JP6896990B2 - ワーク分割方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワーク分割方法に係り、特に、半導体ウェーハ等のワークを分割予定ラインに沿って個々のチップに分割するワーク分割方法に関する。

従来、半導体チップ（以下、チップと言う。）の製造にあたり、ダイシングブレードによるハーフカット或いはレーザ照射による改質領域形成により予めその内部に分割予定ラインが形成された半導体ウェーハ（以下、ウェーハと言う。）を、分割予定ラインに沿って個々のチップに分割するワーク分割装置が知られている（特許文献１等参照）。

図１２は、ワーク分割装置にて分割される円盤状のウェーハ１が貼付されたウェーハユニット２の説明図であり、図１２（Ａ）はウェーハユニット２の斜視図、図１２（Ｂ）はウェーハユニット２の縦断面図である。

ウェーハ１は、片面に粘着層が形成された厚さ約１００μｍのダイシングテープ（拡張テープ又は粘着シートとも言う。）３の中央部に貼付され、ダイシングテープ３は、その外周部が剛性のあるリング状フレーム（以下、フレームと言う。）４に固定されている。

ワーク分割装置では、ウェーハユニット２のフレーム４が、二点鎖線で示すフレーム固定部材（フレーム固定機構とも言う。）７に当接されて固定される。この後、ウェーハユニット２の下方から二点鎖線で示すエキスパンドリング（突上げリングとも言う。）８が突き上げ（上昇）移動され、このエキスパンドリング８によってダイシングテープ３が突き上げられて放射状に拡張される。このときに生じるダイシングテープ３の張力が、ウェーハ１の分割予定ライン５に付与されることにより、ウェーハ１が個々のチップ６に分割される。分割予定ライン５は、互いに直交するＸ方向及びＹ方向に形成されている。分割予定ライン５に関して、Ｘ方向と平行な本数とＹ方向と平行な本数とが同数の場合であって、それぞれの方向の間隔が等しい場合には、分割されたチップ６の形状は正方形となる。また、Ｘ方向と平行な本数とＹ方向と平行な本数とが異なる場合であって、それぞれの方向の間隔が等しい場合には、分割されたチップ６の形状は長方形となる。

ところで、ダイシングテープ３はヤング率が低く柔軟な部材である。このため、ウェーハ１を個々のチップ６に円滑に分割するためには、ダイシングテープ３を冷却し、ダイシングテープ３のバネ定数を大きくした状態でダイシングテープ３を拡張することが考えられる。

特許文献２のテープ拡張装置（ワーク分割装置）は、冷気供給手段を備えている。特許文献２によれば、冷気供給手段を作動して、処理空間内に冷気を供給し、処理空間内を例えば０℃以下に冷却することにより、ダイシングテープを冷却している。

一方、特許文献３のチップ分割離間装置（ワーク分割装置）では、ダイシングテープに異方性があることに着目し、その異方性を加味してダイシングテープを一様にエキスパンドさせるために、フィルム面支持機構を備えている。このフィルム面支持機構は、円周方向において独立した複数の支持機構を備え、複数の支持機構の相対的な高さを個別に制御してダイシングテープの張力を調整することにより、ダイシングテープのＸ方向の伸びとＹ方向の伸びを独立して制御している。

ここで、本願明細書において、ダイシングテープ３のうち、ウェーハ１が貼付される平面視円形状の領域を中央部領域３Ａと称し、中央部領域３Ａの外縁部とフレーム４の内縁部４Ａとの間に備えられる平面視ドーナツ形状の領域を環状部領域３Ｂと称し、フレーム４に固定される最外周部分の平面視ドーナツ形状の領域を固定部領域３Ｃと称する。環状部領域３Ｂが、エキスパンドリング８に突き上げられて拡張される領域である。

なお、ウェーハ１の分割に要する力は、すなわち、ウェーハ１を分割するために環状部領域３Ｂに発生させなければならない張力は、分割予定ライン５の本数が多くなるに従って高くしなければならないことが知られている。分割予定ライン５の本数について、例えば、直径３００ｍｍのウェーハ１でチップサイズが５ｍｍの場合には約１２０本（ＸＹ方向に各６０本）の分割予定ライン５が形成され、チップサイズが１ｍｍの場合は約６００本の分割予定ライン５が形成される。よって、環状部領域３Ｂに発生させなければならない張力は、チップサイズが小さくなるに従って高くしなければならない。

特開２０１６−１４９５８１号公報 特開２０１６−１２５８５号公報 特許第５９１２２７４号公報

ところで、直径３００ｍｍのウェーハ１がマウントされるフレーム４の内径（フレームの内縁部の径）は、ＳＥＭＩ規格（Ｇ７４−０６９９ ３００ｍｍウェーハに関するテープフレームのための仕様）により３５０ｍｍと定められている。この規格により、図１３のウェーハユニット２の縦断面図の如く、ウェーハ１の外縁部とフレーム４の内縁部との間には、２５ｍｍの幅寸法を有する環状部領域３Ｂが存在することになる。また、図１４（Ａ）、（Ｂ）で示すワーク分割装置の要部縦断面図の如く、フレーム４を固定するフレーム固定部材７は、エキスパンドリング８によって拡張される環状部領域３Ｂに接触しないように、矢印Ａで示すダイシングテープ３の面内方向において環状部領域３Ｂから外方に離間した位置に設置されている。

このため、エキスパンドリング８の突き上げ動作によって生じるウェーハ１を分割する力は、（ｉ）環状部領域３Ｂの全領域を拡張する力、（ii）ウェーハ１をチップ６に分割する力、（iii）隣接するチップ６とチップ６との間のダイシングテープ３を拡張する力の３つの力に分解される。

図１５（Ａ）〜（Ｅ）に示すワーク分割装置の動作図の如く、ダイシングテープ３の環状部領域３Ｂにエキスパンドリング８が当接し、エキスパンドリング８の突き上げ動作によってダイシングテープ３の拡張が始まると（図１５（Ａ））、まず最もバネ定数の低い環状部領域３Ｂの拡張が始まる（図１５（Ｂ））。これにより、環状部領域３Ｂに張力が発生し、この張力がある程度高まると、高まった張力がウェーハ１に伝達されてウェーハ１のチップ６への分割が始まる（図１５（Ｃ））。ウェーハ１が個々のチップ６に分割されると、環状部領域３Ｂの拡張とチップ間のダイシングテープ３の拡張とが同時に進行する（図１５（Ｄ）〜（Ｅ））。

従来のワーク分割装置では、直径３００ｍｍのウェーハ１において、チップサイズが５ｍｍ以上の場合には、環状部領域３Ｂで発生した張力により、個々のチップ６に問題無く分割することができた。しかしながら、ウェーハ１に形成される回路パターンの微細化に伴いチップサイズがより小さい１ｍｍ以下のチップも現れてきた。この場合、ウェーハ１を分割する分割予定ライン５の本数が増大することに起因して、ウェーハ１の分割に要する力が大きくなり、環状部領域３Ｂの拡張による張力以上の力が必要となる場合があった。そうすると、図１６のウェーハユニット２の縦断面図の如く、エキスパンドリング８による拡張動作が終了しても、ウェーハ１に形成された分割予定ライン５の一部が分割されずに未分割のまま残存するという問題が発生した。

このような分割予定ライン５の未分割の問題は、ダイシングテープ３の拡張量や拡張速度を増加させても解消することはできない。例えば、ダイシングテープ３の拡張量を増やした場合には、環状部領域３Ｂが塑性変形を始めてしまうからである。塑性変形中の環状部領域３Ｂのバネ定数は、弾性変形中のバネ定数よりも小さいことから、環状部領域３Ｂの弾性変形を超えた領域では、ウェーハ１を個々のチップ６に分割する張力は発生しない。一方、ダイシングテープ３の拡張速度を増やした場合でも、環状部領域３Ｂの一部分が塑性変形を始めてしまうので、ウェーハ１を個々のチップ６に分割する張力は発生しない。これはダイシングテープ３の周波数応答が低いため、ダイシングテープ３の全体に時間差なく力が伝達しないからである。

分割予定ライン５の未分割の問題を解消するために特許文献２では、ダイシングテープを冷却し、ダイシングテープのバネ定数を大きくすることで対応しているが、近年の１ｍｍ以下の小チップに対しては十分な効果を得ることができない。

また、特許文献３のチップ分割離間装置は、ダイシングテープのＸ方向の伸びとＹ方向の伸びを独立して制御することはできるが、環状部領域３Ｂの拡張による張力以上の力をウェーハ１に付与することができないので、分割予定ラインの未分割の問題を解消することはできない。

本発明はこのような問題に鑑みて成されたものであり、チップサイズが小チップの場合に生じる分割予定ラインの未分割問題を解消することができるワーク分割方法を提供することを目的とする。

本発明のワーク分割方法は、本発明の目的を達成するために、ワークの外径よりも大きい内径を有するリング状フレームにダイシングテープの外周部が固定され、ダイシングテープに貼付されたワークを分割予定ラインに沿って個々のチップに分割するワーク分割方法であって、リング状フレームの内径よりも小さく、かつワークの外径よりも大きい開口部を有するリング状に形成されたエキスパンドリングを用いて、ダイシングテープにおけるワークの貼付面と反対側の裏面を貼付面側に突き上げるワーク分割方法において、リング状フレームの内径よりも小さく、かつエキスパンドリングの外径よりも大きい開口部を有するリング状に形成された拡張規制リングであって、開口部の径が異なる複数の拡張保持リングの中から選択した一つの拡張規制リングを、ダイシングテープにおけるワークの貼付面と同一側に配置する配置工程と、ダイシングテープに対するエキスパンドリングの突き上げ量と突き上げ速度を設定する拡張分割条件設定工程と、拡張分割条件設定工程によって設定された突き上げ量及び突き上げ速度で、ダイシングテープの裏面をエキスパンドリングによって突き上げてダイシングテープの拡張を開始し、ダイシングテープの拡張の際にダイシングテープを拡張規制リングに当接させてワークを個々のチップに分割する拡張分割工程と、を備え、拡張分割条件設定工程は、開口部の径が異なる複数の拡張規制リング毎に対応した拡張終了後のダイシングテープの目標拡張率に基づいて突き上げ量を設定する。

本発明の一態様は、拡張分割条件設定工程は、拡張規制リングの開口部の径が小さくなるに従って突き上げ量を小さく設定することが好ましい。

本発明の一態様は、ダイシングテープの拡張率の単位時間当たりの上昇率を拡張率速度とした場合、拡張分割条件設定工程は、最大拡張率速度が拡張分割工程において一定時間維持されるように、突き上げ速度を設定することが好ましい。

本発明によれば、チップサイズが小チップの場合に生じる分割予定ラインの未分割問題を解消することができる。

ワーク分割装置の分割ステージの要部構造図 図１に示した分割ステージの要部拡大斜視図 拡張規制リングの変形例を示した説明図 拡張途中の環状部領域の形状を示したウェーハユニットの断面図 ウェーハ分割方法の一例を示したフローチャート ウェーハ分割方法の他の一例を示したフローチャート 突き上げ量に対する拡張率の変化を算出したグラフ 拡張分割工程時の動作を示した概略図 突き上げ速度に対する拡張率速度の変化を算出したグラフ 突き上げ速度に対する拡張率速度の変化を算出したグラフ 拡張分割条件設定工程を備えたワーク分割方法のフローチャート ウェーハが貼付されたウェーハユニットの説明図 ウェーハユニットの縦断面図 ワーク分割装置の要部側面図 ワーク分割装置の動作図 ウェーハが分割されたウェーハユニットの縦断面図

以下、添付図面に従って本発明に係るワーク分割方法の好ましい実施形態について詳説する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲であれば、以下の実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。

図１は、ワーク分割装置１０に備えられた分割ステージの要部縦断面図であり、図２は、分割ステージの要部拡大斜視図である。なお、ワーク分割装置１０によって分割処理されるウェーハユニットのサイズは限定されるものではないが、実施形態では、図１３に示した直径３００ｍｍのウェーハ１がマウントされたウェーハユニット２を例示する。

ワーク分割装置１０は、ウェーハ１を分割予定ライン５に沿って個々のチップ６に分割する装置である。分割予定ライン５は、互いに直交するＸ方向及びＹ方向に複数本形成される。実施形態では、Ｘ方向と平行な分割予定ライン５の本数と、Ｙ方向と平行な分割予定ライン５の本数とがそれぞれ３００本でそれぞれの間隔が等しいウェーハ１、すなわち、チップサイズが１ｍｍのチップ６に分割されるウェーハ１を例示する。

ウェーハ１は図１、図２の如く、フレーム４に外周部が固定されたダイシングテープ３の中央部に貼付される。ダイシングテープ３は、ウェーハ１が貼付される平面視円形状の中央部領域３Ａ、及び中央部領域３Ａの外縁部とフレーム４の内縁部との間の平面視ドーナツ形状の環状部領域３Ｂを有する。

ウェーハ１の厚さは、例えば５０μｍ程度である。また、ダイシングテープ３としては、例えばＰＶＣ（polyvinyl chloride：ポリ塩化ビニール）系のテープが使用される。なお、ウェーハ１をＤＡＦ（Die Attach Film）等のフィルム状接着材を介してダイシングテープ３に貼付してもよい。フィルム状接着材としては、例えばＰＯ（polyolefin：ポリオレフィン）系のものを使用することができる。

ワーク分割装置１０は、フレーム４を固定するフレーム固定部材７（図１４参照：既存のフレーム固定部材）と、ダイシングテープ３の拡張の際にダイシングテープ３が当接される拡張規制リング１６と、ダイシングテープ３の環状部領域３Ｂに下方側から当接されるエキスパンドリング１４と、を備える。

拡張規制リング１６は、フレーム固定部材７とは別体で構成され、フレーム固定部材７の下面７Ａに着脱自在に固定される。下面７Ａに対する拡張規制リング１６の着脱構造は、特に限定されるものでないが、一例としてボルトを使用した締結構造でもよく、クランプ機構によるクランプ構造でもよい。

フレーム固定部材７は、ダイシングテープ３におけるウェーハ１の貼付面と同一側に配置され、その下面７Ａにフレーム４が拡張規制リング１６を介して固定される。これにより、拡張規制リング１６は、フレーム４とフレーム固定部材７との間に保持される。

また、フレーム固定部材７は、エキスパンドリング１４によって拡張される環状部領域３Ｂに接触しないように、矢印Ａで示すダイシングテープ３の面内方向において環状部領域３Ｂから外方に離間した位置に設置されている。図２の如く、フレーム固定部材７の形状は、一例として直径が３６１ｍｍの開口部７Ｂを有するリング状であるが、その形状は特に限定されるものではなく、拡張規制リング１６が着脱自在に固定可能な形状であればよい。フレーム固定部材７としては、例えば、開口部７Ｂを有する矩形状の板状材を例示することもでき、フレーム４の外周に沿って所定の間隔で配置された複数の固定部材からなるフレーム固定部材を例示することもできる。これらの固定部材の内接円が、開口部７Ｂの直径と等しく設定される。

エキスパンドリング１４は、ダイシングテープ３におけるウェーハ１の貼付面と反対側の裏面側に配置され、フレーム４の内径（３５０ｍｍ）よりも小さく、かつウェーハ１の外径（３００ｍｍ）よりも大きい拡張用の開口部１４Ａを有するリング状に形成される。エキスパンドリング１４は、ダイシングテープ３の環状部領域３Ｂの裏面を貼付面側に突き上げて環状部領域３Ｂを拡張する。すなわち、エキスパンドリング１４は、環状部領域３Ｂに対してダイシングテープ３の矢印Ａで示す面内方向と直交するＢ方向に突き上げ移動される。これによって、環状部領域３Ｂがエキスパンドリング１４に突き上げられて放射状に拡張される。なお、エキスパンドリング１４を固定して、ウェーハユニット２を矢印Ｃ方向に下降移動させることにより、環状部領域３Ｂをエキスパンドリング１４によって拡張してもよい。環状部領域３Ｂは、エキスパンドリング１４による拡張の際に、拡張規制リング１６に当接される。

拡張規制リング１６は、ダイシングテープ３におけるウェーハ１の貼付面と同一側に配置され、フレーム４の内径（３５０ｍｍ）よりも小さく、かつエキスパンドリング１４の外径よりも大きい拡張規制用の開口部１６Ａを有するリング状に形成される。

実施形態では、拡張規制リング１６をフレーム固定部材７の下面７Ａに着脱自在に設け、フレーム４とフレーム固定部材７との間に保持させた形態を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図３（Ａ）に示す第１変形例の拡張規制リング１７Ａの如く、フレーム固定部材７の上面７Ｃに着脱自在に固定される形態であってもよい。更に、図３（Ｂ）に示す第２変形例の拡張規制リング１７Ｂの如く、フレーム固定部材７の開口部７Ｂの内周部に着脱自在に固定される形態であってもよい。更に、フレーム固定部材７に対して離間した位置でワーク分割装置１０の他の構成部材（不図示）に着脱自在に固定される形態であってもよい。

図４は、エキスパンドリング１４によって拡張途中の環状部領域３Ｂの形状を示したウェーハユニット２の縦断面図である。

図４に示すように、エキスパンドリング１４による環状部領域３Ｂの拡張の際に、環状部領域３Ｂが拡張規制リング１６に当接される。具体的には、開口部１６Ａの内縁部１６Ｂに環状部領域３Ｂが当接される。

実施形態では、図１の如く、開口部１６Ａの径が３３８ｍｍに設定されている。これにより、拡張規制リング１６によって拡張が規制される外周側領域３Ｅの幅寸法が６ｍｍに設定され、環状部領域３Ｂのうち外周側領域３Ｅを除く内周側領域３Ｆの幅寸法が１９ｍｍに設定される。

ここで、環状部領域３Ｂのうち拡張規制リング１６によって拡張が規制されない内周側領域３Ｆが、ウェーハ１の分割に実質的に寄与する領域となる。すなわち、内周側領域３Ｆの幅寸法を小さくするに従って、内周側領域３Ｆのバネ定数が大きくなるので、内周側領域３Ｆからウェーハ１に付与する張力を増大することができる。よって、内周側領域３Ｆの幅寸法は、分割予定ライン５の本数に応じて設定することが好ましい。

以下、図５のフローチャートに従って、ワーク分割装置１０によるワーク分割方法の一例を説明する。このワーク分割方法は、固定工程と、配置工程と、拡張分割工程とを有する。また、拡張分割工程は、拡張開始工程と、拡張規制工程と、分割工程とからなる。

まず、図５のステップＳ１００において、図１の如く、ウェーハユニット２のフレーム４を、拡張規制リング１６を介してフレーム固定部材７に固定する（固定工程、配置工程）。このとき、拡張規制リング１６がフレーム固定部材７に対して離間して配置された場合には、拡張規制リング１６の配置工程と、フレーム固定部材７による固定工程とを独立して行う。

次に、図５のステップＳ１１０において、エキスパンドリング１４を図１の位置から矢印Ｂ方向に突き上げ移動させ、環状部領域３Ｂの全領域の拡張を開始する（拡張開始工程）。

次に、図５のステップＳ１２０において、エキスパンドリング１４の突き上げ移動量が、フレーム４の厚さを超えると、環状部領域３Ｂが拡張規制リング１６に当接する。このとき、図４の如く環状部領域３Ｂは、拡張規制リング１６の内縁部１６Ｂに当接した当接部３Ｄを境界として、外周側に位置する外周側領域３Ｅと、内周側に位置する内周側領域３Ｆとに分けられる。そして、環状部領域３Ｂのうち、外周側領域３Ｅの拡張が拡張規制リング１６によって規制される（拡張規制工程）。

次に、図５のステップＳ１３０において、エキスパンドリング１４の突き上げ移動を続行し、環状部領域３Ｂのうち、外周側領域３Ｅの拡張を規制しながら、外周側領域３Ｅを除く内周側領域３Ｆの拡張を継続して行うことにより、ウェーハ１を個々のチップ６に分割する（分割工程）。この後、エキスパンドリング１４の突き上げ移動を停止する。

分割工程（Ｓ１３０）において、環状部領域３Ｂが拡張規制リング１６の内縁部１６Ｂに当接した以降のエキスパンドリング１４による拡張動作では、外周側領域３Ｅの拡張が拡張規制リング１６によって規制され、内周側領域３Ｆのみが拡張されていく。つまり、環状部領域３Ｂのバネ定数よりも大きくなった内周側領域３Ｆのバネ定数の張力がウェーハ１に付与される。

具体的に説明すると、ウェーハ１の分割に寄与する環状部領域３Ｂの長さが２５ｍｍ（環状部領域３Ｂの幅寸法）から１９ｍｍ（内周側領域３Ｆの幅寸法）に短くなるので、バネ定数はそれに反比例して増大する。これにより、内周側領域３Ｆのみを拡張しても、内周側領域３Ｆのバネ定数は環状部領域３Ｂのバネ定数よりも大きいので、チップサイズが小チップ（１ｍｍ）であっても個々のチップ６に分割するだけの張力をウェーハ１に付与することができる。よって、ワーク分割装置１０によれば、チップサイズが小チップ（１ｍｍ）の場合に生じる分割予定ラインの未分割問題を解消することができる。

なお、環状部領域３Ｂの粘着層に線接触される拡張規制リング１６の内縁部１６Ｂには、一例として算術平均粗さ（Ｒａ）が１．６（μｍ）となる表面加工が施されている。これにより、内縁部１６Ｂと環状部領域３Ｂとの間の摩擦力によって、内縁部１６Ｂと環状部領域３Ｂとが相対的に滑ることを防止することができる。また、内縁部１６Ｂには、一例としてＣ０．２の面取り加工が行われている。これにより、環状部領域３Ｂから拡張力を受けた際に、その反力で環状部領域３Ｂが破れることを防止することができる。

一方、ワーク分割装置１０は、フレーム固定部材７に対して拡張規制リング１６が着脱自在であるため、以下のワーク分割方法を特に採用することができる。

図６は、ワーク分割方法の他の一例を示すフローチャートである。

図６に示すワーク分割方法は、分割処理するウェーハ１に形成された分割予定ライン５の本数に基づいて、拡張規制リング１６を使用するか否かを判断し、ウェーハ１を個々のチップ６に分割する方法である。

まず、図６のステップＳ２００において、ウェーハ１に形成された分割予定ライン５の本数が規定数よりも多い場合には、つまり、ウェーハ１を分割する際に環状部領域３Ｂの拡張による張力以上の力を必要とする場合には、前述の如く、拡張規制リング１６をフレーム固定部材７に取り付ける。そして、図５に示したステップＳ１００の固定工程、ステップＳ１１０の拡張工程、ステップＳ１２０の拡張規制工程、及びステップＳ１３０の分割工程を経ることにより、ウェーハ１を個々のチップ６に分割する。これにより、分割予定ラインの未分割問題を解消することができる。

一方、図６のステップＳ２００において、ウェーハ１に形成された分割予定ライン５の本数が規定数よりも少ない場合には、つまり、環状部領域３Ｂの拡張による張力でウェーハ１を分割可能な場合には、ステップＳ２１０において、拡張規制リング１６をフレーム固定部材７から取り外す（拡張規制リング取り外し工程）。

次に、ステップＳ２２０において、フレーム固定部材７によってフレーム４を固定する（固定工程）。

次に、ステップＳ２３０において、エキスパンドリング１４によって環状部領域３Ｂを拡張し、環状部領域３Ｂの張力でウェーハ１を個々のチップ６に分割する（拡張分割工程）。

分割予定ライン５の本数が規定数よりも少なく、拡張規制リング１６を用いることなく分割可能なウェーハ１を、拡張規制リング１６を用いて分割しようとすると、内周側領域３Ｆの高まった張力で分割予定ライン５が分割される他、チップ６自体も破損する虞がある。具体的には、直径３００ｍｍのウェーハ１において、分割予定ライン５の本数が６０本でチップサイズが１０ｍｍのチップ６に分割するウェーハ１では、チップ６自体が破損する虞がある。よって、分割予定ライン５の本数が規定数よりも少なく、拡張規制リング１６を用いることなく分割できるウェーハ１の場合には、拡張規制リング１６をフレーム固定部材７から取り外してウェーハ１を個々のチップ６に分割することが好ましい。

なお、分割予定ライン５の規定数とは、ウェーハ１を個々のチップ６に分割するに際し、環状部領域３Ｂの拡張による張力以上の力が必要となる本数である。一例として、図１３に示した直径３００ｍｍのウェーハ１の場合には、その規定数が６００本に設定されている。

また、ワーク分割装置１０では、開口部１６Ａの径が異なる複数の拡張規制リング１６が揃えられおり、その中から選択した一つの拡張規制リング１６が使用される。これにより、開口部１６Ａの径が変更可能となって、内周側領域３Ｆの幅寸法を変更することができるので、内周側領域３Ｆからウェーハ１に付与する張力を変更することができる。ウェーハ１には、分割予定ライン５の本数が異なる複数のものが存在するので、それらのウェーハ１の分割予定ライン５の本数に対応した、開口部１６Ａの径の異なる複数の拡張規制リング１６を揃えておく。これにより、ウェーハ１の分割予定ライン５の本数に対応する一つの拡張規制リング１６を、複数の拡張規制リング１６の中から選択して使用することができる。開口部１６Ａの径としては、３３８ｍｍの他、例えば３４６ｍｍ、３４２ｍｍ、３３４ｍｍを例示することができる。

これらの拡張規制リング１６は、ワーク分割装置１０に設けられたリング格納部（不図示）に予め格納しておくことが好ましい。リング格納部に格納された複数の拡張規制リング１６のうち選択した一つの拡張規制リング１６を、リング格納部から手作業にて取り出し、フレーム固定部材７に固定してもよく、リング格納部から搬送装置によって搬出し、ワーク分割装置１０の分割ステージまで搬送してよい。また、リング格納部からの拡張規制リング１６の搬出作業、拡張規制リング１６の分割ステージまでの搬送作業、及び分割ステージにて拡張規制リング１６をフレーム固定部材７に対する固定作業を自動化してもよい。

また、フレーム固定部材７に対して拡張規制リング１６が着脱可能なので、拡張規制リング１６を備えていない既存（出荷済み）のワーク分割装置に拡張規制リング１６を後付けすることができる。また、ウェーハ１の分割予定ライン５の本数に対応した拡張規制リング１６を、既存のワーク分割装置に後付けすることもできる。これにより、既存のワーク分割装置を使用して、大きなチップから小さなチップまで処理することが可能となる。また、チップサイズが大チップの場合には、つまり、分割予定ライン５の本数が規定数よりも少ない場合には、拡張規制リング１６を既存のワーク分割装置から取り外すことができる。

ところで、図５に示したＳ１１０〜Ｓ１３０の拡張分割工程では、ウェーハ１を個々のチップ６に分割するために、フレーム４とエキスパンドリング１４との相対位置（突き上げ量）及び相対速度（突き上げ速度）等の拡張分割条件を設定して分割処理を行う。

開口部１６Ａの径が異なる複数の拡張規制リング１６のうち一つの拡張規制リング１６を選択使用するダイシング装置１０の場合、突き上げ量と突き上げ速度を一定に設定して分割処理を行うと、以下の不具合が生じる。このため、拡張規制リング１６毎に拡張分割条件を設定する必要がある。

突き上げ量を一定に設定した場合には、ダイシングテープ３の拡張終了後の拡張率が、選択した拡張規制リング１６によって異なってしまう。

ここで、ダイシングテープ３の拡張率を以下に定義する。

〔拡張率Ｅ（％）〕
拡張率Ｅはフレーム４にダイシングテープ３のみが貼り付けられている状態での エキスパンド工程におけるテープ径の伸び率を表す。また、ダイシングテープ３の伸びは拡張が規制されない限り、均一であると考える。例えば、３５０ｍｍの距離が３８０ｍｍに伸びたとすると、その拡張率Ｅは、
{（３８０／３５０）−１}×１００＝８．６％となる。

図１及び図４において拡張率Ｅは以下のように定義される。以下、３Ａとは中央部領域３Ａを指し、３Ｂとは環状部領域３Ｂを指す。

(ｉ)ダイシングテープ３が拡張規制リング１６に接触する前、あるいは拡張規制リング１６が無い場合の拡張率Ｅ。

拡張率Ｅ={(拡張後の３Ｂ＋３Ａ＋３Ｂ)／(拡張前の３Ｂ＋３Ａ＋３Ｂ)−１}×１００
本実施形態のフレーム４の場合、拡張前の３Ｂ＋３Ａ＋３Ｂは３５０ｍｍである。 この数式でダイシングテープ３が拡張規制リング１６に接触した際の拡張率をＥｃとする。

(ii)ダイシングテープ３が拡張規制リング１６に接触した後の場合の拡張率Ｅ。

拡張率Ｅ=[(１＋Ｅｃ／１００)×{(拡張後の３Ｆ＋３Ａ＋３Ｆ)／(規制リング接触時の３Ｆ＋３Ａ＋３Ｆ)}−１]×１００
これは拡張規制リング１６に接触した時を境にして拡張される領域が３Ｂ＋３Ａ＋３Ｂから３Ｆ＋３Ａ＋３Ｆに変化するためである。

図７のグラフは、エキスパンドリング１４の突き上げ量を一定に設定した場合に、選択した拡張規制リング１６によってダイシングテープ３の拡張率が異なることを示している。

図７のグラフは、縦軸が拡張率（％）を示し、横軸が突き上げ量（ｍｍ）を示し、突き上げ量（ｍｍ）に対する拡張率（％）の変化が線Ａ、Ｂ、Ｃに示されている。線Ａは、拡張規制リング１６を使用しない場合（開口部１６Ａの径が３５０ｍｍに相当）のダイシングテープ３の拡張率（％）の変化を示し、線Ｂは、開口部１６Ａの径が３４２ｍｍの拡張規制リング１６を使用した場合のダイシングテープ３の拡張率（％）の変化を示し、線Ｃは、開口部１６Ａの径が３３８ｍｍの拡張規制リング１６を使用した場合のダイシングテープ３の拡張率（％）の変化を示している。

図８は、拡張分割工程時の動作を示した概略図であり、図８には線Ａ、Ｂ、Ｃの拡張率（％）を算出するための各部材の寸法が示されている。図８によれば、フレーム４の内径Ｄ１が３５０ｍｍ、フレーム４の厚さtが１．５ｍｍ、拡張規制リング１６の開口部１６Ａの径Ｄ２が３４２ｍｍ又は３３８ｍｍであることが示されている。また、図８のｘはエキスパンドリング１４の突き上げ量（ｍｍ）を示している。更に、エキスパンドリング１４の上端には、ダイシングテープ３との摩擦力を低減するローラ３２が配置され、ローラ３２の配置径Ｄ３が３２３．２ｍｍであることが示されている。拡張率（％）の算出に当たっては通常の三角関数等の公式を使用した。また、線Ａの拡張率（％）は、ローラ３２の直径ｄを５ｍｍとして算出し、線Ｂ、Ｃの拡張率（％）は、ローラ３２の直径ｄを７ｍｍとして算出した。

まず、ウェーハ１を個々のチップ６に円滑に分割するための拡張終了後の目標拡張率を設定する。本実施形態では、その目標拡張率を６．６％に設定した。なお、この目標拡張率は一例であり、６．６％に限定されるものではない。

図７の如く、目標拡張率を６．６％に設定した場合、線Ａで示す拡張規制リング１６を使用しない形態では、２０．０ｍｍの突き上げ量ｘを必要とする。これに対し、線Ｂで示す拡張規制リング１６を使用する形態では、エキスパンドリング１４を２０ｍｍ突き上げると、その時の拡張率は７．３％となる。また、線Ｃで示す拡張規制リング１６を使用する形態では、エキスパンドリング１４を２０ｍｍ突き上げると、その時の拡張率は８．２％となる。つまり、拡張規制リング１６を使用した場合には、拡張規制リング１６を使用しない場合と比較して、拡張率が大きくなり目標拡張率を超えてしまう。これにより、ダイシングテープ３の拡張過多に起因して、分割したチップ６がダイシングテープ３から剥離すると言う問題が発生する場合がある。よって、開口部１６Ａの径に応じて突き上げ量ｘを変更する必要がある。

そこで、本実施形態のワーク分割方法では、開口部１６Ａの径に関わらずエキスパンドリング１４の突き上げ量ｘを一定に設定するのではなく、開口部１６Ａの径が異なる拡張規制リング１６毎に突き上げ量ｘを設定する。具体的には、線Ｂで示す拡張規制リング１６を使用する形態では、突き上げ量ｘを１８．７ｍｍに設定し、拡張終了後の拡張率を目標拡張率（６．６％）と等しくする。同様に、線Ｃで示す拡張規制リング１６を使用する形態では、突き上げ量ｘを１７．３ｍｍに設定し、拡張終了後の拡張率を目標拡張率（６．６％）と等しくする。

以上の如く、本実施形態のワーク分割方法は、ウェーハ１を個々のチップ６に円滑に分割するための拡張終了後の目標拡張率に基づいて、開口部１６Ａの径が異なる拡張規制リング１６毎に突き上げ量ｘを設定する。すなわち、拡張規制リング１６の開口部１６Ａの径が小さくなるに従って突き上げ量ｘを小さく設定する。これにより、本実施形態のワーク分割方法によれば、開口部１６Ａの径が異なる拡張規制リング１６を使用しても、全てのチップ６を円滑に分割することができる。よって、分割したチップ６がダイシングテープ３から剥離すると言う問題を解消することができる。

一方、エキスパンドリング１４の突き上げ速度が一定の場合、突き上げ速度が減速を開始する直前でダイシングテープ３の拡張率速度が最大（最大拡張率速度）となる。ここで、ダイシングテープ３の拡張率速度を以下に定義する。

〔拡張率速度（％／ｓｅｃ）〕
拡張率速度＝拡張率の単位時間当たりの上昇率
図９のグラフは、左縦軸が拡張率速度（％／ｓｅｃ）を示し、右縦軸が突き上げ速度（ｍｍ／ｓｅｃ）を示し、横軸が突き上げ量ｘ（ｍｍ）を示し、エキスパンドリング１４の突き上げ速度（ｍｍ／ｓｅｃ）に対する拡張率速度（％／ｓｅｃ）の変化が示されている。すなわち、図９の線Ｄが、エキスパンドリング１４の突き上げ速度（％／ｓｅｃ）を示し、線Ｅが拡張率速度（％／ｓｅｃ）を示している。

図９の如く、突き上げ速度（２００ｍｍ／ｓｅｃ）が一定の場合には、突き上げ量ｘに応じて最大拡張率速度は上昇していく。そして、Ｆ点で示す最大拡張率速度（１１３（％／ｓｅｃ））に到達すると、突き上げ速度が減速を開始するので、拡張率速度が下降していく。よって、突き上げ速度が一定の場合には、最大拡張率速度に到達するのはＦ点での一瞬であり、この最大拡張率速度に到達した時点で、ダイシングテープ３の張力が最大となる。拡張分割工程では、最大拡張率速度を一定時間維持した状態、つまり、ダイシングテープ３の最大張力を一定時間維持した状態で分割処理を行うことが望ましいが、図９の如く、突き上げ速度が一定の場合には、Ｆ点での一瞬でしか最大拡張率速度を得ることができない。これにより、ダイシングテープ３の最大張力をウェーハ１に有効に伝達することができず、分割予定ラインの一部が分割されない場合がある。

そこで、本実施形態のワーク分割方法では、図１０のグラフの如く、最大拡張率速度（１１３（％／ｓｅｃ））が拡張分割工程において一定時間維持されるように、突き上げ速度を設定する。

図１０のグラフは、図９のグラフと同様に、左縦軸が拡張率速度（％／ｓｅｃ）を示し、右縦軸が突き上げ速度（ｍｍ／ｓｅｃ）を示し、横軸が突き上げ量（ｍｍ）を示し、エキスパンドリング１４の突き上げ速度（ｍｍ／ｓｅｃ）に対する拡張率速度（％／ｓｅｃ）の変化が示されている。すなわち、図１０の線Ｇが、エキスパンドリング１４の突き上げ速度（ｍｍ／ｓｅｃ）を示し、線Ｈが拡張率速度（％／ｓｅｃ）を示している。

図１０の線Ｇの如く、エキスパンドリング１４の突き上げ速度を、突き上げ開始から突き上げ量５．０ｍｍまで等速（４００ｍｍ／ｓｅｃ）に設定する。そして、突き上げ量５．０ｍｍから突き上げ量１８．０ｍｍまでの区間において、突き上げ速度を４００ｍｍ／ｓｅｃから２００ｍｍ／ｓｅｃに二次曲線状に減速する。

これにより、本実施形態のワーク分割方法では、図１０の線Ｈで示すように最大拡張率速度（１１３（％／ｓｅｃ））を、突き上げ量６．０ｍｍから１８．０ｍｍまでの区間で安定して得ることができる。よって、本実施形態のワーク分割方法によれば、ダイシングテープ３の最大張力をウェーハ１に有効に伝達することができるので、分割予定ラインの一部が分割されないと言う問題を解消することができる。

なお、図１０のグラフは、突き上げ量ｘを２０．０ｍｍに設定した場合の突き上げ速度の一例が示されているが、突き上げ量ｘを１８．７ｍｍに設定した場合（開口部１６Ａの径が３４２ｍｍの拡張規制リング１６を使用した場合）、又は突き上げ量ｘを１７．３ｍｍに設定した場合（開口部１６Ａの径が３３８ｍｍの拡張規制リング１６を使用した場合）においても、最大拡張率速度が拡張分割工程において一定時間維持されるように、突き上げ速度を設定することが好ましい。

すなわち、本実施形態のワーク分割方法によれば、開口部１６Ａの径が異なる拡張規制リング１６毎の最大拡張率速度が、拡張分割工程において一定時間維持されるように、突き上げ速度を設定することが好ましい。

図１１は、図５に示したワーク分割方法の工程に、拡張分割条件設定工程（Ｓ１０５）を備えたワーク分割方法のフローチャートである。

図１１の如く、本実施形態のワーク分割方法は、固定工程・配置工程（Ｓ１００）と拡張開始工程（Ｓ１１０）との間に、拡張分割条件設定工程（Ｓ１０５）を備えている。この拡張分割条件設定工程（Ｓ１０５）では、開口部１６Ａの径が異なる複数の拡張規制リング１６毎に対応した拡張終了後の拡張率に基づいて突き上げ量ｘを設定するので、開口部１６Ａの径が異なる拡張規制リング１６を使用しても、全てのチップ６を円滑に分割することができる。これにより、分割したチップ６がダイシングテープ３から剥離すると言う問題を解消することができる。

また、拡張分割条件設定工程（Ｓ１０５）では、最大拡張率速度が拡張分割工程において一定時間維持されるように、突き上げ速度を設定するので、分割予定ラインの一部が分割されないと言う問題を解消することができる。

なお、本実施形態のワーク分割方法によっても、チップサイズが小チップの場合に生じる分割予定ラインの未分割問題を解消することができることは当然である。

１…ウェーハ、２…ウェーハユニット、３…ダイシングテープ、３Ａ…中央部領域、３Ｂ…環状部領域、３Ｃ…固定部領域、３Ｄ…当接部、３Ｅ…外周側領域、３Ｆ…内周側領域、３ＦＡ…内周側領域、３ＦＢ…内周側領域、４…フレーム、５…分割予定ライン、６…チップ、７…フレーム固定部材、８…エキスパンドリング、１０…ワーク分割装置、１４…エキスパンドリング、１４Ａ…開口部、１６…拡張規制リング、１６Ａ…開口部、１６Ｂ…内縁部、１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ…拡張規制リング、２０…拡張規制リング、２０Ａ…開口部、２２…ウェーハ、２４…チップ、２６…拡張規制リング、２６Ａ…開口部、２８…ウェーハ、３０…チップ、３２…ローラ

Claims (3)

1. ワークの外径よりも大きい内径を有するリング状フレームにダイシングテープの外周部が固定され、前記ダイシングテープに貼付された前記ワークを分割予定ラインに沿って個々のチップに分割するワーク分割方法であって、前記リング状フレームの内径よりも小さく、かつ前記ワークの外径よりも大きい開口部を有するリング状に形成されたエキスパンドリングを用いて、前記ダイシングテープにおける前記ワークの貼付面と反対側の裏面を前記貼付面側に突き上げるワーク分割方法において、
   前記リング状フレームの内径よりも小さく、かつ前記エキスパンドリングの外径よりも大きい開口部を有するリング状に形成された拡張規制リングであって、前記開口部の径が異なる複数の前記拡張規制リングの中から選択した一つの拡張規制リングを、前記ダイシングテープにおける前記ワークの貼付面と同一側に配置する配置工程と、
   前記ダイシングテープに対する前記エキスパンドリングの突き上げ量と突き上げ速度を設定する拡張分割条件設定工程と、
   前記拡張分割条件設定工程によって設定された前記突き上げ量及び前記突き上げ速度で、前記ダイシングテープの裏面を前記エキスパンドリングによって突き上げて前記ダイシングテープの拡張を開始し、前記ダイシングテープの拡張の際に前記ダイシングテープを前記拡張規制リングに当接させて前記ワークを個々のチップに分割する拡張分割工程と、を備え、
   前記拡張分割条件設定工程は、前記開口部の径が異なる複数の前記拡張規制リング毎に対応した拡張終了後の前記ダイシングテープの目標拡張率に基づいて前記突き上げ量を設定する、ワーク分割方法。
2. 前記拡張分割条件設定工程は、前記拡張規制リングの前記開口部の径が小さくなるに従って前記突き上げ量を小さく設定する、請求項１に記載のワーク分割方法。
3. 前記ダイシングテープの拡張率の単位時間当たりの上昇率を拡張率速度とした場合、前記拡張分割条件設定工程は、最大拡張率速度が前記拡張分割工程において一定時間維持されるように、前記突き上げ速度を設定する、請求項１に記載のワーク分割方法。

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