JP2017157777A - 処理方法および処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】純水を用いることなく処理対象物を薄型化することができる処理方法を提供すること。
【解決手段】処理方法は、処理対象物ＷＦの内部に当該処理対象物ＷＦの一方の面ＷＦ１に平行なクラック層ＣＲを形成する境界層形成工程と、クラック層ＣＲを境にして処理対象物ＷＦを分割する分割工程とを備えている。分割工程は、前記処理対象物の厚み方向に当該処理対象物を離間させる。処理装置は、処理対象物の内部に当該処理対象物の一方の面に平行なクラック層を形成する境界層形成手段３０と、クラック層を境にして当該処理対象物を分割する分割手段とを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、処理方法および処理装置に関する。

従来、処理対象物の薄型化を行うための方法として、処理対象物を研磨する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−６６３７６号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたような従来の処理方法では、処理対象物の冷却や洗浄等に純水を用いなければならないという不都合がある。

本発明の目的は、純水を用いることなく処理対象物を薄型化することができる処理方法および処理装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の処理方法は、処理対象物の内部に当該処理対象物の一方の面に平行な境界層を形成する境界層形成工程と、前記境界層を境にして前記処理対象物を分割する分割工程とを備えている、という工程を採用している。

この際、本発明の処理方法では、前記分割工程は、前記処理対象物の厚み方向に当該処理対象物を離間させる、ことが好ましい。

一方、本発明の処理装置は、処理対象物の内部に当該処理対象物の一方の面に平行な境界層を形成する境界層形成手段と、前記境界層を境にして当該処理対象物を分割する分割手段とを備えている、という構成を採用している。

以上のような本発明によれば、処理対象物の内部に境界層を形成し、当該境界層を境にして当該処理対象物を分割するので、純水を用いることなく処理対象物を薄型化することができる。

この際、処理対象物の厚み方向に当該処理対象物を離間させれば、処理対象物を確実に分割できる。

本発明の一実施形態に係る処理装置の平面図。 第１貼付手段の側面図。 第２貼付手段の側面図。 （Ａ）〜（Ｃ）は、分割手段の動作説明図。

なお、本実施形態におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれが直交する関係にあり、Ｘ軸およびＹ軸は、所定平面内の軸とし、Ｚ軸は、前記所定平面に直交する軸とする。さらに、本実施形態では、Ｙ軸と平行な矢印ＡＲ方向から観た場合を基準とし、方向を示した場合、「上」がＺ軸と平行な図１中手前方向で「下」がその逆方向、「左」がＸ軸の矢印方向で「右」がその逆方向、「前」がＹ軸の矢印方向で「後」がその逆方向とする。

図１〜４において、処理装置１０は、処理対象物としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という場合がある）ＷＦの一方の面ＷＦ１に第１接着シートＡＳ１を貼付して一次加工品ＷＫ１を形成する第１貼付手段２０と、ウエハＷＦの内部に当該ウエハＷＦの一方の面ＷＦ１に平行な境界層としてのクラック層ＣＲを形成する境界層形成手段３０と、ウエハＷＦの他方の面ＷＦ２に第２接着シートＡＳ２を貼付して二次加工品ＷＫ２を形成する第２貼付手段４０と、クラック層ＣＲを境にしてウエハＷＦを分割して第１、第２薄型化ウエハＷＴ１、ＷＴ２を形成する分割手段５０とを備えている。

第１貼付手段２０は、第１剥離シートＲＬ１の一方の面に第１接着シートＡＳ１が仮着された第１原反ＲＳ１を支持する支持ローラ２１と、第１原反ＲＳ１を案内するガイドローラ２２と、第１剥離シートＲＬ１を折り曲げて当該第１剥離シートＲＬ１から第１接着シートＡＳ１を剥離する剥離部材としての剥離板２３と、駆動機器としての回動モータ２４Ａによって駆動され、ピンチローラ２４Ｂとで第１剥離シートＲＬ１を挟み込む駆動ローラ２４と、第１剥離シートＲＬ１を回収する回収ローラ２５と、剥離板２３で剥離された第１接着シートＡＳ１をウエハＷＦの一方の面ＷＦ１および第１フレーム部材としての第１リングフレームＲＦ１に押圧して貼付する押圧手段としての押圧ローラ２６と、駆動機器としてのリニアモータ２７のスライダ２７Ａに支持され、減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない減圧手段によって、ウエハＷＦおよび第１リングフレームＲＦ１を吸着保持可能な保持テーブル２８とを備え、ウエハＷＦおよび第１リングフレームＲＦ１に第１接着シートＡＳ１を貼付して一次加工品ＷＫ１を形成する。

境界層形成手段３０は、駆動機器としてのリニアモータ３１のスライダ３１Ａに支持されたレーザ照射器３２を備えている。

第２貼付手段４０は、第２剥離シートＲＬ２の一方の面に第２接着シートＡＳ２が仮着された第２原反ＲＳ２から当該第２接着シートＡＳ２を剥離し、当該第２接着シートＡＳ２をウエハＷＦの他方の面ＷＦ２および第２フレーム部材としての第２リングフレームＲＦ２に貼付して二次加工品ＷＫ２を形成するもので、実質的に第１貼付手段２０と同様の構成であり、第１貼付手段２０における付番号の先頭２の記号を４に置き換えることで説明ができるので、その説明を省略する。なお、第２貼付手段４０は、保持テーブル４８で一次加工品ＷＫ１および第２リングフレームＲＦ２を吸着保持する構成になっている。

分割手段５０は、減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない減圧手段によって第１接着シートＡＳ１を介してウエハＷＦおよび第１リングフレームＲＦ１を吸着保持可能な保持面５１Ａを有する下テーブル５１と、駆動機器としての回動モータ５２の出力軸５２Ａに右端部が支持され、減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない減圧手段によって第２接着シートＡＳ２を介してウエハＷＦおよび第２リングフレームＲＦ２を吸着保持可能な保持面５３Ａを有する上テーブル５３とを備え、下テーブル５１と上テーブル５３とをＸ−Ｚ平面内の回転方向に相対移動させ、ウエハＷＦの厚み方向に当該ウエハＷＦを離間させる構成になっている。

以上の処理装置１０において、ウエハＷＦから第１、第２薄型化ウエハＷＴ１、ＷＴ２を形成する手順を説明する。
先ず、各部材が初期位置に配置された図２、図３、図４Ａ中実線で示す処理装置１０に対し、作業者が第１、第２原反ＲＳ１、ＲＳ２を図２、３に示すようにセットした後、図示しない操作パネルやパーソナルコンピュータ等の入力手段を介して自動運転開始の信号を入力する。そして、作業者または多関節ロボットやベルトコンベア等の図示しない搬送手段が、図２中実線で示すように第１リングフレームＲＦ１およびウエハＷＦを保持テーブル２８上に載置すると、第１貼付手段２０が図示しない減圧手段を駆動し、第１リングフレームＲＦ１およびウエハＷＦを保持テーブル２８の上面で吸着保持する。

その後、第１貼付手段２０がリニアモータ２７を駆動し、保持テーブル２８を左方向に移動させ、第１リングフレームＲＦ１およびウエハＷＦが所定位置に到達したことが光学センサや撮像手段等の図示しない検知手段に検知されると、回動モータ２４Ａを駆動し、保持テーブル２８の移動速度に合わせて第１原反ＲＳ１を繰り出す。これにより、第１接着シートＡＳ１が剥離板２３で第１剥離シートＲＬ１から剥離され、押圧ローラ２６によって第１リングフレームＲＦ１およびウエハＷＦの一方の面ＷＦ１に貼付されて一次加工品ＷＫ１が形成される（第１貼付工程）。一次加工品ＷＫ１が図２中二点鎖線で示す所定の位置に到達すると、第１貼付手段２０がリニアモータ２７および図示しない減圧手段の駆動を停止する。次いで、作業者または図示しない搬送手段が、図３中実線で示すように、第１接着シートＡＳ１が下方となる状態で一次加工品ＷＫ１を保持テーブル４８の上面に載置する。その後、作業者または図示しない搬送手段が一次加工品ＷＫ１を囲むように第２リングフレームＲＦ２を保持テーブル４８の上面に載置すると、第２貼付手段４０が図示しない減圧手段を駆動し、第２リングフレームＲＦ２および一次加工品ＷＫ１を保持テーブル４８の上面で吸着保持する。

そして、第２貼付手段４０がリニアモータ４７を駆動し、保持テーブル４８を右方向に移動させると、当該保持テーブル４８の移動に同期させて境界層形成手段３０がレーザ照射器３２およびリニアモータ３１を駆動し、当該レーザ照射器３２を前後方向に移動させる。レーザ照射器３２は、ウエハＷＦの内部にその焦点が合うようになっているので、リニアモータ３１、４７の相対移動により、ウエハＷＦの内部全体にＸ−Ｙ平面に沿うクラック層ＣＲが形成される（境界層形成工程）。ウエハＷＦの内部全体にクラック層ＣＲが形成されると、境界層形成手段３０がレーザ照射器３２の駆動を停止し、その後、一次加工品ＷＫ１が図３中二点鎖線で示す所定位置に到達すると、第２貼付手段４０がリニアモータ４７の駆動を停止する。次いで、第２貼付手段４０がリニアモータ４７を駆動し、保持テーブル４８を左方向に移動させ、上記第１貼付手段２０と同様の動作を行うことにより、図３の符号ＡＡの図に示すような二次加工品ＷＫ２が形成される（第２貼付工程）。保持テーブル４８が初期位置に復帰すると、第２貼付手段４０がリニアモータ４７の駆動を停止するとともに、図示しない減圧手段の駆動を停止する。

次いで、作業者または図示しない搬送手段が、図４Ａに示すように、第１接着シートＡＳ１が下方となる状態で二次加工品ＷＫ２を下テーブル５１の保持面５１Ａ上に載置すると、分割手段５０が図示しない減圧手段を駆動し、二次加工品ＷＫ２を保持面５１Ａで吸着保持する。その後、分割手段５０が回動モータ５２を駆動し、上テーブル５３を反時計回転方向に回転させ、図４Ｂに示すように、上テーブル５３を二次加工品ＷＫ２に当接させた後、図示しない減圧手段を駆動し、当該二次加工品ＷＫ２を保持面５３Ａで吸着保持する。そして、分割手段５０が回動モータ５２を駆動し、上テーブル５３を時計回転方向に回転させ、図４Ｃに示すように、クラック層ＣＲを境にしてウエハＷＦを分割することで、薄型化された第１、第２薄型化ウエハＷＴ１、ＷＴ２を形成する（分割工程）。次に、作業者または図示しない搬送手段が第１、第２薄型化ウエハＷＴ１、ＷＴ２を保持すると、分割手段５０が図示しない減圧手段の駆動を停止し、第１、第２薄型化ウエハＷＴ１、ＷＴ２の吸着保持を解除する。その後、図示しない搬送手段が第１、第２薄型化ウエハＷＴ１、ＷＴ２を次工程に搬送すると、各手段がそれぞれの駆動機器を駆動し、各部材を初期位置に復帰させ、以降上記同様の動作が繰り返される。

以上のような実施形態によれば、ウエハＷＦの内部にクラック層ＣＲを形成し、当該クラック層ＣＲを境にして当該ウエハＷＦを分割するので、純水を用いることなくウエハＷＦを薄型化することができる。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。また、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれる。

例えば、第１、第２貼付手段２０、４０は、帯状の接着シート基材に閉ループ状の切込が形成されることで、その内側が第１、第２接着シートＡＳ１、ＡＳ２とされ、所定の間隔を隔てて複数の第１、第２接着シートＡＳ１、ＡＳ２が第１、第２剥離シートＲＬ１、ＲＬ２に仮着された原反を繰り出してもよい。
第１、第２貼付手段２０、４０は、帯状の接着シート基材が第１、第２剥離シートＲＬ１、ＲＬ２に仮着された原反が採用された場合、切断刃、レーザカッター、熱カッター、エアカッター、圧縮水カッター等の切断手段により、接着シート基材に閉ループ状の切込を形成し、当該切込の内側に第１、第２接着シートＡＳ１、ＡＳ２を形成してもよい。
第１、第２貼付手段２０、４０は、帯状の接着シート基材を第１、第２リングフレームＲＦ１、ＲＦ２に貼付した後、上記のような切断手段により、接着シート基材に閉ループ状の切込を形成し、当該切込の内側に第１、第２接着シートＡＳ１、ＡＳ２を形成してもよい。
第１、第２貼付手段２０、４０を構成する剥離部材は、ローラや線状部材でもよい。
第１、第２貼付手段２０、４０を構成する押圧手段は、ブレード材、ゴム、樹脂、スポンジ、エアの吹き付け等の押圧部材を採用することができる。
保持テーブル２８、４８は、メカチャックやチャックシリンダ等のチャック手段、クーロン力、接着剤、粘着剤、磁力、ベルヌーイ吸着、駆動機器等で、ウエハＷＦ、第１、第２リングフレームＲＦ１、ＲＦ２、一次加工品ＷＫ１等を支持してもよい。
第２貼付手段４０は、なくてもよく、この場合、分割手段５０は、保持面５３Ａで直接ウエハＷＦの他方の面ＷＦ２を保持すればよい。

境界層形成手段３０は、分割される前のウエハＷＦにレーザ光ＬＢを照射するものであればよく、例えば、第１接着シートＡＳ１を貼付する前のウエハＷＦにレーザ光ＬＢを照射してもよい。
境界層形成手段３０は、第１接着シートＡＳ１が貼付されたウエハＷＦに対して第１接着シートＡＳ１側からレーザ光ＬＢを照射してもよいし、第２接着シートＡＳ２が貼付されたウエハＷＦに対して第１接着シートＡＳ１側または第２接着シート側からレーザ光ＬＢを照射してもよいし、ウエハＷＦの外周面側からレーザ光ＬＢを照射してもよいし、第１接着シートＡＳ１側、第２接着シートＡＳ２側、外周面側のうち２つまたは全部の方向からレーザ光ＬＢを照射してもよい。
境界層形成手段３０は、保持テーブル２８、４８または下テーブル５１または上テーブル５３で吸着保持されたウエハＷＦに対してレーザ光ＬＢを照射してもよい。
境界層形成手段３０は、焦点が線状のレーザ光（線状レーザ光）や焦点が面状のレーザ光（面状レーザ光）を照射可能なレーザ照射器を採用してもよいし、複数のレーザ照射器を採用してもよいし、リニアモータ３１を採用しなくてもよい。
境界層形成手段３０は、焦点の位置を任意に決定することができ、形成される第１薄型化ウエハＷＴ１と第２薄型化ウエハＷＴ２との厚みの比は、５０対５０でもよいし、１対９９でもよいし、１０００対１でもよく、希望する薄型化ウエハの厚みに合わせてその焦点を決定することができる。
境界層形成手段３０は、Ｘ線や紫外線等のエネルギー線や振動や脈動等を付与してウエハＷＦの厚み方向中間部にクラック層ＣＲを形成してもよい。
境界層形成手段３０は、クラック層以外に、改質層や空隙等を形成してもよい。なお、クラック層とは、化学的または物理的にウエハＷＦにひび割れや割れを生じさせた層のことであり、改質層とは、化学的または物理的にウエハＷＦの性質や強度を変更して脆弱化または軟化した層のことであり、空隙とは、何もない空間または、実質的に何もないが当該空隙を挟んだ両者が接触している状態を含む。
境界層形成手段３０は、ウエハＷＦの内部に部分的にＸ−Ｙ平面に沿う境界部を形成してもよい。

分割手段５０は、メカチャックやチャックシリンダ等のチャック手段、クーロン力、接着剤、粘着剤、磁力、ベルヌーイ吸着、駆動機器等で二次加工品ＷＫ２の第１接着シートＡＳ１側および第２接着シートＡＳ２側の少なくとも一方側を保持する構成としてもよい。
分割手段５０は、ウエハＷＦを分割する際に、下テーブル５１と上テーブル５３とを上下方向に相対移動させ、ウエハＷＦの厚み方向に当該ウエハＷＦを離間させてもよいし、下テーブル５１や上テーブル５３の支持面に平行な面方向に直線的に相対移動させたり、支持面に平行な面内で円周方向に相対回転させたりしてもよく、下テーブル５１および上テーブル５３の少なくとも一方を移動させたり回転させたりしてもよい。

ウエハＷＦは、回路面を有するものであってもよく、当該回路面は、一方の面ＷＦ１側でもよいし、他方の面ＷＦ２側でもよいし、それら両方の面側でもよいし、後の工程で回路面を形成する場合は、第１、第２薄型化ウエハＷＴ１、ＷＴ２に分割された分割面（クラック層ＣＲが形成されていた面）でもよい。
二次加工品ＷＫ２は、第１、第２リングフレームＲＦ１、ＲＦ２および第２接着シートＡＳ２の少なくとも１つを備えていなくてもよい。
第１、第２フレーム部材は、円形、楕円形、三角形以上の多角形のものや、環状でないもの等、その他の形状であってもよい。
処理装置１０は、ウエハＷＦ、第１、第２リングフレームＲＦ１、ＲＦ２および、一次、二次加工品ＷＫ１、ＷＫ２を搬送する駆動機器である多関節ロボットやベルトコンベア等の搬送手段を備えていてもよいし、第１、第２リングフレームＲＦ１、ＲＦ２を複数収納できるストック手段を備え、搬送手段が当該ストック手段から第１、第２リングフレームＲＦ１、ＲＦ２を保持テーブル２８、４８上に搬送するようにしてもよい。

第１、第２接着シートＡＳ１、ＡＳ２および処理対象物の材質、種別、形状等は、特に限定されることはない。例えば、第１、第２接着シートＡＳ１、ＡＳ２は、円形、楕円形、三角形や四角形等の多角形、その他の形状であってもよいし、感圧接着性、感熱接着性等の接着形態のものであってもよく、感熱接着性の第１、第２接着シートＡＳ１、ＡＳ２が採用された場合は、当該第１、第２接着シートＡＳ１、ＡＳ２を加熱する適宜なコイルヒータやヒートパイプの加熱側等の加熱手段を設けるといった適宜な方法で接着されればよい。また、このような第１、第２接着シートＡＳ１、ＡＳ２は、例えば、接着剤層だけの単層のもの、基材シートと接着剤層との間に中間層を有するもの、基材シートの上面にカバー層を有する等３層以上のもの、更には、基材シートを接着剤層から剥離することのできる所謂両面接着シートのようなものであってもよく、両面接着シートは、単層又は複層の中間層を有するものや、中間層のない単層又は複層のものであってよい。また、処理対象物としては、例えば、食品、樹脂容器、シリコン半導体ウエハや化合物半導体ウエハ等の半導体ウエハ、回路基板、光ディスク等の情報記録基板、ガラス板、鋼板、陶器、木板または樹脂板等、任意の形態の部材や物品なども対象とすることができる。なお、第１、第２接着シートＡＳ１、ＡＳ２を機能的、用途的な読み方に換え、例えば、情報記載用ラベル、装飾用ラベル、保護シート、ダイシングテープ、ダイアタッチフィルム、ダイボンディングテープ、記録層形成樹脂シート等の任意の形状の任意のシート、フィルム、テープ等を前述のような任意の処理対象物に貼付することができる。

本発明における手段および工程は、それら手段および工程について説明した動作、機能
または工程を果たすことができる限りなんら限定されることはなく、まして、前記実施形態で示した単なる一実施形態の構成物や工程に全く限定されることはない。例えば、第１貼付工程は、処理対象物の一方の面に第１接着シートを貼付可能なものであれば、出願当初の技術常識に照らし合わせ、その技術範囲内のものであればなんら限定されることはない（他の手段および工程についての説明は省略する）。
また、前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダおよびロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる（実施形態で例示したものと重複するものもある）。

１０ 処理装置
２０ 第１貼付手段
３０ クラック層形成手段
５０ 分割手段
ＡＳ１ 第１接着シート
ＣＲ クラック層
ＬＢ レーザ光
ＷＦ ウエハ（処理対象物）
ＷＦ１ 一方の面

Claims (3)

1. 処理対象物の内部に当該処理対象物の一方の面に平行な境界層を形成する境界層形成工程と、
   前記境界層を境にして前記処理対象物を分割する分割工程とを備えていることを特徴とする処理方法。
2. 前記分割工程は、前記処理対象物の厚み方向に当該処理対象物を離間させることを特徴とする請求項１に記載の処理方法。
3. 処理対象物の内部に当該処理対象物の一方の面に平行な境界層を形成する境界層形成手段と、
   前記境界層を境にして当該処理対象物を分割する分割手段とを備えていることを特徴とする処理装置。

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