JP7362202B2 - エキスパンド装置、エキスパンド方法 - Google Patents
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Description
本発明は、環状フレームに外周側が貼着されたエキスパンドシートを拡張するエキスパンド装置と、エキスパンド方法と、に関する。
円板状のウェーハの表面に複数の互いに交差する分割予定ライン（ストリートとも呼ばれる）を設定し、分割予定ラインで区画された各領域にデバイスを形成した後、分割予定ラインに沿ってウェーハを分割すると個々のデバイスチップを形成できる。形成されたデバイスチップは、電子機器等に搭載されて使用される。
ウェーハの分割は、例えば、レーザ加工装置を使用して実施する。例えば、ウェーハに対して透過性を有する波長のレーザビームを分割予定ラインに沿って該ウェーハの内部に集光し、分割予定ラインに沿って分割起点となる改質層を形成する。
ウェーハの裏面側には、予め、エキスパンドシートと呼ばれるシートを貼着しておく。エキスパンドシートの外周側には、金属等で形成された環状フレームが貼られる。そして、該エキスパンドシートにウェーハを貼着すると、ウェーハと、エキスパンドシートと、環状フレームと、が一体となった被加工物ユニットが形成される。
分割予定ラインに沿ってウェーハの内部に改質層が形成された状態でエキスパンドシートを径方向外側に拡張すると、該改質層を起点としてウェーハが破断されてデバイスチップが形成され、さらに各デバイスチップの間隔が広げられる。各デバイスチップの間隔が広げられていると、その後に被加工物ユニットを運搬等する際に各デバイスチップが互いに接触しにくくなり、該デバイスチップの損傷が抑制される。
ただし、エキスパンドシートの拡張を解除するとエキスパンドシートに弛みが生じるため、弛みが生じたエキスパンドシートを加熱して熱収縮するヒートシュリンクと呼ばれる工程が実施される（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。エキスパンドシートを収縮させるとエキスパンドシートの弛みが低減され、各デバイスチップの間隔が維持される。
従来、複数の被加工物ユニットのエキスパンドシートを次々に拡張し、拡張されたエキスパンドシートを収縮させる際、エキスパンドシートの加熱を実施する都度、加熱ユニットの作動と停止とを繰り返していた。この場合、ある被加工物ユニットのエキスパンドシートの収縮を実施した後、次の被加工物ユニットのエキスパンドシートの収縮を実施するまでの間に加熱ユニットの温度が下がる。
加熱ユニットの温度が所定の温度に達していない場合、エキスパンドシートの収縮を所定の程度で適切に実施できない。そのため、エキスパンドシートの収縮を実施する際には、加熱ユニットを作動させて加熱ユニットの温度が所定の温度に達するまで待機する必要があった。エキスパンドシートの拡張を次々に実施する場合、エキスパンドシートの収縮を実施するまでの待機時間による処理効率の低下の問題が顕著であり、改善が切望されていた。
本発明はかかる問題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、エキスパンドシートの収縮を高効率に実施できるエキスパンド装置及びエキスパンド方法を提供することである。
本発明の一態様によれば、被加工物と、該被加工物に貼着されたエキスパンドシートと、該エキスパンドシートの外周側が貼着された環状フレームと、を含む被加工物ユニットの該エキスパンドシートを拡張するエキスパンド装置であって、該被加工物ユニットの該環状フレームを保持できるフレーム保持ユニットと、該フレーム保持ユニットに保持された該環状フレームを有した該被加工物ユニットに含まれる該エキスパンドシートを拡張できる拡張ユニットと、該フレーム保持ユニットに保持された該環状フレームを有した該被加工物ユニットに含まれる該エキスパンドシートの該被加工物の外周と、該環状フレームの内周縁と、の間の領域を加熱し収縮させることで、該拡張ユニットにより拡張され弛みが生じた該エキスパンドシートの該弛みを低減するシート収縮ユニットと、を備え、該シート収縮ユニットは、該エキスパンドシートに対面した熱風噴出口と、一端が該熱風噴出口に連通するとともに他端がエアー供給源に接続されたエアー供給路と、該エアー供給路の内部を加熱することで該エアー供給源から供給されたエアーを加熱する加熱ユニットと、該エアー供給源からのエアーの供給と遮断を制御するバルブと、該加熱ユニットの加熱と、加熱の停止と、を切り替えるスイッチと、該加熱ユニットの配置に対応する配置で開口を備えるシャッタープレートと、該シャッタープレートを回転させることにより、該加熱ユニットの位置に該開口の位置を合わせられるとともに、該加熱ユニットの位置と、該開口の位置と、をずらせる回転モーターと、を含み、該シート収縮ユニットは、該回転モーターにより該加熱ユニットの位置に該開口の位置に合わせるとともに該バルブを開いて該エアー供給源から該エアー供給路に該エアーを供給し、該エアー供給路において該エアーを該加熱ユニットで加熱することにより、該熱風噴出口から該開口を通じ加熱された該エアーを該エキスパンドシートの該領域に噴射でき、該シート収縮ユニットは、該バルブを閉じて該エアー供給源から該エアー供給路へのエアーの供給を遮断することにより該加熱ユニットを停止することなく該熱風噴出口からの加熱された該エアーの噴射を停止できるとともに、該回転モーターにより該加熱ユニットの位置と、該開口の位置と、をずらすことで該加熱ユニットから該エキスパンドシートへの熱の伝わりを遮蔽できることを特徴とするエキスパンド装置が提供される。好ましくは、該フレーム保持ユニットは、該被加工物ユニットの該環状フレームを支持できるフレーム支持部と、該フレーム支持部と共に該環状フレームを挟持できるフレーム押さえ部と、を備え、該フレーム押さえ部には、該フレーム保持ユニットにより保持された該被加工物ユニットに冷風を供給できる冷却機構が設けられている。
本発明の他の一態様によれば、被加工物と、該被加工物に貼着されたエキスパンドシートと、該エキスパンドシートの外周側が貼着された環状フレームと、をそれぞれ含む複数の被加工物ユニットの該エキスパンドシートを次々に拡張するエキスパンド方法であって、該環状フレームを保持し、該エキスパンドシートを拡張する拡張ステップと、該拡張ステップを実施した後、該エキスパンドシートの該被加工物の外周と、該環状フレームの内周縁と、の間の領域に加熱ユニットにより加熱されたエアーを噴射し、該エキスパンドシートの該領域を収縮させ、該拡張ステップで生成された該エキスパンドシートの弛みを低減するシート収縮ステップと、を備え、複数の被加工物ユニットに対して次々に該拡張ステップと、該シート収縮ステップと、を実施する間、該加熱ユニットの作動を停止させず、該シート収縮ステップは、該エアーの噴射を開始することで開始され、該エアーの噴射を停止することで終了され、該シート収縮ステップでは、開口を有するシャッタープレートの該開口の位置を該加熱ユニットの位置に合わせ、該開口を通じて該エキスパンドシートの該被加工物の外周と、該環状フレームの内周縁と、の間の領域に加熱ユニットにより加熱されたエアーを噴射し、該拡張ステップでは、該シャッタープレートの該開口の位置を該加熱ユニットの位置からずらし、該加熱ユニットから該エキスパンドシートへの熱の伝わりを遮蔽することを特徴とするエキスパンド方法が提供される。好ましくは、該拡張ステップでは、該エキスパンドシートを拡張する前に予め該エキスパンドシートを冷却する。
本発明の一態様に係るエキスパンド装置及びエキスパンド方法では、加熱ユニットでエアーを加熱し、加熱されたエアーを噴射させてエキスパンドシートを加熱する。そして、エキスパンドシートの収縮を実施しない間は、加熱ユニットは停止させずにエアーの噴射を停止させる。そのため、エキスパンドシートの加熱を実施していない間においても加熱ユニットの温度は低下しない。
この場合、エキスパンドシートの加熱を実施する際に加熱ユニットの温度が所定の温度に達するまで待機する必要がない。本発明の一態様に係るエキスパンド装置及びエキスパンド方法では、被加工物ユニットのエキスパンドシートの拡張と収縮とを短時間で実施できるため、処理効率を向上できる。
したがって、本発明により、エキスパンドシートの収縮を高効率に実施できるエキスパンド装置及びエキスパンド方法が提供される。
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本実施形態に係るエキスパンド装置及びエキスパンド方法では、被加工物と、エキスパンドシートと、環状フレームと、が一体化された被加工物ユニットのエキスパンドシートを拡張する。図２等に、被加工物ユニット１１の断面を示す。
被加工物ユニット１１が備えるエキスパンドシート７は、例えば、塩化ビニルやポリオレフィン等からなる基材層と、該基材層に支持された糊層と、を含む。エキスパンドシート７の一方の面の中央領域は、被加工物１に貼着されている。また、エキスパンドシート７の外周部は、開口を備える環状フレーム９の内周部に貼着されている。
被加工物１は、例えば、シリコン、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、若しくは、その他の半導体等の材料からなるウェーハ、または、サファイア、ガラス、石英等の材料からなる略円板状の基板である。被加工物１の表面は互いに交差する複数の分割予定ライン（ストリート）で複数の領域に区画され、区画された各領域にはＩＣ（Integrated circuit）等のデバイス５が形成される。被加工物１を該分割予定ラインに沿って分割すると、個々のデバイスチップを形成できる。
被加工物１の内部には、該分割予定ラインに沿って分割起点となる改質層３が形成されている。改質層３は、例えば、被加工物１に対して透過性を有する波長（被加工物１を透過できる波長）のレーザビームを分割予定ラインに沿って被加工物１の内部に集光することで形成できる。
分割予定ラインに沿って内部に改質層３が形成されている被加工物１に径方向外側に向いた力をかけると、改質層３から被加工物１の上下面に至るクラックが生じ、被加工物１が分割されて個々のデバイスチップ１５（図４等参照）が形成される。その後、エキスパンドシート７からの個々のデバイスチップ１５のピックアップを容易にするために、エキスパンドシート７がさらに拡張され、デバイスチップ１５間の間隔が広げられる。
なお、被加工物１には、予めＤＡＦ（ダイアタッチフィルム）が設けられてもよい。ＤＡＦは、デバイスチップ１５を所定の実装対象に実装する際の接着剤として機能する膜である。該エキスパンド装置は、ＤＡＦが設けられた被加工物１をＤＡＦごと分割できる。この場合、ＤＡＦが設けられたデバイスチップ１５が形成される。
本実施形態に係るエキスパンド装置について、図１乃至図５を用いて説明する。図１には、エキスパンド装置２の斜視図が模式的に示されており、図２には、被加工物ユニット１１が搬入された該エキスパンド装置２の断面図が模式的に示されている。
エキスパンド装置２は、被加工物ユニット１１の環状フレーム９を固定するフレーム保持ユニット４と、被加工物ユニット１１のエキスパンドシート７を拡張できる拡張ユニット１４と、を備える。さらに、エキスパンド装置２は、拡張され弛みが生じたエキスパンドシート７を加熱し収縮させて該弛みを低減するシート収縮ユニット３０を備える。以下、エキスパンド装置２の各構成要素について詳述する。
フレーム保持ユニット４は、被加工物ユニット１１の環状フレーム９を支持できるフレーム支持部６を備える。フレーム支持部６は、上面が平坦な環状の部材であり、中央に環状フレーム９の開口の径に対応した径の開口６ａを備える。フレーム支持部６の下面には複数のロッド１２の上端が接続されており、該ロッド１２の下端はそれぞれエアシリンダ１０等の昇降機構に収容されている。エアシリンダ１０を作動させロッド１２を昇降させることにより、フレーム支持部６を昇降できる。
フレーム保持ユニット４は、フレーム支持部６と共に環状フレーム９を挟持できる環状のフレーム押さえ部８をさらに備える。フレーム押さえ部８は、フレーム支持部６の開口６ａと同等の径の開口８ａを中央に備えた環状の部材であり、下面が平坦である。
環状フレーム９が載るフレーム支持部６を上昇させ、フレーム押さえ部８の下面に該環状フレーム９を接触させると、環状フレーム９がフレーム支持部６及びフレーム押さえ部８により挟持されて保持される。フレーム押さえ部８は、固定された環状フレーム９に位置ずれが生じないように、環状フレーム９を強固な力で把持できる。
なお、フレーム押さえ部８には、フレーム保持ユニット４により保持された被加工物ユニット１１に冷風を供給できる冷却機構が設けられていてもよい。エキスパンドシート７を拡張する際に予め該冷却機構によりエキスパンドシート７を冷却すると、エキスパンドシート７を硬化できる。
エキスパンドシート７が硬化されていない場合、エキスパンドシート７を拡張したときに被加工物１の外周と、環状フレーム９の内周縁と、の間の領域でエキスパンドシート７が伸びるばかりで、被加工物１に径方向外側に向いた力を適切に作用しにくい。そこで、エキスパンドシート７を該冷却機構により冷却して硬化させるとエキスパンドシート７が伸びにくくなり、次に説明する拡張ユニット１４でエキスパンドシート７を拡張して被加工物１に適切に該力を作用させることで被加工物１を分割できる。
拡張ユニット１４は、フレーム保持ユニット４で保持された環状フレーム９を有した被加工物ユニット１１に含まれるエキスパンドシート７を拡張できる。拡張ユニット１４は、フレーム保持ユニット４のフレーム支持部６の開口６ａに収まる保持テーブル１６を備える。保持テーブル１６の上面には、フレーム保持ユニット４で固定された環状フレーム９を有する被加工物ユニット１１に含まれるエキスパンドシート７を介して、被加工物１が載せられる。
保持テーブル１６は、エキスパンドシート７を介して被加工物１を吸引保持できる。保持テーブル１６の上面には複数の吸引口２０が形成されており、保持テーブル１６の内部にはそれぞれの吸引口２０に接続される吸引路１８が形成されている。そして、吸引路１８は、保持テーブル１６の外部に配された吸引源２４に接続されている。
吸引路１８と、吸引源２４と、の間には開閉弁（バルブ）２２が設けられている。開閉弁２２を開けると、吸引源２４により生じた負圧を吸引路１８及び吸引口２０を介して保持テーブル１６の上面に載る被保持物に作用できる。すなわち、吸引路１８、吸引口２０、開閉弁２２及び吸引源２４等は、エキスパンドシート７を介して被加工物１を吸引保持する保持機構として機能する。
保持テーブル１６の下面には、複数のロッド２８の上端が接続されており、該ロッド２８の下端はそれぞれエアシリンダ２６等の昇降機構に収容されている。エアシリンダ２６を作動させてロッド２８昇降することにより、保持テーブル１６を昇降できる。フレーム保持ユニット４に環状フレーム９を固定させた状態で保持テーブル１６を上昇させると、環状フレーム９に貼着されているエキスパンドシート７が径方向外側に拡張される。
シート収縮ユニット３０は、拡張され弛みが生じたエキスパンドシート７の環状フレーム９の内周縁と、被加工物１の外周縁と、の間の領域を加熱して収縮させ、エキスパンドシート７の弛みを低減する。シート収縮ユニット３０は、該シート収縮ユニット３０の各構成要素を上方から支持するロッド３２と、該ロッド３２の下端に接続された円板状の支持プレート３４と、支持プレート３４の外周部下面に設けられた複数の加熱ユニット３６と、を備える。
加熱ユニット３６は、エアーを加熱し、加熱された該エアーを下方に噴出させる機能を有する。図２に、加熱ユニット３６の断面を示す。加熱ユニット３６は、鉛直方向に沿った円筒状の筐体を備えるエアー供給路３８を備える。
エアー供給路３８の上端には、支持プレート３４の内部に設けられたエアー供給管３４ａと、ロッド３２の内部に設けられたエアー供給管３２ａと、を通じてエアー供給源４０が接続されている。エアー供給路３８と、エアー供給源４０と、の間には、開閉弁（バルブ）４２が設けられており、開閉弁４２を開けるとエアー供給源４０からエアー供給路３８にエアーを供給できる。
エアー供給路３８の内部には、エアー供給源４０から供給されたエアーを加熱する熱源としてコイルヒーター４４が設けられている。そして、エアー供給路３８の下面には熱風噴出口３８ａが設けられている。コイルヒーター４４は電源及びスイッチ４６に接続されており、スイッチ４６をオンにしてコイルヒーター４４に電流を流すと該コイルヒーター４４から熱が生じてエアー供給源４０から供給されたエアーが加熱される。
コイルヒーター４４が発熱している状態で開閉弁４２を開くと、コイルヒーター４４により加熱されたエアー（熱風）が該熱風噴出口３８ａから下方に噴出される。なお、本実施形態に係るエキスパンド装置２では、スイッチ４６を常時オンにしておく。そして、開閉弁４２の開閉を制御することにより該加熱ユニット３６からエキスパンドシート７への加熱されたエアーの供給開始及び供給停止が制御される。
例えば、スイッチ４６は、エキスパンド装置２の稼働を開始する際にオンにされ、複数の被加工物ユニット１１のエキスパンドシート７を拡張した後、エキスパンド装置２の稼働を終了する際にオフにされる。そのため、熱風噴出口３８ａからは所定の温度以上に加熱されたエアーが安定的に噴出される。
シート収縮ユニット３０は、支持プレート３４の中央下面に回転モーター４８を備え、該回転モーター４８には鉛直方向に沿った回転軸５０の上端が装着されている。回転軸５０の下端には、円板状のシャッタープレート５２が接続されている。円板状のシャッタープレート５２の径は、フレーム保持ユニット４のフレーム押さえ部８の開口８ａの径よりも僅かに小さい。フレーム押さえ部８は、シャッタープレート５２を該開口８ａに収容した状態でシャッタープレート５２に対して相対的に昇降可能であってもよい。
シャッタープレート５２は、支持プレート３４における複数の加熱ユニット３６の配置に対応する配置で複数の開口５２ａ（図１及び図５参照）を備える。例えば、支持プレート３４は、該支持プレート３４の下面の中心からの径が所定の径となる複数の等間隔に並ぶ固定位置に加熱ユニット３６をそれぞれ備える。そして、シャッタープレート５２は、該シャッタープレート５２の中心からの径が該所定の径となる複数の等間隔に並ぶ位置に該加熱ユニット３６の数と同じ数だけ開口５２ａを備える。
シャッタープレート５２は、加熱ユニット３６からの熱が不必要に被加工物ユニット１１に伝わるのを防止する機能を有する。加熱ユニット３６から被加工物ユニット１１への熱の伝達を遮断したい場合には、回転モーター４８を作動させて回転軸５０を回転させることでシャッタープレート５２を回転させ、各加熱ユニット３６の位置と、各開口５２ａの位置と、をずらす。
また、シート収縮ユニット３０により被加工物ユニット１１の弛みが生じたエキスパンドシート７を収縮させる際には、シャッタープレート５２を回転させて各加熱ユニット３６の位置に各開口５２ａの位置を合わせる。そして、加熱ユニット３６のエアー供給路３８の熱風噴出口３８ａと、シャッタープレート５２の開口５２ａと、を通じて加熱されたエアーをエキスパンドシート７に供給する。
なお、シャッタープレート５２の態様はこれに限定されない。例えば、シャッタープレート５２は、各開口５２ａを個別に開閉できる開閉機構を備えてもよい。この場合、シート収縮ユニット３０はシャッタープレート５２を回転させる回転モーター４８を備える必要はない。また、各加熱ユニット３６は、エアー供給路３８の熱風噴出口３８ａの下方に開閉機構を備えるシャッタープレートを個別に備えてもよい。
シート収縮ユニット３０のロッド３２の上端には図示しない回転モーターが接続されている。加熱ユニット３６によりエキスパンドシート７に加熱されたエアーを供給しながら該回転モーターを作動させると、拡張され弛みが生じたエキスパンドシート７の被加工物１と、環状フレーム９の内周縁と、の間の領域が全周に渡って加熱される。そして、エキスパンドシート７が収縮し、弛みが低減される。
エキスパンドシート７の収縮が完了した後、開閉弁４２を閉じてエアー供給源４０からエアー供給路３８へのエアーの供給を停止させると、加熱されたエアーのエキスパンドシート７への供給を停止できる。このとき、スイッチ４６をオフにしてコイルヒーター４４に流れる電流を停止させる必要はない。
さらに、回転モーター４８を作動させて回転軸５０を回転させることでシャッタープレート５２を回転させ、各加熱ユニット３６の位置と、各開口５２ａの位置と、をずらす。この場合、エアー供給路３８と、エキスパンドシート７と、の間にシャッタープレート５２が入り込む状態となるため、エキスパンドシート７への熱の伝わりがより確実に遮蔽される。
シート収縮ユニット３０は、開閉弁４２（バルブ）を開いてエアー供給源４０からエアー供給路３８にエアーを供給し、該エアー供給路３８において該エアーを該加熱ユニット３６で加熱することにより、熱風噴出口３８ａから加熱された該エアーを噴射できる。また、シート収縮ユニット３０は、該バルブを閉じてエアー供給源４０からエアー供給路３８へのエアーの供給を遮断することにより加熱ユニット３６のコイルヒーター４４を停止することなく熱風噴出口３８ａからの加熱された該エアーの噴射を停止できる。
従来、複数の被加工物ユニット１１のエキスパンドシート７を次々に拡張し、拡張されたエキスパンドシート７を収縮させる際、エキスパンドシート７の加熱を実施する都度、加熱ユニット３６の作動と停止とを繰り返していた。この場合、ある被加工物ユニット１１のエキスパンドシート７の収縮を実施した後、次の被加工物ユニット１１のエキスパンドシート７の収縮を実施するまでの間に加熱ユニット３６の温度が下がる。
加熱ユニット３６の温度が所定の温度に達していない場合、エキスパンドシート７の収縮を所定の程度で均一に実施できない。そのため、エキスパンドシート７の収縮を実施する際には、加熱ユニット３６を作動させてから加熱ユニット３６の温度が所定の温度に達するまで待機する必要があった。
これに対し、本実施形態に係るエキスパンド装置２では、エキスパンドシート７の収縮を実施した後、コイルヒーター４４のスイッチ４６をオンにしたままでもエキスパンドシート７の加熱を停止できる。そして、エキスパンド装置２に新たな被加工物ユニット１１を搬入しエキスパンドシート７を拡張させ、該エキスパンドシート７を収縮させるまでの間、コイルヒーター４４は所定の出力で発熱し続ける。そして、開閉弁４２を開くことで該エキスパンドシート７に加熱されたエアーを供給できる。
したがって、エキスパンドシート７の収縮を実施しない間もコイルヒーター４４の温度は下がらないため、コイルヒーター４４の温度が所定の温度に上昇するのを待機することなくエキスパンドシート７の収縮を開始できる。よって、本実施形態に係るエキスパンド装置２によると、被加工物ユニット１１のエキスパンドシート７の拡張と収縮とを短時間で実施できるため、処理効率を向上できる。
ただし、本実施形態に係るエキスパンド装置２では、エキスパンドシート７の収縮を実施していない間にコイルヒーター４４のスイッチ４６がオフにされる時間があってもよい。この場合、スイッチ４６をオンにしてからコイルヒーター４４が所定の温度に上がるまでに要する時間を考慮し、エキスパンドシート７の収縮を実施する前に該時間を確保してスイッチ４６をオンに切り替える。
次に、本実施形態に係るエキスパンド方法について説明する。該エキスパンド方法は、例えば、エキスパンド装置２において実施される。以下、エキスパンド装置２で実施される場合を例に、本実施形態に係るエキスパンド方法について説明する。該エキスパンド方法では、被加工物１と、該被加工物１に貼着されたエキスパンドシート７と、該エキスパンドシート７の外周側が貼着された環状フレーム９と、をそれぞれ含む複数の被加工物ユニット１１の該エキスパンドシート７を次々に拡張する。
まず、本実施形態に係るエキスパンド方法では、エキスパンド装置２に被加工物ユニット１１を搬入する搬入ステップを実施してもよい。図２には、エキスパンド装置２に搬入された状態の被加工物ユニット１１及び該エキスパンド装置２が模式的に示されている。なお、図２以下の各図では、エキスパンド装置２等の一部の構成要素の断面図が示されている。
被加工物ユニット１１を搬入する際には、図２に示す通り、被加工物ユニット１１の環状フレーム９をフレーム保持ユニット４のフレーム支持部６の上に載せ、保持テーブル１６の上にエキスパンドシート７を介して被加工物１を載せる。
次に、被加工物ユニット１１の環状フレーム９を保持し、エキスパンドシート７を拡張する拡張ステップを実施する。図３には、拡張ステップを模式的に示す断面図である。エキスパンドシート７を拡張する際には、まず、エアシリンダ１０を作動させてロッド１２を上昇させ、環状フレーム９が上方のフレーム押さえ部８に当接するまでフレーム支持部６を上昇させる。この場合、フレーム支持部６と、フレーム押さえ部８と、により被加工物ユニット１１の環状フレーム９が挟持されて保持される。
次に、エキスパンドシート７を径方向外側に拡張する。図４には、エキスパンドシート７を拡張するエキスパンド装置２と、拡張されているエキスパンドシート７と、の断面図が示されている。エキスパンドシート７を径方向外側に拡張する際には、拡張ユニット１４のエアシリンダ２６を作動させてロッド２８を上昇させて保持テーブル１６を上昇させる。
この場合、エキスパンドシート７が拡張されて被加工物１に径方向外側に向く力が働き、改質層３から上下方向にクラックが生じ、該改質層３を起点として被加工物１が分割される。被加工物１が分割されると、それぞれデバイス５を有する個々のデバイスチップ１５が形成される。デバイスチップ１５は、引き続きエキスパンドシート７に保持される。
なお、エキスパンド装置２は被加工物ユニット１１を冷風により冷却する冷却機構を備えてもよく、エキスパンドシート７を拡張する際には、該冷却機構により予めエキスパンド装置２の内部で被加工物ユニット１１を冷却してもよい。エキスパンドシート７を冷却するとエキスパンドシート７が硬くなり、エキスパンドシート７を径方向外側に拡張する際に、拡張による力を被加工物１に適切に作用しやすくなる。そして、エキスパンドシート７を拡張させた後は、エキスパンドシート７等の冷却を停止する。
また、エキスパンド装置２の保持テーブル１６にも冷却機構が設けられてもよい。被加工物１にＤＡＦが配設されている場合等、必要に応じて保持テーブル１６に取り付けられた該冷却機構を作動させてエキスパンドシート７を介して被加工物１を冷却してもよい。被加工物１を冷却するとＤＡＦの伸びを抑制できるため、被加工物１とともにＤＡＦを分割しやすくなる。
その後、エキスパンドシート７の拡張を解除する際には、エアシリンダ２６を作動させてロッド２８を下降させ、保持テーブル１６を下降させる。ここで、エキスパンドシート７を拡張した後エキスパンドシート７の拡張を解除する前に、予め開閉弁２２を開けておく。そして、吸引源２４により生じる負圧を吸引路１８及び吸引口２０を介して被加工物ユニット１１のエキスパンドシート７及び被加工物１に作用させ、保持テーブル１６にエキスパンドシート７等を保持させる。
エキスパンドシート７の拡張を解除すると、エキスパンドシート７に弛みが生じる。このとき、エキスパンドシート７の被加工物１と重なる領域は、保持テーブル１６の保持機構により固定されているため、図５に示す通り、エキスパンドシート７の被加工物１の外周と、環状フレーム９の内周縁と、の間の領域に弛みが集中する。
そこで、該弛みを低減するために、次に、エキスパンドシート７を加熱して収縮させるシート収縮ステップを実施する。エキスパンドシート７を加熱により収縮させる処理は、ヒートシュリンクとも呼ばれる。図５には、エキスパンドシート７の拡張を解除し加熱するエキスパンド装置２と、該エキスパンドシート７と、の断面図が示されている。
シート収縮ステップでは、回転モーター４８を作動させてシャッタープレート５２を回転させ、開口５２ａを加熱ユニット３６の下方に移動させる。そして、開閉弁４２（バルブ）を開いてエアー供給源４０からエアー供給路３８にエアーを供給する。なお、スイッチ４６は予めオンにされており、コイルヒーター４４は予め所定の温度に加熱されている。スイッチ４６は、例えば、エキスパンド装置２の起動と同時にオンにされる。
エアー供給路３８に該エアーが供給されると、該エアーがコイルヒーター４４により加熱される。そして、エアー供給路３８の内部で加熱されたエアーがエアー供給路３８の熱風噴出口３８ａと、シャッタープレートの開口５２ａと、を通過して、弛みが生じたエキスパンドシート７の該領域に噴射される。次に、ロッド３２を回転させるとエキスパンドシート７の該領域が全域にわたって加熱され、弛みが除去される。
なお、エキスパンド装置２を稼働させる間、スイッチ４６は常時オンにしておき、開閉弁４２の開閉を制御することにより加熱されたエアーの噴射と、停止と、を切り替える。シート収縮ステップは、該エアーの噴射を開始することで開始され、該エアーの噴射を停止することで終了される。
スイッチ４６をオンにしてからコイルヒーター４４が所定の温度に達するまでには一定の時間が必要であるが、スイッチ４６を常時オンにしておくとコイルヒーター４４の温度の上昇を待機する必要がない。そのため、スイッチ４６のオン及びオフの切り替えではなく開閉弁４２の開閉を制御することによりシート収縮ステップの開始と停止を制御する。
エキスパンドシート７の該領域に該加熱されたエアーを噴射して加熱すると、エキスパンドシート７の該領域が収縮し、該拡張ステップで生成された該エキスパンドシート７の弛みを低減できる。この場合、保持テーブル１６の保持機構の稼働を停止させエキスパンドシート７の吸引を解除したとき、被加工物１と重なる領域においてエキスパンドシート７が拡張されたままとなる。
エキスパンドシート７の弛みを低減するとデバイスチップ１５の間隔が広く保たれるため、以後、被加工物ユニット１１を運搬する際等に隣接するデバイスチップ１５が互いに接触しにくくなり、デバイスチップ１５の損傷が抑制される。シート収縮ステップを実施した後、被加工物ユニット１１はエキスパンド装置２の外部に搬出され、エキスパンドシート７から個々のデバイスチップ１５がピックアップされる。
エキスパンド装置２には、外部から新たな被加工物ユニット１１が搬入される。そして、該エキスパンド装置２では、該被加工物ユニット１１に対する拡張ステップと、シート収縮ステップと、が実施される。このように、本実施形態に係るエキスパンド方法では、複数の被加工物ユニット１１に対して次々に該拡張ステップと、該シート収縮ステップと、が実施される。
ここで、複数の被加工物ユニット１１に対して次々に該拡張ステップと、該弛み除去ステップと、を実施する間、加熱ユニット３６の作動を停止させない。該シート収縮ステップは、開閉弁４２（バルブ）を開き該エアーの噴射を開始することで開始され、開閉弁４２（バルブ）を閉じて該エアーの噴射を停止することで終了される。
そのため、エキスパンドシート７の収縮を実施しない間もコイルヒーター４４の温度は下がらないため、コイルヒーター４４の温度が所定の温度に上昇するのを待機することなくエキスパンドシート７のシート収縮ステップを開始できる。よって、本実施形態に係るエキスパンド方法によると、被加工物ユニット１１のエキスパンドシート７の拡張と収縮とを短時間で実施できるため、処理効率を向上できる。
なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、エキスパンドシート７を拡張する際に、環状フレーム９がフレーム支持部６及びフレーム押さえ部８により挟持されている状態で、保持テーブル１６を上昇させる場合について説明した。しかし、本発明の一態様はこれに限定されない。
例えば、エキスパンド装置２は、環状フレーム９の開口を塞ぐように貼られたエキスパンドシート７の該環状フレーム９の内側の領域を上方から押し下げることで該エキスパンドシート７を拡張する拡張機構を備えてもよい。この場合、エキスパンドシート７の被加工物１が貼着された面が下方に向くように被加工物ユニット１１の向きを調整してエキスパンド装置２に被加工物ユニット１１を搬入する。
上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
１ 被加工物
３ 改質層
５ デバイス
７ エキスパンドシート
７ａ ＤＡＦ（ダイアタッチフィルム）
９ フレーム
１１ 被加工物ユニット
１３ 分割溝
１５ デバイスチップ
２ エキスパンド装置
４ フレーム保持ユニット
６ フレーム支持部
６ａ，８ａ 開口
８ フレーム押さえ部
１０，２６ エアシリンダ
１２，２８ ロッド
１４ 拡張ユニット
１６ 保持テーブル
１８ 吸引路
２０ 吸引口
２２，４２ 開閉弁
２４ 吸引源
３０ シート収縮ユニット
３２ ロッド
３２ａ，３４ａ エアー供給管
３４ 支持プレート
３６ 加熱ユニット
３８ エアー供給路
３８ａ 熱風噴出口
４０ エアー供給源
４４ コイルヒーター
４６ スイッチ
４８ 回転モーター
５０ 回転軸
５２ シャッタープレート
５２ａ 開口
３ 改質層
５ デバイス
７ エキスパンドシート
７ａ ＤＡＦ（ダイアタッチフィルム）
９ フレーム
１１ 被加工物ユニット
１３ 分割溝
１５ デバイスチップ
２ エキスパンド装置
４ フレーム保持ユニット
６ フレーム支持部
６ａ，８ａ 開口
８ フレーム押さえ部
１０，２６ エアシリンダ
１２，２８ ロッド
１４ 拡張ユニット
１６ 保持テーブル
１８ 吸引路
２０ 吸引口
２２，４２ 開閉弁
２４ 吸引源
３０ シート収縮ユニット
３２ ロッド
３２ａ，３４ａ エアー供給管
３４ 支持プレート
３６ 加熱ユニット
３８ エアー供給路
３８ａ 熱風噴出口
４０ エアー供給源
４４ コイルヒーター
４６ スイッチ
４８ 回転モーター
５０ 回転軸
５２ シャッタープレート
５２ａ 開口
Claims (4)
- 被加工物と、該被加工物に貼着されたエキスパンドシートと、該エキスパンドシートの外周側が貼着された環状フレームと、を含む被加工物ユニットの該エキスパンドシートを拡張するエキスパンド装置であって、
該被加工物ユニットの該環状フレームを保持できるフレーム保持ユニットと、
該フレーム保持ユニットに保持された該環状フレームを有した該被加工物ユニットに含まれる該エキスパンドシートを拡張できる拡張ユニットと、
該フレーム保持ユニットに保持された該環状フレームを有した該被加工物ユニットに含まれる該エキスパンドシートの該被加工物の外周と、該環状フレームの内周縁と、の間の領域を加熱し収縮させることで、該拡張ユニットにより拡張され弛みが生じた該エキスパンドシートの該弛みを低減するシート収縮ユニットと、を備え、
該シート収縮ユニットは、
該エキスパンドシートに対面した熱風噴出口と、
一端が該熱風噴出口に連通するとともに他端がエアー供給源に接続されたエアー供給路と、
該エアー供給路の内部を加熱することで該エアー供給源から供給されたエアーを加熱する加熱ユニットと、
該エアー供給源からのエアーの供給と遮断を制御するバルブと、
該加熱ユニットの加熱と、加熱の停止と、を切り替えるスイッチと、
該加熱ユニットの配置に対応する配置で開口を備えるシャッタープレートと、
該シャッタープレートを回転させることにより、該加熱ユニットの位置に該開口の位置を合わせられるとともに、該加熱ユニットの位置と、該開口の位置と、をずらせる回転モーターと、を含み、
該シート収縮ユニットは、該回転モーターにより該加熱ユニットの位置に該開口の位置に合わせるとともに該バルブを開いて該エアー供給源から該エアー供給路に該エアーを供給し、該エアー供給路において該エアーを該加熱ユニットで加熱することにより、該熱風噴出口から該開口を通じ加熱された該エアーを該エキスパンドシートの該領域に噴射でき、
該シート収縮ユニットは、該バルブを閉じて該エアー供給源から該エアー供給路へのエアーの供給を遮断することにより該加熱ユニットを停止することなく該熱風噴出口からの加熱された該エアーの噴射を停止できるとともに、該回転モーターにより該加熱ユニットの位置と、該開口の位置と、をずらすことで該加熱ユニットから該エキスパンドシートへの熱の伝わりを遮蔽できることを特徴とするエキスパンド装置。 - 該フレーム保持ユニットは、該被加工物ユニットの該環状フレームを支持できるフレーム支持部と、該フレーム支持部と共に該環状フレームを挟持できるフレーム押さえ部と、を備え、
該フレーム押さえ部には、該フレーム保持ユニットにより保持された該被加工物ユニットに冷風を供給できる冷却機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のエキスパンド装置。 - 被加工物と、該被加工物に貼着されたエキスパンドシートと、該エキスパンドシートの外周側が貼着された環状フレームと、をそれぞれ含む複数の被加工物ユニットの該エキスパンドシートを次々に拡張するエキスパンド方法であって、
該環状フレームを保持し、該エキスパンドシートを拡張する拡張ステップと、
該拡張ステップを実施した後、該エキスパンドシートの該被加工物の外周と、該環状フレームの内周縁と、の間の領域に加熱ユニットにより加熱されたエアーを噴射し、該エキスパンドシートの該領域を収縮させ、該拡張ステップで生成された該エキスパンドシートの弛みを低減するシート収縮ステップと、を備え、
複数の被加工物ユニットに対して次々に該拡張ステップと、該シート収縮ステップと、を実施する間、該加熱ユニットの作動を停止させず、
該シート収縮ステップは、該エアーの噴射を開始することで開始され、該エアーの噴射を停止することで終了され、
該シート収縮ステップでは、開口を有するシャッタープレートの該開口の位置を該加熱ユニットの位置に合わせ、該開口を通じて該エキスパンドシートの該被加工物の外周と、該環状フレームの内周縁と、の間の領域に加熱ユニットにより加熱されたエアーを噴射し、
該拡張ステップでは、該シャッタープレートの該開口の位置を該加熱ユニットの位置からずらし、該加熱ユニットから該エキスパンドシートへの熱の伝わりを遮蔽することを特徴とするエキスパンド方法。 - 該拡張ステップでは、該エキスパンドシートを拡張する前に予め該エキスパンドシートを冷却することを特徴とする請求項３に記載のエキスパンド方法。
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