JP2009054803A - エキスパンド治具、エキスパンド方法及び単位素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイシングフレームとエキスパンドリング等を一体化した状態で後工程に搬送し得るようにしたエキスパンド治具を提供する。
【解決手段】 ウェハ３の外径よりも大きい円形の開孔１ｂを有するダイシングフレーム１と、表面に接着剤が塗布された伸縮性を有する部材であるエキスパンドテープ２と、本体の外径が開孔１ｂの径よりも小径で且つダイシングフレーム１の内縁部に当接し得る突出部１５ａ，１５ｂを有する円環状の外エキスパンドリング１５と、エキスパンドテープ２に放射方向の張力を付与した状態で外エキスパンドリング１５の内周面と外周面との間でエキスパンドテープ２を挟持し得る内エキスパンドリング６とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明はエキスパンド治具、エキスパンド方法及び単位素子の製造方法に関し、特にウェハ上に多数形成した電子部品等の単位素子を切り分ける際に適用して有用なものである。

半導体素子等の製造工程においては、個別の機能部品としての同構成の単位素子（ＩＣチップ等）を一枚のウェハ上に一度に多数形成している。ここで、各単位素子が形成されたウェハは、ダイシング工程で個々の単位素子に分割される。かかる分割は、各単位素子が形成されたウェハを伸縮性を有するエキスパンドテープ上に貼着した後、例えばダイシングブレードと呼ばれる薄型砥石でウェハに分割線を入れ、その後前記エキスパンドテープに放射方向の張力を与えることにより行なっている。

図６は、前記ダイシング工程、特にエキスパンドテープに放射方向の張力を与える際に使用するエキスパンド治具の各部品を示す平面図である。同図（ａ）に示すダイシングフレーム１は、位置決め用の切欠き部１ａを有するとともに、中心部にウェハ３の外径よりも大径の円形の開孔１ｂを有する剛体（通常金属）で形成してある。図６（ｂ）に示すエキスパンドテープ２は表面に接着剤が塗布された伸縮性を有する部材である。図６（ｃ）に示すウェハ３は位置決め用のオリフラ３ａが形成されるとともに、ＩＣチップ等の多数の単位素子４が一体的に形成された状態となっている。図６（ｄ）に示す外エキスパンドリング５はその内径がΦ１の円環状部材である。図６（ｅ）に示す内エキスパンドリング６はその外径がΦ２の円環状部材である。ここで、外径Φ２は内径Φ１よりも僅かに小さく形成してある。

図７（ａ）乃至図７（ｅ）は上記エキスパンド治具を使用した従来技術に係るエキスパンド時の各工程を示す平面図である。同図に基づき各工程を説明する。
１） 先ず、搬送用として好適な所定の剛性を有するダイシングフレーム１にエキスパンドテープ２を貼着するとともに、このエキスパンドテープ２の所定位置に単位素子４と一体となったウェハ３をマウントする（図７（ａ）参照）。さらに詳言すると、エキスパンドテープ２の粘着面を上にした状態でその周縁部をダイシングフレーム１の下面に接着する。その後、ウェハ３をエキスパンドテープ２の粘着面の所定位置に載置することにより接着する。
２） ダイサーや、ヘキ開装置等で、隣接する単位素子４を分離するための分割線７を形成する（図７（ｂ）参照）。
３） 外エキスパンドリング５及び内エキスパンドリング６をエキスパンドテープ２に入れることによりエキスパンドテープ２に放射方向の張力を与える。かかる張力の作用により図７（ｂ）に示す分割線７に沿ってウェハ３が完全に分離され、隣接する単位素子４間に隙間８が形成される（図７（ｃ）参照）。さらに詳言すると、内エキスパンドリング６をエキスパンドテープ２の下方からエキスパンドテープ２の裏面に当接させるとともに、これを持ち上げ、同時にエキスパンドテープ２の上方から外エキスパンドリング５を下降させてこの外エキスパンドリング５に内エキスパンドリング６を嵌合させる。このことにより、外エキスパンドリング５の内周面と内エキスパンドリング６の外周面との間でエキスパンドテープ２が挟持される。この結果、エキスパンドテープ２には内エキスパンドリング６の突き上げ量に対応する放射状の張力が作用する。ここで、外エキスパンドリング５の内径Φ１と内エキスパンドリング６の外径Φ２との間に僅かな差を設けていることで、外エキスパンドリング５の内周面と内エキスパンドリング６の外周面との間で良好にエキスパンドテープ２を挟持し得る。
４） 図７（ｃ）に示す工程においては、エキスパンドテープ２に対する前述の如き張力の作用により、ダイシングフレーム１に貼着されていたエキスパンドテープ２が剥がれる。ここで、外エキスパンドリング５の外径はダイシングフレーム１の開孔１ｂの径よりも小さく形成してあるので、外エキスパンドリング５、内エキスパンドリング６及びウェハ３をマウントしたエキスパンドテープ２は一体のものとしてダイシングフレーム１から分離される。そこで、外エキスパンドリング５からはみ出たエキスパンドテープ２の不要部分をカットし、一体化された外エキスパンドリング５、内エキスパンドリング６及びウェハ３をマウントしたエキスパンドテープ２の形にする（図７（ｄ）参照）。
５） 分割したウェハ３から単位素子４をピックアップし、後工程に搬送する（図７（ｅ）参照）。

なお、同種のエキスパンド治具を開示する刊行物として特許文献１を挙げることができる。

特開２０００−７１４６５号公報（図４（ａ）参照）

上述の如き従来技術に係るエキスパンド治具を使用するエキスパンド工程においては、上記４）の工程で外エキスパンドリング５、内エキスパンドリング６及びウェハ３をマウントしたエキスパンドテープ２が一体のものとしてダイシングフレーム１から分離されるので、円形状の外エキスパンドリング５、内エキスパンドリング６では、この外エキスパンドリング５及び内エキスパンドリング６とウェハ３との相対的な位置関係は所定通りに維持されているものの、他の部位に対する位置決めが非常に難しい。このため、単位素子４をピックアップしてから次工程に搬送して所定の作業を行わなければならない。すなわち、ウェハ３単位での搬送ができなくなってしまうため、ウェハ３を一単位とする品質管理項目がある場合にはトレーサビリティ対応が必要になる等、円滑且つ迅速な処理を可能とする工程の構築という点で問題を有していた。ちなみに、上記従来技術では、折角多数の単位素子４がエキスパンドテープ２に固定されているのに上記５）の工程では単位素子４を個別にピックアップして別のトレイ等に移載してしまうため、一括して流動させることができなくなる場合が多い。

本発明は、上記従来技術に鑑み、ダイシングフレームとエキスパンドリング及びウェハ等を一体化した状態で後工程に搬送して所定の処理を行い得るようにしたエキスパンド治具、エキスパンド方法及び単位素子の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の態様は、
エキスパンドテープに放射状の張力を作用させることによりエキスパンドテープ上のウェハを分割するために用いられるエキスパンド治具であって、
第１の開孔を有するダイシングフレームと、
前記ダイシングフレームに当接し得る当接部を外周面側に有し、前記第１の開孔よりも小さい第２の開孔を有する外エキスパンドリングと、
前記第２の開孔よりも小さい外形を有する内エキスパンドリングとを有することを特徴とするエキスパンド治具にある。
かかる態様によれば、外エキスパンドリングをダイシングフレームに当接させることができるので、外エキスパンドリングの内周面と内エキスパンドリングの外周面との間にエキスパンドテープを挟持してエキスパンドテープに放射方向の張力を付与した状態では、エキスパンドテープからの反力により外エキスパンドリングをダイシングフレームに押し付けることができる。この結果、ウェハを分割した後でもエキスパンドテープに単位素子を貼り付けたままでダイシングフレームと一体化させておくことができ、このダイシングフレームとともに後工程に搬送することができる。したがって、前記搬送を容易に行うことができるばかりでなく、後工程における位置合わせ等も容易に行うことができ作業の合理化に大きく貢献させることができる。

ここで、前記第１の開孔および前記第２の開孔は円形であり、前記内エキスパンドリングは円環状であるのが望ましい。放射状に作用する張力を可及的に均一化し得るからである。

また、前記当接部は外エキスパンドリングの周方向に分散させて複数個所に設けたもの、外エキスパンドリングの全周に亘って設けたもの、外エキスパンドリングの外径を前記開孔よりも大きくすることで、その外縁部の下面で形成したものが好適な具体例として考えられる。これらはエキスパンドテープからの反力を考慮し適宜選択すれば良い。

さらに、本発明の他の態様は、
中心部にウェハの外径よりも大きい第１の開孔を有するダイシングフレームの内縁部の下面にエキスパンドテープを貼着するとともに、前記エキスパンドテープの所定位置に複数の単位素子と一体となったウェハをマウントして前記ウェハ上で隣接する前記単位素子が分離されるよう分割線を形成する工程と、
内エキスパンドリングを前記エキスパンドテープの一方から前記エキスパンドテープの裏面に当接させ、同時に前記エキスパンドテープの他方から前記内エキスパンドリングの外形よりも大きい内形の第２の開孔を有する部材である外エキスパンドリングを当接させ、前記外エキスパンドリングの当接部を前記ダイシングフレームに当接させた状態で前記外エキスパンドリングの内側に前記内エキスパンドリングを嵌合させ、前記エキスパンドテープに放射状の張力を作用させることにより前記ウェハを分割する工程とを有することを特徴とするエキスパンド方法にある。
かかる態様によれば、ダイシングフレームと外エキスパンドリング、内エキスパンドリング等を分離しないで後工程に搬送することができる。この結果次のような効果を奏する。
１） エキスパンド後の単位素子内のパターン測定時等にダイシングフレームの位置決め溝等を利用することができる等、これを利用した位置決め後に所定の処理を行うことで迅速且つ容易な所定の処理を行うことができる。
２） ダイアタッチやワイヤーボンディング等の作業も同様に行うことができる。
３） ウェハ毎の流動が可能なため、ウェハ毎に品質等にバラツキがあった場合等にも所定の管理を容易に行うことができる。
４） 製品である単位素子はエキスパンドテープに貼着されているので、搬送などに際しても、チップトレイ搬送に較べてチッピング等が発生しにくく良好な搬送に資することができる。
５） エキスパンドの直後に単位素子をピックアップする場合でもダイシングフレームと一体になっている方が固定が容易になる。

さらに、本発明の他の態様は、
中心部にウェハの外径よりも大きい第１の開孔を有するダイシングフレームの内縁部の下面にエキスパンドテープを貼着するとともに、前記エキスパンドテープの所定位置に複数の単位素子と一体となったウェハをマウントして前記ウェハ上で隣接する前記単位素子が分離されるよう分割線を形成する工程と、
内エキスパンドリングを前記エキスパンドテープの一方から前記エキスパンドテープの裏面に当接させ、同時に前記エキスパンドテープの他方から前記内エキスパンドリングの外形よりも大きい内形の第２の開孔を有する部材である外エキスパンドリングを当接させ、前記外エキスパンドリングの当接部を前記ダイシングフレームに当接させた状態で前記外エキスパンドリングの内側に前記内エキスパンドリングを嵌合させ、前記エキスパンドテープに放射状の張力を作用させることにより前記ウェハを分割する工程とを有することを特徴とする単位素子の製造方法にある。
かかる態様によれば、単位素子の製造工程において、ダイシングフレームと外エキスパンドリング、内エキスパンドリング等を分離しないで後工程に搬送することができる。この結果、単位素子の製造を簡易且つ合理的に行うことができる。

ここで、前記内エキスパンドリングは前記エキスパンドテープの下方から当接させ、前記外エキスパンドリングは前記エキスパンドテープの上方から当接させ、前記ダイシングフレームと所定部材とで前記エキスパンドテープを挟み、前記外エキスパンドリングに対して下向に力をかけるのが望ましい。

以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。なお、従来技術と同一部分には同一番号を付している。
図１は本実施の形態に係るエキスパンド治具の各部品を示す平面図である。同図（ａ）に示すダイシングフレーム１は、位置決め用の切欠き部１ａを有するとともに、中心部にウェハ３の外径よりも大径の円形の開孔１ｂを有するステンレス等の金属で、通常形成してある。図１（ｂ）に示すエキスパンドテープ２は表面に接着剤が塗布された伸縮性を有する部材である。図１（ｃ）に示すウェハ３は位置決め用のオリフラ３ａが形成されるとともに、ＩＣチップ等の多数の単位素子４が一体的に形成された状態となっている。図１（ｄ）に示す外エキスパンドリング１５はその本体の外径が前記開孔１ｂの径よりも小径で、且つ内径がΦ１の円環状部材である。また、外エキスパンドリング１５の外周面には周方向で相対抗する位置で径方向外方に伸びる２個の突出部１５ａ，１５ｂが形成されている。この結果、外エキスパンドリング１５は、突出部１５ａ，１５ｂを介してダイシングフレーム１の内縁部に当接し得る。図１（ｅ）に示す内エキスパンドリング６はその外径がΦ２の円環状部材である。ここで、外径Φ２は内径Φ１よりも僅かに小さく形成してあり、この結果、内エキスパンドリング６は外エキスパンドリング１５の内部に嵌め込むことができるようになっている。

図２（ａ）乃至図２（ｃ）は本形態に係るエキスパンド治具を使用したエキスパンド時の各工程を示す平面図である。同図に基づき各工程を説明する。
１） 先ず、搬送用として好適な所定の剛性を有するダイシングフレーム１にエキスパンドテープ２を貼着するとともに、このエキスパンドテープ２の所定位置に単位素子４と一体となったウェハ３をマウントする（図２（ａ）参照）。さらに詳言すると、エキスパンドテープ２の粘着面を上にした状態でその周端部をダイシングフレーム１の下面に接着する。その後、ウェハ３をエキスパンドテープ２の粘着面の所定位置に載置することにより接着する。かかる工程は従来技術の工程１）と同じである。
２） ダイサーや、ヘキ開装置等で、隣接する単位素子４が分離されるよう分割線７を形成する（図２（ｂ）参照）。かかる工程は従来技術の工程２）と同じである。
３） 外エキスパンドリング１５及び内エキスパンドリング６をエキスパンドテープ２に入れることによりエキスパンドテープ２に放射方向の張力を与える。かかる張力の作用により図２（ｂ）に示す分割線７に沿ってウェハ３が完全に分離され、隣接する単位素子４間に隙間８が形成される（図２（ｃ）参照）。

図３（ａ）は当該工程における状態を示す斜視図、図３（ｂ）は図２（ｃ）のＡ−Ａ´線拡大断面図である。両図を追加してさらに詳言すると、当該工程において、内エキスパンドリング６をエキスパンドテープ２の下方からエキスパンドテープ２の裏面に当接させるとともに、これを持ち上げ、同時にエキスパンドテープ２の上方から外エキスパンドリング１５を下降させてこの外エキスパンドリング１５に内エキスパンドリング６を嵌合させる。このことにより、外エキスパンドリング１５の内周面と内エキスパンドリング６の外周面との間でエキスパンドテープ２を挟持する。この結果、エキスパンドテープ２には内エキスパンドリング６の突き上げ量に対応する放射状の張力が作用する。ここで、外エキスパンドリング１５の内径Φ１と内エキスパンドリング６の外径Φ２との間に僅かな差を設けていることで、外エキスパンドリング１５の内周面と内エキスパンドリング６の外周面との間で良好にエキスパンドテープ２を挟持し得る。

当該工程では、エキスパンドテープ２に対する前述の如き張力が作用するが、ダイシングフレーム１に貼着されていたエキスパンドテープ２はその接着力により剥がれない。ダイシングフレーム１と作業台等の所定の部材とで、エキスパンドテープ２を挟み、より剥がれないようにしても良い。ここで、外エキスパンドリング１５の外径はダイシングフレーム１の内径よりも小さいが、外エキスパンドリング１５の突出部１５ａ，１５ｂがダイシングフレーム１の内縁部に当接している。したがって、従来のように外エキスパンドリングがダイシングフレーム１の内側を通過し、ダイシングフレーム１からエキスパンドテープ２を引き剥がすようなことがなく、外エキスパンドリング１５、内エキスパンドリング６及びウェハ３をマウントしたエキスパンドテープ２はダイシングフレーム１との一体関係が維持されている。そこで、外エキスパンドリング１５及び内エキスパンドリング６に挟持されて伸張されているエキスパンドテープ２からの反力が図中下向きに外エキスパンドリング１５に作用する。この結果、前記反力が突出部１５ａ，１５ｂを介してダイシングフレーム１を押圧するが、この反力は突出部１５ａ，１５ｂに作用するダイシングフレーム１からの抗力と平衡する。したがって、エキスパンドテープ２、ウェハ３及び内エキスパンドリング６とともに外エキスパンドリング１５はダイシングフレーム１に一体的に固定される。

かくして、本形態によれば、ウェハ３の分割後においても、単位素子４を貼着したままのエキスパンドテープ２及び内エキスパンドリング６とともに外エキスパンドリング１５をダイシングフレーム１から分離することなく一体的に後工程に搬送することができる。ちなみに、ウェハ３及び単位素子４のダイシングフレーム１に対する位置関係は所定通りに維持されているので、後工程においても、例えばダイシングフレーム１の切欠き部１ａ等、位置決めの基準をそのまま利用できる。

なお、外エキスパンドリング１５は、ダイシングフレーム１の内縁部に当接し得る当接部を有すれば良いので、上記実施の形態の突出部１５ａ，１５ｂに限定されるものではない。前記実施の形態では、２個の突出部１５ａ，１５ｂを設けたが、勿論２個に限るものではなく、複数個有していれば良い。この際、外エキスパンドリング１５の周方向において等間隔に配設するのが望ましい。この部分に作用する抗力を平均化するためである。

また、図４（ａ）の平面図、図４（ｂ）のＢ−Ｂ´線拡大断面図に示すように、前記突出部１５ａ，１５ｂ（図１乃至図３参照）と同様の機能を有する突出部２５ａを外エキスパンドリング２５の全周に亘って設けたものでも良い。

さらに、図５（ａ）の平面図及び図５（ｂ）のＣ−Ｃ´線拡大断面図に示すように、外エキスパンドリング３５自体のリング部分の肉厚を厚くし、内径をダイシングフレーム１の開孔１ｂよりも小径なものとすれば、外径を開孔１ｂよりも大きくすることでもダイシングフレーム１の内縁部に当接し得る当接部を形成することができる。この場合には外エキスパンドリング３５の外縁部の下面が前記当接部となる。

何れにしても内エキスパンドリング６との間で挟持するエキスパンドテープ２からの反力に応じたダイシングフレーム１との接触面積を有する当接部を具備していれば良い。したがって、ダイシングフレーム１の内縁部に当接することなく、この部分を跨いで外縁部に当接するような形状となっていても構わない。

本発明の実施の形態に係るエキスパンド治具の各部品を示す平面図。 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平面図。 本発明の実施の形態に係るエキスパンド治具の斜視図と拡大断面図。 本発明の他の実施の形態に係るエキスパンド治具の平面図と拡大断面図。 本発明の他の実施の形態に係るエキスパンド治具の平面図と拡大断面図。 従来技術に係るエキスパンド治具の各部品を示す平面図。 従来技術に係るエキスパンド方法を説明する平面図。

符号の説明

１ ダイシングフレーム、 ２ エキスパンドテープ、 ３ ウェハ、 ４ 単位素子、 ６ （内側の）エキスパンドリング、 ７ 分割線、 ８ 隙間、 １５，２５，３５ （外側の）エキスパンドリング、 １５ａ，１５ｂ，２５ａ 突出部

Claims (8)

1. エキスパンドテープに放射状の張力を作用させることによりエキスパンドテープ上のウェハを分割するために用いられるエキスパンド治具であって、
   第１の開孔を有するダイシングフレームと、
   前記ダイシングフレームに当接し得る当接部を外周面側に有し、前記第１の開孔よりも小さい第２の開孔を有する外エキスパンドリングと、
   前記第２の開孔よりも小さい外形を有する内エキスパンドリングとを有することを特徴とするエキスパンド治具。
2. 請求項１に記載するエキスパンド治具において、
   前記第１の開孔および前記第２の開孔は円形であり、前記内エキスパンドリングは円環状であることを特徴とするエキスパンド治具。
3. 請求項１に記載するエキスパンド治具において、
   前記当接部は外エキスパンドリングの周方向に分散させて複数個所に設けたことを特徴とするエキスパンド治具。
4. 請求項１に記載するエキスパンド治具において、
   前記当接部は外エキスパンドリングの全周に亘って設けたことを特徴とするエキスパンド治具。
5. 請求項１に記載するエキスパンド治具において、
   前記当接部は外エキスパンドリングの外形を前記第１の開孔よりも大きくすることで、その外縁部の下面で形成したことを特徴とするエキスパンドリング。
6. 中心部にウェハの外径よりも大きい第１の開孔を有するダイシングフレームの内縁部の下面にエキスパンドテープを貼着するとともに、前記エキスパンドテープの所定位置に複数の単位素子と一体となったウェハをマウントして前記ウェハ上で隣接する前記単位素子が分離されるよう分割線を形成する工程と、
   内エキスパンドリングを前記エキスパンドテープの一方から前記エキスパンドテープの裏面に当接させ、同時に前記エキスパンドテープの他方から前記内エキスパンドリングの外形よりも大きい内形の第２の開孔を有する部材である外エキスパンドリングを当接させ、前記外エキスパンドリングの当接部を前記ダイシングフレームに当接させた状態で前記外エキスパンドリングの内側に前記内エキスパンドリングを嵌合させ、前記エキスパンドテープに放射状の張力を作用させることにより前記ウェハを分割する工程とを有することを特徴とするエキスパンド方法。
7. 中心部にウェハの外径よりも大きい第１の開孔を有するダイシングフレームの内縁部の下面にエキスパンドテープを貼着するとともに、前記エキスパンドテープの所定位置に複数の単位素子と一体となったウェハをマウントして前記ウェハ上で隣接する前記単位素子が分離されるよう分割線を形成する工程と、
   内エキスパンドリングを前記エキスパンドテープの一方から前記エキスパンドテープの裏面に当接させ、同時に前記エキスパンドテープの他方から前記内エキスパンドリングの外形よりも大きい内形の第２の開孔を有する部材である外エキスパンドリングを当接させ、前記外エキスパンドリングの当接部を前記ダイシングフレームに当接させた状態で前記外エキスパンドリングの内側に前記内エキスパンドリングを嵌合させ、前記エキスパンドテープに放射状の張力を作用させることにより前記ウェハを分割する工程とを有することを特徴とする単位素子の製造方法。
8. 請求項７に記載する単位素子の製造方法であって、
   前記内エキスパンドリングは前記エキスパンドテープの下方から当接させ、前記外エキスパンドリングは前記エキスパンドテープの上方から当接させ、前記ダイシングフレームと所定部材とで前記エキスパンドテープを挟み、前記外エキスパンドリングに対して下向に力をかけることを特徴とする単位素子の製造方法。

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