JP2010219358A - 紫外線照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハンドリングを煩雑にすることなく、板状物や切削ブレードを破損させることのない紫外線照射を可能とする紫外線照射装置を提供する。
【解決手段】外周部が環状フレームＦへ装着された紫外線硬化型テープ上に板状物が貼着された板状物ユニットに紫外線を照射して粘着剤を硬化させる紫外線照射装置１０であって、板状物ユニットを収容可能なカセット１２と、板状物ユニットを支持する支持部と、貼着面と反対面から照射する紫外線照射手段３２と、カセットから板状物ユニットを支持部へ搬出し、照射後にカセットへ搬入する搬送手段１４と、紫外線の透過を許容する開口部を有し、開口部以外で遮光するマスクと、マスクを板状物ユニットと紫外線照射手段３２との間に位置づける位置付け手段とを具備し、マスクが板状物ユニットと紫外線照射手段３２との間に位置づけられた時、紫外線硬化型テープに紫外線を照射することを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、その上にウエーハ等の板状物が貼着されるとともに外周部が環状フレームに装着された紫外線硬化型テープに紫外線を照射する紫外線照射装置に関する。

半導体ウエーハやセラミック板、ガラス板や樹脂基板等の板状物を切削する加工装置として、切削ブレードを備えたダイサーと呼ばれる切削装置が広く使用されている。例えば、特開平１１−７４２２８号公報にはこのような切削装置が開示されている。

切削装置で切削される板状物は予め粘着テープであるダイシングテープに貼着され、ダイシングテープを介して板状物は環状のフレームに装着される。切削ブレードがダイシングテープの厚み方向の途中まで切り込みながら板状物を切削することで、切削されて複数のチップとなった板状物は散り散りとなることはなくダイシングテープに保持される。環状フレームは板状物、ダイシングテープ及びチップのハンドリングを容易にしている。

一般にダイシングテープは、ＰＯ（ポリオリフィン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等からなる例えば１００μｍ程度の厚みの基材と、基材上に形成されたゴム系やアクリル系の例えば１０μｍ程度の厚みの糊層（接着剤）とで構成される。

このようなダイシングテープの中で、紫外線照射によって硬化する糊層が基材上に形成されたダイシングテープは紫外線硬化型ダイシングテープと称される。紫外線硬化型ダイシングテープは、紫外線照射によって糊層が硬化することで接着力が低下するため、チップの剥離性に優れるという利点があり、半導体製造工程において広く使用されている。

このような紫外線硬化型ダイシングテープを用いて加工品質を向上させるダイシング方法が、特開平１０−２４２０８３号公報に開示されている。このダイシング方法は、ダイシング前に被加工物に貼着された紫外線硬化型ダイシングテープに紫外線を僅かに照射して、紫外線硬化型ダイシングテープの糊層を若干硬化させることでダイシング時におけるチップの動きを抑制して、加工品質を向上させる方法である。

特開平１１−７４２２８号公報 特開２０００−１０４０２６号公報 特開平１０−２４２０８３号公報

ところが、ダイシング前に紫外線硬化型ダイシングテープへ紫外線を照射することで接着剤（糊層）を硬化すると、紫外線硬化型ダイシングテープの粘着力も低下するため、板状物の材質や紫外線硬化型ダイシングテープの種類によっては、板状物の自重等により、環状フレームから板状物とダイシングテープが剥離してしまい、その後のハンドリングが煩雑になってしまうという問題が生じる。

一方、多くの板状物はチップ領域と、チップ領域を囲繞するようにその外側に形成された端材領域とを有する。チップ領域とは、ダイシング後にチップとして機能する領域であり、端材領域は板状物のダイシング後不要部分として廃棄される。

半導体ウエーハ等の板状物の種類によっては端材がチップサイズよりも小さくなり、ダイシング中に端材が飛びやすいという問題がある。ダイシング中に飛んだ端材は加工中の板状物上面を傷つけて板状物を破損させてしまうばかりか、飛んだ端材が切削ブレードに衝突した場合にはブレード破損を発生させてしまう。

特にダイシング前に紫外線硬化型ダイシングテープへ紫外線を照射した場合には、紫外線硬化型ダイシングテープの粘着力も低下するため、より一層ダイシング中に端材が飛んでしまう恐れがある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ハンドリングを煩雑にすることなく、また板状物や切削ブレードを破損させることのない紫外線照射を可能とする紫外線照射装置を提供することである。

本発明によると、外周部が環状フレームへ装着された紫外線硬化型テープ上に板状物が貼着された板状物ユニットに紫外線を照射して、該紫外線硬化型テープの粘着剤を硬化させる紫外線照射装置であって、該板状物ユニットを複数枚収容可能なカセットと、該板状物ユニットを支持する支持部と、該支持部に支持された該板状物ユニットの板状物貼着面と反対面から該板状物ユニットの該紫外線硬化型テープに紫外線を照射する紫外線照射手段と、該カセットから該板状物ユニットを該支持部へ搬出し、紫外線照射後に該支持部から該カセットへ該板状物ユニットを搬入する搬送手段と、紫外線の透過を許容する所望の大きさの開口部を有し、該開口部以外で紫外線を遮光するマスクと、該マスクを該板状物ユニットと該紫外線照射手段との間に選択的に位置づける位置付け手段とを具備し、該マスクが該板状物ユニットと該紫外線照射手段との間に位置づけられた時、該紫外線照射手段が該マスクの該開口部を介して該紫外線硬化型テープに紫外線を照射することを特徴とする紫外線照射装置が提供される。

好ましくは、搬送手段は位置付け手段を兼用する。これにより位置付け手段を別途設ける必要はない。板状物はチップ領域と、チップ領域を囲繞する外周端材領域とを有し、好ましくは開口部はチップ領域に対応する大きさを有している。

本発明によると、ダイシング前の紫外線照射では、マスクによって環状フレームと紫外線硬化型ダイシングテープの接着領域には紫外線が照射されないため、環状フレームから紫外線硬化型ダイシングテープと板状物とが剥離して、ハンドリングが煩雑となることを防止できる。

また、マスク開口部を板状物のチップ領域外周と同等にした際には、外周端材領域に紫外線を照射することなく、チップ領域のみに紫外線を照射できる。従って端材領域の接着力が低下されることはなく、ダイシング中に端材が飛ぶのを抑制でき、飛んだ端材により板状物や切削ブレードが破損するのを防止できる。

半導体ウエーハの表面側斜視図である。 紫外線硬化型ダイシングテープを介してウエーハが環状フレームに支持された状態の斜視図である。 搬送手段でウエーハユニットを搬送している状態の紫外線照射装置の斜視図である。 搬送手段でマスクを支持部上に位置づける様子を示す紫外線照射装置の斜視図である。 支持部上にマスクが位置づけられ、搬送手段でウエーハユニットを搬送している状態の紫外線照射装置の斜視図である。 マスクの開口を介して紫外線ランプによりウエーハに紫外線を照射する様子を示す断面図である。 切削ブレードによりウエーハをストリートに沿ってダイシングする様子を示す斜視図である。 ダイシングされた矩形状板状物の斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１に示すように、ダイシング対象の板状物の一種としての半導体ウエーハＷの表面においては、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とが直交して形成されており、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とによって区画された領域に多数のチップ（デバイス）２が形成されている。このように構成された半導体ウエーハＷは、チップ２が形成されているチップ領域４と、チップ領域４を囲繞する外周端材領域６を備えている。

半導体ウエーハＷのダイシングに際しては、図２に示すようにウエーハＷの裏面を紫外線硬化型ダイシングテープＴの粘着面に貼着し、紫外線硬化型ダイシングテープＴの外周部を環状フレームＦに貼着してウエーハユニット８としてハンドリングする。これにより、ウエーハＷは紫外線硬化型ダイシングテープＴを介して環状フレームＦに支持された状態となる。

次に、図３乃至図５を参照して、紫外線硬化型ダイシングテープに紫外線を照射する本発明実施形態の紫外線照射装置１０について説明する。図３は搬送手段がウエーハユニット８を搬送している状態の斜視図、図４は搬送手段がマスクを支持部上に位置づける様子を示す斜視図、図５はマスクが支持部上に位置づけられ、搬送手段がウエーハユニット８を搬送している状態の斜視図をそれぞれ示している。

符号１２はウエーハユニット８を複数枚収容可能なカセットであり、カセット１２内に収容されたウエーハユニット８は、ウエーハユニット８を把持する把持部１６を有するウエーハ搬出・搬入手段１４がガイド溝１８に沿って移動することによりウエーハ位置決め領域２０に引き出される。位置決め領域２０に引き出されたウエーハユニット８は、一対の位置決めバー２２が互いに近づく方向に移動することによりその位置決めが達成される。

符号２８は位置決め領域２０で位置決めされたウエーハユニット８を吸着して搬送する搬送手段であり、門型コラム２４に形成されたガイド穴２６に沿って図示しない駆動手段により左右に移動可能である。

搬送手段２８はその下端部に４個の吸着パッド３０を備えており、これらの吸着パッド３０によりウエーハユニット８の環状フレームＦを吸着保持して、ウエーハユニット８を位置決め領域２０と紫外線照射手段３２との間で搬送する。

紫外線照射手段３２は複数の紫外線ランプ３６をその内部に収容し、上面が開放された直方体形状のハウジング３４を有しており、ハウジング３４の上端部はマスクを支持する支持部３４ａに形成されている。

図４を参照すると、搬送手段２８が所定の大きさの円形開口部３９を有するマスク３８を搬送している様子が示されている。マスク３８は紫外線照射手段３２のハウジング３４の形状と同一の四角形状をしており、紫外線ランプ３６の紫外線照射に先立って図５に示すように支持部３４ａ上に位置付けして搭載される。

このようにマスク３８を支持部３４ａ上に搭載してから、図５に示すようにカセット１２から取り出したウエーハユニット８を搬送手段２８により搬送し、マスク３８上にウエーハユニット８を搭載する。

この状態の断面図が図６（Ａ）に示されている。マスク３８はウエーハＷのチップ領域４に対応する大きさの円形開口３９を有しており、外周端材領域６は紫外線ランプ３６による紫外線照射をマスク３８により遮光されるようになっている。

よって、紫外線ランプ３６を点灯すると、チップ領域４に対応する紫外線硬化型ダイシングテープＴへ紫外線が照射されて、この領域の紫外線硬化型ダイシングテープＴの接着剤（糊層）を硬化させる。この場合の紫外線照射量は、接着剤を十分硬化して接着力を十分低下させるのではなく、ある程度の接着力を保持するように接着剤を硬化させるのが望ましい。

例えば、ＪＩＳ規格ＪＩＳ Ｚ０２３７に順ずる接着力測定で２４００ｇ／２５ｍｍの接着力を有する紫外線硬化型ダイシングテープＴの接着力が、１２００ｇ／２５ｍｍ程度に低下するように接着剤を硬化させるのが望ましい。

このように紫外線硬化型ダイシングテープＴを選択的に硬化させることにより、ウエーハＷのチップ領域４はダイシング中にチップ２が動くことなく、加工品質の悪化を招くことがない。一方、ウエーハＷの外周端材領域６は紫外線照射が行われないため、ウエーハ外周部の接着力は低下することなく、ダイシング中に三角チップが飛ぶことを防止できる。

図６（Ｂ）を参照すると、マスク３８Ａは環状フレームＦの開口部より僅かばかり小さな円形開口３９を有している。このようなマスク３８Ａは、図８に示すようなダイシング対象の板状物が例えば矩形状板状物５２であって、端材５８が比較的大きい場合の紫外線照射に適している。

図８において、５４はダイシングされた分割ラインであり、５６はチップを示している。矩形状板状物５２は紫外線硬化型ダイシングテープＴに貼着され、紫外線硬化型ダイシングテープＴの外周部は環状フレームＦに貼着されている。

図８に示すような端材５８が比較的大きく、紫外線硬化型ダイシングテープＴに紫外線を照射して端材領域のダイシングテープＴを半硬化させても、ダイシング中に端材５８が飛ぶ恐れがない場合には、図６（Ｂ）に示すようなマスク３８Ａを使用することができる。

このようなマスク３８Ａを使用することにより、ウエーハＷ又は板状物５２の外周端材領域６にも紫外線を照射して紫外線照射型ダイシングテープＴを半硬化させることができるとともに、環状フレームＦと紫外線硬化型ダイシングテープＴとの接着領域には紫外線が照射されないため、ダイシングテープＴと環状フレームＦとの間の大きな接着力を確保して、環状フレームＦから紫外線硬化型ダイシングテープＴが剥離してハンドリングが煩雑になることを防止できる。

図６に示す紫外線硬化型ダイシングテープＴの半硬化ステップが終了すると、ウエーハＷをダイシングする。即ち、よく知られたアライメント工程によりストリートＳ１を検出してから、図７に示すように切削ブレード４６によるストリートＳ１のダイシングが実行される。

図７において、切削手段４２のスピンドルユニット４８のスピンドルハウジング５０中には、図示しないモータにより回転駆動されるスピンドル４４が回転可能に収容されており、スピンドル４４の先端に切削ブレード４６が装着されている。

図７に示すように、図示しないチャックテーブルに保持されたウエーハＷをＸ軸方向に移動させるとともに、切削ブレード４６を高速回転させながらスピンドルユニット４８を下降させると、位置合わせされたストリートＳ１が切削される。

メモリに記憶されたストリートピッチずつ切削ブレード４６をＹ軸方向にインデックス送りしながらダイシングを行うことにより、同方向のストリートＳ１が全て切削される。更に、チャックテーブルを９０度回転させてから、上記と同様のダイシングを行うと、ストリートＳ２も全て切削され、個々のチップ２に分割される。

ダイシングが終了すると、図６（Ｂ）に示すようなマスク３８Ａを使用して、環状フレームＦとの接着部を除く紫外線硬化型ダイシングテープＴの全面へ紫外線を照射して、紫外線硬化型ダイシングテープＴの接着力を十分低下させる。

これにより、ダイシングテープＴと環状フレームＦとの間の接着力を確保しながら、チップの剥離性が優れるため、後のピックアップ工程でチップ２を容易にピックアップすることができる。

ダイシング終了後、マスクを使用せずにダイシングテープＴの全面に紫外線を照射して、環状フレームＦとの接着部を含む紫外線硬化型ダイシングテープＴの接着力を十分低下させてもよい。このように処理すると、ダイシング後すぐに環状フレームＦからダイシングテープＴを剥離する際に有効である。

紫外線照射手段３２による紫外線の照射が終了すると、図５に示すように搬送手段２８によりまずウエーハユニット８を位置決め領域２０まで搬送し、更に搬出入手段１４によりウエーハユニット８をカセット１２内に押し込んでカセット内に収容する。

次いで、図４に示すように搬送手段２８によりマスク３８を位置決め領域２０まで搬送し、更に搬出入手段１４によりマスク３８をカセット１２内に押し込んでマスク３８をカセット１２内に収容する。特に図示しないが、カセット１２は駆動手段により必要に応じて上下方向に移動される。

上述した実施形態では、紫外線ランプ３６が支持部３４ａに支持されたウエーハユニット８の下側に配置されているが、特に図示しないが紫外線ランプ３６をウエーハユニット８の上方に配置するようにしてもよい。この場合には、ウエーハユニット８のウエーハ２を下向きにして支持部３４ａでウエーハユニット８を支持するのが好ましい。

上述したような紫外線照射装置は、紫外線照射装置単独で設置することもできるし、切削装置に組み込んで使用することもできる。切削装置に組み込んだ場合には、ウエーハに対する紫外線照射を一連の切削作業の途中に行うことができるため、生産効率を維持しながら本発明特有の効果を達成することができる。

Ｗ 半導体ウエーハ
Ｔ 紫外線硬化型ダイシングテープ
Ｆ 環状フレーム
２ チップ
４ チップ領域
６ 外周端材領域
８ ウエーハユニット
１０ 紫外線照射装置
１２ カセット
１４ 搬出入手段
２８ 搬送手段
３２ 紫外線照射手段
３４ ハウジング
３４ａ 支持部
３６ 紫外線ランプ
３８ マスク
３９ 円形開口部
４６ 切削ブレード

Claims (3)

1. 外周部が環状フレームへ装着された紫外線硬化型テープ上に板状物が貼着された板状物ユニットに紫外線を照射して、該紫外線硬化型テープの粘着剤を硬化させる紫外線照射装置であって、
   該板状物ユニットを複数枚収容可能なカセットと、
   該板状物ユニットを支持する支持部と、
   該支持部に支持された該板状物ユニットの板状物貼着面と反対面から該板状物ユニットの該紫外線硬化型テープに紫外線を照射する紫外線照射手段と、
   該カセットから該板状物ユニットを該支持部へ搬出し、紫外線照射後に該支持部から該カセットへ該板状物ユニットを搬入する搬送手段と、
   紫外線の透過を許容する所望の大きさの開口部を有し、該開口部以外で紫外線を遮光するマスクと、
   該マスクを該板状物ユニットと該紫外線照射手段との間に選択的に位置づける位置付け手段とを具備し、
   該マスクが該板状物ユニットと該紫外線照射手段との間に位置づけられた時、該紫外線照射手段が該マスクの該開口部を介して該紫外線硬化型テープに紫外線を照射することを特徴とする紫外線照射装置。
2. 前記搬送手段は前記位置付け手段を兼用する請求項１記載の紫外線照射装置。
3. 前記板状物はチップ領域と、該チップ領域を囲繞する外周端材領域とを有し、
   前記開口部は該チップ領域に対応する請求項１又は２記載の紫外線照射装置。

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