(57)【要約】【課題】半導体集積回路を個々のチップに分離するときに、半導体集積回路を貼付けたエキスパンドテープを伸張するエキスパンド工程において、エキスパンドテープとエキスパンドリングの接触に伴う摩擦抵抗を低減させる。【解決手段】エキスパンドリング１５におけるエキスパンドテープ１１との接触部に高圧ブロー溝５１を設け、エキスパンドテープ１１を放射状に伸張させる際、エキスパンド時のエキスパンドリング１５とエキスパンドテープ１１との接触部分に高圧ブロー５２を送り、接触部分に間隙を形成してエキスパンドリング１５とエキスパンドテープ１１間の摩擦抵抗を最小限度に低減させ、エキスパンド時の放射状に伸張するエキスパンドテープ１１の保護、およびエキスパンドテープ１１とチップ間隔のばらつきを低減する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体を製造する工程において、ウェハ中に形成した集積回路素子を個々のチップに分離するエキスパンド工程を有する半導体製造装置であって、
伸張性のあるテープ状のエキスパンドテープに粘着された前記ウェハが個々のチップに分離された状態で前記エキスパンドテープを保持するエキスパンドリングに、前記エキスパンドテープと接触する箇所にブロー溝を設け、エキスパンド時に前記ブロー溝から高圧ブローを吹き付けて、前記エキスパンドテープと前記エキスパンドリングとの接触面における摩擦抵抗を低減させたことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
前記ブロー溝を、溝幅０.２ｍｍ〜１.０ｍｍ、かつ溝深さ０.２ｍｍ〜２.０ｍｍで構成し、前記エキスパンド時に０．５ＭＰａ以上の高圧ブローを吹き付け、前記エキスパンドテープと前記エキスパンドリングの接触面の隙間を０ｍｍ以上０.５ｍｍ未満の範囲で均一に保持することを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記エキスパンドテープのウェハ裏面側に付着した粉塵を除去する粉塵除去手段として、前記ブロー溝もしくはその周辺からエキスパンド時に前記エキスパンドテープに対して高圧ブローを吹き付けることを特徴とする請求項１または２記載の半導体製造装置。
【請求項４】
前記エキスパンドテープを冷却する冷却手段として、前記エキスパンドテープと前記エキスパンドリングの接触部および周辺の前記ブロー溝から冷却風を吹き付けることを特徴とする請求項１または２記載の半導体製造装置。
【請求項５】
前記冷却風を１０℃以上２５℃未満の範囲に温度設定する手段を備えたことを特徴とする請求項４記載の半導体製造装置。
【請求項６】
前記エキスパンドテープを加熱する加熱手段として温風装置あるいは蓄熱装置を設置し、前記エキスパンドテープを半導体チップ表裏面の一方向から加熱することを特徴とする請求項１または２記載の半導体製造装置。
【請求項７】
前記加熱温度を３０℃以上８０℃未満の範囲で温度設定する手段を備えたことを特徴とする請求項６記載の半導体製造装置。
【請求項８】
前記エキスパンドテープにおける静電気を除去する静電気除去手段として、前記ブロー溝およびその周辺から＋−イオンを含んだ除電ブローを前記エキスパンドテープに加えることを特徴とする請求項１または２記載の半導体製造装置。
【請求項９】
前記エキスパンドテープにおける帯電量を１００Ｖ未満に保持することを特徴とする請求項８記載の半導体製造装置。
【請求項１０】
請求項４記載の冷却手段と請求項６記載の加熱手段と請求項８記載の静電気除去手段とを具備し、前記エキスパンドリングと前記エキスパンドテープが接触する箇所は除電しながら冷却し、かつ前記チップ裏面の前記エキスパンドテープは加熱して、主として前記チップの貼着部における前記エキスパンドテープを伸張させるように構成したことを特徴とする請求項１または２記載の半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハ中に形成した半導体集積回路素子を個々のチップに分離するエキスパンド工程を有する半導体製造装置に係り、特にエキスパンドテープの伸張に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
図７（ａ）〜（ｆ）を参照して従来の半導体製造方法について説明する。
【０００３】
シリコンウェハ１２などに多数個の半導体素子を形成した後、この多数個の半導体素子を形成したウェハ１２をエキスパンドテープ１１に粘着し（図７（ａ））、ダイシングリング２０に貼付け、半導体素子間をダイシングブレード１３によって切断分離し（図７（ｂ））、多数個の半導体素子を製造した半導体チップ１４を、エキスパンドリング１５とダイシングリング押さえ１６とダイシングリング２０とで構成されたエキスパンド装置（図７（ｃ））により、エキスパンドテープ１１を放射方向に伸張させて半導体チップ１４の間隔を広げる（図７（ｄ））。
【０００４】
そして、突上げピン１７にて半導体チップ１４裏面とエキスパンドテープ１１をはく離させ（図７（ｅ））、エキスパンドテープ１１からはく離された半導体チップ１４をコレット１８で吸着することによってピックアップし、事前にペースト接着剤１９を塗布された基板・リードフレーム２１のパッド面に移送してボンディングする（図７（ｆ））。
【０００５】
近年、半導体集積回路の微細化・高機能化やボンディングの積層化に伴い、厚さ５０μｍ未満の半導体チップが製造され始めている。従来のエキスパンド方法では、非常に繊細なエキスパンドが必要となり、エキスパンド時、シリコンくずの巻込みによるエキスパンドテープの破れ、エキスパンドテープの引っ掛かりによるチップ間隔のばらつき、あるいはエキスパンドテープとエキスパンドリングとの接触による静電気の発生などが発生している。
【０００６】
そこで、新しいエキスパンド方式として、２軸以上の伸張機構を備え、かつ同期作動隙間を設けた機構を有し、エキスパンドテープの伸張ばらつきを吸収できる機構を備えたエキスパンド装置が開発された。
【０００７】
その結果、エキスパンドテープの伸張時におけるばらつきの低減に一定の効果は確認することができた。しかしながら、エキスパンドテープの伸張時において、エキスパンドテープに最も負荷がかかるエキスパンドテープとエキスパンドリングとの接触による摩擦抵抗は従来と同一であるため、エキスパンドテープへの負荷は従来と同等であり、エキスパンド時におけるエキスパンドテープの伸張ばらつきは依然発生している。したがって、厚さ５０μｍ未満の半導体チップに対応するには、エキスパンド時にエキスパンドテープに加わる負荷を大幅に低減する方法が必要とされていた。
【０００８】
近年、半導体製品は半導体集積回路の微細化・高機能化に伴い、更なるチップの薄型化が求められており、エキスパンドテープに加わる負荷を極力低減する方法、すなわち、エキスパンドテープとエキスパンドリングの摩擦を低減できる機能を備えたエキスパンド装置の開発が重要視されている。
【特許文献１】特開平５−１１４４２号公報
【特許文献２】特開平７−３２１０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図８の平面図と図９の断面図に示すように、前記従来のエキスパンド方式では、半導体集積回路を貼付けたエキスパンドテープ１１を伸張するとき、エキスパンドリング１５の上側に、個々に分離された半導体チップ１４を貼着したエキスパンドテープ１１が貼付けられたダイシングリング２０を配置し、上側からダイシングリング押さえ１６によりダイシングリング２０を押え込み、エキスパンドテープ１１とエキスパンドリング１５を接触させて、エキスパンドテープ１１を放射状に伸張していた。
【００１０】
特許文献１では、図１０に示すように、ダイシングリング押さえ１６は、４箇所のエアシリンダー軸３３を介し、ＸＹテーブルに取付られている。４箇所のエアシリンダー軸３３が下降すれば、ダイシングリング押さえ１６も下降するため、エキスパンド動作が行われる。この構成では、エアシリンダー径の大きなものを使用することにより、十分な駆動力を備え、かつ各駆動軸に同期動作用間隔３２を設けて、エキスパンドテープ１１とエキスパンドリング１５を接触させてエキスパンドテープ１１を放射状に伸張している。
【００１１】
また、エキスパンドテープ１１を伸張するとき、エキスパンドテープ１１とエキスパンドリング１５は接触面３１（図９参照）があり、放射状に伸張するためには必ず摩擦抵抗が発生し、お互いに擦りながら伸張するため、エキスパンドテープ１１に傷や伸張のばらつきが発生してしまう。
【００１２】
また、エキスパンドテープ１１を伸張する引張荷重は、Ａ（引張荷重）＝Ｂ（エキスパンドテープ伸長荷重）＋Ｃ（エキスパンドテープ伸張時のエキスパンドリングとの摩擦抵抗）で決まるため、Ａを最小限度に抑えるには、Ｃを限りなく０に近づける必要があるが、エキスパンドテープ１１とエキスパンドリング１５の接触による摩擦抵抗は、構造上低減させることができないため、ＸＹ軸動作するため軽量化を求められている中、ダイシングリング押さえ１６を駆動するエアシリンダー軸３３が大型化し、エキスパンド装置が大型化してしまう。
【００１３】
また、図１０の同期動作用隙間３２に関しては、各駆動軸３３に前記間隔３２を設けているが、この間隔３２を設けただけでは、同期動作用としての機能は果たせない。この間隔３２は、エアシリンダーが動作を開始し、ダイシングリング押さえ１６を動作させるまでの遊び用の間隔となる。またエアー配管の長さ，配管径，エアシリンダーの型式などを同一にして合わせた場合でも、シリンダーの機差までは、合わせ込むことは不可能であるため、結果的に、エアシリンダーの動作タイミングは異なってしまう。
【００１４】
特許文献２では、図１１に示すように、エキスパンドテープ１１の貼着部４３を加熱して伸張性を向上するための温風４１を発生する機能を有する温風装置または蓄熱装置４２を備えることにより、エキスパンドテープ１１のチップ貼着部４３の伸張性が周辺部に比べて高くなるため、従来に比べてエキスパンドリング押さえ１６を押さえる力も小さくすることができる。
【００１５】
しかし、温風装置または蓄熱装置４２から発生する５０℃〜７０℃の温風４１は、チップ貼着部４３を中心に加熱するが、エキスパンドテープ１１に伝達した熱がエキスパンドテープ外周部４４まで伝わり、その結果、エキスパンドリング１５との接触面にも熱が伝わり、チップ貼着部４３以外の外周部のエキスパンドテープ１１の伸張性が向上してしまう。つまり、本来の目的であるエキスパンドテープ１１のチップ貼着部４３の伸張性を周辺部に比べて高くすることができなくなり、チップ貼着部４３の伸張性が悪化してしまう。
【００１６】
本発明の目的は、前記従来の課題を解決し、半導体集積回路を個々のチップに分離するときに実行されて、半導体集積回路を貼付けたエキスパンドテープを伸張するエキスパンド工程において、エキスパンドテープとエキスパンドリングの接触に伴う摩擦抵抗を低減し、エキスパンド時、放射状に伸張するエキスパンドテープの保護、およびエキスパンドテープとチップ間隔のばらつきを低減する半導体製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、半導体を製造する工程において、ウェハ中に形成した集積回路素子を個々のチップに分離するエキスパンド工程を有する半導体製造装置であって、伸張性のあるテープ状のエキスパンドテープに粘着された前記ウェハが個々のチップに分離された状態で前記エキスパンドテープを保持するエキスパンドリングに、前記エキスパンドテープと接触する箇所にブロー溝を設け、エキスパンド時に前記ブロー溝から高圧ブローを吹き付けて、前記エキスパンドテープと前記エキスパンドリングとの接触面における摩擦抵抗を低減させたことを特徴とする。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の半導体製造装置において、ブロー溝を、溝幅０.２ｍｍ〜１.０ｍｍ、かつ溝深さ０.２ｍｍ〜２.０ｍｍで構成し、エキスパンド時に０．５ＭＰａ以上の高圧ブローを吹き付け、エキスパンドテープとエキスパンドリングの接触面の隙間を０ｍｍ以上０.５ｍｍ未満の範囲で均一に保持することを特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の半導体製造装置において、エキスパンドテープのウェハ裏面側に付着した粉塵を除去する粉塵除去手段として、ブロー溝もしくはその周辺からエキスパンド時にエキスパンドテープに対して高圧ブローを吹き付けることを特徴とする。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２記載の半導体製造装置において、エキスパンドテープを冷却する冷却手段として、エキスパンドテープとエキスパンドリングの接触部および周辺のブロー溝から冷却風を吹き付けることを特徴とする。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項４記載の半導体製造装置において、冷却風を１０℃以上２５℃未満の範囲に温度設定する手段を備えたことを特徴とする。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項１または２記載の半導体製造装置において、エキスパンドテープを加熱する加熱手段として温風装置あるいは蓄熱装置を設置し、エキスパンドテープを半導体チップ表裏面の一方向から加熱することを特徴とする。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、請求項６記載の半導体製造装置において、加熱温度を３０℃以上８０℃未満の範囲で温度設定する手段を備えたことを特徴とする。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、請求項１または２記載の半導体製造装置において、エキスパンドテープにおける静電気を除去する静電気除去手段として、ブロー溝およびその周辺から＋−イオンを含んだ除電ブローをエキスパンドテープに加えることを特徴とする。
【００２５】
請求項９に記載の発明は、請求項８記載の半導体製造装置において、エキスパンドテープにおける帯電量を１００Ｖ未満に保持することを特徴とする。
【００２６】
請求項１０に記載の発明は、請求項１または２記載の半導体製造装置において、請求項４記載の冷却手段と請求項６記載の加熱手段と請求項８記載の静電気除去手段とを具備し、エキスパンドリングとエキスパンドテープが接触する箇所は除電しながら冷却し、かつチップ裏面のエキスパンドテープは加熱して、主としてチップの貼着部におけるエキスパンドテープを伸張させるように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、エキスパンドリングとエキスパンドテープとの接触部にブロー溝を配し、エキスパンド時のエキスパンドリングとエキスパンドテープとの接触による摩擦抵抗を最小限度に低減させることにより、例えば、半導体チップ厚５０μｍ以下でもエキスパンドテープを安定して伸張することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の半導体製造装置の実施形態について、以下、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図１は本発明の実施形態を説明するための半導体製造装置の概略構成図であり、コレット１８と、基板・リードフレームローダ部１０１と、投入マガジンローダ部１０２と、基板・リードフレーム加熱部１０３と、ダイスボンド部１０４と、エキスパンド部１０５と、基板・リードフレーム収納部１０６とにより構成されている。
【００３０】
基板・リードフレーム投入のために、基板・リードフレームを投入するための基板・リードフレームローダ部１０１と、基板・リードフレームをマガジンに挿入してマガジンを投入する投入マガジンローダ部１０２とが設けられており、用途に応じて選択することができる構成になっている。また、半導体チップの接着方法も、ペースト接着剤と熱圧着用接着剤を用途に応じて選択することができる。
【００３１】
本実施形態において主要なダイボンド工程の概略について説明する。
【００３２】
基板・リードフレームローダ部１０１もしくは投入マガジンローダ部１０２から搬送された基板・リードフレームは、基板・リードフレーム加熱部１０３に搬送され、半導体チップとリードフレームを接着する接着剤を固めるため、上（下）方向から１００℃〜２００℃に加熱する。
【００３３】
次に、ダイスボンド部１０４にて事前に加熱（１００℃〜２００℃）された基板・リードフレームのパッド面にエキスパンド部１０５で、熱圧着用接着剤をウェハとエキスパンドテープ間に挟み込み、ダイシングで半導体チップと熱圧着用接着剤が同寸法に切断された半導体チップを放射状に伸張し、半導体チップ１４をコレット１８によってピックアップし、基板・リードフレームのパッド面に搭載し熱圧着する。そして、半導体チップを搭載した基板・リードフレームをリードフレーム収納部１０６の収納マガジンに収納する。
【００３４】
また、図示していないが、前記リードフレームはパッド部とリード部とフレーム枠からなり、半導体素子の電極部とリードフレームのリード部を金属細線などにより電気的に接続し、リードの一部，パッド部，半導体素子，金属細線を封止樹脂で覆い、最後にフレーム枠から半導体装置単体を分離させることで半導体装置が完成される。
【００３５】
図２，図３は本実施形態にて使用するエキスパンド部の全体図であって、図２は平面図、図３は断面図であり、図４，図５は本実施形態にて使用するエキスパンドリングの構成図であって、図４はその一部を示す平面図、図５は断面図である。
【００３６】
エキスパンド部１０５の主要構成は、エキスパンドテープ１１を放射状に均一に伸張するために、高圧ブロー５２を噴出する高圧ブロー溝５１が設けられたエキスパンドリング１５と、円環状のダイシングリング２０を押えるための内孔が設けられたダイシングリング押さえ１６により構成されている。
【００３７】
高圧ブロー溝５１は、エキスパンドテープ１１とエキスパンドリング１５の接触面による摩擦抵抗を最小限度に低減するため、極力、接触せずかつ高圧ブロー５２が内側と外側にスムーズに流れる構造とし、溝幅６１が０.２ｍｍ〜１.０ｍｍ、溝深さ６２が０.２ｍｍ〜２.０ｍｍで構成されている。
【００３８】
高圧ブロー５２の噴出し圧力は、０.５ＭＰａ以上で、エキスパンドテープ１１とエキスパンドリング１５の接触面の隙間６３を０ｍｍ以上０.５ｍｍ未満の範囲とする。
【００３９】
前記構成により、エキスパンドテープ１１を放射状に均一に伸張するために高圧ブロー５２を噴出する高圧ブロー溝５１が設けられて、エキスパンドテープ１１の摩擦抵抗を最小限度に低減することができ、安定したエキスパンドテープ１１の伸張を実現することができる。
【００４０】
この構成により、エキスパンドテープ１１を伸張するときに、高圧ブロー溝５１から噴出する高圧ブロー５２は、エキスパンドテープ１１の裏面に付着した粉塵（シリコンくず，ダイシング砥石くず，繊維くずなど）を除去し、エキスパンドテープを保護する機能を具備することになる。
【００４１】
また、エキスパンドテープ１１の冷却手段として、エキスパンドテープ１１とエキスパンドリング１５の接触部および周辺の高圧ブロー溝５１から１０℃以上２５℃未満の範囲で温度設定機能を有した冷却手段を備えることにより、エキスパンドテープ１４とエキスパンドリング１５が接触する付近のエキスパンドテープ１４を冷却し、エキスパンドテープ１４の伸張性を向上することができる。
【００４２】
さらに、エキスパンドテープ１１の静電気除去手段として、エキスパンドテープ１１とエキスパンドリング１５の接触部の高圧ブロー溝５１および周辺から＋−イオンを含んだ除電ブローにより、エキスパンドテープ１１が帯電量１００Ｖ未満を保持する手段を備えるとよい。
【００４３】
前記構成にてエキスパンドテープ１１を放射状に均一に伸張する際に、高圧ブロー５２によるエキスパンドテープ１１に付着した粉塵を除去すること、また、高圧ブロー５２を冷却風にすることによるエキスパンドテープ１１の伸張性を向上させること、さらに、高圧ブロー５２にイオンを含めることによる静電気除去を行うことにより、安定したエキスパンドテープの伸張が実現する。
【００４４】
図６は本実施形態に使用されるエキスパンドテープ１１を加熱する加熱手段としての温風装置および蓄熱装置を設けたエキスパンド部の全体を示す断面図である。
【００４５】
温風装置および蓄熱装置４２は、エキスパンドテープ１１を伸張する前、および同時に動作させる。温風装置および蓄熱装置４２は３０℃以上８０℃未満の範囲で温度設定される。
【００４６】
なお、本実施形態における前記各手段を単体で使用するのではなく、エキスパンドテープ１１を伸張するための高圧ブローを冷却風とし、かつイオンを含んで静電気を低減する手段を併用したり、エキスパンドリング１５とエキスパンドテープ１１が接触する箇所は除電しながら冷却し、チップ裏面のエキスパンドテープ１１は加熱することにより、主にチップ貼着部におけるエキスパンドテープ１１を伸張させるようにすることも考えられる。
【００４７】
以上のように、本実施形態では、エキスパンドテープ１１を放射状に均一に伸張する際に、温風装置および蓄熱装置４２による半導体チップ周辺のエキスパンドテープ１１の伸張性の向上と、高圧冷却ブローによるエキスパンドテープ１１の伸張性の向上と、イオンを含んだ高圧ブローによるエキスパンドテープ１１の静電気の低減化などにより、安定したエキスパンドテープ１１の伸張処理を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、ダイボンダ工程のエキスパンド工程におけるエキスパンドテープの伸張のばらつきを防止し、薄型化する半導体チップのエキスパンドテープの伸張を安定して実施できる半導体製造装置として極めて有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施形態を説明するための半導体製造装置の概略構成図
【図２】本実施形態にて使用するエキスパンド部の全体を示す平面図
【図３】本実施形態にて使用するエキスパンド部の全体を示す断面図
【図４】本実施形態にて使用するエキスパンドリングを説明するための平面図
【図５】本実施形態にて使用するエキスパンドリングを説明するための断面図
【図６】本実施形態に使用される加熱手段を設けたエキスパンド部の全体を示す断面図
【図７】（ａ）〜（ｆ）は従来の半導体製造方法の説明図
【図８】前記従来のエキスパンド方式の構成を示す平面図
【図９】前記従来のエキスパンド方式の構成を示す断面図
【図１０】従来装置におけるダイシングリング押さえを示す断面図
【図１１】従来装置におけるエキスパンドテープ加熱手段を説明するための断面図
【符号の説明】
【００５０】
１１  エキスパンドテープ
１２  ウェハ
１３  ダイシングブレード
１４  半導体チップ
１５  エキスパンドリング
１６  ダイシングリング押さえ
１７  突上げピン
１８  コレット
１９  ペースト接着剤
２０  ダイシングリング
３１  接触面
４１  温風
４２  温風装置または蓄熱装置
４３  チップ貼着部
４４  エキスパンドテープ外周部
５１  高圧ブロー溝
５２  高圧ブロー
６１  溝幅
６２  溝深さ
６３  隙間
１０１  基板・リードフレームローダ部
１０２  投入マガジンローダ部
１０３  基板・リードフレーム加熱部
１０４  ダイスボンド部
１０５  エキスパンド部
１０６  基板・リードフレーム収納部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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