KR20180028932A - 칩 간격 유지 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가열 수축되지 않는 익스팬드 시트가 피가공물에 접착되는 경우라도, 칩의 간격이 확장된 상태를 유지하면서, 시트 처짐에 의한 칩끼리의 접촉이 발생하지 않도록 하는 것을 목적으로 한다.
시트(T2)를 확장시켜 칩 사이에 간격을 형성하는 칩 간격 형성 단계와, 칩 간격 형성 단계를 실시한 후, 칩 사이의 간격을 유지한 상태로 프레임(F)과 피가공물(W) 사이의 시트(T2)를 가열하여 피가공물 외주측에서 늘어난 시트(T2)를 수축시키는 시트 수축 단계를 구비하고, 시트 수축 단계의 실시 전에, 프레임(F)과 피가공물(W) 사이의 시트(T2)에 복수의 열수축 테이프(T3)를 접착하는 단계를 구비하며, 시트 수축 단계에서는 프레임(F)과 피가공물(W) 사이의 시트(T2)를 테이프(T3)와 함께 가열하여 테이프(T3)가 접착된 영역의 시트(T2)를 수축시킨다.

Description

칩 간격 유지 방법{METHOD FOR MAINTAINING SPACES BETWEEN CHIPS}
본 발명은 피가공물을 구성하는 복수의 칩의 간격이 확장된 상태를 익스팬드 시트 상에서 유지하는 칩 간격 유지 방법에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼 등의 판형의 피가공물은, 예컨대, 그 표면이 격자형으로 배열된 분할 예정 라인에 의해 복수의 영역으로 구획되고, 이 격자형으로 구획된 각 영역에는 각종 디바이스가 각각 형성된다. 그리고, 피가공물은 연삭되어 소정의 두께로 박화(薄化)된 후에, 분할 예정 라인을 따라 분할되어 개개의 디바이스 칩 등이 되어, 각종 전자 기기 등에 이용되고 있다.
피가공물을 분할하는 방법으로서는, 예컨대, 먼저, 피가공물의 내부에 레이저 광선을 집광시켜 분할 기점이 되는 개질층을 형성하고, 개질층에 의해 강도가 저하된 분할 예정 라인에 외력을 가함으로써, 피가공물을 칩으로 분할하는 방법이 있다. 외력을 가하는 수단으로서는, 피가공물의 이면에 접착한 익스팬드 시트를 익스팬드 장치에 의해 확장시킴으로써, 피가공물도 동시에 확장시킨다고 하는 수단이 채용되고 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 즉, 피가공물에 익스팬드 시트를 접착하고, 환형 프레임의 개구부를 막도록 익스팬드 시트의 외주부를 환형 프레임에 접착함으로써, 피가공물을 익스팬드 시트를 통해 환형 프레임에 지지된 상태로 한다. 계속해서, 익스팬드 장치의 확장 드럼 상에 환형 프레임을 통해 지지된 피가공물을 배치하고, 익스팬드 시트를 면 방향으로 확장시킴으로써, 개질층에 의해 강도가 저하된 분할 예정 라인에 외력을 가하여 피가공물을 칩으로 분할할 수 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2010-147317호 공보
익스팬드 시트를 확장시켜 피가공물을 적절히 칩으로 분할하고, 칩 사이에 소정의 간격을 형성한 후, 분할된 피가공물은, 익스팬드 시트가 접착된 채로, 익스팬드 시트로부터 칩을 픽업하는 픽업 공정으로 반송된다. 픽업 공정에서는, 예컨대, 칩을 아래로부터 니들로 밀어 올려, 익스팬드 시트로부터 부상한 칩을 진공 척으로 픽업한다. 익스팬드 시트는, 확장시키는 텐션이 해제되면, 환형 프레임의 내주 가장자리와 피가공물의 외주 가장자리 사이의 영역이 늘어나고 처진 상태가 되기 때문에, 픽업 공정으로 반송할 때의 환형 프레임을 통한 피가공물의 핸들링 시에, 익스팬드 시트의 처짐에 기인하여 칩끼리 접촉함으로써, 칩이 손상될 우려가 있다.
그래서, 상기 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 피가공물을 칩으로 분할한 후, 익스팬드 시트 중, 환형 프레임의 내주 가장자리와 피가공물의 외주 가장자리 사이의 처진 영역만을 가열하여 수축시키고, 칩이 접착된 부분은 수축시키지 않아 칩끼리 접촉하는 일이 없도록 하는 방법이 있다.
그러나, 피가공물이 접착되어 있는 익스팬드 시트가, 가열에 의해서는 수축하지 않거나 또는 수축되기 어려운 타입의 것인 경우에는, 익스팬드 시트의 처진 영역을 가열해도 정확히 수축시킬 수 없어, 결과로서, 피가공물의 환형 프레임을 통한 핸들링 시에 있어서, 칩끼리 접촉하여, 칩이 손상되는 경우가 있었다.
따라서, 가열에 의해 수축하지 않거나 또는 수축하기 어려운 익스팬드 시트가 피가공물에 접착되어 있는 경우에 있어서도, 칩끼리의 간격이 확장된 상태를 유지하면서, 익스팬드 시트의 처짐에 기인하는 칩끼리의 접촉 및 손상이 발생하지 않도록 한다고 하는 과제가 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 익스팬드 시트에 접착된 상태로 상기 익스팬드 시트를 통해 환형 프레임에 의해 지지되는 피가공물을 구성하는 복수의 칩의 간격을 확장된 상태로 유지하는 칩 간격 유지 방법으로서, 상기 익스팬드 시트를 확장시켜 상기 칩 사이에 간격을 형성하는 칩 간격 형성 단계와, 상기 칩 간격 형성 단계를 실시한 후, 상기 칩 사이의 간격을 유지한 상태로 환형 프레임의 내주 가장자리와 피가공물의 외주 가장자리 사이의 익스팬드 시트를 가열하여 피가공물의 외주측에서 늘어난 상기 익스팬드 시트를 수축시키는 익스팬드 시트 수축 단계를 구비하고, 적어도 상기 익스팬드 시트 수축 단계를 실시하기 전에, 환형 프레임의 내주 가장자리와 피가공물의 외주 가장자리 사이의 익스팬드 시트에 복수의 열수축 테이프를 접착하는 열수축 테이프 접착 단계를 더 구비하며, 상기 익스팬드 시트 수축 단계에서는 환형 프레임의 내주 가장자리와 피가공물의 외주 가장자리 사이의 익스팬드 시트를 상기 열수축 테이프와 함께 가열함으로써 상기 열수축 테이프가 접착된 영역의 상기 익스팬드 시트를 수축시키는 것인, 칩 간격 유지 방법이다.
본 발명에 따른 칩 간격 유지 방법은, 적어도 익스팬드 시트 수축 단계를 실시하기 전에, 환형 프레임의 내주 가장자리와 피가공물의 외주 가장자리 사이의 익스팬드 시트에 복수의 열수축 테이프를 접착하는 열수축 테이프 접착 단계를 구비하고, 익스팬드 시트 수축 단계에서는 환형 프레임의 내주 가장자리와 피가공물의 외주 가장자리 사이의 익스팬드 시트를 열수축 테이프와 함께 가열함으로써, 열수축 테이프를 가열에 의해 수축시켜, 열수축 테이프가 접착된 영역의 익스팬드 시트를 수축시키기 때문에, 가열에 의해 수축되지 않는 익스팬드 시트라도 수축시킬 수 있고, 또한, 칩끼리의 간격을 확장된 상태로 유지할 수 있다. 그 때문에, 익스팬드 시트의 처짐에 기인하여 칩끼리 접촉함으로써 칩의 손상이 발생해 버리는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 피가공물 및 보호 테이프의 일례를 도시한 사시도이다.
도 2는 레이저 가공 장치에 의해 피가공물의 내부에 개질층을 형성하는 상태를 도시한 단면도이다.
도 3은 피가공물의 이면을 연삭 장치에 의해 피가공물을 연삭하여 소정의 두께로 박화하고, 연삭 압력에 의해 피가공물을 칩으로 분할하는 상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 피가공물이 익스팬드 시트에 접착되어 환형 프레임에 의해 지지되고, 또한 피가공물로부터 보호 테이프가 박리된 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 환형 프레임의 내주 가장자리와 피가공물의 외주 가장자리 사이의 익스팬드 시트에 복수의 열수축 테이프를 접착한 상태의 일례를 도시한 평면도이다.
도 6은 칩 간격 확장 장치에, 익스팬드 시트에 접착되어 환형 프레임에 의해 지지된 분할 후의 피가공물을 세팅한 상태를 도시한 단면도이다.
도 7은 칩 간격 확장 장치에 의해 익스팬드 시트를 확장시킴으로써, 각 칩 사이에 소정의 간격을 형성하는 상태를 도시한 단면도이다.
도 8은 환형 프레임의 내주 가장자리와 피가공물의 외주 가장자리 사이의 익스팬드 시트를 열수축 테이프와 함께 가열함으로써 열수축 테이프가 접착된 영역의 익스팬드 시트를 수축시키는 상태를 도시한 단면도이다.
도 1에 도시된 피가공물(W)은, 예컨대, 외형이 원형 형상인 반도체 웨이퍼이며, 피가공물(W)의 표면(Wa) 상에는, 분할 예정 라인(S)에 의해 구획된 격자형의 영역에 다수의 디바이스(D)가 형성된다. 피가공물(W)은, 분할 예정 라인(S)을 따라 디바이스(D)를 구비하는 각 칩으로 분할될 때에, 예컨대, 도 2에 도시된 레이저 가공 장치(1)에 의해 분할 기점이 되는 개질층이 피가공물(W)의 내부에 형성된다. 그 때문에, 도 1에 도시된 보호 테이프(T1)가 표면(Wa)에 접착된 상태가 된다.
보호 테이프(T1)는, 예컨대, 피가공물(W)의 외부 직경과 동일한 정도의 외부 직경을 갖는 원반형의 필름이며, 점착력이 있는 점착면(T1a)을 구비한다. 예컨대, 점착면(T1a)에는, 자외선을 조사하면 경화하여 점착력이 저하되는 아크릴계 베이스 수지 등으로 이루어지는 UV 경화 풀이 이용된다. 피가공물(W)의 표면(Wa)에 보호 테이프(T1)의 점착면(T1a)이 접착됨으로써, 피가공물(W)의 표면(Wa)은 보호 테이프(T1)에 의해 보호된 상태가 된다.
레이저 가공 장치(1)는, 예컨대, 피가공물(W)을 흡인 유지하는 척 테이블(10)과, 척 테이블(10)에 유지된 피가공물(W)에 대해 레이저광을 조사하는 레이저광 조사 수단(11)을 적어도 구비한다. 척 테이블(10)은, 예컨대, 그 외형이 원형 형상이며, 다공성 부재 등으로 이루어지는 유지면(10a) 상에서 피가공물(W)을 흡인 유지한다. 척 테이블(10)은, 연직 방향의 축심 주위로 회전 가능하고, 가공 이송 수단(12)에 의해, X축 방향으로 왕복 이동 가능하게 이루어진다.
레이저광 조사 수단(11)은, 예컨대, 피가공물(W)에 대해 투과성을 갖는 소정의 파장의 레이저광을 발진할 수 있는 도시하지 않은 레이저광 발진기를 구비하고, 레이저광 발진기로부터 발진된 레이저광을 집광기(111)의 내부의 집광 렌즈(112)에 입광시킴으로써, 레이저광을 피가공물(W)의 내부에 집광시킬 수 있다. 예컨대, 피가공물(W)이 실리콘 웨이퍼이고, 레이저광 조사 수단(11)에 의해 피가공물(W)의 내부에 양호한 개질층을 형성하고 싶은 경우에는, 적외 영역의 파장의 레이저광을 레이저광 발진기로부터 발진시킨다.
레이저광 조사 수단(11)의 근방에는, 피가공물(W)의 분할 예정 라인(S)을 검출하는 얼라인먼트 수단(14)이 배치된다. 얼라인먼트 수단(14)은, 적외선을 조사하는 도시하지 않은 적외선 조사 수단과, 적외선을 포착하는 광학계 및 적외선에 대응하는 전기 신호를 출력하는 촬상 소자(적외선 CCD) 등으로 구성되는 적외선 카메라(140)를 구비하고, 적외선 카메라(140)에 의해 취득한 화상에 기초하여, 패턴 매칭 등의 화상 처리에 의해 피가공물(W)의 표면(Wa)의 분할 예정 라인(S)을 검출할 수 있다. 레이저광 조사 수단(11)은 얼라인먼트 수단(14)과 일체로 구성되고, 양자는 연동하여 Y축 방향 및 Z축 방향으로 이동한다.
이하에, 레이저 가공 장치(1)를 이용하여 분할 예정 라인(S)을 따라 피가공물(W)에 분할 기점이 되는 개질층을 형성하는 경우에 대해 설명한다. 먼저, 도 2에 도시된 레이저 가공 장치(1)의 척 테이블(10)의 유지면(10a)과 피가공물(W)의 보호 테이프(T1)에 의해 보호되어 있는 표면(Wa)측이 대향하도록 위치 맞춤을 행하고, 피가공물(W)을 이면(Wb)측을 상측으로 하여 척 테이블(10) 상에 배치한다. 그리고, 척 테이블(10)에 접속된 도시하지 않은 흡인원이 작동하여 피가공물(W)을 척 테이블(10) 상에 흡인 유지한다.
계속해서, 가공 이송 수단(12)에 의해, 척 테이블(10)에 유지된 피가공물(W)이 -X 방향(가는 방향)으로 보내지고, 얼라인먼트 수단(14)에 의해 분할 예정 라인(S)이 검출된다. 여기서, 도 1에 도시된 분할 예정 라인(S)이 형성되어 있는 피가공물(W)의 표면(Wa)은 하측에 위치하여, 얼라인먼트 수단(14)과 직접 대향하고 있지는 않으나, 적외선 카메라(140)에 의해 피가공물(W)의 이면(Wb)측으로부터 투과시켜 분할 예정 라인(S)을 촬상할 수 있다. 적외선 카메라(140)에 의해 촬상된 분할 예정 라인(S)의 화상에 의해, 얼라인먼트 수단(14)이 패턴 매칭 등의 화상 처리를 실행하여, 분할 예정 라인(S)의 위치가 검출된다.
분할 예정 라인(S)이 검출됨에 따라, 레이저광 조사 수단(11)이 Y축 방향으로 구동되어, 레이저광을 조사할 분할 예정 라인(S)과 집광기(111)와의 Y축 방향에 있어서의 위치 맞춤이 이루어진다. 이 위치 맞춤은, 예컨대, 집광기(111)에 구비되는 집광 렌즈(112) 바로 아래에 분할 예정 라인(S)의 중심선이 위치하도록 행해진다.
계속해서, 집광기(111)에 의해 소정 파장의 레이저광의 집광점을 분할 예정 라인(S)에 대응하는 피가공물(W)의 내부의 소정의 높이에 위치시킨다. 그리고, 레이저광 발진기로부터 발진되어 집광 렌즈(112)에 의해 집광된 레이저광을 분할 예정 라인(S)을 따라 조사하면서, 피가공물(W)을 -X 방향으로 소정의 가공 이송 속도로 가공 이송하여, 도 2에 도시된 바와 같이 피가공물(W)의 내부에 개질층(M)을 형성해 간다. 개질층(M)의 형성 위치는, 예컨대, 피가공물(W)의 이면(Wb)과 표면(Wa)으로부터 디바이스 칩의 마무리 두께분만큼 상방의 위치 사이의 위치가 된다.
예컨대, 1개의 분할 예정 라인(S)에 레이저광의 조사를 끝마치는 X축 방향의 소정의 위치까지 피가공물(W)이 -X 방향으로 진행되면, 레이저광의 조사를 정지하고 피가공물(W)의 -X 방향(가는 방향)에서의 가공 이송을 일단 정지시키며, 레이저광 조사 수단(11)을 +Y 방향으로 이동시켜, 레이저광이 조사된 분할 예정 라인(S) 옆에 위치하고 레이저광이 아직 조사되지 않은 분할 예정 라인(S)과 집광기(111)와의 Y축 방향에 있어서의 위치 부여를 행한다. 계속해서, 가공 이송 수단(12)이, 피가공물(W)을 +X 방향(돌아오는 방향)으로 가공 이송하여, 가는 방향에서의 레이저광의 조사와 마찬가지로 분할 예정 라인(S)에 레이저광이 조사되어 간다. 순차 동일한 레이저광의 조사를 행함으로써, X축 방향으로 연장되는 모든 분할 예정 라인(S)을 따라 레이저광이 피가공물(W)의 이면(Wb)측으로부터 조사되어, 피가공물(W) 내부에 분할 기점이 되는 개질층(M)이 형성되어 간다. 또한, 척 테이블(10)을 90도 회전시키고 나서 동일한 레이저광의 조사를 행하면, 종횡 모든 분할 예정 라인(S)을 따라 개질층(M)이 형성된다.
개질층(M)이 형성된 피가공물(W)은, 예컨대, 도 3에 도시된 연삭 장치(2)에 의해 피가공물(W)의 이면(Wb)이 연삭되어 마무리 두께로 박화되고, 연삭 압력에 의해 개질층(M)을 분할 기점으로 하여 표면(Wa)측으로 균열을 신장시킴으로써, 개개의 디바이스 칩으로 분할된다.
연삭 장치(2)는, 예컨대, 피가공물(W)을 흡인 유지하는 유지 테이블(20)과, 유지 테이블(20)에 유지된 피가공물(W)을 연삭 가공하는 연삭 수단(21)을 적어도 구비한다. 유지 테이블(20)은, 예컨대, 그 외형이 원형 형상이며, 다공성 부재 등으로 이루어지는 유지면(20a) 상에서 피가공물(W)을 흡인 유지한다. 유지 테이블(20)은, 연직 방향의 축심 주위로 회전 가능하고, Y축 방향 이송 수단(23)에 의해, Y축 방향으로 왕복 이동 가능하게 이루어진다.
연삭 수단(21)은, 연삭 수단(21)을 유지 테이블(20)에 대해 이격 또는 접근하는 Z축 방향으로 연삭 이송하는 연삭 이송 수단(22)에 의해 상하 이동 가능하게 이루어진다. 연삭 이송 수단(22)은, 예컨대, 모터 등에 의해 동작하는 볼 나사 기구이다. 연삭 수단(21)은, 축 방향이 연직 방향(Z축 방향)인 회전축(210)과, 회전축(210)을 회전 구동하는 모터(212)와, 회전축(210)의 하단에 접속된 원환형의 마운트(213)와, 마운트(213)의 하면에 착탈 가능하게 접속된 연삭 휠(214)을 구비한다.
연삭 휠(214)은, 휠 베이스(214a)와, 휠 베이스(214a)의 바닥면에 환형으로 배치되는 대략 직육면체 형상의 복수의 연삭 지석(214b)을 구비한다. 연삭 지석(214b)은, 예컨대, 레진 본드나 메탈 본드 등으로 다이아몬드 지립 등이 고착되도록 성형된다. 한편, 연삭 지석(214b)의 형상은, 환형으로 일체로 형성되는 것이어도 좋다.
예컨대, 회전축(210)의 내부에는, 연삭수 공급원에 연통(連通)되어 연삭수의 통로가 되는 도시하지 않은 유로가, 회전축(210)의 축 방향(Z축 방향)으로 관통하여 형성되고, 유로는 마운트(213)를 지나, 휠 베이스(214a)의 바닥면에 있어서 연삭 지석(214b)을 향해 연삭수를 분출할 수 있도록 개구된다.
이하에, 연삭 장치(2)에 의해 피가공물(W)을 연삭하여 분할하는 경우에 대해 설명한다. 먼저, 유지 테이블(20)의 중심과 피가공물(W)의 중심이 대략 합치하도록 하여, 피가공물(W)이, 이면(Wb)측을 위로 향하게 한 상태로 유지면(20a) 상에 배치된다. 그리고, 도시하지 않은 흡인원에 의해 생성되는 흡인력이 유지면(20a)에 전달됨으로써, 유지 테이블(20)이 피가공물(W)을 흡인 유지한다.
계속해서, 피가공물(W)을 유지한 유지 테이블(20)이, 연삭 수단(21) 아래까지 +Y 방향으로 이동하여, 연삭 수단(21)에 구비되는 연삭 휠(214)과 피가공물(W)의 위치 맞춤이 이루어진다. 위치 맞춤은, 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 연삭 휠(214)의 회전 중심이 유지 테이블(20)의 회전 중심에 대해 소정의 거리만큼 +Y 방향으로 어긋나, 연삭 지석(214b)의 회전 궤도가 유지 테이블(20)의 회전 중심을 지나도록 행해진다.
연삭 수단(21)에 구비되는 연삭 휠(214)과 피가공물(W)의 위치 맞춤이 행해진 후, 회전축(210)이 +Z 방향측에서 보아 반시계 방향으로 회전 구동됨에 따라 연삭 휠(214)이 회전한다. 또한, 연삭 수단(21)이 연삭 이송 수단(22)에 의해 -Z 방향으로 보내지고, 회전하는 연삭 휠(214)의 연삭 지석(214b)이 피가공물(W)의 이면(Wb)에 접촉함으로써 연삭 가공이 행해진다. 연삭 중에는, 유지 테이블(20)이 회전함에 따라, 유지면(20a) 상에 유지된 피가공물(W)도 회전하기 때문에, 연삭 지석(214b)이 피가공물(W)의 이면(Wb)의 전면(全面)의 연삭 가공을 행한다. 또한, 연삭 가공 중에 있어서는, 연삭수를 회전축(210) 중의 유로를 통해 연삭 지석(214b)과 피가공물(W)의 접촉 부위에 대해 공급하여, 연삭 지석(214b)과 피가공물(W)의 이면(Wb)의 접촉 부위를 냉각·세정한다.
연삭을 속행하여 피가공물(W)을 마무리 두께로 박화하면, 개질층(M)을 따라 연삭 압력이 작용함으로써 균열이 피가공물(W)의 표면(Wa)을 향해 신장하여, 피가공물(W)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 직사각형 형상의 개개의 디바이스 칩(C)으로 분할된다.
칩(C)으로 분할된 피가공물(W)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 익스팬드 시트(T2)에 접착되고, 익스팬드 시트(T2)를 통해 환형 프레임(F)에 의해 지지된 상태가 유지되어 환형 프레임(F)을 통한 핸들링이 가능해지며, 보호 테이프(T1)가 박리된다.
익스팬드 시트(T2)는, 예컨대, 피가공물(W)의 외부 직경보다 큰 외부 직경을 갖는 원반형의 시트이며, 예컨대, 가열 수축성이 작고, 또한, 기계적 외력에 대해 적절한 신축성을 구비하는 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 수지 연신 필름이나 PEN(폴리에틸렌나프탈레이트) 수지 필름 등으로 이루어지는 기재층(基材層)을 구비하고, 기재층 상에, 자외선을 조사하면 경화하여 점착력이 저하되는 UV 경화 풀이 적층되어 형성되는 점착면(T2a)을 구비한다. 한편, 익스팬드 시트(T2)의 기재층의 재질이나 두께 등은, 피가공물(W)의 종류, 피가공물(W)의 두께 등에 따라 적절히 변경할 수 있다.
도 4에서는 상측을 향한 상태의 익스팬드 시트(T2)의 점착면(T2a)의 외주 부분에, 원형의 개구를 구비한 환형 프레임(F)의 이면(Fb)이 접착된다. 또한, 피가공물(W)이 이면(Wb)측을 하측으로 향하게 하여, 환형 프레임(F)의 개구 내에 있어서 노출되어 있는 익스팬드 시트(T2)의 점착면(T2a)의 상방에 위치된다. 이때에는, 피가공물(W)의 중심이 환형 프레임(F)의 개구의 중심에 대략 합치하도록 위치 맞춤된다. 그리고, 피가공물(W)의 이면(Wb)이 익스팬드 시트(T2)의 점착면(T2a)에 밀어붙여져, 피가공물의 이면(Wb)에 익스팬드 시트(T2)가 접착된다. 이렇게 해서 피가공물(W)이 익스팬드 시트(T2)를 통해 환형 프레임(F)에 지지된 상태가 되고, 또한, 피가공물(W)의 표면(Wa)으로부터 보호 테이프(T1)가 박리된다.
계속해서, 익스팬드 시트(T2)를 통해 환형 프레임(F)에 의해 지지되어 있는 각 칩(C) 사이에 소정의 간격이 형성되도록, 익스팬드 시트(T2)를 확장시킨다. 이것은, 칩(C)으로 분할되어 익스팬드 시트(T2)를 통해 환형 프레임(F)에 의해 지지된 상태의 피가공물(W)은, 전체적으로 피가공물(W)의 형상이 유지되어 칩(C) 사이에 간격이 없기 때문에, 그 후의 피가공물(W)의 반송 시나, 익스팬드 시트(T2)로부터의 칩(C)의 픽업 시에, 인접하는 칩(C)끼리 서로 스침으로써, 칩 이지러짐이 발생하여 칩(C)의 품질이 저하되어 버리는 것을 방지하기 위함이다.
그러나, 확장된 익스팬드 시트(T2)의 환형 프레임(F)의 내주 가장자리(Fe)와 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd) 사이의 영역(T2c)이 늘어나고 처진 상태가 됨으로써, 환형 프레임(F)을 통한 피가공물(W)의 핸들링 시에, 익스팬드 시트(T2)의 처짐에 기인하여 칩(C)끼리 접촉함으로써 칩(C)이 손상되어 버리는 것을 방지할 필요가 있다. 그래서, 본 발명에 따른 칩 간격 유지 방법을 이하에 실시해 간다.
(1) 열수축 테이프 접착 단계
예컨대, 본 실시형태에서는, 익스팬드 시트(T2)의 환형 프레임(F)의 내주 가장자리(Fe)와 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd) 사이의 영역(T2c)에 복수의 열수축 테이프(T3)를 접착하는 열수축 테이프 접착 단계를 먼저 실시한다. 열수축 테이프(T3)는, 예컨대, 적어도 익스팬드 시트(T2)보다 큰 가열 수축성 및 기계적 외력에 대한 적절한 신축성을 구비하는 수지(예컨대, 폴리프로필렌 또는 폴리염화비닐 등)로 구성되고, 그 외형이 직사각형 형상으로 형성된다. 열수축 테이프(T3)는, 본 실시형태에서는 풀층으로 이루어지는 점착면을 구비하고 있으나, 점착면을 구비하지 않은 것이어도 좋다. 한편, 직사각형 형상의 열수축 테이프(T3)는, 예컨대, 외형이 링형으로 형성된 열수축 테이프보다 비용을 억제할 수 있고, 또한 접착도 보다 용이하게 행할 수 있다. 즉, 예컨대, 직사각형 형상의 열수축 테이프(T3)는, 길쭉한 형상의 열수축 테이프를 직선형으로 절단하는 것만으로 잘라낼 수 있으나, 링형의 열수축 테이프는, 원형 형상으로 절단해 갈 필요가 있기 때문에, 절단 작업에 번잡함을 수반하고, 또한, 폐기해야 할 부분이 많이 생겨 버리기 때문이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 익스팬드 시트(T2)의 환형 프레임(F)의 내주 가장자리(Fe)와 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd) 사이의 영역(T2c)에 대해, 피가공물(W)의 둘레 방향으로 일정한 간격을 두고 직사각형 형상의 열수축 테이프(T3)를 복수 매(예컨대, 도시한 예에서는 합계 18매) 환형으로 접착해 간다. 열수축 테이프(T3)가 세로 또는 가로 중 어느 한 방향으로 보다 신축하기 쉬운 특성을 구비하는 경우에는, 열수축 테이프(T3)의 신축하기 쉬운 방향과 피가공물(W)의 직경 방향을 합치시키면 바람직하다.
또한, 익스팬드 시트(T2)의 영역(T2c)에 대해, 피가공물(W)의 둘레 방향으로 일정한 간격을 두고 직사각형 형상의 열수축 테이프(T3)를 환형으로 복수 매(예컨대, 합계 18매) 접착한 후, 또한 직경 방향 외측에 또 일주(一周) 환형으로 열수축 테이프(T3)를 복수 매(예컨대, 합계 12매) 접착해도 좋다.
(2) 칩 간격 형성 단계
예컨대, 열수축 테이프 접착 단계를 실시한 후, 익스팬드 시트(T2)를 통해 환형 프레임(F)에 의해 지지된 상태의 피가공물(W)을, 도 6에 도시된 칩 간격 확장 장치(5)에 반송한다. 칩 간격 확장 장치(5)는, 익스팬드 시트(T2)를 확장시킴으로써, 각 칩(C)의 간격을 확장시킬 수 있는 장치이다. 칩 간격 확장 장치(5)는, 예컨대, 익스팬드 시트(T2)의 외부 직경보다 큰 외부 직경을 구비하는 환형 테이블(50)을 구비하고, 환형 테이블(50)의 개구(50c)의 직경은 익스팬드 시트(T2)의 외부 직경보다 작게 형성된다. 환형 테이블(50)의 외주부에는, 예컨대 4개(도시한 예에서는, 2개만 도시하고 있음)의 고정 클램프(52)가 균등하게 배치된다. 고정 클램프(52)는, 도시하지 않은 스프링 등에 의해 회전축(52c)을 축으로 회동 가능하게 이루어지고, 환형 테이블(50)의 유지면(50a)과 고정 클램프(52)의 하면 사이에 환형 프레임(F) 및 익스팬드 시트(T2)를 끼워 넣을 수 있다.
환형 테이블(50)의 개구(50c) 내에는, 원통형의 확장 드럼(53)이 높이 위치를 고정하여 배치되고, 환형 테이블(50)의 중심과 확장 드럼(53)의 중심은 대략 합치된다. 이 확장 드럼(53)의 외부 직경은, 익스팬드 시트(T2)의 외부 직경보다 작고, 또한, 피가공물(W)의 외부 직경보다 크게 형성된다.
확장 드럼(53)의 내주측에는, 피가공물(W)을 흡인 유지하는 흡인 유지 테이블(6)이 배치된다. 흡인 유지 테이블(6)은, 다공질 부재에 의해 형성되며 상면에 흡착면(600)을 갖는 흡착부(60)와, 흡착부(60)를 지지하는 프레임(61)과, 흡착부(60)에 흡인력을 전달하는 흡인원(62)을 구비한다. 흡착면(600)과 프레임(61)의 상면(610)은 동일면으로 형성되고, 흡인원(62)에 의해 생성된 흡인력이 흡착면(600)에 전달됨으로써, 흡착면(600) 상에 있어서 익스팬드 시트(T2)를 통해 피가공물(W)을 흡인 유지할 수 있다.
환형 테이블(50)은, 예컨대, 환형 테이블 승강 수단(55)에 의해 Z축 방향으로 상하 이동 가능하게 이루어진다. 환형 테이블 승강 수단(55)은, 예컨대 에어 실린더이며, 내부에 도시하지 않은 피스톤을 구비하고 기단측(-Z 방향측)에 바닥이 있는 바닥을 갖는 원통형의 실린더 튜브(550)와, 실린더 튜브(550)에 삽입되어 일단이 피스톤에 부착되는 피스톤 로드(551)를 구비한다. 피스톤 로드(551)의 다른 일단은, 환형 테이블(50)의 하면에 고정된다. 실린더 튜브(550)에 에어가 공급(또는, 배출)되어 실린더 튜브(550)의 내부의 압력이 변화함으로써, 피스톤 로드(551)가 Z축 방향으로 이동하여, 환형 테이블(50)이 Z축 방향으로 이동한다.
칩(C) 사이에 소정의 간격을 형성하기 위해서는, 예컨대, 기준 높이 위치에 위치된 환형 테이블(50)의 유지면(50a)에, 익스팬드 시트(T2)를 통해 환형 프레임(F)이 배치된다. 계속해서, 고정 클램프(52)를 회동시켜, 환형 프레임(F) 및 익스팬드 시트(T2)가 고정 클램프(52)와 환형 테이블(50)의 유지면(50a) 사이에 끼움 고정된 상태로 한다. 이 상태에서는, 환형 테이블(50)의 유지면(50a)과 확장 드럼(53)의 환형의 상단면은 동일한 높이 위치에 있으며, 확장 드럼(53)의 상단면이, 익스팬드 시트(T2)의 환형 프레임(F)의 내주 가장자리(Fe)와 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd) 사이의 영역(T2c)에, 익스팬드 시트(T2)의 기재면측(도 6에서의 하면측)으로부터 접촉한다. 또한, 익스팬드 시트(T2)의 기재면측 중 영역(T2c)보다 내주측은, 흡착면(600) 및 상면(610)에 의해 지지되지만, 흡착면(600)에 있어서의 흡인 유지는 행하지 않는다.
도 7에 도시된 바와 같이, 환형 테이블 승강 수단(55)이, 고정 클램프(52)와의 사이에 환형 프레임(F) 및 익스팬드 시트(T2)를 끼워 넣은 상태의 환형 테이블(50)을 -Z 방향으로 하강시킴으로써, 환형 테이블(50)의 유지면(50a)을 확장 드럼(53)의 상단면보다 하방의 익스팬드 시트 확장 위치에 위치시킨다. 그 결과, 확장 드럼(53)은 고정 클램프(52)에 대해 상대적으로 상승하고, 익스팬드 시트(T2)는, 확장 드럼(53)의 상단면에 의해 밀어 올려져 직경 방향 외측을 향해 방사형으로 확장된다. 또한, 열수축 테이프(T3)도, 익스팬드 시트(T2)의 점착력 및 수평 방향으로 가해지는 장력에 의해 확장된다. 그리고, 익스팬드 시트(T2)가 확장됨에 따라, 각 칩(C) 사이에 소정의 간격(V)이 형성된다. 한편, 간격(V)의 크기는, 환형 테이블(50)의 강하 위치에 따라 적절히 변경할 수 있는 크기이다.
한편, 열수축 테이프 접착 단계는, 예컨대, 칩 간격 형성 단계를 행한 후에 실시해도 좋다.
(3) 익스팬드 시트 수축 단계
칩 사이에 소정의 간격(V)이 형성된 후, 흡인원(62)과 흡착부(60)를 연통시켜 흡착면(600)에 흡인 작용을 가하여, 익스팬드 시트(T2) 중 영역(T2c)의 내주측을 흡인 유지한다. 그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 예컨대, 환형 테이블(50)의 유지면(50a)과 확장 드럼(53)의 환형의 상단면이 동일한 높이 위치가 되도록, 환형 테이블 승강 수단(55)이 환형 테이블(50)을 +Z 방향으로 상승시키면, 익스팬드 시트(T2)를 수평 방향으로 인장하는 힘이 없어져 익스팬드 시트(T2)의 텐션이 해제된다. 이에 따라, 익스팬드 시트(T2)의 환형 프레임(F)의 내주 가장자리(Fe)와 피가공물(W)의 외주 가장자리(Wd) 사이의 영역(T2c)이 늘어나고 처진 상태가 된다. 그 때문에, 도 8에 도시된 가열 수단(7)에 의해, 익스팬드 시트(T2)의 영역(T2c)을 열수축 테이프(T3)와 함께 가열한다.
가열 수단(7)은, 예컨대, 적외선을 방사할 수 있는 적외선 히터이며, 열수축 테이프(T3) 및 익스팬드 시트(T2)의 영역(T2c)을 상방으로부터 비접촉으로 가열한다. 한편, 가열 수단(7)은, 접촉식이어도 좋고, 또한, 열풍을 노즐로부터 분사할 수 있는 열풍 히터여도 좋다. 열수축 테이프(T3)의 열수축률은 크고, 또한, 열수축 테이프(T3)는 칩 간격 형성 단계에서 확장되었기 때문에, 가열 수단(7)에 의해 가열됨으로써, 예컨대 확장 전의 크기까지 직경 방향 내측을 향해 수축된다. 익스팬드 시트(T2)는, 가열 수단(7)에 의한 가열에 의한 열적 수축은 거의 하지 않으나, 열수축 테이프(T3)의 수축력이, 열수축 테이프(T3)가 접착되어 있는 익스팬드 시트(T2)의 영역(T2c)에 기계적 외력으로서 전파되기 때문에, 처져 있는 익스팬드 시트(T2)의 영역(T2c)이 직경 방향 내측을 향해 끌어 당겨져, 확장 전의 상태까지 수축된다. 또한, 가열 수단(7)에 의한 가열은, 열수축 테이프(T3) 및 익스팬드 시트(T2)의 영역(T2c)에 대해서만 행해지기 때문에, 인접하는 각 칩(C)의 간격(V)을 확장 후의 크기로 유지할 수 있다. 또한, 영역(T2c)의 내주측은 흡착면(600)에서 흡인 유지되기 때문에, 칩(C)이 움직이지 않아, 인접하는 칩(C)의 간격(V)을 확실하게 유지할 수 있다.
익스팬드 시트 수축 단계가 완료된 후, 익스팬드 시트(T2)를 통해 환형 프레임(F)에 지지된 상태의 복수의 칩(C)은, 도시하지 않은 픽업 장치에 반송되는데, 칩(C)끼리의 간격(V)이 확장된 상태는 유지되고, 또한, 익스팬드 시트(T2)는 처짐 없이 팽팽한 상태로 환형 프레임(F)에 접착된 상태로 되돌아가 있기 때문에, 환형 프레임(F)을 통한 피가공물(W)의 핸들링 시에 칩(C)끼리 접촉하여 손상되어 버리는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 칩 간격 유지 방법은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 또한, 첨부 도면에 도시되어 있는 레이저 가공 장치(1), 연삭 장치(2) 및 칩 간격 확장 장치(5)의 구성 등에 대해서도, 이것에 한정되지 않고, 본 발명의 효과를 발휘할 수 있는 범위 내에서 적절히 변경할 수 있다.
예컨대, 본 실시형태에서는, 레이저 가공 장치(1)에 의해 개질층(M)을 피가공물(W)에 형성한 후, 연삭 장치(2)에 의해 피가공물(W)의 연삭 및 분할을 행하고 있으나, 피가공물(W)의 분할을 연삭 장치(2)에 의한 연삭에 의해 행하는 것이 아니라, 칩 간격 확장 장치(5)에 의해 익스팬드 시트(T2)를 확장시켜 피가공물(W)의 분할을 행하고, 동시에 칩 사이에 소정의 간격을 형성하는 것으로 해도 좋다.
또한, 피가공물(W)의 분할을 레이저 가공 장치(1)를 이용하지 않고 행해도 좋다. 즉, 먼저, 회전 가능한 절삭 블레이드를 구비하는 절삭 장치에 의해, 피가공물(W)에 표면(Wa)측으로부터 분할 예정 라인(S)을 따라 절삭 가공을 실시하여, 피가공물(W)에 소정의 깊이의 가공홈을 형성한 후, 피가공물(W)을 이면(Wb)측으로부터 가공홈의 바닥부가 노출되는 높이 위치까지 연삭함으로써, 칩으로 분할하는 것으로 해도 좋다. 그 후, 칩 간격 확장 장치(5)에 의해 익스팬드 시트(T2)를 확장시켜, 칩 사이에 소정의 간격을 형성하는 것으로 해도 좋다.
W: 피가공물 Wa: 피가공물의 표면
Wb: 피가공물의 이면 S: 분할 예정 라인
D: 디바이스 M: 개질층
C: 칩 T1: 보호 테이프
T1a: 보호 테이프의 점착면 T2: 익스팬드 시트
T2a: 익스팬드 시트의 점착면 T2b: 익스팬드 시트의 기재면
T3: 열수축 테이프 1: 레이저 가공 장치
10: 척 테이블 10a: 척 테이블의 유지면
11: 레이저광 조사 수단 111: 집광기
112: 집광 렌즈 12: 가공 이송 수단
14: 얼라인먼트 수단 140: 적외선 카메라
2: 연삭 장치 20: 유지 테이블
20a: 유지 테이블의 유지면 23: Y축 방향 이송 수단
21: 연삭 수단 210: 회전축
212: 모터 213: 마운트
214: 연삭 휠 214a: 휠 베이스
214b: 연삭 지석 5: 칩 간격 확장 장치
50: 환형 테이블 50a: 환형 테이블의 유지면
50c: 환형 테이블의 개구 52: 고정 클램프
53: 확장 드럼 55: 환형 테이블 승강 수단
550: 실린더 튜브 551: 피스톤 로드
6: 흡인 유지 테이블 60: 흡착부
600: 흡착면 61: 프레임
610: 상면 62: 흡인원
7: 가열 장치

Claims (1)

  1. 익스팬드 시트에 접착된 상태로 상기 익스팬드 시트를 통해 환형 프레임에 의해 지지되는 피가공물을 구성하는 복수의 칩의 간격을 확장된 상태로 유지하는 칩 간격 유지 방법으로서,
    상기 익스팬드 시트를 확장시켜 상기 칩 사이에 간격을 형성하는 칩 간격 형성 단계와,
    상기 칩 간격 형성 단계를 실시한 후, 상기 칩 사이의 간격을 유지한 상태로 환형 프레임의 내주 가장자리와 피가공물의 외주 가장자리 사이의 익스팬드 시트를 가열하여 피가공물의 외주측에서 늘어난 상기 익스팬드 시트를 수축시키는 익스팬드 시트 수축 단계를 구비하고,
    적어도 상기 익스팬드 시트 수축 단계를 실시하기 전에, 환형 프레임의 내주 가장자리와 피가공물의 외주 가장자리 사이의 익스팬드 시트에 복수의 열수축 테이프를 접착하는 열수축 테이프 접착 단계를 더 구비하며,
    상기 익스팬드 시트 수축 단계에서는 환형 프레임의 내주 가장자리와 피가공물의 외주 가장자리 사이의 익스팬드 시트를 상기 열수축 테이프와 함께 가열함으로써 상기 열수축 테이프가 접착된 영역의 상기 익스팬드 시트를 수축시키는 것인, 칩 간격 유지 방법.
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