JP6741529B2 - チップ間隔維持方法 - Google Patents
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Description
本発明は、被加工物を構成する複数のチップの間隔が拡張された状態をエキスパンドシート上で維持するチップ間隔維持方法に関する。
半導体ウエーハ等の板状の被加工物は、例えば、その表面が格子状に配列された分割予定ラインで複数の領域に区画されており、この格子状に区画された各領域には各種デバイスがそれぞれ形成されている。そして、被加工物は研削され所定の厚みに薄化された後に、分割予定ラインに沿って分割されて個々のデバイスチップ等となり、各種電子機器等に利用されている。
被加工物を分割する方法としては、例えば、まず、被加工物の内部にレーザー光線を集光させて分割起点となる改質層を形成し、改質層によって強度が低下した分割予定ラインに外力を加えることによって、被加工物をチップに分割する方法がある。外力を加える手段としては、被加工物の裏面に貼着したエキスパンドシートをエキスパンド装置により拡張することによって、被加工物も同時に拡張させるといった手段が採られている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、被加工物にエキスパンドシートを貼着するとともに、環状フレームの開口部を塞ぐようにエキスパンドシートの外周部を環状フレームに貼着することで、被加工物をエキスパンドシートを介して環状フレームに支持された状態にする。次いで、エキスパンド装置の拡張ドラム上に環状フレームを介して支持された被加工物を載置し、エキスパンドシートを面方向に拡張することで、改質層によって強度が低下した分割予定ラインに外力を加えて被加工物をチップに分割することができる。
エキスパンドシートを拡張して被加工物を適切にチップに分割し、チップ間に所定の間隔を設けた後、分割された被加工物は、エキスパンドシートが貼着されたまま、エキスパンドシートからチップをピックアップするピックアップ工程に搬送される。ピックアップ工程においては、例えば、チップを下からニードルで突き上げて、エキスパンドシートから浮き上がったチップを真空チャックでピックアップする。エキスパンドシートは、拡張されてテンションが解除されると、環状フレームの内周縁と被加工物の外周縁との間の領域が延びて弛んだ状態になるため、ピックアップ工程に搬送する際の環状フレームを介した被加工物のハンドリング時に、エキスパンドシートの弛みに起因してチップ同士が接触して、チップが損傷するおそれがある。
そこで、上記特許文献１に記載されているように、被加工物をチップに分割した後、エキスパンドシートのうち、環状フレームの内周縁と被加工物の外周縁との間の弛み領域のみを加熱して収縮させるとともに、チップが貼着された部分は収縮させずにチップ同士が接触することがないようにする方法がある。
しかし、被加工物が貼着されているエキスパンドシートが、加熱によっては収縮しない又は収縮しにくいタイプのものである場合には、エキスパンドシートの弛み領域を加熱しても的確に収縮させることができず、結果として、被加工物の環状フレームを介したハンドリング時において、チップ同士が接触して、チップが損傷する場合があった。
したがって、加熱によって収縮しない又は収縮しにくいエキスパンドシートが被加工物に貼着されている場合においても、チップ同士の間隔が拡張された状態を維持しつつ、エキスパンドシートの弛みに起因するチップ同士の接触及び損傷が発生しないようにするという課題がある。
上記課題を解決するための本発明は、エキスパンドシートに貼着された状態で該エキスパンドシートを介して環状フレームにより支持されている被加工物を構成する複数のチップの間隔を拡張した状態で維持するチップ間隔維持方法であって、環状テーブルの保持面上に該エキスパンドシートを固定するとともに、該環状テーブルの内周側に配設された吸引保持テーブルの吸着面で該エキスパンドシートを吸引保持しない状態で支持し、該保持面と該吸着面とを上下方向に相対的に移動させて該エキスパンドシートを拡張して該チップ間に間隔を形成するチップ間隔形成ステップと、該チップ間隔形成ステップを実施した後、該エキスパンドシートの該チップに対応する領域を該吸引保持テーブルの該吸着面で吸引保持し該チップ間の間隔を維持した状態で、環状フレームの内周縁と被加工物の外周縁との間のエキスパンドシートを加熱して被加工物の外周側で引き延ばされた該エキスパンドシートを収縮させるエキスパンドシート収縮ステップと、を備え、少なくとも該エキスパンドシート収縮ステップを実施する前に、環状フレームの内周縁と被加工物の外周縁との間のエキスパンドシートに複数の矩形状の熱収縮テープを貼着する熱収縮テープ貼着ステップを更に備え、該エキスパンドシート収縮ステップでは環状フレームの内周縁と被加工物の外周縁との間のエキスパンドシートを該熱収縮テープとともに加熱することで該熱収縮テープが貼着された領域の該エキスパンドシートを収縮させる、チップ間隔維持方法である。
本発明に係るチップ間隔維持方法は、環状テーブルの保持面上にエキスパンドシートを固定するとともに、環状テーブルの内周側に配設された吸引保持テーブルの吸着面でエキスパンドシートを吸引保持しない状態で支持し、保持面と吸着面とを上下方向に相対的に移動させてエキスパンドシートを拡張してチップ間に間隔を形成するチップ間隔形成ステップと、チップ間隔形成ステップを実施した後、エキスパンドシートのチップに対応する領域を吸引保持テーブルの吸着面で吸引保持しチップ間の間隔を確実に維持した状態で、環状フレームの内周縁と被加工物の外周縁との間のエキスパンドシートを加熱して被加工物の外周側で引き延ばされたエキスパンドシートを収縮させるエキスパンドシート収縮ステップと、を備え、少なくともエキスパンドシート収縮ステップを実施する前に、環状フレームの内周縁と被加工物の外周縁との間のエキスパンドシートに複数の矩形状の熱収縮テープを貼着する熱収縮テープ貼着ステップを備え、エキスパンドシート収縮ステップでは環状フレームの内周縁と被加工物の外周縁との間のエキスパンドシートを熱収縮テープとともに加熱することで、熱収縮テープを加熱によって収縮させて、熱収縮テープが貼着された領域のエキスパンドシートを収縮させるため、加熱によって収縮しないエキスパンドシートでも収縮させることができ、かつ、チップ同士の間隔を拡張した状態で確実に維持することができる。そのため、エキスパンドシートの弛みに起因してチップ同士が接触することでチップの損傷が発生してしまうことを防ぐことができる。
図１に示す被加工物Ｗは、例えば、外形が円形状の半導体ウエーハであり、被加工物Ｗの表面Ｗａ上には、分割予定ラインＳによって区画された格子状の領域に多数のデバイスＤが形成されている。被加工物Ｗは、分割予定ラインＳに沿ってデバイスＤを備える各チップに分割されるにあたって、例えば、図２に示すレーザー加工装置１によって分割起点となる改質層が被加工物Ｗの内部に形成される。そのために、図１に示す保護テープＴ１が表面Ｗａに貼着された状態になる。
保護テープＴ１は、例えば、被加工物Ｗの外径と同程度の外径を有する円盤状のフィルムであり、粘着力のある粘着面Ｔ１ａを備えている。例えば、粘着面Ｔ１ａには、紫外線を照射すると硬化して粘着力が低下するアクリル系ベース樹脂等からなるＵＶ硬化糊が用いられている。被加工物Ｗの表面Ｗａに保護テープＴ１の貼着面Ｔ１ａが貼着されることで、被加工物Ｗの表面Ｗａは保護テープＴ１によって保護された状態になる。
レーザー加工装置１は、例えば、被加工物Ｗを吸引保持するチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗに対してレーザー光を照射するレーザー光照射手段１１と、を少なくとも備えている。チャックテーブル１０は、例えば、その外形が円形状であり、ポーラス部材等からなる保持面１０ａ上で被加工物Ｗを吸引保持する。チャックテーブル１０は、鉛直方向の軸心回りに回転可能であるとともに、加工送り手段１２によって、Ｘ軸方向に往復移動可能となっている。
レーザー光照射手段１１は、例えば、被加工物Ｗに対して透過性を有する所定の波長のレーザー光を発振できる図示しないレーザー光発振器を備えており、レーザー光発振器から発振されたレーザー光を集光器１１１の内部の集光レンズ１１２に入光させることで、レーザー光を被加工物Ｗの内部に集光することができる。例えば、被加工物Ｗがシリコンウエーハであり、レーザー光照射手段１１により被加工物Ｗの内部に良好な改質層を形成したい場合には、赤外領域の波長のレーザー光をレーザー光発振器から発振させる。
レーザー光照射手段１１の近傍には、被加工物Ｗの分割予定ラインＳを検出するアライメント手段１４が配設されている。アライメント手段１４は、赤外線を照射する図示しない赤外線照射手段と、赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された赤外線カメラ１４０とを備えており、赤外線カメラ１４０により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の画像処理によって被加工物Ｗの表面Ｗａの分割予定ラインＳを検出することができる。レーザー光照射手段１１はアライメント手段１４と一体となって構成されており、両者は連動してＹ軸方向及びＺ軸方向へと移動する。
以下に、レーザー加工装置１を用いて分割予定ラインＳに沿って被加工物Ｗに分割起点となる改質層を形成する場合について説明する。まず、図２に示すレーザー加工装置１のチャックテーブル１０の保持面１０ａと被加工物Ｗの保護テープＴ１により保護されている表面Ｗａ側とが対向するように位置合わせを行い、被加工物Ｗを裏面Ｗｂ側を上側にしてチャックテーブル１０上に載置する。そして、チャックテーブル１０に接続された図示しない吸引源が作動し被加工物Ｗをチャックテーブル１０上に吸引保持する。
次いで、加工送り手段１２により、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗが−Ｘ方向（往方向）に送られるとともに、アライメント手段１４により分割予定ラインＳが検出される。ここで、図１に示す分割予定ラインＳが形成されている被加工物Ｗの表面Ｗａは下側に位置し、アライメント手段１４と直接対向してはいないが、赤外線カメラ１４０により被加工物Ｗの裏面Ｗｂ側から透過させて分割予定ラインＳを撮像することができる。赤外線カメラ１４０によって撮像された分割予定ラインＳの画像により、アライメント手段１４がパターンマッチング等の画像処理を実行し、分割予定ラインＳの位置が検出される。
分割予定ラインＳが検出されるのに伴って、レーザー光照射手段１１がＹ軸方向に駆動され、レーザー光を照射する分割予定ラインＳと集光器１１１とのＹ軸方向における位置合わせがなされる。この位置合わせは、例えば、集光器１１１に備える集光レンズ１１２の直下に分割予定ラインＳの中心線が位置するように行われる。
次いで、集光器１１１で所定波長のレーザー光の集光点を分割予定ラインＳに対応する被加工物Ｗの内部の所定の高さ位置付ける。そして、レーザー光発振器から発振され集光レンズ１１２で集光されたレーザー光を分割予定ラインＳに沿って照射しつつ、被加工物Ｗを−Ｘ方向に所定の加工送り速度で加工送りし、図２に示すように被加工物Ｗの内部に改質層Ｍを形成していく。改質層Ｍの形成位置は、例えば、被加工物Ｗの裏面Ｗｂと表面Ｗａからデバイスチップの仕上がり厚さ分だけ上方の位置との間の位置となる。
例えば、一本の分割予定ラインＳにレーザー光を照射し終えるＸ軸方向の所定の位置まで被加工物Ｗが−Ｘ方向に進行すると、レーザー光の照射を停止するとともに被加工物Ｗの−Ｘ方向（往方向）での加工送りを一度停止させ、レーザー光照射手段１１を＋Ｙ方向へ移動して、レーザー光が照射された分割予定ラインＳの隣に位置しレーザー光がまだ照射されていない分割予定ラインＳと集光器１１１とのＹ軸方向における位置付けを行う。次いで、加工送り手段１１が、被加工物Ｗを＋Ｘ方向（復方向）へ加工送りし、往方向でのレーザー光の照射と同様に分割予定ラインＳにレーザー光が照射されていく。順次同様のレーザー光の照射を行うことにより、Ｘ軸方向に延びる全ての分割予定ラインＳに沿ってレーザー光が被加工物Ｗの裏面Ｗｂ側から照射され、被加工物Ｗ内部に分割起点となる改質層Ｍが形成されていく。さらに、チャックテーブル１０を９０度回転させてから同様のレーザー光の照射を行うと、縦横全ての分割予定ラインＳに沿って改質層Ｍが形成される。
改質層Ｍが形成された被加工物Ｗは、例えば、図３に示す研削装置２により被加工物Ｗの裏面Ｗｂが研削され仕上がり厚みに薄化されるとともに、研削圧力により改質層Ｍを分割起点として表面Ｗａ側に亀裂を伸長させることで、個々のデバイスチップに分割される。
研削装置２は、例えば、被加工物Ｗを吸引保持する保持テーブル２０と、保持テーブル２０に保持された被加工物Ｗを研削加工する研削手段２１とを少なくとも備えている。保持テーブル２０は、例えば、その外形が円形状であり、ポーラス部材等からなる保持面２０ａ上で被加工物Ｗを吸引保持する。保持テーブル２０は、鉛直方向の軸心周りに回転可能であるとともに、Ｙ軸方向送り手段２３によって、Ｙ軸方向に往復移動可能となっている。
研削手段２１は、研削手段２１を保持テーブル２０に対して離間又は接近するＺ軸方向に研削送りする研削送り手段２２によって上下動可能となっている。研削送り手段２２は、例えば、モータ等によって動作するボールネジ機構である。研削手段２１は、軸方向が鉛直方向（Ｚ軸方向）である回転軸２１０と、回転軸２１０を回転駆動するモータ２１２と、回転軸２１０の下端に接続された円環状のマウント２１３と、マウント２１３の下面に着脱可能に接続された研削ホイール２１４とを備える。
研削ホイール２１４は、ホイール基台２１４ａと、ホイール基台２１４ａの底面に環状に配設された略直方体形状の複数の研削砥石２１４ｂとを備える。研削砥石２１４ｂは、例えば、レジンボンドやメタルボンド等でダイヤモンド砥粒等が固着されて成形されている。なお、研削砥石２１４ｂの形状は、環状に一体に形成されているものでもよい。
例えば、回転軸２１０の内部には、研削水供給源に連通し研削水の通り道となる図示しない流路が、回転軸２１０の軸方向（Ｚ軸方向）に貫通して形成されており、流路はマウント２１３を通り、ホイール基台２１４ａの底面において研削砥石２１４ｂに向かって研削水を噴出できるように開口している。
以下に、研削装置２よって被加工物Ｗを研削して分割する場合について説明する。まず、保持テーブル２０の中心と被加工物Ｗの中心とが略合致するようにして、被加工物Ｗが、裏面Ｗｂ側を上に向けた状態で保持面２０ａ上に載置される。そして、図示しない吸引源により生み出される吸引力が保持面２０ａに伝達されることにより、保持テーブル２０が被加工物Ｗを吸引保持する。
次いで、被加工物Ｗを保持した保持テーブル２０が、研削手段２１の下まで＋Ｙ方向へ移動して、研削手段２１に備える研削ホイール２１４と被加工物Ｗとの位置合わせがなされる。位置合わせは、例えば、図３に示すように、研削ホイール２１４の回転中心が保持テーブル２０の回転中心に対して所定の距離だけ＋Ｙ方向にずれ、研削砥石２１４ｂの回転軌道が保持テーブル２０の回転中心を通るように行われる。
研削手段２１に備える研削ホイール２１４と被加工物Ｗとの位置合わせが行われた後、回転軸２１０が＋Ｚ方向側から見て反時計回り方向に回転駆動されるのに伴って研削ホイール２１４が回転する。また、研削手段２１が研削送り手段２２により−Ｚ方向へと送られ、回転する研削ホイール２１４の研削砥石２１４ｂが被加工物Ｗの裏面Ｗｂに当接することで研削加工が行われる。研削中は、保持テーブル２０が回転するのに伴って、保持面２０ａ上に保持された被加工物Ｗも回転するので、研削砥石２１４ｂが被加工物Ｗの裏面Ｗｂの全面の研削加工を行う。また、研削加工中においては、研削水を回転軸２１０中の流路を通して研削砥石２１４ｂと被加工物Ｗとの接触部位に対して供給して、研削砥石２１４ｂと被加工物Ｗの裏面Ｗｂとの接触部位を冷却・洗浄する。
研削を続行して被加工物Ｗを仕上げ厚みへと薄化すると、改質層Ｍに沿って研削圧力が作用することで亀裂が被加工物Ｗの表面Ｗａに向かって伸長し、被加工物Ｗは、図３に示すように、矩形状の個々のデバイスチップＣに分割される。
チップＣに分割された被加工物Ｗは、図４に示すように、エキスパンドシートＴ２に貼着され、エキスパンドシートＴ２を介して環状フレームＦによって支持された状態が維持されて環状フレームＦを介したハンドリングが可能になるとともに、保護テープＴ１が剥離される。
エキスパンドシートＴ２は、例えば、被加工物Ｗの外径よりも大きい外径を有する円盤状のシートであり、例えば、加熱収縮性が小さく、また、機械的外力に対し適度な伸縮性を備えるＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）樹脂延伸フィルムやＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）樹脂フィルム等からなる基材層を備えており、基材層上に、紫外線を照射すると硬化して粘着力が低下するＵＶ硬化糊が積層され形成された粘着面Ｔ２ａを備えている。なお、エキスパンドシートＴ２の基材層の材質や厚み等は、被加工物Ｗの種類、被加工物Ｗの厚み等によって適宜変更可能である。
図４においては上側を向いた状態のエキスパンドシートＴ２の粘着面Ｔ２ａの外周部分に、円形の開口を備えた環状フレームＦの裏面Ｆｂが貼着される。さらに、被加工物Ｗが裏面Ｗｂ側を下側に向けて、環状フレームＦの開口内において露出しているエキスパンドシートＴ２の粘着面Ｔ２ａの上方に位置付けられる。この際には、被加工物Ｗの中心が環状フレームＦの開口の中心に略合致するように位置合わせされる。そして、被加工物Ｗの裏面ＷｂがエキスパンドシートＴ２の粘着面Ｔ２ａに押し付けられて、被加工物の裏面ＷｂにエキスパンドシートＴ２が貼着される。こうして被加工物ＷがエキスパンドシートＴ２を介して環状フレームＦに支持された状態となり、さらに、被加工物Ｗの表面Ｗａから保護テープＴ１が剥離される。
次いで、エキスパンドシートＴ２を介して環状フレームＦにより支持されている各チップＣ間に所定の間隔が形成されるように、エキスパンドシートＴ２を拡張する。これは、チップＣに分割されエキスパンドシートＴ２を介して環状フレームＦにより支持された状態の被加工物Ｗは、全体として被加工物Ｗの形状が維持されチップＣ間に間隔がないため、その後の被加工物Ｗの搬送時や、エキスパンドシートＴ２からのチップＣのピックアップ時に、隣接するチップＣ同士が擦れ合い、チップ欠けが生じてチップＣの品質が低下してしまうことを防ぐためである。
しかし、拡張されたエキスパンドシートＴ２の環状フレームＦの内周縁Ｆｅと被加工物Ｗの外周縁Ｗｄとの間の領域Ｔ２ｃが延びて弛んだ状態となることで、環状フレームＦを介した被加工物Ｗのハンドリング時に、エキスパンドシートＴ２の弛みに起因してチップＣ同士が接触してチップＣが損傷してしまうことを防止する必要がある。そこで、本発明に係るチップ間隔維持方法を以下に実施していく。
（１）熱収縮テープ貼着ステップ
例えば、本実施形態においては、エキスパンドシートＴ２の環状フレームＦの内周縁Ｆｅと被加工物Ｗの外周縁Ｗｄとの間の領域Ｔ２ｃに複数の熱収縮テープＴ３を貼着する熱収縮テープ貼着ステップをまず実施する。熱収縮テープＴ３は、例えば、少なくともエキスパンドシートＴ２よりも大きな加熱収縮性及び機械的外力に対する適度な伸縮性を備える樹脂（例えば、ポリプロピレン又はポリ塩化ビニル等）から構成されており、その外形が矩形状に形成されている。熱収縮テープＴ３は、本実施形態においては糊層からなる粘着面を備えているが、粘着面を備えていないものでもよい。なお、矩形状の熱収縮テープＴ３は、例えば、外形がリング状に形成された熱収縮テープよりもコストを抑えることができ、かつ貼着もより容易に行うことができる。すなわち、例えば、矩形状の熱収縮テープＴ３は、長尺状の熱収縮テープを直線状に切断するのみで切り出すことができるが、リング状の熱収縮テープは、円形状に切断していく必要があるため、切断作業に煩雑さを伴い、また、廃棄しなければならない部分が多く生じてしまうためである。
例えば、本実施形態においては、エキスパンドシートＴ２の環状フレームＦの内周縁Ｆｅと被加工物Ｗの外周縁Ｗｄとの間の領域Ｔ２ｃに複数の熱収縮テープＴ３を貼着する熱収縮テープ貼着ステップをまず実施する。熱収縮テープＴ３は、例えば、少なくともエキスパンドシートＴ２よりも大きな加熱収縮性及び機械的外力に対する適度な伸縮性を備える樹脂（例えば、ポリプロピレン又はポリ塩化ビニル等）から構成されており、その外形が矩形状に形成されている。熱収縮テープＴ３は、本実施形態においては糊層からなる粘着面を備えているが、粘着面を備えていないものでもよい。なお、矩形状の熱収縮テープＴ３は、例えば、外形がリング状に形成された熱収縮テープよりもコストを抑えることができ、かつ貼着もより容易に行うことができる。すなわち、例えば、矩形状の熱収縮テープＴ３は、長尺状の熱収縮テープを直線状に切断するのみで切り出すことができるが、リング状の熱収縮テープは、円形状に切断していく必要があるため、切断作業に煩雑さを伴い、また、廃棄しなければならない部分が多く生じてしまうためである。
図５に示すように、エキスパンドシートＴ２の環状フレームＦの内周縁Ｆｅと被加工物Ｗの外周縁Ｗｄとの間の領域Ｔ２ｃに対して、被加工物Ｗの周方向に一定の間隔をおいて矩形状の熱収縮テープＴ３を複数枚（例えば、図示の例においては計１８枚）環状に貼着していく。熱収縮テープＴ３が縦又は横のいずれかの方向により伸縮しやすい特性を備えている場合には、熱収縮テープＴ３の伸縮しやすい方向と被加工物Ｗの径方向とを合致させると好ましい。
また、エキスパンドシートＴ２の領域Ｔ２ｃに対して、被加工物Ｗの周方向に一定の間隔をおいて矩形状の熱収縮テープＴ３を環状に複数枚（例えば、計１８枚）貼着した後、さらに径方向外側にもう一周環状に熱収縮テープＴ３を複数枚（例えば、計１２枚）貼着してもよい。
（２）チップ間隔形成ステップ
例えば、熱収縮テープ貼着ステップを実施した後、エキスパンドシートＴ２を介して環状フレームＦによって支持された状態の被加工物Ｗを、図６に示すチップ間隔拡張装置５に搬送する。チップ間隔拡張装置５は、エキスパンドシートＴ２を拡張することで、各チップＣの間隔を拡張することができる装置である。チップ間隔拡張装置５は、例えば、エキスパンドシートＴ２の外径よりも大きな外径を備える環状テーブル５０を具備しており、環状テーブル５０の開口５０ｃの直径はエキスパンドシートＴ２の外径よりも小さく形成されている。環状テーブル５０の外周部には、例えば４つ（図示の例においては、２つのみ図示している）の固定クランプ５２が均等に配設されている。固定クランプ５２は、図示しないバネ等によって回転軸５２ｃを軸に回動可能となっており、環状テーブル５０の保持面５０ａと固定クランプ５２の下面との間に環状フレームＦ及びエキスパンドシートＴ２を挟み込むことができる。
例えば、熱収縮テープ貼着ステップを実施した後、エキスパンドシートＴ２を介して環状フレームＦによって支持された状態の被加工物Ｗを、図６に示すチップ間隔拡張装置５に搬送する。チップ間隔拡張装置５は、エキスパンドシートＴ２を拡張することで、各チップＣの間隔を拡張することができる装置である。チップ間隔拡張装置５は、例えば、エキスパンドシートＴ２の外径よりも大きな外径を備える環状テーブル５０を具備しており、環状テーブル５０の開口５０ｃの直径はエキスパンドシートＴ２の外径よりも小さく形成されている。環状テーブル５０の外周部には、例えば４つ（図示の例においては、２つのみ図示している）の固定クランプ５２が均等に配設されている。固定クランプ５２は、図示しないバネ等によって回転軸５２ｃを軸に回動可能となっており、環状テーブル５０の保持面５０ａと固定クランプ５２の下面との間に環状フレームＦ及びエキスパンドシートＴ２を挟み込むことができる。
環状テーブル５０の開口５０ｃ内には、円筒状の拡張ドラム５３が高さ位置を固定して配設されており、環状テーブル５０の中心と拡張ドラム５３の中心とは略合致している。この拡張ドラム５３の外径は、エキスパンドシートＴ２の外径より小さく、かつ、被加工物Ｗの外径よりも大きく形成されている。
拡張ドラム５３の内周側には、被加工物Ｗを吸引保持する吸引保持テーブル６が配設されている。吸引保持テーブル６は、多孔質部材によって形成され上面に吸着面６００を有する吸着部６０と、吸着部６０を支持する枠体６１と、吸着部６０に吸引力を伝達する吸引源６２とを備えている。吸着面６００と枠体６１の上面６１０とは面一に形成されており、吸引源６２により生み出される吸引力が吸着面６００に伝達されることにより、吸着面６００上においてエキスパンドシートＴ２を介して被加工物Ｗを吸引保持することができる。
拡張ドラム５３の内周側には、被加工物Ｗを吸引保持する吸引保持テーブル６が配設されている。吸引保持テーブル６は、多孔質部材によって形成され上面に吸着面６００を有する吸着部６０と、吸着部６０を支持する枠体６１と、吸着部６０に吸引力を伝達する吸引源６２とを備えている。吸着面６００と枠体６１の上面６１０とは面一に形成されており、吸引源６２により生み出される吸引力が吸着面６００に伝達されることにより、吸着面６００上においてエキスパンドシートＴ２を介して被加工物Ｗを吸引保持することができる。
環状テーブル５０は、例えば、環状テーブル昇降手段５５によってＺ軸方向に上下動可能となっている。環状テーブル昇降手段５５は、例えばエアシリンダであり、内部に図示しないピストンを備え基端側（−Ｚ方向側）に底のある有底円筒状のシリンダチューブ５５０と、シリンダチューブ５５０に挿入され一端がピストンに取り付けられたピストンロッド５５１とを備える。ピストンロッド５５１のもう一端は、環状テーブル５０の下面に固定されている。シリンダチューブ５５０にエアが供給（または、排出）されシリンダチューブ５５０の内部の圧力が変化することで、ピストンロッド５５１がＺ軸方向に移動し、環状テーブル５０がＺ軸方向に移動する。
チップＣ間に所定の間隔を形成するには、例えば、基準高さ位置に位置付けられた環状テーブル５０の保持面５０ａに、エキスパンドシートＴ２を介して環状フレームＦが載置される。次いで、固定クランプ５２を回動させ、環状フレームＦ及びエキスパンドシートＴ２が固定クランプ５２と環状テーブル５０の保持面５０ａとの間に挟持固定された状態にする。この状態においては、環状テーブル５０の保持面５０ａと拡張ドラム５３の環状の上端面とは同一の高さ位置にあり、拡張ドラム５３の上端面が、エキスパンドシートＴ２の環状フレームＦの内周縁Ｆｅと被加工物Ｗの外周縁Ｗｄとの間の領域Ｔ２ｃに、エキスパンドシートＴ２の基材面側（図６における下面側）から当接する。また、エキスパンドシートＴ２の基材面側のうち領域Ｔ２ｃよりも内周側は、吸着面６００及び上面６１０によって支持されるが、吸着面６００における吸引保持は行わない。
図７に示すように、環状テーブル昇降手段５５が、固定クランプ５２との間に環状フレームＦ及びエキスパンドシートＴ２を挟み込んだ状態の環状テーブル５０を−Ｚ方向に下降させることで、環状テーブル５０の保持面５０ａを拡張ドラム５３の上端面より下方のエキスパンドシート拡張位置に位置付ける。その結果、拡張ドラム５３は固定クランプ５２に対して相対的に上昇し、エキスパンドシートＴ２は、拡張ドラム５３の上端面で押し上げられて径方向外側に向かって放射状に拡張される。また、熱収縮テープＴ３も、エキスパンドシートＴ２の粘着力及び水平方向に掛かる張力によって拡張される。そして、エキスパンドシートＴ２が拡張されるのに伴って、各チップＣ間に所定の間隔Ｖが形成される。なお、間隔Ｖの大きさは、環状テーブル５０の降下位置によって適宜変更可能な大きさである。
なお、熱収縮テープ貼着ステップは、例えば、チップ間隔形成ステップを行った後に実施してもよい。
（３）エキスパンドシート収縮ステップ
チップ間に所定の間隔Ｖが形成された後、吸引源６２と吸着部６０とを連通させて吸着面６００に吸引作用を施し、エキスパンドシートＴ２のうち領域Ｔ２ｃの内周側を吸引保持する。そして、図８に示すように、例えば、環状テーブル５０の保持面５０ａと拡張ドラム５３の環状の上端面とが同一の高さ位置になるように、環状テーブル昇降手段５５が環状テーブル５０を＋Ｚ方向に上昇させると、エキスパンドシートＴ２を水平方向に引っ張る力が無くなりエキスパンドシートＴ２のテンションが解除される。これに伴って、エキスパンドシートＴ２の環状フレームＦの内周縁Ｆｅと被加工物Ｗの外周縁Ｗｄとの間の領域Ｔ２ｃが延びて弛んだ状態になる。そのため、図８に示す加熱手段７によって、エキスパンドシートＴ２の領域Ｔ２ｃを熱収縮テープＴ３とともに加熱する。
チップ間に所定の間隔Ｖが形成された後、吸引源６２と吸着部６０とを連通させて吸着面６００に吸引作用を施し、エキスパンドシートＴ２のうち領域Ｔ２ｃの内周側を吸引保持する。そして、図８に示すように、例えば、環状テーブル５０の保持面５０ａと拡張ドラム５３の環状の上端面とが同一の高さ位置になるように、環状テーブル昇降手段５５が環状テーブル５０を＋Ｚ方向に上昇させると、エキスパンドシートＴ２を水平方向に引っ張る力が無くなりエキスパンドシートＴ２のテンションが解除される。これに伴って、エキスパンドシートＴ２の環状フレームＦの内周縁Ｆｅと被加工物Ｗの外周縁Ｗｄとの間の領域Ｔ２ｃが延びて弛んだ状態になる。そのため、図８に示す加熱手段７によって、エキスパンドシートＴ２の領域Ｔ２ｃを熱収縮テープＴ３とともに加熱する。
加熱手段７は、例えば、赤外線を放射可能な赤外線ヒータであり、熱収縮テープＴ３及びエキスパンドシートＴ２の領域Ｔ２ｃを上方から非接触で加熱する。なお、加熱手段７は、接触式でもよく、また、熱風をノズルから噴射可能な熱風ヒータであってもよい。熱収縮テープＴ３の熱収縮率は大きく、また、熱収縮テープＴ３はチップ間隔形成ステップにおいて拡張されているため、加熱手段７によって加熱されることによって、例えば拡張前の大きさまで径方向内側に向かって収縮する。エキスパンドシートＴ２は、加熱手段７による加熱による熱的収縮はほとんどしないが、熱収縮テープＴ３の収縮力が、熱収縮テープＴ３が貼着されているエキスパンドシートＴ２の領域Ｔ２ｃに機械的外力として伝播するため、弛んでいるエキスパンドシートＴ２の領域Ｔ２ｃが径方向内側に向かって引かれて、拡張前の状態まで収縮する。また、加熱手段７による加熱は、熱収縮テープＴ３及びエキスパンドシートＴ２の領域Ｔ２ｃに対してのみ行われるため、隣接する各チップＣの間隔Ｖを拡張後の大きさで維持できる。さらに、領域Ｔ２ｃの内周側は吸着面６００において吸引保持されているため、チップＣが動かず、隣接するチップＣの間隔Ｖを確実に維持することができる。
エキスパンドシート収縮ステップが完了した後、エキスパンドシートＴ２を介して環状フレームＦに支持された状態の複数のチップＣは、図示しないピックアップ装置に搬送されるが、チップＣ同士の間隔Ｖが拡張された状態は維持され、かつ、エキスパンドシートＴ２は弛みなく張った状態で環状フレームＦに貼着された状態に戻っているため、環状フレームＦを介した被加工物Ｗのハンドリング時にチップＣ同士が接触して損傷してしまうことを防ぐことができる。
なお、本発明に係るチップ間隔維持方法は上記実施形態に限定されるものではなく、また、添付図面に図示されているレーザー加工装置１、研削装置２及びチップ間隔拡張装置５の構成等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態においては、レーザー加工装置１によって改質層Ｍを被加工物Ｗに形成した後、研削装置２によって被加工物Ｗの研削及び分割を行っているが、被加工物Ｗの分割を研削装置２による研削によって行うのではなく、チップ間隔拡張装置５によってエキスパンドテープＴ２を拡張して被加工物Ｗの分割を行い、同時にチップ間に所定の間隔を形成するものとしてもよい。
また、被加工物Ｗの分割をレーザー加工装置１を用いずに行ってもよい。すなわち、まず、回転可能な切削ブレードを備える切削装置によって、被加工物Ｗに表面Ｗａ側から分割予定ラインＳに沿って切削加工を施して、被加工物Ｗに所定の深さの加工溝を形成した後、被加工物Ｗを裏面Ｗｂ側から加工溝の底部が露出する高さ位置まで研削することで、チップに分割するものとしてもよい。その後、チップ間隔拡張装置５によってエキスパンドテープＴ２を拡張して、チップ間に所定の間隔を形成するものとしてもよい。
Ｗ：被加工物 Ｗａ：被加工物の表面 Ｗｂ：被加工物の裏面 Ｓ：分割予定ライン
Ｄ：デバイス Ｍ：改質層 Ｃ：チップ
Ｔ１：保護テープ Ｔ１ａ：保護テープの粘着面
Ｔ２：エキスパンドシート Ｔ２ａ：エキスパンドシートの粘着面
Ｔ２ｂ：エキスパンドシートの基材面 Ｔ３：熱収縮テープ
１：レーザー加工装置 １０：チャックテーブル １０ａ：チャックテーブルの保持面
１１：レーザー光照射手段 １１１：集光器 １１２：集光レンズ
１２：加工送り手段 １４：アライメント手段 １４０：赤外線カメラ
２：研削装置 ２０：保持テーブル ２０ａ：保持テーブルの保持面
２３：Ｙ軸方向送り手段
２１：研削手段 ２１０：回転軸 ２１２：モータ ２１３：マウント
２１４：研削ホイール ２１４ａ：ホイール基台 ２１４ｂ：研削砥石
５：チップ間隔拡張装置 ５０：環状テーブル ５０ａ：環状テーブルの保持面 ５０ｃ：環状テーブルの開口 ５２：固定クランプ ５３：拡張ドラム
５５：環状テーブル昇降手段 ５５０：シリンダチューブ ５５１：ピストンロッド
６：吸引保持テーブル ６０：吸着部 ６００：吸着面 ６１：枠体 ６１０：上面
６２：吸引源
７：加熱装置
Ｄ：デバイス Ｍ：改質層 Ｃ：チップ
Ｔ１：保護テープ Ｔ１ａ：保護テープの粘着面
Ｔ２：エキスパンドシート Ｔ２ａ：エキスパンドシートの粘着面
Ｔ２ｂ：エキスパンドシートの基材面 Ｔ３：熱収縮テープ
１：レーザー加工装置 １０：チャックテーブル １０ａ：チャックテーブルの保持面
１１：レーザー光照射手段 １１１：集光器 １１２：集光レンズ
１２：加工送り手段 １４：アライメント手段 １４０：赤外線カメラ
２：研削装置 ２０：保持テーブル ２０ａ：保持テーブルの保持面
２３：Ｙ軸方向送り手段
２１：研削手段 ２１０：回転軸 ２１２：モータ ２１３：マウント
２１４：研削ホイール ２１４ａ：ホイール基台 ２１４ｂ：研削砥石
５：チップ間隔拡張装置 ５０：環状テーブル ５０ａ：環状テーブルの保持面 ５０ｃ：環状テーブルの開口 ５２：固定クランプ ５３：拡張ドラム
５５：環状テーブル昇降手段 ５５０：シリンダチューブ ５５１：ピストンロッド
６：吸引保持テーブル ６０：吸着部 ６００：吸着面 ６１：枠体 ６１０：上面
６２：吸引源
７：加熱装置
Claims (1)
- エキスパンドシートに貼着された状態で該エキスパンドシートを介して環状フレームにより支持されている被加工物を構成する複数のチップの間隔を拡張した状態で維持するチップ間隔維持方法であって、
環状テーブルの保持面上に該エキスパンドシートを固定するとともに、該環状テーブルの内周側に配設された吸引保持テーブルの吸着面で該エキスパンドシートを吸引保持しない状態で支持し、該保持面と該吸着面とを上下方向に相対的に移動させて該エキスパンドシートを拡張して該チップ間に間隔を形成するチップ間隔形成ステップと、
該チップ間隔形成ステップを実施した後、該エキスパンドシートの該チップに対応する領域を該吸引保持テーブルの該吸着面で吸引保持し該チップ間の間隔を維持した状態で、環状フレームの内周縁と被加工物の外周縁との間のエキスパンドシートを加熱して被加工物の外周側で引き延ばされた該エキスパンドシートを収縮させるエキスパンドシート収縮ステップと、を備え、
少なくとも該エキスパンドシート収縮ステップを実施する前に、環状フレームの内周縁と被加工物の外周縁との間のエキスパンドシートに複数の矩形状の熱収縮テープを貼着する熱収縮テープ貼着ステップを更に備え、
該エキスパンドシート収縮ステップでは環状フレームの内周縁と被加工物の外周縁との間のエキスパンドシートを該熱収縮テープとともに加熱することで該熱収縮テープが貼着された領域の該エキスパンドシートを収縮させる、チップ間隔維持方法。
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