KR102344829B1

KR102344829B1 - 피가공물의 가공 방법

Info

Publication number: KR102344829B1
Application number: KR1020180004970A
Authority: KR
Inventors: 요시아키 요도
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2017-01-18
Filing date: 2018-01-15
Publication date: 2021-12-28
Also published as: TW201827150A; TWI744441B; CN108453370B; US20180200830A1; CN108453370A; SG10201800068TA; US10265805B2; JP2018117037A; KR20180085356A; JP6817822B2

Abstract

(과제) 개질층을 형성하고 나서 피가공물을 칩으로 분할하는 경우, 칩의 항절 강도를 향상시킨다.
(해결 수단) 복수의 스트리트 (S) 가 설정된 표면 (Wa) 을 가진 피가공물 (W) 의 가공 방법으로서, 피가공물 (W) 에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔의 집광점을 피가공물 (W) 의 내부에 위치시키고 스트리트 (S) 를 따라 레이저 빔을 피가공물 (W) 의 이면 (Wb) 에 조사하여, 스트리트 (S) 를 따른 개질층 (ML) 을 형성함과 함께 개질층 (ML) 에서 표면 (Wa) 에 이르는 크랙 (C) 을 신장시키는 레이저 빔 조사 스텝과, 레이저 빔 조사 스텝을 실시 후, 피가공물 (W) 에 절삭액을 공급하면서 스트리트 (S) 를 따라 피가공물 (W) 의 이면 (Wb) 을 절삭 블레이드 (60) 로 절삭하여 개질층 (ML) 을 제거하는 절삭 스텝을 포함한다.

Description

피가공물의 가공 방법{METHOD FOR PROCESSING A WORKPIECE}

본 발명은, 반도체 웨이퍼 등의 피가공물의 가공 방법에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼 등의 피가공물에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔을, 그 집광점을 스트리트라고 불리는 분할 예정 라인에 대응하는 내부에 위치시켜 이면측으로부터 조사하여, 피가공물 내부에 개질층을 형성하고, 이 개질층에 외력을 부여하여 피가공물을 개개의 칩으로 분할하는 스텔스 다이싱이라고 불리는 가공 방법이 실용화되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).

일본 특허공보 3408805호

스텔스 다이싱에 있어서는, 칩으로의 분할성을 향상시키기 위해, 개질층에서 표면에 이르는 크랙을 발생시키는 조건에서 피가공물에 레이저 가공을 실시하는 것이 바람직하다. 그 한편으로, 레이저 가공 후에 피가공물을 연삭하여 박화함으로써 제조된 칩에 개질층이 잔존하고 있으면, 칩의 항절 강도가 저하된다는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 스텔스 다이싱에 의해 피가공물을 개개의 칩으로 분할하는 경우에 있어서, 칩으로의 분할성을 저해하지 않고 칩의 항절 강도를 향상시킬 수 있는 피가공물의 가공 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면, 복수의 스트리트가 설정된 표면을 가진 피가공물의 가공 방법으로서, 피가공물에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔의 집광점을 피가공물의 내부에 위치시키고 그 스트리트를 따라 그 레이저 빔을 피가공물의 그 이면에 조사하여, 그 스트리트를 따른 개질층을 형성함과 함께 그 개질층에서 그 표면에 이르는 크랙을 신장시키는 레이저 빔 조사 스텝과, 그 레이저 빔 조사 스텝을 실시한 후, 피가공물에 절삭액을 공급하면서 피가공물의 그 스트리트를 따라 그 이면을 절삭 블레이드로 절삭하여 그 개질층을 제거하는 절삭 스텝을 구비한 피가공물의 가공 방법이 제공된다.

바람직하게는, 상기 절삭 스텝에서는, 상기 절삭 블레이드의 선단의 단면에 있어서의 최하 위치가 상기 크랙에 대해 상기 스트리트의 신장 방향과 직교하는 방향으로 어긋난 상태에서 절삭이 수행됨으로써 상기 절삭액과 함께 절삭 부스러기가 그 크랙에 침입하는 것을 방지한다.

바람직하게는, 상기 절삭 블레이드의 선단의 단면 형상은 중심이 양단에 비해 패인 가운데가 오목한 형상, 또는 좌우 일방에서 타방으로 경사진 한쪽이 줄어든 형상이고, 상기 절삭 스텝에서는, 절삭 블레이드의 두께 방향의 중심이 상기 크랙과 일치한 상태에서 절삭이 수행된다.

바람직하게는, 상기 절삭 블레이드의 선단의 단면 형상은 원호상이고, 상기 절삭 스텝에서는, 그 절삭 블레이드의 두께 방향의 중심이 상기 크랙에 대해 상기 스트리트의 신장 방향과 직교하는 방향으로 어긋난 상태에서 절삭이 수행된다.

본 발명에 의하면, 크랙 형성에 의한 칩의 분할성의 향상이라는 이점을 얻으면서, 개질층 제거에 의한 칩의 항절 강도의 향상도 도모할 수 있다.

또, 절삭 스텝에 있어서, 절삭 블레이드의 선단의 단면에 있어서의 최하 위치가 크랙에 대해 스트리트의 신장 방향과 직교하는 방향으로 어긋난 상태에서 절삭이 수행됨으로써, 절삭액과 함께 절삭 부스러기가 크랙에 침입하는 것을 방지할 수 있어, 칩 측면에 오염이 부착되는 것을 방지할 수 있다.

도 1 은, 피가공물의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 2 는, 레이저 빔 조사 수단에 의해 피가공물에 개질층 및 크랙을 형성하고 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3 은, 개질층 및 크랙이 형성된 피가공물의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 4 는, 선단의 단면이 가운데가 오목한 형상인 절삭 블레이드에 의해 피가공물을 절삭하고 있는 상태의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 5 는, 선단의 단면이 가운데가 오목한 형상인 절삭 블레이드에 의해 피가공물을 절삭하고 있는 경우에 발생하는 절삭 부스러기의 집적 상태를 일부 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 6 은, 선단의 단면이 가운데가 오목한 형상인 다른 예의 절삭 블레이드에 의해 피가공물을 절삭하고 있는 경우에 발생하는 절삭 부스러기의 집적 상태를 일부 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 7 은, 선단의 단면이 가운데가 오목한 형상인 다른 예의 절삭 블레이드에 의해 피가공물을 절삭하고 있는 경우에 발생하는 절삭 부스러기의 집적 상태를 일부 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 8 은, 선단의 단면이 한쪽이 줄어든 형상인 절삭 블레이드에 의해 피가공물을 절삭하고 있는 경우에 발생하는 절삭 부스러기의 집적 상태를 일부 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 9 는, 선단의 단면이 원호상인 절삭 블레이드에 의해 피가공물을 절삭하고 있는 상태의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 10 은, 선단의 단면이 원호상인 절삭 블레이드에 의해 피가공물을 절삭하고 있는 경우에 발생하는 절삭 부스러기의 집적 상태를 일부 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 11 은, 선단의 단면이 원호상인 다른 예의 절삭 블레이드에 의해 피가공물을 절삭하고 있는 경우에 발생하는 절삭 부스러기의 집적 상태를 일부 확대하여 나타내는 단면도이다.

이하에, 본 발명에 관련된 피가공물의 가공 방법을 실시하여 도 1 에 나타내는 피가공물 (W) 을 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 경우의 각 스텝에 대해 설명해 간다. 도 1 에 나타내는 피가공물 (W) 은, 예를 들어, 실리콘 기판 등으로 이루어지는 원 형상의 반도체 웨이퍼이고, 피가공물 (W) 의 표면 (Wa) 에는, 스트리트 (S) 에 의해 구획된 격자상의 영역에 디바이스 (D) 가 형성되어 있다. 도 1 에 있어서 －Z 방향측을 향하고 있는 피가공물 (W) 의 표면 (Wa) 은, 피가공물 (W) 보다 대직경의 다이싱 테이프 (T) 에 첩착 (貼着) 되어 있고, 다이싱 테이프 (T) 에 의해 보호되어 있다. 다이싱 테이프 (T) 의 점착면의 외주 영역에는 원형의 개구를 구비하는 환상 프레임 (F) 이 첩착되어 있고, 피가공물 (W) 은, 다이싱 테이프 (T) 를 통하여 환상 프레임 (F) 에 의해 지지되고, 환상 프레임 (F) 을 통한 핸들링이 가능한 상태로 되어 있다.

(1) 레이저 빔 조사 스텝

피가공물 (W) 에 개질층을 형성하는 도 2 에 나타내는 레이저 가공 장치 (1) 는, 예를 들어, 피가공물 (W) 을 흡인 유지하는 척 테이블 (10) 과, 척 테이블 (10) 에 유지된 피가공물 (W) 에 대해 레이저 빔을 조사하는 레이저 빔 조사 수단 (11) 을 적어도 구비하고 있다. 척 테이블 (10) 은, 예를 들어, 그 외형이 원 형상이고, 포러스 부재 등으로 이루어지는 유지면 (10a) 상에서 피가공물 (W) 을 흡인 유지한다. 척 테이블 (10) 은, 연직 방향 (Z 축 방향) 의 축심 둘레로 회전 가능함과 함께, 도시되지 않은 가공 이송 수단에 의해 X 축 방향으로 왕복 이동 가능하게 되어 있다.

척 테이블 (10) 의 외주부에는, 예를 들어 4 개 (도시된 예에 있어서는, 2 개만 도시되어 있다) 의 고정 클램프 (100) 가 균등하게 배치 형성되어 있다. 협지판 (100a) 과 협지대 (100b) 로 이루어지는 고정 클램프 (100) 는, 도시되지 않은 스프링 등에 의해 회전축 (100c) 을 축으로 협지판 (100a) 이 회동 가능하게 되어 있고, 협지판 (100a) 의 하면과 협지대 (100b) 의 상면 사이에 환상 프레임 (F) 및 다이싱 테이프 (T) 를 협지할 수 있다.

레이저 빔 조사 수단 (11) 은, 도시되지 않은 레이저 빔 발진기로부터 발진되고 피가공물 (W) 에 대해 투과성을 갖는 레이저 빔을, 광 파이버 등의 전송 광학계를 통하여 집광기 (111) 의 내부의 집광 렌즈 (111a) 에 입광시킴으로써, 레이저 빔을 척 테이블 (10) 로 유지된 피가공물 (W) 의 내부의 소정의 높이 위치에 정확하게 집광하여 조사할 수 있다.

예를 들어, 레이저 빔 조사 수단 (11) 의 근방에는, 척 테이블 (10) 상에 유지된 피가공물 (W) 의 스트리트 (S) 를 검출하는 얼라인먼트 수단 (12) 이 배치 형성되어 있다. 얼라인먼트 수단 (12) 은, 적외선을 조사하는 도시되지 않은 적외선 조사 수단과, 적외선을 포착하는 광학계 및 적외선에 대응한 전기 신호를 출력하는 촬상 소자 (적외선 CCD) 등으로 구성된 적외선 카메라 (120) 를 구비하고 있고, 적외선 카메라 (120) 에 의해 취득한 화상에 기초하여, 패턴 매칭 등의 화상 처리에 의해 피가공물 (W) 의 표면 (Wa) 의 스트리트 (S) 를 검출할 수 있다. 얼라인먼트 수단 (12) 과 레이저 빔 조사 수단 (11) 은 일체로 되어 구성되어 있고, 양자는 연동하여 Y 축 방향 및 Z 축 방향으로 이동한다.

레이저 빔 조사 스텝에 있어서는, 먼저, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 환상 프레임 (F) 에 의해 지지되어 있는 피가공물 (W) 이, 이면 (Wb) 이 상측을 향한 상태에서 척 테이블 (10) 에 의해 흡인 유지된다. 또, 각 고정 클램프 (100) 에 의해 환상 프레임 (F) 이 고정된다.

이어서, 척 테이블 (10) 에 유지된 피가공물 (W) 이 －X 방향 (가는 방향) 으로 이송됨과 함께, 얼라인먼트 수단 (12) 에 의해 스트리트 (S) 가 검출된다. 여기서, 스트리트 (S) 가 형성되어 있는 피가공물 (W) 의 표면 (Wa) 은 하측에 위치하고, 얼라인먼트 수단 (12) 과 직접 대향하고 있지는 않지만, 적외선 카메라 (120) 에 의해 피가공물 (W) 의 이면 (Wb) 측으로부터 투과시켜 스트리트 (S) 를 촬상할 수 있다. 적외선 카메라 (120) 에 의해 촬상된 스트리트 (S) 의 화상에 의해, 얼라인먼트 수단 (12) 이 패턴 매칭 등의 화상 처리를 실행하고, 레이저 빔을 조사해야 하는 X 축 방향으로 연장되는 스트리트 (S) 의 Y 축 방향에 있어서의 좌표 위치가 검출된다.

스트리트 (S) 의 위치가 검출되는 것에 수반하여, 레이저 빔 조사 수단 (11) 이 Y 축 방향으로 산출 이송되고, 레이저 빔을 조사하는 스트리트 (S) 와 집광기 (111) 의 Y 축 방향에 있어서의 위치 맞춤이 이루어진다. 이 위치 맞춤은, 예를 들어, 집광기 (111) 에 구비하는 집광 렌즈 (111a) 의 바로 아래에 스트리트 (S) 의 중심선이 위치하도록 실시된다. 또, 피가공물 (W) 의 칩으로의 분할성을 향상시키기 위해서는, 피가공물 (W) 의 내부에 개질층을 형성함과 함께, 개질층에서 표면 (Wa) 에 이르는 크랙을 발생시키는 조건에서 레이저 가공을 실시하는 것이 바람직하다. 그 때문에, 레이저 빔 조사 수단 (11) 의 레이저 빔의 출력이나 반복 주파수 등이, 개질층에서 표면 (Wa) 에 이르는 크랙을 발생시키는 조건으로 설정된다.

상기 조건의 일례는, 예를 들어 하기와 같다.

파장 : 1342 ㎚

반복 주파수 : 90 ㎑

평균 출력 : 2 W

가공 이송 속도 : 700 ㎜/초

이어서, 집광기 (111) 로 피가공물 (W) 에 대해 투과성을 갖는 레이저 빔의 집광점을, 스트리트 (S) 에 대응하는 피가공물 (W) 의 내부의 소정의 높이 위치, 즉, 도시된 예에 있어서는, 피가공물 (W) 의 두께 방향 (Z 축 방향) 의 대략 중간보다 하방에 있는 높이 위치에 위치시킴과 함께, 스트리트 (S) 를 따라 레이저 빔을 피가공물 (W) 의 이면 (Wb) 에 조사하여 스트리트 (S) 를 따른 개질층 (ML) 을 형성한다. 도시되지 않은 레이저 빔 발진기로부터 발진되고 집광점에 도달하기 전의 레이저 빔은, 피가공물 (W) 에 대해 투과성을 갖고 있지만, 집광점에 도달한 레이저 빔은 피가공물 (W) 에 대해 국소적으로 매우 높은 흡수 특성을 나타낸다. 그 때문에, 집광점 부근의 피가공물 (W) 은 레이저 빔을 흡수하여 개질되고, 집광점으로부터 주로 상방을 향하여 소정의 길이의 개질층 (ML) 이 형성된다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 개질층 (ML) 이 피가공물 (W) 에 형성되는 것에 수반하여, 개질층 (ML) 으로부터 피가공물 (W) 의 표면 (Wa) 을 향하여 신장되는 다수의 미세한 크랙 (C) 도 피가공물 (W) 에 형성된다. 또한, 크랙 (C) 을, 피가공물 (W) 의 표면 (Wa) 뿐만 아니라 이면 (Wb) 을 향하여 신장시키는 것으로 해도 된다.

피가공물 (W) 을 －X 방향으로 소정의 가공 이송 속도로 가공 이송하고, 피가공물 (W) 의 내부에 스트리트 (S) 를 따라 개질층 (ML) 을 X 축 방향으로 극미소한 간격을 유지하면서 연속적으로 형성하고, 또한, 개질층 (ML) 으로부터 표면 (Wa) 으로 신장되는 크랙 (C) 을 형성하면서, 예를 들어, 하나의 스트리트 (S) 에 레이저 빔을 다 조사하는 X 축 방향의 소정의 위치까지 피가공물 (W) 을 －X 방향으로 진행시킨다.

이어서, 레이저 빔의 조사를 정지시킴과 함께 피가공물 (W) 의 －X 방향 (가는 방향) 에서의 가공 이송을 한 번 정지시켜, 레이저 빔 조사 수단 (11) 을 Y 축 방향으로 산출 이송하고, 레이저 빔이 조사된 스트리트 (S) 의 근처에 위치하고 레이저 빔이 아직 조사되지 않은 스트리트 (S) 와 집광기 (111) 의 Y 축 방향에 있어서의 위치 맞춤을 실시한다. 이어서, 피가공물 (W) 이 ＋X 방향 (돌아오는 방향) 으로 가공 이송되고, 가는 방향에서의 레이저 빔의 조사와 마찬가지로 스트리트 (S) 에 레이저 빔이 조사되어 간다. 순차적으로 동일한 레이저 빔의 조사를 실시함으로써, X 축 방향으로 연장되는 모든 스트리트 (S) 를 따라 레이저 빔이 피가공물 (W) 의 이면 (Wb) 측으로부터 조사되고, 도 3 에 나타내는 바와 같이 피가공물 (W) 의 내부에 X 축 방향으로 연장되는 모든 스트리트 (S) 를 따라 개질층 (ML) 및 크랙 (C) 이 형성되어 간다. 또한, 크랙 (C) 은 개질층 (ML) 으로부터 이면 (Wb) 을 향해서도 짧은 거리 신장되어 있지만, 도 2 및 도 3 에 있어서는 생략하여 나타내고 있고, 후술하는 도 4 ∼ 도 11 에 있어서도 마찬가지로 생략하여 나타내고 있다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 크랙 (C) 의 폭 (도 3 에 있어서의 Y 축 방향 길이) 은, 개질층 (ML) 의 폭에 비해 작고, 또, 크랙 (C) 및 개질층 (ML) 은, X 축 방향으로 연장되는 스트리트 (S) 의 중심선과 겹치도록 형성되어 간다. 또한, 예를 들어, 척 테이블 (10) 의 가는 방향으로의 이동과 돌아오는 방향으로의 이동의 전환마다, 집광기 (111) 로 레이저 빔의 집광점의 높이 위치를 변경하면서, 동일한 스트리트 (S) 에 레이저 빔을 복수 회 조사함으로써, 피가공물 (W) 의 내부에 개질층 (ML) 을 두께 방향으로 복수 단 형성하는 것으로 해도 된다.

또한, 척 테이블 (10) 을 90 도 회전시키고 나서 동일한 레이저 빔의 조사를 피가공물 (W) 에 대해 실시하면, 가로 세로 모든 스트리트 (S) 를 따라 개질층 (ML) 및 크랙 (C) 이 형성된다.

(2-1) 절삭 스텝의 제 1 실시형태

상기와 같이 레이저 빔 조사 스텝을 실시한 후, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 피가공물 (W) 에 절삭액을 공급하면서 피가공물 (W) 의 스트리트 (S) 를 따라 이면 (Wb) 을 절삭 블레이드 (60) 로 절삭하여 개질층 (ML) 을 제거한다. 도 4 에 있어서, 절삭 블레이드 (60) 를 구비하는 절삭 장치에 반송된 피가공물 (W) 은, 도시되지 않은 척 테이블에 의해 이면 (Wb) 이 상측을 향한 상태에서 흡인 유지되어 있고, 연직 방향 (Z 축 방향) 의 축심 둘레로 회전 가능함과 함께, X 축 방향으로 왕복 이동 가능하게 되어 있다.

도 4 에 있어서 일부를 나타내는 절삭 블레이드 (60) 는, 예를 들어, 전체 모양이 환상인 와셔형 블레이드이고, 그 날 두께는 예를 들어 약 30 ㎛ ∼ 약 40 ㎛ 이다. 절삭 블레이드 (60) 의 선단 (600) 의 종단면 형상은, 예를 들어 두께 방향의 중심이 양단에 비해 블레이드의 직경 방향 내측으로 패인 가운데가 오목한 형상으로 되어 있다. 또한, 절삭 블레이드 (60) 는, 와셔형 블레이드에 한정되는 것은 아니고, 기대와 기대의 외주측에 형성된 절삭날을 구비하는 허브 타입의 블레이드여도 된다.

절삭 블레이드 (60) 는, 축 방향이 피가공물 (W) 의 이동 방향 (X 축 방향) 에 대해 수평 방향으로 직교하는 방향 (Y 축 방향) 인 스핀들 (61) 에 장착되어 있다. 그리고, 모터 (62) 에 의해 스핀들 (61) 이 회전 구동되는 것에 수반하여, 절삭 블레이드 (60) 도 Y 축 방향의 축심 둘레로 고속 회전한다.

절삭 블레이드 (60) 가 절삭해야 하는 스트리트 (S) 의 검출은, 도 4 에 나타내는 얼라인먼트 수단 (12) 이 적외선 카메라 (120) 에 의해 취득한 화상에 기초하여, 패턴 매칭 등의 화상 처리를 실시함으로써 이루어진다.

절삭 가공에 있어서는, 주로 피가공물 (W) 에 대해 절삭 블레이드 (60) 가 접촉하는 가공점에 절삭액을 공급하면서 절삭을 실시한다. 가공점에 대한 절삭액의 공급은, 도 4 에 나타내는 절삭액 공급 노즐 (63) 에 의해 이루어진다. 절삭액 공급 노즐 (63) 은, 예를 들어, 절삭 블레이드 (60) 를 Y 축 방향 양측으로부터 끼우도록 2 개 배치 형성되어 있고, 절삭 블레이드 (60) 의 측면을 향하는 분사구를 구비하고 있고, 도시되지 않은 절삭액 공급원에 연통되어 있다. 절삭 블레이드 (60), 얼라인먼트 수단 (12), 및 절삭액 공급 노즐 (63) 은 연동하여 Y 축 방향 및 Z 축 방향으로 이동한다.

절삭 스텝에 있어서는, 먼저, 피가공물 (W) 이 －X 방향 (도 4 에 있어서는, 지면 앞쪽) 으로 이송됨과 함께, 적외선 카메라 (120) 에 의해 스트리트 (S) 를 포함하는 피가공물 (W) 의 표면 (Wa) 에 대한 화상이 촬상되어, 이 화상에 기초하는 얼라인먼트 수단 (12) 에 의한 패턴 매칭 등의 스트리트 (S) 의 검출이 실행되고, 절삭 블레이드 (60) 를 절입시켜야 하는 스트리트 (S) 의 Y 축 방향에 있어서의 좌표 위치가 산출된다. 절삭해야 하는 스트리트 (S) 가 검출되는 것에 수반하여, 절삭 블레이드 (60) 가 Y 축 방향으로 산출 이송되고, 절삭해야 하는 X 축 방향으로 연장되는 스트리트 (S) 와 절삭 블레이드 (60) 의 Y 축 방향에 있어서의 위치 맞춤이 이루어진다. 이 위치 맞춤은, 예를 들어, 절삭 블레이드 (60) 의 선단 (600) 의 가운데가 오목한 형상 부분의 바로 아래에 스트리트 (S) 의 중심선이 위치하도록, 즉, 절삭 블레이드 (60) 의 두께 방향 (도 4 에 있어서의 Y 축 방향) 의 중심이 크랙 (C) 과 일치하도록 실시된다. 이와 같이 절삭 블레이드 (60) 를 스트리트 (S) 에 대해 위치시킴으로써, 절삭 블레이드 (60) 의 선단 (600) 의 단면에 있어서의 최하 위치 (600P) 가 크랙 (C) 에 대해 스트리트 (S) 의 신장 방향 (도 4 에 있어서의 X 축 방향) 과 직교하는 방향 (도 4 에 있어서의 Y 축 방향) 으로 어긋난 상태가 된다.

이어서, 절삭 블레이드 (60) 가 －Z 방향으로 강하해 가고, 예를 들어, 절삭 블레이드 (60) 의 선단 (600) 이 크랙 (C) 의 상단측으로 약간 절입되는 높이 위치에 절삭 블레이드 (60) 가 위치된다. 피가공물 (W) 이 추가로 소정의 절삭 이송 속도로 －X 방향으로 송출됨과 함께, 모터 (62) 가 스핀들 (61) 을 ＋Y 방향측에서 보았을 때 시계 회전 방향으로 고속 회전시키고, 스핀들 (61) 에 고정된 절삭 블레이드 (60) 가 스핀들 (61) 의 회전에 수반하여 고속 회전함으로써, 절삭 블레이드 (60) 가 스트리트 (S) 를 따라 피가공물 (W) 의 이면 (Wb) 측으로부터 내부에 절입되어 간다. 또, 절삭 가공 중에 있어서는, 절삭 블레이드 (60) 와 피가공물 (W) 의 접촉 부위 및 그 주위에 대해, 절삭액 공급 노즐 (63) 로부터 절삭액을 분사한다. 절삭액 공급 노즐 (63) 로부터 분사된 절삭액은, 가공점을 냉각·세정함과 함께, 절삭에 의해 발생한 도 5 에 나타내는 절삭 부스러기 (E) 를 피가공물 (W) 로부터 제거해 간다. 그리고, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 절삭 블레이드 (60) 를 선단 (600) 이 크랙 (C) 의 상단측에 약간 절입되는 높이 위치에 위치시켜 절삭을 진행시키고 있기 때문에, 절삭 블레이드 (60) 에 의해 개질층 (ML) 이 피가공물 (W) 의 내부로부터 제거되어 간다.

상기 절삭을 실시한 결과로서, X 축 방향으로 연장되는 스트리트 (S) 를 따라, 도 4 에 나타내는 절삭 홈 (G1) 이 피가공물 (W) 에 형성된다. 절삭 홈 (G1) 은, 예를 들어, 홈의 최심부가 크랙 (C) 의 상단으로부터 약간 하방에 있는 위치가 되고, 또한, 홈의 최심부가 크랙 (C) 에 대해 Y 축 방향으로 어긋나 있다.

칩의 항절 강도를 향상시키기 위해, 개질층 (ML) 을 절삭 블레이드 (60) 로 상기와 같이 제거하는 것은 바람직하다. 그 한편으로, 개질층 (ML) 에서 표면 (Wa) 에 이르는 크랙 (C) 이 형성된 피가공물 (W) 에 대해 절삭 블레이드 (60) 로 만연히 절삭을 실시하여 개질층 (ML) 을 제거하면, 절삭으로 발생한 절삭 부스러기 (E) 를 포함하는 절삭액의 대부분은 절삭으로 형성된 절삭 홈 (G1) 을 타고 피가공물 (W) 밖으로 배출되지만, 절삭 부스러기 (E) 를 포함하는 절삭액의 일부가 크랙 (C) 에 침입하여 디바이스 (D) 를 구비하는 칩의 측면을 오염시킨다는 문제가 발생한다. 그리고, 절삭이 완료된 직후에는, 칩 사이에 충분한 간극이 없기 때문에, 피가공물 (W) 을 세정해도 칩 측면 전체면에 세정수가 충분히 널리 퍼지지 않아 충분한 세정을 할 수 없다. 또한 칩 간격을 익스팬드 장치 등으로 넓힌 후에 세정을 실시해도, 칩 측면에 부착된 오염은 이미 건조되어 고착되어 있기 때문에, 제거하는 것이 어렵다. 그리고, 칩의 측면의 오염의 부착을 방치해 두면, 예를 들어, 본원 발명에 관련된 가공 방법 후에 실시하는 본딩 공정시에 있어서, 오염이 본딩 패드 상에 낙하하여 본딩 불량을 일으킬 우려가 있다.

상기 문제를 감안하여, 본원 발명의 발명자는 연구를 거듭함으로써, 절삭 부스러기는 그 자중에 의해 절삭 홈 내를 강하하여 절삭 홈 중에서도 최하 위치 부근에 모이는 것을 알아내었다. 그래서, 본 발명에 관련된 피가공물 (W) 의 가공 방법에 있어서는, 선단 (600) 의 단면 형상이, 중심이 양단에 비해 패인 가운데가 오목한 형상인 절삭 블레이드 (60) 를 사용하고, 본 절삭 스텝에서는, 절삭 블레이드 (60) 의 선단 (600) 의 단면에 있어서의 최하 위치 (600P) 가 크랙 (C) 에 대해 스트리트 (S) 의 신장 방향과 직교하는 방향으로 어긋난 상태, 즉, 절삭 블레이드 (60) 의 두께 방향의 중심이 크랙 (C) 과 일치한 상태에서 개질층 (ML) 의 제거를 수반하는 절삭을 실시함으로써, 절삭에 의해 발생하는 절삭 부스러기 (E) 를 그 자중에 의해 강하시켜, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 절삭 홈 (G1) 의 크랙 (C) 으로부터 Y 축 방향 양측에 소정 거리만큼 어긋난 최심부에 집적시키는 것이 가능해진다. 그 때문에, 절삭 부스러기 (E) 의 크랙 (C) 으로의 침입을 막아, 칩 측면에 오염이 부착되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 개질층 (ML) 의 제거에 의한 칩의 항절 강도의 향상과 함께, 칩 분할 후의 공정에 있어서의 불량의 발생을 방지할 수 있다.

절삭 블레이드 (60) 가, 하나의 스트리트 (S) 를 다 절삭하는 X 축 방향의 소정의 위치까지 피가공물 (W) 이 이송되면, 피가공물 (W) 의 절삭 이송을 한 번 정지시켜, 절삭 블레이드 (60) 를 피가공물 (W) 로부터 이간시키고, 이어서, 피가공물 (W) 을 ＋X 방향으로 이동시켜 원점 위치로 되돌린다. 그리고, 이웃하는 스트리트 (S) 의 간격씩 절삭 블레이드 (60) 를 ＋Y 방향으로 산출 이송하면서 순차적으로 동일한 절삭을 실시함으로써, 피가공물 (W) 의 동 방향의 모든 스트리트 (S) 를 따라 개질층 (ML) 을 제거하면서 절삭 홈 (G1) 을 형성한다. 또한, 피가공물 (W) 을 90 도 회전시키고 나서 동일한 절삭 가공을 실시함으로써, 각 스트리트 (S) 전부를 따라 개질층 (ML) 을 제거하면서 절삭 홈 (G1) 을 형성할 수 있다.

또한, 제 1 실시형태의 절삭 스텝에 있어서 사용하는 선단의 단면 형상이 중심이 양단에 비해 패인 가운데가 오목한 형상인 절삭 블레이드는, 도 4, 5 에 나타내는 절삭 블레이드 (60) 에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 도 6 에 나타내는 절삭 블레이드 (60A) 또는 도 7 에 나타내는 절삭 블레이드 (60B) 여도 된다. 절삭 블레이드 (60A) 의 선단 (601) 의 단면 형상은, 절삭 블레이드 (60) 와 마찬가지로 그 중심이 양단에 비해 패인 가운데가 오목한 형상으로 되어 있지만, 절삭 블레이드 (60) 에 비해 가운데가 오목한 형상의 구배를 느슨하게 한 것으로 되어 있다. 또, 도 7 에 나타내는 절삭 블레이드 (60B) 도, 절삭 블레이드 (60A) 와 마찬가지로 선단 (602) 의 단면 형상을 절삭 블레이드 (60) 에 비해 가운데가 오목한 형상의 구배를 느슨하게 한 것이지만, 절삭 블레이드 (60A) 의 가운데가 오목한 형상이 곡선으로 구성되어 있는 반면, 절삭 블레이드 (60B) 의 가운데가 오목한 형상은 직선으로 구성되어 있다.

도 6, 7 에 나타내는 바와 같이, 절삭 스텝에 있어서, 절삭 블레이드 (60) 대신에, 절삭 블레이드 (60A), 절삭 블레이드 (60B) 중 어느 것을 사용한 경우에 있어서도, 절삭 블레이드의 선단의 단면에 있어서의 최하 위치가 크랙 (C) 에 대해 스트리트 (S) 의 신장 방향과 직교하는 방향으로 어긋난 상태에서, 또한, 절삭 블레이드의 두께 방향의 중심이 크랙 (C) 과 일치한 상태에서 개질층 (ML) 의 제거를 수반하는 절삭을 실시함으로써, 절삭에 의해 발생하는 절삭 부스러기 (E) 를 그 자중에 의해 강하시켜, 도 6 에 나타내는 절삭 홈 (G11) 또는 도 7 에 나타내는 절삭 홈 (G12) 의 크랙 (C) 으로부터 Y 축 방향 양측에 소정 거리만큼 어긋난 각각의 홈 최심부에 집적시키는 것이 가능해진다. 그 때문에, 절삭 부스러기 (E) 의 크랙 (C) 으로의 침입을 막아, 칩 측면에 오염이 부착되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 개질층 (ML) 의 제거에 의한 칩의 항절 강도의 향상과 함께, 칩 분할 후의 공정에 있어서의 불량의 발생을 방지할 수 있다.

또, 본 실시형태의 절삭 스텝에 있어서는, 선단 (600) 의 단면 형상이 중심이 양단에 비해 패인 가운데가 오목한 형상인 절삭 블레이드 (60) 대신에, 도 8 에 나타내는 선단 (650) 의 단면 형상이 좌우 일방 (도 8 에 있어서는 －Y 방향측) 에서 타방 (도 8 에 있어서는 ＋Y 방향측) 으로 경사진 한쪽이 줄어든 형상으로 되어 있는 절삭 블레이드 (65) 를 사용해도 된다.

절삭 스텝에 있어서, 절삭 블레이드 (60) 대신에 절삭 블레이드 (65) 를 사용한 경우에도, 절삭 블레이드 (65) 의 선단 (650) 의 단면에 있어서의 최하 위치 (650P) 가 크랙 (C) 에 대해 스트리트 (S) 의 신장 방향과 직교하는 방향으로 어긋난 상태에서, 또한, 절삭 블레이드의 두께 방향의 중심이 크랙 (C) 과 일치한 상태에서 개질층 (ML) 의 제거를 수반하는 절삭을 실시함으로써, 절삭에 의해 발생하는 절삭 부스러기 (E) 를 그 자중에 의해 강하시켜, 절삭 홈 (G2) 의 크랙 (C) 으로부터 ＋Y 방향측으로 소정 거리만큼 어긋난 절삭 홈 (G2) 의 최심부에 집적시키는 것이 가능해진다. 그 때문에, 절삭 부스러기 (E) 의 크랙 (C) 으로의 침입을 막아, 칩 측면에 오염이 부착되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 개질층 (ML) 의 제거에 의한 칩의 항절 강도의 향상과 함께, 칩 분할 후의 공정에 있어서의 불량의 발생을 방지할 수 있다.

예를 들어, 각 스트리트 (S) 전부를 따라 개질층 (ML) 이 제거되고 도 4 에 나타내는 절삭 홈 (G1) 이 형성된 피가공물 (W) 은, 도시되지 않은 익스팬드 장치에 반송된다. 그리고, 익스팬드 장치에 있어서, 피가공물 (W) 에 첩착되어 있는 도 1 에 나타내는 다이싱 테이프 (T) 가 직경 방향 외측을 향하여 확장됨으로써, 다이싱 테이프 (T) 를 확장하는 외력을 다이싱 테이프 (T) 를 통하여 피가공물 (W) 의 크랙 (C) 에 가할 수 있고, 피가공물 (W) 을 크랙 (C) 을 기점으로 디바이스 (D) 를 구비하는 개개의 칩으로 분할할 수 있다.

(2-2) 절삭 스텝의 제 2 실시형태

상기 (1) 레이저 빔 조사 스텝을 실시한 후에 실시하는 절삭 스텝은, 이하에 설명하는 제 2 실시형태와 같이 실시해도 된다.

도 9 에 있어서, 절삭 블레이드 (69) 를 구비하는 절삭 장치에 반송된 피가공물 (W) 은, 도시되지 않은 척 테이블에 의해 이면 (Wb) 이 상측을 향한 상태에서 흡인 유지되어 있고, 연직 방향 (Z 축 방향) 의 축심 둘레로 회전 가능함과 함께, X 축 방향으로 왕복 이동 가능하게 되어 있다.

도 9 에 있어서 일부를 나타내는 절삭 블레이드 (69) 는, 예를 들어, 전체 모양이 환상인 와셔형 블레이드이고, 그 날 두께는 예를 들어 약 30 ㎛ ∼ 약 40 ㎛ 이고, 스핀들 (61) 에 장착되어 있다. 절삭 블레이드 (69) 의 선단 (690) 의 종단면 형상은 대략 원호상으로 되어 있다. 그리고, 모터 (62) 에 의해 스핀들 (61) 이 회전 구동되는 것에 수반하여, 절삭 블레이드 (69) 도 Y 축 방향의 축심 둘레로 고속 회전한다. 또한, 절삭 블레이드 (69) 는, 와셔형 블레이드에 한정되는 것은 아니고, 허브 타입의 블레이드여도 된다.

절삭 블레이드 (69) 가 절삭해야 하는 스트리트 (S) 의 검출은, 얼라인먼트 수단 (12) 이 적외선 카메라 (120) 에 의해 취득한 화상에 기초하여, 패턴 매칭 등의 화상 처리를 실시함으로써 이루어진다. 예를 들어, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 절삭 블레이드 (69) 를 Y 축 방향 양측으로부터 끼우도록 2 개의 절삭액 공급 노즐 (63) 이 배치 형성되어 있고, 절삭액 공급 노즐 (63) 은 도시되지 않은 절삭액 공급원에 연통되어 있다. 절삭 블레이드 (69), 얼라인먼트 수단 (12), 및 절삭액 공급 노즐 (63) 은 연동하여 Y 축 방향 및 Z 축 방향으로 이동한다.

제 2 실시형태의 절삭 스텝에서는, 먼저, 피가공물 (W) 이 －X 방향 (도 9 에 있어서는, 지면 앞쪽) 으로 이송됨과 함께, 얼라인먼트 수단 (12) 에 의해, 절삭 블레이드 (69) 를 절입시켜야 하는 스트리트 (S) 의 Y 축 방향에 있어서의 좌표 위치가 검출된다. 절삭해야 하는 스트리트 (S) 가 검출되는 것에 수반하여, 절삭 블레이드 (69) 가 Y 축 방향으로 산출 이송되고, 절삭해야 하는 X 축 방향으로 연장되는 스트리트 (S) 와 절삭 블레이드 (69) 의 Y 축 방향에 있어서의 위치 맞춤이 이루어진다. 이 위치 맞춤은, 절삭 블레이드 (69) 의 두께 방향 (Y 축 방향) 의 중심이 크랙 (C) 에 대해 스트리트 (S) 의 신장 방향 (도 9 에 있어서는 X 축 방향) 과 직교하는 방향 (도 9 에 있어서는 Y 축 방향) 으로 어긋난 상태가 되도록 실시된다. 그리고, 선단 (690) 의 종단면 형상이 원호상인 절삭 블레이드 (69) 를 이와 같이 스트리트 (S) 에 대해 위치시킴으로써, 절삭 블레이드 (69) 의 선단 (690) 의 단면에 있어서의 최하 위치 (690P) 가 크랙 (C) 에 대해 스트리트 (S) 의 신장 방향과 직교하는 방향으로 어긋난 상태가 된다.

이어서, 절삭 블레이드 (69) 의 선단 (690) 이 크랙 (C) 의 상단측에 약간 절입되는 높이 위치까지 절삭 블레이드 (69) 가 하강한 후, 피가공물 (W) 이 추가로 소정의 절삭 이송 속도로 －X 방향으로 송출됨과 함께, ＋Y 방향측에서 보았을 때 시계 회전 방향으로 절삭 블레이드 (69) 가 고속 회전함으로써, 절삭 블레이드 (69) 가 스트리트 (S) 를 따라 피가공물 (W) 의 이면 (Wb) 측으로부터 내부로 절입되어 간다. 또, 절삭 가공 중에 있어서는, 절삭 블레이드 (69) 와 피가공물 (W) 의 접촉 부위 및 그 주위에 대해, 절삭액 공급 노즐 (63) 로부터 절삭액을 분사한다. 절삭액 공급 노즐 (63) 로부터 분사된 절삭액은, 가공점을 냉각·세정함과 함께, 절삭에 의해 발생한 도 10 에 나타내는 절삭 부스러기 (E) 를 피가공물 (W) 로부터 제거해 간다. 도 10 에 나타내는 바와 같이, 절삭 블레이드 (69) 를 그 선단 (690) 이 크랙 (C) 의 상단측으로 약간 절입되는 높이 위치에 위치시켜 절삭하고 있기 때문에, 절삭 블레이드 (69) 에 의해 개질층 (ML) 은 절삭되고 제거되어 간다. 또, 도 9, 10 에 나타내는 절삭 홈 (G3) 이 피가공물 (W) 에 형성되어 간다.

제 2 실시형태의 절삭 스텝에 있어서는, 선단 (690) 의 단면 형상이 원호상인 절삭 블레이드 (69) 를 사용하고, 절삭 블레이드 (69) 의 두께 방향의 중심을 크랙 (C) 에 대해 스트리트 (S) 의 신장 방향과 직교하는 방향으로 어긋난 상태가 되도록 절삭 블레이드 (69) 를 스트리트 (S) 에 대해 위치시키고, 절삭 블레이드 (69) 의 선단 (690) 의 단면에 있어서의 최하 위치 (690P) 를 크랙 (C) 에 대해 스트리트 (S) 의 신장 방향과 직교하는 방향으로 어긋난 상태로 한다. 이 상태에서 개질층 제거를 수반하는 절삭을 실시함으로써, 절삭에 의해 발생하는 절삭 부스러기 (E) 를 그 자중에 의해 강하시켜, 도 10 에 나타내는 절삭 홈 (G3) 의 크랙 (C) 으로부터 ＋Y 방향측으로 소정 거리만큼 어긋난 최심부에 집적시키는 것이 가능해진다. 그 때문에, 절삭 부스러기 (E) 의 크랙 (C) 으로의 침입을 막아, 칩 측면에 오염이 부착되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 개질층 (ML) 의 제거에 의한 칩의 항절 강도의 향상과 함께, 칩 분할 후의 공정에 있어서의 불량의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 제 2 실시형태의 절삭 스텝에 있어서 사용하는 선단의 종단면 형상이 원호상을 구비하는 절삭 블레이드는, 도 10 에 나타내는 절삭 블레이드 (69) 에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 도 11 에 나타내는 절삭 블레이드 (69A) 여도 된다. 절삭 블레이드 (69A) 의 선단 (691) 의 단면 형상은, 최하 위치 (691P) 가 되는 플랫 형상의 양 모퉁이에 원호상이 구비된 소위 모퉁이 원호상으로 되어 있다.

도 11 에 나타내는 바와 같이, 제 2 실시형태의 절삭 스텝에 있어서, 절삭 블레이드 (69) 대신에 절삭 블레이드 (69A) 를 사용한 경우에도, 절삭 블레이드 (69A) 의 두께 방향의 중심을 크랙 (C) 에 대해 스트리트 (S) 의 신장 방향과 직교하는 방향으로 어긋난 상태가 되도록 절삭 블레이드 (69A) 의 스트리트 (S) 에 대한 위치 부여를 실시함으로써, 절삭 블레이드 (69A) 의 선단 (691) 의 단면에 있어서의 최하 위치 (691P) 를 크랙 (C) 에 대해 스트리트 (S) 의 신장 방향과 직교하는 방향으로 어긋난 상태로 한다. 그리고, 이 상태에서 개질층 제거를 수반하는 절삭을 실시함으로써, 절삭에 의해 발생하는 절삭 부스러기 (E) 를 그 자중에 의해 강하시켜, 도 11 에 나타내는 절삭 홈 (G31) 의 크랙 (C) 으로부터 ＋Y 방향측으로 소정 거리만큼 어긋난 최심부에 집적시키는 것이 가능해진다. 그 때문에, 절삭 부스러기 (E) 의 크랙 (C) 으로의 침입을 막아, 칩 측면에 오염이 부착되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 개질층 (ML) 의 제거에 의한 칩의 항절 강도의 향상과 함께, 칩 분할 후의 공정에 있어서의 불량의 발생을 방지할 수 있다.

W : 피가공물
Wa : 피가공물의 표면
Wb : 피가공물의 이면
T : 다이싱 테이프
F : 환상 프레임
ML : 개질층
C : 크랙
E : 절삭 부스러기
1 : 레이저 가공 장치
10 : 척 테이블
10a : 유지면
100 : 고정 클램프
100a : 협지판
100b : 협지대
100c : 회전축
11 : 레이저 빔 조사 수단
111 : 집광기
111a : 집광 렌즈
12 : 얼라인먼트 수단
120 : 적외선 카메라
60 : 선단의 단면 형상이 가운데가 오목한 형상인 절삭 블레이드
600 : 절삭 블레이드의 선단
61 : 스핀들
62 : 모터
63 : 절삭액 공급 노즐
65 : 선단의 단면 형상이 한쪽이 줄어든 형상인 절삭 블레이드
69 : 선단의 단면 형상이 원호상인 절삭 블레이드

Claims

복수의 스트리트가 설정된 표면을 가진 피가공물의 가공 방법으로서,
피가공물에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔의 집광점을 피가공물의 내부에 위치시키고 그 스트리트를 따라 그 레이저 빔을 피가공물의 그 이면에 조사하여, 그 스트리트를 따른 개질층을 형성함과 함께 그 개질층에서 그 표면에 이르는 크랙을 신장시키는 레이저 빔 조사 스텝과,
그 레이저 빔 조사 스텝을 실시한 후, 피가공물에 절삭액을 공급하면서 피가공물의 그 스트리트를 따라 그 이면을 절삭 블레이드로 절삭하여 그 개질층을 제거하는 절삭 스텝을 구비하고,
상기 절삭 스텝에서는, 상기 절삭 블레이드의 선단의 단면에 있어서의 최하 위치가 상기 크랙에 대해 상기 스트리트의 신장 방향과 직교하는 방향으로 어긋난 상태에서 절삭이 수행됨으로써 상기 절삭액과 함께 절삭 부스러기가 그 크랙에 침입하는 것을 방지하는, 피가공물의 가공 방법.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 절삭 블레이드의 선단의 단면 형상은 중심이 양단에 비해 패인 가운데가 오목한 형상, 또는 좌우 일방에서 타방으로 경사진 한쪽이 줄어든 형상이고,
상기 절삭 스텝에서는, 그 절삭 블레이드의 두께 방향의 중심이 상기 크랙과 일치한 상태에서 절삭이 수행되는, 피가공물의 가공 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 절삭 블레이드의 선단의 단면 형상은 원호상이고,
상기 절삭 스텝에서는, 그 절삭 블레이드의 두께 방향의 중심이 상기 크랙에 대해 상기 스트리트의 신장 방향과 직교하는 방향으로 어긋난 상태에서 절삭이 수행되는, 피가공물의 가공 방법.