JP4680693B2 - 板状部材の分割装置 - Google Patents

Description

本発明は板状部材の分割装置に係り、更に詳しくは、接着シートに貼付された板状部材を分割したときに、個片化された各チップ相互間の隙間を一定に保ってチップの損傷防止を図ることのできる板状部材の分割装置に関する。

従来より、半導体ウエハ（以下、単に、「ウエハ」と称する）は、所定のストリートラインに沿って賽の目状にダイシングすることが行われている。このダイシングは、ウエハの裏面研削を行った後に、回路面側からロータリーカッターで切削して賽の目状に切削溝を形成して行う方法（例えば、特許文献１参照）と、ウエハの回路面側に賽の目状の切削溝を形成しておき、その後にウエハの裏面を研削して行う方向（例えば、特許文献２参照）が知られている。

図１０には、裏面研削後に切削溝を形成する従来例のダイシング工程図が示されている。同図において、裏面研削が行われて極薄に形成されたウエハＷの回路面側には保護シートＰＳが貼付され（図１０（Ａ）参照）、ベースシートＢＳ上に紫外線硬化型の接着剤層ＵＳを積層して構成されたダイシングテープＤＴを介してリングフレームＲＦにマウントされる（図１０（Ｂ）参照）。マウントされたウエハＷ上の保護シートＰＳは、剥離用シートＰＴ及び剥離用チャック１００を介して剥離され（図１０（Ｃ）参照）、テーブル１０１上に移載された状態で固定用フック１０２を介してリングフレームＲＦが固定される（図１０（Ｄ）参照）。そして、テーブル１０１の領域内に昇降可能に配置された内側テーブル１０３を上昇させてダイシングテープＤＴに張力を付与し、この状態でロータリーカッター１０５を用いた切削により、賽の目状に切削溝ＣＬを形成して個片化されたチップＣを得ることができる。

図１１には、裏面研削に先立って切削溝を形成する、いわゆる先ダイシング法と称される従来例のダイシング工程図が示されている。同図において、ウエハＷの裏面研削を行う前の段階で、回路面側にウエハＷの厚さよりも浅い切削溝ＣＬが賽の目状に形成され、当該回路面に保護シートＰＳが貼付される（図１１（Ａ），（Ｂ）参照）。このウエハＷは、保護シートＰＳを介して吸着テーブル２００に吸着保持され（図１１（Ｃ）参照）、グラインダー２０１による裏面研削を切削溝ＣＬに達する位置まで行うことにより（図１１（Ｄ）参照）、個片化したチップＣを形成することができる（図１１（Ｅ）参照）。

特開平９−２６６１８２号公報 特開２００２−１６０２１号公報

しかしながら、特許文献１に記載された方法では、図１０（Ｄ）に示されるように、ダイシングテープＤＴがテーブル１０１上で引き延ばされた状態となるため、当該テーブル１０１からウエハＷをリングフレームＲＦと共に取り外した際に、図１０（Ｅ）に示されるようにダイシングテープＤＴが弛むこととなり、これによってチップＣ間の隙間を詰まらせてしまうという不都合がある。かかる不都合は、チップＣ同士の端縁相互の接触をもたらし、これがチップＣの破損原因となる。

また、特許文献２に記載された方法にあっても同様に、ウエハＷは極薄に研削されることで剛性が低下するため、保護シートＰＳに張力を付与した状態でウエハＷに貼付した際の残留応力を受け易くなって、反りや縮み変形を生じたり、切削溝ＣＬの隙間を狭める傾向を生じ、これに起因してチップＣ同士の端縁相互の接触で当該チップＣの端縁損傷を招来する、という不都合がある。

また、前述した何れのダイシング方法においても、図１１（Ｆ）に示されるように、チップＣの相互間隔が狭まってしまう位置的変化に起因して、ボンディングを行う際の吸着コレット３００がチップＣ間に跨ってしまう場合を生ずる、という不都合もある。

［発明の目的］
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、個片化後の各チップの相互間隔を適正に保ち、チップ相互の接触を回避して損傷を防止することのできる板状部材の分割装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、エネルギー線硬化型の接着シートに貼付された板状部材を切削して当該板状部材を個片化する板状部材の分割装置において、
前記板状部材を支持するテーブルと、当該テーブルに支持された板状部材を切削するカッターと、このカッターに併設されたエネルギー線照射装置と、当該エネルギー線照射装置と前記カッターとの間に配置されて板状部材の切削屑を除去する除去装置とを備え、
前記エネルギー線照射装置は、前記カッターによる切削で前記板状部材に形成される切削溝内の切削屑を前記除去装置で除去した状態で、前記テーブルで板状部材を支持したまま切削によって表出した接着シート部分にエネルギー線を照射して当該接着シート部分を硬化させる、という構成を採っている。

また、本発明は、エネルギー線硬化型の接着シートに板状部材の厚さよりも浅い切削溝が形成された板状部材の切削面側を貼付し、前記切削面の反対側面を研削して前記板状部材を個片化する板状部材の分割装置において、
前記板状部材を支持するテーブルと、当該テーブルに支持された板状部材を研削するグラインダーと、このグラインダーに併設されたエネルギー線照射装置と、当該エネルギー線照射装置と前記グラインダーとの間に配置されて板状部材の切削屑を除去する除去装置とを備え、
前記エネルギー線照射装置は、前記グラインダーの研削で前記板状部材に形成される切削溝内の切削屑を前記除去装置で除去した状態で、前記テーブルで板状部材を支持したまま研削によって表出した接着シート部分にエネルギー線を照射して当該接着シート部分を硬化させる、という構成を採っている。

前記板状部材の分割装置において、前記テーブルは前記接着シートに張力を付与可能であり、前記カッターは、前記接着シートに張力を付与した状態で前記切削を行うように設けられる、という構成を採っている。

また、前記エネルギー線の照射は、前記切削若しくは研削に追従して略同時に行われる、という構成を採っている。

本発明によれば、切削や研削に伴ってエネルギー線硬化型の接着剤層がチップ間に表出するようになり、当該表出した接着シート部分にエネルギー線を照射して硬化させながら板状部材を分割することができる。そのため、板状部材の分割を終了した際に、接着シートが弛んだり、反り、縮み変形することがあっても、チップ間距離、すなわち切削溝の隙間は一定に保たれるようになり、これにより、チップ端縁相互の接触を防止して損傷等を回避することが可能となる。
また、切削、研削に伴って生ずる屑を除去することができるので、後工程における洗浄処理を簡略化したり、あるいは省略することも可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

［第１実施形態］
図１ないし図４には、本発明の第１実施形態が示されている。ここで、図１（Ａ）には、分割装置として作用するダイシング装置１０の概略斜視図が示され、図１（Ｂ）には板状部材としてのウエハＷがリングフレームＲＦにマウントされた状態の断面図が示されている。これらの図において、ダイシング装置１０は、ウエハＷを支持するテーブル１１と、ウエハＷに切削溝ＣＬを形成するように切削することで個片化されたチップＣを形成するロータリーカッター１３と、当該ロータリーカッター１３に併設されたエネルギー線としての紫外線を照射する紫外線照射装置１５と、ロータリーカッター１３でウエハＷを切削する際の切削屑を吸引する除去装置１６とを備えて構成されている。

前記ウエハＷは、図１（Ｂ）に示されるように、接着シートとしてのダイシングテープＤＴを介してリングフレームＲＦにマウントされた状態でダイシングされる。ダイシングテープＤＴは、ベースシートＢＳに紫外線硬化型の接着剤層ＵＳを積層して構成されており、当該紫外線硬化型の接着剤層ＵＳの面にウエハＷの裏面側（回路面とは反対側）が貼付されている。なお、ここでは、図示省略しているが、ウエハＷは、ロータリーカッター１３で切削を行う迄の段階では、回路面が図示しない保護シートで保護されるようになっている。

前記テーブル１１は、図２に示されるように、リングフレームＲＦを支持する外側テーブル１１Ａと、当該外側テーブル１１Ａに対して昇降可能に設けられてウエハＷの面位置を上昇させてダイシングテープＤＴに一定の張力を付与する内側テーブル１１Ｂとにより構成されている。このテーブル１１は、スライダ２０の上面側に回転機構２１を介して支持されており、当該スライダ２０はガイドレール２２，２２に支持されているとともに、図示しない駆動機構を介して図１中Ｘ軸方向に移動可能に設けられている。また、回転機構２１は、テーブル１１を平面内で回転させてテーブル１１を９０度回転させることで略方形のチップＣが形成できるようになっている。なお、前記外側テーブル１１Ａにおいて、図１中Ｘ軸方向における相対位置には、先端が自由端として回転可能に設けられた固定用フック２５、２５が設けられており、これら固定用フック２５によってリングフレームＲＦ、ひいてはウエハＷを一定の位置に保持できるように設けられている。

前記ロータリーカッター１３は、カッター刃１３Ａと、当該カッター刃１３Ａを回転可能に支持する軸状の刃ホルダ１３Ｂとにより構成され、当該ロータリーカッター１３は、カッター支持体３０に支持されている。カッター支持体３０は、図１中Ｙ軸方向に向けられた一対のレール３１，３１に沿って移動可能なベース３２と、このベース３２から起立するロボット本体３３と、当該ロボット本体３３の前面側に配置された一対の上下方向ガイドレール３５，３５と、図３に示されるロボット本体３３のスライダ３３Ａに取り付けられ、上下方向ガイドレール３５、３５に沿って昇降可能に設けられるとともに、前記刃ホルダ１３Ｂの基部を支持する昇降スライダ３６とにより構成され、これにより、前記カッター刃１３Ａが図１中Ｙ、Ｚの直交二軸方向に移動可能となっている。

前記紫外線照射装置１５は、図示しない支持部材を介して前記昇降スライダ３６に支持されている。この紫外線照射装置１５は、カッター刃１３Ａで切削溝ＣＬが形成されて線状に表出する紫外線硬化型の接着剤層ＵＳ部分に紫外線を照射して当該部分を硬化させるようになっている。そのため、本実施形態における紫外線照射装置１５は、部分的に紫外線を照射するために、スポットタイプとされている。

前記除去装置１６は、前記紫外線照射装置１５とカッター刃１３Ａとの間に配置されているとともに、図示しない支持部材を介して前記昇降スライダ３６に支持され、紫外線照射装置１５に併設されている。この除去装置１６は、下端側が開口する吸引筒４０と、この吸引筒４０に連なるバキュームホース４１とを備え、カッター刃１３がウエハＷを切削したときの切削屑を吸引して当該切削屑を除去するように構成され、これにより、ウエハＷに形成される切削溝ＣＬ内に切削屑を残存させることなく、線状に表出する紫外線硬化型の接着剤層ＵＳが切削屑で埋まってしまうことを防止し、紫外線照射の妨げとならないようになっている。

このような第１実施形態に係るダイシング装置１０でダイシングを行う場合、すなわち、ウエハＷを分割して個片化されたチップＣを形成する場合には、前工程において、リングフレームＲＦにマウントされたウエハＷのアライメントを行っておき、これが図示しないロボットアームを介してテーブル１１上に移載される。そして、リングフレームＲＦを固定用フック２５，２５で固定してウエハＷを所定位置にセットした状態で内側テーブル１１Ｂが所定量上昇し、ダイシングテープＤＴに張力が付与される。
次いで、テーブル１１の移動とカッター刃１３Ａの回転により、カッター刃１３Ａが予め設定された軌跡に沿ってウエハＷに切削溝ＣＬを形成し、略方形の平面形状となるように、ウエハＷを個片化してチップＣが形成される。これにより生ずる切削屑は除去装置１６によって吸引除去され、切削溝ＣＬを通じて紫外線が照射されてダイシングテープＤＴの紫外線硬化型の接着剤層ＵＳに硬化部分ＵＳ１が形成される（図４参照）。

ダイシングを終了して分割、個片化された各チップＣは、ダイシングテープＤＴを介してリングフレームＲＦにマウントされた状態を保っており、リングフレームＲＦを図示しない吸着パッドでテーブル１１から取り出して後工程に移載されることとなる。この際、ダイシングテープＤＴは、前述したダイシングの際に内側テーブル１１Ｂの上昇によって一時的に張力が付与された状態となるため、この張力が解除されることによって弛みを生ずることになるが、当該弛みが切削溝ＣＬの形成部位に及ぶことはない。

すなわち、前記第１実施形態によれば、チップＣ相互間に表出する紫外線硬化型の接着剤層ＵＳの硬化部分ＵＳ１の存在によって、チップＣの相互間隔を保つことができるようになり、切削溝ＣＬに対応した隙間の間隔が一定に保たれてチップＣ同士の接触による端縁破損を防止することができる。また、チップＣをボンディングする際の吸着コレットとの相対位置ずれも防止できるため、吸着コレットがチップＣ間に跨ってしまうような不都合も回避可能となる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について図５ないし図８を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、第１実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一符号を用いるものとし、説明を省略若しくは簡略にする。

第２実施形態は、いわゆる先ダイシングが行われたウエハＷの裏面を研削することで当該ウエハＷを分割して個片化する分割装置４５であり、当該分割装置４５による分割の対象となるウエハＷは、図５（Ｂ）に示されるように、裏面研削を行う前の段階で回路面側にウエハＷの厚さよりも浅い切削溝ＣＬが予め形成され、当該回路面側に保護シートＰＳが貼付されている。また、第２実施形態では、ウエハＷの裏面研削用のグラインダー５０が採用され、これに伴って、紫外線照射装置１５及び除去装置１６は、グラインダー５０の外周に沿う形状を備えた構造となっている。

前記グラインダー５０は、図６及び図７に示されるように、モータＭと、当該モータＭの出力軸に固定された回転部材５１と、当該回転部材５１の下端に取り付けられた砥石ホルダ５３と、この砥石ホルダ５３の下面に取り付けられた砥石５５と、前記モータＭを支持する支持アーム５７とを備えて構成されている。

前記紫外線照射装置１５は、図８にも示されるように、砥石ホルダ５３の外周部分を囲む略１／４円弧の平面形状をなし、その下端側領域が紫外線照射領域となるように形成されている。

また、除去装置１６は、砥石ホルダ５３と紫外線照射装置１５との間に配置されている。この除去装置１６は、紫外線照射装置１５の内周に沿う平面形状を備えて下面側に吸引口を備えた吸引管６０と、この吸引管６０に接続されたバキュームホース６１とにより構成されている。

第２実施形態では、ウエハＷは、保護シートＰＳを介してテーブル１１上に吸着固定され、グラインダー５０によってウエハＷの裏面側が研削される。この研削は、予め形成された切削溝ＣＬに達するまでの研削であり、これにより、ウエハＷを個片化してチップＣを形成できるようになっている。研削に際して生ずる研削屑は除去装置１６によって吸引除去される一方、チップＣを形成する切削溝ＣＬ間に表れる紫外線硬化型の接着剤層ＵＳ部分は紫外線が照射されて硬化部分ＵＳ１（図９参照）を形成する。

従って、このような第２実施形態によっても、チップＣ間に表出する紫外線硬化型の接着剤層ＵＳ部分に硬化部分ＵＳ１を形成できるので、分割終了後において、切削溝ＣＬの隙間が狭まってチップＣの端縁が損傷してしまうことを防止可能な分割装置４５を提供することができる。これを更に詳述すると、保護シートＰＳをウエハＷに貼付する際には、当該保護シートＰＳが一定の張力を付与された状態で貼付されるが、この場合のウエハＷは、研削前であるから、その厚みによる剛性で反り若しくは縮み変形等は生じない状態となっている。しかし、研削を行うことで極薄化したチップＣの集合体になると、初期の剛性を維持することができないので、保護シートＰＳには縮もうとする応力が作用することとなる。この場合でも、本実施形態によれば、各チップＣ間の紫外線硬化型の接着剤層ＵＳは、硬化部分ＵＳ１が形成された状態に保たれるため、これによって切削溝ＣＬの隙間を一定に保つことが可能となり、チップＣ同士の接触による端縁破損を防止することができる。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、位置若しくは配置等に関し、必要に応じて当業者が様々な変更を加えることができるものである。

例えば、前記実施形態におけるエネルギー線は紫外線である場合を説明したが、その他のエネルギー線であってもよく、これに対応した照射装置を採用することができる。また、紫外線照射装置１５，除去装置１６は、図示構成例に限定されるものではなく、実質的に同等の作用を奏する限り、種々の変更を行うことができる。
また、個片化される対象はウエハ以外の板状部材も対象とすることができる。

（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係るダイシング装置の概略斜視図、（Ｂ）は同実施形態における分割対象となるウエハがリングフレームにマウントされた状態を示す断面図。 前記ダイシング装置の概略正面図。 前記ダイシング装置の概略平面図。 分割と紫外線照射が行われた状態を示す断面図。 （Ａ）は、本発明の第２実施形態に係る板状部材の分割装置の概略斜視図、（Ｂ）は同実施形態における分割対象となるウエハが先ダイシングされて回路面側に保護シートが貼付された状態を示す断面図。 紫外線照射装置と除去装置を省略した状態を示す図５（Ａ）と同様の斜視図。 第２実施形態に係る板状部材の分割装置の概略正面図。 第２実施形態に係る板状部材の分割装置の概略平面図。 第２実施形態に係る板状部材の分割装置で裏面研削と紫外線照射が行われた状態を示す断面図。 （Ａ）〜（Ｅ）は、従来のダイシング方法を説明するための工程図。 （Ａ）〜（Ｆ）は、従来のダイシング方法の他の例を説明するための工程図。

符号の説明

１０ ダイシング装置
１１ テーブル
１３ ロータリーカッター
１５ 紫外線照射装置
１６ 除去装置
４５ 分割装置
５０ グラインダー
ＣＬ 切削溝
Ｗ ウエハ（板状部材）
ＰＳ 保護シート
ＤＴ ダイシングテープ（接着シート）
ＵＳ 紫外線硬化型の接着剤層
ＵＳ１ 硬化部分

Claims (4)

1. エネルギー線硬化型の接着シートに貼付された板状部材を切削して当該板状部材を個片化する板状部材の分割装置において、
   前記板状部材を支持するテーブルと、当該テーブルに支持された板状部材を切削するカッターと、このカッターに併設されたエネルギー線照射装置と、当該エネルギー線照射装置と前記カッターとの間に配置されて板状部材の切削屑を除去する除去装置とを備え、
   前記エネルギー線照射装置は、前記カッターによる切削で前記板状部材に形成される切削溝内の切削屑を前記除去装置で除去した状態で、前記テーブルで板状部材を支持したまま切削によって表出した接着シート部分にエネルギー線を照射して当該接着シート部分を硬化させることを特徴とする板状部材の分割装置。
2. エネルギー線硬化型の接着シートに板状部材の厚さよりも浅い切削溝が形成された板状部材の切削面側を貼付し、前記切削面の反対側面を研削して前記板状部材を個片化する板状部材の分割装置において、
   前記板状部材を支持するテーブルと、当該テーブルに支持された板状部材を研削するグラインダーと、このグラインダーに併設されたエネルギー線照射装置と、当該エネルギー線照射装置と前記グラインダーとの間に配置されて板状部材の切削屑を除去する除去装置とを備え、
   前記エネルギー線照射装置は、前記グラインダーの研削で前記板状部材に形成される切削溝内の切削屑を前記除去装置で除去した状態で、前記テーブルで板状部材を支持したまま研削によって表出した接着シート部分にエネルギー線を照射して当該接着シート部分を硬化させることを特徴とする板状部材の分割装置。
3. 前記テーブルは前記接着シートに張力を付与可能であり、前記カッターは、前記接着シートに張力を付与した状態で前記切削を行うように設けられていることを特徴とする請求項１記載の板状部材の分割装置。
4. 前記エネルギー線の照射は、前記切削若しくは研削に追従して略同時に行われることを特徴とする請求項１，２又は３記載の板状部材の分割装置。

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