JP6643664B2 - ダイシング装置 - Google Patents

Description

本発明は、ダイシング装置に係り、特に半導体ウェーハ等のワークと回転するブレードとを相対的に移動させながらワークをブレードによって切削加工するダイシング装置に関する。

半導体製造工程では、半導体ウェーハの表面に各種の処理を施して、電子デバイスを有する複数の半導体素子を製造する。半導体素子の各チップは、検査装置によって電気的特性が検査された後、ダイシング装置の高速回転するブレードによってチップ毎に分断される。

ブレードは、加工時間の経過とともに摩耗していくため新たなブレードと交換される。また、ワークの種類を変更した際に、そのワークに対応した別の種類のブレードに交換される場合がある。このようにブレードの交換が行われると、交換前後のブレードの形状が異なるため、交換後のブレードの形状等に関するブレード情報をダイシング装置に登録する作業が行われる。ダイシング装置は、登録された交換後のブレード情報に基づいて、ワークに対するブレードの切込み深さ等を制御して、切削加工を継続する。

特許文献１には、ブレード交換用の操作画面を利用してブレード交換作業を行うダイシング装置（加工装置）が開示されている。このダイシング装置では、ブレードを交換した際には、表示された操作画面の表示に従い、ブレード情報として、ロットＩＤ、新／旧情報、ブレード外径、刃厚、フランジ外径等の情報を入力するようになっている。

また、ブレードとしては、ダイヤモンド砥粒やＣＢＮ（Cubic Boron Nitride）砥粒をニッケルで電着した電着ブレードが知られており、また、金属粉末を混入した樹脂で結合したメタルレジンボンドのブレード等が知られている。ブレードの大きさは、加工内容によって種々選択されるが、通常の半導体ウェーハをダイシングする場合は、直径φ５０〜６０ｍｍ、厚さ３０μｍ前後のものが使用される。

特開２００９−１９４３２６号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたダイシング装置では、ブレードを交換する都度、オペレータが操作画面を利用してブレード情報を入力しなければならず、その入力作業の間、ダイシング装置を停止せざるを得ない。

また、ブレードを再利用する場合には、別の検出装置を用いて、最新のブレード情報（ブレード外径や刃厚等）を取得しなければならず、しかも、取得した最新のブレード情報の入力作業も必要となる。

このように従来のダイシング装置では、ブレードを交換もしくは再利用する際にブレード情報の入力作業に手間と時間を要するため、全体のスループットが低下してしまうという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ブレードの交換もしくは再利用する際にブレード情報の入力作業に要する手間や時間を削減し、全体のスループットの低下を防止することができるダイシング装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るダイシング装置の一態様は、ワークとブレードとを相対的に移動させながらワークをブレードによって切削加工する加工部と、ブレードに備えられたＲＦＩＤタグにブレード情報を読み書き可能なリードライト手段と、リードライト手段によって読み取られたブレード情報に基づいて加工部を制御するとともに、加工部による切削加工に伴って作成もしくは更新されたブレード情報をリードライト手段を介してＲＦＩＤタグに書き込む制御手段と、を備える。

本発明に係るダイシング装置の一態様において、ブレード情報は、少なくともブレードの刃部の外径、刃部の厚さ、及び刃部の突出量のいずれか１つの情報を含む。

本発明に係るダイシング装置の一態様において、リードライト手段によって読み取られたブレード情報に基づいて、ブレードが使用可能であるか否かを判定する判定手段を備える。

本発明によれば、ブレードを交換もしくは再利用する際にブレード情報の入力作業に要する手間や時間を削減し、全体のスループットの低下を防止することができる。

本実施形態のダイシング装置を示した全体斜視図 図１に示したダイシング装置の加工部の構造を示す斜視図 （Ａ）はブレードの平面図、（Ｂ）はブレードの断面図 本実施形態のダイシング装置の構成を示したブロック図 ＲＦＩＤタグに記憶されるブレード情報の一例を示した図 本実施形態のダイシング装置の動作の一例を示したフローチャート 本実施形態のダイシング装置の動作の他の一例を示したフローチャート

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施形態について詳説する。

まず、本実施形態のダイシング装置１０について説明する。図１は、本実施形態のダイシング装置１０を示した全体斜視図である。

図１に示すように、本実施形態のダイシング装置１０は、一対のブレード１２、１２が対向して配置されたツインスピンドルダイサーと称されるダイシング装置である。このダイシング装置１０は、先端部にブレード１２が装着された高周波モータ内蔵型の一対のスピンドル１４と、ワークである半導体ウェーハＷが載置されて半導体ウェーハＷを吸着保持するワークテーブル１６と、を有する加工部１８を備える。この加工部１８は、半導体ウェーハＷとブレード１２とを相対的に移動させながら半導体ウェーハＷをブレード１２によって切削加工する。

また、ダイシング装置１０には、加工済みの半導体ウェーハＷをスピン洗浄する洗浄部２０と、複数枚の半導体ウェーハＷを収納したカセットが載置されるロードポート２２と、半導体ウェーハＷを搬送する搬送装置２４と、がそれぞれ所定の位置に配置される。また、ダイシング装置１０には、ダイシング装置１０の各部材の動作を統括制御する制御部（制御手段）２６が内蔵されている。

図２は、加工部１８の構造を示す斜視図である。

図２に示すように、加工部１８は、Ｘテーブル３４を備える。Ｘテーブル３４は、Ｘベース２８に設けられたＸガイド３０、３０によってガイドされ、リニアモータ３２によって矢印Ｘ−Ｘで示すＸ方向に駆動される。また、Ｘテーブル３４の上面にはθ方向に回転する回転テーブル３６が固定され、この回転テーブル３６にワークテーブル１６が設けられている。よって、ワークテーブル１６は、Ｘテーブル３４によってＸ方向に移動され、かつ回転テーブル３６によってθ方向に回転される。

また、加工部１８は、Ｘベース２８を跨ぐように門型に構成されたＹベース３８を備える。Ｙベース３８の壁面には、一対のＹテーブル４２、４２が設けられる。一対のＹテーブル４２、４２は、Ｙベース３８の壁面に固定されたＹガイド４０、４０によってガイドされ、図示しないステッピングモータとボールスクリューとからなる駆動装置によって矢印Ｙ−Ｙで示すＹ方向に駆動される。

Ｙテーブル４２、４２には、それぞれＺテーブル４４、４４が設けられる。Ｚテーブル４４、４４は、Ｙテーブル４２に設けられた不図示のＺガイドにガイドされ、図示しないステッピングモータとボールスクリューとからなる駆動装置によって矢印Ｚ−Ｚで示すＺ方向に駆動される。Ｚテーブル４４、４４にはスピンドル１４、１４が対向した状態で固定され、スピンドル１４、１４の先端部に装着されたブレード１２、１２が対向配置される。

上記の加工部１８の構成により、ブレード１２、１２はＹ方向にインデックス送りされるとともにＺ方向に切り込み送りされ、ワークテーブル１６はＸ方向に切削送りされるとともにθ方向に回転される。これらの動作は制御部２６（図１参照）によって制御されるが、特にＺ方向の切り込み量は、ブレード１２の刃部の突出量に応じて制御されるものなので、ブレード１２の交換に伴い新たな刃部の突出量がダイシング装置１０の制御部２６に必ず入力される。ブレード１２の刃部の突出量については後述する。

なお、前述のＸ方向とは水平方向における一つの方向を指し、Ｙ方向とは水平方向においてＸ方向に直交する方向を指す。また、Ｚ方向とはＸ方向及びＹ方向にそれぞれ直交する鉛直方向を指し、θ方向とは鉛直軸を中心軸とする回転方向を指す。

図３（Ａ）はブレード１２の正面図であり、図３（Ｂ）はブレード１２の断面図である。

図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ブレード１２は、アルミニウム合金等で製作されたハブ（フランジとも言う。）５０の一方の端面の外周縁部に、刃部４８が取り付けられて構成される。刃部４８は、ダイヤモンド等の砥粒を電鋳することによりハブ５０に備えられる。また、ハブ５０の中央部には、ダイシング装置１０のスピンドル１４にブレード１２を装着するための装着孔４６が備えられている。

刃部４８は、半導体ウェーハＷに対して切り込みされる部分である。刃部４８の厚さｔ（刃厚とも言う。）は少なくとも半導体ウェーハＷの厚さより薄く構成される。例えば厚さ１００μｍの半導体ウェーハＷに対して切削加工を行う場合には、刃部４８の厚さｔは５０μｍ以下が好ましく、３０μｍ以下がより好ましく、１０μｍ以下がさらに好ましい。また、刃部４８の断面形状としては、均一な厚さを有するストレート形状でもよく、外周に向って厚さが徐々に薄くなるテーパ形状でもよい。

ここで、刃部４８の外径φ１からハブ５０の外径φ２を減算した値を２で除算した値（（φ１−φ２）／２）が、前述した刃部４８の突出量ａである。刃部４８の突出量ａは、加工時間の経過とともに減少する値であり、また、ブレード１２を新たなブレード１２と交換する度にダイシング装置１０にリセットされる。

刃部４８の突出量ａは、上述したようにＺ方向の切り込み量を制御するための大きな要素なので、同一のブレード１２での加工中においても、ブレード１２の刃先の位置を検出する検出装置によって、刃部の突出量ａが間接的に測定され、測定された突出量ａがダイシング装置１０の制御部２６にアップデートされる。また、ブレード１２が交換された際にも、その交換後のブレード１２の刃部４８の突出量ａが制御部２６にリセットされる。新品のブレード１２の場合には、刃部４８の突出量ａがカタログ値として明記されている。

ところで、本実施形態におけるブレード１２には、図３（Ａ）に示すように、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identifier）タグ５２が設けられている。このＲＦＩＤタグ５２は読み書き可能な記憶媒体であり、ブレード１２の表面に備えられる。

本実施形態のダイシング装置１０は、ブレード１２に設けられたＲＦＩＤタグ５２にブレード情報を読み書きするために、以下の構成を備えている。

図４は、本実施形態のダイシング装置１０のうちブレード１２設けられたＲＦＩＤタグ５２を読み書きするための構成を示したブロック図である。

図４に示すように、本実施形態のダイシング装置１０は、ブレード１２に備えられたＲＦＩＤタグ５２にブレード情報を読み書きするリーダライタ（リードライト手段）５４と、リーダライタ５４によって読み取られたブレード情報に基づいて加工部１８を制御するとともに、最新のブレード情報をリーダライタ５４を介してＲＦＩＤタグ５２に書き込む制御を行う制御部２６とを備える。

制御部２６は、リーダライタ５４によって読み取られたブレード情報を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）５６を備えている。制御部２６は、ＲＡＭ５６に記憶されたブレード情報を参照しながら上述した加工部１８の制御を行う。

また、ＲＡＭ５６には、加工部１８による切削加工に伴って作成または更新されたブレード情報（最新のブレード情報）が記憶されており、後述するように、制御部２６は、ＲＡＭ５６に記憶された最新のブレード情報をリーダライタ５４によってＲＦＩＤタグ５２に書き込むようになっている。

図５は、ＲＦＩＤタグ５２に記憶されるブレード情報の一例を示した図である。

図５に示すように、ＲＦＩＤタグ５２に記憶されるブレード情報には、少なくともブレード１２の刃部４８の外径φ１、厚さｔ、突出量ａが含まれる。また、これらの他に、ブレード１２の砥粒の種類、砥粒の粒度（番手）、集中度（含有率）、及び結合剤の種類なども含まれる場合がある。ブレード情報は、カタログ値でもよく、ブレード１２の製造後に実測した詳細な情報でもよい。

次に、本実施形態のダイシング装置１０の動作について説明する。

図６は、本実施形態のダイシング装置１０の動作の一例を示したフローチャートである。

図６に示すように、ダイシング装置１０では、ブレード１２がスピンドル１４に装着される前、又はブレード１２がスピンドル１４に装着された後に、ＲＦＩＤタグ５２に記憶されたブレード情報がリーダライタ５４によって読み取られる（ステップＳ１００）。このとき、リーダライタ５４によって読み取られたブレード情報は制御部２６のＲＡＭ５６に記憶される。

次に、制御部２６は、リーダライタ５４によって読み取られたブレード情報（具体的には、ＲＡＭ５６に記憶されたブレード情報）に基づいて加工部１８を制御する（ステップＳ１１０）。

制御部２６による加工部１８の具体的な制御は、加工部１８をＹ方向又はＺ方向に駆動する際に、ＲＦＩＤタグ５２から読み取ったブレード情報、すなわち、刃部外径φ１、刃部厚さｔ、刃部突出量ａを主として参照し、Ｙ方向又はＺ方向の移動量を調整する。これにより、そのブレード１２に特化した切削加工が可能となる。

次に、制御部２６は、加工部１８による加工終了時又は加工途中時において、リーダライタ５４を制御してＲＦＩＤタグ５２に最新のブレード情報を書き込む（ステップＳ１２０）。ＲＦＩＤタグ５２に書き込んだブレード情報は、ブレード１２を再使用する際にリーダライタ５４に再度読み取られ、読み取った情報に基づいて制御部２６が加工部１８を制御する。

ステップＳ１２０において、ＲＦＩＤタグ５２に書き込むブレード情報としては、上述したように、ブレード１２の形状に関する情報の他に、ブレード１２の使用過程の履歴情報（使用時間、使用されたダイシング装置を特定する識別記号、ダイシング装置のエラー情報）等が含まれる。ブレード１２の形状に関する情報は、ブレード１２をスピンドル１４から取り外す際に、又は加工部１８による加工終了時に、リーダライタ５４からＲＦＩＤタグ５２に書き込まれる。例えば、ダイシング装置１０にブレード１２の刃先の位置を検出する検出装置が具備されている場合には、その検出装置の検出結果から刃部４８の外径φ１や突出量ａが算出され、最新のブレード情報としてＲＦＩＤタグ５２に書き込まれる。これにより、ブレード１２のＲＦＩＤタグ５２には最新の外径φ１や突出量ａが随時更新されて書き込まれる。また、加工終了毎の外径φ１や突出量ａの履歴を残しながらブレード１２のＲＦＩＤタグ５２に書き込むようにしてもよい。これにより、ブレード１２の交換回数と１回の使用によるブレード１２の摩耗量等を把握することができ、これらの情報をブレード１２のメンテナンス等に活用することが可能となる。

本実施形態のダイシング装置１０では、ブレード１２のＲＦＩＤ５２には最新のブレード情報が記憶されるようになっているので、別の検出装置を用いることなく、リーダライタ５４によって読み取ったブレード情報に基づいてブレード１２が使用可能か否かを瞬時に判断することが可能となっている。

図７は、本実施形態のダイシング装置１０の動作の他の一例を示したフローチャートであり、リーダライタ５４によって読み取られたブレード情報に基づいてブレード１２が使用可能か否か判断する処理を示したものである。なお、ダイシング装置１０には、ブレード１２が使用可能か否かを判定する基準値（閾値）として刃部４８の突出量ａの最小値（最小突出量）が予め設定されているものとする。刃部４８の突出量ａの最小値はユーザが入力部（不図示）を介して設定できるようにしてもよい。

図７に示すように、まず、ブレード１２がスピンドル１４に装着される前、又はブレード１２がスピンドル１４に装着された後に、ＲＦＩＤタグ５２に記憶されたブレード情報がリーダライタ５４によって読み取られる（ステップＳ２００）。このとき、リーダライタ５４によって読み取られたブレード情報は制御部２６のＲＡＭ５６に記憶される。

次に、制御部２６は、本発明の判定手段として機能し、リーダライタ５４によって読み取れたブレード情報に含まれる刃部４８の突出量（現突出量）ａと上述した最小突出量とを比較を比較し、現突出量ａが最小突出量よりも大きいか否かを判定する（Ｓ２１０）。

ステップＳ２１０において、制御部２６は、現突出量ａが最小突出量よりも大きいと判定した場合にはブレード１２は使用可能と判断する（ステップＳ２２０）。この場合には、加工部１８による加工は実施可能な状態に設定される。一方、現突出量ａが最小突出量よりも小さい（あるいは最小突出量以下）と判定した場合にはブレード１２は使用不可と判断する（ステップＳ２３０）。この場合には、加工部１８による加工は実施不可能な状態に設定され、ブレード１２の交換が必要である旨のメッセージがモニタ（不図示）に表示される。

以上により、フローチャートに示した処理が終了する。

このように本実施形態のダイシング装置１０によれば、ブレード１２にはＲＦＩＤタグ５２が設けられ、ＲＦＩＤタグ５２に記憶されたブレード情報（刃部４８の外径φ１、厚さｔ、突出量ａ等）が自動的に読み取られ、その読み取ったブレード情報に基づいて加工が行われる。また、ブレード１２のＲＦＩＤタグ５２には最新のブレード情報が書き込まれるようになっているので、ブレード１２が中古ブレードとして再利用される際にも最新のブレード情報を改めて取得する必要がなくなる。したがって、ブレード１２を交換もしくは再利用する際にブレード情報の入力作業に要する手間や時間を削減することができ、ブレード１２の交換に起因するスループットの低下を防止することができる。その結果、ダイシング装置１０の稼働時間を増やすことができ、全体のスループットを向上させることが可能となる。

また、本実施形態のダイシング装置１０では、ブレード１２のＲＦＩＤ５２には最新のブレード情報が記憶されるようになっているので、別の検出装置を用いることなく、リーダライタ５４によって読み取ったブレード情報に基づいてブレード１２が使用可能か否かを瞬時に判断することが可能となる。すなわち、ダイシング装置１０においてブレード１２が使用可能か否かの判定が自動的に実施されるので、ユーザの確認作業の負担を軽減することができる。

また、本実施形態のダイシング装置１０では、ブレード１２には読み書き可能な記憶媒体としてＲＦＩＤタグ５２が設けられるので、ブレード情報として、刃部４８の外径φ１、厚さｔ、突出量ａなどの他に、使用過程の履歴情報（使用時間、使用されたダイシング装置を特定する識別記号、ダイシング装置の不具合情報）をＲＦＩＤタグ５２に書き込むことができる。

また、ＲＦＩＤタグ５２にはリーダライタ５４によって非接触でブレード情報を読み書きすることができるので、切削水、冷却水、切削粉が飛散する環境下においてもブレード情報の読み書きが可能である。

Ｗ…ワーク、１０…ダイシング装置、１２…ブレード、１４…スピンドル、１６…ワークテーブル、１８…加工部、２０…洗浄部、２２…ロードポート、２４…搬送装置、２６…制御部、２８…Ｘベース、３０…Ｘガイド、３２…リニアモータ、３４…Ｘテーブル、３６…回転テーブル、３８…Ｙベース、４０…Ｙガイド、４２…Ｙテーブル、４４…Ｚテーブル、４６…装着孔、４８…刃部、５０…ハブ、５２…ＲＦＩＤタグ、５４…リーダライタ、５６…ＲＡＭ

Claims (2)

1. ワークとブレードとを相対的に移動させながら前記ワークを前記ブレードによって切削加工する加工部と、
   前記ブレードに備えられたＲＦＩＤタグに前記ブレードの刃部の突出量を読み書き可能なリードライト手段と、
   前記リードライト手段によって読み取られた前記突出量に基づいて前記加工部を制御するとともに、前記加工部による切削加工終了毎に最新の前記突出量を前記リードライト手段を介して前記ＲＦＩＤタグに書き込む制御手段と、
   前記リードライト手段によって読み取られた前記突出量に基づいて、前記ブレードが使用可能であるか否かを判定する判定手段と、
   を備えるダイシング装置。
2. 前記突出量を取得する突出量取得手段を備え、
   前記制御手段は、前記加工部による切削加工終了毎に前記突出量取得手段が取得した最新の前記突出量を前記リードライト手段を介して前記ＲＦＩＤタグに書き込む、
   請求項１に記載のダイシング装置。

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