JP2011119319A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高いダイボンディング精度が保証され且つ製造コストが低い半導体製造装置を提供する。
【解決手段】半導体チップを基板の所定位置に接合する機能を有する半導体製造装置であって、ローダ２０、プリフォーム部ダイボンディング部５０、アンローダ７０、支持フレーム８０、及び基板搬送機構を備え、支持フレーム８０は、１対の側フレーム部８２，８３を前部梁８４及び後部梁８５で結合した矩形枠構造をなし、ローダ２０及びアンローダ７０は１対の側フレーム部に各々支持され、ボンディングアームを支持するブロック本体は、前部梁８４及び後部梁８５に両端部を支持されて装置左右方向（Ｘ軸方向）に駆動され、ボンディングアームはブロック本体におけるアームガイド部に案内されて前後方向（Ｙ軸方向）及び上下方向（Ｚ軸方向）に駆動される半導体製造装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体チップをリードフレーム等の基板にボンディングする機能を有する半導体製造装置に関する。

半導体装置の製造においては、半導体チップを基板にボンディングするために、基板を加工ステージに供給するローダ、接合材を基板上の所定位置（アイランド）に供給するプリフォーム部、基板上の各アイランドに半導体チップを個々に接合するダイボンディング部、及び、半導体チップを接合した基板を加工ステージ外へ送り出すアンローダを備えている。

従来の半導体製造装置は、例えば、図６(a), (b)に示すように、装置下部の基台１１０と、該基台の後部から基台上方へ立ち上がる下部フレーム１２１及び上部フレーム１２２とを備え、上部フレーム１２２の上部から装置前方へオーバーハング状に、プリフォーム部１３０及びダイボンディング部１４０の各支持フレーム１３１，１４１を延ばし、これらに各作動部分１３２，１４２を支持していた。

また、基板を供給するローダ１５０は、仕切り内に基板を収容したマガジンを載置して待機させる上部スタッカー１５１、及び上部スタッカー１５１上のマガジンから一枚ずつ基板をプリフォーム部へ供給するエレベータ１５６、基板供給済みマガジンをエレベータ１５６から受ける下部スタッカー１５２、並びに、マガジン内の個々の基板を吸着してプリフォーム部へ供給するためのフィーダー１５３を備えている。スタッカー１５１，１５２は、基台１１０の左端から立ち上がった支持部材１５４上に支持され、フィーダー１５３は、基台１１０の後端から立ち上がった支持部材１５５の上部に支持されている。

また、半導体チップ接合後の基板を搬出するアンローダ１６０は、マガジンを昇降させるエレベーター１６４、空マガジンを基板受け入れ位置にセットする上部スタッカー１６２、並びに、基板収納済みマガジンをエレベーター１６４から受け取って装置外へ排出するための下部スタッカー１６１を備え、これらのスタッカー１６１，１６２及びエレベーター１６４は、基台１１０の右端から立ち上がった支持部材１６３上に支持されている。この種の半導体製造装置は、例えば特許文献１に示されている。

この形態の半導体製造装置においては、プリフォーム部１３０では、基板の所定箇所（アイランド）に半導体チップを接合するための接合剤を供給するために、塗布装置をＸ軸方向（装置の左右方向）及びＹ軸方向（装置の前後方向）に移動させて所定位置に至らせ、その位置で塗布針をＺ軸方向（上下方向）に移動させて接合剤溜めへの浸漬及び基板への塗布を行なう。また、ダイボンディング部１４０においては、Ｘ−Ｙテーブル１４３に支持されたウェハシート上に並ぶ半導体チップを取り上げて装置後部の搬送機構１４４上の基板の上に載置するために、コレットをＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動させる。

これら塗布装置及びコレットのＸ軸方向及びＹ軸方向の移動には、高い精度が要求され、近時のチップ及び基板内のチップ搭載領域の小型化に伴って、より高い精度が求められつつある。その精度を保証するために、作動部分の支持構造には高い剛性が要求され、特に、ダイボンディング部１４０
は、Ｘ−Ｙテーブルから搬送機構上の基板までの距離が長いので、支持構造には高い剛性が必要とされる。

しかしながら、従来の半導体製造装置は、上述のように基台から立ち上がった支持部材１２２からオーバーハング状に延びた支持フレーム１４１に作動部分を支持しているので、支持基端からオーバーハングの長さ分だけ曲げや捻りの変形が生じやすい。これに対処するために支持部材１２２、支持フレーム１４１等の支持構造部分は、厚肉化したり多数の補強リブを設けて堅固な構造とされていた。その結果、支持構造部分の重量は大きくなり、それに伴って駆動モータも大型化のものを必要とした。

また、支持部材１５４，１５５，１６３上に支持されたスタッカー１５１，１５２，１６１，１６２及びフィーダー１５３はそれぞれの重心が高くなっているので、プリフォーム部やダイボンディング部が発生する振動を受けて、ローダ及びアンローダが大きく振動する原因となっていた。したがって、振動を抑制するために、支持部材１５４，１５５，１６３も厚肉化や多くの補強リブで堅固な構造とされていた。

これらの結果、半導体製造装置の製造コストは上昇せざるを得ない。また、この程度の堅牢化によっては必ずしも十分な加工精度が得られない。特に、最近の基板寸法の大型化に伴ってダイボンディング部の作動距離が大きくなる傾向があり、これに伴って支持フレーム等の振動が増大し、加工精度の確保が困難となる。このため、加工速度を制限せざるを得ないという問題も生じていた。

特開２００８−１５３５５７号公報

そこで、本発明は、プリフォーム部及びダイボンディング部における高い加工精度が保証され且つ製造コストが低い半導体製造装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため、半導体チップを基板の所定位置に接合する機能を有する半導体製造装置であって、ローダ、プリフォーム部、ダイボンディング部、アンローダ、これらを装置左右方向に配置した状態で支持する支持フレーム、並びに、上記ローダから供給された基板を上記プリフォーム部及びダイボンディング部を経て上記アンローダへ移送する搬送機構を備え、上記支持フレームは、装置下部の基台と、該基台の左右両側から上方へ延びる１対の側フレーム部と、これら１対の側フレーム部の後部側を結合する後部梁と、該後部梁より前方において上記側フレーム部の上部を結合する前部梁とを備えており、上記搬送機構は、上記プリフォーム部に位置する前段搬送機構と、上記ダイボンディング部に位置する後段搬送機構とを備え、上記プリフォーム部及びダイボンディング部は上記１対の側フレーム部間に配置されており、基板を上記プリフォーム部に供給するローダ、及び上記ダイボンディング部から排出される半導体チップ付きの基板を受け取るアンローダは、上記１対の側フレーム部の一方及び他方の外側面に振り分けて支持されており、上記プリフォーム部は、搬送機構上記前段搬送機構上の個々の基板上に接合剤を供給する供給装置とを備え、上記ダイボンディング部は、搬送機構搬送機構装置外から搬入されるウェハリングを支持するウェハテーブルと、該ウェハテーブルに支持されたウェハシート上の半導体チップを上記後段搬送機構上の接合剤付き基板に載せて接合するためのボンディング機構とを備え、該ボンディング機構は、上記前部梁及び後部梁に支持されたボンディングブロックと、上記支持フレームに支持され上記ボンディングブロックを駆動するブロック駆動部とを備え、上記前部梁及び後部梁には、装置左右方向に延びる前部ブロックガイド及び後部ブロックガイドが各々支持されており、上記ボンディングブロックは、上記前部ブロックガイド及び後部ブロックガイドにより前端部及び後端部を移動可能に支持されたブロック本体と、該ブロック本体に支持され下端部に半導体チップピックアップ用のコレットを支持するボンディングアームと、上記ブロック本体に支持され上記ボンディングアームを駆動してコレットをウェハテーブル上及び後段搬送機構上の位置に至らせるアーム駆動部とを備えており、上記ブロック本体は、上記前部ブロックガイド及び後部ブロックガイドに案内されて上記ブロック駆動部により装置左右方向であるＸ軸方向に駆動され、上記ボンディングアームは上記ブロック本体に装着されたアームガイド部に案内されて上記アーム駆動部により装置前後方向であるＹ軸方向及び上下方向であるＺ軸方向に駆動されることを特徴とする半導体製造装置を提供するものである。

本明細書及び特許請求の範囲において、半導体製造装置における位置関係については、ウェハテーブルのある側を前方、搬送機構のある側を後方と称することとする。

本発明に係る半導体製造装置は、上記構成、とりわけ、以下の構成により優れた効果を奏する。

先ず、支持フレームは、装置の基台の左右両側から上方へ延びる１対の側フレーム部，と、これら１対の側フレーム部の後部側を結合する後部梁と、該後部梁より前方において上記側フレーム部の上部を結合する前部梁とを備えることにより、装置全体として堅牢な矩形の枠構造が形成される。

また、ボンディングブロックのブロック本体６１０は、前部梁及び後部梁に支持された前部ブロックガイド及び後部ブロックガイドに前端部及び後端部を支持され、両端支持の構造となっている。これにより、従来のオーバーハング構造に比べて格段に高い堅牢性が得られ、この支持構造の下に装置左右方向（Ｘ軸方向）への駆動が行なわれる。

さらに、ボンディングアームは両端支持されたブロック本体におけるアームガイド部に案内されて装置前後方向（Ｙ軸方向）及び上下方向（Ｚ軸方向）に駆動される。その結果、Ｘ，Ｙ，Ｚ全ての軸方向の移動が堅牢な支持構造の下に行なわれる。

しかも、ローダ及びアンローダのマガジン移動機構等の動作部分も矩形枠構造の一部をなす１対の側フレーム部，の外側面に支持されているので、これらの動作部分による振動の発生は低く抑えられる。

これら矩形枠構造及びブロック本体の両端支持構造に基づいて、ダイボンディング部における極めて高い加工精度が保証される。また、こうして堅牢な支持構造が得られるので、支持フレーム及びブロック本体の厚肉化や補強リブの多設を回避して軽量化を図ることができ、その結果、駆動モータの小型化が可能となる。これにより、装置の製造コストを低く抑えることができる。

本発明の一実施形態に係る半導体製造装置を前方から見た斜視図である。 図１に示した半導体製造装置を後方から見た斜視図である。 図１に示した半導体製造装置の側面図である。 図１に示した半導体製造装置におけるボンディングアームのアームガイド部を示す斜視図である。 図４に示したアームガイド部の一部を他の方向から見た斜視図である。 従来の半導体製造装置の一例を示す図であり、(a) は側面図、(b) は正面図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。図１及び図２は、本発明の一実施形態に係る半導体製造装置を概略的に示している。図示のように、この半導体製造装置は、ローダ２０、プリフォーム部３０、ダイボンディング部５０、アンローダ７０、及びこれらを装置左右方向に配置した状態で支持する支持フレーム８０、並びに、ローダ２０から供給された基板Ｓをプリフォーム部３０及びダイボンディング部５０を経てアンローダ７０へ移送する搬送機構４０を備えている。

支持フレーム８０は、装置下部の基台８１と、該基台の左右両側から上方へ延びる１対の側フレーム部８２，８３と、これら１対の側フレーム部の後部側を結合する後部梁８５と、該後部梁より前方において側フレーム部の上部を結合する前部梁８４とを備えている。前部梁８４及び後部梁８５には、図３に示すように、装置左右方向に延びる前部ブロックガイド８６及び後部ブロックガイド８７が各々支持されている。

搬送機構４０は、プリフォーム部３０に位置する前段搬送機構４１と、ダイボンディング部５０に位置する後段搬送機構４２とを備えている。プリフォーム部３０及びダイボンディング部５０の後部には、左右方向に細長く延びる支持プレートが配置されている。前段搬送機構４１は、支持プレートの基板搬送方向前半部分からなる前段プレート４１１と、前段プレート４１１に沿って移動可能に設けられたグリッパ４１２と、グリッパの駆動部（図示略）とを備え、ローダ２０から供給された基板Ｓをプリフォーム部の作業位置まで移送する。後段搬送機構４２は、支持プレートの基板搬送方向後半部分からなる後段プレート４２１と、後段プレート４２１に沿って移動可能に設けられたグリッパ４２２と、グリッパの駆動部（図示略）とを備え、プリフォーム部３０で接合剤を供給された基板をダイボンディング部５０まで移送し、さらに半導体チップ接合後の基板をアンローダ７０まで移送する。

プリフォーム部３０及びダイボンディング部５０は１対の側フレーム部８２，８３間に配置されており、ローダ２０及びアンローダ７０は、各々側フレーム部８２及び８３の外側面に振り分けて支持されている。

ローダ２０は、支持フレーム８０の外側面に支持され基板収容用のマガジンを載置し得る上部スタッカー２１及び下部スタッカー２２と、該スタッカー上のマガジンから基板を個々にプリフォーム部の前段プレート４１１上へ移送するフィーダー２３（図に一点鎖線で示す）と、上下のスタッカー間にマガジンを移動させるエレベータ２４とを備えている。この実施形態では、基板が積載されたマガジンが下部スタッカー２２からエレベータ２４によって上部スタッカー２１に移送される。上部スタッカー２１上のマガジンに収納されている基板は、フィーダー２３により一枚ずつプリフォーム部３０へ押し出される。

プリフォーム部３０は、前段搬送機構４１上の個々の基板に接合剤を供給する供給装置３２を備えている。基板は、グリッパ４１２に挟持されてグリッパ駆動部により前段プレート４１１上を図１における右方へ搬送され、供給装置３２の下方で停止する。この位置で、供給装置３２は、接着剤、はんだ等の接合剤を基板Ｓに載せ、接合剤を載せた基板Ｓは、グリッパ４１２によりダイボンディング部５０に搬送される。

ダイボンディング部５０は、装置外から搬入されるウェハリングを支持するウェハテーブル５２と、該ウェハテーブルに支持されたウェハシート上の半導体チップを後段搬送機構４２上の基板に載せて接合するためのボンディング機構６０とを備えている。プリフォーム部３０で接合剤を供給された基板Ｓは、グリッパ４２２に挟持されてグリッパ駆動部により後段プレート４２１上を図１における右方へ搬送され、ボンディング機構６０の下方で停止する。

ボンディング機構は、前部梁８４及び後部梁８５に支持されたボンディングブロック６１と、支持フレーム８０に支持されボンディングブロック６１を駆動するブロック駆動部６５とを備えている。

図３に示すように、ボンディングブロック６１は、前部ブロックガイド８６及び後部ブロックガイド８７により前端部及び後端部を移動可能に支持されたブロック本体６１０と、該ブロック本体に支持され下端部に半導体チップピックアップ用のコレット６１１を支持するボンディングアーム６１２と、ブロック本体６１０に支持されボンディングアーム６１２を駆動してコレット６１１をウェハテーブル上及び後段搬送機構４２上の位置に至らせるボンディングアーム駆動部６２０とを備えている。

ブロック本体６１０は、ボンディング加工に必要な作動部分を装着する幅を有し、上下方向及び前後方向に広く延び、全体はほぼ台形をなす。このブロック本体６１０は、前部ブロックガイド８６及び後部ブロックガイド８７に案内されてブロック駆動部６５により装置左右方向（Ｘ軸方向）に駆動される。また、ボンディングアーム６１２はブロック本体に装着されたアームガイド部６３０に案内されてアーム駆動部により装置前後方向（Ｙ軸方向）及び上下方向（Ｚ軸方向）に駆動される。

アームガイド部６３０の構成部分を分解した状態を図４及び図５に示す。図４は左前方から見た図、図５は右前方から見た図である。図示のように、アームガイド部６３０は、上下動ピース６２１、前後動ピース６２２、及びこれらの間に介在する中間支持体６２３を備えている。

アームガイド部６３０と協働するボンディングアーム駆動部６２０は、ブロック本体６１０に支持され上下動ピース６２１を駆動する上下動モータ６２５と、ブロック本体に支持され前後動ピース６２２を駆動する前後動モータ６２６とを備えている。

上下動ピース６２１は、ブロック本体６１０の中央に設けられた中空部に配置され、上下方向に延びるリニアガイド６２１ａ，６２１ｂが両側端部に設けられ、これらは対応するブロック本体６１０内のガイドに係合して上下方向に案内される。そして、上下動モータ６２５の軸にはボールネジ軸６２５ａが接続され、取付孔６２１ｃに取り付けられた外筒６２１ｅがボールネジ軸６２５ａに係合した状態で、上下動モータ６２５が正逆回転することにより上下動ピース６２１が上下方向に駆動される。

前後動ピース６２２は、上下動ピース６２１の右側下部付近に位置し、装置前後方向に延びるリニアガイド６２２ａ，６２２ｂが右側面の上部及び下部に設けられ、これらは対応するブロック本体６１０内のガイド６１３ａ，６１３ｂに係合して装置前後方向に案内される。そして、前後動モータ６２６の軸にはボールネジ軸６２６ａが接続され、前後動ピース６２２に設けられた外筒６２２ｃがボールネジ軸６２６ａに係合した状態で、前後動モータ６２６が正逆回転することにより前後動ピース６２２が装置前後方向に駆動される。

中間支持体６２３は、上下方向に板状に延び、左側面の下部にボンディングアーム６１２を保持する。中間支持体６２３の左側面の上部には、装置前後方向に延びるリニアガイド６２３ａが取り付けられている。そして、上下動ピース６２１の右側面の下部には左右方向に長く延びるガイド部材６２１ｄが固定されており、リニアガイド６２３ａがガイド部材６２１ｄに係合することにより、中間支持体６２３は装置前後方向に案内される。さらに、中間支持体６２３の右側面（図５では正面からやや左を向く面）の両側部には、上下方向に延びるリニアガイド６２３ｂ，６２３ｃが固定されている。そして、前後動ピース６２２（図４）の左側面の両側部には上下方向に長く延びるガイド部材６２２ｄ，６２２ｅが固定されており、リニアガイド６２３ｂ，６２３ｃがガイド部材６２２ｄ，６２２ｅに係合することにより、中間支持体６２３は上下方向に案内される。

この構造に基づいて、上下動モータ６２５の作動により上下動ピース６２１が上下動し、前後動モータ６２６の作動により前後動ピース６２２が前後動し、中間支持体６２３は、上下動ピース６２１及び前後動ピース６２２によって上下前後の位置が決められる。したがって、ブロック本体６１０に固定された上下動モータ６２５及び前後動モータ６２６により、中間支持体６２３をブロック本体６１０に対して上下前後へ自由に移動させることができる。これに伴って、ボンディングアーム６１２及びこれに保持されたコレット６１１も上下前後に移動する。

ボンディングブロックを駆動するブロック駆動部６５は、ブロック本体を装置左右方向に駆動する左右動モータ６５１を備えている。左右動モータ６５１の駆動軸には、ボールネジ軸６５１ａが接続され、ブロック本体６１０には外筒６１５が装着され、該外筒がボールネジ軸６５１ａに係合した状態で、左右動モータ６５１が正逆回転することによりボンディングブロック６１が装置左右方向に駆動される。

このように、支持フレーム８０は、１対の側フレーム部８２，８３、前部梁８４、後部梁８５とにより、堅牢な矩形の枠構造を形成し、ブロック本体６１０は、前部梁８４及び後部梁８５に支持された前部ブロックガイド８６及び後部ブロックガイド８７に支持された両端支持の構造となっている。高い堅牢性を有した支持構造が得られる。この支持構造の下に左右動モータ６５１により装置左右方向（Ｘ軸方向）への駆動が行なわれる。さらに、ボンディングアーム６１２は、両端支持されたブロック本体６１０におけるアームガイド部６３０に案内されて装置前後方向（Ｙ軸方向）及び上下方向（Ｚ軸方向）に駆動される。その結果、Ｘ，Ｙ，Ｚ全ての軸方向の移動が堅牢な支持構造の下に行なわれる。

しかも、ローダ２０及びアンローダ７０のマガジン移動機構７１等の動作部分も矩形枠構造の一部をなす１対の側フレーム部８２，８３の外側面に支持されているので、これらの動作部分による振動の発生は低く抑えられる。

これらに基づいて、ダイボンディング部における高い加工精度が保証される。また、堅牢な支持構造に基づいて、支持フレーム８０及びブロック本体６１０の厚肉化や補強リブの多設を回避して軽量化を図ることができ、その結果、駆動モータの小型化が可能となる。これにより、装置の製造コストを低く抑えることができる。

この実施形態において、左右動モータ６５１は、ボンディングブロック６１の重心近傍を装置左右方向に貫く位置で、ブロック本体６１０に対してその移動方向に駆動力を加える。ボンディングブロックの重心は、ブロック本体６１０と、これに結合されたボンディングアーム駆動部６２０、ボンディングアーム６１２、コレット６１１等の質量部分によって位置が決まる。ブロック駆動部６５によるボンディングブロック６１の駆動位置は、ボンディングブロック６１の重心近傍を装置左右方向に貫く位置のいずれかとするのが最も望ましい。これにより、駆動時にボンディングブロック６１の振れが防止され、動作の円滑性が向上する。そして、上述の軽量化と相俟って、より高速で高精度なボンディング加工が可能となる。また、その近傍を駆動する場合でも、ボンディングブロック６１の重心を装置左右方向に貫く直線上のいずれかの位置から、ボンディングブロック６１の移動距離の１／３以内とするのが望ましく、１／６以内とするのがより望ましい。

前後動モータ６２６は、図１に示すようにブロック本体６１０の前部に装着されている。このように、前後動モータ６２６をブロック本体６１０の前部に配置することにより、図４に示すように、前後動ピース６２２は、ウェハテーブル５２上の半導体チップをピックアップする際に、前後動モータ６２６から距離Ｌ１の付近に位置することとなる。もし、前後動モータ６２６をブロック本体６１０の後部に装着したとすると、前後動ピース６２２は、半導体チップのピックアップ時に前後動モータから距離Ｌ２の付近に位置することとなる。装置後部には、後段搬送機構４２等が配置されているので、距離Ｌ２は長くならざるを得ない。一方、ブロック本体６１０の前部には、距離Ｌ１を長くせざるを得ないような部材は装着せずに済む。したがって、距離Ｌ１を短くすることができる。前後動モータ６２６は作動に伴って発熱し、その熱はボールネジ軸６２６ａに伝わり、これに伴ってボールネジ軸６２６ａは熱膨張する。その結果、前後動ピース６２２の前後位置を決める前後動モータ６２６の回転数及び回転角に対してボールネジ軸６２６ａの熱膨張分の誤差が生じる。これに関し、前後動モータ６２６を後部に設けた場合の上記距離Ｌ２よりも、本装置の上記距離Ｌ１は著しく短くなっており、その分誤差が小さくなる。これにより、ウェハテーブル５２から半導体チップをピックアップする際の前後動ピース６２２の前後位置を高い精度で制御することができる。

一方、前後動モータ６２６から後段搬送機構４２上の基板Ｓまでの距離は長くなり、そのままであれば、ボールネジ軸６２６ａの熱膨張が大きく影響する。しかしながら、基板Ｓ上のアイランドに半導体チップを載せて接合する際には、アイランド及び半導体チップの位置を撮像するなどして位置制御装置による微調整を行なうので、熱膨張の影響は回避される。ウェハテーブル５２から半導体チップをピックアップする際には、制御装置による微調整を必要とするほどの位置精度は求められないが、動作の高速化や半導体チップの小型化に対処するために、高い位置精度の実現は極めて有利であり、前後動モータ６２６の前方配置による効果は高い。この場合にも、前部梁８４、後部梁８５、両側フレーム部８２，８３による矩形枠構造及びブロック本体６１０の両端支持構造による堅牢な支持構造が高精度の実現に大きく寄与する。
ダイボンディング部５０では、次のようにして半導体チップが基板上にボンディングされる。ウェハテーブル５２は、後段搬送機構４２の前方下部に支持されており、図外の駆動モータによりＸ−Ｙ軸方向に駆動される。ウェハテーブル５２の中央部下方には突上げピン５２１が配置されている。多数の半導体チップを並べて保持したウェハシートは、装置外から搬送されてテーブル５２上に固定される。

一方、基板は、ピックアップすべき半導体チップに対応した位置まで後段搬送機構４２上を搬送されて停止する。ボンディングブロック６１は、これら半導体チップ及び基板に対応する位置まで、左右動モータ６５１の作動によって搬送される。その位置で前後動モータ６２６の作動により、アームガイド部６３０の案内の下に、ボンディングアーム６１２を前方に移動させて、半導体チップ上の位置に至らせ、上下動モータ６２５の作動によりボンディングアーム６１２を下降させる。そして、ボンディングアーム６１２の下降、コレット６１１の吸引、並びに、突上げピン５２１の突上げ動作が同期して行なわれ、半導体チップがコレット６１１に吸着される。

次に、上下動モータ６２５及び前後動モータ６２６の作動により、ボンディングアーム６１２は上昇して後方へ移動し、基板上の目的地点（アイランド）において、上下動モータ６２５の作動によりボンディングアーム６１２を下降させ、コレット６１１に吸着された半導体チップをアイランド上に置き、吸着動作を解除し、必要に応じて加熱を行ない、半導体チップを基板に接合する。目的とする半導体チップ及びアイランドにコレット６１１を至らせるためには、対象部分の画像を検知しながら位置制御を行なう等、通常の制御手段を適用することができる。

こうして、ボンディングアーム６１２の上下動及び前後動を繰り返すことにより、半導体チップを順次基板のアイランドに接合していく。Ｙ軸方向の半導体チップ列のピックアップが終了すると、ウェハテーブル５２をＸ軸方向に移動して次のチップ列でピックアップを行なう。また、Ｙ軸方向のアイランド列へのチップ接合が終了すると、左右動モータ６５１を駆動してボンディングブロック６１を移動させ次のアイランド列への接合を行なっていく。このようにして、ＸＹＺ軸方向への動作を繰り返しながら、必要なアイランドへのチップ接合を行なう。

アイランドへのチップ接合が終わった基板は、後段搬送機構４２によりアンローダ７０へ移送される。アンローダ７０は、図２に示すように、上部スタッカー７１と、下部スタッカー７２と、エレベータ７３とを備えている。後段搬送機構４２により排出された基板は上部スタッカー７１上のマガジンに収容される。必要数の基板がマガジンに収容されると、マガジンはエレベータ７３により下部スタッカー７２へ送られる。下部スタッカー７２上のマガジンは、図外の搬送装置により、装置外へ搬送される。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、ローダとして、マガジンから基板を一枚ずつ押し出すフィーダーを備えた機構を示したが、マガジンに積載基板を吸着等により上方へ持ち上げて前段搬送機構に移送する機構等、種々の機構を採用することができる。また、アンローダについても同様に種々の機構を採用することができる。

上記実施形態において、アームガイド部６３０は、ブロック本体６１０に支持された上下動ピース６２１及び前後動ピース６２２と、これらに係合した中間支持体６２３を備え、ボンディングアーム駆動部６２０は、ブロック本体６１０に支持された上下動モータ６２５及び前後動モータ６２６を備えていたが、これに代えて、アームガイド部は、ブロック本体に上下動ピースを上下動可能に支持し、該上下動ピースに前後動ピースを前後動可能に支持することもできる。この場合は、上下動モータをブロック本体に固定し、前後動モータを上下動ピースに固定する。或いは、ブロック本体に前後動ピースを前後動可能に支持し、該前後動ピースに上下動ピースを上下動可能に支持することもできる。この場合は、前後動モータをブロック本体に固定し、上下動モータを前後動ピースに固定する。こうすることにより、支持構造はやや堅牢性を低下させるが、いずれの場合も、中間支持体を省略することができる。

プリフォーム部における接合剤の供給機構、並びに、ダイボンディング部におけるコレット、ウェハテーブル等の基板及び半導体チップの取扱い機構には、通常用いられる種々の機構を採用することができる。

２０：ローダ
３０：プリフォーム部
４０：搬送機構
４１：前段搬送機構
４２：後段搬送機構
５０：ダイボンディング部
４２：後段搬送機構
５２：ウェハテーブル
６０：ボンディング機構
６１：ボンディングブロック
６５：ブロック駆動部
７０：アンローダ
８０：支持フレーム
８１：基台
８２，８３：側フレーム部
８４：前部梁
８５：後部梁
８６：前部ブロックガイド
８７：後部ブロックガイド
６１０：ブロック本体
６１１：コレット
６１２：ボンディングアーム
６２０：ボンディングアーム駆動部
６２１：上下動ピース
６２２：前後動ピース
６２３：中間支持体
６２５：上下動モータ
６２６：前後動モータ
６３０：アームガイド部
６５１：左右動モータ
Ｓ：基板

Claims (4)

1. 半導体チップを基板の所定位置に接合する機能を有する半導体製造装置であって、ローダ、プリフォーム部、ダイボンディング部、アンローダ、これらを装置左右方向に配置した状態で支持する支持フレーム、並びに、上記ローダから供給された基板を上記プリフォーム部及びダイボンディング部を経て上記アンローダへ移送する搬送機構を備え、
   上記支持フレームは、装置下部の基台と、該基台の左右両側から上方へ延びる１対の側フレーム部と、これら１対の側フレーム部の後部側を結合する後部梁と、該後部梁より前方において上記側フレーム部の上部を結合する前部梁とを備えており、
   上記搬送機構は、上記プリフォーム部に位置する前段搬送機構と、上記ダイボンディング部に位置する後段搬送機構とを備え、
   上記プリフォーム部及びダイボンディング部は上記１対の側フレーム部間に配置されており、基板を上記プリフォーム部に供給するローダ、及び上記ダイボンディング部から排出される半導体チップ付きの基板を受け取るアンローダは、上記１対の側フレーム部の一方及び他方の外側面に振り分けて支持されており、
   上記プリフォーム部は、搬送機構上記前段搬送機構上の個々の基板上に接合剤を供給する供給装置とを備え、
   上記ダイボンディング部は、搬送機構搬送機構装置外から搬入されるウェハリングを支持するウェハテーブルと、該ウェハテーブルに支持されたウェハシート上の半導体チップを上記後段搬送機構上の接合剤付き基板に載せて接合するためのボンディング機構とを備え、該ボンディング機構は、上記前部梁及び後部梁に支持されたボンディングブロックと、上記支持フレームに支持され上記ボンディングブロックを駆動するブロック駆動部とを備え、
   上記前部梁及び後部梁には、装置左右方向に延びる前部ブロックガイド及び後部ブロックガイドが各々支持されており、
   上記ボンディングブロックは、上記前部ブロックガイド及び後部ブロックガイドにより前端部及び後端部を移動可能に支持されたブロック本体と、該ブロック本体に支持され下端部に半導体チップピックアップ用のコレットを支持するボンディングアームと、上記ブロック本体に支持され上記ボンディングアームを駆動してコレットをウェハテーブル上及び後段搬送機構上の位置に至らせるアーム駆動部とを備えており、
   上記ブロック本体は、上記前部ブロックガイド及び後部ブロックガイドに案内されて上記ブロック駆動部により装置左右方向であるＸ軸方向に駆動され、上記ボンディングアームは上記ブロック本体に装着されたアームガイド部に案内されて上記アーム駆動部により装置前後方向であるＹ軸方向及び上下方向であるＺ軸方向に駆動される
   ことを特徴とする半導体製造装置。
2. 上記ブロック駆動部は、上記ブロック本体を装置左右方向に駆動する左右動モータを備え、該左右動モータは、上記ボンディングブロックの重心近傍を装置左右方向に貫く位置で、上記ブロック本体に対してその移動方向に駆動力を加えることを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
3. 上記アームガイド部は、上記ブロック本体に上下動可能に支持された上下動ピースと、上記ブロック本体に前後動可能に支持された前後動ピースと、上記上下動ピース及び前後動ピースの間に介在する中間支持体とを備え、上記中間支持体は、ボンディングアームを保持すると共に、上記上下動ピースに対して前後動可能に係合し、上記前後動ピースに対して上下動可能に係合しており、
   上記ボンディングアーム駆動部は、上記ブロック本体に支持され上記上下動ピースを上下方向に駆動する上下動モータと、上記ブロック本体に支持され上記前後動ピースを装置前後方向に駆動する前後動モータとを備えている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体製造装置。
4. 上記前後動モータは、上記ブロック本体の前部に装着されていることを特徴とする請求項３に記載の半導体製造装置。

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