JP6320198B2 - テープ拡張装置 - Google Patents

Description

本発明は、表面にウェーハ等の被加工物が貼着されたエキスパンドテープを拡張するテープ拡張装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された領域に形成された半導体ウェーハ等のウェーハは、ダイシング装置、又はレーザー加工装置によって個々のデバイスチップに分割され、分割されたデバイスチップは携帯電話やパソコン等の各種電子機器に広く利用されている。

近年、広く利用されているレーザー加工装置を利用した分割方法として、ウェーハに対して透過性を有する波長のレーザービームをウェーハ内部に集光点を合わせて分割予定ラインに沿って照射して、ウェーハ内部に改質層を形成し、その後ウェーハが貼着されたエキスパンドテープを拡張してウェーハに外力を付与し、ウェーハを改質層に沿って破断して個々のデバイスチップに分割する方法がある（例えば、特許第３４０８８０５号公報参照）。

テープ拡張装置で分割する被加工物としては、例えばウェーハの裏面に貼着されたＤＡＦ（Ｄｉｅ Ａｔｔａｃｈ Ｆｉｌｍ）も含まれる。ＤＡＦをエキスパンドテープを拡張して分割するＤＡＦ分割装置及び分割方法が、特開２００９−２７２５０３号公報に開示されている。

エキスパンドテープのエキスパンドにより、ウェーハが貼着された領域はもとより、ウェーハの外周縁と環状フレームの内周縁との間の外周領域のエキスパンドテープも延びるため、外周領域は熱によって加熱され再度収縮させることで、その後のハンドリングに問題がないように元の状態に戻される（例えば、特開２００７−０２７５６２号公報参照）。

特許第３４０８８０５号公報 特開２００９−２７２５０３号公報 特開２００７−０２７５６２号公報

しかし、エキスパンドされて一度延びた外周領域のエキスパンドテープを収縮させる際に、弛んだ部分のエキスパンドテープを起点に、エキスパンドテープがウェーハを保持するチャックテーブルの保持面から剥がれてしまい、エキスパンドテープをエキスパンドした状態に保持できない恐れがある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ウェーハの外周縁と環状フレームの内周縁との間のエキスパンドテープを強力に保持し、エキスパンドテープの弛んだ部分を起点としてエキスパンドテープが保持面から剥がれるのを抑制可能なテープ拡張装置を提供することである。

本発明によると、板状の被加工物が貼着され外周部が環状フレームに装着されたエキスパンドテープを拡張した後、該環状フレームの内周縁と被加工物の外周縁との間の該エキスパンドテープの弛み領域を収縮させるテープ拡張装置であって、該エキスパンドテープを介して分割予定ラインに分割起点が形成された被加工物又は複数のチップに分割された被加工物を開口に支持する環状フレームを保持するフレーム保持手段と、該環状フレームに支持された被加工物を該エキスパンドテープを介して保持面で吸引保持するチャックテーブルと、該フレーム保持手段と該チャックテーブルとを該保持面と直交する方向に相対移動させて該エキスパンドテープを拡張する拡張手段と、該エキスパンドテープの該弛み領域に外的刺激を付与して該エキスパンドテープを収縮させる収縮手段と、を備え、該チャックテーブルの該保持面は、被加工物に対応する被加工物保持領域と、該被加工物保持領域を囲繞し該エキスパンドテープを吸引するテープ保持領域と、を有し、前記テープ保持領域は、前記被加工物保持領域に対して段差を持って低い位置に形成され、前記エキスパンドテープに発生した弛みの隆起によって該エキスパンドテープが前記保持面からめくれるのを防止するテープ拡張装置が提供される。

本発明のテープ拡張装置は、チャックテーブルが被加工物保持領域に加えて板状被加工物の外側領域でエキスパンドテープを吸引保持するテープ保持領域を有しているので、エキスパンドテープをテープ保持領域で強力に保持することができ、弛んだエキスパンドテープを起点としてエキスパンドテープがチャックテーブルの保持面から剥がれるのを抑制することができるため、拡張されたチップ間隔を維持することができる。

請求項２記載の発明では、テープ保持領域を被加工物保持領域に対し段差を持って低い位置に形成することにより、突き上げられたチャックテーブルに倣って斜め下方へ延在する被加工物より外側のエキスパンドテープが容易にテープ保持領域に倣うため、エキスパンドテープの吸引保持を確実に実施することができる。

エキスパンドテープを介して環状フレームでウェーハを支持するウェーハユニットの斜視図である。 テープ拡張装置の外観斜視図である。 本発明実施形態に係るテープ拡張装置の分解斜視図である。 図４（Ａ）は第１実施形態のチャックテーブルの断面図、図４（Ｂ）はその平面図である。 図５（Ａ）は第２実施形態のチャックテーブルの断面図、図５（Ｂ）はその平面図である。 図６（Ａ）はテープ拡張装置のチャックテーブル上にエキスパンドテープを介してウェーハを保持し環状フレームをフレーム保持ユニットで保持した状態の断面図、図６（Ｂ）はフレーム保持ユニットを引き落とした状態の断面図である。 図７（Ａ）はウェーハの外周縁と環状フレームの内周縁との間のエキスパンドテープの弛み部分を加熱している状態の断面図、図７（Ｂ）は加熱によりエキスパンドテープの弛みを除去した状態の断面図である。 図８（Ａ）は第２実施形態のチャックテーブルでウェーハを保持しフレーム保持ユニットを引き落とした状態の断面図、図８（Ｂ）はフレーム保持ユニットを引き落とした後元の位置に上昇させた状態の断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、外周部が環状フレームＦに貼着されたエキスパンドテープＴにＤＡＦ（Ｄｉｅ Ａｔｔａｃｈ Ｆｉｌｍ）を介して半導体ウェーハ（以下、単にウェーハと略称することがある）１１の裏面を貼着して形成されるウェーハユニット１９の斜視図が示されている。

ウェーハ１１の表面１１ａには複数の分割予定ラインが格子状に形成されており、分割予定ラインにより区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。ウェーハ１１の内部には分割予定ライン１３に沿って分割起点となる改質層が形成されている。

図２を参照すると、本発明実施形態に係るテープ拡張装置２の斜視図が示されている。図３は、テープ拡張装置の各構成部分を示す分解斜視図である。図２に示すように、テープ拡張装置２は、各構成部分を収容する筐体４を含んでいる。

筐体４は、上面に開口を備えた直方体状のハウジング６とハウジング６の開口を閉じるカバー８とで構成されている。カバー８は例えば、ヒンジを介してハウジング６に連結されており、ヒンジを支点に開閉する。

ハウジング６の側面には、図１に示すウェーハユニット１９を搬出入する搬出入口が形成されている。搬出入口を覆う位置には、搬出入口を開閉するシャッター１０が設けられている。シャッター１０を開状態とすると、ウェーハユニット１９を筐体４の内部に搬出入することができる。

筐体４の内部には、図３に示すように、直方体形状の基台１２が配置されている。基台１２の上面には、円筒状のチャックテーブル１４が固定されている。チャックテーブル１４の直径は環状フレームＦの内周（開口）の直径より小さく形成されている。

図４に最も良く示されるように、チャックテーブル１４はＳＵＳ等の金属から形成された枠体１６と、枠体１６の凹部１６ｂ中に嵌合されたポーラスセラミックス等の多孔性部材から形成された吸引保持部１８とから構成される。

吸引保持部１８の保持面１８ａと枠体１６の上面１６ａは面一に形成されており、両者でエキスパンドテープＴを保持するため、吸引保持部１８の保持面１８ａと枠体１６の上面１６ａとを総称してチャックテーブル１４の「保持面」と称することにする。

吸引保持部１８を囲繞する枠体１６の上面１６ａには環状吸引溝２０が形成されている。チャックテーブル１４の保持面は、ウェーハ１１を吸引保持するウェーハ保持領域１８ａと、ウェーハ１１の外側のエキスパンドテープＴを吸引するテープ保持領域１６ａとを備えている。

図４（Ｂ）に示されるように、環状吸引溝２０には複数の（本実施形態では４個）吸引孔２２が開口している。環状吸引溝２０は、吸引孔２２、図示しない吸引路及び電磁切替弁を介して吸引源に選択的に接続されている。同様に、吸引保持部１８は、図示しない吸引路及び電磁切替弁を介して吸引源に選択的に接続されている。

図３を再び参照すると、基台１２を囲む位置には、４個の昇降機構（テープ拡張手段）２６が配置されている。各昇降機構２６は、エアシリンダ１８及びピストンロッド３０を備えており、ピストンロッド３０の上端部には環状フレームＦを載置するテーブル（フレーム保持手段）３２が固定されている。テーブル３２の中央部分には、チャックテーブル１４の直径よりも大きな直径の円形の開口３２ａが形成されており、チャックテーブル１４はその開口３２ａに挿通されている。

テーブル３２の上方には、テーブル３２に載置された環状フレームＦを上方から押圧して固定するプレート（フレーム保持手段）３４が設けられている。プレート３４の中央部分には、テーブル３２の開口３２ａに対応する開口３４ａが形成されている。

プレート３４の上方には、ヒーター３６が上下動可能に配設されている。ヒーター３６は円盤状の支持プレート３８に取り付けられており、支持プレート３８はパイプ４０に連結されている。パイプ４０は移動機構に連結されており、移動機構を作動することによりヒーター３６が上下方向に移動される。

図５（Ａ）を参照すると、本発明第２実施形態のチャックテーブル１４Ａの断面図が示されている。図５（Ｂ）は図５（Ａ）に示したチャックテーブル１４Ａの平面図である。本実施形態のチャックテーブル１４Ａでは、テープ保持領域１６ａがウェーハ保持領域１８ａに対して所定の段差２４を持って低い位置に形成されている。

即ち、枠体１６Ａの上面１６ａが吸引保持部１８の保持面１８ａより低い位置に形成されている。本実施形態の他の構成は、図４に示したチャックテーブル１４と同一であるため、同一符号を付してその説明を省略する。

次に、図６乃至図８を参照して、上述したテープ拡張装置２の作用について説明する。まず、図２に示すシャッター１０を開けて、ウェーハユニット１９を筐体４の内部に搬入し、図６（Ａ）に示すように、チャックテーブル１４上にエキスパンドテープＴを介してウェーハ１１を載置するとともに環状フレームＦをテーブル３２上に載置する。

そして、図示しない移動手段を作動して、プレート３４で環状フレームＦを上から押さえつける。これにより、環状フレームＦはテーブル３２に固定される。テーブル３２とプレート３４とでフレーム保持手段を構成する。

次いで、図６（Ｂ）に示すように、昇降機構２６のエアシリンダ２８を作動して、ピストンロッド３０を縮め、テーブル３２とプレート３４で固定された環状フレームＦをチャックテーブル１４に対して引き落とす。

換言すると、環状フレームＦに対してチャックテーブル１４の保持面が突き上げられたことになる。これにより、エキスパンドテープＴは半径方向にエキスパンド（拡張）される。この時には、チャックテーブル１４の吸引保持部１８及び環状吸引溝２０は吸引源に接続しない。

その結果、ウェーハ１１は改質層２１を破断起点にして分割予定ライン１３に沿って個々のチップ２３に分割され、ウェーハ１１の裏面１１ｂに貼着されていたＤＡＦ１７も分割予定ライン１３に沿って破断される（エキスパンドステップ）。

エキスパンドステップ実施後、チャックテーブル１４の吸引保持部１８及び環状吸引溝２０を電磁切替弁を連通位置に切り替えることにより、吸引源に接続し、チャックテーブル１４のウェーハ保持領域１８ａ及びテープ保持領域１６ａで拡張された状態のエキスパンドテープＴを吸引保持する。これにより、個々のチップ２３に分割されたウェーハ１１の隣接するチップ２３の間隔が拡大されたまま保持されることになる。

エキスパンドステップ実施後、エアシリンダ２８を作動してピストンロッド３０を伸長して環状フレームＦを元の位置まで上昇させると、ウェーハ１１の外周縁と環状フレームＦの内周縁との間のエキスパンドテープＴに弛み部分２５が発生することになる。

従って、図７（Ａ）に示すように、図示しない移動機構を駆動してヒーター３６を下降して弛み部分２５に近づけ、ヒーター３６でエキスパンドテープＴの弛み部分２５を加熱する。この加熱により、弛みが取れて、図７（Ｂ）に示すように、ウェーハ１１の外周縁と環状フレームＦの内周縁との間のエキスパンドテープＴは平面状に矯正される。

図７（Ａ）及び図７（Ｂ）の状態では、チャックテーブル１４の吸引保持部１８及び環状吸引溝２０を吸引源に接続したままの状態で維持しているため、エキスパンドテープＴはウェーハ保持領域１８ａに加えてウェーハ保持領域１８ａを囲繞するテープ保持領域１６ａで強力に吸引保持することができ、エキスパンドテープＴがチャックテーブル１４の保持面から剥がれるのを防止することができる。

従って、裏面にＤＡＦ１７の貼着された個々に分割されたチップ２３は隣接するチップ２３の間の間隔が拡大されたまま維持される。その結果、個々に分割されたチップ２３をエキスパンドテープＴからピックアップするピックアップ工程を実施する際に、ピックアップするチップ２３が隣接するチップに衝突して損傷してしまうのを防止することができる。

図８（Ａ）を参照すると、第２実施形態のチャックテーブル１４Ａでウェーハ１１を保持し、ピストンロッド３０を引き落としてエキスパンドステップを実施した状態の断面図が示されている。

図８（Ｂ）はエアシリンダ２８を作動してピストンロッド３０を伸長し、環状フレームＦを元の状態に戻した状態の断面図である。エキスパンドステップを実施してから元の状態に戻したため、ウェーハ１１の外周縁と環状フレームＦの内周縁との間のエキスパンドテープＴに弛み部分２５が発生している。

本実施形態のチャックテーブル１４Ａでは、テープ保持領域１６ａをウェーハ保持領域１８ａに対して一段下がった低い位置に形成したため、突き上げられたチャックテーブル１４Ａに倣って斜め下方へ延在するウェーハ１１より外側のエキスパンドテープＴが容易にテープ保持領域１６ａに倣うため、エキスパンドテープＴの吸引保持をより確実に実施することができる。

図８（Ｂ）に示す状態から図７（Ａ）に示すように、ヒーター３６を下降してヒーター３６で弛み部分２５を加熱して収縮させることにより、弛み部分を平面状に矯正することができる。

上述した説明では、環状フレームをチャックテーブルに対して引き落とした例について説明したが、環状フレームに対してチャックテーブルを突き上げる実施形態でもよい。

上述した実施形態では、ウェーハ１１の裏面にＤＡＦ１７が貼着されている被加工物を個々のチップに分割する例について説明したが、ウェーハ１１がＤＡＦを介さずに直接エキスパンドテープＴに貼着されている実施形態でも、本発明は上述したのと同様な作用効果を発揮することができる。

更に、ウェーハ１１の内部に分割起点としての改質層２１が分割予定ライン１３に沿って形成されている例について説明したが、ウェーハ１１が既に個々のチップ２３に分割されており、ウェーハ１１の裏面にＤＡＦ１７が貼着されている被加工物に対しても本発明のテープ拡張装置２は同様な作用効果を発揮することができる。

２ テープ拡張装置
４ 筐体
１１ 半導体ウェーハ
１３ 分割予定ライン
１４，１４Ａ チャックテーブル
１６ 枠体
１６ａ テープ保持領域
１７ ＤＡＦ
１８ 吸引保持部
１８ａ ウェーハ保持領域
１９ ウェーハユニット
２０ 環状吸引溝
２１ 改質層
２３ チップ
２５ 弛み部分
２６ 昇降機構
２８ エアシリンダ
３２ テーブル
３４ プレート
３６ ヒーター
Ｔ エキスパンドテープ
Ｆ 環状フレーム

Claims (1)

1. 板状の被加工物が貼着され外周部が環状フレームに装着されたエキスパンドテープを拡張した後、該環状フレームの内周縁と被加工物の外周縁との間の該エキスパンドテープの弛み領域を収縮させるテープ拡張装置であって、
   該エキスパンドテープを介して分割予定ラインに分割起点が形成された被加工物又は複数のチップに分割された被加工物を開口に支持する環状フレームを保持するフレーム保持手段と、
   該環状フレームに支持された被加工物を該エキスパンドテープを介して保持面で吸引保持するチャックテーブルと、
   該フレーム保持手段と該チャックテーブルとを該保持面と直交する方向に相対移動させて該エキスパンドテープを拡張する拡張手段と、
   該エキスパンドテープの該弛み領域に外的刺激を付与して該エキスパンドテープを収縮させる収縮手段と、を備え、
   該チャックテーブルの該保持面は、被加工物に対応する被加工物保持領域と、該被加工物保持領域を囲繞し該エキスパンドテープを吸引するテープ保持領域と、を有し、
   前記テープ保持領域は、前記被加工物保持領域に対して段差を持って低い位置に形成され、前記エキスパンドテープに発生した弛みの隆起によって該エキスパンドテープが前記保持面からめくれるのを防止するテープ拡張装置。