特許 7499605 エキスパンド装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-06

(45)【発行日】2024-06-14

(54)【発明の名称】エキスパンド装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20240607BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20240607BHJP

   B28D 5/04 20060101ALI20240607BHJP

   B28D 7/02 20060101ALI20240607BHJP

   B28D 7/04 20060101ALI20240607BHJP

   B26F 3/00 20060101ALI20240607BHJP

【ＦＩ】

H01L21/78 X

H01L21/68 N

B28D5/04 Z

B28D7/02

B28D7/04

B26F3/00 A

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020081419

(22)【出願日】2020-05-01

(65)【公開番号】P2021176176

(43)【公開日】2021-11-04

【審査請求日】2023-04-03

(73)【特許権者】

【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】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤澤 晋一

【審査官】渡井 高広

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０６３８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０１９００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２９４７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０８２１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０８１９７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｂ２８Ｄ ５／０４

Ｂ２８Ｄ ７／０２

Ｂ２８Ｄ ７／０４

Ｂ２６Ｆ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークが貼着されたシートをエキスパンドするエキスパンド装置であって、
第１方向でワークを挟んで互いに対向して配設され、それぞれ該シートを挟持する第１挟持ユニットと第２挟持ユニットと、
該第１方向に直交する第２方向でワークを挟んで互いに対向して配設され、該シートを挟持する第３挟持ユニットと、第４挟持ユニットと、を有した挟持機構と、
該第１挟持ユニットと該第２挟持ユニットを該第１方向で互いに離反する方向に移動させる第１方向移動手段と、
該第３挟持ユニットと該第４挟持ユニットを該第２方向で互いに離反する方向に移動させる第２方向移動手段と、を有する移動機構と、
少なくとも該第１挟持ユニットと該第２挟持ユニットとでそれぞれ挟持される該シートの被挟持部に向かって冷却エアーをそれぞれ噴射する噴射手段と、を備え、
該第１挟持ユニットと該第２挟持ユニットとは、鉛直方向に移動自在に設けられかつ互いに近づ付けられて互いの間に該シートを保持するとともに該第１方向移動手段により該第１方向に移動される一対の挟持部材を備え、
該第３挟持ユニットと該第４挟持ユニットとは、鉛直方向に移動自在に設けられかつ互いに近づ付けられて互いの間に該シートを保持するとともに該第２方向移動手段により該第２方向に移動される一対の挟持部材を備え、
該噴射手段が、該冷却エアーを噴射する冷却エアー噴射口を備え、該冷却エアー噴射口が、各挟持ユニットの一対の挟持部材のうち上側の挟持部材の下側の挟持部材に対向する対向面に複数開口している、エキスパンド装置。

【請求項2】

該第１挟持ユニットと該第２挟持ユニットとは、一対の挟持部材の該鉛直方向に対向する対向面に該第１方向と平行な回転軸を中心に回転自在に設けられた複数のコロを備え、
該第３挟持ユニットと該第４挟持ユニットとは、一対の挟持部材の該鉛直方向に対向する対向面に該第２方向と平行な回転軸を中心に回転自在に設けられた複数のコロを備え、
該第１挟持ユニットの該挟持部材の該対向面に開口した該冷却エアー噴射口は、該第１挟持ユニットの該コロよりも該第２挟持ユニット寄りの位置に開口し、該第２方向に等間隔に配置され、
該第２挟持ユニットの該挟持部材の該対向面に開口した該冷却エアー噴射口は、該第２挟持ユニットの該コロよりも該第１挟持ユニット寄りの位置に開口し、該第２方向に等間隔に配置され、
該第３挟持ユニットの該挟持部材の該対向面に開口した該冷却エアー噴射口は、該第３挟持ユニットの該コロよりも該第４挟持ユニット寄りの位置に開口し、該第１方向に等間隔に配置され、
該第４挟持ユニットの該挟持部材の該対向面に開口した該冷却エアー噴射口は、該第４挟持ユニットの該コロよりも該第３挟持ユニット寄りの位置に開口し、該第１方向に等間隔に配置されている、請求項１に記載のエキスパンド装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークが貼着されたシートをエキスパンドするエキスパンド装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ワークへのレーザービーム照射により改質層を形成した後、シートをエキスパンドすることでワークを分割する方法が実用化されている（例えば、特許文献１参照）。例えばチップの縦横のサイズが異なるウェーハでは、チップ間に同程度の間隔を形成しようとすると、方向によってシートのエキスパンド量を変える必要があるため、ワークが貼着されたシートの外周４辺を挟持してエキスパンドするエキスパンド装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－２５１９８６号公報

【文献】特開２０１４－６７７４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献２に示されたエキスパンド装置は、上下に複数のコロを備えた挟持部材でシートを挟持する。コロでシートを挟持することで、直交方向へのシートのエキスパンドを妨げることなくエキスパンドが可能となる。

【0005】

ところで、一般にシートは帯状に製造されるが、製造工程上シートの伸長方向にテンションがかかっていて収縮し易く、つまり、エキスパンドされにくい。対してシートの伸長方向に直交する方向ではシートが比較的エキスパンドし易い。シートの種類によっては、特許文献２に示されたエキスパンド装置がエキスパンドすると、エキスパンドされにくい方向では上下のコロと接触した領域が局所的に引き延ばされ、コロに接触していない領域が十分にエキスパンドされないという問題がある。また、特許文献２に示されたエキスパンド装置がエキスパンドすると、コロに接触していない領域もエキスパンドするべく更にエキスパンド量を増やすと、局所的に引き延ばされた領域のみが更に引き延ばされてテープが破断するおそれもある。

【0006】

本発明の目的は、シートが裂けてしまうことを抑制することができるエキスパンド装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のエキスパンド装置は、ワークが貼着されたシートをエキスパンドするエキスパンド装置であって、第１方向でワークを挟んで互いに対向して配設され、それぞれ該シートを挟持する第１挟持ユニットと第２挟持ユニットと、該第１方向に直交する第２方向でワークを挟んで互いに対向して配設され、該シートを挟持する第３挟持ユニットと、第４挟持ユニットと、を有した挟持機構と、該第１挟持ユニットと該第２挟持ユニットを該第１方向で互いに離反する方向に移動させる第１方向移動手段と、該第３挟持ユニットと該第４挟持ユニットを該第２方向で互いに離反する方向に移動させる第２方向移動手段と、を有する移動機構と、少なくとも該第１挟持ユニットと該第２挟持ユニットとでそれぞれ挟持される該シートの被挟持部に向かって冷却エアーをそれぞれ噴射する噴射手段と、を備え、該第１挟持ユニットと該第２挟持ユニットとは、鉛直方向に移動自在に設けられかつ互いに近づ付けられて互いの間に該シートを保持するとともに該第１方向移動手段により該第１方向に移動される一対の挟持部材を備え、該第３挟持ユニットと該第４挟持ユニットとは、鉛直方向に移動自在に設けられかつ互いに近づ付けられて互いの間に該シートを保持するとともに該第２方向移動手段により該第２方向に移動される一対の挟持部材を備え、該噴射手段が、該冷却エアーを噴射する冷却エアー噴射口を備え、該冷却エアー噴射口が、各挟持ユニットの一対の挟持部材のうち上側の挟持部材の下側の挟持部材に対向する対向面に複数開口していることを特徴とする。

【0008】

前記エキスパンド装置において、該第１挟持ユニットと該第２挟持ユニットとは、一対の挟持部材の該鉛直方向に対向する対向面に該第１方向と平行な回転軸を中心に回転自在に設けられた複数のコロを備え、該第３挟持ユニットと該第４挟持ユニットとは、一対の挟持部材の該鉛直方向に対向する対向面に該第２方向と平行な回転軸を中心に回転自在に設けられた複数のコロを備え、該第１挟持ユニットの該挟持部材の該対向面に開口した該冷却エアー噴射口は、該第１挟持ユニットの該コロよりも該第２挟持ユニット寄りの位置に開口し、該第２方向に等間隔に配置され、該第２挟持ユニットの該挟持部材の該対向面に開口した該冷却エアー噴射口は、該第２挟持ユニットの該コロよりも該第１挟持ユニット寄りの位置に開口し、該第２方向に等間隔に配置され、該第３挟持ユニットの該挟持部材の該対向面に開口した該冷却エアー噴射口は、該第３挟持ユニットの該コロよりも該第４挟持ユニット寄りの位置に開口し、該第１方向に等間隔に配置され、該第４挟持ユニットの該挟持部材の該対向面に開口した該冷却エアー噴射口は、該第４挟持ユニットの該コロよりも該第３挟持ユニット寄りの位置に開口し、該第１方向に等間隔に配置されても良い。

【発明の効果】

【0009】

本発明は、シートが裂けてしまうことを抑制することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、実施形態１に係るエキスパンド装置の構成例を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１に示されたエキスパンド装置の加工対象のワークを示す斜視図である。

【図3】図３は、図２に示されたワークとエキスパンドシート等を示す斜視図である。

【図4】図４は、図１に示されたエキスパンド装置の噴射機構の構成を模式的に示す側面図である。

【図5】図５は、図１に示されたエキスパンド装置の挟持ユニットの上側の挟持部材を下方からみた斜視図である。

【図6】図６は、実施形態１に係るエキスパンド方法の流れを示すフローチャートである。

【図7】図７は、図６に示されたエキスパンド方法の挟持ステップの第１方向と平行な方向のエキスパンド装置の要部を模式的に示す側面図である。

【図8】図８は、図６に示されたエキスパンド方法の挟持ステップの第２方向と平行な方向のエキスパンド装置の要部を模式的に示す側面図である。

【図9】図９は、図７に示されたエキスパンド方法のエキスパンドステップの第１方向と平行な方向のエキスパンド装置の要部を模式的に示す側面図である。

【図10】図１０は、図７に示されたエキスパンド方法のエキスパンドステップの第２方向と平行な方向のエキスパンド装置の要部を模式的に示す側面図である。

【図11】図１１は、図７に示されたエキスパンド方法のエキスパンドステップの第１挟持ユニットで挟持されたエキスパンドシートを模式的に示す平面図である。

【図12】図１２は、比較例のエキスパンド装置がエキスパンドした第１挟持ユニットで保持されたエキスパンドシートを模式的に示す平面図である。

【図13】図１３は、実施形態２に係るエキスパンド装置の挟持ユニットの上側の挟持部材を下方からみた斜視図である。

【図14】図１４は、実施形態２に係るエキスパンド装置のエキスパンドシートを挟持した挟持ユニット等を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

【0012】

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係るエキスパンド装置を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係るエキスパンド装置の構成例を示す斜視図である。図２は、図１に示されたエキスパンド装置の加工対象のワークを示す斜視図である。図３は、図２に示されたワークとエキスパンドシート等を示す斜視図である。図４は、図１に示されたエキスパンド装置の噴射機構の構成を模式的に示す側面図である。図５は、図１に示されたエキスパンド装置の挟持ユニットの上側の挟持部材を下方からみた斜視図である。

【0013】

実施形態１に係る図１に示すエキスパンド装置１は、図２に示すワーク２００が貼着されたシートであるエキスパンドシート２０１（図３に示す）をエキスパンド（拡張ともいう）して、ワーク２００を個々のチップ２２０に分割する装置である。実施形態１に係るエキスパンド装置１の加工対象であるワーク２００は、図２に示すように、シリコン、サファイア、ガリウムヒ素又はＳｉＣ（炭化ケイ素）などを基板２０３とする円板状の半導体ウェーハや光デバイスウェーハなどのウェーハである。

【0014】

実施形態１では、ワーク２００は、図２に示すように、基板２０３の表面２０４の互いに交差する複数の分割予定ライン２０５で区画された各領域にそれぞれデバイス２０２が形成されている。ワーク２００は、分割予定ライン２０５に沿って基板２０３の内部に分割起点である改質層２０６（図２中に破線で示す）が形成されている。改質層２０６は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲のそれとは異なる状態になった領域のことを意味し、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域、及びこれらの領域が混在した領域等を例示できる。実施形態１では、改質層２０６は、基板２０３の他の部分よりも機械的な強度が低い。

【0015】

また、実施形態１において、ワーク２００は、図３に示すように、基板２０３の裏面２０７側にエキスパンドシート２０１が貼着され、エキスパンド装置１により改質層２０６に沿って個々のチップ２２０に分割される。チップ２２０は、基板２０３の一部分と、基板２０３の表面２０４に形成されたデバイス２０２とを備える。

【0016】

エキスパンドシート２０１は、伸縮性を有し、例えば、加熱された合成樹脂が第１方向２１１に沿って伸長されながら、第１方向２１１に対して直交する第２方向２１２に延伸されて成形される。エキスパンドシート２０１は、伸縮性を有する合成樹脂により構成された基材層と、基材層に積層されかつ伸縮性と粘着性とを有する合成樹脂により構成された粘着層とを備える。実施形態１では、第１方向２１１は、所謂流れ方向（ＭＤ：Machine Direction方向）であり、第２方向２１２は、所謂垂直方向（ＴＤ：Transverse Direction方向）である。なお、粘着層の表面を、以下、粘着面２０１－１と記し、基材層の表面を、以下、基材面２０１－２と記す。なお、エキスパンドシート２０１は、粘着層即ち粘着面２０１－１が、基材層即ち基材面２０１－２よりも伸縮し易い。

【0017】

実施形態１に係るエキスパンド装置１は、ワーク２００に貼着したエキスパンドシート２０１を第１方向２１１と、第２方向２１２とにエキスパンドして、ワーク２００を個々のチップ２２０に分割するとともに、互いに隣接するチップ２２０間に間隔を形成する装置である。また、エキスパンド装置１は、エキスパンドシート２０１をエキスパンドして、互いに隣接するチップ２２０間に間隔を形成した後、エキスパンドシート２０１に内径がワーク２００よりも大径な環状フレーム２０９を貼着して、環状フレーム２０９の開口２１０内にワーク２００を支持する。

【0018】

また、実施形態１において、エキスパンドシート２０１は、第１方向２１１に伸長されながら整形されるため、第１方向２１１にテンションが付与されており、第１方向２１１の方が、第２方向２１２よりもエキスパンドされにくい。即ち、実施形態１では、エキスパンドシート２０１は、第２方向２１２の方が第１方向２１１よりもエキスパンドされ易い。なお、本発明では、エキスパンドシート２０１のエキスパンドされにくい方向及びエキスパンドされ易い方向は、実施形態１に記載された方向に限定されない。

【0019】

エキスパンド装置１は、図１に示すように、平板状の固定基台２と、固定基台２の中央に設けられた保持テーブル１０と、図示しないワーク搬送ユニットと、挟持機構３０と、移動機構４０と、図示しないフレーム搬送ユニットと、シート切断ユニット９０と、制御ユニット１００とを備える。

【0020】

保持テーブル１０は、円板状に形成され、エキスパンドシート２０１が保持面１１に載置される。保持テーブル１０は、移動機構によって鉛直方向に移動自在に設けられている。保持面１１は、水平方向に沿って平坦に形成され、エキスパンドシート２０１を介してワーク２００が載置可能な直径を有している。保持面１１は、エキスパンドシート２０１を介して、ワーク２００が載置される。

【0021】

ワーク搬送ユニットは、挟持機構３０の上方に配置され、かつ下面にワーク２００を保持する。ワーク搬送ユニットは、昇降ユニットにより鉛直方向に移動自在に設けられているとともに、水平方向移動ユニットにより水平方向に移動自在に設けられる。ワーク搬送ユニットは、水平方向移動ユニットにより、下面に保持したワーク２００が保持テーブル１０と同軸となる位置に配置されて、保持テーブル１０と鉛直方向に対面する位置にワーク２００を位置付ける。また、ワーク搬送ユニットは、昇降ユニットにより下降されることで、エキスパンドシート２０１にワーク２００を貼着する。

【0022】

挟持機構３０は、エキスパンドシート２０１を保持するものである。挟持機構３０は、第１挟持ユニット３１－１と、第２挟持ユニット３１－２と、第３挟持ユニット３１－３と、第４挟持ユニット３１－４とを備える。第１挟持ユニット３１－１、第２挟持ユニット３１－２、第３挟持ユニット３１－３及び第４挟持ユニット３１－４は、ワーク２００が貼着されたエキスパンドシート２０１をワーク２００の外周で挟持する挟持ユニットである。

【0023】

第１挟持ユニット３１－１、第２挟持ユニット３１－２、第３挟持ユニット３１－３及び第４挟持ユニット３１－４は、それぞれエキスパンドシート２０１のワーク２００よりも外周側の位置を挟持する。第１挟持ユニット３１－１、第２挟持ユニット３１－２、第３挟持ユニット３１－３及び第４挟持ユニット３１－４は、互いに構成が略等しいので、同一部分に同一符号を付して説明する。

【0024】

第１挟持ユニット３１－１、第２挟持ユニット３１－２、第３挟持ユニット３１－３及び第４挟持ユニット３１－４は、固定基台２上に設けられた柱状の移動基台３２と、移動基台３２に鉛直方向に移動自在に設けられた一対の挟持部材３３と、一対の挟持部材３３を互いに近づく方向及び互いに離れる方向に移動する部材移動ユニット３４とを備える。一対の挟持部材３３は、互いに鉛直方向に間隔をあけて配置され、部材移動ユニット３４により互いに近づけられて互いの間にエキスパンドシート２０１を挟んで保持する。

【0025】

第１挟持ユニット３１－１の一対の挟持部材３３と第２挟持ユニット３１－２の一対の挟持部材３３とは、第１方向２１１に沿って互いに対向し、互いの間に保持テーブル１０を位置付けている。即ち、第１挟持ユニット３１－１の一対の挟持部材３３と第２挟持ユニット３１－２の一対の挟持部材３３とは、第１方向２１１で保持テーブル１０に保持されるワーク２００を挟んで対向して配設されている。

【0026】

第１挟持ユニット３１－１及び第２挟持ユニット３１－２のそれぞれの一対の挟持部材３３は、第２方向２１２と平行な柱状（実施形態１では、四角柱状）に形成されている。第１挟持ユニット３１－１及び第２挟持ユニット３１－２のそれぞれの一対の挟持部材３３は、互いに対向してエキスパンドシート２０１を挟持する対向面３３１に第１方向２１１と平行な回転軸を中心に回転自在にコロ３３２を複数設けている。第１挟持ユニット３１－１及び第２挟持ユニット３１－２のそれぞれの一対の挟持部材３３は、コロ３３２を第２方向２１２に等間隔に配置している。

【0027】

第３挟持ユニット３１－３の一対の挟持部材３３と第４挟持ユニット３１－４の一対の挟持部材３３とは、第２方向２１２に沿って互いに対向し、互いの間に保持テーブル１０を位置付けている。即ち、第３挟持ユニット３１－３の一対の挟持部材３３と第４挟持ユニット３１－４の一対の挟持部材３３とは、第２方向２１２で保持テーブル１０に保持されるワーク２００を挟んで対向して配設されている。

【0028】

第３挟持ユニット３１－３及び第４挟持ユニット３１－４のそれぞれの一対の挟持部材３３は、第１方向２１１と平行な柱状（実施形態１では、四角柱状）に形成されている。第３挟持ユニット３１－３及び第４挟持ユニット３１－４のそれぞれの一対の挟持部材３３は、互いに対向してエキスパンドシート２０１を挟持する対向面３３１に第２方向２１２と平行な回転軸を中心に回転自在にコロ３３２を複数設けている。第３挟持ユニット３１－３及び第４挟持ユニット３１－４のそれぞれの一対の挟持部材３３は、コロ３３２を第１方向２１１に等間隔に配置している。

【0029】

部材移動ユニット３４は、移動基台３２に設けられている。部材移動ユニット３４は、一対の挟持部材３３を鉛直方向に移動自在とするモータ３５と、モータ３５により軸心回りに回転されるボールねじ３６と、ボールねじ３６に螺合しかつ挟持部材３３とアーム部材３７を介して連結したナット３８とを備える。部材移動ユニット３４は、モータ３５がボールねじ３６を軸心回りに回転させることで、ナット３８、アーム部材３７及び挟持部材３３を鉛直方向に移動させる。

【0030】

部材移動ユニット３４は、モータ３５によりボールねじ３６を軸心回りに回転することで、一対の挟持部材３３を互いに近づく方向に移動させて、一対の挟持部材３３間にエキスパンドシート２０１を挟持する。部材移動ユニット３４は、モータ３５によりボールねじ３６を軸心回りに回転することで、一対の挟持部材３３を互いに離れる方向に移動させて、一対の挟持部材３３間のエキスパンドシート２０１の挟持を解除する。なお、一対の挟持部材３３は、互いの間にエキスパンドシート２０１を挟持すると、上側の挟持部材３３の対向面３３１がエキスパンドシート２０１の粘着面２０１－１に対向し、下側の挟持部材３３の対向面３３１がエキスパンドシート２０１の粘着面２０１－１に対向する。また、部材移動ユニット３４は、モータ３５によりボールねじ３６を軸心回りに回転することで、一対の挟持部材３３を鉛直方向に同方向に移動させることもできる。

【0031】

移動機構４０は、第１方向移動手段である第１方向移動機構４１と、第２方向移動手段である第２方向移動機構４２とを備える。

【0032】

第１方向移動機構４１は、第１挟持ユニット３１－１の移動基台３２と第２挟持ユニット３１－２の移動基台３２を第１方向２１１に沿って移動させることで、第１挟持ユニット３１－１の移動基台３２と第２挟持ユニット３１－２の移動基台３２を第１方向２１１で互いに離反する方向に移動させるものである。第１方向移動機構４１は、第１挟持ユニット３１－１の移動基台３２を第１方向２１１に移動させる第１移動ユニット４３－１と、第２挟持ユニット３１－２の移動基台３２を第１方向２１１に移動させる第２移動ユニット４３－２とを備える。

【0033】

第２方向移動機構４２は、第３挟持ユニット３１－３の移動基台３２と第４挟持ユニット３１－４の移動基台３２を第２方向２１２に沿って移動させることで、第３挟持ユニット３１－３の移動基台３２と第４挟持ユニット３１－４の移動基台３２を第２方向２１２で互いに離反する方向に移動させるものである。第２方向移動機構４２は、第３挟持ユニット３１－３の移動基台３２を第２方向２１２に移動させる第３移動ユニット４３－３と、第４挟持ユニット３１－４の移動基台３２を第２方向２１２に移動させる第４移動ユニット４３－４とを備える。

【0034】

第１移動ユニット４３－１、第２移動ユニット４３－２、第３移動ユニット４３－３及び第４移動ユニット４３－４は、互いに構成が略等しいので、同一部分に同一符号を付して説明する。

【0035】

第１移動ユニット４３－１、第２移動ユニット４３－２、第３移動ユニット４３－３及び第４移動ユニット４３－４は、挟持ユニット３１－１，３１－２，３１－３，３１－４の移動基台３２を第１方向２１１又は第２方向２１２に移動可能とするモータ４４と、モータ４４により軸心回りに回転されて移動基台３２を第１方向２１１又は第２方向２１２に移動させるボールねじ４５とを有する。

【0036】

第１移動ユニット４３－１、第２移動ユニット４３－２、第３移動ユニット４３－３及び第４移動ユニット４３－４は、挟持ユニット３１－１，３１－２，３１－３，３１－４を第１方向２１１又は第２方向２１２に互いに離反する方向に移動させることで、挟持ユニット３１－１，３１－２，３１－３，３１－４が挟持したエキスパンドシート２０１をエキスパンドする。

【0037】

また、エキスパンド装置１は、噴射手段である図４に示す噴射機構５０を備える。噴射機構５０は、各挟持ユニット３１－１，３１－２，３１－３，３１－４でそれぞれ挟持されるエキスパンドシート２０１の被挟持部２０１－３（図７等に示す）に向かって冷却エアー５１（図９等に示す）をそれぞれ噴射するものである。なお、エキスパンドシート２０１の被挟持部２０１－３は、各挟持ユニット３１－１，３１－２，３１－３，３１－４でそれぞれ挟持された際に、挟持部材３３の対向面３３１と鉛直方向に沿って対向する部分である。

【0038】

噴射機構５０は、図４に示すように、各挟持ユニット３１－１，３１－２，３１－３，３１－４の一対の挟持部材３３のうち上側の挟持部材３３に設けられた冷却エアー噴射口５２と、冷却エアー噴射口５２とエアー供給源５３との双方に接続した冷却ユニット５４とを備える。

【0039】

冷却エアー噴射口５２は、各挟持ユニット３１－１，３１－２，３１－３，３１－４の一対の挟持部材３３のうち上側の挟持部材３３内に複数設けられた通路であって、図５に示すように、一端が各挟持ユニット３１－１，３１－２，３１－３，３１－４の一対の挟持部材３３のうち上側の挟持部材３３の対向面３３１に開口している。実施形態１では、冷却エアー噴射口５２の対向面３３１に開口した一端は、コロ３３２よりも保持テーブル１０寄りの対向面３３１の外縁部に複数設けられており、挟持部材３３の長手方向に等間隔に配置されている。実施形態１では、冷却エアー噴射口５２は、他端が挟持部材３３内で一つに連結されて、冷却ユニット５４に接続している。

【0040】

実施形態１では、冷却ユニット５４は、挟持ユニット３１－１，３１－２，３１－３，３１－４と１対１で対応しており、対応する挟持ユニット３１－１，３１－２，３１－３，３１－４の上側の挟持部材３３内に設けられた冷却エアー噴射口５２の他端と接続している。冷却ユニット５４は、開閉弁５５を介してエアー供給源５３に接続している。冷却ユニット５４は、エアー供給源５３から供給されたエアーを冷却して、冷却エアー噴射口５２から冷却エアー５１として噴射させる。実施形態１では、冷却ユニット５４は、ボルテックスチューブであるが、本発明では、ボルテックスチューブに限定されない。

【0041】

実施形態１に係る噴射機構５０は、冷却エアー噴射口５２から冷却エアー５１をエキスパンドシート２０１の被挟持部２０１－３の粘着面２０１－１に向かって噴射して、被挟持部２０１－３の粘着面２０１－１を冷却する。なお、実施形態１において、冷却エアー噴射口５２は、挟持部材３３の鉛直方向と平行な断面において、対向面３３１に近づくのにしたがって徐々にコロ３３２に近づく方向に鉛直方向に対して傾斜している。このために、噴射機構５０は、冷却エアー噴射口５２から冷却エアー５１をエキスパンドシート２０１の被挟持部２０１－３の粘着面２０１－１に向かって噴射でき、エキスパンドシート２０１の被挟持部２０１－３を冷却することができる。挟持部材３３の鉛直方向と平行な断面において、冷却エアー噴射口５２の鉛直方向に対する傾斜角度は、エキスパンドシート２０１の被挟持部２０１－３に向かって冷却エアー５１を噴射することができる適切な角度に設定されている。また、実施形態１では、噴射機構５０がエキスパンドシート２０１の被挟持部２０１－３に向かって噴射する冷却エアー５１の温度は、例えば、－２０℃以上でかつ－数℃以下程度である。

【0042】

実施形態１では、噴射機構５０は、冷却エアー噴射口５２を各挟持ユニット３１－１，３１－２，３１－３，３１－４の挟持部材３３に設けたが、本発明では、少なくても第１挟持ユニット３１－１と第２挟持ユニット３１－２の挟持部材３３に冷却エアー噴射口５２を設ければ良い。即ち、本発明では、噴射機構５０は、少なくとも第１挟持ユニット３１－１と第２挟持ユニット３１－２とでそれぞれ挟持されるエキスパンドシート２０１の被挟持部２０１－３に向かって冷却エアー５１をそれぞれ噴射すれば良い。また、実施形態１では、噴射機構５０は、冷却エアー噴射口５２を各挟持ユニット３１－１，３１－２，３１－３，３１－４の一対の挟持部材３３のうち上側の挟持部材３３に設けたが、本発明では、これに限定されることなく、一対の挟持部材３３それぞれに設けても良い。

【0043】

フレーム搬送ユニットは、挟持機構３０の上方に配置され、下面に環状フレーム２０９を保持する。フレーム搬送ユニットは、昇降ユニットにより鉛直方向に移動自在に設けられているとともに、図示しない水平方向移動ユニットにより水平方向に移動自在に設けられる。フレーム搬送ユニットは、水平方向移動ユニットにより、下面に保持した環状フレーム２０９の開口２１０が保持テーブル１０と同軸となる位置に配置されて、環状フレーム２０９の開口２１０と保持テーブル１０に載置されたエキスパンドシート２０１に貼着したワーク２００とが鉛直方向に対面する位置に環状フレーム２０９を位置付ける。また、フレーム搬送ユニットは、昇降ユニットにより下降されることで、エキスパンドシート２０１に環状フレーム２０９を貼着する。

【0044】

シート切断ユニット９０は、環状フレーム２０９に貼着されたエキスパンドシート２０１を環状フレーム２０９に沿って切断するものである。シート切断ユニット９０は、図１に示すように、エキスパンドシート２０１を切断するカッター９１を備える。シート切断ユニット９０は、エキスパンドシート２０１に環状フレーム２０９が貼着された後に、カッター９１を裏面２０７側からエキスパンドシート２０１の環状フレーム２０９の内縁と外縁との間に切り込ませて、カッター９１を環状フレーム２０９に沿って回転させて、エキスパンドシート２０１の環状フレーム２０９の内縁と外縁との間を切断する。

【0045】

制御ユニット１００は、エキスパンド装置１の各構成要素を制御して、エキスパンド装置１にエキスパンドシート２０１に対するワーク２００の貼着動作、エキスパンドシートのエキスパンド動作及びエキスパンドシート２０１に対する環状フレーム２０９の貼着動作等を実施させるものである。なお、制御ユニット１００は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータである。制御ユニット１００の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、エキスパンド装置１を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介してエキスパンド装置１の各構成要素に出力する。

【0046】

また、制御ユニット１００は、各種の情報や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される表示ユニットと、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる入力ユニットとが接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置とのうち少なくとも一つにより構成される。

【0047】

なお、本発明では、エキスパンド装置１は、上述した構成に加え、ロールに巻かれたエキスパンドシート２０１を保持するシート挟持ユニットと、粘着面２０１－１を上向きにしてシート挟持ユニットからエキスパンドシート２０１を挟持ユニット３１－１，３１－２，３１－３，３１－４に送り出す送り出しユニットと、送り出しユニットにより送り出されたエキスパンドシート２０１を切断する切断ユニットとを備えても良い。

【0048】

次に、本明細書は、実施形態１に係るエキスパンド方法を図面に基づいて説明する。図６は、実施形態１に係るエキスパンド方法の流れを示すフローチャートである。図７は、図６に示されたエキスパンド方法の挟持ステップの第１方向と平行な方向のエキスパンド装置の要部を模式的に示す側面図である。図８は、図６に示されたエキスパンド方法の挟持ステップの第２方向と平行な方向のエキスパンド装置の要部を模式的に示す側面図である。図９は、図７に示されたエキスパンド方法のエキスパンドステップの第１方向と平行な方向のエキスパンド装置の要部を模式的に示す側面図である。図１０は、図７に示されたエキスパンド方法のエキスパンドステップの第２方向と平行な方向のエキスパンド装置の要部を模式的に示す側面図である。図１１は、図７に示されたエキスパンド方法のエキスパンドステップの第１挟持ユニットで挟持されたエキスパンドシートを模式的に示す平面図である。図１２は、比較例のエキスパンド装置がエキスパンドした第１挟持ユニットで保持されたエキスパンドシートを模式的に示す平面図である。

【0049】

実施形態１に係るエキスパンド方法は、前述したエキスパンド装置１のエキスパンドシート２０１のエキスパンド動作でもある。エキスパンド装置１は、オペレータが入力ユニットを操作するなどして入力した加工内容情報を受け付け、オペレータが入力ユニットを操作する等して入力した加工動作の開始指示を受け付けると、エキスパンド動作を開始する。エキスパンド方法は、図６に示すように、挟持ステップ１００１と、エキスパンドステップ１００２と、フレーム貼着ステップ１００３とを備える。

【0050】

（挟持ステップ）
挟持ステップ１００１は、第１方向２１１でワーク２００を挟んで互いに対向する第１挟持ユニット３１－１と第２挟持ユニット３１－２とでエキスパンドシート２０１を挟持し、且つ、第２方向２１２でワークを挟んで互いに対向する第３挟持ユニット３１－３と第４挟持ユニット３１－４とでエキスパンドシート２０１を挟持するステップである。

【0051】

挟持ステップ１００１では、エキスパンド装置１は、図７に示すように、エキスパンドシート２０１を第１挟持ユニット３１－１の一対の挟持部材３３間に挟持し、第２挟持ユニット３１－２の一対の挟持部材３３間に挟持し、図８に示すように、エキスパンドシート２０１を第３挟持ユニット３１－３の一対の挟持部材３３間に挟持し、第４挟持ユニット３１－４の一対の挟持部材３３間に挟持する。なお、挟持ステップ１００１では、各挟持ユニット３１－１，３１－２，３１－３，３１－４が一対の挟持部材３３間にエキスパンドシート２０１を挟持すると、コロ３３２の外周面のうち回転軸と鉛直方向に重なる部分が、エキスパンドシート２０１に接触する。また、挟持ステップ１００１では、エキスパンド装置１は、全ての開閉弁５５を閉じている。

【0052】

挟持ステップ１００１では、エキスパンド装置１は、ワーク搬送ユニットに保持した改質層２０６が形成されたワーク２００の裏面２０７をエキスパンドシート２０１の各挟持ユニット３１－１，３１－２，３１－３，３１－４の挟持部材３３で囲まれた領域に対向させた後、ワーク搬送ユニットを下降させて、図７及び図８に示すように、エキスパンドシート２０１にワーク２００の裏面２０７を貼着する。

【0053】

（エキスパンドステップ）
挟持ステップ１００１を実施した後、第１挟持ユニット３１－１と第２挟持ユニット３１－２とをそれぞれ離反する方向に移動させることでエキスパンドシート２０１を第１方向２１１にエキスパンドするとともに、第３挟持ユニット３１－３と第４挟持ユニット３１－４とをそれぞれ離反する方向に移動させることでエキスパンドシート２０１を第２方向２１２にエキスパンドするステップである。

【0054】

エキスパンドステップ１００２では、図９及び図１０に示すように、エキスパンド装置１は、全ての開閉弁５５を開き、冷却エアー噴射口５２から冷却エアー５１を被挟持部２０１－３に向かって噴射し、エキスパンドシート２０１の被挟持部２０１－３を冷却する。エキスパンドステップ１００２では、各挟持ユニット３１－１，３１－２，３１－３，３１－４の一対の挟持部材３３間にエキスパンドシート２０１を挟持した状態で、エキスパンド装置１は、図９及び図１０中の矢印３００で示すように、移動ユニット４３－１，４３－２，４３－３，４３－４に挟持ユニット３１－１，３１－２，３１－３，３１－４を第１方向２１１又は第２方向２１２に離反する方向に同時に移動させる。

【0055】

すると、エキスパンド装置１は、挟持ユニット３１－１，３１－２，３１－３，３１－４の移動基台３２の移動とともに、第１挟持ユニット３１－１の一対の挟持部材３３と第２挟持ユニット３１－２の一対の挟持部材３３とを第１方向２１１に沿って互いに離反する方向に移動させるとともに、第３挟持ユニット３１－３の一対の挟持部材３３と第４挟持ユニット３１－４の一対の挟持部材３３とを第２方向２１２に沿って互いに離反する方向に移動させて、エキスパンドシート２０１を第１方向２１１と第２方向２１２との双方にエキスパンドする。このように、エキスパンドステップ１００２では、エキスパンド装置１は、第１挟持ユニット３１－１と第２挟持ユニット３１－２と第３挟持ユニット３１－３と第４挟持ユニット３１－４とでそれぞれ挟持されるエキスパンドシート２０１の被挟持部２０１－３に向かって冷却エアー５１を噴射しつつエキスパンドシート２０１をエキスパンドする。

【0056】

また、エキスパンドステップ１００２では、エキスパンド装置１は、冷却エアー噴射口５２から被挟持部２０１－３に向かって冷却エアー５１を噴射するので、エキスパンドシート２０１のワーク２００が貼着された領域を冷却することを抑制して極力常温に維持するとともに、各挟持ユニット３１－１，３１－２，３１－３，３１－４の一対の挟持部材３３で挟持した被挟持部２０１－３を冷却する。エキスパンドシート２０１の被挟持部２０１－３がワーク２００が貼着された領域よりも硬化する。エキスパンドシート２０１のエキスパンドの結果、エキスパンドシート２０１に第１方向２１１と第２方向２１２との双方に沿った引張力が作用する。

【0057】

このようにワーク２００が貼着されたエキスパンドシート２０１に第１方向２１１と第２方向２１２との双方に沿った引張力が作用すると、ワーク２００は、分割予定ライン２０５に沿って改質層２０６が形成されているので、改質層２０６を基点として分割予定ライン２０５に沿って個々のチップ２２０に分割される。なお、実施形態１では、エキスパンドステップ１００２において、第１方向２１１と第２方向２１２とに沿って同時にエキスパンドシート２０１をエキスパンドするが、本発明では、これに限定されることなく、例えば、第１方向２１１と第２方向２１２とのうちいずれか一方に沿ってエキスパンドシート２０１をエキスパンドし、その後、他方に沿ってエキスパンドシート２０１をエキスパンドしても良い。

【0058】

（フレーム貼着ステップ）
フレーム貼着ステップ１００３は、エキスパンドされたエキスパンドシート２０１に環状フレーム２０９を貼着するステップである。フレーム貼着ステップ１００３では、エキスパンド装置１は、開口２１０とエキスパンドシート２０１に貼着されたワーク２００とが対面する位置にフレーム搬送ユニットに保持した環状フレーム２０９を位置付ける。エキスパンド装置１は、フレーム搬送ユニットを下降させて、フレーム搬送ユニットが保持した環状フレーム２０９をエキスパンドシート２０１に貼着する。フレーム貼着ステップ１００３では、エキスパンド装置１は、シート切断ユニット９０のカッター９１にエキスパンドシート２０１の環状フレーム２０９の内縁と外縁との間を環状フレーム２０９に沿って切断させ、エキスパンド装置１のエキスパンド動作即ち実施形態１に係るエキスパンド方法を終了する。

【0059】

以上説明した実施形態１に係るエキスパンド方法及びエキスパンド装置１は、エキスパンドシート２０１をエキスパンドするエキスパンドステップ１００２において、各挟持ユニット３１－１，３１－２，３１－３，３１－４の一対の挟持部材３３間に挟持するエキスパンドシート２０１の被挟持部２０１－３に向かって冷却エアー５１を噴射する。このために、エキスパンドステップ１００２においてエキスパンドされるエキスパンドシート２０１の被挟持部２０１－３が硬化してエキスパンドされにくくなる。

【0060】

このために、エキスパンド方法及びエキスパンド装置１は、エキスパンドステップ１００２において、エキスパンドシート２０１のワーク２００が貼着された領域を被挟持部２０１－３よりもエキスパンドすることとなるため、図１１に示すように、各挟持ユニット３１－１，３１－２，３１－３，３１－４の挟持部材３３の近傍ではエキスパンドシート２０１の全体をエキスパンドすることとなる。なお、冷却エアー５１を被挟持部２０１－３に向かって噴射することなくエキスパンドシート２０１をエキスパンドする比較例では、図１２に示すように、エキスパンドシート２０１のコロ４００の回転軸の近傍が延ばされて、エキスパンドシート２０１のコロ４００の回転軸から離れた箇所が延ばされない。その結果、実施形態１に係るエキスパンド方法及びエキスパンド装置１は、比較例では特に各挟持ユニット３１－１，３１－２，３１－３，３１－４で挟持されたエキスパンドシート２０１の被挟持部２０１－３が局所的に引き伸ばされてしまうのに対し、図１１に示すように、エキスパンドシート２０１の被挟持部２０１－３が局所的に引き伸ばされてしまう問題を改善でき、エキスパンドシート２０１が裂けてしまうことを抑制することができるという効果を奏する。

【0061】

また、実施形態１に係るエキスパンド方法及びエキスパンド装置１は、冷却エアー噴射口５２がエキスパンドシート２０１の被挟持部２０１－３の粘着面２０１－１に向かって冷却エアー５１を噴射するので、被挟持部２０１－３では、基材層よりも伸縮し易い粘着層を特に硬化でき、エキスパンドシート２０１の被挟持部２０１－３が局所的に引き伸ばされてしまうことを抑制することができる。

【0062】

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係るエキスパンド装置を図面に基づいて説明する。図１３は、実施形態２に係るエキスパンド装置の挟持ユニットの上側の挟持部材を下方からみた斜視図である。図１４は、実施形態２に係るエキスパンド装置のエキスパンドシートを挟持した挟持ユニット等を示す断面図である。図１３及び図１４は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

【0063】

実施形態２に係るエキスパンド装置１は、図１３及び図１４に示すように、各挟持ユニット３１－１，３１－２，３１－３，３１－４の挟持部材３３が、対向面３３１にコロ３３２を複数設けることなく、対向面３３１に挟持部材３３と平行な溝３３３を複数設けていること以外、実施形態１と同じである。また、実施形態２に係るエキスパンド装置１は、図１３及び図１４に示すように、噴射機構５０の冷却エアー噴射口５２が対向面３３１の複数の溝３３３よりワーク２００寄りの外縁部に設けられている。

【0064】

なお、実施形態２では、上側の挟持部材３３と下側の挟持部材３３との双方の対向面３３１に溝３３３を複数設けたが、本発明では、下側の挟持部材３３の対向面３３１に溝３３３を設けなくても良い。本発明では、各挟持ユニット３１－１，３１－２，３１－３，３１－４の一対の挟持部材３３のうち少なくとも上側の挟持部材３３の対向面３３１に溝３３３を設けるので、上側の挟持部材３３の粘着面２０１－１との接触面積を抑制して、上側の挟持部材３３が粘着面２０１－１に貼り付いてしまうことを抑制することができる。

【0065】

実施形態１に係るエキスパンド装置１は、エキスパンドステップ１００２において、各挟持ユニット３１－１，３１－２，３１－３，３１－４の一対の挟持部材３３間に挟持するエキスパンドシート２０１の被挟持部２０１－３に向かって冷却エアー５１を噴射するために、エキスパンドシート２０１の被挟持部２０１－３が局所的に引き伸ばされてしまう問題を改善でき、実施形態１と同様に、エキスパンドシート２０１が裂けてしまうことを抑制することができるという効果を奏する。

【0066】

なお、本発明は、上記実施形態等に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば本発明では、第１挟持ユニット３１－１及び第２挟持ユニット３１－２それぞれの一対の挟持部材３３が実施形態１と同様にコロ３３２を複数設け、第３挟持ユニット３１－３及び第４挟持ユニット３１－４それぞれの一対の挟持部材３３が実施形態２と同様にコロ３３２を複数設けることなく対向面３３１に溝３３３を複数設けても良い。

【符号の説明】

【0067】

１ エキスパンド装置
３０ 挟持機構
３１－１ 第１挟持ユニット
３１－２ 第２挟持ユニット
３１－３ 第３挟持ユニット
３１－４ 第４挟持ユニット
４０ 移動機構
４１ 第１方向移動機構（第１方向移動手段）
４２ 第２方向移動機構（第２方向移動手段）
５０ 噴射機構（噴射手段）
５１ 冷却エアー
２００ ワーク
２０１ エキスパンドシート（シート）
２０１－３ 被挟持部
２１１ 第１方向
２１２ 第２方向
１００１ 挟持ステップ
１００２ エキスパンドステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】