JP7216504B2 - エキスパンド方法 - Google Patents

Description

本発明は、エキスパンド方法に関する。

分割予定ラインを備えるワークを複数のチップに分割する方法が、特許文献１に開示されている。この方法では、ワークの分割予定ラインに沿って、ワークに対して透過性を有する波長のレーザー光線を照射して、改質層を形成する。その後、ワークをエキスパンドシートに貼着し、エキスパンドシートを外方に拡張することによって、ワークの改質層に外力を加え、改質層を破断する。

これにより、分割予定ラインに沿ってワークを個々のチップに分割し、各チップ間に間隙を形成することができる。さらに、拡張されているエキスパンドシートに、開口を有する環状フレームを貼着する。環状フレームは、ワークを囲むようにエキスパンドシートを保持し、ワークの周囲におけるエキスパンドシートの収縮を抑制する。これにより、エキスパンドシートの拡張が解除されても、エキスパンドシートにおけるワークの周囲は、拡張状態に維持され、チップ間の間隙も維持される。

特開２００６－２２９０２１号公報

しかし、上記のように拡張された状態のエキスパンドシートに環状フレームが貼着され、その後、エキスパンドシートの拡張が解除されると、エキスパンドシートは、環状フレームの中央方向に向かって縮もうとするため、環状フレームからエキスパンドシートが剥離してしまうことがある。特に、環状フレームの外周側では、エキスパンドシートが剥離しやすい。

エキスパンドシートの一部でも環状フレームから剥離すると、ワークの重さ等のために、ワークを含むエキスパンドシートが、環状フレームから完全に剥がれて落下し易くなる。

一方、拡張を解除した状態のエキスパンドシートに、環状フレームを貼着することも考えられる。しかし、この場合には、環状フレームの開口内で、エキスパンドシートが拡張されていないため、エキスパンドシートがたるみ、チップ同士が接触して、チップが損傷してしまうおそれもある。

本発明の目的は、環状フレームの開口内においてエキスパンドシートがたるむことを抑制するとともに、環状フレームからエキスパンドシートが剥離することを抑制することにある。

本発明のエキスパンド方法（本エキスパンド方法）は、ワークが貼着されたエキスパンドシートを拡張するエキスパンドシート拡張ステップと、該エキスパンドシートが拡張された状態で、中央に開口を有する環状フレームを該エキスパンドシートにローラで貼着して該開口内にワークを配置する貼着ステップと、該貼着ステップを実施した後、該エキスパンドシートの拡張を解除した状態で、該環状フレームの少なくとも外周側領域に該エキスパンドシートを転動するローラで押圧することによって、該環状フレームを該エキスパンドシートに固着する固着ステップと、該固着ステップを実施した後、該固着ステップで固着された領域内又はこの領域の外側に位置する切断ラインに沿って該エキスパンドシートを切断することによって、該ワークと該環状フレームと該エキスパンドシートとからなるワークユニットを形成する切断ステップと、を備える。

本エキスパンド方法では、該貼着ステップと該固着ステップとが同一ローラで実施されてもよい。この場合、該貼着ステップの実施後でも該ローラの転動を維持し、該固着ステップでは、該ローラの転動を維持したまま該エキスパンドシートの拡張を解除し、転動している該ローラを用いて、該環状フレームの少なくとも該外周側領域に該エキスパンドシートを押圧してもよい。
本エキスパンド方法では、該貼着ステップと該固着ステップとは同一ローラで実施されてもよく、前記ローラの幅が、前記環状フレームの径方向長さ以上に設定されていてもよく、前記ローラは、前記貼着ステップおよび前記固着ステップにおいて、前記エキスパンドシートを、前記環状フレームの全体に押圧してもよい。

本エキスパンド方法では、エキスパンドシート拡張ステップにおいてエキスパンドシートが拡張されるため、エキスパンドシートおよびワークに引張力が作用する。その後に実施される貼着ステップでは、該エキスパンドシートが拡張された状態で、環状フレームの少なくとも内周側領域を、転動するローラを用いてエキスパンドシートに貼着する。

さらに、固着ステップでは、エキスパンドシートの拡張を解除する。エキスパンドシートの拡張が解除されると、エキスパンドシートにおける環状フレームよりも外側の範囲には外方への引張力が作用しなくなる一方、環状フレームよりも内側の範囲（環状フレームの開口内）には外方への引張力が作用したままとなる。このため、この範囲内に配されているワークへの引張力も維持される。

そして、固着ステップでは、該環状フレームの少なくとも外周側領域を、エキスパンドシートの拡張を解除した状態で、転動するローラを用いてエキスパンドシートに固着する。したがって、貼着ステップの後、環状フレームの外周側領域に対応するエキスパンドシートの部分が該外周側領域から離れていても、固着ステップにおいて、この部分に環状フレームを固着することができる。また、この固着は、エキスパンドシートの拡張を解除した状態で実施される。したがって、この部分にかかる引張力を小さくした状態で、この部分に環状フレームを固着することができる。このため、この部分は、環状フレームに堅固に固定され、環状フレームから離れにくくなる。

このように、本エキスパンド方法では、環状フレームの開口内でワークおよびエキスパンドシートに対する引張力を維持できるように、貼着ステップにおいて、環状フレームの少なくとも内周側領域をエキスパンドシートに貼着する。さらに、切断ステップ後に環状フレームからエキスパンドシートが剥がれることを抑制するために、固着ステップにおいて、環状フレームの少なくとも外周側領域を、エキスパンドシートに固着する。したがって、切断ステップの後に、環状フレームの開口内においてエキスパンドシートがたるむこと、および、環状フレームからエキスパンドシートが剥離することを、抑制することが可能となる。

また、本エキスパンド方法では、貼着ステップと固着ステップとが同一ローラで実施されてもよい。この場合、貼着ステップと固着ステップとを、ローラの転動を維持したまま連続的に実施することができるので、作業時間を短縮することが可能となる。

本実施形態にかかる被加工物の一例であるワークを示す斜視図である。 ワークが貼着されているエキスパンドシートを示す斜視図である。 図２に示したエキスパンドシートに挟持手段が挿着されたを示す斜視図である。 図３に示したエキスパンドシートが挟持手段によって外方に引っ張られている状態を示す説明図である。 環状フレームが貼着されているエキスパンドシートを示す説明図である。 エキスパンドシートに環状フレームが貼着される貼着ステップを示す説明図である。 エキスパンドシートに環状フレームが固着される固着ステップを示す説明図である。 環状フレームに沿ってエキスパンドシートを切断する切断ステップを示す説明図である

本発明の一実施形態にかかるエキスパンド方法（本エキスパンド方法）を、図面を用いて詳細に説明する。まず、本実施形態の被加工物であるワークついて説明する。

図１に示すように、本実施形態にかかるワーク１は、たとえば、円板状のシリコンデバイスウェーハである。ワーク１の表面２ａには、デバイス４を含むデバイス領域５が形成されている。デバイス領域５では、格子状の分割予定ライン３によって区画された部分のそれぞれに、デバイス４が形成されている。ワーク１の裏面２ｂは、デバイス４を有しておらず、研削砥石などによって研削される。

本エキスパンド方法では、ワーク１は、分割予定ライン３に沿って分割される。これにより、ワーク１が、それぞれ１個のデバイス４を含む複数のチップに分断される。

（１）改質層形成ステップおよびエキスパンドシート貼着ステップ
本エキスパンド方法では、まず、公知の技術を用いてワーク１に改質層を形成する、改質層形成ステップを実施する。改質層の形成では、たとえば、パルスレーザー光を照射する装置を準備する。この装置からのパルスレーザー光は、ワーク１を透過する波長（たとえば赤外光領域）を有する。このパルスレーザー光を、その集光点をワーク１の内部に位置づけた状態で、ワーク１に照射しながら、ワーク１の分割予定ライン３に沿って移動する。これにより、ワーク１の内部に、分割予定ライン３に沿った改質層が形成される。改質層は、他の部分よりも弱い強度を有する。

次に、エキスパンドシート貼着ステップを実施する。このステップでは、図２に示すように、ワーク１より広い面積を有するエキスパンドシート１１に、ワーク１の裏面２ｂを、その全面が覆われるように貼着する。エキスパンドシート１１は、粘着性および伸縮性を有し、たとえば略正方形状に形成されている。なお、エキスパンドシート貼着ステップは、改質層形成ステップの前に実施されてもよい。この場合、エキスパンドシート１１にワーク１が貼着された状態で、改質層形成ステップが実施される。

（２）エキスパンドシート拡張ステップ
次に、ワーク１が貼着されたエキスパンドシートを拡張する、エキスパンドシート拡張ステップを実施する。このステップでは、図３および図４に示すように、ワーク１が貼着されたエキスパンドシート１１の周辺部の４個所を、４つの挟持手段２１によって挟持する。そして、各挟持手段２１が、エキスパンドシート１１の周辺部を、矢印Ａで示すように外方に引っ張る。

これにより、エキスパンドシート１１が、外方に向かって略放射状に拡張されるので、エキスパンドシート１１に貼着されているワーク１に、外方に向かう引張力が作用する。その結果、ワーク１は、強度の弱い改質層が起点となって分割予定ライン３に沿って破断され、図４に示すように、個々のチップＣに分割される。各チップＣ間には、間隙が形成される。

（３）貼着ステップ
次に、エキスパンドシート１１に環状フレームを貼着する貼着ステップが実施される。図５に示すように、環状フレーム１３は、リング状に形成されており、剛性を有する。環状フレーム１３は、中央に開口１４を有している。貼着ステップでは、開口１４内にワーク１が配されるように、エキスパンドシート１１に環状フレーム１３が貼着される。
なお、このステップでは、エキスパンドシート１１は、挟持手段２１によって外方に拡張されたままである。

このステップでは、まず、図６に示すフレーム保持ユニット２３によって、環状フレーム１３を搬送する。フレーム保持ユニット２３は、平坦な下向きの保持面２４を有している。フレーム保持ユニット２３は、この保持面２４によって環状フレーム１３の上面を吸着することによって、環状フレーム１３を保持する。この状態で、フレーム保持ユニット２３は、環状フレーム１３をエキスパンドシート１１まで搬送し、開口１４内にワーク１が配されるように、エキスパンドシート１１上に環状フレーム１３を配置する。

なお、環状フレーム１３は、開口１４内にワーク１が配されたときに、環状フレーム１３の外縁が挟持手段２１に触れない程度のサイズを有するように設計されている。したがって、環状フレーム１３は、開口１４内にワーク１を配した状態で、エキスパンドシート１１を挟持している４つの挟持手段２１の内側に配置されることが可能である。

その後、図６に示す第１ローラ部材２５を用いて、エキスパンドシート１１を、環状フレーム１３の内周側領域に押圧する。すなわち、図６に示すように、第１ローラ部材２５は、エキスパンドシート１１の下方の、環状フレーム１３の内周側領域に対応する位置に配置されている。第１ローラ部材２５は、第１ローラ２６および第１シリンダ２７を備えている。第１ローラ２６の幅は、たとえば、環状フレーム１３の径方向長さ（環状フレーム１３の幅）の半分よりも長く設定されている。第１ローラ２６は、内周側ローラあるいは貼着ローラと称されることも可能である。

エキスパンドシート１１上に環状フレーム１３が配置されると、第１ローラ部材２５では、第１シリンダ２７が、矢印Ｕ１に示すように、第１ローラ２６を上方に突き上げる。これにより、第１ローラ２６が、エキスパンドシート１１を、環状フレーム１３の内周側領域に押圧する。この状態で、第１ローラ２６は、環状フレーム１３の内周側領域に沿って、矢印Ｒ１に示すように転動（回転移動）する。このようにして、環状フレーム１３の内周側領域を、エキスパンドシート１１に貼着する。

この貼着ステップは、挟持手段２１によってエキスパンドシート１１が外方に拡張された状態で実施される。したがって、環状フレーム１３内に配されたワーク１には、エキスパンドシート拡張ステップ時と同様に、外方への拡張による引張力が作用したままであり、各チップＣ間の間隙は維持されている。

（４）固着ステップ
貼着ステップを実施した後、固着ステップを実施する。このステップでは、まず、挟持手段２１によるエキスパンドシート１１の外方への拡張を解除する。
ここで、エキスパンドシート１１には、環状フレーム１３が粘着されている。挟持手段２１による拡張が解除されると、エキスパンドシート１１における環状フレーム１３よりも外側の範囲には、引張力が作用しなくなる。このため、この範囲は弛緩する。

一方、環状フレーム１３は剛性を有するため、エキスパンドシート１１における環状フレーム１３よりも内側の範囲（開口１４内の範囲）は、挟持手段２１による拡張の解除の影響を受けにくい。したがって、挟持手段２１による拡張が解除されても、環状フレーム１３よりも内側の範囲には、外方への引張力が作用したままとなる。このため、この範囲内に配されているワーク１への引張力も維持され、各チップＣ間の間隙も維持される。

さらに、固着ステップでは、図７に示す第２ローラ部材２８を用いて、エキスパンドシート１１を、環状フレーム１３の外周側領域に押圧する。すなわち、図７に示すように、第２ローラ部材２８は、エキスパンドシート１１の下方の、環状フレーム１３の外周側領域に対応する位置に配置されている。第２ローラ部材２８は、第２ローラ２９および第２シリンダ３０を備えている。第２ローラ２９の幅は、たとえば、環状フレーム１３の径方向長さの半分よりも長く設定されている。第２ローラ２９は、外周側ローラあるいは固着ローラと称されることも可能である。

挟持手段２１によるエキスパンドシート１１の拡張が解除されると、第２ローラ部材２８では、第２シリンダ３０が、矢印Ｕ２に示すように、第２ローラ２９を上方に突き上げる。これにより、第２ローラ２９が、エキスパンドシート１１を、環状フレーム１３の外周側領域に押圧する。この状態で、第２ローラ２９は、環状フレーム１３の外周側領域に沿って、矢印Ｒ２に示すように転動する。このようにして、環状フレーム１３の外周側領域を、エキスパンドシート１１に固着する。

（５）切断ステップ
固着ステップを実施した後、切断ステップを実施する。このステップでは、環状フレーム１３に沿って切断ラインを設定し、この切断ラインに沿って、エキスパンドシート１１を切断する。この切断では、図８に示すように、エキスパンドシート１１の下方に配置されたローラカッター３１を用いる。切断ラインに沿ってローラカッター３１を転動することによって、切断ラインに沿ってエキスパンドシート１１を切断することができる。これにより、ワーク１、環状フレーム１３およびエキスパンドシート１１を含むワークユニットが形成される。

なお、切断ラインは、エキスパンドシート１１の固着領域に基づいて設定される。固着領域は、固着ステップにおいて環状フレーム１３に固着されたエキスパンドシート１１の領域であり、環状フレーム１３の外周側領域に対応する。そして、切断ラインは、固着領域内あるいは固着領域の外側に位置するように設定される。

切断ステップの後、フレーム保持ユニット２３が環状フレーム１３から取り外されて、本エキスパンド方法が終了する。

以上のように、本エキスパンド方法では、エキスパンドシート拡張ステップにおいて、エキスパンドシート１１が拡張される。これにより、エキスパンドシート１１およびワーク１に引張力が作用する。その後に実施される貼着ステップでは、エキスパンドシート１１が拡張された状態で、環状フレーム１３の内周側領域を、転動する第１ローラ２６を用いて、エキスパンドシート１１に貼着する。

さらに、固着ステップでは、エキスパンドシート１１の拡張を解除する。エキスパンドシート１１の拡張が解除されると、エキスパンドシート１１における環状フレーム１３よりも外側の範囲には外方への引張力が作用しなくなる一方、環状フレーム１３よりも内側の範囲（環状フレーム１３の開口１４内）には、外方への引張力が作用したままとなる。このため、この範囲内に配されているワーク１への引張力も維持される。
そして、固着ステップでは、環状フレーム１３の外周側領域を、エキスパンドシート１１の拡張を解除した状態で、転動する第２ローラ２９を用いて、エキスパンドシート１１に固着する。

したがって、貼着ステップの後、環状フレーム１３の外周側領域に対応するエキスパンドシート１１の部分が、該外周側領域から離れていても、固着ステップにおいて、この部分に、環状フレーム１３を固着することができる。また、この固着は、エキスパンドシート１１の拡張を解除した状態で実施される。したがって、この部分にかかる引張力を小さくした状態で、この部分に環状フレーム１３を固着することができる。このため、この部分は、環状フレーム１３に堅固に固定され、環状フレーム１３から離れにくくなる。

このように、本エキスパンド方法では、環状フレーム１３の内側の範囲で、ワーク１およびエキスパンドシート１１に対する引張力を維持できるように、貼着ステップにおいて、環状フレーム１３の内周側領域を、エキスパンドシート１１に貼着する。さらに、切断ステップ後に、環状フレーム１３からエキスパンドシート１１が剥がれることを抑制するために、固着ステップにおいて、環状フレーム１３の外周側領域を、エキスパンドシート１１に固着する。したがって、切断ステップの後に、環状フレーム１３の開口１４内においてエキスパンドシート１１がたるむこと、および、環状フレーム１３からエキスパンドシート１１が剥離することを、抑制することが可能となる。

なお、第１ローラ部材２５および第２ローラ部材２８は、それぞれ、第１ローラ２６および第２ローラ２９内に、ヒーターを備えていてもよい。ヒーターによって第１ローラ２６および第２ローラ２９を暖めることによって、これらに押圧されるエキスパンドシート１１の接着剤が、暖められて軟化する。このため、エキスパンドシート１１に環状フレーム１３を貼着および固着しやすくなる。

また、本実施形態では、貼着ステップにおいて、第１ローラ部材２５が、エキスパンドシート１１を環状フレーム１３の内周側領域に押圧することによって、環状フレーム１３の内周側領域を、エキスパンドシート１１に貼着している。しかしながら、これに限らず、第１ローラ部材２５は、エキスパンドシート１１を、環状フレーム１３の少なくとも内周側領域を含む領域に押圧してもよい。たとえば、第１ローラ部材２５は、エキスパンドシート１１を、環状フレーム１３の全面に押圧してもよい。これにより、環状フレーム１３の少なくとも内周側領域が、エキスパンドシート１１に貼着される。

また、本実施形態では、固着ステップにおいて、第２ローラ２９が、エキスパンドシート１１を環状フレーム１３の外周側領域に押圧することによって、環状フレーム１３の外周側領域を、エキスパンドシート１１に固着している。しかしながら、これに限らず、第２ローラ部材２８は、エキスパンドシート１１を、環状フレーム１３の少なくとも外周側領域を含む領域に押圧してもよい。たとえば、第２ローラ部材２８は、エキスパンドシート１１を、環状フレーム１３の全面に押圧してもよい。これにより、環状フレーム１３の少なくとも外周側領域が、エキスパンドシート１１に固着される。

また、本実施形態では、第１ローラ部材２５によってエキスパンドシート１１を環状フレーム１３の内周側領域に押圧し、第２ローラ部材２８によってエキスパンドシート１１を環状フレーム１３の外周側領域に押圧している。すなわち、本実施形態では、２つのローラ部材２５・２８を用いて、貼着ステップおよび固着ステップを実施している。しかしながら、これに代えて、第１ローラ部材２５および第２ローラ部材２８を兼ねる１つのローラ部材を用いて、貼着ステップおよび固着ステップを実施してもよい。

この場合、ローラ部材は、ローラ部材２５・２８と同程度の幅を有してもよい。さらに、ローラ部材は、貼着ステップでは環状フレーム１３の内周側領域の下方に配置され、固着ステップでは環状フレーム１３の外周側領域の下方に配置されるように、径方向に沿って移動可能に構成されていてもよい。

あるいは、ローラ部材の幅は、環状フレーム１３の径方向長さ以上に設定されていてもよい。そして、ローラ部材は、貼着ステップおよび固着ステップにおいて、エキスパンドシート１１を、環状フレーム１３の全体に押圧してもよい。

また、１つのローラ部材を用いて貼着ステップおよび固着ステップを実施する場合、これらのステップが、ローラ部材のローラの回転を停止することなく、連続的に実施されてもよい。この場合、貼着ステップの実施後でも、ローラの転動を維持する。そして、固着ステップでは、ローラの転動を維持したまま、エキスパンドシート１１の拡張を解除する。さらに、転動しているローラを用いて、環状フレーム１３の少なくとも外周側領域に、エキスパンドシート１１を押圧する。
この構成では、ローラの回転を停止することなく、貼着ステップおよび固着ステップを実施することができる。これにより、作業時間を短縮することが可能となる。

１：ワーク、２ａ：表面、２ｂ：裏面、３：分割予定ライン、４：デバイス、
１１：エキスパンドシート、
１３：環状フレーム、１４：開口、
２１：挟持手段、２３：フレーム保持ユニット、２４：保持面、
２５：第１ローラ部材、２６：第１ローラ、２７：第１シリンダ、
２８：第２ローラ部材、２９：第２ローラ、３０：第２シリンダ、
３１：ローラカッター、

Claims (3)

1. エキスパンド方法であって、
   ワークが貼着されたエキスパンドシートを拡張するエキスパンドシート拡張ステップと、
   該エキスパンドシートが拡張された状態で、中央に開口を有する環状フレームを該エキスパンドシートにローラで貼着して該開口内にワークを配置する貼着ステップと、
   該貼着ステップを実施した後、該エキスパンドシートの拡張を解除した状態で、該環状フレームの少なくとも外周側領域に該エキスパンドシートを転動するローラで押圧することによって、該環状フレームを該エキスパンドシートに固着する固着ステップと、
   該固着ステップを実施した後、該固着ステップで固着された領域内又はこの領域の外側に位置する切断ラインに沿って該エキスパンドシートを切断することによって、該ワークと該環状フレームと該エキスパンドシートとからなるワークユニットを形成する切断ステップと、
   を備えたエキスパンド方法。
2. 該貼着ステップと該固着ステップとは同一ローラで実施され、
   該貼着ステップでは、該エキスパンドシートが拡張された状態で該環状フレームに対面する該エキスパンドシート上を該ローラが転動することで該フレームを該エキスパンドシートに貼着し、
   該固着ステップでは、該ローラの転動を停止することなく該エキスパンドシートの拡張を解除し、転動している該ローラを用いて、該環状フレームの少なくとも該外周側領域に該エキスパンドシートを押圧して固着する、
   請求項１に記載のエキスパンド方法。
3. 該貼着ステップと該固着ステップとは同一ローラで実施され、
   前記ローラの幅が、前記環状フレームの径方向長さ以上に設定されており、前記ローラは、前記貼着ステップおよび前記固着ステップにおいて、前記エキスパンドシートを、前記環状フレームの全体に押圧する、
   請求項１に記載のエキスパンド方法。

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