JP2015095620A - 分割方法及び冷却機構 - Google Patents

Abstract

【課題】チップ間に十分な間隔を形成するとともに延性の高い材質でも高精度に分断可能な分割方法及び該分割方法で利用される冷却機構を提供する。
【解決手段】被加工物の分割方法は、第一挟持手段１０Ａ，第二挟持手段１０Ｂ，第三挟持手段１０Ｃと第四挟持手段１０Ｄのそれぞれで被加工物Ｗの外周側のエキスパンドシート７を挟持する挟持ステップとエキスパンドシート７の裏面側に冷却エアーを噴射するとともに被加工物Ｗの表面Ｗａに冷却エアーを噴射して被加工物Ｗを冷却する冷却ステップと冷却ステップとエキスパンドシート７を拡張することにより分割起点を起点に被加工物Ｗを分割する分割ステップとを備えているため、被加工物Ｗを高精度に分割できる。また、分割ステップの実施後間隔形成ステップを実施するため、隣接するチップＣの間に十分な間隔を形成して被加工物Ｗのハンドリング時に各チップＣ同士が接触するのを防止できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、分割起点が形成された被加工物を分割する分割方法及びこの分割方法において被加工物を冷却することができる冷却機構に関する。

半導体ウェーハなどの被加工物は、その表面の格子状の分割予定ラインによって区画された領域にそれぞれデバイスが形成されており、分割予定ラインに沿って分割することによって、デバイスを有する個々のデバイスチップに分割される。被加工物を個々のデバイスチップに分割する方法としては、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザ光の集光点を分割予定ラインに対応する被加工物の内部に位置付け、レーザ光を分割予定ラインに沿って照射することにより被加工物の内部に改質層を形成した後、被加工物に外力を付与して被加工物を分割する方法が提案されている（例えば、下記の特許文献１を参照）。

また、上記の方法において、レーザ光の照射によって被加工物の内部に改質層を形成した後、被加工物に研磨を施して薄化することで被加工物を分割する方法も提案されている（例えば、下記の特許文献２を参照）。当該分割方法によって分割された被加工物は、分割されたチップ間に間隔がないため、被加工物をハンドリングする際に隣接するチップ同士が接触して損傷するおそれがある。そのため、被加工物が貼着されたシートを拡張して隣接するチップ間に間隔を形成することができる拡張装置が下記の特許文献３に開示されている。特許文献３に開示された拡張装置は、被加工物を分割するための外力を加える装置としても使用される。

特許第３４０８８０５号公報 特許第３７６２４０９号公報 特開２０１１−０７７４８２号公報

上記した拡張装置では、シートを放射状に拡張するため、シートの拡張量はどの方向でもほぼ同量となっている。そのため、例えばチップサイズが縦横で異なると、第一方向（例えばチップの縦方向）と第二方向（例えばチップの横方向）とでチップ間に形成される間隔が異なってしまい、一方向では十分な間隔が形成されたとしても他方向では間隔が不十分となり、被加工物をハンドリングするときに隣接するチップ同士が接触してしまうおそれがある。また、被加工物が延性の高い材質からなる場合には、シートを拡張しても分断されにくいという問題もある。

本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、チップサイズが縦横に異なる被加工物であってもシートの拡張によりチップ間に十分な間隔を形成するとともに、延性の高い材質でもシートの拡張により高精度に分断可能とすることを目的としている。

本発明は、分割予定ラインに沿った分割起点を有する被加工物の分割方法であって、被加工物より大きいサイズを有するエキスパンドシート上に被加工物を貼着する貼着ステップと、第一の方向において被加工物を挟んで対向した第一挟持手段と第二挟持手段と、該第一の方向に直交する第二の方向において被加工物を挟んで対向した第三挟持手段と第四挟持手段とによって、それぞれ被加工物の外周側の該エキスパンドシートを挟持する挟持ステップと、該挟持ステップを実施した後、該エキスパンドシートの裏面側に冷却エアーを噴射するとともに被加工物の表面に冷却エアーを噴射して被加工物を冷却する冷却ステップと、該冷却ステップの実施中または該冷却ステップを実施した後、該第一挟持手段と該第二挟持手段とを該第一の方向において互いに離反させるとともに、該第三挟持手段と該第四挟持手段とを該第二の方向において互いに離反させて該エキスパンドシートを拡張することにより、該分割起点を起点に被加工物を分割する分割ステップと、とを備える。

本発明は、上記冷却ステップを実施した後、上記冷却エアーの噴射を停止する冷却停止ステップと、該冷却停止ステップと上記分割ステップとを実施した後、上記第一挟持手段と上記第二挟持手段とを上記第一の方向において互いに離反させるとともに、該第三挟持手段と該第四挟持手段とを上記第二の方向において互いに離反させて上記エキスパンドシートを拡張することにより、分割されて形成された被加工物のチップ間に間隔を形成する間隔形成ステップと、を更に備える。

また、本発明は、分割ステップを実施した後、分割された被加工物を環状フレームの開口内に収容した状態で上記エキスパンドシート上に該環状フレームの裏面を貼着し、該エキスパンドシートを環状に切断することにより該エキスパンドシートを介して分割された被加工物が該環状フレームに装着された被加工物ユニットを形成する環状フレーム装着ステップを備える。

さらに、本発明は、上記分割方法で使用される被加工物の冷却機構であって、被加工物より大きいサイズを有する第一板部と、該第一板部から垂下した第一側壁部とからなり、該第一側壁部で画成される第一冷却室を有し、該第一板部または該第一側壁部には冷却エアー供給源に接続された第一冷却エアー噴出口が形成された第一箱体と、上記エキスパンドシートの表面に貼着された被加工物を該第一冷却室で覆うとともに該エキスパンドシートと該第一側壁部の下面との間に冷却エアー流出用の隙間を形成した冷却位置と退避位置とに該第一箱体を被加工物が貼着された該エキスパンドシートの表面に対して移動させる第一移動手段と、被加工物より大きいサイズを有する第二板部と、該第二板部から立設した第二側壁部とからなり、該第二側壁部で画成される第二冷却室を有し、該第二板部または該第二側壁部には冷却エアー供給源に接続された第二冷却エアー噴出口が形成され該第一箱体と対をなす第二箱体と、表面に被加工物が貼着された該エキスパンドシートの裏面側から被加工物を該第二冷却室で覆うとともに該エキスパンドシートと該第二側壁部の上面との間に冷却エアー流出用の隙間を形成した冷却位置と退避位置とに該第二箱体を被加工物が貼着された該エキスパンドシートの裏面に対して移動させる第二移動手段と、を備える。

本発明にかかる分割方法は、第一方向に対抗した第一挟持手段及び第二挟持手段と、第二方向に対向した第三挟持手段及び第四の挟持手段によって、被加工物の外周側からはみ出したエキスパンドシートを挟持し、第一挟持手段と第二挟持手段とを離反させるとともに第三挟持手段と第四挟持手段とを離反させるため、第一方向と第二方向とで異なる拡張量でエキスパンドシートを拡張することができ、被加工物を確実に分割することができる。
また、上記分割方法では、挟持ステップを実施した後、分割ステップの実施と同時もしくは分割ステップを実施する前に冷却ステップを実施するため、被加工物に貼着される保護フィルムや被加工物自体が延性の高い材質で形成されている場合には、該保護フィルムや該被加工物自体を冷却することで延性を低下させ、高精度に分割しやすい状態にすることができる。

冷却ステップの後に冷却停止ステップを実施し、その後、間隔形成ステップを実施することにより、エキスパンドテープの延性が元に戻った状態でエキスパンドテープを拡張することができるため、隣接するチップ間に十分な間隔を形成することができ、個々のチップに分割された被加工物のハンドリング時において隣接するチップ同士が接触するのを防止することができる。

分割ステップを実施した後に環状フレーム装着ステップを実施することにより、被加工物の冷却時には環状フレームが不要となるため、冷却ステップ実施後に環状フレームが常温に戻るのに時間がかかったり、冷却後の常温雰囲気下で環状フレームに結露が生じたりする問題が生じない。

本発明にかかる冷却機構は、エキスパンドシートの表面側の被加工物を第一冷却室で覆い、エキスパンドシートの裏面側を第二冷却室で覆うことができるため、第一冷却室及び第二冷却室における冷却エアーの使用量を微小とし、被加工物を冷却するためのエネルギーを小さくすることができ、被加工物を急速に冷却することが可能となる。また、冷却機構には、環状フレームごと被加工物を冷却する冷却チャンバーを設けていないため、冷却チャンバー内に冷却エアーを充填する必要がなくなり、使用する冷却エアーをより低減でき、コストや環境負荷を抑えることが可能となる。

拡張装置の一例を示す斜視図である。 被加工物が貼着されたエキスパンドシートの一例を示す斜視図である。 冷却機構の構成を示す断面図である。 貼着ステップの第１例を示す断面図である。 貼着ステップの第２例を示す断面図である。 挟持ステップを示す平面図である。 挟持ステップを示す断面図である。 冷却ステップ及び分割ステップを示す断面図である。 冷却停止ステップを示す断面図である。 常温エアー噴射ステップを示す断面図である。 間隔形成ステップを示す断面図である。 環状フレーム装着ステップを示す断面図である。

１ 拡張装置の構成
図１に示す拡張装置１は、例えば、図２に示す被加工物Ｗが貼着されたエキスパンドシート７を拡張することができる拡張装置の一例である。拡張装置１は、装置ベース２を有しており、装置ベース２の上面２ａの中央には、エキスパンドシート７を介して被加工物Ｗを保持する保持テーブル３がテーブル支持部３０によって昇降可能に支持されている。保持テーブル３の上面は、被加工物Ｗを保持する保持面３ａとなっている。

装置ベース２の上面２ａには、図２に示したエキスパンドシート７を±Ｘ方向（第一の方向）に拡張する第一挟持手段１０Ａと第二挟持手段１０Ｂとが第一の方向において保持テーブル３を挟むように互いに対向して配設されている。

また、装置ベース２の上面２ａには、エキスパンドシート７を±Ｘ方向に直交する±Ｙ方向（第二の方向）に拡張する第三挟持手段１０Ｃと第四挟持手段１０Ｄとが第二の方向において保持テーブル３を挟むように互いに対向して配設されている。

第一挟持手段１０Ａ及び第二挟持手段１０Ｂは、エキスパンドシート７の下面を押圧する下側挟持機構１１ａと、エキスパンドシート７の上面を押圧する上側挟持機構１２ａと、装置ベース２の上面２ａに形成された凹部４ａ及び凹部４ｂに沿って移動可能に配設された可動基台１３ａと、下側挟持機構１１ａ及び上側挟持機構１２ａを第一の方向に移動させる第一の方向移動手段１４ａとをそれぞれ備えている。第三挟持手段１０Ｃ及び第四挟持手段１０Ｄは、エキスパンドシート７の下面を押圧する下側挟持機構１１ｂと、エキスパンドシート７の上面を押圧する上側挟持機構１２ｂと、凹部４ｃ及び凹部４ｄに沿って移動可能に配設された可動基台１３ｂと、下側挟持機構１１ｂ及び上側挟持機構１２ｂを第二の方向に移動させる第二の方向移動手段１４ｂとをそれぞれ備えている。

下側挟持機構１１ａは、第二の方向にのびる直方体の下側挟持部１１０と、一端が下側挟持部１１０に連結されたＬ字形のアーム部１１１とを備えている。下側挟持部１１０の上面側には、複数のローラ１１３が第二の方向と平行な方向に整列して配設されている。下側挟持機構１１ａに備えた複数のローラ１１３は、第一の方向と平行な回転軸を中心として回転可能であり、下側挟持部１１０の上面から外周面の半分程度が突出して装着されている。

上側挟持機構１２ａは、下側挟持部１１０と平行にのびる上側挟持部１２０と、一端が上側挟持部１２０に連結されたＬ字形のアーム部１２１とを備え、上側挟持部１２０の下面側には複数のローラ（図示せず）が第二の方向と平行な方向に整列して配設されている。上側挟持機構１２ａに備えた複数のローラは、第一の方向と平行な回転軸を中心として回転可能であり、上側挟持部１２０の下面から外周面の半分程度が突出して装着されている。

下側挟持機構１１ｂは、第一の方向にのびる直方体の下側挟持部１１０と、端部が下側挟持部１１０に連結され第二の方向にのびるアーム部１１２とを備えている。下側挟持部１１０の上面側には、複数のローラ１１３が第一の方向と平行な方向に整列して配設されている。下側挟持機構１１ｂに備えた複数のローラ１１３は、第二の方向と平行な回転軸を中心として回転可能であり、下側挟持部１１０の上面から外周面の半分程度が突出して装着されている。

上側挟持機構１２ｂは、下側挟持部１１０と平行にのびる上側挟持部１２０と、一端が上側挟持部１２０に連結されアーム部１１２と平行にのびるアーム部１２２を備えている。上側挟持部１２０の下面側には複数のローラ（図示せず）が第一の方向と平行な方向に整列して配設されている。上側挟持機構１２ａに備えた複数のローラは、第二の方向と平行な回転軸を中心として回転可能であり、上側挟持部１２０の下面から外周面の半分程度が突出して装着されている。

第一の方向移動手段１４ａは、Ｘ軸方向にのびるボールネジ１４０と、それぞれのボールネジ１４０の一端を回転可能に支持する軸受部１４１と、それぞれのボールネジ１４０の他端に接続されたモータ１４２とを備え、装置ベース２の上面２ａにそれぞれ配設されている。第二の方向移動手段１４ｂは、Ｙ軸方向にのびるボールネジ１４０と、それぞれのボールネジ１４０の一端を回転可能に支持する軸受部１４１と、それぞれのボールネジ１４０の他端に接続されたモータ１４２とを備え、それぞれ装置ベース２の上面２ａに配設されている。

可動基台１３ａは、下側挟持部１１ａ及び上側挟持部１２ａを支持する支持部１３０と、支持部１３０の下部に連接され第一の方向に移動可能なスライド部１３１と、支持部１３０の一方の面側に形成されたガイドレール１３２と、支持部１３０の一方の面側から他方の面側に貫通して形成されたガイド溝１３３とを備えている。スライド部１３１の内部に形成されたナットにボールネジ１４０が螺合しており、モータ１４２によりボールネジ１４０を駆動することでスライド部１３１を第一の方向に往復移動させることができる。

可動基台１３ｂは、下側挟持部１１ｂ及び上側挟持部１２ｂを支持する断面Ｌ字形の支持部１３４を備えており、支持部１３４の下部には、第二の方向に移動可能なスライド部１３５が連接されている。スライド部１３５の内部に形成されたナットにボールネジ１４０が螺合しており、モータ１４２によりボールネジ１４０を駆動することでスライド部１３５を第二の方向に往復移動させることができる。

可動基台１３ａ及び可動基台１３ｂには、下側挟持機構１１ａ及び下側挟持機構１１ｂを昇降させる下側昇降手段１５と、上側挟持機構１２ａ及び上側挟持機構１２ｂを昇降させる上側昇降手段１６とがガイド溝１３３に沿って配設されている。下側昇降手段１５は、Ｚ軸方向にのびるボールネジ１５０と、ボールネジ１５０の一端に接続された軸受部１５１と、ボールネジ１５０の他端に接続されたモータ１５２とを備えている。ボールネジ１５０は、アーム部１１１の基端部１１１ａ及びアーム部１１２の基端部１１２ａに形成されたナットに螺合しており、モータ１５２によってボールネジ１５０を駆動することにより、下側挟持機構１１ａ及び下側挟持機構１１ｂをＺ軸方向に昇降させることができる。

上側昇降手段１６も下側昇降手段１５と同様の構成となっており、Ｚ軸方向にのびるボールネジ１６０と、ボールネジ１６０の一端に接続された軸受部１６１と、ボールネジ１６０の他端に接続されたモータ１６２とを備えている。ボールネジ１６０は、アーム部１２１の基端部１２１ａ及びアーム部１２２の基端部１２２ａに形成されたナットに螺合しており、モータ１６２によってボールネジ１６０を駆動することにより、上側挟持機構１２ａ及び上側挟持機構１２ｂをＺ軸方向に昇降させることができる。

２ 冷却機構の構成
図３に示す冷却機構２０は、拡張装置１において図２に示したエキスパンドシート７を拡張して被加工物Ｗを分割する際に、被加工物Ｗを冷却する冷却機構の一例である。冷却機構２０は、拡張装置１に搭載されるもので、被加工物Ｗの上方側をカバーする第一箱体２１と、被加工物Ｗの下方側をカバーする第二箱体２３と、を備えている。

第一箱体２１は、被加工物Ｗよりも大きいサイズを有する第一板部２１０と、第一板部２１０の外周端部から垂下した第一側壁部２１１とからなり、第一側壁部２１１によって画成される第一冷却室２１２を有している。例えば、第一板部２１０が円形に形成される場合は、第一板部２１０の直径が被加工物Ｗの直径よりも長く形成される。第一板部２１０には、第一エアー噴出口２１３が形成されている。図示の例では、第一エアー噴出口２１３は、第一板部２１０に形成されているが、第一側壁部２１１に形成してもよい。また、第二箱体２３は、被加工物Ｗよりも大きいサイズを有する第二板部２３０と、第二板部２３０の外周端部から立設した第二側壁部２３１とからなり、第二側壁部２３１によって画成される第二冷却室２３２を有している。例えば、第二板部２３０が円形に形成される場合は、第二板部２３０の直径が被加工物Ｗの直径よりも長く形成される。第二板部２３０には、第二エアー噴出口２３３が形成構成されている。第二エアー噴出口２３３についても、第二側壁部２３１に形成してもよい。

第一箱体２１及び第二箱体２３は、断熱部材、例えば熱伝導率の低いポリプロピレンで構成されている。第一エアー噴出口２１３は、第一バルブ２７を介して冷却エアー供給源２５と常温エアー供給源２６とに選択的に接続されている。第一バルブ２７の切り替えによって、第一エアー噴出口２１３に接続された第一冷却エアー流路２１５に冷却エアー供給源２５を連通させたり遮断させたりすることができる。また、第一バルブ２７の切り替えによって、第一エアー噴出口２１３に接続された第一常温エアー流路２１６に常温エアー供給源２６を連通させたり遮断させたりすることができる。

冷却機構２０は、被加工物Ｗが貼着されたエキスパンドシート７の上面に対して第一箱体２１を鉛直方向及び水平方向に移動させる第一移動手段２２と、被加工物Ｗが貼着されたエキスパンドシート７の下面に対して第二箱体２３を鉛直方向及び水平方向に移動させる第二移動手段２４とを備えている。

第一移動手段２２は、第一板部２１０に一端が固定されたスプリング２２０と、スプリング２２０の他端が固定され第一板部２１０を支持する支持プレート２２１と、支持プレート２２１の上面に連結された搬送アーム２２２とを備えている。搬送アーム２２２の水平方向または鉛直方向の移動により、第一箱体２１を冷却位置と退避位置とに位置づけることができる。ここで、第一箱体２１の冷却位置とは、第一冷却室２１２で被加工物Ｗを覆うとともにエキスパンドシート７と第一側壁部２１１の上面との間に冷却エアー流出用のわずかな隙間２１４を形成した位置を指す。一方、第一箱体２１の退避位置とは、第一箱体２１が冷却位置よりも被加工物Ｗから離間した位置を指す。

第二移動手段２４は、第一移動手段２２と同様の構成となっており、第二板部２３０に一端が固定されたスプリング２４０と、スプリング２４０の他端が固定され第二板部２３０を支持する支持プレート２４１と、支持プレート２４１の上面に連結された搬送アーム２４２とを備えている。搬送アーム２４２の水平方向または鉛直方向の移動により、第二箱体２３を冷却位置と退避位置とに位置づけることができる。ここで、第二箱体２３の冷却位置とは、第二冷却室２３２で被加工物Ｗを覆うとともにエキスパンドシート７と第二側壁部２３１の上面との間に冷却エアー流出用のわずかな隙間２３４を形成した位置を指す。一方、第二箱体２３の退避位置とは、第二箱体２３が冷却位置よりも被加工物Ｗから離間した位置を指す。

３ 分割方法
以下では、図１で示した拡張装置１において図３で示した冷却機構２０を用いながら、図４に示すＤＢＧ加工が施された被加工物Ｗを分割する方法について説明する。ここで、ＤＢＧ（Dicing Before Grinding）加工とは、図４（ａ）に示すように、被加工物を薄化する前に、被加工物Ｗの分割予定ラインに沿って切削することにより溝Ｇを形成し、被加工物を研削して溝Ｇを起点に被加工物Ｗを個々のチップＣに個片化する加工を指す。ＤＢＧ加工された被加工物Ｗの表面Ｗａには、被加工物Ｗの表面Ｗａを保護するテープ５が貼着されており、当該表面Ｗａと反対側の面である裏面Ｗｂには、ＤＡＦ（Die Attach Film）と称される延性の高いフィルム６が貼着されている。なお、フィルム６自体を被加工物としてもよい。

（１）貼着ステップ
図４（ａ）に示すように、被加工物Ｗの直径よりも大きいサイズを有するエキスパンドシート７に被加工物Ｗを貼着する。具体的には、図５に示すロール状にエキスパンドシート７が巻かれたロール部７０から、図１で示した拡張装置１において第一の方向にエキスパンドシート７を引き出して保持テーブル３の保持面３ａに水平に載置した後、被加工物Ｗの裏面Ｗｂ側のフィルム６をエキスパンドシート７の上面に貼着する。かかる貼着時は、縦横に形成された溝Ｇの方向を、第一の方向または第二の方向と平行にする。その後、図４（ｂ）に示すように、保持テーブル３の保持面３ａで被加工物Ｗを吸引保持して被加工物Ｗの表面Ｗａからテープ５を剥離する。このようにして、エキスパンドシート７が被加工物Ｗの外周側からはみ出るようにして被加工物Ｗをエキスパンドシート７に貼着する。

また、被加工物Ｗの裏面Ｗｂにあらかじめフィルム６を貼着していなくてもよく、図５に示すように、エキスパンドシート７の上面にあらかじめフィルム６を貼着しておき、当該フィルム６に被加工物Ｗを貼着することにより、エキスパンドシート７の上面に被加工物Ｗを貼着してもよい。

（２）挟持ステップ
貼着ステップを実施した後、図１で示した拡張装置１を用いて、被加工物Ｗの外周側からはみ出したエキスパンドシート７を挟持する。まず、２つの第一方向移動手段１４ａを作動させ、第一挟持手段１０Ａと第二挟持手段１０Ｂとが互いに接近するように各スライド部１３１を第一の方向に水平移動させる。すなわち、第一挟持手段１０Ａを+Ｘ方向に移動させるとともに、第二挟持手段１０Ｂを−Ｘ方向に移動させる。また、２つの第二方向移動手段１４ｂを作動させ、第三挟持手段１０Ｃと第四挟持手段１０Ｄとが互いに接近するように各スライド部１３５を第二の方向に水平移動させる。すなわち、第三挟持手段１０Ｃを+Ｙ方向に移動させるとともに、第四挟持手段１０Ｄを−Ｙ方向に移動させる。このようにして、図６に示すように、第一挟持手段１０Ａ，第二挟持手段１０Ｂ，第三挟持手段１０Ｃ及び第四挟持手段１０Ｄを互いに接近させる。このとき、保持テーブル３の保持面３ａにおいて水平に載置されたエキスパンドシート７は、第一挟持手段１０Ａ，第二挟持手段１０Ｂ，第三挟持手段１０Ｃ及び第四挟持手段１０Ｄにおける図１で示した各下側挟持部１１０と各上側挟持部１２０との間に位置づけられている。

次に、各下側昇降手段１５が作動し、各下側挟持部１１０を上昇させるとともに、各上側昇降手段１６が作動し、各上側挟持部１２０を下降させる。図７に示すように、下側挟持部１１０のローラ１１３がエキスパンドシート７の下面を押圧するとともに、上側挟持部１２０のローラ１２３がエキスパンドシート７の上面を押圧することによって、被加工物Ｗの外周側にはみ出ているエキスパンドシート７の上下面を挟持する。第一挟持手段１０Ａ，第二挟持手段１０Ｂ，第三挟持手段１０Ｃ及び第四挟持手段１０Ｄのそれぞれによってエキスパンドシート７を挟持した後、保持テーブル３を下降させて保持面３ａからエキスパンドシート７及び被加工物Ｗを離反させる。

（３）冷却ステップ
挟持ステップを実施した後、図８に示すように、冷却機構２０を用いてエキスパンドシート７の上面に貼着された被加工物Ｗを冷却する。第一移動手段２２の搬送アーム２２２によって、エキスパンドシート７の上面に貼着された被加工物Ｗの上方側に第一箱体２１を移動させる。また、第二移動手段２４の搬送アーム２４２によって、エキスパンドシート７の下方側に第二箱体２３を移動させる。次いで、第一移動手段２２が作動して第一箱体２１を冷却位置に移動させるとともに、第二移動手段２４が作動して第二箱体２３を冷却位置に移動させる。

第一箱体２１と第二箱体２３とが冷却位置に移動したら、第一バルブ２７及び第二バルブ２８を開いて冷却エアー供給源２５を第一冷却エアー流路２１５及び第二冷却エアー流路２３５に連通させる。第一冷却エアー噴出口２１３から第一冷却室２１２の内部に冷却エアーを噴射させるとともに、第二冷却エアー噴出口２３３から第二冷却室２３２の内部に冷却エアーを噴射させる。第一冷却室２１２及び第二冷却室２３２に溜まった冷却エアーは、隙間２１４及び隙間２３４から外部へ流出される。なお、第一冷却室２１２及び第二冷却室２３２における冷却エアーの許容量は、例えば１００ｃｃとなっている。

第一冷却室２１２と第二冷却室２３２の内部に冷却エアーを例えば１分程度噴射しつづけて室内温度を例えば−１０℃まで低下させる。その結果、第一冷却室２１２及び第二冷却室２３２によって覆われた被加工物Ｗ及び被加工物Ｗに貼着されたフィルム６が急速に冷却される。フィルム６は、冷却されることで延性が低くなり分割されやすくなる。このとき、必要に応じて第一冷却室２１２と第二冷却室２３２における冷却エアーの流量を調整する。例えば第一冷却室２１２及び第二冷却室２３２に対する冷却エアーの流量が多くなった場合には、スプリング２２０及びスプリング２４０が収縮して第一箱体２１と第二箱体２３とを退避位置に移動させる。

（４）分割ステップ
冷却ステップを実施しつつ、図１で示した第一挟持手段１０Ａ，第二挟持手段１０Ｂ，第三挟持手段１０Ｃ及び第四挟持手段１０Ｄによってエキスパンドシート７を拡張し、被加工物Ｗ及びフィルム６を分割する。

図１で示した２つの第一の方向移動手段１４ａを作動させ、第一挟持手段１０Ａと第二挟持手段１０Ｂとが互いに離反するように、各スライド部１３１を第一の方向に水平移動させる。すなわち、第一挟持手段１０Ａを−Ｘ方向に移動させ、第二挟持手段１０Ｂを＋Ｘ方向に移動させる。第一挟持手段１０Ａと第二挟持手段１０Ｂとの相対離反距離が、エキスパンドシート７の第一の方向の拡張量となる。

また、２つの第二の方向移動手段１４ｂを作動させ、第三挟持手段１０Ｃと第四挟持手段１０Ｄとが互いに離反するように、各スライド部１３５を凹部４ｃ及び凹部４ｄにおいて第二の方向に水平移動させる。すなわち、第三挟持手段１０Ｃを−Ｙ方向に移動させ、第二挟持手段１０Ｂを＋Ｙ方向に移動させる。第三挟持手段１０Ｃと第二挟持手段１０Ｂとの相対離反距離が、エキスパンドシート７の第二の方向の拡張量となる。第一の方向の拡張と第二の方向の拡張とは、同時に行ってもよいし、タイミングをずらして行ってもよい。

エキスパンドシート７の第一の方向の拡張量と第二の方向の拡張量とは、等しくてもよいし、異なってもよい。例えば、被加工物Ｗを構成するチップＣが平面視で正方形に形成されている場合は、第一の方向と平行な分割予定ラインの数と第二の方向と平行な分割予定ラインの数とが等しいため、エキスパンドシート７の第一の方向の拡張量と第二の方向の拡張量とを等しくする。一方、チップＣが平面視で長辺と短辺とを有する長方形に形成されており、例えば長辺が第一の方向と平行で短辺が第二の方向と平行である場合は、第一の方向と平行な分割予定ラインの数が第二の方向と平行な分割予定ラインの数より多いため、エキスパンドシート７の第一の方向の拡張量と第二の方向の拡張量とを等しくした場合には、第一の方向と平行な分割予定ラインの方が、１本あたりの拡張量は少なくなる。そこで、この場合は、第二の方向の拡張量を第一の方向の拡張量より大きくすることで、第一の方向と平行な分割予定ラインと第二の方向と平行な分割予定ラインとの拡張量を均一にすることができる。

このようにして、第一挟持手段１０Ａ，第二挟持手段１０Ｂ，第三挟持手段１０Ｃ及び第四挟持手段１０Ｄが互いに離反する方向に移動することにより、図８に示すように、各下側挟持部１１０のローラ１１３と各上側挟持部１２０のローラ１２３とによって挟持されたエキスパンドシート７をそれぞれ外側に向けて引っ張る。このとき、上記冷却ステップを同時に実施していることから、冷却されたフィルム６は分割されやすい状態となっており、エキスパンドシート７が拡張することにともない、部分拡大図に示すように、溝Ｇを起点にして被加工物Ｗとともにフィルム６が破断され、フィルム６付きの個々のチップＣに高精度に分割される。

また、エキスパンドシート７が第一の方向に拡張されている間は、当該第一の方向への拡張に追従して、下側挟持機構１１ｂに備えたローラ１１３及び上側挟持機構１２ｂに備えた図示しないローラとが第一の方向に転動する。また、エキスパンドシート７が第二の方向に拡張されている間は、当該第二の方向への拡張に追従して、下側挟持機構１１ａに備えたローラ１１３及び上側挟持機構１２ａに備えた図示しないローラとが第二の方向に転動する。したがって、エキスパンドシート７の第一の方向及び第二の方向の拡張が円滑に行われる。

なお、被加工物Ｗが個々のチップＣに分割されておらず、チップ間に分割起点が形成されている場合においては、分割ステップを実行することにより、分割起点を破断して個々のチップＣに分割することができる。また、分割後にさらにエキスパンドシート７を拡張することにより、隣り合うチップＣの間隔を広げることができる。

冷却ステップを実施した後は第一冷却室２１２及び第二冷却室２３２内部の冷却状態が所定時間継続するため、分割ステップは、冷却ステップ及び後記の冷却停止ステップを実施した後に実施してもよい。

（５）冷却停止ステップ
冷却ステップを実施した後（分割ステップとともに冷却ステップを実施した後は、その後）は、図９に示すように、第一バルブ２７を閉じて冷却エアー供給源２５と第一冷却エアー流路２１５とを遮断し、第一冷却エアー噴出口２１３から第一冷却室２１２に対して冷却エアーを噴射させることを停止する。また、第二バルブ２８を閉じて冷却エアー供給源２５と第二冷却エアー流路２３５とを遮断し、第二冷却エアー噴出口２３３から第二冷却室２３２に対して冷却エアーを噴射させることを停止する。

（６）常温エアー噴射ステップ
冷却停止ステップを実施した後、図１０に示すように、第一冷却室２１２及び第二冷却室２３２の内部を常温にする。第一バルブ２７を開いて常温エアー供給源２６と第一常温エアー流路２１６とを連通させ、第一冷却エアー噴出口２１３から第一冷却室２１２に向けて常温エアーを噴射させるとともに、第二バルブ２８を開いて常温エアー供給源２６と第二常温エアー流路２３６とを連通させ、第二冷却エアー噴出口２３３から第二冷却室２３２に向けて常温エアーを噴射させる。

第一冷却室２１２と第二冷却室２３２とに、常温エアーを、例えば１分程度噴射しつづけることにより、第一冷却室２１２及び第二冷却室２３２の室内温度を常温に戻すことができる。そして、冷却されていたエキスパンドシート７の温度が上昇し、エキスパンドシート７の有する延性が高くなり拡張されやすくなる。

（７）間隔形成ステップ
常温エアー噴射ステップを実施した後、図１１に示すように、エキスパンドシート７をさらに拡張して個々のチップＣ間の間隔を形成する。分割ステップと同様に、図１で示した第一挟持手段１０Ａと第二挟持手段１０Ｂとを第一の方向において互いに離反させるとともに、第三挟持手段１０Ｃと第四挟持手段１０Ｄとを第二の方向において互いに離反させ、図１１に示すように、各下側挟持部１１０のローラ１１３と各上側挟持部１２０のローラ１２３とによって挟持されたエキスパンドシート７をそれぞれ外側に引っ張る。このとき、エキスパンドシート７は拡張されやすい状態となっているため、エキスパンドシート７がさらに拡張することにともない、部分拡大図に示すように、隣り合うチップＣの間の溝Ｇが大きくなり、各チップＣの間に十分な間隔を形成することができる。これにより、分割された被加工物Ｗのハンドリング時に隣り合うチップＣ同士が接触することを防止できる。分割ステップと同様に、エキスパンドシート７の第一の方向の拡張量と第二の方向の拡張量とは、等しくてもよいし、異なっていてもよい。

（８）環状フレーム装着ステップ
間隔形成ステップを実施した後、図１２に示すように、個々のチップＣに分割された被加工物Ｗを金属性の環状フレーム８によって支持させる。具体的には、図１で示した保持テーブル３が上昇して、エキスパンドシート７を介して被加工物Ｗを下方から支持する。その後、図１２に示すように、中央部が開口した環状フレーム８の裏面側をエキスパンドシート７に貼着するとともに、環状フレーム８の開口内に被加工物Ｗを収容した状態にする。次いで、カッター９を環状フレーム８の外周に沿ってエキスパンドシート７を環状に切断する。このようにしてエキスパンドシート７を介して環状フレームと被加工物Ｗとが一体となった被加工物ユニットＷＵを形成する。こうして被加工物ユニットＷＵが形成されると、後に、フィルム６付きのチップＣがエキスパンドシート７からピックアップされる。

以上のとおり、挟持ステップを実施して第一挟持手段１０Ａ，第二挟持手段１０Ｂ，第三挟持手段１０Ｃ及び第四挟持手段１０Ｄによって第一の方向及び第二の方向において被加工物の外周側からはみ出したエキスパンドシート７を挟持し、第一挟持手段１０Ａと第二挟持手段１０Ｂとを離反させるとともに第三挟持手段１０Ｃと第四挟持手段１０Ｄとを離反させるため、第一方向と第二方向とで異なる拡張量でエキスパンドシートを拡張することができ、被加工物を確実に分割することができる。
また、挟持ステップを実施した後、分割ステップの実施と同時もしくは分割ステップを実施する前に冷却ステップを実施するため、被加工物Ｗ及び被加工物Ｗに貼着された延性の高いフィルム６を冷却でき、被加工物Ｗ及びフィルム６を高精度に分割することが可能となる。

被加工物を冷却するには、エキスパンドシートを介して環状フレームに装着された被加工物を冷却装置等に備える冷却チャンバーに載置して実施することもできるが、一般に環状フレームは金属製のものが広く使用されているため、冷却チャンバーにおいて当該環状フレームごと被加工物を冷却した後、当該環状フレームとともに被加工物を常温雰囲気下に載置すると結露が発生しやすいという問題や金属製の環状フレームは常温に戻るのに時間がかかるという問題がある。
しかし、冷却機構２０を用いた被加工物Ｗの分割方法では、被加工物Ｗを支持する環状フレーム８が金属製の場合であっても、環状フレーム８に被加工物Ｗを装着する環状フレーム装着ステップを実施する前に上記冷却ステップを実施するため、該環状フレーム８ごと被加工物Ｗを冷却する必要がなくなり、冷却された環状フレーム８を常温に戻す際に結露が発生するという問題や環状フレームを常温に戻すという作業も必要なくなる。

１：拡張装置 ２：装置ベース ３：保持テーブル ３０：テーブル支持部
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ：凹部 ５：テープ ６：フィルム
７：エキスパンドシート ７０：ロール部 ８：環状フレーム ９：カッター
１０Ａ：第一挟持手段 １０Ｂ：第二挟持手段 １０Ａ：第三挟持手段
１０Ｄ：第四挟持手段
１１ａ，１１ｂ：下側挟持機構 １１０：下側挟持部 １１１，１１２：アーム部
１１１ａ，１１２ａ：基端部 １１３：ローラ
１２ａ，ｂ：上側挟持機構 １２０：上側挟持部 １２１，１２２：アーム部
１２１ａ，１２２ａ：基端部 １２３：ローラ
１３ａ，１３ｂ：可動基台
１３０：支持部 １３１：スライド部 １３２：ガイドレール １３３：ガイド溝
１３４：支持部 １３５：スライド部
１４ａ：第一の方向移動手段 １４ｂ：第二の方向移動手段 １４０：ボールネジ
１４１：軸受部 １４２：モータ
１５：下側昇降手段 １５０：ボールネジ １５１：軸受部 １５２：モータ
１６：上側昇降手段 １６０：ボールネジ １６１：軸受部 １６２：モータ
２０：冷却機構 ２１：第一箱体 ２２：第一移動手段 ２３：第二箱体
２４：第二移動手段 ２５：冷却エアー供給源 ２６：常温エアー供給源
２７：第一バルブ ２８：第二バルブ
２１０：第一板部 ２１１：第一側壁部 ２１２：第一冷却室
２１３：第一エアー噴出口 ２１４：第一の隙間 ２１５：第一冷却エアー流路
２１６：第一常温エアー流路
２２０：スプリング ２２１：支持プレート ２２２：搬送アーム
２３０：第二板部 ２３１：第二側壁部 ２３２：第二冷却室
２３３：第二エアー噴出口 ２３４：第二の隙間 ２３５：第二冷却エアー流路
２３６：第二常温エアー流路
２４０：スプリング ２４１：支持プレート ２４２：搬送アーム
Ｗ：被加工物 Ｗａ：表面 Ｗｂ：裏面 Ｃ：チップ Ｇ：溝
ＷＵ：被加工物ユニット

Claims (4)

1. 分割予定ラインに沿った分割起点を有する被加工物の分割方法であって、
   被加工物より大きいサイズを有するエキスパンドシート上に被加工物を貼着する貼着ステップと、
   第一の方向において被加工物を挟んで対向した第一挟持手段と第二挟持手段と、該第一の方向に直交する第二の方向において被加工物を挟んで対向した第三挟持手段と第四挟持手段とによって、それぞれ被加工物の外周側の該エキスパンドシートを挟持する挟持ステップと、
   該挟持ステップを実施した後、該エキスパンドシートの裏面側に冷却エアーを噴射するとともに被加工物の表面に冷却エアーを噴射して被加工物を冷却する冷却ステップと、
   該冷却ステップの実施中または該冷却ステップを実施した後、該第一挟持手段と該第二挟持手段とを該第一の方向において互いに離反させるとともに、該第三挟持手段と該第四挟持手段とを該第二の方向において互いに離反させて該エキスパンドシートを拡張することにより、該分割起点を起点に被加工物を分割する分割ステップと、を備えた分割方法。
2. 前記冷却ステップを実施した後、前記冷却エアーの噴射を停止する冷却停止ステップと、
   該冷却停止ステップと前記分割ステップとを実施した後、前記第一挟持手段と前記第二挟持手段とを前記第一の方向において互いに離反させるとともに、該第三挟持手段と該第四挟持手段とを前記第二の方向において互いに離反させて前記エキスパンドシートを拡張することにより、分割されて形成された被加工物のチップ間に間隔を形成する間隔形成ステップと、を更に備えた請求項１に記載の分割方法。
3. 前記分割ステップを実施した後、分割された被加工物を環状フレームの開口内に収容した状態で前記エキスパンドシート上に該環状フレームの裏面を貼着し、該エキスパンドシートを環状に切断することにより該エキスパンドシートを介して分割された被加工物が該環状フレームに装着された被加工物ユニットを形成する環状フレーム装着ステップを備えた請求項１または２に記載の分割方法。
4. 請求項１，２または３に記載の分割方法で使用される被加工物の冷却機構であって、
   被加工物より大きいサイズを有する第一板部と該第一板部から垂下した第一側壁部とからなり、該第一側壁部で画成される第一冷却室を有し、該第一板部または該第一側壁部には冷却エアー供給源に接続された第一冷却エアー噴出口が形成された第一箱体と、
   前記エキスパンドシートの表面に貼着された被加工物を該第一冷却室で覆うとともに該エキスパンドシートと該第一側壁部の下面との間に冷却エアー流出用の隙間を形成した冷却位置と退避位置とに該第一箱体を被加工物が貼着された該エキスパンドシートの表面に対して移動させる第一移動手段と、
   被加工物より大きいサイズを有する第二板部と該第二板部から立設した第二側壁部とからなり、該第二側壁部で画成される第二冷却室を有し、該第二板部または該第二側壁部には冷却エアー供給源に接続された第二冷却エアー噴出口が形成され、該第一箱体と対をなす第二箱体と、
   表面に被加工物が貼着された該エキスパンドシートの裏面側から被加工物を該第二冷却室で覆うとともに該エキスパンドシートと該第二側壁部の上面との間に冷却エアー流出用の隙間を形成した冷却位置と退避位置とに該第二箱体を被加工物が貼着された該エキスパンドシートの裏面に対して移動させる第二移動手段と、を備えた冷却機構。

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