WO2004100240A1 - 板状部材の分割方法及び分割装置 - Google Patents

板状部材の分割方法及び分割装置 Download PDF

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Yasuyuki Sakaya
Masayuki Azuma
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Tokyo Seimitsu Co., Ltd.
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    • B23K2103/50Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26

Definitions

  • the present invention relates to a plate-like member dividing method and a dividing device for manufacturing a chip such as a semiconductor device or an electronic component, and in particular, after grinding the back surface of the wafer 8 to a predetermined thickness, a laser beam
  • the present invention relates to a plate-like member dividing method and a dividing apparatus suitable for performing a modified region forming process by the method of dividing into individual chips.
  • ultra-thin IC chip incorporated in a thin IC card represented by a smart card has been demanded.
  • Such ultra-thin IC chips are manufactured by dividing ultra-thin wafers of 100 or less into individual chips.
  • the conventional method of dividing a plate-like member such as a semiconductor device or an electronic component is a way of dividing a semiconductor device or electronic component or the like on the surface as shown in the flowchart of FIG.
  • a protective tape applying step of applying a protective tape having an adhesive on one side to the wafer surface is performed (step S 1 0 1).
  • a back surface grinding step is performed in which the wafer is ground from the back surface and processed to a predetermined thickness (step S 1 0 3).
  • a frame mounting process is performed in which a wafer is attached to a dicing frame using a dicing tape having an adhesive on one side, and the wafer and the dicing frame are integrated (step S). 1 0 5).
  • a wafer is adsorbed on the dicing tape side, and a protective tape peeling process is performed to peel off the protective tape stuck on the surface (step S 1 07).
  • the wafer from which the protective tape has been peeled is conveyed to the dicing machine together with the frame, and cut into individual chips with a diamond blade that rotates at high speed (step S 1 0 9).
  • the dicing tape is radially expanded in the expanding process to widen the distance between the individual chips (step S 111), and mounted on a package substrate such as a lead frame in the chip mounting process (step S 113). .
  • a laser beam with a converging point incident on the interior of the wafer is used in place of the conventional dicing saw cutting.
  • a technique relating to a laser processing method in which a modified region by multiphoton absorption is formed inside a wafer and divided into individual chips has been proposed (for example, JP 2002-192367 A, JP 2002-192368 A). JP, 2002-192369, JP 2002-192370, JP 2002-192371, JP 2002-205180).
  • FIG. 8 and 9 are conceptual diagrams illustrating this phenomenon.
  • a dicing tape S is affixed to the back surface of the wafer 8 W, and the peripheral portion of the dicing tape S is fixed to a frame-like frame F.
  • a laser-like modified region K is formed on the wafer W.
  • the dicing tape S is stretched, and as a result, the wafer W is divided starting from the modified region to form a plurality of chips T.
  • dicing tape S is stretched in the expanding process. This is done by pushing up a cylindrical ring member from below into the annular part between frame F and wafer W of loop S.
  • FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the division of wafer W in the expanding process.
  • Fig. 9 (a) is a plan view and Fig. 9 (b) is a cross-sectional view.
  • the modified region K formed by the laser light exists inside the wafer W.
  • Fig. 9 (a) when uniform tension is applied to the UA-8W, the cleaving is successful.
  • the dicing tape S does not always extend uniformly over the entire surface of the wafer W.
  • the cutting has already been performed.
  • the part of the dicing tape S is stretched locally, and there is a state in which no tension is applied to the uncut part of the dicing tape S.
  • uncut parts are often generated, and the end face shape of the chip to be divided does not become a straight line and often becomes defective.
  • the present invention has been made in view of such circumstances. After grinding the back surface of the wafer 8 to a predetermined thickness, the modified region is formed by laser light and divided into individual substrates. It is an object of the present invention to provide a plate member dividing method and a dividing apparatus that can reliably produce an ultra-thin chip having a good end face shape without chipping if an uncut part is chipped. To do.
  • Another object of the present invention is to provide a plate member dividing method and a dividing device that can downsize the plate member dividing device and can perform the plate member dividing operation in a short time. To do. Disclosure of the invention
  • the present invention provides a method for dividing a plate-like member made of a hard and brittle material, a tape applying step for applying a tape to the surface of the plate-like member, and the tape attached A modified region forming step for forming a linear modified region on or inside the plate-like member, and after the modified region forming step, the tape is tensioned and stretched to UV.
  • An expanding step of dividing the plate member along the linear modified region to obtain a plurality of substrates by irradiating light and a plate member dividing method comprising:
  • the present invention provides a plate-like member made of a hard and brittle material having a tape attached to the surface and a linear modified region formed on the surface or inside thereof.
  • a plate-like member dividing device that divides along a reforming region to obtain a plurality of substrates, wherein tension is applied to the tape to divide the plate-like member along the linear reforming region.
  • a plate-like member dividing device comprising: a stretching means for stretching; and a UV light irradiation means for irradiating the tape with UV light.
  • the tape when expanding, the tape is irradiated with UV light (light in the ultraviolet wavelength region). UV light can be used to cure the adhesive of the tape and change the adhesive strength of the tape.
  • UV light can be used to cure the adhesive of the tape and change the adhesive strength of the tape.
  • the tape When the tape is stretched by applying tension, the tape is stretched uniformly over the entire surface of the plate-like member. can do.
  • the plate-like member is divided along the linear modified region to obtain a plurality of substrates, the uncut portion is not chipped or cracked, and the end face shape is very thin. It is possible to reliably manufacture the substrate.
  • UV light irradiation means it is only necessary to add UV light irradiation means to a conventional plate-shaped member dividing apparatus, and the structure of the apparatus can be simplified. In addition, the work of dividing the plate-like member is simplified. As a result, it is possible to reduce the size of the plate-shaped member dividing apparatus and to perform the dividing operation in a short time.
  • the linear modified region is not necessarily a continuous linear shape, and may be an intermittent linear shape such as a dotted line shape. This is because, even in such an intermittent linear modification region, as in the case of the continuous linear modification region, it is possible to reliably manufacture an extremely thin substrate having a good end face shape.
  • the expanding step it is preferable to irradiate the tape with UV light in a pattern using a photomask.
  • the adhesive force of the tape can be changed by distinguishing the tape corresponding to the linear modified region of the plate-like member from the tape of the other part, Hardened state of tape adhesive
  • the pattern is a predetermined pattern made based on the size and shape of each substrate obtained by dividing the plate-like member, and a set or arrangement thereof, and UV light is applied to the tape. This is for selective irradiation.
  • the modified region is formed on the surface or inside of the plate-like member by causing laser light to enter the plate-like member.
  • a method of forming a linear modified region on the surface of a plate-like member can be achieved by methods such as dicing and scribing. However, if laser light is used, each aspect of productivity, running cost, quality, etc. This is because superiority can be exhibited.
  • FIG. 1 is a flow chart showing the flow of the first embodiment of the plate member dividing method according to the present invention
  • Figure 2 is a conceptual diagram illustrating a laser dicing apparatus
  • FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the principle of the plate member dividing method according to the present invention
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing an outline of the first embodiment of the plate member dividing method according to the present invention. Is;
  • FIG. 5 is a conceptual diagram showing an outline of the second embodiment of the plate member dividing method according to the present invention.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram showing an outline of the third embodiment of the plate member dividing method according to the present invention.
  • FIG. 7 is a flow chart showing the flow of a conventional plate member dividing method
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a conventional expanding process
  • FIG. 9 (a) and FIG. 9 (b) are schematic diagrams for explaining the way 8 division in the conventional expanding process.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a first embodiment according to the method for dividing a plate-shaped member of the present invention.
  • the back side of the wafer 8 having a large number of IC circuits formed on the front side is placed on the table, and then a ring-shaped dicing frame is placed outside the way 8.
  • a dicing tape having ultraviolet (hereinafter referred to as UV) curable adhesive is attached to the frame and the surface of the wafer on one side from above, and the wafer is mounted on the frame (step S 11).
  • UV ultraviolet
  • the back surface of the wafer 8 is ground by a back grinder and processed to the vicinity of a predetermined thickness (for example, 50 m).
  • a predetermined thickness for example, 50 m.
  • the back grinder used here is a polishing drill with a polishing function, which can remove the work-affected layer by grinding without removing the suction of the wafer after grinding. Even if the length is about 30 m, it will not be damaged.
  • the polished wafer 8 is cleaned with a cleaning and drying device provided in the pack grinder and dried (step S 1 3).
  • the wafer processed to a predetermined thickness is diced to be divided into individual chips by a laser dicing apparatus incorporated in a polish grinder having a polishing function.
  • the wafer is attracted to the table together with the frame, and laser light is incident from the surface side of wafer 8 through a dicing tape. Since the condensing point of the laser beam is set in the thickness direction of the wafer 8, the energy of one laser beam that has passed through the surface of the wafer is concentrated at the condensing point inside the wafer, and there is a lot of energy inside the wafer.
  • a modified region is formed by photon absorption (this corresponds to the modified region forming process). This breaks the balance of intermolecular forces, and naturally cleaves or applies a slight external force. (Step S 1 5).
  • FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining a laser dicing apparatus incorporated in a polish grinder.
  • the laser dicing machine 10 is provided with an XY Z 0 table 1 2 on the machine base 1 1 and is placed in the XY Z 0 direction with suction of wafer W. Moved.
  • a dicing optical system 13 is attached to a holder 14 provided on the machine base 11.
  • the optical system 1 3 is provided with a laser light source 1 3 A, and the laser light emitted from the laser 1 light source 1 3 A passes through an optical system such as a collimator lens, a mirror, and a condensation lens. It is condensed inside.
  • a laser beam having transparency to the dicing tape is used under the condition that the peak power density at the condensing point is 1 ⁇ 10 8 (W / cm 2 ) or more and the pulse width is 1 s or less.
  • the position in the thickness direction of the condensing point is adjusted by the fine movement in the Z direction of the XY Z 0 table 12.
  • the laser dicing apparatus 10 is provided with an observation optical system (not shown). Wafer alignment is performed based on a pattern formed on the wafer surface, and the incident position of the laser beam is positioned. The When the alignment is completed, the XY Z 0 table 1 2 moves in the XY direction and the laser beam is incident along the dicing street of Way 8.
  • step S 15 After the laser dicing in step S 15 shown in FIG. 1, an expanding process is performed to extend the gap between the chips by radially extending the dicing tape (step S 1 7) o Details of this process will be described later. To do.
  • U.V is irradiated from the dicing tape side to cure the adhesive of the dicing tape and reduce the adhesive strength. This UV irradiation may be performed at the end of the dicing process.
  • step S 19 After the chip mounting process, IC is completed through packaging processes such as bonding, molding, lead cutting, and marking.
  • a package substrate such as a lead frame
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating the principle of the plate member dividing method according to the present invention
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing an outline of the first embodiment.
  • the modified region K formed by the laser light exists inside the wafer W.
  • the tension applied to the wafers W on both sides of the reforming region via the dicing tape S is indicated by the left and right arrows.
  • UV light is irradiated from the lower surface of the dicing tape S to substantially the entire surface of the dicing tape S.
  • FIG. 4 shows a dividing device 20 for performing such a dividing method.
  • the peripheral edge of the dicing tape S is fixed to a frame-like frame F.
  • the ring member 22 is in contact with the lower surface of the inner portion of the peripheral edge of the dicing tape S.
  • the outer peripheral edge portion of the upper surface of the ring member 22 is smoothly chamfered.
  • Below the dicing tape S there is an 11 ⁇ light source 24 (UV light irradiation means).
  • the UV light source 2 4 irradiates the UV light toward the dicing tape S and pushes down the frame F in the direction of the arrow in Fig. 4.
  • the adhesive of dicing tape S can be cured and the adhesive strength of the tape can be changed.
  • a linear motion device comprising a cylinder member (by hydraulic pressure, pneumatic pressure, etc.), a motor and a screw (a combination of a male screw as a shaft and a female screw as a bearing) can be employed.
  • Irradiation conditions such as UV light irradiation intensity (power), wavelength region, irradiation time, etc. are appropriately determined according to the adhesive material of the dicing tape S, the size of the wafer W, the size of the chip T after cleaving, etc. The value of can be selected.
  • the adhesive of the dicing tape S in the expanding process, can be cured or the adhesive strength of the dicing tape S can be changed by irradiating with UV light.
  • the dicing tape S can be stretched uniformly. As a result, when the wafer W is divided along the modified region K to obtain each chip T, an unthinned portion is not chipped and cracks are not generated, and an extremely thin chip with a good end face shape is manufactured. can do.
  • a photomask M is arranged on the lower surface of the dicing tape S. Since the other configuration is the same as that of the dividing device 20 shown in FIG. 4, illustration of the dividing device 20 and detailed description of each part of the dividing device 20 are omitted.
  • photomask M glass masks (using synthetic quartz, low thermal expansion glass, soda lime glass, etc.), film masks (using polyester film, etc.), metal masks, etc.
  • glass masks using synthetic quartz, low thermal expansion glass, soda lime glass, etc.
  • film masks using polyester film, etc.
  • metal masks etc.
  • Various photomasks are used depending on accuracy, cost, etc. it can.
  • the photomask M is arranged so that a square light-shielding portion Ml when the photomask M is viewed in plan covers the central portion of each chip T to be divided.
  • the portion of the dicing tape S corresponding to the peripheral portion of each chip T to be divided is arranged so as to be irradiated with the UV light transmitted through the light transmitting portion M 2 of the photomask M.
  • the adhesive material of this portion of the dicing tape S becomes the irradiated portion 30.
  • UV light is applied to the dicing tape S through the photomask M and the frame F is pushed down (see Fig. 4). Irradiation with UV light reduces the adhesive strength of the irradiated part 30 of the adhesive of the dicing tape S.
  • the dicing tape S is expanded and the distance between the chips T is widened.
  • the dicing tape S corresponding to the peripheral portion of each chip T is the irradiated portion 30, and the adhesive strength of the adhesive in this portion is reduced, so the vicinity of the cutting schedule line between the chips T
  • the dicing tape S is selectively expanded. That is, the expanding force of the dicing tape S is efficiently transmitted to the wafer W as a split force.
  • the wafer W is divided along the modified region K to obtain each chip T, the chip T can be divided over the entire surface of the wafer W without generating an uncut portion.
  • Appropriate values are selected for irradiation conditions such as UV light irradiation intensity (power), wavelength region, and irradiation time depending on the adhesive material of dicing tape S, wafer W size, chip T size after cleaving, etc. it can.
  • the adhesive force of the dicing tape S can be selectively reduced at the irradiated portion 30 by UV light irradiation through the photomask M in the expanding process.
  • the expanding force of the dicing tape S is efficiently transmitted to the wafer W as the splitting force over the entire surface of W.
  • an uncut part is not chipped or cracked, and an extremely thin chip having a good end face shape is manufactured. be able to.
  • This third embodiment differs from the first and second embodiments described above only in the expansion process. Therefore, a detailed description of the common process is omitted.
  • a photomask M is arranged on the lower surface of the dicing tape S. Since the other configuration is the same as that of the dividing device 20 shown in FIG. 4, illustration of the dividing device 20 and detailed description of each part of the dividing device 20 are omitted.
  • the glass mask using synthetic quartz, low thermal expansion glass, soda lime glass, etc.
  • film mask using polyester film, etc.
  • metal mask etc.
  • the photomask M is arranged so that a frame-shaped light shielding portion Ml when the photomask M is viewed in plan covers the peripheral portion of each chip T to be divided.
  • the portion of the dicing tape S corresponding to the central portion of each chip T to be divided is arranged so that UV light transmitted through the light transmitting portion M2 of the photomask M is irradiated.
  • the adhesive material of this portion of the dicing tape S becomes the irradiated portion 40.
  • UV light is emitted from the light source 2 4 (see Fig. 4) through the photomask M toward the dicing tape S, and the frame F is pushed down (see Fig. 4). Curing of the irradiated portion 40 of the dicing tape S is promoted by irradiation with UV light.
  • the dicing tape S is expanded and the distance between the chips T is widened.
  • the dicing tape S corresponding to the central portion of each chip T is the irradiated portion 40, and since the hardening of this portion is promoted, the expansion of the dicing tape S in this portion is difficult to be performed.
  • the dicing tape S in the vicinity of the cutting line between the chips T, which is a part other than the irradiation part 40, is selectively expanded. That is, the expanding force of the dicing tape S is efficiently transmitted to the wafer W as a splitting force. As a result, the chip T can be divided over the entire surface of the wafer W without generating an uncut portion when the wafer W is divided.
  • the irradiation conditions such as UV light irradiation intensity (power), wavelength region, irradiation time, etc. are appropriate according to the adhesive material of the dicing tape S, the size of the wafer W, the size of the chip T after cleaving, etc. A value can be selected.
  • the curing of the dicing tape S can be selectively promoted in the irradiated portion 40 by the irradiation of the UV light through the photomask M in the expanding process.
  • Extensive force of dicing tape S is efficiently transmitted to wafer W as splitting force over the entire surface of W.
  • the wafer W is divided along the modified region K to obtain each chip, an unthinned part is not chipped, and an extremely thin chip with a good end face shape is produced. can do.
  • Ma the effect that the separation of the chip T hardly occurs in the expanding process can also be obtained.
  • the laser dicing apparatus is used in the modified region forming process for forming the modified region on the surface or inside of the wafer W to which the dicing tape S is attached.
  • the modified region may be formed by a device other than this, for example, a dicing machine.
  • the plate-like member made of the hard and brittle material is the wafer W.
  • the plate-like member dividing method and the dividing device of the present invention are various other hard materials. It can also be applied to the division of glass substrates used in brittle materials such as various display elements (LC, EL, etc.). In such division of the glass substrate by scribing, generation of scratches due to generation of glass chips was a major problem, but according to the present invention, this problem can be effectively dealt with.
  • the tape in the expanding step, is irradiated with UV light (light in the ultraviolet wavelength region).
  • UV light light in the ultraviolet wavelength region.
  • the adhesive of the tape can be cured or the adhesive strength of the tape can be changed, and the dicing tape S can be uniformly extended over the entire surface of the wafer W.
  • the chipped portion does not cause cracking and the end face shape is very thin. The substrate can be reliably manufactured.
  • the UV light irradiation means is added to the conventional plate-shaped member dividing apparatus.
  • the configuration of the apparatus can be simplified.
  • work of a plate-shaped member is also called simple.
  • the plate member dividing apparatus can be downsized, and the plate member dividing operation can be performed in a short time.

Description

• 明 細 書 板状部材の分割方法及び分割装置 技術分野
本発明は、 半導体装置や電子部品等のチップを S造する板状部材の分割方法及び分 割装置に係り、 特に、 ゥエー八の裏面を研削して所定の厚さに加工した後、 レーザー 光による改質領域形成加工を行い個々のチップに分割するのに好適な板状部材の分割 方法及び分割装置に関する。 背景技術
近年、 スマートカードに代表される薄型 I Cカード等に組込まれる極薄の I Cチッ プが要求されるようになってきている。 このような極薄の I Cチップは、 1 0 0 以下の極薄のゥエーハを個々のチップに分割することによって製造されている。 このような背景の下に、 従来の半導体装置や電子部品等の板状部材の分割方法は、 図 7のフローチャートに示されるように、 表面に半導体装置や電子部品等が多数形成 されたゥエー八の表面を保護するために、 先ず片面に粘着剤を有する保護テープをゥ エーハ表面に貼る保護テープ貼付工程が行われる (ステップ S 1 0 1 ) 。 次いで、 ゥ エーハを裏面から研削して所定の厚さに加工する裏面研削工程が行われる (ステツプ S 1 0 3 ) 。
裏面研削工程の後、 片面に粘着剤を有するダイシングテープを用いてゥェ一ハをダ イシング用フレームに取り付けるフレームマウント工程が行われ、 ゥエーハとダイシ ング用フレームとが一体化される (ステップ S 1 0 5 ) 。 次いで、 この状態でゥエー ハをダイシングテープ側で吸着し、 表面に貼付されている保護テープを剥離する保護 テープ剥離工程が行われる (ステップ S 1 0 7 ) 。
保護テープが剥離されたゥエーハは、 フレームごとダイシングソ一に搬送され、 高 速回転するダイヤモンドブレードで個々のチップに切断される(ステップ S 1 0 9 )。 次いで、 エキスパンド工程でダイシングテープが放射状に引き伸ばされて、 個々のチ ップの間隔が広げられ (ステップ S 111) 、 チップマウント工程でリードフレーム 等のパッケージ基材にマウントされる (ステップ S 113) 。
ところが、 このような従来の板状部材の分割方法では、 ゥエー八の裏面研削時にゥ エー八の表面の汚染防止のための保護テープと、 ダイシング以後のチップを保持する ためのダイシングテープとを必要とし、 消耗品費用の増大につながつていた。
また、 厚さ 100 以下の極薄のゥエー八の場合、 従来のようなダイシングソー でゥェ一ハを切断する方法では、 切断時にゥェ一ハにチッピングゃ割れ欠けが生じ、 良品チップを不良品にしてしまうという問題があつた。
このような、 切断時にゥェ一八にチッビングや割れ欠けが生じるという問題を解決 する手段として、 従来のダイシングソ一による切断に代えて、 ゥエー八の内部に集光 点を合わせたレーザー光を入射し、 ゥエーハ内部に多光子吸収による改質領域を形成 して個々のチップに分割するレーザー加工方法に関する技術が提案されている (例え ば、 特開 2002— 192367号公報、 特開 2002— 192368号公報、 特開 2002-192369号公報、 特開 2002— 192370号公報、 特開 2002 - 192371号公報、 特開 2002— 205180号公報を参照) 。
しかし、 上記の各特許公開広報で提案されている技術は、 従来のダイシングソ一に よるダイシング装置に代えて、 レーザ一光を用いた割断技術によるダイシング装置を 提案したもので、 切断時にゥエー八にチッビングや割れ欠けが生じるという問題は解 決するものの、 エキスパンド工程において分割がなされない部分を生じたり、 分割さ れるチップの端面形状が不良となる問題点を生じる。
図 8及び図 9は、 この現象を説明する概念図である。 図 8において、 ゥエー八 Wの 裏面にダイシングテープ Sが貼付されており、 ダイシングテープ Sの周縁部は枠状の フレーム Fに固定されている。 レーザー光によりゥエーハ Wに碁盤の目状の改質領域 Kが形成される。 次いで、 エキスパンド工程において、 ダイシングテープ Sが伸長さ れ、その結果、ゥエーハ Wが改質領域を起点として分割され、複数のチップ Tとなる。 エキスパンド工程におけるダイシングテープ Sの伸長は、 たとえば、 ダイシングテ ープ Sのフレーム Fとゥエーハ Wとの間の輪環状部分に円筒状のリング部材を下から 押し上げることによりなされる。
図 9は、 エキスパンド工程におけるゥエーハ Wの分割を説明する概略図である。 図 9 ( a ) は平面図であり、 図 9 ( b ) は断面図である。 図 9 ( b ) に示されるように、 レーザー光により形成される改質領域 Kは、 ゥエーハ Wの内部に存在する。図 9 ( a ) に示されるように、 均等な張力がゥエー八 Wに加えられた場合には、 割断は良好に行 われる。
ところが、 従来の板状部材の分割方法及び分割装置では、 エキスパンド工程におい て、 ゥエーハ Wの全面に亘つてダイシングテ一プ Sの伸長が均一とならないことが多 レ^ たとえば、 割断が既に行われた部分のダイシングテープ Sが局所的に伸長してし まい、 未割断部分のダイシングテープ Sに張力が加えられない状態が生じる。 その結 果、 未割断部分を生じたり、 分割されるチップの端面形状が直線状にならずに不良と なることが多い。
本発明は、 このような事情に鑑みてなされたもので、 ゥエー八の裏面を研削して所 定の厚さに加工した後、 レーザー光による改質領域形成加工を行い個々の基板に分割 する際に、 未割断部分ゃチッピングゃ割れ欠けが生じることがなく、 端面形状が良好 な極薄のチップを確実に製造することのできる板状部材の分割方法及び分割装置を提 供することを目的とする。
また、 本発明は、 板状部材の分割装置を小型化でき、 つ、 板状部材の分割作業を 短時間で行うことができる板状部材の分割方法及び分割装置を提供することをも目的 とする。 発明の開示
前記目的を達成するために、 本発明は、 硬脆材よりなる板状部材の分割方法であつ て、 前記板状部材の表面にテープを貼付するテープ貼付工程と、 前記テープが貼付さ れた前記板状部材の表面又は内部に線状の改質領域を形成する改質領域形成工程と、 前記改質領域形成工程の後、 前記テープに張力を加えて引き伸ばし前記テープに UV 光を照射することにより、 前記線状の改質領域に沿って前記板状部材を分割して複数 枚の基板を得るエキスパンド工程と、 からなる板状部材の分割方法を提供する。 また、 前記目的を達成するために、 本発明は、 表面にテープが貼付され、 かつ表面 又は内部に線状の改質領域が形成された硬脆材ょりなる板状部材を前記線状の改質領 域に沿って分割して複数枚の基板を得る板状部材の分割装置であって、 前記線状の改 質領域に沿って前記板状部材を分割するために前記テープに張力を加えて引き伸ばす 引き伸ばし手段と、 前記テープに UV光を照射する UV光照射手段と、 を備えること を特徴とする板状部材の分割装置を提供する。
本発明によれば、 エキスパンドの際に、 テープに UV光 (紫外線の波長領域の光) を照射する。 UV光の照射により、 テープの粘着剤を硬化させたり、 テープの粘着力 を変化させたりでき、 前記テープに張力を加えて引き伸ばす際に、 板状部材の全面に 亘つてテープの伸長を均一にすることができる。 その結果、 前記線状の改質領域に沿 つて前記板状部材を分割して複数枚の基板を得る際に未割断部分ゃチッビングや割れ 欠けが生じることがなく、 端面形状が良好な極薄の基板を確実に製造することができ る。
また、 本発明によれば、 従来の板状部材の分割装置に UV光照射手段を加えるのみ で済み、 装置の構成を簡略なものとすることができる。 また、 板状部材の分割作業も 簡易となる。 その結果、 板状部材の分割装置を小型化することができ、 かつ分割作業 を短時間で行うことができる。
なお、本発明において、線状の改質領域は必ずしも連続した線状である必要はなく、 点線状のように、 断続した線状でもよい。 このような断続した線状の改質領域でも、 連続した線状の改質領域の場合と同様に、 端面形状が良好な極薄の基板を確実に製造 することができるからである。
本発明において、 前記エキスパンド工程において、 フォトマスクを使用して前記テ —プにパターン状に UV光を照射することが好ましい。 このように UV光をパターン 状にテープに照射すれば、 板状部材の線状の改質領域に該当する部分のテープと他の 部分のテープとを区別してテープの粘着力を変化させたり、 テープの粘着剤の硬化状 態を変化させたりして板状部材の改質領域近傍を選択的にエキスパンドし、 テープの エキスパンド力を効率よく分割力として板状部材に伝えることができるため、 端面形 状が良好な極薄の基板を確実に製造する、 という本発明の目的がより達成しやすいか らである。なお、本発明において、パターンとは、板状部材の分割により得られる個々 の基板の大きさ及び形状に基づいて作られた所定の模様、 及びその集合若しくは配列 であって、 U V光をテープに選択的に照射するためのものをいう。
また、 本発明において、 前記改質領域形成工程において、 前記板状部材にレーザー 光を入射させることにより、 前記板状部材の表面又は内部に前記改質領域を形成する ことが好ましい。 板状部材の表面に線状の改質領域を形成する方法は、 ダイシング、 スクライビング等の方法でも可能であるが、 レーザー光を使用すれば、 生産性、 ラン ニングコスト、 品質等の各面で優位性が発揮できるからである。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明に係る板状部材の分割方法の第 1の実施形態の流れを示すフローチ ャ一トであり ;
図 2は、 レーザーダイシング装置を説明する概念図であり ;
図 3は、 本発明に係る板状部材の分割方法の原理を説明する概念図であり ; 図 4は、 本発明に係る板状部材の分割方法の第 1の実施形態の概要を示す断面図で あり ;
図 5は、 本発明に係る板状部材の分割方法の第 2の実施形態の概要を示す概念図で あり ;
図 6は、 本発明に係る板状部材の分割方法の第 3の実施形態の概要を示す概念図で あり ;
図 7は、 従来の板状部材の分割方法の流れを示すフローチャー卜であり ; 図 8は、 従来のエキスパンド工程を説明する概念図であり ;
図 9 ( a ) 及び図 9 ( b ) は、 従来のエキスパンド工程におけるゥエー八の分割を 説明する概略図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 添付図面に従って、 本発明に係る板状部材の分割方法及び分割装置の好まし い実施の形態について詳説する。
図 1は、 本発明の板状部材の分割方法に係る第 1の実施形態を表わすフローチヤ一 卜である。 この第 1の実施形態では、 先ず、 表面側に多数の I C回路が形成されたゥ エー八の裏面側をテーブルに載置し、 次いで、 リング状のダイシング用フレームをゥ エー八の外側に配置する。 次いで、 上方から片面に紫外線 (以下 UVと称す) 硬化型 粘着剤を有するダイシングテープをフレームとゥエーハの表面とに貼付し、 ゥエーハ をフレームにマウントする (ステップ S 1 1 )。 この状態でゥエー八の表面はダイシン グテープで保護されるとともに、 フレームと一体化されているので搬送性がよい (以 上、 テープ貼付工程に相当)。
次いで、 バックグラインダでゥエー八の裏面が研削され所定の厚さ (たとえば 5 0 m) 近傍まで加工される。 研削の後は、 研削時に生成された加工変質層を研磨加工 で除去する。 ここで用いられるバックグラインダは、 研磨機能付きのポリッシュダラ イングであり、 研削後にゥェ一八の吸着を解除せずに、 そのまま研磨して加工変質層 を除去できるので、 ゥェ一ハの厚さが 3 0 m程度であっても破損することがない。 研磨されたゥエー八はパックグラインダに設けられた洗浄、 乾燥装置で洗浄され、 乾 燥される (ステップ S 1 3 )。
次いで、 所定の厚さに加工されたゥエーハは、 研磨機能付きのポリッシュグライン ダに組込まれているレーザーダイシング装置で、 個々のチップに分割されるべくダイ シングされる。 ここではゥエーハはフレームごとテーブルに吸着され、 ダイシングテ ープを介してゥエー八の表面側からレーザー光が入射される。 レーザー光の集光点が ゥエー八の厚さ方向の内部に設定されているので、 ゥエーハの表面を透過したレーザ 一光は、 ゥエーハ内部の集光点でエネルギーが集中し、 ゥエーハの内部に多光子吸収 による改質領域が形成される (以上、 改質領域形成工程に相当)。 これによりゥエーハ は分子間力のバランスが崩れ、 自然に割断するかあるいは僅かな外力を加えることに より割断されるようになる (ステップ S 1 5 )。
図 2は、 ポリッシュグラインダに組込まれているレーザ一ダイシング装置を説明す る概念図である。 レーザーダイシング装置 1 0は、 図 2に示されるように、 マシンべ ース 1 1上に XY Z 0テ一ブル 1 2が設けられ、 ゥエーハ Wを吸着載置して XY Z 0 方向に精密に移動される。 同じくマシンべ一ス 1 1上に設けられたホルダ 1 4にはダ イシング用の光学系 1 3が取り付けられている。
光学系 1 3にはレーザー光源 1 3 Aが設けられ、 レーザ一光源 1 3 Aから発振され たレーザ一光はコリメ一卜レンズ、 ミラー、 コンデンスレンズ等の光学系を経てゥェ 一八 Wの内部に集光される。 ここでは、 集光点におけるピークパワー密度が 1 X 1 0 8 (W/c m2 ) 以上でかつパルス幅が 1 s以下の条件で、 ダイシングテープに対し て透過性を有するレーザー光が用いられる。 なお、 集光点の厚さ方向位置は、 XY Z 0テーブル 1 2の Z方向微動によって調整される。
また、 レーザ一ダイシング装置 1 0には図示しない観察光学系が設けられており、 ゥエーハ表面に形成されているパターンを基にゥエーハのァライメントが行われ、 レ 一ザ一光の入射位置が位置決めされる。 ァライメントが終了すると、 XY Z 0テープ ル 1 2が XY方向に移動してゥエー八のダイシングストリートに沿ってレーザー光が 入射される。
図 1に示されるステップ S 1 5のレーザーダイシングの後は、 ダイシングテープを 放射状に伸延させ各チップ間の隙間を広げるエキスパンド工程が行われる (ステップ S 1 7 )o この工程の詳細については、 後述する。
ダイシングテープがエキスパンドされた状態でダイシングテープ側から U.Vを照射 し、 ダイシングテープの粘着剤を硬化させ粘着力を低下させる。 なお、 この UV照射 は、 ダイシング工程の最後に行ってもよい。
次いで、 エキスパンドされた状態で 1個のチップがダイシングテープ側から突き上 げピンで突き上げられてダイシングテ一プから剥離され、 ピックァップへッドで吸引 され、 表裏反転されてチップマウント用のコレットに吸引され、 リードフレーム等の パッケージ基材にマウントされる (ステップ S 1 9 )。チップマウント工程後は、 ワイ ャボンディング、 モールディング、 リード切断成形、 マーキング等のパッケージング 工程が施され I Cが完成される。 以上が第 1の実施形態の概略である。
次にエキスパンド工程の詳細について説明する。 図 3は、 本発明に係る板状部材の 分割方法の原理を説明する概念図であり、 図 4は、 第 1の実施形態の概要を示す断面 図である。
図 3に示されるように、 レーザー光により形成される改質領域 Kは、 ゥェ一ハ Wの 内部に存在する。 図 3に示されるように、 ダイシングテープ Sを介して改質領域 の 両側のゥエーハ Wに加えられる張力は左右方向の矢印で示される。 また、 上向きの複 数の矢印で示されるように、 ダイシングテープ Sの下面よりダイシングテープ Sの略 全面に UV光が照射されている。
図 4は、 このような分割方法を行うための分割装置 2 0を示す。 図 4及び既述の図 8に示されるように、 ダイシングテープ Sの周縁部は枠状のフレーム Fに固定されて いる。 ダイシングテープ S周縁部の内側部分の下面にはリング部材 2 2が当接してい る。 このリング部材 2 2の上面外周縁部は滑らかに R面取りがされている。 ダイシン グテープ Sの下方には、 11¥光源2 4 (UV光照射手段) が配されている。
UV光源 2 4より UV光をダイシングテープ Sに向けて照射するとともに、 フレ一 ム Fを図 4の矢印の方向に押し下げる。 UV光の照射により、 ダイシングテープ Sの 粘着剤を硬化させたり、 テープの粘着力を変化させたりできる。
同時に、 フレーム Fに図の矢印で示す力が付与され、 下方に押し下げられる。 これ によりダイシングテープ Sはエキスパンドされ、 チップ T同士の間隔が広げられる。 この時、 リング部材 2 2の上面外周縁部が滑らかに R面取りされているので、 ダイシ ングテープ Sはスムーズにエキスパンドされる。
フレーム Fを押し下げるための機構としては、 公知の各種直動装置が採用できる。 たとえば、 シリンダ部材 (油圧、 空圧等による)、 モータとねじ (シャフトとしての雄 ねじと軸受としての雌ねじとの組み合わせ) よりなる直動装置が採用できる。
UV光の照射強度(電力)、 波長領域、 照射時間等の照射条件は、 ダイシングテープ Sの粘着剤の材質、 ゥェ一ハ Wのサイズ、 割断後のチップ Tのサイズ等に応じて適宜 の値が選択できる。
以上説明した第 1の実施形態によれば、 エキスパンド工程において、 UV光の照射 により、 ダイシングテープ Sの粘着剤を硬化させたり、 ダイシングテープ Sの粘着力 を変化させたりでき、 ゥエーハ Wの全面に亘つてダイシングテープ Sの伸長を均一に できる。 その結果、 改質領域 Kに沿ってゥエーハ Wを分割して各チップ Tを得る際に 未割断部分ゃチッピングゃ割れ欠けが生じることがなく、 端面形状が良好な極薄のチ ップを製造することができる。
次に、 本発明に係る第 2の実施形態について、 図 5に基づいて説明する。 この第 2 の実施形態は前述の第 1の実施形態と比べ、 エキスパンド工程のみが異なっている。 したがって、 共通の工程についての詳細な説明は省略する。
図 5に示される構成においては、 第 1の実施形態に加えて、 ダイシングテープ Sの 下面にフォトマスク Mが配されている。 それ以外の構成は、 図 4に示される分割装置 2 0と同一であることより、 分割装置 2 0の図示、 及び分割装置 2 0の各部の詳細な 説明は省略する。
フォトマスク Mとしては、 ガラスマスク (合成石英、 低熱膨張ガラス、 ソーダライ ムガラス等を使用)、 フィルムマスク (ポリエステルフィルム等を使用)、 メタルマス ク等、 精度、 コスト等に応じて各種のフォトマスクが使用できる。
図 5の構成において、 フォトマスク Mは、 フォトマスク Mを平面視したときの正方 形の遮光部分 M lが、分割される各チップ Tの中央部分を覆うように配置されている。 すなわち、 分割される各チップ Tの周縁部分に対応するダイシングテープ Sの部分に は、 フォ卜マスク Mの透光部分 M 2を透過した UV光が照射されるように配置されて いる。 その場合、 図示のように、 この部分のダイシングテープ Sの粘着材が被照射部 3 0となる。
11¥光源2 4 (図 4参照) より UV光を、 フォトマスク Mを経てダイシングテープ Sに向けて照射するとともに、 フレーム Fを押し下げる (図 4参照)。 UV光の照射に より、 ダイシングテープ Sの粘着剤の被照射部 3 0の粘着力が低下する。
同時に、 ダイシングテープ Sはエキスパンドされ、 チップ T同士の間隔が広げられ る。 この時、 各チップ Tの周縁部分に対応するダイシングテープ Sが被照射部 3 0と なっており、 この部分の粘着剤の粘着力が低下しているので、 チップ T同士の割断予 定線近傍のダイシングテープ Sが選択的にエキスパンドされる。 すなわち、 ダイシン グテープ Sのエキスパンド力が効率よく分割力としてゥエーハ Wに伝えられる。 その 結果、 改質領域 Kに沿ってゥエーハ Wを分割して各チップ Tを得る際に、 未割断部分 を発生させずにチップ Tの分割をゥエーハ Wの全面に亘つて行える。
UV光の照射強度(電力)、 波長領域、 照射時間等の照射条件は、 ダイシングテープ Sの粘着剤の材質、 ゥエーハ Wのサイズ、 割断後のチップ Tのサイズ等に応じて適宜 の値が選択できる。
以上説明した第 2の実施形態によれば、 エキスパンド工程において、 フォトマスク Mを経た UV光の照射により、 ダイシングテープ Sの粘着力を被照射部 3 0において 選択的に低下させることができ、 ゥエーハ Wの全面に亘つてダイシングテープ Sのェ キスパンド力が効率よく分割力としてゥエーハ Wに伝えられる。 その結果、 改質領域 Kに沿ってゥエーハ Wを分割して各チップ Tを得る際に未割断部分ゃチッビングや割 れ欠けが生じることがなく、端面形状が良好な極薄のチップを製造することができる。 なお、 第 2の実施形態では、 高粘着力のダイシングテープ Sを使用することも可能 である。
次に、 本発明に係る第 3の実施形態について、 図 6に基づいて説明する。 この第 3 の実施形態は前述の第 1及び第 2の実施形態と比べ、 エキスパンドエ程のみが異なつ ている。 したがって、 共通の工程についての詳細な説明は省略する。
図 6に示される構成においては、.第 1の実施形態に加えて、 ダイシングテープ Sの 下面にフォトマスク Mが配されている。 それ以外の構成は、 図 4に示される分割装置 2 0と同一であることより、 分割装置 2 0の図示、 及び分割装置 2 0の各部の詳細な 説明は省略する。
フォトマスク Mとしては、 第 2の実施形態と同様にガラスマスク (合成石英、 低熱 膨張ガラス、 ソ一ダライムガラス等を使用)、 フィルムマスク (ポリエステルフィルム 等を使用)、 メタルマスク等、精度、 コスト等に応じて各種のフォトマスクが使用でき る。
図 6の構成において、 フォトマスク Mは、 フォトマスク Mを平面視したときの枠状 の遮光部分 M lが、 分割される各チップ Tの周縁部分を覆うように配置されている。 すなわち、 分割される各チップ Tの中央部分に対応するダイシングテープ Sの部分に は、 フォトマスク Mの透光部分 M 2を透過した UV光が照射されるように配置されて いる。 その場合、 図示のように、 この部分のダイシングテープ Sの粘着材が被照射部 4 0となる。
光源2 4 (図 4参照) より UV光を、 フォトマスク Mを経てダイシングテープ Sに向けて照射するとともに、 フレーム Fを押し下げる (図 4参照)。 UV光の照射に より、 ダイシングテープ Sの被照射部 4 0の硬化が促進される。
同時に、 ダイシングテープ Sはエキスパンドされ、 チップ T同士の間隔が広げられ る。 この時、 各チップ Tの中央部分に対応するダイシングテープ Sが被照射部 4 0と なっており、 この部分の硬化が促進されているので、 この部分のダイシングテープ S のエキスパンドはされにくく、 被照射部 4 0以外の部分であるチップ T同士の割断予 定線近傍のダイシングテープ Sが選択的にエキスパンドされる。 すなわち、 ダイシン グテープ Sのエキスパンド力が効率よく分割力としてゥェ一ハ Wに伝えられる。 その 結果、 ゥエーハ Wの分割の際に未割断部分を発生させずに、 チップ Tの分割をゥエー 八 Wの全面に亘つて行える。
UV光の照射強度 (電力)、 波長領域、 照射時間等の照射条件は、 ダイシングテープ Sの粘着剤の材質、 ゥェ一ハ Wのサイズ、 割断後のチップ Tのサイズ等に応じて適宜 の値が選択できる。
以上説明した第 3の実施形態によれば、 エキスパンド工程において、 フォトマスク Mを経た UV光の照射により、 ダイシングテープ Sの硬化を被照射部 4 0において選 択的に促進させることができ、 ゥエーハ Wの全面に亘つてダイシングテープ Sのェキ スパンド力が効率よく分割力としてゥエーハ Wに伝えられる。 その結果、 改質領域 K に沿ってゥェ一ハ Wを分割して各チップを得る際に未割断部分ゃチッピングゃ割れ欠 けが生じることがなく、 端面形状が良好な極薄のチップを製造することができる。 ま た、 第 3の実施形態によれば、 エキスパンド工程において、 チップ Tの剥離が起こり にくいという効果も得られる。
以上、 本発明に係る板状部材の分割方法及び分割装置の実施形態の各例について説 明したが、 本発明は上記実施形態の例に限定されるものではなく、 各種の態様が採り 得る。
たとえば、 実施形態の例では、 ダイシングテープ Sが貼付されたゥエーハ Wの表面 又は内部に改質領域を形成する改質領域形成工程においてレーザーダイシング装置を 用いているが、 改質領域形成工程においてはこれ以外の装置、 たとえばダイシングソ 一により改質領域を形成するようにしてもよい。
また、 実施形態の例では、 硬脆材よりなる板状部材をゥエーハ Wとした場合につい て説明しているが、 本発明の板状部材の分割方法及び分刳装置は、 これ以外の各種硬 脆材、 たとえば、 各種表示素子 (L C、 E L等) に使用されるガラス基板の分割にも 適用できる。 このようなガラス基板のスクライビングによる分割では、 ガラス切粉の 発生によるキズの発生が大きな問題であつたが、 本発明によれば、 この問題の有効な 対処が可能である。
また、 実施形態の例では、 厚さ 3 0 /^m〜 1 0 0 m程度の極薄のゥエー八に加工 して極薄のチップを得るという例で説明したが、 本発明の板状部材の分割方法は 1 0 0 m以上のチップに対しても適用することができる。 産業上の利用可能性
以上説明したように、 本発明によれば、 エキスパンド工程において、 テープに UV 光 (紫外線の波長領域の光) を照射する。 これにより、 テープの粘着剤を硬化させた り、 テープの粘着力を変化させたりでき、 ゥェ一ハ Wの全面に亘つてダイシングテ一 プ Sの伸長を均一にできる。 その結果、 線状の改質領域に沿って板状部材を分割して 複数枚の基板を得る際に未割断部分ゃチッピングゃ割れ欠けが生じることがなく、 端 面形状が良好な極薄の基板を確実に製造することができる。
また、 本発明によれば、 従来の板状部材の分割装置に UV光照射手段を加えるのみ で済み、装置の構成を簡略なものとできる。また、板状部材の分割作業も簡易とよる。 その結果、 板状部材の分割装置を小型化でき、 かつ、 板状部材の分割作業を短時間で 行うことができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 硬脆材よりなる板状部材の分割方法であって、
前記板状部材の表面にテープを貼付するテープ貼付工程と、
前記テープが貼付された前記板状部材の表面又は内部に線状の改質領域を形成する 改質領域形成工程と、
前記改質領域形成工程の後、 前記テープに張力を加えて引き伸ばし前記テープに U V光を照射することにより、 前記線状の改質領域に沿って前記板状部材を分割して複 数枚の基板を得るエキスパンド工程と、
からなる板状部材の分割方法。
2 . 前記エキスパンド工程において、 フォトマスクを使用して前記テープにパターン 状に UV光を照射する請求項 1に記載の板状部材の分割方法。
3 . 前記改質領域形成工程において、 前記板状部材にレーザー光を入射させることに より、 前記板状部材の表面又は内部に前記改質領域を形成する請求項 1に記載の板状 部材の分割方法。
4. 前記改質領域形成工程において、 前記板状部材にレーザ一光を入射させることに より、 前記板状部材の表面又は内部に前記改質領域を形成する請求項 2に記載の板状 部材の分割方法。
5 . 表面にテープが貼付され、 力、つ表面又は内部に線状の改質領域が形成された硬脆 材よりなる板状部材を前記線状の改質領域に沿って分割して複数枚の基板を得る板状 部材の分割装置であって、
前記線状の改質領域に沿って前記板状部材を分割するために前記テープに張力を加 えて引き伸ばす引き伸ばし手段と、
前記テープに UV光を照射する UV光照射手段と、
を備えることを特徴とする板状部材の分割装置。
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