JP7321883B2 - シートの拡張方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ワークが貼着されたシートを拡張する方法に関する。
従来、レーザビーム照射によりワークに改質層を形成した後、シート拡張装置によりワークが貼着されたシートを拡張(エキスパンド)することでワークを分割する方法が知られている。シート拡張装置の具体的な構成は、例えば特許文献1に開示されるものが知られている。
特許文献1には、ワークが貼着されたシートの四辺をそれぞれ挟持機構で挟持しつつ拡張することで、チップの縦横サイズが異なるワークにおいてもチップ間の間隔が適切な距離となるようにシートを拡張することができる拡張装置が開示されている。
特開2014-143297号公報
ワークが貼着されるシートは、一般に帯状に製造されるものであるが、製造工程においては、その帯状の長手方向となる第二方向においてテンションがかけられているため、収縮しやすいということがある。そして、このテンションが作用するため、シートが第二方向においては伸び難いものとなる。
これに対し、第二方向と直交する第一方向は、上記のテンションが作用しないためシートが比較的伸びやすいということになる。つまり、このように第一方向と第二方向においてシートの伸びやすさが異なる状況が生じるものとなる。
他方、特に、特許文献1に開示されるような複数配列されるローラーにて挟持機構を構成する場合には、各ローラーで挟持されるシートの部分に局所的に大きな引張応力が作用するため、挟持されていない部分に作用する引張応力との差が顕著に大きくなる。そして、引張応力が強く作用する際には、その差も大きくなって、シートが破断する恐れが生じる。特に、シートが伸びやすい第一方向へのシートの拡張については、シートの破断する恐れも大きくなることが懸念される。
本発明は以上の問題に鑑み、シートを挟持して拡張をする構成において、シートが局所的に引き伸ばされて破断することを抑制することを可能とする新規な技術を提案するものである。
本発明の一態様によれば、
ワークが貼着されたシートの拡張方法であって、
矩形の該シート上に該ワークが貼着された状態に形成する準備ステップと、
該シートの少なくとも対向する2辺の外周部を折り曲げて該ワークの外周縁に該シートが2重となる重なり部を形成する折り曲げステップと、
対向する一対の挟持手段でそれぞれ該重なり部を挟持する挟持ステップと、
該挟持ステップを実施した後、一対の該挟持手段を互いに離反する方向に移動させて該シートを拡張する拡張ステップと、を含む、シートの拡張方法とする。
また、本発明の一態様によれば、
該シートは、基材と、該基材上に配設された粘着層と、を有し、
該準備ステップでは、該粘着層上に該シートが貼着され、
該折り曲げステップでは、該粘着層同士が重なるようにして該重なり部が形成され、
該挟持ステップでは、該シートの該基材側を該挟持手段で挟持することとする。
本発明の構成によれば、重なり部において基材が二重の状態で挟持されるため、シートが破断する恐れを防止することができる。
被加工物としてのワークと、ワークが貼着されるシートについて示す図である。 拡張装置の構成例について示す図である。 (A)は折り曲げステップにおいてシートの両端部の折り曲げについて説明する図である。(B)は折り曲げステップにより形成される重なり部を示す平面図である。(C)は折り曲げステップにより形成される重なり部を示す側面図である。 折り曲げステップについて説明する図である。 (A)は挟持ステップについて説明する図である。(B)はシートの第一方向の両端が挟持される様子について説明する図である。(C)はシートの第二方向の両端が挟持される様子について説明する図である。 (A)は拡張ステップについて説明する図である。(B)はシートの第一方向の両端が挟持されて拡張される様子について説明する図である。(C)はシートの第二方向の両端が挟持されて拡張される様子について説明する図である。 拡張によりチップに個片化された様子について説明する図である。 シートの四辺に重なり部を構成する例について説明する図である。 (A)はシートを裏側に追って重なり部を構成する例について説明する図である。(B)は同じくシートを裏側に追って重なり部を構成する例について説明する図である。(C)は基材を重ねて構成される重なり部について説明する図である。
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
<ワーク及びシート>
図1は、被加工物としてのワーク10と、ワーク10が貼着されるシート1について示す図である。
ワーク10は、例えば半導体ウェーハや光デバイスウェーハ等の円板状のウェーハである。ワーク10の表面には互いに直角に交差する複数の分割予定ライン101が格子状に設定されるものである。
ワーク10は、例えばシート1に貼着される前、または後に、分割予定ライン101に沿って分割起点が形成される。そして分割起点が形成されたワーク10をシート1に貼着した状態において、シート1を拡張することで分割起点に沿ってチップに分割する。
分割予定ライン101に沿って形成される分割起点は、レーザ光照射でワーク10内に形成する改質層の他、ワーク10の表面に分割予定ライン101に沿って溝を形成し、この溝を分割起点とすることもできる。溝は、例えばレーザ照射によるアブレーション加工、切削ブレードを切り込ませる切削加工、あるいはけがき等の溝加工を行うことで形成することができる。
シート1は、例えばポリ塩化ビニルやポリオレフィン等の拡張性を有する合成樹脂シート等からなる基材11の片面にワーク10が貼着される粘着層12が形成されたもので、例えば、ワーク10よりも大きな矩形(四角形)のものが用いられる。
なお、被加工物となるワーク10は、半導体ウェーハ等のウェーハの他、DBG(Dicing Before Grinding:ブレードで分割予定ラインに沿ってワーク表面にハーフカット溝を形成した後裏面研削でワークを分割するプロセス)やSDBG(Stealth Dicing Before Grinding:SD加工(STEALTH DICING:登録商標)を施した後ワークの裏面を研削して分割するプロセス)によりチップに分割されたウェーハに貼着されたチップ実装用のDAF(Die Attach Film)等の接着シートや、ガラス、セラミックス、樹脂等の各種板状物が対象となり得る。
<拡張装置>
次に、図2に示すように、ワークが貼着されたシートを拡張するための拡張装置の一実施形態について説明する。この拡張装置2は、四隅の角部が直角に形成された正方形状の固定基台20と、固定基台20上に配設され、ワークが貼着されたシートが水平に載置される円板状の保持テーブル3と、保持テーブル3に載置される図示せぬシートを挟持する第一挟持手段4A、第二挟持手段4B、第三挟持手段4C、第四挟持手段4Dと、これら挟持手段4A~4Dごとに設けられ、第一および第二挟持手段4A~4Bを第一方向にそれぞれ移動させる第一移動手段5A、第二移動手段5B、および第三および第四挟持手段4C~4Dをそれぞれ第二方向に移動させる第三移動手段5C、第四移動手段5Dと、を具備している。
保持テーブル3は、固定基台20の中央部上面に円筒台30を介して支持されている。保持テーブル3は図示されない回転機構によって円筒台30上に回転可能に、かつ、図示されない上下動機構によって円筒台30上に上下動可能に支持されている。保持テーブル3の上面はワークが載置可能な直径を有しており、ワークが貼着されたシートは、ワークを上側に配し、かつ、同心状に配した状態で保持テーブル3の上面に載置される。
固定基台20の四辺の各端縁200a,200b,200c,200dの中央部には、外側に突出する矩形状の凸部201がそれぞれ形成されている。固定基台20の、各凸部201から凸部201の内側(保持テーブル3側)にわたる部分には、対応する凸部201の延びる方向に沿って延びる矩形状の第一ガイド溝201a、第二ガイド溝201b、第三ガイド溝201c、第四ガイド溝201dがそれぞれ形成されている。
図2に示すように、この場合、固定基台20の互いに平行な一対の端縁200c・200dの延びる方向を第一方向、該第一方向に直交し、端縁200a・200bの延びる方向を第二方向としており、固定基台20の、第一方向の両端に第一挟持手段4A、第二挟持手段4Bがそれぞれ配設され、第二方向側の両端に第三挟持手段4C、第四挟持手段4Dがそれぞれ配設されている。
第一移動手段5Aおよび第二移動手段5Bは、第一挟持手段4Aおよび第二挟持手段4Bをそれぞれ第一方向に沿って往復移動させ、第三移動手段5Cおよび第四移動手段5Dは、第三挟持手段4Cおよび第四挟持手段4Dをそれぞれ第二方向に沿って往復移動させるものである。
第一挟持手段4Aと第二挟持手段4Bは、第一方向において保持テーブル3を挟んで互いに対向し、それぞれ第一ガイド溝201a、第二ガイド溝201bに対し第一方向に移動可能に配設されている。また、第三挟持手段4Cと第四挟持手段4Dは、第二方向において保持テーブル3を挟んで互いに対向し、それぞれ第三ガイド溝201c、第四ガイド溝201dに対し第二方向に移動可能に配設されている。
第一~第四挟持手段4A~4Dは同一構成であり、ガイド溝201a~201dに沿ってそれぞれ移動可能に組み込まれたL字状の可動基台41と、可動基台41の内側に上下動可能に取り付けられた下側挟持機構42および上側挟持機構43と、これら挟持機構42,43をそれぞれ上下方向に移動させる下側移動機構44および上側移動機構45を具備している。
可動基台41は、ガイド溝201a~201dにそれぞれ摺動自在に嵌合するスライド部411と、スライド部411の外側の端部に立設された支持部412とからなっている。
支持部412の内側の面には上下方向に延びるガイドレール412aが形成されている。また、支持部412の外側の面には上下方向に延びるガイド溝412bが形成されている。さらに支持部412には、ガイドレール412aの内側の面からガイド溝412bに貫通する上下方向に延びるガイド孔412cが形成されている。
第一~第四挟持手段4A~4Dをそれぞれガイド溝201a~201dに沿って移動させる第一~第四移動手段5A~5Dは同一構成であり、スライド部411に螺合し、ガイド溝201a~201dに沿ってそれぞれ延びるねじロッド51と、凸部201に配設され、ねじロッド51を正逆回転駆動するパルスモータ52とを有している。ねじロッド51の先端は、固定基台20上のガイド溝201a~201dの内側にそれぞれ固定された軸受53に回転可能に支持されている。
ねじロッド51が螺合する可動基台41のスライド部411が、パルスモータ52で回転駆動されるねじロッド51の回転方向に応じてガイド溝201a~201dに沿って外側から内側、または内側から外側に送られ、これにより第一および第二挟持手段4A,4Bは第一方向に往復移動させられ、第三および第四挟持手段4C,4Dは第二方向に往復移動させられる。したがって第一移動手段5Aと第二移動手段5Bは、第一挟持手段4Aと第二挟持手段4Bをそれぞれ第一方向において互いに離反する向きに移動可能としており、また、第三移動手段5Cと第四移動手段5Dは、第三挟持手段4Cと第四挟持手段4Dをそれぞれ第二方向において互いに離反する向きに移動可能としている。
下側挟持機構42は、ガイドレール412aに沿って上下動可能に支持された内側に向かって延びるアーム部421と、アーム部421の先端にアーム部421に直交して固定された下側挟持部422とを有し、略T字状に構成されている。アーム部421の基端部421cはガイド孔412cを貫通して外側のガイド溝412b内に配設されている。
第一および第二挟持手段4A,4Bの下側挟持部422は第二方向と平行に延びており、第三および第四挟持手段4C,4Dの下側挟持部422は第一方向と平行に延びている。下側挟持部422は直方体状に形成されており、その上面には、複数の下側ローラー423が互いに近接して配列されている。第一および第二挟持手段4A,4Bの下側ローラー423は第一方向と平行な回転軸を中心として回転可能に下側挟持部422に支持されており、第三および第四挟持手段4C,4Dの下側ローラー423は第二方向と平行な回転軸を中心として回転可能に下側挟持部422に支持されている。下側ローラー423は下側挟持部422の上面から外周面の半分程度が突出して装着されている。
下側挟持機構42の上方に配設された上側挟持機構43は、下側挟持機構42と概ね上下対称の構成であり、ガイドレール412aに沿って上下動可能に支持された内側に向かって延びるアーム部431と、アーム部431の先端にアーム部431に直交して固定され、下側挟持部422に対向して配設された上側挟持部432とを有し、略T字状に構成されている。アーム部431の基端部431cはガイド孔412cを貫通して外側のガイド溝412b内に配設されている。
第一および第二挟持手段4A,4Bの上側挟持部432は第二方向と平行に延びており、第三および第四挟持手段4C,4Dの上側挟持部432は第一方向と平行に延びている。上側挟持部432は直方体状に形成されており、その下面には、後述する複数の上側ローラー(不図示)が互いに近接して配列されている。これら上側ローラーは、下側挟持部422の各下側ローラー423と対になるように対向配置され、第一および第二挟持手段4A,4Bの上側ローラーは第一方向と平行な回転軸を中心として回転可能に上側挟持部432に支持されており、第三および第四挟持手段4C,4Dの上側ローラーは第二方向と平行な回転軸を中心として回転可能に上側挟持部432に支持されている。上側ローラーは上側挟持部432の下面から外周面の半分程度が突出して装着されている。
上記下側挟持機構42および上側挟持機構43は、それぞれ下側移動機構44および上側移動機構45によりガイドレール412aに沿って支持部412に対し上下方向に往復移動させられる。
下側移動機構44は、アーム部421の基端部421cに螺合し、ガイド溝412bに沿って上下方向に延びるねじロッド441と、ガイド溝412bの下端部に配設され、ねじロッド441を正逆回転駆動するパルスモータ442とを有している。ねじロッド441の上端はガイド溝412b内に固定された軸受443に回転可能に支持されている。ねじロッド441が螺合する基端部421cが、パルスモータ442で回転駆動されるねじロッド441の回転方向に応じてガイド溝412bに沿って上下に送られ、これにより下側挟持機構42は上下動させられる。
下側移動機構44の上方に配設された上側移動機構45は下側移動機構44と概ね上下対称の構成を有しており、アーム部431の基端部431cに螺合し、ガイド溝412bに沿って上下方向に延びるねじロッド451と、支持部412の上端部に配設され、ねじロッド451を正逆回転駆動するパルスモータ452とを有している。ねじロッド451の下端はガイド溝412b内に固定された軸受453に回転可能に支持されている。ねじロッド451が螺合する基端部431cが、パルスモータ452で回転駆動されるねじロッド451の回転方向に応じてガイド溝412bに沿って上下に送られ、これにより上側挟持機構43は上下動させられる。
制御手段7は、第一~第四移動手段5A~5Dの各パルスモータ52に動作制御信号を送る。制御手段7は、規定のプログラムにより各パルスモータ52の動作を制御し、これにより第一および第二挟持手段4A,4Bの第一方向への移動、ならびに第三および第四挟持手段4C,4Dの第二方向への移動を制御する。
次に、本発明において特徴的な拡張(エキスパンド)の方法について説明する。
<準備ステップ>
図1に示すように、ワーク10をシート1に貼着させた状態とする。上述したように、ワーク10には分割予定ライン101に沿って分割起点が形成されるものである。シート1は矩形(四角形)に構成されるものである。
<折り曲げステップ>
図3(A)に示すように、矩形のシート1は、もともと帯状に製造され、ロール巻きにて提供されたものを所定の長さ巻出してカットされたものであり、帯状の長手方向(巻き出し方向)が第二方向とされ、第二方向と直交する方向が第一方向として定義される。シート1は、第二方向において伸び難く、第一方向において伸びやすいものとなっている。
そして、図3(A)~(C)、及び、図4に示すように、シート1が伸びやすい第一方向の両端部の外周縁において、所定幅Wの外周部1F,1Fが規定され、外周部1F,1Fを折り曲げて重ねることにより、第一方向の両端部にシート1が二重となった重なり部K1,K1が形成される。この折り曲げは、装置によって自動で行われるもののほか、オペレータにより手動で行われることとしてもよい。
図3(A)~(C)、及び、図4に示す例は、ワーク10が貼着されるシート1の表面1a(図4)側を互いに折り重ねるようにする例であり(谷折り)、粘着層12同士が重ね合わせられるとともに、シート1の裏面1b(図4)側の基材11がシート1の表面側に現れる状態となる(図3(B))。
<挟持ステップ>
図5(A)に示すように、重なり部K1の部位が、上側挟持部の上側ローラー433と、下側挟持部の下側ローラー423にて挟持され、図5(B)に示すように、シート1の第一方向の両端が第一挟持手段4Aおよび第二挟持手段4Bにより挟持された状態となる。
同様に、図5(C)に示すように、シート1の第二方向の両端が、第三挟持手段4C、第四挟持手段4Dにより挟持された状態となる。なお、図5(C)、図6(A)に示すように、第三挟持手段4C、第四挟持手段4Dの上側ローラー433と、下側ローラー423にて挟持されるシート1の部位は、重なり部が存在せず、一重のシート1が挟持された状態となる。
<拡張ステップ>
次いで、図6(A)~(C)に示すように、第一方向において第一挟持手段4Aおよび第二挟持手段4Bを離反させるとともに、第二方向において第三挟持手段4C、第四挟持手段4Dを離反させることで、シート1を拡張(エキスパンド)する。この拡張により、図7に示すように、ワーク10が分割起点において破断し、チップ10aに個片化される。
シート1が拡張される過程では、拡張に追従して各ローラー423,433(図5(A))が転動することで、各ローラー423,433の回転軸と直交する方向におけるシート1の拡張(エキスパンド)は円滑に行われる。
<フレーム貼着ステップ>
次いで、図7に示すように、金属製のフレームFをシート1に貼着するとともに、図示せぬシートカッターによりフレームFの外周に沿ってシートをカットすることで、ワーク10とフレームFが一体となったワークユニットが構成される。
以上の実施例における折り曲げステップでは、シート1が伸びやすい第一方向の両側のみを折り曲げて二重にして重なり部K1,K1(図3(B))を形成させることとしたが、図8に示すように、シート1が第一方向と比較して伸びにくい第二方向の両端部の外周縁も折り曲げて、重なり部K2,K2を形成することとしてもよい。これによれば、第二方向での拡張においてシート1の破断の発生も効果的に抑制できる。
また、以上の実施例における拡張ステップでは、第一方向と第二方向の拡張は、同時に行われることとする他、個別に順番に実施することとしてもよい。
また、以上に説明した実施例では、第一方向において一対の第一挟持手段4A,第二挟持手段4Bを備え、第二方向において一対の第三挟持手段4C,第四挟持手段4Dを備える装置構成においてシート1の拡張を行うものであり、このように直交する方向で合計二対の挟持手段を設ける場合においては、上記のようにして第一方向と第二方向におけるシート1の拡張を同時に実施できる。
他方、本実施例の装置構成とは異なり、一対の挟持手段のみを設ける装置構成においても、まず、シート1の第一方向において拡張を行った後にシート1を回転させ、シート1の第二方向についての拡張を行うこととすることで、上記の実施形態と同様に、シート1の第一方向の破断を抑えた拡張(エキスパンド)が実施可能となる。
また、以上に説明した実施例では、図4に示すように、ワーク10が貼着されるシート1の表面1a側を互いに折り重ねることとしたが(谷折り)、図9(A)~(C)に示すように、シート1の裏面1b側を互いに重ねるようにすることで(山折り)、基材11同士を重ね合わせるとともに、粘着層12が露出する重なり部K3が形成されるようにしてもよい。
この形態では、粘着層12がローラーに接触することになるため、粘着層12による粘着性をローラーとの滑り防止に活用することも可能である。なお、粘着層12がローラーに付着することにより不具合が生じる場合には、この図9(A)~(C)の形態は粘着層12の粘着性が弱いシートにおいて好適な実施形態となる。
また、本発明を実施するために使用する拡張装置の具体的な構成は、図2に示す拡張装置2の構成に限定されるものではなく、本発明のシートの拡張方法は、様々な拡張装置の形態において適用することができる。
以上のようにして本発明を実現することができる。
即ち、図1乃至図6に示すように、
ワーク10が貼着されたシート1の拡張方法であって、
矩形のシート1上にワーク10が貼着された状態に形成する準備ステップと、
シート1の少なくとも対向する2辺の外周部を折り曲げてワーク10の外周縁にシート1が2重となる重なり部K1を形成する折り曲げステップと、
対向する一対の挟持手段(第一挟持手段4A,第二挟持手段4B)でそれぞれ重なり部K1を挟持する挟持ステップと、
挟持ステップを実施した後、一対の挟持手段(第一挟持手段4A,第二挟持手段4B)を互いに離反する方向に移動させてシート1を拡張する拡張ステップと、を含む、シート1の拡張方法とするものである。
これにより、重なり部K1において基材11が二重の状態で挟持されるため、シート1が破断する恐れを防止することができる。
また、図4に示すように、
シート1は、基材11と、基材11上に配設された粘着層12と、を有し、
準備ステップでは、粘着層12上にシート1が貼着され、
折り曲げステップでは、粘着層12同士が重なるようにして重なり部K1が形成され、
挟持ステップでは、シート1の基材11側を挟持手段(第一挟持手段4A,第二挟持手段4B)で挟持する、こととするものである。
この場合には、挟持手段(第一挟持手段4A,第二挟持手段4B)に粘着層12を付着させずにシートを挟持することができる。
1 シート
1a 表面
1b 裏面
1F 外周部
2 拡張装置
3 保持テーブル
4A 第一挟持手段
4B 第二挟持手段
4C 第三挟持手段
4D 第四挟持手段
10 ワーク
10a チップ
11 基材
12 粘着層
42 下側挟持機構
43 上側挟持機構
101 分割予定ライン
422 下側挟持部
423 下側ローラー
432 上側挟持部
433 上側ローラー
F フレーム
K1 重なり部


Claims (2)

  1. ワークが貼着されたシートの拡張方法であって、
    矩形の該シート上に該ワークが貼着された状態に形成する準備ステップと、
    該シートの少なくとも対向する2辺の外周部を折り曲げて該ワークの外周縁に該シートが2重となる重なり部を形成する折り曲げステップと、
    対向する一対の挟持手段でそれぞれ該重なり部を挟持する挟持ステップと、
    該挟持ステップを実施した後、一対の該挟持手段を互いに離反する方向に移動させて該シートを拡張する拡張ステップと、を含む、シートの拡張方法。
  2. 該シートは、基材と、該基材上に配設された粘着層と、を有し、
    該準備ステップでは、該粘着層上に該シートが貼着され、
    該折り曲げステップでは、該粘着層同士が重なるようにして該重なり部が形成され、
    該挟持ステップでは、該シートの該基材側を該挟持手段で挟持する、
    ことを特徴とする請求項1に記載のシートの拡張方法。
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