JP2010040727A - 板状物の分割方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 作業効率を落とすことなく２台の加工装置を用いて板状物を分割することが可能な板状物の分割方法を提供することである。
【解決手段】 複数の分割予定ラインを有する板状物を第１及び第２の加工装置を用いて分割する板状物の分割方法であって、第１の加工装置で少なくとも１本の分割予定ラインを検出する分割予定ライン検出工程と、該分割予定ライン検出工程で検出した分割予定ラインに基づいて全ての分割予定ラインを割り出し、第１の加工装置で全ての分割予定ラインに沿って加工溝を形成する加工溝形成工程と、形成した該加工溝の位置を加工溝位置情報として記録する加工溝位置情報記録工程と、該加工溝位置情報記録工程で記録した加工溝位置情報を第２の加工装置に転送する加工溝位置情報転送工程と、該加工溝位置情報転送工程で転送された加工溝位置情報に基づいて、第２の加工装置で前記各加工溝を切削して板状物を分割する分割工程と、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、複数の分割予定ラインを有する板状物を２台の加工装置を用いて分割する板状物の分割方法に関する。

シリコン基板にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが複数形成された半導体ウエーハや、電子部品に使用される各種セラミック基板、樹脂基板、ガラス基板、サファイア基板等の板状物はダイシング装置、レーザー装置、ウォータジェット装置等の加工装置によって個々のチップに分割され、分割されたチップは各種電子機器に広く利用されている。

板状物の加工は板状物に形成されたストリートと呼ばれる複数の分割予定ラインに沿って遂行される。より具体的には、加工装置の加工手段がストリート上に位置決めされた後、所定のインデックス量（割り出し量）でインデックス（割り出し）送りされることで加工手段が順次ストリート上に位置付けられて板状物を個々のチップへ分割する。

ところが、パターン精度が悪いウエーハなどでは所定のインデックス値により切削ブレードをインデックス送りしながら切削加工を行うと、切削ブレードがストリートから外れてデバイス領域を加工してしまう恐れがある。

そこで、ダイシング装置（切削装置）では、切削する前に全てのストリート位置をアライメント手段で検出し、記憶しておく方法（特開平９−５２２２７号公報）や、加工中に切削位置の補正を行う方法が提案されている（特開平１１−２８３９３８号公報）。

一方、低誘電率絶縁体被膜（ｌｏｗ−ｋ膜）やテストエレメントグループ（ＴＥＧ）が上面に形成された半導体ウエーハや、低温焼結セラミック（ＬＴＣＣ）、サファイア等の難切削材の加工では、一種類の加工装置では分割が難しい場合に種類の異なる２台の加工装置を用いることがある。

例えば、ｌｏｗ−ｋ膜やＴＥＧが形成されたウエーハでは、切削ブレードで加工すると切削ブレードに目詰まりや目つぶれが生じて切削不良が発生する。そこで、レーザー加工装置を用いてレーザー照射によりｌｏｗ−ｋ膜やＴＥＧを除去した後に、ダイシング装置を用いて切削ブレードをレーザー加工溝に位置付けて切削を行うことでチップへと分割する方法が広く採用されている（特開２００６−１９０７７９号公報）。
特開平９−５２２２７号公報 特開平１１−２８３９３８号公報 特開２００６−１９０７７９号公報

このように種類の異なる２台の加工装置を用いて板状物を分割する場合において、被加工物のパターン精度が良好であれば、第１の加工装置で加工溝を形成した後、第２の加工装置では所定のインデックス値で加工手段をインデックス送りすることで加工溝に第２の加工装置の加工手段を位置付けることができる。

ところが、パターン精度が悪い場合には、第２の加工装置の加工手段を第１の加工装置で形成した加工溝に位置付けるためには、第２の加工装置で加工溝を検出する必要があり、非常に効率が悪いという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、２台の加工装置を用いて板状物を分割する際に、第１の加工装置で形成した加工溝を第２の加工装置で検出する必要がなく、第２の加工装置の加工手段を第１の加工装置で形成した加工溝に容易に位置付けることが可能な板状物の分割方法を提供することである。

請求項１記載の発明によると、複数の分割予定ラインを有する板状物を第１及び第２の加工装置を用いて分割する板状物の分割方法であって、第１の加工装置で少なくとも１本の分割予定ラインを検出する分割予定ライン検出工程と、該分割予定ライン検出工程で検出した分割予定ラインに基づいて全ての分割予定ラインを割り出し、第１の加工装置で全ての分割予定ラインに沿って加工溝を形成する加工溝形成工程と、形成した該加工溝の位置を加工溝位置情報として記録する加工溝位置情報記録工程と、該加工溝位置情報記録工程で記録した加工溝位置情報を第２の加工装置に転送する加工溝位置情報転送工程と、該加工溝位置情報転送工程で転送された加工溝位置情報に基づいて、第２の加工装置で前記各加工溝を切削して板状物を分割する分割工程と、を具備したことを特徴とする板状物の分割方法が提供される。

請求項２記載の発明によると、複数の分割予定ラインを有する板状物を第１及び第２の加工装置を用いて分割する板状物の分割方法であって、第１の加工装置で少なくとも１本の分割予定ラインを検出する分割予定ライン検出工程と、検出した分割予定ラインに基づいて全ての分割予定ラインを割り出し、全ての分割予定ラインの位置を記録する分割予定ライン位置情報記録工程と、記録した分割予定ラインの位置情報に基づいて、各分割予定ラインに沿って加工溝を形成する加工溝形成工程と、該分割予定ライン位置情報記録工程で記録した分割予定ラインの位置情報を第２の加工装置に転送する分割予定ライン位置情報転送工程と、該分割予定ライン位置情報転送工程で転送された分割予定ラインの位置情報に基づいて、第２の加工装置で各加工溝を切削して板状物を分割する分割工程と、を具備したことを特徴とする板状物の分割方法が提供される。

請求項１記載の発明によると、第１の加工装置で分割予定ラインに沿って加工溝を形成しながら加工溝の位置を加工溝位置情報として記録し、記録した加工溝位置情報を第２の加工装置に転送し、第２の加工装置では転送された加工溝位置情報に基づいて、各加工溝を切削して板状物を分割するので、第２の加工装置の加工手段を第１の加工装置で形成した加工溝に容易に位置付けることが可能となり、作業効率良く板状物を分割することができる。

請求項２記載の発明によると、第１の加工装置で少なくとも１本の分割予定ラインを検出するとともに、検出した分割予定ラインに基づいて全ての分割予定ラインを割り出し、全ての分割予定ラインの位置を記録する。

そして、記録した分割予定ラインの位置情報に基づいて、各分割予定ラインに沿って加工溝を形成し、次いで分割予定ラインの位置情報を第２の加工装置に転送し、第２の加工装置では転送された分割予定ラインの位置情報に基づいて、各加工溝を切削して板状物を分割する。従って、第２の加工装置の加工手段を第１の加工装置で形成した加工溝に容易に位置付けることが可能となり、作業効率良く板状物を分割することができる。

以下、本発明の板状物の分割方法を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明の板状物の分割方法に使用するのに適した第１の加工装置としてのレーザー加工装置の概略構成図が示されている。

レーザー加工装置２は、静止基台４上にＸ軸方向に移動可能に搭載された第１スライドブロック６を含んでいる。第１スライドブロック６は、ボールねじ８及びパルスモータ１０から構成される加工送り手段１２により一対のガイドレール１４に沿って加工送り方向、すなわちＸ軸方向に移動される。

第１スライドブロック６上には第２スライドブロック１６がＹ軸方向に移動可能に搭載されている。すなわち、第２スライドブロック１６はボールねじ１８及びパルスモータ２０から構成される割り出し送り手段２２により一対のガイドレール２４に沿って割り出し方向、すなわちＹ軸方向に移動される。

第２スライドブロック１６上には円筒支持部材２６を介してチャックテーブル２８が搭載されており、チャックテーブル２８は加工送り手段１２及び割り出し送り手段２２によりＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能である。チャックテーブル２８には、チャックテーブル２８に吸引保持されたＬＥＤウエーハ等のワークをクランプするクランパ３０が設けられている。

静止基台４にはコラム３２が立設されており、このコラム３２にはレーザービーム発振手段３４を収容したケーシング３５が取り付けられている。レーザービーム発振手段３４から発振された加工用レーザービームは、ケーシング３５の先端に取り付けられた集光器３６の対物レンズによって集光されてチャックテーブル２８に保持されている半導体ウエーハ等のワークに照射される。

ケーシング３５の先端部には、集光器３６とＸ軸方向に整列して加工用レーザービーム発振手段から発振されたレーザービームによってレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段３８が配設されている。

撮像手段３８は、可視光によって撮像する通常のＣＣＤ等の撮像素子の他に、ワークに赤外線を照射する赤外線照射手段と、赤外線照射手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、この光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する赤外線ＣＣＤ等の赤外線撮像素子から構成される赤外線撮像手段を含んでおり、撮像した画像信号は後述するコントローラ（制御手段）４０に送信される。

コントローラ４０はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）４２と、制御プログラム等を格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）４４と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４６と、カウンタ４８と、入力インターフェイス５０と、出力インターフェイス５２とを備えている。

５６は案内レール１４に沿って配設されたリニアスケール５４と、第１スライドブロック６に配設された図示しない読み取りヘッドとから構成される加工送り量検出手段であり、加工送り量検出手段５６の検出信号はコントローラ４０の入力エンターフェイス５０に入力される。

６０はガイドレール２４に沿って配設されたリニアスケール５８と第２スライドブロック１６に配設された図示しない読み取りヘッドとから構成される割り出し送り量検出手段であり、割り出し送り量検出手段６０の検出信号はコントローラ４０の入力インターフェイス５０に入力される。

撮像手段３８で撮像した画像信号もコントローラ４０の入力インターフェイス５０に入力される。一方、コントローラ４０の出力インターフェイス５２からはパルスモータ１０、パルスモータ２０、レーザービーム発振手段３４等に制御信号が出力される。

図２に示すように、レーザー加工装置２の加工対象であるｌｏｗ−ｋ膜やＴＥＧが表面に形成された半導体ウエーハＷの表面においては、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とが直交して形成されており、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とによって区画された領域に多数のデバイスＤが形成されている。

ウエーハＷは粘着テープであるダイシングテープＴに貼着され、ダイシングテープＴの外周部は環状フレームＦに貼着されている。これにより、ウエーハＷはダイシングテープＴを介して環状フレームＦに支持された状態となり、図１に示すクランパ３０により環状フレームＦをクランプすることによりチャックテーブル２８上に支持固定される。

以下、上述したように構成されたレーザー加工装置２による半導体ウエーハＷの加工方法（分割方法）について説明する。まず、撮像手段３８でウエーハＷを撮像して、少なくとも１本のストリート（分割予定ライン）Ｓ１を検出する。即ち、少なくとも１本のストリートＳ１を集光器３６に対してアライメントする。他のストリートＳ１については、パターニングの設計データに基づいて割り出しをする。

代替案として、２本のストリートＳ１について或いは飛び飛びの３本以上のストリートＳ１についてアライメントを実行し、他のストリートＳ１についてはパターニングの設計データに基づいて割り出しをするようにしても良い。また、パターニングの精度の悪い半導体ウエーハＷについては、全てのストリートＳ１についてアライメントを実行するようにしても良い。

次に、チャックテーブル２８を９０度回転してストリートＳ２を検出する。即ち、ストリートＳ２を集光器３６に対してアライメントする。ストリートＳ２のアライメントについては、ストリートＳ１の場合と同様に、少なくとも１本のストリートＳ２、或いは複数本のストリートＳ２、或いは全てのストリートＳ２についてアライメントを実行するようにしても良い。

全てのストリートＳ１についての割り出しが完了したならば、レーザービーム発振手段３４を駆動して集光器３６からウエーハＷに対してレーザービームを照射し、ストリートＳ１に沿って切削溝６２を形成する。レーザービーム発振手段３４から発振するレーザービームとしては、例えばＹＡＧレーザーの第三高調波である波長３５５ｎｍのレーザービームを使用する。

ウエーハＷをＹ軸方向に割り出し送りしながら全てのストリートＳ１に沿って加工溝６２を形成する。次いで、チャックテーブル２８を９０度回転し、チャックテーブル２８をＹ軸方向に割り出し送りしながら全てのストリートＳ２に沿って加工溝６２を形成する。全てのストリートＳ１，Ｓ２に沿って加工溝６２を形成した状態が図３に示されている。図４は図３の一部拡大断面図である。

第１実施形態の加工方法では、形成した加工溝６２の位置を加工溝位置情報としてコントローラ４０のＲＡＭ４６に書き込む（記録する）。 第１実施形態の加工方法の加工溝位置情報記録工程では、レーザー加工装置２の割り出し送り位置を記録しても良いし、カーフチェック（加工溝６２を実際にカメラで検出する）で位置を記録するようにしても良い。

第２実施形態の加工方法では、検出したストリートＳ１，Ｓ２に基づいて全てのストリートＳ１，Ｓ２を割り出し、レーザービームでウエーハＷの加工を行う前に、全てのストリートＳ１，Ｓ２の位置をストリート位置情報（分割予定ライン位置情報）としてコントローラ４０のＲＡＭ４６に記録する。次いで、ＲＡＭ４６に記録されたストリートＳ１，Ｓ２の位置情報に基づいて、各ストリートＳ１，Ｓ２に沿って加工溝６２を形成する。

このようにウエーハＷの全てのストリートＳ１，Ｓ２に沿って加工溝６２を形成すると、第１の加工装置であるレーザー加工装置２を使用しての加工は終了する。次いで、図５に示すような第２の加工装置であるダイシング装置（切削装置）６４を使用しての加工溝６２に沿っての切削加工を実施する。図５は切削装置２の外観を示している。

切削装置６４の前面側にはオペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作手段６６が設けられている。装置上部には、オペレータに対する案内画面や後述する撮像手段によって撮像された画像が表示されるＣＲＴ等の表示手段６８が設けられている。

図３に示すように、全てのストリートＳ１，Ｓ２に沿って加工溝６２が形成されたウエーハはダイシングテープＴを介してフレームＦに支持されており、図５に示したウエーハカセット７０中にウエーハが複数枚（例えば２５枚）収容される。ウエーハカセット７０は上下動可能なカセットエレベータ７１上に載置される。

ウエーハカセット７０の後方には、ウエーハカセット７０から切削前のウエーハＷを搬出するとともに、切削後のウエーハをウエーハカセット７０に搬入する搬出入手段７２が配設されている。

ウエーハカセット７０と搬出入手段７２との間には、搬出入対象のウエーハが一時的に載置される領域である仮置領域７４が設けられており、仮置領域７４には、ウエーハＷを一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段７６が配設されている。

仮置領域７４の近傍には、ウエーハＷと一体となったフレームＦを吸着して搬送する旋回アームを有する搬送手段７８が配設されており、仮置領域７４に搬出されたウエーハＷは、搬送手段７８により吸着されてチャックテーブル８０上に搬送され、このチャックテーブル８０に吸引されるとともに、複数のクランプ８１によりフレームＦがクランプされることでチャックテーブル８０上に保持される。

チャックテーブル８０は、回転可能且つＸ軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル８０のＸ軸方向の移動経路の上方には、ウエーハＷの切削すべきストリートを検出するアライメント手段８２が配設されている。

アライメント手段８２は、ウエーハＷの表面を撮像する撮像手段８４を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の処理によって切削すべきストリートを検出することができる。撮像手段８４によって取得された画像は、表示手段６８に表示される。

ここで注意すべきは、本発明の加工方法では、切削装置６４で切削すべきストリートＳ１，Ｓ２に形成された加工溝位置情報又はストリート位置情報は第１の加工装置であるレーザー加工装置２のＲＡＭ４６に記録されており、この情報を利用するのでアライメント手段８２によるアライメントは必要ないことである。

アライメント手段８２の左側には、チャックテーブル８０に保持されたウエーハＷに対して切削加工を施す切削手段８６が配設されている。切削手段８６はアライメント手段８２と一体的に構成されており、両者が連動してＹ軸方向及びＺ軸方向に移動する。

切削手段８６は、回転可能なスピンドル８８の先端に切削ブレード９０が装着されて構成され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード９０は撮像手段８４のＸ軸方向の延長線上に概略位置している。

本発明第１実施形態の加工方法によると、レーザー加工装置２のＲＡＭ４６に記録された加工溝位置情報を、例えばレーザー加工装置２と切削装置６４をＬＡＮケーブルで接続して切削装置６４に転送する。転送された加工溝位置情報は、切削装置２のコントローラのメモリに記録される。

本発明第２実施形態の加工方法によると、レーザー加工装置２のＲＡＭ４６に記録されたストリート（分割予定ライン）位置情報を切削装置６４に転送する。転送されたストリート位置情報は、切削装置６４のコントローラのメモリに記録される。

レーザー加工装置２から切削装置６４への加工溝位置情報或いはストリート位置情報の転送は、ＬＡＮケーブルに限られるものではなく、例えばレーザー加工装置２に記録されているデータをＵＳＢメモリ等にコピーし、このＵＳＢメモリを切削装置６４のコントローラの所定のスリットに差し込んで、データを切削装置６４のメモリに移すようにしても良い。

切削装置６４では、レーザー加工装置２から転送されてきた加工溝位置情報又はストリート位置情報に基づいて、各加工溝６２を切削してウエーハＷを個々のデバイス（チップ）に分割する。

ここで注意すべきは、加工溝６２の形成されたウエーハＷのチャックテーブル８０へのセッティングであり、レーザー加工装置２のチャックテーブル２８に保持されたウエーハＷの原点位置出しと、切削装置６４のチャックテーブル８０に保持されたウエーハＷの原点位置出しを一致させる必要があることである。

切削装置６４では、レーザー加工装置２から転送されてきた加工溝位置情報又はストリート位置情報に基づいて、各加工溝６２を切削ブレード９０で切削すれば良いので、切削装置６４のアライメント手段８２によるアライメントを実施する必要はない。

図６は全ての加工溝６２を切削ブレード９０で切削してウエーハＷを個々のデバイスＤに分割した状態の斜視図を示しており、図７は図６の一部拡大断面図である。

上述した各実施形態のウエーハの分割方法によると、第１の加工装置であるレーザー加工装置２で形成した加工溝６２を第２の加工装置である切削装置６４で検出する必要がなく、切削装置６４の切削ブレード９０をレーザー加工装置２で形成した加工溝６２に容易に位置付けることが可能となり、作業効率を落とすことなくウエーハＷを個々のデバイスＤに分割することができる。

上述した実施形態では、第１の加工装置としてレーザー加工装置、第２の加工装置としてダイシング装置を使用した例について説明したが、本発明における加工装置の組合せはこれに限定されるものではない。

例えば、第１及び第２の加工装置ともダイシング装置を使用しても良いし、又はレーザー加工装置を使用しても良い。或いは、第１及び第２の加工装置として、レーザー加工装置、ダイシング装置、ウォータジェット加工装置の中から適当な組合せを選択して使用するようにしても良い。

また、ワークとしての板状物は半導体ウエーハに限定されるものではなく、電子部品に使用される各種セラミック基板、樹脂基板、ガラス基板、サファイア基板、ＣＰＳ基板等の板状物に適用することができる。

第１の加工装置であるレーザー加工装置の概略構成図である。 フレームと一体化されたウエーハを示す斜視図である。 各ストリートに沿って加工溝が形成された状態を示すフレームに支持されたウエーハの斜視図である。 図３の一部拡大断面図である。 第２の加工装置である切削装置の概略構成図である。 各加工溝を切削した状態のフレームに支持されたウエーハの斜視図である。 図６の一部拡大断面図ある。

符号の説明

２ レーザー加工装置
２８ チャックテーブル
３４ レーザービーム発振手段
３６ 集光器
３８ 撮像手段
４０ コントローラ
６２ 加工溝
６４ 切削装置
８０ チャックテーブル
８６ 切削手段
９０ 切削ブレード
９６ 切削溝

Claims (2)

1. 複数の分割予定ラインを有する板状物を第１及び第２の加工装置を用いて分割する板状物の分割方法であって、
   第１の加工装置で少なくとも１本の分割予定ラインを検出する分割予定ライン検出工程と、
   該分割予定ライン検出工程で検出した分割予定ラインに基づいて全ての分割予定ラインを割り出し、第１の加工装置で全ての分割予定ラインに沿って加工溝を形成する加工溝形成工程と、
   形成した該加工溝の位置を加工溝位置情報として記録する加工溝位置情報記録工程と、
   該加工溝位置情報記録工程で記録した加工溝位置情報を第２の加工装置に転送する加工溝位置情報転送工程と、
   該加工溝位置情報転送工程で転送された加工溝位置情報に基づいて、第２の加工装置で前記各加工溝を切削して板状物を分割する分割工程と、
   を具備したことを特徴とする板状物の分割方法。
2. 複数の分割予定ラインを有する板状物を第１及び第２の加工装置を用いて分割する板状物の分割方法であって、
   第１の加工装置で少なくとも１本の分割予定ラインを検出する分割予定ライン検出工程と、
   検出した分割予定ラインに基づいて全ての分割予定ラインを割り出し、全ての分割予定ラインの位置を記録する分割予定ライン位置情報記録工程と、
   記録した分割予定ラインの位置情報に基づいて、各分割予定ラインに沿って加工溝を形成する加工溝形成工程と、
   該分割予定ライン位置情報記録工程で記録した分割予定ラインの位置情報を第２の加工装置に転送する分割予定ライン位置情報転送工程と、
   該分割予定ライン位置情報転送工程で転送された分割予定ラインの位置情報に基づいて、第２の加工装置で各加工溝を切削して板状物を分割する分割工程と、
   を具備したことを特徴とする板状物の分割方法。

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