JP5345348B2

JP5345348B2 - 破断方法及び破断装置

Info

Publication number: JP5345348B2
Application number: JP2008183829A
Authority: JP
Inventors: 央松山
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2008-07-15
Filing date: 2008-07-15
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2028-07-15
Also published as: JP2010027666A

Description

本発明は、ウエーハの裏面に貼付されたフィルム状接着剤をストリートに沿って破断して分割するための破断方法及び破断装置に関するものである。

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状の半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと称される分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ，ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体チップ（デバイス）を製造している。個々に分割された半導体チップは、その裏面にエポキシ樹脂等で形成された厚さ２０〜４０μｍのダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）と称されるダイボンディング用のフィルム状接着剤が貼付され、このフィルム状接着剤を介して半導体チップを支持するダイボンディングフレームに加熱することによりボンディングされる。

一方、半導体ウエーハ等の板状の被加工物を分割する方法として、近年にあっては、被加工物に対して透過性を有するパルスレーザ光線を用い、分割すべき領域の内部に集光点を合せてパルスレーザ光線を照射するレーザ加工方法が試みられている。このレーザ加工方法を用いた分割方法は、例えば特許文献１に示されるように、被加工物の一方の面側から内部に集光点を合せて被加工物に対して透過性を有する赤外光領域のパルスレーザ光線を照射し、被加工物の内部に分割予定ラインに沿って変質層を連続的に形成し、この変質層が形成されることで強度が低下した分割予定ラインに沿って外力を加えることによって、被加工物を分割するものである。

ここで、フィルム状接着剤が貼付された半導体ウエーハの場合、フィルム状接着剤は非常に柔軟な糊状物質によって形成されているため、フィルム状接着剤側が貼付された保護テープを拡張すると、フィルム状接着剤も伸びてしまいフィルム状接着剤自体を確実に破断することが困難となる。そこで、フィルム状接着剤を冷却する冷却手段を備え、冷却しながら破断を行うことでフィルム状接着剤が伸びずに破断されるようにした破断方法も試みられている（例えば、特許文献２参照）。このように冷却しながら破断を行うことで、フィルム状接着剤が伸びずに破断されるようになった。

特許第３４０８８０５号公報特開２００７−２７２５０号公報

しかしながら、環状フレームの開口部に装着された保護テープのウエーハ貼付領域に作用して保護テープを拡張させる拡張手段と、保持面に環状フレームを保持したフレーム保持手段とを、相互に離隔した待機位置から相対的に高速で移動させて、フィルム状接着剤を破断しチップとチップとの間の保護テープを拡張させると、チップ（デバイス）や保護テープに大きなダメージを与えてしまうという不具合がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、デバイスや保護テープに大きなダメージを与えることなくフィルム状接着剤を破断し保護テープを拡張させることができる破断方法及び破断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、本発明にかかる破断方法は、複数のデバイスがマトリックス状に形成されたウエーハの裏面に貼付されたフィルム状接着剤を、環状フレームの開口部に装着された伸縮性を有する保護テープ上に貼着した状態で、前記デバイスを区画するストリートに沿って破断する破断方法であって、フレーム規制手段に対してフレーム保持手段を上昇させることで保持面上に載置された前記環状フレームを前記フレーム規制手段と前記保持面とで挟持し、フレーム保持手段の保持面に前記環状フレームを保持させる保持工程と、前記フレーム保持手段と前記環状フレームに装着された前記保護テープのウエーハ貼付領域に作用して前記保護テープを拡張させる拡張手段とを、相互に離隔した待機位置から前記フィルム状接着剤が破断される破断位置に、第１の速度で相対的に移動させる破断工程と、前記フレーム保持手段と前記拡張手段とを、前記破断位置から前記保護テープが前記ストリートに沿って所望量拡張される拡張位置に、前記第１の速度より遅い第２の速度で相対的に移動させる拡張工程と、を含み、前記破断工程では、移動速度を加速しながら、前記拡張手段が保護テープに接触する当接位置で前記第１の速度に達し、前記第１の速度にて破断位置まで相対的に移動させることを特徴とする。

また、本発明にかかる破断方法は、上記発明において、前記破断工程の前記第１の速度は、２００〜５００ｍｍ／ｓの高速であり、前記拡張工程の前記第２の速度は、５０ｍｍ／ｓ以下の低速であることを特徴とする。

また、本発明にかかる破断装置は、複数のデバイスがマトリックス状に形成されたウエーハの裏面に貼付されたフィルム状接着剤を、環状フレームの開口部に装着された伸縮性を有する保護テープ上に貼着した状態で、前記デバイスを区画するストリートに沿って破断する破断装置であって、前記環状フレームを保持する保持面を有するフレーム保持手段と、前記フレーム保持手段を上昇させることで前記保持面上に載置された前記環状フレームを前記保持面とで挟持するフレーム規制手段と、前記フレーム保持手段に対して相互に離隔した待機位置から相互に交差する拡張位置まで相対的に移動可能に設けられ、前記環状フレームに装着された前記保護テープのウエーハ貼付領域に作用して前記保護テープを拡張させる拡張手段と、前記フレーム保持手段と前記拡張手段とを相対移動させる拡張移動手段と、前記環状フレームを保持した前記フレーム保持手段と前記拡張手段とを、前記待機位置から前記フィルム状接着剤が破断される破断位置に第１の速度で相対的に移動させるとともに、前記破断位置から前記保護テープが前記ストリートに沿って所望量拡張される前記拡張位置に前記第１の速度より遅い第２の速度で相対的に移動させるように前記拡張移動手段の動作を制御する制御手段と、を備え、前記拡張移動手段は、移動速度を加速しながら、前記拡張手段が保護テープに接触する当接位置で前記第１の速度に達し、前記第１の速度にて破断位置まで相対的に移動させることを特徴とする。

本発明にかかる破断方法及び破断装置によれば、フィルム状接着剤を破断し保護テープを拡張するまでの一連の工程を、フィルム状接着剤を破断する工程と保護テープを拡張する工程とに分け、両工程でフレーム保持手段と拡張手段との相対移動の速度を異ならせ、破断工程時には全ストリートに対して破断のきっかけを与えるために高速な第１の速度で移動させるが、一旦破断された後の拡張工程時には第１の速度よりも低速な第２の速度で移動させることで、デバイスや保護テープに対して大きなダメージを与えることなく、フィルム状接着剤を破断し保護テープを拡張させることができるという効果を奏する。

以下、本発明を実施するための最良の形態である破断方法及び破断装置の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態のフィルム状接着剤の破断装置の構成例を示す分解斜視図であり、図２は、その一部の縦断側面図であり、図３（ａ）〜図３（ｃ）は、フィルム状接着剤の破断処理の工程を工程順に示す縦断側面図であり、図４は、破断工程時及び拡張工程時の移動速度の変化例を示す説明図である。

まず、図１を参照して、破断対象となるフィルム状接着剤等について説明する。本実施の形態のフィルム状接着剤１は、表面に複数のストリート２が格子状に形成されるとともにこれら複数のストリート２によって区画された複数の領域にデバイス３が形成されたウエーハ４の裏面に貼付されて、ダイボンディング用に利用されるものである。すなわち、エポキシ樹脂等で形成された厚さ２０〜４０μｍのダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）である。ここで、本実施の形態のウエーハ４としては、例えばパルスレーザ光線の照射等による変質層形成工程並びにウエーハ分割工程を経て、ストリート２に沿って分割済みのものが用いられる。このような変質層形成工程等は、例えば特許文献１等で公知であるので、詳細な説明を省略する。そして、このようなウエーハ４は、環状フレーム５の開口部５ａを覆うように外周部が装着された伸縮性を有する保護テープ６の表面に貼着されたフィルム状接着剤１上に貼着される。

このようなウエーハ４の裏面に貼付されたフィルム状接着剤１に対する破断装置は、フレーム保持手段１０と、拡張手段２０と、フレーム規制手段３０と、拡張移動手段４０と、制御手段５０とを備える。

フレーム保持手段１０は、例えばＳＵＳ等からなる矩形プレート状の保持部材１１を備える。ここで、保持部材１１は、中央部に環状フレーム５の開口部５ａの内径と略同等の内径を有する開口１３を備え、この開口１３の周囲の上面が環状フレーム５を保持する保持面１４として機能する。また、保持部材１１の四隅下方には、保持部材１１を昇降移動させるエアーピストン機構１５を備える。

また、拡張手段２０は、フレーム保持手段１０の保持面１４に保持された環状フレーム５に装着された保護テープ６におけるウエーハ４が貼付されているウエーハ貼付領域に作用する円形の押圧面２１を有する。この押圧面２１は、開口１３の内径よりも小さな半径で形成されて、開口１３内を昇降自在なものである。ここで、押圧面２１の外周部には、環状溝２２が形成され、この環状溝２２に沿って複数の拡張補助ローラ２３が回転自在に配設されている。これら拡張補助ローラ２３は、拡張手段２０を拡張位置に移動して保護テープ６を拡張する際に生じる摩擦抵抗を軽減させ、引張力を均等に作用させるためのものである。

拡張移動手段４０は、拡張手段２０の下部側に連結されて、この拡張手段２０の押圧面２１を保持面１４より下方に離隔した待機位置から保持面１４を通り過ぎてこの保持面１４より上方の拡張位置まで移動させるためのものであり、例えばサーボモータ等を用いて構成されている。すなわち、拡張移動手段４０は、フレーム保持手段１０に対して相互に離隔した待機位置から相互に交差する拡張位置まで昇降移動可能に設けられた拡張手段２０を昇降移動させる。制御手段５０は、例えばマイクロコンピュータからなり、フィルム状接着剤１の破断動作に際してこの拡張移動手段４０の動作を後述のように制御する。

また、フレーム規制手段３０は、フレーム保持手段１０を上昇させることで保持面１４上に載置された環状フレーム５を保持面１４とで挟持するためのものであり、矩形板状に形成され、中央部に開口部５ａや開口１３と同等の大きさの円形状の開口３１を有する。

このような構成において、フィルム状接着剤１の破断処理について工程順に説明する。まず、図２に示すように、拡張手段２０を待機位置に下降させるとともに、フレーム保持手段１０を待機位置に下降させた状態で、図示しないシャッタ機構を開放させて、保護テープ６上にフィルム状接着剤１を介して貼付された分割済みのウエーハ４を有する環状フレーム５を、保持面１４上の所定位置に導入させる。

ついで、図３（ａ）に示すように、エアーピストン機構１５によってフレーム保持手段１０をフレーム規制手段３０に当接する位置まで上昇させることで、保持面１４上に載置された環状フレーム５を保持面１４とフレーム規制手段３０とで挟持させる（保持工程）。

さらに、図３（ｂ）に示すように、拡張移動手段４０によって拡張手段２０を待機位置から保持面１４をわずかに越える破断位置まで上昇移動させることで、フィルム状接着剤１をストリート２に沿って破断する（破断工程）。この破断工程に際して、制御手段５０は、拡張移動手段４０を制御することで、図４中に示すように、移動速度を加速しながら拡張手段２０を上昇させ、押圧面２１の拡張保持ローラ２３が保護テープ６に接触する当接位置では例えばＶ１＝２００ｍｍ／ｓなる高速の第１の速度に達し、この第１の速度Ｖ１にて拡張手段２０を破断位置まで移動させる。このとき、押圧面２１の押圧上昇を受ける保護テープ６は、その外周全体が固定状態の環状フレーム５に装着されているため、押圧面２１の押圧上昇に伴う引張力が放射状に作用する。これにより、保護テープ６上に貼付されているフィルム状接着剤１に対しても放射状に引張力が作用する。この際、高速な第１の速度Ｖ１による上昇移動によって放射状の引張力が作用するため、フィルム状接着剤１には全ストリート２に対して均等に破断のきっかけが付与されて、フィルム状接着剤１はストリート２に沿って破断するに至る。

フィルム状接着剤１の破断後、図３（ｃ）に示すように、拡張移動手段４０によって拡張手段２０を破断位置からさらに上方の所望の拡張位置まで上昇移動させることで、フィルム状接着剤１が個々に離間するよう保護テープ６をストリート２に沿って所望量拡張させる（拡張工程）。この拡張工程に際して、制御手段５０は、拡張移動手段４０を制御することで、図４中に示すように、移動速度を破断時の高速な第１の速度Ｖ１から減速させて第１の速度Ｖ１よりも十分遅い速度、例えばＶ２＝３０ｍｍ／ｓなる低速の第２の速度で拡張手段２０を上昇させる。そして、拡張位置付近では、第２の速度をＶ２＝０ｍｍ／ｓとして拡張動作を停止させる。

このように、本実施の形態によれば、フィルム状接着剤１を破断し保護テープ６を拡張するまでの一連の工程を、フィルム状接着剤１を破断する工程と保護テープ６を拡張する工程とに分け、両工程でフレーム保持手段１０と拡張手段２０との相対移動の速度を異ならせ、破断工程時には全ストリート２に対して破断のきっかけを与えるために拡張手段２０を高速な第１の速度Ｖ１で移動させるが、一旦破断された後の拡張工程時には第１の速度Ｖ１よりも十分低速な第２の速度Ｖ２で移動させることで、デバイス３や保護テープ６に対して大きなダメージを与えることなく、フィルム状接着剤１を破断し保護テープ６を拡張させることができる。この際、保護テープ６の拡張工程は、十分低速な第２の速度Ｖ２で行わせるので、高速な場合のように伸びやすい外周部分だけが伸びてしまうような不具合を生ずることがなく、拡張補助ローラ２３の回転も追従することとなり、引張力を均等に作用させて全ストリート２間の保護テープ６を均等に拡張させることができ、結果的に加工効率も向上することとなる。

なお、本実施の形態では、Ｖ１＝２００ｍｍ／ｓ，Ｖ２＝３０ｍｍ／ｓなる例で説明したが、発明者らの実験によれば、フィルム状接着剤１を破断させるための第１の速度Ｖ１は、好ましくは２００〜５００ｍｍ／ｓ程度であり、より好ましくは２００〜４００ｍｍ／ｓ程度であり、保護テープ６を拡張させるための第２の速度Ｖ２は、好ましくは５０ｍｍ／ｓ以下であり、より好ましくは３０ｍｍ／ｓ以下であった。

本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。例えば、拡張工程にあっては、図５に示すように、拡張手段２０の移動速度を第１の速度Ｖ１から一旦０まで低下させた後、所望の低速な第２の速度Ｖ２まで上昇させながら移動させるようにしてもよい。また、第１の速度や第２の速度は、必ずしも定速である必要はなく、所定の速度範囲内で加減速を含んでいてもよい。図６は、拡張工程時に、一定比率で減速することで第１の速度よりも低速な第２の速度を用いて拡張手段２０を移動させる例を示している。

また、本実施の形態では、拡張手段２０をフレーム保持手段１０に対して昇降移動させる拡張移動手段４０を用いたが、フレーム保持手段１０側を拡張手段２０に対して昇降移動させる拡張移動手段を用い、フレーム保持手段１０の下降動作に伴い破断工程、拡張工程が順に行われるようにしてもよい。

また、フィルム状接着剤１よりも凝固点の低い材質からなる保護テープ６を用いるとともに、特許文献２等に示されるように、フィルム状接着剤１を冷却する冷却手段を備え、冷却しながら破断工程、拡張工程を行うことでフィルム状接着剤１が伸びずに破断されるようにしてもよい。

さらには、本実施の形態では、例えば５０μｍ以上の如く比較的厚くて分割済みのウエーハ４がフィルム状接着剤１上に貼着され、フィルム状接着剤１のみの破断を行う場合を例に挙げて説明したが、例えば５０μｍ以下の如く比較的薄いウエーハの場合であれば、パルスレーザ光線の照射等による変質層形成工程が完了しウエーハ未分割のウエーハがフィルム状接着剤上に貼付されたものを対象とし、ウエーハ分割とフィルム状接着剤破断とを同時に行う場合にも、同様に適用することができる。

本発明の実施の形態のフィルム状接着剤の破断装置の構成例を示す分解斜視図である。図１の一部の縦断側面図である。フィルム状接着剤の破断処理の工程を工程順に示す縦断側面図である。破断工程時及び拡張工程時の移動速度の変化例を示す説明図である。破断工程時及び拡張工程時の移動速度の変化例の変形例を示す説明図である。破断工程時及び拡張工程時の移動速度の変化例の別の変形例を示す説明図である。

符号の説明

１フィルム状接着剤
２ストリート
３デバイス
４ウエーハ
５環状フレーム
５ａ開口部
６保護テープ
１０フレーム保持手段
１４保持面
２０拡張手段
４０拡張移動手段
５０制御手段

Claims

複数のデバイスがマトリックス状に形成されたウエーハの裏面に貼付されたフィルム状接着剤を、環状フレームの開口部に装着された伸縮性を有する保護テープ上に貼着した状態で、前記デバイスを区画するストリートに沿って破断する破断方法であって、
フレーム規制手段に対してフレーム保持手段を上昇させることで保持面上に載置された前記環状フレームを前記フレーム規制手段と前記保持面とで挟持し、フレーム保持手段の保持面に前記環状フレームを保持させる保持工程と、
前記フレーム保持手段と前記環状フレームに装着された前記保護テープのウエーハ貼付領域に作用して前記保護テープを拡張させる拡張手段とを、相互に離隔した待機位置から前記フィルム状接着剤が破断される破断位置に、第１の速度で相対的に移動させる破断工程と、
前記フレーム保持手段と前記拡張手段とを、前記破断位置から前記保護テープが前記ストリートに沿って所望量拡張される拡張位置に、前記第１の速度より遅い第２の速度で相対的に移動させる拡張工程と、
を含み、
前記破断工程では、移動速度を加速しながら、前記拡張手段が保護テープに接触する当接位置で前記第１の速度に達し、前記第１の速度にて破断位置まで相対的に移動させることを特徴とする破断方法。
前記破断工程の前記第１の速度は、２００〜５００ｍｍ／ｓの高速であり、前記拡張工程の前記第２の速度は、５０ｍｍ／ｓ以下の低速であることを特徴とする請求項１に記載の破断方法。
複数のデバイスがマトリックス状に形成されたウエーハの裏面に貼付されたフィルム状接着剤を、環状フレームの開口部に装着された伸縮性を有する保護テープ上に貼着した状態で、前記デバイスを区画するストリートに沿って破断する破断装置であって、
前記環状フレームを保持する保持面を有するフレーム保持手段と、
前記フレーム保持手段を上昇させることで前記保持面上に載置された前記環状フレームを前記保持面とで挟持するフレーム規制手段と、
前記フレーム保持手段に対して相互に離隔した待機位置から相互に交差する拡張位置まで相対的に移動可能に設けられ、前記環状フレームに装着された前記保護テープのウエーハ貼付領域に作用して前記保護テープを拡張させる拡張手段と、
前記フレーム保持手段と前記拡張手段とを相対移動させる拡張移動手段と、
前記環状フレームを保持した前記フレーム保持手段と前記拡張手段とを、前記待機位置から前記フィルム状接着剤が破断される破断位置に第１の速度で相対的に移動させるとともに、前記破断位置から前記保護テープが前記ストリートに沿って所望量拡張される前記拡張位置に前記第１の速度より遅い第２の速度で相対的に移動させるように前記拡張移動手段の動作を制御する制御手段と、
を備え、
前記拡張移動手段は、移動速度を加速しながら、前記拡張手段が保護テープに接触する当接位置で前記第１の速度に達し、前記第１の速度にて破断位置まで相対的に移動させることを特徴とする破断装置。