JP6584886B2 - 分割方法 - Google Patents

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Description

本発明は、分割方法に関する。
半導体デバイスや光デバイスを含むデバイスの製造工程においては、ウエーハの表面に格子状の分割予定ラインを形成して複数領域に区画し、区画された領域に、集積回路(IC:Integrated Circuit)や大規模集積回路(LSI:Large Scale Integration)を含む半導体デバイスや発光ダイオードやレーザーダイオードを含む光デバイスを形成する。その後、デバイスが形成されたウエーハを分割予定ラインに沿って分割して、デバイスを製造する。
特許文献1には、ウエーハを分割する工程において、ウエーハを複数のデバイスを含む短冊状の板状物に劈開し、劈開面に端面保護膜を形成後、個々のデバイスに分割する方法が記載されている。
特開2003−086542号公報
特許文献1に記載された技術は、ウエーハ(半導体基板)を短冊状の複数の板状物に分割する工程と、端面保護膜を形成する工程と、板状物を接着シート(粘着シート)上に互いに間隔を空けて平行に、かつ、デバイス間(素子間)の境界が直線状に整列するように貼り付ける工程と、分割用の分割予定ライン(スクライブ傷)を一括して形成する工程と、押圧力を加えて板状物を個々のデバイスに分割する工程とを含むものである。
しかしながら、特許文献1に記載された技術は、板状物を接着シート上に高精度に整列させた状態で貼り付けるため、貼り付け作業に多大な手間と時間とを要する。このため、デバイスの分割工程においては、その効率に改善の余地がある。また、整列させた複数の板状物の分割予定ラインを一括して分割すると、その精度に改善の余地がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、効率的かつ高精度にデバイスを分割することができる分割方法を提供することにある。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の分割方法は、分割予定ラインによって複数のデバイスが少なくとも1列に所定数区画され形成された短冊状の板状物を個々のデバイスに分割する分割方法であって、板状物を複数収容する開口部を有する環状フレームに接着テープを貼着して、該開口部に複数の短冊状の板状物の短辺側を互いに所定間隔離間し整列させて該接着テープの表面に貼着する板状物貼着ステップと、該板状物貼着ステップを実施した後に、複数の短冊状の板状物が貼着された該環状フレームをレーザー加工装置のチャックテーブルに保持し、板状物毎に分割予定ラインの位置及び角度を検出手段により検出する検出ステップと、該検出ステップを実施した後に、レーザー光線照射手段にて該板状物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を、該検出ステップで検出した該位置及び角度情報に基づき該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを各短冊状の板状物毎に微調整しつつ相対的に加工送りし、該分割予定ラインに沿って複数の板状物を複数のデバイスに分割する分割ステップと、を含み、該検出ステップでは、複数の板状物の加工送り方向に並ぶ分割予定ラインの各点の位置と、複数の板状物の加工送り方向に並ぶ各板状物の分割予定ラインの加工送り方向に対する傾きとを算出し、複数の板状物の加工送り方向に並ぶ分割予定ラインの各点を通りかつ複数の板状物の加工送り方向に並ぶ分割予定ラインを結ぶレーザー加工ラインを作成し、該分割ステップでは、該レーザー加工ラインに基づき、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段との相対位置を各板状物毎に微調整しつつ相対的に加工送りし、該レーザー光線を該レーザー加工ラインに沿って照射して、該レーザー加工ラインに沿って複数の板状物を複数のデバイスに分割することを特徴とする。
本願発明の分割方法によれば、効率的かつ高精度にデバイスを分割することができる。
図1は、実施形態1に係る分割方法のフロー図である。 図2は、実施形態1に係る分割方法を実施するレーザー加工装置の構成例を示す斜視図である。 図3は、実施形態1に係る分割方法で分割される板状物を示す平面図である。 図4は、図3中の板状物を拡大して示す部分拡大平面図である。
以下、本発明に係る実施形態につき、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。
以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内の一端向をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向のそれぞれと直交する方向をZ軸方向とする。X軸及びY軸を含むX,Y平面は、水平面と平行である。X,Y平面と直交するZ軸方向は、鉛直方向である。
〔実施形態1〕
図1は、実施形態1に係る分割方法のフロー図である。図2は、実施形態1に係る分割方法を実施するレーザー加工装置の構成例を示す斜視図である。図3は、実施形態1に係る分割方法で分割される板状物を示す平面図である。図4は、図3中の板状物を拡大して示す部分拡大平面図である。
本実施形態に係る分割方法は、レーザー加工装置1により板状物Bにレーザー光線を照射して、分割する。分割方法は、図1に示すように、板状物貼着ステップS1、検出ステップS2、分割ステップS3、の順で処理を実行する。本実施形態では、分割方法は、板状物貼着ステップS1で、環状フレームFに板状物Bを貼り付け、検出ステップS2で、板状物B毎に全ての分割予定ラインSの位置及び角度を検出して、分割ステップS3で、全ての分割予定ラインSに沿って板状物Bを複数のデバイスDに分割する。この分割方法は、図2に示されたレーザー加工装置1により実施される方法(即ち、レーザー加工装置1を用いる方法)である。
レーザー加工装置1は、板状物Bを分割予定ラインSに沿って切断する。図2に示すように、レーザー加工装置1は、板状物Bを保持するチャックテーブル10と、チャックテーブル10に保持された板状物Bを分割するために、レーザー光線を照射するレーザー光線照射手段20と、検出手段30と、X軸移動手段40と、Y軸移動手段50と、制御手段100とを少なくとも備える。本実施形態では、レーザー加工装置1は、制御手段100により制御され、各ステップが制御手段100により自動的に行われる。制御手段100は、例えばCPU等を含む演算処理装置やROM、RAM等を含む記憶手段を備えるマイクロプロセッサ(不図示)を主体として構成されている。制御手段100は、加工動作の状態を表示する表示手段や、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる操作手段と電気的に接続されている。
板状物Bは、例えば、シリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハを劈開して形成されたものである。図3及び図4に示すように、板状物Bは、表面Baに形成される複数の分割予定ラインSによって区画された領域にデバイスDが形成されている。本実施形態では、板状物Bには、4本の分割予定ラインSによって区画された領域に5つのデバイスDが形成されている。板状物Bは、デバイスDが形成された領域を分割予定ラインSに沿って切断することで分割して、個々の半導体チップが製造される。
まず、図1に示すように、板状物貼着ステップS1を実行する。板状物貼着ステップS1は、環状フレームFに接着テープTを貼着して、開口部Foに複数の短冊状の板状物Bの短辺側を互いに所定間隔離間し整列させて、接着テープTの表面Taに貼着するステップである。ここで、接着テープTは、開口部Foより大きい面積を有する。接着テープTの外縁部は、環状フレームFに貼着される。
板状物貼着ステップS1は、複数の板状物Bを、板状物Bの短辺側を互いに所定間隔離間し整列させ、環状フレームFに貼着された接着テープTの表面Taに貼着する。複数の板状物Bは、板状物Bの短辺と平行な方向に所定間隔離間し整列した状態となる。つまり、板状物Bの長辺と、隣接する板状物Bの長辺とが向かい合った状態となる。複数の板状物Bを接着テープTに貼着する方法としては、例えば、複数の板状物Bを、板状物Bの短辺方向に所定間隔離間し整列させた後、板状物Bの裏面Bb(図2参照)に環状フレームFに貼着された接着テープTの表面Taを貼着する方法がある。また、例えば、環状フレームFに貼着された接着テープTの表面Taに、複数の板状物Bを、板状物Bの短辺方向に所定間隔離間し整列させながら貼着する方法がある。なお、これらの方法は例示であり、これらに限定されるものではない。本実施形態では、板状物貼着ステップS1では、6枚の板状物Bを短辺方向に所定間隔離間して整列させ、2枚の板状物Bを長辺方向に所定間隔離間して整列し、合計12枚の板状物Bを整列させた状態で、接着テープTを介して環状フレームFに貼着する。
板状物貼着ステップS1を実行した後、検出ステップS2を実行する。検出ステップS2は、複数の板状物Bが接着テープTを介して貼着された環状フレームFを、レーザー加工装置1のチャックテーブル10に保持し、板状物B毎に分割予定ラインSの位置及び角度を検出手段30により検出するステップである。
チャックテーブル10は、保持面10a上に載置された加工前の板状物Bを保持する。具体的には、チャックテーブル10は、接着テープTを介して環状フレームFの開口部Foに貼着された板状物Bを保持する。チャックテーブル10は、保持面10a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る。チャックテーブル10は、真空吸引経路(不図示)を介して真空吸引源(不図示)と接続されている。これにより、チャックテーブル10は、接着テープTを介して、保持面10aに載置された板状物Bを吸引して保持する。チャックテーブル10は、X軸移動手段40によりX軸方向に加工送りされ、かつ回転駆動源(不図示)により中心軸線(Z軸と平行である)回りに回転されるとともに、Y軸移動手段50により矢印Y1方向に割り出し送りされる。また、チャックテーブル10の周囲には、エアーアクチュエータにより駆動して板状物Bの周囲の環状フレームFを挟持するクランプ部(不図示)が複数設けられている。X軸移動手段40及びY軸移動手段50は、制御手段100により制御される。
検出手段30は、板状物Bに形成された分割予定ラインSを検出する。検出手段30は、X軸方向においてレーザー光線照射手段20より矢印X1方向側に設けられている。本実施形態では、検出手段30は、板状物Bを撮像する、例えばCCD(Charge−Coupled Device)カメラを含む撮像装置である。検出手段30は、撮像した画像データを制御手段100に送る。検出手段30は、制御手段100により制御される。
検出ステップS2では、まず、レーザー光線照射手段20から離間したチャックテーブル10の保持面10a上に、板状物Bが接着テープTを介して貼着された環状フレームFを載置する。そして、レーザー加工装置1は、接着テープTを介してチャックテーブル10上に板状物Bを吸引保持する。また、レーザー加工装置1は、環状フレームFをクランプ部によって挟持する。このとき、レーザー加工装置1は、接着テープTに貼着された複数の板状物Bの短辺方向がX軸方向に一致し、長辺方向がY軸方向に一致する向きで環状フレームFを保持面10aに載置することが好ましい。ここで、図3に示す環状フレームFは、12枚の板状物Bが、X軸方向に6枚、Y軸方向に2枚で整列している。
レーザー加工装置1は、制御手段110でX軸移動手段40とY軸移動手段50の動作を制御し、X軸移動手段40とY軸移動手段50とでチャックテーブル10を移動して、接着テープTに貼着された複数の板状物Bのうち、X軸方向の一端かつY軸方向の一端(例えば、図3において左下)に配置された板状物Bの、Y軸方向の一端側(例えば、図3において下側)の分割予定ラインS(以下、「Y軸方向1本目の分割予定ラインS」という)を、検出手段30の直下に移動する。
レーザー加工装置1は、制御手段100で検出手段30の動作を制御し、検出手段30で矢印X1方向に沿って、各板状物BのY軸方向1本目の分割予定ラインSを順次撮像し、撮像された画像データを記憶手段に記憶する。制御手段100は、X軸移動手段40の動作を制御してチャックテーブル10を矢印X1方向に所定移動速度、例えば、100mm/秒の移動速度で移動させながら、所定時間間隔、例えば、0.05秒の時間間隔で検出手段30に撮像信号を出力する。なお、制御手段100は、所定時間間隔毎ではなく、チャックテーブル10が所定距離移動する毎、例えば、5mm移動する毎に検出手段30に撮像信号を出力してもよい。
制御手段100は、点P11から点P16を含む画像データに基づいて、パターンマッチング等の画像処理を実施して、点P11から点P16のX,Y座標値(X11,Y11)〜(X16,Y16)と、点P11から点P16を通るY軸方向1本目の分割予定ラインSのX軸方向に対する傾きθ1〜θ6とをそれぞれ算出して、記憶手段に記憶する。ここで、分割予定ラインSの幅方向の中心線を幅方向中心線Rとする。幅方向中心線Rの両端を点P、点Qとする。また、板状物Bは、X軸方向に、B11、B12、B13、B14、B15、B16と6枚並んでいる。これらの板状物BとY軸方向に離間して、6枚の板状物Bが配置されている。分割予定ラインSのX軸方向に対する傾きθとは、分割予定ラインSの幅方向(図3において上下方向)の中心線のX軸方向に対する傾きθである。そして、制御手段100は、点P11〜点P16のX,Y座標値(X11,Y11)〜(X16,Y16)と、点P11〜点P16を通るY軸方向1本目の分割予定ラインSのX軸方向に対する傾きθ1〜θ6とに基づいて、点P11〜点P16のX,Y座標値(X11,Y11)〜(X16,Y16)を通って、複数のY軸方向1本目の分割予定ラインSを結ぶY軸方向1本目のレーザー加工ラインLを作成し、このレーザー加工ラインLを含むレーザー加工ラインマップを記憶手段に記憶する。
制御手段100は、次にY軸方向2本目の分割予定ラインSに対するY軸方向2本目のレーザー加工ラインマップを作成できるように、Y軸移動手段50の動作を制御してチャックテーブル10を分割予定ラインSの間隔だけ矢印Y1方向に割り出し送りする。そして、制御手段100は、Y軸方向2本目の分割予定ラインSについて、先程と同様に、上述したレーザー加工ラインマップを作成する。これを繰り返して、制御手段100は、Y軸方向に間隔を空けて形成された全ての分割予定ラインSに対するレーザー加工ラインLを含むレーザー加工ラインマップを作成する。
検出ステップS2を実行した後に、分割ステップS3を実行する。分割ステップS3は、レーザー加工ラインマップに基づき、チャックテーブル10とレーザー光線照射手段20との相対位置を板状物B毎に微調整しながら相対的に加工送りし、レーザー光線照射手段20によって板状物Bに対して吸収性を有する波長のレーザー光線をレーザー加工ラインLに沿って照射しながら、複数の板状物Bを分割予定ラインSに沿って複数のデバイスDに分割するステップである。
レーザー光線照射手段20は、チャックテーブル10に保持された板状物Bに対し、板状物Bが吸収性を有する波長のレーザー光線を照射し、板状物Bを切断する。レーザー光線照射手段20は、装置本体2の柱部3に支持されたケーシング21と、レーザー発振器(不図示)とを備える。レーザー発振器は、板状物Bが吸収性を有する波長のレーザー光線を発振する。レーザー光線照射手段20は、制御手段100により制御される。
分割ステップS3では、制御手段100によりX軸移動手段40とY軸移動手段50の動作を制御して、レーザー加工ラインマップに基づいて、X軸移動手段40とY軸移動手段50とでチャックテーブル10を移動して、接着テープTに貼着された複数の板状物Bのうち、X軸方向の一端かつY軸方向の一端(例えば、図3において左下)に配置された板状物Bの、Y軸方向1本目の分割予定ラインSを、レーザー光線照射手段20のレーザー光線の照射位置に移動する。
制御手段100は、レーザー光線照射手段20の動作とX軸移動手段40の動作を制御して、レーザー加工ラインマップに基づいて、レーザー光線照射手段20でレーザー光線を、Y軸方向1本目のレーザー加工ラインLに沿って分割予定ラインSに照射しながら、X軸移動手段40でチャックテーブル10、すなわち、板状物Bを矢印X1方向に所定の送り速度で移動する。この結果、複数の板状物Bは、Y軸方向1本目のレーザー加工ラインLに沿ってレーザー光線が照射され、Y軸方向1本目の分割予定ラインSに沿ってデバイスDに分割される。制御手段100は、レーザー光線の照射位置がY軸方向1本目のレーザー加工ラインLの他端(図3において右端)に達すると、レーザー光線照射手段20によるレーザー光線の照射を停止するとともに、X軸移動手段40による板状物Bの移動を停止する。
制御手段100は、次にY軸方向2本目のレーザー加工ラインLに沿って分割予定ラインSにレーザー光線を照射できるように、Y軸移動手段50の動作を制御して、Y軸移動手段50でチャックテーブル10を分割予定ラインSの間隔だけ矢印Y1方向に割り出し送りする。そして、先程と同様に、複数の板状物Bは、Y軸方向2本目のレーザー加工ラインLに沿ってレーザー光線が照射されて、Y軸方向2本目の分割予定ラインSに沿ってデバイスDに分割される。これを繰り返して、接着テープTに貼着された板状物Bは、全ての分割予定ラインSに沿って、複数のデバイスDに分割される。
次に、接着テープTに貼着された板状物Bの全ての分割予定ラインSでのデバイスDの分割が終了すると、制御手段100は、レーザー光線照射手段20のレーザー光線の照射を停止する。そして、制御手段100は、X軸移動手段40とY軸移動手段50の動作を制御して、X軸移動手段40とY軸移動手段50とでチャックテーブル10をレーザー光線照射手段20から離間した位置に移動した後、チャックテーブル10の吸引保持及びクランプ部の挟持を解除する。そして、環状フレームFは、チャックテーブル10上から取り除かれる。
以上のように、本実施形態に係る分割方法によれば、検出ステップS2では、制御手段100は、板状物B毎に分割予定ラインSの位置及び角度を検出してレーザー加工ラインLを含むレーザー加工ラインマップを作成する。そして、分割ステップS3では、制御手段100は、X軸移動手段40とY軸移動手段50の動作と、レーザー光線照射手段20の動作を制御して、レーザー加工ラインマップに基づいて、X軸移動手段40とY軸移動手段50とでチャックテーブル10とレーザー光線照射手段20との相対位置を板状物B毎に微調整しながら相対的に加工送りし、レーザー光線照射手段20で複数の板状物Bのレーザー加工ラインLに沿ってレーザー光を照射して、分割予定ラインSで複数のデバイスDに分割することができる。これにより、板状物貼着ステップS1で、接着テープTに貼着された板状物Bが、精度よく整列されていなかったとしても、板状物Bは、分割予定ラインSで複数のデバイスDに分割されることができる。また、板状物Bを接着テープTに貼着する際に、高精度に整列させなくてもよいので、作業に要する手間を削減し、作業時間を短縮することができる。すなわち、本実施形態に係る分割方法は、効率的かつ高精度に板状物BからデバイスDを分割することができる。
〔実施形態2〕
実施形態2について説明する。実施形態2では、検出ステップS2及び分割ステップS3の他の態様について説明する。実施形態2では、レーザー加工ラインL毎に、検出ステップS2と分割ステップS3とを実行する。
本実施形態に係る分割方法は、板状物貼着ステップS1を実行した後に、レーザー加工ラインL毎に、検出ステップS2で、板状物B毎に分割予定ラインSの位置及び角度を検出して、分割ステップS3で、分割予定ラインSに沿って板状物Bを複数のデバイスDに分割する。より詳しくは、レーザー加工装置1は、板状物貼着ステップS1の後、検出ステップS2で、Y軸方向1本目の分割予定ラインSを検出するとともに、分割ステップS3で、Y軸方向1本目の分割予定ラインSに沿って板状物BをデバイスDに分割する。そして、制御手段100は、レーザー光線の照射位置が分割予定ラインSの他端(図3において右端)に達すると、レーザー光線照射手段20とX軸移動手段40の動作を制御して、レーザー光線の照射を停止するとともに、X軸移動手段40による板状物Bの矢印X1方向への移動を停止する。そして、制御手段100は、次のY軸方向2本目の分割予定ラインSの位置及び角度を検出できるように、Y軸移動手段50の動作を制御して、Y軸移動手段50でチャックテーブル10を分割予定ラインSの間隔だけ矢印Y1方向に割り出し送りする。そして、制御手段100は、検出ステップS2に戻って、Y軸方向2本目の分割予定ラインSについて、検出ステップS2と分割ステップS3とを実行する。これを繰り返して、制御手段100は、Y軸方向に間隔を空けて形成された分割予定ラインSの全てに対して、分割予定ラインSの位置及び角度を検出することができる。これにより、接着テープTに貼着された板状物Bは、全ての分割予定ラインSに沿って、複数のデバイスDに分割されることができる。
以上のように、本実施形態に係る分割方法によれば、実施形態1と同様に、効率的かつ高精度に板状物BからデバイスDを分割することができる。また、制御手段100は、板状物Bを矢印X1方向に所定の送り速度で移動しながら、検出ステップS2で分割予定ラインSの位置及び角度を検出するとともに、分割ステップS3で分割予定ラインSに沿ってデバイスDに分割するので、より効率的に板状物BからデバイスDを分割することができる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。すなわち、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。例えば、検出ステップS2では、板状物Bの全ての分割予定ラインSの位置及び角度を検出するものとして説明したが、接着テープTに貼着された板状物Bの整列精度が高い場合、全ての分割予定ラインSの位置及び角度を検出しなくてもよい。より詳しくは、Y軸方向1本目の分割予定ラインSのみを検出して、チャックテーブル10をY軸方向1本目の分割予定ラインSに合わせて分割した後は、チャックテーブル10を分割予定ラインSの間隔だけ矢印Y1方向に割り出し送りして分割するようにしてもよい。
1 レーザー加工装置
10 チャックテーブル
20 レーザー光線照射手段
30 検出手段
100 制御手段
B 板状物
D デバイス
F 環状フレーム
Fo 開口部
L レーザー加工ライン
S 分割予定ライン
T 接着テープ
Ta 表面

Claims (1)

  1. 分割予定ラインによって複数のデバイスが少なくとも1列に所定数区画され形成された短冊状の板状物を個々のデバイスに分割する分割方法であって、
    板状物を複数収容する開口部を有する環状フレームに接着テープを貼着して、該開口部に複数の短冊状の板状物の短辺側を互いに所定間隔離間し整列させて該接着テープの表面に貼着する板状物貼着ステップと、
    該板状物貼着ステップを実施した後に、複数の短冊状の板状物が貼着された該環状フレームをレーザー加工装置のチャックテーブルに保持し、板状物毎に分割予定ラインの位置及び角度を検出手段により検出する検出ステップと、
    該検出ステップを実施した後に、レーザー光線照射手段にて該板状物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を、該検出ステップで検出した該位置及び角度情報に基づき該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを各短冊状の板状物毎に微調整しつつ相対的に加工送りし、該分割予定ラインに沿って複数の板状物を複数のデバイスに分割する分割ステップと、
    を含み、
    該検出ステップでは、複数の板状物の加工送り方向に並ぶ分割予定ラインの各点の位置と、複数の板状物の加工送り方向に並ぶ各板状物の分割予定ラインの加工送り方向に対する傾きとを算出し、複数の板状物の加工送り方向に並ぶ分割予定ラインの各点を通りかつ複数の板状物の加工送り方向に並ぶ分割予定ラインを結ぶレーザー加工ラインを作成し、
    該分割ステップでは、該レーザー加工ラインに基づき、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段との相対位置を各板状物毎に微調整しつつ相対的に加工送りし、該レーザー光線を該レーザー加工ラインに沿って照射して、該レーザー加工ラインに沿って複数の板状物を複数のデバイスに分割する
    ことを特徴とする分割方法。
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