(57)【要約】【課題】フィルムシートを振動により外側へ拡げることで均一に拡張できるようにして拡張特性を向上させた偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダを提供する。【解決手段】偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダ１０００では、ステージ部１０２の下側拡張リング１０６は偏芯水平移動するように構成されている。下側拡張リング１０６にフィルムシートが接触する円周箇所ではこの偏芯水平移動により外側へフィルムシートを拡張するため、偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダ１０００は、フィルムシートの全面で拡張率を一定にしつつダイシング済みのウェハーをチップに分割する。【選択図】図２
2007095980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハーリングを保持固定するためのクランプ部と、
クランプ部で支持されるウェハーリングのフィルムシートに対しウェハーが載置された面の裏面とステージ部のステージ面と、を当接させてフィルムシートを拡張するための拡張ステージと、
拡張ステージを昇降させる昇降装置と、
拡張ステージに設けられ、偏芯水平移動により振動する振動部と、
拡張ステージのステージ部の周囲に設けられるとともに、振動部により振動するように支持されて偏芯水平移動する拡張固定部と、
を備え、ウェハーリングの円開口に張り渡されたフィルムシートを引き延ばし、このフィルムシート上に固着されたダイシング済みのウェハーを複数片のチップに分離するためのフィルムシート用エキスパンダであって、
昇降装置が拡張ステージを上昇させるとともに振動部が拡張固定部を偏芯水平移動させてフィルムシートと拡張固定部との接触箇所を外側に押し広げつつフィルムシートを拡張して、ダイシング済みのウェハーをチップに分割することを特徴とする偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダ。
【請求項２】
請求項１に記載の振動式フィルムシート用エキスパンダにおいて、
前記振動部は、
回転させる駆動力を付与するドライバと、
ドライバからの駆動力に応じて通常回転する通常回転部と、
通常回転部の回転軸から偏芯して取付けられ、通常回転を偏芯回転に変換するとともに偏芯回転を偏芯水平移動に変換する偏芯移動部と、
を備え、偏芯移動部に拡張固定部が固定されて拡張固定部が偏芯水平移動することを特徴とする偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダにおいて、
前記拡張固定部を振動部に固定するエアチャックを備え、エアチャックは、
拡張固定部の載置箇所に内周側溝・外周側溝による多段の溝として設けられるマニホールドと、
マニホールドの外周側溝に嵌め込まれる断面円形の環状ゴムリングと、
マニホールドの内周側溝と連通する給気流路と、
を備え、給気流路を介してマニホールドの内周側溝を加圧することでマニホールドの外周側溝の環状ゴムリングを膨張させて、拡張固定部を押圧固定することを特徴とする偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造工程で用いられ、ダイシング済みのウェハーを角形小片であるチップへ分離する偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程では、棒状のシリコン単結晶がスライシングされて薄い円板状のウェハーが切り出される。このウェハーは、表面が研磨されて鏡面状に仕上げられた後、薄膜形成、リソグラフィ、エッチング、不純物導入、洗浄、熱処理等が施され、ＶＬＳＩ・ＣＭＯＳ等のチップが格子状に複数割り付けられたウェハーとなる。
【０００３】
このウェハー上で格子状に割り付けられた複数のチップから一片のチップへ分割するために、専用のカッターにより一片のチップに切り離されるダイシングが行われる。これら一片のチップがダイボンディング・ワイヤボンディング・パッケージングされ、ＩＣチップが製造されることとなる。
【０００４】
さて、上記した半導体製造工程で、ウェハーに対して、薄膜形成、リソグラフィ、エッチング、不純物導入、洗浄、熱処理等を行う場合に、直に触ることが許されないウェハーの取り扱いを容易にするため、製造工程途中のウェハーは、ウェハーリングと呼ばれる治具上に取り付けられた上で取り扱われている。作業員・製造装置はこのウェハーリングを把持・握持することでウェハーに触れることなくウェハーを取り扱うことができる。
【０００５】
このウェハーリングについて説明する。図９はウェハーリングの構成図であり、図９（ａ）は表面図、図９（ｂ）はＡ−Ａ線側断面図、図９（ｃ）は裏面図である。図９（ａ），図９（ｃ）で示すように、ウェハーリング１０は一部切り欠き（図９（ａ）では上側）を有する環状の板であり、中央孔には伸縮性を有するフィルムシート１１が張り渡されている。このフィルムシート１１には、図９（ａ）で示される側のみに接着剤が塗布されており、皺等がないように張り渡された状態でウェハーリング１０に貼り付けられる。さらに、このフィルムシート１１の中央部にはウェハー１２が配置・固着されることとなる。
【０００６】
このような取り付けを実現するため、図示しないが専用のマウンティング装置が開発されており、ウェハーリング１０・フィルムシート１１・ウェハー１２の位置決めを行いつつ接着することが可能になされている。このようなウェハー１２ではウェハーリング１０を把持して搬送などが行われるため、換言すればウェハー１２に直接接触することがなくなり、ウェハー１２に対して塵埃の付着・過度な力が掛かるという事態の発生を回避している。
【０００７】
さて、半導体製造工程が進み、このウェハーリング１０のウェハー１２がチップとして切り出されるダイシングが行われる。そしてダイシング終了後にはチップを取り出すこととなるが、この場合、あるチップと隣接する他のチップとの境界面が接していない状態として一片のチップの側部を摘んで取り出す必要がある。そこで、フィルムシート１１を拡張することでフィルムシート１１の上にあるダイシング済みのウェハー１２も併せて移動・分離するという手法を採る。
【０００８】
このフィルムシートの拡張について概略説明する。図１０はフィルムシート拡張を説明する説明図であり、図１０（ａ）は拡張前のフィルムシート上のダイシング済みのウェハーを示す図、図１０（ｂ）は拡張後のフィルムシート上のチップ群を示す図である。図１０（ａ）で示すようなダイシング済みのウェハー１２が貼り付けられているフィルムシート１１に対し、図１０（ａ）で示す矢印方向（放射方向）の力が加わると、ウェハー１２は分離開始し、最終的には図１０（ｂ）で示すようにチップ１３が整然と配列した状態を維持しつつ間隔を開けるものである（以下、このような作業を単にフィルムシート拡張作業という）。
【０００９】
このようなフィルムシートの拡張作業に係る従来技術として、例えば、特許文献１（特開２００３−２４３３３２号公報）に記載された「低拡張率エキスパンダおよび拡張フィルムシート固定方法」に係る発明が知られている。具体的には昇降装置により上昇する拡張ステージがフィルムシートを押し上げつつ拡張し、所定の拡張率に到達した場合に真空吸着によりフィルムシートを拡張ステージに固定し、拡張リングに移し取る低拡張率エキスパンダとしている。従来技術はこのようなものである。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−２４３３３２号公報      （段落番号００２０〜００３８，図１〜図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
拡張ステージがフィルムシートを押し上げる際に、フィルムシートが拡張ステージの上面外周・側面と接触したり、または、拡張リングの上面外周・側面に接触する場合、これら接触箇所では狭い領域で集中して接することから強い力が加わってフィルムシートが密着して移動できなくなっており、その拡張リングや拡張ステージの内側となるフィルムシートの中央部では張力減少により拡張が行われない、という問題があった。
そこで、摩擦力の低減が好ましく、拡張リング自体にフッ素樹脂を塗布する等して摩擦を低減するといった工夫をしている。
【００１２】
さらには、拡張ステージによりフィルムシートを押し上げる速度が摩擦力に影響を与える点も考慮されている。
摩擦力には、２個の面が静止から動き出すときに発生する静止摩擦力と動いているときに生じる動摩擦力の２種類がある。
静止摩擦力ｆｓ≦静止摩擦係数μｓ×垂直抗力Ｎ
動摩擦力ｆＫ＝動摩擦係数μＫ×垂直抗力Ｎ
【００１３】
そして、静止摩擦力が動摩擦力よりも大きいことを考慮し、摩擦力を小さくするためには、相対的な上下速度を上げて動摩擦として、摩擦力を減少させる方法も考えられる。しかしながら、チップの分割を伴う拡張であるため、単純に高速化できないという問題があった。さりとて、拡張をゆっくり行う場合には静止摩擦力の影響で抵抗力が大きいまま拡張されるため、同じ高さで拡張しても、微妙に「拡張率」が違うという問題もあった。
これらのような問題は、特許文献１に記載の「低拡張率エキスパンダおよび拡張フィルムシート固定方法」でも同様に起こりうるものであった。
【００１４】
本発明は上記問題点を解決するためのものであり、その目的は、フィルムシートを振動により外側へ拡げることで均一に拡張できるようにして拡張特性を向上させた偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の請求項１に係る偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダは、
ウェハーリングを保持固定するためのクランプ部と、
クランプ部で支持されるウェハーリングのフィルムシートに対しウェハーが載置された面の裏面とステージ部のステージ面と、を当接させてフィルムシートを拡張するための拡張ステージと、
拡張ステージを昇降させる昇降装置と、
拡張ステージに設けられ、偏芯水平移動により振動する振動部と、
拡張ステージのステージ部の周囲に設けられるとともに、振動部により振動するように支持されて偏芯水平移動する拡張固定部と、
を備え、ウェハーリングの円開口に張り渡されたフィルムシートを引き延ばし、このフィルムシート上に固着されたダイシング済みのウェハーを複数片のチップに分離するためのフィルムシート用エキスパンダであって、
昇降装置が拡張ステージを上昇させるとともに振動部が拡張固定部を偏芯水平移動させてフィルムシートと拡張固定部との接触箇所を外側に押し広げつつフィルムシートを拡張して、ダイシング済みのウェハーをチップに分割することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項２に係る偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダは、
請求項１に記載の偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダにおいて、
前記振動部は、
回転させる駆動力を付与するドライバと、
ドライバからの駆動力に応じて通常回転する通常回転部と、
通常回転部の回転軸から偏芯して取付けられ、通常回転を偏芯回転に変換するとともに偏芯回転を偏芯水平移動に変換する偏芯移動部と、
を備え、偏芯移動部に拡張固定部が固定されて拡張固定部が偏芯水平移動することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項３に係る偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダは、
請求項１または請求項２に記載の偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダにおいて、
前記拡張固定部を振動部に固定するエアチャックを備え、エアチャックは、
拡張固定部の載置箇所に内周側溝・外周側溝による多段の溝として設けられるマニホールドと、
マニホールドの外周側溝に嵌め込まれる断面円形の環状ゴムリングと、
マニホールドの内周側溝と連通する給気流路と、
を備え、給気流路を介してマニホールドの内周側溝を加圧することでマニホールドの外周側溝の環状ゴムリングを膨張させて、拡張固定部を押圧固定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上、本発明によれば、フィルムシートを振動により外側へ拡げることで均一に拡張できるようにして拡張特性を向上させた偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
続いて、本発明の偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダを実施するための最良の形態について、図に基づいて説明する。図１は本形態の偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダ１０００の構造図である。なお、これら図は、図面の見やすさを特に優先し、簡略な図面としている。また、ウェハーリング１０については従来技術と同じであるため、従来技術の説明と同じ符号を用いて説明する。
本形態の偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダ１０００では、図１で示すように、拡張ステージ１００、昇降装置２００、ドライバ３００、エア給気装置４００、制御装置５００、ロウアークランプ６００、アッパークランプ７００を備えている。
【００２０】
以下各部について説明する。
この拡張ステージ１００は、昇降装置２００により上下方向に昇降できるようになされている。後述するが、この上昇によりダイシング済みのウェハー１２を角形小片であるチップ１３へ分離する。また、ドライバ３００から供給される駆動力により、拡張ステージ１００内のリングホルダ１０５・下側拡張リング１０６（図２（ｂ）参照）が水平方向に振動するようになされている。
【００２１】
エア給気装置４００は、拡張ステージ１００の継手１０８ｄ（図３参照）とチューブ等を介して接続されており、拡張ステージ１００へ加圧エアを供給している。なお、このエア給気装置４００は集合配管、電磁弁、減圧弁を経て圧力源に接続されている。
【００２２】
制御装置５００は、昇降装置２００、ドライバ３００、エア給気装置４００（の電磁弁）と制御線を介して接続されており、これら装置の制御を行う。制御手順については後述する。
【００２３】
ロウアークランプ６００には摩擦体６００ａが取り付けられている。このロウアークランプ６００は、例えば、断面凹字状である水盤のような構成を有している。この摩擦体６００ａは、例えば、弾性体であるＯリングなどである。
アッパークランプ７００にも摩擦体７００ａが取り付けられている。このアッパークランプ７００も、例えば、円環板状の構成を有している。この摩擦体７００ａも、例えば、弾性体であるＯリングなどである。
なお、ロウアークランプ６００およびアッパークランプ７００は、本発明のクランプ部の一具体例であり、本実施形態以外にもウェハーリング１０を把持・固定できる各種の構成を採用することができる。
【００２４】
これらロウアークランプ６００およびアッパークランプ７００により、ウェハーリング１０が上下方向から挟まれて挟持固定（クランプ）される。この場合、ロウアークランプ６００の摩擦体６００ａ、および、アッパークランプ７００の摩擦体７００ａは、変形するとともにウェハーリング１０を強固に把持・固定する。
【００２５】
続いて、拡張ステージ１００の個々の構成について説明する。図２は拡張ステージの構造図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）はＢ−Ｂ線側断面図である。図３は振動部の拡大側断面図である。図４はドライブギア・支持部・回転止めの位置説明図である。図５は下側外輪押さえ部と上側内輪支持部との位置関係の説明図である。図６は振動動作の説明図であり、図６（ａ）は右方向振動動作の説明図、図６（ｂ）は左方向振動動作の説明図である。
【００２６】
拡張ステージ１００は、詳しくは、図２（ａ），（ｂ）で示すように、ベース１０１、ステージ部１０２、支持部１０３、ヒータ１０４、リングホルダ１０５、下側拡張リング１０６、回転止め１０７、エアチャック１０８、下側内輪支持部１０９、駆動系ベアリング１１０、下側内輪押さえ部１１１、リングギア１１２ 、ドライブギア１１３、駆動軸１１４、下側外輪押さえ部１１５、上側内輪支持部１１６、偏芯系ベアリング１１７、上側内輪押さえ部１１８、上側外輪押さえ部１１９を備えている。
【００２７】
ベース１０１は、例えば平板円板であり、昇降する全体の基となるステージベースとなる。このベース１０１には、昇降装置２００の昇降部と連結され、昇降装置２００による昇降に応じて昇降する。
ステージ部１０２は、円板状であって上側がステージ面１０２ａとなる。このステージ面１０２ａは梨地（なしぢ）仕上になされており、ステージ面１０２ａに接触するフィルムシート１１は、空気の存在により密着することなく滑らかに摺動するようになされている。また、ステージ面にフッ素樹脂を塗布する等の摩擦低減の工夫をしても良い。
【００２８】
支持部１０３は、図４で示すように、ベース１０１に立設された三本の柱状体であり、その上部にてステージ部１０２を支持する。ベース１０１の板面とステージ部１０２のステージ面とは略平行に形成される。
ヒータ１０４は、ステージ部１０２の裏側に配置されて、ステージ部１０２に対して加温する機能を有している。ステージ部１０２を加温するため特にステージ部１０２に接するフィルムシート１１で拡張しやすいようにして補助している。そして、図示しない温度センサが配置されてステージ部１０２の温度を計測し、図示しない信号線により制御装置５００に対して検出信号を出力する。なお、支持部１０３はベース１０１から断熱する機能も有し、ステージ部１０２のみ熱するようにして不要な加熱をなくして、加熱の高速化・電力低減も実現している。
【００２９】
リングホルダ１０５は、環状に形成された部材であって拡張リング１２１（図８（ｂ）参照）の下側拡張リング１０６を保持する。このリングホルダ１０５の動作等については後述する。
下側拡張リング１０６は、環状に形成された部材であって、後に詳述するがフィルムシート１１の保持（図８（ｂ）参照）に用いられる。
【００３０】
回転止め１０７は、図４で示すように、ベース１０１に立設された１本の柱状体であり、図２（ｂ）で示すように、リングホルダ１０５の下面に形成された溝１０５ａ（図４の位置関係参照）に入り込んでリングホルダ１０５が回転しないようにする。この回転止め１０７は樹脂製であり、摩擦を低減するように配慮されている。
【００３１】
エアチャック１０８は、詳しくは図３で示すように、マニホールド１０８ａ、Ｏリング１０８ｂ、給気流路１０８ｃ、継手１０８ｄを備える。
マニホールド１０８ａは、リングホルダ１０５の外周に設けられ、内周側溝・外周側溝による多段の溝である。
Ｏリング１０８ｂは、マニホールド１０８ａの外周側溝に嵌め込まれる断面円形の環状ゴムリングである。通常時のＯリング１０８ｂは、マニホールド１０８ａの外周側溝に嵌め込まれるとともに内周側溝の開口部を塞いで環状の流路を形成している。
給気流路１０８ｃは、リングホルダ１０５に形成された流路であり、マニホールド１０８ａの内周側溝と、継手１０８ｄとに連通して流路を形成している。
継手１０８ｄはチューブ等の流路（図示せず）を介してエア給気装置４００と連通する。なお、エアチャック１０８は図示の便宜上図３で示す位置で継手１０８ｄを形成したが、ドライブギア１１３があることを鑑み他の位置（例えば図４で示す位置）に配置しても良い。このようなエアチャック１０８の動作については後述する。
【００３２】
下側内輪支持部１０９は、図２（ａ），図３でも示すように、リング体であって、ベース１０１に固定されている。
駆動系ベアリング１１０は、玉軸受け、ころ軸受けなどの使用が可能である。駆動系ベアリング１１０は、その内輪が下側内輪支持部１０９に設置されて水平配置される。
下側内輪押さえ部１１１は、リング体である。
このような下側内輪支持部１０９に嵌め込まれた駆動系ベアリング１１０の内輪に下側内輪押さえ部１１１が図示しないねじなどで固定され、駆動系ベアリング１１０の外輪は回転可能に支持される。
【００３３】
リングギア１１２は、環状体の外周面に歯車が形成されたものであり、駆動系ベアリング１１０の外輪に嵌め込まれて取り付けられる。このリングギア１１２は、ドライブギア１１３と噛み合っている。
ドライブギア１１３は、リングギア１１２と噛み合う。
駆動軸１１４は、ドライブギア１１３に対し、図１のドライバ３００により回転する駆動力を伝達する。
【００３４】
下側外輪押さえ部１１５は、駆動系ベアリング１１０の外輪を間において、図示しないねじなどでリングギア１１２に取付けられてベアリング押さえとして機能するリング体であって、下側外輪押さえ部１１５とリングギア１１２とが駆動系ベアリング１１０の外輪と一体化して固定される。
【００３５】
上側内輪支持部１１６は、図示しないねじなどで下側外輪押さえ部１１５の上側に取付けられるリング体である。取付け位置であるが、図５で示すように下側外輪押さえ部１１５の中心から偏芯量ｅだけ中心をずらした状態で、下側外輪押さえ部１１５の上側に取付けられている。これにより下側外輪押さえ部１１５が回転すると上側内輪支持部１１６は、半径方向に振動しながら回転する。この振動は一点を注目すると振幅が偏芯量２ｅの振動をする。
【００３６】
偏芯系ベアリング１１７は、玉軸受け、ころ軸受けなどの使用が可能である。偏芯系ベアリング１１０は、上側内輪支持部１１６にその内輪が嵌め込まれて水平配置される。
上側内輪押さえ部１１８は、リング体である。
このような上側内輪支持部１１６に嵌め込まれた偏芯系ベアリング１１７の内輪が上側内輪押さえ部１１８が図示しないねじなどで固定され、偏芯系ベアリング１１７の外輪は回転可能に支持される。
【００３７】
上側外輪押さえ部１１９は、リング体であり、偏芯系ベアリング１１７の外輪が嵌め込まれている。
リングホルダ１０５にも偏芯系ベアリング１１７の外輪が嵌め込まれており、このようなリングホルダ１０５に嵌め込まれた偏芯系ベアリング１１７の外輪を図示しないねじなどにより上側外輪押さえ部１１９が固定する。
【００３８】
このような拡張ステージ１００では、ステージ部１０２のステージ面１０２ａは、図３で示すように、下側拡張リング１０６の最高面と比較して、間隔ａだけ高くなっている。
また、ステージ部１０２のステージ面１０２ａの最外周部と、下側拡張リング１０６の最高面外周部とは充分な距離ｂが形成される。これは、θ＝ｔａｎ−１ （ｂ／ａ）で表される角度が充分に狭角となるように構成される。
【００３９】
さて、以上説明した構成を備える拡張ステージ１００では、図２（ａ），（ｂ）で示すように、ステージ部１０２の周囲に設けられ、上下方向に移動可能に支持される拡張固定部が、リングホルダ１０５、下側拡張リング１０６、回転止め１０７により形成される。このうち、図８（ｂ），（ｃ）で示すように、下側拡張リング１０６は、さらに上側拡張リング１２０とで拡張リング１２１を形成する。
【００４０】
また、このような拡張ステージ１００では、図２（ａ），（ｂ）で示すように、拡張ステージ１００の拡張固定部を偏芯水平移動により、一点に着目すると半径方向であって水平に振動させる振動部が、ベース１０１、エアチャック１０８、下側内輪支持部１０９、駆動系ベアリング１１０、下側内輪押さえ部１１１、リングギア１１２ 、ドライブギア１１３、駆動軸１１４、下側外輪押さえ部１１５、上側内輪支持部１１６、偏芯系ベアリング１１７、上側内輪押さえ部１１８、上側外輪押さえ部１１９により形成される。
【００４１】
この振動部についてさらに詳細に説明する。図２（ｂ）で示すように、ドライブギア１１３、駆動軸１１４でドライバを形成し、回転させる駆動力を付与する。
さらにまた、下側内輪支持部１０９、駆動系ベアリング１１０、下側内輪押さえ部１１１、リングギア１１２、下側外輪押さえ部１１５により通常回転部を形成し、ドライバの駆動軸１１４・ドライブギア１１３からの駆動力に応じて、リングギア１１２に駆動力を伝達すると、一体に固定されているリングギア１１２、駆動系ベアリング１１０の外輪、下側外輪押さえ部１１５が、偏芯なく通常回転する。
【００４２】
さらにまた、上側内輪支持部１１６、偏芯系ベアリング１１７、上側内輪押さえ部１１８、上側外輪押さえ部１１９により偏芯移動部を形成する。偏芯移動部は、通常回転部の下側外輪押さえ部１１５の回転軸から偏芯して上側内輪支持部１１６が取付けられて、通常回転を偏芯回転に変換する。さらに偏芯移動部は、上側内輪支持部１１６、偏芯系ベアリング１１７の内輪、上側内輪押さえ部１１８が偏芯しながら回転する。しかしながら、偏芯移動部では一体に固定されている上側外輪押さえ部１１９およびリングホルダ１０５は、偏芯系ベアリング１１７の球やころで支持されるとともに回転止め１０７により回転が止められていることから回転が伝わらないようになされており、偏芯回転から偏芯水平移動のみ抽出することで偏芯回転を偏芯水平移動に変換することとなる。これによりリングホルダ１０５・下側拡張リング１０６は回転しないが、上から見るとリングホルダ１０５・下側拡張リング１０６は、通常回転部の基準中心軸から偏芯量ｅずれた偏芯移動部の偏芯中心軸を有し、この偏芯中心軸は偏芯量ｅと同じ半径で基準中心軸を中心として回転しつつ移動する偏芯水平移動を行うこととなる。振動は一点を注目すると振幅が偏芯量２ｅの振動をする。
【００４３】
そして、リングホルダ１０５は、図５で示すように、下側外輪押さえ部１１５に対して上側内輪支持部１１６が右側へ偏った状態の時、図６（ａ）で示すように、矢印α方向（右方向）へ移動し、また、図示しないが下側外輪押さえ部１１５に対して上側内輪支持部１１６が左側へ偏った状態の時、図６（ｂ）で示すように、矢印β方向（左方向）へ移動する。このように一箇所だけ見れば偏芯量２ｅだけ水平方向に単振動している。実際は各箇所で半径方向に偏芯量２ｅだけ振動するものである。
【００４４】
続いて、偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダ１０００によるチップ分割動作について説明する。図７は拡張ステージ１００を上昇させた偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダの構造図である。図８はフィルムシートの拡張動作を説明する説明図であり、図８（ａ）は水平振動状態を示す図、図８（ｂ）は拡張リング形成を示す図、図８（ｃ）はフィルムシート取り出しを示す図である。
【００４５】
ステージ部１０２の上昇前では図１，図２，図３，図６（ａ），（ｂ）等でも明らかなように、リングホルダ１０５には下側拡張リング１０６のみ取付けられている。このリングホルダ１０５に対し、下側拡張リング１０６は取り外し自在となるように配置されている。このリングホルダ１０５の外周側面には、図８（ｃ）で示すように下側拡張リング配置部１２２が形成されており、下側拡張リング１０６は、下側拡張リング配置部１２２に嵌め込んで配置される。
【００４６】
さて分割動作であるが、下側拡張リング配置部１２２に嵌め込まれた下側拡張リング１０６を固定するため、エアチャック１０８を稼働させるものであり、図示しない操作部を介して制御装置５００に操作信号を入力すると、エア給気装置４００が加圧エアを供給開始する。すると、図３で示すように、継手１０８ｄ、給気流路１０８ｃを介してマニホールド１０８ａとＯリング１０８ｂとにより形成される環状の流路内が加圧され、Ｏリング１０８ｂが外周側へ押圧されて、下側拡張リング１０６が回転しないように固定される。
【００４７】
続いて、フィルムシート１１にダイシング済みのウェハー１２が載置されているウェハーリング１０をロウアークランプ６００の上に配置し、その後に、図示しないクランパ用昇降装置を操作してアッパークランプ７００を下降させ、ウェハーリング１０を上下方向から押圧しつつ把持固定し、図１で示すような状態とする。この際、摩擦体６００ａ，７００ａは変形するとともに、ウェハーリング１０が移動しないような強固な摩擦力・押圧力を付与する。
【００４８】
続いて、図２で示したヒータ１０４が駆動される。図示しない温度センサはステージ部１０２の温度を検出して検出信号として出力し、制御装置５００が検出信号に基づいてフィードバック制御して、ステージ部１０２は所定温度に維持されて加熱状態となり、フィルムシート１１を柔らかくして拡張しやすい状態とする。
【００４９】
続いて、振動動作を開始させるため、図示しない操作部を介して制御装置５００に操作信号を入力すると、ドライバ３００が回転を開始し、下側拡張リング１０６は先に説明したような偏芯水平移動を開始する。
【００５０】
続いて、図示しない操作部を介して制御装置５００に操作信号を入力すると、昇降装置２００が拡張ステージ１００を上昇させ、図７で示すように、フィルムシート１１を押し上げていく。この場合、図８（ａ）で示すように、フィルムシート１１はステージ部１０２の上側にある円板状のステージ面１０２ａにより張り渡されるとともに半径方向へ沿って拡張しつつ移動する。また、下側拡張リング１０６の最高面外周部と、フィルムシート１１とが接触する。
【００５１】
このようにステージ部１０２のステージ面１０２ａの外周部と下側拡張リング１０６の最高面外周部とにより形成されるフィルムシート１１の斜面では傾斜が緩やかになっており、特に、ステージ部１０２のステージ面１０２ａの外周において、フィルムシート１１が移動しやすくなっている。また、ステージ部１０２のステージ面１０２ａに面接触しているフィルムシート１１は、ステージ面１０２ａが最高面であるため、張り渡される状態を確実に維持する。
【００５２】
さて、これらステージ部１０２のステージ面１０２ａの外周部や、下側拡張リング１０６の最高面外周部では、摩擦により接触抵抗力が加わっているが、接触開始当初ではさほどこの接触抵抗力が大きくない。しかしながら、何ら措置を施さないと、ステージ部１０２の外周部や、特に下側拡張リング１０６の最高面外周部では少ない接触面積となって強い力が集中していき、下側拡張リング１０６のリング内（最高部・緩斜面部）では拡張せずに（拡張率が低い）下側拡張リング１０６のリング外（急斜面部）ばかり拡張する（拡張率が高い）こととなる。そこで、本発明のように下側拡張リング１０６が偏芯水平移動するようにしたため、押し上げと同時にリングホルダ１０５を介して下側拡張リング１０６を水平方向に振動させて、拡張率の均一化を図る。
【００５３】
つまり、下側拡張リング１０６の最高面外周が振動、特に内周側から外周側へ移動する振動により、下側拡張リング１０６のリング内のフィルムシート１１を外周側へ押送して拡張する。このような拡張を何度も繰り替えして外側へ移動させて拡張率を高めていく。この場合、先に説明したようにリング外の拡張率が高い、つまりフィルムシート１１は外側へ引張られる力が働いているため、一度拡張すれば、戻ることもなく確実に拡張される。このような拡張は偏芯水平移動により下側拡張リング１０６の全円周でなされるため全円周で拡張されていき、拡張率は全領域で一定に近づく。
【００５４】
このような状態で拡張ステージ１００を上昇させて、フィルムシート１１の全領域を拡張率をほぼ均一にしつつ拡張することとなる。このフィルムシート１１が拡張しつつ移動する際、図１０（ａ）で示すようにウェハー１２を外側へ拡げて行き、所定の拡張率となったとき、図１０（ｂ）で示すように、チップ１３に分割される。このような場合でも、拡張リング１０６の最高面外周部と、ステージ部１０２のステージ面１０２ａの外周部と、の高低差ａによりフィルムシート１１はステージ面１０２ａで常に張り渡されており、チップ飛びの原因となるフィルムシート１１の膨らみを防止する。
拡張ステージ１００が所定の高さになってフィルムシート１１が所定の拡張率となったとき、制御装置５００を操作して、昇降装置２００による昇降を一時停止、ドライバ３００による回転駆動の停止、および、エア給気装置４００によるエアチャック１０８の停止を行う。
【００５５】
このようなステージ部１０２が上昇してフィルムシートが所定拡張率になった場合、拡張リング１２１を形成する。下側拡張リング１０６は、図８（ｂ），（ｃ）で示す上側拡張リング１２０が取り付けられるように構成されており、下側拡張リング１０６と上側拡張リング１２０とで拡張リング１２１を構成する。具体的には、図８（ｂ）で示すように、フィルムシート１１を挟みつつ上側拡張リング１２０を下側拡張リング１０６に嵌め込んで拡張リング１２１とする。挟み込みによる押圧力に加え、フィルムシート１１の接着力により強固に固定される。そして、図８（ｃ）で示すように拡張リング１２１ごと取り外す。
【００５６】
以上、本形態の偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダ１０００について説明した。このような偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダ１０００では、下側拡張リング１０６以外を振動させると悪影響を及ぼすおそれが高い。振動による悪影響として、固定部の緩み、ヒータ・センサ等の電気部品の寿命への悪影響、共振等による音の発生、隣接する他の装置への影響などである。そこで、以下のような施策により好ましくない振動伝達の防止を考慮した構造とすれば良い。
１．振動伝達の遮断
２．ドライバ３００をモータとする。
以下に説明する。
【００５７】
１．振動伝達の遮断
ウェハー１２を振動部から分離保護する。これは、ステージ部１０２のステージ面を下側拡張リング１０６の最上面より間隔ａにより僅かに高くしており、ステージ面上のフィルムシート１１は常に下側に押さえられ、ウェハー１２がステージ面から浮き上がるような振動が発生する事態を防止する。
【００５８】
２．ドライバ３００をモータとする。
ここに偏芯水平振動の振動周波数は、フィルムシート１１の収縮速度により決定されるため比較的低い周波数で良い。しかしながら、採用される振動周波数はフィルムシート１１の収縮速度により決定される周波数よりも高い周波数としてフィルムシート１１が受ける静止摩擦力を充分に小さいものとしてフィルムシート１１が容易に伸び縮みできるようにして拡張に充分追従できるようにしておく。なお、振動周波数が余りに高いと不要な振動源となるおそれもある。そこでドライバ３００として可変速モーターを採用して回転速度を調整できるようにして最適な振動周波数となるように微調整を可能とする。
【００５９】
以上、本発明の偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダについて説明した。このような偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダでは、フィルムシートを偏芯水平移動により外側へ拡げることで均一に拡張できるようにしたため、拡張特性を向上させることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明を実施するための最良の形態の偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダの構造図である。
【図２】拡張ステージの構造図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）はＢ−Ｂ線側断面図である。
【図３】振動部の拡大側断面図である。
【図４】ドライブギア・支持部・回転止めの位置説明図である。
【図５】下側外輪押さえ部と上側内輪支持部との位置関係の説明図である。
【図６】振動動作の説明図であり、図６（ａ）は右方向振動動作の説明図、図６（ｂ）は左方向振動動作の説明図である。
【図７】拡張ステージを上昇させた偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダの構造図である。
【図８】フィルムシートの拡張動作を説明する説明図であり、図８（ａ）は水平振動状態を示す図、図８（ｂ）は拡張リング形成を示す図、図８（ｃ）はフィルムシート取り出しを示す図である。
【図９】ウェハーリングの構成図であり、図９（ａ）は表面図、図９（ｂ）はＡ−Ａ線側断面図、図９（ｃ）は裏面図である。
【図１０】フィルムシート拡張を説明する説明図であり、図１０（ａ）は拡張前のフィルムシート上のダイシング済みのウェハーを示す図、図１０（ｂ）は拡張後のフィルムシート上のチップ群を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０００：偏芯振動式フィルムシート用エキスパンダ
１００：拡張ステージ
１０１：ベース
１０２：ステージ部
１０２ａ：ステージ面
１０３：支持部
１０４：ヒータ
１０５：リングホルダ
１０５ａ：溝
１０６：下側拡張リング
１０７：回転止め
１０８：エアチャック
１０８ａ：マニホールド
１０８ｂ：Ｏリング
１０８ｃ：給気流路
１０８ｄ：継手
１０９：下側内輪支持部
１１０：駆動系ベアリング
１１１：下側内輪押さえ部
１１２：リングギア
１１３：ドライブギア
１１４：駆動軸
１１５：下側外輪押さえ部
１１６：上側内輪支持部
１１７：偏芯系ベアリング
１１８：上側内輪押さえ部
１１９：上側外輪押さえ部
１２０：上側拡張リング
１２１：拡張リング
１２２：下側拡張リング配置部
２００：昇降装置
３００：ドライバ
４００：エア供給装置
５００：制御装置
６００：ロウアークランプ
６００ａ：摩擦体
７００：アッパークランプ
７００ａ：摩擦体
１０：ウェハーリング
１１：フィルムシート
１２：ウェハー
１３：チップ
【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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