JP2019110198A - 被加工物の加工方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】接着剤等を使用せずにシートをフレームに固定し、シートとフレームを分離した後のフレームの清掃作業を不要とする。【解決手段】被加工物との間に働く密着力によって該被加工物よりも大きいシートに該被加工物を固定する被加工物固定ステップと、該被加工物より大きく該シートより小さい径の開口を有する環状部と、該被加工物より大きく該シートより小さい径の開口を有する押圧部と、を有するフレームを準備するフレーム準備ステップと、該フレーム準備ステップの後、かつ、該被加工物固定ステップの前又は後に、該シートの外周部を該環状部及び押圧部により挟持し、該フレームに該シートを固定するシート固定ステップと、該被加工物固定ステップと、該シート固定ステップと、を実施した後に、該被加工物を加工する加工ステップと、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、被加工物を加工する加工方法に関する。
デバイスチップの製造工程では、半導体ウェーハやパッケージ基板、セラミックス基板、ガラス基板等の基板の表面に交差する複数の分割予定ライン（ストリート）が設定され、分割予定ラインで区画された各領域にデバイスが設けられる。デバイスが設けられた基板を分割予定ラインに沿って分割すると、個々のデバイスチップが形成される。
該基板の分割には、例えば、基板を分割予定ラインに沿って切削できる切削ブレードを備える切削装置や、分割予定ラインに沿って基板にレーザビームを照射してレーザ加工溝又は内部改質層を形成できるレーザ加工装置等の加工装置が使用される。加工装置に基板等の被加工物を搬入する際には、環状のフレームの開口に張られたダイシングテープを予め被加工物に貼着してフレームユニットを形成する。ダイシングテープは、粘着性を備える粘着面を有し、粘着面の粘着力によりフレーム及び被加工物に貼着される。
被加工物は、フレームユニットの状態で加工装置に搬入されて加工される。加工により被加工物が分割されて形成された個々のデバイスチップは、ダイシングテープに保持され、フレームユニットからピックアップされる。デバイスチップをピックアップする際には、ピックアップ作業を容易にするためにダイシングテープを拡張することで個々のデバイスチップの間隔が広げられる。
ダイシングテープは、粘着面を有する粘着層と、粘着層を支持する基材層と、を備え、加工中に被加工物を適切に保持する一方で形成されたデバイスチップを容易に剥離できるように構成されている。そして、このような高性能なダイシングテープは高価である。しかし、ダイシングテープは１度の使用で廃棄される消耗品であるため、ダイシングテープのコストがデバイスチップの製造コストに与える影響は大きい。
また、デバイスチップをダイシングテープから剥離した後、粘着層の一部がデバイスチップに残渣として残り、デバイスチップの不良の発生の原因となる場合がある。さらに、環状のフレームからダイシングテープを剥離すると、同様に粘着層の一部がフレームに残渣として残るため、フレームを再使用するにあたりフレームの清掃が必要となる等の課題があった。
そこで、粘着層による粘着力で被加工物に貼着されるダイシングテープに代えて、粘着層を持たず、タック力やファンデルワールス力等により被加工物に固定されるシートが提案されている（特許文献１）。
特開２０１３−２４７１３６号公報
粘着層を持たないシートを用いると、粘着層がデバイスチップやフレームに残らなくなる一方で、フレームに該シートを固定するための接着材を準備し、この接着剤でフレームにシートを固定する工程が必要となっていた。接着剤を使用してフレームにシートを固定する場合、接着剤にコストがかかる上、依然としてフレームの被接着面の清掃が必要であった。
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、接着剤等を使用せずにシートをフレームに固定でき、シートとフレームとを分離した後にフレームの清掃作業が不要である加工方法を提供することである。
本発明の一態様によれば、被加工物との間に働く密着力によって該被加工物よりも大きいシートに該被加工物を固定する被加工物固定ステップと、該被加工物より大きく該シートより小さい径の開口を有する環状部と、該被加工物よりも大きく該シートより小さい径の開口を有する押圧部と、を有するフレームを準備するフレーム準備ステップと、該フレーム準備ステップの後、かつ、該固定ステップの前又は後に、該シートの外周部を該環状部及び押圧部により挟持し、該フレームに該シートを固定するシート固定ステップと、該被加工物固定ステップと、該シート固定ステップと、を実施した後に、該被加工物を加工する加工ステップと、を備えることを特徴とする被加工物の加工方法が提供される。
なお、本発明の一態様において、該フレームは、該環状部又は該押圧部に磁石を備え、該シート固定ステップでは、該環状部と、該押圧部と、の間に作用する磁力によって該シートを挟持してもよい。または、該押圧部は、該環状部の開口に嵌合する外径を有し、該シート固定ステップでは、該環状部の開口に該押圧部を嵌合し、該環状部の開口の内周壁と、該押圧部の外周壁と、の間に該シートを挟持してもよい。さらに、該フレームは、固定部材をさらに備え、該シート固定ステップでは、該シートを挟持する該環状部と、該押圧部と、を該固定部材で固定してもよい。
本発明の一態様に係る加工方法では、被加工物を加工する加工ステップを実施する前に、該被加工物をシートに固定する被加工物固定ステップと、シートをフレームに固定するシート固定ステップと、を実施する。シート固定ステップでは、該被加工物より大きく該シートより小さい径の開口を有する環状部及び押圧部を有するので、該シートの外周部を環状部及び押圧部により挟持することで該シートをフレームに固定できる。
そのため、フレームにシートを固定するための接着剤が不要である。また、環状部及び押圧部による挟持を解くことによりフレームからシートを分離でき、フレームに接着剤等が付着することもなく、フレームの清掃も不要となる。
したがって、本発明により接着剤等を使用せずにシートをフレームに固定でき、シートとフレームとを分離した後にフレームの清掃作業が不要である加工方法が提供される。
被加工物を模式的に示す斜視図である。 図２（Ａ）は、フレーム準備ステップ及びシート固定ステップを模式的に示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、フレームに固定されたシートを模式的に示す斜視図である。 図３（Ａ）は、フレーム準備ステップ及びシート固定ステップを模式的に示す斜視図であり、図３（Ｂ）は、フレームに固定されたシートを模式的に示す斜視図である。 図４（Ａ）は、シート固定ステップの一例を模式的に示す斜視図であり、図４（Ｂ）は、シート固定ステップの他の一例を模式的に示す斜視図である。 被加工物固定ステップを模式的に示す断面図である。 図６（Ａ）は、フレームユニットをテーブルに配設する様子を模式的に示す断面図であり、図６（Ｂ）は、加工ステップを模式的に示す断面図である。
添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。まず、本実施形態に係る加工方法で加工される被加工物について図１を用いて説明する。
被加工物１は、例えば、シリコン、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、若しくは、その他の半導体等の材料、または、サファイア、ガラス、石英、セラミックス等の材料からなる基板である。または、該被加工物１は、デバイスが樹脂で覆われたパッケージ基板である。
被加工物１の表面１ａには交差する複数の分割予定ライン３が設定され、該分割予定ライン３によって区画された各領域には、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイス５が設けられている。被加工物１を分割予定ライン３に沿って分割すると個々のデバイスチップを形成できる。
本実施形態に係る加工方法では、環状のフレームにシート固定するシート固定ステップと、被加工物１をシートに固定する被加工物固定ステップと、を実施して、フレームユニットを形成する。被加工物は、フレームユニットの状態で加工装置に搬入されて加工ステップにて加工される。加工により被加工物が分割されて形成された個々のデバイスチップは該シートに保持され、フレームユニットからピックアップされる。
被加工物１の分割には、例えば、被加工物１を切削できる切削ブレードを備える切削装置や、被加工物１にレーザビームを照射してレーザ加工溝又は内部改質層を形成できるレーザ加工装置等の加工装置が使用される。以下、本実施形態に係る加工方法の各ステップについて説明する。
まず、フレーム準備ステップと、フレーム固定ステップと、について図２（Ａ）及び図２（Ｂ）を用いて説明する。図２（Ａ）は、フレーム準備ステップ及びシート固定ステップを模式的に示す斜視図である。
本実施形態に係る加工方法では、被加工物１が固定されるシート７よりも小さい径の開口１５ａを有する環状部１１ａと、該シート７よりも小さい径の開口１５ｂを有する押圧部１３ａと、を含むフレーム９を使用する。フレーム準備ステップでは、該環状部１１ａと、該押圧部１３ａと、を準備する。フレーム９の環状部１１ａと、押圧部１３ａと、は、例えば、金属で形成される。
シート固定ステップは、フレーム準備ステップの後に実施される。シート７は、例えば、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、またはポリ塩化ビニリデン等の有機樹脂等で形成される。シート７は、外力による拡張が可能な部材で形成される。被加工物１を保持しフレーム９とともにフレームユニットを形成するために、本実施形態に係る加工方法では、被加工物１よりも大きなシート７を使用する。
シート７は接着層を有さず、タック力やファンデルワールス力、または静電気力等により被加工物１を固定できる。また、シート７に引張力が作用した状態で被加工物１を密着させ、被加工物１及びシート７の間が減圧されることで被加工物１をシート７に固定できてもよい。
図２（Ａ）に示される通り、シート固定ステップでは、環状部１１ａと、押圧部１３ａと、の間にシート７を配設し、該シート７の外周部を該環状部１１ａ及び押圧部１３ａにより挟持する。すると、図２（Ｂ）に示す通り、該フレーム９に該シート７が固定される。なお、環状部１１ａの開口１５ａと、押圧部１３ａの開口１５ｂと、はシート７の径よりも小さいため、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す通り、該開口１５ａ及び該開口１５ｂがシート７により塞がれる。
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す通り、例えば、フレーム９は環状部１１ａ又は押圧部１３ａの少なくとも一方に磁石１７を備える。該磁石１７は、環状部１１ａと、押圧部１３ａと、の間に作用する磁力により環状部１１ａ及び押圧部１３ａを互いに近づけさせる力を生じさせる機能を有し、シート固定ステップでは、該磁石１７により生じる磁力がシート７を挟持する力の源となる。
フレーム９を加工装置のテーブル６（図６（Ａ））に搬入する際は、フレーム９は該テーブル６の外周部に設けられたクランプ（不図示）により把持されてもよい。このとき、該クランプによるフレーム９の把持を妨げないように、該磁石１７を該クランプ及びフレーム９の接触箇所とは異なる位置に配設してもよい。また、クランプによるフレームの把持の力を強めるために、磁石１７を該接触箇所に配設してもよい。
また、フレーム９の環状部又は押圧部の一方は、環状部又は押圧部の他方に相対する面にピン（突起部）を有してもよい。この場合、環状部又は押圧部の該他方には、該ピンに相対する位置にピン嵌合孔が設けられる。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）には、環状部１１ｂにピン１９を備え押圧部１３ｂにピン嵌合孔２１が設けられたフレーム９と、該フレーム９に挟持されたシート７と、が図示される。
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示す通り、ピン１９及びピン嵌合孔２１は、例えば、環状部１１ｂ及び押圧部１３ｂにより挟持されるシート７よりも外側の位置にそれぞれ配設される。この場合、シート固定ステップでは、シート７がピン１９に囲まれるように環状部１１ｂの上に配され、その後、環状部１１ｂ及び押圧部１３ｂにより挟持される。
環状部１１ｂ及び押圧部１３ｂによりシート７を挟持する際には、該ピン嵌合孔２１にピン１９を嵌合させる。すると、環状部１１ｂと、押圧部１３ｂと、に該ピン１９の突出方向に垂直な面に含まれる方向に向いた外力が付与されても、環状部１１ｂ及び押圧部１３ｂは互いにずれにくくなる。
なお、ピン１９及びピン嵌合孔２１は、シート７の外周縁よりも内側の位置にそれぞれ配設されてもよい。この場合、環状部１１ｂ及び押圧部１３ｂに挟持されるシート７は、ピン１９によりピン嵌合孔２１に入れ込まれる。すると、シート７はより強力に環状部１１ｂ及び押圧部１３ｂに挟持され、シート７の回転等の移動がより抑制される。
該シート固定ステップでは、他の方法でシート７を環状部と、押圧部と、の間に挟持してもよい。次に、フレーム準備ステップと、シート固定ステップと、の変形例について図４（Ａ）及び図４（Ｂ）を用いて説明する。
図４（Ａ）に示す環状部１１ｃ及び押圧部１３ｃは磁石を備えず、例えば、シート７を挟んだ状態の環状部１１ｃと、押圧部１３ｃと、を固定する複数の固定部材２３により環状部１１ｃと、押圧部１３ｂと、が固定されてシート７が挟持されてもよい。
図４（Ａ）に示す固定部材２３は、環状部１１ｃ、押圧部１３ｃ及びシート７の厚さの和に対応する幅の溝が形成された部材であり、シート７を挟んだ環状部１１ｃ及び押圧部１３ｃが該溝に入れられて固定される。この場合、環状部１１ｃ及び押圧部１３ｃには、同一の形状及び性質の部材を用いてもよい。
また、図４（Ｂ）に示す押圧部１３ｄは、環状部１３ｄの開口１５ｂに嵌合する外径を有する。環状部１１ｄと、押圧部１３ｄと、でシート７を挟持する際は、環状部１１ｄの上にシート７を載せた後、環状部１１ｄの開口１５ａに上方から押圧部１３ｄを嵌合させる。すると、シート７は、環状部１１ｄの開口１５ａの内周壁と、押圧部１３ｄの外周壁と、の間に挟持される。この場合、フレーム９は磁石を備えなくてもよく、固定部材等の部材を必要としない。
なお、図４（Ｂ）に示す環状部１１ｄ及び押圧部１３ｄを有するフレームを用いる場合、押圧部１３ｄの上にシート７を載せた後、押圧部１３ｄの上方から環状部１１ｄを下降させることで環状部１１ｄの開口１５ａに押圧部１３ｄを嵌合させてもよい。
以上に示す通り、フレーム準備ステップ及びシート固定ステップを実施すると、シート７がフレーム９に固定される。
次に、本実施形態に係る加工方法における被加工物固定ステップについて説明する。被加工物固定ステップは、シート固定ステップの前又は後に実施される。被加工物固定ステップでは、シート７に被加工物１を固定する。図５は、シート固定ステップの前に実施される被加工物固定ステップを模式的に示す断面図である。
被加工物固定ステップでは、被加工物１の被加工面を露出させるように被加工面の反対側の面にシート７を接触させる。例えば、被加工物１を表面１ａ側から加工する場合、裏面１ｂ側にシート７を固定させる。この場合、例えば、裏面１ｂ側を上方に向けた状態で平坦なテーブル２の上に被加工物１を載せ、被加工物１の裏面１ｂ側にシート７を接触させる。そして、例えば、押圧ローラ４を使用してシート７を上方から押圧する。すると、被加工物１がシート７に固定される。
なお、被加工物固定ステップでは、被加工物１をシート７に固定する際に、シート７を予め加熱して軟化させてもよい。軟化したシート７に被加工物１を接触させるとシート７と、被加工物１と、が密着するため、より強力に被加工物１をシート７に固定できる。
被加工物固定ステップを実施すると、被加工物１は、シート７に固定される。被加工物固定ステップと、シート固定ステップと、を実施すると、被加工物１と、シート７と、フレーム９と、が一体となったフレームユニット１ｃ（図６（Ａ）参照）が形成される。被加工物１は、フレームユニット１ｃの状態で加工装置に搬入され加工される。なお、被加工物１を裏面１ｂ側から加工したい場合、シート７に被加工物１の表面１ａ側を固定させる。
次に、本実施形態に係る加工方法の加工ステップについて説明する。該加工ステップでは、まず、フレームユニット１ｃを加工装置に搬入する。該加工装置は、例えば、被加工物１を切削する切削装置であり、また、被加工物１にレーザビームを照射して被加工物１に加工溝又は内部改質層を形成するレーザ加工装置である。
加工装置は、フレームユニット１ｃが載せられるテーブル６を備える。該テーブル６は、例えば、フレーム９の環状部１１ａの開口１５ａ及び押圧部１３ａの開口１５ｂに対応する大きさの凸部を備える。該凸部の上面は平坦であり、該凸部上に該開口１５ａ及び開口１５ｂに対応するように該テーブル６の上方にフレームユニット１ｃを配設し、フレーム９を下降させると、被加工物１はシート７を介してテーブル６の上面に載せられる。
テーブル６は、例えば、内部にフレームユニット１ｃを吸引する吸引機構を備えても良い。この場合、テーブル６の上にフレームユニット１ｃを載せ、該吸引機構を作動させると該フレームユニット１ｃが該テーブルに吸引保持される。
次に、加工ステップでは、被加工物１を加工する。図６（Ｂ）は、レーザ加工ユニット８により被加工物１の内部に分割予定ライン３（図１参照）に沿ってレーザビームを集光させ、被加工物１に内部改質層２５を形成する様子を示す断面図である。該レーザビームは、被加工物１に対して透過性を有する波長のレーザビームである。被加工物１の内部の該レーザビームの集光点近傍では、多光子吸収により被加工物１が改質され、内部改質層２５が形成される。
分割予定ライン３に沿って内部改質層２５を形成し、該内部改質層２５から被加工物１の厚さ方向にクラックを伸長させると、被加工物１を個々のデバイスチップに分割できる。
本実施形態に係る加工方法では、粘着層を持たないシート７を用いる場合でも被加工物を固定でき、また、接着剤等を使用しなくてもフレーム９にシート７を固定できる。そのため、形成された個々のデバイスチップをシート７から剥離するとき、デバイスチップの裏面に粘着層が残ることがなく、デバイスチップの不良の発生が抑制される。また、フレーム９に糊層や接着剤等が残らず、フレーム９を清掃することなくフレーム９を再利用できる。
なお、上記実施形態では、被加工物固定ステップにおいて押圧ローラ４を使用して被加工物１をシート７に固定する場合について説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。例えば、減圧チャンバーを使用して被加工物１をシート７に固定してもよい。
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
１ 被加工物
１ａ 表面
１ｂ 裏面
１ｃ フレームユニット
３ 分割予定ライン
５ デバイス
７ シート
９ フレーム
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ 環状部
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ 押圧部
１５ａ，１５ｂ 開口部
１７ 磁石
１９ ピン
２１ ピン嵌合孔
２３ 固定部材
２５ 内部改質層
２，６ テーブル
４ 押圧ローラ
８ レーザ加工ユニット

Claims (4)

  1. 被加工物との間に働く密着力によって該被加工物よりも大きいシートに該被加工物を固定する被加工物固定ステップと、
    該被加工物より大きく該シートより小さい径の開口を有する環状部と、該被加工物より大きく該シートより小さい径の開口を有する押圧部と、を有するフレームを準備するフレーム準備ステップと、
    該フレーム準備ステップの後、かつ、該被加工物固定ステップの前又は後に、該シートの外周部を該環状部及び押圧部により挟持し、該フレームに該シートを固定するシート固定ステップと、
    該被加工物固定ステップと、該シート固定ステップと、を実施した後に、該被加工物を加工する加工ステップと、を備えることを特徴とする被加工物の加工方法。
  2. 該フレームは、該環状部又は該押圧部に磁石を備え、
    該シート固定ステップでは、該環状部と、該押圧部と、の間に作用する磁力によって該シートを挟持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。
  3. 該押圧部は、該環状部の開口に嵌合する外径を有し、
    該シート固定ステップでは、該環状部の開口に該押圧部を嵌合し、該環状部の開口の内周壁と、該押圧部の外周壁と、の間に該シートを挟持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。
  4. 該フレームは、固定部材をさらに備え、
    該シート固定ステップでは、該シートを挟持する該環状部と、該押圧部と、を該固定部材で固定することを特徴とする請求項１乃至３記載の被加工物の加工方法。
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