JP3657190B2 - エキスパンド装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造に用いられる半導体ウエハのエキスパンド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造過程では、半導体チップ（以下チップという）が２次元的に配列された半導体ウエハ（以下ウエハという）を、各チップに分離して摘出するためのエキスパンド装置が用いられる。
【０００３】
従来のエキスパンド装置は、チップ群から成るウエハが粘着されたウエハシートの外周部をウエハリングに保持し、このウエハリングをエキスパンドリングの突状リング部まわりに載置して押し下げし、ウエハリングが保持するウエハシートを突状リング部上にてエキスパンドする（ウエハシートを外周から引き伸ばし、チップ間隔を広げる）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、ウエハ上のチップは、複数のウエハを同時に（バッチで）処理して形成される。そこで、チップの製造コストを低減するため、使用するウエハサイズは段階的に大きくなり、例えば直径５インチから６インチへ、そして８インチへと大きくなっている。それに伴い、ウエハが粘着されたウエハシートを保持するウエハリングの大きさ（以下リングサイズという）も大きくなっている。これを夫々、例えば５インチリング、６インチリングそして８インチリングと呼ぶ。
【０００５】
従来のエキスパンド装置は、通常、１種類のリングサイズのウエハリングにしか対応していず、リングサイズが固定式である。そのため、複数種類のリングサイズのウエハリングに対応するためには、エキスパンド装置の機構部全体を交換しなければならない。これを交換する（切り替える）には、交換した機構部の位置調整、電気配線接続、部品交換等の調整個所が多く、また機構部が大きい為取り扱いにも注意しなければならないため、多大な工数を必要とするという問題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、複数種類のリングサイズのウエハリングに対応し、且つ、短時間で簡単に切り替えができ、作業性が良い、リングサイズが兼用式のエキスパンド装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のエキスパンド装置は、エキスパンドするウエハリングのリングサイズに対応した切替部品と、前記切替部品が取り付けられる取付部材とを有することを特徴とする。
【０００８】
また、前記取付部材は、中央部に貫通穴を有し、前記貫通穴の側面に突起状の鍔部を有するステージである。
【０００９】
また、前記切替部品が、中央部に突状リング部を有し前記突状リング部の周辺部に可動ピンを有し前記ステージの貫通穴に嵌合され前記鍔部上に載置されるエキスパンドリングと、前記ステージの貫通穴に嵌合され前記鍔部下面に装着され固定されるエリアリングと、前記エキスパンドリングの上方に設けられた突起状のクランプ部を有するクランパと、前記ステージの上面に設けられたリング有無検出センサと、リング方向検出センサとである。また、前記エリアリングは、磁力により前記ステージの鍔部に固定される。
【００１０】
また、前記ステージには、前記クランパを前記エキスパンドリングに対し上下動させる駆動源と、前記駆動源に接続固定され前記クランパが取り付け固定される駆動ブロックとを備えている。また、前記クランパは、固定溝部が設けられた挿入ピンを備えている。また、前記駆動ブロックは、前記クランパの挿入ピンが嵌合される貫通穴を有し、前記貫通穴に嵌合された前記挿入ピンの固定溝部を掛止する固定爪を設けている。
【００１１】
この様な本発明によれば、切替部品を交換するだけで、複数種類のリングサイズのウエハリングに対応でき、且つ、切替部品の固定は固定爪による固定や磁力による固定や単なる載置によるもので有る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態を示す分解斜視図、図２は図１のクランパを示す側面図、平面図及び断面図、図３は図１の一実施形態の動作を示す断面図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態のエキスパンド装置は、中央部に貫通穴１ｂを有し、貫通穴１ｂの側面に突起状の鍔部１ａを有し、切替部品の取り付け部材であるステージ１、ウエハリング２１のリングサイズに対応した切替部品である、中央部に突状リング部２ａを有し、突状リング部２ａの周辺部に可動ピン２ｂを有し、ステージ１の貫通穴１ｂに嵌合され鍔部１ａ上に載置されるエキスパンドリング２、ステージ１の貫通穴１ｂに嵌合され鍔部１ａに設けられた磁石（図示せず）により（磁力により）鍔部１ａ下面に装着され固定されるエリアリング４、エキスパンドリング２の上方に設けられた突起状のクランプ部３ａを有する一対のクランパ３、ステージ１の上面に設けられたリング有無検出センサ１１及びリング方向検出センサ１２を備えている。
【００１４】
そして、図1、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、本実施形態のエキスパンド装置は、ステージ１に設けられクランパ３をエキスパンドリング２に対し上下動させる駆動源であるエアーシリンダ６、エアーシリンダ６に接続固定されクランパ３が取り付け固定される駆動ブロック５を備えている。そして、クランパ３には固定溝部３ｃが中間部に設けられた挿入ピン３ｂが設けられ、駆動ブロック５にはクランパ３の挿入ピン３ｂが嵌合される貫通穴５ｃを有し、貫通穴５ｃに嵌合された挿入ピン３ｂの固定溝部３ｃを掛止する固定爪５ｂが中間部に設けられたピン挿入部５ａが設けられている。
【００１５】
ここで、切替部品の大きさは使用（エキスパンド）するウエハリング２１のリングサイズに夫々対応している。エキスパンドリング２は、外径の大きさは嵌合するステージ１の貫通穴１ｂの大きさに対応した一定の大きさであるが、突状リング部２ａの径は夫々異なり（リングサイズが大きくなると大きくなり）突状リング部２ａの周辺部に設けられた可動ピン２ｂの位置も夫々異なる（リングサイズが大きくなると外側にずれる）。
【００１６】
また、クランパ３は、クランプ部３ａの形状が夫々異なる（リングサイズが大きくなると突起が挿入ピン３ｂ側に小さくなる）。
【００１７】
そしてまた、エリアリング４は、外径の大きさは嵌合するステージ１の貫通穴１ｂの大きさに対応した一定の大きさであるが、設けられた貫通穴４ａの大きさは夫々異なる（リングサイズが大きくなると大きくなる）。
【００１８】
またここで、このエキスパンド装置は、図３に示すようにエキスパンド動作する。
【００１９】
まず、エキスパンドする（ウエハシートを外周から引き伸ばし、チップ間隔を広げる）ウエハリング２１は、半導体チップ（以下チップという）２３群から成る半導体ウエハ（以下ウエハという）２４が粘着されたウエハシート２２の外周部を保持している。そして、ウエハリング２１には、方向検出のための切欠部２１ａが設けられている。ここで、ウエハシート２２として、例えばＵＶテープを用いている。
【００２０】
図３（ａ）に示すように、このウエハリング２１をエキスパンドリング２の突状リング部２ａまわりに、可動ピン２ｂ上に位置するように載置する。この時、クランパ３は、エキスパンドリング２の上方に、つまり載置されたウエハリング２１の上方に位置している。
【００２１】
そして、エアーシリンダ６を下動させてエアーシリンダ６に駆動ブロック５を介して固定されているクランパ３を下動させ、クランパ３のクランプ部３ａによりエキスパンドリング２の突状リング部２ａまわりに載置されているウエハリング２１を押し下げする。この時、ウエハリング２１は可動ピン２ｂが押し下げられることにより可動ピン２ｂと共に押し下げられる。
【００２２】
そしてこのことにより、図３（ｂ）に示すように、ウエハリング２１が外周部を保持するウエハシート２２をエキスパンドリング２の突状リング部２ａ上にて外周から引き伸ばし、ウエハシート２２上のチップ２３の間隔を広げる（エキスパンドする）。
【００２３】
そしてこの後、例えば、このエキスパンド装置が組み込まれたマウンタ（一般的にはダイボンダという）では、間隔を広げ分離したチップ２３の裏側からウエハシート２２を介して針状のピンでチップ２３を突き上げ、突き上げたチップ２３をコレットにより吸着保持して、チップ２３を摘出する。なおここで、エリアリング４に設けられた貫通穴４ａは、ウエハリング２１のリングサイズに対応して、ピンの動作範囲を設定するためのものである。
【００２４】
そして、使用（エキスパンド）するウエハリング２１のリングサイズが変わり、切替部品を交換する（切り替える）場合は、図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように行う。
【００２５】
まず、今まで使用していたウエハリング２１に対応していた切替部品を取り外す。そのためにまず、駆動ブロック５のピン挿入部５ａの固定爪５ｂを回動させ、貫通穴５ｃに嵌合されたクランパ３の挿入ピン３ｂの固定溝部３ｃを掛止し固定している固定爪５ｂを解除させる。そして、クランパ３を持ち上げ駆動ブロック５から抜き取る。
【００２６】
そして、ステージ１の鍔部１ａ上に載置されているエキスパンドリング２を持ち上げ取り外す。
【００２７】
そして、ステージ１の鍔部１ａ下面に磁力により装着され固定されているエリアリング４を下方へ取り外す。これで切替部品の取り外しを終了する。
【００２８】
次に、これから使用するウエハリング２１に対応した切替部品を取り付ける（または切り替える）。そのためにまず、ステージ１の上面に設けられたリング有無検出センサ１１及びリング方向検出センサ１２の取り付け位置を、これから使用するウエハリング２１の載置位置に合わせて切り替える。なおこの時、リング方向検出センサ１２の取り付け位置は、これから使用するウエハリング２１の切欠部２１ａの載置位置に合わせて切り替える。
【００２９】
そして、（これから使用するウエハリング２１に対応した）エリアリング４を、下方からステージ１の貫通穴１ｂに嵌合させながら鍔部１ａ下面に磁力により装着し固定する。
【００３０】
そして、エキスパンドリング２を、上方からステージ１の貫通穴１ｂに嵌合させながら鍔部１ａ上に載置する。
【００３１】
そして、クランパ３を、クランパ３の挿入ピン３ｂを駆動ブロック５のピン挿入部５ａの貫通穴５ｃに嵌合させながら挿入する。そして、駆動ブロック５のピン挿入部５ａの固定爪５ｂを回動させ、貫通穴５ｃに嵌合されたクランパ３の挿入ピン３ｂの固定溝部３ｃを掛止し固定する。これで、切替部品の取り付け（切り替え）を完了する。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、切替部品を交換する（切り替える）だけで、複数種類のリングサイズのウエハリングに対応でき、且つ、切替部品の固定は固定爪による固定や磁力による固定や単なる載置によるもので有り、短時間で簡単に切り替えができ、作業性が良いという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエキスパンド装置の一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】図２（ａ）は図１のクランパを示す側面図及び平面図であり、図２（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。
【図３】図1の一実施形態の動作を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ステージ
１ａ 鍔部
１ｂ 貫通穴
２ エキスパンドリング
２ａ 突状リング部
２ｂ 可動ピン
３ クランパ
３ａ クランプ部
３ｂ 挿入ピン
３ｃ 固定溝部
４ エリアリング
４ａ 貫通穴
５ 駆動ブロック
５ａ ピン挿入部
５ｂ 固定爪
５ｃ 貫通穴
６ エアーシリンダ
１１ リング有無検出センサ
１２ リング方向検出センサ
２１ ウエハリング
２１ａ 切欠部
２２ ウエハシート
２３ 半導体チップ（チップ）
２４ 半導体ウエハ（ウエハ）

Claims (6)

1. 中央部に貫通穴を有し前記貫通穴の側面に突起状の鍔部を有するステージと、前記貫通穴に嵌合されると共に前記鍔部上に載置され、中央部にウエハリングに外周部が保持されたウエハシートに粘着されたエキスパンドするウエハのサイズに対応した突状リング部を有するエキスパンドリングと、前記ステージの貫通穴に嵌合され前記鍔部下面に装着され固定され前記エキスパンドリング上でエキスパンドされ分離されたチップを突き上げる針状のピンの動作範囲を設定するエリアリングとを備えることを特徴とするエキスパンド装置。
2. 前記エキスパンドリングの前記突状リング部の周辺部にエキスパンドするため前記ウエハリングが押し下げられるときに前記ウエハリングと共に押し下げられる可動ピンを有することを特徴とする請求項１記載のエキスパンド装置。
3. 前記ステージは、前記エキスパンドリングの上方に設けられた突起状のクランプ部を有するクランパと、前記クランパを前記エキスパンドリングに対し上下動させる駆動源と、前記駆動源に接続固定され前記クランパが取り付け固定される駆動ブロックとを備えていることを特徴とする請求項１乃至２記載のエキスパンド装置。
4. 前記ステージ上に設けられたリング有無検出センサと、リング方向検出センサとを備えていることを特徴とする請求項１乃至３記載のエキスパンド装置。
5. 前記クランパは、固定溝部が設けられた挿入ピンを備えている請求項４記載のエキスパンド装置。
6. 前記駆動ブロックは、前記クランパの挿入ピンが嵌合される貫通穴を有し、前記貫通穴に嵌合された前記挿入ピンの固定溝部を掛止する固定爪を設けている請求項５記載のエキスパンド装置。

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