JP6363947B2 - 離間装置および離間方法 - Google Patents

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、ウエハ（板状部材）が貼付された保護テープ（接着シート）をマウントテーブルで吸着保持し、内径側の固定用テーブルに対し、外径側で４個に分割された拡張吸着部をそれぞれ外径方向に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２００１−２２３１８６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、例えば、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、＋Ｘ軸方向と−Ｙ軸方向との合成方向、−Ｘ軸方向と＋Ｙ軸方向との合成方向、−Ｘ軸方向と−Ｙ軸方向との合成方向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。
また、接着シートに張力を付与した結果、チップ間相互の間隔だけではなく、各チップが帖設されている接着シート上の貼付領域全体が理論上の位置からずれることもあり、搬送手段による搬送にも支障を来すという不都合を生じる。
なお、これらの課題は、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。

本発明の離間装置は、接着シート上の板状部材に少なくとも２方向の張力方向に張力を付与して当該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、前記接着シートをそれぞれ複数の保持部材で保持する複数の保持手段と、前記保持手段を前記張力方向におけるいずれか１方向に移動させて前記接着シートに張力を付与する複数の張力付与手段とを備え、前記張力付与手段のうちの少なくとも１つは、前記保持手段を移動させる方向に前記保持部材をそれぞれ個別に移動させることで、前記接着シートにおける前記張力方向に直交する交差方向の領域ごとに異なる大きさの張力を付与可能に設けられていることを特徴とする。

本発明の離間装置は、前記片状体の相互間隔を測定する測定手段を備え、前記張力付与手段は、前記測定手段の測定結果を基に、前記複数の保持部材を個別に移動可能に設けられていることが好ましい。

本発明の離間方法は、接着シート上の板状部材に少なくとも２方向の張力方向に張力を付与して当該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、それぞれ複数の保持部材を備える複数の保持手段で前記接着シートを保持する工程と、前記保持手段を前記張力方向におけるいずれか１方向に移動させて前記接着シートに張力を付与する工程と、前記保持手段のうちの少なくとも１つが、当該保持手段を移動させる方向に保持部材をそれぞれ個別に移動させることで、前記接着シートに対し前記張力方向に直交する交差方向の領域ごとに異なる大きさの張力を付与する工程とを備えていることを特徴とする。

以上のような本発明によれば、接着シートにおける張力方向に直交する交差方向の領域ごとに異なる大きさの張力を付与するため、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。

この際、張力付与手段が、片状体の相互間隔の測定結果を基に、複数の保持部材を個別に移動可能に設けられていれば、接着シートに板状部材が仮着された一体物毎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。

（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る離間装置の平面図。（Ｂ）は（Ａ）のＡＡ−ＡＡ断面ＢＢ矢視図。 図１の離間装置の動作説明図。 （Ａ）は本発明の第２実施形態に係る離間装置の平面図。（Ｂ）は（Ａ）のＡＡ−ＡＡ断面ＢＢ矢視図。 図３の離間装置の動作説明図。

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、各実施形態において、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、各実施形態では、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「後」がその逆方向とする。

［第１実施形態］
図１において、離間装置１０は、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、＋Ｙ軸方向、−Ｘ軸方向、−Ｙ軸方向（図２参照）の４方向の張力方向に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、接着シートＡＳをそれぞれ複数の保持部材２１で保持する４体の保持手段２０と、保持手段２０を張力方向に移動させて接着シートＡＳに張力を付与する４体の張力付与手段３０と、チップＣＰの相互間隔を測定する光学センサやカメラ等の測定手段４０とを備えている。なお、保持手段２０および張力付与手段３０は、中心点ＣＴを中心としてそれぞれ前後左右に４体設けられている。また、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、円形の接着シートＡＳに仮着されて一体物ＷＫとされている。

各保持手段２０は、それぞれ複数の保持部材２１を備えている。各保持部材２１は、下支持部材２２と、下支持部材２２に支持された駆動機器としての直動モータ２３と、直動モータ２３の出力軸２３Ａに支持された上支持部材２４とを備えている。

各張力付与手段３０は、それぞれ出力軸３１Ａで保持部材２１をそれぞれ支持する複数の駆動機器としての直動モータ３１を備えている。

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、各部材が初期位置で待機する図１中実線で示す離間装置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を同図の位置に搬送して位置決めする。次いで、各張力付与手段３０および各保持手段２０がそれぞれの直動モータ３１、２３を駆動し、図１中二点鎖線で示すように、接着シートＡＳを下支持部材２２と上支持部材２４とで挟み込む。

次に、各張力付与手段３０がそれぞれの直動モータ３１を駆動し、図２（Ａ）に示すように、各保持部材２１それぞれを＋Ｘ軸方向、＋Ｙ軸方向、−Ｘ軸方向、−Ｙ軸方向の４方向に移動させる。これにより、接着シートＡＳに＋Ｘ軸方向、−Ｘ軸方向、＋Ｙ軸方向、−Ｙ軸方向の４方向に張力が付与され、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、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、各張力付与手段３０がそれぞれの直動モータ３１の駆動を停止するとともに、測定手段４０が各チップＣＰの相互間隔を測定する。

ここで、接着シートＡＳには各張力方向の合成方向の張力が付与されてしまうため、チップＣＰの相互間隔に微妙に違いが生じ、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とがある。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複数のチップＣＰ間に形成された間隔ライン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、測定手段４０の測定結果を基に、張力付与手段３０が保持手段２０を移動させる方向に保持部材２１をそれぞれ個別に移動させることで、接着シートＡＳにおける張力方向に直交する交差方向の領域ごとに異なる大きさの張力を付与し、チップＣＰの相互間隔を調整することができる。例えば、チップＣＰの相互間隔が図２（Ａ）に示すように各張力方向の合成方向に広がらなかった場合、測定手段４０の測定結果を基に、各張力付与手段３０が直動モータ３１をそれぞれ個別に駆動し、図２（Ｂ）に示すように、各張力方向の交差方向の両端側に向かうほど保持部材２１を大きく移動させて調整動作を行う。これにより、各チップＣＰを理論上の位置に配置させる（各チップＣＰの相互間隔を極力等間隔にする）。

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、各保持手段２０および各張力付与手段３０が各駆動機器を駆動し、各構成部材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における張力方向に直交する方向の領域ごとに異なる大きさの張力を付与するため、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。

［第２実施形態］
図３において、離間装置１０Ａは、接着シートＡＳをそれぞれ複数の保持部材６１で保持する複数の保持手段６０と、保持手段６０を張力方向に移動させて接着シートＡＳに張力を付与する４体の張力付与手段７０と、測定手段４０とを備えている。なお、接着シートＡＳは、ウエハＷＦが貼付された被着体貼付領域ＡＷ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が形成され、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が形成されている。

各保持手段６０は、それぞれ４体の保持部材６１を備えている。各保持部材６１は、下支持部材６２と、下支持部材６２に支持された駆動機器としての回動モータ６３と、回動モータ６３の出力軸６３Ａに支持された上支持部材６４とを備えている。

各張力付与手段７０は、それぞれ駆動機器としてのリニアモータ７１と、リニアモータ７１のスライダ７１Ａにブラケット７２を介して支持され、スライダ７３Ａで保持部材６１を支持する駆動機器としての４体のリニアモータ７３とを備えている。

以上の離間装置１０Ａ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、各部材が初期位置で待機する図３中実線で示す離間装置１０Ａ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を同図の位置に載置して位置決めする。次いで、各保持手段６０がそれぞれの回動モータ６３を駆動し、図３中二点鎖線で示すように、接着シートＡＳを下支持部材６２と上支持部材６４とで挟み込む。

次に、各張力付与手段７０がそれぞれのリニアモータ７１を駆動し、図４（Ａ）に示すように、各保持部材６１それぞれを＋Ｘ軸方向、＋Ｙ軸方向、−Ｘ軸方向、−Ｙ軸方向の４方向に移動させる。これにより、接着シートＡＳにおける包囲領域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、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測定手段４０が検知すると、各張力付与手段７０がそれぞれのリニアモータ７１の駆動を停止するとともに、測定手段４０が各チップＣＰの相互間隔を測定する。

ここで、接着シートＡＳには不干渉切込ＣＵが形成されているので、各張力方向の合成方向の張力が包囲領域ＡＣに付与されることを極力抑制することができるが、それでもなおチップＣＰの相互間隔に微妙に違いが生じ、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とがある。そこで、例えば、チップＣＰの相互間隔が図４（Ａ）に示すように各張力方向の合成方向に広がらなかった場合、測定手段４０の測定結果を基に、各張力付与手段７０が各張力方向に直交する交差方向の両端のリニアモータ７３をそれぞれ個別に駆動し、図４（Ｂ）に示すように、当該交差方向の両端の保持部材６１を張力方向にさらに移動させて、接着シートＡＳに交差方向の領域ごとに異なる大きさの張力を付与する。これにより、各チップＣＰを理論上の位置に配置させる。
なお、リニアモータ７３の個別駆動によりチップＣＰの相互間隔を調整する際、各保持手段６０における保持部材６１の少なくとも１つが移動してもよいし、これらの移動距離や移動方向は同じでもよいし、異なっていてもよい。

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、各保持手段６０よび各張力付与手段７０が各駆動機器を駆動し、各構成部材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。

例えば、保持手段２０、６０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を保持する構成でもよい。
保持手段２０、６０は、２体や３体であってもよいし、５体以上であってもよい。
保持手段が２体の場合、一方の保持手段は、例えば駆動機器としてのチャックシリンダや直動モータ等で接着シートＡＳを保持するだけの構成とし、他方の保持手段２０、６０は、上記の実施形態と同様に接着シートＡＳに張力を付与する構成を備え、例えば、＋Ｘ方向と−Ｘ方向との２方向や＋Ｙ方向と−Ｙ方向との２方向に張力を付与する構成としてもよい。なお、保持手段が３体以上の場合でも、いずれかの保持手段が接着シートＡＳを保持するだけとし、他の保持手段２０、６０が上記の実施形態と同様に接着シートＡＳに張力を付与する構成とすることができる。
保持手段２０、６０が有する保持部材２１、６１は、２体や３体であってもよいし、４体以上であってもよいし、各保持手段２０での個数が同じでもよいし、異なっていてもよい。

張力付与手段３０、７０は、測定手段４０の測定結果から接着シートＡＳの張力を弱める必要がある場合、保持部材２１、６１を張力方向の反対方向に移動させてもよいし、下支持部材２２と上支持部材２４とで、または、下支持部材６２と上支持部材６４とで接着シートＡＳを挟み込む力を弱めるように直動モータ２３または回動モータ６３を駆動し、張力が弱まる方向に接着シートＡＳをずらしてもよい。
張力付与手段３０、７０は、２体や３体であってもよいし、５体以上であってもよい。
リニアモータ７１は、なくてもよい。この場合、張力付与手段７０は、４体のリニアモータ７３のそれぞれを駆動した後、測定手段４０の測定結果を基に、リニアモータ７３を個別に駆動すればよい。

測定手段４０は、なくてもよく、この場合、チップＣＰの相互間隔が同じでないことを認識した作業者が保持手段２０、６０、張力付与手段３０、７０を操作して、チップＣＰの相互間隔を調整してもよいし、全ての一体物ＷＫに対し、同じ条件で張力を付与するようにしてもよい。

接着シートＡＳの形状は、図１（Ａ）、図２に二点鎖線で示すように、不干渉切込ＣＵが形成されたものであってもよいし、図３（Ａ）、図４に二点鎖線で示すように、四角形であってもよいし八角形であってもよいし、その他の形状であってもよい。
ウエハＷＦに付与する張力の方向は、２方向や３方向でもよいし、５方向以上でもよく、当該方向の数に合わせて保持手段２０、６０および張力付与手段３０、７０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、三角形や五角形以上の多角形等、その他の形状であってもよい。

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し、感圧接着性、感熱接着性等の接着形態のものであってもよい。また、接着シートＡＳは、例えば、接着剤層だけの単層のもの、基材シートと接着剤層との間に中間層を有するもの、基材シートの上面にカバー層を有する等３層以上のもの、さらには、基材シート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、食品、樹脂容器、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、テープ等を前述のような任意の被着体に貼付することができる。

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、保持手段は、接着シートをそれぞれ複数の保持部材で保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、１０Ａ 離間装置
２０ 保持手段
２１ 保持部材
３０ 張力付与手段
６０ 保持手段
６１ 保持部材
７０ 張力付与手段
ＡＳ 接着シート
ＷＦ ウエハ（板状部材）
ＣＰ チップ（片状体）

Claims (3)

1. 接着シート上の板状部材に少なくとも２方向の張力方向に張力を付与して当該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、
   前記接着シートをそれぞれ複数の保持部材で保持する複数の保持手段と、
   前記保持手段を前記張力方向におけるいずれか１方向に移動させて前記接着シートに張力を付与する複数の張力付与手段とを備え、
   前記張力付与手段のうちの少なくとも１つは、前記保持手段を移動させる方向に前記保持部材をそれぞれ個別に移動させることで、前記接着シートにおける前記張力方向に直交する交差方向の領域ごとに異なる大きさの張力を付与可能に設けられていることを特徴とする離間装置。
2. 前記片状体の相互間隔を測定する測定手段を備え、
   前記張力付与手段は、前記測定手段の測定結果を基に、前記複数の保持部材を個別に移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の離間装置。
3. 接着シート上の板状部材に少なくとも２方向の張力方向に張力を付与して当該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、
   それぞれ複数の保持部材を備える複数の保持手段で前記接着シートを保持する工程と、
   前記保持手段を前記張力方向におけるいずれか１方向に移動させて前記接着シートに張力を付与する工程と、
   前記保持手段のうちの少なくとも１つが、当該保持手段を移動させる方向に保持部材をそれぞれ個別に移動させることで、前記接着シートに対し前記張力方向に直交する交差方向の領域ごとに異なる大きさの張力を付与す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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