JP2014017330A

JP2014017330A - 被加工物の加工方法

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Publication number: JP2014017330A
Application number: JP2012152938A
Authority: JP
Inventors: Shigenori Harada; 成則原田; Yusuke Otake; 裕介大武
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-07-06
Filing date: 2012-07-06
Publication date: 2014-01-30

Abstract

【課題】加工表面から上方や空間に向けて延出するようなバリの発生を抑制可能な被加工物の加工方法を提供する。
【解決手段】少なくとも分割予定ライン上に延性材が形成された被加工物Ｗを分割予定ラインに沿って切削ブレード２で切削する被加工物Ｗの加工方法であって、被加工物Ｗの外形よりも大きいサイズの氷サブストレートＩに、被加工物Ｗの表面と氷サブストレートＩの表面を平行にした状態で被加工物Ｗを埋没固定する被加工物固定工程Ｓ２と、被加工物固定工程を実施した後、切削ブレード２で被加工物Ｗの表面側から氷サブストレートＩまで切り込み、分割予定ラインに沿って延性材と共に被加工物Ｗを切削する切削工程Ｓ３と、切削工程を実施した後、氷サブストレートＩを融解して液体または気体に相変化して、被加工物Ｗから除去する除去工程Ｓ４と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、延性材層を有する、又は、延性材からなる被加工物を切削ブレードで切削する被加工物の加工方法に関する。

従来、金属や樹脂などの延性材料からなる層を有する半導体ウエーハなどの被加工物について、高速回転する切削ブレードで切削加工をした際に、切削断面にバリが発生することがあった。このようなバリが発生すると、短絡などの特性不良や、外観不良に繋がることになる。また、バリの発生は、切削加工後の生産工程でのピックアップ不良や、ボンディング不良等の悪影響を及ぼすことになり、大きな問題となる。特許文献１では、切削加工により形成した切削溝に対し、逆回転させた切削ブレードを通過させるバリ取り工程を実施することでバリを除去する技術が開示されている。

特開２００１−０７７０５５号公報

しかしながら、特許文献１に開示される技術では、逆回転させた切削ブレードを通過させる形態であるため、たとえば、切削溝の縁に被加工物の加工表面から上方や空間（スルーホール切断時の横方向）に向けて延出するように発生したバリは除去できないことになる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、バリの発生を抑制可能な被加工物の加工方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る被加工物の加工方法は、少なくとも分割予定ライン上に延性材が形成された被加工物を前記分割予定ラインに沿って切削ブレードで切削する被加工物の加工方法であって、凝固体により形成され前記被加工物の外形よりも大きいサイズの固定部材に、前記被加工物の表面と前記固定部材の表面を平行にした状態で前記被加工物を埋没固定する被加工物固定工程と、前記被加工物固定工程を実施した後、前記切削ブレードで前記被加工物の表面側から前記固定部材まで切り込み、前記分割予定ラインに沿って前記延性材と共に前記被加工物を切削する切削工程と、前記切削工程を実施した後、前記固定部材を液体または気体に相変化して前記被加工物から除去する除去工程と、を備えることを特徴とする。

上記の被加工物の加工方法において、前記被加工物の前記分割予定ライン上には延性材で形成された中空部を有し、前記被加工物固定工程では、前記中空部を前記凝固体で充填しつつ前記被加工物を前記固定部材に埋没固定し、前記切削工程では、前記分割予定ラインに沿って前記中空部に充填された前記凝固体と共に前記被加工物を切削する、ことが好ましい。

本発明に係る被加工物の加工方法は、分割予定ライン上を延性材で形成された被加工物を固定部材に埋没固定した上で、固定部材と共に切削するので、被加工物の分割予定ライン上の延性材のバリが固定部材側に発生することを防止でき、この結果、バリの発生を抑制できるという効果を奏する。

図１は、本発明の一実施形態に係る被加工物の加工方法の各処理を示すフローチャートである。図２は、実施形態において被加工物を埋没固定した氷サブストレートを作成するための構成の一例を示す斜視図である。図３は、実施形態において被加工物を埋没固定した氷サブストレートを作成するための構成の一例を示す斜視図である。図４は、実施形態において作成した氷サブストレートの一例を示す斜視図である。図５は、実施形態における被加工物の切削工程を説明するための模式図である。図６は、実施形態の変形例における切削工程の一例を示す模式図である。

以下に、本発明に係る被加工物の加工方法の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。

［実施形態］
図１〜５を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る被加工物の加工方法の各処理を示すフローチャートであり、図２，３は、本実施形態において被加工物を埋没固定した氷サブストレートを作成するための構成の一例を示す斜視図であり、図４は、本実施形態において作成した氷サブストレートの一例を示す斜視図であり、図５は、本実施形態における被加工物の切削工程を説明するための模式図である。

本実施形態に係る被加工物の加工方法は、図５などに示される切削装置１により実施される。切削装置１は、切削ブレード２と、被加工物Ｗを保持したチャックテーブル３とを、所定の分割予定ラインに沿って相対移動させることで、被加工物Ｗに切削加工を施して、被加工物Ｗを個々のデバイスチップに分割するものである。

被加工物Ｗは、切削加工される加工対象であり、本実施形態では、金属や樹脂などの延性材料からなる層を有するか又はこれらの延性材料により形成される、半導体ウエーハや回路基板などの板状部材である。被加工物Ｗには、表面と裏面とを連通するスルーホールｈ（中空部）が多数設けられている。本実施形態における被加工物Ｗは、スルーホールｈ上に切削装置１の分割予定ラインが設定され、切削装置１の切削ブレード２によって個々のスルーホールｈを分断するように切削されるものである。本実施形態の被加工物Ｗでは、少なくとも分割予定ラインに沿ったスルーホールｈを含む部分が、延性材料によって形成されている。

このように延性材料からなる被加工物Ｗをスルーホールｈに沿って切削すると、加工表面から外側やスルーホールｈ内の空間に向かって延出するようなバリが発生する状況が考えられる。本実施形態では、このようなバリの発生を抑制すべく、被加工物Ｗは、図４に示すような氷サブストレートＩ（固定部材）に埋没固定され、切削加工時には氷サブストレートＩと共に切削される。

氷サブストレートＩは、純水Ｐを冷凍した氷（凝固体）により形成される板状部材である。氷サブストレートＩは、その面積及び厚さが被加工物Ｗより大きく、被加工物Ｗを埋没固定可能である。氷サブストレートＩは、被加工物Ｗを埋没固定したときには、被加工物Ｗのスルーホールｈにも氷を充填する。したがって、被加工物Ｗの切削加工時には、被加工物Ｗは、スルーホールｈに充填された氷と共に切削される。このため、被加工物Ｗの切削加工時には、氷サブストレートＩの融解を防ぐために、例えば冷蔵室内に切削装置１を設置するなど氷の融点より低い温度下にて作業を行う必要がある。

以下、主に図１のフローチャートを参照して、切削装置１により実施される本実施形態に係る被加工物Ｗの加工方法について詳細に説明する。

図１のフローチャートのステップＳ１では、図２，３に示すように冷凍用ジグ１０の底面上に被加工物Ｗが配置されて、冷凍用ジグ１０内に純水Ｐが充填される。このステップでは、冷凍用ジグ１０内に純水Ｐを充填する際に被加工物Ｗの表面が冷凍用ジグ１０の底面と当接していることが必要である。このため、被加工物Ｗの自重に応じて、被加工物Ｗの冷凍用ジグ１０への配置方法を変更することができる。

例えば、被加工物Ｗが重く、冷凍用ジグ１０内に純水Ｐを注いだときに被加工物Ｗが浮き上がらない場合には、被加工物Ｗは自重によって冷凍用ジグ１０の底面と接触し続けることが可能である。そこで、このような場合には図２に示すように、冷凍用ジグ１０の底面上に被加工物Ｗをそのまま載置すればよい。

一方、被加工物Ｗが軽く、冷凍用ジグ１０内に純水Ｐを注いだときに被加工物Ｗが浮き上がる場合には、被加工物Ｗは自重のみでは冷凍用ジグ１０の底面と接触することができない。そこで、例えば図３に示すように、冷凍用ジグ１０を、枠体１０ａと底部１０ｂとを別体として構成し、底部１０ｂの表面には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの合成樹脂からなる保護テープ等の粘着手段を設ける。そして、枠体１０ａを底部１０ｂ上に接着固定し、この枠体１０ａの内部にて被加工物Ｗを底部１０ｂ上に接着固定した状態で、冷凍用ジグ１０内に純水Ｐを注げばよい。なお、被加工物Ｗを冷凍用ジグ１０の底面に接着する構成は、図３に例示したもの以外の構成としてもよい。ステップＳ１の処理が実行されるとステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、冷凍用ジグ１０に充填された純水Ｐを凍結して氷サブストレートＩが作成される（被加工物固定工程）。氷サブストレートＩは、純水Ｐを凍結した後に冷凍用ジグ１０から取り外され、必要に応じて表面（冷凍用ジグ１０の底面側の面）と裏面とが平行なるように処理（例えば裏面を研磨するなど）されると、図４に示すように、表面と裏面とが平行な板状部材となる。氷サブストレートＩは、被加工物Ｗの外形よりも大きいサイズである。言い換えると、氷サブストレートＩは、表面及び裏面の面積と厚みとが被加工物Ｗのものより大きい形状である。このように作成された氷サブストレートＩでは、被加工物Ｗは、その表面と氷サブストレートＩの表面を平行にした状態、すなわち被加工物Ｗの表面と氷サブストレートＩの表面とが同一平面状となるよう、埋没固定されている。被加工物Ｗは、その表面の周囲が氷サブストレートＩの表面で囲まれるよう、氷サブストレートＩの表面の略中央に配置されている。ステップＳ２の処理が実行されるとステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、被加工物Ｗが氷サブストレートＩと共に切削される（切削工程）。より詳細には、図５に示すように、被加工物Ｗが埋設された氷サブストレートＩは、被加工物Ｗの分割予定ラインが被加工物Ｗのスルーホールｈ上を通るように、支持部材Ｓに固定された上でチャックテーブル３上に保持される。切削ブレード２を高速回転させて、被加工物Ｗの表面側から氷サブストレートＩまで切り込む。そして、チャックテーブル３を切削ブレード２に対して相対移動させることで、分割予定ラインに沿って、氷サブストレートＩと共に被加工物Ｗを切削する。切削ブレード２は、スルーホールｈに充填された氷と共に、分割予定ライン上のスルーホールｈを分断するように被加工物Ｗを切削する。

なお、ステップＳ３の工程は、被加工物Ｗの切削中に氷サブストレートＩが融解するのを防止するため、例えば切削装置１を冷蔵室内に設置するなど低温環境で行われる。冷蔵室内の温度は、−５〜１０℃程度が好ましい。また、一般に、切削ブレード２で被加工物Ｗを切削する際には切削箇所に切削液が供給されるが、ステップＳ３の工程は低温の冷蔵室内で行われるため、切削液の種類によっては凍結し切削作業に影響が出る虞がある。そこで、切削液の凍結を防止するために、切削液にはエチレングリコール等の凝固点降下剤が混入された不凍液が使用されることが好ましい。

また、ステップＳ３にて氷サブストレートＩを固定する支持部材Ｓは、切削ブレード２により切削されないよう配置されており、再利用が可能である。ステップＳ３の処理が実行されるとステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、氷サブストレートＩが融解され、被加工物Ｗから除去される（除去工程）。被加工物Ｗ及び氷サブストレートＩを常温の場所に置くか、または高温で熱することによって、氷サブストレートＩが水または水蒸気に相変化して、被加工物Ｗから簡便に除去することができる。ステップＳ４が実行されると本フローチャートの処理は終了する。

次に、本実施形態に係る被加工物Ｗの加工方法の効果について説明する。

本実施形態に係る被加工物Ｗの加工方法は、少なくとも分割予定ライン上に延性材が形成された被加工物Ｗを分割予定ラインに沿って切削ブレード２で切削するためのものであり、氷（純水Ｐ）により形成され被加工物Ｗの外形よりも大きいサイズの氷サブストレートＩに、被加工物Ｗの表面と氷サブストレートＩの表面を平行にした状態で被加工物Ｗを埋没固定する被加工物固定工程Ｓ２と、被加工物固定工程を実施した後、切削ブレード２で被加工物Ｗの表面側から氷サブストレートＩまで切り込み、分割予定ラインに沿って延性材と共に被加工物Ｗを切削する切削工程Ｓ３と、切削工程を実施した後、氷サブストレートＩを融解して水または水蒸気に相変化して、被加工物Ｗから除去する除去工程Ｓ４と、を備える。

これにより、分割予定ライン上を延性材で形成された被加工物Ｗは、氷サブストレートＩに埋没固定した上で、氷サブストレートＩと共に切削されるので、被加工物Ｗの分割予定ライン上の延性材のバリが、氷サブストレートＩとの当接面に発生することを抑制することができ、加工表面から上方や空間に向けて延出するようなバリの発生を抑制できる。また、氷サブストレートＩを融解すれば被加工物Ｗから除去できるので、切削時に被加工物Ｗを固定するための氷サブストレートＩを、被加工物Ｗを切削した後に被加工物Ｗから容易に除去することが可能となり、被加工物Ｗの加工効率を向上できる。

また、本実施形態に係る被加工物Ｗの加工方法では、被加工物Ｗの分割予定ライン上には延性材で形成されたスルーホールｈを有する。被加工物固定工程Ｓ２では、スルーホールｈを氷で充填しつつ被加工物Ｗを氷サブストレートＩに埋没固定する。切削工程Ｓ３では、分割予定ラインに沿ってスルーホールｈに充填された氷と共に被加工物Ｗを切削する。

これにより、分割予定ラインに沿ってスルーホールｈに充填された氷と共に被加工物Ｗが切削されるので、被加工物Ｗの分割予定ライン上の延性材層のバリがスルーホールｈ内に発生することを好適に抑制することができる。

［変形例］
次に、図６を参照して上記実施形態の変形例を説明する。図６は、実施形態の変形例における切削工程の一例を示す模式図である。

この変形例では、被加工物Ｗが、樹脂基板上に多数のドーム型ＬＥＤ（図６に符号ｄで示す）を配設したものである点で、上記実施形態と異なる。図６のドーム型ＬＥＤのような突起物ｄを有する被加工物Ｗを氷サブストレートＩに埋没固定する場合には、図６に示すように、突起物ｄを配設した面ａを氷サブストレートＩと対向して埋没させ、面ａと反対側の面ｂを氷サブストレートＩの表面と同一平面状となるように、被加工物Ｗを氷サブストレートＩに埋没固定する。すなわち、突起物ｄが氷サブストレートＩの内部に配置され、突起物ｄ全体を氷サブストレートＩで覆う状態になる。

このように被加工物Ｗを分割予定ラインが突起物ｄ上を通るように切削する場合には、分割予定ラインに沿って氷で全体を被覆された突起物ｄと共に被加工物Ｗが切削される。このため、上記実施形態と同様に、被加工物Ｗの分割予定ライン上の延性材層のバリが突起物ｄから下方に発生することを好適に抑制することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

上記実施形態では、被加工物Ｗとしてスルーホールｈを有するものや、変形例としてドーム型ＬＥＤなどの突起物ｄを有する構成を例示したが、被加工物Ｗは、例えば分割予定ラインに沿って溝を有する形状や、凸部や凹部を有する形状など他の形状であってもよい。

上記実施形態では、被加工物Ｗを埋没固定するための固定部材の一例として、純水Ｐを凍結させた氷からなる氷サブストレートＩを例示したが、固定部材の材料は、冷凍により固体に相変化し、常温で液体または気体に相変化するものであれば、純水Ｐ以外のものを用いてもよい。また、固定部材は、切削工程後に液体または気体に相変化させることで容易に被加工物から除去することができればよく、例えば常温で固体に相変化し、加熱により液体または気体に相変化する材料を用いてもよいし、定常状態では固体であり、化学変化等によって液体または気体に相変化する材料を用いてもよい。

１切削装置
２切削ブレード
Ｗ被加工物
Ｉ氷サブストレート（固定部材）
ｈスルーホール（中空部）
ステップＳ２被加工物固定工程
ステップＳ３切削工程
ステップＳ４除去工程

Claims

少なくとも分割予定ライン上に延性材が形成された被加工物を前記分割予定ラインに沿って切削ブレードで切削する被加工物の加工方法であって、
凝固体により形成され前記被加工物の外形よりも大きいサイズの固定部材に、前記被加工物の表面と前記固定部材の表面を平行にした状態で前記被加工物を埋没固定する被加工物固定工程と、
前記被加工物固定工程を実施した後、前記切削ブレードで前記被加工物の表面側から前記固定部材まで切り込み、前記分割予定ラインに沿って前記延性材と共に前記被加工物を切削する切削工程と、
前記切削工程を実施した後、前記固定部材を液体または気体に相変化して前記被加工物から除去する除去工程と、
を備える被加工物の加工方法。
前記被加工物の前記分割予定ライン上には延性材で形成された中空部を有し、
前記被加工物固定工程では、前記中空部を前記凝固体で充填しつつ前記被加工物を前記固定部材に埋没固定し、
前記切削工程では、前記分割予定ラインに沿って前記中空部に充填された前記凝固体と共に前記被加工物を切削する、
ことを特徴とする請求項１記載の被加工物の加工方法。