JP6393596B2 - 整列装置および整列方法 - Google Patents

Description

本発明は、整列装置および整列方法に関する。

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、フィルム（接着シート）を介してフレームと一体化されたウエハ（板状部材）を支持するフレーム支持手段（支持手段）と、フィルム面支持機構（離間テーブル）とを相対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２０１２−２０４７４７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、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の間隔とに違いが生じる。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。なお、このような課題は、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、各片状体の間隔を正確に広げることができる整列装置および整列方法を提供することにある。

本発明の整列装置は、複数の片状体を支持面で支持可能な支持手段と、前記支持面で支持された前記複数の片状体間に格子状に形成された格子部を有する間仕切り部材を挿入可能な間仕切り手段と、前記支持面で支持された前記複数の片状体間に前記格子部を挿入したまま、少なくとも前記支持面を傾斜させ、各片状体を前記支持面上の所定の位置に所定の向きで整列させる整列手段とを備えていることを特徴とする。

本発明の整列装置において、前記複数の片状体の移動を促進させる移動促進手段を備えていることが好ましい。
本発明の整列装置において、前記複数の片状体は、接着シートに貼付され、前記接着シートから前記複数の片状体を前記支持面に転写可能な転写手段を備えていることが好ましい。

本発明の整列方法は、複数の片状体を支持面で支持する工程と、前記支持面で支持された前記複数の片状体間に格子状に形成された格子部を有する間仕切り部材を挿入する工程と、前記支持面で支持された前記複数の片状体間に前記格子部を挿入したまま少なくとも前記支持面を傾斜させ、各片状体を前記支持面上の所定の位置に所定の向きで整列させる工程とを備えていることを特徴とする。

本発明によれば、複数の片状体間に間仕切り部材を挿入させ、支持面および間仕切り部材の少なくとも一方を傾斜させて当該片状体を整列させることができるため、接着シートのように張力を付与した方向以外に、それらの合成方向にも張力が付与されることがないので、各片状体の間隔を正確に広げることができる。

また、移動促進手段を設ければ、間仕切り部材の所定の位置に片状体を誘導しやすくなる。
さらに、転写手段を設ければ、接着シートから複数の片状体を支持面に転写することができるので、各片状体の間隔を正確に広げることができる。

本発明の第１実施形態に係る整列装置の側面図。 図１の整列装置の動作説明図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態における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中手前側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。

図１において、整列装置１０は、複数の片状体としてのチップＣＰを支持面２１Ａで支持可能な支持手段２０と、支持面２１Ａで支持された複数のチップＣＰ間に間仕切り部材３５を挿入可能な間仕切り手段３０と、支持面２１Ａおよび間仕切り部材３５の両方を傾斜させ、各チップＣＰを支持面２１Ａ上の所定の位置に所定の向きで整列させる整列手段４０と、複数のチップＣＰの移動を促進させる移動促進手段５０と、接着シートＡＳから複数のチップＣＰを支持面２１Ａに転写可能な転写手段６０と、各チップＣＰの位置を認識可能な光学センサや撮像手段等の図示しない検知手段とを備えている。なお、チップＣＰは、ウエハＷＦが格子状に切断されることで形成され、接着シートＡＳに貼付された状態で一体物ＷＫとされている。

支持手段２０は、減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない減圧手段によって各チップＣＰを図示しない複数の吸引孔で吸着保持可能な支持面２１Ａを有し、上面視４角形のテーブル２１を備えている。

間仕切り手段３０は、テーブル２１の前面および後面から立ち上がる門型フレーム３１に支持された駆動機器としてのリニアモータ３２と、リニアモータ３２のスライダ３２Ａに支持された駆動機器としてのリニアモータ３３と、リニアモータ３３のスライダ３３Ａに支持された駆動機器としての直動モータ３４と、直動モータ３４の出力軸３４Ａに支持された間仕切り部材３５とを備えている。間仕切り部材３５は、ベースプレート３５Ａと、ベースプレート３５Ａの下面３５Ｂに格子状に形成された格子部３５Ｃとを備え、一度で複数のチップＣＰ間全てに格子部３５Ｃを挿入可能に設けられている。格子部３５Ｃの下端部は、先細り形状とされ、チップＣＰ間に挿入しやすい形状となっている。

整列手段４０は、テーブル２１の４隅下方に配置された駆動機器としての４体の直動モータ４１と、各直動モータ４１の出力軸４１Ａに支持され、例えば、Ｘ軸とＹ軸とで形成される所定平面に対して支持面２１Ａを傾斜できるようにテーブル２１を支持するボールジョイント４２とを備えている。

移動促進手段５０は、テーブル２１の内部に設けられた超音波振動装置を備えている。

転写手段６０は、駆動機器としてのリニアモータ６１と、リニアモータ６１のスライダ６１Ａにブラケット６１Ｂを介して支持された駆動機器としての直動モータ６２と、直動モータ６２の出力軸６２Ａに支持され、減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない減圧手段によって接着シートＡＳを吸着支持可能な吸着パッド６３と、駆動機器としてのリニアモータ６４と、リニアモータ６４のスライダ６４Ａに支持された駆動機器としての直動モータ６５と、直動モータ６５の出力軸６５Ａに支持された剥離板６６とを備えている。

以上の整列装置１０において、チップＣＰを整列させる手順について説明する。
先ず、各部材が初期位置に配置された図１に示す状態の整列装置１０に対し、作業者またはベルトコンベア等の図示しない搬送手段が、接着シートＡＳを上側にして一体物ＷＫを支持面２１Ａの所定位置に載置すると、支持手段２０が図示しない減圧手段を駆動し、チップＣＰ側から一体物ＷＫを吸着保持する。

次に、転写手段６０がリニアモータ６１、６４および直動モータ６２、６５を駆動し、吸着パッド６３および剥離板６６を図２（Ａ）中実線で示す位置に移動させる。そして、転写手段６０が図示しない減圧手段を駆動し、吸着パッド６３で接着シートＡＳの右端部を吸着保持する。次いで、転写手段６０がリニアモータ６１、６４および直動モータ６２を駆動し、吸着パッド６３を上昇させた後、図２（Ａ）中二点鎖線で示すように、当該吸着パッド６３および剥離板６６を左方に移動させる。これにより、接着シートＡＳがチップＣＰから剥離され、当該チップＣＰが支持面２１Ａに転写される。なお、チップＣＰから接着シートＡＳが剥離されると、転写手段６０が図示しない減圧手段の駆動を停止し、吸着パッド６３の下方に位置する箱や袋等の図示しないシート回収手段内に接着シートＡＳを落下させて収容する。その後、転写手段６０がリニアモータ６１、６４および直動モータ６２、６５を駆動し、吸着パッド６３および剥離板６６を初期位置に復帰させる。

次に、支持手段２０が図示しない減圧手段の駆動を停止した後、図示しない検知手段の検知結果を基に、間仕切り手段３０がリニアモータ３２、３３および直動モータ３４を駆動し、図２（Ｂ）に示すように、複数のチップＣＰ間全てに格子部３５Ｃを挿入させる。このとき、図２（Ｃ）に示すように、格子部３５Ｃに対する一部のチップＣＰの前後、左右方向の位置および、向きがばらばらになっている場合がある。そこで、整列手段４０が各直動モータ４１を駆動し、図２（Ｄ）に示すように、格子部３５Ｃで囲まれる平面視四角形の空間における１つの角が他の３つの角に対して最も低い位置となるようにテーブル２１を傾斜させる（例えば、テーブル２１における付番２１Ｂで示す角が他の３つの角に対して最も低い位置となるように傾斜させる）。これにより、チップＣＰが重力によって移動し、図２（Ｅ）に示すように、当該チップＣＰにおける１つの角（テーブル２１の付番２１Ｂ側に位置する角）が格子部３５Ｃにおける１つの角（テーブル２１の付番２１Ｂ側に位置する角）に追いやられ、各チップＣＰが所定の間隔を保って支持面２１Ａ上の所定の位置に所定の向きで整列する。このとき、移動促進手段５０が超音波振動装置を駆動し、各チップＣＰの１つの角が格子部３５Ｃの１つの角に追いやられやすくしてもよい。また、間仕切り部材３５で整列した各チップＣＰが支持面２１Ａの所定の位置に配置されるように、間仕切り手段３０がリニアモータ３２、３３を駆動し、間仕切り部材３５を支持面２１Ａに沿って移動させて各チップＣＰを移動させてもよい。

次に、支持手段２０が図示しない減圧手段を駆動し、支持面２１Ａで各チップＣＰを吸着保持する。次いで、整列手段４０が各直動モータ４１を駆動し、テーブル２１を初期位置に復帰させた後、間仕切り手段３０がリニアモータ３２、３３および直動モータ３４を駆動し、間仕切り部材３５を初期位置に復帰させる。そして、支持手段２０が図示しない減圧手段の駆動を停止した後、作業者または図示しない搬送手段が各チップＣＰを被搭載物上に搭載する。そして、全てのチップＣＰが被搭載物上に搭載されると、以降上記同様の動作が繰り返される。なお、間仕切り部材３５を初期位置に復帰させた後、各チップＣＰ上に図示しない接着シートを貼付するシート貼付手段を設けたり、各チップＣＰ上に図示しない樹脂を積層する積層手段を設けたりしてもよい。

以上のような実施形態によれば、複数のチップＣＰ間に格子状の間仕切り部材３５を挿入させ、支持面２１Ａおよび間仕切り部材３５の両方を傾斜させて当該チップＣＰを整列させることができるため、接着シートＡＳのように張力を付与した方向以外に、それらの合成方向にも張力が付与されることがないので、各チップＣＰの間隔を正確に広げることができる。

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、支持手段２０は、メカチャックやチャックシリンダ等のチャック手段、クーロン力、接着剤、磁力等でチップＣＰを保持する構成でもよいし、チップＣＰを保持しない構成でもよい。
支持手段２０は、レーザ光等により複数のチップＣＰに個片化可能に脆弱層が形成されたウエハＷＦや、複数のチップＣＰに個片化可能な溝（上下方向に貫通しない溝）が形成されたウエハＷＦを支持してもよい。この場合、間仕切り部材は、ウエハＷＦを切断可能な切断刃を備えるとよい。
支持手段２０は、ウエハＷＦを例えば、１度、３０度、４５度、６０度等、任意の方向に切断して個片化されたチップＣＰを支持してもよい。
支持手段２０は、各チップＣＰ間に格子部３５Ｃを挿入させ安くするために、図示しないエキスパンド装置によって接着シートＡＳが引き伸ばされて（エキスパンドされて）各チップＣＰ間が広げられた一体物ＷＫを支持してもよい。
支持手段２０は、支持面２１Ａ上に格子部が形成されていてもよい。

間仕切り部材３５の代わりに線状部材が格子状に配置された網状のものを採用してもよい。
間仕切り部材３５は、ベースプレート３５Ａを有さない格子部３５Ｃ単体のものでもよい。
格子部３５Ｃは、下端部が先細り形状に形成されていなくてもよい。
格子部３５Ｃは、チップＣＰ全体を囲わなくてもよく、１つのチップＣＰの角に対応する１つの角を有する構成でもよく、このような場合、整列手段４０は、チップＣＰの１つの角が当該１つの角に対応する格子部３５Ｃの１つの角に追いやられるようにテーブル２１を傾斜させればよい。

整列手段４０は、間仕切り手段３０を傾斜させることなく、テーブル２１を傾斜させてもよい。
整列手段４０は、テーブル２１を傾斜させることなく、間仕切り手段３０を傾斜させてもよい。この場合、図１で示した整列装置１０の支持手段２０と間仕切り手段３０とが上下反転した配置とするか、支持手段２０と間仕切り手段３０とを上下反転させる反転手段を設けた構成とするかして、間仕切り部材３５上で各チップＣＰを整列させる構成を採ればよい。
整列手段４０は、テーブル２１における付番２１Ｂで示す角以外の他の３つの角のいずれか１つが最も低い位置となるように当該テーブル２１を傾斜させてもよく、チップＣＰにおける１つの角が格子部３５Ｃの１つの角に追いやられるようにテーブル２１を傾斜させればよい。
整列手段４０は、テーブル２１を傾斜できればよく、直動モータ４１は、３体以下でもよいし、５体以上でもよい。

移動促進手段５０は、偏心モータ、エアシリンダ、バイブレータ等で構成してもよい。
移動促進手段５０は、間仕切り部材３５側に設けてもよいし、直動モータ３４、４１の少なくとも一方の出力軸３４Ａ、４１Ａを少量ずつ出し入れさせたり、リニアモータ３２、３３の少なくとも一方のスライダ３２Ａ、３３Ａを少量ずつ移動させたりして、チップＣＰの移動を促進させる構成でもよい。
移動促進手段５０は、支持面２１Ａに設けられた複数の吸引孔から空気や単体ガス等の気体を吹き出し、チップＣＰの移動を促進させる構成でもよい。
移動促進手段５０は、ベースプレート３５Ａ側から空気を吸い込み、チップＣＰを浮上させたり、チップＣＰを浮上させることなく当該チップＣＰと支持面２１Ａとの静止摩擦を低減させたりして、チップＣＰの移動を促進させる構成でもよい。

転写手段６０は、例えば、チャックシリンダや多関節ロボット等の把持手段で接着シートＡＳを把持し、当該把持手段で接着シートＡＳを引っ張って当該接着シートＡＳを各チップＣＰから剥離してもよいし、例えば、剥離用接着シートを接着シートＡＳに接着し、当該剥離用接着シートを引っ張って接着シートＡＳを各チップＣＰから剥離してもよく、接着シートＡＳを各チップＣＰから剥離できる限りなんら限定されることはない。
転写手段６０は、剥離板６６にかえて丸棒やローラを採用してもよいし、剥離板６６およびそれを移動させる駆動機器等を設けなくてもよい。
転写手段６０は、なくてもよい。

片状体は、例えば、三角形や五角形以上の多角形であってもよい。このような場合、片状体の角部が嵌め合わされるような壁面を備えた間仕切り部材を採用し、整列手段４０が、片状体における１つの角が間仕切り部材における壁面の１つの角に追いやられるようにテーブル２１を傾斜させればよい。
片状体は、例えば、円形や楕円形幾何学的な形状であってもよい。このような場合、片状体の所定の部分が嵌め合わされるような壁面を備えた間仕切り部材を採用し、整列手段４０が、片状体における所定の部分が当該壁面に追いやられるようにテーブル２１を傾斜させればよい。

また、本発明における接着シートＡＳおよび片状体の材質、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、三角形や四角形等の多角形、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、このような接着シート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、更には、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、単層又は複層の中間層を有するものや、中間層のない単層又は複層のものであってよい。また、片状体としては、例えば、食品、樹脂容器、シリコン半導体チップや化合物半導体チップ等の半導体チップ、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る。なお、接着シートＡＳを機能的、用途的な読み方に換え、例えば、情報記載用ラベル、装飾用ラベル、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、記録層形成樹脂シート等の任意の形状の任意のシート、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、支持手段は、複数の片状体を支持面で支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 整列装置
２０ 支持手段
２１Ａ 支持面
３０ 間仕切り手段
３５ 間仕切り部材
４０ 整列手段
５０ 移動促進手段
６０ 転写手段
ＡＳ 接着シート
ＣＰ チップ（片状体）

Claims (4)

1. 複数の片状体を支持面で支持可能な支持手段と、
   前記支持面で支持された前記複数の片状体間に格子状に形成された格子部を有する間仕切り部材を挿入可能な間仕切り手段と、
   前記支持面で支持された前記複数の片状体間に前記格子部を挿入したまま、少なくとも前記支持面を傾斜させ、各片状体を前記支持面上の所定の位置に所定の向きで整列させる整列手段とを備えていることを特徴とする整列装置。
2. 前記複数の片状体の移動を促進させる移動促進手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の整列装置。
3. 前記複数の片状体は、接着シートに貼付され、
   前記接着シートから前記複数の片状体を前記支持面に転写可能な転写手段を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の整列装置。
4. 複数の片状体を支持面で支持する工程と、
   前記支持面で支持された前記複数の片状体間に格子状に形成された格子部を有する間仕切り部材を挿入する工程と、
   前記支持面で支持された前記複数の片状体間に前記格子部を挿入したまま少なくとも前記支持面を傾斜させ、各片状体を前記支持面上の所定の位置に所定の向きで整列させる工程とを備えていることを特徴とする整列方法。

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