JPH07240452A - 半導体ウエハ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体ウエハ加工の際におけるダイシング工
程〜ダイボンディング工程間を自動化する。 【構成】 素子形成工程が終了して搬送されてきた半導
体ウエハＷを、回転盤６に備えられた半導体ウエハ固定
手段７に移載する。回転盤６はステップ状に回転され、
ダイシング装置８、９でオリフラに平行および直交方向
のダイシングが行われる。ダイシングの終了した半導体
ウエハＷをダイボンディングＤＢに移載し、位置合わせ
装置２４で位置合わせしてダイボンディング装置２８に
移載し、ダイボンディングを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ加工装置
に係り、特に、素子形成工程を終了した半導体ウエハ
を、最終的にリードフレームの所定位置にダイボンディ
ングするまでの工程を自動化した半導体ウエハ加工装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、個々の半導体集積回路（ＩＣ）
を完成するまでの半導体製造工程には、プロセス（素子
形成）工程を終了した半導体ウエハをダイシング加工
し、更に所定の加工処理を行った後、リードフレームに
ダイボンディング加工するまでの工程が含まれる（以
下、この間の工程をダイシング〜ダイボンディング工程
と呼ぶ）。即ち、プロセス工程を終了した半導体ウエハ
は、次の工程で溝切や切断のダイシング加工がされ、ダ
イシング加工された半導体ウエハは洗浄処理される。次
いで、洗浄処理された半導体ウエハ上の水分は乾燥処理
により除去され、更に半導体ウエハが分割されて個々の
チップが形成され、個々のチップはリードフレームの所
定位置にダイボンディング加工される。そして、このダ
イボンディング加工の終了後、リードフレームの所定箇
所とチップの所定箇所とが金線でワイヤボンディングさ
れ、更にプラスチック等でパッケージングされた後、所
定の検査等を経て、半導体集積回路が完成する。また、
従来のダイシング〜ダイボンディング工程では、図１８
に示すように、個々の処理加工を行う装置（例えば、ダ
イシング装置）等が、それぞれ独立して配置され、ま
た、各装置間には中間仕掛り品を作業員が運搬等をする
ための通路が設けられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そのために、従来のダ
イシング〜ダイボンディング工程を行う処理加工装置に
は、次のような問題点があった。 作業員用の通路や、各装置毎に中間仕掛り品を一時的
にストックしておくためのスペースが必要となり、装置
全体の床専有面積が大きくなっていた。 例えばダイシング工程のように、加工に比較的長時間
を要する工程では、複数台のダイシング装置を備えなけ
ればならず、装置全体のラインバランスが良くなかっ
た。 個々の装置は独立してバッチ処理をしているので不良
品の検出が遅れ、不良品がロット単位で発生していた。 各装置間の仕掛り品の移載作業のような低付加価値作
業が介在し、ダイシング〜ダイボンディング工程間の加
工処理時間が、長かった。 各装置の配置が複雑化し、小ロット生産に適していな
かった。 そこで、本発明の目的は、床専有面積が小さく、ダイシ
ング〜ダイボンディング工程間の加工処理時間を短かく
した半導体ウエハ加工装置を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、所定角度でステップ状に回転する回転盤と、この回
転盤の外周部側に沿って配置され、素子形成工程の終了
した半導体ウエハを固定するための半導体ウエハ固定手
段と、前記半導体ウエハ固定手段に固定された半導体ウ
エハをダイシング加工するダイシング手段と、前記ダイ
シング手段の配置位置の回転下流側に配置された、前記
ダイシング手段によるダイシング加工を経て形成された
半導体チップをリードフレームにダイボンディングする
ダイボンディング手段とを備えて、前記目的を達成す
る。

【０００５】請求項２記載の発明では、上流側の処理位
置における工程を終了した半導体ウエハを下流側の工程
の処理位置に所定ピッチで転送する転送手段と、この転
送手段の所定ピッチの処理位置に対応して設けられ、素
子形成工程の終了した半導体ウエハを固定するための半
導体ウエハ固定手段と、この半導体ウエハ固定手段に固
定された半導体ウエハをダイシング加工するダイシング
手段と、このダイシング手段の下流側に配置され、前記
ダイシング手段によるダイシング加工を経て形成された
半導体チップを、リードフレームにダイボンディングす
るダイボンディング手段とを備えて、前記目的を達成す
る。請求項３記載の発明では、前記半導体ウエハ固定手
段を、氷を介して半導体ウエハを固定する冷凍固定手段
で構成して、前記目的を達成する。請求項４記載の発明
では、前記回転盤を、前記ダイシング装置が配置された
第１回転盤と、前記ダイボンディング装置が配置された
第２回転盤とで構成して、前記目的を達成する。

【０００６】

【作用】請求項１記載の半導体ウエハ加工装置では、回
転盤に設けられた半導体ウエハ固定手段に半導体ウエハ
が固定される。回転盤は、ステップ状に回転してダイシ
ング手段に対応した位置に半導体ウエハが固定された半
導体ウエハ固定手段を停止させる。この停止状態でダイ
シング手段が半導体ウエハをダイシング加工する。ダイ
シング加工後に回転盤はステップ状に回転し、ダイシン
グ加工後の半導体ウエハ固定手段は、ダイボンディング
手段に対応した位置に停止する。この際には、ダイシン
グ加工により半導体ウエハは切断されて個々のチップと
なっている。ダイボンディング手段は、チップをダイボ
ンディング加工する。請求項２記載の半導体ウエハ加工
装置では、転送手段は、素子形成工程の終了した半導体
ウエハを半導体ウエハ固定手段まで転送し、半導体ウエ
ハは固定される。ダイシング手段は、半導体ウエハ固定
手段に固定された半導体ウエハをダイシング加工する。
ダイシング加工を終えた半導体ウエハは、個々のチップ
にされる。ダイボンディング手段は、チップをリードフ
レームにダイボンディングする。

【０００７】請求項３記載の半導体ウエハ加工装置で
は、前記半導体ウエハ固定手段が、氷を介して半導体ウ
エハを固定する冷凍固定手段で構成され、半導体ウエハ
が均一に固定される。なお、本発明において、氷とは、
水以外の液体を冷凍によって固化したものを含むものと
する。請求項４記載の半導体ウエハ加工装置では、前記
回転盤が、第１回転盤と第２回転盤とで構成され、回転
盤の直径を小さくして、装置全体の床専有面積を小さく
する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の半導体ウエハ加工装置におけ
る実施例を図１ないし図１７を参照して詳細に説明す
る。 （１）第１実施例 本実施例では、回転円板の所定対応位置に半導体ウエハ
固定用の複数の冷凍固定装置を設けると共に、回転円板
に沿った所定位置にダイシング装置を配置し、回転円板
をステップ状に回転させて停止位置でダイシングを行
う。ダイシングの終了した半導体ウエハを回転十字板に
移載して冷凍固定された半導体ウエハの各チップを解凍
し、この個々のチップをダイボンディング装置でリード
フレームの所定位置にダイボンディングする。図１に示
すように、第１実施例の半導体ウエハ加工装置Ｍは、左
方から順に、プロセス工程を終了して搬送されてきた半
導体ウエハを、オリフラ（オリエンテーション・フラッ
ト）合わせを行う搬送・オリフラ部ＣＦと、この搬送・
オリフラ部ＣＦから移載された半導体ウエハを冷凍固定
してダイシングするダイシング部ＤＳと、このダイシン
グ部ＤＳから移載されたダイシング加工後の半導体ウエ
ハを解凍してチップに形成し、このチップを位置合わせ
してリードフレームにダイボンディングするダイボンデ
ィング部ＤＢとを備えて構成されている。

【０００９】搬送・オリフラ部ＣＦは、前工程を終了し
た半導体ウエハを例えば２５枚収納した収納ユニット２
を矢印方向Ｙａに搬送する搬送ベルト１と、収納ユニッ
ト２から一枚ずつ半導体ウエハを取り出し、オリフラ合
わせ台４に移載する半導体ウエハ移載装置３とを備えて
いる。また、搬送・オリフラ部ＣＦは、図３を用いて後
述するように、半導体ウエハＷを冷凍固定する際に、銅
パレット１５と半導体ウエハＷとの間に介在させて氷を
均一に密着させるための紙１０が収納された紙収納台５
を備えている。ダイシング部ＤＳは、時計方向に回転さ
れる第１回転盤としての大径の回転円板６を備えてい
る。回転円板６の外周部側に等間隔で、後述する円形の
８個のプラスチック台７が配置されている。そして、ウ
エハ移載装置３により、半導体ウエハＷは、ダイシング
部ＤＳの符号Ａで示す位置のプラスチック台７上の銅パ
レット１５上に移載される。なお、銅パレット１５およ
び半導体ウエハＷは、符号Ｂ〜符号Ｆの位置でもプラス
チック台７上に載置され、符号Ｇ以降で符号Ａ以前では
銅パレット１５が載置されているが、図示を省略する。

【００１０】図２は、符号Ａで示す位置のプラスチック
台７等を示す断面図である。図２に示すように、プラス
チック台７の上面には後述する電子冷凍装置１２により
冷却される銅パレット１５が配置されている。銅パレッ
ト１５は、多数の空気吸引用の吸引孔１５ａを備えると
共に、銅パレット１５はプラスチック台７に固定された
ピン１６により位置決めされるようになっている。銅パ
レット１５の上面には紙１０を介して半導体ウエハＷが
前述の如くウエハ移載装置３により移載される。なお、
紙１０の代わりに、水が浸透して銅パレット１５と半導
体ウエハＷとを均一に密着させる多孔質材を用いてもよ
い。

【００１１】図３は、プラスチック台７等を示す断面図
である。図３に示すように、図１における８個のプラス
チック台７に対応した位置には、それぞれ電子冷凍装置
１２が固定配置されている。電子冷凍装置１２は、ペル
チェ効果により冷却または発熱するようになっている。
即ち、ペルチェ効果は、電気コード１４から供給される
電流の方向により、内部に配置された熱電素子が冷却ま
たは発熱する現象であり、例えば電子冷凍装置１２の上
面が冷却されるようになっている。電子冷凍装置１２に
は、冷却水パイプ１３が配設され、このパイプ１３から
供給された水は、熱電素子の他面（この場合は、下面）
が発生する熱を冷却するようになっている。

【００１２】そして、符号Ｂで示す位置では、図示しな
い液体供給装置から液体が紙１０の部分に供給され、電
子冷凍装置１２の冷却作用により紙１０が冷凍され、半
導体ウエハＷが紙１０を介して銅パレット１５に均一に
密着固定される。なお、液体は、０〜−３０°Ｃ程度で
固化する液体が用いられるが、特に純水が好ましい。ま
た、氷の層の厚みは、数ｍｍ以下、特に１００μｍ以下
が好ましい。このようにすれば、氷の層を薄くすること
により、たとえ氷の層の厚みにばらつきが生じても、そ
のばらつきの大きさを小さくすることができる。符号Ｃ
で示すプラスチック台７に対向した位置には、高速回転
するブレードで半導体ウエハＷを例えばオリフラ方向
に、所定ピッチでダイシングするダイシング装置８が配
置されている。符号８ａは、ダイシングの際に、プラス
チック台７を回転させて半導体ウエハＷを所望の角度に
設定するための角度調整部材である。この角度調整部材
８ａは、回転円板６の上方に配置され、必要に応じてプ
ラスチック台７の位置まで降下してきて、前述の角度調
整をするようになっている。

【００１３】符号Ｄで示すプラスチック台７に対向した
位置には、高速回転するブレードで半導体ウエハＷを例
えばオリフラに直交する方向にダイシングするダイシン
グ装置９が配置されている。符号９ａは、前述と同様の
角度調整部材である。符号Ｅで示す位置には、ダイシン
グ後の半導体ウエハＷを洗浄するための、水の飛散を防
止した壁に囲まれた洗浄装置１１が配置されている。洗
浄装置１１としては、例えば、ブラシ洗浄、エアーブロ
ー洗浄、純水洗浄が好適である。符号Ｆで示す位置に到
達した銅パレット１５や半導体ウエハＷは、次に説明す
るダイボンディング部ＤＢに備えられたパレット移載装
置２１により、ダイボンディング部ＤＢに移載される。

【００１４】ダイボンディング部ＤＢは、中央部に時計
方向に回転する第２回転盤としての十字状回転板２２
と、左方の上下に銅パレット１５と半導体ウエハＷとを
一体として移載する第１パレット移載装置２１と、ダイ
ボンディングが終了して半導体ウエハＷが載置されてい
ない状態の銅パレット１５を、ダイボンディング部ＤＢ
側からダイシング部ＤＳ側に送り返す第２パレット移載
装置２７とを備えて構成されている。更に、ダイボンデ
ィング部ＤＢは、解凍された後の半導体ウエハ（即ち、
チップＣＰ）を、チップ位置決め装置２４に移載し、更
に位置決め後のチップＣＰをリードフレーム（図示せ
ず）に移載するためのチップ移載装置２３と、チップＣ
Ｐをリードフレームにダイボンディングするダイボンデ
ィング装置２８とを備えている。ダイボンディング装置
２８は、リードフレームを供給するリードフレームセン
ダー２５と、ダイボンディング後のチップ付リードフレ
ームを収納するリードフレームレシーバ２６とを備えて
いる。

【００１５】図４は、十字状回転板２２の各先端部に形
成された銅パレット１５等を吸着する吸着部ＡＤの断面
図である。図４に示すように、十字状回転板２２のアー
ム部内には空気路２２ａが形成され、十字状回転板２２
の中央部下方には、図示しない吸引用の真空ポンプが配
置されている。十字状回転板２２の先端部上面には、銅
パレット１５を介して紙１０や半導体ウエハＷを吸着す
るための吸着盤２３が配置されている。吸着盤２３は、
空気路２２ａに連通された焼結合金からなる多孔質部材
２３ａを備えると共に、ピン１６Ａにより銅パレット１
５が位置決め固定されるようになっている。ダイボンデ
ィング部ＤＢの符号Ｉで示す位置には、未だ冷凍固定状
態にある銅パレット１５とチップＣＰとを解凍し乾燥す
るための解凍乾燥装置３３が配置されている。そして、
チップＣＰの解凍後は、チップＣＰは真空吸引されて、
次の符号Ｊで示す位置に運ばれる。

【００１６】図６は、ダイボンディング部ＤＢの符号Ｊ
の位置に対向して配置されさたチップ位置決め装置２４
の斜視図である。図６に示すように、チップ位置決め装
置２４は、移載された直方体状のチップＣＰの角部を左
右から挟持して位置決めする位置決め部材３２と、斜め
上下の２箇所からチップＣＰを撮影してチッピングを検
出するためのカメラ３１とを備えている。また、ダイボ
ンディング部ＤＢの下方には、不良品のチップＣＰを銅
パレット１５から払い落とす不良チップ除去部材３５
と、払い落とされた不良チップを収納する不良チップ収
納箱２９とが配置されている。

【００１７】次に、このように構成された第１実施例の
動作について説明する。図１に示すように、先ず、図示
しない紙供給部材により紙収納台５から一枚の紙１０が
符号Ａの位置の銅パレット１５に載置される。一方、ウ
エハ移載装置３は、搬送ベルト１上に載置されて搬送さ
れてきたカセット２の内部から一枚の半導体ウエハＷを
取り出し、オリフラ合わせ台４上に移載すると、オリフ
ラ合わせが行われる。次いで、ウエハ移載装置３は、オ
リフラ合わせの終了した半導体ウエハＷを、図示しない
吸着部材で吸着してダイシング部ＤＳの符号Ａで示す位
置に到着している銅パレット１５上に移載する。次い
で、回転円板６は、時計方向に１ステップ回転され、符
号Ｂで示す位置に到達する。この位置Ｂで、図示しない
水供給装置から紙１０に水が供給されると、電子冷凍装
置１２により水を含んだ紙１０は冷却され、予備冷凍が
行われる。

【００１８】更に、回転円板６は、１ステップ回転さ
れ、符号Ｃで示す位置に到達する。すると、角度調整部
材８ａが上方から降下してきてプラスチック台７を所定
の角度に角度調整する。この際、半導体ウエハＷのパタ
ーンマークを光学検査装置で認識して位置補正を行う。
この角度調整により、例えば、ダイシング装置８のブレ
ードとオリフラとが平行になる。この間に冷凍が完了す
る。この角度調整後、ダイシング装置８が高速回転さ
れ、例えば半導体ウエハＷのオリフラと平行方向に順次
ダイシングが行われる。そして、一連のオリフラと平行
方向のダイシングが終了すると、回転円板６は更に１ス
テップ時計方向に回転され、符号Ｄで示す位置に到達す
る。この符号Ｄで示す位置において、先ずプラスチック
台７が９０°回転される。その後、角度調整部材９ａに
て角度調整され、プラスチック台７がダイシング装置９
のブレードに対してオリフラが直角をなす角度にされ
る。この状態で、順次オリフラと直角をなす方向のダイ
シングが行われる。以上のダイシングの際には、半導体
ウエハＷは完全にスルーカットされる。

【００１９】このオリフラと直角をなす方向のダイシン
グが終了すると、回転円板６は更に１ステップ回転さ
れ、符号Ｅで示す位置に到達し、ここで、洗浄装置１１
で洗浄される。更に１ステップ回転されて符号Ｆの位置
に到達する。次いで、ダイボンディング部ＤＢのパレッ
ト移載装置２１がダイシング部ＤＳ側に揺動され、銅パ
レット１５の外周部を挟持する。この銅パレット１５の
挟持状態で、パレット移載装置２１は反時計方向に揺動
され、銅パレット１５と半導体ウエハＷとは、一体とし
て符号Ｈで示す十字状回転板２２の先端部に移載され
る。この際、図４に示すように、銅パレット１５と吸着
盤２３とはピン１６Ａにより位置決めされる。

【００２０】次いで、十字状回転板２２は時計方向に９
０°回転され、符号Ｉの位置に到達し、解凍乾燥装置３
３により解凍され、更に乾燥される。この際、チップＣ
Ｐは真空吸引されているので、個々のチップＣＰが位置
変化を起こすことはない。乾燥後、十字状回転板２２は
更に時計方向に９０°回転され、符号Ｊで示す位置に到
達する。この符号Ｊの位置で図示しない光学装置により
各チップＣＰ毎に良否判別が行われ、バッドマークが前
工程（検査工程）で付されたチップＣＰが選別される。
そして、バッドマークが付されていない良品のチップＣ
Ｐのみがチップ移載装置２３に吸着されてチップ位置決
め装置２４に移載される。

【００２１】チップ位置決め装置２４では、図６に示す
位置決め部材３２により位置決めされると共に、カメラ
によりチッピング等を有する不良チップが選別される。
そして、良品チップのみが位置決め装置２４からダイボ
ンディング装置２８によりダイボンディングを行う位置
に移載され、リードフレームへのダイボンディングが行
われる。このようにして、符号Ｊの位置の良品チップが
全てダイボンディングされると、十字状回転板２２は時
計方向に９０°回転し、符号Ｋで示す位置に到達する。
次いで、不良チップ除去部材３５が作動して銅パレット
１５上の不良チップを不良チップ収納箱２９に払い落と
す。その後、符号Ｋの位置で図示しない銅パレット洗浄
装置が銅パレット１５を洗浄する。洗浄された銅パレッ
ト１５は、空パレット移載装置２７により外周部を挟持
されてダイシング部ＤＳの符号Ｇで示す位置にあるプラ
スチック台７上に移載される。

【００２２】なお、符号Ｉの部分の解凍乾燥装置３３を
配置せずに、半導体ウエハＷ等が単に通過するようにし
ておき、符号Ｊで示す位置で半導体ウエハＷを部分解凍
するようにしてもよい。図５（ａ）、（ｂ）は、部分解
凍の場合の一例である。図５（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、十字状回転板２２Ａのアーム部には温水および真空
引きを行うための通路２２Ａａが形成され、吸着盤２３
Ａの内部には銅パレット１５の全ての吸引孔１５ａに対
応して温水の給水および真空引きを行うための通路２３
Ａａが形成されている。なお、各通路２３Ａａには、個
別に開閉する図示しない開閉部が各通毎に配置されてい
る。銅パレット１５の上方には、チップＣＰの吸引およ
び乾燥を行う吸引・送風管４１が配置され、吸引・送風
管４１から枝分かれした分岐管４１ａの先端部には、チ
ップＣＰを密着するように覆う吸引・送風部材４２が配
置されている。また、分岐管４１ａに平行して第２分岐
管４３が配置され、この第２分岐管４３の先端部は、吸
引・送風部材４２に吸引されたチップＣＰの裏面に送風
し、乾燥するようになっている。そして、氷を解凍する
場合には、図示しない通路２３Ａａの開閉部の一つを開
閉し、同じく図示しない給湯装置から温水を通路２２Ａ
ａと開閉した通路２３Ａａとを介してチップＣＰの裏面
に供給する。この開閉した通路２３Ａａ上に位置するチ
ップＣＰの上面に対して、吸引・送風管４１から熱風を
吹きつける。このようにすると、チップＣＰの上下両面
の氷は短時間で解凍される。そして、解凍された状態で
吸引すると図５（ｂ）に示した状態となり、この状態で
第２分岐管４３のバルブ４３ａを開いて熱風をチップＣ
Ｐの裏面に吹きつけ、チップＣＰの全外周面を乾燥す
る。

【００２３】また、本実施例では十字状回転板２２の先
端部の吸着部ＡＤとして図４に示す場合を説明したが、
図７および図８に示すようにしてもよい。即ち、図７
は、紙１０を省略した場合である。但し、この場合は、
チップＣＰが個々の吸引孔１５ａを塞ぐように配置する
必要がある。このように配置しないと、チップＣＰが吸
着状態に維持されないからである。図８は、全ての吸引
孔１５ａに対応して突出しピン４１を配置した場合であ
る。このようにすれば、確実にチップＣＰを銅パレット
１５から剥がすことができると共に、突出しピン４１が
確実に吸引孔１５ａを塞ぐので、突き上げ部以外の吸引
力を維持することができる。更に、本実施例ではダイシ
ング装置８、９を回転盤６の外側に配置したが、回転盤
６をドーナツ状に形成し、その内部にダイシング装置
８、９を配置してもよい。

【００２４】（２）第２実施例 本実施例は、半導体ウエハをボックス状の運動をする転
送装置で所定位置に転送してダイシングを行う。ダイシ
ングの終了した半導体ウエハを解凍してチップにし、こ
の個々のチップをリードフレームの所定位置にダイボン
ディングする装置である。なお、既に説明した部分には
同一符号を付し、重複記載を省略する。図９に示すよう
に、第２実施例の半導体ウエハ加工装置Ｍ１は、右方か
ら順に、プロセス工程が終了して搬送されてきた半導体
ウエハを、オリフラ合わせを行う搬送・オリフラ部ＣＦ
１と、この搬送・オリフラ部ＣＦ１から移載された半導
体ウエハを冷凍固定してダイシングするダイシング部Ｄ
Ｓ１と、このダイシング部ＤＳ１から移載されたダイシ
ング後の半導体ウエハを乾燥してチップを形成する乾燥
部ＤＲと、乾燥後のチップを位置合わせしてリードフレ
ームにダイボンディングするダイボンディング部ＤＢ１
と、空になった銅パレットを回収する空パレット回収ベ
ルトＰＢとを備えて構成されている。

【００２５】搬送・オリフラ部ＣＦ１は、第１実施例と
同様に、搬送ベルト１と、半導体ウエハを移載する半導
体ウエハ移載装置３と、半導体ウエハのオリフラを行う
オリフラ合わせ台４と、紙５３が収納された紙収納台５
とを備えている。ダイシング部ＤＳ１は、右方から順に
半導体ウエハを予備冷却する予備冷却装置５１Ａと、ボ
ックス状の転送運動を行い半導体ウエハＷを順次転送す
る第１〜第５転送装置ＴＳ１〜ＴＳ５と、オリフラに対
して平行方向と直交方向のダイシングを行う位置にそれ
ぞれ配置された第１、第２冷却装置５１Ｂ、５１Ｃと、
半導体ウエハＷを９０°旋回させる旋回装置７１と、オ
リフラに直交する方向のダイシングを終了した半導体ウ
エハＷを洗浄する洗浄装置７２とを備えている。予備冷
却装置５１Ａは、図１０および図１１に示すように、台
座５１ａ上に電子冷凍装置１２が配置されている。この
電子冷凍装置１２の上面側には、プラスチック台７と銅
パレット５２と紙５３と半導体ウエハＷとが一体として
構成された転送ユニットＴＵが、載置される。ここに、
図１１に示すように、銅パレット５２の外周側の符号１
０１〜１０４の４箇所には、移動時の位置決めようの切
欠が形成されている。

【００２６】そして、転送ユニットＴＵは、プラスチッ
ク台７に対して銅パレット５２が図示しない位置決めピ
ンにより位置決めされ、この銅パレット５２上に紙５３
を介して半導体ウエハＷが載置されて構成されている。
第１〜第４転送装置ＴＳ１〜ＴＳ４は、図１２および図
１３に示すように、断面形状Ｌ字状の台座５５ａ、５５
ｂと、上下に移動される上下動板５８ａ、５８ｂと、左
右に移動される載置部材６４ａ、６４ｂ等を備えて構成
されている。台座５５ａ、５５ｂの垂直部にはＵ字状の
切欠が形成され、この切欠の底部側に横移動レバー５６
が連通して配置されている。横移動レバー５６は、左右
の両端部側に上方に向けて斜面部５６ａが形成されてい
る。横移動レバー５６の左方にはエアシリンダ５７が配
置され、エアシリンダ５７の出力軸により横移動レバー
５６が左右に移動されるようになっている。

【００２７】台座５５ａ、５５ｂの垂直部のそれぞれの
外面には摺動支持部材６２を介して上下動板５８ａ、５
８ｂが配置されている。上下動板５８ａ、５８ｂの下端
部から下方に向けて先端部にローラ６１が取り付けられ
たローラ支持部材５９が固定されている。横移動レバー
５６が右方に移動すると、ローラ６１は前記斜面部５６
ａに当接され、上下動板５８ａ、５８ｂが上昇し、左方
に移動すると上下動板５８ａ、５８ｂが下降するように
なっている。上下動板５８ａ、５８ｂの上端部側には、
水平方向にガイドレール６３が固定されている。そし
て、ガイドレール６３に対向した位置には、転送ユニッ
トＴＵを載置するアングル状の載置部材６４ａ、６４ｂ
が配置されている。この載置部材６４ａ、６４ｂの垂直
面にはガイドレール６３と対をなす摺動部材６６が固定
されている。載置部材６４ａ、６４ｂの左端部には、こ
れらの載置部材６４ａ、６４ｂを連結する連結部材６５
が配置されている。

【００２８】また、載置部材６４ａの垂直部の左端部側
にはエアシリンダ６７が配置され、エアシリンダ６７の
出力軸がガイドレール６３の左端部に固定されている。
従って、エアシリンダ６７の出力軸の左右動に応じて載
置部材６４ａ、６４ｂが左右に移動する。以上のように
第１〜第５転送装置ＴＳ１〜ＴＳ５は構成されているの
で、図１２ないし図１５に示すように、エアシリンダ６
７の出力軸が標準位置（中間位置）ＴＰから右方に移動
すると載置部材６４ａ、６４ｂは矢印Ｘ１方向に右方に
平行移動し、エアシリンダ６７がそのままの状態でエア
シリンダ５７が標準位置から右方に移動すると載置部材
６４ａ、６４ｂは矢印Ｙ１方向に上昇移動する。更に、
エアシリンダ５７はそのままの状態で、エアシリンダ６
７の出力軸が左方に移動すると載置部材６４ａ、６４ｂ
は矢印Ｘ２方向に移動し、エアシリンダ６７がそのまま
の状態でエアシリンダ５７の出力軸が左方に移動すると
載置部材６４ａ、６４ｂは矢印Ｙ２方向に下降移動す
る。即ち、エアシリンダ５７、６７の動作に応じて載置
部材６４ａ、６４ｂは、図１４に示すボックス状の運動
をするようになっている。

【００２９】一方、図９における洗浄装置７２は、冷凍
装置５１Ｃの位置でオリフラに直交方向のダイシングが
終了した半導体ウエハＷを洗浄する。洗浄方法として
は、ブラシ洗浄、エアブロー洗浄、冷水洗浄等が好適で
ある。そして、洗浄が終了した後、切断されてチップと
なった半導体ウエハＷは、乾燥装置ＤＲで解凍され、乾
燥される。乾燥が終了したチップは、ダイボンディング
装置ＤＢ１に転送される。そして、位置合わせ装置２４
で位置合わせが行われ、良品のチップＣＰのみが順次チ
ップ移載装置２３で順次ダイボンディング装置２８に移
載され、リードフレームにダイボンディングされてい
く。

【００３０】また、バッドマークやチッピングを有する
不良チップは、図示しない不良チップ除去手段により銅
パレット５２上から排除され、残材回収箱７３に収納さ
れる。そして、空の銅パレット５２およびプラスチック
台７がパレット回収装置ＰＢにより予備冷却装置５１に
対応した位置まで搬送され、必要に応じて順次予備冷却
装置５１の電子冷凍装置１２上に載置されていく。ダイ
ボンディング加工の終了したリードフレームは、カセッ
ト７４に収納され、順次次の工程へ搬送されていく。

【００３１】次に、以上のように構成された半導体ウエ
ハ加工装置Ｍ１の動作を説明する。ウエハ移載装置３
は、先ず、紙１０を位置合わせ装置４に載置し、その上
に搬送されてきた半導体ウエハＷを載置して、位置合わ
せを行う。位置合わせの後、ウエハ移載装置３は、半導
体ウエハＷを予備冷却装置５１Ａ上に移載すと、半導体
ウエハＷはここで予備冷却される。予備冷却された半導
体ウエハＷは、プラスチック台７と共に、図１５（ａ）
〜（ｃ）に示すような動作を行う。即ち、第１転送装置
ＴＳ１のＸ１方向の動作により、先ず、載置部材６４
ａ、６４ｂがプラスチック台７の下に移動し（図１５
（ａ））、Ｙ１方向の動作によりプラスチック台７等を
持ち上げる（図１５（ｂ））。次いで、Ｘ２方向の動作
によりプラスチック台７等を冷却装置５１Ｂの位置に移
動させ、Ｙ２方向動作によりプラスチック台７等を冷却
装置５１Ｂ上に載置する。そして、第１転送装置ＴＳ１
は、待機状態の位置に戻る。

【００３２】冷却装置５１Ｂの上に半導体ウエハＷ等が
載置された状態で、ダイシング装置８は例えばオリフラ
方向のダイシング加工を順次行う。次いで、第２転送装
置ＴＳ２は、図１５（ａ）〜（ｃ）の動作を実行して、
オリフラ方向のダイシング加工の終了後の半導体ウエハ
Ｗを旋回装置７１に転送する。旋回装置７１は、半導体
ウエハＷを９０°旋回する。次いで、第３転送装置ＴＳ
３は、図１５（ａ）〜（ｃ）の動作を実行して、９０°
旋回された半導体ウエハＷを冷却装置５１Ｃの上に転送
する。次いで、ダイシング装置９が冷却装置５１Ｃ上の
半導体ウエハＷに対してオリフラと直交する方向のダイ
シング加工を行う。

【００３３】次いで、第４転送装置ＴＳ４は、図１５
（ａ）〜（ｃ）の動作を実行して、全ての方向のダイシ
ング加工が終了した半導体ウエハＷを洗浄装置７２に転
送すると、洗浄が実行される。洗浄後の半導体ウエハＷ
は、乾燥装置ＤＲで乾燥され、乾燥後のチップＣＰはダ
イボンディング装置ＤＢ１の位置合わせ装置２４に移載
される。そして、良品チップＣＰのみがチップ移載装置
２３でダイボンディング装置２８に移載され、図示しな
いリードフレームへのダイボンディングが行われる。そ
して、チップ付リードフレームは、箱７４に移載されて
次の工程へ搬送されていく。なお、良品チップのみがダ
イボンディングされた後に残った不良チップは排除さ
れ、残材回収箱７３に収納される。

【００３４】また、全てのチップが処分された後のプラ
スチック台７および銅パレット５２は空パレット回収ベ
ルトＰＢにより予備冷却装置５１Ａに対応した位置Ｑま
で搬送され、ここで所定の洗浄がされる。なお、本実施
例では１個の転送ユニットＴＵをダイシング加工やダイ
ボンディング加工する場合について説明したが、図１６
に示すように、例えば３個分の半導体ウエハＷを当時に
転送可能な転送装置を用いてもよい。

【００３５】また、第１、第２実施例では、例えばオリ
フラに平行な方向のダイシング加工を行うダイシング装
置をそれぞれ１台配置した場合を説明したが、前記方向
のダイシング加工を行うダイシング装置を２台連続配置
してもよい。そして、図１７（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、１台目のダイシング装置で符号Ｘａの部分のダイシ
ング加工を実行し、２台目のダイシング装置で符号Ｘｂ
の部分のダイシング加工を実行する。このようにすれ
ば、１台当たりのダイシング装置の加工時間を短縮でき
るので、半導体ウエハ加工装置の処理能力を向上させる
ことができる。

【００３６】更に、第１、第２実施例によれば、冷凍固
定装置を使用しているので、従来のような半導体ウエハ
を貼り付けてダイシング加工する手段にくらべ、テープ
やテープ貼り付け装置が不要なので、ランニングコスト
を下げることができる。更に、第１、第２実施例によれ
ば、冷凍固定をしているため、チップを剥がす際に力を
加える必要がないので、チッピングの発生を防止するこ
とができる。更に、冷凍固定手段としては、電子冷凍装
置以外に、液体窒素やフロンガス等の低温の液体を用い
て冷却する装置でもよい。更に、第１、第２実施例によ
れば、各半導体チップ毎に位置合わせ装置において、光
学装置によりチップの外観検査を行っているので（枚葉
処理）、直ちに不良を発見できる。従って、従来のよう
にロット全体の作業が終了してから、初めて不良が発見
されるという問題点を解消できる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、回転盤の所定箇所に固定された半導体ウエハ
を、回転盤のステップ状の回転に対応してダイシング加
工、ダイボンディング加工等を行うようにしているの
で、ダイシング〜ダイボンディング工程を自動的に加工
でき、作業時間の短縮と低付加価値の作業を排除でき
る。また、請求項２記載の発明によれば、半導体ウエハ
を転送装置で順次転送して、ダイシング加工等を行って
いるので、ダイシング〜ダイボンディング工程を自動的
に加工でき、作業時間の短縮と低付加価値の作業を排除
できる。また、請求項３記載の発明によれば、半導体ウ
エハの固定手段に氷を用いているので、粘着テープや粘
着テープ貼り付け装置が不要であり、装置のランニング
コストを下げることができ、また、ダイシング後のチッ
プの剥離の際に力が不要なので、チッピングの発生を大
幅に減少させることができる。また、請求項４記載の発
明によれば、回転盤を第１と第２の回転盤に分けて半導
体ウエハ加工装置を構成しているので、装置の床面積を
小さくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の全体構成を示す平面図で
ある。

【図２】同上、半導体ウエハが銅パレット等の上に載置
された状態を示す断面図である。

【図３】同上、銅パレット等が電子冷凍装置上に載置さ
れた状態を示す断面図である。

【図４】同上、銅パレット等が吸着盤に吸着された状態
を示す断面図である。

【図５】同上、ダイシング後のチップの部分乾燥・部分
搬送を説明する図であって、（ａ）は吸引・送風管の先
端部でチップを覆う場合を示す図、（ｂ）はチップを吸
引してチップ裏面を乾燥する場合を示す図である。

【図６】同上、チップの位置合わせ装置を示す斜視図で
ある。

【図７】同上、銅パレット等を吸着する他の例を示す断
面図である。

【図８】同上、銅パレット等を吸着する他の例を示す断
面図である。

【図９】同上、本発明の第２実施例の全体構成を示す平
面図である。

【図１０】同上、冷却装置を示す側面図である。

【図１１】同上、銅パレット上に紙や半導体ウエハが載
置された状態を示す平面図である。

【図１２】同上、半導体ウエハを転送する転送装置を示
す斜視図である。

【図１３】同上、転送装置の側面図である。

【図１４】同上、転送装置のボックス状運動の経路を示
す概念図である。

【図１５】同上、転送装置のボックス状運動に伴い転送
ユニットが上下動する状態を示す側面図である。

【図１６】同上、転送装置の変形例を示す斜視図であ
る。

【図１７】同上、半導体ウエハのダイシング工程を２つ
に分割する場合の概念図である。

【図１８】従来の半導体ウエハ加工装置の配置を示す概
念図である。

【符号の説明】

ＣＦ 搬送・オリフラ部 ＤＢ ダイボンディング部 ＤＳ ダイシング部 Ｍ 半導体ウエハ加工装置 ＴＳ 転送装置 Ｗ 半導体ウエハ ６ 回転円板 ７ プラスチック台 ８、９ ダイシング装置 １５ 銅パレット ２２ 十字状回転板 ２４ 位置合わせ装置 ２８ ダイボンディング装置 ５１Ａ 予備冷却装置 ５１Ｂ、５１Ｃ 冷却装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/301

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定角度でステップ状に回転する回転盤
   と、 この回転盤の外周部側に沿って配置され、素子形成工程
   の終了した半導体ウエハを固定するための半導体ウエハ
   固定手段と、 前記半導体ウエハ固定手段に固定された半導体ウエハを
   ダイシング加工するダイシング手段と、 前記ダイシング手段の配置位置の回転下流側に配置され
   た、前記ダイシング手段によるダイシング加工を経て形
   成された半導体チップをリードフレームにダイボンディ
   ングするダイボンディング手段とを備えたことを特徴と
   する半導体ウエハ加工装置。
2. 【請求項２】 上流側の処理位置における工程を終了し
   た半導体ウエハを下流側の工程の処理位置に所定ピッチ
   で転送する転送手段と、 この転送手段の所定ピッチの処理位置に対応して設けら
   れ、素子形成工程の終了した半導体ウエハを固定するた
   めの半導体ウエハ固定手段と、 この半導体ウエハ固定手段に固定された半導体ウエハを
   ダイシング加工するダイシング手段と、 このダイシング手段の下流側に配置され、前記ダイシン
   グ手段によるダイシング加工を経て形成された半導体チ
   ップを、リードフレームにダイボンディングするダイボ
   ンディング手段とを備えたことを特徴とする半導体ウエ
   ハ加工装置。
3. 【請求項３】 前記半導体ウエハ固定手段は、氷を介し
   て半導体ウエハを固定する冷凍固定手段であることを特
   徴とする請求項１または請求項２記載の半導体ウエハ加
   工装置。
4. 【請求項４】 前記回転盤は、前記ダイシング手段が配
   置された第１回転盤と、前記ダイボンディング手段配置
   された第２回転盤とを備えたことを特徴とする請求項１
   記載の半導体ウエハ加工装置。