JP2016076546A

JP2016076546A - 分割装置

Info

Publication number: JP2016076546A
Application number: JP2014204759A
Authority: JP
Inventors: 正寿徳山; Masatoshi Tokuyama
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2014-10-03
Filing date: 2014-10-03
Publication date: 2016-05-12

Abstract

【課題】分割予定ラインに分割起点が形成されたウェーハに外力を加えて分割する場合において、分割起点に加える力を調整できるようにする。
【解決手段】ウェーハＷを支持するとともに流体を収容し、ウェーハＷを支持する部分がウェーハＷと同等の面積を有する柔軟性袋体２１と、柔軟性袋体２１を支持する枠体２２と、柔軟性袋体２１に流体を供給する流体供給手段とから構成されるウェーハ支持機構２０と、柔軟性袋体２１と対向しウェーハＷの分割予定ラインＬを押圧する押圧部材５１，５２と、押圧部材５１，５２をウェーハＷに対して相対的に移動させてウェーハＷ全面に渡り押圧部材５１，５２を押圧させる移動手段３０．４０とから構成される押圧機構とから少なくとも構成される分割装置１０を用い、柔軟性袋体に供給する流体の圧力を調整することによってウェーハＷに加える外力の大きさを調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウェーハを個々のチップに分割する分割装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画されて表面に形成されたウェーハは、分割予定ラインに沿って分離されて個々のデバイスに分割され、携帯電話機、パソコン等の各種電子機器等に利用されている。

ウェーハの分割には、一般的には、回転する切削ブレードを分割予定ラインに切り込ませ切削水を供給しながら切削して個々のデバイスに分割するダイシング装置が用いられている。また、切削水を嫌うウェーハまたは分割予定ラインが狭小なウェーハについては、ウェーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を分割予定ラインの内部に位置付けてレーザー光線を照射し分割の起点となる改質層を形成し、その後にウェーハに外力を加えて改質層を起点にして個々のデバイスに分割する方法が採用されている（例えば、特許文献１参照）。

さらに、分割の起点の形成方法には、ウェーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに照射しアブレーション加工によって溝を形成する方法、スクライバーによって分割予定ラインにスクライブ溝を形成する方法等もある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００６−２４５１０３号公報特開平６−１４０５０４号公報

しかし、分割起点に加えるべき外力は、ウェーハの材質、分割の起点を形成する方法、デバイスを含むチップの大きさ等に応じて異なることから、分割起点に加えるべき外力にあわせて分割装置を選定することが困難であるという問題がある。

本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、分割予定ラインに分割起点が形成されたウェーハに外力を加えて分割する場合において、分割起点に加える力を調整できるようにすることを課題とする。

本発明は、分割予定ラインに分割起点が形成されたウェーハを個々のチップに分割する分割装置であって、ウェーハを支持するとともに流体を収容し、ウェーハを支持する部分がウェーハと同等の面積を有する柔軟性袋体と、柔軟性袋体を支持する枠体と、柔軟性袋体に流体を供給する流体供給手段とから構成されるウェーハ支持機構と、柔軟性袋体と対向し、ウェーハの分割予定ラインを押圧する押圧部材と、押圧部材をウェーハに対して相対的に移動させてウェーハ全面に渡り該押圧部材を押圧させる移動手段とから構成される押圧機構と、から少なくとも構成される。

上記分割装置は、柔軟性袋体に収容された流体に超音波を付与して振動又は波を生成する振動子を備えていることが好ましい。

本発明に係る分割装置は、ウェーハを支持するとともに流体を収容しウェーハを支持する部分がウェーハと同等の面積を有する柔軟性袋体と、柔軟性袋体を支持する枠体と、柔軟性袋体に流体を供給する流体供給手段とから構成されるウェーハ支持機構と、柔軟性袋体と対向しウェーハの分割予定ラインを押圧する押圧部材と、押圧部材をウェーハに対して相対的に移動させてウェーハ全面に渡り押圧部材を押圧させる移動手段とを備えているため、柔軟性袋体に供給する流体の圧力を調整することによってウェーハに加える外力の大きさを調整することができる。したがって、ウェーハの材質、分割の起点を形成した方法、デバイスを含むチップの大きさ等の種々の要素に応じ、外力を適正な大きさとすることができる。

また、柔軟性袋体に収容された流体に超音波を付与して振動又は波を生成する振動子を備えていると、柔軟性袋体に振動や波を生じさせることができるため、ウェーハの押圧時に柔軟性袋体に振動や波を生じさせることで分割予定ラインの破断が促進され、ウェーハの分割を効果的に行うことができる。

分割装置の例を示す斜視図である。分割装置の構成を示す断面図である。分割装置を用いてウェーハを分割する状態を示す断面図である。

図１に示す分割装置１０は、ウェーハを支持するウェーハ支持機構２０と、ウェーハ支持機構２０をＸ軸方向に移動させるＸ軸方向送り機構３０と、ウェーハ支持機構２０をＹ軸方向に移動させるＹ軸方向送り機構４０と、ウェーハ支持機構２０に支持されたウェーハを押圧する押圧機構５０とを備えている。

分割装置１０によって分割されるウェーハＷの表面Ｗ１側にはデバイスＤが形成され、デバイスＤは、分割予定ラインＬによって区画された領域に形成されている。ウェーハＷの裏面Ｗ２には、ダイシングテープＴが貼着される。ダイシングテープＴにはリング状のフレームＦが貼着され、ウェーハＷは、ダイシングテープＴを介してフレームＦに支持された状態となっている。

ウェーハ支持機構２０は、流体を収容する柔軟性袋体２１と、柔軟性袋体２１を支持する枠体２２と、ウェーハＷを支持するフレームＦを固定する固定部２３とを備えている。柔軟性袋体２１は、上部が露出しており、その露出部分においてウェーハＷを支持する。ウェーハＷを支持する露出部分の面積は、ウェーハＷの大きさと同等、すなわち、ウェーハＷの面積と同じであるか、ウェーハＷの面積よりも大きい。

Ｘ軸方向送り機構３０は、Ｘ軸方向に延在するボールネジ３１と、ボールネジ３１を回動させるモータ３２と、ボールネジ３１と平行に配設されたガイドレール３３と、ボールネジ３１に螺合するナットを有するとともに下部がガイドレール３３に摺接する移動部３４とを備えており、モータ３２がボールネジ３１を回動させることにより、移動部３４がガイドレール３３に案内されてＸ軸方向に移動する構成となっている。

Ｙ軸方向送り機構４０は、Ｘ軸方向送り機構３０の移動部３４上に配設されており、Ｙ軸方向に延在する図示しないボールネジと、ボールネジを回動させるモータ４１と、ボールネジと平行に配設されたガイドレール４２と、ボールネジに螺合するナットを有するとともに下部がガイドレール４２に摺接する移動部４３とを備えており、モータ４１がボールネジを回動させることにより、移動部４３がガイドレール４２に案内されてＹ軸方向に移動する構成となっている。移動部４３の上面側には、ウェーハ支持機構２０の枠体２２が固定されている。

押圧機構５０は、Ｘ軸方向に延在する第１押圧部材５１と、Ｙ軸方向に延在する第２押圧部材５２と、第１押圧部材５１及び第２押圧部材５２を支持する支持部材５３と、支持部材５３に連結された進退軸５４と、進退軸５４を進退させ支持部５３を作用位置と非作用位置とに位置付ける進退手段５５とから構成されている。

第１押圧部材５１は、Ｘ軸方向の回転軸５１１を中心として回転可能に支持され、第２押圧部材５２は、Ｙ軸方向の回転軸５２１を中心として回転可能に支持されている。第１押圧部材５１及び第２押圧部材５２は、柔軟性袋体２１に対向している。

図２に示すように、柔軟性袋体２１の下部には、柔軟性袋体２１に流体を供給する流体供給手段２４が接続されている。流体供給手段２４は、流体を柔軟性袋体２１に供給することにより、柔軟性袋体２１の内部を流体で満たすことができる。柔軟性袋体２１が流体で満たされた状態では、柔軟性袋体２１の上面２１１は、平面状に形成される。図２の例では、流体として水２１２が使用され、流体供給手段２４は、水源２４１と、水の流量を調整するバルブ２４０とを備えている。流体としては、水以外の液体や、空気などの気体を使用することもできる。

柔軟性袋体２１の内部には、流体を超音波振動させて柔軟性袋体２１に振動又は波を生成する振動子２５が配設されている。振動子２５としては、例えば、ＰＺＴ(チタン酸ジルコン酸鉛)からなる超音波振動子を使用することができる。

分割しようとするウェーハＷは、例えば、図１に示した分割予定ラインＬに沿ってその内部にレーザー光線を集光することにより、分割起点となる改質層を形成したものである。そのウェーハＷは、図２に示すように、ダイシングテープＴ側が柔軟性袋体２１の上面２１１に載置され、フレームＦが図１に示した固定部２３によって保持される。このとき、縦横に形成された分割予定ラインＬの向きが、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ向くようにする。

そして、図１に示したＸ軸方向送り機構３０がウェーハ支持機構２０をＸ軸方向に移動させることで、第２押圧部材５２をウェーハＷに対して相対的にＸ軸方向に移動させるとともに、図３に示すように、支持部５３が下降し、第２押圧部材５２が回転しながらウェーハＷを押圧することにより、ウェーハＷに外力（押圧力）を加える。そうすると、分割予定ラインＬの内部に形成されていた改質層のうちのＹ軸方向に向く改質層を起点として分割予定ラインＬが破断する。

また、図１に示したＹ軸方向送り機構４０がウェーハ支持機構２０をＹ軸方向に移動させることで、第１押圧部材５１をウェーハＷに対して相対的にＹ軸方向に移動させるとともに、押圧機構５０が下降し、第１押圧部材５１が回転しながらウェーハＷを押圧することにより、ウェーハＷに外力（押圧力）を加える。そうすると、分割予定ラインＬの内部に形成されていた改質層のうち、Ｘ軸方向に向く改質層を起点として分割予定ラインＬが破断する。このようにして分割予定ラインＬが縦横に破断すると、ウェーハＷが個々のデバイスＤごとに分割される。

第１押圧部材５１又は第２押圧部材５２をウェーハＷに押圧するのと同時に、振動子２５を振動させると、その振動が水を介して柔軟性袋体２１の上面２１１に伝導されて振動又は波となる。したがって、改質層を起点とする破断が促進され、ウェーハＷの分割を効果的に行うことができる。

押圧機構５０によりウェーハＷを押圧する際の押圧力は、柔軟性袋体２１に収容する水の量により調整することができる。したがって、ウェーハＷの材質、分割の起点を形成した方法、デバイスを含むチップの大きさ等の種々の要素に応じて、押圧力を適正な大きさとすることができる。

また、柔軟性袋体２１の内部に圧力計を収容し、圧力計が測定した圧力値に基づき、柔軟性袋体２１に収容する水の量を調整し、外力の大きさを調整してもよい。

なお、上記分割装置１０では、押圧機構５０に第１押圧部材５１と第２押圧部材５２とを備えることとしたが、押圧部材は１つでもよい。その場合は、ウェーハＷを例えばＸ軸方向に送りながら１つの押圧部材でウェーハＷを押圧することにより、一方向の（例えばＹ軸方向に向く）分割予定ラインＬに沿った破断を行い、その後、図示しない回転手段によって支持部材５３を９０度回転させてから、ウェーハＷを例えばＹ軸方向に送りながら、その押圧部材でウェーハＷを押圧することで、残った（Ｘ軸方向に向く）分割予定ラインを破断し、ウェーハＷを分割することができる。

また、上記分割装置１０では、ウェーハ支持機構２０をＸ軸方向に移動させるＸ軸方向送り機構３０とウェーハ支持機構２０をＹ軸方向に移動させるＹ軸方向送り機構４０とを備え、Ｘ軸方向送り機構３０とＹ軸方向送り機構４０とが第１押圧部材５１及び第２押圧部材５２をウェーハＷに対して相対的に移動させることで、Ｘ軸方向送り機構３０及びＹ軸方向送り機構４０とをウェーハＷ全面に渡り第１押圧部材５１及び第２押圧部材５２を押圧させる移動手段として機能させ、かかる移動手段と第１押圧部材５１及び第２押圧部材５２とで押圧機構が構成されることとしたが、ウェーハ支持機構２０が回転する構成であれば、Ｘ軸方向送り機構３０又はＹ軸方向送り機構４０のいずれか一方を備えていなくてもよい。

上記実施形態では、分割予定ラインＬが縦横に形成されたウェーハＷを分割する場合について説明したが、分割予定ラインの向きは、図１に示した例には限定されない。すなわち、図示しない回転手段によって支持部材５３を回転させることで、ウェーハの分割予定ラインがどのような角度に形成されていても、ウェーハを押圧して分割することが可能である。

また、ウェーハＷの分割予定ラインＬに沿って形成される分割起点は、改質層には限定されない。分割起点としては、例えば、ウェーハＷに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインＬに照射しアブレーション加工によって形成されたアブレーション溝や、スクライバーによって分割予定ラインＬに形成されたスクライブ溝なども含まれる。

ウェーハＷを支持するフレームＦは、図１に示した固定部２３に代えて、枠体２２で支持する構成とすることもできる。その場合は、枠体２２の外径をフレームＦの外径以上とし、枠体２２の上面にフレームＦを吸引等して保持する保持機構を設ける。

１０：分割装置
２０：ウェーハ支持機構
２１：柔軟性袋体２１１：上面２１２：水
２２：枠体２３：固定部
２４：流体供給手段２４１：水源２５：振動子
３０：Ｘ軸方向送り機構
３１：ボールネジ３２：モータ３３：ガイドレール３４：移動部
４０：Ｙ軸方向送り機構
４１：モータ４２：ガイドレール４３：移動部
５０：押圧機構
５１：第１押圧部材５１１：回転軸
５２：第２押圧部材５２１：回転軸
５３：支持部材５４：進退軸５５：進退手段
Ｗ：ウェーハ
Ｗ１：表面Ｄ：デバイスＬ：分割予定ラインＷ２：裏面
Ｔ：ダイシングテープＦ：フレーム

Claims

分割予定ラインに分割起点が形成されたウェーハを個々のチップに分割する分割装置であって、
ウェーハを支持するとともに流体を収容し、ウェーハを支持する部分がウェーハと同等の面積を有する柔軟性袋体と、
該柔軟性袋体を支持する枠体と、
該柔軟性袋体に流体を供給する流体供給手段と、
から構成されるウェーハ支持機構と、
該柔軟性袋体と対向し、ウェーハの分割予定ラインを押圧する押圧部材と、
該押圧部材をウェーハに対して相対的に移動させてウェーハ全面に渡り該押圧部材を押圧させる移動手段と、
から構成される押圧機構と、
から少なくとも構成される分割装置。
前記柔軟性袋体に収容された流体に超音波を付与して振動又は波を生成する振動子を備えている
請求項１記載の分割装置。