(57)【要約】【課題】  半導体チップが貼り付けられたシートを均一に引き延ばす。【解決手段】  シート拡大装置は、半導体チップ１７が貼り付けられたシート７の外周を保持するシート保持機構２１、ヒータ２２で加熱される高熱伝導性材料からなるヒータブロック１１、ヒータブロック１１の外周に空気層２３を介して配置された高熱伝導性材料からなる外周ブロック１９、及びヒータブロック１１と外周ブロック１９を昇降させる昇降機構１４を備える。【選択図】図１
2005101288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップが貼り付けられたシートを引き延ばして拡大するシート拡大装置であって、
前記シートの外周を保持するシート保持機構と、
高熱伝導性材料からなり、前記シート保持機構に保持された前記シートの下面側かつ前記シートの中央部に対応する位置に配置された中央押し上げ部材と、
前記中央押し上げ部材を加熱するためのヒータと、
高熱伝導性材料からなり、前記中央押し上げ部材の外周に熱遮断部を介して配置された外周押し上げ部材と、
前記中央押し上げ部材と前記外周押し上げ部材を昇降させ、前記中央押し上げ部材及び前記外周押し上げ部材で前記保持機構で保持された前記シートを下面側から押し上げて引き延ばす、昇降機構と
を備えることを特徴とする、シート拡大装置。
【請求項２】
前記熱遮断部は空気層であることを特徴とする、請求項１に記載のシート拡大装置。
【請求項３】
前記中央押し上げ部材と前記外周押し上げ部材は、それぞれ低熱伝導性材料からなる連結部材を介して昇降機構に連結されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のシート拡大装置。
【請求項４】
前記中央押し上げ部材の平面視での外形寸法は、引き延ばし前の前記シートの半導体チップが貼り付けられた領域に対応することを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のシート拡大装置。
【請求項５】
前記外周押し上げ部材の平面視での外形寸法は、引き延ばし後の前記シートの半導体チップが貼り付けられた領域に対応することを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のシート拡大装置。
【請求項６】
前記外周押し上げ部材は放熱フィンを備えることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のシート拡大装置。
【請求項７】
前記外周押し上げ部材を液冷する液冷機構を備えることを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のシート拡大装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート拡大装置に関し、詳しくは、半導体装置の製造工程で使用され、半導体チップを貼り付けたシートを引き延ばして拡大し、それによって半導体チップを互いに分離させるシート拡大装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造では、シートに貼り付けられた状態のウエハーをスクライブ・ブレイクまたはダイシング等によりチップに分割した後、次工程で使用するためシートを引き延ばして拡大し、それよってシートに貼り付けたままで半導体チップを互いに分離させることが多い。このシート拡大に使用される種々のシート拡大装置が提供されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００３】
図７及び図８は従来のシート拡大装置の一例を示し、中心部に図示しないヒータを内蔵した円柱状のヒータブロック１が設けられ、ヒータブロック１は取付台２に取り付けられている。取付台２にはさらにリング３が装着されている。取付台２は昇降機構４を介して架台５に取り付けられている。架台５には取付台２を取り囲むシート押え下部品６が取り付けられている。
【０００４】
図９に示すように、所定の温度に加熱されたヒータブロック１、リング３、及びシート押え下部品６の上に拡大する前のシート７が配置され、シート７の外周部は押え下部品６と押え上部品８で上下から挟み込むことで固定される。なお、シート７に貼り付けられたウエハーは前工程で複数の半導体チップ１７に切断されているが、隣接する半導体チップ１７間には微細な隙間しかなく、互いに密に配置されている。
【０００５】
次に、昇降機構４により取付台２を上昇させると、図１０に示すようにヒータブロック１による下面側からの押し上げでシート７が引き延ばされる。このシート７の延びにより隣接する半導体チップ１７間の隙間が拡大し、シート７に貼り付けられた状態のままで互いに分離される。この後、リング３の周囲を輪ゴムで固定してリング３の周囲でシート７を切り取ると、半導体チップ１７が分離した状態で貼り付けられたシート７が得られる。
【０００６】
この種のシート拡大装置では、シート７が領域毎にばらつきを生じることなく均一に延び、引き延ばしよって分離された半導体チップ１７間の間隔が均一であることが好ましい。しかし、従来のシート拡大装置では、ヒートブロック１によりほぼ全領域が均一な温度に加熱された状態でシート７が引き延ばされるので、シート７は中央部では延びが小さく、外周部では延びが大きくなる傾向があり、均一な延び状態を得ることが困難である。この不均一な延びにより半導体チップ間の間隔も不均一となり、吸着エラーの原因となる等の支障が後工程で生じる。
【０００７】
なお、図１１に示すように、ドライヤ９により熱風を吹き付けてシート７を加熱する方式も知られているが、この方式であってもシート７の加熱の程度を管理ないしは制御するのが困難であるので、中央部と外周部でシート７の温度にばらつきが生じやすく、やはりシート７を均一に延ばすのは困難である。
【特許文献１】特開昭６１−４００４２
【特許文献２】特開平４−２５５２４３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みなされたもので、シート拡大装置においてシートを均一に延ばすこと課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本明細書において、「高熱伝導性」とは、熱伝導率が高いこと、具体的には０．８０〜１．００ｃａｌ／ｃｍ・ｄｅｇ程度であることをいう。例えば、真鍮等は高熱伝導性の金属材料である。また、「低熱伝導性」とは、熱伝導率が低いこと、具体的には０．０１〜０．０２ｃａｌ／ｃｍ・ｄｅｇ程度であることをいう。例えば、セラミックス等は低熱伝導性の材料である。
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明は、半導体チップが貼り付けられたシートを引き延ばして拡大するシート拡大装置であって、前記シートの外周を保持するシート保持機構と、高熱伝導性材料からなり、前記シート保持機構に保持された前記シートの下面側かつ前記シートの中央部に対応する位置に配置された中央押し上げ部材と、前記中央押し上げ部材を加熱するためのヒータと、高熱伝導性材料からなり、前記中央押し上げ部材の外周に熱遮断部を介して配置された外周押し上げ部材と、前記中央押し上げ部材と前記外周押し上げ部材を昇降させ、前記中央押し上げ部材及び前記外周押し上げ部材で前記保持機構で保持された前記シートを下面側から押し上げて引き延ばす、昇降機構とを備えることを特徴とする、シート拡大装置を提供する。
【００１１】
中央押し上げ部材は高熱伝導性材料からなるのでヒータによって均一に加熱される。外周押し上げ部材から中央押し上げ部材への熱の伝達は熱遮断部で遮断されるので、外周押し上げ部材は中央押し上げ部材よりも低温であり、かつ外周押し上げ部材は高熱伝導性材料からなるので均一な温度で保持される。換言すれば、中央押し上げ部材と外周押し上げ部材は共に均一な温度で維持され、かつ中央押し上げ部材は外周押し上げ部材よりも高温である。従って、中央押し上げ部材及び外周押し上げ部材により下面側から押し上げられるシートの温度分布は、中央部が外周部と比較して高温（外周部が中央部と比較して低温）となる。外周がシート保持機構により保持されているシートは、仮に全領域で温度分布が均一であるとすると、中央部よりも外周部で延びが大きくなる傾向がある。しかし、前述の温度分布によりシートの外周部よりも中央部が延びやすくなるので、結果的にシートの延びは中央部と外周部で均一となる。
【００１２】
前記熱遮断部は、例えば空気層である。熱遮断部は低熱伝導性材料からなる部材であってもよい。
【００１３】
前記中央押し上げ部材と前記外周押し上げ部材は、それぞれ低熱伝導性材料からなる連結部材を介して前記昇降機構に連結されていることが好ましい。かかる構成により、中央押し上げ部材と外周押し上げ部材の間の熱遮断性が高まるので、より確実にシートを均一に引き延ばすことができる。
【００１４】
前記中央押し上げ部材の平面視での外形寸法は、引き延ばし前の前記シートの半導体チップが貼り付けられた領域に対応することが好ましい。（チップはシートにより引き延ばされるので、引き延ばし直前のチップが貼り付けられた領域のシートは均等に加熱されていることが望ましいためである。）
【００１５】
また、前記外周押し上げ部材の平面視での外形寸法は、引き延ばし後の前記シートの半導体チップが貼り付けられた領域に対応することが好ましい。（外周押し上げ部材の平面視での外形寸法が引き延ばし後のシートの半導体チップが貼り付けられた領域より大き過ぎると初期のシートサイズや装置サイズ及び押し上げ荷重が必要以上に大きくなり不経済的かつ使用勝手も悪くなるためである。引き延ばし開始のチップ搭載部シートの外周から徐々に冷却され、丁度引き延ばし後の前記シートの半導体チップが貼り付けられた領域に対応することが好ましい。）
【００１６】
前記外周押し上げ部材は放熱フィンを備えていてもよい。放熱フィンを設けることで外周押し上げ部材の表面積が増加して周囲の空気との熱交換の効率が高まるので、外周押し上げ部材がより確実に中央押し上げ部材よりも低い温度で保持される。また、前記外周押し上げ部材を液冷する液冷機構を設けることによっても、外周押し上げ部材をより確実に中央押し上げ部材よりも低い温度で保持できる。外周押し上げ部材を中央押し上げ部材よりも低温で維持することで、前述のようにシートを均一に引き延ばすことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のシート拡大装置はシートを均一に引き延ばすことができるので、引き延ばしによってシートに貼り付けられた状態で分離される半導体チップ間の間隔も均一となる。従って、後工程における半導体チップ間の間隔が不均一であることに起因する装置の停止、吸着エラー等の不具合発生が減少し、かつ１枚のシートの貼り付けられた半導体チップの有効使用数が向上するので、半導体装置の製造における工程効率を大幅に向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１９】
（第１実施形態）
図１及び図２を参照すると、シート拡大装置は、架台１５上に円筒状のシート押え下部品１６を備えている。このシート押え下部品１６は後述するシート押え上部品２６（図３参照）と共に、シート７の外周を保持するシート保持機構２１を構成する。
【００２０】
シート拡大装置の中央部、詳細にはシート保持機構２１に保持されたシート７の下面側かつシート７の中央部に対応する位置に、中央押し上げ部材としてのヒータブロック１１が配置されている。このヒータブロック１１は高熱伝導性金属材料（例えば真鍮）からなり、ヒータ２２を内蔵している。ヒータブロック１１は全体として短円柱状である。図３に示すようにヒータブロック１１の平面視での外形寸法は、引き延ばし前の前記シートの半導体チップが設けられた領域に対応している。
【００２１】
ヒータブロック１１の周囲には外周押し上げ部材としての円筒状の外周ブロック１９が配設されている。外周ブロック１９はヒータブロック１１と別体であり、高熱伝導性金属材料（例えば真鍮）からなる。ヒータブロック１１の外周と外周ブロック１９の内周との間には、熱遮断部としての空気層２３が介在している。ただし、空気層２３に代えてセラミックス等の低熱伝導性材料からなる部材を熱遮断部としてヒータブロック１１と外周ブロック１９の間に介在させてもよい。外周ブロック１９の平面視での外形寸法は、図４に示すように引き延ばし後のシート７の半導体チップ１７が設けられた領域に対応している。
【００２２】
ヒータブロック１１及び外周ブロック１９は、セラミックス等の低熱伝導性材料からなる取付台１２に下端側が固定されている。取付台１２は有底の円筒状であり、底部にヒータブロック１１及び外周ブロック１９が固定され、円筒状の周壁の上端にリング１３が装着されている。
【００２３】
取付台１２は昇降機構１４を介して架台１５に連結されている。この昇降機構１４は、例えば油圧又は空気圧で作動するシリンダや、電気モータに駆動されて昇降する機構を備えている。
【００２４】
次に、本実施形態のシート拡大装置を使用したシート７の引き延ばし工程について説明する。まず、ヒータ２２によりヒータブロック１１を所定の温度まで加熱した後、シート７に貼り付けらたれ状態のままでウエハーを複数の半導体チップ１７に切断しておいたシート７の外周をシート押え下部材１６とシート押え上部材１７の間に配置する。シート押え下部材１６とシート押え上部材１７を図示しない締付手段で互いに締め付けることで、シート７の外周を挟み込んで保持する。
【００２５】
次に、昇降機構１４により取付台１２を上昇させると、取付台１２に固定されたヒータブロック１１と外周ブロック１９がシート７を下面側から押し上げ、それによってシート７が引き延ばされる。引き延ばし後に、リング１３の周囲を輪ゴムで固定してリング１３の周囲でシート７を切り取ると、半導体チップ１７が分離した状態で貼り付けられたシート７が得られる。
【００２６】
ヒータブロック１１は高熱伝導性材料からなるのでヒータ２２によって均一に加熱される。ヒータブロック１１から外周ブロック１９への熱の伝達は空気層２３で遮断され、かつ周囲の空気と熱交換を行うので、外周ブロック１９はヒータブロック１１よりも低温である。また、外周ブロック１９は高熱伝導性材料からなるので均一な温度で保持される。換言すれば、ヒータブロック１１と外周ブロック１９は共に均一な温度で維持され、かつヒータブロック１１は外周ブロック１９よりも高温である。従って、ヒータブロック１１及び外周ブロック１９により下面側から押し上げられるシート７の温度分布は、中央部が外周部と比較して高温（外周部が中央部と比較して低温）となる。そのため、仮に温度分布が均一であれば大きな延びを示すシート７の外周部の延びが、中央部の延びと比べて抑制され、結果的にシート７の延びは中央部と外周部で均一となる。シート７が均一の延びるので、シート７の延びにより生じる半導体チップ１７間の間隔も均一となる。従って、後工程における半導体チップ間の間隔が不均一であることに起因する装置の停止、吸着エラー等の不具合発生が減少し、かつ１枚のシート７に貼り付けられた半導体チップ１７の有効使用数が向上するので、半導体装置の製造における工程効率を大幅に向上することができる。
【００２７】
また、ヒータブロック１１と外周ブロック１９間に空気層２３を介在させたことに加え、ヒータブロック１１と外周ブロック１９を昇降機構１４に連結している取付台１２を低熱伝導性の材料から構成しているので、ヒータブロック１１と外周ブロック１９との間の熱遮断性が高く、外周ブロック１９をヒータブロック１１に対して確実に低温状態で保持することができる。
【００２８】
（第２実施形態）
図５に示す本発明の第２実施形態では、外周ブロック１９の内周及び外周に放熱用のフィン１９ａを設けている。このフィン１９ａを設けることで、外周ブロック１９の単位体積当たりの表面積が増加するので周囲の空気との熱交換の効率が向上し、外周ブロック１９はより確実にヒータブロック１１よりも低い温度で保持される。第２実施形態のその他の構成及び作用は、第１実施形態と同様であるので同一の要素は同一の符号を付して説明を省略する。
【００２９】
（第３実施形態）
図６に示す本発明の第３実施形態では、外周ブロック１９の液冷機構３１を設けている。この液冷機構３１は、外周ブロック１９に設けられた冷媒通路３２と、この冷媒通路３２中で冷媒（例えば常温又は冷却された水）を供給して循環させる冷媒供給装置３３とを備える。この液冷機構３１を設けた場合にも、確実に外周ブロック１９をヒータブロック１１よりも低い温度で保持することができる。第３実施形態のその他の構成及び作用は、第１実施形態と同様であるので同一の要素は同一の符号を付して説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るシート拡大装置を示す図２のI−I線での部分断面図。
【図２】本発明の第１実施形態に係るシート拡大装置を示す平面図。
【図３】シートを引き延ばす前の状態の第１実施形態に係るシート拡大装置を示す部分断面図。
【図４】シートの引き延ばしが完了した状態の第１実施形態に係るシート拡大装置を示す部分断面図。
【図５】本発明の第２実施形態に係る部分断面図。
【図６】本発明の第３実施形態に係る部分断面図。
【図７】従来のシート拡大装置を示す図８のVII−VII線での断面図である。
【図８】従来のシート拡大装置を示す平面図である。
【図９】シートを引き延ばす前の状態の従来のシート拡大装置を示す部分断面図。
【図１０】シートの引き延ばしが完了した状態の従来のシート拡大装置を示す部分断面図。
【図１１】従来のシート拡大装置の他の例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
７  シート
１１  ヒータブロック
１２  取付台
１３  リング
１４  昇降機構
１５  架台
１６  シート押え下部品
１７  半導体チップ
１９  外周ブロック
１９ａ  フィン
２１  シート保持機構
２２  ヒータ
２３  空気層
３１  液冷機構
３２  冷媒通路
３３  冷媒供給装置
【図１】
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【図２】
2005101288.tif 000004
【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】
2005101288.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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