JP5955675B2

JP5955675B2 - 紫外線照射手段を備えた加工装置

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Publication number: JP5955675B2
Application number: JP2012160033A
Authority: JP
Inventors: 正視佐藤
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-07-18
Filing date: 2012-07-18
Publication date: 2016-07-20
Anticipated expiration: 2032-07-18
Also published as: JP2014022574A

Description

本発明は、紫外線硬化型ダイシングテープに紫外線を照射する紫外線照射手段を備えた加工装置に関する。

半導体デバイスや各種電子部品のチップ製造工程においては、板状の被加工物の表面に、格子状に配列された分割予定ラインによって多数の矩形状のチップ領域を区画し、これらチップ領域にＩＣ（Integrated Circuit）やＬＳＩ（Large Scale Integration）等の電子回路を形成した後、ウエーハに対して裏面研削など必要な処理を行ってから、ウエーハを分割予定ラインに沿って切断して分割（ダイシング）して、各チップ領域を半導体チップとして得ている。このようにして得られたチップは、樹脂封止によりパッケージングされて、携帯電話やＰＣ（パーソナル・コンピュータ）等の各種電気・電子機器に広く用いられている。近年では、半導体ウエーハには、レーザ光線を分割予定ラインに沿って照射することにより、ダイシングするレーザダイシングも採用されてきている。

被加工物をダイシングする際には、搬送しにくいウエーハをハンドリングするために、ダイシングテープに被加工物を貼着し、ダイシングテープに貼着したダイシングフレームをハンドリングすることが行われている。この場合、ダイシング完了後はダイシングテープからチップを剥離してピックアップすることになるが、その際には剥離性が高い方が剥離しやすい。そこで、ダイシングテープの粘着剤に紫外線硬化型を用い、チップをピックアップする際にダイシングテープに紫外線を照射して粘着剤の粘着性を低下させ、これによってピックアップをし易くしている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３０７６１７９号公報

しかし、こうした紫外線照射手段に用いられる紫外線を生成する蛍光ランプは、点灯によって発熱するが、高温の状態で使用を続けるとフィラメントが劣化して寿命が短くなる。そのため、蛍光ランプを複数使用し、照度が性能となる紫外線照射手段等では、冷却が重要となるが、ランプを多く利用すればするほど、冷却のために空間を取る必要があり、紫外線照射手段が大型化してしまうという課題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、紫外線照射手段の大型化を抑制しながらも、紫外線蛍光ランプの寿命の低下を抑制できる紫外線照射手段を備えた加工装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の紫外線照射手段を備えた加工装置は、紫外線硬化型のダイシングテープを介して環状フレームの開口に貼着された板状の被加工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該被加工物を加工する加工手段と、を少なくとも含み、紫外線硬化型の該ダイシングテープに紫外線を照射する紫外線照射手段を備える加工装置であって、該紫外線照射手段は、上方が開口されたハウジングと、該ハウジング内に配設され紫外線を照射する紫外線蛍光ランプと、該ハウジングの開口を覆い該紫外線蛍光ランプによって照射される紫外線を透過する紫外線透過領域を備えたカバー部材と、該ハウジング内に気流を発生させ点灯によって発熱する該紫外線蛍光ランプを冷却する冷却用ファンと、を具備し、該紫外線蛍光ランプは直径が１４ｍｍ以上でかつ１８ｍｍ以下であり、該ハウジング内で互いに１０ｍｍ以上でかつ１５ｍｍ以下の間隔を設けて略平行に複数敷設され、該紫外線蛍光ランプ間を流れる気流が該紫外線蛍光ランプの冷却を促すことを特徴とする。

そこで、本発明の紫外線照射手段を備えた加工装置では、従来用いられてきた紫外線蛍光ランプよりも細管タイプの紫外線照射用の紫外線蛍光ランプを用いることで、同じ面積の紫外線透過領域であっても紫外線蛍光ランプ間の間隔を保ったまま多くの本数の紫外線蛍光ランプを敷設することが可能となった。これにより、紫外線蛍光ランプの冷却効率を向上させることができ、紫外線蛍光ランプの周囲の温度を従来よりも低減することができて、紫外線蛍光ランプの寿命の低下を抑制することができる。

また、同じ面積の紫外線透過領域であっても、多くの本数の紫外線蛍光ランプを敷設することが可能であるので、副次的な効果として、紫外線の照度を確保でき、ダイシングテープに紫外線を照射するのにかかる所要時間が長時間化することを抑制できる。

したがって、紫外線照射手段の大型化を抑制しかつ照度を確保しながらも、紫外線蛍光ランプの寿命の低下を抑制することができる。

図１は、実施形態に係る切削装置の構成例を示す図である。図２は、実施形態に係る切削装置の構成例の要部を背面側からみた斜視図である。図３は、実施形態に係る切削装置の紫外線照射手段の断面図である。図４は、実施形態に係る切削装置の紫外線照射手段の紫外線蛍光ランプの周囲温度と寿命の関係を示す図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態〕
図１は、実施形態に係る切削装置の構成例の概略を示す斜視図である。図２は、実施形態に係る切削装置の構成例の要部の概略を示す斜視図である。図３は、実施形態に係る切削装置の紫外線照射手段の断面図である。図４は、実施形態に係る切削装置の紫外線照射手段の紫外線蛍光ランプの周囲温度と寿命の関係を示す図である。

本実施形態に係る切削装置１（加工装置に相当）は、切削ブレード２１を有する切削手段２０（加工手段に相当）と被加工物Ｗ（図２に示す）を保持したチャックテーブル１０とを少なくとも含み、これらを相対移動させることで、被加工物Ｗを切削加工（加工に相当）するものである。切削装置１は、図１に示すように、切削加工前後の被加工物Ｗを収容するカセットエレベータ３０と、切削加工前後の被加工物Ｗを一時的に載置する仮置き手段４０と、前記チャックテーブル１０と、前記切削手段２０と、切削加工後の被加工物Ｗを洗浄する洗浄手段５０と、切削加工後の被加工物Ｗに紫外線を照射する紫外線照射手段６０と、制御手段（図示せず）を備えている。さらに、切削装置１は、チャックテーブル１０と切削手段２０とをＸ軸方向に相対移動させるＸ軸移動手段（図示せず）と、チャックテーブル１０と切削手段２０とをＹ軸方向に相対移動させるＹ軸移動手段（図示せず）と、チャックテーブル１０と切削手段２０とをＺ軸方向に相対移動させるＺ軸移動手段（図示せず）とを備えている。

ここで、被加工物Ｗは、切削装置１により加工される板状の加工対象であり、本実施形態では、図２に示すように、互いに直行する分割予定ラインによって区画されたデバイスを複数有した半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。被加工物Ｗは、切削装置１がチャックテーブル１０と切削ブレード２１を有する切削手段２０とを相対移動させて、分割予定ラインに切削加工が施されることで、個々のデバイスに分割される。また、本実施形態では、被加工物Ｗは、図２に示すように、デバイスが形成された表面ＷＳの反対側の裏面にダイシングテープＴが貼着され、ダイシングテープＴに環状フレームＦが貼着されて、ダイシングテープＴを介して環状フレームＦに貼着されている。ダイシングテープＴは、紫外線が照射されることにより粘着面が硬化する所謂紫外線硬化型のダイシングテープである。なお、本発明では、被加工物Ｗは、分割予定ラインによって区画されたデバイスを複数有したパッケージ基板などであっても良い。

カセットエレベータ３０は、被加工物Ｗを複数枚収容するものであり、切削装置１の装置本体２にＺ軸方向に昇降自在に設けられている。仮置き手段４０は、カセットエレベータ３０から切削加工前の被加工物Ｗを一枚取り出すとともに、切削加工後の被加工物Ｗをカセットエレベータ３０内に収容するものである。仮置き手段４０は、被加工物Ｗをカセットエレベータ３０に出し入れする搬出入手段４１と、被加工物Ｗを一時的に載置する一対のレール４２とを含んで構成されている。

チャックテーブル１０は、仮置き手段４０のレール４２上の切削加工前の被加工物Ｗが第１の搬送手段８１により搬送されてきて、ダイシングテープＴを介して環状フレームＦの開口に貼着された被加工物Ｗを保持するものである。チャックテーブル１０は、表面を構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続され、表面に載置された被加工物Ｗを吸引することで保持する。なお、チャックテーブル１０は、Ｘ軸移動手段によりＸ軸方向に移動自在に設けられかつ回転駆動源（図示せず）により中心軸線（Ｚ軸と平行である）回りに回転自在に設けられている。

切削手段２０は、チャックテーブル１０で保持された被加工物Ｗを切削加工するものである。切削手段２０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗに対して、Ｙ軸移動手段によりＹ軸方向に移動自在に設けられ、かつ、Ｚ軸移動手段によりＺ軸方向に移動自在に設けられている。切削手段２０は、略リング形状を有する極薄の切削砥石でありかつスピンドル（図示せず）により回転することで被加工物Ｗに切削加工を施す切削ブレード２１などを含んで構成されている。

洗浄手段５０は、切削手段２０により切削加工が施された被加工物Ｗを洗浄するものである。洗浄手段５０は、チャックテーブル１０上の切削加工後の被加工物Ｗが第２の搬送手段８２により搬送されてきて、被加工物Ｗを保持するスピンナーテーブル５１と、スピンナーテーブル５１に保持された被加工物Ｗの表面ＷＳに洗浄液を供給する洗浄ノズル（図示せず）とを備えている。スピンナーテーブル５１は、表面を構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続され、表面に載置された被加工物Ｗを吸引することで保持する。スピンナーテーブル５１は、スピンナーテーブル駆動源（図示せず）が発生する回転力により、中心軸線（Ｚ軸と平行である）回りに回転される。

紫外線照射手段６０は、洗浄手段５０により洗浄されかつ切削加工後の被加工物Ｗに貼着されたダイシングテープＴに紫外線を照射するものである。紫外線照射手段６０は、図２及び図３に示すように、上方が開口６１ａされたハウジング６１と、ハウジング６１内に配設された複数の紫外線蛍光ランプ６２と、ハウジング６１の開口６１ａを覆うカバー部材６３と、ハウジング６１に取り付けられた冷却用ファン６４（図２のみに示す）とを具備している。

ハウジング６１は、偏平な箱状に形成されて、切削装置１の装置本体２の上面に配設されている。本実施形態では、ハウジング６１即ち紫外線照射手段６０は、図１中の仮置き手段４０の後方に配置されている。なお、ハウジング６１の底面には、紫外線蛍光ランプ６２が照射した紫外線を反射する反射面が設けられている。紫外線蛍光ランプ６２は、紫外線を照射するものであって、図３に示すように、ハウジング６１内に等間隔でかつ同一水平面上に配設されている。

さらに、紫外線蛍光ランプ６２は、直径が１４ｍｍ以上でかつ１８ｍｍ以下である。本実施形態では、紫外線蛍光ランプ６２は、従来用いられてきた所謂Ｔ８管の紫外線蛍光ランプよりも細管タイプの紫外線蛍光ランプであって、直径が１５．５ｍｍ以上でかつ１６．５ｍｍ以下の所謂Ｔ５管の紫外線蛍光ランプである。なお、Ｔ５管とは、直径が１／８×５（インチ）のものをいい、Ｔ８管とは、直径が１／８×８（インチ）のものをいい、Ｔ５管の紫外線蛍光ランプ６２の照度とＴ８管の紫外線蛍光ランプ６２の照度とは略等しい。また、複数の紫外線蛍光ランプ６２は、ハウジング６１内で互いに１０ｍｍ以上でかつ１５ｍｍ以下の間隔Ｉを設けて、略平行に複数敷設されている。

カバー部材６３は、紫外線蛍光ランプ６２の上方に設けられて、紫外線蛍光ランプ６２によって照射される紫外線を透過する紫外線透過領域６３ａを中央に備えている。冷却用ファン６４は、ハウジング６１内に気流Ａ（図３に示す）を発生させ点灯によって発熱する紫外線蛍光ランプ６２を冷却するものである。冷却用ファン６４は、ハウジング６１外の雰囲気をハウジング６１内に吹き込んで、ハウジング６１内に気流Ａを発生させる。冷却用ファン６４がハウジング６１内に発生させた気流Ａは、紫外線蛍光ランプ６２間を流れる。紫外線蛍光ランプ６２間を流れる気流Ａが、紫外線蛍光ランプ６２の表面を流れる際に、紫外線蛍光ランプ６２の熱を奪って、紫外線蛍光ランプ６２の冷却を促す。なお、冷却用ファン６４がハウジング６１内に発生させた気流Ａは、ハウジング６１の適宜箇所に設けられた隙間を通って、ハウジング６１外に排気される。

制御手段は、切削装置１を構成する上述した構成要素をそれぞれ制御して、被加工物Ｗに対する加工動作を切削装置１に行わせるものである。なお、制御手段は、例えばＣＰＵ等で構成された演算処理装置やＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える図示しないマイクロプロセッサを主体として構成されており、加工動作の状態を表示する表示手段９０や、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない操作手段と接続されている。

次に、実施形態に係る切削装置１の加工動作について説明する。オペレータが加工内容情報を制御手段に登録し、オペレータから加工動作の開始指示があった場合に、切削装置１が加工動作を開始する。加工動作では、制御手段は、切削加工前の被加工物Ｗを搬出入手段４１によりカセットエレベータ３０から仮置き手段４０まで搬出し、仮置き手段４０の一対のレール４２上に載置した後、第１の搬送手段８１によりチャックテーブル１０まで搬送し、チャックテーブル１０に保持する。

次に、制御手段は、Ｘ軸移動手段によりチャックテーブル１０を移動して、撮像手段の撮像した画像の情報に基づいてアライメントを遂行した後、加工内容情報に基づいて、被加工物Ｗを分割予定ラインなどに沿って切削し、被加工物Ｗを個々のデバイスに分割する。全ての分割予定ラインなどに切削加工が施されると、制御手段は、第２の搬送手段８２にチャックテーブル１０上の切削加工が施された被加工物Ｗを洗浄手段５０のスピンナーテーブル５１上に載置させ、スピンナーテーブル５１に保持させる。そして、制御手段は、スピンナーテーブル５１を中心軸線回りに回転させながら、洗浄ノズルから洗浄液を被加工物Ｗに噴出させて、遠心力による洗浄液の移動とともに被加工物Ｗの表面ＷＳから切削屑を除去する（洗い流す）。

被加工物Ｗの洗浄が終了すると、制御手段は、第１の搬送手段８１によりスピンナーテーブル５１上の被加工物Ｗをレール４２上に載置する。そして、制御手段は、レール４２上の被加工物Ｗを第３の搬送手段８３（図１には省略され、図２のみに示す）に保持させ、紫外線照射手段６０の上方に被加工物Ｗを位置付ける。その後、制御手段は、紫外線照射手段６０の紫外線蛍光ランプ６２からカバー部材６３の紫外線透過領域６３ａを通して被加工物Ｗに貼着されているダイシングテープＴに向けて、被加工物Ｗの離面側から紫外線を照射する。そして、制御手段は、所定時間、紫外線をダイシングテープＴに向けて照射し、ダイシングテープＴの粘着面を硬化させた後、第３の搬送手段８３により、再度、被加工物Ｗをレール４２上に載置し、切削加工などが施された被加工物Ｗを搬出入手段４１によりカセットエレベータ３０内に搬入する。

以上のように、本実施形態に係る切削装置１の紫外線照射手段６０によれば、従来用いられてきた所謂Ｔ８管の紫外線蛍光ランプよりも細管タイプの直径が１４ｍｍ以上でかつ１８ｍｍ以下の紫外線蛍光ランプ６２を用いているので、同じ面積の紫外線透過領域６３ａであっても紫外線蛍光ランプ６２間の間隔Ｉを１０ｍｍ以上でかつ１５ｍｍ以下に保ったまま多くの本数の紫外線蛍光ランプ６２を敷設することが可能となった。これにより、冷却用ファン６４による紫外線蛍光ランプ６２の冷却効率を向上させることができ、紫外線蛍光ランプ６２の周囲の温度を従来よりも低減することができる。したがって、紫外線蛍光ランプ６２は、図４に示すように、周囲温度が２０℃を超えて高くなるのにしたがって寿命が低下するので、切削装置１の紫外線照射手段６０によれば、紫外線蛍光ランプ６２の周囲の温度を従来よりも低減することができ、紫外線蛍光ランプ６２の寿命の低下を抑制することができる。要するに、本発明では、間隔Ｉは従来と等しいが、紫外線蛍光ランプ６２の直径が小さいために、密度が高く、むらなく紫外線を照射できる。

また、切削装置１の紫外線照射手段６０によれば、同じ面積の紫外線透過領域６３ａであっても、多くの本数の紫外線蛍光ランプ６２を敷設することが可能であるので、副次的な効果として、紫外線の照度を確保でき、ダイシングテープＴに紫外線を照射するのにかかる所要時間が長時間化することを抑制できる。したがって、切削装置１の紫外線照射手段６０によれば、紫外線照射手段６０の大型化を抑制しかつ照度を確保しながらも、紫外線蛍光ランプ６２の寿命の低下を抑制することができる。

さらに、本発明の発明者は、前述した実施形態に記載された切削装置の紫外線照射手段６０の効果を確認した。結果を以下の表１に示す。

表１において、本発明品では、直径が１５．５ｍｍの所謂Ｔ５管の紫外線蛍光ランプ６２を１２ｍｍ間隔Ｉで１６本設け、比較例１では、直径が２５．５ｍｍの所謂Ｔ８管の紫外線蛍光ランプ６２を１２ｍｍ間隔Ｉで１０本設け、比較例２では、直径が１５．５ｍｍの紫外線蛍光ランプ６２を８ｍｍ間隔Ｉで１８本設け、比較例３では、直径が１５．５ｍｍの紫外線蛍光ランプ６２を１６ｍｍ間隔Ｉで１４本設けている。表１によれば、比較例１では、紫外線蛍光ランプ６２の周囲温度が４０℃と高く、紫外線蛍光ランプ６２の本数も１０本と少ないので、寿命が短く、照度が低いことが明らかとなった。また、比較例２では、照度を確保することができるが、紫外線蛍光ランプ６２の周囲温度が４５℃と高く、寿命が短く、比較例３では、紫外線蛍光ランプ６２の寿命は長いが、紫外線蛍光ランプ６２の本数が１４本と少なく、照度が低いことが明らかとなった。これらの比較例１〜３に対して、本発明品では、紫外線蛍光ランプ６２の寿命が長く、照度が高いことが明らかとなった。よって、表１によれば、直径が１４ｍｍ以上でかつ１８ｍｍ以下の紫外線蛍光ランプ６２を用いているので、同じ面積の紫外線透過領域６３ａであっても紫外線蛍光ランプ６２間の間隔Ｉを１０ｍｍ以上でかつ１５ｍｍ以下に保ったまま多くの本数の紫外線蛍光ランプ６２を敷設でき、紫外線照射手段６０の大型化を抑制しかつ照度を確保しながらも、紫外線蛍光ランプ６２の寿命の低下を抑制することができることが明らかとなった。

前述した実施形態では、紫外線照射手段６０は、図２中の仮置き手段４０の後方に配設されているが、本発明では、紫外線照射手段６０は、カセットエレベータ３０の下方に配設されても良い。また、前述した実施形態では、紫外線照射手段６０は、切削加工などの加工後の被加工物Ｗに貼着されたダイシングテープＴに紫外線を照射しているが、本発明では、紫外線照射手段６０は、切削加工などの加工前の被加工物Ｗに貼着されたダイシングテープＴに紫外線を照射しても良い。

また、本発明では、紫外線蛍光ランプ６２として、従来から種々の蛍光体を含むものを用いることができ、望ましくは、蛍光体としてＳｒＢ４Ｏ７：ＥＵとＹＰＯ４：Ｃｅとが混合され、ＳｒＢ４Ｏ７の割合が蛍光体全体の重量中１０％〜３０％の範囲内（最も好ましくは２０％）であって、鉛を含んでいない蛍光体を含む紫外線蛍光ランプ６２を用いるのが望ましい。この鉛を含んでいない蛍光体を含む紫外線蛍光ランプ６２では、従来の鉛を含有する蛍光体を含む紫外線蛍光ランプの波長の特性に近い紫外線を照射することができる。

さらに、前述した実施形態では、被加工物Ｗに加工としての切削加工を施す切削装置１を示している。しかしながら、本発明では、例えば、被加工物Ｗに加工としてのレーザー光線を照射して、アブレーション加工や内部に改質層を形成するレーザー加工を施すレーザー加工装置に適用しても良い。要するに、本発明は、被加工物Ｗに種々の加工を施す種々の加工装置に適用しても良い。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１切削装置（加工装置）
１０チャックテーブル
２０切削手段（加工手段）
６０紫外線照射手段
６１ハウジング
６１ａ開口
６２紫外線蛍光ランプ
６３カバー部材
６３ａ紫外線透過領域
６４冷却用ファン
Ｗ被加工物
Ｔダイシングテープ
Ｆ環状フレーム
Ａ気流
Ｉ間隔

Claims

紫外線硬化型のダイシングテープを介して環状フレームの開口に貼着された板状の被加工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該被加工物を加工する加工手段と、を少なくとも含み、紫外線硬化型の該ダイシングテープに紫外線を照射する紫外線照射手段を備える加工装置であって、
該紫外線照射手段は、
上方が開口されたハウジングと、該ハウジング内に配設され紫外線を照射する紫外線蛍光ランプと、該ハウジングの開口を覆い該紫外線蛍光ランプによって照射される紫外線を透過する紫外線透過領域を備えたカバー部材と、該ハウジング内に気流を発生させ点灯によって発熱する該紫外線蛍光ランプを冷却する冷却用ファンと、を具備し、
該紫外線蛍光ランプは直径が１４ｍｍ以上でかつ１８ｍｍ以下であり、該ハウジング内で互いに１０ｍｍ以上でかつ１５ｍｍ以下の間隔を設けて略平行に複数敷設され、該紫外線蛍光ランプ間を流れる気流が該紫外線蛍光ランプの冷却を促すことを特徴とする加工装置。