JP2005019531A

JP2005019531A - エキスパンド方法及びエキスパンド装置

Info

Publication number: JP2005019531A
Application number: JP2003179680A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Sakatani; 康之酒谷; Masayuki Azuma; 正幸東
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 2003-06-24
Filing date: 2003-06-24
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2023-06-24
Also published as: JP4306337B2

Abstract

【課題】ダイシング後のウェーハを、搬送中の振動によって隣同士のチップのエッジとエッジとが接触してエッジ部に欠けやマイクロクラック等が発生することなしに、フレームごと搬送することのできる粘着シートのエキスパンド方法、及びエキスパンド装置を提供すること。
【解決手段】ダイシング加工後に粘着シートＳをエキスパンドして個々のチップＴ間の間隔を拡大するエキスパンド方法で、エキスパンド後に、板状物ＷをフレームＦにマウントしたままの状態で粘着シートＳのエキスパンド状態を保持させ、拡大されたチップＴ間の間隔を維持したまま板状物ＷをフレームＦ毎搬送可能とした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粘着シートのエキスパンド方法及びエキスパンド装置に関し、特に粘着シートを介してリング状のフレームにマウントされ、個々のチップにダイシング加工された板状物に対し、ダイシング加工後に、粘着シートをエキスパンドして個々のチップ間の間隔を拡大するエキスパンド方法及びエキスパンド装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程等において、表面に半導体装置や電子部品等が形成された板状物であるウェーハは、プロービング工程で電気試験が行われた後、ダイシング工程で個々のチップ（ダイ、又はペレットとも言われる）に分割され、次に個々のチップはダイボンディング工程で部品基台にダイボンディングされる。ダイボンディングされた後、樹脂モールドされ、半導体装置や電子部品等の完成品となる。
【０００３】
プロービング工程の後ウェーハは、図５に示すように、片面に粘着層が形成された厚さ１００μｍ程度の粘着シート（ダイシングシート又はダイシングテープとも呼ばれる）Ｓに裏面を貼り付けられ、剛性のあるリング状のフレームＦにマウントされる。ウェーハＷはこの状態でダイシング工程内、ダイシング工程ダイボンディング工程間、及びダイボンディング工程内を搬送される。
【０００４】
ダイシング工程では、ダイシングブレードと呼ばれる薄型砥石でウェーハＷに研削溝を入れてウェーハをカットするダイシング装置が用いられている。ダイシングブレードは、微細なダイヤモンド砥粒をＮｉで電着したもので、厚さ１０μｍ〜３０μｍ程度の極薄のものが用いられる。
【０００５】
このダイシングブレードを３０，０００〜６０，０００ｒｐｍで高速回転させてウェーハＷに切込み、ウェーハＷを完全切断（フルカット）する。このときウェーハＷの裏面に貼られた粘着シートＳは、表面から１０μｍ程度しか切り込まれていないので、ウェーハＷは個々のチップＴに切断されてはいるものの、個々のチップＴがバラバラにはならず、チップＴ同士の配列が崩れていないので全体としてウェーハ状態が保たれている。
【０００６】
また、ダイシングブレードを用いずに、ウェーハＷの内部に集光点を合わせたレーザー光を照射し、ウェーハ内部に多光子吸収現象による改質領域を形成させ、この改質領域を起点としてウェーハＷを割断するレーザーダイシング加工が提案されている。このレーザーダイシング加工の場合も、ウェーハＷは図５に示すような状態でダイシングされるので、チップＴ同士の配列が崩れず、全体としてウェーハ状態が保たれている。
【０００７】
ここでは、このようにダイシング加工されて個々のチップＴに分割された後であっても、チップＴ同士の配列が崩れていないこのチップＴの集合体をも便宜上ウェーハＷと呼ぶこととする。
【０００８】
この後ウェーハＷはダイボンディング工程に送られる。ダイボンディング工程ではダイボンダが用いられる。ダイボンダではウェーハＷは先ずエキスパンドステージに載置され、次に粘着シートＳがエキスパンドされて、チップＴ同士の間隔が広げられチップＴをピックアップし易くしている。
【０００９】
次に、下方からチップＴをプッシャで突上げるとともに上方からコレットでチップＴをピックアップし、基台の所定位置にチップＴをボンディングする。
【００１０】
このように、ダイボンダの中に粘着シートＳを押し広げ、チップＴ同士の間隔を広げるエキスパンド装置を組込むことは、従来から行われていた。また、このエキスパンド装置の種々の改良発明も行われている（例えば、特許文献１、及び特許文献２参照。）。
【００１１】
【特許文献１】
特開平７−２３１００３号公報
【００１２】
【特許文献２】
特開平７−３２１０７０号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
前述の従来技術では、粘着シートＳを介してフレームＦにマウントされたウェーハＷは、ダイシングブレードで個々のチップＴに切断された後、ダイシング装置内をそのままの状態で搬送されて洗浄等が行われ、次にダイボンダまで搬送され、ダイボンダ内もその状態のままで搬送が行われていた。
【００１４】
ところが、近年ＩＣ等の半導体装置ではウェーハＷ１枚当たりのチップ形成数を増加させるため、ダイシング加工の為の加工領域（ストリートとも呼ばれる）の幅が極度に狭くなってきている。そのため、ダイシング工程では厚さ１０μｍ〜１５μｍ程度の極薄のダイシングブレードが使用されるようになってきた。
【００１５】
このような極薄のダイシングブレードでダイシングされたウェーハＷや、前述のレーザーダイシングされたウェーハＷでは、チップＴ同士の間隔が極度に狭いため、従来のように粘着シートＳを介してフレームＦにマウントされた状態のままで搬送した場合、搬送中の振動によって隣同士のチップＴのエッジとエッジとが接触し、エッジ部に欠けやマイクロクラックが生じ、良品チップＴを不良にしたり、完成後の製品の信頼性を損なうという問題が生じていた。
【００１６】
このため、ダイシング装置内でダイシング後直ちにエキスパンドし、チップＴ同士の間隔を広げて搬送することが要求されるようになってきた。ところが、従来行われていたエキスパンド方法や、前述の特許文献１、及び特許文献２に記載されたエキスパンド方法をダイシング装置内で行ったとしても、粘着シートＳへの張力付与を解除するとエキスパンドされた粘着シートＳが又元通りに縮んでしまうため、ウェーハＷをフレームＦごと搬送することができなかった。
【００１７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ダイシング後のチップ同士の間隔が極度に狭いウェーハであっても、搬送中の振動によって隣同士のチップのエッジとエッジとが接触してエッジ部に欠けやマイクロクラック等が発生することなしに、フレームごと搬送することのできる粘着シートのエキスパンド方法、及びエキスパンド装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、粘着シートを介してリング状のフレームにマウントされ、個々のチップにダイシング加工された板状物に対し、ダイシング加工後に、前記粘着シートをエキスパンドして前記個々のチップ間の間隔を拡大するエキスパンド方法において、エキスパンド後に、前記板状物を前記フレームにマウントしたままの状態で前記粘着シートのエキスパンド状態を保持させ、拡大された前記チップ間の間隔を維持したまま前記板状物を前記フレーム毎搬送可能としたことを特徴としている。
【００１９】
請求項１の発明によれば、ダイシングされた板状物がフレームにマウントされたままの状態で粘着シートのエキスパンド状態が保持されているので、チップ間の間隔を維持したまま板状物をフレーム毎搬送することができる。そのため、チップ同士の間隔が極度に狭い板状物であっても、搬送中の振動によって隣同士のチップのエッジとエッジとが接触してエッジ部に欠けやマイクロクラック等が発生することがない。
【００２０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、前記フレームと前記板状物との間の粘着シートに凸部を形成することによって前記粘着シートをエキスパンドし、前記凸部の基部を溶着又は接着することによって前記粘着シートのエキスパンド状態を保持することを特徴としている。
【００２１】
請求項２の発明によれば、粘着シートに凸部を形成してエキスパンドし、凸部の基部を溶着又は接着してエキスパンド状態を保持しているので、板状物をフレーム毎取り扱うことができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、請求項２の発明において、前記粘着シートに形成された凸部の基部を超音波溶着することを特徴としている。請求項３の発明によれば、粘着シートに形成された凸部の基部を超音波で溶着するので、容易に局所溶着を行うことができる。
【００２３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１、２、又は３のうちいずれか１項の発明において、前記粘着シートのエキスパンドは、前記ダイシング加工後、前記板状物をダイシング用のチャックステージから取り外さずに行うことを特徴としている。
【００２４】
請求項４の発明によれば、ダイシング加工後板状物をチャックステージにチャックしたままエキスパンドするので、ダイシング装置内の搬送においても、搬送中の振動によって隣同士のチップのエッジとエッジとが接触してエッジ部に欠けやマイクロクラック等が発生することがない。
【００２５】
請求項５に記載の発明は、粘着シートを介してリング状のフレームにマウントされ、個々のチップにダイシング加工された板状物に対し、ダイシング加工後に、前記粘着シートをエキスパンドして前記個々のチップ間の間隔を拡大するエキスパンド装置において、前記板状物を載置するチャックステージと、前記フレームと前記板状物との間の粘着シートを押圧して前記粘着シートに凸部を形成する押圧部材と、前記粘着シートを挟んで前記押圧部材と対向して配置され、前記凸部を収容する空間部を有するハウジングと、前記凸部の基部に向けて押圧される溶着工具とを有し、該溶着工具で前記凸部の基部を溶着することを特徴としている。
【００２６】
請求項５の発明によれば、エキスパンド装置は粘着シートに凸部を形成する押圧部材と、凸部の基部を溶着する溶着工具を有しており、押圧部材で粘着シートをエキスパンドし、溶着工具で粘着シートに形成された凸部の基部を溶着するので、板状物をフレームにマウントしたままの状態でエキスパンド状態を保持することができる。
【００２７】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５の発明において、前記溶着工具が超音波溶着工具であり、該超音波溶着工具で前記凸部の基部を超音波溶着することを特徴としている。請求項６の発明によれば、粘着シートに形成された凸部の基部を超音波で溶着するので、容易に局所溶着を行うことができる。
【００２８】
また、請求項７に記載の発明は、請求項５又は請求項６の発明において、前記ハウジング内の空間部を減圧する減圧手段が設けられていることを特徴としている。請求項７の発明によれば、粘着シートに形成された凸部をハウジング内の空間部に吸引するので、押圧部材を後退させても凸部の形状が維持され、凸部の基部を容易に溶着することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るエキスパンド方法及びエキスパンド装置の好ましい実施の形態について詳説する。尚、各図において同一部材には同一の番号または記号を付している。
【００３０】
図１は、エキスパンド装置の構成を表わす断面図である。エキスパンド装置１０は、ＸＹθテーブル１１、チャックステージ１２、フレームチャック１３、押圧部材１４、ハウジング１５、溶着工具としての超音波溶着工具１６、押さえリング１７等から構成されている。
【００３１】
ＸＹθテーブル１１は、図示しない駆動装置によって図のＸＹ方向に移動されるとともに、θ回転される。ＸＹθテーブル１１にはチャックステージ１２とフレームチャック１３が取付けられている。フレームチャック１３の上面には多孔質部材１３Ａが埋め込まれ、電磁弁２１Ｂ、レギュレータ２２Ｂを経由して減圧ポンプ２３に接続され、フレームＦを吸着するようになっている。
【００３２】
また、チャックステージ１２の上面も図示しない多孔質部材が埋め込まれ、電磁弁２１Ｃ、レギュレータ２２Ｃを経由して減圧ポンプ２３に接続され、板状物であるウェーハＷを吸着するようになっている。
【００３３】
粘着シートＳのフレームＦとウェーハＷとが貼付されていない部分の上方には、環状の溝（空間部）１５Ａを有するリング状のハウジング１５が配置されている。環状の溝１５Ａの内面は多孔質部材１５Ｂで形成され、電磁弁２１Ａ、レギュレータ２２Ａを経由して減圧ポンプ２３に接続されて、溝１５Ａの内部を減圧するようになっている。このハウジング１５は、図示しない駆動手段によって上下に移動されるとともに、下降端でクランプされるようになっている。
【００３４】
粘着シートＳを挟んでハウジング１５と対向してリング状の押圧部材１４が設けられている。押圧部材１４は図示しない駆動手段によって上下移動されるようになっており、上昇してハウジング１５の溝１５Ａ内に挿入されるように位置決めされている。押圧部材１４の上端縁は滑らかに面取りされている。
【００３５】
ハウジング１５の内側には環状の押さえリング１７が設けられ、図示しない駆動手段によって上下移動され、下方に移動された時にチャックステージ１２を強く押圧するようになっている。
【００３６】
ハウジング１５の外側には、溶着工具としての超音波溶着工具１６が先端をハウジング１５の溝１５Ａの入口に向けて斜めに配置されている。超音波溶着工具１６は図示しない駆動手段によってその軸方向に移動されるようになっており、超音波を発振しながら先端で対象物を押圧する。
【００３７】
次に、このように構成されたエキスパンド装置１０によるエキスパンド方法について説明する。図２は本発明のエキスパンド方法の実施形態を表わすフローチャートである。粘着シートＳを介してフレームＦにマウントされたウェーハＷはチャックステージ１２とフレームチャック１３に載置され、ウェーハＷは粘着シートＳを介してチャックステージ１２に吸着され、フレームＦは粘着シートＳを介してフレームチャック１３に吸着されている。この状態でウェーハＷは個々のチップＴにダイシングされている。
【００３８】
粘着シートＳのエキスパンドにあたっては、図２に示すように、最初にフレームＦの吸着はそのままにしておき、電磁弁２１Ｃを作動させてチャックステージ１２の吸着のみを解除する（ステップＳ１１）。
【００３９】
次にハウジング１５を下降させ、下端が粘着シートＳと接触する位置でクランプする（ステップＳ１３）。次に押圧部材１４を上昇させて粘着シートＳに当接させ、なおも上昇させることにより粘着シートＳを押し上げてハウジング１５の溝１５Ａ内に凸部を形成させる。これにより粘着シートＳは中心部から外方にエキスパンドされ、粘着シートＳに貼付されているチップＴ同士の間隔が拡大される（ステップＳ１５）。
【００４０】
ここで押さえリング１７を下降させ、チャックステージ１２の上面との間で粘着シートＳを押圧してクランプする。これにより押さえリング１７の内側の粘着シートＳのエキスパンド状態が保持される（ステップＳ１７）。
【００４１】
図３はこの状態を表わしたもので、粘着シートＳが押圧部材１４で押し上げられ、ハウジング１５の環状の溝内に環状の凸部ＳＡが形成されている。これにより粘着シートＳは中央部から外方向に伸ばされ、個々のチップＴ間の間隔が拡大され、押さえリング１７でこのエキスパンド状態が保持されている。
【００４２】
次に、電磁弁２１Ａを作動させ、ハウジング１５の溝１５Ａ内の空間部を減圧ポンプで減圧し、粘着シートＳの凸部ＳＡを溝１５Ａの内面に吸着する。溝１５Ａの内面は多孔質部材１５Ｂで形成されているので凸部ＳＡを均一に吸着することができる（ステップＳ１９）。
【００４３】
ここで粘着シートＳに凸部ＳＡを形成させた押圧部材１４を下降させる。押圧部材１４が下降しても、粘着シートＳの凸部ＳＡは溝１５Ａの内面に吸着されているので凸部ＳＡが元に戻ることはない（ステップＳ２１）。
【００４４】
次に、超音波溶着工具１６を前進させ、先端部で粘着シートＳの凸部ＳＡの根元部分である基部を押圧し、基部同士を接触させてハウジング１５の溝１５Ａの壁に押付ける（ステップＳ２３）。次いで超音波溶着工具１６は超音波を発振させ、先端で粘着シートＳの凸部ＳＡの基部を局所溶着するとともに、ＸＹθテーブル１１を１回転させ環状の凸部ＳＡの基部全周にわたって溶着する（ステップＳ２５）。
【００４５】
図４はこの状態を表わしたものである。粘着シートＳは、押さえリング１７の内側がエキスパンドされてチップＴ間の間隔が拡大された状態のまま、凸部ＳＡの基部ＳＢが超音波溶着工具１６の先端で押圧され、基部ＳＢ同士が溝１５Ａの壁に押付けられ、超音波振動によって局部溶着されている。
【００４６】
ここで超音波溶着工具１６を後退させ（ステップＳ２７）、電磁弁２１Ａを作動させてハウジング１５の溝１５Ａ内の減圧を解除するとともに、ハウジング１５及び押さえリング１７を上昇させる（ステップＳ２９）。
【００４７】
以上の工程により、粘着シートＳに貼付され個々のチップＴにダイシングされたウェーハＷのチップＴ間の間隔が広げられた状態となり、この状態で粘着シートＳは外周近傍に弛みが造られ弛みの根元が摘まれたような状態になり、個々のチップＴの間隔が拡大したまま保持され、ダイシングされたウェーハＷをフレーム毎搬送することができる。
【００４８】
このエキスパンドは、ダイシング装置内で、ダイシング加工直後に行われるのが好ましい。ウェーハＷはこのように、チップＴの間隔が拡大された状態が保持されたままフレーム搬送されるので、搬送中の振動によって隣同士のチップのエッジとエッジとが接触して、エッジ部に欠けやマイクロクラック等が発生することが防止される。
【００４９】
以上説明した実施の形態では、粘着シートＳを下方から押し上げ、上方に向けて凸部ＳＡを形成したが、本発明はこれに限らず、粘着シートＳを下方に押圧し、下方に向けて凸部ＳＡを形成するようにしてもよい。
【００５０】
また、粘着シートＳの凸部ＳＡの基部ＳＢを超音波溶着したが、超音波溶着に限らず熱圧着で局部溶着してもよく、また溶着に限らず、接着材で接着してもよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のエキスパンド方法及びエキスパンド装置によれば、ダイシングされた板状物がフレームにマウントされたままの状態で粘着シートのエキスパンド状態が保持されているので、チップ間の間隔を維持したまま板状物をフレーム毎搬送することができる。そのため、チップ同士の間隔が極度に狭い板状物であっても、搬送中の振動によって隣同士のチップのエッジとエッジとが接触してエッジ部に欠けやマイクロクラック等が発生することがない。
【００５２】
また、ダイシング装置内でダイシング加工後板状物をチャックステージにチャックしたままエキスパンドを行うので、ダイシング直後にチップ同士の間隔を広げることができ、また板状物がフレームにマウントされたままの状態でエキスパンド状態を保持するので、ダイシング装置内の搬送においてもチップ同士の接触を完全に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るエキスパンド装置を表わす構成図
【図２】本発明の実施の形態に係るエキスパンド方法を表わすフローチャート
【図３】エキスパンド状態を表わす概念図
【図４】エキスパンド保持状態を表わす概念図
【図５】フレームにマウントされたウェーハを表わす斜視図
【符号の説明】
１０…エキスパンド装置、１１…ＸＹθテーブル、１２…チャックステージ、１４…押圧部材、１５…ハウジング、１５Ａ…溝（空間部）、１６…超音波溶着工具（溶着工具）、１７…押さえリング、２０…減圧手段、Ｆ…フレーム、Ｓ…粘着シート、ＳＡ…凸部、ＳＢ…基部、Ｔ…チップ、Ｗ…ウェーハ（板状物）

Claims

粘着シートを介してリング状のフレームにマウントされ、個々のチップにダイシング加工された板状物に対し、ダイシング加工後に、前記粘着シートをエキスパンドして前記個々のチップ間の間隔を拡大するエキスパンド方法において、
エキスパンド後に、前記板状物を前記フレームにマウントしたままの状態で前記粘着シートのエキスパンド状態を保持させ、拡大された前記チップ間の間隔を維持したまま前記板状物を前記フレーム毎搬送可能としたことを特徴とするエキスパンド方法。
前記フレームと前記板状物との間の粘着シートに凸部を形成することによって前記粘着シートをエキスパンドし、前記凸部の基部を溶着又は接着することによって前記粘着シートのエキスパンド状態を保持することを特徴とする、請求項１に記載のエキスパンド方法。
前記粘着シートに形成された凸部の基部を超音波溶着することを特徴とする、請求項２に記載のエキスパンド方法。
前記粘着シートのエキスパンドは、前記ダイシング加工後、前記板状物をダイシング用のチャックステージから取り外さずに行うことを特徴とする、請求項１、２、又は３のうちいずれか１項に記載のエキスパンド方法。
粘着シートを介してリング状のフレームにマウントされ、個々のチップにダイシング加工された板状物に対し、ダイシング加工後に、前記粘着シートをエキスパンドして前記個々のチップ間の間隔を拡大するエキスパンド装置において、
前記板状物を載置するチャックステージと、
前記フレームと前記板状物との間の粘着シートを押圧して前記粘着シートに凸部を形成する押圧部材と、
前記粘着シートを挟んで前記押圧部材と対向して配置され、前記凸部を収容する空間部を有するハウジングと、
前記凸部の基部に向けて押圧される溶着工具とを有し、
該溶着工具で前記凸部の基部を溶着することを特徴とするエキスパンド装置。
前記溶着工具が超音波溶着工具であり、該超音波溶着工具で前記凸部の基部を超音波溶着することを特徴とする、請求項５に記載のエキスパンド装置。
前記ハウジング内の空間部を減圧する減圧手段が設けられていることを特徴とする、請求項５又は請求項６に記載のエキスパンド装置。