JP4515041B2

JP4515041B2 - Wafer sheet expander

Info

Publication number: JP4515041B2
Application number: JP2003120336A
Authority: JP
Inventors: 茂樹木林; 隆西倉
Original assignee: Canon Machinery Inc
Current assignee: Canon Machinery Inc
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2023-04-24
Also published as: JP2004327714A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウェーハシートエキパンド装置に関し、例えば、ウェーハシートに接着したウェーハをダイサによって個々の半導体ペレット（ダイ）に分割した後、ウェーハシートを引き伸ばしてウェーハシートと半導体ペレットとの接着力を低減するとともに、半導体ペレットどうしの間隔を広げる作業に好適なウェーハシートのエキスパンド装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置は、一般に、１枚の半導体ウェーハ１００に多数の半導体素子を形成し、この半導体ウェーハ１００を、図１０（Ａ）に示すように、ウェーハシート２００に接着するとともに、このウェーハシート２００をウェーハリング３００に貼り付け、図１０（Ｂ）に示すように、半導体ウェーハ１００の各半導体素子間をダイサ（ダイヤモンドホイール）４００で個々の半導体ペレット（ダイ）１，１…に切断分割した後、図１０（Ｃ）に示すように、ウェーハシート２００をウェーハリング３００の内径よりも小さい外径の固定リング５００上に配置し、ウェーハリング３００を、内径が固定リング５００の外形よりも大きい加圧リング６００により押し下げて、ウェーハシート２００を放射方向に引き伸ばすエキスパンド工程を経て製造している。
【０００３】
上記のウェーハシート２００の引き伸ばし（エキスパンド）により、ウェーハシート２００と半導体ペレット１との接着面のずれにより、半導体ペレット１のウェーハシート２００に対する接着力が弱まるとともに、各半導体ペレット１，１間の間隔が拡大される。それによって、次工程でコレットにより半導体ペレット１を真空吸着してピックアップする際に、半導体ペレット１のウェーハシート２００からの剥離を小さい力で可能にして確実にピックアップできるとともに、隣接する半導体ペレット１が不所望に剥離されたり、ピックアップされたりすることが防止できる。
【０００４】
このようなウェーハシートのエキスパンド装置は、従来、例えば、図１１および図１２に示すように、加圧リングの円周方向等間隔の複数箇所（図示例では１２０°間隔の３箇所）にねじ７０１を配設し、これらのねじ７０１を多数の歯車７０２およびベルト７０３などを使用して図示しない駆動モータにより同期して駆動する機械的な機構が用いられていた（装置に組み込まれた機構であり、特許文献および非特許文献についは不知である。）。
【０００５】
また、上位の機構的な構成に代えて、複数のエアシリンダを用いることも考えられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特公平０１−４４０１８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、複数のねじを歯車やベルトを介して駆動モータで駆動する機構は、構成が著しく複雑になり、部品点数も多く、組立工数が大きく高価なものになっていた。また、複数のねじの調整が煩雑であり加圧リングに傾きが生じ易いのみならず、万一、機構部が故障した場合やベルトが切断した場合は、分解、部品交換、組立、調整が煩雑で、メンテナンス費用が高額になる。さらに、歯車やベルトなどを使用すると発塵することが避けられず、クリーンルーム内での使用に適さないという問題点があった。
【０００８】
また、複数のエアシリンダを用いる場合は、複数のねじや歯車やベルトなどを用いる機構に比較すれば構成が簡単になるが、複数のエアシリンダを同期して同量だけ駆動することが困難で、同様に、ウェーハリングの傾きを生じ易かった。
【０００９】
ウェーハリングに傾きが生じると、ウェーハシートのエキスパンド量がその方向によって異なるようになり、半導体ペレットのウェーハシートに対する接着力や、隣接する半導体ペレットどうしの間隔にばらつきが生じるために、ウェーハシートから半導体ペレットを剥離するピックアップ作業時に、半導体ペレットのウェーハシートへの接着力がコレットの真空吸着力を上回ることにより半導体ペレットのピックアップミスが生じたり、目的とする半導体ペレットのみならず隣接する半導体ペレットが剥離されたり、くっ付いて一緒にピックアップされたりするといった現象が生じるようになる。
【００１０】
したがって、半導体ペレットのウェーハシートに対する接着力や、隣接する半導体ペレットどうしの間隔にばらつきが生じた状態でも半導体ペレットを確実にピックアップするためには、例えば、半導体ペレットごとにコレットの真空吸着力を微調整したり、個々の半導体ペレット間隔に応じてＸ−Ｙテーブルの移動量を微調整したりしなければならないため、ピックアップ作業に時間がかかり、生産性が低いという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、ウェーハシートを引き伸ばすウェーハシートのエキスパンド装置において、簡単な構成で、ウェーハリングに傾斜を生じることなく、ウェーハシートの均等な引き伸ばしが可能なウェーハシートのエキスパンド装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のウェーハシートのエキスパンド装置は、多数の素子が接着されたウェーハシートを貼り付けたウェーハリングを、このウェーハリングの内径より小さい外径を有する固定リング部に、固定リング部の外径よりも大きい内径を有する加圧リング部を介して押し付けることによって、ウェーハシートを引き伸ばすウェーハシートのエキスパンド装置において、前記加圧リング部の内周面と固定リング部の外周面との間に周方向に連通する密閉された隙間を形成し、この隙間に前記加圧リング部に設けた開口部を通して圧縮エアを供給することによって加圧リング部を下降または上昇させ、真空吸引力を作用させることによって加圧リング部を上昇または下降させるようにしたことを特徴としている（請求項１）。
【００１３】
ここで、上記の「多数の素子」とは、半導体ペレットのみならず、チップ抵抗器、チップコンデンサなどの電子部品をも含むことを意味する。
【００１４】
また、上記の「圧縮エアを供給することによって加圧リング部を下降または上昇させ、真空吸引力を作用させることによって加圧リング部を上昇または下降させるようにした」なる用語は、加圧リング部を圧縮エアの供給によって下降させるとともに、真空吸引力によって上昇させる場合や、それとは逆に、加圧リング部を圧縮エアの供給によって上昇させるとともに、真空吸引力を作用させることによって下降させる場合の両方を含むことを意味する。
【００１５】
上記のウェーハシートのエキスパンド装置において、加圧リング部の開口部を、切替弁を介して圧縮エア供給装置および真空装置に接続するとよい（請求項２）。
【００１６】
また、上記のウェーハシートのエキスパンド装置において、前記加圧リング部の開口部を、加圧リングの周方向の複数個所に設けるとよい（請求項３）。
【００１７】
上記のウェーハシートのエキスパンド装置によれば、加圧リング部と固定リング部との間に形成した密閉された隙間に、圧縮エアを供給することによって、圧縮エアの圧力がパスカルの原理で密閉された隙間の全壁面に一瞬にして均等に作用することに基づいて、加圧リング部を傾斜させることなく下降または上昇させることができ、また、前記隙間に真空吸引力を作用させることによって、前記隙間の全壁面に均等に負圧力が作用することに基づいて、加圧リング部を傾斜させることなく上昇または下降させることができる。
【００１８】
また、加圧リング部の開口部を、切替弁を介して圧縮エア供給装置および真空装置に接続すると、加圧リング部に設ける開口部の個数を少なくすることができ、エア供給配管や真空配管などとの接続部分を少なくして、圧縮エア漏れや真空漏れの発生を低減することができる。また、切替弁によって、加圧リング部の内周面と固定リング部の外周面との間に形成された周方向に連通する密閉された隙間に、前記加圧リング部に設けた開口部を通して圧縮エアを供給したり、真空吸引力を作用させたりすることができる。
【００１９】
さらに、前記加圧リングの開口部を、加圧リング部の周方向の複数個所に設けると、加圧リング部と固定リング部との間に形成された密閉された隙間に複数箇所から圧縮エアを供給したり、隙間に充填されている圧縮エアを複数箇所から真空吸引したりすることができ、短時間で圧縮エアの供給または真空吸引力を作用させることができ、ウェーハシートのエキパンド作業をより短時間で行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明におけるウェーハシートのエキパンド装置の実施形態について、図面を参照して説明する。図１はウェーハシートのエキパンド装置１０における平面図で、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った縦断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿った縦断面図、図４は図３の丸囲い部分の拡大縦断面図である。ただし、図２の右側については、一部、センサ部分での断面を示している。
【００２１】
ウェーハシートのエキパンド装置１０は、Ｘ−Ｙテーブル２０と、このＸ−Ｙテーブル２０に固定された固定リング部３０と、この固定リング部３０に対して昇降可能に構成された加圧リング部４０とを有する。
【００２２】
前記Ｘ−Ｙテーブル２０は、図示しない周知のＸ方向駆動機構およびＹ方向駆動機構を備え、さらに必要に応じて、θ方向駆動機構を備えている。このＸ−Ｙテーブル２０上に、前工程でダイシング装置のダイサ４００｛図１０（Ｂ）参照｝によって半導体ウェーハ１００を切断分離した多数の半導体ペレット１，１…が接着されているウェーハシート２００を貼り付けたウェーハリング３００を載置する固定リング部３０を備えている。
【００２３】
固定リング部３０は、Ｘ−Ｙテーブル２０に固定された円筒状の固定部材３１と、この固定部材３１の上部に固定された、その外径がウェーハリング３００の内径よりも小さい断面形状がクランク状の固定リング３２とを備えている。固定リング３２の上端肩部３２ａは凸状曲面に形成されている。前記固定部材３１は、上方の大外径部３３と下方の小外径部３４とを有し、大外径部３３の外周面に沿って形成したＯリング装着用の凹溝３５に、Ｏリング３６が装着されている。また、前記大外径部３３と小外径部３４の外周面は、後述する加圧リング部の昇降部材の摺動面３７に形成されている。
【００２４】
前記加圧リング部４０は、前記固定部材３１に対してスライドして昇降する昇降部材４１と、この昇降部材４１に取り付けられたウェーハリング受け部材４２と、このウェーハリング受け部材４２の上方にスペーサ４３を介して取り付けられた加圧リング４４とを備えている。前記ウェーハリング受け部材４２と加圧リング４４の内径は、前記固定リング３２の外径よりも大きく、かつ、ウェーハリング３００の外径よりも小さく設定されている。
【００２５】
前記昇降部材４１は、上方の大内径部４５と下方の小内径部４６とを有し、小内径部４６の内周面に沿って形成されたＯリング装着用の凹溝４７に、Ｏリング４８が装着されている。また、前記大内径部４５と小内径部４６の内周面は、前記昇降部材４１の摺動面３７に対応する摺動面４９に形成されている。
【００２６】
前記固定リング部３０側のＯリング３６は、前記加圧リング部４０における昇降部材４１の大内径部４５の摺動面４９に押圧されており、前記加圧リング部４０側のＯリング４８は、前記固定リング部３０における固定部材３１の小外径部３４の摺動面３７に押圧されており、昇降部材４１の昇降動作によって、Ｏリング３６，４８が互いの摺動面４９，３７を摺動する。
【００２７】
このため、固定部材３１および昇降部材４１は、例えば、アルミニウムで形成し、それぞれの摺動面３７，４９を摩擦抵抗が小さく、かつ、耐熱性が高いポリテトラフルオロエチレンなどで表面処理するとよい。また、摺動面３７，４９にグリースを塗布しておくと、摩擦抵抗がさらに小さくなってＯリング３６，４８の摩耗が軽減されるとともに、シール性が向上するので望ましい。
【００２８】
前記昇降部材４１は縦方向に貫通する孔４１ａ（図２参照）を有し、この孔４１ａにＸ−Ｙテーブル２０に植設されたガイドピン２１がスライド自在に挿入されて、昇降部材４１がガイドピン２１に案内されて昇降するように構成されている。
【００２９】
昇降部材４１には、一部にピン５０（図２参照）を取り付けてある。また、昇降部材４１の他の位置には、ストッパ部材５１が取り付けられており、このストッパ部材５１にビス５２がその下端５２ａを突出させて螺着されている。前記ピン５０が、Ｘ−Ｙテーブル２０に植設されたストッパ２２に当接することによって、また、前記ビス５２の下端５２ａが固定部材３１の上面３１ａおよび固定リング３２の基部上面３２ｂに当接することによって、加圧リング部４０の下降動作を規制する。
【００３０】
前記昇降部材４１の手前側（図１の下方側）には、切欠部５３が設けられている。この切欠部５３は、ウェーハシートエキスパンド装置１０へのウェーハリング３００（多数の半導体ペレット１，１…およびウェーハシート２００を含む）のロードおよびアンロード時に、ウェーハリングハンドラが入り込むことによって、円滑にウェーハリング３００をロードおよびアンロードするのに役立つ。
【００３１】
また、ウェーハリング受け部材４２と加圧リング４４との間には、ウェーハリング３００のガイド部材５４が設けられている。特に、ウェーハリング３００のロード時に、ウェーハリング３００がこのガイド部材５４にガイドされることによって、ウェーハリング３００が固定リング３２の左右方向に対して所定位置を前方（図１の上方）に向ってロードされる。ロードされたウェーハリング３００の前方端は、前記ストッパ部材５１に当接することによって、ウェーハリング３００が固定リング３２の前後方向（図１の上下方向）に対して定位置にロードされる。
【００３２】
前記固定部材３１の大外径部３３と小外径部３４との段差部、前記昇降部材４１の大内径部４５と小内径部４６との段差部、および前記両Ｏリング３６，４８によって囲まれた部分に、周方向に沿って連通する密閉された隙間５５が形成されている。加圧リング部４０の昇降部材４１には、この隙間５５に連通する１個以上、例えば、２つの開口部５６が周方向に１８０°間隔で形成されている。
【００３３】
前記開口部５６には、フレキシブルホース５７が接続され、このフレキシブルホース５７は、図５（Ａ）に示すように、Ｔ字管５８を介して、圧縮エアおよび真空吸引力供給系６０に接続されている。この圧縮エアおよび真空吸引力供給系６０は、圧縮エア供給装置６１に接続された１次側配管６３と、真空装置６２に接続された１次側配管６４と、前記１次側配管６３に接続されたレギュレータ６５と、前記１次側配管６３，６４に接続された切替弁６７と、この切替弁６７の２次側に接続された２次側配管７２とを有し、この２次側配管７２が前記Ｔ字管５８に接続されている。前記レギュレータ６５は、圧縮エアの圧力を調整するためのものであり、ゲージ６６を備えている。
【００３４】
前記切替弁６７は、２つの入力側ポート６８，６９と２つの出力側ポート７０，７１とを有する。一方の入力側ポート６８は、圧縮エア供給ポートであり、他方の入力側ポート６９は、真空吸引力供給ポートである。これらの入力側ポート６８，６９のいずれかに対して、前記１次側配管６３，６４が接続されるように構成されている。
【００３５】
次に、上記のウェーハシートのエキスパンド装置１０の動作について説明する。まず、切替弁６７を、図５（Ａ）に示すように、真空吸引力供給ポート６９が１次側配管６４側になるように切り替える。すると、１次側配管６４と２次側配管７２とが接続され、圧縮エア供給用の１次側配管６３は閉止状態になる。したがって、固定部材３１と昇降部材４１との隙間５５が真空装置６２に接続されて、昇降部材４１がその上端に取り付けられたウェーハリング受け部材４２および加圧リング４４とともに上昇する。このとき、真空吸引力は、パスカルの原理で、周方向に連通した隙間５５の全内壁に均等に作用するので、昇降部材４１に取り付けられたウェーハリング受け部材４２および加圧リング４４は、傾斜することなく、均等に上昇する。
【００３６】
加圧リング４４が所定位置まで上昇すると、Ｘ−Ｙテーブル２０に取り付けられたセンサ８０が、昇降部材４１に取り付けられた検知板８１の通過を検知して、加圧リング４４の上昇動作を停止する。
【００３７】
この上昇したウェーハリング受け部材４２の上に、図示しないウェーハリングハンドラなどによって、図６に示すように、ダイサ４００｛図１０（Ｂ）参照｝によって切断分離された多数の半導体ペレット１，１…を接着したウェーハシート２００を貼り付けたウェーハリング３００をセットする。このときのウェーハリング３００が、図４の２点鎖線３００ａで示されている。
【００３８】
その後、切替弁６７を、図５（Ｂ）に示すように、圧縮エア供給ポート６８が１次側配管６３に接続されるように切り替える。すると、１次側配管６３と２次側配管７２とがレギュレータ６５を介して接続されて、固定部材３１と昇降部材４１との隙間５５に、圧縮エア供給装置６１からレギュレータ６５で設定された圧縮エアが供給されて、昇降部材４１がその上端に取り付けられた加圧リング４４とともに下降する。このとき、圧縮エアの圧力が、隙間５５の全内壁に一瞬に、かつ、均等に作用するので、加圧リング４４は傾斜することなく、均等に下降する。
【００３９】
加圧リング４４の下降によって、ウェーハリング３００が均等に押し下げられるため、ウェーハリング３００に貼り付けられたウェーハシート２００の下面が、固定リング３２の頂部に当接され、さらにウェーハリング３００が押し下げられることによって、ウェーハリング３００は固定リング３２の上端よりも低くなり、ウェーハシート２００が引き伸ばされ始める。このときのウェーハリング３００が、図４の２点鎖線３００ｂで示されている。
【００４０】
加圧リング４４によってウェーハリング３００がさらに押し下げられると、ウェーハシート２００が放射方向に引き伸ばされる。このとき、固定リング３２の上端肩部３２ａが凸状曲面に形成されているので、ウェーハシート２００は、放射方向に円滑に引き伸ばされる。このウェーハシート２００の引き伸ばしによって、ウェーハシート２００と半導体ペレット１，１…との接着面に滑りが生じて半導体ペレット１，１…のウェーハシート２００に対する接着力が弱められるとともに、個々の半導体ペレット１，１…の間隔が拡大される。加圧リング４４が所定位置まで下降すると、Ｘ−Ｙテーブル２０に取り付けられたセンサ８２が、昇降部材４１に取り付けられた検知板８１を検知して、加圧リング４４の下降動作を停止する。このときのウェーハリング３００が、図４の２点鎖線３００ｃで示されている。
【００４１】
ウェーハシート２００の引き伸ばしが完了すると、切替弁６７を、再び、図５（Ａ）に示すように、真空吸引力供給ポート６９側に切り替える。すると、固定部材３１と昇降部材４１との隙間５５に真空吸引力が作用して、隙間５５の圧縮エアが吸引除去されるとともに真空吸引力によって、昇降部材４１がその上端に取り付けられたウェーハリング受け部材４２および加圧リング４４とともに上昇する。ウェーハリング受け部材４２および加圧リング４４の上昇によって、前述のように、多数の接着された半導体ペレット１，１…の接着力が低減され、かつ、半導体ペレット１，１…の間隔が拡大されたウェーハシート２００が貼り付けられたウェーハリング３００が上昇し、この上昇したウェーハリング３００を、図示しないウェーハリングハンドラなどによってアンロードする。
【００４２】
続いて、ウェーハリング受け部材４２の上に、新たに多数の半導体ペレット１，１…を接着したウェーハシート２００を貼り付けたウェーハリング３００を、ウェーハリングハンドラなどによってロードする。
【００４３】
以下、同様にして、ウェーハリング受け部材４２の上に、新たに多数の半導体ペレット１，１…を接着したウェーハシート２００を貼り付けたウェーハリング３００をロードし、隙間５５に圧縮エアを供給してウェーハシート２００を引き伸ばして、半導体ペレット１，１…の接着力を低減するとともに、半導体ペレット１，１…の間隔を拡大した後、隙間５５に真空吸引力を作用させてウェーハリング受け部材４２および加圧リング４４を上昇させる動作を繰り返して、順次、ウェーハリング３００に貼り付けられたウェーハシート２００の引き伸ばしを行う。
【００４４】
なお、上記の説明は、ウェーハシートのエキパンド装置１０を単体で用いる場合を前提に説明したので、ウェーハシート２００の引き伸ばしが終了すると、真空吸引力で昇降部材４１を上昇させる場合について説明したが、このウェーハシートのエキスパンド装置１０は、ダイボンダに搭載して用いることもできる。
【００４５】
すなわち、本発明のウェーハシートのエキパンド装置１０は、前述のように、図１１および図１２に示す従来の、ねじ７０１、ベルト７０２、歯車７０３および駆動モータを用いる機構、あるいは複数のエアシリンダなどが不要で、小型、かつ、軽量であるため、ダイボンダに容易に搭載することができる。
【００４６】
本発明のウェーハシートのエキパンド装置１０を、ダイボンダに搭載する場合は、図２に示すように、固定リング部３０によって囲まれる位置に、半導体ペレット１の突上げ装置９０を配設する。この突上げ装置９０は、台部９１と昇降部９２とを有し、台部９１はＸ−Ｙテーブル２０から独立した基台（図示省略）に固定されており、昇降部９２は後述するタイミングで、昇降動作する。この突上げ装置９０は、従来から各種の構成のものが知られているので、詳細な説明は省略する。
【００４７】
なお、突上げ装置９０の上方には、半導体ペレット１を真空吸着するコレット９５（図２参照）が、昇降動作および水平移動自在に配設される。また、コレット９５の近傍位置にＣＣＤカメラなどの撮像装置（図示省略）が配設される。
【００４８】
次に、本発明のウェーハシートのエキパンド装置１０を、ダイボンダに搭載した場合の動作について説明する。上述と同様に、密閉された隙間５５に圧縮エアを供給して加圧リング４４でウェーハリング３００を押し下げ、ウェーハシート２００を引き伸ばして、半導体ペレット１，１…の接着力を低減させ、かつ、半導体ペレット１，１…の間隔を拡大した後、Ｘ−Ｙテーブル２０を半導体ペレット１の１ピッチ分ずつＸ方向およびＹ方向に移動させて、あるいは、さらに、必要ならば、θ方向に回転させて、１番目の半導体ペレット１₁を、図７に示すように、ピックアップポジションＡに位置させる。
【００４９】
この１番目の半導体ペレット１₁を、図８に示すように、突上げ装置９０の昇降部９２によってウェーハシート２００の下方から突上げる。すると、半導体ペレット１₁の下面周縁部がウェーハシート２００から剥離されて接着面積の減少により、半導体ペレット１₁のウェーハシート２００に対する接着力がさらに低減される。この半導体ペレット１₁を、図７に示すように、コレット９５を下降▲１▼させて真空吸着した後、コレット９５を上昇▲２▼および水平移動▲３▼させ、ボンディングポジションＢで下降▲４▼させて、リードフレームなどの基板９６に半導体ペレット１₁をボンディングする。ボンディングを終了したコレット９５は、上昇▲５▼および水平移動▲６▼して、ピックアップポジションＡに復帰する。
【００５０】
なお、半導体ペレット１のピックアップに際しては、図８のように、突上げ装置９０で突き上げた後にコレット９５で真空吸着する場合のみならず、図９に示すように、コレット９５で半導体ペレット１₁の上面を真空吸着した状態で、突上げ装置９０の昇降部９２を上昇させて、コレット９５と昇降部９２とによって半導体ペレット１₁をサンドイッチ状態にして、同期して上昇させるようにしてもよい。このようにすると、万一、接着力が小さい半導体ペレットがあっても、突上げ動作によって、半導体ペレット１が不所望に剥離したり、移動したりすることがなくなる。
【００５１】
上記のコレット９５の上昇▲２▼、水平移動▲３▼、ボンディングポジションＢで下降▲４▼および上昇▲５▼、水平移動▲６▼、ピックアップポジションＡでの下降▲１▼の動作の間に、Ｘ−Ｙテーブル２０がＸ方向および／またはＹ方向に１ピッチ分だけ水平移動して、２番目の半導体ペレット１₂をピックアップポジションＡに位置させる。
【００５２】
なお、ウェーハシート２００に接着されている半導体ペレット１，１…の中で、前工程での特性検査によって不良と判定された半導体素子は、不良マークが付されるか、あるいは、記憶装置に記憶されているので、その不良半導体ペレットは、不良マークの有無をＣＣＤカメラなどによって確認して、あるいは記憶装置の記憶に基づいて、飛び越してピックアップが行われる。
【００５３】
以下、同様の動作によって、ウェーハシート２００に接着されている良品の半導体ペレット１を、順次、ピックアップするとともに、リードフレームなどの基板９６にボンディングしていく。そして、ウェーハシート２００の全良品半導体ペレット１のボンディングが終了すると、隙間５５に真空吸引力を作用させ、ウェーハリング受け部材４２および加圧リング４４を上昇させて、使用済みのウェーハリング３００をアンロードし、新たに多数の半導体ペレット１を接着したウェーハリング３００をロードする。
【００５４】
上記の実施形態は特定の構成について説明したが、本発明の精神を逸脱することなく、各種の変形が可能である。例えば、上記の実施形態では、密閉された隙間５５に圧縮エアを供給してウェーハリング受け部材４２および加圧リング４４を押し下げ、隙間５５に真空吸引力を作用させてウェーハリング受け部材４２および加圧リング４４を上昇させる場合について説明したが、それとは逆に、密閉された隙間５５に圧縮エアを供給してウェーハリング受け部材４２および加圧リング４４を上昇させ、隙間５５に真空吸引力を作用させてウェーハリング受け部材４２および加圧リング４４を下降させるようにしてもよい。
【００５５】
また、ウェーハシートのエキスパンド装置１０を単体で使用する場合には、真空吸引力でウェーハリング受け部材４２および加圧リング４４を上昇または下降させる際に、真空吸引力とともにバネの弾性力を利用するようにしてもよい。特に、真空吸引力でウェーハリング受け部材４２および加圧リング４４を下降させる場合は、大きな押し下げ力（例えば、４ｋｇ／ｃｍ²）を得ることが困難な場合があるので、真空吸引力とバネの弾性力とを併用するとよい。
【００５６】
また、特に、ダイボンダに搭載する場合は、万一、ウェーハリング３００の昇降動作時に、昇降部材４１、したがって、ウェーハリング３００が周方向に回転すると、半導体ペレット１のθ方向の向きが変動し、半導体ペレット１のピックアップ時に、ウェーハリング３００またはコレット９５のθ方向の修正が必須になるので、昇降部材４１に回り止めのスプラインピンを設けておくとよい。
【００５７】
【発明の効果】
本発明のウェーハシートのエキパンド装置は、多数の素子が接着されたウェーハシートを貼り付けたウェーハリングを、このウェーハリングの内径より小さい外径を有する固定リング部に、固定リング部の外径よりも大きい内径を有する加圧リング部を介して押し付けることによって、ウェーハシートを引き伸ばすウェーハシートのエキスパンド装置において、前記加圧リング部の内周面と固定リング部の外周面との間に周方向に連通する密閉された隙間を形成し、この隙間に前記加圧リング部に設けた開口部を通して圧縮エアを供給することによって加圧リング部を下降または上昇させ、真空吸引力を作用させることによって加圧リング部を上昇または下降させるようにしたので、従来のように、複数のねじ、歯車、ベルト、駆動モータを有する機構や、複数のエアシリンダを使用しないで、簡単な構成で、ウェーハリングを傾斜させることなく加圧リング部を昇降することができ、ウェーハシートを放射方向に均等に引き伸ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るウェーハシートのエキパンド装置の平面図である。
【図２】図１のウェーハシートのエキパンド装置におけるＡ−Ａ線に沿った縦断面図である。
【図３】図１のウェーハシートのエキパンド装置におけるＢ−Ｂ線に沿った縦断面図である。
【図４】図３のウェーハシートのエキパンド装置における丸囲い部分の拡大断面図である。
【図５】切替弁による圧縮エアおよび真空吸引力の切り替え動作を説明する系統図で、
（Ａ）は隙間が真空装置に接続された状態を示す系統図、
（Ｂ）は隙間が圧縮エア供給装置に接続された状態を示す系統図である。
【図６】多数の半導体ペレットが接着されたウェーハシートが貼り付けられたウェーハリングの平面図である。
【図７】図１のウェーハシートのエキスパンド装置をダイボンダに搭載した場合の、半導体ペレットのピックアップおよびボンディング動作説明図である。
【図８】引き伸ばし後のウェーハシートにおける半導体ペレットの突上げ動作およびピックアップ動作の実施形態について説明する要部拡大正面図である。
【図９】引き伸ばし後のウェーハシートにおける半導体ペレットの突上げ動作およびピックアップ動作の他の実施形態について説明する要部拡大正面図である。
【図１０】半導体装置の製造工程について説明する図で、
（Ａ）は半導体ウェーハを接着したウェーハシートをウェーハリングに貼り付けた状態の縦断面図、
（Ｂ）はウェーハシートに貼り付けられた半導体ウェーハをダイサによって切断分離して半導体ペレットにする工程の縦断面図、
（Ｃ）は多数の半導体ペレットが接着されたウェーハシートを引き伸ばす工程の縦断面図である。
【図１１】従来のウェーハシートのエキパンド装置におけるねじ取付部の分解斜視図である。
【図１２】図１１のウェーハシートのエキパンド装置におけるねじ駆動歯車および歯車駆動ベルト部の分解斜視図である。
【符号の説明】
１０ウェーハシートのエキスパンド装置
３０固定リング部
３１固定部材
３２固定リング
３５，４７凹溝
３６，４８Ｏリング
３７，４９摺動面
４０加圧リング部
４１昇降部材
４２ウェーハリング受け部材
４４加圧リング
５５密閉された隙間
６１圧縮エア供給装置
６２真空装置
６７切替弁
６８入力ポート（圧縮エア供給ポート）
６９入力ポート（真空吸引力供給ポート）
７０，７１出力ポート
１００半導体ウェーハ
２００ウェーハシート
３００ウェーハリング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wafer sheet expander, for example, after a wafer bonded to a wafer sheet is divided into individual semiconductor pellets (dies) by a dicer, and then the wafer sheet is stretched to reduce the adhesion between the wafer sheet and the semiconductor pellet. In addition, the present invention relates to a wafer sheet expander suitable for expanding the interval between semiconductor pellets.
[0002]
[Prior art]
In general, a semiconductor device forms a large number of semiconductor elements on a single semiconductor wafer 100 and bonds the semiconductor wafer 100 to a wafer sheet 200 as shown in FIG. Affixed to the wafer ring 300, as shown in FIG. 10B, the semiconductor elements of the semiconductor wafer 100 are divided into individual semiconductor pellets (die) 1, 1... By a dicer (diamond wheel) 400, As shown in FIG. 10C, the wafer sheet 200 is placed on a fixing ring 500 having an outer diameter smaller than the inner diameter of the wafer ring 300, and the wafer ring 300 is pressed with an inner diameter larger than the outer diameter of the fixing ring 500. Through an expanding process in which the wafer sheet 200 is pushed down by the ring 600 and stretched in the radial direction. It is elephants.
[0003]
Due to the expansion (expansion) of the wafer sheet 200 described above, the adhesive force of the semiconductor pellet 1 to the wafer sheet 200 is weakened due to the deviation of the bonding surface between the wafer sheet 200 and the semiconductor pellet 1, and the distance between the semiconductor pellets 1 and 1. Is enlarged. As a result, when the semiconductor pellet 1 is vacuum picked up and picked up by a collet in the next step, the semiconductor pellet 1 can be peeled off from the wafer sheet 200 with a small force and reliably picked up. Undesirable peeling or picking up can be prevented.
[0004]
Such a wafer sheet expanding apparatus has conventionally been provided with screws 701 at a plurality of equally spaced circumferential locations of the pressure ring (three locations at 120 ° intervals in the illustrated example) as shown in FIGS. 11 and 12, for example. And a mechanical mechanism in which these screws 701 are driven synchronously by a drive motor (not shown) using a large number of gears 702, belts 703, etc. (this is a mechanism incorporated in the apparatus). It is unknown about patent documents and non-patent documents.)
[0005]
Moreover, it is also considered to use a plurality of air cylinders instead of the upper mechanical configuration (see, for example, Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 01-44018
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the mechanism for driving a plurality of screws with a drive motor via gears and belts has a very complicated structure, a large number of parts, a large number of assembly steps, and is expensive. In addition, the adjustment of multiple screws is complicated and the pressure ring is likely to be inclined, and in the unlikely event that the mechanical part breaks down or the belt is cut, disassembly, parts replacement, assembly, and adjustment are complicated. This increases the maintenance cost. Further, when gears or belts are used, dust generation is unavoidable, and there is a problem that they are not suitable for use in a clean room.
[0008]
In addition, when using a plurality of air cylinders, the configuration is simple compared to a mechanism using a plurality of screws, gears, belts, etc., but it is difficult to drive a plurality of air cylinders by the same amount synchronously. Similarly, the wafer ring was easily inclined.
[0009]
When the wafer ring is tilted, the amount of expansion of the wafer sheet varies depending on the direction of the wafer ring, and the adhesive force of the semiconductor pellet to the wafer sheet and the interval between adjacent semiconductor pellets vary. During the pick-up operation for peeling the pellet, the semiconductor pellet pick-up error occurs due to the adhesion force of the semiconductor pellet to the wafer sheet exceeding the vacuum adsorption force of the collet, or the adjacent semiconductor pellet as well as the target semiconductor pellet is peeled off. The phenomenon of being picked up or picked up together is brought about.
[0010]
Therefore, in order to reliably pick up semiconductor pellets even when there are variations in the adhesive strength of the semiconductor pellets to the wafer sheet and the spacing between adjacent semiconductor pellets, for example, the vacuum adsorption force of the collet is slightly reduced for each semiconductor pellet. Since adjustment or fine movement adjustment of the XY table must be made according to the interval between individual semiconductor pellets, there has been a problem that it takes time for pick-up work and productivity is low.
[0011]
Therefore, the present invention provides a wafer sheet expander that can stretch the wafer sheet evenly without causing a tilt in the wafer ring in a wafer sheet expander that stretches the wafer sheet. It is the purpose.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In the wafer sheet expanding apparatus of the present invention, a wafer ring to which a wafer sheet to which a number of elements are bonded is attached to a fixing ring portion having an outer diameter smaller than the inner diameter of the wafer ring than the outer diameter of the fixing ring portion. In a wafer sheet expanding apparatus that stretches the wafer sheet by pressing it through a pressure ring portion having a larger inner diameter, the circumferential direction is between the inner peripheral surface of the pressure ring portion and the outer peripheral surface of the fixed ring portion. A sealed gap is formed to communicate, and compressed air is supplied to the gap through an opening provided in the pressure ring part to lower or raise the pressure ring part, thereby applying a vacuum suction force. The pressure ring portion is raised or lowered (claim 1).
[0013]
Here, the above-mentioned “multiple elements” means not only semiconductor pellets but also electronic components such as chip resistors and chip capacitors.
[0014]
In addition, the term “the pressure ring part is lowered or raised by supplying compressed air and the pressure ring part is raised or lowered by applying a vacuum suction force” is used as a pressure ring. When the part is lowered by the supply of compressed air and raised by a vacuum suction force, and conversely, the pressure ring part is raised by the supply of compressed air and lowered by applying a vacuum suction force Is meant to include both.
[0015]
In the wafer sheet expanding apparatus, the opening of the pressure ring section may be connected to a compressed air supply apparatus and a vacuum apparatus via a switching valve.
[0016]
In the wafer sheet expanding apparatus, it is preferable that openings of the pressure ring portion are provided at a plurality of locations in the circumferential direction of the pressure ring.
[0017]
According to the above wafer sheet expanding apparatus, by supplying compressed air to a sealed gap formed between the pressure ring portion and the fixed ring portion, the pressure of the compressed air is sealed on the basis of Pascal. The pressure ring portion can be lowered or raised without inclining based on the fact that it acts evenly on all the wall surfaces of the gap, and by applying a vacuum suction force to the gap, Based on the negative pressure acting evenly on all the wall surfaces of the gap, the pressure ring portion can be raised or lowered without being inclined.
[0018]
In addition, if the opening of the pressure ring part is connected to the compressed air supply device and the vacuum device via the switching valve, the number of openings provided in the pressure ring part can be reduced, and the air supply pipe and the vacuum pipe can be reduced. The occurrence of compressed air leaks and vacuum leaks can be reduced by reducing the number of connected parts. In addition, an opening provided in the pressurizing ring portion is passed through a sealed gap communicating with the circumferential direction formed between the inner peripheral surface of the pressurizing ring portion and the outer peripheral surface of the fixed ring portion by the switching valve. Compressed air can be supplied or a vacuum suction force can be applied.
[0019]
Furthermore, when the opening of the pressure ring is provided at a plurality of locations in the circumferential direction of the pressure ring, compressed air is introduced from a plurality of locations into sealed gaps formed between the pressure ring and the fixing ring. , Or vacuum suction of compressed air filled in the gap from multiple locations, supplying compressed air or applying vacuum suction force in a short time, and expanding wafer sheets It can be performed in a shorter time.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a wafer sheet expander according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a plan view of the wafer sheet expander 10, FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along line AA in FIG. 1, FIG. 3 is a longitudinal sectional view taken along line BB in FIG. FIG. 4 is an enlarged vertical sectional view of a circled portion in FIG. 3. However, about the right side of FIG. 2, the cross section in a sensor part is shown partially.
[0021]
The wafer sheet expander 10 includes an XY table 20, a fixed ring portion 30 fixed to the XY table 20, and a pressure ring portion 40 configured to be movable up and down with respect to the fixed ring portion 30. And have.
[0022]
The XY table 20 includes a well-known X-direction drive mechanism and Y-direction drive mechanism (not shown), and further includes a θ-direction drive mechanism as necessary. On this XY table 20, a wafer sheet 200 to which a large number of semiconductor pellets 1, 1... Separated from the semiconductor wafer 100 by the dicer 400 {see FIG. A fixing ring portion 30 is provided on which the attached wafer ring 300 is placed.
[0023]
The fixing ring portion 30 has a cylindrical fixing member 31 fixed to the XY table 20 and a cross-sectional shape fixed to the upper portion of the fixing member 31 and having an outer diameter smaller than the inner diameter of the wafer ring 300. And a fixed ring 32 in the form of a ring. The upper end shoulder 32a of the fixing ring 32 is formed in a convex curved surface. The fixing member 31 includes an upper large outer diameter portion 33 and a lower small outer diameter portion 34, and an O-ring mounting groove 35 formed along the outer peripheral surface of the large outer diameter portion 33 includes an O-ring mounting groove 35. A ring 36 is attached. Further, the outer peripheral surfaces of the large outer diameter portion 33 and the small outer diameter portion 34 are formed on a sliding surface 37 of an elevating member of a pressure ring portion described later.
[0024]
The pressure ring portion 40 includes an elevating member 41 that slides up and down relative to the fixing member 31, a wafer ring receiving member 42 attached to the elevating member 41, and a spacer above the wafer ring receiving member 42. And a pressure ring 44 attached through 43. The inner diameters of the wafer ring receiving member 42 and the pressure ring 44 are set to be larger than the outer diameter of the fixed ring 32 and smaller than the outer diameter of the wafer ring 300.
[0025]
The elevating member 41 has an upper large inner diameter portion 45 and a lower small inner diameter portion 46, and an O-ring mounting groove 47 formed along the inner peripheral surface of the small inner diameter portion 46 has an O-ring. 48 is attached. The inner peripheral surfaces of the large inner diameter portion 45 and the small inner diameter portion 46 are formed on a sliding surface 49 corresponding to the sliding surface 37 of the elevating member 41.
[0026]
The O-ring 36 on the fixed ring portion 30 side is pressed against the sliding surface 49 of the large inner diameter portion 45 of the elevating member 41 in the pressure ring portion 40, and the O-ring 48 on the pressure ring portion 40 side is The fixed ring portion 30 is pressed against the sliding surface 37 of the small outer diameter portion 34 of the fixing member 31, and the lifting and lowering operation of the lifting member 41 causes the O-rings 36 and 48 to move the sliding surfaces 49 and 37 against each other. Slide.
[0027]
For this reason, the fixing member 31 and the elevating member 41 are preferably made of, for example, aluminum, and the respective sliding surfaces 37 and 49 are preferably surface-treated with polytetrafluoroethylene having a low frictional resistance and high heat resistance. In addition, it is desirable to apply grease to the sliding surfaces 37 and 49 because the frictional resistance is further reduced, wear of the O-rings 36 and 48 is reduced, and the sealing performance is improved.
[0028]
The elevating member 41 has a hole 41a (see FIG. 2) penetrating in the vertical direction, and the guide pin 21 planted in the XY table 20 is slidably inserted into the hole 41a. The guide pin 21 is guided so as to move up and down.
[0029]
A pin 50 (see FIG. 2) is attached to the lifting member 41 in part. Further, a stopper member 51 is attached to another position of the elevating member 41, and a screw 52 is screwed to the stopper member 51 with its lower end 52a protruding. When the pin 50 contacts the stopper 22 implanted in the XY table 20, the lower end 52a of the screw 52 contacts the upper surface 31a of the fixing member 31 and the base upper surface 32b of the fixing ring 32. Thus, the lowering operation of the pressure ring unit 40 is regulated.
[0030]
A notch 53 is provided on the front side (lower side in FIG. 1) of the elevating member 41. The notch 53 is smoothly formed by the wafer ring handler entering when the wafer ring 300 (including a large number of semiconductor pellets 1, 1... And the wafer sheet 200) is loaded into and unloaded from the wafer sheet expanding apparatus 10. Helps to load and unload the ring 300.
[0031]
A guide member 54 for the wafer ring 300 is provided between the wafer ring receiving member 42 and the pressure ring 44. In particular, when the wafer ring 300 is loaded, the wafer ring 300 is guided by the guide member 54, so that the wafer ring 300 is directed forward (upward in FIG. 1) in a predetermined position with respect to the lateral direction of the fixing ring 32. Loaded. The front end of the loaded wafer ring 300 is brought into contact with the stopper member 51, so that the wafer ring 300 is loaded at a fixed position with respect to the front-rear direction of the fixing ring 32 (the vertical direction in FIG. 1).
[0032]
Surrounded by a step portion between the large outer diameter portion 33 and the small outer diameter portion 34 of the fixing member 31, a step portion between the large inner diameter portion 45 and the small inner diameter portion 46 of the elevating member 41, and both the O-rings 36 and 48. A sealed gap 55 that communicates along the circumferential direction is formed in the portion. In the elevating member 41 of the pressure ring portion 40, one or more, for example, two openings 56 communicating with the gap 55 are formed at intervals of 180 ° in the circumferential direction.
[0033]
A flexible hose 57 is connected to the opening 56, and this flexible hose 57 is connected to compressed air and a vacuum suction force supply system 60 via a T-shaped tube 58 as shown in FIG. ing. The compressed air and vacuum suction force supply system 60 is connected to a primary side pipe 63 connected to a compressed air supply unit 61, a primary side pipe 64 connected to a vacuum unit 62, and the primary side pipe 63. Regulator 65, a switching valve 67 connected to the primary side pipes 63 and 64, and a secondary side pipe 72 connected to the secondary side of the switching valve 67, and this secondary side pipe 72 is connected to the T-shaped tube 58. The regulator 65 is for adjusting the pressure of the compressed air, and includes a gauge 66.
[0034]
The switching valve 67 has two input ports 68 and 69 and two output ports 70 and 71. One input side port 68 is a compressed air supply port, and the other input side port 69 is a vacuum suction force supply port. The primary side pipes 63 and 64 are connected to any one of these input side ports 68 and 69.
[0035]
The operation of the wafer sheet expanding apparatus 10 will now be described. First, as shown in FIG. 5A, the switching valve 67 is switched so that the vacuum suction force supply port 69 is on the primary side pipe 64 side. Then, the primary side piping 64 and the secondary side piping 72 are connected, and the primary side piping 63 for supplying compressed air is closed. Accordingly, the gap 55 between the fixing member 31 and the elevating member 41 is connected to the vacuum device 62, and the elevating member 41 rises together with the wafer ring receiving member 42 and the pressure ring 44 attached to the upper end thereof. At this time, the vacuum suction force acts equally on all inner walls of the gap 55 communicating in the circumferential direction on the basis of the Pascal principle, so that the wafer ring receiving member 42 and the pressure ring 44 attached to the elevating member 41 are inclined. Without evenly rising.
[0036]
When the pressure ring 44 is raised to a predetermined position, the sensor 80 attached to the XY table 20 detects the passage of the detection plate 81 attached to the elevating member 41 and stops the raising operation of the pressure ring 44. To do.
[0037]
On this raised wafer ring receiving member 42, as shown in FIG. 6, a large number of semiconductor pellets 1, 1... Cut and separated by a dicer 400 {see FIG. The wafer ring 300 to which the wafer sheet 200 to which is attached is attached is set. The wafer ring 300 at this time is indicated by a two-dot chain line 300a in FIG.
[0038]
Thereafter, the switching valve 67 is switched so that the compressed air supply port 68 is connected to the primary side pipe 63 as shown in FIG. Then, the primary side pipe 63 and the secondary side pipe 72 are connected via the regulator 65, and the compression set by the regulator 65 from the compressed air supply device 61 in the gap 55 between the fixed member 31 and the elevating member 41. Air is supplied, and the elevating member 41 is lowered together with the pressure ring 44 attached to the upper end thereof. At this time, the pressure of the compressed air acts instantaneously and evenly on all the inner walls of the gap 55, so that the pressure ring 44 is evenly lowered without being inclined.
[0039]
Since the wafer ring 300 is uniformly pushed down by the lowering of the pressure ring 44, the lower surface of the wafer sheet 200 attached to the wafer ring 300 is brought into contact with the top of the fixing ring 32, and the wafer ring 300 is further pushed down. As a result, the wafer ring 300 becomes lower than the upper end of the fixing ring 32, and the wafer sheet 200 starts to be stretched. The wafer ring 300 at this time is shown by a two-dot chain line 300b in FIG.
[0040]
When the wafer ring 300 is further pushed down by the pressure ring 44, the wafer sheet 200 is stretched in the radial direction. At this time, since the upper end shoulder portion 32a of the fixing ring 32 is formed in a convex curved surface, the wafer sheet 200 is smoothly stretched in the radial direction. The stretching of the wafer sheet 200 causes a slip on the bonding surface between the wafer sheet 200 and the semiconductor pellets 1, 1... Weakens the adhesive force of the semiconductor pellets 1, 1. , 1... Are enlarged. When the pressure ring 44 is lowered to a predetermined position, the sensor 82 attached to the XY table 20 detects the detection plate 81 attached to the elevating member 41 and stops the lowering operation of the pressure ring 44. The wafer ring 300 at this time is indicated by a two-dot chain line 300c in FIG.
[0041]
When the stretching of the wafer sheet 200 is completed, the switching valve 67 is switched again to the vacuum suction force supply port 69 side as shown in FIG. Then, a vacuum suction force acts on the gap 55 between the fixing member 31 and the elevating member 41 so that the compressed air in the gap 55 is removed by suction, and the elevating member 41 is attached to the upper end thereof by the vacuum suction force. It rises together with the receiving member 42 and the pressure ring 44. By raising the wafer ring receiving member 42 and the pressure ring 44, as described above, the adhesive force of a large number of bonded semiconductor pellets 1, 1... Is reduced, and the interval between the semiconductor pellets 1, 1. The wafer ring 300 to which the wafer sheet 200 is attached is raised, and the raised wafer ring 300 is unloaded by a wafer ring handler (not shown).
[0042]
Subsequently, a wafer ring 300 in which a wafer sheet 200 newly bonded with a large number of semiconductor pellets 1, 1... Is attached onto the wafer ring receiving member 42 is loaded by a wafer ring handler or the like.
[0043]
In the same manner, a wafer ring 300 in which a wafer sheet 200 newly bonded with a large number of semiconductor pellets 1, 1... Is loaded on the wafer ring receiving member 42 and compressed air is supplied to the gap 55. The wafer sheet 200 is stretched to reduce the adhesive force of the semiconductor pellets 1, 1... And the interval between the semiconductor pellets 1, 1. The operation of raising the pressure ring 44 is repeated, and the wafer sheets 200 attached to the wafer ring 300 are sequentially stretched.
[0044]
The above description has been made on the assumption that the wafer sheet expander 10 is used alone. Therefore, when the stretching of the wafer sheet 200 is completed, the lifting member 41 is lifted by the vacuum suction force. The wafer sheet expanding apparatus 10 can be mounted on a die bonder.
[0045]
That is, the wafer sheet expander 10 of the present invention includes, as described above, the conventional mechanism using the screw 701, the belt 702, the gear 703 and the drive motor shown in FIGS. 11 and 12, or a plurality of air cylinders. Since it is unnecessary, small and lightweight, it can be easily mounted on a die bonder.
[0046]
When the wafer sheet expander 10 of the present invention is mounted on a die bonder, as shown in FIG. 2, a semiconductor pellet 1 push-up device 90 is disposed at a position surrounded by the fixing ring portion 30. The push-up device 90 includes a base 91 and a lift 92, and the base 91 is fixed to a base (not shown) independent from the XY table 20, and the lift 92 is a timing described later. It moves up and down. Since this push-up device 90 is conventionally known in various configurations, detailed description thereof is omitted.
[0047]
Above the push-up device 90, a collet 95 (see FIG. 2) for vacuum-sucking the semiconductor pellet 1 is disposed so as to be movable up and down and horizontally. An imaging device (not shown) such as a CCD camera is disposed in the vicinity of the collet 95.
[0048]
Next, the operation when the wafer sheet expander 10 of the present invention is mounted on a die bonder will be described. As described above, compressed air is supplied to the sealed gap 55 and the wafer ring 300 is pushed down by the pressure ring 44, the wafer sheet 200 is stretched to reduce the adhesive force of the semiconductor pellets 1, 1,. After expanding the interval between the semiconductor pellets 1, 1,..., The XY table 20 is moved by one pitch of the semiconductor pellet 1 in the X direction and the Y direction, or further, if necessary, rotated in the θ direction. The first semiconductor pellet 1 ₁ Is positioned at the pickup position A as shown in FIG.
[0049]
This first semiconductor pellet 1 ₁ 8 is pushed up from below the wafer sheet 200 by the lifting unit 92 of the pushing-up device 90 as shown in FIG. Then, semiconductor pellet 1 ₁ The lower surface peripheral edge of the semiconductor pellet 1 is peeled off from the wafer sheet 200 and the adhesion area is reduced. ₁ The adhesion force of the wafer sheet 200 to the wafer sheet 200 is further reduced. This semiconductor pellet 1 ₁ As shown in FIG. 7, the collet 95 is lowered (1) and vacuum-adsorbed, and then the collet 95 is raised (2) and moved horizontally (3) and lowered (4) at the bonding position B to lead. Semiconductor pellet 1 on a substrate 96 such as a frame ₁ Bonding. The collet 95 that has finished bonding rises (5) and moves horizontally (6) and returns to the pickup position A.
[0050]
When picking up the semiconductor pellet 1, as shown in FIG. 8, the semiconductor pellet 1 is not only collected by the collet 95 after being pushed up by the push-up device 90, but also by the collet 95 as shown in FIG. ₁ In a state where the upper surface of the semiconductor pellet 1 is vacuum-adsorbed, the lifting / lowering portion 92 of the thrusting device 90 is raised, and the collet 95 and the lifting / lowering portion 92 cause the semiconductor pellet 1 ₁ May be sandwiched and raised synchronously. In this case, even if there is a semiconductor pellet having a small adhesive force, the semiconductor pellet 1 is not undesirably peeled off or moved by the push-up operation.
[0051]
During the above operations of collet 95 ascending (2), horizontal movement (3), descent at bonding position B (4) and ascending (5), horizontal movement (6), descent at pickup position A (1) The XY table 20 moves horizontally by one pitch in the X direction and / or Y direction, and the second semiconductor pellet 1 ₂ Is positioned at pickup position A.
[0052]
Of the semiconductor pellets 1, 1... Bonded to the wafer sheet 200, a semiconductor element determined to be defective by the characteristic inspection in the previous process is marked with a defect mark or stored in a storage device. Therefore, the defective semiconductor pellet is picked up by checking the presence or absence of a defective mark with a CCD camera or the like or based on the storage in the storage device.
[0053]
Thereafter, the non-defective semiconductor pellets 1 bonded to the wafer sheet 200 are sequentially picked up and bonded to a substrate 96 such as a lead frame by the same operation. When the bonding of all non-defective semiconductor pellets 1 on the wafer sheet 200 is completed, a vacuum suction force is applied to the gap 55, the wafer ring receiving member 42 and the pressure ring 44 are raised, and the used wafer ring 300 is unloaded. The wafer ring 300 is newly loaded and a large number of semiconductor pellets 1 are bonded.
[0054]
Although the above embodiment has been described with respect to a specific configuration, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, compressed air is supplied to the sealed gap 55 to push down the wafer ring receiving member 42 and the pressure ring 44, and a vacuum suction force is applied to the gap 55 to apply the wafer ring receiving member 42 and the pressurizing ring 44. Although the case where the pressure ring 44 is raised has been described, conversely, compressed air is supplied to the sealed gap 55 to raise the wafer ring receiving member 42 and the pressure ring 44, and a vacuum suction force is applied to the gap 55. The wafer ring receiving member 42 and the pressure ring 44 may be lowered by acting.
[0055]
When the wafer sheet expander 10 is used alone, the elastic force of the spring is used together with the vacuum suction force when the wafer ring receiving member 42 and the pressure ring 44 are raised or lowered by the vacuum suction force. You may do it. In particular, when the wafer ring receiving member 42 and the pressure ring 44 are lowered by a vacuum suction force, a large pressing force (for example, 4 kg / cm ² ) May be difficult to obtain, it is better to use both the vacuum suction force and the elastic force of the spring.
[0056]
In particular, when mounted on a die bonder, if the lifting member 41 and therefore the wafer ring 300 rotate in the circumferential direction during the lifting operation of the wafer ring 300, the orientation of the semiconductor pellet 1 in the θ direction varies, When the semiconductor pellet 1 is picked up, correction of the wafer ring 300 or the collet 95 in the θ direction is indispensable.
[0057]
【The invention's effect】
In the wafer sheet expander of the present invention, a wafer ring on which a wafer sheet to which a number of elements are bonded is attached to a fixing ring portion having an outer diameter smaller than the inner diameter of the wafer ring, from the outer diameter of the fixing ring portion. In a wafer sheet expanding apparatus that stretches the wafer sheet by pressing it through a pressure ring portion having a larger inner diameter, the circumferential direction is between the inner peripheral surface of the pressure ring portion and the outer peripheral surface of the fixed ring portion. A sealed gap is formed to communicate, and compressed air is supplied to the gap through an opening provided in the pressure ring part to lower or raise the pressure ring part, thereby applying a vacuum suction force. Since the pressure ring is raised or lowered, multiple screws, gears, belts, and drive motors are used as in the past. Mechanism or to, without using a plurality of air cylinders, with a simple configuration, the pressure ring portion without tilting the wafer ring can lift, and the wafer sheet can be stretched uniformly in the radial direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a wafer sheet expander according to an embodiment of the present invention.
2 is a longitudinal sectional view taken along line AA in the wafer sheet expander of FIG. 1; FIG.
3 is a longitudinal sectional view taken along line BB in the wafer sheet expander of FIG. 1; FIG.
4 is an enlarged cross-sectional view of a circled portion in the wafer sheet expander of FIG. 3;
FIG. 5 is a system diagram for explaining the switching operation of compressed air and vacuum suction force by a switching valve;
(A) is a system diagram showing a state in which the gap is connected to the vacuum device,
(B) is a systematic diagram showing a state in which the gap is connected to the compressed air supply device.
FIG. 6 is a plan view of a wafer ring to which a wafer sheet having a large number of semiconductor pellets bonded is attached.
7 is an explanatory diagram of semiconductor pellet pick-up and bonding operations when the wafer sheet expander of FIG. 1 is mounted on a die bonder. FIG.
FIG. 8 is an enlarged front view of a main part for explaining an embodiment of a semiconductor pellet push-up operation and a pickup operation on a stretched wafer sheet.
FIG. 9 is an enlarged front view of a main part for explaining another embodiment of the semiconductor pellet push-up operation and pick-up operation on the stretched wafer sheet.
FIG. 10 is a diagram illustrating a manufacturing process of a semiconductor device,
(A) is a longitudinal sectional view of a state in which a wafer sheet bonded with a semiconductor wafer is attached to a wafer ring,
(B) is a vertical cross-sectional view of the process of cutting and separating the semiconductor wafer attached to the wafer sheet with a dicer to make a semiconductor pellet,
(C) is a longitudinal cross-sectional view of the process of extending the wafer sheet | seat with which many semiconductor pellets were adhere | attached.
FIG. 11 is an exploded perspective view of a screw mounting portion in a conventional wafer sheet expander.
12 is an exploded perspective view of a screw drive gear and a gear drive belt portion in the wafer sheet expander of FIG. 11. FIG.
[Explanation of symbols]
10 Wafer sheet expander
30 fixing ring
31 Fixing member
32 Fixing ring
35, 47 Groove
36,48 O-ring
37, 49 Sliding surface
40 Pressure ring
41 Lifting member
42 Wafer ring receiving member
44 Pressure ring
55 Sealed gap
61 Compressed air supply device
62 Vacuum equipment
67 Switching valve
68 Input port (Compressed air supply port)
69 Input port (Vacuum suction power supply port)
70, 71 output port
100 Semiconductor wafer
200 wafer sheets
300 wafer rings

Claims

A pressure ring portion having an inner diameter larger than the outer diameter of the fixing ring portion is attached to a fixing ring portion having an outer diameter smaller than the inner diameter of the wafer ring. In a wafer sheet expander that stretches the wafer sheet by pressing through
The fixing ring portion is supported by a horizontally movable XY table, and a sealed gap communicating in the circumferential direction is provided between the inner peripheral surface of the pressure ring portion and the outer peripheral surface of the fixing ring portion. The pressure ring is lowered or raised by supplying compressed air through the opening provided in the pressure ring to the gap, and the pressure ring is raised or lowered by applying a vacuum suction force. Is supposed to let
Wherein the opening of the pressure ring portions, the switching valve for switching the connection to the compressed air supply device and the vacuum device is connected,
An apparatus for peeling the element and the wafer sheet is provided at a position surrounded by the fixing ring part,
The peeling apparatus includes a base provided independently of the movement operation of the XY table, a base fixed to the base, and a liftable and movable relative to the base. An expanding apparatus for a wafer sheet, comprising: an elevating unit that vacuum-sucks an element to a collet above the sheet and separates the element from the wafer sheet.

2. The wafer sheet expanding apparatus according to claim 1, wherein openings of the pressure ring portion are provided at a plurality of locations in a circumferential direction of the pressure ring portion.