(57)【要約】【課題】エキスパンドテープを拡張してウェーハの分割を行う加工において、エッジチッピング等を抑制した良好な分割を実現する。【解決手段】環状フレーム（１１）に装着されたエキスパンドテープ（１２）を拡張させてウェーハ（１３）を分割するテープ拡張装置において、エキスパンドテープに貼着されたウェーハが鉛直下向きに向いた状態で環状フレームを上面に保持するフレーム保持手段（２２）と、フレーム保持手段とウェーハの外周縁との間でエキスパンドテープを上方から環状に押圧して拡張し、分割起点（１５）に沿ってウェーハを分割する押圧手段（２３）と、押圧手段の内周側に昇降可能に配設され、エキスパンドテープを介してウェーハ全面にわたって当接する当接面に吸引孔を有する冷却テーブル（２４）と、フレーム保持手段とウェーハの外周縁との間で伸長したエキスパンドテープを加熱して収縮させる加熱手段（２７）とを備える。【選択図】図５
2019067945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の分割予定ラインによって区画された領域に複数のデバイスが形成されたウェーハが貼着されるとともに外周部が環状フレームに装着されたエキスパンドテープを拡張するためのテープ拡張装置であって、
該エキスパンドテープに貼着された該ウェーハが鉛直下向きに向いた状態で該環状フレームを上面に保持するフレーム保持手段と、
該フレーム保持手段と該ウェーハの外周縁との間で該エキスパンドテープを上方から環状に押圧して拡張し、分割起点に沿って該ウェーハを分割する押圧手段と、
環状の該押圧手段の内周側に昇降可能に配設され、該エキスパンドテープを介して該ウェーハ全面にわたって当接する当接面に吸引孔を有する冷却テーブルと、
該フレーム保持手段と該ウェーハの外周縁との間で伸長した該エキスパンドテープを加熱して収縮させる加熱手段と、を備えることを特徴とするテープ拡張装置。
【請求項２】
請求項１記載のテープ拡張装置を用いるテープ拡張方法において、
該ウェーハが鉛直下向きに向いた状態で、該冷却テーブルの該当接面の下方に該エキスパンドテープの裏面が位置するように該環状フレームを保持する保持ステップと、
該保持ステップを実施した後に、該冷却テーブルの該当接面に該エキスパンドテープの裏面を当接させ、該吸引孔に吸引力を作用させ該エキスパンドテープを冷却するエキスパンドテープ冷却ステップと、
該フレーム保持手段と該押圧手段とを相対移動させて該エキスパンドテープを拡張するエキスパンドテープ拡張ステップと、
該冷却テーブルの該当接面を該エキスパンドテープ裏面に当接させて該吸引孔に吸引力を作用させた状態で、該フレーム保持手段と該ウェーハの外周縁との間で伸長した該エキスパンドテープを該加熱手段により加熱して収縮させる加熱ステップと、を有することを特徴とするテープ拡張方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接着フィルム（ＤＡＦ：Die  Attach  Film）が貼着された半導体ウェーハ等の板状の被加工物を多数の半導体チップ等に分割する際に用いるテープ拡張装置及びテープ拡張方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、半導体ウェーハ等の板状の被加工物を分割する分割装置が用いられる。この種の分割装置として、被加工物の内部に分割予定ラインに沿う改質層をレーザー加工によって連続的に形成し、外力を加えることによって、強度が低下している改質層を起点として被加工物を分割するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
被加工物の分割の際に外力を加える手段として、被加工物の裏面に貼着したエキスパンドテープを拡張させるテープ拡張装置が知られている。エキスパンドテープの拡張によって被加工物に対して拡張方向の力が加わり、被加工物が分割予定ラインに沿って破断される。この種の拡張装置で、エキスパンドテープの粘着剤を冷却硬化させた状態でエキスパンドテープの拡張と被加工物の分割を行い、次いで、加熱手段へ搬送して、拡張により弛んだエキスパンドテープを加熱して収縮させるものが知られている（例えば、特許文献２参照）。特に、ダイボンディング用の接着フィルムであるＤＡＦが貼着されている被加工物では、冷却によりＤＡＦを硬化させることで、エキスパンドテープ拡張時の分割効率が著しく向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３４０８８０５号公報
【特許文献１】特開２０１０−２０６１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなエキスパンドテープの拡張装置や拡張方法では、被加工物の分割後にエキスパンドテープが弛んだ状態で加熱手段まで搬送するので、分離された状態のデバイス（半導体チップ等）が搬送時に動いて相互干渉し、エッジチッピングが発生してしまうおそれがあった。
【０００６】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、エキスパンドテープを拡張してウェーハの分割を行うテープ拡張装置及びテープ拡張方法で、エッジチッピング等を抑制した良好な分割を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、複数の分割予定ラインによって区画された領域に複数のデバイスが形成されたウェーハが貼着されるとともに外周部が環状フレームに装着されたエキスパンドテープを拡張するためのテープ拡張装置であって、エキスパンドテープに貼着されたウェーハが鉛直下向きに向いた状態で環状フレームを上面に保持するフレーム保持手段と、フレーム保持手段とウェーハの外周縁との間でエキスパンドテープを上方から環状に押圧して拡張し、分割起点に沿ってウェーハを分割する押圧手段と、環状の押圧手段の内周側に昇降可能に配設され、エキスパンドテープを介してウェーハ全面にわたって当接する当接面に吸引孔を有する冷却テーブルと、フレーム保持手段とウェーハの外周縁との間で伸長したエキスパンドテープを加熱して収縮させる加熱手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明はまた、上記のテープ拡張装置を用いるテープ拡張方法であって、ウェーハが鉛直下向きに向いた状態で、冷却テーブルの当接面の下方にエキスパンドテープの裏面が位置するように環状フレームを保持する保持ステップと、保持ステップを実施した後に、冷却テーブルの当接面にエキスパンドテープの裏面を当接させ、吸引孔に吸引力を作用させエキスパンドテープを冷却するエキスパンドテープ冷却ステップと、フレーム保持手段と押圧手段とを相対移動させてエキスパンドテープを拡張するエキスパンドテープ拡張ステップと、冷却テーブルの当接面をエキスパンドテープ裏面に当接させて吸引孔に吸引力を作用させた状態で、フレーム保持手段とウェーハの外周縁との間で伸長したエキスパンドテープを加熱手段により加熱して収縮させる加熱ステップと、を有することを特徴とする。
【０００９】
以上のテープ拡張装置及びテープ拡張方法によれば、冷却テーブルによってエキスパンドテープを冷却させてウェーハを分割する工程から、エキスパンドテープの弛みを加熱収縮で減少させる工程までを、冷却テーブルやフレーム保持手段を備える共通のステージで行う。そのため、エキスパンドテープが弛んだ状態でのウェーハの搬送を行わずに済み、エッジチッピング等の原因となるデバイスの動きを極力抑えることができる。また、エキスパンドテープに対する冷却分割用と加熱収縮用のステージを共通にすることで装置のフットプリントを小さくでき、スペース効率の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明のテープ拡張装置及びテープ拡張方法によれば、ウェーハに対して、エッジチッピング等を抑制した良好な分割を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態のテープ拡張装置を示す断面図である。
【図２】テープ拡張装置による保持ステップとエキスパンドテープ冷却ステップを示す断面図である。
【図３】テープ拡張装置によるエキスパンドテープ冷却ステップを示す断面図である。
【図４】テープ拡張装置によるエキスパンドテープ拡張ステップを示す断面図である。
【図５】テープ拡張装置による加熱ステップを示す断面図である。
【図６】図１のVI-VI線に沿う位置からテープ拡張装置を上面視した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係るテープ拡張装置及びテープ拡張方法について説明する。図１から図５はテープ拡張装置における各工程を順番に示したものであり、図６はテープ拡張装置の一部の構成要素を上面視したものである。以下の説明では、鉛直上向きの方向を上方、鉛直下向きの方向を下方とする。なお、テープ拡張装置はこの構成に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で適宜変更することが可能である。
【００１３】
本実施の形態のテープ拡張装置２０は、ウェーハユニット１０を構成する環状フレーム１１を保持し、環状フレーム１１が支持するエキスパンドテープ１２を拡張させることによって、エキスパンドテープ１２に貼着されたＤＡＦ（Die  Attach  Film）１７及びウェーハ１３を分割させるものである。ＤＡＦ１７は粘着性を有する接着フィルムであり、ウェーハ１３の裏面側に積層されている。ウェーハ１３はＤＡＦ１７を介してエキスパンドテープ１２に貼着される。エキスパンドテープ１２のうちウェーハ１３及びＤＡＦ１７が支持される側を表面、その反対側を裏面とする。
【００１４】
環状フレーム１１は金属で形成された環状体であり、環状フレーム１１の中央には、弾性変形可能なエキスパンドテープ１２によって覆われる円形状の開口１４が形成されている。エキスパンドテープ１２の外周部分が環状フレーム１１の裏面側に固定されており、環状フレーム１１と重ならない開口１４の内側領域で、エキスパンドテープ１２がウェーハ１３の裏面側のＤＡＦ１７に貼着されている。ウェーハ１３の外周縁と環状フレーム１１の内周縁（開口１４の縁部）との間に径方向の隙間がある。
【００１５】
ウェーハ１３は半導体デバイスウェーハ等である。ウェーハ１３の表面には格子状に交差する複数の分割予定ライン（図示略）が設けられており、分割予定ラインによって区画された各領域に半導体チップ等のデバイスが形成されている。また、ウェーハ１３の内部には、分割予定ラインに沿って分割起点となる改質層１５（図１から図３参照）が形成されている。改質層１５は、レーザーの照射によってウェーハ１３の内部の密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲と異なる状態となり、周囲よりも強度が低下した領域である。なお、本実施の形態では分割起点として改質層１５を例示するが、分割起点はウェーハ１３の強度を低下させて分割時の起点になればよく、例えば、レーザー加工溝、切削溝、スクライブラインでもよい。
【００１６】
図１から図５に示すように、テープ拡張装置２０は、基台２１と、フレーム保持手段２２と、押圧手段２３と、冷却テーブル２４と、仮置きステージ２５と、フレーム把持爪２６と、加熱手段２７と、を備えている。基台２１はテープ拡張装置２０の各部分を支持する非可動部分であり、図１から図５に示す上方基台部２１Ａと下方基台部２１Ｂは基台２１全体の一部を構成するものである。
【００１７】
フレーム保持手段２２は、ウェーハユニット１０の環状フレーム１１を下方から保持可能な上面３０と、環状フレーム１１の開口１４に対応する大きさの開口３１と、を備えた環状の形状を有している。フレーム保持手段２２は、昇降駆動機構３２を介して上下方向に昇降可能に支持されている。昇降駆動機構３２は下方基台部２１Ｂに支持されており、上方に向けて延出された支持ロッド３３の先端にフレーム保持手段２２を支持している。昇降駆動機構３２に内蔵したモータやアクチュエータの駆動によって支持ロッド３３の突出量を変化させて、フレーム保持手段２２を昇降させることができる。
【００１８】
押圧手段２３は、ウェーハ１３よりも大径で且つ環状フレーム１１の開口１４の内周縁よりも小径である環状の形状を有し、先端を下方に向けて上方基台部２１Ａに支持されている。押圧手段２３は上方基台部２１Ａに対して固定されており、上下方向への移動を行わない。押圧手段２３の下面（先端）には、複数のローラー３５が全周にわたって転動可能に設けられている。
【００１９】
冷却テーブル２４は環状の押圧手段２３の内周側に位置しており、上側に位置する上部支持体３６と、下側に位置する下部支持体３７とを重ねて構成されている。図１中に冷却テーブル２４の一部を拡大して示した。上部支持体３６の下面には、下方に向けて突出する円環状の突出部である環状突出部３６ａが形成されている。環状突出部３６ａの内周側には円形状の凹部３６ｂが形成されている。上部支持体３６と下部支持体３７は、環状突出部３６ａを下部支持体３７の上面に当接させた状態で組み合わされる。凹部３６ｂが存在する径方向の中央部分では、上部支持体３６と下部支持体３７が互いに離間して隙間が形成される。
【００２０】
冷却テーブル２４における下部支持体３７の下面側には板状メッシュ材３８が設けられる。板状メッシュ材３８の直径はウェーハ１３の直径と略同じであり、板状メッシュ材３８の全体に複数の微細な吸引孔３８ａ（図１における冷却テーブル２４の拡大部分を参照）が形成されている。また、下部支持体３７の下面には、板状メッシュ材３８の外周側の領域に、環状の吸引溝３９が形成されている。
【００２１】
冷却テーブル２４を構成する上部支持体３６と下部支持体３７と板状メッシュ材３８はそれぞれ熱伝導性に優れた金属によって形成される。本実施の形態における上部支持体３６と下部支持体３７はアルミニウムで形成され、板状メッシュ材３８はステンレス鋼材で形成されている。なお、冷却テーブル２４を構成する各部の材質はこれに限られるものでない。
【００２２】
冷却テーブル２４の下面（当接面）側に吸引力を作用させる吸引手段４０と吸引手段４１を備える。吸引手段４０は、吸引源４０ａから板状メッシュ材３８まで続く吸引路を有し、該吸引路の途中に制御弁４０ｂを備えている。吸引源４０ａを駆動させて制御弁４０ｂを連通状態にさせると、板状メッシュ材３８の複数の吸引孔３８ａに吸引力が働く。制御弁４０ｂを非連通状態にすると、板状メッシュ材３８の吸引孔３８ａには吸引力が作用しなくなる。吸引手段４１は、吸引源４１ａから吸引溝３９まで続く吸引路を有し、該吸引路の途中に制御弁４１ｂを備えている。吸引源４１ａを駆動させて制御弁４１ｂを連通状態にさせると、吸引溝３９に吸引力が働く。制御弁４１ｂを非連通状態にすると、吸引溝３９には吸引力が作用しなくなる。すなわち、冷却テーブル２４では板状メッシュ材３８と吸引溝３９に対して個別に吸引力のオンオフを行うことができる。
【００２３】
冷却テーブル２４は冷却手段４２によって冷却される。冷却手段４２は、上部支持体３６の上面中央に接続する冷却伝達部４３を有し、冷却源（図示略）によって冷却伝達部４３を冷却（低温）状態にさせることができる。冷却手段４２における冷却源はどのようなものでもよい。例えば、冷却方式として、コンプレッサーを用いるタイプやペルチェ素子を用いるタイプ等を適宜選択可能である。また、冷却源を設ける位置は、冷却伝達部４３の上部であってもよいし、冷却伝達部４３から離れた位置であってもよい。冷却伝達部４３から離れた位置に冷却源を配置する場合は、冷却源から冷却伝達部４３まで管路を通じて冷気を導くことができる。
【００２４】
冷却手段４２において冷却伝達部４３が冷却されると、冷却伝達部４３が接続する上部支持体３６の中央付近から上部支持体３６の外周方向へ向けて放射状に冷却状態が伝播し、上部支持体３６の外周近くに位置する環状突出部３６ａを通じて下部支持体３７に冷却状態が伝播する。下部支持体３７では上部支持体３６と逆に、環状突出部３６ａに接触している外周側から中央に向けて冷却状態が伝播する。従って、冷却テーブル２４では径方向の略全体を均等に冷却させることができる。下部支持体３７の冷却に伴って、下部支持体３７の下面に設けた板状メッシュ材３８も冷却される。上部支持体３６と下部支持体３７と板状メッシュ材３８はそれぞれ熱伝導性に優れた金属で形成されているため、迅速且つ効率的に冷却することができる。
【００２５】
冷却テーブル２４は、昇降駆動機構５０を介して上下方向に昇降可能に支持されている。昇降駆動機構５０は上方基台部２１Ａの下面側に支持されており、下方に向けて延出された支持ロッド５１の先端に冷却テーブル２４を支持している。昇降駆動機構５０に内蔵したモータやアクチュエータの駆動によって支持ロッド５１の突出量を変化させて、冷却テーブル２４を昇降させることができる。冷却テーブル２４を上方に移動させると、図４に示すように、環状である押圧手段２３の内側に冷却テーブル２４が引き込まれて、板状メッシュ材３８の下面をローラー３５の先端（下端）よりも上方に位置させることができる。冷却手段４２の冷却伝達部４３は、冷却テーブル２４と共に昇降する。
【００２６】
上下方向における上方基台部２１Ａと下方基台部２１Ｂの間の位置に一対の仮置きステージ２５が設けられている。図６に示すように、各仮置きステージ２５は、水平方向に延びる細長形状を有しており、互いに略平行に配置されている。一対の仮置きステージ２５はそれぞれ、ステージ駆動機構５５によって、水平方向と上下方向に移動させることができる。図面ではステージ駆動機構５５を模式的に示しているが、ステージ駆動機構５５は水平方向駆動用のアクチュエータと上下方向駆動用のアクチュエータ等を備えている。水平方向の移動によって一対の仮置きステージ２５の間隔が変更され、図１及び図６に示す接近位置にある一対の仮置きステージ２５上に、ウェーハユニット１０の環状フレーム１１を支持することができる。各仮置きステージ２５は環状フレーム１１の外縁部を支持可能な上下２段の支持段部を有している。各支持段部は環状フレーム１１を下方から支持する支持面２５ａ、２５ｂを有しており、支持面２５ａ、２５ｂの側方に上下方向へ延びる壁部２５ｃが形成されている。一対の仮置きステージ２５の壁部２５ｃの間に環状フレーム１１を挟持することによって、ウェーハユニット１０の水平方向の位置を定めることができる。図６に示すように、フレーム保持手段２２は、接近位置にある一対の仮置きステージ２５に対して干渉せずに昇降可能な形状を有している。
【００２７】
図示を省略する搬入出機構を用いて、テープ拡張装置２０へのウェーハユニット１０の搬入とテープ拡張装置２０からのウェーハユニット１０の搬出とを行う。搬入及び搬出の際には、搬入出機構と仮置きステージ２５との間でウェーハユニット１０の受け渡しが行われる。
【００２８】
フレーム把持爪２６は周方向に位置を異ならせて複数設けられている。個々のフレーム把持爪２６は基台２１に対して回動可能に支持されており、回動によって把持解除位置（図１、図２、図４、図５、図６の一点鎖線）と把持位置（図３、図６の実線）とに動作することができる。フレーム把持爪２６は、把持解除位置ではウェーハユニット１０の保持に関与せず、把持位置では環状フレーム１１の外縁付近を下方から保持可能になる。図６に示すように、周方向のうちフレーム把持爪２６が存在している領域では、環状をなすフレーム保持手段２２が部分的に切り欠かれた形状になっており、フレーム保持手段２２はフレーム把持爪２６と干渉せずに昇降可能である。
【００２９】
加熱手段２７は、上端部分から高温の温風を噴出することによってエキスパンドテープ１２に対する熱供給を行う温風ヒーターである。周方向に位置を異ならせて複数の加熱手段２７が配置されている。各加熱手段２７は、径方向において、フレーム保持手段２２よりも内径側且つ冷却テーブル２４よりも外径側に位置しており、上下方向には押圧手段２３や冷却テーブル２４よりも下方に位置している。各加熱手段２７は、昇降駆動機構５６を介して上下方向に昇降可能に支持されている。昇降駆動機構５６は下方基台部２１Ｂに支持されており、上方に向けて延出された支持ロッド５７の先端に加熱手段２７を支持している。昇降駆動機構５６に内蔵したモータやアクチュエータの駆動によって支持ロッド５７の突出量を変化させて、加熱手段２７を昇降させることができる。
【００３０】
以上の構成を備えたテープ拡張装置２０によってウェーハ１３の分割を行う工程を説明する。まず、分割起点となる改質層１５を予めレーザー加工等によってウェーハ１３に形成した上で、図示を省略する搬入出機構を用いてウェーハユニット１０をテープ拡張装置２０に搬送する。このとき、図１に示すように、ウェーハユニット１０は、ＤＡＦ１７を介してエキスパンドテープ１２に貼着されたウェーハ１３を鉛直下向きにした状態で、接近位置にある一対の仮置きステージ２５の下側の支持段部（支持面２５ａ）に環状フレーム１１が支持される。一対の仮置きステージ２５の壁部２５ｃによって環状フレーム１１の外縁部が挟まれてウェーハユニット１０の位置が定まる。より詳しくは、図１に示すように、環状フレーム１１の開口１４とウェーハ１３の外縁部との間の環状の領域（エキスパンドテープ１２が環状フレーム１１とウェーハ１３及びＤＡＦ１７のいずれにも貼着されていない領域）が、環状の押圧手段２３の下方に位置する。また、環状フレーム１１の下方にフレーム保持手段２２の上面３０が位置し、環状フレーム１１とウェーハ１３の間のエキスパンドテープ１２の露出部分の下方に加熱手段２７が位置する。フレーム保持手段２２と加熱手段２７はそれぞれ、ウェーハユニット１０に対して下方に離間した待機状態の位置に保持されている。冷却テーブル２４は、板状メッシュ材３８の下面がローラー３５の先端と略同じ上下方向位置になるように位置設定される。
【００３１】
続いて、保持ステップを実施する。図２に示すように、保持ステップでは、昇降駆動機構３２を駆動して、フレーム保持手段２２を図１に示す下方の待機位置から上方に移動させる。フレーム保持手段２２は接近位置にある一対の仮置きステージ２５とは重ならない形状を有しているため（図６参照）、仮置きステージ２５に妨げられずにフレーム保持手段２２が上昇することができる。そして、フレーム保持手段２２の上面３０が環状フレーム１１の下面に当接して、フレーム保持手段２２がウェーハユニット１０を上方に押し上げる。フレーム保持手段２２による環状フレーム１１の押し上げが行われる段階で、ステージ駆動機構５５を駆動して一対の仮置きステージ２５を水平方向に離間させる（図２参照）。フレーム保持手段２２は、エキスパンドテープ１２の裏面が冷却テーブル２４の下面に当接する位置まで上昇される。フレーム保持手段２２が当該位置まで上昇したら、フレーム把持爪２６を把持解除位置から把持位置に回動させる。これにより、フレーム把持爪２６が環状フレーム１１を下方から保持した状態になる（図３参照）。環状フレーム１１の保持をフレーム把持爪２６に受け渡したら、昇降駆動機構３２を駆動してフレーム保持手段２２を下方に所定量移動させる（図３参照）。
【００３２】
エキスパンドテープ１２の裏面が冷却テーブル２４の下面に当接する状態（図２、図３）でエキスパンドテープ冷却ステップを実施する。エキスパンドテープ冷却ステップでは、吸引手段４０と吸引手段４１をそれぞれ吸引状態にしながら、冷却手段４２によって冷却テーブル２４を冷却する。具体的には、吸引源４０ａ、４１ａを駆動させて制御弁４０ｂ、４１ｂを連通状態にすることによって、吸引手段４０による吸引力が板状メッシュ材３８の吸引孔３８ａに作用し、吸引手段４１による吸引力が吸引溝３９に作用する。冷却テーブル２４の下面を構成する板状メッシュ材３８はウェーハ１３と略同径であり、板状メッシュ材３８の下面全体が、エキスパンドテープ１２のうちウェーハ１３及びＤＡＦ１７への貼着領域の裏面側に当接する。別言すれば、板状メッシュ材３８の下面が、エキスパンドテープ１２を介してウェーハ１３及びＤＡＦ１７の全面にわたって当接する。吸引溝３９は、ウェーハ１３及びＤＡＦ１７の周縁領域でエキスパンドテープ１２の裏面に対向する。そして、板状メッシュ材３８の吸引孔３８ａと吸引溝３９のそれぞれに作用する吸引手段４０と吸引手段４１の吸引力によって、エキスパンドテープ１２の裏面が冷却テーブル２４の下面に吸着保持される。
【００３３】
ウェーハユニット１０のエキスパンドテープ１２、ウェーハ１３及びＤＡＦ１７は、冷却状態にある冷却テーブル２４の下面に吸着保持されることによって冷却される。先に述べたように、冷却テーブル２４は径方向の略全体に亘って均等に冷却される構成を有している。また、冷却テーブル２４の下面に設けた板状メッシュ材３８の吸引孔３８ａと吸引溝３９とに対して吸引力を及ぼすことにより、冷却テーブル２４の下面の略全体にわたってエキスパンドテープ１２が密着する。これにより、エキスパンドテープ１２とウェーハ１３とＤＡＦ１７を偏り無く効率的に冷却することができる。冷却によって、分割対象であるウェーハ１３とＤＡＦ１７の伸縮性等の物性が変化し、且つエキスパンドテープ１２の粘着剤とＤＡＦ１７が硬化され、後述する分割工程（エキスパンドテープ１２の拡張ステップ）でウェーハ１３とＤＡＦ１７を分割させやすくなる。冷却テーブル２４の冷却状態（温度）は、エキスパンドテープ１２やウェーハ１３やＤＡＦ１７材質や種類に応じた最適な分割効率が得られるように予め設定されている。
【００３４】
図２や図３に示すように、エキスパンドテープ冷却ステップでは、冷却テーブル２４の下面と押圧手段２３に設けた複数のローラー３５の下端とが略同じ高さ位置にあり、各ローラー３５は、エキスパンドテープ１２の裏面（環状フレーム１１の開口１４の内縁部とウェーハ１３の外縁部との間の領域）に対して軽く接触した状態にある。また、フレーム把持爪２６は、ウェーハ１３と同じ高さ位置に環状フレーム１１を保持している。従って、エキスパンドテープ１２は、ウェーハ１３に貼着される中央部分から環状フレーム１１に貼着される外周部までの全体が平坦に保たれ、エキスパンドテープ１２を拡張させる外力は作用しない。
【００３５】
エキスパンドテープ１２とウェーハ１３とＤＡＦ１７が十分に冷却されたら、エキスパンドテープ拡張ステップ（図４）を実施する。図４に示すように、エキスパンドテープ拡張ステップでは、制御弁４０ｂと制御弁４１ｂをそれぞれ非連通状態にして吸引手段４０と吸引手段４１による吸引を解除する。また、昇降駆動機構５０を駆動して、冷却テーブル２４を上方に移動させてエキスパンドテープ１２の裏面から離間させる。これにより、冷却テーブル２４への吸着が解除された状態で、エキスパンドテープ１２を確実に拡張させることができる。
【００３６】
別の形態として、吸引手段４０と吸引手段４１をそれぞれ、吸引に加えて空気の噴出が可能な構成とした上で、図４のように冷却テーブル２４を上方に移動させずに、吸引孔３８ａと吸引溝３９から空気を噴出させながらエキスパンドテープ拡張ステップを実施することも可能である。空気の噴出によって冷却テーブル２４へのエキスパンドテープ１２の密着を防ぐことができる。
【００３７】
そして、昇降駆動機構３２を駆動して、フレーム保持手段２２を図３に示す位置から上方に高速で移動させる。フレーム保持手段２２が所定量上昇すると、環状フレーム１１に対して下方から上面３０が当接して、フレーム保持手段２２から環状フレーム１１へ力が伝わる状態になる。フレーム把持爪２６で保持されている環状フレーム１１に対して下方に離間した位置（図３）からフレーム保持手段２２の上昇を開始させることによって、環状フレーム１１に対するフレーム保持手段２２からの押し上げを高速で勢い良く行わせることができる。先に述べたように、フレーム保持手段２２はフレーム把持爪２６とは干渉しない形状になっているため、図３のようにフレーム把持爪２６で環状フレーム１１を保持したままの状態で、フレーム保持手段２２の上面３０を環状フレーム１１に当接させることができる。フレーム保持手段２２によって環状フレーム１１が押し上げられる状態になると、フレーム把持爪２６が把持位置から把持解除位置に回動される。
【００３８】
図４に示すように、環状フレーム１１に上面３０を当接させた状態のフレーム保持手段２２がさらに上方に移動すると、環状フレーム１１が押し上げられるのに対して、エキスパンドテープ１２のうち環状フレーム１１の内側に位置している領域は、環状の押圧手段２３のローラー３５に押し付けられて上方への移動が制限される（押圧手段２３から環状に押圧力を受ける）。このフレーム保持手段２２と押圧手段２３の相対移動によって、エキスパンドテープ１２におけるＤＡＦ１７及びウェーハ１３の貼着領域が引っ張られて径方向に拡張（伸長）される。すると、ウェーハ１３とＤＡＦ１７に対して拡径方向への外力が働き、ウェーハ１３内に形成した改質層１５（図１から図３）を起点として、ウェーハ１３とＤＡＦ１７の厚さ方向にクラックが生じる。クラックがウェーハ１３の表面からＤＡＦ１７の裏面（エキスパンドテープ１２に貼着される面）を貫くまで外力を付与することで、分割予定ラインに沿う個々のチップ１６及びＤＡＦ１７に分割される（図４参照）。上述のように、冷却によってウェーハ１３とＤＡＦ１７の分割効率が向上しており、分割予定ラインに沿う確実な分割を行うことができる。特に、常温では分割させにくいＤＡＦ１７を冷却により硬化させることが、分割効率の向上に極めて有効である。
【００３９】
ウェーハ１３の分割を行うと、分割予定ラインに沿って破断された部分から分割屑が発生する。ウェーハ１３とＤＡＦ１７が鉛直下向きに設置されているため、分割屑は下方に自然落下し、分割後のチップ１６（図４）の表面やエキスパンドテープ１２への分割屑の付着を防ぐことができる。落下した分割屑は、図示を省略する回収手段によって回収される。
【００４０】
ウェーハ１３とＤＡＦ１７の分割が完了したら、先のエキスパンドテープ拡張ステップ（図４参照）で上方に引き上げられていた冷却テーブル２４を、冷却テーブル２４の下面が押圧手段２３の複数のローラー３５の下端位置と概ね一致する高さ位置まで下降させる。すると、下部支持体３７と板状メッシュ材３８の下面がエキスパンドテープ１２の裏面に当接する。この状態で、制御弁４０ｂと制御弁４１ｂを連通状態に切り替えて吸引手段４０と吸引手段４１によって吸引孔３８ａと吸引溝３９に吸引力を作用させ、下部支持体３７と板状メッシュ材３８の下面にエキスパンドテープ１２を密着させる。エキスパンドテープ１２が冷却テーブル２４側に密着されることによって、分割された各チップ１６及びＤＡＦ１７が離間した状態が維持される。なお、この段階では冷却手段４２による冷却テーブル２４の冷却は行わず、冷却テーブル２４はエキスパンドテープ１２の吸着のためにのみ用いる。
【００４１】
続いて昇降駆動機構３２を駆動してフレーム保持手段２２を下降させ、エキスパンドテープ１２に対する拡張方向の外力付与を解除する。図５に示すように、エキスパンドテープ拡張ステップで伸長した後のエキスパンドテープ１２には弛みが生じる。このエキスパンドテープ１２の弛みは、吸引孔３８ａと吸引溝３９からの吸引力で冷却テーブル２４に密着している領域の外側、すなわち分割後のチップ１６及びＤＡＦ１７よりも外縁側の領域で、環状フレーム１１に対して自重で下方に向けて垂れ下がる形状として出現する。
【００４２】
続いて、エキスパンドテープ拡張ステップで伸長したエキスパンドテープ１２を加熱収縮させる加熱ステップ（図５参照）を実施する。加熱手段２７はエキスパンドテープ１２の弛み部分の下方に位置しており、加熱に際して昇降駆動機構５６を駆動して加熱手段２７を上昇させてエキスパンドテープ１２に近づける。そして、図５のようにエキスパンドテープ１２との距離を適切にした状態で、加熱手段２７から高温（一例として１００℃以上）の温風をエキスパンドテープ１２の弛み部分に向けて噴出させる。この温風で加熱されたエキスパンドテープ１２が熱収縮して弛みが減少する。
【００４３】
このとき、冷却テーブル２４の下面の略全体にわたって吸引力が作用しているため、少なくとも吸引溝３９が設けられている部分よりも内径側の領域では、エキスパンドテープ１２は下方に向けて垂れ下がらずに冷却テーブル２４側に密着されている。従って、熱収縮の対象となるエキスパンドテープ１２の垂れ下がりを、加熱手段２７によって効率的に加熱できる領域（ウェーハ１３よりも外径側の領域）に確実に位置させることができる。また、分割後のチップ１６及びＤＡＦ１７が貼着されているエキスパンドテープ１２の中央部分は、冷却テーブル２４に密着されていて加熱による熱収縮の影響を受けにくいので、加熱時におけるチップ１６同士の不規則な干渉等を防ぐことができる。
【００４４】
なお、エキスパンドテープ１２の弛みが大きい場合には、エキスパンドテープ１２に対する吸引エリアを変化させながら段階的に加熱を行ってもよい。具体的には、まず吸引孔３８ａと吸引溝３９の両方に吸引力を作用させた状態で、加熱手段２７による第１段階の加熱を行う。続いて、吸引手段４１による吸引溝３９への吸引を解除すると、冷却テーブル２４によるエキスパンドテープ１２の吸着領域の減少に伴って、第１段階の加熱では除去し切れなかったエキスパンドテープ１２の弛みの残余部分が下方への垂れ下がりとして現れる。エキスパンドテープ１２の当該部分に対して、加熱手段２７による第２段階の加熱を行う。このように段階的にエキスパンドテープ１２を加熱すると、エキスパンドテープ１２の弛みが大きい場合でも、エキスパンドテープ１２を効率的且つ確実に熱収縮させることができる。
【００４５】
加熱手段２７には、上方へ向けて吹き出される温風の範囲が拡散されるようなノズルを設けてもよい。また、温風の吹き出し方向を変化させることが可能な可変方向ノズルを加熱手段２７に備えてもよい。これらの構成によって、加熱手段２７による最適な加熱範囲を適宜設定することができる。
【００４６】
また、本実施の形態では、周方向に位置を異ならせて複数の加熱手段２７を設けることによって、エキスパンドテープ１２に対して周方向の広い範囲での加熱を実現している。変形例として、基台２１に対して、昇降移動だけでなく周方向にも移動可能なように加熱手段２７を支持させてもよい。これにより、環状の押圧手段２３に対応する環状の領域全体でエキスパンドテープ１２を加熱しやすくなる。
【００４７】
加熱ステップが完了した後、テープ拡張装置２０から外部へウェーハユニット１０を搬出する。搬出の際は、冷却テーブル２４の吸引孔３８ａと吸引溝３９からエキスパンドテープ１２への吸引を解除する。そして、一対の仮置きステージ２５を接近位置（図１、図６）にして、昇降駆動機構３２を駆動してフレーム保持手段２２を図５の位置から下降させる。すると、加工済のウェーハユニット１０がフレーム保持手段２２に伴って下降し、環状フレーム１１が一対の仮置きステージ２５の上側の支持段部（支持面２５ｂ）に支持される。続いて、図示を省略する搬入出機構によって、仮置きステージ２５上からテープ拡張装置２０の外部へ加工済のウェーハユニット１０が搬出される。先に実施した加熱ステップでエキスパンドテープ１２の弛みが減少されているため、テープ拡張装置２０からの搬出時にウェーハユニット１０上の複数のチップ１６が相互に動きにくく、分割加工後のエッジチッピング等を防止できる。
【００４８】
加工済のウェーハユニット１０を一対の仮置きステージ２５の上側の支持段部（支持面２５ｂ）から外部に搬出する際に、一対の仮置きステージ２５の下側の支持段部（支持面２５ａ）に、テープ拡張装置２０による加工前の（次に加工する）ウェーハユニット１０を搬入することができる。外部へのウェーハユニット１０の搬出と外部からのウェーハユニット１０の搬入を一度に行うので、装置のダウンタイムを極力減らすことができる。各ウェーハユニット１０の搬入と搬出が完了すると図１に示す状態になり、以上で説明した一連のステップを繰り返して実行することができる。
【００４９】
以上のように、本実施の形態のテープ拡張装置２０では、ウェーハ１３とＤＡＦ１７の分割前に実施するエキスパンドテープ１２の冷却から、ウェーハ１３とＤＡＦ１７の分割後に実施するエキスパンドテープ１２の加熱までを、フレーム保持手段２２や冷却テーブル２４を備えた共通のステージ上で行っている。すなわち、エキスパンドテープ１２の弛みが生じた状態でウェーハユニット１０を別設の加熱装置まで搬送する必要がなく、チップ１６の相互移動に起因するエッジチッピング等を防止して良好な分割を実現できる。また、ウェーハユニット１０を別設の加熱装置まで搬送するための時間を省略して、ウェーハ分割加工全体におけるスループット向上にも寄与する。また、エキスパンドテープ１２に対する冷却と加熱とを共通のステージで実施することにより、装置全体のフットプリントを小さくして、設置スペースの効率化を図ることができる。
【００５０】
本実施の形態のテープ拡張装置２０は、エキスパンドテープ拡張ステップ（図４）において、押圧手段２３を移動させずにフレーム保持手段２２を上昇させているが、押圧手段２３を下降させてエキスパンドテープ１２を拡張させる構成を採用することも可能である。すなわち、押圧手段とフレーム保持手段の相対移動によってテープ拡張を行わせる構成であればよい。
【００５１】
本実施の形態では、エキスパンドテープ１２に対して高温の温風を吹き付ける加熱手段２７を用いているが、加熱手段の構成はこれに限定されない。例えば、エキスパンドテープに対して直接的に接触可能な当接部分を備え、該当接部分を加熱するタイプの加熱手段を備えてもよい。
【００５２】
本発明を適用して分割されるウェーハ（被加工物）の材質やウェーハ上に形成されるデバイスの種類等は限定されない。例えば、被加工物として、半導体デバイスウェーハ以外に、光デバイスウェーハ、パッケージ基板、半導体基板、無機材料基板、酸化物ウェーハ、生セラミックス基板、圧電基板等の各種ワークが用いられてもよい。半導体デバイスウェーハとしては、デバイス形成後のシリコンウェーハや化合物半導体ウェーハが用いられてもよい。光デバイスウェーハとしては、デバイス形成後のサファイアウェーハやシリコンカーバイドウェーハが用いられてもよい。また、パッケージ基板としてはＣＳＰ（Chip  Size  Package）基板、半導体基板としてはシリコンやガリウム砒素等、無機材料基板としてはサファイア、セラミックス、ガラス等が用いられてもよい。さらに、酸化物ウェーハとしては、デバイス形成後又はデバイス形成前のリチウムタンタレート、リチウムナイオベートが用いられてもよい。
【００５３】
また、本発明の各実施の形態を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。
【００５４】
また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。従って、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上説明したように、本発明のテープ拡張装置及びテープ拡張方法によれば、ウェーハ分割後のエッジチッピング等を防いで、デバイスの製造エラー低減及び生産性向上に寄与することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１０    ：ウェーハユニット
１１    ：環状フレーム
１２    ：エキスパンドテープ
１３    ：ウェーハ
１５    ：改質層
１６    ：チップ
１７    ：ＤＡＦ
２０    ：テープ拡張装置
２１    ：基台
２２    ：フレーム保持手段
２３    ：押圧手段
２４    ：冷却テーブル
２５    ：仮置きステージ
２６    ：フレーム把持爪
２７    ：加熱手段
３５    ：ローラー
３６    ：上部支持体
３７    ：下部支持体
３８    ：板状メッシュ材
３８ａ  ：吸引孔
３９    ：吸引溝
４０    ：吸引手段
４１    ：吸引手段
４２    ：冷却手段
４３    ：冷却伝達部
【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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