JP2012190932A

JP2012190932A - 加工装置

Info

Publication number: JP2012190932A
Application number: JP2011051992A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Saito; 孝広斉藤
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2011-03-09
Publication date: 2012-10-04
Anticipated expiration: 2031-03-09
Also published as: JP5709593B2

Abstract

【課題】大型の被加工物を精度良く分割可能な加工装置を提供することである。
【解決手段】加工装置であって、第１及び第２チャックテーブルと、第１及び第２加工手段を含んでいる。第１及び第２チャックテーブルは保持面が連続する合体位置と、離間位置とに位置付け手段により位置付けられる。第１及び第２チャックテーブルを合体位置に位置付けた状態で被加工物を第１及び第２チャックテーブル上に搭載し、分割手段で被加工物を第１及び第２被加工物に分割する。第１被加工物を第１加工手段で加工し、第２被加工物を第２加工手段で加工する。
【選択図】図４

Description

本発明は、被加工物を少なくとも２分割した後、分割された各被加工物をそれぞれ独立して加工可能な加工装置に関する。

半導体デバイスの製造プロセスにおいては、ＬＳＩ等の回路が形成された複数の半導体チップがリードフレームやプリント基板にマウントされて各電極がボンディング接続された後、樹脂によって封止されることでＣＳＰ（ＣｈｉｐＳｉｚｅＰａｃｋａｇｅ）基板やＢＧＡ（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ）基板等のパッケージ基板が形成される。

その後、パッケージ基板を格子状に形成されたストリートに沿って切削ブレード等でダイシングして個片化することで樹脂封止された個々の半導体デバイスが製造される。このようにして製造された半導体デバイスは、携帯電話やパソコン等の電気機器に広く利用されている。

このようなパッケージ基板や、太陽電池又は液晶ディスプレイに使用されるガラス基板は一般的に大型であり、大型の被加工物を精度良く切削するのは困難である。特に、パッケージ基板の場合は、樹脂のモールド時に基板にひずみが生じ、ストリートの平行精度が低下しやすい。

通常、パッケージ基板を切削ブレードで切削する場合は、切削すべきストリートと切削ブレードとの位置合わせであるアライメントを行ってから当該ストリートを切削し、その後はストリート間隔ずつ切削ブレードを割り出し送りしながら切削を行っていく。

しかし、パッケージ基板のようにストリートが高精度に平行でない場合において、全てのストリートが平行に形成されていると想定して切削を継続すると、ストリート以外の領域、例えばチップ領域を切削してしまい、半導体デバイスを損傷させてしまうという問題がある。

このような問題を解決するために、特開２００２−３３２９５号公報では、一つのストリート上で複数のターゲットを検出し、検出した複数のターゲットの座標位置に基づいて最小二乗法で切削予定ラインを設定する方法が提案されている。

特開２００２−３３２９５号公報

しかし、特許文献１記載のアライメント方法を用いてパッケージ基板等の被加工物を切削しても、被加工物の種類や要求値によっては、加工精度が許容値に入らずに問題となる場合がある。

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、大型の被加工物を精度良く個々のチップに分割可能な加工装置を提供することである。

本発明によると、被加工物を保持するチャックテーブル機構と、該チャックテーブル機構で保持された被加工物に加工を施す加工手段とを備えた加工装置であって、該チャックテーブル機構は、被加工物を保持する第１保持面を有する第１チャックテーブルと、該第１保持面と同一平面上の第２保持面を有する第２チャックテーブルとを含み、該第１チャックテーブルと該第２チャックテーブルとが隣接して該第１保持面と該第２保持面とが連続した大保持面を形成する合体位置と、該第１チャックテーブルと該第２チャックテーブルとが離間した離間位置とに該第１チャックテーブルと該第２チャックテーブルとを位置付ける位置付け手段と、該大保持面で保持された被加工物を分割して該第１保持面で保持される第１被加工物と該第２保持面で保持される第２被加工物とに分離する分割手段とを具備し、該加工手段は、該分割手段で分割されて該第１保持面で保持された第１被加工物に加工を施す第１加工手段と、該分割手段で分割されて該第２保持面で保持された第２被加工物に加工を施す第２加工手段とを含み、該第１チャックテーブルと該第１加工手段とを加工送り方向に相対移動させる第１加工送り手段と、該第１チャックテーブルと該第１加工手段とを加工送り方向に直交する割り出し送り方向に相対移動させる第１割り出し送り手段と、該第２チャックテーブルと該第２加工手段とを加工送り方向に相対移動させる第２加工送り手段と、該第２チャックテーブルと該第２加工手段とを加工送り方向に直交する割り出し送り方向に相対移動させる第２割り出し送り手段と、を更に具備したことを特徴とする加工装置が提供される。

好ましくは、分割手段は、第１加工手段又は第２加工手段で兼用され、位置付け手段は、第１及び第２加工送り手段又は第１及び第２割り出し送り手段で兼用される。好ましくは、第１加工手段及び第２加工手段は、切削ブレード又はレーザビームを照射するレーザヘッドを含んでいる。

本発明の加工装置によると、被加工物を一度分割手段で第１及び第２被加工物に分割した後、第１被加工物を第１加工手段で個々のチップへと分割し、第２被加工物を第２加工手段で個々のチップへと分割するため、大型の被加工物でもより高精度での分割が可能となる。

本発明実施形態の切削装置の斜視図である。切削装置の要部側面図である。第１及び第２チャックテーブルが合体位置に位置付けられた状態の切削装置の要部平面図である。パッケージ基板を分割手段で分割している状態の切削装置の要部平面図である。第１及び第２チャックテーブルを離間位置にそれぞれ位置づけ、各チャックテーブルで保持されたパッケージ基板をそれぞれ対応した第１切削ユニット又は第２切削ユニットで切削している状態の平面図である。第１及び第２チャックテーブルをそれぞれ９０度回転して第１のストリートに直交する第２のストリートを切削している状態の平面図である。本発明実施形態に係るレーザ加工装置の概略平面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１を参照すると、本発明実施形態の切削装置２の斜視図が示されている。切削装置２は、Ｘ軸方向に離間した第１切削手段（第１切削ユニット）４と、第２切削手段（第２切削ユニット）４ａとを備えている。第１切削ユニット４及び第２切削ユニット４ａともＹ軸方向及びＺ軸方向に移動可能である。

切削装置２は更に、Ｘ軸方向に独立して移動可能な第１チャックテーブル６と、第２チャックテーブル６ａとを備えている。第１チャックテーブル６と第２チャックテーブル６ａとは、互いに合体して一つの大保持面を形成する合体位置と、互いに離間した離間位置とに後述する位置付け手段により位置付けられる。第１切削ユニット４の第１切削ブレード１２（図２参照）とＸ軸方向に整列してＣＣＤカメラ及び顕微鏡を有する撮像手段（撮像ユニット）５が配設されている。

１０は本発明の切削装置２により切削されるのに適したパッケージ基板であり、切削を開始するに当たり合体位置に位置付けられた第１チャックテーブル６と第２チャックテーブル６ａ上に搭載される。

パッケージ基板１０は、非デバイス領域１３により第１デバイス領域１１と第２デバイス領域１１ａとに分離されている。各デバイス領域１１，１１ａには互いに直交する複数の第１ストリートＳ１と複数の第２ストリートＳ２が形成されており、第１ストリートＳ１と第２ストリートＳ２とによって区画された各領域にデバイスが形成されている。

８はタッチパネル式の表示モニタであり、切削装置２のオペレータが表示モニタ８上の操作指令にタッチすることにより、切削装置２を操作することができ、また表示モニタ８上には切削装置２の稼動情報が表示される。

図２を参照すると、切削装置２の要部側面図が示されている。図３は第１チャックテーブル６と第２チャックテーブル６ａが合体位置に位置付けられた状態の切削装置２の要部平面図である。

図２及び図３に示されるように、第１切削ユニット４には第１切削ブレード１２が回転可能に装着されており、第２切削ユニット４ａには第２切削ブレード１２ａが回転可能に装着されている。

第１切削ユニット４は割り出し送り手段２０によりＹ軸方向に割り出し送りされ、Ｚ方向送り手段２２によりＺ軸方向に移動される。同様に、第２切削ユニット４ａは割り出し送り手段２０ａによりＹ軸方向に割り出し送りされ、Ｚ方向送り手段２２ａによりＺ軸方向に移動される。

図２に示すように、第１チャックテーブル６と第２チャックテーブル６ａが合体すると、第１チャックテーブル６の保持面１４と第２チャックテーブル６ａの保持面１４ａとが連続して大保持面が形成され、第１チャックテーブル６と第２チャックテーブル６ａとの間に分割用のブレード逃げ溝１６が形成される。

また、第１チャックテーブル６及び第２チャックテーブル６ａには、それぞれ互いに直交するパッケージ基板１０の第１ストリートＳ１と第２ストリートＳ２に対応した複数のブレード逃げ溝１８，１８ａが形成されている。

図３に示すように、切削装置２は第１チャックテーブル６をＸ軸方向に加工送りするボールねじ２４とパルスモータ２６とから構成される第１加工送りユニット（第１加工送り手段）２８と、第２チャックテーブル６ａをＸ軸方向に加工送りするボールねじ２４ａとパルスモータ２６ａとから構成される第２加工送りユニット（第２加工送り手段）２８ａを有している。

第１加工送りユニット２８のパルスモータ２６を駆動すると、ボールねじ２４を介して第１チャックテーブル６が一対のガイドレール３０に案内されてＸ軸方向に移動される。同様に、第２加工送りユニット２８ａのパルスモータ２６ａを駆動すると、ボールねじ２４ａを介して第２チャックテーブル６ａが一対のガイドレール３０ａに案内されてＸ軸方向に移動される。

本発明の切削装置２による切削加工では、まず図１に示すように第１チャックテーブル６及び第２チャックテーブル６ａを合体して第１保持面１４と第２保持面１４ａが連続した大保持面を形成した状態で、この大保持面上にパッケージ基板１１を搭載し吸引保持する。

そして、図４に示すように、分割手段を兼用する第１切削手段（第１切削ユニット）４の第１切削ブレード１２でパッケージ基板１０の非デバイス領域１３に分割溝３２を形成して、パッケージ基板１０を第１デバイス領域１１を有する第１パッケージ基板３４と、第２デバイス領域１１ａを有する第２パッケージ基板３４ａに分割する。

本実施形態では、第１切削手段４が分割手段を兼用している。第２切削手段４ａの第２切削ブレード１２ａでパッケージ基板１０を二つに分割するようにしてもよい。この場合は、第２切削手段４ａが分割手段を兼用する。他の実施形態として、分割手段によるパッケージ基板１０の分割はそれほど精度がいらないため、別途専用の分割手段を備えるようにしてもよい。

次いで、撮像ユニット５で第１パッケージ基板３４を撮像して、切削すべき第１ストリートＳ１と第１切削ブレード１２との位置合わせであるアライメントを実施する。同様に、撮像ユニット５で第２パッケージ基板３４ａを撮像して、切削すべき第１ストリートＳ１と第２切削ブレード１２ａとの位置合わせであるアライメントを実施する。尚、このアライメント工程は、パッケージ基板１０を第１切削ブレード１２で二つに分割する分割工程の前に実施するようにしてもよい。

アライメント実施後、第２加工送り手段２８ａの第２パルスモータ２６ａを駆動して、図４で第２パッケージ基板３４ａを左方向に移動して第１パッケージ基板３４と第２パッケージ基板３４ａとの間隔を十分にとる。

そして、図５に示すように、第１加工送り手段２８で第１チャックテーブル６を矢印Ｘ１方向に加工送りしながら、第１パッケージ基板３４のアライメントされた第１ストリートＳ１を切削して切削溝３６を形成する。次いで、第１ストリートＳ１の間隔ずつ（ストリートピッチずつ）第１切削ブレード１２を割り出し送りしながら全ての第１ストリートＳ１を切削する。

同様に、第２加工送り手段２８ａで第２チャックテーブル６ａを矢印Ｘ２方向に加工送りしながら、第２切削ブレード１２ａで第２パッケージ基板３４ａのアライメントされた第１ストリートＳ１を切削して切削溝３６ａを形成する。次いで、第１ストリートＳ１のストリートピッチずつ第２切削ブレード１２ａを割り出し送りしながら全ての第１ストリートＳ１を切削して切削溝３６ａを形成する。

第１パッケージ基板３４及び第２パッケージ基板３４ａの全ての第１ストリートＳ１の切削終了後、第１チャックテーブル６を９０度回転するとともに、第２チャックテーブル６ａを９０度回転して、第１パッケージ基板３４及び第２パッケージ基板３４ａを図６に示すような姿勢に位置付ける。

次いで、撮像ユニット５で第１パッケージ基板３４を撮像して、第１パッケージ基板３４の切削すべき第２ストリートＳ２と第１切削ブレード１２との位置合わせであるアライメントを実施する。

同様に、撮像ユニット５で第２パッケージ基板３４ａを撮像して、第２パッケージ基板３４ａの切削すべき第２ストリートＳ２と第２切削ブレード１２ａとの位置合わせであるアライメントを実施する。

上述した実施形態では、第２ストリートＳ２のアライメントを第１ストリートＳ１のアライメントと別々に行っているが、第２ストリートＳ２のアライメントを第１ストリートＳ１のアライメントに引き続いて実施するようにしてもよい。

この場合には、分割手段を兼用する第１切削手段４の第１切削ブレード１２でパッケージ基板１０を第１パッケージ基板３４と第２パッケージ基板３４ａに分割した後、第１加工送りユニット２８又は第２加工送りユニット２８ａを駆動して、第１パッケージ基板３４と第２パッケージ基板３４ａとが、それぞれチャックテーブル６又は６ａを９０度回転したときに互いに干渉しない位置までＸ軸方向に移動してから、第２ストリートＳ２のアライメントを実施する必要がある。

アライメント実施後、第１加工送り手段２８で第１チャックテーブル６を矢印Ｘ方向に加工送りしながら、第１切削ブレード１２でアライメントされた第１パッケージ基板３４の第２ストリートＳ２を切削する。

次いで、第２ストリートＳ２の間隔ずつ第１切削ブレード１２を割り出し送りしながら全ての第２ストリートＳ２を切削して、第１パッケージ基板３４を個々のチップに分割する。

同様に、第２加工送り手段２８ａで第２チャックテーブル６ａを矢印Ｘ方向に加工送りしながら、第２パッケージ３４ａのアライメントされた第２ストリートＳ２を第２切削ブレード１２ａで切削する。

次いで、第２ストリートＳ２の間隔ずつ第２切削ブレード１２ａを割り出し送りしながら全ての第２ストリートＳ２を切削して、第２パッケージ基板３４ａを個々のチップに分割する。

図７を参照すると、本発明の第２実施形態であるレーザ加工装置４２の概略平面図が示されている。本実施形態のレーザ加工装置４２は、Ｙ軸方向への割り出し送り手段としてマルチスライダリニアモータ５０を採用した。

５２はリニアモータ５０のマグネットプレートであり、リニアモータ５０の第１スライダ４８及び第２スライダ４８ａがＹ軸方向に伸長する一対のガイドレール５３に案内されて、それぞれ独立してＹ軸方向に移動される。

第１スライダ４８上には第１チャックテーブル４６が搭載されており、第２スライダ４８ａ上には第２チャックテーブル４６ａが搭載されている。第１チャックテーブル４６は、図示しない加工送り手段を駆動することによりＸ軸方向に伸長する一対のガイドレール５４に案内されてＸ軸方向に加工送りされる。

同様に、第２チャックテーブル４６ａは、図示しない加工送り手段を駆動することにより、Ｘ軸方向に伸長する一対のガイドレール５４ａに案内されてＸ軸方向に加工送りされる。

マルチスライダリニアモータ５０を駆動することにより、第１チャックテーブル４６と第２チャックテーブル４６ａはそれぞれの保持面が連続した合体位置と、第１チャックテーブル４６と第２チャックテーブル４６ａが離間した離間位置とに位置付けられる。

図７に示すように、第１チャックテーブル４６と第２チャックテーブル４６ａを完全に合体させずに、第１チャックテーブル４６と第２チャックテーブル４６ａとの間に分割用逃げ溝として隙間４７が開いていても良い。

本実施形態のレーザ加工装置４２では、第１レーザヘッド４４と第２レーザヘッド４４ａがＹ軸方向に離間して固定的に配置されており、レーザ加工時に第１チャックテーブル４６及び第２チャックテーブル４６ａがＸ軸方向及びＹ軸方向に独立して移動することにより、被加工物のレーザ加工が実施される。

レーザ加工装置４２でガラス基板等の大型の被加工物を加工する場合には、まず被加工物を図７に示す位置に位置付けられた第１チャックテーブル４６及び第２チャックテーブル４６ａ上に搭載し、第１レーザヘッド４４又は第２レーザヘッド４４ａで被加工物を二つに分割する。

そして、二つに分割された一方の被加工物を第１スライダ４８をＹ軸方向に割り出し送りするとともに、第１チャックテーブル４６をＸ軸方向に加工送りしながら、第１レーザヘッド４４で分割された一方の被加工物の加工を実施する。

同様に、第２スライダ４８ａをＹ軸方向に割り出し送りするとともに、第２チャックテーブル４６ａをＸ軸方向に加工送りしながら、第２レーザヘッド４４ａで分割された他方の被加工物の加工を実施する。

本実施形態では、第１チャックテーブル４６と第２チャックテーブル４６ａを合体した合体位置と、第１チャックテーブル４６と第２チャックテーブル４６ａが離間した離間位置とに第１及び第２チャックテーブル４６，４６ａを位置付ける位置づけ手段として、第１スライダ４８の割り出し送り手段及び第２スライダ４８ａの割り出し送り手段が兼用される。

２切削装置
４第１切削手段（第１切削ユニット）
４ａ第２切削手段（第２切削ユニット）
５撮像ユニット
６第１チャックテーブル
６ａ第２チャックテーブル
８表示モニタ
１０パッケージ基板
１１第１デバイス領域
１１ａ第２デバイス領域
１２第１切削ブレード
１２ａ第２切削ブレード
２８第１加工送り手段
２８ａ第２加工送り手段
３４第１パッケージ基板
３４ａ第２パッケージ基板
４２レーザ加工装置
４４第１レーザヘッド
４４ａ第２レーザヘッド
４６第１チャックテーブル
４６ａ第２チャックテーブル
４８第１スライダ
４８ａ第２スライダ
５０マルチスライダリニアモータ
５２マグネットプレート

Claims

被加工物を保持するチャックテーブル機構と、該チャックテーブル機構で保持された被加工物に加工を施す加工手段とを備えた加工装置であって、
該チャックテーブル機構は、被加工物を保持する第１保持面を有する第１チャックテーブルと、該第１保持面と同一平面上の第２保持面を有する第２チャックテーブルとを含み、
該第１チャックテーブルと該第２チャックテーブルとが隣接して該第１保持面と該第２保持面とが連続した大保持面を形成する合体位置と、該第１チャックテーブルと該第２チャックテーブルとが離間した離間位置とに該第１チャックテーブルと該第２チャックテーブルとを位置付ける位置付け手段と、
該大保持面で保持された被加工物を分割して該第１保持面で保持される第１被加工物と、該第２保持面で保持される第２被加工物とに分離する分割手段とを具備し、
該加工手段は、該分割手段で分割されて該第１保持面で保持された第１被加工物に加工を施す第１加工手段と、該分割手段で分割されて該第２保持面で保持された第２被加工物に加工を施す第２加工手段とを含み、
該第１チャックテーブルと該第１加工手段とを加工送り方向に相対移動させる第１加工送り手段と、
該第１チャックテーブルと該第１加工手段とを加工送り方向に直交する割り出し送り方向に相対移動させる第１割り出し送り手段と、
該第２チャックテーブルと該第２加工手段とを加工送り方向に相対移動させる第２加工送り手段と、
該第２チャックテーブルと該第２加工手段とを加工送り方向に直交する割り出し送り方向に相対移動させる第２割り出し送り手段と、
を更に具備したことを特徴とする加工装置。
前記分割手段は、前記第１加工手段又は前記第２加工手段で兼用され、
前記位置付け手段は、前記第１及び第２加工送り手段又は前記第１及び第２割り出し送り手段で兼用される請求項１記載の加工装置。
前記第１加工手段及び前記第２加工手段は、切削ブレード又はレーザビームを照射するレーザヘッドを含む請求項１又は２記載の加工装置。