(57)【要約】【課題】ワークを切断する際におけるチッピングの発生を極力抑制でき、しかもチップ部品を取り出した後の洗浄を容易に行えるようにする。【解決手段】ワーク１はガラス板３に塗布され、紫外線が照射されない状態では粘着力を有する紫外線硬化型粘着剤層４上に貼り付けられており、またガラス板３と紫外線硬化型粘着剤層４との間に下地粘着剤５が介装されており、硬質のガラス板３上でワーク１が格子状に切断されるが、この切断は紫外線硬化型粘着剤層４を経てガラス板３にまで達する深さとする。切断後、紫外線照射手段１４により紫外線を照射して、紫外線硬化型粘着剤層４の粘着力を失わせた後に、真空吸着ノズル１５でチップ部品２が取り出される。【選択図】      図１
2004165253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板ワークを切断して所望のサイズのチップ部品を形成するための装置であって、
紫外線を透過させる硬質プレートからなる基材上に紫外線を照射することにより粘着力が低下する紫外線硬化型粘着剤層が設けられ、この紫外線硬化型粘着剤層上にワークを貼り付けるワーク保持部材と、
このワーク保持部材に貼り付けられたワークを切断するワーク切断手段と、
前記ワーク保持部材の基材の裏面側から紫外線を照射して、前記紫外線硬化型粘着剤層の粘着力を低下させる紫外線照射手段と
を備える構成としたことを特徴とするワーク切断装置。
【請求項２】
前記硬質プレートはガラス板であることを特徴とする請求項１記載のワーク切断装置。
【請求項３】
前記ワーク保持部材の基材には、紫外線を透過させる接着剤または粘着剤を付着させて、その上に紫外線硬化型粘着剤層を設ける構成としたことを特徴とする請求項１記載のワーク切断装置。
【請求項４】
紫外線を透過させる硬質プレートの表面に、直接、または紫外線を透過させる粘着剤若しくは接着剤を介して、積層された紫外線を照射することにより粘着力が低下する紫外線硬化型粘着剤層上に薄板のワークを貼り付ける工程と、
この紫外線硬化型粘着剤層上に貼り付けたワークを所望のサイズのチップ部品となるように切断する工程と、
前記硬質プレートの裏面側から紫外線を照射することによって、前記紫外線硬化型粘着剤層の粘着力を低下させる工程と、
切断した機能部品を取り出す工程と
からなることを特徴とするワーク切断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所望の光学的特性を有する光学膜を積層したガラス基板、半導体ウエハ等からなる大判の薄板ワークから所望のサイズのチップ部品を形成するために、ワークを切断する装置及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体ウエハを切断して、所望のサイズのＩＣチップを形成するための切断装置としてのダイシング装置は、半導体ウエハの裏面を粘着シートに貼り付けて、ダイシング用のブレードを用いて必要なサイズのＩＣチップとなるように切断するためのものである。そして、このようにして切断されたＩＣチップは粘着シートの裏面側からニードルで突き上げるようにして、このＩＣチップの大部分を粘着シートから剥離させた上で、吸着コレットにより吸着することによりピックアップされる。
【０００３】
また、光学部品についても同様の方法でチップ化される。即ち、大判の光学ガラス板の表面に成膜乃至薄膜を積層することによって、所望の光学特性、例えば位相差素子、偏光素子、各種のフィルタ等としての機能を持たせるようにする。このように光学ガラス板に光学的機能膜を形成したワークは、光学的機能膜面を上に向けて、ワックスを積層したシート上に貼り付けた状態で、所望の光学素子チップ部品となるように切断される。
【０００４】
ところで、半導体ウエハ（及びガラス）は脆い部材であり、従って、ダイシングを行う際に、割れや欠け等が発生する、所謂チッピングの問題がある。このチッピングの発生を抑制するために、半導体ウエハの表面にＵＶ硬化型糊層を貼り付けて、紫外線を照射することによって、半導体ウエハの表面側をこの樹脂で覆うようになし、半導体ウエハが貼り付けられる支持シートとこの紫外線を照射することにより硬化した樹脂との間に半導体ウエハを挟み込むようにして切断する方式は従来から知られている（例えば、特許文献１参照。）。このように、半導体ウエハの表面を樹脂で覆えば、切断時におけるブレードはまず樹脂に接触することから、半導体ウエハの表面がブレードと衝突するのを避けることができ、これによりチッピングの発生を抑制できることになる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−３３０００８号公報（第３−４頁、図１−７）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＩＣチップを形成するにしろ、また光学素子チップを形成するにしろ、大判のワークを粘着シートに貼り付けた状態で、所望のサイズとなるように切断する場合、切断後のチップ部品を取り出す際に、粘着シートから切断したチップ部品を剥離するために、裏面側からニードルでチップ部品を突き上げるようにする関係から、シートは可撓性を有するものを用いなければならない。ワークをチップ化するためには、ワークを完全に切断する必要があり、この完全切断時に可撓性を有するシートがブレードに対するクッション材として機能することになり、完全切断の直前において、ブレードが完全には垂直方向にのみ力が作用するのではなく、切断力が分散する結果、裏面側、つまりシートに貼り付け側にチッピングが発生することになる。
【０００７】
また、切断後にチップ部品を取り出した後にも、シートの粘着剤がチップ部品側に付着していることから、チップ部品を洗浄して、この粘着剤を除去しなければならない。このために、粘着剤の種類に応じた洗浄液を用いて、超音波洗浄を行うが、粘着剤を完全に除去するまでにはかなり長い時間の洗浄を行う必要がある。
【０００８】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ワークを切断する際におけるチッピングの発生を極力抑制でき、しかもチップ部品を取り出した後の洗浄を容易に行えるようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するために、本発明において、薄板ワークを切断して所望のサイズのチップ部品を形成するための装置の構成としては、紫外線を透過させる硬質プレートからなる基材上に紫外線を照射することにより粘着力が低下する紫外線硬化型粘着剤層が設けられ、この紫外線硬化型粘着剤層上にワークを貼り付けるワーク保持部材と、このワーク保持部材に貼り付けられたワークを切断するワーク切断手段と、前記ワーク保持部材の基材の裏面側から紫外線を照射して、前記紫外線硬化型粘着剤層の粘着力を低下させる紫外線照射手段とを備える構成としたことをその特徴とするものである。
【００１０】
また、ワーク切断方法としては、紫外線を透過させる硬質プレートの表面に、直接、または紫外線を透過させる粘着剤若しくは接着剤を介して、積層された紫外線を照射することにより粘着力が低下する紫外線硬化型粘着剤層上に薄板のワークを貼り付ける工程と、この紫外線硬化型粘着剤層上に貼り付けたワークを所望のサイズのチップ部品となるように切断する工程と、前記硬質プレートの裏面側から紫外線を照射することによって、前記紫外線硬化型粘着剤層の粘着力を低下させる工程と、切断した機能部品を取り出す工程とからなることをその特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、この実施の形態では、ワークとして、光学ガラス基板の表面に光学的な機能膜を形成したものについて説明するが、ワークの種類はこれに限定されないことは言うまでもない。
【００１２】
まず、図１及び図２に、ワーク１を切断して多数のチップ部品２に分割するためのダイシング装置の概略構成を示す。図中において、１０はガラス板ホルダであり、このガラス板ホルダ１０は、移載ステージ１１とダイシングステージ１２との間を往復移動するようになっている。移載ステージ１１とダイシングステージ１２との間で、ガラス板ホルダ１０を、図１に矢印で示したように、往復移動させるために、ガイド１３が設けられている。従って、ガラス板ホルダ１０は、移載ステージ１１においてワーク１が載置され、次いでダイシングステージ１２に移行して、ワーク１は図３に示したように、格子状に切断される。その後に再び移載ステージ１１に移行して、切断により形成されたチップ部品２がピックアップされる。
【００１３】
ワーク１は、基材としてのガラス板３に塗布した紫外線硬化型粘着剤層４上に貼り付けられている。また、ガラス板３と紫外線硬化型粘着剤層４との間には下地粘着剤５が介装されている。この下地粘着剤５は、紫外線硬化型粘着剤層４を硬化させたときに、ガラス板３側に保持させるためのものである。さらに、後述するように、下地粘着剤５は紫外線を透過させるものとする。ダイシング装置に搬入される際には、ワーク１はガラス板３の紫外線硬化型粘着剤層４上に貼り付けられた状態となっている。従って、ガラス板ホルダ１０には、ワーク１が直接載置されるのではなく、ガラス板３が載置されることになる。
【００１４】
ガラス板３は硬質の基材となるものであり、また下方からワーク１の全面に及ぶように紫外線を照射する関係から、ガラス板ホルダ１０はガラス板３の外周縁部にのみ係合するようになっている。従って、ガラス板３の厚みは、ダイシングを行う際にも、反りや変形等が発生しない程度の厚みを持たせるようにしている。
【００１５】
ガラス板ホルダ１０にはガイド１３に沿って往復移動させる走行駆動機構が接続されている。また、ガラス板ホルダ１０は、ワーク１が貼り付けられているガラス板３の側面をクランプしたり、クランプ解除を行ったりする機構と、ワーク１を水平方向に回転させる機構とを備えている。ここで、ガラス板ホルダ１０をクランプする機構の構成としては、ガラス板３の外周面の下部側において、後述するブレードによる切断深さには至らない位置を保持するようにしている。なお、前述した各機構の具体的構成については、図示は省略する。
【００１６】
移載ステージ１１にはワーク１を貼り付けたガラス板３をガラス板ホルダ１０に載置し、またワーク１を切断してチップ部品２を取り出した後のガラス板３を脱着させるために、ピックアンドプレイス手段（図示せず）が設けられており、またガイド１３の下部位置には紫外線照射手段１４が設置され、さらにチップ部品２を取り出すための真空吸着ノズル１５を装着したロボット１６が設けられている。
【００１７】
一方、ダイシングステージ１２には、ワーク１を上方から切断するためのダイシング機構１７が設けられている。このダイシング機構１７は、スピンドル１８の回転軸に装着したブレード１９を有し、このスピンドル１８は上下方向及びガイド１３によるワーク１の移動方向と直交する方向にピッチ送りを行なうためのブレード駆動手段２０を備えている。従って、高さ位置を調整したブレード１９を回転駆動しながら、ガラス板ホルダ１０をガイド１３に沿って移動させることによって、ワーク１に切断線を入れることができ、このブレード１９を順次ピッチ送りすることによって、所定のピッチ間隔毎に平行な切断線が入れられる。また、ガラス板ホルダ１０を９０°回転させた状態で、同様に、所定のピッチ間隔毎に切断線を入れることによって、ワーク１は格子状に切断される。
【００１８】
而して、ワーク１をダイシング装置に搬入する前の段階で、ワーク１をガラス板３に貼り付けて、このワーク１をガラス板３上に固定する。このワーク１の固定のために用いられるのが紫外線硬化型粘着剤層４である。ここで、紫外線硬化型粘着剤は、粘着剤と、紫外線架橋性樹脂と、重合開始剤との混合物である。粘着剤は、例えばキシレン樹脂、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、芳香族系または指環式系石油樹脂、クマロン樹脂、スチレン系樹脂、アルキールフェノール樹脂等が用いられる。また、紫外線架橋性樹脂の例としては、特定波長域の紫外線を照射することにより架橋するオリゴマーまたはモノマーとしてのアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル等がある。そして、これらは少なくとも２つのアクリロイル基またはメタクリロイル基を有するものであることが望ましい。さらに、重合開始剤としては、例えば、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテルなどのベンゾインアルキールエーテル類、ベンゾイン、ベンジル、ベンゾフェノン等の芳香族オキシケトン類や芳香族ケトン類、ベンジルジメチルケタール、ポリビニルベンゾフェノン等がある。
【００１９】
以上の紫外線硬化型粘着剤は、紫外線を照射しない状態では、その粘着剤の作用でワーク１を保持できるようになっており、紫外線を照射すると、重合開始剤の作用で紫外線架橋性樹脂が架橋して、粘着剤の粘着力を喪失乃至低下させる。従って、ワーク１のガラス板３に対する保持力を大きくする場合には、粘着剤の混合比を大きくし、切断後の剥離性を高めるには、紫外線架橋性樹脂の混合比を大きくすれば良い。ただし、紫外線硬化型粘着剤は柔軟性のあることから、この紫外線硬化型粘着剤層４は、ほぼ均一な厚みとし、かつその厚みはできるだけ薄くする。
【００２０】
ワーク１の切断深さとしては、ワーク１を完全に切断するために、紫外線硬化型粘着剤層４を貫通させて、ガラス板３内に及ぶものとする。従って、紫外線硬化型粘着剤層４は、なお僅かな粘着力を有する場合には、チップ部品２を取り出したときに、このチップ部品２側に硬化した紫外線硬化型粘着剤層４が付着したまま取り出されることがある。チップ部品２は、後に洗浄する必要があるので、この洗浄段階で紫外線硬化型粘着剤層４を剥離させることができる。ただし、紫外線硬化型粘着剤層４はガラス板３側に残存させるようにする方が望ましい。ガラス板３上に下地接着剤５を塗布するのは、このためである。ここで、下地接着剤５は紫外線を透過させる必要があることから、例えばアクリル系の接着剤等を用いるのが好都合である。また、接着剤に代えて、粘着剤を使用しても良く、さらに紫外線硬化型粘着剤に重合開始剤に代えて重合禁止剤を混合したものを塗布する等の粘着剤を下地とすることもできる。ただし、下地接着剤５はガラス板３に付着させれば良く、できるだけ薄く付着させるのが望ましい。
【００２１】
次に、ワーク１を切断して、所定のサイズのチップ部品２を形成する方法について説明する。まず、前工程において、ガラス板３に下地接着剤５を塗布し、次いで紫外線硬化型粘着剤層４をその上に積層する。その上に、つまり紫外線硬化型粘着剤層４の上にワーク１を貼り付ける。ワーク１は必ずしも必須ではないが、光学的機能膜が形成されている面を上に向けるようにするのが望ましい。ここで、ガラス板３へのワーク１の貼り付け時には、相対位置決めを行なう必要があるが、例えばワーク１にオリフラが形成される等、形状変化点があれば、この形状変化点を画像認識してアライメントを行なう。また、ワーク１に方向性がない円板状のものである場合であって、方向性がない場合には、ガラス板３にワーク１の載置位置をマーキングしておき、このマーキングとワーク１の外周部とを位置合わせすることができる。いずれにしろ、ワーク１を真空吸着等によりガラス板３上に載置することになるが、載置後にワーク１を紫外線硬化型粘着剤層４に押し付けるようにして、このワーク１を確実に保持する。これによって、図４に示したように、ワーク１はガラス板３に強固に固定される。
【００２２】
このようにしてワーク１を貼り付けたガラス板３は、移載ステージ１１において、ガラス板ホルダ１０によりクランプさせるようにして保持させる。そして、このガラス板ホルダ１０を移載ステージ１１からダイシングステージ１２に移行させて、図５に示したように、このワーク１を切断する。即ち、ダイシングステージ１２に装着したダイシング装置のスピンドル１８によりブレード１９を回転駆動しながら、ワーク１を切断可能な位置まで低下させる。そして、ガラス板ホルダ１０をブレード１９の手前側から前方に向けて進行させることによって、ワーク１の切断が開始される。このワーク１の切断時には、ブレード１９によるワーク１への切断部に適度な水圧の冷却水を供給するのが一般的である。
【００２３】
ここで、ワーク１を切断して得られるチップサイズが小さいときには、切断されて、切り離されたチップ部品が相互に衝突する可能性があるが、ワーク１は硬質のガラス板３上に載置され、かつ紫外線硬化型粘着剤層４によって強固に固定されているので、ブレード１９に歪み等がなければ、切断されたチップ部品の衝突による割れ、欠け等といったチッピングの発生を抑制することができる。
【００２４】
ブレード１９によって、ワーク１を確実に完全切断する。このためには、ワーク１だけでなく、紫外線硬化型粘着剤層４及び下地接着剤５も切断し、ガラス板３の表面からある深さ位置まで切り込むようにする。ワーク１のチッピング発生は、ワーク１が完全に切断される直前に起きることが最も多い。つまり、ブレード１９の先端からワーク１の紫外線硬化型粘着剤層４への貼り付け面までの間隔が極めて小さくなった状態で、ブレード１９によりワーク１に対して垂直方向以外の力が作用すると、裏面側にチッピングが発生する。ここで、ワーク１は硬質のガラス板３上に貼り付けられて、硬い基材の上に確実に水平状態を保つように載置された状態となっているので、ブレード１９が確実に垂直状態を保っている限り、ワーク１の切断時にブレード１９に垂直方向以外の力が作用する可能性はない。また、ガラス板３とワーク１との間には紫外線硬化型粘着剤層４及び下地接着剤５が介在しているが、その厚み寸法を必要最小限のものとすることによって、完全切断に至るまでの間に、ワーク１に対するブレード１の垂直方向以外の力が作用する余地はない。従って、裏面チッピングも確実に防止でき、ワーク１の切断時において、チッピングが発生する可能性は殆どない。
【００２５】
ブレード１９をピッチ送りしながら、ガラス板ホルダ１０を往復移動させることによって、ワーク１の一方向における切断が終了する。その後に、ガラス板ホルダ１０に支持されているガラス板３を９０°回転させて、さらにブレード１９による切断を行なうことによって、図３に示したように、多数のチップ部品２となるようにワーク１が切断される。このワーク１の切断が終了すると、ガラス板ホルダ１０をダイシングステージ１２から移載ステージ１１に移行させる。
【００２６】
移載ステージ１１におけるガラス板ホルダ１０の下部位置には紫外線照射手段１４が設けられているので、図６に示したように、この紫外線照射手段１４からの紫外線をガラス板ホルダ１０に向けて照射する。ガラス板ホルダ１０において、ワーク１が設置されている部位は開口しているので、紫外線の照射によって、ガラス板３及び下地接着剤５を介して紫外線硬化型粘着剤層４に紫外線が照射される。その結果、紫外線硬化型粘着剤層４に含まれている粘着剤の粘着力が失われ、若しくは粘着力が著しく低下して、チップ部品２は容易に紫外線硬化型粘着剤層４から剥離することができる状態となる。
【００２７】
そこで、ロボット１６を作動させて、このロボット１６に連結して設けた真空吸着ノズル１５によってチップ部品２を１個ずつ真空吸着して取り出される。下地接着剤５は紫外線の照射によっても、その接着力が失われないことから、真空吸着ノズル１５でチップ部品２をピックアップしたときに、紫外線硬化型粘着剤層４は下地接着剤５に接着した状態を維持し、図７に示したように、チップ部品２は粘着力が喪失乃至低下した紫外線硬化型粘着剤層４から剥離されて、取り出され、その取り落とし等のおそれはない。
【００２８】
このようにして分離されたチップ部品２は、所定の洗浄用治具に順次載置される。そして、全てのチップ部品２が取り出されて、洗浄用治具に移載されると、ガラス板３が取り出されて、新たなっワーク１を貼り付けたガラス板３がガラス板ホルダ１０に装着される。
【００２９】
洗浄用治具に収納されたチップ部品２は、後に洗浄液を満たした洗浄槽内に浸漬させ、必要に応じて超音波振動をかけながらチップ部品２が洗浄される。ここで、チップ部品２には実質的に粘着剤が付着しておらず、また付着していてもごく僅かなものであるから、洗浄液に容易に溶解されることになる。よって、チップ部品２の洗浄時間が短縮され、迅速かつ確実な洗浄が可能となる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ワークを切断する際におけるチッピングの発生を極力抑制でき、しかもチップ部品を取り出した後の洗浄を容易に行える等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示すワークの切断装置の全体構成図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】ダイシングが行われたワークを示す平面図である。
【図４】ワークのガラス板への貼り付け工程を示す説明図である。
【図５】ワークのダイシング工程を示す説明図である。
【図６】紫外線硬化型粘着剤層を硬化する工程を示す説明図である。
【図７】チップ部品の取り出し工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１  ワーク      ２  チップ部品
３  ガラス板      ４  紫外線硬化型粘着剤層
５  下地接着剤      １０  ガラス板ホルダ
１１  移載ステージ      １２  ダイシングステージ
１４  紫外線照射手段      １５  真空吸着ノズル
１７  ダイシング機構      １８  スピンドル
１９  ブレード
【図１】
2004165253.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004165253.tif 000006
【図５】
2004165253.tif 000007
【図６】
2004165253.tif 000008
【図７】
2004165253.tif 000009