JP2008140874A - テープ拡張装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】個々のデバイスに分割されたウエーハが貼着された粘着テープを拡張することにより各デバイス間に所定の間隔を設け、この間隔を維持することができるテープ拡張装置。
【解決手段】ウエーハ１０が環状のダイシングフレームＦに装着され、粘着テープＴを拡張するテープ拡張装置において、ダイシングフレームＦを保持するダイシングフレーム保持手段３と、ダイシングフレームＦの内径より小さくウエーハ１０の外径より大きい押圧部材４１と、押圧部材４１とフレーム保持手段３を軸方向に相対移動する移動手段とを具備する張力付与手段と、ダイシングフレームＦの内径より小さくウエーハ１０の外径より大きい内径を有する環状の移し替えフレーム８を粘着テープＴの表面にウエーハ１０を囲繞して貼着するフレーム移し替え手段と、移し替えフレーム８に貼着された粘着テープを移し替えフレームに沿って切断するテープカッター手段５とを具備している。
【選択図】図６

Description

本発明は、表面に複数の分割予定ラインが格子状に形成されているとともに該複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、各デバイス間に所定の間隔を設けて維持することができるテープ拡張装置に関する。
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路を形成する。そして、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することにより回路が形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハも所定の分割予定ラインに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。
上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等の分割予定ラインに沿った切断は、通常、ダイサーと称されている切削装置によって行われている。この切削装置は、半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等の被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる切削送り手段とを具備している。切削手段は、回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードおよび回転スピンドルを回転駆動する駆動機構を含んでいる。切削ブレードは円盤状の基台と該基台の側面外周部に装着された環状の切れ刃からなっており、切れ刃は例えば粒径３μｍ程度のダイヤモンド砥粒を電鋳によって基台に固定し厚さ２０μｍ程度に形成されている。
一方、近年半導体ウエーハ等の板状の被加工物を分割する方法として、その被加工物に対して透過性を有するパルスレーザー光線を用い、分割すべき領域の内部に集光点を合わせてパルスレーザー光線を照射するレーザー加工方法も試みられている。このレーザー加工方法を用いた分割方法は、被加工物の一方の面側から内部に集光点を合わせて被加工物に対して透過性を有する波長である赤外光領域のパルスレーザー光線を照射し、被加工物の内部に分割予定ラインに沿って変質層を連続的に形成し、この変質層が形成されることによって強度が低下した分割予定ラインに沿って外力を加えることにより、被加工物を分割するものである。（例えば、特許文献１参照。）
特許第３４０８８０５号公報
上述したように切削装置やレーザー加工装置によって個々のデバイスに分割されたウエーハは、環状のフレームに装着された粘着テープの表面に貼着された状態で次工程に搬送される。しかるに、個々のデバイスに分割されたウエーハ、特にレーザー加工によって個々のデバイスに分割されたウエーハは、各デバイス間の間隔が狭いため、粘着テープの表面に貼着された状態で次工程に搬送する際に隣接するデバイス同士が擦れてデバイスが損傷するという問題がある。
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、個々のデバイスに分割されたウエーハが貼着された粘着テープを拡張することにより各デバイス間に所定の間隔を設けるとともに、この間隔を維持することができるテープ拡張装置を提供することである。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、格子状に形成された複数の分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割されたウエーハが環状のダイシングフレームに装着された粘着テープの表面に貼着されており、該粘着テープを拡張して該デバイス間に所定の間隔を設けるとともに該間隔を維持するテープ拡張装置において、
該環状のダイシングフレームを保持するダイシングフレーム保持手段と、
該環状のダイシングフレームの内径より小さく該粘着テープに貼着されたウエーハの外径より大きい外径を有する押圧部材と、該押圧部材と該フレーム保持手段を軸方向に相対移動する移動とを具備する張力付与手段と、
該環状のダイシングフレームの内径より小さい外径を有しウエーハの外径より大きい内径を有する環状の移し替えフレームを、該ダイシングフレーム保持手段に保持された環状のダイシングフレームに装着されている粘着テープの表面にウエーハを囲繞して貼着するフレーム移し替え手段と、
該環状の移し替えフレームに貼着された粘着テープを該環状の移し替えフレームに沿って切断するテープカッター手段と、を具備している、
ことを特徴とするテープ拡張装置が提供される。
上記フレーム移し替え手段は、上記押圧部材の上方に対向して配設され下面に上記移し替えフレームを着脱可能に支持する移し替えフレーム保持部材と、該移し替えフレーム保持部材を上下方向に移動する作動手段を具備している。
上記テープカッター手段は、上記移し替えフレーム保持部材に着脱可能に支持された移し替えフレームに対して進退する切れ刃と、該切れ刃を進退する進退手段とからなっている。また、上記テープカッター手段は上記押圧部材に配設され、押圧部材を回動する回動手段を備えていることが望ましい。
本発明によるテープ拡張装置においては、環状のダイシングフレームに装着され個々のデバイスに分割されているウエーハが貼着された粘着テープを拡張して各デバイス間に所定の間隔を設けた状態で、環状のダイシングフレームの内径より小さい外径を有しウエーハの外径より大きい内径を有する環状の移し替えフレームを粘着テープの表面にウエーハを囲繞して貼着するので、粘着テープにおけるウエーハが貼着された領域は拡張した状態が維持され各デバイス間の間隔が維持される。そして、テープカッター手段により環状の移し替えフレームに貼着された粘着テープを環状の移し替えフレームに沿って切断することにより、環状のダイシングフレームから分離することができる。従って、移し替えフレームに粘着テープを介して保持された各デバイス間には間隔が維持されているので、次工程に搬送する際にデバイス同士が接触することはなく、デバイス同士が擦れることによるデバイスの損傷を防止することができる。
以下、本発明によって構成されたテープ拡張装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図８には、本発明によるテープ拡張装置によって各デバイス間に所定の間隔が形成されるウエーハ１０が環状のフレームFに装着された伸張可能な粘着テープTの表面に貼着されている状態が示されている。
図８に示すウエーハ１０は、表面１０aに複数の分割予定ライン１０１が格子状に形成されているとともに、該複数の分割予定ライン１０１によって区画された複数の領域にそれぞれデバイス１０２が形成された半導体ウエーハからなっている。このように構成されたウエーハ１０は、複数の分割予定ライン１０１に沿って破断され、個々のデバイス１０２に分割されている。ウエーハ１０を複数の分割予定ライン１０１に沿って分割する方法としては、切削装置やレーザー加工装置によって切断する方法を用いることができる。なお、後述する本発明によるテープ拡張装置は、ウエーハの分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って変質層が形成されたウエーハを、分割予定ラインに沿って破断し個々のデバイスに分割する機能を備えている。
次に、上述したようにウエーハ１０が貼着された伸張可能な粘着テープTを拡張して各デバイス１０２間に所定の間隔を形成するとともに、この間隔を維持するテープ拡張装置について説明する。
図１には本発明に従って構成されたテープ拡張装置の斜視図が示されている。
図１に示すテープ拡張装置は、直方体状の装置ハウジング２を具備している。装置ハウジング２を構成する上壁２１の中央部には、図２に示すように円形の穴２１１が設けられている。図示の実施形態におけるテープ拡張装置２は、装置ハウジング２を構成する上壁２１上に配設され上記環状のダイシングフレームFを保持するダイシングフレーム保持手段３と、該ダイシングフレーム保持手段３に保持された環状のダイシングフレームFに装着された粘着テープTに張力を付与して拡張する張力付与手段４を具備している。
ダイシングフレーム保持手段３は、図１および図２に示すように環状のダイシングフレーム保持部材３１と、該ダイシングフレーム保持部材３１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ３２とからなっている。ダイシングフレーム保持部材３１の上面は環状のダイシングフレームFを載置する載置面３１１を形成しており、この載置面３１１上に環状のダイシングフレームFが載置される。そして、載置面３１１上に載置された環状のダイシングフレームFは、クランプ３２によってダイシングフレーム保持部材３１に固定される。このように構成されたダイシングフレーム保持手段３は、装置ハウジング２の上壁２１に配設された張力付与手段４によって軸方向（上下方向）に移動可能に支持されている。
張力付与手段４は、上記環状のダイシングフレーム保持部材３１の内側に配設される押圧部材４１を具備している。この押圧部材４１は、環状のダイシングフレームFの内径より小さく該環状のダイシングフレームFに装着された粘着テープTに貼着されるウエーハ１０の外径より大きい外径を有している。また、押圧部材４１は、図２に示すように下端に回転軸４１１が設けられており、この回転軸４１１が装置ハウジング２を構成する上壁２１に設けられた穴２１１に挿入され軸受４２、４２を介して回転可能に支持される。
図示の実施形態における張力付与手段４は、上記環状のダイシングフレーム保持部材３１を軸方向（上下方向）に移動可能に支持する支持手段４３を具備している。この支持手段４３は、装置ハウジング２を構成する上壁２１上に押圧部材４１を囲繞して配設された環状の支持基台４３１と、該環状の支持基台４３１上に配設された複数のエアシリンダ４３２からなっており、そのピストンロッド４３２aが上記環状のダイシングフレーム保持部材３１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ４３２は、環状のダイシングフレーム保持部材３１を載置面３１１が押圧部材４１の上端と略同一高さとなる基準位置と、押圧部材４１の上端より所定量下方の拡張位置の間を軸方向（上下方向）に移動せしめる。従って、環状の支持基台４３１と複数のエアシリンダ４３２からなる支持手段４３は、押圧部材４１とダイシングフレーム保持部材３１とを軸方向（上下方向）に相対移動する移動手段として機能する。
図示の実施形態におけるテープ拡張装置は、上記押圧部材４１に配設されダイシングフレーム保持手段３に保持された環状のダイシングフレームFに装着された粘着テープTを切断するテープカッター手段５を具備している。テープカッター手段５は、押圧部材４１の外周部の一部に設けられ上面に開口する穴４１２に進退可能に配設された切れ刃５１と、該切れ刃５１を穴４１２に沿って上下方向に進退する進退手段５２とからなっている。進退手段５２は、押圧部材４１に設けられた収容凹部４１３に配設されたエアシリンダ５２１からなっており、そのピストンロッド５２１aが連結部材５２２を介して切れ刃５１と連結されている。
図示の実施形態におけるテープ拡張装置は、上記押圧部材４１を回動せしめる回動手段６を具備している。この回動手段６は、上記装置ハウジング２の上壁２１に配設されたパルスモータ６１と、該パルスモータ６１の駆動軸に装着されたプーリ６２と、該プーリ６２と押圧部材４１の下部外周に捲回された無端ベルト６３とからなっている。このように構成された回動手段６は、パルスモータ６１を駆動することにより、プーリ６２および無端ベルト６３を介して押圧部材４１を回転軸４１１を中心として回動せしめる。なお、上記支持手段４３を構成する環状の支持基台４３１の一部には、上記無端ベルト６３が挿通するための穴４３１aが設けられている。
図１を参照して説明を続けると、図示の実施形態におけるテープ拡張装置は、後述する移し替えフレームをダイシングフレーム保持手段３に保持された環状のダイシングフレームFに装着された粘着テープTにウエーハ１０を囲繞して貼着するフレーム移し替え手段７を具備している。このフレーム移し替え手段７は、上記押圧部材４１の上方に対向して配設され下面に後述する移し替えフレームを着脱可能に支持する円形状の移し替えフレーム保持部材７１と、該移し替えフレーム保持部材７１を上下方向に移動する作動手段７２を具備している。移し替えフレーム保持部材７１は、図３に示すように下面７１０（図３においては上側の面）に移し替えフレーム８を着脱可能に保持する環状の保持部７１１を備えている。この環状の保持部７１１には、周方向に複数の吸引孔７１２が形成されている。この複数の吸引孔７１２は、図示しない吸引手段に接続されている。なお、移し替えフレーム８は、上記環状のダイシングフレームFの内径より小さい外径を有しウエーハ１０の外径より大きい内径を有している。移し替えフレーム保持部材７１を軸方向（上下方向）に移動する作動手段７２は、図１に示す実施形態においては装置ハウジング２に配設されたエアシリンダ７２１からなっており、そのピストンロッド７２１aが連結部材７２２を介して移し替えフレーム保持部材７１と連結されている。
図示の実施形態におけるテープ拡張装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
なお、テープ拡張装置を作動するに際しては、フレーム移し替え手段７を構成する移し替えフレーム保持部材７１の環状の保持部７１１に移し替えフレーム８を位置付け、図示しない吸引手段を作動して環状の保持部７１１に形成された複数の吸引孔７１２に負圧を作用せしめることにより、移し替えフレーム８を移し替えフレーム保持部材７１の環状の保持部７１１に吸引保持する。
次に、図８に示すようにウエーハ１０（分割予定ライン１０１に沿って分割されている）を粘着テープTを介して支持した環状のダイシングフレームFを、図４の（ａ）に示すようにダイシングフレーム保持手段３を構成する環状のダイシングフレーム保持部材３１の載置面３１１上に載置し、クランプ３２によって環状のダイシングフレーム保持部材３１に固定する。このとき、環状のダイシングフレーム保持部材３１は図４の（ａ）に示す基準位置に位置付けられている。次に、張力付与手段４を構成する支持手段４３としての複数のエアシリンダ４３２を作動して、環状のダイシングフレーム保持部材３１を図４の（ｂ）に示す拡張位置に下降せしめる。従って、環状のダイシングフレーム保持部材３１の載置面３１１上に固定されている環状のダイシングフレームFも下降するため、図４の（ｂ）に示すように環状のダイシングフレームFに装着された粘着テープTは押圧部材４１の上端縁に当接して拡張せしめられる（テープ拡張工程）。この結果、粘着テープTに貼着されているウエーハ１０は放射状に引張力が作用する。このようにウエーハ１０に放射状に引張力が作用すると、分割予定ライン１０１に沿って分割されている各デバイス１０２間には、間隔Sが形成される。なお、分割予定ライン１０１に沿って内部に変質層が形成されたウエーハが粘着テープTに貼着されている場合には、上記拡張工程を実施することにより、ウエーハは変質層が形成された分割予定ラインに沿って破断するとともに、各デバイス間には間隔Sが形成される。
上述したようにテープ拡張工程を実施したならば、図５に示すようにフレーム移し替え手段７のエアシリンダ７２１を作動して移し替えフレーム保持部材７１を所定量下降せしめる。この結果、移し替えフレーム保持部材７１の環状の保持部７１１に吸引保持されている移し替えフレーム８がウエーハ１０を囲繞した状態で粘着テープTの表面に貼着される（移し替えフレーム貼着工程）。このように移し替えフレーム貼着工程を実施することにより、移し替えフレーム８が貼着された粘着テープTにおけるウエーハ１０が貼着された領域は拡張した状態が維持され各デバイス１０２間の間隔Sが維持されることになる。
上述した移し替えフレーム貼着工程を実施したならば、図６に示すようにフレーム移し替え手段７のエアシリンダ７２１を作動して替えフレーム保持部材７１を１mm程度上昇させるとともに、テープカッター手段５のエアシリンダ５２１を作動して、切れ刃５１を押圧部材４１に設けられた穴４１２を通して上昇させ、粘着テープTにおける環状の移し替えフレーム８の幅方向中間部に押し当てる。次に、回動手段６のパルスモータ６１を駆動することにより、プーリ６２および無端ベルト６３を介して押圧部材４１および押圧部材４１に配設されたテープカッター手段５を回転軸４１１を中心として回動せしめる。このようにして、押圧部材４１および押圧部材４１に配設されたテープカッター手段５を１回転することにより、テープカッター手段５の切れ刃５１によって環状の移し替えフレーム８に貼着された粘着テープTが環状の移し替えフレーム８の内周面の外側で切断される（テープ切断工程）。そして、フレーム移し替え手段７の図示しない吸引手段の作動を解除することにより、替えフレーム保持部材７１に吸引保持されている移し替えフレーム８は図７に示すように粘着テープTにウエーハ１０（各デバイス１０間に間隔Sが維持されている）が貼着された状態で環状のダイシングフレームFから分離される。このように、移し替えフレーム８に粘着テープTを介して保持された各デバイス１０２間には間隔Sが維持されているので、次工程に搬送する際にデバイス１０２同士が接触することはなく、デバイス１０２同士が擦れることによるデバイスの損傷を防止することができる。
本発明に従って構成されたテープ拡張装置の斜視図。 図１に示すテープ拡張装置を構成する張力付与手段の断面図。 図１に示すテープ拡張装置を構成するフレーム移し替え手段の替えフレーム保持部材を底面から見た斜視図。 図１に示すテープ拡張装置によって実施するテープ拡張工程の説明図。 図１に示すテープ拡張装置によって実施する移し替えフレーム貼着工程の説明図。 図１に示すテープ拡張装置によって実施するテープ切断工程の説明図。 図６に示すテープ切断工程が実施されウエーハが粘着テープTを介して移し替えフレームがダイシングフレームFから分離された状態を示す斜視図。 本発明によるテープ拡張装置によって各デバイス間に所定の間隔が形成されるウエーハが環状のダイシングフレームに装着された粘着テープの表面に貼着されている状態を示す斜視図。
符号の説明
２：装置ハウジング
３：ダイシングフレーム保持手段
３１：環状のダイシングフレーム保持部材
３２：クランプ
４：テープ拡張手段
４１：押圧部材
４３：支持手段
４３１：環状の支持基台
４３２：エアシリンダ
５：テープカッター手段
５１：切れ刃
５２：進退手段
５２１：エアシリンダ
６：回動手段
６１：パルスモータ
６２：プーリ
６３：無端ベルト
７：フレーム移し替え手段
７１：移し替えフレーム保持部材
７２：作動手段
７２１：エアシリンダ
８：移し替えフレーム
１０：ウエーハ
F：環状のフレーム
T：粘着テープ

Claims (4)

  1. 格子状に形成された複数の分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割されたウエーハが環状のダイシングフレームに装着された粘着テープの表面に貼着されており、該粘着テープを拡張して該デバイス間に所定の間隔を設けるとともに該間隔を維持するテープ拡張装置において、
    該環状のダイシングフレームを保持するダイシングフレーム保持手段と、
    該環状のダイシングフレームの内径より小さく該粘着テープに貼着されたウエーハの外径より大きい外径を有する押圧部材と、該押圧部材と該フレーム保持手段を軸方向に相対移動する移動とを具備する張力付与手段と、
    該環状のダイシングフレームの内径より小さい外径を有しウエーハの外径より大きい内径を有する環状の移し替えフレームを、該ダイシングフレーム保持手段に保持された環状のダイシングフレームに装着されている粘着テープの表面にウエーハを囲繞して貼着するフレーム移し替え手段と、
    該環状の移し替えフレームに貼着された粘着テープを該環状の移し替えフレームに沿って切断するテープカッター手段と、を具備している、
    ことを特徴とするテープ拡張装置。
  2. 該フレーム移し替え手段は、上該押圧部材の上方に対向して配設され下面に上記移し替えフレームを着脱可能に支持する移し替えフレーム保持部材と、該移し替えフレーム保持部材を上下方向に移動する作動手段を具備している、請求項１記載のテープ拡張装置。
  3. 該テープカッター手段は、該移し替えフレーム保持部材に着脱可能に支持された該移し替えフレームに対して進退する切れ刃と、該切れ刃を進退する進退手段とからなっている、請求項１又は２記載のテープ拡張装置。
  4. 該テープカッター手段は該押圧部材に配設され、押圧部材を回動する回動手段を備えている、請求項３記載のテープ拡張装置。
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