JP2015164233A - ワーク分割装置及びワーク分割方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ダイシングテープの弛みによるチップの品質低下等を防ぐようにしたワーク分割装置及びワーク分割方法を提供する。
【解決手段】ダイシングテープＳをエキスパンドすることにより、ダイシングテープＳにダイアタッチフィルムＤを介して貼付されたワークＷを個々のチップに分割する分割手段を備えたワーク分割装置であって、ダイシングテープＳを介してダイアタッチフィルムＤに接触することにより、ダイアタッチフィルムＤを局所的に冷却する冷凍チャックテーブル１０（冷却手段）と、冷凍チャックテーブル１０と同一のユニット内に設けられ、ダイシングテープＳを加熱する光加熱装置２２（加熱手段）と、を備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、ワーク分割装置及びワーク分割方法に係り、特に、ダイシングテープを介してリング状のフレームにマウントされ、個々のチップにダイシング、グルービング加工された半導体ウェハに対し、ダイシング加工後にダイシングテープをエキスパンドして個々のチップに分割するワーク分割装置及びワーク分割方法に関するものである。
従来、半導体チップの製造にあたり、例えば、予めレーザ照射等によりその内部に分断予定ラインが形成された半導体ウェハをＤＡＦ（Die Attach Film ダイアタッチフィルム)と呼ばれるダイボンディング用のフィルム状接着剤が付いたダイシングテープ（粘着テープ、粘着シート）を介してフレームに張り付けたワークにおいて、ダイシングテープを拡張（エキスパンド）して半導体ウェハ及びＤＡＦを個々のチップに分割するようにしている。
図２８にワークを示す。図２８（ａ）は斜視図、図２８（ｂ）は断面図である。図に示すように、半導体ウェハＷは、片面に粘着層が形成された厚さ１００μｍ程度のダイシングテープＳが裏面にＤＡＦ（Ｄ）を介して貼り付けられている。そしてダイシングテープＳは剛性のあるリング状のフレームＦにマウントされ、ワーク分割装置において、半導体ウェハＷがチャックステージに載置され、ダイシングテープＳがエキスパンドされて、各チップＴに個片化（分割）される。
ここで、ＤＡＦは室温付近では粘性が高く、上述したようにＤＡＦの付いたテープを拡張して半導体ウェハをチップに個片化するためには、ＤＡＦを冷却して脆性化させた状態でテープを拡張する必要がある。代表的な冷却方法としては、低温チャックテーブル方式や雰囲気冷却方式が知られている。
また一方で、テープを拡張してチップに個片化した後の工程での処理のため、拡張後の弛んだテープを再度緊張させる必要がある。代表的な緊張方法としては、フレームにテープ拡張用リングをかしめる方式やテープを温風ヒータ等で加熱する方式がある。このうち温風ヒータを用いる方法は、ランニングコストが安価である反面、温風は拡散してしまうという特性上、テープを冷却・拡張するユニットに搭載し、冷却・拡張と加熱・緊張を一つのユニットで行うことは困難であった。
例えば、ワーク分割装置として、予め分割予定ラインが形成されたワークをダイシングテープを介して支持した状態のフレームであるワーク付きフレームのフレームを保持し、フレームとワークとをワークの面に直交する方向に離反させてダイシングテープを拡張させることにより、ワークを分割予定ラインに沿って分割する分割手段と、拡張によって生じたダイシングテープの弛みを加熱して除去する加熱手段と、ワーク付きフレームを回転させながらワークに洗浄液を供給することによりワークを洗浄する洗浄手段と、ワークのダイシングテープに紫外線を照射する手段とを備えたワーク分割装置が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。
特開２０１０−２０６１３６号公報
しかしながら、上記特許文献１に記載されたものでは、冷却・拡張ユニットと、熱収縮ユニットが別ユニットとなっているため、これらのユニット間において、テープが弛んだ状態でワークが搬送されている。このようにテープが弛んだ状態での搬送は、テープ形状が大きく垂れ下がって不定となるため、テープ上で個片化されたチップの上面同士が互いに接触したり、過度の曲げ応力を受けることがある。そのため、チップの破損、品質低下や歩留りの低下を招くという問題があった。
また、弛んだテープを緊張させる際に、雰囲気を全面ヒータ等で過熱した場合、先の冷却して脆化したテープも暖められてしまうことで過度の粘性を持つようになる。すなわち、その後、チップをダイシングテープから剥離する際に、過度の粘着力を有したＤＡＦの影響で、チップをダイシングテープからきれいに剥がすことができなくなる。場合によっては、ＤＡＦ同士がくっつくことで、チップ間の分断性が悪くなる場合もある。
本発明はこのような問題に鑑みて成されたものであり、ワークの冷却・拡張及び熱収縮等による拡張状態の保持を同一のユニットで実施することによりユニット間でのワーク搬送をなくし、ダイシングテープの弛みによるチップ相互の接触による品質低下等を防ぎ、またＤＡＦが暖められることによって、ダイシングテープに過度に粘着することを防ぐようにしたワーク分割装置及びワーク分割方法を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明のワーク分割装置は、ダイシングテープにダイアタッチフィルムを介して貼付されたワークを、予め形成された分断予定ラインに沿って個々のチップに分割するワーク分割装置において、前記ワークを保持するワーク保持位置を有し、前記ワークを保持する同位置において、分断予定ラインを有する半導体ウェハからなるワークと、前記ダイアタッチフィルムに貼付された前記ワークの分断予定ラインを含む前記ワークの領域を、前記ダイシングテープに冷凍チャックテーブルを接触させて熱伝達により、選択的に冷却する選択的冷却手段と、前記冷却後、前記ダイシングテープをエキスパンドして、前記ワーク及び前記ダイアタッチフィルムを分割するワーク分割手段と、前記ダイシングテープの前記ワークが前記ダイアタッチフィルムを介して貼付された領域以外の部分を加熱して、前記ダイシングテープの前記エキスパンドによる弛みを排除する加熱手段と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、ワークが貼付されたダイアタッチフィルムの領域を選択的に冷却する選択的冷却手段と、ダイシングテープのワークが貼付された領域以外の部分を選択的に加熱する選択的加熱手段を備えたため、ワークの冷却・拡張とエキスパンド状態の保持を同一のユニットで実施することができ、ユニット間でのワーク搬送をなくし、ダイシングテープの弛みによるチップの品質低下等を防ぐことができる。
また、選択的冷却手段が、冷凍チャックテーブルであることからワークが貼付されたダイアタッチフィルムの領域のみを選択的に冷却することができる。
また、一つの実施態様として、前記選択的冷却手段は、前記ワークが前記ダイアタッチフィルムを介して貼付された前記ダイシングテープに接触して冷却する冷却手段であることが好ましい。
これによれば、ワークが貼付されたダイアタッチフィルムの領域のみを選択的に冷却することができる。
また、一つの実施態様として、前記ワーク分割手段は、前記冷却されたワークの外周部を、前記ダイシングテープの外周支持部から相対的に押し上げてエキスパンドする突上げ用リングであることが好ましい。
これによれば、簡単な機構でワークを一度に分割することができる。
また、一つの実施態様として、さらに、前記エキスパンドされたワークの領域を覆うように有底の円筒形状を有し昇降可能に配置され、下降したときに前記ワークを覆うウェハカバーを備え、前記加熱手段は該ウェハカバーの周囲に昇降可能に配置されたことが好ましい。
これによれば、突上げ用リングを降下させてもチップ間隔を維持し、ウェハカバーにより半導体ウェハの領域を選択的加熱手段の熱から遮蔽することができ、ダイアタッチフィルムが溶けるのを防ぎ、チップ間の隙間がなくなることを防止することができる。
また、一つの実施態様として、前記ワーク分割手段は、前記冷却されたワークの外周部を、前記ダイシングテープの外周支持部から相対的に押し上げてエキスパンドする突上げ用リングであり、前記ウェハカバーが下降して前記ワークを覆うときには、該ウェハカバーの側部の先端面が、前記エキスパンドしている突上げ用リングの先端面と突き合わせられ前記ワークを前記ウェハカバー内部に密閉することが好ましい。
これにより、半導体ウェハの領域を完全に熱的に遮蔽することができる。
また、前記目的を達成するために、本発明のワーク分割方法は、ダイシングテープにダイアタッチフィルムを介して貼付されたワークを、予め形成された分断予定ラインに沿って個々のチップに分割するワーク分割方法において、前記ワークを保持するワーク保持位置を有し、前記ワークを保持する同位置において、前記ダイアタッチフィルムに貼付された前記ワークの分割予定ラインを含む前記ダイアタッチフィルムの領域を、前記ダイシングテープに冷凍チャックテーブルを接触させて熱伝達により、選択的に冷却する選択的冷却工程と、前記冷却後、前記ダイシングテープをエキスパンドして前記ワーク及び前記ダイアタッチフィルムを分割するワーク分割工程と、前記ダイシングテープの前記ワークが前記ダイアタッチフィルムを介して貼付された領域以外の部分を加熱して、前記ダイシングテープの前記エキスパンドによる弛みを排除する加熱工程と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、ワークが貼付されたダイアタッチフィルムの領域を選択的に冷却し、ワークがダイアタッチフィルムを介して貼付された領域以外の部分に発生する弛みを選択的に加熱することができ、ワークの冷却・拡張及び熱収縮を同一のユニットで実施することにより、ユニット間でのワーク搬送をなくし、ダイシングテープの弛みによるチップの品質低下等を防ぐことができる。
また、選択的冷却工程は、ダイシングテープに冷凍チャックテーブルが接触して冷却するため、ワークが貼付されたダイアタッチフィルムの領域のみを選択的に冷却することができる。
また、一つの実施態様として、前記ワーク分割工程は、前記冷却されたワークの外周部を、突上げ用リングで前記ダイシングテープの外周支持部から相対的に押し上げてエキスパンドすることが好ましい。
これによれば、簡単な機構でワークを一度に分割することができる。
また、一つの実施態様として、さらに、前記エキスパンドされたワークの領域を覆うように有底の円筒形状を有し昇降可能に配置されたウェハカバーを備え、該ウェハカバーが下降したときに前記円筒形状の先端面が前記エキスパンドしている突上げ用リングの先端面と突き合わせられ、前記ワークを該ウェハカバー内部に密閉するワーク被覆工程を有し、前記加熱工程は、前記ワークを覆っている前記ウェハカバーの周囲を加熱することが好ましい。
これによれば、ワークが貼付されたダイアタッチフィルムの領域を選択的に冷却し、エキスパンドされたワークをウェハカバーで覆うことで熱的に遮蔽した上でダイシングテープの弛み部分を選択的に加熱することにより、ワークの冷却・拡張及び熱収縮を同一のユニットで実施することができ、ユニット間でのワーク搬送をなくし、ダイシングテープの弛みによるチップの品質低下等を防ぐことができる。
また、一つの実施態様として、前記選択的加熱工程は、光の輻射により前記ダイシングテープの前記ワークが前記ダイアタッチフィルムを介して貼付された領域以外の部分を選択的に加熱することが好ましい。
これによれば、ダイシングテープのエキスパンドによって弛んだ部分を選択的に加熱することができる。
以上説明したように、本発明によれば、固定されたワークのダイアタッチフィルムの領域を選択的に冷却し、ダイシングテープのエキスパンド状態が保持されていない部分に発生する弛み部分を選択的に加熱することにより、エキスパンドが解除されてもダイシングテープのエキスパンド状態を保持することができ、ワークの冷却・拡張及び熱収縮等による拡張状態の保持を同一のユニットで実施することができユニット間でのワーク搬送をなくし、ダイシングテープの弛みによるチップの品質低下等を防ぐことができる。
本発明に係るワーク分割装置の第１の実施形態を示す要部断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るワーク分割装置の動作を示すフローチャートである。 第１の実施形態のワーク分割装置がエキスパンドを行っている状態を示す断面図である。 サブリングをダイシングテープに挿入した状態を示す断面図である。 サブリングによってダイシングテープの拡張状態を保持している状態を示す断面図である。 本発明に係るワーク分割装置の第２の実施形態を示す要部断面図である。 ワーク上に貼られたサーモラベルの拡大図である。 同プロセス後のサーモラベルの拡大図である。 本発明の第２の実施形態に係るワーク分割装置の動作を示すフローチャートである。 第２の実施形態のワーク分割装置がエキスパンドを行っている状態を示す断面図である。 ウェハカバーを下降させた状態を示す断面図である。 ウェハカバーと突上げ用リングでダイシングテープを把持したまま降下した状態を示す断面図である。 ダイシングテープの弛んだ部分を光加熱装置で加熱している状態を示す断面図である。 光加熱装置とダイシングテープとの位置関係の一例を示す平面図である。 光加熱装置を回転走査する様子を示す平面図である。 ８個の光加熱装置を備えた例を示す平面図である。 図１６の８個の選択的加熱装置を回転走査する様子を示す平面図である。 光加熱装置で加熱したダイシングテープの測定位置を示す説明図である。 図１８の各測定位置における測定方向を示す説明図である。 測定結果を示す説明図である。 比較例の測定結果を示す説明図である。 ダイシングテープ外周部を加熱した様子を示すサーモトレーサ画面である。 同じくダイシングテープ外周部を加熱した様子を示すサーモトレーサ画面である。 ダイシングテープを加熱硬化した後の状態を示す断面図である。 チップ間隔が維持された加熱処理後のワークを示す平面図である。 本発明を適用しない場合にチップ間隔が維持されない状態を示す断面図である。 第２の実施形態の変形例としてのワーク分割装置の動作を示すフローチャートである。 ワークを示す（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
以下、添付図面を参照して、本発明に係るワーク分割装置及びワーク分割方法について詳細に説明する。
図１は、本発明に係るワーク分割装置の第１の実施形態を示す要部断面図である。
図１に示すように、ワーク分割装置１は、冷凍チャックテーブル１０、突上げ用リング１２を備えている。冷凍チャックテーブル１０上に、図２８に示したような、半導体ウェハＷがダイシングテープＳを介してフレームＦにマウントされたワーク２が設置される。なお、半導体ウェハＷの裏面には、ＤＡＦ（Die Attach Film ダイアタッチフィルム)Ｄ（以下、ＤＡＦ（Ｄ）と表示する。）を介してダイシングテープＳが貼付された状態となっている。ここで例えば、半導体ウェハＷは厚さ５０μｍ程度、ＤＡＦ（Ｄ）及びダイシングテープＳはそれぞれ厚さ数μｍから１００μｍ程度であるとする。
なお、本実施形態においては、以下のようなテープを用いて加熱収縮実験を行った。すなわち使用したダイシングテープは、ＰＯ（ポリオレフィン）系テープとしては、古河電工製のＵＣ−３５３ＥＰ−１１０やリンテック製のＤ−６７５、またＰＶＣ（ポリ塩化ビニール）系テープとしては、日東電工製のＵＥ−１１０Ｂやリンテック製のＤ−１７５、またＵＶ型ＤＡＦテープ（基材はＰＯ系）として日立化成工業製のＦＨシリーズ（例えば、ＦＨ−９０１１）等が挙げられる。
また、感圧型ＤＡＦテープ（基材はＰＯ系）としては、日立化成工業製のＨＲシリーズ（例えばＨＲ−９００４）が挙げられる。これらいずれのテープでも熱収縮できることが確認されたが、実験結果についての詳細は後述する。
また、これらのテープの熱伝導率は、代表例としてポリエチレンが挙げられるＰＯ系のテープでは、０．３〜０．５Ｗ／ｍ・Ｋであり、ＰＶＣ系のテープでは０．１〜０．３Ｗ／ｍ・Ｋである。また、Ｓｉはドープ量と結晶方位によって異なるが、その熱伝導率は、１３０〜１７０Ｗ／ｍ・Ｋである。また、乾燥空気の熱伝導率は、０．０２〜０．０３Ｗ／ｍ・Ｋである。
なお、熱の伝わりやすさのイメージとしては、空気を１とすると、テープは１０、シリコンは１００００である。
例えば、０．１ｍｍ厚のＰＯ系テープ（熱伝導率を０．４Ｗ／ｍ・Ｋと仮定する）上に、０．０２ｍｍ厚のＤＡＦ（熱伝導率を１Ｗ／ｍ・Ｋと仮定する）と、０．１ｍｍ厚のシリコン（熱伝導率を１６０Ｗ／ｍ・Ｋと仮定する）を貼り付けた場合、ＰＯ系テープの熱抵抗値は０．０００１ｍ／０．４Ｗ／ｍ・Ｋ＝０．０００２５ｍ２・Ｋ／Ｗであり、ＤＡＦの熱抵抗値は０．００００２ｍ／１Ｗ／ｍ・Ｋ＝０．００００２ｍ２・Ｋ／Ｗとなる。また、シリコンの熱抵抗値は０．０００１ｍ／１６０Ｗ／ｍ・Ｋ＝０．００００００６２５ｍ２・Ｋ／Ｗである。
今これらが直列に接続されているので、テープ裏面からシリコン上面までの熱抵抗値は、上記の和となり、０．０００２７０６２５ｍ２・Ｋ／Ｗとなる。
ところで、冷凍チャックテーブルから１ｍｍ外側の部分までのダイシングテープ＋ＤＡＦの熱抵抗値Ｒは、次のように求められる。すなわち、ＰＯ系テープの熱抵抗値は０．００１ｍ／０．４Ｗ／ｍ・Ｋ＝０．００２５ｍ２・Ｋ／Ｗであり、ＤＡＦの熱抵抗値は０．００１ｍ／１Ｗ／ｍ・Ｋ＝０．００１ｍ２・Ｋ／Ｗであり、これらが並列に接続されているので、抵抗の並列接続に関する次の式から求められる。
１／Ｒ ＝ １／０．００２５ ＋ １／０．００１ ＝４００＋１０００＝１４００
これより、Ｒ＝１／１４００＝０．０００７１ｍ２・Ｋ／Ｗとなる。
従って、ダイシングテープ裏面からシリコン上面までの熱抵抗値に対して、冷凍チャックテーブルから１ｍｍ外側のダイシングテープの部分までの熱抵抗値は０．０００７１÷０．０００２７０６２５＝２．６２３５５・・・より、約２．６倍となる。
よって、シリコン上面に比べて冷凍チャックテーブルの外周部のダイシングテープは冷凍チャックテーブルによって冷却され難いことがわかる。さらに、外部の空気の影響は伝熱方向と垂直方向に空気層のあるダイシングテープの方が大きい。以上のことから、シリコン上面に比べて冷凍チャックテーブル外周部の温度の方が低下し難いことがわかる。
冷凍チャックテーブル１０は、ワーク２を真空吸着により保持して、ワーク２を冷凍チャックテーブル１０に接触させて、接触した部分を介して熱伝達によりＤＡＦ（Ｄ）を０℃以下、例えば−５℃〜−１０℃程度に冷却するものである。なお、同一物質内で熱が伝わることを熱伝導と言い、異なる物質同士が接触して熱が伝わることを熱伝達と呼ぶ。
冷凍する方式としては、チャック内に冷媒を供給することにより冷凍する方式などもあるが、ペルチェ効果を利用してチャック表面を氷結させる方式でも良い。冷凍チャックテーブルは、ダイシングテープとＤＡＦを介して、ウェハ裏面を真空吸着する。その特徴として、上で述べたことからもわかるように、その吸着領域は熱伝達によりすぐに冷却される一方、吸着領域以外は、あまり冷却されずに済むことである。これは、単に対流等によって雰囲気を冷やすこととは異なり、熱伝達による冷却は、局所的に冷却したい部分のみ冷却させることができるからである。
このように冷凍チャックテーブルによってウェハ分割領域のみを選択的に冷却することができることがわかるが、その理由を以下さらに詳しく説明する。
先にも述べたように、ＤＡＦ及び粘着テープの厚みは、せいぜい１００μｍ程度である。よって、冷凍チャックテーブル表面からの距離は、ＤＡＦ、及び粘着テープ、ウェハまでの距離はせいぜい大きくて０．２ｍｍ以内である。それに対して、冷凍チャックテーブルの外周からＤＡＦの外周までの径の差は１２ｍｍであるため、片側６ｍｍ程度はある。
ここで、熱の伝わる現象についてみると、熱量は温度勾配と断面積に比例して伝導、伝達される。
厚さΔｘ、面積Ｓで囲われたある微小区間ＳΔｘ内の断面を通過する熱の総量ΔＱは、熱伝導率λ、接触面積Ｓ、温度ｕ、温度勾配Δｕ／Δｘ、微小時間Δｔとして、次式で表すことができる。
ΔＱ＝λＳ（Δｕ／Δｘ）Δｔ ・・・・・・（１）
なお、異種材料間を伝わる熱伝達においては、同種材料内を伝わる熱伝導と基本的には同じであり、熱伝導率の変わりに熱伝達係数が適用されるだけである。
よって、冷凍チャックテーブルを、例えば、−５℃に冷却したとする。すると、ウェハ領域内は、ＤＡＦ及び粘着テープの厚みΔｘはせいぜい０．２ｍｍであるのに対して、熱が伝わる断面積Ｓはウェハ領域全域に相当する。そのため、熱伝達によって移動する熱量は非常に大きく、ＤＡＦや粘着テープの熱伝達係数や熱伝導率が多少低くても、熱伝達によってすぐさまウェハ領域内のＤＡＦは冷却される。
一方、ＤＡＦの外径部分は、先の事例では、冷凍チャックの外径より６ｍｍも離れている。すなわち、熱が伝導する距離に相当するΔｘは６ｍｍとなる。また、ＤＡＦを貼り付けているダイシングテープはポリエチレン等の樹脂で形成されているため熱伝導率λも低い。さらに、そのポリエチレンの厚みが１００μｍと非常に薄いため、すなわち熱が伝わる断面積Ｓも非常に小さくなる。その結果、ウェハへの熱伝達性と比較して、ダイシングテープやＤＡＦを伝わる熱伝導性は極めて低くなる。
そのため、冷凍チャックが接触しない部分、実質的にダイシングテープの厚み以上に距離が離れているＤＡＦ外周部分は、冷凍チャックからの熱伝導によって冷却される影響を受けることはない。また、冷凍チャックから離れたダイシングテープの部分は、ほとんどの面積が周りの雰囲気に晒されているため、冷凍チャックの温度ではなく、冷凍チャック以外の周囲の雰囲気の温度に支配されるようになる。そのため、例えば、周囲の雰囲気を室温に保持している場合は、冷凍チャックが接触している領域以外は、ほとんど周囲の雰囲気の温度になる。すなわち、冷凍チャックの冷凍域で、実質上の温度の境界領域を形成することが可能となる。
以上のような境界領域を形成することは、ＤＡＦテープの厚みやダイシングテープの厚みを、ウェハ領域(厳密にはウェハとＤＡＦの双方を分割する領域)よりも外周部にはみ出たＤＡＦまでの距離よりも小さく(薄く)、しているためである。
それにより、熱伝達による冷却エリアを限定し、効率よく所定領域(分割したい領域)だけを冷却することが可能となる。
そうしたことから、従来、ＤＡＦテープは伸縮性の材料であるから、ウェハ裏面に確実に貼り付けるためには、貼り付け精度上のマージンからＤＡＦ外径はウェハ径よりも１０ｍｍ程度、少なくともＤＡＦ外径２ｍｍ以上(片側１ｍｍ以上)は、ウェハ径よりも大きくなければならなかった。
その状態でＤＡＦ全域を低温にすると、ウェハが存在しない外周部のＤＡＦは、低温になることで脆化し、その結果、ＤＡＦの下に存在するダイシングテープとの伸縮性の差でＤＡＦは粘着テープからめくれ上がってしまっていた。めくれ上がったＤＡＦは、一部が分離してウェハ上に降りかかり、ＤＡＦが異物としてウェハ上に付着するという問題が起こっていた。
しかし、ＤＡＦが貼り付けられた状態であっても、熱伝達を考慮して、十分薄いＤＡＦとダイシングテープを使用し、冷凍チャックを使用し、ウェハ領域を真空でチャックするとともに、チャックされたウェハ領域のみを効率的に、熱伝達現象で局所冷却することによって、ウェハより外周にはみ出たＤＡＦが冷却されることはない。そのため、外周のＤＡＦが冷却により脆化し、めくれ上がってウェハ上に降りかかるという問題は起こらない。
また一方、冷却された部分においてＤＡＦの分断性は向上するため、ダイシングテープを引っ張ることで、ウェハが割断されると同時に、ＤＡＦもきれいに分断することができる。
冷凍チャックテーブルの大きさは、ウェハ領域とほぼ同等の大きさである。例えば、ウェハが８インチサイズ(直径２００ｍｍ)の大きさの場合、冷凍チャックテーブルもウェハ裏面のＤＡＦの分断性を良好にすればよいため、ウェハとほぼ同じ面積の８インチサイズ(直径２００ｍｍ)がよい。
ウェハを保持するエキスパンド性のダイシングテープは、エキスパンドさせることが必要となるため、当然ウェハよりも大きい領域となる。例えば、ウェハが２００ｍｍサイズの場合、エキスパンドするダイシングテープは、３００ｍｍ程度の大きさのフレームに貼られており、その内側にウェハがある。ウェハとフレームの間も２５ｍｍ〜４０ｍｍ以上はある。
ウェハとダイシングテープの間にはＤＡＦが貼られている。ＤＡＦはウェハとほぼ同径ではあるが、実質はウェハよりも少し大きくしている。なぜならば、ＤＡＦは伸縮性の材料であるので、全く同一サイズとした場合、ウェハが、ＤＡＦに対して、少しずれて貼り付けられてしまう場合があるからである。こうした微妙なずれがあっても、必ずＤＡＦ上にウェハを載せ置いて貼り付けるために、ＤＡＦはそのずれ量も考慮して多少ウェハよりも大きめ、すなわち、外形にして約１ｃｍ程度大きくすることが好ましい。しかし、必ずしもこれに限定されるものではなく、極端な場合、ＤＡＦはダイシングテープと同じようにフレームＦいっぱいの大きさとしてもよい。
また、突上げ用リング１２は、冷凍チャックテーブル１０の周りを囲むように配置され、リング昇降機構１６によって昇降可能に構成されたリングである。なお、このリングには摩擦力低減のためのコロ（ローラ）を設けてもよい。図１では、突上げ用リング１２は、下降位置（待機位置）に位置している。
この突上げ用リングは、アルミニウムなどの熱伝導性の良い金属等で形成されているのがよい。また、突上げ用リングは、ダイシングテープの全周で接触している。
このようにダイシングテープと接触する構成としていることにより、突上げ用リングは、以下のような機能を有している。
すなわち、ＤＡＦが貼られた領域は、ＤＡＦをウェハとともに分断するために、冷却状態を保っておく必要がある。一方、エキスパンドした後に弛みが発生した際、その弛みを排除しなくてはならない。弛みが残されたまま搬送すると、分断されたチップ同士がぶつかってチップを破損することになるからである。この弛みを排除するためには、ダイシングテープとして、加熱すると収縮する機能を有する熱収縮性のテープが使用される。こうしたダイシングテープに使用される熱収縮性を有するテープとしては、特開平９−１７７５６に開示される半導体保護用シート（テープ）を使用すればよい。
このようにエキスパンドして分断する場合において、本件の場合では、ウェハ領域は冷凍することによって、ＤＡＦテープの分断性を向上させることを確保しなければならないとともに、ウェハ領域外の外側においては、弛みをなくす目的でダイシングテープを加熱して収縮させることが必要となる。
すなわち、突上げ用リングは、この二つの領域においての熱環境を分離するという機能を有している。
ウェハ領域は、冷凍チャックテーブルにより冷却される。その冷却した状態は、外部の加熱エリアからの熱の流入は突上げ用リングで遮断される。また、ダイシングテープは高分子でできており、金属などと比べて熱伝導性が悪いため、突上げ用リングの内周部に存在するウェハエリアにも熱が伝わりにくい。
以上から、突上げ用リングによって、熱環境を領域的に完全に隔離することができる。すなわち突上げ用リングの内側、また、特にウェハエリアは局所的に冷却されてＤＡＦの分断性が向上する状態を保つ。一方で突上げ用リングの外側は、加熱することによってダイシングテープを収縮させて、エキスパンドにより発生したダイシングテープ外周部の弛みを除去し、緊張した状況を作ることが可能となる。
半導体ウェハＷには、図２８に示すように、予めレーザ照射等によりその内部に分断予定ラインが格子状に形成されている。詳しくは後述するが、突上げ用リング１２は、上昇することにより下からダイシングテープＳを押し上げて、ダイシングテープＳをエキスパンドする。このようにダイシングテープＳを引き伸ばすことにより、分断予定ラインが分断されて半導体ウェハＷがＤＡＦ（Ｄ）とともに個々のチップＴに分割される。
ところで、上述したように、冷凍チャックテーブル１０でＤＡＦ（Ｄ）を冷却するのは、ＤＡＦ（Ｄ）は室温では粘度が高く、突上げ用リング１２でダイシングテープＳを下側から押し上げても、ＤＡＦ（Ｄ）はダイシングテープＳとともに伸びてしまい、分断されないからである。すなわち、ＤＡＦ（Ｄ）を冷却して脆性化することにより、分断しやすくしているのである。
なお、図１に示すように、ワーク２は、ダイシングテープＳの裏面が、丁度冷凍チャックテーブル１０の上面に接触するような位置に、フレーム固定機構１８によりフレームＦが固定されるようになっている。また、突上げ用リング１２の外周側には、サブリング１４が設置されている。詳しくは後述するが、このサブリング１４は、エキスパンドされたダイシングテープＳの拡張状態を保持して、分断されたチップＴ間の間隔を維持するためのものである。
以下、図２のフローチャートに沿って、ワーク分割装置１によるワーク２の半導体ウェハＷを個々のチップＴに分割して個片化する動作を説明する。
まず、図２のステップＳ１００において、図１に示すように、半導体ウェハＷの裏面にＤＡＦ（Ｄ）を介してダイシングテープＳが接着されたワーク２のフレームＦをフレーム固定機構１８により固定する。そして、半導体ウェハＷが存在する領域が冷凍チャックテーブル１０の上に位置するように配置する。
次に図２のステップＳ１１０において、冷凍チャックテーブル１０は、ワーク２の裏面を、真空吸着により吸着して冷凍チャックテーブル１０の表面に確実に接触させる。冷凍チャックテーブル１０は低温状態にあるので、この接触により熱伝達でワーク２は冷却される。特に、ＤＡＦ（Ｄ）が−５℃〜−１０℃程度に冷却され、これによりＤＡＦ（Ｄ）は脆性化し、力を加えることにより容易に割れるようになる。冷凍チャックテーブル１０は、所定時間真空吸着を行い特にＤＡＦ（Ｄ）が所定温度になるまでワーク２の冷却を行う。なお、これらの制御は、図示を省略した制御手段によって行われる。
次に、図２のステップＳ１２０において、図３に示すように、エキスパンドを行い半導体ウェハＷをＤＡＦ（Ｄ）とともに個片化する。
すなわち、図３に示すように、冷凍チャックテーブル１０は、真空吸着を停止し、ワーク２の吸着を解除し、リング昇降機構１６により突上げ用リング１２及びサブリング１４を上昇させる。突上げ用リング１２の上昇は、例えば、４００ｍｍ／ｓｅｃで、１５ｍｍ上方に突き上げるようにしている。なお、このときサブリング１４はフレームＦよりも上には上昇しないような位置で止まっているようにする。
図２に示すように、突上げ用リング１２の上昇により、ダイシングテープＳは下から押し上げられ、ダイシングテープＳの面内において半導体ウェハＷの中心から放射状にエキスパンド（拡張）される。ダイシングテープＳが拡張されると、半導体ウェハＷは分断予定ラインに沿って分割され、個々のチップＴ間に数μｍから１００μｍの隙間が形成される。このときＤＡＦ（Ｄ）は、冷却されて脆性化しているので、ＤＡＦ（Ｄ）も半導体ウェハＷと一緒に分断予定ラインに沿って分割される。これにより半導体ウェハＷは、裏面にＤＡＦ（Ｄ）が付いた各チップＴに個片化される。
ダイシングテープＳは、突上げ用リング１２によるエキスパンドを解除すると、その弾性によって元に戻ってしまい、各チップＴ間の隙間がなくなってしまうので、少なくとも各チップＴが存在する領域においてダイシングテープＳの拡張状態を維持しなければならない。
そこで、次に図２のステップＳ１３０において、図４に示すように、サブリング１４を、フレームＦ上の拡張されたダイシングテープＳに挿入できる位置までリング昇降機構１６によって上昇させ、サブリング１４をダイシングテープＳの拡張された部分に挿入する。このとき、上昇するサブリング１４によってダイシングテープＳが破断しないように、低速でサブリング１４を上昇させる。
次に、図２のステップＳ１４０において、図５に示すように、サブリング１４だけをフレームＦよりも上の位置に残して突上げ用リング１２を下降させ、下降位置（待機位置）に移動させる。このとき、サブリング１４はフレームＦ上の位置に残っているので、ダイシングテープＳの拡張状態が保持される。
これにより、ダイシングテープＳの拡張状態が保持されるので、各チップＴ間の隙間も広く維持され、ＤＡＦ（Ｄ）が再固着することもない。従って、ダイシングテープＳが弛んだ状態でワーク２を搬送するようなことがなく、その後の処理が容易となる。
以上のように、図２のフローチャートに沿って説明したような方法でワーク２を分割することにより、ワーク分割（個片化）及び分割した各チップ間の隙間を維持するための拡張状態の保持までを一つのユニット内で行うことができ、製品を製造するタクトタイムを速くすることが可能となる。
しかし、サブリング１４を用いてダイシングテープＳの拡張状態を保持する方法では、サブリング１４によってダイシングテープＳを破ってしまう虞がある等の問題がある。
そこで、次にサブリングを用いない実施形態を説明する。
図６は、本発明に係るワーク分割装置の第２の実施形態を示す要部断面図である。
図６に示すように、本実施形態のワーク分割装置１００は、冷凍チャックテーブル１０、突上げ用リング１２、ウェハカバー（ダイシングテープ抑え）２０及び光加熱装置２２を備えている。光加熱装置２２は、例えば、スポットタイプのハロゲンランプヒータである。また、光加熱装置２２は、光を照射して輻射により加熱するものであれば、その他に、レーザやフラッシュランプなどでもよい。
こうした光加熱型装置の場合、光の照射状態を目視で確認することができる。また、光が照射された領域は、輻射現象により加熱されるのに対して、光が照射されない領域は加熱されない。すなわち、光を照射するとき、その照射領域を視認することができるので、その照射が視認できる領域を輻射により加熱する領域として局所的に限定することが可能となる。
本実施形態においては、光加熱装置２２としてスポットタイプのハロゲンランプヒータを用いている。具体的には、インフリッヂ工業（株）のハロゲンスポットヒータＬＣＢ−５０（ランプ定格１２Ｖ／１００Ｗ）を用いた。焦点距離は３５ｍｍ、集光径は２ｍｍである。しかし、本実施形態では後述する図１１に示すように、丁度集光する部分を用いて加熱するのではなく、光源から対象物までの距離（照射距離）を４６ｍｍとして、焦点距離３５ｍｍに対して１１ｍｍオフセットし、照射径を１７．５ｍｍとしている。実際の照射径は、１５ｍｍであり、ダイシングテープＳのワークＷの外側の径１５ｍｍのエリアを加熱するようにしている。
図７はワーク２のフレームＦ上、ウェハカバー２０の外側のダイシングテープＳ上、及び半導体ウェハＷ側にそれぞれ貼られたサーモラベルＴＬの拡大図であり、図８は、光加熱装置２２によってウェハカバー２０の外側のダイシングテープＳを加熱したプロセス後のサーモラベル拡大図である。
ここで、サーモラベルＴＬは５０℃以上の温度で赤変するタイプである。図８のプロセス後のサーモラベル拡大図でもわかるように、光が照射されていないウェハＷ側及びフレームＦ側は５０℃に達していない。
このようにスポットタイプのハロゲンランプヒータを用いることにより、加熱したい部分のみを選択的に（局所的に）加熱することができ、それ以外の部分への熱ストレスを最小限に抑制することができる。
また、ハロゲンランプ用電源としては、（株）ミューテックのハロゲンランプ用電源ＫＰＳ−１００Ｅ−１２を使用した。このハロゲンランプ用電源の出力は定格電圧１２Ｖである。また、ソフトスタート（スロースタート）機能を有しており、ハロゲンランプに突入電流が流れるのを防止している。
これらの組み合わせにより、ヒータ電源ＯＮ指令よりスロースタート０．７５秒を経てヒータ最大照度に到達するまでにかかる時間は３秒以内である。これは温風ヒータや赤外線ヒータと比較すると非常に短時間である。同様に最大照度から電源ＯＦＦまでの時間も同様である。また、所定の照度から別の照度への変更応答性も３秒以内である。このようにハロゲンランプを用いることにより、短時間で目的の照度つまり温度を得ることができる。これは一般的な赤外線ヒータや温風ヒータでの実現は困難である。このように制御性が良いこともハロゲンランプヒータを用いることが好ましい一つの理由である。
冷凍チャックテーブルにおける熱伝達現象を利用したウェハ裏面のＤＡＦ部分の局所的な冷却と、ハロゲンランプヒータによる輻射現象を利用したダイシングテープ外周部の弛み部分に対する局所的な加熱によって、同一エリア内で熱状態を完全に分離することができ、同じステージ、ないしは同じチャンバー内で、ＤＡＦの冷却と、ダイシングテープの熱収縮を行うことができる。それによって、ＤＡＦの冷却後、ダイシングテープの熱収縮のために、場所を移動させる必要がなくなる。
本実施形態は、以下説明するように、ダイシングテープＳの拡張状態を保持するために、サブリングを用いずに、ウェハカバー２０と光加熱装置２２を用いて、ダイシングテープＳの弛んだ部分を選択的に加熱して緊張させることでダイシングテープＳの拡張状態を保持するようにするものである。
ウェハカバー２０は、有底の高さの低い円筒形状をしており、底面２０ａと側面２０ｂとからなり、底面２０ａは半導体ウェハＷよりも一回り大きく形成されている。また、ウェハカバー２０は、カバー昇降機構２１によって昇降可能に設置されており、下降した位置において、半導体ウェハＷを覆うようになっている。また一方、ウェハカバー２０の側面２０ｂの先端面は、上昇した突上げ用リング１２の先端面と突き合わされるようになっており、これにより半導体ウェハＷはウェハカバー２０によって完全に密閉される。
光加熱装置２２は、ウェハカバー２０の外側で対称的な位置に配置され、ウェハカバー２０とヒータ昇降機構２３によって昇降可能であり、詳しくは後述するように、下降した位置においてダイシングテープＳの周辺部を選択的に加熱するように構成されている。図では、光加熱装置２２は、ワーク２の直径方向の対称的な位置に二つ配置されているが、光加熱装置２２の個数は２個に限定されるものではない。例えば、ウェハカバー２０の周囲に、９０度の間隔で４個配置するようにしてもよい。
以下、図９のフローチャートに沿って本実施形態の作用を説明する。
まず、図９のステップＳ２００において、図６に示すように、半導体ウェハＷの裏面にＤＡＦ（Ｄ）を介してダイシングテープＳが接着されたワーク２のフレームＦをフレーム固定機構１８により固定する。そして、半導体ウェハＷが存在する領域が冷凍チャックテーブル１０の上に位置するように配置する。なお、半導体ウェハＷには、図２８に示すように、予めレーザ照射等によりその内部に分断予定ラインが格子状に形成されている。
次に図９のステップＳ２１０において、冷凍チャックテーブル１０は、ワーク２の裏面を、真空吸着により吸着して冷凍チャックテーブル１０の表面に確実に接触させ、熱伝達によってワーク２に接着されたＤＡＦ（Ｄ）を冷却する。冷凍チャックテーブル１０は、所定時間ワーク２を真空吸着して、ＤＡＦ（Ｄ）が脆性化するように冷却した後、真空吸着を解除する。
次に、図９のステップＳ２２０において、図１０に示すように、リング昇降機構１６によって突上げ用リング１２を上昇させて、ダイシングテープＳをエキスパンドする。このときの突上げ用リング１２の突上げは、前の実施形態と同様に、例えば４００ｍｍ／ｓｅｃの速度で、１５ｍｍの高さまでダイシングテープＳを突き上げる。
これによりダイシングテープＳがワーク２の中心から放射状に拡張されて半導体ウェハＷが分断予定ラインに沿ってＤＡＦ（Ｄ）と一緒になって、各チップＴに分割される。
次に、図９のステップＳ２３０において、図１１に示すように、ウェハカバー２０及び光加熱装置２２を、それぞれカバー昇降機構２１及びヒータ昇降機構２３によって下降させ、ウェハカバー２０でワーク２の半導体ウェハＷの部分を被覆する。このとき図１１に示すように、ウェハカバー２０の側面２０ｂの先端面と、突上げ用リング１２の先端面とを突き合わせて、ウェハカバー２０と突上げ用リング１２との間でダイシングテープＳを把持する。
このウェハカバー２０と突上げ用リング１２との間でダイシングテープＳを把持する力は、例えば４０ｋｇｆ程度である。
次に、図９のステップＳ２４０において、図１２に示すように、ウェハカバー２０と突上げ用リング１２との間でダイシングテープＳを把持したまま、ウェハカバー２０と突上げ用リング１２を、半導体ウェハＷの下側のダイシングテープＳの裏面が冷凍チャックテーブル１０の上面に接触する位置まで下降させる。これにより、ダイシングテープＳの、ウェハカバー２０と突上げ用リング１２とで把持された部分の周辺部が弛緩し、弛み部が発生する。なお、このとき、ウェハカバー２０と突上げ用リング１２との間でダイシングテープＳを把持する力は４０ｋｇｆを維持している。
次に、図９のステップＳ２５０において、図１３に示すように、ウェハカバー２０と突上げ用リング１２の各先端面を突き合わせて把持した部分の外側の弛緩したダイシングテープＳの部分に対してのみ、光加熱装置２２でスポット光を当てて選択的に加熱する。このとき、もしワークが貼付されたＤＡＦ（Ｄ）の領域も同時に加熱されてしまうとＤＡＦ（Ｄ）が溶けてチップＴ間の隙間がなくなってしまう虞があるので、ダイシングテープＳのワークが貼付された領域以外の弛んだ部分のみを選択的に加熱する必要がある。
この加熱により弛んだダイシングテープＳが緊張して、弛みが次第に解消して行く。なお、例えば光加熱装置２２はそれぞれ１００Ｗであり、直径２０ｍｍのエリアに光を照射する。ウェハカバー２０と突上げ用リング１２との間の把持力も４０ｋｇｆが維持されている。
またこのとき、光加熱装置２２をオンしてからその加熱状態が安定した後（約２秒後）、固定した一定の位置からのみ加熱することによってダイシングテープＳの緊張状態に偏りが生じないように、光加熱装置２２をウェハカバー２０の周囲に一定の周期で所定速度で回転することが好ましい。このように光加熱装置２２をウェハカバー２０の周囲に一定の周期で回転させることで様々な方向から加熱することにより、ダイシングテープＳの緊張状態に偏りが生じるのを防ぐことができる。なお、光加熱装置２２を回転する場合に、ヒータ昇降機構２３が単に光加熱装置２２を昇降させるだけでなく、光加熱装置２２を一定の周期で回転させるヒータ回転機構の機能をも備えるようにしてもよい。
ここで、光加熱装置２２の制御方法について、詳しく説明しておく。図１４に、光加熱装置２２とダイシングテープＳとの位置関係の一例を平面図で示す。光加熱装置２２は、スポットタイプのハロゲンランプヒータである。
図１４に示す例では、ダイシングテープＳの周囲に等間隔で対称的に４つの光加熱装置２２が配置されている。なお、図１４では、半導体ウェハＷやフレームＦ等は省略して、中央にチップＴを一つだけ表示している。
図１４の例では、チップＴは略正方形であり、各光加熱装置２２は、チップＴの各辺に対向する位置にそれぞれ配置されている。この位置で各光加熱装置２２の電源をオンにすると、熱収縮性の材料で形成されたダイシングテープＳは、加熱されて図に矢印Ｊで示したように収縮する。その結果、チップＴは、Ｘ方向及びＹ方向に引っ張られる。
ここで例えばダイシングテープＳは、図のＸ方向（横方向）は収縮し難く、Ｙ方向（縦方向）は収縮し易いとする。このような収縮異方性を解消するために、収縮し難いＸ方向に配置された光加熱装置２２に対しては、収縮し易いＹ方向に配置された光加熱装置２２よりも（ハロゲンランプヒータに対する）印加電圧を高めに設定するようにする。これにより、ダイシングテープＳは縦方向及び横方向に均等に収縮し、各チップＴは外周方向に均等に引っ張られるので、チップＴ同士がくっついてしまったり、配列ずれを生じることはない。
さらにこのとき、図に矢印Ｋで示すように、光加熱装置（スポットタイプのハロゲンランプヒータ）２２を、ヒータ昇降機構２３によって、ダイシングテープＳの周囲に回転走査させる。
図１５に、光加熱装置２２を回転走査する様子を示す。
まず、図１５に符号１で示す位置で光加熱装置２２（図１５においては図示省略）の電源をオンにして加熱を行う。このとき、前述したようにダイシングテープＳはＸ方向（横方向）は収縮し難く、Ｙ方向（縦方向）は収縮し易いとしているので、図の符号Ｈの位置にある光加熱装置２２は、符号Ｌの位置にある光加熱装置２２よりも印加電圧を高く設定する。
次に光加熱装置２２の電源をオフにするか、加熱に寄与しない電圧を印加して、丁度符号１の中間の位置である符号２の位置まで、光加熱装置２２をヒータ昇降機構２３によって４５度回転する。
次に、符号２の位置でまた光加熱装置２２の電源をオンにしてダイシングテープＳを加熱する。この符号２の位置においては、Ｘ方向とＹ方向の中間の方向であるので、全ての光加熱装置２２の印加電圧は等しくする。
このようにして、ダイシングテープＳを、ダイシングテープＳを、横方向、縦方向及び斜め方向の全ての方向に対して均等に収縮させることができる。
なお、光加熱装置２２の個数はこの例のように４個に限定されるものではなく、図１４に示す４個の光加熱装置２２の間にそれぞれ１個ずつ光加熱装置を追加して８個の光加熱装置２２を備えるようにしてもよい。
図１６に、８個の光加熱装置を備えた例を示す。図１６に示す例においては、図１４の４つの光加熱装置２２に対して、各光加熱装置２２の間にそれぞれ一つずつ光加熱装置２２が配置され、全体で８個の光加熱装置２２がダイシングテープＳの周囲に等間隔で配置されている。この場合も、８個の光加熱装置２２は、ヒータ昇降機構２３によってダイシングテープＳに対して昇降可能かつその周囲に回転走査させることができる。
図１７に、８個の光加熱装置２２を回転走査する様子を示す。
例えば、８個の光加熱装置２２は、始め図１７の符号１の位置においてダイシングテープＳの周辺部を加熱する。次に、図１７に矢印Ｋで示すように、光加熱装置２２をヒータ昇降機構２３によって符号２の位置まで２２．５度（３６０度÷８÷２）だけ回転する。この回転中においては、光加熱装置２２は電源オフするか、加熱に寄与しない程度の電圧を印加する。そして、次に図１７の符号２の位置においてダイシングテープＳの周辺部を加熱する。
なお、このとき前の例と同様に、チップＴに対して示したＸ方向（横方向）はＹ方向（縦方向）よりもダイシングテープＳが収縮し難い場合には、図に破線で示した範囲Ｈにある光加熱装置２２は、図に破線で示した範囲Ｌにある光加熱装置２２よりも印加電圧を高くするようにする。
なお、光加熱装置２２の個数は、これらの例のように４個や８個に限定されるものではなく、少なくとも４個以上で、ダイシングテープＳの外周に沿って等間隔に対称的に配置することができればよい。例えば、６個の光加熱装置は、ダイシングテープＳの外周に沿って等間隔に対称的に配置することができるので、６個でもよい。
また、図１４の４個の光加熱装置２２の間にそれぞれ２個の光加熱装置を追加して１２個としてもよいし、図１４の４個の光加熱装置２２の間にそれぞれ３個の光加熱装置を追加して１６個としてもよい。このように、光加熱装置２２の個数は、４の倍数とすることが好ましい。
このように、少なくとも４個以上の光加熱装置をダイシングテープＳの周囲に均等に配置して、ダイシングテープＳの収縮し難い方向については、光加熱装置に対する印加電圧をより高くして加熱するようにして、光加熱装置による加熱と所定角度の回転を繰り返すことで、ダイシングテープＳを横方向、縦方向及び斜め方向の全ての方向に対して均等に収縮させることができる。
なお、ここでは、図１６に示すようにダイシングテープＳの周囲に沿って等間隔に８個の光加熱装置２２が配置されているとする。また、図１６の例と同様に、チップＴに対して示したＸ方向（横方向）はＹ方向（縦方向）よりもダイシングテープＳが収縮し難いものとする。
次に、図１７の符号１で示す位置において、８個の光加熱装置２２の電源をオンにしてダイシングテープＳの弛んだ外周部を加熱する。このとき、図１７に破線Ｈで囲んだ領域においては、光加熱装置２２の印加電圧を、破線Ｌで囲んだ領域においてよりも高く設定する。これにより、ダイシングテープＳの収縮し難い横方向（Ｘ方向）についても、収縮し易い方向（Ｙ方向）と同じように収縮させることができ、収縮の異方性を抑性することができる。
次に、光加熱装置２２の電源をオフにするか加熱に寄与しない電圧を印加して図１７に矢印Ｋで示したように、ヒータ昇降機構２３によって光加熱装置２２を符号２で示す位置まで回転する。
次に、図１７の符号２の位置で、光加熱装置２２の電源をオンにしてダイシングテープＳの外周部を加熱する。このとき、図１７に破線Ｈで囲んだ領域においては、光加熱装置２２の印加電圧を、破線Ｌで囲んだ領域よりも高く設定する。
そして、光加熱装置２２の電源をオフにして、ヒータ昇降機構２３により光加熱装置２２を待機位置まで上昇させる。
そして、最後に、ウェハカバー２０を光加熱装置２２と同様に待機位置に上昇させるとともに、突上げ用リング１２も待機位置まで降下させ、ダイシングテープＳの拡張を解除する。そしてフレームＦをはずしてワークを次の工程に搬送する。あるいは、サンプルチップの検査が終了するまで所定の場所に保管する。
このように光加熱装置によりダイシングテープＳの弛んだ部分のみを選択的にまた均等加熱することにより、ダイシングテープＳが全ての方向について均等に収縮され、分割された各チップＴの間隔及び配列を維持することができる。従って、サンプルチップをピックアップしたワークをダイボンダからはずして、サンプルチップの検査が終了するまで保管するとしても、ダイシングテープＳの拡張状態が維持されるため、拡張されたダイシングテープＳが再び元に戻ってチップＴの間隔が狭まってチップ同士が接触するようなことはない。
また、光加熱装置がダイシングテープＳの周囲に沿って等間隔に８個配置された場合のその他の加熱制御方法について説明する。
すなわち、例えば図１６に示すように、ダイシングテープＳの周囲に沿って等間隔に８個の光加熱装置２２としてスポットタイプのハロゲンランプヒータが配置されている。ただし、このときチップＴは、図１６に示すような略正方形ではなく、図のＸ方向（横方向）とＹ方向（縦方向）とにおける長さの比（アスペクト比）は、１：２．４の縦長の長方形状であるとする（図１９参照）。
各光加熱装置２２は、ダイシングテープＳの周囲に４５度の間隔で並んでいる。この４５度の間隔を８等分して、５．６度ずつ各光加熱装置２２をダイシングテープＳの周囲に沿って回転し、５．６度回転する毎にその位置で加熱するようにする。このとき、最初は図１８において、光加熱装置２２としてのハロゲンランプヒータに対する印加電圧は、LeftとRightの位置では１２Ｖとし、TopとBottomの位置では５Ｖとする。
このようして、５．６度ずつ回転しながら、８回加熱したら、次は、最初の位置より５．６度の半分の２．８度ずらした位置から初めるようにする。今度は、ハロゲンランプヒータに対する印加電圧は、LeftとRightの位置では１２Ｖとし、TopとBottomの位置では１１Ｖとする。そして、また５．６度ずつ回転しながら、８回加熱する。
このようにして加熱し、ダイシングテープＳ上の各チップＴの間隔を、図１８に示す、Center、Left、Right、Top、Bottomの５か所について、図１９に示すような５つのポイントで、それぞれHorizontal及びVerticalの２方向について測定した。
図２０に、それぞれの箇所について各ポイント毎の測定結果を示す。この結果を見ると、上記のような加熱制御により、チップ間の間隔はどの場所においても平均２０〜３０程度であり、それほど大きな違いは発生しないことがわかる。
これに対して、比較のために、このような加熱制御をすることなく、単にダイシングテープＳの全周囲から同じように加熱した場合の測定結果を図２１に示す。
図２１を見ると、チップＴのアスペクト比が１：２．４で異方性を有する場合に、全方向から同じように加熱した場合には、ダイシングテープＳ上の場所及び方向によって、チップ間隔が、平均で１０台から５０台までと、大きく変化していることがわかる。
このように、上述したような加熱制御を行うことにより、チップが正方形から大きくはずれたような形状をしており、異方性がある場合でも、全方向について同じようにダイシングテープＳを収縮することができる。また、逆にチップが等方的で異方性がなく、ダイシングテープＳの側に異方性がある場合でも、上記加熱制御方法で対応することができる。
なお、いままで説明してきた例においては、光加熱装置は、スポットタイプのハロゲンランプヒータとしていたが、ウェハカバー２０が存在することにより、温風ヒータを用いることも可能である。すなわち、ノズル等から局所的な領域のみに温風を吹き出すようにしすれば、ウェハカバー２０により、温風がダイレクトに半導体ウェハＷの領域には行かないようにすることができるので、ダイシングテープＳの弛み部のみを選択的に加熱することが可能となる。
また、本実施形態においては、光加熱装置２２による熱輻射によって加熱しているので、ダイシングテープＳの弛んだ部分にのみ局所的に（選択的に）加熱することができる。また特に本実施形態では、半導体ウェハＷをウェハカバー２０で覆っているため熱を遮蔽して、光加熱装置２２によってワークが貼付されたＤＡＦ（Ｄ）が加熱されてしまうのを防ぐことができ、より一層光加熱装置２２による局所的な加熱を可能としている。
また、ウェハカバー２０と突上げ用リング１２とによってダイシングテープＳの弛んだ部分の近くを把持しているので、弛んだ部分を加熱することによってウェハカバー２０や突上げ用リング１２も加熱されるが、この熱は熱伝導によってウェハカバー２０や突上げ用リング１２を通じて逃げて行く。従って、ウェハカバー２０及び突上げ用リング１２の内部に囲われたワークが貼付されたＤＡＦ（Ｄ）は、熱的に遮蔽されており、加熱されることはない。
この点従来は、温風による加熱であったので、熱対流により全体が加熱されてしまうので、ダイシングテープＳの弛んだ部分だけを選択的に加熱することはできなかった。また、ＤＡＦ（Ｄ）の冷却も、冷蔵庫内のようにユニット全体を冷却する雰囲気冷却方式でエキスパンドを行っていたので、選択的な冷却をすることができず、冷却と加熱を一つのユニットで行うことができなかった。
これに対して本実施形態では、ＤＡＦ（Ｄ）の冷却についても、冷凍チャックテーブル１０で吸着してワーク２を接触させることによる熱伝達を用いているので、ワークが貼付されたＤＡＦ（Ｄ）の部分のみを選択的に冷却することができる。
従って、本実施形態においては、ワークが貼付されたＤＡＦ（Ｄ）の冷却と、ワークが貼付された領域以外の弛んだダイシングテープＳの加熱とを一つのユニット内で行うことが可能である。
このようにして、ウェハカバー２０の外周部のダイシングテープＳの弛んだ部分を加熱した結果を図２２及び図２３に示す。
図２２及び図２３は、光加熱装置２２によって選択的に加熱されたダイシングテープＳが熱収縮している様子を測定したサーモトレーサ画面である。
図２２及び図２３において、スポットタイプのハロゲンランプヒータでウェハカバー２０の外側の弛んだダイシングテープＳを局所的に加熱している。これにより、図に符号Ａで示すダイシングテープＳの加熱中心の温度は１４０度近くに達している。これに対して、ウェハカバー２０は５０度程度であり、またフレーム固定機構（フレーム抑え）１８も４０度程度とほとんど温度は上がっていない。なお、図の符号Ｂの部分も９０度程度になっているが、これはハロゲンランプからの正反射光が入ったもので、正確に測定されたものではない。
このように、スポットタイプのハロゲンヒータで加熱することにより、ダイシングテープＳの弛んだ部分のみを加熱し、その他の部分の温度を上昇させないように選択的に加熱することが可能となる。
次に、前に述べた各テープに対して輻射による光加熱装置による加熱収縮実験を行った結果について説明する。
プロセス時間は、ＰＯ系テープに関して標準的な時間とした。ウェハ冷却は、室温から−１０℃まで２０秒で冷却を行った。エキスパンドは３秒で１５ｍｍ突上げ用リングを上昇させた。ダイシングテープへの弛み形成時間は７秒とした。熱収縮は、スロースタート分と光加熱装置の移動時間が、６秒×４ステップで、２４秒＋６秒とする。あるいは、熱収縮を、スロースタート分と光加熱装置の移動時間が、６秒×８ステップで、４８秒＋１０秒とする。
また、ダイシングテープの硬化待ちを３０秒とし、さらにロード、アンロード、センタリング等に１０秒とする。以上の合計で、１００秒又は１２８秒とする。なお、８ステップは小チップの場合である。
このとき光加熱装置はスポットタイプのため、光照射位置での単位面積あたりの投入熱量が多い。これにより、熱収縮性のあるＰＯ系のダイシングテープはもちろん、ＰＶＣ系のダイシングテープでも収縮させることができた。
例えば、上述したリンテック製のＰＯ系のテープであるＤ１７５では、テープのロール方向（ＭＤ）に５ｍｍ、幅方向（ＴＤ）に３ｍｍ拡張させることができた。
このようにして、ダイシングテープＳを所定時間加熱してダイシングテープＳが緊張して弛みが解消したら、光加熱装置２２による加熱（光加熱装置２２の回転）を停止する。このときダイシングテープＳが硬化するまで約３０秒程度、ウェハカバー２０と突上げ用リング１２とによるダイシングテープＳの把持を続ける。
最後に、図９のステップＳ２６０において、図２４に示すように、ウェハカバー２０（と光加熱装置２２）を上昇させるとともに、突上げ用リング１２を降下させて、ダイシングテープＳの把持を解放する。なおこの間、冷凍チャックテーブル１０による真空吸着によって熱収縮部を冷却することにより硬化を促進するようにしてもよい。このように冷凍チャックテーブル１０によってダイシングテープＳを真空吸着して冷却することにより、ダイシングテープＳの外周部の加熱された部分の熱をとってやることで、通常室温に放置するよも短時間でダイシングテープＳを硬化させることができる。その後、冷凍チャックテーブル１０による真空吸着を行っていた場合、真空吸着も停止する。
このようにして、各チップＴの間隔が十分維持されるとともに、周囲のダイシングテープＳに弛みのないワーク２を製造することができる。図２５にこのようにして製造した熱収縮処理後のワークの写真を示す。図２５はテープ裏側から撮像したものであるが、ウェハ内に縦横に白い隙間が入っていることがはっきりと確認することができ、各チップが離間した状態が維持されていることがわかる。
これに対して、従来のように冷却・拡張ユニットと熱収縮ユニットが別ユニットで、各ユニット間でワーク搬送が必要な場合には、弛んだダイシングテープが大きく垂れ下がって不定の状態となる。すると図２６に断面図で示すように、ダイシングテープＳ上でＤＡＦ（Ｄ）とともに個片化されたチップＴの上面同士が互いに接触してしまう。このように、隣り合ったチップ間の隙間がなくなってしまうと、その後の工程でチップの破損が生じたりして品質低下を招いてしまう。
しかし、本実施形態によれば、図２５に示すように、熱収縮処理後において個片化された各チップが離間した状態が維持され、チップの品質低下や歩留りの低下を生じることもない。
以上説明した第２実施形態においては、ウェハカバーによりワーク２の半導体ウェハＷの部分を被覆して加熱手段である光加熱装置２２から熱的に遮蔽していたが、光加熱装置２２はスポット的に熱を当てて選択的に加熱することができるので、ウェハカバーで熱的に遮蔽する方が好ましいが、必ずしもウェハカバーによる遮蔽は必要ではない。
従って、第２の実施形態の変形例として、第２の実施形態からウェハカバー２０の使用をやめたものも考えられる。
以下、このような変形例の動作を図２７のフローチャートに沿って説明する。
ワーク分割装置としては、図６に示す第２の実施形態の装置構成からウェハカバー２０を除いたもの、あるいは装置構成は同じで単にウェハカバー２０を使用しないようにしたものとする。
まず図２７のステップＳ３００において、半導体ウェハＷの裏面にＤＡＦ（Ｄ）を介してダイシングテープＳが接着されたワーク２のフレームＦをフレーム固定機構１８により固定する。そして、半導体ウェハＷが存在する領域が冷凍チャックテーブル１０の上に位置するように配置する。
次に図２７のステップＳ３１０において、冷凍チャックテーブル１０によりワーク２の裏面を真空吸着により吸着して冷凍チャックテーブル１０の表面に確実に接触させ、熱伝達によってワーク２を冷却する。
次に図２７のステップＳ３２０において、リング昇降機構１６によって突上げ用リング１２を上昇させて、ダイシングテープＳをエキスパンドする。
次に図２７のステップＳ３３０において、突上げ用リング１２を、半導体ウェハＷの下側のダイシングテープＳの裏面が冷凍チャックテーブル１０の上面に接触する位置まで下降させる。これにより、ダイシングテープＳの周辺部が弛緩し、弛み部が発生する。
次に図２７のステップＳ３４０において、突上げ用リング１２の外側の弛緩したダイシングテープＳの部分に対してのみ、光加熱装置２２でスポット光を当てて選択的に加熱する。これにより、ダイシングテープＳの弛んだ部分が熱によって緊張し弛みが解消する。またこのとき、ダイシングテープＳの弛緩した部分に加えられた熱は、ダイシングテープＳの他の部分にも伝わろうとするが、ダイシングテープＳに接触している突上げ用リング１２を介して熱伝達によって熱が逃げて行くため、ＤＡＦ（Ｄ）の領域の方へは熱が伝わり難くなっている。
また、このとき、ダイシングテープは高分子で熱伝導率が低いのに対して、突上げ用リングは金属等で形成していることから熱がそのまま突上げ用リングに伝達されやすく、また、突上げ用リングは、ダイシングテープよりも熱伝導率を高く設定しておけば、特にＤＡＦには熱が伝わらないようになる。
なお、このとき、冷凍チャックテーブル１０でＤＡＦ（Ｄ）の領域を同時に冷却するようにしてもよい。
最後に、図２７のステップＳ３５０において、突上げ用リング１２を下降させて下降位置（待機位置）へ移動させる。なおこの間、冷凍チャックテーブル１０による真空吸着によって熱収縮部を冷却することにより弛んだダイシングテープＳの硬化を促進するようにしてもよい。このように冷凍チャックテーブル１０によって真空吸着して冷却することにより、ダイシングテープＳの外周部の加熱された部分の熱をとってやることで、通常室温に放置するよも短時間でダイシングテープＳを硬化させることができる。
これにより、チップ間隔が十分に確保されたワークが形成され、次の工程での処理が容易となる。
以上、本発明のワーク分割装置及びワーク分割方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
例えば、ダイシングテープの光が照射された領域は、光が照射されていることを視認できるに越したことはないが、赤外線等で照射エリアが視認されずとも、ＤＡＦが存在するウェハ領域が十分局所冷却された状態にあることを前提に、外周のダイシングテープの所定のエリアを相対的に局所加熱することができればよい。例えば、ウェハ領域において冷凍チャックテーブルによる熱伝達を使用しているのであれば、外周部は赤外線による輻射現象や対流現象による熱供給であってもかまわない。
なお、冷凍チャックテーブルも、ペルチェ素子を利用した冷凍機能を有せず、例えば事前にウェハ内面を冷却し、その冷却された状態が、単純な熱容量の大きい金属製のチャックやポーラスセラミックスのチャックに吸着するだけで、その事前の冷却状態を維持でき、ダイシングテープの外周領域と比較して、十分な温度差を確保できるのであれば、それは実質的には、相対的な意味において冷凍チャックとみなしうる。
また、突上げ用リングで、ウェハエリア領域とダイシングテープの外周領域とに熱領域を区分でき、ウェハエリアでは冷却状態を形成し、ダイシングテープ外周部において加熱状態を、同一箇所において形成しているのであればよい。
１、１００…ワーク分割装置、２…ワーク、１０…冷凍チャックテーブル、１２…突上げ用リング、１４…サブリング、１６…リング昇降機構、１８……フレーム固定機構、２０…ウェハカバー、２１…カバー昇降機構、２２…光加熱装置、２３…ヒータ昇降機構（回転機構）、Ｄ…ダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）、Ｆ…フレーム、Ｓ…ダイシングテープ、Ｔ…チップ、Ｗ…半導体ウェハ

Claims (8)

  1. ダイシングテープをエキスパンドすることにより、前記ダイシングテープにダイアタッチフィルムを介して貼付されたワークを個々のチップに分割する分割手段を備えたワーク分割装置であって、
    前記ダイシングテープを介して前記ダイアタッチフィルムに接触することにより、前記ダイアタッチフィルムを局所的に冷却する冷却手段と、
    前記冷却手段と同一のユニット内に設けられ、前記ダイシングテープを加熱する加熱手段と、
    を備えるワーク分割装置。
  2. 前記分割手段は、前記冷却手段により前記ダイアタッチフィルムが局所的に冷却された後、前記ダイシングテープを突き上げて前記ダイシングテープをエキスパンドする突上げ用部材を有する、請求項１に記載のワーク分割装置。
  3. 前記加熱手段は、前記ダイシングテープを光により選択的に加熱する光加熱手段である、請求項１又は２に記載のワーク分割装置。
  4. 前記冷却手段は、前記ダイアタッチフィルムのうち前記ダイシングテープと前記ワークに挟まれた領域を局所的に冷却する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のワーク分割装置。
  5. ダイシングテープをエキスパンドすることにより、前記ダイシングテープにダイアタッチフィルムを介して貼付されたワークを個々のチップに分割する分割ステップを備えたワーク分割方法であって、
    前記ダイシングテープを介して前記ダイアタッチフィルムに接触することにより、前記ダイアタッチフィルムを局所的に冷却する冷却ステップと、
    前記冷却ステップと同一のユニット内で行われ、前記ダイシングテープを加熱する加熱ステップと、
    を備えるワーク分割方法。
  6. 前記分割ステップは、前記冷却ステップにより前記ダイアタッチフィルムが局所的に冷却された後、前記ダイシングテープを突き上げることによって前記ダイシングテープをエキスパンドする、請求項５に記載のワーク分割方法。
  7. 前記加熱ステップは、前記ダイシングテープを光により選択的に加熱する光加熱ステップである、請求項５又は６に記載のワーク分割方法。
  8. 前記冷却ステップは、前記ダイアタッチフィルムのうち前記ダイシングテープと前記ワークに挟まれた領域を局所的に冷却する、請求項５〜７のいずれか１項に記載のワーク分割方法。
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