特開 2023-161729 フレームユニットの処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023161729

(43)【公開日】2023-11-08

(54)【発明の名称】フレームユニットの処理方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20231031BHJP

【ＦＩ】

H01L21/78 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022072248

(22)【出願日】2022-04-26

(71)【出願人】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100113217

【弁理士】

【氏名又は名称】奥貫 佐知子

(74)【代理人】

【識別番号】100202496

【弁理士】

【氏名又は名称】鹿角 剛二

(74)【代理人】

【識別番号】100202692

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 吉文

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 良信

【テーマコード（参考）】

5F063

【Ｆターム（参考）】

5F063AA18

5F063AA31

5F063DG17

(57)【要約】

【課題】シートの種類に関わらず、フレーム支持部に支持されたフレームユニットのフレームを、ウエーハが上方に突出するように押し下げることが可能なフレームユニットの処理方法を提供する。
【解決手段】本発明のフレームユニットの処理方法は、ウエーハを収容する開口部を中央に備えたフレームの該開口部にウエーハを位置付けてシートによってフレームと一体になったフレームユニットの処理方法であって、ウエーハとフレームとの間に位置するシートに溝を形成する溝形成工程と、を含む。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウエーハを収容する開口部を中央に備えたフレームの該開口部にウエーハを位置付けてシートによってフレームと一体になったフレームユニットの処理方法であって、
ウエーハとフレームとの間に位置するシートに溝を形成する溝形成工程を含むフレームユニットの処理方法。

【請求項2】

該溝形成工程の後、ウエーハを支持するウエーハテーブルと該ウエーハテーブルの外周に配設されフレームを支持するフレーム支持部とを備える保持手段にフレームユニットを載置し、該フレーム支持部でフレームを支持し、ウエーハを該フレームから突出させるウエーハ突出工程を実施する請求項１に記載のフレームユニットの処理方法。

【請求項3】

該ウエーハ突出工程の後、突出したウエーハに加工を施す加工工程を備える請求項２に記載のフレームユニットの処理方法。

【請求項4】

該ウエーハ突出工程の後、突出したウエーハに他のシートを配設し、ウエーハを他のシートに移し替える移し替え工程を備える請求項２に記載のフレームユニットの処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウエーハを収容する開口部を中央に備えたフレームの該開口部にウエーハを位置付けてシートによってフレームと一体になったフレームユニットの処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが、分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、ダイシング装置、レーザー加工装置によって個々のデバイスチップに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

【0003】

ウエーハは、ダイシング装置等によって個々のデバイスチップに分割されてもウエーハの形態を保った状態で次工程に搬送されるように、ウエーハを収容する開口部を中央に備えたフレームの該開口部にウエーハを位置付けてシートによってフレームと一体になったフレームユニットの状態でダイシング装置に搬入される（例えば特許文献１、２を参照）。

【0004】

また、上記のフレームユニットは、ウエーハを支持するウエーハテーブルと、ウエーハテーブルの外周に配設されフレームを支持するフレーム支持部とを備える保持手段に搬送され、ウエーハはウエーハテーブルに吸引保持され、フレームがフレーム支持部によって支持される際に押し下げられて、フレームの位置がウエーハよりも下がり、ウエーハが上方に突出する形態となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７－２０１１７８号公報

【特許文献2】特開２０１０－０３６２７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、上記した特許文献１、２に記載されたウエーハとフレームとを一体にするシートとしては、塩化ビニルシート、ポリエチレンシート、ポリプロピレンシート、ポリスチレンシート等、様々な種類が使用されており、各シートの伸び率が異なるものであることに起因して、選択されたシートの種類によっては、上記のフレーム支持部によって支持される際に、該シートが適切に伸びず、上記のフレームを適切に押し下げることができないという問題がある。

【0007】

本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、シートの種類に関わらず、フレーム支持部に支持されたフレームユニットのフレームを、ウエーハが上方に突出するように押し下げることが可能なフレームユニットの処理方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、ウエーハを収容する開口部を中央に備えたフレームの該開口部にウエーハを位置付けてシートによってフレームと一体になったフレームユニットの処理方法であって、ウエーハとフレームとの間に位置するシートに溝を形成する溝形成工程を含むフレームユニットの処理方法が提供される。

【0009】

該溝形成工程の後、ウエーハを支持するウエーハテーブルと該ウエーハテーブルの外周に配設されフレームを支持するフレーム支持部とを備える保持手段にフレームユニットを載置し、該フレーム支持部でフレームを支持し、ウエーハを該フレームから突出させるウエーハ突出工程を実施するようにしてもよい。また、該ウエーハ突出工程の後、突出したウエーハに加工を施す加工工程を実施してもよい。さらに、該ウエーハ突出工程の後、突出したウエーハに他のシートを配設し、ウエーハを他のシートに移し替える移し替え工程を実施してもよい。

【発明の効果】

【0010】

本発明のフレームユニットの処理方法は、ウエーハを収容する開口部を中央に備えたフレームの該開口部にウエーハを位置付けてシートによってフレームと一体になったフレームユニットの処理方法であって、ウエーハとフレームとの間に位置するシートに溝を形成する溝形成工程を含んでいることから、シートに形成された溝によって引っ張り応力が緩和され、伸び率が悪いシートを使用している場合であっても、ウエーハをフレームから良好に突出させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施形態のフレームユニットを形成する態様を示す斜視図である。

【図2】（ａ）溝形成工程の実施態様を示す斜視図、（ｂ）シートに溝が形成されたフレームユニットの斜視図である。

【図3】（ａ）図２に示す溝の別の実施形態を示す斜視図、（ｂ）図２に示す溝のさらに別の実施形態を示す斜視図である。

【図4】切削装置の全体斜視図である。

【図5】フレームユニットを保持手段に載置する態様を示す斜視図である。

【図6】（ａ）図５の実施態様の一部を断面で示す側面図、（ｂ）突出工程の実施態様を示す斜視図である。

【図7】加工工程の実施態様の一部を断面で示す側面図である。

【図8】（ａ）突出工程が施されたフレームユニット上の移し替えるシートを位置づけた一部を断面で示す側面図、（ｂ）フレームユニットのウエーハに移し替えるシートを貼着した状態の一部を断面で示す側面図、（ｃ）ウエーハの移し替えが完了した状態の一部を断面で示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明に基づいて構成されるフレームユニットの処理方法に係る実施形態について、添付図面を参照しながら、詳細に説明する。

【0013】

図１の上段には、本実施形態のフレームユニットの処理方法によって処理されるフレームユニットＵを形成する態様が示されている。フレームユニットＵを形成するに際し、まず、図に示すようなウエーハ１０と、フレームＦと、シートＴとを用意する。ウエーハ１０は、例えばシリコンからなり、複数のデバイス１２が分割予定ライン１４によって区画され表面１０ａに形成された円形板状のウエーハである。フレームＦは、ウエーハ１０を収容する開口部Ｆａを中央に備えた、例えばステンレススチールで形成された環状の板状物である。シートＴは、例えば表面に粘着層を有する樹脂のシートであり、フレームＦの裏面に外周が貼着される。なお、シートＴは粘着層を有する樹脂のシートに限定されず、例えば加熱されることにより軟化して粘着力を発揮する熱圧着シートであってもよい。フレームユニットＵを形成するに際しては、図示のように、フレームＦの開口部Ｆａにウエーハ１０を位置付け、外周がフレームＦに貼着されたシートＴの表面をウエーハ１０の裏面１０ｂに貼着する。この結果、図１の下段に示されているように、ウエーハ１０とフレームＦとがシートＴによって一体とされたフレームユニットＵが形成される。

【0014】

上記のようにフレームユニットＵを用意したならば、フレームユニットＵのシートＴのうち、ウエーハ１０とフレームＦとの間に位置するシートＴａの領域に溝を形成する溝形成工程を実施すべく、図２に示すレーザー加工装置２０（一部のみ示している）に、フレームユニットＵを搬送する。レーザー加工装置２０に搬送されたフレームユニットＵは、図示を省略する保持手段に載置する。該保持手段は、フレームユニットＵ全体を支持する平坦面を保持面とし、該保持面には、複数の吸引孔を有する吸着手段が配設されている。該保持手段は、該保持手段とレーザー光線照射手段２２とを相対的にＸ軸方向に加工送りするＸ軸送り手段と、該保持手段とレーザー光線照射手段２２とを相対的にＸ軸方向と直交するＹ軸方向に加工送りするＹ軸送り手段と、該保持手段を回転させる回転駆動手段とを備えている（いずれも図示は省略する）。

【0015】

レーザー加工装置２０に搬送されたフレームユニットＵは、該保持手段に載置された後、図示を省略する吸引手段を作動することにより、該保持手段の保持面に吸引保持される。該保持手段に吸引保持されたフレームユニットＵは、レーザー加工装置２０に配設される撮像手段（図示は省略する）を用いて撮像され、アライメントが実施される。該アライメントによりフレームユニットＵにおいてウエーハ１０とフレームＦの開口部Ｆａとの間に位置するシートＴａの領域、形状を検出する。

【0016】

上記したアライメントにより、ウエーハ１０とフレームＦの開口部Ｆａとの間に位置するシートＴａの形状を検出したならば、上記したＸ軸送り手段、Ｙ軸送り手段を作動して、シートＴａの領域における所定の加工開始位置の上方にレーザー光線照射手段２２を位置付ける。次いで、シートＴａの表面に該シートＴａに対し吸収性を有する波長のレーザー光線ＬＢの集光点を位置付けて照射すると共に、フレームユニットＵをＸ軸方向に加工送りして所定の加工予定ラインに沿って、シートＴａの領域にアブレーション加工を施して、図示のように所定の溝１００を形成する。該溝１００は、シートＴａの裏面側には貫通しない溝であり、後述するウエー突出工程を実施して該シートＴａを拡張しても破断しない程度の深さに形成される。

【0017】

所定の加工予定ラインに上記の溝１００を形成したならば、フレームユニットＵをＹ軸方向に予め定められた所定の間隔だけＹ軸送り手段によって割り出し送りして、Ｙ軸方向で隣接する所定の加工予定ラインに沿って、上記したのと同様にしてレーザー光線ＬＢをシートＴａに照射し、フレームユニットＵをＸ軸方向に加工送りして、溝１００を形成する。同様にして、フレームユニットＵをＸ軸方向加工送りすると共に、Ｙ軸方向に割り出し送りして、シートＴａの領域に対して複数の溝１００を形成する。シートＴａの全域に複数の溝１００を平行に形成したならば、フレームユニットＵを９０度回転させて、既に溝１００を形成した方向に直交する方向をＸ軸方向に整合させる。そして、シートＴａの領域に、上記したのと同様にしてレーザー光線ＬＢの集光点を位置付けて照射して、先に形成した溝１００と直交する方向に、上記した所定の間隔で複数の溝１００を形成する。以上により本実施形態の溝形成工程が完了する。この溝形成工程により、図２（ｂ）に示すように、フレームユニットＵのシートＴａの領域に対して複数の溝１００が格子状に形成される。このように、シートＴａに溝１００を格子状に形成することにより、仮に該シートＴが、伸び率の低い素材で形成されていた場合であっても、シートＴａの領域を拡張する際の引張力が緩和されて、該シートＴａを適切に伸長させることができる。

【0018】

なお、上記した実施形態における溝形成工程では、複数の溝１００を格子状に形成したが、本発明の溝形成工程により形成される溝の形態はこれに限定されない。例えば、図３（ａ）に示すように、ウエーハ１０とフレームＦとの間に位置するシートＴａの領域全体に環状の溝１１０を多重に形成するようにしてもよい。該溝１１０を形成する場合には、上記したレーザー光線照射手段２２を、シートＴａの領域内であってフレームユニットＵの中心位置から所定の半径位置に位置付け、集光点位置をシートＴａの表面に位置づけてレーザー光線ＬＢを照射すると共に、フレームユニットＵを矢印Ｒ１で示す方向に回転して環状の溝１１０を形成する。該溝１１０を形成したならば、フレームユニットＵの中心位置からレーザー光線ＬＢを照射する位置までの距離を所定の間隔で変更しながら照射して、複数の該溝１１０を形成し、図３（ａ）に示すような多重の環状の溝１１０とすることができる。

【0019】

さらに、本発明の溝形成工程により形成される溝の形態は、図３（ｂ）に示す形態であってもよい。図３（ｂ）に示す形態では、シートＴａの領域内であって、フレームユニットＵの中心を基端とする放射状方向に複数の溝１２０を形成する。該溝１２０を形成する際にも、上記のレーザー加工装置２０のレーザー光線照射手段２２、Ｘ軸送り手段、Ｙ軸送り手段等を作動して形成することが可能であり、詳細についての説明は省略する。なお、本発明の溝形成工程により形成される溝の形態は、上記した形態に限定されず、上記の溝１００～１２０の組み合わせであってもよい。

【0020】

上記した溝形成工程では、レーザー加工装置２０の保持手段に対し、フレームユニットＵのウエーハ１０が貼着された側を上方に、シートＴ側を下方に向けて保持し、ウエーハ１０とフレームＦとの間に位置するシートＴａに上記の溝１００～１２０を形成するように説明したが、本発明はこれに限定されず、シートＴ側を上方に、ウエーハ１０が貼着された側を下方に向けて保持し、上記したシートＴにおけるシートＴａの領域に溝を形成するようにしてもよい。

【0021】

また、上記した実施形態では、レーザー加工装置２０のレーザー光線照射手段２２を使用して溝１００～１２０を形成したが、本発明はこれに限定されず、図示を省略する切削加工装置を使用して、環状の切り刃を有する切削ブレードにより溝を形成するものであってもよい。該切削ブレードにより上記のフレームユニットＵのシートＴａの領域に溝を形成する際には、図１の下段に示すフレームユニットＵの天地を反転し、シートＴ側を上方に向けて該切削装置の保持手段に保持させることが好ましく、該切削装置の切削ブレードにより、ウエーハ１０とフレームＦとの間に位置するシートＴａの領域に切削ブレードにより形成される溝を、例えば、上記した溝１００～１２０により形成された形態で形成するようにしてもよい。

【0022】

上記した溝形成工程により、フレームユニットＵにおけるウエーハ１０とフレームＦとの間に位置するシートＴａに溝を形成したならば、以下に説明するウエーハ突出工程を実施することができる。

【0023】

本実施形態におけるウエーハ突出工程は、図４に示す切削装置３０によって、ウエーハ１０に対する切削加工を施すために実施される工程である。切削装置３０は、略直方体形状のハウジング３１を備え、ハウジング３１のカセットテーブル３２ａに載置されるカセット３２と、カセット３２からフレームユニットＵを仮置きテーブル３３に搬出する搬出入手段３４と、仮置きテーブル３３に搬出されたフレームユニットＵを、ウエーハテーブル３６ａを備えた保持手段３６に搬送する旋回アームを有する搬送手段３５と、ウエーハテーブル３６ａに保持されたウエーハ１０に切削加工を施す切削ブレード３８ａを回転自在に備える切削手段３８と、上記したウエーハテーブル３６ａ上に保持されたウエーハ１０を撮像して、切削手段３８よって切削すべき領域を検出するためのアライメント手段３７と、図４においてウエーハテーブル３６ａが位置付けられた搬出入位置からウエーハ１０を含むフレームユニットＵを洗浄装置３９（詳細については省略されている）に搬送する洗浄搬出手段３９ａと、を備えている。ウエーハテーブル３６ａは、上面にウエーハ１０を保持する保持面を備えており、該保持面は、ウエーハ１０の直径に対応する寸法である。該保持面は、通気性を有する部材により形成され、図示を省略する吸引手段に接続されている。該吸引手段を作動させることにより、該保持面に吸引負圧を生成して、ウエーハ１０を吸引保持することができる。さらに、切削装置３０には、図示を省略する制御手段、及び表示手段等が配設される。

【0024】

図５に示すように、切削装置３０のウエーハテーブル３６ａの外周には、ウエーハテーブル３６ａにフレームユニットＵを載置して保持する際に、フレームＦを支持するフレーム支持部３６ｂが均等な間隔で複数（本実施形態では４つ）配設されている。フレーム支持部３６ｂには、該フレームＦを把持する回動自在に配設された把持プレート３６ｃが配設されている。

【0025】

該ウエーハ突出工程を実施するに際しては、図５に示すように、フレーム支持部３６ｂの把持プレート３６ｃを開いた状態にし、フレームユニットＵをウエーハテーブル３６ａに載置する。次いで、フレーム支持部３６ｂの把持プレート３６ｃを、図６（ａ）に矢印Ｒ２で示す方向に回動させる。これにより、図６（ａ）に示すように、回動する把持プレート３６ｃがフレームＦに係合し、図６（ｂ）に示すようにフレームＦが矢印Ｒ３で示す方向に下降して、フレーム支持部３６ｂによってフレームＦが支持され、側方から見て、ウエーハ１０がフレームＦから上方に突出した状態となり、突出工程が完了する。

【0026】

本実施形態においては、フレームユニットＵに対して、予め溝形成工程が施されていることにより、ウエーハ１０とフレームＦとの間に位置するシートＴａの領域に適宜の溝（例えば、溝１００～１２０のいずれか、又は組み合わせ）が形成されていることから、該突出工程において、フレーム支持部３６ｂの把持プレート３６ｃによってフレームＦを押し下げる際に、シートＴに形成された上記の溝によって突出工程における引っ張り応力が緩和されて、シートＴが伸び率の低い素材によって形成されていた場合であっても、ウエーハ１０をフレームＦから適正に突出させることができる。

【0027】

上記したように、切削装置３０のウエーハテーブル３６ａにおいて突出工程を実施したならば、突出させたウエーハ１０に加工を施す加工工程を実施する。本実施形態では、上記の撮像手段３７を使用してアライメントを実施し、該アライメントによってウエーハ１０の表面１０ａに形成された分割予定ライン１４の位置を検出する。次いで、撮像手段３７によって検出した分割予定ライン１４の位置情報に基づいて、ウエーハテーブル３６ａと切削手段３８とをＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に相対的に移動させる移動手段（図示は省略する）を作動して、図７に示すように、切削手段３８の切削ブレード３８ａを矢印Ｒ４で示す方向に高速回転させると共に、図７に示すように、ウエーハ１０の表面１０ａから切込み送りして、ウエーハテーブル３６ａをＸ軸方向、Ｙ軸方向に加工送りすることで、ウエーハ１０の全ての分割予定ライン１４に沿って切削溝を形成して加工工程が完了する。本実施形態では、フレーム支持部３６ｂでフレームＦを支持することでフレームユニットＵに対して突出工程を実施していることから、ウエーハ１０がフレームＦから上方に突出しており、切削ブレード３８ａにより切削加工を実施する際に、フレームＦが邪魔になることがない。

【0028】

なお、上記した実施形態では、本発明の突出工程及び加工工程を、上記の切削装置３０によって実施したが、本発明はこれに限定されない。本発明の突出工程、及び加工工程は、例えば、上記した保持手段３６と同様の保持手段を備えた他の加工装置、例えば、図示を省略するレーザー加工装置によって実施することができる。その場合も、保持手段によって突出工程を実施し、該レーザー加工装置に配設された図示を省略するレーザー光線照射手段によって、ウエーハ１０に対するレーザー加工を実施する加工工程を実施することができる。

【0029】

さらに、上記した実施形態では、図６に基づき説明した突出工程を実施した後、突出したウエーハ１０に加工を施す加工工程を実施したが、本発明はこれに限定されず、上記した突出工程により突出させたウエーハ１０に、別の移し替え用のシートＴ’を貼着し、ウエーハ１０を該シートＴ’に移し替える移し替え工程を実施するようにしてもよい。

【0030】

該移し替え工程を実施するに際しては、例えば、ウエーハ１０を収容することが可能な開口部を中央に備えたフレームＦ’と、該フレームＦ’の該開口部を塞ぐようにフレームＦ’の裏面に貼着された粘着層を有する移し替え用のシートＴ’とを用意し、フレームＦから突出したウエーハ１０の表面１０ａに上記のシートＴ’の粘着層が形成された面（図中下面側）を対向させる（図８（ａ）を参照）。なお、図８（ａ）には説明の都合上、フレームＦ’及びシートＴ’の断面のみを示すが、本実施形態のフレームＦ’及びシートＴ’は、図１の中段に示すフレームＦ及びシートＴと同様の形態を備えている。

【0031】

上記したシートＴ’及びフレームＦ’を用意したならば、図８（ｂ）に示すように、て、矢印Ｒ５で示す方向に下降させて、シートＴ’をウエーハ１０の表面１０ａに貼着する。次いで、図８（ｃ）に示すように、シートＴ’と共にウエーハ１０を矢印Ｒ６で示す方向に上昇させて、ウエーハ１０の裏面１０ｂをフレームユニットＵのシートＴから剥離して、上記のシートＴ’に移し替える。以上により本発明の移し替え工程が完了する。なお、この移し替え工程を良好に実施すべく、上記した突出工程を実施する前に、シートＴのウエーハ１０に対する粘着力を低下させる粘着力低下工程を実施しておくことが好ましい。該粘着力低下工程を実施する方法としては、例えば、上記の突出工程を実施すべくウエーハテーブル３６ａにフレームユニットＵを保持する前に、シートＴの裏面側から紫外線を照射したり、該シートＴを冷却したりする等の処理を施しておくことが好ましい。また、該粘着力低下工程を実施しない場合は、ウエーハ１０の裏面１０ｂに貼着されるシートＴの粘着層の粘着力と比較し、シートＴ’に付与される粘着層の粘着力をより強いものに設定しておくとよい。上記したように、フレームユニットＵに対して本実施形態により溝形成工程及び突出工程が施されていることで、上記の移し替え工程においても、剥離される側のシートＴが、移し替えられるシートＴ’に触れることなく、適切に移し替え工程が実施される。

【符号の説明】

【0032】

１０：ウエーハ
１２：デバイス
１４：分割予定ライン
２０：レーザー加工装置
２２：レーザー光線照射手段
３０：切削装置
３１：ハウジング
３２：カセット
３３：仮置きテーブル
３４：搬出入手段
３５：搬送手段
３６：保持手段
３６ａ：ウエーハテーブル
３６ｂ：フレーム支持部
３６ｃ：把持プレート
３７：撮像手段
３８：切削手段
３８ａ：切削ブレード
３９：洗浄装置
３９ａ：洗浄搬送手段
１００、１１０、１２０：溝
Ｆ、Ｆ’：フレーム
Ｔ、Ｔ’：シート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】