JPH0775955A - 精密切削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 赤外線を利用してウェーハの裏面からアライ
メント出来るようにした、精密切削装置を得る。 【構成】 被加工物の切削領域と、ブレードとの位置合
わせを遂行するアライメントユニットが装着された精密
切削装置において、アライメントユニットに赤外線を認
識出来る赤外線カメラを装着する。アライメントユニッ
トは、照明装置と、顕微鏡と、赤外線カメラとを含み、
照明装置側或は顕微鏡側何れか一方に又は双方に波長
０．８μｍ〜１０μｍの赤外線のみを通過する狭帯域フ
ィルターが装着される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウェーハ等を切
削するダイシング装置等の精密切削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のダイシング装置は、通常図１２に
示すように半導体ウェーハ１を回路パターンが形成され
た表面１ａが上になるようにして図１に示すようなチャ
ックテーブル１４０に保持し、アライメント手段３例え
ば顕微鏡による目視若しくはＣＣＤカメラによる画像処
理等によって切断すべき被切削領域即ちストリートの位
置合わせを行い、そのストリートに沿ってブレード１６
１により精密切削するようになっている。この場合、ウ
ェーハ表面に切削屑（コンタミ）が付着してボンディン
グパット等を汚染する問題があり、ウェーハの表面をコ
ンタミから保護するには裏面からダイシングするか、又
は表面にポリイミド等の保護膜を形成した状態で表面か
らダイシングすることが望まれている。又、それとは異
なる観点からダイシングされたチップの強度面について
云うと、半導体ウェーハ１の裏面１ｂ側にチッピングと
称する細かい欠けが生じ、つまり図１３に示すように切
断されたチップ５の裏面５ｂの周縁部にチッピング６が
生じてチップ５の強度を低下させてしまう。このような
欠点を防止するには、例えばストリートの真下に当たる
裏面箇所にベベルカット等の溝入れ加工を予め施してお
けば、表面５ａからストリートをダイシングする際に切
削負荷が裏面５ｂの溝により吸収若しくは緩和され、チ
ッピングの発生を未然に防止することが出来る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ウェー
ハ１の裏面１ｂからダイシングしたり又は予め溝入れ加
工を施すには、裏面１ｂを上にしてチャックテーブルに
保持しなければならないため、表面１ａが下側になって
ストリートが見えなくなり、そのストリートに対応して
裏面からダイシングし又は溝入れすべき箇所をアライメ
ントすることが出来ず現実には実施出来ないことにな
る。又、表面１ａにポリイミド等の不透明な保護膜が形
成されている場合も同様にアライメントすることが出来
ず、保護膜上からのダイシングが不可能になる。本発明
は、このような従来の不都合を解消するためになされ、
ウェーハの裏面を上にしてチャックテーブルに保持して
も、下になった表面のストリートに対応して裏面からダ
イシングすることが出来、又は溝入れ加工すべき箇所を
アライメントすることが出来、若しくは表面に不透明な
保護膜が形成されていてもその表面からアライメント出
来るようにした、ダイシング装置等の精密切削装置を提
供することを課題としたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この課題を技術的に解決
するための手段として、本発明は、被加工物の被切削領
域と、ブレードとの位置合わせを遂行するアライメント
ユニットが装着された精密切削装置において、前記アラ
イメントユニットには赤外線を認識出来る赤外線カメラ
が装着されている精密切削装置を要旨とするものであ
る。更にアライメントユニットは、照明装置と、顕微鏡
と、赤外線カメラとを含み、照明装置側或は顕微鏡側い
ずれか一方に又は双方に波長０．８μｍ〜１０μｍ好ま
しくは解像度を考慮し０．８μｍ〜２．０μｍの赤外線
のみを透過する狭帯域フィルターが装着されていること
を特徴とする。

【０００５】

【作 用】ウェーハの裏面を上にしてチャックテーブル
に保持し、このウェーハの裏面にウェーハの内部まで透
過する赤外線を照射し、下側になった表面のストリート
に対応させてダイシングし、又は溝入れ加工すべき箇所
をアライメントすることが出来る。このアライメントに
基づいて裏面要所に予め溝入れを施しておけば、後でひ
っくり返して表面をダイシングする時に裏面側のチッピ
ングの発生を未然に防止することが出来る。又、ウェー
ハの表面に保護膜が形成されていてもその保護膜の上か
らアライメントすることが出来、その保護膜上からダイ
シングし或は溝入れ加工することが出来る。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳説する。図１は本発明に係る精密切削装置の一実施例
として、半導体ウェーハをダイシング（切削）するダイ
シング装置１００を示したものである。この装置の構成
について説明すると、カセット載置領域１０１に載置さ
れたカセット内にはフレームに装着された半導体ウェー
ハが複数枚収納されている。

【０００７】ダイシング前のウェーハは、ウェーハ搬出
入手段１２０の把持部材１２１によってフレームが把持
され搬出入領域１１０まで搬出される。搬出入領域１１
０に位置付けられたウェーハは防塵カバー１３１を有す
る旋回アーム１３０によってチャックテーブル１４０ま
で搬送される。

【０００８】ウェーハを保持したチャックテーブル１４
０はアライメント領域１５０の下部まで移動し、所定の
アライメントが遂行される。アライメントが完了する
と、チャックテーブル１４０は更に移動してウェーハを
切削領域１６０に位置付ける。

【０００９】切削領域１６０には切削ブレード１６１を
装着したスピンドルユニット１６２が配設されており、
チャックテーブル１４０上のウェーハに所要のダイシン
グを遂行する。ダイシングが完了した後、チャックテー
ブル１４０はウェーハを保持した最初の位置まで戻る。

【００１０】この後、チャックテーブル１４０に保持さ
れているダイシング済みのウェーハは搬送手段１７０に
よってスピン洗浄領域１８０まで搬送され、スピン洗浄
される。このスピン洗浄の際、洗浄液が飛散しないよう
に搬送手段１７０に装着されている蓋部材１７１が下降
してスピン洗浄領域１８０の開口部１８１を閉塞する。

【００１１】スピン洗浄が完了すると、ウェーハは旋回
アーム１３０によって搬出入領域１１０まで搬送され位
置付けられる。その後搬出入手段１２０の把持部材１２
１によってフレームが把持され、カセット内の所要位置
に戻される。以上のようにしてウェーハはダイシングさ
れる。

【００１２】次に、アライメント領域１５０に配設され
て本発明を構成するアライメントユニットについて説明
する。このアライメントユニット７は、図２に示すよう
に照明装置８と顕微鏡９と赤外線カメラ１０とから構成
されている。

【００１３】前記照明装置８は、内部にハロゲンランプ
等の発光体８ａが設けられ、この発光体８ａは調光器８
ｂを介して電源（図示せず）に接続されており、発光体
８ａの前方に熱線吸収フィルター８ｃと赤外線透過の狭
帯域フィルター８ｄが取り付けられて赤外線を照射す
る。

【００１４】前記顕微鏡９は、対物レンズ９ａとハーフ
ミラー９ｂを有し、このハーフミラー９ｂと前記照明装
置８とはグラスファイバー１１で接続され、更にハーフ
ミラー９ｂの上方には赤外線透過の狭帯域フィルター１
２が取り付けられ、この顕微鏡９に対し前記赤外線カメ
ラ１０を光軸が一致するように取り付けてある。尚、狭
帯域フィルター８ｄ又は１２のいずれか一方を設けない
で実施しても良く、前記グラスファイバー１１を介在さ
せないで照明装置８からハーフミラー９ｂに直接赤外線
を入射させる構成にしても良い。更に、照明装置８を顕
微鏡９から独立させて直接ウェーハ１を照射するように
しても良い。

【００１５】前記照明装置８から照射された赤外線１３
は顕微鏡９を介してウェーハ１の内部まで透過し、ウェ
ーハ１の表面１ａで反射した赤外線を顕微鏡９で見て赤
外線カメラ１０で撮像し、画像処理手段（図示せず）を
経てモニター１９０に表示し、表面１ａのストリートに
対応して切削すべき裏面１ｂ箇所をアライメントするこ
とが出来る。

【００１６】図３(イ) は表面に回路パターンが形成され
たウェーハを裏面より観察した例であり、表面より観察
したもの(ロ) と殆ど同程度の鮮明度で写し出され、実際
に十字型のストリートを明確に見分けることが出来る。
表面から見た場合には、ボンディングパット（ほぼ中央
部の４つの四角形）にプローバピンの跡が黒く写ってい
るが、裏面から見るとその跡が写らないためプローバピ
ン跡に起因するアライメントミスが生じ難くなってアラ
イメント操作がし易くなる。

【００１７】図４は半導体ウェーハとして用いられるシ
リコン（Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、インジウ
ム燐（ＩｎＰ）等結晶の光透過率を示すグラフであり、
波長が０．８〜１０μｍの赤外線領域で高い透過率が見
られた。従って、前記照明装置８の狭帯域フィルター８
ｄ及び顕微鏡９の狭帯域フィルター１２は、０．８μｍ
〜１０μｍの赤外線のみを透過させる狭帯域フィルター
を用いれば良いことが判る。但し、解像度を高くするた
めには０．８μｍ〜２．０μｍの赤外線を透過する狭帯
域フィルターを用いることが好ましい。前記顕微鏡９内
に取り付けた狭帯域フィルター１２により、赤外線１３
の狭い範囲の波長のみを通過させることで更に解像度を
高めることが可能となる。又、図示は省略したが顕微鏡
９内に可視光カットフィルターを取り付け、ウェーハ１
の表面１ａで反射する可視光線（０．３８μｍ〜０．７
７μｍの範囲）をカットすることも可能である。

【００１８】次に、本発明に係る精密切削装置の使い方
について説明する。前記赤外線によるアライメントの
後、ウェーハ１の裏面１ｂにブレード１６１を作用させ
てダイシング工程又は溝入れ工程がなされる。溝入れ工
程の場合は、例えば図５に示すようにベベルカット用ブ
レード１６１′を用いてＶ溝型の裏面溝入れ１４が遂行
される。

【００１９】溝入れ加工を施した後、ウェーハ１をひっ
くり返して表面１ａを上にして再度チャックテーブル１
４０に保持し、表面１ａのストリートをアライメント手
段３によりアライメントし、通常のブレード１６１でス
トリートに沿ってダイシングが遂行される。

【００２０】このようにして、ウェーハ１の表面１ａを
ストリートに沿ってダイシングすると、図６(2) に示す
ようにウェーハ１の表面１ａから裏面１ｂのＶ溝型の裏
面溝入れ１４部の真ん中を抜ける切断となる。切削され
たチップ５′は図７に示すように、裏面の周縁部に沿っ
てあたかも面取り５′ｃが施されたような形状となり、
表面のダイシング時にウェーハ１のＶ溝型の裏面溝入れ
１４部が切削負荷を吸収し又は緩和するのでウェーハ１
の裏面１ｂにチッピングが生じることはない。

【００２１】又、図８(1) のようにウェーハ２１の裏面
２１ｂに予めＶ溝型の裏面溝入れ２２を施し、(2) のよ
うにこれをひっくり返してウェーハ２１の表面２１ａの
ストリートに沿って同じくＶ溝型の表面溝入れ２３を施
すと共に、(3) のようにＶ溝型の表面溝入れ２３部の真
ん中を切断する。このようにして切断されたチップ２４
は、図９に示すように表裏面いずれの周縁部にも面取り
２４ｃが施されたような形状になり、強度が強いものと
なる。

【００２２】前記ウェーハ２１の表面２１ａ側にも表面
溝入れ２３を施したのは、表面２１ａからのダイシング
時にウェーハ２１の表面２１ａ側にもチッピングが生じ
ないようにとの配慮からであり、この場合図８(2) の工
程と(3) の工程とは二工程に分けて行っても良いが、同
時に一工程で行っても良い。同時に一工程で行うには２
本のスピンドルが装着された精密切削装置を用いて前記
ベベルカット用ブレード１６１′と通常のブレード１６
１とを左右に配設し、これらを同時に同方向に移動させ
ることによってＶ溝型の表面溝入れ２３に連続させて通
常のダイシングをするように構成すれば良い。

【００２３】図１０は本発明に係る精密切削装置の他の
使い方を示すもので、ウェーハの裏面を研磨し所要厚さ
に形成する研磨装置との関連で、ウェーハの裏面にベベ
ルカット用ブレードでＶ溝又は凹溝を形成する最も合理
的な使用方法である。先ず、(1) のようにウェーハ３１
の表面３１ａに保護テープ３２を貼った状態でその表面
３１ａを下にして研磨装置のチャックテーブル３３に保
持し、ウェーハ３１の裏面３１ｂを回転砥石３４で研磨
する第１の工程を行う。次に(2) のようにウェーハ３１
の裏面研磨が完了した後、ダイシング装置のチャックテ
ーブルにウェーハ３１を搬送し、保護テープ３２側を下
にして保持する第２の工程を行い、このウェーハ３１の
裏面３１ｂにアライメントユニット３６から赤外線を照
射して裏面３１ｂ側からアライメントを遂行する第３の
工程を行う。このアライメント結果に基づいて、ベベル
カット用回転ブレード３７′によりウェーハ３１の裏面
３１ｂにＶ溝３８又は凹溝３９を形成する第４の工程を
行う。

【００２４】この後、図１０(3) のようにウェーハ３１
の裏面３１ｂ側にテープ４０ａを貼着しフレーム４０と
一体にすると共に、前記回路形成面（表面３１ａ）に貼
着してある保護テープ３２を剥離する第５の工程を行
う。次いで、(4) のようにダイシング装置のチャックテ
ーブル上にフレーム４０と一体になったウェーハ３１を
保持し、回路形成面に基づいてアライメントユニット３
６によりアライメントを遂行し、Ｖ溝を形成し又は形成
しないでブレード３７によりダイシングを遂行する第６
の工程を行う。尚、第５の工程において保護テープ３２
の剥離作業を先に行っても良い。

【００２５】このようにしてダイシングの結果得られた
チップの断面形状は、例えば図１０(4)(イ)、(ロ) 、(ハ)
のようになり、いずれもウェーハ３１の裏面３１ｂにチ
ッピングが生じることはない。従って、強度の強いチッ
プが得られる。

【００２６】この外、図１１に示すように最初からウェ
ーハ４１をその裏面を上にしてフレーム４２のテープ４
２ａに貼り、このフレーム４２を介して各工程を行うこ
とも可能である。この場合、ウェーハ４１の取り扱いが
し易くなり且つ各工程の作業能率を向上させることが出
来る。従って、例えば図１１に示す状態のままウェーハ
４１の裏面を研磨する装置に搬送して所定の裏面研磨を
遂行し、その後フレーム４２ごとダイシング装置のチャ
ックテーブルに搬送し、裏面からアライメントを行って
所定のダイシングを行うことが出来る。

【００２７】尚、使用例においてウェーハ表面にポリイ
ミド等の不透明な保護膜が形成されている場合について
説明しなかったが、可視光によって表面を認識出来ない
ことから赤外線を用いてアライメントをする必要があ
り、前記した裏面からのダイシングと変わるところはな
く、詳細な説明は省略する。前記裏面の溝入れダイシン
グの使用例ではウェーハの裏面にＶ溝型の裏面溝入れを
施し、その後表面から通常のダイシングをする方法であ
ったが、必要に応じてウェーハの表面のストリートに沿
ってＶ溝型の表面溝入れを施し、その後裏面から通常の
ダイシングをするようにしても良い。又、Ｖ溝等のベベ
ルカットを施すことなく裏面から、保護膜上から直接ダ
イシングしても良い。更に、精密切削装置が大型化する
と共に赤外線に比べて危険であり、取り扱いが不便なの
であまり好ましくはないが、アライメントユニットにお
いて赤外線の代わりに軟Ｘ線を用いて実施することも可
能である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
精密切削装置においてウェーハの裏面を上にしてチャッ
クテーブルに保持し、このウェーハの裏面にウェーハの
内部まで透過する光を照射して、下側になった表面のス
トリートに対応させてダイシング又は溝入れ加工すべき
裏面箇所をアライメント出来るようにしたので、ウェー
ハの裏面箇所に予め溝入れ加工を施すこと、裏面からフ
ルカット又はハーフカットのダイシングを遂行すること
が出来る。フルカットする場合は、ウェーハの表面から
のダイシングが省略出来るので、表面にコンタミが付着
することがなく、ボンディングパット等を汚染すること
もない。又、ウェーハ表面に保護膜が形成されていて、
保護膜上からアライメントを行ってダイシングを遂行す
る場合もウェーハの表面にコンタミが付着することがな
く、ボンディングパット等を汚染することもない。更
に、裏面に予め溝入れを施しておけば、表面からダイシ
ングする際にその溝が切削負荷を吸収若しくは緩和しウ
ェーハの裏面側にチッピングが生じないので、強度の強
いチップが得られる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る精密切削装置の一実施例を示す
ダイシング装置の斜視図である。

【図２】 アライメントユニット部分の概略断面図であ
る。

【図３】 図２のアライメントユニットによりウェーハ
を実際に観察したもので、(イ) はウェーハの裏面側から
見た図、(ロ) は表面側から見た図である。

【図４】 シリコンウェーハ等の光透過率を示すグラフ
図である。

【図５】 ウェーハの裏面溝入れの一例を示す説明図で
ある。

【図６】 (1) 〜(3) は裏面溝入れ後に表面からダイシ
ングを遂行する状態を示すウェーハの部分断面図であ
る。

【図７】 ダイシングされたチップの斜視図である。

【図８】 本発明に係る精密切削装置の使用例を示すも
ので、(1) 〜(3) はダイシングを遂行する状態を示すウ
ェーハの部分断面図である。

【図９】 ダイシングされたチップの斜視図である。

【図１０】(1) 〜(4) は本発明に係る精密切削装置の他
の使用例を工程順に示す説明図である。

【図１１】フレームと一体にされたウェーハの平面図で
ある。

【図１２】従来例の説明図である。

【図１３】従来例におけるチップの断面図である。

【符号の説明】

１…ウェーハ １ａ…表面 １ｂ…裏面 ３…ア
ライメント手段 ５…チップ ５ａ…表面 ５ｂ
…裏面 ５′…チップ ５′ｃ…面取り ６…チッピング ７…アライメントユニット ８…
照明装置 ８ａ…発光体 ８ｂ…調光器 ８ｃ…
熱線吸収フィルター ８ｄ…狭帯域フィルター ９
…顕微鏡 ９ａ…対物レンズ ９ｂ…ハーフミラー
１０…赤外線カメラ １１…グラスファイバー
１２…狭帯域フィルター １３…赤外線 １４…
裏面溝入れ ２１…ウェーハ ２１ａ…表面 ２１ｂ…裏面
２２…裏面溝入れ ２３…表面溝入れ ２４…チップ ２４ｃ…面取り ３１…ウェーハ ３１ａ…表面 ３１ｂ…裏面
３２…保護テープ ３３…チャックテーブル ３４…回転砥石 ３５…
チャックテーブル ３６…アライメントユニット
３７…回転ブレード ３７′…ベベルカット用回転ブ
レード ３８…Ｖ溝 ３９…凹溝 ４０…フレー
ム ４０ａ…テープ ４１…ウェーハ ４２…フレーム ４２ａ…テープ １００…ダイシング装置 １０１…カセット載置領域
１１０…搬出入領域 １２０…搬出入手段 １
２１…把持部材 １３０…旋回アーム １３１…防
塵カバー １４０…チャックテーブル １５０…ア
ライメント領域 １６０…切削領域 １６１…切削ブレード １６
１′…ベベルカット用ブレード １６２…スピンドル
ユニット １７０…搬送手段 １７１…蓋部材
１８０…スピン洗浄領域 １８１…開口部 １９０
…モニター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｇ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工物の被切削領域と、ブレードとの
   位置合わせを遂行するアライメントユニットが装着され
   た精密切削装置において、前記アライメントユニットに
   は赤外線を認識出来る赤外線カメラが装着されている精
   密切削装置。
2. 【請求項２】 アライメントユニットは、照明装置と、
   顕微鏡と、赤外線カメラとを含み、照明装置側或は顕微
   鏡側いずれか一方に又は双方に波長０．８μｍ〜１０μ
   ｍの赤外線のみを透過する狭帯域フィルターが装着され
   ている、請求項１記載の精密切削装置。