JP2020027888A - キャリア板の除去方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ワークからキャリア板を容易に除去できるキャリア板の除去方法を提供する。【解決手段】キャリア板の表面に仮接着層を介して設けられたワークから該キャリア板を除去するキャリア板の除去方法であって、キャリア板を第１保持手段で保持してワークを露出させる第１保持ステップと、ワーク側からキャリア板の外周縁に沿ってキャリア板を加工し、キャリア板の外周縁に裏面側が表面側より外向きに突出した段差部を形成する段差部形成ステップと、ワークを第２保持手段で保持してキャリア板を露出させる第２保持ステップと、除去手段で段差部に力を加えてキャリア板をワークから離れる方向に移動させることでワークからキャリア板を除去するキャリア板除去ステップと、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、仮接着層を介してキャリア板に重なるワークからキャリア板を除去するキャリア板の除去方法に関する。
携帯電話機やパーソナルコンピュータに代表される電子機器では、電子回路等のデバイスを備えるデバイスチップが必須の構成要素になっている。デバイスチップは、例えば、シリコン等の半導体材料でなるウェーハの表面を分割予定ライン（ストリート）で複数の領域に区画し、各領域にデバイスを形成した後、この分割予定ラインに沿ってウェーハを分割することにより得られる。
上述のような方法で得られたデバイスチップは、例えば、ＣＳＰ（Chip Size Package）用のマザー基板に固定され、ワイヤボンディング等の方法で電気的に接続された後にモールド樹脂で封止される。このように、モールド樹脂によってデバイスチップを封止してパッケージデバイスを形成することで、衝撃、光、熱、水等の外的な要因からデバイスチップを保護できるようになる。
近年では、ウェーハレベルの再配線技術を用いてデバイスチップの領域外にパッケージ端子を形成するＦＯＷＬＰ（Fan-Out Wafer Level Package）と呼ばれるパッケージ技術が採用され始めている（例えば、特許文献１参照）。また、ウェーハよりサイズの大きいパネル（代表的には、液晶パネルの製造に用いられるガラス基板）のレベルでパッケージデバイスを一括して製造するＦＯＰＬＰ（Fan-Out Panel Level Packaging）と呼ばれるパッケージ技術も提案されている。
ＦＯＰＬＰでは、例えば、仮の基板となるキャリア板の表面に仮接着層を介して配線層（ＲＤＬ：Redistribution Layer）を形成し、この配線層にデバイスチップを接合する。次に、デバイスチップをモールド樹脂で封止して、パッケージパネルを得る。その後、パッケージパネルを研削等の方法によって薄くした上で、このパッケージパネルを分割することにより、パッケージデバイスが完成する。
特開２０１６−２０１５１９号公報
上述したＦＯＰＬＰでは、例えば、パッケージパネルをパッケージデバイスへと分割した後に、このパッケージデバイスからキャリア板が除去される。具体的には、キャリア板から各パッケージデバイスをピックアップする。ところが、パッケージデバイスのサイズが小さいと、このパッケージデバイスをキャリア板からピックアップするのは難しい。
一方で、パッケージパネルをパッケージデバイスへと分割する前に、パッケージパネルからキャリア板を剥離、除去することも考えられる。しかしながら、仮接着層にはある程度に強い接着力があるので、パッケージパネルやキャリア板を損傷させることなくキャリア板をパッケージパネルから剥離するのが難しかった。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、パッケージパネル等のワークからキャリア板を容易に除去できるキャリア板の除去方法を提供することである。
本発明の一態様によれば、キャリア板の表面に仮接着層を介して設けられたワークから該キャリア板を除去するキャリア板の除去方法であって、該キャリア板を第１保持手段で保持して該ワークを露出させる第１保持ステップと、該第１保持ステップを実施した後、該ワーク側から該キャリア板の外周縁に沿って該キャリア板を加工し、該キャリア板の外周縁に裏面側が表面側より外向きに突出した段差部を形成する段差部形成ステップと、該段差部形成ステップを実施した後、該ワークを第２保持手段で保持して該キャリア板を露出させる第２保持ステップと、該第２保持ステップを実施した後、除去手段で該段差部に力を加えて該キャリア板を該ワークから離れる方向に移動させることで該ワークから該キャリア板を除去するキャリア板除去ステップと、を備えたキャリア板の除去方法が提供される。
本発明の一態様において、該キャリア板除去ステップでは、除去手段で該段差部に力を加えながら該ワークと該キャリア板との間に流体を吹き付けることが好ましい。
本発明の一態様に係るキャリア板の除去方法では、ワーク側からキャリア板の外周縁に沿ってキャリア板を加工し、キャリア板の外周縁に裏面側が表面側より外向きに突出した段差部を形成する。よって、ワークを保持した状態で段差部に力を加えてキャリア板をワークから離れる方向に移動させることで、ワークからキャリア板を容易に除去できる。
図１（Ａ）は、キャリア板とワークとを含む複合基板の構成例を示す断面図であり、図１（Ｂ）は、第１保持ステップについて示す断面図である。 図２（Ａ）は、段差部形成ステップについて示す断面図であり、図２（Ｂ）は、キャリア板に段差部が形成された状態を示す断面図である。 図３（Ａ）は、第２保持ステップについて示す断面図であり、図３（Ｂ）は、キャリア板除去ステップについて示す一部断面側面図である。 図４（Ａ）は、第１変形例のキャリア板除去ステップについて示す一部断面側面図であり、図４（Ｂ）は、第２変形例のキャリア板除去ステップについて示す一部断面側面図である。 図５（Ａ）は、第３変形例のキャリア板除去ステップについて示す一部断面側面図であり、図５（Ｂ）は、第４変形例のキャリア板除去ステップについて示す一部断面側面図である。
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。本実施形態に係るキャリア板の除去方法は、第１保持ステップ（図１（Ｂ）参照）、段差部形成ステップ（図２（Ａ）及び図２（Ｂ）参照）、第２保持ステップ（図３（Ａ）参照）、及びキャリア板除去ステップ（図３（Ｂ）参照）を含む。
第１保持ステップでは、キャリア板とワークとを含む複合基板のキャリア板側を保持してワーク側を露出させる。段差部形成ステップでは、キャリア板の外周縁に沿って切削ブレードを切り込ませ、このキャリア板の外周縁に段差部を形成する。第２保持ステップでは、複合基板のワーク側を保持してキャリア板側を露出させる。
キャリア板除去ステップでは、キャリア板の段差部に力を加えて、キャリア板をワークから離れる方向に移動させることで、ワークからキャリア板を除去する。以下、本実施形態に係るキャリア板の除去方法について詳述する。
図１（Ａ）は、本実施形態に係るキャリア板の除去方法で使用される複合基板１の構成例を示す断面図である。複合基板１は、例えば、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等の絶縁体材料で形成されたキャリア板３を含んでいる。このキャリア板３は、例えば、概ね平坦な第１面（表面）３ａと、第１面３ａとは反対側の第２面（裏面）３ｂとを有し、第１面３ａ側又は第２面３ｂ側から見た平面視で矩形状に構成されている。キャリア板３の厚みは、例えば、２ｍｍ以下、代表的には、１．１ｍｍである。
なお、本実施形態では、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等の絶縁体材料でなるキャリア板３を用いているが、キャリア板３の材質、形状、構造、大きさ等に特段の制限はない。例えば、半導体、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなる板等をキャリア板３として用いることもできる。円盤状の半導体ウェーハ等をキャリア板３としても良い。
キャリア板３の第１面３ａ側には、仮接着層５を介してワーク７が配置されている。この仮接着層５は、例えば、金属膜や絶縁体膜等を重ねることによって第１面３ａの概ね全体に設けられ、キャリア板３とワーク７とを接着する機能を持つ。仮接着層５の厚みは、例えば、２０μｍ以下、代表的には、５μｍである。後述するキャリア板除去ステップでワーク７からキャリア板３を剥離、除去する際には、この仮接着層５が、キャリア板３側に密着した第１部分と、ワーク７側に密着した第２部分とに分離される。
ワーク７は、例えば、パッケージパネルやパッケージウェーハ等とも呼ばれ、仮接着層５に接する配線層（ＲＤＬ）と、配線層に接合された複数のデバイスチップと、各デバイスチップを封止するモールド樹脂層とを含む。このワーク７は、例えば、平面視でキャリア板３と概ね同じ大きさ、形状に構成されている。ワーク７の厚みは、例えば、１．５ｍｍ以下、代表的には、０．６ｍｍである。
なお、このワーク７の第１面（表面）７ａ側は、研削等の方法で加工されても良い。また、ワーク７内で隣接するデバイスチップの間の領域には、分割予定ライン（切断予定ライン）が設定される。この分割予定ラインに沿ってワーク７を切断することで、各デバイスチップに対応する複数のパッケージデバイスが得られる。ただし、ワーク７の材質、形状、構造、大きさ等に特段の制限はない。
本実施形態に係るキャリア板の除去方法では、まず、上述した複合基板１のキャリア板３側を保持してワーク７側を露出させる第１保持ステップを行う。図１（Ｂ）は、第１保持ステップについて示す断面図である。なお、図１（Ｂ）では、一部の構成要素を機能ブロックで示している。
この第１保持ステップは、図１（Ｂ）等に示す切削装置２を用いて行われる。切削装置２は、複合基板１を保持するためのチャックテーブル（第１保持手段、第１保持ユニット）４を備えている。チャックテーブル４は、例えば、ステンレスに代表される金属材料でなる円筒状の枠体６と、多孔質材料でなり枠体６の上部に配置される保持板８とを含む。
保持板８の上面は、複合基板１のキャリア板３側を吸引、保持するための保持面８ａとなっている。この保持板８の下面側は、枠体６の内部に設けられた流路６ａやバルブ１０等を介して吸引源１２に接続されている。そのため、バルブ１０を開けば、吸引源１２の負圧を保持面８ａに作用させることができる。
このチャックテーブル４（枠体６）は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、上述した保持面８ａに対して概ね垂直な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル４（枠体６）は、加工送り機構（不図示）によって支持されており、上述した保持面８ａに対して概ね平行な加工送り方向に移動する。
第１保持ステップでは、図１（Ｂ）に示すように、例えば、キャリア板３の第２面３ｂをチャックテーブル４の保持面８ａに接触させる。そして、バルブ１０を開いて、吸引源１２の負圧を保持面８ａに作用させる。これにより、複合基板１のキャリア板３側がチャックテーブル４に吸引、保持される。すなわち、複合基板１のワーク７は、上方に露出した状態となる。
第１保持ステップの後には、キャリア板３の外周縁に段差部を形成する段差部形成ステップを行う。図２（Ａ）は、段差部形成ステップについて示す断面図であり、図２（Ｂ）は、キャリア板３に段差部３ｃが形成された状態を示す断面図である。なお、図２（Ａ）では、一部の構成要素を機能ブロックで示している。
段差部形成ステップは、引き続き切削装置２を用いて行われる。図２（Ａ）に示すように、チャックテーブル４の上方には、切削ユニット１４が配置されている。切削ユニット１４は、保持面８ａに対して概ね平行な回転軸となるスピンドル１６を備えている。スピンドル１６の一端側には、結合材に砥粒が分散されてなる環状の切削ブレード１８が装着されている。
スピンドル１６の他端側には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、スピンドル１６の一端側に装着された切削ブレード１８は、回転駆動源から伝わる力によって回転する。この切削ユニット１４は、例えば、昇降機構（不図示）と割り出し送り機構（不図示）とによって支持されており、保持面８ａに対して概ね垂直な鉛直方向と、鉛直方向及び加工送り方向に対して概ね垂直な割り出し送り方向とに移動する。
段差部形成ステップでは、まず、複合基板１を保持したチャックテーブル４を回転させて、加工の対象となるキャリア板３の外周縁の一部（平面視で矩形の一辺に相当する部分）を、加工送り方向に対して概ね平行にする。次に、チャックテーブル４と切削ユニット１４とを相対的に移動させて、上述した外周縁の一部の延長線上方に切削ブレード１８を位置付ける。
また、切削ブレード１８の下端を、キャリア板３の第１面３ａより低く、第２面３ｂより高い位置に位置付ける。その後、切削ブレード１８を回転させながら、チャックテーブル４を加工送り方向に移動させる。これにより、切削ブレード１８を第１面３ａ側（ワーク７側）からキャリア板３の外周縁に沿って第２面３ｂに達しない深さまで切り込ませ、第２面３ｂ側が第１面３ａ側より外向き（第１面３ａ又は第２面３ｂに対して平行な方向において外向き）に突出した段差部３ｃを形成できる。
キャリア板３の外周縁と切削ブレード１８との重なりの幅（すなわち、形成される段差部３ｃの幅、又は突出量）は、ワーク７から切り出されるパッケージデバイス等に影響の出ない範囲で設定される。例えば、ワーク７の外周に設定される余剰領域（外周余剰領域）の幅が広い場合には、キャリア板３の外周縁と切削ブレード１８との重なりの幅（段差部３ｃの幅）も広く設定できる。キャリア板３の除去し易さ等を考慮すると、段差部３ｃの幅は、例えば、０．２ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されることが好ましい。
上述のように、仮接着層５及びワーク７は、平面視でキャリア板３と概ね同じ大きさ、形状に構成されている。そのため、切削ブレード１８を第１面３ａ側（ワーク７側）からキャリア板３の外周縁に切り込ませると、仮接着層５及びワーク７の対応する領域も同時に切削、除去される。キャリア板３の外周縁の一部に段差部３ｃを形成した後には、同様の手順を繰り返し、キャリア板３の外周縁の他の部分にも段差部３ｃを形成する。キャリア板３の外周縁の全体に段差部３ｃが形成されると、段差部形成ステップは終了する。
なお、本実施形態では、キャリア板３の外周縁の全体に段差部３ｃを形成しているが、段差部３ｃは、少なくともキャリア板３の外周縁の一部に形成されていれば良い。また、キャリア板３やワーク７が平面視で円形（すなわち、円盤状）の場合には、例えば、切削ブレード１８をキャリア板３の外周縁に切り込ませながらチャックテーブル４を回転させることで、キャリア板３の外周縁に沿って段差部３ｃを形成できる。
段差部形成ステップの後には、複合基板１のワーク７側を保持してキャリア板３側を露出させる第２保持ステップを行う。図３（Ａ）は、第２保持ステップについて示す断面図である。なお、図３（Ａ）では、一部の構成要素を機能ブロックで示している。
第２保持ステップは、図３（Ａ）等に示す除去装置２２を用いて行われる。除去装置２２は、複合基板１を保持するためのチャックテーブル（第２保持手段、第２保持ユニット）２４を備えている。チャックテーブル２４の構造等は、上述した切削装置２のチャックテーブル４と概ね同じである。
すなわち、チャックテーブル２４は、ステンレスに代表される金属材料でなる円筒状の枠体２６と、多孔質材料でなり枠体２６の上部に配置される保持板２８とを含む。保持板２８の上面は、複合基板１のワーク７側を吸引、保持するための保持面２８ａとなっている。この保持板２８の下面側は、枠体２６の内部に設けられた流路２６ａやバルブ３０等を介して吸引源３２に接続されている。そのため、バルブ３０を開けば、吸引源３２の負圧を保持面２８ａに作用させることができる。
第２保持ステップでは、図３（Ａ）に示すように、例えば、ワーク７の第１面７ａをチャックテーブル２４の保持面２８ａに接触させる。そして、バルブ３０を開いて、吸引源３２の負圧を保持面２８ａに作用させる。これにより、複合基板１のワーク７側がチャックテーブル２４に吸引、保持される。すなわち、複合基板１のキャリア板３は、上方に露出した状態となる。
なお、本実施形態の第２保持ステップでは、ワーク７の第１面７ａをチャックテーブル２４の保持面２８ａに対して直に接触させているが、ワーク７の第１面７ａとチャックテーブル２４の保持面２８ａとの間にポーラスシート等を介在させても良い。これにより、保持面２８ａとの接触に起因するワーク７の損傷や汚染等を防止できるようになる。
第２保持ステップの後には、ワーク７からキャリア板３を除去するキャリア板除去ステップを行う。図３（Ｂ）は、キャリア板除去ステップについて示す一部断面側面図である。なお、図３（Ｂ）では、一部の構成要素を機能ブロックで示している。
キャリア板除去ステップは、引き続き除去装置２２を用いて行われる。図３（Ｂ）に示すように、チャックテーブル２４の上方には、キャリア板３を除去するための複数の除去アーム（除去手段、除去ユニット）３４が配置されている。各除去アーム３４は、キャリア板３の段差部３ｃを支持できる爪状の構造を先端部に有している。また、各除去アーム３４の基端側には、各除去アーム３４を移動させる移動機構（不図示）が連結されている。
キャリア板除去ステップでは、まず、各除去アーム３４の爪状の先端部によってキャリア板３の段差部３ｃを下方から支持できる位置に、各除去アーム３４を移動させる。そして、図３（Ｂ）に示すように、移動機構によって各除去アーム３４を上昇させる。すなわち、各除去アーム３４でキャリア板３の段差部３ｃに上向きの力を加える。
上述のように、複合基板１のワーク７側は、チャックテーブル２４によって吸引、保持されている。そのため、各除去アーム３４でキャリア板３の段差部３ｃに上向きの力を加えると、キャリア板３は仮接着層５を境にワーク７から剥離され、上昇する。すなわち、キャリア板３は、ワーク７から離れる方向に移動する。ワーク７からキャリア板３の全体が分離、除去されると、キャリア板除去ステップは終了する。
なお、ワーク７から分離されたキャリア板３は、例えば、各除去アーム３４によってそのままチャックテーブル２４の外部に搬出される。もちろん、吸着パッド等を含む他の搬送ユニットを用いて分離後のキャリア板３をチャックテーブル２４の外部に搬出しても良い。
以上のように、本実施形態に係るキャリア板の除去方法では、ワーク７側からキャリア板３の外周縁に沿ってキャリア板３の裏面に達しない深さまで切削ブレード１８を切り込ませ、キャリア板３の外周縁に第２面（裏面）３ｂ側が第１面（表面）３ａ側より外向きに突出した段差部３ｃを形成する。よって、ワーク７を保持した状態で段差部３ｃに力を加えてキャリア板３をワーク７から離れる方向に移動させることで、ワーク７からキャリア板３を容易に除去できる。
なお、本発明は、上記実施形態の記載に制限されず種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、切削装置２と除去装置２２とを用いてワーク７からキャリア板３を除去しているが、切削装置２と除去装置２２との機能を合わせ備えた装置を用いてワーク７からキャリア板３を除去しても良い。
より具体的には、例えば、切削装置２に対して除去装置２２の除去アーム３４等を組み込むことができる。もちろん、除去装置２２に対して切削装置２の切削ユニット１４等を組み込んでも良い。なお、これら場合には、第１保持ステップと第２保持ステップとが同じチャックテーブル（チャックテーブル４又はチャックテーブル２４）を用いて行われることになる。
また、上記実施形態では、ワーク７側からキャリア板３の外周縁に沿って切削ブレード１８を切り込ませることによって段差部３ｃを形成しているが、例えば、ワーク７側からキャリア板３の外周縁に沿ってレーザービームを照射することによって段差部３ｃを形成しても良い。この場合には、切削装置２（切削ユニット１４）の代わりに、少なくともキャリア板３に吸収される波長のレーザービームを照射できるレーザー加工装置（レーザー加工ユニット）が使用される。
また、キャリア板除去ステップにおいてキャリア板３を除去する際に、キャリア板３とワーク７との間（仮接着層５に相当する領域）に流体を吹き付けることもできる。図４（Ａ）は、第１変形例のキャリア板除去ステップについて示す一部断面側面図である。図４（Ａ）に示すように、第１変形例に係るキャリア板除去ステップで使用される除去アーム３４の内部には、流体を供給するための流路３４ａが設けられている。
流路３４ａの上流側は、バルブ（不図示）等を介して流体の供給源（不図示）に接続されている。一方で、流路３４ａの下流端は、除去アーム３４の先端部において開口している。そのため、各除去アーム３４の先端部でキャリア板３の段差部３ｃを下方から支持しながらバルブを開けば、キャリア板３とワーク７との間に流体を吹き付けることができる。
例えば、キャリア板３とワーク７との間に流体を吹き付けながら、除去アーム３４で段差部３ｃに力を加えることにより、ワーク７からキャリア板３をより容易に剥離できるようになる。キャリア板３とワーク７との間に吹き付ける流体としては、例えば、エアーや水等を用いることができる。ただし、この流体の種類等に特段の制限はない。
また、上記実施形態等では、複数の除去アーム３４を用いてワーク７からキャリア板３を剥離、除去しているが、１つの除去アーム３４を用いてワーク７からキャリア板３を剥離、除去することもできる。図４（Ｂ）は、１つの除去アーム３４を用いてワーク７からキャリア板３を剥離、除去する第２変形例のキャリア板除去ステップについて示す一部断面側面図である。
また、キャリア板除去ステップで除去アーム３４により支持される段差部３ｃの位置等にも特段の制限はない。図５（Ａ）は、第３変形例のキャリア板除去ステップについて示す一部断面側面図であり、図５（Ｂ）は、第４変形例のキャリア板除去ステップについて示す一部断面側面図である。
第３変形例のキャリア板除去ステップでは、図５（Ａ）に示すように、除去アーム３４によってキャリア板３の１つの角３ｄに相当する位置で段差部３ｃを支持し、キャリア板３を剥離する。この場合、キャリア板３は、角３ｄに相当する位置から対角線の方向に沿って徐々に剥離されることになる。
一方で、第４変形例のキャリア板除去ステップでは、図５（Ｂ）に示すように、除去アーム３４によってキャリア板３の４つの角３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇに相当する位置で段差部３ｃを支持し、キャリア板３を剥離する。この場合、キャリア板３は、角３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇに相当する位置から対角線の方向に沿って徐々に剥離されることになる。
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 複合基板
３ キャリア板
３ａ 第１面（表面）
３ｂ 第２面（裏面）
３ｃ 段差部
３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ 角
５ 仮接着層
７ ワーク
７ａ 第１面（表面）
２ 切削装置
４ チャックテーブル（第１保持手段、第１保持ユニット）
６ 枠体
６ａ 流路
８ 保持板
８ａ 保持面
１０ バルブ
１２ 吸引源
１４ 切削ユニット
１６ スピンドル
１８ 切削ブレード
２２ 除去装置
２４ チャックテーブル（第２保持手段、第２保持ユニット）
２６ 枠体
２６ａ 流路
２８ 保持板
２８ａ 保持面
３０ バルブ
３２ 吸引源
３４ 除去アーム（除去手段、除去ユニット）
３４ａ 流路

Claims (2)

  1. キャリア板の表面に仮接着層を介して設けられたワークから該キャリア板を除去するキャリア板の除去方法であって、
    該キャリア板を第１保持手段で保持して該ワークを露出させる第１保持ステップと、
    該第１保持ステップを実施した後、該ワーク側から該キャリア板の外周縁に沿って該キャリア板を加工し、該キャリア板の外周縁に裏面側が表面側より外向きに突出した段差部を形成する段差部形成ステップと、
    該段差部形成ステップを実施した後、該ワークを第２保持手段で保持して該キャリア板を露出させる第２保持ステップと、
    該第２保持ステップを実施した後、除去手段で該段差部に力を加えて該キャリア板を該ワークから離れる方向に移動させることで該ワークから該キャリア板を除去するキャリア板除去ステップと、を備えたことを特徴とするキャリア板の除去方法。
  2. 該キャリア板除去ステップでは、除去手段で該段差部に力を加えながら該ワークと該キャリア板との間に流体を吹き付けることを特徴とする請求項１に記載のキャリア板の除去方法。
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