JP2010110839A

JP2010110839A - ウエハ切断装置、光学素子モジュールの製造方法および電子素子モジュールの製造方法

Info

Publication number: JP2010110839A
Application number: JP2008283761A
Authority: JP
Inventors: Aishi Suetake; 愛士末武
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2008-11-04
Filing date: 2008-11-04
Publication date: 2010-05-20

Abstract

【課題】ワイヤが張った状態で切残しがなく積層型半導体ウエハをより素早く切断する。
【解決手段】ワイヤ１４の撓みを、ブレード１９やマグネット２１によってワイヤ１４に力を付与することで無くすができて、ワイヤ１４を水平に張った状態で切残しがなく積層型半導体ウエハであるセンサウエハモジュール１をより素早く水平に切断することができる。この場合に、センサウエハモジュール１は、センサウエハ２上に、樹脂接着層３、ガラス板４およびレンズウエハモジュール５が設けられているが、レンズウエハモジュール５およびガラス板４、さらに樹脂接着層３までをワイヤ１４によりフラットに切断し、反対側からセンサウエハ２をダイサーで綺麗に切断することもできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、切断用ワイヤにより電子素子ウエハモジュールや光学素子ウエハモジュールなどのワークを切断して個片化するウエハ切断装置および、このウエハ切断装置を用いて電子素子モジュールを製造する電子素子モジュールの製造方法、このウエハ切断装置を用いて光学素子モジュールを製造する光学素子モジュールの製造方法に関する。

この種の従来のウエハ切断装置は、電子素子ウエハモジュールとしての撮像素子ウエハモジュールや、この撮像素子ウエハモジュールに構成される光学素子ウエハモジュールとしてのレンズウエハモジュールなどの各種のワークを切断して個片化するためのものである。

図８に示すように、従来のウエハ切断装置１００として、ワークとしての積層型半導体ウエハ１０１を切断して個片化するためのワイヤ１０２および第１〜第３のローラ１０３〜１０５が設けられている。このワイヤーソー切断では、積層型半導体ウエハ１０１をワイヤ１０２の中央部で切断するため、必ずワイヤ１０２が上方に撓み、ワイヤーソー切断時の最終工程で撓みとり時間（ドウエル）が必要になる。このワイヤ１０２の撓みを抑制するために、二つの積層型半導体ウエハ１０１を互いに逆方向に山形に傾斜させて設置し、この二つの積層型半導体ウエハ１０１の山形の傾斜と、第１および第２のローラ１０３、１０４間のワイヤ１０２の撓みとを一致させて相対的なワイヤ１０２の撓みを抑制するようにしている。これを図９に示している。

図９は、引用文献１に開示されている従来のウエハ切断装置を示す要部縦断正面図である。

図９に示すように、第１および第２の積層型半導体ウエハ１０１ａ、１０１ｂを切断するためのワイヤ１０２は第１、第２および第３のワイヤ支持体としての第１、第２および第３のローラ１０３〜１０５に張架されている。第１および第２のローラ１０３、１０４は軸１０６、１０７に回転自在に支持され、第３のローラ１０５は駆動軸１０８に固着され、この駆動軸１０８は正逆転可能なモータ１０９に結合されている。したがって、第３のローラ１０５を時計回り方向に回転させると、第１および第２のローラ１０３、１０４も時計回り方向に回転し、ワイヤ１０２は右から左の方向（第１の方向）に移動し、また、第３のローラ１０５を反時計回り方向に回転させると、第１および第２のローラ１０３、１０４もこの方向に回転し、ワイヤ１０２は左から右の方向（第２の方向）に移動する。第１および第２の積層型半導体ウエハ１０１ａ、１０１ｂの切断はワイヤ１０２の移動方向を交互に変えて進める。

第１および第２の積層型半導体ウエハ１０１ａ、１０１ｂの保持手段または位置決め手段を構成する保持台１１０は、保持具１１１ａ、１１１ｂおよび図示されていない別の２つの保持具を配置するための４つの凹部１１２、１１３、１１４、１１５（ここでは１１２、１１３のみ図示している）を有する。積層型半導体ウエハ１０１ａ、１０１ｂは、ガラスベース１１６ａ、１１６ｂと保持具１１１ａ、１１１ｂを伴なって保持台１１０上に配置されるが、ここでは、保持具１１１ａ、１１１ｂを保持台１１０の凹部１１２、１１３内に直接に配置するのではなくて、第１および第２の傾斜板１１７、１１８を介して配置する。

第１および第２の傾斜板１１７、１１８の傾きを鎖線で示す仮想直線Ｌ1 と仮想平面Ｓ1 とを使用して説明する。ワイヤ１０２の第１のローラ１０３に接触している部分の最も第２のローラ１０４側の位置（第１の位置）Ｐ１と、ワイヤ１０２の第２のローラ１０４に接触している部分の最も第１のローラ１０３側の位置（第２の位置）Ｐ２とを結ぶ仮想直線Ｌ1 に対して、保持台１１０は平行に配置されている。また、保持台１１０の水平方向の中心は第１および第２の位置Ｐ1、Ｐ２の中間点に一致している。

また、保持具１１１ａ、１１１ｂ上に配置された第１および第２の積層型半導体ウエハ１０１ａ、１０１ｂの相互の中間点は第１および第２の位置Ｐ1 、Ｐ２の中間点に一致している。仮想平面Ｓ1 は、第１および第２の積層型半導体ウエハ１０１ａ、１０１ｂの中間点を通り且つ仮想直線Ｌ1に直交している。したがって、第１および第２の積層型半導体ウエハ１０１ａ、１０１ｂ、第１および第２の保持具１１１ａ、１１１ｂ、第１および第２のガラスベース１１６ａ、１１６ｂ、支持台１１０の左半分と右半分、第１および第２の傾斜板１１７、１１８は仮想平面Ｓ1を中心にそれぞれ対称に配置されている。仮想直線Ｌ１に対して平行な底面を有する凹部１１２、１１３に収容されている第１および第２の傾斜板１１２、１１３は、仮想平面Ｓ１を基準にして互いに逆向きの傾斜を有する。

即ち、第１の傾斜板１１２は仮想平面Ｓ1 側の端が最も厚く、第１のローラ１０３側の端が最も薄くなるように形成され、左下りの傾斜上面を有する。第２の傾斜板１１３は仮想平面Ｓ１側の端が最も厚く、第２のローラ１０４側の端が最も薄くなるように傾斜され、右下りの傾斜上面を有する。保持具１１１ａ、１１１ｂ、ガラスベース１１６ａ、１１６ｂ、積層型半導体ウエハ１０１ａ、１０１ｂはそれぞれの対向する一対の主面が平行になるように形成されているので、第１および第２の傾斜板１１２、１１３の上に保持具１１１ａ、１１１ｂ、ガラスベース１１６ａ、１１６ｂを介して配置された積層型半導体ウエハ１０１ａ、１０１ｂは、これらの主面の第１および第２のローラ１０３、１０４寄りの端と仮想直線Ｌ１との間の最短距離がこれらの主面の第１および第２のローラ１０３、１０４から最も遠い方の端と仮想直線Ｌ１との間の最短距離よりも短くなるように傾斜している。即ち、第１および第２の積層型半導体ウエハ１０１ａ、１０１ｂの主面は第１および第２の傾斜面１１７、１１８の傾斜上面と平行となるように傾斜している。第１および第２の傾斜板１１７、１１８および第１および第２の積層型半導体ウエハ１０１ａ、１０１ｂの傾斜角は、ワイヤ１０２の撓みによって生じる傾斜角（約１〜２度）とほぼ同一に設定されている。

これによって、第１および第２の積層型半導体ウエハ１０１ａ、１０１ｂを互いに逆の傾きとなるように配置し、且つ第１のローラ１０３と第２のローラ１０４間で撓んだワイヤ１０２の傾きと、第１および第２の積層型半導体ウエハ１０１ａ、１０１ｂの傾きとをほぼ一致させている。この結果、第１および第２の積層型半導体ウエハ１０１ａ、１０１ｂの主面に対してワイヤ１０２が平行に配置された状態で切断が進行し、第１および第２の積層型半導体ウエハ１０１ａ、１０１ｂの切り残しが生じないような切断を行うことができる。この特許文献１の従来のウエハ切断装置と同様の構成が特許文献２にも開示されている。
特開平１０−０７９３６１号公報特開平１０−２１７０９４号公報

上記従来のウエハ切断装置では、積層型半導体ウエハ１０１ａ、１０１ｂを互いに逆方向に傾斜させて配置することによりワイヤ１０２の撓みを吸収しているものの、積層型半導体ウエハ１０１ａ、１０１ｂを互いに山形に傾斜させて配置してもワイヤ１０２の撓みが完全にはなくならず、積層型半導体ウエハ１０１ａ、１０１ｂの内側端や外側端でより切断されてしまう。ワイヤ１０２の撓みがない状態、即ち、積層型半導体ウエハ１０１ａ、１０１ｂに対してワイヤ１０２が張った状態で積層型半導体ウエハ１０１ａ、１０１ｂを切断することができないという問題を有していた。

本発明は、上記従来の問題を解決するもので、ワイヤが張った状態で切残しがなく積層型半導体ウエハをより素早く切断することができるウエハ切断装置、これを用いた電子素子モジュールの製造方法および光学素子モジュールの製造方法を提供することを目的とする。

本発明のウエハ切断装置は、ワイヤを回転させてワークを切断して各チップに個片化するウエハ切断装置において、切断深さ方向に、該ワイヤに力を付与するワイヤ付勢手段が設けられたものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明のウエハ切断装置におけるワイヤ付勢手段は、前記ワイヤが撓みなく張られた状態で前記ワークを切断するべく該ワイヤを押圧するローラ手段である。

さらに、好ましくは、本発明のウエハ切断装置におけるワイヤ付勢手段は、前記ワイヤが撓みなく張られた状態で前記ワークを切断するべく該ワイヤに磁力を付与するマグネット手段である。

さらに、好ましくは、本発明のウエハ切断装置におけるワイヤ付勢手段は、前記ワイヤが撓みなく張られた状態で前記ワークを切断するべく、該ワイヤを押圧するローラ手段と、該ワイヤに磁力を付与するマグネット手段とを有する。

さらに、好ましくは、本発明のウエハ切断装置におけるローラ手段は、一または、前記ワイヤに沿って複数個、配設されている。

さらに、好ましくは、本発明のウエハ切断装置におけるローラ手段は、前記ワイヤの張架方向と同じ方向に移動自在に配設されている。

さらに、好ましくは、本発明のウエハ切断装置におけるマグネット手段は、ワーク保持台に、一または、前記ワイヤに沿って複数個、配設されている。

さらに、好ましくは、本発明のウエハ切断装置におけるマグネット手段は、前記ワイヤの張架方向と同じ方向に移動自在に配設されている。

さらに、好ましくは、本発明のウエハ切断装置におけるローラ手段は、ばねにより一定の押圧力が前記ワイヤに付与されるように構成されている。

さらに、好ましくは、本発明のウエハ切断装置におけるローラ手段は、中心軸に回転自在にフリーに軸支された円盤状に構成され、円盤の端面で押圧力を前記ワイヤに付与する構成となっている。

さらに、好ましくは、本発明のウエハ切断装置におけるマグネット手段は、電磁石で構成されており、前記ワークの切断開始時に該電磁石が駆動し、該ワークの切断完了時に該電磁石が駆動停止するスイッチ手段が設けられている。

さらに、好ましくは、本発明のウエハ切断装置におけるワークは、電子素子ウエハモジュールまたは光学素子ウエハモジュールである。

本発明の電子素子モジュールの製造方法は、本発明の上記ウエハ切断装置を用いて、電子素子ウエハモジュールをワイヤが撓むことなく張った状態で切断して各チップの電子素子モジュールに個片化するものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明の電子素子モジュールの製造方法において、一または複数のチップ部毎に複数本のワイヤを前記ローラ手段で上から押さえること、および／または前記マグネット手段により該ワイヤを磁力により引き寄せることによって、該ワイヤに撓みがなく前記電子素子ウエハモジュールをフラットに切断して個々の電子素子モジュールに個片化する切断工程を有する。

本発明の光学素子モジュールの製造方法は、本発明の上記ウエハ切断装置を用いて、光学素子ウエハモジュールをワイヤが撓むことなく張った状態で切断して各チップの光学素子モジュールに個片化するものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明の光学素子モジュールの製造方法において、一または複数のチップ部毎に複数本のワイヤを前記ローラ手段で上から押さえること、および／または前記マグネット手段により該ワイヤを磁力により引き寄せることによって、該ワイヤに撓みがなく前記光学素子ウエハモジュールをフラットに切断して個々の光学素子モジュールに個片化する切断工程を有する。

上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。

本発明においては、切断深さ方向に、ワイヤに力を付与するワイヤ付勢手段が設けられ、ワイヤ付勢手段として、ワイヤが張った状態でワークを切断するべくワイヤを押圧するローラ手段や、ワイヤに磁力を付与するマグネット手段がある。

これによって、ワイヤの撓みを、ローラ手段やマグネット手段によってワイヤに力を付与することで無くすができて、ワイヤを水平に張った状態で保つことでワーク中央部に切残しがなく積層型半導体ウエハである電子素子ウエハモジュールや光学素子ウエハモジュールをより素早く水平に切断することが可能となる。この場合に、電子素子ウエハモジュールは、例えば、光学素子ウエハモジュールおよびガラス板、さらに樹脂接着層までをワイヤにより切断すれば、反対側から電子素子ウエハをダイサーで綺麗に切断することも可能となる。

以上により、本発明によれば、切断深さ方向に、ワイヤに力を付与するワイヤ付勢手段としてのローラ手段やマグネット手段を設けることにより、ワイヤの撓みを、ローラ手段やマグネット手段によってワイヤに力を付与することで無くすができて、ワイヤを水平に張った状態でワーク中央部分に切残しがなく積層型半導体ウエハをより素早く切断することができる。

以下に、本発明のウエハ切断装置の実施形態１〜３を、ワークとして電子素子ウエハモジュールとしてのセンサウエハモジュールを切断する場合について図面を参照しながら詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るウエハ切断装置によるウエハ切断状態を示す要部縦断正面図である。

図１において、本実施形態１のウエハ切断装置１０は、積層型半導体ウエハとしてのセンサウエハモジュール１を載置するためのチャック手段としてのチャック１１と、チャック１１上に吸引されて固定され、センサウエハモジュール１を搭載して固定する基材１２およびその上の接着材１３と、センサウエハモジュール１を切断して個片化するための切断用のワイヤ１４と、ワイヤ１４が回転自在に張架される第１、第２および第３のワイヤ支持体としての第１、第２および第３のローラ１５〜１７と、ワイヤ１４を押さえて切断時にワイヤ１４の撓みを防止するためにワイヤ１４に力を付与するワイヤ付勢手段としてのローラ手段としてのブレード１９（撓み抑制用ローラ）と、切断時に、第１、第２および第３のローラ１５〜１７およびワイヤ１４をセンサウエハモジュール１側に移動させるかまたは、チャック１１をセンサウエハモジュール１と共にワイヤ１４側に移動させるように駆動する駆動部（図示せず）とを有している。

これらのチャック１１、基材１２およびその上の接着材１３により、センサウエハモジュール１を固定すると共に、切断後にも各チップを保持するワーク保持台が構成されている。

第１および第２のローラ１５および１６は、軸に回転自在に支持されており、第３のローラ１７は駆動軸１８ａに固着され、この駆動軸１８ａは正逆転可能なモータ１８の回転駆動軸に連結されている。したがって、第３のローラ１７を時計回り方向に回転駆動させると、第１および第２のローラ１５および１６も時計回り方向に回転駆動して、ワイヤ１４は右から左の方向（第１の方向）に移動し、また、第３のローラ１７を反時計回り方向に回転させると、第１および第２のローラ１５および１６もこの方向に回転し、ワイヤ１４は左から右の方向（第２の方向）に移動する。センサウエハモジュール１の切断は、複数本のワイヤ１４の移動方向を交互に変えて隣接位置で互いに逆方向にワイヤ１４を移動させてセンサウエハモジュール１を平行に切断する。

第１のローラ１５と第２のローラ１６間のワイヤ１４と平行にセンサウエハモジュール１が基材１２およびその上の接着材１３上に固定され、第１のローラ１５と第２のローラ１６間のワイヤ１４の中間位置と、センサウエハモジュール１の中間位置とが一致するようにセンサウエハモジュール１が基材１２およびその上の接着材１３上に固定される。

ブレード１９は、円盤状に構成されかつ中心軸１９ａを中心に回転自在にフリーで軸支され、その厚さがワイヤ１４の直径よりも小さく構成されて、ワイヤ１４を上から押さえて切断時にワイヤ１４の撓みを防止するようにしている。ブレード１９の円盤状の外周面は、ワイヤ１４の外周面を掴むようにガイド部として凹部１９ｂを持った形状かまたは平坦面に構成されている。なお、ブレード１９は、ばねにより一定の押圧力がワイヤ１４に付与されるように取り付けられていてもよい。

センサウエハモジュール１は、ウエハチップ表面に、複数の画素に対応した各光電変換部（フォトダイオード）である複数の受光部からなる撮像素子（図示せず）が電子素子として設けられ、貫通孔（図示せず）が表面と裏面間に設けられて導通した貫通ウエハであるセンサウエハ２と、このセンサウエハ２の撮像素子の周囲上に形成された樹脂接着層３と、この樹脂接着層３上を覆うカバーガラスとしてのガラス板４と、このガラス板４上に設けられ、撮像素子に入射光を集光させるための光学素子としての複数のレンズ板が接着されて積層されたレンズウエハモジュール５とを有しており、センサウエハ２上に、樹脂接着層３、ガラス板４およびレンズウエハモジュール５がこの順に互いにアライメントをとって樹脂接着層３などにより上下に貼り合わされている。これらの貫通ウエハ２、樹脂接着層３およびガラス板４によりＴＳＶウエハモジュール６を構成している。

ここで、センサウエハモジュール１を個片化してセンサモジュールを製造するセンサモジュールの製造方法について説明する。

このセンサモジュールの製造方法は、複数の撮像素子が配設されたセンサウエハ２の各撮像素子の周囲上に樹脂接着層３を形成し、さらにその樹脂接着層３上にカバーガラスであるガラス板４を接着する工程と、このセンサウエハ２の裏側を研磨して薄層化し、所定厚さの薄いセンサウエハ２とする工程と、センサウエハ２の裏面から表面のパッドの裏まで貫通する複数の貫通穴をセンサチップ部毎に、レジスト膜をマスクとしてエッチングすることにより形成する工程と、このセンサウエハ２の裏面に絶縁膜を設け、その上からメタル配線材料を成膜し、このパッドから貫通穴を経由してセンサウエハ２の裏面にメタル配線を形成する工程と、ガラス板４の表面に一枚または複数の樹脂製のレンズ板からなるレンズウエハモジュール５をそのレンズ領域毎のレンズ外周側のスペーサ部で接着して積層する工程と、センサウエハ２、樹脂接着層３、ガラス板４およびレンズウエハモジュール５の積層体からなるセンサウエハモジュール１を一または複数のセンサチップ部毎に複数本のワイヤ１４をそれぞれブレード１９により上から押圧してワイヤ１４の撓みをなくして平らにした状態で一度に切断して各センサモジュールに個片化する切断工程と、少なくとも切断した断面に遮光部材を形成する工程とを有している。

ウエハレベルのセンサウエハモジュール１の切断工程において、センサウエハ２を構成するシリコン、ガラス板４のガラス材料および合体レンズ部材のレンズ樹脂材料をワイヤ１４によって一括切断する。

なお、本実施形態１では、センサウエハモジュール１の中央部に１個のブレード１９によりワイヤ１４を上から押圧してワイヤ１４の撓みを防止するようにしたが、これに限らず、図３のウエハ切断装置１０Ａに示すように、センサウエハモジュール１の中央部とその両側に計３個のブレード１９を同じ高さに配置し、３個のブレード１９によりワイヤ１４を３箇所上から押圧してワイヤ１４の撓みを防止するように構成することもできる。また、センサウエハモジュール１の切断方向（ワイヤ１４の長手方向）に対して複数個のブレード１９を配置し、複数個のブレード１９によりワイヤ１４を上から同時に押圧して、切断時にワイヤ１４の撓みをより確実に防止するように構成することもできる。

また、本実施形態１では、センサウエハモジュール１の中央部に１個のブレード１９によりワイヤ１４を上から押圧してワイヤ１４の撓みを防止するようにしたが、これに限らず、図４のウエハ切断装置１０Ｂに示すように、１個のブレード１９でワイヤ１４を押圧しつつ、ブレード１４をセンサウエハモジュール１の一方端から他方端に移動させることにより、複数個のブレード１９を用いた場合と同等の平坦性を持って、ワイヤ１４の撓みをより確実に防止することもできる。即ち、ブレード１９は、ワイヤ１４の張架方向と同じ方向のワイヤ移動方向に移動自在に配設されており、ワーク切断時に、図示しないブレード移動手段により移動させるようになっている。
（実施形態２）
上記実施形態１では、ワイヤ１４をブレード１９により押圧してワイヤ１４の撓みを防止する場合について説明したが、本実施形態２では、ブレード１９の代わりにマグネット手段を用いてワイヤ１４を磁力により引き寄せてワイヤ１４の撓みを取る場合について説明する。

図５は、本発明の実施形態２におけるウエハ切断装置によるウエハ切断状態を示す要部縦断正面図である。

図５において、本実施形態２のウエハ切断装置２０は、積層型半導体ウエハとしてのセンサウエハモジュール１を載置するためのチャック手段としてのチャック１１と、チャック１１上に吸引されて固定され、センサウエハモジュール１を搭載して固定する基材１２およびその上の接着材１３と、センサウエハモジュール１を切断して個片化するための切断用のワイヤ１４と、ワイヤ１４が回転自在に張架される第１、第２および第３のワイヤ支持体としての第１、第２および第３のローラ１５〜１７と、ワイヤ１４を磁力により引き寄せて切断時にワイヤ１４の撓みを防止するためにワイヤ１４に力を付与するワイヤ付勢手段（マグネット手段）としてのマグネット２１（撓み抑制用電磁石；単なる磁石でもよい）と、切断時に、第１、第２および第３のローラ１５〜１７およびワイヤ１４をセンサウエハモジュール１側に移動させるかまたは、チャック１１をセンサウエハモジュール１と共にワイヤ１４側に移動させるように駆動する駆動部（図示せず）とを有している。

マグネット２１は、ワーク保持台を構成するチャック１１に設けられ、ワイヤ１４の長手方向に対応して複数個設けてもよいが、ここでは、マグネット２１は、１本のワイヤ１４毎に１個設けられて、平面視で、第１のローラ１５と第２のローラ１６間の中央部からその両側に移動させるための駆動部であるマグネット移動手段（図示せず）を設けている。このように、マグネット２１は、ワイヤ１４の張架方向のワイヤ移動方向と同じ方向に移動自在に配設されている。マグネット２１は、電磁石で構成されており、所定の切断タイミングで磁力を消滅させることができるようになっている。

このセンサモジュールの製造方法は、複数の撮像素子が配設されたセンサウエハ２の各撮像素子の周囲上に樹脂接着層３を形成し、さらにその樹脂接着層３上にカバーガラスであるガラス板４を接着する工程と、このセンサウエハ２の裏側を研磨して薄層化し、所定厚さの薄いセンサウエハ２とする工程と、センサウエハ２の裏面から表面のパッドの裏まで貫通する複数の貫通穴をセンサチップ部毎に、レジスト膜をマスクとしてエッチングすることにより形成する工程と、このセンサウエハ２の裏面に絶縁膜を設け、その上からメタル配線材料を成膜し、このパッドから貫通穴を経由してセンサウエハ２の裏面にメタル配線を形成する工程と、ガラス板４の表面に一枚または複数の樹脂製のレンズ板からなるレンズウエハモジュール５をそのレンズ領域毎のレンズ外周側のスペーサ部で接着して積層する工程と、積層されたセンサウエハ２、樹脂接着層３、ガラス板４およびレンズウエハモジュール５からなるセンサウエハモジュール１を一または複数のセンサチップ部毎に複数本のワイヤ１４にて、マグネット２１によりワイヤ１４を磁力により引き寄せて撓みなく一度に切断してセンサモジュールに個片化する切断工程と、少なくとも切断した断面に遮光部材を形成する工程とを有している。

本実施形態２では、センサウエハモジュール１の中央部下のチャック１１内に１個のマグネット２１が移動自在に配置されており、１個のマグネット２１の磁力によりワイヤ１４を引き寄せてワイヤ１４の撓みを防止するようにしつつ、マグネット２１をセンサウエハモジュール１の中央部下のチャック１１内からチャック１１内の一方端、さらにその一方端からチャック１１内の他方端に移動させることにより、複数個のマグネット２１を用いた場合と同等の平坦性を持って、ワイヤ１４の撓みをより確実に防止することもできる。この場合に、ワーク切断位置が中央部と端部で均等な深さに切断することができる。マグネット２１は、ワイヤ１４の張架方向と同じ方向のワイヤ移動方向に移動自在に配設されており、ワーク切断時に、図示しないマグネット移動手段により移動させるようになっている。

また、一または複数個のマグネット２１により、切断終了時にワイヤ１４の撓みを谷形状に引き寄せて切断し過ぎる事態を回避するために、ワイヤ１４が平坦に張られたかどうか、即ち、ワイヤ１４に撓みがなくなったことを検出したときにマグネット２１への駆動電流を遮断するように構成することもできる。切断し過ぎを防止するために、例えば第３のローラ１７を回転させている駆動電流が所定値以下になったこと（負荷が軽くなったことで切断完了）を検出した時点でマグネット２１への駆動電流を遮断するスイッチ手段を有する構成とすることもできる。また、このスイッチ手段は、ワイヤ１４がワークに接触したことを検知して、マグネット２１への駆動電流を流すようにする。例えば第３のローラ１７を回転させている駆動電流が所定値以上になったこと（負荷が重くなったことで切断開始）を検出した時点でマグネット２１への駆動電流をさらに流すようにする。
上記実施形態１，２によれば、ワイヤ１４の撓みを、ブレード１９やマグネット２１によってワイヤ１４に力を付与することで無くすができて、ワイヤ１４を水平に張った状態で切残しがなく積層型半導体ウエハであるセンサウエハモジュール１をより素早く水平に切断することができる。また、この場合に、センサウエハモジュール１は、センサウエハ２上に、樹脂接着層３、ガラス板４およびレンズウエハモジュール５が設けられているが、レンズウエハモジュール５およびガラス板４、さらに樹脂接着層３までをワイヤ１４により切断し、反対側からセンサウエハ２をダイサーで綺麗に切断することもできる。これは、ワイヤ１４を水平に張った状態で切残しがなく切断できるからこそ、行える切断方法である。ワイヤ１４が撓むことなく、センサウエハモジュール１の中央部分に切の残しが生じることがなく、シリコンウエハの直前でワイヤ１４による切断を止めるフラット切断技術として上記実施形態１，２は有用である。
（実施形態３）
上記実施形態１では、ワイヤ１４をブレード１９により押圧してワイヤ１４の撓みを防止する場合について説明し、上記実施形態２では、ブレード１９の代わりにマグネット２１を用いてワイヤ１４を磁力により引き寄せてワイヤ１４の撓みを取る場合について説明したが、本実施形態３では、ブレード１９とマグネットを両方用いてワイヤ１４の撓みを無くした状態でセンサウエハモジュール１をフラットに切断する場合について詳細に説明する。

図６は、本発明の実施形態３におけるウエハ切断装置によるウエハ切断状態を示す要部縦断正面図である。

図６において、本実施形態３のウエハ切断装置３０は、積層型半導体ウエハとしてのセンサウエハモジュール１を載置するためのチャック手段としてのチャック１１と、チャック１１上に吸引されて固定され、センサウエハモジュール１を搭載して固定する基材１２およびその上の接着材１３と、センサウエハモジュール１を切断して個片化するための切断用のワイヤ１４と、ワイヤ１４が回転自在に張架される第１、第２および第３のワイヤ支持体としての第１、第２および第３のローラ１５〜１７と、ワイヤ１４を押さえて切断時にワイヤ１４の撓みを防止するためにワイヤ１４に力を付与するワイヤ付勢手段（ローラ手段）としてのブレード１９（撓み抑制用ローラ）と、ワイヤ１４を磁力により引き寄せて切断時にワイヤ１４の撓みを防止するためにワイヤ１４に力を付与するワイヤ付勢手段（マグネット手段）としてのマグネット２１（撓み抑制用電磁石）と、切断時に、第１、第２および第３のローラ１５〜１７およびワイヤ１４をセンサウエハモジュール１側に移動させるかまたは、チャック１１をセンサウエハモジュール１と共にワイヤ１４側に移動させるように駆動する駆動部（図示せず）とを有している。要するに、ここでは、ワイヤ付勢手段は、ワイヤ１４が張った状態でワークを切断するべく、ワイヤ１４を上から押圧するブレード１９と、ワイヤ１４に磁力を付与するマグネット２１とを有している。

第１および第２のローラ１５および１６は、軸に回転自在に支持されており、第３のローラ１７は駆動軸１８ａに固着され、この駆動軸１８ａは正逆転可能なモータ１８の回転駆動軸に連結されている。したがって、第３のローラ１７を時計回り方向に回転駆動させると、第１および第２のローラ１５および１６も時計回り方向に回転駆動して、ワイヤ１４は右から左の方向（第１の方向）に移動し、また、第３のローラ１７を反時計回り方向に回転させると、第１および第２のローラ１５および１６もこの方向に回転し、ワイヤ１４は左から右の方向（第２の方向）に移動する。センサウエハモジュール１の切断は複数本のワイヤ１４の移動方向を交互に変えて隣接位置で互いに逆方向にワイヤ１４を移動させて切断を行う。

ブレード１９は、円盤状に構成されかつ中心軸１９ａを中心にフリーに回転自在に構成され、その厚さがワイヤ１４の直径よりも小さく構成されて、ワイヤ１４を上から押さえて切断時にワイヤ１４の撓みを防止するようにしている。ブレード１９の円盤状の外周面は、ワイヤ１４の外周面を掴んで押圧するようにガイド部としての凹部１９ｂを持った形状または平坦面に構成されている。

マグネット２１は、チャック１１（ワークチャック）内に設けられ、ワイヤ１４の長手方向に複数個設けてもよいが、ここでは、マグネット２１は、１個設けられ、中央部からその両側にマグネット２１を移動させるための駆動部（図示せず）を設けている。マグネット２１は、電磁石で構成されており、所定の切断タイミング（切断完了タイミング）で磁力を消滅させるように駆動される。

このセンサモジュールの製造方法は、複数の撮像素子が配設されたセンサウエハ２の各撮像素子の周囲上に樹脂接着層３を形成し、さらにその樹脂接着層３上にカバーガラスであるガラス板４を接着する工程と、このセンサウエハ２の裏側を研磨して薄層化し、所定厚さの薄いセンサウエハ２とする工程と、センサウエハ２の裏面から表面のパッドの裏まで貫通する複数の貫通穴をセンサチップ部毎に、レジスト膜をマスクとしてエッチングすることにより形成する工程と、このセンサウエハ２の裏面に絶縁膜を設け、その上からメタル配線材料を成膜し、このパッドから貫通穴を経由してセンサウエハ２の裏面にメタル配線を形成する工程と、ガラス板４の表面に一枚または複数の樹脂製のレンズ板からなるレンズウエハモジュール５をそのレンズ領域毎の外周側のスペーサ部で接着する工程と、積層されたセンサウエハ２、樹脂接着層３、ガラス板４およびレンズウエハモジュール５からなるセンサウエハモジュール１を一または複数のセンサチップ部毎に複数本のワイヤ１４をブレード１９で上から押さえつつ、マグネット２１によりワイヤ１４を磁力により引き寄せながらてワイヤ１４でその撓みがなく一度にフラットに切断して個々のセンサモジュールに個片化する切断工程と、少なくとも切断した断面に遮光部材を形成する工程とを有している。

上記実施形態３によれば、ワイヤ１４の撓みを、ブレード１９およびマグネット２１によってワイヤ１４に力を付与することで無くすができて、ワイヤ１４を水平に張った状態で切残しがなく積層型半導体ウエハであるセンサウエハモジュール１をより素早く水平に切断することができる。また、この場合に、センサウエハモジュール１は、センサウエハ２上に、樹脂接着層３、ガラス板４およびレンズウエハモジュール５が設けられているが、レンズウエハモジュール５およびガラス板４、さらに樹脂接着層３までをワイヤ１４により切断し、反対側からセンサウエハ２をダイサーで綺麗に切断することもできる。これは、ワイヤ１４を水平に張った状態で切残しがなく切断できるからこそ、行える切断方法である。

したがって、上記実施形態１〜３ではワイヤソーの撓みを減少または無くして、切断速度を向上させ、生産性を向上させて安価にチップに個片化することができる。また、ワークの途中まででも、平坦に切断することができて、ダイシングブレードによる切断と共用することができる。

なお、本実施形態３では、ブレード１９を中央部に１個設け、マグネット２１を一方端から他方端に移動自在に構成したが、これに限らず、ブレード１９を一方端から他方端に移動自在に構成し、かつマグネット２１を一方端から他方端に移動自在に構成してもよく、図７のウエハ切断装置３０Ａに示すように、センサウエハモジュール１の中央部の上下位置にブレード１９およびマグネット２１をそれぞれ各１個設けてもよい。または、ブレード１９およびマグネット２１をそれぞれ複数個づつ設けてもよい。または、ブレード１９を一方端から他方端に移動自在に構成し、かつマグネット２１をチャック１１内に一または複数個配置してもよい。上記ブレード１９と上記マグネット２１とを適宜組み合わせることができる。

また、ここにおいても、一または複数個のマグネット２１により、切断終了時にワイヤ１４の撓みを谷形状に引き寄せて切断し過ぎる事態を回避するために、ワイヤ１４が平坦に張られたかどうか、即ち、ワイヤ１４に撓みがなくなったことを検出したときにマグネット２１への駆動電流を遮断するように構成することもできる。「切断し過ぎ」を防止するために、例えば第３のローラ１７を回転させている駆動電流が所定値以下になったこと（負荷が軽くなったことで切断完了）を検出した時点でマグネット２１への駆動電流を遮断するスイッチ手段を有する構成とすることもできる。また、このスイッチ手段は、ワイヤ１４がワークに接触したことを検知して、マグネット２１への駆動電流を流し始めるように構成することもできる。

なお、本実施形態１〜３では、電子素子モジュールの製造方法として、ウエハ切断装置１０、１０Ａ、１０Ｂ、２０、３０または３０Ａを用いて、電子素子ウエハモジュールとしてのセンサウエハモジュール１をワイヤ１４が撓むことなく張った状態で切断して各チップの電子素子モジュールとしてのセンサモジュールに個片化する場合について説明したが、これに限らず、ウエハ切断装置１０、１０Ａ、１０Ｂ、２０、３０または３０Ａを用いて、光学素子ウエハモジュールとしてのレンズウエハモジュールをワイヤ１４が撓むことなく張った状態で切断して各チップの光学素子モジュールとしてのレンズモジュールに個片化する場合についても同様に切断することができる。

即ち、一または複数のチップ部毎に複数本のワイヤ１４をローラ手段としてのブレード１９で上から押さえること、および／または、マグネット２１によりワイヤ１４を磁力によりそれぞれ引き寄せることによって、ワイヤ１４に撓みがなく光学素子ウエハモジュールとしてのレンズウエハモジュール５をフラットに切断して個々のレンズモジュールに個片化する切断工程を有する。

なお、本発明の電子素子モジュールに用いる光学素子として、撮像素子モジュールに用いるレンズモジュールとしての他に、情報記録再生部のピックアップ装置に用いるプリズム素子や、出射光を直進させて出射させると共に、入射光を曲げて所定方向に入射させる光学機能素子（例えばホログラム光学素子）などがある。

以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜３を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１〜３に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１〜３の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明は、切断用ワイヤにより電子素子ウエハモジュールや光学素子ウエハモジュールなどのワークを切断して個片化するウエハ切断装置および、このウエハ切断装置を用いて電子素子モジュールを製造する電子素子モジュールの製造方法、このウエハ切断装置を用いて光学素子モジュールを製造する光学素子モジュールの製造方法の分野において、切断深さ方向に、ワイヤに力を付与するワイヤ付勢手段としてのローラ手段やマグネット手段を設けることにより、ワイヤの撓みを、ブレードやマグネットによってワイヤに力を付与することで無くすができて、ワイヤを水平に張った状態で切残しがなく積層型半導体ウエハをより素早く切断することができる。

本発明の実施形態１に係るウエハ切断装置によるウエハ切断状態を示す要部縦断正面図である。図１のブレードの詳細を説明するための図であって、（ａ）はブレードおよびワイヤの正面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図である。本発明の実施形態１に係る他の事例のウエハ切断装置によるウエハ切断状態を示す要部縦断正面図である。本発明の実施形態１に係る更に他の事例のウエハ切断装置によるウエハ切断状態を示す要部縦断正面図である。本発明の実施形態２におけるウエハ切断装置によるウエハ切断状態を示す要部縦断正面図である。本発明の実施形態３におけるウエハ切断装置によるウエハ切断状態を示す要部縦断正面図である。本発明の実施形態３における他の事例のウエハ切断装置によるウエハ切断状態を示す要部縦断正面図である。従来のウエハ切断装置の構成を模式的に示す縦断正面図である。引用文献１に開示されている従来のウエハ切断装置を示す要部縦断正面図である。

符号の説明

１センサウエハモジュール（電子素子ウエハモジュールとしての撮像素子ウエハモジュール）
２センサウエハ（撮像素子ウエハ）
３樹脂接着層
４ガラス板
５レンズウエハモジュール（光学素子ウエハモジュール）
６ＴＳＶウエハモジュール
１０、１０Ａ、１０Ｂ、２０、３０、３０Ａウエハ切断装置
１１チャック（ワーク保持台）
１２基材
１３接着材
１４切断用のワイヤ
１５第１のローラ（ワイヤ保持手段）
１６第２のローラ（ワイヤ保持手段）
１７第３のローラ（ワイヤ保持手段）
１８モータ（回転駆動手段）
１８ａ駆動軸
１９ブレード（ローラ手段；ワイヤ押さえブレード手段）
１９ａ中心軸
２１マグネット（マグネット手段）

Claims

ワイヤを回転させてワークを切断して各チップに個片化するウエハ切断装置において、切断深さ方向に、該ワイヤに力を付与するワイヤ付勢手段が設けられたウエハ切断装置。
前記ワイヤ付勢手段は、前記ワイヤが撓みなく張られた状態で前記ワークを切断するべく該ワイヤを押圧するローラ手段である請求項１に記載のウエハ切断装置。
前記ワイヤ付勢手段は、前記ワイヤが撓みなく張られた状態で前記ワークを切断するべく該ワイヤに磁力を付与するマグネット手段である請求項１に記載のウエハ切断装置。
前記ワイヤ付勢手段は、前記ワイヤが撓みなく張られた状態で前記ワークを切断するべく、該ワイヤを押圧するローラ手段と、該ワイヤに磁力を付与するマグネット手段とを有する請求項１に記載のウエハ切断装置。
前記ローラ手段は、一または、前記ワイヤに沿って複数個、配設されている請求項２または４に記載のウエハ切断装置。
前記ローラ手段は、前記ワイヤの張架方向と同じ方向に移動自在に配設されている請求項２または４に記載のウエハ切断装置。
前記マグネット手段は、ワーク保持台に、一または、前記ワイヤに沿って複数個、配設されている請求項３または４に記載のウエハ切断装置。
ウエハ切断装置。
前記マグネット手段は、前記ワイヤの張架方向と同じ方向に移動自在に配設されている請求項３または４に記載のウエハ切断装置。
前記ローラ手段は、ばねにより一定の押圧力が前記ワイヤに付与されるように構成されている請求項２または４に記載のウエハ切断装置。
前記ローラ手段は、中心軸に回転自在にフリーに軸支された円盤状に構成され、円盤の端面で押圧力を前記ワイヤに付与する構成となっている請求項２または４に記載のウエハ切断装置。
前記マグネット手段は、電磁石で構成されており、前記ワークの切断開始時に該電磁石が駆動し、該ワークの切断完了時に該電磁石が駆動停止するスイッチ手段が設けられている請求項２または４に記載のウエハ切断装置。
前記ワークは、電子素子ウエハモジュールまたは光学素子ウエハモジュールである請求項１に記載のウエハ切断装置。
請求項１〜１２のいずれかに記載のウエハ切断装置を用いて、電子素子ウエハモジュールをワイヤが撓むことなく張った状態で切断して各チップの電子素子モジュールに個片化する電子素子モジュールの製造方法。
一または複数のチップ部毎に複数本のワイヤを前記ローラ手段で上から押さえること、および／または前記マグネット手段により該ワイヤを磁力により引き寄せることによって、該ワイヤに撓みがなく前記電子素子ウエハモジュールをフラットに切断して個々の電子素子モジュールに個片化する切断工程を有する請求項１３に記載の電子素子モジュールの製造方法。
請求項１〜１２のいずれかに記載のウエハ切断装置を用いて、光学素子ウエハモジュールをワイヤが撓むことなく張った状態で切断して各チップの光学素子モジュールに個片化する光学素子モジュールの製造方法。
一または複数のチップ部毎に複数本のワイヤを前記ローラ手段で上から押さえること、および／または前記マグネット手段により該ワイヤを磁力により引き寄せることによって、該ワイヤに撓みがなく前記光学素子ウエハモジュールをフラットに切断して個々の光学素子モジュールに個片化する切断工程を有する請求項１５に記載の光学素子モジュールの製造方法。