JP2012156400A

JP2012156400A - テープ拡張装置

Info

Publication number: JP2012156400A
Application number: JP2011015794A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Hattori; 篤服部; O Matsuyama; 央松山
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2011-01-27
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2012-08-16

Abstract

【課題】効率よく樹脂拡張テープを加熱することができるテープ拡張装置を提供する。
【解決手段】開口部に樹脂拡張テープを介して板状ワーク４を支持する環状フレーム５を保持するフレーム保持手段１０と、環状フレーム５と板状ワーク４とを板状ワーク４の表面と垂直に交わる方向に離反させて樹脂拡張テープを拡張し板状ワーク４を分割予定ライン２に沿って分割する分割手段２０と、を有するテープ拡張装置であって、樹脂拡張テープを２．５μｍ以上３０．０μｍ以下の波長を含む電磁波の照射により加熱して樹脂拡張テープの拡張されて弛み６ａを生じた箇所を収縮させる加熱手段４０を有する。
【選択図】図４−４

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の板状ワークを分割予定ラインに沿って分割するために樹脂拡張テープを拡張するテープ拡張装置に関する。

フィルム状接着剤が貼着された半導体ウエーハの場合、フィルム状接着剤は非常に柔軟な糊状物質によって形成されているため、フィルム状接着剤側が貼着された保護テープを拡張すると、フィルム状接着剤も伸びてしまいフィルム状接着剤自体を確実に破断することが困難となる。そこで、フィルム状接着剤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フィルム状接着剤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１参照）。また、フィルム状接着剤を用いないワークの場合にも、保護テープを拡張することによりワークを分割予定ラインに沿って分割する分割法が用いられている。

また、拡張した拡張テープ（保護テープ）の弛みをとるために赤外線ヒータで熱を与えて拡張テープを収縮させる技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−２７２５０号公報特開２００６−１１４６９１号公報

しかしながら、特許文献２に示されるように、赤外線等を使用して拡張テープの加熱を行っても効率よく拡張テープが加熱されない場合があり、改良の余地がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、効率よく樹脂拡張テープを加熱することができるテープ拡張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、本発明にかかるテープ拡張装置は、開口部に樹脂拡張テープを介して板状ワークを支持する環状フレームを保持するフレーム保持手段と、前記環状フレームと前記板状ワークとを該板状ワークの表面と垂直に交わる方向に離反させて前記樹脂拡張テープを拡張し前記板状ワークを分割予定ラインに沿って分割する分割手段と、を有するテープ拡張装置であって、前記樹脂拡張テープを２．５μｍ以上３０．０μｍ以下の波長を含む電磁波の照射により加熱して該樹脂拡張テープの拡張された箇所を収縮させる加熱手段を有することを特徴とする。

また、本発明にかかるテープ拡張装置は、上記発明において、照射する前記電磁波は、ピーク波長が２．５μｍ以上３０．０μｍ以下に存在することを特徴とする。

また、本発明にかかるテープ拡張装置は、上記発明において、照射する前記電磁波は、ピーク波長が２．５μｍ以上１０．０μｍ以下に存在することを特徴とする。

また、本発明にかかるテープ拡張装置は、上記発明において、前記加熱手段と前記樹脂拡張テープとの間の雰囲気には、水蒸気を含む空気が存在し、照射する前記電磁波は、ピーク波長が３．０μｍ以上５．０μｍ以下又は８．０μｍ以上３０．０μｍ以下に存在することを特徴とする。

また、本発明にかかるテープ拡張装置は、上記発明において、前記加熱手段と前記樹脂拡張テープとの間の雰囲気には、二酸化炭素が存在し、照射する前記電磁波は、ピーク波長が２．５μｍ以上１４．０μｍ以下又は１７．０μｍ以上３０．０μｍ以下に存在することを特徴とする。

また、本発明にかかるテープ拡張装置は、上記発明において、前記加熱手段は、少なくとも２．５μｍ未満の波長の電磁波を減衰させる減衰機構を有することを特徴とする。

また、本発明にかかるテープ拡張装置は、上記発明において、前記樹脂拡張テープを拡張し前記板状ワークを分割予定ラインに沿って分割する際に、前記板状ワークを冷却する冷却手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、樹脂が放射によって効率よく加熱される２．５μｍ以上３０．０μｍ以下の波長が存在する電磁波を樹脂拡張テープに照射して加熱するようにしたので、効率よく樹脂拡張テープを加熱することができるテープ拡張装置を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態のテープ拡張装置の構成例を示す外観斜視図である。図２は、図１の分解斜視図である。図３は、図１の一部の縦断側面図である。図４−１は、テープ拡張処理工程の初期位置工程を示す縦断側面図である。図４−２は、テープ拡張処理工程の拡張工程を示す縦断側面図である。図４−３は、テープ拡張処理工程の保持工程を示す縦断側面図である。図４−４は、テープ拡張処理工程の弛み除去工程を示す縦断側面図である。図４−５は、テープ拡張処理工程の終了時を示す縦断側面図である。図５は、電磁波の波長−分光放射エネルギー密度の特性図である。図６は、各々水蒸気、二酸化炭素雰囲気での電磁波の波長−吸収率特性図である。図７は、電磁波の波長−放射率（吸収率）の特性図である。

以下、本発明のテープ拡張装置を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態のテープ拡張装置の構成例を示す外観斜視図であり、図２は、その分解斜視図であり、図３は、その一部の縦断側面図であり、図４−１〜図４−５は、テープ拡張処理の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、分割対象となる板状ワーク等について説明する。本実施の形態は、表面に複数の分割予定ライン２が格子状に形成されるとともにこれら複数の分割予定ライン２によって区画された複数の領域にデバイス３が形成された板状ワーク４を分割対象とするもので、板状ワーク４の裏面にはダイボンディング用に利用されるフィルム状接着剤１が貼付されている。このフィルム状接着剤１は、エポキシ樹脂等で形成された厚さ数μｍ〜100μｍのＤＡＦ（ＤｉｅＡｔｔａｃｈＦｉｌｍ）である。ここで、本実施の形態の板状ワーク４は、例えばパルスレーザ光線の照射等による変質層形成工程により分割予定ライン２に沿って変質層を形成済みのものが用いられる。このような変質層形成工程は、例えば特許第３４０８８０５号公報等で公知であるので、詳細な説明を省略する。そして、このような板状ワーク４は、裏面に貼付されたフィルム状接着剤１側が、開口部５ａに伸縮性を有する樹脂拡張テープ６を介して環状フレーム５により支持される。樹脂拡張テープ６は、フィルム状接着剤１よりも凝固点の低い塩化ビニル等の材質からなる。

このような板状ワーク４をデバイス３毎に分割するテープ拡張装置は、フレーム保持手段１０と、分割手段２０と、冷却手段３０と、加熱手段４０とを筐体７内に備える。８は、筐体７の上部を覆う蓋体である。

フレーム保持手段１０は、例えばＳＵＳ等の金属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を昇降移動させるエアーピストン機構１５を備える。また、フレーム保持手段１０は、保持部材１１を上昇させることで保持面１４上に載置された環状フレーム５を保持面１４とで挟持するための規制部材１６を保持部材１１の上方に備える。この規制部材１６は、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１７を有する。

また、分割手段２０は、フレーム保持手段１０の保持面１４に保持された環状フレーム５に装着された樹脂拡張テープ６における板状ワーク４が貼付されているワーク貼付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。また、この押圧面２１は、分割時以降、板状ワーク４部分を吸引部２２の吸引力により吸引保持するものであり、多孔質材により形成されている。さらに、押圧面２１の外周部には、頂部に環状溝２３ａが形成された筒体２３が配置され、環状溝２３に沿って複数の拡張補助ローラ２４が回転自在に配設されている。これら拡張補助ローラ２４は、分割手段２０を拡張位置に移動して樹脂拡張テープ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。

さらに、分割手段２０は、押圧面２１や筒体２３の下部側に連結されて、押圧面２１を保持面１４より下方に離隔した待機位置から保持面１４を通り過ぎてこの保持面１４より上方の拡張位置まで移動させるための駆動源としてエアーピストン機構２５，２６を備える。すなわち、エアーピストン機構２５，２６は、環状フレーム５と板状ワーク４とを板状ワーク４の表面と垂直に交わる方向に離反させるよう、フレーム保持手段１０に対して相互に離隔した待機位置から相互に交差する拡張位置まで昇降移動可能に設けられた押圧面２１や筒体２３を昇降移動させる。

また、冷却手段３０は、樹脂拡張テープ６を拡張し板状ワーク４を分割予定ライン２に沿って分割する際に、上方から例えば１０℃以下の冷却空気を噴射ノズル３１から噴射することで板状ワーク４を冷却するためのものである。この冷却手段３０は、不要時には板状ワーク４の上方位置から退避するように進退自在に設けられている。

加熱手段４０は、規制部材１６の開口１７の上方に位置させて蓋体８内に設けられたもので、樹脂拡張テープ６を２．５μｍ以上３０．０μｍ以下の波長を含む電磁波の照射により加熱して樹脂拡張テープ６の拡張された箇所を収縮させるためものである。ここで、ピーク波長が２．５μｍ以上３０．０μｍ以下に存在する電磁波を照射するとさらに効率よく樹脂拡張テープ６の拡張された箇所を収縮させることができる。ピーク波長とは、加熱手段４０から発せられる電磁波を構成する波長の中で最も高い放射エネルギーを持つ波長を意味する。この加熱手段４０は、樹脂拡張テープ６の拡張された箇所に電磁波を照射するように板状ワーク４の外径よりも大きくて開口１３よりも小さな大きさで環状に形成された電磁波発生機構４１を有する。この電磁波発生機構４１としては例えば、セラミックスヒータやハロゲンランプなどを用いることができる。特に、２．５μｍ以上３０．０μｍ以下の波長域にピーク強度が位置する条件で電磁波を発生させることが容易なセラミックスヒータが好ましい。セラミックスは、他のヒータの表面素材として用いることができる素材に比べて上記波長域における放射率が高いため、効果的に対象物を加熱できる。また、加熱手段４０は、電磁波発生機構４１の電磁波照射側面に位置させて減衰機構４２を有することが好ましい。この減衰機構４２は、２．５μｍ未満の波長の電磁波を減衰させるためのものであり、波長遮断フィルタ等が用いられている。

このような構成において、板状ワーク４を分割するためのテープ拡張処理について工程順に説明する。まず、図３に示すように、分割手段２０を待機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、筐体７のシャッタ機構７ａを開放させて、樹脂拡張テープ６上にフィルム状接着剤１を介して貼付された板状ワーク４を有する環状フレーム５を、保持面１４上の所定位置に導入させる。

ついで、図４−１に示すように、エアーピストン機構１５によってフレーム保持手段１０を規制部材１６に当接する位置まで上昇させることで、保持面１４上に載置された環状フレーム５を保持面１４と規制部材１６とで挟持させる。

さらに、図４−２に示すように、板状ワーク４を吸引保持した押圧面２１を筒体２３（拡張補助ローラ２４）とともにエアーピストン機構２５，２６によって待機位置から保持面１４を越える拡張位置まで上昇移動させて樹脂拡張テープ６を拡張させることで、板状ワーク４をフィルム状接着剤１とともに、変質層が形成されることで強度が低下している分割予定ライン２に沿って破断して分割する。このとき、押圧面２１の押圧上昇を受ける樹脂拡張テープ６は、その外周全体が固定状態の環状フレーム５に装着されているため、押圧面２１の押圧上昇に伴う引張力が放射状に作用する。これにより、樹脂拡張テープ６上に貼付されているフィルム状接着剤１に対しても放射状に引張力が作用する。

また、このような樹脂拡張テープ６を拡張させて板状ワーク４を分割させる際には、冷却手段３０の噴射ノズル３１を板状ワーク４の上方に進出させて、板状ワーク４に対して冷却空気を噴射することで板状ワーク４を冷却する。これにより、板状ワーク４の裏面に接着されたフィルム状接着剤１も冷却され、その伸縮性が低下させられる。このように伸縮性が低下したフィルム状接着剤１に対して放射状に引張力が作用するため、板状ワーク４およびフィルム状接着剤１が分割予定ライン２に沿って良好に分割される。

板状ワーク４およびフィルム状接着剤１の分割後、図４−３に示すように、押圧面２１をエアーピストン機構２５によって拡張位置から待機位置まで下降移動させて板状ワーク４を押圧面２１により吸引保持する。なお、筒体２３はエアーピストン機構２６によって拡張位置から待機位置よりもさらに下方位置まで下降移動させる。この状態では、樹脂拡張テープ６の拡張された箇所には弛み６ａが生ずる。また、冷却手段３０は、板状ワーク４の上方位置から退避させる。

ついで、図４−４に示すように、加熱手段４０を樹脂拡張テープ６側に向けて下降させ、加熱手段４０と樹脂拡張テープ６との間の雰囲気に空気を含む状態で、所定波長の電磁波を弛み６ａ部分に向けて照射することにより、弛み除去を行う。すなわち、樹脂拡張テープ６の弛み６ａ部分は、加熱手段４０によって照射される所定波長の電磁波により加熱されて収縮することで、図４−５に示すように、弛み６ａが除去される。

ここで、赤外線等を用いた放射による加熱の場合、加熱対象物である樹脂拡張テープ６に適した波長を選択して放射しないと加熱対象物が効率よく加熱されないが、本実施の形態では、塩化ビニル等の樹脂が放射によって効率よく加熱される２．５μｍ以上３０．０μｍ以下の波長がピーク波長として存在する電磁波を加熱手段４０によって照射しているので、樹脂拡張テープ６を効率よく加熱することができる。

また、加熱手段４０から発せられる電磁波の放射強度は一般的に図５に示す黒体放射強度に、加熱手段４０を構成する物質の放射率を掛け合わせて求められる（例えば、http://www.jp.horiba.com/analy/it/subete5.htm中の放射温度計プラザ「図２大気における赤外線透過率）参照）。そして、図５に示すように、物質から放射される電磁波のピーク波長（一番放射エネルギーの高いところ）は、放射体の温度が高くなるにつれて短波長側にシフトする。また、放射強度はグラフの面積にあたり、短波長側ほどグラフの面積が大きくなり放射強度が大きくなる。従って、例えばピーク波長が２．５μｍ以上１０．０μｍ以下に存在する電磁波を使用することが好ましく、ピーク波長が２．５μｍ以上６．０μｍ以下に存在する電磁波を使用することがさらに好ましい。

また、図６に示すように、空気中の水蒸気Ｈ_２Ｏは、特に、２．０μｍ以上３．０μm未満辺りと、５．０μｍより大きく８．０μｍ未満辺りの波長の電磁波を吸収し加熱されやすい性質を有する（例えば、http://ocw.kyoto-u.ac.jp/faculty-of-science-jp/climate-physics/pdf/physclim6-9.pdfのp47参照）。従って、水蒸気を含む空気等が加熱手段４０と加熱対象物である樹脂拡張テープ６の間に存在する場合は３．０μｍ以上５．０μｍ以下又は８．０μｍ以上３０．０μｍ以下の波長が存在する電磁波を使用することが好ましく、ピーク波長が３．０μｍ以上５．０μｍ以下又は８．０μｍ以上３０．０μｍ以下に存在する電磁波を使用することがさらに好ましい。

同様に、図６に示すように、二酸化炭素ＣＯ_２は、１４．０μｍより大きく１７．０μｍ未満辺りの波長の電磁波を特に吸収するので、二酸化炭素等が加熱手段４０と加熱対象物である樹脂拡張テープ６の間に存在する場合は２．５μｍ以上１４．０μｍ以下又は１７．０μｍ以上３０．０μｍ以下の波長が存在する電磁波を使用することが好ましく、ピーク波長が２．５μｍ以上１４．０μｍ以下又は１７．０μｍ以上３０．０μｍ以下に存在する電磁波を使用することがさらに好ましい。

言うまでもなく、水蒸気を含む空気等及び二酸化炭素等が加熱手段４０と加熱対象物である樹脂拡張テープ６の間に存在する場合は３．０μｍ以上５．０μｍ以下又は８．０μｍ以上１４．０μｍ以下又は１７．０μｍ以上３０．０μｍ以下の波長が存在する電磁波を使用することが好ましく、ピーク波長が３．０μｍ以上５．０μｍ以下又は８．０μｍ以上１４．０μｍ以下又は１７．０μｍ以上３０．０μｍ以下に存在する電磁波を使用することがさらに好ましい。さらに、このような電磁波の中でも特に２．５μｍ以上１０．０μｍ以下に存在する電磁波を使用することが好ましく、ピーク波長が２．５μｍ以上６．０μｍ以下に存在する電磁波を使用することがさらに好ましい。

さらに、半導体からなる板状ワーク４や金属製の環状フレーム５は、図７に示すように、２．５μｍ未満の波長の電磁波の放射により加熱されやすい特性を持つ（例えば、http://www.fintech.co.jp/sah/hikari-buturi.htm中の「［図−２］電磁波波長と物質の放射率（＝吸収率）の関係」参照）。ここで、板状ワーク４が加熱されると板状ワーク４の品質に悪影響を与えるおそれがあり、環状フレーム５が加熱されると吸着パッドによる搬送機構に悪影響を与えるおそれがあり（すなわち、吸着パッドが熱により変形等するおそれがある）、さらには、その他周辺の金属部品が加熱されそれに付属するセンサー等の機械構成要素が加熱されることによる悪影響も考えられる。この点、本実施の形態では、２．５μｍ未満の波長の電磁波が含まれていたとしても、加熱手段４０に付設されている減衰機構４２により２．５μｍ未満の波長の電磁波は減衰させているので、樹脂拡張テープ６のみを加熱し、周辺部材を無用に加熱してしまうことを防止できる。同時に、減衰機構４２は、加熱手段４０を保護するカバーとしても機能する。

また、電磁波を用いた放射による樹脂拡張テープ６の加熱は、対流による加熱と異なり雰囲気中の空気の温度影響や空気の流れの影響を受けにくい。よって、冷却手段３０による板状ワーク４の冷却環境を含む条件下での加熱手段として特に有効となる。また、加熱に際して、温風のような外力が働かないので、樹脂拡張テープ６へのダメージが少なく綺麗に弛み６ａを除去することができる。

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。板状ワーク４は、チップ実装用としてウエーハの裏面に設けられるＤＡＦ等のフィルム状接着剤１を有するものに特に限定されず、例えばシリコンウエーハ等の半導体ウエーハや、あるいは半導体製品のパッケージ、セラミック、ガラス、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）、系の無機材料基板、ＬＣＤドライバ等の各種電子部品、さらには、ミクロンオーダの加工位置精度が要求される各種加工材料が挙げられる。

さらには、本実施の形態では、板状ワーク４の分割とフィルム状接着剤１の破断とを同時に行う場合への適用例で説明したが、例えば５０μｍ以上の如く比較的厚くて分割済みの板状ワーク４がフィルム状接着剤１上に貼着され、樹脂拡張テープ６の拡張によりフィルム状接着剤１のみの破断を行う場合でも、板状ワーク４の分割のみを行う場合でも同様に使用できる。

また、本実施の形態では、分割手段２０をフレーム保持手段１０に対して昇降移動させるようにしたが、フレーム保持手段１０側を分割手段２０に対して昇降移動させるように構成し、フレーム保持手段１０の下降動作に伴い分割工程が行われるようにしてもよい。

また、冷却手段としては、噴射ノズル３１を用いて板状ワーク４に向けて冷却空気を噴射させるものに限らず、例えば、ペルチェ素子等を用いて板状ワーク４を冷却するものでもよく、あるいは、板状ワーク４を含む閉塞空間内に冷却空気を送り込むことで冷却するもの等であってもよい。

２分割予定ライン
４板状ワーク
５環状フレーム
５ａ開口部
６樹脂拡張テープ
１０フレーム保持手段
２０分割手段
３０冷却手段
４０加熱手段
４２減衰機構

Claims

開口部に樹脂拡張テープを介して板状ワークを支持する環状フレームを保持するフレーム保持手段と、前記環状フレームと前記板状ワークとを該板状ワークの表面と垂直に交わる方向に離反させて前記樹脂拡張テープを拡張し前記板状ワークを分割予定ラインに沿って分割する分割手段と、を有するテープ拡張装置であって、
前記樹脂拡張テープを２．５μｍ以上３０．０μｍ以下の波長を含む電磁波の照射により加熱して該樹脂拡張テープの拡張された箇所を収縮させる加熱手段を有することを特徴とするテープ拡張装置。
照射する前記電磁波は、ピーク波長が２．５μｍ以上３０．０μｍ以下に存在することを特徴とする請求項１に記載のテープ拡張装置。
照射する前記電磁波は、ピーク波長が２．５μｍ以上１０．０μｍ以下に存在することを特徴とする請求項１に記載のテープ拡張装置。
前記加熱手段と前記樹脂拡張テープとの間の雰囲気には、水蒸気を含む空気が存在し、
照射する前記電磁波は、ピーク波長が３．０μｍ以上５．０μｍ以下又は８．０μｍ以上３０．０μｍ以下に存在することを特徴とする請求項１に記載のテープ拡張装置。
前記加熱手段と前記樹脂拡張テープとの間の雰囲気には、二酸化炭素が存在し、
照射する前記電磁波は、ピーク波長が２．５μｍ以上１４．０μｍ以下又は１７．０μｍ以上３０．０μｍ以下に存在することを特徴とする請求項１に記載のテープ拡張装置。
前記加熱手段は、少なくとも２．５μｍ未満の波長の電磁波を減衰させる減衰機構を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のテープ拡張装置。
前記樹脂拡張テープを拡張し前記板状ワークを分割予定ラインに沿って分割する際に、前記板状ワークを冷却する冷却手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のテープ拡張装置。