JPH06244279A - ダイシングソー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブレードによりウエーハを切削するダイシン
グソーに関し，チッピングを発生することなく簡易な装
置で高速に切削することを目的とする。 【構成】 ブレード７から切削方向前方に一定距離を離
して設けられ，切削方向と交叉する第一の切削溝１４ｘ
を検知するセンサー９ａと，センサー９ａが第一の切削
溝１４ｘを検知した後に切削速度を減速し，ブレードが
第一の切削溝１４ｘを横断して切削した後に切削速度を
増加させる切削速度コントローラ１１とを有して構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はウエーハをチップに分割
するために，ウエーハを互いに交叉するダイシングライ
ンに沿って切削するダイシングソーに関する。

【０００２】集積回路の製造において，通常は集積回路
をウエーハ表面に行列状に配置して形成した後，そのウ
エーハを格子状のダイシングラインに沿って切断し，分
割して個別の集積回路チップとする。

【０００３】このウエーハの分割は通常は機械的なダイ
ンシングソーの切削加工によりになされるため，切削速
度が大きいときにはチップのチッピング又はクラッキン
グを生じて集積回路の一部が欠損し，或いはチッピング
の破片による集積回路の破損を招来する。

【０００４】このため，切削速度が速くかつチッピング
及びクラッキングを生じないダイシングソーが要望され
ている。

【０００５】

【従来の技術】ダイシングは，ウエーハ表面のＸ軸に平
行な一群の第一の切削溝を形成する工程と，その溝と交
叉するＹ軸方向に平行な一群の第二の切削溝を形成する
工程とからなる。

【０００６】図４はダイシング工程説明図であり，ダイ
シングソーを用いてウエーハをダイシングする手順を表
している。ウエーハのダイシングは，図４（ａ）を参照
して，ウエーハ６を粘着テープによりフレーム１８に貼
着し，このフレーム１８を止具１７又は真空吸着により
水平にテーブル（図示していない。）上に押止する。こ
のとき，ウエーハ表面内にあるＸ軸方向がテーブル送り
方向１９と一致するようにする。なお，スクライブライ
ンは交叉するＸ，Ｙ軸（通常は直交する。以下直交する
場合を例に説明する。）にそれぞれ平行に形成されてい
る。

【０００７】先ず，スピンドル１６に取付けられて回転
するブレード７をウエーハ６表面に接触させ，テーブル
又はスピンドルをＸ軸方向（テーブル送り方向１９に一
致する。）に送りＸ軸に平行な第一の切削溝１４ｘを形
成する。次いで，テーブル又はブレードをＹ軸方向に移
動し，上記と同様にして第一の切削溝１４ｘを形成する
工程を順次繰り返し，ウエーハ全面にＸ軸に平行な複数
の第一の切削溝１４ｘを形成する。

【０００８】次に，図４（ｂ）を参照して，テーブルを
９０°回転する。即ちＹ軸がテーブル送り方向１９に一
致するようにウエーハ６を９０°廻転する。次いで，Ｘ
軸方向の切削溝を形成したと同様にして，Ｙ軸方向に平
行な複数の第二の切削溝１４ｙを形成することによりダ
イシング工程を完了する。

【０００９】ところで，従来のダイシングソーの切削速
度は，Ｘ及びＹ軸方向のダイシングにおいて共に切削開
始から終了まで一定としていた。かかる場合，切削速度
が速いとき，特にＹ軸方向の切削時に，以下に説明する
ようにウエーハ端面，又はチップの角が欠けるのであ
る。

【００１０】図５は従来のダイシング例断面図であり，
Ｘ軸方向に延びる第一の切削溝１４ｘが形成されている
ウエーハ６をＹ軸方向にダイシングするとき発生する欠
陥を表している。

【００１１】図５（ａ）を参照して，Ｙ軸方向の切削時
には，Ｘ軸方向にダイシングされたウエーハ６は，チャ
ックテーブル４上にテープ５で貼着され，Ｙ軸方向が切
削方向と一致するように固定されている。ブレード７は
ウエーハ６に対して相対的にＹ軸の負の方向から接近
し，ウエーハ６の外周端面に接触する。この時，切削速
度が大きい場合には切削抵抗が大きいため，ウエーハ６
の外周端面の上稜線部にチッピングが発生し，欠け２０
を生ずる。

【００１２】さらに同様のチッピングは，ブレード７が
Ｘ軸方向に走る第一の切削溝１４ｘを横切る際にも生ず
る。即ち，図５（ｂ）を参照して，ウエーハは第一の切
削溝１４ｘによりチップ６ａ（Ｙ方向には未だ分離され
ていない。）に分離されている。このチップ６ａの切削
溝１４ｘに表出する上端部分の角にブレード７が接触し
たとき，切削抵抗が大きいときはチッピングを起こして
欠け２０が発生するのである。或いは，欠けるにいたら
ずクラックを生ずることもある。

【００１３】さらにまた，かかるチッピングやクラック
の発生は，ブレード７がチップ６ａの後端（切削方向の
後端を意味する。）から切削溝１４ｘへと離れる際にも
起こる。

【００１４】このため，従来のダイシングソーを用いて
高速でダイシングすると，図５（ｃ）を参照して，ウエ
ーハ６の外周端又はチップ６ａの前端又は後端に，欠け
２０又はクラッ２１を生ずる。

【００１５】かかる欠け２０又はクラッ２１の発生を防
止するためには，切削速度を遅くしなければならない。
従来のダイシングソーでは切削速度が一定であるため，
全スクライブラインを低速で切削することになり，ダイ
シング時間が非常に長くなるという欠点がある。

【００１６】かかる欠点を除去するために，ウエーハ前
端への切込み時のみ切削速度を低下してチッピングを回
避し，チッピングのおそれが少ないウエーハ中央部では
切削速度を速くすることにより，ウエーハ前端の欠けを
防ぎ，かつダイシング時間を短縮する方法が考案され
た。さらに，チップの一部でのみ欠けの発生を避ければ
よい集積回路の製造では，チップの当該部位の切削時の
み切削速度を減速する方法も考案されている。

【００１７】ところで，これらの考案においては，切削
速度を減速する位置，言い換えればブレードとウエーハ
上のチップとの相対位置を予め知る必要がある。かかる
要請は，例えば特開昭６３−２５６４０８では，ステー
ジのＸＹ座標を測定，記憶し，ブレードとの相対位置を
逐次求めることで実現される。

【００１８】しかし，ステージとブレードとの相対位置
を測定又は計算し，その結果から減速位置を決定する方
法では，ステージ上でのウエーハの正確な位置が確定さ
れなければならない。従って，減速位置を正確に知るた
めの精密な機構が必要となる。もし減速位置のクリアラ
ンスが大きければ，その分減速すべき距離が長くなり，
ダイシング時間を長くすることになる。

【００１９】さらにかかる位置決定法では，ウエーハ上
の減速すべき位置，例えば交叉する切削溝の位置が予め
正確に与えられていなければならない。これでは，一つ
のウエーハ上に多品種の集積回路を混在して製造すると
きは，切削溝の間隔，位置がウエーハ毎に異なるため，
データ入力が複雑になるという問題を生ずる。

【００２０】この様な機構の精密化と操作の複雑化を回
避するために，減速位置を知る機構を不要とする方法と
して，実開昭５５−８０１２７には切削抵抗の増加に伴
うモータの負荷変動を電気的に検知し，負荷の増減に従
って切削速度を増減する考案が提案されている。

【００２１】しかし，この考案では，負荷の変動の後に
切削速度を制御している。即ち，上述したウエーハ又は
チップの前端の角には，大きな切削速度をもってブレー
ドが接触し，クラックを生じた後に負荷の増加が検知さ
れて切削速度が減速する。従って，この考案ではウエー
ハ外周端又はチップ前端のチッピング又はクラックの発
生を防止することができない。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】上述したように，切削
速度を一定としている従来のダイシングソーでは，チッ
プ端のチッピングを防止するためには全体の切削速度を
遅くしなければならず，ダイシング時間が長いという欠
点がある。

【００２３】また，テーブル及びブレードの位置を別個
に機械的に測定し，逐次ウエーハとブレードの位置を計
算する方法では，精密な機構を必要とし，かつデータ入
力が複雑になるという欠点がある。

【００２４】さらに，負荷変動を検知して切削速度を減
速する方法では，チッピングを防止することができな
い。本発明は，ブレードから一定距離に位置するウエー
ハ表面上の段差を検知することにより，ウエーハ上に配
列されたチップとブレードとの距離を直接検知して切削
速度を制御するもので，簡易な装置によりチッピングを
発生せずかつ高速にダイシングをすることができるダイ
シングソーを提供することを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】図２は本発明の実施例部
分断面図であり，ダイシングソーの主要部を表してい
る。

【００２６】上述した課題を解決するために，図２を参
照して，本発明の第一の構成は，回転するブレード７を
ウエーハ６表面に接触させて切削し，該ウエーハ６面内
で互いに交叉する２組のダイシングラインに沿って第一
の切削溝１４ｘ及び第二の切削溝１４ｙを形成するダイ
シングソーにおいて，該ブレード７から切削方向前方に
一定距離を離して設けられた，該切削方向と交叉する該
第一の切削溝１４ｘを検知するセンサー９ａと，該セン
サー９ａが該第一の切削溝１４ｘを検知した後に切削速
度を減速し，該ブレードが該第一の切削溝１４ｘを横断
して切削した後に切削速度を増加させる切削速度コント
ローラ１１とを有することを特徴として構成し，及び，
第二の構成は，第一の構成のダイシングソーにおいて，
該センサー９ａは，該ウエーハ６の外周端面及び該切削
溝１４ｘに生ずる段差を検知し，該ウエーハ６外周端面
を切断する際に切削速度を減速することを特徴として構
成し，及び，第三の構成は，第一の又は第二の構成のダ
ンシングソーにおいて，切削方向と交叉する該第一の切
削溝１４ｘを検知するセンサー９ａ，９ｂを該ブレード
７の前後に配置し，切削方向を逆転すると同時に，切削
方向を逆転する前に使用していた該センサー９ａから他
の一方の該センサー９ｂに切り換えて使用することを特
徴として構成する。

【００２７】

【作用】図１は本発明の原理説明図であり，ブレードと
ウエーハとの位置関係を等時間間隔を経た断面図で表し
ている。なお，図１において，ウエーハ６は，図示され
ていないテーブル上に粘着テープ５により貼着されてお
り，先にウエーハ６にＸ軸方向の第一の切削溝１４ｘを
形成した後，テーブルをウエーハ面内で９０°回転して
切削方向と第一の切削溝１４ｘとが直交するように固定
した図が示されている。以下，Ｘ軸と切削方向とが直交
する場合を説明するが，本発明は直交する場合に限ら
ず，第一の切削溝と切削方向とが斜交する場合にも適用
される。

【００２８】本発明の構成では，図１（ａ）を参照し
て，ブレード７の切削方向前方にウエーハ６の段差を検
出するセンサー９ａが，ブレード７から一定距離をおい
て配設されている。

【００２９】かかる表面段差を検出するセンサー９ａ
は，例えばウエーハ６表面に集光するセンサー光９ｃの
反射光を感知して反射位置を検出する光センサーを利用
することができる。勿論，その他段差の検出に通常用い
られる各種のセンサーを利用できる。

【００３０】さらに，上記表面段差の検出センサー９ａ
出力は，切削速度を制御するコントーラに送出され，以
下に説明するように切削速度と切削方向とが制御され
る。以下，本発明におけるセンサーと切削速度の関係を
説明する。

【００３１】先ず，図１（ａ）に示す如くブレード７と
ウエーハ６が接する切削位置がチップの略中央にありブ
レードが切削溝１４ｘから離れているときは，速い切削
速度とし，ダイシング時間を短縮する。この場合，切削
位置がチップの前端及び後端から遠いため切削速度が比
較的大きくてもチッピングを生じない。

【００３２】次に，切削が進み，図１（ｂ）を参照し
て，センサー９ａの直下をＸ軸方向に走る切削溝１４ｘ
が通過するとき，センサー９ａがこの切削溝１４ｘとウ
エーハ６表面の段差を検知し，図外のコントローラに検
知信号を出力する。

【００３３】検知信号を受けたコントローラは，図１
（ｃ）を参照して，検知信号を受けてから経過した時間
と切削速度とに基づき切削溝１４ｘのセンサー９ａから
の距離を計算し，切削溝１４ｘが切削位置２２から予め
与えられた所定の距離迄接近した時に，切削速度の減速
信号を図外テーブル送り装置に出力し切削速度の減速を
開始する。

【００３４】なお，センサー９ａの検知位置とブレート
７との距離が一定に固定されていること，かつＹ方向の
ウエーハ６と切削位置２２との関係は切削の深さで一義
に定まることから，切削溝１４ｘと切削位置２２との距
離は，切削溝１４ｘとセンサー９ａとの距離から計算で
きる。

【００３５】また，所定の距離は，図１（ｄ）を参照し
て，例えば切削位置２２が切削溝１４ｘにかかる迄に，
チッピングを生じない程に十分減速できる距離であれば
良い。この距離を定める当たり，本発明ではウエーハ上
の切削溝を直接検知するから，従来法のごとく機械的誤
差を生ずることがない。従って，測定誤差に起因する誤
差が小さく，クリアランスを小さくすることができる。
このため，減速する距離を必要最小限に留めることがで
き，全体のダイシング時間を短縮できる。

【００３６】次いで，図１（ｄ）〜（ｆ）を参照して，
切削位置２２，又は必要な場合にはブレード７が切削溝
１４ｘにかかってから通過するまでの間，チッピングを
生ずることがないように遅い切削速度でＹ軸方向の切削
溝を形成する。

【００３７】次いで，図１（ｆ），（ｇ）を参照して，
切削溝１４ｘが切削位置２２後方に移動し，チッピング
を生ずることがなくなってから，切削速度を図１（ａ）
と同じチップ中央を切断する時の速さに上昇する。以下
は図１（ａ）からの工程を繰り返して一本のＹ軸方向に
走る切削溝が形成される。

【００３８】なお，この場合の切削溝と切削位置との距
離は，前記図１（ｃ）に関する説明と同様にして切削速
度と経過時間に基づき計算される。さらに，ブレード７
の刃先がチップ前端にかかった後，切削速度を除々に増
加することもできる。これによりダイシング時間をより
短縮することができる。

【００３９】上記説明では，切削溝を切り込む場合につ
いて述べたが，切削溝がブレードから離れるときにチッ
ピングを生ずる場合にも本発明を適用できることは当然
である。また，本発明は，切削溝の他にウエーハの外周
端をも検知し，ウエーハ外周の切込み時，必要ならば切
り終わる時に適用することもできる。

【００４０】さらに，一本のＹ軸方向に走る切削溝を形
成した後，ブレードの切削方向を反転して次の切削溝を
形成することもできる。この反転は，ウエーハ端をセン
サーが検知した後，コントローラによりなされる。コン
トローラはこの時同時にブレードに対して以前の切削方
向と反対側に配置された図外センサーの出力に切り換え
る。これにより，センサーは常にブレードの切削方向前
方に位置することとなり，上述した動作を続行すること
ができる。

【００４１】

【実施例】本発明を実施例を参照して詳細に説明する。
図２は本発明の実施例部分断面図であり，本発明にかか
るダイシングソーの主要な構成を表している。

【００４２】先ず，ウエーハ６は，図２を参照して，粘
着テープ５によりチャックテーブル４上に貼着され固定
される。チャックテーブル４は切削方向に沿って送られ
るテーブル３上にテーブル３面内で回転自在に載置され
る。

【００４３】センサー９ａ，９ｂは，スピンドルにより
回転される例えば直径５０mmのブレート７をカバーしブ
レード７と共にスピンドル軸方向に移動可能なホイール
カバー８の切削方向の前後に，取付け部１０により固定
される。なおセンサー９ａ，９ｂは，先に述べたウエー
ハ６表面に集光するセンサ光９ｃにより段差を検知する
可視光レーザ式変位センサであり，例えば幅２μｍの水
平分解能を有し，３０μｍ程度の幅を有する切削溝１４
ｘを容易に検知する。

【００４４】ブレード７は，ダイシング時にはウエーハ
７に接触する迄降下し，テーブル送り装置２によりテー
ブル３を切削方向と反対方向へ送ることにより切削す
る。なお，切削位置にはブレード７の前方，及び側面か
らノズル１３を通して冷却水を吐出する。

【００４５】コントローラ１１は，切削方向前方に配置
されたセンサー９ａを選択してその出力を監視し，テー
ブル送り装置のテーブル送り方向と送り速度とを制御す
る。具体的には，切削溝１４ｘの検知時からの経過時間
内におけるテーブル送り速度の時間積分から，センサー
９ａの溝検出位置からの切削溝１４ｘとの距離を計算
し，予め測定しコントローラに記憶されているセンサー
９ａ，９ｂと切削位置との距離を用いて，切削位置と先
に検知した切削溝１４ｘとの距離を計算する。

【００４６】次いで，切削位置と切削溝１４ｘとの距離
が，予め与えられ記憶されている値より小さくなったと
きテーブル送り速度を減速する。さらに，上記計算によ
り切削位置が切削溝１４ｘを通過したことが確認された
時点で，切削速度を増速する。この増速は除々になさ
れ，例えば切削溝１４ｘがブレード７外周の最下点を通
過するまで又はブレード７を離れるまでに切削時の最高
速度に達するように増速される。この除々にする切削速
度の増速により，切削の全期間についてチッピングを生
じない範囲で最高切削速度を維持することができるの
で，ダイシング時間を短縮することができる。

【００４７】図３は本発明の切削速度シーケンス図であ
り，本実施例におけるウエーハ上の切削位置と切削速度
との関係を表している。図３を参照して，ブレード７が
ウエーハ６に未だ接触しない時点では切削速度は大き
い。次いでセンサーがウエーハ前端６ｂを検出すると，
切削速度は減速され最低速度でウエーハ前端６ｂに切り
込む。その後増速し，切削溝１４ｘが検出されてから所
定距離を切削したのち再び最低速度まで減速され，切削
溝１４ｘを切削位置が通過するまで最低速度が保たれ
る。次いで除々に最高切断速度まで増速され，チップ中
央部を最高切断速度でダイシングする。以下，同様にし
てウエーハ６をダイシングする。

【００４８】本実施例では，図２を参照して，上述のよ
うにＹ軸に沿って一本の切削溝１４ｙを形成した後，続
いて，隣接するＹ軸に沿う切削溝１４ｙを切削方向を反
転してダイシングし，形成する。

【００４９】即ち，一本の切削溝１４ｙのダイシング終
了後，コントローラ１１はテーブル送り装置にテーブル
送り方向の反転信号を送出し，同時にセンサー９ａ出力
を他の一つのセンサー９ｂ出力に切り換える。以下は切
削方向が反転し，かつセンサーが切り換わった以外は上
述したダイシング方法と同様にして切削溝１４ｙを形成
する。

【００５０】本発明の上記実施例では，ウエーハをダイ
シングにより完全に分離する場合について説明した。か
かる場合は，切削抵抗があるため，分離されたチップが
切削時に動き容易にチッピングする。このため，切削速
度を非常に遅くする必要があり，長時間のスライシング
時間を要する。本発明のスライシング短縮の効果は，と
くにかかる場合に有効なものとなる。

【００５１】もちろん本発明は，ウエーハの表面に溝を
切り，この溝から割ってチップに分割する場合にもスラ
イシング時間を短縮するために適用できる。但しかかる
場合ではウエーハを破断するとき破片が発生するため，
破片による集積回路の損傷の危険がある。この様な危険
は，切削時に完全に分離する実施例では起こり得ず，従
って集積回路の損傷が少ない。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば，切削溝又はウエーハ外
周端とブレードとの距離を直接検知できるのでウエーハ
上での精密な切削位置を知ることができるので，簡易な
装置によりチッピングを発生せずかつ高速にダイシング
をすることができるダイシングソーを提供することがで
き，半導体製造装置の性能向上に寄与するところが大き
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の原理説明図

【図２】 本発明の実施例部分断面図

【図３】 本発明の切削速度シーケンス図

【図４】 ダイシング工程説明図

【図５】 従来のダイシング例断面図

【符号の説明】

１ ベッド ２ テーブル送り装置 ３ テーブル ４ チャックテーブル ５ テープ ６ ウエーハ ６ａ チップ ７ ブレード ８ ホイールカバー ９ａ，９ｂ センサー ９ｃ センサー光 １０ 取付け部 １１ コントローラ １２ 管 １３ ノズル １４ｘ，１４ｙ 切削溝 １６ スピンドル １７ 止具 １８ フレーム １９ テーブル送り方向 ２０ 欠け ２１ クラック ２２ 切削位置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転するブレード（７）をウエーハ
   （６）表面に接触させて切削し，該ウエーハ（６）面内
   で互いに交叉する２組のダイシングラインに沿って第一
   の切削溝（１４ｘ）及び第二の切削溝（１４ｙ）を形成
   するダイシングソーにおいて， 該ブレード（７）から切削方向前方に一定距離を離して
   設けられた，該切削方向と交叉する該第一の切削溝（１
   ４ｘ）を検知するセンサー（９ａ）と， 該センサー（９ａ）が該第一の切削溝（１４ｘ）を検知
   した後に切削速度を減速し，該ブレードが該第一の切削
   溝（１４ｘ）を横断して切削した後に切削速度を増加さ
   せる切削速度コントローラ（１１）とを有することを特
   徴とするダイシングソー。
2. 【請求項２】 請求項１記載のダイシングソーにおい
   て， 該センサー（９ａ）は，該ウエーハ（６）の外周端面及
   び該切削溝（１４ｘ）に生ずる段差を検知し， 該ウエーハ（６）外周端面を切断する際に切削速度を減
   速することを特徴とするダイシングソー。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載のダンシング
   ソーにおいて， 切削方向と交叉する該第一の切削溝（１４ｘ）を検知す
   るセンサー（９ａ，９ｂ）を該ブレード（７）の前後に
   配置し， 切削方向を逆転すると同時に，切削方向を逆転する前に
   使用していた該センサー（９ａ）から他の一方の該セン
   サー（９ｂ）に切り換えて使用することを特徴とするダ
   イシングソー。