JP2016015360A - チップ間隔維持装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】チップの間隔を拡げた状態に維持する際のチップの汚染を抑制可能なチップ間隔維持装置を提供する。
【解決手段】エキスパンドシート（２３）に貼着された被加工物（１１）を分割して形成した複数のチップ（２７）の間隔を拡張した状態に維持するチップ間隔維持装置（２）であって、被加工物の外周縁と環状フレーム（２５）の内周との間の拡張されたエキスパンドシートに向けて遠赤外線（Ａ）を照射し、エキスパンドシートを収縮させる遠赤外線照射手段（４２）と、遠赤外線照射手段に隣接して配設され、遠赤外線照射手段がエキスパンドシートに向けて遠赤外線を照射する際に被加工物に対して気体（Ｂ）を噴射する噴射口（４４ａ）を有し、被加工物の上方にエアー層を形成するエアー層形成手段（４４）と、を備える構成とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、エキスパンドシートを拡張して拡げたチップの間隔を維持するチップ間隔維持装置に関する。
携帯電話に代表される小型軽量な電子機器では、ＩＣ等のデバイスを備えるデバイスチップが必須の構成となっている。デバイスチップ（以下、チップ）は、例えば、シリコン等の材料でなるウェーハの表面をストリートと呼ばれる複数の分割予定ラインで区画し、各領域にデバイスを形成した後、このストリートに沿ってウェーハを分割することで製造される。
近年では、ウェーハのストリートに沿って分割の起点となる改質層を形成し、外力を付与して複数のチップへと分割する分割方法が実用化されている（例えば、特許文献１参照）。この分割方法では、改質層が形成されたウェーハにエキスパンドシートを貼着し、このエキスパンドシートを拡張することでウェーハに外力を付与している。
ところで、エキスパンドシートを拡張して拡げたチップの間隔を維持するために、エキスパンドシートが固定された環状フレームの内周とウェーハの外周との間の領域を加熱して、拡張後のエキスパンドシートを部分的に収縮させる方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この方法でチップの間隔を拡げた状態に維持することで、後のハンドリング等を容易にできる。
特開２０１１−７７４８２号公報 特開２０１２−１５６４００号公報
ところで、上述の方法では、加熱によって揮発したエキスパンドシートの成分がチップに付着し、チップを汚染してしまうことがある。本発明はかかる問題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、チップの間隔を拡げた状態に維持する際のチップの汚染を抑制可能なチップ間隔維持装置を提供することである。
本発明によれば、エキスパンドシートに貼着された被加工物を分割して形成した複数のチップの間隔を拡張した状態に維持するチップ間隔維持装置であって、被加工物を支持する支持面を有し、エキスパンドシートを介して複数のチップに分割された被加工物を吸引保持可能なテーブルと、該エキスパンドシートが装着された環状フレームを該テーブルの外周部に固定する固定手段と、該エキスパンドシートを拡張し、複数の該チップ間に間隔を形成する拡張手段と、該テーブルの該支持面の上方に配設され、被加工物の外周縁と該環状フレームの内周との間の拡張された該エキスパンドシートに向けて遠赤外線を照射し、該エキスパンドシートを収縮させる遠赤外線照射手段と、該遠赤外線照射手段を、該エキスパンドシートに対して遠赤外線を照射する照射位置と退避位置とに位置付ける位置付け手段と、該遠赤外線照射手段に隣接して配設され、該遠赤外線照射手段が該エキスパンドシートに向けて遠赤外線を照射する際に被加工物に対して気体を噴射する噴射口を有し、被加工物の上方にエアー層を形成するエアー層形成手段と、を備えたことを特徴とするチップ間隔維持装置が提供される。
本発明に係るチップ間隔維持装置は、被加工物の上方にエアー層を形成するエアー層形成手段を備えるので、エキスパンドシートから揮発する成分の被加工物への付着をエアー層によって抑制できる。これにより、チップの間隔を拡げた状態に維持する際のチップの汚染を抑制できる。
チップ間隔維持装置で処理される被加工物を模式的に示す斜視図である。 チップ間隔維持装置の構成例を模式的に示す斜視図である。 チップ間隔維持装置の断面等を模式的に示す図である。 載置ステップを模式的に示す図である。 分割ステップを模式的に示す図である。 吸引保持ステップを模式的に示す図である。 加熱ステップを模式的に示す図である。
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態のチップ間隔維持装置で処理される被加工物を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、被加工物１１は、例えば、シリコン等の材料で形成された略円形の板状物（ウェーハ）であり、表面１１ａは、中央のデバイス領域１３と、デバイス領域１３を囲む外周余剰領域１５とに分けられている。
デバイス領域１３は、格子状に配列されたストリート（分割予定ライン）１７でさらに複数の領域に区画されており、各領域にはＩＣ等のデバイス１９が形成されている。被加工物１１の外周は面取り加工されており、丸みを帯びている。
被加工物１１の内部には、分割の起点となる改質層２１が、各ストリート１７に沿って形成されている。改質層２１は、例えば、被加工物１１に吸収されにくい波長のレーザービームを被加工物１１の内部に集光することで形成される。なお、改質層２１に代えて、分割の起点となり得るレーザー加工溝や切削溝等を形成しても良い。
被加工物１１の裏面１１ｂ側には、被加工物１１より大径のエキスパンドシート２３が貼着されている。このエキスパンドシート２３は、樹脂等の材料で形成されており、外力を付与することで拡張される。エキスパンドシート２３の外周部には、略円形の開口を備えた環状フレーム２５が装着されている。
すなわち、被加工物１１は、エキスパンドシート２３を介して環状フレーム２５に支持されている。なお、図１では、被加工物１１の裏面１１ｂ側にエキスパンドシート２３を貼着しているが、被加工物１１の表面１１ａ側にエキスパンドシート２３を貼着しても良い。
図２は、本実施形態に係るチップ間隔維持装置の構成例を模式的に示す斜視図であり、図３は、本実施形態に係るチップ間隔維持装置の断面等を模式的に示す図である。図２及び図３に示すように、チップ間隔維持装置２は、被加工物１１を支持する支持テーブル（テーブル）４を備えている。支持テーブル４は、ステンレス等の金属材料でなる円盤状の枠体６と、枠体６の上面中央部に配置された多孔質部材８とを含む。
多孔質部材８は、被加工物１１と略同径の円盤状に形成されており、図３に示すように、支持テーブル４の下方に設けられた吸引路１０、バルブ１２等を介して吸引源１４に接続されている。多孔質部材８の上面は、被加工物１１を支持する支持面８ａとなっており、吸引源１４の負圧によって被加工物１１を吸引保持できる。
被加工物１１のエキスパンドシート２３側を支持面８ａに重ね、吸引源１４の負圧を作用させることで、被加工物１１は、エキスパンドシート２３を介して支持テーブル４に吸引保持される。多孔質部材８の下方には、支持面８ａを加熱するシートヒータ１６が設けられており、支持テーブル４で吸引保持したエキスパンドシート２３を加熱できる。
枠体６の下方には、２個の支持テーブル昇降機構（拡張手段）１８が設けられている。各支持テーブル昇降機構１８は、シリンダケース２０とシリンダケース２０に挿通されたピストンロッド２２とを備え、ピストンロッド２２の上端部には支持テーブル４が固定されている。支持テーブル４の高さ位置は、この２個の支持テーブル昇降機構１８で調節される。
枠体６の外側には、枠体６の外周を囲むように、ステンレス等の金属材料でなる円環状の外周テーブル２４が配置されている。外周テーブル２４の下方には、２個の外周テーブル昇降機構（拡張手段）２６が設けられている。
各外周テーブル昇降機構２６は、シリンダケース２８とシリンダケース２８に挿通されたピストンロッド３０とを備え、ピストンロッド３０の上端部には外周テーブル２４が固定されている。外周テーブル２４の高さ位置は、この２個の外周テーブル昇降機構２６で調節される。
外周テーブル２４の外側には、環状フレーム２５を載置する載置テーブル３２が設けられている。載置テーブル３２の中央部には、支持テーブル４及び外周テーブル２４に対応する円形の開口３２ａが設けられており、支持テーブル４及び外周テーブル２４は、この開口３２ａ内に位置付けられる。
載置テーブル３２の下方には、４個の載置テーブル昇降機構３４が設けられている。各載置テーブル昇降機構３４は、シリンダケース３６とシリンダケース３６に挿通されたピストンロッド３８とを備え、ピストンロッド３８の上端部には載置テーブル３２が固定されている。載置テーブル３２の高さ位置は、この４個の載置テーブル昇降機構３４で調節される。
載置テーブル３２の上面には、被加工物１１の表面１１ａ側が上方に露出するように環状フレーム２５が載置される。これにより、被加工物１１は、開口３２ａの中央付近に位置付けられ、エキスパンドシート２３を介して支持テーブル４に支持される。
載置テーブル３２の上方には、載置テーブル３２に載置された環状フレーム２５を上方から押圧して固定するプレート（固定手段）４０が設けられている。プレート４０の中央部には、載置テーブル３２の開口３２ａに対応する開口４０ａが設けられている。被加工物１１とエキスパンドシート２３の一部とは、この開口４０ａから上方に露出する。
環状フレーム２５をプレート４０で固定した後には、支持テーブル昇降機構１８及び外周テーブル昇降機構２６で支持テーブル４及び外周テーブル２４を上昇させる。このように、載置テーブル３２に対して支持テーブル４及び外周テーブル２４を相対的に上昇させることで、環状フレーム２５に装着されたエキスパンドシート２３を拡張できる。
支持テーブル４及び外周テーブル２４の上方には、遠赤外線を照射する２個の遠赤外線ヒータ（遠赤外線照射手段）４２を備えた円盤状のエアー層形成ユニット（エアー層形成手段）４４が配置されている。この遠赤外線ヒータ４２によって、プレート４０の開口４０ａから露出したエキスパンドシート２３の一部に遠赤外線を照射できる。
遠赤外線ヒータ４２は、例えば、３μｍ〜２５μｍにピーク波長を有する遠赤外線を照射できるように構成されている。このような波長の遠赤外線は、金属材料に吸収されにくいので、エキスパンドシート２３を収縮させる際の支持テーブル４、外周テーブル２４等の加熱を防止できる。つまり、遠赤外線が照射された領域においてのみエキスパンドシート２３を適切に加熱し、収縮させることができる。
エアー層形成ユニット４４は、上下に伸びる回転軸４６を介してモータ等の回転駆動源（不図示）と連結されている。回転軸４６は、遠赤外線ヒータ４２及びエアー層形成ユニット４４を上下に移動させる移動ユニット（位置付け手段）（不図示）に支持されている。この移動ユニットによって、遠赤外線ヒータ４２及びエアー層形成ユニット４４は、エキスパンドシート２３に対して遠赤外線を照射する下方の照射位置と、上方の退避位置とに位置付けられる。
遠赤外線ヒータ４２を照射位置に位置付けるとともに、回転軸４６の周りに回転させながら遠赤外線を照射することで、被加工物１１の外周と環状フレーム２５の内周との間に位置するエキスパンドシート２３を加熱できる。その結果、当該位置のエキスパンドシート２３は収縮する。
エアー層形成ユニット４４の中央には、被加工物１１に向けて気体（空気等）を噴射する噴射口４４ａが形成されている。この噴射口４４ａには、回転軸４６の内部に形成された供給路４６ａ、バルブ４８等を介して気体供給源５０が接続されている。エキスパンドシート２３に遠赤外線を照射する際には、バルブ４８を開いて噴射口４４ａから気体を噴射させる。これにより、被加工物１１の上方に気体の流れ（エアー層）を形成できる。
次に、上述したチップ間隔維持装置２の使用例を説明する。まず、支持テーブル４上に被加工物１１を載置する載置ステップを実施する。図４は、載置ステップを模式的に示す図である。図４に示すように、載置ステップでは、被加工物１１の表面１１ａ側が上方に露出するように、載置テーブル３２の上面に環状フレーム２５を載置する。これにより、被加工物１１は、エキスパンドシート２３を介して支持テーブル４に支持される。
なお、吸引路１０のバルブ１２は閉じておく。また、この載置ステップを実施するタイミングでシートヒータ１６を作動させ、支持テーブル４の支持面８ａをあらかじめ５０℃〜８０℃程度に加熱しておくと良い。ただし、支持面８ａの温度は特に限定されず、エキスパンドシート２３の種類に応じて変更できる。
載置ステップの後には、エキスパンドシート２３を拡張して被加工物１１を分割する分割ステップを実施する。図５は、分割ステップを模式的に示す図である。分割ステップでは、図５に示すように、載置テーブル３２に載置された環状フレーム２５をプレート４０で固定して、支持テーブル昇降機構１８及び外周テーブル昇降機構２６で支持テーブル４及び外周テーブル２４を上昇させる。
この分割ステップでも吸引路１０のバルブ１２は閉じておき、被加工物１１を支持テーブル４に吸引させないようにする。環状フレーム２５は、載置テーブル３２とプレート４０とで挟持固定されているので、支持テーブル４及び外周テーブル２４を載置テーブル３２に対して相対的に上昇させると、エキスパンドシート２３は拡張する。
これによって、被加工物１１にはエキスパンドシート２３を拡張する方向の外力が加わり、被加工物１１は、改質層２１が形成されたストリート１７に沿って複数のチップ２７に分割される。
また、このエキスパンドシート２３の拡張によって、分割されたチップ２７の間隔が拡げられる。上述のように、支持テーブル４の支持面８ａは、シートヒータ１６によって加熱されているので、エキスパンドシート２３を十分に軟化させてチップ２７の間隔を容易に拡げることができる。
なお、シートヒータ１６は、被加工物１１に対応した領域のみを加熱するので、被加工物１１の外周と環状フレーム２５の内周との間の領域において、エキスパンドシート２３の熱による軟化は抑制される。つまり、被加工物１１の外周と環状フレーム２５の内周との間の領域において、エキスパンドシート２３は拡張され過ぎずに済む。
分割ステップの後には、被加工物１１を支持テーブル４に吸引させる吸引保持ステップを実施する。図６は、吸引保持ステップを模式的に示す図である。吸引保持ステップでは、図６に示すように、吸引路１０のバルブ１２を開いて、支持面８ａに吸引源１４の負圧を作用させる。
これにより、間隔が拡がった状態の複数のチップ２７を、支持テーブル４で吸引保持できる。複数のチップ２７を支持テーブル４で吸引保持した後には、支持テーブル４及び外周テーブル２４を、載置テーブル３２と同じ高さ位置まで下降させる。
吸引保持ステップの後には、エキスパンドシート２３に遠赤外線を照射する加熱ステップを実施する。図７は、加熱ステップを模式的に示す図である。加熱ステップでは、図７に示すように、遠赤外線ヒータ４２を上方の退避位置から下方の照射位置に移動させて、遠赤外線Ａを照射しながら回転軸４６の周りに１８０度回転させる。
具体的には、例えば、エキスパンドシート２３を約１８０℃まで加熱するような遠赤外線Ａを遠赤外線ヒータ４２から照射する。また、供給路４６ａのバルブ４８を開いて、噴射口４４ａから被加工物１１（チップ２７）に向けて気体Ｂを噴射する。なお、この吸引保持ステップでも、吸引路１０のバルブ１２は開いておく。
これにより、被加工物１１の外周と環状フレーム２５の内周との間の領域でエキスパンドシート２３を加熱し、収縮させることができる。なお、本実施形態では、上述のように、被加工物１１の上方に外側（環状フレーム２５側）へと向かう気体Ｂの流れ（エアー層）を形成しているので、加熱によって揮発したエキスパンドシート２３の成分が被加工物１１に付着し難くなる。
以上のように、本実施形態のチップ間隔維持装置２は、被加工物１１の上方に気体Ｂの流れ（エアー層）を形成するエアー層形成ユニット（エアー層形成手段）４４を備えるので、気体Ｂの流れによって、エキスパンドシート２３から揮発する成分の被加工物１１への付着を抑制できる。これにより、チップ２７の間隔を拡げた状態に維持する際のチップ２７の汚染を抑制できる。
また、本実施形態のチップ間隔維持装置２は、被加工物１１の外周と環状フレーム２５の内周との間に遠赤外線Ａを照射してエキスパンドシート２３を収縮させる遠赤外線ヒータ（遠赤外線照射手段）４２を備えるので、被加工物１１の外周と環状フレーム２５の内周との間においてエキスパンドシート２３を遠赤外線Ａで収縮させて、チップ２７の間隔を適切に維持できる。
さらに、本実施形態のチップ間隔維持装置２では、遠赤外線Ａを使用するので、チップ間隔維持装置２を構成する支持テーブル４、外周テーブル２４等の加熱を防止できる。つまり、本実施形態のチップ間隔維持装置２は、エキスパンドシート２３のみを遠赤外線Ａで加熱し、収縮させて、チップ２７の間隔を適切に維持できる。
なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施できる。例えば、上記実施形態では、支持テーブル昇降機構（拡張手段）１８及び外周テーブル昇降機構（拡張手段）２６で支持テーブル４及び外周テーブル２４を上昇させることで、環状フレーム２５に装着されたエキスパンドシート２３を拡張しているが、本発明の拡張手段は、支持テーブル昇降機構１８及び外周テーブル昇降機構２６に限定されない。
例えば、載置テーブル昇降機構３４で載置テーブル３２を下降させて、エキスパンドシート２３を拡張しても良い。この場合には、載置テーブル昇降機構３４が拡張手段となる。また、例えば、外周テーブル昇降機構２６で外周テーブル２４を上昇させて、エキスパンドシート２３を拡張しても良い。この場合には、外周テーブル昇降機構２６が拡張手段となる。さらに、被加工物１１の外周と環状フレーム２５の内周との間の領域を押圧する他の拡張手段を用いても良い。
また、上記実施形態では、遠赤外線ヒータ４２とエアー層形成ユニット４４とを同じ移動ユニット（位置付け手段）で移動させているが、異なる移動ユニット（位置付け手段）で独立に移動させても良い。
その他、上記実施形態に係る構成、方法等は、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できる。
２ チップ間隔維持装置
４ 支持テーブル（テーブル）
６ 枠体
８ 多孔質部材
８ａ 支持面
１０ 吸引路
１２ バルブ
１４ 吸引源
１６ シートヒータ
１８ 支持テーブル昇降機構（拡張手段）
２０ シリンダケース
２２ ピストンロッド
２４ 外周テーブル
２６ 外周テーブル昇降機構（拡張手段）
２８ シリンダケース
３０ ピストンロッド
３２ 載置テーブル
３２ａ 開口
３４ 載置テーブル昇降機構
３６ シリンダケース
３８ ピストンロッド
４０ プレート（固定手段）
４０ａ 開口
４２ 遠赤外線ヒータ（遠赤外線照射手段）
４４ エアー層形成ユニット（エアー層形成手段）
４４ａ 噴射口
４６ 回転軸
４６ａ 供給路
４８ バルブ
５０ 気体供給源
１１ 被加工物
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１３ デバイス領域
１５ 外周余剰領域
１７ ストリート（分割予定ライン）
１９ デバイス
２１ 改質層
２３ エキスパンドシート
２５ 環状フレーム
２７ チップ
Ａ 遠赤外線
Ｂ 気体

Claims (1)

  1. エキスパンドシートに貼着された被加工物を分割して形成した複数のチップの間隔を拡張した状態に維持するチップ間隔維持装置であって、
    被加工物を支持する支持面を有し、エキスパンドシートを介して複数のチップに分割された被加工物を吸引保持可能なテーブルと、
    該エキスパンドシートが装着された環状フレームを該テーブルの外周部に固定する固定手段と、
    該エキスパンドシートを拡張し、複数の該チップ間に間隔を形成する拡張手段と、
    該テーブルの該支持面の上方に配設され、被加工物の外周縁と該環状フレームの内周との間の拡張された該エキスパンドシートに向けて遠赤外線を照射し、該エキスパンドシートを収縮させる遠赤外線照射手段と、
    該遠赤外線照射手段を、該エキスパンドシートに対して遠赤外線を照射する照射位置と退避位置とに位置付ける位置付け手段と、
    該遠赤外線照射手段に隣接して配設され、該遠赤外線照射手段が該エキスパンドシートに向けて遠赤外線を照射する際に被加工物に対して気体を噴射する噴射口を有し、被加工物の上方にエアー層を形成するエアー層形成手段と、を備えたことを特徴とするチップ間隔維持装置。
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