特許 7599086 ワーク分割装置及びワーク分割方法

(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】2024-12-05

(45)【発行日】2024-12-13

(54)【発明の名称】ワーク分割装置及びワーク分割方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20241206BHJP

【ＦＩ】

H01L21/78 X

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2023003080

(22)【出願日】2023-01-12

(62)【分割の表示】P 2021118776の分割

【原出願日】2017-10-24

(65)【公開番号】P2023029601

(43)【公開日】2023-03-03

【審査請求日】2023-02-08

(31)【優先権主張番号】P 2016212089

(32)【優先日】2016-10-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000151494

【氏名又は名称】株式会社東京精密

(74)【代理人】

【識別番号】100140992

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲政

(74)【代理人】

【識別番号】100170069

【弁理士】

【氏名又は名称】大原 一樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128635

【弁理士】

【氏名又は名称】松村 潔

(74)【代理人】

【識別番号】100083116

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲三

(72)【発明者】

【氏名】清水 翼

【審査官】境 周一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－０９２９９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０６３０１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０５４８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１４６７２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２２８３９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークの外径よりも大きい内径を有するリング状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であって、
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、前記リング状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リング状に形成され、前記ダイシングテープの裏面を押圧して前記ダイシングテープを拡張させる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、前記リング状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、前記エキスパンドリングによる前記ダイシングテープの拡張の際に前記ダイシングテープが当接される拡張規制リングと、
を備え、
前記ダイシングテープのうち、前記ワークが貼付される領域よりも外側であって前記拡張規制リングの当接位置よりも内側の領域の幅寸法は、前記分割予定ラインの本数又は前記チップのサイズに応じて設定される、ワーク分割装置。

【請求項2】

前記拡張規制リングは、前記ダイシングテープの当接位置に、前記ダイシングテープの滑り防止のための表面加工が施されている、請求項１に記載のワーク分割装置。

【請求項3】

ワークの外径よりも大きい内径を有するリング状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であって、
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、前記リング状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リング状に形成され、前記ダイシングテープの裏面を押圧して前記ダイシングテープを拡張させる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、前記リング状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、前記エキスパンドリングによる前記ダイシングテープの拡張の際に前記ダイシングテープが当接される拡張規制リングと、
を備え、
前記拡張規制リングは、前記ダイシングテープの当接位置に、前記ダイシングテープの滑り防止のための表面加工が施されている、ワーク分割装置。

【請求項4】

前記拡張規制リングは、前記エキスパンドリングによる前記ダイシングテープの拡張の際に、前記ダイシングテープに当接するテープ位置規制部を有し、
前記テープ位置規制部は、前記リング状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、又は前記同一面よりも前記エキスパンドリングが配置される側に配置される、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。

【請求項5】

前記拡張規制リングは、前記リング状フレームに固定されるフレーム固定部と、前記拡張規制リングの前記開口部の周縁部に沿って前記ダイシングテープに向けて突出した凸条部と、を備え、
前記テープ位置規制部は、前記凸条部の先端部によって構成される、請求項４に記載のワーク分割装置。

【請求項6】

前記拡張規制リングには、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フレーム固定部であって、前記リング状フレームに当接して前記リング状フレームを固定するフレーム固定部が備えられる、請求項１から５のいずれか１項に記載のワーク分割装置。

【請求項7】

前記拡張規制リングは、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フレーム固定部材であって、前記拡張規制リングを介して前記リング状フレームを固定するフレーム固定部材に着脱自在に固定される、請求項１から５のいずれか１項に記載のワーク分割装置。

【請求項8】

前記拡張規制リングは、前記ダイシングテープの当接位置に、前記ダイシングテープの破れ防止のための面取り加工が施されている、請求項１から７のいずれか１項に記載のワーク分割装置。

【請求項9】

ワークの外径よりも大きい内径を有するリング状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であって、
前記ダイシングテープを押圧して前記ダイシングテープを拡張することにより前記ダイシングテープに張力を発生させる拡張工程と、
前記ダイシングテープの拡張の際に前記ダイシングテープのうち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、
前記外周側領域を除く前記ダイシングテープの拡張を継続して前記ワークを個々のチップに分割する分割工程と、
前記拡張規制工程は、前記リング状フレームの内径よりも小さく、前記ワークの外径よりも大きい開口部を有する拡張規制リングを前記ダイシングテープに当接させることを含み、
前記ダイシングテープのうち、前記ワークが貼付される領域よりも外側であって前記拡張規制リングの当接位置よりも内側の領域の幅寸法は、前記分割予定ラインの本数又は前記チップのサイズに応じて設定される、ワーク分割方法。

【請求項10】

前記拡張規制リングは、前記ダイシングテープの当接位置に、前記ダイシングテープの滑り防止のための表面加工が施されている、請求項９に記載のワーク分割方法。

【請求項11】

ワークの外径よりも大きい内径を有するリング状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であって、
前記ダイシングテープを押圧して前記ダイシングテープを拡張することにより前記ダイシングテープに張力を発生させる拡張工程と、
前記ダイシングテープの拡張の際に前記ダイシングテープのうち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、
前記外周側領域を除く前記ダイシングテープの拡張を継続して前記ワークを個々のチップに分割する分割工程と、
前記拡張規制工程は、前記リング状フレームの内径よりも小さく、前記ワークの外径よりも大きい開口部を有する拡張規制リングを前記ダイシングテープに当接させることを含み、
前記拡張規制リングは、前記ダイシングテープの当接位置に、前記ダイシングテープの滑り防止のための表面加工が施されている、ワーク分割方法。

【請求項12】

前記拡張規制リングは、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フレーム固定部材であって、前記拡張規制リングを介して前記リング状フレームを固定するフレーム固定部材に着脱自在に固定される、請求項９から１１のいずれか１項に記載のワーク分割方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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）。

【0003】

図２２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２２（Ａ）はウェーハユニット２の斜視図、図２２（Ｂ）はウェーハユニット２の断面図である。

【0004】

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。

【0005】

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。

【0006】

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。

【0007】

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。

【0008】

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。

【0009】

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に固定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。

【0010】

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大き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大きくしなければならない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【文献】特開２０１６－１４９５８１号公報

【文献】特開２０１６－１２５８５号公報

【文献】特開２０１２－２０４７４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

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(Semiconductor Equipment and Materials International standards)（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２３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２４（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。

【0013】

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。

【0014】

図２５（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２５（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２５（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大きくなると、大きくな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２５（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２５（Ｄ）～（Ｅ））。

【0015】

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の本数が増大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２６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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【課題を解決するための手段】

【0020】

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、リング状フレームを固定するフレーム固定部材と、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、リング状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リング状に形成され、ダイシングテープの裏面を押圧してダイシングテープを拡張することによりダイシングテープに張力を発生させ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、リング状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、エキスパンドリングによるダイシングテープの拡張の際にダイシングテープが当接される拡張規制リングと、を備える。

【0021】

本発明のワーク分割装置によれば、エキスパンドリングによってダイシングテープの拡張を開始すると、ダイシングテープの拡張の際にダイシングテープが拡張規制リングに当接する。このとき、ダイシングテープは、拡張規制リングに当接した当接部を境界として、外周側に位置する外周側領域と、内周側に位置する内周側領域とに分けられる。そして、ダイシングテープが拡張規制リングに当接した以降のエキスパンドリングによる拡張動作では、外周側領域の拡張が拡張規制リングによって規制され、内周側領域のみが拡張されていく。つまり、ダイシングテープのバネ定数よりも大きくなった内周側領域のバネ定数の張力がワークに付与される。これにより、ワークに付与される張力が増大するので、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。

【0022】

本発明の一形態は、拡張規制リングは、エキスパンドリングによるダイシングテープの拡張の際に、ダイシングテープに当接するテープ位置規制部を有し、テープ位置規制部は、リング状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、又は同一面よりもエキスパンドリングが配置される側に配置されることが好ましい。

【0023】

本発明の一形態は、拡張規制リングは、リング状フレームに固定されるフレーム固定部と、拡張規制リングの開口部の周縁部に沿ってダイシングテープに向けて突出した凸条部と、を備え、テープ位置規制部は、凸条部の先端部によって構成されることが好ましい。

【0024】

本発明の一態様は、拡張規制リングには、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フレーム固定部であって、リング状フレームに当接してリング状フレームを固定するフレーム固定部が備えられることが好ましい。

【0025】

本発明の一態様によれば、拡張規制リングがリング状フレームを固定する機能も具備しているので、ワーク分割装置の部品点数を削減することができ、また、拡張規制リングをワーク分割装置に組み付ける作業でフレームをフレーム固定部によって固定することができる。

【0026】

本発明の一態様は、拡張規制リングは、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フレーム固定部材であって、拡張規制リングを介してリング状フレームを固定するフレーム固定部材に着脱自在に固定されることが好ましい。

【0027】

本発明の一態様によれば、チップサイズが小チップの場合には、拡張規制リングをフレーム固定部材に組み付けることができ、チップサイズが大チップの場合には、拡張規制リングをフレーム固定部材から取り外すことができる。つまり、拡張規制リングを備えていない既存のワーク分割装置であっても、そのワーク分割装置のフレーム固定部材に拡張規制リングを取り付けることで、チップサイズが小チップのワークを分割処理することができる。

【0028】

本発明の一態様は、拡張規制リングの開口部は円形に形成されることが好ましい。

【0029】

本発明の一態様によれば、互いに交差するＸ方向とＹ方向において、例えば、Ｘ方向とＹ方向の寸法が同一である正方形のチップに分割されるワークのように、Ｘ方向とＹ方向における分割予定ラインの本数（密度）が等しいワークの場合には、円形の開口部を有する拡張規制リングを使用することが好ましい。同様に、Ｘ方向のバネ定数とＹ方向のバネ定数とが同一であるダイシングテープに貼付されたワークの場合には、円形の開口部を有する拡張規制リングを使用することが好ましい。これにより、拡張される内周側領域からワークの周縁部に均等な張力を付与することができるので、このようなワークに対して好適な分割能力を実現できる。

【0030】

本発明の一態様は、拡張規制リングの開口部は楕円形に形成されることが好ましい。

【0031】

本発明の一態様によれば、互いに直交するＸ方向とＹ方向において、例えば、Ｘ方向とＹ方向の寸法が異なる長方形のチップに分割されるワークのように、Ｘ方向とＹ方向において分割予定ラインの本数（密度）が異なるワークの場合には、楕円形の開口部を有する拡張規制リングを使用することが好ましい。

【0032】

この場合、楕円の短径の方向を、分割予定ラインの密度が高い方向（チップの短辺に沿った方向、チップの密度の高い方向）と平行に合わせ、楕円の長径の方向を、分割予定ラインの密度が低い方向（チップの長辺に沿った方向、チップの密度の低い方向）と平行に合わせる。これにより、分割予定ラインの密度が高い方向に位置する内周側領域は、バネ定数が大きくなるので、本数の多い分割予定ラインを分割するための好適な張力をワークに付与することができる。一方、分割予定ラインの密度が低い方向に位置する環状部領域は、バネ定数が小さいが、本数の少ない分割予定ラインを分割するための好適な張力をワークに付与することができる。よって、このようなワークに対して好適な分割能力を実現することができる。

【0033】

また、Ｘ方向のバネ定数とＹ方向のバネ定数とが異なる異方性のあるダイシングテープに貼付されたワークの場合にも、楕円形の拡張規制リングを使用することが好ましい。

【0034】

この場合、楕円の短径の方向をバネ定数が小さい方向と平行に合わせ、楕円の長径の方向を、バネ定数が大きい方向と平行に合わせる。これにより、内周側領域の拡張時には、バネ定数の小さい方向と平行な方向に位置する内周側領域のバネ定数が高くなって、楕円の長径の方向と平行な方向に位置する内周側領域のバネ定数に近づくので、内周側領域からワークに略均等な張力を付与することができる。よって、Ｘ方向のバネ定数とＹ方向のバネ定数とが異なる異方性のあるダイシングテープにマウントされたワークに対して、好適な分割能力を実現することができる。

【0035】

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、ダイシングテープを押圧してダイシングテープを拡張することによりダイシングテープに張力を発生させる拡張工程と、ダイシングテープの拡張の際にダイシングテープのうち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、外周側領域を除くダイシングテープの拡張を継続してワークを個々のチップに分割する分割工程と、を備える。

【0036】

本発明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することができる。

【発明の効果】

【0037】

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。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】第１実施形態のワーク分割装置の要部構造図

【図2】図１に示したワーク分割装置の要部拡大斜視図

【図3】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断面図

【図4】拡張途中の環状部領域の拡大断面図

【図5】ウェーハ分割方法のフローチャート

【図6】第２実施形態のワーク分割装置の要部構造図

【図7】図６に示したワーク分割装置の要部拡大斜視図

【図8】拡張途中の環状部領域の拡大断面図

【図9】円形の拡張規制用開口部を有する拡張規制リングとウェーハユニットとを重ねた平面図

【図10】楕円形の拡張規制用開口部を有する拡張規制リングとウェーハユニットとを重ねた平面図

【図11】拡張規制リングを使用しないときと使用したときの環状部領域及び内周側領域の拡張率を示したグラフ

【図12】拡張規制リングを使用しないときと使用したときのチップの分割率を示したグラフ

【図13】第３実施形態に係るワーク分割装置の要部断面図

【図14】図１３に示したワーク分割装置の要部拡大断面図

【図15】第４実施形態に係るワーク分割装置の要部断面図

【図16】図１５に示したワーク分割装置の要部拡大断面図

【図17】図６に示した拡張規制リングの第１変形例を示した説明図

【図18】図６に示した拡張規制リングの第２変形例を示した説明図

【図19】突き上げ量に対する拡張率の変化を算出したグラフ

【図20】拡張分割工程時の動作を示した概略図

【図21】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

【図22】ウェーハが貼付されたウェーハユニットの説明図

【図23】ウェーハユニットの縦断面図

【図24】ワーク分割装置の要部側面図

【図25】ワーク分割装置の動作図

【図26】ウェーハが分割されたウェーハユニットの縦断面図

【発明を実施するための形態】

【0039】

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。

【0040】

〔第１実施形態のワーク分割装置１０Ａ〕
図１は、第１実施形態に係るワーク分割装置１０Ａの要部縦断面図であり、図２は、ワーク分割装置１０Ａの要部拡大斜視図である。なお、ワーク分割装置１０Ａ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２３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。

【0041】

ワーク分割装置１０Ａ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、互いに交差する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。

【0042】

ウェーハ１は図１、図２の如く、フレーム４に外周部が固定されたダイシングテープ３の中央部に貼付される。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。

【0043】

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。

【0044】

ワーク分割装置１０Ａは、フレーム４を固定するフレーム固定部１２を備えた拡張規制リング１６と、ダイシングテープ３の環状部領域３Ｂに下方側から当接されるエキスパンドリング１４と、を備える。

【0045】

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）よりも小さく、かつウェーハ１の外径（３００ｍｍ）よりも大きい拡張用開口部１４Ａを有するリング状に形成される。この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の裏面を押圧して環状部領域３Ｂを拡張する。すなわち、エキスパンドリング１４は、環状部領域３Ｂに対してダイシングテープ３の矢印Ａで示す面内方向と交差するＢ方向に上昇移動される。これによって、環状部領域３Ｂがエキスパンドリング１４に突き上げられて放射状に拡張される。なお、エキスパンドリング１４を固定して、ウェーハユニット２を矢印Ｃ方向に下降移動させることにより、環状部領域３Ｂをエキスパンドリング１４によって拡張してもよい。

【0046】

拡張規制リング１６は、拡張規制部１７とフレーム固定部１２とから構成される。フレーム固定部１２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１２Ａにフレーム４が固定される。拡張規制部１７は、フレーム固定部１２からフレーム４よりも拡張規制リング１６の中心に向けて延設される。ダイシングテープ３の環状部領域３Ｂは、エキスパンドリング１４による拡張の際に、拡張規制部１７に当接される。なお、フレーム固定部１２と拡張規制部１７との境界を、図１、図２では符号Ｄで示している。

【0047】

拡張規制部１７は、フレーム４の内径（３５０ｍｍ）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）１６Ａを有するリング状に形成される。

【0048】

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の縦断面図である。図４は、拡張途中の環状部領域３Ｂの拡大断面図である。

【0049】

図３、図４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、環状部領域３Ｂが拡張規制部１７に当接される。具体的には、拡張規制部１７の内縁部１６Ｂに環状部領域３Ｂが当接される。

【0050】

実施形態では、図１の如く、拡張規制用開口部１６Ａの径が３３８ｍｍに設定されている。これにより、拡張規制部１７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、環状部領域３Ｂのうち外周側領域３Ｅを除く内周側領域３Ｆの幅寸法が１９ｍｍに設定される。

【0051】

ここで、環状部領域３Ｂのうち拡張規制部１７によって拡張が規制されない内周側領域３Ｆが、ウェーハ１の分割に実質的に寄与する領域となる。すなわち、内周側領域３Ｆの幅寸法を小さくするに従って、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に付与する張力を増大することができる。よって、内周側領域３Ｆの幅寸法は、分割予定ライン５の本数及びチップ６のサイズに応じて設定することが好ましい。

【0052】

以下、図５のフローチャートに従って、ワーク分割装置１０Ａによるワーク分割方法を説明する。

【0053】

まず、図５のステップＳ１００において、図１の如く、ウェーハユニット２のフレーム４を、拡張規制リング１６のフレーム固定部１２によって固定する（固定工程）。

【0054】

次に、図５のステップＳ１１０において、エキスパンドリング１４を図１の位置から矢印Ｂ方向に上昇移動させ、環状部領域３Ｂの全領域の拡張を開始する（拡張工程）。

【0055】

次に、図５のステップＳ１２０において、エキスパンドリング１４の上昇移動量が、フレーム４の厚さを超えると、環状部領域３Ｂが拡張規制部１７に当接する。このとき、図４の如く環状部領域３Ｂは、拡張規制部１７の内縁部１６Ｂに当接した当接部３Ｄを境界として、外周側に位置する外周側領域３Ｅと、内周側に位置する内周側領域３Ｆとに分けられる。そして、環状部領域３Ｂのうち、外周側領域３Ｅの拡張が拡張規制部１７によって規制される（拡張規制工程）。

【0056】

次に、図５のステップＳ１３０において、エキスパンドリング１４の上昇移動を続行し、環状部領域３Ｂのうち、外周側領域３Ｅを除く内周側領域３Ｆの拡張を継続して行うことにより、ウェーハ１を個々のチップ６に分割する（分割工程）。この後、エキスパンドリング１４の上昇移動を停止する。

【0057】

分割工程（Ｓ１３０）において、環状部領域３Ｂが拡張規制部１７の内縁部１６Ｂに当接した以降のエキスパンドリング１４による拡張動作では、外周側領域３Ｅの拡張が拡張規制部１７によって規制され、内周側領域３Ｆのみが拡張されていく。つまり、環状部領域３Ｂのバネ定数よりも大きくなった内周側領域３Ｆのバネ定数の張力がウェーハ１に付与される。

【0058】

具体的に説明すると、ウェーハ１の分割に寄与する環状部領域３Ｂ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）に短くなるので、バネ定数はそれに反比例して増大する。これにより、内周側領域３Ｆのみを拡張しても、内周側領域３Ｆのバネ定数は環状部領域３Ｂのバネ定数よりも大きいので、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、ワーク分割装置１０Ａによれば、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。

【0059】

なお、環状部領域３Ｂの粘着層に線接触される拡張規制部１７の内縁部１６Ｂ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。これにより、内縁部１６Ｂと環状部領域３Ｂとの間の摩擦力によって、内縁部１６Ｂ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、内縁部１６Ｂには、一例としてＣ０．２（０．２ｍｍ Ｃｈａｍｆｅｒ）の面取り加工が行われている。これにより、環状部領域３Ｂから拡張力を受けた際に、その反力で環状部領域３Ｂが破れることを防止することができる。

【0060】

また、ワーク分割装置１０Ａの拡張規制リング１６は、フレーム固定部１２を備えることで、フレーム４を固定する機能も具備しているので、ワーク分割装置１０Ａの部品点数を削減することができ、また、拡張規制リング１６をワーク分割装置１０Ａに組み付ける作業でフレーム４をフレーム固定部１２によって固定することができる。

【0061】

また、ワーク分割装置１０Ａのエキスパンドリング１４は、フレーム固定部１２に固定されたウェーハユニット２のウェーハ１を包囲する拡張用開口部１４Ａを有するリング状に構成されている。また、拡張規制部１７は、リング状のエキスパンドリング１４を包囲する拡張規制用開口部１６Ａを備えている。これにより、ワーク分割装置１０Ａによれば、リング状のエキスパンドリング１４によって環状部領域３Ｂが全領域において均等に拡張されていき、そして、拡張規制部１７の拡張規制用開口部１６Ａの内縁部１６Ｂに、環状部領域３Ｂが均等に線接触する。これにより、外周側領域３Ｅの拡張を確実に規制することができる。

【0062】

〔第２実施形態のワーク分割装置１０Ｂ〕
図６は、第２実施形態に係るワーク分割装置１０Ｂの要部縦断面図であり、図７は、ワーク分割装置１０Ｂの要部拡大斜視図である。なお、ワーク分割装置１０Ｂによって処理されるウェーハユニットについても、図２３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。また、図１、図２に示したワーク分割装置１０Ａと同一又は類似の部材については同一の符号を付して説明する。

【0063】

第１実施形態のワーク分割装置１０Ａに対する、第２実施形態のワーク分割装置１０Ｂの相違点は、フレーム固定部材７（図２４参照：既存のフレーム固定部材）と拡張規制リング１８とを別々に構成し、フレーム固定部材７に対して拡張規制リング１８を着脱自在に設けた点にある。フレーム固定部材７に対する拡張規制リング１８の着脱構造は、特に限定されるものでないが、一例としてボルトを使用した締結構造でもよく、クランプ機構によるクランプ構造でもよい。

【0064】

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７の如く、フレーム固定部材７の形状はリング状であるが、その形状は特に限定されるものではなく、拡張規制リング１８が着脱自在に取り付け可能な形状であればよい。

【0065】

拡張規制リング１８は、フレーム４の内径（３５０ｍｍ）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）１８Ａを備える。この拡張規制用開口部１８Ａの径も３３８ｍｍである。

【0066】

図８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の縦断面図である。

【0067】

図８の如く、環状部領域３Ｂは、エキスパンドリング１４による拡張の際に、拡張規制リング１８の内縁部１８Ｂに当接される。これにより、環状部領域３Ｂのうち、内縁部１８Ｂに当接される当接部３Ｄとフレーム４の内縁部との間の外周側領域３Ｅの拡張が、拡張規制リング１８によって規制される。

【0068】

次に、ワーク分割装置１０Ｂによるワーク分割方法を説明するが、ワーク分割装置１０Ａによるワーク分割方法と略同一である。

【0069】

まず、図６の如く、ウェーハユニット２のフレーム４をフレーム固定部材７に、拡張規制リング１８を介して固定する（固定工程）。

【0070】

次に、エキスパンドリング１４を図６の位置から矢印Ｂ方向に上昇移動させ、環状部領域３Ｂの全領域の拡張を開始する（拡張工程）。

【0071】

次に、エキスパンドリング１４の上昇移動量が、フレーム４の厚さを超えると、環状部領域３Ｂが拡張規制リング１８の内縁部１８Ｂに当接し、環状部領域３Ｂのうち、外周側に位置する外周側領域３Ｅの拡張を規制する（拡張規制工程）。このとき、図８の如く環状部領域３Ｂは、内縁部１８Ｂに当接した当接部３Ｄを境界として、外周側に位置する外周側領域３Ｅと、内周側に位置する内周側領域３Ｆとに分けられる。

【0072】

次に、エキスパンドリング１４の上昇移動を続行し、環状部領域３Ｂのうち、外周側領域３Ｅを除く内周側領域３Ｆの拡張を継続して行うことにより、ウェーハ１を個々のチップ６に分割する（分割工程）。この後、エキスパンドリング１４の上昇移動を停止する。

【0073】

分割工程において、環状部領域３Ｂが拡張規制リング１８の内縁部１８Ｂに当接した以降のエキスパンドリング１４による拡張動作では、外周側領域３Ｅの拡張が拡張規制リング１８によって規制され、内周側領域３Ｆのみが拡張されていく。つまり、環状部領域３Ｂのバネ定数よりも大きくなった内周側領域３Ｆのバネ定数の張力がウェーハ１に付与される。これにより、ワーク分割装置１０Ｂによれば、ワーク分割装置１０Ａと同様に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。

【0074】

また、エキスパンドリング１４による環状部領域３Ｂの拡張時において、拡張規制リング１８は、フレーム固定部材７とフレーム４に挟持された状態で外周側領域３Ｅの拡張を規制する。すなわち、フレーム固定部材７の内径（例えば３６１ｍｍ）が、フレーム４の内径である３５０ｍｍよりも大きい場合であっても、拡張規制用開口部１８Ａの径が３３８ｍｍの拡張規制リング１８を別途設けることにより、フレーム固定部材７の内径が３５０ｍｍ未満であるのと同等の効果を得ることができる。つまり、第１実施形態の拡張規制リング１６（図１、図２参照）と同等の効果を得ることができる。

【0075】

また、ワーク分割装置１０Ｂでは、拡張規制用開口部１８Ａの径（内径）が異なる複数の拡張規制リング１８を予め揃えておくことが好ましい。これにより、予め加工条件として指定された内径の拡張規制リング１８を選択して使用することができる。また、拡張規制リング１８を備えていない既存（出荷済み）のワーク分割装置に拡張規制リング１８を後付けすることができるので、既存のワーク分割装置を使用して、大きなチップから小さなチップまで処理することができるようになる。また、チップサイズが大チップの場合には、拡張規制リング１８を既存のワーク分割装置から取り外すこともできる。なお、拡張規制用開口部１８Ａの径（内径）としては、３３８ｍｍの他、例えば３４６ｍｍ、３４２ｍｍ、３３４ｍｍを例示することができる。

【0076】

ところで、ウェーハ１に形成される分割予定ライン５の本数が多くなるに従って、ウェーハ１の分割に要する力を大きくしなければならないことは説明したが、ウェーハによっては、互いに交差するＸ方向及びＹ方向において、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の本数とが同数のもの（図９参照）、又は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の本数とが異なるもの（図１０参照）がある。

【0077】

図９は、円形の拡張規制用開口部２０Ａを有する拡張規制リング２０とウェーハユニット２とを重ねた平面図である。図９に示すウェーハ２２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の本数とが同数で、それらの間隔が等しいウェーハであり、分割されるチップ２４の形状が、Ｘ方向とＹ方向の寸法が同一である正方形のものである。すなわち、図９に示すウェーハ２２は、Ｘ方向とＹ方向において分割予定ライン５の密度が等しいウェーハである。このようなウェーハ２２を円滑に分割する場合には、拡張規制用開口部２０Ａが円形の拡張規制リング２０を使用することが好ましい。つまり、ウェーハ２２と拡張規制用開口部２０Ａとは円形であり、ウェーハ２２の外縁部と拡張規制用開口部２０Ａの内縁部とで囲まれる平面視ドーナツ形状の内周側領域３Ｆは、周方向のどの位置において同一の幅寸法ｅを有する。

【0078】

これにより、拡張される内周側領域３Ｆからウェーハ２２の周縁部に均等な張力を付与することができる。すなわち、円形の拡張規制用開口部２０Ａを有する拡張規制リング２０を使用することにより、Ｘ方向とＹ方向において分割予定ライン５の密度が等しいウェーハ２２を分割するために好適な張力をウェーハ２２に付与することができる。なお、Ｘ方向とＹ方向において分割予定ライン５の密度が等しいことと、Ｘ方向とＹ方向においてチップ６の密度が等しいことは等価である。

【0079】

図１０は、楕円形の拡張規制用開口部２６Ａを有する拡張規制リング２６とウェーハユニット２とを重ねた平面図である。図１０に示すウェーハ２８は、Ｘ方向と平行な分割予定ライン５の本数よりも、Ｙ方向と平行な分割予定ライン５の本数が多いウェーハであって、分割されるチップ３０の形状が、Ｘ方向の寸法が短くＹ方向の寸法が長い長方形のものである。すなわち、図１０に示すウェーハ２８は、Ｘ方向とＹ方向において分割予定ライン５の密度（チップ６の密度）が異なるウェーハである。このようなウェーハ２８を円滑に分割する場合には、拡張規制用開口部２６Ａが楕円形の拡張規制リング２６を使用することが好ましい。

【0080】

この場合、拡張規制用開口部２６Ａの楕円の短径ａの方向を、分割予定ライン５の密度の高いＸ方向（チップ３０の密度が高い方向、チップ３０の短辺に平行な方向）と平行に合わせ、楕円の長径ｂの方向を、分割予定ライン５の密度の低いＹ方向（チップ３０の密度の低い方向、チップ３０の長辺に平行な方向）と平行に合わせる。

【0081】

これにより、分割予定ライン５の密度の高いＸ方向と平行な方向に位置する内周側領域３ＦＡは、幅寸法が小さくなってバネ定数が高くなるので、密度の高いＸ方向の分割予定ライン５を分割するための好適な張力をウェーハ２８に付与することができる。一方、分割予定ライン５の密度の低いＹ方向と平行な方向に位置する内周側領域３ＦＢは、幅寸法は小さくならずバネ定数は小さいが、密度の低いＹ方向の分割予定ライン５を分割するための好適な張力をウェーハ２８に付与することができる。よって、Ｘ方向とＹ方向において分割予定ライン５の密度が異なるウェーハ２８に対して好適な分割能力を実現することができる。

【0082】

また、ダイシングテープ３には、Ｘ方向のバネ定数とＹ方向のバネ定数とが等しいもの、又はテープの生成方向に起因してＸ方向のバネ定数とＹ方向のバネ定数とに差が生じ、Ｘ方向とＹ方向の伸び方に違いがあるものがある。原則的には、テープの生成方向に対して平行な方向が伸び易く、交差する方向が伸び難い傾向にある。

【0083】

このようなダイシングテープ３の伸び特性に着目し、Ｘ方向のバネ定数とＹ方向のバネ定数とが等しいダイシングテープ３の場合には、図９に示したような拡張規制用開口部２０Ａが円形の拡張規制リング２０を使用することが好ましい。これにより、拡張時における内周側領域のＸ方向の伸び量とＹ方向の伸び量とが等しくなるので、内周側領域３Ｆからウェーハに均等な張力を付与することができる。

【0084】

一方、Ｘ方向のバネ定数とＹ方向のバネ定数とが異なる異方性のあるダイシングテープ３の場合には、図１０に示したような楕円形の拡張規制用開口部２６Ａを有する拡張規制リング２６を使用することが好ましい。

【0085】

この場合、楕円の短径ａの方向をバネ定数が小さいＸ方向と平行に合わせ、楕円の長径ｂの方向を、バネ定数が大きいＹ方向と平行に合わせる。これにより、内周側領域の拡張時には、バネ定数の小さい方向と平行なＸ方向に位置する内周側領域３ＦＡのバネ定数が高くなって、楕円の長径ｂの方向と平行な方向に位置する内周側領域３ＦＢのバネ定数に近づくので、内周側領域３ＦＡ、３ＦＢからウェーハに略均等な張力を付与することができる。よって、Ｘ方向のバネ定数とＹ方向のバネ定数とが異なる異方性のあるダイシングテープ３にマウントされたウェーハに対して好適な分割能力を実現することができる。

【0086】

ここで本発明の効果を確認するために、本発明者が行った実験結果について説明する。

【0087】

図１１のグラフには、図２３のウェーハユニット２に対し、拡張規制リングを使用しないときの環状部領域の拡張率（径３５０ｍｍ）と、拡張規制リングを使用したときの内周側領域の拡張率であって、その拡張規制用開口部の径を３４６ｍｍ、３４２ｍｍ、３３８ｍｍに設定したときの拡張率とが示されている。なお、図１１の「ＭＤ（Machine Direction）」とは、ダイシングテープ３の製造時の送り方向に平行な方向であって、バネ定数の小さい方向である。また、「ＣＤ（Cross Direction）」とは、ＭＤと直交する方向であって、バネ定数の大きい方向である。

【0088】

図１１の実験結果によれば、拡張規制リングを使用しないときの環状部領域の拡張率が「ＭＤ」では６．１％、「ＣＤ」では６．０％であった。これに対して、拡張規制用開口部の径を３４６ｍｍ、３４２ｍｍ、３３８ｍｍと小さくしていくに従って、内周側領域の拡張率が「ＭＤ」では６．８％、７．５％、８．４％に上昇し、「ＣＤ」では７．２％、７．５％、８．１％に上昇した。つまり、拡張規制用開口部の径を小さくするに従い、チップの分割能力が向上することを確認できた。

【0089】

図１２のグラフには、図２３のウェーハユニット２に対し、拡張規制リングを使用しないときのチップの分割率（径３５０ｍｍ）と、拡張規制リングを使用したときのチップの分割率であって、その拡張規制用開口部の径を３３８ｍｍに設定した場合の分割率が示されている。なお、図１２の「ＤＡＦ有り」の分割率とは、ＤＡＦを介してウェーハ１をダイシングテープ３に貼付したときのチップ６の分割率であり、また、「ＤＡＦ無し」の分割率とは、ウェーハ１をダイシングテープ３に直接貼付したときのチップ６の分割率である。

【0090】

図１２の実験結果によれば、拡張規制リングを使用しないときのチップ６の分割率が「ＤＡＦ有り」では１５．０％、「ＤＡＦ無し」では４１．０％であった。これに対して、拡張規制用開口部の径が３３８ｍｍの拡張規制リングを使用したときのチップ６の分割率が「ＤＡＦ有り」では６１．０％に上昇し、「ＤＡＦ無し」では１００％に上昇した。つまり、「ＤＡＦ有り」であっても「ＤＡＦ無し」であっても、拡張規制リングを使用することにより、チップ６の分割能力が向上することを確認できた。

【0091】

上記の実験結果から、実施形態のワーク分割装置１０Ａ、１０Ｂによれば、拡張規制リング１６によって外周側領域３Ｅの拡張を規制し、内周側領域３Ｆのみを拡張させることで、環状部領域３Ｂよりも拡張率が増加し、ウェーハ１に付与する張力を増大させることができるので、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５の未分割問題を解消できることを確認できた。

【0092】

〔第３実施形態のワーク分割装置１０Ｃ〕
図１３は、第３実施形態に係るワーク分割装置１０Ｃの要部断面図である。

【0093】

図１３のワーク分割装置１０Ｃと図１に示したワーク分割装置１０Ａとの構造の相違点は、図１３のワーク分割装置１０Ｃの拡張規制リング３２に凸条部３４が設けられている点にある。

【0094】

図１３の拡張規制リング３２を説明するに当たり、図１の拡張規制リング１６と同一又は類似の部材については同一の符号を付してその説明は省略する。

【0095】

図１３の拡張規制リング３２には、フレーム固定部１２と、ダイシングテープ３の貼付面３Ｇに向けて突出形成された凸条部３４と、が備えられる。凸条部３４は、拡張規制リング３２の拡張規制用開口部３２Ａの周縁部に沿って設けられている。また、凸条部３４の先端部３４Ａによってテープ位置規制部が構成されており、先端部３４Ａは、ダイシングテープ３の外周部が固定（貼付）されるフレーム４の裏面（テープ貼付面）４Ａと同一面上の位置に配置されている。つまり、テープ位置規制部を構成する凸条部３４の先端部３４Ａは、フレーム４が拡張規制リング３２に固定された際に、ダイシングテープ３の貼付面３Ｇと同一面上の位置に配置されている。

【0096】

図１３の拡張規制リング３２によれば、エキスパンドリング１４によるダイシングテープ３の拡張前の状態から拡張規制リング３２の凸条部３４の先端部３４Ａがダイシングテープ３の貼付面３Ｇに既に当接されている。つまり、エキスパンドリング１４によるダイシングテープ３の拡張前の状態からダイシングテープ３の外周側領域３Ｅの拡張が拡張規制リング３２によって規制されている。

【0097】

これにより、図１３のワーク分割装置１０Ｃによれば、エキスパンドリング１４がダイシングテープ３に当接した直後からダイシングテープの内周側領域３Ｆの拡張を開始することができる。よって、ワーク分割装置１０Ｃによれば、凸条部３２を備えていない図１の拡張規制リング１４を用いた場合よりも、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更に効率よく解消することができる。

【0098】

また、図１のワーク分割装置１０Ａ、及び図１３のワーク分割装置１０Ｃにおいて、エキスパンドリング１４の拡張動作終了位置の高さを同一とした場合、図１３のワーク分割装置１０Ｃでは、図１のワーク分割装置１０Ａよりも、ダイシングテープ３の内側領域３Ｆの拡張量（張力）が増加する。よって、図１３のワーク分割装置１０Ｃ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更に解消することができる。

【0099】

一方で、エキスパンドリング１４の拡張動作終了時における、ダイシングテープ３の内側領域３Ｆの拡張量を、図１のダイシング装置１０Ａを基準とした場合、図１３のワーク分割装置１０Ｃでは、図１のワーク分割装置１０Ａと比較して、エキスパンドリング１４の拡張動作終了位置の高さをフレーム４の厚さ分だけ低くすることができる。これにより、図１３のワーク分割装置１０Ｃによれば、エキスパンドリング１４の少ない上昇移動量であっても十分な拡張量（張力）を得ることができるので、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更に効率よく解消することができる。

【0100】

具体的に説明すると、図１４に示すワーク分割装置１０Ｃの要部拡大断面図の如く、拡張規制リング３２を用いた場合には、凸条部３４を備えていない図１の拡張規制リング１４を用いた場合と比較して、エキスパンドリング１４の拡張動作終了位置の高さをフレーム４の厚さ分だけ低くすることができ、その分だけ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効率よく解消することができる。なお、図１４には、凸条部３２を備えていない拡張規制リング１４を用いた場合における、エキスパンドリング１４の拡張動作終了位置を二点鎖線で示している。

【0101】

また、ワーク分割装置１０Ｃによれば、拡張規制リング３２の凸条部３４の先端部３４Ａにおいて、図１の拡張規制リング１４の内縁部１６Ｂと同様に、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。これにより、先端部３４Ａと環状部領域３Ｂとの間の摩擦力によって、先端部３４Ａと環状部領域３Ｂとが相対的に滑ることを防止している。

【0102】

〔第４実施形態のワーク分割装置１０Ｄ〕
図１５は、第４実施形態に係るワーク分割装置１０Ｄの要部断面図である。

【0103】

図１５のワーク分割装置１０Ｄと図１３に示したワーク分割装置１０Ｃとの構造の相違点は、ワーク分割装置１０Ｄの拡張規制リング３６の凸条部３８の先端部３８Ａが、ダイシングテープ３の貼付面３Ｇと同一面よりも拡張動作前のエキスパンドリング１４が配置される側に配置されている点にある。

【0104】

図１５の拡張規制リング３６を説明するに当たり、図１３の拡張規制リング３２と同一又は類似の部材については同一の符号を付してその説明は省略する。

【0105】

図１５の拡張規制リング３６によれば、エキスパンドリング１４によるダイシングテープ３の拡張前の状態から、ダイシングテープ３の貼付面３Ｇが拡張規制リング３６の凸条部３８の先端部３８Ａに既に押圧されている。つまり、エキスパンドリング１４によるダイシングテープ３の拡張前の状態からダイシングテープ３の外周側領域３Ｅの拡張が拡張規制リング３２によって規制され、かつ内周側領域３Ｆの拡張が既に行われている。よって、ワーク分割装置１０Ｄによれば、図１３のワーク分割装置Ｃと比較して、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更に効率よく解消することができる。

【0106】

また、図１５のワーク分割装置１０Ｄ、及び図１３のワーク分割装置１０Ｃにおいて、エキスパンドリング１４の拡張動作終了位置の高さを同一とした場合、図１５のワーク分割装置１０Ｄでは、図１３のワーク分割装置１０Ｃよりも、ダイシングテープ３の内側領域３Ｆの拡張量（張力）が増加する。よって、図１５のワーク分割装置１０Ｄ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更に解消することができる。

【0107】

一方で、エキスパンドリング１４の拡張動作終了時における、ダイシングテープ３の内側領域３Ｆの拡張量を、図１３のダイシング装置１０Ｃを基準とした場合、図１５のワーク分割装置１０Ｄでは、図１３のワーク分割装置１０Ｃと比較して、エキスパンドリング１４の拡張動作終了位置の高さを、凸条部３４に対する凸条部３８の突出長さの差分だけ低くすることができる。これにより、図１５のワーク分割装置１０Ｄによれば、図１３のワーク分割装置１０Ｃよりも、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更に効率よく解消することができる。

【0108】

具体的に説明すると、図１６に示すワーク分割装置１０Ｄの要部拡大断面図の如く、拡張規制リング３６を用いた場合には、凸条部３２を備えている図１３の拡張規制リング３２を用いた場合と比較して、エキスパンドリング１４の拡張終了位置の高さを、凸条部３４に対する凸条部３８の突出長さの差分だけ短くすることができ、その差分だけ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効率よく解消することができる。なお、図１６には、凸条部３２を備えている拡張規制リング３２を用いた場合における、エキスパンドリング１４の拡張動作終了位置を二点鎖線で示している。

【0109】

また、ワーク分割装置１０Ｄによれば、拡張規制リング３６の凸条部３８の先端部３８Ａにおいて、図１の拡張規制リング１４の内縁部１６Ｂと同様に、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。これにより、先端部３８Ａと環状部領域３Ｂとの間の摩擦力によって、先端部３８Ａと環状部領域３Ｂとが相対的に滑ることを防止している。

【0110】

〔第５実施形態のワーク分割装置１０Ｅ〕
図１７は、第５実施形態に係るワーク分割装置１０Ｅの要部拡大断面図である。

【0111】

図１７のワーク分割装置１０Ｅは、フレーム固定部材７に拡張規制リング４０が着脱自在に設けられたものである。なお、拡張規制リング４０を説明するに当たり、図１３の拡張規制リング３２と同一又は類似の部材については同一の符号を付してその説明する。

【0112】

図１７の拡張規制リング４０には、ダイシングテープ３の貼付面３Ｇに向けた凸条部３４が、拡張規制リング４０の拡張規制用開口部４０Ａの周縁部に沿って設けられている。また、凸条部３４の先端部３４Ａは、ダイシングテープ３の貼付面３Ｇと同一面上の位置（図１３参照）に配置されている。

【0113】

これにより、図１７のワーク分割装置１０Ｅによれば、エキスパンドリング１４がダイシングテープ３に当接した直後からダイシングテープの内周側領域３Ｆの拡張を開始することができる。よって、ワーク分割装置１０Ｅによれば、凸条部３２を備えていない図１の拡張規制リング１４を用いた場合よりも、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更に効率よく解消することができる。

【0114】

〔第６実施形態のワーク分割装置１０Ｆ〕
図１８は、第６実施形態に係るワーク分割装置１０Ｆの要部拡大断面図である。

【0115】

図１８のワーク分割装置１０Ｆは、フレーム固定部材７に拡張規制リング４２が着脱自在に設けられたものである。なお、拡張規制リング４２を説明するに当たり、図１５の拡張規制リング３６と同一又は類似の部材については同一の符号を付してその説明する。

【0116】

図１８の拡張規制リング４２には、ダイシングテープ３の貼付面３Ｇに向けた凸条部３８が、拡張規制リング４２の拡張規制用開口部４２Ａの周縁部に沿って設けられている。また、凸条部３８の先端部３８Ａは、拡張動作前のエキスパンドリング１４が配置される側に配置されている。

【0117】

これにより、図１８のワーク分割装置１０Ｆによれば、エキスパンドリング１４がダイシングテープ３に当接する前からダイシングテープの内周側領域３Ｆの拡張が開始されているので、凸条部３４を備えている図１７の拡張規制リング４０を用いた場合よりも、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更に効率よく解消することができる。

【0118】

ところで、図５に示した分割工程Ｓ１３０の後工程において、サブリングと称される拡張保持リングをフレーム４に嵌合させてダイシングテープ３の拡張状態を保持する場合がある。この拡張保持リングは、外周側領域３Ｅを引き延ばした状態でフレーム４に嵌合される。拡張保持リングを使用することにより、隣接する分割されたチップ同士の接触を規制できるので、チップの損傷を防止できるという効果がある。

【0119】

既述した図１３～図１８のワーク分割装置１０Ｃ～１０Ｆによれば、凸条部３４、３８の先端部３４Ａ、３８Ａによって、外周側領域３Ｅの拡張を規制することができるので、外周側領域３Ｅのダイシングテープ３が伸びず、その厚さが薄くなることを防止できる。そのため、拡張保持リングが外周側領域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。

【0120】

また、図５に示した分割工程Ｓ１３０の後工程において、拡張後の弛んだ外周側領域３Ｅのダイシングテープ３を光加熱によって熱収縮させて再度緊張させる加熱工程が行われる場合がある。この加熱工程が行われることにより、外周側領域３Ｅのダイシングテープ３を再度緊張させることができ、分割工程Ｓ１３０の後工程での処理が容易になるという効果がある。

【0121】

既述した図１３～図１８のワーク分割装置１０Ｃ～１０Ｆによれば、外周側領域３Ｅの厚さが薄くならないので、光加熱による外周側領域３Ｅの熱収縮工程において、外周側領域３Ｅの光吸収率が上がり、光から熱への変換効率が高くなる。これにより、外周側領域３Ｅを短時間で熱収縮させることができる。

【0122】

図１９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。

【0123】

また、図１９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、１８、３２、３６、４０、４２毎に異なることが示されている。なお、拡張規制リング１８による拡張率は、拡張規制リング１６による拡張率と等しいので、拡張規制リング１８による拡張率の説明は省略する。同様に、拡張規制リング４０による拡張率は、拡張規制リング３２による拡張率と等しく、拡張規制リング４２による拡張率は、拡張規制リング３６による拡張率と等しいので、拡張規制リング４０、４２による拡張率の説明も省略する。

【0124】

図１９の線Ａは、拡張規制リングを使用しない場合（拡張規制用開口部１６Ａの径が３５０ｍｍに相当）の拡張率の変化を示している。線Ｂは、拡張規制用開口部１６Ａの径が３３８ｍｍの拡張規制リング１６を適用した場合の拡張率の変化を示している。線Ｃは、拡張規制用開口部３２Ａの径が３３８ｍｍの拡張規制リング３２を適用した場合の拡張率の変化を示している。線Ｄは、拡張規制用開口部３６Ａの径が３３８ｍｍの拡張規制リング３６を適用した場合の拡張率の変化を示している。なお、一例として、拡張規制リング３２の凸条部３４の突出長は、後述するようにフレーム４の厚さと等しい１．５ｍｍに設定し、拡張規制リング３６の凸条部３８の突出長は、４．５ｍｍに設定した。

【0125】

図２０は、拡張分割工程時のエキスパンドリング１４の動作を示した概略図である。図２０には、図１９で示した線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの拡張率を算出するための各部材の寸法が示されている。

【0126】

図２０によれば、フレーム４の内径Ｄ１が３５０ｍｍ、フレーム４の厚さｔが１．５ｍｍ、拡張規制リング１６（３２、３６）の拡張規制用開口部１６Ａ（３２Ａ、３６Ａ）の径Ｄ２が３３８ｍｍであることが示されている。

【0127】

また、図２０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の突き上げ量を示している。更に、エキスパンドリング１４の上端には、ダイシングテープ３との摩擦力を低減するローラ４４が配置され、ローラ４４の配置径Ｄ３が３２３．２ｍｍであることが示されている。図２０の符号ｄは、ローラ４４の直径を示している。なお、線Ａの拡張率（％）は、ローラ４４の直径ｄを５ｍｍとして算出し、線Ｂ、Ｃ、Ｄの拡張率（％）は、ローラ４４の直径ｄを７ｍｍとして算出した。

【0128】

以下、図１９に基づいて、拡張規制リング１６、３２、３６の各拡張率について説明する。

【0129】

まず、拡張規制リング１６を適用（線Ｂ参照）すると、エキスパンドリング１４の上昇移動により環状部領域３Ｂが突き上げられて拡張規制リング１６に接触する。その接触直後からの拡張率が、拡張規制リングを適用しない場合（線Ａ参照）の拡張率よりも高くなる。つまり、拡張規制リング１６を適用すると、突き上げ量が約５．０ｍｍを超えてからの拡張率が、拡張規制リングを適用しない場合の拡張率よりも高くなる。

【0130】

また、拡張規制リング３２を適用（線Ｃ参照）すると、凸条部３４の先端部３４Ａが環状部領域３Ｂに予め当接されている。このため、拡張規制リング３２を適用すると、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、拡張規制リング１６を適用した場合（線Ｂ参照）の拡張率よりも高くなる。

【0131】

また、拡張規制リング３６を適用（線Ｄ参照）すると、凸条部３８の先端部３８が環状部領域３Ｂを予め押下しているので、環状部領域３Ｂにエキスパンドリング１４が接触する以前に拡張率は既に０％を超えている。このため、拡張規制リング３６を適用すると、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、拡張規制リング３２を適用した場合（線Ｃ参照）の拡張率よりも高くなる。

【0132】

ここで、図２１は、図１９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が示されている。

【0133】

図２１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。

【0134】

図２１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。拡張率速度が高いほど、ダイシングテープ３に発生する張力が大きくなりウェーハをチップ毎に分割する力が大きくなる。

【0135】

図２１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。

【0136】

図２１の線Ｆは、拡張規制リングを適用しない、図１９の線Ａの拡張率に対応した拡張率速度の変化を示している。

【0137】

図２１の線Ｇは、拡張規制用開口部１６Ａの径が３３８ｍｍの拡張規制リング１６を適用した場合の、図１９の線Ｂの拡張率に対応した拡張率速度の変化を示している。

【0138】

図２１の線Ｈは、拡張規制用開口部３２Ａ、３６Ａの径が３３８ｍｍの拡張規制リング３２、３６を適用した場合の、図１９の線Ｃ、Ｄの拡張率に対応した拡張率速度の変化を示している。なお、拡張規制リング３６を適用した場合、環状部領域３Ｂはエキスパンドリング１４による拡張前に凸条部３８によって予め拡張されているが、拡張率速度に関しては拡張規制リング３２を適用した場合と変わりはない。このため、拡張規制リング３２、３６を適用した場合の拡張率速度の変化を、同一の線Ｈで示している。

【0139】

図２１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。

【0140】

ここで、拡張規制リング１６を適用（線Ｇ参照）すると、エキスパンドリング１４の上昇移動により、環状部領域３Ｂが突き上げられて拡張規制リング１６に接触する。その接触直後からの拡張率速度が、拡張規制リングを適用しない場合（線Ｆ参照）の拡張率速度よりも高くなっていく。具体的には、突き上げ量が約４．００ｍｍを超えてからの拡張率速度が、拡張規制リングを適用しない場合の拡張率速度よりも高くなっていき、最大拡張率速度が拡張規制リングを適用しない場合よりも増加（約９５％／ｓｅｃから約１１５％／ｓｅｃに増加）する。

【0141】

したがって、拡張規制リング１６を適用することにより、拡張規制リングを適用しない場合よりも、ダイシングテープ３の拡張量が増加（図１９参照）するとともに、最大拡張率速度も増加してダイシングテープ３に発生する張力が増加するので、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。

【0142】

また、拡張規制リング３２、３６を適用した場合（線Ｈ参照）、環状部領域３Ｂにエキスパンドリング１４が接触すると、接触直後からの拡張率速度が拡張規制リング１６を適用した場合（線Ｇ参照）の拡張率速度よりも高くなっていく。また、拡張規制リング３２、３６を適用することにより、最大拡張率速度が拡張規制リングを適用しない場合よりも、増加（約９５％／ｓｅｃから約１１５％／ｓｅｃに増加）する。

【0143】

したがって、拡張規制リング３２、３６を適用することにより、拡張規制リングを適用しない場合よりも、ダイシングテープ３の拡張量が増加（図１９参照）するとともに、最大拡張率速度も増加してダイシングテープ３に発生する張力が増加するので、既述の未分割問題を解消することができる。

【0144】

以上の如く、実施形態の拡張規制リング１６、１８、３２、３６、４０、４２を適用することにより、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。

【符号の説明】

【0145】

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、３ＦＡ…内周側領域、３ＦＢ…内周側領域、４…フレーム、４Ａ…裏面、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、１０Ａ…ワーク分割装置、１０Ｂ…ワーク分割装置、１０Ｃ…ワーク分割装置、１０Ｄ…ワーク分割装置、１０Ｅ…ワーク分割装置、１０Ｆ…ワーク分割装置、１２…フレーム固定部、１４…エキスパンドリング、１４Ａ…拡張用開口部、１６…拡張規制リング、１６Ａ…拡張規制用開口部、１６Ｂ…内縁部、１７…拡張規制部、１８…拡張規制リング、１８Ａ…拡張規制用開口部、１８Ｂ…内縁部、２０…拡張規制リング、２０Ａ…拡張規制用開口部、２２…ウェーハ、２４…チップ、２６…拡張規制リング、２６Ａ…拡張規制用開口部、２８…ウェーハ、３０…チップ、３２…拡張規制リング、３２Ａ…拡張規制用開口部、３４…凸条部、３４Ａ…先端部、３６…拡張規制リング、３６Ａ…拡張規制用開口部、３８…凸条部、３８Ａ…先端部、４０…拡張規制リング、４０Ａ…拡張規制用開口部、４２…拡張規制リング、４２Ａ…拡張規制用開口部、４４…ローラ

【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】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】