JP2013258237A - ダイシング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表面のパターンの種類や状態、裏面の平坦度、被加工物の厚み等によらず、裏面からダイシング予定ラインに沿ったダイシングを可能とするダイシング方法を提供する。
【解決手段】ダイシング予定ライン１３が形成され外周に切り欠き部１７を有する被加工物１１を裏面からダイシングする方法であって、被加工物１１を表面から撮像して画像を形成するステップと、撮像画像に基づいて外周の切り欠き部１７からのダイシング予定ライン１３の位置を検出し記憶するダイシング予定ライン位置記憶ステップと、表面側をチャックテーブルで保持して裏面を露出させる保持ステップと、被加工物１１の裏面側を撮像して切り欠き部１７を検出するステップと、撮像画像を切り欠き部１７を基準に左右を反転させた反転画像を形成して表示手段で表示し、被加工物１１の切り欠き部１７と、ダイシング予定ライン位置１３とに基づいて、裏面から被加工物１１をダイシングする。
【選択図】図３

Description

本発明は、表面に複数のダイシング予定ラインが形成された被加工物を裏面からダイシングするダイシング方法に関する。

半導体デバイス製造プロセスにおいては、略円盤形状であるシリコンウエーハ、ガリウム砒素ウエーハ等の半導体ウエーハの表面に格子状に形成されたストリートと呼ばれるダイシング予定ラインによって複数の領域が区画され、区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。

このような半導体ウエーハは研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置又はレーザー加工装置によって個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電機機器に広く利用されている。

切削装置によるダイシングは、通常ウエーハ等の被加工物の表面側から実施するが、デブリや切削屑がデバイスに付着するのを防止するために裏面側からレーザー加工や切削加工を実施する場合がある。

また、ストリート（ダイシング予定ライン）上に金属からなるＴＥＧ（Ｔｅｓｔ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）が形成されている半導体ウエーハや光デバイスウエーハにおいてデバイスの輝度を向上させるために、裏面側からレーザービームを照射してウエーハ内部に改質層を形成し、次いでウエーハに外力を付与して改質層を分割起点に個々のチップに分割する方法も採用されている。

被加工物の裏面からダイシングする際には、表面に形成されたダイシング予定ラインを検出するために、例えば、特開平７−０７５９５５号公報に開示されるような赤外線カメラ（ＩＲカメラ）を利用して被加工物を裏面側から撮像し、表面側のダイシング予定ラインを検出する方法が広く採用されている。

特開平７−０７５９５５号公報

しかし、ＩＲカメラで被加工物の裏面側から表面のダイシング予定ラインを撮像するには、被加工物の厚みが十分薄くなくてはならない他、表面のパターンの種類や状態、裏面の平坦度によっては鮮明な画像を得る事が難しく、裏面側からダイシング予定ラインに沿ったダイシングを実施するのが難し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、表面のパターンの種類や状態、裏面の平坦度、被加工物の厚み等によらず、裏面からダイシング予定ラインに沿ったダイシングを可能とするダイシング方法を提供することである。

本発明によると、表面に複数のダイシング予定ラインが形成され外周に切り欠き部を有する被加工物を裏面からダイシングするダイシング方法であって、被加工物を表面から撮像して撮像画像を形成する撮像ステップと、該撮像画像に基づいて外周の切り欠き部からのダイシング予定ラインの位置を検出し、記憶手段で記憶するダイシング予定ライン位置記憶ステップと、該ダイシング予定ライン位置記憶ステップを実施した後、被加工物の表面側をチャックテーブルで保持して裏面を露出させる保持ステップと、該保持ステップを実施した後、該チャックテーブルに保持された被加工物の裏面側を撮像して該切り欠き部を検出する検出ステップと、該検出ステップを実施した後、該撮像ステップで形成した該撮像画像を該切り欠き部を基準に左右を反転させた反転画像を形成して表示手段で表示し、該検出ステップで検出した被加工物の切り欠き部と、該ダイシング予定ライン位置記憶ステップで記憶したダイシング予定ライン位置とに基づいて、裏面から被加工物をダイシングするとともにダイシング中のダイシング予定ラインを該反転画像上に表示するダイシングステップと、を備えたことを特徴とするダイシング方法が提供される。

本発明のダイシング方法によると、被加工物を表面から撮像して外周の切り欠き部からのダイシング予定ラインの位置を検出してこれを記憶しておき、ダイシング時に被加工物の裏面側を撮像して切り欠き部を研出し、切り欠き部と記憶されているダイシング予定ライン位置とに基づいて被加工物のダイシングを実施するとともにダイシング中のダイシング予定ラインを反転画像上に表示するようにしたので、表面のパターンの種類や状態、裏面の平坦度、被加工物の厚み等によらず、被加工物の裏面側からダイシング予定ラインに沿ったダイシングを確実に遂行することができる。

本発明のダイシング方法を実施するのに適したダイシング装置（切削装置）の斜視図である。 撮像ステップを示す側面図である。 ダイシング予定ライン位置記憶ステップを説明する半導体ウエーハの平面図である。 保持ステップを示す一部断面側面図である。 検出ステップを示す一部断面側面図である。 ダイシングステップを示す一部断面側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明のダイシング方法を実施するのに適したダイシング装置（切削装置）２の斜視図が示されている。

ダイシング装置２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パネル４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ユニットによって撮像された画像が表示されるＣＲＴ等の表示モニタ６が設けられている。

ダイシング装置２のダイシング対象である半導体ウエーハ（以下単にウエーハと略称することがある）１１は、環状フレームＦに装着されたダイシングテープＴに貼着された後、ウエーハカセット８中に複数枚収容される。ウエーハカセット８は上下動可能なカセットエレベータ９上に載置される。

ウエーハカセット８の後方には、ウエーハカセット８から切削前のウエーハ１１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８に搬入する搬出入ユニット１０が配設されている。

ウエーハカセット８と搬出入ユニット１０との間には、搬出入対象のウエーハ１１が一時的に載置される領域である仮置き領域１２が設けられており、仮置き領域１２には、ウエーハ１１を一定の位置に位置合わせする位置合わせ機構１４が配設されている。

仮置き領域１２の近傍には、ウエーハ１１を吸着して搬送する旋回アームを有する搬送ユニット１６が配設されており、仮置き領域１２に搬出されて位置合わせされたウエーハ１１は、搬送ユニット１６により吸着されてチャックテーブル１８上に搬送され、このチャックテーブル１８に吸引保持される。

チャックテーブル１８は、回転可能且つ図示しない加工送り機構により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１８のＸ軸方向の移動経路の上方には、ウエーハ１１の切削すべき領域を検出するアライメントユニット２２が配設されている。２０は環状フレームＦをクランプするクランプである。

アライメントユニット２２は、ウエーハ１１の表面を撮像する顕微鏡及びＣＣＤカメラを有する撮像ユニット２４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領域を検出することができる。撮像ユニット２４によって取得された画像は、表示モニタ６に表示される。

アライメントユニット２２の左側には、チャックテーブル１８に保持されたウエーハ１１に対して切削加工を施す切削ユニット２６が配設されている。切削ユニット２６はアライメントユニット２２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。

切削ユニット２６は、回転可能なスピンドル２８の先端に外周に切刃を有する切削ブレード３０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３０は撮像ユニット２４のＸ軸方向の延長線上に位置している。切削ユニット２６のＹ軸方向の移動は図示しない割り出し送り機構により達成される。

３４は切削加工の終了したウエーハ１１を洗浄するスピンナ洗浄ユニットであり、切削加工の終了したウエーハ１１は搬送ユニット３２によりスピンナ洗浄ユニット３４まで搬送され、スピンナ洗浄ユニット３４でスピン洗浄及びスピン乾燥される。

次に、図２乃至図６を参照して、本発明のダイシング方法を詳細に説明する。本発明のダイシング方法では、図２に示すように、テーブル３６上に載置されたウエーハ１１の表面１１ａを撮像ユニット３８で撮像して撮像画像を形成する撮像ステップを実施する。

撮像ユニット３８は顕微鏡及びＣＣＤカメラを備えており、顕微鏡でウエーハ１１の表面１１ａを拡大してＣＣＤカメラで撮像する。撮像ユニット３８はパソコン４０に接続されており、撮像画像がパソコン４０のスクリーン（画面）４２上に表示される。

次いで、撮像画像に基づいて、ウエーハ１１の外周の切り欠き部からのダイシング予定ラインの位置を検出し、パソコンのメモリでダイシング予定ラインの位置を記憶するダイシング予定ライン位置記憶ステップを実施する。そして、パソコンのメモリに記憶したダイシング予定ライン位置情報をダイシング装置２のコントローラに送り、コントローラのメモリに記憶させる。

このダイシング予定ライン位置記憶ステップについて図３を参照して詳細に説明する。図３（Ａ）は外周の切り欠き部がノッチ１７が形成されたウエーハ１１の場合であり、図３（Ｂ）は外周の切り欠き部としてオリエンテーションフラット２１が形成されたウエーハ１１の場合である。

まず、図３（Ａ）を参照して、切り欠き部がノッチ１７から形成されたウエーハ１１についてのダイシング予定ライン位置記憶ステップの一例について説明する。第１の方向に伸長するダイシング予定ライン１３については、ノッチ１７に一番近いダイシング予定ライン１３ａを検出し、ノッチ１７の頂点１７ａとダイシング予定ライン１３ａとの間の距離ｙ１をダイシング予定ライン位置としてパソコンのメモリに記憶する。

一方、第２の方向に伸長するダイシング予定ライン１３については、ノッチ１７の頂点１７ａの延長線１９と第２の方向に伸長するダイシング予定ライン１３のうち一番端のダイシング予定ライン１３ｂとの間の距離ｙ２を検出し、ｙ２をダイシング予定ライン位置としてパソコンのメモリに記憶する。

そして、メモリに記憶した距離ｙ１及びｙ２をダイシング予定ライン位置としてダイシング装置２のコントローラに送り、コントローラのメモリに記憶させる。尚、ノッチ１７の頂点１７ａの延長線１９は必ずしもダイシング予定ライン１３に一致しているとは限らない。

次に、図３（Ｂ）を参照して、切り欠き部としてオリエンテーションフラット２１が形成された場合のダイシング予定ライン位置記憶ステップについて説明する。オリエンテーションフラット２１が形成されたウエーハ１１では、第１の方向に伸長するダイシング予定ライン１３は、オリエンテーションフラット２１と平行に形成されている。

よって、第１の方向に伸長するダイシング予定ライン１３の位置記憶ステップでは、オリエンテーションフラット２１に一番近いダイシング予定ライン１３ａとオリエンテーションフラット２１との間の距離ｙ３を検出し、この距離ｙ３をダイシング予定ライン位置としてパソコンのメモリに記憶する。

第２の方向に伸長するダイシング予定ライン１３の位置検出については、オリエンテーションフラット２１の端部２１ａから該端部２１ｂに近い側の一番端のダイシング予定ライン１３ｂとの間の距離ｙ４を検出し、この距離ｙ４をダイシング予定ライン位置としてパソコンのメモリに記憶する。

そして、メモリに記憶されているダイシング予定ライン位置ｙ３，ｙ４をダイシング装置２のコントローラに送り、コントローラにダイシング予定ライン位置ｙ３，ｙ４を記憶させる。

上述した説明では、第１の方向及び第２の方向に伸長するダイシング予定ライン１３についてそれぞれ一本のダイシング予定ライン１３ａ，１３ｂまでの距離ｙ１〜ｙ４を検出し、これをパソコンのメモリに記憶した後、ダイシング装置２のコントローラに記憶させるようにしたが、基準点からの全ライン分の距離を検出し、これをダイシング装置２のコントローラに記憶させるようにしてもよい。

全てのダイシング予定ライン１３の位置情報を記憶しておくことで、ダイシング予定ライン１３のパターン精度が悪く、インデックス量にばらつきがあるウエーハの場合でも、ダイシング予定ライン１３上を確実にダイシングすることができる。

図３（Ａ）及び図３（Ｂ）を参照して説明した基準点から各方向の一本のダイシング予定ラインまでの距離を検出する実施形態では、ウエーハ１１の設計データからダイシング予定ライン１３間のピッチ（距離）がわかるので、この距離をインデックス量としてダイシング装置２のコントローラのメモリに記憶させる。

上述した実施形態では、パソコン４０をダイシング装置のコントローラに接続し、パソコン４０で記憶したダイシング予定ライン位置をダイシング装置２のコントローラに送り、ダイシング予定ライン位置をコントローラに記憶させているが、パソコン４０をダイシング装置２に接続せずに、検出したダイシング予定ライン位置情報をバーコード化して、バーコードをウエーハ１１を支持する環状フレームＦに貼付するようにしてもよい。

この場合には、ウエーハ１１のダイシング時に、バーコードリーダーによりバーコード情報を読み取り、ダイシング予定ライン位置をダイシング装置２のコントローラに記憶させる。

ダイシング予定ライン位置記憶ステップを実施した後、図４に示すように、ダイシング装置２のチャックテーブル１８でウエーハ１１の表面１１ａ側を吸引保持し、裏面１１ｂを露出させる保持ステップを実施する。この保持ステップでは、環状フレームＦをクランプ２０でクランプして固定する。

ウエーハ１１をチャックテーブル１８で保持した後、図５に示すように、ウエーハ１１の裏面１１ｂ側をダイシング装置２の撮像ユニット２４で撮像し、ノッチ１７又はオリエンテーションフラット２１を検出する検出ステップを実施する。

検出ステップを実施した後、撮像ステップで形成した撮像画像をノッチ１７又はオリエンテーションフラット２１を基準に１８０度反転させ、即ち左右を反転させ、反転画像２５をモニタ６のスクリーン６ａ上に表示させる。

切り欠き部が図３（Ａ）に示すノッチ１７の場合には、ノッチ１７の頂点１７ａの延長線１９を基準に左右を反転させた画像を反転画像２５としてモニタ６のスクリーン６ａ上に表示する。

一方、切り欠き部が図３（Ｂ）に示すオリエンテーションフラット２１の場合には、オリエンテーションフラット２１の垂直二等分線を基準にウエーハ１１の左右を反転させ、反転画像２５をモニタ６のスクリーン６ａ上に表示する。

そして、図６に示すように、検出ステップで検出したウエーハ１１の切り欠き部（ノッチ１７又はオリエンテーションフラット２１）とダイシング予定ライン位置記憶ステップで記憶したダイシング予定ラインの位置ｙ１又はｙ３とに基づいて、切削ブレード３０を矢印Ａ方向に高速回転させながらウエーハ１１のダイシング予定ライン１３ａに切り込み、チャックテーブル１８を矢印Ｘ１方向に加工送りしながらウエーハ１１をダイシングする。

このダイシング中には、表示モニタ６のスクリーン６ａ上で矢印Ｂで示すようにダイシング中の溝２７が表示モニタ６に表示された反転画像２５上で伸長していくようにリアルタイムで表示される。これにより、作業者は今どのラインをダイシングしているかを表示モニタ６上で確認できる。

切削ユニット２６をＹ軸方向にインデックス送りしながら、第１の方向に伸長する全てのダイシング予定ライン１３をダイシングする。次いで、チャックテーブル１８を９０度回転してから、まず、ダイシング予定ライン位置ｙ２はｙ４に基づいてダイシング予定ライン１３ｂをダイシングし、次いでチャックテーブル１８をＹ軸方向にインデックス送りしながら第２の方向に伸長する全てのダイシング予定ライン１３をダイシングする。

切削ブレード３０によるダイシングには、フルカット及びハーフカットを含む。更に、ダイシング装置２によるダイシングの他、レーザー加工装置でダイシングするようにしてもよい。

レーザー加工装置によるダイシングでは、ウエーハ１１に対して吸収性を有する波長のレーザービームを使用したアブレーション加工及びウエーハ１１に対して透過性を有する波長のレーザービームを使用してウエーハ内部に改質層を形成する加工方法を含む。

上述した実施形態では、本発明のダイシング方法を半導体ウエーハ１１に適用した例について説明したが、被加工物は半導体ウエーハ１１に限定されるものではなく、光デバイスウエーハ等の表面にダイシング予定ラインが設定された他の被加工物も含むものである。

２ ダイシング装置
６ 表示モニタ
１１ 半導体ウエーハ
１３ ダイシング予定ライン
１５ デバイス
１７ ノッチ
１８ チャックテーブル
２１ オリエンテーションフラット
２４，３８ 撮像ユニット
２６ 切削ユニット
３０ 切削ブレード
２５ 反転画像
４０ パソコン

Claims (2)

1. 表面に複数のダイシング予定ラインが形成され外周に切り欠き部を有する被加工物を裏面からダイシングするダイシング方法であって、
   被加工物を表面から撮像して撮像画像を形成する撮像ステップと、
   該撮像画像に基づいて外周の切り欠き部からのダイシング予定ラインの位置を検出し、記憶手段で記憶するダイシング予定ライン位置記憶ステップと、
   該ダイシング予定ライン位置記憶ステップを実施した後、被加工物の表面側をチャックテーブルで保持して裏面を露出させる保持ステップと、
   該保持ステップを実施した後、該チャックテーブルに保持された被加工物の裏面側を撮像して該切り欠き部を検出する検出ステップと、
   該検出ステップを実施した後、該撮像ステップで形成した該撮像画像を該切り欠き部を基準に左右を反転させた反転画像を形成して表示手段で表示し、該検出ステップで検出した被加工物の切り欠き部と、該ダイシング予定ライン位置記憶ステップで記憶したダイシング予定ライン位置とに基づいて、裏面から被加工物をダイシングするとともにダイシング中のダイシング予定ラインを該反転画像上に表示するダイシングステップと、
   を備えたことを特徴とするダイシング方法。
2. 前記ダイシング予定ライン位置記憶ステップでは、被加工物の切欠き部からの被加工物上の全てのダイシング予定ライン位置を記憶する請求項１記載のダイシング方法。

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