JP4657585B2

JP4657585B2 - 半導体ウェーハの分割方法

Info

Publication number: JP4657585B2
Application number: JP2003160650A
Authority: JP
Inventors: 正釘井; 耕一森山; 泰前田
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2023-06-05
Also published as: JP2004363366A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハの形状を認識して個々の半導体チップに分割する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウェーハに形成されたストリートを切断して個々の半導体チップに分割する際は、リング状のダイシングフレームの中心部に半導体ウェーハを配置させた状態で、粘着テープをダイシングフレーム及び半導体ウェーハの裏面に貼着することにより、半導体ウェーハが粘着テープを介してダイシングフレームと一体となった状態とする。そして、その状態の半導体ウェーハをカセットに複数収容し、１枚ずつ取り出して光学系によって半導体ウェーハの表面を撮像し、撮像により取得した画像に基づいて切断すべきストリートを検出するアライメントが行われ、半導体ウェーハが円形状に形成されていることを前提として最小の切断ストロークを求め、その切断ストロークをもってストリートが縦横に切断されて個々の半導体チップとなる。
【０００３】
しかし、直径が異なる半導体ウェーハが１つのカセット内に収容されている場合や、ダイシングフレームの中心からずれて半導体ウェーハが粘着テープに貼着されている場合や、破損して不定形となった半導体ウェーハがある場合には、アライメントを行う光学系が半導体ウェーハの存在しない領域を撮像してアライメントエラーを起こしたり、最小の切断ストロークを得ることができないという問題がある。
【０００４】
そこで、分割装置内に形状認識装置を搭載して半導体ウェーハの形状を認識することにより、認識した形状から最適なアライメント領域及び切断ストロークを認識し、不定形な半導体ウェーハでも確実にアライメントを行うと共に、最小の切断ストロークによって半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する技術が提案され実用に供されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３１７３０５２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は、分割装置の内部に形状認識装置が搭載されていたため、形状認識装置を搭載するためのスペースが必要であり、分割装置が大型化して省スペース化を図ることができないと共に、各分割装置が高価になるという問題があった。
【０００７】
一方、形状認識装置が分割装置に搭載されていても、常に形状認識が必要となるわけではなく、実際には破損して形状が不定形となった半導体ウェーハを分割する等の特別な場合に利用されるのみであるため、高額な装置が十分に活用されず、不経済であるという問題もある。
【０００８】
また、分割装置においては分割すべき半導体ウェーハがカセットに収容されているが、カセットから半導体ウェーハを取り出すたびに形状認識装置によって形状を認識しなければならないため、生産性が低いという問題がある。更に、各半導体ウェーハごとに形状認識と分割とを交互に行うため、分割が終了するまでは次の半導体ウェーハの形状認識を行うことができず、この点も生産性を低下させる要因となっている。
【０００９】
従って、半導体ウェーハの形状を認識してから分割を行う場合においては、分割装置が大型化すること及び高価になることを防止すること、形状認識装置を十分に活用すること、生産性を向上させることに課題を有している。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための具体的手段として本発明は、形状が不定形な分割すべき半導体ウェーハを撮像し形状を認識して形状データを作成する形状認識装置と、該形状データを記録する形状情報記録手段と、該形状データを該形状情報記録手段から取得し該形状データに基づいて前記半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する複数の分割装置とを用い、該半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する半導体ウェーハの分割方法であって、形状認識装置が、形状が不定形な分割すべき半導体ウェーハを撮像して形状データを作成し、各半導体ウェーハを識別する識別情報と該形状データとを対応させた形状情報を形状情報記録手段に記録する形状情報記録ステップと、分割装置が、半導体ウェーハの該識別情報を読み取り、読みとった該識別情報と対応付けて該形状情報記録手段に記録された形状データを取得する形状データ取得ステップと、分割装置が、該取得した形状情報に基づき、切削すべきストリートを検出するアライメントの対象となる領域であるアライメント領域を各半導体ウェーハの形状から認識すると共にストリート切断時の各半導体ウェーハの最小の移動距離である切断ストロークを認識して該半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する分割ステップとから構成され、該形状情報記録手段は、該形状認識装置及び複数の分割装置と接続されており、該複数の分割装置は、各半導体ウェーハごとに付された識別情報を読み取り、該複数の分割装置は、該識別情報に対応する形状データを一つの前記形状情報記録手段から取得する半導体ウェーハの分割方法を提供する。
【００１１】
上記のように構成される本発明によれば、形状認識装置が分割装置に搭載されず、分割装置とは別の装置によって形状認識が行われるため、分割装置には形状認識装置を搭載するためのスペースが必要とされない。
【００１２】
また、分割装置においては、形状及び大きさが一定な半導体ウェーハについては形状認識の必要がないため、その場合は分割装置に無駄な機能を有しない。
【００１３】
更に、半導体ウェーハの形状認識は形状認識装置において行われ、分割装置においては形状認識を行う必要がなく、また、形状認識と分割とが独立して行われるため、分割が終了するまで形状認識を行うことができないという問題が生じない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例として、図１に示す構成の半導体ウェーハ分割システム１及びこれを用いた半導体ウェーハの分割方法について説明する。
【００１５】
図１に示す半導体ウェーハ分割システム１は、半導体ウェーハを撮像し形状を認識して形状データを作成する形状認識装置１０と、形状認識装置１０に接続され形状認識装置１０が作成した形状データを含む形状情報を記録して蓄積する形状情報記録手段２０と、形状情報記録手段２０に接続され形状データを形状情報記録手段２０から取得し、その形状データに基づいて半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する複数の分割装置３０とを備えており、形状認識装置１０は、分割装置３０から独立して配設されている。
【００１６】
形状認識装置１０は、例えば図２に示すように、対物レンズを備えた光学系１１と、ＣＣＤ等の撮像素子を備えた撮像手段１２と、半導体ウェーハごとに個別に付された識別情報を読み取る識別情報読み取り手段１３とを備えている。
【００１７】
図２の例では、形状が不定形な半導体ウェーハＷが粘着テープＴを介してダイシングフレームＦと一体となっており、光学系１１がＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動し、撮像手段１２が画素の集まりからなる半導体ウェーハＷの画像を取得する。そして撮像手段１２は、その画像から形状データを作成する。
【００１８】
撮像手段１２は、例えば画像を構成する画素をＸ軸方向の座標とＹ軸方向の座標とで表し、半導体ウェーハＷが存在する部分のすべての画素や半導体ウェーハＷの輪郭を構成する画素の座標情報によって形状データを作成する。
【００１９】
識別情報読み取り手段１３は、ダイシングフレームＦに付された識別マーク５０に含まれる識別情報を読み取る。図示の例では識別マーク５０はバーコードであり、この場合の識別情報読み取り手段１３はバーコードリーダである。そして、識別情報読み取り手段１３は、その識別マーク５０から得た識別情報と形状データとを対応させて形状情報として形状情報記録手段２０に転送して記録する（形状情報記録ステップ）。
【００２０】
一方、形状情報記録手段２０は、例えばホストコンピュータにより構成され、図３に示すように、識別情報と形状データとを対応付けた形状情報を形状データベースとしてハードディスク等の記録手段に記録することができる。図３の例では、各半導体ウェーハごとに、その半導体ウェーハが存在する位置をＸ軸座標及びＹ座標によって表している。なお、形状情報記録手段２０は形状認識装置１０の内部に備えていてもよい。
【００２１】
図４に示すように、分割装置３０は、半導体ウェーハＷが収容されたカセット３１ａが載置されるカセット載置領域３１と、カセット３１ａから半導体ウェーハＷを搬出すると共に分割後の半導体ウェーハＷをカセット３１ａに収容する搬出入手段３２と、搬出入される半導体ウェーハＷが一時的に載置される仮置き領域３３と、半導体ウェーハＷを搬送する搬送手段３４と、半導体ウェーハＷを保持するチャックテーブル３５と、半導体ウェーハＷの切削すべきストリートを検出するアライメント手段３６と、検出したストリートを切削する切削ブレード３７ａを備えた切削手段３７とを備えている。
【００２２】
分割すべき半導体ウェーハは、粘着テープＴを介してフレームＦと一体となった状態でカセット３１ａに収容されており、搬出入手段３２によって半導体ウェーハＷが仮置き領域３３に搬出される。
【００２３】
仮置き領域３３には、各半導体ウェーハごとに付された識別情報を読み取る識別情報読み取り手段３８が配設されており、載置された半導体ウェーハＷと一体となったダイシングフレームＦに付された識別マークから識別情報を読み取ることができる。読み取った識別情報は、装置内部のメモリ等の記憶手段（図示せず）に記憶しておく。識別マークがバーコードの場合における識別情報読み取り手段はバーコードリーダである。なお、識別情報読み取り手段３８の位置は図示の位置には限定されないが、半導体ウェーハＷの搬送経路に配設すれば、生産性を低下させない。
【００２４】
識別情報の読み取り後は、搬送手段３４によって半導体ウェーハＷがチャックテーブル３５に搬送されて吸引保持される。そして、半導体ウェーハＷは、チャックテーブル３５が＋Ｘ方向に移動することによりアライメント手段３６の直下に位置付けられる。
【００２５】
アライメント手段３６は、識別情報読み取り手段３８によって読み取られ記憶された識別情報を装置内部のメモリ等の記憶手段から読み出すと共に、形状情報記録手段２０にアクセスし、その識別情報と対応付けて記録された形状データを読み出して取得する（形状データ取得ステップ）。そして、読み出した形状データに基づいて、アライメントの対象となる領域であるアライメント領域を認識することができる。こうすることにより、分割装置３０においては形状認識を行うことが不要となる。なお、アライメント手段３６と形状認識装置１０との座標系が同一であれば、処理を効率良く行うことができる。
【００２６】
形状データはＸ軸及びＹ軸の座標により表されているため、アライメント手段３６においては、形状データに基づいて半導体ウェーハＷを切削するための最小の切断ストロークを求めることができる。なお、切断ストロークとは、ストリートを切断する際のチャックテーブル３５のＸ軸方向の移動距離を意味する。従って、切断ストロークを各半導体ウェーハごとに最小にすることにより生産性を高めることができる。
【００２７】
アライメント手段３６にはカメラ３６ａを備えており、カメラ３６ａによって表面が撮像され、パターンマッチング等の処理によって切削すべきストリートが検出される。切削すべきストリートが検出されると、更にチャックテーブル３５が＋Ｘ方向に移動することにより、求めた最小の切断ストロークによって、ストリートが切削手段３７を構成する切削ブレード３７ａによって切削される。
【００２８】
また、切削ブレード３７ａがＹ軸方向に割り出し送りされながらチャックテーブル３５がＸ軸方向に往復移動することにより同方向のストリートがすべて切削される。更に、チャックテーブル３５が９０度回転してから同様の切削を行うと、ストリートが縦横に切削されて個々の半導体チップに分割される（分割ステップ）。いずれのストリートも、形状データに基づいて求めた最小の切断ストロークで切断されるため、最も効率良く半導体チップに分割することができる。
【００２９】
このように、半導体ウェーハＷの形状認識は形状認識装置１０において行われ、分割装置３０においては形状認識を行う必要がないため、分割の生産性を高めることができる。また、形状認識と分割とが別個の装置においてそれぞれ独立して行われるため、分割が終了するまで形状認識を行うことができないという問題がなく、この点でも生産性を高めることができる。
【００３０】
また、形状認識装置１０が分割装置３０に搭載されず、分割装置３０とは別の装置によって形状認識が行われるため、分割装置３０には形状認識装置を搭載するためのスペースが必要とされない。従って、分割装置３０を小型化することができて省スペース化を図ることができると共に、分割装置３０の低価格化を図ることができる。
【００３１】
更に、分割装置３０においては形状認識装置を搭載しておらず、形状及び大きさが一定な半導体ウェーハについては形状認識の必要がないため、その場合は分割装置に無駄な機能がなく、この点においても経済的である。
【００３２】
なお、本実施の形態においては切削により半導体チップに分割する分割装置を例に挙げて説明したが、レーザー光により切断を行う分割装置を用いることもできる。
【００３３】
また、形状情報記録手段２０は、ホストコンピュータ等に限らず、フレキシブルディスク等の記録媒体も含まれる。この場合は各分割装置に記録媒体を搬送するようにする。そして、分割装置３０には識別情報読み取り手段として記録媒体読み取り手段を設け、これによって記録媒体に記録された形状データを読み取ることができる（形状データ取得ステップ）。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、形状認識装置が分割装置に搭載されず、分割装置とは別の装置によって形状認識が行われるため、分割装置には形状認識装置を搭載するためのスペースが必要とされない。従って、分割装置を小型化することができて省スペース化を図ることができると共に、分割装置の低価格化を図ることができる。
【００３５】
また、分割装置においては、形状及び大きさが一定な半導体ウェーハについては形状認識の必要がないため、その場合は分割装置に無駄な機能がなく、この点においても経済的である。
【００３６】
更に、半導体ウェーハの形状認識は形状認識装置において行われ、分割装置においては形状認識を行う必要がないため、分割の生産性を高めることができる。また、形状認識と分割とが独立して行われるため、分割が終了するまで形状認識を行うことができないという問題がないため、この点でも生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】半導体ウェーハ分割システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】同システムを構成する形状認識装置の一例を示す斜視図である。
【図３】同システムを構成する形状情報記録手段における記録内容の一例を示す説明図である。
【図４】同システムを構成する分割装置の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…半導体ウェーハ分割システム
１０…形状認識装置１１…光学系１２…撮像手段
１３…識別情報読み取り手段
２０…形状情報記録手段
３０…分割装置３１…カセット載置領域
３１ａ…カセット３２…搬出入手段
３３…仮置き領域３４…搬送手段
３５…チャックテーブル３６…アライメント手段
３６ａ…カメラ３７…切削手段
３７ａ…切削ブレード３８…識別情報読み取り手段
５０…識別情報

Claims

形状が不定形な分割すべき半導体ウェーハを撮像し形状を認識して形状データを作成する形状認識装置と、該形状データを記録する形状情報記録手段と、該形状データを該形状情報記録手段から取得し該形状データに基づいて前記半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する複数の分割装置とを用い、該半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する半導体ウェーハの分割方法であって、
形状認識装置が、形状が不定形な分割すべき半導体ウェーハを撮像して形状データを作成し、各半導体ウェーハを識別する識別情報と該形状データとを対応させた形状情報を形状情報記録手段に記録する形状情報記録ステップと、
分割装置が、半導体ウェーハの該識別情報を読み取り、読みとった該識別情報と対応付けて該形状情報記録手段に記録された形状データを取得する形状データ取得ステップと、
分割装置が、該取得した形状情報に基づき、切削すべきストリートを検出するアライメントの対象となる領域であるアライメント領域を各半導体ウェーハの形状から認識すると共にストリート切断時の各半導体ウェーハの最小の移動距離である切断ストロークを認識して該半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する分割ステップとから構成され、
該形状情報記録手段は、該形状認識装置及び複数の分割装置と接続されており、該複数の分割装置は、各半導体ウェーハごとに付された識別情報を読み取り、該複数の分割装置は、該識別情報に対応する該形状データを一つの前記形状情報記録手段から取得する半導体ウェーハの分割方法。