(57)【要約】【課題】加工に伴う切削屑がデバイスチップに付着してしまう可能性を低減する分割予定ラインの検出方法を提供すること。【解決手段】分割予定ラインの検出方法は、樹脂に封止された複数のデバイスチップを有する半導体装置をデバイスチップ毎に個片化するための分割予定ラインを検出する検出方法であって、保持ステップＳＴ１と、超音波測定ステップＳＴ２と、検出ステップＳＴ３とを備える。保持ステップＳＴ１では、半導体装置を保持テーブルに保持する。超音波測定ステップＳＴ２では、保持テーブルに保持された半導体装置と超音波照射手段として機能する超音波プローブとを所定の間隔で水平方向に相対移動させながら半導体装置の所定の厚み部分に超音波を照射し反射エコーを測定する。検出ステップＳＴ３では、反射エコーの分布から分割予定ラインを検出する。【選択図】図５
2019135754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂に封止された複数のデバイスチップを有する半導体装置を該デバイスチップ毎に個片化するための分割予定ラインを検出する検出方法であって、
該半導体装置を保持テーブルに保持する保持ステップと、
該保持テーブルに保持された該半導体装置と超音波照射手段とを所定の間隔で水平方向に相対移動させながら該半導体装置の所定の厚み部分に超音波を照射し反射エコーを測定する超音波測定ステップと、
該反射エコーの分布から該分割予定ラインを検出する検出ステップと、
を備えることを特徴とする分割予定ラインの検出方法。
【請求項２】
該検出ステップは、
該反射エコーを色情報を有する画像データに変換する画像処理ステップを更に備え、
該画像データの色情報に応じて該分割予定ラインを検出することを特徴とする請求項１に記載の分割予定ラインの検出方法。
【請求項３】
該超音波測定ステップの実施前に、
該半導体装置と該超音波照射手段とを所定の間隔で該半導体装置の厚み方向に相対移動させながら該半導体装置の内部に超音波を照射し準備反射エコーを測定する準備超音波測定ステップと、
該準備反射エコーの該半導体装置の厚み方向の分布から、該超音波測定ステップにおいて超音波を照射する位置を決定する準備検出ステップと、
を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の分割予定ラインの検出方法。
【請求項４】
該準備検出ステップは、
該準備反射エコーを色情報を有する準備画像データに変換する準備画像処理ステップを更に備え、
該準備画像データの色情報に応じて、該超音波測定ステップにおいて超音波を照射する位置を決定することを特徴とする請求項３に記載の分割予定ラインの検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分割予定ラインの検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂に封止された複数のデバイスチップを有する半導体装置をデバイスチップごとに分割する際、分割予定ラインを認識するために、半導体装置の外周部を除去して、分割予定ラインの溝に埋設された樹脂を露出させる方法が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１１７９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の方法では、半導体装置の外周部を加工することにより、外周部の加工に伴う切削屑がデバイスチップに付着してしまう可能性があるという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、加工に伴う切削屑がデバイスチップに付着してしまう可能性を低減する分割予定ラインの検出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の分割予定ラインの検出方法は、樹脂に封止された複数のデバイスチップを有する半導体装置を該デバイスチップ毎に個片化するための分割予定ラインを検出する検出方法であって、該半導体装置を保持テーブルに保持する保持ステップと、該保持テーブルに保持された該半導体装置と超音波照射手段とを所定の間隔で水平方向に相対移動させながら該半導体装置の所定の厚み部分に超音波を照射し反射エコーを測定する超音波測定ステップと、該反射エコーの分布から該分割予定ラインを検出する検出ステップと、を備えることを特徴とする。
【０００７】
該検出ステップは、該反射エコーを色情報を有する画像データに変換する画像処理ステップを更に備え、該画像データの色情報に応じて該分割予定ラインを検出することとしても良い。
【０００８】
該超音波測定ステップの実施前に、該半導体装置と該超音波照射手段とを所定の間隔で該半導体装置の厚み方向に相対移動させながら該半導体装置の内部に超音波を照射し準備反射エコーを測定する準備超音波測定ステップと、該準備反射エコーの該半導体装置の厚み方向の分布から、該超音波測定ステップにおいて超音波を照射する位置を決定する準備検出ステップと、を備えることとしても良い。
【０００９】
該準備検出ステップは、該準備反射エコーを色情報を有する準備画像データに変換する準備画像処理ステップを更に備え、該準備画像データの色情報に応じて、該超音波測定ステップにおいて超音波を照射する位置を決定することとしても良い。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明の分割予定ラインの検出方法は、加工に伴う切削屑がデバイスチップに付着してしまう可能性を低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態１に係る分割予定ラインの検出方法の対象の半導体装置の一例を示す表面図である。
【図２】図２は、図１の半導体装置におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る分割予定ラインの検出方法で用いられる分割予定ラインの検出装置を含む切削装置の構成例を示す斜視図である。
【図４】図４は、図３の切削装置に含まれる超音波検査ユニットにおけるＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】図５は、実施形態１に係る分割予定ラインの検出方法のフローチャートである。
【図６】図６は、図５の超音波測定ステップを説明する説明図である。
【図７】図７は、図５の超音波測定ステップで測定する反射エコーの一例を示す説明図である。
【図８】図８は、図５の超音波測定ステップで測定する反射エコーの別の一例を示す説明図である。
【図９】図９は、図５の画像処理ステップで得られる画像データの一例を示す説明図である。
【図１０】図１０は、実施形態２に係る分割予定ラインの検出方法のフローチャートである。
【図１１】図１１は、図１０の準備超音波測定ステップを説明する説明図である。
【図１２】図１２は、図１０の準備超音波測定ステップで測定する準備反射エコーの一例を示す説明図である。
【図１３】図１３は、図１０の準備超音波測定ステップで測定する準備反射エコーの別の一例を示す説明図である。
【図１４】図１４は、図１０の準備画像処理ステップで得られる準備画像データの一例を示す説明図である。
【図１５】図１５は、図１０の準備画像処理ステップで得られる準備画像データの別の一例を示す説明図である。
【図１６】図１６は、実施形態３に係る分割予定ラインの検出方法で用いられる分割予定ラインの検出装置の構成例を示す概略構成図である。
【図１７】図１７は、実施形態３に係る分割予定ラインの検出方法の一例のフローチャートである。
【図１８】図１８は、実施形態３に係る分割予定ラインの検出方法の別の一例のフローチャートである。
【図１９】図１９は、実施形態１から実施形態３の変形例１に係る分割予定ラインの検出方法の対象の半導体装置の一例を示す表面図である。
【図２０】図２０は、図１９の半導体装置におけるＸＸ−ＸＸ断面図である。
【図２１】図２１は、実施形態１から実施形態３の変形例１に係る分割予定ラインの検出方法の画像処理ステップで得られる画像データの一例を示す説明図である。
【図２２】図２２は、実施形態１から実施形態３の変形例２に係る分割予定ラインの検出方法の対象の半導体装置の一例を示す表面図である。
【図２３】図２３は、図２２の半導体装置におけるＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１３】
〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係る分割予定ラインの検出方法を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る分割予定ラインの検出方法の対象の半導体装置１の一例を示す表面図である。図２は、図１の半導体装置１におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。
【００１４】
実施形態１に係る分割予定ラインの検出方法は、図１及び図２に示す半導体装置１をデバイスチップ３毎に個片化するための方法である。半導体装置１は、図１及び図２に示すように、ウエーハ形状、すなわち円形の板状であり、複数のデバイスチップ３と、樹脂４と、分割予定ライン５と、外周余剰領域６と、再配線層８と、はんだボール９と、を有する。
【００１５】
半導体装置１において、複数のデバイスチップ３は、図１に示すように、正方形状であり、互いに直交する各方向に沿って２次元配列されている。デバイスチップ３は、高集積度半導体であり、シリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする半導体ウエーハや光デバイスウエーハが分割されて製造され、各種メモリまたはＬＳＩ（Large  Scale  Integration）等を構成するものである。デバイスチップ３は、再配線層８上に配列され、樹脂４で封止されている。
【００１６】
半導体装置１において、樹脂４は、図１及び図２にそれぞれ示すように、複数のデバイスチップ３、分割予定ライン５及び外周余剰領域６を表面から覆って封止している。樹脂４は、熱硬化性の液状樹脂であるエポキシ系樹脂が用いられることが好ましく、この場合、半導体装置１の表面を覆うように設けられるとともに、分割予定ライン５に埋設された後、１５０℃程度で加熱することで硬化されたものである。
【００１７】
半導体装置１において、分割予定ライン５は、図１及び図２にそれぞれ示すように、隣接する２つのデバイスチップ３の間に設けられ、デバイスチップ３毎に区画するとともにデバイスチップ３毎に個片化する際に分割される予定となっている溝である。分割予定ライン５は、樹脂４が埋設されている。
【００１８】
半導体装置１において、外周余剰領域６は、複数のデバイスチップ３が配列されたデバイス領域を囲繞しかつ複数のデバイスチップ３が配列されていない領域である。外周余剰領域６は、複数のデバイスチップ３及び分割予定ライン５と同様に、樹脂４によって表面が覆われている。
【００１９】
再配線層８は、図２に示すように、デバイスチップ３の裏側、すなわち、デバイスチップ３の樹脂４が覆われた側とは反対側に配設されている。再配線層８は、複数のデバイスチップ３及び分割予定ライン５に共通して設けられている。再配線層８は、デバイスチップ３とデバイスチップ３が搭載されるプリント配線基板との間を電気的に接続する配線が設けられた層である。
【００２０】
はんだボール９は、図２に示すように、再配線層８の裏側、すなわち、再配線層８のデバイスチップ３が配設された側とは反対側に、複数個、均一に配設されている。はんだボール９は、半導体装置１がデバイスチップ３毎に分割された後に、再配線層８と図示しないプリント配線基板との間を電気伝導可能に接合するために用いられる。
【００２１】
図１及び図２に示す半導体装置１は、例えば、所定のウエーハをデバイスチップ３に分割した後、デバイスチップ３を再配線層８の上に配列して樹脂４で封止されることで製造される。半導体装置１は、分割予定ライン５に沿ってデバイスチップ３毎に分割されて、個々の図１及び図２に示すパッケージデバイス７に分割される。パッケージデバイス７は、はんだボール９を配設した再配線層８と、再配線層８上に実装された一つのデバイスチップ３と、デバイスチップ３を封止した樹脂４とを備える。実施形態１において、パッケージデバイス７は、プリント基板上に単体のデバイスチップ３を表面実装する時に小さな占有面積で済ませられる半導体部品のパッケージの一形態であるＦＯＷＬＰ（Fan  Out  Wafer  Level  Package）である。ＦＯＷＬＰであるパッケージデバイス７は、パッケージ面積がデバイスチップ３の水平方向の面積より大きく、デバイスチップ３の水平方向の外側まで端子を広げることができるため、よりデバイスチップ３の水平方向の面積と比較して端子数が多い用途でも採用することができ、この点で、後述するＷＬＣＳＰ（Wafer  Level  Chip  Size  Package）よりも優位である。
【００２２】
次に、実施形態１に係る分割予定ラインの検出方法で用いられる分割予定ラインの検出装置９０を含む切削装置１０の一例を説明する。図３は、実施形態１に係る分割予定ラインの検出方法で用いられる分割予定ラインの検出装置９０を含む切削装置１０の構成例を示す斜視図である。
【００２３】
切削装置１０は、分割予定ライン５に沿って切削ブレード２１を半導体装置１に切り込ませることで、半導体装置１をデバイスチップ３毎に分割して、半導体装置１を個々のパッケージデバイス７に個片化する装置である。切削装置１０は、可視光線又は赤外線により分割予定ライン５を検出可能な被加工物に対しては、撮像ユニット６０で分割予定ライン５を検出して、アライメントを遂行する。切削装置１０は、半導体装置１に対しては、後述する超音波検査ユニット７０で分割予定ライン５を検出して、アライメントを遂行する。
【００２４】
切削装置１０は、図３に示すように、半導体装置１を保持面１２で吸引保持する保持テーブル１１と、保持テーブル１１に保持された半導体装置１の分割予定ライン５に沿って切削加工を施す切削ユニット２０と、保持テーブル１１と切削ユニット２０とを水平方向と平行なＸ軸方向に相対移動させるＸ軸移動ユニット３０と、保持テーブル１１と切削ユニット２０とを水平方向と平行でかつＸ軸方向と直交するＹ軸方向に相対移動させるＹ軸移動ユニット４０と、保持テーブル１１と切削ユニット２０とをＸ軸方向とＹ軸方向との双方と直交するＺ軸方向に相対移動させるＺ軸移動ユニット５０と、撮像ユニット６０と、超音波検査ユニット７０と、制御ユニット１００と、を備える。
【００２５】
保持テーブル１１は、Ｚ軸方向の上側に向けて保持面１２を構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続され、保持面１２に載置された半導体装置１を吸引することで保持する。また、保持テーブル１１は、回転駆動源１３によりＺ軸方向と平行な軸心回りに回転移動される。
【００２６】
Ｘ軸移動ユニット３０は、保持テーブル１１を回転駆動源１３とともにＸ軸方向に移動させることで、保持テーブル１１をＸ軸方向に加工送りする加工送り手段である。Ｙ軸移動ユニット４０は、切削ユニット２０を撮像ユニット６０及び超音波検査ユニット７０とともにＹ軸方向に移動させることで、保持テーブル１１を割り出し送りする割り出し送り手段である。Ｚ軸移動ユニット５０は、切削ユニット２０を撮像ユニット６０及び超音波検査ユニット７０とともにＺ軸方向に移動させることで、切削ユニット２０を切り込み送りする切り込み送り手段である。Ｘ軸移動ユニット３０、Ｙ軸移動ユニット４０及びＺ軸移動ユニット５０は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ３１，４１，５１、ボールねじ３１，４１，５１を軸心回りに回転させる周知のパルスモータ３２，４２，５２及び保持テーブル１１又は切削ユニット２０をＸ軸方向、Ｙ軸方向又はＺ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレール３３，４３，５３を備える。
【００２７】
また、切削装置１０は、保持テーブル１１のＸ方向の位置を検出するためＸ方向位置検出ユニット３４と、切削ユニット２０、撮像ユニット６０及び超音波検査ユニット７０のＹ方向の位置を検出するためのＹ方向位置検出ユニット４４と、切削ユニット２０、撮像ユニット６０及び超音波検査ユニット７０のＺ方向の位置を検出するためのＺ方向位置検出ユニット５４とを備える。Ｘ方向位置検出ユニット３４及びＹ方向位置検出ユニット４４は、Ｘ方向、又はＹ方向と平行なリニアスケール３５，４５と、保持テーブル１１又は切削ユニット２０と一体に移動する読み取りヘッド３６，４６とにより構成することができる。Ｚ方向位置検出ユニット５４は、パルスモータ５２のパルスで切削ユニット２０のＺ方向の位置を検出する。Ｘ方向位置検出ユニット３４、Ｙ方向位置検出ユニット４４及びＺ方向位置検出ユニット５４は、保持テーブル１１のＸ方向、切削ユニット２０、撮像ユニット６０及び超音波検査ユニット７０のＹ方向又はＺ方向の位置を制御ユニット１００に出力する。
【００２８】
切削ユニット２０は、Ｙ軸方向と平行な軸心回りに回転するスピンドル２２と、スピンドル２２を収容しかつＹ軸移動ユニット４０及びＺ軸移動ユニット５０によりＹ軸方向とＺ軸方向とに移動されるスピンドルハウジング２３と、スピンドル２２に取り付けられた切削ブレード２１とを備える。切削ブレード２１は、極薄のリング形状に形成された切削砥石であり、切削水が供給されながらＹ軸方向と平行な軸心回りにスピンドル２２により回転されることで、保持テーブル１１に保持された半導体装置１を切削加工するものである。切削ユニット２０の切削ブレード２１の切刃の厚みの値は、半導体装置１の分割予定ライン５の幅以下であることが好ましい。
【００２９】
撮像ユニット６０は、保持テーブル１１に保持された被加工物を撮像するものであり、実施形態１では、切削ユニット２０とＸ軸方向に並列する位置に配設されている形態が例示されるが、本発明はこれに限定されない。撮像ユニット６０は、スピンドルハウジング２３に取り付けられている。撮像ユニット６０は、保持テーブル１１に保持された被加工物を撮像するＣＣＤカメラにより構成される。
【００３０】
超音波検査ユニット７０は、保持テーブル１１に保持された半導体装置１を超音波で検査するものであり、切削ユニット２０及び撮像ユニット６０とＸ軸方向に並列する位置に配設されている。実施形態１では、具体的には、超音波検査ユニット７０は、撮像ユニット６０の切削ユニット２０がある側とは反対側に取り付けられている。
【００３１】
図４は、図３の切削装置１０に含まれる超音波検査ユニット７０におけるＩＶ−ＩＶ断面図である。超音波検査ユニット７０は、図４に示すように、超音波プローブ７１と、ホルダ７２と、を備える。超音波プローブ７１は、図３に示すように、制御ユニット１００と情報通信可能に電気的に接続されている。
【００３２】
超音波プローブ７１は、直径が６ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度の円柱状であり、その軸方向がＺ軸方向と平行に配置される。超音波プローブ７１は、制御ユニット１００と情報通信可能に電気的に接続されており、制御ユニット１００の超音波測定部１１０の動作に応じて、Ｚ軸方向の下側へ向けて超音波を照射する超音波照射手段として作動したり、Ｚ軸方向の下側から超音波を受信して検出する超音波検出手段として作動したりすることができる。超音波プローブ７１の動作の詳細は、超音波測定部１１０の詳細な説明と共に後述する。
【００３３】
ホルダ７２は、図４に示すように、超音波プローブ７１のＺ軸方向の下側の先端部分のＸ軸方向及びＹ軸方向の全周を覆うように、超音波プローブ７１のＺ軸方向の下側の先端部分よりもＺ軸方向の下側に突出して、超音波プローブ７１に固定して、設置されている。これにより、ホルダ７２は、図４に示すように、超音波プローブ７１の先端部分よりもＺ軸方向の下側の領域に、Ｚ軸方向の下側に向けて開口を有する空間７８を形成する。
【００３４】
ホルダ７２は、図４に示すように、超音波検査ユニット７０の外部に設けられた水供給ユニット８０から水７９を空間７８に供給するための水供給路７３を有する。水供給路７３は、ホルダ７２の外周部と空間７８とを連通する貫通孔であり、ホルダ７２の外周部側が水路ホースまたは水路管等を介して水供給ユニット８０と連通している。
【００３５】
水供給ユニット８０は、水供給路７３を経由して空間７８及び空間７８よりもＺ軸方向の下側の空間に、水７９を供給する水供給手段として機能する装置である。水供給ユニット８０は、制御ユニット１００の制御に応じて、水７９を供給する状態と、供給を停止した状態とを切り替えることができる。
【００３６】
制御ユニット１００は、切削装置１０の上述した各構成要素をそれぞれ制御して、半導体装置１に対する加工動作を切削装置１０に実施させる制御手段として機能するものである。制御ユニット１００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）又はＲＡＭ（Random  Access  Memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インタフェース装置とを有し、コンピュータプログラムを実行可能なコンピュータである。制御ユニット１００の演算処理装置は、ＲＯＭに記憶されているコンピュータプログラムをＲＡＭ上で実行して、切削装置１０を制御するための制御信号を生成する。制御ユニット１００の演算処理装置は、生成した制御信号を入出力インタフェース装置を介して切削装置１０の各構成要素に出力する。また、制御ユニット１００は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される表示ユニット１３０や、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない入力ユニットと接続されている。入力ユニットは、表示ユニット１３０に設けられたタッチパネルと、キーボード等とのうち少なくとも一つにより構成される。
【００３７】
制御ユニット１００は、図３に示すように、切削装置１０の上述した各構成要素、例えば、切削ユニット２０、Ｘ軸移動ユニット３０、Ｙ軸移動ユニット４０、Ｚ軸移動ユニット５０、撮像ユニット６０、超音波検査ユニット７０、水供給ユニット８０及び表示ユニット１３０と、情報通信可能に電気的に接続されて、各部を制御する。
【００３８】
制御ユニット１００は、Ｘ方向位置検出ユニット３４、Ｙ方向位置検出ユニット４４及びＺ方向位置検出ユニット５４から切削ユニット２０、撮像ユニット６０及び超音波検査ユニット７０のＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の位置情報を取得し、Ｘ軸移動ユニット３０、Ｙ軸移動ユニット４０及びＺ軸移動ユニット５０を制御することで、切削ユニット２０、撮像ユニット６０及び超音波検査ユニット７０の位置を制御する。制御ユニット１００は、これにより、検出対象である半導体装置１のＺ軸方向の上側の面に沿って、超音波プローブ７１を走査移動させる。制御ユニット１００は、例えば、所定の間隔でＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ配列された各測定点に沿って超音波プローブ７１を走査移動させる。なお、この所定の間隔は、測定ピッチであり、数１００μｍから１．０ｍｍ程度が例示されるが、これに限定されることなく、検出対象である半導体装置１の寸法等に応じて適宜変更が可能である。
【００３９】
制御ユニット１００は、切削ユニット２０の切削動作、撮像ユニット６０の撮像動作、及び、水供給ユニット８０の水供給動作を制御する。制御ユニット１００のこれらの機能は、いずれも、制御ユニット１００の演算処理装置が記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより、実現される。
【００４０】
制御ユニット１００は、図３に示すように、超音波測定部１１０と、画像処理部１２０と、を有する。超音波測定部１１０の機能及び画像処理部１２０の機能は、いずれも、制御ユニット１００の演算処理装置が記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより、実現される。
【００４１】
超音波測定部１１０は、超音波プローブ７１を用いて超音波測定を実行する超音波測定手段として機能する装置であり、図３に示すように、超音波パルサ１１１と、超音波レシーバ１１２と、超音波ディテクタ１１３と、を備える。
【００４２】
超音波パルサ１１１は、超音波プローブ７１にパルス状の電圧を印加することで、超音波プローブ７１に超音波を照射させる。超音波プローブ７１によって照射された超音波は、検出対象である半導体装置１の樹脂４の表面及び樹脂４とデバイスチップ３との境界面などで反射し、反射波となって、超音波プローブ７１に戻ってくる。超音波プローブ７１は、この反射波を検出して電圧信号に変換し、超音波レシーバ１１２に送信する。
【００４３】
超音波レシーバ１１２は、超音波プローブ７１から入力された電圧信号を増幅し、超音波ディテクタ１１３に送信する。超音波ディテクタ１１３は、検出対象となる反射エコーの時間指定を行うゲートが設定され、このゲート内にある電圧信号の強度を測定する。超音波ディテクタ１１３は、実施形態１に係る分割予定ラインの検出方法では、例えば、半導体装置１の樹脂４とデバイスチップ３との境界面から反射された反射波の電圧信号を検出するゲートを設定している。超音波ディテクタ１１３は、ゲート内の電圧信号の強度の情報を、測定データとして取得する。
【００４４】
なお、超音波レシーバ１１２が増幅した反射波の電圧信号は、超音波プローブ７１が超音波を照射してから戻ってくるまでの間の時間の情報に関連付けられる。本明細書では、反射波の電圧信号と、反射波の電圧信号に関連付けられる時間の情報とで、超音波レシーバ１１２によって取得される反射エコーを構成する。この反射エコーは、時間の単位がμｓで、電圧信号の強度の単位がＶで、それぞれ表され、横軸を時間、縦軸を強度としたグラフ等で、波形として表すことができる。ここで、時間は、超音波の伝播時間であるので、この時間の情報に対して超音波の伝播速度を用いることで、反射波の厚さ方向の位置を求めることができる。このため、超音波ディテクタ１１３は、検出対象となる電圧信号の時間指定を行うゲートを設定することができる。
【００４５】
画像処理部１２０は、超音波ディテクタ１１３が取得した測定データと、Ｘ方向位置検出ユニット３４、Ｙ方向位置検出ユニット４４及びＺ方向位置検出ユニット５４の検出結果とに基づいて、画像データを取得する。すなわち、画像処理部１２０は、この測定データを、Ｘ方向位置検出ユニット３４及びＹ方向位置検出ユニット４４の検出結果に基づいて半導体装置１のＸ軸方向とＹ軸方向の位置に関連付けて、色情報を有する画像データに変換する。具体的には、画像処理部１２０は、Ｘ方向位置検出ユニット３４及びＹ方向位置検出ユニット４４の検出結果に基づいて得られる測定データの測定点ごとに、測定データに含まれる電圧信号の強度に応じて、測定データをあらかじめ設定された色情報に変換することで、各測定点における電圧信号に応じた色情報の集合体としての画像データを作成する。画像処理部１２０は、例えば、この測定データを、複数諧調（例えば、２５６諧調）のＲＧＢ情報を有する画像データに変換する。あるいは、画像処理部１２０は、この測定データを、複数諧調（例えば、２５６諧調）の明度情報を有する白黒の画像データに変換してもよい。画像処理部１２０が作成した画像データに含まれる色情報は、制御ユニット１００が分割予定ライン５を検出する処理を実行する際に利用される。
【００４６】
制御ユニット１００は、画像処理部１２０が取得した画像データに基づいて、分割予定ライン５を検出する。制御ユニット１００は、画像処理部１２０から取得した画像データを表示ユニット１３０に送信して表示させることができる。制御ユニット１００は、画像データに基づいて検出した分割予定ライン５の情報（例えば、分割予定ライン５の幅方向の中央の位置）を、画像データに重ねて、表示ユニット１３０に送信して表示させることができる。
【００４７】
表示ユニット１３０は、画像処理部１２０が作成した画像データを制御ユニット１００から取得し、表示する。表示ユニット１３０は、制御ユニット１００が検出して取得した分割予定ライン５の情報を制御ユニット１００から取得し、画像データに重ねて表示することができる。表示ユニット１３０は、液晶表示装置が例示され、入力装置としての機能を併せ持つタッチパネルであってもよい。
【００４８】
図３に示された切削装置１０の上述した保持テーブル１１と、超音波検査ユニット７０と、超音波検査ユニット７０をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に沿って移動させるＸ軸移動ユニット３０、Ｙ軸移動ユニット４０及びＺ軸移動ユニット５０と、水供給ユニット８０と、制御ユニット１００とは、実施形態１に係る分割予定ラインの検出方法で用いられる分割予定ライン５を検出する分割予定ラインの検出装置９０を構成している。また、超音波検査ユニット７０と、超音波測定部１１０とは、保持テーブル１１に保持された半導体装置１と、超音波プローブ７１とを所定の間隔で水平方向に相対移動させながら半導体装置１の所定の厚み部分に超音波を照射し反射エコー１５０−１，１５０−２，１５０−３（図７及び図８参照）を測定する超音波測定手段を構成している。
【００４９】
次に、実施形態１に係る分割予定ラインの検出方法を説明する。実施形態１に係る分割予定ラインの検出方法は、分割予定ラインの検出装置９０の動作であり、実施形態１では、切削装置１０が半導体装置１をデバイスチップ３毎に個片化するための分割予定ライン５を検出し、切削装置１０が検出した分割予定ライン５に沿って半導体装置１を個々のパッケージデバイス７に分割する方法である。図５は、実施形態１に係る分割予定ラインの検出方法のフローチャートである。
【００５０】
実施形態１に係る分割予定ラインの検出方法は、図３に示す分割予定ラインの検出装置９０を用いた分割予定ライン５を検出する検出方法であって、図５に示すように、保持ステップＳＴ１と、超音波測定ステップＳＴ２と、検出ステップＳＴ３とを備える。検出ステップＳＴ３は、画像処理ステップＳＴ４を備える。実施形態１に係る分割予定ラインの検出方法は、さらに、アライメントステップＳＴ５と、切削ステップＳＴ６とを備える。
【００５１】
保持ステップＳＴ１は、検出対象である半導体装置１を、保持テーブル１１に保持するステップである。保持ステップＳＴ１では、詳細には、まず、ホルダ７２のＺ軸方向の下側の端部が、検出対象である半導体装置１が載置される保持テーブル１１の保持面１２に対して十分に離れている状態で、検出対象である半導体装置１を、図示しない運搬装置を用いて、図示しない半導体装置１の収納部から運搬し、保持テーブル１１の保持面１２に載置する。保持ステップＳＴ１では、次に、真空吸引源が吸引動作を実行することで、保持テーブル１１の保持面１２において、検出対象である半導体装置１を吸引、保持する。検出対象である半導体装置１は、このように、保持ステップＳＴ１が実行されることで、保持テーブル１１の保持面１２に、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向のいずれにも動かないように保持される。
【００５２】
超音波プローブ７１が照射する超音波は、空気中では伝播効率が低い。このため、超音波プローブ７１のＺ軸方向の下側の先端部分と検出対象である半導体装置１との間に空気が存在している状態では、反射エコーの測定は、実行できない。したがって、反射エコーを測定する際には、図４に示すように、超音波プローブ７１のＺ軸方向の下側の先端部分と検出対象である半導体装置１との間の領域を水７９で満たした状態を形成する必要がある。
【００５３】
このため、分割予定ラインの検出方法では、切削装置１０は、超音波測定ステップＳＴ２を実施する前に、反射エコーを測定可能な状態にするステップである水供給ステップを実施する。水供給ステップでは、詳細には、まず、制御ユニット１００がＺ軸移動ユニット５０を制御することで、超音波プローブ７１をＺ軸方向の下側に移動させることにより、ホルダ７２のＺ軸方向の下側の端部を、図４に示すように、検出対象である半導体装置１のＺ軸方向の上側の面に対して所定の距離ｄまで近づける。ここで、所定の距離ｄは、超音波プローブ７１が照射する超音波の焦点が樹脂４とデバイスチップ３との境界面上またはその付近に設定される超音波プローブ７１のＺ軸方向の位置を表すパラメータであり、具体的には、数ｍｍ程度である。
【００５４】
水供給ステップでは、次に、制御ユニット１００が水供給ユニット８０の水供給動作を制御することで、水供給ユニット８０が水供給路７３を経由して空間７８及び空間７８よりもＺ軸方向の下側の空間に、水７９を供給する。このように、水供給ステップを実行することで、図４に示すように、超音波プローブ７１のＺ軸方向の下側の先端部分と検出対象である半導体装置１との間の領域を水７９で満たした状態を形成することができ、反射エコーを測定可能な状態にすることができる。
【００５５】
以降の超音波測定ステップＳＴ２が実行し終わるまで、制御ユニット１００が水供給ユニット８０の水供給動作を制御する。以降の超音波測定ステップＳＴ２が実行し終わるまで、水供給ユニット８０が水供給路７３を経由して空間７８及び空間７８よりもＺ軸方向の下側の空間に、水７９を供給し続けることにより、反射エコーを測定可能な状態を維持する。
【００５６】
超音波プローブ７１は、水供給ステップにおいて、ホルダ７２の下側の端部を半導体装置１の上側の面に対して所定の距離ｄまで近づける位置に位置付けられる。具体的には、所定の距離ｄとは、超音波プローブ７１が、水供給ステップにおいて、超音波を送受信し、樹脂４とデバイスチップ３との境界面からの反射エコーの強度が極大となるＺ軸方向の位置であることが好ましい。
【００５７】
デバイスチップ３は、検出対象である半導体装置１が上述したＦＯＷＬＰであるパッケージデバイス７を構成しているので、検出対象である半導体装置１のＺ軸方向の中央付近に配置されている。このため、樹脂４とデバイスチップ３との境界面のＺ軸方向の位置は、デバイスチップ３のＺ軸方向の厚みがわかっている場合、概ね算出することができる。したがって、デバイスチップ３のＺ軸方向の厚みがわかっている場合、予め設定されている超音波プローブ７１と超音波の焦点との距離などから先述した所定の距離ｄを算出することができる。このために、切削装置１０は、水供給ステップの段階で、ホルダ７２の下側の端部を半導体装置１の上側の面に対して所定の距離ｄまで近づけることで、超音波プローブ７１が照射する超音波の焦点が樹脂４とデバイスチップ３との境界面上またはその付近に設定される位置に超音波プローブ７１を移動させることができる。このようにすることで、切削装置１０は、半導体装置１の樹脂４とデバイスチップ３との境界面からの反射波を確実に検出し、かつ、精度よく測定することが可能な状態にすることができる。
【００５８】
超音波測定ステップＳＴ２は、保持テーブル１１に保持された検出対象である半導体装置１と超音波照射手段として機能する超音波プローブ７１とを所定の間隔で水平方向に相対移動させながら、検出対象である半導体装置１の所定の厚み部分に超音波を照射し、図７及び図８に例を示す反射エコー１５０−１，１５０−２，１５０−３を測定するステップである。ここで、所定の厚み部分は、半導体装置１の樹脂４とデバイスチップ３との境界面及び境界面の付近を示している。また、半導体装置１の所定の厚み部分に超音波を照射とは、超音波プローブ７１が照射する超音波の焦点が樹脂４とデバイスチップ３との境界面上又は界面の付近に設定されることを示している。実施形態１では、超音波測定ステップＳＴ２を実行する前に、水供給ステップを実行している段階で、この所定の厚み部分に超音波を照射することが可能なように、超音波プローブ７１のＺ軸方向の位置が所定の距離ｄで規定される位置に調整される。
【００５９】
図６は、図５の超音波測定ステップＳＴ２を説明する説明図である。図７は、図５の超音波測定ステップＳＴ２で測定する反射エコーの一例を示す説明図である。図８は、図５の超音波測定ステップＳＴ２で測定する反射エコーの別の一例を示す説明図である。なお、図６では、超音波プローブ７１と検出対象である半導体装置１とを示し、分割予定ラインの検出装置９０のその他の各構成要素の図示を省略している。
【００６０】
以下、本明細書は、超音波測定ステップＳＴ２において、図６に示すように、切削装置１０が、超音波プローブ７１を分割予定ライン５上の位置７１−１、デバイスチップ３上の位置７１−２、及び、別の分割予定ライン５上の位置７１−３に、この順に半導体装置１に対して相対的に移動させる場合を、図６に加えて図７及び図８を用いて説明する。
【００６１】
なお、図７に示す反射エコー１５０−１は、図６に示す位置７１−１に位置する超音波プローブ７１が超音波１４０−１を照射した場合に、超音波測定部１１０の超音波レシーバ１１２によって取得されるものである。図７に示す反射エコー１５０−３は、図６に示す位置７１−３に位置する超音波プローブ７１が超音波１４０−３を照射した場合に、超音波測定部１１０の超音波レシーバ１１２によって取得されるものである。反射エコー１５０−１，１５０−３は、互いに類似した波形を有している。
【００６２】
反射エコー１５０−１，１５０−３は、図７に示すように、検出対象である半導体装置１の樹脂４の表面で反射した反射波である表面波の電圧信号１５１と、検出対象である半導体装置１の裏面、すなわち再配線層８の裏面と水７９との境界面で反射した反射波である裏面波の電圧信号１５２と、を有する。反射エコー１５０−１，１５０−３は、いずれも、分割予定ライン５上の位置７１−１，７１−３で取得されるものであるので、樹脂４とデバイスチップ３との境界面で反射した反射波の電圧信号を有さない。
【００６３】
また、図８に示す反射エコー１５０−２は、図６に示す位置７１−２に位置する超音波プローブ７１が超音波１４０−２を照射した場合に、超音波測定部１１０の超音波レシーバ１１２によって取得されるものである。
【００６４】
反射エコー１５０−２は、図８に示すように、反射エコー１５０−１，１５０−３が有するものと同様の表面波の電圧信号１５１及び裏面波の電圧信号１５２とに加えて、樹脂４とデバイスチップ３との境界面で反射した反射波である界面波の電圧信号１５３を有する。反射エコー１５０−２は、デバイスチップ３上の位置７１−２で取得されるものであるので、このように、界面波の電圧信号１５３を有するものとなる。
【００６５】
超音波測定ステップＳＴ２では、以上のように、超音波測定部１１０の超音波パルサ１１１及び超音波レシーバ１１２が、超音波プローブ７１を用いて超音波測定を行うことで、デバイスチップ３上の位置７１−２で界面波の電圧信号１５３を有する反射エコー１５０−２を取得し、分割予定ライン５上の位置７１−１，７１−３で界面波の電圧信号１５３を有さない反射エコー１５０−１，１５０−３を取得する。
【００６６】
超音波測定ステップＳＴ２では、制御ユニット１００がＸ軸移動ユニット３０及びＹ軸移動ユニット４０を制御することで、所定の間隔でＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ配列された各測定点に沿って超音波プローブ７１を走査移動させることで、全測定点において反射エコー１５０−１，１５０−２，１５０−３を取得する。また、実施形態１において、超音波測定ステップＳＴ２では、保持テーブル１１に保持された半導体装置１と超音波プローブ７１とを所定の間隔で水平方向に相対移動させながら取得した全ての反射エコー１５０−１，１５０−２，１５０−３を制御ユニット１００が一時的に記憶する。即ち、実施形態１において、制御ユニット１００は、測定点と同数の反射エコー１５０−１，１５０−２，１５０−３を一時的に記憶する。
【００６７】
検出ステップＳＴ３は、超音波測定ステップＳＴ２の後に実行され、反射エコーの分布から分割予定ライン５を検出するステップである。検出ステップＳＴ３では、詳細には、まず、超音波測定部１１０の超音波ディテクタ１１３が、超音波測定部１１０の超音波レシーバ１１２が取得した反射エコー１５０−１，１５０−２，１５０−３に対し、界面波の電圧信号１５３が検出される時間を含む所定の範囲に設定されたゲート内にある電圧信号の強度を測定する。検出ステップＳＴ３では、超音波測定部１１０の超音波ディテクタ１１３が測定した電圧信号は、デバイスチップ３上の位置７１−２で０より明確に大きい正の値となり、分割予定ライン５上の位置７１−１，７１−３で０または０付近の値となる。検出ステップＳＴ３では、ゲート内にある界面波の電圧信号１５３の強度の情報を測定データとして取得する。
【００６８】
検出ステップＳＴ３では、制御ユニット１００が、超音波測定部１１０の超音波ディテクタ１１３が測定データとして取得した界面波の電圧信号１５３の強度の情報に基づいて、全測定点を、界面波の電圧信号１５３の強度が所定の閾値以上である測定点と、界面波の電圧信号１５３の強度が所定の閾値未満である測定点とに分類する。検出ステップＳＴ３では、これにより、制御ユニット１００が、全測定点を、界面波の電圧信号１５３の強度の情報が０より明確に大きい正の値となっている測定点と、界面波の電圧信号１５３の強度の情報が０または０付近の値となっている測定点とに、分類することができる。
【００６９】
検出ステップＳＴ３では、その後に、制御ユニット１００が、界面波の電圧信号１５３の強度が所定の閾値以上である測定点を、デバイスチップ３上の測定点であると判定し、界面波の電圧信号１５３の強度が所定の閾値未満の測定点を、デバイスチップ３上ではない測定点であると判定する。検出ステップＳＴ３では、そのさらに後に、制御ユニット１００が、デバイスチップ３上ではない測定点のうち、外周余剰領域６上ではない測定点を除く測定点を、分割予定ライン５上の測定点であると判定する。検出ステップＳＴ３では、このように、反射エコー１５０−１，１５０−２，１５０−３の各波の電圧信号１５１，１５２，１５３の分布から分割予定ライン５を検出することができる。
【００７０】
検出ステップＳＴ３は、画像処理ステップＳＴ４を備えることが好ましい。この場合、画像処理ステップＳＴ４は、反射エコー１５０−１，１５０−２，１５０−３の各波の電圧信号１５１，１５２，１５３の分布を、色情報を有する画像データに変換するステップである。また、この場合、検出ステップＳＴ３は、画像処理ステップＳＴ４で変換して得られた画像データの色情報に応じて、分割予定ライン５を検出するステップである。
【００７１】
検出ステップＳＴ３が画像処理ステップＳＴ４を備える場合、画像処理ステップＳＴ４では、詳細には、制御ユニット１００が、超音波測定部１１０の超音波ディテクタ１１３が取得した界面波の電圧信号１５３の強度の情報について、界面波の電圧信号１５３の強度が所定の閾値以上である測定点を含む画素を第１色とし、界面波の電圧信号１５３の強度が所定の閾値未満である測定点を含む画素を第２色として、第１色と第２色とを含む画像を作成する。画像処理ステップＳＴ４では、これにより、制御ユニット１００が、界面波の電圧信号１５３の強度の情報が０より明確に大きい正の値となっている測定点を含む画素を第１色とし、界面波の電圧信号１５３の強度の情報が０または０付近の値となっている測定点を含む画素を第２色とした画像を作成することができる。
【００７２】
図９は、図５の画像処理ステップＳＴ４で得られる画像データの一例を示す説明図である。図９に示す画像データ１５５は、検出対象である半導体装置１について画像処理ステップＳＴ４を実行することで得られるものであり、第１色の画素領域１５７と、第２色の画素領域１５８と、を有する。
【００７３】
画像データ１５５における第１色の画素領域１５７は、図９に示すように、デバイスチップ３が配列されている領域に対応している。画像データ１５５における第２色の画素領域１５８は、図９に示すように、デバイスチップ３が配列されていない領域、すなわち、分割予定ライン５及び外周余剰領域６に対応している。
【００７４】
検出ステップＳＴ３が画像処理ステップＳＴ４を備える場合、検出ステップＳＴ３では、制御ユニット１００が、まず、画像処理ステップＳＴ４で変換して得られた画像データにおいて、第１色の画素領域１５７をデバイスチップ３が配列されている領域であると判定し、第２色の画素領域１５８をデバイスチップ３が配列されていない領域であると判定する。検出ステップＳＴ３が画像処理ステップＳＴ４を備える場合、検出ステップＳＴ３では、制御ユニット１００が、次に、デバイスチップ３が配列されていない領域であると判定した領域のうち、外周余剰領域６を除く領域を、分割予定ライン５であると判定する。検出ステップＳＴ３では、このように、反射エコー１５０−１，１５０−２，１５０−３の各波の電圧信号１５１，１５２，１５３の分布から分割予定ライン５を検出することができる。
【００７５】
なお、制御ユニット１００は、画像処理ステップＳＴ４で作成した画像データ及び検出ステップＳＴ３で検出した分割予定ライン５の情報を、表示ユニット１３０に送信して表示させてもよい。この場合、分割予定ライン５が検出されている様子を一目で確認することができる。
【００７６】
アライメントステップＳＴ５は、検出ステップＳＴ３の後に実行され、制御ユニット１００が、検出ステップＳＴ３で検出した分割予定ライン５の情報（例えば、分割予定ライン５の幅方向の中央の位置）を用いて、前述したアライメントを遂行するステップである。アライメントステップＳＴ５では、具体的には、制御ユニット１００が、検出ステップＳＴ３で検出した分割予定ライン５と、切削ユニット２０の切削ブレード２１との位置合わせを行なうためのパターンマッチング等の処理を実行する。このように、アライメントステップＳＴ５では、検出ステップＳＴ３で検出し、切削ブレード２１で切削したい部分に相当する分割予定ライン５の位置情報を用いて実行されるので、アライメントステップＳＴ５の後で実行される切削ステップＳＴ６における切削ブレード２１での切削位置の精度を向上させることができる。
【００７７】
切削ステップＳＴ６は、アライメントステップＳＴ５の後に実行され、切削ブレード２１で分割予定ライン５に沿って半導体装置１を切削するステップである。切削ステップＳＴ６では、具体的には、まず、制御ユニット１００が、アライメントステップＳＴ５の実施結果に基づいて、切削ブレード２１で分割予定ライン５に沿って半導体装置１を切削加工する。
【００７８】
以上のように、実施形態１に係る分割予定ラインの検出方法によれば、検出対象である半導体装置１と超音波照射手段として機能する超音波プローブ７１とを所定の間隔で水平方向に相対移動させながら、検出対象である半導体装置１の所定の厚み部分に超音波を照射し、反射エコー１５０−１，１５０−２，１５０−３を測定し、この反射エコー１５０−１，１５０−２，１５０−３の各波の電圧信号１５１，１５２，１５３の分布から分割予定ライン５を検出する。このため、実施形態１に係る分割予定ラインの検出方法は、分割予定ライン５を検出するための切削加工等の加工をする必要がないので、加工に伴う切削屑がデバイスチップ３に付着してしまう可能性を低減することができる。
【００７９】
また、実施形態１に係る分割予定ラインの検出方法は、反射エコー１５０−１，１５０−２，１５０−３の界面波の電圧信号１５３を、色情報を有する画像データ１５５に変換し、この画像データ１５５の色情報に応じて分割予定ライン５を検出する。このため、分割予定ライン５が検出されている様子を一目で確認することを可能にする。
【００８０】
〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係る分割予定ラインの検出方法を図面に基づいて説明する。実施形態２に係る分割予定ラインの検出方法は、実施形態１に係る分割予定ラインの検出方法と同様に、分割予定ラインの検出装置９０の動作である。実施形態２に係る分割予定ラインの検出方法の説明では、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００８１】
図１０は、実施形態２に係る分割予定ラインの検出方法のフローチャートである。実施形態２に係る分割予定ラインの検出方法は、図１０に示すように、実施形態１に係る分割予定ラインの検出方法が備える保持ステップＳＴ１と、超音波測定ステップＳＴ２と、検出ステップＳＴ３と、アライメントステップＳＴ５と、切削ステップＳＴ６と、に加えて、超音波測定ステップＳＴ２及び検出ステップＳＴ３の実施前に、さらに、準備超音波測定ステップＳＴ７と、準備検出ステップＳＴ８と、界面波検出判定ステップＳＴ１０と、を備える。準備検出ステップＳＴ８は、準備画像処理ステップＳＴ９を備える。
【００８２】
水供給ステップにおいて、超音波プローブ７１は、超音波の焦点が半導体装置１のＺ軸方向の中央付近に設定される位置に移動させる。あるいは、水供給ステップにおいて、超音波プローブ７１は、超音波の焦点が半導体装置１のＺ軸方向の中央付近に設定される位置に移動させると、超音波プローブ７１のＺ軸方向の下側の先端部分が検出対象である半導体装置１のＺ軸方向の上側の面に接触してしまう場合、下側の先端部分が半導体装置１の上側の面にギリギリで接触しない位置に移動させる。このようにすることで、超音波プローブ７１は、半導体装置１の樹脂４とデバイスチップ３との境界面からの反射エコーを確実に検出することが可能な状態にすることができる。
【００８３】
ただし、このように超音波プローブ７１を移動させた状態は、例えば、デバイスチップ３の厚みが解らない場合には特に、半導体装置１の樹脂４とデバイスチップ３との境界面からの反射波である界面波を、十分に精度よく測定することが困難な場合がある。そこで、実施形態２に係る分割予定ラインの検出方法では、デバイスチップ３のＺ軸方向の厚みがわからない場合でも、準備超音波測定ステップＳＴ７、準備検出ステップＳＴ８及び界面波検出判定ステップＳＴ１０を超音波測定ステップＳＴ２及び検出ステップＳＴ３の実施前に実施することで、半導体装置１の樹脂４とデバイスチップ３との境界面からの反射波である界面波を、十分に精度よく測定することが可能な状態にすることができる。
【００８４】
準備超音波測定ステップＳＴ７は、検出対象である半導体装置１と超音波照射手段として機能する超音波プローブ７１とを所定の間隔で半導体装置１の厚み方向であるＺ軸方向に相対移動させながら半導体装置１の内部に超音波を照射し図１２及び図１３に示す準備反射エコー１７０−１，１７０−２を測定するステップである。準備超音波測定ステップＳＴ７は、水供給ステップが実行された後に、実行される。以下において、本明細書は、準備超音波測定ステップＳＴ７で測定される反射エコーを、超音波測定ステップＳＴ２で測定される反射エコー１５０−１，１５０−２，１５０−３と区別するため、適宜、準備反射エコー１７０−１，１７０−２と称する。
【００８５】
図１１は、図１０の準備超音波測定ステップＳＴ７を説明する説明図である。図１２は、図１０の準備超音波測定ステップＳＴ７で測定する準備反射エコーの一例を示す説明図である。図１３は、図１０の準備超音波測定ステップＳＴ７で測定する準備反射エコーの別の一例を示す説明図である。なお、図１１では、超音波プローブ７１と検出対象である半導体装置１とを示し、分割予定ラインの検出装置９０の他の各構成要素の図示を省略している。
【００８６】
準備超音波測定ステップＳＴ７では、詳細には、まず、制御ユニット１００がＸ軸移動ユニット３０及びＹ軸移動ユニット４０を制御することで、超音波プローブ７１をＸ軸方向またはＹ軸方向に移動させることにより、図１１に示すように、検出対象である半導体装置１に対してＺ軸方向の上側に来るように移動させる。
【００８７】
準備超音波測定ステップＳＴ７では、その後、制御ユニット１００がＺ軸移動ユニット５０を制御することで、超音波プローブ７１を、Ｚ軸方向の下側の限界の位置から所定の間隔、例えば数１０μｍ程度ずつ、Ｚ軸方向の上側の限界の位置まで、Ｚ軸方向の上側に移動させることで、Ｚ軸方向に所定の間隔で移動させながら超音波を照射し、及び、反射波を取得する。すなわち、準備超音波測定ステップＳＴ７では、超音波プローブ７１を、検出対象である半導体装置１に最も近づけた状態から、徐々に離していく方向に移動させながら超音波を照射し、及び、反射波を取得する。ここで、超音波プローブ７１のＺ軸方向の下側の限界の位置は、水供給ステップの段階で移動させた超音波プローブ７１の位置とする。また、超音波プローブ７１のＺ軸方向の上側の限界の位置は、超音波プローブ７１をＺ軸方向の上側に移動させた際、検出対象である半導体装置１の樹脂４の表面で反射した反射エコーである表面波の電圧信号１７１（図１２及び図１３参照）の強度が増加から減少に転じる時の超音波プローブ７１の位置とする。なお、実施形態１では、準備超音波測定ステップＳＴ７では、超音波プローブ７１をＺ軸方向の下側の限界の位置からＺ軸方向の上側の限界の位置までＺ軸方向の上側に移動させる形態を例示したが、本発明はこれに限定されず、超音波プローブ７１をＺ軸方向の上側の限界の位置からＺ軸方向の下側の限界の位置までＺ軸方向の下側に移動させることとしてもよい。
【００８８】
準備超音波測定ステップＳＴ７では、超音波プローブ７１をＺ軸方向の上側に移動させながら超音波を照射することにより、超音波プローブ７１が照射する超音波の焦点がＺ軸方向の上側に移動する。準備超音波測定ステップＳＴ７では、さらに、超音波プローブ７１をＺ軸方向に所定の間隔で移動させた各状態で、超音波測定部１１０が、超音波プローブ７１により、超音波１４０を照射し、図１２及び図１３に示す準備反射エコー１７０−１，１７０−２を検出して取得する。
【００８９】
以下、本明細書は、準備超音波測定ステップＳＴ７において、図１１に示すように、超音波プローブ７１を、超音波プローブ７１が照射する超音波１４０の焦点がデバイスチップ３よりもＺ軸方向の上側の樹脂４の内部の点１６０−１に設定される位置、及び、超音波１４０の焦点がデバイスチップ３の内部の点１６０−２に設定される位置を含むＺ軸方向に沿う直線上に沿って、検出対象である半導体装置１に対して相対移動させて、準備反射エコー１７０−１，１７０−２を取得する場合を、図１１に加えて図１２及び図１３を用いて説明する。
【００９０】
図１２に示す準備反射エコー１７０−１は、図１１に示すように、超音波プローブ７１が、照射する超音波１４０の焦点が点１６０−１に設定されて、超音波１４０を照射して検出した場合に、超音波測定部１１０の超音波レシーバ１１２によって取得されるものである。
【００９１】
準備反射エコー１７０−１は、図１２に示すように、検出対象である半導体装置１の樹脂４の表面で反射した反射波である表面波の電圧信号１７１と、検出対象である半導体装置１の裏面、すなわち再配線層８の裏面と水７９との境界面で反射した反射波である裏面波の電圧信号１７２と、を有する。準備反射エコー１７０−１は、照射する超音波１４０の焦点が樹脂４とデバイスチップ３との境界面よりも樹脂４側の点１６０−１に設定されているので、樹脂４とデバイスチップ３との境界面で反射した反射波の電圧信号を有さない。なお、一般に、接触界面による反射波の電圧信号の方が、はるかに接合界面による反射波の電圧信号よりも強度が大きいので、超音波１４０の焦点のＺ軸方向の位置次第では、樹脂４とデバイスチップ３との境界面で反射した反射波の電圧信号は検出されないものの、境界面よりさらにＺ軸方向の下側にある再配線層８の裏面と水７９との境界面で反射した反射波である裏面波の電圧信号１７２は検出されるという現象が起きることがある。
【００９２】
図１３に示す準備反射エコー１７０−２は、図１１に示すように、超音波プローブ７１が、照射する超音波１４０の焦点が点１６０−２に設定されて、超音波１４０を照射して検出した場合に、超音波測定部１１０の超音波レシーバ１１２によって取得されるものである。
【００９３】
準備反射エコー１７０−２は、図１３に示すように、準備反射エコー１７０−１が有するものと同様の表面波の電圧信号１７１及び裏面波の電圧信号１７２とに加えて、樹脂４とデバイスチップ３との境界面で反射した反射波である界面波の電圧信号１７３と、を有する。準備反射エコー１７０−２は、照射する超音波１４０の焦点が樹脂４とデバイスチップ３との境界面よりも少しだけデバイスチップ３側の点１６０−２に設定されているので、点１６０−１よりも照射する超音波１４０の焦点が樹脂４とデバイスチップ３との境界面に近づいているため、界面波の電圧信号１７３を有するものとなる。
【００９４】
準備超音波測定ステップＳＴ７では、以上のように、超音波測定部１１０の超音波レシーバ１１２が、超音波プローブ７１を用いて超音波測定を行うことで、超音波プローブ７１が照射する超音波１４０の焦点が点１６０−１に設定されている場合、界面波の電圧信号１７３を有さない準備反射エコー１７０−１を取得し、超音波プローブ７１が照射する超音波１４０の焦点が点１６０−２に設定されている場合、界面波の電圧信号１７３を有する準備反射エコー１７０−２を取得する。
【００９５】
準備超音波測定ステップＳＴ７では、制御ユニット１００がＺ軸移動ユニット５０を制御することにより、所定の間隔でＺ軸方向にそれぞれ配列された各位置に沿って超音波プローブ７１を走査移動させて、全測定点において準備反射エコー１７０−１，１７０−２を取得する。また、実施形態２に係るに係る分割予定ラインの検出方法の準備超音波測定ステップＳＴ７では、Ｚ軸方向に樹脂４とデバイスチップ３との境界面を挟む少なくとも２点間で超音波の焦点が移動するように、超音波プローブ７１をＺ軸方向に移動させながら準備反射エコー１７０−１，１７０−２を測定する。また、実施形態２において、準備超音波測定ステップＳＴ７では、保持テーブル１１に保持された半導体装置１と超音波プローブ７１とを所定の間隔で厚み方向に相対移動させながら取得した全ての準備反射エコー１７０−１，１７０−２を制御ユニット１００が一時的に記憶する。即ち、実施形態２において、制御ユニット１００は、測定点と同数の準備反射エコー１７０−１，１７０−２を一時的に記憶する。
【００９６】
準備検出ステップＳＴ８は、準備反射エコー１７０−１，１７０−２の半導体装置１の厚み方向の各波の電圧信号１７１，１７２，１７３の分布から、超音波測定ステップＳＴ２において超音波を照射する厚み方向の位置を決定するステップである。
【００９７】
準備検出ステップＳＴ８では、詳細には、まず、超音波測定部１１０の超音波ディテクタ１１３が、超音波測定部１１０の超音波レシーバ１１２が取得した準備反射エコー１７０−１，１７０−２に対し、界面波の電圧信号１７３が検出される時間を含む所定の範囲に設定されたゲート内にある界面波の電圧信号１７３の強度を測定する。準備検出ステップＳＴ８では、ゲート内にある界面波の電圧信号１７３の強度の情報を測定データとして取得する。
【００９８】
準備検出ステップＳＴ８では、超音波測定部１１０が、超音波ディテクタ１１３が測定した各準備反射エコー１７０−１，１７０−２の界面波の電圧信号１７３の強度のうち最も強度が大きい界面波の電圧信号１７３を有する準備反射エコー１７０−１，１７０−２を抽出する。準備検出ステップＳＴ８では、超音波測定部１１０が、最も強度が大きい界面波の電圧信号１７３を有する準備反射エコー１７０−１，１７０−２を測定した時の超音波プローブ７１のＺ軸方向の位置を算出する。超音波測定部１１０がここで算出した超音波プローブ７１のＺ軸方向の位置は、超音波プローブ７１が照射する超音波１４０の焦点が、樹脂４とデバイスチップ３との境界面上またはその付近に設定されている位置となる。準備検出ステップＳＴ８では、その後、超音波測定部１１０が、算出した超音波プローブ７１のＺ軸方向の位置を、超音波測定ステップＳＴ２において超音波を照射する超音波プローブ７１の位置に決定する。
【００９９】
界面波の電圧信号１７３が極大となる超音波プローブ７１の先端部分のＺ軸方向の位置は、表面波の電圧信号１７１が極大となる超音波プローブ７１の先端部分のＺ軸方向の位置よりも、Ｚ軸方向の下側になる。また、界面波の電圧信号１７３が極大となる超音波プローブ７１の先端部分のＺ軸方向の位置は、超音波プローブ７１の先端部分をＺ軸方向の下側に限界まで近づけた位置よりも、Ｚ軸方向の上側になる。このため、準備検出ステップＳＴ８では、準備超音波測定ステップＳＴ７で超音波プローブ７１の先端部分を移動させるＺ軸方向の範囲内で、界面波の電圧信号１７３が極大となる超音波プローブ７１の先端部分のＺ軸方向の位置を算出し、算出した界面波の電圧信号１７３が極大となる超音波プローブ７１の先端部分のＺ軸方向の位置を超音波測定ステップＳＴ２において超音波を照射する超音波プローブ７１の位置に決定する。
【０１００】
準備検出ステップＳＴ８は、準備画像処理ステップＳＴ９を備えることが好ましい。この場合、準備画像処理ステップＳＴ９は、準備反射エコー１７０−１，１７０−２の各波の電圧信号１７１，１７２，１７３の分布を、色情報を有する準備画像データに変換するステップである。また、この場合、準備検出ステップＳＴ８は、準備画像データの色情報の、検出対象である半導体装置１の厚み方向の分布に応じて、超音波測定ステップＳＴ２において超音波を照射する超音波プローブ７１の位置を決定するステップである。
【０１０１】
準備検出ステップＳＴ８が準備画像処理ステップＳＴ９を備える場合、準備画像処理ステップＳＴ９では、詳細には、超音波測定部１１０が、超音波測定部１１０の超音波ディテクタ１１３が取得した各波の電圧信号１７１，１７２，１７３の強度の情報について、各波の電圧信号１７１，１７２，１７３の強度が所定の各条件を満たす場合の半導体装置１の厚み方向であるＺ軸方向の位置の各画素を、所定の各色として、複数の色を含む１次元の画像を作成する。
【０１０２】
図１４は、図１０の準備画像処理ステップＳＴ９で得られる準備画像データの一例を示す説明図である。図１４に示す準備画像データ１８０は、検出対象である半導体装置１について準備画像処理ステップＳＴ９を実行することで得られるものであり、Ｚ軸方向の上側から下側に向かって、各色の画素領域１８１，１８２，１８３，１８４，１８５を有する。
【０１０３】
画素領域１８１は、図１４において間隔の狭い右下がりの平行斜線が付されており、第１色に着色された領域である。画素領域１８１は、表面波の電圧信号１７１が所定の閾値以上で検出された領域に対応しており、照射する超音波１４０の焦点のＺ軸方向の位置が、検出対象である半導体装置１の樹脂４の表面付近、すなわち樹脂４の表面と水７９との境界面付近となる領域に対応している。
【０１０４】
画素領域１８２は、図１４において間隔の広い右上がりの平行斜線が付されており、第２色に着色された領域である。画素領域１８２は、表面波の電圧信号１７１が所定の閾値以上で検出された領域と界面波の電圧信号１７３が所定の閾値以上で検出された領域との間の、各波の電圧信号１７１，１７２，１７３のいずれもが所定の閾値未満で検出された領域に対応しており、照射する超音波１４０の焦点のＺ軸方向の位置が、検出対象である半導体装置１の樹脂４におけるデバイスチップ３より上の部分の内部となる領域に対応している。すなわち、画素領域１８２のＺ軸方向の長さと、表面波の電圧信号１７１と界面波の電圧信号１７３との時間の間隔と、半導体装置１の樹脂４におけるデバイスチップ３より上の部分の厚さとが、それぞれ対応している。
【０１０５】
画素領域１８３は、図１４において間隔の狭い右下がりの平行斜線と右上がりの平行斜線とが交差された模様が付されており、第３色に着色された領域である。画素領域１８３は、界面波の電圧信号１７３が所定の閾値以上で検出された領域に対応しており、照射する超音波１４０の焦点のＺ軸方向の位置が、検出対象である半導体装置１の樹脂４とデバイスチップ３との境界面付近となる領域に対応している。
【０１０６】
画素領域１８４は、図１４において間隔の広い右下がりの平行斜線が付されており、第４色に着色された領域である。画素領域１８２は、界面波の電圧信号１７３が所定の閾値以上で検出された領域と裏面波の電圧信号１７２が所定の閾値以上で検出された領域との間の、各波の電圧信号１７１，１７２，１７３のいずれもが所定の閾値未満で検出された領域に対応しており、照射する超音波１４０の焦点のＺ軸方向の位置が、検出対象である半導体装置１のデバイスチップ３及び再配線層８の内部となる領域に対応している。すなわち、画素領域１８４のＺ軸方向の長さと、界面波の電圧信号１７３と裏面波の電圧信号１７２との時間の間隔と、半導体装置１のデバイスチップ３及び再配線層８の厚さの合計とが、それぞれ対応している。
【０１０７】
なお、本実施形態では、超音波プローブ７１が界面波の電圧信号１７３を所定の閾値より明確に大きい値として検出する領域の付近に走査されるため、デバイスチップ３と再配線層８との境界面に起因する電圧信号は検出されない可能性が高いとしているが、本発明はこれに限定されず、デバイスチップ３と再配線層８との境界面に起因する電圧信号が検出されて、デバイスチップ３に対応する領域と、デバイスチップ３と再配線層８との境界面に対応する領域と、再配線層８に対応する領域とがそれぞれ異なる色に着色された準備画像データが得られても良い。
【０１０８】
画素領域１８５は、図１４において間隔の狭い右上がりの平行斜線が付されており、第５色に着色された領域である。画素領域１８５は、裏面波の電圧信号１７２が所定の閾値以上で検出された領域に対応しており、照射する超音波１４０の焦点のＺ軸方向の位置が、検出対象である半導体装置１の再配線層８の裏面付近、すなわち再配線層８の裏面と水７９との境界面となる領域に対応している。
【０１０９】
なお、画素領域１８２，１８４は、いずれも各波の電圧信号１７１，１７２，１７３のいずれもが所定の閾値未満で検出された領域であるが、この所定の閾値未満で検出された各波の電圧信号１７１，１７２，１７３の強度の比等の情報から、制御ユニット１００により、これらの領域を分離して検出し、それぞれ個別の色を付す画像処理をすることができる。
【０１１０】
準備検出ステップＳＴ８が準備画像処理ステップＳＴ９を備え、準備画像処理ステップＳＴ９で準備画像データ１８０が得られる場合、準備検出ステップＳＴ８では、制御ユニット１００が、まず、準備画像処理ステップＳＴ９で変換して得られた準備画像データ１８０において、各色の各画素領域に基づいて、画素領域１８３のＺ軸方向の位置を算出する。このような場合、準備検出ステップＳＴ８では、制御ユニット１００が、画素領域１８３のＺ軸方向の位置の中央の位置が照射する超音波１４０の焦点となる超音波プローブ７１の位置を、超音波測定ステップＳＴ２において超音波プローブ７１が超音波を照射する位置、すなわち超音波プローブ７１のＺ軸方向の位置に決定する。準備検出ステップＳＴ８では、このように、超音波測定ステップＳＴ２において最適な超音波プローブ７１のＺ軸方向の位置を検出し、設定することができる。
【０１１１】
図１５は、図１０の準備画像処理ステップＳＴ９で得られる準備画像データの別の一例を示す説明図である。図１５に示す準備画像データ１９０は、上記した図１４に示す準備画像データ１８０と同様に、検出対象である半導体装置１について準備画像処理ステップＳＴ９を実行することで得られるものであり、Ｚ軸方向の上側から下側に向かって、各色の画素領域１９２，１９４を有する。準備画像データ１９０は、上記した準備画像データ１８０において、画素領域１８１，１８３，１８５を有さないものに変更された形態である。ここで、画素領域１８１，１８３，１８５を有さないとは、画素領域１８１，１８３，１８５のＺ軸方向における厚さが超音波測定部１１０の画像作成可能な最小領域未満まで薄くなってしまったために、実質的に画像上に表れなくなった形態も含む。
【０１１２】
準備画像データ１９０における画素領域１９２は、準備画像データ１８０における画素領域１８２に対応しており、準備画像データ１９０における画素領域１９２は、準備画像データ１８０における画素領域１８２に対応している。また、準備画像データ１９０における画素領域１９２の上端は、準備画像データ１８０における画素領域１８１に実質的に対応しており、準備画像データ１９０における画素領域１９２と画素領域１９４との境界線は、準備画像データ１８０における画素領域１８３に実質的に対応しており、準備画像データ１９０における画素領域１９４の下端は、準備画像データ１８０における画素領域１８５に実質的に対応している。
【０１１３】
準備検出ステップＳＴ８が準備画像処理ステップＳＴ９を備え、準備画像処理ステップＳＴ９で準備画像データ１９０が得られる場合、準備画像データ１９０には準備画像データ１８０における画素領域１８３に対応する領域がないので、準備検出ステップＳＴ８では、制御ユニット１００が、まず、この準備画像データ１９０において、各色の各画素領域に基づいて、画素領域１９２と画素領域１９４との境界におけるＺ軸方向の位置を算出する。このような場合、準備検出ステップＳＴ８では、制御ユニット１００が、画素領域１９２と画素領域１９４との境界におけるＺ軸方向の位置が照射する超音波１４０の焦点となる超音波プローブ７１の位置を、超音波測定ステップＳＴ２において超音波プローブ７１が超音波を照射する位置、すなわち超音波プローブ７１のＺ軸方向の位置に決定する。準備検出ステップＳＴ８では、このように、超音波測定ステップＳＴ２において最適な超音波プローブ７１のＺ軸方向の位置を検出し、設定することができる。
【０１１４】
界面波検出判定ステップＳＴ１０は、準備検出ステップＳＴ８で決定したＺ軸方向の位置に超音波プローブ７１を移動させて超音波測定をすることで、界面波の電圧信号１７３が十分な強度で検出されたか否かを判定するステップである。界面波検出判定ステップＳＴ１０では、具体的には、制御ユニット１００が、準備検出ステップＳＴ８で決定したＺ軸方向の位置に超音波プローブ７１を移動させて超音波測定をすることで、界面波の電圧信号１７３が所定の閾値以上の強度で検出された場合、界面波の電圧信号１７３が十分な強度で検出されたと判定し（界面波検出判定ステップＳＴ１０：Ｙｅｓ）、処理を超音波測定ステップＳＴ２へ進める。超音波測定ステップＳＴ２以降の処理については、実施形態１と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
【０１１５】
一方、制御ユニット１００が、準備検出ステップＳＴ８で決定したＺ軸方向の位置に超音波プローブ７１を移動させて超音波測定をすることで、界面波の電圧信号１７３が所定の閾値未満の強度でしか検出されなかった場合、界面波の電圧信号１７３が十分な強度で検出されなかったと判定し（界面波検出判定ステップＳＴ１０：Ｎｏ）、超音波プローブ７１を水平方向に所定距離移動させた後、処理を準備超音波測定ステップＳＴ７へ戻す。界面波検出判定ステップＳＴ１０で、界面波の電圧信号１７３が十分な強度で検出されたと判定されるまで、準備超音波測定ステップＳＴ７及び準備検出ステップＳＴ８を繰り返す。
【０１１６】
なお、制御ユニット１００は、準備画像処理ステップＳＴ９で作成した準備画像データ１８０及び準備検出ステップＳＴ８で検出した超音波プローブ７１のＺ軸方向の位置の情報を、表示ユニット１３０に送信して表示させてもよい。この場合、超音波プローブ７１のＺ軸方向の位置が検出されている様子を一目で確認することができるとともに、界面波検出判定ステップＳＴ１０の判定結果を一目で確認することができる。
【０１１７】
以上のように、実施形態２に係る分割予定ラインの検出方法によれば、さらに、超音波測定ステップＳＴ２の実施前に、検出対象である半導体装置１と超音波照射手段として機能する超音波プローブ７１とを所定の間隔で半導体装置１の厚み方向に相対移動させながら、検出対象である半導体装置１の内部に超音波１４０を照射し準備反射エコー１７０−１，１７０−２を測定し、半導体装置１の厚み方向におけるこの準備反射エコー１７０−１，１７０−２の各波の電圧信号１７１，１７２，１７３の分布から、超音波測定ステップＳＴ２において超音波プローブ７１が超音波を照射する位置を決定する。このため、実施形態２に係る分割予定ラインの検出方法は、超音波測定ステップＳＴ２において最適な超音波プローブ７１のＺ軸方向の位置を検出し、設定することができる。
【０１１８】
また、実施形態２に係る分割予定ラインの検出方法は、準備反射エコー１７０−１，１７０−２を、色情報を有する準備画像データ１８０に変換し、この準備画像データ１８０の色情報に応じて、超音波測定ステップＳＴ２において超音波プローブ７１が超音波を照射する位置を決定する。このため、超音波測定ステップＳＴ２において超音波プローブ７１が超音波を照射する位置を決定する様子を一目で確認することを可能にする。
【０１１９】
〔実施形態３〕
図１６は、実施形態３に係る分割予定ラインの検出方法で用いられる分割予定ラインの検出装置２００の構成例を示す概略構成図である。本発明の実施形態３に係る分割予定ラインの検出方法を図面に基づいて説明する。実施形態３に係る分割予定ラインの検出方法は、分割予定ラインの検出装置２００の動作である。実施形態３に係る分割予定ラインの検出方法の説明では、実施形態１及び実施形態２と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
【０１２０】
分割予定ラインの検出装置２００は、図１６に示すように、超音波検査ユニット７０と、水供給ユニット８０と、超音波検査ユニット７０を走査する走査装置２３０と、超音波検査ユニット７０を用いて超音波測定を行う超音波測定装置２４０と、分割予定ラインの検出装置２００の各部を制御する制御装置２６０と、走査装置２３０を駆動する駆動装置２７０と、超音波測定で得られる測定データに基づいて画像処理をする画像処理装置２８０と、画像処理された画像等を表示する表示ユニット１３０と、を備える。
【０１２１】
超音波測定装置２４０は、実施形態１及び実施形態２で用いられた分割予定ラインの検出装置９０における超音波測定部１１０と同様に、超音波パルサ１１１と、超音波レシーバ１１２と、超音波ディテクタ１１３と、を有し、実施形態１及び実施形態２で用いられた分割予定ラインの検出装置９０における超音波測定部１１０と同様の機能を担うものであるので、その詳細な説明を省略する。画像処理装置２８０は、実施形態１及び実施形態２で用いられた分割予定ラインの検出装置９０における画像処理部１２０と同様の機能を担うものであるので、その詳細な説明を省略する。超音波測定装置２４０、制御装置２６０及び画像処理装置２８０は、合わせて、実施形態１及び実施形態２で用いられた分割予定ラインの検出装置９０における制御ユニット１００と同様の機能を担うものであるので、その詳細な説明を省略する。
【０１２２】
走査装置２３０及び駆動装置２７０は、実施形態１及び実施形態２で用いられた分割予定ラインの検出装置９０における保持テーブル１１、Ｘ軸移動ユニット３０、Ｙ軸移動ユニット４０及びＺ軸移動ユニット５０と同様の機能を担う。走査装置２３０は、図１６に示すように、超音波測定をするための超音波プローブ７１をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に走査する超音波走査手段として機能する装置であり、試料ステージ２３４と、一対の支柱２３５と、３軸スキャナ２３６と、保持テーブル２３７と、備える。
【０１２３】
試料ステージ２３４は、検出対象である半導体装置１を載置するためのステージである。一対の支柱２３５は、図１６に示すように、試料ステージ２３４に立設されており、３軸スキャナ２３６を支持している。
【０１２４】
３軸スキャナ２３６は、図１６に示すように、Ｘ軸方向に平行に設けられたＸ軸方向ガイドレール２３６−１、Ｙ軸方向に平行に設けられたＹ軸方向ガイドレール２３６−２、及び、Ｚ軸方向に平行に設けられたＺ軸方向ガイドレール２３６−３を有する。３軸スキャナ２３６は、Ｘ軸方向ガイドレール２３６−１の両端部で、一対の支柱２３５に設置され、支持されている。
【０１２５】
３軸スキャナ２３６は、図１６に示すように、Ｚ軸方向ガイドレール２３６−３のＺ軸方向の下側の端部に、超音波プローブ７１のＺ軸方向の上側の端部が設置されている。３軸スキャナ２３６は、超音波プローブ７１を、Ｘ軸方向ガイドレール２３６−１、Ｙ軸方向ガイドレール２３６−２、及び、Ｚ軸方向ガイドレール２３６−３に沿って、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に移動可能に支持している。３軸スキャナ２３６は、駆動装置２７０と電気的に接続されており、駆動装置２７０からの駆動力の供給を受けて、超音波プローブ７１をＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に移動させることができる。
【０１２６】
保持テーブル２３７は、図１６に示すように、試料ステージ２３４のＺ軸方向の上側に設置されている。保持テーブル２３７は、図示しない真空吸引源と接続され、真空吸引源により吸引されることで、Ｚ軸方向の上側の面において、検出対象である半導体装置１を吸引、保持する。また、保持テーブル２３７の周囲には、図示しないエアーアクチュエータにより駆動して、検出対象である半導体装置１の周囲の外周余剰領域６を挟持する図示しないクランプ部が複数設けられている。実施形態３では、保持テーブル２３７は、検出対象である半導体装置１を、複数のデバイスチップ３が２次元配列されている各方向がそれぞれＸ軸方向及びＹ軸方向に沿うように、保持する。
【０１２７】
制御装置２６０は、駆動装置２７０を制御することで、超音波プローブ７１の位置を制御する。制御装置２６０は、駆動装置２７０を制御することで、超音波プローブ７１のＸ軸方向及びＹ軸方向への走査を制御する。制御装置２６０は、駆動装置２７０を制御することで、超音波プローブ７１のＺ軸方向への移動を制御する。
【０１２８】
駆動装置２７０は、３軸スキャナ２３６に内蔵されている各軸のモータを作動させる。駆動装置２７０は、これにより、検出対象である半導体装置１のＺ軸方向の上側の面に沿って、超音波プローブ７１を走査移動させる。
【０１２９】
次に、実施形態３に係る分割予定ラインの検出方法を説明する。実施形態３に係る分割予定ラインの検出方法は、分割予定ラインの検出装置２００の動作である。図１７は、実施形態３に係る分割予定ラインの検出方法の一例のフローチャートである。図１８は、実施形態３に係る分割予定ラインの検出方法の別の一例のフローチャートである。
【０１３０】
実施形態３に係る分割予定ラインの検出方法の一例は、図１７に示すように、保持ステップＳＴ１と、超音波測定ステップＳＴ２と、検出ステップＳＴ３とを備える。検出ステップＳＴ３は、画像処理ステップＳＴ４を備える。実施形態３に係る分割予定ラインの検出方法は、実施形態１に係る分割予定ラインの検出方法において、アライメントステップＳＴ５と、切削ステップＳＴ６とが省略されたものである。
【０１３１】
実施形態３に係る分割予定ラインの検出方法の別の一例は、図１８に示すように、保持ステップＳＴ１と、超音波測定ステップＳＴ２と、検出ステップＳＴ３とに加えて、超音波測定ステップＳＴ２及び検出ステップＳＴ３の前に、さらに、準備超音波測定ステップＳＴ７と、準備検出ステップＳＴ８と、界面波検出判定ステップＳＴ１０と、を備える。検出ステップＳＴ３は、画像処理ステップＳＴ４を備える。準備検出ステップＳＴ８は、準備画像処理ステップＳＴ９を備える。実施形態３に係る分割予定ラインの検出方法は、実施形態２に係る分割予定ラインの検出方法において、アライメントステップＳＴ５と、切削ステップＳＴ６とが省略されたものである。
【０１３２】
以上のように、実施形態３に係る分割予定ラインの検出方法によれば、アライメントステップＳＴ５及び切削ステップＳＴ６に関する部分を除き、実施形態１及び実施形態２に係る分割予定ラインの検出方法と同様の作用効果を奏する。
【０１３３】
また、実施形態３に係る分割予定ラインの検出方法は、切削ユニット２０を備えない分割予定ラインの検出装置２００を用いるので、検出対象である半導体装置１を切削加工する必要がない場合でも、容易に好適に実施することができる。
【０１３４】
〔変形例１〕
図１９は、実施形態１から実施形態３の変形例１に係る分割予定ラインの検出方法の対象の半導体装置３０１の一例を示す表面図である。図２０は、図１９の半導体装置３０１におけるＸＸ−ＸＸ断面図である。本発明の実施形態１から実施形態３の変形例１に係る分割予定ラインの検出方法を図面に基づいて説明する。本発明の実施形態１から実施形態３の変形例１に係る分割予定ラインの検出方法は、本発明の実施形態１から実施形態３の各実施形態に係る分割予定ラインの検出方法において、分割予定ラインの検出方法の対象を、半導体装置１から半導体装置３０１に変更したものである。実施形態１から実施形態３の変形例１に係る分割予定ラインの検出方法の説明では、実施形態１から実施形態３と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
【０１３５】
半導体装置３０１は、図１９及び図２０に示すように、パッケージ基板状、すなわち長方形の板状であり、複数のデバイスチップ３と、樹脂４と、分割予定ライン５と、外周余剰領域６と、はんだバンプ３０３と、パッケージ基板３０４と、はんだボール３０５と、を有する。半導体装置３０１における複数のデバイスチップ３、樹脂４、分割予定ライン５及び外周余剰領域６は、半導体装置１におけるものと同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【０１３６】
図１９及び図２０に示す半導体装置３０１は、例えば、所定のウエーハを分割して得られたデバイスチップ３をはんだバンプ３０３を介してパッケージ基板３０４の上に配列して樹脂４で封止されることで製造される。
【０１３７】
はんだバンプ３０３は、図２０に示すように、デバイスチップ３の裏側、すなわち、デバイスチップ３の樹脂４が覆われた側とは反対側に配設されている。はんだバンプ３０３は、デバイスチップ３とデバイスチップ３が載置されるパッケージ基板３０４との間を電気伝導可能に接合する。
【０１３８】
パッケージ基板３０４は、図２０に示すように、はんだバンプ３０３の裏側、すなわち、はんだバンプ３０３のデバイスチップ３が設けられた側とは反対側に配設されている。パッケージ基板３０４は、表面側に、はんだバンプ３０３を介して、デバイスチップ３が載置されている。パッケージ基板３０４は、複数のデバイスチップ３及び分割予定ライン５に共通して設けられている。パッケージ基板３０４は、内部に、デバイスチップ３とデバイスチップ３が搭載されるプリント配線基板との間を電気的に接続する電気回路が設けられた基板である。
【０１３９】
はんだボール３０５は、図２０に示すように、パッケージ基板３０４の裏側、すなわち、パッケージ基板３０４のデバイスチップ３が配設された側とは反対側に、複数個、均一に配設されている。はんだボール３０５は、半導体装置３０１がデバイスチップ３毎に分割された後に、パッケージ基板３０４とプリント配線基板との間を電気伝導可能に接合するために用いられる。
【０１４０】
半導体装置３０１は、分割予定ライン５に沿ってデバイスチップ３毎に分割されて、個々の図１９及び図２０に示すパッケージデバイス３０７に分割される。パッケージデバイス３０７は、はんだボール３０５を配設したパッケージ基板３０４と、パッケージ基板３０４上に実装された一つのデバイスチップ３と、デバイスチップ３を封止した樹脂４とを備える。変形例１において、パッケージデバイス３０７は、ボンディング・ワイヤーによる内部配線を行なわず、単体のデバイスチップ３の一部が露出したままの、ほぼ最小となる半導体部品のパッケージの一形態であるＷＬＣＳＰ（Wafer  Level  Chip  Size  Package）である。ＷＬＣＳＰであるパッケージデバイス３０７は、パッケージ面積がデバイスチップ３の水平方向の面積と同じであるため、プリント基板上に単体のデバイスチップ３を表面実装する時に小さな占有面積で済ませることができる。
【０１４１】
次に、本発明の実施形態１から実施形態３の変形例１に係る分割予定ラインの検出方法を説明する。図２１は、実施形態１から実施形態３の変形例１に係る分割予定ラインの検出方法の画像処理ステップＳＴ４で得られる画像データ３１５の一例を示す説明図である。本発明の実施形態１から実施形態３の変形例１に係る分割予定ラインの検出方法は、本発明の実施形態１から実施形態３の各実施形態に係る分割予定ラインの検出方法において、画像処理ステップＳＴ４で得られる画像データが画像データ３１５に変更される。
【０１４２】
図２１に示す画像データ３１５は、検出対象である半導体装置３０１について画像処理ステップＳＴ４を実行することで得られるものであり、第１色の画素領域３１７と、第２色の画素領域３１８と、を有する。
【０１４３】
画像データ３１５における第１色の画素領域３１７は、図２１に示すように、デバイスチップ３が配列されている領域に対応している。画像データ３１５における第２色の画素領域３１８は、図２１に示すように、デバイスチップ３が配列されていない領域、すなわち、分割予定ライン５及び外周余剰領域６に対応している。
【０１４４】
以上のように、実施形態１から実施形態３の変形例１に係る分割予定ラインの検出方法によれば、実施形態１から実施形態３の各実施形態に係る分割予定ラインの検出方法において、分割予定ラインの検出方法の対象が半導体装置３０１に変更され、画像処理ステップＳＴ４で得られる画像データが画像データ３１５に変更されるものであるので、実施形態１から実施形態３の各実施形態に係る分割予定ラインの検出方法と同様の作用効果を奏する。
【０１４５】
〔変形例２〕
図２２は、実施形態１から実施形態３の変形例２に係る分割予定ラインの検出方法の対象の半導体装置３３１の一例を示す表面図である。図２３は、図２２の半導体装置３３１におけるＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ断面図である。本発明の実施形態１から実施形態３の変形例２に係る分割予定ラインの検出方法を図面に基づいて説明する。本発明の実施形態１から実施形態３の変形例２に係る分割予定ラインの検出方法は、本発明の実施形態１から実施形態３の各実施形態に係る分割予定ラインの検出方法において、分割予定ラインの検出方法の対象を、半導体装置１から半導体装置３３１に変更したものである。実施形態１から実施形態３の変形例２に係る分割予定ラインの検出方法の説明では、実施形態１から実施形態３と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
【０１４６】
半導体装置３３１は、図２２及び図２３に示すように、ウエーハ形状、すなわち円形の板状であり、複数のデバイスチップ３と、樹脂４と、分割予定ライン５と、外周余剰領域６と、溝３３２と、バンプ３３３と、を有する。半導体装置３３１における複数のデバイスチップ３、樹脂４、分割予定ライン５及び外周余剰領域６は、半導体装置１におけるものと同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【０１４７】
図２２及び図２３に示す半導体装置３３１は、半導体部品のパッケージの一形態であり、複数のデバイスチップ３の元となるウエーハに対して、分割予定ライン５に沿って溝３３２の元となるハーフカット溝を形成して、このハーフカット溝を樹脂４で表面から覆って封止及び埋設して、裏面から研磨処理をすることで、このハーフカット溝を隣接する２つのデバイスチップ３の間に形成される溝３３２とすることにより、製造される。
【０１４８】
溝３３２は、分割予定ライン５に沿って設けられ、樹脂４が埋設されている。バンプ３３３は、デバイスチップ３の表面に樹脂４を貫通して突起して設けられている。半導体装置３３１は、分割予定ライン５に沿ってデバイスチップ３毎に溝３３２内の樹脂４が分割されて、図２３に示すパッケージデバイス３３７に分割される。
【０１４９】
次に、本発明の実施形態１から実施形態３の変形例２に係る分割予定ラインの検出方法を説明する。本発明の実施形態１から実施形態３の変形例２に係る分割予定ラインの検出方法は、本発明の実施形態１から実施形態３の各実施形態に係る分割予定ラインの検出方法と比較して、超音波測定ステップＳＴ２及び準備超音波測定ステップＳＴ７における超音波測定の際にバンプ３３３がわずかな影響を及ぼす可能性がある点を除いて、概ね同様である。
【０１５０】
以上のように、実施形態１から実施形態３の変形例２に係る分割予定ラインの検出方法によれば、実施形態１から実施形態３の各実施形態に係る分割予定ラインの検出方法と比較して、超音波測定ステップＳＴ２及び準備超音波測定ステップＳＴ７における超音波測定の際にバンプ３３３がわずかな影響を及ぼす可能性がある点を除いて概ね同様であるので、実施形態１から実施形態３の各実施形態に係る分割予定ラインの検出方法と同様の作用効果を奏する。
【０１５１】
また、前述した実施形態１、実施形態２及び実施形態３並びに各実施形態の変形例１及び変形例２に係る分割予定ラインの検出方法によれば、以下の分割予定ラインの検出装置が得られる。
（付記１）
樹脂に封止された複数のデバイスチップを有する半導体装置を該デバイスチップ毎に個片化するための分割予定ラインを検出する検出装置であって、
該半導体装置を保持する保持テーブルと、
該保持テーブルに保持された該半導体装置と超音波照射手段とを所定の間隔で水平方向に相対移動させながら該半導体装置の所定の厚み部分に超音波を照射し反射エコーを測定する超音波測定手段と、
該超音波測定手段の各部を制御する制御手段と、
を備え、
該制御手段は、該反射エコーの分布から該分割予定ラインを検出することを特徴とする分割予定ラインの検出装置。
（付記２）
該超音波測定手段は、
該反射エコーを測定する前に、
該半導体装置と該超音波照射手段とを所定の間隔で該半導体装置の厚み方向に相対移動させながら該半導体装置の内部に超音波を照射し準備反射エコーを測定し、
該制御手段は、
該反射エコーを測定する前に、
該準備反射エコーの該半導体装置の厚み方向の分布から、該反射エコーを測定する際に超音波を照射する位置を決定することを特徴とする付記１に記載の分割予定ラインの検出装置。
（付記３）
樹脂に封止された複数のデバイスチップを有する半導体装置を該デバイスチップ毎に個片化する切削装置であって、
該半導体装置を保持する保持テーブルと、
該保持テーブルに保持された該半導体装置を切削する切削ユニットと、
該保持テーブルに保持された該半導体装置と超音波照射手段とを所定の間隔で水平方向に相対移動させながら該半導体装置の所定の厚み部分に超音波を照射し反射エコーを測定する超音波測定手段と、
各構成要素を制御する制御手段と、
を備え、
該制御手段は、該反射エコーの分布から該分割予定ラインを検出することを特徴とする切削装置。
【０１５２】
上記分割予定ラインの検出装置及び切削装置は、実施形態１及び実施形態２に係る分割予定ラインの検出方法と同様に、検出対象である半導体装置と超音波照射手段として機能する超音波プローブとを所定の間隔で水平方向に相対移動させながら、検出対象である半導体装置の所定の厚み部分に超音波を照射し、反射エコーを測定し、この反射エコーの分布から分割予定ラインを検出する。このため、上記分割予定ラインの検出装置は、分割予定ラインを検出するために加工をすることがないので、加工に伴う切削屑がデバイスチップに付着してしまう可能性を低減することができる。
【０１５３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【０１５４】
１，３０１，３３１  半導体装置
３  デバイスチップ
４  樹脂
５  分割予定ライン
６  外周余剰領域
７，３０７，３３７  パッケージデバイス
８  再配線層
９，３０５  はんだボール
１０  切削装置
１１  保持テーブル
１２  保持面
１３  回転駆動源
２０  切削ユニット
２１  切削ブレード
２２  スピンドル
２３  スピンドルハウジング
３０  Ｘ軸移動ユニット
３１，４１，５１  ボールねじ
３２，４２，５２  パルスモータ
３３，４３，５３  ガイドレール
３４  Ｘ方向位置検出ユニット
３５，４５  リニアスケール
３６，４６  読み取りヘッド
４０  Ｙ軸移動ユニット
４４  Ｙ方向位置検出ユニット
５０  Ｚ軸移動ユニット
５４  Ｚ方向位置検出ユニット
６０  撮像ユニット
７０  超音波検査ユニット
７１  超音波プローブ
７１−１，７１−２，７１−３  位置
７２  ホルダ
７３  水供給路
７８  空間
７９  水
８０  水供給ユニット
９０，２００  分割予定ラインの検出装置
１００  制御ユニット
１１０  超音波測定部
１１１  超音波パルサ
１１２  超音波レシーバ
１１３  超音波ディテクタ
１２０  画像処理部
１３０  表示ユニット
１４０，１４０−１，１４０−２，１４０−３  超音波
１５０−１，１５０−２，１５０−３  反射エコー
１５１，１５２，１５３，１７１，１７２，１７３  電圧信号
１５５，３１５  画像データ
１５７，１５８，１８１，１８２，１８３，１８４，１８５，１９２，１９４，３１７，３１８  画素領域
１６０−１，１６０−２  点
１７０−１，１７０−２  準備反射エコー
１８０，１９０  準備画像データ
２３０  走査装置
２３４  試料ステージ
２３５  支柱
２３６  ３軸スキャナ
２３６−１  Ｘ軸方向ガイドレール
２３６−２  Ｙ軸方向ガイドレール
２３６−３  Ｚ軸方向ガイドレール
２３７  保持テーブル
２４０  超音波測定装置
２６０  制御装置
２７０  駆動装置
２８０  画像処理装置
３０３  はんだバンプ
３０４  パッケージ基板
３３２  溝
３３３  バンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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