JPS60214912A - ダイシング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は自動ハンドリング機構を備えたダイシング装置
、特に半導体ウェハな対象としたダイシング装置に関す
るものである。

例えば、基本的なダイシング装置の構成に関しては、特
開昭５１−２８７５４号公報に開示されている。

以上のように本発明によれは、ダイシング・エリアのパ
ターンにより、光学的に位置合せした後、ダイシングを
行なうので、高精度の切削が可能となる。

〔従来技術〕

トランジスタ、半導体集積回路（ＩＣ）等の半導体素子
の製造においては、先ずインゴット状の単結晶半導体材
料を用意しこれら半導体インゴットを多数の半導体ウェ
ハに切断する作業からスタートされる。上記半導体イン
ゴットの切断作業は通當スライシングとして知られてお
り、ダイヤモンドカッター等により半導体インゴットを
切断することが行われる。

このようにし【得られた半導体ウェハは以稜酸化、拡散
、蒸着郷の各工程へ送られ半導体ウェハ内には多数の半
導体素子領域が形成される。

そし【半導体ウェハ内に形成された多数の半導体素子を
個々に分離するため、半導体ウェハは次にダイシング作
業が施され、各素子を囲むよ５にウニへ表面Ｋｍ横方向
の多数の溝が造られる。次にウェハはブレーキング作業
が施され、上記ダイシング＃ｌｋ沿り【ウェハを割るこ
とによりクエハを多数の半導体ベレット（ダイスあるい
はチップ〕Ｋ分離する。これらベレットは次に選別作条
を受けて特性ととに分類された後、各々のベレットはリ
ードフレームあるいはステム等の支持体上にろう付けさ
れ、続いてワイヤボンディング作業、封止作業を受けて
半導体素子として組み立てられる。

ところで以上のような一連の製造工程において、上記ダ
イシング作業は多数の半導体素子が形成され【いる状態
の一枚の半導体ウニＩ・から多数の半導体ペレットを分
離する作業であるため、作業は迅速に、しかも能率的に
行う必要がある。

＃Ｉ１図は従来における一連のダイシング作業を工程順
に示すものである。先ず（Ａ）のように、多数のダイシ
ングすべきフェノＳ１を収納したケース２を用意し、次
に（Ｂ）のよ５にピンセット３により上記ケース２から
フェノＳ１を一枚ずつ拾い上げ、ダイシングテーブル４
上に載せて位置決めした後、（Ｃ）のようにダイシング
ブレード５により本来のダイシング作業を施こす。次に
（Ｄ）のよ５にダイシングの終了したフェノ′−１はピ
ンセット２によりテーブル４上から移されて、（Ｅ）の
ように再びケース２内に収納される。

しかし従来におけるダイシング作業は、本来のダイシン
グ作業自体に必要な時間よりもその前後の工程との関連
での準備作業に費やされる時間の方が大となって非能率
的であった。

即ち、ダイシング作業の前後におけるフェノ・の取扱い
作業いわゆるハンドリングはすべて手作業であるため、
またダイシングすべきウェハを所定のテーブル上に位置
決め（アライメント）するのに時間がかかりたため、本
来のダイシングの着工数が伸びなかりた。

また、上記ダイシングテーブルに対するウェハのセット
および取りはずし等のハンドリングを手作業でやってい
る関係上、ウェハの機械的外力の加え方や強さが不安定
となるため、ウーハに対し機械的損傷を与えるのは避け
られなかった。

本発明は」二記の従来における欠点を除去′１−イ）た
めになされたもので、ダイシング作業を行うにル）たっ
てウェハの供給から収納までのノ・ンドリングをすべて
自動化できるようなダイシング装置を提供することを目
的とするものである。

本発明の一実施例は、カートリッジから供給されたウェ
ハな順次移送しかつ所定の方向に位置合せする手段、上
記所定方向に位置合せした状態でダイシングテーブル上
に移送された上記ウェハなダイシングブレードの位置と
の関係で改めて所定の方向に位置合せしかつこの位置で
ダイシングする手段、上記ウェハな順次移送しかつカー
トリッジ内に収納する手段、上記各手段において処理が
済んだウェハを同時に保持しかつ空間的に次の手段に移
送する手段、を含むダイシング装置、を特徴とするもの
である。

〔実施例〕

以下では本発明者が、初め【開発した自動ダイシング装
置を例にとり説明する。

以下図面を＃照し【本発明の詳細な説明する。

嬉２図はダイシング装置（以下装部と称する）はウェハ
ルーダ部Ａ、ウエハ位置決め部Ｂ、ウウニ１アライメン
ト部およびダイシング部Ｃ，ウニノ・洗浄部り、ウェハ
アンローブ部Ｅおよびウニ／１チャック部Ｆ郷から構成
されている。以上の構成において特に重要なのはクエハ
チャック部Ｆでありチャック機構としては流体（エア等
）と被処理体に吹鯉付けた場合の浮力を利用したいわゆ
るベルヌイチャックが用いられ、各構成部間にフェノ・
を移送する場合のハンドリング作業は直接手で被処理体
には触れないでこのチャックにより行われる。

以下各構成部ごとに詳細に鮫明する。４３図はウェハロ
ーダ部を示すもので、ダイシングすべきウェハ１を一定
数（例えば２０〜２５枚稿度）収納したカートリッジ６
を装置の所定位１１１７にセットする。この位ｉｉ７に
はエアシェード８が設けられており上記カートリッジ６
からウェハ１がエアシェード８の端部に載置（供給）さ
れると、そのウェハｌは直ちにエアシェート８上で矢印
で示されたエアの吹き付は方向に移送される。カートリ
ッジ６内には例えば縦方向に一列に規則的に並べられ【
ウェハが充填されており、特にとの５ち最下部にあるウ
ェハ（エアシェード上に載置されるウェハ）は、光源９
から発せられた光がフォトトランジスタ１０に至る光線
通路中に責かれる。フォトトランジスタ１０の出力信号
はモータ１１に伝えられており、この出力信号に応じて
そ一部１１の動作は制御される。例えばウェハが（Ｂ）
のように上記通路中にあれば（光線を遮え切りている状
ＩＩ）、フォトトランジスタ１０からは「ウェハ有り」
の信号がモータ１１に伝えられこの時モータ１１は動作
しない。しかしくＡ）のように上記クエへが次の瞬間エ
アシェード上に移送され【しま５と、上記光線退路は導
通した状態になりフォトトランジスタ１０からは「クエ
ハ無し」の信号がモータ１１に伝えられるのでこの時モ
ータ１１は動作して上記カートリッジ６内のウニノ・ｌ
を一ピッチずつ下降させるように働く。第３図（Ｃ）お
よび（Ｄ）はウェハ検知方法の他の例を示すもの一１’
、（Ｃ）はカートリッジ６の後方から検知する方法、（
Ｄ）は上記（Ｃ）の方法に更にもう一つの検知手段をエ
アシェードの裏側に付加した構成を示すものである。（
Ｄ）の方法はウェハがエアシェート入口において何らか
の原因で引掛った場合フォトトランジスタｌＯからフィ
ードバック信号がモータに伝えられ【後続のウニノ・の
供給を防止するように働らく。以上の各方法は目的に応
じて適宜選ぶことができる。

エアシェード上に送られたウェハはエアシェードの他端
部において第４図のような位置合せテーブル上に入る。

先ずエアシ轟−ト８他端部に移送され【きたウェハｌは
位置合せテーブル１２上に送られるが、この表面におい
て設けられた真空吸引孔に吸引され【ブレーキがかけら
れ移送速度が抑えられる。そし【二つのガイド１３によ
りて一定の方向に向きが変えられる。二つのガイド１３
間の中央位置には位置決め用ビン１４が（Ｃ）のように
三本設けられ【おり、このうち両端の二本のビンは固定
されたｔまであるが、中央の一本のピンは前後Ｋ　ＩＩ
Ｊ１！Ｊ：Ｊするよ５になっている。なおテーブル１２
上では上記真空成孔とは別にエア吹き出し孔も設けられ
ているので、ウェハは浮き上った状態になっている。こ
のよ５な状態で（Ｅ）のようにテーブル１２をエアシリ
ンダ１５によりて傾かせかつウェハ１を浮かせた状態で
回転させてウェハを回転する。そして（Ｃ）のように矢
印方向に徐々に回転させるとウニ／）１の周囲部のうち
平坦な基準面１６が上記位置決め用ビン１４０３本のす
べてに接触した状態で（Ｄ）のように自動的に停止した
位置決めが行なわれる。この時点で傾いていたテーブル
１２は元の位置に戻される。

以上のよ５に一定の方向に位置決めされたウェハはこの
位置合せ方向を保持した状態で次にウェハチャックによ
りて空間的にダイシングテーブル上に移送される。第５
図はウェハチャックとして用いられるベルヌイチャクク
を示すものである。

ウェハの面積に応じた大きさのウェハ保持面１７の＃ｔ
＃９ｉ中央部に設けられた複数のノズル１８から、保持
面１７の背面のチ鳳−プ１９から供給されたエアが吹き
付けられるようになり【おり、エアはウェハ等の処理体
に吹き付けていわゆるベルヌイの原理に従りてウェハ１
を吸引するように働く２２０は保持面１７０周縁部の一
部に設けられたウニへの位置決め部であり、クエＩ・は
との部分を基準として保持面１７に吸引される。しかし
この位置決め部は必ずしも必要ではない。

ダイシングテーブル２１（第２図）上に移送されたウェ
ハはこのテーブル端部に載置された真空チャックにより
吸着された状態で、テーブル自体を後退させることＫよ
り顕＠鏡２２直下に運ばれダイシングを行うための位置
決め（アライメント）がなされる。この位置決め作業は
ダイシングテーブル２１下に設けられであるＸ、Ｙおよ
びθ方向の微調機構（図示せず）を制御するととＫより
ウェハを顕微鏡に設けられた基準面（ダイシングブレー
ドの位置と一致させである）にそのダイシングエリア中
心を合わ°せること忙より行われる。以下第６卸を参照
して位置決め作業を具体例を説明する。（Ａ）は顕微鏡
上Ｋｌ＆初に税れた上記基準線２２とダイシングエリア
２３との鈎係を示し、当然ながら両者は一致していない
。従って次に（Ｂ）のように先ず０方向機構な１１１ｇ
！、シて０方向の位置決めを完了し、次に（Ｃ）のよ５
にＹ方向機構を調整してＹ方向の位置決めを完了し、最
後に同様Ｋ（Ｄ）のよ５ＫＸ方向機楕を調整して完全に
基ｍ＠２２とダイシングエリア２３との中心とを一致さ
せ【位置決め作業を完了する。

次に上記基準線２２に沿ってダイシングブレードを走査
させて先ずＹ方向（あるいはＸ方向）のダイシングエリ
アのダイシングを行い、続いてダイシングテーブルを９
０°回転させてＸ方向（あるいはＹ方向）のダイシング
エリアのダイシングを行う。上記ダイシングテーブルの
回転は自動的に行わせることができる。またウェハとダ
イシングテーブルとの回転中心が一致していなくとも９
０゜回転させるｗ４に支障は生じない。

なお従来におけるダイシング装置にはθおよびＹ方向の
二方向のみの位置決め機構しか備わりていなかりたため
、実際にダイシングを行うに当り【は第６図においＣ（
Ｃ）において一度Ｙ方向のダイシングを行った後、ダイ
シングテーブルを９０＠　回転させて再びＸ方向の位置
決めを行なって（Ｄ）のようになした俵改め【Ｘ方向の
ダイシングを行わねばならなかった。このため、Ｘ、Ｙ
方向の連続ダイシングは不可能であり、作業を途中で中
断しＣ再び位置決めをし直さなければならず作業が非能
率となるのは避けられなかった。

ＷＡ黴鏡における基準線２２の巾は、ダイシングブレー
ドの巾、ダイシング作業中のチッピングの程度を考Ｈし
て決定される。例えばダイシングブレードの巾を３０Ａ
Ｋ選んだ場合、チッピングを含めて約５０μに選ばれる
。従って２！１皐線上にこの寸法を表示しておけばいち
いち他の測定機構で測ることは小会となり一目で知るこ
とができる。

ダイシング作業が完了したウニノ１はダイシングテーブ
ルを移動することによって再び元の位置に戻される。そ
して真空吸着を解かれると共に、エアを吹き上げてテー
ブルより浮上させて、上で待機している前記ベルヌイチ
ャックにより吸引されズ次の洗浄工程へと送られること
になる。

ところで上記ウェハはダイシングの際、水等の液体によ
り冷却された状態で作業が行われるため、ダイシングテ
ーブルからテーブルに水等で密着しているウェハを取り
はずすことは非常に困難であり、多くの割れ不良を発生
させていた。このため次のような手段を考えた。＠７図
はエアブ鴛一方法を示すもので、（Ａ）は上面図、（Ｂ
）は断面図を示し、ウェハ１の斜め上方から管２４より
部分的にエア２５をウェハＩＫ対し吹き付けることによ
りウェハ周辺の液体を排除しようとするものである。

ダイシングテーブルからベルヌイチャックにより吸引さ
れたウェハはチャックのアームを９０’回転することに
より次の洗浄工程へ送られる。

第８図（Ａ）および（Ｂ）はチャックにより移送された
ウェハな洗浄する方法を示すもので、真空チャック２６
によりウニノ・１を保持した状態で回転し上下からノズ
ル２７により水を吹き付けることＫより洗浄する。終了
後水を切り（Ｂ）のように回転乾燥させる。この洗浄工
程によりウニノ・に付着していた付着物は除去され、清
浄に保たれる。

次にウェハは再びチャックにより吸引され、チャックア
ームを９０°回転させることにより、ウェハアンローダ
部に移送される。すなわちウニノ・はエアシュート上に
供給され、ローダの時とは逆の方向に移送される。エア
シ「トの端部には空のカートリッジがセットされており
、ウェハは順次このカートリッジに供給されていく。

カートリッジはウェハの供給タイミングに合わせて一ピ
ツチずつ自動的に上昇していき、これらの動作機構はロ
ーダの時と逆に動作させれば良い。

カートリッジが満杯になると自動的に警報が発せられ、
作業者は空のカートリッジをセットする。

しかしこれらのカートリッジのセット、リセットは自動
的に操作させることができる。

カートリッジに収納されたウェハは次のブレーキング工
程に送られ、所望の作業が施こされて個々のベレッ）Ｋ
分離される。

以上説明して明らかなように本発明によるダイシング装
置によれば、ダイシングすべきウェハはロードされる状
態からダイシングされてアンロードされる状態捷でのハ
ンドリングはすべて自動的に行われ手作業は一度も行わ
れないので、従来のように余分な準備作業に時間を費や
されることはなくなってダイシング作業自体が集中的に
行えるようになり、着工数が著るしく増加するようにな
った。

捷だハンドリングに手作業は不要であるためこれが原因
で発生し【いたウェハの機械的損傷は完全ＫＦＪ止する
ことができた。

更にまた本発明装置はウェハのローダ部とアンロイ部を
隣接して構成することにより装置自体の寸法を極めてコ
ンパクトに設計できるようになった。各作業ｌ１間のウ
ェハを空間的に移送させるためのチャック装置の上部空
間に設けられているため特に余部の喚ベースをとること
はない。このチャックはまた＃Ｉ９図に示すよ５に常に
一定方向に関けり的に回転するととｋより各工程で処理
済みのウェハを同時に火工＠ｋｓ送するようＫなってい
るため移動書（ムダがなく極めて能率的に働く。

各機構の種々の変形例については本文中に示したがそれ
らの組み合せは目的に応じて種々変更することが可能で
あり、この変更によう【本発明装置が特定の組み合せに
限定されることはない。

【図面の簡単な説明】

ｍ１図（Ａ）乃至（Ｅ）は従来装置を用いてダイシング
作業を行う場合を示す工程図、第２図は本発明装置の概
要を示す上面図、第３図（Ａ）乃至（Ｄ）はウェハロー
ダ機構を示す断面図、第４図はウェハ位置合せ機構を示
し、（Ａ）、（Ｃ）。 （Ｄ）は上面図、（Ｂ）、（Ｂ）は断面図、第５図はチ
ャック機構を示しくＡ）は断面図、（Ｂ）は下面図、第
６図（Ａ）乃至（Ｄ）はウェハのダイシングテーブル上
への位置決め方法を示す断面図、第７図はウェハのエア
ブロ−機構を示しくＡ）は上面図、（Ｂ）は断面図、第
８図（Ａ）および（Ｂ）はウェハの洗浄機構を示す断面
図、第９図はウェハチャックの動作状態を示す軌跡であ
る。 １・・；ウェハ、２・・・ケース、３・・・ビン七ツ）
、４゜２１・・・ダイシングテーブル、５・・・ダイシ
ングテーブル、６・・・カートリッジ、７・・・クエハ
シーダ位置。 ８・・・エアシュート、９・・・光源、１０・・・フォ
トトランジスタ、１１・・・モータ、１２・・・位置合
せテーブル、１３…ガイド、１４・・・位置決め用ピン
、１５・・・エアシリンダ、１６・・・ウニへの！ｍ面
、１７・・・チャックの保持面、１８．２７・・ツズル
、１９゜２４・・・管、２０・・・ストッパ、２２・・
・顕微鏡の基準線％２３・・・ウェハのダイシングエリ
ア、２５・・・エア、２６・・・真空チャック。 代理人　弁理士　小　川　勝　男 第　１　図 第　２　図 第　５　図 （Ａン　（Ｂ） 東 第　６　図 第　’７ＦＩＩＪ 第　５ｆｆｌ 第　９　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、半導体ウェハ又は集積回路ウェハの表面を回転ブレ
   ードにより切削するだめのダイシング装置において、前
   記ウェハをダイシングするだめの吸着テーブルに固定し
   た状態で位置合せし、その後に、前記テーブルがブレー
   ドの位置に移動して切削処理が行なわれることを特徴と
   するダイシング装置。