JP2011100920A - チップ間隔拡張方法 - Google Patents

Abstract

【課題】チップ間隔を拡げることによって拡張テープに生じたたるみを適切に除去する。
【解決手段】板状ワーク１００が拡張テープ１０４を介して環状フレーム１０５に支持され、板状ワーク１００がワーク保持テーブル２０の吸着面２００ａに吸着され、環状フレーム１０５がフレーム支持部２１に載置されフレーム保持手段６に保持され、ワーク保持テーブル２０がフレーム保持手段６との関係で相対的に垂直方向に移動することにより拡張テープ１０４が拡張されてチップ間隔が拡がった後に、ワーク保持テーブル２０の垂直方向の位置を、段階的にフレーム保持手段６の垂直方向の位置に近づけていきながらたるみ部分を加熱し、最後に両垂直方向の位置を同一としてたるみ部分を加熱することで、拡張テープ１０４に大きな弛みが生じたとしても、その弛み部分を加熱して収縮させる際に、拡張テープ１０４のうちチップが貼着されている部分は収縮させることがないようにする。
【選択図】図８

Description

本発明は、板状ワークを個々のチップに分割してチップ間の間隔を所望の距離に拡張したり、チップに分割され全体として分割前の形状を維持した状態の板状ワークのチップ間隔を所望の距離に拡張したりすることを目的として、板状ワークに貼着された拡張テープを拡張することにより、板状ワークの外周側に生じた拡張テープの弛みを除去する方法に関する。

半導体ウェーハ等の板状ワークを分割加工する方法として、板状ワークの分割予定ラインに沿ってその内部にレーザ光を集光して連続的な改質層を形成し、板状ワークに外力を加えることによってチップ間の間隔を広げて分割する方法がある。この方法においては、板状ワークの裏面に貼着したテープを拡張させるときの力が外力として用いられている。また、テープを拡張する力を外力として用いる技術は、板状ワークをチップに分割する場合だけでなく、チップに分割済みで全体として分割前の形状を維持した状態で拡張テープに貼着された板状ワークのチップ間隔を所望の距離に広げる場合にも、利用されている。板状ワークが半導体ウェーハであり、その裏面にＤＡＦ(Die Attach Film)と称されるダイボンド用のフィルム状接着剤が貼着されている場合においても、同様の技術が利用されている。

しかし、フィルム状接着剤は、非常に柔軟な糊状の物質により形成されているため、テープの拡張時にはフィルム状接着材も伸びてしまい、フィルム状接着材を確実に破断することは困難である。そこで、フィルム状接着剤を冷却しながら破断を行うことで、フィルム状接着剤が伸びるのを抑止し、板状ワークとともにフィルム状接着材も破断できるようにした破断方法も試みられている（例えば特許文献１参照）。

また、テープを拡張させたままにしておくと、後の搬送等に支障をきたすため、拡張した拡張テープのたるみをとるために、ヒータから熱を与えて拡張テープを収縮させる技術も提案されている（例えば特許文献２参照）。

図１３に示すように、拡張テープＴを拡張して個々のチップＣに分割した場合は、チップＣが拡張テープＴを介して環状フレームＦと一体となっており、すべてのチップＣはワーク保持テーブル２０の上部に設けた吸着部２００の吸着面２００ａにおいて拡張テープＴを介して吸着され、フレームＦはフレーム保持手段６によって挟持されている。そして、拡張テープＴに生じたたるみ部Ｔ１のたるみを除去する際には、フレームＦを保持するフレーム保持手段６とチップＣに分割された板状ワークＷを保持する吸着部２００の吸着面２００ａとを板状ワークＷの表面と垂直に交わる方向において同一位置に位置付けた状態で加熱手段によって弛み部Ｔ１を加熱し、弛み部Ｔ１を収縮させる。

特開２００７−２７２５０号公報 特開２００６−１１４６９１号公報

しかし、図１３に示すように、たるみ部Ｔ１が生じたために吸着面２００ａの一部が大気に露出してしまうことがあり、この場合は、たるみ部Ｔ１を加熱したときに各チップＣに貼着されている部分の拡張テープも加熱されて収縮してしまうため、チップ間隔が狭くなってしまうという問題がある。そして、チップ間隔が狭くなると、後の搬送時にチップ同士が接触して損傷したり、ピックアップが困難になるという弊害があるため、結果的に、適切に拡張テープのたるみを除去できない場合があるという問題があった。

本発明は、これらの事実に鑑みて成されたものであって、その主な技術的課題は、チップ間隔を拡げることによって拡張テープに生じたたるみの除去を適切に行えるようにすることにある。

本発明は、拡張テープを介して分割予定ラインに分割の起点が形成された板状ワーク又は複数のチップに分割された板状ワークを開口部において支持する環状フレームを保持するフレーム保持手段と、フレーム保持手段に対して板状ワークを板状ワーク表面に対する垂直方向に所定距離離反させて拡張テープを拡張することにより、板状ワークを分割予定ラインに沿って複数のチップに分割してチップ間隔を所望の距離に拡張し、又は複数のチップ間隔を所望の距離に拡張するチップ間隔形成手段と、所望のチップ間隔を維持した状態で複数のチップを拡張テープを介して吸着面において吸着固定するチップ間隔維持手段と、拡張テープの拡張されて弛んだ箇所を加熱して拡張テープの弛みを除去する加熱手段とを有するテープ拡張装置を用いて複数のチップ間隔を所望の距離に拡張するチップ間隔拡張方法に関するもので、フレーム保持手段によって環状フレームを保持する保持工程と、チップ間隔形成手段によって板状ワークを分割予定ラインに沿って複数のチップに分割してチップ間隔を所望の距離に拡張し、又は複数のチップ間隔を所望の距離に拡張するチップ間隔形成工程と、チップ間隔維持手段によって所望のチップ間隔を維持した状態で複数のチップを拡張テープを介して吸着固定するチップ間隔維持工程と、複数のチップを吸着固定したチップ間隔維持手段をフレーム保持手段に対して垂直方向に移動させることにより、チップ間隔維持手段の吸着面の垂直方向の位置を、チップ間隔形成工程におけるチップ間隔維持手段の吸着面の垂直方向の位置と、フレーム保持手段の環状フレーム載置面の垂直方向の位置との間とし、粘着テープの拡張されて弛んだ箇所を加熱して拡張テープの弛みを除去する第一の弛み除去工程と、複数のチップを吸着固定したチップ間隔維持手段をフレーム保持手段に対して垂直方向に移動させることにより、複数のチップを吸着固定したチップ間隔維持手段の垂直方向の位置を、フレーム保持手段の環状フレーム載置面の垂直方向の位置と同一とし、粘着テープの拡張されて弛んだ箇所を加熱して拡張テープの弛みを除去する第二の弛み除去工程とを含む

本発明では、段階的に拡張テープの弛みを除去していくため、チップ間隔形成工程に起因してテープに大きな弛みが生じたととしても、その弛み部分を加熱して収縮させる際に、拡張テープのうちチップが貼着されている部分は収縮させることがないため、チップ間隔が狭くなることがなく、チップ同士が接触するのを防止することができる。

テープ拡張装置の一例を示す分解斜視図である。 拡張テープを介して環状フレームと一体となって支持された板状ワークを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 テープ拡張装置の保持ユニットがケーシングに収容されフレーム押さえ部が載置された状態を示す斜視図である。 テープ拡張装置の蓋体を上昇させた状態を示す分解斜視図である。 拡張テープを介して板状ワークを支持する環状フレームをフレーム支持部に載置した状態を略示的に示す断面図である。 拡張テープを介して板状ワークを支持する環状フレームをフレーム保持手段によって保持した状態を略示的に示す断面図である。 チップ間隔形成工程の状態を略示的に示す断面図である。 第一の弛み除去工程の状態を略示的に示す断面図である。 第一の弛み除去工程により弛みが除去された状態を略示的に示す断面図である。 ワーク保持テーブルの吸着面の垂直方向の位置をフレーム支持部の上面の位置と一致させた状態を略示的に示す断面図である。 第二の弛み除去工程の状態を略示的に示す断面図である。 第二の弛み除去工程により弛みが除去された状態を略示的に示す断面図である。 従来の方法により弛みが生じた拡張テープを略示的に示す断面図である。

図１に示すテープ拡張装置１は、例えば図２（ａ）、（ｂ）に示す分割前の板状ワーク１００を分割加工して個々のチップに分割したり、分割済みの板状ワークのチップ間隔を拡げたりする機能を有する装置である。板状ワーク１００は、例えば図２（ａ）に示すように、その表面１００ａに、分割予定ライン１０１によって区画されて複数のチップ領域１０２が形成されたものである。図２（ｂ）に示すように、裏面１００ｂにはＤＡＦ（Die Attach Film）と称されるフィルム状接着剤１０３が貼着されており、フィルム状接着剤１０３が拡張テープ１０４に貼着されている。拡張テープ１０４の周縁部には、リング状に形成され開口部１０５ａが形成された環状フレーム１０５が貼着されており、板状ワーク１００は、開口部１０５ａにおいて拡張テープ１０４を介して環状フレーム１０５と一体となって支持された状態となっている。以下では、このように拡張テープ１０４を介して環状フレーム１０５と一体となって支持された板状ワーク１００のことを、「フレームつきワーク１０」と称する。なお、板状ワーク１００の裏面１００ｂにフィルム状接着剤１０３が貼着されない場合もある。また、板状ワークは特に限定はされないが、例えばシリコンウェーハ、ＧａＡｓ等の半導体ウェーハ、チップ実装用としてウェーハの裏面に設けられるＤＡＦ（Die Attach Film）等の粘着部材、半導体製品のパッケージ、セラミックス、ガラス、サファイア（Al₂O₃）系の無機材料基板、ＬＣＤドライバ等の各種電子部品、さらには、ミクロンオーダーの加工位置精度が要求される各種加工材料などが挙げられる。

拡張テープ１０４は、常温では伸縮性を有し、所定温度（例えば７０℃）以上に加熱すると収縮する性質を有する。拡張テープ１０４の基材としては、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリオレフィン等の合成樹脂シートが挙げられ、粘着層としてはアクリル樹脂が挙げられる。

図２（ａ）に示す板状ワーク１００には、例えばレーザ加工が施されている。レーザ加工は、板状ワーク１００に対する透過性を有するレーザ光を板状ワーク１００の内部に集光することにより分割予定ライン１０１に沿って改質層を形成する加工である。分割予定ライン１０１に形成された改質層は、分割の起点となるものであり、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性のいずれかがその周囲とは異なる状態となった層のことであり、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等があり、これらが混在した領域もある。

図１に示すテープ拡張装置１は、図２に示した板状ワーク１００及びフィルム状接着剤１０３、拡張テープ１０４並びに環状フレーム１０５を保持する保持ユニット２と、保持ユニット２との間で環状フレーム１０５を挟持するフレーム押さえ部３と、保持ユニット２において保持された拡張テープ１０４の加熱を行う加熱手段４と、加熱手段４を上方から覆う蓋部材５とを備えている。

図１に示すように、保持ユニット２は、拡張テープ１０４を介して板状ワーク１００を吸引保持して昇降可能であるワーク保持テーブル２０と、ワーク保持テーブル２０において環状フレーム１０５を下方から支持するフレーム支持部２１と、ワーク保持テーブル２０を昇降させることによりワーク保持テーブル２０に保持された板状ワーク１００を昇降させるワーク昇降手段２２と、フレーム支持部２１を昇降させるフレーム昇降手段２３とを有している。図２に示した環状フレーム１０５は、フレーム支持部２１とフレーム押さえ部３とによって挟持されるため、フレーム支持部２１とフレーム押さえ部３とでフレーム保持手段６が構成される。

図１に示すように、加熱手段４は、円形の基盤４０と、基盤４０の中心に連結され基盤４０とともに回転可能な軸部４１と、基盤４０の周縁部から下方に熱風を噴出する熱風噴出部４２とから構成される。

フレーム昇降手段２３は、少なくとも３つ（図示の例では４つ）のエアシリンダによって構成されており、シリンダチューブ２３０とピストンロッド２３１とから構成されている。ピストンロッド２３１の上端がフレーム支持部２１の下面に固定されており、ピストンロッド２３１の昇降によりフレーム支持部２１を昇降させる構成となっている。

図１に示した保持ユニット２は、図３に示すように、ケーシング７に収容される。ケーシング７の側面には開閉扉７０が配設されており、開閉扉７０を開けた状態では、図２に示したフレームつきワーク１０をケーシング７に対して搬出入することができる。また、図４に示すように、加熱手段４は蓋部材５の内側に収容される。

図５に示すように、ワーク保持テーブル２０は、吸着面２００ａが平面上に形成され無数の気孔を有する多孔質体により形成された吸着部２００と、吸着部２００を下方及び外周側から支持する枠体２０１とを有している。吸着面２００ａと枠体２０１の上面とは面一となっている。吸着部２００は、枠体２０１を貫通するエア流路２０２を介して吸引源２０３と連通しており、吸引源２０３からの負圧により、拡張テープ１０４及び板状ワーク１００を吸引保持する。枠体２０１は、その外径がフレーム支持部２１及びフレーム押さえ部３の内径より小さく形成されているため、ワーク保持テーブル２０の外周面とフレーム支持部２１及びフレーム押さえ部３の内周面との間には隙間８が形成されている。

フレーム支持部２１とフレーム押さえ部３とでフレーム１０５を挟持し、その状態でワーク保持テーブル２０を上昇させると、拡張テープ１０４が拡張されて板状ワーク１００を個々のチップ１０２に分割し、さらにチップ間隔を所望の距離にすることができる。
また、すでに個々のチップ１０２に分割され全体として板状ワークの形状を維持しているものについても、チップ間隔を所望の間隔に広げることができる。したがって、保持ユニット２及びフレーム押さえ部３は、環状フレーム１０５と板状ワーク１００とを板状ワーク１００の表面１００ａと垂直方向に交わる方向（本例では鉛直方向）に離反させることにより、拡張テープ１０４を拡張し分割予定ライン１０１に沿って個々のチップ１０２に分割してチップ間隔を所望の距離に拡張するか、または、チップ間隔を所望の距離に拡張するチップ間隔形成手段９として機能する。

次に、図１〜図５に示したテープ拡張装置１を使用して板状ワーク１００のチップ間隔を拡張する方法について、図６〜図１２を参照して説明する。なお、対象となる板状ワーク１００は、分割予定ライン１０１に改質層が形成され分割される前のものであってもよいし、すでに分割されているがさらにチップ間隔を拡げようとするものであってもよい。すなわち、本発明は、分割前または分割後のいずれの板状ワークを対象とするかを問わず、複数のチップ間隔を所望の距離に拡張するチップ間隔拡張方法に関するものである。以下では、分割予定ライン１０１に改質層が形成され分割される前の板状ワークを構成するチップの間隔を拡張する場合について説明する。

最初に、図６に示すように、フレーム支持部２１の上面２１ａに環状フレーム１０５を載置し、フレーム昇降手段２３による制御によりフレーム支持部２１を上昇させて、フレーム支持部２１とフレーム押さえ部３とでフレーム１０５を挟持して保持する（保持工程）。このとき、フレーム支持部２１の上面２１ａは、ワーク保持テーブル２０の吸着部２００の吸着面２００ａよりも上方に位置している。隙間８の上方には、加熱手段４を構成する熱風噴出部４２が位置している。

次に、図７に示すように、フレーム支持部２１とフレーム押さえ部３とで環状フレーム１０５が挟持された状態を維持しつつ、ワーク昇降手段２２による制御によりワーク保持テーブル２０を上昇させることにより、吸着部２００の吸着面２００ａ及び枠体２０１の上面を拡張テープ１０４の裏面に接触させ、さらにワーク保持テーブル２０を上昇させて拡張テープ１０４及び板状ワーク１００を上昇させる。そうすると、拡張テープ１０４の周縁部に貼着された環状フレーム１０５はフレーム支持部２１とフレーム押さえ部３とで挟持されて動かない一方、板状ワーク１００が貼着された部分及びその外周側の拡張テープ１０４は上昇するため、拡張テープ１０４が開口部１０５ａ（図２参照）の中心を基準に放射方向に伸張される。そして、拡張テープ１０４が伸びると、板状ワーク１００の内部に形成されていた改質層部分に水平方向の外力が作用し、分割予定ライン１０１が縦横に分離されて隣り合うチップ１０２の間の間隔が広がり、個々のチップ１０２に分割される。また、板状ワーク１００の裏面１００ｂに貼着されているフィルム状接着剤１０３も破断される。そして、チップ１０２への分割後もワーク保持テーブル２０をさらに上昇させることにより、複数のチップ間の間隔を所望の距離に拡張することができる（チップ間隔形成工程）。なお、すでに分割済みの板状ワークを対象する場合は、チップ間隔をさらに拡げて所望の距離とすることができる。

こうして拡張テープ１０４を拡張させた後に、図５に示した吸引源２０３から吸着部２００に対して吸引力を作用させることにより、拡張した拡張テープ１０４を介して板状ワーク１００を吸引保持し、所望のチップ間隔を維持した状態で各チップ１０２を吸着固定する（チップ間隔維持工程）。すなわち、ワーク保持テーブル２０は、所望のチップ間隔を維持した状態で複数のチップ１０２を拡張テープ１０４を介して吸着面２００ａにおいて吸着固定するチップ間隔維持手段として機能する。

次に、図８に示すように、フレーム保持手段６の位置を変えずに、チップ間隔維持手段であるワーク保持テーブル２０をフレーム保持手段６に対して垂直方向に下降させ、ワーク保持テーブル２０の吸着面２００ａの垂直方向の位置が、前記チップ間隔形成工程におけるワーク保持テーブル２０の吸着面２００ａの位置よりも下方であって、フレーム保持手段６のフレーム載置面、すなわちフレーム支持部２１の上面２１ａの位置よりも上方になるようにする。そうすると、拡張テープ１０４に、拡張されて弛んだ箇所である第一の弛み部１０４ａが形成される。そして、その状態で加熱手段４を下降させ、熱風噴出部４２を第一の弛み部１０４ａの上方に位置付け、熱風噴出部４２から第一の弛み部１０４ａに向けて熱風４２ａを吹きかけると、第一の弛み部１０４ａが収縮し、図９に示すように弛みが除去される。上記のように、弛み除去時のワーク保持テーブル２０の吸着面２００ａの位置が、チップ間隔形成工程におけるワーク保持テーブル２０の吸着面２００ａの位置よりも下方であって、フレーム支持部２１の上面２１ａの位置よりも上方にあるため、第一の弛み部１０４ａの弛みが解消された部分である第一の弛み解消部１０４ｂは、ワーク保持テーブル２０の枠体２０１の周縁から外周側に向けて下降した状態となっている。したがって、この状態では弛みが潜在的に残存している（第一の弛み除去工程）。

次に、図１０に示すように、ワーク保持テーブル２０をフレーム保持手段６に対して垂直方向に下降させ、ワーク保持テーブル２０の吸着面２００ａの垂直方向の位置を、フレーム支持部２１の上面２１ａの位置と一致させる。そうすると、第一の弛み除去工程において第一の弛み解消部１０４ｂとなっていた部分に、第一の弛み除去工程においては除去されなかったために残存している弛みである第二の弛み部１０４ｃが形成される。そして、その状態において、図１１に示すように、熱風噴出部４２を第二の弛み部１０４ｃの上方に位置付け、熱風噴出部４２から第二の弛み部１０４ｃに向けて熱風４２ｂを吹きかける。そうすると、図１２に示すように、第二の弛み部１０４ｃの弛みが除去され、第二の弛み解消部１０４ｄがほぼ水平状に形成される（第二の弛み除去工程）。

なお、第二の弛み除去工程では、ワーク保持テーブル２０の吸着面２００ａの垂直方向の位置が、フレーム支持部２１の上面２１ａの垂直方向の位置と完全に一致していることは必要とされず、弛み除去という目的を達成するための範囲内において、両垂直方向の位置が実質的に同一であればよい。

上記の例では、弛み除去工程を２回に分けて行うこととしたが、３回以上に分けてもよい。弛み除去工程を３回以上に分けて行う場合は、ワーク保持テーブル２０を徐々に下降させてフレーム支持部２１に近づけながら順次弛み部の加熱を行い、最後の工程において、上記第二の弛み除去工程と同様の位置関係を形成して弛み部の加熱を行えばよい。また、ワーク保持テーブル２０を下降させながら拡張テープ１０４の弛み部を加熱するようにしてもよい。すなわち、ワーク保持テーブル２０の下降に伴う拡張テープ１０４の下降動作中に、弛み部に対する加熱を行うこともできる。

以上のように、拡張テープ１０４に生じた弛みの除去を、２回以上に分けて段階的に行うようにすると、拡張テープ１０４の弛みも段階的に生じるため、一度に大きな弛みが生じることがない。したがって、拡張テープ１０４と吸着面２００ａとの間に図１３に示したような隙間が生じなくなるため、拡張テープ１０４のうちチップが貼着されている部分までも収縮させてしまうことがなく、後にチップ同士が接触して損傷することがない。また、拡張テープの加熱を複数回に分けて行うことで、拡張テープにダメージを与えにくい。

１：テープ拡張装置
１０：フレームつきワーク
１００：板状ワーク
１００ａ：表面 １０１ｂ：裏面
１０１：分割予定ライン １０２：チップ領域
１０３：フィルム状接着剤 １０４：拡張テープ
１０５：環状フレーム １０５ａ：開口部
２：保持ユニット（チップ間隔維持手段）
２０：ワーク保持テーブル（チップ間隔維持手段）
２００：吸着部 ２００ａ：吸着面
２０１：枠体 ２０２：エア流路 ２０３：吸引源
２１：フレーム支持部 ２１ａ：上面
２２：ワーク昇降手段
２３：フレーム昇降手段 ２３０：シリンダチューブ ２３１：ピストンロッド
３：フレーム押さえ部
４：加熱手段
４０：基盤 ４１：軸部 ４２：熱風噴出部
５：蓋部材
６：フレーム保持手段
７：ケーシング ７０：開閉扉
８：隙間
９：チップ間隔形成手段

Claims (1)

1. 拡張テープを介して分割予定ラインに分割の起点が形成された板状ワーク又は複数のチップに分割された板状ワークを開口部において支持する環状フレームを保持するフレーム保持手段と、
   該フレーム保持手段に対して該板状ワークを板状ワーク表面に対する垂直方向に所定距離離反させて該拡張テープを拡張することにより、板状ワークを分割予定ラインに沿って複数のチップに分割してチップ間隔を所望の距離に拡張し、又は複数のチップ間隔を所望の距離に拡張するチップ間隔形成手段と、
   所望のチップ間隔を維持した状態で複数のチップを該拡張テープを介して吸着面において吸着固定するチップ間隔維持手段と、
   該拡張テープの拡張されて弛んだ箇所を加熱して該拡張テープの弛みを除去する加熱手段と、
   を有するテープ拡張装置を用いて複数のチップ間隔を所望の距離に拡張するチップ間隔拡張方法であって、
   該フレーム保持手段によって該環状フレームを保持する保持工程と
   該チップ間隔形成手段によって板状ワークを分割予定ラインに沿って複数のチップに分割してチップ間隔を所望の距離に拡張し、又は複数のチップ間隔を所望の距離に拡張するチップ間隔形成工程と、
   該チップ間隔維持手段によって所望のチップ間隔を維持した状態で複数のチップを該拡張テープを介して吸着固定するチップ間隔維持工程と、
   複数のチップを吸着固定した該チップ間隔維持手段を該フレーム保持手段に対して該垂直方向に移動させることにより、チップ間隔維持手段の吸着面の垂直方向の位置を、該チップ間隔形成工程におけるチップ間隔維持手段の吸着面の垂直方向の位置と、該フレーム保持手段の該環状フレーム載置面の垂直方向の位置との間とし、該粘着テープの拡張されて弛んだ箇所を加熱して該拡張テープの弛みを除去する第一の弛み除去工程と、
   複数のチップを吸着固定した該チップ間隔維持手段を該フレーム保持手段に対して該垂直方向に移動させることにより、複数のチップを吸着固定した該チップ間隔維持手段の垂直方向の位置を、該フレーム保持手段の該環状フレーム載置面の垂直方向の位置と同一とし、該粘着テープの拡張されて弛んだ箇所を加熱して該拡張テープの弛みを除去する第二の弛み除去工程と、
   を含むチップ間隔拡張方法。

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