JP2005109043A - エキスパンド方法 - Google Patents

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は、粘着シートＳに熱収縮性のシートを用い、粘着シートＳに張力を付与してエキスパンドし、粘着シートＳの板状物Ｗとフレームとの間に弛みを形成し、弛み部分を加熱収縮させることによって、個々のチップ間隔を拡大するエキスパンド状態を保持するようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、粘着シートのエキスパンド方法に関し、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に関する。

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。

プロービング工程の後ウェーハは、図６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。

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。

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。

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６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。

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。

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。

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。

このように、ダイボンダの中に、粘着シートＳを押し広げてチップ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。）。
特開平７−２３１００３号公報 特開平７−３２１０７０号公報

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。

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。

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。

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。

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を提供することを目的とする。

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、粘着シートに貼着されて該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の間隔を拡大するエキスパンド方法において、前記粘着シートに熱収縮性のシートを用い、前記粘着シートに張力を付与してエキスパンドし、次に、前記粘着シートの前記板状物と前記フレームとの間に弛みを形成し、該弛み部分を加熱して収縮させることによって前記弛みを解消し、前記個々のチップ間隔が拡大された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の発明によれば、熱収縮性の粘着シートをエキスパンドした後、板状物が貼付されていない部分に弛みを形成し、弛み部分を加熱収縮させて粘着シートのエキスパンド状態を保持するので、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。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、エキスパンドされた前記板状物が貼付されている部分の粘着シートのエキスパンド状態を吸着保持又は機械的に保持した後に前記弛みを形成し、該弛み部分を加熱して収縮させた後に前記吸着保持又は機械的保持を解除することを特徴とする。

請求項２の発明によれば、板状物が貼付されている部分の粘着シートのエキスパンド状態を吸着保持又は機械的に保持してから弛みを形成し、弛み部分を加熱収縮させてから吸着保持又は機械的保持を解除するので、板状物の外側の粘着シートのみに弛みを形成してその弛み部分を加熱収縮させることができ、容易にエキスパンド状態を保持させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、前記板状物と前記フレームとを相対的に離間させることによって前記粘着シートをエキスパンドし、前記板状物と前記フレームとの相対的離間を解除することによって前記弛みを形成することを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、前記板状物と前記フレームとの間の前記粘着シートを押圧することによって前記粘着シートをエキスパンドし、前記板状物と前記フレームとの間の前記粘着シートの押圧を解除することによって前記弛みを形成することを特徴とする。

請求項３又は請求項４の発明によれば、粘着シートを容易に均等にエキスパンドすることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１、２、３、または４のうちいずれか１項に記載の発明において、前記粘着シートの前記板状物の外側を環状に加熱することによって前記弛み部分を収縮させることを特徴とする。

請求項５の発明によれば、粘着シートの前記板状物の外側を環状に加熱するので、粘着シートに形成された弛み部分を均一に収縮させることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１、２、３、４、又は５のうちいずれか１項に記載の発明において、前記板状物をダイシング加工後、前記板状物をチャックステージから取り外さずに前記粘着シートをエキスパンドすることを特徴とする。

請求項６の発明によれば、板状物をダイシング加工後、板状物をチャックステージから取り外さずにエキスパンドし、板状物が貼付された粘着シートはそのままエキスパンド状態が保持されるので、ダイシング後の搬送において個々のチップ同士が干渉することがない。

以上説明したように本発明のエキスパンド方法によれば、熱収縮性の粘着シートを使用し、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がエキスパンドされ、そのエキスパンド状態が保持されるので、拡大された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。

以下添付図面に従って本発明に係るエキスパンド方法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。

図１は、本発明の実施の形態に係るエキスパンド方法に用いるエキスパンド装置を表わしている。エキスパンド装置１０は、ベース１１、ベース１１に載置された伸縮テーブル１２とフレームチャック１３、伸縮テーブル１２に取り付けられたチャックステージ１４、ホルダ１６を介してベース１１に取り付けられた噴射管１５等を有している。

チャックステージ１４の上面には多孔質部材１４Ａが埋設され、多孔質部材１４Ａは電磁弁２１Ｂ、レギュレータ２２Ｂを経由して真空ポンプ２３に接続され、板状物ワークであるウェーハＷを粘着シートＳごと吸着保持するようになっている。

また、フレームチャック１３の上面にも多孔質部材１３Ａが埋設され、多孔質部材１３Ａは電磁弁２１Ａ、レギュレータ２２Ａを経由して真空ポンプ２３に接続され、フレームＦを粘着シートＳごと吸着保持するようになっている。

伸縮テーブル１２は、図示しない駆動手段によって上下に伸縮され、チャックステージ１４上のウェーハＷを粘着シートＳごと上下に移動させる。

噴射管１５は、リング状の管で熱風源に接続されており、上面に形成された多数の噴射口１５Ａ、１５Ａ、…から上方に熱風を噴射する。

次に、図２のフローチャートに基いて本発明に係るエキスパンド方法の実施の形態を説明する。本発明に係るエキスパンド方法に用いるエキスパンド装置１０では、ウェーハＷは図６に示すように、熱収縮性の粘着シートＳに貼付され、粘着シートＳを介してリング状のフレームＦにマウントされた状態で投入される。

熱収縮性の粘着シートＳの基材はポリオレフィン系のプラスチックで、１１５℃以上の熱が加えられると収縮し、その収縮率は長さ変化率で−１５％以上のものが用いられる。ポリオレフィン系の他にポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリスチレン系等のプラスチックから適宜選択することができる。

このウェーハＷを粘着シートＳを介してチャックステージ１４に載置するとともにフレームＦをフレームチャック１３に載置する。ここではウェーハＷは既にダイシングされて個々のチップに分割されている。

この状態で電磁弁２１Ａを作動させ、フレームＦをフレームチャック１３に吸着固定する（ステップＳ１１）。なお、ウェーハＷはチャックステージ１４に載置したままで、吸着はしない。図１はこの状態を表わしている。

次に、伸縮テーブル１２を上方に伸ばしウェーハＷの貼付されている部分の粘着シートＳを上方に持ち上げる。これにより粘着シートＳが引き伸ばされて個々のチップＴ間の間隔が拡大される（ステップＳ１３）。図３はこの状態を表わしている。

次に、電磁弁２１Ｂを作動させ、ウェーハＷを粘着シートＳごとチャックステージ１４に吸着固定する。これにより、チャックステージ１４上の粘着シートＳのエキスパンド状態が保持される（ステップＳ１５）。

この状態から伸縮テーブル１２を元の位置まで縮める。チャックステージ１４上の粘着シートＳは吸着固定されているので、フレームＦとチャックステージ１４との間の粘着シートＳに弛みＳＡが生じる（ステップＳ１７）。

次に、噴射管１５の噴射口１５Ａ、１５Ａ、…から粘着シートＳの弛みＳＡに向けて熱風を噴射する。熱風の温度は１２０°程度が好適である。粘着シートＳは熱収縮性シートであるので、弛みＳＡ部分が収縮して弛みＳＡが解消される（ステップＳ１９）。

図４は、フレームＦとチャックステージ１４との間の粘着シートＳに弛みＳＡが形成され、この弛みＳＡ部分に噴射管１５から熱風を噴射している状態を表わしている。

ここで、電磁弁２１Ａ、及び２１Ｂを作動させてウェーハＷとフレームＦの吸着を解除する（ステップＳ２１）。ウェーハＷの吸着を解除しても、粘着シートＳの弛みＳＡが収縮し解消しているので粘着シートＳのエキスパンド状態が保持され、個々のチップＴ間の間隔が拡大されたまま保たれている。図５はこの状態を表わしている。

このようにエキスパンドされた粘着シートＳのエキスパンド状態が保持され、個々のチップＴ間の間隔が拡大されているので、個々のチップＴ同士の接触が防止され、ウェーハＷはフレームＦごと容易に搬送することができる。

なお、本実施の形態ではフレームＦを一定位置に固定し、ウェーハＷを上方に移動して粘着シートＳをエキスパンドしたが、本発明はこれに限らず、ウェーハＷを一定位置に固定し、フレームＦを下方に押し下げて粘着シートＳをエキスパンドしてもよく、その他ウェーハＷとフレームＦとを相対的に離間させる方法であればどちらをどの方向に移動させてもよい。

また、噴射管１５から粘着シートＳの弛みＳＡに熱風を噴射したが、他の加熱手段、例えばヒーター加熱板等を粘着シートＳの弛みＳＡに接触させて弛みＳＡを収縮解消させるようにしてもよい。

次に、本発明に係るエキスパンド方法の別の実施形態について説明する。図７は、本発明に係るエキスパンド方法の別の実施形態に用いるエキスパンド装置を表わしている。エキスパンド装置１０Ａは、ベース１１、ベース１１に載置されたステージ３１とフレームチャック１３、取付台３５を介してベース１１に設けられたリング状の加熱板３４を有している。

フレームチャック１３の上面には多孔質部材１３Ａが埋設され、多孔質部材１３Ａは図示しない真空源に接続され、フレームＦを粘着シートＳごと吸着保持するようになっている。

加熱板３４にはラバーヒータ等の面発熱体が用いられ、加熱板３４を取り付けた取付台３５は図示しない駆動手段により上下に移動されるようになっている。

ステージ３１の上方には環状のクランプリング３３が設けられ、図示しない駆動手段で上下移動される。クランプリング３３が下方に押し下げられた時に粘着シートＳをステージ３１に押付け、粘着シートＳをクランプするようになっている。

また、加熱板３４の上方には環状の押圧リング３２が設けられ、図示しない駆動手段で上下移動される。押圧リング３２が下方に押し下げられた時に、粘着シートＳをリング状に下方に押し下げるようになっている。

図８は、本発明に係るエキスパンド方法の別の実施形態を表わすフローチャートである。先ず、ウェーハＷをステージ３１に、フレームＦをフレームチャック１３に載置し、次いでフレームチャック１３の真空源をОＮし、フレームＦを粘着シートＳごとフレームチャック１３に吸着固定する（ステップＳ３１）。

次に、押圧リング３２を下方に移動させ、粘着シートＳのステージ３１とフレームＦとの間の部分を下方に押し下げる。これにより粘着シートＳがエキスパンドされ、個々のチップＴ間の間隔が拡大される（ステップＳ３３）。

次に、クランプリング３３を下方に移動させ、粘着シートＳをウェーハＷの外周部でステージ３１に押付けてクランプする（ステップＳ３５）。これにより、ステージ３１上の粘着シートＳのエキスパンド状態が保持される。ここで押圧リング３２を上方に後退させると、粘着シートＳのステージ３１とフレームＦとの間の部分に図７の点線で示すような弛みＳＡが形成される（ステップＳ３７）。

次に、取付台３５を上昇させ、およそ１２０°に加熱されたリング状の過熱板３４を粘着シートＳの弛みＳＡ部分に接触させて、徐々に持ち上げてゆく。粘着シートＳは熱収縮性シートであるので、弛みＳＡ部分が徐々に収縮して弛みＳＡが解消される（ステップＳ３９）。リング状の過熱板３４で粘着シートのウェーハＷの外側部分を環状に加熱するので、粘着シートＳの弛みＳＡ部分が均一に収縮して解消される。

弛みＳＡが完全に解消されたところで、過熱板３４とクランプリング３３を後退させる（ステップＳ４１）。ここでフレームＦの吸着を解除する（ステップＳ４３）。ステージ３１上の粘着シートＳのクランプとフレームＦの吸着とが解除されても、粘着シートＳの弛みＳＡが収縮し解消しているので粘着シートＳのエキスパンド状態が保持され、個々のチップＴ間の間隔が拡大されて個々のチップＴ同士の接触が防止され、ウェーハＷはフレームＦごと容易に搬送することができる。

なお、本別の実施形態では過熱板３４を粘着シートＳの弛みＳＡ部分に接触させて弛みＳＡを収縮させ、弛みＳＡを解消しているが、他の加熱手段、例えば熱風等で過熱するようにしてもよい。

図７では、押圧リング３２によって図の点線で示すような弛みＳＡが形成され、その弛みＳＡがリング状の過熱板３４で加熱されて収縮し、完全に解消された状態（図の実線）を表わしている。

以上説明したように、本発明に係るエキスパンド方法によれば、熱収縮性の粘着シートＳをエキスパンドしてダイシングされた個々のチップＴ間の間隔を拡大し、その拡大状態を保持したまま粘着シートＳに弛みＳＡを形成し、弛みＳＡを加熱して熱収縮させるので、粘着シートＳのエキスパンド状態保持を容易に行うことができ搬送途中でのチップＴのエッジ同士の接触が防止される。

なお、ウェーハＷをダイシング後、ウェーハＷをチャックステージから取り外さずに粘着シートＳをエキスパンドし、弛みＳＡを形成し、弛みＳＡを熱収縮させて解消し、エキスパンド状態を保持することにより、ダイシング後のダイシング装置内の搬送においてもチップＴのエッジ同士の接触が防止される。

本発明の実施の形態に係るエキスパンド方法に用いるエキスパンド装置を表わす側断面図 本発明の実施の形態に係るエキスパンド方法を説明するフローチャート エキスパンド動作を表わす側断面図１ エキスパンド動作を表わす側断面図２ エキスパンド動作を表わす側断面図３ フレームにマウントされたウェーハを表わす斜視図 本発明に係るエキスパンド方法の別の実施形態を説明する側断面図 本発明に係るエキスパンド方法の別の実施形態を説明するフローチャート

符号の説明

１０、１０Ａ…エキスパンド装置、１２…伸縮テーブル、１３…フレームチャック、１４…チャックステージ、１５…噴射管、３１…ステージ、３２…押圧リング、３３…クランプリング、３４…加熱板、Ｆ…フレーム、Ｓ…粘着シート、ＳＡ…弛み、Ｔ…チップ、Ｗ…ウェーハ（板状物）

Claims (6)

1. 粘着シートに貼着されて該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の間隔を拡大するエキスパンド方法において、
   前記粘着シートに熱収縮性のシートを用い、
   前記粘着シートに張力を付与してエキスパンドし、
   次に、前記粘着シートの前記板状物と前記フレームとの間に弛みを形成し、
   該弛み部分を加熱して収縮させることによって前記弛みを解消し、前記個々のチップ間隔が拡大されたエキスパンド状態を保持することを特徴とするエキスパンド方法。
2. エキスパンドされた前記板状物が貼付されている部分の粘着シートのエキスパンド状態を吸着保持又は機械的に保持した後に前記弛みを形成し、
   該弛み部分を加熱して収縮させた後に前記吸着保持又は機械的保持を解除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。
3. 前記板状物と前記フレームとを相対的に離間させることによって前記粘着シートをエキスパンドし、
   前記板状物と前記フレームとの相対的離間を解除することによって前記弛みを形成することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のエキスパンド方法。
4. 前記板状物と前記フレームとの間の前記粘着シートを押圧することによって前記粘着シートをエキスパンドし、
   前記板状物と前記フレームとの間の前記粘着シートの押圧を解除することによって前記弛みを形成することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のエキスパンド方法。
5. 前記粘着シートの前記板状物の外側を環状に加熱することによって前記弛み部分を収縮させることを特徴とする、請求項１、２、３、または４のうちいずれか１項に記載のエキスパンド方法。
6. 前記板状物をダイシング加工後、前記板状物をチャックステージから取り外さずに前記粘着シートをエキスパンドすることを特徴とする請求項１、２、３、４、又は５のうちいずれか１項に記載のエキスパンド方法。

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