JP2007142199A - エキスパンドリング、及び該エキスパンドリングを使用した基板の分割方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ウェーハの裏面に貼着したシートのエキスパンドを行い、チップ間の間隔を広げた状態でエキスパンド状態を維持させることができ、ウェーハのカセットに収納できるような、簡易化、コンパクト化を可能とする。
【解決手段】エキスパンドリング10は、環状部材の内径より小径の外径であるリング本体12と、リング本体外周上縁より外側下方に向って延設され先端部の外径が環状部材の内径より大径である張り出し片14とより構成される。シート材Sの下方よりエキスパンドリング10を押し込み、シート材Sに張力を加えて引き伸ばした際に、張り出し片14が下方に撓んで先端部が環状部材Fの内径部分を乗り越え、次いで張り出し片14の撓みが回復し、張り出し片14の先端部がシート材Sを介して環状部材Fの上面に係合することにより、シート材Sの引き伸ばされた状態が維持される。
【選択図】図4

Description

本発明はエキスパンドリング、及び該エキスパンドリングを使用した基板の分割方法に係り、特に、半導体や電子部品材料等のワークに切断加工を行う際に使用されるエキスパンドリング、及び該エキスパンドリングを使用した基板の分割方法に関する。
半導体製造工程において、表面に半導体装置や電子部品等が形成されたウェーハは、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、チップは樹脂モールドされ、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5に示されるように、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が裏面に貼り付けられ、粘着シートSは剛性のあるリング状のフレームFにマウントされている。ウェーハWはこの状態でダイシング工程内、ダイシング工程とダイボンディング工程との間、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)、又は部分切断(ハーフカット)する。フルカットの場合、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5に示される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は先ずチャック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する。
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。
このような、粘着シートSのエキスパンドを行い、チップT間の間隔を広げるエキスパンド方法及びエキスパンド装置は従来から用いられていた。また、このエキスパンド装置における様々な改良開発も行われている(たとえば、特許文献1、及び特許文献2。)。
特開2005−109044号公報 特開2005−057158号公報
しかしながら、従来のウェーハのエキスパンドにおいては、フレームFの周辺部材が大掛かりのものとなり、取り扱いが不便であるのみならず、ウェーハのカセットにも収納できず、簡易化、コンパクト化が求められていた。
すなわち、従来のエキスパンドにおいては、粘着シートSのエキスパンドを行い、チップT間の間隔を広げた状態で、圧手のリング部材を粘着シートSに接着させ、このリング部材により粘着シートSのエキスパンド状態を維持させるいわゆるダブルリング方式を採用していたが、リング部材の厚さが大きく。フレームF等の収納が困難であった。
また、従来のエキスパンドにおいては、粘着シートSのエキスパンド後にリング部材をフレームFに嵌合させる際の自動化が困難であり、生産性が悪いという問題もあった。
更に、従来のエキスパンドにおいては、エキスパンド後にリング部材をフレームFに嵌合させる機構が必要となるが、この機構により発塵を生じ、ウェーハを汚染させるという問題もあった。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、分割予定線に沿った線状の改質領域が形成されているウェーハの裏面に貼着した粘着シートのエキスパンドを行い、チップ間の間隔を広げた状態で粘着シートのエキスパンド状態を維持させることができ、この状態でウェーハのカセットに収納できるような、簡易化、コンパクト化が可能なエキスパンド方法(基板の分割方法)、及びこのエキスパンド方法に好適に使用されるエキスパンドリング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、環状部材に周縁が固定されたシート材に張力を加えて引き伸ばすエキスパンドリングであって、該エキスパンドリングは、前記環状部材の内径より小径の外径であるリング本体と、該リング本体外周上縁より外側下方に向って延設され、先端部の外径が前記環状部材の内径より大径である張り出し片と、より構成されており、前記シート材の下方より前記エキスパンドリングを押し込み、前記シート材に張力を加えて引き伸ばした際に、前記張り出し片が下方に撓んで、該張り出し片の先端部が前記環状部材の内径部分を乗り越え、次いで前記張り出し片の撓みが回復し、該張り出し片の先端部が前記シート材を介して前記環状部材の上面に係合することにより、前記シート材の引き伸ばされた状態が維持されるようになっていることを特徴とするエキスパンドリングを提供する。
また、本発明は、表面又は内部に分割予定線に沿った線状の改質領域が形成されている基板が前記シート材の上面に接着されており、上記のエキスパンドリングを使用して前記シート材に張力を加えて引き伸ばすことにより前記基板を前記分割予定線に沿って分割することを特徴とする基板の分割方法を提供する。
本発明によれば、環状部材に張設されているシート材の下方よりエキスパンドリングを押し込み、シート材に張力を加えて引き伸ばした際に、張り出し片が下方に撓んで、この張り出し片の先端部が環状部材の内径部分を乗り越え、次いで張り出し片の撓みが回復し、この張り出し片の先端部がシート材を介して環状部材の上面に係合することにより、シート材の引き伸ばされた状態が維持されるようになっている。
したがって、簡易な器具(エキスパンドリング)を使用して粘着シートを均一にエキスパンドでき、チップ間の間隔を広げた状態で粘着シートのエキスパンド状態を容易に維持させることができる。これにより、歩留まりを向上させたウェーハのエキスパンドが可能になる。
また、本発明によれば、自動化が容易であり、生産性を向上させることができる。更に、本発明によれば、機構が単純なもので済み、機構により発塵を生じることもない。
なお、表面又は内部の線状の改質領域とは、ウェーハの個々のチップへの分割予定線に沿った線状の領域であり、ウェーハの表面に形成される場合は、ダイシングブレードによるウェーハの完全切断(フルカット)又は部分切断(ハーフカット)が代表的であり、ウェーハの内部に形成される場合は、ウェーハの内部に集光点を合わせたレーザー光の照射による内部亀裂(マイクロクラック)が代表的である。
本発明において、前記張り出し片の厚さが基端部より先端部に向って減少するようになっていることが好ましい。このような構成の張り出し片であれば、先端部が環状部材の内径部分を乗り越え、次いで張り出し片の撓みが回復し、この張り出し片の先端部がシート材を介して環状部材の上面に係合することが容易に行える。
また、本発明において、前記張り出し片が円環状部材であることが好ましい。このような形状であれば、粘着シートを均一にエキスパンドできる。
また、本発明において、前記張り出し片が円環状部材の円周方向に複数の切り欠きが設けられている部材であることが好ましい。このような形状であれば、粘着シートを均一にエキスパンドできるとともに、張り出し片が下方に撓んだ際に発生するたるみを切り欠きが吸収し、張り出し片の撓みを均一にできる。
以上説明したように、本発明によれば、歩留まりを向上させたウェーハのエキスパンドが行える。
以下、添付図面に従って、本発明に係るエキスパンドリング、及び該エキスパンドリングを使用した基板の分割方法の好ましい実施の形態(第1実施形態)について詳説する。なお、各図において同一部材には同一の番号又は符号を付してある。
最初に、エキスパンドリングの構成について説明する。図1は、本発明に係るエキスパンドリングの構成を示す断面図であり、図2は、平面図である。
図1及び図2に示されるように、エキスパンドリング10は、リング本体12と、リング本体12の外周上縁より外側下方に向って延設された張り出し片14とより構成されている。リング本体12の外径D1は、環状部材であるフレームF(図5参照)の内径より小径である。張り出し片14の先端部の外径D2は、環状部材であるフレームFの内径より大径である。
フレームFに対してこのような構成とすることにより、粘着シート(シート材)S(図5参照)の下方よりエキスパンドリング10を押し込み、粘着シートSに張力を加えて引き伸ばした際に、張り出し片14が下方に撓んで、この張り出し片14の先端部がフレームFの内径部分を乗り越え、次いで張り出し片14の撓みが回復し、この張り出し片14の先端部が粘着シートSを介してフレームFの上面に係合し、これにより、粘着シートSの引き伸ばされた状態が維持されるようになる。この詳細は、図4にしたがって後述する。
リング本体12の材質、高さ、円環の厚さ等について特に制限はなく、粘着シートSのサイズ、厚さ、材質や、フレームFのサイズ(特に内径)等に応じて、適宜の材質やサイズが選択できる。
また、張り出し片14の材質、リング本体12の軸心に対する傾斜角度、径方向の厚さ分布等について特に制限はなく、粘着シートSのサイズ、厚さ、材質や、フレームFのサイズ(特に内径)等に応じて、適宜の材質やサイズが選択できる。
一般的には、弾性変形を生じる金属部材(たとえば、ステンレス鋼)や、弾性変形を生じる樹脂部材(たとえば、ポリアセタール、ポリアミド、エンジニアリングプラスチックスの各種)が好ましく使用できる。
また、リング本体12と張り出し片14とは、同一の材質ともでき、別種の材質で形成することもできる。
エキスパンドリング10の形成方法についても制限はなく、たとえば、金属部材を切削により機械加工することでもよく、それぞれ機械加工したリング本体12と張り出し片14とを焼き嵌めして形成してもよく、樹脂材料を射出成形により一体成形してもよい。
張り出し片14は、図1に示されるように、厚さが基端部より先端部に向って減少するようになっていることが好ましい。このような構成の張り出し片14であれば、先端部がフレームFの内径部分を乗り越え、次いで張り出し片14の撓みが回復し、この張り出し片14の先端部が粘着シートSを介してフレームFの上面に係合することが容易に行える。
また、張り出し片14は、図2に示されるように、円環状となっている。このような形状であれば、粘着シートSを均一にエキスパンドできる。
次に、本発明に係るエキスパンドリングの他の実施の形態(第2実施形態)について説明する。なお、既述の第1実施形態と同一、類似の部材の説明は省略する。
図3は、本発明に係るエキスパンドリング10‘の構成を示す平面図である。なお、本実施形態において、エキスパンドリング10‘の断面図は、既述の図1(第1実施形態)と同一となることより省略する。
本実施形態において、張り出し片14は、円環状部材の円周方向に複数の切り欠き14A、14A…が設けられている部材である。このような切り欠き14A、14A…が設けられている形状であれば、粘着シートSを均一にエキスパンドできるとともに、張り出し片14が下方に撓んだ際に発生するたるみを切り欠き14A、14A…が吸収し、張り出し片14の撓みを均一にできる。
なお、切り欠き14A、14A…の個数や形状(開き角度等)は、図3の構成に限定される訳ではなく、張り出し片14の材質、断面形状、粘着シートSのサイズ、厚さ、材質や、フレームFのサイズ(特に内径)等に応じて、適宜の材質やサイズが選択できる。
次に、このように構成されたエキスパンドリング10の使用方法について説明する。ここでは、ダイシング装置の後段に適用される場合について説明する。
図示しないダイシング装置では、ウェーハWは既述の図5に示されるように、一方の面(上面)に粘着材を有する粘着シートSに貼付され、この粘着シートSを介してフレームFと一体化された状態で搬入され、ダイシング装置内を搬送される。
ダイシング装置の要部であるレーザーダイシング部は、ウェーハWの表面からレーザー光を入射させ、ウェーハWの内部に改質領域を形成することによってウェーハWを個々のチップにダイシングするようになっている。このレーザーダイシング部において、ウェーハWの表面からレーザー光を入射させ、ウェーハWの内部に改質領域を形成する。
内部に改質領域を形成されたウェーハWは、フレームFと一体化された状態でレーザーダイシング部の後段であるエキスパンド部に搬送される。
以下、このエキスパンド部におけるフローについて図4(A)〜(C)の断面図で説明する。
図4(A)は、エキスパンド準備状態を示す。図4(A)において、ウェーハWの裏面に接着された粘着シートSがウェーハテーブル20上に載置される。このとき、フレームFは、フレーム支持台22上に載置されるとともに、フレーム押さえ具24により上方より押圧され、動きが拘束される。この状態で粘着シートSは水平状態を維持している。
エキスパンドリング10は、昇降ステージ26上に固定されており、図4(A)の状態では下降限位置にある。
ウェーハテーブル20には加熱手段が設けられており、ウェーハW及び粘着シートSが所定温度に加熱される。
また、図4(A)において、ウェーハWの表面より保護テープHが図の矢印方向に剥離(ピーリング)されている。この保護テープHは、前工程であるバックグラインディング等の際にウェーハWの表面を保護するために貼着される。なお、レーザーダイシングの際には、保護テープHが貼着された状態でレーザー光がウェーハWの内部に入射される。
図4(B)は、ウェーハWがエキスパンドされている状態を示す。図4(B)において、昇降ステージ26が、図4(A)の下降限位置から上昇していき、エキスパンドリング10がウェーハWと接し、ウェーハWを上方に押し上げ、エキスパンドさせている。同時に、エキスパンドリング10に設けられた図示しないエア噴出孔より冷却エアを図の矢印の方向に噴出させ、粘着シートSを冷却する。これにより、粘着シートSの拡張(エキスパンド)が助長される。
図4(B)の状態より、昇降ステージ26を更に上昇させて行くと、エキスパンドリング10の張り出し片14が下方に撓んで、この張り出し片14の先端部がフレームFの内径部分を乗り越え、次いで張り出し片14の撓みが回復し、この張り出し片14の先端部が粘着シートSを介してフレームFの上面に係合し、これにより、粘着シートSの引き伸ばされた状態が維持されるようになる。図4(C)は、この状態を示している。
図4(C)において、昇降ステージ26は、下降し下降限位置にある。そして、フレームFと粘着シートSとエキスパンドリング10とが一体化された状態にある。この状態で、フレーム押さえ具24による押圧を解除すれば、フレームFと粘着シートSとエキスパンドリング10とが一体化された状態で、次工程に搬送できる。
なお、図4(C)に示される状態において、図示しない画像認識装置により上方よりウェーハWを画像認識し、ウェーハWの分割された状態を識別することもできる。
以上説明した本実施の形態によれば、簡易な器具(エキスパンドリング10)を使用して粘着シートSを均一にエキスパンドでき、チップ間の間隔を広げた状態で粘着シートSのエキスパンド状態を容易に維持させることができる。これにより、歩留まりを向上させたウェーハWのエキスパンドが可能になる。
また、本発明によれば、自動化が容易であり、生産性を向上させることができる。また、本発明によれば、機構が単純なもので済み、機構により発塵を生じることもない。
更に、本発明によれば、以下の具体的な効果が得られる。
ウェーハWがフレームFにセットされた状態で粘着シートSのエキスパンド状態を維持させることができるので、次工程へカセットに収納して受け渡すことができ、工程管理上好ましい。
粘着シートSをエキスパンドリング10の先端に巻き込む機能があるため、粘着シートSのエキスパンド量(伸張量)が増えても、治具(昇降ステージ26等)の高さを変える必要がない。したがって、工程が簡略化できる。
粘着シートSのエキスパンド(伸張)をモータ等で行うことにより、エキスパンド量(伸張量)やエキスパンド速度を段階に分けて設定でき、工程をフレキシブルにできる。
バックグラインドテープ(図4(A)の保護テープH)を剥離後に、ウェーハWの受け渡しを行わずにエキスパンドでき、工程を簡略化できる。
以上、本発明に係るエキスパンドリング、及び該エキスパンドリングを使用した基板の分割方法の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
たとえば、本実施形態(エキスパンド部におけるフロー)においては、エキスパンドリング10として図2のものが使用されているが、図3に示されるエキスパンドリング10‘を使用してもよく、本実施形態と同様の効果が得られる。
また、本実施形態においては、ウェーハWはレーザ光によって内部に改質領域が形成されているが、ダイシングブレードによりウェーハWに研削溝を入れてウェーハをカットするのであってもよい。
更に、本実施形態においては、ウェーハWの分割にエキスパンドリング10が使用されているが、エキスパンドリング10の用途はこれに限定されるものではなく、環状部材に周縁が固定されたシート材のエキスパンド(伸張)であれば、各種の用途に好適に適用できる。
本発明に係るエキスパンドリングの構成を示す断面図 図1のエキスパンドリングの平面図 他の構成のエキスパンドリングの平面図 エキスパンド工程におけるフローを説明する断面図 フレームにマウントされたウェーハを示す斜視図
符号の説明
10、10‘…エキスパンドリング、12…リング本体、14…張り出し片、14A…切り欠き、F…フレーム、S…粘着シート、T…チップ、W…ウェーハ

Claims (6)

  1. 環状部材に周縁が固定されたシート材に張力を加えて引き伸ばすエキスパンドリングであって、
    該エキスパンドリングは、前記環状部材の内径より小径の外径であるリング本体と、該リング本体外周上縁より外側下方に向って延設され、先端部の外径が前記環状部材の内径より大径である張り出し片と、より構成されており、
    前記シート材の下方より前記エキスパンドリングを押し込み、前記シート材に張力を加えて引き伸ばした際に、前記張り出し片が下方に撓んで、該張り出し片の先端部が前記環状部材の内径部分を乗り越え、次いで前記張り出し片の撓みが回復し、該張り出し片の先端部が前記シート材を介して前記環状部材の上面に係合することにより、前記シート材の引き伸ばされた状態が維持されるようになっていることを特徴とするエキスパンドリング。
  2. 前記張り出し片の厚さが基端部より先端部に向って減少するようになっている請求項1に記載のエキスパンドリング。
  3. 前記張り出し片が円環状部材である請求項1又は2に記載のエキスパンドリング。
  4. 前記張り出し片が円環状部材の円周方向に複数の切り欠きが設けられている部材である請求項1又は2に記載のエキスパンドリング。
  5. 表面又は内部に分割予定線に沿った線状の改質領域が形成されている基板が前記シート材の上面に接着されており、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載のエキスパンドリングを使用して前記シート材に張力を加えて引き伸ばすことにより前記基板を前記分割予定線に沿って分割することを特徴とする基板の分割方法。
  6. 前記基板がウェーハであり、該ウェーハを個々のチップに分割する請求項5に記載の基板の分割方法。
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