(57)【要約】【課題】板状ワークに貼着される拡張テープとして熱された後に冷却される過程で収縮する性質を有するものを使用する場合において、拡張テープの拡張によるチップ間隔の拡張後に拡張テープのうち板状ワーク貼着部分の外周側に生じるたるみの除去を迅速に行う。【解決手段】開口部において拡張テープ１０４を介して分割前の板状ワーク１００又はチップに分割済みの板状ワークを支持する環状フレーム１０５を保持するフレーム保持手段と、フレーム保持手段と板状ワークとを板状ワーク表面の垂直方向に離反させて拡張テープ１０４を拡張してチップ間隔を拡張するチップ間隔形成手段とを有するテープ拡張装置を用い、熱した後に冷却することによって冷却する過程において収縮する拡張テープ１０４を拡張し、拡張によって生じたたるみ部１０４ａに対して加熱手段４を用いて加熱を行うとともに冷却手段４を用いて冷却を行う。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部において拡張テープを介して分割前の板状ワーク又は複数のチップに分割された板状ワークを支持する環状フレームを保持するフレーム保持手段と、
該フレーム保持手段と板状ワークとを板状ワーク表面の垂直方向に離反させて該拡張テープを拡張することにより、該分割前の板状ワークを分割予定ラインに沿って複数のチップに分割してチップ間隔を所望の距離に拡張するか、又は、分割された板状ワークのチップ間隔を所望の距離に拡張するチップ間隔形成手段と、
を有するテープ拡張装置であって、
該拡張テープは、熱した後に冷却することによって、冷却する過程において収縮する性質を有し、
該拡張テープの拡張された箇所を加熱する加熱手段と、
該拡張テープの拡張された箇所を冷却する冷却手段と、
を有するテープ拡張装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分割前の板状ワークに貼着された拡張テープを拡張することにより当該板状ワークを個々のチップに分割してチップ間の間隔を所望の距離に拡張する機能や、チップに分割され全体として分割前の形状を維持した状態の板状ワークに貼着された拡張テープを拡張することによりチップ間の間隔を所望の距離に拡張する機能を有するテープ拡張装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハ等の板状ワークを分割加工する方法として、板状ワークの分割予定ラインに沿ってその内部にレーザ光を集光して連続的な改質層を形成し、板状ワークに外力を加えることによってチップ間の間隔を広げて分割する方法がある。この方法においては、板状ワークの裏面に貼着したテープを拡張させるときの力が外力として用いられている。また、テープを拡張する力を外力として用いる技術は、板状ワークをチップに分割する場合だけでなく、チップに分割済みで全体として分割前の形状を維持した状態で拡張テープに貼着された板状ワークのチップ間隔を所望の距離に広げる場合にも、利用されている。板状ワークが半導体ウェーハであり、その裏面にＤＡＦ(Die Attach Film)と称されるダイボンド用のフィルム状接着剤が貼着されている場合においても、同様の技術が利用されている。
【０００３】
しかし、フィルム状接着剤は、非常に柔軟な糊状の物質により形成されているため、テープの拡張時にはフィルム状接着材も伸びてしまい、フィルム状接着材を確実に破断することは困難である。そこで、フィルム状接着剤を冷却しながら破断を行うことで、フィルム状接着剤が伸びるのを抑止し、板状ワークとともにフィルム状接着材も破断できるようにした破断方法も試みられている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、テープを拡張させたままにしておくと、後の搬送等に支障をきたすため、拡張した拡張テープのたるみをとるために、ヒータから熱を与えて拡張テープを収縮させる技術も提案されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２７２５０号公報
【特許文献２】特開２００６−１１４６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、拡張テープの中には、加熱された後に冷却される過程において収縮する性質を有するものもあり、このような拡張テープについてたるみ部分を十分に収縮させてたるみを除去するには、拡張テープを熱した後に拡張テープから熱が十分放出されるのを待つ必要があり、処理効率が悪いという問題があった。
【０００７】
本発明は、これらの事実に鑑みて成されたものであり、その主な技術的課題は、板状ワークに貼着される拡張テープとして加熱された後に冷却される過程において収縮する性質を有するものを使用する場合において、拡張テープの拡張によってチップ間の間隔を所望の距離にした後に、拡張テープのうち板状ワーク貼着部分の外周側に生じるたるみの除去を迅速に行うことができるテープ拡張装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、開口部において拡張テープを介して分割前の板状ワーク又は複数のチップに分割された板状ワークを支持する環状フレームを保持するフレーム保持手段と、フレーム保持手段と板状ワークとを板状ワーク表面の垂直方向に離反させて拡張テープを拡張することにより、分割前の板状ワークを分割予定ラインに沿って複数のチップに分割してチップ間隔を所望の距離に拡張するか、又は、分割された板状ワークのチップ間隔を所望の距離に拡張するチップ間隔形成手段とを有するテープ拡張装置に関するもので、拡張テープは、熱した後に冷却することによって冷却する過程において収縮する性質を有し、テープ拡張装置は、拡張テープの拡張された箇所を加熱する加熱手段と、拡張テープの拡張された箇所を冷却する冷却手段とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るテープ拡張装置は、加熱手段とともに冷却手段を備えたことにより、拡張テープを加熱した後に迅速に冷却することができるため、たるみ除去を迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】テープ拡張装置の第１の例を示す分解斜視図である。
【図２】拡張テープを介して環状フレームと一体となって支持された板状ワークを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図３】テープ拡張装置の保持ユニットがケーシングに収容されフレーム押さえ部が載置された状態を示す斜視図である。
【図４】テープ拡張装置の蓋体を上昇させた状態を示す分解斜視図である。
【図５】保持ユニットにおいて拡張テープを介して環状フレームと一体となって支持された板状ワークを保持した状態を略示的に示す断面図である。
【図６】加熱冷却手段の一例を下から見た状態を示す斜視図である。
【図７】加熱冷却手段の底面図である。
【図８】フレーム支持部に環状フレームを載置した状態を略示的に示す断面図である。
【図９】フレーム支持部とフレーム押さえ部とでフレームを挟持した状態を略示的に示す断面図である。
【図１０】拡張テープを拡張させた状態を略示的に示す断面図である。
【図１１】拡張テープにたるみ部が形成された状態を略示的に示す断面図である。
【図１２】たるみ部に加熱及び冷却を行う状態を略示的に示す断面図である。
【図１３】たるみ部が収縮した状態を略示的に示す断面図である。
【図１４】テープ拡張装置の第２の例を略示的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に示すテープ拡張装置１は、例えば図２（ａ）、（ｂ）に示す分割前の板状ワーク１００を分割加工する装置である。板状ワーク１００は、例えば図２（ａ）に示すように、その表面１００ａに、分割予定ライン１０１によって区画されて複数のチップ領域１０２が形成されたものである。図２（ｂ）に示すように、裏面１００ｂにはＤＡＦ（Die Attach Film）と称されるフィルム状接着剤１０３が貼着されており、フィルム状接着剤１０３が拡張テープ１０４に貼着されている。拡張テープ１０４の周縁部には、リング状に形成され開口部１０５ａが形成された環状フレーム１０５が貼着されており、板状ワーク１００は、開口部１０５ａにおいて拡張テープ１０４を介して環状フレーム１０５と一体となって支持された状態となっている。以下では、このように拡張テープ１０４を介して環状フレーム１０５と一体となって支持された板状ワーク１００のことを、「フレームつきワーク１０」と称する。なお、板状ワーク１００の裏面１００ｂにフィルム状接着剤１０３が貼着されない場合もある。また、ワークは特に限定はされないが、例えばシリコンウェーハ等の半導体ウェーハや、半導体ウェーハの裏面に設けられるＤＡＦ等の粘着部材、あるいは半導体製品のパッケージ、セラミックス、ガラス、サファイア（Al2O3）系の無機材料基板、さらには、ミクロンオーダーの加工位置精度が要求される各種加工材料が挙げられる。
【００１２】
拡張テープ１０４は、常温では伸縮性を有し、所定温度（例えば７０℃）以上に加熱した後に冷却することにより、冷却される過程において収縮する性質を有する。拡張テープ１０４の基材としては、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリオレフィン等の合成樹脂シートが挙げられ、粘着層としてはアクリル樹脂が挙げられる。
【００１３】
図２（ａ）に示す板状ワーク１００には、例えばレーザ加工が施されている。レーザ加工は、板状ワーク１００に対する透過性を有するレーザ光を板状ワーク１００の内部に集光することにより分割予定ライン１０１に沿って改質層を形成する加工である。改質層は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性のいずれかがその周囲とは異なる状態となった層のことであり、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等があり、これらが混在した領域もある。
【００１４】
図１に示すテープ拡張装置１は、図２に示した板状ワーク１００及びフィルム状接着剤１０３、拡張テープ１０４並びに環状フレーム１０５を保持する保持ユニット２と、保持ユニット２との間で環状フレーム１０５を挟持するフレーム押さえ部３と、保持ユニット２において保持された拡張テープ１０４に対する加熱及び冷却の機能を有する加熱冷却手段４と、加熱冷却手段４を上方から覆う蓋部材５とを備えている。
【００１５】
図１に示すように、保持ユニット２は、拡張テープ１０４を介して板状ワーク１００を吸引保持して昇降可能であるワーク保持テーブル２０と、ワーク保持テーブル２０において環状フレーム１０５を下方から支持するフレーム支持部２１と、ワーク保持テーブル２０を昇降させることによりワーク保持テーブル２０に保持された板状ワーク１００を昇降させるワーク昇降手段２２と、フレーム支持部２１を昇降させるフレーム昇降手段２３とを有している。図１に示した環状フレーム１０５は、フレーム支持部２１とフレーム押さえ部３とによって挟持されるため、フレーム支持部２１とフレーム押さえ部３とでフレーム保持手段６が構成される。
【００１６】
フレーム昇降手段２３は、少なくとも３つ（図示の例では４つ）のエアシリンダによって構成されており、シリンダチューブ２３０とピストンロッド２３１とから構成されている。ピストンロッド２３１の上端がフレーム支持部２１の下面に固定されており、ピストンロッド２３１の昇降によりフレーム支持部２１を昇降させる構成となっている。
【００１７】
図１に示した保持ユニット２は、図３に示すように、ケーシング７に収容される。ケーシング７の側面には開閉扉７０が配設されており、開閉扉７０を開けた状態では、図２に示したフレームつきワーク１０をケーシング７に対して搬出入することができる。また、図４に示すように、加熱冷却手段４は蓋部材５の内側に収容される。
【００１８】
図５に示すように、ワーク保持テーブル２０は、上面が平面上に形成され無数の気孔を有する多孔質体により形成された吸着部２００と、吸着部２００を下方及び外周側から支持する枠体２０１とを有している。吸着部２００の上面と枠体２０１の上面とは面一となっている。吸着部２００は、枠体２０１を貫通するエア流路２０２を介して吸引源２０３と連通しており、吸引源２０３からの負圧により、拡張テープ１０４及び板状ワーク１００を吸引保持する。枠体２０１は、その外径がフレーム支持部２１及びフレーム押さえ部３の内径より小さく形成されているため、ワーク保持テーブル２０の外周面とフレーム支持部２１及びフレーム押さえ部３の内周面との間には隙間８が形成されている。
【００１９】
図５に示すように、ワーク昇降手段２２は、例えばエアシリンダであり、シリンダチューブ２２０とピストンロッド２２１とから構成されている。ピストンロッド２２１の上端が枠体２０１の下面に固定されており、ピストンロッド２２１の昇降によりワーク保持テーブル２０を昇降させる構成となっている。
【００２０】
図５に示すように、フレーム支持部２１とフレーム押さえ部３とでフレーム１０５を挟持し、その状態でワーク保持テーブル２０を上昇させると、拡張テープ１００が拡張されて板状ワーク１００の個々のチップ１０２に分割し、さらにチップ間隔を所望の距離にすることができる。したがって、保持ユニット２及びフレーム押さえ部３は、環状フレーム１０５と板状ワーク１００とを板状ワーク１００の表面１００ａと垂直方向に交わる方向（本例では鉛直方向）に離反させて拡張テープ１０４を拡張し分割予定ライン１０１に沿って個々のチップ１０２に分割してチップ間隔を所望の距離に拡張するチップ間隔形成手段９として機能する。
【００２１】
図６は、図１、４及び５に示した加熱冷却手段４を下からみた状態を示しており、加熱冷却手段４は、円形の基盤４０と、基盤４０の中心に連結され基盤４０とともに回転可能な軸部４１と、基盤４０の周縁部から下方に突出形成したリング基台４２と、リング基台４２に設けられた複数の加熱手段４３及び複数の冷却手段４４とから構成されている。図示の例では、加熱手段４３及び冷却手段４４は埋設されており、例えば、加熱手段４３としてはヒータや熱風を送出する加熱ブロー、冷却手段４４としては冷たい風を送出する冷却ブローを用いることができる。図６及び図７に示す例では、加熱手段４３及び冷却手段４４は、リング基台４２の周方向に沿って交互に配設されている。図７の例では、４５度おきに加熱手段４３及び冷却手段４４が交互に配設されており、リング基台４２が矢印Ａ方向に回転することにより加熱手段４３及び冷却手段４４も回転する構成となっている。
【００２２】
次に、図２に示した板状ワーク１００を個々のチップ１０２に分割してチップ間隔を拡張する方法について説明する。最初に、図８に示すように、フレーム支持部２１に環状フレーム１０５を載置する。このとき、フレーム昇降手段２３による制御により、フレーム支持部２１の上面は、ワーク保持テーブル２０の吸着部２００の上面よりも若干上方に位置している。隙間８の上方には、加熱冷却手段４を構成するリング基台４２に設けられた加熱手段４３及び冷却手段４４（図７参照）が位置している。
【００２３】
次に、図９に示すように、フレーム昇降手段２３のピストンロッド２３１を上昇させることにより、フレーム支持部２１とフレーム押さえ部３との間で環状フレーム１０５を上下から挟持する。このときのフレームつきワーク１０の位置が待機位置となる。そして、図１０に示すように、フレーム支持部２１とフレーム押さえ部３とで環状フレーム１０５が挟持された状態を維持しつつ、エアシリンダ２２による制御によりピストンロッド２２１を上昇させてワーク保持テーブル２０を上昇させることにより、吸着部２００の上面及び枠体２０１の上面を拡張テープ１０４の裏面に接触させ、さらにワーク保持テーブル２０を上昇させて拡張テープ１０４及び板状ワーク１００を上昇させる。そうすると、拡張テープ１０４の周縁部に貼着された環状フレーム１０５はフレーム支持部２１とフレーム押さえ部３とで挟持されて動かない一方、板状ワーク１００が貼着された部分及びその外周側の拡張テープ１０４は上昇するため、拡張テープ１０４が開口部１０５ａ（図２参照）の中心を基準に放射方向に伸張される。そして、拡張テープ１０４が伸びると、板状ワーク１００の内部に形成されていた変質層部分に水平方向の外力が作用し、分割予定ライン１０１が縦横に分離されて隣り合うチップ１０２の間の間隔が広がり、個々のチップ１０２に分割される。また、板状ワーク１００の裏面１００ｂに貼着されているフィルム状接着剤１０３も破断される。そして、チップ１０２への分割後もワーク保持テーブル２０をさらに上昇させることにより、隣り合うチップ間の間隔を所望の距離に拡張することができる。
【００２４】
こうして拡張テープ１０４を拡張させた後に、吸引源２０３から吸着部２００に対して吸引力を作用させることにより、拡張した拡張テープ１０４を介して板状ワーク１００を吸引保持する。そして、図１１に示すように、ワーク保持テーブル２０を下降させてフレームつきワーク１０が待機位置に戻ると、チップ１０２の最外周部分と環状フレーム１０５の内周面との間の領域、すなわち空間８において拡張テープ１０４にたるみ部１０４ａが生じる。なお、このとき、吸着部２００には吸引力が作用しているため、拡張テープ１０４のうち各チップ１０２が貼着されている部分についてはたるみが生じることはない。
【００２５】
次に、図１２に示すように、ワーク保持テーブル２０、フレーム支持部２１及びフレーム押さえ部３の位置を変えずに、加熱冷却手段４を下降させ、リング基台４２に埋設された加熱手段４３及び冷却手段４４を、空間８において露出した拡張テープ１０４の拡張された箇所、すなわちたるみ部１０４ａに近接させた状態で対面させる。そして、例えば、加熱手段４３をオンにするとともに冷却手段４４から冷風を送出し、リング基台４２を矢印Ａ方向に１３５度回転させる。そうすると、図７に示したように、４５度おきに加熱手段４３と冷却手段４４とが交互に配設されているため、最初の９０度の回転によってたるみ部１０４ａの全体に対して加熱手段４３から矢印Ｂ方向に加熱が行われ、最初の４５度の回転以降の９０度の回転によって、加熱された部分に対して冷却手段４４から矢印Ｂ方向に冷却が行われる。なお、最初は加熱手段４３のみをオンとして加熱冷却手段４を９０度回転させ、その後、加熱手段４３をオフにするとともに冷却手段４４をオンとし、その状態で加熱冷却手段４をさらに９０度回転させるようにしてもよい。
【００２６】
以上のようにしてたるみ部１０４ａを加熱してから冷却すると、図１３に示すように、図１２に示したたるみ部１０４ａが収縮してたるみが解消され、収縮部１０４ｂとなる。したがって、分割後のフレーム突きワーク１０をテープ拡張装置１から取り外して次の工程に搬送したり次の工程で保持したりするにあたり、支障が生じない。しかも、加熱冷却手段４は、加熱後すぐに冷却を行うことができるため、極めて効率的である。
【００２７】
なお、図１４に示すテープ拡張装置１ａのように、フレーム支持部２１ａの内部に冷風路２１０ａを形成し、冷風路２１０ａの先端の噴出口２１１ａからたるみ部１０４ａに対して矢印Ｃ方向に冷風を噴出して冷却を行うようにしてもよい。この場合、たるみ部１０４の上方には加熱手段４ａのみを配置すればよい。この加熱手段４ａは、加熱冷却手段４と同様に、軸部４１の先端に基盤４０が連結され基盤４０の周縁部からリング基台４２が下方に突出形成された構成となっているが、リング基台４２には加熱手段４３のみが埋設されていればよい。なお、加熱を行う際には、図１２の場合と同様に、たるみ部１０４ａの上方にリング基台加熱手段４ａを矢印Ａ方向に回転させながら、加熱手段４３から矢印Ｂ方向に加熱を行う。
【００２８】
以上説明した例においては、拡張テープ１０４を拡張することにより、分割される前の板状ワークを分割してチップ間隔を所望の距離としたが、すでに分割され全体として分割前の形状を維持した状態で拡張テープに貼着された分割済み板状ワークについても、テープ拡張装置１、１ａを同様に動作させることにより、チップ間隔を所望の距離にすることができる。すなわち、チップ間隔形成手段９は、フレーム保持手段６と分割された板状ワークとを当該板状ワーク表面の垂直方向に離反させて拡張テープを拡張することにより、分割された板状ワークのチップ間隔を所望の距離に拡張する機能をも有する。
【符号の説明】
【００２９】
１、１ａ：テープ拡張装置
１０：フレームつきワーク
１００：板状ワーク
１００ａ：表面  １０１ｂ：裏面
１０１：分割予定ライン  １０２：チップ領域
１０３：フィルム状接着剤  １０４：拡張テープ
１０５：環状フレーム  １０５ａ：開口部
２：保持ユニット
２０：ワーク保持テーブル
２００：吸着部  ２０１：枠体  ２０２：エア流路  ２０３：吸引源
２１、２１ａ：フレーム支持部  ２１０ａ：冷風路  ２１１ａ：噴出口
２２：ワーク昇降手段  ２２０：シリンダチューブ  ２２１：ピストンロッド
２３：フレーム昇降手段  ２３０：シリンダチューブ  ２３１：ピストンロッド
３：フレーム押さえ部
４：加熱冷却手段  ４ａ：加熱手段
４０：基盤  ４１：軸部  ４２：リング基台  ４３：加熱手段  ４４：冷却手段
５：蓋部材
６：フレーム保持手段
７：ケーシング  ７０：開閉扉
８：隙間
９：チップ間隔形成手段
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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