JP7715534B2 - 物品の固定方法 - Google Patents

Description

本発明は、板状でない形状の物品であっても該物品を支持部材に固定できる物品の固定方法に関する。

携帯電話やパソコン等の電子機器に使用されるデバイスチップの製造工程では、まず、半導体等の材料からなるウェーハの表面に複数の交差する分割予定ライン（ストリート）を設定する。そして、該分割予定ラインで区画される各領域にＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large-Scale Integration）等のデバイスを形成する。

その後、開口を有する環状のフレームに該開口を塞ぐように貼られたダイシングテープと呼ばれる粘着テープを該ウェーハの裏面または表面に貼着する。すると、粘着テープと、ウェーハと、環状のフレームと、が一体となったフレームユニットが形成される。そして、フレームユニットに含まれるウェーハを該分割予定ラインに沿って加工して分割すると、個々のデバイスチップが形成される。

しかしながら、切削装置等の加工装置で加工される被加工物は、ウェーハのような板状の形状であるとは限らない。換言すると、加工装置では、粘着テープに貼り付けて固定するのが容易ではない形状の被加工物に対する加工が望まれる場合がある。そこで、例えば、支持部材上にワックスを配設し、このワックスにより被加工物を支持部材に固定する方法が知られている（特許文献１及び特許文献２参照）。

特開２０００－１８２９９７号公報 特開２００６－３４６８３６号公報

被加工物等の物品をワックスで支持部材に貼り付ける場合、この物品の加工が完了した後に該物品を有機溶剤で洗浄してワックスを除去する必要がある。そのため、有機溶剤を準備するコストや、使用済みの有機溶剤を処分するコストがかかる。また、洗浄工程に要する時間のために、物品の加工効率が低下する。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、後に容易に支持部材から分離できるように物品を該支持部材に固定できる物品の固定方法を提供することである。

本発明の一態様によれば、物品の固定方法であって、支持部材上に、固定部材を配設する固定部材配設ステップと、該支持部材上に、該固定部材を介して物品を載置する載置ステップと、該物品又は該支持部材を該固定部材の軟化点以上の温度まで加熱して、加熱を停止して該固定部材を固化させ該物品と該支持部材とを一体に固定する一体化ステップと、を備え、該固定部材は、パウダー状の熱可塑性樹脂であり、該物品は、加工装置で加工される被加工物であり、該一体化ステップでは、該軟化点以上の温度まで加熱されて軟化または融解した該固定部材が該物品の底面及び一部の側面に回り込むことを特徴とする物品の固定方法が提供される。

好ましくは、該固定部材の該軟化点は、該物品及び該支持部材の融点及び軟化点よりも低い。

本発明の一態様に係る物品の固定方法によると、物品を支持する支持部材上に固定部材を配設し、該固定部材を介して物品を該支持部材上に載置し、該固定部材の軟化点以上に該物品又は該支持部材を加熱する。すると、固定部材が軟化して該固定部材の形状が崩れ、該物品の広い領域に該固定部材が接触するようになる。その後、加熱を停止すると、該固定部材が固化して該物品と該支持部材とが一体に固定される。

この方法で物品を支持部材に固定した場合、該支持部材から該物品を分離する際には該物品又は該支持部材を再び固定部材の軟化点以上の温度に加熱し、該固定部材を軟化させる。すると、物品を容易に支持部材から分離できる。このとき、ワックスとは異なり物品には固定部材が残りにくいため、有機溶剤を使用した洗浄工程が不要となる。そのため、支持部材から物品を容易に分離できる。

したがって、本発明の一態様によると、後に容易に支持部材から分離できるように物品を該支持部材に固定できる物品の固定方法が提供される。

上面に固定部材が配設された支持部材を模式的に示す斜視図である。 載置ステップを模式的に示す斜視図である。 固定部材を介して物品が上面に載置された支持部材を模式的に示す斜視図である。 一体化ステップを模式的に示す斜視図である。 実施形態に係る物品の固定方法の各ステップの流れを示すフローチャートである。

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。まず、本実施形態に係る物品の固定方法で固定される物品について説明する。物品は、例えば、切削装置等の加工装置で加工される被加工物である。図２には、物品１を模式的に示す斜視図が含まれている。

物品１は、例えば、Ｓｉ（シリコン）、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、ＧａＮ（ガリウムナイトライド）、ＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）、若しくは、その他の半導体等の材料、または、サファイア、ガラス、石英等の材料から形成されている。該ガラスは、例えば、アルカリガラス、無アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等である。ただし、物品１はこれに限定されない。

従来、加工装置で加工される被加工物形状は、主に円形または矩形の平板状であった。被加工物の表面にはＩＣやＬＳＩ等のデバイスが並べて形成されており、切削装置等の加工装置で該被加工物をデバイス毎に分割すると個々のデバイスチップが得られていた。

加工装置に被加工物を搬入する際には、被加工物の裏面に該被加工物よりも径の大きい粘着テープを貼り付け、粘着テープの外周部を金属で形成されたリングフレームの内周部に貼り付けていた。すなわち、被加工物と、粘着テープと、リングフレームと、が一体化されたフレームユニットが形成されていた。

ところが、近年、加工装置では板状とは異なる様々な形状の物品の加工が望まれている。例えば、加工装置では、円柱状や角柱状、球状等の物品の加工が望まれる場合がある。しかしながら、このような形状の被加工物を粘着テープに貼り付けても、十分な大きさの接着面積を確保できず、被加工物を十分に固定できない。

そこで、本実施形態に係る物品の固定方法では、粘着テープを使用せず、他の方法で物品を支持部材に固定する。以下、本実施形態に係る物品の固定方法の各ステップについて詳述する。図５は、本実施形態に係る物品の固定方法の各ステップの流れを説明するフローチャートである。以下、固定される物品が角柱状である場合を例に説明するが、固定される物品の形状は角柱状に限定されない。

本実施形態に係る物品の固定方法では、まず、支持部材上に、固定部材を配設する固定部材配設ステップＳ１０を実施する。図１は、上面２ａに固定部材４が配設された支持部材２を模式的に示す斜視図である。

物品が固定される支持部材２は、例えば、硬い樹脂や金属、ガラス、半導体材料等により形成される。支持部材２は、例えば、矩形状または円状の板状物である。支持部材２の上面２ａには、固定される物品を部分的に収容できる収容凹部（不図示）が形成されていてもよく、物品の固定位置を規定するための規制凸部（不図示）が形成されていてもよい。

固定部材４は、例えば、パウダー状（粉末状）の熱可塑性樹脂である。パウダー状の固定部材４の形状や平均粒度、粒度分布等の特性には特に限定はない。熱可塑性樹脂は、例えば、ポリオレフィン（ＰＯ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等である。

固定部材４は、後述の通り支持部材２の上に配設されて使用される。固定部材４を加熱し該固定部材４の温度が軟化点を超えると、固定部材４が軟化して形状が崩れる。または、融点に達するまで軟化しない熱可塑性樹脂で固定部材４が形成されている場合、該固定部材４の温度が融点を超えると、固定部材４が融解して形状が崩れる。

このとき、後述の通り物品を十分に支持できるように、支持部材２は軟化（融解）しない必要がある。すなわち、支持部材２は、加熱により固定部材４が軟化（融解）するときに軟化（融解）しないことが好ましい。より詳細には、固定部材４の軟化点（融点）は、支持部材２の融点又は軟化点よりも低いことが好ましい。

固定部材配設ステップＳ１０では、支持部材２の上面２ａの上に、固定部材４を配設する。より詳細には、後述の載置ステップＳ２０において固定対象となる物品が載る領域を含む領域において支持部材２の上面２ａに固定部材４を配設する。図１には、支持部材２の上面２ａに配設された支持部材２が模式的に示されている。

支持部材２への固定部材４の配設方法に特に制限はなく、例えば、作業者が手作業で実施する。または、粉体散布機により実施されてもよい。後に物品が十分な固定力で支持部材２に固定されればよく、固定部材４が所定の領域に必ずしも均一に散布されていなくてもよい。また、該所定の領域が該固定部材４で覆いつくされている必要はなく、該所定の領域において支持部材２の上面２ａが部分的に露出していてもよい。

さらに、固定部材４は、支持部材２の上面２ａの所定の領域を狙って配設される必要はなく、支持部材２の上面２ａの全域に配設されてもよい。この場合、固定部材４を配設する領域を調節する必要がないため、固定部材４を極めて容易に支持部材２の上面２ａに配設できる。しかしながら、固定部材４を支持部材２の上面２ａの広い領域に配設すると物品の固定に寄与しない固定部材４が増大するため、固定部材４にかかるコストが増大する。

次に、載置ステップＳ２０が実施される。図２は、載置ステップＳ２０を模式的に示す斜視図である。載置ステップＳ２０では、支持部材２上に、固定部材４を介して物品１を載置する。例えば、物品１が角柱状である場合、物品１の被固定面となる底面１ａを下方に向け、支持部材２に配設された固定部材４に該底面１ａを接触させる。図３は、固定部材４を介して支持部材２に載置された物品１を模式的に示す斜視図である。

次に、一体化ステップＳ３０が実施される。一体化ステップＳ３０では、物品１又は支持部材２を固定部材４の軟化点以上の温度まで加熱して、加熱を停止して該固定部材４を固化させ該物品１と該支持部材２とを一体に固定する。このときの加熱温度は、例えば、２００℃以上である。ただし、加熱温度は、次に説明する通り、固定部材４を構成する熱可塑性樹脂の材質により決定されることが好ましい。

例えば、固定部材４を構成する熱可塑性樹脂がポリエチレン（ＰＥ）である場合に加熱温度は１２０℃以上であることが好ましい。また、熱可塑性樹脂がポリプロピレン（ＰＰ）である場合に加熱温度は１６０℃以上であることが好ましい。また、熱可塑性樹脂がポリスチレン（ＰＳ）である場合に加熱温度は２２０℃以上であることが好ましい。さらに、熱可塑性樹脂がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）である場合に加熱温度は２５０℃以上であることが好ましい。ただし、加熱温度はこれらに限定されない。

例えば、一体化ステップＳ３０では、物品１等が載る支持部材２をホットプレートの上に載せ、ホットプレートで支持部材２等を加熱する。または、赤外線ランプを使用して支持部材２等に赤外線を照射して支持部材２等を加熱する。または、熱風を噴出できるヒートガンで熱風を支持部材２等に当てて支持部材２等を加熱する。

一体化ステップＳ３０では、固定部材４の温度を上昇させて軟化または融解させ、固定部材４の形状を崩す。このとき、物品１の底面１ａに広く固定部材４が接触する。また、物品１が軟化等した固定部材４に沈みこみ、物品１の底面１ａだけでなく物品１の側面の一部にも固定部材４が回り込む場合がある。また、軟化した固定部材４が物品１の表面の微小な凹凸形状に追従して変形して該凹凸形状の隅々に固定部材４が入り込む場合がある。

さらに、軟化等した固定部材４は、物品１及び支持部材２の上面２ａの広い領域に接触する。そして、支持部材２の上面２ａに凹凸形状が形成されている場合、該凹凸形状に追従して変形して該凹凸形状の隅々に入り込む。

その後、支持部材２等の加熱を停止させて固定部材４の温度を下降させて固定部材４を固化させる。図４は、固化された固定部材４ａにより支持部材２に固定される物品１を模式的に示す斜視図である。このとき、物品１は、固定部材４ａにより強い固定力で支持部材２に固定される。

例えば、物品１が円柱状や球体状等の形状である場合、粘着テープの上に物品１を載置しても、粘着テープは大きくは変形できないため、物品１の粘着テープに接触する領域の面積は小さくなる。したがって、粘着テープでは、物品１を強く固定できない。

また、粘着テープに代えて熱可塑性樹脂で形成された樹脂シートを準備し、樹脂シートの中央部に物品１を載せ、該樹脂シートの外周部にリングフレームの内周部を載せ、樹脂シートを加熱して軟化させることも考えられる。この場合、その後に加熱を停止させて樹脂シートを固化することで物品１と、樹脂シートと、リングフレームと、が一体となったフレームユニットが形成されることが期待される。

しかしながら、この場合、加熱時に樹脂シートの形状が崩壊してしまい、加熱を停止して冷却したときにもはやシートの形状を再現できないことが考えられる。これに対して、本実施形態に係る物品の固定方法では、熱可塑性樹脂で形成され軟化等した固定部材４が支持部材２に支持されるため、物品１が支持を失うことがない。すなわち、物品１は、十分な固定力により支持部材２で固定されるとともに、支持部材２に支持される。

一体化ステップＳ３０により支持部材２と一体化された物品１は、その後、切削装置等の加工装置に運ばれて加工される。このとき、十分な固定力で物品１が支持部材２に固定されているため、物品１が適切に加工される。その後、物品１と、固定部材４ａと、が載る支持部材２等を再び軟化点（融点）以上に加熱し、固定部材４ａを軟化等させると、物品１を容易に支持部材２から分離できる。

なお、物品１を支持部材２から分離させる際には、一体化ステップＳ３０において支持部材２等を加熱した際の温度よりも高い温度に支持部材２等を加熱してもよい。この場合、固定部材４ａが一体化ステップＳ３０の実施時よりも軟化するため、物品１に固定部材４ａが残りにくい。また、物品１に固定部材４ａが僅かに残る場合においても、固定部材４ａの温度が低下して再び固定部材４ａが固化する前に物品１から該固定部材４ａをふき取ることも可能である。

例えば、粘着力を発揮するワックスにより支持部材２に物品１を固定する場合では、物品１にワックスがこびりつきワックスを物品１から除去する為に手間がかかる場合がある。これに対して、熱可塑性樹脂で形成された固定部材４を再加熱して軟化させると物品１に固定部材４がこびりつくことがなく、物品１から固定部材４ａを除去する手間がかからない。

さらに、物品１の固定を解除する際に、支持部材２等を加熱しなくてもよい。例えば、物品１を十分な力で持ち上げることで固定部材４ａから物品１を剥離させることも可能である。固化した固定部材４ａにはワックスのような粘着性はないため、この場合においても物品１に固定部材４ａが残りにくい。

以上に説明する通り、本実施形態に係る物品の固定方法によると、パウダー状であり熱可塑性樹脂で形成された固定部材４により物品１を支持部材２に固定する。そのため、後に容易に支持部材２から分離できるように複雑な形状の物品１を該支持部材２に固定できる。

なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、固定部材配設ステップＳ１０を実施した後に載置ステップＳ２０を実施し、支持部材２上に固定部材４を介して物品１を載置する場合について説明したが、本実施形態に係る物品の固定方法はこれに限定されない。

すなわち、本発明の一態様に係る物品の固定方法では、固定部材４を介して支持部材２上に物品１を載置した後、さらなる固定部材４を物品１の上方から散布してもよい。この場合、一体化ステップＳ３０を実施したとき、物品１の表面のさらに広い領域に軟化した固定部材４ａが接触して物品１の一部が固定部材４ａに覆われるため、加熱を停止した際に物品１がより強く支持部材２に固定される。

さらに、固定部材配設ステップＳ１０は、載置ステップＳ２０の後に実施されてもよい。すなわち、支持部材２の上面２ａに物品１を載置した後、物品１等の上方からパウダー状の固定部材４を散布してもよい。この場合、物品１の底面１ａが支持部材２の上面２ａに広く支持される。そのため、固定部材４の散布状態等のばらつきに起因する物品１の傾斜を低減できる。

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

１ 物品
１ａ 底面
２ 支持部材
２ａ 上面
４ 固定部材
４ａ 固定部材

Claims (2)

1. 物品の固定方法であって、
   支持部材上に、固定部材を配設する固定部材配設ステップと、
   該支持部材上に、該固定部材を介して物品を載置する載置ステップと、
   該物品又は該支持部材を該固定部材の軟化点以上の温度まで加熱して、加熱を停止して該固定部材を固化させ該物品と該支持部材とを一体に固定する一体化ステップと、
   を備え、
   該固定部材は、パウダー状の熱可塑性樹脂であり、
   該物品は、加工装置で加工される被加工物であり、
   該一体化ステップでは、該軟化点以上の温度まで加熱されて軟化または融解した該固定部材が該物品の底面及び一部の側面に回り込むことを特徴とする物品の固定方法。
2. 該固定部材の該軟化点は、該物品及び該支持部材の融点及び軟化点よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の物品の固定方法。