２，３ウェハ
１０スクライブ装置
１２ベース板
１４Ｘテーブル（相対駆動部）
１６Ｙテーブル（相対駆動部）
１８ θテーブル（テーブル）
２２ａ，２２ｂ昇降ユニット（カッター駆動部）
３０ａ，３０ｂ，３０ｘカッター保持ユニット（カッター駆動部）
４０ａ，４０ｂ，４０ｘカッター
４２ａ，４２ｂ刃先
５０制御部

Claims

ウェハを載置するテーブルと、
少なくとも２本のカッターを所定範囲内の角度に傾けた状態で移動させ、前記テーブルに載置された前記ウェハに対して前記カッターの刃先が接離するように駆動するカッター駆動部と、
前記テーブル又は前記カッター駆動部の少なくとも一方を他方に対して移動させる相対駆動部と、
前記カッター駆動部と前記相対駆動部との駆動を制御して、前記相対駆動部の駆動に連動して前記カッター駆動部を駆動させる制御部とを備えたことを特徴とする、スクライブ装置。
前記カッター駆動部は、前記テーブルに載置された前記ウェハに対して垂直な共通面内において少なくとも２本の前記カッターを互いに逆方向に傾けて、かつ前記カッターの刃先同士が接近するように保持することを特徴とする、請求項１に記載のスクライブ装置。
前記カッター駆動部は、少なくとも２本の前記カッターを同じ方向に傾けて並列に保持することを特徴とする、請求項１に記載のスクライブ装置。