JP4546820B2

JP4546820B2 - フィルム貼付装置

Info

Publication number: JP4546820B2
Application number: JP2004373699A
Authority: JP
Inventors: 賀久内田; 和朗狩野; 考順中島; 恭子南部
Original assignee: Tateyama Machine Co Ltd
Current assignee: Tateyama Machine Co Ltd
Priority date: 2004-12-24
Filing date: 2004-12-24
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2024-12-24
Also published as: JP2006179814A

Description

この発明は、半導体製品の製造工程において、所定の回路パターン等の形成処理がなされた半導体ウエハの表面に貼付する保護フィルムや裏面に貼付するダイボンドフィルムなど、半導体ウエハにフィルム材を貼付するフィルム貼付装置に関する。

従来、半導体製品の製造工程において、その表面に多数の回路パターンを形成した半導体ウエハは、必要に応じてバックグラインド工程を経た後、各機能素子毎に切断するダイシング工程により、個々の半導体チップに分割する。その後、この半導体チップを、リードフレームなどを備えたダイパッド上に搭載・固着し、ワイヤボンディングを行い、更にモールド樹脂による封止を行うことによって、ＩＣやＬＳＩの製品に完成させている。

近年、この半導体チップをダイパッド上に搭載・固着する際に、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂を成分とするポリマーアロイ型接着剤を用いたフィルムであって、加熱することによって粘着性を示すダイボンドフィルムが用いられている。このような、ダイボンドフィルムを用いて半導体チップをリードフレームのダイパッド上に搭載・固着するために、まず、裏面研磨工程を終えたダイシング工程前の半導体ウエハの裏面全面に、ダイボンドフィルムを貼付する。その後、ダイシング工程で半導体ウエハとダイボンドフィルムを一緒に切断して、裏面にダイボンドフィルムが付いた半導体チップを形成し、これをリードフレームのダイパッド上に搭載・固着している。

また、所定の回路や素子のパターン形成処理が施された半導体ウエハの裏面を、研磨（バックグラインド）やエッチングする際には、半導体ウエハ表面保護のため、その半導体ウエハ表面に粘着性のある保護フィルムが貼付される。この保護フィルムで保護された半導体ウエハは、表面側を吸盤で吸着保持した状態で、裏面に対して研磨等の処理が施される。
特開２００２−１３４４３８号公報

上記従来の技術では、一般に、半導体ウエハにフィルムを貼付する際には、半導体ウエハを載置台に載置し、その上に貼付ローラで力を加えながらフィルムを貼り付けている。この際に、一定の力で貼付ローラにより加圧されるため、半導体ウエハの周縁部では、貼付ローラの接触長さが短くなり、貼付ローラの線圧力が半導体ウエハに対して大きくなり、半導体ウエハの中央部では逆に接触長さが長くなって加圧力が分散されることになる。このため、半導体ウエハに対する貼付ローラの単位長さあたりの押圧力である線圧力が、半導体ウエハの部位によって異なるものとなっていた。しかも、線圧力の高い箇所では、半導体ウエハに形成されたバンプの破損を生じさせることがあると共に、フィルムが押し潰されて薄くなり伸びが発生し、半導体ウエハの周縁部と中央部でフィルム厚が不均一になるという問題もある。

これらの問題を改善するため、特許文献１に開示されているように、半導体ウエハにフィルム状のダイボンドテープを貼付する際に、エアシリンダによる空気圧制御により貼付ローラに段階的に力を加えて、ダイボンドフィルムを半導体ウエハに貼り付ける方法が提案されている。

しかし、貼付ローラを押圧する装置に用いるエアシリンダは、動作させる圧縮空気の制御が難しく、段階的な加圧動作となってしまっていた。このため、貼付ローラの線圧力は、ダイボンドテープに対して段階的に変化し、半導体ウエハに対して不均一な線圧力によりフィルム材を貼り付けることとなっていた。

この発明は、上記従来技術の問題に鑑みて成されたもので、滑らかな加圧力の制御により、半導体ウエハのどの位置でも均一な線圧力でフィルム材を貼付することができるフィルム貼付装置を提供することを目的とする。

この発明は、モータによりスライダ部を移動させるスライダ装置と、前記スライダ部に連結された第一摺動部材と、前記スライダ装置の水平ガイド部に対して相対的に固定され垂直方向に延びた垂直レールと、前記フィルム材を前記半導体ウエハに貼付する貼付ローラと、この貼付ローラを支持するローラ支持部と、このローラ支持部の背面に固定され前記垂直レールに対して摺動可能に係合した第二摺動部材と、前記ローラ支持部に設けられ水平方向に対して僅かに傾斜し前記第一摺動部材が摺動可能に係合した傾斜レールとを設けたフィルム貼付装置である。前記スライダ部は、サーボモータに連結されたボールネジにより、前記水平ガイド部に沿って水平方向に駆動されるものである。

この発明のフィルム貼付装置によれば、連続的に適切な加圧力の制御により、均一な圧力でフィルム材を半導体ウエハに貼付することができる。そのため、半導体ウエハのどの位置でも均一にフィルム材が密着し、一様にきれいにフィルム材を半導体ウエハに貼付することができ、半導体素子の製造工程における作業性を向上させ歩留まりも向上させることができるものである。

以下、この発明のフィルム貼付装置について、図１〜図６を基にして説明する。この実施形態のフィルム貼付装置１０は、半導体ウエハの表面にフィルム材を貼付する際に使用するものである。

この実施形態のフィルム貼付装置１０の構造について説明する。このフィルム貼付装置１０には、図１、図２に示すように、適宜な厚みで長板状に形成された基台１２の両端部に、フィルム貼付装置１０を図示しない装置に固定する取付板１４ａ，１４ｂが、適宜な厚みのスペーサ１６を挟んで設けられている。取付板１４ａ，１４ｂは矩形に形成され、互いに大きさが異なるものである。

基台１２上には、サーボモータ１８を備えたスライダ装置２０が取り付けられている。スライダ装置２０は、水平ガイド部２２とスライダ部４０からなり、水平ガイド部２２に沿ってボールネジ３０が長手方向に取り付けられている。ボールネジ３０は、スライダ部４０に螺合してサーボモータ１８に連結され、回動自在に設けられている。

また、スライダ部４０の上面には、垂直部材３２と水平部材３４の２枚の矩形状の板材を組み合わせてＬ字状に形成された連結部３６が固定され、スライダ４０とともに摺動可能に設けられている。Ｌ字状の連結部３６の垂直部材３２の外面３２ａには、後述する傾斜レール７２に係合して摺動する第一摺動部材である摺動部材４４が取り付けられている。

水平ガイド部２２の両端部近傍の側面には、それぞれ垂直レール４８が垂直方向に延びて位置している。この垂直レール４８は、Ｌ字状に形成された固定部材５０により基台１２に取り付けられている。

さらに、このフィルム貼付装置１０には、水平ガイド部２２に隣接して、長手方向に平行な位置に、貼付ローラ６６を軸支したローラ支持部６０が設けられている。このローラ支持部６０は、適宜な幅の長板６２の両端部に、矩形をした板状の軸受け部材６４が、各々幅方向に垂直な状態で取り付けられ、コ字状に一体に形成されている。ローラ支持部６０には、貼付ローラ６６の回転軸６８が、軸受け部材６４に回転可能に取り付けられ、回転軸６８の両端部には、外れ止め７０が図示しない止めボルトにより固定されている。さらに、ローラ支持部６０には、垂直レール４８に係合し垂直方向に摺動可能な第二摺動部材である摺動部材５６が背面６０ａに設けられている。

ローラ支持部６０の背面６０ａに設けられた一対の摺動部材５６の間には、図３、図４に示すように、水平方向に対して僅かに適宜傾斜した傾斜レール７２が固定されている。この傾斜レール７２は、サーボモータ１８側に位置する端部が、その反対側の端部より低くなるように斜めに取り付けられている。この傾斜レール７２に、連結部３６の垂直部材３２の外面３２ａに固定された摺動部材４４が摺動可能に係合している。

次に、この実施形態のフィルム貼付装置１０の動作について説明する。図示しない装置の取付部に基台１２が固定されたフィルム貼付装置１０は、図示しない制御器から動作信号が送られると、サーボモータ１８が回転して連結されたボールネジ３０が回転する。すると、図４に示すように、ボールネジ３０と水平ガイド部２２に沿ってスライダ部４０が水平移動し、一体に連結された連結部３６が水平ガイド部２２に沿って摺動する。これにより、連結部３６に取り付けられた摺動部材４４は、傾斜レール７２に沿って水平方向に摺動する。そして、傾斜レール７２の傾斜により、傾斜レール７２自体が垂直方向に移動し、その位置によってローラ支持部６０の垂直方向の位置が変化する。ローラ支持部６０は、図５に示すように、垂直レール４８を摺動部材５６が摺動して垂直方向に移動し、貼付ローラ６６の位置が変化しようとすることによる各部材の弾性変形による撓みにより、垂直方向の押圧力が変わる。

この実施形体のフィルム貼付装置１０により、半導体ウエハ７６にフィルム材７８を貼付するには、図６に示すように、載置台８０の上に置載された半導体ウエハ７６の直上に、フィルム材７８を引き出して配置する。このフィルム材７８は、ロール状に巻き取られて図示しない繰り出し装置から引き出し可能に取り付けられ、図示しないフィルム材７８の位置決め手段により位置決めされ、ガイドローラ８２ａ，８２ｂを介して、半導体ウエハ７６の表面に貼り付けられる。そして、図示しない装置に取り付けられたフィルム貼付装置１０の貼付ローラ６６により、フィルム材７８が半導体ウエハ７６に対して加圧状態で貼付され、一定の線圧力を加えながら半導体ウエハ７６にフィルム材７８が貼り付けられる。

なお、貼付ローラ６６により一定の線圧力を与えるには、半導体ウエハ７６を貼付ローラ６６が横断する線分の長さに比例した力を貼付ローラ６６から半導体ウエハ７６に掛かるように、制御器によりサーボモータ１８を制御して、ボールねじを回転させ連結部３６の位置を調整する。

スライダ部４０による連結部３６の位置調整方法は、半導体ウエハ７６に対して小さい力で所望の線圧力が得られる場合は、連結部３６を図４において左側に位置させ、大きな力が必要な場合は、図４の右側へ連結部３６を移動させる。図４の右側へ連結部３６を移動させることにより、貼付ローラ６６は下方に下がろうとし、より強い力で半導体ウエハ７６押す。従って、半導体ウエハ７６の中央部付近ではスライダ部４０は右側に位置し、半導体ウエハ７６の周縁部付近では、スライダ部４０は左側に位置するように制御してフィルム材７８を半導体ウエハ７６に貼付する。

この実施形態のフィルム貼付装置１０によれば、貼付ローラ６６を押しつける加圧力をサーボモータ１８により発生させることにより、連続的になめらかに正確な加圧力の制御ができる。このため、半導体ウエハ７６にフィルム材７８を一定の圧力で均一に貼付することが可能なものである。また、連結部３６から傾斜レール７２に加わる力が、傾斜レール７２により連続的になめらかに制御されて偏りなくローラ支持部６０に加えられる。そのため、半導体ウエハ７６のどの位置でも均一な線圧力が貼付ローラ６６により加えられ、半導体ウエハ７６の表面に形成されたバンプ部などが破損することもなく、より確実にフィルム材７８の貼付が可能になるものである。

なお、この発明のフィルム貼付装置は上記実施形態に限定されるものではなく、貼付ローラの位置を制御するモータは、ローラ支持部に対して直接にボールネジ等を介して位置調節を行い、半導体ウエハに対する押圧力を制御しても良く、モータの位置を適宜配置しても良い。また、貼り付ける半導体ウエハの大きさに合わせて貼付ローラの大きさは適宜選択可能なものである。また、傾斜レールの取付傾斜角度によりローラ支持部の垂直方向のストロークが設定可能であり、ローラ支持部の背面から傾斜レールはみ出ない範囲であれば、適宜設定可能なものである。

この発明の一実施形態のフィルム貼付装置を示す概略平面図である。この実施形態のフィルム貼付装置を示す概略側面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図１のＢ−Ｂ断面図である。図１のＣ−Ｃ断面図である。この実施形態のフィルム貼付装置の貼付ローラによるフィルム貼付を示す概略平面図である。

１０フィルム貼付装置
１２基台
１８サーボモータ
２０スライダ装置
２２水平ガイド部
３０ボールネジ
３６連結部
４０スライダ部
４４，５６摺動部材
４８垂直レール
５０固定部材
６０ローラ支持部
６６貼付ローラ
７２傾斜レール
７６半導体ウエハ
７８フィルム材

Claims

半導体ウエハの直上に配置したフィルム材を前記半導体ウエハに貼付するフィルム貼付装置において、モータによりスライダ部を移動させるスライダ装置と、前記スライダ部に連結された第一摺動部材と、前記スライダ装置の水平ガイド部に対して相対的に固定され垂直方向に延びた垂直レールと、前記フィルム材を前記半導体ウエハに貼付する貼付ローラと、この貼付ローラを支持するローラ支持部と、このローラ支持部の背面に固定され前記垂直レールに対して摺動可能に係合した第二摺動部材と、前記ローラ支持部に設けられ水平方向に対して僅かに傾斜し前記第一摺動部材が摺動可能に係合した傾斜レールとを設け、前記モータにより前記スライダ部を移動させ、前記傾斜レールの傾斜により前記ローラ支持部を上下させ、前記貼付ローラによる前記半導体ウエハへの押圧力を制御可能としたことを特徴とするフィルム貼付装置。
前記スライダ部は、サーボモータに連結されたボールネジにより、前記水平ガイド部に沿って水平方向に駆動されることを特徴とする請求項１記載のフィルム貼付装置。