JP5090080B2 - 板状物の切削方法 - Google Patents

Description

本発明は、切削ブレードを有する切削装置により板状物を切削する板状物の切削方法に関する。

ダイシング装置等の切削装置は、高速回転する切削ブレードで樹脂基板等の板状物を切削するが、その際板状物は切削ブレードの通過する部分がブレードによって粉砕され、粉砕された板状物は切削屑（コンタミネーション）となって切削水とともに排出される。

そのため、ダイシングによって必ず発生する切削屑の除去は常に課題となってきた。特に板状物表面に付着し、板状物に形成された回路をショートさせたり、素子等の働きを阻害しないよう、これまで切削水の供給手段を改良したり、洗浄手段を設けたりして、板状物表面に切削屑が付着するのを防止するようにしてきた。

例えば、特開平１１−２６７９４０号公報では、従来から設けられていた切削水供給ノズルに加えて、カーテンノズルから噴出される水やエア等の流体によってカーテンを形成し、切削屑が板状物表面に付着するのを防止するようにした切削装置が提案されている。

また、特開２０００−３０６８７８号公報には、板状物の切削時にノズルからエアと洗浄水の混合物を噴射して、高圧水を用いることなく、高圧水を噴射するのと同等の洗浄能力を有する切削装置が開示されている。

これらの改善により、板状物切削時に発生する切削屑は、通常切削水とともに板状物の上を通過し、板状物周囲の粘着テープからダイシングフレームを伝わってダイシングフレームの外に排出される。
特開平１１−２６７９４０号公報 実開２０００−３０６８７８号公報

板状物の切削終了後、板状物は洗浄装置により洗浄されてから板状物カセットに戻されるため、特許文献１及び特許文献２に開示された切削装置では、板状物表面への切削屑の付着は効果的に防止されるが、テープの粘着力が強かったり、切削屑を含んだ切削水（排水）が粘着テープ上で滞留したりすると、切削屑が板状物周囲の粘着テープに付着し、洗浄装置で洗い流されない場合がある。

粘着テープ上に付着した切削屑は問題にならない場合もあるが、ダイシング後の次工程であるピックアップ工程（粘着テープ全体を引き伸ばして、切り出せされたチップをテープ裏面から突き上げてテープから剥がした後、専用トレーに収納する）で、切削屑が粘着テープから舞い上がり、チップの表面や側面に再付着すると、切削屑がチップの回路をショートさせる危険があるため、大きな問題となる。

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、切削屑を含んだ排水が粘着テープとダイシングフレームの段差部分で滞留するのを防止し、切削屑が段差部分近辺の粘着テープに付着するのを防止するようにした板状物の切削方法を提供することである。

本発明によると、環状のダイシングフレームに貼着された粘着テープを介して該ダイシングフレームに支持された板状物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された板状物を切削する切削ブレードを回転可能に支持する切削手段と、該切削ブレードに切削水を供給する切削水供給手段とを備えた切削装置を用いた板状物の切削方法であって、前記切削ブレードの回転に起因して切削水が飛散しダイシングフレームと粘着テープとの間の段差部に切削水が滞留して切削屑が粘着テープに付着しないように、少なくとも切削水が飛散する側のダイシングフレームと粘着テープとの境界領域に前記段差部を覆うようにテープを配設して板状物の切削を遂行することを特徴とする板状物の切削方法が提供される。

本発明によると、切削水が飛散する側のダイシングフレームと粘着テープとの境界領域に段差部を覆うようにテープを配設して板状物の切削を遂行するため、排水が段差部に滞留せずにスムーズにダイシングフレーム外に排出されるので、粘着テープ上への切削屑の付着を防止することができる。

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は樹脂基板等の板状物をダイシングして個々のチップ（デバイス）に分割することができる切削装置２の外観を示している。

切削装置２の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作手段４が設けられている。装置上部には、オペレータに対する案内画面や後述する撮像手段によって撮像された画像が表示されるＣＲＴ等の表示手段６が設けられている。

図２に示すように、ダイシング対象の樹脂基板３０の表面においては、第１のストリートＳ１と第２ストリートＳ２とが直交して形成されており、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とによって区画されて多数のチップ（デバイス）３２が樹脂基板３０上に形成されている。

樹脂基板３０は粘着テープであるダイシングテープ３４に貼着され、ダイシングテープ３４の外周縁部は環状フレーム３６に貼着されている。これにより、樹脂基板３０はダイシングテープ３４を介してフレーム３６に支持された状態となり、図１に示した樹脂基板カセット８中に樹脂基板が複数枚（例えば２５枚）収容される。樹脂基板カセット８は上下動可能なカセットエレベータ９上に載置される。

樹脂基板カセット８の後方には、樹脂基板カセット８から切削前の樹脂基板３０を搬出するとともに、切削後の樹脂基板を樹脂基板カセット８に搬入する搬出入手段１０が配設されている。樹脂基板カセット８と搬出入手段１０との間には、搬出入対象の樹脂基板が一時的に載置される領域である仮置き領域１２が設けられており、仮置き領域１２には、樹脂基板３０を一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段１４が配設されている。

仮置き領域１２の近傍には、樹脂基板３０と一体となったフレーム３６を吸着して搬送する旋回アームを有する搬送手段１６が配設されており、仮置き領域１２に搬出された樹脂基板３０は、搬送手段１６により吸着されてチャックテーブル１８上に搬送され、このチャックテーブル１８に吸引されるとともに、複数の固定手段（クランパ）１９によりフレーム３６が固定されることでチャックテーブル１８上に保持される。

チャックテーブル１８は、回転可能且つＸ軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル１８のＸ軸方向の移動経路の上方には、樹脂基板３０の切削すべきストリートを検出するアライメント手段２０が配設されている。

アライメント手段２０は、樹脂基板３０の表面を撮像する撮像手段２２を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の処理によって切削すべきストリートを検出することができる。撮像手段２２によって取得された画像は、表示手段６に表示される。

アライメント手段２０の左側には、チャックテーブル１８に保持された樹脂基板３０に対して切削加工を施す切削手段２４が配設されている。切削手段２４はアライメント手段２０と一体的に構成されており、両者が連動してＹ軸方向及びＺ軸方向に移動する。

切削手段２４は、回転可能なスピンドル２６の先端に切削ブレード２８が装着されて構成され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード２８は撮像手段２２のＸ軸方向の延長線上に位置している。

このように構成された切削装置２において、樹脂基板カセット８に収容された樹脂基板３０は、搬出入手段１０によってフレーム３６が挟持され、搬出入手段１０が装置後方（Ｙ軸方向）に移動し、仮置き領域１２においてその挟持が解除されることにより、仮置き領域１２に載置される。そして、位置合わせ手段１４が互いに接近する方向に移動することにより、樹脂基板３０が一定の位置に位置づけられる。

次いで、搬送手段１６によってフレーム３６は吸着され、搬送手段１６が旋回することによりフレーム３６と一体となった樹脂基板３０がチャックテーブル１８に搬送されてチャックテーブル１８により保持される。そして、チャックテーブル１８がＸ軸方向に移動して樹脂基板３０はアライメント手段２０の直下に位置づけられる。

アライメント手段２０が切削すべきストリートを検出するアライメントの際のパターンマッチングに用いる画像は、切削前に予め取得しておく必要がある。そこで、樹脂基板３０がアライメント手段２０の直下に位置づけられると、撮像手段２２が樹脂基板３０の表面を撮像し、撮像した画像を表示手段６に表示させる。

切削装置２のオペレータは、操作手段４を操作することにより、撮像手段２２をゆっくりと移動させながら、必要に応じてチャックテーブル１８も移動させて、パターンマッチングのターゲットとなるパターンを探索する。

オペレータがキーパターンを決定すると、そのキーパターンを含む画像が切削装置２のアライメント手段２０に備えたメモリに記憶される。また、そのキーパターンとストリートＳ１，Ｓ２の中心線との距離を座標値等によって求め、その値もメモリに記憶させておく。

更に、撮像手段２２を移動させることにより、隣り合うストリートとストリートとの間隔（ストリートピッチ）を座標値等によって求め、ストリートピッチの値についてもアライメント手段２０のメモリに記憶させておく。

樹脂基板３０のストリートに沿った切断の際には、記憶させたキーパターンの画像と実際に撮像手段２２により撮像されて取得した画像とのパターンマッチングをアライメント手段２０にて行う。

そして、パターンがマッチングしたときは、キーパターンとストリートの中心線との距離分だけ切削手段２４をＹ軸方向に移動させることにより、切削しようとするストリートと切削ブレード２８との位置合わせを行う。

切削しようとするストリートと切削ブレード２８との位置合わせが行われた状態で、チャックテーブル１８をＸ軸方向に移動させるとともに、切削ブレード２８を高速回転させながら切削手段２４を下降させると、位置合わせされたストリートが切削される。

樹脂基板３０の切削に際しては、切削ブレードの前面側に設けられたシャワーノズルから切削水を噴出するとともに、切削ブレードを両側から挟むように設けられたブレードクーラーノズルからブレードに向かって扇状に切削水を噴出させて樹脂基板３０の切削を行う。噴出させる切削水は純水が望ましい。

メモリに記憶されたストリートピッチずつ切削手段２４をＹ軸方向にインデックス送りにしながら切削を行うことにより、同方向のストリートＳ１が全て切削される。更に、チャックテーブル１８を９０°回転させてから、上記と同様の切削を行うと、ストリートＳ２も全て切削され、個々のチップ３２に分割される。

切削が終了した樹脂基板３０はチャックテーブル１８をＸ軸方向に移動してから、Ｙ軸方向に移動可能な搬送手段２５により把持されて洗浄装置２７まで搬送される。洗浄装置２７では、洗浄ノズルから水を噴射しながら樹脂基板３０を高速回転（例えば３０００ｒｐｍ）させることにより樹脂基板を洗浄する。

洗浄後エアノズルからエアを噴出させて樹脂基板３０を乾燥させた後、搬送手段１６により樹脂基板３０を吸着して仮置き領域１２に戻し、更に搬出入手段１０により樹脂基板カセット８の元の収納場所に樹脂基板３０が戻される。

次に、本発明の実施形態に係る樹脂基板の切削方法について説明する前に、図３及び図４を参照して、従来技術の問題点について詳細に説明する。図３は従来の樹脂基板の切削方法の平面図を示しており、実際には切削ブレード２８は樹脂基板３０に対して垂直に配置されて樹脂基板３０を切削するが、理解を助けるために切削ブレード２８を横に倒した状態が示されている。

図４の断面図に示すように、チャックテーブル１８上に搭載された樹脂基板３０はチャックテーブル１８に吸引されるとともに、クランパ１９がダイシングフレーム３６をクランプすることにより、チャックテーブル１８上に保持される。

チャックテーブル１８をＸ軸方向（図３で矢印４６方向）に移動させるとともに、切削ブレード２８を矢印４０方向に高速回転させながら切削ブレード２８で樹脂基板３０の切削を行う。

このとき、上述したようにシャワーノズル及びブレードクーラーノズルを有する切削水供給手段４２から切削水４４を切削ブレード２８に供給しながら樹脂基板３０の切削を行うが、切削屑を含んだ切削水（排水）は矢印５２の流出経路で示すようにダイシングフレーム３６と粘着テープ３４との段差部５０に突き当たり排水の一部が曲げられる。

その結果、樹脂基板３０にはストリートＳ１，Ｓ２が互いに直角に形成されているため、図３の矢印４６，４８で示された切削水の流出方向であるダイシングフレーム３６と粘着テープ３４との境界領域５４，５６に切削屑（コンタミネーション）が付着することになる。

この境界領域５４，５６に付着した切削屑はダイシング後の次工程であるピックアップ工程で、粘着テープ３４から舞い上がり、チップの表面や側面に再付着する恐れがある。以下、この切削屑の再付着を防止するようにした本発明の板状物の切削方法の各実施形態について、図５以降を参照して詳細に説明する。

図５（Ａ）は本発明の樹脂基板の切削方法に使用する第１実施形態の樹脂基板アセンブリ３５の平面図を示している。樹脂基板アセンブリ３５は、環状のダイシングフレーム３６と、外周縁部がダイシングフレーム３６に貼着された粘着テープであるダイシングテープ３４と、ダイシングテープ３４に貼着された樹脂基板３０を含んでいる。

図２に示したように、樹脂基板３０の表面には矢印４６方向に伸長する複数の第１ストリートＳ１と、第１ストリートＳ１と直交する矢印４８方向に伸長する複数の第２ストリートＳ２が形成されている。

よって、切削装置２によるダイシングは第１ストリートＳ１及び第２ストリートＳ２に沿って実施されるため、切削水（排水）の流出経路は互いに直交する矢印４６方向及び矢印４８方向の２方向となる。

そこで、第１実施形態の樹脂基板アセンブリ３５では、切削水が飛散する側のダイシングフレーム３６と粘着テープ３４との境界領域にテープ（例えばリンテック社製ＵＶテープＤ−１７４）５８，６０を貼付することにより、図７に示すように、テープ５８，６０でダイシングフレーム３６と粘着テープ３４との段差部５０を覆うようにして切削水排出部を形成した。

これにより、図６に示す樹脂基板切削時の平面図及び図７の断面図に示すように、樹脂基板切削時に切削水供給手段４２から供給された切削水４４は、段差部５０に貼付されたテープ５８により案内されて、矢印６４で示すように段差部５０に滞留せずにスムーズにダイシングフレーム３６外に排出されるため、ダイシングフレーム３６と粘着テープ３４との境界領域の粘着テープ３４上に切削屑（コンタミネーション）が付着するのが防止される。

図５（Ｂ）は、本発明の切削方法に使用する第２実施形態の樹脂基板アセンブリ３５Ａの平面図を示している。この第２実施形態の樹脂基板アセンブリ３５Ａは、ダイシングフレーム３６と粘着テープ３４との段差部５０を全周に渡って環状テープ６２で覆ったものである。

本実施形態の樹脂基板アセンブリ３５Ａでも、樹脂基板の切削時に切削屑を含んだ排水が段差部５０で滞留することなくスムーズにダイシングフレーム３６外へ排出されるため、ダイシングフレーム３６と粘着テープ３４との境界領域の粘着テープ３４上に切削屑が付着することが防止される。

図８（Ａ）は、本発明第３実施形態の樹脂基板アセンブリ３５Ｂの平面図を示している。本実施形態の樹脂基板アセンブリ３５Ｂは、切削水が主に排出される方向、即ち図５（Ａ）に示す矢印４６方向及び４８方向のダイシングフレーム３６近傍の粘着テープ３４に排水口となる穴６６，６８を形成したものである。

本実施形態では、樹脂基板切削時に、切削水（排水）が排水口として作用する穴６６，６８を通って流れ出るため、切削屑が粘着テープ３４に付着することが防止される。

図８（Ｂ）は、本発明第４実施形態の樹脂基板アセンブリ３５Ｃの平面図を示している。本実施形態の樹脂基板アセンブリ３５Ｃは、切削水が主に排出される方向のダイシングフレーム３６の内周側に切欠７０，７２を形成したものである。

樹脂基板切削時には、これらの切欠７０，７２から切削水が排出される。よって、切欠７０，７２の全面が粘着テープ３４で塞がれないよう工夫する必要がある。本実施形態でも上述した第１乃至第３実施形態と同様な効果をあげることができる。

図９（Ａ）は本発明第５実施形態の樹脂基板アセンブリ３５Ｄの平面図を示している。図９（Ｂ）は図９（Ａ）の９Ｂ−９Ｂ線断面図である。本実施形態の樹脂基板アセンブリ３５Ｄは、ダイシングフレーム３６の内周部に半径方向内側に向かって薄くなるようなテーパー形状の傾斜部３６ａを形成して、ダイシングフレーム３６と粘着テープ３４との間の段差部を緩やかにしたものである。

本実施形態では、傾斜部３６ａはダイシングフレーム３６の全周に渡って形成されているが、テーパー形状の傾斜部３６ａを切削水排出方向の２箇所のダイシングフレーム３６の内周部に形成するようにしても良い。

本実施形態では、ダイシングフレーム３６と粘着テープ３４との間の段差部が緩やかになっているため、切削水の排水が段差部で滞留することがなく、スムーズにダイシングフレーム３６外に排出される。よって、上述した各実施形態と同様に、切削屑がダイシングフレーム３６と粘着テープ３４との境界領域の粘着テープ３４上に付着することが防止される。

本発明の板状物の切削方法が実施されるのに適した切削装置の外観斜視図である。 フレームと一体化された樹脂基板を示す斜視図である。 本発明が解決すべき課題を説明するための平面図である。 本発明が解決すべき課題を説明するための断面図である。 図５（Ａ）は本発明の切削方法に使用する第１実施形態の樹脂基板アセンブリの平面図であり、図５（Ｂ）は第２実施形態の樹脂基板アセンブリの平面図である。 第１実施形態の樹脂基板アセンブリを使用した樹脂基板切削時の平面図である。 第１実施形態の樹脂基板アセンブリを使用した樹脂基板切削時の断面図である。 図８（Ａ）は本発明の板状物切削方法に使用する第３実施形態の樹脂基板アセンブリの平面図であり、図８（Ｂ）は第４実施形態の樹脂基板アセンブリの平面図である。 図９（Ａ）は本発明の板状物の切削方法に使用する第５実施形態の樹脂基板アセンブリの平面図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）の９Ｂ−９Ｂ線断面図である。

符号の説明

２８ 切削ブレード
３０ 樹脂基板
３４ 粘着テープ
３５ 樹脂基板アセンブリ
３６ ダイシングフレーム
３６ａ テーパー状傾斜部
５０ 段差部
５８，６０，６２ テープ
６６，６８ 穴（排水口）
７０，７２ 切欠

Claims (1)

1. 環状のダイシングフレームに貼着された粘着テープを介して該ダイシングフレームに支持された板状物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された板状物を切削する切削ブレードを回転可能に支持する切削手段と、該切削ブレードに切削水を供給する切削水供給手段とを備えた切削装置を用いた板状物の切削方法であって、
   前記切削ブレードの回転に起因して切削水が飛散しダイシングフレームと粘着テープとの間の段差部に切削水が滞留して切削屑が粘着テープに付着しないように、少なくとも切削水が飛散する側のダイシングフレームと粘着テープとの境界領域に前記段差部を覆うようにテープを配設して板状物の切削を遂行することを特徴とする板状物の切削方法。

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