JP6890893B2 - 金属が露出した基板の加工方法 - Google Patents

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Description

本発明は、金属が露出した基板の加工方法に関する。
半導体でなる略円板状の基板の表面は、格子状に配列された複数の切断予定ラインで区画され、区画された各領域にはIC(Integrated Circuit)等のデバイスが形成される。該基板が最終的に該切断予定ラインに沿って切断されると個々のデバイスチップが形成される。
近年、電子機器の小型化・薄型化に伴い、該電子機器に搭載されるデバイスチップに対しても小型化・薄型化への要求が高まっている。薄型のデバイスチップを形成するには、例えば、表面に複数のデバイスが形成された該基板の裏面を研削して該基板を所定の厚みに薄化し、その後、該切断予定ラインに沿って該基板を切断する。
形成された薄型のデバイスチップは、ある程度に厚みのあるデバイスチップよりも機械的強度が低い場合がある。そのため、薄型のデバイスチップが形成されてから所定の実装対象に実装されるまでの間に該デバイスチップに損傷が生じる恐れがある。そこで、基板を切断する前に予め基板の裏面側に補強部材となる金属を配設し、該金属とともに該基板を切断して個々のデバイスチップを製造する技術が開発されている(特許文献1及び特許文献2参照)。
また、基板からLED(Light Emitting Diode)のような光デバイスが形成される場合がある。該光デバイスは光とともに熱を発するため、該光デバイスの裏面側に該熱を放出し易くする放熱板(ヒートシンク)として機能する金属が形成される場合がある。例えば、該基板を切断する前に該基板の裏面側に該金属を配設し、該金属とともに該基板を切断して個々の光デバイスチップを形成する技術が開発されている(特許文献3及び特許文献4参照)。
特開2003−92303号公報 特開2011−18792号公報 特開2009−229641号公報 特開2009−237067号公報
基板の切断は、例えば、環状の切削ブレードによる切削により実施される。回転する該切削ブレードを該切断予定ラインに沿って裏面側から該基板に切り込ませると、該基板が切削されて切断される。
金属が露出した基板を該金属が露出している裏面側から該切削ブレードで切削する場合、被切削箇所から伸長するバリと呼ばれる突起が形成されて、該デバイスチップの端部に該バリが残る場合がある。
デバイスチップにバリが残ると、例えば、形成されたデバイスチップを所定の実装対象に実装する際に該バリが該実装対象に干渉して該デバイスチップの適切な実装を妨げる恐れがある。また、該バリがデバイスチップの電極間を接続するように伸長して、該電極間をショートさせてしまう恐れがある。さらに、形成されたバリが脱落してデバイスチップや切削装置に付着する場合がある。
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、金属が露出した基板を切削ブレードで切削する際に発生する金属のバリの残存を抑制できる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、所定の幅を有する切断予定ラインが設定され、金属が露出した基板の加工方法であって、該金属上に該切断予定ラインの幅方向のそれぞれの縁に沿って2本の構造体を該幅に相当する間隔をあけて配設する構造体配設工程と、該構造体配設工程を実施した後、切削ブレードを該2本の構造体の間から切り込ませて該基板を該切断予定ラインに沿って切削する切削工程と、を備えることを特徴とする金属が露出した基板の加工方法が提供される。
なお、本発明の一態様において、該切削ブレードは、円環状の切削砥石を有し、該2本の構造体間の距離は、該切削砥石の厚さと同じ又は該厚さよりも小さくてもよい。
本発明の一態様に係る加工方法では、該金属が露出した基板を切断予定ラインに沿って切削ブレードで切削する切削工程を実施する前に、2本の構造体を配設する構造体配設工程を実施する。該2本の構造体は、該金属上に切断予定ラインの幅方向のそれぞれの縁に沿って配設される。すなわち、該2本の構造体は該切削工程において該金属が該切削ブレードにより切削されることで除去される領域に露出する該金属の両壁面の上方にそれぞれ配設される。
該切削工程では、切削ブレードを該2本の構造体の間に通して該基板に切り込ませて該切断予定ラインに沿って切削する。すると、該金属の該両壁面からバリが生じるときに、該切削ブレードと、該構造体と、の間で該バリが粉砕されるため、切削工程により形成されたデバイスチップにバリが残らない。
したがって、本発明の一態様により、金属が露出した基板を切削ブレードで切削する際に発生する金属のバリの残存を抑制できる加工方法が提供される。
基板の裏面への金属の配設を模式的に示す斜視図である。 図2(A)は、金属が露出した基板を模式的に示す斜視図であり、図2(B)は、金属が露出した基板を模式的に示す断面図である。 図3(A)は、金属が露出した基板の切削ブレードによる切削を模式的に示す斜視図であり、図3(B)は、金属が露出した基板の切削ブレードによる切削を模式的に示す断面図である。
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。まず、本実施形態に係る加工方法の被加工物である金属が露出した基板について説明する。該金属が露出した基板は、外面に金属が配設された半導体基板やガラス基板等の板状の基板、または、金属でなる金属基板等である。図1は、基板の裏面への金属の配設を模式的に示す斜視図である。本実施形態に係る加工方法の被加工物である金属が露出した基板の一例は、例えば、図1に示す通り、基板1の裏面1bに金属基板7を配設することで形成される。
該基板1は、例えば、略円板状の半導体ウェーハであり、表面1aに格子状に配列された複数の切断予定ライン3によって区画される各領域に、IC(Integrated Circuit)やLED(light emitting diode)等のデバイス5が形成されている。ただし、基板1は半導体ウェーハに限られず、金属等の導電体、または、ガラス等の絶縁体でなる円板状の基板でもよい。
該基板1は、裏面1b側から研削加工されることで薄化される。そして、該切断予定ライン3に沿って該基板1が切断されると、個々のデバイスチップが形成される。薄化された基板1を切断することにより形成されるデバイスチップは、薄型のデバイスチップとなる。薄型のデバイスチップは、ある程度に厚みのあるデバイスチップと比較して強度が低くなる傾向にある。また、基板1から光デバイスを含むデバイスチップが形成される場合がある。該光デバイスは光とともに熱を発する。
そこで、デバイスチップを補強するために、又は、デバイスチップの熱を放出させるために、基板1の裏面1b側に金属を配設して金属が露出した基板1を形成し、該基板1を切断してデバイスチップを形成する。すると、該金属を含むデバイスチップが形成される。該金属は、該デバイスを補強部材として、又は、該デバイスチップの放熱板(ヒートシンク)として機能する。
該金属は、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル等でなる。該金属が露出した基板1を形成するには、例えば、基板1の表面1a及び裏面1bと略同一の形状及び大きさの面を有する略円板状の金属基板7を基板1の裏面に貼着する。なお、基板1の裏面1b側に蒸着法やCVD(Chemical vapor deposition)法等により金属膜を成膜することで基板1に金属を配設してもよい。図2(A)は、金属7aが露出した基板1を模式的に示す斜視図である。
次に、本実施形態に係る金属7aが露出した基板1の加工方法について説明する。該加工方法では、図2(A)に示す金属7aが露出した基板1を環状の切削ブレードによる切削により切断予定ライン3に沿って切断する。
金属7aが露出した基板1を該金属7aが露出している裏面1b側から該切削ブレードで切削する場合、該金属7aに切削ブレードを切り込ませることとなる。しかし、金属7aを該切削ブレードで切削すると、被切削箇所から伸長するバリと呼ばれる金属の突起が形成されて、該デバイスチップの端部に該バリが残る場合がある。
形成されたデバイスチップにバリが残ると、例えば、該デバイスチップを所定の実装対象に実装する際に該バリが干渉して該デバイスチップの適切な実装を妨げる恐れがある。また、該バリがデバイスチップの電極間を接続するように伸長して、該電極間をショートさせてしまう恐れがある。さらに、形成されたバリが脱落してデバイスチップや切削装置に付着する場合がある。そこで、本実施形態に係る加工方法では、金属7aが露出した基板1を切削する前に、2本の構造体を配設する構造体配設工程を実施する。
図2(B)は、該基板1の該金属7a上に切断予定ライン3に沿って2本の構造体9が配設された基板1を模式的に示す断面図である。該2本の構造体9は、基板1を裏面1b側(金属7a側)から見たときに該切断予定ライン3を挟む位置に形成される。より詳細には、後述の切削工程で該金属7aが露出した基板1が切削されることで形成される切削溝11(図3(A)及び図3(B)参照)中に露出する金属7aの両壁面7b(図3(B)参照)の上方にそれぞれ該構造体9が形成される。
該構造体9は、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル等の金属、又は、有機樹脂等である。該構造体9は、後述の切削工程で金属7aの壁面7bから生じるバリを切削ブレードとの間で粉砕可能な硬さを有する部材とする。
該構造体9に金属を用いる場合、該構造体9は金属7aと同じ材質の部材としてもよい。また、該構造体9に金属を用いる場合、例えば、スパッタ法やCVD法により金属7aの上に該構造体9の基となる膜を形成して、次に、ウエットエッチング、又は、ドライエッチングにより該膜の不要部分を除去することで該構造体9を形成してもよい。若しくは、構造体9の基となる該膜を切削ブレードで切削して不要部分を除去することで該構造体9を形成してもよい。
該構造体9に有機樹脂を用いる場合、該構造体9は、例えば、基板1の切断や研磨の際に所定の対象に基板1を固定する際等に用いられる固形ワックスで形成されてもよい。また、該構造体9に有機樹脂を用いる場合、該金属7aの上に該有機樹脂を塗布して切削ブレードにより不要部分を除去して所定の形状の構造体9を形成してもよい。または、該有機樹脂を金属7aの上に塗布した後、フォトリソグラフィー工程により所定の形状の構造体9を形成してもよい。
次に、本実施形態に係る加工方法の切削工程について説明する。図3(A)は、金属7aが露出した基板1の切削ブレードによる切削を模式的に示す斜視図であり、図3(B)は、金属7aが露出した基板1の切削ブレードによる切削を模式的に示す断面図である。
切削工程では、図3(A)に示される切削装置2が使用される。該切削装置2について説明する。該切削装置2は、基板1を保持するチャックテーブル4と、該チャックテーブル4に保持された基板1を切削加工する切削ユニット6と、を備える。
該チャックテーブル4の上面は、基板1を保持する保持面4aになっている。この保持面4aは、チャックテーブル4の内部に形成された吸引路(不図示)等を通じて吸引源(不図示)に接続されている。該保持面4a上に基板1を載せ、該吸引源を作動させて該吸引路を通じて該基板1に負圧を作用させると、基板1はチャックテーブル4に吸引保持される。
また、チャックテーブル4は該保持面4aに平行な方向に移動可能であり該方向が基板1の加工送り方向4bとなる。さらに、該チャックテーブル4は該保持面4aに垂直な軸の周りに回転可能であり、該チャックテーブル4を回転させると、基板1の加工送り方向を変えることができる。
切削ユニット6は、該切削ユニット6を上下方向に移動させる移動機構(不図示)に固定されたスピンドルハウジング10を備える。スピンドルハウジング10には、スピンドル8が回転可能に支持されている。スピンドル8の先端部(前端部)には、フランジ機構14a(図3(B)参照)と、ナット16と、により切削ブレード14が装着されている。該スピンドル8を回転させると回転方向14cの方向に該切削ブレード14が回転する。
該切削ブレード14は、中央に貫通孔(不図示)を有する円環状の基台12と、該基台12に固定された円環状の切削砥石14bと、を有する。該切削砥石14bは、ダイヤモンド等でなる砥石が結合材中に分散されて形成されている。なお、上述の基板1の該金属7aの上に形成される該2本の構造体9は、該2本の構造体9間の距離が該切削ブレード14の該切削砥石14bの厚さと同じ又は該厚さよりも小さくなるように形成される。
切削工程では、まず、金属7aが露出した基板1の該金属7aが配設されていない表面1aをチャックテーブル4の保持面4aに向け、該基板1を該保持面4a上に載せる。次に、チャックテーブル4の吸引源を作動させて該基板1に負圧を作用させて該チャックテーブル4に該基板1を吸引保持させる。すると、基板1の裏面1bに配設された金属7aが上方に露出する。
そして、チャックテーブル4を回転させて基板1の切断予定ライン3を該チャックテーブル4の加工送り方向4bに合わせる。その後、該切削ブレード14の切削砥石14bが該切断予定ライン3の延長線の上方に位置付けられるように切削ユニット6と、チャックテーブル4と、を移動させる。
スピンドル8を回転させることで切削ブレード14を回転方向14cの方向に回転させ、該切削砥石14bの下端が基板1を切削により切断できる高さに位置付けられるように該切削ユニット6を下降させる。そして、チャックテーブル4を加工送り方向4bに加工送りさせる。すると、切削ブレード14の切削砥石14bが切断予定ライン3に沿って基板1及び金属7aに切り込み、該基板1及び金属7aが切削加工される。このとき、該切削ブレード14の該切削砥石14bは、2本の構造体9の間の領域を通過する。
切削ブレード14が一つの切断予定ライン3に沿って基板1を切削した後、基板1を割り出し送りして隣接する切断予定ライン3に沿って次々に切削加工を実施する。一つの方向に沿って並ぶ切断予定ライン3に沿って切削を実施した後、該チャックテーブル4を回転させて基板1の加工送り方向を切り替えて、他の方向に沿って並ぶ切断予定ライン3に沿って切削を実施する。すべての切断予定ライン3に沿って基板1を切削すると、個々のデバイスチップが形成されて切削工程が完了する。
図3(B)に示す通り、切削ブレード14で金属7aが露出した基板1を切削すると、切断予定ライン3に沿って切削溝11が形成される。該切削溝11に露出した壁面7bの上方には、2本の構造体9が配設されている。該金属7aが切削されると該壁面7bからバリが伸長するが、該バリが該構造体9と、切削ブレード14の切削砥石14bと、の間に挟まれて粉砕されて除去されるため、該壁面7bにバリが残らない。
仮に、該壁面7bの上方に2本の構造体9が形成されていない場合、該バリが粉砕されずに該壁面7bに残り、例えば、形成されたデバイスチップを所定の実装対象に実装する際に該バリが干渉して該デバイスチップの適切な実装を妨げる恐れがある。また、該バリがデバイスチップの電極間を接続するように伸長して、該電極間をショートさせてしまう恐れがある。さらに、形成されたバリが脱落してデバイスチップや切削装置2に付着する場合がある。
これに対して、本実施形態に係る加工方法では、該切削ブレード14により切削されることで除去される領域に露出する該金属7aの両壁面7bの上方に2本の構造体9がそれぞれ配設されるため、該バリが該壁面7bに残らない。
切削工程を実施した後、該金属7a上の2本の構造体9を除去する構造体除去ステップを実施してもよい。該構造体9は、切削工程が実施された後の基板1を研削砥石で研削することで、または、研磨パッドで研磨することで除去される。該構造体9は、ウエットエッチング、または、ドライエッチングにより除去されてもよい。
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、2本の構造体9を切断予定ライン3に沿って金属7aが露出した基板1の金属7aの上に形成したが、本発明の一態様はこれに限定されない。例えば、切削により切削溝11が形成される領域の上方をすべて覆うように金属7aの上に幅の広い1条の構造体9が形成されてもよい。
この場合、該基板1が切削される際に該1条の構造体9が切削されて2本の構造体9に分かれ、該2本の構造体9と、切削ブレード14と、の間で金属7aの壁面7bから発生するバリが粉砕される。
また、本発明の一態様に係る加工方法の被加工物である金属が露出した基板は、上述の通り、金属基板でもよい。該金属が露出した基板が金属基板である場合、該金属基板の該金属上に切断予定ラインの幅方向のそれぞれの縁に沿って2本の構造体を配設する。そして、切削ブレードを該2本の構造体の間から切り込ませて該金属基板を該切断予定ラインに沿って切削する。
その他、上記実施形態に係る構造、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。
1 基板
1a 表面
1b 裏面
3 切断予定ライン
5 デバイス
7 金属基板
7a 金属
7b 壁面
9 構造体
11 切削溝
2 切削装置
4 チャックテーブル
4a 保持面
4b 加工送り方向
6 切削ユニット
8 スピンドル
10 スピンドルハウジング
12 基台
14 切削ブレード
14a フランジ機構
14b 切削砥石
14c 回転方向
16 ナット

Claims (2)

  1. 所定の幅を有する切断予定ラインが設定され、金属が露出した基板の加工方法であって、
    該金属上に該切断予定ラインの幅方向のそれぞれの縁に沿って2本の構造体を該幅に相当する間隔をあけて配設する構造体配設工程と、
    該構造体配設工程を実施した後、切削ブレードを該2本の構造体の間から切り込ませて該基板を該切断予定ラインに沿って切削する切削工程と、
    を備えることを特徴とする金属が露出した基板の加工方法。
  2. 該切削ブレードは、円環状の切削砥石を有し、
    該2本の構造体間の距離は、該切削砥石の厚さと同じ又は該厚さよりも小さいことを特徴とする請求項1記載の金属が露出した基板の加工方法。
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