JP6408365B2 - 間隔調整装置および調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、間隔調整装置および調整方法に関する。

従来、半導体製造工程において、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という場合がある）を所定の形状、所定のサイズに切断して複数の半導体チップ（以下、単に「チップ」という場合がある）に個片化し、シート（接着シート）を引っ張ってチップ（片状体）の相互間隔を広げる際に当該シートを加熱する離間方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１４６７２７号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたような従来の方法では、接着シートの材質や加熱のばらつき等の要因によって、各チップの相互間隔に違いが生じる。しかし、このような間隔の違いは極めて微小なため、各チップは、均等に間隔が広げられたものとされ、計算で導き出される位置（以下、「理論上の位置」という場合がある）を基準として搬送装置やピックアップ装置等の搬送手段によって搬送され、被搭載物上に搭載されて製造物が形成される。その結果、当該製造物におけるチップと被搭載物との相対位置関係が微妙にずれてしまう場合が生じ、ワイヤボンディングの接続位置がずれたり、チップと被搭載物との端子同士の位置がずれたりして、それらの導通が取れなくなり、当該製造物の歩留りを低下させてしまうという不都合を生じる。なお、このような課題は、半導体装置の製造に係るだけでなく、例えば緻密な機械部品や微細な装飾品等においても発生し得る。

本発明の目的は、各片状体の相互間隔を極力等間隔にすることができる間隔調整装置および調整方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の間隔調整装置は、所定のエネルギーによって伸縮可能な接着シート上に貼付された複数の片状体の相互間隔を調整する間隔調整装置であって、前記接着シートに前記所定のエネルギーを付与するエネルギー付与手段と、前記片状体の相互間隔を測定可能な測定手段とを備え、前記エネルギー付与手段は、前記測定手段の測定結果を基に、前記片状体の間隔に応じて異なる量の前記所定のエネルギーを前記接着シートにおける前記片状体間の領域に対して付与する、という構成を採用している。

この際、本発明の間隔調整装置では、前記エネルギー付与手段は、エネルギー付与部材を備え、前記複数の片状体間に形成された間隔ラインに沿って当該エネルギー付与部材を走査可能に設けられている、ことが好ましい。
また、本発明の間隔調整装置では、前記複数の片状体は、前記接着シート上の板状部材に少なくとも１方向の張力を付与して当該板状部材から形成されるものであり、前記接着シートに張力を付与する張力付与手段を備えている、ことが好ましい。

一方、本発明の間隔調整方法は、所定のエネルギーによって伸縮可能な接着シート上に貼付された複数の片状体の相互間隔を調整する間隔調整方法であって、前記片状体の相互間隔を測定する工程と、前記相互間隔の測定結果を基に、前記片状体の間隔に応じて異なる量の前記所定のエネルギーを前記接着シートにおける前記片状体間の領域に対して付与する工程とを備えている、という構成を採用している。

以上のような本発明によれば、接着シートに対して部分的にエネルギーを付与して片状体同士の相互間隔を調整することができるので、各片状体の相互間隔を極力等間隔にすることができる。

この際、エネルギー付与部材が間隔ラインに沿って走査可能に設けられていれば、各片状体の相互間隔をより極力等間隔にすることができる。

本発明の一実施形態に係る間隔調整装置の側面図。 片状体の並びの態様図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれが直交する関係にあり、Ｘ軸およびＹ軸は、所定平面内の軸とし、Ｚ軸は、前記所定平面に直交する軸とする。さらに、本実施形態では、Ｙ軸と平行な図１中手前方向から観た場合を基準とし、方向を示した場合、「上」がＺ軸の矢印方向で「下」がその逆方向、「左」がＸ軸の矢印方向で「右」がその逆方向、「前」がＹ軸の矢印方向であって図１中紙面に直交する手前方向で「後」がその逆方向とする。

図１において、間隔調整装置１０は、所定のエネルギーとしての熱風または冷風によって伸縮可能な接着シートＡＳ上に貼付された複数の片状体としてのチップＣＰの相互間隔を広げる装置であって、接着シートＡＳに張力を付与する張力付与手段２０と、接着シートＡＳに熱風または冷風を付与するエネルギー付与手段３０と、チップＣＰの相互間隔を測定可能な光学センサやカメラ（撮像手段）等の測定手段４０とを備えている。なお、複数のチップＣＰは、接着シートＡＳ上の板状部材としてのウエハＷＦに少なくとも１方向の張力を付与して当該ウエハＷＦから形成されるものである。ウエハＷＦは、切断刃や加圧水等のウエハ切断手段によりチップＣＰに個片化されているか、レーザ光や薬液等のウエハ脆弱化手段によりチップＣＰに個片化可能とされ、接着シートＡＳを介してフレームとしてのリングフレームＲＦに支持されて一体物ＷＫとされている。また、本実施形態では、接着シートＡＳは、熱風が付与されることで伸び、冷風が付与されることで縮む性質のものが採用されている。

張力付与手段２０は、リングフレームＲＦを受容可能な溝２１Ａが形成された一対の支持部材２１と、平面視すなわち上方から見た外形が四角形でウエハＷＦよりも大きな平面形状とされた支持面２２Ａを有し、接着シートＡＳを介してウエハＷＦを支持する支持テーブル２２と、それぞれの出力軸２３Ａで支持部材２１を支持する駆動機器としての直動モータ２３とを備えている。

エネルギー付与手段３０は、支持テーブル２２の上方に設けられ、前後方向に延設された駆動機器としての一対のリニアモータ３１と、リニアモータ３１のスライダ３１Ａに支持され左右方向に延設された駆動機器としてのリニアモータ３２と、リニアモータ３２のスライダ３２Ａに支持され、熱風または冷風を付与可能なエネルギー付与部材３３とを備え、複数のチップＣＰ間に形成された間隔ラインＬＮに沿ってエネルギー付与部材３３を走査可能に設けられている。

以上の間隔調整装置１０において、ウエハＷＦから形成される複数のチップＣＰの相互間隔を広げる手順を説明する。
先ず、図１中実線で示すように、各部材が初期位置で待機する間隔調整装置１０に対し、人手または多関節ロボットやベルトコンベア等の図示しない搬送手段が一体物ＷＫを搬送し、リングフレームＲＦを支持部材２１の溝２１Ａに挿通させて退避する。このとき、測定手段４０と、一体物ＷＫを移動可能な図示しない位置決め手段とが共動し、ウエハＷＦと支持テーブル２２の支持面２２Ａとの位置決めを行う。

次に、張力付与手段２０が直動モータ２３を駆動し、支持部材２１を下降させると、接着シートＡＳが支持テーブル２２に当接した後、図１中二点鎖線で示すように、当該接着シートＡＳが引き伸ばされて各チップＣＰの相互間隔が広がり間隔ラインＬＮが形成される。そして、最外周に位置するチップＣＰが所定の位置に達したこと、すなわち、個片化されて広がったウエハＷＦ（相互間隔が広げられたチップＣＰ群）における対向する２辺の所定の位置（以下、対向する２辺の所定の位置を「基準位置」という場合がある）の幅が所定幅になったことを測定手段４０が検知すると、張力付与手段２０が直動モータ２３の駆動を停止するとともに、当該測定手段４０が各チップＣＰの相互間隔を測定する。

このとき、接着シートＡＳには、＋Ｘ軸方向、−Ｘ軸方向、＋Ｙ軸方向、−Ｙ軸方向の４方向に加え、これらの合成方向にも張力が付与されるため、各チップＣＰは、図２（Ａ）に示すように、内側のチップＣＰの間隔と外側のチップＣＰとの間隔に違いが生じ、各チップＣＰを理論上の位置に配置することができない場合がある。また、各方向の張力の大きさや、接着シートＡＳの材質等によっても、各チップＣＰは、図２（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、各チップＣＰの相互間隔に違いが生じ、各チップＣＰを理論上の位置に配置することができない場合もある。なお、各チップＣＰの理論上の位置とは、個片化されて広げられたウエハＷＦの基準位置の幅から、広げられる前のウエハＷＦの基準位置の幅を差し引き、当該基準位置における間隔ラインＬＮの数で割った値分ずつ各チップＣＰが均等に広げられたときの当該各チップＣＰの位置である。

そこで、エネルギー付与手段３０が測定手段４０の測定結果を基に、接着シートＡＳに対して部分的に熱風または冷風を付与する。すなわち、エネルギー付与手段３０がリニアモータ３１、３２およびエネルギー付与部材３３を駆動し、間隔ラインＬＮに沿ってエネルギー付与部材３３を移動させながら接着シートＡＳに熱風または冷風を付与する。

ここで、例えば、測定手段４０の測定結果、図２（Ａ）のように各チップＣＰが広げられたことが検知され、同図中ＬＮ１の矢印で示す間隔ラインＬＮに沿ってエネルギー付与部材３３を移動させるとき、エネルギー付与手段３０は、以下のような動作を行う。すなわち、エネルギー付与手段３０がリニアモータ３２を駆動し、相互間隔が広げられたチップＣＰ群の左端部から当該チップＣＰ群の右端部にかけてエネルギー付与部材３３を等速で移動させる。このとき、エネルギー付与手段３０がエネルギー付与部材３３を駆動し、チップＣＰ群の左端部では雰囲気温度よりも高い温度の熱風を吹き出し、当該チップＣＰ群の中央部に向かうに従って、熱風の温度が徐々に低下するように（例えば、雰囲気温度に近づくように）温度制御を行う一方、チップＣＰ群の中央部から当該チップＣＰ群の右端部に向かうに従って、熱風の温度が（例えば、雰囲気温度から）徐々に上昇するように温度制御を行う。これにより、左右両端部に向かうに従って小さくなっていた各チップＣＰの相互間隔が熱風によって広げられる。

また、同図中ＬＮ２の矢印で示す間隔ラインＬＮに沿ってエネルギー付与部材３３を移動させるときも上記と同様にして、エネルギー付与手段３０がリニアモータ３２を駆動し、チップＣＰ群の前端部から当該チップＣＰ群の後端部にかけてエネルギー付与部材３３を等速で移動させる。このとき、エネルギー付与手段３０がエネルギー付与部材３３を駆動し、チップＣＰ群の前端部では雰囲気温度よりも高い温度の熱風を吹き出し、当該チップＣＰ群の中央部に向かうに従って、熱風の温度が徐々に低下するように温度制御を行う一方、チップＣＰ群の中央部から当該チップＣＰ群の後端部に向かうに従って、熱風の温度が徐々に上昇するように温度制御を行う。

なお、チップＣＰ群における中央部のチップＣＰの間隔が広がり過ぎて図２（Ａ）の状態となっている場合、例えば、同図中ＬＮ１の矢印で示す間隔ラインＬＮに沿ってエネルギー付与部材３３を等速移動させるとき、エネルギー付与手段３０は、チップＣＰ群の左端部から、当該チップＣＰ群の中央部に向かうに従って、（例えば、雰囲気温度から）冷風の温度が低下するように、また、チップＣＰ群の中央部から当該チップＣＰ群の右端部に向かうに従って、冷風の温度が上昇するように（例えば、最終的に雰囲気温度となるように）温度制御する。

このようなエネルギー付与手段３０の制御は、図２（Ｂ）、（Ｃ）のようなチップＣＰの並びの態様でも同様で、チップＣＰの間隔が狭い部分では熱風を、チップＣＰの間隔が広い部分では冷風を接着シートＡＳに吹付ける制御が行われ、最終的に図２（Ｄ）に示すように、各チップＣＰを理論上の位置に配置させる（各チップＣＰの相互間隔を等間隔にする）。

その後、搬送装置やピックアップ装置等の図示しない搬送手段が理論上の位置を基準として各チップＣＰを保持して搬送し、リードフレームや基板等の被搭載物上に搭載する。その後、全てのチップＣＰの搬送が終了すると、張力付与手段２０が直動モータ２３を駆動し、支持部材２１を初期位置に復帰させた後、チップＣＰが取り外された一体物ＷＫを搬送手段が回収し、以降上記同様の動作が繰り返される。

以上のような実施形態によれば、接着シートＡＳに対して部分的に熱風または冷風を付与してチップＣＰ同士の相互間隔を調整することができるので、各チップＣＰの相互間隔を極力等間隔にすることができる。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。また、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれる。

支持部材２１は、メカチャックやチャックシリンダ等のチャック手段や、減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない減圧手段や、接着剤、磁力等でリングフレームＲＦや接着シートＡＳを支持する構成でもよい。
支持部材２１は、一体物が接着シートＡＳとウエハＷＦとで構成された場合、接着シートＡＳを支持する構成でもよい。

張力付与手段２０は、支持部材２１を固定しておき支持テーブル２２を移動させてもよいし、支持部材２１および支持テーブル２２の両方を移動させてもよい。

エネルギー付与手段３０は、温水、冷水、赤外線、紫外線、マイクロ波等の電磁波等さ様々なエネルギーを付与することができ、接着シートＡＳの特性によって適宜選択することができる。
エネルギー付与手段３０は、熱風または冷風のみを接着シートＡＳに対し付与してもよいし、熱風と冷風とを混合した気体を接着シートＡＳに対し付与してもよいし、熱風および冷風以外のエネルギーを付与する場合には、接着シートＡＳを伸ばすエネルギーまたは縮めるエネルギーのみを付与してもよいし、例えば、熱風と紫外線とを同時に付与したり、冷水と電磁波と冷風とを同時に付与したりするといった異種のエネルギーを同時に付与してもよい。
エネルギー付与手段３０は、チップＣＰの相互間隔が狭い部分や広い部分のみにエネルギーを付与し、当該狭い部分や広い部分以外にはエネルギーを付与しなくてもよい。この場合、エネルギー付与部材３３は、間隔ラインＬＮに沿って走査可能に設けられていなくてもよい。
エネルギー付与手段３０がエネルギーを付与する付与領域は、間隔ラインＬＮを含めばよく、図１中符号ＡＡ内に示すように、チップＣＰを含まない付与領域ＥＡ１としてもよいし、１個のチップＣＰを含む付与領域ＥＡ２としてもよいし、複数のチップＣＰを含む付与領域ＥＡ３としてもよいし、複数の間隔ラインＬＮおよび複数のチップＣＰを含む付与領域ＥＡ４としてもよい。
エネルギー付与手段３０は、エネルギー付与部材３３の出力（熱風や冷風の単位時間当たりのエネルギー量）を一定にして、当該エネルギー付与部材３３を走査させる速度を遅くすることで、接着シートＡＳの所定領域に付与するエネルギー量を多くし、走査させる速度を速くすることで接着シートＡＳの所定領域に付与するエネルギー量を少なくするようにしてもよいし、走査速度を一定にして、風量を多くすることで、接着シートＡＳの所定領域に付与するエネルギー量を多くし、風量を少なくすることで、接着シートＡＳの所定領域に付与するエネルギー量を少なくしてもよい。
エネルギー付与手段３０は、支持テーブル２２内に設けられ、支持面２２Ａからエネルギーを付与可能な上記エネルギー付与部材３３と同様の装置により構成されてもよい。
エネルギー付与手段３０は、エネルギー付与部材３３を固定しておき支持部材２１、支持テーブル２２および直動モータ２３を移動させてもよいし、エネルギー付与部材３３、支持部材２１、支持テーブル２２および直動モータ２３の全てを移動させてもよい。エネルギー付与部材３３、支持部材２１、支持テーブル２２および直動モータ２３の全てを移動させる場合、エネルギー付与部材３３をＸ軸のみに沿って移動させ、支持部材２１、支持テーブル２２および直動モータ２３をＹ軸のみに沿って移動させることによって、または、支持部材２１、支持テーブル２２および直動モータ２３を回転させることによって、格子状の間隔ラインＬＮに沿ってエネルギーを付与してもよい。
エネルギー付与手段３０は、測定手段４０の測定結果を基に、間隔調整装置１０以外の装置で張力が付与された接着シートに対して部分的にエネルギーを付与してもよく、この場合、張力付与手段２０は不要である。
エネルギー付与手段３０は、間隔ラインＬＮに沿ってエネルギー付与部材３３を走査させることなく、相互間隔が広げられた複数のチップＣＰ群における一部の領域に対し、一括でエネルギーを付与してもよい。

ウエハＷＦに付与する張力の方向は、１方向や３方向以上でもよく、当該方向の数に合わせて支持手段および張力付与手段を設ければよい。
板状部材や片状体の形状は、例えば円形、楕円形、三角形や四角形等の多角形等、その他の形状であってもよい。
フレームは、リングフレーム以外に、環状でない（外周が繋がっていない）フレームや、円形以外に三角形や四角形等の多角形や楕円形でもよい。
間隔ラインＬＮは、曲線でもよいし、折線状等のライン形状でもよい。

また、本発明における接着シートＡＳの材質、種別、形状等は、特に限定されることはない。例えば、接着シートＡＳは、円形、楕円形、三角形や五角形以上の多角形、その他の形状であってもよい。また、接着シートＡＳは、例えば、接着剤層だけの単層のもの、基材と接着剤層との間に中間層を有するもの、基材の上面にカバー層を有する等３層以上のもの、さらには、基材を接着剤層から剥離することのできる所謂両面接着シートのようなものであってもよく、両面接着シートは、単層または複層の中間層を有するものや、中間層のない単層または複層のものであってよい。さらに、板状部材としては、例えば、シリコン半導体ウエハや化合物半導体ウエハ等の半導体ウエハ、回路基板、光ディスク等の情報記録基板、ガラス板、鋼板、陶器、木板または樹脂板等、任意の形態の部材や物品等も対象とすることができ、片状体は、それらが個片化されたものであればよい。なお、接着シートＡＳは、機能的、用途的な読み方に換え、例えば、保護シート、ダイシングテープ、ダイアタッチフィルム、ダイボンディングテープ等の任意のシート、フィルム、テープ等でもよい。

本発明における手段および工程は、それら手段および工程について説明した動作、機能または工程を果たすことができる限りなんら限定されることはなく、まして、前記実施形態で示した単なる一実施形態の構成物や工程に全く限定されることはない。例えば、測定手段は、片状体の相互間隔を測定可能なものであれば、出願当初の技術常識に照らし合わせ、その技術範囲内のものであればなんら限定されることはない（他の手段および工程についての説明は省略する）。
また、前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダおよびロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる（実施形態で例示したものと重複するものもある）。

１０…間隔調整装置
２０…直動モータ（張力付与手段）
３０…エネルギー付与手段
３３…エネルギー付与部材
４０…測定手段
ＡＳ…接着シート
ＣＰ…チップ（片状体）
ＬＮ…間隔ライン
ＷＦ…ウエハ（板状部材）

Claims (4)

1. 所定のエネルギーによって伸縮可能な接着シート上に貼付された複数の片状体の相互間隔を調整する間隔調整装置であって、
   前記接着シートに前記所定のエネルギーを付与するエネルギー付与手段と、
   前記片状体の相互間隔を測定可能な測定手段とを備え、
   前記エネルギー付与手段は、前記測定手段の測定結果を基に、前記片状体の間隔に応じて異なる量の前記所定のエネルギーを前記接着シートにおける前記片状体間の領域に対して付与することを特徴とする間隔調整装置。
2. 前記エネルギー付与手段は、エネルギー付与部材を備え、前記複数の片状体間に形成された間隔ラインに沿って当該エネルギー付与部材を走査可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の間隔調整装置。
3. 前記複数の片状体は、前記接着シート上の板状部材に少なくとも１方向の張力を付与して当該板状部材から形成されるものであり、
   前記接着シートに張力を付与する張力付与手段を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の間隔調整装置。
4. 所定のエネルギーによって伸縮可能な接着シート上に貼付された複数の片状体の相互間隔を調整する間隔調整方法であって、
   前記片状体の相互間隔を測定する工程と、
   前記相互間隔の測定結果を基に、前記片状体の間隔に応じて異なる量の前記所定のエネルギーを前記接着シートにおける前記片状体間の領域に対して付与する工程とを備えていることを特徴とする間隔調整方法。

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