(57)【要約】【課題】デブリによる切断片またはチップの結合を防ぎ、被加工物を完全に分割できるようにする。【解決手段】被加工物の分割方法は、被加工物Ｗにダイシングテープ１を貼着するダイシングテープ貼着工程と、第１の方向に沿って被加工物Ｗに対して吸収性を有するレーザ光線ＬＢ１を照射して第１のレーザ加工溝Ｇ１を形成する第１のレーザ加工工程と、ダイシングテープ１を第２の方向に拡張して第１のレーザ加工溝Ｇ１の幅を拡げる第１の拡張工程と、第２の方向に沿って被加工物Ｗに対してレーザ光線ＬＢ１を照射して第２のレーザ加工溝Ｇ２を形成する第２のレーザ加工工程と、ダイシングテープ１を第１の方向に拡張して第２のレーザ加工溝Ｇ２の幅を拡げる第２の拡張工程とを含むため、分割された切断片ＣＰがデブリによって結合するおそれを防ぐことができ、被加工物Ｗを完全に分割できる。【選択図】図６
2018098235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を第１の方向と該第１の方向と直交する第２の方向とによって区画される所定の寸法に分割する被加工物の分割方法であって、
被加工物にダイシングテープを貼着するダイシングテープ貼着工程と、
該ダイシングテープ側を保持テーブルに保持して該第１の方向に沿って該被加工物に対して吸収性を有するレーザ光線を照射して第１のレーザ加工溝を形成する第１のレーザ加工工程と、
該ダイシングテープを該第２の方向に拡張して該第１のレーザ加工溝の幅を拡げる第１の拡張工程と、
該第１の拡張工程の実施後、該第２の方向に沿って該被加工物に対して吸収性を有するレーザ光線を照射して第２のレーザ加工溝を形成する第２のレーザ加工工程と、
該第２のレーザ加工工程を実施した後、該ダイシングテープを該第１の方向に拡張して該第２のレーザ加工溝の幅を拡げる第２の拡張工程と、を含むことを特徴とする被加工物の分割方法。
【請求項２】
ダイシングテープを介して環状のフレームに貼着された被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物にレーザ光線を照射するレーザ光線照射手段と、被加工物を撮像する撮像手段と、備えるレーザ加工装置であって、
該フレームを保持するフレーム保持手段と、
該フレーム保持手段と被加工物とを相対的に離反させて該ダイシングテープを拡張するための移動手段と、
該ダイシングテープの被加工物と該フレームとの間の領域に熱を加え収縮させるための加熱手段と、を更に備えることを特徴とするレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物を分割する分割方法及びレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被加工物を分割するために、例えば、被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザ光線を被加工物に照射することにより、被加工物に加工溝を形成するレーザ加工（アブレーション加工）を行い、その後、加工溝に沿って外力を加えて被加工物を所定形状の切断片に分割する方法がある（例えば、下記の特許文献１を参照）。また、表面に格子状の分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスが形成されたウエーハを個々のチップに分割するために、例えば、レーザ光線や切削ブレードによって分割予定ラインに沿った所定の深さの加工溝を形成し、その後、分割予定ラインに沿って外力を加えて加工溝を起点にウエーハを分割する方法がある（例えば、下記の特許文献２を参照）。ウエーハに外力を加える装置としては、粘着テープを介して環状のフレームに支持されたウエーハを面方向に拡張することができる拡張装置が用いられている（例えば下記の特許文献３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３０５４２０号公報
【特許文献２】特開２００７−７６６８号公報
【特許文献３】特開２００２−３３４８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のようなレーザ加工によって被加工物に加工溝を形成するときに、レーザ光線の照射によって被加工物が溶融して発生したデブリが加工溝に入り込み、分割されたチップ同士がデブリによって接合して分割できないという問題が生じている。通常、レーザ加工によって被加工物を完全切断する溝を形成する場合は、同じ分割予定ラインに対してレーザ光線の照射を繰り返し行うことで被加工物を完全に分割している。ここで、１回のレーザ光線の照射出力を小さくするとともにレーザ光線を照射する時間の間隔をあけた加工条件に設定すれば、デブリの蓄積を防ぐことができるが、例えば反っている金属のような被加工物に対しても上記加工条件下でレーザ加工を行うと、分割予定ラインの位置がずれてしまうため、同じ位置に正確にレーザ光線を照射することができず、被加工物を完全に分割できないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、デブリによる切断片またはチップの結合を防ぎ、被加工物を完全に分割できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、被加工物を第１の方向と該第１の方向と直交する第２の方向とによって区画される所定の寸法に分割する被加工物の分割方法であって、被加工物にダイシングテープを貼着するダイシングテープ貼着工程と、該ダイシングテープ側を保持テーブルに保持して該第１の方向に沿って該被加工物に対して吸収性を有するレーザ光線を照射して第１のレーザ加工溝を形成する第１のレーザ加工工程と、該ダイシングテープを該第２の方向に拡張して該第１のレーザ加工溝の幅を拡げる第１の拡張工程と、該第１の拡張工程の実施後、該第２の方向に沿って該被加工物に対して吸収性を有するレーザ光線を照射して第２のレーザ加工溝を形成する第２のレーザ加工工程と、該第２のレーザ加工工程を実施した後、該ダイシングテープを該第１の方向に拡張して該第２のレーザ加工溝の幅を拡げる第２の拡張工程と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明は、ダイシングテープを介して環状のフレームに貼着された被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物にレーザ光線を照射するレーザ光線照射手段と、被加工物を撮像する撮像手段と、備えるレーザ加工装置であって、該フレームを保持するフレーム保持手段と、該フレーム保持手段と被加工物とを相対的に離反させて該ダイシングテープを拡張するための移動手段と、該ダイシングテープの被加工物と該フレームとの間の領域に熱を加え収縮させるための加熱手段と、を更に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかる被加工物の分割方法は、被加工物にダイシングテープを貼着するダイシングテープ貼着工程と、ダイシングテープ側を保持テーブルに保持して第１の方向に沿って被加工物に対して吸収性を有するレーザ光線を照射して第１のレーザ加工溝を形成する第１のレーザ加工工程と、ダイシングテープを第２の方向に拡張して第１のレーザ加工溝の幅を拡げる第１の拡張工程と、第１の拡張工程の実施後、第２の方向に沿って被加工物に対して吸収性を有するレーザ光線を照射して第２のレーザ加工溝を形成する第２のレーザ加工工程と、第２のレーザ加工工程を実施した後、ダイシングテープを第１の方向に拡張して第２のレーザ加工溝の幅を拡げる第２の拡張工程とを含むため、たとえ第１のレーザ加工工程や第２のレーザ加工工程の実施中に発生したデブリが第１のレーザ加工溝や第２のレーザ加工溝に入り込んだとしても、第１の拡張工程によって第１のレーザ加工溝の幅が第２の方向に拡張されるとともに、第２の拡張工程によって第２のレーザ加工溝の幅が第１の方向に拡張されることから、分割された切断片がデブリによって結合するおそれを防ぐことができ、被加工物を完全に分割することができる。
【０００９】
また、本発明にかかるレーザ加工装置は、ダイシングテープを介して環状のフレームに貼着された被加工物を保持する被加工物保持手段と、被加工物保持手段に保持された被加工物にレーザ光線を照射するレーザ光線照射手段と、被加工物を撮像する撮像手段とを備え、環状のフレームを保持するフレーム保持手段と、フレーム保持手段と被加工物とを相対的に離反させてダイシングテープを拡張するための移動手段と、ダイシングテープの被加工物とフレームとの間の領域に熱を加え収縮させるための加熱手段とを更に備えたため、被加工物に第１のレーザ加工溝を形成した後、被加工物保持手段及びフレーム保持手段による被加工物の保持状態を維持したまま移動手段によってダイシングテープを拡張して第１のレーザ加工溝を拡げることができるとともに、被加工物に第２のレーザ加工溝を形成した後、被加工物保持手段及びフレーム保持手段による被加工物の保持状態を維持したまま移動手段によってダイシングテープを拡張して第２のレーザ加工溝を拡げることができる。したがって、例えば、パターンを有する被加工物をレーザ加工するときに発生したデブリが、第１のレーザ加工溝や第２のレーザ加工溝に入り込んだとしても、分割されたチップがデブリによって結合するおそれを防ぎ、被加工物を完全に分割することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態のダイシングテープ貼着工程を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態の第１のレーザ加工工程を示す斜視図である。
【図３】第１のレーザ加工溝が形成された被加工物を示す平面図である。
【図４】第１実施形態の第１の拡張工程を示す断面図である。
【図５】第１実施形態の第２のレーザ加工工程を示す斜視図である。
【図６】第２のレーザ加工溝が形成された被加工物を示すとともに第１実施形態の第２の拡張工程を示す平面図である。
【図７】レーザ加工装置の一例の構成を示す斜視図である。
【図８】被加工物保持手段及びフレーム保持手段の構成を示す断面図である。
【図９】第２実施形態のダイシングテープ貼着工程を示す斜視図である。
【図１０】第２実施形態の第１のレーザ加工工程を示す斜視図である。
【図１１】第２実施形態の第１の拡張工程を示す断面図である。
【図１２】第２実施形態の第２のレーザ加工工程を示す斜視図である。
【図１３】第２のレーザ加工溝が形成された被加工物を示すとともに第２実施形態の第２の拡張工程を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
１  第１実施形態
図１に示す被加工物Ｗは、例えば、矩形板状のＬＥＤ用の放熱基板を有している。図示の例では、被加工物Ｗの上面には、ＬＥＤなどのデバイスが形成されておらず、パターンが形成されていない。被加工物Ｗを構成する基板の材質としては、例えば、銅やタングステンからなる金属である。以下では、被加工物Ｗを第１の方向と第２の方向とによって区画される所定の寸法に分割する被加工物の分割方法について説明する。
【００１２】
（１）  ダイシングテープ貼着工程
図１に示すように、中央部が開口した環状のフレーム２の下面に粘着性を有するダイシングテープ１を貼着し、フレーム２の中央部から露出したダイシングテープ１に被加工物Ｗを貼着する。これにより、ダイシングテープ１を介してフレーム２と被加工物Ｗとが一体となって形成される。被加工物Ｗの外周側とフレーム２の内側との間においてダイシングテープ１がリング状に露出した領域が露出部１ａとなっている。なお、ダイシングテープ１としては、伸張可能なもので、かつ、所定温度以上の熱によって熱収縮するテープを用いる。
【００１３】
（２）  第１のレーザ加工工程
図２に示すように、ダイシングテープ１を介してフレーム２と一体となった被加工物Ｗを例えばレーザ加工装置１０に搬送する。レーザ加工装置１０は、被加工物を保持し自転可能な保持テーブル１１と、保持テーブル１１の上方側に配設されたレーザ光線照射手段１２とを少なくとも備えている。保持テーブル１１の下方には、保持テーブル１１とレーザ光線照射手段１２とを鉛直方向と直交する水平方向（第１の方向及び第２の方向）に相対移動させる移動手段が接続されている。また、保持テーブル１１には、図示しない吸引源とフレーム２を保持するためのクランプ機構が接続されている。レーザ光線照射手段１２は、レーザ光線を下方に照射するレーザ加工ヘッド１２０を有している。レーザ加工ヘッド１２０は、被加工物Ｗに対して吸収性を有する波長のレーザ光線ＬＢ１を発振する発振器及びレーザ光線ＬＢ１の出力を調整する出力調整器が接続されている。レーザ加工ヘッド１２０の内部には、発振器から発振されたレーザ光線ＬＢ１を集光するための集光レンズが内蔵されている。レーザ加工ヘッド１２０は、鉛直方向に移動可能となっており、レーザ光線ＬＢ１の集光位置を調整することができる。
【００１４】
このように構成されるレーザ加工装置１０を用いて被加工物Ｗにレーザ加工を行う際には、保持テーブル１１においてダイシングテープ１を介して被加工物Ｗを吸引保持するとともに、クランプ機構によってフレーム２の上部を押さえて動かないように固定する。そして、レーザ光線を照射しようとする位置にレーザ加工ヘッド１２０の第２の方向の位置を合わせるとともにレーザ加工ヘッド１２０を被加工物Ｗに接近する方向に下降させ、レーザ光線ＬＢ１の集光点を所望の位置に位置づける。なお、レーザ光線ＬＢ１の出力としては、ダイシングテープ１が溶融しない程度の出力に調整して出力調整器に設定しておく。
【００１５】
次いで、移動手段によって保持テーブル１１を例えば第１の方向に水平移動させることにより、レーザ加工ヘッド１２０と保持テーブル１１とを相対的に被加工物Ｗに対して平行な第１の方向に移動させつつ、レーザ加工ヘッド１２０からレーザ光線ＬＢ１を被加工物Ｗに向けて照射することにより、被加工物Ｗに第１のレーザ加工溝Ｇ１を形成する。第１のレーザ加工溝Ｇ１の深さとしては、ダイシングテープ１が露出する程度で、被加工物Ｗの表裏を完全切断（フルカット）した溝であればよく、複数回に分けてレーザ光線ＬＢ１を第１の方向に沿って照射することにより、第１のレーザ加工溝Ｇ１を形成する。このようにして、第１の方向に向く１列目の第１のレーザ加工溝Ｇ１を形成した後、移動手段によって保持テーブル１１を第２の方向に水平移動させて所定の間隔を設けた位置にレーザ加工ヘッド１２０を位置付け、上記同様に、レーザ加工ヘッド１２０と保持テーブル１１とを相対的に被加工物Ｗに対して平行な第１の方向に移動させつつ、レーザ加工ヘッド１２０からレーザ光線ＬＢ１を被加工物Ｗに向けて照射することにより、被加工物Ｗに第１のレーザ加工溝Ｇ１を形成する。そして、レーザ加工ヘッド１２０を第２の方向に所定量ずつインデックス送りしながら、図３に示すように、第１の方向に沿って所定数の第１のレーザ加工溝Ｇ１を被加工物Ｗに形成することにより、被加工物Ｗが複数の細帯状の切断片ＲＣＰに分割される。
【００１６】
（３）  第１の拡張工程
第１のレーザ加工工程を実施した後、レーザ加工装置１０から例えば図４（ａ）に示すエキスパンド装置２０に被加工物Ｗを搬送する。エキスパンド装置２０は、被加工物Ｗを支持する支持テーブル２１と、支持テーブル２１の周囲に配設されフレーム２を保持する複数のフレーム保持手段２２と、フレーム保持手段２２を上下方向に昇降させる移動手段２５と、ダイシングテープ１の被加工物Ｗとフレーム２との間の領域の露出部１ａに熱を加えて収縮させるための加熱手段２６とを備えている。フレーム保持手段２２は、支持テーブル２１の外周側に配設されフレーム２が載置されるフレーム載置台２３と、フレーム載置台２３に載置されたフレーム２をクランプするクランプ部２４とを備えている。移動手段２５は、シリンダ２５０と、シリンダ２５０により昇降駆動されるピストン２５１とにより構成され、ピストン２５１が上下に移動することにより、フレーム載置台２３を昇降させることができる。加熱手段２６は、特に限定されず、所定温度の熱風を噴射するヒータでもよいし、赤外線を照射する赤外線ヒータでもよい。
【００１７】
図４（ａ）に示すように、支持テーブル２１にダイシングテープ１を介して被加工物Ｗ側を載置するとともに、フレーム載置台２３にフレーム２を載置する。このとき、クランプ部２４がフレーム２の上部を押さえて動かないように固定する。続いて、図４（ｂ）に示すように、ピストン２５１が下方に移動し、支持テーブル２１に対して相対的にフレーム載置台２３を下降させ、ダイシングテープ１を第１の方向と直交する第２の方向に拡張する。これにより、ダイシングテープ１は、露出部１ａが支持テーブル２１の外周からフレーム２に向けて傾斜した状態で伸張されるとともに、被加工物Ｗが貼着されていて露出していない部分が第２の方向に伸張されて、被加工物Ｗに対して第２の方向の外力が付与される。その結果、図４（ａ）に示した第１のレーザ加工溝Ｇ１の幅が第２の方向に拡がり、隣接する切断片ＲＣＰの間に隙間３が形成される。これにより、第１のレーザ加工工程の際に発生したデブリが第１のレーザ加工溝Ｇ１に入り込んだとしても、第１の拡張工程によって第１のレーザ加工溝Ｇ１の幅が拡張されるため、最終的に所定の寸法に分割される切断片がデブリによって結合するおそれを防ぐことができる。
【００１８】
各切断片ＲＣＰの間の隙間３が所望の幅となっている場合は、図４（ｃ）に示すように、ピストン２５１が上方に移動し、フレーム載置台２３を元の位置に戻す。このとき、ダイシングテープ１の露出部１ａには撓みが生じるため、加熱手段２６によって露出部１ａを加熱する。具体的には、加熱手段２６が、露出部１ａに向けて例えば所定温度の熱風を噴射することにより加熱し、露出部１ａを熱収縮させる。これにより、図４（ｄ）に示すように、ダイシングテープ１が支持テーブル２１及びフレーム載置台２３に対して平行に伸張した状態となるため、熱収縮した露出部１ａに撓みがなくなり、拡張された第１のレーザ加工溝Ｇ１の幅を維持することができる。すなわち、隣接する切断片ＲＣＰの各隙間３を維持することができる。
【００１９】
ここで、第１の拡張工程を実施した後、後述する第２のレーザ加工工程を実施する前に、ダイシングテープ１が伸びきっている場合は、上記の保持テーブル１１において、ダイシングテープ１を介して被加工物Ｗを吸引保持することができないおそれがあるため、ダイシングテープ１を介してフレーム２と一体となった被加工物Ｗを例えばテープ貼着装置に搬送して、伸びきったダイシングテープ１を新しいダイシングテープに変更することが好ましい。
【００２０】
（４）  第２のレーザ加工工程
第１の拡張工程を実施した後、図５に示すように、ダイシングテープ１を介してフレーム２と一体となった被加工物Ｗをレーザ加工装置１０に再度搬送する。すなわち、第１のレーザ加工工程と同様に、保持テーブル１１においてダイシングテープ１を介して被加工物Ｗを吸引保持するとともに、フレーム２の上部をクランプ機構によって押さえて動かないように固定する。そして、レーザ光線を照射しようとする位置にレーザ加工ヘッド１２０の第１の方向の位置を合わせるとともにレーザ加工ヘッド１２０を被加工物Ｗに接近する方向に下降させ、レーザ光線ＬＢ１の集光点を被加工物Ｗの上面の高さ位置に位置づける。
【００２１】
次いで、保持テーブル１１を移動手段によって例えば第２の方向に水平移動させることにより、レーザ加工ヘッド１２０と保持テーブル１１とを相対的に被加工物Ｗに対して平行な第２の方向に移動させつつ、レーザ加工ヘッド１２０からレーザ光線ＬＢ１を被加工物に向けて複数回に分けて照射することにより、被加工物Ｗに第２のレーザ加工溝Ｇ２を形成する。第２のレーザ加工溝Ｇ２についても、第１のレーザ加工溝Ｇ１と同様に、被加工物Ｗの表裏を完全切断した溝である。このようにして、図６に示すように、第２の方向に沿って所定数の第２のレーザ加工溝Ｇ２を被加工物Ｗに形成することにより、被加工物Ｗが所望の寸法を有する複数の切断片ＣＰに分割される。
【００２２】
（５）  第２の拡張工程
第２のレーザ加工工程を実施した後、第１の拡張工程と同様に、レーザ加工装置１０からエキスパンド装置２０に被加工物Ｗを搬送し、図６に示すように、ダイシングテープ１を第２の方向と直交する第１の方向に拡張することにより、第２のレーザ加工溝Ｇ２の幅を拡げる。拡張動作は上記の第１の拡張工程と同様である。すなわち、図４に示したピストン２５１が下方に移動し、支持テーブル２１に対して相対的にフレーム載置台２３を下降させ、ダイシングテープ１を第１の方向に拡張する。これにより、ダイシングテープ１は、露出部１ａが支持テーブル２１の外周からフレーム２に向けて傾斜した状態で伸張され、被加工物Ｗが貼着されていて露出していない部分が第１の方向に伸張されて、被加工物Ｗに対して第１の方向の外力が付与される。その結果、第２のレーザ加工溝Ｇ２の幅が第１の方向に拡がり、隣接する切断片ＣＰの間に隙間が形成される。これにより、第２のレーザ加工工程の際に発生したデブリが第２のレーザ加工溝Ｇ２に入り込んだとしても、第２の拡張工程によって第２のレーザ加工溝Ｇ２の幅が拡張されるため、分割された切断片ＣＰがデブリによって結合するおそれを防ぐことができる。このようにして、被加工物Ｗを完全に分割して個々の切断片ＣＰを取得する。なお、各切断片ＣＰの隙間を維持するために、第１の拡張工程と同様に、加熱手段２６によって露出部１ａを加熱して熱収縮させてもよい。
【００２３】
第１実施形態では、移動手段２５によって、フレーム載置台２３とともにフレーム２を引き下げることで、ダイシングテープ１を拡張した場合を説明したが、これに限られず、支持テーブル２１側に昇降機構を設けて支持テーブル２１側を上昇させることにより、フレーム２と支持テーブル２１とを相対的に離反させてダイシングテープ１を拡張するようにしてもよい。また、第１実施形態では、環状のフレーム２によって被加工物Ｗを支持した場合を説明したが、この場合に限られない。したがって、フレーム２を用いずにダイシングテープ１に被加工物Ｗを直接貼着するようにしてもよい。この場合は、例えばダイシングテープ１の四辺を挟持して引っ張ることができるエキスパンド装置を用いてダイシングテープ１の４辺を挟持し放射状に拡張することにより、被加工物Ｗを分割するとよい。
【００２４】
このように、本発明にかかる被加工物の分割方法は、被加工物Ｗにダイシングテープ１を貼着するダイシングテープ貼着工程と、ダイシングテープ１側を保持テーブル１１に保持して第１の方向に沿って被加工物Ｗに対して吸収性を有するレーザ光線ＬＢ１を照射して第１のレーザ加工溝Ｇ１を形成する第１のレーザ加工工程と、ダイシングテープ１を第２の方向に拡張して第１のレーザ加工溝Ｇ１の幅を拡げる第１の拡張工程と、第１の拡張工程の実施後、第２の方向に沿って被加工物Ｗに対して吸収性を有するレーザ光線ＬＢ１を照射して第２のレーザ加工溝Ｇ２を形成する第２のレーザ加工工程と、第２のレーザ加工工程を実施した後、ダイシングテープ１を第１の方向に拡張して第２のレーザ加工溝Ｇ２の幅を拡げる第２の拡張工程とを含むため、たとえ第１のレーザ加工工程や第２のレーザ加工工程の実施中に発生したデブリが第１のレーザ加工溝Ｇ１や第２のレーザ加工溝Ｇ２に入り込んだとしても、第１の拡張工程によって第１のレーザ加工溝Ｇ１の幅が第２の方向に拡張されるとともに、第２の拡張工程によって第２のレーザ加工溝Ｇ２の幅が第１の方向に拡張されることから、分割された切断片ＣＰがデブリによって結合するおそれを防ぐことができ、被加工物Ｗを完全に分割することができる。
【００２５】
２  第２実施形態
上記の第１実施形態では、レーザ加工とダイシングテープ１の拡張とをそれぞれ別の装置で実施した場合を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図７に示すレーザ加工装置３０を用いて、図８に示す被加工物Ｗ１に対するレーザ加工とダイシングテープ４の拡張とを同じ装置で実施してもよい。レーザ加工装置３０は、装置ベース３１を有しており、装置ベース３１には、ダイシングテープ４を介して環状のフレーム５と一体となった被加工物Ｗ１を保持する被加工物保持手段４０と、被加工物保持手段４０の周囲に配設されフレーム５を保持するフレーム保持手段４１と、フレーム保持手段４１と被加工物Ｗ１とを相対的に離反させてダイシングテープ４を拡張するための移動手段４２と、被加工物保持手段４０をＸ軸方向に加工送りする加工送り手段４３と、被加工物保持手段４０をＹ軸方向にインデックス送りする第１のインデックス送り手段４４と、被加工物保持手段４０に保持された被加工物Ｗ１にレーザ光線を照射するレーザ光線照射手段４５と、被加工物Ｗ１を撮像する撮像手段４８と、ダイシングテープ４の被加工物Ｗ１とフレーム５との間の領域に熱を加えて熱収縮させる加熱手段４９と、レーザ光線照射手段４５をＹ軸方向にインデックス送りする第２のインデックス送り手段４６と、レーザ光線照射手段４５をＺ軸方向に昇降させる昇降手段４７とを備えている。
【００２６】
被加工物保持手段４０は、開口部４００ａを有するカバーテーブル４００の上に固定されており、被加工物保持手段４０の下部には、回転手段４０１が接続されている。回転手段４０１は、被加工物保持手段４０を所定角度回転させることができる。被加工物保持手段４０は、図８に示すように、ポーラス部材により構成される保持部４０ａを有し、保持部４０ａの上面が被加工物Ｗ１を吸引保持する保持面４０ｂとなっている。保持部４０ａには、吸引路４０ｃを介して図示しない吸引源が接続されている。被加工物保持手段４０は、吸引源の吸引力を作用させた保持面４０ｂで被加工物Ｗ１を吸引保持することができる。フレーム保持手段４１は、被加工物保持手段４０の外周側においてフレーム５が載置されるフレーム載置台４１０と、フレーム載置台４１０に載置されたフレーム５をクランプするクランプ部４１１とを備えている。
【００２７】
移動手段４２は、図７に示すように、シリンダ４２０と、シリンダ４２０により昇降駆動されるピストン４２１と、ピストン４２１の先端に接続され被加工物保持手段４０の周囲を囲繞する拡張部材４２２とを備えている。ピストン４２１が上下に移動することにより、カバーテーブル４００の開口部４００ａの内側において拡張部材４２２を昇降させることができる。被加工物保持手段４０及びフレーム保持手段４１では、ダイシングテープ４を介してフレーム５と一体となった状態の被加工物Ｗ１を被加工物保持手段４０で保持するとともに、フレーム保持手段４１でフレーム５を保持した状態で、ピストン４２１が上昇することで拡張部材４２２を上昇させて、その先端部でダイシングテープ４を押し上げて放射状に拡張することが可能となっている。なお、本実施形態に示すフレーム保持手段４１は、被加工物保持手段４０の外周側に２つ配設されている場合を図示しているが、この数に限定されない。
【００２８】
加工送り手段４３は、Ｘ軸方向に延在するボールネジ４３０と、ボールネジ４３０の一端に接続されたモータ４３１と、ボールネジ４３０と平行に延在する一対のガイドレール４３２と、ボールネジ４３０の他端を回転可能に支持する軸受け部４３３と、被加工物保持手段４０を支持する移動ベース４３４とを備えている。一対のガイドレール４３２には、移動ベース４３４の一方の面が摺接し、移動ベース４３４の中央部に形成されたナットにはボールネジ４３０が螺合している。モータ４３１がボールネジ４３０を回動させると、移動ベース４３４がガイドレール４３２に沿ってＸ軸方向に移動し、被加工物保持手段４０をＸ軸方向に移動させることができる。
【００２９】
第１のインデックス送り手段４４は、Ｙ軸方向に延在するボールネジ４４０と、ボールネジ４４０の一端に接続されたモータ４４１と、ボールネジ４４０と平行に延在する一対のガイドレール４４２と、ボールネジ４４０の他端を回転可能に支持する軸受け部４４３と、被加工物保持手段４０を支持する移動ベース４４４とを備えている。一対のガイドレール４４２には移動ベース４４４の一方の面が摺接し、移動ベース４４４の中央部に形成されたナットにはボールネジ４４０が螺合している。モータ４４１がボールネジ４４０を回動させると、移動ベース４４４がガイドレール４４２に沿ってＹ軸方向に移動し、被加工物保持手段４０をＹ軸方向に移動させることができる。
【００３０】
第２のインデックス送り手段４６は、Ｙ軸方向に延在するボールネジ４６０と、ボールネジ４６０の一端に接続されたモータ４６１と、ボールネジ４６０と平行に延在する一対のガイドレール４６２と、レーザ光線照射手段４５を支持する断面略Ｌ字型の可動支持部４６３とを備えている。一対のガイドレール４６２には可動支持部４６３の下面が摺接し、可動支持部４６３の下部に形成されたナットにはボールネジ４６０が螺合している。モータ４６１がボールネジ４６０を回動させることにより、可動支持部４６３がガイドレール４６２にガイドされてＹ軸方向に移動し、レーザ光線照射手段４５をＹ軸方向に移動させることができる。
【００３１】
昇降手段４７は、Ｚ軸方向に延在する図示しないボールネジと、ボールネジの一端に接続されたモータ４７０と、ボールネジと平行に延在する一対のガイドレール４７１とを備え、モータ４７０がボールネジを回動させることにより、レーザ光線照射手段４５をＺ軸方向に昇降させることができる。
【００３２】
レーザ光線照射手段４５は、被加工物保持手段４０に保持された被加工物Ｗ１に対して垂直方向にレーザ光線を照射するレーザ加工ヘッド４５０と、先端にレーザ加工ヘッド４５０が取り付けられたケーシング４５１と、ケーシング４５１を水平に支持するホルダ４５２とを備えている。ケーシング４５１の先端部は、被加工物保持手段４０の移動方向（Ｘ軸方向）の移動経路の上方側の位置まで延在した構成となっている。ケーシング４５１の内部には、被加工物Ｗ１に対して吸収性を有する波長のレーザ光線を発振する発振器及びレーザ光線の出力を調整する出力調整器が収容され、レーザ加工ヘッド４５０の内部には、発振器から発振されたレーザ光線を集光するための集光レンズが内蔵されている。レーザ加工ヘッド４５０は、昇降手段４７によるケーシング４５１の上下方向の移動にともない上下動してレーザ光線の集光位置を調整することができる。
【００３３】
撮像手段４８は、例えばＣＣＤイメージセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサが内蔵されたカメラである。撮像手段４８は、被加工物保持手段４０に保持された被加工物Ｗ１を撮像して、パターンマッチング等の画像処理を行うことにより、被加工物Ｗ１のレーザ光線を照射すべき位置を検出することができる。加熱手段４９は、特に限定されず、所定温度の熱風を噴射するヒータでもよいし、赤外線を照射する赤外線ヒータでもよい。
【００３４】
レーザ加工装置３０は、少なくとも被加工物保持手段４０、フレーム保持手段４１、移動手段４２、加工送り手段４３、第１のインデックス送り手段４４、レーザ光線照射手段４５、第２のインデックス送り手段４６、昇降手段４７、撮像手段４８及び加熱手段４９を制御する制御手段３００を備えている。制御手段３００は、制御プログラムによって演算処理するＣＰＵ及びメモリなどの記憶素子を備えており、記憶素子には、各種の駆動機構の制御に必要なデータが記憶され、これらの各駆動機構を制御している。撮像手段４８により被加工物Ｗ１のレーザ光線を照射すべき位置を検出したら、かかる検出データは制御手段３００に送られる。制御手段３００は、検出データに基づいて、被加工物保持手段４０の回転動作、加工送り手段４３，第１のインデックス送り手段４４による被加工物保持手段４０の移動動作及び第２のインデックス送り手段４６によるレーザ光線照射手段４５の移動動作を制御することができる。レーザ加工ヘッド４５０の位置とレーザ光線を照射すべき位置との位置合わせは、第１のインデックス送り手段４４によって移動ベース４４４とともに被加工物保持手段４０をＹ軸方向にインデックス送りすることによって行うか、第２のインデックス送り手段４６によって可動支持部４６３とともにレーザ光線照射手段４５をＹ軸方向にインデックス送りすることによって行う。
【００３５】
次に、レーザ加工装置３０の動作例として、レーザ加工装置３０を用いて被加工物Ｗ１を分割する被加工物の分割方法について説明する。被加工物Ｗ１は、図９に示すように、円形板状の基板を有し、その表面Ｗａには、例えば第１の方向に延在する複数の第１の分割予定ラインＳ１と第１の方向と直交する第２の方向に延在する複数の第２の分割予定ラインＳ２とによって区画されたそれぞれの領域にデバイスＤが形成されている。一方、被加工物Ｗ１の表面Ｗａと反対側にある面は、ダイシングテープ４が貼着される被貼着面となっている。
【００３６】
（１）ダイシングテープ貼着工程
まず、図９に示すように、フレーム５の下面にダイシングテープ４を貼着し、フレーム５の中央部から露出したダイシングテープ４に被加工物Ｗ１を裏面Ｗｂ側から貼着する。これにより、被加工物Ｗ１は、表面Ｗａ側が上向きに露出した状態で、ダイシングテープ４を介してフレーム５と被加工物Ｗ１とが一体となって形成される。被加工物Ｗ１の外周側とフレーム５の内側との間においてダイシングテープ４がリング状に露出した領域が露出部４ａとなっている。続いて、図８に示した被加工物保持手段４０の保持面４０ｂにダイシングテープ４を介して被加工物Ｗ１側を載置するとともに、フレーム保持手段４１のフレーム載置台４１０にフレーム５を載置する。このとき、クランプ部４１１がフレーム５の上部を押さえて動かないように固定する。
【００３７】
（２）第１の分割予定ライン検出工程
図７に示した加工送り手段４３によって、被加工物保持手段４０を撮像手段４８の下方に位置付け、撮像手段４８で被加工物Ｗ１を撮像して、パターンマッチング等の画像処理を行うことにより、レーザ光線を照射すべき位置（第１の分割予定ラインＳ１）を検出するアライメントを行う。第１の分割予定ライン検出工程では、全ての第１の分割予定ラインＳ１を検出してもよいが、第１の分割予定ラインＳ１及び第２の分割予定ラインＳ２の幅は拡張されていないことから、レーザ加工を開始する最初の１ラインを検出すればよい。撮像手段４８によって検出された検出データは、制御手段３００に送られる。
【００３８】
（３）  第１のレーザ加工工程
第１の分割予定ライン検出工程を実施することにより、レーザ加工ヘッド４５０と検出された第１の分割予定ラインＳ１との位置合わせが行われる。続いて、図１０に示すように、レーザ光線照射手段４５は、レーザ加工ヘッド４５０を被加工物Ｗ１に接近する方向に下降させ、レーザ光線ＬＢ２の集光点を被加工物Ｗ１の表面Ｗａの高さ位置に調整する。なお、レーザ光線ＬＢ２の出力としては、ダイシングテープ４が溶融しない程度の出力に調整して出力調整器に設定しておく。
【００３９】
次いで、図７に示した被加工物保持手段４０を加工送り手段４３によって例えば−Ｘ方向に水平移動させることにより、図１０に示すように、レーザ加工ヘッド４５０と被加工物Ｗ１とを相対的に被加工物Ｗ１に対して平行な第１の方向に移動させつつ、レーザ加工ヘッド４５０から被加工物Ｗ１に対して吸収性の波長を有するレーザ光線ＬＢ２を第１の分割予定ラインＳ１に沿って照射することにより、被加工物Ｗ１に第１のレーザ加工溝Ｇ３を形成する。第１のレーザ加工溝Ｇ３の深さとしては、ダイシングテープ４が露出する程度で、被加工物Ｗ１の表裏を完全切断（フルカット）した溝であればよく、第１の分割予定ラインＳ１に沿って複数回に分けてレーザ光線ＬＢ２を照射することにより、第１のレーザ加工溝Ｇ３を形成する。
【００４０】
第１の方向に向く１列の第１の分割予定ラインＳ１に沿って第１のレーザ加工溝Ｇ３を形成した後、図７に示した第２のインデックス送り手段４６によりレーザ加工ヘッド４５０をＹ軸方向にインデックス送りして、隣接する第１の分割予定ラインＳ１の上方側にレーザ加工ヘッド４５０を位置付け、上記同様に、加工送り手段４３によって被加工物保持手段４０を例えば−Ｘ方向に移動させながら、レーザ加工ヘッド４５０からレーザ光線ＬＢ２を第１の分割予定ラインＳ１に沿って照射して、第１のレーザ加工溝Ｇ３を形成する。全ての第１の分割予定ラインＳ１に沿って第１のレーザ加工溝Ｇ３を形成したら、第１のレーザ加工工程が完了する。
【００４１】
（４）  第１の拡張工程
第１のレーザ加工工程を実施した後、被加工物保持手段４０及びフレーム保持手段４１による被加工物Ｗ１の保持状態を維持したまま、ダイシングテープ４を第１の方向と直交する第２の方向に拡張することにより、第１のレーザ加工溝Ｇ３の幅を拡げる。具体的には、図７に示したピストン４２１が例えば＋Ｚ方向に移動することで、図１１（ａ）に示すように、拡張部材４２２を上昇させ、その先端部でダイシングテープ４を押し上げ、フレーム保持手段４１と被加工物Ｗ１とを相対的に離反させる。これにより、ダイシングテープ４が第２の方向に拡張されると、ダイシングテープ４は、露出部４ａが被加工物保持手段４０の外周からフレーム５に向けて傾斜した状態で伸張されるとともに、被加工物Ｗ１が貼着されていて露出していない部分が第２の方向に伸張されて、被加工物Ｗ１に対して第２の方向の外力が付与される。その結果、図１０に示した第１のレーザ加工溝Ｇ３の幅が第２の方向に拡がり、隣接するデバイスＤの間に隙間６が形成される。これにより、第１のレーザ加工工程の際に発生したデブリが第１のレーザ加工溝Ｇ３に入り込んだとしても、第１の拡張工程によって第１のレーザ加工溝Ｇ３の幅が拡張されるため、最終的に分割されるチップがデブリによって結合するおそれを防ぐことができる。
【００４２】
各デバイスＤの間の隙間６が所望の幅となっている場合は、図７に示したピストン４２１が例えば−Ｚ方向に移動することで、図１１（ｂ）に示す拡張部材４２２を下降させる。このとき、ダイシングテープ４の露出部４ａには撓みが生じるため、加熱手段４９によって露出部４ａを加熱する。加熱手段４９が、露出部４ａに向けて例えば所定温度の熱風を噴射することにより加熱し、露出部４ａを熱収縮させる。これにより、図１１（ｃ）に示すように、ダイシングテープ４が被加工物保持手段４０に対して平行に伸張した状態となるため、熱収縮した露出部４ａに撓みがなくなり、拡張された第１のレーザ加工溝Ｇ３の幅を維持することができる。すなわち、隣接するデバイスＤの各隙間６を維持することができる。
【００４３】
（５）  第２の分割予定ライン検出工程
第１の拡張工程を実施した後、図７に示した回転手段４０１によってＺ軸方向の軸心を中心として被加工物保持手段４０を９０°回転させることにより、図９に示した第１の方向に向く第２の分割予定ラインＳ２をＸ軸方向に向かせるとともに、第２の方向に向く第１の分割予定ラインＳ１をＹ軸方向に向かせる。続いて、加工送り手段４３によって、被加工物保持手段４０を撮像手段４８の下方に位置付け、撮像手段４８で被加工物Ｗ１を撮像して、パターンマッチング等の画像処理を行い、第１のレーザ加工溝Ｇ３が形成された第１の分割予定ラインＳ１及びレーザ光線を照射すべき位置（第２の分割予定ラインＳ２）を検出するアライメントを行う。第２の分割予定ライン検出工程では、第１のレーザ加工溝Ｇ３の拡張にともなって拡張された全ての第１の分割予定ラインＳ１の幅を検出するとともに、全ての第２の分割予定ラインＳ２を検出し、検出データは制御手段３００に送られる。拡張された第１の分割予定ラインＳ１の幅は、レーザ加工ヘッド４５０のＹ軸方向のインデックス送り幅として制御手段３００に設定される。
【００４４】
（６）  第２のレーザ加工工程
第２の分割予定ライン検出工程を実施することにより、レーザ加工ヘッド４５０と検出された第２の分割予定ラインＳ２との位置合わせが行われる。レーザ光線照射手段４５は、レーザ加工ヘッド４５０を被加工物Ｗ１に接近する方向に下降させ、レーザ光線ＬＢ２の集光点を被加工物Ｗ１の表面Ｗａの高さ位置に調整する。次いで、被加工物保持手段４０を、例えば−Ｘ方向に水平移動させることにより、図１２に示すように、レーザ加工ヘッド４５０と被加工物Ｗ１とを相対的に被加工物Ｗ１に対して平行な第２の方向に移動させつつ、レーザ加工ヘッド４５０から被加工物Ｗ１に対して吸収性の波長を有するレーザ光線ＬＢ２を第２の分割予定ラインＳ２に沿って照射することにより、被加工物Ｗ１に第２のレーザ加工溝Ｇ４を形成する。第２のレーザ加工溝Ｇ４についても、第１のレーザ加工溝Ｇ３と同様に、被加工物Ｗ１の表裏を完全切断した溝である。
【００４５】
第２の方向に向く１列の第２の分割予定ラインＳ２に沿って第２のレーザ加工溝Ｇ４を形成した後、図７に示した第２のインデックス送り手段４６によりレーザ加工ヘッド４５０をＹ軸方向にインデックス送りして、隣接する第２の分割予定ラインＳ２の上方側にレーザ加工ヘッド４５０を位置付け、上記同様に、加工送り手段４３によって被加工物保持手段４０を例えば−Ｘ方向に移動させながら、レーザ加工ヘッド４５０からレーザ光線ＬＢ２を第２の分割予定ラインＳ２に沿って照射して、第２のレーザ加工溝Ｇ４を形成する。全ての第２の分割予定ラインＳ２に沿って第２のレーザ加工溝Ｇ４を形成すると、被加工物Ｗ１は、複数のチップＣに分割される。
【００４６】
（７）第２の拡張工程
第２のレーザ加工工程を実施した後、第１の拡張工程と同様に、被加工物保持手段４０及びフレーム保持手段４１による被加工物Ｗ１の保持状態を維持したまま、図１３に示すように、ダイシングテープ４を第２の方向と直交する第１の方向に拡張することにより、第２のレーザ加工溝Ｇ４の幅を拡げる。拡張動作は、上記の第１の拡張工程と同様である。すなわち、移動手段４２の拡張部材４２２によってダイシングテープ４を押し上げて、フレーム保持手段４１と被加工物Ｗ１とを相対的に離反させる。これにより、ダイシングテープ４が放射状に拡張されると、第２のレーザ加工溝Ｇ４の幅が拡がって隙間が形成される。かかる隙間が形成されることにより、第２のレーザ加工工程の際に発生したデブリが第２のレーザ加工溝Ｇ４に入り込んだとしても、第２の拡張工程によって第２のレーザ加工溝Ｇ４の幅が拡張されるため、分割されたチップＣがデブリによって結合するおそれを防ぐことができる。このようにして、被加工物Ｗ１を完全に分割して個々のチップＣを取得する。なお、各チップＣの隙間の間隔を維持するために、第１の拡張工程と同様に、加熱手段４９によって被加工物Ｗ１とフレーム５との間の領域の露出部４ａを加熱して熱収縮させてもよい。
【００４７】
このように、本発明にかかるレーザ加工装置３０は、ダイシングテープ４を介して環状のフレーム４に貼着された被加工物Ｗ１を保持する被加工物保持手段４０と、被加工物保持手段４０に保持された被加工物Ｗ１にレーザ光線ＬＢ２を照射するレーザ光線照射手段４５と、被加工物Ｗを撮像する撮像手段４８とを備え、環状のフレーム５を保持するフレーム保持手段４１と、フレーム保持手段４１と被加工物Ｗ１とを相対的に離反させてダイシングテープ４を拡張するための移動手段４２と、ダイシングテープ４の被加工物Ｗ１とフレーム５との間の領域に熱を加え収縮させるための加熱手段４９とを更に備えたため、被加工物Ｗ１に第１のレーザ加工溝Ｇ３を形成した後、被加工物保持手段４０及びフレーム保持手段４１による被加工物Ｗ１の保持状態を維持したまま移動手段４２によってダイシングテープ４を拡張して第１のレーザ加工溝Ｇ３を拡げることができるとともに、被加工物Ｗ１に第２のレーザ加工溝Ｇ４を形成した後、被加工物保持手段４０及びフレーム保持手段４１による被加工物Ｗ１の保持状態を維持したまま移動手段４２によってダイシングテープ４を拡張して第２のレーザ加工溝Ｇ４を拡げることができる。したがって、たとえレーザ加工中に発生したデブリが第１のレーザ加工溝Ｇ３や第２のレーザ加工溝Ｇ４に入り込んだとしても、分割されたチップＣがデブリによって結合するおそれを防ぐことができ、被加工物Ｗ１を完全に分割することが可能となる。
【００４８】
レーザ加工装置３０では、移動手段４２によって、拡張部材４２２を上昇させることにより、フレーム保持手段４１と被加工物Ｗ１とを相対的に離反させてダイシングテープ４を拡張した場合を説明したが、これに限られず、例えば、フレーム保持手段４１側に昇降機構を設けてフレーム５側を引き下げることで、フレーム保持手段４１と被加工物Ｗ１とを相対的に離反させてダイシングテープ４を拡張するようにしてもよい。
【００４９】
また、レーザ加工装置３０では、パターンが形成された被加工物Ｗ１を分割する場合を説明したが、第１実施形態に示したようなパターンが形成されていない被加工物Ｗにも適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１：ダイシングテープ  １ａ：露出部  ２：フレーム  ３：隙間
４：ダイシングテープ  ４ａ：露出部  ５：フレーム  ６：隙間
１０：レーザ加工装置  １１：保持テーブル  １２：レーザ光線照射手段
１２０：レーザ加工ヘッド
２０：エキスパンド装置  ２１：支持テーブル  ２２：フレーム保持手段
２３：フレーム載置台  ２４：クランプ部  ２５：移動手段  ２５０：シリンダ
２５１：ピストン  ２６：加熱手段
３０：レーザ加工装置  ３１：装置ベース  ３００：制御手段  ４０：被加工物保持手段
４０ａ：保持部  ４０ｂ：保持面  ４０ｃ：吸引路  ４００：カバーテーブル
４００ａ：開口部  ４１：フレーム保持手段  ４１０：フレーム載置台
４１１：クランプ部  ４２：移動手段  ４２０：シリンダ  ４２１：ピストン
４２２：拡張部材  ４３：加工送り手段  ４３０：ボールネジ  ４３１：モータ
４３２：ガイドレール  ４３３：軸受け部  ４３４：移動ベース
４４：第１のインデックス送り手段  ４４０：ボールネジ  ４４１：モータ
４４２：ガイドレール  ４４３：軸受け部  ４４４：移動ベース
４５：レーザ光線照射手段  ４５０：レーザ加工ヘッド  ４５１：ケーシング
４５２：ホルダ  ４６：第２のインデックス送り手段  ４６０：ボールネジ
４６１：モータ  ４６２：ガイドレール  ４６３：可動支持部
４７：昇降手段  ４７０：モータ  ４７１：ガイドレール
４８：撮像手段  ４９：加熱手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2018098235.tif 000011
【図１０】
2018098235.tif 000012
【図１１】
2018098235.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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