JP7436165B2 - ダイシングユニットの診断方法、及び、ダイシングシステム - Google Patents

Description

本発明は、ダイシングユニットの診断方法、及び、ダイシングシステムに関する。

従来、板状の半導体ウェーハを個片化するダイシングにおいて、ダイシングによって生じたチップの縁の欠けがデバイスに到達するとデバイスが損傷してしまうため、被加工物の加工中に加工を一時停止して切削溝（カーフ）を撮像し、発生したチッピングのサイズを計測する所謂カーフチェックを実施することが知られている。

カーフチェックで検出されたチッピングのサイズが予め設定された許容値を超えた場合には、装置が警告を発信し、オペレーターが適宜対応するようにしている。これにより、チッピングのサイズが許容値を超えた状態で加工がされ続けてしまい、不良デバイスを生産し続けてしまうことを防止できる。

特許文献１では、ウェーハのエッジに加工溝を形成し、加工溝の画像解析を行うことで、切削ブレードの使用限界などを自動判定する技術を開示しており、自動判定により切削ブレードを適時交換することによって、不良デバイスの生産を防止することとしている。

特開２０１５－８５３９８号公報

他方、ウェーハが分割され個片化されたチップ側面、すなわち分割面の表面の粗さが粗い場合には、チップの強度が劣ることが知られている。しかし、従来はチップ側面の表面の粗さの確認はされてはいなかった。

このため、チップの分割面の粗さが粗い状況が発生しているにも関わらず、被加工物を加工し続けてしまうことにより、強度の低いチップが形成され、ひいては、不良デバイスを生産し続けてしまうおそれがあった。

本発明の目的は、強度の低いチップが形成されることを防止し、ひいては、不良デバイスを生産し続けてしまうことを防止し得るダイシングユニットの診断方法を提供することである。

本発明の一態様によれば、
保持テーブルで保持された被加工物をダイシングするダイシングユニットの診断方法であって、
該被加工物を該保持テーブルで保持する保持ステップと、
該保持ステップで保持された該被加工物を該ダイシングユニットでダイシングして個片化するダイシングステップと、
該ダイシングステップで分割された該被加工物の分割面の粗さを検出する検出ステップと、
該検出ステップを実施した後、該分割面の粗さが所定の許容範囲外のときにダイシングユニットは異常であると判定する異常判断ステップと、
を含むダイシングユニットの診断方法とする。

また、保持テーブルで保持された該被加工物をダイシングするダイシングユニットと、
該ダイシングユニットで個片化された被加工物の分割面の粗さを検出する検出ユニットと、
該検出ユニットとを制御するコントローラと、
を備えるダイシングシステムであって、
該コントローラは、
該検出ユニットで検出された該分割面の粗さと、予め設定された粗さの許容範囲と、を比較して該粗さが所定の許容範囲外のときに該ダイシングユニットは異常であると判定する異常判断部を含む、ダイシングシステムとする。

本発明によれば、個片化された被加工物の分割面（切断面）の粗さが検出され、分割面の粗さが所定の許容範囲外の時にダイシングユニットが異常と判定されるため、異常と判定された場合に加工を停止することができ、不良デバイスを生産し続けてしまうことを防止できる。

ダイシングユニットと検査ユニットをインラインで構成したダイシングシステムについて示す斜視図である。 検査ユニットを構成要素の一部を省略して示す斜視図である。 ウェーハユニットを示す斜視図である。 図４（Ａ）は突き上げ機構上に配置されたウェーハユニットを示す断面図であり、図４（Ｂ）は突き上げ機構の一部を拡大して示す断面図である。 ピックアップ機構を示す斜視図である。 図６（Ａ）は突き上げ機構によってテープが吸引された状態のウェーハユニットを示す断面図であり、図６（Ｂ）は突き上げ機構によってチップが突き上げられた状態のウェーハユニットを示す断面図であり、図６（Ｃ）はコレットによってチップがピックアップされた状態のウェーハユニットを示す断面図である。 図７（Ａ）はチップ支持台を回転させる構成について説明する図である。図７（Ｂ）はピックアップ機構のコレットを回転させる構成について説明する図である。 異常判断を行うための装置構成例について示す機能ブロック図である。 異常判断の一例について示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、ダイシングユニット３０２（切削装置）と検査ユニット２をインラインで構成したダイシングシステム３０１について示す斜視図である。図２は、検査ユニット２の構成について示す斜視図である。

まず、本願発明において検査対象となる被加工物としてのウェーハ等の構成について図３を用いて説明する。
図３は、ウェーハ１３をテープ１９に貼着してなるウェーハユニット１１を示す斜視図であり、ダイシングユニット３０２（図１）によって加工された後の状態を示すものである。ウェーハ１３は、例えばシリコン等の材料を用いて円盤状に形成され、表面１３ａ及び裏面１３ｂを備える。ウェーハ１３の表面１３ａ側には、ＩＣ（IntegratedCircuit）、ＬＳＩ（LargeScaleIntegration）、ＬＥＤ（LightEmittingDiode）等でなる複数のデバイス１５が形成されている。

また、ウェーハ１３は互いに交差するように格子状に配列された複数の分割予定ライン（ストリート）１７に沿って切削加工なされた状態となっている。複数のデバイス１５はそれぞれ、分割予定ライン１７によって区画された各領域の表面１３ａ側に形成されている。

なお、ウェーハ１３の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えばウェーハ１３は、シリコン以外の半導体（ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ等）、サファイア、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等の材料によって形成された基板であってもよい。また、デバイス１５の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。

ウェーハ１３の裏面１３ｂ側には、円形のテープ１９が貼着される。例えばテープ１９は、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタラート等の樹脂でなる基材上にゴム系やアクリル系の粘着層（糊層）が形成された、柔軟なフィルムによって構成される。なお、テープ１９の径はウェーハ１３の径よりも大きく、ウェーハ１３はテープ１９の中央部に貼着される。

また、テープ１９の外周部には、金属等でなり中央部に円形の開口２１ａを備える環状フレーム２１が貼着される。これにより、ウェーハ１３は、開口２１ａの内部に配置された状態で、テープ１９を介して環状フレーム２１によって支持される。

ウェーハ１３は、分割予定ライン１７に沿って切断され、デバイス１５をそれぞれ備える複数のチップ２３に分割されている。ウェーハ１３の分割には、例えば、後述するダイシングユニット３０２（図１）が用いられる。切削ブレードを回転させ、分割予定ライン１７に沿ってウェーハ１３に切り込ませることにより、ウェーハ１３が切削されて複数のチップ２３に分割される。なお、ウェーハの分割方法に制限はない。

複数のチップ２３はそれぞれ、後の工程でテープ１９から剥離される。そのため、テープ１９は、所定の処理を施すことにより接着力が低下する性質を備えることが好ましい。テープ１９としては、例えば紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化型のテープを用いることができる。また、テープ１９として、紫外線の照射により膨張するマイクロカプセルや、紫外線の照射により発泡する発泡剤などを粘着層に含有させたテープを用いてもよい。このようなテープ１９に対して紫外線を照射すると、チップ２３に対するテープ１９の接着力が低下する。

以上のように、ウェーハユニット１１上において分割された複数のチップ２３は、後に説明するピックアップ機構７０（図２）によってピックアップされる。

図１に示すように、ダイシングユニット３０２は、被加工物であるウェーハ１３（図３）をダイシングするものである。ダイシングユニット３０２は、各構成要素を支持する基台３０４を備えている。

基台３０４の前方の角部には、図示せぬ昇降機構によって昇降するカセット支持台３０６が設けられている。カセット支持台３０６の上面には、複数のウェーハ１３（図３）を収容するカセット３０８が載せられる。

カセット支持台３０６の側方には、Ｘ軸方向（左右方向、加工送り方向）に長い開口３０４ｂが形成されている。開口３０４ｂが形成される部位には、保持テーブル３１８を備える移動テーブル３１６や、移動テーブル３１６をＸ軸方向に移動させるボールネジ式のＸ軸移動機構（不図示）が設けられ、保持テーブル３１８がＸ軸方向に移動される構成とされる（加工送り）。開口３０４ｂの開口部分は、移動テーブル３１６や蛇腹式のテーブルカバー３１２によって覆われる。

保持テーブル３１８は、ウェーハ１３（図３）を吸引、保持するためのものであり、その保持面が上側に露出して設けられている。この保持テーブル３１８は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、Ｚ軸軸（鉛直軸）を回転軸として回転する。

保持テーブル３１８の上面は、ウェーハ１３（図３）を下側から吸引、保持する保持面３１８ａになっている。保持面３１８ａは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向（前後方向、割り出し送り方向）に対して概ね平行に形成されており、保持テーブル３１８の内部に設けられた図示せぬ吸引路等を介してエジェクタ等の吸引源に接続されている。

保持テーブル３１８の周囲には、ウェーハ１３（図３）を支持する環状フレーム２１（図３）を四方から固定するための４個のクランプ３２０が設けられている。

開口３０４ｂに隣接する領域には、上述したウェーハ１３（図３）を保持テーブル３１８等へと搬送する図示せぬ搬送ユニットが配置されている。搬送ユニットでカセット３０８から搬出されたウェーハ１３（図３）は、例えば、表面側が上方に露出する態様で保持テーブル３１８に載せられる。

基台３０４の上面には、２組の切削ユニット３２４を支持するための門型のコラム３２６が、開口３０４ｂを跨ぐように配置されている。コラム３２６の前面上部には、各切削ユニット３２４をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動させる２組の切削ユニット移動機構３２８が設けられている。

各切削ユニット移動機構３２８のＹ軸移動プレート３３２は、コラム３２６の前面にＹ軸方向に平行に設けられた長い一対のＹ軸ガイドレール３３０に対し、スライド可能に取り付けられ、これにより、各切削ユニット移動機構３２８が全体としてＹ軸方向に移動可能に構成される。

各Ｙ軸移動プレート３３２の裏面側（後面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール３３０に対して概ね平行なＹ軸ボールネジ３３４がそれぞれ螺合されている。各Ｙ軸ボールネジ３３４の一端部には、Ｙ軸パルスモータ３３６が連結されている。Ｙ軸パルスモータ３３６でＹ軸ボールネジ３３４を回転させると、Ｙ軸移動プレート３３２は、Ｙ軸ガイドレール３３０に沿ってＹ軸方向に移動する。

各Ｙ軸移動プレート３３２の表面（前面）には、Ｚ軸方向に長い一対のＺ軸ガイドレール３３８が設けられている。すなわち、Ｚ軸ガイドレール３３８は、その長手方向がＺ軸方向に対して平行になるように配置されている。また、Ｚ軸ガイドレール３３８には、Ｚ軸移動プレート３４０がスライド可能に取り付けられている。

各Ｚ軸移動プレート３４０の裏面側（後面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール３３８に対して概ね平行なＺ軸ボールネジ３４２がそれぞれ螺合されている。各Ｚ軸ボールネジ３４２の一端部には、Ｚ軸パルスモータ３４４が連結されている。Ｚ軸パルスモータ３４４でＺ軸ボールネジ３４２を回転させると、Ｚ軸移動プレート３４０は、Ｚ軸ガイドレール３３８に沿ってＺ軸方向に移動する。

各Ｚ軸移動プレート３４０の下部には、切削ユニット３２４が設けられている。一方の切削ユニット３２４に隣接する位置には、保持テーブル３１８によって吸引、保持されたウェーハ等を撮像するためのカメラ３３３（撮像ユニット）が設けられている。

各切削ユニット移動機構３２８でＹ軸移動プレート３３２をＹ軸方向に移動させれば、切削ユニット３２４、カメラ、及びレーザー変位計は、Ｙ軸方向に移動する（割り出し送り）。また、各切削ユニット移動機構３２８でＺ軸移動プレート３４０をＺ軸方向に移動させれば、切削ユニット３２４、カメラ３３３は、Ｚ軸方向に移動する（切り込み送り）。

開口３０４ｂを挟んでカセット支持台３０６と反対側の位置には、開口３０４ｃが形成されている。開口３０４ｃ内には、切削ユニット３２４で切削加工（切削）された後のウェーハ等を洗浄するための洗浄ユニット３５０が配置されている。

また、カセット支持台３０６を昇降させる昇降機構、Ｘ軸移動機構、保持テーブル３１８、搬送ユニット、切削ユニット３２４、切削ユニット移動機構３２８、カメラ３３３、洗浄ユニット３５０等の構成要素は、図示せぬ制御ユニットに接続されて制御される。

上述した各構成要素は、ダイシングユニット３０２の外観を構成する外装カバー（不図示）によって覆われている。このカバー（不図示）の外側には、ユーザーインターフェースとなるタッチパネル式のモニター３５２が設けられ、モニター３５２は上述した制御ユニットと接続される。

また、ダイシングユニット３０２は、切削ユニット３２４を備える切削装置の構成とする他、レーザー発振器と、レーザー発振器から出射されたレーザー光線を被加工物に集光して照射する集光レンズとを備え、被加工物にレーザーダイシングを実施するレーザー加工装置に構成されるものであってもよい。

次に図１、及び、図２に示す検査ユニット２について説明する。
検査ユニット２は、検査ユニット２を構成する各構要素を支持する基台４を備える。基台４の前方側（図１、図２における右上方向側）の一端側には仮置台４ａが設けられており、受け渡し搬送装置５（図１）によって、ダイシングユニット３０２の洗浄ユニット３５０による洗浄を終えたウェーハユニット１１（図３）が、仮置台４ａへと搬送される。

図１に示す受け渡し搬送装置５は、Ｘ軸方向、及び、Ｙ軸方向に移動可能に構成されており、下端に設けた保持部によってウェーハユニット１１（図３）の環状フレームを保持し、洗浄ユニット３５０から仮置台４ａへのウェーハユニットの搬送を可能とするものである。

図１に示す仮置台４ａの前方側（図１、図２における左下方向側）には、ウェーハユニットを二段で仮置き可能な仮置き機構１０が設けられている。仮置き機構１０は、互いに平行に配置された一対のガイドレール１２を備える。一対のガイドレール１２はそれぞれ、二段の棚を形成すべく構成され、Ｘ軸方向（第１水平方向、左右方向）及びＹ軸方向（第２水平方向、前後方向）と概ね平行な第１支持面１２ａ及び第２支持面１２ｂを備える。

図１に示すように、第１支持面１２ａはそれぞれ、第２支持面１２ｂの上方で第２支持面１２ｂと重なるように配置されている。そして、一対の第１支持面１２ａと一対の第２支持面１２ｂとはそれぞれ、ウェーハユニットの端部（環状フレーム２１（図３））の下面側を支持する。例えば、一対の第１支持面１２ａは仮置台４ａから搬送されたウェーハユニットを支持し、一対の第２支持面１２ｂは後述のフレーム固定機構１４から搬送されたウェーハユニットを支持する。

図１に示すように、仮置き機構１０の後方には、ウェーハユニットの環状フレーム２１（図３）を固定するフレーム固定機構１４が設けられている。フレーム固定機構１４は、環状フレーム（図３）の下面側を支持するフレーム支持部１６と、フレーム支持部１６の上方に配置され環状フレーム２１（図３）の上面側と接触するフレーム押さえ部１８とを備える。フレーム支持部１６とフレーム押さえ部１８とはそれぞれ、環状フレーム（図３）の形状に対応して環状に形成され、互いに重なるように配置されている。

図１に示すフレーム支持部１６は、Ｚ軸方向（鉛直方向、上下方向）に沿って移動可能に構成されている。環状フレーム２１（図３）がフレーム支持部１６によって支持されるようにウェーハユニットを配置した状態で、フレーム支持部１６を上方に移動させると、環状フレーム（図３）がフレーム支持部１６とフレーム押さえ部１８とによって挟まれて固定される。

なお、環状フレーム２１（図３）がフレーム固定機構１４によって適切に固定されているか否かは、例えば、フレーム支持部１６とフレーム押さえ部１８とが環状フレーム（図３）を介して導通しているか否かを検出することによって確認される。

また、図１に示すように、仮置き機構１０及びフレーム支持部１６の上方には、仮置台４ａとフレーム固定機構１４との間でウェーハユニット１１（図３）を搬送する搬送機構（搬送手段）２０が設けられている。搬送機構２０は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に沿って移動可能に構成されており、ウェーハユニット１１の環状フレーム２１（図３）を上下から把持する第１把持部２２ａ及び第２把持部２２ｂを備える。なお、第１把持部２２ａは搬送機構２０の仮置台４ａ側に設けられており、第２把持部２２ｂは搬送機構２０のフレーム固定機構１４側に設けられている。

図１に示すように、仮置台４ａからウェーハユニット１１（図３）を搬出する際は、仮置台４ａに収容されたウェーハユニット１１（図３）の端部を第１把持部２２ａで把持した状態で、搬送機構２０をＹ軸方向に沿って仮置き機構１０側に移動させる。これにより、ウェーハユニット１１（図３）が仮置台４ａから引き出され、仮置き機構１０が備える一対の第１支持面１２ａ上（上段）に配置される。その後、第１把持部２２ａによる把持を解除する。

次に、ウェーハユニット１１（図３）の仮置台４ａ側の端部を搬送機構２０の第２把持部２２ｂで把持した状態で、搬送機構２０をＹ軸方向に沿ってフレーム固定機構１４側に移動させる。これにより、ウェーハユニット１１（図３）がフレーム支持部１６とフレーム押さえ部１８との間に搬送され、環状フレーム２１（図３）がフレーム支持部１６によって支持される。

なお、図１及び図２に示すように、フレーム押さえ部１８の仮置き機構１０側には、フレーム押さえ部１８が切り欠かれて形成された切り欠き部１８ａが設けられている。この切り欠き部１８ａは、搬送機構２０が通過可能な大きさで構成されている。これにより、ウェーハユニット１１（図３）がフレーム固定機構１４に搬送される際に、搬送機構２０がフレーム押さえ部１８と接触することを防止できる。

その後、図１に示すように、第２把持部２２ｂによる把持を解除し、フレーム支持部１６を上方に移動させる。これにより、環状フレーム２１（図３）がフレーム支持部１６とフレーム押さえ部１８とによって挟まれて固定される。

図１及び図２に示すように、フレーム固定機構１４は、フレーム固定機構１４の位置を制御する位置付け機構３０に支持されている。位置付け機構３０は、フレーム固定機構１４をＸ軸方向に沿って移動させるＸ軸移動機構３２と、フレーム固定機構１４をＹ軸方向に沿って移動させるＹ軸移動機構４２とを備える。Ｘ軸移動機構３２及びＹ軸移動機構４２により、フレーム固定機構１４の水平方向における位置が制御される。

Ｘ軸移動機構３２は、基台４上にＸ軸方向に沿って配置された一対のガイドレール３４を備える。一対のガイドレール３４の間には、一対のガイドレール３４と概ね平行に配置されたボールねじ３６が設けられている。また、ボールねじ３６の一端部には、ボールねじ３６を回転させるパルスモータ３８が連結されている。

一対のガイドレール３４上には、移動ブロック４０がスライド可能に配置されている。移動ブロック４０の下面側（裏面側）にはナット部（不図示）が設けられており、このナット部はボールねじ３６に螺合されている。パルスモータ３８によってボールねじ３６を回転させると、移動ブロック４０が一対のガイドレール３４に沿ってＸ軸方向に移動する。

Ｙ軸移動機構４２は、移動ブロック４０上にＹ軸方向に沿って配置された一対のガイドレール４４を備える。一対のガイドレール４４の間には、一対のガイドレール４４と概ね平行に配置されたボールネジ４６が設けられている。また、ボールネジ４６の一端部には、ボールネジ４６を回転させるパルスモータ４８が連結されている。

図１に示すように、一対のガイドレール４４上には、フレーム固定機構１４がスライド可能に配置されている。フレーム固定機構１４の支持部１４ｆにはナット部（不図示）が設けられており、このナット部はボールネジ４６に螺合されている。パルスモータ４８によってボールネジ４６を回転させると、フレーム固定機構１４が一対のガイドレール４４に沿ってＹ軸方向に移動する。

図１及び図２に示すように、移動ブロック４０は、板状にて構成されており、フレーム固定機構１４の下方の位置において、上下方向に貫通する開口部４１が形成される。この開口部４１を通じて後述する突き上げ機構５０による下方からの突き上げが可能となる。

基台４において一対のガイドレール３６によって挟まれた領域には、矩形状の開口４ｂが設けられている。この開口４ｂの内部には、ウェーハユニット１１のウェーハ１３に含まれるチップ２３（図３）を下面側から上方に向かって突き上げる円筒状の突き上げ機構（突き上げ手段）５０が設けられている。突き上げ機構５０は、エアシリンダ等で構成される昇降機構（不図示）と接続されており、Ｚ軸方向に沿って昇降する。

ウェーハユニット１１（図３）の環状フレーム２１をフレーム固定機構１４によって固定した状態で、位置付け機構３０によってフレーム固定機構１４をＸ軸方向に沿って移動させると、ウェーハユニット１１が開口４ｂ上に位置付けられる。そして、ウェーハ１３に含まれる所定のチップ２３（図３）が、突き上げ機構５０によって上方に突き上げられる。

図４（Ａ）は、突き上げ機構５０の上方に配置されたウェーハユニット１１を示す断面図である。突き上げ機構５０は、中空の円柱状に形成された外層部５２と、外層部５２の内部に配置された四角柱状の突き上げ部５４とを備える。

図４（Ｂ）は、突き上げ機構５０の一部を拡大して示す断面図である。外層部５２の上面５２ａ側には、外層部５２の周方向に沿って同心円状に形成された複数の吸引溝５２ｂが形成されている。吸引溝５２ｂはそれぞれ、突き上げ機構５０の内部に形成された吸引路（不図示）及びバルブ５６（図４（Ａ））を介して、エジェクタ等でなる吸引源５８に接続されている。

また、突き上げ部５４は、四角柱状に形成された第１突き上げピン５４ａと、中空の四角柱状に形成され第１突き上げピン５４ａを囲繞する第２突き上げピン５４ｂと、中空の四角柱状に形成され第２突き上げピン５４ｂを囲繞する第３突き上げピン５４ｃと、中空の四角柱状に形成され第３突き上げピン５４ｃを囲繞する第４突き上げピン５４ｄとを備える。第１突き上げピン５４ａ、第２突き上げピン５４ｂ、第３突き上げピン５４ｃ、第４突き上げピン５４ｄはそれぞれ、モータ等で構成される昇降機構（不図示）と接続されており、Ｚ軸方向に沿って昇降する。

ウェーハユニット１１が突き上げ機構５０の上方に位置付けられた状態で、突き上げ機構５０を上昇させると、突き上げ機構５０と重なる位置に配置されたチップ２３が突き上げられる。なお、突き上げ機構５０の寸法は、チップ２３のサイズに応じて適宜調整される。

チップ２３と突き上げ機構５０との位置合わせは、フレーム固定機構１４の位置を位置付け機構３０（図１、図２参照）で調整することによって行われる。この位置合わせには、突き上げ機構５０の上方に配置されたウェーハ撮像カメラ６０（図１、図２参照）が用いられる。

ウェーハ撮像カメラ６０は、開口４ｂ上に配置されたウェーハ１３（図３参照）の全体を撮像可能な位置に配置されている。ウェーハ撮像カメラ６０によって取得されたウェーハ１３の画像に基づき、所定のチップ２３が突き上げ機構５０と重なるようにフレーム固定機構１４の位置が調整される。

なお、突き上げ機構５０の近傍には、ウェーハ１３に向かって光を照射するライトを設けることが好ましい。ウェーハ撮像カメラ６０でウェーハ１３を撮影する際、ウェーハ１３に光を照射することにより、鮮明な画像を取得することができる。なお、ライトが設けられる位置に制限はない。例えば、ライトは開口４ｂの底部に突き上げ機構５０と隣接するように設けられる。また、突き上げ機構５０を透明な部材によって形成するとともに、ライトを突き上げ機構５０の内部に設けてもよい。

図２に示すように、突き上げ機構５０によって突き上げられたチップ２３は、ピックアップ機構７０によってピックアップされる。ピックアップ機構７０は、突き上げ機構５０によって突き上げられたチップ２３をピックアップするコレット７６を備えるとともに、コレット７６の位置を制御するコレット移動機構（コレット移動手段）８０に接続されている。

図５は、ピックアップ機構７０を示す斜視図である。ピックアップ機構７０は、コレット移動機構８０に接続される移動基台７２と、移動基台７２からコレット移動機構８０とは反対側に向かってＸ軸方向に沿うように配置され、コレット７６とコレット移動機構８０とを接続する柱状のアーム７４とを備える。アーム７４は、移動基台７２を介してコレット移動機構８０と接続された柱状の第１支持部７４ａと、第１支持部７４ａの先端部から下方に向かって突出する第２支持部７４ｂとを備える。

なお、第１支持部７４ａと第２支持部７４ｂとは、互いに結合及び分離可能に構成されている。例えば、第１支持部７４ａ及び第２支持部７４ｂは、ツールチェンジャー等によって互いに着脱自在に構成される。また、第１支持部７４ａはＸ軸方向移動機構７４ｃによりＸ軸方向に移動するように構成されており、これにより、第２支持部７４ｂがＸ軸方向に移動可能に構成される。これにより、後述するチップトレイ５０１内への収容に際し、Ｘ軸方向の収容位置が選択可能となる。

図５に示すように、第２支持部７４ｂの下端側には、チップ２３（図３）を保持するコレット７６が固定されている。コレット７６の下面は、チップ２３を吸引保持する吸引面７６ａを構成する。吸引面７６ａは、コレット７６の内部に形成された吸引路（不図示）を介して吸引源（不図示）と接続されている。コレット７６の吸引面７６ａにチップ２３を接触させた状態で、吸引面７６ａに吸引源の負圧を作用させることにより、チップ２３がコレット７６によって吸引保持される。

図２に示すように、ピックアップ機構７０は、コレット移動機構８０に接続されている。コレット移動機構８０は、ピックアップ機構７０をＹ軸方向に沿って移動させるＹ軸移動機構８２と、ピックアップ機構７０をＺ軸方向に沿って移動させるＺ軸移動機構９２とを備える。Ｙ軸移動機構８２及びＺ軸移動機構９２により、コレット７６のＹ軸方向及びＺ軸方向における位置が制御される。

Ｙ軸移動機構８２は、Ｙ軸方向に沿って配置された一対のガイドレール８４を備える。一対のガイドレール８４の間には、一対のガイドレール８４と概ね平行に配置されたボールねじ８６が設けられている。また、ボールねじ８６の一端部には、ボールねじ８６を回転させるパルスモータ８８が連結されている。

一対のガイドレール８４には、移動ブロック９０がスライド可能に装着されている。また、移動ブロック９０にはナット部（不図示）が設けられており、このナット部はボールねじ８６に螺合されている。パルスモータ８８によってボールねじ８６を回転させると、移動ブロック９０が一対のガイドレール８４に沿ってＹ軸方向に移動する。

図２及び図５に示すように、Ｚ軸移動機構９２は、移動ブロック９０の側面にＺ軸方向に沿って配置された一対のガイドレール９４を備える。一対のガイドレール９４の間には、一対のガイドレール９４と概ね平行に配置されたボールねじ９６が設けられている。また、ボールねじ９６の一端部には、ボールねじ９６を回転させるパルスモータ９８が連結されている。

図５に示すように、一対のガイドレール９４には、ピックアップ機構７０の移動基台７２がスライド可能に装着されている。また、移動基台７２にはナット部（不図示）が設けられており、このナット部はボールねじ９６に螺合されている。パルスモータ９８によってボールねじ９６を回転させると、移動基台７２が一対のガイドレール９４に沿ってＺ軸方向に移動する。

以上のように構成されたピックアップ機構７０により、突き上げ機構５０によって突き上げたチップ２３（図３）をピックアップする。以下、ウェーハ１３から所定のチップ２３をピックアップする際の突き上げ機構５０及びコレット７６の動作例について説明する。

図４（Ａ）に示すように、まず、フレーム固定機構１４によって固定されたウェーハユニット１１を位置付け機構３０によって移動させ、突き上げ機構５０の上方に配置する。次いで、ウェーハ撮像カメラ６０によって取得された画像に基づいて、ピックアップされる所定のチップ２３と突き上げ機構５０とが重なるように、フレーム固定機構１４の位置を調整する。なお、このときピックアップ機構７０のコレット７６は、突き上げ機構５０の上面５０ａと対向する位置（重なる位置）に配置される（図６（Ａ）参照）。

次に、図６（Ａ）に示すように、突き上げ機構５０を上方に移動させ、突き上げ機構５０の上面５０ａをチップ２３の裏面側に貼着されたテープ１９に接触させる。この状態で、バルブ５６を開き、吸引溝５２ｂ（図４（Ｂ）参照）を介して外層部５２の上面５２ａに吸引源５８の負圧を作用させる。これにより、テープ１９の突き上げ機構５０と接触する領域が吸引される。図６（Ａ）は、突き上げ機構５０によってテープ１９が吸引された状態のウェーハユニット１１を示す断面図である。

次に、図６（Ｂ）に示すように、突き上げ機構５０の突き上げ部５４を上方に移動させ、テープ１９を介してチップ２３の下面側を上方に向かって突き上げる。このとき、突き上げ部５４を構成する第１突き上げピン５４ａ、第２突き上げピン５４ｂ、第３突き上げピン５４ｃ、第４突き上げピン５４ｄ（図４（Ｂ）参照）はそれぞれ、上端が突き上げ機構５０の中心に近いほど上方に配置されるように移動する。突き上げ機構５０によって突き上げられたチップ２３は、他のチップ２３よりも上方に配置された状態となる。

次に、図６（Ｃ）に示すように、ピックアップ機構７０を下方に移動させ、突き上げられたチップ２３と重なるように配置されたコレット７６の吸引面７６ａを、突き上げ機構５０によって突き上げられたチップ２３の上面側に接触させる。そして、コレット７６の吸引面７６ａとチップ２３とが接触した状態で、吸引面７６ａに負圧を作用させる。これにより、チップ２３がコレット７６によって吸引保持される。この状態でピックアップ機構７０を上方に移動させると、チップ２３がテープ１９から剥離され、コレット７６によってピックアップされる。

なお、テープ１９が紫外線の照射によって接着力が低下する性質を有する場合、突き上げ機構５０の上面５０ａ側（図４）には紫外線を照射する光源が備えられていてもよい。この場合、突き上げ機構５０をテープ１９と接触させる際に（図６（Ａ）参照）、テープ１９のうちピックアップされるチップ２３の下側に位置する領域のみに紫外線を照射し、テープ１９の接着力を部分的に弱めることができる。これにより、所定のチップ２３のピックアップが容易になるとともに、テープ１９の紫外線が照射されていない領域の接着力によって他のチップ２３の配置が維持される。

また、突き上げ機構５０の上面５０ａ側、又はコレット７６の吸引面７６ａ側には、チップ２３にかかる荷重を測定するためのロードセルが設けられていてもよい。この場合、チップ２３をピックアップする際にチップ２３にかかる荷重をロードセルによって測定できる。そして、ロードセルによって測定された荷重に基づき、例えば、チップ２３がピックアップ時に破損したか否かを確認したり、ピックアップの条件（チップ２３をピックアップする際のコレット７６の高さ等）を適切に変更したりすることが可能となる。

なお、チップ２３がピックアップされた後のウェーハユニット１１は、再度仮置台４ａに収容されてもよい。この場合は、まず、フレーム固定機構１４を仮置き機構１０の後方に移動させ、フレーム固定機構１４による環状フレーム２１の固定を解除する。

その後、搬送機構２０の第２把持部２２ｂ（図１参照）でウェーハユニット１１の端部を把持し、ウェーハユニット１１を仮置き機構１０が備える一対の第２支持面１２ｂ上に搬送する。そして、搬送機構２０の第１把持部２２ａでウェーハユニット１１の端部を把持し、ウェーハユニット１１を仮置台４ａに収容する。

コレット７６によってピックアップされたチップ２３は、コレット移動機構８０によって前方に搬送される。そして、図１に示すように、突き上げ機構５０の前方には、コレット７６によってピックアップされたチップ２３の分割面（切断面）を観察して分割面の粗さを検出するための検出機構１００が設けられている。

図２及び図７（Ａ）に示すように、検出機構１００は、チップ２３の分割面の粗さを検出する検出ユニット１１６と、チップ支持台１１４と、を有して構成される。

図７（Ａ）に示すように、コレット７６によってピックアップされたチップ２３は、チップ支持台１１４の支持面１１４ａの上面に搬送される。

図７（Ａ）に示すように、検出ユニット１１６は、チップ支持台１１４の支持面１１４ａに載置されたチップ２３の分割面の粗さを検出するものであり、共焦点顕微鏡や白色干渉計を採用することができる。検出ユニット１１６は、検出時においてチップ２３に対する距離を所定ピッチで近接させる、あるいは、離反させることで、分割面の粗さを検出するように構成される。チップ２３に対する距離の変更は、図示せぬ移動手段により検出ユニット１１６全体を移動させる構成、あるいは、検出ユニット１１６の内部に設けた検出部を移動させる構成を採用することができる。

図７（Ａ）に示すように、チップ支持台１１４は、軸方向Ｒを中心として回転可能に構成されており、例えば、９０度間隔で回転することで、チップ２３の各分割面を検出ユニット１１６に対向させることができるようになっている。なお、図２に示すように、検査ユニット２の基台４には、コレット７６の移動経路と重なる領域にチップ支持台１１４が設けられているため、コレット７６によってチップ２３をチップ支持台１１４上に配置できる。

そして、図７（Ａ）に示すように、チップ支持台１１４によって支持されたチップ２３の一つ目の分割面の粗さが検出ユニット１１６によって検出される。ここで観察されるチップ２３の一つの目の分割面は四つの分割面のうちの一つの分割面２３ａであり、この分割面２３ａが検出ユニット１１６と対向することで、一つ目の分割面２３ａの粗さが検出される。なお、分割面２３ａが傾き、検出ユニット１１６の焦点が合わせ難い場合には、チップ支持台１１４の角度調整により補正が行えることとしてもよい。

その後、チップ支持台１１４を順次９０度回転させつつ、他の分割面２３ｂ，２３ｃが順次観察される。このようにして、チップ２３の分割面（例えば、チップ２３の４辺の分割面）が観察され、分割面の表面の粗さが検出される。

以上のようにして、検出機構１００により分割面が観察され、表面の粗さが検出されたチップ２３は、再びコレット７６にピックアップされ、図２に示すように、検査ユニット２の基台上のチップ支持台１１４の近傍に設けられたチップトレイ５０１の所定の置き場に搬送される。

なお、上述した図７（Ａ）で示す構成の他に、図７（Ｂ）に示すように、コレット７６を軸方向Ｒを中心として回転させる構成とし、コレット７６でチップ２３を保持したまま、チップ２３の分割面２３ａ，２３ｂ，２３ｃ（全部で４つの分割面）を順次検出ユニット１１６に対向させる構成としてもよい。この構成によれば、チップ支持台１１４が省略可能となるとともに、装置全体のスループットを向上させることができる。また、この場合、チップ２３をチップ支持台１１４（図７（Ａ）参照）で支持することなくチップ２３の側面を観察できるため、チップ２３をチップ支持台１１４上に配置することによってチップ２３の下面側が傷つくことを防止できる。

次に、検出したチップの分割面の表面の粗さに基づいて装置の異常判断を行うことについて説明する。
図８は、異常判断を行うための装置構成例について示す機能ブロック図であり、図９は異常判断の一例について示すフローチャートである。
図８及び図９に示すように、コントローラ６０１は、検出ユニット１１６により一つ目の分割面の粗さを検出し（Ｓ１０１）、表面の粗さを随時記憶部６０２に保存する。

次いで、異常判断部６０３により異常判断を行うプログラムを実行し、予め記憶された表面の粗さの基準値Ａと、１つ目の分割面の表面の粗さの実測値Ｂの比較が行われる（Ｓ１０２）。

異常判断部６０３は、実測値Ｂが、基準値Ａに許容値Ｃを加えた数値よりも大きい場合、つまり、表面の粗さが基準と比較して許容範囲外であると判定された場合には、異常が生じているものと判定し、その結果をコントローラ６０１に出力する（Ｓ１０３）。

異常判定を受信したコントローラ６０１は、ダイシングユニット３０２（図１）のモニター３５２に、ダイシングユニット３０２に異常発生の警告を表示する（Ｓ１０４）。これに加え、検査ユニット２の外装カバー（不図示）に設けたモニター３５３（図１）に異常発生の警告を表示することとしてもよい。あるいは、検査ユニット２に設けたモニター３５３にのみ警告表示をすることや、図示せぬ他の警報発信ユニット（スピーカー、表示灯等）から警報が発せられることとしてもよい。

異常判断部６０３は、実測値Ｂが、基準値Ａに許容値Ｃを加えた数値未満である場合、つまり、表面の粗さが基準と比較して許容範囲内であると判定された場合には、異常は生じていないものと判定し、その結果をコントローラ６０１に出力する。コントローラ６０１は、当該チップについて４つの全ての分割面について異常判断が完了したか否かを判定し（Ｓ１０５）、完了していない場合には、次の分割面について検出を行うために、チップ支持台１１４、又は、コレット７６を制御してチップを回転させる（Ｓ１０６）。

コントローラ６０１は、チップの４つの全ての分割面について異常判断が完了したと判定した場合には（Ｓ１０５）、異常は生じていないものとして正常判定を行い、次のチップについて分割面の表面粗さの検出を行い、異常判断を行う。

なお、一つのチップについて４つの全ての分割面について異常判断を行うのではなく、１つの分割面や２つの分割面についてのみ表面粗さを検出することで、異常判断を行うこととしてもよい。

また、異常判断部６０３において、即時停止値を設定することとし、実測値Ｂが即時停止値を超えた場合には、コントローラ６０１に対し、装置を停止させるための指令を出力することとしてもよい。

また、コントローラ６０１は、モニター３５３（図１）に実測値Ｂを表示することで、分割面の表面の粗さをリアルタイムでモニタリングすることが可能となる。なお、検出ユニット１１６が分割面を撮像するカメラを備える構成としてもよく、その場合には、実測値Ｂとともに、検出ユニット１１６で撮像した画像も合わせて表示させてもよい。

以上のようにして、チップの分割面の表面の粗さに基づく異常判断を実施することが可能となる。なお、分割面の表面の粗さのパラメータの定義については、特に限定されるものではなく、上述したような検出ユニット１１６（顕微鏡の焦点深度を利用して粗さを検出するもの）で検出される値を利用する他、表面の粗さの大／小を判別できる方法であれば、特に方法を限定するものではない。

以上のようにして本発明を実現することができる。
即ち、図１乃至３に示すように、
保持テーブル３１８で保持された被加工物（チップ２３（図３））をダイシングするダイシングユニット３０２の診断方法であって、
該被加工物を該保持テーブル３１８で保持する保持ステップと、
該保持ステップで保持された該被加工物を該切ダイシングユニット３０２でダイシングして個片化するダイシングステップと、
該ダイシングステップで個片化された該被加工物の分割面２３ａ（図７（Ｂ））の表面の粗さを検出する検出ステップと、
該検出ステップを実施した後、該分割面の表面の粗さが所定の許容範囲外のときに該ダイシングユニットは異常であると判定する異常判断ステップと、
を含むダイシングユニットの診断方法とするものである。

また、図１、及び、図８に示すように、
保持テーブル３０１で保持された該被加工物をダイシングするダイシングユニット３０２と、
該ダイシングユニット３０２で個片化された被加工物（チップ２３（図３））の分割面（図７（Ｂ））の表面の粗さを検出する検出ユニット２と、
該検出ユニットとを制御するコントローラ６０１（図８）と、
を備えるダイシングシステム３０１であって、
該コントローラ６０１は、
該検出ユニットで検出された該分割面の表面の粗さと、予め設定された粗さの許容範囲と、を比較して該粗さが所定の許容範囲外のときに該ダイシングユニット３０２は異常であると判定する異常判断部６０３を含む、ダイシングシステムとするものである。

以上のようにして、チップの分割面の表面の粗さが許容範囲外となったときには、異常と判定され、強度の低いチップが形成されることを防止し、ひいては、不良デバイスを生産し続けてしまうことを防止することが可能となる。

２ 検査ユニット
４ａ 仮置台
５ 搬送装置
１０ 仮置き機構
１１ ウェーハユニット
１２ ガイドレール
１３ ウェーハ
１４ フレーム固定機構
１５ デバイス
２３ チップ
８０ コレット移動機構
８２ Ｙ軸移動機構
９０ 移動ブロック
９２ Ｚ軸移動機構
１００ 検出機構
１１４ チップ支持台
１１６ 検出ユニット
３０１ ダイシングシステム
３０２ ダイシングユニット
３５３ モニター
５０１ チップトレイ
６０１ コントローラ
６０２ 記憶部
６０３ 異常判断部

Claims (4)

1. 保持テーブルで保持された被加工物をダイシングするダイシングユニットの診断方法であって、
   該被加工物を該保持テーブルで保持する保持ステップと、
   該保持ステップで保持された該被加工物を該ダイシングユニットでダイシングして個片化するダイシングステップと、
   該ダイシングステップで分割された該被加工物の分割面の粗さを検出する検出ステップと、
   該検出ステップを実施した後、該分割面の粗さが所定の許容範囲外のときにダイシングユニットは異常であると判定する異常判断ステップと、
   を含み、
   該検出ステップでは、該被加工物の複数の分割面の少なくとも一つの粗さを検出するものであり、
   該検出ステップでは、
   チップ支持台にて該被加工物を下から支持し、
   該チップ支持台を順次回転させつつ、複数の分割面の粗さが順次観察される、
   ことを特徴とする、ダイシングユニットの診断方法。
2. 該検出ステップでは、
   コレットにて該被加工物を上から支持し、
   該コレットを順次回転させつつ、複数の分割面の粗さが順次観察される、
   ことを特徴とする、請求項１に記載のダイシングユニットの診断方法。
3. 保持テーブルで保持された被加工物をダイシングするダイシングユニットと、
   該ダイシングユニットで個片化された被加工物の分割面の粗さを検出する検出ユニットと、
   該検出ユニットを制御するコントローラと、
   を備えるダイシングシステムであって、
   該コントローラは、
   該検出ユニットで検出された該分割面の粗さと、予め設定された粗さの許容範囲と、を比較して該粗さが所定の許容範囲外のときに該ダイシングユニットは異常であると判定する異常判断部を含み、
   該検出ユニットは、該被加工物の複数の分割面の少なくとも一つの粗さを検出するものであり、
   該ダイシングシステムは、更に、
   該被加工物を下から支持するチップ支持台を有し、
   該チップ支持台を順次回転させつつ、複数の分割面の粗さを順次観察する、
   ことを特徴とする、ダイシングシステム。
4. 該被加工物を上から支持するコレットを有し、
   該コレットを順次回転させつつ、複数の分割面の粗さを順次観察する、
   ことを特徴とする、請求項３に記載のダイシングシステム。