JP6486176B2 - 被加工物の切削加工方法 - Google Patents

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Description

本発明は、板状の被加工物を切削加工する際に用いられる被加工物の切削加工方法に関する。
携帯電話機をはじめとする各種の電子機器には、ＩＣ、ＬＳＩ等の電子回路（デバイス）を備える半導体チップが組み込まれている。半導体チップは、例えば、シリコン等の半導体材料でなるウェーハの表面を複数の分割予定ライン（ストリート）で区画し、各領域にデバイスを形成した後、分割予定ラインに沿ってウェーハを切削加工することで得られる。
上述したウェーハに代表される板状の被加工物は、例えば、粘着テープを介してチャックテーブルに吸引、保持された状態で切削加工される。ところが、この被加工物は、必ずしも十分に平坦ではない。そのため、チャックテーブルで被加工物を適切に吸引、保持できないことがあった。
この問題に対し、チャックテーブルで吸引、保持可能な平坦性の高い支持部材に被加工物を固定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、紫外線硬化型樹脂を介して被加工物を支持部材に固定することで、平坦性の低い被加工物をチャックテーブルで吸引、保持できるようにしている。
特開２０１０−１５５２９８号公報
しかしながら、上述の方法で支持部材に固定された被加工物を切削ブレードで切削加工すると、例えば、切断された半導体チップが紫外線硬化型樹脂から剥がれ、飛散してしまうことがあった。本発明はかかる問題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、被加工物を適切に切削加工可能な被加工物の切削加工方法を提供することである。
本発明の一態様によれば、被加工物の切削加工方法であって、被加工物の表面又は裏面に粘着テープを貼着する貼着工程と、支持部材の表面又は裏面に液状の樹脂を塗布する塗布工程と、該樹脂と該粘着テープとが接するように該支持部材に該被加工物を重ねた状態で、該被加工物又は該支持部材を押圧する押圧工程と、該樹脂を硬化させて該被加工物を該支持部材に固定する固定工程と、該支持部材に固定された該被加工物を切削ブレードで切削加工する切削工程と、を備え、該貼着工程では、該切削工程において該被加工物が剥離しない程度に十分な接着力を持つ該粘着テープを用いることを特徴とする被加工物の切削加工方法が提供される。
また、本発明の別の一態様によれば、被加工物の切削加工方法であって、被加工物の表面又は裏面に粘着テープを貼着する貼着工程と、該被加工物に貼着された該粘着テープに液状の樹脂を塗布する塗布工程と、支持部材の表面又は裏面と該樹脂とが接するように該支持部材に該被加工物を重ねた状態で、該被加工物又は該支持部材を押圧する押圧工程と、該樹脂を硬化させて該被加工物を該支持部材に固定する固定工程と、該支持部材に固定された該被加工物を切削ブレードで切削加工する切削工程と、を備え、該貼着工程では、該切削工程において該被加工物が剥離しない程度に十分な接着力を持つ該粘着テープを用いることを特徴とする被加工物の切削加工方法が提供される。
上記本発明において、該樹脂として、紫外線によって硬化する紫外線硬化型樹脂を用いることが好ましい。
本発明に係る被加工物の切削加工方法では、被加工物の表面又は裏面に粘着テープを貼着し、支持部材の表面又は裏面に液状の樹脂を塗布して、樹脂と粘着テープとが接するように支持部材に被加工物を重ねた状態で、被加工物又は支持部材を押圧し、その後、樹脂を硬化させる。又は、被加工物の表面又は裏面に粘着テープを貼着し、被加工物に貼着された粘着テープに液状の樹脂を塗布して、支持部材の表面又は裏面と樹脂とが接するように支持部材に被加工物を重ねた状態で、被加工物又は支持部材を押圧し、その後、樹脂を硬化させる。
つまり、被加工物は、粘着テープ及び樹脂を介して支持部材に固定されるので、十分な接着力のある粘着テープを用いることで、樹脂の接着力が低い場合でも被加工物の剥離を防止できる。このように、本発明に係る被加工物の切削加工方法によれば、被加工物を適切に切削加工できる。
図１（Ａ）は、貼着工程を模式的に示す断面図であり、図１（Ｂ）は、塗布工程を模式的に示す断面図であり、図１（Ｃ）は、押圧工程を模式的に示す一部断面側面図である。 押圧工程及び固定工程で使用される押圧固定装置を模式的に示す斜視図である。 図３（Ａ）は、固定工程を模式的に示す一部断面側面図であり、図３（Ｂ）は、切削工程を模式的に示す一部断面側面図である。
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本実施形態に係る被加工物の切削加工方法は、貼着工程（図１（Ａ）参照）、塗布工程（図１（Ｂ）参照）、押圧工程（図１（Ｃ）及び図２参照）、固定工程（図２及び図３（Ａ）参照）及び切削工程（図３（Ｂ）参照）を含む。
貼着工程では、被加工物に粘着テープを貼り付ける。塗布工程では、支持部材に液状の樹脂を塗布する。押圧工程では、樹脂と粘着テープとが接するように支持部材と被加工物とを重ね、被加工物を押圧する。固定工程では、樹脂を硬化させて被加工物を支持部材に固定する。切削工程では、支持部材に固定された被加工物を切削ブレードで切削加工する。以下、本実施形態に係る被加工物の切削加工方法について詳述する。
本実施形態に係る被加工物の切削加工方法では、まず、被加工物に粘着テープを貼り付ける貼着工程を実施する。図１（Ａ）は、貼着工程を模式的に示す断面図である。被加工物１１は、例えば、シリコン等の半導体材料でなる円形のウェーハであり、その表面１１ａ側は、中央のデバイス領域と、デバイス領域を囲む外周余剰領域とに分けられている。
デバイス領域は、格子状に配列された分割予定ライン（ストリート）でさらに複数の領域に区画されており、各領域には、ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１３が形成されている。本実施形態に係る被加工物１１の裏面１１ｂ側には、図１（Ａ）等に示すように、僅かな起伏（凹凸）が形成されている。本実施形態の貼着工程では、この被加工物１１の裏面１１ｂ側に粘着テープ１５を貼り付ける。
粘着テープ１５は、例えば、樹脂等の材料でなるフィルム状の基材を備えている。基材の一方側の面には、被加工物１１の裏面１１ｂに対して十分な接着力を持つ接着層が設けられている。貼着工程では、この粘着テープ１５の接着層側を、被加工物１１の裏面１１ｂに密着させる。これにより、図１（Ａ）に示すように、粘着テープ１５を被加工物１１に貼り付けることができる。
なお、本実施形態の貼着工程では、片面に接着層が設けられた粘着テープ１５を被加工物１１に貼り付けているが、両面に接着層が設けられた粘着テープ（いわゆる、両面テープ）を被加工物１１に貼り付けても良い。また、後述する切削工程で被加工物１１を裏面１１ｂ側から切削加工したい場合等には、被加工物１１の表面１１ａに粘着テープ１５を貼り付けても良い。
貼着工程の後には、支持部材に液状の樹脂を塗布する塗布工程を実施する。図１（Ｂ）は、塗布工程を模式的に示す断面図である。支持部材１７は、例えば、ホウ酸ガラス、石英ガラス、アルミナ等の材料でなる円形のウェーハであり、後の固定工程で使用される紫外線（紫外光）を透過する。支持部材１７の表面１７ａ及び裏面１７ｂは、概ね平坦に形成されている。
本実施形態に係る塗布工程では、支持部材１７の表面１７ａに、紫外線で硬化する液状の樹脂（紫外線硬化型樹脂）１９を塗布する。具体的には、図１（Ｂ）に示すように、支持部材１７の表面１７ａの中央付近に樹脂１９を滴下する。なお、樹脂１９は、裏面１７ｂに塗布されても良い。
塗布工程の後には、樹脂１９と粘着テープ１５とが接するように支持部材１７と被加工物１１とを重ね、被加工物１１を押圧する押圧工程を実施する。図１（Ｃ）は、押圧工程を模式的に示す一部断面側面図であり、図２は、押圧工程及びその後の固定工程で使用される押圧固定装置を模式的に示す斜視図である。
図２に示すように、押圧固定装置２は、内部に空間を有する直方体状の基台４を備えている。基台４の上部には、内部の空間を閉じるように、概ね平坦な上面を有するステージ６が配置されている。ステージ６は、例えば、ホウ酸ガラス、石英ガラス、アルミナ等で構成されており、紫外線（紫外光）を透過する。このステージ６の上面は、支持部材１７を支持する支持面となる。
ステージ６の下方には、紫外線を放射する光源８が配置されている。ステージ６と光源８との間には、光源８からの紫外線を遮断するシャッター１０が設けられている。また、シャッター１０の上方には、例えば、樹脂１９の硬化に必要のない波長の光を遮断するフィルタ１２が配置されている。
シャッター１０を完全に閉じると、光源８からの紫外線はシャッター１０で遮られ、ステージ６に到達しない。一方、シャッター１０を開くと、光源８からの紫外線は、フィルタ１２及びステージ６を透過して、支持部材１７に照射される。
基台４の側壁には、内部の空間に繋がる排気管１４が設けられている。この排気管１４は、基台４の外部において排気ポンプ（不図示）等と接続されている。光源８の光で基台４の内部の温度が上昇すると、ステージ６が変形して支持面の平坦性が低下してしまう。そこで、排気管１４に接続された排気ポンプ等によって基台４の内部を排気し、温度上昇を抑制している。
ステージ６に隣接する位置には、支持構造１６が設けられている。支持構造１６は、基台４から上方に伸長する柱部１６ａと、柱部１６ａの上端から水平方向に伸展する庇部１６ｂとを含んでいる。庇部１６ｂの中央には、被加工物１１を下向きに押圧する押圧機構１８が設けられている。
押圧機構１８は、鉛直方向に伸長する中央の主ロッド２０と、主ロッド２０と平行に配置された複数（本実施形態では４本）の副ロッド２２とを含む。複数の副ロッド２２は、主ロッド２０を囲むように概ね等間隔に配置されている。主ロッド２０及び複数の副ロッド２２の下端には、被加工物１１の形状に対応した円盤状の押圧プレート２４が固定されている。
主ロッド２０及び複数の副ロッド２２は、それぞれ、モータ等を含む昇降機構（不図示）に連結されている。この昇降機構で主ロッド２０及び複数の副ロッド２２を下降させることにより、押圧プレート２４で被加工物１１の表面１１ａ側を下向きに押して圧力を加えることができる。なお、この昇降機構は、主ロッド２０及び複数の副ロッド２２を独立に昇降させて、被加工物１１にかかる圧力を調整できる。
押圧工程では、まず、ステージ６の支持面と支持部材１７の裏面１７ｂとを接触させるように、支持部材１７をステージ６に載せる。そして、樹脂１９と粘着テープ１５とが接するように、支持部材１７に被加工物１１を重ねる。
その後、図１（Ｃ）に示すように、押圧プレート２４を下降させて、被加工物１１に下向きの圧力を加える。これにより、支持部材１７の表面１７ａと被加工物１１の裏面１１ｂ（粘着テープ１５）との間で、樹脂１９を均一に広げることができる。樹脂１９を均一に広げた後には、押圧プレート２４を上昇させる。
押圧工程の後には、樹脂１９を硬化させて被加工物１１を支持部材１７に固定する固定工程を実施する。図３（Ａ）は、固定工程を模式的に示す一部断面側面図である。固定工程では、図３（Ａ）に示すように、光源８から紫外線を放射した状態でシャッター１０（図２）を開く。
シャッター１０を開くと、光源８からの紫外線は、フィルタ１２及びステージ６を透過して、支持部材１７に照射される。支持部材１７は、紫外線を透過する材質で構成されているので、樹脂１９は、支持部材１７を透過した紫外線によって硬化する。これにより、被加工物１１を支持部材１７に固定できる。
固定工程の後には、支持部材１７に固定された被加工物１１を切削ブレードで切削加工する切削工程を実施する。図３（Ｂ）は、切削工程を模式的に示す一部断面側面図である。切削工程は、例えば、図３（Ｂ）に示す切削装置３２で実施される。
切削装置３２は、支持部材１７の裏面１７ｂ側を保持するチャックテーブル（不図示）を備えている。チャックテーブルは、モータ等を含む回転機構（不図示）に連結されており、鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブルの下方には、移動機構（不図示）が設けられており、チャックテーブルは、この移動機構で水平方向に移動する。
チャックテーブルの上面は、支持部材１７の裏面１７ｂ側を保持する保持面となっている。この保持面には、チャックテーブルの内部に形成された流路等を通じて吸引源の負圧が作用し、支持部材１７を吸引するための吸引力が発生する。
チャックテーブルの上方には、切削ユニット３４が配置されている。切削ユニット３４は、昇降機構（不図示）に支持されたスピンドルハウジング（不図示）を備えている。スピンドルハウジングの内部には、モータ等を含む回転機構（不図示）に連結されたスピンドル３６が収容されている。
スピンドル３６は、回転機構から伝達される回転力によって水平方向に概ね平行な回転軸の周りに回転し、昇降機構によってスピンドルハウジングと共に昇降する。また、スピンドル３６の一端部は、スピンドルハウジングの外部に露出している。このスピンドル３６の一端部には、円環状の切削ブレード３８が装着されている。
切削工程では、支持部材１７の裏面１７ｂをチャックテーブルの保持面に接触させて、吸引源の負圧を作用させる。これにより、被加工物１１は、表面１１ａが上方に露出した状態でチャックテーブルに保持される。
次に、チャックテーブルと切削ブレード３８とを相対的に移動、回転させて、切削ブレード３８を加工対象の分割予定ラインに対応する位置に合わせる。その後、回転させた切削ブレード３８を被加工物１１に接触する高さまで下降させて、チャックテーブルを加工対象の分割予定ライン１３と平行な方向に移動させる。
切削ブレード３８の切り込み深さは、例えば、被加工物１１の厚み以上とする。これにより、被加工物１１を加工対象の分割予定ラインに沿って切断できる。この手順を繰り返し、被加工物１１が各デバイス１３に対応する複数の半導体チップに分割されると、分割工程は終了する。
以上のように、本実施形態に係る被加工物の切削加工方法では、被加工物１１の裏面１１ｂに粘着テープ１５を貼着し、支持部材１７の表面１７ａに液状の樹脂１９を塗布して、樹脂１９と粘着テープ１５とが接するように支持部材１７に被加工物１１を重ねた状態で、被加工物１１を押圧し、その後、樹脂１９を硬化させるので、被加工物１１は、粘着テープ１５及び樹脂１９を介して支持部材１７に固定される。よって、十分な接着力のある粘着テープ１５を用いることで、樹脂１９の接着力が低い場合でも被加工物の剥離を防止できる。
なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、貼着工程を実施した後に塗布工程を実施しているが、貼着工程及び塗布工程の順序に制限はない。例えば、塗布工程を実施した後に貼着工程を実施することもできる。また、上記実施形態の押圧工程では、押圧プレート２４で被加工物１１を押して圧力を加えているが、支持部材１７を押して圧力を加えても良い。
また、上記実施形態の塗布工程では、支持部材１７に樹脂１９を塗布しているが、被加工物１１に貼着された粘着テープ１５に樹脂１９を塗布しても良い。なお、この場合、押圧工程では、支持部材１７の表面１７ａ又は裏面１７ｂと粘着テープに塗布された樹脂１９とが接するように支持部材１７に被加工物１１を重ねることになる。
また、上記実施形態では、紫外線で硬化する紫外線硬化型の樹脂１９を用いているが、本発明は他の樹脂を用いて実施することもできる。具体的には、溶媒の揮発によって硬化するワックスや、熱硬化型樹脂等を用いることができる。例えば、従来の方法でワックスを用いると、接着力が強くなり過ぎて分割後の半導体チップを容易にピックアップできないことがあった。
これに対して、本発明に係る被加工物の切削加工方法では、粘着テープ１５によって適切な接着力を得ることができるので、このような場合にも半導体チップのピックアップが容易である。また、硬化工程で紫外線を用いないので、紫外線を透過しない材質の支持部材を用いることが可能になる。
その他、上記実施形態及び変形例に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
１１ 被加工物
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１３ デバイス
１５ 粘着テープ
１７ 支持部材
１７ａ 表面
１７ｂ 裏面
１９ 樹脂（紫外線硬化型樹脂）
２ 押圧固定装置
４ 基台
６ ステージ
８ 光源
１０ シャッター
１２ フィルタ
１４ 排気管
１６ 支持構造
１６ａ 柱部
１６ｂ 庇部
１８ 押圧機構
２０ 主ロッド
２２ 副ロッド
２４ 押圧プレート
３２ 切削装置
３４ 切削ユニット
３６ スピンドル
３８ 切削ブレード

Claims (3)

  1. 被加工物の切削加工方法であって、
    被加工物の表面又は裏面に粘着テープを貼着する貼着工程と、
    支持部材の表面又は裏面に液状の樹脂を塗布する塗布工程と、
    該樹脂と該粘着テープとが接するように該支持部材に該被加工物を重ねた状態で、該被加工物又は該支持部材を押圧する押圧工程と、
    該樹脂を硬化させて該被加工物を該支持部材に固定する固定工程と、
    該支持部材に固定された該被加工物を切削ブレードで切削加工する切削工程と、を備え、
    該貼着工程では、該切削工程において該被加工物が剥離しない程度に十分な接着力を持つ該粘着テープを用いることを特徴とする被加工物の切削加工方法。
  2. 被加工物の切削加工方法であって、
    被加工物の表面又は裏面に粘着テープを貼着する貼着工程と、
    被加工物に貼着された該粘着テープに液状の樹脂を塗布する塗布工程と、
    支持部材の表面又は裏面と該樹脂とが接するように該支持部材に該被加工物を重ねた状態で、該被加工物又は該支持部材を押圧する押圧工程と、
    該樹脂を硬化させて該被加工物を該支持部材に固定する固定工程と、
    該支持部材に固定された該被加工物を切削ブレードで切削加工する切削工程と、を備え、
    該貼着工程では、該切削工程において該被加工物が剥離しない程度に十分な接着力を持つ該粘着テープを用いることを特徴とする被加工物の切削加工方法。
  3. 該樹脂として、紫外線によって硬化する紫外線硬化型樹脂を用いることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の被加工物の切削加工方法。
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