JP2022520299A - 半導体製品にソーカットを形成するソーイング装置および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
する鋸刃を用いて個別のダイを連結するキャリアを機械加工することで実施され、ここでキャリアは通常、ウェハ、リードフレーム、または基板によって形成される。機械加工作業の一部として、ダイを封止している任意のパッケージ材料(多くの場合エポキシ樹脂である)は通例では同時に分離される。ソーイング作業の際の半導体製品内のせん断力の大きさを最小化するためには、半導体製品の背後に鋸刃が入り込むことが可能なスペースがある限り、ソーイング深さを最大化してそれにより鋸刃をICパッケージの厚さよりオーバーシュートさせることが有益である。このスペースの寸法は、通常、個片化工程の際に半導体製品を保持する治具やキャリアによって決定される。従って、一方ではソーイング深さを最大限まで深くし、他方で鋸刃が治具やソーイング装置の他の部分に食い込むことを防ぐように高精度に制御することが重要である。
例えば、鋸刃の摩耗による刃先の凹凸や、半導体製品の反りによる自由表面内の高さの違いなどをこれらの測定値によって補正可能である。これにより、ソーイング装置が所定の深さのソーカットを高精度で行うことを可能にする。ソーカットの深さは、本明細書では半導体製品の自由表面に対する垂直方向として定義する。
本発明は、第1位置センサの位置を第2位置センサの位置にリンクさせることが出来る基準の使用を提案する。この基準は、固定及び既知の、あるいは第1および第2の位置センサによって観察されて得られる、第1および第2の位置センサに対する位置と既知の寸法とを有する対象物の形態をとる。
制御ユニットは、位置センサに対する基準の寸法および位置を、第1および第2の位置センサの互いの相対的な位置に変換するように構成されている。第1位置センサおよび第2位置センサによって測定された鋸刃の刃先の位置と半導体製品の自由表面の位置とを合わせて、制御ユニットは、次に鋸刃の刃先上の点に対する半導体製品の自由表面上の点の位置を測定することができる。位置情報はその後、鋸刃とキャリアとの相対的な動きを高精度に制御するために用いられる。半導体製品の(自由表面の)位置、および、鋸刃に対する半導体製品の(自由表面の)瞬時的な位置は、キャリアの位置に直接的にリンクされ
ていることを注記する。すなわち、キャリアは通常、治具またはチャックと呼ばれており、半導体製品を半導体製品の位置がキャリアに対して固定されるように例えば吸引手段などにより把持するように構成されている。鋸刃とキャリアの相対的な動きの制御は、従って、半導体製品に対する鋸刃の移動操作、位置の測定、特にソーカットの深さにおける位置の測定を意味する。
代わりに、基準は、少なくともその1つは第1位置センサにより観察可能であり、少なくとも別の1つは第2位置センサにより観察可能であるキャリア上の複数の基準面から構成してもよい。後者の場合には同じ物体の一部で形成する場合であり、複数の基準面の相対的な向きと位置は既知である。少なくとも1つの基準面がキャリアの一部を形成し、その方法の中心を形成し、固定された寸法を有して位置センサに対する位置の測定の際にその位置を変化させないことが、重要である。
、前記高さ形状を補償するように適合されている。これにより、自由表面から前記自由表面に対する垂直な方向への距離として定義される一定の深さのソーカットの形成を可能にする。また、半導体製品の(自由表面)が例えば反りなどのために平坦でない場合でも同様である。
最終的なICパッケージの寸法安定性に対する厳格な要求を踏まえると、半導体製品の任意の反りがソーカットの形成において修正できることが重要である。これは、特に、半導体製品の部分的なソーイング作業のみを行うソーイング装置の使用の場合である。部分的なソーイング作業とは、ここではソーイング深さが任意の箔材層をも含む半導体製品の厚さよりも小さい作業の場合として定義する。部分的なソーイング作業は、半導体製品の表面に部分的な切り込み、または溝を有する半導体製品を可能にする。これは半導体製品が個別のICパッケージに完全に個片化される状況を含んでもよいが、前記分離されるICパッケージの相互の向きを保持するために下層の箔材層がそのまま残っている状況も含む。後者の場合には、ソーイング深さは、箔材層を除いた半導体製品の局所的な厚さと全く同じでなければならない。
第2位置センサは一般に鋸刃の刃先上の複数の点の位置を測定するように構成されている。これにより、位置センサは、制御ユニットと協働して、鋸刃の摩耗により変化する刃先の高さ形状を測定することが可能になる。第2位置センサおよび鋸刃は、好ましくは、刃先が半導体製品の自由表面に接触する鋸刃の吊り下げに対する位置で、位置センサが刃先を直接的に観察できるように互いに配置されている。例えば、半導体製品の自由表面が下向きの場合には第2位置センサは鋸刃の刃先に沿った最も上の位置を観察するように構成されている。
第1位置センサと自由表面との間の距離、および第2位置センサと刃先との間の距離のそれぞれの測定に基づいて、鋸刃の刃先と半導体製品の自由表面との間の距離を測定することにより、鋸刃が自由表面を貫通する深さを制御できる。好ましい実施形態では、距離センサは共焦点センサである。距離センサは、代替的に三角測量方式センサ(triangulation sensor)によって形成されてもよい。
制御することを可能にし、半導体製品に正確なソーカットを行うことを可能にする。キャリアは、第1位置センサおよび第2位置センサの位置測定用の基準の中心として用いられ、これがソーカット形成の精度を実質的に高める。
基準の位置は、第1位置センサおよび第2位置センサによって測定されてもよい。この作業のためには、基準は、第1位置センサおよび第2位置センサによって観察可能でなければならない。ソーイング装置に関連して既に述べたように、基準は、位置センサによって観察可能な1または複数の基準面を有する、専用または非専用の基準要素でよい、ソーイング装置の一部によって形成されてもよい。
この補償は、半導体製品の自由表面の高さ形状が、半導体製品の自由表面に沿ったソーカットの全長に亘って(より)均一な深さのソーカットが鋸刃の刃先によってなされるという効果を有してもよい。ここでソーカットの深さは、再び、自由表面に垂直な方向における前記自由表面からの距離として定義される。
このため、ソーカットは、半導体製品の反りの結果として通常見られる全体的な高さ勾配を処理することができるだけであり、自由表面内の局所的な高さの差異を処理することができない漸進的な進行になる。鋸刃による処理軌跡は、通常、半導体製品の自由表面上の2つの点の間に直線を描いて前記直線に対して一定の切り込み深さで自由表面内に切り込むことで測定される。
定されたソーカットの実際の深さを、引き続くソーカットのフイードバック操作における追加の入力として使用することができる。
ソーカットの位置の登録は、半導体製品の自由表面に直角に測定されたソーカット深さ、および、半導体製品の自由表面の面内で測定されたソーカットオフセットのうちの少なくとも1つが測定されてもよい。そのような後測定は、将来のソーイング作業用に入力されてもよい。ソーカットの位置でのシステム的なエラー、および従って鋸刃の刃先上の点に対応する半導体製品の自由表面上の点の位置は、ここで検出され補正されうる。
ルを備えてもよい。
Claims (18)
- 半導体製品にソーカットを形成するソーイング装置であって、
-前記半導体製品を保持する保持面を備えるキャリアと、
-刃先を有し、前記キャリアに対して相対的に移動可能な鋸刃と、
-前記キャリアによって保持された前記半導体製品の自由表面上の点の、自身に対する相対的な位置を求める第1位置センサと、
-前記鋸刃の前記刃先上の点の、自身に対する相対的な位置を求める第2位置センサと、
-前記第1位置センサおよび前記第2位置センサにリンクされて前記鋸刃と前記キャリアとの相対的な動きを制御するように構成された制御ユニットとを備え、
前記ソーイング装置は、前記第1位置センサの位置を前記第2位置センサの位置にリンクさせる基準をさらに備えており、
前記制御ユニットは、
-前記基準の助けを借りて、前記第1位置センサおよび前記第2位置センサによって求められる位置関係を、前記鋸刃の前記刃先上の点に対する前記半導体製品の前記自由表面上の点の位置関係として加工処理し、
-前記鋸刃の前記刃先上の点に対する前記半導体製品の前記自由表面上の点の位置関係に基づいて、前記鋸刃と前記キャリアとの相対的な動きを制御するように構成されており、
前記基準は、前記第1位置センサおよび/または前記第2位置センサによって観察可能な前記キャリア上の少なくとも1つの基準面によって形成されており、前記第1位置センサおよび前記第2位置センサは、前記少なくとも1つの基準面上の少なくとも1つの点の位置を測定可能に構成されている、ソーイング装置。 - 前記キャリアは、少なくとも1つの前記基準面を有して前記保持面の先に突出している基準要素を備えることを特徴とする請求項1に記載のソーイング装置
- 前記基準は、前記第1位置センサによって観察可能な第1基準面および前記第2位置センサによって観察可能な第2基準面を有し、前記第1位置センサは前記基準の前記第1基準面上の点の位置を求めるように構成されており、前記第2位置センサは前記基準の前記第2基準面上の点の位置を求めるように構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のソーイング装置。
- 前記ソーイング装置は、前記第1位置センサと前記第2位置センサとを接続するフレームによって追加基準が形成されており、前記フレームによって接続された前記第1位置センサと前記第2位置センサとの間の距離は既知で固定されていることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のソーイング装置。
- 前記第1位置センサおよび前記キャリアは、互いに相対的に移動可能であることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載のソーイング装置。
- 前記第2位置センサおよび前記鋸刃は、互いに相対的に移動可能であることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載のソーイング装置。
- 前記第1位置センサは前記半導体製品の前記自由表面上の複数の点の位置を求めるように構成されていることを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載のソーイング装置。
- 前記制御ユニットは、前記半導体製品の前記自由表面上の複数の点の位置を前記自由表面の高さ形状として加工処理するように構成されており、前記制御ユニットは、前記鋸刃
および前記キャリアの相対的な動きの制御において、前記高さ形状を補償するようになっていることを特徴とする請求項7に記載のソーイング装置。 - 前記第2位置センサは前記鋸刃の前記刃先上の複数の点の位置を求めるように構成されていることを特徴とする請求項1~8のいずれかに記載のソーイング装置。
- 前記第1位置センサおよび前記第2位置センサのうちの少なくとも1つは、距離センサであり、特に共焦点センサであることを特徴とする請求項1~9のいずれかに記載のソーイング装置。
- 半導体製品にソーカットを形成する方法であって、
-半導体製品をキャリアで把持するステップと、
-第1位置センサを用いて前記半導体製品の自由表面上の点の位置を求めるステップと、
-第2位置センサを用いて鋸刃の刃先上の点の位置を求めるステップと、
-前記第1位置センサの位置を前記第2位置センサの位置にリンクさせる基準を用いるステップと、
-前記第1位置センサおよび前記第2位置センサによって求められる位置関係を、前記鋸刃の前記刃先上の点に対する前記半導体製品の前記自由表面上の点の位置関係として、前記基準の助けを借りて加工処理するステップと、
-前記半導体製品の底面に対する前記鋸刃の前記刃先の位置に基づいて前記鋸刃を前記キャリアに対して移動させることにより、前記半導体製品の前記自由表面に切り込みを入れるステップと、を含み、
前記第1位置センサの位置を前記第2位置センサの位置にリンクさせる前記基準が、前記第1位置センサおよび/または前記第2位置センサによって観察可能な前記キャリア上の少なくとも1つの基準面によって決められており、
前記第1位置センサおよび前記第2位置センサは前記少なくとも1つの基準面に対する点の位置を求める方法。 - 前記基準の位置が前記第1位置センサおよび前記第2位置センサによって求められることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記半導体製品の前記自由表面上の複数の点の位置が前記第1位置センサによって求められることを特徴とする請求項11または12に記載の方法。
- 前記半導体製品の前記自由表面上の前記複数の点の位置が、前記自由表面の高さ形状として加工処理され、前記高さ形状は前記キャリアに対する前記鋸刃の移動を補償することを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記半導体製品の前記自由表面の前記高さ形状は、前記鋸刃の前記刃先の移動制御に連続的に対応することを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記鋸刃の刃先上の点の前記位置は、ソーカット形成の前と後において求められ、ソーカット形成の前と後での前記刃先上の前記点の位置の違いは、連続するソーカット形成における前記鋸刃と前記キャリアの相対的な動きを制御するフィードフォワード情報として用いられることを特徴とする請求項11~15のいずれかに記載の方法。
- ソーイングされた前記半導体製品が、ソーカットの位置を登録するための制御測定を受けることを特徴とする請求項11~16のいずれかに記載の方法。
- 前記ソーカットの位置の前記登録において、前記半導体製品の前記自由表面に対して直角に測定されたソーカット深さ、および前記半導体製品の前記自由表面の平面内で測定されたソーカットオフセットの少なくとも1つが測定されることを特徴とする請求項17に記載の方法。
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