JP4093297B2

JP4093297B2 - 半導体製造装置

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Publication number: JP4093297B2
Application number: JP2001367446A
Authority: JP
Inventors: 健一武藤; 幸雄伊藤
Original assignee: Apic Yamada Corp
Current assignee: Apic Yamada Corp
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2021-11-30
Also published as: JP2003168657A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェハテープに貼り付けられた半導体ウェハがダイシングされて個片化されたチップを、例えば、ボンディング工程などに移行するために、当該ウェハテープからチップを分離する半導体製造装置に関する。本発明は、特にチップ間隔が狭い小型のチップをウェハテープから分離する半導体製造装置に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器に使用される半導体チップを製造するプロセスは、リソグラフィ技術によって半導体ウェハ上に回路を形成する前工程と、かかる半導体ウェハから半導体チップを製造する後工程とを含む。このうち後工程は、半導体ウェハがダイシングされて個片化されたチップを、例えば、ボンディング工程に移行するために当該チップを分離する（取り上げる）ピックアップを含む。半導体ウェハ又はダイシングされたチップはリング状のウェハフレームに保持されたウェハテープに貼り付けられており、個片化されたチップをピックアップするためにウェハテープを延伸させることが行われている。ウェハテープを延伸させることは、半導体ウェハ又はダイシングされたチップの間隔を十分に広げるとともに、テープを延伸させることで半導体ウェハ又はダイシングされたチップとウェハテープとの接着力を減らすことができるので、ピックアップをスループットよく行うことができる。
【０００３】
図１０乃至図１２を参照するに、半導体製造装置に適用される従来の手法としてのウェハテープ４１０を延伸するためのウェハテープ延伸機構（エキスパンド装置と称される場合もある）５００について説明する。ここで、図１０の（ａ）は従来のウェハテープ延伸機構５００を示す概略上面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すウェハテープ延伸機構５００を示す概略側面図である。図１１は、ウェハテープ４１０を延伸するための動作を説明する図１０に示すウェハテープ延伸機構５００の領域Ａにおける一の状態を示す拡大断面図である。図１２は、ウェハテープ４１０を延伸するための動作を説明する図１０に示すウェハテープ延伸機構５００の領域Ａにおける別の状態を示す拡大断面図である。
【０００４】
ウェハテープ延伸機構５００は、図１０に示されるように、半導体ウェハ又はダイシングされたチップが貼り付けられたウェハテープ４１０を保持するウェハフレーム４００を着脱可能に保持するフレーム押し下げ板５１０と、ウェハテープ延伸リング５２０とを有し、例えば図示しない駆動装置によって駆動されるフレーム押し下げ板５１０を駆動させ、ウェハフレーム４００に保持されるウェハテープ４１０をウェハテープ延伸リング５２０に押し当てることで当該ウェハテープ４１０を延伸させる装置である。
【０００５】
かかるウェハテープ延伸機構５００において、まず、ウェハフレーム４００がフレーム押し下げ板５１０に取り付けられる。ウェハフレーム４００はウェハテープ４１０を保持し、保持されてウェハテープ４１０の中心部分には複数個の半導体ウェハ又はダイシングされたチップが貼り付けられている。このとき、図１０及び図１１に示すように、ウェハフレーム４００はフレーム押し下げ板５１０に取り付けられてウェハテープ延伸リング５２０の上方に位置している。
【０００６】
そして、半導体ウェハ又はダイシングされたチップのピックアップに際しては、例えば図示しない駆動装置を駆動させてフレーム押し下げ板５１０を図１２に示すように下方（即ち、ウェハテープ延伸リング５２０方向）に押し下げる。これにともない、フレーム押し下げ板５１０とともにウェハフレーム４００が押し下げられ、ウェハテープ４１０がウェハテープ延伸リング５２０に当接する。さらに、フレーム押し下げ板５１０を押し下げると、ウェハテープ延伸リング５２０を支点としてウェハテープ４１０がウェハフレーム４００によって引っ張られる。これによりウェハテープ４１０は延伸され、これと同時にウェハテープ４１０に貼り付けられた半導体ウェハ又はダイシングされたチップが間隔も広げられる。
【０００７】
かかる状態において、半導体ウェハ又はダイシングされたチップは、コレットと呼ばれる吸着部材（吸着ヘッド）によりターゲットとする半導体ウェハ又はチップ上に正確に位置決めされて吸着されることで、ピックアップされる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の電子機器の小型化により搭載される半導体ウェハやチップも小型化が進んでおり、それに伴い、ウェハテープに貼り付けられた半導体ウェハ又はダイシングされるチップの間隔も非常に小さなものになってきている。これら小型の半導体ウェハ又はチップに対するピックアップをスループットよく行うためには更にウェハテープを延伸する必要があるが、小型の半導体ウェハにいたっては従来の方法のままではコレットで安定的に吸着するための間隔を十分に確保することが困難であるという問題を有している。
【０００９】
図１２を参照するに、従来の方法においては、ウェハテープ４１０はウェハテープ延伸リング５２０を支点としてウェハフレーム４００の押し下げ力により延伸される。しかし、ウェハテープ４１０とウェハテープ延伸リング５２０との間には摩擦力が存在する。例えば、ウェハフレーム４００に印加される押し下げ力Ｆによりウェハテープ延伸リング５２０に押し付けられたウェハテープ４１０全体に引張力Ｆ_１が働いたと仮定すると、ウェハテープ延伸リング５２０の接触位置より外側にあるウェハテープ４１０には引張力Ｆ_１が働くが、ウェハテープ延伸リング５２０より内側にあるウェハテープ４１０には摩擦力Ｆ_２と引張力Ｆ_１の合力（Ｆ_１−Ｆ_２）が働くこととなる。本来ならば、ウェハテープ４１０は全体として引張力Ｆ_１に比例して延伸されることが好ましいが、ウェハテープ４１０の中心部（ウェハテープ延伸リング５２０より内側）の伸びに起因する引張力Ｆ_１は摩擦力Ｆ_２によって減少されてしまう。よって、ウェハテープ４１０の中心部の延伸量（エキスパンド率）は外側に位置するウェハテープ４１０の延伸量より減少してしまうことになる。よって、ウェハテープ４１０の中心部分を更に引き伸ばすためには、ウェハフレーム４００を更に大きな力で押し下げる必要がある。
【００１０】
しかし、摩擦力Ｆ_２は押し下げ力Ｆに比例して大きくなるので、ウェハテープ４１０の延伸を目的として単にウェハフレーム４００に対する押し下げ力Ｆを大きくしたのではウェハテープ４１０の中心部分に働く合力（Ｆ_１−Ｆ_２）が弱くなり、結果としてウェハテープ４１０の外周部分は延びるが中心部分はまったく伸びないことも考えられる（例えば、Ｆ_１−Ｆ_２≒０）。
【００１１】
そこで、このような問題を解決する方法として、ウェハテープ４１０とウェハテープ延伸リング５２０との摩擦を低減するために、摩擦面となるウェハテープ延伸リング５２０に小型のローラを設け摩擦抵抗を減らす手法などが提案されている。しかしながら、かかる手法ではウェハテープ延伸リングに微小のローラを取り付ける必要があり製造コストがかかり、また煩雑な製造工程を必要とするなど好ましい方法ではない。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そこで、このような従来の課題を解決する新規かつ有用な半導体製造装置を提供することを本発明の概括的目的とする。
【００１３】
より特定的には、本発明は、半導体ウェハ又はダイシングされたチップが貼り付けられたウェハテープを容易にかつ簡素な構成で効果的に延伸することを可能にするテープ延伸部材を提供する。
【００１４】
本発明の一側面としての半導体製造装置は、ウェハテープに貼り付けられた半導体ウェハがダイシングされ個片化されたチップに分離されて前記ウェハテープから前記チップを分離する半導体製造装置であって、前記ウェハテープが押し当てられるウェハテープ延伸リングと、前記ウェハテープを保持するウェハフレームを保持すると共に、前記ウェハテープの延伸に際して前記ウェハフレームに保持される前記ウェハテープが前記ウェハテープ延伸リングに対して押し当てられるように移動可能なウェハフレーム保持部と、前記ウェハテープが前記ウェハテープ延伸リングに対して押し当てられた際に前記ウェハテープと前記ウェハテープ延伸リングとの間に介在するように前記ウェハフレーム保持部に接続されて前記ウェハテープを延伸させるテープ延伸部材とを有し、前記テープ延伸部材は、前記ウェハテープ延伸リングに対して低摩擦係数の部材より形成され、前記ウェハテープ延伸リングより小さい内径を有する環状部材であることを特徴とする。
【００１５】
かかる半導体製造装置によれば、テープ延伸部材がウェハテープ延伸リングの摩擦面として作用すると共に、当該ウェハテープとテープ延伸部材との摩擦力によりウェハテープの延伸に寄与する。より詳細には、前記テープ延伸部材は、前記ウェハテープが当該テープ延伸部材を介して前記ウェハテープ延伸リングに対して押し当てられた際に前記ウェハテープの動きと同期して移動するように前記ウェハフレーム保持部に対して接続されており、かかるテープ延伸部材の動作によりウェハテープを従来よりも少ない力で延伸することができる（又は、従来と同等な力であってもより大きな延伸を得ることができる）。従って、ウェハテープに貼り付けられるチップ間隔を従来よりも広げることができるので、チップの分離を容易に行うことができ、チップの生産をスループットよく行うことができる。また、ウェハテープのエキスパンダ率を拡張させることはチップとウェハテープとの接着力を弱めることができるので、小型のチップであっても容易にピックアップすることができる。これもまたスループットよくチップの生産を行うことに寄与する。
【００１６】
本発明の半導体製造装置において、前記テープ延伸部材は、前記ウェハテープの前記半導体ウェハが貼られた領域のエキスパンド率を拡張することができ、上述した作用及び効果を奏することができる。また、前記テープ延伸部材は、その内周部をヒダ状に形成することができる。これにより、テープ延伸部材が作用される際の弛みを防止することができる。また、前記テープ延伸部材は、前記ウェハテープ側の表面の摩擦係数が前記ウェハテープ拡張リング側の表面の摩擦係数よりも高いことを特徴としている。かかる構成において、テープ延伸部材は、さらにウェハテープの延伸に寄与することができる。
【００１７】
また、本発明においては、後述する明細書で詳述されるテープ延伸部材、当該テープ延伸部材を有するウェハフレーム、及び、テープ延伸部材を有するウェハテープ延伸機構について、それぞれ単体又はこれらの組み合わせであっても、本発明の一部として機能するものである。更に、後述する明細書で詳述されるウェハフレームの再利用方法も本発明に一部として機能する。
【００１８】
本発明の他の目的及び更なる特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の例示的一態様である半導体製造装置３００に適用可能なウェハテープ延伸機構２００を説明する。ここで、図１は、テープ延伸部材１０を利用したウェハテープ延伸機構２００の一部を示す概略上面図である。図２は、図１に示すウェハテープ延伸機構２００に記したＡ−Ａ断面を示す概略断面図である。図３は、（ａ）は本発明のテープ延伸部材１０を示す概略上面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すテープ延伸部材１０の概略断面図である。
【００２０】
本発明のウェハテープ延伸機構２００は、半導体ウェハ及びダイシングされたチップ（以下、明細書ではこれら半導体ウェハ及びチップを単にチップＣＰとして統一して表現する）が貼り付けられたウェハテープ１１０を延伸させることでチップＣＰのピックアップを容易に可能にするための機構であって、典型的に、テープ延伸部材１０と、ウェハフレーム押し下げ板２１０と、ウェハテープ延伸リング２２０と、図示しない駆動装置とを有する。かかるウェハテープ延伸機構２００において、ウェハフレーム押し下げ板２１０は図示しない駆動装置に接続され、ウェハテープ延伸リング２２０の上方に位置し、ウェハフレーム押し下げ板２１０にウェハテープ１１０を保持するウェハフレーム１００が取り付けられた際にウェハテープ延伸リング２２０の中心位置とウェハフレーム１００の中心位置とが一致するように位置決めされて配置される。また、ウェハフレーム押し下げ板２１０には、図２に示されるように、その下面にテープ延伸部材１０が取り付けられている。但し、テープ延伸部材１０の配置場所は例示的であり、本発明をこれに限定するものではない。後述するようにテープ延伸部材１０はウェハフレーム１００に取り付けられてもよい。
【００２１】
テープ延伸部材１０は、ウェハテープ１１０の延伸を補助する。テープ延伸部材１０は、より詳細には後述する動作の説明から明らかとなるように、ウェハテープ１１０が当該ウェハテープ延伸リング２２０に押し当てられる際にウェハテープ延伸リング２２０とウェハテープ１１０の間に位置し、ウェハフレーム押し下げ板２１０（又はウェハフレーム１００）に引っ張られ（即ち、ウェハテープ１１０の動きに同期して移動し）、ウェハテープ延伸リング２２０との摩擦面として作用すると共に、当該ウェハテープ１１０とテープ延伸部材１０との摩擦力によりウェハテープ１１０の延伸に寄与する。かかる作用は、ウェハテープ１１０の中心領域、即ち、ウェハテープ延伸リング２２０より内側であって、チップＣＰの貼り付けられた領域部分の延伸のエキスパンド率を従来よりも拡張することができる。
【００２２】
テープ延伸部材１０は、図１乃至図３に示すように、環状に形成されたシート状の部材である。かかるテープ延伸部材１０は、少なくとも内周半径がウェハテープ延伸リング２２０の半径より小さくなるようにその大きさが決定されている。本実施形態において、テープ延伸部材１０は内周部がヒダ状に加工されている。但し、内周部に施されたヒダ状の領域は、テープ延伸部材１０が作用される際の弛みを防止する機能を有するに足りるものであり、単に切り込みなどとして実現されてもよい。
【００２３】
また、特に図示しないが、テープ延伸部材１０はウェハフレーム押し下げ板２１０に取り付けられるためのネジ１２を貫通するネジ穴が形成されている。かかるネジ穴によりテープ延伸部材１０はウェハフレーム押し下げ板２１０に着脱可能に取り付けられる。また、本実施形態においては、テープ延伸部材１０は、延伸動作に伴うネジ穴近傍のテープ延伸部材１０に作用する力を均一に分散することを目的としてテープ延伸部材１０外周に近似のリング状の座金１１を介してウェハフレーム押し下げ板２１０にネジ止めされている。但し、ウェハフレーム押し下げ板２１０に対するテープ延伸部材１０の固定方法はネジ止めに限定されるものではない。例えば、テープ延伸部材１０の外周部にフレームを設けて当該フレームをＴ字やＬ字形状に折り曲げ加工を施し、一方、ウェハフレーム押し下げ板２１０の下面（より詳細には、ウェハフレーム１００よりも下方部分）にかかるフレームと嵌合するレールや溝を設けて、テープ延伸部材１０をウェハフレーム押し下げ板２１０にスライドして挿入するなどの手法を用いてもよい。
【００２４】
このようにテープ延伸部材１０をウェハフレーム押し下げ板２１０に対して着脱可能とすることで、テープ延伸部材１０の劣化に伴う交換を容易に行うことができる。また、上述したネジ止めの形態に至っては、既存の装置に対しても本発明のテープ延伸部材１０を容易に備え付けることができ、単にテープ延伸部材１０を取り付けることで本発明が提供するテープ延伸作用を奏することができる。即ち、かかるテープ延伸部材１０は半導体製造装置３００に適用可能なウェハテープ延伸機構２００の要素の一部であるのと同時に、かかるテープ延伸部材１０単体としても流通可能である。
【００２５】
テープ延伸部材１０は、ウェハテープ１１０とウェハテープ延伸リング２２０との間に位置し当該ウェハテープ１１０の延伸を補助する部材であるが、ウェハテープ延伸リング２２０に対する追従性やウェハテープ１１０に対する延伸作用を考慮したうえでも柔軟性を有し引張ひずみが小さい（伸びにくい）ものであることが好ましい。また、テープ延伸部材１０はウェハテープ延伸リング２２０に対して摩擦係数が小さいものであることが好ましい。テープ延伸部材１０は、例えば、テフロンやポリミドなどの材料を使用することができる。但し、後述する動作で説明されるように、テープ延伸部材１０がウェハテープ１１０の動きに同期して移動することでウェハテープ１１０を引っ張る作用を奏するものであるが故に、ウェハテープ１１０側に相当する面の摩擦係数を高めてもよい。例えば、テープ延伸部材１０は、低摩擦係数を有する部材と高摩擦係数を有する部材とを貼り合わせた構造であってもよいし、片側の表面を粗く加工することで部材における表面の摩擦係数に差を持たせた構造であってもよい。
【００２６】
なお、本実施形態では、テープ延伸部材１０はウェハテープ延伸リング２２０に取り付けられるものであるが、かかる形態は例示的である。テープ延伸部材１０は、ウェハテープ１１０の延伸動作に際して、ウェハフレーム１００又はウェハフレーム押し下げ板２１０に同期して引っ張られる（即ち、ウェハテープ１１０の動きに追従するように移動する）ように構成されるに足りるものである。よって、テープ延伸部材１０はウェハフレーム１００に取り付けられてもよい。例えば、テープ延伸部材１０をウェハフレーム１００に取り付ける方法としては、図４に示すように、テープ延伸部材１０はコの型形状の板材よりなる取り付け部材１５を介してウェハフレーム１００に取り付けることができる。取り付け部材１５はウェハフレーム１００及び／又はテープ延伸部材１０に対し固定的又は着脱可能に取り付けられてもよい。また、取り付け部材１５は延伸動作を行っても変形がないことが好ましく、剛性の強い材料より構成されることが好ましい。かかる形態であっても、上述した形態のような作用及び効果を奏するものである。ここで、図４は、図１に示すウェハフレーム１００に取り付けられたテープ延伸部材１０を示す概略側面図である。
【００２７】
ウェハフレーム１００は、ウェハリングとも称され、チップＣＰが貼り付けられたウェハテープ１１０を保持する枠のことである。ウェハフレーム１００には、ウェハテープ１１０をエキスパンドした状態でウェハフレーム１００に取り付ける場合と、エキスパンドせずにウェハフレーム１００に付ける場合があるが、本発明においてはエキスパンドせずにウェハフレーム１００に付ける場合に好適である。ウェハフレーム１００は、ウェハテープ延伸機構２００のウェハフレーム押し下げ板２１０に対して直接又はカセットなどに格納された状態で着脱可能に構成されている。
【００２８】
ウェハテープ１１０は、半導体ウェハ及びダイシングされたチップを保持するための粘着性樹脂よりなるテープである。ウェハテープ１１０は、ダイシング工程からダイボンディング工程又は実装工程間で使用される。ここで、ダイシングとはウェハテープ１１０に貼り付けられた半導体ウェハを切断して単一のチップＣＰに切り分ける工程であり、ダイボンディングとはチップＣＰをリードフレーム又はＢＴ基板、テープ基板等に接続する工程である。本実施形態に示すウェハテープ延伸機構２００は、ダイシングされたチップＣＰをピックアップする際に使用されるものである。
【００２９】
ウェハテープ１１０は塩化ビニル、ポリエチレン、酢酸ビニルの表面に接着剤を作用させたＵＶシート等よりなり、チップＣＰを貼り付けることで当該チップＣＰを保持する。ここで、ＵＶシートとは、紫外線を照射することでチップＣＰの接着力を低下させてピックアップの容易性を確保したテープのことであり、塩化ビニルなどより作成されるテープより高価なシートである。しかしながら、本発明のウェハテープ延伸機構２００によれば、ウェハテープ１１０のエキスパンド率は従来より大きくすることができるので、テープの延伸に伴いウェハテープ１１０とチップＣＰの接着力を弱めることができる。
【００３０】
ウェハフレーム押し下げ板２１０は、ウェハフレーム１００を保持するとともに、ウェハフレーム１００をウェハテープ延伸リング２２０に押し付けるために図示しない駆動装置に接続されて移動することができる。ウェハフレーム押し下げ板２１０は、ウェハフレーム１００を直接又はカセットなどに格納されたウェハフレーム１００を交換（着脱）可能に保持することができる。ウェハフレーム押し下げ板２１０は図示しない駆動装置に駆動されて、ウェハフレーム１００をウェハテープ延伸リング２２０に対して垂直に移動させることができる。なお、本実施形態においては、ウェハフレーム押し下げ板２１０を移動させることで、ウェハテープ１１０の延伸を図るものであるが、ウェハフレーム押し下げ板２１０を固定の要素としてウェハテープ延伸リング２２０を上方に移動させる構成であってもよい。
【００３１】
ウェハテープ延伸リング２２０は環状に加工された起立したリングであり、かかるリングを支点として作用させることでウェハフレーム押し下げ板２１０によって押し付けられたウェハテープ１１０を延伸させることができる。ウェハテープ延伸リング２２０は、ウェハテープ１１０との接触面になだらかな曲率が施されており、ウェハテープ１１０をスムーズに引っ張ることができる。なお、ウェハテープ延伸リング２２０は、テープ延伸部材１０との摩擦抵抗を低減するためにテフロンで形成したり、接触面をすべりやすい部材などで加工したりテープを貼付したりすることもできる。但し、本発明のテープ延伸部材１０を使用することで、ウェハテープ１１０の延伸を十分に確保することができるので、従来のようにローラを取り付けたりする必要がない。これにより、ウェハテープ延伸リング２２０の製造コストを抑えたり、かかるウェハテープ延伸リング２２０の製造工程の煩雑さを解消している。
【００３２】
駆動装置は、ウェハフレーム押し下げ板２１０を駆動する装置であり、例えば、エアシリンダなどの装置を使用することができる。図示しない駆動装置は、ウェハフレーム押し下げ板２１０の位置決めや押し当て力を調節したり決定したりすることができる。なお、本発明のテープ延伸部材１０を使用することは、従来と同等の押し当て力であってもウェハテープ１１０に対して十分なエキスパンダ率を確保することができるため、装置負担を低減することができる。
【００３３】
なお、これらウェハフレーム押し下げ板２１０、ウェハテープ延伸リング２２０及び図示しない駆動装置はかかる記載にのみ限定されるものではない。よって、当業者にとって想達可能ないかなる構成を適用してもよいし、これらの要素が部分的に又は全部置換されたものであっても本発明としての機能を奏するものである。
【００３４】
上述したように、本発明のウェハテープ延伸機構２００によれば、テープ延伸部材１０を設けることで、従来と同等の押し下げ力を作用させた場合であったとしても従来の延伸機構よりもウェハテープのエキスパンダ率を上げることができる。これにより、ウェハテープ１１０上に存在するチップＣＰの間隔を従来よりも広げることが可能となり、また、ウェハテープ１１０の引き伸ばしによりウェハテープ１１０とチップＣＰ間の接着力も低減させられるので、チップＣＰのピックアップを容易に行なうことができる。
【００３５】
次に、上述したウェハテープ延伸機構２００が適用された半導体製造装置３００について説明する。半導体製造装置３００は、ダイシングされたチップＣＰを後段の工程（例えば、ボンディング工程等）に移送するために当該チップＣＰをウェハテープ１１０から分離する装置であって、典型的に、ウェハテープ延伸機構２００と、コレット３１０と、図示しない突き上げピンとを有する。
【００３６】
ウェハテープ延伸機構２００は上述した本発明のウェハテープ延伸機構のことであり、ここでの詳細な説明は省略するものとする。
【００３７】
コレット３１０は、半導体ウェハがチップＣＰに個々に分離されている状態で、１個ずつチップＣＰを移送するために使用するチップＣＰの吸着保持具である。コレット３１０は当該周知のいかなる技術をも適用可能であり、本明細書での詳細な記載は所略するものとする。例えば、コレット３１０は、チップＣＰの吸着面が凹状で内面が矩形の平面コレットや４面にテーパを有する角錐コレットなどがあり、凹状の部分には真空装置に接続する流路が形成されてチップを真空吸着することができる。
【００３８】
本発明の半導体製造装置３００において、位置ずれ防止を考慮すればコレット３１０は、図５に示す角錐コレットを使用することが好ましい。しかし、基板のパターンにより角錐コレットが使用できない場合もある。角錐コレットはチップ基板を４面で捉えて真空吸着するため平面コレットよりも吸着力が強いという長所を有する。一方、平面コレットは、チップＣＰ上に形成されたバンプによって吸着能力が左右されるという欠点がある。ここで、図５は、半導体製造装置３００におけるコレット３１０近傍を示す拡大断面図である。
【００３９】
図６に示すように、平面コレットを使用する場合には、チップ基板上のバンプはコレットの凹状部分より小さい領域内あることが好ましい。ここで、図６は、平面コレットを示す図５に対応する概略側面図である。例えば、チップ上に形成されるバンプが基板全体に配置されている場合には、平面コレットでチップを捉えに行くと、バンプが平面コレットと基板の間に介在して真空吸着の妨げとなってしまう。上述したように、近年のチップは小型化しており、基板上に存在するバンプも全面にわたって形成されることが多い。したがって、バンプの影響を受けにくい角錐コレットを使用することでチップＣＰを確実にピックアップする方が好ましい。
【００４０】
但し、上述したように近年のチップＣＰの小型化に伴いチップ間隔も狭くなっている。このようなチップＣＰ間隔が狭いものに対しては、角錐コレットであってもテーパ部分がチップ間に入らないことがある。これにより、角錐コレットがチップＣＰを４面で保持することができず、吸着能力が弱まってしまうことがある。しかしながら、本実施形態の半導体製造装置３００によれば、ウェハテープ延伸機構２００によりウェハテープ１１０のエキスパンダ率を従来よりも拡張することができるので、チップＣＰ間にコレット３１０を挿入するだけのウェハテープ１１０の延伸を十分に得ることができる。
【００４１】
突き上げピンは、ウェハテープ１１０に貼付されたチップＣＰを突き上げ、コレット３１０に対する取り出しを補助する部材である。突き上げピンは、先端が針状に形成されており、ウェハテープ１１０を介して又はウェハテープ１１０を突き破りチップＣＰを突き上げる。これにより粘着されたチップＣＰをウェハテープ１１０から剥すことで、コレット３１０がチップを吸着することができる。なお、突き上げピンに関しても当業者はその構成を容易に理解し、また実施することができるので、本明細書における詳細な説明は省略する。
【００４２】
なお、半導体製造装置３００は上述した要素のほかに、コレット３１０をチップＣＰ上で位置決めするための位置決め機構や、コレット３１０及び突き上げピンを駆動させる駆動機構を更に有することができる。これらの機構は、当該周知のいかなる技術をも適用することができる。
【００４３】
以上説明したように、本発明の半導体製造装置３００によれば、ウェハテープ延伸機構２００によりチップ間隔が従来よりも広げられるので、チップＣＰの取り出しをコレット３１０が容易に行うことができる。これにより、スループットよくチップＣＰの取り出しを行うことができ、製造工程のロスを軽減することができる。また、ウェハテープ１１０のエキスパンダ率を拡張させることはチップＣＰとウェハテープ１１０との接着力を弱めることができるので、従来の装置に使用されたるような接着力を弱めるためのウェハテープ加熱機構や紫外線発生機構の使用量を減らしたり、又はこれらの付加機構を必要としなかったりすることもできる。これにより、半導体製造装置３００を安価に組み立てたり、又はランニングコストの低減を図ったりすることができる。
【００４４】
以下、本発明のウェハテープ１１０の延伸動作をダイシングされたチップＣＰの取り出し動作と共に説明する。
【００４５】
まず、図１乃至図２に示すように、ダイシングされたチップＣＰが貼付されたウェハテープ１１０を保持するウェハフレーム１００を、ウェハフレーム押し下げ板２１０に取り付ける。このとき、ウェハフレーム押し下げ板２１０には、既にテープ延伸部材１０がリング１１を介してネジ止めされている。なお、ウェハフレーム１００にテープ延伸部材１０が取り付けられている場合には、ウェハフレーム１００の取り付けと同時にテープ延伸部材１０もウェハフレーム押し下げ板２１０に取り付けられる。
【００４６】
図２及び図７に示すようにウェハフレーム１００が取り付けられると、図示しない駆動装置に駆動されてウェハフレーム押し下げ板２１０がウェハテープ延伸リング２２０側に押し下げられる。ここで、図７は、図２に示す領域Ｂを示す拡大断面図である。ウェハフレーム押し下げ板２１０が押し下げられることで、それに接続されたテープ延伸部材１０及びウェハフレーム１００も同様に下方の押し下げられる。
【００４７】
この押し下げ動作に伴い、まず、テープ延伸部材１０の下面（図２及び図７において、ウェハテープ延伸リング２２０側の面）がウェハテープ延伸リング２２０の上部（図２及び図７において、ウェハテープ１１０側の部分）に当接する。更にウェハフレーム押し下げ板２１０を押し下げると、テープ延伸部材１０がウェハテープ延伸リング２２０の上部により曲げられて斜めになる。更にウェハフレーム押し下げ板２１０を押し下げると、テープ延伸部材１０の内周側先端部分１０ａがウェハテープ１１０に当接する。更にウェハフレーム押し下げ板２１０を押し下げると、テープ延伸部材１０の内周側先端がウェハテープ１１０の張力によりかかる内周側先端部分１０ａがウェハテープ１１０に沿って略水平に曲げられる（図８参照）。更にウェハフレーム押し下げ板２１０を押し下げると、テープ延伸部材１０の内周側先端部分１０ａのウェハテープ１１０との接触部分に摩擦力が発生し、かかる接触部分を起点にウェハテープ１１０を引張り始める。更にウェハフレーム押し下げ板２１０を押し下げられ、ウェハフレーム押し下げ板２１０は最下点まで押し下げられる。
【００４８】
即ち、ウェハテープ延伸リング２２０の上部よりも、テープ延伸部材１０の内周側先端部分１０ａがウェハテープ１１０に対して内側に位置するため、ウェハテープ１１０との摩擦力を利用して当該ウェハテープ１１０の中心部分を効果的に引張ることができる。ここで、図８を参照するに、上述したウェハテープ１１０の延伸状態を更に説明する。図８は、ウェハフレーム押し下げ板２１０を押し下げたときの図７に対応する領域Ｂの拡大断面図である。まず、ウェハフレーム押し下げ板２１０に作用する押し下げ力をｆと定義する。また、これに伴うウェハテープ１１０及びテープ延伸部材１０の引張力をｆ_１とする。
【００４９】
上述したようにテープ延伸部材１０は少なくともウェハテープ延伸リング２２０側は低摩擦係数かつ引張ひずみの小さい部材よりなるため、たとえウェハテープ延伸リング２２０との間に摩擦力ｆ_２が存在したとしても、テープ延伸部材１０は引張力ｆ_１に対する変化量分だけは引っ張られることになる。一方、ウェハテープ１１０に関しては、ウェハテープ延伸リング２２０より外側に位置するウェハテープ１１０にはｆ_１の力が作用される。また、ウェハテープ延伸リング２２０より内側に位置するウェハテープ１１０に関しては、かかる引張力ｆ_１が働くと共に、テープ延伸部材１０がｆ_１で引っ張られることでウェハテープ１１０とテープ延伸部材１０との摩擦力によってｆ_３という力がｆ_１と同一方向に働き、総じてｆ_１＋ｆ_３の合力が働くこととなる。
【００５０】
即ち、テープ延伸部材１０を介すことで、ウェハテープ延伸リング２２０を介してウェハテープ１１０の引張力は外周側と内周側でｆ１：ｆ１＋ｆ３とすることができる。これによれば、ウェハテープ延伸リング２２０とウェハテープ１１０との間に摩擦力がない場合よりも、テープ延伸部材１０を介すことで内周部分のエキスパンド率を拡張させていることが理解できる。従って、従来よりも小さな力であってもチップＣＰ間隔を有効に引き伸ばすことが可能であるとともに、引き伸ばされたウェハテープ１１０によってチップＣＰとの接着力を弱めることが可能となる。よって、後述する動作から説明されるように、ウェハテープ１１０に貼り付けられたチップＣＰをコレット３１０で容易にピックアップすることができる。
【００５１】
そして、かかる状態で引き伸ばされたチップＣＰに対して、コレット３１０を駆動させてターゲットとするチップ上に位置させる。そしてコレット３１０のテーパをチップＣＰの４辺に当接させる。また、これと同時に、突き上げピンを下方から動作させて、ウェハテープ１１０を介し又はウェハテープ１１０を突き破ってターゲットとするチップＣＰを突き上げる。これによりウェハテープ１１０に貼付されたチップＣＰの接着力が更に低減されて、コレット３１０により吸着保持される。そして、ピックアップされたチップＣＰはコレット３１０により移送されて、後段に位置する装置又は所定の場所に移動される。
【００５２】
かかるピックアップ作業は、ウェハテープ１１０に搭載されたチップＣＰに対応して行われる。そして、ウェハテープ１１０上の全てのチップＣＰがピックアップされると、ウェハフレーム押し下げ板２１０は図７に示す位置に押し上げられる。チップＣＰが取り出されたウェハフレーム１００をウェハフレーム押し下げ板２１０より取り外す。そして、動作を終了させたり、また新たなウェハフレーム１００をウェハフレーム押し下げ板２１０に取り付けて上述の動作を繰り返したりすることができる。
【００５３】
このように上述した動作の説明から理解されるように、本発明のテープ延伸部材１０がウェハテープ１１０の延伸に作用することで、チップＣＰが貼付されるウェハテープ１１０の中心領域のエキスパンダ率を従来よりも少ない力で拡張することができる。よって、ウェハテープ１１０上に貼り付けられたチップＣＰ間隔を広げることができるので、小型のチップであっても簡単にピックアップすることができる。従って、製造工程における取り出しミスやそれに伴う作業時間などのロスをなくすことができので、チップＣＰの生産をスループットよく行うことができる。また、ウェハテープ１１０のエキスパンダ率を拡張させることはチップＣＰとウェハテープ１１０とを接着している接着剤などの接着力を弱めることができるので、同様にチップを容易にピックアップすることができる。これもまたスループットよくチップＣＰの生産を行うことに寄与する。
【００５４】
なお、上述したウェハテープ１１０は、チップＣＰがピックアップされた時点で廃棄されてしまう。しかしながら、本発明らが鋭意検討した結果、かかるウェハテープ１１０を再利用することで上述したテープ延伸部材１０として機能させることもできることを考え出した。以下、ウェハテープの再利用方法について説明する。
【００５５】
まず、チップＣＰが全てピックアップされたウェハテープ１１０ａを保持するウェハフレーム１００ａを用意する。そして、テープ延伸部材１０と同等の内周半径となるようにウェハテープ１１０ａを切断する。このとき、ウェハテープ１１０ａの内周部分は、ヒダ状となるように更に切断してもよいし、半径方向に切り込みを入れるだけであってもよい。切断方法は、抜打ち加工などを使用してもよいし、特に精密な精度を必要とされないので手作業で切り抜いてもよい。
【００５６】
次に、このようにして形成されたウェハフレーム１００ａを、チップＣＰが貼付されたウェハテープ１１０を保持するウェハフレーム１００の下面に配置し、ウェハフレーム押し下げ板２１０に取り付ける。ここで、図９は、ウェハフレーム１００の再利用方法であって、加工されたウェハフレーム１００ａをテープ延伸部材１０として機能させる場合の図２に示す領域Ｂの拡大断面図である。通常、ウェハテープ１１０にはチップＣＰ貼付面にのりなどが塗布されているため、かかる面がウェハテープ１１０との摩擦力を発生させ、上述したｆ３の力の要因となる。したがって、かかる構成であっても上述した形態のテープ延伸部材として機能することが理解される。
【００５７】
かかる再利用方法によれば、通常廃棄されるウェハテープ１１０を利用しテープ延伸部材１０として機能させることで、ウェハテープ１１０を有効活用することができる。
【００５８】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はその要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、本発明のテープ延伸部材によれば、チップが貼付されるウェハテープの中心領域のエキスパンダ率を従来よりも少ない力で拡張することができる。従って、ウェハテープ上に貼り付けられたチップ間隔を従来よりも広げることができるので、小型のチップであっても製造工程における取り出しミスやそれに伴う作業時間などのロスをなくすことができる。よって、チップの生産をスループットよく行うことができる。また、ウェハテープのエキスパンダ率を拡張させることはチップをウェハテープの接着力を弱めることができるので、小型のチップを容易にピックアップすることができる。これもまたスループットよくチップの生産を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】テープ延伸部材を利用したウェハテープ延伸機構の一部を示す概略上面図である。
【図２】図１に示すウェハテープ延伸機構に記したＡ−Ａ断面を示す概略断面図である。
【図３】（ａ）は本発明のテープ延伸部材を示す概略上面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すテープ延伸部材の概略断面図である。
【図４】図１に示すウェハフレームに取り付けられたテープ延伸部材を示す概略側面図である。
【図５】チップ取り出し装置におけるコレット近傍を示す拡大断面図である。
【図６】平面コレットを示す図５に対応する概略側面図である。
【図７】図２に示す領域Ｂを示す拡大断面図である。
【図８】ウェハフレーム押し下げ板を押し下げたときの図７に対応する領域Ｂの拡大断面図である。
【図９】ウェハフレームの再利用方法であって、加工されたウェハフレームをテープ延伸部材として機能させる場合の図２に示す領域Ｂの拡大断面図である。
【図１０】（ａ）は従来のウェハテープ延伸機構を示す概略上面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すウェハテープ延伸機構を示す概略側面図である。
【図１１】ウェハテープを延伸するための動作を説明する図１０に示すウェハテープ延伸機構の領域Ａにおける一の状態を示す拡大断面図である。
【図１２】ウェハテープを延伸延伸するための動作を説明する図１０に示すウェハテープ延伸機構の領域Ａにおける別の状態を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１０テープ延伸部材
１１座金
１２ネジ
１００ウェハフレーム
１１０ウェハテープ
２００ウェハテープ延伸機構
２１０ウェハフレーム押し下げ板
２２０ウェハテープ延伸リング
３００半導体製造装置
３１０コレット

Claims

ウェハテープに貼り付けられた半導体ウェハがダイシングされ個片化されたチップに分離されて前記ウェハテープから前記チップを分離する半導体製造装置であって、
前記ウェハテープが押し当てられるウェハテープ延伸リングと、
前記ウェハテープを保持するウェハフレームを保持すると共に、前記ウェハテープの延伸に際して前記ウェハフレームに保持される前記ウェハテープが前記ウェハテープ延伸リングに対して押し当てられるように移動可能なウェハフレーム保持部と、
前記ウェハテープが前記ウェハテープ延伸リングに対して押し当てられた際に前記ウェハテープと前記ウェハテープ延伸リングとの間に介在するように前記ウェハフレーム保持部に接続されて前記ウェハテープを延伸させるテープ延伸部材とを有し、
前記テープ延伸部材は、前記ウェハテープ延伸リングに対して低摩擦係数の部材より形成され、前記ウェハテープ延伸リングより小さい内径を有する環状部材であることを特徴とする半導体製造装置。
前記テープ延伸部材は、前記ウェハテープが当該テープ延伸部材を介して前記ウェハテープ延伸リングに対して押し当てられた際に前記ウェハテープの動きと同期して移動するように前記ウェハフレーム保持部に対して接続される請求項１記載の半導体製造装置。
前記テープ延伸部材は、前記ウェハテープの前記半導体ウェハが貼られた領域のエキスパンド率を拡張する請求項１記載の半導体製造装置。
前記テープ延伸部材は、その内周部がヒダ状に形成される請求項１記載の半導体製造装置。
前記テープ延伸部材は、前記ウェハテープ側の表面の摩擦係数が前記ウェハテープ拡張リング側の表面の摩擦係数よりも高いことを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。