JP3176645B2 - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本発明は、半導体集積回路装置
の製造技術に関し、例えば半導体集積回路装置の組立工
程におけるペレットボンディング時の半導体ペレット
（以下、ペレットという）のピックアップ技術に適用し
て有効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ペレットボンディング工程は、半導体ウ
エハ（以下、単にウエハという）から分割された複数個
のペレットを一個ずつピックアップして、例えばリード
フレームやパッケージ基板のペレット搭載部に接合する
工程である。

【０００３】この場合のペレットの供給方式には、例え
ばウエハシート上に貼り付けられたウエハを複数個のペ
レットに分割した後、そのままの状態でペレット供給部
に供給するウエハ貼り付け方式がある。

【０００４】ところで、ウエハ貼り付け方式の場合、ウ
エハの分割方法として、例えばハーフカット、セミフル
カットおよびフルカットの三種類の方法がある。

【０００５】これらのうち、ハーフカットおよびセミフ
ルカットの場合、隣接するペレットの間隔が狭いので、
このままではペレットのピックアップが困難である。

【０００６】そこで、この場合は、例えばポリ塩化ビニ
ール等のような伸縮性の高い材料からなるウエハシート
を用い、これを引き伸ばすことによって隣接するペレッ
トの間隔を広げ、ピックアップを行っていた。この技術
については、例えば特開平１−２０５４４３号に記載さ
れている。

【０００７】しかし、この場合、ペレットの間隔を均一
に広げることができないので、ペレットの位置がずれて
しまい、安定したピックアップができない問題があっ
た。

【０００８】また、近年、ウエハの径は増大する傾向に
あるが、引き伸ばし後のウエハはさらに大径になるの
で、ピックアップ装置が大形となる問題もあった。

【０００９】一方、フルカットの場合は、ペレットの間
隔をある程度確保でき、ペレットの間隔を広げる必要が
ないので、上記のような問題は生じないが、ウエハシー
トに対して張力を与える必要がある。

【００１０】そのようにしないと、ウエハシート上のペ
レットが傾いてしまい、所定のペレットをピックアップ
する時に、そのペレットが隣接する他のペレットに接触
し、欠け等を生じさせ、組立歩留りが低下するからであ
る。

【００１１】隣接するペレットの間隔を広げることな
く、ウエハシートに張力を与える技術としては、例えば
ウエハシートを引き伸ばした状態で平面リング状のキャ
リア治具に張り付けて張力を与える方法やウエハシート
を引き伸ばさないでキャリア治具に貼り付けた後、加熱
収縮して張力を与える方法等がある。これらの技術につ
いては、それぞれ特開昭６０−１１０１３５号、特開平
４−１９２３４８号に記載されている。

【００１２】なお、ペレットボンダについては、例えば
工業調査会、平成２年１０月２０日発行、「電子材料別
冊 １９９１年版 超ＬＳＩ製造・試験装置 ガイドブ
ック」Ｐ９４〜Ｐ９９に記載があり、ペレットボンダの
ペレット供給部やボンディング部等について説明されて
いる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、隣接するペ
レットの間隔を広げることなく、ウエハシートに張力を
与える上記従来の技術においては、以下の問題があるこ
とを本発明者は見い出した。

【００１４】まず、隣接するペレットの間隔を広げない
従来技術のうち、ウエハシートを引き伸ばした状態でキ
ャリア治具に貼り付ける従来技術の場合は、次のような
問題があった。

【００１５】第一に、ウエハシートの張力が低下し、安
定したピックアップができず、組立歩留りが低下する問
題があった。その張力低下の原因には、例えば経時変化
によるウエハシートの弾性力の低下、キャリア治具の洗
浄不良によるウエハシートの剥離またはウエハの大口径
化による重量増大等がある。

【００１６】第二に、ウエハシートの張力が低下すると
組立歩留りが低下するので、作業者はそれを防止するた
めにウエハシートの張力を管理しなければならない問題
があった。

【００１７】第三に、作業者は、組立歩留りの低下を抑
制するため、ウエハシートの張力が低下する前にピック
アップ作業を完了しなければならないので、ウエハをウ
エハシートに貼り付けてからピックアップ処理が終了す
るまでの間、他の作業に従事することができない問題が
あった。

【００１８】また、ウエハシートを加熱収縮させて張力
を与える従来技術の場合は、上記第一から第三の問題が
生じる上、ウエハシートが特殊な材料であるため、高価
となる問題があった。

【００１９】本発明は上記課題に着目してなされたもの
であり、その目的は、ウエハシートの張力低下を防止す
ることのできる技術を提供することにある。

【００２０】本発明の他の目的は、ウエハシートの張力
管理を不要とすることのできる技術を提供することにあ
る。

【００２１】本発明の他の目的は、作業者の作業性を向
上させることのできる技術を提供することにある。

【００２２】本発明の他の目的は、ウエハシートの材料
の限定要因を低減することのできる技術を提供すること
にある。

【００２３】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、明細書の記述および添付図面から明らかにな
るであろう。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００２５】すなわち、本発明の半導体集積回路装置の
製造方法は、ウエハリングに貼付けられた引っ張り破断
伸び率が１０％以下のウエハシートと、このウエハシー
トに接着されフルカットにより複数の半導体ペレットに
分割された半導体ウエハとを準備をする工程、前記ウエ
ハリングに貼付けられたウエハシートをシート保持手段
上に載置する工程、前記ウエハリングを圧力センサを有
するエアシリンダにより押し下げ、さらに前記圧力セン
サにより前記ウエハリングの押圧量を検出してこの検出
結果を基に前記ウエハシートの張力が所定値になるよう
に前記ウエハリングの前記押圧量を制御して前記ウエハ
シートに所定の張力を与える工程、および、前記ウエハ
シートに接着された半導体ペレットをピックアップする
工程を有するものである。

【００２６】

【００２７】

【作用】上記した本発明の半導体集積回路装置の製造方
法によれば、ペレットのピックアップの段階において、
所定値に制御された張力をウエハシートに機械的に与え
ることができるので、例えばペレットのピックアップ時
には経時変化によるウエハシートの弾性力の低下により
ウエハシートの張力が低下してしまう不具合を防止する
ことができる。

【００２８】また、ペレットのピックアップの段階にお
いて、所定値に制御された張力をウエハシートに機械的
に与えることができるので、ウエハシートの張力管理を
不要とすることができる。しかも、ウエハをウエハシー
トに貼り付けてからピックアップが完了するまでの時間
を長くしてもウエハシートの張力が低下しないので、作
業者はピックアップ作業期間でも他の作業に従事するこ
とができる。

【００２９】また、ウエハシートに対して機械的に張力
を与えるので、例えば加熱収縮性を有する特殊なウエハ
シートを用いる必要もない。

【００３０】また、所定値に制御された張力をウエハシ
ートに機械的に与えるので、ピックアップ処理の設定時
および設定後において、種々の条件に応じてウエハシー
トの張力を調節することができる。

【００３１】

【実施例１】図１は本発明の一実施例であるピックアッ
プ装置におけるピックアップ処理直前のピックアップ部
の説明図、図２はピックアップ装置の要部平面図、図３
はウエハシートに接着された分割済みのウエハの全体平
面図、図４は図３のIV−IV線の断面図、図５および図６
はピックアップ方法を説明する説明図である。

【００３２】本実施例１のピックアップ装置は、例えば
図２に示すようなペレットボンダ（ピックアップ装置）
１である。

【００３３】ローダ部２は、リードフレーム等のような
ペレット搭載用部材を一枚ずつペレットボンダ１内に搬
入するための機構部である。

【００３４】ボンディングヘッド部３は、後述するピッ
クアップ部４のコレット５によってピックアップされた
ペレット６を、リードフレーム等のペレット搭載部に接
合するための機構部である。

【００３５】アンローダ部７は、ペレット６の搭載され
たリードフレーム等を収容し、かつ、ペレットボンダ１
の外部に搬出するための機構部である。

【００３６】シュート部８は、リードフレーム等をロー
ダ部２からアンローダ部７に搬送するための機構部であ
る。ペレット６は、シュート部８の途中でボンディング
処理されるようになっている。

【００３７】一方、ウエハリング供給部９は、例えば平
面リング状のウエハリング（キャリア治具）１０をピッ
クアップ部４に搬送し、かつ、ピックアップ処理の終了
したウエハリング１０を収容するための機構部である。
なお、ウエハリング供給部９には、複数枚のウエハリン
グ１０が収容されている。

【００３８】ピックアップ処理前のウエハリング１０を
図３および図４に示す。ウエハリング１０は、複数個の
ペレット６からなる分割済みのウエハＷを保持する治具
である。なお、個々のペレット６は、フルカットされて
いる。

【００３９】ウエハリング１０の下面には、接着剤（図
示せず）によってウエハシート１１が接着されている。

【００４０】本実施例１においてウエハシート１１は、
張力を与えない状態でウエハリング１０に貼り付けられ
ている。

【００４１】また、本実施例１においてウエハシート１
１は、例えばポリエステル等のような伸縮性の低い材料
からなり、その引っ張り破断伸び率は、例えば１０％以
下である。

【００４２】ペレット６は、例えばシリコン（Ｓｉ）単
結晶からなり、ウエハシート１１上に接着剤（図示せ
ず）によって接着されている。

【００４３】ペレット６の主面には、例えば論理回路や
メモリ回路等のような半導体集積回路装置、あるいはダ
イオード等のような単一の素子が形成されている。

【００４４】次に、ペレットボンダ１のピックアップ部
４を図１に示す。ただし、図１はピックアップ処理直前
の状態を示している。

【００４５】ＸＹテーブル１２は、その上部に接合され
たシート保持リング（シート保持手段）１３をＸＹの二
次元方向に移動可能とするための機構部である。

【００４６】シート保持リング１３は、ウエハシート１
１を保持するための部材であり、その外径は、分割され
たウエハＷの外径より大きく、かつ、ウエハリング１０
の内径より小さい。

【００４７】本実施例１においては、ウエハリング１０
の上方に、例えばエアシリンダ（治具押圧手段）１４
が、支持部１５に接合された状態で設置されている。

【００４８】エアシリンダ１４は、図１に示すように、
その押し付け部１４ａを下降してウエハリング１０を押
し下げ、ウエハシート１１に張力を与えるための機構部
である。

【００４９】押し付け部１４ａは、例えばエアシリンダ
１４のエアの調整によって図１の上下に移動可能になっ
ている。

【００５０】エアシリンダ１４のエア調整弁（図示せ
ず）の機械的な動作は、レギュレータ１６によって電気
的に制御されている。レギュレータ１６は、計算機（図
示せず）に電気的に接続され制御されている。

【００５１】また、図示はしないが、エアシリンダ１４
には、例えば圧力センサ（押圧量検出手段）が装着され
ている。

【００５２】圧力センサは、ウエハリング１０の押圧量
を検出するための検出手段であり、これによって検出さ
れた検出信号は、計算機に伝送されるようになってい
る。

【００５３】計算機は、その検出信号に基づいて、ウエ
ハシート１１に与える張力が所定値となるように、レギ
ユレータ１６を制御するようになっている。

【００５４】ウエハシート１１の裏面側には、ニードル
１７が設置されている。ニードル１７は、ウエハシート
１１上のペレット６を突き上げるための部材であり、ニ
ードルガイド部１８によって図１の上下に移動可能な状
態で支持されている。

【００５５】また、ウエハシート１１の上方には、コレ
ット５が設置されている。コレット５は、ペレット６を
例えば真空吸引して所定部に搬送するための機構部であ
る。

【００５６】なお、コレット５は、ピックアップ処理に
際してニードル１７と対向する位置に配置されるように
なっている。

【００５７】次に、本実施例１のピックアップ方法を図
５および図６により説明する。

【００５８】まず、図５に示すように、ピックアップ部
４のシート保持リング１３上に、ウエハシート１１を自
動的に載置する。ただし、この段階では、ウエハシート
１１には張力が与えられていない。

【００５９】続いて、図６に示すように、エアシリンダ
１４（図１参照）の押し付け部１４ａを下降してウエハ
リング１０を押し下げ、ウエハシート１１に対して張力
を与える。このため、経時変化によるウエハシート１１
の張力低下を防止できる。

【００６０】ただし、ウエハシート１１は伸縮性の低い
材料からなるので、隣接するペレット６，６の間隔は広
がらない。このため、ペレット６の位置ずれやペレット
ボンダ１の大形化等のような問題も生じない。

【００６１】押し付け部１４ａの設定時の押圧量は、上
記した計算機が圧力センサにより検出された検出信号に
基づいてウエハシート１１の張力が所定値となるように
レギュレータ１６（図１参照）を自動的に制御して設定
する。

【００６２】すなわち、本実施例１によれば、ウエハシ
ート１１の張力を押し付け部１４ａの押圧量によって調
節することができる。

【００６３】このため、例えばウエハの大口径化により
ウエハ重力が増大したとしてもウエハシート１１の張力
をそのウエハに見合った値に設定することができる。

【００６４】また、例えばウエハシート１１の一部がウ
エハリング１０の洗浄不良等により剥離してウエハシー
ト１１の張力が低下したとしても押し付け部１４ａの押
圧量を増すことによってウエハシート１１の張力を増大
させることもできる。

【００６５】その後、ピックアップするペレット６の上
方にコレット５が位置するように、かつ、そのペレット
６の下方にニードル１７が位置するように、ＸＹテーブ
ル１２を移動する。

【００６６】そして、図示はしないが、ニードル１７を
上昇させてペレット６をその裏面側から突き上げ、コレ
ット５によってピックアップする。

【００６７】このように本実施例１によれば、以下の効
果を得ることが可能となる。

【００６８】(1).ペレット６のピックアップ処理に際し
てその直前にウエハシート１１に張力を与えることによ
り、経時変化によるウエハシート１１の張力低下を防止
することが可能となる。

【００６９】(2).ウエハリング１０の押圧量を検出する
圧力センサを設け、その検出信号に基づいてウエハリン
グ１０の押圧量を調節することにより、ウエハシート１
１の張力を調節することが可能となる。

【００７０】(3).上記(2) により、ペレット６のピック
アップ処理に際して、ウエハシート１１の設定時の張力
を一定にすることが可能となる。

【００７１】(4).上記(2) により、例えばウエハＷの大
口径化によりウエハ重量が増大したとしてもウエハリン
グ１０の押圧量を調節することでウエハシート１１の張
力をそのウエハに見合った値に設定することができる。
すなわち、ウエハの大口径化によるウエハシート１１の
張力低下を防止でき、ウエハの大口径化に対応すること
が可能となる。

【００７２】(5).上記(2) により、例えばウエハシート
１１の一部がウエハリング１０の洗浄不良によりウエハ
リング１０から剥離したとしても、ウエハリング１０の
押圧量を増大させることによって、ウエハシート１１の
張力を増大させることができる。したがって、その剥離
に起因するウエハシート１１の張力低下を防止すること
が可能となる。

【００７３】(6).上記(1) 〜(5) により、安定したピッ
クアップが可能となり、組立歩留りを向上させることが
可能となる。

【００７４】(7).上記(1) 〜(3) により、ウエハシート
１１の張力管理を不要とすることができる。しかも、ウ
エハをウエハシート１１に貼り付けてからピックアップ
処理が終了するまでの時間を長くすることができるの
で、作業者は、ピックアップ作業期間中でも他の作業に
従事することができる。したがって、作業者の作業性を
向上させることが可能となる。

【００７５】(8).ウエハシート１１に対して機械的に張
力を与えるので、例えば加熱収縮性を有する特殊なウエ
ハシートを用いる必要もない。すなわち、ウエハシート
１１の材料の限定要因を低減することができる。このた
め、比較的安価なウエハシート１１を使用することがで
き、製品コストの低減を図ることが可能となる。

【００７６】

【実施例２】図７は本発明の他の実施例であるピックア
ップ装置におけるピックアップ処理直前のピックアップ
部を説明するための説明図である。

【００７７】本実施例２においては、シート保持リング
１３の下部にエアシリンダ（シート押圧手段）１９が設
置されている。

【００７８】また、ウエハリング１０の上方には、ウエ
ハシート１１が押し上げられても上昇しないように、抑
止部（抑止手段）２０が設置されている。

【００７９】すなわち、本実施例２においては、エアシ
リンダ１９の押し付け部１９ａを上昇させ、シート保持
リング１３を押し上げることによって、ウエハシート１
１に張力を与えるようになっている。

【００８０】なお、エアシリンダ１９にも前記実施例１
で説明した圧力センサ等が装着されており、ウエハシー
ト１１の張力を調節できるようになっている。

【００８１】したがって、本実施例２によっても前記実
施例１と同様の効果を得ることが可能となる。

【００８２】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
１，２に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００８３】例えば前記実施例１，２においては、治具
押圧手段、シート押圧手段をエアシリンダとした場合に
ついて説明したが、これに限定されるものではなく種々
変更可能であり、例えば水圧や油圧を使用したシリンダ
やモータ等でも良い。

【００８４】また、前記実施例１，２においては、ウエ
ハシートの材料をポリエステルとした場合について説明
したが、これに限定されるものではなく種々変更可能で
あり、例えばポリエチレン等でも良い。

【００８５】また、前記実施例１，２においては、ペレ
ットをリードフレームに搭載する場合に本発明を適用し
たが、これに限定されるものではなく種々適用可能であ
り、例えばパッケージ基板に搭載する場合においても本
発明を適用することが可能である。

【００８６】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるペレッ
トボンディングにおけるペレットのピックアップ方法お
よび装置に適用した場合について説明したが、これに限
定されず種々適用可能であり、例えばテープキャリアボ
ンディングにおけるペレットのピックアップ方法および
装置等、他のピックアップ方法および装置に適用するこ
とも可能である。

【００８７】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００８８】すなわち、本発明の半導体集積回路装置の
製造方法によれば、ペレットのピックアップの段階にお
いて、所定値に制御された張力をウエハシートに機械的
に与えることができるので、例えば経時変化によるウエ
ハシートの張力低下を防止できる結果、ペレットの安定
したピックアップが可能となり、半導体集積回路装置の
組立歩留まりを向上させることが可能となる。

【００８９】また、ペレットのピックアップの段階にお
いて、所定値に制御された張力をウエハシートに機械的
に与えることができるので、その張力管理が不要とな
り、しかも、作業者は、ウエハをウエハシートに貼り付
けてからピックアップが完了するまでの時間を長くして
もウエハシートの張力が低下しないので、当該ピックア
ップ作業期間中においてもウエハシートの張力低下を気
にすることなく他の作業に従事することができる。した
がって、半導体集積回路装置の組立工程に携わる作業者
の作業性を向上させることが可能となる。

【００９０】さらに、ウエハシートに対して機械的に張
力を与えるので、例えば加熱収縮性を有する特殊なウエ
ハシートを用いる必要もない。すなわち、ウエハシート
の材料の限定要因を低減することができる。このため、
比較的安価なウエハシートを使用することができ、半導
体製品のコストの低減を図ることが可能となる。

【００９１】また、所定値に制御された張力をウエハシ
ートに機械的に与えるので、ピックアップ処理の設定時
および設定後において、種々の条件に応じてウエハシー
トの張力を調節することができる。このため、上記した
効果の他に、以下の効果が得られる。

【００９２】例えばウエハの大口径化によりウエハ重量
が増大したとしても、それに応じてウエハシートの張力
をそのウエハに見合った値に設定することができるの
で、ウエハの大口径化に起因するウエハシートの張力低
下を防止でき、ウエハの大口径化に対応することが可能
となる。

【００９３】例えばキャリア治具の洗浄不良によりウエ
ハシートの一部がキャリア治具から剥離してウエハシー
トの張力が低下したとしても、それに応じてウエハシー
トの張力を増大させることができるので、その剥離に起
因するウエハシートの張力低下を防止することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるピックアップ装置にお
けるピックアップ処理直前のピックアップ部の説明図で
ある。

【図２】ピックアップ装置の要部平面図である。

【図３】キャリア治具に接着された分割済みのウエハの
全体平面図である。

【図４】図３のIV−IV線の断面図である。

【図５】ピックアップ方法を説明するための説明図であ
る。

【図６】図５に続くピックアップ方法を説明するための
説明図である。

【図７】本発明の他の実施例であるピックアップ装置に
おけるピックアップ処理直前のピックアップ部の説明図
である。

【符号の説明】

１ ペレットボンダ（ピックアップ装置） ２ ローダ部 ３ ボンディングヘッド部 ４ ピックアップ部 ５ コレット ６ ペレット ７ アンローダ部 ８ シュート部 ９ ウエハリング供給部 １０ ウエハリング（キャリア治具） １１ ウエハシート １２ ＸＹテーブル １３ シート保持リング（シート保持手段） １４ エアシリンダ（治具押圧手段） １４ａ 押し付け部 １５ 支持部 １６ レギュレータ １７ ニードル １８ ニードルガイド部 １９ エアシリンダ（シート押圧手段） １９ａ 押し付け部 ２０ 抑止部（抑止手段）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエハリングに貼付けられた引っ張り破
   断伸び率が１０％以下のウエハシートと、このウエハシ
   ートに接着されフルカットにより複数の半導体ペレット
   に分割された半導体ウエハとを準備をする工程、 前記ウエハリングに貼付けられたウエハシートをシート
   保持手段上に載置する工程、 前記ウエハリングを圧力センサを有するエアシリンダに
   より押し下げ、さらに前記圧力センサにより前記ウエハ
   リングの押圧量を検出してこの検出結果を基に前記ウエ
   ハシートの張力が所定値になるように前記ウエハリング
   の前記押圧量を制御して前記ウエハシートに所定の張力
   を与える工程、および、 前記ウエハシートに接着された半導体ペレットをピック
   アップする工程、 を有する 半導体集積回路装置の製造方法。
2. 【請求項２】 前記半導体ペレットのピックアップ工程
   は、前記ウエハシートの下方に位置するニードルと、前
   記ウエハシートの上方に位置するコレットとで行うこと
   を特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路装置の製
   造方法。