KR20180108473A - 가공 방법 - Google Patents

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KR20180108473A
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도모타카 다부치
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

(과제) 성막된 판상의 피가공물을 분할하는 경우에, 절삭 블레이드에 막힘을 발생시키지 않고, 또한, 레이저 가공 장치를 이용하지 않고서도 피가공물을 가공할 수 있도록 한다.
(해결 수단) 피가공물 (W) 의 표면 (W1a) 으로부터 분단 예정 라인 (S) 을 따라 홈 (M1) 을 형성하는 홈 형성 스텝과, 홈 형성 스텝을 실시한 후, 피가공물 (W) 의 표면 (W1a) 측을 유지하며 피가공물 (W) 의 이면 (W2b) 측의 막 (W2) 을 노출시키는 유지 스텝과, 유지 스텝을 실시한 후, 피가공물 (W) 의 이면 (W2b) 측에 고압수 (J) 를 분사하여 홈 (M1) 을 따라 막 (M1) 을 분단시키고, 적어도 일부의 홈 (M1) 을 이면 (W2b) 측으로 관통시키는 고압수 분사 스텝과, 고압수가 분사된 피가공물 (W) 의 이면 (W2b) 측에 고체의 이산화탄소 입자 (P1) 를 분사하여 홈 (M1) 에 대응하는 막 (W2) 을 제거하는 고체 이산화탄소 입자 분사 스텝을 구비한 가공 방법이다.

Description

가공 방법{PROCESSING METHOD}
본 발명은, 판상물의 이면에 막이 성막되고, 복수의 분단 예정 라인이 설정된 피가공물의 가공 방법에 관한 것이다.
금속막이나 수지막 등, 특히 연성을 갖는 막을 구비하는 판상물을 절삭 블레이드로 절삭하면, 절삭 블레이드에 막에 의한 막힘이 발생한다. 그래서, 절삭 가공을 실시하기 전에, 미리 상기 막을 레이저 빔으로 제거하는 방법이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본 공개특허공보 2016-42526호
그러나, 레이저 빔으로 막을 제거하면 데브리가 발생하는 데다가, 일반적으로 고가의 레이저 가공 장치를 이용하여 가공하게 되기 때문에 제조 비용도 커진다는 문제가 있다.
따라서, 성막된 판상의 피가공물을 가공하는 경우에는, 절삭 블레이드에 막힘을 발생시키지 않고, 또한, 레이저 가공 장치를 이용하지 않고서도 피가공물을 가공할 수 있도록 한다는 과제가 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 판상물의 이면에 막이 성막되고, 복수의 분단 예정 라인이 설정된 피가공물의 가공 방법으로서, 피가공물의 표면으로부터 그 분단 예정 라인을 따라 홈을 형성하는 홈 형성 스텝과, 그 홈 형성 스텝을 실시한 후, 피가공물의 표면측을 유지하며 피가공물의 이면측의 그 막을 노출시키는 유지 스텝과, 그 유지 스텝을 실시한 후, 피가공물의 그 이면측에 고압수를 분사하여 그 홈을 따라 그 막을 분단시키고, 적어도 일부의 그 홈을 그 이면측으로 관통시키는 고압수 분사 스텝과, 고압수가 분사된 피가공물의 그 이면측에 고체의 이산화탄소 입자를 분사하여 그 홈에 대응하는 그 막을 제거하는 고체 이산화탄소 입자 분사 스텝을 구비한 가공 방법이다.
본 발명에 관련된 가공 방법은, 피가공물의 표면으로부터 분단 예정 라인을 따라 막에 홈을 형성하는 홈 형성 스텝과, 홈 형성 스텝을 실시한 후, 피가공물의 표면측을 유지하며 피가공물의 이면측의 막을 노출시키는 유지 스텝과, 유지 스텝을 실시한 후, 피가공물의 이면측에 고압수를 분사하여 홈을 따라 막을 분단시키고, 적어도 일부의 홈을 이면측으로 관통시키는 고압수 분사 스텝과, 고압수가 분사된 피가공물의 이면측에 고체의 이산화탄소 입자를 분사하여 홈에 대응하는 막을 제거하는 고체 이산화탄소 입자 분사 스텝을 구비하고 있기 때문에, 레이저 가공 장치를 이용하지 않고, 또, 절삭 블레이드에 막에 의한 막힘을 발생시키지도 않고, 고압수로 막을 분단시키고, 또한 막의 홈에 대응하는 부분 (버상이 되어 칩으로부터 비어져 나오는 부분) 을 고체의 이산화탄소 입자로 제거하여, 피가공물로부터 칩을 제작할 수 있다.
도 1 은 피가공물의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2 는 절삭 장치를 사용하여 피가공물에 홈을 형성하고 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3 은 피가공물에 형성된 홈의 일례를 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 4 는 피가공물에 홈을 형성하기 위한 플라즈마 에칭 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5 는 보호 테이프가 표면측에 첩착 (貼着) 된 상태의 피가공물의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 6 은 피가공물에 고압수 및 고체의 이산화탄소 입자를 분사할 수 있는 분사 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 7 은 고압수 분사 노즐로부터 고압수를 홈을 따라 피가공물의 이면측에 분사하여, 막을 홈을 따라 분단시키고 홈을 피가공물의 이면측으로 관통시키고 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 8 은 고압수가 분사된 피가공물의 이면측에 고체의 이산화탄소 입자를 홈을 따라 분사하여, 홈에 대응하는 막을 제거하고 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 9 는 고압수 및 고체의 이산화탄소 입자가 분사된 후의 피가공물의 일부를 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 10 은 선회하는 고압수 분사 노즐로부터 고압수를 막에 분사하여 막을 홈을 따라 분단시키고, 홈을 피가공물의 이면측으로 관통시키고 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 11 은 선회하는 고체 이산화탄소 입자 분사 노즐로부터 고압수가 분사된 피가공물의 이면측에 고체의 이산화탄소 입자를 분사하여, 홈에 대응하는 막을 제거하고 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 1 에 나타내는 피가공물 (W) 은, 예를 들어, 실리콘으로 이루어지는 판상물 (W1) 을 구비하는 원 형상의 반도체 웨이퍼이며, 판상물 (W1) 의 표면, 즉, 피가공물 (W) 의 표면 (W1a) 에는 복수의 분단 예정 라인 (S) 이 각각 직교하도록 설정되어 있다. 그리고, 분단 예정 라인 (S) 에 의해 구획된 격자상의 영역에는, 디바이스 (D) 가 각각 형성되어 있다. 도 1 에 있어서 -Z 방향측으로 향해 있는 판상물 (W1) 의 이면 (W1b) 에는, 구리 및 니켈 등의 금속으로 이루어지고 전극으로서 기능하는 균일한 두께 (예를 들어, 0.5 ㎛ ∼ 10 ㎛) 의 막 (W2) 이 형성되어 있다. 막 (W2) 의 노출면은, 피가공물 (W) 의 이면 (W2b) 이 된다. 피가공물 (W) 의 외주 가장자리에는, 결정 방위를 식별하기 위한 도시되지 않은 노치가, 피가공물 (W) 의 중심을 향하여 직경 방향 내측으로 움푹 패인 상태로 형성되어 있다. 또한, 피가공물 (W) 의 구성은, 본 실시형태에 나타내는 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 판상물 (W1) 은 실리콘 이외에 사파이어, 갈륨 또는 실리콘 카바이드 등으로 구성되어 있어도 되고, 또, 막 (W2) 은, 금속막이 아니라, 예를 들어 DAF (Die Attach Film) 나 DBF (Die Backside Film) 등의 두께 5 ㎛ ∼ 30 ㎛ 정도의 수지막이어도 된다.
(실시형태 1)
이하에, 본 발명에 관련된 가공 방법을 실시하여 도 1 에 나타내는 피가공물 (W) 로부터 디바이스 (D) 를 구비하는 칩을 제작하는 경우의, 가공 방법의 각 스텝 에 대하여 설명해 간다.
(1-1) 절삭 장치를 사용하는 홈 형성 스텝
먼저, 도 1 에 나타내는 피가공물 (W) 의 표면 (W1a) 으로부터 분단 예정 라인 (S) 을 따라 홈을 형성하는 홈 형성 스텝을 실시한다. 본 홈 형성 스텝에 있어서는, 예를 들어, 도 2 에 나타내는 절삭 장치 (1) 를 사용하여 홈 형성을 실시한다.
홈이 형성됨에 있어서, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 피가공물 (W) 은, 그 이면 (W2b) 에 피가공물 (W) 보다 대경의 다이싱 테이프 (T1) 가 첩착되고, 다이싱 테이프 (T1) 의 점착면의 외주부는 환상 프레임 (F1) 에 첩착된 상태가 된다. 그리고, 표면 (W1a) 이 상방을 향하여 노출된 상태의 피가공물 (W) 은, 다이싱 테이프 (T1) 를 개재하여 환상 프레임 (F1) 에 지지됨으로써, 환상 프레임 (F1) 에 의한 핸들링이 가능한 상태가 된다.
도 2 에 나타내는 절삭 장치 (1) 는, 예를 들어, 피가공물 (W) 을 흡인 유지하는 척 테이블 (10) 과, 척 테이블 (10) 에 유지된 피가공물 (W) 에 대해 회전하는 절삭 블레이드 (110) 로 절삭 가공을 실시하는 절삭 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 절삭 이송 수단에 의해 X 축 방향으로 왕복 이동할 수 있게 되어 있다. 척 테이블 (10) 의 외주부에는, 예를 들어 4 개 (도시한 예에 있어서는, 2 개만 도시하고 있다) 의 고정 클램프 (100) 가 환상 프레임 (F1) 을 고정시키기 위해 균등하게 배치 형성되어 있다.
절삭 수단 (11) 은, 축 방향이 피가공물 (W) 의 이동 방향 (X 축 방향) 에 대해 수평 방향에 직교하는 방향 (Y 축 방향) 인 스핀들 (111) 을 구비하고 있고, 스핀들 (111) 의 선단에는 환상의 절삭 블레이드 (110) 가 고정되어 있다.
먼저, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 환상 프레임 (F1) 에 의해 지지되어 있는 피가공물 (W) 이, 표면 (W1a) 이 상측을 향한 상태에서 척 테이블 (10) 에 의해 흡인 유지된다. 또, 각 고정 클램프 (100) 에 의해 환상 프레임 (F1) 이 협지 고정된다. 이어서, 도시되지 않은 얼라이먼트 수단에 의해, 절삭 블레이드 (110) 를 절입시켜야 하는 분단 예정 라인 (S) 의 Y 축 방향의 좌표 위치가 검출된다. 분단 예정 라인 (S) 이 검출됨에 따라, 절삭 수단 (11) 이 Y 축 방향으로 산출 이송되어, 절삭해야 하는 분단 예정 라인 (S) 에 대해 절삭 블레이드 (110) 가 위치하게 된다.
도시되지 않은 모터가 스핀들 (111) 을 회전 구동함에 수반하여, 절삭 블레이드 (110) 가 예를 들어 -Y 방향측에서 보아 시계 방향으로 고속 회전한다. 또한, 절삭 수단 (11) 이 -Z 방향을 향하여 절입 이송되어, 예를 들어 절삭 블레이드 (110) 의 최하단이 판상물 (W1) 을 완전히 절단하고 또한 막 (W2) 으로 절입하지 않는 높이 위치에 절삭 수단 (11) 이 위치하게 된다. 또한, 절삭 블레이드 (110) 가 판상물 (W1) 을 완전히 절단하지 않는 높이 위치, 즉, 절삭 블레이드 (110) 의 최하단이 판상물 (W1) 의 이면 (W1b) 보다 약간 상방이 되는 높이 위치에, 절삭 수단 (11) 을 위치하게 하는 것으로 해도 된다.
피가공물 (W) 을 유지하는 척 테이블 (10) 이 소정의 절삭 이송 속도로 -X 방향측 (지면 안쪽측) 으로 내보내짐으로써, 회전하는 절삭 블레이드 (110) 가 분단 예정 라인 (S) 을 따라 피가공물 (W) 의 표면 (W1a) 측으로부터 판상물 (W1) 로 절입해 가고, 도 2, 3 에 나타내는 막 (W2) 에 도달하지 않는 홈 (M1) 이 형성되어 간다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 홈 (M1) 의 홈 바닥에는, 막 (W2) 의 표면 (W2a) 이 노출된 상태가 된다. 또한, 판상물 (W1) 의 자른 후에 남은 부분이 홈 (M1) 의 바닥으로서 약간의 두께로 잔존하도록 홈 (M1) 이 형성되어도 된다.
절삭 블레이드 (110) 가 1 개의 분단 예정 라인 (S) 을 절삭 완료하는 X 축 방향의 소정의 위치까지 피가공물 (W) 이 보내지면, 피가공물 (W) 의 절삭 이송이 한 번 정지되어, 절삭 블레이드 (110) 가 피가공물 (W) 로부터 이간되고, 이어서, 피가공물 (W) 이 +X 방향으로 이동하여 원점 위치로 되돌아간다. 그리고, 인접하는 분단 예정 라인 (S) 의 간격씩 절삭 블레이드 (110) 를 +Y 방향으로 산출 이송하면서 순차적으로 동일한 절삭을 실시함으로써, X 축 방향의 모든 분단 예정 라인 (S) 을 따라 막 (W2) 에 도달하지 않는 깊이의 홈 (M1) 을 피가공물 (W) 에 형성한다. 또한, 피가공물 (W) 을 90 도 회전시키고 나서 동일한 절삭 가공을 실시함으로써, 모든 분단 예정 라인 (S) 을 따라 도 3 에 나타내는 막 (W2) 에 도달하지 않는 깊이의 홈 (M1) 을 형성할 수 있다.
(1-2) 플라즈마 에칭 장치를 사용하는 홈 형성 스텝
홈 형성 스텝은, 상기와 같이 도 2 에 나타내는 절삭 장치 (1) 를 사용하여 실시하는 대신에, 도 4 에 나타내는 플라즈마 에칭 장치 (9) 를 사용하여 실시해도 된다.
도 4 에 나타내는 플라즈마 에칭 장치 (9) 는, 피가공물 (W) 을 유지하는 정전 척 (90) 과, 가스를 분출하는 가스 분출 헤드 (91) 와, 정전 척 (90) 및 가스 분출 헤드 (91) 를 내부에 수용한 챔버 (92) 를 구비하고 있다.
예를 들어, 알루미나 등의 세라믹 또는 산화티탄 등의 유전체로 형성되는 정전 척 (90) 은, 지지 부재 (900) 에 의해 하방으로부터 지지되고 있다. 정전 척 (90) 의 내부에는, 전압이 인가됨으로써 전하를 발생시키는 전극 (금속판) (901) 이 정전 척 (90) 의 유지면 (90a) 과 평행하게 배치 형성되어 있고, 이 전극 (901) 은, 정합기 (94a) 및 바이어스 고주파 전원 (95a) 에 접속되어 있다. 또한, 예를 들어, 정전 척 (90) 은, 본 실시형태와 같은 단극형의 정전 척에 한정되는 것이 아니라, 이른바 쌍극형의 정전 척이어도 된다.
챔버 (92) 의 상부에 베어링 (919) 을 개재하여 자유롭게 승강할 수 있게 배치 형성된 가스 분출 헤드 (91) 의 내부에는, 가스 확산 공간 (910) 이 형성되어 있고, 가스 확산 공간 (910) 의 상부에는 가스 도입구 (911) 가 연통되고, 가스 확산 공간 (910) 의 하부에는 가스 토출구 (912) 가 복수 연통되어 있다. 각 가스 토출구 (912) 의 하단은, 정전 척 (90) 의 유지면 (90a) 을 향하여 개구되어 있다.
가스 도입구 (911) 에는, 가스 공급부 (93) 가 접속되어 있다. 가스 공급부 (93) 는, 예를 들어 SF6, CF4, C2F6, C2F4 등의 불소계 가스를 에칭 가스로서 저장하고 있다.
가스 분출 헤드 (91) 에는, 정합기 (94) 를 개재하여 고주파 전원 (95) 이 접속되어 있다. 고주파 전원 (95) 으로부터 정합기 (94) 를 개재하여 가스 분출 헤드 (91) 에 고주파 전력을 공급함으로써, 가스 토출구 (912) 로부터 토출된 에칭 가스를 플라즈마화할 수 있다. 플라즈마 에칭 장치 (9) 는, 도시되지 않은 제어부를 구비하고 있고, 제어부에 의한 제어하에서, 가스의 토출량이나 시간, 고주파 전력 등의 조건이 컨트롤된다.
챔버 (92) 의 바닥에는 배기구 (96) 가 형성되어 있고, 이 배기구 (96) 에는 배기 장치 (97) 가 접속되어 있다. 이 배기 장치 (97) 를 작동시킴으로써, 챔버 (92) 의 내부를 소정의 진공도까지 감압할 수 있다.
챔버 (92) 의 측부에는, 피가공물 (W) 의 반입출을 실시하기 위한 반입출구 (920) 와, 이 반입출구 (920) 를 개폐하는 게이트 밸브 (921) 가 형성되어 있다.
피가공물 (W) 은 플라즈마 에칭이 실시되어 홈이 형성됨에 있어서, 각 디바이스 (D) (도 4 에 있어서는 도시 생략) 가 레지스트막 (R) 에 의해 보호된 상태가 된다. 즉, 예를 들어, 포지티브형 레지스트액이 피가공물 (W) 의 표면 (W1a) 에 도포되어 균일한 두께의 레지스트막이 표면 (W1a) 상에 형성된 후, 분단 예정 라인 (S) 에만 자외광이 조사되며, 노광 후의 피가공물 (W) 이 현상됨으로써, 분단 예정 라인 (S) 이 노출되고 또한 디바이스 (D) 가 레지스트막 (R) 에 의해 보호된 상태가 된다.
또, 피가공물 (W) 의 이면 (W2b) 에는 테이프 또는 하드 플레이트가 보호 부재 (T2) 로서 첩착되어, 이면 (W2b) 은 보호 부재 (T2) 에 의해 보호된 상태가 된다.
홈의 형성에 있어서는, 먼저, 게이트 밸브 (921) 를 열어, 반입출구 (920) 로부터 피가공물 (W) 을 챔버 (92) 내로 반입하고, 표면 (W1a) 측을 위를 향하게 하여 피가공물 (W) 을 정전 척 (90) 의 유지면 (90a) 상에 재치 (載置) 한다. 게이트 밸브 (921) 를 닫고, 배기 장치 (97) 에 의해 챔버 (92) 내를 배기하여, 챔버 (92) 내를 소정 압력의 밀폐 공간으로 한다.
가스 분출 헤드 (91) 를 소정의 높이 위치까지 하강시키고, 그 상태에서 가스 공급부 (93) 로부터 예를 들어 SF6 을 주체로 하는 에칭 가스를 가스 확산 공간 (910) 으로 공급하고, 가스 토출구 (912) 로부터 하방으로 분출시킨다. 또, 고주파 전원 (95) 으로부터 가스 분출 헤드 (91) 로 고주파 전력을 인가하여, 가스 분출 헤드 (91) 와 정전 척 (90) 사이에 고주파 전계를 일으켜, 에칭 가스를 플라즈마화시킨다. 이것에 병행하여, 전극 (901) 에 바이어스 고주파 전원 (95a) 으로부터 전압을 인가함으로써, 정전 척 (90) 의 유지면 (90a) 과 피가공물 (W) 사이에 유전 분극 현상을 발생시켜, 전하의 분극에 의한 정전 흡착력에 의해 피가공물 (W) 을 유지면 (90a) 상에 흡착 유지한다.
플라즈마화한 에칭 가스는, 레지스트막 (R) 으로 피복되어 있는 각 디바이스 (D) 는 에칭하지 않고, 분단 예정 라인 (S) 상을 -Z 방향을 향하여 이방성 에칭해 간다. 그 때문에, 도 3 에 나타내는 분단 예정 라인 (S) 을 따른 격자상의 홈 (M1) 이 판상물 (W1) 에 형성되어 간다.
플라즈마화한 에칭 가스는, 금속으로 이루어지는 막 (W2) 을 에칭하지 않는다. 그 때문에, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 홈 (M1) 의 바닥이 막 (W2) 내에 도달하지 않고, 또한, 홈 (M1) 의 바닥에 막 (W2) 의 표면 (W2a) 이 노출될 때까지 플라즈마 에칭을 실시한 후, 플라즈마 에칭을 종료시킨다. 즉, 도 4 에 나타내는 챔버 (92) 내로의 에칭 가스 등의 도입 및 가스 분출 헤드 (91) 로의 고주파 전력의 공급을 정지시키고, 또, 챔버 (92) 내의 에칭 가스를 배기구 (96) 로부터 배기 장치 (97) 에 배기하여, 챔버 (92) 내부에 에칭 가스가 존재하지 않는 상태로 한다.
또한, 도 3 에 나타내는 홈 (M1) 의 바닥에 판상물 (W1) 이 에칭하고 남은 부분으로서 약간의 두께로 잔존한 상태가 될 때까지 플라즈마 에칭을 실시해도 된다.
또한, 홈 형성 스텝은, 상기와 같은 SF6 가스 단체 (單體) 에 의한 플라즈마 에칭으로 실시되는 형태에 한정되지 않고, SF6 가스에 의한 플라즈마 에칭과 C4F8 에 의한 홈 측벽 등에 대한 보호막 퇴적 (데포지션) 을 교대로 반복하는 보쉬법에 의해 실시되는 것으로 해도 된다.
이어서, 도 4 에 나타내는 피가공물 (W) 의 표면 (W1a) 상으로부터 레지스트막 (R) 을 제거한다. 레지스트막 (R) 의 제거는, 예를 들어, 소정 약제를 사용한 웨트 처리, 또는 플라즈마 에칭 장치 (9) 에 의한 레지스트막 (R) 의 애싱 (회화) 에 의해 실시한다.
(2) 유지 스텝
상기와 같이 (1-1) 절삭 장치 (1) 를 사용하는 홈 형성 스텝, 또는 (1-2) 플라즈마 에칭 장치 (9) 를 사용하는 홈 형성 스텝 중 어느 것을 실시한 후, 피가공물 (W) 의 표면 (W1a) 측을 유지하며 피가공물 (W) 의 이면 (W2b) 측의 막 (W2) 을 노출시키는 유지 스텝을 실시한다.
유지 스텝에 있어서는, 먼저, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 피가공물 (W) 의 표면 (W1a) 에 보호 테이프 (T3) 가 첩착되고, 또, 피가공물 (W) 의 이면 (W2b) 으로부터 도 2 에 나타내는 다이싱 테이프 (T1) 또는 도 4 에 나타내는 보호 부재 (T2) 가 박리된다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어, 피가공물 (W) 의 외경보다 대경으로 형성되어 있는 보호 테이프 (T3) 는, 링 프레임 (F2) 에 첩착된 상태로 되어 있어, 이면 (W2b) 이 상방으로 노출된 상태의 피가공물 (W) 은, 링 프레임 (F2) 에 의한 핸들링이 가능해진다.
도 6 에 나타내는 바와 같이, 보호 테이프 (T3) 를 개재하여 링 프레임 (F2) 에 의해 지지된 상태의 피가공물 (W) 을 분사 장치 (3) 에 반송한다. 분사 장치 (3) 는, 예를 들어, 피가공물 (W) 을 흡인 유지하는 유지 테이블 (30) 과, 피가공물 (W) 에 고압수를 분사하여 막 (W2) 을 홈 (M1) 을 따라 분단시키는 고압수 분사 수단 (31) 과, 피가공물 (W) 에 고체의 이산화탄소 입자를 분사하여 홈 (M1) 에 대응한 막 (W2) 을 제거하는 고체 이산화탄소 입자 분사 수단 (32) 과, 도시되지 않은 제어 수단을 적어도 구비하고 있다.
CPU 및 메모리 등의 기억 소자로 이루어지는 제어 수단은, 유지 테이블 (30), 고압수 분사 수단 (31), 및 고체 이산화탄소 입자 분사 수단 (32) 에 전기적으로 접속되어 있고, 제어 수단의 제어하에서, 고압수 분사 수단 (31) 및 고체 이산화탄소 입자 분사 수단 (32) 의 이동 동작, 그리고 유지 테이블 (30) 의 회전 동작 등이 제어된다.
유지 테이블 (30) 은, 예를 들어, 그 외형이 원 형상이고, 도시되지 않은 흡인원에 연통되는 유지면 (30a) 상에서 피가공물 (W) 을 흡인 유지한다. 유지 테이블 (30) 은, 연직 방향 (Z 축 방향) 의 축심 둘레로 회전 가능함과 함께, 도시되지 않은 가공 이송 수단에 의해 X 축 방향으로 왕복 이동할 수 있게 되어 있다. 유지 테이블 (30) 의 외주부에는, 예를 들어 4 개 (도시한 예에 있어서는, 2 개만 도시하고 있다) 의 고정 클램프 (300) 가 링 프레임 (F2) 을 고정시키기 위해 균등하게 배치 형성되어 있다.
링 프레임 (F2) 에 의해 지지되어 있는 피가공물 (W) 이, 보호 테이프 (T3) 측을 아래로 하여 유지 테이블 (30) 의 유지면 (30a) 상에 재치됨으로써, 피가공물 (W) 의 이면 (W2b) 측의 막 (W2) 이 상방을 향하여 노출된 상태가 된다. 그리고 도시되지 않은 흡인원에 의해 만들어내어진 흡인력이 유지면 (30a) 에 전달됨으로써, 유지 테이블 (30) 에 의해 피가공물 (W) 의 표면 (W1a) 측이 흡인 유지된다. 또, 각 고정 클램프 (300) 에 의해 링 프레임 (F2) 이 고정된다.
(3) 고압수 분사 스텝
이어서, 피가공물 (W) 의 이면 (W2b) 측에 도 6 에 나타내는 고압수 분사 수단 (31) 으로부터 고압수를 분사하여 홈 (M1) 을 따라 막 (W2) 을 분단시키고, 적어도 일부의 홈 (M1) 을 이면 (W2b) 측으로 관통시킨다. 고압수 분사 수단 (31) 은 고압수 분사 노즐 (310) 을 구비하고 있고, 고압수 분사 노즐 (310) 은, 유지 테이블 (30) 의 상방에 배치 형성되고 Y 축 방향 및 Z 축 방향으로 이동할 수 있게 되어 있다. 또, 고압수 분사 노즐 (310) 은, 유지 테이블 (30) 의 유지면 (30a) 으로 향하는 분사구 (310a) 를 가지고 있고, 예를 들어, 분사구 (310a) 의 구경은 도시되지 않은 슬라이드 부재에 의해 원하는 크기로 가변으로 되어 있다. 고압수 분사 노즐 (310) 은, 고압수 분사 노즐 (310) 에 대해 고압수를 공급하는 고압수 공급원 (311) 에 배관 (311a) 을 통하여 연통되어 있다.
피가공물 (W) 의 이면 (W2b) 측으로부터 홈 (M1) 을 따라 고압수를 분사함에 있어서, 먼저, 고압수를 최초로 분사하는 1 개의 홈 (M1) 이 검출된다. 홈 (M1) 의 검출은, 예를 들어, 도 6 에 나타내는 홈 검출 수단 (39) 에 의해 실행된다.
예를 들어 홈 검출 수단 (39) 은, 피가공물 (W) 의 직경, 피가공물 (W) 의 외주 가장자리에 형성된 노치와 판상물 (W1) 의 표면 (W1a) 에 형성된 각 분단 예정 라인 (S) 의 간격, 및 복수의 분단 예정 라인 (S) 끼리의 간격 등의 정보를 나타내는 피가공물 (W) 의 패턴 설계값을 기억하고 있다.
또, 홈 검출 수단 (39) 은, 예를 들어, 유지 테이블 (30) 의 상방에 배치 형성되고 피가공물 (W) 의 도시되지 않은 노치를 검출하는 노치 검출부 (390) 를 구비하고 있다. 노치 검출부 (390) 는, 예를 들어, 광 반사형의 광학 센서로 구성되어 있고, 피가공물 (W) 을 유지하는 유지 테이블 (30) 의 회전에 수반하여 피가공물 (W) 의 외주가 노치 검출부 (390) 의 검출 영역을 통과함으로써, 피가공물 (W) 의 외주 가장자리에 형성된 노치를 검출할 수 있다. 또한, 노치 검출부 (390) 를 카메라 등으로 구성되는 것으로 하여, 카메라에 의해 형성된 촬상 화상을 노치 검출부 (390) 가 화상 처리함으로써 피가공물 (W) 의 노치를 검출하는 것으로 해도 된다.
노치 검출부 (390) 에 의한 피가공물 (W) 의 노치의 검출이 실시되면, 홈 (M1) 은 분단 예정 라인 (S) 을 따라 형성되어 있기 때문에, 홈 검출 수단 (39) 은 검출한 노치와 미리 기억하고 있는 피가공물 (W) 의 패턴 설계값으로부터, 기준 위치가 되는 노치의 위치에 대한 고압수를 분사시키는 1 개의 홈 (M1) 의 상대적인 위치를 검출할 수 있다. 이어서, 홈 검출 수단 (39) 이, 노치의 위치에 대한 1 개의 홈 (M1) 의 위치에 대한 검출 신호를 도시되지 않은 제어 수단에 송출한다. 이 검출 신호를 받은 제어 수단은, 유지 테이블 (30) 을 소정 각도 회전시켜 피가공물 (W) 의 노치를 소정의 좌표 위치에 위치하게 함으로써, 고압수를 분사시키는 1 개의 홈 (M1) 이 원하는 좌표 위치에 위치하도록 조정한다. 구체적으로는, 예를 들어, 피가공물 (W) 의 중심과 노치를 통과하는 가상선이 X 축 방향 에 대해 평행해지고, 또한, 노치가 -X 방향측에 위치하도록, 피가공물 (W) 을 유지하는 유지 테이블 (30) 을 회전시킨다. 그리고, 예를 들어, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 최초로 고압수를 분사시키는 1 개의 홈 (M1) 이, X 축 방향에 평행하게 연장되는 상태가 되고, 또한, 이 1 개의 홈 (M1) 의 Y 축 좌표 위치가 인식된 상태가 된다.
또한, 홈 (M1) 의 검출은, 도 6 에 나타내는 홈 검출 수단 (39) 에 의해 실시되는 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 유지 테이블 (30) 을 유리 등의 투명 부재로 구성되는 것으로 하고, 유지 테이블 (30) 의 하방에 배치 형성된 카메라를 구비하는 얼라이먼트 수단을 분사 장치 (3) 가 구비하는 것으로 한다. 이 경우에는, 유지 테이블 (30) 의 하방으로부터 광을 조사하여 유지 테이블 (30) 을 투과시켜, 피가공물 (W) 의 표면 (W1a) 의 반사광을 카메라의 촬상 소자에 결상시킴으로써, 피가공물 (W) 의 표면 (W1a) 이 비친 촬상 화상을 형성한다. 그리고, 얼라이먼트 수단이, 카메라에 의해 형성한 촬상 화상에 기초하여 패턴 매칭 등의 화상 처리를 실시함으로써, 피가공물 (W) 의 분단 예정 라인 (S) 을 따라 형성되어 있는 홈 (M1) 을 검출할 수 있다.
예를 들어 홈 (M1) 을 따라 막 (W2) 이 주름져 있는 경우에 있어서는, 피가공물 (W) 의 이면 (W2b) 측으로부터 카메라에 의한 피가공물 (W) 의 촬상을 실시하여, 얼라이먼트 수단에 의한 홈 (M1) 의 검출을 실시해도 된다.
이어서, 도 7 에 나타내는 피가공물 (W) 을 유지하는 유지 테이블 (30) 이 왕 (往) 방향인 -X 방향측 (도 7 에 있어서의 지면 안쪽측) 으로 내보내짐과 함께, 고압수 분사 노즐 (310) 의 분사구 (310a) 의 바로 아래에 좌표 위치가 인식된 홈 (M1) 의 중심선이 위치하도록, 고압수 분사 노즐 (310) 이 Y 축 방향으로 이동한다. 피가공물 (W) 이 더욱 소정의 가공 이송 속도로 -X 방향으로 내보내짐과 함께, 고압수 공급원 (311) 이 고압수를 고압수 분사 노즐 (310) 로 공급한다.
도 7 에 나타내는 바와 같이, 고압수 분사 노즐 (310) 의 분사구 (310a) 로부터 하방을 향하여 분사된 고압수 (J) 가 홈 (M1) 을 따라 막 (W2) 에 충돌함으로써, 막 (W2) 은 홈 (M1) 을 따라 찢어져 분단되어 버상이 된다. 또, 홈 (M1) 이 피가공물 (W) 의 이면 (W2b) 측으로 관통한 상태가 된다. 고압수 (J) 의 압력은, 예를 들어, 판상물 (W1) 이 파손되거나 칩 (C) 이 비산되거나 하지 않는 압력 (예를 들어, 100 ㎫ ∼ 300 ㎫) 이고, 고압수 (J) 의 스폿 직경은, 홈 (M1) 의 폭 등을 고려하여 적절한 값으로 조정된다. 또한, 고압수 (J) 에 의한 홈 (M1) 을 따른 막 (W2) 의 분단에 의해, X 축 방향으로 연장되는 1 개의 홈 (M1) 전체가 이면 (W2b) 측으로 관통하고 있지 않아도 되고, 적어도 1 개의 홈 (M1) 의 일부가 이면 (W2b) 측으로 관통하고 있으면 된다. 즉, 막 (W2) 에, 홈 (M1) 을 따라 분단 기점이 형성되어 있는 지점이나, 홈 (M1) 을 따라 연장되어 얇아져 분단되기 쉽게 되어 있는 지점이 있어도 된다.
(4) 고체 이산화탄소 입자 분사 스텝
고압수가 분사된 피가공물 (W) 의 이면 (W2b) 측에, 도 6, 8 에 나타내는 고체 이산화탄소 입자 분사 수단 (32) 으로부터 고체의 이산화탄소 입자를 분사하여 홈 (M1) 에 대응하는 막 (W2) 을 제거한다.
고체 이산화탄소 입자 분사 수단 (32) 은 분사 노즐 (320) 을 구비하고 있고, 분사 노즐 (320) 은, 유지 테이블 (30) 의 상방에 배치 형성되고 Y 축 방향 및 Z 축 방향으로 이동할 수 있게 되어 있다. 또, 분사 노즐 (320) 은, 유지 테이블 (30) 의 유지면 (30a) 으로 향하는 분사구 (320a) 를 가지고 있으며, 예를 들어, 분사구 (320a) 의 구경은 도시되지 않은 슬라이드 부재에 의해 원하는 크기로 가변으로 되어 있다. 분사 노즐 (320) 은, 분사 노즐 (320) 에 대해 액체의 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급원 (321) 에 배관 (321a) 을 통하여 연통되어 있다. 또, 분사 노즐 (320) 은, 분사 노즐 (320) 에 대해 압축된 에어를 공급하는 에어 공급원 (322) 에 배관 (322a) 을 통하여 연통되어 있다.
고체 이산화탄소 입자 분사 스텝에 있어서는, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 분사 노즐 (320) 의 분사구 (320a) 의 바로 아래에, 고압수 분사 노즐 (310) (도 8 에 있어서는 도시 생략) 로부터 고압수 (J) 가 분사되고 있는 1 개의 홈 (M1) 의 중심선이 위치하도록, 분사 노즐 (320) 이 Y 축 방향으로 이동한다. 즉, 분사 노즐 (320) 은 고압수 (J) 를 분사하고 있는 고압수 분사 노즐 (310) 의 후방에 위치하게 된다.
이산화탄소 공급원 (321) 으로부터 액체의 이산화탄소를 분사 노즐 (320) 에 공급함과 함께, 에어 공급원 (322) 으로부터 에어를 분사 노즐 (320) 에 공급한다. 액체의 이산화탄소와 에어가 분사 노즐 (320) 내에서 고압으로 혼합되고 분사구 (320a) 로부터 분사물로서 대기 중에 분사되면, 단열 팽창에 의해 액체의 이산화탄소의 온도가 응고점을 하회하여, 매우 미세한 분말상의 드라이아이스 (고체의 이산화탄소 입자) (P1) 가 발생한다.
피가공물 (W) 이 소정의 가공 이송 속도로 -X 방향측 (지면 안쪽측) 으로 내보내짐으로써, 분사 노즐 (320) 은, 홈 (M1) 을 따라 고압수를 분사하고 있는 고압수 분사 노즐 (310) 을 후방으로부터 뒤쫓아가도록 +X 방향측 (지면 전방측) 으로 상대적으로 이동한다. 분사 노즐 (320) 로부터 분사된 고체의 이산화탄소 입자 (P1) 가, 고압수 (J) 분사 후의 피가공물 (W) 의 막 (W2) 에 충돌하면, 고체의 이산화탄소 입자 (P1) 는 변형, 파쇄되어, 이산화탄소 가스로 승화한다. 고체의 이산화탄소 입자 (P1) 의 승화로 발생하는 팽창의 에너지가, 고압수 (J) 분사 후의 막 (W2) 의 버상이 된 부분 (막 (W2) 중 칩 (C) 으로부터 비어져 나오는 부분) 에 가해짐으로써, 막 (W2) 은 홈 (M1) 상으로부터 날려버려져 칩 (C) 으로부터 제거된다. 또, 막 (W2) 의 홈 (M1) 을 따라 분단 기점이 형성되어 있는 지점 및 홈 (M1) 을 따라 연장되어 얇아져 분단되기 쉽게 되어 있는 지점도, 고체의 이산화탄소 입자 (P1) 의 기화 팽창에 의해 분단되고, 또한 홈 (M1) 상으로부터 날려버려져 칩 (C) 으로부터 제거된다. 또한, 액체의 이산화탄소의 공급량 및 에어의 공급량 그리고 분사 스폿 직경은, 홈 (M1) 의 폭 등을 고려하여 적절한 값으로 조정된다.
예를 들어, 고압수 분사 노즐 (310) 이 1 개의 홈 (M1) 을 따라 막 (W2) 에 고압수 (J) 를 분사 완료하고, 또한, 고압수 분사 노즐 (310) 을 후방으로부터 뒤쫓아 가는 분사 노즐 (320) 이 1 개의 홈 (M1) 을 따라 막 (W2) 에 고체의 이산화탄소 입자 (P1) 를 분사 완료하는 X 축 방향의 소정의 위치까지 피가공물 (W) 이 -X 방향으로 진행되면, 피가공물 (W) 의 -X 방향 (왕 방향) 에서의 가공 이송을 한번 정지시킨다.
이어서, 고압수 분사 노즐 (310) 및 분사 노즐 (320) 을 +Y 방향으로 이동시켜, 고압수 (J) 및 고체의 이산화탄소 입자 (P1) 가 분사된 홈 (M1) 의 옆에 위치하는 홈 (M1) 과 고압수 분사 노즐 (310) 및 분사 노즐 (320) 의 Y 축 방향에 있어서의 위치 맞춤이, 피가공물 (W) 의 패턴 설계값에 기초하여 실시된다. 그리고, 도시되지 않은 가공 이송 수단이, 피가공물 (W) 을 +X 방향 (복 (復) 방향) 으로 가공 이송하고, 고압수 (J) 의 분사가 왕 방향과 마찬가지로 홈 (M1) 을 따라 막 (W2) 에 대해 실시된다. 또, 고압수 (J) 가 분사된 피가공물 (W) 의 이면 (W2b) 측에, 고체의 이산화탄소 입자 (P1) 가 동일한 홈 (M1) 상을 뒤쫓아가도록 왕 방향과 마찬가지로 분사된다.
순차적으로 동일하게 X 축 방향으로 연장되는 모든 홈 (M1) 을 따라 고압수 (J) 및 고체의 이산화탄소 입자 (P1) 가 막 (W2) 에 분사되어, 막 (W2) 이 고압수 (J) 에 의해 분단된 후에 고체의 이산화탄소 입자 (P1) 에 의해 홈 (M1) 에 대응하는 막 (W2) 이 제거된다. 또한, 유지 테이블 (30) 을 90 도 회전시키고 나서 마찬가지로 고압수 (J) 및 고체의 이산화탄소 입자 (P1) 의 분사를 실시하면, 종횡 모든 홈 (M1) 을 따라 막 (W2) 이 고압수 (J) 에 의해 분단된 후, 고체의 이산화탄소 입자 (P1) 에 의해 홈 (M1) 에 대응하는 막 (W2) 이 제거된다. 그 결과, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 피가공물 (W) 을 디바이스 (D) 및 막 (W2) 을 구비한 개개의 칩 (C) 으로 분할할 수 있다.
본 발명에 관련된 가공 방법은, 피가공물 (W) 의 표면 (W1a) 으로부터 분단 예정 라인 (S) 을 따라 홈 (M1) 을 형성하는 홈 형성 스텝과, 홈 형성 스텝을 실시한 후, 피가공물 (W) 의 표면 (W1a) 측을 유지하며 피가공물 (W) 의 이면 (W2b) 측의 막 (W2) 을 노출시키는 유지 스텝과, 유지 스텝을 실시한 후, 피가공물 (W) 의 이면 (W2b) 측에 고압수 (J) 를 분사하여 홈 (M1) 을 따라 막 (W2) 을 분단시키고, 적어도 일부의 홈 (M1) 을 이면 (W2b) 측으로 관통시키는 고압수 분사 스텝과, 고압수 (J) 가 분사된 피가공물 (W) 의 이면 (W2b) 측에 고체의 이산화탄소 입자 (P1) 를 분사하여 홈 (M1) 에 대응하는 막 (W2) 을 제거하는 고체 이산화탄소 입자 분사 스텝을 구비하고 있기 때문에, 레이저 가공 장치를 이용하지 않고, 또, 절삭 블레이드 (110) 에 막 (W2) 에 의한 막힘을 발생시키지도 않고, 고압수 (J) 로 막 (W2) 을 예를 들어 홈 (M1) 을 따라 1 라인씩 분단시키고, 또한 고압수 (J) 의 분사에 의해 막 (W2) 중 버상이 된 부분을 고체의 이산화탄소 입자 (P1) 로 홈 (M1) 을 따라 1 라인씩 제거하여 피가공물 (W) 로부터 칩 (C) 을 제작할 수 있다.
(실시형태 2)
이하에, 본 발명에 관련된 가공 방법을 실시하여 도 1 에 나타내는 피가공물 (W) 로부터 디바이스 (D) 를 구비하는 칩을 제작하는 경우의, 가공 방법의 각 스텝 에 대하여 설명해 간다. 본 발명에 관련된 가공 방법의 실시형태 2 에 있어서는, 본 발명에 관련된 가공 방법의 실시형태 1 과 마찬가지로, 먼저, (1-1) 절삭 장치를 사용하는 홈 형성 스텝, 또는 (1-2) 플라즈마 에칭 장치를 사용하는 홈 형성 스텝 중 어느 것을 실시하여, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 모든 분단 예정 라인 (S) 을 따라 막 (W2) 에 도달하지 않는 깊이의 홈 (M1) 을 피가공물 (W) 에 형성한다.
(2) 유지 스텝
(1-1) 절삭 장치 (1) 를 사용하는 홈 형성 스텝, 또는 (1-2) 플라즈마 에칭 장치 (9) 를 사용하는 홈 형성 스텝 중 어느 것을 실시한 후에, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 피가공물 (W) 의 표면 (W1a) 에 보호 테이프 (T3) 가 첩착되고, 또, 피가공물 (W) 의 이면 (W2b) 으로부터 도 2 에 나타내는 다이싱 테이프 (T1) 또는 도 4 에 나타내는 보호 부재 (T2) 가 박리된다.
도 10 에 나타내는 바와 같이, 피가공물 (W) 의 외경보다 대경으로 형성되어 있는 보호 테이프 (T3) 는, 링 프레임 (F2) 에 첩착되어 있고, 피가공물 (W) 은 링 프레임 (F2) 에 의해 핸들링이 가능한 상태가 된다. 그리고, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 보호 테이프 (T3) 를 개재하여 링 프레임 (F2) 에 의해 지지된 상태의 피가공물 (W) 을 분사 장치 (4) 에 반송한다. 분사 장치 (4) 는, 예를 들어, 피가공물 (W) 을 유지하는 유지 테이블 (40) 과, 유지 테이블 (40) 을 회전시키는 회전 수단 (42) 과, 상단측에 원형의 개구를 구비한 바닥이 있는 원통상의 케이싱 (44) 을 구비하고 있다.
유지 테이블 (40) 은, 예를 들어, 그 외형이 원 형상이고, 포러스 부재 등으로 이루어지고 흡인원에 연통되는 유지면 (40a) 을 구비하고 있다. 유지 테이블 (40) 의 주위에는, 링 프레임 (F2) 을 고정시키는 고정 클램프 (401) 가 예를 들어 4 개 (도시한 예에 있어서는, 2 개만 도시하고 있다) 균등하게 배치 형성되어 있다. 유지 테이블 (40) 은 상하동 가능하게 되어 있으며, 피가공물 (W) 이 재치될 때에는, 상승하여 피가공물 (W) 의 반입ㆍ반출 높이 위치에 위치하게 되고, 또, 흡인 유지한 피가공물 (W) 에 분사물이 분사될 때에는, 케이싱 (44) 내에 있어서의 분사 높이 위치에 위치하게 된다.
유지 테이블 (40) 의 하측에 배치 형성된 회전 수단 (42) 은, 유지 테이블 (40) 의 바닥면측에 상단이 고정되고 연직 방향의 축심 둘레로 회전 가능한 스핀들 (420) 과, 모터 등으로 구성되고 스핀들 (420) 의 하단측에 연결하는 회전 구동원 (421) 을 적어도 구비하고 있다. 회전 구동원 (421) 이 스핀들 (420) 을 회전시킴으로써, 스핀들 (420) 에 고정된 유지 테이블 (40) 도 회전한다.
유지 테이블 (40) 은, 케이싱 (44) 의 내부 공간에 수용되어 있다. 케이싱 (44) 은, 유지 테이블 (40) 을 감싸는 외측벽 (440) 과, 외측벽 (440) 의 하부에 일체적으로 연접하고 중앙에 스핀들 (420) 이 삽입 통과되는 개구를 갖는 바닥판 (441) 과, 바닥판 (441) 의 개구의 내주 가장자리로부터 세워 형성하는 내측벽 (442) 으로 구성되어 있고, 바닥판 (441) 에 일단이 고정된 레그부 (443) 에 의해 지지되어 있다. 유지 테이블 (40) 의 하면과 케이싱 (44) 의 내측벽 (442) 의 상단면 사이에는, 스핀들 (420) 에 넣어 끼워지고 스핀들 (420) 과 바닥판 (441) 의 개구의 간극에 이물질이 들어가게 하지 않는 원 형상의 커버 부재 (444) 가 배치 형성되어 있다.
케이싱 (44) 내에는, 유지면 (40a) 에 의해 흡인 유지된 피가공물 (W) 의 막 (W2) 에 고압수를 분사할 수 있는 고압수 분사 노즐 (45) 과, 막 (W2) 에 분말상의 드라이아이스 (고체의 이산화탄소 입자) 를 에어 압력으로 분사할 수 있는 고체 이산화탄소 입자 분사 노즐 (46) 이 배치 형성되어 있다. 고압수 분사 노즐 (45) 및 고체 이산화탄소 입자 분사 노즐 (46) 은, 각각 케이싱 (44) 의 바닥판 (441) 으로부터 세워 형성하고 있고, 외형이 측면에서 볼 때 대략 L 자 형상으로 되어 있다. 고압수 분사 노즐 (45) 의 선단 부분에 형성된 분사구 (450) 및 고체 이산화탄소 입자 분사 노즐 (46) 의 선단 부분에 형성된 분사구 (460) 는, 각각 유지 테이블 (40) 의 유지면 (40a) 을 향하여 개구되어 있다. 고압수 분사 노즐 (45) 및 고체 이산화탄소 입자 분사 노즐 (46) 은, 각각 Z 축 방향의 축심 둘레로 선회할 수 있게 되어 있고, 유지 테이블 (40) 의 상방에서부터 퇴피 위치까지 각각의 분사구 (450), 분사구 (460) 를 이동시킬 수 있다.
고압수 분사 노즐 (45) 은, 고압수 분사 노즐 (45) 을 향하여 고압수를 공급하는 고압수 공급원 (47) 에 배관 (47a) 및 도시되지 않은 로터리 조인트를 개재하여 연통되어 있다.
고체 이산화탄소 입자 분사 노즐 (46) 은, 배관 (48a) 및 도시되지 않은 로터리 조인트 등을 개재하여, 액체의 이산화탄소가 저장된 이산화탄소 공급원 (48) 에 접속되어 있다. 또, 고체 이산화탄소 입자 분사 노즐 (46) 은, 배관 (49a) 및 도시되지 않은 로터리 조인트 등을 개재하여, 압축된 에어 (압축 에어) 를 저장한 에어 공급원 (49) 에 접속되어 있다.
링 프레임 (F2) 에 의해 지지되어 있는 피가공물 (W) 이, 보호 테이프 (T3) 측을 아래로 하여 유지 테이블 (40) 의 유지면 (40a) 상에 재치됨으로써, 피가공물 (W) 의 이면 (W2b) 측의 막 (W2) 이 상방을 향하여 노출된 상태가 된다. 그리고 도시되지 않은 흡인원이 만들어내는 흡인력이 유지면 (40a) 에 전달됨으로써, 유지 테이블 (40) 에 의해 피가공물 (W) 의 표면 (W1a) 측이 흡인 유지된다. 또, 각 고정 클램프 (401) 에 의해 링 프레임 (F2) 이 고정된다.
(3) 고압수 분사 스텝
이어서, 고압수 분사 노즐 (45) 로부터 고압수를 분사하여 홈 (M1) 을 따라 막 (W2) 을 분단시키고, 적어도 일부의 홈 (M1) 을 이면 (W2b) 측으로 관통시킨다. 먼저, 피가공물 (W) 을 유지한 유지 테이블 (40) 이 케이싱 (44) 내에 있어서의 작업 높이 위치까지 하강한다. 또, 고압수 분사 노즐 (45) 이 선회 이동하여, 그 분사구 (450) 가 피가공물 (W) 의 막 (W2) 의 중앙 상방에 위치하게 된다.
이어서, 고압수 공급원 (47) 이 고압수를 고압수 분사 노즐 (45) 에 공급한다. 막 (W2) 의 홈 (M1) 에 대응하는 영역은 하방으로부터 판상물 (W1) 에 의해 지지되어 있지 않기 때문에, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 분사구 (450) 로부터 하방을 향하여 분사된 고압수 (J) 가 막 (W2) 에 충돌함으로써, 막 (W2) 은 홈 (M1) 을 따라 찢어지고 분단되어 버상이 된다. 또, 홈 (M1) 이, 피가공물 (W) 의 이면 (W2b) 측으로 관통한 상태가 된다. 고압수 (J) 의 압력은, 예를 들어, 판상물 (W1) 이 파손되거나 칩이 비산되거나 하지 않는 압력 (예를 들어, 100 ㎫ ∼ 300 ㎫) 이다.
고압수를 분사하는 고압수 분사 노즐 (45) 이, 피가공물 (W) 의 상방을 Z 축 방향의 축심 둘레로 소정 각도로 왕복하도록 선회 이동한다. 또한, 회전 구동원 (421) 이 스핀들 (420) 을 +Z 방향측에서 볼 때, 예를 들어 반시계 방향을 향하여 회전시킴으로써, 유지 테이블 (40) 이 동일 방향으로 회전하고, 피가공물 (W) 의 막 (W2) 의 전체면에 고압수 분사 노즐 (45) 로부터 고압수 (J) 가 분사된다. 또한, 고압수 (J) 에 의한 홈 (M1) 을 따른 막 (W2) 의 분단에 의해, 홈 (M1) 각각의 전체가 이면 (W2b) 측으로 관통하고 있지 않아도 되고, 적어도 각 홈 (M1) 의 일부가 이면 (W2b) 측으로 관통하고 있으면 된다. 즉, 막 (W2) 에, 홈 (M1) 을 따라 분단 기점이 형성되어 있는 지점이나, 홈 (M1) 을 따라 연장되어 얇아져 분단되기 쉽게 되어 있는 지점이 있어도 된다.
피가공물 (W) 의 막 (W2) 에 대한 고압수 (J) 의 분사를 소정 시간 실시한 후, 고압수 분사 노즐 (45) 에 대한 고압수의 공급을 정지시키고, 고압수 분사 노즐 (45) 을 선회 이동시켜 피가공물 (W) 의 상방으로부터 퇴피시킨다.
(4) 고체 이산화탄소 입자 분사 스텝
이어서, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 고체 이산화탄소 입자 분사 노즐 (46) 이 선회 이동하여, 그 분사구 (460) 가 피가공물 (W) 의 막 (W2) 의 중앙 상방에 위치하게 된다. 이산화탄소 공급원 (48) 이 액체의 이산화탄소를, 에어 공급원 (49) 이 에어를 각각 고체 이산화탄소 입자 분사 노즐 (46) 에 공급한다. 액체의 이산화탄소와 에어가 고체 이산화탄소 입자 분사 노즐 (46) 내에서 고압으로 혼합되어 분사구 (460) 로부터 분사물로서 대기 중으로 분사되면, 매우 미세한 분말상의 드라이아이스 (고체의 이산화탄소 입자) (P1) 가 발생한다.
또한, 고체의 이산화탄소 입자 (P1) 를 분사하는 고체 이산화탄소 입자 분사 노즐 (46) 이, 회전하는 피가공물 (W) 의 상방을 Z 축 방향의 축심 둘레로 소정 각도로 왕복하도록 선회 이동함으로써, 피가공물 (W) 의 막 (W2) 의 전체면에 고체 이산화탄소 입자 분사 노즐 (46) 로부터 고체의 이산화탄소 입자 (P1) 가 분사된다. 고체의 이산화탄소 입자 (P1) 는, 피가공물 (W) 의 막 (W2) 에 충돌하면 이산화탄소 가스로 승화한다. 이 기체 팽창에 수반하여 발생하는 에너지가, 고압수 (J) 분사 후의 막 (W2) 의 버상이 된 부분 (막 (W2) 중 칩 (C) 으로부터 비어져 나오는 부분) 에 가해짐으로써, 막 (W2) 은 홈 (M1) 상으로부터 날려버려져 칩 (C) 으로부터 제거된다. 또, 막 (W2) 의 홈 (M1) 을 따라 분단 기점이 형성되어 있는 지점 및 홈 (M1) 을 따라 연장되어 얇아져 분단되기 쉽게 되어 있는 지점도, 고체의 이산화탄소 입자 (P1) 의 기화 팽창에 의해 분단되고, 또한 홈 (M1) 상으로부터 날려버려져 칩 (C) 으로부터 제거된다. 피가공물 (W) 의 막 (W2) 에 대한 고체의 이산화탄소 입자 (P1) 의 분사를 소정 시간 실시함으로써, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 피가공물 (W) 을 디바이스 (D) 및 막 (W2) 을 구비한 개개의 칩 (C) 으로 분할할 수 있다.
본 발명에 관련된 가공 방법의 실시형태 2 에서는, 레이저 가공 장치를 이용하지 않고, 또, 절삭 블레이드 (110) 에 막 (W2) 에 의한 막힘을 발생시키지도 않으며, 또, 예를 들어, 피가공물 (W) 의 상방을 소정 각도로 왕복하도록 선회 이동하는 고압수 분사 노즐 (45) 로부터 고압수 (J) 를 분사하여 막 (W2) 을 홈 (M1) 을 따라 분단시키고, 또한, 피가공물 (W) 의 상방을 소정 각도로 왕복하도록 선회 이동하는 고체 이산화탄소 입자 분사 노즐 (46) 로부터 고체의 이산화탄소 입자 (P1) 를 분사하여 막 (W2) 중 버상이 된 부분을 제거하여, 피가공물 (W) 로부터 칩 (C) 을 제작할 수 있다. 또, 막 (W2) 의 두께 등의 가공 조건에 따라, 고압수 (J) 의 분사 시간 및 고체의 이산화탄소 입자 (P1) 의 분사 시간의 바람직한 시간을 각각 결정하고, 고압수 (J) 의 분사 시간과 고체의 이산화탄소 입자 (P1) 의 분사 시간으로 장단 (長短) 을 형성할 수 있다.
W : 피가공물, W1 : 판상물, W1a : 피가공물의 표면, S : 분단 예정 라인, D : 디바이스, W1b : 판상물의 이면, W2 : 막, W2a : 막의 표면, W2b : 피가공물의 이면
T1 : 다이싱 테이프, F1 : 환상 프레임, M1 : 홈
1 : 절삭 장치, 10 : 척 테이블, 10a : 유지면, 100 : 고정 클램프
11 : 절삭 수단, 110 : 절삭 블레이드, 111 : 스핀들
9 : 플라즈마 에칭 장치
90 : 정전 척, 90a : 정전 척의 유지면, 900 : 지지 부재, 901 : 전극
91 : 가스 분출 헤드, 910 : 가스 확산 공간, 911 : 가스 도입구
912 : 가스 토출구
92 : 챔버, 920 : 반입출구, 921 : 게이트 밸브
93 : 가스 공급부, 94, 94a : 정합기, 95, 95a : 고주파 전원, 바이어스 고주파 전원, 96 : 배기구, 97 : 배기 장치, R : 레지스트막, T2 : 보호 부재
3 : 분사 장치, 30 : 유지 테이블, 30a : 유지면, 300 : 고정 클램프
31 : 고압수 분사 수단, 310 : 고압수 분사 노즐, 310a : 분사구, 311 : 고압수 공급원, 311a : 배관
32 : 고체 이산화탄소 입자 분사 수단, 320 : 분사 노즐, 320a : 분사구, 321 : 이산화탄소 공급원, 321a : 배관, 322 : 에어 공급원, 322a : 배관
39 : 홈 검출 수단, 390 : 노치 검출부, F2 : 링 프레임, T3 : 보호 테이프
4 : 분사 장치, 40 : 유지 테이블, 40a : 유지면, 401 : 고정 클램프
42 : 회전 수단, 420 : 스핀들, 421 : 회전 구동원
44 : 케이싱, 440 : 외측벽, 441 : 바닥판, 442 : 내측벽, 443 : 레그부
444 : 커버 부재, 45 : 고압수 분사 노즐, 47 : 고압수 공급원, 47a : 배관
46 : 고체 이산화탄소 입자 분사 노즐, 48 : 이산화탄소 공급원, 48a : 배관
49 : 에어 공급원, 49a : 배관

Claims (1)

  1. 판상물의 이면에 막이 성막되고, 복수의 분단 예정 라인이 설정된 피가공물의 가공 방법으로서,
    피가공물의 표면으로부터 그 분단 예정 라인을 따라 홈을 형성하는 홈 형성 스텝과,
    그 홈 형성 스텝을 실시한 후, 피가공물의 표면측을 유지하며 피가공물의 이면측의 그 막을 노출시키는 유지 스텝과,
    그 유지 스텝을 실시한 후, 피가공물의 그 이면측에 고압수를 분사하여 그 홈을 따라 그 막을 분단시키고, 적어도 일부의 그 홈을 그 이면측으로 관통시키는 고압수 분사 스텝과,
    고압수가 분사된 피가공물의 그 이면측에 고체의 이산화탄소 입자를 분사하여 그 홈에 대응하는 그 막을 제거하는 고체 이산화탄소 입자 분사 스텝을 구비한, 가공 방법.
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