JP2011142126A - 分割方法 - Google Patents

Abstract

【課題】所定枚数より少ない枚数の被加工物が一つの環状フレームと一体化された被加工物セットを構成する被加工物を分割する場合において、所定位置に被加工物が無いことによるアライメントエラー等によるマシンの作動停止を防止する。
【解決手段】２以上の被加工物Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３が一つの環状フレームＦと一体化された被加工物セット１１を構成する各被加工物を分割する場合において、環状フレームＦ内の各所定位置に配置された被加工物ごとの分割予定ラインを検出する前に、各所定位置に被加工物があると想定してフォーカス領域１０１、１０２、１０３、１０４にオートフォーカスを実行し、焦点が合うか否かによって被加工物が有るか否かを判断して記憶手段に記憶しておき、被加工物がないと判断された位置については分割予定ラインＳの検出を行わないようにする。
【選択図】図５

Description

本発明は、保持手段において複数の被加工物を保持してその分割を行う分割方法に関する。

半導体ウェーハ等の板状の被加工物を個々のチップに分割する分割加工時には、被加工物が保持テープに貼着され、保持テープの周縁部に貼着された環状フレームと一体化される。そして、保持テープを介してフレームに支持された被加工物がチャックテーブルに保持され、その状態で被加工物の加工すべき位置が撮像されて検出され、検出された位置が切削ブレードやレーザー光等の作用を受けることにより、個々のチップに分割される。

サイズの小さいパッケージ基板等の被加工物を切削装置を使用して切削する場合においても小さい被加工物は保持テープに貼着され環状フレームと一体化されるが、特許文献１に記載されているように、生産性を確保するために、所定枚数の被加工物を１枚の保持テープの所定位置に貼着して一つの環状フレームと一体化させ、複数の被加工物を一つの環状フレームと一体化した被加工物セットとする。そして、その被加工物セットをチャックテーブルにおいて保持し、複数の被加工物に対する切削を行っている。この場合においては、各被加工物の位置座標値が予め装置内の記憶手段に入力されており、その位置座標値に基づいて各々の被加工物に対して順々に光学的検出手段を位置づけ、分割予定ラインを検出するアライメントを行っている。

特開２００１−１９６３２８号公報

しかし、ロットNo.単位で被加工物を所定枚数ごとに一つの環状フレームと一体化させていくと、最後に所定枚数に満たない被加工物セットが生じる。そして、たとえば所定枚数を４枚として一体化させたい場合に、たとえば３枚のみ保持テープに貼着されている被加工物セットがあったとしても、アライメントは、記憶手段の記憶内容にしたがって所定枚数があるとの前提で行われるため、実際には被加工物が存在しない位置についてもアライメントが試みられ、結果的にその部分については分割予定ラインを検出することができない。そのため、アライメントエラーメッセージが警告されマシンの作動が停止し、その都度オペレータが対応しなければならず生産性を低下させるという問題がある。所定枚数に満たない被加工物セットはランダムに生じるため、その被加工物セットのみを別に加工するとしても、作業が繁雑になり同じく生産性を低下させてしまう。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、所定枚数より少ない枚数の被加工物が一つの環状フレームと一体化された被加工物セットを構成する被加工物を切削する場合であっても、所定位置に被加工物が無いことによるアライメントエラー等によるマシンの作動停止を防止し、分割加工の生産性を向上させることである。

本発明は、２以上の所定枚数の被加工物が保持テープを介して所定位置に配置され一つの環状フレームと一体化された被加工物セットを保持手段に保持し、保持手段に保持された状態において予め記憶手段に記憶された各所定位置の位置座標値並びに被加工物の大きさ情報及び厚さ情報に基づき、各々の被加工物の表面に形成された分割予定ラインの位置を光学的検出手段により検出し、被加工物ごとに該分割予定ラインに沿って分割する分割方法に関するもので、保持手段に保持された被加工物セットの各被加工物の上方に光学的検出手段を順次位置付け、被加工物の大きさ情報及び厚さ情報に基づき所定のフォーカスストロークで光学的検出手段をオートフォーカスさせて被加工物の表面に焦点が合った場合に被加工物が有ると判断していき、各所定位置毎に被加工物の有無を記憶手段に記憶する被加工物有無記憶工程と、被加工物有無記憶工程の後に、被加工物が有ると判断された所定位置の各被加工物について、切削すべき分割予定ラインを検出してその位置情報を取得し各被加工物毎に記憶手段に記憶するアライメント工程と、被加工物が有ると判断された所定位置の各被加工物の分割予定ラインの位置情報に基づいて、各該被加工物を分割する分割工程とから構成される。

本発明は、所定枚数より少ない枚数の被加工物が一つの環状フレームと一体化された被加工物セットが分割の対象となる場合であっても、各所定位置の被加工物ごとのアライメント作業を行う前に、各所定位置に被加工物が有るか否かを記憶手段に記憶する被加工物有無記憶手段を遂行することで、所定位置に被加工物が無いことに起因してアライメントエラーが発生してマシンの作動が停止するのを防止し、生産性を向上することができる。

被加工物の分割加工に用いる切削装置の一例を示す斜視図である。 光学的検出手段、制御手段及び記憶手段の構成を示す説明図である。 光学的検出手段の対物レンズと切削ブレードとの位置関係を示す平面図である。 被加工物セットの第一の例を示す平面図である。 被加工物セットの第二の例を示す平面図である。 被加工物有無テーブルの一例を示す説明図である。

図１に示す切削装置１は、被加工物を分割加工する装置の一種であり、被加工物を保持して水平方向（図１におけるＸ軸方向）に移動可能であると共に回転可能である保持面２０を有する保持手段２と、保持手段２に保持された被加工物に対して切削加工を施す２つの切削手段３ａ、３ｂとを備えている。

保持手段２は、送り機構２１によって駆動されてＸ軸方向に移動可能である、送り機構２１は、Ｘ軸方向にのびるボールネジ２１０と、ボールネジ２１０と平行に配設された一対のガイドレール２１１と、ボールネジ２１０を回動させるモータ２１２と、内部のナットがボールネジ２１０に螺合し下部がガイドレール２１１に摺接しボールネジ２１０の回動によりガイドレール２１１にガイドされてＸ軸方向に移動する移動基台２１３とから構成される。保持手段２は、移動基台２１３とともにＸ軸方向に移動する。

切削手段３ａ、３ｂは対向して配設されている。切削手段３ａ、３ｂの各構成要素は同様に構成されるため、共通の符号を付して説明すると、切削手段３ａ、３ｂは、保持手段２の移動方向に対して水平方向に直交する方向（図１におけるＹ軸方向）の回転軸を有するスピンドル３０と、スピンドル３０を回転可能に支持するハウジング３１と、その先端に装着された切削ブレード３２とから構成される。

２つの切削手段３ａ、３ｂは、第一の送り手段４ａ及び第二の送り手段４ｂによって駆動されてそれぞれＹ軸方向に移動可能となっている。第一の送り手段４ａ及び第二の送り手段４ｂは同様に構成されるため、共通の符号を付して説明すると、第一の送り手段４ａ及び第二の送り手段４ｂは、Ｙ軸方向の軸心を有するボールネジ４０と、ボールネジ４０と平行に配設された一対のガイドレール４１と、ボールネジ４０を回動させるパルスモータ４２と、内部のナットがボールネジ４０に螺合し側部がガイドレール４１に摺接する可動板４３と、切削手段３ａ、３ｂをそれぞれ昇降させる昇降機構４４とから構成される。昇降機構４４は、ハウジング３１に固定された支持部４４０と、支持部４４０を昇降駆動するモータ４４１とを備えている。ボールネジ４０と平行にリニアスケール４５が配設されており、リニアスケール４５によって２つの切削手段３ａ、３ｂの位置を把握することができる。

ハウジング３１の側部には、光学的検出手段５ａ、５ｂがそれぞれ固定されている。図２に示すように、光学的検出手段５ａ、５ｂは同様に構成されるため、共通の符号を付して説明すると、光学的検出手段５ａ、５ｂは、昇降可能な昇降部５０を備えている。昇降部５０には対物レンズ５００を備えており、その光軸上には撮像部５１が配設されている。撮像部５１は、画像処理部５２に接続されており、撮像部５１から出力される画像情報に対する処理を行うことができる。

光学的検出手段５は、制御手段６に接続されており、昇降部５０や画像処理部５２の動作は制御手段６によって制御される。制御手段６は、記憶手段７に接続されており、記憶手段７に記憶された情報を参照して光学的検出手段５を制御することができる。

図３に示すように、対物レンズ５００には、その中心を通るＸ軸方向の直線である基準線５００ａが形成されており、基準線５００ａの延長線上に切削ブレード３２の刃部３２０が位置するように予め調整がなされている。

切削による分割の対象となるのは、図４に示すように、原則として１枚の保持テープＴに貼着された２以上の所定枚数（図４の例では４枚）の被加工物Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３及びＷ４であり、保持テープＴの周縁部には環状フレームＦが貼着されている。このように、所定枚数の被加工物が保持テープＴを介して環状フレームＦと一体化されたものを完全被加工物セット１０と称する。各被加工物には、縦横に分割予定ラインＳが形成されている。

一方、被加工物のロットごとの総数が所定枚数の倍数でないと、たとえば図５に示すように、３枚の被加工物Ｗ１、Ｗ２及びＷ３が貼着され、被加工物が所定枚数に満たないものもある。このような被加工物も分割の対象となる。所定枚数に満たない被加工物が保持テープＴを介して環状フレームＦと一体化されたものを不完全被加工物セット１１と称する。また、完全被加工物セット１０と不完全被加工物セット１１とをあわせて被加工物セットと総称する。

次に、切削装置１を使用して、完全被加工物セット１０及び不完全被加工物セット１１を構成する各被加工物を切削して個々のチップに分割する場合における切削装置１の動作について説明する。

被加工物セットを構成する４つの被加工物は、テープマウンタによって保持テープＴの所定位置に貼着される。そして、完全被加工物セット１０であるか不完全被加工物セット１１であるかに関係なく、各被加工物が存在しうる位置の左上の角部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの各座標（ｘ１、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）、（ｘ３、ｙ３）、（ｘ４、ｙ４）が所定位置として記憶手段６に予め記憶されている。また、各被加工物の大きさ情報（各辺の長さに関する情報）及び厚さ情報も記憶手段６に記憶される。なお、図４、５の例では、座標原点ＯをテープＴの中心としているが、どこに原点をとってもよい。また、被加工物の貼着位置に関する所定位置の座標情報は、どのように特定してもよい。

（１）被加工物有無記憶工程
図４に示した完全被加工物セット１０または図５に示した不完全被加工物セット１１を構成する各被加工物が切削対象となる場合は、図１に示した保持手段２にその被加工物セットが保持され、保持手段１０のＸ軸方向の移動によって、その被加工物セットが光学的検出手段５ａ、５ｂの下方に位置付けされる。そして、切削すべき分割予定ラインＳを検出する前に、各被加工物の上方の任意の位置に光学的検出手段５ａ、５ｂをそれぞれ位置させる。ここで、各被加工物の上方の任意の位置は、記憶手段７に記憶された各所定位置の位置座標値及び被加工物の大きさから求めることができる。具体的には、記憶手段６に記憶させた各辺の長さの情報よりも小さい値をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの各座標に足すことにより求められる。たとえば、各被加工物の大きさが縦、横とも１００ｍｍであれば、被加工物Ｗ１については、点Ａから＋Ｘ方向及び−Ｙ方向にそれぞれ１００ｍｍ未満離れた位置に対物レンズ５００の光軸が位置するようにすれば、被加工物Ｗ１の上方に光学的検出手段５ａが位置することになる。実際には、図５に示すように、各被加工物の中心付近の上方に光学的検出手段５ａ、５ｂを位置させることが望ましい。被加工物Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４についても同様の手法により任意の位置を順次求めることができる。切削装置１には、２つの光学的検出手段５ａ、５ｂを備えているため、これらを並行して稼働させることにより、２つの被加工物の情報の任意の位置を求めることができる。

次に、被加工物Ｗ１の上方に光学的検出手段５ａが位置した状態で、制御手段６による制御の下で昇降部５０を昇降させることにより、オートフォーカスにより被加工物Ｗ１に表面に焦点を合わせる。図２に示したチャックテーブル２の保持面２０のＺ座標は制御手段６によって認識されており、保持テープＴ及び各被加工物の厚さ情報も記憶手段７に記憶されているため、制御手段６においては、保持面２０のＺ座標に保持テープＴ及び被加工物の厚さの値を足すことにより、焦点を合わせるための光学的検出手段５ａの所定のフォーカスストロークを求めることができる。したがって、そのフォーカスストロークにしたがい昇降部５０を駆動して被加工物Ｗ１の表面に確実に焦点を合わせることができれば、制御手段６は、その焦点が合った位置であるフォーカス領域において被加工物が有ると判断する。一方、所定のフォーカスストロークの下で焦点が合わなかった場合は、制御手段６は、その位置に被加工物がないと判断する。オートフォーカスは、画像処理部５２において、たとえば撮像された領域内の隣接する画素の差分の総和をとり、この総和が最も大きな値を示す位置を合焦点とすることにより行う。

２つの光学的検出手段５ａ、５ｂを並行に稼働させながら、このような判断を４つの被加工物すべてについて順次行うことで、図４に示した完全被加工物セット１０であれば、すべての被加工物Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４についてオートフォーカスが完了し、これら４つ（所定枚数）の被加工物がテープＴに貼着されていると制御手段６が判断し、その旨を記憶手段７に記憶させる。一方、たとえば図５に示した不完全被加工物セット１１のように、フォーカス領域１０１、１０２、１０３ではオートフォーカスが完了したものの、フォーカス領域１０４ではオートフォーカスが行われなかった場合は、その領域には被加工物がなかったと制御手段６が判断し、その旨を記憶手段７に記憶させる。たとえば図６に示すように、記憶手段７に被加工物有無テーブルの領域を確保し、各所定位置に対応させて被加工物の有無情報を記憶させる。

（２）アライメント工程
次に、被加工物有無テーブルの情報に基づき被加工物有無記憶工程において有ると判断された所定位置の被加工物について、切削すべき分割予定ラインの検出を行う。かかる検出は、記憶手段７に記憶された前記Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの各座標値及び各被加工物の大きさ情報に基づき、有ると判断された被加工物の上方に光学的検出手段５ａ、５ｂの対物レンズ５００をそれぞれ位置付け、記憶手段７に記憶された厚さ情報に基づきオートフォーカスを行い、撮像部５１によって順次画像を取得しながら光学的検出手段５を移動させ、画像処理部５２において、取得された画像情報と記憶手段７に予め記憶された分割予定ラインＳの画像とのパターンマッチングを行うことにより行う。図３に示したように、基準線５００ａの延長線上に切削ブレード３２の刃部３２０が位置するように予め調整がなされているため、基準線５００ａと分割予定ラインＳとが一致した時に分割予定ラインＳが検出され切削ブレードＳとのＹ軸方向の位置合わせがなされたと判断し、制御手段６は光学的検出手段５の動きを止める。そして、光学的検出手段５のＸ−Ｙ座標情報を分割予定ラインの位置情報として記憶手段７に記憶させる。他の分割予定ラインについても同様に位置情報を取得し、すべての分割予定ラインの座標情報を記憶手段７に記憶する。なお、１つの被加工物について一方向の分割予定ライン１本のみについて位置情報を取得し、後の切削時には、分割予定ライン間の間隔を予め記憶手段７に記憶させておき、その間隔ずつ送りながら切削を行うようにしてもよい。

また、被加工物有無記憶工程において有ると判断された他の被加工物についても同様に分割予定ラインの位置情報を取得し、検出した分割予定ラインのＸ−Ｙ座標情報をアライメント情報として記憶手段７に記憶させる。このように、被加工物有無記憶工程においてあると判断された被加工物についてのみ本工程を遂行するため、分割予定ラインを検出できずにエラーとなって装置が停止したりすることがない。

（３）分割工程
こうしてアライメント工程が終了すると、制御手段６は、あると判断された被加工物ごとに記憶手段７に記憶された分割予定ラインの位置情報を読み出し、その座標に切削ブレード３２を位置付け、保持テーブル２をＸ方向に移動させるとともに、回転する切削ブレード３２を分割予定ラインＳに切り込ませて分割予定ラインＳに沿って切削を行う。２つの切削手段３ａ、３ｂを並行して稼働させることにより、２つの被加工物の切削を並行して行うことができる。被加工物の一方向のすべての分割予定ラインについて切削を行い、その後、保持テーブル２を９０度回転させてから同様の切削を行うと、その被加工物が個々のチップに分割される。あると判断された他の被加工物についても同様の分割を行う。

このように、アライメント工程では被加工物有無記憶工程においてあると判断された被加工物についてのみアライメント工程を遂行し、分割工程においても、被加工物有無記憶工程においてあると判断された被加工物についてのみ分割を行うため、生産性良く分割を行うことができる。

なお、上記の例では切削装置を用いて分割加工を行う場合について説明したが、本発明は、アライメントにより検出した分割予定ラインにレーザー光を照射するレーザー加工装置にも適用可能である。

１：切削装置
２：保持手段
２０：保持面
２１：送り機構
２１０：ボールネジ ２１１：ガイドレール ２１２：モータ ２１３：移動基台
３ａ、３ｂ：切削手段
３０：スピンドル ３１：ハウジング ３２：切削ブレード ３２０：刃部
４ａ：第一の送り手段 ４ｂ：第二の送り手段
４０：ボールネジ ４１：ガイドレール ４２：パルスモータ ４３：可動板
４４：昇降機構 ４４０：支持部 ４４１：モータ
４５：リニアスケール
５：光学的検出手段
５０：昇降部 ５００：対物レンズ ５００ａ：基準線
５１：撮像部 ５２：画像処理部
６：制御手段 ７：記憶手段
１０：完全被加工物セット １１：不完全被加工物セット
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４：被加工物 Ｔ：保持テープ Ｆ：環状フレーム
Ｓ：分割予定ライン
１０１、１０２、１０３、１０４：フォーカス領域

Claims (1)

1. ２以上の所定枚数の被加工物が保持テープを介して所定位置に配置され一つの環状フレームと一体化された被加工物セットを保持手段に保持し、該保持手段に保持された状態において予め記憶手段に記憶された各所定位置の位置座標値並びに該被加工物の大きさ情報及び厚さ情報に基づき、各々の被加工物の表面に形成された分割予定ラインの位置を光学的検出手段により検出し、該被加工物ごとに該分割予定ラインに沿って分割する分割方法であって、
   該保持手段に保持された該被加工物セットの各被加工物の上方に該光学的検出手段を順次位置付け、該被加工物の該大きさ情報及び該厚さ情報に基づき所定のフォーカスストロークで該光学的検出手段をオートフォーカスさせて該被加工物の表面に焦点が合った場合に該被加工物が有ると判断していき、各所定位置毎に該被加工物の有無を該記憶手段に記憶する被加工物有無記憶工程と、
   該被加工物有無記憶工程の後に、該被加工物が有ると判断された該所定位置の各被加工物について、切削すべき該分割予定ラインを検出してその位置情報を取得し各被加工物毎に該記憶手段に記憶するアライメント工程と、
   該被加工物が有ると判断された該所定位置の各被加工物の分割予定ラインの位置情報に基づいて、各該被加工物を分割する分割工程と、
   から構成される分割方法。

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