(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
ウェーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウェーハを切削ブレードで切削する切削手段と、複数のウェーハを収容するカセットを載置するカセット載置領域と、該カセット載置領域に載置された該カセットと該チャックテーブルとの間でウェーハを搬送する搬送手段と、を備えた切削装置において用いられるフレームユニットであって、
該フレームユニットは、環状フレームと、該環状フレームの開口を塞ぐように外周部が該環状フレームに貼着されたダイシングテープと、該ダイシングテープに貼着されたドレッシングボードとから構成され、
該フレームユニットの該環状フレームは、直径が該ウェーハの直径と同等であり、
該環状フレームは、該ドレッシングボードより薄く形成され、該環状フレームの厚さは、該切削ブレードのドレッシング時に切り残される該ドレッシングボードの切り残し部の厚さ未満であることを特徴とするフレームユニット。
【背景技術】
【0002】
半導体チップの小チップ化と抗折強度向上のために先ダイシング法と呼ばれる加工方法が知られている。通常のダイシングによる半導体ウェーハの分割では、ウェーハは予め環状フレームの開口を塞ぐように環状フレームに貼着されたダイシングテープに固定されており、分割後もチップがダイシングテープに貼着されているためばらばらにならないようになっている。
【0003】
しかし、先ダイシング法の場合、ダイシングは溝形成が目的であり、チップ化されないため、ウェーハがダイシングテープを介して環状フレームに支持されることはない。よって、半導体ウェーハの搬送に特化した搬送手段を備えたダイシング装置(切削装置)により加工が行われている(例えば、特許第4303041号公報参照)。
【0004】
先ダイシング法を含めたウェーハ等の被加工物のダイシングでは、切削ブレードのコンディションを整えるため、切削ブレードのドレッシング作業を行う。その際、いち早く切削ブレードのコンディションを整えるため、ドレッシングボードを切削する(例えば、特許第5498857号公報参照)。
【0005】
ドレッシングボードは一般的に矩形形状をしているため、先ダイシング用のダイシング装置では、搬送手段によるドレッシングボードの搬送ができない。そこで、チャックテーブルの傍らにドレッシングボード専用の補助チャックテーブルを設け、常に補助チャックテーブルでドレッシングボードを保持しておき、必要に応じて切削ブレードでドレッシングボードを切削することで対応している。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1を参照すると、本発明のフレームユニットが適用されるのに適した切削装置(ダイシング装置)2の斜視図が示されている。この切削装置2は、ウェーハに対して先ダイシング法により切削溝を形成するのに特に適している。
【0016】
4は切削装置のベースであり、このベース4には図示しない切削送り機構によってチャックテーブル6がX軸方向に往復動可能且つ図示しない回転機構により回転可能に配設されている。8は切削送り機構をカバーする蛇腹である。
【0017】
ベース4の側面にはカセット載置機構10が配設されている。カセット載置機構10は、ベース4の側面に上下方向に設けられた一対のガイドレール12に摺動可能に配設されたカセット載置台14と、カセット載置台14の下側に配設され被加工物である半導体ウェーハ(以下、単にウェーハと略称することがある)の結晶方位の位置を合わせる位置合わせ機構16と、カセット載置台14及び位置合わせ機構16をガイドレール12に沿って上下方向(Z軸方向)に移動する昇降機構18を含む。
【0018】
本実施形態では、カセット載置台14と位置合わせ機構16のハウジング20とが一体に構成されている。即ち、
図2及び
図3に示すように、カセット載置台14は、ハウジング20の上壁から構成されている。
【0019】
カセット載置台14上には被加工物であるウェーハを収容するカセット22が載置される。このカセット22は、
図2及び
図3に示されるように、被加工物であるウェーハ11を出し入れするための被加工物搬出入開口22aを備えており、側壁22bの内面にはウェーハ11を載置するための複数個の棚24が上下方向に対向して設けられている。
【0020】
カセット22に収容されるウェーハ11は円板形状に形成されており、その表面にIC、LSI等の多数のデバイス13が形成されている。ウェーハ11の外周には、シリコンからなる半導体ウェーハ11の結晶方位を示すノッチ(第1目印部)15が形成されている。
【0021】
カセット載置台14の下側に配置される位置合わせ機構16は、カセット載置台14が上壁を構成するハウジング20を備えている。ハウジング20には、
図2及び
図3に示すように、ウェーハ11を出し入れするための被加工物搬出入開口20aが形成されている。
【0022】
ハウジング20内には、ウェーハ11を載置するセンターテーブル26が配設されている。センターテーブル26はパルスモータ28により適宜回転される。尚、センターテーブル26は負圧吸引源に選択的に接続されており、適宜その表面に負圧が作用される。
【0023】
位置合わせ機構16は更に、センターテーブル26に対して被加工物搬出入開口20aと反対側に中心位置合わせ部材30を有している。中心位置合わせ部材30は、
図4及び
図5に示すように、センターテーブル26側の側面にウェーハ11の外周面の一部と接触する位置規制部としての二個の円弧面32a,32bを備えている。
【0024】
上側の円弧面32aは、半径が例えば8インチ半導体ウェーハの半径と対応して形成されており、下側の円弧面32bは、半径が例えば12インチ半導体ウェーハの半径と対応して形成されている。
【0025】
このように形成された中心位置合わせ部材30は、円弧面32a,32bがセンターテーブル26の回転中心と同心となるように配設されている。中心位置合わせ部材30は、一対のエアシリンダ34によって上下方向に移動される。
【0026】
図4に示すように、位置合わせ機構16は、中心位置合わせ部材30に設けられた円弧面32a,32bの中間位置から円周方向に90°変位した位置に配設された半導体ウェーハのノッチ検出手段(目印検出手段)72を具備している。
【0027】
この半導体ウェーハのノッチ検出手段72は、プレート74の下面に配設された8インチ半導体ウェーハ用の発光素子76aと、12インチ半導体ウェーハ用の発光素子80aとを含んでいる。更に、プレート78の上面に発光素子76aに対向するように配設された受光素子76bと、発光素子80aに対向するように配設された受光素子80bとを含んでいる。
【0028】
以上のように構成されたカセット載置機構10は、
図2及び
図3に示すように、位置合わせ機構16のハウジング20の底壁20bが昇降機構18によって昇降される支持台38に固定されている。
【0029】
昇降機構18は、ボールねじ40と、ボールねじ40の一端(下端)に連結された正転及び逆転可能なパルスモータ42とから構成され、支持台38の基端部38aに固定されたナット44がボールねじ40に螺合している。
【0030】
従って、パルスモータ42を正転すると、ボールねじ40が一方向に回転して支持台38がガイドレール12に案内されて上昇し、パルスモータ42を逆転すると、ボールねじ40が他方向に回転して支持台38がガイドレール12に案内されて下降する。
【0031】
図1を再び参照すると、ベース4の後方には門型形状の第1コラム46が立設されており、この第1コラム46に第1切削ユニット48A及び第2切削ユニット48BがY軸方向及びZ軸方向に移動可能に取り付けられている。第1及び第2切削ユニット48A,48Bは、回転駆動されるスピンドルの先端に装着された切削ブレード50を含んでいる。
【0032】
ベース4の中間部分には門型形状の第2コラム52が立設されている。第2コラム52には一対のガイドレール54,56が固定されている。58は被加工物搬出入ユニット(第1搬送ユニット)であり、ガイドレール54に垂下してY軸方向に移動される支持部材60と、支持部材60と一体的に形成されたアーム62とから構成される。アーム62の表面には被加工物を吸引保持する吸引口64が形成されている。
【0033】
被加工物搬出入ユニット58のY軸方向の移動機構は、例えばボールねじとボールねじの一端に連結されたパルスモータから構成されるが、
図1では移動機構の詳細は省略されている。被加工物搬出ユニット58は、カセット22内に収容された被加工物である半導体ウェーハ11を搬出すると共に、切削加工後の半導体ウェーハ11をカセット22内に搬入する。
【0034】
ガイドレール56には、図示しない移動機構により第2搬送ユニット66がY軸方向に移動可能に搭載されている。この移動機構は、例えばボールねじとボールねじの一端部に連結されたパルスモータとから構成されるが、
図1ではその詳細は省略されている。
【0035】
第2搬送ユニット66は、被加工物搬出入ユニット(第1搬送ユニット)58によりカセット22から搬出された被加工物を吸引保持してチャックテーブル6まで搬送して、チャックテーブル6上に載置する。
【0036】
本実施形態の切削装置2は、先ダイシング法に使用する切削装置であるため、チャックテーブル6の周囲には、ウェーハをダイシングテープを介して支持する環状フレームを固定するクランプは配設されていない。
【0037】
第2搬送ユニット66は更に、切削加工後の被加工物をチャックテーブル6からスピンナー洗浄ユニット68のスピンナーテーブル70まで搬送すると共に、スピンナー洗浄ユニット68でスピン洗浄及びスピン乾燥された被加工物を被加工物搬出入ユニット58に受け渡す。
【0038】
図6(A)を参照すると、本発明実施形態に係るフレームユニット82の斜視図が示されている。
図6(B)はフレームユニット82の断面図である。フレームユニット82は、ウェーハ11の直径と同一の外径を有する環状フレーム88を備えている。
【0039】
フレームユニット82は、環状フレーム88と、環状フレーム88の開口を塞ぐように外周部が環状フレーム88に装着(貼着)されたダイシングテープ86、ダイシングテープ86に貼着されたドレッシングボード84とから構成される。
【0040】
環状フレーム88は、
図2に示したウェーハ11のノッチ15に対応する目印部89を有している。ドレッシングボード84をダイシングテープ86に貼着する際には、矩形状のドレッシングボード84の対向する二辺が環状フレーム88の目印部89の方向と直交するように、ドレッシングボード84をダイシングテープ86に貼着するのが好ましい。
【0041】
環状フレーム88はドレッシングボード84よりも薄く形成されており、環状フレーム88の厚さは、切削ブレード50のドレッシング時に切り残されるドレッシングボード84の切り残し部の厚さ未満であることが好ましい。
【0042】
次に、以上のように構成された切削装置2の加工処理動作について説明する。ウェーハ11の切削加工を開始するのに先立って、加工前のウェーハ11を所定枚数収納したカセット22をカセット載置台14上に載置する。
【0043】
そして、切削加工開始スイッチ(図示せず)が投入されると、カセット載置機構10の昇降機構18が作動して、カセット載置機構10を
図2に示す位置まで下降し、被加工物搬出入ユニット58のアーム62がカセット22の上下方向に隣接する一対の棚24の間となるように位置づける。
【0044】
このように位置づけた後、被加工物搬出入ユニット58のアーム62をカセット22内に侵入させ、吸引口62に負圧を作用させてウェーハ11をアーム62で吸引保持し、アーム62を後退させてカセット22内からウェーハ11を搬出する。
【0045】
次いで、昇降機構18を作動してカセット載置機構10を
図3に示す位置まで上昇する。そして、被加工物搬出入ユニット58のアーム62を位置合わせ機構16のハウジング20内に挿入して、ウェーハ11をセンターテーブル26上に位置づける。この時、ウェーハ11の外周面の一部が中心位置合わせ部材30の円弧面32a又は32bに当接してウェーハ11の中心位置合わせが行われる。
【0046】
即ち、ウェーハ11が8インチの場合には、中心位置合わせ部材30が
図5において実線で示す位置に位置づけられ、ウェーハ11の外周面の一部が円弧面32aに当接する。一方、ウェーハ11が12インチの場合には、中心位置合わせ部材30が
図5で二点斜線で示す位置まで上昇されており、ウェーハ11の外周面の一部が円弧面32bに当接する。
【0047】
このようにして、ウェーハ11の中心位置合わせが行われたならば、アーム62によるウェーハ11の吸引保持を解除すると共に、センターテーブル26上にウェーハ11を吸引保持する。
【0048】
次に、位置合わせ機構16は、ウェーハ11の結晶方位の位置合わせを実行する。即ち、モータ28を駆動してセンターテーブル26を回転すると共に、ウェーハ11のサイズに対応した位置に配設された発光素子76aと受光素子76bのペア、又は発光素子80aと受光素子80bとのペアが、ウェーハ11の外周に設けられたノッチ15を検出した位置で、モータ28の駆動を停止することにより、ウェーハ11の結晶方位を示すノッチ15が所定位置に位置合わせされる。
【0049】
このようにして、ウェーハ11のノッチ15の位置合わせが行われたならば、センターテーブル26を90°回転してウェーハ11の吸引保持を解除する。そして、被加工物搬出入ユニット58のアーム62でウェーハ11を吸引保持する。
【0050】
被加工物搬出入ユニット58でウェーハ11を位置合わせ機構16から搬出した後、被加工物搬出入ユニット58のアーム62に保持されているウェーハ11上に第2搬送ユニット66を移動し、第2搬送ユニット66でウェーハ11を吸引保持し、チャックテーブル6上にウェーハ11を載置する。
【0051】
被加工物搬出入ユニット58及び第2搬送ユニット66はY軸方向にのみ移動可能に構成されているため、ウェーハ11はノッチ15がY軸方向に向いた状態でチャックテーブル6上に載置される。
【0052】
チャックテーブル6でウェーハ11を吸引保持して、切削ブレード50でウェーハ11の表面にウェーハ11を完全切断しない切削溝を連続して形成すると、切削ブレード50は次第に磨耗する。切削ブレード50が所定以上磨耗した場合には、切削ブレード50のドレッシングが必要となる。
【0053】
本実施形態の切削装置2では、ウェーハ11の直径と同一の外径を有するフレームユニット82の環状フレーム88でドレッシングボード84がダイシングテープ86を介して支持されているため、予めフレームユニット82をカセット22の所定の棚24内に収容しておく。
【0054】
そして、切削ブレード50のドレッシングが必要となった場合には、フレームユニット82を被加工物搬出入ユニット58のアーム62でカセット22内から搬出し、位置合わせ機構16で上述したウェーハ11の位置合わせの場合と同様な方法で、フレームユニット82の目印部89を検出して、フレームユニット82を所定位置に位置合わせする。次いで、センターテーブル26を90°回転してフレームユニット82の吸引保持を解除する。
【0055】
次いで、被加工物搬出入ユニット58のアーム62でフレームユニット82を位置合わせ機構16から引出し、第2搬送ユニット66にフレームユニット82を受け渡して、第2搬送ユニット66でチャックテーブル6上にフレームユニット82を載置すると、フレームユニット82の目印部89がY軸方向に向いた状態でフレームユニット82がチャックテーブル6上に載置される。
【0056】
このようにフレームユニット82がチャックテーブル6上に載置されると、矩形状のドレッシングボード84の一対の対向する辺が目印部89の向く方向に直交するようにフレームユニット82が位置づけられることになる。
【0057】
このようにフレームユニット82を位置づけてチャックテーブル6で吸引保持した後、切削ブレード50のドレッシングを実施する。即ち、
図7に示すように、電磁弁90を連通位置に切り替えてチャックテーブル6の吸引保持部6aを吸引源92に接続して、チャックテーブル6でフレームユニット82を吸引保持しながら、高速回転する切削ブレード50をドレッシングボード84に所定深さ切り込ませ、チャックテーブル6を
図1でX軸方向に加工送りすることにより、切削ブレード50のドレッシングを実施する。
【0058】
本実施形態の切削装置2では、位置合わせ機構16でフレームユニット82の向きを所定方向に調整した後、チャックテーブル6でフレームユニット82を吸引保持するので、ドレッシングボード84の対向する二辺はX軸方向と平行となる。従って、矩形形状のドレッシングボード84の全面を効率的に利用して切削ブレード50のドレッシングを実施することができる。
【0059】
また、ドレッシング中の切削ブレード50に干渉しない程度に、切削ブレード50のドレッシング時に切り残されるドレッシングボード84の切り残し部の厚さよりも薄く環状フレーム88が形成されているため、支持できるドレッシングボード84の大きさを環状フレーム88の開口ぎりぎりまで大きくすることができる。