JP5523030B2

JP5523030B2 - ブレイク装置

Info

Publication number: JP5523030B2
Application number: JP2009208838A
Authority: JP
Inventors: 康智岡島
Original assignee: Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Priority date: 2009-09-10
Filing date: 2009-09-10
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2029-09-10
Also published as: JP2011056788A

Description

本発明は円形の部材を細かく切断加工する工程等の切断工程で用いられるブレイク装置及びブレイク方法に関するものである。

半導体の製造において円板状のウエハを多数の四角形状に分断する工程においては、通常ウエハをダイシングシートに固定し、薄いダイシングソーを用いてダイシングソーを回転させてチップの間を走査することによって四角形状に多数のチップを形成している。

特許文献１には、半導体ウエハをチップ状に切断する際に、ウエハの表面をスクライブし、へき開面に沿ってブレイクすることで多数のチップに分断する半導体ウエハ加工装置が提案されている。

又特許文献２には、半導体ウエハ等をチップ上に切断する際にウエハの表面をスクライブし、ノズルより高圧の空気を集中して吹きつけ、加圧ノズルからの空気の加圧によって分離切断する装置が示されている。

特開平２００３−２８２４８５号公報特開平２００１−３４７４９７号公報

しかしながら、ウエハの正方形状の領域をダイシングソーを用いて切断する場合には、ダイシングソーの厚さに相当する溝が形成される。ダイシングソーの厚さは、例えば７０〜１００μｍであるので、１０ｃｍ四方の切断領域を持つウエハを例えば１ｍｍ単位で１００×１００個に分断する際には、溝の幅の合計は１０ｍｍにも達する。そのため製品数が減少してしまい、溝の幅の影響は無視できないという欠点があった。

特許文献１のように、基板にスクライブラインを形成し、その裏面よりブレイクバーを当てて切断する方法では、位置決め誤差が大きくなり易く精度が低下する。又基板上に実装された製品に対するストレスが大きくなり、歩留りが低下するという問題点があった。

又特許文献２には基板の裏面より加圧ノズルからスクライブラインの位置に高圧空気を吹きつけて分離しているが、基板の浮き上がりを防止するため表面より押さえノズルによって加圧する必要がある。従って裏面の加圧ノズルと表面の加圧ノズルとを同時に走査する必要があり、構造が複雑になるという問題点があった。

本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、ダイシングソーを用いることなく高圧空気を用い、比較的簡単な構成でスクライブされた基板を分断することができるブレイク装置及びブレイク方法を提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明のブレイク装置は、一方の面に粘着テープが貼り付けられ、他方の面にスクライブラインが形成された脆性材料基板をブレイクするブレイク装置であって、前記脆性材料基板のスクライブラインが形成された面をその上面に接触させたシート状の弾性部材と、テーブル上に配置され前記弾性部材の外周部を保持し、前記弾性部材の下部空隙を気密に保つ環状のリングと、前記基板のスクライブラインに沿ってスクライブラインの真上より流体をノズルより噴出させる流体噴出手段と、を具備するものである。

ここで前記流体噴出手段のノズルをスクライブラインに沿って走査する走査手段を更に具備するようにしてもよい。

この課題を解決するために、本発明のブレイク方法は、一方の面に粘着テープが貼り付けられ、他方の面にスクライブラインが形成された脆性材料基板をブレイクするブレイク方法であって、前記脆性材料基板のスクライブラインが形成された面を弾性部材の上面に接触させて保持し、前記弾性部材の外周部を保持し、前記弾性部材の下部空隙を気密に保ち、前記基板のスクライブラインに沿ってスクライブラインの真上より流体をノズルより噴出させるものである。

ここで前記ノズルより流体を噴出させつつスクライブラインに沿って走査するようにしてもよい。

このような特徴を有する本発明によれば、比較的簡単な構成で基板上に実装されている基板に対するストレスがあまりなく、スクライブラインに沿って正確に基板を分断することができる。又ダイシングソーによるブレイクに比べて製品の歩留りが向上するという効果がある。

図１は本発明の実施の形態によるブレイク装置の概略斜視図である。図２は本実施の形態によるブレイク装置のコントローラの構成を示すブロックを示す図である。図３Ａは脆性材料基板周辺部分の平面図である。図３Ｂは脆性材料基板周辺部分の断面図である。図４Ａは加圧前の脆性材料基板の拡大断面図である。図４Ｂは加圧後の脆性材料基板の拡大断面図である。

次に本発明の実施の形態によるブレイク装置及びブレイク方法について説明する。図１は、本実施の形態のブレイク装置の一例を示す概略斜視図である。このブレイク装置１０は、移動台１１が一対の案内レール１２ａ、１２ｂに沿って、ｙ軸方向に移動自在に保持されている。ボ−ルネジ１３は移動台１１と螺合している。ボールネジ１３はモータ１４の駆動により回転し、移動台１１を案内レール１２ａ，１２ｂに沿ってｙ軸方向に移動させる。移動台１１の上面にはモータ１５が設けられている。モータ１５はテーブル１６をｘｙ平面で回転させて所定角度に位置決めするものである。テーブル１６上には円形の脆性材料基板１７がリング１８により保持されて固定されている。脆性材料基板１７とリング１８については後に詳細に説明する。ここで脆性材料基板１７は低温焼成セラミックス基板とする。ブレイク装置の上部には、脆性材料基板１７の撮像する２台のＣＣＤカメラ１９ａ，１９ｂが設けられている。

ブレイク装置１０には、移動台１１とその上部のテーブル１６をまたぐようにブリッジ２０がｘ軸方向に沿って支柱２１ａ，２１ｂにより架設されている。ブリッジ２０はリニアモータ２２が設けられブレイクヘッド２３を移動自在に保持している。リニアモータ２２はブレイクヘッド２３をｘ軸方向に沿って直線駆動するものである。ブレイクヘッド２３の先端部には、高圧空気を噴出するためのエアノズル２４が取付けられている。エアノズル２４にはダクト２５を介して空気圧縮機２６に接続され、エアノズル２４より脆性材料基板１７の表面に高圧空気を噴出させるものである。

ここで移動台１１、案内レール１２ａ，１２ｂやテーブル１６及びこれらを駆動するモータ１４，１５及びブレイクヘッド２３を移動させるリニアモータ２２は、ブレイクヘッドと脆性材料基板をその基板の面内でスクライブラインに沿って走査する走査手段を構成している。又空気圧縮機２６，ダクト２５，エアノズル２４，ブレイクヘッド２３は、基板のスクライブラインに沿ってスクライブラインの真上より加圧空気などの流体を噴出させる流体噴出手段を構成している。

次に本実施の形態によるブレイク装置１０のコントローラの構成について、ブロック図を用いて説明する。図２はブレイク装置１０のコントローラ３０のブロック図である。本図において２台のＣＣＤカメラ１９ａ，１９ｂからの出力はコントローラ３０の画像処理部３１を介して制御部３２に与えられる。制御部３２には入力部３３、Ｙモータ駆動部３４，回転用モータ駆動部３５、リニアモータ駆動部３６及びブレイクヘッド駆動部３７が接続される。Ｙモータ駆動部３４はモータ１４を駆動するものであり、回転用モータ駆動部３５はモータ１５を駆動するものである。リニアモータ駆動部３６はリニアモータ２２を駆動するものである。制御部３２はテーブル１６のｙ軸方向の位置を制御し、テーブル１６を回転制御すると共に、リニアモータ２２に制御する。又制御部３２はブレイクヘッド駆動部３７を介してブレイクヘッドをｚ軸方向に駆動するものである。更に制御部３２にはモニタ３８が接続される。

次に脆性材料基板１７とリング１８の周辺部分の詳細について説明する。図３Ａはテーブル１６の平面図、図３Ｂはその断面図である。これらの図に示すように、脆性材料基板１７は円板であり、あらかじめ下面の正方形の部分に格子状に多数のスクライブラインＳＬ_x0〜ＳＬ_xn，ＳＬ_y0〜ＳＬ_ynが形成されている。この脆性材料基板１７の上面には、全面に渡って粘着テープ４１が貼り付けられる。そして格子状スクライブラインが形成された基板の下面に円形でシート状の弾性部材４２、例えばゴムを密着させる。ここで脆性材料基板１７は例えば０．２〜０．７ｍｍの厚さであり、弾性部材４２は例えば２〜１０ｍｍの厚さを有するものとする。そして弾性部材４２の外周部は環状のリング１８によって保持される。リング１８は弾性部材３２の周囲を保持するものであり、テーブル１６上に固定されている。ここでテーブル１６と弾性部材４２及びリング１８で囲まれた空隙４３は気密となっている。

次にこの実施の形態によるブレイク装置の動作について説明する。まずコントローラ３０のＹモータ駆動部３４、回転モータ駆動部３５及びリニアモータ駆動部３６よりモータ１４，１５及びリニアモータ２２を制御し、脆性材料基板１７の既に形成されているスクライブラインの先端にノズルの空気噴出孔が対応するように位置決めする。この状態においてブレイクヘッドを下方に下げて空気圧縮機２６により空気を加圧し、加圧空気をエアノズル２４の先端より集中させ、上部より空気を噴出させる。ここで加圧空気の圧力は例えば０．５ＭＰａ程度とする。粘着テープ４１の上部より加圧空気を噴出させると、図４Ａに加圧前、図４Ｂに加圧後の拡大断面図を示すように、弾性部材４２がわずかに下方に変形し、これによって脆性材料基板１７をブレイクすることができる。ここで弾性部材４２の下方の空隙４３を気密に保っておくことによって、高圧空気が加わった部分以外はほとんど変形することはない。このため、図４Ｂに示すように極所的な変形が生じてブレイクが容易となる。そしてリニアモータ２２によりブレイクヘッド２３をｘ軸方向に駆動し、エアノズル２４をスクライブラインＳＬ_x0に沿って走査することによって、スクライブラインＳＬ_x0に沿ってブレイクすることができる。

こうして１本のスクライブラインＳＬ_x0のブレイクを終えると、テーブル１６をｙ方向に平行移動し、同様の処理を繰り返して次のスクライブラインＳＬ_x1に沿ってブレイクする。そして平行に形成されているスクライブラインＳＬ_x0〜ＳＬ_xnを全てブレイクすると、テーブル１６を９０°回転させ、ブレイクしたスクライブラインＳＬ_x0〜ＳＬ_xnと垂直に形成されているスクライブラインＳＬ_y0〜ＳＬ_ynについて同様にブレイクを行う。こうすれば脆性材料基板１７にほとんどストレスをかけることなく分断することができる。又脆性材料基板１７は正方形の多数のチップに分断されるが、脆性材料基板１７の上面には粘着テープ４１が貼り付けられているため、ブレイクした後にばらばらに分離してしまうことはない。

さて全てのブレイクを終了すると、脆性材料基板１７を粘着テープ４１と共に取り外し、粘着テープ４１を外周に向けて押し広げる。こうすれば正方形状に分断された個々のチップを容易に取り出すことができる。

尚本実施の形態では１本のエアノズルを走査してスクライブされた脆性材料基板をブレイクしているが、複数のエアノズルを用いて同時に走査してブレイクするものであってもよい。又１本のエアノズルより高圧の空気を線状に噴出させるようにしてブレイクするようにしてもよい。更にエアノズルはテーパー状であってもよく、スパイラル状のものであってもよい。

又この実施の形態では高圧の空気を吹きつけるようにしているが、高圧の気体であればよく、空気に限定されるものではない。

更にこの実施の形態では脆性材料基板を低温焼成セラミックス基板としているが、本発明は高温焼成セラミックス基板や半導体チップ、ガラス等種々の脆性材料基板に適応することができる。

本発明はセラミックス基板や半導体チップなどの脆性材料基板を直接接触することなくブレイクすることができる。従って特に基板を微小なチップに分断するブレイク装置及びブレイク方法に有効である。

１０ブレイク装置
１１移動台
１２ａ，１２ｂ案内レール
１３ボールネジ
１４，１５モータ
１６テーブル
１７脆性材料基板
１８リング
１９ａ，１９ｃＣＣＤカメラ
２０ブリッジ
２１ａ，２１ｂ支柱
２２リニアモータ
２３ブレイクヘッド
２４エアノズル
２５ダクト
２６空気圧縮機
３１画像処理部
３２制御部
４１粘着テープ
４２弾性部材

Claims

一方の面に粘着テープが貼り付けられ、他方の面にスクライブラインが形成された脆性材料基板をブレイクするブレイク装置であって、
前記脆性材料基板のスクライブラインが形成された面をその上面に接触させたシート状の弾性部材と、
テーブル上に配置され前記弾性部材の外周部を保持し、前記弾性部材の下部空隙を加圧することなく気密に保つ環状のリングと、
前記基板のスクライブラインに沿ってスクライブラインの真上より加圧気体をノズルより噴出させる流体噴出手段と、
前記流体噴出手段のノズルをスクライブラインに沿って走査する走査手段と、を具備するブレイク装置。