JP2020188108A - 被加工物の分割方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、例えば、デバイスチップをマザーボード(ウェーハ)などに固定し配線した後、配線とデバイスチップとを樹脂封止してから、樹脂とマザーボードとを切断分割してパッケージデバイスチップを生成している。そして、分割したパッケージデバイスチップの側面は、樹脂で覆われていることで外的環境における負荷要因による破損が抑制されている(例えば、特許文献1参照)。
また、特許文献3に開示されているように、被加工物にレーザー加工を施した後、切削ブレードでレーザー加工溝を切削して被加工物を分割する場合にも、切削装置の切削送りにおけるヨーイングと、レーザー加工装置の加工送りおけるヨーイングとが異なるためレーザー加工溝の中央を正確に切削できないという問題がある。
また、被加工物Wは、例えば、環状フレームFによってダイシングテープTを介してハンドリング可能に支持されている
例えば、被加工物Wは、その表面WaのデバイスD上にさらにデバイスチップが積層され配線が形成され、分割予定ラインSと共に該デバイスチップを覆うように表面Waが樹脂で封止されたパッケージウェーハであってもよい。
第1保持手段15の周囲には、被加工物WをダイシングテープTを介して支持する環状フレームFを挟持固定するクランプ152が、周方向に均等間隔を空けて複数配設されている。
筐体180内には照明182から入射した光を下方に向けて反射するミラー及び被加工物Wで反射された光を捉える対物レンズ等の光学系が配置されており、対物レンズが捉えた反射光は例えばCCD等の撮像素子183により光電変換され画像情報として出力され、撮像画像が形成される。例えば、第1撮像手段18の光軸は、第1加工手段17の回転軸170の軸芯線と水平面において交差すると好ましい。
第2加工装置2の基台2B上には、割り出し送り方向であるY軸方向に第2保持手段23を往復移動させる第2割り出し送り手段20が備えられている。第2割り出し送り手段20は、Y軸方向の軸心を有するボールネジ200と、ボールネジ200と平行に配設された一対のガイドレール201と、ボールネジ200を回動させるモータ202と、内部のナットがボールネジ200に螺合し底部がガイドレール201に摺接する可動板203とから構成される。そして、モータ202がボールネジ200を回動させると、これに伴い可動板203がガイドレール201にガイドされてY軸方向に移動し、可動板203上に第2加工送り手段21を介して配設された第2保持手段23が可動板203の移動に伴いY軸方向に移動する。
ケーシング250内には、例えばYAGパルスレーザー等のレーザー発振器251が配設されており、レーザー発振器251から水平に出射されるレーザー光線は、図示しないミラーにより−Z方向へ反射して照射ヘッド259の内部の集光レンズ259aに入光し、第2保持手段23で保持された被加工物Wに集光・照射される。レーザー光線の集光点の高さ位置は、図示しない集光点位置調整手段によりZ軸方向に調整可能となっている。例えば、レーザー発振器251と照射ヘッド259との間には、被加工物Wに照射するレーザー光線のパワーを調整するための図示しない出力調整手段が設けられている。
第2撮像手段27は、例えば、2次元的に配列された複数の画素を有する撮像素子(例えば、CCD)と、被写体像を図2に示す集光レンズ259aを通して撮像素子の受光面に導く撮像光学系とを有するカメラとを備えており、例えばカメラの光軸が第2加工手段25の照射ヘッド259から照射されるレーザー光線の光軸と同軸となっている。
まず、図1に示す第1加工送り手段11で第1保持手段15をX軸方向に加工送りさせ、第1加工手段17が被加工物Wを加工する後述する最も長い加工距離において、第1保持手段15の保持面15aの中心をゼロ、加工送りにおける一方向をプラス、及び該一方向の反対方向をマイナスとしたX軸座標を設定し、X軸座標に応じ水平面においてX軸方向に直交するY軸方向の変位と共に記憶する第1記憶工程を実施する。
なお、保持面15aの中心と、保持面15aに吸引保持された被加工物Wの中心とが一致していない場合は、X軸方向における保持面15aの中心と、被加工物Wの中心との距離(ズレ量)を記憶する。
なお、θ合わせは、ヨーイングを記憶する前に実施する。
また、第1制御手段19は、該撮像画像等を基にパターンマッチング等の画像処理を実施し、第1保持手段15によって吸引保持された被加工物Wの切削すべき分割予定ラインSのY軸座標位置の検出(アライメント)を行う。
ここで、例えば、第1制御手段19は、第1加工装置1上における第1保持手段15のX軸Y軸座標位置を常に把握しており、また、Y軸方向における被加工物Wの隣接するデバイスD間距離であるインデックスサイズも予め記憶している。これらの情報から、例えば、上記のようにθ合わせ及び分割予定ラインSのアライメントが行われた後、被加工物Wの表面Waの中心を通る1本の分割予定ラインS、又は、表面Waの中心に最も近い1本の分割予定ラインS、換言すれば、被加工物Wの分割予定ラインSの中で最も長い分割予定ラインSが切削すべきラインとして選択される。該最も長い分割予定ラインSを以下、最も長い1本の分割予定ラインSmとし、該分割予定ラインSmと切削ブレード173とのY軸方向における位置合わせがされる。
そして、例えば、図3に示す被加工物Wの外周縁から所定距離離れたX軸方向におけるダイシングテープT上のX軸座標位置が、切削開始位置xaとして決定される。なお、図3においては、第1加工装置1の構成要素を簡略化して示している。
本実施形態においては、切削開始位置xaから切削終了位置xbまでのX軸方向における距離が、第1加工手段17が被加工物Wを加工する最も長い加工距離L1と定義される。
第1撮像手段18は、被加工物Wの表面Waの1本の切削溝Mについての各撮像画像(切削溝Mが所定の長さ分写った撮像画像)を図1に示す第1制御手段19に順次送信する。該画像情報は、第1制御手段19の第1記憶部190に被加工物Wの1本の切削溝Mの全体画像を構成可能に順番に記録される。
第1撮像手段18のX軸方向における撮像間隔は、例えば第1撮像手段18の撮像視野の大きさによって決まり、一本の切削溝Mの上方を第1撮像手段18が通過しきるX軸方向の所定位置まで第1保持手段15が+X方向に進行した際に、例えば一本の切削溝M中に撮像されていない箇所が生じないように決められると好ましい。
なお、第1記憶工程は、上記のように被加工物Wに実際に切削溝Mを形成して行う形態に限定されるものではなく、ダイヤルゲージ等を用いて変位量を測定してもよい。また、ヨーイング量を記憶する本第1記憶工程では、被加工物Wの代わりにダミーウェーハを使用してもよい。
次に、図2に示す第2加工送り手段21で第2保持手段23をX軸方向に加工送りさせ、第2加工手段25が被加工物Wを加工する最も長い加工距離L1(図3、4参照)において、第2保持手段23の保持面23aの中心をゼロ、加工送りにおける一方向をプラス、及び一方向の反対方向をマイナスとしたX軸座標を設定し、X軸座標に応じ水平面においてX軸方向に直交するY軸方向の変位と共に記憶する第2記憶工程を実施する。
第2制御手段29は、該撮像画像を基にパターンマッチング等の画像処理を実施し、第2保持手段23によって吸引保持された被加工物Wのレーザー光線を照射すべき分割予定ラインSの検出を行う。また、切削溝Mが形成されている最も長い分割予定ラインSmのY軸座標位置の検出(アライメント)を行ってもよい。
なお、図6においては、第2加工装置2の構成要素を簡略化して示している。
第2撮像手段27は、被加工物Wの表面Waの1本のレーザー加工溝Nについての各撮像画像(レーザー加工溝Nが所定の長さ分写った撮像画像)を図2に示す第2制御手段29に順次送信する。該画像情報は、第2制御手段29の第2記憶部290に被加工物Wの1本のレーザー加工溝Nの全体画像を構成可能に順番に記録される。
第2撮像手段27のX軸方向における撮像間隔は、例えば第2撮像手段27の撮像視野の大きさによって決まり、一本のレーザー加工溝Nの上方を第2撮像手段27が通過しきるX軸方向の所定位置まで第2保持手段23が+X方向に進行した際に、例えば一本のレーザー加工溝N中に撮像されていない箇所が生じないように決められると好ましい。
なお、第2記憶工程は、上記のように被加工物Wに実際にレーザー加工溝Nを形成して行う形態に限定されるものではなく、ダイヤルゲージ等を用いて変位量を測定してもよい。
第2記憶工程を上記のように実施した後、第1記憶工程で記憶したX軸座標(例えば、−x1、−x2、0、及び+x1、+x2等)と第2記憶工程で記憶したX軸座標(例えば、−x1、−x2、0、及び+x1、+x2等)とが一致する互いのY軸方向の変位の差を算出して、該各差と各X軸座標とを関連付けて記憶して第3記憶工程を実施していく。本実施形態においては、図2に示すように、例えば、第2制御手段29に含まれる変位差算出部292によって、第1記憶工程で記憶したX軸座標と第2記憶工程で記憶したX軸座標とが一致する互いのY軸方向の変位の差が算出されて記憶されていく。
X軸座標が+x2におけるY軸方向の変位の差は、0−(−y5)=(+y5)となり、レーザー加工溝Nが切削溝Mに対して−Y方向側に形成されている。
X軸座標が+x1におけるY軸方向の変位の差は、+y3−(−y4)=(+y3+y4)となり、レーザー加工溝Nが切削溝Mに対して−Y方向側に形成されている。
X軸座標が0におけるY軸方向の変位の差は、0−(+y3)=(−y3)となり、レーザー加工溝Nが切削溝Mに対して+Y方向側に形成されている。
X軸座標が−x1におけるY軸方向の変位の差は、+y1−(+y1)=(0)となり、レーザー加工溝Nが切削溝Mに重なっている。
X軸座標が−x2におけるY軸方向の変位の差は、+y2−0=(+y2)となり、レーザー加工溝Nが切削溝Mに対して−Y方向側に形成されている。
そして、図2に示す変位差算出部292により算出された上記変位の差についてのデータは、例えば、第2記憶部290に記憶され、第3記憶工程が完了する。なお、算出される変位の差の数は、上記5つだけではなく、図示しない他の複数のX軸座標でも変位の差がさらに算出されている。そして、図1に示す第1加工装置1の切削ブレード173で形成した切削溝Mの溝幅の中心に沿って被加工物Wにレーザー光線を照射して切削溝MからY軸方向にはみ出すことなくレーザー加工できる状態に、図2に示す第2加工装置2が設定された状態になる。
一般的に被加工物Wの切削加工時において、第1保持手段15の中心と第1保持手段15で保持された被加工物Wの中心とは、搬送ズレ等によって完全には一致しない場合がある。そこで、本実施形態においては、例えば、第1保持手段15が保持した被加工物Wの中心と第1保持手段15の保持面15aの中心との差を記憶する第4記憶工程を実施してもよい。
なお、第4記憶工程は、後述する第1加工工程前に実施するとよい。
上記以外に、被加工物Wの外周縁の離間する3箇所を撮像し、各撮像画における1つの被加工物Wの外周縁の座標位置、つまり3つの座標位置から被加工物の中心を算出してもよい。
算出された被加工物Wの中心と第1保持手段15の保持面15aの中心とのX軸方向における差をもとに、被加工物Wを完全切断しない加工を施す第1加工装置1において、第1保持手段を+X方向に移動させた際に、被加工物Wに施された被加工物Wを完全切断しない加工がY軸方向に変位した変位量を算出する。
したがって、第1制御手段19は、第1保持手段15を+X方向に移動させた際のY軸方向の変位量をダイヤルゲージなどで測定して第1記憶部190に記憶しておき、その変位量と保持面15a中心と保持面15aに保持された被加工物Wの中心との差とを用いて、第1加工手段17で、被加工物Wを完全切断しない加工を施した僅かに蛇行する加工溝のY軸方向の変位量を算出する。
例えば、デバイスDを備えるチップに分割するための新たな被加工物Wが、表面Waが上側になるように図1に示す第1保持手段15の保持面15a上に載置され、第1保持手段15が被加工物WをダイシングテープTを介して吸引保持する。また、環状フレームFがクランプ152により挟持固定される。なお、第1保持手段15の保持面15aの中心と吸引保持された被加工物Wの中心とは殆ど合った状態になる。
被加工物Wを保持する第1保持手段15が+X方向に送り出され、被加工物Wの切削ブレード173を切り込ませるべき分割予定ラインSのY軸方向の座標位置が検出される。即ち、被加工物Wのθ合わせがされ、また、分割予定ラインSの位置が検出されるのに伴って、第1加工手段17がY軸方向に割り出し送りされ、切削すべき分割予定ラインSと切削ブレード173とのY軸方向における位置合わせが行われる。
なお、第4記憶工程において、被加工物Wの中心と第1保持手段15の保持面15aの中心とのX軸方向の差に加え、Y軸方向の差を算出しておき、被加工物Wを90度回転させてから切削加工をした際の被加工物Wの中心と保持面15aとのX軸方向の差として該Y軸方向の差を用いてもよい。例えば該差が切削送り方向(X軸方向)における補正量として適用され、被加工物Wの分割予定ラインSの延在方向における切り残しが発生しないように切削加工が行われる。
第1加工工程の後、第1保持手段15から図9に示す被加工物Wを離間させ図2に示す第2保持手段23に被加工物Wを保持させる。即ち、例えば、図示しない搬送手段が第1保持手段15から被加工物Wを搬出して第2加工装置2の第2保持手段23まで搬送する。そして、被加工物Wが、表面Waが上側になるように第2保持手段23の保持面23a上に載置される。そして、図示しない吸引源により生み出される吸引力が保持面23aに伝達されることにより、第2保持手段23が被加工物WをダイシングテープTを介して吸引保持する。なお、第2保持手段23の保持面23aの中心と吸引保持された被加工物Wの中心とは殆ど合った状態になる。
一般的に被加工物Wの切削加工時において、第2保持手段23の中心と第2保持手段23で保持された被加工物Wの中心とは、搬送ズレ等によって完全には一致しない場合がある。そこで、本実施形態においては、例えば、第2保持手段23が保持した被加工物Wの中心と第2保持手段23の保持面23aの中心との差を記憶する第5記憶工程を実施する。なお、第5記憶工程は、少なくとも第2加工工程前に実施するとよい。
図2に示す第2保持手段23の回転によるθ合わせ、及び第2保持手段23によって吸引保持された図9に示す被加工物Wのレーザー光線を照射すべき分割予定ラインS(例えば、分割予定ラインSm)の位置検出が実施された後、第2保持手段23を第2加工送り手段21が加工送りさせ第2加工手段25で被加工物Wを加工する際に、第3記憶工程で記憶した変位の差とX軸座標とを用いて第2保持手段23を第2加工手段25に対して相対的に変位の差の値だけY軸方向に移動させつつ、第2保持手段23を加工送りして被加工物Wに加工を施していく。
その結果、図12に示すように、切削溝MbからY軸方向にレーザー光線がはみ出してレーザー加工してしまうことを防ぐことが可能となる。そのため、被加工物Wを切削溝Mbの底に形成されていくレーザー加工溝Nbに沿って確実に分割する事ができる。なお、第5記憶工程において算出された被加工物Wの中心と第2保持手段23の保持面23aの中心との差を、加工送り方向(X軸方向)における補正量として適用し、被加工物Wの分割予定ラインSの延在方向におけるレーザー光線の未照射箇所が発生しないようにレーザー加工が行われる。
その後も、第3記憶工程で記憶した−x1、0、+x1、+x2等の各X軸座標における図8に示すY軸方向の各変位の差を用いて、第2加工手段25を第2保持手段23に対して相対的に変位の差の値だけY軸方向に移動させつつ被加工物Wにレーザー光線の照射を行っていく。
また、小片化したデバイスチップをウェーハに積層させて樹脂でモールドした被加工物を分割する時に、樹脂を切削加工して、ウェーハをアブレーション加工することがある。このとき、本発明に係る被加工物の分割方法を上記のように実施すれば、例えば第2加工装置2におけるレーザー照射により被加工物を分割した後に、デバイスチップ側面を確実に樹脂で保護した状態にする事ができる。
また、第2加工工程において、変位差が大きくなるほど第2保持手段23の加工送り速度が小さく可変されてもよい。これは、被加工物Wの割り出し送り方向(Y軸方向)における移動による切削溝Mに対するレーザー光線の追従性が適切に担保されるようにするためである。
T:ダイシングテープ F:環状フレーム
1:第1加工装置 10:基台 100:門型コラム
15:第1保持手段 15a:保持面 151:回転手段 152:クランプ
11:第1加工送り手段 110:ボールネジ 111:ガイドレール 112:モータ
113:可動板
12:第1割り出し送り手段 120:ボールネジ 121:ガイドレール 122:モータ 123:可動板
16:切込み送り手段 160:ボールネジ 161:ガイドレール 162:モータ
163:支持部材
17:第1加工手段 170: 回転軸 171:ハウジング 173:切削ブレード
18:第1撮像手段 180:筐体 182:照明 183:撮像素子
19:第1制御手段 190:第1記憶部 191:第1変位量測定部
2:第2加工装置 2B:基台 2C:コラム
23:第2保持手段 23a:保持面 234:回転手段 235:固定クランプ
21:第2加工送り手段 210:ボールネジ 211:ガイドレール 212:モータ
213:可動板
20:第2割り出し送り手段 200:ボールネジ 201:ガイドレール 202:モータ 203:可動板
25:第2加工手段 250:ケーシング 251:レーザー発振器 259:照射ヘッド
27:第2撮像手段
29:第2制御手段 290:第2記憶部 291:第2変位量測定部 292:変位差算出部
Claims (3)
- 格子状に形成された分割予定ラインによって区画された領域にデバイスが形成された被加工物を、第1加工装置で該分割予定ラインに沿って完全切断しない加工を施した後、第2加工装置で該分割予定ラインに沿って被加工物を分割可能な加工を施すことにより被加工物を分割する被加工物の分割方法であって、
該第1加工装置は、被加工物を加工する第1加工手段と、保持面で被加工物を保持する第1保持手段と、該第1保持手段を該第1加工手段の加工送り方向となるX軸方向に加工送りする第1加工送り手段と、を備え、
該第2加工装置は、被加工物を加工する第2加工手段と、保持面で被加工物を保持する第2保持手段と、該第2保持手段を該第2加工手段の加工送り方向となるX軸方向に加工送りする第2加工送り手段と、を備え、
該第1加工送り手段で該第1保持手段をX軸方向に加工送りさせ、該第1加工手段が被加工物を加工する最も長い加工距離において、該第1保持手段の該保持面中心をゼロ、加工送りにおける一方向をプラス、及び該一方向の反対方向をマイナスとしたX軸座標を設定し、該X軸座標に応じ水平面において該X軸方向に直交するY軸方向の変位と共に記憶する第1記憶工程と、
該第2加工送り手段で該第2保持手段をX軸方向に加工送りさせ、該第2加工手段が被加工物を加工する最も長い加工距離において、該第2保持手段の該保持面中心をゼロ、加工送りにおける一方向をプラス、及び該一方向の反対方向をマイナスとしたX軸座標を設定し、該X軸座標に応じ水平面において該X軸方向に直交するY軸方向の変位と共に記憶する第2記憶工程と、
該第1記憶工程で記憶した該X軸座標と該第2記憶工程で記憶した該X軸座標とが一致する互いの該Y軸方向の変位の差を算出し該差を記憶する第3記憶工程と、
該第1保持手段に被加工物を保持させ、該第1保持手段を該第1加工送り手段が加工送りさせ該第1加工手段で該被加工物の分割予定ラインに沿って該被加工物を完全切断しない加工を施す第1加工工程と、
該第1加工工程の後、該第1保持手段から該被加工物を離間させ該第2保持手段に該被加工物を保持させる移設工程と、
該第2保持手段を該第2加工送り手段が加工送りさせ該第2加工手段で被加工物を加工する際に、該第3記憶工程で記憶した該変位の差を用いて該第2加工手段を該第2保持手段に対して相対的に該変位の差の値だけY軸方向に移動させ被加工物に加工を施す第2加工工程と、を備える被加工物の分割方法。 - X軸方向における前記第1保持手段が保持した被加工物の中心と該第1保持手段の保持面の中心との差を記憶する第4記憶工程と、
該第4記憶工程で記憶した該差と前記第3記憶工程で記憶した前記変位の差とを用いて、前記第2加工工程を実施する請求項1記載の被加工物の分割方法。 - X軸方向における前記第2保持手段が保持した被加工物の中心と該第2保持手段の保持面の中心との差を記憶する第5記憶工程と、
該第5記憶工程で記憶した該差と前記第3記憶工程で記憶した前記変位の差とを用いて、
該第2加工工程を実施する請求項1または請求項2のいずれかに記載の被加工物の分割方法。
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