JP2010034250A - テープ拡張装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成で強固に環状フレームを保持可能なテープ拡張装置を提供することである。
【解決手段】 外周縁部が環状フレームに装着され表面にワークが貼着されたテープを拡張するテープ拡張装置であって、中心部に開口部を有し、前記環状フレームが載置されるフレーム載置台と、前記環状フレームの開口部と略同一形状の開口領域を有し、前記フレーム載置台に対向した保持位置と該フレーム載置台から退避した退避位置との間で移動可能なプレートと、該プレートを前期保持位置と前期退避位置との間で移動するプレート移動手段と、前記プレートが前記保持位置に移動されているときに、前記フレーム載置台を移動して該環状フレームを該プレートと該フレーム載置台とで挟持するフレーム載置台移動機構と、該環状フレームが前記プレートと前記フレーム載置台とで挟持されているときに、前記テープに貼着されたワークを前記プレートを越えて前期フレーム載置台と反対方向に移動して該テープを拡張するテープ拡張機構と、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウエーハ等のワークが貼着されたテープを拡張する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、略円盤形状の半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと称される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切断することにより、デバイスが形成された領域を分割して個々の半導体チップ（デバイス）を製造している。

個々に分割された半導体チップは、その裏面にエポキシ樹脂等で形成された厚さが例えば２０〜１００μｍのダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）と称されるダイボンディング用のフィルム状接着剤が装着され、このフィルム状接着剤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に加熱することによりボンディングされる。

一方、半導体ウエーハ等の板状の被加工物を分割する方法として、近年にあっては、被加工物に対して透過性を有するパルスレーザビームを用い、分割すべき領域の内部に集光点を合わせてパルスレーザビームを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による被加工物の分割方法は、例えば特許第３４０８８０５号公報に示されるように、被加工物の一方の面側から内部に集光点を合わせて被加工物に対して透過性を有する赤外光領域のパルスレーザビームを照射し、被加工物の内部に分割予定ラインに沿って変質層を連続的に形成する。そして、変質層が形成されることで強度が低下した分割予定ラインに沿って外力を加えることによって、被加工物を分割予定ラインに沿って分割する。

内部に変質層を形成することにより分割予定ラインの強度が低下した半導体ウエーハや、ダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）を分割する方法の一つに被加工物をテープに貼着し、テープを拡張することにより個々の半導体チップ等に分割する方法がある（例えば、特開２００７−６７２７８号公報参照）。
特許第３４０８８０５号公報 特開２００７−６７２７８号公報

しかし、特許文献２に開示されたエキスパンド装置では、テープ拡張時に環状フレームの一部をクランプして固定するだけなので、テープを拡張する際に十分な環状フレームの保持が行えないという問題がある。また、複数のクランプ可動機構が必要であり、そのため装置の煩雑化及び高コスト化を招いていた。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構成で強固に環状フレームを支持可能なテープ拡張装置を提供することである。

請求項１記載の発明によると、外周縁部が環状フレームに装着され表面にワークが貼着されたテープを拡張するテープ拡張装置であって、中心部に開口部を有し、前記環状フレームが載置されるフレーム載置台と、前記環状フレームの開口部と略同一形状の開口領域を有し、前記フレーム載置台に対向した保持位置と該フレーム載置台から退避した退避位置との間で移動可能なプレートと、該プレートを前期保持位置と前期退避位置との間で移動するプレート移動手段と、前記プレートが前記保持位置に移動されているときに、前記フレーム載置台を移動して該環状フレームを該プレートと該フレーム載置台とで挟持するフレーム載置台移動機構と、該環状フレームが前記プレートと前記フレーム載置台とで挟持されているときに、前記テープに貼着されたワークを前記プレートを越えて前期フレーム載置台と反対方向に移動して該テープを拡張するテープ拡張機構と、を具備したことを特徴とするテープ拡張装置が提供される。

好ましくは、フレーム載置台は、環状フレームに突き当てて移動することにより、フレーム載置台に載置された環状フレームの位置合わせを行う少なくとも３本のピンを有している。

プレートはピンに対応する少なくとも３個の長穴を有しており、ピンによって環状フレームが位置決めされた状態で、ピンが長穴中に挿入されることによりフレーム載置台とプレートによって環状フレームが保持されるのを許容する。

好ましくは、テープ拡張装置は、環状フレームの内周とワークの外周との間の拡張されて弛んだテープ領域を外的刺激によって矯正するヒーター等の外的刺激付与手段を更に備えている。

好ましくは、テープ拡張機構はポーラス吸着部を有しており、外的刺激付与手段によるテープ矯正時にこのポーラス吸着部によりワークが搭載された部分のテープを吸引保持してこの部分のテープが矯正されるのを防止する。

請求項６記載の発明によると、外周縁部が環状フレームに装着され表面にワークが貼着されたテープを拡張するテープ拡張装置であって、中心部に開口部を有し、前記環状フレームが載置されるフレーム載置台と、前記環状フレームの開口部と略同一形状の開口領域を有し、前記フレーム載置台に対向した保持位置と該フレーム載置台から退避した退避位置との間で移動可能なプレートと、該プレートを前期保持位置と前期退避位置との間で移動するプレート移動手段と、前記フレーム載置台の開口部に挿入されるように配設され、前記環状フレームが該フレーム載置台上に載置されたとき、前記ワークに当接するように適合したテーブルと、前記プレートが前記保持位置に移動されているときに、前記フレーム載置台を移動して該環状フレームを該プレートと該フレーム載置台とで挟持するフレーム載置台移動機構と、該環状フレームが前記プレートと前記フレーム載置台とで挟持されているときに、前記テーブルを前記プレートを越えて移動して、該テーブルで前記テープを突き上げることによりテープを拡張するテーブル移動機構と、を具備したことを特徴とするテープ拡張装置が提供される。

本発明によると、簡単な構成で環状フレーム全体をフレーム載置台とプレートとで挟持するので環状フレームを強固に固定できるテープ拡張装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１を参照すると、本発明実施形態に係るテープ拡張装置２の斜視図が示されている。このテープ拡張装置２は、例えば図２に示すように、外周縁部が環状フレーム２８に装着され表面に半導体ウエーハ３２等のワークが貼着されたダイシングテープ等のテープ３０に半径方向の張力を印加することによりテープを拡張する装置である。

図２において、環状フレーム２８はその内周に開口２９を有しており、この開口２９はダイシングテープ等の粘着テープ３０により塞がれている。粘着テープ３０上には半導体ウエーハ３２が貼着されており、半導体ウエーハ３２は、格子状に形成された複数のストリート（分割予定ライン）３４によって複数の領域が区画されており、区画されたそれぞれの領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス３６が形成されている。

本実施形態の半導体ウエーハ３２では、図３に示すように、レーザヘッド３８からウエーハ３２に対して透過性が良好な波長１０００ｎｍ〜１６００ｎｍのレーザビームＬが半導体ウエーハ３２の裏面３２ｂ近傍に集光点を合わせて照射される。その結果、半導体ウエーハ３２の内部に分割予定ラインに沿って変質層４０が連続的に形成される。

この変質層４０は強度が低下しているため、図１に示すテープ拡張装置により粘着テープ３０に外力を付与してテープ３０を半径方向に拡張することにより、半導体ウエーハ３２を分割予定ライン３４に沿って破断し、個々の半導体チップ３６に分割することができる。

再び図１を参照して、本発明実施形態に係るテープ拡張装置２の構成について詳細に説明する。符号４は中心部に開口６を有し、環状フレーム２８が載置されるフレーム載置台であり、４個の長穴８を有しており、各長穴８中に矢印Ａ方向に移動可能にピン１０が挿入されている。

これらのピン１０はフレーム載置台４上に載置された環状フレーム２８を位置決めするためのピンであり、各ピン１０をフレーム載置台４上に載置された環状フレーム２８に突き当てて互いに近づく方向に移動することにより、環状フレーム２８の中心部分がフレーム載置台４の中心部分に一致するように位置合わせを行うことができる。

本実施形態では、フレーム載置台４には４本のピン１０が移動可能に設けられているが、少なくとも３本のピン１０を移動可能にフレーム載置台４に装着することにより、フレーム載置台４上に載置された環状フレーム２８の位置決めを達成することができる。

フレーム載置台４はフレーム載置台移動機構を構成する４個のエアーシリンダ４２のピストンロッド４４により支持されている。よって、エアーシリンダ４２を駆動することにより、フレーム載置台４はＺ軸方向（上下方向）に移動される。

フレーム載置台４の両側上方には、フレーム載置台４の載置表面４ａと平行に伸長する一対のガイドレール１２が配設されている。これらのガイドレール１２は特に図示しないがテープ拡張装置２のフレームに固定されている。

これらのガイドレール１２にはプレート１４の両側部が挿入されており、プレート１４はガイドレール１２に案内されてフレーム載置台４上方の保持位置と、フレーム載置台４から退避した図１に示された退避位置との間で移動可能である。

エアーシリンダ２０のピストンロッド２１がプレート１４に連結されており、エアーシリンダ２０を駆動することによりプレート１４は保持位置と退避位置との間でガイドレール１２に案内されて移動される。プレート１４は環状フレーム２８の開口２９と概略同一形状の開口１６とフレーム載置台４の長穴８に対応する４個の長穴１８を有している。

フレーム載置台４の開口６に挿入されるように保持テーブル５０が配設されている。保持テーブル５０は、環状フレーム２８がフレーム載置台４上に載置された時、半導体ウエーハ３２を保持するように適合している。

保持テーブル５０は、図４（Ａ）に示すように外周環状フレーム５１と、外周環状フレーム５１内に配設されたポーラス吸着部５２とから構成される。ポーラス吸着部５２は吸引路５４を介して真空吸引源５６に選択的に接続される。

符号４６は保持テーブル移動機構であり、以下のように構成されている。すなわち、外周環状フレーム５１は支持フレーム５８で支持されており、支持フレーム５８にはナット６０が固定されている。ボールねじ６２がナット６０に螺合しており、パルスモータ６４を駆動することにより外周環状フレーム５１は支持フレーム５８を介して上下方向に移動される。

一方、ポーラス吸着部５２は支持フレーム６６で支持されており、支持フレーム６６にはナット６８が固定されている。ボールねじ７０がナット６８に螺合しており、パルスモータ７２を駆動すると支持フレーム６６を介してポーラス吸着部５２が上下方向に移動される。

本実施形態では、保持テーブル５０の環状フレーム５１とポーラス吸着部５２は独立して駆動されるが、これらを一つのパルスモータとボールねじとの組み合わせにより一体として駆動するように構成しても良い。符号４８は保持テーブル移動機構４６の外周を覆うケーシングである。

図４（Ａ）と併せて図１を参照すると、環状フレーム２８はフレーム搬送アーム２４の吸着パッド２６に吸着されて搬送される。フレーム搬送アーム２４はＸ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に構成されており、環状フレーム２８を吸着してフレーム載置台４に載置可能に構成されている。フレーム搬送アーム２４をＹ軸方向にも移動可能に構成しても良い。７４は環状ヒータ７６を有する外的刺激付与手段であり、Ｚ軸方向に移動可能に構成されている。

次に、図４乃至図６を参照して、上述したテープ拡張装置２の作用について説明する。図４（Ａ）はフレーム搬送アーム２４で保持された環状フレーム２８がテープ拡張装置２の上方に位置付けされた初期位置を示している。プレート１４はテープ拡張装置２の右側に示されており、図１に示された状態と左右が逆転して示されていることに注意されたい。

図４（Ａ）に示された状態から、フレーム搬送アーム２４を下方に移動して図４（Ｂ）に示すようにフレーム載置台４上に環状フレーム２８を載置する。次いで、図５（Ａ）に示すようにフレーム搬送アーム２４が上方に退避する。

次いで、図５（Ｂ）に示すように、ピン１０を環状フレーム２８に突き当てて互いに近づく方向に移動することにより、環状フレーム２８の中心部分をフレーム載置台４の中心部分に合わせるように位置決めする。

更に、エアーシリンダ２０を駆動してプレート１４をフレーム載置台４上方の保持位置に移動する。この時、プレート１４の開口１６は環状フレーム２８の開口２９に概略一致するように整列される。

次いで、複数のエアーシリンダ４２からなるフレーム載置台移動機構を駆動して、図６（Ａ）に示すようにフレーム載置台４を上昇し、フレーム載置台４とプレート１４とで環状フレーム２８を挟み込む。

ガイドレール１２が装置に固定されているため、プレート１４はＺ軸方向には不動に保持されているので、環状フレーム２８はフレーム載置台４とプレート１４により強固に保持されることになる。

尚、図６（Ａ）に示した状態において、プレート１４の各長穴１８はフレーム載置台４の長穴８に対応して形成されているため、エアーシリンダ４２を駆動してフレーム載置台４を上昇させると、ピン１０はプレート１４の長穴１８中に挿入されるため、ピン１０が邪魔することなく環状フレーム２８をフレーム載置台４とプレート１４とで強固に挟持することができる。

次いで、パルスモータ６４，７２とボールねじ６２，７０とから構成される保持テーブル移動機構４６を駆動することにより、図６（Ｂ）に示すように保持テーブル５０が上昇し、半導体ウエーハ３２を搭載した粘着テープ３０が上方に突き上げられるため、粘着テープ３０は半径方向に拡張される。

その結果、図３に示した変質層４０に粘着テープ３０を介して外力が付与されるため、半導体ウエーハ３２は分割予定ライン３４に沿って破断され、個々の半導体チップ３６に分割される。

分割終了後、保持テーブル５０のポーラス吸着部５２を真空吸引源５６に接続することにより、ポーラス吸着部５２で半導体ウエーハ３２を吸引保持する。この状態で、保持テーブル移動機構４６を駆動してポーラス吸着部５２がフレーム載置台４の載置面４ａと概略同一高さとなるまで保持テーブル５０を降下する。

そして、外的刺激付与手段７４を降下して、外的刺激付与手段７４の環状ヒータ７６を環状フレーム２８の内周と半導体ウエーハ３２の外周との間の拡張されて弛んだ粘着テープ３０に押し当てる、若しくは近づける。粘着テープ３０は熱収縮性の性質を有しているため、これにより弛んだ粘着テープ３０は真っ直ぐになるように矯正される。

このとき、半導体ウエーハ３２を搭載した粘着テープ３０部分は、環状フレーム２８が前もって位置決めされているため、ポーラス吸着部５２は半導体ウエーハ３２を搭載した粘着テープ３０部分のみ真空吸引しているので、半径方向に拡張されたままの状態で維持される。上述した本実施形態のテープ拡張装置２によれば、簡単な構成で強固に環状フレーム２８を保持してテープ３０を拡張可能なテープ拡張装置を提供することができる。

尚、上述した実施形態では、被加工物（ワーク）として半導体ウエーハ３２を粘着テープ３０上に搭載した例について説明したが、本発明が適用可能なワークはこれに限定されるものではなく、ダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）、先ダイシングにより半導体ウエーハが切削加工されて裏面にＤＡＦが貼付されたワーク等を含むものである。

本発明実施形態に係るテープ拡張装置の斜視図である。 粘着テープを介して環状フレームに搭載された半導体ウエーハを示す斜視図である。 レーザビームにより半導体ウエーハ内部に変質層を形成する様子を示す説明図である。 図４（Ａ）はテープ拡張装置の初期位置を示す断面図、図４（Ｂ）はフレーム搬送アームがフレーム載置台上に環状フレームを搭載した状態を示す断面図である。 図５（Ａ）はフレーム搬送アームが退避位置に退避した状態を示す断面図、図５（Ｂ）は環状フレームの位置決め及びプレートが保持位置に移動された状態を示す断面図である。 図６（Ａ）はフレーム載置台とプレートにより環状フレームを保持した状態を示す断面図、図６（Ｂ）は保持テーブルを上昇してテープを拡張した状態を示す断面図である。

符号の説明

２ テープ拡張装置
４ フレーム載置台
８ 長穴
１０ ピン
１２ ガイドレール
１４ プレート
１８ 長穴
２０ エアーシリンダ
２４ フレーム搬送アーム
２６ 吸着パッド
２８ 環状フレーム
３０ 粘着テープ
３２ 半導体ウエーハ
３８ レーザヘッド
４０ 変質層
４２ エアーシリンダ
４６ 保持テーブル移動機構
５０ 保持テーブル
５２ ポーラス吸着部
５６ 真空吸引源
６２，７０ ボールねじ
６４，７２ パルスモータ
７６ 環状ヒータ

Claims (6)

1. 外周縁部が環状フレームに装着され表面にワークが貼着されたテープを拡張するテープ拡張装置であって、
   中心部に開口部を有し、前記環状フレームが載置されるフレーム載置台と、
   前記環状フレームの開口部と略同一形状の開口領域を有し、前記フレーム載置台に対向した保持位置と該フレーム載置台から退避した退避位置との間で移動可能なプレートと、
   該プレートを前期保持位置と前期退避位置との間で移動するプレート移動手段と、
   前記プレートが前記保持位置に移動されているときに、前記フレーム載置台を移動して該環状フレームを該プレートと該フレーム載置台とで挟持するフレーム載置台移動機構と、
   該環状フレームが前記プレートと前記フレーム載置台とで挟持されているときに、前記テープに貼着されたワークを前記プレートを越えて前期フレーム載置台と反対方向に移動して該テープを拡張するテープ拡張機構と、
   を具備したことを特徴とするテープ拡張装置。
2. 前記フレーム載置台は、前記環状フレームに突き当てて移動することにより、前記フレーム載置台に載置された該環状フレームの位置合わせを行う少なくとも３本のピンを有することを特徴とする請求項１記載のテープ拡張装置。
3. 前記プレートは前記ピンに対応する少なくとも３個の長穴を有し、前記ピンによって前記環状フレームが位置決めされた状態で、前記フレーム載置台と前記プレートによって前記環状フレームが保持されるのを許容することを特徴とする請求項２記載のテープ拡張装置。
4. 前記環状フレームの内周と前記ワークの外周との間の拡張されて弛んだテープ領域を外的刺激によって矯正する外的刺激付与手段を更に具備したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のテープ拡張装置。
5. 前記テープ拡張機構はポーラス吸着部を有しており、前記外的刺激付与手段によるテープ矯正時に該ポーラス吸着部により該ワークが搭載された部分の前記テープを吸引保持することを特徴とする請求項４記載のテープ拡張装置。
6. 外周縁部が環状フレームに装着され表面にワークが貼着されたテープを拡張するテープ拡張装置であって、
   中心部に開口部を有し、前記環状フレームが載置されるフレーム載置台と、
   前記環状フレームの開口部と略同一形状の開口領域を有し、前記フレーム載置台に対向した保持位置と該フレーム載置台から退避した退避位置との間で移動可能なプレートと、
   該プレートを前期保持位置と前期退避位置との間で移動するプレート移動手段と、
   前記フレーム載置台の開口部に挿入されるように配設され、前記環状フレームが該フレーム載置台上に載置されたとき、前記ワークに当接するように適合したテーブルと、
   前記プレートが前記保持位置に移動されているときに、前記フレーム載置台を移動して該環状フレームを該プレートと該フレーム載置台とで挟持するフレーム載置台移動機構と、
   該環状フレームが前記プレートと前記フレーム載置台とで挟持されているときに、前記テーブルを前記プレートを越えて移動して、該テーブルで前記テープを突き上げることによりテープを拡張するテーブル移動機構と、
   を具備したことを特徴とするテープ拡張装置。

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