JP4385705B2

JP4385705B2 - エキスパンド方法

Info

Publication number: JP4385705B2
Application number: JP2003338796A
Authority: JP
Inventors: 康之酒谷; 裕介新井; 朋宏玉置
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 2003-09-29
Filing date: 2003-09-29
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2023-09-29
Also published as: JP2005109044A

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５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５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を押し広げてチップ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、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第１のフレームにマウントされた板状物が載置され上下に伸縮移動するウェーハステージと、前記ウェーハステージの側面に設けられた鍔部と前記粘着シートとの間に配置され、圧縮エア源からの圧縮エアの力で前記第１のフレームの外周部に向かって伸縮するエアーバッグと、を備えるダイシング装置を用いて、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の間隔を拡大するエキスパンド方法において、前記ウェーハステージを上昇させることにより前記板状物と前記第１のフレームとを上下方向に相対的に離間させるとともに、前記エアーバッグに圧縮エアを供給して前記粘着シートに前記第１のフレームの外周部に向かう力を付与して前記粘着シートエキスパンドし、前記エキスパンドされた粘着シートにリング状の第２のフレームを貼着し、該第２のフレームの外周近傍で前記粘着シートを切断することによって、前記個々のチップ間隔が拡大されたエキスパンド状態を保持することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、エキスパンドされた粘着シートにリング状の第２のフレームを貼着し、第２のフレームの外周近傍で前記粘着シート切断して粘着シートのエキスパンド状態を保持するので、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、前記粘着シートに付与する前記第１のフレームの外周部に向かう力は、エアーバッグを膨張させることによって付与することを特徴とする。

請求項２の発明によれば、エアーバッグを用いて粘着シートを横方向に押し広げるので、複雑なエキスパンド形状であっても容易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又は請求項２の発明において、前記第１のフレームと第２のフレームとが同一のフレームであることを特徴とする。

請求項３の発明によれば、粘着シートを介して板状物がマウントされたフレームと、エキスパンドされた粘着シートのエキスパンド状態を保持するフレームとが同種のフレームであるため、フレームを共用することができ装置構成を簡略化できるとともに、以降の工程における搬送手段の変更を必要としない。

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、エキスパンドされた粘着シートにリング状の第２のフレームを貼着し、第２のフレームの外周近傍で前記粘着シート切断して粘着シートのエキスパンド状態を保持するので、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。

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、本発明の実施の形態に係るエキスパンド方法に用いるエキスパンド装置を表わしている。エキスパンド装置１０は、ベース１１、ベース１１に載置されたウェーハステージ１２とフレームチャック１３、ウェーハステージ１２の鍔部１２Ａ上に設けられたエアーバッグ１４、フレームチャック１３の上方に配置されたフレームホルダ１５、粘着シートＳを切断するカッタ１６等を有している。

ウェーハステージ１２は、図示しない駆動手段によって上下に伸縮移動され、板状部材であるウェーハＷを粘着シートＳごと上下に移動させる。また、フレームチャック１３は円筒形状で、フレームチャック１３の上面には多孔質部材１３Ａが埋設され、多孔質部材１３Ａは図示しない真空源に接続され、第１のフレームであるフレームＦを粘着シートＳごと吸着保持するようになっている。

ウェーハステージ１２の鍔部１２Ａ上に設けられたエアーバッグ１４は、ゴム系弾性部材からなるチューブ形状で、図示しない圧縮エアー源に接続され、圧縮エアーの力で主に横方向に伸縮するようになっている。

フレームチャック１３の上方に配置されたフレームホルダ１５は、図示しない駆動手段によって上下に伸縮移動されるとともに、図示しない真空源に接続され、第２のフレームである新フレームＦを吸着保持するようになっている。第２のフレームである新フレームＦは第１のフレームであるフレームＦと同じものが用いられている。

フレームホルダ１５の近傍には、フレームホルダ１５と一緒に上下に移動されるとともに、新フレームＦの外周部に向けて前進、及び後退し、更に新フレームＦの外周に沿って回転移動して粘着シートＳを切り離すカッタ１６が設けられている。

次に、図２のフローチャートに基いて本発明に係るエキスパンド方法の実施の形態を説明する。本発明に係るエキスパンド方法に用いるエキスパンド装置１０では、ウェーハＷは図５に示すように、粘着シートＳに貼付され、粘着シートＳを介して第１のフレームである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。

このウェーハＷを粘着シートＳを介してウェーハステージ１２に載置するとともにフレームＦをフレームチャック１３に載置する（ステップＳ１１）。ここではウェーハＷは既にダイシングされて個々のチップＴに分割されている。

この状態でフレームＦをフレームチャック１３に吸着固定する（ステップＳ１３）。図１はこの状態を表わしている。

次に、ウェーハステージ１２を上方に伸ばしウェーハＷの貼付されている部分の粘着シートＳを上方に持ち上げる。これとともに、エアーバッグ１４に圧縮エアーを供給してエアーバッグ１４を横方向に膨張させる。

これにより粘着シートＳが引き伸ばされて個々のチップＴ間の間隔が拡大されてゆく。図３はこの途中状態を表わしている。ウェーハステージ１２の上昇とエアーバッグ１４の膨張とを更に続け、図４に示す状態まで粘着シートＳをエキスパンドする（ステップＳ１５）。

これとともに、フレームホルダ１５に第２のフレームである新フレームＦを吸着固定して下降させ（ステップＳ１７）、新フレームＦをエキスパンドされた粘着シートＳに貼付する（ステップＳ１９）。図４はこの状態を表わしている。この状態で、新フレームＦの内側部分の粘着シートＳのエキスパンド状態が保持される。

次にエアーバッグ１４に供給していた圧縮エアーの供給を停止するとともに、連通路を大気に開放してエアーバッグ１４を収縮させる（ステップＳ２１）。

次に、カッタ１６を新フレームＦの外周部に向けて下降させ、粘着シートＳに切り込み（ステップＳ２３）、次いでカッタ１６を新フレームＦの外周に沿って１周させて、新フレームＦの外周外側部の粘着シートＳを切り離す（ステップＳ２５）。

次に、カッタ１６を後退させ（ステップＳ２７）、フレームホルダ１５による新フレームＦの吸着を解除する。

このようにエキスパンドされた粘着シートＳのエキスパンド状態が保持され、個々のチップＴ間の間隔が拡大されているので、個々のチップＴ同士の接触が防止され、ウェーハＷは新フレームＦごと容易に搬送することができる。

一方、フレームチャック１３に吸着保持されていたフレームＦは、吸着を解除して取出す。フレームＦに貼付されている粘着シートＳの粘着材が紫外線硬化型接着剤の場合は、紫外線を照射して粘着力を弱めた後、粘着シートＳを取り除く。また、粘着シートＳの粘着材が熱硬化型接着剤の場合は、加熱して粘着力を弱める。

第１のフレームであるフレームＦと第２のフレームである新フレームＦとは同種の物を用いているので、粘着シートＳを取り除いた第１のフレームであるフレームＦは次の新フレームＦとして用いる。

なお、本実施の形態ではフレームＦを一定位置に固定し、ウェーハＷを上方に移動するとともに、エアーバッグ１４を膨張させて粘着シートＳをエキスパンドしたが、本発明はこれに限らず、ウェーハＷを一定位置に固定し、フレームＦを下方に押し下げるとともに、エアーバッグ１４を膨張させて粘着シートＳをエキスパンドしてもよく、また、ウェーハＷとフレームＦとを相対的に所定量離間させた後にエアーバッグ１４を膨張させてもよい。

また、粘着シートＳを横方向に引き伸ばす手段としてエアーバッグ１４を用いたが、エアーバッグ１４に限らず、他の種々のメカニカル手段を用いて粘着シートＳに横方向の力を付与してもよい。

本発明の実施の形態に係るエキスパンド方法に用いるエキスパンド装置を表わす側断面図本発明の実施の形態に係るエキスパンド方法を説明するフローチャートエキスパンド動作を表わす側断面図１エキスパンド動作を表わす側断面図２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

１０…エキスパンド装置、１２…ウェーハステージ、１３…フレームチャック、１４…エアーバッグ、１５…フレームホルダ、１６…カッタ、Ｆ…フレーム（第１のフレーム）、新フレーム（第２のフレーム）、Ｓ…粘着シート、Ｔ…チップ、Ｗ…ウェーハ（板状物）

Claims

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第１のフレームにマウントされた板状物が載置され上下に伸縮移動するウェーハステージと、
前記ウェーハステージの側面に設けられた鍔部と前記粘着シートとの間に配置され、圧縮エア源からの圧縮エアの力で前記第１のフレームの外周部に向かって伸縮するエアーバッグと、を備えるダイシング装置を用いて、
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の間隔を拡大するエキスパンド方法において、
前記ウェーハステージを上昇させることにより前記板状物と前記第１のフレームとを上下方向に相対的に離間させるとともに、前記エアーバッグに圧縮エアを供給して前記粘着シートに前記第１のフレームの外周部に向かう力を付与して前記粘着シートをエキスパンドし、
前記エキスパンドされた粘着シートにリング状の第２のフレームを貼着し、
該第２のフレームの外周近傍で前記粘着シートを切断することによって、前記個々のチップ間隔が拡大されたエキスパンド状態を保持することを特徴とするエキスパンド方法。
前記粘着シートに付与する前記第１のフレームの外周部に向かう力は、エアーバッグを膨張させることによって付与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。
前記第１のフレームと第２のフレームとが同じフレームであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のエキスパンド方法。