JP4306359B2 - エキスパンド方法 - Google Patents

Description

本発明は、粘着シートのエキスパンド方法に関し、特に粘着シート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加工された板状物に対し、ダイシング加工後に、粘着シートをエキスパンドして個々のチップ間の間隔を拡大するエキスパンド方法に関する。

半導体製造工程等において、表面に半導体装置や電子部品等が形成された板状物であるウェーハは、プロービング工程で電気試験が行われた後、ダイシング工程で個々のチップ（ダイ、又はペレットとも言われる）に分割され、次に個々のチップはダイボンディング工程で部品基台にダイボンディングされる。ダイボンディングされた後、樹脂モールドされ、半導体装置や電子部品等の完成品となる。

プロービング工程の後ウェーハは、図４に示すように、片面に粘着層が形成された厚さ１００μｍ程度の粘着シート（ダイシングシート又はダイシングテープとも呼ばれる）Ｓに裏面を貼り付けられ、剛性のあるリング状のフレームＦにマウントされる。ウェーハＷはこの状態でダイシング工程内、ダイシング工程ダイボンディング工程間、及びダイボンディング工程内を搬送される。

ダイシング工程では、ダイシングブレードと呼ばれる薄型砥石でウェーハＷに研削溝を入れてウェーハをカットするダイシング装置が用いられている。ダイシングブレードは、微細なダイヤモンド砥粒をＮｉで電着したもので、厚さ１０μｍ〜３０μｍ程度の極薄のものが用いられる。

このダイシングブレードを３０，０００〜６０，０００ｒｐｍで高速回転させてウェーハＷに切込み、ウェーハＷを完全切断（フルカット）する。このときウェーハＷの裏面に貼られた粘着シートＳは、表面から１０μｍ程度しか切り込まれていないので、ウェーハＷは個々のチップＴに切断されてはいるものの、個々のチップＴがバラバラにはならず、チップＴ同士の配列が崩れていないので全体としてウェーハ状態が保たれている。

また、ダイシングブレードを用いずに、ウェーハＷの内部に集光点を合わせたレーザー光を照射し、ウェーハ内部に多光子吸収現象による改質領域を形成させ、この改質領域を起点としてウェーハＷを割断するレーザーダイシング加工が提案されている。このレーザーダイシング加工の場合も、ウェーハＷは図４に示すような状態でダイシングされるので、チップＴ同士の配列が崩れず、全体としてウェーハ状態が保たれている。

ここでは、このようにダイシング加工されて個々のチップＴに分割された後であっても、チップＴ同士の配列が崩れていないこのチップＴの集合体をも便宜上ウェーハＷと呼ぶこととする。

この後ウェーハＷはダイボンディング工程に送られる。ダイボンディング工程ではダイボンダが用いられる。ダイボンダではウェーハＷは先ずエキスパンドステージに載置され、次に粘着シートＳがエキスパンドされて、チップＴ同士の間隔が広げられチップＴをピックアップし易くしている。

次に、下方からチップＴをプッシャで突上げるとともに上方からコレットでチップＴをピックアップし、基台の所定位置にチップＴをボンディングする。

このように、ダイボンダの中に粘着シートＳを押し広げ、チップＴ同士の間隔を広げるエキスパンド装置を組込むことは、従来から行われていた。また、このエキスパンド装置の種々の改良発明も行われている（例えば、特許文献１、及び特許文献２参照。）。
特開平７−２３１００３号公報 特開平７−３２１０７０号公報

前述の従来技術では、粘着シートＳを介してフレームＦにマウントされたウェーハＷは、ダイシングブレードで個々のチップＴに切断された後、ダイシング装置内をそのままの状態で搬送されて洗浄等が行われ、次にダイボンダまで搬送され、ダイボンダ内もその状態のままで搬送が行われていた。

ところが、近年ＩＣ等の半導体装置ではウェーハＷ１枚当たりのチップ形成数を増加させるため、ダイシング加工の為の加工領域（ストリートとも呼ばれる）の幅が極度に狭くなってきている。そのため、ダイシング工程では厚さ１０μｍ〜１５μｍ程度の極薄のダイシングブレードが使用されるようになってきた。

このような極薄のダイシングブレードでダイシングされたウェーハＷや、前述のレーザーダイシングされたウェーハＷでは、チップＴ同士の間隔が極度に狭いため、従来のように粘着シートＳを介してフレームＦにマウントされた状態のままで搬送した場合、搬送中の振動によって隣同士のチップＴのエッジとエッジとが接触し、エッジ部に欠けやマイクロクラックが生じ、良品チップＴを不良にしたり、完成後の製品の信頼性を損なうという問題が生じていた。

このため、ダイシング装置内でダイシング後直ちにエキスパンドし、チップＴ同士の間隔を広げて搬送することが要求されるようになってきた。ところが、従来行われていたエキスパンド方法や、前述の特許文献１、及び特許文献２に記載されたエキスパンド方法をダイシング装置内で行ったとしても、粘着シートＳへの張力付与を解除するとエキスパンドされた粘着シートＳが又元通りに縮んでしまうため、ウェーハＷをフレームＦごと搬送することができなかった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ダイシング後のチップ同士の間隔が極度に狭いウェーハであっても、搬送中の振動によって隣同士のチップのエッジとエッジとが接触してエッジ部に欠けやマイクロクラック等が発生することなしに、フレームごと搬送することのできる粘着シートのエキスパンド方法を提供することを目的とする。

本発明は前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、上面に板状物を吸着保持するチャックステージと、前記チャックステージを包囲し、上下に昇降移動される取付けリングと、前記取付けリングの上面に取り付けられた加熱手段と、を備えるダイシング装置を用いて、粘着シートに貼着されて該粘着シートを介してリング状のフレームにマウントされ、前記チャックステージに吸着保持されるとともに、個々のチップにダイシング加工された前記板状物に対し、ダイシング加工後に、前記粘着シートをエキスパンドして前記個々のチップ間隔を拡大するエキスパンド方法において、前記粘着シートに熱収縮性のシートを用い、前記ダイシング加工後に、前記取付けリングを上昇させて前記加熱手段を前記粘着シートの前記板状物と前記フレームとの間の前記粘着シートに接触させ、当該粘着シートを加熱して収縮させることにより、前記粘着シートの前記板状物が貼着された部分を引き伸ばし、前記個々のチップ間隔を拡大することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、熱収縮性の粘着シートの板状物が貼付されていない部分を収縮させて板状物が貼付された部分を引き伸ばすので、ダイシングされた板状物がフレームにマウントされたままの状態で粘着シートのエキスパンド状態が保持され、チップ間の間隔を維持したまま板状物をフレーム毎搬送することができる。そのため、チップ同士の間隔が極度に狭い板状物であっても、搬送中の振動によって隣同士のチップのエッジとエッジとが接触してエッジ部に欠けやマイクロクラック等が発生することがない。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、前記粘着シートの前記板状物の外側を環状に加熱することを特徴としている。

請求項２の発明によれば、板状物が貼付された部分の粘着シートを均一にエキスパンドすることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１の発明において、前記板状物のダイシングラインと平行に配置され、前記板状物を挟む少なくとも１対のエリアで前記粘着シートを加熱することを特徴としている。

請求項３の発明によれば、粘着シートの加熱エリアが板状物のダイシングラインと平行に配置されているので、ラインセンサのような短冊型のチップであっても容易にエキスパンドすることができる。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１の発明において、前記板状物の一方向のダイシングラインと平行に配置され前記板状物を挟む少なくとも１対のエリアと、前記一方向のダイシングラインと直交するダイシングラインと平行に配置され前記板状物を挟む少なくとも１対のエリアとで前記粘着シートを加熱し、前記個々のチップ間隔の拡大状況に応じて前記エリアの加熱温度を個々に制御することを特徴としている。

請求項４の発明によれば、個々のチップ間隔の拡大状況に応じて各エリアの加熱温度を個々に制御するので、個々のチップ間隔を均一に拡大することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１、２、３、又は４のうちいずれか１項の発明において、前記板状物をダイシング加工後、前記板状物をチャックステージから取り外さずに前記粘着シートをエキスパンドすることを特徴としている。

請求項５の発明によれば、板状物をダイシング加工後、板状物をチャックステージから取り外さずにエキスパンドし、板状物が貼付された粘着シートはそのままエキスパンド状態が保持されるので、ダイシング後の搬送において個々のチップ同士が干渉することがない。

以上説明したように本発明のエキスパンド方法によれば、熱収縮性の粘着シートを使用し、ダイシングされた板状物がフレームにマウントされたままの状態で粘着シートがエキスパンドされ、そのエキスパンド状態が保持されるので、拡大されたチップ間の間隔を維持したまま板状物をフレーム毎搬送することができる。

そのため、チップ同士の間隔が極度に狭い板状物であっても、搬送中の振動によって隣同士のチップのエッジとエッジとが接触してエッジ部に欠けやマイクロクラック等が発生することがない。

また、個々のチップ間隔の拡大状況に応じて加熱エリアの加熱温度を部分的にに制御するので、個々のチップ間隔を均一に拡大することができる。

また、ダイシング装置内でダイシング加工後板状物をチャックステージから取り外さずにエキスパンドを行うので、ダイシング直後にチップ同士の間隔を広げることができ、ダイシング装置内の搬送においてもチップ同士の干渉を防ぐことができる。

以下添付図面に従って本発明に係るエキスパンド方法の好ましい実施の形態について詳説する。尚、各図において同一部材には同一の番号または記号を付している。

図１は、本発明に係るエキスパンド方法を実施するダイシング装置を表わしている。ダイシング装置１０は、ＸＹＺθテーブル１１、ＸＹＺθテーブル１１に載置されたチャックステージ１２とフレームチャック１３、チャックステージ１２を包囲し図示しない駆動手段によって上下に昇降移動される取付けリング１４、取付けリング１４の上面に取り付けられた加熱手段１５等を有している。

チャックステージ１２の上面には図示しない多孔質部材が埋設され、多孔質部材を介して減圧手段に接続され、ワークを吸着保持するようになっている。また、フレームチャック１３の上面にも多孔質部材１３Ａが埋設され、多孔質部材１３Ａを介して減圧手段に接続されている。

上下に昇降移動される取付けリング１４に取り付けられた加熱手段１５は、粘着シートＳの板状物であるウェーハＷとフレームＦとの間の部分を加熱するもので、ラバーヒーター等の面発熱体が用いられる。

図２は、粘着シートＳのウェーハＷとフレームＦとの間の粘着シートＳの加熱されるエリアを表わす平面図である。図２に示すように、粘着シートＳの加熱されるエリアは、ウェーハＷの一方向のダイシングラインに平行な１対のエリアＨ１、Ｈ２、及び一方向のダイシングラインと直交するダイシングラインに平行な１対のエリアＨ３、Ｈ４で、複数の加熱手段１５はこれらのエリアＨ１、Ｈ２、Ｈ３、及びＨ４と同じ平面形状で同じ位置に配置されている。

これらのエリアＨ１、Ｈ２、Ｈ３、及びＨ４に配置された加熱手段１５は、夫々独立してオンオフ及び発熱温度が制御できるようになっている。

本発明に係るエキスパンド方法を実施するダイシング装置１０では、ウェーハＷは熱収縮性の粘着シートＳに貼付され、粘着シートＳを介してリング状のフレームＦにマウントされた状態で投入される。

熱収縮性の粘着シートＳの基材はポリオレフィン系のプラスチックで、１１５℃以上の熱が加えられると収縮し、その収縮率は長さ変化率で−１５％以上のものが用いられる。ポリオレフィン系の他にポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリスチレン系等のプラスチックから適宜選択することができる。

ウェーハＷがダイシングされる時は、ウェーハＷは粘着シートＳに貼付されたまま粘着シートＳを介してチャックステージ１２に真空吸着される。またフレームＦも粘着シートＳを介してフレームチャック１３に吸着される。この時加熱手段１５が取り付けられた取付けリング１４は、下方に位置している。

ウェーハＷはこの状態で、図示しないレーザーヘッドからウェーハ内部に集光点を有するレーザー光を照射されて、内部に多光子吸収による改質層が形成され、ＸＹＺθテーブル１１とレーザー光との相対移動によりレーザーダイシングされる。

ウェーハＷがダイシングされると、フレームＦの吸着はそのままで、チャックステージの真空チャックが大気開放され、粘着シートＳのウェーハＷが貼付されている部分の吸着が解除される。

次に、取付けリング１４が上昇して加熱手段１５を粘着シートＳの加熱エリアＨ１、Ｈ２、Ｈ３、及びＨ４に接触させる。次いでエリアＨ１、Ｈ２、又はエリアＨ３、Ｈ４のどちらかの１対を先に加熱する。粘着シートＳが熱収縮性シートであるので、加熱されたエリアは収縮する。この時粘着シートＳのウェーハＷが貼付されている部分が外側に引き伸ばされ、ダイシングされた個々のチップＴの間隔が１方向にエキスパンドされる。

次に他の１対のエリアを加熱して他方向のエキスパンドを行う。加熱手段１５は１２０℃近くまで熱せられるが、各チップ同士の間隔を顕微鏡やＴＶカメラの画像で観察し、各部のエキスパンド状況に応じて各加熱エリアの加熱温度をコントロールする。

次いで、加熱手段１５が下降され、それとともにフレームＦの吸着が解除される。粘着シートＳの加熱されたエリアＨ１、Ｈ２、Ｈ３、及びＨ４の加熱が解除されても収縮したままの状態が保持されるので、ウェーハＷが貼付されている部分のエキスパンド状態も保持され、ウェーハＷはチップ間隔が拡大されたままフレームＦにマウントされた状態で搬送可能である。

このように、ウェーハＷはダイシング直後にチャックステージ１２から取り外さずにエキスパンドされ、個々のチップ間隔が拡げられるので、搬送途中でチップＴのエッジ同士の接触が防止される。

尚、粘着シートＳのエリアＨ１、Ｈ２、又はエリアＨ３、Ｈ４のどちらかの１対を先に加熱して１方向にエキスパンドし、次に他の１対を加熱して他方向のエキスパンドを行う場合、各エリアに対応する加熱手段１５のオンオフ制御で行ってもよく、また取付けリング１４を分割して各エリアごとに独立して上下移動させるようにしてもよい。

また、粘着シートＳの加熱エリアを４箇所としたが、更に細分化してきめ細かく制御するようにしてもよい。

また、ダイシングラインの方向に関係なく外周に向けて一様にエキスパンドする場合は、加熱するエリアＨ１、Ｈ２、Ｈ３、及びＨ４を同時に加熱すればよい。また、ダイシングラインの方向に無関係で一様にエキスパンドする場合は、図３に示すように、粘着シートＳの加熱するエリアを円環状のエリアＨＲとし、加熱手段１５も同形の円環状とすることができる。

本発明の実施の形態に係るエキスパンド方法を用いたダイシング装置の一部を表わす正面図 粘着シートの加熱エリアを表わす平面図 粘着シートの加熱エリアの他の実施形態を表わす平面図 フレームにマウントされたウェーハを表わす斜視図

符号の説明

１２…チャックステージ、１５…加熱手段、Ｆ…フレーム、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、ＨＲ…エリア、Ｓ…粘着シート、Ｔ…チップ、Ｗ…ウェーハ（板状物）

Claims (5)

1. 上面に板状物を吸着保持するチャックステージと、前記チャックステージを包囲し、上下に昇降移動される取付けリングと、前記取付けリングの上面に取り付けられた加熱手段と、を備えるダイシング装置を用いて、
   粘着シートに貼着されて該粘着シートを介してリング状のフレームにマウントされ、前記チャックステージに吸着保持されるとともに、個々のチップにダイシング加工された前記板状物に対し、ダイシング加工後に、前記粘着シートをエキスパンドして前記個々のチップ間隔を拡大するエキスパンド方法において、
   前記粘着シートに熱収縮性のシートを用い、
   前記ダイシング加工後に、前記取付けリングを上昇させて前記加熱手段を前記粘着シートの前記板状物と前記フレームとの間の前記粘着シートに接触させ、当該粘着シートを加熱して収縮させることにより、前記粘着シートの前記板状物が貼着された部分を引き伸ばし、前記個々のチップ間隔を拡大することを特徴とするエキスパンド方法。
2. 前記粘着シートの前記板状物の外側を環状に加熱することを特徴とする、請求項１に記載のエキスパンド方法。
3. 前記板状物のダイシングラインと平行に配置され、前記板状物を挟む少なくとも１対のエリアで前記粘着シートを加熱することを特徴とする、請求項１に記載のエキスパンド方法。
4. 前記板状物の一方向のダイシングラインと平行に配置され前記板状物を挟む少なくとも１対のエリアと、前記一方向のダイシングラインと直交するダイシングラインと平行に配置され前記板状物を挟む少なくとも１対のエリアとで前記粘着シートを加熱し、
   前記個々のチップ間隔の拡大状況に応じて前記エリアの加熱温度を個々に制御することを特徴とする請求項１に記載のエキスパンド方法。
5. 前記板状物をダイシング加工後、前記板状物をチャックステージから取り外さずに前記粘着シートをエキスパンドすることを特徴とする請求項１、２、３、又は４のうちいずれか１項に記載のエキスパンド方法。

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