JP2007335520A - ダイシング装置及びダイシング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
スピンドル本数を減らすと同時にスピンドル移動軸を削減し、生産性の向上、装置占有スペースの削減を可能にするダイシング装置及びダイシング方法を提供すること。
【解決手段】
ワークＷを切削加工するブレード２１、２１が取り付けられる回転軸１５Ａ、１５Ｂを両端に備えたスピンドル２と、ワークＷを吸着載置し、ブレード２１、２１と相対的に移動するワークテーブル４Ａ、４Ｂと、ワークテーブル４Ａ、４Ｂとスピンドル２とを相対的に移動させるＸガイド７Ａ、７Ｂ、Ｙガイド５、Ｚガイド６とを備えたことにより、スピンドル本数を減らすと同時にスピンドルガイド手段を削減し、生産性の向上、装置占有スペースの削減を可能とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置や電子部品が形成されたウェーハ等のワークを個々のチップに分割するダイシング装置及びダイシング方法に関するものである。

半導体装置や電子部品が形成されたウェーハ等のワークに対して切断や溝入れ加工を施すダイシング装置は、少なくともスピンドルによって高速に回転されるブレードと、ワークを保持するワークテーブルと、ワークテーブルとブレードとの相対的位置を変化させるＸ、Ｙ、Ｚ、θの各ガイド軸とが設けられている。

図６にダイシング装置の従来例を示す。ダイシング装置１０は、互いに対向配置され、先端にブレード２１とホイールカバー（不図示）が取付けられた高周波モータ内蔵型のスピンドル２２、２２と、ワークＷを吸着保持するワークテーブル３１とを有する加工部２０と、加工済みのワークＷをスピン洗浄する洗浄部５２と、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を載置するロードポート５１と、ワークＷを搬送する搬送手段５３と、各部の動作を制御する不図示のコントローラ等とから構成されている。

加工部２０の構造は、図７に示すように、Ｘベース３６に設けられたＸガイド３４、３４でガイドされ、リニアモータ３５によって図のＸ−Ｘで示すＸ方向に駆動されるＸテーブル３３があり、Ｘテーブル３３にはθ方向に回転する回転テーブル３２を介してワークテーブル３１が設けられている。

一方、Ｙベース４４の側面には、Ｙガイド４２、４２でガイドされ、図示しないステッピングモータとボールスクリューによって図のＹ−Ｙで示すＹ方向に駆動されるＹテーブル４１、４１が設けられている。各Ｙテーブル４１には夫々図示しない駆動手段によってＺ方向に駆動されるＺテーブル４３が設けられ、Ｚテーブル４３には先端にブレード２１が取付けられた高周波モータ内蔵型のスピンドル２２が固定されている。加工部２０の構造は以上のようになっているので、ブレード２１はＹ方向にインデックス送りされると共にＺ方向に切込み送りされ、ワークテーブル３１はＸ方向に切削送りされる。

スピンドル２２は、どちらも１，０００ｒｐｍ〜８０，０００ｒｐｍで高速回転され、近傍にはワークＷを切削液内に浸漬させるための切削液を供給する不図示の供給ノズルが設けられている。

ブレード２１は、ダイヤモンド砥粒やＣＢＮ砥粒をニッケルで電着した電着ブレードや、金属粉末を混入した樹脂で結合したメタルレジンボンドのブレード等が用いられる。ブレード２１の寸法は、加工内容によって種々選択されるが、通常の半導体ウェーハをワークとしてダイシングする場合は、直径５０ｍｍ、厚さ３０μｍ前後のものが用いられる。

また、ダイシング装置１０の各部の動作を制御するコントローラは、ＣＰＵ、メモリ、入出力回路部、各種制御回路部、等からなり、ダイシング装置１０の架台内部に組込まれている。

このようなダイシング装置としては例えば、特許文献１に記載されるダイシング装置が提案されている。
特開２００２−２８０３２８号公報

近年、半導体装置や電子部品の製造においては、需要の増大から、量産化及び低コスト化が強く望まれている。引用文献１に記載されるようなダイシング装置では、スループットを向上させて生産量を増加させるため、それぞれ別々の移動軸に取り付けられた２本のスピンドルを対向させることにより、一枚のワークに対して一度に２箇所の加工を可能としている。

更に、近年より生産量を増大させるため、複数のワークテーブルを装置内に設け、複数のワークを同時に加工することが望まれており、そのような要望に対して引用文献１のようなスピンドル構成のダイシング装置では、ワークを吸着載置するワークテーブルの数だけ対向した一対のスピンドルを設ける、またはワークテーブルを一列に並べて一対のスピンドルで連続して加工するなどの方法が取られている。

しかし、スピンドルは大変高価な装置であり、スピンドル本数が増えると装置価格が増大し、結果として生産コストを引き上げることとなる。また、ワークテーブルと一列にならべ、連続して加工を行うような構成の装置にした場合、ワークテーブルの移動ストロークが非常に長くなり、装置全体が大きくなり装置占有スペースを増大させ、効率が悪化する。

本発明は、このような問題に対して成されたものであり、スピンドル本数を減らすと同時にスピンドル移動軸を削減し、生産性の向上、装置占有スペースの削減を可能にするダイシング装置及びダイシング方法を提供することを目的としている。

本発明は前記目的を達成するために、請求項１の発明は、回転することによりワークを切削加工するブレードと、前記ブレードが取り付けられる回転軸を両端に備え、前記回転軸を回転させるスピンドルと、前記スピンドルに内蔵され、前記回転軸を回転させる駆動手段と、前記ワークを吸着載置し、前記スピンドルと相対的に移動するワークテーブルと、前記ワークテーブルと前記スピンドルとを相対的に移動させるガイド手段とを備えたことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、１本のスピンドルの両端にブレードを取り付ける回転軸がそれぞれ設けられ、両方のブレードが同時に回転する。ワークは、ガイド手段により平行に移動する２つのワークテーブル上にそれぞれ吸着載置され、スピンドルの両端に取り付けられたブレードで同時に切削加工される。

これにより、１本のスピンドルで同時に２つのワークの加工が可能となり、スピンドル本数を減らすと同時にスピンドルを移動させるガイド手段を削減し、生産性の向上、装置占有スペースの削減を可能とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記スピンドルは、両端に前記回転軸がそれぞれ接続されている前記駆動手段としてのモータと、前記回転軸を受ける複数の軸受けとを備えたことを特徴としている。

請求項２の発明によれば、スピンドルの中心部には両端に回転軸が接続された両軸タイプのモータ、または回転軸が逆方向に向けられて底部を接続された２つのモータが備えられている。回転軸は、複数のエアー式軸受け、または複数のベアリング軸受けにより支持されて回転する。

これにより、精度よく同時に両端のブレードが回転し、平行に並んだ２つのテーブル上のそれぞれのワークが同時に加工される。

請求項３の発明は、両端に回転軸を備え、２つのブレードを同時に回転させるスピンドルの前記回転軸に取り付けられた前記ブレードにより、２つのワークテーブルにそれぞれ吸着載置されたワークを同時に切削加工することを特徴としている。

請求項３の発明によれば、スピンドルの両端にそれぞれ設けられた回転軸により、２枚のブレードを同時に回転させ、２つのワークテーブル上にそれぞれ吸着載置されたワークを同時に切削加工する。

これにより、１本のスピンドルで同時に２つのワークが加工されるので、スピンドル本数を減らすと同時にスピンドル移動させるガイド手段を削減し、生産性の向上、装置占有スペースの削減を可能とする。

以上説明したように、本発明のダイシング装置及びダイシング方法によれば、１本のスピンドルで同時に２つのワークの加工を行い、生産性を向上させるとともに、装置サイズを小さくして装置占有スペースの削減を可能とする。

以下、添付図面に従って本発明に係るダイシング装置及びダイシング方法の好ましい実施の形態について詳説する。

まず初めに、本発明に係わるダイシング装置の構成について説明する。図１は、ダイシング装置の全体斜視図、図２はスピンドルの横断面図である。

ダイシング装置１は、両端にダイシングブレード２１、２１と不図示のホイールカバーとが取付けられたスピンドル２、ワークを吸着載置するワークテーブル４Ａ、４Ｂ、ワークテーブル４Ａ、４Ｂを平行にＸ方向へ移動させるガイド手段としてのＸガイド７Ａ、７Ｂ、スピンドル２をＺ方向へ移動させるガイド手段としてのＺガイド６、及びスピンドル２をＺガイド６と共にＹ方向へ移動させるＹガイド５とを備えている。

この他、ダイシング装置１には、ワークの観察を行う顕微鏡３、ダイシングされたワークをスピン洗浄するスピンナ１２Ａ、１２Ｂ、フレームへマウントされたワークを多数枚収納したカセットを載置して上下に移動するエレベータ８Ａ、８Ｂ、及びワークの搬送を行う搬送アーム９Ａ、９Ｂが備えられている。

スピンドル２は、図２に示されるように、本体部１３の中央に両軸型のモータ１４が設けられ、モータ１４の両端にそれぞれ回転軸１５Ａ、１５Ｂが接続されている。回転軸１５Ａ、１５Ｂは、それぞれスラストベアリング１６、ラジアルベアリング１７により支持されており、モータ１４により１，０００ｒｐｍから８０，０００ｒｐｍで同方向に高速に回転する。

なお、モータ１４は両軸型の１つのモータではなく、回転軸を逆方向に向けて底部を合わせた２つの片軸型モータでも良い。その場合、それぞれの軸の回転方向は同方向でも逆方向でも良い。また、スラストベアリング１６、ラジアルベアリング１７はエアー式の軸受けであっても良い。

回転軸１５Ａ、１５Ｂに取り付けられたブレード２１、２１は、スピンドル２により１，０００ｒｐｍから８０，０００ｒｐｍで高速に回転し、スピンドル２と共にＹガイド５、Ｚガイド６によりＹ方向とＺ方向に移動される。

Ｘガイド７Ａ、７Ｂ、Ｚガイド６、及びＹガイド５は、モータ等を駆動源として備えた直動式のガイド軸であり、ワークテーブル４Ａ、４Ｂとスピンドル２とを相対的に高精度で移動させる。

ワークテーブル４Ａ、４Ｂは、不図示の吸引装置によりワークを吸着保持し、それぞれＸガイド７Ａ、７Ｂにより互いに平行にＸ方向へ往復運動するとともに、不図示のθ回転軸によりθ方向に回転される。

ワークテーブル４Ａ、４Ｂ上に吸着載置されたワークは、顕微鏡３により観察され、ワークテーブル４Ａ、４Ｂをそれぞれθ回転軸により回転することによって、スピンドル２の両端に取り付けたブレード２１、２１とワーク上の加工位置とが平行に合わせられる。

搬送アーム９Ａ、９Ｂは、先端に設けられた吸着機構により、フレームへマウントされたワークのフレームを吸着保持して搬送する。

スピンナ１２Ａ、１２Ｂは、内部にワークを吸着載置するスピンナテーブルが設けられ、スピンナテーブルはモータにより高速に回転する。スピンナテーブル上に吸着載置されたダイシング後のワークは、表面に高圧の洗浄液が噴射されるとともに高速に回転して洗浄が行われる。

ダイシング装置１では、フレームへマウントされたワークは、エレベータ８Ａ、８Ｂ上に載置されたカセットよりスピンナ１２Ａ、１２Ｂ上にそれぞれ設けられた一対のプリアライメントレール１１Ａ、１１Ｂ上に不図示のフィンガにより搬出され中心位置が合わせられる。プリアライメントレール１１Ａ、１１Ｂ上に載置されたワークは搬送アーム９Ａ、９Ｂによりフレームを吸着され、それぞれワークテーブル４Ａ、４Ｂへ移動される。

ワークテーブル４Ａ、４Ｂに搬送された２枚のワークは、回転する２枚のブレード２１により同時にダイシングされ、ダイシング後はスピンナ１２Ａ、１２Ｂへそれぞれ搬送されて洗浄される。洗浄されたワークは、再びエレベータ８Ａ、８Ｂ上のカセットへ収納される。

次に、本発明に係わるダイシング方法について説明する。図３はダイシング開始前のワークとスピンドルの状態を示した上面図、図４はダイシング開始直後のワークとスピンドルの状態を示した上面図、図５はダイシング中のワークとスピンドルの状態を示した上面図である。

図１に示すエレベータ８Ａ、８Ｂ上に載置されたカセットより搬出されたフレームにマウントされたワークは、プリアライメントレール１１Ａ、１１Ｂ上に載置されて中心位置が合わせられ、搬送アーム９Ａ、９Ｂによりフレームを吸着されてそれぞれワークテーブル４Ａ、４Ｂへ移動される。

図３に示すように、ワークテーブル４Ａ、４Ｂ上に吸着載置されたフレームＦへマウントされたワークＷは、まず顕微鏡３により観察され、ワークＷ上の加工位置とブレード２１、２１とを平行に合わせてアライメントされる。

アライメント後、ブレードを覆うようにスピンドル２の先端に取り付けられた不図示のホイールカバーより切削水、及び洗浄水が噴射され、ブレード２１、２１が回転してダイシングが開始される。

ダイシングが開始されると、図４に示すように、スピンドル２はワークＷの最初のダイシング位置となる場所までＹ方向へ移動し、予め設定されたワークＷのダイシング深さまでＺ方向に下降する。この状態でワークテーブル４Ａ、４ＢはＸガイド７Ａ、７Ｂにより平行にＸ方向へ移動する。これにより、ワークテーブル４Ａ、４Ｂ上のワークＷは同時にダイシングされる。

続いてスピンドル２は、Ｙ方向にインデックス送りされ、次の加工位置のダイシングが行われる。これを繰り返し、図５に示すように、ワーク全面のダイシングを行い、一方のダイシングが終了すると、ワークテーブル４Ａ、４Ｂはそれぞれ９０度回転し、スピンドル２がＹ方向の元の位置に戻り、もう一方のダイシングが開始される。

全ての方向のダイシングが終了すると、ワークテーブル４Ａ、４Ｂはスピンナ１２Ａ、１２Ｂ側へ移動し、ワークテーブル４Ａ、４Ｂ上のダイシング後のワークＷは、搬送アーム９Ａ、９Ｂによりスピンナ１２Ａ、１２Ｂへそれぞれ搬送される。

スピンナ１２Ａ、１２Ｂへ搬送されたワークＷは、スピンナテーブル上で高速に回転すると共に、表面に高圧の洗浄液が噴射されて洗浄が行われる。洗浄後、ワークＷは再び再びエレベータ８Ａ、８Ｂ上のカセットへ収納される。

以上説明したように、本発明に係るダイシング装置及びダイシング方法によれば、１本のスピンドルで同時に２つのワークを加工することが可能となり、生産性を向上させる。更に、スピンドル本数を減らすと同時にスピンドル移動軸を削減し、装置サイズを小さくして装置占有スペースを削減する。

本発明に係わるダイシング装置の全体斜視図。 スピンドルの横断面図。 ダイシング開始前のワークとスピンドルの状態を示した上面図。 ダイシング開始直後のワークとスピンドルの状態を示した上面図。 ダイシング中のワークとスピンドルの状態を示した上面図。 従来のダイシング装置の全体斜視図。 従来のダイシング装置の加工部を示した斜視図。

符号の説明

１、１０…ダイシング装置，２…スピンドル，３…顕微鏡、４Ａ、４Ｂ…ワークテーブル，５…Ｙガイド，６…Ｚガイド，７Ａ、７Ｂ…Ｘガイド，８Ａ、８Ｂ…エレベータ，９Ａ、９Ｂ…搬送アーム，１１Ａ、１１Ｂ…プリアライメントレール，１２Ａ、１２Ｂ…スピンナ，１４…モータ，１５Ａ、１５Ｂ…回転軸，１６…スラストベアリング，１７…ラジアルベアリング，２１…ブレード，Ｆ…フレーム，Ｗ…ワーク

Claims (3)

1. 回転することによりワークを切削加工するブレードと、
   前記ブレードが取り付けられる回転軸を両端に備え、前記回転軸を回転させるスピンドルと、
   前記スピンドルに内蔵され、前記回転軸を回転させる駆動手段と、
   前記ワークを吸着載置し、前記スピンドルと相対的に移動するワークテーブルと、
   前記ワークテーブルと前記スピンドルとを相対的に移動させるガイド手段とを備えたことを特徴とするダイシング装置。
2. 前記スピンドルは、両端に前記回転軸がそれぞれ接続されている前記駆動手段としてのモータと、
   前記回転軸を受ける複数の軸受けとを備えたことを特徴とする請求項１に記載のダイシング装置。
3. 両端に回転軸を備え、２つのブレードを同時に回転させるスピンドルの前記回転軸に取り付けられた前記ブレードにより、２つのワークテーブルにそれぞれ吸着載置されたワークを同時に切削加工することを特徴とするダイシング方法。

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