JP2018163917A - シート拡張装置 - Google Patents

Abstract

【課題】未分割領域を残さずに被加工物やフィルム状接着剤を分割でき、且つエキスパンドシートの破断の発生を抑制するシート拡張装置を提供する。【解決手段】環状フレーム（１１）を固定する環状フレーム固定手段（２０）と、エキスパンドシート（１２）を押圧して拡張させる拡張手段（３０、３１）と、エキスパンドシートの拡張により分割起点（１６）に沿って被加工物（１３）又はフィルム状接着剤が破断する際に発生する弾性波を検出する弾性波検出センサ（５０，５１，５２，５３）と、制御手段（４０）とを備える。制御手段は、被加工物又はフィルム状接着剤が完全に破断した際の弾性波検出センサからの出力信号の値を基準として閾値として予め記憶し、エキスパンドシートの拡張による分割を行う際に、弾性波検出センサからの出力信号が閾値に到達していない場合に、未破断領域が存在するとしてエラー信号を出力する。【選択図】図２

Description

本発明は、ウェーハ等の被加工物やフィルム状接着剤を分割するためのシート拡張装置に関する。

半導体ウェーハに対して透過性を有するレーザビームを分割予定ラインに沿って照射し、多光子吸収により分割起点となる改質層を形成し、改質層を起点としてウェーハを分割する技術が開示されている。また、改質層以外の分割起点として、レーザー加工溝や切削溝等を形成する技術も知られている。分割予定ラインに沿って分割起点が形成されたウェーハ等の略円板状の被加工物を分割する際には、まず、被加工物を環状フレームに張られたエキスパンドシート上に貼着する。そして、エキスパンドシートを拡張することで被加工物に外力を付与し、被加工物を厚さ方向に貫くクラックを分割起点から生じさせて分割する（特許文献１参照）。

また、裏面にＤＡＦ（Die Attach Film）と称される数μｍ〜１００μｍ程度の厚さのエポキシ樹脂等からなるフィルム状接着剤を有する被加工物を分割する技術が開示されている。被加工物がＤＡＦと共にエキスパンドシートの拡張により分割されると、ＤＡＦが付いたチップが形成される。チップは最終的に加熱されてＤＡＦを介して所定の対象にボンディングされる（特許文献２参照）。

上述のようなエキスパンドシートの拡張により被加工物の分割（エキスパンドブレーキング）を行うシート拡張装置では、エキスパンドシートの周縁部を保持している環状フレームと、エキスパンドシートのうち被加工物が貼着されている領域との間で、被加工物の厚さ方向へ相対的な移動を生じさせることによって、エキスパンドシートを拡張させる。例えば、環状フレームを固定的に保持し、突き上げ部材によってエキスパンドシートを突き上げる構成のシート拡張装置が知られている。

突き上げ部材の相対的な突き上げが不十分であると、エキスパンドシートの拡張が不十分となる。すると、被加工物に適切に外力を作用できないため、被加工物は十分に分割されずに、一部の分割予定ラインに未分割領域を生じてしまう。ここで、未分割領域とは、分割予定ラインに沿った領域のうち、被加工物を厚さ方向に貫くクラックが無く、適切に分割されていない領域である。一方で、突き上げ部材の相対的な突き上げが過剰であると、エキスパンドシートが拡張に耐えられず破断してしまう。

環状フレームに対する突き上げ部材の相対的な突き上げ量の適切な値は、被加工物を分割して形成する個々のチップの大きさやエキスパンドシートの種類等によって異なる。そのため、予め実験等を行ってチップの大きさやエキスパンドシートの種類に適した突き上げ量の値を取得しておき、突き上げ部材の相対的な突き上げ量をその適切な値に設定してエキスパンドシートの拡張を実施する。

特許第３４０８８０５号公報 特開２００９−２７２５０３号公報

しかし、予め取得した値に基づいて突き上げ部材の相対的な突き上げ量を設定した場合でも、被加工物やエキスパンドシートの性質がばらついている等の理由により、実際にエキスパンドブレーキングを行った際に未分割領域が残ってしまうおそれがある。そのため、上述の適切な突き上げ量よりもある程度多めに突き上げ量を設定している場合が多い。この突き上げ量の割り増しは、装置を操作するオペーレーターが目分量で行うので、未分割領域を生じさせず、且つエキスパンドシートを破断させない最適値を得るために、経験やスキルが必要とされていた。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、分割予定ラインに沿って分割される被加工物や個々のチップに沿って分割されるフィルム状接着剤を未分割領域を残さずに分割でき、且つエキスパンドシートの破断の発生を抑制するシート拡張装置を提供することを目的とする。

本発明は、交差する複数の分割予定ラインに沿って分割起点が形成された被加工物又は分割後の個々のチップの裏面に貼着されたフィルム状接着剤の裏面に貼着されたエキスパンドシートを介して中央に開口を有する環状フレームに被加工物が支持された形態で、エキスパンドシートを拡張して、分割起点に沿って被加工物を又は個々のチップに沿ってフィルム状接着剤を分割するシート拡張装置であって、被加工物ユニットの環状フレームを支持する支持面を有し、支持面上に載置された環状フレームを固定する環状フレーム固定手段と、環状フレーム固定手段で固定された環状フレームの内周と被加工物の外周との間のエキスパンドシートを押圧部で押圧してエキスパンドシートを拡張する拡張手段と、エキスパンドシートを拡張して、分割起点に沿って被加工物が又は個々のチップに沿ってフィルム状接着剤が破断する際に発生する弾性波を検出する弾性波検出センサと、制御手段と、を備え、制御手段は、分割起点に沿って被加工物が又は個々のチップに沿ってフィルム状接着剤が完全に破断した際の弾性波検出センサからの出力信号の値を基準として閾値として予め記憶する記憶部を備え、エキスパンドシートを拡張して分割起点に沿って被加工物を又は個々のチップに沿ってフィルム状接着剤を破断する際に、弾性波検出センサからの出力信号が閾値に到達していない場合に、未破断領域が存在するとしてエラー信号を出力すること、を特徴とする。

本発明のシート拡張装置によれば、被加工物又はフィルム状接着剤が良好に破断した際の弾性波を予め閾値として記憶し、エキスパンドブレーキング中に弾性波検出センサからの出力信号の値を閾値と比較し、閾値と同等になった場合に完全破断したと判断できるので、エキスパンドシートを最適な拡張状態にさせることができる。また、エキスパンドブレーキング中に弾性波検出センサからの出力信号の値を閾値と比較することで未破断領域が残っているか否かの判断を行うことができるので、未破断を防止することができる。

本発明によれば、分割予定ラインに沿って分割される被加工物や個々のチップに沿って分割されるフィルム状接着剤を未分割領域を残さずに分割でき、且つエキスパンドシートの破断の発生を抑制するシート拡張装置を得ることができる。

本実施の形態に係るシート拡張装置の斜視図である。 第１の形態のシート拡張装置を示す断面図である。 第１の形態のシート拡張装置で被加工物を分割した状態を示す断面図である。 第２の形態のシート拡張装置を示す断面図である。 第３の形態のシート拡張装置を示す断面図である。 第４の形態のシート拡張装置を示す断面図である。 弾性波検出センサによる検出結果を示すグラフ図である。

以下、本実施の形態に係るシート拡張装置について説明する。図１は、本実施の形態に係るシート拡張装置の斜視図である。図２と図３はシート拡張装置の第１の形態を示す断面図、図４はシート拡張装置の第２の形態を示す断面図、図５はシート拡張装置の第３の形態を示す断面図、図６はシート拡張装置の第４の形態を示す断面図である。まず、図１から図３を参照して、第１から第４の形態に共通するシート拡張装置の構成を説明する。なお、シート拡張装置は、この構成に限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。

図１に示すシート拡張装置１は、被加工物ユニット１０を構成する環状フレーム１１を保持し、環状フレーム１１に張られたエキスパンドシート１２を拡張させることによって被加工物１３を分割させるものである。環状フレーム１１の中央には、エキスパンドシート１２によって覆われる円形状の開口１４が形成されている。エキスパンドシート１２は、開口１４の周縁領域で環状フレーム１１の裏面側に固定され、開口１４の内側領域では弾性変形可能になっている。このエキスパンドシート１２の弾性変形可能部分が、略円板状の被加工物１３の裏面に貼着されている。被加工物１３の外径は環状フレーム１１の開口１４の内径よりも小さく、被加工物１３の外周１３ａと環状フレーム１１の内周（開口１４の内縁部）との間に径方向の隙間がある。

被加工物１３の表面には格子状に交差する複数の分割予定ライン１５（図１参照）が設けられており、分割予定ライン１５によって区画された各領域に各種デバイス（図示略）が形成されている。また、被加工物１３の内部には、分割予定ライン１５に沿って分割起点となる改質層１６（図２参照）が形成されている。なお、改質層１６は、レーザーの照射によって被加工物１３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。本実施の形態では、分割起点として改質層１６を例示するが、分割起点は、被加工物１３の強度を低下させて分割時の起点になればよく、例えば、レーザー加工溝、切削溝、スクライブラインでもよい。

シート拡張装置１は、被加工物ユニット１０の環状フレーム１１を保持するフレーム固定手段２０を備えている。フレーム固定手段２０は、上面視で四角形状の支持台２１と、支持台２１の支持面２２を上方から覆うカバープレート２３とを備えている。支持台２１は複数の支持脚２４によって下側から支持されている。支持台２１とカバープレート２３のそれぞれの中央に、環状フレーム１１の開口１４と略同径の円形開口２５，２６が形成されている。

図２に示すように、被加工物ユニット１０は、被加工物１３を上方に向けて、環状フレーム１１が支持面２２上に載置される。この状態で支持台２１にカバープレート２３を取り付けると、支持台２１の支持面２２とカバープレート２３とによって環状フレーム１１が挟まれて保持されると共に、円形開口２５，２６の内側にエキスパンドシート１２の弾性変形可能部分と被加工物１３が位置する。カバープレート２３は不図示のクランプ等によって支持台２１に固定され、これにより環状フレーム１１が固定状態で強固に保持される。

シート拡張装置１の中央に昇降台３０を備える。昇降台３０は、上面視で略円形の外周形状を有し、フレーム固定手段２０における円形開口２５，２６の内径よりも小径である。昇降台３０は、複数のボールねじ機構３１を介して下側から支持されている。各ボールねじ機構３１は、モータ３１ａと、モータ３１ａから上方に延びてモータ３１ａによって回転されるボールねじ３１ｂと、ボールねじ３１ｂに螺合するナット３１ｃと、ナット３１ｃが連結する支持脚３１ｄとを有している。ナット３１ｃと支持脚３１ｄはボールねじ３１ｂの軸線を中心とする回転が規制されており、支持脚３１ｄの上端に昇降台３０が固定されている。従って、各ボールねじ機構３１のモータ３１ａを駆動してボールねじ３１ｂが回転すると、ナット３１ｃと支持脚３１ｄが上下に移動して昇降台３０を昇降させる。昇降台３０は、支持台２１よりも下方に位置する待機位置と、支持台２１よりも上方に位置する突き上げ位置（図３参照）とに移動可能であり、待機位置から突き上げ位置へ移動するときに円形開口２５，２６の内側を通過して、エキスパンドシート１２を下方から上方へ向けて押圧する。この押圧によってエキスパンドシート１２が拡張される。すなわち、エキスパンドシート１２を押圧する押圧部である昇降台３０と、昇降台３０を昇降させるボールねじ機構３１とによって、エキスパンドシート１２を拡張させる拡張手段が構成されている。

昇降台３０の外縁には、全周に渡って複数のローラー３３が設けられている。図２に示すように、複数のローラー３３はそれぞれ、昇降台３０の外縁に形成された段部３４内に、軸部３３ａを中心として回転可能に支持されている。昇降台３０が上昇するときに、エキスパンドシート１２の下面に各ローラー３３が接触して押圧する。各ローラー３３がエキスパンドシート１２を押圧する位置は、環状フレーム１１の内周（開口１４の内縁部）と被加工物１３の外周１３ａとの間の領域である。

以上のシート拡張装置１では、ボールねじ機構３１のモータ３１ａを駆動して昇降台３０を待機位置から上方へ徐々に移動させると、図２に示すように、円形開口２５，２６の内側に位置するエキスパンドシート１２の下面に複数のローラー３３が接触する。さらに昇降台３０を上方へ移動させると、エキスパンドシート１２における被加工物１３の貼着領域が押し上げられて、図３に矢印Ｆ１で示す方向の力によりエキスパンドシート１２が引っ張られる。これにより、エキスパンドシート１２における被加工物１３の貼着領域が径方向に拡張される。すると、被加工物１３に対して拡径方向への外力が働き、被加工物１３内に形成した改質層１６（図２）を起点として、被加工物１３の厚さ方向にクラックが生じる。クラックが被加工物１３の表裏を貫くまで外力を付与することで、分割予定ライン１５（図１）に沿う個々のチップＣ（図３）に分割される。拡張手段にボールねじ機構３１を用いることによって、昇降台３０の昇降を微妙な度合いで調整したり、昇降台３０の昇降スピードを可変にして被加工物１３の破断速度を適切に管理したりすることができる。

図３に示すように、昇降台３０によってエキスパンドシート１２を突き上げて拡張させる際には、昇降台３０の外縁部分でエキスパンドシート１２の角度が変わる。複数のローラー３３を配することで、昇降台３０の外縁部分でのエキスパンドシート１２の摩擦が抑えられ、円滑に拡張させることができる。

被加工物１３の分割が完了した後、ボールねじ機構３１のモータ３１ａを駆動して、昇降台３０を待機位置まで下降させる。そして、フレーム固定手段２０による環状フレーム１１の固定を解除して、被加工物ユニット１０をシート拡張装置１から取り外す。

以上のようなシート拡張装置１におけるエキスパンドブレーキングでは、図３のように被加工物１３が全てのチップＣに完全に分割されるまで、昇降台３０を上方に移動させる必要がある。エキスパンドシート１２に対する昇降台３０の突き上げ量が不十分であると、被加工物１３における分割予定ライン１５に沿った領域のうち、適切に分割されていない未分割領域が残ってしまう。一方で、昇降台３０の突き上げ量が過大であると、エキスパンドシート１２が拡張に耐えられずに破断を生じてしまうおそれがある。そのため、昇降台３０の突き上げ量を過不足なく設定することが求められる。しかし、エキスパンドシート１２や被加工物１３の性質のばらつきによって、未分割領域を残さずに分割するために必要な外力が微妙に異なるため、昇降台３０の突き上げ量を一律に設定することが難しい。本実施の形態は、被加工物１３の分割の状態に応じて昇降台３０の突き上げ量を容易に管理可能としたものであり、その特徴を以下に説明する。

図２及び図３に示す第１の形態のシート拡張装置１は、制御手段４０と、報知手段４１と、弾性波検出センサ５０とを備えている。制御手段４０は、シート拡張装置１を統括制御するものであり、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成される。報知手段４１は、後述するエラー状態を、画面表示、発光、音声等によって報知可能なものであり、シート拡張装置１に設けた表示画面、発光部、スピーカー等によって構成される。

弾性波検出センサ５０は、例えば弾性波を検出する機能を備えたＡＥセンサ（アコースティック・エミッションセンサ）により構成される。具体的には、弾性波検出センサ５０は、固定フランジ（図示略）の内部に固定された超音波振動子（図示略）を備えている。超音波振動子は、例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｉ，Ｔｉ）Ｏ３）、リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ３）、リチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ３）等の材料で形成されており、振動を電圧（振動信号）に変換する性質を有する。

図２及び図３に示すように、弾性波検出センサ５０は昇降台３０に取り付けられており、特に、昇降台３０のうちローラー３３の直下の位置に弾性波検出センサ５０が配されている。図３のようにエキスパンドシート１２を拡張させると、被加工物１３の破断に伴ってひずみエネルギーが弾性波として放出される。この被加工物１３の分割に起因して発生する弾性波が、エキスパンドシート１２に接触するローラー３３と、軸部３３ａを介してローラー３３を支持する昇降台３０とを介して弾性波検出センサ５０に伝播する。弾性波検出センサ５０は、伝播した弾性波を検出して出力信号を制御手段４０へ出力する。

弾性波検出センサ５０が検出した出力信号は、信号処理部（図示略）によって出力電圧に変換されて制御手段４０に入力される。制御手段４０は、記憶部４０ａと、比較部４０ｂと、駆動制御部４０ｃとを有している。記憶部４０ａは、上述したメモリで構成されており、被加工物１３の分割が完了した状態を表す弾性波検出センサ５０の出力信号が閾値データとして予め記憶されている。比較部４０ｂは、シート拡張装置１でのエキスパンドブレーキングの最中に、記憶部４０ａに記憶されている閾値と、弾性波検出センサ５０からの出力信号とを比較し、出力信号が閾値に到達したか否かを判断する。駆動制御部４０ｃは、ボールねじ機構３１のモータ３１ａの動作を制御する部位である。比較部４０ｂの判断結果に応じて、駆動制御部４０ｃによってモータ３１ａの動作の継続又は停止が制御される。

より詳しくは、被加工物１３が未分割領域を残さずに良好に各チップＣに破断（分割）された際の弾性波検出センサ５０の出力信号に基づいて、上述の閾値が設定される。図７は弾性波検出センサ５０による検出結果の例を示すグラフである。図７のグラフにおいて、縦軸は弾性波検出センサ５０が出力するＡＥ値、横軸は経過時間であり、昇降台３０の上昇を開始してから停止させるまでを検出した結果である。被加工物１３が破断されて弾性波が発生するとＡＥ値が大きくなる。図７に示すＡＥ値の出力波形Ｗ１は、被加工物１３が未分割領域を残さずに各チップＣに完全に破断された場合を示している。この出力波形Ｗ１に基づいて閾値を設定する。例えば、出力波形Ｗ１によって画成された領域内の面積として表されるＡＥ値の累積出力を閾値として設定する。閾値の設定に際しては、昇降台３０の突き上げ量を多めにすることで、分割完了時点を判定しやすくなる。こうして得られた閾値は、記憶部４０ａに記憶される。

続いて、未分割の被加工物１３を支持した被加工物ユニット１０をシート拡張装置１にセットし、ボールねじ機構３１のモータ３１ａを駆動して昇降台３０を所定速度で上昇させながら、弾性波検出センサ５０の出力信号を制御手段４０でモニタする。制御手段４０は、記憶部４０ａに記憶されている閾値と、弾性波検出センサ５０からの出力信号とを比較部４０ｂで比較して、所定の処理や動作管理を行う。具体的には、閾値として記憶されている図７の出力波形Ｗ１の累積出力（出力波形Ｗ１で画成された領域内の面積）と、実際に得られた弾性波検出センサ５０のＡＥ値の出力波形の累積出力（出力波形で画成された領域内の面積）とを比較して、これらが同等である場合には、未分割領域が残らずに被加工物１３が完全に破断されたと判断できる。一方、図７に示す出力波形Ｗ２のように、ＡＥ値の累積出力（出力波形Ｗ２で画成された領域内の面積）が閾値である出力波形Ｗ１の累積出力に到達しない場合には、被加工物１３の破断が不十分で未分割領域が残っていると判断される。

以上の比較結果に基づいて行う処理や動作管理として、例えば、弾性波検出センサ５０からの出力信号が閾値に達したところで、駆動制御部４０ｃによってボールねじ機構３１のモータ３１ａの動作（昇降台３０の突き上げ動作）を停止させる。弾性波検出センサ５０からの出力信号が閾値と同等になった場合に被加工物１３が完全に破断されたと判断できるので、この時点でエキスパンドシート１２に対する突き上げ量が十分であり、昇降台３０を停止させてもよいと判定される。また、この時点での昇降台３０の突き上げ量は必要最小限であるため、エキスパンドシート１２に過大な負荷がかからず破断を防ぐことができる。すなわち、過不足のない最適な突き上げ量でエキスパンドシート１２への押圧を完了させることができる。なお、多少の検出誤差を見込んで、弾性波検出センサ５０からの出力信号が閾値に達した瞬間ではなく、所定時間（所定の駆動量）の経過後にボールねじ機構３１のモータ３１ａを停止させるように制御してもよい。

また、被加工物１３やエキスパンドシート１２の種類や加工条件に適した突き上げ量の値を、予め実験等を行って基準突き上げ量としてとして取得しておき、ある被加工物１３の分割工程において昇降台３０を基準突き上げ量まで上方に移動させたときに、記憶部４０ａに記憶された閾値と弾性波検出センサ５０からの出力信号との比較によって、被加工物１３の分割が完了しているか否かを判断することもできる。昇降台３０を基準突き上げ量まで上方に移動させたにも関わらず、弾性波検出センサ５０からの出力信号が図７の出力波形Ｗ２のように閾値に到達していない場合は、被加工物１３に未破断領域が残っていると判断される。この場合、未破断領域が存在することを示すエラー信号が比較部４０ｂから出力される。エラー信号が出力されると、制御手段４０は所定のエラー処理を行う。

エラー処理では、報知手段４１を用いてエラー状態の報知を行わせることができる。エラー状態の報知を受けて、シート拡張装置１を操作するオペーレーターが、昇降台３０の突き上げ量を調整する等の対応を行う。その際、制御手段４０は、弾性波検出センサ５０の出力信号と閾値との比較を継続して、未破断領域の有無を引き続き判定及び報知するようにしてもよい。このようにすると、オペーレーターの目分量ではなく、実際に未分割領域が残存しているか否かの検出結果に基づいて、昇降台３０の突き上げ量を高精度に調整できる。また、エラー処理として、制御手段４０が昇降台３０の突き上げ量を自動で調整するようにしてもよい。

なお、仮に何らかの原因でエキスパンドシート１２の破壊が生じた場合も、制御手段４０と弾性波検出センサ５０によって検出が可能である。弾性波検出センサ５０は、エキスパンドシート１２に接触するローラー３３に近い位置に配置されており、エキスパンドシート１２の破壊で発生した弾性波が弾性波検出センサ５０に伝播しやすい。エキスパンドシート１２が破壊されるときに生じる弾性波は、エキスパンドブレーキングで通常に被加工物１３が破断するときに生じる弾性波とは波形等が異なるため、識別が可能である。被加工物１３の破断時とは異なる異常な弾性波が弾性波検出センサ５０で検出されたときに、制御手段４０はエキスパンドシート１２の破壊が生じたと判断することができる。あるいは、エキスパンドシート１２が破壊したときの弾性波を予め弾性波検出センサ５０で検出して記憶部４０ａに記憶させておき、この記憶データと検出された異常な弾性波とを比較部４０ｂで比較して、エキスパンドシート１２の破壊が生じたか否かを判断することも可能である。いずれの場合も、エキスパンドシート１２の破壊が生じたと判断された場合は、制御手段４０は、報知手段４１を介してオペーレーターへの報知や、ボールねじ機構３１のモータ３１ａの動作停止を実行して、損害の拡大を防ぐことが好ましい。

弾性波検出センサを設ける位置や弾性波検出センサの種類は、以上に説明した第１の形態と異なるものでもよく、その変形例として第２、第３及び第４の形態のシート拡張装置を図４から図６に示す。第２、第３及び第４の各形態は、弾性波検出センサ以外の要素は上述した第１の形態と共通しており、共通する要素の説明は省略する。

図４に示す第２の形態のシート拡張装置１は、エキスパンドシート１２に弾性波検出センサ５１が接するものである。弾性波検出センサ５１は、径方向（図４の上下方向を鉛直方向とした場合の水平方向）で被加工物１３の中央付近に位置しており、エキスパンドシート１２に対して下面側から接触する。

弾性波検出センサ５１はボールねじ機構３５によって下側から支持されている。ボールねじ機構３５は、モータ３５ａと、モータ３５ａから上方に延びてモータ３５ａによって回転されるボールねじ３５ｂと、ボールねじ３５ｂに螺合すると共に回転が規制されるナット３５ｃと、ナット３５ｃが連結する支持脚３５ｄとを有し、支持脚３５ｄの上端に弾性波検出センサ５１を支持している。モータ３５ａを駆動してボールねじ３５ｂが回転すると、ナット３５ｃと支持脚３５ｄが上下に移動して弾性波検出センサ５１を昇降させる。ボールねじ機構３１の駆動によって昇降台３０が昇降動作を行うと、弾性波検出センサ５１も連動して昇降するようにボールねじ機構３５が駆動制御されて、弾性波検出センサ５１がエキスパンドシート１２に接する状態を維持する。そして、被加工物１３の破断によって発生する弾性波は、被加工物１３が貼着されているエキスパンドシート１２を経て弾性波検出センサ５１に伝播する。

図５に示す第３の形態のシート拡張装置１は、被加工物１３の上方に弾性波検出センサ５２が配置されている。弾性波検出センサ５２は被加工物１３から離間しており、被加工物１３の破断で発生する弾性波は、空中を伝播する音波として弾性波検出センサ５２に到達する。弾性波検出センサ５２は、上述したＡＥセンサと異なり、可聴帯域を含む比較的低い周波数の音波を検出可能なマイクロフォンからなり、被加工物１３の破断の際に生じた空気の振動を電気信号に変換して制御手段４０へ出力する。

弾性波検出センサ５２での検出条件を安定させるために、昇降台３０による突き上げ動作を行う際に、被加工物１３と弾性波検出センサ５２の距離を一定に保つことが望ましい。すなわち、昇降台３０に連動して弾性波検出センサ５２を昇降動作させるとよい。

図６に示す第４の形態のシート拡張装置１は、昇降台３０ではなくフレーム固定手段２０の側に弾性波検出センサ５３が設けられている。弾性波検出センサ５３は、カバープレート２３に形成した穴部に挿入されて、被加工物ユニット１０の環状フレーム１１に当接している。被加工物１３が破断する際に発生する弾性波は、エキスパンドシート１２から環状フレーム１１を介して弾性波検出センサ５３に伝播する。

図４と図６の各形態の弾性波検出センサ５１，５３は、上述した第１の形態（図２、図３）の弾性波検出センサ５０と同様にＡＥセンサにより構成できる。ＡＥセンサを用いることで、周囲の騒音等の影響を受けにくい高精度な検出を行うことができる。各弾性波検出センサ５０，５１及び５３は、接触する対象や、センサに至るまでの弾性波の伝播経路が互いに異なっており、それぞれの条件に適した異なるＡＥセンサを適宜選択して用いることが可能である。

以上のように、本実施の形態では、被加工物１３の破断により生じる弾性波を検出し、被加工物１３が良好に破断した際の弾性波を示す閾値との比較を行いながらエキスパンドシート１２の拡張を行い、比較の結果に基づいて、エラー信号の出力や昇降台３０の動作制御等を行う。これにより、オペーレーターの目分量での調整のような難度の高い管理に依存することなく、過不足のない最適なエキスパンドシート１２の拡張状態を容易に設定することが可能となった。

本実施の形態のシート拡張装置１による分割加工対象の被加工物１３として、例えば、半導体デバイスウェーハ、光デバイスウェーハ、パッケージ基板、半導体基板、無機材料基板、酸化物ウェーハ等の各種ワークが用いられてもよい。半導体デバイスウェーハとしては、デバイス形成後のシリコンウェーハや化合物半導体ウェーハが用いられてもよい。光デバイスウェーハとしては、デバイス形成後のサファイアウェーハやシリコンカーバイドウェーハが用いられてもよい。また、パッケージ基板としてはＣＳＰ（Chip Size Package）基板、半導体基板としてはシリコンやガリウム砒素等、無機材料基板としてはサファイア、セラミックス、ガラス等が用いられてもよい。さらに、酸化物ウェーハとしては、デバイス形成後又はデバイス形成前のリチウムタンタレート、リチウムナイオベートが用いられてもよい。

また、本発明のシート拡張装置による分割加工の対象は、上記のような被加工物に限られるものではない。例えば、被加工物を分割して得られる個々のチップの裏面に貼着されているＤＡＦ（Die Attach Film）のようなフィルム状接着剤を、分割の対象とすることも可能である。フィルム状接着剤は、被加工物を個々のチップに分割する際に被加工物と共に分割してもよいし、個々のチップに分割した後でフィルム状接着剤のみを分割させてもよい。

また、本実施の形態では、フレーム固定手段２０（環状フレーム１１）に対して昇降台３０（エキスパンドシート１２のうち被加工物１３の貼着部分）を昇降移動させるタイプのシート拡張装置１を例示したが、これとは逆に、被加工物１３を移動させずに環状フレーム１１を昇降移動させるタイプのシート拡張装置に適用することも可能である。具体的には、昇降台３０に相当する部分を、昇降せずにエキスパンドシート１２及び被加工物１３を一定位置で支持する支持テーブルに変更し、フレーム固定手段２０に相当する部分を、昇降移動可能な昇降部に変更する。エキスパンドブレーキングを行うときには、環状フレーム１１を保持する昇降部を下方に移動させる。このとき、支持テーブル自体は移動しないが、環状フレーム１１の下方への移動に伴う引張力によって、エキスパンドシート１２が支持テーブルに押し付けられながら拡張される。そのため、上記実施の形態の昇降台３０と同様に、支持テーブルが、エキスパンドシート１２における被加工物１３の貼着領域を押圧する押圧部として機能する。

このような、被加工物１３を移動させずに環状フレーム１１を昇降移動させるタイプのシート拡張装置を図４や図５の形態に適用した場合、被加工物１３の上下方向位置が変化しないので、弾性波検出センサ５１，５２が昇降動作を行わない構成にすることができる。

本発明を適用したシート拡張装置は、単独で用いることも可能であるし、複数の加工ユニットを自由に組み合わせて構成されるクラスターモジュールシステムの一部として用いることも可能である。

また、本発明の各実施の形態を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。

また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。

以上説明したように、本発明は、エキスパンドシートを拡張させて被加工物やフィルム状接着剤を分割させるシート拡張装置において、未分割領域を残さずに確実に分割でき、且つエキスパンドシートの破断の発生を抑制することができるという効果を有し、生産性の向上や精度の高い分割加工が求められるシート拡張装置に有用である。

１ シート拡張装置
１０ 被加工物ユニット
１１ 環状フレーム
１２ エキスパンドシート
１３ 被加工物
１３ａ 外周
１４ 開口
１５ 分割予定ライン
１６ 改質層
２０ フレーム固定手段
２１ 支持台
２２ 支持面
２３ カバープレート
２４ 支持脚
２５ 円形開口
２６ 円形開口
３０ 昇降台（拡張手段、押圧部）
３１ ボールねじ機構（拡張手段）
３３ ローラー（拡張手段、押圧部）
３４ 段部
３５ ボールねじ機構
３６ シリンダロッド
４０ 制御手段
４０ａ 記憶部
４０ｂ 比較部
４０ｃ 駆動制御部
４１ 報知手段
５０ 弾性波検出センサ
５１ 弾性波検出センサ
５２ 弾性波検出センサ
５３ 弾性波検出センサ
Ｃ チップ

Claims (1)

1. 交差する複数の分割予定ラインに沿って分割起点が形成された被加工物又は分割後の個々のチップの裏面に貼着されたフィルム状接着剤の裏面に貼着されたエキスパンドシートを介して中央に開口を有する環状フレームに該被加工物が支持された形態で、該エキスパンドシートを拡張して、該分割起点に沿って該被加工物を又は個々のチップに沿って該フィルム状接着剤を分割するシート拡張装置であって、
   被加工物ユニットの該環状フレームを支持する支持面を有し、該支持面上に載置された該環状フレームを固定する環状フレーム固定手段と、
   該環状フレーム固定手段で固定された該環状フレームの内周と該被加工物の外周との間の該エキスパンドシートを押圧部で押圧して該エキスパンドシートを拡張する拡張手段と、
   該エキスパンドシートを拡張して、該分割起点に沿って該被加工物が又は個々のチップに沿って該フィルム状接着剤が破断する際に発生する弾性波を検出する弾性波検出センサと、
   制御手段と、を備え、
   該制御手段は、該分割起点に沿って該被加工物が又は個々のチップに沿って該フィルム状接着剤が完全に破断した際の該弾性波検出センサからの出力信号の値を基準として閾値として予め記憶する記憶部を備え、
   該エキスパンドシートを拡張して該分割起点に沿って該被加工物を又は個々のチップに沿って該フィルム状接着剤を破断する際に、該弾性波検出センサからの該出力信号が閾値に到達していない場合に、未破断領域が存在するとしてエラー信号を出力すること、を特徴とするシート拡張装置。

Images