JP2012175037A - ダイボンダ及び半導体製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイのボンディング(実装)時間をより一層短縮できタクトタイムの短い、あるいはボンディング装置を小型にできるダイボンダ及び半導体製造方法を提供する。
【解決手段】ダイボンダまたは半導体を製造する半導体製造方法において、ダイをピックアップする領域をウェハの中心から放射状に分割し、分割された前記領域のうち実際にピックアップするピックアップ領域ＰＲを有する前記ウェハの正対半円領域を基板が存在するボンディング領域ＢＲに正対させ、ウェハリングを回転させて前記ピックアップ領域ＰＲを順次選び、前記ダイを前記ピックアップ領域ＰＲからボンディングヘッドでピックアップし、前記ダイを基板にボンディングする。
【選択図】図４

Description

本発明は、ダイボンダ及び半導体製造方法に係わり、取り扱うウェハが大型になっても処理時間を短縮できるダイボンダ及び半導体製造方法に関する。

ダイ(半導体チップ)を配線基板やリードフレームなどの基板に搭載してパッケージを組み立てるダイボンダには大別して２つのタイプがある。第１のタイプは、一つのウェハから同一の種類のダイを１台のボンディングヘッドでピックアップして、当該１台のボンディングヘッドをウェハと配線基板やリードフレームなどの基板との間を往復して、当該基板に積層或いは列状にボンディングする装置である。第２のタイプは、複数のウェハからそれぞれのチップを１台のボンディングヘッドでピックアップして、当該１台のボンディングヘッドを複数のウェハと基板との間を往復して、基板の異なる位置にボンディング(実装)する装置である。従来技術の第１のタイプとし特許文献１があり、第２のタイプとしては特許文献２がある。

特許文献１には、図９に示すように、ウェハユニットをＸ、Ｙ方向移動させてダイのピックアップ位置を固定し、ボンディング位置との間をボンディングヘッドを往復させてダイを基板にボンディングする技術が開示されている。また、特許文献２には、例えば２枚のウェハが正対する１８０度の部分からダイを取出し、その１８０度のダイの取出しが終了したら、それぞれのウェハを１８０度回転させる技術が開示されている。

特開２００１-２０３２２４号公報 特開２０１０-０５６４４２号公報

しかしながら、ウェハのサイズ(例えば、直径が３００ｍｍ)の大型化に伴い、ウェハを保持するウェハユニット(ウェハテーブル)からダイを取出しボンディングする時間が長くなる課題がある。また、特に、特許文献に示す第１のタイプでは、ウェハユニットが移動スペースが必要であり、装置が大型化する課題がある。

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたもので、本発明の第１の目的は、ダイのボンディング(実装)時間をより一層短縮でき、タクトタイムの短いダイボンダ及び半導体製造方法を提供することである。
また、本発明の第２の目的は、ボンディング装置を小型にできるダイボンダ及び半導体製造方法を提供することである。

本発明は、上記目的を達成するために、少なくとも以下の特徴を有する。
本発明は、ダイボンダまたは半導体を製造する半導体製造方法において、前記ダイをピックアップする領域を前記ウェハの中心から放射状に分割し、分割された前記領域のうち実際にピックアップするピックアップ領域を有する前記ウェハの正対半円領域を前記基板が存在するボンディング領域に正対させ、前記ウェハリングを回転させて前記ピックアップ領域を順次選び、前記ダイを前記ピックアップ領域からボンディングヘッドでピックアップし、前記ダイを基板にボンディングすることを第１の特徴とする。

また、本発明は、前記ボンディングヘッドのピックアップする回転姿勢を前記ピックアップ領域における前記ダイの姿勢に基づいて制御する第２の特徴とする。
さらに、本発明は、前記ピックアップ時の前記ダイを突き上げる突き上げ部の回転姿勢を前記ピックアップ領域における前記ダイの回転姿勢に基づいて制御することを第３の特徴とする。

また、本発明は、前記ピックアップ領域を前記正対半円領域の底面に存在する中心点からの垂線に対して左右対称になるように設定し、前記垂線が前記ボンディング領域の中心点またはその近傍を通るように前記ウェハリングを制御することを第４の特徴とする。
さらに、前記ウェハを載置するピックアップ装置は列状に複数設けられ、各ピックアップ装置に前記正対半円領域を設定し、複数の前記ピックアップ装置のうち両側に配置された２台のピックアップ装置のそれぞれの前記ピックアップ領域を前記正対半円領域のうち前記２台のピックアップ装置に正対する正対１／４円領域に設定することを第５の特徴とする。
また、本発明は、前記分割は等分割であることを第６の特徴とする。

本発明によれば、ダイのボンディング(実装)時間をより一層短縮でき、タクトタイムの短いダイボンダ及び半導体製造方法を提供できる。
また、本発明によれば、ボンディング装置を小型にできるダイボンダ及び半導体製造方法を提供できる。

本発明を第１のタイプに適用した第１の実施形態であるダイボンダを上から見た概念図である。 本発明の第１の実施形態におけるボンディングヘッド部の概略構成図である。 本発明の実施形態の特徴を構成するピックアップ装置の概略構成と、ダイをピックアップする領域におけるピックアップ装置とボンディングヘッドとの関係を示す図である。 本発明の第１の実施形態における基本的な考え方を示す図である。 図４に示す４分割の場合を例にとって詳細に説明する図である。 図４、図５に示す４分割の場合を例にとって第１の実施形態におけるダイをピックアップし基板にボンディングする処理フローを示す図である。 本発明を第２のタイプに適用した第２の実施形態であるダイを基板やリードフレーム等に実装する電子部品実装装置(ダイボンダ)の概略平面図である。 本発明の第２の実施形態における基本的な考え方を示す図である。 第１のタイプの従来例を示す図である。

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態であるダイボンダ１０を上から見た概念図である。ダイボンダ１０は大別してウェハ供給部１と、基板供給・搬送部２と、ダイボンディング部３と、これ等を制御する制御部４とを有する。

ウェハ供給部１は、ウェハカセットリフタ１１とピックアップ装置１２とを有する。ウェハカセットリフタ１１は、ウェハリングが充填されたウェハカセット(図示せず）を有し，順次ウェハリングをピックアップ装置１２に供給する。ピックアップ装置１２は、所望するダイをウェハリングからピックアップできるように、ウェハリングを移動する。
基板供給・搬送部２はスタックローダ２１と、フレームフィーダ２２と、アンローダ２３とを有する。スタックローダ２１は、ダイを接着する基板（例えば、リードフレーム）をフレームフィーダ２２に供給する。フレームフィーダ２２は、基板をフレームフィーダ２２上の２箇所の処理位置を介してアンローダ２３に搬送する。アンローダ２３は、搬送された基板を保管する。

ダイボンディング部３はプリフォーム部３１と、ボンディングヘッド部３２とを有する。プリフォーム部３１は、フレームフィーダ２２により搬送されてきた基板にダイ接着剤を塗布する。ボンディングヘッド部３２は、ピックアップ装置１２からダイをピックアップして上昇し、ダイをフレームフィーダ２２上のボンディング位置まで移動させる。そして、ボンディングヘッド部３２は、ボンディングポイントでダイを下降させ、ダイ接着剤が塗布された基板上にダイをボンディングする。

図２は、本発明の第１の実施形態におけるボンディングヘッド部３２の概略構成図である。

ボンディングヘッド部３２は、ダイＤを吸着しボンディングするボンディングヘッド４１と、基板であるリードフレーム４５の位置合わせをするために、リードフレームの位置を検出する位置検出撮像カメラ４２と、ボンディングヘッド４１と位置検出カメラ４２とを支持または固定する固定台４３と、固定台４３をＸＹ方向に移動させる移動機構４７と、ダイＤのボンディング領域ＢＲを具備するリードフレーム４５を保持するボンディングステージ(以下、単にステージという)４４とを有する。なお、２２はリードフレーム４５を搬送する基板供給・搬送部２を形成するフレームフィーダである。

本実施形態の特徴を構成するボンディングヘッド４１は、先端にダイＤを吸着保持しているコレット４１ｃと、コレット４１ｃを昇降(Ｚ方向に移動)させ、コレット４１ｃを固定台４３に対してＸ、Ｙ方向に移動させ、さらに、コレット４１ｃを基板と平行な面でθ回転させる４次元移動機構４１ｍとを有する。

図３は、本発明の実施形態の特徴を構成するピックアップ装置１２の概略構成と、ダイＤをピックアップする領域におけるピックアップ装置１２とボンディングヘッド４１との関係を示す図である。ピックアップ装置１２は、ウェハユニット５１と、ウェハのダイＤを突き上げてコレット４１ｃに吸着し易くする突き上げユニット５２と、これらを固定する基台５３とを有する。ウェハユニット５１は、ウェハＵを保持するウェハリング５１ａと、ウェハリング５１ａを基板と平行な面でθ回転させる回転駆動機構５１ｂとを有する。突き上げユニット５２は、ダイＤを突き上げる突き上げ部５４ａを昇降(Ｚ方向に移動)させる突き上げ機構(図示せず）を内部に有する駒５４、駒５４を基台５３上でＸＹ方向に移動させるＸＹ駆動部５４ｂと、駒５４をＺ方向に移動させるＺ駆動部及びボンディングヘッド４１同様に基板と平行な面でθ回転させるθ回転駆動部とを具備するＺθ駆動部５４ｃとを有する。即ち、ボンディングヘッド４１及び駒５４は、Ｘ、Ｙ、Ｚの３方向の３次元自由度とθ回転のθ自由度の４自由度を持ち、ウェハユニット５１はθ回転の自由度を持つ。

以上の構成によって、ボンディングヘッド４１及び駒５４はウェハ上の所望のダイの位置に移動でき、ピックアップし、ダイを基板にボンディングできる。

次に、本発明の第１の実施形態における基本的な考え方を図４を用いて説明する。図４(ａ)乃至図４(ｄ)は、ウェハリング５１ａ(図３参照)に保持されたウェハＵから、図２に示す基板供給・搬送部２で搬送されてくる基板(図４では４連のリードフレーム４５)であるボンディング領域ＢＰまでの間を上からみた状態を模式的に示した図である。

本発明の第１の実施形態における基本的な考え方を説明する。第１に、図４(ａ)から図４(ｃ)に示すように、ウェハＵのダイをピックアップする領域をウェハの中心から放射状に等分割に分け、分割された領域のうち実際にピックアップする斜線で示すピックアップ領域ＰＲを、ウェハＵを構成する２つの半円のうち基板であるボンディング領域ＢＲに正対する図４(ｄ)に格子線で示す正対半円領域６０の中に設ける。そして、処理中のピックアップ領域ＰＲの全てのダイをピックアップしボンディングを終了した後、次にウェハを等分割した角度分回転させ、隣接する領域を次のピックアップ領域ＰＲとして、ダイＤをボンディング処理する。正対半円領域はウェハＵ上固定ではなく、ピックアップ領域ＰＲの回転に伴い角度変化分変化し、ボンディング領域ＢＲに正対する半円が新たな正対半円領域となる。この構成によって、ボンディングヘッド４１のＹ方向の動作範囲を、図４(ｄ)に示すＹ方向占有スペースＹＳから図４(ａ)乃至図４(ｃ)に示すボンディング領域ＢＲと正対半円領域６０を結ぶ動作範囲ＹＤへと、ウェハ径の半径分低減できる。

第２に、第１のタイプである第１の実施形態においては、ピックアップ領域ＰＲを正対半円領域６０の底面に存在する中心点Ｕｃからの垂線６１に対して左右対称になるように設け、垂線６１がボンディング領域ＢＲの中心点６２またはその近傍を通るようにウェハＵ(ウェハユニット５１)を配置する。この構成によって、ボンディングヘッド４１のＸ方向の動作範囲ＸＤをウェハの直径に相当する長さからピックアップ領域ＰＲのＸ方向の長さへと低減または同一にできる
図４(ａ)はピックアップ領域ＰＲを正対半円領域６０とするウェハを２分割する例を、図４(ｂ)はウェハＵを４分割の例を、図４(ｃ)はリードフレーム４５の幅サイズまで分割した最小分割の例を示す。ボンディングヘッド４１は、リードフレーム４５である基板とピックアップ領域ＰＲとの間を行ったり来たりするので、各分割においてＹ軸動作範囲は変わらないが、Ｘ軸動作範囲は各図に示すように、分割数が多いほど狭くなる。しかしながら、分割数が小さいと１ピックアップ領域ＰＲにおけるダイ数が少なくなり、後述するようにダイＤの姿勢も変わるので、その変化に対応してボンディングヘッド４１及び駒５４のピックアップ姿勢を変える必要がある。従って、両者のトレードオフを考慮して分割数を決定する。

ダイＤの姿勢も変化に対応してボンディングヘッド４１及び駒５４のピックアップ姿勢を変えることが第１の実施形態の第３の基本的な考え方である。なお、２分割の場合は駒の突き上げ部５４ａの形状によってはその姿勢を変えなくてもよい場合がある。

なお、上記分割ではピックアップ領域ＰＲを等分割にしたが、ダイＤの姿勢はピックアップ領域毎に基本的には変える必要がある。また、各ピックアップ領域におけるダイＤのピックアップのし易さ等から、等分割あるいは分割線も直線にならない場合もある。

また、第１の実施形態におけるダイＤをピックアップし、リードフレーム４５にボンディングするのに必要なＸ及びＹ方向の占有スペースを図４(ｄ)に示す。ボンディングヘッド４１の移動範囲及び占有スペースを図７に示す第１のタイプの従来の場合と比べれば、それぞれ大幅に低減していることが分かる。

次に、図５に示す４分割の場合を例にとって詳細に説明する。図５(ａ)、図５(ｂ)は、図４と同様に、ウェハリング５１ａに保持されたウェハＵから図２に示す基板供給・搬送部２のボンディング領域ＢＲまでの間を上からみた状態を模式的に示した図である。図５(ｂ)は、図５(ａ)に示す状態から図３に示すウェハリング５１ａを矢印Ｇに示すように反時計回りに回転させることによって、ウェハＵを９０度回転させた状態を示している。図５(ａ)、図５(ｂ)における斜線で示す領域は、ウェハＵからダイＤをピックウップするピックウップ領域ＰＲである。また、図５（ｂ）における点領域は、図５(ａ)におけるピックアップ領域ＰＲの全てのダイＤがピックアップされたピックアップ済み領域ＰＳを示す。

図５(ａ) 、図５(ｂ)においては、４連のリードフレームのボンディング領域ＢＲを○（丸印）で示す。また、ボンディング領域ＢＲとピックアップ領域ＰＲに間に存在する矢印は、ボンディングヘッド４１がダイＤをピックアップし基板にボンディングするために、或いはボンディングをした後次のダイＤをピックアップするために移動するボンディングヘッド軌跡を示している。ボンディングヘッド軌跡Ｒａ、Ｒｂはボンディング領域ＢＲから最もＸ軸上で離れた位置Ａ、ＢにあるダイＤに対する軌跡であり、ボンディングヘッド軌跡Ｒｃはボンディング領域ＢＲから最もＹ軸上で離れた位置ＣにあるダイＤに対する軌跡である。その結果、ボンディングヘッド４１のＸ軸及びＹ軸方向の動作範囲並びにボンディングのするための占有スペースは図５(ａ)、図５(ｂ)に示す通りである。

一方、図５(ｃ)、図５(ｄ)は、それぞれ図５(ａ)、図５(ｂ)おいてウェハＵ上のダイＤの姿勢を示す図で、黒く塗られたダイＤｐはピックアップ領域ＰＲに存在するダイＤを示す。ダイＤは図５(ｃ)に示すように、縦横方向に規則正しく配置されている。また、図５(ｃ)、図５(ｄ)に示すように、それぞれのピックアップ領域ＰＲにおけるダイＤの配置パターン及び向きが異なる。ここで、図５(ｃ)示す第１のピックアップ領域ＰＲをＰＲ１、図５(ｄ)に示す第２のピックアップ領域ＰＲをＰＲ２、同様に次とその次の次々のピックアップ領域ＰＲをＰＲ３、ＰＲ４とする。

基本的にはピックアップ領域ＰＲ１とＰＲ３、ＰＲ２とＰＲ４の配置パターンは同じであるか、殆ど同じである。一方、ピックアップ領域ＰＲ２、ＰＲ３、ＰＲ４におけるダイＤ姿勢は、ピックアップ領域ＰＲ１の姿勢に対しウェハＵの回転に伴い、９０度、１８０度(反転)、２７０度(９０度に対して反転)回転した姿勢となる。従って、ピックアップ時には、ダイＤの回転、即ち姿勢の変化に伴い、ダイボンダヘッド４１及び駒５４の姿勢もピックアップ領域毎に変える必要がある。但し、ダイＤは一般的には長方形を有するのでピックアップという観点からすれば、ピックアップ領域ＰＲ１とＰＲ３、ＰＲ２とＰＲ４では同一姿勢になる。また、コレット４１ｃを用いず、ただ単に吸着する場合にはボンディングヘッドの姿勢は変える必要はない。一方、ボンディング時には、リードフレーム４５に所定の姿勢でボンディングするために、ダイボンダヘッド４１の姿勢を図５(ｂ)の矢印Ｈの如く回転させなければならない。

そこで、まず、ピックアップ領域ＰＲ１、ＰＲ３に存在するダイＤ(実際の数はもっと多いが、分かり易く図５(ｃ)では１６個)に対し、ピックアップする。ボンディング領域ＢＲに搬送されてくるリードフレームには、ボンディングするボンディングパターンを予め作成しておく。ボンディングパターンには、それぞれのダイＤに対するボンディングヘッド及び駒５４のＸ、Ｙ位置が含まれる。次に、ピックアップ領域ＰＲ２、ＰＲ４に対しても同様にボンディングパターンを予め作成する。ボンディングヘッド及び駒５４のピックアップの回転姿勢を、ピックアップ領域ＰＲ１の回転姿勢を基準に、反時計周りに＋９０度、０度(１８０度)、−９０度(２７０度)の姿勢になるよう制御する。特に、駒５４の回転姿勢はボンディングには関係がないので、ピックアップ領域ＰＲを変えるときに一度変更すればよい。
基準となるピックアップ領域ＰＲ１の回転姿勢は、ピックアップした姿勢そのままで、Ｙ軸方向に移動してボンディングできる姿勢が好ましい。図２に示すようにリードフレーム(４連ではないが)４５のボンディング領域ＢＲはＹ方向に長辺を有するので、このような場合には、図５(ｃ)に示すように、ダイＤもＹ方向に長辺を有するようにウェハをセットする。その為に、ウェハが替わった時は、例えば図２に示す位置検出カメラ４２でウェハＵの設けられたアライメントマークＭを検出しウェハの姿勢を初期設定する。

次に、図６を用いて、図４、図５に示す４分割の場合を例にとって、第１の実施形態におけるダイＤをピックアップし基板にボンディングする処理フローを説明する。
まず、ウェハＵをウェハユニット５１にセット(ステップ１)する。アライメントマークＭを撮像し、ウェハリング５１ａを回転させウェハＵを正対半円領域６０で所定の姿勢になるように初期設定する(ステップ２)。次に、ボンディングヘッド５１と駒５４のピックアップ姿勢を初期設定する(ステップ３)。その後、予め作成したピックアップ領域ＰＲ１及びＰＲ３用のボンディングパターンで、ピックアップ領域ＰＲ１の全てのダイＤをボンディングする(ステップ４)。

ステップ３、４の処理を以下のようにピックアップ領域ＰＲ２、ＰＲ３、ＰＲ４に対して行う(ステップ５)。ピックアップ領域ＰＲ２では、駒５４の姿勢を９０度反時計回りに回転させ、ボンディングヘッド４１のピックアップ姿勢も９０度反時計回りの回転姿勢に設定する(ステップ３)。その後、予め作成したピックアップ領域ＰＲ２及びＰＲ４用のボンディングパターンで、ピックアップ領域ＰＲ２の全てのダイＤをボンディングする(ステップ４)。次に、ピックアップ領域ＰＲ３では、駒５４の姿勢を９０度時計回りに回転させて元の姿勢に戻し、ボンディングヘッド４１のピックアップ姿勢の設定を０度の元の回転姿勢に戻す(ステップ３)。その後、予め作成したピックアップ領域ＰＲ１及びＰＲ３用のボンディングパターンでピックアップ領域ＰＲ３の全てのダイＤをボンディングする(ステップ４)。次に、ピックアップ領域ＰＲ４では、駒５４の姿勢を９０度反時計回りに回転させ、ボンディングヘッドのピックアップ姿勢も９０度反時計回りの回転姿勢に設定する(ステップ３)。その後、予め作成したピックアップ領域ＰＲ２及びＰＲ４用のボンディングパターンでピックアップ領域ＰＲ４の全てのダイＤをボンディングする(ステップ４)。さらに、他のウェハを使用してボンディングする基板があるならば、ステップ１に戻りステップ２からステップ５の処理繰り返す(ステップ６)。

なお、上記においては省略したが、４連のリードフレームのそれぞれにダイＤがボンディングされた後、リードフレーム分割されて、モールドされて半導体が製造される。
また、例えば、ピックアップ領域ＰＲ１、ＰＲ３ではボンディングヘッド４１及び駒５４の回転姿勢は同じであるが、ボンディング時にはボンディングヘッド４１の姿勢は異なる。ピックアップ領域ＰＲ１ではボンディングヘッド４１のピックアップ時の姿勢を維持してボンディングできるが、ピックアップ領域ＰＲ３では１８０度回転してボンディングする必要がある。

以上、図５に示す４分割の場合を例にとって説明したが、２分割や６分割といった偶数分割の他の例においても、基本的には４分割の例と同様である。これは、配置パターンが同じになる反転姿勢のピックアップ領域対が必ずあるので、その対の数が異なるだけで、４分割の例と同様にボンディング処理を行うことができる。また、奇数分割の場合はピックアップ領域対が存在しないので、個々のピックアップ領域に対して予めボンディングパターンを作成する必要がある。ピックアップ領域の変わる度にピックアップ時のボンディングヘッド４１及び駒の回転姿勢を分割数に応じた角度変化させて行くことは、偶数の場合と同じである。

以上説明した第1のタイプに対する本発明の第1の実施形態によれば、ダイをボンディング(実装)時間をより一層短縮でき、タクトタイムの短いダイボンダ及び半導体製造方法を提供できる。
また、本発明の第1の実施形態によれば、ボンディング装置を小型化できるダイボンダ及び半導体製造方法を提供できる。

次に、本発明を第２のタイプに適用した第２の実施形態を説明する。図７は、ダイＤを基板７５やリードフレーム４５等に実装する電子部品実装装置(ダイボンダ)１００の概略平面図である。電子部品実装装置１００は、大別して、基板７５を搬送する搬送装置８０と、ダイを基板７５に実装する部品実装装置本体７０と、実装するウェハＵを部品実装装置本体７０に供給するウェハ供給部９０とを有する。

搬送部８０は、上流装置から基板７５を搬送する搬入搬送装置８１と、搬入搬送装置８１によって基板７５を載置された搬送用治具８４Ａ、８４Ｂあるいは８４Ｃを部品実装装置本体７０内で移動させる実装搬送装置８２と、実装された基板を搬出する搬出搬送装置８３とを有する。搬入搬送装置８１及び搬出搬送装置８３には基板７５を搬送用治具８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃのいずれか搬送用治具８４に載置し或いは取り出す移動装置８１ａ、８３ａを有する。実装搬送装置８２は、基板７５上に接着剤を塗布するプリフォーム部７７を有する塗布ステージ(Ｌ)上で搬送用治具８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃを搬送させる塗布ステージ搬送装置８２Ｌ、塗布ステージ搬送装置８２Ｌから選択的に連結され実装ステージ(Ｍ)に設けられた実装ステージ搬送装置８２Ｍと、実装ステージ搬送装置８２Ｍから接続され搬出ステージ(Ｎ）上を移動させる搬出ステージ搬送装置８２Ｎとを有する。

ウェハ供給部９０は、実装搬送装置８２の両側に左右に設けられた第１の実施形態の図３に示す構造を有する計４台のピックアップ装置１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄと、各ピックアップ装置に図３に示すウェハリング５１ａを供給するウェハ供給装置９１Ａ、９１Ｂ、９１Ｃ、９１Ｄと、を有する。

部品実装装置本体７０は、左右に設けられたガイド７１上を移動するビーム７２Ａ、７２Ｂと、ビーム７２Ａ、７２Ｂを左右に移動する装着ヘッド(ボンディングヘッド）７３Ａ、７３Ｂと、装着ヘッド７３Ａ、７３Ｂが移動中にその頭上を通るときにダイの装着状態を監視する認識カメラ７８Ａ、７８Ｂと、を有する。装着ヘッド７３Ａ、７３Ｂはそれぞれ複数の吸着ノズル７４Ａ、７４Ｂと、ピックアップ位置とウェハＵのアライメントマーク(図５(ｃ)参照)を撮像する位置検出カメラ７６Ａ、７６Ｂをそれぞれ搭載している。

このように構成された電子部品実装装置において、例えば装着ヘッド７３Ａは複数の吸着ノズルの左右に設けられた２台のピックアップ装置１２Ａ、１２Ｂから複数のダイを順次吸着してピックアップし、基板７５上に順次装着する。

図８を用いて、本発明の第２の実施形態における基本的な考え方を説明する。図８(ａ)乃至図８(ｃ)に示すように、ウェハリング５１ａ(図３参照)上のウェハＵからダイをピックアップする領域をウェハの中心から放射状に等分割に分け。分割された領域のうち実際にピックアップする斜線で示すピックアップ領域ＰＲを、第１の実施形態同様に、ウェハＵを構成する２つの半円にうち装着(ボンディング)対象である基板７５に正対する図８(ｄ)に格子線で示す正対半円領域６０の中に設ける。そして、処理中のピックアップ領域ＰＲの全てのダイをピックアップしボンディングを終了した後、次にウェハを等分割した角度分回転させ、隣接する領域を次のピックアップ領域ＰＲとして、ダイＤをボンディング処理する。この構成によって、装着ヘッド７３のＹ方向の動作範囲ＹＤを、図８(ｄ)に示すＹ方向占有スペースＹＳから図４(ａ)乃至図４(ｃ)に示す基板からの正対半円領域６０への動作範囲ＹＤへと、ウェハ径の半径分低減できる
第２に、第２のタイプの第２の実施形態においては、ピックアップ領域ＰＲを設ける正対半円領域６０のうち２台のピックアップ装置１２Ａ、１２Ｂ(１２Ｃ、１２Ｄ)が正対する正対１／４円領域にピックアップ領域ＰＲを限定し、そのような配置になるようにウェハＵ(ウェハユニット５１)をセットする。この構成によって、装着ヘッド７３のＸ方向の動作範囲ＸＤを、図８(ｄ)に示すＸ方向占有スペースＸＳから２枚のウェハの正対する半円を含む領域の長さへと、ウェハＵの直径部の長さを低減できる。

図８(ａ)は、正対半円領域６０をピックアップ領域ＰＲに２分割の例を示す。図８(ｂ)は、正対半円領域６０そのものとする例を示す。図８(ｃ)は４分割の例を示す。装着ヘッド４１は、基板７５である基板とピックアップ領域ＰＲとの間を行ったり来たりするので、第２の実施形態では、第１の考え方を考慮しない図８(ｂ)の例を除いて、第１の実施形態とは異なり、分割数によって動作範囲ＸＤは変わらない。

しかしながら、例えば、図８(ａ)に示す４分割と図８(ｃ)に示す８分割とを比較すると、図８(ｃ)に示す８分割では、図８(ａ)に示す４分割に存在するＹ方向の移動距離が長くなる、点で示す点領域ＢＲｔに存在するダイＤがピックアップ対象から外れるので、処理時間が短くなる可能性がある。この効果は、基板７５のＸ方向の長さが短くなるほど小さくなり、基板への装着(ボンディング)位置の分布によっても異なる。また、第２の実施形態でも、分割数が小さいと１ピックアップ領域ＰＲにおけるダイ数が少なくなり、図５(ｃ)、図５(ｄ)で示したようにダイＤの姿勢も変わるので、その変化に対応してボンディングヘッド４１及び駒５４のピックアップ領域ＰＲ毎にピックアップ姿勢が変わる。従って、これ等の点を考慮して分割数を決定する。

また、第２の実施形態で基板２の搬送方向に沿って、ピックアップ装置１２を３つ以上並設した場合には、左右の両外方のピックアップ装置１２の間に位置するピックアップ装置１２においても、図８(ｂ)に示すようにピックアップ領域ＰＲを正対半円領域６０そのものとする、あるいは第１の実施形態における図４(ｂ)の領域とし、当該ピックアップ領域のダイのボンディング終了後、２つの場合と同様にウェハを回転させる。

第２の実施形態でも、第１の実施形態同様にダイＤの姿勢も変化に対応して装着ヘッド４１及び駒５４のピックアップ姿勢を変えることが第２の実施形態の第３の基本的な考え方である。

第２の実施形態における図６に対応するダイＤをピックアップし基板に装着(ボンディング)する処理フローは、装着ヘッド７３が複数のダイＤを一度にピックアップし、それらを一度に基板に装着(ボンディング)する以外は基本的には同じである。

以上説明した、第２のタイプに対する本発明の第２の実施形態よれば、ダイを実装(ボンディング)する時間をより一層短縮でき、タクトタイムの短い電子部品実装装置(ダイボンダ)及び半導体製造方法を提供できる。

以上のように本発明の実施形態について説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

１：第１の実施形態のウェハ供給部 ２：第１の実施形態の基板供給・搬送部
３：ダイボンディング部 ４：制御部
１０：ダイボンダ
１２，１２Ａ乃至１２Ｄ：ピックアップ装置
３２：ボンディングヘッド部 ４１：ボンディングヘッド
４１ｃ：コレット
４１ｍ：ボンディングヘッド４１の４次元移動機構
４２：第１の実施形態の位置検出カメラ ４３：固定台
４５：リードフレーム ５１：ウェハユニット
５１ａ：ウェハリング ５１ｂ：回転駆動機構
５２：突き上げユニット ５４：駒
６０：正対半円領域 ７５：基板
７０：第２の実施形態の部品実装装置本体 ７３、：７３Ａ、７３Ｂ：装着ヘッド
７４Ａ、７４Ｂ：吸着ノズル
７６Ａ、７６Ｂ：第２の実施形態の位置検出カメラ
８０：第２の実施形態の搬送装置 ９０：第２の実施形態のウェハ供給部
ＢＲ：ボディング領 Ｄ：ダイ
Ｄｐ：ピックアップ領域に存在するダイ Ｍ：アライメントマーク
ＰＲ、ＰＲ１乃至ＰＲ４：ピックアップ領域
ＰＳ：ピックアップ済み領域
Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ：ボンディングヘッド軌跡
Ｕ：ウェハ ＸＤ：Ｘ軸動作範囲
ＸＳ：Ｘ方向占有スペース ＹＤ：Ｙ軸動作範囲
ＹＳ：Ｘ方向占有スペース。

Claims (11)

1. ダイが複数設けられたウェハを保持するウェハリングと、前記ウェハリングを前記基板と平行な平面で回転させる回転自由度を有する回転駆動機構を有するウェハユニットと、
   突き上げられた前記ダイをピックアップし、前記基板にボンディングするボンディングヘッドと、前記ボンディングヘッドを前記回転自由度及び前記平面を含む３次元に移動可能な３次元自由度を具備する４次元移動機構を有するボンディングヘッド部と、
   前記ウェハ上の前記ダイを突き上げ、３次元自由度を具備する３次元移動機構を有する突き上げユニットと、
   前記ダイをピックアップする領域を前記ウェハの中心から放射状に分割し、分割された前記領域のうち実際にピックアップするピックアップ領域を有する前記ウェハの正対半円領域を前記基板が存在するボンディング領域に正対させ、前記ウェハリングを回転させて前記ピックアップ領域を順次選び、前記ダイを前記ピックアップ領域からピックアップする制御部を有する制御手段と、
   を有することを特徴とするダイボンダ。
2. 前記制御手段は、前記ピックアップ領域を前記正対半円領域の底面に存在する中心点からの垂線に対して左右対称になるように設定し、前記垂線が前記ボンディング領域の中心点またはその近傍を通るように前記ウェハリングを制御することを特徴とする請求項１に記載のダイボンダ。
3. 前記突き上げユニットを有するピックアップ装置は列状に複数設けられ、前記制御手段は、各ピックアップ装置に前記正対半円領域を設定し、複数の前記ピックアップ装置のうち両側に配置された２台のピックアップ装置のそれぞれの前記ピックアップ領域を前記正対半円領域のうち前記２台のピックアップ装置が正対する正対１／４円領域に設定することを特徴とする請求項１に記載のダイボンダ。
4. 前記制御手段は、前記ピックアップ時の前記突き上げユニットのダイを突き上げる突き上げ部の回転姿勢を前記ピックアップ領域のダイの回転姿勢に基づいて制御することを特徴とする請求項１に記載のダイボンダ。
5. 前記制御手段は、前記ピックアップ時の前記ボンディングヘッドの回転姿勢を前記ピックアップ領域毎に規定されるダイの回転姿勢に基づいて制御し、前記ボンディング時のボンディングヘッドの回転姿勢を前記基板へのボンディングすべき姿勢に基づいて制御することを特徴とする請求項１に記載のダイボンダ。
6. 前記分割は等分割であることを特徴とする請求項１に記載のダイボンダ。
7. ダイをピックアップする領域をウェハの中心から放射状に分割し、分割された前記領域のうち実際にピックアップするピックアップ領域を有する前記ウェハの正対半円領域を前記基板が存在するボンディング領域に正対させるステップと、
   前記ウェハリングを回転させて前記ピックアップ領域を順次選ぶステップと、
   前記ダイを前記ピックアップ領域からボンディングヘッドでピックアップするステップと、
   前記ダイを基板にボンディングするステップと、
   を有することを特徴とする半導体製造方法。
8. 前記ボンディングヘッドのピックアップする回転姿勢を前記ピックアップ領域における前記ダイの姿勢に基づいて制御するステップを有することを特徴とする請求項７に記載の半導体製造方法。
9. 前記ピックアップ時の前記ダイを突き上げる突き上げ部の回転姿勢を前記ピックアップ領域における前記ダイの回転姿勢に基づいて制御するステップを有することを特徴とする請求項７に記載の半導体製造方法。
10. 前記ピックアップ領域を前記正対半円領域の底面に存在する中心点からの垂線に対して左右対称になるように設定し、前記垂線が前記ボンディング領域の中心点またはその近傍を通るように前記ウェハリングを制御するステップを有することを特徴とする請求項７、８又は９のいずれかに記載の半導体製造方法。
11. 前記ウェハを載置するピックアップ装置は列状に複数設けられ、各ピックアップ装置に前記正対半円領域を設定し、複数の前記ピックアップ装置のうち両側に配置された２台のピックアップ装置のそれぞれの前記ピックアップ領域を前記正対半円領域のうち前記２台のピックアップ装置に正対する正対１／４円領域に設定するステップを有することを特徴とする請求項７、８又は９のいずれかに記載の半導体製造方法。

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