(57)【要約】【課題】 支持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】電極パッド２１１ｂがダイシングライン領域３００のどちら側に配列されているかをＣＰＵ１６に認識させる。そして、切削溝２１６内に検出光を斜めに入射させ、切削溝２１６の上端部からの反射光及び切削溝２１６の側壁に表出された１つの電極パッド２１１ｂの端部からの反射光を認識カメラ１６で捉えることにより、切削溝２１６のセンターライン２５０ａ及びセンターライン２５０ａと電極パッド２１１ｂの端部との距離を検出し、検出結果に基づいて、切削溝のセンターライン２５０ａが所定位置となり、かつ切削溝２１６の深さが所定値となるように回転ブレード１１の位置補正を行う。【選択図】  図６
2005150432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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その一方の側にのみ電極パッドを複数配列し、前記ウエハーの表面に第１の支持基板を貼り合わせ、かつ前記ウエハーの裏面に第２の支持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回転ブレードを移動させながら、前記第２の支持基板の表面から前記第１の支持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、
前記電極パッドがダイシングライン領域のどちら側に配列されているかを認識し、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つの電極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つの電極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回転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２】
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その一方の側にのみ電極パッドを複数配置し、少なくとも前記ウエハーの表面に支持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回転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支持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、
前記電極パッドがダイシングライン領域のどちら側に配列されているかを認識し、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つの電極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つの電極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回転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３】
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に基づいて、前記回転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又は請求項２に記載のダイシング方法。
【請求項４】
前記切削溝のセンターラインと前記１つの電極パッドの端部との距離に基づいて、前記回転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又は請求項２に記載のダイシング方法。
【請求項５】
ウエハーが載置されるウエハーステージと、
前記ウエハーステージ上に配置された回転ブレードと、
前記回転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撮像する認識カメラと、
前記ウエハー上の電極パッドがダイシングライン領域のどちら側に配列されているかについてのパッド配置情報を入力する情報入力手段と、
前記回転ブレードを移動させるためのブレード移動機構部と、
前記情報入力手段により入力されたパッド配置情報及び前記認識カメラの撮影した画像に基づき、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、前記ブレード移動機構部により前記回転ブレードの位置補正を行う制御手段と備えることを特徴とするダイシング装置。
【請求項６】
前記制御手段は、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に基づいて、前記回転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に記載のダイシング装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記切削溝のセンターラインと前記電極パッドの端部との距離に基づいて、前記回転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又は請求項６に記載のダイシング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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半導体ウエハー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１１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，１００ｃ、１００ｄ，１００ｅ，１００ｆ、１００ｇ，・・・をその表面に有している。これらのチップ１００ａ，１００ｂ，１００ｃ、１００ｄ，１００ｅ，１００ｆ、１００ｇ，・・・を分離するために、互いに直行したダイシングライン１０２，１０４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、その後その回転ブレードを前記ダイシングライン１０２，１０４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、半導体ウエハーに支持基板を貼り合わせ、半導体ウエハーの電極パッドと支持基板上に設けたボール状端子とを配線で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、半導体ウエハーの電極パッドを切削溝内に表出させ、その電極パッドと前記ボール状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。
【特許文献１】米国特許第６０３３２８８号
【特許文献２】特許公表２００２−５１２４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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、支持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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで本発明のダイシング方法は、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その一方の側にのみ電極パッドを複数配置し、少なくとも前記ウエハーの表面に支持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回転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、前記電極パッドがダイシングラインに対して領域のどちら側に配列されているかを認識し、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つの電極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つの電極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ものである。
【０００６】
また、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、前記ウエハーステージ上に配置された回転ブレードと、前記回転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撮像する認識カメラと、前記ウエハー上の電極パッドがダイシングライン領域のどちら側に配列されているかについてのパッド配置情報を入力する情報入力手段と、前記回転ブレードを移動させるためのブレード移動機構部と、前記情報入力手段により入力されたパッド配置情報及び前記認識カメラの撮影した画像に基づき、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、前記ブレード移動機構部により前記回転ブレードの位置補正を行う制御手段と備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、支持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。特に、本発明は、ダイシングライン領域に沿ってその一方の側にのみ電極パッドを複数配列したウエハーをダイシングの対象とするものであり、そのようなウエハーをダイシングする場合に、電極パッドの誤認識によるダイシング不良を防止することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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。まず、本発明の実施形態に係るダイシング方法を実施するためのダイシング装置の構成について図１を参照して説明する。図１において、２００はシリコンウエハーの両面または片面にガラス基板が貼り合わされて成る積層構造ウエハー、１０はこの積層構造ウエハー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を介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。
【０００９】
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、回転ブレード１１によって積層構造ウエハー２００に形成された切削溝２１６の幅や、電極パッドの位置を撮像する。
【００１０】
さらに、シリコンウエハー表面には電極パッドが配置されているが、このパッド電極がダイシングライン領域のどちらの側に配列されているかという、パッド配置情報をＣＰＵ１６に入力するための情報入力装置１９が設けられている。
【００１１】
そして、ＣＰＵ１６は、認識カメラ１５によって撮像された切削溝の画像及び情報入力装置１９によって入力されたパッド配置位置情報に基づいて、回転ブレード１１の位置補正データを算出し、こ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、本実施形態のダイシング方法の対象である積層構造ウエハー２００の構造について説明する。一般に、半導体製造プロセスを経た積層構造ウエハー２００上には、ダイシングライン領域によって区画された複数の半導体集積回路が行列状に配列されている。そして一般の半導体チップでは、その各辺に複数の電極パッドが配列されている。これらの電極パッドは半導体チップの入力端子もしくは出力端子として機能するものである。
【００１３】
これに対して、本実施形態のダイシング方法の対象である積層構造ウエハー２００は、図２に示すように、半導体チップ１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃの対向する辺の一方の辺のみに電極パッド２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃが配列されている。すると、ダイシングライン領域３００の一方の側のみに複数の電極パッドが配列されることになる。例えば、半導体チップ１１０ａと半導体チップ１１０ｂの間のダイシングライン領域３００では、半導体チップ１１０ｂの側にのみ複数の電極パッド２１１ｂがダイシングライン領域３００に沿って配列される。そして、隣のダイシングライン領域３００では、半導体チップ１１０ｃの側にのみ複数の電極パッド２１１ｃがダイシングライン領域３００に沿って配列される。
【００１４】
図３は、半導体チップ１１０ａと半導体チップ１１０ｂの間のダイシングライン領域３００の周辺を示す拡大平面図、図４は図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。半導体チップ１１０ｂの電極パッド２１１ｂは、半導体チップ１１０ｂの側からダイシングライン領域３００にまで所定の距離だけ延在している。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。
【００１５】
電極パッド２１１ｂは、半導体チップ１１０ｂに形成された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。電極パッド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。
【００１６】
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、半導体チップ１１０ａ，１１０ｂに分離されている。個々の半導体チップ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２１０ａ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。
【００１７】
本実施形態では、このようにダイシングライン領域３００の一方の側のみに複数の電極パッドが配列された積層構造ウエハー２００を対象として、複数のパッドの中で、１つの電極パッドだけを用いて回転ブレード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。
【００１８】
次に、このような１つの電極パッドを用いたダイシング工程について説明する。まず、電極パッドがダイシングライン領域３００のどちらの側に配列されているかのパッド配置情報を情報入力装置１９を用いて入力し、ダイシング装置の制御装置、例えばＣＰＵ１６に認識させる。これは、電極パッドの位置を認識カメラ１５が撮像した画像に基づきＣＰＵ１６が自動認識するという手法を用いる場合に、電極パッドの位置の誤認識を防止するためである。
【００１９】
すなわち、図５に示すように、半導体チップ１１０ａ側の電極パッド２１１ｂに対向する位置に損傷部２２０が存在したり、あるいは、後述する切削溝２１６の断面形状に異常がある等のために、認識カメラ１５によって撮影された画像にノイズが生じ、ＣＰＵ１６が損傷部２２０や断面形状の異常箇所を電極パッドであると誤認識するおそれがある。
そこで、電極パッドがダイシングライン領域３００のどちらの側に配列されているかを予めＣＰＵ１６に知らせておくことで、そのような誤認識を防止することができる。
【００２０】
そして、例えば十字マーク３０１ａ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３００ａの真のセンターライン位置を検出する。
【００２１】
次に図６に示すように、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、第２のガラス基板２１５、樹脂層２１４を切削し、さらに第１のガラス基板２１３を部分的に切削して、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。
【００２２】
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電極パッド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。ここで、ＣＰＵ１６には電極パッド２１１ｂがダイシングライン領域３００のどちらの側にあるかの情報が予め入力されているので、電極パッド２１１ｂの端部Ｃからの反射光を、認識カメラ１５を用いて正しく認識することができる。
【００２３】
次に、図７及び図８を参照して、回転ブレード１１に対するｙ補正、ｚ補正の方法について説明する。図７は、切削溝２１６及び電極パッド２１１ｂの周辺を示す平面図、図８は図７のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００２４】
まず、切削溝２１６の上端部Ａ，Ｂからの反射光に基づく認識カメラ１５の撮影画像から、切削溝２１６の幅Ｌ１（Ａ，Ｂ間の距離）を検出することができる。
【００２５】
また、前記撮影画像から切削溝２１６の上端部Ａ，Ｂの座標値を求め、これらの座標値から、切削溝２１６の幅Ｌ１の中心位置であるセンターライン２５０ａを求める。更に、このセンターライン２５０ａと電極パッド２１１ｂの端部Ｃとの距離Ｌ２を算出する。そして、この距離Ｌ２を２倍することで、電極パッド２１１ｂと対向する、実際には存在しない仮想的な電極パッド２１１ａとの距離２×Ｌ２を求める。これらの演算処理はＣＰＵ１６によって行うことができる。
【００２６】
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内の電極パッド２１１ｂと仮想的な電極パッド２１１ａ間の距離２×Ｌ２と、この距離２×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（ｚ方向）の位置補正データΔｚを算出する。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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９に示すように、切削溝２１６の電極パッド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上にボール状端子２１８を形成する。ボール状端子２１８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。
【００３０】
次に、図１０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。
【００３１】
なお、上記実施形態においては、半導体ウエハー２００の表面及び裏面にそれぞれ、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。
【００３２】
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プラスチック等の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電極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。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係るダイシング方法を実施するためのダイシング装置の構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るダイシング方法の対象とする積層構造ウエハー２００の平面図である。
【図３】図２中の半導体チップ１００ａと半導体チップ１００ｂの間のダイシングライン領域３００の周辺を示す拡大平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図５】図２中の半導体チップ１００ａと半導体チップ１００ｂの間のダイシングライン領域３００の周辺を示す他の拡大平面図である。
【図６】切削溝２１６及び電極パッド２１１ｂの周辺を示す平面図である。
【図７】図７のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図９】本発明の実施形態に係るＢＧＡの電極形成工程を説明する断面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るＢＧＡの電極形成工程を説明する断面図である。
【図１１】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】
【００３４】
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  半導体チップ        ２００  積層構造ウエハー
２１０ａ  シリコンウエハー              ２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ  電極パッド
２１２  樹脂層                  ２１３  第１のガラス基板    ２１４  樹脂層
２１５  第２のガラス基板        ２１６  切削溝              ２１７  配線
２１８  ボール状端子            ２５０  センターライン        
３００  ダイシングライン領域    ３０１  十字マーク      
３１０  真のセンターライン
【図１】
2005150432.tif 000003
【図２】
2005150432.tif 000004
【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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