JP2002184721A - 垂直型ウェーハソーイング装置 - Google Patents

垂直型ウェーハソーイング装置

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JP2002184721A JP2001359489A JP2001359489A JP2002184721A JP 2002184721 A JP2002184721 A JP 2002184721A JP 2001359489 A JP2001359489 A JP 2001359489A JP 2001359489 A JP2001359489 A JP 2001359489A JP 2002184721 A JP2002184721 A JP 2002184721A
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東局 金
Shotetsu An
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 占有面積が小さく、ウェーハソーイング工程
で発生するシリコンくずや粉塵を効果的に除去できるウ
ェーハソーイング装置を提供する。 【解決手段】 ウェーハソーイング装置１００は、ウェ
ーハを個別化する垂直型のウェーハソーイング装置であ
り、チャックテーブル１１１はウェーハ１１が実装され
る第１の面と駆動手段が接続される第２の面とを有す
る。第１の面及び第２の面はチャックテーブル１１１の
支持面にほぼ垂直に配置されており、ウェーハ１１１は
地面に垂直な状態で切断歯１２１により切断される。そ
のため、水平方向へ面積を拡大する必要がなく、占有面
積を小さくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子を製造
するための装置に関し、より詳細には、ウェーハを個別
半導体チップに分離するためのウェーハソーイング装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】公知の半導体製作工程が行われた後、ウ
ェーハソーイング装置により半導体ウェーハを切断し、
個別半導体チップに分離する。ウェーハソーイング装置
は、主として切断機として切断刃を使用する。又は、レ
ーザ切断機が使用される。切断刃は、高速で回転し、ス
クライブラインに沿ってウェーハを切断する。従って、
ウェーハは、複数の個別ダイに分割される。
【０００３】図１は、従来のウェーハソーイング装置を
示す平面図である。図２は、従来のウェーハソーイング
装置を示す正面図である。図１及び図２を参照すると、
従来のウェーハソーイング装置３００は、ウェーハ１０
を固定的に実装するチャックテーブル３１１と、ウェー
ハ１０をチップ１１に分割するためにスクライブライン
１３に沿ってウェーハ１０を切断する切断刃３２１とを
備える。また、ウェーハソーイング装置３００は、ウェ
ーハ１０を収納するウェーハカセット２０が載置される
積載部３３０と、チャックテーブル３１１とウェーハカ
セット２０との間でウェーハ１０を移送する移送部３４
０、３５０とをさらに備える。
【０００４】上述したように、ウェーハソーイング装置
３００は、ウェーハ１０をウェーハカセット２０に装入
するか、ウェーハ１０をウェーハカセットから取り出す
第１の移送部３４０と、ウェーハ１０を所定の角度で回
転させて、ウェーハ１０をチャックテーブル３１１に移
送させる第２の移送部３５０とを含む。ウェーハソーイ
ング工程の際、ウェーハ１０は、接着テープ１５により
ウェーハリング１７に支持されている。ここで、接着テ
ープは、ウェーハ１０とリング１７の両者の裏面に取り
付けられている。
【０００５】従来のウェーハソーイング装置３００にお
いて、第１の移送部３４０は、積載部３３０に載置され
たウェーハカセット２０からウェーハ１０を取り出し、
その後、第２の移送部３５０は、ウェーハ１０をチャッ
クテーブル３１１に移送する。この際、第２の移送部３
５０は、ウェーハ１０を水平回動する。さらに、第１及
び第２の移送部３４０、３５０は、真空吸着力によりウ
ェーハを固定させる真空吸着孔を有する。ウェーハ１０
は、真空吸着力によりチャックテーブル３１１に吸着さ
れる。ウェーハ１０をチャックテーブル３１１に固定し
た後、切断刃３２１でスクライブラインに沿ってウェー
ハ１０を切断することによって、ウェーハ１０を個別半
導体チップ１１に分離することができる。
【０００６】切断刃３２１は、駆動モータ３２３により
回動し、ｙ軸駆動部３１７によりｙ軸方向に移動し、ｚ
軸駆動部３１７によりｚ軸方向に移動する。一方、チャ
ックテーブル３１１は、ｘ軸駆動部３１５によりｘ軸方
向に移動する。ここで、ｘ軸及びｙ軸は、地面と平行に
駆動され、ｚ軸は、地面に対して垂直に駆動される。ま
た、ｘ軸は、ｙ軸に垂直である。
【０００７】切断工程の際、切断刃３２１がウェーハ１
０の表面を薄く削る時、シリコンくずが生ずる。これら
のシリコンくずは、ウェーハ１０に残存するおそれがあ
り、これにより後続の工程で不良を引き起こすことがで
きる。従って、ウェーハソーイング装置３００は、切断
刃３２１の側面に位置して、切断刃３２１及びウェーハ
の上面に洗浄液を吹き付ける噴射ノズル３２５を有す
る。しかしながら、洗浄液によるクリーニング作業は、
ウェーハを効果的にクリーンするに限界がある。
【０００８】このような問題を解決するための方案の１
つが、特開平４−３４８５４６号公報に開示されてい
る。ここで提案されたウェーハソーイング装置が図３に
示されている。図３に示されたように、ウェーハソーイ
ング装置４００は、ウェーハ１０が実装され、かつ回転
ユニット４１５によりシリンダ４１７が連結された回転
チャックテーブル４１１を有する。シリコンくずを効果
的に除去するため、シリンダ４１７が回転チャックテー
ブル４１１を取り上げて、ウェーハ１０を垂直に位置さ
せる。切断刃４２１は、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸方向に移動
可能であり、これにより、ウェーハ１０の切断深さを調
節することができる。ｘ軸及びｙ軸は、地面と平行し、
ｚ軸は、地面に垂直である。また、ｘ軸は、ｙ軸に垂直
である。
【０００９】図３に示されたウェーハソーイング装置を
含めて従来のウェーハソーイング装置では、チャックテ
ーブルが水平に位置するので、チャックテーブルが比較
的大きい面積を占める。従って、ウェーハソーイング装
置の全体サイズが大きくなる。このような問題は、ウェ
ーハのサイズが増加する場合、一層深刻になる。例え
ば、直径が２００ｍｍのウェーハ（すなわち８インチウ
ェーハ）の場合、ウェーハソーイング装置は、約１．５
８平方メートル（１．３５ｍ×１．１７ｍ）の面積を占
める。直径が３００ｍｍのウェーハ（すなわち１２イン
チウェーハ）の場合、ウェーハソーイング装置の面積
は、約２．５５平方メートル（１．８２ｍ×１．４ｍ）
と増加する。従って、占有面積が小さく、かつシリコン
くずや粉塵等の汚染物質をより効果的に除去できるウェ
ーハソーィング装置が要望されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、占有
面積が小さなウェーハソーイング装置を提供することに
ある。また、本発明の他の目的は、ウェーハソーイング
工程で発生するシリコンくずや粉塵が効果的に除去され
るウェーハソーイング装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係るウェーハソーイング装置は、複数の半
導体チッブが形成され、かつ隣接するチップ間にそれぞ
れ複数のスクライブラインが形成されたウェーハを個別
化する垂直型ウェーハソーイング装置において、表面を
有するウェーハを実装するための第１の面と、駆動手段
が接続される第２の面とを有するチャックテーブルで、
前記第１及び前記第２の面が前記チャックテーブルの支
持面にほぼ垂直に配置されるチャックテーブルと、前記
ウェーハをスクライブラインに沿って複数の個別チップ
に切断する切断手段とを備えている。また、ウェーハソ
ーイング装置は、前記ウェーハを前記チャックテーブル
に移送して実装するための移送手段をさらに備え、前記
ウェーハは、前記移送手段により直立位置で前記チャッ
クテーブルに固定的に支持される。
【００１２】前記チャックテーブル又は切断手段は、ｘ
軸、ｙ軸又はｚ軸方向に移動可能である。ここで、前記
ｘの方向はウェーハステージに対して垂直に駆動され地
面又はチャックテーブルの支持面と平行に駆動され、ｙ
軸の方向はウェーハステージと平行にかつ地面と平行に
駆動され、前記ｚ軸の方向はウェーハステージと平行に
かつ地面に対して垂直に駆動される。前記切断手段は、
前記駆動手段により回転する１つ以上のレーザ切断機又
は切断刃を有していてもよく、切断刃は地面と平行又は
地面に対して垂直に配置される。
【００１３】その結果、ウェーハサイズが増加しても、
ウェーハソーイング装置の設置面積を低減することがで
きる。さらに、ウェーハソーイング工程時にウェーハ上
のシリコンくずや粉塵を効果的に除去することができ
る。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴及
び利点は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の好ましい複数の実施形態を詳細に説明する。 （第１実施例）図４及び図５は、本発明の第１実施例に
よる垂直型ウェーハソーイング装置を示す図である。第
１実施例によるウェーハソーイング装置１００は、ウェ
ーハ１０を固定的に実装するチャックテーブル１１１
と、ウェーハ１０をチップ１１に分割するために、スク
ライブライン１３に沿ってウェーハ１０を切断する切断
刃１２１とを備える。また、ウェーハソーイング装置１
００は、チャックテーブル１１とウェーハカセット２０
との間でウェーハ１０を移送する移送部１４０、１５０
をさらに備える。噴射ノズル１２５は、切断工程時に発
生するクリコンくずや粉塵を除去するために、ウェーハ
１０の上部に位置する。
【００１５】チャックテーブル１１１がｙ−ｚ面と平行
に位置するから、チャッテーブル１１に固定されたウェ
ーハ１０もｙ−ｚ面と平行となる。チャックテーブル１
１１は、回転駆動部１１３によりｘ軸を中心に回転する
ことができ、ｚ軸駆動部１１９によりｚ軸方向に移動す
ることができる。
【００１６】切断刃１２１は、ｘ−ｚ面と平行に配置さ
れ、かつ駆動モータ１２３により高速でｙ軸を中心に回
転する。切断刃１２１は、ｘ軸駆動部１１５によりｘ軸
方向に移動し、ｙ軸駆動部１１７によりｙ軸方向に移動
する。ここで、ｘ軸は地面（チャックテーブルの支持
面）と平行かつチャックテーブルに垂直に駆動され、ｙ
軸は地面及びチャックテーブル１１１の両者と平行にな
る。上述したように、ウェーハソーイング装置１００
は、第１の移送部１４０及び第２の移送部１５０を含
む。第１の移送部１４０は、ウェーハ１０をウェーハカ
セット２０に装入、またはウェーハ１０をウェーハカセ
ット２０から取り出す。第２の移送部１５０は、ウェー
ハ１０をチャックテーブル３１１に移送する。第２の移
送部１５０は、ｘ軸移送部１５１と、ｚ軸移送部１５３
と、回転子１５２と、ピッカー１５４とを含む。
【００１７】ウェーハ１０が第１の移送部１４０により
ウェーハカセット２０から積載部１３０に移送される
と、第２の移送部１５０のピッカー１５４によりウェー
ハ１０を吸着固定した状態でｚ軸移送部１５３がウェー
ハ１０を上昇させる。その後、ウェーハ１０がｘ軸移送
部１５１により移動される。回転子１５２がｙ軸を中心
に９０゜回転して、ウェーハ１０をチャックテーブル１
１１と平行に配置させる。その後、ウェーハ１０をｘ軸
移送部１５１によりチャックテーブル１１１に移送し、
チャックテーブル１１１に固定させて、チャックテーブ
ル１１１に配置されたウェーハ１０を、地面に対して垂
直に配置させる。切断刃１２１は、ｙ軸駆動部１１７に
より所定の位置、例えばウェーハ切断工程が始まる開始
点に移動する。その後、チャックテーブル１１１は、ｚ
軸駆動部１１９により所定の位置に移動する。切断の深
さは、ｘ軸駆動部１１５により調節される。切断刃１２
１が切断を開始すると、ｚ軸駆動部１１９が垂直移動し
て、スクライブライン１３が切断される。このような工
程が各横のスクライブラインに対して繰り返される。
【００１８】ウェーハ１０が横方向のスクライブライン
に沿って完全に切断された時、チャックテーブル１１１
が回転駆動部１１３により略９０゜回転し、前述の工程
が縦のスクライブライン１３に対して再開される。切断
工程の時、切断刃１２１の上部に位置した噴射ノズル１
２５から切断刃及びウェーハの上面に洗浄液が吹き付け
られて、シリコンくずや粉塵などの汚染物質が除去され
る。
【００１９】（第２実施例）図６及び図７は、本発明の
第２実施例による垂直型ウェーハソーイング装置を示す
図である。第２実施例による垂直型ウェーハソーイング
装置２００は、前述の第１実施例と類似している。例え
ば、移送部２３０、２４０は、図４及び図５に示された
第１実施例のもの（１３０、１４０）と同一である。他
方、第２実施例では、ウェーハソーイング装置２００が
ｙ軸駆動部２１７、ｘ軸駆動部２１５及びｚ軸駆動部２
１９を備えている点で前述の第１実施例と異なる。ｙ軸
駆動部２１７は、ｙ軸方向にチャックテーブルを移動さ
せ、ｘ軸駆動部２１５及びｚ軸駆動部２１９は、各々ｘ
軸及びｚ軸方向に切断刃２２１を移動させる。切断刃２
２１は、チャックテーブル２１１に対して垂直で、かつ
地面と平行な状態を有する。切断工程の時、切断刃１２
１の上部に位置した噴射ノズル１２５から切断刃２２１
及びウェーハ１０の上面に洗浄液が吹き付けられる。
【００２０】チャックテーブル２１１は、ｙ軸駆動部２
１７によりスクライブライン開始点に移動する。ウェー
ハ１０の切断深さは、ｘ軸駆動部２１５により調節され
る。チャックテーブル２１１が移動した後、切断刃２２
１がｘ軸駆動部２１５及びｚ軸駆動部２１９により移動
し、ウェーハ１０が個別半導体チップ１１に分離され
る。
【００２１】（第３実施例）図８は、本発明の第３実施
例による垂直型ウェーハソーイング装置を示す図であ
る。本発明の第３実施例による垂直型ウェーハソーイン
グ装置５００は、前述の第１実施例および第２実施例と
類似している。しかしながら、第３実施例では、ウェー
ハソーイング装置５００は切断刃の代わりにレーザ切断
機５２１を有する。ウェーハソーイング装置３００は、
ｘ軸駆動部５５１及びｚ軸駆動部５５３及びピッカー５
５４を含む第２の移送部を有する。さらに、ウェーハ１
０が地面に対して垂直状態になるようにウェーハカセッ
ト２０を積載させることが必要である。
【００２２】ウェーハカセット２０を積載した後、ピッ
カー５５４がｚ軸移送部５５３により垂直運動する。ま
た、ピッカー５５４がウェーハ１０をクランプし、ウェ
ーハカセット２０からウェーハ１０をピックアップす
る。その後、ｘ軸移送部５５１は、ウェーハ１０がクラ
ンプされたピッカー５５４をチャックテーブル５１１に
移送する。移送されたウェーハ１０は、チャックテーブ
ル５１１に固定され、レーザー切断機５２１により個別
半導体チップに分離される。
【００２３】前述した本発明の各実施例に係るウェーハ
ソーイング装置は、いずれもウェーハ１０の面が地面に
垂直な面になるように位置するチャックテーブルを有す
る。したがって、ウェーハのサイズが増加するほど、ウ
ェーハソーイング装置の高さが増加する。例えば、直径
が３００ｍｍのウェーハ（すなわち１２インチウェー
ハ）の場合、ウェーハソーイング装置の面積は、約１．
４９平方メートル（１．３ｍ×１．１５ｍ）である。そ
こで、上述した従来のウェーハソーイング装置と比べて
全体寸法を約４２％減少させることができる。
【００２４】さらに、従来のウェーハソーイング装置
は、ウェーハの切断時、チャックテーブル及び切断刃の
両者がスクライブラインに沿って移動できるように、付
加的な空間を必要とする。この付加的な空間は、ウェー
ハの直径より大きいことが要求される。しかしながら、
上記の本発明の各実施例による垂直型ウェーハソーイン
グ装置は、ウェーハのスクライブラインがｚ軸方向に回
動する切断刃により分離されるので、付加的な空間を必
要としない。従って、ウェーハソーイング装置の全体寸
法は、ウェーハサイズの増加にもかかわらず増大するこ
とがない。
【００２５】さらに、本発明の複数の実施例による垂直
型ウェーハソーイング装置は、少なくとも１つの切断部
材、例えば駆動モータ又はレーザにより移動する切断刃
を有する。また、ウェーハカセットを積載部に垂直的に
積載するか、ウェーハをウェーハカセットに垂直的に積
載することが可能である。完全に積載した後、移送部が
ウェーハを積載された状態で垂直的に移動させる。第１
の移送部を必要としないので、ウェーハソーイング装置
の寸法を低減することができる。なお、本発明の複数の
実施例に係る垂直型ウェーハソーイング装置は、ウェー
ハレベルパッケージ、チップスケールパッケージ及び単
位基板の切断工程に適用可能である。
【００２６】本発明は、本発明の技術的思想から逸脱す
ることなく、他の種々の形態で実施することができる。
前述の実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明ら
かにするものであって、そのような具体例のみに限定し
て狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と
特許請求の範囲内で、いろいろと変更して実施すること
ができるものである。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による垂直
型ウェーハソーイング装置は、ウェーハが垂直した状態
で切断作業が行われるので、優秀な洗浄効果を得ること
ができると同時に、設置面積を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のウェーハソーイング装置を示す平面図で
ある。
【図２】従来のウェーハソーイング装置を示す正面図で
ある。
【図３】従来のウェーハソーイング装置を示す正面図で
ある。
【図４】本発明の第１実施例による垂直型ウェーハソー
イング装置を示す平面図である。
【図５】本発明の第１実施例による垂直型ウェーハソー
イング装置を示す正面図である。
【図６】本発明の第２実施例による垂直型ウェーハソー
イング装置を示す平面図である。
【図７】本発明の第２実施例による垂直型ウェーハソー
イング装置を示す正面図である。
【図８】本発明の第３実施例による垂直型ウェーハソー
イング装置を示す正面図である。
【符号の説明】
１０ ウェーハ １１ 半導体チップ １３ スクライブライン １５ 接着テープ １７ ウェーハリング １００、２００、５００ ウェーハソーイング装置 １１１、２１１、５１１ チャックテーブル １１３、２１３ 回転駆動部 １１５、２１５ ｘ軸駆動部 １１７、２１７ ｙ軸駆動部 １１９、２１９ ｚ軸駆動部 １２１、２２１ 切断刃 １２３、２２３ 駆動モータ １２５、２２５ 噴射ノズル １３０、２３０ 積載部 １４０、２４０、３４０ 第１の移送部 １５０、２５０、５５０ 第２の移送部 １５１、２５１、５５１ ｘ軸移送部 １５２、２５２ 回転子 １５３、２５３、５５３ ｚ軸移送部 １５４、２５４、５５４ ピッカー

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の半導体チッブが形成され、かつ隣
    接するチップ間にそれぞれ複数のスクライブラインが形
    成されたウェーハを個別化する垂直型ウェーハソーイン
    グ装置において、 表面を有するウェーハを実装するための第１の面と、駆
    動手段が接続される第２の面とを有するチャックテーブ
    ルで、前記第１の面及び前記第２の面が前記チャックテ
    ーブルの支持面にほぼ垂直に配置されるチャックテーブ
    ルと、 前記ウェーハをスクライブラインに沿って複数の個別チ
    ップに切断する切断手段とを備えることを特徴とする垂
    直型ウェーハソーイング装置。
  2. 【請求項２】 前記ウェーハを前記チャックテーブルに
    移送して実装するための移送手段をさらに備え、前記ウ
    ェーハは前記移送手段により直立位置で前記チャックテ
    ーブルに固定的に支持されることを特徴とする請求項１
    に記載の垂直型ウェーハソーイング装置。
  3. 【請求項３】 前記移送手段は、前記ウェーハを略９０
    ゜回転させて、前記ウェーハを前記チャックテーブルと
    平行に配置する回転子を有することを特徴とする請求項
    ２に記載の垂直型ウェーハソーイング装置。
  4. 【請求項４】 前記移送手段はｘ軸、ｙ軸又はｚ軸方向
    に移動し、前記ｘ軸及び前記ｙ軸は前記チャックテーブ
    ルの支持面と平行に駆動され、前記ｚ軸は前記チャック
    テーブルの支持面と垂直に駆動され、前記ｘ軸及び前記
    ｙ軸は互いに直交することを特徴とする請求項２に記載
    の垂直型ウェーハソーイング装置。
  5. 【請求項５】 前記切断手段は、前記駆動手段により回
    転する１つ以上の切断刃であることを特徴とする請求項
    １に記載の垂直型ウェーハソーイング装置。
  6. 【請求項６】 前記１つ以上の切断刃は、垂直的に配置
    されることを特徴とする請求項５に記載の垂直型ウェー
    ハソーイング装置。
  7. 【請求項７】 前記１つ以上の切断刃は、水平的に配置
    されることを特徴とする請求項５に記載の垂直型ウェー
    ハソーイング装置。
  8. 【請求項８】 前記切断手段は、レーザー切断機である
    ことを特徴とする請求項１に記載の垂直型ウェーハソー
    イング装置。
  9. 【請求項９】 前記切断手段は、１つ以上の３直交軸に
    沿って移動することを特徴とする請求項１に記載の垂直
    型ウェーハソーイング装置。
  10. 【請求項１０】 前記切断手段は、２つの垂直水平軸に
    沿って移動することを特徴とする請求項９に記載の垂直
    型ウェーハソーイング装置。
  11. 【請求項１１】 前記駆動手段は、１つ以上の３直交軸
    に沿って移動することを特徴とする請求項１に記載の垂
    直型ウェーハソーイング装置。
  12. 【請求項１２】 前記駆動手段は、垂直軸に沿って移動
    することを特徴とする請求項１１に記載の垂直型ウェー
    ハソーイング装置。
  13. 【請求項１３】 前記切断手段は、前記ウェーハの表面
    と垂直に移動することを特徴とする請求項１に記載の垂
    直型ウェーハソーイング装置。
  14. 【請求項１４】 前記チャックテーブルは、回転駆動部
    により回転されることを特徴とする請求項１に記載の垂
    直型ウェーハソーイング装置。
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