JP2019016729A - テープ拡張装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイアタッチフィルムが収容されるチャンバー内をより効率良く冷却できるテープ拡張装置を提供する。【解決手段】複数の分割予定ラインが表面に設定されたウェーハの裏面に貼付されたダイアタッチフィルムを、環状のフレームの開口に張られたエキスパンドテープに貼付した状態で、エキスパンドテープを拡張することにより、ダイアタッチフィルムを分割予定ラインに沿って破断するテープ拡張装置であって、環状のフレームを保持するフレーム保持ユニットと、エキスパンドテープを拡張するテープ拡張ユニットと、フレーム保持ユニット及びテープ拡張ユニットを収容するチャンバーと、エアー冷却装置で冷却されたエアーをチャンバー内に供給し、チャンバー内のエアーをエアー冷却装置に送出するエアー循環路と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、エキスパンドテープ等を拡張する際に用いられるテープ拡張装置に関する。

表面に複数のデバイスが形成されたウェーハは、例えば、分割予定ライン（ストリート）に沿って切削加工、又はレーザー加工されて、各デバイスに対応する複数のデバイスチップへと分割される。このデバイスチップを別のデバイスチップや基板等に重ねて固定するために、デバイスチップの裏面側にダイアタッチフィルム（DAF：Die Attach Film）と呼ばれる固定用の接着剤を設けることがある。

ダイアタッチフィルムは、例えば、ウェーハの全体を覆うことができる大きさに形成されており、分割前のウェーハの裏面に貼付される。ウェーハの裏面にダイアタッチフィルムを貼付してから、このダイアタッチフィルムをウェーハと共に分割することで、裏面側に接着剤を備えたデバイスチップを形成できる。

ところで、ウェーハをフルカットしないＤＢＧ（Dicing Before Grinding）や、ウェーハの内部にレーザービームを集光させて多光子吸収による改質層を形成するＳＤＢＧ（Stealth Dicing Before Grinding）等の加工方法を採用すると、ウェーハと共にダイアタッチフィルムを適切に分割できない可能性が高くなる。

そこで、ダイアタッチフィルムをエキスパンドテープに貼付し、これを十分に冷却してからエキスパンドテープを拡張する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、ダイアタッチフィルムの柔軟性が冷却によって低下するので、エキスパンドテープを拡張するだけでダイアタッチフィルムを容易に破断できる。

特開２００７−２７２５０号公報

エキスパンドテープに貼付されたダイアタッチフィルムを冷却、破断する際には、例えば、冷却用のチャンバーを備えたテープ拡張装置が使用される。その場合、低温に維持された状態のチャンバー内にダイアタッチフィルム及びエキスパンドテープを収容し、ダイアタッチフィルムを十分に冷却してからエキスパンドテープを拡張する。チャンバー内の温度は、低温（例えば、−２０℃〜−１０℃程度）のエアーをチャンバー内に供給し続けることで維持される。

低温のエアーは、例えば、常温（例えば、２０℃〜２５℃程度）のエアーを熱交換等の方法によって冷却することで得られる。チャンバー内に供給された低温のエアーは、冷却に用いられた後、チャンバーの隙間等から外部に排出される。しかしながら、このようなテープ拡張装置では、必ずしもチャンバー内を冷却する際の効率が高くなかった。

本発明はかかる問題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、ダイアタッチフィルムが収容されるチャンバー内をより効率良く冷却できるテープ拡張装置を提供することである。

本発明の一態様によれば、複数の分割予定ラインが表面に設定されたウェーハの裏面に貼付されたダイアタッチフィルムを、環状のフレームの開口に張られたエキスパンドテープに貼付した状態で、該エキスパンドテープを拡張することにより、該ダイアタッチフィルムを該分割予定ラインに沿って破断するテープ拡張装置であって、該環状のフレームを保持するフレーム保持ユニットと、該エキスパンドテープを拡張するテープ拡張ユニットと、該フレーム保持ユニット及び該テープ拡張ユニットを収容するチャンバーと、エアー冷却装置で冷却されたエアーを該チャンバー内に供給し、該チャンバー内のエアーを該エアー冷却装置に送出するエアー循環路と、を備えるテープ拡張装置が提供される。

本発明の一態様に係るテープ拡張装置は、外部のエアー冷却装置で冷却されたエアーをチャンバー内に供給し、チャンバー内のエアーをエアー冷却装置に送出するためのエアー循環路を備えている。これにより、常温のエアーに比べて温度が低いチャンバー内のエアーをエアー冷却装置で利用できるので、エアーの冷却効率が高まる。つまり、ダイアタッチフィルムが収容されるチャンバー内をより効率良く冷却できるようになる。

テープ拡張装置等の外観を模式的に示す斜視図である。 テープ拡張装置の内部の構造を模式的に示す分解斜視図である。 エキスパンドテープに貼付されたダイアタッチフィルム及びウェーハを模式的に示す斜視図である。 図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、エキスパンドテープを拡張させる様子を模式的に示す断面図である。

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るテープ拡張装置２等の外観を模式的に示す斜視図であり、図２は、テープ拡張装置２の内部の構造を模式的に示す分解斜視図である。また、図３は、このテープ拡張装置２で処理されるウェーハ１１等の構成例を模式的に示す斜視図である。

図３に示すように、ウェーハ１１は、例えば、シリコン（Ｓｉ）等の材料を用いて円盤状に形成されており、その表面１１ａ側には、格子状に配列された複数の分割予定ライン（ストリート）１３が設定されている。また、この分割予定ライン１３によって区画された表面１１ａ側の各領域には、ＩＣ（Integrated Circuit）等のデバイス１５が形成されている。

ウェーハ１１の内部には、このウェーハ１１を分割する際の起点となる改質層１７が各分割予定ライン１３に沿って形成されている。改質層１７は、例えば、ウェーハ１１に対して透過性を有する波長（吸収され難い波長）のレーザービームを、ウェーハ１１の内部に集光させることにより形成できる。

なお、本実施形態では、シリコン等の材料でなる円盤状のウェーハ１１について説明しているが、ウェーハ１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。他の半導体、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなるウェーハ１１を用いることもできる。同様に、デバイス１５の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。また、ウェーハ１１は、分割予定ライン１３に沿って予め分割されていても良い。

ウェーハ１１の裏面１１ｂ側には、ウェーハ１１よりも径の大きいダイアタッチフィルム（フィルム状接着剤）２１の表面（上面）側が貼付されている。このダイアタッチフィルム２１は、例えば、熱や光などの外的刺激を加えることで硬化する樹脂等の材料で形成されており、ウェーハ１１を分割して得られるチップを任意の対象物へと固定する機能を持つ。

ダイアタッチフィルム２１の裏面（下面）側には、ダイアタッチフィルム２１よりも更に径の大きいエキスパンドテープ２３が貼付されている。エキスパンドテープ２３の外周部分には、概ね円形の開口を備えた環状のフレーム２５が固定されている。すなわち、ダイアタッチフィルム２１は、環状のフレーム２５の開口に張られたエキスパンドテープ２３に貼付されている。また、ウェーハ１１は、ダイアタッチフィルム２１及びエキスパンドテープ２３を介してフレーム２５に支持されている。

本実施形態のテープ拡張装置２は、上述したエキスパンドテープ２３を拡張することにより、ウェーハ１１を各分割予定ライン１３に沿って分割するとともに、ウェーハ１１に貼付されているダイアタッチフィルム２１を各分割予定ライン１３に沿って破断する。

図１に示すように、テープ拡張装置２は、各構成要素を収容するためのチャンバー４を備えている。チャンバー４は、上部に開口を有する直方体状の箱体６と、箱体６の開口を閉じる蓋体８とで構成されている。蓋体８は、例えば、箱体６に対して着脱自在に取り付けられ、各構成要素をメンテナンスする際等には、箱体６から取り外される。

箱体６の側壁には、ウェーハ１１を支持したフレーム２５を搬出入するための搬出入口６ａ（図４（Ａ）等参照）が形成されている。箱体６の外部の搬出入口６ａを覆う位置には、扉体１０が設けられている。この扉体１０を開いて搬出入口６ａを露出させれば、ウェーハ１１を支持したフレーム２５をチャンバー４の内部の処理空間に搬入し、又は、チャンバー４の処理空間から搬出できる。

チャンバー４の処理空間には、図２に示すように、昇降機構（テープ拡張ユニット）１２が配置されている。昇降機構１２は、チャンバー４の底壁に固定されるシリンダケース１４と、シリンダケース１４に下端側を挿入されるピストンロッド１６と、を備えている。ピストンロッド１６の上端部には、円盤状の拡張テーブル（テープ拡張ユニット）１８の下面が固定されている。この拡張テーブル１８の外周の径は、フレーム２５の開口（内周）の径より小さい。

昇降機構１２の外側の位置には、それぞれ柱状に形成された４組の支持構造（フレーム保持ユニット）２０が配置されている。各支持構造２０の上端部には、フレーム２５を支持するための支持テーブル（フレーム保持ユニット）２２が固定されている。支持テーブル２２の中央部分には、拡張テーブル１８よりも径の大きい概ね円形の開口２２ａが形成されており、拡張テーブル１８は、この開口２２ａの内側に配置される。

支持テーブル２２の上方には、支持テーブル２２に支持される環状のフレーム２５を上方から固定するための固定プレート（フレーム保持ユニット）２４が設けられている。固定プレート２４の中央部分には、支持テーブル２２の開口２２ａに対応する開口２４ａが形成されており、ウェーハ１１、ダイアタッチフィルム２１、及びエキスパンドテープ２３の一部は、この開口２４ａから露出する。

箱体６の側壁の上部には、エアー循環路２６が接続されている。このエアー循環路２６は、冷却されたエアーをチャンバー４の内部の処理空間に導入するためのエアー導入管２８と、チャンバー４の内部の処理空間のエアーを外部に送出するためのエアー送出管３０とを含む。

エアー導入管２８及びエアー送出管３０の一端は、箱体６の側壁に接続されている。一方で、エアー導入管２８及びエアー送出管３０の他端は、エアーを冷却するエアー冷却装置３２に接続されている。このエアー冷却装置３２は、熱交換型の冷却部（不図示）を備えており、取り込んだエアーを、例えば、−２０℃程度にまで冷却する。

より具体的には、エアー導入管２８の他端は、エアー冷却装置３２が備える冷却部の排気口に接続されている。また、エアー送出管３０の他端は、冷却部の吸気口に接続されている。更に、この冷却部の吸気口には、エアー供給管３４の一端が接続されている。エアー供給管３４の他端には、エアーを供給するためのエアー供給源３６が接続されている。

エアー冷却装置３２は、例えば、エアー供給源３６から供給されるエアーを冷却部で冷却してエアー導入管２８へと供給する。エアー導入管２８を通じてチャンバー４へと供給されるエアーによって、チャンバー４の内部の処理空間が冷却される。処理空間の冷却に使用されたエアーは、エアー送出管３０を通じてエアー冷却装置３２へと送出され、冷却部で再び冷却される。

次に、上述したテープ拡張装置２でウェーハ１１を分割するとともに、ダイアタッチフィルム２１を破断する本実施形態の加工方法について説明する。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、エキスパンドテープ２３を拡張させる様子を模式的に示す断面図である。本実施形態の加工方法では、まず、エアー冷却装置３２で冷却されたエアーを、エアー導入管２８を通じてチャンバー４の内部の処理空間に導入し、この処理空間を冷却するチャンバー冷却ステップを実施する。

チャンバー冷却ステップでは、例えば、エアー供給源３６から供給されるエアーを、エアー冷却装置３２（冷却部）によって所望の温度（代表的には、−２０℃程度）に冷却する。エアー冷却装置３２によって冷却されたエアーは、エアー導入管２８を通じてチャンバー４の内部の処理空間へと供給される。

その結果、チャンバー４の内部の処理空間は冷却される。本実施形態では、処理空間を所望の温度（代表的には、−１５℃程度）に維持できる温度、流量のエアーを、エアー冷却装置３２から供給し続ける。ただし、処理空間の温度は、ダイアタッチフィルム２１の材質等に合わせて変更できる。

チャンバー４の内部の処理空間に供給されたエアーは、エアー送出管３０を通じてエアー冷却装置３２へと送出される。そして、エアー冷却装置３２（冷却部）で冷却された後に、エアー導入管２８を通じて再びチャンバー４へと供給される。ここで、チャンバー４からエアー冷却装置３２へと送出されるエアーの温度は、エアー供給源３６から供給される常温のエアーに比べて低くなっている。

よって、本実施形態のように、チャンバー４から送出されるエアーを再び冷却することで、従来のように、エアー供給源３６から供給される常温のエアーのみを冷却する場合に比べて、少ないエネルギーで所望の温度のエアーが得られる。また、エアーの冷却に要する時間が短くなるので、得られるエアーの流量を増やすこともできる。なお、エアーの一部は、チャンバー４の隙間等から外部に排出されるので、エアー供給源３６からは、外部に排出されて減少した分のエアーが供給される。

チャンバー冷却ステップの後には、ウェーハ１１を支持したフレーム２５を支持テーブル２２に固定する固定ステップを実施する。この固定ステップでは、支持テーブル２２の上面にウェーハ１１を支持したフレーム２５を載せ、図４（Ａ）に示すように、上方から固定プレート２４で押さえつける。これにより、フレーム２５は、支持テーブル２２に固定される。なお、フレーム２５は、エキスパンドテープ２３よりも上方にウェーハ１１が配置されるように支持テーブル２２の上面に載せられる。

固定ステップの後には、ウェーハ１１に貼付されたダイアタッチフィルム２１を冷却するダイアタッチフィルム冷却ステップを実施する。ダイアタッチフィルム冷却ステップでは、図４（Ａ）に示すように、拡張テーブル１８の上面と支持テーブル２２の上面とが概ね同じ高さになるように、拡張テーブル１８の高さを各昇降機構１２で調整する。これにより、拡張テーブル１８の上面は、エキスパンドテープ２３に接触する。

上述のように、チャンバー４の内部の処理空間は、チャンバー冷却ステップで十分に冷却されている。つまり、チャンバー４の処理空間に配置されている拡張テーブル１８もまた、十分に冷却されている。よって、拡張テーブル１８の上面をエキスパンドテープ２３に接触させることで、ダイアタッチフィルム２１の全体を素早く冷却できる。

ダイアタッチフィルム冷却ステップの後には、エキスパンドテープ２３を拡張してウェーハ１１を分割するとともに、ダイアタッチフィルム２１を破断する拡張ステップを実施する。拡張ステップでは、例えば、ダイアタッチフィルム２１が破断に適した温度まで冷却されていることを確認した上で、昇降機構１２によって拡張テーブル１８を素早く上昇させる。その結果、エキスパンドテープ２３には、拡張テーブル１８からの上向きの力が作用する。

上述のように、フレーム２５は支持テーブル２２等によって固定されているので、拡張テーブル１８からの上向きの力がエキスパンドテープ２３に作用すると、エキスパンドテープ２３は拡張して、この拡張方向の力がウェーハ１１に働く。これにより、ウェーハ１１は、各分割予定ライン１３に形成されている改質層１７を起点に複数のチップへと分割される。

ウェーハ１１が複数のチップへと分割されると、チップとチップとの隙間に相当する領域（すなわち、分割予定ライン１３に対応する領域）でダイアタッチフィルム２１に拡張方向の強い力が作用する。上述のように、ダイアタッチフィルム２１は、破断に適した温度まで冷却されており、柔軟性が大きく低下している。そのため、図４（Ｂ）に示すように、ダイアタッチフィルム２１は、分割予定ライン１３に沿って適切に破断される。

拡張ステップの後には、昇降機構１２によって拡張テーブル１８を下降させて、フレーム２５を支持テーブル２２から取り外せばよい。

以上のように、本実施形態に係るテープ拡張装置２は、外部のエアー冷却装置３２で冷却されたエアーをチャンバー４の内部の処理空間に供給し、チャンバー４の内部の処理空間のエアーをエアー冷却装置３２に送出するためのエアー循環路２６を備えている。これにより、常温のエアーに比べて温度が低いチャンバー４内のエアーをエアー冷却装置３２で利用できるので、エアーの冷却効率が高まる。つまり、ダイアタッチフィルム２１が収容されるチャンバー４内をより効率良く冷却できるようになる。

なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、支持テーブル２２を固定し、拡張テーブル１８を昇降機構１２によって上下に移動させることでエキスパンドテープ２３を拡張させているが、拡張テーブル１８を固定し、支持テーブル２２を昇降機構によって上下に移動させることでエキスパンドテープ２３を拡張させても良い。

また、上記実施形態では、ダイアタッチフィルム２１の冷却効率を高めるために、エキスパンドテープ２３に接触する面をもつ拡張テーブル１８を採用しているが、拡張テーブル１８の形状、構造等に特段の制限はない。例えば、外周縁の上端に設けられたローラー状の部材のみがエキスパンドテープ２３に接触する拡張テーブルを用いることもできる。円筒状の拡張テーブル（拡張ドラム）を用いても良い。

その他、上記実施形態に係る構成、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

２ テープ拡張装置
４ チャンバー
６ 箱体
６ａ 搬出入口
８ 蓋体
１０ 扉体
１２ 昇降機構（テープ拡張ユニット）
１４ シリンダケース
１６ ピストンロッド
１８ 拡張テーブル（テープ拡張ユニット）
２０ 支持構造（フレーム保持ユニット）
２２ 支持テーブル（フレーム保持ユニット）
２２ａ 開口
２４ 固定プレート（フレーム保持ユニット）
２４ａ 開口
２６ エアー循環路
２８ エアー導入管
３０ エアー送出管
３２ エアー冷却装置
３４ エアー供給管
３６ エアー供給源
１１ ウェーハ
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１３ 分割予定ライン（ストリート）
１５ デバイス
１７ 改質層
２１ ダイアタッチフィルム
２３ エキスパンドテープ
２５ フレーム

Claims (1)

1. 複数の分割予定ラインが表面に設定されたウェーハの裏面に貼付されたダイアタッチフィルムを、環状のフレームの開口に張られたエキスパンドテープに貼付した状態で、該エキスパンドテープを拡張することにより、該ダイアタッチフィルムを該分割予定ラインに沿って破断するテープ拡張装置であって、
   該環状のフレームを保持するフレーム保持ユニットと、
   該エキスパンドテープを拡張するテープ拡張ユニットと、
   該フレーム保持ユニット及び該テープ拡張ユニットを収容するチャンバーと、
   エアー冷却装置で冷却されたエアーを該チャンバー内に供給し、該チャンバー内のエアーを該エアー冷却装置に送出するエアー循環路と、を備えることを特徴とするテープ拡張装置。