JP6699196B2 - Break device - Google Patents

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Description

本発明はダイシングリングに粘着材を介して取付けられた脆性材料基板を分断するブレイク装置に関し、特にテーブルに任意の角度で脆性材料基板を載置することができるようしたブレイク装置に関するものである。   The present invention relates to a breaking device that cuts a brittle material substrate attached to a dicing ring via an adhesive material, and more particularly to a breaking device that allows the brittle material substrate to be placed on a table at an arbitrary angle.

特許文献１には、テーブル上に半導体ウエハを設けたダイシングリングを保持し、その上部よりブレイクバーを押し下げてブレイクするブレイク装置が示されている。このブレイク装置においては、テーブル上のダイシングリングに保持されている半導体ウエハにはあらかじめ格子状にスクライブが形成されている。格子状に基板をブレイクする場合には、ブレイクバーを１つのスクライブラインに沿って押し下げてブレイクを行う。そしてテーブルを一定の方向で平行に移動させて順次多数のスクライブラインに沿って半導体ウエハをブレイクする。次いでテーブルを約９０°回転させ、ブレイク済みのスクライブラインに直交するスクライブラインに沿って同様に順次ブレイクバーを押し下げてブレイクし、テーブルを一定の方向で平行に移動させる。こうして順次多数のスクライブラインに沿って半導体ウエハをブレイクしている。   Patent Document 1 discloses a breaking device that holds a dicing ring provided with a semiconductor wafer on a table and presses a break bar from above to break the dicing ring. In this breaking apparatus, the scribes are formed in a lattice shape in advance on the semiconductor wafer held by the dicing ring on the table. In the case of breaking the substrate in a lattice pattern, the break bar is pushed down along one scribe line to perform the break. Then, the table is moved in parallel in a certain direction, and the semiconductor wafer is sequentially broken along a large number of scribe lines. Next, the table is rotated about 90°, and the break bar is similarly pushed down and broken along the scribe line orthogonal to the scribe line that has already been broken, and the table is moved in parallel in a certain direction. In this way, the semiconductor wafer is sequentially broken along many scribe lines.

特開２０１４−８３８２１号公報JP, 2014-83821, A

このような従来のブレイク装置では、ある方向のブレイクを終えるとテーブルを９０°回転させる必要があるが、テーブルが回転可能な角度は約９０°に留まっていた。従ってブレイクを開始する前に既に形成されているスクライブラインがブレイクバーと正確に平行となるようにダイシングリングを載置し、ブレイクバーと平行な全てのスクライブラインに沿ったブレイクを全て終えた後、テーブルを９０°回転させてブレイクバーと他のスクライブラインとを平行とした後にブレイクをすることが必要であった。   In such a conventional breaker, it is necessary to rotate the table by 90° after the break in a certain direction is completed, but the rotatable angle of the table is limited to about 90°. Therefore, before starting the break, place the dicing ring so that the already formed scribe line is exactly parallel to the break bar, and after finishing all the breaks along all the scribe lines parallel to the break bar. It was necessary to rotate the table 90° to make the break bar parallel to the other scribe lines and then break.

最初にスクライブラインがブレイクバーと正確に平行となるようには載置せず、テーブルに適宜ダイシングリングを載置する方が短時間で載置が完了する。この場合にスクライブラインがブレイクバーと平行となるように回転させてからブレイクすると、そのブレイクが終了した後、更にテーブルを９０°回転させて残りのスクライブラインに沿ってブレイクする必要がある。従ってこの方法では最大限でテーブルを１８０°回転させることが必要であった。   First, the placement is completed in a shorter time by placing the dicing ring on the table as appropriate without placing it so that the scribe line is exactly parallel to the break bar. In this case, if the scribe line is rotated so as to be parallel to the break bar and then the break is made, after the break is completed, it is necessary to further rotate the table by 90° and break along the remaining scribe line. Therefore, in this method, it was necessary to rotate the table by 180° at the maximum.

本発明はこのような問題点に着目してなされたものであって、テーブルを１８０°以上回転させることができるブレイク装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of these problems, and an object thereof is to provide a breaking device capable of rotating a table by 180° or more.

この課題を解決するために、本発明のブレイク装置は、スクライブが形成された脆性材料基板を分断するブレイク装置であって、前記脆性材料基板を保持するテーブルと、前記テーブルを少なくとも１８０°回転させる回動手段と、前記テーブルをその面に沿って平行移動する平行移動手段と、前記テーブル上の脆性材料基板のスクライブラインに対してブレイクバーを昇降させる昇降手段と、前記回動手段によって前記テーブルを回転させ、前記平行移動手段により前記テーブルを水平移動させてスクライブラインに一致させてブレイクバーを降下させるように制御する制御手段と、を具備するものである。   In order to solve this problem, a breaking device of the present invention is a breaking device for dividing a brittle material substrate on which a scribe is formed, and a table holding the brittle material substrate and rotating the table by at least 180°. Rotating means, parallel moving means for moving the table in parallel along the surface thereof, elevating means for moving the break bar up and down with respect to the scribe line of the brittle material substrate on the table, and the table by the rotating means. Control means for rotating the table and horizontally moving the table by the parallel moving means so as to match the scribe line and lower the break bar.

ここで前記ブレイク装置は、前記テーブル上に保持されている脆性材料基板のスクライブラインをモニタするカメラを具備し、前記制御手段は、前記カメラから得られた脆性材料基板の画像に基づいてスクライブラインとブレイクバーとが平行となるように前記回動手段によってテーブルを回転させるものとしてもよい。   Here, the breaking device includes a camera that monitors a scribe line of the brittle material substrate held on the table, and the control unit controls the scribe line based on an image of the brittle material substrate obtained from the camera. The table may be rotated by the rotating means such that the break bar and the break bar are parallel to each other.

ここで前記回動手段は、前記テーブルを回転自在に保持するベースリングと、駆動歯車を有し、前記テーブルを回転させる駆動ユニットと、前記ベースリングに設けられ、少なくとも１８０°の歯が形成され前記駆動ユニットの駆動歯車と噛合する歯車と、を有するものとしてもよい。   Here, the rotating means has a base ring that holds the table rotatably and a drive gear, and is provided on the drive unit that rotates the table and the base ring, and has teeth of at least 180°. A gear that meshes with the drive gear of the drive unit may be included.

ここで前記回動手段は、駆動歯車を有し、前記テーブルを回転させる駆動ユニットと、貫通孔及び前記駆動ユニットを保持するベースと、前記ベースの貫通孔に外輪が取付けられ内輪を回転自在とする円形のクロスローラと、前記クロスローラの内輪に取付けられたベースリングと、前記ベースリングの外周に設けられ、少なくとも１８０°の歯が形成され、前記駆動ユニットの駆動歯車と噛合する歯車と、前記ベースリングに保持されたテーブルと、前記ベースリングのテーブルの外周部に設けられ、回動自在のアームによって前記脆性材料基板を有するダイシングリングを保持するリング収めユニットと、を有するものとしてもよい。   Here, the rotating means has a drive gear, has a drive unit for rotating the table, a through hole and a base for holding the drive unit, an outer ring is attached to the through hole of the base, and the inner ring is rotatable. A circular cross roller, a base ring attached to the inner ring of the cross roller, and a gear that is provided on the outer periphery of the base ring and has teeth of at least 180° and that meshes with the drive gear of the drive unit, It may have a table held by the base ring, and a ring housing unit which is provided on an outer peripheral portion of the table of the base ring and holds a dicing ring having the brittle material substrate by a rotatable arm. .

このような特徴を有する本発明のブレイク装置によれば、テーブルを１８０°以上にわたって回転させることができる。また請求項２の発明では、テーブル上にダイシングリングを任意の角度で配置してもカメラによってリング上のスクライブラインを確認することができる。そのためスクライブラインがブレイクバーと平行となるように回転駆動させた後、ブレイクすることができる。こうすればダイシングリングをテーブルに載置する際に基板にスクライブラインとブレイクバーとを正確に平行に配置する必要がなく、作業効率を大幅に向上させることができるという効果が得られる。   According to the breaker of the present invention having such characteristics, the table can be rotated over 180° or more. Further, in the invention of claim 2, even if the dicing ring is arranged on the table at an arbitrary angle, the scribe line on the ring can be confirmed by the camera. Therefore, after the scribe line is driven to rotate so as to be parallel to the break bar, the break can be performed. In this way, when the dicing ring is placed on the table, it is not necessary to dispose the scribe line and the break bar on the substrate exactly in parallel, and the working efficiency can be greatly improved.

図１は本発明の実施の形態によるブレイク装置の概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view of a breaking device according to an embodiment of the present invention. 図２は本実施の形態の回転機構のテーブル部分の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the table portion of the rotating mechanism of this embodiment. 図３は本実施の形態の回転機構を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing the rotating mechanism of the present embodiment. 図４は本実施の形態の回転機構の上部ブロックと下部ブロックとを切り離して示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing an upper block and a lower block of the rotating mechanism of the present embodiment in a separated state. 図５は本実施の形態の回転機構の下部ブロックの組立構成図である。FIG. 5 is an assembly configuration diagram of the lower block of the rotating mechanism of the present embodiment. 図６は本実施の形態の回転機構の上部ブロックの詳細を示す組立構成図である。FIG. 6 is an assembly configuration diagram showing details of the upper block of the rotating mechanism of the present embodiment. 図７は本実施の形態による回転機構の側面図である。FIG. 7 is a side view of the rotating mechanism according to the present embodiment. 図８は本実施の形態の回転機構の上ベースリングにテーブルを固定する状態を示す部分斜視図である。FIG. 8 is a partial perspective view showing a state in which the table is fixed to the upper base ring of the rotating mechanism of the present embodiment. 図９は本実施の形態の回転機構のリング収めユニットとその周辺部分を示す斜視図（その１）である。FIG. 9 is a perspective view (No. 1) showing the ring accommodating unit of the rotating mechanism of this embodiment and its peripheral portion. 図１０は本実施の形態の回転機構のリング収めユニットとその周辺部分を示す斜視図（その２）である。FIG. 10 is a perspective view (No. 2) showing the ring accommodating unit of the rotating mechanism of this embodiment and its peripheral portion. 図１１は本実施の形態のブレイク装置においてダイシングリングの取り換え過程を示す平面図（その１）である。FIG. 11 is a plan view (No. 1) showing the process of exchanging the dicing ring in the break device of the present embodiment. 図１２は本実施の形態のブレイク装置においてダイシングリングの取り換え過程を示す平面図（その２）である。FIG. 12 is a plan view (No. 2) showing the process of exchanging the dicing ring in the break device of the present embodiment. 図１３は本実施の形態のブレイク装置においてダイシングリングの取り換え過程を示す平面図（その３）である。FIG. 13 is a plan view (3) showing the process of exchanging the dicing ring in the break device of the present embodiment. 図１４は本実施の形態のブレイク装置においてダイシングリングの取り換え過程を示す平面図（その４）である。FIG. 14 is a plan view (No. 4) showing the process of exchanging the dicing ring in the break device of the present embodiment. 図１５は本実施の形態のブレイク装置においてダイシングリングの取り換え過程を示す平面図（その５）である。FIG. 15 is a plan view (No. 5) showing the process of exchanging the dicing ring in the break device of the present embodiment. 図１６は本実施の形態のブレイク装置の概略図を示す側面図である。FIG. 16 is a side view showing a schematic view of the breaking device of the present embodiment. 図１７は本実施の形態のブレイク装置のコントローラを示すブロック図である。FIG. 17 is a block diagram showing the controller of the break device according to the present embodiment.

次に本発明の実施の形態によるブレイク装置１０について説明する。ブレイク装置１０は、図１に示すｙ軸の正及び負方向へ移動することが可能なステージ１１を有している。ステージ１１の下方にはステージ１１をその面に沿ってｙ軸方向に移動させ、更にその面に沿って回転させるＹ軸移動機構１２が設けられている。ステージ１１の上部にはコ字状の水平固定部材１３が設けられ、その上部にはサーボモータ１４が保持されている。サーボモータ１４の回転軸にはボールネジ１５が直結され、ボールネジ１５の下端は、ボールネジ１５が回転できるように別の水平固定部材１６にて支持されている。上移動部材１７は中央部にボールネジ１５に螺合する雌ネジ１８を備え、その両端部から下方に向けて支持軸１９ａ，１９ｂを備えている。支持軸１９ａ，１９ｂは水平固定部材１６の一対の貫通孔を貫通して下移動部材２０に連結されている。下移動部材２０の下面には図示しないブレイクバーが取付けられている。ブレイクバーは細長い平板で先端を鋭くした金属製の刃物状の部材であり、先端部分が下方となるようにステージ１１の面に垂直に下移動部材２０に取付けられる。こうすればサーボモータ１４によりボールネジ１５を回転させた場合、上移動部材１７と下移動部材２０とが一体となって上下動し、ブレイクバーも同時に上下動することとなる。ここでサーボモータ１４と水平固定部材１３，１６、上下の移動部材１７，２０はブレイクバーを昇降させる昇降機構を構成している。   Next, the break device 10 according to the embodiment of the present invention will be described. The breaking device 10 has a stage 11 that can move in the positive and negative directions of the y-axis shown in FIG. Below the stage 11, a Y-axis moving mechanism 12 that moves the stage 11 in the y-axis direction along the surface thereof and further rotates along the surface is provided. A U-shaped horizontal fixing member 13 is provided above the stage 11, and a servo motor 14 is held above the U-shaped horizontal fixing member 13. A ball screw 15 is directly connected to the rotation shaft of the servomotor 14, and the lower end of the ball screw 15 is supported by another horizontal fixing member 16 so that the ball screw 15 can rotate. The upper moving member 17 is provided with a female screw 18 that is screwed into the ball screw 15 in the central portion, and is provided with support shafts 19a and 19b from both ends thereof downward. The support shafts 19 a and 19 b penetrate the pair of through holes of the horizontal fixing member 16 and are connected to the lower moving member 20. A break bar (not shown) is attached to the lower surface of the lower moving member 20. The break bar is a metal blade-shaped member having a slender flat plate and a sharp tip, and is attached to the lower moving member 20 perpendicularly to the surface of the stage 11 so that the tip portion is located below. In this way, when the ball screw 15 is rotated by the servo motor 14, the upper moving member 17 and the lower moving member 20 are integrally moved up and down, and the break bar is also moved up and down at the same time. Here, the servo motor 14, the horizontal fixing members 13 and 16, and the upper and lower moving members 17 and 20 constitute an elevating mechanism for elevating the break bar.

次にステージ１１に設けられる回転機構３０について説明する。図２は回転機構３０の平面図であり、図３はその斜視図、図４はその上部ブロックと下部ブロックとを切り離した状態を示す斜視図である。又図５は下部ブロックの組立構成図である。図５に示すように下部のベース３１には円形の段付きの貫通孔３１ａと、側方の切欠き３１ｂとが設けられている。図４に示すようにベース３１の側方に円弧状のブラケット３２とケーブルチェーン３３（ケーブルガイドともいい、ケーブルベア（登録商標）を含む）が取付けられる。ケーブルチェーン３３は柔軟な部材であり、後述するリング収めユニットに電源を供給するためのものである。又ベース３１の切欠き３１ｂには、テーブルを回転させるためのモータやギアが設けられた駆動ユニット３４が取付けられる。   Next, the rotation mechanism 30 provided on the stage 11 will be described. 2 is a plan view of the rotating mechanism 30, FIG. 3 is a perspective view thereof, and FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the upper block and the lower block are separated. FIG. 5 is an assembly configuration diagram of the lower block. As shown in FIG. 5, the lower base 31 is provided with a circular stepped through hole 31a and a side cutout 31b. As shown in FIG. 4, an arcuate bracket 32 and a cable chain 33 (also referred to as a cable guide, including a cable bear (registered trademark)) are attached to the side of the base 31. The cable chain 33 is a flexible member and is for supplying power to a ring housing unit described later. A drive unit 34 provided with a motor and a gear for rotating the table is attached to the notch 31b of the base 31.

次に図６は図４に示す上部ブロックの詳細を示す分解斜視図である。上部ブロックの最下部には環状ベアリングであるクロスローラ４１と、その上部にリング４２が設けられる。クロスローラ４１は内輪と外輪とがベアリングを介して連結されており、外輪を固定することで摩擦を少なくして内輪を自由に回転させることができる。クロスローラ４１はベース３１の貫通孔３１ａ内に挿入され、その下部は段差部分で保持される。リング４２はクロスローラ４１の外輪を上部から挟み込んでベース３１にねじ止めすることで、クロスローラ４１の外輪を固定するものである。下ベースリング４３は環状のリングと下方に少し径の小さく突出した突出リング部分が一体化したものであり、下部の突出部がクロスローラ４１の内輪の内側に挿入されて上部より内輪に固定される。又下ベースリング４３の上部には上ベースリング４４が固定される。上ベースリング４４は環状のリング４４ａとその上方に径の小さく突出したリング４４ｂが一体化したものであり、上部の突出リング４４ｂには四方に切欠き４４ｃ〜４４ｆが設けられている。上ベースリング４４の上部の突出リング４４ｂの外周部分には、歯車４５が取付けられる。歯車４５は図示のように全周に歯車が形成された環状の歯車であって、駆動ユニット３４の駆動歯車と噛合させている。上ベースリング４４には別のリング４６が取付けられる。リング４６の内側には段が形成されており、この段差の内側に透明ガラス製のテーブル４７が嵌め込んで保持される。テーブル４７はブレイクする基板を保持する円形の部材であり、ダイシングリングとほぼ同一の径を有するものとし、ここでは約１２インチ径とする。   Next, FIG. 6 is an exploded perspective view showing details of the upper block shown in FIG. A cross roller 41, which is an annular bearing, is provided at the lowermost portion of the upper block, and a ring 42 is provided above the cross roller 41. In the cross roller 41, an inner ring and an outer ring are connected via a bearing, and by fixing the outer ring, friction can be reduced and the inner ring can be freely rotated. The cross roller 41 is inserted into the through hole 31a of the base 31, and the lower portion thereof is held by the step portion. The ring 42 fixes the outer ring of the cross roller 41 by sandwiching the outer ring of the cross roller 41 from above and screwing it to the base 31. The lower base ring 43 is formed by integrating an annular ring and a protruding ring portion protruding downward with a slightly smaller diameter. The lower protruding portion is inserted inside the inner ring of the cross roller 41 and fixed to the inner ring from the upper portion. It An upper base ring 44 is fixed on the lower base ring 43. The upper base ring 44 is formed by integrating a ring-shaped ring 44a and a ring 44b having a small diameter and protruding upward from the ring-shaped ring 44a. A gear 45 is attached to the outer peripheral portion of the protruding ring 44b above the upper base ring 44. The gear 45 is an annular gear in which gears are formed on the entire circumference as shown in the drawing, and is meshed with the drive gear of the drive unit 34. Another ring 46 is attached to the upper base ring 44. A step is formed inside the ring 46, and a transparent glass table 47 is fitted and held inside the step. The table 47 is a circular member that holds the substrate to be broken, and has a diameter substantially the same as that of the dicing ring. Here, the diameter is about 12 inches.

次に図７はこの回転機構全体を示す側面図であり、ブラケット３２を除いた状態を示している。本図に示すようにベース３１上にはケーブルチェーン３３が設けられ、ケーブルチェーン３３の上部に歯車４５が設けられている。ここではテーブル４７上に８インチ用のダイシングリングを取付けた状態を示している。ここで下ベースリング４３と上ベースリング４４とによって、テーブル４７と歯車４５とをベース３１の上面より高く保持するベースリングを構成している。   Next, FIG. 7 is a side view showing the entire rotation mechanism, and shows a state in which the bracket 32 is removed. As shown in the figure, a cable chain 33 is provided on the base 31, and a gear 45 is provided on the cable chain 33. Here, a state in which a dicing ring for 8 inches is attached on the table 47 is shown. Here, the lower base ring 43 and the upper base ring 44 constitute a base ring that holds the table 47 and the gear 45 higher than the upper surface of the base 31.

図８は後述するリング収めユニット６０を取付ける前にテーブル４７を上ベースリング４４に取付けた状態を示す斜視図である。テーブル４７の外周には、図６に示すように４つのテーブル固定ブロック４８と４つのブロック４９が設けられる。テーブル固定ブロック４８はテーブル４７を保持するためのＬ字状のブロックであり、リング４６を介して上ベースリング４４にボルトで固定されている。ブロック４９はダイシングリングを保持するためのものであり、リング４６を介して上ベースリング４４にボルトで固定されている。   FIG. 8 is a perspective view showing a state in which the table 47 is attached to the upper base ring 44 before attaching the ring housing unit 60 described later. As shown in FIG. 6, four table fixing blocks 48 and four blocks 49 are provided on the outer periphery of the table 47. The table fixing block 48 is an L-shaped block for holding the table 47, and is fixed to the upper base ring 44 with a bolt via a ring 46. The block 49 is for holding the dicing ring, and is fixed to the upper base ring 44 by a bolt via the ring 46.

さてテーブル４７上に１２インチの基板用の第１のダイシングリング５１を設置する場合には、図６に示すようにテーブル４７の上面に第１の弾性板５２を介して直接ダイシングリング５１を取付け固定する。テーブル４７上に８インチの基板を保持する第２のダイシングリングを取付ける場合には、保護位置決め板５３を用いる。保護位置決め板５３は第２のダイシングリングより大きい外径、ここではテーブルのサイズにほぼ等しい約１２インチの環状の薄い平板であり、中央部分に第２の弾性板５４が挿入される開口が設けられている。８インチの基板を保持する第２のダイシングリング５５を取付ける場合に、保護位置決め板５３をテーブル４７上に保持し、その開口に第２の弾性板５４を挿入し、その上部より８インチ用のダイシングリング５５を取付ける。第１のダイシングリング５１又は第２のダイシングリング５５は、テーブル４７の周囲のブロック４９に載せた後、テーブルの周囲に設けられる４つのリング収めユニット６０で保持される。第１，第２の弾性板５２，５４はゴム製等の弾性を有する円板であって、下側のカメラから基板のスクライブラインが確認できるように透明体とする。   When installing the first dicing ring 51 for a 12-inch substrate on the table 47, the dicing ring 51 is directly attached to the upper surface of the table 47 via the first elastic plate 52 as shown in FIG. Fix it. When mounting the second dicing ring that holds the 8-inch substrate on the table 47, the protective positioning plate 53 is used. The protective positioning plate 53 is an annular thin flat plate having an outer diameter larger than that of the second dicing ring, here about 12 inches, which is approximately equal to the size of the table, and an opening for inserting the second elastic plate 54 is provided in the central portion. Has been. When mounting the second dicing ring 55 that holds the 8-inch substrate, the protective positioning plate 53 is held on the table 47, the second elastic plate 54 is inserted into the opening, and the 8-inch substrate Attach the dicing ring 55. The first dicing ring 51 or the second dicing ring 55 is placed on the block 49 around the table 47, and then held by the four ring accommodating units 60 provided around the table. The first and second elastic plates 52 and 54 are elastic discs made of rubber or the like, and are transparent bodies so that the scribe line of the substrate can be confirmed from the lower camera.

図９，図１０はリング収めユニット６０とその周辺部分の詳細を示す斜視図である。リング収めユニット６０は上ベースリング４４の４つの切欠き４４ｃ〜４４ｆに夫々取付けられているが、図９，図１０ではその１つを示している。図９，図１０では上ベースリング４４の上部リング４４ｂの切欠き４４ｃにリング収めユニット６０が取付けられる。リング収めユニット６０はＬ字形のブラケット６１にシリンダ６２が取付けられる。シリンダ６２はモータを内蔵し、その軸を９０°回動させるものである。シリンダ６２の軸にはアーム６３が設けられる。アーム６３には押さえ板６５を介してボルト６６で押さえアーム６４又は６７が取付けられる。   9 and 10 are perspective views showing details of the ring housing unit 60 and its peripheral portion. The ring housing unit 60 is attached to each of the four notches 44c to 44f of the upper base ring 44, one of which is shown in FIGS. 9 and 10. In FIGS. 9 and 10, the ring housing unit 60 is attached to the notch 44c of the upper ring 44b of the upper base ring 44. The ring accommodating unit 60 has a cylinder 62 attached to an L-shaped bracket 61. The cylinder 62 has a built-in motor and rotates its axis by 90°. An arm 63 is provided on the shaft of the cylinder 62. A pressing arm 64 or 67 is attached to the arm 63 with a bolt 66 via a pressing plate 65.

テーブル４７上に１２インチ用の第１のダイシングリング５１を保持するためには、図９に示すようにアーム６３には押さえアーム６４を押さえ板６５を介してボルト６６によって固定する。テーブル４７上に８インチ用の第２のダイシングリング５５を保持するためには、図１０に示すようにアーム６３には押さえアーム６７を押さえ板６５を介してボルト６６によって固定する。アーム６３と押さえアーム６４又は６７はシリンダ６２内のモータによって時計方向及び反時計方向に９０°回転する。そして押さえアームの先端がブロック４９の上部に当接し、この間で図示しないダイシングリングの端部を挟み込むことによってダイシングリング５１又は５５を固定するものである。ここで４つのリング収めユニット６０には前述したケーブルチェーン３３を介して電源が供給される。   In order to hold the first dicing ring 51 for 12 inches on the table 47, a holding arm 64 is fixed to the arm 63 by a bolt 66 via a holding plate 65 as shown in FIG. In order to hold the second dicing ring 55 for 8 inches on the table 47, a holding arm 67 is fixed to the arm 63 by a bolt 66 via a holding plate 65 as shown in FIG. The arm 63 and the pressing arm 64 or 67 are rotated 90° in the clockwise and counterclockwise directions by the motor in the cylinder 62. The tip of the pressing arm contacts the upper part of the block 49, and the end of the dicing ring (not shown) is sandwiched between them to fix the dicing ring 51 or 55. Here, power is supplied to the four ring accommodating units 60 via the cable chains 33 described above.

本実施の形態では、ブレイクの対象となる脆性材料基板を半導体ウエハとする。半導体ウエハはチップに分離するため円環の枠状体であるダイシングリング５１又は５５によって保持されている。夫々のダイシングリングの内側には上向きに粘着材を有する粘着テープが貼り付けられており、その上面中央には分断の対象となる円形の半導体ウエハが保持されている。半導体ウエハにはあらかじめ多数のスクライブラインが格子状に形成されているものとする。   In this embodiment mode, a brittle material substrate to be broken is a semiconductor wafer. The semiconductor wafer is held by a dicing ring 51 or 55 which is an annular frame-like body for separating into chips. An adhesive tape having an adhesive material is attached to the inside of each dicing ring, and a circular semiconductor wafer to be divided is held in the center of the upper surface of the adhesive tape. It is assumed that a large number of scribe lines are previously formed in a lattice on the semiconductor wafer.

本実施の形態の回転機構３０では、テーブル４７を１８０°以上回転できるようにするため、全周にギアが設けられた歯車４５を用いている。又テーブルの回転機構を図７に示すようにケーブルチェーン３３の上部に位置するように配置しており、ケーブルチェーン３３の長さを従来より長くすることによって回転機構全体のサイズを大きくすることなく１８０°以上の回転角度を確保している。   In the rotation mechanism 30 of the present embodiment, the gear 45 having gears all around is used in order to rotate the table 47 by 180° or more. Further, as shown in FIG. 7, the rotation mechanism of the table is arranged so as to be positioned above the cable chain 33, and the length of the cable chain 33 is made longer than before so that the size of the entire rotation mechanism is not increased. A rotation angle of 180° or more is secured.

図１１〜図１５は１２インチ用ダイシングリング５１から８インチ用のダイシングリング５５に交換する過程を示す図である。まず図１１では１２インチのダイシングリング５１がテーブル４７上に取付けられており、リング収めユニット６０の１２インチ用の短い押さえアーム６４によってダイシングリング５１の周囲が固定されている。これを第１の状態とする。ここで１２インチのダイシングリング５１から８インチ用のダイシングリング５５に代える場合には、まず図１２に示すように４つのリング収めユニット６０の押さえアーム６４を９０°回動させて上向きとする。これによって１２インチのダイシングリング５１が取り外し可能となる。そこでダイシングリング５１とその下部の弾性板５２を同時に取り去る。次いで図１３に示すように環状の保護位置決め板５３をガラステーブル４７の上部に載せる。更に図１４に示すようにリング収めユニット６０のアームを長い８インチ用の押さえアーム６７に交換する。次いで保護位置決め板５３の中央の開口部分に８インチ用の弾性板５４を載せ、図１５に示すようにダイシングリング５５をブロック４９の上に配置し、押さえアーム６７を回動させることによってダイシングリング５５の周囲を固定する。これを第２の状態とする。こうすれば同一のブレイク装置を用いて８インチ用と１２インチ用のいずれかのダイシングリング５１又は５５をテーブル４７上に固定することができる。   11 to 15 are views showing a process of replacing the 12-inch dicing ring 51 with the 8-inch dicing ring 55. First, in FIG. 11, a 12-inch dicing ring 51 is mounted on the table 47, and the circumference of the dicing ring 51 is fixed by a short 12-inch pressing arm 64 of the ring housing unit 60. This is the first state. Here, when replacing the 12-inch dicing ring 51 with the 8-inch dicing ring 55, first, as shown in FIG. 12, the holding arms 64 of the four ring accommodating units 60 are rotated 90° to face upward. As a result, the 12-inch dicing ring 51 can be removed. Therefore, the dicing ring 51 and the elastic plate 52 below it are simultaneously removed. Then, as shown in FIG. 13, an annular protective positioning plate 53 is placed on the glass table 47. Further, as shown in FIG. 14, the arm of the ring housing unit 60 is replaced with a holding arm 67 for a long 8-inch. Then, the 8-inch elastic plate 54 is placed in the central opening of the protective positioning plate 53, the dicing ring 55 is placed on the block 49 as shown in FIG. 15, and the pressing arm 67 is rotated to rotate the dicing ring. Fix around 55. This is the second state. In this way, either the 8-inch or 12-inch dicing ring 51 or 55 can be fixed on the table 47 by using the same breaking device.

さてこの実施の形態では、図１６にブレイク装置全体の概略図を示すように、水平固定部材１３に水平に支柱７１が設けられ、この支柱７１にはカメラ７２が下方に向けて設置されている。このカメラ７２はダイシングリング上の半導体ウエハのスクライブラインの状態を検出するものである。又図中に破線で示すように、水平固定部材１３の下方のブレイクバーが押し下げられる位置の横下に、下方からテーブル上の半導体ウエハに向けて撮像し、スクライブラインを検出するカメラ７３が設けられている。   In this embodiment, as shown in the schematic view of the entire breaking device in FIG. 16, the horizontal fixing member 13 is provided with the support column 71 horizontally, and the support column 71 is provided with the camera 72 facing downward. .. The camera 72 detects the state of the scribe line of the semiconductor wafer on the dicing ring. Further, as indicated by a broken line in the figure, a camera 73 for picking up an image from the lower side toward the semiconductor wafer on the table and detecting the scribe line is provided laterally below the position where the break bar below the horizontal fixing member 13 is pushed down. Has been.

次に本実施の形態によるブレイク装置のコントローラの構成についてブロック図を用いて説明する。図１７はブレイク装置のコントローラ８０のブロック図である。コントローラ８０はテーブルの回転と平行移動及びブレイクバーの昇降を制御する制御手段である。本図においてカメラ７２，７３からの出力は、コントローラ８０の画像処理部８１を介して制御部８２に与えられる。入力部８３は脆性材料基板のブレイクについてのデータを入力するものである。制御部８２にはモニタ８４と、ブレイクバーを上下動させるためのブレイクバー駆動部８５、テーブルを回転させるためのテーブル回転駆動部８６及びＹ軸駆動部８７が接続されている。ブレイクバー駆動部８５はサーボモータ１４を駆動し、ブレイクバーを上下動させるものである。又テーブル回転駆動部８６はベース３１に設けられている駆動ユニット３４のモータ８８を駆動するものである。Ｙ軸駆動部８７はステージ１１をｙ軸方向に駆動させるモータ８９を駆動するものである。   Next, the configuration of the controller of the break device according to the present embodiment will be described using a block diagram. FIG. 17 is a block diagram of the controller 80 of the break device. The controller 80 is a control means for controlling the rotation and parallel movement of the table and the lifting and lowering of the break bar. In the figure, the outputs from the cameras 72 and 73 are given to the control unit 82 via the image processing unit 81 of the controller 80. The input unit 83 is for inputting data about the break of the brittle material substrate. A monitor 84, a break bar driving unit 85 for vertically moving the break bar, a table rotation driving unit 86 for rotating the table, and a Y-axis driving unit 87 are connected to the control unit 82. The break bar drive unit 85 drives the servo motor 14 to move the break bar up and down. The table rotation drive unit 86 drives the motor 88 of the drive unit 34 provided on the base 31. The Y-axis drive unit 87 drives a motor 89 that drives the stage 11 in the y-axis direction.

ここで前述した図２に示す回転機構３０と図１７に示すテーブル回転駆動部８６及びモータ８８は、テーブルを少なくとも１８０°回転させる回動手段を構成している。Ｙ軸移動機構１２とＹ軸駆動部８７及びモータ８９はステージをｙ軸方向に移動させる平行移動手段を構成している。又前述した昇降機構とブレイクバー駆動部８５とは、スクライブラインに対してブレイクバーを昇降させる昇降手段を構成している。   The rotating mechanism 30 shown in FIG. 2 and the table rotation drive unit 86 and the motor 88 shown in FIG. 17 described above constitute a rotating means for rotating the table by at least 180°. The Y-axis moving mechanism 12, the Y-axis drive unit 87, and the motor 89 constitute a parallel moving unit that moves the stage in the y-axis direction. Further, the above-mentioned lifting mechanism and the break bar driving section 85 constitute a lifting means for moving the break bar up and down with respect to the scribe line.

次に半導体ウエハの分断方法について説明する。まずステージ１１に回転機構のテーブル４７上にいずれかのダイシングリング、例えばダイシングリング５１を設置する。ダイシングリング５１にはあらかじめ半導体ウエハが載置されているものとする。この状態で図１６に示すようにカメラ７２で半導体ウエハのスクライブラインを検出する。次いで形成されているスクライブラインとブレイクバーとが平行となるように、テーブル回転駆動部８６を介して制御ユニット３４のモータ８８を駆動し、テーブル４７を回転させる。   Next, a method of dividing the semiconductor wafer will be described. First, any dicing ring, for example, the dicing ring 51, is installed on the stage 47 on the table 47 of the rotating mechanism. A semiconductor wafer is preliminarily placed on the dicing ring 51. In this state, the scribe line of the semiconductor wafer is detected by the camera 72 as shown in FIG. Next, the motor 88 of the control unit 34 is driven via the table rotation drive unit 86 so that the formed scribe line and the break bar are parallel, and the table 47 is rotated.

ブレイクバーとスクライブラインとが平行状態となれば、Ｙ軸駆動部８７を駆動し、ブレイクバーの真下に最も外側のスクライブラインが位置するようにステージ１１をｙ軸方向に移動する。スクライブラインがブレイクバーの真下となれば、ブレイクバー駆動部８５を用いてサーボモータ１４を駆動し、上移動部材１７と下移動部材２０とを同時に低下させてブレイクバーをステージ１１に対して垂直に保ちつつ徐々に降下させ、半導体ウエハのスクライブラインに沿って刃先を押し付けることでブレイクする。こうすれば弾性板５２がブレイクバーに押されてＶ字状にわずかに変形する。そしてブレイクバーを十分降下させることによって、スクライブラインに沿って分断が完了することとなる。分断が完了すると、サーボモータ１４を逆転させてブレイクバーを上昇させる。そしてブレイクバーを一旦上昇させ、Ｙ軸駆動部８７を駆動し、テーブルを隣接するスクライブラインの間隔に相当する長さだけ移動し、ブレイクバーの真下にいずれかのスクライブラインが位置するようにする。そして隣接するスクライブラインとブレイクバーが平行状態となれば、ブレイクバー駆動部８５を用いてブレイクバーを下方向に駆動し、半導体ウエハのスクライブラインに沿って刃先を押し付けることでブレイクする。このようにブレイクバーの昇降とｙ軸方向への移動を折り返すことにより、一定方向のスクライブラインについて全てのブレイクを完了することができる。   When the break bar and the scribe line are in the parallel state, the Y-axis drive unit 87 is driven, and the stage 11 is moved in the y-axis direction so that the outermost scribe line is located immediately below the break bar. When the scribe line is directly below the break bar, the break bar drive unit 85 is used to drive the servo motor 14 to lower the upper moving member 17 and the lower moving member 20 at the same time so that the break bar is perpendicular to the stage 11. It is lowered while keeping it at, and is broken by pressing the blade edge along the scribe line of the semiconductor wafer. In this way, the elastic plate 52 is pushed by the break bar and slightly deformed into a V shape. Then, by sufficiently lowering the break bar, the division is completed along the scribe line. When the division is completed, the servo motor 14 is rotated in the reverse direction to raise the break bar. Then, the break bar is once raised, the Y-axis drive unit 87 is driven, and the table is moved by a length corresponding to the interval between the adjacent scribe lines, so that one of the scribe lines is located directly below the break bar. .. When the scribe line and the break bar adjacent to each other are parallel to each other, the break bar driving unit 85 is used to drive the break bar downward, and the break is caused by pressing the cutting edge along the scribe line of the semiconductor wafer. By thus returning the break bar up and down and moving in the y-axis direction, all breaks can be completed for the scribe line in a certain direction.

次にこの一定方向のブレイクを完了すると、テーブル回転駆動部８６によりステージ１１を現在の位置から９０°回転させ、再び既にブレイクしたスクライブラインと垂直なスクライブラインがブレイクバーに平行となるように設定する。そして同様にしてブレイクバーをスクライブラインに沿って押し下げることによってブレイクを行うことができる。そしてステージ１１をｙ軸方向にブレイクラインのピッチ分だけ移動させて、同様にしてブレイクバー２１を降下させる。このようにブレイクバーの昇降とｙ軸方向への移動を折り返すことにより、全面の分断が完了し、格子状に半導体ウエハを分断することができる。   Next, when the break in the certain direction is completed, the stage 11 is rotated by 90° from the current position by the table rotation drive unit 86, and the scribe line perpendicular to the already broken scribe line is set to be parallel to the break bar. To do. Then, in the same manner, the break can be performed by pushing down the break bar along the scribe line. Then, the stage 11 is moved in the y-axis direction by the break line pitch, and the break bar 21 is similarly lowered. By thus folding back and forth the movement of the break bar and moving in the y-axis direction, the division of the entire surface is completed, and the semiconductor wafer can be divided into a lattice shape.

このようにすればダイシングリングを設置する工程でスクライブラインとブレイクバーとが正確に平行となるように載置する必要がなくなり、作業工程を大幅に簡略化することができるという効果が得られる。   This eliminates the need for placing the scribe line and the break bar so that they are exactly parallel to each other in the process of installing the dicing ring, and thus the working process can be greatly simplified.

尚この実施の形態では、分断の対象となる脆性材料基板を半導体ウエハとして説明しているが、他の脆性材料基板であっても同様に本発明を適用することができる。   In this embodiment, the brittle material substrate to be divided is described as a semiconductor wafer, but the present invention can be similarly applied to other brittle material substrates.

尚この実施の形態では、１８０°回転可能なテーブル上にスクライブされた半導体ウエハを載置しているので、載置する際にはスクライブラインをダイシングリングの直線状の縁と平行になるように載置の際に合わせる必要はなく、単にテーブル４７上に載置すれば足りる。その後適宜テーブル４７を回転させることによってダイシングリング上の半導体ウエハのスクライブラインとブレイクバーを平行とすることができ、スクライブラインに沿ってブレイクすることができる。   In this embodiment, since the scribed semiconductor wafer is mounted on the table rotatable by 180°, the scribe line should be parallel to the straight edge of the dicing ring when mounting. It is not necessary to match it when placing it, and it is sufficient to simply place it on the table 47. After that, by appropriately rotating the table 47, the scribe line and the break bar of the semiconductor wafer on the dicing ring can be made parallel to each other, and the break can be performed along the scribe line.

尚本実施の形態では歯車４５は全周に歯を形成したものとしていたが、テーブル４７を１８０°以上回転させるように構成すればよく、歯車４５は少なくとも半周以上の外周部に歯が形成された歯車であってもよい。   In the present embodiment, the gear 45 has teeth formed on the entire circumference, but it may be configured so that the table 47 is rotated by 180° or more, and the gear 45 has teeth formed on the outer peripheral portion of at least a half circumference or more. It may be a gear.

又本実施の形態ではスクライブラインは直交するものとしているが、必ずしも直交するように形成されている必要はない。スクライブラインが任意の角度で交差するように形成されていても、そのラインに合わせてブレイクすることができ、菱形や三角形等の形状のチップを得ることも可能となる。   Further, although the scribe lines are orthogonal to each other in the present embodiment, they are not necessarily formed to be orthogonal to each other. Even if the scribe lines are formed so as to intersect at an arbitrary angle, they can be broken according to the line, and chips having a shape such as a rhombus or a triangle can be obtained.

更にこの実施の形態では、半導体ウエハを環状のダイシングリングに張った粘着テープ上に保持するようにしているが、テーブル上に保持できるものであれば足りるので、必ずしもダイシングリング等を用いる必要はない。   Further, in this embodiment, the semiconductor wafer is held on the adhesive tape stretched on the annular dicing ring, but it is not necessary to use the dicing ring or the like as long as it can be held on the table. ..

テーブルを単に１８０°以上回転させるものとする場合には、カメラ７２，７３は必ずしも必要ではない。又カメラ７２を用いない場合にはテーブル上にいずれかのダイシングリングを保持してＹ軸駆動部８７でテーブル４７をブレイクバーの真下に移動させた後、カメラ７３によってスクライブラインを検出してブレイクバーと平行になるようにテーブルを回転させるようにしてもよい。このようにスクライブラインを検出してスクライブラインとブレイクバーとを平行にする場合であっても、いずれか一方のカメラがあれば足りる。   If the table is simply rotated by 180° or more, the cameras 72 and 73 are not always necessary. When the camera 72 is not used, one of the dicing rings is held on the table, the table 47 is moved right below the break bar by the Y-axis drive unit 87, and then the scribe line is detected by the camera 73 to break. The table may be rotated so that it is parallel to the bar. Even in the case where the scribe line is detected and the scribe line and the break bar are parallel to each other in this way, it suffices to have one of the cameras.

又この実施の形態ではテーブルを大きな歯車状に保持しているが、テーブルを回転自在とするには歯車の駆動に限られるものではなく、例えばベルトやターンテーブルを用いて回転自在としてもよい。   Further, although the table is held in the shape of a large gear in this embodiment, the rotation of the table is not limited to the driving of the gears, but may be made rotatable by using, for example, a belt or a turntable.

本発明はブレイク装置を用いて半導体ウエハなどの脆性材料基板を正確に分断することができるので、脆性材料基板を精密に分断するブレイク装置に好適である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can accurately cut a brittle material substrate such as a semiconductor wafer using a breaking device, and is therefore suitable for a breaking device that accurately cuts a brittle material substrate.

１０ ブレイク装置
１１ ステージ
１２ Ｙ軸移動機構
１３，１６ 水平固定部材
１４ サーボモータ
１７ 上移動部材
２０ 下移動部材
２１ ブレイクバー
３０ 回転機構
３１ ベース
３２ ブラケット
３３ ケーブルチェーン
３４ 駆動ユニット
４１ クロスローラ
４２ リング
４３ 下ベースリング
４４ 上ベースリング
４５ 歯車
４６ リング
４７ テーブル
４８ テーブル固定ブロック
４９ ブロック
５３ 保護位置決め板
５１，５５ ダイシングリング
５２，５４ 弾性板
６０ リング収めユニット
６１ ブラケット
６２ シリンダ
６３ アーム
６４，６７ 押さえアーム
６５ 押さえ板
７２，７３ カメラ
８０ コントローラ
８１ 画像処理部
８２ 制御部
８５ ブレイクバー駆動部
８６ テーブル回転駆動部
８７ Ｙ軸駆動部
８８，８９ モータ 10 Breaking device 11 Stage 12 Y-axis moving mechanism 13, 16 Horizontal fixing member 14 Servo motor 17 Upper moving member 20 Lower moving member 21 Break bar 30 Rotating mechanism 31 Base 32 Bracket 33 Cable chain 34 Drive unit 41 Cross roller 42 Ring 43 Lower Base ring 44 Upper base ring 45 Gear 46 Ring 47 Table 48 Table fixing block 49 Block 53 Protective positioning plate 51,55 Dicing ring 52,54 Elastic plate 60 Ring housing unit 61 Bracket 62 Cylinder 63 Arm 64,67 Holding arm 65 Holding plate 72, 73 camera 80 controller 81 image processing unit 82 control unit 85 break bar drive unit 86 table rotation drive unit 87 Y-axis drive unit 88, 89 motor

Claims (2)

スクライブが形成された脆性材料基板を分断するブレイク装置であって、
前記脆性材料基板を保持するテーブルと、
前記テーブルを少なくとも１８０°回転させる回動手段と、
前記テーブルをその面に沿って平行移動する平行移動手段と、
前記テーブル上の脆性材料基板のスクライブラインに対してブレイクバーを昇降させる昇降手段と、
前記回動手段によって前記テーブルを回転させ、前記平行移動手段により前記テーブルを水平移動させてスクライブラインに一致させてブレイクバーを降下させるように制御する制御手段と、を具備するブレイク装置であって、
前記回動手段は、
駆動歯車を有し、前記テーブルを回転させる駆動ユニットと、
貫通孔及び前記駆動ユニットを保持するベースと、
前記ベースの貫通孔に外輪が取付けられ内輪を回転自在とする円形のクロスローラと、
前記クロスローラの内輪に取付けられたベースリングと、
前記ベースリングの外周に設けられ、少なくとも１８０°の歯が形成され、前記駆動ユニットの駆動歯車と噛合する歯車と、
前記ベースリングに保持されたテーブルと、
前記ベースリングのテーブルの外周部に設けられ、回動自在のアームによって前記脆性材料基板を有するダイシングリングを保持するリング収めユニットと、
を有し、
前記ベースの側方にリング収めユニットに電源を供給するケーブルチェーンを有し、
前記歯車がケーブルチェーンの上部に設けられたブレイク装置。 A breaking device for cutting a brittle material substrate on which scribes are formed,
A table holding the brittle material substrate,
Rotating means for rotating the table at least 180°;
Parallel moving means for moving the table in parallel along its surface,
Elevating means for elevating the break bar with respect to the scribe line of the brittle material substrate on the table,
Wherein the rotating means rotates the table, a breaking apparatus comprising a control means for controlling so as to lower the matched allowed to break the bar to the table in a horizontal movement is allowed by the scribe lines by the parallel movement means ,
The rotating means is
A drive unit that has a drive gear and rotates the table;
A base for holding the through hole and the drive unit;
A circular cross roller having an outer ring attached to the through hole of the base to allow the inner ring to rotate,
A base ring attached to the inner ring of the cross roller,
A gear that is provided on the outer periphery of the base ring and that has teeth of at least 180° and that meshes with the drive gear of the drive unit;
A table held on the base ring,
A ring accommodating unit which is provided on an outer peripheral portion of the table of the base ring and holds a dicing ring having the brittle material substrate by a rotatable arm;
Have
A cable chain for supplying power to the ring housing unit is provided on the side of the base,
A breaking device in which the gear is provided above the cable chain. 前記ブレイク装置は、
前記テーブル上に保持されている脆性材料基板のスクライブラインをモニタするカメラを具備し、
前記制御手段は、前記カメラから得られた脆性材料基板の画像に基づいてスクライブラインとブレイクバーとが平行となるように前記回動手段によってテーブルを回転させるものである請求項１記載のブレイク装置。 The break device is
A camera for monitoring the scribe line of the brittle material substrate held on the table,
The break device according to claim 1, wherein the control means rotates the table by the rotating means so that the scribe line and the break bar are parallel to each other based on the image of the brittle material substrate obtained from the camera. ..
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