JP7390574B2 - ダイシング装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明はダイシング装置及び方法に係り、半導体装置又は電子部品等が形成されたウェーハ等の被加工物（以下、ワークという。）を個々のチップに分割するダイシング装置及び方法に関する。

半導体装置又は電子部品等が形成されたウェーハ等のワークを個々のチップに分割するダイシング装置は、スピンドルによって高速に回転されるブレードと、ワークを吸着保持するワークテーブルと、ワークテーブルとブレードとの相対的位置を変化させるＸ、Ｙ、Ｚ及びθ駆動部とを備えている。ダイシング装置では、各駆動部によりブレードとワークとを相対的に移動させながら、ブレードをワークに切り込ませることによりダイシング加工（切削加工）する。

ワークのダイシング加工を行う場合、ワークを治具に吸着固定し、ワークの分割予定ラインと、治具の治具溝との位置合わせ（アライメント）を行う。これにより、ワークを貫通するようにブレードを深く切り込ませることにより、ワークを完全に分割することが可能になる。

治具を用いてワークのダイシング加工を行う場合、ワークの分割予定ラインの位置と治具溝の位置がずれると、ワークの分割予定ラインを検出し加工した結果、ブレードと治具とが干渉して治具の一部が削られてしまう。治具の一部が削られると、ワークを治具に吸着するときにエアがリークし、ワークを治具に安定的に吸着することが困難になる。また、治具の寿命が短くなり、治具の交換の頻度が増加してコストの上昇を招いたり、治具の切削により発生したゴミがクリーンルームの汚染の原因となるという問題がある。

特許文献１及び２には、ワークの分割予定ラインと治具溝との位置合わせを行う際に、ワークを治具から退避させた後に置き直すことが開示されている。具体的には、ワークを治具に載置する前後の画像から治具溝及び分割予定ラインをそれぞれ検出して、治具の治具溝の位置とワークの分割予定ラインの位置との間のずれ量を算出する。次に、ワークを治具から退避させ、ワーク又は治具を移動させてずれ量の補正を行った後に、ワークを治具に置き直す。これにより、分割予定ラインと治具溝とが位置合わせされる。

特開２０１３－０６５６０３号公報 特開２０１６－１４３８６１号公報

ダイシング加工時にブレードと治具とが干渉する要因としては、以下の（１）及び（２）が考えられる。
（１）ワークを加工部に搬入（ロード）して治具に吸着保持するときの搬入誤差。
（２）ワークの歪に起因する分割予定ラインのずれ。分割予定ラインの部分的なずれが累積して生じる累積ずれ。

特許文献１及び２では、治具の治具溝の位置とワークの分割予定ラインの位置との間のずれ量を算出し、ワークを治具から退避させて置き直すことにより位置合わせを行っている。特許文献１及び２によれば、ワークを治具に載置する前後の画像から（１）の搬入誤差に起因するずれ量を算出し、置き直しによりずれ量の補正を行うことが可能になる。しかしながら、特許文献１及び２では、ワークを治具から退避させて置き直すために手間がかかり、時間のロスにつながる。このため、ダイシング装置のスループットが低下するという問題があった。

さらに、特許文献１及び２では、（２）のワークの歪に起因する分割予定ラインの部分的なずれの累積ずれが考慮されておらず、分割予定ラインの部分的なずれの累積ずれに起因するブレードと治具との干渉を防止することは困難であった。ダイシング加工時にブレードと治具との干渉が発生した場合、干渉が検出されるとエラーが発生し、ダイシング装置が停止することになる。エラーの発生によりダイシング装置が停止すると、スループットがさらに低下するという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ダイシング加工時におけるワークのアライメントエラーの発生を防止することができ、かつ、ブレードと治具との干渉を防止することが可能なダイシング装置及び方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係るダイシング装置は、ワークを保持して搬送するハンドラと、ワークをハンドラに保持した状態でワークの外形を測定するためのセンサーと、ワークを吸着保持するための治具と、治具により吸着保持されたワークに対して分割予定ラインに沿ってダイシング加工を行って分割するためのブレードとを含む加工部と、ワークの外形の測定結果に基づいてワークの分割予定ラインの位置を算出し、分割予定ラインに沿うブレードの刃厚に対応する太さのラインが治具の治具溝に収まるように、ワークと治具とのアライメントを行う制御部とを備える。

本発明の第２の態様に係るダイシング装置は、第１の態様において、制御部は、ワークの対向する二辺に最も近い少なくとも２本の分割予定ラインに沿うブレードの刃厚に対応する太さのラインがそれぞれ治具の治具溝に収まるように、ワークと治具とのアライメントを行う。

本発明の第３の態様に係るダイシング装置は、第１の態様において、制御部は、ワークに設けられた複数の分割エリアに含まれる分割予定ラインに沿うブレードの刃厚に対応する太さのラインが治具の治具溝に収まるように、ワークと治具とのアライメントを行う。

本発明の第４の態様に係るダイシング装置は、第３の態様において、制御部は、分割エリアにおいて対向する二辺に最も近い少なくとも２本の分割予定ラインに沿うブレードの刃厚に対応する太さのラインがそれぞれ治具の治具溝に収まるように、ワークと治具とのアライメントを行う。

本発明の第５の態様に係るダイシング方法は、ワークをハンドラに保持した状態でワークの外形を測定するステップと、ワークの外形の測定結果に基づいてワークの分割予定ラインの位置を算出し、ワークの分割予定ラインに沿うラインであって、ワークのダイシング加工を行うためのブレードの刃厚に対応する太さのラインが治具の治具溝に収まるように、ワークと治具とのアライメントを行うステップと、ワークを治具により吸着保持して、ワークに対して分割予定ラインに沿ってダイシング加工を行うステップとを含む。

本発明によれば、ワークの歪に起因する分割予定ラインのずれが発生している場合であっても、ワークの外形を予め測定して分割予定ラインの位置を算出することにより、アライメントエラーの発生を防止することができ、ブレードと治具との干渉を防止することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るダイシング装置を示す平面図である。 図２は、本発明の一実施形態に係るダイシング装置の制御系を示すブロック図である。 図３は、センサーの例を示す斜視図である。 図４は、図３に示すセンサーを用いたワークの外形の測定方法を説明するための平面図である。 図５は、非接触式センサーの例を示す斜視図である。 図６は、加工ステージとワークを示す平面図（アライメント前）である。 図７は、加工ステージとワークを示す平面図（アライメント後）である。 図８は、加工ステージの表面に設けられた治具を拡大して示す斜視図である。 図９は、ワークの切削状況を示す平面図である。 図１０は、図９のＸ－Ｘ断面図である。 図１１は、比較例を示す平面図である。 図１２は、本発明の第１の実施形態に係るダイシング方法を示すフローチャートである。 図１３は、本発明の第２の実施形態に係るダイシング方法を説明するための平面図である。 図１４は、本発明の第２の実施形態に係るダイシング方法を示すフローチャートである。 図１５は、図１４における分割エリアごとのダイシング工程を示すフローチャートである。

以下、添付図面に従って本発明に係るダイシング装置及び方法の実施の形態について説明する。

［ダイシング装置］
図１は、本発明の一実施形態に係るダイシング装置を示す平面図であり、図２は、本発明の一実施形態に係るダイシング装置の制御系を示すブロック図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係るダイシング装置１は、ワークＷのダイシング加工を行う加工部２０と、ハンドラ５０とを含んでいる。本実施形態に係るダイシング装置１では、ダイシング加工の前に、ワークＷをハンドラ５０に保持した状態でワークＷの外形の測定を行い、ワークＷの外形の測定の測定結果に基づいて、加工部２０におけるワークＷと治具Ｊ１の治具溝Ｇ１（図６から図１０参照）とのアライメントを行う。

加工部２０へのワークＷの搬入、及び加工部２０からのワークＷの搬出は、ハンドラ５０を用いて行われる。ハンドラ５０は、ハンドラ軸５２、ハンドラアーム５４及びハンドラ駆動部５６を含んでいる。ハンドラ軸５２は、Ｙ方向に伸びており、ハンドラアーム５４をＹ方向及びＺ方向に沿って移動可能に保持する。ハンドラアーム５４は、ワークＷを吸着して保持する。ハンドラ駆動部５６は、ハンドラアーム５４をＹ方向及びＺ方向に移動させるための動力源（例えば、モータ）を含んでいる。ハンドラアーム５４をＹ方向及びＺ方向に移動させるための機構としては、ハンドラ軸５２にボールねじを設けて、ハンドラアーム５４にボールねじと螺合するナット等を設けたボールねじ機構、又はラックアンドピニオン機構等の往復直線運動が可能な機構を用いることが可能である。

図２に示すように、本実施形態に係るダイシング装置１の制御系は、制御部１００、入力部１０２及び表示部１０４を含んでいる。ダイシング装置１の制御系は、例えば、パーソナルコンピュータ、マイクロコンピュータ等の汎用のコンピュータによって実現可能である。

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ストレージデバイス（例えば、ハードディスク等）等を含んでいる。制御部１００では、ＲＯＭに記憶されている制御プログラム等の各種プログラムがＲＡＭに展開され、ＲＡＭに展開されたプログラムがＣＰＵによって実行されることにより、ダイシング装置１の各部の機能が実現される。

入力部１０２は、ユーザからの操作入力を受け付けるための操作部材（例えば、キーボード、ポインティングデバイス等）を含んでいる。

表示部１０４は、ダイシング装置１の操作のためのＧＵＩ（Graphical User Interface）等を表示する装置であり、例えば、液晶ディスプレイを含んでいる。

（ワークの外形の測定）
図２に示すように、本実施形態に係るダイシング装置１は、センサー１０及びセンサー制御部１２を含んでいる。

センサー１０は、ワークＷをハンドラ５０に保持した状態で、ワークＷの外形（例えば、外縁部、４隅の点等）を検出する。センサー１０としては、ワークＷを図中下方（－Ｚ側）から撮影するカメラ、又はレーザー光を利用する非接触式センサーを用いることが可能である。

センサー制御部１２は、センサー１０によるワークＷの外形の検出結果を検出信号に変換して制御部１００に送信する処理部と、センサー１０をＸＹ方向に移動させるための駆動部とを含んでいる。センサー１０の駆動部としては、例えば、上記のような往復直線運動が可能な機構を用いることが可能である。

制御部１００は、センサー制御部１２から受信したワークＷの外形の検出結果を含む検出信号から、ワークＷの歪を推定する。具体的には、制御部１００は、ワークＷの外形の検出結果の設計値からのずれに基づいてワークＷの歪を推定する。

例えば、図１等に示す矩形のワークＷの場合には、センサー１０を用いて、ワークＷの４隅の点Ｐ１からＰ４（図４参照）を検出する。そして、ワークＷの４隅の点Ｐ１からＰ４の設計値からのずれに基づいて、ワークＷのＸＹ方向及び回転方向（θ方向）の歪を算出し、ワークＷの歪に基づいて、ワークＷの分割予定ラインＣＬ１の位置を算出する。分割予定ラインＣＬ１の位置の算出は、例えば、ワークＷがＸＹθ方向にリニアに変形したと仮定して、ワークＷの変形量に基づいて、分割予定ラインＣＬ１の位置の設計値からのずれを推定する。

加工部２０では、この分割予定ラインＣＬ１の位置に基づいて、ワークＷとステージＳＴ１又はＳＴ２のアライメントを行う。

図３は、センサーの例を示す斜視図であり、図４は、図３に示すセンサーを用いたワークの外形の測定方法を説明するための平面図である。

図３に示すセンサー１０は、撮像素子がライン状（Ｙ方向）に配列されたラインセンサーである。センサー１０における撮像素子が配列された領域の長さは、ワークＷのＹ方向長さよりも長くなっている。したがって、ワークＷを保持したハンドラアーム５４とセンサー１０とをＸ方向に相対移動させながらワークＷの画像を撮影することにより、ワークＷの－Ｚ側の面の画像を撮影することができる。制御部１００は、ワークＷの－Ｚ側の面の画像からワークＷの外形を測定する。

ワークＷの－Ｚ側の面の画像を撮影するときには、ワークＷを保持したハンドラアーム５４とセンサー１０とをＸ方向に相対移動させながらワークＷの画像を撮影し、撮影した画像をつなぎ合わせることにより、ワークＷの全面の画像を作成するようにしてもよい。この場合、ワークＷの全面の歪（例えば、設計値からのずれ）を算出することが可能になる。

また、ワークＷを保持したハンドラアーム５４とセンサー１０とをＸ方向に相対移動させながら、ワークＷのＸ方向の両端部Ｖ１及びＶ２の画像を撮影し、両端部Ｖ１及びＶ２の画像からワークＷの４隅の点Ｐ１からＰ４を検出するようにしてもよい。この場合、ワークＷの４隅の点Ｐ１からＰ４の位置から、線形補間又は最小二乗近似によりワークＷの外形を算出して、ワークＷの外形からワークＷの歪を算出することができる。

また、両端部Ｖ１及びＶ２の画像に加えて、両端部Ｖ１及びＶ２の間の中間部Ｖ３の画像を撮影してもよい。この場合も、ワークＷの４隅の点Ｐ１からＰ４及び中間部Ｖ３の端部の位置から、線形補間又は最小二乗近似によりワークＷの外形を算出して、ワークＷの外形からワークＷの歪を算出することができる。

また、図４に示すように、ワークＷが複数の分割エリア（図４に示す例では、Ａ１からＡ４の４つ）に分かれている場合、各分割エリアの間にスリット（ＳＬ１からＳＬ３）が形成される場合がある。この場合、両端部Ｖ１及びＶ２の画像に加えて、スリットＳＬ１からＳＬ４のいずれかを含む領域を撮影するようにしてもよい。この場合、ワークＷの分割エリアごとに歪を算出することが可能になる。

なお、本実施形態では、センサー１０としてワークＷよりも長いラインセンサーを用いたが、本発明はこれに限定されない。例えば、ワークＷよりも短いラインセンサーを用いる場合には、センサー１０をＸＹ方向に走査して撮影した画像をつなぎ合わせればよい。

また、本実施形態では、センサー１０としてラインセンサーを用いたが、本発明はこれに限定されない。センサー１０としては、例えば、撮像素子が２次元に配列されたエリアセンサー、カメラ又は非接触式センサーを用いることも可能である。

図５は、非接触式センサーの例を示す斜視図である。図５に示す非接触式センサー１０－１は、投光部１４及び受光部１６を含んでいる。投光部１４は、レーザー光Ｌ１を発振する素子を備えており、受光部１６は、レーザー光Ｌ１を受光する受光素子を備えている。投光部１４及び受光部１６は、それぞれワークＷの－Ｚ側と＋Ｚ側に配置されており、投光部１４が＋Ｚ方向に発振したレーザー光Ｌ１を受光部１６が受光する。センサー制御部１２は、このレーザー光Ｌ１がワークＷによって遮光されたときの位置を示す検出信号を制御部１００に送信し、制御部１００は、このレーザー光Ｌ１がワークＷによって遮光されたときの位置に基づいて、ワークＷの外形を測定する。

なお、図５に示す非接触式センサー１０－１を用いる場合には、ワークＷの４隅に対応して４つの非接触式センサーを設けてもよい。この場合、非接触式センサー１０－１とワークＷとを相対移動させることなく、ワークＷの４隅の点を検出可能にしてもよい。

また、図５に示す例では、ワークＷを挟んで投光部１４及び受光部１６を配置されている非接触式センサー１０－１について説明したが、例えば、ＴＯＦ（Time of Flight）方式又は位相差検出方式の非接触式センサーを用いてもよい。

（加工部）
加工部２０では、ワークＷの形状の測定の測定結果に基づいて、ワークＷのアライメントが行われ、ブレードダイシングが行われる。図１及び図２に示すように、加工部２０は、第１ステージＳＴ１、第２ステージＳＴ２、第１ステージ駆動部２２－１、第２ステージ駆動部２２－２、加工駆動部２６、顕微鏡ＭＳ、ＭＳ駆動部２８、第１スピンドル３０－１、第２スピンドル３０－２、第１ブレード３２－１及び第２ブレード３２－２を含んでいる。

センサー１０を用いて外形の測定が行われたワークＷは、ハンドラアーム５４により吸着保持されて加工部２０に搬入され、第１ステージＳＴ１又は第２ステージＳＴ２に載置される。第１ステージＳＴ１又は第２ステージＳＴ２の表面には、ワークＷを吸着保持するための治具が設けられている。なお、以下の説明では、搬送中のワークをＷ、第１ステージＳＴ１及び第２のステージＳＴ２に吸着保持されたワークをそれぞれＷ１及びＷ２と記載する。

第１ステージ駆動部２２－１は、第１ステージＳＴ１をθ１方向に回転させるモータと、空気を吸引してワークＷを第１ステージＳＴ１に吸着するためのポンプとを含んでいる。第２ステージ駆動部２２－２は、第２ステージＳＴ２をθ２方向に回転させるモータと、空気を吸引してワークＷを第２ステージＳＴ２に吸着するためのポンプとを含んでいる。

なお、本実施形態では、加工部２０に２つのステージ（第１ステージＳＴ１及び第２ステージＳＴ２）を設けたが、加工部２０のステージは１つであってもよい。

第１スピンドル３０－１及び第２スピンドル３０－２には、それぞれ第１ブレード３２－１及び第２ブレード３２－２が取り付けられている。第１スピンドル３０－１及び第２スピンドル３０－２は、それぞれ第１ブレード３２－１及び第２ブレード３２－２を高速回転させるための高周波モータを含んでいる。

第１ブレード３２－１及び第２ブレード３２－２は、例えば、円盤状の切削刃である。第１ブレード３２－１及び第２ブレード３２－２としては、例えば、ダイヤモンド砥粒又はＣＢＮ（Cubic Boron Nitride）砥粒をニッケルで電着した電着ブレード、あるいは樹脂で結合したレジンブレード等を用いることが可能である。第１ブレード３２－１及び第２ブレード３２－２は、加工対象のワークＷの種類及びサイズ並びに加工内容等に応じて交換可能である。

上記の通り、第１ステージＳＴ１及び第２ステージＳＴ２は、同様の構成を有している。このため、以下の説明では、第１ステージ駆動部２２－１及び第２ステージ駆動部２２－２を加工ステージ駆動部２２、第１スピンドル３０－１及び第２スピンドル３０－２をスピンドル３０、第１ブレード３２－１及び第２ブレード３２－２をブレード３２と総称する場合がある。

加工駆動部２６は、第１スピンドル３０－１及び第２スピンドル３０－２を加工軸（Ｙ軸）に沿って移動させるためのモータを含んでいる。

ＭＳ駆動部２８は、顕微鏡ＭＳをＸ１軸、Ｘ２軸及びＭＳ軸に沿って移動させるための動力源（例えば、モータ）を含んでいる。顕微鏡ＭＳを移動させるための機構としては、例えば、ボールねじ又はラックアンドピニオン機構等の往復直線運動が可能な機構を用いることが可能である。

顕微鏡ＭＳは、第１ステージＳＴ１及び第２ステージＳＴ２に吸着保持されたワークＷ１及びＷ２の表面の画像を撮影する。顕微鏡ＭＳによって撮影されたワークＷ１及びＷ２の表面画像は、制御部１００に送信される。

なお、本実施形態では、顕微鏡ＭＳをＸ１軸、Ｘ２軸及びＭＳ軸に沿って移動させるようにしたが、第１ステージＳＴ１及び第２ステージＳＴ２を移動させるようにしてもよいし、顕微鏡ＭＳ、第１ステージＳＴ１及び第２ステージＳＴ２を移動させるようにしてもよい。以下の説明では、第１ステージＳＴ１及び第２ステージＳＴ２を加工ステージＳＴと記載する場合がある。

制御部１００は、顕微鏡ＭＳから受信したワークＷ１及びＷ２の表面画像に対して画像処理を行って、ワークＷ１及びＷ２の分割予定ラインと、第１ステージＳＴ１及び第２ステージＳＴ２の表面に設けられた治具とのアライメントを行う。

なお、本実施形態では、簡単のため、Ｘ１軸及びＸ２軸をＸ軸に平行とし、ハンドラ軸５２、ＭＳ軸及び加工軸をＹ軸と平行としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、加工部２０のＸ１軸及びＸ２軸並びにＭＳ軸は、それぞれ独立に設けることが可能である。

（アライメント）
まず、ワークＷを吸着するための加工ステージＳＴ及び治具Ｊ１の構成について説明する。

図６及び図７は、加工ステージとワークを示す平面図である。図６及び図７は、加工ステージＳＴとワークＷとのアライメントが行われる前後の状態をそれぞれ示している。また、図８は、加工ステージの表面に設けられた治具を拡大して示す斜視図である。

図６に示すように、ワークＷの表面には、ワークＷに形成された半導体装置又は電子部品等を個別のチップに分割するための分割予定ラインＣＬ１が設けられている。加工ステージＳＴの表面には、ワークＷのチップと一対一対応となるように治具（吸着パッド）Ｊ１が設けられている。治具Ｊ１は、加工ステージＳＴの表面に、所定の間隔Ｗ_Ｇを空けて、ＸＹ方向に沿って並べて取り付けられている（接着されている）。以下の説明では、治具Ｊ１の間のスペースを治具溝Ｇ１という。ここで、治具Ｊ１は、加工対象のワークＷの種類及びサイズ並びに加工内容等に応じて交換され、治具溝Ｇ１の幅Ｗ_Ｇがブレード３２の幅（刃厚）Ｗ_Ｂよりも広いものが用いられる。

治具Ｊ１の平面形状は、図６及び図７に示す例では略矩形であるが、チップの形状に対応して変更することが可能である。図７に示すように、治具Ｊ１の平面視のサイズは、チップのサイズよりも小さくなっている。

治具Ｊ１は、例えば、ラバー（ゴム）製であり、図８に示すように、上方（＋Ｚ側）が開放され、底部が閉じた筒状（角筒状）である。治具Ｊ１の底面には、吸引孔Ｈ１が形成されており、第１ステージ駆動部２２－１又は第２ステージ駆動部２２－２のポンプを用いて、ワークＷと治具Ｊ１との間の空気を吸引することにより、ワークＷが加工ステージＳＴに吸着保持される。

なお、治具Ｊ１の形状は、筒状に限定されるものではない。治具Ｊ１は、例えば、吸引孔Ｈ１が複数形成された板状のラバーをダイシング加工することにより作成するようにしてもよい。

ワークＷを加工ステージＳＴにロードする場合には、図７に示すように、制御部１００により算出された分割予定ラインＣＬ１の位置に基づいてアライメントが行われる。具体的には、制御部１００は、制御部１００により算出された分割予定ラインＣＬ１に沿う太さＷ_Ｂのラインがすべて対応する治具溝Ｇ１の中に収まるようなワークＷのＸ、Ｙ座標及び加工ステージＳＴの回転角（θ１又はθ２）を算出する。そして、制御部１００は、算出したＸ、Ｙ座標及び回転角（θ１又はθ２）に基づいてハンドラアーム５４と加工ステージＳＴとの相対位置を調整して、ワークＷと治具溝Ｇ１とのアライメントを行って、ワークＷを治具Ｊ１に吸着させる。

なお、本実施形態では、分割予定ラインＣＬ１に沿う太さＷ_Ｂのラインがすべて対応する治具溝Ｇ１の中に収まるようにアライメントを行うようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、分割予定ラインＣＬ１の一部のみ（例えば、ワークＷのＸ方向両端の対向する２辺に最も近い２本の分割予定ラインＣＬ_Ｘ１１及びＣＬ_Ｘ４２、ワークＷのＹ方向両端の対向する２辺に最も近い２本の分割予定ライン（図７に示す例では、ワークＷは、４つの分割エリアＡ１からＡ４に分かれているため、合計８本の分割予定ラインＣＬ_Ｙ１１、ＣＬ_Ｙ１２、ＣＬ_Ｙ２１、ＣＬ_Ｙ２２、ＣＬ_Ｙ３１、ＣＬ_Ｙ３２、ＣＬ_Ｙ４１及びＣＬ_Ｙ４２）、又はこれらを含む複数本）についてその位置を算出し、算出した分割予定ラインが対応する治具溝Ｇ１の中に収まるようにアライメントを行ってもよい。

一般に、ワークＷは、均一な材料により形成されるため、ワークＷの変形は略リニアに発生すると考えられる。この場合、分割予定ラインＣＬ１は、ワークＷの歪にしたがって略リニアに分布する。したがって、ワークＷのＹ方向両端の対向する２辺に最も近い２本分割予定ラインＣＬ１が対応する治具溝Ｇ１に収まるようにアライメントを行うだけでも、ほかの分割予定ラインＣＬ１が対応する治具溝Ｇ１に収まるようにすることが可能である。

図９は、ワークの切削状況を示す平面図であり、図１０は、図９のＸ－Ｘ断面図である。図１１は、比較例を示す平面図である。

図９に示す例では、分割予定ラインＣＬ１に沿う太さＷ_ＢのラインＣＴ１がすべて対応する治具溝Ｇ１の中に収まるようにアライメントが行われている。この場合、図１０に示すように、ブレード３２によりワークＷのダイシング加工を行うと、ブレード３２が治具Ｊ１に干渉しない。

一方、図１１に示す例では、分割予定ラインＣＬ２に沿う太さＷ_ＢのラインＣＴ２の一部が対応する治具溝Ｇ１の外に達している。この場合、ブレード３２によりワークＷのダイシング加工を行うと、図中の領域Ｅ１においてブレード３２が治具Ｊ１と干渉する。このため、ブレード３２が治具Ｊ１に切り込んで治具Ｊ１が破損する。

本実施形態によれば、ワークＷの外形の検出結果に基づいて分割予定ラインＣＬ１の位置を予め算出しておき、この分割予定ラインＣＬ１に沿う太さＷ_ＢのラインＣＴ１が対応する治具溝Ｇ１の中に収まるようにアライメントを行う。これにより、ブレード３２と治具Ｊ１との干渉を防止することができる。

［ダイシング方法］
（第１の実施形態）
図１２は、本発明の第１の実施形態に係るダイシング方法を示すフローチャートである。

まず、制御部１００は、ハンドラ５０を制御して、ハンドラアーム５４にワークＷを吸着保持させる（ステップＳ１０）。そして、ハンドラアーム５４にワークＷを保持した状態で、センサー１０を用いてワークＷの外形を検出する（ステップＳ１２）。

次に、制御部１００は、ワークＷの外形の検出結果に基づいて、ワークＷの歪を算出する。そして、制御部１００は、ワークＷの歪の算出結果に基づいて、アライメントが可能であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４における判定は、例えば、下記の（Ａ）から（Ｃ）のいずれかにより行う。

（Ａ）制御部１００は、ワークＷの歪の算出結果に基づいて、例えば、線形補間又は最小二乗近似により、ワークＷのすべての分割予定ラインＣＬ１の位置を算出する。次に、制御部１００は、分割予定ラインＣＬ１に沿う太さＷ_ＢのラインＣＴ１がすべて対応する治具溝Ｇ１の中に収まるようなアライメントが可能か否かを判定する。

（Ｂ）制御部１００は、ワークＷの歪の算出結果に基づいて、例えば、線形補間又は最小二乗近似により、（Ｂ１）ワークＷのＸ方向両端の対向する２辺に最も近い２本の分割予定ラインＣＬ_Ｘ１１及びＣＬ_Ｘ４２（図７参照）、又は（Ｂ２）ワークＷのＹ方向両端の対向する２辺に最も近い分割予定ライン（図７に示す例では、ワークＷは、４つの分割エリアＡ１からＡ４に分かれているため、合計８本の分割予定ラインＣＬ_Ｙ１１、ＣＬ_Ｙ１２、ＣＬ_Ｙ２１、ＣＬ_Ｙ２２、ＣＬ_Ｙ３１、ＣＬ_Ｙ３２、ＣＬ_Ｙ４１及びＣＬ_Ｙ４２）の位置を算出する。次に、制御部１００は、算出した分割予定ライン（ＣＬ_Ｘ１１及びＣＬ_Ｘ４２、若しくはＣＬ_Ｙ１１、ＣＬ_Ｙ１２、ＣＬ_Ｙ２１、ＣＬ_Ｙ２２、ＣＬ_Ｙ３１、ＣＬ_Ｙ３２、ＣＬ_Ｙ４１及びＣＬ_Ｙ４２）に沿う太さＷ_ＢのラインＣＴ１が対応する治具溝Ｇ１の中に収まるようなアライメントが可能か否かを判定する。なお、分割予定ラインＣＬ_Ｙ１１、ＣＬ_Ｙ２１、ＣＬ_Ｙ３１及びＣＬ_Ｙ４１と、分割予定ラインＣＬ_Ｙ１２、ＣＬ_Ｙ２２、ＣＬ_Ｙ３２及びＣＬ_Ｙ４２とは、それぞれ１回の走査で切削されるため、それぞれ１本の分割予定ラインとして扱ってもよい。

（Ｃ）制御部１００は、ワークＷの歪の算出結果に基づいて、例えば、線形補間又は最小二乗近似により、一部の分割予定ラインＣＬ１の位置を算出する。次に、制御部１００は、上記の一部の分割予定ラインＣＬ１に沿う太さＷ_ＢのラインＣＴ１がすべて対応する治具溝Ｇ１の中に収まるようなアライメントが可能か否かを判定する。ここで、一部の分割予定ラインＣＬ１とは、例えば、（Ｃ１）ワークＷの四辺に最も近い分割予定ライン（ＣＬ_Ｘ１１及びＣＬ_Ｘ４２並びにＣＬ_Ｙ１１、ＣＬ_Ｙ１２、ＣＬ_Ｙ２１、ＣＬ_Ｙ２２、ＣＬ_Ｙ３１、ＣＬ_Ｙ３２、ＣＬ_Ｙ４１及びＣＬ_Ｙ４２、（Ｃ２）ワークＷのＸ方向両端の対向する２辺に最も近い２本の分割予定ラインＣＬ_Ｘ１１及びＣＬ_Ｘ４２を含む複数本の分割予定ラインＣＬ１、若しくは（Ｃ３）ワークＷのＹ方向両端の対向する２辺に最も近い分割予定ラインＣＬ_Ｙ１１、ＣＬ_Ｙ１２、ＣＬ_Ｙ２１、ＣＬ_Ｙ２２、ＣＬ_Ｙ３１、ＣＬ_Ｙ３２、ＣＬ_Ｙ４１及びＣＬ_Ｙ４２を含む複数本の分割予定ラインＣＬ１である。

次に、制御部１００は、ステップＳ１４においてアライメントが可能と判定した場合、ハンドラアーム５４を制御して、加工部２０の加工ステージＳＴにワークＷをロードする。このとき、制御部１００は、ステップＳ１４におけるワークＷの判定結果に基づいてアライメントを行い、加工ステージ駆動部２２を制御して、加工ステージＳＴにワークＷを吸着保持させる（ステップＳ１６）。そして、制御部１００は、加工ステージＳＴに吸着保持されたワークＷの分割予定ラインＣＬ１に沿ってブレード３２を移動させてダイシング加工を行う（ステップＳ１８）。

一方、制御部１００は、ステップＳ１４においてアライメントが不可能と判定した場合、ハンドラアーム５４からワークＷを取り外して（アンロード）、ダイシング加工の対象から除外する（ステップＳ２０）。この場合、引き続き、別のワークＷに対して上記のステップを繰り返すようにしてもよい。

本実施形態によれば、ワークＷの歪に起因する分割予定ラインＣＬ１のずれが発生している場合であっても、ワークＷの外形を予め測定して分割予定ラインの位置を算出することができる。これにより、アライメントエラーの発生を防止することができ、かつ、ブレード３２と治具Ｊ１との干渉を防止することができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、１回のアライメントでワークＷの分割予定ラインＣＬ１と治具溝Ｇ１の位置合わせが可能か否かを判定した。これに対して、本実施形態では、ワークＷのエリアごとに（例えば、分割エリアＡ１からＡ４ごとに）アライメントが可能な場合にもダイシング加工を行うようにしたものである。

図１３は、本発明の第２の実施形態に係るダイシング方法を説明するための平面図である。

図１３に示す例では、分割予定ラインＣＬ１に沿う太さＷ_ＢのラインＣＴ１がすべて対応する治具溝Ｇ１の中に収まるようなアライメントを行うことができない。このため、ワークＷを複数の分割エリアＡ１からＡ４に分け、分割エリアＡ１からＡ４ごとに、アライメントとダイシング加工を行う。

具体的には、まず、図１３に示すように、分割エリアＡ１に含まれる分割予定ラインＣＬ１について、分割予定ラインＣＬ１に沿う太さＷ_ＢのラインＣＴ１がすべて対応する治具群ＪＧ１の治具溝Ｇ１の中に収まるようなアライメントを行う。このとき、分割エリアＡ２からＡ４では、分割予定ラインＣＬ１ｎに沿う太さＷ_ＢのラインＣＴ１の一部が治具Ｊ１と干渉している。そして、分割エリアＡ１に含まれる分割予定ラインＣＬ１に対してダイシング加工を行う。これにより、分割エリアＡ１に含まれるチップがワークＷから切り離される。

次に、ワークＷの吸着状態を解除して、分割エリアＡ２からＡ４からなるワークＷをハンドラアーム５４により引き上げて吸着保持する。そして、分割エリアＡ２に含まれる分割予定ラインＣＬ１について、分割予定ラインＣＬ１に沿う太さＷ_ＢのラインＣＴ１がすべて対応する治具群ＪＧ２の治具溝Ｇ１の中に収まるようなアライメントを行う。そして、分割エリアＡ２に含まれる分割予定ラインＣＬ１に対してダイシング加工を行う。これにより、分割エリアＡ２に含まれるチップがワークＷから切り離される。

以下、分割エリアＡ３及びＡ４についても順次アライメントとダイシング加工を行う。これにより、分割予定ラインＣＬ１に沿う太さＷ_ＢのラインＣＴ１がすべて対応する治具溝Ｇ１の中に収まるようなアライメントを行うことができない場合であっても、ブレード３２と治具Ｊ１との干渉を防止しながら、ダイシング加工を行うことができる。

ここで、加工ステージ駆動部２２は、例えば、分割エリアＡ１からＡ４ごとに吸着状態を解除可能としてもよい。例えば、分割エリアＡ１のダイシング加工が完了した場合に、分割エリアＡ１に対応する治具群ＪＧ１については、チップを吸着保持したままにしておく。一方、分割エリアＡ２からＡ４に対応する治具群ＪＧ２からＪＧ４については、吸着状態を解除して、分割エリアＡ２からＡ４からなるワークＷをハンドラアーム５４により加工ステージＳＴから引き上げる。そして、残りの分割エリアＡ２からＡ４についても同様の手順でダイシング加工を行い、すべての分割領域Ａ１からＡ４のダイシング加工が完了した場合に、チップを回収するようにしてもよい。

また、この方法によると、ワークＷの歪が大きい場合に、分割エリアＡ２からＡ４を個別にアライメントし、冶具Ｊ１に合わせた位置調整を行うことになる。このことは、ワークＷの歪の矯正を実施していることになり、湾曲した分割予定ラインＣＬ１の修正を実施することになる。その結果、加工精度の向上につながる二次的な効果も得ることができる。

また、各分割エリアＡ１からＡ４のダイシング加工が完了するごとに、ダイシング加工によりワークＷから切り離されたチップを回収するようにしてもよい。

なお、本実施形態では、分割エリアを４つとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、分割予定ラインＣＬ１に沿う太さＷ_ＢのラインＣＴ１がすべて対応する治具溝Ｇ１の中に収まるような最大の領域にワークＷを分割するようにしてもよい。また、ワークＷをＸ方向に沿って分割するようにしたが、Ｙ方向又はＸ方向及びＹ方向の両方向に分割するようにしてもよい。ワークＷを分割エリアに分割する場合には、例えば、歪がより大きい方向に分割するようにしてもよい。

図１４は、本発明の第２の実施形態に係るダイシング方法を示すフローチャートである。図１５は、図１４における分割エリアごとのダイシング工程を示すフローチャートである。

まず、制御部１００は、ハンドラ５０を制御して、ハンドラアーム５４にワークＷを吸着保持させる（ステップＳ５０）。そして、ハンドラアーム５４にワークＷを保持した状態で、センサー１０を用いてワークＷの外形を検出する（ステップＳ５２）。

次に、制御部１００は、ワークＷの外形の検出結果に基づいて、ワークＷの歪を算出する。そして、制御部１００は、ワークＷの歪の算出結果に基づいて、ワークＷ全体のアライメントが可能であるか否かを判定する（ステップＳ５４）。ステップＳ５４における判定は、ステップＳ１４と同様に行うことが可能である（図７参照）。

次に、制御部１００は、ステップＳ５４においてアライメントが可能と判定した場合、ハンドラアーム５４を制御して、加工部２０の加工ステージＳＴにワークＷをロードする。このとき、制御部１００は、ステップＳ５４におけるワークＷの判定結果に基づいてアライメントを行い、加工ステージ駆動部２２を制御して、加工ステージＳＴにワークＷを吸着保持させる（ステップＳ５６）。そして、制御部１００は、加工ステージＳＴに吸着保持されたワークＷの分割予定ラインＣＬ１に沿ってブレード３２を移動させてダイシング加工を行う（ステップＳ５８）。

一方、制御部１００は、ステップＳ１４においてアライメントが不可能と判定した場合、分割エリアＡ１からＡ４ごとのアライメントが可能か否かを判定する（ステップＳ６０）。ステップＳ６０では、ステップＳ１４及びＳ５４と同様に、分割エリアＡ１からＡ４ごとに、分割予定ラインＣＬ１に沿う太さＷ_ＢのラインＣＴ１が対応する治具溝Ｇ１の中に収まるようなアライメントが可能か否かを判定する。具体的には、下記の＜Ａ＞から＜Ｃ＞により行う。なお、分割エリアＡ１からＡ４における分割予定ラインＣＬ１の位置は、例えば、スリットＳＬ１からＳＬ３（図４参照）の検出位置を利用して算出することが可能である。

＜Ａ＞分割エリアＡ１からＡ４ごとに、分割エリアＡ１からＡ４内のすべての分割予定ラインＣＬ１に沿う太さＷ_ＢのラインＣＴ１がすべて対応する治具溝Ｇ１の中に収まるようなアライメントが可能か否かを判定する。

＜Ｂ＞分割エリアＡ１からＡ４ごとに、＜Ｂ１＞Ｘ方向の両端の２本の分割予定ラインＣＬ_Ｘ１１及びＣＬ_Ｘ１２、ＣＬ_Ｘ２１及びＣＬ_Ｘ２２、ＣＬ_Ｘ３１及びＣＬ_Ｘ３２並びにＣＬ_Ｘ４１及びＣＬ_Ｘ４２、若しくは＜Ｂ２＞Ｙ方向の両端の２本の分割予定ラインＣＬ_Ｙ１１及びＣＬ_Ｙ１２、ＣＬ_Ｙ２１及びＣＬ_Ｙ２２、ＣＬ_Ｙ３１及びＣＬ_Ｙ３２並びにＣＬ_Ｙ４１及びＣＬ_Ｙ４２に沿う太さＷ_ＢのラインＣＴ１がすべて対応する治具溝Ｇ１の中に収まるようなアライメントが可能か否かを判定する。

＜Ｃ＞分割エリアＡ１からＡ４ごとに、一部の分割予定ラインＣＬ１を含む複数本の分割予定ラインＣＬ１）に沿う太さＷ_ＢのラインＣＴ１がすべて対応する治具溝Ｇ１の中に収まるようなアライメントが可能か否かを判定する。ここで、一部の分割予定ラインＣＬ１とは、例えば、＜Ｃ１＞分割エリアＡ１からＡ４において、四辺に最も近い各４本の分割予定ライン（ＣＬ_Ｘ１１、ＣＬ_Ｘ１２、ＣＬ_Ｙ１１及びＣＬ_Ｙ１２、ＣＬ_Ｘ２１、ＣＬ_Ｘ２２、ＣＬ_Ｙ２１及びＣＬ_Ｙ２２、ＣＬ_Ｘ３１、ＣＬ_Ｘ３２、ＣＬ_Ｙ３１及びＣＬ_Ｙ３２並びにＣＬ_Ｘ４１、ＣＬ_Ｘ４２、ＣＬ_Ｙ４１及びＣＬ_Ｙ４２）、＜Ｃ２＞分割エリアＡ１からＡ４において、Ｘ方向両端の対向する２辺に最も近い分割予定ライン（ＣＬ_Ｘ１１及びＣＬ_Ｘ１２、ＣＬ_Ｘ２１及びＣＬ_Ｘ２２、ＣＬ_Ｘ３１及びＣＬ_Ｘ３２並びにＣＬ_Ｘ４１及びＣＬ_Ｘ４２）を含む複数本の分割予定ラインＣＬ１、若しくは＜Ｃ３＞分割エリアＡ１からＡ４において、Ｙ方向両端の対向する２辺に最も近い分割予定ライン（ＣＬ_Ｙ１１及びＣＬ_Ｙ１２、ＣＬ_Ｙ２１及びＣＬ_Ｙ２２、ＣＬ_Ｙ３１及びＣＬ_Ｙ３２並びにＣＬ_Ｙ４１及びＣＬ_Ｙ４２）を含む複数本の分割予定ラインＣＬ１である。

次に、制御部１００は、ステップＳ６０において、分割エリアＡ１からＡ４ごとのアライメントが可能と判定した場合、分割エリアＡ１からＡ４ごとにダイシングを行う（ステップＳ６２）。

一方、制御部１００は、ステップＳ６０において、分割エリアＡ１からＡ４ごとのアライメントも不可能と判定した場合、ハンドラアーム５４からワークＷをアンロードする（ステップＳ６４）。

ステップＳ６２において、分割エリアごとにダイシング加工を行う場合、まず、制御部１００は、ｉ＝１（ステップＳ７０）から、分割エリアＡｉごとにアライメント（ステップＳ７２）及びダイシング（ステップＳ７４）を繰り返し行う（ステップＳ７６及びＳ７８）。そして、ｉ＝Ｎとなり（ステップＳ７６）、すべての分割エリアＡｉのダイシング加工が完了すると、処理を終了する。

本実施形態によれば、ワークＷの全体のアライメントを行うことができない場合であっても、複数の分割エリアごとにアライメントとダイシング加工とを繰り返し行うことにより、ブレード３２と治具Ｊ１との干渉を防止しながら、ダイシング加工を行うことができる。

１…ダイシング装置、１０…センサー、１２…センサー制御部、２０…加工部、２２－１…第１ステージ駆動部、２２－２…第２ステージ駆動部、２６…加工駆動部、２８…ＭＳ駆動部、３０－１…第１スピンドル、３０－２…第２スピンドル、３２－１…第１ブレード、３２－２…第２ブレード、５０…ハンドラ、５２…ハンドラ軸、５４…ハンドラアーム、５６…ハンドラ駆動部、ＳＴ１…第１ステージ、ＳＴ２…第２ステージ、ＭＳ…顕微鏡、１００…制御部、１０２…入力部、１０４…表示部

Claims (7)

1. ワークを保持して搬送するハンドラと、
   前記ワークを前記ハンドラに保持した状態で前記ワークの外形を測定するためのセンサーと、
   前記ワークを吸着保持するための治具と、前記治具により吸着保持されたワークに対して分割予定ラインに沿ってダイシング加工を行って分割するためのブレードとを含む加工部と、
   前記ワークの外形の測定結果に基づいて前記ワークの外縁部の一部を検出し、前記外縁部の一部の設計値からのずれに基づいて前記ワークの歪を算出し、前記ワークの歪から前記ワークの変形量を求め、前記ワークの変形量に基づいて前記ワークの分割予定ラインの位置を算出し、前記分割予定ラインに沿う前記ブレードの刃厚に対応する太さのラインが前記治具の治具溝に収まるように、前記ワークと前記治具とのアライメントを行う制御部と、
   を備えるダイシング装置。
2. 前記制御部は、前記ワークの対向する二辺に最も近い少なくとも２本の分割予定ラインに沿う前記ブレードの刃厚に対応する太さのラインがそれぞれ前記治具の治具溝に収まるように、前記ワークと前記治具とのアライメントを行う、請求項１記載のダイシング装置。
3. 前記制御部は、前記分割予定ラインの位置の算出結果に基づいて、前記ワークに設けられた複数の分割エリアに含まれる前記分割予定ラインに沿う前記ブレードの刃厚に対応する太さのラインが前記治具の治具溝に収まるようなアライメントが可能か否かを判定し、前記ブレードの刃厚に対応する太さのラインが前記治具の治具溝に収まるようなアライメントが可能であると判定した場合に、前記ワークと前記治具とのアライメントを行う、請求項１記載のダイシング装置。
4. 前記制御部は、前記分割エリアにおいて対向する二辺に最も近い少なくとも２本の分割予定ラインに沿う前記ブレードの刃厚に対応する太さのラインがそれぞれ前記治具の治具溝に収まるように、前記ワークと前記治具とのアライメントを行う、請求項３記載のダイシング装置。
5. 前記制御部は、前記ワークに設けられた複数の分割エリアの間に形成されたスリットを含む領域の画像に基づいて、前記ワークの前記分割エリアごとの歪を算出し、前記ワークの前記分割エリアごとの歪に基づいて前記ワークの分割予定ラインの位置を算出し、前記分割予定ラインに沿う前記ブレードの刃厚に対応する太さのラインが前記治具の治具溝に収まるように、前記ワークと前記治具とのアライメントを行う、請求項１記載のダイシング装置。
6. ワークをハンドラに保持した状態で前記ワークの外形を測定するステップと、
   前記ワークの外形の測定結果に基づいて前記ワークの外縁部の一部を検出し、前記外縁部の一部の設計値からのずれに基づいて前記ワークの歪を算出し、前記ワークの歪から前記ワークの変形量を求め、前記ワークの変形量に基づいて前記ワークの分割予定ラインの位置を算出し、前記ワークの分割予定ラインに沿うラインであって、前記ワークのダイシング加工を行うためのブレードの刃厚に対応する太さのラインが治具の治具溝に収まるように、前記ワークと前記治具とのアライメントを行うアライメントステップと、
   前記ワークを治具により吸着保持して、前記ワークに対して分割予定ラインに沿ってダイシング加工を行うステップと、
   を含むダイシング方法。
7. 前記アライメントステップでは、前記ワークに設けられた複数の分割エリアの間に形成されたスリットを含む領域の画像に基づいて、前記ワークの前記分割エリアごとの歪を算出し、前記ワークの前記分割エリアごとの歪に基づいて前記ワークの分割予定ラインの位置を算出し、前記分割予定ラインに沿う前記ブレードの刃厚に対応する太さのラインが前記治具の治具溝に収まるように、前記ワークと前記治具とのアライメントを行う、請求項６記載のダイシング方法。

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