JP2888728B2 - 半導体ウェハのスクライブ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、単一の半導体ウェハ上
に形成された多数のチップを個々に分割するためにウェ
ハのチップに沿って劈開用の切削傷を形成する半導体ウ
ェハのスクライブ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ウェハに拡散やホトエッチング
等の工程を経て半導体素子であるチップが作り込まれる
と、１枚の半導体ウェハ上に同一のチップが多数個規則
的に配列されたものが得られる。この半導体ウェハを個
々のチップに分割するダイシング手段として、例えばダ
イヤモンド針等のカッタ部によりチップに沿って切削傷
を形成した後に機械的に分割するスクライビング方式が
従来から広く採用されている。

【０００３】このような方式に基づいた従来のスクライ
ブ装置は、一般に図４に示すような構成になっている。
即ち、半導体ウェハ（１）をウェハ固定用ステージ台
（２）上に真空吸着孔（３）を通じ真空吸着して保持す
ると、このウェハ固定用ステージ台（２）がＡ矢印方向
に半導体ウェハ（１）上のチップ（図示せず）の幅に相
当する一定のピッチで間欠的に節動される。このウェハ
固定用ステージ台（２）の上方には、ダイヤモンドカッ
タ等のカッタ部（４）を具備したカッタ作動機構部
（５）が配設されており、このカッタ作動機構部（５）
は以下のように作動する。ウェハ固定用ステージ台
（２）が一定ピッチだけ移動された後に、昇降機構（図
示せず）によりＢ矢印で示すように下動してカッタ部
（４）の先端切削部が半導体ウェハ（１）内に一定の荷
重をかけられて切り込み、続いてＣ矢印方向に水平移動
することによりカッタ部（４）の先端切削部で半導体ウ
ェハ（１）上にチップに沿った切削傷（６）が恰も罫書
くように形成される。その後に、カッタ作動機構部
（５）がＤ矢印で示すように上動してカッタ部（４）が
半導体ウェハ（１）から離間し、カッタ作動機構部
（５）が上限位置に達した後にＥ矢印方向に水平移動し
てカッタ部（４）を初期位置に戻し、次にウェハ固定用
ステージ台（２）が一定ピッチだけ移動した後に上述の
動作が繰り返され、チップに沿った切削傷（６）が連続
的に形成されていく。尚、半導体ウェハ（１）上に図示
した１点鎖線は切削傷（６）により機械的に分割するチ
ップに沿った分割仮想線であるが、例えば半導体レーザ
等の製造においては予め設定される任意のピッチで分割
されることもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のスク
ライブ装置では、カッタ作動機構部（５）の上下動範囲
が一定であると共に下降に際し直下方向ではなく弧を描
くよう作動する。そのため、切削傷（６）を形成すべき
半導体ウェハ（１）の厚みにばらつきがある場合、或い
は同一の半導体ウェハ（１）内において箇所により厚み
にばらつきがある場合には、形成される切削傷（６）の
長さおよび深さにばらつきが生じることになる。例え
ば、厚みが大きい場合には長く且つ深い切削傷（６）が
形成され、一方、厚みが小さい場合には短く且つ浅い切
削傷（６）が形成される。

【０００５】このように切削傷（６）を適切な長さで且
つ深さに常に一定に形成できない場合には、分割のため
の劈開時に劈開面に欠け等が発生して劈開精度が低下す
る危惧があり、特に、切削傷（６）が短過ぎる場合に
は、半導体ウェハ（１）を劈開によりバー状に分割する
ことが不可能となることもある。しかも、半導体レーザ
素子の製造に際しては、レーザ共振器長のばらつきに起
因してレーザチップのダイボンディングやワイヤボンデ
ィングが困難になったり、レーザの特性が不揃いになる
といった重大な問題を招来する可能性もある。

【０００６】そこで本発明は、半導体ウェハ個々の厚み
にばらつきがあった場合或いは同一の半導体ウェハ内に
おける各箇所によりばらつきがあった場合にも適切な一
定形状の切削傷を常に正確に形成することのできる半導
体ウェハのスクライブ装置を提供することを技術的課題
とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した各課
題を達成するための技術的手段として、半導体ウェハの
スクライブ装置を次のように構成した。即ち、半導体ウ
ェハにカッタ部で劈開用の切削傷を形成するスクライブ
装置において、半導体ウェハを固定するウェハ固定用ス
テージ台と、このウェハ固定用ステージ台を所定距離だ
け水平方向に節動するピッチ送り装置と、前記ウェハ固
定用ステージ台の上下動装置と、前記ウェハ固定用ステ
ージ台の上方位置で前記カッタ部を半導体ウェハに向け
一体に備えるとともに該カッタ部により半導体ウェハ上
に切削傷を形成するよう所定の距離範囲で上下動および
水平移動されるカッタ作動機構部と、このカッタ作動機
構部に一体に設けられて半導体ウェハにおける前記カッ
タ部の真下の箇所までの距離を非接触で計測する測距装
置と、この測距装置の測定距離と予め設定した設定距離
との差を演算してその差の絶対値が零になるよう前記上
下動装置を駆動する制御装置とを備えたことを特徴とし
て構成されている。

【０００８】

【作用】装置の駆動に先立って、カッタ部の上下動範囲
に対して適切な長さと深さの切削傷を形成するための半
導体ウェハにおけるカッタ部の真下の箇所からカッタ部
の先端までの距離を、制御装置に予め設定入力する。そ
して、ピッチ送り装置によりウェハ固定用ステージ台が
一定ピッチだけ水平方向に移動されると、その後に測距
装置を駆動して半導体ウェハ（１）におけるカッタ部の
真下の箇所までの距離を測定するとともに、その測定距
離信号が制御装置に入力される。この測定距離信号は、
測距装置がカッタ作動機構部と一体に設けられているこ
とからカッタ部の先端から半導体ウェハにおけるカッタ
部の真下の箇所までの距離に常に対応する。

【０００９】次に、制御装置において、前述の設定距離
信号と測距装置から入力された測定距離信号との差を演
算するとともに、その差の絶対値が零になるようウェハ
固定用ステージ台の上下動装置を駆動制御する。例え
ば、上下動装置の駆動源がパルスモータである場合、差
の絶対値を零にするためのパルスモータの所要の回転方
向への回転角が演算され、その回転角に相当するパルス
がパルスモータに供給され、パルスモータが算出された
回転角だけ回転制御されてウェハ固定用ステージ台が上
動または下動される。従って、切削傷の形成前に、カッ
タ部からその真下の半導体ウェアの箇所までの距離が、
半導体ウェアの厚みに拘わらず常に一定になるようウェ
ハ固定用ステージ台つまり半導体ウェアの上下位置が補
正され、その後に、カッタ作動機構部が一定の距離範囲
で上下動および水平移動されて該カッタ部により半導体
ウェハ上に切削傷を形成するので、常に適切な長さと深
さの一定の切削傷が正確に形成される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の好適な一実施例について図面
を参照しながら詳述する。図１は本発明の一実施例の概
略構成を示し、同図において図４と同一若しくは同等の
ものには同一の符号を付してその説明を省略し、次に相
違する構成についてのみ説明する。カッタ作動機構部
（５）に一体移動するよう配設された測距装置（７）
は、カッタ作動機構部（５）の所定箇所から半導体ウェ
ハ（１）におけるカッタ部（４）の真下位置である次に
切削傷（６）を形成すべき箇所までの距離（ｈ）を、例
えば超音波の出射時からこれが反射して返ってくるまで
の時間により非接触に計測する。ウェハ固定用ステージ
台（２）は、上下動自在に保持されているとともに、こ
の上下動させるための作動部材として下面からラック部
（８）が一体に垂設されており、このラック部（８）に
伝達歯車（９）が噛合され、更に、この伝達歯車（９）
に、パルスモータ（１０）のモータ軸（１１）に固着さ
れた駆動歯車（１２）が噛合されている。従って、パル
スモータ（１０）の正方向または逆方向の回転が駆動歯
車（１２）および伝達歯車（９）を介してラック部
（８）に伝達されることによりラック部（８）と一体に
ウェハ固定用ステージ台（２）が上動または下動される
ようになっている。尚、パルスモータ（１０）および伝
達歯車（９）は、各々の噛合状態を保持しながらウェハ
固定用ステージ台（２）と一体に水平方向にピッチ移動
されるようになっている。

【００１１】図２は上記実施例のブロック構成図で、図
１と同一のものには同一の符号を付してあり、中央演算
処理装置（１３）により装置全体が後述の図３のフロー
チャートに従い制御されて処理される構成になってい
る。操作パネル（１４）により半導体ウェハ（１）にお
けるカッタ部（４）の真下の箇所からカッタ作動機構部
（５）の測距装置（７）に対応する所定箇所までの基準
の距離（高さ）が設定されると、この設定距離と測距装
置（７）から入力される測定距離とを比較し、その差を
零にするようドライバー（２０）を通じパルスモータ
（１０）を正，逆何れかの方向に回転制御することによ
り、カッタ部（４）の先端からこれの真下の半導体ウェ
ハ（１）の表面までの距離が一定になるようウェハ固定
用ステージ台（２）の高さを調節し、ドライバー（１
８）を通じ切削駆動機構部（２１）を駆動制御してカッ
タ作動機構部（５）を上下動および水平動させ、その後
にドライバー（１９）を通じピッチ送り装置（２２）を
駆動制御してウェハ固定用ステージ台（２）を所定ピッ
チだけ移動させる。この時、ウェハ固定用ステージ台
（２）の上下動機構を構成するパルスモータ（１０）、
駆動歯車（１２）および伝達歯車（９）もウェハ固定用
ステージ台（２）と一体に移動されるのは勿論である。
尚、ウェハ認識回路（１５）は、カメラ（１６）により
撮像された半導体ウェハ（１）の画像データ信号から半
導体ウェハ（１）の存在の有無や位置を認識するととも
に、そのデータをモニタ用テレビ（１７）に映し出すも
のであるが、本発明には直接関係のない構成である。

【００１２】次に、前記実施例の作用を図３のフローチ
ャートを参照しながら説明する。装置の駆動に先立っ
て、中央演算処理装置（１３）に設定されているカッタ
部（４）の上下動範囲に対して適切な長さと深さの切削
傷（６）を形成するための半導体ウェハ（１）における
カッタ部（４）の真下の次に切削傷（６）を形成すべき
箇所からカッタ作動機構部（５）の所定箇所までの距離
を、操作パネル（１４）から中央演算処理装置（１３）
に設定入力する。そして、実稼働において、中央演算処
理装置（１３）がドライバー（１９）を介しピッチ送り
装置（２２）を駆動制御してウェハ固定用ステージ台
（２）が一定ピッチだけ水平方向に移動され（ステップ
Ｓ１）ると、その後に測距装置（７）を駆動して図１に
示す測距装置（７）から半導体ウェハ（１）の次に切削
傷（６）を形成すべき箇所までの距離（ｈ）を測定する
とともに、その測定距離信号が中央演算処理装置（１
３）に入力される（ステップＳ２）。この測定距離信号
は、測距装置（７）がカッタ作動機構部（５）と一体に
設けられていることからカッタ部（４）の先端から半導
体ウェハ（１）の次に切削傷（６）を形成すべき点まで
の距離に常に対応する。

【００１３】続いて、中央演算処理装置（１３）におい
て、予め操作パネル（１４）から設定入力された設定距
離信号と測距装置（７）から入力された測定距離信号と
の差が演算され（ステップＳ３）、次に、その算出され
た差の絶対値が許容値以下であるか否かを判別される
（ステップＳ４）。いま、差の絶対値が許容値以上であ
る場合、その差を零にするためのパルスモータ（１０）
の回転角が演算され（ステップＳ５）、その回転角に相
当するパルスがドライバー（２０）からパルスモータ
（１０）に供給され、パルスモータ（１０）が算出され
た回転角だけ回転制御されてラック部（８）を介しウェ
ハ固定用ステージ台（２）が上動または下動される（ス
テップＳ６）。

【００１４】上述の処理について詳述する。例えば、半
導体ウェハ（１）の厚みが大きいことにより測定距離デ
ータ（ｈ）が設定距離データ（Ｈ）よりも小さい場合、
Ｈ＝ｈ＋Δｈとなる差Δｈの値を算出する。いま、説明
を簡略化するために、Ｈ＝１００、ｈ＝９０とすると、
Δｈ＝１０となり、このΔｈ分だけウェハ固定用ステー
ジ台（２）を下げればよいことになる。そして、パルス
モータ（１０）をこれに１パルス与えて１ステップだけ
回転させることによりウェハ固定用ステージ台（２）が
「１」だけ上動または下動すると仮定すると、パルスモ
ータ（１０）に対し図１の矢印で示す正方向に回転すべ
く１０個のパルスを与えることにより、伝達歯車（９）
が矢印方向に回転してラック部（８）つまりウェハ固定
用ステージ台（２）が「１０」だけ下動して半導体ウェ
ハ（１）の切削傷を形成すべき箇所からカッタ作動機構
部（５）の所定箇所までの距離が設定距離（Ｈ）に一致
する。即ち、半導体ウェハ（１）の次に切削傷を形成す
べき箇所からカッタ部（４）の先端までの距離が設定値
になる。

【００１５】一方、半導体ウェハ（１）の厚みが小さい
ことにより測定距離データ（ｈ）が設定距離データ
（Ｈ）よりも大きい場合、Ｈ＝ｈ−Δｈとなる差Δｈの
値を算出し、パルスモータ（１０）に対し図１の反矢印
で示す逆方向に回転すべく算出個数のパルスを与えるこ
とにより、伝達歯車（９）が図の反矢印方向に回転して
ラック部（８）つまりウェハ固定用ステージ台（２）が
供給パルス数に相当するステップだけ上動して半導体ウ
ェハ（１）の切削傷（６）形成すべき箇所からカッタ部
（４）の先端までの距離が設定値に一致する。

【００１６】その後に、中央演算処理装置（１３）がド
ライバー（１８）を介し切削駆動機構部（２１）を駆動
制御することによりカッタ作動機構部（５）が下限位置
まで下動された後に水平方向に移動し、カッタ部（４）
により半導体ウェハ（１）に切削傷が形成され（ステッ
プＳ７）、続いて、カッタ作動機構部（５）が上限位置
まで上動した後に水平移動してカッタ部（４）が初期位
置に復帰する（ステップＳ８）。その後にステップＳ１
にジャンプして上述と同様の処理を動作を繰り返す。
尚、差の絶対値が許容値以下または零であった場合に
は、即座に切削駆動機構部（２１）を駆動制御してカッ
タ作動機構部（５）を作動させ、カッタ部（４）により
切削傷を形成する（ステップＳ７）。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明の半導体ウェハのス
クライブ装置によると、切削傷の形成前に、カッタ部か
らその真下の半導体ウェアの箇所までの距離を、半導体
ウェアの厚みに応じてウェハ固定用ステージ台つまり半
導体ウェアの上下位置を補正することにより常に一定に
なるよう調節し、その後に、カッタ作動機構部が一定の
距離範囲で上下動および水平移動されて該カッタ部によ
り半導体ウェハ上に切削傷を形成するので、常に適切な
長さと深さの一定の切削傷を正確に形成することかで
き、切削傷形成後の劈開作業を再現良く高精度に行なう
ことができる。また、切削傷を形成すべき半導体ウェハ
が異なる毎にカッタ作動機構部の高さを調節する作業が
不要となり、作業効率が格段に向上する利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略構成を示す正面図であ
る。

【図２】同上、ブロック構成図である。

【図３】同上、フローチャートである。

【図４】従来装置の概略構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 半導体ウェハ ２ ウェハ固定用ステージ台 ４ カッタ部 ５ カッタ作動機構部 ７ 測距装置 ８，９，１０，１２ ラック部，伝達歯車，パルスモー
タ，駆動歯車（上下動装置） １３ 中央演算処理装置（制御装置） ２２ ピッチ送り装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウェハにカッタ部で劈開用の切削
   傷を形成するスクライブ装置において、半導体ウェハを
   固定するウェハ固定用ステージ台と、このウェハ固定用
   ステージ台を所定距離だけ水平方向に節動するピッチ送
   り装置と、前記ウェハ固定用ステージ台の上下動装置
   と、前記ウェハ固定用ステージ台の上方位置で前記カッ
   タ部を半導体ウェハに向け一体に備えるとともに該カッ
   タ部により半導体ウェハ上に切削傷を形成するよう所定
   の距離範囲で上下動および水平移動されるカッタ作動機
   構部と、このカッタ作動機構部に一体に設けられて半導
   体ウェハにおける前記カッタ部の真下の箇所までの距離
   を非接触で計測する測距装置と、この測距装置の測定距
   離と予め設定した設定距離との差を演算してその差の絶
   対値が零になるよう前記上下動装置を駆動する制御装置
   とを備えたことを特徴とする半導体ウェハのスクライブ
   装置。