CN103390550A - 被加工物的分割方法 - Google Patents

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CN103390550A CN2013101584509A CN201310158450A CN103390550A CN 103390550 A CN103390550 A CN 103390550A CN 2013101584509 A CN2013101584509 A CN 2013101584509A CN 201310158450 A CN201310158450 A CN 201310158450A CN 103390550 A CN103390550 A CN 103390550A
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Abstract

本发明提供一种被加工物的分割方法，能够减小被加工物的分割所需要的加工宽度。其为将板状的被加工物（1）分割成一个个芯片的分割方法，包括：准备至少单面形成为梨皮面（11）的板状的被加工物的被加工物准备步骤；以使被加工物的梨皮面露出的方式利用卡盘工作台的保持面保持的保持步骤；利用切削刀具从由卡盘工作台保持的被加工物的梨皮面侧进行切削，以留下残存部（15）的方式形成切削槽（12）的切削槽形成步骤；以及沿着切削槽向被加工物照射激光光线（7），切断残存部的激光切断步骤，利用梨皮面抑制了切削刀具切削产生的被加工物表面的缺陷，并将在激光切断步骤中产生的碎片（8）收纳在切削槽内，抑制了碎片显露在被加工物的表面的情况。

Description

被加工物的分割方法
技术领域
本发明涉及被加工物的分割方法。
背景技术
利用激光加工装置向形成有IC（Integrated Circuit：集成电路）、LSI（Large ScaleIntegration：大规模集成电路）、光器件等的晶片的分割预定线照射激光光线，在晶片的表面形成槽，由此将晶片分割成一个个器件，从而制造存储器、CPU、LED等半导体器件（参照专利文献1）。
在该利用激光形成槽的方法中，与以往通过切削刀具切削的情况不同，具有能够缩窄分割所需要的加工宽度的优势。因此，特别是在芯片的尺寸小的器件的情况下，能够增加单片被加工物所能生产的芯片的数量。
专利文献1：日本特开平10-305420号公报
然而，当利用激光光线形成激光加工槽时，与激光光线去除被加工物的去除量相对应地，在槽的两岸附着被称为碎片（debris）的被加工物的熔融物。例如，在利用激光光线形成深槽来分割被加工物的情况下，产生的碎片的量变多，堆积在被加工物的表面的碎片的宽度也变大。其结果为，有可能不能充分地获得由激光加工实现的加工宽度缩小的优势。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种被加工物的分割方法，所述被加工物的分割方法能够减小被加工物的分割所需要的加工宽度。
本发明涉及的被加工物的分割方法是将板状的被加工物分割成一个个芯片的分割方法，其特征在于，所述被加工物的分割方法包括：被加工物准备步骤，在所述被加工物准备步骤中，准备至少单面形成为梨皮面的板状的被加工物；保持步骤，在所述保持步骤中，以使所述被加工物的所述梨皮面露出的方式利用卡盘工作台的保持面进行保持；切削槽形成步骤，在所述切削槽形成步骤中，利用切削刀具从由所述卡盘工作台保持的所述被加工物的所述梨皮面侧进行切削，以留下自背面起预定厚度的残存部的方式形成切削槽；以及激光切断步骤，在所述激光切断步骤中，沿着通过所述切削槽形成步骤形成的所述切削槽照射波长相对于所述被加工物具有吸收性的激光光线，切断所述残存部，利用所述梨皮面，抑制了通过所述切削刀具的切削而产生的所述被加工物的表面的缺陷，在所述激光切断步骤中产生的碎片收纳于所述切削槽内，抑制了碎片显露在所述被加工物的表面的情况。
在上述被加工物的分割方法中，所述被加工物的所述梨皮面的表面粗糙度优选在Ra0.5微米至Ra5.0微米的范围内。
本发明涉及的被加工物的分割方法是将板状的被加工物分割成一个个芯片的分割方法，所述被加工物的分割方法包括：被加工物准备步骤，在所述被加工物准备步骤中，准备至少单面形成为梨皮面的板状的被加工物；保持步骤，在所述保持步骤中，以使所述被加工物的所述梨皮面露出的方式利用卡盘工作台的保持面保持所述被加工物；切削槽形成步骤，在所述切削槽形成步骤中，利用切削刀具从由所述卡盘工作台保持的所述被加工物的所述梨皮面侧切削所述被加工物，以留下自背面起预定厚度的残存部的方式形成切削槽；以及激光切断步骤，在所述激光切断步骤中，沿着在所述切削槽形成步骤中形成的所述切削槽照射波长相对于所述被加工物具有吸收性的激光光线，切断所述残存部，利用所述梨皮面，抑制了通过所述切削刀具的切削而产生的所述被加工物的表面的缺陷，在所述激光切断步骤中产生的碎片收纳于所述切削槽内，抑制了碎片显露在所述被加工物的表面的情况。
根据本发明涉及的被加工物的分割方法，起到了能够减小被加工物的分割所需要的加工宽度的效果。
附图说明
图1是示出实施方式涉及的被加工物的立体图。
图2是切削槽形成步骤的说明图。
图3是激光切断步骤的说明图。
标号说明
1：被加工物；
2、5：卡盘工作台；
3：切割带；
4：切削构件；
6：激光加工构件；
7：激光光线；
8：碎片；
11：表面（梨皮面）；
12：切削槽；
13：激光加工槽；
14：背面；
15：残存部；
21、51：保持面；
30：切削装置；
41：主轴壳体；
42：切削刀具；
43：主轴；
50：激光加工装置。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式涉及的被加工物的分割方法详细进行说明。另外，本发明不受该实施方式的限制。并且，下述实施方式的技术特征包含了本领域技术人员容易想到的特征或者实质上相同的特征。
[实施方式]
参照图1至图3，对实施方式进行说明。本实施方式涉及被加工物的分割方法。图1是示出本发明的实施方式涉及的被加工物的立体图，图2是切削槽形成步骤的说明图，图3是激光切断步骤的说明图。
如图1所示，被加工物1是板状的部件。实施方式涉及的被加工物1是氯甲基等的陶瓷基板，形成为圆板形状。在被加工物1形成有缺口1a。在被加工物1的表面11配置有多个芯片（器件）。在被加工物1设定有将被加工物1分割成多个芯片的分割预定线。
本实施方式涉及的被加工物的分割方法是将板状的被加工物1分割成一个个芯片的分割方法，所述被加工物的分割方法包括被加工物准备步骤、保持步骤、切削槽形成步骤和激光切断步骤。
（被加工物准备步骤）
被加工物准备步骤是准备至少单面形成为梨皮面的板状的被加工物1的步骤。被加工物1的表面或背面的至少任意一个面形成为梨皮面。梨皮面是具有预定的表面粗糙度的面。梨皮面是例如通过烧制制造的被加工物1的未进行镜面加工的面。本实施方式涉及的被加工物1至少表面11形成为梨皮面。也可以进一步将被加工物1的背面14形成为梨皮面。
被加工物准备步骤是准备至少单面形成为梨皮面的板状的被加工物1的步骤，例如，可以包括：对被加工物1进行的器件的形成、被加工物1的背面14的表面加工、对被加工物1的表面11进行的保护膜的形成、对切削装置30的盒等进行的被加工物1的设置等。
（切削装置）
如图2所示，被加工物1由切削装置30的卡盘工作台2的保持面21保持。切削装置30构成为包括切削构件4和卡盘工作台2。卡盘工作台2用于在利用切削装置30切削被加工物1时保持被加工物1。卡盘工作台2的构成保持面21（表面）的部分是由多孔陶瓷等形成的圆盘形状。卡盘工作台2经由未图示的真空抽吸通路与未图示的真空抽吸源连接，并通过抽吸在保持面21载置的被加工物1的背面14来进行保持。
切削构件4利用旋转的切削刀具42切削被加工物1。切削构件4具有主轴壳体41、切削刀具42和主轴43。切削刀具42固定于主轴43，并与主轴43一体旋转。主轴43由主轴壳体41支承成旋转自如。在主轴壳体41内配置有马达等驱动主轴43旋转的驱动源。
切削刀具42是具有大致环形形状的极薄的切削磨具，其通过旋转对被加工物1实施切削加工。切削刀具42的厚度t为例如40μm～10μm，优选为30μm～20μm。
切削装置30还具有：搬送机构，其用于相对于卡盘工作台2的保持面21搬送和载置作为切削对象的被加工物1；Z轴移动机构，其用于使卡盘工作台2和切削构件4沿与保持面21正交的方向（Z轴方向）相对移动；X轴移动机构，其用于使卡盘工作台2和切削构件4沿X轴方向相对移动；和Y轴移动机构，其用于使卡盘工作台2和切削构件4沿Y轴方向相对移动。在本实施方式中，Z轴方向是竖直方向，被加工物1以使表面11朝向竖直方向上方的方式载置于卡盘工作台2。
X轴方向及Y轴方向是分别与Z轴方向正交的方向。而且，X轴方向与Y轴方向交叉，在本实施方式中为正交。而且，切削装置30具有用于使卡盘工作台2绕Z轴旋转的Z轴旋转机构。被加工物1以卡盘工作台2的旋转中心和被加工物1的圆板形状的中心一致的方式载置于卡盘工作台2。而且，切削装置30具有用于从卡盘工作台2回收完成切削加工的被加工物1并进行搬送的机构。在被加工物1的背面14粘贴有粘着带即切割带3。
（保持步骤）
保持步骤是以使被加工物1的梨皮面露出的方式将被加工物1保持在卡盘工作台2的保持面21的步骤。切削装置30的搬送机构将设置在盒等中的被加工物1搬送至卡盘工作台2，并以背面14与保持面21相对的方式将被加工物1载置于卡盘工作台2。换言之，搬送机构以使表面（梨皮面）11露出的方式将被加工物1载置于卡盘工作台2。卡盘工作台2抽吸被载置的被加工物1的背面14来将被加工物1保持在保持面21。
（校准）
通过保持面21保持被加工物1后，实行校准。校准用于进行被加工物1的分割预定线和切削刀具42的对位。对于表面11为梨皮面的被加工物1，不能实施由使用红外线的透过式显微镜实现的校准。因此，可以作为没有图案的被加工物1而通过使用红外线的透过式显微镜以外的构件实行校准，或者采用从背面14进行的校准。例如，也可以基于在被加工物1形成的缺口1a和定向平面等来实行校准。切削装置30取得校准信息，并基于校准信息调整被加工物1和切削构件4的相对位置。例如，通过对拍摄被加工物1获得的图像进行图像处理来取得校准信息。
切削装置30基于取得的校准信息，通过X轴移动机构、Y轴移动机构以及Z轴旋转机构使卡盘工作台2和切削构件4的相对位置变化，将预定的分割预定线的一端定位于切削刀具42的正下方。此时，以上述预定的分割预定线的延伸方向处于X轴方向的方式进行对位。而且，切削装置30通过Z轴移动机构调节被加工物1和切削构件4在Z轴方向的相对位置。
（切削槽形成步骤）
切削槽形成步骤为利用切削刀具42从由卡盘工作台2保持的被加工物1的梨皮面侧进行切削，以留下自背面14起预定厚度的残存部15的方式形成切削槽的步骤。如图2所示，切削装置30利用切削刀具42从被加工物1的表面11侧切削被加工物1，形成切削槽12。切削装置30利用Z轴移动机构预先调节卡盘工作台2和切削构件4在Z轴方向的相对位置，以便以留下自背面14起预定厚度的残存部15的方式形成切削槽12。
切削槽12的深度d，即从被加工物1的表面11至切削槽12的底为止的Z轴方向的距离为例如被加工物1的厚度h的一半以上的尺寸。切削槽12的深度d优选设定为使后述残存部15的厚度（被加工物1的厚度h-切削槽12的深度d）在100μm以下。
切削装置30利用X轴移动机构使卡盘工作台2和切削刀具42在X轴方向相对移动，由此沿着在X轴方向延伸的分割预定线形成切削槽12。切削装置30在完成沿一条分割预定线的切削槽12的形成后，利用Y轴移动机构使卡盘工作台2和切削刀具42在Y轴方向相对移动，由此将切削刀具42对位于下一分割预定线，并开始切削槽12的形成。切削装置30通过交替实行切削槽12的形成和切削刀具42向下一分割预定线的对位，从而依次在被加工物1形成多个切削槽12。
切削装置30在完成所有沿着第一方向的分割预定线的切削槽12的形成后，利用Z轴旋转机构使卡盘工作台2旋转90度，形成沿着与已经形成的切削槽12交叉的方向、例如正交的方向的分割预定线的切削槽12。当完成沿着全部的分割预定线的切削槽12的形成后，切削槽形成步骤完成。
在本实施方式涉及的被加工物的分割方法中，切削装置30利用切削刀具42从被加工物1的梨皮面即表面11侧进行切削，形成切削槽12。通过从梨皮面侧进行切削，从而利用梨皮面的凹凸来抑制在切削加工时容易产生的碎屑（表面的缺陷）。这是考虑到所述抑制效果是通过利用梨皮面的凹凸抑制碎屑的产生本身的情况，或者利用梨皮面的凹凸抑制产生的小碎屑的扩大的情况中的至少一方得到的。
被加工物1的梨皮面的表面粗糙度优选在Ra0.5微米至Ra5.0微米的范围内。梨皮面的表面粗糙度的上限值优选为Ra3.0微米。另外，也可以按照Rz（十点平均粗糙度）或Rmax（最大高度）代替Ra（中心线平均粗糙度）来规定梨皮面的表面粗糙度。对被加工物1的表面11进行表面加工以达到期望的表面粗糙度。
通过抑制碎屑，减小了利用切削刀具42进行的切削加工的加工宽度。例如，与利用切削刀具42对进行了镜面加工的表面11进行切削以形成切削槽12的情况相比，通过抑制碎屑而减小了加工宽度。因此，根据本实施方式涉及的被加工物的分割方法，能够减小被加工物1的分割所需要的加工宽度。
在利用切削槽形成步骤形成了切削槽12的被加工物1被从卡盘工作台2回收。通过搬送装置等将回收的被加工物1送到图3所示的激光加工装置50。
激光加工装置50构成为包括卡盘工作台5和激光加工构件6。卡盘工作台5是例如与切削装置30的卡盘工作台2相同的结构，其能够将被加工物1保持在保持面51。被加工物1以使表面11露出的方式载置于卡盘工作台5。
激光加工构件6用于对保持于卡盘工作台5的被加工物1照射激光光线7。激光加工构件6构成为包括用于振荡发出激光光线7的激光振荡器和用于将振荡发出的激光光线7照射在被加工物1的表面11的聚光器。激光振荡器能够对振荡发出的激光光线7的频率（波长）进行调整。激光振荡器振荡发出波长相对于被加工物1具有吸收性的激光光线7。作为激光振荡器，例如，可以使用YAG激光振荡器或YVO4激光振荡器等。聚光器构成为包括用于改变由激光振荡器振荡发出的激光光线7的行进方向的全反射镜和用于将激光光线7聚光的聚光透镜等。
激光加工构件6还具有：相对于卡盘工作台5的保持面51搬送和载置作为切削对象的被加工物1的机构；X’轴移动机构，其用于使卡盘工作台5和激光加工构件6在X’轴方向相对移动；和Y’轴移动机构，其用于使卡盘工作台5和激光加工构件6在Y’轴方向相对移动。Z’轴方向是与保持面51正交的方向。在本实施方式中，Z’轴方向是竖直方向，被加工物1以表面11朝向竖直方向上方的方式载置于卡盘工作台5。
X’轴方向与Y’轴方向是分别垂直于Z’轴方向的方向。而且，X’轴方向与Y’轴方向交叉，在本实施方式中为正交。激光加工装置50具有用于使卡盘工作台5绕Z’轴旋转的Z’轴旋转机构。被加工物1以使卡盘工作台5的旋转中心和被加工物1的圆板形状的中心一致的方式载置于卡盘工作台5。而且，激光加工装置50具有用于从卡盘工作台5回收完成了激光加工的被加工物1并进行搬送的机构。
（激光切断步骤）
激光切断步骤为沿着通过切削槽形成步骤形成的切削槽12照射波长相对于被加工物1具有吸收性的激光光线7来切断残存部15的步骤。激光加工装置50在实行激光切断步骤之前，取得用于进行被加工物1的切削槽12（分割预定线）和激光加工构件6所照射的激光光线7的对位的校准信息。例如，通过对拍摄被加工物1的表面11获得的图像进行图像处理，来取得校准信息。
激光加工装置50基于取得的校准信息，借助X’轴移动机构、Y’轴移动机构及Z’轴旋转机构使卡盘工作台5和激光加工构件6的相对位置变化，将预定的分割预定线（切削槽12）的一端定位于激光加工构件6的聚光器的正下方。此时，以使上述预定的分割预定线的延伸方向处于X’轴方向的方式进行对位。
激光加工装置50在完成被加工物1和激光加工构件6的相对的对位后，开始激光切断步骤，利用激光加工构件6照射激光光线7。激光光线7照射到切削槽12的底部，即残存部15。激光加工装置50一边照射激光光线7，一边利用X’轴移动机构使被加工物1和激光加工构件6在X’轴方向相对移动。由此，在残存部15形成激光加工槽13。当形成到达被加工物1的背面14的激光加工槽13时，残存部15被切断，被加工物1被分割成比激光加工槽13靠Y’轴方向的一侧的部分和另一侧的部分。另外，残存部15的切断可以通过单次的激光光线7的照射来完成，也可以通过多次的激光光线7的照射来完成。
通过利用激光切断步骤切断残存部15，与利用切削刀具42切断被加工物1的情况相比，抑制了在背面14侧产生的缺陷。由此，能够减小背面14侧的加工宽度。
在形成激光加工槽13时，产生碎片8。碎片8分别生成于激光加工槽13的两岸。当产生的碎片8在表面11露出并附着于表面11时，会导致加工宽度的增加。
但是，在本实施方式中，对切削槽12的底部照射激光光线7来形成激光加工槽13。由激光加工槽13的形成而产生的碎片8附着于切削槽12的相互对置的壁面12a、12b。即，在激光切断步骤产生的碎片8收纳于切削槽12内，从而抑制了碎片8在切削槽12的外部（表面11）显露（露出）的情况。因此，根据本实施方式涉及的被加工物的分割方法，能够抑制碎片8在被加工物1的表面11露出，减小加工宽度。
切削槽12的深度d和宽度w定为这样的值：将因激光加工槽13的形成而产生的碎片8的至少一部分收纳于切削槽12的内部从而能够抑制碎片8在切削槽12的外部露出。也可以将深度d和宽度w定为能够将产生的碎片8全部收纳在切削槽12的内部，换言之，使得碎片8的Z’轴方向的高度在切削槽12的深度d以下。
激光加工构件6照射的激光光线7的Y’轴方向的聚光点直径设定为比切削槽12的宽度w小。
激光加工装置50在完成沿第一分割预定线的激光加工槽13的形成后，利用Y’轴移动机构使卡盘工作台5和激光加工构件6在Y’轴方向相对移动，由此将激光加工构件6定位于下一分割预定线，开始激光加工槽13的形成。激光加工装置50通过交替实行利用激光光线7进行的残存部15的切断和激光加工构件6向下一分割预定线的对位，从而沿被加工物1的各分割预定线依次切断残存部15。
激光加工装置50在完成所有沿第一方向的分割预定线的残存部15的切断后，通过Z’轴旋转机构使卡盘工作台5旋转90度，切断沿着与已经切断的分割预定线交叉的方向、例如正交方向的分割预定线的残存部15。当完成沿着全部的分割预定线的残存部15的切断时，激光切断步骤完成。
在完成激光切断步骤后，从卡盘工作台5回收被加工物1。被加工物1在拾取工序中被分离成各芯片1b。根据本实施方式涉及的被加工物的分割方法，抑制了碎片8在被加工物1的表面11露出的情况，因此能够抑制在利用真空进行的拾取工序中抽吸碎片8的情况。
另外，被加工物不限于陶瓷基板。被加工物也可以是例如陶瓷基板以外的无机材料基板、硅晶片等半导体晶片等。在硅晶片的情况下，梨皮面是例如被加工物1的在从硅锭切出的状态下不进行磨削等表面加工的面。
在本实施方式中，切削装置30和激光加工装置50是不同的装置，但不限于此，切削装置30和激光加工装置50也可以是一体的装置。
上述的实施方式所公开的内容能够适当地组合实行。

Claims (2)

1.一种被加工物的分割方法，所述被加工物的分割方法是将板状的被加工物分割成一个个芯片的分割方法，其特征在于，
所述被加工物的分割方法包括：
被加工物准备步骤，在所述被加工物准备步骤中，准备至少单面形成为梨皮面的板状的被加工物；
保持步骤，在所述保持步骤中，以使所述被加工物的所述梨皮面露出的方式利用卡盘工作台的保持面保持所述被加工物；
切削槽形成步骤，在所述切削槽形成步骤中，利用切削刀具从由所述卡盘工作台保持的所述被加工物的所述梨皮面侧切削所述被加工物，以留下自背面起预定厚度的残存部的方式形成切削槽；以及
激光切断步骤，在所述激光切断步骤中，沿着通过所述切削槽形成步骤形成的所述切削槽照射波长相对于所述被加工物具有吸收性的激光光线，切断所述残存部，
利用所述梨皮面，抑制了通过所述切削刀具的切削而产生的所述被加工物的表面的缺陷，
在所述激光切断步骤中产生的碎片收纳于所述切削槽内，抑制了碎片显露在所述被加工物的表面的情况。
2.根据权利要求1所述的被加工物的分割方法，
所述被加工物的所述梨皮面的表面粗糙度在Ra0.5微米至Ra5.0微米的范围内。
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