JP2024004777A - マスクの形成方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】個々のチップに対応する大きさのマスクを個々のチップ毎に配設する作業に手間が掛かり煩に堪えないという問題が解消されるマスクの形成方法を提供する。【解決手段】分割予定ラインによって個々のチップに分割される基板の該分割予定ラインに金属メッキを施す際に使用するマスクの形成方法であって、基板に対応する大きさを有し、該基板の上面に貼着可能な表面を有するマスクシートを準備するマスクシート準備工程と、該分割予定ラインに対応して該マスクシートの表面に切削ブレードを位置付けて溝を形成する溝形成工程と、該基板の上面と該マスクシートの表面とを対面させ、該分割予定ラインに該溝を対応させて該マスクシートの表面を該基板の上面に貼着するシート貼着工程と、該マスクシートの裏面側を薄化して該溝を裏面側に露出させる溝露出工程と、を含む。【選択図】図3

Description

本発明は、分割予定ラインによって個々のチップに分割される基板の該分割予定ラインに金属メッキを施す際に使用するマスクの形成方法に関する。
IC、LSI等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、切削ブレードを回転可能に装着した切削装置によって切削加工が施されて個々のデバイスチップに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
また、複数の領域が分割予定ラインによって区画され表面に形成されたセラミックス基板を該領域毎に個々のチップに分割する際も上記の切削装置が用いられるが(例えば特許文献1を参照)、切削加工が施される前に、該分割予定ラインに沿って該セラミックス基板を分割する切削ブレードの厚みを超える幅を有するAuSn(金錫)メッキが格子状に施される。
特開2004-039906号公報
しかし、上記したように、分割予定ラインに沿って切削ブレードの厚みを超える幅を有するAuSnメッキを格子状に施すためには、個々のチップに対応する大きさのマスクを個々のチップ毎に配設する必要があり、煩に堪えないという問題がある。
という問題が生じる。
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、個々のチップに対応する大きさのマスクを個々のチップ毎に配設する作業に手間が掛かり煩に堪えないという問題が解消されるマスクの形成方法を提供することにある。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、分割予定ラインによって個々のチップに分割される基板の該分割予定ラインに金属メッキを施す際に使用するマスクの形成方法であって、基板に対応する大きさを有し、該基板の上面に貼着可能な表面を有するマスクシートを準備するマスクシート準備工程と、該分割予定ラインに対応して該マスクシートの表面に切削ブレードを位置付けて溝を形成する溝形成工程と、該基板の上面と該マスクシートの表面とを対面させ、該分割予定ラインに該溝を対応させて該マスクシートの表面を該基板の上面に貼着するシート貼着工程と、該マスクシートの裏面側を薄化して該溝を裏面側に露出させる溝露出工程と、を含むマスクの形成方法が提供される。
該マスクシート準備工程において、該マスクシートとして紫外線の照射によって粘着力が低下する粘着層を表面に備えるUVシートが準備されてもよい。また、該マスクシート準備工程において、該マスクシートとして加熱によって圧着する熱圧着シートが準備されてもよい。
本発明のマスクの形成方法は、分割予定ラインによって個々のチップに分割される基板の該分割予定ラインに金属メッキを施す際に使用するマスクの形成方法であって、基板に対応する大きさを有し、該基板の上面に貼着可能な表面を有するマスクシートを準備するマスクシート準備工程と、該分割予定ラインに対応して該マスクシートの表面に切削ブレードを位置付けて溝を形成する溝形成工程と、該基板の上面と該マスクシートの表面とを対面させ、該分割予定ラインに該溝を対応させて該マスクシートの表面を該基板の上面に貼着するシート貼着工程と、該マスクシートの裏面側を薄化して該溝を裏面側に露出させる溝露出工程と、を含むことから、基板に貼着されるマスクシートに、基板の分割予定ラインに対応して予め溝が形成され、個々のチップに対応する大きさのマスクを容易に配設することができ、個々に分割されたチップに対応する大きさのマスクを個々のチップ毎に配設する必要がなく、煩に堪えない、という問題が解消する。
また、従来技術のように、基板にマスクシートを張り付けた後、切削ブレードによってマスクシートに溝を形成しようとすると、切削ブレードによって基板に傷を付けてしまう虞があるが、本発明によれば、予めマスクシートに溝を形成するため、基板に傷を付けることが回避される。
本実施形態に好適な切削装置の全体斜視図である。 (a)被加工物である基板の斜視図、(b)マスクシート準備工程により準備されるマスクシートの斜視図である。 (a)溝形成工程の実施態様を示す斜視図、(b)溝が形成されたマスクシートの一部拡大断面図、(c)溝形成工程が実施されたマスクシートの全体斜視図である。 (a)シート貼着工程の実施態様を示す斜視図、(b)チャックテーブルから基板及びマスクシートを離反する態様を示す斜視図である。 (a)基板とマスクシートを保持テーブルに載置する態様を示す斜視図、(b)溝露出工程の実施態様を示す斜視図、(c)溝露出工程の別の実施態様を示す斜視図である。 (a)溝露出工程が施された基板及びマスクシートの一部拡大断面図、(b)溝露出工程が施された基板及びマスクシートの全体斜視図である。 基板を個々のチップに分割する分割工程の実施態様を示す斜視図、分割工程を実施する際の一部拡大断面図である。
以下、本発明に基づいて構成されるマスクの形成方法に係る実施形態について、添付図面を参照しながら、詳細に説明する。
図1には、図示の基板10を切削加工することが可能であると共に、本実施形態のマスクの形成方法を実施するのに好適な切削加工を実施可能な切削装置1が示されている。切削装置1は、略直方体形状のハウジング2を備え、ハウジング2のカセットテーブル4aに載置されるカセット4と、カセット4からフレームFに支持された未加工の基板10を仮置きテーブル5に搬出すると共に仮置きテーブル5に置かれた加工済みの基板10をカセット4に搬入する搬出入手段3と、仮置きテーブル5に搬出された基板10をチャックテーブル7に搬送する旋回アームを有する搬送手段6と、チャックテーブル7に保持された基板10に切削加工を施す切削手段8と、上記したチャックテーブル7上に保持された基板10を撮像する撮像手段9と、図1においてチャックテーブル7が位置付けられた搬出入位置から加工済みの基板10を洗浄装置16(詳細については省略されている)に搬送する洗浄搬出手段17と、図示を省略する制御手段と、を備えている。切削手段8は、被加工物の材質や切削加工条件に対応して、異なる切削ブレード(例えば厚み、材質が異なる切削ブレード81A、切削ブレード81B)に交換が可能である。
本実施形態の切削装置1によって切削される基板10は、セラミックス基板であり、図2(a)に拡大して示すように、複数の領域12が分割予定ライン14によって区画され表面10aに形成された矩形状の基板である。分割予定ライン14は、所定方向の分割ライン14と該所定方向の分割予定ライン14と直交する方向の分割予定ライン14とにより格子状に形成されている。切削装置1を使用して該基板10を領域12毎に個々のチップに分割する際には、図1に示すように、保護テープTを介して環状のフレームFに支持し、チャックテーブル7に保持される。なお、切削手段8によって切削される基板10は、上記した形態に限定されず、領域12と分割予定ライン14とがモールド樹脂によって被覆され、表面10aに露出しない形態であってもよい。
切削装置1は、チャックテーブル7と切削手段8とを、X軸方向に相対的に移動するX軸移動手段と、チャックテーブル7と切削手段8とをX軸方向に直交するY軸方向に相対的に移動するY軸移動手段と、を備えている。本実施形態におけるX軸移動手段は、チャックテーブル7をX軸方向に移動させる手段であり、Y軸移動手段は、切削手段8をY軸方向に移動させる手段である。上記したX軸移動手段、及びY軸移動手段は、ハウジング2の内部に配設されており、図示はしていない。
チャックテーブル7は、チャックテーブル7の保持面を構成する吸着チャック71と、チャックテーブル7の外周に対向するように配設されて基板10を支持するフレームFを把持するクランプ72とを備えている。吸着チャック71は、通気性を有する部材により構成され、図示を省略する吸引源が接続されている。該吸引源を作動することで、吸着チャック71の保持面に負圧が生成されて、該基板10を吸引保持することができる。
制御手段は、コンピュータにより構成され、制御プログラムに従って演算処理する中央演算処理装置(CPU)と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ(ROM)と、各種センサーの検出値、演算結果等を一時的に格納するための読み書き可能なランダムアクセスメモリ(RAM)と、入力インターフェース、及び出力インターフェースとを備えている(いずれも詳細についての図示は省略する)。該制御手段には、切削装置1の各作動部が接続されて制御されると共に、該撮像手段9により撮像された画像は、制御手段に記憶されると共に、図示を省略する表示手段に表示される。
図1に示す切削装置1は、概ね上記したとおりの構成を備えており、本実施形態のマスクの形成方法について、以下に説明する。
本実施形態のマスクの形成方法を実施するに際し、まず、図2(b)に示すように、上記の基板10に対応する大きさを有し基板10の上面(表面10a)に貼着可能な表面20aを有するマスクシート20を準備するマスクシート準備工程を実施する。
上記のマスクシート20は種々のシートから選択することが可能であるが、例えば、粘着力を有する粘着層を表面に備え、紫外線を照射することにより該粘着力が低下するUVシート、又は加熱によって圧着する熱圧着シート等から採用することが可能である。以下に説明する実施形態では、マスクシート20として、粘着力を有する粘着層を表面に備え、紫外線を照射することにより該粘着力が低下するUVシートを採用したものとして説明する。
上記したマスクシート準備工程により、基板10に対応する大きさのマスクシート20を準備したならば、図2(b)に示すように、チャックテーブル7の吸着チャック71の保持面に、粘着層を形成した表面20aを上方に向けて載置し、上記した吸引源を作動して、マスクシート20を吸引保持する。次いで、上記のX軸移動手段を作動して、チャックテーブル7を撮像手段9の直下に位置付けて、マスクシート20の外形形状及び表面高さ位置の情報を検出し、上記の制御手段に記憶する。なお、マスクシート20の表面高さ位置の情報は、マスクシート20の厚みであることから、予め制御手段に入力して記憶させておくこともできる。ここで、該制御手段には、被加工物である上記の基板10の表面10aに形成された分割予定ライン14の位置情報がXY座標で予め記憶されており、マスクシート20において分割予定ライン14に対応する位置を、後述する溝100を形成する溝形成予定ラインとして設定する。該溝形成予定ラインは、分割予定ライン14と同様に、所定の方向に設定される溝形成予定ラインと、該所定の方向と直交する方向の溝形成予定ライン(いずれも図示はしていない)とによって格子状で設定される。
チャックテーブル7にマスクシート20を吸引保持し、マスクシート20の外形形状、及び表面20aの高さの情報等を制御手段に記憶したならば、図3(a)に示すように、上記した溝形成予定ラインの所定の方向をX軸方向に整合させて、加工すべき溝形成予定ラインを切削手段8の直下に位置付ける。切削手段8は、Y軸方向に延びるスピンドルハウジング80と、該スピンドルハウジング80に回転自在に支持された回転スピンドル82と、回転スピンドル82の先端に固定された切削ブレード81Aと、該回転スピンドル82、切削ブレード81Aとをカバーするブレードカバー83と、切削ブレード81Aにより切削される箇所に切削水を供給する切削水供給ノズル84とを備え、図示を省略するスピンドルモーターによって切削ブレード81Aが矢印R1で示す方向に回転させられる。該切削ブレード81Aは、マスクシート20を切削して溝を形成すべく装着された切削ブレードであり、例えば先端部の切り刃の厚みは分割予定ライン14の幅に対応した100μmの厚みの切削ブレードである。
X軸方向に整合させた溝形成予定ラインに、高速回転させた切削ブレード81Aを位置付けて、図示を省略する切込み送り手段によって矢印Zで示すZ軸方向で切り込み送り量が調整されて、マスクシート20の表面20a側から切り込ませると共に、チャックテーブル7をX軸方向に加工送りして溝100を形成する溝形成加工を実施する。このとき、溝100は、図3(b)に示す一部拡大断面図から理解されるように、幅が100μmで、マスクシート20の裏面20b側には至らない深さで形成される。さらに、上記の溝100を形成した溝形成予定ラインにY軸方向で隣接し、溝100が形成されていない溝形成予定ライン上に切削手段8の切削ブレード81Aを割り出し送りして、上記と同様にして溝100を形成する。これらを繰り返すことにより、X軸方向に沿うすべての溝形成予定ラインに沿って溝100を形成する。次いで、チャックテーブル7を90度回転し、先に溝100を形成した方向と直交する方向をX軸方向に整合させ、上記した溝形成加工を新たにX軸方向に整合させたすべての溝形成予定ラインに対して実施し、マスクシート20のすべての溝形成予定ラインに沿って溝100を形成する(図3(c)を参照)。以上のように、マスクシート20上の全ての溝形成予定ラインに沿って溝100を形成することで、本実施形態の溝形成工程が完了する。
上記の溝形成工程が完了したならば、図2(a)に基づき説明した基板10をマスクシート20の上方に位置付け、図4(a)の上段に示すように基板10の表面10aを下方に向け、基板10の表面10aと上記の溝形成工程によって溝100が形成されたマスクシート20の表面20aとを対面させ、基板10の分割予定ライン14に溝100を対応させてマスクシート20と基板10とを貼着するシート貼着工程を実施する。
なお、上記したマスクシート20は、例えば、ポリオレフィン基材の上面に、UV反応型粘着剤が塗布されて粘着層が形成されたものであり、紫外線の照射によって粘着力が速やかに低下するシートである。
上記のようにしてシート貼着工程を実施したならば、チャックテーブル7に接続された吸引源を停止してチャックテーブル7に生成していた負圧を解除し、図4(b)に示すようにチャックテーブル7から、表面10aにマスクシート20が貼着された基板10を取り出す。チャックテーブル7から取り出した基板10は、後述する溝露出工程を実施すべく、図5(a)に示す保持テーブル30に搬送し載置する。保持テーブル30の上面には、基板10を保持すべく、基板10の形状に対応して構成された保持面32が形成されている。保持面32は、通気性を有する素材により形成され、図示を省略する吸引源に接続されている。該吸引源を作動することにより、保持面32上に負圧が生成され、基板10が吸引保持される。
溝露出工程は、基板10の表面10aに貼着されたマスクシート20の裏面20b側を薄化して、上記した溝形成工程によって形成された溝100を裏面20b側に露出させる工程であり、例えば、図5(b)に示す研削装置40によって実施することができる。
研削装置40は、保持テーブル30の保持面32に吸引保持された基板10の裏面10bに貼着されたマスクシート20の裏面20bを研削して薄化するための研削手段42を備えている。研削手段42は、図示しない回転駆動機構により回転させられる回転スピンドル43と、回転スピンドル43の下端に装着されたホイールマウント44と、ホイールマウント44の下面に取り付けられる研削ホイール45とを備え、研削ホイール45の下面には複数の研削砥石46が環状に配設されている。
基板10を保持テーブル30に吸引保持したならば、研削手段42の回転スピンドル43を図5(b)において矢印R2で示す方向に、例えば3000rpmで回転させると共に、保持テーブル30を矢印R3で示す方向に、例えば300rpmで回転させる。そして、研削砥石46をマスクシート20の裏面20bに接触させ、研削ホイール45を、例えば1μm/秒の研削送り速度で、矢印R4で示す下方に向けて研削送りする。該研削により、マスクシート20の裏面20bを所定量研削して薄化することにより、図6(a)に示すように、マスクシート20の裏面20b側に溝100が露出する。なお、溝100は、上記したように、基板10の分割予定ライン14に対応して形成されており、マスクシート20の裏面20bに溝100が露出することにより、基板10の分割予定ライン14も露出することになる。
なお、溝露出工程は、上記した研削装置40による実施形態に限定されず、例えば、図5(c)に示す旋削装置50によって実施する別の実施形態を採用することもできる。旋削装置50は、保持テーブル30の保持面32に吸引保持された基板10の裏面10bに貼着されたマスクシート20の裏面20bを旋削して薄化するための旋削手段51を備えている。旋削手段51は、図示を省略するユニットハウジングに回転自在に支持された回転軸52の下端に配設されたバイトホイール53と、該回転軸52の上端側に配設されバイトホイール53を回転させる図示を省略する電動モータと、該ユニットハウジングを上下方向に昇降させる昇降手段とを備えている。バイトホイール53の下面側には、下端部に単結晶ダイヤモンド等でなる切り刃55を備えたバイト54が装着され固定されている。このような構成を備える旋削手段51は、上記した昇降手段により、保持テーブル30に吸引保持された基板10に貼着されたマスクシート20に接近、離反される。これにより、バイト54の切り刃55を任意の高さに位置付けることができる。
上記した旋削装置50によってマスクシート20の裏面20bを旋削するに際しては、上記した電動モータを作動して、図5(c)に示すように、旋削手段51の回転軸52を矢印R5で示す方向に所定の回転速度(例えば6000rpm)で回転させると共に、上記した昇降手段を作動して旋削手段51を矢印R6で示す方向に下降させて所望の高さ位置に位置付け、保持テーブル30を回転させずに矢印R7の方向に移動させる。該所望の高さ位置とは、マスクシート20の裏面20bをバイト54によって旋削することにより、図6(a)、(b)に示すように、マスクシート20の裏面20bに溝100が露出する旋削加工が実施される高さ位置である。なお、上記した昇降手段を作動してバイト54によって旋削する際には、旋削手段51を複数回に分けて徐々に下降させて旋削することが好ましい。このような旋削装置50によっても、マスクシート20の裏面20bを薄化して溝100を露出させる溝露出工程を実施することが可能である。
上記したマスク形成方法によって領域12のみを覆うマスクが形成され、基板10を適宜のメッキ加工装置に搬送して基板10の表面10aに対して金属の例えばAuSn(金錫)のメッキ加工を施し(図示は省略する)、表面10aに適宜の厚みのメッキ層30が形成される(図7(a)、(b)を参照)。本実施形態では、上記したようにマスクシート20に分割予定ライン14に沿って溝100が形成され、且つ領域12上にマスクシート20が残されていることから、該メッキ層30は、領域12ではマスクシート20上に形成されると共に、分割予定ライン14では基板10上に形成される。なお、本実施形態では、マスクシート20について、UVシートが採用されていることから、紫外線を透過しないAuSn(金錫)のメッキ層30が形成される前に、マスクシート20に対して、紫外線を照射しておき、上記した粘着層の粘着力を予め低下させておく。
基板10に対して上記したメッキ加工を施したならば、図7(a)に示すように、基板10を、保護テープTを介して環状のフレームFによって支持すると共に、図1に基づき説明した切削装置1のチャックテーブル7に吸引保持して、フレームFをクランプ72によって固定する(図7では説明の都合上クランプ72等は省略している)。次いで、上記した撮像手段9によって基板10を撮像することで、加工位置である溝100、すなわち分割予定ライン14の位置を検出し、基板10を切削手段8の直下に位置付ける。この際、切削手段8には、上記した切削ブレード81Aに替えて、基板10を切削して個々のチップに分割するのに適した切削ブレード81Aよりも薄い切り刃を備えた切削ブレード81Bを装着している。切削ブレード81Bは、切削ブレード81Aよりも薄い厚み(例えば30μm)であり、上記の溝100の幅100μmに形成されたメッキ層30の幅寸法に対して薄いブレードである。そして、この切削ブレード81BをR1で示す方向に高速回転させると共に、上記のX軸送り手段、Y軸送り手段、切り込み送り手段を作動して、図7(b)に示すように、分割予定ライン14の幅方向中央に上方から切込み送りして、基板10を領域12毎に個々のチップに分割する分割工程が実施される。当該分割工程では、上記の切削ブレード81Aよりも先端側の切り刃が薄い切削ブレード81Bを使用して分割予定ライン14に沿って切削加工を実施することにより、基板10を領域12毎に分割した際に、分割された個々のチップの外周をメッキ層30が35μmの幅で囲繞した状態で分割される。
上記した実施形態では、マスク形成方法を実施した後、各チップ上のマスクシート20を除去せずにメッキ加工を施し、そのまま切削手段8によって個々のチップに分割している。これにより、分割工程の切削加工によって発生する切削屑と、切削屑を含む切削水とが、各チップに直接付着して汚染されることが回避される。なお、本発明はこれに限定されず、基板10に対して切削加工を実施する前に、マスク20をチップ上から除去することも許容される。
上記した実施形態では、マスクシート準備工程において準備するマスクシート20としてUVシートを選択したが、本発明はこれに限定されず、マスクシート準備工程において準備するマスクシート20として加熱によって圧着する熱圧着シートを選択してもよい。マスクシート20として採用する熱圧着シートとしては、例えば、ポリオレフィン系のシートから選択することができる。マスクシート20をポリオレフィン系のシートから選択する場合は、ポリエチレン(PE)シート、ポリプロピレン(PP)シート、ポリスチレン(PS)シートのいずれかから選択することが好ましい。
マスクシート20としてポリエチレンシートが選択し、上記したシート貼着工程を実施する場合には、マスクシート20を所定の温度(ポリエチレンシートの融点近傍の120℃~140℃)に加熱して粘着力を発揮させて、基板10の表面10aに熱圧着する。該加熱を実行するための手段は特に限定されないが、チャックテーブル7の内部に加熱ヒータを装着して加熱したり、マスクシート20の上方から熱風を当てて加熱したりして、マスクシート20を上記所定の温度範囲に上昇させて粘着力を発揮させることができ、表面に粘着層を形成することなく、基板10に対して良好に貼着することができる。なお、マスクシート20として、ポリエチレンシート以外のシートを選択した場合は、熱圧着する際の加熱温度を、選択したシートの素材に応じた融点温度近傍に加熱することで、適切な粘着力を発揮させて基板10上に貼着することができる。また、圧着度合いを高めるために、マスクシート20側からローラー等により押圧してもよい。マスクシート20として上記したような熱圧着シートを選択した場合は、基板10から除去する際には、冷却して粘着力を低下させて除去することが好ましい。
上記した実施形態の如く、マスクシート準備工程、溝形成工程、シート貼着工程、溝露出工程を含むマスク形成方法を実施することにより、基板10に貼着されたマスクシート20に、基板10の分割予定ライン14に沿って溝100が形成され、個々の領域12に対応する大きさのマスクを容易に配設することができ、基台10の領域12に対応し個々に分割されたチップに対応する大きさのマスクを個々のチップ毎に配設する必要がなく、煩に堪えない、という問題が解消する。
また、従来技術のように、基板にマスクシートを張り付けた後、切削ブレードによってマスクシートに溝を形成しようとすると、切削ブレードによって基板に傷を付けてしまう虞があるが、本発明によれば、予めマスクシートに溝を形成するため、基板に傷を付けることが回避される。
1:切削装置
2:ハウジング
3:搬出入手段
4:カセット
4a:カセットテーブル
5:仮置きテーブル
6:搬送手段
7:チャックテーブル
71:吸着チャック
72:クランプ
8:切削手段
80:スピンドルハウジング
81A:切削ブレード
81B:切削ブレード
82:回転スピンドル
83:ブレードカバー
84:切削水供給ノズル
9:撮像手段
10:基板
12:領域
14:分割予定ライン
16:洗浄装置
17:洗浄搬出手段
20:マスクシート
20a:表面
20b:裏面
30:メッキ層
40:研削装置
42:研削手段
43:回転スピンドル
44:ホイールマウント
45:研削ホイール
46:研削砥石
50:旋削装置
51:旋削手段
52:回転軸
53:バイトホイール
54:バイト
55:切り刃
100:溝

Claims (3)

  1. 分割予定ラインによって個々のチップに分割される基板の該分割予定ラインに金属メッキを施す際に使用するマスクの形成方法であって、
    基板に対応する大きさを有し、該基板の上面に貼着可能な表面を有するマスクシートを準備するマスクシート準備工程と、
    該分割予定ラインに対応して該マスクシートの表面に切削ブレードを位置付けて溝を形成する溝形成工程と、
    該基板の上面と該マスクシートの表面とを対面させ、該分割予定ラインに該溝を対応させて該マスクシートの表面を該基板の上面に貼着するシート貼着工程と、
    該マスクシートの裏面側を薄化して該溝を裏面側に露出させる溝露出工程と、
    を含むマスクの形成方法。
  2. 該マスクシート準備工程において、該マスクシートとして紫外線の照射によって粘着力が低下する粘着層を表面に備えるUVシートが準備される請求項1に記載のマスクの形成方法。
  3. 該マスクシート準備工程において、該マスクシートとして加熱によって圧着する熱圧着シートが準備される請求項1に記載のマスクの形成方法。
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