JP6280459B2 - テープ拡張装置 - Google Patents

Description

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エーハが貼着されるとともに外周部が環状のフレームに装着されたダイシングテープを拡張するためのテープ拡張装置に関する。

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に形成された分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って分割することにより個々のデバイスを製造している。

半導体ウエーハ等のウエーハの被加工物を分割する方法として、ウエーハに対して透過性を有するパルスレーザー光線を内部に集光点を位置付けて分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成した後、ウエーハが貼着されたダイシングテープを拡張してウエーハに張力を付与することにより、ウエーハを変質層が形成されることによって強度が低下した分割予定ラインに沿って分割する技術が実用化されている（例えば、特許文献１参照）。

ウエーハが貼着されるとともに外周部が環状のフレームに装着されたダイシングテープを拡張するためのテープ拡張装置が、例えば下記特許文献２に開示されている。このテープ拡張装置は、ウエーハが貼着されたダイシングテープが装着された環状の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に保持された環状のフレームに装着されたダイシングテープを拡張させるテープ拡張手段とを具備し、テープ拡張手段によってダイシングテープを拡張してウエーハに張力を付与することにより、ウエーハを変質層が形成されることによって強度が低下した分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割する。

特開２００５−２２３２８５号公報 特開２０１０−２７６６６号公報

而して、上述したテープ拡張装置においては、ダイシングテープを拡張する際にダイシングテープを破断させる場合があり、ダイシングテープが破断した状態で次工程に搬送されると、次工程において個々に分割されたデバイスが装置内で散乱して作業が中断する等の不具合が生じるという問題がある。
また、ウエーハの表面から分割予定ライに沿って所定の深さ（デバイスの仕上がり厚さに相当する深さ）の切削溝を形成し、その後、表面に切削溝が形成されたウエーハの裏面を研削して該裏面に切削溝を表出させ個々のデバイスに分割した後、ウエーハの裏面に接着フィルムを装着するとともに接着フィルム側に貼着したダイシングテープを拡張して、接着フィルムをデバイスに沿って破断する場合にも上述した問題が生じる。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、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エーハが貼着されるとともに外周部が環状のフレームに装着されたダイシングテープを拡張した際に、ダイシングテープが破断したとき破断を検知することができるテープ拡張装置を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、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エーハが貼着されるとともに外周部が環状のフレームに装着されたダイシングテープを拡張するためのテープ拡張装置であって、
環状のフレームを保持する環状の保持面を備えたフレーム保持手段と、
環状のフレームの内径より小さくウエーハの直径より大きい直径を有し該フレーム保持手段の環状の保持面に保持された環状のフレームに装着されたダイシングテープに作用して拡張する拡張部材と、
該拡張部材を該フレーム保持手段の環状の保持面に対して垂直方向に作動せしめる拡張部材作動手段と、
該拡張部材作動手段の駆動負荷を検出する駆動負荷検出手段と、
該駆動負荷検出手段からの検出信号に基づいてダイシングテープの破断を判定する制御手段と、
該制御手段による判定結果を表示する表示手段と、を具備し、
該制御手段は、該拡張部材作動手段を作動してダイシングテープを拡張する際に、該駆動負荷検出手段からの検出信号に基づいて、ダイシングテープの拡張に従って駆動負荷が上昇する際に駆動負荷が低下したときにはダイシングテープが破断したと判定する、
ことを特徴とするテープ拡張装置が提供される。

本発明によるテープ拡張装置は、環状のフレームを保持する環状の保持面を備えたフレーム保持手段と、環状のフレームの内径より小さくウエーハの直径より大きい直径を有し該フレーム保持手段の環状の保持面に保持された環状のフレームに装着されたダイシングテープに作用して拡張する拡張部材と、該拡張部材をフレーム保持手段の環状の保持面に対して垂直方向に作動せしめる拡張部材作動手段と、該拡張部材作動手段の駆動負荷を検出する駆動負荷検出手段と、該駆動負荷検出手段からの検出信号に基づいてダイシングテープの破断を判定する制御手段と、該制御手段による判定結果を表示する表示手段とを具備し、制御手段は、拡張部材作動手段を作動してダイシングテープを拡張する際に、駆動負荷検出手段からの検出信号に基づいて、ダイシングテープの拡張に従って駆動負荷が上昇する際に駆動負荷が低下したときにはダイシングテープが破断したと判定するので、オペレータは判定結果を表示手段によって確認することができる。従って、ダイシングテープが破断したウエーハを次工程に搬送することを事前に防止することが可能となり、次工程での不都合が解消される。

本発明に従って構成されたテープ拡張装置の斜視図。 図１に示すテープ拡張装置の断面図。 図１に示すテープ拡張装置を構成する拡張部材作動手段の斜視図。 図１に示すテープ拡張装置によるテープ拡張工程の説明図。 拡張部材の拡張高さと拡張部材作動手段の駆動トルクとの関係を示すグラフ。 分割予定ラインに沿って変質層が形成されたウエーハが環状のフレームに装着されたダイシングテープの上面に貼着された状態を示す斜視図。

以下、本発明に従って構成されたテープ拡張装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図６には、環状のフレームFに装着された合成樹脂シートからなるダイシングテープTの上面に貼着されたウエーハ１０が示されている。このウエーハ１０は、表面１０ａに複数の分割予定ライン１０１が格子状に形成されているとともに複数の分割予定ライン１０１によって区画された複数の領域にデバイス１０２が形成されている。このウエーハ１０には、ウエーハ１０に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を内部に集光点を位置付けて分割予定ライン１０１に沿って照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って破断の起点となる改質層１０３が連続的に形成されている。なお、改質層１０３は、上記特許文献１に開示されたレーザー加工方法によって形成することができる。また、上記ダイシングテープTは、図示の実施形態においては厚さが１００μｍのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるシート状基材の表面にアクリル樹脂系の糊が厚さ５μｍ程度塗布されている。

図１には、本発明に従って構成されたテープ拡張装置の斜視図が示されており、図２には図１に示すテープ拡張装置の要部拡大断面図が示されている。図１および図２に示すテープ拡張装置２は、上記環状のフレームFを保持するフレーム保持手段３と、該フレーム保持手段３に保持された環状のフレームFに装着されたダイシングテープTを拡張する拡張部材４と、該拡張部材４を作動せしめる拡張部材作動手段５を具備している。フレーム保持手段３は、円筒状の保持部材３１と底板３２を備えており、円筒状の保持部材３１の上面が環状の保持面３１１となっている。このように構成された円筒状の保持部材３１の上端部には、環状の保持面３１１に載置された環状のフレームFを固定するための４個のクランプ３３が配設されている。

上記拡張部材４は、環状のフレームFの内径より小さくウエーハ１０の直径より僅かに大きい直径を有し円筒状の保持部材３１の環状の保持面３１１に保持された環状のフレームFに装着されたダイシングテープTに作用するようになっており、拡張部材作動手段５によって円筒状の保持部材３１の環状の保持面３１１に対して垂直方向(図２において上下方向)に作動せしめる。

拡張部材作動手段５は、フレーム保持手段３を構成する底板３２上に配設されている。この支持テーブル５１について、図２および図３を参照して説明する。
図示の実施形態における拡張部材作動手段５は、上記拡張部材４を支持する支持テーブル５１と、該支持テーブル５１の上面と上記拡張部材４の下面とを連結する円筒状の連結部材５２と、フレーム保持手段３を構成する底板３２上に配設され上記支持テーブル５１に形成された被案内穴５１１に挿通し支持テーブル５１を円筒状の保持部材３１における環状の保持面３１１に対して垂直方向(図２において上下方向)の移動を案内する３本の案内棒５３(図２および図３には２本のみが示されている)と、支持テーブル５１を作動する電導モータ５４と、該電動モータ５４の出力軸に連結された雄ネジロッド５５とからなっており、該雄ネジロッド５５が支持テーブル５１の軸心に設けられた雌ネジ（図示せず）に螺合する。このように構成された拡張部材作動手段５は、電導モータ５４を一方向に回転駆動すると、雄ネジロッド５５を介して支持テーブル５１(従って拡張部材４)を図２において上方に移動し、電導モータ５４を他方向に回転駆動すると、雄ネジロッド５５を介して支持テーブル５１(従って拡張部材４)を図２において下方に移動せしめる。

図示の実施形態におけるテープ拡張装置２は、拡張部材作動手段５の駆動負荷を検出する駆動負荷検出手段６を具備している。図２および図３示す駆動負荷検出手段６は、電動モータ５４の負荷トルクを検出するトルク計測器６１からなっており、該トルク計測器６１は電動モータ５４の負荷トルクを図２に示す制御手段７に送る。制御手段７は、トルク計測器６１からの負荷トルク信号に基づいてダイシングテープTの破断を判定し、判定結果を表示手段８に表示する。なお、トルク計測器としては、例えば株式会社小野測器が製造販売する磁気式位相差方式のトルク検出器を用いることができる。

図示の実施形態におけるテープ拡張装置２は以上のように構成されており、以下その作用について図４を参照して説明する。
先ず、図４の(a)に示すようにテープ拡張装置２のフレーム保持手段３を構成する円筒状の保持部材３１における環状の保持面３１１上にウエーハ１０をダイシングテープTを介して支持する環状のフレームFを載置する。そして、環状のフレームFをクランプ３３によって円筒状の保持部材３１に固定する(フレーム保持工程)。このとき、拡張部材４および拡張部材作動手段５は図４の(a)で示す基準位置に位置付けられている。この基準位置においては、拡張部材４の上面が円筒状の保持部材３１の環状の保持面３１１と同一高さに位置付けられている。従って、保持部材３１の環状の保持面３１１に載置された環状のフレームFに装着されたダイシングテープTにおけるウエーハ１０が貼着された領域が拡張部材４の上面に載置された状態となる。

次に、拡張部材作動手段５の電導モータ５４を一方向に回転駆動する。この結果、雄ネジロッド５５が一方向に回転して支持テーブル５１および拡張部材４は図４の(b)で示すように上方に移動するので、ダイシングテープTが拡張せしめられる。従って、ダイシングテープTに貼着されているウエーハ１０には、放射状に引張力が作用する。このようにウエーハ１０に放射状に引張力が作用すると、ウエーハ１０は分割予定ライン１０１に沿って形成された変質層１０３に沿って強度が低下せしめられているので変質層１０３に沿って破断され、個々のデバイス１０２に分割される(テープ拡張工程)。

上述したテープ拡張工程においては、拡張部材作動手段５の駆動負荷を検出する駆動負荷検出手段６としてのトルク計測器６１から電動モータ５４の負荷トルク信号が制御手段７に送られている。トルク計測器６１から送られる電動モータ５４の負荷トルクは、図５において実線で示すように拡張部材４の拡張高さ（拡張部材４の円筒状の保持部材３１の環状の保持面３１１からの高さ）が高くなるに従って上昇する。しかるに、上述したテープ拡張工程を実施している途中においてダイシングテープTが破断すると、図５において２点鎖線で示すように電動モータ５４の負荷トルクが低下する。テープ拡張工程を実施している途中において電動モータ５４の負荷トルクが上昇する際に負荷トルク(駆動負荷)が低下したときには、制御手段７はダイシングテープTが破断したと判定し、判定結果を表示手段８に表示する。なお、ダイシングテープTが破断したと判定したときは、制御手段７は判定結果を表示手段８に表示するとともに警報器等に警報表示することが望ましい。

以上のように、図示の実施形態におけるテープ拡張装置２は、テープ拡張工程を実施している途中において電動モータ５４の負荷トルクが上昇する際に負荷トルク(駆動負荷)が低下したときには、制御手段７がダイシングテープTが破断したと判定し、判定結果を表示手段８に表示するので、オペレータはダイシングテープTが破断したことを確認することができるため、ダイシングテープTが破断したウエーハを次工程に搬送することを事前に防止することが可能となり、次工程での不都合が解消される。

以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば、上述した実施形態においては、拡張部材作動手段５の駆動負荷を検出する駆動負荷検出手段６として電動モータ５４の負荷トルクを検出するトルク計測器６１を用いた例を示したが、駆動負荷検出手段としては電動モータ５４に供給する電力の負荷電流値を検出する電流計を用いてもよい。
また、上述した実施形態においては、拡張部材作動手段５の駆動源として電動モータ５４を用いた例を示したが、エアーシリンダ等のシリンダ機構を用いてもよく、この場合駆動負荷検出手段としてはフレーム保持手段３を構成する底板３２とシリンダ機構との間に負荷荷重を検出する歪ゲージを配設してもよい。
更に、上述した実施形態においては、本発明によるテープ拡張装置を用いて分割予定ライン１０１に沿って変質層１０３が形成されたウエーハ１０が貼着されたダイシングテープTを拡張することによりウエーハを変質層１０３が形成された分割予定ライン１０１に沿って個々のデバイスに分割する例を示したが、本発明によるテープ拡張装置は、ウエーハの表面から分割予定ライに沿って所定の深さ（デバイスの仕上がり厚さに相当する深さ）の切削溝を形成し、その後、表面に切削溝が形成されたウエーハの裏面を研削して該裏面に切削溝を表出させ個々のデバイスに分割した後、ウエーハの裏面に接着フィルムを装着するとともに接着フィルム側に貼着したダイシングテープを拡張して、接着フィルムをデバイスに沿って破断する場合にも用いることができる。

２：テープ拡張装置
３：フレーム保持手段
３１：円筒状の保持部材
３１１：環状の保持面
３２：底板
３３：クランプ
４：拡張部材
５：拡張部材作動手段
５１：支持テーブル
５２：円筒状の連結部材
５３：案内棒
５４：電動モータ
５５：雄ネジロッド
６：駆動負荷検出手段
６１：トルク計測器
７：制御手段
８：表示手段
Ｆ：環状のフレーム
Ｔ：ダイシングテープ

Claims (1)

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エーハが貼着されるとともに外周部が環状のフレームに装着されたダイシングテープを拡張するためのテープ拡張装置であって、
   環状のフレームを保持する環状の保持面を備えたフレーム保持手段と、
   環状のフレームの内径より小さくウエーハの直径より大きい直径を有し該フレーム保持手段の環状の保持面に保持された環状のフレームに装着されたダイシングテープに作用して拡張する拡張部材と、
   該拡張部材を該フレーム保持手段の環状の保持面に対して垂直方向に作動せしめる拡張部材作動手段と、
   該拡張部材作動手段の駆動負荷を検出する駆動負荷検出手段と、
   該駆動負荷検出手段からの検出信号に基づいてダイシングテープの破断を判定する制御手段と、
   該制御手段による判定結果を表示する表示手段と、を具備し、
   該制御手段は、該拡張部材作動手段を作動してダイシングテープを拡張する際に、該駆動負荷検出手段からの検出信号に基づいて、ダイシングテープの拡張に従って駆動負荷が上昇する際に駆動負荷が低下したときにはダイシングテープが破断したと判定する、
   ことを特徴とするテープ拡張装置。