JP6428113B2 - パターニング基板のブレイク方法並びにブレイク装置 - Google Patents
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Description
図1、図2に示すように、分断すべきパターニング基板Wをダイシングリング1に張設された伸縮可能なエキスパンドテープ(一般的にはダイシングテープともいう)2に貼り付け、焦点Pを基板内部に合わせてレーザ光をパターニング基板Wに照射して、基板内部に多光子吸収による改質領域の分断起点5を分断予定ラインLに沿って形成する。
次いで、図9、図10に示すように、パターニング基板Wを上側にした状態でエキスパンドテープ2を昇降台19’上に載せ、昇降台19’を上昇させてエキスパンドテープ2を伸張(エキスパンド)させることにより、エキスパンドテープ2に貼り付けたパターニング基板Wに引張応力を生じさせて、分断起点5からパターニング基板Wを分断する。
分断起点の形成は、レーザ(例えば、紫外線(UV)レーザ)照射による基板表面でのアブレーション(溝形成)や改質領域の形成、基板内部での改質領域の形成によって行ってもよいし、レーザ(例えば、赤外線(IR)レーザ)による加熱と冷却とによる熱応力亀裂進展によって行ってもよい。
なお、本発明では、上記したように、レーザ光により形成された多光子吸収による基板表面又は内部に形成された改質領域、アブレーションにより形成された溝並びに熱応力分布による亀裂を含め、総称して「分断起点」という。
しかし、このブレイク方法では、図5(a)の平面図並びに図5(b)の断面図に示すように、分断予定ラインL、すなわち、レーザ光を照射するストリート上にTEG等のパターン13があると、レーザ光の透過を阻害して充分な分断起点を形成することができない場合がある。したがって、次のエキスパンドブレイク工程でエキスパンドテープ2を伸張させたときに、未分離が生じたり、あるいは分断予定ラインL以外で枝状クラックや分断が生じたり、電子回路パターンが破損したりするなどのダメージが発生するといった問題点があった。
ここで、「TEG」とは、加工プロセスによって所望のデバイスが形成できているかを評価するために、本体デバイスとは別に作られる半導体素子のことである。TEGには、配線抵抗測定、ビアホール抵抗測定、パーティクルによるパターン欠損測定、ダイオード特性測定、ショート、リーク測定など種々のものがある。
本明細書において、未分離箇所に外圧を加えて「パターニング基板を撓ませること」には、例えば、未分離箇所をブレイクバーで叩くように押圧して「パターニング基板を屈曲させること」も含まれるものとし、以下についても同様とする。
また、前記分断起点は、前記パターニング基板表面に対してレーザ光を走査しながら照射加熱するとともに、これに追従して冷却機構のノズルから加熱領域に冷媒を噴射することによって、先行の加熱によって生じる圧縮応力と、次の急冷によって生じる引張応力とによる基板厚み方向の応力分布により、前記パターニング基板の表面に亀裂を生じさせることによって形成するようにしてもよい。
すなわち、分断起点の形成は、レーザ(例えば、紫外線(UV)レーザ)照射による基板表面でのアブレーション(溝形成)や改質領域の形成、基板内部での改質領域の形成によるものであってもよいし、レーザ(例えば、赤外線(IR)レーザ)による加熱と冷却とによる熱応力亀裂進展によるものであってもよい。
また、前記検査・ブレイク工程では、分断起点を順次検査しながら不完全な箇所が検出されるとその都度前記ブレイク刃でブレイクするようにしてもよく、全ての分断起点を先に検査した後、検出された不完全な分断起点を前記ブレイク刃でブレイクするようにしてもよい。
また、光学検査部材による検査工程において、パターニング基板にテンションをかけた状態で行うので、先のレーザ加工工程で完全に加工された分断起点は僅かに分離されるが、TEG等のパターンにより不完全であった分断起点は分離せず、そのまま残されることになる。これにより、分断起点の分離された箇所と未分離箇所での光の透過率の差が顕著に表れてカメラ画像の明暗を容易に判別でき、正確に未分離箇所の検出を行うことができるといった効果がある。
本発明のブレイク方法及びブレイク装置では、ガラスやセラミック、シリコン等の脆性材料基板の表面に、電子回路やTEG等のパターンが形成されたパターニング基板Wがブレイク対象となる。
すなわち、図3に示すように、エキスパンドテープ2に貼り付けたパターニング基板Wの表面に対してレーザ照射部4からレーザ光を走査しながら照射加熱するとともに、これに追従して冷却機構のノズル6から加熱領域に冷媒を噴射する。このときの加熱による圧縮応力と、次の急冷による引張応力とによる基板厚み方向の熱応力分布(温度分布)によって、パターニング基板Wの表面に分断予定ラインLに沿って初期亀裂(クラック)が進展、すなわち、分断起点5となる連続して進展する亀裂を形成することができる。
さらに、上方から受刃11a、11bの間に向かって光を照射する光源14と、受刃11a、11bの間に配置され、光源14からの光を観察するカメラ(例えばIRカメラ)15とからなる光学検査部材16が設けられている。
光学検査部材16は、受刃11並びにブレイク刃12と同調して中空部9内で図4の左右方向(矢印方向)に移動してその位置を変えることができるように形成されている。
このダイシングリング1の押し付けにより、エキスパンドテープ2が伸張してこれに貼り付けられたパターニング基板Wが外方向に引っ張られる。これにより、先のレーザ加工工程で加工された分断予定ラインLの分断起点5の亀裂は基板厚み方向に成長して僅かに分離されるが、TEG等のパターンにより不完全であった分断起点5は分離せず、そのまま残される。なお、エキスパンドテープ2の伸張によって分離される分断起点5の亀裂の幅は、1〜10μm、好ましくは3μm程度となるように予め受刃11の高さを調整しておくようにする。
光学検査部材16による検査では、透過する光の明暗で未分離箇所を検出することができるので、安価で簡単な光学系の検査器具を用いることが可能となる。
後者の場合、検出された未分離箇所を指定した加工レシピが、付帯するコンピュータに自動的に入力されるようにプログラムしておき、全ての分断予定ラインLを検査した後、入力された加工レシピに基づいてブレイク刃12により未分離箇所を順次ブレイクするのがよい。
図7はエキスパンドブレイク装置Cを示すものであって、ダイシングリング1を載置固定するための台盤17を備えている。台盤17の中間部分は中空に形成されており、この中空部18にパターニング基板Wを受ける昇降台19が配置されている。昇降台19はシリンダ等の昇降機構20によって上下に昇降できるように形成されている。
また、エキスパンドテープ2を伸張させた状態で、パターニング基板W(個々に分断された単位デバイス)を他のダイシングリング(エキスパンドテープ)に貼り付け直してもよい。この場合、伸張されていない状態の新たなエキスパンドテープに個々に分断された単位デバイスが貼り付けられた状態となるので、エキスパンドテープからの個々に分断された単位デバイスの取り出し(ピックアップ)が容易になる。
まず、エキスパンドテープ2に貼り付けたパターニング基板Wを、レーザ加工装置Aで分断起点5を加工する(S1)。
続いて、検査・ブレイク装置Bでエキスパンドテープ2にテンションをかけて、分断予定ラインLの分断起点5を少しだけ分離する(S2)。
次いで、光学検査部材16により分断予定ラインLの未分離箇所を検出する(S3)。
続いて、検査・ブレイク装置Bのブレイク刃12により分断予定ラインLの未分離箇所をブレイクする(S4)。このブレイクは、光学検査部材16で検査しながら未分離箇所があればその都度ブレイクしてもよく、全ての分断予定ラインLを検査した後、未分離箇所をブレイクするようにしてもよい。
次いで、エキスパンドブレイク装置Cでエキスパンドテープ2を伸張させ、パターニング基板Wをエキスパンドすることにより分断起点5から全ての分断予定ラインLを同時にブレイクする(S5)。
また、光学検査部材16による検査工程において、パターニング基板Wにテンションを加えた状態で行うので、先のレーザ加工工程で完全に加工された分断起点5は僅かに分離されるが、TEG等のパターンにより不完全であった分断起点は分離せず、そのまま残されることになる。これにより、分断起点5の分離された箇所と未分離箇所での光の透過率の差が顕著に表れてカメラ画像の明暗を容易に判別でき、正確に未分離箇所の検出を行うことができる。
例えば、上記実施例では、検査・ブレイク装置Bで、パターニング基板Wの未分離箇所の検査と、未分離箇所のブレイクを行うようにしたが、光学検査部材による未分離検査工程を別のステージで行って、未分離箇所を検出した後、ブレイク刃と受刃による3点曲げ方式のブレイク手段によりブレイクするようにしてもよい。
また、上記実施例では、ブレイク工程において、エキスパンドテープ2に貼り付けられたパターニング基板Wを受刃11で支持する形態としたが、通常のテーブルで支持する形態としても実施可能である。なお、パターニング基板をテーブルで支持する場合には、テーブル表面に弾性体を配置し、弾性体を介して支持することが好ましく、未分離検査に備えて透明のテーブルと弾性体を使用することが好ましい。
B 検査・ブレイク装置
C エキスパンドブレイク装置
L 分断予定ライン
W パターニング基板
1 ダイシングリング
2 エキスパンドテープ
5 分断起点
11 受刃
12 ブレイク刃
13 TEGパターン
14 光源
15 カメラ
16 光学検査部材
19 昇降台
20 昇降機構
Claims (7)
- 脆性材料基板の表面に電子回路パターンが形成されたパターニング基板のブレイク方法であって、
分断すべきパターニング基板を伸縮性のあるエキスパンドテープに貼り付け、前記パターニング基板の表面に対してレーザ光を照射することにより分断予定ラインに沿った複数の分断起点を形成するレーザ加工工程と、
前記エキスパンドテープにテンションを加えながら前記レーザ加工工程で形成された分断予定ラインの分断起点を光学検査部材で検査し、検出された不完全な分断起点のある分断予定ラインに対し、外圧を加えて前記パターニング基板を撓ませることによりブレイクする検査・ブレイク工程と、
前記エキスパンドテープを伸張させることにより前記パターニング基板に引張応力を負荷させて、全ての分断予定ラインを分断するエキスパンドブレイク工程とからなるパターニング基板のブレイク方法。 - 前記検査・ブレイク工程は、分断起点を順次検査しながら不完全な箇所が検出されるとその都度前記ブレイク刃でブレイクするようにした請求項1に記載のパターニング基板のブレイク方法。
- 前記検査・ブレイク工程は、全ての分断起点を先に検査した後、検出された不完全な分断起点をブレイク刃でブレイクするようにした請求項1に記載のパターニング基板のブレイク方法。
- 前記分断起点は、レーザ光の焦点を前記パターニング基板の内部に合わせて照射して、基板内部に多光子吸収による改質領域を生じさせることにより形成するようにした請求項1〜請求項3のいずれかに記載のパターニング基板のブレイク方法。
- 前記分断起点は、前記パターニング基板表面に対してレーザ光を走査しながら照射加熱するとともに、これに追従して冷却機構のノズルから加熱領域に冷媒を噴射することによって、先行の加熱によって生じる圧縮応力と、次の急冷によって生じる引張応力とによる基板厚み方向の応力分布により、前記パターニング基板の表面に亀裂を生じさせることにより形成するようにした請求項1〜請求項3のいずれかに記載のパターニング基板のブレイク方法。
- 前記検査・ブレイク工程は、先端を尖らせた板状のブレイク刃を、未分離箇所の分断予定ラインに押し付けることにより前記パターニング基板を撓ませて前記分断予定ラインから分断するようにした請求項1〜請求項5のいずれかに記載のパターニング基板のブレイク方法。
- 脆性材料基板の表面に電子回路パターンが形成されたパターニング基板のブレイク装置であって、
エキスパンドテープに貼り付けた前記パターニング基板の表面に対し、レーザ光を照射して分断予定ラインに沿った複数の分断起点を形成するレーザ照射部を備えたレーザ加工装置と、
前記エキスパンドテープにテンションを加えながらレーザ加工工程で形成された分断予定ラインの分断起点を検査する光学検査部材を備え、当該光学検査部材で検出された不完全な分断起点のある分断予定ラインに対し、外圧を加えて前記パターニング基板を撓ませることによりブレイクするブレイク刃を備えた検査・ブレイク装置と、
前記エキスパンドテープを伸張させることにより前記パターニング基板に引張応力を負荷させて、全ての分断予定ラインを分断するエキスパンドブレイク装置とからなるパターニング基板のブレイク装置。
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