JP7284439B2 - ワーク分割装置及びワーク分割方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワーク分割装置及びワーク分割方法に係り、特に、半導体ウェーハ等のワークを分割予定ラインに沿って個々のチップに分割するワーク分割装置及びワーク分割方法に関する。

従来、半導体チップ（以下、チップと言う。）の製造にあたり、ダイシングブレードによるハーフカット或いはレーザ照射による改質領域形成により予めその内部に分割予定ラインが形成された半導体ウェーハ（以下、ウェーハと言う。）を、分割予定ラインに沿って個々のチップに分割するワーク分割装置が知られている（特許文献１等参照）。

図１５は、ワーク分割装置にて分割される円盤状のウェーハ１が貼付されたウェーハユニット２の説明図であり、図１５（Ａ）はウェーハユニット２の斜視図、図１５（Ｂ）はウェーハユニット２の断面図である。

ウェーハ１は、片面に粘着層が形成された厚さ約１００μｍのダイシングテープ（拡張テープ又は粘着シートとも言う。）３の中央部に貼付され、ダイシングテープ３は、その外周部が剛性のあるリング状フレーム（以下、フレームと言う。）４に固定されている。

ワーク分割装置では、ウェーハユニット２のフレーム４が、二点鎖線で示すフレーム固定部材（フレーム固定機構とも言う。）７によって固定される。この後、ウェーハユニット２の下方から二点鎖線で示すエキスパンドリング（突上げリングとも言う。）８が上昇移動され、このエキスパンドリング８によってダイシングテープ３が押圧されて放射状に拡張される。このときに生じるダイシングテープ３の張力が、ウェーハ１の分割予定ライン５に付与されることにより、ウェーハ１が個々のチップ６に分割される。分割予定ライン５は、互いに交差するＸ方向及びＹ方向に形成されている。分割予定ライン５に関して、Ｘ方向と平行な本数とＹ方向と平行な本数とが同数の場合であって、それぞれの方向の間隔が等しい場合には、分割されたチップ６の形状は正方形となる。また、Ｘ方向と平行な本数とＹ方向と平行な本数とが異なる場合であって、それぞれの方向の間隔が等しい場合には、分割されたチップ６の形状は長方形となる。

ところで、ダイシングテープ３はヤング率が低く柔軟な部材である。このため、ウェーハ１を個々のチップ６に円滑に分割するためには、ダイシングテープ３を冷却し、ダイシングテープ３のバネ定数を大きくした状態でダイシングテープ３を拡張することが考えられる。

特許文献２のテープ拡張装置（ワーク分割装置）は、冷気供給手段を備えている。特許文献２によれば、冷気供給手段を作動して、処理空間内に冷気を供給し、処理空間内を例えば０℃以下に冷却することにより、ダイシングテープを冷却している。

一方、特許文献３のチップ分割離間装置（ワーク分割装置）では、ダイシングテープに異方性があることに着目し、その異方性を加味してダイシングテープを一様にエキスパンドさせるために、フィルム面支持機構を備えている。このフィルム面支持機構は、円周方向において独立した複数の支持機構を備え、複数の支持機構の相対的な高さを個別に制御してダイシングテープの張力を調整することにより、ダイシングテープのＸ方向の伸びとＹ方向の伸びを独立して制御している。

ここで、本願明細書において、ダイシングテープ３のうち、ウェーハ１が貼付される平面視円形状の領域を中央部領域３Ａと称し、中央部領域３Ａの外縁部とフレーム４の内縁部との間に備えられる平面視ドーナツ形状の領域を環状部領域３Ｂと称し、フレーム４のテープ貼付面４Ａに添付される最外周部分の平面視ドーナツ形状の領域を固定部領域３Ｃと称する。環状部領域３Ｂが、エキスパンドリング８に押圧されて拡張される領域である。

なお、ウェーハ１の分割に要する力は、すなわち、ウェーハ１を分割するために環状部領域３Ｂに発生させなければならない張力は、分割予定ライン５の本数が多くなるに従って高くしなければならないことが知られている。分割予定ライン５の本数について、例えば、直径３００ｍｍのウェーハ１でチップサイズが５ｍｍの場合には約１２０本（ＸＹ方向に各６０本）の分割予定ライン５が形成され、チップサイズが１ｍｍの場合は約６００本の分割予定ライン５が形成される。よって、環状部領域３Ｂに発生させなければならない張力は、チップサイズが小さくなるに従って高くしなければならない。

特開２０１６－１４９５８１号公報 特開２０１６－１２５８５号公報 特許第５９１２２７４号公報

ところで、直径３００ｍｍのウェーハ１がマウントされるフレーム４の内径（フレームの内縁部の径）は、ＳＥＭＩ規格（Ｇ７４－０６９９ ３００ｍｍウェーハに関するテープフレームのための仕様）により３５０ｍｍと定められている。この規格により、図１６のウェーハユニット２の縦断面図の如く、ウェーハ１の外縁部とフレーム４の内縁部との間には、２５ｍｍの幅寸法を有する環状部領域３Ｂが存在することになる。また、図１７（Ａ）、（Ｂ）で示すワーク分割装置の要部縦断面図の如く、フレーム４を固定するフレーム固定部材７は、エキスパンドリング８によって拡張される環状部領域３Ｂに接触しないように、矢印Ａで示すダイシングテープ３の面内方向において環状部領域３Ｂから外方に離間した位置に設置されている。

このため、エキスパンドリング８の上昇動作によって生じるウェーハ１を分割する力は、（ｉ）環状部領域３Ｂの全領域を拡張する力、（ii）ウェーハ１をチップ６に分割する力、（iii）隣接するチップ６とチップ６との間のダイシングテープ３を拡張する力の３つの力に分解される。

図１８（Ａ）～（Ｅ）に示すワーク分割装置の動作図の如く、ダイシングテープ３の環状部領域３Ｂにエキスパンドリング８が当接し、エキスパンドリング８の上昇動作によってダイシングテープ３の拡張が始まると（図１８（Ａ））、まず最もバネ定数の低い環状部領域３Ｂの拡張が始まる（図１８（Ｂ））。これにより、環状部領域３Ｂに張力が発生し、この張力がある程度高まると、高まった張力がウェーハ１に伝達されてウェーハ１のチップ６への分割が始まる（図１８（Ｃ））。ウェーハ１が個々のチップ６に分割されると、環状部領域３Ｂの拡張とチップ間のダイシングテープ３の拡張とが同時に進行する（図１８（Ｄ）～（Ｅ））。

従来のワーク分割装置では、直径３００ｍｍのウェーハ１において、チップサイズが５ｍｍ以上の場合には、環状部領域３Ｂで発生した張力により、個々のチップ６に問題無く分割することができた。しかしながら、ウェーハ１に形成される回路パターンの微細化に伴いチップサイズがより小さい１ｍｍ以下のチップも現れてきた。この場合、ウェーハ１を分割する分割予定ライン５の本数が増加することに起因して、ウェーハ１の分割に要する力が大きくなり、環状部領域３Ｂの拡張による張力以上の力が必要となる場合があった。そうすると、図１９のウェーハユニット２の縦断面図の如く、エキスパンドリング８による拡張動作が終了しても、ウェーハ１に形成された分割予定ライン５の一部が分割されずに未分割のまま残存するという問題が発生した。

このような分割予定ライン５の未分割の問題は、ダイシングテープ３の拡張量や拡張速度を増加させても解消することはできない。例えば、ダイシングテープ３の拡張量を増やした場合には、環状部領域３Ｂが塑性変形を始めてしまうからである。塑性変形中の環状部領域３Ｂのバネ定数は、弾性変形中のバネ定数よりも小さいことから、環状部領域３Ｂの弾性変形を超えた領域では、ウェーハ１を個々のチップ６に分割する張力は発生しない。一方、ダイシングテープ３の拡張速度を増やした場合でも、環状部領域３Ｂの一部分が塑性変形を始めてしまうので、ウェーハ１を個々のチップ６に分割する張力は発生しない。これはダイシングテープ３の周波数応答が低いため、ダイシングテープ３の全体に時間差なく力が伝達しないからである。

分割予定ライン５の未分割の問題を解消するために特許文献２では、ダイシングテープを冷却し、ダイシングテープのバネ定数を大きくすることで対応しているが、近年の１ｍｍ以下の小チップに対しては十分な効果を得ることができない。

また、特許文献３のチップ分割離間装置は、ダイシングテープのＸ方向の伸びとＹ方向の伸びを独立して制御することはできるが、環状部領域の拡張による張力以上の力をウェーハに付与することができないので、分割予定ラインの未分割の問題を解消することはできない。

本発明はこのような問題に鑑みて成されたものであり、チップサイズが小チップの場合に生じる分割予定ラインの未分割問題を解消することができるワーク分割装置及びワーク分割方法を提供することを目的とする。

本発明のワーク分割装置は、本発明の目的を達成するために、ワークの外径よりも大きい内径を有するリング状のフレームにダイシングテープの外周部が固定され、ダイシングテープに貼付されたワークを分割予定ラインに沿って個々のチップに分割するワーク分割装置において、ダイシングテープにおけるワークの貼付面と反対側の裏面側に配置され、フレームの内径よりも小さく、かつワークの外径よりも大きい開口部を有するリング状に形成されたエキスパンドリングであって、ダイシングテープに対し相対的に近づく方向に移動されることにより、ダイシングテープのうちワークの外縁部とフレームの内縁部との間の環状部領域を押圧して拡張するエキスパンドリングと、ダイシングテープにおけるワークの貼付面と同一側に配置され、フレームの内径よりも小さく、かつエキスパンドリングの外径よりも大きい開口部を有するリング状に形成された拡張規制リングであって、環状部領域のうち拡張規制リングに当接された当接部を境として外周側に位置する外周側領域の拡張を規制する拡張規制リングと、拡張規制リングを外周側領域の拡張を規制する規制位置と、規制位置から退避した退避位置との間で進退移動させる拡張規制リング移動機構であって、規制位置を調整可能な拡張規制リング移動機構と、を備える。

本発明の一形態は、規制位置は、フレームのダイシングテープが貼付されたテープ貼付面と同一面上の第１規制位置であることが好ましい。

本発明の一形態は、規制位置は、フレームのダイシングテープが貼付されたテープ貼付面よりもエキスパンドリングが配置される側の第２規制位置であることが好ましい。

本発明の一形態は、ダイシングテープにおけるワークの貼付面と反対側の裏面側に配置され、フレームの内径よりも大きい弾性変形可能な嵌合部を有するリング状に形成された拡張保持リングであって、拡張規制リング移動機構によって拡張規制リングを規制位置から退避位置に移動させた後、嵌合部がフレームの表面に嵌合することによりダイシングテープの拡張状態を保持する拡張保持リングと、を備えることが好ましい。

本発明のワーク分割方法は、本発明の目的を達成するために、ワークの外径よりも大きい内径を有するリング状のフレームにダイシングテープの外周部が固定され、ダイシングテープに貼付されたワークを分割予定ラインに沿って個々のチップに分割するワーク分割方法において、ダイシングテープにおけるワークの貼付面と反対側の裏面側に配置されたエキスパンドリングを、ダイシングテープに対して相対的に近づく方向に移動させることにより、ダイシングテープのうちワークの外縁部とフレームの内縁部との間の環状部領域をエキスパンドリングによって押圧して拡張する拡張工程と、拡張工程が行われるときに、ダイシングテープにおけるワークの貼付面と同一側に配置された拡張規制リングと環状部領域とを規制位置にて当接させて、拡張規制リングに当接された当接部を境として外周側に位置する外周側領域の拡張を規制する拡張規制工程と、を備える。

本発明の一形態は、規制位置は、フレームのダイシングテープが貼付されたテープ貼付面と同一面上の第１規制位置であることが好ましい。

本発明の一形態は、規制位置は、フレームのダイシングテープが貼付されたテープ貼付面よりもエキスパンドリングが配置される側の第２規制位置であることが好ましい。

本発明の一形態は、ダイシングテープにおけるワークの貼付面と反対側の裏面側に配置された拡張保持リングを、ダイシングテープに対して相対的に近づく方向に移動させることにより、拡張保持リングの外周部に形成された弾性変形可能な嵌合部をフレームの表面に嵌合させてダイシングテープの拡張状態を保持する拡張状態保持工程と、を備えることが好ましい。

本発明によれば、チップサイズが小チップの場合に生じる分割予定ラインの未分割問題を解消することができる。

第１実施形態のワーク分割装置の要部構造図 図１に示したワーク分割装置の要部拡大斜視図 拡張途中の環状部領域の形状を示したウェーハユニットの要部拡大断面図 拡張保持リングによるダイシングテープの拡張状態を示した縦断面図 図４の要部拡大断面図 ワーク分割装置の制御系を示したブロック図 ウェーハ分割方法の一例を示したフローチャート ワーク分割装置の動作説明図 ワーク分割装置の動作説明図 ワーク分割装置による他のワーク分割方法を説明した構造図 拡張途中の環状部領域の形状を示したウェーハユニットの要部拡大断面図 突き上げ量に対する拡張率の変化を算出したグラフ 拡張工程時の動作を示した概略図 突き上げ速度に対する拡張率速度の変化を算出したグラフ ウェーハが貼付されたウェーハユニットの説明図 ウェーハユニットの縦断面図 ワーク分割装置の要部側面図 ワーク分割装置の動作図 ウェーハが分割されたウェーハユニットの縦断面図

以下、添付図面に従って本発明に係るワーク分割装置及びワーク分割方法の好ましい実施形態について詳説する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲であれば、以下の実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。

図１は、実施形態に係るワーク分割装置１０の要部縦断面図であり、図２は、ワーク分割装置１０の要部拡大斜視図である。なお、ワーク分割装置１０によって分割処理されるウェーハユニットのサイズは限定されるものではないが、実施形態では、図１５に示した直径３００ｍｍのウェーハ１がマウントされたウェーハユニット２を例示する。

図２の如く、ワーク分割装置１０は、分割予定ライン５が形成されたウェーハ１を分割予定ライン５に沿って個々のチップ６に分割する装置である。分割予定ライン５は、互いに直交するＸ方向及びＹ方向に複数本形成される。実施形態では、Ｘ方向と平行な分割予定ライン５の本数と、Ｙ方向と平行な分割予定ライン５の本数とがそれぞれ３００本でそれぞれの間隔が等しいウェーハ１、すなわち、チップサイズが１ｍｍのチップ６に分割されるウェーハ１を例示する。

ウェーハ１は図１、図２の如く、ダイシングテープ３の中央部に貼付される。このダイシングテープ３は、ダイシングテープ３の固定部領域３Ｃがフレーム４のテープ貼付面４Ａに貼付（固定）されている。ダイシングテープ３は、ウェーハ１が貼付される平面視円形状の中央部領域３Ａ、及び中央部領域３Ａの外縁部（ウェーハ１の外縁部）とフレーム４の内縁部との間の平面視ドーナツ形状の環状部領域３Ｂを有する。

ウェーハ１の厚さは、例えば５０μｍ程度である。また、ダイシングテープ３としては、例えばＰＶＣ（polyvinyl chloride：ポリ塩化ビニール）系のテープが使用される。なお、ウェーハ１をＤＡＦ（Die Attach Film）等のフィルム状接着材を介してダイシングテープ３に貼付してもよい。フィルム状接着材としては、例えばＰＯ（polyolefin：ポリオレフィン）系のものを使用することができる。

ワーク分割装置１０は、フレーム４を固定するフレーム固定部材７と、ダイシングテープ３の環状部領域３Ｂを下方側から上方側に押圧してダイシングテープ３を拡張するエキスパンドリング１４と、ダイシングテープ３の環状部領域３Ｂに上方側から当接される拡張規制リング１６と、エキスパンドリング１４によって拡張されたダイシングテープ３の拡張状態を保持する拡張保持リング１８と、を備える。

フレーム固定部材７は、ダイシングテープ３におけるウェーハ１の貼付面と同一側に配置され、その下面７Ａにフレーム４の表面４Ｂが固定される。また、フレーム固定部材７は、エキスパンドリング１４によって拡張される環状部領域３Ｂに接触しないように、矢印Ａで示すダイシングテープ３の面内方向において環状部領域３Ｂから外方に離間した位置に設置されている。

図２の如く、フレーム固定部材７の形状は、フレーム４の内径（３５０ｍｍ）よりも大きい、例えば直径３６１ｍｍの開口部７Ｂを有するリング状である。

エキスパンドリング１４は、ダイシングテープ３におけるウェーハ１の貼付面と反対側の裏面側に配置され、フレーム４の内径（３５０ｍｍ：図１６参照）よりも小さく、かつウェーハ１の外径（３００ｍｍ：図１６参照）よりも大きい拡張用開口部（開口部）１４Ａを有する。エキスパンドリング１４は、ダイシングテープ３に対して相対的に近づく方向に移動自在に配置される。具体的には、エキスパンドリング１４は、ダイシングテープ３の環状部領域３Ｂの裏面を上方側に押圧して環状部領域３Ｂを拡張する拡張位置（図１の二点鎖線で示す位置）と、環状部領域３Ｂから下方に退避した退避位置（図１の実線で示す位置）との間で上下方向に移動自在に配置される。

ワーク分割装置１０には、エキスパンドリング１４を拡張位置と退避位置との間で上下移動させるエキスパンドリング移動機構２０が備えられている。エキスパンドリング移動機構２０の一例として、送りネジ装置を例示するが、これに代えてエアシリンダ装置等のアクチュエータを使用することもできる。退避位置に位置されているエキスパンドリング１４をエキスパンドリング移動機構２０によって拡張位置に向けて移動させると、エキスパンドリング１４は、環状部領域３Ｂに向けて矢印Ｂ方向に上昇移動される。これによって、環状部領域３Ｂの裏面がエキスパンドリング１４に押圧されて放射状に拡張される。

拡張規制リング１６は、ダイシングテープ３におけるウェーハ１の貼付面と同一側に配置され、フレーム４の内径（３５０ｍｍ：図１５参照）よりも小さく、かつエキスパンドリング１４の外径よりも大きい拡張規制用開口部（開口部）１６Ｂを有する。一例として拡張規制用開口部１６Ｂの直径は、３３８ｍｍである。

拡張規制リング１６は、環状部領域３Ｂの表面にその下縁部１６Ａが当接される第１規制位置（図１の二点鎖線で示す位置）と、第１規制位置から上方に退避した退避位置（図１の実線で示す位置）との間で上下移動自在に配置される。

第１規制位置とは、拡張規制リング１６によって外周側領域３Ｅの拡張を規制する位置であって、図１では、拡張規制リング１６の下縁部１６Ａが、フレーム４のテープ貼付面４Ａと同一面上に位置する位置に第１規制位置が設定されている。なお、外周側領域３Ｅとは、環状部領域３Ｂのうち拡張規制リング１６の下縁部１６Ａに当接された当接部３Ｄを境として外周側に位置する領域である。また、環状部領域３Ｂのうち外周側領域３Ｅを除く領域が内周側領域３Ｆであり、この内周側領域３Ｆがエキスパンドリング１４によって拡張される領域である。

ワーク分割装置１０には、拡張規制リング１６を第１規制位置と退避位置との間で上下移動させる拡張規制リング移動機構２２が備えられている。拡張規制リング移動機構２２の一例として、エアシリンダ装置を例示するが、これに代えて送りネジ装置等のアクチュエータを使用することもできる。

図３は、エキスパンドリング１４によって拡張途中の環状部領域３Ｂの形状を示したウェーハユニット２の要部拡大断面図である。

図３に示すように、エキスパンドリング１４による環状部領域３Ｂの拡張の際には、エキスパンドリング１４による拡張動作に先立って、拡張規制リング１６が第１規制位置に位置されている。つまり、ダイシングテープ３の外周側領域３Ｅの拡張が拡張規制リング１６によって予め規制されている。このため、実施形態のワーク分割装置１０によれば、エキスパンドリング１４が環状部領域３Ｂに当接した直後から内周側領域３Ｆの拡張が開始される。

実施形態では、図１の如く、拡張規制用開口部１６Ｂの径が３３８ｍｍに設定されているので、拡張規制リング１６によって拡張が規制される外周側領域３Ｅの幅寸法が６ｍｍに設定され、エキスパンドリング１４によって拡張される内周側領域３Ｆの幅寸法が１９ｍｍに設定されている。

ここで、環状部領域３Ｂのうち、エキスパンドリング１４によって拡張される内周側領域３Ｆが、ウェーハ１の分割に実質的に寄与する領域となる。この内周側領域３Ｆの幅寸法を小さくするに従い、内周側領域３Ｆのバネ定数が大きくなるので、内周側領域３Ｆからウェーハ１に付与する張力が増加する。このため、内周側領域３Ｆの幅寸法を決定する拡張規制用開口部１６Ｂの直径は、分割予定ライン５の本数等で規定される分割条件に応じて設定される。

一方、ダイシングテープ３の拡張状態を保持する拡張保持リング１８は、ダイシングテープにおけるウェーハ１の貼付面と反対側の裏面側に配置される。また、拡張保持リング１８は、外径がフレーム４の内径（３５０ｍｍ）よりも小さく、内径がエキスパンドリング１４の外径よりも大きい本体リング２８と、本体リング２８の外周部に装着されて、外径（３５１．３ｍｍ）がフレーム４の内径（３５０ｍｍ）よりも大きい弾性変形可能なリング状の嵌合部３０と、を有する。

図４は、拡張保持リング１８によってダイシングテープ３の拡張状態が保持された断面図である。図５は、図４の要部拡大断面図である。

図４及び図５の如く、拡張保持リング１８の嵌合部３０は、実線で示す嵌合位置でフレーム４の表面４Ｂにダイシングテープ３の環状部領域３Ｂを介して嵌合する。これにより、ダイシングテープ３の拡張状態が拡張保持リング１８によって保持される。

拡張保持リング１８は、拡張保持前においては、図４及び図５の実線で示す嵌合位置から下方の待機位置（図１の実線で示す位置）に待機されており、拡張保持工程時に待機位置から嵌合位置に上昇移動される。

ワーク分割装置１０には、拡張保持リング１８を待機位置と嵌合位置との間で上下移動させる拡張保持リング移動機構３２（図１参照）が備えられている。拡張保持リング移動機構３２の一例として、送りネジ装置を例示するが、これに代えてエアシリンダ装置等のアクチュエータを使用することもできる。

拡張保持リング移動機構３２によって拡張保持リング１８が上昇されると、嵌合部３０はフレーム４の下面に当接する。その後、嵌合部３０は、フレーム４の内周面に押されて弾性変形しながら上昇し、フレーム４の内周面を通過したところでフレーム４の表面４Ｂに嵌合する。これによって、ダイシングテープ３の拡張状態が保持される。

図１に戻り、エキスパンドリング移動機構２０、拡張規制リング移動機構２２及び拡張保持リング移動機構３２は、図６の制御系のブロック図の如く、ワーク分割装置１０を統括制御する制御部３４によって、その動作が制御されている。制御部３４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とＲＡＭ（Random access memory）とを有し、ＲＡＭには、エキスパンドリング移動機構２０、拡張規制リング移動機構２２及び拡張保持リング移動機構３２を所定の順序で動作させるためのプログラムが記憶されている。

次に、制御部３４による各機構の制御例を、図７のフローチャート、図８（Ａ）～（Ｄ）及び図９（Ａ）～（Ｄ）に示すワーク分割装置１０の動作説明図に基づいて説明する。

まず、図７の配置工程（Ｓ１００）では、図８（Ａ）の如く、エキスパンドリング１４と拡張規制リング１６がそれぞれ退避位置に配置されるとともに、拡張保持リング１８が待機位置に配置される。

次に、図７の固定工程（Ｓ１１０）では、図８（Ｂ）の如く、ウェーハユニット２のフレーム４がフレーム固定部材７に固定される。

次に、図７の拡張規制工程（Ｓ１２０）では、図８（Ｃ）の如く、拡張規制リング１６が退避位置から第１規制位置に移動される。

次に、図７の拡張開始工程（Ｓ１３０）では、図８（Ｄ）の如く、エキスパンドリング１４が、図８（Ａ）の退避位置から拡張位置に向けて上昇移動され、環状部領域３Ｂの拡張が開始される。

この拡張開始工程（Ｓ１３０）では、環状部領域３Ｂの表面に拡張規制リング１６の下縁部１６Ａが予め当接されて外周側領域３Ｅの拡張が規制されているので、内周側領域３Ｆがエキスパンドリング１４によって拡張されていく。また、既述の拡張規制工程（Ｓ１２０）は、拡張開始工程（Ｓ１３０）から後述の分割工程（Ｓ１４０）の終了時に至るまでの拡張工程と共に行われる工程である。つまり、本発明の拡張工程は、拡張開始工程（Ｓ１３０）から分割工程（Ｓ１４０）の終了時に至るまでの工程を指している。

次に、図７の分割工程（Ｓ１４０）では、図９（Ａ）の如く、エキスパンドリング１４の上昇移動により内周側領域３Ｆの拡張を継続し、この間でウェーハ１を個々のチップ６に順次分割していく。この後、図９（Ｂ）の如く、エキスパンドリング１４が拡張位置に到達したところで、エキスパンドリング１４の上昇移動を停止する。この時点で既述の拡張工程が終了する。

このような拡張工程では、外周側領域３Ｅの拡張が拡張規制リング１６によって規制されながら、内周側領域３Ｆのみがエキスパンドリング１４によって拡張されていく。つまり、内周側領域３Ｆに発生した張力がウェーハ１に付与される。

具体的に説明すると、拡張工程では、拡張規制用開口部１６Ｂの径が３３８ｍｍの拡張規制リング１６を使用することにより、ウェーハ１の分割に寄与する領域の長さが２５ｍｍ（環状部領域３Ｂの幅寸法）から１９ｍｍ（内周側領域３Ｆの幅寸法）に短縮されている。このため、内周側領域３Ｆのバネ定数が増大し、その増大したバネ定数に対応する張力がウェーハ１に付与される。

したがって、実施形態のワーク分割方法によれば、拡張規制工程（Ｓ１２０）を備えているので、チップサイズが小チップ（１ｍｍ）であっても個々のチップ６に分割するだけの張力をウェーハ１に付与することができる。よって、チップサイズが小チップ（１ｍｍ）の場合に生じる分割予定ラインの未分割問題を解消することができる。

次に、図７の分割工程（Ｓ１４０）が終了すると、図７の拡張規制リング退避工程（Ｓ１５０）では、図９（Ｃ）の如く、拡張規制リング１６が退避位置に移動される。

次に、図７の拡張状態保持工程（Ｓ１６０）では、図９（Ｃ）の如く、拡張保持リング１８が待機位置から嵌合位置に向けて上昇されて、嵌合部３０がフレーム４の表面４Ｂに嵌合する。これにより、拡張保持リング１８によってダイシングテープ３の拡張状態が保持される。

このように実施形態のワーク分割方法では、拡張工程が行われた後、拡張規制リング退避工程（Ｓ１５０）が行われ、拡張規制リング退避工程（Ｓ１５０）が行われた後、拡張状態保持工程（Ｓ１６０）が行われる。

次に、図７のエキスパンドリング退避工程（Ｓ１７０）では、図９（Ｄ）の如く、エキスパンドリング１４が下降移動されて退避位置に戻る。このとき、ダイシングテープ３は、拡張保持リング１８によって弛むことなく拡張状態が保持されている。これにより、拡張されたダイシングテープ３が弛むことによって生じるチップ６同士の接触を防止することができるので、チップ６の品質低下を防止することができる。

上記の如く実施形態のワーク分割方法によれば、チップサイズが小チップの場合に生じる分割予定ラインの未分割問題を解消でき、かつ分割後のチップ同士の接触に起因するチップの品質低下の問題も消することができる。

また、実施形態のワーク分割方法によれば、拡張工程において、外周側領域３Ｅの拡張が拡張規制リング１６によって規制されている。このため、外周側領域３Ｅのダイシングテープ３は伸びておらず、その厚さは元の厚さの状態が保持されている。これにより、拡張状態保持工程（Ｓ１６０）において、拡張保持リング１８が外周側領域３Ｅを引き延ばした状態でフレーム４に装着された場合でも、外周側領域３Ｅが破れることを防止できる。

また、分割工程（Ｓ１４０）の後工程において、拡張後の弛んだ内周側領域３Ｆを光加熱によって熱収縮させて再度緊張させる熱収縮工程が行われる場合がある。このような熱収縮工程を行うことにより、内周側領域３Ｆを再度緊張させることができるので、分割工程（Ｓ１４０）の後工程でのウェーハユニット２の処理が容易になるという効果がある。

また、図７の拡張開始工程（Ｓ１３０）の前工程にて、不図示の冷却手段により内周側領域３Ｆを予め低温に冷却しておくことが好ましい。これにより、内周側領域３Ｆのバネ定数を、拡張開始工程（Ｓ１３０）に先立って増大させておくことができる。冷却手段としては、内周側領域３Ｆに接触して冷却する接触式のもの、又は冷気を内周側領域３Ｆに噴射して冷却する風冷式のものを例示することができる。

また、拡張規制リング１６の下縁部１６Ａには、一例として算術平均粗さ（Ｒａ）が１．６（μｍ）となる表面加工が施されていることが好ましい。これにより、下縁部１６Ａと環状部領域３Ｂとの間に好適な摩擦力が発生し、この摩擦力によって、下縁部１６Ａと環状部領域３Ｂとが相対的に滑ることを防止することができる。

また、拡張規制リング１６の下縁部１６Ａのエッジには、一例としてＣ０．２の面取り加工が施されていることが好ましい。これにより、下縁部１６Ａのエッジによって環状部領域３Ｂが破れることを防止することができる。

次に、ワーク分割装置１０による他のワーク分割方法について説明する。

図１０には、他のワーク分割方法を説明するためのワーク分割装置１０の構造図が示されている。また、図１１には、他のワーク分割方法によって拡張途中の環状部領域３Ｂの形状を示したウェーハユニット２の要部拡大断面図が示されている。

図８及び図９に示したワーク分割方法に対する、図１０及び図１１に示すワーク分割方法の相違点は、拡張規制リング１６の規制位置を、第１規制位置よりもエキスパンドリング１４が配置される側の第２規制位置に変更した点にある。このような規制位置の調整は、図６に示した拡張規制リング移動機構２２によって行われる。

図１０及び図１１に示すワーク分割方法によれば、エキスパンドリング１４の拡張動作に先立って、環状部領域３Ｂの表面が拡張規制リング１６の下縁部１６Ａによって予め押下されているので、内周側領域３Ｆが拡張規制リング１６によって予め拡張されている。

このように、内周側領域３Ｆを予め拡張させておくことにより、環状部領域３Ｂの突き上げ量を同一とした場合における内周側領域３Ｆの拡張量（張力）を、図８及び図９のワーク分割方法よりも増大させることができる。換言ずれば、図１０及び図１１に示すワーク分割方法によれば、図８及び図９のワーク分割方法よりも、小さな突き上げ量で、図８及び図９のワーク分割方法と同等の拡張量（張力）を得ることができる。

図１２のグラフは、ダイシングテープ３の拡張率（％）が縦軸に示され、エキスパンドリング１４の上昇移動による環状部領域３Ｂの突き上げ量（ｍｍ）が横軸に示されている。また、図１２では、後述するように突き上げ量に応じた拡張率が、拡張規制リング１６の規制位置毎に異なることが示されている。

具体的に説明すると、図１２の線Ａは、拡張規制リング１６の規制位置を第１規制位置（図８（Ｃ）参照）に設定した場合の拡張率の変化を示している。また、線Ｂは、拡張規制リング１６の規制位置を第２規制位置（図１１参照）に設定した場合の拡張率の変化を示している。

また、線Ｃは、拡張規制リング１６の規制位置を第３規制位置に設定した場合の拡張率の変化を示している。第３規制位置とは、第１規制位置よりも拡張規制リング１６が配置される側の位置であるが、その一例として、フレーム４の表面４Ｂ（図３参照）と同一面上の位置に第３規制位置を設定した場合の拡張率の変化が線Ｃに示されている。また、線Ｄは、拡張規制リング１６を使用しない場合の拡張率の変化を示している。

なお、図１２に示したグラフは、図１３に示す各部材の寸法に基づいて算出された拡張率の一例である。

すなわち、この例では、図１３に示すように、フレーム４の内径Ｄ１を３５０ｍｍ、フレーム４の厚さｔを１．５ｍｍ、拡張規制リング１６の拡張規制用開口部１６Ｂの径Ｄ２を３３８ｍｍ、ローラ３６の配置径Ｄ３を３２３．２ｍｍとしている。図１２に示した線Ａ、Ｂ、Ｃの拡張率は、これらの寸法とローラ３６の直径ｄを７ｍｍとして算出し、線Ｄの拡張率は、これらの寸法とローラ３６の直径ｄを５ｍｍとして算出したものである。また、図１３の符号ｘは、エキスパンドリング１４の上昇移動による環状部領域３Ｂの突き上げ量（ｍｍ）を示している。

以下、図１２に基づいて、拡張規制リング１６の規制位置に応じた各拡張率の変化について説明する。

まず、拡張規制リング１６を第３規制位置した場合（線Ｃ参照）には、エキスパンドリング１４の上昇移動により環状部領域３Ｂが突き上げられていき、突き上げ量が１．５ｍｍ（＝フレーム４の厚さt）に到達すると環状部領域３Ｂが拡張規制リング１６の下縁部
１６Ａに接触する。その接触した直後からの拡張率が、拡張規制リング１６を適用しない場合（線Ｄ参照）の拡張率よりも高くなる。

これに対して、拡張規制リング１６の規制位置を第１規制位置に設定した場合（線Ａ参照）には、拡張動作に先立って、拡張規制リング１６の下縁部１６Ａが環状部領域３Ｂの表面に予め当接されているため、環状部領域３Ｂにエキスパンドリング１４が接触した直後からの拡張率が、第３規制位置での拡張率（線Ｃ参照）よりも高くなる。

また、拡張規制リング１６の規制位置を第２規制位置に設定した場合（線Ｂ参照）には、拡張動作に先立って、拡張規制リング１６の下縁部１６Ａが環状部領域３Ｂを予め押下しているので、拡張動作を開始する前から拡張率は０％を超えている。このため、環状部領域３Ｂの突き上げ量を同一とした場合における拡張率が、第１規制位置に設定した場合の拡張率（線Ａ参照）よりも高くなる。

このように、拡張規制リング１６を第１～第３規制位置のいずれかの位置に配置した状態でエキスパンドリング１４を用いて環状部領域３Ｂを拡張することにより、拡張規制リング１６を適用しない場合と比較して、ウェーハ１をチップ６に分割するための十分な張力が得られる。特に、テープ貼付面４Ａと同一面上の第１規制位置、又はテープ貼付面４Ａよりもエキスパンドリング１４が配置される側の第２規制位置に拡張規制リング１６を配置した場合には、テープ貼付面４Ａよりも拡張規制リング１６が配置される側の第３規制位置に配置した場合と比較して、エキスパンドリング１４を上昇させた直後から高い張力が得られるので、より効果的にウェーハ１をチップ６に分割することができる。

図１４は、図１２に示した線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの各拡張率（％）の単位時間当たりの上昇率（以下、拡張率速度（％／ｓｅｃ）と言う。）の変化を示したグラフである。

図１４のグラフは、拡張率速度（％／ｓｅｃ）が左縦軸に示され、環状部領域３Ｂの突き上げ速度（ｍｍ／ｓｅｃ）が右縦軸に示され、エキスパンドリング１４の上昇移動による環状部領域３Ｂの突き上げ量（ｍｍ）が横軸に示されている。

図１４では、一例として、環状部領域３Ｂの突き上げ速度を一定とした場合における、拡張率速度の変化が示されている。拡張率速度が速いほど、ダイシングテープ３に発生する張力が高くなりウェーハ１をチップ６毎に分割する力が高くなる。

図１４の線Ｅは、０．００ｍｍ～２０．００ｍｍまでの突き上げ量における突き上げ速度の変化を示している。換言すると線Ｅは、エキスパンドリング１４の上昇移動速度を示している。線Ｅによれば、エキスパンドリング１４は、０．００ｍｍ～約１８．５０ｍｍの範囲内では一定の速度（２００ｍｍ／ｓｅｃ）で上昇移動し、それ以降は減速しながら２０．００ｍｍまで上昇移動する。

図１４の線Ｆは、図１２の線Ｄの拡張率に対応した拡張率速度の変化を示している。また、線Ｇは、図１２の線Ｃの拡張率に対応した拡張率速度の変化を示している。また、線Ｈは、図１２の線Ａ、Ｂの拡張率に対応した拡張率速度の変化を示している。

図１４の線Ｆ、Ｇ、Ｈで示す各拡張率速度によれば、突き上げ量に応じてそれぞれ上昇していき、突き上げ量が約１８．５０ｍｍに到達した時点で最大（最大拡張率速度）となり、それ以降はそれぞれ下降していく。

ここで、拡張規制リング１６による規制位置を第３規制位置に設定した場合（線Ｇ参照）には、突き上げ量が約３．００ｍｍを超えてからの拡張率速度が、拡張規制リング１６を適用しない場合（線Ｆ参照）よりも速くなり、最大拡張率速度が増加（約９５％／ｓｅｃから約１１５％／ｓｅｃに増加）する。これにより、ダイシングテープ３に発生する張力が、拡張規制リング１６を適用しない場合の張力よりも増加するので、既述の未分割問題を解消することができる。

一方、拡張規制リング１６を第１規制位置又は第２規制位置に設定した場合（線Ｈ参照）には、環状部領域３Ｂの突き上げ量を同一とした場合における拡張率速度が、第３規制位置に設定した場合（線Ｇ参照）よりも速くなる。なお、最大拡張率速度の増加分は、第３規制位置に設定した場合（線Ｇ参照）と略等しい。

このように、拡張規制リング１６を第１規制位置又は第２規制位置に設定することにより、環状部領域３Ｂの突き上げ量を同一とした場合における拡張率と（図１２参照）と最大拡張率速度（図１４参照）が、第３規制位置に設定した場合よりも速くなるので、拡張開始直後から大きな張力をウェーハ１に付与することができる。よって、第３位置に設定した場合よりも、既述の未分割問題をより効果的に解消することができる。

なお、図１０及び図１１に示した他の分割方法では、第１規制位置からエキスパンドリング１４が配置される側に３ｍｍ移動した位置を第２規制位置に設定したが第２規制位置は、この位置に限定されるものではない。第２規制位置については、種々のチップサイズのウェーハに対し、小さな突き上げ量で最適な張力を付与することができる位置に設定することが好ましい。また、第３規制位置は、フレーム４の表面４Ｂと同一面上の位置に限定されるものではなく、第１規制位置よりも拡張規制リング１６が配置される側の位置であればよい。

１…ウェーハ、２…ウェーハユニット、３…ダイシングテープ、３Ａ…中央部領域、３Ｂ…環状部領域、３Ｃ…固定部領域、３Ｄ…当接部、３Ｅ…外周側領域、３Ｆ…内周側領域、４…フレーム、４Ａ…テープ貼付面、５…分割予定ライン、６…チップ、７…フレーム固定部材、８…エキスパンドリング、１４…エキスパンドリング、１６…拡張規制リング、１８…拡張保持リング、２０…エキスパンドリング移動機構、２２…拡張規制リング移動機構、２８…本体リング、３０…嵌合部、３２…拡張保持リング移動機構、３４…制御部、３６…ローラ

Claims (8)

1. ワークの外径よりも大きい内径を有するリング状のフレームにダイシングテープの外周部が固定され、前記ダイシングテープに貼付された前記ワークを分割予定ラインに沿って個々のチップに分割するワーク分割装置において、
   前記ダイシングテープにおける前記ワークの貼付面と反対側の裏面側に配置され、前記フレームの内径よりも小さく、かつ前記ワークの外径よりも大きい開口部を有するリング状に形成されたエキスパンドリングであって、前記ダイシングテープに対し相対的に近づく方向に移動されることにより、前記ダイシングテープのうち前記ワークの外縁部と前記フレームの内縁部との間の環状部領域を押圧して拡張する前記エキスパンドリングと、
   前記ダイシングテープにおける前記ワークの貼付面と同一側に配置され、前記フレームの内径よりも小さく、かつ前記エキスパンドリングの外径よりも大きい開口部を有するリング状に形成された拡張規制リングであって、前記環状部領域のうち前記拡張規制リングに当接された当接部を境として外周側に位置する外周側領域の拡張を規制する前記拡張規制リングと、
   前記拡張規制リングを前記外周側領域の拡張を規制する規制位置と、前記規制位置から退避した退避位置との間で進退移動させる拡張規制リング移動機構であって、前記規制位置を調整可能な拡張規制リング移動機構と、
   を備える、ワーク分割装置。
2. 前記規制位置は、前記フレームの前記ダイシングテープが貼付されたテープ貼付面と同一面上の第１規制位置である、
   請求項１に記載のワーク分割装置。
3. 前記規制位置は、前記フレームの前記ダイシングテープが貼付されたテープ貼付面よりも前記エキスパンドリングが配置される側の第２規制位置である、
   請求項１に記載のワーク分割装置。
4. 前記ダイシングテープにおける前記ワークの貼付面と反対側の裏面側に配置され、前記フレームの内径よりも大きい弾性変形可能な嵌合部を有するリング状に形成された拡張保持リングであって、前記拡張規制リング移動機構によって前記拡張規制リングを前記規制位置から前記退避位置に移動させた後、前記嵌合部が前記フレームの表面に嵌合することにより前記ダイシングテープの拡張状態を保持する拡張保持リングと、を備える、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のワーク分割装置。
5. ワークの外径よりも大きい内径を有するリング状のフレームにダイシングテープの外周部が固定され、前記ダイシングテープに貼付された前記ワークを分割予定ラインに沿って個々のチップに分割するワーク分割方法において、
   前記ダイシングテープにおける前記ワークの貼付面と反対側の裏面側に配置されたエキスパンドリングを、前記ダイシングテープに対して相対的に近づく方向に移動させることにより、前記ダイシングテープのうち前記ワークの外縁部と前記フレームの内縁部との間の環状部領域を前記エキスパンドリングによって押圧して拡張する拡張工程と、
   前記拡張工程が行われるとき、前記ダイシングテープにおける前記ワークの貼付面と同一側に配置された拡張規制リングと前記環状部領域とを規制位置にて当接させて、前記拡張規制リングに当接された当接部を境として外周側に位置する外周側領域の拡張を規制する拡張規制工程とを備え、
   前記拡張規制リングの前記規制位置が調整可能である、ワーク分割方法。
6. 前記規制位置は、前記フレームの前記ダイシングテープが貼付されたテープ貼付面と同一面上の第１規制位置である、
   請求項５に記載のワーク分割方法。
7. 前記規制位置は、前記フレームの前記ダイシングテープが貼付されたテープ貼付面よりも前記エキスパンドリングが配置される側の第２規制位置である、
   請求項５に記載のワーク分割方法。
8. 前記ダイシングテープにおける前記ワークの貼付面と反対側の裏面側に配置された拡張保持リングを、前記ダイシングテープに対して相対的に近づく方向に移動させることにより、前記拡張保持リングの外周部に形成された弾性変形可能な嵌合部を前記フレームの表面に嵌合させて前記ダイシングテープの拡張状態を保持する拡張状態保持工程と、を備える、
   請求項５から７のいずれか１項に記載のワーク分割方法。

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