JP2013058653A

JP2013058653A - 板状物の分割方法

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Publication number: JP2013058653A
Application number: JP2011196660A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Shimizu; 芳昭清水
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2013-03-28

Abstract

【課題】板状物を切削ブレードで切削して分割する際に、発生するチッピングサイズを抑えながら板状物を分割予定ラインに沿って分割する。
【解決手段】第一切削ステップで板状物１の表面１ａ側に分割予定ライン２に沿って裏面１ｂに至らない切削溝５を形成し、第二切削ステップで板状物１の裏面１ｂ側から切削溝５に達する残存部６の切削を施す。分割予定ライン２に沿って表裏面から切削するため、表面側から一度に貫通切削した場合に発生しやすいチッピングのサイズを抑えることができる。第二切削ステップでは、貫通部形成ステップで形成した分割予定ライン２の両端の貫通部７ｘ，７ｙをもとにして裏面１ｂ側から分割予定ライン２の位置を検出し、検出した分割予定ライン２の位置に沿って残存部６を切削する。これにより、板状物１を分割予定ライン２に沿って分割することができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えば半導体ウェーハ、セラミック板、樹脂基板等の板状物を切削ブレードで切削して分割する際などに用いられて好適な板状物の分割方法に関する。

この種の板状物を分割する技術分野としては、半導体デバイスの製造が挙げられる。半導体デバイスは、シリコンやガリウムヒ素等の半導体からなるウェーハの表面に格子状の分割予定ラインによって矩形状の細密なデバイス領域が区画され、これらデバイス領域に、ＩＣやＬＳＩ等による電子回路が形成される。そしてこのウェーハを分割予定ラインに沿って切断し分割することにより、１枚のウェーハから多数のデバイスが製造される。

上記ウェーハ等の板状物の分割加工は、例えば、切削ブレードを板状物の分割予定ラインに切り込ませながら、切削ブレードと板状物とを分割予定ラインの方向に相対移動させて高精度に切削する切削装置が用いられる（特許文献１）。

特開平１１−０７４２２８号公報

ところで、切削ブレードによる切削では、板状物の切削端面にチッピングと呼ばれる欠けが生じる場合が多い。また、一般的には、切削ブレードの切り込み面とは反側対の面に、より大きなチッピングが生じることが問題となっている。チッピングを抑えるためには、切削ブレードで板状物の一面から切削して他面に至らない切削溝を形成した後、他面から切削溝に達する切削加工を施す方法が考えられる。

しかしこの方法は、例えば半導体ウェーハや光デバイスウェーハ等のデバイスが形成されている板状物の場合には、表面側に分割予定ラインが形成されており裏面側からはウェーハを透過して分割予定ラインを検出する必要があるため、実施は困難である。また、裏面に金属膜等が形成されている板状物の場合には、表面側の分割予定ラインを検出することができないことから、やはり困難である。さらに、セラミック板や金属板等の分割予定ラインが形成されていない板状物の場合には、切削時に分割予定ラインを設定するが、表面で切削した分割予定ラインの位置と同じ位置を裏面側から切削するのは非常に難しいという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、板状物を切削ブレードで切削して分割する際に、発生するチッピングサイズを抑えることができるとともに分割予定ラインに沿って板状物を分割することができる板状物の分割方法を提供することにある。

本発明の板状物の分割方法は、第一方向に伸長する複数の第一分割予定ラインと該第一方向に交差する第二方向に伸長する複数の第二分割予定ラインとからなる分割予定ラインが設定された板状物を該分割予定ラインに沿って分割する板状物の分割方法であって、板状物の表面側から切削ブレードで前記分割予定ラインに沿って切削して切削溝を形成するとともに板状物の裏面側に残存部を形成する第一切削ステップと、該第一切削ステップを実施する前または後に、板状物の表面側から少なくとも１の前記第一分割予定ライン両端の板状物の外周部を切削ブレードでそれぞれ完全切断して裏面に貫通する第一貫通部を形成するとともに板状物の表面側から少なくとも１の前記第二分割予定ライン両端の板状物の外周部を切削ブレードでそれぞれ完全切断して裏面に貫通する第二貫通部を形成する貫通部形成ステップと、前記第一切削ステップと前記貫通部形成ステップを実施した後、板状物の裏面側から前記第一貫通部と前記第二貫通部をもとに前記分割予定ライン位置を検出する分割予定ライン位置検出ステップと、該分割予定ライン位置検出ステップを実施した後、板状物の裏面側から検出した前記分割予定ライン位置に沿って切削ブレードで前記残存部を切削して板状物を分割する第二切削ステップとを備えることを特徴とする。

本発明では、第一切削ステップで板状物の表面側に分割予定ラインに沿って切削溝を形成し、第二切削ステップで板状物の裏面側から切削溝に達する切削すなわち残存部の切削を行うことにより、分割予定ラインが完全に切断され、板状物は複数のチップに分割される。第一切削ステップで表面側に裏面に至らない切削溝を形成し、第二切削ステップで裏面側から切削溝に達する切削加工を施すため、発生するチッピングサイズを抑えることができる。また、第二切削ステップを行う際には、板状物の裏面側から分割予定ライン位置を検出する必要があるが、貫通部形成ステップで形成した分割予定ライン両端の貫通部をもとにして裏面側から分割予定ライン位置を検出することができる。したがって裏面側からの残存部の切削を分割予定ラインに沿って確実に行うことができる。

本発明によれば、板状物を切削ブレードで切削して分割するにあたり、板状物の裏面側から分割予定ライン位置を検出することができるため、裏面側からの分割予定ラインに沿った切削が可能となり、その結果、発生するチッピングサイズを抑えることができるとともに分割予定ラインに沿って板状物を分割することができるといった効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る分割方法により分割する板状物を粘着シートを介してフレームに支持した状態を示す斜視図である。同分割方法の第一切削ステップを示す斜視図である。（ａ）第一切削ステップ後の板状物の断面図、（ｂ）貫通部形成ステップ後の板状物の断面図である。貫通部形成ステップ後の板状物を示す斜視図である。貫通部形成ステップ後の板状物を反転させて粘着シートに貼着した状態を示す斜視図である。同分割方法の分割予定ライン位置検出ステップを示す斜視図である。同分割方法の第二切削ステップを示す斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１の符号１は、一実施形態で多数のチップに分割される矩形状の板状物である。板状物１は、例えば、半導体ウェーハや光デバイスウェーハ等の表面にデバイスが形成されているもの、これらのウェーハにおいて裏面に金属膜や樹脂膜等が形成されているもの、あるいはセラミック板や金属板等が挙げられる。

図１に示すように、板状物１の表面１ａには、格子状の分割予定ライン２が設定され、分割予定ライン２によって複数の矩形状のチップ領域３が区画される。上記デバイスは、これらチップ領域３ごとに形成される。分割予定ライン２は、第一方向であるＸ方向に伸長し等間隔に配列される複数の第一分割予定ライン２ｘと、Ｘ方向に直交する第二方向であるＹ方向に伸長し等間隔に配列される複数の第二分割予定ライン２ｙとから構成される。各分割予定ライン２ｘ，２ｙは板状物１の端縁とそれぞれ平行であり、また、第一分割予定ライン２ｘの間隔と第二分割予定ライン２ｙの間隔は、互いに同じとされている。

矩形状のチップ領域３は分割予定ライン２ｘ，２ｙによって区画され、上記デバイスは、これらチップ領域３ごとに形成される。以下の説明で、第一分割予定ライン２ｘと第二分割予定ライン２ｙの双方を総合して言う場合は、分割予定ライン２とする。板状物１の四方の端縁に隣接する端部の分割予定ライン２よりも外周側の部分は、チップ領域３の縦横寸法よりも短く、正規のチップとはならない余剰領域４となっている。

本実施形態は、板状物１を分割予定ライン２に沿って分割してチップ領域３を個々のチップとして得る方法であり、以下の工程順で行われる。

はじめに、図１に示すように、板状物１を、粘着シート１１を介して金属板製の剛性を有する環状のフレーム１２に支持する。粘着シート１１は片面が粘着面となっており、その粘着面にフレーム１２の片面が貼着され、さらにこの粘着シート１１の中央に、板状物１の裏面側が貼り付けられる。板状物１は、フレーム１２を支持することにより搬送される。

次に、図２および図３（ａ）に示すように、板状物１を、表面１ａ側から切削手段２０の切削ブレード２３で分割予定ライン２に沿って切削して表面１ａに切削溝５を形成するとともに、板状物１の裏面１ｂ側に残存部６を形成する（第一切削ステップ）。

図２に示す切削手段２０は図示せぬ切削装置に装備されており、円筒状のスピンドルハウジング２１と、スピンドルハウジング２１内に回転可能に支持されたスピンドルシャフト２２と、スピンドルシャフト２２の先端に固定された切削ブレード２３を備えている。スピンドルハウジング２１内には、スピンドルシャフト２２を回転駆動するモータ（不図示）が収容されている。切削手段２０は、図２においてスピンドルシャフト２２がＹ方向と平行に設置され、図示せぬ上下動手段により鉛直方向（Ｚ方向）に移動可能、かつ、図示せぬ割出し送り手段によりスピンドルシャフト１２の軸方向（Ｙ方向）に移動可能となっている。

粘着シート１１を介してフレーム１２に支持されたフレーム１２付き板状物１は、切削手段２０の下方に配設される回転可能な保持テーブル３０上に、被加工面である表面を上方に露出させた状態で保持される。保持テーブル３０は鉛直方向（Ｚ方向）に延びる軸心を中心として回転し、板状物１は自転可能となっている。また、保持テーブル３０は、図示せぬ加工送り手段によってＸ方向に移動可能となっており、保持テーブル３０をＸ方向に移動させることで、切削ブレード２３をＸ方向に相対的に移動させる加工送りがなされる。

第一切削ステップでは、保持テーブル３０上に保持した板状物１の表面１ａに対し、各第一分割予定ライン２ｘおよび各第二分割予定ライン２ｙに沿って切削ブレード２３を切り込ませ、表面１ａ側に所定深さの切削溝５を形成する。

切削溝５を形成するには、保持テーブル３０を回転させて板状物１を自転させることにより、二方向に伸長する分割予定ライン２のうちのいずれか一方向に伸長する分割予定ライン２（ここでは第一分割予定ライン２ｘとする）を保持テーブル３０の移動方向であるＸ方向、すなわち加工送り方向と平行にする。そして、切削手段２０の高さ位置を、切削ブレード２３の下端の刃先が板状物１の表面１ａから所定深さ（例えば、厚さの半分程度）に至る位置に位置付けるとともに、切削手段２０をＹ方向、すなわち割出し送り方向に移動させて、切削ブレード２３の刃先のＹ方向位置を一つの第一分割予定ライン２ｘに合わせ、切削する第一分割予定ライン２ｘを選択する。この状態から、切削ブレード２３を回転させながら保持テーブル３０を切削ブレード２３側のＸ方向に移動させ、切削ブレード２３１３をＸ方向に相対的に移動させる加工送りを行いながら、回転する切削ブレード２３の刃先を板状物１の端部から切り込ませていく。

第一分割予定ライン２ｘの全長以上にわたって加工送りを行うことで、板状物１の表面１ａには第一分割予定ライン２ｘに沿った切削溝５が形成される。そして、保持テーブル３０の移動による加工送りと、切削手段２０の割出し送りによる第一分割予定ライン２ｘの選択を繰り返し行うことで、全ての第一分割予定ライン２ｘに沿って切削溝５が形成される。板状物１の裏面１ａ側には、切削溝５の切り残しの厚さ分の残存部６が形成されることになる。

板状物１の表面１ａに対し全ての第一分割予定ライン２ｘに沿って切削溝５を形成したら、次に、保持テーブル３０を９０°回転させ、他方向に伸長する第二分割予定ライン２ｙを加工送り方向と平行にする。そして、第一分割予定ライン２ｘの場合と同様にして加工送りと割出し送りを繰り返し行い、板状物１の表面１ａに対し全ての第二分割予定ライン２ｙに沿って切削溝５を形成するとともに、残存部６を形成する。

互いに直交する全ての分割予定ライン２に沿って切削溝５および残存部６が形成がされたら、第一切削ステップを終える。次に、切削手段２０によって図４に示すように、板状物１における一つの第一分割予定ライン２ｘの両端の残存部６と、一つの第二分割予定ライン２ｙの両端の残存部６を切削して外周部を完全切断し、選択した一つの分割予定ライン２ｘ，２ｙの両端に、表面１ａから裏面１ｂに貫通する第一貫通部７ｘと第二貫通部７ｙとを、それぞれ形成する（貫通部形成ステップ）。図３（ｂ）では、第一分割予定ライン２ｘの両端に形成した第一貫通部７ｘを示している。

図４に示すように、ここでは、複数の各分割予定ライン２ｘ，２ｙのうち、板状物１の端部側に形成された一つの分割予定ライン２ｘ，２ｙの両端に対して、第一貫通部７ｘおよび第二貫通部７ｙをそれぞれ形成している。各貫通部７ｘ，７ｙは、それぞれ切削手段２０の切削ブレード２３を分割予定ライン２ｘ，２ｙの端部の上方に位置付け、切削ブレード２３の刃先が残存部６を貫通して粘着シート１１の厚さの途中に到達するまで下降させ、必要に応じて分割予定ライン２ｘ，２ｙの延びる方向に切削ブレード２３を移動させることで、形成することができる。各貫通部７ｘ，７ｙは、板状物１の外周部であって上記余剰領域４に形成する。余剰領域４は製品とはならない不要部分であるから、板状物１の表面１ａ側から裏面側１ｂに切削ブレード２３が貫通することにより裏面１ｂ側に大きなチッピングが発生しても許容される。

貫通部形成ステップを実施した後は、粘着シート１１から板状物１を剥離し、図５に示すように、板状物１を反転させて、フレーム１２に貼着されている新たな粘着シート１１の粘着面に切削溝５を形成した表面１ａ側を合わせ、裏面１ｂが露出する状態に貼着する。この状態で、裏面１ｂには、端部側の一つの第一分割予定ライン２ｘの両端、および端部側の一つの第二分割予定ライン２ｙの両端に、貫通部形成ステップで形成した第一貫通部７ｘおよび第二貫通部７ｙが確認される。

図５に示すように、板状物１の裏面１ｂにおいては、第一貫通部７ｘおよび第二貫通部７ｙのみが確認され、表面１ａ側に設定される第一分割予定ライン２ｘおよび第二分割予定ライン２ｙは確認することができない。ところが、各分割予定ライン２ｘ，２ｙは、同じ間隔で、なおかつ等間隔に設定されており、その間隔が予め把握されている。そこで、第一貫通部７ｘおよび第二貫通部７ｙをもとにして、裏面１ｂ側における各分割予定ライン２ｘ，２ｙの位置を次のようにして検出する（分割予定ライン位置検出ステップ）。

すなわち、第一分割予定ライン２ｘにおいては、両端の第一貫通部７ｘを結んだラインが一つの第一分割予定ライン２ｘの位置となり、この一つの第一分割予定ライン２ｘから他方の端部側に向かって、設定されている間隔おきに平行に描かれるラインが、表面１ａ側に設定されている第一の分割予定ライン２ｘの位置に対応している。また、これと同様に、第二分割予定ライン２ｙにおいては、両端の第二貫通部７ｙを結んだラインが一つの第二分割予定ライン２ｙの位置となり、この一つの第二分割予定ライン２ｙから他方の端部側に向かって、設定されている間隔おきに平行に描かれるラインが、表面側に設定されている第二の分割予定ライン２ｙの位置に対応している。このようにして裏面１ｂ側において、第一貫通部７ｘと第二貫通部７ｙをもとに各分割予定ライン２ｘ，２ｙの位置を、図６に示すように検出する。

次いで、図７に示すように、フレーム１２付き板状物１を再び保持テーブル３０に保持し、板状物１の裏面１ｂ側から、検出した裏面側の各分割予定ライン２ｘ，２ｙの位置に沿って切削手段２０の切削ブレード２３を切り込ませ、切削溝５に達する切削すなわち残存部６の切削を行う（第二切削ステップ）。ここでの切削の要領は第一切削ステップと同様であって、切削ブレード２３の刃先の高さ位置を、残存部６を切削可能な位置に設定して行う。残存部６が切削されると、分割予定ライン２ｘ，２ｙは全長にわたり完全切断される。そして全ての残存部６を切削することにより全ての分割予定ライン２ｘ，２ｙは完全切断され、板状物１は複数のチップ領域３すなわちチップに分割される。

上記実施形態による板状物１の分割方法では、第一切削ステップで板状物１の表面１ａ側に分割予定ライン２に沿って切削溝５を形成し、第二切削ステップで板状物１の裏面１ｂ側から切削溝５に達する残存部６の切削を行うことにより、分割予定ライン２が完全に切断され、板状物１は複数のチップに分割される。

この分割方法によれば、板状物１に対し、第一切削ステップで表面１ａ側に裏面１ｂに至らない切削溝５を形成し、第二切削ステップで裏面１ｂ側から切削溝５に達する切削加工を施すため、表面１ａ側から一度に貫通切削した場合において裏面１ｂ側に大きく発生するとされるチッピングのサイズを抑えることができる。

また、第二切削ステップを行う際には、板状物１の裏面１ｂ側から分割予定ライン２の位置を検出する必要があるが、貫通部形成ステップで形成した分割予定ライン２の両端の貫通部７ｘ，７ｙをもとにして裏面１ｂ側から各分割予定ライン２ｘ，２ｙの位置を検出することができる。したがって裏面１ｂ側からの残存部６の切削を各分割予定ライン２ｘ，２ｙに沿って確実に行うことができ、板状物１を分割予定ライン２に沿って高精度に分割することができる。

１…板状物
１ａ…板状物の表面
１ｂ…板状物の裏面
２…分割予定ライン
２ｘ…第一分割予定ライン
２ｙ…第二分割予定ライン
５…切削溝
６…残存部
７ｘ…第一貫通部
７ｙ…第二貫通部
２３…切削ブレード

Claims

第一方向に伸長する複数の第一分割予定ラインと該第一方向に交差する第二方向に伸長する複数の第二分割予定ラインとからなる分割予定ラインが設定された板状物を該分割予定ラインに沿って分割する板状物の分割方法であって、
板状物の表面側から切削ブレードで前記分割予定ラインに沿って切削して切削溝を形成するとともに板状物の裏面側に残存部を形成する第一切削ステップと、
該第一切削ステップを実施する前または後に、板状物の表面側から少なくとも１の前記第一分割予定ライン両端の板状物の外周部を切削ブレードでそれぞれ完全切断して裏面に貫通する第一貫通部を形成するとともに板状物の表面側から少なくとも１の前記第二分割予定ライン両端の板状物の外周部を切削ブレードでそれぞれ完全切断して裏面に貫通する第二貫通部を形成する貫通部形成ステップと、
前記第一切削ステップと前記貫通部形成ステップを実施した後、板状物の裏面側から前記第一貫通部と前記第二貫通部をもとに前記分割予定ライン位置を検出する分割予定ライン位置検出ステップと、
該分割予定ライン位置検出ステップを実施した後、板状物の裏面側から検出した前記分割予定ライン位置に沿って切削ブレードで前記残存部を切削して板状物を分割する第二切削ステップと、
を備えることを特徴とする板状物の分割方法。