JP2016081973A - 離間装置および離間方法 - Google Patents

Abstract

【課題】板状部材から形成される複数の片状体の相互間隔を広げたときに、各片状体の位置が理論上の位置からずれてしまうことを極力防止することができる離間装置を提供すること。
【解決手段】離間装置１０は、フレームＲＦを支持する支持手段２０と、接着シートＡＳを介して板状部材ＷＦを支持する離間テーブル３０と、支持手段２０および離間テーブル３０を相対移動させて接着シートＡＳに張力を付与する張力付与手段４０と、接着シートＡＳにおける板状部材ＷＦが貼付された被着体貼付領域を囲む多角形の包囲領域の各頂部からそれぞれ接着シートＡＳの外縁方向に延びて、包囲領域に対して各張力方向の合成方向に張力が付与されることを防止する不干渉切込を形成することで離間用接着シートＡＵを形成可能な切断手段５０とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、離間装置および離間方法に関する。

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、個片化した各チップの相互間隔を広げてからリードフレームや基板等の被搭載物上に搭載することが行われている。

チップ（片状体）の相互間隔を広げる離間方法としては、フィルム（接着シート）を介してフレームと一体化されたウェハ（板状部材）を支持するフレーム支持手段（支持手段）と、フィルム面支持機構（離間テーブル）とを相対移動させることが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなチップの相互間隔を広げる方法では、例えば＋Ｘ軸方向、−Ｘ軸方向、＋Ｙ軸方向、−Ｙ軸方向の４方向の張力を接着シートに付与し、例えば最外周に位置するチップが所定の位置に達したことを検知手段が検知することで間隔を広げる動作が完了する。

特開２０１２−２０４７４７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、接着シートには上記４方向に加え、図２（Ｄ）に示すように、それらの合成方向すなわち、＋Ｘ軸方向と＋Ｙ軸方向との合成方向ＣＤ１、＋Ｘ軸方向と−Ｙ軸方向との合成方向ＣＤ２、−Ｘ軸方向と＋Ｙ軸方向との合成方向ＣＤ３、−Ｘ軸方向と−Ｙ軸方向との合成方向ＣＤ４にも張力が付与される。その結果、内側のチップの間隔と外側のチップとの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、板状部材から形成される複数の片状体の相互間隔を広げたときに、各片状体の位置が理論上の位置からずれてしまうことを極力防止することができる離間装置および離間方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の離間装置は、フレームに貼付された接着シート上の板状部材に少なくとも３方向の張力を付与して、前記板状部材から形成される複数の片状体の相互間隔を広げる離間装置であって、前記フレームを支持する支持手段と、前記接着シートを介して前記板状部材を支持する離間テーブルと、前記支持手段および前記離間テーブルを相対移動させて前記接着シートに張力を付与する張力付与手段と、前記接着シートにおける前記板状部材が貼付された被着体貼付領域を囲む多角形の包囲領域の各頂部からそれぞれ接着シートの外縁方向に延びて、当該包囲領域に対して各張力方向の合成方向に張力が付与されることを防止する不干渉切込を形成して離間用接着シートを形成可能な切断手段とを備えている、という構成を採用している。

この際、本発明の離間装置では、前記切断手段は、前記各頂部からそれぞれ接着シートの外縁方向に延びる２つの辺を有する不干渉切込を形成可能に構成されていることが好ましい。
また、本発明の離間装置では、前記切断手段は、前記各頂部からそれぞれ接着シートの外縁方向に延びる切込からなる不干渉切込を形成可能に構成されていることが好ましい。

一方、本発明の離間方法は、フレームに貼付された接着シート上の板状部材に少なくとも３方向の張力を付与して、前記板状部材から形成される複数の片状体の相互間隔を広げる離間方法であって、支持手段で前記フレームを支持する工程と、前記接着シートにおける前記板状部材が貼付された被着体貼付領域を囲む多角形の包囲領域の各頂部からそれぞれ接着シートの外縁方向に延びて、前記包囲領域に対して各張力方向の合成方向に張力が付与されることを防止する不干渉切込を形成して離間用接着シートを形成する工程と、前記離間用接着シートを介して前記板状部材を支持する離間テーブルおよび前記支持手段を相対移動させて前記接着シートに張力を付与することで、複数の片状体の相互間隔を広げ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、接着シートに不干渉切込を形成して離間用接着シートを形成するため、包囲領域に対して少なくとも３方向の所定方向に張力を付与したときに、当該包囲領域に対してそれらの合成方向に張力が付与されることを極力抑制することができ、板状部材から形成される複数の片状体の相互間隔を広げたときに、各片状体の位置が理論上の位置からずれてしまうことを極力防止することができる。

本発明の一実施形態に係る離間装置の側面図。 （Ａ）〜（Ｃ）は図１の離間装置で張力を付与する接着シートの態様図、（Ｄ）は従来の離間装置で張力を付与した接着シートの態様図。 本発明の変形例の離間装置で張力を付与する接着シートの態様図。 本発明の他の変形例の離間装置で張力を付与する接着シートの態様図。 本発明のさらに他の変形例の離間装置で張力を付与する接着シートの態様図。 本発明のさらに他の変形例の離間装置で張力を付与する接着シートの態様図。 本発明のさらに他の変形例の離間装置で張力を付与する接着シートの態様図。

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、離間装置１０は、フレームとしてのリングフレームＲＦに貼付された接着シートＡＳ上の板状部材としての四角形のウエハＷＦに＋Ｘ軸方向、−Ｘ軸方向、＋Ｙ軸方向、−Ｙ軸方向の４方向の張力を付与して、ウエハＷＦから形成される複数の片状体としてのチップＣＰの相互間隔を広げる離間装置であって、リングフレームＲＦを支持する支持手段２０と、接着シートＡＳを介してウエハＷＦを支持する離間テーブル３０と、支持手段２０および離間テーブル３０を相対移動させて接着シートＡＳに張力を付与する張力付与手段である駆動機器としての直動モータ４０と、接着シートＡＳにおけるウエハＷＦが貼付された被着体貼付領域ＡＷ（図２（Ａ）参照）を囲む多角形の包囲領域ＡＣの各頂部ＡＰからそれぞれ接着シートＡＳの外縁方向に延びて、当該包囲領域ＡＣに対して各張力方向の合成方向に張力が付与されることを防止する不干渉切込ＣＵを形成して離間用接着シートＡＵを形成可能な切断手段５０とを備えている。なお、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を介してリングフレームＲＦに支持されて一体物ＷＫとされている。

支持手段２０は、リングフレームＲＦを受容可能な溝２１Ａが形成され、それぞれ直動モータ４０の出力軸４０Ａで支持された一対の支持部材２１を備えている。

離間テーブル３０は、上面３１Ａから凹んだ凹部３１Ｂを有し、平面視すなわち上方から見た外形が四角形の外側テーブル３１と、凹部３１Ｂ内に設けられ、減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない減圧手段によって吸着保持可能かつ、ウエハＷＦと略等しい平面形状とさせた支持面３２Ａを有する内側テーブル３２と、内側テーブル３２をその出力軸３３Ａで支持する駆動機器としての直動モータ３３とを備えている。

切断手段５０は、駆動機器としての多関節ロボット５１と、多関節ロボット５１の先端部（作業アーム）に設けられ、カッター刃５２を有するカッターツール５３とを備えている。多関節ロボット５１は、その作業範囲内において先端部に装着したものを何れの位置、何れの角度にでも変位可能な所謂６軸ロボットである。

以上の離間装置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離間装置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、図２（Ａ）に示すように、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、光学センサや撮像手段等の図示しない検知手段と、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と離間テーブル３０の上面３１Ａとの位置決めを行う。次いで、離間テーブル３０が直動モータ３３を駆動し、内側テーブル３２を上昇させて支持面３２Ａを接着シートＡＳの下面に当接させた後、図示しない減圧手段を駆動し、接着シートＡＳを吸着保持する。

次に、切断手段５０が多関節ロボット５１を駆動し、カッター刃５２を接着シートＡＳに差し込んで移動させ、図２（Ｂ）に示すように、各頂部ＡＰからそれぞれ接着シートＡＳの外縁方向に延びる２つの辺ＣＳと、リングフレームＲＦの内縁に沿う円弧とからなる不干渉切込ＣＵを４つ形成する。これにより、包囲領域ＡＣと、不干渉切込ＣＵと、包囲領域ＡＣの各辺からそれぞれ＋Ｘ軸方向、−Ｘ軸方向、＋Ｙ軸方向、−Ｙ軸方向に延びる引張領域ＡＬと、リングフレームＲＦに貼付され、互いに隣り合う引張領域ＡＬを接続するフレーム貼付領域ＡＦとを備える離間用接着シートＡＵが形成される。このとき、支持面３２Ａで接着シートＡＳを吸着保持しているので、不干渉切込ＣＵを形成する際に、接着シートＡＳが上下や左右等に揺れて不干渉切込ＣＵを適切に形成できなくなることを防止することができる。その後、離間テーブル３０が減圧手段の駆動を停止し、離間用接着シートＡＵの吸着保持を解除した後、直動モータ３３を駆動し、内側テーブル３２を初期位置に復帰させる。

次に、張力付与手段が直動モータ４０を駆動し、支持部材２１を下降させると、図１の二点鎖線および図２（Ｃ）に示すように、４つの引張領域ＡＬによって包囲領域ＡＣに＋Ｘ軸方向、−Ｘ軸方向、＋Ｙ軸方向、−Ｙ軸方向の４方向の張力が付与されてチップＣＰの相互間隔が広がる。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を光学センサや撮像手段等の図示しない検知手段が検知すると、張力付与手段が直動モータ４０の駆動を停止する。
ここで、接着シートＡＳに不干渉切込ＣＵが形成されていない場合、被着体貼付領域ＡＷには、上記４方向に加え、これらの合成方向にも張力が付与される。このため、各チップＣＰは、図２（Ｄ）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。
これに対し、本実施形態では、図２（Ｃ）に示すように、接着シートＡＳに不干渉切込ＣＵを形成して離間用接着シートＡＵを形成するため、包囲領域ＡＣに対して４方向に張力を付与したときに、当該包囲領域ＡＣに対してそれらの合成方向に張力が付与されることを極力抑制することができ、各チップＣＰを理論上の位置に配置することができる。

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、張力付与手段が直動モータ４０を駆動し、支持手段２０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、ウエハＷＦから形成される複数のチップＣＰの相互間隔を広げたときに、各チップＣＰの位置が理論上の位置からずれてしまうことを極力防止することができる。

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。

支持手段２０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、磁力等で一体物ＷＫを支持する構成でもよい。

離間テーブル３０は、図３〜図７に示すような円形や三角形や五角形等の離間テーブル３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃとしてもよいし、その他、五角形以上の形状や楕円形や幾何学形状でもよい。
離間テーブル３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃに、内側テーブル３２が設けられていてもよいし、内側テーブル３２および凹部３１Ｂが設けられていなくてもよい。内側テーブル３２が設けられている場合、内側テーブル３２の支持面３２Ａの形状は、被着体貼付領域ＡＷ、ＡＷ１より大きくてもよいし、小さくてもよいし、同じであってもよい。
内側テーブル３２は、接着シートＡＳの全域を吸着保持可能としてもよく、この場合、支持面３２Ａの面内にカッター刃５２の通過を許容する溝を設けるとよい。これにより、不干渉切込ＣＵの形成時に接着シートＡＳが上下に揺れて不干渉切込ＣＵを適切に形成できなくなることをより確実に防止することができる。

張力付与手段は、支持手段２０を固定しておき離間テーブル３０を移動させてもよいし、支持手段２０および離間テーブル３０の両方を移動させてもよい。

切断手段５０は、図５（Ａ）、図６（Ａ）に示すように、被着体貼付領域ＡＷ１を囲む三角形、五角形の包囲領域ＡＣ１、ＡＣ２の各頂部ＡＰからそれぞれ接着シートの外縁方向に延びる１／３円状、１／５円状の不干渉切込ＣＵ１、ＣＵ２を形成し、包囲領域ＡＣ１、ＡＣ２に張力を付与する３つ、５つの引張領域ＡＬ１、ＡＬ２と、フレーム貼付領域ＡＦとを備える離間用接着シートＡＵ１、ＡＵ２を形成してもよいし、５つ以上の不干渉切込を形成し、５つ以上の引張領域を有する離間用接着シートを形成してもよい。このように、引張領域の数に合わせてウエハＷＦに付与する張力の方向と数とが変更され、ウエハＷＦに付与する張力の方向は、３方向でもよいし、５方向以上でもよい。
切断手段５０は、図７（Ａ）に示すように、四角形の包囲領域ＡＣの各頂部ＡＰからそれぞれ接着シートの外縁方向に延びるスリット状の切込からなる不干渉切込ＣＵ３を形成し、包囲領域ＡＣ１に張力を付与する４つの引張領域ＡＬ３と、フレーム貼付領域ＡＦとを備える離間用接着シートＡＵ３を形成してもよい。
切断手段５０は、不干渉切込ＣＵ、ＣＵ１、ＣＵ２を構成する各辺や、不干渉切込ＣＵ３を曲線状や折線状等の切込で形成してもよい。
切断手段５０は、カッター刃５２の代わりにレーザカッター、熱カッター、エアカッター、圧縮水カッター等の他の構成のものを採用してもよい。
切断手段５０は、包囲領域ＡＣの各頂部ＡＰからそれぞれ接着シートＡＳの外縁方向に延びる２つの辺ＣＳのみを形成し、リングフレームＲＦの内縁に沿う円弧部を切断することなく不干渉切込ＣＵを形成してもよい。
切断手段５０は、リングフレームＲＦの下面に貼付された接着シートＡＳ部分をも切断し、フレーム貼付領域ＡＦのない離間用接着シートＡＵを形成してもよい。

包囲領域は、少なくとも３個所の頂部を最短距離で繋いだ各直線で形成される多角形の内側の領域であり、被着体貼付領域を囲む多角形形状であればどのような形状でもよい。
包囲領域の形状は、離間テーブルの上面の形状と相似関係にある形状でもよいし、相似関係にない形状でもよし、被着体貼付領域と相似関係にある形状でもよいし、相似関係にない形状でもよく、被着体貼付領域を囲む多角形の形状であればなんら限定されることはなく、被着体貼付領域に対して張力を付与する方向と数によってその形状を決定することができる。
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。

また、本発明における接着シートＡＳ、離間用接着シートＡＵ、ＡＵ１、ＡＵ２、ＡＵ３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、離間用接着シートＡＵ、ＡＵ１、ＡＵ２、ＡＵ３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、離間用接着シートＡＵ、ＡＵ１、ＡＵ２、ＡＵ３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、更には、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、単層又は複層の中間層を有するものや、中間層のない単層又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など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、離間用接着シートＡＵ、ＡＵ１、ＡＵ２、ＡＵ３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、支持手段は、フレームを支持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…離間装置
２０…支持手段
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ…離間テーブル
４０…直動モータ（張力付与手段）
５０…切断手段
ＡＣ、ＡＣ１、ＡＣ２…包囲領域
ＡＰ…頂部
ＡＳ…接着シート
ＡＵ、ＡＵ１、ＡＵ２、ＡＵ３…離間用接着シート
ＡＷ、ＡＷ１…被着体貼付領域
ＣＰ…チップ（片状体）
ＣＳ…辺
ＣＵ、ＣＵ１、ＣＵ２、ＣＵ３…不干渉切込
ＲＦ…リングフレーム（フレーム）
ＷＦ…ウエハ（板状部材）

Claims (4)

1. フレームに貼付された接着シート上の板状部材に少なくとも３方向の張力を付与して、前記板状部材から形成される複数の片状体の相互間隔を広げる離間装置であって、
   前記フレームを支持する支持手段と、
   前記接着シートを介して前記板状部材を支持する離間テーブルと、
   前記支持手段および前記離間テーブルを相対移動させて前記接着シートに張力を付与する張力付与手段と、
   前記接着シートにおける前記板状部材が貼付された被着体貼付領域を囲む多角形の包囲領域の各頂部からそれぞれ接着シートの外縁方向に延びて、当該包囲領域に対して各張力方向の合成方向に張力が付与されることを防止する不干渉切込を形成して離間用接着シートを形成可能な切断手段とを備えていることを特徴とする離間装置。
2. 前記切断手段は、前記各頂部からそれぞれ接着シートの外縁方向に延びる２つの辺を有する不干渉切込を形成可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の離間装置。
3. 前記切断手段は、前記各頂部からそれぞれ接着シートの外縁方向に延びる切込からなる不干渉切込を形成可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の離間装置。
4. フレームに貼付された接着シート上の板状部材に少なくとも３方向の張力を付与して、前記板状部材から形成される複数の片状体の相互間隔を広げる離間方法であって、
   支持手段で前記フレームを支持する工程と、
   前記接着シートにおける前記板状部材が貼付された被着体貼付領域を囲む多角形の包囲領域の各頂部からそれぞれ接着シートの外縁方向に延びて、前記包囲領域に対して各張力方向の合成方向に張力が付与されることを防止する不干渉切込を形成して離間用接着シートを形成する工程と、
   前記離間用接着シートを介して前記板状部材を支持する離間テーブルおよび前記支持手段を相対移動させて前記接着シートに張力を付与することで、複数の片状体の相互間隔を広げる工程とを備えていることを特徴とする離間方法。

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