JP2012204747A - チップ分割離間装置、及びチップ分割離間方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイシングテープの伸び方に異方性が存在する場合に、該ダイシングテープをエキスパンドして各チップを離間させる際には異方性を加味してダイシングテープを一様にエキスパンドさせる。
【解決手段】円筒状のフレーム支持手段５によってダイシングフィルム３の外周をフレーム４に支持させる。さらに、フレーム支持手段５の内側に介在されたフィルム面支持機構６ａ（Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２）が、ウェハ２から分割されるチップ２ａのＸ方向とＹ方向に対応して、ダイシングフィルム３に加える張力を独立して制御する。このとき、フレーム支持手段５は、フィルム面支持機構６ａに対して相対的に下方へ降下してダイシングフィルム３を伸長させることにより、各チップ２ａの間隔を均等に分割離間させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウェハ（以下、単にウェハと言う）をチップに分割するチップ分割離間装置、及びチップ分割離間方法に関し、特に、ウェハにレーザー光を照射してワークの分割予定ライン（ストリート）に改質層を形成することにより、該ウェハをダイシングしてチップに分割するチップ分割離間装置、及びチップ分割離間方法に関するものである。

近年、レーザー光を照射してウェハ内に改質層を形成し、その改質層を起点として該ウェハを破断してチップを生成する技術が広く知られている。例えば、特許文献１などにおいて、ウェハの表面にレーザー光を照射して該ウェハ内に改質層を形成し、形成された改質層に沿ってウェハをへき開きして切断することによってチップを生成する技術が開示されている。この場合、ウェハの裏面側には、後工程において該ウェハをエキスパンド（伸長）するためのエキスパンドテープが貼付されているので、エキスパンド装置によって該エキスパンドテープを伸長することにより、極めて容易にウェハをチップに分割することができる。

このようにしてウェハ内に改質層を形成して該ウェハをチップに分割するためのエキスパンド装置については、例えば、特許文献２などに開示されている。この技術によれば、ウェハとダイシングテープ（エキスパンドテープ）との間には、ダイシングされたチップと基板とを接合するためのダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）が接着されているので、エキスパンド装置によってダイシングテープを放射状に伸長させることにより、ダイシングされたウェハにダメージを与えることなく容易にチップに分割することができる。

しかしながら、このようにダイシングテープをエキスパンドしてウェハをチップに分割離間する場合は、チップが完全に分割していない領域が存在するという状況が度々発生する。その原因の一つは、エキスパンドするダイシングテープが、ウェハ上にマウントされた材料の配向性の違いなどによって、伸び易い方向と伸び難い方向が生じることに依存している。また、通常は、ウェハに対して円状にダイシングテープが張られているので、その円の中心部から放射状にダイシングテープが拡張するため、ダイシングテープに固有の展延性や収縮時の方向の微妙な違いから、ダイシングテープの伸び易い方向と伸び難い方向とが存在することに依存している。すなわち、ダイシングテープの伸び方に異方性があるために、チップに分割し易い方向と分割し難い方向とが必然的に存在する。

このとき、単純な素子構成のチップであってダイシングテープの展延性の微妙な違いを問題としないのであれば、該チップの分割状態に問題は生じないが、近年はチップが微細化されてきているので、ダイシングテープの伸び方の微妙な違いがチップの分割状態に大きな問題になってきている。すなわち、ダイシングテープの伸び方が方向によって微妙に違うと、一方の方向は微細なチップが破断してチップ間隔を十分に取ることができるが、他の方向は微細なチップが完全に破断しないためにチップ間隔を十分に取ることができないという不具合が生じる。

このようなダイシングテープの伸び方に異方性があるという問題は、該ダイシングテープ自体の伸び方の特性を等方性に改善しようとしても、なかなか改善できるものではない。すなわち、ダイシングテープとして使用されるフィルムを引き出して製造する工程上から、ダイシングテープはある程度の異方性を有していることは受け入れなくてはならず、その異方性をどのようにして緩和してダイシングテープを使用するかが重要な鍵となる。

そこで、このようなダイシングテープの異方性を考慮して、環状のエキスパンド装置を用いて円状に一様にダイシングテープ（エキスパンドテープ）を張り上げることにより、チップ間隔を一様に離間させる技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。この技術によれば、複数のストリート（分割予定ライン）によって複数の領域に区画されたウェハの裏面に接着フィルム（粘着性フィルム）が粘着され、さらに該接着フィルムの裏面にダイシングテープが貼付されている。そして、環状のエキスパンド装置によってダイシングテープを拡張させることにより、各チップの外周縁に沿って接着フィルムを破断させることができるので、チップを効率よく且つ確実に分割離間させることができる。

特開２００２−１９２３７０号公報 特開２００７−１３４５１０号公報 特開２００６−４９５９１号公報

しかしながら、チップを離間する方向はチップ配列におけるＸ方向とＹ方向のみであればよいが、前記特許文献３に記載された環状のエキスパンド装置によってダイシングテープを引き伸ばす場合は、該ダイシングテープは斜めの方向も含めて放射状に伸ばされる状態となる。このように放射状にダイシングテープが伸びる場合は、該ダイシングテープに伸び易い方向と伸び難い方向が存在していた場合には、該ダイシングテープを円状に均等に引っ張る方法では、原理的に、伸び方の異方性を補正することはできない。

また、ダイシングテープの一方向（例えば、Ｘ方向）に伸びやすい方向が存在する場合は、原理的に、それに直行する方向（例えば、Ｙ方向）は、ポアソン比の影響によって縮む傾向に作用する。従って、ダイシングテープを一様に伸ばそうとしても、ダイシングテープとして使用されるフィルムの特性上から、Ｘ方向に伸び易ければ、それに直交するＹ方向はポアソン比の影響で伸び難くなり、また、ダイシングテープがＹ方向に伸び易ければ、それに直交するするＸ方向はポアソン比の影響から伸び難くなる。

すなわち、ダイシングテープを一様に伸ばそうとして、チップのＸ方向とＹ方向という相互の間隔を同じ寸法に取ろうとした場合、何れかの方向が伸び易いと、他の何れかの方向は伸び難くなるというトレイドオフの関係によって、原理的に伸び方に不均一性を生じる状態となる。従って、このようなダイシングテープのＸ方向とＹ方向の伸び方がそれぞれ異なる問題に対して、それぞれの方向に対して個別に独立した制御を行わなくてはならないという事情がある。言い換えると、環状のエキスパンド装置において個別の方向でダイシングテープの展延性を個々に調整する必要が生じてくるので、エキスパンド装置の制御機構が複雑になってしまう。

また、ダイシングテープが同時に放射状に伸ばされる場合には、ダイシングテープの伸び易い方向と伸び難い方向とが直交するときは、該ダイシングテープは楕円状に歪んで伸びることになる。しかし、このように歪んでダイシングテープが伸びる場合は、ダイシングテープ上に載せられたチップは、離間したときには必ずしも元の方向と同じ方向を維持するとは限らず、通常は、平行状態から僅かな角度を持った方向にずれた状態で各チップ間が離間する状態となる。このように、各チップ間で方向がずれて離間した場合は、その後の工程においてチップを誤検知してしまい、チップをハンドリングする装置で搬送ミスを起こすことがある。そのため、離間されたチップは所定の方向と位置を維持した状態で離間されていなければならない。

そこで、ダイシングテープの伸び方に異方性が存在する場合に、該ダイシングテープをエキスパンドして各チップを離間させる際には異方性を加味してダイシングテープを一様にエキスパンドさせるために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、フィルムに貼り付け支持された基板をチップに分割するためのチップ分割離間装置であって、前記フィルムの外周をフレームに支持させるフレーム支持手段と、前記フレーム支持手段の内側にあって、分割される前記チップのＸ方向とＹ方向に対応して、前記フィルムに加える張力を独立して制御するフィルム面支持機構とを備え、前記フレーム支持手段が、前記フィルム面支持機構に対して相対的に下方へ降下されることによって前記フィルムを伸長させ、前記チップを分割離間させることを特徴とするチップ分割離間装置を提供する。

この構成によれば、異方性を有するフィルムをダイシングテープとして使用した場合でも、該フィルムの伸び難い方向に対してフィルム面支持機構を部分的に作用させることにより、該フィルムの各方向に働く張力(伸び)差を解消させることができるので、該フィルムは各方向において一様に伸びるようになる。また、フィルムのポアソン比の影響によって該フィルムに少しの異方性が存在していても、フィルム面支持機構の部分的な作用によってフィルム面に働く張力(伸び)差を自動的に解消することができる。このようにして、簡便な方法でフィルムの各方向の伸びを一様にすることができるので、各チップを面内一様に分割して該チップの間隔を均一に保することが可能となる。

請求項２記載の発明は、前記フィルム面支持機構は、円周方向において独立した複数の支持機構を備え、該複数の支持機構の相対的な高さを個別に制御して前記フィルムの張力を調整することにより、該フィルムのＸ方向の伸びとＹ方向の伸びを独立して制御することを特徴とする請求項１記載のチップ分割離間装置を提供する。

この構成によれば、あらかじめ異方性を有するフィルムに対して、フィルム面支持機構を伸びにくい部分に部分的に作用させることにより、フィルム面に働く張力(伸び)差を解消して、各方向とも一様にフィルムを伸ばすことができる。また、分割されるチップのＸ方向及びＹ方向に対応して、フィルム面支持機構の相対的な高さを個別に調整することにより、簡便な方法でＸ方向とＹ方向のフィルム張力(伸び)を独立して制御・調整することが可能となる。

請求項３記載の発明は、フィルムに貼り付け支持された基板をチップに分割するためのチップ分割離間装置であって、前記フィルムの外周をフレームに支持させるフレーム支持手段と、前記フレーム支持手段の内側にあって、前記フレームの内部に張られた前記フィルムの面を一定の張力で維持するフィルム面支持機構と、前記フレーム支持手段と前記フィルム面支持機構との間に介在され、分割される前記チップのＸ方向とＹ方向に対応して、円周方向において独立してフィルムの張力を選択的に調整するフィルム押圧手段とを備えることを特徴とするチップ分割離間装置を提供する。

この構成によれば、あらかじめ異方性を有するフィルムに対して、フィルム面支持機構の面でフィルム面はその高さに一様に維持される。その上で、フレーム支持手段とフィルム面支持機構との間に介在されたフィルム押圧手段が、分割されるチップのＸ方向とＹ方向に対応して、円周方向において独立してフィルムの張力(伸び)を選択的に調整している。従って、フィルムが伸び難い方向に対しては、フィルム押圧手段が部分的にフィルムを押圧・拡張させることので、フィルム面に働く張力(伸び)差を解消して、一様かつ均等にフィルムが伸びるようになる。その結果、チップは一様に分割されるので、該チップの間隔は一様に相互に離間するようになる。

請求項４記載の発明は、フィルムに貼り付け支持された基板をチップに分割するためのチップ分割離間装置であって、前記フィルムの外周をフレームに支持させるフレーム支持手段と、前記フレーム支持手段の内側にあって、前記フレームの内部に張られた前記フィルムの面を一定の張力で維持するフィルム面支持機構と、分割される前記チップのＸ方向とＹ方向に対応して、円周方向において独立してフィルムの張力を調整するフィルム張力調整手段と、分割離間された前記チップのＸ方向の間隔とＹ方向の間隔を観察するチップ観察手段とを備え、前記フィルム張力調整手段は、前記チップ観察手段による前記チップの離間の観察結果に基づいて、Ｘ方向、Ｙ方向の少なくとも一方の方向において前記フィルムの張力を調整することを特徴とするチップ分割離間装置を提供する。

この構成によれば、チップを分割離間した後に、チップ観察手段が該チップのＸ方向とＹ方向における分割離間状態をモニタし、その分割離間状態に基づいて、フィルム張力調整手段が、Ｘ方向又はＹ方向の何れかの方向のフィルム張力を調整している。そのため、必然的に一定のチップ離間状態を形成することができる。また、フィルムの張力(伸び)の異方性においては、全てのフィルムが一定の異方性を有しているとは限らない。そのため、フィルムの伸びの異方性にばらつきが存在する場合であっても、現状のチップ離間状態の観察結果から、その離間状態に合わせてフィルムの伸びを修正することができるため、安定してフィルム張力(伸び)を調整することにより、安定したチップ間隔を確保することが可能となる。

請求項５記載の発明は、フィルム上に貼り付けられた接着テープの表面に貼り付け支持された基板をチップに分割するためのチップ分割離間装置であって、前記フィルムの外周をフレームに支持させるフレーム支持手段と、前記フレーム支持手段の内側にあって、前記フレームの内部に張られた前記フィルムの面を一定の張力で維持するフィルム面支持機構と、前記フィルム面支持機構の内側にあって、前記接着テープ及び前記基板を冷却する冷却テーブルと、前記フレーム支持手段と前記フィルム面支持機構との間に介在され、分割される前記チップのＸ方向とＹ方向に対応して、円周方向において独立してフィルムの張力を選択的に調整するフィルム押圧手段とを備えることを特徴とするチップ分割離間装置を提供する。

この構成によれば、あらかじめ異方性を有するフィルムに対して、フィルム面支持機構の面でフィルム面は所定の高さに一様に維持される。その上で、フレーム支持手段とフィルム面支持機構との間に介在されたフィルム押圧手段が、分割されるチップのＸ方向とＹ方向に対応して、円周方向に独立してフィルムの張力(伸び)を調整している。これによって、フィルムが伸びにくい方向に対しては、フィルム押圧手段が部分的にフィルムの押圧・拡張を行うことにより、フィルム面に働く張力(伸び)差を解消して一様かつ均等にフィルムを伸ばすことができる。また、ダイシング用のフィルムとは別に、次工程でチップをマウントして貼り付けるための接着テープ（粘着性フィルム）がチップ裏面に貼られているので、該接着テープを冷却テーブルで冷却することによりチップの破断性を向上させることができる。尚、ウェハの裏面を冷却テーブルで冷却する場合は、ダイシング用のフィルム越しにウェハの面温度を冷却テーブルに吸着させ、ウェハ及び接着テープが持つ熱を熱伝達によって冷却させる。このとき、ダイシング用のフィルムも同時に冷却されるため、該ダイシング用のフィルムが冷却されることで該フィルムが脆化して、伸びが阻害される場合がある。そのため、フィルム押圧手段でダイシング用のフィルムを押圧しても効果的に該フィルムの伸びを調整できないことがある。しかし、フィルム押圧手段の内側に、ダイシング用のフィルムに接触するフィルム支持手段が存在することで、フィルムの冷たい温度は、フィルム支持手段とダイシング用のフィルムが接触する部分でフィルム支持手段に伝導し、フィルム支持手段の外側のダイシング用のフィルムは過剰に冷却されることはない。従って、フィルム支持手段の外側でダイシング用のフィルムを押圧することにより、効率的にダイシング用のフィルムを引っ張ることが可能となる。

請求項６記載の発明は、フィルムに貼り付け支持された基板をチップに分割するためのチップ分割離間方法であって、フレーム支持手段が前記フィルムの外周をフレームに支持させる第1の工程と、前記フレーム支持手段の内側に介在されたフィルム面支持機構が、分割される前記チップのＸ方向とＹ方向に対応して、前記フィルムに加える張力を独立して制御する第２の工程と、前記フレーム支持手段が、前記フィルム面支持機構に対して相対的に下方へ降下して前記フィルムを伸長させることにより、前記チップを分割離間させる第３の工程とを含むことを特徴とするチップ分割離間方法を提供する。

この方法によれば、異方性を有するフィルムをダイシングテープとして使用した場合でも、フィルムの伸び難い方向に対してフィルム面支持機構を部分的に作用させることにより、該フィルムの各方向に働く張力(伸び)差を解消させることができるので、異方性を有するフィルムであっても、該フィルムは各方向において一様に伸びるようになる。

請求項７記載の発明は、前記フィルム面支持機構は、円周方向において独立した複数の支持機構を備え、該複数の支持機構の相対的な高さを個別に制御して前記フィルムの張力を調整することにより、該フィルムのＸ方向の伸びとＹ方向の伸びを独立して制御することを特徴とする請求項６記載のチップ分割離間方法を提供する。

この方法によれば、異方性を有するフィルムであっても、フィルム面支持機構を伸び難い部分に部分的に作用させることにより、フィルム面に働く張力(伸び)差を解消して、各方向とも一様にフィルムを伸ばすことができる。また、分割されるチップのＸ方向及びＹ方向に対応して、フィルム面支持機構の相対的な高さを個別に調整することにより、Ｘ方向とＹ方向のフィルム張力(伸び)を独立して制御・調整することができる。

請求項８記載の発明は、フィルムに貼り付け支持された基板をチップに分割するためのチップ分割離間方法であって、フレーム支持手段が前記フィルムの外周をフレームに支持させる第1の工程と、前記フレーム支持手段の内側に介在されたフィルム面支持機構が、前記フレームの内部に張られた前記フィルムの面を一定の張力で維持する第２の工程と、前記フレーム支持手段と前記フィルム面支持機構との間に介在されたフィルム押圧手段が、分割される前記チップのＸ方向とＹ方向に対応し、円周方向において独立してフィルムの張力を選択的に調整する第３の工程とを含むことを特徴とするチップ分割離間方法を提供する。

この方法によれば、フィルム面支持機構の面でフィルム面は所定の高さに一様に維持され、且つ、フレーム支持手段とフィルム面支持機構との間に介在されたフィルム押圧手段が、分割されるチップのＸ方向とＹ方向に対応して、円周方向において独立してフィルムの張力(伸び)を選択的に調整している。従って、フィルムが伸び難い方向に対しては、フィルム押圧手段が部分的にフィルムを押圧・拡張させることので、フィルム面に働く張力(伸び)差を解消して、一様かつ均等にフィルムが伸びるようになる。その結果、チップは一様に分割されるので、該チップの間隔は一様に相互に離間するようになる。

請求項９記載の発明は、フィルムに貼り付け支持された基板をチップに分割するためのチップ分割離間方法であって、フレーム支持手段が前記フィルムの外周をフレームに支持させる第1の工程と、前記フレーム支持手段の内側に介在されたフィルム面支持機構が、前記フレームの内部に張られた前記フィルムの面を一定の張力で維持する第２の工程と、
フィルム張力調整手段が、分割される前記チップのＸ方向とＹ方向に対応して、円周方向において独立してフィルムの張力を調整する第３の工程と、チップ観察手段が、分割離間された前記チップのＸ方向の間隔とＹ方向の間隔を観察する第４の工程と、前記フィルム張力調整手段が、前記チップ観察手段による前記チップの離間の観察結果に基づいて、Ｘ方向、Ｙ方向の少なくとも一方の方向において前記フィルムの張力を調整する第５の工程とを含むことを特徴とするチップ分割離間方法を提供する。

この方法によれば、チップを分割離間した後に、チップ観察手段が該チップのＸ方向とＹ方向における分割離間状態をモニタし、その分割離間状態に基づいて、フィルム張力調整手段が、Ｘ方向又はＹ方向の何れかの方向のフィルム張力を調整している。従って、フィルムの伸びの異方性にばらつきがあっても、必然的に一定のチップ離間状態を形成することができる。

請求項１０記載の発明は、フィルム上に貼り付けられた接着テープの表面に貼り付け支持された基板をチップに分割するためのチップ分割離間方法であって、フレーム支持手段が前記フィルムの外周をフレームに支持させる第1の工程と、前記フレーム支持手段の内側に介在されたフィルム面支持機構が、前記フレームの内部に張られた前記フィルムの面を一定の張力で維持する第２の工程と、前記フィルム面支持機構の内側に介在された冷却テーブルが、前記接着テープ及び前記基板を冷却する第３の工程と、前記フレーム支持手段と前記フィルム面支持機構との間に介在されたフィルム押圧手段が、分割される前記チップのＸ方向とＹ方向に対応し、円周方向において独立してフィルムの張力を選択的に調整する第４の工程とを含むことを特徴とするチップ分割離間方法を提供する。

この方法によれば、ダイシング用のフィルムとは別に、次工程でチップをマウントして貼り付けるための粘着性フィルムがチップ裏面に貼られている場合でも、該粘着性フィルムを冷却テーブルで冷却することによりチップの破断性を向上させることができる。

請求項１記載の発明によれば、フィルムの各方向に働く張力(伸び)差を解消させることができるので、該フィルムを各方向において一様に伸ばすことが可能となる。その結果、チップを面内一様に分割させてチップ間隔を一様に保つことができる。

請求項２記載の発明によれば、フィルム面支持機構をフィルムの伸び難い部分に限定的に作用させているので、請求項１記載の発明の効果に加えて、より高精度に、該フィルムの各方向を均一に伸ばすことができる。その結果、各チップ間隔をより高精度に均一化することができる。

請求項３記載の発明によれば、分割されるチップのＸ方向とＹ方向に対応して、円周方向において独立してフィルムの張力(伸び)を選択的に調整しているので、フィルムを一様かつ均等に伸ばしてチップ間隔を均一に分割離間させることができる。

請求項４記載の発明によれば、フィルムの伸びの異方性にばらつきが存在しても、チップ離間状態の観察結果から、その離間状態に合わせてフィルムの伸びを修正することができるので、安定したチップ間隔を確保することができる。

請求項５記載の発明によれば、ダイシング用のフィルムとは別に、次工程でチップをマウントして貼り付けるための接着テープがチップ裏面に貼られているので、該接着テープを冷却テーブルで冷却することによりチップの破断性を一段と向上させることができる。

請求項６記載の発明によれば、フィルムの各方向に働く張力(伸び)差を解消させることができるので、該フィルムを各方向において一様に伸ばすことが可能となる。その結果、チップを面内一様に分割させてチップ間隔を一様に保つことができる。

請求項７記載の発明によれば、フィルム面支持機構をフィルムの伸び難い部分に限定的に作用させているので、請求項６記載の発明の効果に加えて、より高精度に、該フィルムの各方向を均一に伸ばすことができる。その結果、各チップ間隔をより高精度に均一化することができる。

請求項８記載の発明によれば、分割されるチップのＸ方向とＹ方向に対応して、円周方向において独立してフィルムの張力(伸び)を選択的に調整しているので、フィルムを一様かつ均等に伸ばしてチップ間隔を均一に分割離間させることができる。

請求項９記載の発明によれば、フィルムの伸びの異方性にばらつきが存在しても、チップ離間状態の観察結果から、その離間状態に合わせてフィルムの伸びを修正することができるので、安定したチップ間隔を確保することができる。

請求項１０記載の発明によれば、ダイシング用のフィルムとは別に、次工程でチップをマウントして貼り付けるための接着テープがチップ裏面に貼られているので、該接着テープを冷却テーブルで冷却することによりチップの破断性を一段と向上させることができる。

本発明の実施例1に係るチップ分割離間装置の構成を示す構成図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ部詳細図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図。 本発明の実施例２に係るチップ分割離間装置の構成を示す構成図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図。 図２（ｂ）のＡ部詳細図。 チップ分割離間装置によってウェハをチップに分割離間させる状態を示す説明図。 本発明の実施例３に係るチップ分割離間装置に用いられるチップ観察手段を示す説明図。 図５のチップ観察手段がチップ分割状態をモニタする状態を示す説明図。 本発明の実施例４に係るウェハ分割離間装置で実施されるＤＡＦ付きのウェハをチップに分割する工程図。 ＤＡＦ付きのウェハをチップに分割する工程の流れを示すフローチャート。

本発明は、ダイシングテープの伸び方に異方性が存在する場合に、該ダイシングテープをエキスパンドして各チップを離間させる際には異方性を加味してダイシングテープを一様にエキスパンドさせるができるようにするという目的を達成するために、フィルムに貼り付け支持された基板をチップに分割するためのチップ分割離間装置であって、前記フィルムの外周をフレームに支持させるフレーム支持手段と、前記フレーム支持手段の内側にあって、分割される前記チップのＸ方向とＹ方向に対応して、前記フィルムに加える張力を独立して制御するフィルム面支持機構とを備え、前記フレーム支持手段が、前記フィルム面支持機構に対して相対的に下方へ降下されることによって前記フィルムを伸長させ、前記チップを分割離間させるようにチップ分割離間装置を構成したことによって実現した。以下、本発明に係るチップ分割離間装置の好適な実施例の幾つかを図１乃至図８に従って詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例1に係るチップ分割離間装置の構成を示す構成図であり、（ａ
）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ部詳細図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１（ａ）に示すように、円筒状のチップ分割離間装置１ａにおいて、ウェハ２はダイシングフィルム３に貼り付けられ、該ダイシングフィルム３は円周方向において均一にフレーム４に挟まれて支持されている。また、チップ分割離間においては、フレーム４は円周上に亘ってフレーム支持手段５に固定されている。

また、図１（ｃ）に示すように、フレーム支持手段５は、支柱５ａによって、フィルム面支持機構（フィルム面支持手段）６ａに対して相対的に下方へ降下できるように構成されている。その結果、ダイシングフィルム３はフィルム面支持機構６ａの頂部で伸ばされると、該フィルム面支持機構６ａの内側に存在するウェハ２は、ダイシングフィルム３の伸びに伴って分割離間して個々のチップ２ａとなる。尚、図１においては、フィルム面支持機構６ａがチップの方向に対応してＸ，Ｙ方向に配置されている。すなわち、フィルム面支持機構６ａは、Ｘ方向及びＹ方向において、支持機構Ｘ１、支持機構Ｘ２、支持機構Ｙ１、支持機構Ｙ２として配置されている。

また、フィルム面支持機構６ａは、Ｘ１、Ｘ２の方向に存在する各支持機構は同一の高さとなり、且つ、Ｙ１、Ｙ２の方向に存在する各支持機構も同一の高さとなっている。すなわち、図１（ｂ）に示すチップ２ａのＹ方向には、フィルム面支持機構６ａのＹ１(＋側)及びフィルム面支持機構６ａのＹ２(−側)が存在し、図１（ｂ）に示すチップ２ａのＸ方向には、フィルム面支持機構６ａのＸ１(＋側)及びフィルム面支持機構６ａのＸ２(−側)が存在している。

また、フィルム面支持機構６ａのＸ１とＸ２は同時に連動して昇降し、且つ、フィルム面支持機構６ａのＹ１とＹ２は同時に連動して昇降するように構成されている。尚、Ｘ１、Ｘ２方向のフィルム面支持機構６ａとＹ１、Ｙ２方向のフィルム面支持機構６ａは独立して昇降するように構成されている。例えば、ダイシングフィルム３の伸び方がＸ方向において伸び難い特性がある場合には、フィルム面支持機構６ａのＹ１、Ｙ２に比べてフィルム面支持機構６ａのＸ１、Ｘ２を相対的にやや高い位置に設定する。その結果、ダイシングフィルム３のＸ方向はＹ方向に対して相対的に大きな張力が加わるので、Ｘ方向に伸び難いフィルムの特性は緩和される。これによって、チップ２ａは、Ｘ方向、Ｙ方向共に同じチップ間隔を確保することができる。

このようにして、Ｘ方向（Ｘ１、Ｘ２）のフィルム面支持機構６ａとＹ方向（Ｙ１、Ｙ２）のフィルム面支持機構６ａとで高さを若干変えることにより（例えば、Ｘ１、Ｘ２の高さを２０ｍｍ、Ｙ１、Ｙ２の高さを２５ｍｍとすることにより）、Ｘ、Ｙ方向のダイシングフィルム３の伸び差を補正することができるので、Ｘ方向とＹ方向のチップ間隔を同一にすることが可能となる。

尚、図１では、フィルム面支持機構６ａはＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２の４方向のみを示しているが、これに限定されることなく、フィルム面支持機構６ａを８方向や１６方向に分割して配置しても構わない。すなわち、チップ２ａのＸ方向とＹ方向の伸びを独立して調整することが目的であるので、Ｘ方向とＹ方向について対称的にダイシングフィルム３の張力調整を行うことにより、該ダイシングフィルム３の伸び方の方向差を調整できるようにフィルム面支持機構６ａが分割構成されていればよい。

図２は、本発明の実施例２に係るチップ分割離間装置の構成を示す構成図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。また、図３は、図２（ｂ）のＡ部詳細図である。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、実施例２のチップ分割離間装置６ｂにおいては、フィルム面支持機構６ｂとフレーム支持手段５の間にフィルム押圧機構（フィルム押圧手段）７が存在している。このフィルム押圧機構７は、例えば、図３に示すように、フレーム支持手段５を支える支柱５ａに固定されたエアーシリンダ８によってダイシングフィルム３を突き上げて、該ダイシングフィルム３の張力を調整するように構成されている。

すなわち、図３に示すように、エアーシリンダ８にエアが供給されると、フィルム押圧機構７が矢印ａ１の方向に作動して、ダイシングフィルム３を矢印ａ２のように上側へ押上げる。これによってダイシングフィルム３の張力（テンション）が大きくなり、該ダイシングフィルム３の上に搭載されたウェハ２のチップ間隔を広げることができる。

また、フィルム押圧機構７は、回動する機構を用いることにより、単にダイシングフィルム３を突き上げるのみならず、該ダイシングフィルム３を外側に押し出すようにしてもよい。このような機構によってダイシングフィルム３に付加的に大きな引張り応力を与えることができる。特に、ダイシングフィルム３の伸び難い方向に対して、対称的且つ部分的に、フィルム押圧機構７によってダイシングフィルム３を押圧する（突き上げる）ことにより、ダイシングフィルム３の面内張力が変わるので、該ダイシングフィルム３に固有の異方性に起因する伸び方のばらつきを解消することが可能となり、その結果、各チップの離間間隔を均一にすることができる。

尚、実施例1のチップ分割離間装置１ａの場合は、図１（ａ）に示すように、フィルム面支持機構６ａの各支持機構Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２は円周状に配列されているが、実施例２のチップ分割離間装置１ｂ場合は、図２（ａ）に示すように、フィルム面支持機構６ｂの各支持機構Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２は、周囲が円周状ではなく同一平面状に構成されているので、ダイシングフィルム３の面内に存在するウェハ２の部分に高低差が生じることはなくなるので、さらに安定して一様なチップ間隔を確保することが可能となる。

図４は、チップ分割離間装置によってウェハをチップに分割離間させる状態を示す説明図である。すなわち、図４に示すように、フレーム支持手段５がフィルム支持機構６ｂに比べて相対的に矢印ａのように下がることにより、ウェハ２を貼り付けているダイシングフィルム３に張力が加わって伸びるので、該ウェハ２は、分割予定ラインに沿って個々のチップ２ａに分割されて適正な離間間隔を維持することができる。

図５は、本発明の実施例３に係るチップ分割離間装置に用いられるチップ観察手段を示す説明図である。図５に示すように、チップ観察手段９は、ダイシングフィルム３の張力によって各チップ２ａに分割離間したウェハ２を常時監視している。このチップ観察手段９は、チップ２ａの離間状態を鳥瞰的に撮像できる撮像装置であればどのような装置であってもよい。例えば、デジタルカメラやＣＣＤカメラなどが好適に使用できる。

チップ観察手段９は、主として、チップ間隔のＸ方向とＹ方向の相対的な間隔状態を観察する。あるいは、所定のチップ間隔をあらかじめ定めておき、分割離間したウェハ２が所定のチップ間隔になっているか否かをＸ方向及びＹ方向で判別するようにしてもよい。この場合、あらかじめ、チップ２ａが離間した状態を画像として認識させ、そのリファレンス画像に対して、実際にチップ２ａが離間した状態が適正であるか否かを評価する。

ダイシングフィルムの異方性についてもロット間でばらつきがあるので、ダイシングフィルムごとに微妙に伸び方や異方性の方向に違いが存在する。従って、チップ観察手段９によって実際のチップ分割状態をモニタして離間状況を観察し、その分割状態があらかじめ設定した分割状態と比較して不足している場合には、図３で示したフィルム押圧機構（又は、フィルム張力調整手段）７によってチップ２ａの離間距離が不足している方向を調整すればよい。

また、実際のチップ分割状態をモニタした結果、ダイシングフィルムが伸び過ぎてチップ２ａの離間距離が大き過ぎる場合もある。このような場合は、フィルム押圧機構７を使用して幾分かダイシングフィルム３を押圧しておき、そこから所望の押圧まで除圧していってもよい。

図６は、図５のチップ観察手段がチップ分割状態をモニタする状態を示す説明図である。図６に示すように、ウェハ２が複数のチップ２ａに分割されている状態において、図５のチップ観察手段９が、チップ２ａ間のＸ方向の間隔ΔＸとＹ方向の間隔ΔＹの関係がΔＸ＞ΔＹであることを検出したとき、ダイシングフィルム３のＹ方向のテンションに影響するフィルム面支持機構６ｂ又はフィルム押圧機構７を上方へ上げて、ダイシングフィルム３のＹ方向のテンションを増加させる。これによって、各チップ２ａの間隔ΔＸと間隔ΔＹを同じにすることができる。

実施例４では、ウェハの裏面にＤＡＦ（ダイアタッチフィルム）が貼付された場合のチップ分割について説明する。すなわち、ウェハをチップに分割する場合において、ＤＡＦと呼ばれる接着フィルム（接着テープ）がダイシングフィルムとウェハとの間に貼り付けられていることが多い。このＤＡＦテープ(すなわち、接着テープ)は分割離間したチップを接着するために使用される接着剤の役割を果たすテープである。従って、チップ離間工程では、ＤＡＦテープも同時に分割しなければならない。このようなＤＡＦテープは、低温にすると脆化して破断性が向上する性質を有している。

図７は、本発明の実施例４に係るウェハ分割離間装置で実施されるＤＡＦ付きのウェハをチップに分割する工程図である。図７（ａ）に示すように、ウェハ分割離間装置は、ダイシングフィルム３の上にＤＡＦテープ(接着テープ)１１が貼付され、さらに、ＤＡＦテープ１１の上にウェハ２が貼付された状態となっている。また、ダイシングフィルム３の裏面側には冷凍チャックテーブル（冷却テーブル）１２が配置されている。

この状態で、ダイシングフィルム３とウェハ２との間にＤＡＦテープ１１を貼り付けたチップを分割離間する場合は、図７（ａ）に示すように、最初にウェハ２の裏面を冷凍チャックテーブル（冷却テーブル）１２によって局所的に冷却する。このとき、ウェハ２の裏面と該ウェハ２の裏面に存在するＤＡＦテープ１１は同時に冷却される。尚、ウェハ２とＤＡＦテープ１１が冷却されるときの熱は、図の矢印ａのようにフィルム面支持機構６を伝わって放熱される。

一方、この冷却工程では、ウェハ２とＤＡＦテープ１１が冷却されるだけではなく、ダイシングフィルム３も同時に冷却される。該ダイシングフィルム３が冷却された場合は、その放熱は熱伝導によって外周側に広がり、ダイシングフィルム３自体の伸びが脆化によって阻害される場合がある。

しかし、フィルム面支持機構６はダイシングフィルム３に接しており、且つ、該フィルム面支持機構６はアルミニウムやステンレスのような金属板で形成されている。このような金属板で形成されたフィルム面支持機構６は熱容量も大きく、且つ熱伝導性もよいため、ダイシングフィルム３に伝わる放熱はフィルム面支持機構６を伝達して下側に逃げていく。そのため、フィルム押圧機構７にダイシングフィルム３の放熱温度が伝わることはない。よって、フィルム押圧機構７は脆化することはないので、フィルム押圧機構７を押圧作動させることにより、より効果的に冷却され脆化したフィルム面支持機構６の内側部分を引っ張ることができる。

このように、フィルム押圧機構７の内側に、ダイシングフィルム３の面を維持するフィルム面支持機構６を有することで、ダイシングフィルム３のテンション調整のみならず、ダイシングフィルム３を温度的に隔離する点においても大きな役割を果たすことになる。

図８は、ＤＡＦ付きのウェハをチップに分割する工程の流れを示すフローチャートである。従って、図７の工程図を参照しながら図８のフローチャートの流れを説明する。先ず、図７（ａ）に示すように、ダイシングフィルム３の上に、ＤＡＦテープ１１とウェハ２をこの順序で貼り付ける（ステップＳ１）。次に、ダイシングフィルム３の下部に載置された冷却テーブル１２によってＤＡＦテープ１１とウェハ２を冷却する。これによって、ＤＡＦテープ１１が脆化する（ステップＳ２）。

次に、図７（ｂ）に示すように、フレーム支持手段５をフィルム面支持機構６よりも下に下げる。これによって、ダイシングフィルム３にテンションが加わるので、脆化したＤＡＦテープ１１とウェハ２は共に分割離間される。このとき、冷却テーブル１２もダイシングフィルム３の下面より下方へ下がる（ステップＳ３）。

このとき、ダイシングフィルム３の伸び方が足りない部分又は方向が存在していた場合は、図３に示すフィルム押圧機構７を用いてさらにダイシングフィルム３を部分的に押上げる。そして、フィルム押圧機構７によってダイシングフィルム３を部分的に押し上げた後、図５に示すチップ観察手段９によってチップの分割離間状態を観察し、その観察結果に基づいて、さらに離間が必要な場合又は離間が大き過ぎる場合は、再度、フィルム押圧機構７によって補正する方向へダイシングフィルム３を押圧又は除圧する。これによって、全てのチップの離間間隔はほぼ均一にすることができる（ステップＳ４）。

その後、全てのチップを離間させた状態でチップ分割離間装置をロックすると、図７（ｃ）に示すように、ダイシングフィルム３上において、チップに分割離間されたウェハ２は、同様に分割離間されたＤＡＦテープ１１の上に接着された状態でマウントされる（ステップＳ５）

《まとめ》
以上、各実施例において詳細に説明したように、本発明のチップ分割離間装置によれば、伸び方に異方性を有するフィルム（ダイシングフィルム）であっても、その伸び方の状態に応じてフィルムのテンションを調整することにより、一様な離間距離でチップを分割し、且つ、ＤＡＦテープを用いて一様な間隔でチップを保持することが可能となる。さらに、フィルム上に支持されたウェハが方向ずれを起こすことなく、各チップの切断予定ラインに沿って平行にチップを分割離間することが可能となる。

また、本発明のチップ分割離間装置によれば、方形に分割されたチップに対してＸ方向とＹ方向の間隔を均等にするために、チップのＸ方向とＹ方向を独立に制御してフィルムを引っ張ることが可能である。さらに、チップ分割離間装置の環状のフレームに取り付けられたフィルムであっても、各チップをＸ、Ｙ方向に一定間隔で離間することができる。

以上、本発明に係るチップ分割離間装置及びチップ分割離間方法について具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、本発明は、上記の実施例の内容に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

本発明のチップ分割離間装置は、簡単な機構によってウェハを均等な間隔でチップに分
割離間することができるので、各種の半導体製造装置などに有効に利用することが可能である。

１ａ、１ｂ チップ分割離間装置
２ ウェハ
２ａ チップ
３ ダイシングフィルム
４ フレーム
５ フレーム支持手段
５ａ 支柱
６、６ａ、６ｂ フィルム面支持機構（フィルム面支持手段）
７ フィルム押圧機構（フィルム押圧手段）、又はフィルム張力調整手段
８ エアシリンダ
９ チップ観察手段
１１ ＤＡＦテープ（接着テープ）
１２ 冷却テーブル（冷凍チャックテーブル）

Claims (10)

1. フィルムに貼り付け支持された基板をチップに分割するためのチップ分割離間装置であって、
   前記フィルムの外周をフレームに支持させるフレーム支持手段と、
   前記フレーム支持手段の内側にあって、分割される前記チップのＸ方向とＹ方向に対応して、前記フィルムに加える張力を独立して制御するフィルム面支持機構とを備え、
   前記フレーム支持手段が、前記フィルム面支持機構に対して相対的に下方へ降下されることによって前記フィルムを伸長させ、前記チップを分割離間させることを特徴とするチップ分割離間装置。
2. 前記フィルム面支持機構は、円周方向において独立した複数の支持機構を備え、該複数の支持機構の相対的な高さを個別に制御して前記フィルムの張力を調整することにより、該フィルムのＸ方向の伸びとＹ方向の伸びを独立して制御することを特徴とする請求項１記載のチップ分割離間装置。
3. フィルムに貼り付け支持された基板をチップに分割するためのチップ分割離間装置であって、
   前記フィルムの外周をフレームに支持させるフレーム支持手段と、
   前記フレーム支持手段の内側にあって、前記フレームの内部に張られた前記フィルムの面を一定の張力で維持するフィルム面支持機構と、
   前記フレーム支持手段と前記フィルム面支持機構との間に介在され、分割される前記チップのＸ方向とＹ方向に対応し、円周方向において独立して該フィルムの張力を選択的に調整するフィルム押圧手段と
   を備えることを特徴とするチップ分割離間装置。
4. フィルムに貼り付け支持された基板をチップに分割するためのチップ分割離間装置であって、
   前記フィルムの外周をフレームに支持させるフレーム支持手段と、
   前記フレーム支持手段の内側にあって、前記フレームの内部に張られた前記フィルムの面を一定の張力で維持するフィルム面支持機構と、
   分割される前記チップのＸ方向とＹ方向に対応して、円周方向において独立してフィルムの張力を調整するフィルム張力調整手段と、
   分割離間された前記チップのＸ方向の間隔とＹ方向の間隔を観察する観察手段とを備え、
   前記フィルム張力調整手段は、前記観察手段による前記チップの離間の観察結果に基づいて、Ｘ方向、Ｙ方向の少なくとも一方の方向において前記フィルムの張力を調整することを特徴とするチップ分割離間装置。
5. フィルム上に貼り付けられた接着テープの表面に貼り付け支持された基板をチップに分割するためのチップ分割離間装置であって、
   前記フィルムの外周をフレームに支持させるフレーム支持手段と、
   前記フレーム支持手段の内側にあって、前記フレームの内部に張られた前記フィルムの面を一定の張力で維持するフィルム面支持機構と、
   前記フィルム面支持機構の内側にあって、前記接着テープ及び前記基板を冷却する冷却テーブルと、
   前記フレーム支持手段と前記フィルム面支持機構との間に介在され、分割される前記チップのＸ方向とＹ方向に対応して、円周方向において独立してフィルムの張力を選択的に調整するフィルム押圧手段と
   を備えることを特徴とするチップ分割離間装置。
6. フィルムに貼り付け支持された基板をチップに分割するためのチップ分割離間方法であって、
   フレーム支持手段が前記フィルムの外周をフレームに支持させる第1の工程と、
   前記フレーム支持手段の内側に介在されたフィルム面支持機構が、分割される前記チップのＸ方向とＹ方向に対応して、前記フィルムに加える張力を独立して制御する第２の工程と、
   前記フレーム支持手段が、前記フィルム面支持機構に対して相対的に下方へ降下して前記フィルムを伸長させることにより、前記チップを分割離間させる第３の工程と
   を含むことを特徴とするチップ分割離間方法。
7. 前記フィルム面支持機構は、円周方向において独立した複数の支持機構を備え、該複数の支持機構の相対的な高さを個別に制御して前記フィルムの張力を調整することにより、該フィルムのＸ方向の伸びとＹ方向の伸びを独立して制御することを特徴とする請求項６記載のチップ分割離間方法。
8. フィルムに貼り付け支持された基板をチップに分割するためのチップ分割離間方法であって、
   フレーム支持手段が前記フィルムの外周をフレームに支持させる第1の工程と、
   前記フレーム支持手段の内側に介在されたフィルム面支持機構が、前記フレームの内部に張られた前記フィルムの面を一定の張力で維持する第２の工程と、
   前記フレーム支持手段と前記フィルム面支持機構との間に介在されたフィルム押圧手段が、分割される前記チップのＸ方向とＹ方向に対応し、円周方向において独立してフィルムの張力を選択的に調整する第３の工程と
   を含むことを特徴とするチップ分割離間方法。
9. フィルムに貼り付け支持された基板をチップに分割するためのチップ分割離間方法であって、
   フレーム支持手段が前記フィルムの外周をフレームに支持させる第1の工程と、
   前記フレーム支持手段の内側に介在されたフィルム面支持機構が、前記フレームの内部に張られた前記フィルムの面を一定の張力で維持する第２の工程と、
   フィルム張力調整手段が、分割される前記チップのＸ方向とＹ方向に対応して、円周方向において独立してフィルムの張力を調整する第３の工程と、
   観察手段が、分割離間された前記チップのＸ方向の間隔とＹ方向の間隔を観察する第４の工程と、
   前記フィルム張力調整手段が、前記観察手段による前記チップの離間の観察結果に基づいて、Ｘ方向、Ｙ方向の少なくとも一方の方向において前記フィルムの張力を調整する第５の工程とを含むことを特徴とするチップ分割離間方法。
10. フィルム上に貼り付けられた接着テープの表面に貼り付け支持された基板をチップに分割するためのチップ分割離間方法であって、
    フレーム支持手段が前記フィルムの外周をフレームに支持させる第1の工程と、
    前記フレーム支持手段の内側に介在されたフィルム面支持機構が、前記フレームの内部に張られた前記フィルムの面を一定の張力で維持する第２の工程と、
    前記フィルム面支持機構の内側に介在された冷却テーブルが、前記接着テープ及び前記基板を冷却する第３の工程と、
    前記フレーム支持手段と前記フィルム面支持機構との間に介在されたフィルム押圧手段が、分割される前記チップのＸ方向とＹ方向に対応し、円周方向において独立してフィルムの張力を選択的に調整する第４の工程と、
    を含むことを特徴とするチップ分割離間方法。

Images