JP4971869B2 - 接着フィルム破断装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウエーハの裏面に装着されたダイボンディング用の接着フィルムをストリートに沿って破断して分割するための接着フィルム破断装置に関するものである。

半導体デバイス製造工程においては、略円板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２０〜４０μｍのダイアタッチフィルムと称されるダイボンディング用の接着フィルムが装着され、この接着フィルム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光線を用い、分割すべき領域の内部に集光点を合せてパルスレーザ光線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を用いた分割方法は、例えば特許文献１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光線を照射し、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し、この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、被加工物を分割するものである。

ここで、接着フィルムが貼着された半導体ウエーハの場合、接着フィルムは非常に柔軟な糊状物質によって形成されているため、接着フィルム側が貼着された保護テープを拡張すると、接着フィルムも伸びてしまい接着フィルム自体を確実に破断することが困難となる。そこで、接着フィルムを冷却する冷却手段を備え、冷却しながら破断を行うことで接着フィルムが伸びずに破断されるようにした破断方法も試みられている（例えば、特許文献２参照）。

特許第３４０８８０５号公報 特開２００７−２７２５０号公報

しかしながら、ウエーハは、環状のフレームに装着された保護テープの表面に貼着された接着フィルム上に裏面側を貼着させることで、裏面側に接着フィルムが貼着されるが、このような貼着作業を自動貼着機で行う場合には、位置ずれ等を考慮して、接着フィルムの外径はウエーハ外径より若干大きめ（数ｍｍ程度）に形成される。これにより、接着フィルムの貼着状態では、接着フィルムの一部がウエーハ外にはみ出したはみ出し部を生ずる。このため、接着フィルムを冷却しつつ保護テープを拡張して接着フィルムを破断しようとする際に、ウエーハ外にはみ出している接着フィルムのはみ出し部分が冷却されて硬くなるため、保護テープの拡張と同時に接着フィルムのはみ出し部分が破断して剥がれ、ウエーハ上に乗ったり周囲に飛散したりしてしまい、半導体チップに不良品を発生させてしまう等の不具合がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ウエーハ外にはみ出すはみ出し部を有する接着フィルムの場合に、該はみ出し部での破断による飛散等を防止してストリートに沿った破断を確保することができる接着フィルム破断装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる接着フィルム破断装置は、表面に複数のストリートが格子状に形成されるとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハの裏面に装着されてウエーハ外径より大きな外径によるはみ出し部を有する接着フィルムを、環状のフレームに装着された保護テープの表面に貼着された状態で前記ストリートに沿って破断する接着フィルム破断装置であって、前記フレームを保持する保持面を有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前記フレームに装着された前記保護テープにおけるウエーハが貼着されているウエーハ貼着領域に作用する押圧面を有するウエーハ押圧手段と、該ウエーハ押圧手段を前記保持面より下方の退避位置から前記保持面より上方の押圧位置に移動させる進退手段と、前記フレーム保持手段、ウエーハ押圧手段および進退手段を囲繞する筐体と、該筐体の内部を冷却する冷却手段と、前記接着フィルムの前記ウエーハ外にはみ出した前記はみ出し部を覆うように配設された環状の気体噴出手段と、を備えることを特徴とする。

本発明にかかる接着フィルム破断装置は、基本的には、筐体の内部を冷却手段によって冷却し、接着フィルムを冷却状態で硬くして破断することによってストリートに沿った破断を可能とするが、この際、接着フィルムのウエーハ外にはみ出したはみ出し部に対しては環状の気体噴出手段によって気体を噴出させ、はみ出し部が冷却され硬化するのを防止して糊状状態に維持することで、保護テープ拡張時に、はみ出し部の破断による飛散を防止することができるという効果を奏する。

以下、本発明を実施するための最良の形態である接着フィルム破断装置の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態の接着フィルム破断装置の構成例を示す斜視図であり、図２は、その分解斜視図であり、図３は、気体噴出手段を裏返して示す斜視図であり、図４〜図６は、接着フィルム破断工程を工程順に示す縦断側面図である。

まず、図２を参照して、破断対象となる接着フィルム等について説明する。本実施の形態の接着フィルム１は、表面に複数のストリート２が格子状に形成されるとともにこれら複数のストリート２によって区画された複数の領域にデバイス３が形成されたウエーハ４の裏面に装着されて、ダイボンディング用に利用されるものである。ここで、ウエーハ４は、パルスレーザ光線の照射等による変質層形成工程並びにウエーハ分割工程を経て、ストリート２に沿って分割済みのものが用いられる。このような変質層形成工程等は、例えば特許文献１等で公知であるので、詳細な説明を省略する。そして、このようなウエーハ４は、環状のフレーム５の開口部５ａを覆うように外周部が装着された保護テープ６の表面に貼着された接着フィルム１上に貼着される。このような接着フィルム１に対するウエーハ４の貼着は、自動貼着機を用いて行われるため、接着フィルム１の外径は、ウエーハ４の外径よりも若干（数ｍｍ程度）大きめに形成され、ウエーハ４が貼着された状態でウエーハ４外に若干はみ出すはみ出し部１ａを有することなる。また、保護テープ６は、接着フィルム１よりも凝固点の低い材質からなる。

このようなウエーハ４の裏面に貼着された接着フィルム１に対する破断装置は、フレーム保持手段１０と、ウエーハ押圧手段２０と、フレーム規制手段３０と、進退手段４０と、筐体５０と、冷却手段６０と、気体噴出手段７０とを備える。

フレーム保持手段１０は、例えばＳＵＳ等からなる矩形プレート状の保持部材１１を備える。ここで、保持部材１１は、中央部に環状のフレーム５の開口部５ａの内径と略同等の内径を有する開口１３を備え、この開口１３の周囲の上面が環状のフレーム５を保持する保持面１４として機能する。また、保持部材１１の四隅下方には、保持部材１１を待機位置と破断位置との間で昇降移動させるエアーピストン機構１５を備える。

また、ウエーハ押圧手段２０は、フレーム保持手段１０の保持面１４に保持されたフレーム５に装着された保護テープ６におけるウエーハ４が貼着されているウエーハ貼着領域に作用する円形の押圧面２１を有する。この押圧面２１は、開口１３の内径よりも小さな半径で形成されて、開口１３内を昇降自在なものである。ここで、押圧面２１の外周部には、環状溝２２が形成され、この環状溝２２に沿って複数の拡張補助ローラ２３が回転自在に配設されている。これら拡張補助ローラ２３は、ウエーハ押圧手段２０を押圧位置に移動して保護テープ６を拡張する際に生じる摩擦抵抗を軽減させ、引張力を均等に作用させるためのものである。

進退手段４０は、ウエーハ押圧手段２０の下部側に連結されて、このウエーハ押圧手段２０の押圧面２１を保持面１４より下方の退避位置から保持面１４より上方の押圧位置に移動させるためのものであり、例えばサーボモータ等を用いて構成されている。

筐体５０は、フレーム保持手段１０とウエーハ押圧手段２０と進退手段４０とを囲繞する、上方開口の直方体状のハウジング５１と、このハウジング５１の上方開口部をヒンジ５２によって開閉自在に閉塞する箱状の蓋体５３とからなり、内部に冷却室５４を形成するためのものである。ここで、ハウジング５１の一部には、フレーム５等を出し入れするためのシャッタ機構５５が開閉自在に設けられている。

また、フレーム規制手段３０は、ハウジング５１と蓋体５２との間に配設されて、フレーム保持手段１０を上昇させることで保持面１４上に載置されたフレーム５を保持面１４とで挟持するためのものであり、矩形板状に形成され、中央部に開口部５ａや開口１３と同等の大きさの円形状の開口３１を有する。このフレーム規制手段３０は、冷却気体導入口３２と冷却気体排出口３３とを備える。

一方、冷却手段６０は、冷却室５３内を例えば０℃程度に冷却するためのものであり、冷却気体供給手段６１と、この冷却気体供給手段６１と冷却気体導入口３２との間を接続する冷却気体供給管６２と、冷却気体排出口３３と冷却気体供給手段６１との間を接続する冷却気体排出管６３とを備える。

さらに、気体噴出手段７０は、接着フィルム１のウエーハ４外にはみ出したはみ出し部１ａを覆うように配設されて、はみ出し部１ａに向けて１５〜３０℃程度の気体を噴出させるよう形成された環状体７１からなり、フレーム規制手段３０の開口３１周りの位置に配設されている。ここで、気体噴出手段７０は、はみ出し部１ａの真上に対応する環状位置に複数個の噴出ノズル７２が下向きに形成されているとともに、内部にこれら噴出ノズル７２に連通する気体導入路７３を有する。この気体導入路７３には、外部の図示しない気体供給手段に接続するための図示しない気体供給管が連結されている。

このような構成において、接着フィルム１の破断処理について工程順に説明する。まず、図４に示すように、ウエーハ押圧手段２０を退避位置に下降させるとともに、フレーム保持手段１０を待機位置に下降させた状態で、シャッタ機構５５を開放させて、保護テープ６上に接着フィルム１を介して貼着された分割済みのウエーハ４を有するフレーム５を、保持面１４上の所定位置に導入させる。

ついで、図５に示すように、シャッタ機構５５を閉塞させた状態で、エアーピストン機構１５によってフレーム保持手段１０を破断位置まで上昇させることで、保持面１４上に載置されたフレーム５を保持面１４とフレーム規制手段３０とで挟持させる。この動作に並行して、進退手段４０を動作させてウエーハ押圧手段２０を押圧位置に向けてゆっくり上昇移動させる。また、冷却手段６０によって筐体５０内に冷却気体を導入させることで、冷却室５４内を約０℃に冷却するととともに、気体噴出手段７０によって１５〜３０℃程度の気体７４を噴出ノズル７２から接着フィルム１のはみ出し部１ａに向けて上方から噴射させる。

この状態で、図６に示すように、進退手段４０によって押圧手段２０の押圧面２１の位置を保持面１４の位置より高い押圧位置まで所定の速度でゆっくり移動させることで、保護テープ６を放射状に拡張させる。すなわち、保護テープ６は、凝固点が低いため、約０℃の雰囲気中でも硬くならず、上昇変位する押圧面２１による引張力を受けて放射状に拡張する。これにより、保護テープ６上に貼着されている接着フィルム１に対しても放射状に引張力が作用する。このとき、接着フィルム１の大半は、冷却室５４による冷却雰囲気にあり、特に分割済みのウエーハ４のストリート２に対応する部分は露出により冷却されやすく硬くなっているので、引張力を受けた場合に伸びることなく、ストリート２に沿って確実に破断される。一方、接着フィルム１にあっても、ウエーハ４からはみ出したはみ出し部１ａは、上側の噴出ノズル７２から１５〜３０℃程度の気体７４が噴出されることで、冷却されて硬くなるのが防止され、糊状状態を維持するため、保護テープ６を介してはみ出し部１ａに引張力が作用しても保護テープ６と同様に伸びることとなる。よって、はみ出し部１ａ部分が硬くなって破断し、周囲に飛散するような不具合を生ずることがなくなる。

本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。例えば、本実施の形態では、例えば５０μｍ以上の如く比較的厚くて分割済みのウエーハ４が接着フィルム１上に貼着され、接着フィルム１のみの破断を行う場合を例に挙げて説明したが、例えば５０μｍ以下の如く比較的薄いウエーハの場合であれば、パルスレーザ光線の照射等による変質層形成工程が完了しウエーハ未分割のウエーハが接着フィルム上に貼着されたものを対象とし、ウエーハ分割と接着フィルム破断とを同時に行う場合にも、同様に適用することができる。

本発明の実施の形態の接着フィルム破断装置の構成例を示す斜視図である。 図１の分解斜視図である。 気体噴出手段を裏返して示す斜視図である。 接着フィルム破断工程の初期工程を示す縦断側面図である。 接着フィルム破断工程の過渡工程を示す縦断側面図である。 接着フィルム破断工程を示す縦断側面図である。

符号の説明

１ 接着フィルム
１ａ はみ出し部
２ ストリート
３ デバイス
４ ウエーハ
５ フレーム
６ 保護テープ
１０ フレーム保持手段
１４ 保持面
２０ ウエーハ押圧手段
２１ 押圧面
４０ 進退手段
５０ 筐体
６０ 冷却手段
７０ 気体噴出手段

Claims (1)

1. 表面に複数のストリートが格子状に形成されるとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハの裏面に装着されて該ウエーハ外径より大きな外径によるはみ出し部を有する接着フィルムを、環状のフレームに装着された保護テープの表面に貼着された状態で前記ストリートに沿って破断する接着フィルム破断装置であって、
   前記フレームを保持する保持面を有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前記フレームに装着された前記保護テープにおける前記ウエーハが貼着されているウエーハ貼着領域に作用する押圧面を有するウエーハ押圧手段と、
   該ウエーハ押圧手段を前記保持面より下方の退避位置から前記保持面より上方の押圧位置に移動させる進退手段と、
   前記フレーム保持手段、ウエーハ押圧手段および進退手段を囲繞する筐体と、
   該筐体の内部を冷却する冷却手段と、
   前記接着フィルムの前記ウエーハ外にはみ出した前記はみ出し部を覆うように配設された環状の気体噴出手段と、
   を備えることを特徴とする接着フィルム破断装置。

Images