JP2009064905A - 拡張方法および拡張装置 - Google Patents

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Masamichi Isohata
勝通 五十畑
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Disco Abrasive Syst Ltd
株式会社ディスコ
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Abstract

【課題】被加工物の接着フィルムを拡張したときに、接着フィルムがデバイスチップに対応して分割されているか否かを確実に確認する。
【解決手段】カセット22から取り出された被加工物1aは、位置決め機構31で一定位置に位置決めされた後、各移載手段により待機ステージ70を経由して、拡張ステージ80に移動される。次いで、拡張ステージ80で接着フィルム5を拡張した後、加熱ステージ90でダイシングテープ6を加熱する。ダイシングテープ6を加熱された被加工物1aは、チャックテーブル50に載置され、撮像手段33によりウェーハ1の表面を撮影される。この撮影した画像を元にして、画像処理手段により半導体チップ3に対応して接着フィルム5が分割されたか否かを判断する。
【選択図】図5

Description

本発明は、半導体ウェーハの裏面に貼着された接着フィルムを拡張することで接着フィルムを分割する拡張方法と、その拡張方法を好適に実施する拡張装置に関する。
近年の半導体デバイス技術においては、電子デバイス機器の軽薄短小化を実現するため、MCP(マルチ・チップ・パッケージ)やSiP(システム・イン・パッケージ)といった複数のデバイスチップを積層した積層型パッケージが、高密度化や小型化を達成する上で有効に利用されている。このような技術に対応するデバイスチップは、裏面にDAF(Die Attach Film)等のダイボンディング用の接着フィルムが貼られており、この接着フィルムでデバイスチップの積層状態を保持することが行われている。
デバイスチップの製造過程では、複数のデバイスチップが形成された半導体ウェーハの裏面に接着フィルムを貼着し、この半導体ウェーハを切断ブレードによって切断して、デバイスチップとともに接着フィルムを分割するといったことが行われている。ところがこの場合、接着フィルムの粘着材が切断ブレードに貼り付いてしまい切断不良を起こしやすくなる。そのため、半導体ウェーハに貼着された接着フィルムを分割する方法として、例えば、半導体ウェーハの分割とは別に接着フィルムを分割する方法がある(特許文献1参照)。この方法では、まず、半導体ウェーハの分割予定ラインに沿って半導体ウェーハだけ分割してから、半導体ウェーハの裏面に接着フィルムを貼着し、次いで、接着フィルムを拡張することで、デバイスチップに対応して接着フィルムを分割している。また、接着フィルムを半導体ウェーハと同時に分割する方法もある(特許文献2、3参照)。この方法は、レーザ光を半導体ウェーハの分割予定ラインの内部に照射して割断起点を形成した後に、接着フィルムを貼着して、半導体ウェーハおよび接着フィルムを拡張することで半導体ウェーハを割断すると同時に接着フィルムをデバイスチップに対応して分割するといったものである。
特開2007−027562公報 特開2005−251986公報 特開2007−158152公報
上記各特許文献に記載されている接着フィルムの分割方法では、接着フィルムを拡張したときに、接着フィルムが伸びるだけで破断されない箇所が発生する場合がある。その場合には、接着フィルムが隣接するデバイスチップどうしで一体となる箇所が発生するため、拡張後に行うダイボンディング工程で半導体チップがピックアップされないという問題が発生する。従来では目視による接着フィルムの分割の確認を行っているが、確認作業に時間が掛かるとともに、確認ミスが発生するおそれがあった。
よって本発明は、表面に形成された複数のデバイスチップが個々に個片化されるか、または既に個片化された状態の半導体ウェーハの裏面に貼着された接着フィルムを拡張したときに、接着フィルムがデバイスチップに対応して分割されているか否かを確実に確認できる拡張方法および拡張装置を提供することを目的としている。
本発明は、表面に形成された複数のデバイスチップが個々に個片化されるか、または既に個片化された状態のウェーハの裏面に貼着された接着フィルムに、ウェーハ径よりも大きな開口部を有するリング状のフレーム部材が周囲に貼着された粘着テープを貼着することで形成される被加工物を拡張する方法であって、少なくとも被加工物の接着フィルムを拡張する接着フィルム拡張工程と、接着フィルムを拡張した被加工物を、撮像手段を具備した撮像ステージへ移送する移送工程と、撮像ステージへ移送された被加工物の表面を、撮像手段によって撮像する撮像工程と、撮像手段によって撮像された画像データを処理して、接着フィルムがデバイスチップに対応して分割されているか否かを判断する画像処理工程とを備えることを特徴としている。
本発明の拡張方法は、接着フィルムを拡張することによって、接着フィルムをデバイスチップに対応させて分割させるものである。デバイスチップが拡張前に個片化されていない形態では、接着フィルムの拡張とともにデバイスチップが分割されて個片化される。デバイスチップが既に個片化されている形態では、デバイスチップ間の接着フィルムが拡張されて破断し、接着フィルムはデバイスチップに対応して分割される。さて、本発明では、接着フィルムを拡張した後、被加工物を撮像ステージへ移送し、この撮像ステージで被加工物の表面全体を撮像する。そして、撮像した画像データを適宜処理することにより、接着フィルムがデバイスチップに対応して分割されているか否かを判断する。これにより、接着フィルムがデバイスチップに対応して分割されているか否かを確実に確認することができる。もし、拡張した接着フィルムに分割されてない箇所が検出されたら、再度拡張工程を実施し、接着フィルムを分割させる。その結果、ピックアップ時に発生するエラーを防止することができる。
次に、本発明の被加工物の拡張装置は、上記本発明の拡張方法を好適に実施することができる装置であり、少なくとも被加工物の接着フィルムを拡張する拡張ステージと、被加工物の表面を撮像する撮像ステージと、接着フィルムを拡張した被加工物を撮像ステージへ移送する移送手段とを有している。さらに、撮像ステージは、被加工物を保持する保持面を有する被加工物保持テーブルと、被加工物の表面を撮像する撮像手段とを具備しており、撮像手段によって撮像された画像データを処理して、前記接着フィルムが前記デバイスチップに対応して分割されているか否かを判断する画像処理手段を具備することを特徴としている。本発明の拡張装置では、拡張ステージと撮像ステージとが別個に設けられている。このため、被加工物の拡張と分割の確認とを並行して行うことができ、よって生産効率の向上が図られる。
また、上記拡張装置の被加工物保持テーブルには、保持面を裏側から照光する光源が埋設されていることが好ましい。これにより、被加工物保持テーブル上に保持された被加工物が、光源より発せられる光によって裏側から照らされる。この結果、接着フィルムを拡張して分割した後、デバイスチップと、デバイスチップ間のコントラストが明瞭になり、接着フィルムの分割不良箇所をより確実に検出することができる。
本発明の拡張装置として、被加工物保持テーブルが回転不能であり、撮像手段が、被加工物保持テーブルに保持された被加工物の表面に対して平行である2方向に直線移動することで被加工物の表面全体を撮像する形態のものが挙げられる。この形態では、被加工物が被加工物保持テーブルに固定された状態で、被加工物の表面全体を捉えるように撮像手段を動かすことで、被加工物の表面全体が撮像される。これにより、上記光源を埋設した被加工物保持テーブルに回転などの動作をさせる必要がなく、被加工物保持テーブルの構成を簡素化することができる。
本発明によれば、接着フィルムを拡張した後、撮像手段で被加工物の表面を撮像し、撮像した画像データを画像処理手段で処理して確認することで、半導体ウェーハに貼着された接着フィルムが拡張工程でデバイスチップに対応して分割されたか否かを確実に判断することができる。これにより、ピックアップする前に分割されてない接着フィルムを確実に把握することができるため、ピックアップのエラーを防止でき、デバイスチップの製造が円滑に行えるといった効果を奏する。
[1]半導体ウェーハ
図1の符号1aは、本発明の一実施形態の拡張方法により拡張される被加工物を示している。被加工物1aの中央には、円盤状の半導体ウェーハ1(以下ウェーハと略称)を有している。このウェーハ1は、シリコンウェーハ等である。このウェーハ1の表面には格子状の分割予定ライン2によって複数の矩形状の半導体チップ(デバイス)3が区画されており、これら半導体チップ3の表面には、ICやLSI等の図示せぬ電子回路が形成されている。ウェーハ1の周面の所定箇所には、半導体の結晶方位を示すV字状の切欠き(ノッチ)4が形成されている。ウェーハ1は、予め切断装置などにより分割予定ライン2に沿って切断され、半導体チップ3に個片化されている。
上記個片化されているウェーハ1の裏面には、ダイボンディング用の接着フィルム5が貼着されている。この接着フィルム5は、ポリイミドやエポキシからなるフィルム状の粘着材である。さらに、接着フィルム5には、ダイシングテープ6が貼着される。ダイシングテープ6は、例えば、厚さ100μm程度のポリ塩化ビニルを基材とし、その片面に厚さ5μm程度でアクリル樹脂系の粘着剤が塗布された粘着テープである。本発明のダイシングテープ6として、熱により収縮するものが好適に用いられる。これは、後に説明する拡張工程により伸びてしまったダイシングテープ6に、再度横方向のテンションを与えるためである。ダイシングテープ6の粘着面(図1で上面)の外周部には、ウェーハ1の直径よりも大きな内径を有する環状のダイシングフレーム7が貼り付けられている。ダイシングフレーム7は剛性を有する金属板等からなるもので、ウェーハ1は、ダイシングテープ6およびダイシングフレーム7を介してハンドリングされる。
被加工物1aの接着フィルム5は、本発明の一実施形態の拡張方法により拡張され、半導体チップ3に対応して分割される。一実施形態の拡張方法は、図2に示す拡張装置10を用いて好適に実施される。
[2]拡張装置の構成および動作
次に、図2〜図4を参照して、本発明の拡張方法を好適に実施し得る拡張装置を説明する。図2はその拡張装置10の斜視図、図3は平面図である。拡張装置10は基台11を有し、この基台11上には、図3においてX方向右下側から上方に向かって、供給部20、位置決め/撮像ステージ30、紫外線照射ステージ100、X方向左下側から上方に向かって、加熱ステージ90、待機ステージ70、拡張ステージ80が配設されている。以下、これらを説明していく。
(a)供給部
基台11の長手方向の一端部(図3で右下側)には凹部11aが形成されており、その凹部11aにカセットエレベータ21が配設されている。カセットエレベータ21は、図示せぬエレベータ機構により上下方向に可動する。このカセットエレベータ21の上面には、持ち運びが可能で、複数の被加工物1aを積層して収容するカセット22が着脱可能にセットされる。カセット22は、互いに離間した一対の平行なケース23を有しており、これらケース23の内側の互いの対向面に、ラック24が上下方向に複数段設けられている。これらラック24に、ウェーハ1の表面を上に向けた水平な姿勢の被加工物1aがスライド可能に挿入されるようになっている。カセット22は、基台11のカセットエレベータ21に、被加工物1aのスライド方向がY方向と平行になるようにしてセットされる。
図2に示すように、基台11上面のX方向の一端(図3で右側)には、カセット22と紫外線照射ステージ100の間を往復する第1Y軸移載手段25が設けられている。第1Y軸移載手段25は、逆L字状の第1Y軸フレーム26の先端に第1Y軸シリンダ27が備わっており、その第1Y軸シリンダ27に第1Y軸クランプ28が昇降自在に接続されている。第1Y軸クランプ28は、所定の位置に位置付けられた被加工物1aのダイシングフレーム7を挟んで、被加工物1aをクランプする。第1Y軸フレーム26の基端部は、基台11上に設けられたY方向に延びるガイドレール29に摺動自在に取り付けられている。ガイドレール29は、第1Y軸クランプ28に固定された被加工物1aがカセット22から紫外線照射ステージ100まで移動できる長さに設定されている。第1Y軸フレーム26は、図示せぬ駆動機構によりガイドレール29に沿って移動させられる。これにより、第1Y軸クランプ28に固定された被加工物1aを、カセット22と紫外線照射ステージ100との間において往復させることができる。
カセット22内の被加工物1aは、カセットエレベータ21によって被加工物1aの取り出しに最適な高さに調整したカセット22へ第1Y軸移載手段25を移動させ、第1Y軸移載手段25の先端に備わった第1Y軸クランプ28によってカセット22から引き出され、位置決め/撮像ステージ30の位置決め機構31に移送される。
(b)位置決め/撮像ステージ
位置決め/撮像ステージ30の位置決め機構31は、Y方向に延びる一対の平行なガイドバー32が、互いに近付いたり離れたりするようにリンクしながらY方向に直交するX方向に移動するように構成されている。被加工物1aは、ガイドバー32上に載置され、近付き合うガイドバー32に挟まれることにより、被加工物1aを一定位置に位置付ける。
撮像手段33は、逆L字状を呈する撮像フレーム34と、この撮像フレーム34の先端に設けられた撮像ヘッド35とを備えている。撮像フレーム34は中空円筒状であって、軸線が略鉛直方向(図2でZ方向)に延びる円筒状の撮像スタンド部34aと、この撮像スタンド部34aの上端から略水平にチャックテーブル50の方向に延びる撮像アーム部34bとから構成されている。そして撮像アーム部34bの先端に、軸線が略鉛直方向に延びる円筒状の撮像ヘッド35が撮像フレーム34と一体的に形成されている。
撮像フレーム34は、薄板状のブラケット36を介して、基台11に設けられたガイド37に沿って昇降自在に取り付けられている。ブラケット36は、図示せぬ昇降駆動機構によりガイド37に沿って昇降駆動される。このブラケット36上の、撮像スタンド部34aとガイド37への取付部との間には、モータ38が固定されている。撮像フレーム34の撮像スタンド部34aは、ブラケット36の先端に軸受部材39を介して軸回りに回転自在に支持されている。撮像スタンド部34aの外周にはギヤ34Aが形成されており、このギヤ34Aとモータ38の駆動軸にベルト40が巻回されている。
モータ38が駆動されると、その動力はベルト40およびギヤ34Aを経てスタンド部34aに伝わり、これによって、撮像ヘッド35は、略水平方向に旋回する。また、撮像ヘッド35は、ブラケット36と一体に昇降する。ガイド37の下端はガイドレール41に摺動自在に取り付けられており、図示せぬ駆動機構によりガイドレール41に沿ってY方向に移動させられる。
撮像手段33により撮影された画像は、画像処理手段(図示省略)に送られ、画像処理される。処理された画像を元に、接着フィルム5が半導体チップ3に対応して拡張されたか否かが判断される。
チャックテーブル50は一般周知の真空チャック式であり、上面に載置される被加工物1aを吸着、保持する。図4に示すように、チャックテーブル50は、円形状で、凹部51aが形成されている枠体51を有している。凹部51aの底面には、LEDなどの発光素子52が発光面を上部に向けて複数配設されている。この発光素子52の上部には、ガラスなどからなる円形で透明の透明板53が嵌着されている。透明板53の上面は、被加工物1aを吸着、保持する吸着エリア53aをなしており、枠体51の上面51bと連続して同一平面をなしている。吸着エリア53aには、放射状および同心円状に溝54が形成されている。この溝54は、枠体51内の孔55に連通しており、空気を吸引する真空手段(図示省略)へと繋がっている。吸着エリア53aに吸着、保持された被加工物1aには、発光素子52により裏面側から光が照射される。また、チャックテーブル50は、基台11内に設けられた図示せぬ回転駆動機構によって、一方向、または両方向に独自に回転すなわち自転するようになっている。
このチャックテーブル50の周囲には、洗浄ノズル(図示省略)が備わっている。洗浄ノズルは、後に説明する拡張工程などでウェーハ1に付着した屑を除去するものである。拡張工程が終了した被加工物1aは、チャックテーブル50に吸着、保持され、回転させられる。回転させられた被加工物1aのウェーハ1に対して洗浄水やエアを噴射することにより、ウェーハ1の表面に付着している屑などが除去される。
図2および図3に示すように、位置決め/撮像ステージ30と待機ステージ70との間に設置されているX軸移載手段56は、スタンド57と、X軸駆動機構58と、X軸シリンダ59と、搬送パッド60とで構成されている。装置10のほぼ中央に配設されたスタンド57の上面には、ねじロッド式のX軸駆動機構58が配設されており、このX軸駆動機構58にスライダ58aを介してX軸シリンダ59が摺動自在に接続されている。スライダ58aは、図示せぬ駆動機構によりX軸シリンダ59をX方向に移動させる。このX軸シリンダ59は、搬送パッド60を昇降駆動するように支持している。搬送パッド60は、被加工物1aのダイシングフレーム7を吸着、保持するもので、X軸駆動機構58およびX軸シリンダ59によってX・Z方向に移動される。これにより、位置決め/撮像ステージ30や待機ステージ70で待機している被加工物1aを取り上げて、被加工物1aを位置決め/撮像ステージ30と待機ステージ70との間において往復させることができる。
(c)待機ステージ
図2および図3に示すように、基台11のX方向の一端(図3の左上)には、待機ステージ70と拡張ステージ80の間を往復する第2Y軸移載手段71が設けられている。第2Y軸移載手段71は、逆L字状の第2Y軸フレーム72の先端に第2Y軸シリンダ73を有し、その第2Y軸シリンダ73の下部に第2Y軸クランプ74が設けられている。第2Y軸クランプ74は、第2Y軸シリンダ73により昇降させられ、所定の位置に位置付けられた被加工物1aのダイシングフレーム7をクランプする。第2Y軸フレーム72の基端部は、基台11上面に設けられたY方向に延びるガイドレール75に摺動自在に取り付けられている。ガイドレール75は、第2Y軸クランプ74に固定された被加工物1aが待機ステージ70から拡張ステージ80まで移動できる長さに設定されている。第2Y軸フレーム72は、図示せぬ駆動機構によりガイドレール75に沿って移動させられる。これにより、第2Y軸クランプ74に固定された被加工物1aを、待機ステージ70と拡張ステージ80との間において往復させることができる。
(d)拡張ステージ
拡張ステージ80には、被加工物1aの接着フィルム5を拡張する拡張手段81が設けられている。拡張手段81は、被加工物1aを載置する冷凍テーブル(図示略)と、冷凍テーブル上に載置された被加工物1aを固定するクランプ機構82とを備えている。冷凍テーブルの上面には被加工物1aを載置する載置面が形成されており、この載置面に被加工物1aを載置する。また、冷凍テーブルには、載置面に載置された被加工物1aの接着フィルム5を冷却するペルチェ素子が具備されている。クランプ機構82は、拡張手段81の側面に、互いに対向して2個配設されており、冷凍テーブルに載置された被加工物1aのダイシングフレーム7を押さえる。クランプ機構82は、冷凍テーブルに対して相対的に鉛直方向に接近離反するように構成されている。これにより、被加工物1aが冷凍テーブルに載置されるとき、または、冷凍テーブルから被加工物1aを取り外すときには、2個のクランプ機構82が載置面上より上方に位置付けられていて、被加工物1aと衝突しないようになっている。また、クランプ機構82の下部には昇降機構が備えられており、被加工物1aのダイシングフレーム7が固定された地点からクランプ機構82を降下させることができる。あるいは、冷凍テーブル側に昇降機構が備えられていて、冷凍テーブルを上昇させることでもよい。
拡張ステージ80においては、冷凍テーブル上に被加工物1aを載置し、接着フィルム5を冷却しながら、クランプ機構82で固定したダイシングフレーム7を、被加工物1aに対して相対的に下方に押し下げる。これにより、ダイシングテープ6および接着フィルム7は拡張され、接着フィルム5が半導体チップ3に沿って分割される。接着フィルム5は前記のような樹脂材料にて形成されているため、冷却することにより延性が低下し、破断しやすくなる。冷凍テーブルを用いる以外の接着フィルム5の冷却方法として、拡張ステージ80全体をカバーで覆い、その中にヒートポンプ方式などで生成した冷気を充満させる方法もある。
(e)加熱ステージ
図2および図3に示すように、撮像手段33のあるチャックテーブル50と待機ステージ70と加熱ステージ90の間には、旋回式移載手段91が配設されている。旋回式移載手段91は、図示せぬ旋回機構により旋回するアーム92と、アーム92の先端に備えられた昇降シリンダ93と、昇降シリンダ93によって昇降されるパッド94とで構成される。旋回式移載手段91は、撮像手段33のあるチャックテーブル50と待機ステージ70と加熱ステージ90の間を旋回し、被加工物1aを移動させる。
加熱ステージ90には加熱手段95が設置されている。加熱手段95にはヒータ(図示略)が備わっており、ダイシングテープ6の、ウェーハ1とダイシングフレーム7の間である中間領域6aを加熱する。中間領域6aを加熱することで、拡張手段81で拡張されたダイシングテープ6が収縮され、再度ダイシングテープ6に横方向のテンションが与えられる。この結果、ダイシングテープ6のたるみによる半導体チップ3どうしの接触を防止することができる。
(f)紫外線照射ステージ
図2および図3に示すように、紫外線照射ステージ100には、紫外線照射手段101が設置されている。紫外線照射手段101には円形の凹部101aが形成されており、その凹部101aには、複数の紫外線ランプ102が設置されている。紫外線ランプ102は、ダイシングテープ6に紫外線を照射し、ダイシングテープ6と、接着フィルム5が貼着された状態のウェーハ1とを剥離しやすい状態にするものである。
[3]拡張方法
次に上記拡張装置10の動作を説明する。
まずはじめに、カセット22に積層されている被加工物1aが、第1Y軸移載手段25によりカセット22から取り出される。取り出された被加工物1aは、位置決め機構31のガイドバー32に載置され、一定位置に位置付けられる。このとき、撮像手段33は、位置決め/撮像ステージ30から退避している。
一定位置に位置付けられた被加工物1aは、X軸移載手段56のX軸シリンダに59により降下した搬送パッド60に吸着、保持される。次いで、搬送パッド60を上昇させてからX軸駆動機構58を作動させ、被加工物1aを待機ステージ70へ移動させる。
待機ステージ70に移動した被加工物1aは、ダイシングフレーム7が第2Y軸移載手段71の第2Y軸クランプ74にクランプされ、これにより被加工物1aが第2Y軸移載手段71に固定される。第2Y軸移載手段71に被加工物1aが固定されてから、X軸移載手段56による被加工物1aの吸着を解除し、搬送パッド60を待機ステージ70から退避させる。
第2Y軸移載手段71は、第2Y軸クランプ74に固定された被加工物1aを拡張ステージ80へ移動させる。被加工物1aが拡張手段81の直上に移動されたら、第2Y軸移載手段71のY方向の移動を停止し、第2Y軸シリンダ73により第2Y軸クランプ74を降下させて冷凍テーブルの載置面に被加工物1aを載置する。このとき、拡張手段81のクランプ機構82は、載置面から退避しているか、載置面より上方で固定されている。載置面に被加工物1aが載置されたら、クランプ機構82を動かし、被加工物1aを固定する。次いで、クランプ機構82を昇降機構によってダイシングフレーム7を押さえつけながら降下させ、ダイシングテープ6および接着フィルム5を拡張させる(接着フィルム拡張工程)。このとき、接着フィルム5は、外側に向かって引っ張られ、半導体チップ3に沿って分割される。一定位置までクランプ機構82を降下させたら、降下動作を停止させ、クランプ機構82を元の位置まで上昇させる。また、冷凍テーブル側に昇降機構が備えられている場合では、載置面に載置された被加工物1aのダイシングフレーム7をクランプ機構82によって上方への移動を制限した状態で冷凍テーブルを上昇させて、接着フィルム5を拡張させる。次いで、クランプ機構82を載置面から退避させ、第2Y軸移載手段71の第2Y軸クランプ74を降下させて、被加工物1aを第2Y軸クランプ74に固定する。第2Y軸クランプ74に被加工物1aを固定したら、第2Y軸クランプ74を上昇させ、待機ステージ70へ被加工物1aを移動させる。
再び待機ステージ70に位置付けられた被加工物1aは、旋回式移載手段91のパッド94に保持される。被加工物1aがパッド94に保持されたら、第2Y軸クランプ74による固定を解除し、第2Y軸移載手段71を待機ステージ70から退避させる。被加工物1aを保持した旋回式移載手段91は、アーム92を旋回させ、被加工物1aを加熱手段95の直上に移動させる。次いで、昇降シリンダ93によってパッド94を降下させ、被加工物1aが加熱手段95上に載置される。被加工物1aが加熱手段95上に載置されたら、ヒータが作動し、ダイシングテープ6の余剰領域6aが加熱される。これにより、ダイシングテープ6が熱収縮し、ダイシングテープ6に再びテンションが与えられる。
ヒータによる加熱が終了したら、再びパッド94に被加工物1aを保持する。旋回式搬送手段91は、パッド94に保持された被加工物1aを上昇させてからアーム92を旋回させて、チャックテーブル50の直上に被加工物1aを移動させ、吸着エリア53aに被加工物1aを載置する(移送工程)。載置された被加工物1aは、チャックテーブル50に吸着、保持される。ここでウェーハ1の表面をスピン洗浄乾燥した後に撮像手段33の撮像ヘッド35がウェーハ1の表面に旋回移動し、ブラケット36を適宜高さ調整するなどして焦点をウェーハ1の表面に合わせる。次いで、チャックテーブル50を適宜間欠的に回転させるとともに、撮像ヘッド35を旋回させながら必要なポイントでウェーハ1の表面を撮影する(撮像工程)。この時、隣り合う半導体チップ3の隙間のコントラストを得るために、チャックテーブル50の発光素子52を点灯させてウェーハ1に光を照射させる。撮影された画像は、画像処理手段に送られる。
図5は撮像手段33によって撮影されたウェーハ1の表面の一部を示している。同図では、ほぼ半導体チップ3と同形状に破断された接着フィルム5の間の分割予定ライン2に相当する部分に隙間が生じている。このような正常な分割状態がウェーハ1の全面に形成されているか否かが画像処理手段によって確認される(画像処理工程)。接着フィルム5が半導体チップ3に沿って分割されていることを画像処理手段により確認できた被加工物1aは、次工程を行う紫外線照射ステージ100へ搬送される。また、分割不良箇所が検出されたら被加工物1aは、再度拡張手段81へ搬送され、接着フィルム5を拡張させる。
分割不良箇所が検出されなかった被加工物1aは、第1Y軸搬送手段25の第1Y軸クランプ28にダイシングフレーム7がクランプされ、紫外線照射ステージ100へ移される。紫外線照射手段101の直上に被加工物1aが移動したら、紫外線ランプ102を点灯させ、被加工物1aのダイシングテープ6に紫外線を照射させる。これにより、ダイシングテープ6と接着フィルム5の間で剥離しやすくなる。この後、第1Y軸移載手段25をカセット22に移動させて、被加工物1aをカセット22内に再び収容させる。
上記実施形態では、ウェーハ1が切断されている状態であったが、分割予定ライン2に沿ってレーザ加工装置で変質層が形成され、半導体チップ3に個片化されてないウェーハ1にも適用が可能である。この場合、拡張工程で接着フィルム5を拡張させるのと同時に、ウェーハ1を分割予定ライン2に沿って割断する。これにより、接着フィルム5が半導体チップ3に沿って分割された半導体チップ3を得ることができる。
本実施形態は、接着フィルム5を拡張することによって、接着フィルム5を半導体チップ3に対応させて分割させるものである。半導体チップ3が既に個片化されている形態では、半導体チップ3間の接着フィルム5が拡張されて破断し、接着フィルム5は半導体チップ3に対応して分割される。半導体チップ3が拡張前に個片化されていない形態では、接着フィルム5の拡張とともに半導体チップ3が分割されて個片化される。接着フィルム5を拡張した後、被加工物1aを位置決め/撮像ステージ30へ移送し、この位置決め./撮像ステージ30でウェーハ1の表面全体を撮像する。そして、撮像した画像データを適宜処理することにより、接着フィルム5が半導体チップ3に対応して分割されているか否かを判断する。これにより、接着フィルム5が半導体チップ3に対応して分割されているか確実に確認することができる。もし、拡張した接着フィルム5に分割されてない箇所が検出されたら、再度拡張工程を実施し、接着フィルム5を分割させる。その結果、ピックアップ時に発生するエラーを防止することができる。
また、本実施形態の拡張装置10では、位置決め/撮像ステージ30と拡張ステージ80とが別個に設けられている。このため、被加工物1aの拡張と、接着フィルム5の分割の確認とを並行して行うことができ、よって生産効率の向上が図られる。
また、上記拡張装置10のチャックテーブル50には、吸着エリア53aを裏側から照光する発光素子52が埋設されている。これにより、吸着エリア53aに保持されたウェーハ1が、発光素子52より発せられる光によって裏側から照らされる。この結果、接着フィルム5を拡張して分割した後、半導体チップ3と、半導体チップ3間のコントラストが明瞭になり、接着フィルム5の分割不良箇所をより確実に検出することができる。
[4]他の実施形態
上記実施形態では、ウェーハ1の洗浄と、ウェーハ1の表面の撮影が同一のステージで行われていたが、それぞれを別のステージで行うことも可能である。この実施形態について図6を用いて説明する。
図6は、待機ステージ70に、スピンナ式洗浄手段120を設置した拡張装置110を示したものである。スピンナ式洗浄手段120は、被加工物1aを吸着、保持する保持テーブル121と、洗浄水およびエアを噴射する洗浄ノズル122とで構成されている。保持テーブル121は、基台11内に設けられた図示せぬ回転駆動機構によって一方向、または両方向に独自に回転すなわち自転するようになっている。また、洗浄ノズル122は、旋回機構(図示省略)に接続されており、洗浄ノズル122を保持テーブル121上から退避させることができる。
撮像ステージ30の撮像手段130は、基台11上に設けられたY軸ガイドレール131と、Y軸ガイドレール131に摺動自在に接続されたZ軸ガイド132と、Z軸ガイドに接続された薄板状のブラケット133と、ブラケット133上に設置されたX軸ガイドレール134と、このX軸ガイドレール134に摺動自在に接続されたX軸スライダ135と、X軸スライダ135の先端に設けられた撮像ヘッド136とを備えている。Z軸ガイド132は、図示せぬ駆動機構によりY軸ガイドレール131に沿ってY方向に移動させられる。ブラケット133は、図示せぬ昇降駆動機構によりZガイド132に沿って昇降自在に移動させられる。また、X軸スライダ135は、図示せぬ駆動機構によりX軸ガイドレール134に沿って移動させられる。
この実施形態では、撮像ステージ30のチャックテーブルが回転不能に設定される。そのため、チャックテーブル137に保持された被加工物1aのウェーハ1の表面を撮影するときは、各駆動機構によりウェーハ1の表面全面を撮影できるように撮像ヘッド136をXY方向に移動させる。
この実施形態の拡張方法は、まず最初に、カセット22からの取出された被加工物1aを位置決め機構31により一定位置に位置づける。次いで、被加工物1aを待機ステージ70に移動させ、第2Y軸移載手段71によって拡張ステージ80まで移動させる。拡張ステージ80で接着フィルム5が拡張されたら、再び待機ステージ70まで移動させる。次いで、被加工物1aを加熱ステージ90へ移動させ、被加工物1aのダイシングテープ6を加熱する。
ダイシングテープ6の加熱後、被加工物1aを再度待機ステージ70に移送させ、保持テーブル121に吸着、保持させる。このとき、洗浄ノズル122は、保持テーブル121上から退避しているため、洗浄ノズル122を旋回させ、洗浄ノズル122を保持テーブル121上に位置付ける。次いで、保持テーブル121を回転させて、被加工物1aのウェーハ1に洗浄ノズル122より洗浄水、エアを噴射して、ウェーハ1を洗浄する。
洗浄が終了したら、X軸移載手段56によって撮像ステージ30へ被加工物1aを移動させる。移動された被加工物1aは、チャックテーブルに吸着、保持される。発光素子52を点灯させ、撮像手段130を駆動させる。撮像手段130は、撮像ヘッド136をX方向に往復させながら、Z軸ガイド132をY方向に移動させて、ウェーハ1の全面を撮影する。撮影された画像データは、画像処理手段に送られ、接着フィルム5が半導体移チップ3に沿って分割されているか否かを確認する。分割不良箇所が検出されたら、上記実施形態と同様に再度拡張手段81によって拡張される。分割不良箇所が検出されなかった被加工物1aは、紫外線照射ステージ100に搬送され、紫外線が照射させられて、カセット22に収容される。
この形態では、被加工物1aがチャックテーブルに固定された状態で、ウェーハ1の表面全体を捉えるように撮像手段130を動かすことで、ウェーハ1の表面全体が撮影される。これにより、上記発光素子52を埋設したチャックテーブルに回転などの動作をさせる必要がなく、チャックテーブルの構成を簡素化することができる。
本発明の一実施形態の拡張方法により拡張される被加工物を示す(a)斜視図、(b)断面図である。 一実施形態の拡張方法を好適に実施する拡張装置を示す斜視図である。 図2に示した拡張装置の平面図である。 図2に示した拡張装置に備えられたチャックテーブルの(a)断面図、(b)平面図である。 拡張された被加工物を、図2に示した拡張装置に備えられた撮像手段により撮影した画像を示す図である。 他の実施形態の拡張装置を示した平面図である。
符号の説明
1…ウェーハ
1a…被加工物
3…半導体チップ(デバイスチップ)
5…接着フィルム
6…ダイシングテープ(粘着テープ)
7…ダイシングフレーム(フレーム部材)
30…撮像ステージ
33…撮像手段

Claims (4)

  1. 表面に形成された複数のデバイスチップが個々に個片化されるか、または既に個片化された状態のウェーハの裏面に貼着された接着フィルムに、ウェーハ径よりも大きな開口部を有するリング状のフレーム部材が周囲に貼着された粘着テープを貼着することで形成される被加工物を拡張する方法であって、
    少なくとも被加工物の前記接着フィルムを拡張する接着フィルム拡張工程と、
    接着フィルムを拡張した被加工物を、撮像手段を具備した撮像ステージへ移送する移送工程と、
    前記撮像ステージへ移送された被加工物の表面を、前記撮像手段によって撮像する撮像工程と、
    前記撮像手段によって撮像された画像データを処理して、前記接着フィルムが前記デバイスチップに対応して分割されているか否かを判断する画像処理工程とを備えることを特徴とする拡張方法。
  2. 表面に形成された複数のデバイスチップが個々に個片化されるか、または既に個片化された状態のウェーハの裏面に貼着された接着フィルムに、ウェーハ径よりも大きな開口部を有するリング状のフレーム部材が周囲に貼着された粘着テープを貼着することで形成される被加工物を拡張する装置であって、
    少なくとも被加工物の前記接着フィルムを拡張する拡張ステージと、
    被加工物の表面を撮像する撮像ステージと、
    接着フィルムを拡張した被加工物を前記撮像ステージへ移送する移送手段とを有し、
    前記撮像ステージは、被加工物を保持する保持面を有する被加工物保持テーブルと、被加工物の表面を撮像する撮像手段とを具備し、
    さらに該拡張装置は、撮像手段によって撮像された画像データを処理して、前記接着フィルムが前記デバイスチップに対応して分割されているか否かを判断する画像処理手段を具備することを特徴とする拡張装置。
  3. 前記被加工物保持テーブルには、前記保持面を裏側から照光する光源が埋設されていることを特徴とする請求項2に記載の拡張装置。
  4. 前記被加工物保持テーブルは回転不能であり、前記撮像手段が、被加工物保持テーブルに保持された被加工物の表面に対して平行である2方向に直線移動することで被加工物の表面全体を撮像することを特徴とする請求項2または請求項3に記載の拡張装置。
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