JP2016181659A - 拡張装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬出入口の近傍で結露を抑制した拡張装置を提供する。
【解決手段】拡張装置（２）であって、フレームユニット（１）の環状フレーム（２５）を保持するフレーム保持手段（２６，２８）と、フレーム保持手段に保持された環状フレームの開口を塞ぐ保護テープ（２３）を拡張するテープ拡張手段（１８，２０）と、フレームユニットの通過を許容する搬出入口（４ａ）と、搬出入口を遮蔽する遮蔽手段（８）と、を有し、フレーム保持手段とテープ拡張手段とを内部に収容するチャンバー（４）と、チャンバーの内部を冷却する冷却手段（６，３６）と、を備え、遮蔽手段は、チャンバーの搬出入口を覆う遮蔽扉（１０）と、搬出入口を遮蔽する遮蔽位置と、搬出入口を開放する開放位置との間で遮蔽扉を移動させる移動手段（１２）と、を備え、遮蔽扉は、内部に中空領域（４２ｄ）を有する樹脂製の板状物（４２）で構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウェーハに貼着された保護テープ等を拡張する拡張装置に関する。

表面に複数のデバイスが形成されたウェーハは、例えば、分割予定ライン（ストリート）に沿って切削、又はレーザー加工されて、各デバイスに対応する複数のデバイスチップへと分割される。このデバイスチップを別のウェーハやデバイスチップ等と重ねて固定するために、デバイスチップの裏面側に固定用の接着層を設けることがある。

裏面側に設けた接着層を固定対象物に密着させて、熱や光などの外的刺激を加えることで、接着層を硬化させてデバイスチップを固定できる。接着層としては、例えば、ダイアタッチフィルム（DAF：Die Attach Film）等と呼ばれるダイボンディング用のフィルム状接着剤が用いられる。

このフィルム状接着剤は、ウェーハの裏面全体を覆う大きさに形成されており、例えば、分割前のウェーハの裏面に貼着される。ウェーハの裏面にフィルム状接着剤を貼着してから、このフィルム状接着剤をウェーハと共に分割することで、裏面側に接着層を備えたデバイスチップを形成できる。

ところで、ウェーハをフルカットしないＤＢＧ（Dicing Before Grinding）や、ウェーハの内部にレーザー光線を集光させて多光子吸収による改質層を形成するＳＤＢＧ（Stealth Dicing Before Grinding）等の加工方法を採用すると、ウェーハと共にフィルム状接着剤を適切に分割できない可能性が高くなる。

そこで、フィルム状接着剤を保護テープ（ダイシングテープ、エキスパンドテープ）に貼着し、十分に冷却してから保護テープを拡張するフィルム状接着剤の破断方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この破断方法では、冷却によってフィルム状接着剤の伸縮性を低下させるので、保護テープを拡張するだけでフィルム状接着剤を容易に破断できる。

特開２００９−２７２５０２号公報

上述した破断方法では、冷却用のチャンバーを備える拡張装置が使用されている。チャンバーは、ウェーハを搬出入するための搬出入口を除いて断熱材で覆われており、その内部は低温に保たれる。ところが、この拡張装置には、搬出入口の近傍で結露を生じ易いという問題があった。

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、搬出入口の近傍で結露を抑制できる拡張装置を提供することである。

本発明によれば、表面の分割予定ラインで区画された領域にデバイスが形成されたウェーハの裏面に貼着された接着フィルムを、環状フレームの開口を塞ぐ保護テープに貼着したフレームユニットの状態で、該保護テープを拡張し該分割予定ラインに沿って該接着フィルムを破断する拡張装置であって、該フレームユニットの該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保持された該環状フレームの該開口を塞ぐ該保護テープを拡張するテープ拡張手段と、該フレームユニットの通過を許容する搬出入口と、該搬出入口を遮蔽する遮蔽手段と、を有し、該フレーム保持手段と該テープ拡張手段とを内部に収容するチャンバーと、該チャンバーの内部を冷却する冷却手段と、を備え、該遮蔽手段は、該チャンバーの該搬出入口を覆う遮蔽扉と、該搬出入口を遮蔽する遮蔽位置と、該搬出入口を開放する開放位置との間で該遮蔽扉を移動させる移動手段と、を備え、該遮蔽扉は、内部に中空領域を有する樹脂製の板状物で構成されていることを特徴とする拡張装置が提供される。

本発明において、該搬出入口の近傍には、該遮蔽位置に位置付けられた該遮蔽板と該搬出入口との隙間を埋めるブラシを含むシール手段が設けられていることが好ましい。

本発明に係る拡張装置では、チャンバーの搬出入口を覆う遮蔽扉を、内部に中空領域を有する樹脂製の板状物で構成したので、搬出入口の近傍で断熱効果を高めて結露を抑制できる。

拡張装置の第１の状態を模式的に示す斜視図である。 拡張装置の第２の状態を模式的に示す斜視図である。 チャンバーの内部の様子を模式的に示す分解斜視図である。 遮蔽扉の構造を模式的に示す斜視図である。 変形例に係る拡張装置の構造を模式的に示す斜視図である。 変形例に係る拡張装置のシール構造を模式的に示す一部断面平面図である。

以下、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、本実施形態に係る拡張装置の第１の状態を模式的に示す斜視図であり、図２は、拡張装置の第２の状態を模式的に示す斜視図である。なお、図１では、搬出入されるフレームユニットを併せて示している。

図１に示すように、フレームユニット１は、シリコン、サファイア等の材料で円盤状に形成されたウェーハ１１を含む。ウェーハ１１の表面は、中央のデバイス領域と、デバイス領域を囲む外周余剰領域とに分けられている。

デバイス領域は、格子状に配列された複数の分割予定ライン（ストリート）でさらに複数の領域に区画されており、各領域には、ＩＣ、ＬＥＤ等のデバイス１３が形成されている。このウェーハ１１には、例えば、分割予定ラインに沿って破断の起点となる改質層や加工溝等が形成されている。そのため、このウェーハ１１に外力を付与することで、ウェーハ１１を分割予定ラインに沿って各デバイス１３に対応する複数のデバイスチップへと分割できる。

ウェーハ１１の裏面側には、ウェーハ１１より大径のフィルム状接着剤（接着フィルム）２１が貼着されている。フィルム状接着剤２１は、例えば、熱や光などの外的刺激を加えることで硬化する樹脂等の材料で形成されており、デバイスチップを任意の固定対象物へと固定する。

フィルム状接着剤２１の下面側には、フィルム状接着剤２１より大径の保護テープ（ダイシングテープ、エキスパンドテープ）２３が貼着されている。保護テープ２３の外周部分には、円形の開口を備えた環状フレーム２５が固定されている。

すなわち、フィルム状接着剤２１は、環状フレーム２５の開口を塞ぐ保護テープ２３に貼着されている。また、ウェーハ１１は、フィルム状接着剤２１及び保護テープ２３を介して環状フレーム２５に支持されている。

本実施形態に係る拡張装置２は、上述した保護テープ２３を拡張することで、例えば、ウェーハ１１を分割予定ラインに沿って分割すると共に、ウェーハ１１に貼着されたフィルム状接着剤２１を分割予定ラインに沿って破断する。図１に示すように、拡張装置２は、内部に処理空間が形成されたチャンバー４を備えている。

チャンバー４の正面には、フレームユニット１の通過を許容する搬出入口４ａが形成されている。フレームユニット１は、この搬出入口４ａを通じてチャンバー４の内部に搬入される。

一方、チャンバー４の背面側には、冷気供給管（冷却手段）６が設けられている。冷気供給管６は、例えば、チャンバー４の外部に配置された冷気供給源（不図示）に接続されており、冷気供給源から供給される冷気をチャンバー４の内部に導く。

搬出入口４ａの近傍には、搬出入口４ａを外部から遮蔽する遮蔽ユニット（遮蔽手段）８が設けられている。この遮蔽ユニット８は、搬出入口４ａに対応する遮蔽扉１０と、遮蔽扉１０を下方から支持する移動ユニット（移動手段）１２とを含む。移動ユニット１２は、例えば、エアシリンダ等で構成されており、遮蔽扉１０を上下に移動させる。

図１に示すように、遮蔽扉１０を移動ユニット１２で下方に移動させ、搬出入口４ａを開放する開放位置に位置付ければ、搬出入口４ａを通じてフレームユニット１を搬出入できる。

一方、図２に示すように、遮蔽扉１０を移動ユニット１２で上方に移動させて、搬出入口４ａを遮蔽する遮蔽位置に位置付けることで、搬出入口４ａを遮蔽扉１０で覆ってチャンバー４の内部を低温に保つことができる。

なお、搬出入口４ａの上部には、遮蔽扉１０に対応する突き当て部材１４が配置されている。遮蔽扉１０を上方に移動させて突き当て部材１４に突き当てることで、搬出入口４ａの上方への冷気の漏れを抑制して断熱効果を高め、結露を抑制できる。

図３は、チャンバー４の内部の様子を模式的に示す分解斜視図である。図３に示すように、チャンバー４の内部には、直方体状の基台１６が配置されている。基台１６の上面には、円筒状の拡張ドラム（テープ拡張手段）１８が固定されている。拡張ドラム１８の外周の径は、環状フレーム２５の開口の径より小さくなっており、拡張ドラム１８の内周の径は、フィルム状接着剤２１の径より大きくなっている。

基台１６を囲む位置には、４個の昇降ユニット（テープ拡張手段）２０が配置されている。各昇降ユニット２０は、シリンダケース２２及びピストンロッド２４を備え、ピストンロッド２４の上端部には、環状フレーム２５を載せるテーブル（フレーム保持手段）２６が固定されている。テーブル２６の中央には、拡張ドラム１８に対応した円形の開口２６ａが形成されており、拡張ドラム１８は、この開口２６ａに通される。

テーブル２６の上方には、テーブル２６に載せられた環状フレーム２５を上方から押圧して固定するプレート（フレーム保持手段）２８が設けられている。プレート２８の中央には、テーブル２６の開口２６ａに対応する開口２８ａが形成されており、ウェーハ１１、フィルム状接着剤２１、及び保護テープ２３の一部がこの開口２８ａから露出する。

プレート２８の上方には、加熱冷却ユニット３０が配置されている。この加熱冷却ユニット３０は、円盤状のガイド構造３２と、ガイド構造３２の下面外周部に設けられたヒーター３４と、ガイド構造３２の上面中央に連結された冷気供給管（冷却手段）３６とを備えている。

ヒーター３４は、例えば、赤外線を放射できるように構成されており、プレート２８の開口２８ａから露出する保護テープ２３の外周部分を非接触で加熱し、収縮させる。保護テープ２３を拡張した後に、このヒーター３４で外周部分を収縮させれば、隣接するデバイスチップの間隔を拡張後の状態に維持できる。なお、このヒーター３４は、接触式でも良い。

冷気供給管３６は、上述の冷気供給管６と接続されている。冷気供給管６，３６を通じて冷気供給源から供給された冷気は、ガイド構造３２でガイドされ、ウェーハ１１、フィルム状接着剤２１、保護テープ２３等を、例えば、０℃以下に冷却する。

拡張装置２で保護テープ２３を拡張する際には、環状フレーム２５をテーブル２６に載せてプレート２８で固定し、テーブル２６及びプレート２８を昇降ユニット２０で下降させる。これにより、フレームユニット１を拡張ドラム１８に対して下降させ、拡張ドラム１８で保護テープ２３を拡張できる。

保護テープ２３を拡張すると、フィルム状接着剤２１及びウェーハ１１には水平方向の外力が付与される。これにより、ウェーハ１１は、分割予定ラインに沿って各デバイスチップに分割される。また、あらかじめフィルム状接着剤２１を破断に適した温度まで冷却しておくことで、フィルム状接着剤２１は適切に破断される。

ところで、断熱材等で覆われていない搬出入口４ａの近傍では、チャンバー４の内部の冷気の影響で結露が発生し易い。そこで、本実施形態に係る拡張装置２では、遮蔽扉１０の材質や構造等を工夫して、搬出入口４ａの近傍で結露を抑制している。図４は、遮蔽扉１０の構造を模式的に示す斜視図である。

図４に示すように、遮蔽扉１０は、断熱に適した樹脂等の材料で一体成型された板状物４２を含む。板状物４２は、搬出入口４ａに対応する矩形状の表板４２ａと、表板４２ａと同形の裏板４２ｂと、表板４２ａ及び裏板４２ｂを前後に繋ぐ複数の横板４２ｃとで構成されている。

板状物４２の内部は、表板４２ａ、裏板４２ｂ、及び複数の横板４２ｃによって複数の中空領域４２ｄに区画されており、板状物４２の断熱性は、この中空領域４２ｄによって高められている。このような板状物４２としては、例えば、旭硝子社製のツインカーボ（登録商標）等を用いることができる。

板状物４２の上辺には、板状物４２の上部を補強する補強材４４が取り付けられており、板状物４２の下辺には、板状物４２の下部を補強する補強材４６が取り付けられている。一方、板状物４２の一方の側辺には、板状物４２の一方の側部を補強する補強材４８が取り付けられており、板状物４２の他方の側辺には、板状物４２の他方の側部を補強する補強材５０が取り付けられている。

補強材４４，４６は、例えば、板状物４２と同様の樹脂等でなる角材であり、板状物４２の上辺及び下辺に対応する長さに形成されている。一方、補強材４８，５０は、例えば、補強材４４，４６と同様の角材４８ａ，５０ａと、角材４８ａ，５０ａに取り付けられたスポンジ等の密閉材４８ｂ，５０ｂとで構成されている。

角材４８ａ，５０ａは、板状物４２の両側辺に対応する長さに形成されている。密閉材４８ｂ，５０ｂは、板状物４２の両側端で開口する中空領域４２ｄと対面するように角材４８ａ，５０ａに固定されており、中空領域４２ｄを密閉する。このように、板状物４２の中空領域４２ｄを密閉することで、遮蔽扉１０の断熱性はさらに高められる。

以上のように、本実施形態に係る拡張装置２では、チャンバー４の搬出入口４ａを覆う遮蔽扉１０を、内部に中空領域４２ｄを有する樹脂製の板状物４２で構成したので、搬出入口４ａ近傍における断熱効果を高めて結露を抑制できる。

また、本実施形態に係る遮蔽扉１０は、断熱効果が高いので、チャンバー４の内部の温度維持が容易である。さらに、本実施形態に係る遮蔽扉１０は、非常に軽量なので、移動ユニット（移動手段）１２を簡素化、低コスト化できる。

なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。図５は、変形例に係る拡張装置の構造を模式的に示す斜視図である。図５に示すように、変形例に係る拡張装置６２の多くの構造は、上記実施形態に係る拡張装置２の構造と同じである。よって、拡張装置２と同じ構造には共通の符号を付して、当該構造の詳細な説明を省略する。

図５に示すように、変形例に係る拡張装置６２は、遮蔽位置に位置付けられた遮蔽板１０（搬出入口４ａ）の両側部に対応する２組のシール構造（シール手段）６４を備えている。図６は、変形例に係る拡張装置６２のシール構造６４を模式的に示す一部断面平面図である。図６に示すように、各シール構造６４は、遮蔽位置に位置付けられた遮蔽板１０の側部全体、及び搬出入口４ａの側部全体を覆うカバー部材６６を含む。

カバー部材６６の内側には、鉛直方向に伸びる空間６６ａが形成されており、この空間６６ａには、ブラシ６８が配置されている。ブラシ６８は、遮蔽位置に位置付けられた遮蔽板１０の側部と搬出入口４ａの側部との隙間を埋めるようにカバー部材６６に固定されている。

このようなシール構造６４を設けることで、遮蔽板１０の側部と搬出入口４ａの側部との隙間からの冷気の漏れを抑制して、断熱効果を更に高めることができる。つまり、結露をより適切に抑えることができ、また、チャンバー４の内部の温度維持が更に容易になる。その上、遮蔽板１０の側部と搬出入口４ａの側部との隙間は、小さな力で変形するブラシ６８によりシールされるので、移動ユニット（移動手段）１２による遮蔽扉１０の上下動が阻害されることもない。

その他、上記実施形態に係る構造、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。

２，６２ 拡張装置
４ チャンバー
４ａ 搬出入口
６ 冷気供給管（冷却手段）
８ 遮蔽ユニット（遮蔽手段）
１０ 遮蔽扉
１２ 移動ユニット（移動手段）
１４ 突き当て部材
１６ 基台
１８ 拡張ドラム（テープ拡張手段）
２０ 昇降ユニット（テープ拡張手段）
２２ シリンダケース
２４ ピストンロッド
２６ テーブル（フレーム保持手段）
２６ａ 開口
２８ プレート（フレーム保持手段）
２８ａ 開口
３０ 加熱冷却ユニット
３２ ガイド構造
３４ ヒーター
３６ 冷気供給管（冷却手段）
４２ 板状物
４２ａ 表板
４２ｂ 裏板
４２ｃ 横板
４２ｄ 中空領域
４４，４６，４８，５０ 補強材
４８ａ，５０ａ 角材
４８ｂ，５０ｂ 密閉材
６４ シール構造（シール手段）
６６ カバー部材
６６ａ 空間
６８ ブラシ
１ フレームユニット
１１ ウェーハ
１３ デバイス
２１ フィルム状接着剤（接着フィルム）
２３ 保護テープ
２５ 環状フレーム

Claims (2)

1. 表面の分割予定ラインで区画された領域にデバイスが形成されたウェーハの裏面に貼着された接着フィルムを、環状フレームの開口を塞ぐ保護テープに貼着したフレームユニットの状態で、該保護テープを拡張し該分割予定ラインに沿って該接着フィルムを破断する拡張装置であって、
   該フレームユニットの該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保持された該環状フレームの該開口を塞ぐ該保護テープを拡張するテープ拡張手段と、
   該フレームユニットの通過を許容する搬出入口と、該搬出入口を遮蔽する遮蔽手段と、を有し、該フレーム保持手段と該テープ拡張手段とを内部に収容するチャンバーと、
   該チャンバーの内部を冷却する冷却手段と、を備え、
   該遮蔽手段は、
   該チャンバーの該搬出入口を覆う遮蔽扉と、
   該搬出入口を遮蔽する遮蔽位置と、該搬出入口を開放する開放位置との間で該遮蔽扉を移動させる移動手段と、を備え、
   該遮蔽扉は、
   内部に中空領域を有する樹脂製の板状物で構成されていることを特徴とする拡張装置。
2. 該搬出入口の近傍には、該遮蔽位置に位置付けられた該遮蔽板と該搬出入口との隙間を埋めるブラシを含むシール手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の拡張装置。

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