JP2006135013A - 実装装置及び実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ウェハ内に形成されたチップを基板に装着する実装装置において、ウェハが大口径化する場合にも、実装装置の大型化を抑える。
【解決手段】 複数のチップが形成されたウェハをウェハテーブルに載置し、ウェハ内の複数のチップのいずれかを突上部により押し上げ、押し上げられたチップを保持して基板上に装着する。この装着の際には、ウェハ面内を、ウェハの中心付近にあるチップを中心チップとして、中心チップの４辺を、それぞれ一方向に、かつ、対向する２辺については互いに別の方向に、延びるように延長させた延長線により分けた４つのエリアに分割する。そして、このエリアのうちいずれか１のエリアが、ウェハテーブルの所定の移動範囲内に位置するように、ウェハテーブルを基準位置から所定の角度回転させて、移動範囲内に移動されたエリア毎に、チップの装着を行う。
【選択図】 図１

Description

この発明は実装装置及び実装方法に関する。更に、具体的には、半導体チップをリードフレームやパッケージ等の基板に装着する際に用いる実装装置及び実装方法に関するものである。

一般に、半導体装置の製造工程において、例えば、ウェハから切り出された半導体チップを、リードフレームに装着（ボンディング）する場合、ダイボンディング装置が用いられる。ダイボンディング装置では、ウェハテーブル上に、複数のチップが形成されそれぞれがダイシングされた状態のウェハが載置される。そして、ウェハから、１のチップを、ピックアップユニットによりピックアップする。このとき、ウェハ下面側からは、ピックアップされるチップが、突出ユニットにより突き出される。そして、ピックアップされたチップは、別の場所に準備されたリードフレームの所定の位置まで移動され、リードフレームにボンディングされる。

このような装置においては、突出ユニットが設けられた位置の上部に、ボンディングの対象となるチップが配置されるように、ウェハを、ウェハテーブルにより移動させる。そして、ピックアップユニットを下方に動かしてチップをピックアップして、リードフレームに装着する。

ところで、このような装置を用いる場合、ウェハが大口径化するにつれて、ウェハテーブルを大きくし、また、ウェハテーブルの稼動範囲も大きくしなければならない。従って、ウェハの大口径化に伴い、ダイボンディング装置も大型化してしまう。しかし、装置の大型化は、半導体装置の製造に大きなスペースを必要とし、コストの増大等を招くため問題となる。

従って、ウェハが、４インチ（１０１．６mm）、５インチ（１２７mm）と大口径化するのに備えて、従来の小型のダイボンディング装置を改良して用いるようにする技術が考えられている。

この技術では、ウェハを、ウェハの中心を通り、９０度に直行する２本の直線により、４つのエリアに分割して、１つのエリアの全チップをボンディングした後、ウェハテーブルを９０度回転させ、隣のエリアの全半導体チップをボンディングする。これを繰り返すことにより、４つのエリアの全チップのボンディングを行うことができるようにしている。このようにすることにより、ウェハテーブルは、ウェハの１/４の距離を移動することができればよく、従って、従来の装置を改良して、小型の装置のまま、半導体チップのボンディングを行うことができる（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６０−５７９４２号公報

しかしながら、ウェハは、更に大口径化が進み、現在では、８インチウェハ、あるいはそれ以上のウェハの処理を考える必要がある。従って、４インチより前の世代の小型の装置を４インチ、５インチ用に改良した技術では、対応することができない。

また、ウェハの大口径に対して、チップ内のパターンは微細化が進み、ボンディングにおいても、正確な位置合わせが要求される。従って、ウェハテーブルを回転させる技術だけでは、チップのボンディング位置にズレが生じることが考えられるため、問題となる。

また、１のウェハ内に形成されるチップの枚数、あるいは各チップの形状も、多様化している。しかし、上述したウェハの中心を通る中心線で、４つのエリアに分ける方法では、ウェハ上のチップ枚数が奇数の場合に適用することができない。即ち、奇数枚の場合、その中心線が、チップの中央を通ることになり、その中心線上にあるチップのボンディングができないことになる。あるいは、チップが偶数の場合であっても、チップサイズがウェハ面内で全て均一であるとは限らず、この場合、ウェハの中心線が、チップ上に乗ることも考えられる。

従って、この発明は、ウェハが大型化する場合にも、実装装置自体の大型化を抑えつつ、かつ、ウェハ面内に、多種類のチップが形成されているような場合でも、正確にチップをボンディングすることができるように改良した実装装置及び実装方法を提案するものである。

この発明の実装装置は、ウェハ内の複数個に分割されたチップを保持し、基板に装着する実装装置である。この実装装置は、前記ウェハを載置するウェハテーブルと、前記ウェハテーブルに載置された前記ウェハ内の複数のチップのいずれかを押し上げる突上部と、前記突上部に押し上げられたチップを保持して、前記基板上に移動する保持部とを備える。また、前記ウェハテーブルは、前記ウェハ内の複数のチップのうち、装着の対象となるチップが、前記突上部上方に位置するように、所定の移動範囲内で、前記ウェハを移動させる駆動機構を備える。また、ウェハテーブルは、前記ウェハ面内を、前記ウェハの中心付近にあるチップを中心チップとして、前記中心チップの４辺を、それぞれ一方向に、かつ、対向する２辺については互いに別の方向に、延びるように延長させた延長線により４つのエリアに分けた場合に、前記エリアのうちいずれか１のエリアが、前記ウェハテーブルの前記所定の移動範囲内に位置するように、前記ウェハテーブルを基準位置から所定の角度回転させるテーブル回転機構を備える。

また、この発明の実装方法は、複数のチップが形成されたウェハをウェハテーブルに載置し、保持部により１のチップを取り上げ、基板に装着する実装方法である。この実装方法においては、前記ウェハの中心付近の１のチップを中心チップとして選択し、前記中心チップの４辺を、それぞれ一方向に、かつ、対向する２辺については互いに別の方向に、延びるように延長させた延長線により、前記ウェハ面内を、前記中心チップに接する中心角が９０度である第１、第２、第３、第４エリアに分割する。そして、前記第１エリアが、前記ウェハテーブルの所定の移動範囲内に配置されるようにして、前記１エリア内の前記チップを、それぞれ、前記保持部により前記基板に装着する。その後、前記ウェハテーブルを９０度回転させて前記第２エリアが前記所定の移動範囲内に配置されるよう前記第２エリア内の前記各チップを、前記保持部により保持した状態で前記ウェハテーブルの回転と逆の方向に９０度回転させて、前記基板に装着する。また、その後、前記ウェハテーブルを９０度回転させて、前記第３エリアが前記所定の移動範囲内に配置されるようにし、前記第３エリア内の前記各チップを、前記保持部により保持した状態で前記ウェハテーブルの回転と逆の方向に１８０度回転させて、前記基板に装着する。また、その後、前記ウェハテーブルを９０度回転させて、前記第４エリアが前記所定の移動範囲内に配置されるようにし、前記第４エリア内の前記各チップを、前記保持部により保持した状態で前記ウェハテーブルの回転と逆の方向に２７０度回転させ、前記基板に装着する。そして、前記中心チップを、前記保持部により保持した状態で前記ウェハテーブルの回転と逆の方向に２７０度回転させ、前記保持部により前記基板に装着する。

この発明においては、実装装置は、ウェハ面内の中心付近にあるチップを中心チップとして、中心チップの各辺を、それぞれ一方向に、かつ、互いに対向する２辺については逆方向に、延長した延長線により、ウェハを４つのエリアに分割する。そして、ウェハを回転させて、各エリアごとにチップのボンディングを行う。従って、従来の実装装置のウェハテーブルの、突出部に対する移動量を、ウェハの１/４程度の距離に抑えることができる。また、中心チップを選択し、これを中心とするため、ウェハ面内に奇数のチップが形成されている場合や、形状の異なるチップが形成されている場合にも、確実に全てのチップのボンディングを行うことができる。従って、ウェハが大口径化し、かつ、多用化する場合にも、装置の大型化を抑えることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。
また、以下の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及する場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に限定されるものではない。また、実施の形態において説明する構造や、方法におけるステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１におけるダイボンディング装置を説明するための模式図である。また、図２は、実施の形態１におけるダイボンディング装置において処理するウェハについて説明するための上面図である。
図１を参照して、ダイボンディング装置１００において、ウェハテーブル２の上方には、認識カメラ４及びピックアップユニット６が設けられ、ウェハテーブル２の下方には、突上ユニット４が設置されている。

ウェハテーブル２は、回転軸を中心に回転することができる。また、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向への移動を行うことでき、これにより、ウェハの位置合わせを行うことができる。
認識カメラ４は、ウェハテーブル２上のチップの画像を必要に応じて取得することができる。

ピックアップユニット６は、吸着部１０と回転軸１２とを有する。吸着部１０は、回転軸１２により回転軸１２の中心軸を中心として回転することができる。また、ピックアップユニット６は、後述するが所定の範囲内を移動することができる。

突上ユニット８は、回転軸１４により、回転軸１４の中心軸を中心に回転することができる。但し、ボンディング処理中、突上ユニット４の回転の中心軸は、Ｘ、Ｙ方向には移動することはなく、固定された位置において回転し、あるいは、Ｚ方向の上下移動を行うのみである。

ウェハテーブル２とピックアップユニット６の回転軸１２と突上ユニット８の回転軸１４とは、それぞれ、駆動手段１６に接続されている。駆動手段１６は、回転軸１２、１４及びウェハテーブル２を回転させることができる。また、駆動手段１６及び認知カメラ４は、共に、制御手段１８に接続されている。
また、ウェハテーブル２とは異なる場所に、リードフレーム台２０が設けられている。

このように構成されたダイボンディング装置を用いてボンディングを行う場合、ウェハテーブル２には、ウェハ３０が載置される。このとき、ウェハ３０は、粘着シートが取り付けられた状態で、複数のチップ３２にダイシングされている。また、リードフレーム台２０には、チップ３２を搭載するためのリードフレーム３４が配置される。

ダイボンディング装置は、ウェハ３０上のチップ３２を、ピックアップユニット６により、１つずつピックアップして、リードフレーム台２０のリードフレーム３４上にボンディングする。この実施の形態１においては、ウェハ３０を４つのエリアに分けて、エリアごとの処理を行う。

具体的には、図２に示すように、ウェハ３０の中心付近にあるチップを、中心チップ３２ａとして決定する。そして、この中心チップ３２ａの４辺をそれぞれ１方向に、かつ、対向する２辺については互いに逆の方向に延ばした延長線により、ウェハ３０面内を４つのエリアに分割する。即ち、ウェハ３０面内は、上面から見て、各エリアの中心角が９０度の扇形状の４エリアに分割され、ウェハ３０内の中心チップ３２ａを除く全てのチップ３２は、４つのエリアのいずれかに含まれる。実施の形態１においては、図２における左右の辺を、それぞれ、下、上方向に伸ばし、上下の辺を、それぞれ、左、右方向に伸ばした線により、４つのエリアに分割している。なお、以下、実施の形態１〜４においては、ウェハ３０の、図２における左下、左上、右下、右上のエリアを、それぞれ、第１、第２、第３、第４エリアと称することとする。

ウェハテーブル２は、Ｚ方向の移動によりウェハテーブル２の高さ及び傾きを調節し、かつ、ＸＹ方向に移動する。ウェハテーブル２の移動範囲は、ウェハの第１〜第４エリアの各エリア内に形成されている全てのチップ３２について、その中心が、ウェハテーブル２の移動により、突上ユニット８上に位置するようにできる範囲である。なお、以下、簡略化のため、ウェハステージ２の移動により突上げユニット８上に位置するようにできる範囲を、「処理範囲」と称することとする。
また、認識カメラ４は、ウェハステージ２の処理範囲内のボンディング対象となっているチップ３２の画像を認識することができる。なお、以下簡略化のため、ボンディング対象となっているチップを、「対象チップ」と称することとする。

認識カメラ４により、第１〜第４エリアのうち対象チップの画像が認識されると、この画像が制御手段１８に送られる。そして、制御手段１８により、予め登録されたそのチップ３２の位置合わせの基準となるテンプレート画像と比較して、ボンディングされるチップ３２の中心が、突上ユニット８の直上、かつ、ピックアップユニット６の直下にくるように、ウェハテーブル２の移動量が算出される。この算出結果により、駆動手段１６は、ウェハテーブル２のＸＹ方向への移動による位置合わせを行う。

また、実施の形態１では、ウェハテーブル２は、９０度毎の回転を行うことができる。この回転は、ウェハ３０上の中心チップ３２ａの中心を中心に行う。実際のボンディングの際には、ウェハ３０を載置する際には、まず第１エリアから順に、チップの装着処理が行われるようにウェハ３０を載置して位置合わせが行われる。そして、第１エリア内のチップ３２が、順に処理された後、ウェハテーブル２は、中心チップ３２ａの中心を中心として、左周りに９０度回転する。このようにすると、第２エリアが、ウェハステージ２の処理範囲に移動することになる。このように、ウェハテーブル２の９０度ごとの回転を続けることにより、第１〜第４エリアの全ての処理を行うことができるようになっている。

また、ピックアップユニット６は、吸着部１０により、所定のチップ３２をピックアップすることができる。ピックアップするチップ３２は、ウェハテーブル２のＸＹ方向の移動により、常に、ピックアップユニット６の直下に位置するようになっている。また、ピックアップユニット６は、回転軸１２を中心として回転することができ、これにより、チップ３２のウェハテーブル２の回転による位置のズレを、元に戻す方向に、チップ３２を回転させることができる。ピックアップユニット６のピックアップ時の動作は、基本的に上下移動と、回転軸１２を中心とした回転のみである。

また、突上ユニット８は、ピックアップユニット６によるピックアップの動作を補助する。即ち、突上げユニット８は上方に位置するチップ３２を下から押し上げる。そして、ピックアップユニット６により、突き上げられたチップ３２が、ピックアップユニット６の吸着部１０に吸着されて保持されることになる。また、突上ユニット８は、基本的に位置を変えず、ウェハテーブル３０がＸＹ方向に移動することにより、突上げユニット８直上に、ボンディング対象のチップ３２が配置されるようにする。従って、突上ユニット８の突上げ時の動作も基本的には上下方向のみであるが、突上ユニット８は、回転軸１４を中心として、回転を行うことができるようになっている。

また、制御手段１８は、上述したようにウェハテーブル２及びピックアップユニット６、突上ユニット８の移動や回転を制御する。また、制御手段１８には、各チップ３２移動時の位置合わせの際に基準となる、テンプレート画像が、各エリアごとに、チップ３２のパターンの種類に応じて登録されている。また、中心チップ３２ａは、全てのエリアのボンディングが完了した後に処理されるものであるため、ウェハテーブル２の回転等においては、中心チップ３２ａのデータを位置合わせに用いることができる。

上述したように、ウェハテーブル２は、ボンディングの際に、ＸＹ方向に移動する。そして、ウェハテーブル２が９０度ずつの回転を行う。従って、各エリアによって、ウェハ３０面内での、Ｘ方向Ｙ方向の入れ替わり、あるいは、＋方向−方向の入れ替わりが発生する。具体的に、例えば、第１エリアのＸ方向、Ｙ方向を基準位置としたとき、第２エリアでは、基準位置における＋Ｘ方向、＋Ｙ方向が、それぞれ、＋Ｙ方向、−Ｘ方向となる。制御手段１８は、これに対応して、ウェハ３０内のチップのデータマップを、中心チップ３２ａを中心としたチップマップとして記憶し、必要に応じて、必要な方向に補正する機能を有している。

図３は、この発明の実施の形態１において、ダイボンディング装置により、ダイボンディングを行う場合の動作について説明するためのフロー図である。また、図４は、ウェハ３０内のチップを処理する進捗状態を説明するための上面模式図である。
以下、図３、図４を参照して、ウェハ３０のボンディング処理を行う手順について説明する。

まず、ウェハテーブル２の第１エリアが処理範囲に位置するように、駆動手段１６により、ウェハテーブル２を移動し、予め取得した中心チップ３２ａのデータに基づいて、位置合わせを行う（ステップＳ２）。その後、認識カメラ４により、第１エリアの対象チップ２の画像を認識する（ステップＳ４）。次に、対象チップ３２の画像と、その対象チップ３２に対応する、予め登録された位置合わせの基準となるテンプレート画像とを比較する。そして、制御手段１８において、ピックアップユニット６の吸着部１０及び突上ユニット８の中心に、対象チップ３２の中心が重なるように、ウェハテーブル２の位置の補正量を算出する。駆動手段１６は、この算出された補正量により、ウェハテーブル２を移動してウェハテーブル２の位置を決定する（ステップＳ６）。

次に、突上ユニット８により対象チップ３２は突き上げられてウェハ３０の粘着シートから剥離され、下方に移動したピックアップユニット６の吸着部１０により吸着される（ステップＳ８）。そして、ピックアップユニット６により、リードフレーム３４上の所定位置に移動され（ステップＳ１０）、リードフレーム３４にプレスされて（ステップＳ１２）、対象チップ３２の搭載が終了する。

次に、第１エリア内に、まだ、ボンディングされていないチップ３２が残っている場合には、次のチップ３２を対象チップとして、上述したステップＳ４〜Ｓ１２の方法により、ボンディングを行う。

第１エリア内の全てのチップのボンディングが終了したところで、ウェハテーブル２の回転を行う（ステップＳ１４）。ここでは、ウェハテーブル２を、上面から見て左回りに９０度回転する。この回転により、図４に示すように、第２エリアが、ウェハテーブル２の処理範囲に移動する。

ここで、中心チップ３２ａの情報を基に、中心チップ３２ａの中心を回転軸とする。そして、マップがずれないように、中心チップ３２ａと回転中心で合成されるベクトルから、エリア回転時の中心チップ３２ａ軌跡を算出し、回転後、再認識を実行し、中心チップ３２ａをサーチし、第２エリアの位置合わせを行う（ステップＳ２）。このとき、中心チップ３２ａが見つからない場合には、制御手段１８は、Ｘ方向、Ｙ方向に、それぞれ、１/２チップサイズ分ずつウェハテーブル２を移動して、中心チップ３２ａをサーチする。

その後、第２エリアについて、上述したステップＳ４〜Ｓ１２を繰り返すことにより、第２エリアのチップ３２のボンディングを行う。
但し、このとき、第２エリアのチップ３２は、通常の状態から、左周りに９０度回転した状態となっている。このため、ピックアップ動作（ステップＳ８）の際には、ピックアップユニット６は、その吸着部１０を回転軸により、予め、左回りに９０度回転させておく。そして、ピックアップ後、その移動の過程において（ステップＳ１０）、回転させた吸着部１０を元の位置に戻す。これにより、吸着部１０及び保持されたチップ３２は、右回りに９０度回転し、チップ３２は、ウェハステージ２の回転によるズレが修正され、通常の位置に戻された状態となる。この状態で、チップ３２は、リードフレーム３４にボンディングされる（ステップＳ１２）。

第２エリア内の全ての対象チップのボンディングを行った後、再び、ウェハテーブル２を９０度回転する（ステップＳ１４）。この回転により、第３エリアがウェハテーブル２の処理範囲に移動し、第３エリア内のチップ３２がボンディングの対象となる。その後、第３エリアについて、位置合わせ（ステップＳ２）を行い、第１エリア、第２エリアと同様にステップＳ４〜Ｓ１２を繰り返すことによりチップ３２のボンディングを行う。但し、第３エリアは、ウェハテーブル２を左回りに、合計で１８０度移動しているため、チップ３２も、通常の状態から１８０度回転した状態となっている。従って、ピックアップ動作（ステップＳ８）の際には、ピックアップユニット６の吸着部１０は、予め左周り、あるいは、右回りに１８０度回転させておいて、移動の過程において（ステップＳ１０）、この１８０度の回転を元に戻す。

第３エリアの全対象チップのボンディングが終了した後、ウェハテーブル２を、更に、左回りに９０度回転する（ステップＳ１４）。この回転により、第４エリアがウェハテーブル２の処理範囲に移動し、第４エリアのチップ３２がボンディングの対象となる。再び、第４エリアについて、位置合わせ（ステップＳ２）を行い、ステップＳ４〜Ｓ１２を繰り返すことにより、対象チップのボンディングを行う。ここで、第４エリアは、ステージを左回りに合計で２７０度回転しているため、第４エリアのチップは、通常の状態から、２７０度左回りに回転している。従って、吸着部１０も、そのピックアップ動作時に、予め左回りに２７０度あるいは右回りに９０度回転させておいて（ステップＳ８）、移動の過程において（ステップＳ１０）、この回転を元に戻す。

以上のようにして、第１〜第４エリアの全チップ３２のボンディングが終了した後、中心チップ３２ａのボンディングを行う。ここでは、第４エリアに続けて行うため、チップは、左回りに２７０度回転した状態にある。従って、第４エリアと同様に、吸着部１０は、そのピックアップ動作時に、予め、左回りに２７０度あるいは右回りに９０度回転させて、吸着させ（ステップＳ８）、移動時において（ステップＳ１０）、その回転を元に戻した状態で、リードフレーム３４にボンディングする。これにより、ウェハ３０内の全てのチップ３２についてのボンディングが終了する。

以上説明したように、実施の形態１においては、ウェハ３０内を４つのエリアに分割して、１のエリアのボンディングを行った後、次のエリアはウェハ３０を９０度回転させてボンディングを行う。従って、ウェハテーブル２の突上ユニット８に対するＸ、Ｙ方向の移動範囲は、各エリアに対応した範囲、即ち、ウェハの概ね１/４程度の範囲でよく、例えば、８インチウェハを考えると、１５０mm×１５０mm程度の範囲でよい。従って、ウェハが大口径化する場合にも、ダイボンディング装置の小型化を図ることができる。また、ウェハテーブル２の移動範囲の大幅な拡大を必要としないため、従来の小さなウェハに対応する移動範囲しか持たないダイボンディング装置を改良するだけで、大口径化するウェハに対応することができる。

また、実施の形態１では、ピックアップユニット６によりチップをピックアップする際に、吸着部１０を回転軸１２により、予め、そのエリアの回転された角度にあわせて回転させておいて、リードフレーム３４側に移動する際に、この回転を戻す。これにより、ウェハテーブル２の回転により方向の変ったチップ３２を、移動において正常の向きに戻して、装着方向のズレを解消し、ボンディングすることができる。また、この回転は、ピックアップユニット６の移動時において行われるため、スループットを低下させることなく行うことができる。

また、実施の形態１では、ウェハ３０面内を４つのエリアに分割する際に、中心に、いずれのエリアにも属さない中心チップ３２ａを残し、この中心チップ３２ａの各辺の延長方向に沿って分割するように設定した。図２では、同形状のチップ３２が、Ｘ、Ｙ方向に奇数枚ずつ配置され、ウェハ３０の中心に位置するチップを中心チップ３２ａとする場合について図示した。しかし、中心チップ３２ａとしては、ウェハ３０の中心付近にあるチップを任意に選択することができる。

図５は、チップ３２がＸ、Ｙ方向にそれぞれ、偶数枚配置され、中心チップ３２ａの中心が、ウェハ３０の中心と一致しない場合を表している。
例えば、図５に示すように、中心チップ３２ａが中心にない場合、例えば、チップが、Ｘ方向、Ｙ方向にそれぞれ、偶数枚ずつ配置されているような場合であっても、中心付近にあるチップ３２を中心チップ３２ａとして決め、これを基準とすることができる。そして、このチップ３２ａの中心を回転軸とする。また、チップの形状が異なっているようなものが複数個配置されている場合には、ウェハ３０の中心に近いチップを中心チップ３２ａとすればよい。このように、実施の形態１は、ウェハ３０に、奇数枚、偶数枚のチップが配置されているいずれの場合にも、また、形状の異なるチップが配置されている場合にも、適用することができる。

また、実施の形態１では、どのエリアにも属さない中心チップ３２ａを設けることにより、基準情報として、中心チップ３２ａの位置情報を登録する。そして、ウェハテーブル２回転の際には、このチップの位置を追尾、補正することで、ウェハ３０のマップズレを防止することができる。

また、実施の形態１では、ウェハを４つに分割する場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、２つに分割するようなものであってもよい。但し、この場合、必要のウェハテーブル２の移動範囲が大きくなることを考慮する必要がある。ウェハ面内を半分のエリアに分割する場合には、例えば、ウェハを、１８０度回転させて、ボンディングを行うことができる。

また、実施の形態１では、ピックアップユニット６の吸着部１０が予め、チップの位置のズレを補正する方向に回転させておく場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、例えば、ピックアップユニット６により吸着部１０を吸着した後で、チップ３２を回転させて、回転によるズレを戻すものであっても良い。

実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２におけるウェハを説明するための上面図である。
実施の形態２におけるダイボンディング方法は、実施の形態１において説明したものと同様である。但し、実施の形態２においては、制御装置１８により、各チップの位置合わせの際に用いるテンプレート画像を、各エリアごとに、基準画像から算出して登録する。

ここでは、まず、第１のエリアの基準画像となるチップの画像を認識カメラ４で取得して制御手段１８に登録する。そして、制御手段１８は、この第１エリアの基準画像を第１テンプレート画像として登録する。そして、その登録された第１テンプレート画像を、左回りに、９０度、１８０度、２７０度左方向に画像処理で回転したものを作成し、これを、第２テンプレート画像、第３テンプレート画像、第４テンプレート画像として登録する。

このとき、一般に、Ｘ方向、Ｙ方向の認識カメラ４の分解能は異なっている。従って、この分解能の違いを補正するように、第１テンプレート画像は予め大きく取り込んでおく。そして、第１〜第４テンプレート画像作成においては、Ｘ方向Ｙ方向の変換において不足するデータを補完するようにする。

各エリアのチップ３２をボンディングする際、対象チップの中心位置への移動の際の位置合わせにおいては（ステップＳ６）、このようにして作成した、第１〜第４テンプレート画像を、それぞれ、各エリアにおけるテンプレート画像として用いる。

以上説明したように、実施の形態２においては、第１のエリアから認識した１のチップ３２の画像により、各エリアに対応するテンプレート画像を作成することができる。また、このテンプレート画像は、Ｘ方向、Ｙ方向の分解能の違いを補完して作成する。従って、各エリアのチップ３２に対するテンプレート画像の登録時間を削減して、各エリアに対応する正確なテンプレート画像を作成することができる。

なお、実施の形態２においては、第１エリアから取得したテンプレート画像を基準として、これを回転させて、それぞれ第２〜第４エリアに対応するテンプレート画像を作成する場合について説明した。しかし、テンプレート画像の作成方法はこれに限るものではない。例えば、認識カメラ４を、ウェハテーブル２の回転角度にあわせて回転させて、各チップ３２の画像を取得することにより、テンプレート画像を１画像としたものであってもよい。

実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３におけるウェハ３０を説明するための上面図である。また、図８は、この発明の実施の形態３において、ウェハ３０からピックアップしたチップを積層する場合の状態を説明するための模式図である。

実施の形態２において説明した方法は、ウェハ３０内に同一パターンのチップが形成されている場合に有効である。これに対して、実施の形態３では、ウェハ内の第１〜第４エリアに、それぞれ、異なるパターンのチップが形成された場合について説明する。

実施の形態３においては、第１エリアにおいては、中心チップ３２ａによりエリアの位置合わせを行った後（ステップＳ２）、ボンディングの開始前に、任意のチップ３２の画像を、テンプレート画像として読み込んで、テンプレート画像として登録する。そして、各チップ３２のボンディング処理においては、このテンプレート画像を位置合わせに用いる。同様に、第２〜第４エリアのテンプレート画像は、ウェハテーブル２が回転する際の、中心チップ３２ａの回転軌跡の計算結果を基にして、回転後の位置合わせを行った後、認識カメラ４により処理範囲にあるエリアの、任意のチップの画像をテンプレート画像として登録する。そして、各エリアについても、これをテンプレート画像として登録して、位置合わせに用いる。

このようにすることにより、例えば、ウェハ３０面内の各エリアごとに、異なるパターンのチップが形成されている場合にも、チップ３２の位置合わせ用のテンプレート画像を準備する時間を抑えることができる。また、各エリアごとに、異なるパターンのチップ３２を形成すれば、例えば、ウェハ３０を取り替えることなく、図９に示すように、複数の異なるチップを、リードフレーム３４に積層することができる。このようにして、ウェハ３０取替えの時間を省略することもできる。

なお、実施の形態３においては、各エリアごとに、回転後にテンプレート画像を取得する場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではない。テンプレート画像は、各パターンごとに、また、各エリアの回転角度毎に必要となる。従って、例えば、第１〜第４エリアにおいて、同じパターンのチップと、異なるパターンのチップが混在している場合には、実施の形態２、３において説明した方法を組み合わせて、同じパターンのチップについては、各エリアごとに、第１エリアにおいて取得した基準画像を回転させることでテンプレート画像を作成し、異なるパターンについては、そのチップが含まれるエリアで取得した画像をテンプレート画像として用いればよい。また、実施の形態２において説明したように、認識カメラ４を、ウェハ３０の回転角度にあわせて回転させたものであってもよい。

実施の形態４．
図９は、この発明の実施の形態４におけるボンディング方法における、不良チップの特定方法について説明するための模式図である。
例えば、半導体チップに不良が発生している場合に、不良識別マークが用いられず、ウェハのＩＤなどをキー情報として、ウェハの良品/不良マップで処理する場合がある（以下、「マップデータ」と称する）。実施の形態４では、このようなマップデータを、認識する方法について説明する。

ここでは、中心チップ３２ａを基準として用いる。そして、まず、図９の矢印（１）〜（４）に示すように、初期データとして、第１〜第４エリアのそれぞれについて、中心チップ３２ａからのチップ数をカウントする。そして、このカウントしたチップ数を基にして、ウェハ全体の基点を求めて、制御手段１８に登録する。
制御手段１８は、この基点を中心にして、ウェハとマップデータを重ね合わせて、各エリアごとに不良チップを特定しながら、処理を行う。

以上のようにして、視野の限られた１/４エリアずつの処理においても、マップデータを投入することができる。
また特徴的なターゲットを予め準備させておいて、このパターンを認識させることによりマップデータとウェハとを重ね合わせるものとしてもよい。また、予め登録された中心チップ３２ａをウェハの基点と求めるために用いることも考えられる。

なお、実施の形態１〜４においては、全てダイボンディング装置について説明したが、この発明はこれに限るものではなく、例えば、ＦＣＢ（フリップチップボンダ）など、ウェハからチップをピックアップする機能を有する他の装置に適用することができる。

なお、例えば、実施の形態１〜４において、ダイボンディング装置は、この発明の「実装装置」に該当し、実施の形態１〜４における、ウェハテーブル２、突上ユニット８、ピックアップユニット６は、それぞれ、この発明の「ウェハテーブル」、「突上部」、「保持部」に該当する。また、例えば、実施の形態１〜４における、駆動手段１６は、この発明の「駆動機構」及び「テーブル回転機構」に該当し、回転軸１２は、「保持部回転機構」に該当する。また、例えば、実施の形態１〜４における、認識カメラ４、制御手段１８は、それぞれ、この発明の「認識カメラ」、「制御手段」に該当する。また、例えば、リードフレーム３４は、この発明の「基板」に該当する。

この発明の実施の形態１におけるダイボンディング装置を説明するための模式図である。 この発明の実施の形態１におけるダイボンディング装置において処理するウェハについて説明するための上面図である。 この発明の実施の形態１において、ダイボンディング装置により、ダイボンディングを行う場合の動作について説明するためのフロー図である。 この発明の実施の形態１における、ウェハ内のボンディングの進捗状態を説明するための上面図である。 この発明の実施の形態１におけるボンディング装置において処理するウェハの他の例について説明するための上面図である。 この発明の実施の形態２における、テンプレート画像の作成方法について説明するための模式図である。 この発明の実施の形態３における、テンプレート画像の作成方法について説明するための模式図である。 この発明の実施の形態３における、ボンディングの１例を説明するための模式図である。 この発明の実施の形態４における、ウェハ面内の所定のチップの位置の特定方法について説明するための模式図である。

符号の説明

２ ウェハテーブル
４ 認識カメラ
６ ピックアップユニット
８ 突上ユニット
１０ 吸引部
１２ 回転軸
１４ 回転軸
１６ 駆動手段
１８ 制御手段
２０ リードフレーム台
３０ ウェハ
３２ チップ
３２ａ 中心チップ
３４ リードフレーム

Claims (9)

1. ウェハ内の複数個に分割されたチップを保持し、基板に装着する実装装置であって、
   前記ウェハを載置するウェハテーブルと、
   前記ウェハテーブルに載置された前記ウェハ内の複数のチップのいずれかを押し上げる突上部と、
   前記突上部に押し上げられたチップを保持して、前記基板上に移動する保持部と、
   を備え、
   前記ウェハテーブルは、
   前記ウェハ内の複数のチップのうち、装着の対象となるチップが、前記突上部上方に位置するように、所定の移動範囲内で、前記ウェハを移動させる駆動機構と、
   前記ウェハ面内を、前記ウェハの中心付近にあるチップを中心チップとして、前記中心チップの４辺を、それぞれ一方向に、かつ、対向する２辺については互いに別の方向に、延びるように延長させた延長線により４つのエリアに分けた場合に、前記エリアのうちいずれか１のエリアが、前記ウェハテーブルの前記所定の移動範囲内に位置するように、前記ウェハテーブルを基準位置から所定の角度回転させるテーブル回転機構と、
   を備えることを特徴とする実装装置。
2. 前記保持部は、保持した前記チップを、前記基準位置に戻すように回転させる保持部回転機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の実装装置。
3. 前記実装装置は、
   前記ウェハテーブルの前記所定の移動範囲内にある前記エリアの画像を認識できる認識カメラと、
   前記認識カメラにより認識された前記エリアの画像から、基準となるチップの画像を基準画像として登録し、前記４つのエリアのそれぞれに対する前記ウェハテーブルの回転角度に応じて、前記基準画像を、それぞれ、０度、９０度、１８０度、２７０度に回転させた画像を、前記各エリアに対応するテンプレート画像として登録し、
   前記認識カメラにより認識された前記エリアの画像と、前記登録された前記エリアに対応するテンプレート画像とを比較して、前記ウェハテーブルを所定の位置に移動して、位置合わせを行う制御部と、
   を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の実装装置。
4. 前記実装装置は、
   前記ウェハテーブルの前記所定の移動範囲内にある前記エリアの画像を認識できる認識カメラと、
   前記認識カメラにより認識された前記４つのエリアの各画像から、それぞれ１つずつ、基準となるチップを選択し、前記各チップの画像を、前記各エリアに対応するテンプレート画像として登録し、
   前記認識カメラにより認識された画像と、前記予め登録された前記各エリアに対応するテンプレート画像とを比較して、前記ウェハテーブルを所定の位置に移動する制御部と、
   を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の実装装置。
5. 前記実装装置は、
   前記ウェハテーブルの移動範囲内にある前記エリアの画像を認識できる認識カメラと、
   前記ウェハテーブルを所定の位置に移動する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記ウェハ中の前記チップ中の不良チップを特定する、前記ウェハ全面に関するデータマップを有し、
   前記ウェハの各エリアの、前記中心チップからのチップの数を登録し、前記データマップの前記中心チップに対応する位置を、前記登録されたチップ数から割り出して、前記認識カメラにより認識された画像と、前記データマップとを重ねて、不良チップの位置を特定することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の実装装置。
6. 複数のチップが形成されたウェハをウェハテーブルに載置し、保持部により１のチップを取り上げ、基板に装着する実装方法において、
   前記ウェハの中心付近の１のチップを中心チップとして選択し、
   前記中心チップの４辺を、それぞれ一方向に、かつ、対向する２辺については互いに別の方向に、延びるように延長させた延長線により、前記ウェハ面内を、前記中心チップに接する中心角が９０度である第１、第２、第３、第４エリアに分割し、
   前記第１エリアが、前記ウェハテーブルの所定の移動範囲内に配置されるようにして、前記１エリア内の前記チップを、それぞれ、前記保持部により前記基板に装着した後、
   前記ウェハテーブルを９０度回転させて前記第２エリアが前記所定の移動範囲内に配置されるようにし、前記第２エリア内の前記各チップを、前記保持部により保持した状態で前記ウェハテーブルの回転と逆の方向に９０度回転させて、前記基板に装着し、
   前記ウェハテーブルを９０度回転させて、前記第３エリアが前記所定の移動範囲内に配置されるようにし、前記第３エリア内の前記各チップを、前記保持部により保持した状態で前記ウェハテーブルの回転と逆の方向に１８０度回転させて、前記基板に装着し、
   前記ウェハテーブルを９０度回転させて、前記第４エリアが前記所定の移動範囲内に配置されるようにし、前記第４エリア内の前記各チップを、前記保持部により保持した状態で前記ウェハテーブルの回転と逆の方向に２７０度回転させ、前記基板に装着し、
   前記中心チップを、前記保持部により保持した状態で前記ウェハテーブルの回転と逆の方向に２７０度回転させ、前記保持部により前記基板に装着する、
   ことを特徴とする実装方法。
7. 前記第１エリアの前記チップ装着前に、認識カメラにより、前記第１エリアの画像を取得し、
   前記取得された画像から、基準となるチップの画像を第１テンプレート画像として登録し、
   前記第１テンプレート画像を、それぞれ、９０度、１８０度、２７０度に回転させた画像を、それぞれ、第２、第３、第４テンプレート画像として登録し、
   前記第１エリア内の装着対象となるチップごとに、前記１エリアの画像と、前記第１テンプレート画像とを比較して、前記ウェハテーブルを移動して位置合わせを行った後、前記装着対象のチップの装着を行い、
   前記第２エリアの前記チップ装着前に、前記認識カメラにより、前記第２エリアの画像を取得し、
   前記第２エリア内の装着対象となるチップごとに、前記２エリアの画像と、前記第２テンプレート画像とを比較して、前記ウェハテーブルを移動して位置合わせを行った後、前記装着対象のチップの装着を行い、
   前記第３エリアのチップ装着前に、前記認識カメラにより、前記第３エリアの画像を取得し、
   前記第３エリア内の装着対象となるチップごとに、前記第３エリアの画像と、前記第３テンプレート画像とを比較して、前記ウェハテーブルを移動して位置合わせを行った後、前記装着対象のチップの装着を行い、
   前記第４エリアのチップ装着前に、前記認識カメラにより、前記第４エリアの画像を取得し、
   前記第４エリア内の装着対象となるチップごとに、前記第４エリアの画像と、前記第４テンプレート画像とを比較して、前記ウェハテーブルを移動して位置合わせを行った後、前記装着対象のチップの装着を行うことを特徴とする請求項６に記載の実装方法。
8. 前記第１エリアのチップ装着前に、認識カメラにより、前記第１エリアの画像を取得し、
   前記第１エリアの画像から、基準となるチップの画像を第１テンプレート画像として登録し、
   前記第１エリアの装着対象となるチップごとに、前記第１テンプレート画像と、前記第１エリアの画像とを比較して、前記ウェハテーブルを移動して位置合わせを行った後、前記装着対象のチップの装着を行い、
   前記第２エリアのチップ装着前に、前記認識カメラにより、前記第２エリアの画像を取得し、
   前記第２エリアの画像から、基準となるチップの画像を第２テンプレート画像として登録し、
   前記第２エリアの装着対象となるチップごとに、前記第２テンプレート画像と、前記第２エリアの画像とを比較して、前記ウェハテーブルを移動して位置合わせを行った後、前記装着対象のチップの装着を行い、
   前記第３エリアのチップ装着前に、前記認識カメラにより、前記第３エリアの画像を取得し、
   前記第３エリアの画像から、基準となるチップの画像を第３テンプレート画像として登録し、
   前記第３エリアの装着対象となるチップごとに、前記第３テンプレート画像と、前記第３エリアの画像とを比較して、前記ウェハテーブルを移動して位置合わせを行った後、前記装着対象のチップの装着を行い、
   前記第４エリアのチップ装着前に、前記認識カメラにより、前記第４エリアの画像を取得し、
   前記第４エリアの画像から、基準となるチップの画像を第４テンプレート画像として登録し、
   前記第４エリアの装着対象となるチップごとに、前記第４テンプレート画像と、前記第４エリアの画像とを比較して、前記ウェハテーブルを移動して位置合わせを行った後、前記装着対象のチップの装着を行うことを特徴とする請求項６に記載の実装方法。
9. 前記各エリアの画像を、認識カメラにより取得し、
   前記ウェハの、前記中心チップからの前記チップの数を前記エリアごとに数えて、前記各エリアの前記チップ数を登録し、
   前記ウェハ内のチップ中の不良チップを特定する、ウェハ全面に関するデータマップの、前記中心チップに対応する位置を、前記登録されたチップ数から割り出して、
   前記各エリアの画像と、前記データマップとを重ねて、前記不良チップを特定することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の実装方法。
   

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