JP5948034B2 - アライメント方法 - Google Patents

Description

本発明は、切削装置において被加工物の向きを調整するアライメント方法に関する。

ＬＳＩ等の回路が形成された半導体チップを複数配列し樹脂封止して形成されるＣＳＰ(Chip Size Package)基板等のパッケージ基板は、切削装置によって切削予定ラインに沿って切削され、半導体チップとほぼ同サイズのパッケージとして形成される。その中でも、ＷＬ−ＣＳＰ（Wafer Level CSP）は、ウェーハの状態で全面が樹脂膜で覆われており、シリコンウェーハ上に形成された半導体装置の電極に接続された半田ボールがその上面に整列した状態で形成されている。このように構成されるＷＬ-ＣＳＰは、切削装置に備えた切削ブレードによって各半導体装置ごとのチップに切り分けられる（例えば特許文献１参照）。

切削装置を使用してＷＬ−ＣＳＰを切断分割する場合は、ＷＬ-ＣＳＰの樹脂上ポスト（電極）をターゲットにしてターゲットチェックを行うことによりカットライン（分割予定ライン）を検出し、そのカットラインと切削ブレードとのアライメントを行っている。

特開２００２−０１６０９３号公報

しかし、電極は、研削砥石を用いて樹脂面を研削することにより表出させるため、研削時に加わる圧力によって位置ずれや変形が生じることがある。そして、電極に位置ずれや変形が生じた状態で、その電極を用いてカットラインの検出を行うと、実際のカットラインからずれた位置にカットラインが設定されることがある。この場合は、ウェーハを水平方向に移動させたり回転させたりする補正が必要となり、さらにその前提として、ウェーハを水平方向に移動させる量や回転角度も求めなければならず、煩雑な作業が必要となる。

本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、研削により樹脂から表出した電極をターゲットとしてカットラインを検出する場合において、カットライン検出後にその位置補正を不要とすることを目的とする。

本発明は、分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されるとともに樹脂で封止されたパッケージ円形基板を保持して回転可能な保持テーブルと、パッケージ円形基板を撮像し切削位置を検出する撮像手段と、切削位置を切削する切削ブレードを備えた切削手段とを備える切削装置を用いたパッケージ円形基板のアライメント方法に関するもので、パッケージ円形基板の外周部以外が樹脂で覆われ、樹脂で覆われていない該外周部には分割予定ラインが露出し、パッケージ円形基板の樹脂面には区画された複数の領域のそれぞれのデバイスから電極が露出しており、パッケージ円形基板の中心部の分割予定ラインとパッケージ円形基板の外周との第１の交点を撮像後、保持テーブルと撮像手段とを切削送り方向に相対的に移動させ、パッケージ円形基板の外周と分割予定ラインとの第２の交点を検出し、第１の交点と該第２の交点とを結ぶ直線が切削送り方向に平行となるように保持テーブルを回転させてパッケージ円形基板の向きを補正する補正工程を含み、補正工程の前に、撮像手段と保持テーブルとを相対的に切削送り方向に移動させ、所定の電極と隣接する電極とを結ぶ線が切削送り方向と平行となるように保持テーブルを回転させ補正する予備補正工程を遂行することを特徴とする。

上記アライメント方法では、デバイスの大きさに応じて予備補正工程を行うか否かを判
断してもよい。

本発明では、パッケージ円形基板の外周部において露出した分割予定ラインとパッケージ円形基板の外周部との２つの交点を用い、分割予定ラインが切削送り方向と平行となるようにパッケージ円形基板の向きを補正する補正工程を実施するため、樹脂面から露出した電極を検出する必要がない。したがって、電極に位置ずれや変形があったとしても、その影響を受けずに正確にパッケージ円形基板の向きの補正を行うことができる。

また、上記補正工程において２箇所の交点を検出する際に、異なる分割予定ラインとパッケージ円形基板外周との交点を検出してしまうと、所望の補正を行うことができないが、補正工程の前に、樹脂面から露出する電極を用いてパッケージ円形基板の向きを補正する予備補正工程を行うと、予備補正工程において大まかな補正が行われた後に補正工程における正確な補正が行われるため、交点を誤って検出するのを防ぐことができる。

切削装置の一例を示す斜視図である。 パッケージ円形基板の一例を示す平面図である。 予備補正工程により求めるパッケージ円形基板の回転角度を示す平面図である。 補正工程により求めるパッケージ円形基板の回転角度を示す平面図である。

図１に示す切削装置１は、保持テーブル２に保持された被加工物に対して切削手段３によって切削加工を施す装置であり、保持テーブル２と切削手段３とは、相対的にＸ軸方向（切削送り方向）、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向（割り出し送り方向）及びＸ軸方向及びＹ軸方向に直交するＺ軸方向（切り込み送り方向）に相対移動可能となっている。図示の例では、保持テーブル２が切削送り方向に移動可能であり、切削手段３が割り出し送り方向及び切り込み送り方向に移動可能となっている。保持テーブル２は、被加工物を保持して回転可能となっている。

切削手段３には、Ｙ軸方向の回転軸を有する切削ブレード３０を備えている。また、保持テーブル２のＸ軸方向の移動経路の上方には、保持テーブル２に保持された被加工物を撮像する撮像手段４が配設されている。撮像手段４は、被加工物を撮像して切削位置を検出し、切削ブレード３０と切削位置とのＹ軸方向の位置合わせ（アライメント）を行う。

切削装置１の前部には、被加工物を複数収容するカセット５を備えている。被加工物であるパッケージ円形基板Ｗは、テープＴに貼着される。テープＴの周縁部にはリング形状のフレームＦが貼着されており、パッケージ円形基板Ｗは、テープＴを介してフレームＦと一体となって支持される。

カセット５の後方には、カセット５からのパッケージ円形基板Ｗの搬出及びパッケージ円形基板Ｗのカセット５への搬入を行う搬出入手段６が配設されており、かかる被加工物の搬出入は仮置き領域６０を介して行われる。

仮置き領域６０の近傍には、仮置き領域６０と保持テーブル２との間でパッケージ円形基板Ｗの搬送を行う第一の搬送手段７０が配設されている。また、保持テーブル２の後方には、切削加工後のパッケージ円形基板を洗浄する洗浄手段８が配設されており、洗浄手段８の上方には、パッケージ円形基板Ｗを保持テーブル２から洗浄手段８に搬送する第二の搬送手段７１が配設されている。

保持テーブル２、切削手段３、撮像手段４、カセット５、搬出入手段６、第一の搬送手段７０、第二の搬送手段７１及び洗浄手段８は、ＣＰＵ及びメモリを有する制御手段９によって制御される。

図２に示すように、パッケージ円形基板Ｗの表面側は、外周部Ｗ１以外は樹脂Ｒによって封止されて覆われている。樹脂Ｒによって覆われていない外周部Ｗ１は、リング状に所定の幅（例えば数ｍｍ程度）を有している。外周部Ｗ１には、分割予定ラインＬが露出している。

分割予定ラインＬは、パッケージ円形基板Ｗの表面全面に形成されているものであるが、樹脂Ｒが被覆されている部分においては露出していないため、外周部Ｗ１のみにおいて視認できる状態となっている。分割予定ラインＬによって区画された各領域はデバイスＤを構成している。

樹脂Ｒが研削されることにより、パッケージ円形基板Ｗは所望の厚さに形成されており、かかる研削により、デバイスＤから樹脂面において電極Ｅが露出している。電極Ｅは、各デバイスＤにそれぞれ１つずつ形成されている。

図１に示した切削装置１において、図２に示したパッケージ円形基板Ｗの分割予定ラインＬを切削して個々のデバイスＤに分割する場合は、搬出入手段６がカセット５からフレームＦに支持されたパッケージ円形基板Ｗを仮置き領域６０に搬出し、第一の搬送手段７０がフレームＦに支持されたパッケージ円形基板Ｗを保持テーブル２に搬送する。なお、以下では、フレームＦに支持されたパッケージ円形基板Ｗのことを、単にパッケージ円形基板Ｗと呼称する。

保持テーブル２に搬送されたパッケージ円形基板Ｗは、保持テーブル２において吸引保持される。そして、保持テーブル２がＸ軸方向に送られることにより、パッケージ円形基板Ｗが撮像手段４の下方に移動する。撮像手段４は、パッケージ円形基板Ｗに形成された分割予定ラインＬを検出するとともに、分割予定ラインＬが切削送り方向と平行でない場合は、分割予定ラインＬと切削送り方向とが平行になるように調整する。具体的な処理内容は以下のとおりである。

（１）予備補正工程
まず、外周部Ｗ１に近い位置において露出した所定の電極、例えば図３に示す電極Ｅ１を撮像手段４によって撮像する。次に、保持テーブル２を切削送り方向に移動させることにより撮像手段４と保持テーブル２とを相対的に切削送り方向に移動させ、電極Ｅ１と隣接する電極Ｅ２を撮像手段４によって撮像する。

次に、制御手段９が電極Ｅ１のＹ座標と電極Ｅ２のＹ座標との差を求め、電極Ｅ１、Ｅ２のＸ座標及びＹ座標の値から、電極Ｅ１と電極Ｅ２とを結ぶ線が切削送り方向となす角θ１の値を求める。

そして、制御手段９による制御の下で、電極Ｅ１のＹ座標と電極Ｅ２のＹ座標との差が０でない場合は、角θ１だけ保持テーブル２を回転させる。そうすると、パッケージ円形基板Ｗに形成された分割予定ラインＬが切削送り方向と平行になるように、パッケージ円形基板Ｗの向きが大まかに補正される。

（２）補正工程
上記予備補正工程では、電極を用いてパッケージ円形基板Ｗの向きを補正するため、研削によって電極に位置ずれが生じていると、正確な補正を行うことができない。そこで、外周部Ｗ１に露出し位置ずれがない分割予定ラインＬを用いてパッケージ円形基板Ｗの向きを補正する。

まず、図４に示すように、図１に示した撮像手段４をパッケージ円形基板Ｗの中心部の分割予定ラインＬ１の上方に位置させる。そして、分割予定ラインＬ１とパッケージ円形基板Ｗの外周との第１の交点Ｐ１を撮像し検出する。なお、図４においては、電極の図示は省略している。

次に、保持テーブル２を切削送り方向に移動させることにより保持テーブル２と撮像手段４とを相対的に切削送り方向に移動させ、パッケージ円形基板Ｗの外周と分割予定ラインＬ１との第２の交点Ｐ２を撮像し検出する。第２の交点Ｐ２は、パッケージ円形基板Ｗの中心を基準として第１の交点Ｐ１とは反対側に位置している。

制御手段９は、第１の交点Ｐ１のＹ座標と第２の交点Ｐ２のＹ座標との差を求め、第１の交点Ｐ１、第２の交点Ｐ２のＸ座標及びＹ座標の値から、第１の交点Ｐ１と第２の交点Ｐ２とを結ぶ線が切削送り方向Ｘとなす角θ２の値を求める。

そして、制御手段９による制御の下で、第１の交点Ｐ１のＹ座標と第２の交点Ｐ２のＹ座標との差が０でない場合は、角θ２だけ保持テーブル２を回転させることにより、パッケージ円形基板Ｗの中心部に形成された分割予定ラインＬ１が切削送り方向と平行になるように、パッケージ円形基板Ｗの向きを補正する。

分割予定ラインＬは、電極とは異なり、パッケージ円形基板Ｗの製造の過程で位置ずれや変形が生じることがない。したがって、パッケージ円形基板Ｗの外周部Ｗ１において露出した分割予定ラインとパッケージ円形基板Ｗの外周との２つの交点を用いてパッケージ円形基板Ｗの向きを補正することで、分割予定ラインと切削送り方向とを高精度に平行にすることができる。

なお、補正工程の前における予備補正工程は必須ではないが、補正工程では、分割予定ラインＬ１とパッケージ円形基板Ｗの外周との第１の交点Ｐ１を検出後、その分割予定ラインＬ１とは異なる例えば分割予定ラインＬ２とパッケージ円形基板Ｗの外周との交点Ｐ２’を第２の交点として誤認識するおそれがある。かかる誤認識が生じると、分割予定ラインと切削送り方向とを平行にすることができない。

しかしながら、予備補正工程において、隣接する２つの電極を検出することによりパッケージ円形基板Ｗの向きを大まかに補正すると、補正工程において、第２の交点を誤認識するおそれがない。したがって、予備補正工程の後に補正工程を行うことで、パッケージ円形基板Ｗの分割予定ラインＬを切削送り方向に対して確実に平行とすることができる。

なお、予備補正工程を実施しない場合は、デバイスＤが小さくなるほど、分割予定ラインの間隔が小さくなるため、第２の交点Ｐ２を誤認識しやすくなる。したがって、デバイスＤの大きさに応じて、予備補正工程を行うかどうか判断すればよい。

実際には、現状のパッケージ円形基板ＷのデバイスＤは、最も小さいもので５ｍｍ角程度であるため、予備補正工程を行わなくても、第２の交点Ｐ２を誤認識することはないと考えられる。なお、予備補正工程を遂行しない場合は、図２及び図３に示したように樹脂面から電極が露出していなくてもよい。

以上のようにして分割予定ラインＬと切削送り方向とが平行になると、その後、切削対象の分割予定ラインを検出した後に補正を行う必要がないため、切削作業を円滑に行うことができる。

１：切削装置
２：保持テーブル
３：切削手段 ３０：切削ブレード
４：撮像手段 ５：カセット
６：搬出入手段 ６０：仮置き領域
７０：第一の搬送手段 ７１：第二の搬送手段
８：洗浄手段 ９：制御手段
Ｗ：パッケージ円形基板
Ｗ１：外周部 Ｒ：樹脂
Ｌ、Ｌ１、Ｌ２：分割予定ライン Ｄ：デバイス Ｅ、Ｅ１、Ｅ２：電極
Ｐ１：第１の交点 Ｐ２：第２の交点

Claims (2)

1. 分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されるとともに樹脂で封止されたパッケージ円形基板を保持して回転可能な保持テーブルと、該パッケージ円形基板を撮像し切削位置を検出する撮像手段と、該切削位置を切削する切削ブレードを備えた切削手段と、を備える切削装置を用いたパッケージ円形基板のアライメント方法であって、
   該パッケージ円形基板の外周部以外が樹脂で覆われ、樹脂で覆われていない該外周部には分割予定ラインが露出し、該パッケージ円形基板の樹脂面には区画された複数の領域のそれぞれのデバイスから電極が露出しており、
   該パッケージ円形基板の中心部の分割予定ラインと該パッケージ円形基板の外周との第１の交点を撮像後、該保持テーブルと該撮像手段とを切削送り方向に相対的に移動させ、該パッケージ円形基板の外周と該分割予定ラインとの第２の交点を検出し、該第１の交点と該第２の交点とを結ぶ直線が切削送り方向に平行となるように該保持テーブルを回転させて該パッケージ円形基板の向きを補正する補正工程
   を含み、
   該補正工程の前に、該撮像手段と該保持テーブルとを相対的に切削送り方向に移動させ、所定の電極と隣接する電極とを結ぶ線が切削送り方向と平行となるように保持テーブルを回転させ補正する予備補正工程を遂行する
   アライメント方法。
2. 前記デバイスの大きさに応じて前記予備補正工程を行うか否かを判断する
   請求項１に記載のアライメント方法。

Images