JP7437963B2 - エキスパンド装置 - Google Patents

Description

本発明は、エキスパンド装置に関する。

デバイスが表面に形成されかつ分割予定ラインに沿って内部に改質層を形成されたワークに貼着されたエキスパンドシート（ダイシングテープ）を拡張することで、改質層を破断基点にワークを個々のチップに分割するエキスパンド装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に示されたエキスパンド装置は、エキスパンドシートの拡張で生じた破断屑がワークに付着するのを防止するために、ワークを下に向けた状態でエキスパンドシートを拡張する。

特開２０１９－０６７９４５号公報

しかしながら、特許文献１に示されたエキスパンド装置は、ワークを下に向けた状態でエキスパンドシートを拡張しても、拡張前やエキスパンドシートの拡張時に生じた静電気によってワークへの破断屑付着が生じており、改善が切望されている。

本発明の目的は、ワークに破断屑が付着するおそれを低減しうるエキスパンド装置を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のエキスパンド装置は、エキスパンドシートと、該エキスパンドシート上に貼着された分割起点が形成されたワークと、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、からなるワーク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、該ワークユニットの該ワークを下に向けるとともに該エキスパンドシートを上に向けた状態で該環状フレームを保持する環状のフレーム保持部と、該フレーム保持部より上方の退避位置に配設され、該フレーム保持部で保持された該環状フレームを含むワークユニットのワークの外周縁と該環状フレームの内周縁の間の該エキスパンドシートを押圧する押圧部材と、該押圧部材を該退避位置から該エキスパンドシートを押圧する押圧位置へと移動させる移動ユニットと、該押圧位置よりも下方で環状の該フレーム保持部の開口を塞ぐ封鎖面を有し、上面に開口する吸引口が形成された封鎖ユニットと、を備え、該フレーム保持部で該環状フレームが固定されたワークユニットの該エキスパンドシートと、該フレーム保持部と、該封鎖ユニットと、でワークを収容する閉鎖空間を形成し、少なくとも該エキスパンドシートの拡張時に該吸引口から吸引して該閉鎖空間で下向きの気流を生成し、異物がワークに付着することを防止し、該封鎖面は、粘着性を有することを特徴とする。

前記エキスパンド装置において、該封鎖ユニットは、基台部と、該基台部から着脱自在に配設された粘着層と、を備えても良い。

本願発明は、ワークに破断屑が付着するおそれを低減しうることができるという効果を奏する。

図１は、実施形態１に係るエキスパンド装置の加工対象のワークユニットの一例を示す斜視図である。 図２は、実施形態１に係るエキスパンド装置の構成例を模式的に示す断面図である。 図３は、図２に示されたエキスパンド装置の封鎖ユニットを断面で示す斜視図である。 図４は、図２に示されたエキスパンド装置の封鎖ユニットの断面図である。 図５は、図２に示されたエキスパンド装置のフレーム載置プレートにワークユニットの環状フレームが載置された状態を模式的に示す断面図である。 図６は、図５に示されたエキスパンド装置のフレーム保持部が環状フレームを固定した状態を模式的に示す断面図である。 図７は、図６に示されたエキスパンド装置のフレーム載置プレートを上昇させてエキスパンドシートを拡張した状態を模式的に示す断面図である。 図８は、図７に示されたエキスパンド装置の要部を模式的に示す断面図である。 図９は、図７に示されたエキスパンドシートを加熱、収縮する状態を模式的に示す断面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係るエキスパンド装置を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係るエキスパンド装置の加工対象のワークユニットの一例を示す斜視図である。図２は、実施形態１に係るエキスパンド装置の構成例を模式的に示す断面図である。図３は、図２に示されたエキスパンド装置の封鎖ユニットを断面で示す斜視図である。図４は、図２に示されたエキスパンド装置の封鎖ユニットの断面図である。

実施形態１に係るエキスパンド装置は、図１に示すワークユニット２００のワーク２０１を個々のチップ２０２に分割する装置である。実施形態１では、加工対象のワークユニット２００は、図１に示すように、ワーク２０１と、エキスパンドシート２１０と、環状フレーム２１１とを備える。

実施形態１では、ワーク２０１は、シリコン、サファイア、ガリウムヒ素又はＳｉＣ（炭化ケイ素）などを基板２０３とする円板状の半導体ウェーハや光デバイスウェーハ等のウェーハである。ワーク２０１は、図１に示すように、表面２０４の互いに交差する複数の分割予定ライン２０５で区画された各領域にそれぞれデバイス２０６が形成されている。ワーク２０１は、エキスパンドシート２１０上に貼着され、表面２０４の裏側の裏面２０７側から基板２０３に対して透過性を有する波長のレーザー光線が分割予定ライン２０５に沿って照射されて、基板２０３の内部に分割予定ライン２０５に沿った分割起点である改質層２０８が形成されている。

エキスパンドシート２１０は、伸縮性を有する合成樹脂で構成され、ワーク２０１の外径よりも外径が大きな円盤状に形成されている。また、エキスパンドシート２１０は、加熱されると収縮する熱収縮性も有する。エキスパンドシート２１０は、中央にワーク２０１の裏面２０７を貼着している。環状フレーム２１１は、内径がワーク２０１の外径よりも大きな環状に形成され、エキスパンドシート２１０の外周側が貼着されて、内側の開口にワーク２０１を支持している。

ワーク２０１は、改質層２０８を分割起点に分割予定ライン２０５に沿って個々のチップ２０２に分割される。チップ２０２は、基板２０３の一部分と、基板２０３の表面に形成されたデバイス２０６とを備える。

なお、改質層２０８とは、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲のそれとは異なる状態になった領域のことを意味し、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域、及びこれらの領域が混在した領域等を例示できる。実施形態１では、改質層２０８は、基板２０３の他の部分よりも機械的な強度が低い。

また、実施形態１では、ワークユニット２００は、ワーク２０１の基板２０３の裏面２０７とエキスパンドシート２１０との間に円板状のＤＡＦ（Die Attach Film）２１２が貼着されている。ＤＡＦ２１２は、チップ２０２を他のチップ又は基板等に固定するためのダイボンディング用の接着フィルムである。実施形態１では、ＤＡＦ２１２は、ワーク２０１の外径よりも大径でかつ環状フレーム２１１の内径よりも小径な円板状に形成されている。ＤＡＦ２１２は、個々のチップ２０２毎に分割される。分割後のチップ２０２において、ＤＡＦ２１２は、チップ２０２の基板２０３の裏面２０７に積層される。

実施形態１に係るエキスパンド装置１は、ワークユニット２００のエキスパンドシート２１０を拡張して、ワーク２０１を個々のチップ２０２に分割するとともに、ＤＡＦ２１２をチップ２０２毎に分割する装置である。エキスパンド装置１は、図２に示すように、チャンバ１０と、環状のフレーム保持部２０と、冷却テーブル３０と、拡張手段である拡張ユニット４０と、加熱手段である加熱ユニット５０と、封鎖ユニット９０と、制御手段である制御ユニット１００とを備える。

チャンバ１０は、箱状に形成され、フレーム保持部２０と、冷却テーブル３０と、拡張ユニット４０と、加熱ユニット５０と、封鎖ユニット９０とを収容している。チャンバ１０は、側壁１１に開口１２を設け、開口１２を通して、ワークユニット２００が出し入れされる。なお、開口１２は、開閉扉１３により開閉される。

フレーム保持部２０は、ワークユニット２００のワーク２０１をエキスパンドシート２１０よりも下に向けるとともに、エキスパンドシート２１０をワーク２０１よりも上に向けた状態で、ワークユニット２００の環状フレーム２１１を保持して、固定するものである。フレーム保持部２０は、フレーム載置プレート２１と、フレーム押さえプレート２２とを備える。フレーム載置プレート２１は、内径が環状フレーム２１１の内径よりも若干小さくかつワーク２０１及びＤＡＦ２１２の外径よりも大きいとともに、外径が環状フレーム２１１の外径よりも若干大きな円環状に形成され、上面２３が水平方向と平行に平坦に形成されている。フレーム載置プレート２１は、上面２３にワークユニット２００の環状フレーム２１１が載置される。

また、フレーム載置プレート２１は、拡張ユニット４０の昇降用シリンダ４２により昇降自在に設けられている。フレーム載置プレート２１は、昇降用シリンダ４２のロッド４５の先端が取り付けられて、ロッド４５が伸縮することで、チャンバ１０内で鉛直方向に沿って昇降する。なお、実施形態１では、フレーム載置プレート２１は、昇降用シリンダ４２により図２に示す上面２３が開口１２の下縁よりも若干上方に位置する位置から上昇される。

フレーム押さえプレート２２は、内径がフレーム載置プレート２１の内径よりも小さくかつワーク２０１及びＤＡＦ２１２の外径よりも大きいとともに、外径が環状フレーム２１１の外径よりも若干大きな円環状に形成され、下面２４が水平方向と平行に平坦に形成されている。フレーム押さえプレート２２は、フレーム載置プレート２１と同軸となる位置に設けられ、実施形態１では、フレーム載置プレート２１よりも上方に配置される。実施形態１では、フレーム載置プレート２１は、下面２４が開口１２の上縁よりも若干下方に位置する位置に配置されて、下方に位置するフレーム載置プレート２１と間隔をあけて配置されている。

実施形態１では、フレーム載置プレート２１は、チャンバ１０内において、スライド支持部材２５により昇降自在に支持されている。実施形態１では、フレーム載置プレート２１は、図２に示す下面２４が開口１２の上縁よりも若干下方に位置する位置からスライド支持部材２５により鉛直方向に沿って上昇可能に支持されている。

フレーム保持部２０は、昇降用シリンダ４２により下方に位置付けられたフレーム載置プレート２１の上面２３に開口１２を通してチャンバ１０内に挿入されたワークユニット２００の環状フレーム２１１が載置される。フレーム保持部２０は、上面２３に環状フレーム２１１が載置されたフレーム載置プレート２１が昇降用シリンダ４２により上昇させて、フレーム載置プレート２１とフレーム押さえプレート２２との間に環状フレーム２１１及びエキスパンドシート２１０の外周側を挟んで、環状フレーム２１１を保持するとともに、環状フレーム２１１及びエキスパンドシート２１０の外周側を挟んだ位置からフレーム載置プレート２１とフレーム押さえプレート２２とを上昇する。また、実施形態１では、フレーム保持部２０は、エキスパンドシート２１０のとの間をシールするシール部材２６をフレーム押さえプレート２２の下面２４の全周に亘って取り付けている。

また、実施形態１では、フレーム保持部２０のフレーム押さえプレート２２の下面２４のシール部材２６の内周側には、フレーム押さえプレート２２の内部に設けられた供給路６０、ボルテックスチューブ６４、開閉弁６１を介して、圧縮エアー供給源６２から圧縮エアーが供給される圧縮エアー吹き出し口６３が設けられている。圧縮エアー吹き出し口６３は、フレーム押さえプレート２２の全周に亘って設けられている。

冷却テーブル３０は、ワーク２０１に対応した大きさの当接面３１を含み、フレーム保持部２０で保持された環状フレーム２１１を含むワークユニット２００のエキスパンドシート２１０に当接するものである。冷却テーブル３０は、厚手の円板状のテーブル本体３２と、テーブル本体３２を冷却する冷却ユニット３３と、テーブル昇降ユニット３４と、を備える。

テーブル本体３２は、実施形態１では、アルミニウム合金により構成され、外径がフレーム押さえプレート２２の内径よりも小さく形成され、フレーム押さえプレート２２の内周のフレーム押さえプレート２２と同軸となる位置に配置されている。テーブル本体３２の下面は、外径がワーク２０１の大きさである外径と対応した当接面３１である。実施形態１では、テーブル本体３２の外径は、ＤＡＦ２１２の外径と等しいことで、下面である当接面３１の外径が、ワーク２０１の大きさである外径と対応している。テーブル本体３２の当接面３１は、フレーム保持部２０により環状フレーム２１１が保持されたワークユニット２００のエキスパンドシート２１０及びＤＡＦ２１２を介してワーク２０１の裏面２０７と対向する。

また、テーブル本体３２の当接面３１には、テーブル本体３２内に設けられ吸引路７０及び開閉弁７１を介してエジェクタ等の吸引源７２と接続した吸引孔３５が複数開口している。テーブル本体３２は、吸引路７０及び開閉弁７１を介して吸引孔３５が吸引源７２により吸引されることで、エキスパンドシート２１０及びＤＡＦ２１２を介してワーク２０１の裏面２０７側を当接面３１に吸引保持することが可能である。

実施形態１では、冷却ユニット３３は、テーブル本体３２の上面の中央部に設けられ、テーブル本体３２即ち当接面３１を冷却するものである。実施形態１では、冷却ユニット３３は、テーブル本体３２を冷却可能なピストンクーラーであるが、本発明では、ピストンクーラーに限定されない。

テーブル昇降ユニット３４は、図示しないモータ、モータにより回転するボールネジ等で構成され、テーブル本体３２及び冷却ユニット３３をチャンバ１０内で昇降させる。

また、実施形態１において、冷却テーブル３０のテーブル本体３２及び冷却ユニット３３は、テーブルカバー３６により覆われている。テーブルカバー３６は、テーブル本体３２を保冷するものであり、実施形態では、テーブル本体３２の外周面と間隔をあけて外周面を覆う円筒状の大径円筒部３７と、外縁が大径円筒部３７に連なりかつテーブル本体３２の上面と間隔をあけて上面を覆うリング状の円環部３８と、円環部３８の内縁に連なりかつ冷却ユニット３３の外周面と間隔をあけて外周面を覆う円筒状の小径円筒部３９とを一体に備え、テーブル本体３２及び冷却ユニット３３と同軸に配置されている。テーブルカバー３６は、テーブル本体３２及び冷却ユニット３３と一体にテーブル昇降ユニット３４により昇降される。

なお、実施形態１は、冷却テーブル３０とテーブルカバー３６との間には、供給路８０、開閉弁８１を介して、圧縮エアー供給源８２から圧縮エアーが供給される。

拡張ユニット４０は、フレーム保持部２０で保持された環状フレーム２１１に貼着されたエキスパンドシート２１０を拡張するものである。拡張ユニット４０は、チャンバ１０に固定された拡張ドラム４１と、フレーム載置プレート２１を昇降させる昇降用シリンダ４２とを備える。

拡張ドラム４１は、円筒状のドラム部４３を備える。ドラム部４３は、内径がテーブルカバー３６の大径円筒部３７の外径よりも大きく、外径がフレーム押さえプレート２２の内径よりも小さく形成されている。ドラム部４３は、テーブル本体３２の大径円筒部３７の外周側でかつフレーム押さえプレート２２の内周側に配置されて、フレーム保持部２０及び冷却テーブル３０と同軸に配置されている。拡張ドラム４１のドラム部４３の下端には、下方に位置するフレーム押さえプレート２２の下面２４と同一平面上に設けられかつ軸心回りに回転自在に設けられた円柱状のコロ部材４４が取り付けられている。

拡張ドラム４１のドラム部４３の下端に取り付けられたコロ部材４４は、昇降用シリンダ４２によりワークユニット２００の環状フレーム２１１を保持したフレーム保持部２０のフレーム載置プレート２１とフレーム押さえプレート２２とが上昇されると、フレーム保持部２０で保持された環状フレーム２１１を含むワークユニット２００のワーク２０１の外周縁と環状フレーム２１１の内周縁との間のエキスパンドシート２１０に当接し、エキスパンドシート２１０を下方に向かって押圧する。このために、コロ部材４４は、特許請求の範囲に記載された押圧部材である。

また、コロ部材４４は、昇降用シリンダ４２によりフレーム載置プレート２１が下降されると、フレーム保持部２０のフレーム載置プレート２１に対して相対的にフレーム載置プレート２１より上方の退避位置に配設される。こうして、コロ部材４４は、昇降用シリンダ４２によりフレーム載置プレート２１が昇降されることで、退避位置と、ワークユニット２００のワーク２０１の外周縁と環状フレーム２１１の内周縁との間のエキスパンドシート２１０を押圧する押圧位置とに亘って、フレーム保持部２０に対して相対的に移動する。

また、昇降用シリンダ４２は、フレーム載置プレート２１を昇降することで、コロ部材４４をフレーム保持部２０に対して相対的に、退避位置と、押圧位置とに亘って移動させる移動ユニットである。このために、移動ユニットである昇降用シリンダ４２は、フレーム載置プレート２１を上昇することで、コロ部材４４をフレーム保持部２０に対して相対的に退避位置から押圧位置へと移動させることとなる。

加熱ユニット５０は、フレーム保持部２０で保持されエキスパンドシート２１０が拡張されたワークユニット２００のワーク２０１の外周縁と環状フレーム２１１の内周縁との間のエキスパンドシート２１０を加熱し、収縮するものである。加熱ユニット５０は、ヒータプレート５１と、複数の温風噴射部５２とを備える。

ヒータプレート５１は、外径がフレーム押さえプレート２２の内径と等しい円板状に形成され、フレーム載置プレート２１の内周側でかつフレーム保持部２０及び冷却ユニット３３と同軸に配置されている。ヒータプレート５１は、上面が水平方向と平行でかつ下方に位置するフレーム載置プレート２１の下面よりも下方に配置されている。ヒータプレート５１は、チャンバ１０に取り付けられたヒータプレート回転用モータ５４により軸心回りに回転される。

複数の温風噴射部５２は、フレーム保持部２０で保持されエキスパンドシート２１０が拡張されたワークユニット２００のワーク２０１の外周縁と環状フレーム２１１の内周縁との間のエキスパンドシート２１０に対面して、温風３００（図９に示す）を噴射するものである。複数の温風噴射部５２は、ヒータプレート５１の上面の外縁部に周方向に等間隔に設けられて、フレーム保持部２０で保持されエキスパンドシート２１０が拡張されたワークユニット２００のワーク２０１の外周縁と環状フレーム２１１の内周縁との間のエキスパンドシート２１０に対面する。

温風噴射部５２は、上部に開口部が設けられた有底筒状の噴射部本体５２１と、噴射部本体５２１内に収容された加熱部であるコイルヒータ５２２と、噴射部本体５２１内に供給路５２３及び開閉弁５２４を介してエアーを供給するエアー供給源５２５とを備える。コイルヒータ５２２は、スイッチが閉じることで直流電源から電力が供給されて発熱する。温風噴射部５２は、開閉弁５２４が開いてエアー供給源５２５が、噴射部本体５２１内にエアーを供給し、供給されたエアーがコイルヒータ５２２により加熱され、開口部から温風３００を噴射する。

封鎖ユニット９０は、押圧位置に位置付けられたコロ部材４４よりも下方に配置され、冷却テーブル３０と鉛直方向に対面して環状フレーム２１１を保持したフレーム保持部２０のフレーム載置プレート２１の内周側の開口２７を塞ぐ封鎖面９２２を有している。封鎖ユニット９０は、フレーム保持部２０で環状フレーム２１１が固定されたワークユニット２００のエキスパンドシート２１０と、フレーム保持部２０と、封鎖面９２２と、でワーク２０１を収容する閉鎖空間４００（図６に示す）を形成するものである。

封鎖ユニット９０は、図３及び図４に示すように、基台部９１と、粘着層９２とを備える。基台部９１は、外径がフレーム載置プレート２１の内径よりも若干小さな円盤状に形成され、互いに同軸に配置されたシャッタプレート９３と湾曲プレート９４とを備えている。

シャッタプレート９３は、温風噴射部５２の上方でかつフレーム載置プレート２１の内周側にフレーム保持部２０及び冷却ユニット３３と同軸に配置されている。シャッタプレート９３は、ヒータプレート５１に取り付けられたシャッタプレート回転用モータ５５により軸心回りに回転される。なお、実施形態１では、シャッタプレート９３即ち封鎖ユニット９０は、シャッタプレート回転用モータ５５に永久磁石により着脱自在である。また、シャッタプレート９３は、外縁部に温風噴射部５２を露出させることが可能な開口部９５を設けている。開口部９５は、シャッタプレート９３の外縁部に周方向に等間隔に複数設けられている。開口部９５は、温風噴射部５２と１体１で対応し、温風噴射部５２と同数設けられている。

湾曲プレート９４は、フレーム保持部２０に保持されたワークユニット２００のワーク２０１と複数の温風噴射部５２との間に配設され、ワーク２０１に向かって気体であるエアーを噴出する噴出口９７を中央に有し、温風噴射部５２から噴射された温風３００の基台部９１と冷却テーブル３０との間への侵入を抑制するものである。湾曲プレート９４は、フレーム保持部２０及び冷却ユニット３３と同軸に配置されているとともに、シャッタプレート９３の上面に固定されている。

湾曲プレート９４は、シャッタプレート９３の上面に固定されていることで、フレーム保持部２０に保持されたワークユニット２００のワーク２０１と対面する。実施形態１において、湾曲プレート９４は、外縁部に開口部９５と連通した開口部９６を設けている。開口部９６は、湾曲プレート９４外縁部に周方向に等間隔に複数設けられている。開口部９６は、温風噴射部５２及び開口部９５と１体１で対応し、温風噴射部５２及び開口部９５と同数設けられている。開口部９６は、シャッタプレート９３に設けられた開口部９５よりも平面形状が大きく形成されている。開口部９６は、図３及び図４に示すように、内側にシャッタプレート９３の上面の開口部９５の周り９３１を露出させる。湾曲プレート９４は、中央の厚みが最小でかつ外周縁に向かうにしたがって徐々に厚みが厚くなるように湾曲している。

粘着層９２は、湾曲プレート９４の上面に積層され、表面が冷却テーブル３０と鉛直方向に対面している。粘着層９２は、噴出口９７が貫通し、開口部９６が開口している。粘着層９２の上面は、環状フレーム２１１を保持したフレーム保持部２０のフレーム載置プレート２１の内周側の開口２７を塞ぐ封鎖面９２２をなしている。粘着層９２の封鎖面９２２は、粘着性を有している。実施形態１において、粘着層９２は、合成樹脂からなる基材層の両表面に粘着性を有する粘着剤層が積層された両面テープにより構成され、一方の粘着剤層が湾曲プレート９４の上面に貼着され、他方の粘着剤層により粘着性を有している。粘着層９２を構成する両面テープは、湾曲プレート９４の上面から剥がすことが可能である。粘着層９２は、両面テープが湾曲プレート９４の上面から剥がすことが可能であることにより基台部９１から着脱自在に配設されている。また、本発明では、粘着層９２はあ、複数枚の粘着シートが積層されても良く、この場合、破断屑などの異物が付着した粘着シートが上から順に剥離されても良い。

実施形態１において、噴出口９７は、図３に示すように、湾曲プレート９４の中央と粘着層９２とを貫通し、供給路９７１及び開閉弁９７２を介してエアー供給源９７３からのエアーが供給される。エアー供給源９７３から供給されかつ噴出口９７から噴出されたエアーは、封鎖ユニット９０の封鎖面９２２が前述したように湾曲しているので、封鎖面９２２とワーク２０１との間に留まろうとして、封鎖面９２２とワーク２０１との間に温風噴射部５２から噴射された温風３００が侵入することを抑制する。

また、封鎖ユニット９０は、図３及び図４などに示すように、シャッタプレート９３の上面の開口部９５に周り９３１に開口する吸引口９８が形成されている。吸引口９８は、シャッタプレート９３の上面の開口部９５に周り９３１に開口して、フレーム保持部２０に保持されたワークユニット２００のワーク２０１よりも外周側に開口している。実施形態１では、吸引口９８は、湾曲プレート９４の開口部９６の内縁に沿って設けられている。吸引口９８は、一部がシャッタプレート９３の内部に径方向に沿って設けられた吸引路９８１及び開閉弁９８２を介して吸引源９８３に接続している。吸引路９８１は、供給路９７１とは遮断されている。吸引口９８は、吸引源９８３により吸引されることで、閉鎖空間４００内で閉鎖空間４００の外周縁に下向きの気流４０１（図６などに示す）を生成する。

また、吸引口９８は、閉鎖空間４００の外周縁に下向きの気流４０１を生成することで、温風噴射部５２から噴射された温風３００を吸引して、封鎖面９２２とワーク２０１との間に温風噴射部５２から噴射された温風３００が侵入することを抑制する。また、吸引口９８は、下向きの気流４０１を生成しても、フレーム保持部２０に保持されたワークユニット２００のワーク２０１よりも外周側に開口しているので、ワーク２０１が改質層２０８を分割起点に分割された際に生じる破断屑を吸い込むことを抑制できる。

制御ユニット１００は、エキスパンド装置１の構成要素をそれぞれ制御して、ワークユニット２００に対する加工動作をエキスパンド装置１に実施させるものである。なお、制御ユニット１００は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータである。制御ユニット１００の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、エキスパンド装置１を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介してエキスパンド装置１の構成要素に出力する。

制御ユニット１００は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される図示しない表示ユニットと、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない入力ユニットとに接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置とのうち少なくとも一つにより構成される。

次に、本明細書は、前述したエキスパンド装置１の加工動作を説明する。図５は、図２に示されたエキスパンド装置のフレーム載置プレートにワークユニットの環状フレームが載置された状態を模式的に示す断面図である。図６は、図５に示されたエキスパンド装置のフレーム保持部が環状フレームを固定した状態を模式的に示す断面図である。図７は、図６に示されたエキスパンド装置のフレーム載置プレートを上昇させてエキスパンドシートを拡張した状態を模式的に示す断面図である。図８は、図７に示されたエキスパンド装置の要部を模式的に示す断面図である。図９は、図７に示されたエキスパンドシートを加熱、収縮する状態を模式的に示す断面図である。

前述した構成のエキスパンド装置１は、制御ユニット１００に加工内容情報が登録され、加工開始指示を受け付けると加工動作を開始する。加工動作では、エキスパンド装置１は、フレーム載置プレート２１を下降し、冷却テーブル３０のテーブル本体３２の当接面３１をフレーム押さえプレート２２の下面２４よりも上方に位置付ける。エキスパンド装置１は、開閉弁６１，７１，８１，９７２，５２４を閉じて、冷却ユニット３３でテーブル本体３２を冷却する。

また、エキスパンド装置１は、開閉弁９８２を開いて、吸引口９８から吸引し、回転用モータ５４，５５を制御して開口部９５，９６を温風噴射部５２の上方に位置付けずに、温風噴射部５２の開口部を封鎖ユニット９０で塞ぐ。また、エキスパンド装置１は、スイッチを閉じてコイルヒータ５２２に直流電源からの電力を供給して、コイルヒータ５２２を発熱した状態で、開閉扉１３により開口１２を開放する。エキスパンド装置１は、開口１２を通して、ワークユニット２００がチャンバ１０内に挿入され、図５に示すように、チャンバ１０内に挿入されたワークユニット２００の環状フレーム２１１がフレーム載置プレート２１の上面２３に載置される。

エキスパンド装置１は、開閉扉１３により開口１２を閉じ、開閉弁６１，８１を開いて、圧縮エアー吹き出し口６３から圧縮エアーを吹き出すとともに、圧縮エアー供給源８２からの圧縮エアーをテーブル本体３２及び冷却ユニット３３とテーブルカバー３６との間に供給する。エキスパンド装置１は、昇降用シリンダ４２のロッド４５を伸張して、フレーム載置プレート２１を上昇するとともに、テーブル昇降ユニット３４により冷却テーブル３０のテーブル本体３２等を下降する。

エキスパンド装置１は、図６に示すように、下方に位置するフレーム押さえプレート２２とフレーム載置プレート２１との間に環状フレーム２１１及びエキスパンドシート２１０の外周側を挟んで保持するとともに、当接面３１をシール部材２６の下面と同一平面上に位置付けて、エキスパンドシート２１０に貼着されたＤＡＦ２１２に近付ける。エキスパンド装置１は、フレーム押さえプレート２２とフレーム載置プレート２１との間に環状フレーム２１１及びエキスパンドシート２１０の外周側を挟んでフレーム保持部２０がワークユニット２００を保持すると、フレーム保持部２０で環状フレーム２１１が固定されたワークユニット２００のエキスパンドシート２１０とフレーム保持部２０と封鎖ユニット９０とでワーク２０１を収容する閉鎖空間４００を形成する。

エキスパンド装置１は、フレーム載置プレート２１を更に上昇するとともに、エキスパンドシート２１０が当接面３１に接触するタイミングで、テーブル昇降ユニット３４により冷却テーブル３０のテーブル本体３２等を上昇する。なお、エキスパンドシート２１０が当接面３１に接触すると、ＤＡＦ２１２は、エキスパンドシート２１０及びテーブル本体３２を介して冷却ユニット３３により冷却される。

エキスパンド装置１は、フレーム押さえプレート２２は、環状フレーム２１１及びフレーム載置プレート２１等から押圧されて上昇して、フレーム押さえプレート２２の下面２４がコロ部材４４の下端よりも上方まで上昇し、テーブル昇降ユニット３４により冷却テーブル３０のテーブル本体３２の当接面３１をコロ部材４４の下端と同一平面上に位置付ける。すると、図７に示すように、フレーム保持部２０に保持されたワークユニット２００のエキスパンドシート２１０がコロ部材４４に当接して、エキスパンドシート２１０が面方向に拡張される。拡張の結果、エキスパンドシート２１０は、放射状に引張力が作用する。

このようにワーク２０１の裏面２０７に貼着されたエキスパンドシート２１０に放射状に引張力が作用すると、ワーク２０１は、分割予定ライン２０５に沿って改質層２０８が形成されているので、改質層２０８を分割基点として、分割予定ライン２０５に沿って個々のチップ２０２に分割される。また、ワーク２０１の裏面２０７に貼着されたＤＡＦ２１２は、ワーク２０１が個々のチップ２０２に分割される際に、エキスパンドシート２１０から作用する拡張方向の力がチップ２０２間に集中して、個々のチップ２０２毎に分割される。

また、エキスパンド装置１は、エキスパンドシート２１０を拡張して、ワーク２０１を個々のチップ２０２に分割する際に、破断屑を発生させる。エキスパンド装置１は、エキスパンドシート２１０を拡張して、ワーク２０１を個々のチップ２０２に分割する際に、図７及び図８に示すように、開閉弁９８２を開いて吸引口９８から吸引しているので、閉鎖空間４００の外周縁に下向きの気流４０１を生成している。このために、エキスパンド装置１は、エキスパンドシート２１０を拡張して、ワーク２０１を個々のチップ２０２に分割した際に発生した破断屑を気流４０１に沿って流して、個々のチップ２０２に分割されたワーク２０１に付着することを防止する。

このように、実施形態１において、エキスパンド装置１は、加工動作を開始直後から開閉弁９８２を開いて、吸引口９８から吸引しているが、本発明では、これに限定されずに、少なくともエキスパンドシート２１０の拡張時に開閉弁９８２を開いて、吸引口９８から吸引して、閉鎖空間４００の外周縁に下向きの気流４０１を生成すれば良い。エキスパンド装置１は、昇降用シリンダ４２のロッド４５が伸張し終えると、開閉弁７１を開いて、冷却テーブル３０のテーブル本体３２の当接面３１にエキスパンドシート２１０を介してワーク２０１即ち個々に分割されたチップ２０２を吸引保持する。

エキスパンド装置１は、昇降用シリンダ４２のロッド４５を縮小して、フレーム載置プレート２１をフレーム押さえプレート２２とともに下降するとともに、テーブル昇降ユニット３４により冷却テーブル３０のテーブル本体３２等をフレーム載置プレート２１とともに下降する。エキスパンド装置１は、図９に示すように、開閉弁６１を閉じて圧縮エアー吹き出し口６３からの圧縮エアーの吹き出しを停止し、開閉弁９７２を開き、封鎖ユニット９０の封鎖面９２２と冷却テーブル３０のテーブル本体３２の当接面３１に吸引保持されたワーク２０１との間にエアーを供給する。また、エキスパンド装置１は、回転用モータ５４，５５を制御して、開口部９５，９６を温風噴射部５２の上方に位置付ける。さらに、エキスパンド装置１は、回転用モータ５４，５５を制御して、開口部９５，９６を温風噴射部５２の上方に位置付けた状態で、ヒータプレート５１及び封鎖ユニット９０を回転しながら、開閉弁５２４を開いて、温風３００を温風噴射部５２から噴射する。

そして、エキスパンド装置１は、フレーム載置プレート２１等の下降とともに、エキスパンドシート２１０がコロ部材４４から離れるので、ワーク２０１の外周側から環状フレーム２１１の内周縁との間のエキスパンドシート２１０に一旦拡張されていることで生じる弛み部に全周に割って温風３００を吹き付け、弛み部を加熱収縮する。

なお、エキスパンド装置１は、ワーク２０１の外周側から環状フレーム２１１の内周縁との間のエキスパンドシート２１０を加熱収縮する際、エアー供給源９７３からエアーを湾曲プレート９４とワーク２０１との間に供給する。このために、湾曲プレート９４の上面が前述したように湾曲し、封鎖面９２２に噴出口９７が形成されることで、封鎖面９２２とワーク２０１との間にエアー供給源９７３から供給されたエアーがたまる空気溜まり３０１を形成する。エキスパンド装置１は、空気溜まり３０１を形成し、吸引口９８から吸引することで、温風３００の空気溜まり３０１への侵入、即ち温風３００によりワーク２０１及び冷却テーブル３０のテーブル本体３２の当接面３１が加熱されることを抑制する。こうして、湾曲プレート９４は、温風噴射部５２から噴射された温風３００の湾曲プレート９４とワーク２０１との間に侵入することを抑制する。

エキスパンド装置１は、昇降用シリンダ４２のロッド４５が縮小し終えると、開閉弁７１，８１，９７２，５２４，９８２を閉じて、開閉扉１３で開口１２を開いて、ワーク２０１が個々のチップ２０２に分割され、ＤＡＦ２１２が個々のチップ２０２毎に分割されたワークユニット２００がチャンバ１０外に搬出される。ワーク２０１が個々のチップ２０２に分割され、ＤＡＦ２１２が個々のチップ２０２毎に分割されたワークユニット２００は、エキスパンドシート２１０の拡張後、冷却テーブル３０のテーブル本体３２の当接面３１に吸引保持された状態でエキスパンドシート２１０が加熱収縮されているので、分割されたチップ２０２同士が擦れることを抑制することができる。また、エキスパンド装置１は、図５から図９に示す工程を繰り返して、複数のワークユニット２００を順に連続して、ワーク２０１を個々のチップ２０２に分割し、ＤＡＦ２１２を個々のチップ２０２毎に分割する。

以上説明したように、実施形態１に係るエキスパンド装置１は、フレーム保持部２０で環状フレーム２１１を保持したワークユニット２００のエキスパンドシート２１０と、フレーム保持部２０と、封鎖ユニット９０と、でワーク２０１を収容する閉鎖空間４００を形成し、少なくともエキスパンドシート２１０の拡張時に吸引口９８から吸引することで閉鎖空間４００内に下向きの気流４０１を生成する。その結果、エキスパンド装置１は、ワーク２０１に破断屑が付着するおそれを低減しうることができるという効果を奏する。

また、エキスパンド装置１は、封鎖ユニット９０の封鎖面９２２が粘着性を有するので、封鎖面９２２へと落下した破断屑が再浮遊してワーク２０１に付着することが防止できる。特に、エキスパンド装置１は、破断屑がＤＡＦ２１２の一部分を含んでいる場合には、装置内に破断屑が付着すると固着してしまうので除去が難しいが、粘着層９２が基台部９１に着脱自在に配設されているので、粘着層９２を交換することで、装置内の清掃が容易である。

また、エキスパンド装置１は、吸引口９８が閉鎖空間４００の外周縁に下向きの気流４０１を生成するので、温風噴射部５２から噴射された温風３００を吸引して、封鎖面９２２とワーク２０１との間に温風噴射部５２から噴射された温風３００が侵入することを抑制する。また、エキスパンド装置１は、吸引口９８が下向きの気流４０１を生成しても、フレーム保持部２０に保持されたワークユニット２００のワーク２０１よりも外周側に開口しているので、破断屑を吸引口９８から吸い込むことを抑制できる。

また、エキスパンド装置１は、温風噴射部５２から噴射された温風３００の封鎖面９２２とワーク２０１との間に侵入することを抑制する温風進入防止手段である湾曲プレート９４を備える。このために、エキスパンド装置１は、冷却テーブル３０でワーク２０１を冷却する領域であるテーブル本体３２と封鎖面９２２との間に温風３００が進入してこれらの間の雰囲気が温度上昇することを抑制でき、次のワーク２０１の裏面２０７に貼着されたＤＡＦ２１２を冷却することができ、エキスパンドシート２１０を拡張する際のワーク２０１及びＤＡＦ２１２の冷却不良を抑制できる。その結果、エキスパンド装置１は、連続して複数のワークユニット２００のエキスパンドシート２１０を拡張する場合でも、拡張後のワークユニット２００のエキスパンドシート２１０の弛みを解消してチップ２０２の損傷を防ぐとともに、次に拡張するワークユニット２００の冷却不良を抑制でき、分割不良が生じることを抑制することができるという効果を奏する。

また、実施形態１に係るエキスパンド装置１は、封鎖面９２２にエアーを噴出する噴出口９７が形成されて、封鎖面９２２とワーク２０１との間に空気溜まり３０１を形成するので、封鎖面９２２とワーク２０１との間に温風３００が侵入することを抑制することができる。

また、エキスパンド装置１は、封鎖面９２２とワーク２０１との間にエアー供給源９７３から供給されたエアーがたまる空気溜まり３０１を形成し、吸引口９８から吸引するので、温風３００の空気溜まり３０１への侵入、即ち温風３００によりワーク２０１及び冷却テーブル３０のテーブル本体３２の当接面３１が加熱されることを抑制することができる。

また、実施形態１に係るエキスパンド装置１は、エキスパンドシート２１０を加熱収縮する際、開閉弁８１を開いて、冷却テーブル３０のテーブル本体３２及び冷却ユニット３３とテーブルカバー３６との間に圧縮エアー供給源８２から供給される圧縮エアーを供給するので、前述した空気溜まり３０１の外周で圧縮エアー供給源８２から供給される圧縮エアーが流れることとなり、温風３００が空気溜まり３０１に侵入することを抑制することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。なお、実施形態１では、フレーム保持部２０のフレーム押さえプレート２２を昇降自在に設けたが、本発明では、フレーム保持部２０のフレーム押さえプレート２２をチャンバ１０に固定しても良い。また、実施形態１では、昇降用シリンダ４２は、フレーム載置プレート２１が昇降することで、フレーム保持部２０に対してコロ部材４４を相対的に退避位置と押圧位置とに亘って移動させる移動ユニットであったが、本発明では、拡張ドラム４１を昇降してコロ部材４４をフレーム保持部２０に対して相対的に退避位置と押圧位置とに亘って移動させる移動ユニットを備えても良い。

また、実施形態１では、ワーク２０１に分割予定ライン２０５に沿って分割起点である改質層２０８が形成されている例を説明したが、本発明では、改質層２０８に限定されない。本発明では、エキスパンド装置１の拡張前に、ワーク２０１に切削加工又はレーザアブレーション加工を施して分割予定ライン２０５に沿って個々のチップ２０２に分割しておいても良く、ワーク２０１に切削加工又はレーザアブレーション加工を施して分割予定ライン２０５に沿って表面２０４から凹の加工溝を分割起点として形成しても良い。また、実施形態１では、ワークユニット２００は、ワーク２０１とＤＡＦ２１２とを備えるが、本発明では、これに限定されずに、ワーク２０１とＤＡＦ２１２とのうち一方を備え、他方を備えなくても良い。

１ エキスパンド装置
２０ フレーム保持部
２７ 開口
４２ 昇降用シリンダ（移動ユニット）
４４ コロ部材（押圧部材）
９０ 封鎖ユニット
９１ 基台部
９２ 粘着層
９８ 吸引口
２００ ワークユニット
２０１ ワーク
２０８ 改質層（分割起点）
２１０ エキスパンドシート
２１１ 環状フレーム
４００ 閉鎖空間
４０１ 気流
９２２ 封鎖面

Claims (2)

1. エキスパンドシートと、該エキスパンドシート上に貼着された分割起点が形成されたワークと、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、からなるワーク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、
   該ワークユニットの該ワークを下に向けるとともに該エキスパンドシートを上に向けた状態で該環状フレームを保持する環状のフレーム保持部と、
   該フレーム保持部より上方の退避位置に配設され、該フレーム保持部で保持された該環状フレームを含むワークユニットのワークの外周縁と該環状フレームの内周縁の間の該エキスパンドシートを押圧する押圧部材と、
   該押圧部材を該退避位置から該エキスパンドシートを押圧する押圧位置へと移動させる移動ユニットと、
   該押圧位置よりも下方で環状の該フレーム保持部の開口を塞ぐ封鎖面を有し、上面に開口する吸引口が形成された封鎖ユニットと、を備え、
   該フレーム保持部で該環状フレームが固定されたワークユニットの該エキスパンドシートと、該フレーム保持部と、該封鎖ユニットと、でワークを収容する閉鎖空間を形成し、少なくとも該エキスパンドシートの拡張時に該吸引口から吸引して該閉鎖空間で下向きの気流を生成し、異物がワークに付着することを防止し、
   該封鎖面は、粘着性を有するエキスパンド装置。
2. 該封鎖ユニットは、基台部と、該基台部から着脱自在に配設された粘着層と、を備える、請求項１に記載のエキスパンド装置。

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