JP2016162800A - ダイシング装置及びダイシング装置用のテーブル - Google Patents

Abstract

【課題】半導体ウェーハがテープに貼着されてダイシング加工される形態において、テーブルの吸着部の径よりも大きい径を有する半導体ウェーハを良好に切断することができるダイシング装置及びダイシング装置用のテーブルを提供する。【解決手段】本発明のダイシング装置１０のテーブル１８は、半導体ウェーハＷ１、Ｗ２を吸着保持する吸着部３４と、吸着部３４の外側に配置された本体４４とを備える。本体４４の上面４４Ａであって、吸着部３４の周囲に吸引口４６を形成する。吸引口４６は、通気孔４８を介して真空ポンプ５０に接続される。真空ポンプ５０が駆動されると、通気孔４８内の空気が吸引され、吸着部３４の外側に位置するテープ３６が吸引口４６に吸着保持される。これによって、吸着部３４の外側に位置する半導体ウェーハＷ１の外周部が、テープ３６を介してテーブル１８に安定して吸着保持される。【選択図】図３

Description

本発明は、ダイシング装置及びダイシング装置用のテーブルに係り、特に複数の半導体素子が製造された半導体ウェーハをテーブルに吸着保持し、ブレードにて半導体素子をチップ毎に切断するダイシング装置及びダイシング装置用のテーブルに関する。

半導体製造工程では、薄い板状の半導体ウェーハの表面に各種の処理を施して、電子デバイスを有する複数の半導体素子を製造する。半導体素子の各チップは、検査装置によって電気的特性が検査され、その後、ダイシング装置（ダイサーともいう。）のブレード又はレーザ等の切断手段によってチップ毎に切断分離される。

ダイシング工程においては、特許文献１の如く、半導体ウェーハをブレードにてハーフカットした後、裏面を研削加工してチップ毎に切断する第１の形態と、ダイシング加工に先立ち、半導体ウェーハの裏面を研削加工して半導体ウェーハの厚さを薄くした後、ダイシング加工を行う第２の形態とが知られている。

第１の形態は、一般に円板状の半導体ウェーハを、テーブル（ダイシングテーブルともいう。）の円形の吸着部に直接吸着保持させてダイシングを行う。このため、テーブルの吸着部の径は、半導体ウェーハの径よりも小さく構成されており、ダイシング中における吸着面の真空リークを防止している。

一方、第２の形態は、ダイシング加工を行う前に、半導体ウェーハの裏面にテープ（ダイシングテープともいう。）を貼り付け、このテープを介してリング状のフレームに半導体ウェーハをマウントした後、ダイシング加工を行う。

第２の形態では、テーブルの吸着部の径が、半導体ウェーハの径よりも大きく構成されており、ダイシング中におけるチッピング等の不具合の発生を防止している。すなわち、吸着部の領域内で半導体ウェーハの全領域を、テープを介して保持することにより、特に半導体ウェーハの外周に位置する半導体素子のチッピングを防止している。

なお、テーブルは、ポーラス材料にて製造された、吸着面が平坦な吸着部と、吸着部の外周部を支持する金属製のテーブル本体から構成され、吸着部の吸着面がテーブル本体の上面と同一面上に配置されている。

また、第１の形態は、フレームレスダイシングと称され、第２の形態はフレームダイシングと称されることもある。

特開平１１−４０５２０号公報

第１の形態のテーブルを、第２の形態の半導体ウェーハ用のテーブルとして併用しようとした場合、以下の問題が発生する。まず前提として、真空リークを防止するためには、第１の形態のウェーハは、第１の形態のテーブルのみでしか使用することができない。そこで、第１の形態のテーブルに、第２の形態の半導体ウェーハを保持させて、ダイシング加工すると以下の問題が発生した。

第２の形態の半導体ウェーハは、一般的に第１の形態の半導体ウェーハよりも大径である。例えば、第２の形態の半導体ウェーハの径は３００ｍｍであり、第１の形態の半導体ウェーハの径は２００ｍｍである。この場合、第２の形態の半導体ウェーハを、第１の形態のテーブルに吸着保持させると、第２の形態の半導体ウェーハの外周部がテーブルの吸着面の外周から外方に位置する場合がある。つまり、第２の形態の半導体ウェーハの外周部が、テープを介して吸着面に吸着保持されていない不安定な状態でダイシング加工が行われる場合がある。

第２の形態は、フレームからテープを介して半導体ウェーハにテンションを付与しながらダイシング加工を行うため、半導体ウェーハの外周部に位置する不安定な半導体素子は、そのテンションによって微動しながら切断される。この現象に起因して、ブレードによるカットラインが正規のラインから外れるので、外周部に位置する半導体素子に形状不良が発生し、その半導体素子の品質が低下するという問題があった。

また、テープは、テーブル本体の上面に対し、斜め下方に向けてテンションが付与される。このとき、テーブル本体の上面の外周縁とテープとが接触し、その接触部の内側、つまり接触部に対して吸着部側であって、接触部に近接するテープが膨らむという現象が生じる。この現象にも起因して、外周部に位置する半導体素子に形状不良が発生するという問題があった。

テープを介して半導体ウェーハにテンションを付与することは、半導体ウェーハをテーブルに固定するために必須な手段である。よって、従来のダイシング装置では、テープのテンションに起因する上記問題を解消することが困難であった。

したがって、従来では、第１及び第２の形態の半導体ウェーハを、同一のダイシング装置にてダイシング加工を行う場合には、第１及び第２の形態の半導体ウェーハに適したテーブルに交換する必要があった。

しかしながら、テーブルの交換作業は、テーブルに対する吸引系の着脱作業に時間と手間がかかり、また、テーブルは非常に高価な部材でもあるので、テーブルを併用することが望まれていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、半導体ウェーハがテープに貼着されてダイシング加工される形態において、テーブルの吸着部の径よりも大きい径を有する半導体ウェーハを良好に切断することができるダイシング装置及びダイシング装置用のテーブルを提供することを目的とする。

本発明のダイシング装置の一態様は、本発明の目的を達成するために、半導体ウェーハをテーブルに吸着保持し、切断手段によって半導体ウェーハの半導体素子をチップ毎に切断するダイシング装置において、テーブルは、半導体ウェーハを吸着保持する吸着部と、吸着部の外側に配置されて吸着部を支持する平面視リング状の本体と、吸着部の吸着面と同一面上に配置された本体の上面と、本体の上面に形成された吸引口と、吸引口に接続された吸引手段と、を備えることを特徴とする。

本発明のダイシング装置用のテーブルの一態様は、本発明の目的を達成するために、半導体ウェーハを吸着保持するダイシング装置用のテーブルにおいて、テーブルは、半導体ウェーハを吸着保持する吸着部と、吸着部の外側に配置されて吸着部を支持する平面視リング状の本体と、吸着部の吸着面と同一面上に配置された本体の上面と、本体の上面に形成された吸引口と、吸引口に接続された吸引手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の一態様によれば、テーブルの本体の上面に吸引口を形成し、吸引口に吸着部と同様の吸着機能を持たせた。これにより、第２の形態の半導体ウェーハを、そのテーブルに保持させた場合、半導体ウェーハの外周部が、テープを介して吸引口に吸着保持されるので、半導体ウェーハの外周部がテーブルに安定して保持される。

これにより、テープのテンションに起因する問題、つまり、ダイシング加工中の半導体素子の微動問題、及びテープの膨らみ問題を吸引口による吸引作用によって解消することができる。

したがって、本発明の一態様によれば、半導体ウェーハがテープに貼着されてダイシング加工される形態において、テーブルの吸着部の径よりも大きい径を有する半導体ウェーハを良好に切断することができる。よって、第１の形態の半導体ウェーハ用のテーブルを、第２の形態の半導体ウェーハ用のテーブルとして併用することができる。これによって、半導体ウェーハの変更に伴うテーブルの段取り替えの作業が不要になるので、半導体ウェーハの加工効率が向上し、半導体素子の生産効率が向上する。

本発明の一態様は、吸引口は、吸着部の周囲に配置されることが好ましい。

本発明の一態様によれば、吸着部の周囲に吸引口を配置することにより、半導体ウェーハの外周部を、テープを介してテーブルに安定して保持することができる。

本発明の一態様は、吸引口は、平面視円形状の吸着部の外周に沿って配置されることが好ましい。

本発明の一態様によれば、平面視円形状の吸着部の場合は、その吸着部の外周に沿って吸引口を配置する。これにより、半導体ウェーハの外周部を、テープを介してテーブルに安定して保持することができる。また、吸着部の平面視の形状が円形状ではない場合は、その吸着部の外側に吸引口を単数又は複数配置すればよい。

本発明の一態様は、吸引口は、曲線状又は直線状の溝形状をなしていることが好ましい。

本発明の一態様によれば、吸引口は溝形状をなしており、その形状は曲線状又は直線状であることが好ましい。これにより、半導体ウェーハの外周部を、テープを介してテーブルに安定して保持することができる。

本発明のダイシング装置及びダイシング装置用のテーブルによれば、半導体ウェーハがテープに貼着されてダイシング加工される形態において、テーブルの吸着部の径よりも大きい径を有する半導体ウェーハを良好に切断することができる。

実施形態のダイシング装置の外観を示した斜視図 実施形態のダイシング装置用のテーブルの平面図 図２のテーブルの要部縦断面であり、テープに裏面が貼着された半導体ウェーハがテーブルに吸着保持された説明図 半導体ウェーハがテーブルにその裏面が直接吸着保持された説明図 実施形態のテーブルの第１変形例を示したテーブルの平面図 実施形態のテーブルの第２変形例を示したテーブルの平面図

以下、添付図面に従って本発明に係るダイシング装置及びダイシング装置用のテーブルの好ましい実施形態について詳説する。

〔ダイシング装置１０の構成〕
図１は、実施形態のダイシング装置１０の外観を示した斜視図である。

ダイシング装置１０は、円板状の複数の半導体ウェーハＷが収納されたカセットを外部装置との間で受け渡すロードポート１２と、吸着パッド１４を有し、半導体ウェーハＷを装置各部に搬送する搬送手段１６と、半導体ウェーハＷを吸引保持するテーブル１８と、半導体ウェーハＷをダイシング加工する加工部２０と、ダイシング加工後の半導体ウェーハＷを洗浄し、乾燥させるスピンナ２２とを備えている。ダイシング装置１０の各部の動作は、制御手段としてのコントローラ２４により制御される。

〈加工部２０〉
加工部２０には、半導体ウェーハＷの表面を撮像するカメラ２６が備えられる。加工部２０の内部には、切断手段である対向配置された一対の円盤状のブレード２８（一方のブレード２８は不図示）と、ブレード２８を保護するホイールカバー３０が取り付けられた高周波モータ内蔵型のスピンドル３２とが設けられている。

スピンドル３２は３００００ｒｐｍ〜８００００ｒｐｍで高速回転されるとともに、不図示の移動軸により互いに独立して図１のＹ方向のインデックス送りとＺ方向の切り込み送りとがなされる。更に、半導体ウェーハＷを吸着保持するテーブル１８が、不図示の移動軸によって図１のＸ方向に研削送りされるように構成されている。これらの動作によって高速回転するブレード２８の加工点（最下点）が、半導体ウェーハＷに接触し、半導体ウェーハＷがＸ、Ｙ方向にダイシング加工される。これにより、半導体ウェーハＷから半導体素子がチップ毎に切断される。

ブレード２８は、ダイヤモンド砥粒やＣＢＮ砥粒をニッケルで電着した電着ブレードの他、金属粉末を混入した樹脂で結合したメタルレジンボンドのブレード等が用いられる。

〔ダイシング装置１０の作用〕
ダイシング装置１０では、まず、複数の半導体ウェーハＷが収納されたカセットが、不図示の搬送装置、または手動でロードポート１２に載置される。載置されたカセットから半導体ウェーハＷが取り出され、搬送手段１６によってテーブル１８の上面に載置される。半導体ウェーハＷの裏面側が、テーブル１８のポーラスからなる吸着部３４（図２参照）によって真空吸着保持される。テーブル１８については後述する。

テーブル１８に吸着保持された半導体ウェーハＷは、図１のカメラ２６によってその表面が撮像され、半導体ウェーハＷの表面に形成されたダイシングされるカットラインの位置とブレード２８との位置が、不図示のＸ、Ｙ、θの各移動軸によりテーブル１８を調整して合わせられる。

位置合わせが終了し、ダイシング加工が開始されると、スピンドル３２が回転を開示し、ブレード２８が高速に回転するとともに、不図示のノズルから加工点に切削液が供給される。この状態で半導体ウェーハＷは、テーブル１８とともに不図示の移動軸によって、図１に示すＸ方向へ加工送りされるとともに、スピンドル３２が所定の高さまでＺ方向へ下がりダイシングが行われる。

〔テーブル１８に対する半導体ウェーハＷ１、Ｗ２の吸着形態〕
図２は、テーブル１８の平面図である。

図３は、図２のテーブル１８の要部縦断面であり、テープ３６に裏面が貼着された半導体ウェーハＷ１がテーブル１８の吸着部３４にテープ３６を介して吸着保持された説明図である。テープ３６の外周部は、リング状のフレーム３８に固定されており、これによって半導体ウェーハＷ１は、テープ３６を介してフレーム３８にマウントされている。また、半導体ウェーハＷ１は、フレーム３８を下方（矢印Ｚ方向）に押し下げる不図示の張設装置によって、テープ３６を介してテンションが付与された状態でテーブル１８に固定されている。

すなわち、図３の半導体ウェーハＷ１は、第２の形態の半導体ウェーハに相当する。つまり、半導体ウェーハＷ１は、ダイシング加工に先立ち、裏面が研削加工されて厚さが薄くされた半導体ウェーハである。また、半導体ウェーハＷ１の径は、吸着部３４の径よりも大きく、半導体ウェーハＷ１の外周部が、吸着部３４の吸着面３４Ａの外周から外方に位置している。

図４は、半導体ウェーハＷ２がテーブル１８の吸着部３４に、その裏面が直接吸着保持された説明図である。

すなわち、図４の半導体ウェーハＷ２は、第１の形態の半導体ウェーハに相当する。つまり、半導体ウェーハＷ１は、ブレード２８にてハーフカットされた後、裏面が研削加工されてチップ毎に切断される半導体ウェーハである。また、半導体ウェーハＷ２の径は、吸着部３４の径よりも大きく、半導体ウェーハＷ２の外周部が、吸着部３４の吸着面３４Ａの外周から外方に位置し、吸着部３４の真空リークが防止されている。

なお、図３の半導体ウェーハＷ１には、ブレード２８（図１参照）によって切断溝４０が既に加工されており、図４の半導体ウェーハＷ２にも、ブレード２８によって切断溝４２が既に加工されている。切断溝４０、４２の深さは、半導体ウェーハＷ１、Ｗ２の特性に基づいて設定されている。

〔テーブル１８の構成〕
図２〜図４の如くテーブル１８は、半導体ウェーハＷ１、Ｗ２を吸着保持する、平面視円形状の吸着部３４と、吸着部３４の外側に配置されて吸着部３４を支持する、平面視リング状の本体４４とを備える。

吸着部３４の吸着面３４Ａと本体４４の上面４４Ａとは同一面上に配置される。また、本体４４の上面４４Ａであって、吸着部３４の周囲には吸引口４６が形成されている。

吸引口４６は図２の如く、テーブル１８の回転軸１８Ａを中心としたリング状の溝形状をなしている。また、吸着部３４の吸着面３４Ａも同様に、回転軸１８Ａを中心とした円形状に構成されている。すなわち、吸引口４６は、平面視円形状の吸着部３４の外周に沿って配置される。

吸引口４６は図３、図４の如く、上面４４Ａに向けて幅が拡大したテーパ形状の溝である。また、吸引口４６は、本体４４を貫通する複数本の通気孔４８を介して、吸引手段である真空ポンプ５０に接続されている。したがって、真空ポンプ５０が駆動されると、通気孔４８内の空気が吸引されるので、吸引口４６が吸着部３４と同様の吸着手段として機能する。よって、図３の如く、吸着部３４の外側に位置するテープ３６が吸引口４６に吸着保持され、これによって、吸着部３４の外側に位置する半導体ウェーハＷ１の外周部が、テープ３６を介してテーブル１８に安定して吸着保持される。なお、吸引口４６に吸着されるテープ３６の一部分は、吸引口４６に吸引されて凹状に変形するが、吸着部３４の外周から吸引口４６に至るまでの部分は、本体４４の上面４４Ａに密着されて平坦に保持され、その位置はずれない。よって、テープ３６の膨らみを防止するために、吸引口４６の位置は、本体４４の外周縁に近接した位置であることが好ましい。また、不図示であるが、吸着部３４も吸引手段に接続されており、この吸着手段として真空ポンプ５０を兼用してもよく、別箇の吸引手段を設けてもよい。

〔ダイシング装置１０及びテーブル１８の特徴〕
実施形態のダイシング装置１０及びテーブル１８によれば、テーブル１８の本体４４の上面４４Ａに吸引口４６を形成し、吸引口４６に吸着部３４と同様の吸着機能を持たせている。

これにより、第２の形態の半導体ウェーハＷ１を、第１の形態の半導体ウェーハＷ２用のテーブル１８に保持させると、半導体ウェーハＷ１の外周部が図３の如く、テープ３６を介して吸引口４６に吸着保持されるので、半導体ウェーハＷ１の外周部がテーブル１８に安定して保持される。

吸引口４６によるテープ３６の吸着保持作用によって、テープ３６のテンションに起因する問題、つまり、ダイシング加工中の半導体素子の微動問題、及びテープ３６の膨らみ問題を解消し、ブレード２８によるカットラインのずれを防止することができる。

したがって、実施形態のダイシング装置１０によれば、半導体ウェーハＷ１がテープ３６に貼着されてダイシング加工される形態において、テーブル１８の吸着部３４の径よりも大きい径を有する半導体ウェーハＷ１を良好に切断することができる。

上記効果によって、第１の形態の半導体ウェーハＷ２用のテーブル１８を、第２の形態の半導体ウェーハＷ１用として併用することができる。よって、半導体ウェーハＷ１、Ｗ２の変更に伴うテーブルの段取り替えの作業が不要になるので、半導体ウェーハＷ１、Ｗ２の加工効率が向上し、半導体素子の生産効率が向上する。

また、吸着部３４の周囲に吸引口４６を配置することにより、半導体ウェーハＷ１の外周部を、テープ３６を介してテーブル１８に安定して保持することができる。

更に、平面視円形状の吸着部３４の外周に沿ってリング形状の吸引口４６を配置したので、半導体ウェーハＷ１の外周部を、テープ３６を介してテーブル１８に更に安定して保持することができる。

更にまた、吸引口４６によるテープ３６の吸引作用により、ダイシング加工において、吸着部３４に切削液が浸入することを防止できるので、吸着部３４による半導体ウェーハの吸着不良、及び吸着部３４の目詰まりを防止でき、更には吸着部３４のメンテナンスが容易になる。

なお、吸着部３４の平面視の形状が円形状ではない、例えば矩形状、楕円形状等の場合は、その吸着部３４の外側に吸引口４６を単数又は複数配置すればよい。

〔テーブル１８の変形例〕
図５は、テーブル１８の第１変形例を示したテーブル１８の平面図である。

図５によれば、吸引口４６は、吸着部３４の周囲に配置された４本の直線状の溝形状をなしている。４本の吸引口４６は図５の如く、端部を連通させることなく独立した吸引口であってもよいが、それぞれの端部を連通させた矩形状の溝形状として構成したものであってもよい。

また、吸引口４６の形態は図２、図５に限定されるものではない。

例えば、図６のテーブル１８の第２変形例に示すように、テーブル１８の回転軸１８Ａを中心として放射状に構成した、直線状又は曲線状の複数の溝であってもよい。

Ｗ…半導体ウェーハ、１０…ダイシング装置、１２…ロードポート、１４…吸着パッド、１６…搬送手段、１８…テーブル、２０…加工部、２２…スピンナ、２４…コントローラ、２６…カメラ、２８…ブレード、３０…ホイールカバー、３２…スピンドル、３４…吸着部、３６…テープ、３８…フレーム、４０…切断溝、４２…切断溝、４４…本体、４６…吸引口、４８…通気孔、５０…真空ポンプ

Claims (5)

1. 半導体ウェーハをテーブルに吸着保持し、切断手段によって前記半導体ウェーハの半導体素子をチップ毎に切断するダイシング装置において、
   前記テーブルは、
   前記半導体ウェーハを吸着保持する吸着部と、
   前記吸着部の外側に配置されて前記吸着部を支持する平面視リング状の本体と、
   前記吸着部の吸着面と同一面上に配置された前記本体の上面と、
   前記本体の上面に形成された吸引口と、
   前記吸引口に接続された吸引手段と、
   を備えることを特徴とするダイシング装置。
2. 前記吸引口は、前記吸着部の周囲に配置される請求項１に記載のダイシング装置。
3. 前記吸引口は、平面視円形状の前記吸着部の外周に沿って配置される請求項１、又は２に記載のダイシング装置。
4. 前記吸引口は、曲線状又は直線状の溝形状をなしている請求項１、２又は３に記載のダイシング装置。
5. 半導体ウェーハを吸着保持するダイシング装置用のテーブルにおいて、
   前記テーブルは、
   前記半導体ウェーハを吸着保持する吸着部と、
   前記吸着部の外側に配置されて前記吸着部を支持する平面視リング状の本体と、
   前記吸着部の吸着面と同一面上に配置された前記本体の上面と、
   前記本体の上面に形成された吸引口と、
   前記吸引口に接続された吸引手段と、
   を備えることを特徴とするダイシング装置用のテーブル。

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