JP2015133370A - 分割装置及び被加工物の分割方法 - Google Patents

Abstract

【課題】分割された各チップ同士が互いに離間された状態でエキスパンドシートを短時間で固化させること。【解決手段】エキスパンドシート（１３）を介してリングフレーム（１２）に支持された被加工物（Ｗ）を分割する分割装置（１）であって、被加工物を保持する保持テーブル（５１）と、被加工物の周囲のリングフレームを保持する保持手段（５６）と、保持テーブルの被加工物の保持面に対して保持手段のリングフレームの保持面を上下方向に相対移動させてエキスパンドシートを拡張する昇降手段（５５）と、エキスパンドシートにおいてリングフレームの内側で被加工物の周囲のエリアを加熱する熱供給手段（７２）と、エキスパンドシートにおいてリングフレームの内側で被加工物の周囲のエリアに冷気を吹付ける固化手段（７５）と、を備える構成とした。【選択図】図１１

Description

本発明は、被加工物を分割予定ラインに沿って分割する分割装置及び被加工物の分割方法に関し、特に、レーザ加工によって改質層が形成された被加工物を分割する分割装置及び被加工物の分割方法に関する。

従来、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザ光線を照射し、被加工物の内部に分割予定ラインに沿って強度が低下した改質層を形成した後、この改質層に外力を加えることで被加工物を分割予定ラインに沿って分割する方法が提案されている。この分割方法においては、被加工物の一方の面にエキスパンドシートが貼着されており、このエキスパンドシートが拡張されることで被加工物の改質層に外力が加えられて亀裂が生じ、被加工物が各チップに分割される。

この場合、拡張動作によってエキスパンドシートが引き伸ばされているため、拡張動作前の初期状態に戻されると、エキスパンドシートの拡張された部分には弛みが生じる。そこで、エキスパンドシートに熱収縮性を有する材質を用い、弛みが生じた部分を加熱して熱収縮させることでエキスパンドシートの弛みを除去する分割方法が採用されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２０１０−１４７３１７号公報 特許第４７４４７４２号公報

ところで、特許文献１、２に記載の分割方法では、エキスパンドシートを加熱して弛みを除去した後、熱収縮したエキスパンドシートは、各チップ同士の間隔が維持された状態で固化するまで自然冷却される。このため、エキスパンドシートが完全に冷却されるまでに時間を要していた。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、分割された各チップ同士が互いに離間された状態でエキスパンドシートを短時間で固化させることができる分割装置及び被加工物の分割方法を提供することを目的とする。

本発明の分割装置は、熱収縮性を有し粘着層を備えるエキスパンドシートを、中央に開口部を有する環状のリングフレームに貼着させ、開口部のエキスパンドシートに分割起点が形成された被加工物を貼着した被加工物ユニットの、エキスパンドシートを拡張することで分割起点に沿って被加工物を分割する分割装置であって、被加工物ユニットの被加工物の外周縁から所定の距離離間した位置のエキスパンドシートを保持する保持手段と、被加工物が貼着されるエリアのエキスパンドシートを吸引保持可能にする保持テーブルと、保持手段と保持テーブルとを相対的に上下動させる昇降手段と、昇降手段で保持テーブルを上に保持手段を下に、保持手段と保持テーブルとを上下に離反する方向に移動させることで、開口部のエキスパンドシートが拡張され、拡張されたエキスパンドシートの被加工物の外周とリングフレームの内周との間のエリアを加熱して熱収縮させる熱供給手段と、熱供給手段で熱収縮されると共に軟化したエキスパンドシートに冷気を吹付けエキスパンドシートを固化させる固化手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の被加工物の分割方法は、上記分割装置を用いて、分割起点が形成された被加工物を分割する被加工物の分割方法であって、熱収縮性を有し粘着層を備えるエキスパンドシートを、中央に開口部を有する環状のリングフレームに貼着させ、開口部のエキスパンドシートに分割起点が形成された被加工物を貼着した被加工物ユニットを保持テーブルに載置させる載置工程と、載置工程で保持テーブルに載置された被加工物ユニットのリングフレームに貼着されるエキスパンドシートを保持手段で保持する保持工程と、保持工程の後、昇降手段で保持テーブルを上に保持手段を下に保持手段と保持テーブルとを上下に離反する方向に動作させることで、開口部のエキスパンドシートを拡張する拡張工程と、拡張工程の後、保持テーブルを吸引源と連通させ分割した被加工物が貼着されるエリアのエキスパンドシートを吸引保持する吸引保持工程と、吸引保持工程の後、昇降手段で保持手段と保持テーブルとを上下に接近する方向に動作させて、最も接近した位置において、被加工物の外周とリングフレームの内周との間のエリアのエキスパンドシートに熱供給手段で加熱して熱収縮させる熱収縮工程と、熱収縮工程の後、エキスパンドシートに冷気を吹付けて、熱収縮工程で軟化したエキスパンドシートを固化させる固化工程と、からなることを特徴とする。

これらの構成によれば、保持手段と保持テーブルとが上下に離反されることでエキスパンドシートが拡張され、エキスパンドシートに貼着された被加工物は分割起点に沿って各チップに分割される。被加工物が分割された後、被加工物が貼着されたエリアのエキスパンドシートが吸引保持された状態で保持手段と保持テーブルとが接近され、被加工物の外周とリングフレームの内周との間のエリアのエキスパンドシートに弛みが生じる。そして、この弛みが生じた部分のエキスパンドシートが加熱されることで、熱収縮によって弛みが除去される。また、熱収縮箇所に冷気が吹付けられることにより、軟化したエキスパンドシートが固化される。このように、エキスパンドシートが吸引保持された状態で熱収縮箇所の冷却が実施されるため、分割された各チップ同士が互いに離間された状態でエキスパンドシートが固化される。この結果、被加工物ユニットを搬送しても各チップ同士が接触することがなく、チップ欠け等の不具合を防止することができる。また、エキスパンドシートが自然冷却される場合に比べ、エキスパンドシートの熱収縮箇所の固化に要する時間を短縮することができる。

また、本発明の上記分割装置は、被加工物ユニットを冷却する冷却手段を含んで構成され、冷却手段で被加工物ユニットを冷却させた後に保持手段と保持テーブルとを上下に離反する方向に移動させることでエキスパンドシートを拡張させることを特徴とする。

また、本発明の上記分割装置は、被加工物ユニットを複数収容可能にするカセットを載置するカセットステージと、カセットステージに載置されるカセットから被加工物ユニットを搬出及び搬入する搬送手段と、を含んで構成され、カセットステージもしくは被加工物ユニットを搬送手段が搬送する搬送経路において、被加工物ユニットを予備冷却させる予備冷却手段を含むことを特徴とする。

本発明によれば、エキスパンドシートの熱収縮箇所に冷気が吹付けられることで、分割された各チップ同士が互いに離間された状態でエキスパンドシートを短時間で固化させることができる。

本実施の形態に係る分割装置の上面図である。 本実施の形態に係る被加工物ユニットの模式図である。 本実施の形態に係る冷却手段の一例を示す図である。 本実施の形態に係る拡張手段、熱供給手段及び固化手段の一例を示す図である。 本実施の形態に係る載置工程の一例を示す図である。 本実施の形態に係る保持工程の一例を示す図である。 本実施の形態に係る拡張工程及び吸引保持工程の一例を示す図である。 シート拡張後に保持テーブルを初期位置に戻した状態を示す図である。 本実施の形態に係る熱収縮工程の一例を示す図である。 本実施の形態に係る固化工程の一例を示す図である。 本実施の形態に係る分割装置における動作の一連の流れを示す図である。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係る分割装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る分割装置の上面図である。図２は、本実施の形態に係る被加工物ユニットの模式図である。図３は、本実施の形態に係る冷却手段の一例を示す図である。図４は、本実施の形態に係る拡張手段、熱供給手段及び固化手段の一例を示す図である。

図１に示すように、本実施の形態に係る分割装置１は、エキスパンドシート１３（図２参照）を冷却した後、エキスパンドシート１３を拡張することによって被加工物Ｗ（図２参照）を分割するように構成されている。また、分割装置１は、エキスパンドシート１３の拡張によって生じるエキスパンドシート１３の弛み１６（図８参照）を熱収縮によって除去した後、熱収縮箇所を冷却するように構成されている。なお、分割装置１は、以下に示す構成に限定されず、分割後にエキスパンドシート１３の熱収縮箇所を冷却するものであれば、どのように構成されてもよい。なお、本実施の形態においては、予め被加工物ユニット１１（エキスパンドシート１３）を冷却した状態でエキスパンドシート１３を拡張させるクールエキスパンドを例にして説明する。

図２に示すように、本実施の形態に係る分割装置１の分割対象となる被加工物ユニット１１は、エキスパンドシート１３を介してリングフレーム１２に被加工物Ｗを貼着して構成される。リングフレーム１２は、中央に開口部を有する環状に形成される。エキスパンドシート１３は、リングフレーム１２と略同径の円形状を有している。エキスパンドシート１３は、例えば、熱収縮性を有する熱可塑性基材で構成され、一方の面に紫外線硬化型の粘着層を有している。具体的には、リンテック社製のＬＥテープ（ＬＥ−５０００）、デンカアドテックス社製のＵＶテープ（ＵＨＰ−０８０５ＭＣ（ＰＯ））、日東電工社製のＥＭ―７１０−２０（ＰＶＣ）が挙げられる。被加工物Ｗは、リングフレーム１２の開口部から露出されたエキスパンドシート１３の表面（一方の面）に貼着されている。

被加工物Ｗは、略円板状の半導体ウエーハであり、表面が分割予定ライン１４によって複数の領域に区画されている。分割予定ライン１４で区画された各領域には、ＩＣ、ＬＳＩ等の各種デバイス（不図示）が形成されている。また、前段のレーザ加工により、被加工物Ｗ内部には分割起点となる改質層１５が分割予定ライン１４に沿って形成されている。この改質層１５は、レーザ光線の照射によって被加工物Ｗの内部の密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲と異なる状態となり、周囲よりも強度が低下する領域のことをいう。改質層１５は、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域であり、これらが混在した領域でもよい。このように構成された被加工物ユニット１１は、カセット（不図示）内に収容された状態で、分割装置１に搬入される。

図１に戻り、分割装置１の基台１０の中央はＸ軸方向に延びる搬送エリア３になっており、搬送エリア３には被加工物ユニット１１を搬送する搬送手段３１が設けられている。搬送手段３１は、移動手段３４によってＸ軸方向に移動可能になっている。搬送エリア３の右側は、カセット載置エリア２及び拡張エリア５になっている。カセット載置エリア２にはカセットが載置されるカセットステージ２１が設けられ、拡張エリア５には被加工物ユニット１１のエキスパンドシート１３を拡張して被加工物Ｗを分割する拡張手段５０が設けられている。

一方、搬送エリア３の左側は、冷却エリア４及びＵＶ照射エリア６になっている。冷却エリア４には被加工物ユニット１１を冷却する冷却手段４１が設けられ、ＵＶ照射エリア６には被加工物ユニット１１に向かって紫外線を照射するＵＶ照射手段６１が設けられている。また、搬送エリア３及びカセット載置エリア２は配管４７によって冷却エリア４に接続されており、搬送エリア３及びカセット載置エリア２には冷却手段４１の冷却源から冷気が導入される。これによって、搬送エリア３及びカセット載置エリア２は所定の温度（例えば、−２０℃〜５℃）に保たれる。この冷却源及び配管４７は後述する予備冷却手段４８の一部を構成し、予備冷却手段４８は、冷却手段４１で被加工物ユニット１１を冷却する際の冷却効率を高める補助的な役割を果たす。

移動手段３４は、Ｘ軸方向に平行なガイドレール３５と、ガイドレール３５に沿ってスライド可能に設置されたモータ駆動のＸ軸テーブル３６とを有している。Ｘ軸テーブル３６の上面には、被加工物ユニット１１を搬送する搬送手段３１が設けられている。Ｘ軸テーブル３６の背面には、不図示のナット部が形成されており、ナット部にはガイドレール３５に沿って延在するボールネジ３７が螺合されている。そして、ボールネジ３７の一端に設けられた駆動モータ３８が回転駆動されることで、搬送手段３１がＸ軸テーブル３６と共にガイドレール３５に沿ってスライドされる。

搬送手段３１は、多節リンクからなるアーム部３２の先端に保持部３３を設けて構成される。搬送手段３１は、カセットステージ２１に載置されたカセットに対して被加工物ユニット１１を搬出及び搬入する他、冷却手段４１、拡張手段５０及びＵＶ照射手段６１間で被加工物ユニット１１を搬送する。また、ＵＶ照射手段６１は、被加工物ユニット１１を保持する保持テーブル６２と、拡張後のエキスパンドシート１３に向かって紫外線を照射する複数のＵＶランプ６３とを備えている。

図１及び図３に示すように、冷却手段４１は、上面視方形状の冷却ボックス４２内に、被加工物ユニット１１を収容するように構成されている。冷却ボックス４２は、被加工物ユニット１１の形状に合わせて薄型に形成される。冷却ボックス４２の上壁には、対角方向で対向する角部にそれぞれ１つずつ冷気口４３が設けられており、この冷気口４３は、不図示の冷却源に接続されている。また、上壁の中央には、冷却ボックス４２内の冷気を排気する排気口４４が設けられている。排気口４４は冷却ボックス４２の上壁に設けられた複数のスリットによって形成されており、排気口４４には排気ダクト４５を介して予備冷却手段４８の配管４７が接続されている。

また、冷却ボックス４２の一側壁には、被加工物ユニット１１を冷却ボックス４２内に搬入出できるように、開閉可能な扉（不図示）によって構成されている。また、冷却ボックス４２内には、被加工物ユニット１１を支持する支持部４６が設けられている。支持部４６は、被加工物ユニット１１のリングフレーム１２を支持可能な一対の棚板で構成される。なお、支持部４６の構成は特に限定されず、例えば、被加工物ユニット１１全面をテーブルで支持する構成にしてもよい。被加工物ユニット１１全面をテーブルで支持する場合には、テーブルを冷却することによって被加工物ユニット１１を冷却してもよい。また、冷却ボックス４２では、不図示の温度計によって冷却ボックス４２内の温度が監視されており、冷却工程においては、例えば、−２０℃〜５℃になるように温度調整される。冷却手段４１では、被加工物Ｗが分割される前に、予め被加工物ユニット１１が十分に冷却される。

図４に示すように、拡張手段５０は、円形の保持テーブル５１の周囲に、保持手段５６を設けて構成される。保持手段５６は、保持テーブル５１の周囲に立設する支持部５７と、エアシリンダ５８と、エアシリンダ５８によって上下方向に移動可能な押え部５９とを備えて構成される。支持部５７は、リングフレーム１２の形状に合わせて筒状に形成される。支持部５７は、エキスパンドシート１３が貼着されたリングフレーム１２をリングフレーム１２の下面側から支持する。押え部５９は、エアシリンダ５８の先端に設けられ、押え部５９及びエアシリンダ５８は、支持部５７の外周に沿って等間隔に複数（本実施の形態においては４つ）設けられている（図１参照）。

エアシリンダ５８の駆動により押え部５９が支持部５７に接近されることで、被加工物Ｗの外周縁から所定の距離離間した位置のエキスパンドシート１３及びリングフレーム１２は、押え部５９と支持部５７との間で挟持固定される。保持テーブル５１には昇降手段５５が設けられており、保持テーブル５１は、昇降手段５５により保持手段５６に対して上下動可能になっている。拡張手段５０においては、被加工物ユニット１１が載置された保持テーブル５１と、エキスパンドシート１３及びリングフレーム１２を挟持する保持手段５６とが、昇降手段５５によって上下に相対移動されることで、エキスパンドシート１３が拡張される。

保持テーブル５１の表面は、ポーラスセラミック材により保持面５２が形成されており、保持面５２上には被加工物ユニット１１が載置される。保持テーブル５１には吸引路５３が形成されており、この吸引路５３を介して保持面５２と吸引源５４とが接続される。保持面５２と吸引源５４との間には、不図示のバルブが設けられており、バルブの開閉により保持面５２と吸引源５４との連通状態が切り替えられる。

詳細は後述するが、エキスパンドシート１３が拡張される前は、バルブが閉じられて保持面５２と吸引源５４とが連通されておらず、保持面５２上に載置された被加工物ユニット１１は保持テーブル５１に吸引保持されない。一方、エキスパンドシート１３が拡張されて被加工物Ｗが分割された後は、バルブが開かれることで保持面５２と吸引源５４とが連通され、被加工物ユニット１１は保持面５２に生じる負圧によって保持テーブル５１に吸引保持される。

また、拡張手段５０の上方には、円形状の支持プレート７１に配設された熱供給手段７２及び固化手段７５が設けられる。熱供給手段７２は、環状のヒーター部７３とヒーター部７３に接続される加熱源７４とを備えており、被加工物Ｗの外周とリングフレーム１２の内周との間のエリアのエキスパンドシート１３を加熱するように構成される。ヒーター部７３は支持プレート７１の外周に設けられる。固化手段７５は、環状のノズル７６とノズル７６に接続される冷却源７７とを備えており、ノズル７６の先端からエキスパンドシート１３が加熱されて熱収縮した箇所に向かって冷気を吹付けるように構成される。ノズル７６はヒーター部７３の内周側に設けられており、エキスパンドシート１３の熱収縮箇所を冷却するように、ノズル７６の先端が外周側へわずかに傾斜している。

次に図５から図１０を参照して、本実施の形態に係る被加工物の分割方法について説明する。図５は載置工程、図６は保持工程、図７は拡張工程及び吸引保持工程のそれぞれ一例を示す図である。図８は、シート拡張後に保持テーブルを初期位置に戻した状態を示す図である。図９は熱収縮工程、図１０は固化工程のそれぞれ一例を示す図である。

本実施の形態に係る被加工物Ｗの分割方法では、載置工程、保持工程、拡張工程、吸引保持工程、熱収縮工程及び固化工程を経て被加工物Ｗが各チップに分割される。載置工程では、被加工物ユニット１１が拡張手段５０の保持テーブル５１に載置される（図５参照）。保持工程では、被加工物ユニット１１のリングフレーム１２が保持手段５６によって保持される（図６参照）。拡張工程では、保持テーブル５１と保持手段５６とが互いに離反する方向に移動されることで、被加工物ユニット１１のエキスパンドシート１３が拡張される（図７参照）。

吸引保持工程では、被加工物Ｗが貼着されるエリアのエキスパンドシート１３が吸引保持される（図７参照）。そして、保持テーブル５１と保持手段５６とが互いに接近する方向に移動される（図８参照）。その後、熱収縮工程では、エキスパンドシート１３の所定箇所が加熱されて熱収縮する（図９参照）。固化工程では、熱収縮したエキスパンドシート１３に向けて冷気が吹付けられることにより、熱収縮工程で軟化したエキスパンドシート１３が固化される（図１０参照）。

図５に示すように、先ず、載置工程が実施される。載置工程では、冷却手段４１によって十分に冷却された被加工物ユニット１１が搬送手段３１によって拡張手段５０に搬送されて（図１参照）、保持テーブル５１に載置される。このとき、保持テーブル５１と支持部５７とが同一の高さに位置合わせされている。被加工物Ｗはエキスパンドシート１３を介して保持テーブル５１に載置され、リングフレーム１２はエキスパンドシート１３を介して保持手段５６の支持部５７に載置される。

図６に示すように、載置工程に後には、保持工程が実施される。保持工程では、保持手段５６のエアシリンダ５８によって押え部５９が降下され、被加工物ユニット１１のリングフレーム１２及びエキスパンドシート１３が支持部５７と押え部５９との間に挟持される。これにより、被加工物Ｗの外周縁から所定の距離離間した位置のエキスパンドシート１３及びリングフレーム１２が保持手段５６に保持された状態になる。

図７に示すように、保持工程の後には、拡張工程が実施される。拡張工程では、保持テーブル５１が昇降手段５５によって上昇されることにより、保持手段５６及び保持テーブル５１が相対的に上下に離反される。このとき、リングフレーム１２は保持手段５６に保持されたまま停止されているのに対し、保持テーブル５１に載置された被加工物Ｗは、保持テーブル５１と共に上昇される。これにより、エキスパンドシート１３が拡張されて、エキスパンドシート１３に貼着された被加工物Ｗの改質層１５（図２参照）に外力が加えられる。この結果、被加工物Ｗには改質層１５を分割起点とした亀裂が生じ、被加工物Ｗは分割予定ライン１４（図２参照）に沿って各チップＣに分割される。

この場合、エキスパンドシート１３には拡張によって伸び易い箇所が存在するが、シート拡張前の冷却によってエキスパンドシート１３の伸びが全体的に抑えられている。これにより、拡張時の力がエキスパンドシート１３の伸び易い箇所に集中することがなく、拡張時の力はエキスパンドシート１３全体に均等に分散される。よって、被加工物Ｗが貼着されたエリアのエキスパンドシート１３と被加工物Ｗとが互いにずれることなく拡張される。この結果、被加工物Ｗの分割不良を抑えることができる。

拡張工程の後には、吸引保持工程が実施される。吸引保持工程では、図７に示す状態で、保持面５２と吸引源５４との間のバルブ（不図示）が開かれて保持面５２と吸引源５４とが連通される。これによって、保持面５２に負圧が生じ、被加工物Ｗ及びエキスパンドシート１３は保持テーブル５１に吸引保持される。すなわち、エキスパンドシート１３は、被加工物Ｗが各チップＣに分割された後、各チップＣ同士が離間された状態を維持したまま保持テーブル５１に吸引保持される。

吸引保持工程の後には、図７に示す状態から昇降手段５５によって保持手段５６と保持テーブル５１とが上下に接近する方向に移動されてシート拡張前の初期状態に戻される。そして、図８に示すように、保持手段５６の支持部５７と保持テーブル５１とが同一の高さ、すなわち、最も接近した位置に位置付けられる。エキスパンドシート１３は拡張されたまま、被加工物Ｗが貼着されたエリアが保持テーブル５１に吸引保持されている。このため、保持テーブル５１が拡張工程前の位置に戻されると、エキスパンドシート１３には被加工物Ｗの外周とリングフレーム１２の内周との間のエリアに弛み１６（歪み）が生じている。

そして、エキスパンドシート１３の所定箇所に弛み１６が生じた状態で、図９に示すように、熱収縮工程が実施される。熱収縮工程では、被加工物Ｗが貼着されたエリアのエキスパンドシート１３が保持テーブル５１に吸引保持されたまま、弛み１６が生じた部分のエキスパンドシート１３がヒーター部７３によって局所的に加熱される。エキスパンドシート１３は熱収縮性を有しているため、エキスパンドシート１３が加熱されることで、弛み１６は熱収縮によって除去される。

図１０に示すように、熱収縮工程の後には、固化工程が実施される。固化工程では、エキスパンドシート１３が吸引保持された状態でノズル７６から熱収縮箇所に向かって冷気が吹付けられ、エキスパンドシート１３の固化が促進される。これにより、分割された各チップＣ同士が離間された状態を維持したまま、エキスパンドシート１３が固化される。この結果、被加工物ユニット１１が搬送されても、各チップＣ同士が接触することがなく、チップ欠け等の不具合をより効果的に防止することができる。また、熱収縮したエキスパンドシート１３を自然冷却する場合に比べて、エキスパンドシート１３の固化にかかる時間を短縮することができる。

次に、図１及び図１１を参照して本実施の形態に係る分割装置の動作について説明する。図１１は、本実施の形態に係る分割装置における動作の一連の流れを示す図である。図１１Ａは被加工物ユニットが冷却される状態を示し、図１１Ｂは被加工物が分割された状態を示し、図１１Ｃは分割後の被加工物ユニットに紫外線が照射された状態を示している。

図１に示すように、先ず、カセットステージ２１に載置されたカセットから被加工物ユニット１１が取り出され、被加工物ユニット１１は、冷却手段４１の冷却ボックス４２内に収容される。カセットステージ２１から冷却手段４１に被加工物ユニット１１が搬送されるまでの間、搬送エリア３内が予備冷却手段４８によって冷却されているため、被加工物ユニット１１は予備冷却された状態となっている。

図１１Ａに示すように、被加工物ユニット１１が冷却ボックス４２内に収容されると、冷却ボックス４２の扉（一側壁）が閉じられて冷却ボックス４２は密閉された状態になる。そして、冷却ボックス４２内には、冷却源から冷気口４３を通じて冷気が供給され、冷気は冷却ボックス４２内全体に行き渡る。この結果、冷却ボックス４２内全体が冷却される。上記したように、被加工物ユニット１１は予備冷却されているため、冷却手段４１による被加工物ユニット１１の冷却時間を短縮することができる。

また、冷却ボックス４２自体が被加工物ユニット１１の形状に合わせて薄く形成されているため、冷却ボックス４２内を所望の温度に冷却するまでの時間を最小限に抑えることができる。被加工物ユニット１１の冷却が完了すると、冷却ボックス４２の扉が開かれ、冷却ボックス４２は大気開放される。このとき、冷却ボックス４２内の冷気は、排気口４４または扉から外に排出される。

そして、被加工物ユニット１１は、冷却手段４１から拡張手段５０に搬送される。このとき、搬送エリア３は予備冷却手段４８によって冷却されているため、被加工物ユニット１１の温度上昇が抑えられている。そして、上記した被加工物Ｗの分割方法の一連の工程を経て、被加工物Ｗは各チップＣに分割される（図５から図７参照）。上記したように、被加工物ユニット１１が十分に冷却された結果、エキスパンドシート１３と被加工物Ｗとが互いにずれることなく拡張されるため、被加工物Ｗの分割不良を抑えることができる。

そして、図１１Ｂに示すように、拡張工程によって生じたエキスパンドシート１３の弛み１６がヒーター部７３によって熱収縮された直後に、熱収縮箇所にはノズル７６によって冷気が吹付けられる。このとき、エキスパンドシート１３は保持テーブル５１に吸引保持されているため、エキスパンドシート１３は各チップＣ同士が互いに離間された状態で固化される。よって、被加工物ユニット１１が搬送されても、各チップＣ同士が接触することを防止することができる。

被加工物Ｗが分割された後、図１１Ｃに示すように、被加工物ユニット１１は拡張手段５０からＵＶ照射手段６１の保持テーブル６２上に搬送される。そして、保持テーブル６２の上方に設けられたＵＶランプ６３によって、紫外線が被加工物ユニット１１に向かって照射される。これにより、エキスパンドシート１３の紫外線硬化型の粘着層が硬化され、エキスパンドシート１３の粘着力が低下される。この結果、分割された各チップＣをエキスパンドシート１３から剥がし易くすることができる。

紫外線が照射された後、被加工物ユニット１１は、再びカセットステージ２１上のカセットに搬入される（図１参照）。ＵＶ照射手段６１からカセットステージ２１に被加工物ユニット１１が搬送される間にも、被加工物ユニット１１は搬送エリア３内で予備冷却手段４８により冷却される。このため、紫外線が照射された後においてもエキスパンドシート１３の固化が促進され、被加工物ユニット１１がカセットに搬入される際に、各チップＣ同士が接触することを防止することができる。本実施の形態に係る分割装置１においては、予備冷却手段４８を設けることにより、被加工物ユニット１１の搬送時間を有効活用することができる。

以上のように、本実施の形態に係る分割装置１によれば、被加工物ユニット１１を搬送している間に予備冷却されることで、冷却手段４１による被加工物ユニット１１の冷却時間を短縮することができる。また、被加工物ユニット１１のエキスパンドシート１３が予め冷却された状態で拡張されるため、被加工物Ｗの分割不良を防止することができる。また、本実施の形態に係る被加工物Ｗの分割方法によれば、保持手段５６と保持テーブル５１とが上下に離反されることでエキスパンドシート１３が拡張され、エキスパンドシート１３に貼着された被加工物Ｗは分割起点に沿って各チップＣに分割される。被加工物Ｗが分割された後、被加工物Ｗが貼着されたエリアのエキスパンドシート１３が吸引保持された状態で保持手段５６と保持テーブル５１とが接近され、被加工物Ｗの外周とリングフレーム１２の内周との間のエリアのエキスパンドシート１３に弛み１６が生じる。そして、この弛み１６が生じた部分のエキスパンドシート１３が加熱されることで、熱収縮によって弛み１６が除去される。また、熱収縮箇所に冷気が吹付けられることにより、軟化したエキスパンドシート１３が固化される。このように、エキスパンドシート１３が吸引保持された状態で熱収縮箇所の冷却が実施されるため、分割された各チップＣ同士が互いに離間された状態でエキスパンドシート１３が固化される。この結果、被加工物ユニット１１を搬送しても各チップＣ同士が接触することがなく、チップ欠け等の不具合を防止することができる。また、エキスパンドシート１３が自然冷却される場合に比べ、エキスパンドシート１３の熱収縮箇所の固化に要する時間を短縮することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記した実施の形態において、分割起点は改質層１５によって構成されるとしたが、この構成に限定されない。分割起点は、切削ブレードやレーザーアブレーションで形成された加工溝で構成されてもよい。なお、レーザーアブレーションとは、レーザビームの照射強度が所定の加工閾値以上になると、固体表面で電子、熱的、光科学的及び力学的エネルギーに変換され、その結果、中性原子、分子、正負のイオン、ラジカル、クラスタ、電子、光が爆発的に放出され、固体表面がエッチングされる現象をいう。

また、上記した実施の形態において、分割装置１は、冷却手段４１及び予備冷却手段４８を備える構成としたが、この構成に限定されない。分割装置１は固化手段７５を備えていれば、冷却手段４１及び予備冷却手段４８を備えていなくてもよい。

また、上記した実施の形態においては、冷却手段４１の冷却源と固化手段７５の冷却源７７とが別々に設けられる構成としたが、この構成に限定されない。固化手段７５は、冷却手段４１の冷却源からの冷気を用いて固化する構成にしてもよい。

また、上記した実施の形態においては、予備冷却手段４８は、冷却手段４１の冷却源からの冷気を用いて予備冷却する構成としたが、この構成に限定されない。予備冷却手段４８は、固化手段７５の冷却源からの冷気を用いて予備冷却してもよいし、予備冷却手段４８用の冷却源が設けられてもよい。

また、上記した実施の形態においては、保持テーブル５１に昇降手段５５が設けられる構成としたが、この構成に限定されない。保持テーブル５１と保持手段５６とが相対的に移動可能であれば、昇降手段５５は保持手段５６に設けられてもよいし、保持テーブル５１及び保持手段５６の両方に設けられてもよい。

また、上記した実施の形態においては、拡張手段５０が拡張動作前の初期状態に戻される際に保持手段５６と保持テーブル５１とが同一の高さに位置付けられる構成としたが、この構成に限定されない。エキスパンドシート１３の拡張状態が解除される程度に保持手段５６と保持テーブル５１とが接近されていれば、保持手段５６と保持テーブル５１との位置関係は特に限定されない。

また、上記した実施の形態において、熱供給手段７２は、被加工物Ｗの周囲のエキスパンドシート１３の弛み１６を、環状のヒーター部７３によって全周に亘って同時に加熱する構成としたが、この構成に限定されない。ヒーター部７３は、エキスパンドシート１３の弛み１６を部分的に加熱する構成としてもよい。この場合、ヒーター部７３を支持する支持プレート７１を、被加工物ユニット１１の中心を支点に回転させることによって、エキスパンドシート１３の全周を加熱してもよい。

また、上記した実施の形態において、固化手段７５は、被加工物Ｗの周囲のエキスパンドシート１３の熱収縮箇所を、環状のノズル７６によって全周に亘って同時に冷却する構成としたが、この構成に限定されない。ノズル７６は、エキスパンドシート１３の熱収縮箇所を部分的に冷却する構成としてもよい。この場合、ノズル７６を支持する支持プレート７１を、被加工物ユニット１１の中心を支点に回転させることによって、エキスパンドシート１３の全周を冷却してもよい。

以上説明したように、本発明は、分割された各チップ同士が互いに離間された状態でエキスパンドシートを短時間で固化させることができるという効果を有し、特に、レーザ加工によって改質層が形成された被加工物を分割する分割装置及び被加工物の分割方法に有用である。

１ 分割装置
１１ 被加工物ユニット
１２ リングフレーム
１３ エキスパンドシート
１４ 分割予定ライン
１５ 改質層
１６ 弛み
２ カセット載置エリア
２１ カセットステージ
３ 搬送エリア
３１ 搬送手段
３４ 移動手段
４ 冷却エリア
４１ 冷却手段
４８ 予備冷却手段
５ 拡張エリア
５０ 拡張手段
５１ 保持テーブル
５５ 昇降手段
５６ 保持手段
６ ＵＶ照射エリア
６１ ＵＶ照射手段
７２ 熱供給手段
７５ 固化手段
Ｃ チップ
Ｗ 被加工物

Claims (4)

1. 熱収縮性を有し粘着層を備えるエキスパンドシートを、中央に開口部を有する環状のリングフレームに貼着させ、該開口部のエキスパンドシートに分割起点が形成された被加工物を貼着した被加工物ユニットの、該エキスパンドシートを拡張することで該分割起点に沿って被加工物を分割する分割装置であって、
   該被加工物ユニットの被加工物の外周縁から所定の距離離間した位置の該エキスパンドシートを保持する保持手段と、
   該被加工物が貼着されるエリアの該エキスパンドシートを吸引保持可能にする保持テーブルと、
   該保持手段と該保持テーブルとを相対的に上下動させる昇降手段と、
   該昇降手段で該保持テーブルを上に該保持手段を下に、該保持手段と該保持テーブルとを上下に離反する方向に移動させることで、該開口部の該エキスパンドシートが拡張され、
   拡張された該エキスパンドシートの該被加工物の外周と該リングフレームの内周との間のエリアを加熱して熱収縮させる熱供給手段と、
   該熱供給手段で熱収縮されると共に軟化した該エキスパンドシートに冷気を吹付け該エキスパンドシートを固化させる固化手段とを備えた分割装置。
2. 該被加工物ユニットを冷却する冷却手段を含んで構成され、
   該冷却手段で該被加工物ユニットを冷却させた後に該保持手段と該保持テーブルとを上下に離反する方向に移動させることで該エキスパンドシートを拡張させる請求項１記載の分割装置。
3. 該被加工物ユニットを複数収容可能にするカセットを載置するカセットステージと、該カセットステージに載置される該カセットから該被加工物ユニットを搬出及び搬入する搬送手段と、を含んで構成され、該カセットステージもしくは該被加工物ユニットを該搬送手段が搬送する搬送経路において、該被加工物ユニットを予備冷却させる予備冷却手段を含む請求項１または２記載の分割装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の分割装置を用いて、分割起点が形成された被加工物を分割する被加工物の分割方法であって、
   熱収縮性を有し粘着層を備えるエキスパンドシートを、中央に開口部を有する環状のリングフレームに貼着させ、該開口部の該エキスパンドシートに分割起点が形成された被加工物を貼着した被加工物ユニットを該保持テーブルに載置させる載置工程と、
   該載置工程で該保持テーブルに載置された該被加工物ユニットの該リングフレームに貼着される該エキスパンドシートを該保持手段で保持する保持工程と、
   該保持工程の後、該昇降手段で該保持テーブルを上に該保持手段を下に該保持手段と該保持テーブルとを上下に離反する方向に動作させることで、該開口部の該エキスパンドシートを拡張する拡張工程と、
   該拡張工程の後、該保持テーブルを吸引源と連通させ分割した被加工物が貼着されるエリアの該エキスパンドシートを吸引保持する吸引保持工程と、
   該吸引保持工程の後、該昇降手段で該保持手段と該保持テーブルとを上下に接近する方向に動作させて、最も接近した位置において、
   被加工物の外周と該リングフレームの内周との間のエリアの該エキスパンドシートに該熱供給手段で加熱して熱収縮させる熱収縮工程と、
   該熱収縮工程の後、該エキスパンドシートに冷気を吹付けて、該熱収縮工程で軟化した該エキスパンドシートを固化させる固化工程と、からなる被加工物の分割方法。

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