(57)【要約】【課題】外的刺激を伴う加工が施されたか否かを外観から判別できる被加工物ユニットを提供すること。【解決手段】ウエーハ２と、ウエーハ２に貼着されたテープ６と、テープ６の外周縁が貼着され中央に開口７Ａを有した環状フレーム７とを有し、環状フレーム７の開口７Ａにテープ６を介してウエーハ２が配置された被加工物ユニット１であって、テープ６は冷却に伴う温度変化によって可逆的に変色する変色層を有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物と、被加工物に貼着されたテープと、該テープの外周縁が貼着され中央に開口を有した環状フレームと、を有し、該環状フレームの該開口に該テープを介して被加工物が配置された被加工物ユニットであって、
該テープが外的刺激で可逆的に変色する被加工物ユニット。
【請求項２】
該外的刺激は温度変化である、請求項１に記載の被加工物ユニット。
【請求項３】
該テープは、第１の温度で第１の色に変色し、該第１の温度と異なる第２の温度で該第１の色とは異なる第２の色に変色する、請求項１または２に記載の被加工物ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物と、被加工物に貼着されたテープと、テープの外周縁が貼着され中央に開口を有した環状フレームと、を有した被加工物ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体ウエーハ等の板状の被加工物と、被加工物に貼着されたテープと、テープの外周縁が貼着され中央に開口を有した環状フレームとを有した被加工物ユニットが知られている。この種の被加工物ユニットは、被加工物の分割予定ライン上に配設されたＴＥＧ（Test  Element  Group）や、被加工物とテープとの間に貼着されたＤＡＦ（Die  Attach  Film）といった延性物を備えることがある。テープをエキスパンド（拡張）して延性物と共に被加工物を分割する場合、被加工物ユニットを冷却（外的刺激を付与）することにより、該延性物の延性を低下させて効率良く分割する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０４９５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、冷却が十分であるか否かは外観で判別できないため、冷却が不十分な状態でエキスパンドした場合には、延性物が延びて分割されないという問題がある。しかも、一度テープをエキスパンドしてしまうとテープが延びるため、延びたテープでは充分にエキスパンドできず、再度被加工物ユニットを冷却しても延性物を分割することができない。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、外的刺激を伴う加工が施されたか否かを外観から判別できる被加工物ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被加工物と、被加工物に貼着されたテープと、該テープの外周縁が貼着され中央に開口を有した環状フレームと、を有し、該環状フレームの該開口に該テープを介して被加工物が配置された被加工物ユニットであって、該テープが外的刺激で可逆的に変色するものである。
【０００７】
この構成によれば、テープは外的刺激によって変色するため、外的刺激を伴う加工がされたか否かを外観から容易に判別することができる。従って、加工済みでない被加工物を次工程に投入してしまうことで生じる不具合を防止できる。
【０００８】
この構成において、該外的刺激は温度変化であってもよい。
【０００９】
また、該テープは、第１の温度で第１の色に変色し、該第１の温度と異なる第２の温度で該第１の色とは異なる第２の色に変色する構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかる被加工物ユニットは、テープが外的刺激によって変色するため、外的刺激を伴う加工がされたか否かを外観から容易に判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本実施形態に係る被加工物ユニットの構成例を示す斜視図である。
【図２】図２は、被加工物ユニットの部分断面図である。
【図３】図３は、被加工物ユニットのウエーハの分割予定ラインに沿って改質層を形成する工程を示す図である。
【図４】図４は、冷却下でウエーハを分割する前の状態を示す図である。
【図５】図５は、冷却下でウエーハを分割した後の状態を示す図である。
【図６】図６は、テープが十分に冷却された被加工物ユニットを示す下面図である。
【図７】図７は、テープの冷却が不十分な被加工物ユニットを示す下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る被加工物ユニットの構成例を示す斜視図である。図２は、被加工物ユニットの部分断面図である。被加工物ユニット１は、図１に示すように、被加工物としてのウエーハ２と、ウエーハ２に貼着されたテープ６と、テープ６の外縁６１が貼着され中央に開口７Ａを有した環状フレーム７とを備えて構成される。環状フレーム７は、ウエーハ２よりも大径の開口７Ａを備え、この開口７Ａ内にウエーハ２がテープ６を介して保持される。
【００１４】
ウエーハ２は、シリコンを母材とする円板状の半導体ウエーハや、サファイア、ＳｉＣ（炭化ケイ素）などを母材とする光デバイスウエーハである。ウエーハ２は、表面２Ａに形成された格子状の分割予定ライン（切削予定ライン）３によって区画された複数の領域にデバイス４が形成されている。また、分割予定ライン３には、延性物であるＴＥＧ（Test  Element  Group）８が形成されている。ＴＥＧ８は、延性を有する金属等で形成され、デバイス４の設計、製造上の問題を見つけ出すためのテストパターンである。ＴＥＧ８は、ウエーハ２の分割予定ライン３の予め定められた所定位置に配置されている。本実施形態では、被加工物として円板状のウエーハを例示したが、ウエーハだけでなく、矩形板状に形成されたパッケージ基板、セラミクス基板、ガラス基板などを用いてもよい。
【００１５】
テープ６は、図２に示すように、伸縮性を有する合成樹脂で構成された基材６Ａと、基材６Ａの上面側に積層して配置される粘着層（糊層）６Ｂと、基材６Ａの下面側に積層して配置される変色層（変色部）６Ｃとを有する、例えばエキスパンドテープである。このテープ６は、粘着層６Ｂを上面にしてウエーハ２の裏面２Ｂに貼着される。本実施形態の変色層６Ｃは、冷却に伴う温度変化（外的刺激）によって、例えば、所定の第１の温度（例えば、０℃）以下になると無色から第１の色に変色する第１示温インクと、この第１の温度よりも低い（異なる）所定の第２の温度（例えば、−１００℃）以下になると無色から第１の色と異なる第２の色に変色する第２示温インクとを含んで形成される。第１示温インクと第２示温インクとはそれぞれ変色層６Ｃの全面に分散されている。第１示温インク及び第２示温インクの変色はそれぞれ可逆であり、テープ６（被加工物ユニット１）の温度によって変色可能である。この構成によれば、作業員は、変色層６Ｃが第１の色または第２の色（第１の色と混合した色も含む）のいずれに変色しているかを観察することによって、被加工物ユニット１のおおよその冷却温度を外観から容易に判別することができる。なお、本実施形態では、第１示温インク及び第２示温インクは、それぞれ所定温度以下への温度変化によって無色から有色に変色する構成としたが、変色後の色彩が予めわかっていれば、有色から異なる有色に変色してもよい。
【００１６】
次に、変色層６Ｃが設けられたテープ６を介してウエーハ２が環状フレーム７に支持された被加工物ユニット１の加工手順を説明する。本実施形態では、被加工物ユニット１を冷却した状態でテープ６の拡張（クールエキスパンド加工）によりウエーハ２をデバイスチップに分割する。図３は、被加工物ユニットのウエーハの分割予定ラインに沿って改質層を形成する工程を示す図である。図４は、冷却下でウエーハを分割する前の状態を示す図である。図５は、冷却下でウエーハを分割した後の状態を示す図である。図６は、テープが十分に冷却された被加工物ユニットを示す下面図である。図７は、テープの冷却が不十分な被加工物ユニットを示す下面図である。
【００１７】
まず、図３に示すレーザ加工装置２０によって、ウエーハ２の内部に分割予定ライン３に沿って改質層９を形成する。改質層９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変質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。レーザ加工装置２０は、レーザ光線２１Ａをウエーハ２に向けて照射する照射ヘッド２１と、この照射ヘッド２１とＸ方向に横並びに配置された撮像部２２とを備える。照射ヘッド２１は、ウエーハ２に対して透過性を有する波長のレーザ光線を発振する発振器（不図示）と、発振されたレーザ光線を集光する集光器（不図示）とを備え、ウエーハ２に向けて照射されるレーザ光線２１Ａの集光位置（フォーカス位置）をＺ方向（鉛直方向）に調整する。撮像部２２は、照射ヘッド２１に対するウエーハ２の配置状況及びウエーハ２への加工状況などを撮像するカメラである。
【００１８】
被加工物ユニット１は、チャックテーブル（不図示）に保持される。このチャックテーブルは、上記したＸ方向に移動可能に構成される。また、チャックテーブルは、鉛直方向と平行な軸心回りに回転可能に構成されている。本実施形態では、被加工物ユニット１を保持するチャックテーブルがＸ方向に移動する構成としたが、被加工物ユニット１に対して、レーザ加工装置２０がＸ方向に相対的に移動すれば、レーザ加工装置２０がＸ方向に移動する構成としてもよい。
【００１９】
ウエーハ２の内部に改質層９を形成する場合、レーザ加工装置２０は、撮像部２２によりウエーハ２の表面２Ａを撮像し、分割予定ライン３の位置を割り出した後、集光器によって集光されるレーザ光線２１Ａの集光位置をウエーハ２の内部に位置付ける。そして、チャックテーブルをＸ１方向に加工送りしつつ、ウエーハ２の分割予定ライン３に沿ってレーザ光線２１Ａを照射する。これにより、ウエーハ２の内部に分割予定ライン３に沿って改質層９が形成される。ここで、１つの分割予定ライン３に対して、ウエーハ２の厚み方向に複数段（例えば３段）の改質層９を形成してもよい。すべての分割予定ライン３に沿って改質層９が形成されると、該改質層９を形成する工程を終了する。
【００２０】
続いて、図４に示す拡張装置３０を用いて、テープ６を拡張することにより分割予定ライン３に沿ってウエーハ２を分割する。本実施形態の拡張装置３０は、冷却チャンバ５０内に配置されており、被加工物ユニット１を冷却した状態でテープ６の拡張（クールエキスパンド加工）を実行する。冷却チャンバ５０は冷気供給口（不図示）を備え、該冷気供給口から冷気を供給して冷却チャンバ５０内を所望する温度に冷却することが可能となっている。
【００２１】
拡張装置３０は、フレーム保持テーブル３１と、昇降ユニット３２と、テープ拡張ドラム３３と、撮像部３４とを備える。フレーム保持テーブル３１は環状に形成されており、環状フレーム７を載置する載置面３１Ａと、環状フレーム７を保持するクランプ３１Ｂとが設けられている。昇降ユニット３２は、フレーム保持テーブル３１の下方に配置されて該フレーム保持テーブル３１を昇降する。昇降ユニット３２は、複数のエアシリンダ３２Ａを備えて構成され、各エアシリンダ３２Ａのピストンロッド３２Ｂがフレーム保持テーブル３１の下面に連結されている。昇降ユニット３２は、ピストンロッド３２Ｂを伸縮することにより、フレーム保持テーブル３１の載置面３１Ａをテープ拡張ドラム３３の上端３３Ａと略同一高さとなる基準位置と、該上端３３Ａより所定量下方の拡張位置との間を上下方向に移動させる。
【００２２】
テープ拡張ドラム３３は、上記した環状のフレーム保持テーブル３１の内側に配置された筒状体であり、被加工物ユニット１のウエーハ２よりも大きく、環状フレーム７の開口７Ａよりも小さい内径及び外径を備えている。このため、テープ拡張ドラム３３の上端３３Ａは、被加工物ユニット１におけるウエーハ２と環状フレーム７との間のテープ６に接触する。撮像部３４は、例えば、テープ拡張ドラム３３内に配置されて、被加工物ユニット１の下面側から主としてテープ６を撮像するカメラである。撮像された画像は、カラーモニタ等の表示装置（不図示）に表示され、作業員がテープ６の色を確認できるようになっている。
【００２３】
ウエーハ２を分割する場合、図６に示すように、被加工物ユニット１を拡張装置３０のフレーム保持テーブル３１に保持する。具体的には、フレーム保持テーブル３１の載置面３１Ａに環状フレーム７を載置するとともに、この環状フレーム７をクランプ３１Ｂで保持する。この際、フレーム保持テーブル３１の載置面３１Ａは、テープ拡張ドラム３３の上端３３Ａと略同一高さとなる基準位置に位置付けられるように、昇降ユニット３２のピストンロッド３２Ｂを伸長する。
【００２４】
次に、冷気供給口から冷気を供給して冷却チャンバ５０内を所望する温度に冷却する。これにより、冷却チャンバ５０内の被加工物ユニット１（テープ６）は、所望する温度に冷却される。本実施形態では、被加工物ユニット１のテープ６は、温度変化（外的刺激）により所定の第１の温度に達すると第１の色に変色する第１示温インクと、第１の温度よりも低い所定の第２の温度に達すると第２の色に変色する第２示温インクとを含んで形成される。ここで、ウエーハ２の分割予定ライン３上に設けられたＴＥＧ８のような延性物は、所定の基準温度（例えば−８０℃）より低い温度に冷却すると延性が低下することにより効率良く分割できることが判明している。この基準温度は、延性物の種類、材質、または大きさ等によって変動するため、事前の実験等によって設定される。本実施形態では、第２の温度（例えば−１００℃）は、基準温度（−８０℃）よりも低い温度に設定され、第１の温度（例えば、０℃）は、基準温度よりも高い温度に設定されている。
【００２５】
このため、作業員は、テープ６の変色の有無、及び、変色された領域の大きさを観察することによって、被加工物ユニット１（ＴＥＧ８）が基準温度以下に冷却されているか否かを外観から容易に判別することができる。具体的には、図６に示すように、第２の色に変色した領域６５の外縁６５Ａがウエーハ２の外周部よりも外側に達していれば（図６ではテープ６の外縁６１まで達している）、作業員は、少なくともＴＥＧ８（図１）が配置されているウエーハ２は第２の温度以下に冷却されていると判別することができる。これにより、図５に示すように、昇降ユニット３２のピストンロッド３２Ｂを収縮させて、フレーム保持テーブル３１の載置面３１Ａを拡張位置に低下させる。従って、フレーム保持テーブル３１の載置面３１Ａに固定されている環状フレーム７も下降するため、環状フレーム７に装着されたテープ６は、テープ拡張ドラム３３の上端３３Ａに当接して拡張される。この結果、テープ６に貼着されているウエーハ２に対して放射状に引張力が作用するため、ウエーハ２は分割予定ライン３に形成された改質層９（図４）に沿ってデバイスチップ１１に分割される。この際、分割予定ライン３上のＴＥＧ８は、第２の温度以下に冷却されて延性が低下しているため、ウエーハ２と共にＴＥＧ８を確実に破断することができる。
【００２６】
一方、図７に示すように、第１の色に変色した領域６６がウエーハ２の内側に存在する場合には、作業員は、ウエーハ２の全体が第２の温度以下に冷却されていないため、一部のＴＥＧ８についても十分に冷却されておらず、分割不良が生じるおそれがあると判断できる。このため、冷却が十分でない場合には、少なくとも第２の色に変色した領域６５の外縁６５Ａがウエーハ２の外周部よりも外側に達するまで冷却を継続することにより、分割不良の発生を未然に防ぐことができる。
【００２７】
以上、本発明の実施形態によれば、被加工物ユニット１のテープ６は、温度変化（外的刺激）により所定の第１の温度に達すると第１の色に可逆的に変色し、第１の温度よりも低い所定の第２の温度に達すると第２の色に可逆的に変色するため、外的刺激を伴う加工が施されたか否かを外観から容易に判別することができる。
【００２８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。すなわち、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。例えば、本実施形態では、被加工物ユニット１は、延性物として、ウエーハ２が分割予定ライン３上にＴＥＧ８を備えた構成としたが、これに限るものではなく、延性物としてウエーハ２とテープ６との間に貼着されたＤＡＦ（Die  Attach  Film）を備えた構成としてもよい。このＤＡＦはダイボンディング用の接着シートであり、ウエーハ２よりも大きく形成されている。このため、例えば、第２の色に変色した領域６５の外縁６５ＡがＤＡＦの外周部よりも外側に達していれば、作業員は、少なくともＤＡＦは第２の温度以下に冷却されていると判別することができる。一方、第１の色に変色した領域６６がＤＡＦの内側に存在する場合には、作業員は、ＤＡＦの全体が第２の温度以下に冷却されていないため、ＤＡＦの破断不良が生じるおそれがあると判断できる。
【００２９】
また、本実施形態では、テープ６は、延性物としてのＴＥＧ８の延性を低下させる基準温度よりも高い第１の温度で変色する第１示温インクと、第１の温度及び基準温度よりも低い第２の温度で変色する第２示温インクとを備えた構成としたが、該第２の温度で変色する単一の示温インクを備えた構成としてもよい。この構成によれば、冷却対象とする領域が第２の温度以下に冷却されたか否かを判断することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  被加工物ユニット
２  ウエーハ（被加工物）
３  分割予定ライン
６  テープ
６Ｃ  変色層
７  環状フレーム
７Ａ  開口
８  ＴＥＧ（延性物）
９  改質層
１１  デバイスチップ
２０  レーザ加工装置
３０  拡張装置
３１  フレーム保持テーブル
３２  昇降ユニット
３３  テープ拡張ドラム
３４  撮像部
５０  冷却チャンバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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