JP2021141145A - 分割方法及び分割装置 - Google Patents

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金艶 趙
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篤 植木
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孝行 政田
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Abstract

【課題】所望の幅の分割溝を形成することができること。【解決手段】分割方法は、分割予定ラインに沿って改質層が形成されるとともにエキスパンドシートに貼着された被加工物の分割方法であって、エキスパンドシートを拡張して被加工物を改質層に沿って分割し分割予定ラインに沿った分割溝を形成する分割ステップ1002と、分割ステップ1002を実施した後、エキスパンドシートの拡張を解除する拡張解除ステップ1003と、拡張解除ステップ1003を実施した後、エキスパンドシートを拡張して分割溝を所望の幅に形成する溝幅調整ステップ1004と、を備える。【選択図】図3

Description

本発明は、分割予定ラインに沿って分割起点が形成されるとともにエキスパンドシートに貼着された被加工物の分割方法及び分割装置に関する。
ウエーハなどの被加工物を分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割する際に、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に貼着されたエキスパンドシートを拡張(エスパンド)する分割方法及び分割装置が用いられている(例えば、特許文献1参照)。
特開2010−206136号公報
特許文献1に示された分割方法及び分割装置のようにエキスパンドシートを拡張して分割する場合、分割起点の状態が均一でないために割れるタイミングにずれが生じる。そして早く割れた箇所では、分割溝が広く形成され、遅く割れた箇所では、分割溝が狭く形成されるため、特許文献1に示された分割方法及び分割装置のようにエキスパンドシートを拡張して分割する場合、分割溝の幅にばらつきが生じる。
充分な幅の分割溝がチップ間に形成されないと、隣接するチップ同士がハンドリング時に接触してチップを損傷してしまうおそれがある。接触するおそれのある幅よりも広い所望の幅の分割溝を形成したいという要望がある。
本願発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、所望の幅の分割溝を形成することができる分割方法及び分割装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の分割方法は、分割予定ラインに沿って分割起点が形成されるとともにエキスパンドシートに貼着された被加工物の分割方法であって、該エキスパンドシートを拡張して被加工物を該分割起点に沿って分割し該分割予定ラインに沿った分割溝を形成する分割ステップと、該分割ステップを実施した後、該エキスパンドシートの拡張を解除する拡張解除ステップと、該拡張解除ステップを実施した後、該エキスパンドシートを拡張して該分割溝を所望の幅に形成する溝幅調整ステップと、を備えたことを特徴とする。
前記分割方法において、該分割ステップでは、第1の速度で該エキスパンドシートを拡張し、該溝幅調整ステップでは、該第1の速度よりも低速の第2の速度で該エキスパンドシートを拡張しても良い。
前記分割方法において、該溝幅調整ステップを実施した後、該分割溝を該所望の幅で固定する固定ステップを更に備えても良い。
前記分割方法において、被加工物は、該エキスパンドシートを介して開口を有したフレームに装着されるとともに該開口内に配置された状態に形成され、該分割ステップと該溝幅調整ステップでは、該フレームを固定した状態で、被加工物の外周と該フレームの内周との間の該エキスパンドシートを押圧することで該エキスパンドシートを拡張し、該固定ステップでは、該溝幅調整ステップで該分割溝が該所望の幅に形成された被加工物を、該エキスパンドシートを介して吸引保持部材で吸引保持しつつ、被加工物の外周と該フレームの内周との間のエキスパンドシートを加熱して収縮させて拡張によって生じた弛みを除去しても良い。
前記分割方法において、該固定ステップでは、開口を有したフレームの該開口内に被加工物が配置されるように該溝幅調整ステップで該エキスパンドシートを拡張した状態で該エキスパンドシートに該フレームを貼着しても良い。
本発明の分割装置は、前記分割方法を実施する分割装置であって、該エキスパンドシートを拡張する拡張ユニットと、該拡張ユニットを制御するコントローラと、を備え、該コントローラは、該エキスパンドシートを拡張して被加工物を該分割起点に沿って分割し該分割予定ラインに沿った分割溝を形成する分割制御部と、被加工物の分割後に該エキスパンドシートの拡張を解除する拡張解除部と、該エキスパンドシートの拡張を解除した後、該エキスパンドシートを拡張して該分割溝を所望の幅に形成する溝幅調整部と、を有することを特徴とする。
本発明は、所望の幅の分割溝を形成することができるという効果を奏する。
図1は、実施形態1に係る分割装置の構成例を示す斜視図である。 図2は、図1に示された分割装置の加工対象の被加工物の斜視図である。 図3は、実施形態1に係る分割方法の流れを示すフローチャートである。 図4は、図3に示された分割方法の保持ステップにおいてフレーム固定部のフレーム載置プレートの上面にフレームが載置された状態を一部断面で示す側面図である。 図5は、図3に示された分割方法の保持ステップにおいてフレーム固定部がフレームを保持、固定した状態を一部断面で示す側面図である。 図6は、図3に示された分割方法の分割ステップを一部断面で示す側面図である。 図7は、図6に示された被加工物の要部の平面図である。 図8は、図3に示された分割方法の拡張解除ステップを一部断面で示す側面図である。 図9は、図8に示された被加工物の要部の平面図である。 図10は、図3に示された分割方法の溝幅調整ステップを一部断面で示す側面図である。 図11は、図10に示された被加工物の要部の平面図である。 図12は、図3に示された分割方法の固定ステップを一部断面で示す側面図である。 図13は、実施形態2に係る分割装置の構成例を示す斜視図である。 図14は、実施形態2に係る分割方法の保持ステップを模式的に示す平面図である。 図15は、実施形態2に係る分割方法の分割ステップを模式的に示す平面図である。 図16は、実施形態2に係る分割方法の分割ステップの被加工物の要部の平面図である。 図17は、実施形態2に係る分割方法の拡張解除ステップの被加工物の要部の平面図である。 図18は、実施形態2に係る分割方法の幅調整ステップの被加工物の要部の平面図である。 図19は、実施形態2に係る分割方法の固定ステップを模式的に示す平面図である。
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。
〔実施形態1〕
本発明の実施形態1に係る分割装置を図面に基づいて説明する。図1は、実施形態1に係る分割装置の構成例を示す斜視図である。図2は、図1に示された分割装置の加工対象の被加工物の斜視図である。
実施形態1に係る図1に示す分割装置1は、図2に示す被加工物200を個々のデバイスチップ201に分割する分割装置である。分割装置1の加工対象である被加工物200は、シリコン、サファイア、ガリウムヒ素などの基板202を有する円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハなどのウエーハである。
被加工物200は、図2に示すように、基板202の表面205に格子状に設定された複数の分割予定ライン203によって区画された複数の領域にデバイス204が形成されている。デバイス204は、例えば、IC(Integrated Circuit)、又はLSI(Large Scale Integration)等の集積回路、CCD(Charge Coupled Device)、又はCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等のイメージセンサである。
実施形態1において、被加工物200は、分割予定ライン203に沿って個々のデバイス204毎に分割されて、個々のデバイスチップ201に分割される。デバイスチップ201は、基板202の一部分と、基板202上のデバイス204とを備える。
図1に示す分割装置1により個々のデバイスチップ201に分割される被加工物200は、基板202の内部に分割予定ライン203に沿って分割起点である改質層206が形成されている。改質層206は、被加工物200の基板202に対して透過性を有する波長(実施形態では、1064nm)のレーザー光線が被加工物200の基板202の内部に焦光点が設定されて表面205の裏側の裏面207側から分割予定ライン203に沿って照射されて形成される。なお、改質層206とは、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲のそれとは異なる状態になった領域のことを意味し、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、及びこれらの領域が混在した領域等を例示できる。また、改質層206は、被加工物200の他の部分よりも機械的な強度等が低い。
なお、実施形態1では、被加工物200は、裏面207側に被加工物200よりも大径なエキスパンドシート208が貼着され、エキスパンドシート208の外周縁に環状のフレーム209が貼着されて、フレーム209の開口212内に支持されている。実施形態1では、被加工物200は、図2に示すように、エキスパンドシート208を介して開口212を有したフレーム209に装着されるとともに、フレーム209の開口212内に配置された状態に形成される。
実施形態1では、被加工物200は、裏面207側に貼着されたエキスパンドシート208の外周縁にフレーム209が貼着されているが、本発明では、これに限定されずに、例えば、被加工物200の裏面207とエキスパンドシート208との間に円板状のDAF(ダイアタッチフィルム)が貼着されても良い。また、本発明では、DAFが貼着された被加工物200でも良い。なお、エキスパンドシート208は、外径が被加工物200の外径よりも大径に形成され、伸縮性を有し、加熱されると収縮する合成樹脂により構成されている。
実施形態1に係る分割装置1は、図示しないチャンバと、フレーム固定ユニット10と、拡張ユニット20と、固定ユニットである加熱ユニット30と、吸引保持部材であるチャックテーブル40と、コントローラである制御ユニット50とを備える。
チャンバは、上部が開口した箱状に形成されている。チャンバは、フレーム固定ユニット10のフレーム載置プレート11と、拡張ユニット20と、チャックテーブル40と、を収容している。
フレーム固定ユニット10は、フレーム209を保持し固定するものである。フレーム固定ユニット10は、フレーム載置プレート11と、フレーム押さえプレート12とを備える。
フレーム載置プレート11は、平面形状が円形の開口部13が設けられ、かつ上面18が水平方向と平行に平坦に形成された板状に形成されている。フレーム載置プレート11は、四隅が昇降用シリンダ15のロッド16により支持されている。フレーム載置プレート11の開口部13の内径は、フレーム209の内径と等しく形成されている。フレーム載置プレート11は、上面18に図示しない搬送ユニットにより被加工物200を支持したフレーム209が載置される。
フレーム押さえプレート12は、フレーム載置プレート11よりも平面形状が大きな板状に形成される。フレーム押さえプレート12は、中央に開口部13と同寸法の円形の開口部17が設けられている。フレーム押さえプレート12は、チャンバ内に固定され、開口部17がフレーム載置プレート11の開口部13と同軸となる位置に配置されている。フレーム固定ユニット10は、フレーム209を昇降用シリンダ15により上昇されたフレーム載置プレート11とフレーム押さえプレート12との間に挟んで、保持、固定する。
拡張ユニット20は、フレーム固定ユニット10に対してエキスパンドシート208を突き上げて、エキスパンドシート208に貼着された被加工物200の表面205に垂直な方向に所定距離移動させることによって、エキスパンドシート208を拡張するユニットである。拡張ユニット20は、フレーム固定ユニット10に保持されたフレーム209に貼着されたエキスパンドシート208を拡張することによって、エキスパンドシート208が裏面207に貼着した被加工物200を分割予定ライン203に沿ってデバイスチップ201に分割するユニットでもある。
拡張ユニット20は、拡張ドラム21と、ドラム用昇降ユニット22とを備える。拡張ドラム21は、円筒状に形成され、外径がフレーム載置プレート11の上面18に載置されるフレーム209の内径よりも小さく形成されている。拡張ドラム21は、内径がエキスパンドシート208に貼着される被加工物200の外径よりも大きく形成されている。拡張ドラム21は、フレーム載置プレート11の開口部13の内側に配置されて、フレーム載置プレート11の開口部13及びフレーム押さえプレート12の開口部17と同軸となる位置に配置されている。
拡張ドラム21の上端には、コロ部材23(図4等に示す)が回転自在に取り付けられている。コロ部材23は、拡張ドラム21がエキスパンドシート208を突き上げている際に、エキスパンドシート208との摩擦を緩和する。実施形態1において、拡張ドラム21は、ドラム用昇降ユニット22により昇降される。
チャックテーブル40は、拡張されたエキスパンドシート208を吸引保持して、個々に分割された複数のデバイスチップ201を、エキスパンドシート208を介して保持面41で吸引保持するものである。チャックテーブル40は、円板形状である。チャックテーブル40は、上面がポーラスセラミック等の多孔質材で構成され、吸引源43(図4等に示す)に接続された保持面41である。
チャックテーブル40は、拡張ドラム21の内側に配置されて、開口部13,17及び拡張ドラム21と同軸となる位置に配置されている。チャックテーブル40は、エキスパンドシート208を介して被加工物200の裏面207側が保持面41に載置される。チャックテーブル40は、吸引源43により保持面41が吸引されることで、被加工物200の裏面207側を保持面41に吸引保持する。また、チャックテーブル40は、図4等に示すテーブル用昇降ユニット42(図4等に示す)により昇降される。
加熱ユニット30は、被加工物200の周囲のエキスパンドシート208を所定温度以上に加熱するものである。加熱ユニット30は、円板状のユニット本体31と、ユニット本体31に取り付けられた複数の熱源部32と、回転ユニット33と、昇降ユニット34とを備える。
ユニット本体31は、チャックテーブル40の上方でかつチャックテーブル40と同軸に配置されている。ユニット本体31は、回転ユニット33により鉛直方向と平行な軸心回りに回転自在に設けられている。ユニット本体31は、昇降ユニット34により昇降自在に設けられている。
熱源部32は、ユニット本体31の下面の外縁部に周方向に等間隔に配置されている。熱源部32は、チャックテーブル40およびフレーム固定ユニット10に保持されたエキスパンドシート208のフレーム209の内縁と被加工物200の外縁との間と鉛直方向に対向する位置に配置されている。熱源部32は、エキスパンドシート208のフレーム209の内縁と被加工物200の外縁との間を加熱する。実施形態において、熱源部32は、四つ設けられているが、本発明では、四つに限定されない。熱源部32は、赤外線を下方に照射して、被加工物200の外周とフレーム209の内周との間のエキスパンドシート208を加熱する形式のもの、例えば、電圧が印加されると加熱されて、赤外線を放射する赤外線セラミックヒータであるが、本発明では、これに限定されない。
回転ユニット33は、ユニット本体31を軸心回りに回転して、熱源部32を被加工物200の外周を周方向に沿って移動させる。昇降ユニット34は、ユニット本体31を鉛直方向に沿って昇降させることで、加熱ユニット30の熱源部32とエキスパンドシート208との距離を調整する。
制御ユニット80は、分割装置1の上述した構成要素、すなわち、拡張ユニット20および加熱ユニット30等をそれぞれ制御して、被加工物200に対する加工動作を分割装置1に実施させるものである。制御ユニット50は、例えば、CPU(central processing unit)等のマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ROM(read only memory)またはRAM(random access memory)等のメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータである。制御ユニット80は、加工動作の状態および画像等を表示する液晶表示装置等により構成される図示しない表示ユニットと、オペレータが加工内容情報等を登録する際に用いる図示しない入力ユニットとに接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置とのうち少なくとも一つにより構成される。
また、制御ユニット50は、図1に示すように、分割制御部51と、拡張解除部52と、溝幅調整部53とを備える。
分割制御部51は、フレーム固定ユニット10に開口212内に被加工物200を支持したフレーム209を保持、固定させ、フレーム固定ユニット10に保持、固定されたフレーム209に貼着されたエキスパンドシート208を拡張して被加工物200を改質層206に沿って分割し、分割予定ライン203に沿った分割溝210(図7に示す)を形成するものである。拡張解除部52は、分割制御部51による被加工物200の分割後に、エキスパンドシート208の拡張を解除するものである。溝幅調整部53は、拡張解除部52によりエキスパンドシート208の拡張を解除した後に、エキスパンドシート208を再度拡張して、分割溝210を所望の幅に形成するものである。なお、分割制御部51と、拡張解除部52と、溝幅調整部53の機能は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムを演算処理装置が実行することで実現される。
次に、実施形態1に係る分割方法について説明する。図3は、実施形態1に係る分割方法の流れを示すフローチャートである。実施形態1に係る分割方法は、エキスパンドシート208に貼着された被加工物200を個々のデバイスチップ201に分割する被加工物200の分割方法である。実施形態1に係る分割方法は、図1に示す分割装置1により実施される。即ち、図1に示された分割装置1は、実施形態1に係る分割方法を実施する装置である。
実施形態1に係る分割方法は、図3に示すように、保持ステップ1001と、分割ステップ1002と、拡張解除ステップ1003と、溝幅調整ステップ1004と、固定ステップ1005とを備える。
(保持ステップ)
図4は、図3に示された分割方法の保持ステップにおいてフレーム固定部のフレーム載置プレートの上面にフレームが載置された状態を一部断面で示す側面図である。図5は、図3に示された分割方法の保持ステップにおいてフレーム固定部がフレームを保持、固定した状態を一部断面で示す側面図である。
保持ステップ1001は、フレーム固定ユニット10が開口212内に被加工物200を支持したフレーム209を保持、固定するステップである。実施形態1において、保持ステップ1001では、分割装置1は、制御ユニット50の分割制御部51が、昇降用シリンダ15、ドラム用昇降ユニット22、テーブル用昇降ユニット42を制御して、フレーム載置プレート11、拡張ドラム21及びチャックテーブル40を下降させ、昇降ユニット34を制御して加熱ユニット30のユニット本体31を上昇させ、吸引源43及び熱源部32を停止させている。実施形態1において、保持ステップ1001では、分割装置1は、図4に示すように、図示しない搬送ユニットによりフレーム載置プレート11の上面18に開口212内に被加工物200を支持したフレーム209が載置される。
実施形態1において、保持ステップ1001では、分割装置1は、制御ユニット50の分割制御部51が、昇降用シリンダ15を制御して、フレーム載置プレート11を上昇させて、図5に示すように、フレーム載置プレート11とフレーム押さえプレート12との間にフレーム209を挟んで、フレーム固定ユニット10がフレーム209を保持、固定する。分割方法は、分割ステップ1002に進む。
(分割ステップ)
図6は、図3に示された分割方法の分割ステップを一部断面で示す側面図である。図7は、図6に示された被加工物の要部の平面図である。分割ステップ1002は、エキスパンドシート208を拡張して被加工物200を改質層206に沿って分割し、分割予定ライン203に沿った分割溝210を被加工物200に形成するステップである。
実施形態1において、分割ステップ1002では、分割装置1は、制御ユニット50の分割制御部51がドラム用昇降ユニット22を制御して、コロ部材23がフレーム載置プレート11の上面18よりも上方に位置するように、拡張ドラム21を上昇させる。すると、拡張ドラム21の上端に取り付けられたコロ部材23が、図6に示すように、被加工物200の外周とフレーム209の内周との間のエキスパンドシート208に当接した後、エキスパンドシート208を上方に向けて押圧し、エキスパンドシート208が面方向に拡張される。分割ステップ1002では、拡張の結果、エキスパンドシート208は、放射状の引張力が作用する。
このように被加工物200の基板202の裏面207側に貼着されたエキスパンドシート208に放射状に引張力が作用すると、被加工物200が、分割予定ライン203に沿った改質層206が形成されているために、改質層206を分割起点にして個々のデバイス204毎に分割され、図7に示すように、個々のデバイスチップ201毎に個片化されて、分割予定ライン203に沿った分割溝210が形成される。なお、改質層206は、均一に形成されていないために、分割ステップ1002では、エキスパンドシート208の拡張時に破断するタイミングにずれが生じる。即ち、分割ステップ1002では、全ての改質層206が同時に破断することがほとんどない。このために、分割ステップ1002後の分割溝210は、図7に示すように、幅にばらつきが生じる。分割方法は、拡張解除ステップ1003に進む。
(拡張解除ステップ)
図8は、図3に示された分割方法の拡張解除ステップを一部断面で示す側面図である。図9は、図8に示された被加工物の要部の平面図である。拡張解除ステップ1003は、分割ステップ1002を実施した後、エキスパンドシート208の拡張を解除するステップである。
実施形態1において、拡張解除ステップ1003では、分割装置1は、制御ユニット50の拡張解除部52がドラム用昇降ユニット22を制御して、拡張ドラム21を下降させる。すると、拡張ドラム21の上端に取り付けられたコロ部材23が、図8に示すように、被加工物200の外周とフレーム209の内周との間のエキスパンドシート208から離れて、エキスパンドシート208を上方に向けて押圧しなくなり、エキスパンドシート208の面方向の拡張が解除される。すると、分割溝210は、図9に示すように、分割ステップ1002後よりも幅が縮小され、ばらつきが抑制される。分割方法は、溝幅調整ステップ1004に進む。
(溝幅調整ステップ)
図10は、図3に示された分割方法の溝幅調整ステップを一部断面で示す側面図である。図11は、図10に示された被加工物の要部の平面図である。溝幅調整ステップ1004は、拡張解除ステップ1003を実施した後、エキスパンドシート208を拡張して分割溝210を所望の幅に形成するステップである。
実施形態1において、溝幅調整ステップ1004では、分割装置1は、制御ユニット50の溝幅調整部53がドラム用昇降ユニット22を制御して、コロ部材23がフレーム載置プレート11の上面18よりも上方に位置するように、拡張ドラム21を上昇させる。すると、拡張ドラム21の上端に取り付けられたコロ部材23が、図10に示すように、被加工物200の外周とフレーム209の内周との間のエキスパンドシート208に当接した後、エキスパンドシート208を上方に向けて押圧し、エキスパンドシート208が面方向に拡張される。溝幅調整ステップ1004では、拡張の結果、エキスパンドシート208は、放射状の引張力が作用する。
このように被加工物200の基板202の裏面207側に貼着されたエキスパンドシート208に放射状に引張力が作用すると、被加工物200が、分割ステップ1002において既に分割予定ライン203に沿った改質層206を分割起点に分割され、個々のデバイスチップ201毎に個片化されて、分割予定ライン203に沿った分割溝210が形成されているので、エキスパンドシート208のみが拡張し、分割溝210の幅が拡張解除ステップ1003後よりも拡大する。溝幅調整ステップ1004では、エキスパンドシート208のみが拡張するので、分割溝210は、図11に示すように、幅のばらつきが分割ステップ1002後のばらつきよりも抑制される。
また、実施形態1において、溝幅調整ステップ1004では、分割装置1は、制御ユニット50の溝幅調整部53がドラム用昇降ユニット22を制御して、拡張ドラム21の上昇速度を分割ステップ1002よりも遅くする。このために、分割ステップ1002では、分割装置1が第1の速度301(図6及び図7に矢印で示す)でエキスパンドシート208を拡張する場合、溝幅調整ステップ1004では、分割装置1が第1の速度301よりも低速の第2の速度302(図10及び図11に矢印で示す)でエキスパンドシート208を拡張する。
こうして、実施形態1において、溝幅調整ステップ1004では、分割装置1が第1の速度301よりも低速の第2の速度302でエキスパンドシート208を拡張するので、分割溝210の幅のばらつきを分割ステップ1002後のばらつきよりも抑制することができる。なお、実施形態1では、溝幅調整ステップ1004において、分割装置1が第1の速度301よりも低速の第2の速度302でエキスパンドシート208を拡張したが、本発明では、分割装置1が第1の速度301と同じ速度でエキスパンドシート208を拡張しても良く、第1の速度301よりも高速でエキスパンドシート208を拡張しても良い。
また、実施形態1において、分割ステップ1002と溝幅調整ステップ1004では、分割装置1がフレーム209を固定した状態で、被加工物200の外周とフレーム209の内周との間のエキスパンドシート208を押圧することでエキスパンドシートを拡張する。なお、実施形態1では、分割ステップ1002と溝幅調整ステップ1004において、拡張ドラム21を上昇させてエキスパンドシート208を拡張したが、本発明は、これに限定されることなく、フレーム209を保持、固定したフレーム固定ユニット10を下降させても良く、要するに、拡張ドラム21をフレーム固定ユニット10に対して相対的に上昇させ、フレーム固定ユニット10を拡張ドラム21に対して相対的に下降させれば良い。分割方法は、固定ステップ1005に進む。
(固定ステップ)
図12は、図3に示された分割方法の固定ステップを一部断面で示す側面図である。固定ステップ1005は、溝幅調整ステップ1004を実施した後、分割溝210を溝幅調整ステップ1004で調整された所望の幅に固定するステップである。
実施形態1において、固定ステップ1005では、分割装置1は、制御ユニット50の分割制御部51がテーブル用昇降ユニット42を制御して、保持面41がフレーム載置プレート11の上面18と同一平面上に位置するまで、チャックテーブル40を上昇させる。固定ステップ1005では、分割装置1は、制御ユニット50の分割制御部51が吸引源43を動作させて、保持面41にエキスパンドシート208を介して被加工物200から分割され分割溝210の幅が調整された複数のデバイスチップ201の裏面207側を吸引保持する。
実施形態1において、固定ステップ1005では、分割装置1は、制御ユニット50の分割制御部51がドラム用昇降ユニット22を制御して、拡張ドラム21を下降させる。すると、拡張されたエキスパンドシート208が収縮しようとするが、デバイスチップ201の裏面207側がエキスパンドシート208を介して保持面41に吸引保持されているので、保持面41上のエキスパンドシート208の収縮が規制される。このために、分割溝210の幅が溝幅調整ステップ1004で調整された幅に維持されて、図12に示すように、被加工物200の外周とフレーム209の内周とのエキスパンドシート208に弛んだ弛み211が形成される。
実施形態1において、固定ステップ1005では、分割装置1は、制御ユニット50の分割制御部51が昇降ユニット34を制御して加熱ユニット30のユニット本体31を下降させて熱源部32をエキスパンドシート208の弛み211に近づけ、熱源部32を弛み211と鉛直方向に沿って対向させる。実施形態1において、固定ステップ1005では、分割装置1は、制御ユニット50の分割制御部51が熱源部32を作動させるとともに、図12に示すように、回転ユニット33を制御してユニット本体31を軸心回りに回転させて、熱源部32でエキスパンドシート208の弛み211を全周に亘って加熱する。
実施形態1において、固定ステップ1005では、分割装置1は、弛み211を収縮させる。固定ステップ1005では、分割装置1は、制御ユニット50の分割制御部51が熱源部32で予め定められた所定時間弛み211を加熱すると、熱源部32を停止し、加熱ユニット30のユニット本体31を上昇させ、吸引源43を停止し、昇降用シリンダ15及びテーブル用昇降ユニット42を制御して、フレーム載置プレート11及びチャックテーブル40を下降させる、実施形態1において、固定ステップ1005では、分割装置1は、図示しない搬送ユニットによりフレーム載置プレート11の上面18から開口212内に被加工物200を支持したフレーム209が搬出されて、分割方法を終了する。なお、固定ステップ1005では、吸引源43を停止しても、エキスパンドシート208の弛み211が収縮されているので、分割溝210の幅は、溝幅調整ステップ1004で調整された所望の幅に固定される。
こうして、実施形態1において、固定ステップ1005では、溝幅調整ステップ1004で分割溝210の幅が所望の幅に形成された被加工物200を、エキスパンドシート208を介してチャックテーブル40で吸引保持しつつ、被加工物200の外周とフレーム209の内周との間のエキスパンドシート208を加熱して収縮させて、拡張によって生じた弛み211を除去する。
なお、個々に分割されたデバイスチップ201は、図示しないピックアップ装置により、エキスパンドシート208から剥離されて、取り外される。
以上説明したように、実施形態1に係る分割方法は、分割ステップ1002において被加工物200を分割した後、拡張解除ステップ1003においてエキスパンドシート208の拡張を解除する。分割方法は、拡張解除ステップ1003において一度エキスパンドシート208の拡張を解除することで、拡張されたエキスパンドシート208が収縮して分割溝210の幅を縮小させる。分割方法は、拡張解除ステップ1003を実施した後に、溝幅調整ステップ1004を実施して、エキスパンドシート208を再度拡張し、溝幅調整ステップ1004においてエキスパンドシート208のみを拡張するため、所望の幅の分割溝210を形成でき、分割溝210の幅のばらつきを抑制する。その結果、分割方法は、所望の幅の分割溝210を形成することができるという効果を奏する。したがって、分割方法は、分割されたデバイスチップ201同士が接触することを抑制でき、分割されたデバイスチップ201の損傷を抑制することができる。
また、被加工物200を改質層206を分割起点に分割するためには、高速でエキスパンドシート208を拡張することが必要だが、コロ部材23の回転がエキスパンドシート208の拡張に追いつかないために、高速でエキスパンドシート208を拡張すると被加工物200の外周部分ばかりが拡張され、被加工物200の中心側が充分に伸びず、被加工物200の中心部のデバイスチップ201の間隔が外周部に比べて狭くなる。
しかしながら、分割方法は、溝幅調整ステップ1004では、分割ステップ1002の第1の速度301よりも低速の第2の速度302でエキスパンドシート208を拡張するので、溝幅調整ステップ1004においてエキスパンドシート208を均一に拡張することができ、分割溝210の幅のばらつきを抑制することができる。
実施形態1に係る分割装置1は、制御ユニット50がエキスパンドシート208を拡張して分割溝210を形成する分割制御部51と、被加工物200の分割後にエキスパンドシート208の拡張を解除する拡張解除部52とを有する。分割装置1は、拡張解除部52が一度エキスパンドシート208の拡張を解除することで、拡張されたエキスパンドシート208が収縮して分割溝210の幅を縮小させる。また、実施形態1に係る分割装置1は、制御ユニット50がエキスパンドシート208の拡張を解除した後にエキスパンドシート208を拡張する溝幅調整部53を有するので、拡張を解除した後に、エキスパンドシート208のみを再度拡張するため、所望の幅の分割溝210を形成でき、分割溝210の幅のばらつきを抑制する。その結果、分割装置1は、所望の幅の分割溝210を形成することができるという効果を奏する。
〔実施形態2〕
本発明の実施形態2に係る分割装置及び分割方法を図面に基づいて説明する。図13は、実施形態2に係る分割装置の構成例を示す斜視図である。図14は、実施形態2に係る分割方法の保持ステップを模式的に示す平面図である。図15は、実施形態2に係る分割方法の分割ステップを模式的に示す平面図である。図16は、実施形態2に係る分割方法の分割ステップの被加工物の要部の平面図である。図17は、実施形態2に係る分割方法の拡張解除ステップの被加工物の要部の平面図である。図18は、実施形態2に係る分割方法の幅調整ステップの被加工物の要部の平面図である。図19は、実施形態2に係る分割方法の固定ステップを模式的に示す平面図である。なお、図13、図14、図15、図16、図17、図18及び図19は、実施形態1と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
実施形態2に係る分割装置1−2は、図13に示すように、固定基台150と、固定基台150の中央に設けられたチャックテーブル40と、第一保持手段である第一保持ユニット131−1と、第二保持手段である第二保持ユニット131−2と、第三保持手段である第三保持ユニット131−3と、第四保持手段である第四保持ユニット131−4と、移動手段である第一移動ユニット133−1と、移動手段である第二移動ユニット133−2と、移動手段である第三移動ユニット133−3と、移動手段である第四移動ユニット133−4とを備える。
チャックテーブル40は、保持面41にエキスパンドシート208が載置される。第一保持ユニット131−1と第二保持ユニット131−2は、水平方向と平行な第一方向111において、エキスパンドシート208が載置されるチャックテーブル40を挟んで互いに対向して配設されている。即ち、第一保持ユニット131−1と第二保持ユニット131−2とは、第一方向111に沿って互いに対向し、互いの間にチャックテーブル40を位置付けている。
第三保持ユニット131−3と第四保持ユニット131−4は、水平方向と平行でかつ第一方向111に対して直交する第二方向112において、エキスパンドシート208が載置されるチャックテーブル40を挟んで互いに対向して配設されている。即ち、第三保持ユニット131−3と第四保持ユニット131−4は、第二方向112に沿って互いに対向し、互いの間にチャックテーブル40を位置付けている。
第一保持ユニット131−1、第二保持ユニット131−2、第三保持ユニット131−3及び第四保持ユニット131−4は、それぞれエキスパンドシート208の被加工物200よりも外周側を挟んで保持する。第一保持ユニット131−1、第二保持ユニット131−2、第三保持ユニット131−3及び第四保持ユニット131−4は、互いに構成が略等しいので、同一部分に同一符号を付して説明する。
第一保持ユニット131−1、第二保持ユニット131−2、第三保持ユニット131−3及び第四保持ユニット131−4は、固定基台150上に設けられた柱状の移動基台153に鉛直方向に移動自在に設けられた一対の挟持部材154と、一対の挟持部材154を互いに近づく方向及び互いに離れる方向に移動する移動機構155と、備える。一対の挟持部材154は、互いに鉛直方向に間隔をあけて配置され、移動機構155により互いに近づけられて互いの間にエキスパンドシート208を挟んで保持する。移動機構155は、移動基台153に設けられている。また、各保持ユニット131−1,131−2,131−3,131−4の一対の挟持部材154及び移動機構155を設けた移動基台153は、固定基台150に第一方向111又は第二方向112に移動自在に設けられている。
第一移動ユニット133−1と第二移動ユニット133−2は、第一保持ユニット131−1と第二保持ユニット131−2を第一方向111において互いに離反する向きに移動可能とするものである。実施形態2において、第一移動ユニット133−1は、第一保持ユニット131−1が設けられた移動基台153を固定基台150に対して第一方向111に移動させる。実施形態1において、第二移動ユニット133−2は、第二保持ユニット131−2が設けられた移動基台153を固定基台150に対して第一方向111に移動させる。
第三移動ユニット133−3と第四移動ユニット133−4は、第三保持ユニット131−3と第四保持ユニット131−4を第二方向112において互いに離反する向きに移動可能とするものである。実施形態2において、第三移動ユニット133−3は、第三保持ユニット131−3が設けられた移動基台153を固定基台150に対して第二方向112に移動させる。実施形態2において、第四移動ユニット133−4は、第四保持ユニット131−4が設けられた移動基台153を固定基台150に対して第二方向112に移動させる。
第一移動ユニット133−1、第二移動ユニット133−2、第三移動ユニット133−3及び第四移動ユニット133−4は、第一保持ユニット131−1、第二保持ユニット131−2、第三保持ユニット131−3及び第四保持ユニット131−4が保持したエキスパンドシート208を拡張する拡張ユニットである。第一移動ユニット133−1、第二移動ユニット133−2、第三移動ユニット133−3及び第四移動ユニット133−4は、互いに構成が略等しいので、同一部分に同一符号を付して説明する。
第一移動ユニット133−1、第二移動ユニット133−2、第三移動ユニット133−3及び第四移動ユニット133−4は、保持ユニット131−1,131−2,131−3,131−4を第一方向111又は第二方向112に移動可能とするモーター137−2と、モーター137−2により軸心回りに回転されて移動基台153を第一方向111又は第二方向112に移動させるボールねじ138−2とを有する。
また、分割装置1−2は、フレーム209を保持し、チャックテーブル40に保持されたエキスパンドシート208にフレーム209を貼着する図示しないフレーム貼着ユニットと、フレーム209に貼着されたエキスパンドシート208の余剰部分を切断するカッタとを備える。なお、余剰部分は、エキスパンドシート208のフレーム209の外周側の部分である。
実施形態2に係る分割方法は、実施形態1と同様に、保持ステップ1001と、分割ステップ1002と、拡張解除ステップ1003と、溝幅調整ステップ1004と、固定ステップ1005とを備える。
実施形態2に係る分割方法の保持ステップ1001は、エキスパンドシート208に被加工物200を貼着し、被加工物200が貼着されたエキスパンドシート208の被加工物200よりも外周側を保持するステップである。実施形態2に係る分割方法の保持ステップ1001では、図示しないロールの外周に巻き付けられた長尺のエキスパンドシート208に被加工物200を貼着するとともに、図14に示すように、被加工物200を貼着する前後に長尺のエキスパンドシート208を矩形に切り出す。なお、実施形態2では、被加工物200の裏面207側を矩形に切り出されたエキスパンドシート208の中央に貼着する。図14は、デバイス204及び改質層206を省略している。また、実施形態1に係る分割方法の保持ステップ1001において、本発明では、被加工物200に図示しない表面保護テープが貼着されている場合には、エキスパンドシート208に被加工物200を貼着した後に表面保護テープを剥がして、被加工物200の破損リスクを低減するのが望ましい。
また、実施形態1に係る分割方法の保持ステップ1001では、分割装置1−2は、制御ユニット50の分割制御部51が各保持ユニット131−1,131−2,131−3,131−4を制御して、矩形に切り出され中央に被加工物200が貼着されたエキスパンドシート208の被加工物200よりも外周側を各保持ユニット131−1,131−2,131−3,131−4の一対の挟持部材154間に挟んで固定する。
実施形態2に係る分割方法の分割ステップ1002では、分割装置1−2は、制御ユニット50の分割制御部51が各移動ユニット133−1,133−2,133−3,133−4を制御して、第一保持ユニット131−1と第二保持ユニット131−2とを第1の速度301で互いに離れる方向に移動させるとともに、第三保持ユニット131−3と第四保持ユニット131−4とを第1の速度301で互いに離れる方向に移動させて、図15に示すように、エキスパンドシート208を第一方向111と第二方向112に同時に拡張する。被加工物200は、実施形態1と同様に、分割予定ライン203に沿った改質層206を分割起点にして個々のデバイス204毎に分割され、図16に示すように、個々のデバイスチップ201毎に個片化されて、分割予定ライン203に沿った分割溝210が形成される。
なお、改質層206は、均一に形成されていないために、分割ステップ1002では、エキスパンドシート208の拡張時に破断するタイミングにずれが生じる。即ち、分割ステップ1002では、全ての改質層206が同時に破断することがほとんどない。このために、分割ステップ1002後の分割溝210は、実施形態1と同様に、図16に示すように、幅にばらつきが生じる。
なお、実施形態2では、分割ステップ1002において、分割装置1−2は、第1の速度301として、例えば、200mm/secで各保持ユニット131−1,131−2,131−3,131−4を移動させて、エキスパンドシート208を例えば10mm拡張する。また、実施形態1では、エキスパンドシート208を第一方向111と第二方向112に同時に拡張したが、本発明では、これに限定されることなく、例えば、エキスパンドシート208を第一方向111に拡張して分割した後、第二方向112にっ拡張して分割しても良い。また、本発明では、分割ステップ1002において、拡張量及び第1の速度301を第一方向111と第二方向112とで異ならせても良い。
実施形態2に係る分割方法の拡張解除ステップ1003では、分割装置1−2は、制御ユニット50の拡張解除部52が各移動ユニット133−1,133−2,133−3,133−4を制御して、第一保持ユニット131−1と第二保持ユニット131−2とを保持ステップ1001の位置まで互いに近づけるとともに、第三保持ユニット131−3と第四保持ユニット131−4とを保持ステップ1001の位置まで互いに近づけて、エキスパンドシート208の面方向の拡張を解除する。すると、分割溝210は、図17に示すように、実施形態1と同様に、分割ステップ1002後よりも幅が縮小され、ばらつきが抑制される。
実施形態2に係る分割方法の溝幅調整ステップ1004では、分割装置1−2は、制御ユニット50の溝幅調整部53が各移動ユニット133−1,133−2,133−3,133−4を制御して、第一保持ユニット131−1と第二保持ユニット131−2とを第1の速度301よりも低速の第2の速度302で互いに離れる方向に移動させるとともに、第三保持ユニット131−3と第四保持ユニット131−4とを第1の速度301よりも低速の第2の速度302で互いに離れる方向に移動させて、図15に示すように、エキスパンドシート208を第一方向111と第二方向112に同時に拡張する。
被加工物200は、分割ステップ1002において既に分割予定ライン203に沿った改質層206を分割起点に分割され、個々のデバイスチップ201毎に個片化されて、分割予定ライン203に沿った分割溝210が形成されているので、エキスパンドシート208のみが拡張し、分割溝210の幅が拡張解除ステップ1003後よりも拡大する。溝幅調整ステップ1004では、エキスパンドシート208のみが拡張するので、分割溝210は、図18に示すように、幅のばらつきが分割ステップ1002後のばらつきよりも抑制される。
実施形態2に係る分割方法の固定ステップ1005では、分割装置1−2は、制御ユニット50の分割制御部51が各保持ユニット131−1,131−2,131−3,131−4の一対の挟持部材154間にエキスパンドシート208を挟んで、分割溝210を所望の幅に形成した状態で、図19に示すように、フレーム貼着ユニットを制御して、エキスパンドシート208の被加工物200の周りにフレーム209を貼着する。実施形態2に係る分割方法の固定ステップ1005では、分割装置1−2は、制御ユニット50の分割制御部51がカッタを制御して、フレーム209に貼着されたエキスパンドシート208の余剰部分を切断し、被加工物200の分割溝210の幅が所望の幅に保たれた状態で、フレーム209にエキスパンドシート208を介して被加工物200を固定する。
こうして、実施形態2において、固定ステップ1005では、開口212を有したフレーム209の開口212内に被加工物200が配置されるように溝幅調整ステップ1004でエキスパンドシート208を拡張した状態でエキスパンドシート208にフレーム209を貼着して、分割溝210を所望の幅で固定する。
実施形態2に係る分割方法及び分割装置1−2は、被加工物200を分割した後、エキスパンドシート208の拡張を解除して、分割溝210の幅を一旦縮小させ、エキスパンドシート208のみを再度拡張するため、所望の幅の分割溝210を形成でき、分割溝210の幅のばらつきを抑制する。その結果、分割方法及び分割装置1−2は、実施形態1と同様に、所望の幅の分割溝210を形成することができるという効果を奏する。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。実施形態1及び実施形態2では、分割起点として改質層206を用いているが、本発明では、分割起点は、改質層206に限定されない。本発明では、分割起点は、被加工物200の基板202の裏面207から凹の切削溝又はレーザー加工溝でも良い。
1,1−2 分割装置
20 拡張ユニット
40 チャックテーブル(吸引保持部材)
50 制御ユニット(コントローラ)
51 分割制御部
52 拡張解除部
53 溝幅調整部
133−1 第一移動ユニット(拡張ユニット)
133−2 第二移動ユニット(拡張ユニット)
133−3 第三移動ユニット(拡張ユニット)
133−4 第四移動ユニット(拡張ユニット)
200 被加工物
203 分割予定ライン
206 改質層(分割起点)
208 エキスパンドシート
209 フレーム
210 分割溝
211 弛み
212 開口
301 第1の速度
302 第2の速度
1002 分割ステップ
1003 拡張解除ステップ
1004 溝幅調整ステップ
1005 固定ステップ

Claims (6)

  1. 分割予定ラインに沿って分割起点が形成されるとともにエキスパンドシートに貼着された被加工物の分割方法であって、
    該エキスパンドシートを拡張して被加工物を該分割起点に沿って分割し該分割予定ラインに沿った分割溝を形成する分割ステップと、
    該分割ステップを実施した後、該エキスパンドシートの拡張を解除する拡張解除ステップと、
    該拡張解除ステップを実施した後、該エキスパンドシートを拡張して該分割溝を所望の幅に形成する溝幅調整ステップと、を備えた分割方法。
  2. 該分割ステップでは、第1の速度で該エキスパンドシートを拡張し、
    該溝幅調整ステップでは、該第1の速度よりも低速の第2の速度で該エキスパンドシートを拡張する、請求項1に記載の分割方法。
  3. 該溝幅調整ステップを実施した後、該分割溝を該所望の幅で固定する固定ステップを更に備えた、請求項1または請求項2に記載の分割方法。
  4. 被加工物は、該エキスパンドシートを介して開口を有したフレームに装着されるとともに該開口内に配置された状態に形成され、
    該分割ステップと該溝幅調整ステップでは、該フレームを固定した状態で、被加工物の外周と該フレームの内周との間の該エキスパンドシートを押圧することで該エキスパンドシートを拡張し、
    該固定ステップでは、該溝幅調整ステップで該分割溝が該所望の幅に形成された被加工物を、該エキスパンドシートを介して吸引保持部材で吸引保持しつつ、被加工物の外周と該フレームの内周との間のエキスパンドシートを加熱して収縮させて拡張によって生じた弛みを除去する、請求項3に記載の分割方法。
  5. 該固定ステップでは、開口を有したフレームの該開口内に被加工物が配置されるように該溝幅調整ステップで該エキスパンドシートを拡張した状態で該エキスパンドシートに該フレームを貼着する、請求項3に記載の分割方法。
  6. 請求項1から請求項5のうちいずれか一項に記載の分割方法を実施する分割装置であって、
    該エキスパンドシートを拡張する拡張ユニットと、
    該拡張ユニットを制御するコントローラと、を備え、
    該コントローラは、該エキスパンドシートを拡張して被加工物を該分割起点に沿って分割し該分割予定ラインに沿った分割溝を形成する分割制御部と、
    被加工物の分割後に該エキスパンドシートの拡張を解除する拡張解除部と、
    該エキスパンドシートの拡張を解除した後、該エキスパンドシートを拡張して該分割溝を所望の幅に形成する溝幅調整部と、を有する、分割装置。
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