CN110364458B - 被加工物的切削方法 - Google Patents

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Abstract

提供被加工物的切削方法，能够防止被加工物的加工不良的产生，并且能够有效地抑制粘片膜的飞边的产生。该被加工物的切削方法利用切削刀具对板状的被加工物进行切削，该被加工物在由呈格子状形成的多条分割预定线划分的正面侧的区域分别形成有器件，其中，该被加工物的切削方法具有如下的步骤：将层叠了粘片膜和划片带而得的层叠带的粘片膜粘贴在被加工物的背面上，并且将划片带的外周部粘贴在环状框架上，形成框架单元；利用切削装置的卡盘工作台隔着层叠带对被加工物进行保持；通过下切而沿着分割预定线形成将被加工物切断的切削槽；以及利用切削刀具通过上切而将在切削槽的底部露出的粘片膜切断。

Description

被加工物的切削方法
技术领域
本发明涉及被加工物的切削方法，利用切削刀具对板状的被加工物进行切削。
背景技术
沿着分割预定线(间隔道)对由在正面侧形成有以IC(Integrated Circuit：集成电路)等为代表的多个器件的半导体晶片或玻璃基板等形成的板状的被加工物进行分割，从而得到分别包含器件的多个器件芯片。该被加工物的分割例如使用安装有对被加工物进行切削的圆环状的切削刀具的切削装置来进行。使切削刀具旋转并沿着分割预定线切入至被加工物，从而对被加工物进行切削而进行分割。
大多情况下，在器件芯片上分别粘贴有被称为粘片膜的芯片接合用的粘接层。关于粘片膜的粘贴，已知有如下的方法：首先在分割前的被加工物上粘贴覆盖该被加工物的整个背面的粘片膜，然后沿着分割预定线将该被加工物连同粘片膜一起进行分割，从而得到附着有粘片膜的多个器件芯片。
粘片膜由柔软的树脂等形成，因此当利用切削刀具将粘片膜切断时，粘片膜被切削刀具拉伸而产生胡须状的突起(飞边)。该飞边会成为对器件芯片进行芯片接合时的障碍，因此关于对飞边的抑制提出了各种方案。例如在专利文献1中公开了一种方法：在通过切削刀具将粘片膜切断之后，对粘片膜实施加热处理，从而使飞边收缩。
专利文献1：日本特开2004-79597号公报
当如上述那样在被加工物的背面侧粘贴柔软的粘片膜时，被加工物成为被柔软的部件支承的状态。当在该状态下利用切削刀具将被加工物和粘片膜同时切断时，有时在被加工物上产生被称为崩边的缺损或裂纹等加工不良。
另外，关于通过切削刀具将粘片膜切断时所产生的飞边，如上所述提出了通过加热而使飞边收缩的方法。但是，在该方法中，为了将飞边去除，需要独立于被加工物的分割而进行加热处理的工序，器件芯片的生产效率降低。
发明内容
本发明是鉴于该问题点而完成的，其课题在于提供一种被加工物的切削方法，能够防止被加工物的加工不良的产生，并且能够有效地抑制粘片膜的飞边的产生。
根据本发明，提供被加工物的切削方法，利用切削刀具对板状的被加工物进行切削，该被加工物在由呈格子状形成的多条分割预定线划分的正面侧的区域分别形成有器件，其特征在于，该被加工物的切削方法具有如下的步骤：框架单元形成步骤，将层叠粘片膜和划片带而得的层叠带的该粘片膜粘贴于该被加工物的背面上，并且将该划片带的外周部粘贴于环状框架上，形成框架单元；保持步骤，利用切削装置的卡盘工作台隔着该层叠带对该被加工物进行保持；第1切削步骤，按照使旋转的该切削刀具的下端所移动的方向与该卡盘工作台的移动方向一致的方式使该卡盘工作台和该切削刀具相对地移动，使该切削刀具切入该被加工物，从而沿着该分割预定线形成使该粘片膜残留而将该被加工物切断的切削槽；以及第2切削步骤，在实施了该第1切削步骤之后，按照使旋转的该切削刀具的下端所移动的方向与该卡盘工作台的移动方向成为相反方向的方式使该卡盘工作台和该切削刀具相对地移动，利用该切削刀具将在该切削槽的底部露出的该粘片膜切断。
另外，在本发明的被加工物的切削方法中，在该第1切削步骤中，该切削刀具向该粘片膜切入的深度为5μm以下。
在本发明的被加工物的切削方法中，在通过下切将粘贴在粘片膜上的被加工物切断之后，通过上切将粘片膜切断。由此，能够防止被加工物的加工不良(崩边、裂纹等)的产生，并且能够有效地抑制粘片膜的飞边的产生。
附图说明
图1是示出框架单元的结构例的立体图。
图2是示出利用切削装置的卡盘工作台对被加工物进行了保持的状态的局部剖视侧视图。
图3的(A)是示出形成切削槽的情况的局部剖视侧视图，图3的(B)是第1切削步骤中的切削刀具的下端部的放大图。
图4是示出第1切削步骤中的加工进给的情况的局部剖视侧视图。
图5的(A)是示出将粘片膜切断的情况的局部剖视侧视图，图5的(B)是第2切削步骤中的切削刀具的下端部的放大图。
图6是示出第2切削步骤中的加工进给的情况的局部剖视侧视图。
标号说明
11：框架单元；13：被加工物；13a：正面；13b：背面；15：分割预定线；17：器件；19：环状框架；21：层叠带；23：粘片膜；25：划片带；27：切削槽；2：切削装置；4：卡盘工作台；4a：保持面；6：切削单元；8：夹具；10：主轴；12：切削刀具。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是示出利用环状框架19对本实施方式的板状的被加工物13进行支承而得的框架单元11的结构例的立体图。
被加工物13使用半导体晶片或玻璃基板等而形成为圆盘状，被加工物13具有正面13a和背面13b。被加工物13由呈格子状排列的多条分割预定线(间隔道)15划分成多个区域，在该多个区域的正面13a侧分别形成有由IC等构成的器件17。沿着分割预定线15对被加工物13进行分割，从而得到分别具有器件17的多个器件芯片。
另外，被加工物13的材质、形状、结构、大小等没有限制。例如作为被加工物13，可以使用半导体基板(硅基板、SiC基板、GaAs基板、InP基板、GaN基板等)、玻璃基板、蓝宝石基板、陶瓷基板、树脂基板、金属基板等。另外，器件17的种类、数量、形状、结构、大小、配置等也没有限制。
当要对被加工物13进行分割时，首先为了通过加工装置的卡盘工作台对被加工物13进行保持，形成利用环状框架19对被加工物13进行支承而得的框架单元11(框架单元形成步骤)。
如图1所示，被加工物13借助层叠圆形的粘片膜23和圆形的划片带25而得的层叠带21而支承于环状框架19。层叠带21是在划片带25上粘贴柔软的粘片膜23而构成的，粘片膜23按照直径为被加工物13的直径以上且为划片带25的直径以下的方式形成。
将层叠带21的粘片膜23粘贴于被加工物13的背面13b上，并且将划片带25的外周部粘贴于环状框架19。由此，得到利用环状框架19对被加工物13进行支承而得的框架单元11。
另外，粘片膜23和划片带25的材料没有限制。例如，粘片膜23可以由丙烯酸系和环氧系的树脂形成，划片带25可以由聚烯烃或氯乙烯等树脂形成。
接着，利用切削装置的卡盘工作台隔着层叠带21对支承于环状框架19的被加工物13进行保持(保持步骤)。图2是示出利用切削装置2的卡盘工作台4对被加工物13进行保持的状态的局部剖视侧视图。
切削装置2具有：卡盘工作台4，其对被加工物13进行吸引保持；以及夹具8，其对支承被加工物13的环状框架19进行固定。被加工物13隔着层叠带21而配置在卡盘工作台4上，环状框架19通过夹具8进行固定。卡盘工作台4的上表面的一部分构成隔着层叠带21对被加工物13进行吸引保持的保持面4a，该保持面4a经由形成于卡盘工作台4的内部的吸引路(未图示)等而与吸引源(未图示)连接。
另外，在卡盘工作台4的下方设置有加工进给机构(未图示)。该加工进给机构具有使卡盘工作台4在与保持面4a大致平行的加工进给方向(第1水平方向)上移动的功能。另外，也可以代替卡盘工作台4而使用利用机械方法或电学方法等对被加工物13进行保持的卡盘工作台。
另外，切削装置2在卡盘工作台4的上方具有用于对被加工物13进行切削的切削单元6。切削单元6具有主轴10，该主轴10在相对于保持面4a大致平行的方向上具有轴心，在主轴10的前端部安装有环状的切削刀具12。主轴10与电动机等旋转驱动源(未图示)连结，安装于主轴10的切削刀具12通过从旋转驱动源传递的力而进行旋转。切削刀具12例如由利用镀镍固定金刚石磨粒而得的电铸磨具构成。
另外，切削单元6被支承于升降机构(未图示)和分度进给机构(未图示)。升降机构具有使切削单元6在切入进给方向(铅垂方向)上移动(升降)的功能，分度进给机构具有使切削单元6在与保持面4a大致平行且与加工进给方向(第1水平方向)大致垂直的分度进给方向(第2水平方向)上移动的功能。
在保持步骤中，在将被加工物13隔着层叠带21配置在卡盘工作台4的保持面4a上并通过夹具8对环状框架19进行了固定的状态下，对保持面4a作用吸引源的负压。由此，被加工物13在正面13a侧向上方露出的状态下隔着层叠带21被保持于卡盘工作台4。
接着，使切削刀具12切入被加工物13，从而沿着分割预定线15形成使粘片膜23残留而将被加工物13切断的切削槽27(第1切削步骤)。图3的(A)是示出在第1切削步骤中形成切削槽27的情况的局部剖视侧视图。
在第1切削步骤中，一边使切削刀具12旋转而切入被加工物13，一边进行使卡盘工作台4在与保持面4a大致平行且与主轴8的轴心大致垂直的方向上相对移动的加工进给。由此，形成将被加工物13切断的直线状的切削槽27。
按照切断被加工物13并且不切断粘片膜23的方式设定第1切削步骤中的切削刀具12的铅垂方向上的高度。图3的(B)是第1切削步骤中的切削刀具12的下端部的放大图。如图3的(B)所示，切削刀具12按照下端成为与被加工物13的背面13b大致相同的高度的方式被定位。
在该状态下，进行使卡盘工作台4和切削刀具12相对移动的加工进给，从而切削刀具12不会将粘片膜23切断但将被加工物13切断。其结果是，成为粘片膜23在通过切削刀具12而形成的切削槽27的底部露出的状态。
这样，在第1切削步骤中，按照切削刀具12不切入粘片膜23的方式设定切削刀具12的高度，从而通过切削刀具12仅将被加工物13切断。由此，能够避免在将被加工物13和粘片膜23同时切断的情况下可能产生的被加工物13的加工不良(背面13b侧的崩边、裂纹等)的产生。
另外，也可以按照切削刀具12略微切入粘片膜23的方式设定切削刀具12的高度。只要切削刀具12对粘片膜23的切入深度小于粘片膜23的厚度，则粘片膜23不会被切断而能够残留。但是，当切削刀具12切入粘片膜23的深度增大时，容易产生加工不良，因此优选切入深度例如为5μm以下。
另外，在第1切削步骤中，进行如下的加工进给：按照旋转的切削刀具12的下端所移动的方向与卡盘工作台4的移动方向一致的方式使卡盘工作台4和切削刀具12相对地移动。
图4是示出第1切削步骤中的加工进给的情况的局部剖视侧视图。如图4所示，一边使切削刀具12在箭头A所示的方向上旋转，一边使卡盘工作台4在箭头B所示的加工进给方向上移动。由此，切削刀具12进行从被加工物13的正面13a侧朝向背面13b侧对被加工物13进行切削的所谓下切。
在将正面13a露出而背面13b被支承于支承部件(在图4中为粘片膜23)的被加工物13切断的情况下，当切削刀具12进行从背面13b侧朝向正面13a侧对被加工物13进行切削的所谓上切时，容易在正面13a侧产生崩边。另一方面，在通过下切将被加工物13b切断的情况下，存在通过支承着背面13b侧的支承部件来抑制崩边的产生的趋势。
因此，在本实施方式中，通过下切将被加工物13切断。由此，能够抑制被加工物13的分割时的崩边的产生。
如上所述，在第1切削步骤中，切削刀具12在不切入粘片膜23或切入量较少的条件下通过下切将被加工物13切断。由此，能够抑制由于被加工物13的切断所导致的加工不良的产生。
接着，利用切削刀具12将在通过第1切削步骤而形成的切削槽27的底部露出的粘片膜23切断(第2切削步骤)。图5的(A)是示出在第2切削步骤中将粘片膜23切断的情况的局部剖视侧视图。
在第2切削步骤中，一边使切削刀具12旋转而切入至在切削槽27的底部露出的粘片膜23，一边进行使卡盘工作台4在与保持面4a大致平行且与主轴8的轴心大致垂直的方向上移动的加工进给。由此，沿着切削槽27将粘片膜23切断。
按照将粘片膜23切断的方式设定第2切削步骤中的切削刀具12的铅垂方向上的高度。图5的(B)是第2切削步骤中的切削刀具12的下端部的放大图。如图5的(B)所示，切削刀具12按照如下的方式被定位：切削刀具12的下端配置在比粘片膜23的下表面靠下方的位置，切削刀具12能够对粘片膜23的整个厚度方向进行切削。
通过在该状态下进行加工进给，从而切削刀具12沿着切削槽27将粘片膜23切断。但是，在第2切削步骤中，与第1切削步骤不同，按照旋转的切削刀具12的下端所移动的方向与卡盘工作台4的移动方向成为相反方向的方式使卡盘工作台4和切削刀具12相对地移动。
图6是示出第2切削步骤中的加工进给的情况的局部剖视侧视图。如图6所示，一边使切削刀具12在箭头A所示的方向上旋转，一边使卡盘工作台4在箭头C所示的加工进给方向上移动。由此，切削刀具12进行从下表面侧朝向上表面侧对粘片膜23进行切削的上切。
在利用切削刀具12将粘片膜23切断时，粘片膜23被切削刀具12拉伸，有时产生胡须状的突起(飞边)。该飞边会成为对分割被加工物13而得到的器件芯片进行芯片接合时的障碍，因此优选尽可能不产生该飞边。
如图6所示，在粘片膜23的上表面侧被被加工物13覆盖、下表面侧被比被加工物13柔软的划片带25覆盖的情况下，当与第1切削步骤同样地利用下切进行粘片膜23的切断时，粘片膜23朝向更柔软的划片带25侧而被切削。当切削刀具12像这样朝向柔软的层对粘片膜23进行切削时，存在容易产生粘片膜23的飞边的趋势。
因此，在本实施方式中，利用上切进行粘片膜23的切断，朝向比划片带25刚性高的被加工物13对粘片膜23进行切削。由此，可抑制由于粘片膜23的切断所导致的飞边的产生。
另外，能够分别在加工进给的往路和返路上连续地实施第1切削步骤和第2切削步骤。具体而言，首先使卡盘工作台4在箭头B(图4)所示的第1加工进给方向上移动(往路)，从而利用下切将被加工物13切断。然后，不改变切削刀具12的旋转方向而使卡盘工作台在箭头C(图6)所示的第2加工进给方向即与第1加工进给方向相反的方向上移动(返路)，从而利用上切将粘片膜23切断。
这样，关于利用上切将粘片膜23切断的第2切削步骤，能够在第1切削步骤之后通过改变卡盘工作台4的移动方向而连续地实施。因此，不必追加加热处理等新的独立工序而能够有效地抑制粘片膜23的飞边的产生。
另外，在第1切削步骤之后不必使切削单元6的主轴10在分度进给方向上移动便能够实施第2切削步骤。因此，在第1切削步骤和第2切削步骤中不会产生切削刀具12的切削区域的位置偏移，能够防止在第2切削步骤中利用上切对被加工物13进行切削。由此，能够避免在被加工物13的正面13a侧产生崩边。
当对所有的分割预定线15实施第1切削步骤和第2切削步骤时，被加工物13被分割成具有器件17且粘贴有粘片膜的多个器件芯片。由此，得到抑制了加工不良(崩边、裂纹等)和粘片膜的飞边的产生的优质的器件芯片。
将通过第1切削步骤和第2切削步骤将被加工物13和粘片膜23切断后的结果示于表1。表1示出了在第1切削步骤中将切削刀具12向粘片膜23切入的深度设定为-5μm、0μm、5μm、10μm时所得到的器件芯片有无崩边以及粘片膜23的飞边的产生。另外，粘片膜23使用的是厚度为30μm的粘片膜23。
另外，切入深度-5μm是指将切削刀具12的下端定位于比被加工物13的背面13b靠上方5μm的位置的条件。另外，切入深度0μm是指按照切削刀具12的下端与被加工物13的背面13b成为相同的高度的方式对切削刀具12进行定位而使切削刀具12不切入粘片膜23的条件。
【表1】
切削刀具向粘片膜切入的深度[μm] 器件芯片的崩边 粘片膜的飞边
-5 有 无
0 无 无
5 无 无
10 有 无
根据表1可知，在按照切入深度为-5μm即被加工物13的背面侧13b的一部分未被切削、被加工物13未被完全切断的条件实施第1切削步骤的情况下，在器件芯片上产生崩边。因此，优选在第1切削步骤中按照至少能够将被加工物13切断的方式将切入深度设为0μm以上。
可知，在切入深度为0μm以上且5μm以下的情况下，不产生器件芯片的崩边，得到良好的结果。另一方面，当切入深度达到10μm时，得到在器件芯片上产生崩边的结果。因此，特别优选第1切削步骤中的切削刀具12向粘片膜23切入的深度为5μm以下。不过，若崩边的产生频率为一定的频率以下，则也可以将切入深度设定得大于5μm而实施第1切削步骤。
另外，无论切入深度为任何值，均未观察到粘片膜23的飞边。因此可知，即使在第1切削步骤中粘片膜23按照某种程度被切削，通过在第2切削步骤中利用上切将粘片膜23切断，也能够防止飞边的产生。
如上所述，在本实施方式的被加工物的加工方法中，在通过下切将粘贴在粘片膜23上的被加工物13切断之后，通过上切将粘片膜23切断。由此，能够防止被加工物13的加工不良(崩边、裂纹等)的产生，并且能够有效地抑制粘片膜23的飞边的产生。
除此之外，上述实施方式的结构、方法等只要不脱离本发明的目的的范围，则可以适当变更并实施。

Claims (2)

1.一种被加工物的切削方法，利用切削刀具对板状的被加工物进行切削，该被加工物在由呈格子状形成的多条分割预定线划分的正面侧的区域分别形成有器件，其特征在于，
该被加工物的切削方法具有如下的步骤：
框架单元形成步骤，将层叠了粘片膜和划片带而得的层叠带的该粘片膜粘贴于该被加工物的背面上，并且将该划片带的外周部粘贴于环状框架上，形成框架单元；
保持步骤，利用切削装置的卡盘工作台隔着该层叠带对该被加工物进行保持；
第1切削步骤，按照使旋转的该切削刀具的下端所移动的方向与该卡盘工作台的移动方向一致的方式使该卡盘工作台和该切削刀具相对地移动，使该切削刀具切入该被加工物，从而沿着该分割预定线形成使该粘片膜残留而将该被加工物切断的切削槽；以及
第2切削步骤，在实施了该第1切削步骤之后，按照使旋转的该切削刀具的下端所移动的方向与该卡盘工作台的移动方向成为相反方向的方式使该卡盘工作台和该切削刀具相对地移动，利用该切削刀具将在该切削槽的底部露出的该粘片膜切断。
2.根据权利要求1所述的被加工物的切削方法，其特征在于，
在该第1切削步骤中，该切削刀具向该粘片膜切入的深度为5μm以下。
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