JP2020155429A - ダイシング装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエハの表面側にすでに形成されている切り込みと同じ位置に、ウエハの裏面から切り込みが形成できるようにする。【解決手段】投光器１０５から出射されるスポット光１３１の光路を、保持テーブル１０１のウエハ保持面に平行でかつ切削方向に平行な方向で、ウエハ保持面の面上を通る状態とした光電センサの出力より、判定部１０７で、投光器１０５から出射されるスポット光１３１が遮られることなく受光器１０６で受光されたことを判定する。【選択図】 図１Ａ

Description

本発明は、ダイシング装置および方法に関する。

電子デバイスの量産技術においては、１枚のウエハに複数の電子デバイスを同時に作製し、これらを分割することで、一連のプロセスで多数の電子デバイスを同じに製造している。この量産技術のなかで、ウエハより個々の電子デバイスのチップに分割するために、ダイシング装置が用いられている。ダイシング装置は、ウエハを保持テーブルに保持させた後、この保持テーブルを駆動機構で回動させてウエハを所定の位置に位置合わせし、この位置合わせされたウエハの断裁線に沿って、高速回転する切断刃（ブレード）による切削加工よって切断し、ウエハをチップ毎に切断する装置である。

特開平０３−２４１８５６号公報

ところで、上述したダイシング装置により切断可能なウエハの板厚には、上限がある。例えば、シリコン半導体をベースとしたＬＳＩ（Large Scale Integration）製造技術では、切断対象のウエハの板厚が１ｍｍ程度である。このため、一般的なダイシング装置で切断可能な板厚は、２〜３ｍｍ程度である。このようなダイシング装置を用い、例えば、板厚５ｍｍのウエハを切断しようとする場合、一方の面から途中まで切削加工して切り込みを形成し、この後、他方の面からの切削加工により、すでに形成されている切り込みに到達する切り込みを形成して切断することになる。

上述したように、ウエハの両面から切り込みを形成して切断する場合、両者で切り込みを形成する箇所が一致している必要がある。しかしながら、一般には、ウエハの電子デバイスが形成されている面（表面）には、断裁線が形成され、また、位置合わせのためのマークなども形成されているため、これらを用いてダイシング処理のための位置合わせが実施できる。しかしながら、ウエハの裏面には、断裁線がなく、位置合わせのためのマークも形成されていないため、ウエハの表面側にすでに形成されている切り込みと同じ位置に、ウエハの裏面から切り込みを形成することができないという問題があった。

断裁線や位置合わせマークが形成されていないウエハの裏面から切削加工をするために、予め、ウエハの表面より裏面に到達する切り込みを入れておき、この切り込みを、裏面からの処理における位置合わせの基準とする技術がある（特許文献１参照）。しかしながらこの技術は、ダイシング装置で切断可能な板厚を超える厚さのウエハには適用できない。

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、ウエハの表面側にすでに形成されている切り込みと同じ位置に、ウエハの裏面から切り込みが形成できるようにすることを目的とする。

本発明に係るダイシング装置は、保持テーブルに保持された加工対象のウエハと、回転するブレードとを切削方向に相対的に移動させながら、ウエハをブレードによって切削加工するダイシング装置であって、投光器および受光器から構成され、投光器から出射されて受光器に至るスポット光の光路が、保持テーブルのウエハ保持面に平行でかつ切削方向に平行な方向で、ウエハ保持面の面上を通る透過型の光電センサと、光電センサの出力より、投光器から出射されるスポット光が遮られることなく受光器で受光されたことを判定して、判定結果を出力するように構成された判定部とを備える。

上記ダイシング装置の一構成例において、スポット光のスポット径は、ウエハの厚さ以下とされている。

上記ダイシング装置の一構成例において、保持テーブルのウエハ保持面に平行な面内で、保持テーブルを回転させる回転駆動機構をさらに備える。

上記ダイシング装置の一構成例において、ブレードと、光電センサとは、保持テーブルのウエハ保持面に平行でかつ切削方向に平行な方向で、各々異なる箇所に配置され、保持テーブルは、ブレードが配置されている第１領域と、光電センサが配置されている第２領域との間を移動可能とされている。

上記ダイシング装置の一構成例において、光電センサは、保持テーブルを挟んで投光器および受光器が配置され、投光器から出射されて受光器に至るスポット光の光路が、保持テーブルのウエハ保持面に平行でかつ切削方向に平行な方向で、ウエハ保持面の面上を通る第１位置と、保持テーブルの第１領域と第２領域との間を移動が可能となるように、保持テーブルの上方に投光器および受光器が待避する第２位置との間を移動可能とされている。

本発明に係るダイシング方法は、投光器および受光器から構成された透過型の光電センサと、光電センサの出力より、スポット光が遮られることなく受光器で受光されたことを判定して、判定結果を出力するように構成された判定部とを備え、保持テーブルに保持された加工対象のウエハと、回転するブレードとを切削方向に相対的に移動させながらウエハをブレードによって切削加工するダイシング装置を用いたダイシング方法であって、断裁線に沿って厚さ方向に途中まで切削加工されて、断裁線に沿って溝が形成されたウエハを用意する第１工程と、ウエハの溝が形成されている加工面をウエハ保持面の側に配置して、保持テーブルにウエハを固定する第２工程と、投光器から出射されるスポット光の受光器に至る光路を、保持テーブルのウエハ保持面に平行でかつ切削方向に平行な方向で、ウエハ保持面の面上を通る状態とし、保持テーブルのウエハ保持面に平行な面内で保持テーブルを回転させて、判定部よりスポット光が遮られることなく受光器で受光された判定結果が出力される状態にする第３工程と、加工面の反対側のウエハの面より、ウエハをブレードによって溝に沿って切削加工する第４工程とを備える。

上記ダイシング方法の一構成例において、スポット光のスポット径は、ウエハの厚さ以下とする。

以上説明したように、本発明によれば、スポット光の光路を、保持テーブルのウエハ保持面に平行でかつ切削方向に平行な方向で、ウエハ保持面の面上を通る光電センサの出力より、投光器から出射されるスポット光が遮られることなく受光器で受光されたことを判定するので、ウエハの表面側にすでに形成されている切り込みと同じ位置に、ウエハの裏面から切り込みが形成できる。

図１Ａは、本発明の実施の形態に係るダイシング装置の構成を示す斜視図である。 図１Ｂは、本発明の実施の形態に係るダイシング装置の一部構成を示す断面図である。 図２Ａは、本発明の実施の形態に係るダイシング装置の一部構成を示す平面図である。 図２Ｂは、本発明の実施の形態に係るダイシング装置の一部構成を示す平面図である。 図３Ａは、本発明の実施の形態に係るダイシング装置の構成を模式的に示す側面図である。 図３Ｂは、本発明の実施の形態に係るダイシング装置の構成を模式的に示す側面図である。 図４は、本発明の実施の形態に係るダイシング方法を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態に係るダイシング装置について図１Ａ，図１Ｂを参照して説明する。このダイシング装置は、保持テーブル１０１に保持された加工対象のウエハ１２１と、回転するブレード１０２とを切削方向に相対的に移動させながら、ウエハ１２１をブレード１０２によって切削加工する装置である。例えば、保持テーブル１０１は、図示しない移動機構により切削方向（ｘ方法）に移動可能とされている。

ブレード１０２は、ブレードモータ１０３のスピンドル１０４に取り付けられ、ブレードモータ１０３の駆動力によって高速回転される。また、ブレード１０２（ブレードモータ１０３）は、図示しない移動機構により、保持テーブル１０１のウエハ保持面に平行な平面内で、切削方向に垂直な方向（ｙ方向）に移動可能とされている。また、よく知られているように、ウエハ１２１の切断時には、ウエハ１２１の加工精度を維持するために、図示しないノズルから切削加工中のブレード１０２に向けて加工液が噴射される。

また、このダイシング装置は、投光器１０５および受光器１０６から構成された透過型の光電センサを備える。光電センサは、例えば、パナソニック株式会社製「ＥＸ−Ｚ１２ＦＡ」である。投光器１０５から出射されて受光器１０６に至るスポット光１３１の光路は、保持テーブル１０１のウエハ保持面に平行でかつ切削方向に平行な方向で、ウエハ保持面の面上を通る状態とされている。

例えば、ウエハ１２１には、断裁線に沿って切り込みが形成され、切り込みが形成されている面を下側として保持テーブル１０１に保持されている。スポット光１３１の光路が、切り込みによる溝１２２を通過可能となるように、保持面からの高さが設定されている。なお、スポット光１３１のスポット径は、ブレード１０２で切削加工されるウエハ１２１に形成される溝１２２の幅以下とされていることが好ましい。

また、このダイシング装置は、上述した光電センサの出力より、投光器１０５から出射されるスポット光１３１が遮られることなく受光器１０６で受光されたことを判定して、判定結果を出力する判定部１０７を備える。このダイシング装置は、保持テーブル１０１のウエハ保持面に平行な面内で、保持テーブル１０１を回転させる回転駆動機構１０８を備え、保持テーブル１０１を回動可能としている。

例えば、形成されている切り込み（断裁線）と切削方向とが平行とされていれば、図２Ａに示すように、投光器１０５より出射されたスポット光１３１は、溝１２２を通過して受光器１０６で受光される。この結果、受光器１０６がスポット光１３１を受光したことを示す「ＯＮ」信号が光電センサから出力され、判定部１０７から位置合わせがされたことを示す判定結果が出力される。

一方、形成されている切り込みと切削方向とが平行ではない場合、図２Ｂに示すように、投光器１０５より出射されたスポット光１３１は、溝１２２の壁に遮断されて溝１２２を通過することができず、受光器１０６で受光されることがない。この状態では、受光器１０６がスポット光１３１を受光していないことを示す「ＯＦＦ」信号が光電センサから出力され、判定部１０７から位置合わせがされていないことを示す判定結果が出力される。

判定部１０７から位置合わせがされていないことを示す判定結果が出力されている場合、回転駆動機構１０８を制御し、判定部１０７から位置合わせがされたことを示す判定結果が出力されるまで、保持テーブル１０１を回転させる。

ここで、図３Ａ、図３Ｂに示すように、ブレード１０２と、投光器１０５および受光器１０６からなる光電センサとは、保持テーブル１０１のウエハ保持面に平行でかつ切削方向に平行な方向で、基盤１０９の上の各々異なる箇所に配置されている。ブレード１０２は、基盤１０９の第１領域１１１に配置され、光電センサは、基盤１０９の第２領域１１２に配置されている。また、保持テーブル１０１は、基盤１０９の上で、第１領域１１１と第２領域１１２との間を移動可能とされている。

また、実施の形態に係るダイシング装置は、昇降機構１１０を備え、投光器１０５および受光器１０６からなる光電センサを、基盤１０９の上で昇降可能としている。昇降機構１１０により、投光器１０５および受光器１０６は、図３Ａに示す第１位置と、図３Ｂに示す第２位置との間を昇降する。

第１位置は、保持テーブル１０１を挟んで投光器１０５および受光器１０６が配置され、投光器１０６から出射されて受光器１０６に至るスポット光１３１の光路が、保持テーブル１０１のウエハ保持面に平行でかつ切削方向に平行な方向で、ウエハ保持面の面上を通る位置である。

第２位置は、保持テーブル１０１の第１領域１１１と第２領域１１２との間を移動が可能となるように、保持テーブル１０１の上方に投光器および受光器が待避する位置である。

例えば、図３Ａに示すように、保持テーブル１０１を基盤１０９の第２領域１１２に移動させて固定し、昇降機構１１０を動作させて投光器１０５および受光器１０６を、第２位置に移動させる。保持テーブル１０１の上には、断裁線に沿って厚さ方向に途中まで切削加工されて、断裁線に沿って溝が形成されたウエハ１２１が、溝が形成されている加工面をウエハ保持面の側に配置して保持されている。この状態で、前述したように、判定部１０７から位置合わせがされたことを示す判定結果が出力されるまで、保持テーブル１０１を回転させる。

判定部１０７から位置合わせがされたことを示す判定結果が出力されると、保持テーブル１０１の回転を停止し、昇降機構１１０を動作させて、図３Ｂに示すように、投光器１０５および受光器１０６を、第２位置に移動させる。次いで、保持テーブル１０１を基盤１０９の第１領域１１１に移動させて固定する。この後、ブレードモータ１０３の駆動力によって高速回転している状態で、ブレード１０２を切断位置まで下降させ、保持テーブル１０１をｘ方法に移動させれば、ウエハ１２１のすでに形成されている溝に沿って切り込みを入れることができる。上述したブレード１０２の下降位置を制御することで、切り込みの深さが制御できる。切り込みの深さを、すでに形成されている溝の底部をある程度越える箇所とすれば、上述した切り込みにより、ウエハ１２１を切断することができる。

次に、実施の形態に係るダイシング方法について、図４を参照して説明する。まず、第１工程Ｓ１０１で、断裁線に沿って厚さ方向に途中まで切削加工されて、断裁線に沿って溝が形成されたウエハ１２１を用意する。次に、第２工程Ｓ１０２で、ウエハ１２１の溝が形成されている加工面をウエハ保持面の側に配置して、保持テーブル１０１にウエハ１２１を固定する。

次に、第３工程Ｓ１０３で、まず、投光器１０５から出射されて受光器１０６に至るスポット光１３１の光路を、保持テーブル１０１のウエハ保持面に平行でかつ切削方向に平行な方向で、ウエハ保持面の面上を通る位置とする。スポット光１３１のスポット径は、ウエハ１２１の厚さ以下とする。この状態で、保持テーブル１０１のウエハ保持面に平行な面内で保持テーブル１０１を回転させて、判定部１０７よりスポット光１３１が遮られることなく受光器１０６で受光されたことを示す判定結果が出力される状態にする。

次に、第４工程Ｓ１０４で、加工面の反対側のウエハ１２１の面より、ウエハ１２１をブレード１０２によって溝に沿って切削加工する。判定部１０７より、スポット光１３１が受光器１０６で受光されたことを示す判定結果が出力されているので、ウエハ１２１にすでに形成されている溝とブレード１０２の切削方向とは、互いに平行であるので、第４工程Ｓ１０４の切削加工では、加工面の反対側のウエハ１２１の面より形成される切り込みが、すでに形成されている溝に一致して形成されるものとなる。この結果、切り込みの深さを、すでに形成されている溝の底部をある程度越える箇所とすれば、第４工程Ｓ１０４による切り込みにより、ウエハ１２１を切断することができる。

以上説明したように、本発明によれば、スポット光の光路を、保持テーブルのウエハ保持面に平行でかつ切削方向に平行な方向で、ウエハ保持面の面上を通る光電センサの出力より、投光器から出射されるスポット光が遮られることなく受光器で受光されたことを判定するので、ウエハの表面側にすでに形成されている切り込みと同じ位置に、ウエハの裏面から切り込みが形成できるようになる。

なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。

１０１…保持テーブル、１０２…ブレード、１０３…ブレードモータ、１０４…スピンドル、１０５…投光器、１０６…受光器、１０７…判定部、１０９…基盤、１１０…昇降機構、１２１…ウエハ、１２２…溝、１３１…スポット光。

Claims (7)

1. 保持テーブルに保持された加工対象のウエハと、回転するブレードとを切削方向に相対的に移動させながら、前記ウエハを前記ブレードによって切削加工するダイシング装置であって、
   投光器および受光器から構成され、前記投光器から出射されて前記受光器に至るスポット光の光路が、前記保持テーブルのウエハ保持面に平行でかつ切削方向に平行な方向で、前記ウエハ保持面の面上を通る透過型の光電センサと、
   前記光電センサの出力より、前記スポット光が遮られることなく前記受光器で受光されたことを判定して、判定結果を出力するように構成された判定部と
   を備えるダイシング装置。
2. 請求項１記載のダイシング装置において、
   前記スポット光のスポット径は、前記ウエハの厚さ以下とされていることを特徴とするダイシング装置。
3. 請求項１または２記載のダイシング装置において、
   前記ウエハ保持面に平行な面内で、前記保持テーブルを回転させる回転駆動機構をさらに備えることを特徴とするダイシング装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のダイシング装置において、
   前記ブレードと、前記光電センサとは、前記ウエハ保持面に平行でかつ切削方向に平行な方向で、各々異なる箇所に配置され、
   前記保持テーブルは、前記ブレードが配置されている第１領域と、前記光電センサが配置されている第２領域との間を移動可能とされている
   ことを特徴とするダイシング装置。
5. 請求項４記載のダイシング装置において、
   前記光電センサは、
   前記保持テーブルを挟んで前記投光器および前記受光器が配置され、前記スポット光の光路が、前記ウエハ保持面に平行でかつ切削方向に平行な方向で、前記ウエハ保持面の面上を通る第１位置と、
   前記保持テーブルの前記第１領域と前記第２領域との間を移動が可能となるように、前記保持テーブルの上方に前記投光器および前記受光器が待避する第２位置と
   の間を移動可能とされている
   ことを特徴とするダイシング装置。
6. 投光器および受光器から構成された透過型の光電センサと、
   前記光電センサの出力より、前記投光器から出射されるスポット光が遮られることなく前記受光器で受光されたことを判定して、判定結果を出力するように構成された判定部と
   を備え、
   保持テーブルに保持された加工対象のウエハと、回転するブレードとを切削方向に相対的に移動させながら前記ウエハを前記ブレードによって切削加工するダイシング装置を用いたダイシング方法であって、
   断裁線に沿って厚さ方向に途中まで切削加工されて、前記断裁線に沿って溝が形成された前記ウエハを用意する第１工程と、
   前記ウエハの前記溝が形成されている加工面を前記保持テーブルのウエハ保持面の側に配置して、前記保持テーブルに前記ウエハを固定する第２工程と、
   前記スポット光の前記受光器に至る光路を、前記ウエハ保持面に平行でかつ切削方向に平行な方向で、前記ウエハ保持面の面上を通る状態とし、前記ウエハ保持面に平行な面内で前記保持テーブルを回転させて、前記判定部より前記スポット光が遮られることなく前記受光器で受光された判定結果が出力される状態にする第３工程と、
   前記加工面の反対側の前記ウエハの面より、前記ウエハを前記ブレードによって前記溝に沿って切削加工する第４工程と
   を備えるダイシング方法。
7. 請求項６記載のダイシング方法において、
   前記スポット光のスポット径は、前記ウエハの厚さ以下とされていることを特徴とするダイシング方法。

Images