JP5948032B2

JP5948032B2 - ブレーキング装置

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Publication number: JP5948032B2
Application number: JP2011196966A
Authority: JP
Inventors: 寛海上野
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2016-07-06
Anticipated expiration: 2031-09-09
Also published as: JP2013058671A

Description

本発明は、被加工物を個々のデバイスに切断するブレーキング装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ、ＬＥＤ等のデバイスは、分割予定ラインによって区画されてＬＥＤウェーハ、サファイアウェーハ等の表面に形成される。そして、ウェーハの表面に形成された分割予定ラインに沿ってウェーハをブレード等で切断することにより個々のチップを製造する。

ＬＥＤウェーハ、サファイアウェーハ等を分割する装置として、例えば、ウェーハの表面の分割予定ラインに沿ってダイヤモンドスクライバーによって格子状のスクライブラインを形成したり、ウェーハの内部にレーザー光を集光して改質層を形成したりした後、ブレードにより曲げ応力を加えながらウェーハを切断して個々のチップを製造するブレーキング装置がある。

通常、このようなブレーキング装置においては、装置ベースと、装置ベース上面の中央に間隙を設けて配設されたウェーハを支持する一対の支持台と、支持台の上方に配置され上下動作可能なブレードと、間隙の下方に配設され可視光をとらえる通常のアライメントカメラとを備え、分割予定ラインとブレードとの位置合わせをするために、支持台に載置されたウェーハの下側（裏面）からアライメントカメラにより撮像する構成としている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００９−１４８９８２号公報

しかし、アライメントカメラのレンズが向く方向に不透明体が存在すると、通常のアライメントカメラでは不透明体を透過して撮像することができず、ウェーハに形成された分割予定ラインを検出することができず、ブレードの位置とのアライメントをすることができない。

不透明体としては、例えばウェーハの裏面に輝度向上のために形成される反射膜がある。反射膜は、裏面側に向かう光を反射させ、ＬＥＤ全体から出る光の取りだし量を向上させることを目的として形成されるが、ウェーハをアライメントカメラで撮像しようとしても、反射膜の存在によりウェーハの内部に形成された改質層を撮像することができず、ウェーハに形成された分割予定ラインの位置とブレードの位置とをアライメントすることができないという問題がある。

一方、ウェーハを逆向きに反転させ、アライメントが可能なウェーハの表面側を支持台にマウントすることにより、アライメントカメラは分割予定ラインの位置とブレードの位置とをアライメントすることができる。

しかし、この場合においては、ウェーハを通常とは逆方向、すなわち反射膜が形成された裏面側から分割する必要があり、通常のブレーキングに比べて分割に必要な力が増えるため、分割することができないチップやクラックが増加することがある。

本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、不透明体が形成された被加工物に関し、不透明体側からのアライメントを可能とすることを目的とする。

本発明に係るブレーキング装置は、リングフレームに粘着テープを介して支持された被加工物の分割予定ラインにブレードを当接し曲げ応力を付与して該被加工物を切断するブレーキング装置において、被加工物の裏面には反射膜が被覆されており、ブレーキング装置は、装置ベース上面の中央付近に所定の間隙を設け平行に立設された一対の支持レールと、該支持レールの一端に配設された被加工物を支持する支持台と、該間隙の上方に配置され上下動作可能なブレードと、該間隙に配設された撮像手段と、を備え、該装置ベース上面にはＸ方向動作可能なＸベースが配設され、該Ｘベースには中央に該支持台を収容する貫通孔が形成され、該Ｘベース上面には該貫通孔の中心を軸として回転可能なリングフレームを保持する保持台が配設され、該撮像手段は被加工物の裏面側から反射膜を透過させて分割予定ラインを撮像するＩＲカメラと、該ＩＲカメラの撮像画からＸ方向と回転方向のズレ量を演算する演算部と、を備え、該演算部の数値から該Ｘベースと該保持台を動作させ被加工物の該分割予定ラインを該支持台の該間隙内側に移動させ、該ブレードを該被加工物の表面側から下降させ該被加工物を切断する。
また、前記ブレーキング装置を用いて被加工物を切断する被加工物の切断方法は、前記分割予定ラインに沿って内部に改質層が形成され裏面に反射膜が被覆された被加工物の表面側を粘着テープに貼着することによりリングフレームによって被加工物が支持され、該リングフレームが前記保持台に保持され、前記ＩＲカメラが該裏面側から該反射膜を透過させて前記分割予定ラインを撮像し、該ＩＲカメラの撮像画から、前記演算部が前記Ｘ方向と回転方向のズレ量を演算し、該演算部の数値から前記Ｘベースと該保持台を動作させ被加工物の該分割予定ラインを前記支持台の前記間隙内側に移動させ、該ブレードを該被加工物の表面側から下降させて該被加工物を切断する。

本発明では、ブレーキング装置における一対の支持レールの間に形成された間隙に分割予定ラインを撮像するＩＲカメラとＩＲカメラの撮像画からＸ方向と回転方向のズレ量を演算する演算部とを備える撮像手段を搭載することにより、反射膜が形成されたウェーハに対し、反射膜面側からウェーハの分割予定ラインを撮像することができ、分割予定ラインの位置とブレードの位置とを合わせるアライメントが可能となる。これにより、通常の分割に必要な曲げ応力でウェーハを容易にブレーキングすることができる。そして、分割できないチップやウェーハの加工に影響を及ぼすクラックが増加することを防止でき、半導体チップの歩留まりが向上する。

（ａ）は、リングフレームに粘着テープを介して装着されたウェーハとウェーハの保護フィルムとを示す斜視図であり、（ｂ）は、ウェーハ、反射膜及び保護フィルムを示す断面図である。ブレーキング装置の一例を示す斜視図である。ウェーハとブレーキング装置に含まれる各機構との位置関係を示す断面図である。分割予定ラインに対する撮像処理を示す説明図である。分割予定ラインに対するブレーキング処理を示す拡大断面図である。

図１に示すウェーハＷは、図２に示すブレーキング装置１によって切断される被加工物の一例である。図１（ａ）に示すように、ウェーハＷの表面Ｗａにおいては、例えば、格子状の分割予定ラインＬによって区画されて、複数のデバイスＤが形成されている。分割予定ラインＬには、例えば、パルスレーザをウェーハＷの内部に集光させて改質層を形成する加工が施されている。また、裏面Ｗｂには、図１（ｂ）に示すように、輝度向上のための反射膜４が被覆されている。

図１（ａ）に示すように、ウェーハＷは、分割予定ラインＬが形成された裏面Ｗｂ側を上向きにして表面Ｗａ側が粘着テープＴに貼着され、当該粘着テープＴを介してリングフレーム２と一体となっており、粘着テープＴを介してリングフレーム２に支持されている。保護フィルム３は、透明体であって、樹脂性の粘着材で構成されている。そして、保護フィルム３は、ウェーハＷを保護するために裏面Ｗｂ側に貼着される。

図２に示すブレーキング装置１は、分割予定ラインＬが形成されたウェーハＷに対して曲げ応力を付与してウェーハＷを切断するブレーキング装置の一例であり、直方体形状の装置ベース１０と、Ｘ軸方向に延びる一対のガイドレール１１と、Ｘ軸方向に移動できるＸベース１２と、リングフレーム２を保持する保持台１３と、ウェーハＷを支持する支持台２０と、ウェーハＷの上方に配置された応力付与手段４０と、ブレーキング装置１の動作を制御する制御手段６０とを備える。

Ｘベース１２の下部には、移動部１２ａが取り付けられている。そして、移動部１２ａにガイドレール１１が摺接しており、駆動部１４が作動することにより、移動部１２ａがガイドレール１１にガイドされてＸ軸方向に移動し、併せてＸベース１２をＸ軸方向に移動させる構成としている。

図３に示すように、Ｘベース１２には、貫通孔１２０が形成されており、保持台１３を貫通孔１２０に挿入し収容できる構成となっている。

保持台１３は、円盤形状に形成されており、中央に貫通孔１３０を設けている。保持台１３は、リングフレーム２を着脱可能に保持することができる。そして、貫通孔１２０を中心として保持台１３はギア１５によって回転できるようになっている。

装置ベース１０の中央には、所定の間隙１６を設けて平行に配設された一対の支持レール２１が立設されている。支持レール２１には、その一端に支持台２０が配設されている。支持台２０は、保持台１３の貫通孔１３０に挿入され、保護フィルム３を介してウェーハＷを支持する。

図３に示すように、装置ベース１０の上面で、かつ、一対の支持レール２１の間に形成された間隙１６に撮像手段３０が配設されている。図４に示すように、撮像手段３０は、分割予定ラインＬを撮像するＩＲ(ＩｎｆｒａｒｅｄＲａｙｓ)カメラ３１と、ＩＲカメラ３１の一端に設けたレンズ３２と、ＩＲカメラ３１による撮像画に基づきＸ方向と回転方向のズレ量を演算する演算部３３とを備える。

ＩＲカメラ３１ｈａ，レンズ３２が向く方向に不透明体が存する場合でも、不透明体を透過させてウェーハＷの内部を撮像することができる。図３に示すように、ＩＲカメラ３１は、レンズ３２を上向きにして、支持台２０に支持されるウェーハＷの下方に位置する間隙１６に配置されており、反射膜４が形成されたウェーハＷの裏面Ｗｂ側から、間隙１６の上方に配置されたブレード４３の方向を撮像することができる。

図４に示す演算部３３は、ＩＲカメラ３１の撮像画から取得したデータに基づき、ブレード４３の先端部４３ａの位置と分割予定ラインＬの位置とのズレを数値化して算出する構成となっている。

図２に示す応力付与手段４０は、Ｚ軸方向に加工送りする移動基台４１と、Ｚ軸方向に延びるガイドレール４２と、ウェーハＷを個々のデバイスＤに切断するブレード４３と、不図示のＺ軸方向に延びるボールスクリューの一端に接続された駆動モータ４４とを備えている。ブレード４３は移動基台４２に装備されている。ブレード４３には、先端部４３ａが形成されており、当該先端部４３ａを介して曲げ応力を切断対象となるウェーハＷに対し付与する。

移動基台４１の一方の面には、一対のガイドレール４２が摺接し、中央部分に図示しないナット構造が形成されており、当該ナット構造にボールスクリューが螺合している。そして、駆動モータ４４によって回転駆動されたボールスクリューが回動することにより、移動基台４１がガイドレール４２にガイドされてＺ軸方向に移動し、ブレード４３をＺ軸方向に上下動させることができる。

図３に示す振動検知器５０は、装置ベース１０の上面に、かつ、支持レール２１に接触して配設されている。振動検知器５０は、ウェーハＷに対してブレード４３によって曲げ応力が加えられた際に発生する支持台２０の振動について支持レール２１を介して検知する。そして、予め制御手段６０に記憶されたしきい値以上の振動量を検知した場合、ウェーハＷを切断達成したものとして制御手段６０に切断達成の信号を送信する。

図２に示す制御手段６０は、Ｘベース１２、保持台１３、撮像手段３０、応力付与手段４０、振動検出器５０等の各動作機構に接続されている。また、制御手段６０には、Ｘベース１２、保持台１３、撮像手段３０、応力付与手段４０、振動検出器５０等の各動作機構の制御に必要な各種データを記憶するメモリおよびＣＰＵが内蔵されている。そして、制御手段６０は、各動作機構から送られてくるデータに基づきブレーキング装置１の動作を一括して制御している。

以下においては、図２に示したブレーキング装置１の動作例について説明する。
図３に示すように、ウェーハＷの裏面Ｗｂ側が支持台２０の上面に保護フィルム３を介して支持されると、反射膜４が形成されたウェーハＷの裏面Ｗｂ側とＩＲカメラ３１のレンズ３２とが対向するように位置づけられる。ＩＲカメラ３１は、分割予定ラインＬとブレード４３の先端部４３ａとの位置合わせ（アライメント）を行うために、ＩＲカメラ３１による分割予定ラインＬの撮像処理を開始する。

ＩＲカメラ３１が、ウェーハＷの上方に装備されているブレード４３の方向に赤外線を照射すると、当該赤外線はウェーハＷの裏面Ｗｂ側に貼着された透明の保護フィルム３を透過し、さらに反射膜４も透過する。そして、レンズ３２によりウェーハＷの分割予定ラインＬを含む像が拡大されてとらえられ、アライメントに必要なデータを算出するために、分割予定ラインＬを含む像が撮像された撮像画に対応する電気信号を演算部３３に送信する。

図４に示す演算部３３は、ＩＲカメラ３１の撮像画から取得したデータに基づき、予め設定されたブレード４３の先端部４３ａの位置と撮像された分割予定ラインＬの位置とを比較する。そして、演算部３３は、ブレード４３の先端部４３ａの位置と分割予定ラインＬの位置とのズレ量を算出した上、先端部４３ａの位置と分割予定ラインＬの位置合わせに必要な移動量、すなわち、Ｘベース１２のＸ軸方向の移動量及び保持台１３のＺ軸回りの回転移動量を数値化して演算する。

このようにして、算出した数値データを図１に示す制御手段６０に入力する。そして、上記の算出した数値データに基づき、制御手段６０の制御によりＸベース１２をＸ軸方向に移動させながら保持台１３も回転させ、ウェーハＷの分割予定ラインＬを支持台２０の間隙１６の内側に移動させてブレード４３の先端部４３ａを該分割予定ラインＬに当接できる位置に位置合わせを行う。

位置合わせが完了した後は、図５（ａ）に示すように、ブレード４３はウェーハＷの表面Ｗａ側の上方に配置され、先端部４３ａがウェーハＷの分割予定ラインＬと対向するように位置づけられる。制御手段６０は、ブレード４３をＺ軸方向に下降させ、図５（ｂ）に示すように、ブレード４３の先端部４３ａが粘着テープＴを押圧し、ウェーハＷの分割予定ラインＬに曲げ応力を加える。

その結果、曲げ応力に耐えられなくなったウェーハＷの内部は、分割予定ラインＬに沿って切断される。図３に示す振動検知器５０が予め制御手段６０に記憶されたしきい値以上の振動量を検知すると、振動検知器５０はウェーハＷを切断達成したものとして制御手段６０に切断達成の信号を送信する。

制御手段６０は、切断達成の信号を受信すると、ウェーハＷの分割予定ラインＬの切断が達成したものと判断し、次の分割予定ラインＬの切断を行う。次の分割予定ラインＬに対しＩＲカメラ３１による撮像処理、位置合わせ、ブレード４３による曲げ応力の付与を行い、これらを全ての分割予定ラインＬの切断が達成するまで繰り返す。そして、全ての分割予定ラインＬが切断された後、ブレード４３をＺ軸方向に上昇させてウェーハＷの切断処理を終了する。

本実施形態に係るブレーキング装置１に搭載したＩＲカメラ３１は、内部に改質層を形成する加工が施され反射膜４を有するウェーハＷについて、反射膜面側からＩＲカメラ３１で撮像し、内部に改質層が形成された分割予定ラインＬを検出することができるため、分割予定ラインの位置とブレードの位置とを合わせるアライメントが可能となる。そして、通常の分割に必要な曲げ応力でウェーハを容易にブレーキングすることができ、分割できないチップやウェーハの加工に影響を及ぼすクラックが増加することを防止することができるため、半導体チップの歩留まりが向上する。

なお、本発明に係るブレーキング装置１の加工対象となるウェーハＷは、ダイヤモンドスクライバーによってスクライブラインが形成されたものであってもよい。

１：ブレーキング装置
２：リングフレーム
３：保護フィルム
４：反射膜
１０：装置ベース
１１：ガイドレール
１２：Ｘベース１２ａ：移動部１２０：貫通孔
１３：保持台：１３０：貫通孔
１４：駆動部
１５：ギア
１６：間隙
２０：支持台２１：支持レール
３０：撮像手段３１：ＩＲカメラ３２：レンズ３３：演算部
４０：応力付与手段４１：移動基台４２：ガイドレール
４３：ブレード４３ａ：先端部４４：駆動モータ
５０：振動検知器
６０：制御手段
Ｗ：ウェーハＷａ：表面Ｗｂ：裏面
Ｄ：デバイスＬ：分割予定ラインＴ：粘着テープ

Claims

リングフレームに粘着テープを介して支持された被加工物の分割予定ラインにブレードを当接し曲げ応力を付与して該被加工物を切断するブレーキング装置において、
被加工物の裏面には反射膜が被覆されており、
該ブレーキング装置は、
装置ベース上面の中央付近に所定の間隙を設け平行に立設された一対の支持レールと、該支持レールの一端に配設された被加工物を支持する支持台と、該間隙の上方に配置され上下動作可能なブレードと、該間隙に配設された撮像手段と、を備え、
該装置ベース上面にはＸ方向動作可能なＸベースが配設され、該Ｘベースには中央に該支持台を収容する貫通孔が形成され、該Ｘベース上面には該貫通孔の中心を軸として回転可能なリングフレームを保持する保持台が配設され、
該撮像手段は、被加工物の裏面側から反射膜を透過させて分割予定ラインを撮像するＩＲカメラと、
該ＩＲカメラの撮像画からＸ方向と回転方向のズレ量を演算する演算部と、
を備え、
該演算部の数値から該Ｘベースと該保持台を動作させ被加工物の該分割予定ラインを該支持台の該間隙内側に移動させ、該ブレードを該被加工物の表面側から下降させ該被加工物を切断するブレーキング装置。
請求項１に記載のブレーキング装置を用いて被加工物を切断する被加工物の切断方法であって、
前記分割予定ラインに沿って内部に改質層が形成され裏面に反射膜が被覆された被加工物の表面側を粘着テープに貼着することによりリングフレームによって被加工物が支持され、
該リングフレームが前記保持台に保持され、
前記ＩＲカメラが該裏面側から該反射膜を透過させて前記分割予定ラインを撮像し、
該ＩＲカメラの撮像画から、前記演算部が前記Ｘ方向と回転方向のズレ量を演算し、
該演算部の数値から前記Ｘベースと該保持台を動作させ被加工物の該分割予定ラインを前記支持台の前記間隙内側に移動させ、
該ブレードを該被加工物の表面側から下降させて該被加工物を切断する
被加工物の切断方法。