JP2008053439A - ダイシング装置及びダイシング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
同時に複数のワークを加工するとともに、ダイシング時に生じる端材やコンタミをワーク上に残留させることなく直ちに除去することが可能な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】
複数のワークＷを垂直に吸着保持するワークテーブル２と、ブレード２１が先端に設けられた複数のスピンドル２２と、ブレード２１とワークＷとを相対的に移動させる移動軸１２と、洗浄部５と、ワーク供給部５とを備えたことにより同時にダイシング、洗浄、及びワークＷの供給が行われ、一度に複数のワークＷの加工を可能にするとともに、ダイシングにより生じた端材やコンタミは直ちに落下し、ワークＷ上には残留せず高品質な加工を可能にする。
【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、スピンドルによって高速に回転されるブレードやワークを保持するワークテーブル、ダイシング後のワークを洗浄する洗浄手段、ブレードとワークとの相対的位置を変化させる各種移動軸等を備えている。

図３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４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図のＺ−Ｚで示す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。

ダイシング装置１０では、図５に示されるように、ロードポート５１よりワークＷが供給される供給工程、加工部２０でワークＷのＣＨ１がダイシングされ、その後所定角度回転して（通常９０度）ＣＨ２がダイシングされるダイシング工程、洗浄部５１による洗浄工程が順次行われていく。１枚目のワークＷのすべての工程が終了すると２枚のワークが供給されて同様に工程を進めていく。
特開２００２−２８０３２８号

従来、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。特許文献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。

近年、更により多くのワークの加工を可能にするため、一枚のワークに対して同時に複数のスピンドルで加工を行うだけでなく、同時に複数のワークを加工することが望まれている。しかし、特許文献１に記載されるダイシング装置の装置構成では同時に複数のワークを加工することが困難であった。

また近年、各種電子機器の小型化に伴い、ＩＣのチップとほぼ同じ大きさの小型パッケージであるＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）の加工需要も増大している。このようなＣＳＰの加工では、ダイシング時に多くの端材が生じ、ワークテーブル上から飛び散った端材がワーク上に残ることにより、ワークを破損させる問題があった。更に、近年需要が増大しているＣＣＤ等の半導体装置では、ダイシング時に生じる研削屑等の汚染物(コンタミ又はコンタミネーションと呼ばれる)がワーク上に残留するのを特に嫌い、発生したコンタミの確実な洗浄除去が望まれる。

本発明は、このような問題に対して成されたものであり、同時に複数のワークを加工するとともに、ダイシング時に生じる端材やコンタミをワーク上に残留させることなく直ちに除去し、高品質かつ高スループットな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、柱状体の垂直側面にワークを保持するワーク保持部が前記柱状体の周方向に複数形成され、前記柱状体の軸周りに回転するワークテーブルと、前記ワークテーブルの前記ワーク保持部近傍に位置し、前記ワーク保持部に保持された前記ワークのダイシングを行う円盤状のブレードが先端に設けられた複数のスピンドルと、前記ブレードと前記ワークとを相対的に移動させる移動手段と、ダイシング後の前記ワークを洗浄する洗浄手段と、前記ワークを前記ワークテーブルの前記ワーク保持部へ供給するワーク供給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、円柱状、または多角柱状のワークテーブルが、柱の軸を中心に軸周りに回転される。ワークテーブルには、円柱の垂直側面に等角度毎、または多角柱の各垂直側面にワークが吸着保持されるワーク保持部が形成されている。

ワーク保持部近傍には、対向した２本のスピンドルが移動手段に取り付けられて備えられている。さらに、ワークテーブルの周辺にはワークテーブルに対してワークの供給、およびダイシング後のワークをワークテーブルより収納するワーク供給手段と、ダイシングされたワークへ洗浄液を噴射し、エアーブローによりワークの乾燥を行う洗浄手段とが設けられている。

これらにより、同時にダイシング、洗浄、及びワークの供給が行われ、一度に複数のワークの加工を可能にする。また、ワークは垂直にワークテーブルに吸着保持されているので、ダイシングにより生じた端材やコンタミは直ちに落下し、ワーク上には残留せず高品質な加工を可能にする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記スピンドルと前記洗浄手段とワーク供給手段とは、前記ワークテーブルに形成されたそれぞれ異なる前記ワーク保持部に保持された前記ワークに対して同時に対向可能に配置され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、洗浄手段、及びワーク供給手段は、円柱の垂直側面に等角度毎、または多角柱の各垂直側面に形成されたワーク保持部に対応した位置に備えられている。これにより、それぞれの動作が各ワーク保持部に吸着されたワークに対して同時に行われ、動作が終了したのち、ワークテーブルが所定角度回転することにより、供給されたワークがスピンドルのあるダイシング位置へ移動し、ダイシングされたワークが洗浄手段で洗浄される位置へ移動し、洗浄されたワークがワーク供給位置へ移動する。

請求項３の発明は、軸の周りに回転可能な柱状体のワークテーブルの垂直側面に複数形成されたワーク保持部にワークを保持するとともに、異なる前記ワーク保持部に対して、先端にブレードが設けられたスピンドルと、ダイシング後の前記ワークを洗浄する洗浄手段と、前記ワーク保持部へ前記ワークを供給するワーク供給手段をそれぞれ対向させて配置し、前記スピンドルに設けられたブレードによるダイシング工程と、前記洗浄手段による前記ワークの洗浄工程と、前記ワーク供給手段による前記ワークテーブルへのワーク供給工程とを同時に行い、各工程終了後に前記ワークテーブルを回転させて次の工程の位置へ前記ワークを移動させることを可能としたことを特徴としている。

請求項３の発明によれば、円柱状、または多角柱状のワークテーブルの垂直側面に形成された複数のワーク保持部にそれぞれワークが吸着載置される。スピンドル、洗浄手段、及びワーク供給手段は、ワーク保持部に対応した位置に備えられ、これらにより、同時にダイシング、洗浄、及びワークの供給の各工程が行われる。それぞれの工程が終了したのち、ワークテーブルが所定角度回転することにより、供給されたワークがスピンドルのあるダイシング位置へ移動し、ダイシングされたワークが洗浄手段で洗浄される位置へ移動し、洗浄されたワークがワーク供給位置へ移動して次の各工程が実施される。

これにより、同時にダイシング、洗浄、及びワークの供給が行われ、一度に複数のワークの加工を可能にするとともに、ダイシングにより生じた端材やコンタミは直ちに落下し、ワーク上には残留せず高品質な加工を可能にする。

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、同時に複数のワークに対し各工程を実施することが可能となるとともに、ダイシング時に生じる端材やコンタミをワーク上に残留させることなく直ちに除去するため、高品質かつ高スループットなダイシング加工が可能となる。

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。

はじめに、本発明に係るダイシング装置について説明する。図１は本発明に係わるダイシング装置の主要部を模式的に示した斜視図である。

ダイシング装置１は、円柱状のワークテーブル２の周囲に、ＣＨ１加工部３、ＣＨ２加工部４、洗浄部５、ワーク供給部６が設けられている。

ワークテーブル２は、円柱状部材の垂直方向側面へ９０度毎にワークＷを吸着保持するためのワーク保持部としての吸着面Ｆが形成され、中心軸９に取り付けられた不図示の駆動装置により矢印Ａ方向、またはＢ方向に回転可能に設けられている。

吸着面Ｆには、ワークを吸着保持するための吸着穴８が複数設けられ、吸着穴８は不図示の真空発生源に接続されている。

ワーク供給部６には、不図示のロボットアーム等のワーク供給手段が備えられている。ワーク供給部６では、ワーク供給手段によりカセット等に収められたワークＷをワークＷの位置決めを行うマウント治具７に載置し、ワークテーブル２の吸着面ＦへワークＷが載置されたマウント治具７を供給するとともに、ダイシングが終了したワークＷの収容も行う。

ワークテーブル２へ供給されたワークＷが載置されたマウント治具７は、吸着穴８によりワークＷとマウント治具７とが一体となって垂直に吸着面Ｆ上に吸着保持される。

ＣＨ１加工部３は、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θの各軸が取り付けられた移動手段としての移動軸１２へ水平方向に対向して取り付けられたスピンドル２２、２２が備えられ、スピンドル２２、２２の先端に取り付けられたブレード２１、２１によりワークＷの垂直方向のダイシングを行う。

ＣＨ１加工部３でのダイシングでは、スピンドル２２、２２の近傍に設けられた不図示の顕微鏡によりワークＷ表面が撮像され、移動軸１２によりスピンドル２２、２２がθ、Ｙ、Ｚの各方向へ移動することによって、ブレード２１、２１の位置とワークＷ上の切削位置とが合わせられる。

ＣＨ１加工部３では、ブレード２１、２１の位置とワークＷ上の切削位置とが合わせられたのち、ブレード２１、２１の近傍に設けられた不図示のノズルより切削水が噴射され、スピンドル２２、２２がＸ方向へ移動してワークＷへ切り込むとともに、Ｚ方向へ加工送りされ、Ｙ方向へインデックス送りされて垂直方向にワークＷをダイシングしていく。

これにより、ダイシング中に発生した研削屑や飛び散った端材はワークＷ上に残留することなく落下し、ワークテーブル２の下部に設けられた不図示の槽に集められ、ダイシング装置１の外部へ排出される。

ＣＨ２加工部４は、移動軸１２へ垂直方向に対向して取り付けられたスピンドル２２、２２が備えられ、スピンドル２２、２２の先端に取り付けられたブレード２１、２１によりワークＷの水平方向のダイシングを行う。

ＣＨ２加工部４でのダイシングでは、ＣＨ１加工部３と同様に、スピンドル２２、２２の近傍に設けられた不図示の顕微鏡によりワークＷ表面が撮像され、移動軸１２によりスピンドル２２、２２がθ、Ｘ、Ｚの各方向へ移動することによって、ブレード２１、２１の位置とワークＷ上の切削位置とが合わせられる。位置が合わせられた後、ブレード２１、２１不図示のノズルより切削水が噴射され、スピンドル２２、２２がＹ方向へ移動してワークＷへ切り込むとともに、Ｘ方向へ加工送りされ、Ｚ方向へインデックス送りされて水平方向にワークＷをダイシングしていく。

これにより、ＣＨ１加工部３と同様に、ダイシング中に発生した研磨屑や端材はワークＷ上から落下して槽に集められ、ダイシング装置１の外部へ排出される。

洗浄部５は、ＣＨ１加工部３、ＣＨ２加工部４にてダイシングされたウェーハＷの洗浄を行う洗浄手段としてのノズル１１が設けられている。

ノズル１１は、ダイシング後のワークＷに対して、Ｙ方向、Ｚ方向に移動しながら高圧の洗浄液を噴射し、ワークＷに残留している研磨屑等を除去する。洗浄後のワークＷは不図示のエアブローノズルにより乾燥される。

以上のような構成によりＣＨ１加工部３、ＣＨ２加工部４、洗浄部５、及びワーク供給部６の各部において供給工程、ダイシング工程、洗浄工程の各工程が同時に実施される。

なお、本実施の形態においてワークテーブル２は円柱状部材としているが、本発明はこれに限らず、四角柱等の多角柱形状であっても好適に実施可能である。

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２は本発明に係わるダイシング方法の手順を示した図である。

ダイシング装置１ではダイシング動作が開始されると、図２に示すように、ワーク供給部６よりワークテーブル２の吸着面Ｆへ、ワークＷが複数載置された１つ目のマウント治具７が供給される。供給されたワークＷはワークテーブル２へマウント治具７とともに垂直に吸着面Ｆへ吸着保持される（ステップＳ１）。

続いて、１つ目のマウント治具７が供給されたワークテーブル２は、図１に示す矢印Ａ方向に回転（９０度）し、ワークＷがＣＨ１加工部３へ移動する。ワークＷは不図示の顕微鏡により撮像され、スピンドル２２、２２が移動軸１２によりθ、Ｙ、Ｚの各方向へ移動することによって、ブレード２１、２１の位置とワークＷ上の切削位置とが合わせられる。ワークＷの切削位置が合わせられた後、不図示のノズルより切削水が噴射されてワークＷの垂直方向のダイシングが開始される。

このとき、ワーク供給部６では、ワークＷが複数載置された２つ目のマウント治具７がワークテーブル２へ供給されている（ステップＳ２）。

ＣＨ１加工部３でのダイシングが終了した後、ワークテーブル２は矢印Ａ方向に回転（９０度）し、１つ目のマウント治具７をＣＨ２加工部４へ移動させ、２つ目のマウント治具７をワーク供給部６よりＣＨ１加工部３へ移動させる。

ＣＨ２加工部４では、１つ目のマウント治具７上の複数のワークＷがＣＨ１加工部３と同様に、不図示の顕微鏡で撮像されてブレード２１、２１の位置とワークＷ上の切削位置とが合わせられ、水平方向のダイシングが行われる。

このとき、ＣＨ１加工部３では、２つ目のマウント治具７上のワークＷが１枚目と同様に垂直方向にダイシングされ、ワーク供給部６ではワークＷが複数載置された３つ目のマウント治具７がワークテーブル２へ供給される（ステップＳ３）。

ＣＨ１加工部３、ＣＨ２加工部４でのダイシングが終了した後、ワークテーブル２は矢印Ａ方向に回転（９０度）し、１つ目のマウント治具７上のワークＷを洗浄部５へ移動させ、２枚目のマウント治具７をＣＨ１加工部３よりＣＨ２加工部４へ移動させ、３枚目のマウント治具７をワーク供給部６よりＣＨ１加工部３へ移動させる。

洗浄部５では、垂直、水平方向にダイシングされたワークＷの洗浄がノズル１１により行われる。洗浄後、不図示のエアブローノズルによりワークＷの乾燥が行われる。

このとき、ＣＨ２加工部４では、２つ目のマウント治具７上の複数のワークＷが水平方向にダイシングされ、ＣＨ１加工部３では、３つ目のマウント治具７上の複数のワークＷが垂直方向にダイシングされ、ワーク供給部６ではワークＷが複数載置された４つ目のマウント治具７がワークテーブル２へ供給される（ステップＳ４）。

ＣＨ１加工部３、ＣＨ２加工部４でのダイシング、洗浄部５での洗浄が終了した後、ワークテーブル２は矢印Ａ方向に回転（９０度）し、１つ目のマウント治具７をワーク供給部６へ移動させ、２つ目のマウント治具７をＣＨ２加工部４より洗浄部５へ移動させ、３つ目のマウント治具７をＣＨ１加工部３よりＣＨ２加工部４へ移動させ、４つ目のマウント治具７をワーク供給部６よりＣＨ１加工部３へ移動させる。

ワーク供給部６へ移動したダイシング後に洗浄された１つ目のマウント治具７上のワークＷは、ワーク供給手段によりマウント治具７とともにワークテーブル２より回収され、カセット等に再び収納される。１つ目のマウント治具７上のワークＷが回収されると、ワーク供給部６ではワークＷが複数載置された５つ目のマウント治具７がワークテーブル２へ供給される。

このとき、洗浄部５では２つ目のマウント治具７上のワークＷの洗浄が行われ、ＣＨ２加工部４では３つ目のマウント治具７上のワークＷが水平方向にダイシングされ、ＣＨ１加工部３では４つ目のマウント治具７上のワークＷが垂直方向にダイシングされる（ステップＳ５）。

以下、ステップＳ１からステップＳ５の動作が繰り返され、６つ目以降のマウント治具７上のワークＷがダイシングされていく。ダイシング装置１は、所定枚数のダイシングが全て終了した時点でダイシング動作を終了する。

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、同時に複数のワークを加工することにより高いスループットを実現し、尚且つダイシング時に生じる端材やコンタミをワーク上に残留させることないため、高品質なダイシングを行うことが可能となる。

なお、本実施の形態ではワークテーブル２に４つの吸着面を設け、ワーク供給工程、ＣＨ１側のダイシング工程、ＣＨ２側のダイシング工程、洗浄工程の４つの工程に分けて河口を行っているが、本発明はそれに限らず、吸着面を４つ以上の複数備え、より多くの工程を同時に行う形態であってもよい。また、吸着面が３つであって、スピンドルを９０度回転させ、ＣＨ１側のダイシング工程とＣＨ２側のダイシング工程とを１箇所で行う形態であってもよい。

本発明に係わるダイシング装置の主要部を模式的に示した斜視図。 本発明に係わるダイシング方法の手順を示した図。 従来のダイシング装置の外観を示した斜視図。 従来のダイシング装置の移動軸の構成を示した斜視図。 従来のダイシング方法の手順を示した図。

符号の説明

１、１０…ダイシング装置，２…ワークテーブル，３…ＣＨ１加工部，４…ＣＨ２加工部，５…洗浄部，６…ワーク供給部，７…マウント治具，８…吸着穴，９…中心軸，１１…ノズル，２１…ブレード，２２…スピンドル，３１…ワークテーブル，Ｗ…ワーク

Claims (3)

1. 柱状体の垂直側面にワークを保持するワーク保持部が前記柱状体の周方向に複数形成され、前記柱状体の軸周りに回転するワークテーブルと、
   前記ワークテーブルの前記ワーク保持部近傍に位置し、前記ワーク保持部に保持された前記ワークのダイシングを行う円盤状のブレードが先端に設けられた複数のスピンドルと、
   前記ブレードと前記ワークとを相対的に移動させる移動手段と、
   ダイシング後の前記ワークを洗浄する洗浄手段と、
   前記ワークを前記ワークテーブルの前記ワーク保持部へ供給するワーク供給手段とを備えたことを特徴とするダイシング装置。
2. 前記スピンドルと前記洗浄手段とワーク供給手段とは、前記ワークテーブルに形成されたそれぞれ異なる前記ワーク保持部に保持された前記ワークに対して同時に対向可能に配置され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. 軸の周りに回転可能な柱状体のワークテーブルの垂直側面に複数形成されたワーク保持部にワークを保持するとともに、異なる前記ワーク保持部に対して、先端にブレードが設けられたスピンドルと、ダイシング後の前記ワークを洗浄する洗浄手段と、前記ワーク保持部へ前記ワークを供給するワーク供給手段をそれぞれ対向させて配置し、
   前記スピンドルに設けられたブレードによるダイシング工程と、前記洗浄手段による前記ワークの洗浄工程と、前記ワーク供給手段による前記ワークテーブルへのワーク供給工程とを同時に行い、各工程終了後に前記ワークテーブルを回転させて次の工程の位置へ前記ワークを移動させることを可能としたことを特徴とするダイシング方法。

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