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

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 Download PDF

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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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