(57)【要約】【課題】基板が貼り合わされたウエハーを部分的にダイシングするダイシング工程において、回転ブレードの位置補正アルゴリズムを提供する。【解決手段】認識カメラ１５を用いて、切削溝２１６の幅Ｌ１及び、切削溝２１６内のパッド２１１ａ，２１１ｂ間の距離Ｌ２を検出する。この検出結果に基づいて切削溝２１６の幅Ｌ１のセンターライン２５０と真のセンターライン３１０との距離差である位置補正データΔｙを算出する。切削溝２１６内のパッド２１１ａ，２１１ｂ間の距離Ｌ２と、この距離Ｌ２の目標値との差に基づいて、切削溝２１６の深さ方向の位置補正データΔｚを算出する。これらの位置補正データΔｙ、Δｚを用いて回転ブレード１１の位置補正を行う。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハーが載置されるウエハーステージと、該ウエハーステージ上に配置されたブレードと、該ブレードによって前記ウエハーのダイシングライン領域に形成された切削溝の中に検出光を入射させるための光源と、前記切削溝からの反射光に基づいて前記切削溝の形状を検出する認識カメラと、該認識カメラの検出結果に基づいて前記切削溝のセンターラインが所定位置となり、かつ前記切削溝の深さが所定値となるように前記ブレードの位置補正を行う位置補正手段と、を具備することを特徴とするダイシング装置。
【請求項２】
前記位置補正手段は、前記切削溝のセンターラインと前記ダイシングライン領域のセンターラインとの距離差に基づいて、前記ブレードの水平方向の位置補正を行うことを特徴とする請求項１記載のダイシング装置。
【請求項３】
前記位置補正手段は、前記切削溝内に表出された一対のパッド間の距離に基づいて、前記ブレードの垂直方向の位置補正を行うことを特徴とする請求項１記載のダイシング装置。
【請求項４】
前記位置補正手段は、前記切削溝のセンターラインと前記切削溝内に表出された１つのパッドの端部との距離に基づいて、前記ブレードの垂直方向の位置補正を行うことを特徴とする請求項１記載のダイシング装置。
【請求項５】
ウエハーの表面に画定されたダイシングライン領域に沿って一対のパッドを配置し、前記ウエハーの表面に第１の基板を貼り合わせ、前記ウエハーの裏面に第２の基板を貼り合わせた状態で、前記ダイシングライン領域に沿ってブレードを移動させながら、前記第２の基板の表面から前記第１の基板の厚さの途中まで達するように切削溝を形成するダイシング方法であって、
前記切削溝内に検出光を斜めに入射させ、前記切削溝の上端部からの反射光及び前記切削溝の側壁に表出された前記一対のパッドの端部からの反射光を認識カメラで捉えることにより、前記切削溝の幅及び前記一対のパッド間の距離を検出し、該検出結果に基づいて、前記切削溝のセンターラインが所定位置となり、かつ前記切削溝の深さが所定値となるように前記ブレードの位置補正を行うことを特徴とするダイシング方法。
【請求項６】
前記切削溝のセンターラインと前記ダイシングライン領域のセンターラインとの距離差に基づいて、前記ブレードの水平方向の位置補正を行うことを特徴とする請求項５記載のダイシング方法。
【請求項７】
前記切削溝内の前記一対のパッド間の距離に基づいて、前記ブレードの垂直方向の位置補正を行うことを特徴とする請求項５記載のダイシング方法。
【請求項８】
ウエハーの表面に画定されたダイシングライン領域に沿ってパッドを配置し、前記ウエハーの表面に第１の基板を貼り合わせ、前記ウエハーの裏面に第２の基板を貼り合わせた状態で、前記ダイシングライン領域に沿ってブレードを移動させながら、前記第２の基板の表面から前記第１の基板の厚さの途中まで達するように切削溝を形成するダイシング方法であって、
前記切削溝内に検出光を斜めに入射させ、前記切削溝の上端部からの反射光及び前記切削溝の側壁に表出された１つのパッドの端部からの反射光を認識カメラで捉えることにより、前記切削溝のセンターライン及び該センターラインと前記１つのパッドの端部との距離を検出し、該検出結果に基づいて、前記切削溝のセンターラインが所定位置となり、かつ前記切削溝の深さが所定値となるように前記ブレードの位置補正を行うことを特徴とするダイシング方法。
【請求項９】
前記切削溝のセンターラインと前記ダイシングライン領域のセンターラインとの距離差に基づいて、前記ブレードの水平方向の位置補正を行うことを特徴とする請求項８記載のダイシング方法。
【請求項１０】
前記切削溝のセンターラインと前記１つのパッドの端部との距離に基づいて、前記ブレードの垂直方向の位置補正を行うことを特徴とする請求項８記載のダイシング方法。
【請求項１１】
ウエハーの表面に画定されたダイシングライン領域に沿ってパッドを配置し、少なくとも前記ウエハーの表面に基板を貼り合わせた状態で、前記ダイシングライン領域に沿ってブレードを移動させながら、前記ウエハーの裏面側から前記基板の厚さの途中まで達するように切削溝を形成するダイシング方法であって、
前記切削溝内に検出光を斜めに入射させ、前記切削溝の上端部からの反射光及び前記切削溝の側壁に表出された１つのパッドの端部からの反射光を認識カメラで捉えることにより、前記切削溝のセンターライン及び該センターラインと前記１つのパッドの端部との距離を検出し、該検出結果に基づいて、前記切削溝のセンターラインが所定位置となり、かつ前記切削溝の深さが所定値となるように前記ブレードの位置補正を行うことを特徴とするダイシング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単数または複数の基板が貼り合わされたウエハーをダイシングするダイシング装置及びダイシング方法に関し、特に回転ブレードの位置補正アルゴリズムを提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ダイシングは回転ブレードを用いて、集積回路が形成されたウエハー基板を個々のチップ又はダイに分離する機械的なプロセスである。図１４は半導体ウエハー１００の斜視図である。この半導体ウエハー１００は、複数のチップ１００ａ，１００ｂ・・・をその表面に有している。これらのチップ１００ａ，１００ｂ・・・を分離するために、互いに直行したダイシングラインの中心に対して回転ブレードの位置合わせ（アライメント）を行い、その後当該回転ブレードを前記ダイシングラインに沿って、移動させながら切削工程が行われる。このダイシングは半導体ウエハー１００を完全に切断するものである。この技術は、例えば以下の特許文献１に記載されている。
【０００３】
これに対して、半導体ウエハーにガラス基板を貼り合わせ、半導体ウエハーのパッドとガラス基板上に設けたボール端子とを接続するようにしたＢＧＡ型のチップサイズパッケージが開発されている。この種のチップサイズパッケージのダイシング工程では、ガラス基板側から部分的なダイシングを行い、半導体ウエハーのパッドを切削溝内に表出させ、そのパッドと前記ボール端子とを接続するための配線を形成する工程が必要となる。この技術については、以下の特許文献２に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第６０３３２８８号明細書
【０００５】
【特許文献２】
特許公表２００２−５１２４３６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなＢＧＡ型のチップサイズパッケージのダイシング工程では、ガラス基板が貼り合わされた半導体ウエハーを部分的にダイシングする必要がある。しかしながら、係るダイシング工程において、回転ブレードを適切に位置補正して、正確なダイシングを行う技術については開発されていなかった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明のダイシング装置は、ウエハーが載置されるウエハーステージと、ウエハーステージ上に配置されたブレードと、ブレードによってウエハーのダイシングライン領域に形成された切削溝の中に検出光を入射させるための光源と、切削溝からの反射光に基づいて切削溝の形状を検出する認識カメラと、この認識カメラの検出結果に基づいて切削溝のセンターラインが所定位置となり、かつ切削溝の深さが所定値となるようにブレードの位置補正を行う位置補正手段とを具備することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のダイシング方法は、何らかの基板が貼り合わされたウエハーをウエハーステージ上に載置し、ブレードを用いてウエハーのダイシング領域に沿って切削溝を形成する。そして、その切削溝の斜め上方から切削溝内に検出光を斜めに入射させ、切削溝の上端部からの反射光及び切削溝の側壁に表出された一対のパッドの端部からの反射光を認識カメラで捉えることにより、切削溝の幅及び一対のパッド間の距離を検出する。そして、その検出結果に基づいて、切削溝のセンターラインが所定位置となり、かつ切削溝の深さが所定値となるように、ブレードの位置補正を行うようにした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１の実施形態）
まず、ダイシング装置の概略の構成について図１を参照して説明する。図において、２００はガラス基板が両面に貼り合わされた半導体ウエハー、１０はこの半導体ウエハー２００が載置されるウエハーステージ、１１はウエハーステージ１０上に配置された円盤状の回転ブレードであり、シャフト１２を通してスピンドルモーター１３に連結されている。１４はスピンドルモーター１３の回転数を制御するためのスピンドル駆動部である。
【００１０】
また、ウエハーステージ１０上には認識カメラ１５が配置されている。この認識カメラ１５は、後述するように、回転ブレード１１によって半導体ウエハー２００に形成された切削溝２１６の幅や、切削溝２１６内に表出されたパッドの位置を検出する。
【００１１】
そして、ＣＰＵ１６はその検出結果に基づいて算出した回転ブレード１１の位置補正データをブレード移動機構部１７に送る。これにより、後述する回転ブレード１１に対するｙ，ｚ補正が行われる。ここで、ｙ補正はダイシング領域のライン方向と直角方向（ｙ方向）の位置補正、ｚ補正は切削溝２１６の深さ方向（ｚ方向）の位置補正である。
【００１２】
次に、ダイシングの対象である半導体ウエハー２００の構造について図２及び図３を参照して説明する。図２はダイシングライン領域３００の周辺を示す平面図、図３は図２のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【００１３】
ダイシングライン領域３００を挟んで分離前のチップ１１０ａ，１１０ｂが隣接している。チップ１１０ａのパッド２１１ａ、チップ１１０ｂのパッド２１１ｂは共にダイシングライン領域３００に延在しており、所定距離を持って対向するよう配置されている。３０１はダイシングライン領域３００の交差部に設けられたアライメント用の十字マークである。
【００１４】
上記のパッド２１１ａ，２１１ｂは、チップ１１０ａ，１１０ｂの集積回路と電気的に接続された一種の電極であり、シリコンウエハー２１０ａの表面に不図示の絶縁膜を介して形成されている。パッド２１１ａ，２１１ｂが形成されたシリコンウエハー２１０ａの表面には樹脂層２１２を介して第１のガラス基板２１３が貼り合わされている。
【００１５】
また、シリコンウエハー２１０ａは予め１００μｍ程度の厚さにバックグラインドされ、更に、ダイシングライン領域３００に沿ってエッチングされ、チップ１１０ａ，１１０ｂに分離されている。個々のチップ１１０ａ，１１０ｂは第１のガラス基板２１３によって一体に支持され、全体としては１枚のシリコンウエハー２１０の形態を呈している。そして、シリコンウエハー２１０ａの裏面には樹脂層２１４を介して第２のガラス基板２１５が貼り合わされている。
【００１６】
次に、図３及び図４を参照してダイシング工程について説明する。まず、例えば十字マーク３０１等を基準として、シリコンウエハー２１０ａのアライメントを行い、ダイシングライン領域３００の真のセンターライン位置を検出する。そして、ダイシングライン領域３００のライン方向に沿って回転ブレード１１を移動させながら、第２のガラス基板２１５の表面から、樹脂層２１４を通して、第１のガラス基板２１３の厚さの途中まで達するように垂直方向に、Ｖ字状の切削溝２１６を形成する。
【００１７】
ここで、切削溝２１６のセンターラインとダイシングライン領域３００の真のセンターラインとの間に距離差である、オフセットΔｙが生じた場合に、このオフセットΔｙだけ回転ブレード１１の位置を水平方向ｙに位置補正して、切削溝２１６のセンターラインとダイシングライン領域３００の真のセンターラインとを一致させる必要がある。この位置補正をｙ補正という。
【００１８】
また、切削溝２１６内の側壁にはパッド２１１ａ，２１１ｂの端部が表出するが、このパッド２１１ａ，２１１ｂの距離Ｌ２が目標値となるように、回転ブレード１１の位置を垂直方向ｚに補正する必要がある。この位置補正をｚ補正という。すなわち、距離Ｌ２が目標値より大きければ、その分回転ブレード１１のエンドポイント位置を高くして切削溝２１６を浅くし、距離Ｌ２が目標値より小さければ、その分回転ブレード１１のエンドポイント位置を低くして切削溝２１６を深くすればよい。
【００１９】
そこで、切削溝２１６の左右斜め上方にそれぞれ配置された光源１７ａ，１７ｂから切削溝２１６内に検出光を斜めに入射させる。そして、認識カメラ１５を切削溝２１６の上方に配置し、切削溝２１６の上端部Ａ，Ｂからの反射光をこの認識カメラ１５によって捉える。また、同時に切削溝２１６の側壁に表出されたパッド２１１ａ，２１１ｂの端部Ｃ，Ｄからの反射光についても認識カメラ１５で捉える。すなわち、切削溝２１６の上端部Ａ，Ｂの位置、切削溝２１６の側壁に表出されたパッド２１１ａ，２１１ｂの端部Ｃ，Ｄの位置を認識する。
【００２０】
これにより、図５及び図６に示すように、切削溝２１６の幅Ｌ１（Ａ，Ｂ間の距離）及び、切削溝２１６内のパッド２１１ａ，２１１ｂ間の距離Ｌ２を検出することができる。そして、この検出結果に基づいて、ＣＰＵ１６は切削溝２１６の幅Ｌ１のセンターライン２５０と予め認識されている真のセンターライン３１０との距離差（オフセット）である、位置補正データΔｙを算出する。また、ＣＰＵ１６は、検出された切削溝２１６内のパッド２１１ａ，２１１ｂ間の距離Ｌ２と、この距離Ｌ２の目標値との差に基づいて、垂直方向ｚ、すなわち切削溝２１６の深さ方向の位置補正データΔｚを算出する。
【００２１】
ＣＰＵ１６はこれらの位置補正データΔｙ，Δｚをブレード移動機構部１７に送り、ブレード移動機構部１７はこれらの位置補正データΔｙ，Δｚに応じて、回転ブレード１１の位置補正を行う。
【００２２】
そして、次の隣接するダイシングライン領域（不図示）をダイシングする際には、上記のｙ，ｚ補正がなされた状態でダイシングが行われる。この場合、１回目のダイシングで得られた位置補正データΔｙ，Δｚで補正した状態を維持して２回目以降のダイシングを行っても良いし、各ダイシング毎に位置補正データΔｙ，Δｚを更新するようにしてもよい。こうして、半導体ウエハー２００のすべてのダイシング領域３００をダイシングすることにより、ダイシング工程が終了する。
【００２３】
次の工程はＢＧＡの電極形成工程となるが、これについて簡単に説明する。図７に示すように、切削溝２１６のパッド２１１ａ，２１１ｂに電気的に接続し、切削溝２１６の側壁から第２のガラス基板２１５の表面に至る配線２１７を形成する。この配線２１７はアルミニウムのような金属をスパッタリングするか、銅のような金属をメッキするかによって形成することができる。そして、第２のガラス基板２１５の表面の配線２１７上にボール端子２１８ａ，２１８ｂを形成する。ボール端子２１８ａ，２１８ｂは例えばスクリーン印刷法やメッキ法によって形成することができる。
【００２４】
次に、図８に示すように、切削溝２１６の底部の第１のガラス基板２１３をダイシングライン領域に沿ってダイシングカットするか、あるいはレーザーカットして、個々のチップに分離する。これにより、ＢＧＡ型のチップサイズパッケージを得ることができる。
【００２５】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、ダイシングライン領域３００に沿って対向配置された一対のパッド２１１ａ，２１１ｂを用いて、回転ブレード１１のｚ補正を施しているが、本実施形態では、そのうち一方のパッドしかない場合に、回転ブレード１１のｙ補正及びｚ補正を行うダイシング方法を提供するものである。なお、ダイシング装置については第１の実施形態のものと同じ装置を用いることができる。
【００２６】
ダイシングの対象である半導体ウエハーの構造について図９及び図１０を参照して説明する。図９はダイシングライン領域３００ａの周辺を示す平面図、図１０は図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【００２７】
図９に示すように、チップ１１０ｂについては第１の実施形態と同様に、パッド２１１ｂがダイシングライン領域３００ａに延在しているが、ダイシングライン３００ａを挟んで隣接するチップ１１０ａについては、パッドが形成されていない。これは、半導体ウエハー２００上のチップ１１０ａ，１１０ｂ，・・・は、回路設計や回路仕様上の理由から、４つの辺のすべてにパッドが配列されず、例えばある１辺についてはパッドが無い場合があり、その場合には図９及び図１０のように、１つのダイシングライン領域３００ａに一方のチップ１１０ｂのパッド２１１ｂのみがあるという構成になる。
【００２８】
次に、図１１を参照して、このような１パッドを用いたダイシング工程について説明する。まず、例えば十字マーク３０１ａ等を基準として、シリコンウエハー２１０のアライメントを行い、ダイシングライン領域３００ａの真のセンターライン位置を検出する。
【００２９】
そして、ダイシングライン領域３００ａのライン方向に沿って回転ブレード１１を移動させながら、第２のガラス基板２１５の表面から、樹脂層２１４を通して、第１のガラス基板２１３の厚さの途中まで達するように垂直方向に、Ｖ字状の切削溝２１６を形成する。ここまでは、第１の実施形態と全く同じである。
【００３０】
そして、切削溝２１６の左右斜め上方にそれぞれ配置された光源１７ａ，１７ｂから切削溝２１６内に検出光を斜めに入射させる。そして、認識カメラ１５を切削溝２１６の上方に配置し、切削溝２１６の上端部Ａ，Ｂからの反射光をこの認識カメラ１５によって捉える。また、同時に切削溝２１６の側壁に表出されたパッド２１１ｂの端部Ｃからの反射光についても認識カメラ１５で捉える。
【００３１】
これにより、図１２及び図１３に示すように、認識カメラ１５により、切削溝２１６の幅Ｌ１’（Ａ，Ｂ間の距離）を検出することができる。しかし、パッド２１１ｂが１つしかないために、第１の実施形態のように、切削溝２１６内のパッド２１１ａ，２１１ｂ間の距離Ｌ２を検出することはできない。
【００３２】
そこで、本実施形態では、上記検出結果から切削溝２１６の幅Ｌ１’の中心位置であるセンターライン２５０ａを求め、更にこのセンターライン２５０ａとパッド２１１ｂの端部Ｃとの距離Ｌ２’を検出する。そして、この距離Ｌ２’を２倍することで、パッド２１１ｂと対向する仮想的なパッド２１１ａとの距離２Ｌ２’を求めている。これらの演算処理はＣＰＵ１６によって行うことができる。
【００３３】
そして、ＣＰＵ１６は切削溝２１６の幅Ｌ１’の中心位置のセンターライン２５０ａと予め認識されている真のセンターライン３１０ａとの距離差（オフセット）である、位置補正データΔｙ’を算出する。また、ＣＰＵ１６は、切削溝２１６内のパッド２１１ｂと仮想的なパッド２１１ａ間の距離２Ｌ２’と、この距離２Ｌ２’の目標値との差に基づいて、垂直方向ｚ、すなわち切削溝２１６の深さ方向（ｚ方向）の位置補正データΔｚ’を算出する。
【００３４】
更に、ＣＰＵ１６はこれらの位置補正データΔｙ’，Δｚ’をブレード移動機構部１７に送り、ブレード移動機構部１７はこれらの位置補正データΔｙ’，Δｚ’に応じて、回転ブレード１１の位置補正を行う。
【００３５】
そして、次の隣接するダイシングライン領域（不図示）をダイシングする際には、上記のｙ，ｚ補正がなされた状態でダイシングが行われる。この場合、１回目のダイシングで得られた位置補正データΔｙ’，Δｚ’で補正した状態を維持して２回目以降のダイシングを行っても良いし、各ダイシング毎に位置補正データΔｙ’，Δｚ’を更新するようにしてもよい。
【００３６】
こうして、半導体ウエハー２００のすべてのダイシング領域３００ａをダイシングすることにより、ダイシング工程が終了する。次の工程は、ＢＧＡの電極形成工程となるが、これについては第１の実施形態と同様のため説明を省略する。
【００３７】
なお、上記第１及び第２の実施形態においては、半導体ウエハー２００の表裏にそれぞれ、第１のガラス基板２１３、第２のガラス基板２１５を貼り合わせているが、これに限らず、第１のガラス基板２１３のみが貼り合わされた半導体ウエハーのダイシングにも適用できる。
【００３８】
また、第１のガラス基板２１３、第２のガラス基板２１５の材質はガラスに代えてセラミックや他の材料であってもよい。また、表面または裏面に２層以上の複数の基板が貼り合わされている半導体ウエハーについても、その半導体ウエハーにパッドが形成されていれば、これを用いて、上記と同じ補正アルゴリズムに従って、回転ブレード１１の位置補正を行うことができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、基板が貼り合わされたウエハーを部分的にダイシングするダイシング工程において、回転ブレードを適切に位置補正して、正確なダイシングを行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るダイシング装置の構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るダイシングライン領域の周辺を示す平面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るダイシング方法を説明する断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るダイシング方法を説明する平面図である。
【図６】図５のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るＢＧＡの電極形成工程を説明する断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係るＢＧＡの電極形成工程を説明する断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るダイシングライン領域の周辺を示す平面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係るダイシング方法を説明する断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るダイシング方法を説明する平面図である。
【図１３】図１２のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図１４】従来のダイシング方法を説明する斜視図である。
【符号の説明】
１０  ウエハーステージ      １１  回転ブレード        １２  シャフト
１３  スピンドルモーター    １４  スピンドル駆動部    １５  認識カメラ
１６  ＣＰＵ    １７  ブレード移動機構部    １７ａ，１７ｂ  光源
１１０ａ，１１０ｂ  チップ    ２００  半導体ウエハー
２１０ａ  シリコンウエハー    ２１１ａ，２１１ｂ  パッド
２１２  樹脂層          ２１３  第１のガラス基板    ２１４  樹脂層
２１５  第１のガラス基板      ２１６  切削溝        ２１７  配線
２１８ａ，２１８ｂ  ボール端子            ２５０  センターライン
３００，３００ａ  ダイシングライン領域    ３０１，３０１ａ  十字マーク
３１０  真のセンターライン
【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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