(57)【要約】【課題】ウェーハを構成する分割ラインの数が縦方向と横方向とで異なる場合や一部の分割ラインの拡張が不十分になる場合において、すべての分割ラインを十分に拡張できるようにする。【解決手段】粘着テープＴを介してフレームＦに支持されたウェーハＷを面方向に拡張するウェーハ拡張装置１において、フレームＦを保持するフレーム保持手段２と、粘着テープＴを拡張させるための突上げ手段３０ａ〜３０ｄとを備えており、突上げ手段３０ａ〜３０ｄは、少なくとも４分割されたリング形状に配列されているとともに、個々の突上げ手段の高さを個別に制御する突上げ量制御手段３２ａ〜３２ｄを備える。突上げ高さを可変とすることで、所望の方向のテープ拡張量を調整し、これによってウェーハＷの拡張量も方向ごとに制御する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子状の分割ラインが形成されたウェーハが、リング状のフレームの開口部を塞ぐように該フレームに貼着された粘着テープに貼着されることにより、該開口部において該粘着テープを介して該フレームに支持されたウェーハを、該ウェーハの面方向に拡張するウェーハ拡張装置であって、
該フレームを保持するフレーム保持手段と、該粘着テープを拡張させるための突上げ手段とを備えており、
該突上げ手段は、少なくとも４分割されたリング形状に配列されているとともに、個々の該突上げ手段の高さを個別に制御する突上げ量制御手段を備え、突上げ高さを可変とすることで、所望の方向のテープ拡張量を調整することを特徴とするウェーハ拡張装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種ウェーハを面方向に拡張するウェーハ拡張装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、円板状の半導体ウェーハの表面に格子状の分割ラインによって多数の矩形領域を区画し、これら矩形領域の表面にＩＣやＬＳＩ等の電子回路を形成する。次いで、裏面を研削した後に研磨するなど必要な処理を施してから、全ての分割ラインを切断してダイシングし、多数の半導体チップを得ている。このようにして得られた半導体チップの裏面には、エポキシ樹脂等からなる厚さが例えば数μｍ〜１００μｍ程度のＤＡＦ（Die Attach Film）と称されるダイボンディング用のフィルム状接着剤が貼着され、このＤＡＦを介して、半導体チップを支持するダイボンディングフレームを加熱することによりボンディングが行われる。
【０００３】
一方、半導体ウェーハ等の板状の被加工物を分割する方法として、近年は、レーザ光を被加工物の内部に集光点を合わせて照射するレーザ加工方法が試みられている。このレーザ加工方法を用いた分割方法は、被加工物に対する透過性を有する赤外光領域のパルスレーザ光を被加工物の一方の面側から内部に集光点を合わせて照射して、被加工物の内部に分割ラインに沿った改質層を連続的に形成し、この改質層が形成されることにより強度が低下した分割ラインに外力を加えることによって被加工物を分割するものである。外力を加える装置としては、被加工物の裏面に貼着した保護テープ等の粘着テープを拡張することにより半導体ウェーハも同時に拡張させることができる拡張装置が用いられている（例えば特許文献１，２参照）。
【０００４】
特許文献１，２に記載された拡張装置は、テープを介してリング状のフレームに支持されたウェーハをウェーハ支持テーブル上に支持し、ウェーハ支持テーブルの外周側に位置しフレームを支持するフレーム保持手段とウェーハ支持テーブルとの相対上下運動によってテープを伸張させることにより、ウェーハを面方向に拡張して分割ラインに沿って切断することができる。また、この拡張装置を用いれば、デバイスに分割済みのウェーハのデバイス間の間隔を拡げることもでき、後のデバイスのピックアップをしやすくすることができる。
【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２０１０−２０６１３６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、従来の拡張装置では、ウェーハ全体が均等に拡張されるところ、ウェーハを構成するデバイスが正方形でない場合（例えば長方形の場合）は、分割ラインの数が方向ごとに異なるため、分割ラインの向きによって拡張量が異なり、拡張が十分でないと、分割ができない場合があるという問題がある。
【０００７】
また、後のデバイスのピックアップのために分割済みのウェーハのデバイス間の間隔を拡げる場合においても、拡げた後の間隔が十分でない部分が生じるという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、ウェーハを構成する分割ラインの数が縦方向と横方向とで異なる場合や一部の分割ラインの拡張が不十分になる場合において、すべての分割ラインを十分に拡張できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、格子状の分割ラインが形成されたウェーハが、リング状のフレームの開口部を塞ぐようにフレームに貼着された粘着テープに貼着されることにより、開口部において粘着テープを介してフレームに支持されたウェーハを、ウェーハの面方向に拡張するウェーハ拡張装置に関するもので、フレームを保持するフレーム保持手段と、粘着テープを拡張させるための突上げ手段とを備えており、突上げ手段は、少なくとも４分割されたリング形状に配列されているとともに、個々の突上げ手段の高さを個別に制御する突上げ量制御手段を備え、突上げ高さを可変とすることで、所望の方向のテープ拡張量を調整する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、突上げ手段が少なくとも４分割されており、個々の突上げ手段の高さを個別に制御する突上げ量制御手段を備えているため、ウェーハに貼着された粘着テープの拡張量を方向ごとに調整することができる。したがって、ウェーハに形成された分割ラインの数が方向ごとに異なる場合であっても、すべての分割ラインを均等に拡張することができ、ウェーハを確実に分割したり、分割後のチップ間の間隔を均等にしたりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ウェーハ拡張装置の一例を示す斜視図である。
【図２】ウェーハ拡張装置を略示的に示す断面図である。
【図３】ウェーハ拡張装置にウェーハを載置した状態を示す斜視図である。
【図４】ウェーハ拡張装置にウェーハを載置した状態を略示的に示す断面図である。
【図５】粘着テープを介してフレームに支持されたウェーハの一例を示す平面図である。
【図６】すべての突上げ部材を上昇させて粘着テープを拡張した状態を略示的に示す断面図である。
【図７】すべての突上げ部材を上昇させて粘着テープを拡張した場合にウェーハに形成された溝を拡大して示す平面図である。
【図８】一部の突上げ部材を上昇させて粘着テープを拡張した状態を略示的に示す断面図である。
【図９】一部の突上げ部材を上昇させて粘着テープを拡張した場合にウェーハに形成された溝を拡大して示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１に示すウェーハ拡張装置１は、例えば図１に示すウェーハＷのような板状の被加工物を面方向に拡張する機能を有する装置である。拡張対象の一例であるウェーハＷの表面Ｗ１には、格子状の分割ラインＬが形成されており、分割ラインＬによって区画された領域にデバイスＤが形成されている。ウェーハＷの裏面Ｗ２は粘着テープＴに貼着される。粘着テープＴは、リング状のフレームＦの開口部Ｆ１を塞ぐように貼着され、開口部Ｆ１においてウェーハＷが粘着テープＴを介してフレームＦに支持される。
【００１３】
ウェーハ拡張装置１には、フレームＦを保持するフレーム保持手段２を備えている。フレーム保持手段２は、載置されたフレームＦを下方から支持するフレーム載置プレート２０と、フレームＦをフレーム支持手段２０との間で挟持するフレーム押さえプレート２１とで構成されている。
【００１４】
フレーム載置プレート２０は、フレームＦの内径とほぼ内径が等しく形成された円形の貫通孔２００を備えている。一方、フレーム押さえプレート２１にも、フレームＦの内径とほぼ内径が等しく形成された円形の貫通孔２１０が形成されている。フレーム押さえプレート２１は、上下動可能に構成されている。
【００１５】
図２に示すように、フレーム保持手段２の内周側には、図１に示した粘着テープＴを下方から支持するテープ支持部３が配設されている。テープ支持部３は、リング形状を４分割した４つの突上げ手段３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄにより構成されている。
【００１６】
各突上げ手段３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは、周方向に４分割された形状の支持テーブル３０と、各支持テーブル３０上に配設されローラを横に寝かせた形状に形成されたリフト部材３１とで構成されている。リフト部材３１は、１つの支持テーブル３０に対して複数配設され、全体として間欠的にリング形状に配列されている。
【００１７】
各突上げ手段３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは、それぞれが昇降制御手段３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄによって上下動自在に支持されている。昇降制御手段３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄは、それぞれが、エアシリンダ３２０と、エアシリンダ３２０によって駆動されて昇降するピストン３２１とから構成され、各ピストン３２１の上端は、各突上げ手段３０ａ〜３０ｄを構成する支持テーブル３０の下部に連結されている。
【００１８】
図１に示すように、テープ支持部３の内周側には、ウェーハ支持部４が配設されている。ウェーハ支持部４は、リング状に形成されウェーハＷが貼着された部分の粘着テープＴを下方から支持する。
【００１９】
図１に示すように、フレーム押さえプレート２１に形成された貫通孔２１０の上方には、撮像手段５が配設されている。撮像手段５は、昇降可能であり、フレーム保持手段２に保持されたウェーハＷの表面Ｗ１を撮像する機能を有している。
【００２０】
撮像手段５は、分割ライン認識手段６に接続されており、撮像手段５によって取得された画像情報は、分割ライン認識手段６に送られる。分割ライン認識手段６は、ＣＰＵ、メモリ等を備え、画像処理により、撮像手段５から送られた画像情報から、ウェーハＷの表面Ｗ１に形成されている分割ラインＬを認識し、縦方向の分割ラインの数と横方向の分割ラインの数とをそれぞれ求める。
【００２１】
分割ライン認識手段６は、分割比算出手段７に接続されており、分割ライン認識手段６によって認識された分割ラインの数に関する情報は、分割比算出手段７に送られる。分割比算出手段７は、縦方向の分割ラインの数と横方向の分割ラインの数との比率を分割比として算出する。
【００２２】
分割比算出手段７は、突上げ量制御手段８に接続されており、分割比算出手段７により算出された比率に関する情報は、突上げ量制御手段８に送られる。突上げ量制御手段８は、分割比に応じて図２に示した昇降制御手段３２ａ〜３２ｄを構成する各エアシリンダ３２０に吹き込むエアを個別に制御することにより、各ピストン３２１の高さ、すなわち突上げ手段３０ａ、３０ｃの高さを個別に制御する。
【００２３】
このように構成されるウェーハ拡張装置１では、例えばウェーハ１の内部に分割ラインＬに沿ってレーザ加工による改質層が形成されている場合は、ウェーハ１を面方向に拡張することにより、改質層に沿って破断して個々のデバイスに分割することができる。
【００２４】
図３に示すように、フレームＦをフレーム載置プレート２０に載置するとともに、ウェーハＷの裏面Ｗ２に貼着された粘着テープＴ側を各突上げ手段３０ａ〜３０ｄを構成するリフト部材３１の上に載置する。図３においては、粘着テープＴが透明であるため、粘着テープＴの下方にリフト部材３１が透けて見えた状態となっている。なお、図３においてはフレーム押さえプレート２１の図示は省略している。
【００２５】
次に、図４に示すように、フレーム押さえプレート２１を下降させ、フレームＦをフレーム載置プレート２０とフレーム押さえプレート２１とで挟持する。このとき、すべてのリフト部材３１は、同じ高さに位置している。
【００２６】
こうして内部に改質層が形成されたウェーハＷが保持されると、撮像手段５がウェーハＷの表面Ｗ１を撮像する。そして、分割ライン認識手段６は、画像処理により、縦方向の分割ラインの数と横方向の分割ラインの数とをそれぞれ求める。例えば図５に示すウェーハＷのように、個々のデバイスＤが長方形に形成され、縦方向分割ラインＬ１と横方向分割ラインＬ２との本数が異なり、縦方向分割ラインＬ１がＭ本、横方向分割ラインＬ２がＮ本である場合は、分割比算出手段７は、Ｍ：Ｎを求め、この比率の情報を分割比として突上げ量制御手段８に通知する。なお、図５において、縦方向はＹ軸方向、横方向はＸ軸方向である。
【００２７】
図６に示すように、昇降制御手段３２ａ〜３２ｄが、すべての突上げ手段３０ａ〜３０ｄを同じだけ上昇させることにより、ウェーハＷの周囲の粘着テープＴを上昇させる。そうすると、粘着テープＴが全体的に水平方向に放射状に伸張されるため、粘着テープＴに貼着されているウェーハＷも水平方向（面方向）に放射状に拡張され、予めレーザ加工によって分割ラインＬに沿って形成されていた改質層が破断し、図７に示すように、縦方向分割ラインＬ１に沿って縦方向溝Ｇ１が形成されるとともに、横方向ラインＬ２に沿って横方向溝Ｇ２が形成され、個々のデバイスＤに分割される。
【００２８】
突上げ手段３０ａ〜３０ｄがすべてのリフト部材３１を同じだけ上昇させたため、粘着テープＴは放射状に均等に伸張する。一方、ウェーハＷは縦方向分割ラインＬ１と横方向ラインＬ２との数が異なるため、縦方向溝Ｇ１の幅ＧＷ１と横方向溝Ｇ２の幅ＧＷ２とは異なる。具体的には、縦方向溝Ｇ１の方が横方向溝Ｇ２よりも多いため、図７に示すように、縦方向溝Ｇ１の幅ＧＷ１は、横方向溝Ｇ２の幅ＧＷ２よりも狭い。したがって、この時点では、縦方向溝Ｇ１の部分が十分に破断しないことがある。
【００２９】
そこで次に、拡張が十分でない縦方向溝Ｇ１をさらに拡張させるために、図８に示すように、突上げ手段３０ａ、３０ｃをさらに上昇させ、突上げ手段３０ｂ、３０ｄについてはそのままとしておくことにより、粘着テープＴを横方向（Ｘ軸方向）に伸張させてウェーハＷを横方向にさらに拡張する。ここで、突上げ手段３０ａ、３０ｃの上昇量は、例えば分割比算出手段７が算出した分割比に基づき制御する。例えば、分割比がＭ：Ｎであれば、突上げ手段３０ａ、３０ｃの上昇量が、突上げ手段３０ａ、３０ｃのＭ／Ｎ倍になるように制御したり、突上げ手段３０ａ、３０ｃの高さ位置を、突上げ手段３０ａ、３０ｃよりも０．５〜３ｍｍほど高くしたりする。
【００３０】
このようにして縦方向溝Ｇ１が拡張されると、図９に示すように、その幅ＧＷ１’が、横方向溝Ｇ２の幅ＧＷ２と等しくなる。したがって、縦方向溝Ｇ１と横方向溝Ｇ２の双方が確実に破断され、個々のデバイスＤに分割される。
【００３１】
突上げ手段３０ａ〜３０ｄを構成するリフト部材３１は、ローラを横に寝かせた形状に形成され、粘着テープＴに接触する部分は、ローラ形状の周面となっているため、粘着テープＴを持ち上げても、粘着テープＴが破損することがない。
【００３２】
なお、上記手順では、一度ウェーハＷの全体を均等に拡張した後に、拡張が不十分な横方向のみ拡張することとしたが、最初から縦方向の拡張量と横方向の拡張量とが異なる状態として拡張させてもよい。また、上記例では、ウェーハＷの内部に改質層を形成してからウェーハＷを面方向に拡張する場合について説明したが、ウェーハＷの表面Ｗ１または裏面Ｗ２をハーフカットした後に、ウェーハＷを面方向に拡張することによりハーフカット溝に沿って破断する場合にも、ウェーハ拡張装置１を使用することができる。
【００３３】
突上げ手段３０ａ〜３０ｄは、４つ以上のブロックに分割されていてもよい。その場合は、４の倍数に分割することが望ましい。細かく分割することにより、より細かな昇降制御による方向ごとの拡張量制御が可能となる。
【００３４】
ウェーハに形成された縦方向の分割ラインの数と横方向の分割ラインの数とが等しい場合においても、いずれかの方向の破断が十分でない場合は、破断状況に応じて、いずれかの方向のみにウェーハを拡張することにより、確実に破断させることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１：ウェーハ拡張装置
２：フレーム保持手段
２０：フレーム載置プレート  ２００：貫通孔
２１：フレーム押さえプレート  ２１０：貫通孔
３：テープ支持部
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ：突上げ手段
３０：支持テーブル  ３１：リフト部材
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ：昇降制御手段
３２０：エアシリンダ  ３２１：ピストン
４：ウェーハ支持部
５：撮像手段  ６：分割ライン認識手段  ７：分割比算出手段  ８：突上げ量制御手段
Ｗ：ウェーハ
Ｗ１：表面
Ｌ：分割ライン  Ｌ１：縦方向分割ライン  Ｌ２：横方向分割ライン
Ｄ：デバイス
Ｔ：粘着テープ  Ｆ：フレーム  Ｆ１：開口部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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