JP2014086611A

JP2014086611A - 板状物の分割方法

Info

Publication number: JP2014086611A
Application number: JP2012235377A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hasegawa; 剛長谷川
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2014-05-12

Abstract

【課題】環状フレームを使用せずに板状物に外力を付与して分割起点に沿って板状物を分割可能な板状物の分割方法を提供することである。
【解決手段】分割予定ラインを有する板状物の分割方法であって、板状物の該分割予定ラインに沿って分割起点を形成する分割起点形成ステップと、該分割起点形成ステップを実施する前又は後に、板状物より熱膨張率の大きい物質の上に板状物を固定する固定ステップと、該固定ステップと該分割起点形成ステップとを実施した後、板状物より熱膨張率の大きい前記物質を加熱して膨張させることで板状物に外力を付与し、板状物を該分割起点に沿って分割する分割ステップと、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、半導体ウエーハ、光デバイスウエーハ等の板状物の分割方法に関する。

半導体ウエーハや光デバイスウエーハ、セラミックスやガラス、樹脂等からなる各種の板状物は、特許第３４０８８０５号公報や特開２００４−１８８４７５号公報に開示されるように、レーザービームの照射によって改質層やレーザー加工溝からなる分割起点が形成あれる。或いは、特開平３−８３６１３号公報に開示される切削ブレードによる切削によって切削溝からなる分割起点が形成される。

分割起点が形成された板状物は、例えば特開２００２−３３４８５３号公報や特開２０１０−３４２５０号公報に開示されるような分割装置によって分割起点に沿って個々のチップに分割される。

特開２００２−３３４８５３号公報や特開２０１０−３４２５０号公報に開示されている分割装置では、分割起点が形成された板状物をエキスパンド性を有する粘着テープに貼着するとともに粘着テープの外周部をＳＵＳ等の金属からなる環状フレームに装着し、環状フレームを固定した状態で粘着テープを拡張することで板状物に外力を付与して板状物を分割起点に沿って分割している。

板状物は粘着テープの粘着面上に貼着され、粘着テープの外周部が環状フレームの裏面側に貼着されることで板状物が粘着テープを介して環状フレームに装着される。板状物の収容時や搬送時には、この環状フレームを支持したり保持したりすることで板状物をハンドリングしている。

特許第３４０８８０５号公報特開２００４−１８８４７５号公報特開平３−８３６１３号公報特開２００２−３３４８５３号公報特開２０１０−３４２５０号公報

近年、板状物毎のチップの取り個数を上げるため、板状物は大口径化の傾向にあり、そのため、板状物の重量も重くなる傾向にある。しかし、重量の重い板状物では、粘着テープが環状フレームから剥がれおちてしまうという問題がある。

また、板状物を環状フレームの開口内に収容するため、板状物のサイズに応じた環状フレームを選択する必要があり、板状物の大口径化に伴って、環状フレームも大型となり、高価となるため、板状物を分割するために環状フレームを使用するのは非経済的であるという問題もある。

本発明はこのような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、環状フレームを使用せずに板状物に外力を付与して分割起点に沿って板状物を分割可能な板状物の分割方法を提供することである。

本発明によると、分割予定ラインを有する板状物の分割方法であって、板状物の該分割予定ラインに沿って分割起点を形成する分割起点形成ステップと、該分割起点形成ステップを実施する前又は後に、板状物より熱膨張率の大きい物質の上に板状物を固定する固定ステップと、該固定ステップと該分割起点形成ステップとを実施した後、板状物より熱膨張率の大きい前記物質を加熱して膨張させることで板状物に外力を付与し、板状物を該分割起点に沿って分割する分割ステップと、を備えたことを特徴とする板状物の分割方法が提供される。

本発明の板状物の分割方法では、板状物に分割起点を形成する前又は後に、板状物は板状物より熱膨張率の大きい物質上に固定される。その後、その物質が加熱されて膨張することで、板状物に外力を付与し、板状物が分割起点に沿って分割される。従って、環状フレームを使用することなく板状物の分割が可能となり、環状フレームを使用する上述した問題が解消される。

半導体ウエーハの表面側斜視図である。固定ステップの第１実施形態を示す断面図である。固定ステップの第２実施形態を示す断面図である。分割起点形成ステップを示す斜視図である。分割起点形成ステップを示す一部断面側面図である。分割ステップを示す一部断面側面図である。ピックアップステップを示す一部断面側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、板状物の一種である半導体ウエーハ１１の斜視図が示されている。半導体ウエーハ（以下、単にウエーハと略称することがある）１１は、例えば厚さが７００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面１１ａに複数の分割予定ライン（ストリート）１３が格子状に形成されているとともに、分割予定ライン１３によって区画された各領域にデバイス１５が形成されている。

本発明の分割方法の加工対象となる板状物は、半導体ウエーハ１１に限定されるものではなく、光デバイスウエーハ、セラミック基板やガラス基板、樹脂等からなる各種の板状物にも本発明の分割方法は適用可能である。以下の説明では、各種の板状物を代表して半導体ウエーハ１１の分割方法について説明する。

図２を参照すると、第１実施形態の固定ステップを示す断面図が示されている。第１実施形態の固定ステップでは、ガラス又はシリコンウエーハ等から形成されたハードプレート１７上に熱膨張性樹脂１９を使用してウエーハ１１の表面１１ａ側を固定する。熱膨張性樹脂は加熱により熱膨張するが、加熱される温度まで接着力を有している樹脂が好ましい。

ハードプレート１７に替えて、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シート等の樹脂シート上に熱膨張性樹脂１９によりウエーハ１１を固定するようにしてもよい。更には、熱膨張性樹脂単体上にウエーハ１１を固定してもよい。

図２に示した実施形態では、分割起点を形成する前にウエーハ１１を熱膨張性樹脂１９上に固定しているが、分割起点を形成した後にウエーハ１１を熱膨張性樹脂１９上に固定するようにしてもよい。

また、熱膨張性樹脂１９上にウエーハ１１を固定した後、ウエーハ１１の裏面１１ｂを研削してウエーハ１１を所定厚みへと薄化してもよいし、研削により薄化した後ウエーハ１１を熱膨張性樹脂１９上に固定するようにしてもよい。

図３を参照すると、本発明第２実施形態の固定ステップを示す断面図が示されている。本実施形態では、熱膨張率の大きい例えばアルミニウムプレート２１上に接着剤２３によりウエーハ１１の表面１１ａ側を接着して固定する。

接着剤２３は加熱によって接着力が低下しない接着剤を使用するのが好ましい。アルミニウムプレート２１に替えて、熱膨張率の大きい銅、黄銅、ステンレス鋼、又はゴム等からなるプレート上に接着剤２３でウエーハ１１を接着するようにしてもよい。

固定ステップを実施した後、例えば図４及び図５に示す分割起点形成ステップを実施する。図４は分割起点形成ステップの斜視図、図５は一部断面側面図である。本実施形態の分割起点形成ステップでは、ウエーハ１１内部に分割起点としての改質層２５を形成する。

図４に示すように、レーザー加工装置１０のチャックテーブル１２でハードプレート１７を介してウエーハ１１を吸引保持する。図４において、１４はレーザービーム照射ユニットであり、ハウジング１６中に従来よく知られたレーザー発振器、繰り返し周波数設定手段等が収容されている。

レーザービーム照射ユニット１４のレーザー発振器から発振されたレーザービームは、集光器（レーザーヘッド）１８によりウエーハ１１の裏面１１ｂ側から照射されて図５のＰに示すようにウエーハ内部に集光される。チャックテーブル１２を矢印Ｘ１で示す方向に加工送りすることにより、ウエーハ１１の内部に分割予定ライン１３に沿った改質層２５が形成される。

２０は集光器１８でレーザービームを集光するためのアライメントを実施する顕微鏡及び赤外線撮像素子を有する撮像ユニットであり、集光器１８とＸ軸方向に整列するようにレーザービーム照射ユニット１４のハウジング１６に取り付けられている。撮像ユニット２０が赤外線撮像素子を有するため、ウエーハ１１の裏面１１ｂ側から分割予定ライン１３を検出してアライメントを実施することができる。

この分割起点形成ステップでは、ウエーハ１１をＹ軸方向に割出送りしながら第１の方向に伸長する分割予定ライン１３に沿ってウエーハ１１の内部に改質層２５を次々と形成する。次いで、チャックテーブル１２を９０度回転してから、第１の方向に直交する第２の方向に伸長する分割予定ライン１３に沿ってもウエーハ内部に同様な改質層２５を形成する。

改質層を形成する分割起点形成ステップにおける加工条件は、例えば以下のように設定されている。

光源：ＬＤ励起ＱスイッチＮｄ：ＹＶＯ４パルスレーザ
波長：１０６４ｎｍ
繰り返し周波数：１００ｋＨｚ
パルス幅：４０ｎｓ
平均出力：１Ｗ
集光スポット径：φ１μｍ
加工送り速度：１００ｍｍ／秒

分割起点形成ステップは、上述した改質層２５の形成に限定されるものではなく、ウエーハ１１に対して吸収性を有する波長（例えば３５５ｎｍ）のレーザービームをウエーハ１１の表面１１ａ側に照射し、分割予定ライン１３に沿ってアブレーション加工によりレーザー加工溝を形成し、このレーザー加工溝を分割起点にするようにしてもよい。或いは、切削ブレードによるハーフカットにより分割予定ライン１３に沿って切削溝を形成し、この切削溝を分割起点にするようにしてもよい。

尚、本実施形態では、ウエーハ１１をハードプレート１７上に熱膨張性樹脂１９により固定する固定ステップを実施した後、分割起点形成ステップを実施しているが、分割起点形成ステップを最初に実施した後、固定ステップを実施するようにしてもよい。

固定ステップ及び分割起点形成ステップ実施後、ウエーハ１１に外力を付与してウエーハ１１を分割起点である改質層２５に沿って分割する分割ステップを実施する。この分割ステップでは、図６に示すように、ハードプレート１７上に熱膨張性樹脂１９で固定されたウエーハ１１をハードプレート１７を下にしてホットプレート２２上に載置する。

ホットプレート２２によりハードプレート１７を介して熱膨張性樹脂１９を加熱すると、熱膨張性樹脂１９が矢印Ａ方向に熱膨張しウエーハ１１に外力が付与される。その結果、ウエーハ１１は分割起点としての改質層２５に沿って個々のチップ２７に分割される。

本実施形態では、ホットプレート２２により熱膨張性樹脂１９を加熱しているが、ホットプレート２２に代わってヒーターやランプ、マイクロ波照射等により熱膨張性樹脂１９を加熱してウエーハ１１に外力を付与するようにしてもよい。

図３に示した第２実施形態の固定ステップでは、ホットプレート等による加熱によりアルミニウムプレート２１を熱膨張させてウエーハ１１に外力を付与し、ウエーハ１１を改質層２５に沿って個々のチップ２７に分割する。

分割ステップ実施後、図７に示すように、外的刺激により熱膨張性樹脂１９の接着力を弱めてから、ピックアップコレット２４により矢印Ｂに示すようにチップ２７をピックアップして、チップケース等に収容する。

熱膨張性樹脂１９として紫外線硬化型樹脂を採用した場合には、外的刺激を紫外線照射により行い、熱膨張性樹脂１９の接着力を低下させてから、ピックアップステップを実施する。

１０レーザー加工装置
１１半導体ウエーハ
１２チャックテーブル
１４レーザービーム照射ユニット
１５デバイス
１７ハードプレート
１８集光器
１９熱膨張性樹脂
２２ホットプレート
２５改質層
２７チップ

Claims

分割予定ラインを有する板状物の分割方法であって、
板状物の該分割予定ラインに沿って分割起点を形成する分割起点形成ステップと、
該分割起点形成ステップを実施する前又は後に、板状物より熱膨張率の大きい物質の上に板状物を固定する固定ステップと、
該固定ステップと該分割起点形成ステップとを実施した後、板状物より熱膨張率の大きい前記物質を加熱して膨張させることで板状物に外力を付与し、板状物を該分割起点に沿って分割する分割ステップと、
を備えたことを特徴とする板状物の分割方法。