JPS60214911A - 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
、特に半導体ウェハを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。

以下余白 〔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常スライシングとして知られ【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。

このようにして得られた半導体ウェハは以後酸化、拡散
、蒸着等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、各素子を囲むようにウニへ表面Ｉ／ｃ縦横
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、上記ダイシング溝に沿９てウェハを割る
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）に分離する。これらベレットは次に選別作
業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尋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ている状態
の一枚の半導体ウニノーから多数の半導体ベレットを分
離する作業であるため、作業は迅速に、Ｌかも能率的に
行う必要がある。

第１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ウェハｌを収納したケース２を
用意し、次に（Ｂ）のようにピンセット３により上記ケ
ース２からウェハ１を一枚ずつ拾い上げ、ダイシングテ
ープ／Ｉ／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）のようにダイシングの終了したウェ
ハ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ウニへの取扱い作
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ったため、本来
のダイシングの着工数が伸びなかった。

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、ウェハの槓椋的外力の加え方や強さが不安定
となるため、つ壺ハに対し機械的損傷を与えるのは避け
られなかった。

本発明者らが検討したところによると、ローダとアンロ
ーダをブレードに対して両側にレイアウトすると、一方
のローダ部がブレードの一ト嬬の運動方向となるため、
そのローダ部に水滴、切削（ずが飛散してウェハ、治具
等を汚染することがわかった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたも
のであり、その要旨は、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ためのダイシン
グ装置において、ウェハを供給するためのローダ部およ
び処理済のウェハな送り出す為のアンローダ部を上記回
転ブレードに対して同じ側にレイアウトしたことにより
、ウェハや治具をクリーンにたもつことのできるダイシ
ング装置とするものである。

以下余白 （＊施例〕 以下では本発明者が、初めて開発【７た自動ダイシング
装置を例にとり説明する。

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第２図はダイシング装置（以下装置と称する）はクエハ
ローダ部Ａ、ウェハ位置決め部Ｂ、ウェ八へライメント
部およびダイシング部Ｃ，ウニノ１洗浄部り、ウェハア
ンローブ部Ｅおよびウヱノ１チャック部Ｆ等から構成さ
れている値以上の構成におい′１：特に重壁なのはクエ
ハチャツク部Ｆでありチャック機構としては流体（エア
＃＄）と被処理体に吹き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、咎構成部間にウニ
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ＶＣ説明する。第３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枚程度）収納したカートリッジ
６を装置の所定位置７にセットする。この位ｆｉ７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てウ
ェハが充填されており、特にこのう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１（ｌ至る光線通
路中に置かれる。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モ
ータ１１の動作は制御される。例えばウェハが（Ｂ）の
よ５４Ｃ上記通路中にあれば（光線を遮え切りている状
ｍｌ）、フォトトランジスタ１０からは「ウェハ有り」
の信号が七−夕１１に伝えられこの時モータ１１は動作
しない。しかしくＡ）のように上記ウェハが次の瞬間エ
アシェード上に移送されてしｔ５と、上記光線通路は導
通した状］［Ｃなリフォトトランジスタ１０からは「ウ
ェハ無し」の信号力モータ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内のウェハ１
を一ピッチずつ下降させるよ５に働（。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で、（
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なエアシ
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ド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１０からフィード
バック信号がモータに伝えられて後続のウェハの供給を
防止するように働ら（。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
部において鎖４図のような位置合せテーブル上に入る。

先ずエアシ具−ト８他端部に移送されてきたウェハ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てブレーキがかけら
れ移送速度が抑えられる。そして二つのガイド１３によ
って一定の方向に向きが変えられる。二つのガイド１３
間の中央部＃には位置決め用ピン１４が（Ｃ）のようＶ
Ｃ三本設けられており、このうち両端の二本のビンは固
定されたままであるが、中央の一本のビンは前後に可動
するようになっている。なおテーブル１２上では上記真
９吸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。このような状態
で（Ｅ）のよ５にテーブル１２をエアシリンダ１５によ
って傾かせかつウェハｌを浮かせた状態で回転させてウ
ェハな回転する。そし−Ｃ（Ｃ）のように矢印方向に徐
々に回転させるとウェハｌ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１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忙りエハチャックによ
って空間的にダイシングテーブル上に移送される。第５
Ｉｊ！Ｊはウェハチャックとして用いられるベルヌイチ
ャックを示すものである。

クエへの面！１ｔｔＣ応じた大きさのウェハ保持面１７
のはぼ中央部に設けられた複数のノズル１８から、保持
面１７の背面のチ為−プ１９から供給されたエアが吹き
付けられるよ５になっており、エアはウェハ等の処理体
に吹き付けていわゆるペルヌイの原理に従り【ウェハｌ
を吸引するよ５４Ｃ働く。

２０は保持面１７０周縁部の一部に設けられたクエへの
位置決め部であり、ウェハはこ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に
より顕微鏡２２直下に運ばれダイシングな行うための位
置決め（アライメント）がなされる。この位置決め作条
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方向の徴ｖＩ４機構（図示せず）を制御すること
に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【ある）にそのダイシングエ
リア中心を合わせることにより行われる。以下第６図を
参照して位置決め作業を具体例を説明する。（Ａ）は顕
微錦上に最初に現れた上記基準線２２とダイシングエリ
ア２３との関係を示し、当然ながら両者は一致し【いな
い。従って次Ｋ（１３）のように先ず０方向機構を調整
して０方向の位置決めを完了し、次に（Ｃ）のようにＹ
方向４Ｍｓをａ１整してＹ方向の位置決めを完了し、最
後に同様に（Ｄ）のようＶｃＸ方向機構を調整して完全
に基ｍｔａ２２とダイシングエリア２３との中心とを一
致させて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【いなくとも９
０ｃ′回転させる際に支障は生じない。

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っていなかったため
、実際にダイシングを行うに当っては１６図において（
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）のようになした後改めてＸ方向の
ダイシングを行わねばならなか２だ。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ＣＦｊ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。

＊＠鋺における基準線２２の巾は、ダイシングブレード
の巾、ダイシング作条中のチッピングの程度を考値して
決定される。例えばダイシングブレードの巾を３０μに
選んだ場合、チッピングを含めて約５０μに選ばれる。

従って基単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ェハはダイシングテーブル
を移動″１−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１ｒで
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て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。＃Ｖ７
図はエアブロ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１に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５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９００回転することに
より次の洗浄工程へ送られる。

亀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
によりウェハ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により洗浄する。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。すなわちウェハはエアシュート上に供給
され、μｍダの時とは逆の方向に移送される。エアシ晶
−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【いく。

カートリッジはウニへ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ニノへ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ペレット
に分離される。

以上説明して明らかなように上記のダイシング装置によ
れは、ダイシングすべきウニノ為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までのノーン
ドリンク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。

また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【いたウニへの機械的損傷は完全に防止するこ
とができた。

艮にまたウェハのｐ−ダ部とアン 一→゛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
工猫関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スペース
をとることはない。このチャックはまた第９図に示ずよ
５ＶＣ當に一定方向に間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＠に移送するよう
Ｋなりているため移動にムダがなく極め【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、この変更によって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】

第１図（人）乃至（Ｅ）は従来装置を用〜・てダイシン
グ作業を行う場合を示す工程図、節２図４１本発明装置
の概要を示す上面図、第３図（Ａ）乃至（Ｄ）はフェノ
１０−ダ機構を示す断面図、第４図はウニノ・位置合せ
ｍｓを示し、（Ａ）、（Ｃ）。 （Ｄ）は上面図、（Ｂ）、（Ｅ）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）はウニノ・のタ゛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図はウニノ１
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）はウニノ・の洗浄機構を
示す断面図、第９図はウニノ１チャックの動作状態を示
す軌跡である。 ｌ・・・９ｘノ１．２・・・ケース、３・・・ビンセッ
ト、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・・・ウニ
ノＳ−−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
・・・位置決め用ビン、１５・・・エアシリンダ、１６
・・・ウニノーの基準面、１７・・・チャックの保持面
、１８．２７・・・ノズル、１９゜２４・・・管、２０
・・・ストッパ、２２・・・顕微鏡の基単線、２３・・
・クエへのダイシングエリア、２５・・・エア、２６・
・・真空チャック。 第　１　図 第　２　図 （ＣＩ　（Ｄ　Ｊ 第５図 とＡ）　ｃＢン ／Ｕ 第　６　図 第　７　図 第　８　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た灼のダイシング装置において、ウ
   ェハな供給するためのローダ部および処理済のウェハを
   送り出す為のアンローダ部を上記回転ブレードに対して
   同じ側にレイアウトしたことを特徴とするダイシング装
   置。