JP2014022445A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】後工程処理のスループットを低下させることなく、半導体装置の製品管理や迅速な不良解析を行うことのできる技術を提供する。
【解決手段】半導体装置(QFP)の製造に用いる複数の基材(リードフレーム)、および複数の基材を搬送する搬送手段(ラック、ロット、スタッカー等)にそれぞれ固有の識別情報を付与し、搬送手段の識別情報(ラックID)と当該搬送手段に収納される基材の識別情報(基材ID)とを関連付ける。そして、各製造装置のローダ部にセットした搬送手段から基材を取り出して装置の処理部に供給する際、および処理が完了した基材を装置のアンローダ部の搬送手段に収納する際、搬送手段の識別情報と基材の識別情報との関連付けを照合する。
【選択図】図14

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、半導体装置の製造工程で発生した不良の原因を速やかに究明することのできる半導体製造技術に関する。
半導体製造メーカは、半導体装置(半導体パッケージ)の表面に製品型名、顧客ロゴマーク、製造コード等の製品情報を表示することによって、当該半導体装置の製品管理や不良解析を行っている。
特許文献1(特開2011−66340号公報)は、半導体パッケージの各製造工程における製造条件を当該半導体装置の識別番号と関連付けて製造ラインのメインサーバーに格納すると共に、上記識別番号に対応する二次元コード(二次元バーコード)を当該半導体パッケージの表面に刻印する技術を開示している。この技術によれば、例えば半導体パッケージに不良が発生した場合、当該半導体パッケージに刻印された二次元コードを読み取って識別番号を特定し、メインサーバーに格納された当該半導体パッケージの製造条件を追跡することにより、半導体パッケージの不良解析が可能となる。
特開2011−66340号公報
ここで、半導体装置の製造工程は、前工程(ウエハプロセス)と、この前工程の後に行われる後工程(組立て工程、パッケージングプロセス)とに大別される。
詳細に説明すると、前工程は、単結晶シリコン等からなる半導体ウエハの主面(集積回路形成面)にフォトリソグラフィー技術、CVD技術、スパッタリング技術およびエッチング技術等を組み合わせて集積回路を形成する工程である。
一方、後工程は、前工程が完了した半導体ウエハから取得した半導体チップを基材(リードフレーム、配線基板等)に搭載する工程(ダイボンド工程)、基材に搭載された半導体チップと基材の外部端子とを導電性部材(ワイヤ、突起電極等)を介して電気的に接続する工程(ボンディング工程)、半導体チップを封止体(樹脂、セラミック等)で封止する工程等を有している。
そして、本願発明者は、複数の基材を搬送手段(組立ラック、組立ロット、スタッカー等)に収納した状態で、この後工程における各工程間を搬送することを検討している。そのため、完成した半導体装置に不良が見つかった場合、すなわち、不良解析を行う際には、使用する搬送手段に関する情報も含めた不良解析(原因究明)ができる状態にしておく必要がある。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される課題を解決するための手段のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
本願の一実施の形態における半導体装置の製造方法は、
(a)第1ラック用識別情報を有し、当該第1ラック用識別情報に関連付けされた互いに異なる第1基材用識別情報を有する複数の第1基材が収納された第1ラックを準備する工程と、
(b)前記第1ラックを第1後工程装置のローダ部にセットし、当該第1ラックのラック用識別情報を読み取ることで、当該第1ラック内に含まれる複数の第1基材の第1基材用識別情報を取得する工程と、
(c)前記第1後工程装置のアンローダ部にセットされた第2ラックのラック用識別情報を読み取り、当該第2ラックを前記複数の第1基材を収納するためのラックとして上位システムに登録する工程と、
(d)前記(c)工程の後、前記第1ラックから一つ目の第1基材を取り出し、前記第1後工程装置の処理部に供給する工程と、
(e)前記(d)工程の後、前記一つ目の第1基材に第1の処理を施す工程と、を有し、
前記(e)工程を施している間に、前記第1ラックから取り出した二つ目の第1基材の第1基材用識別情報を読み取り、上位システムに登録しておいた当該二つ目の第1基材の第1基材用識別情報情報と照合し、
(f)前記(e)工程の後、前記一つ目の第1基材を前記処理部から取り出し、前記第1後工程装置の前記アンローダ部にセットされた第2ラックに供給し、
前記処理部から取り出した前記一つ目の第1基材の基材用識別情報を読み取ることで、前記一つ目の第1基材の情報を取得し、前記一つ目の第1基材が前記複数の第1基材のうちの一つ目であれば、前記第2ラックに収納し、
(g)前記第1ラックから全ての第1基材が排出された後、複数の第3基材が収納された第3ラックを前記第1後工程装置のローダ部にセットする。
前記一実施の形態によれば、第1ラックに収納された複数の第1基材と第3ラックに収納された複数の第3基材とを連続して第1後工程装置の処理部に供給した場合でも、別のラックに回収されるべき第3基材が第2ラックに混入する不具合を防止することができる。
これにより、後工程処理のスループットを低下させることなく、半導体装置の製品管理や迅速な不良解析を行うことが可能となる。
一実施の形態であるQFPの製造工程を示す全体フロー図である。 QFPの製造に用いるリードフレームの全体平面図である。 QFPの製造に用いる半導体ウエハの全体平面図である。 ID刻印工程の概念図である。 外枠部の表面に二次元コードが刻印されたリードフレームの全体平面図である。 二次元コードの刻印方法の別例を示すリードフレームの全体平面図である。 ダイボンディング工程の概念図である。 チップ搭載領域の表面に接着剤が供給された状態を示すリードフレームの全体平面図である。 チップ搭載領域の表面に半導体チップが配置された状態を示すリードフレームの全体平面図である。 ワイヤボンディング工程の概念図である。 図10に続くワイヤボンディング工程の概念図である。 半導体チップとリードがワイヤによって接続された状態を示すリードフレームの要部拡大平面図である。 図11に続くワイヤボンディング工程の概念図である。 図13に続くワイヤボンディング工程の概念図である。 図14に続くワイヤボンディング工程の概念図である。 図15に続くワイヤボンディング工程の概念図である。 図16に続くワイヤボンディング工程の概念図である。 半導体チップ、ワイヤ、チップ搭載領域、リードの各一部および吊りリードの各一部がモールド樹脂で封止された状態を示すリードフレームの要部拡大平面図である。 タイバーが切断された状態を示すリードフレームの要部拡大平面図である。 封止体の表面に二次元コードが刻印されたリードフレームの要部拡大平面図である。 封止体の表面に二次元コードを刻印する方法を示す概念図であり、(a)はリードフレームの搬送方向に平行な方向から見た側面図、(b)はリードフレームの搬送方向に直交する方向から見た側面図である。 外装メッキ工程後のリードフレームの要部拡大平面図である。 リードフレームの切断工程を示す要部拡大平面図である。 リード成形後のQFPを示す断面図である。 図1に示す各製造装置を統率するメインサーバーの概略構成図である。 メインサーバーからの指示を受け、各製造装置を個別にコントロールする製造装置の管理サーバーの概略構成図である。 製造装置のローダ側の概略動作を説明するフローチャートである。 製造装置のアンローダ側の概略動作を説明するフローチャートである。 同一基材内の加工処理の概略動作を説明するフローチャートである。 メインサーバーに準備されるデータテーブルあるいはデータベースの管理項目の概略を示す図表であり、(a)は、製造する製品名と半導体ウエハの製造ロットとの対応表、(b)は、製造する半導体ウエハの製造ロットとこれに使用できる基材との対応表である。 (a)は、各半導体チップの識別情報(チップID)と半導体ウエハの製造ロットと半導体ウエハの識別情報(ウエハ番号)と半導体ウエハ内の位置座標と品質情報との対応表、(b)は一連の製造処理のステップと製造装置と製造(作業)条件との対応表である。 各半導体チップの製造履歴を管理する対応表(データベース)である。 搬送手段(ここでは組立ラック)に収納される基材の収納(仕掛)状況を管理する対応表(管理テーブル)である。 組立ラックの斜視図である。 一貫ラックの斜視図である。 図4に続くID刻印工程の概念図である。 図36に続くID刻印工程の概念図である。 図7に続くダイボンディング工程の概念図である。 図38に続くダイボンディング工程の概念図である。 図10に続くワイヤボンディング工程の概念図である。 図40に続くワイヤボンディング工程の概念図である。 モールド(封止)工程の概念図である。 図42に続くモールド(封止)工程の概念図である。 レーザーマーキング工程の概念図である。 図44に続くレーザーマーキング工程の概念図である。 外装メッキ工程の概念図である。 図46に続く外装メッキ工程の概念図である。 切断成形工程の概念図である。 図48に続く切断成形工程の概念図である。 (a)は、リード成形工程の概念図であり、(b)はリード成形後の工程を説明する概念図である。 試験工程の概念図である。 図51に続く試験工程の概念図である。 実施の形態2の効果を説明する図である。 実施の形態2の効果を説明する図である。 (a)、(b)は、図5の変形例である二次元コードの刻印方法を示すリードフレームの一部拡大平面図である。 図5に示すコードの変形例を示す平面図である。 図5に示すコードの変形例を示す平面図である。 図5に示すコードの変形例を示す平面図である。
以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、実施の形態では、特に必要なときを除き、同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。さらに、実施の形態を説明する図面においては、構成を分かり易くするために、平面図であってもハッチングを付す場合や、断面図であってもハッチングを省略する場合がある。
(実施の形態1)
本実施の形態1は、表面実装型半導体装置(半導体パッケージ)の一種であるQFP(Quad Flat Package)の製造に適用したものである。図1は、このQFPの製造工程を示す全体フロー図である。図2は、QFPの製造に用いる基材(チップ搭載部材)としてのリードフレームの平面図である。図3は、QFPの製造に用いる半導体ウエハの平面図である。図25は、図1に示す各製造装置を統率するメインサーバーの概略構成図である。図26は、メインサーバーからの指示を受け、各製造装置を個別にコントロールする製造装置の管理サーバーの概略構成図である。
<メインサーバーについて>
まず、本実施の形態1のメインサーバー100(メインサーバーMS)について説明する。
メインサーバー100は、図1に示すように、各製造装置(基材ID刻印装置、ダイボンディング装置等)を繋ぐことにより、製造システムを構築する際、製品が完成するまでの目標(顧客納期)や、使用する材料の準備(手配)状況等を考慮した最適な生産効率が生産単位(組立ロット、製造ロット、拡散ロット)毎に得られるよう、各生産ステップで使用する製造装置や、各製造装置における生産順(投入タイミング)を生産単位毎にコントロールしている。すなわち、本実施の形態1のメインサーバー100は、ディスパッチ機能(生産スケジューリング機能)を備えている。
また、本実施の形態1のメインサーバー100は、図25に示すように、様々な演算処理を行う演算装置と、制御命令を解読して演算装置に転送したり、各製造装置の動作タイミング等を制御する制御装置とを有する中央演算処理装置101を備えている。また、メインサーバー100は、生産管理のための各プログラム(システムプログラム、生産調整プログラム、通信プログラム等)と、図30(a)乃至図33に示すような各製造装置の運転(進行)状況を管理(把握)し、かつ記憶するためのデータ管理エリア(データテーブル)と、生産履歴を記憶するためのデータベースを有し、データバス102を介して中央演算処理装置101と繋がる記憶装置103も備えている。なお、記憶装置103は、半導体メモリやハードディスク装置等の各記録媒体の組合せにより構成されている。
さらに、本実施の形態1のメインサーバー100は、このメインサーバー100の状態を表示するためのモニタ104と、必要に応じてデータ入力を行うためのキーボード105と、多数の下位システム(図1に示す製造装置の管理サーバー200)との通信を行うための通信装置106と、これらをデータバス102に接続するためのインターフェース装置(i/O)107等も備えている。
<管理サーバーについて>
次に、本実施の形態1の管理サーバー200について説明する。まず、管理サーバー200は、各製造装置に用意(設置)されている。また、管理サーバー200の基本的な構成は、メインサーバー100の構成と同様である。すなわち、管理サーバー200は、図26に示すように、様々な演算処理を行う演算装置と、制御命令を解読して演算装置に転送したり、各製造装置の動作タイミング等を制御したりする制御装置とを有する中央演算処理装置201を備えている。また、管理サーバー200は、生産管理のための各種プログラムと、各製造装置の運転(進行)状況を管理(把握)し、かつ記憶するためのデータ管理エリア(データテーブル)と、生産履歴を記憶するためのデータベースとを有し、データバス202を介して中央演算処理装置201と繋がる記憶装置203も備えている。
さらに、管理サーバー200は、この管理サーバー200の状態を表示するためのモニタ204と、必要に応じてデータ入力を行うためのキーボード205と、各基材や部材等に付与された識別情報(二次元コード)を読み取るためのリーダー206と、製造装置の動作(進行)状況を把握するためのセンサ類(位置情報センサ、ID読み取り機、画像認識装置等)207、上位システム(メインサーバー100)との通信を行うための通信装置208と、これらをデータバス202に接続するためのインターフェース装置(i/O)209等も備えている。
なお、管理サーバー200から、この管理サーバー200と繋がる製造装置に送信されるデータ(運転指令、運転条件等)は、インターフェース装置209を介して製造装置の駆動機構に転送される。また、転送された上記のデータは、製造装置内の記憶装置にも転送され、記憶される。
<リードフレームについて>
図2に示すリードフレームLFは、銅(Cu)または銅(Cu)合金からなり、複数のデバイス領域(半導体装置となる領域)と、複数のデバイス領域の周囲に位置する外枠部8からなる。リードフレームLFの各デバイス領域は、半導体チップを搭載する部分であるチップ搭載領域(ダイパッド、チップ搭載部)4、チップ搭載領域4の周囲に形成された複数のリード(外部端子)5、チップ搭載領域4と一体に形成された複数の吊りリード6、リード5および吊りリード6のそれぞれと一体に形成されたタイバー7を有している。また、リード5、吊りリード6およびタイバー7のそれぞれは、外枠部8によって支持された構造になっており、チップ搭載領域4は、吊りリード6を介して外枠部8で支持された構造になっている。
なお、実際のリードフレームは、多数個のチップ搭載領域4を備えているが、ここでは図面を見易くするために、2個のチップ搭載領域4を備えたリードフレームLFを使って説明する。すなわち、図2に示すリードフレームLFは、2個の半導体チップを搭載することができ、このリードフレームLFから2個のQFPが取得される。また、本実施の形態1では、銅(Cu)または銅(Cu)合金からなるリードフレームLFを用いて説明するが、例えば42アロイのような鉄(Fe)合金からなるリードフレームを使用してもよい。
<半導体ウエハについて>
図3に示す半導体ウエハ1Aは、前工程(ウエハプロセス)およびそれに続く個片化工程が完了した後のものであり、複数の半導体チップ1に分割された状態になっている。なお、本実施の形態1の個片化工程は、例えばダイシングブレードを用いて半導体ウエハを切断するダイシング工程である。
半導体装置の前工程は、半導体ウエハ1Aの各半導体チップ1(個片化前の半導体チップ)にフォトリソグラフィー技術、CVD技術、スパッタリング技術およびエッチング技術等を組み合わせて集積回路を形成する複数の工程と、各半導体チップ1の主面(集積回路が形成された面)に形成されたボンディングパッド2の表面にプローブ針を接触させ、前記集積回路を構成する素子の良否や素子間を接続する配線の導通・非導通を判別する電気特性検査工程を含んでいる。
また、個片化工程は、電気特性検査工程が完了した半導体ウエハ1Aの裏面(主面とは反対側の面)にダイシングテープを貼り付け、この状態で半導体ウエハ1Aを切断することにより複数の半導体チップ1を取得する工程である。半導体ウエハ1Aから個片化された複数の半導体チップ1は、上記ダイシングテープに保持された状態で後工程(QFPの製造工程)に搬送される。
半導体ウエハ1Aから個片化された上記複数の半導体チップ1のそれぞれには、前工程において、半導体ウエハ1Aの製造ロット番号、半導体ウエハ番号、半導体ウエハ1A内における当該半導体チップ1の位置、当該半導体チップ1が良品か不良品か等の情報を含む固有の情報、言い換えると、各個別情報に紐付けされたチップID(チップ識別情報)20が付与される。そして、図3に示す半導体ウエハ1A(個片化された複数の半導体チップ1)が後工程に搬送されると、各半導体チップ1のチップID20が前述したメインサーバー100(メインサーバーMS)に登録される。
すなわち、図31(a)に示すように、電気特性検査工程で行われた品質に関する検査結果が、チップID(チップ識別情報、識別情報、識別コード)、半導体ウエハの製造ロット番号、製造ロット内のウエハ番号、および半導体ウエハ内の位置情報と共に関連付け(紐付け)されて、メーンサーバーMSに記憶される。
従って、メインサーバーMSを参照することにより、各半導体チップ1がどの製造ロットで製造され、どの半導体ウエハ1Aのどの位置にあったかという情報を容易に取得することができる。
次に、図1に示す全体フローおよび図4〜図24を参照しながら、本実施の形態1のQFPの製造方法を工程順に説明する。なお、上記したように、メインサーバーMSの記憶装置103には、製造加工を製造フローに沿って順次進めるために、例えば図31(b)に示すように、製造フローに沿った製造ロット毎の製造工程、各製造工程で使用する製造装置、およびこれら製造装置の作業条件(レシピ)に関するデータを管理する処理工程管理テーブルが予め準備されている。また、処理工程管理テーブルの管理データは、常に最適な生産効率を維持するために、他の製品製作との優先順位あるいは個々の製造装置の空き具合(進捗度)に応じて、メインサーバーMSによりスケジューリングが繰り返されるため、記憶内容は流動的である。
<ID刻印工程>
まず、図4(ID刻印工程の概念図)および図5に示すように、図2に示したリードフレームLFが所定の枚数だけ用意され、各リードフレームLFの表面に当該リードフレームLFを識別するための固有の基材ID(第1基材用識別情報、識別コード)が付与される。本実施の形態1の基材ID(第1基材用識別情報)は、例えば刻印装置40からリードフレームLFの表面にレーザービームを照射することにより形成(刻印)される。
図5に示すように、上記基材IDは、リードフレームLFのそれぞれにおいて、デバイス領域の外側に位置する外枠部8の表面(上面、主面)に二次元コード30Aの形式で刻印される。すなわち、用意されたリードフレームLFの枚数が100枚であれば、これらのリードフレームLFのそれぞれに、互いに異なる基材ID(例えばK0001、K0002、K0003、…、K0100)が二次元コード30Aの形式で刻印される。
二次元コード30Aは、一方向(例えば、横方向)にしか情報を持たない一次元コード(バーコード)に対し、二方向(例えば、横方向と縦方向)に情報を持つ表示方式のコードである。また、白色点と黒色点の組み合わせによる集合体という点では一次元コードと構成は似ているが、二次元コード30Aでは、さらに、これらの中間色(例:灰色点)等も用いられる。すなわち、色の濃淡によっても形状を使い分けるため、一次元コードよりも多くの情報を取り扱うことができる。また、二次元コード30Aは、一次元コードに比べて表示面積を小さくできるので、外枠部8の幅が狭いリードフレームLFの表面にも刻印することができる。
なお、本実施の形態では、図5に示すように、3つの角部に切り出しシンボルが配置された二次元コードについて説明するが、これに限定されるものではなく、図56に示すように、1つの切り出しシンボルを有する二次元コードであってもよい。これにより、刻印するコードの外形サイズをさらに小さくできる。
その他、リードフレームLFの外枠部8の面積が十分に広い場合には、上記した二次元コード30Aに限らず、図57に示すように、一次元コードの形式で基材IDを刻印してもよい。また、同じ二次元コードであっても、図58に示すように、L字のアライメントパターン(図58で言うコードの左辺と下辺に相当)と、点線状のタイミングセル(図58で言うコードの右辺と上辺に相当)を配置し、その中にデータに相当するパターンを配置した構成からなるコードの形式で基材IDを刻印してもよい。さらに、リードフレームLFの表面に二次元コード30Aを刻印する際は、その後の製造工程で二次元コード30Aが損傷して判読不能となるのを防ぐために、図6に示すように、リードフレームLFの外枠部8の複数箇所に同一の二次元コード30Aを刻印してもよい。
リードフレームLFに二次元コード30Aが刻印されると、図4に示すように、刻印装置40に設置されたカメラ、リーダ等のID読み取り機50Aによって各リードフレームLFの二次元コード30Aが読み取られる。そして、当該二次元コード30Aから基材IDが判読可能な程度に刻印されていることが確認されたリードフレームLFは、スタッカー41に段積され、さらに、図30(b)に示すように、半導体ウエハの製造ロットと関連付け(紐付け)した上で、基材IDのリストとしてメインサーバーMSの記憶装置103に登録(記録)される。
なお、メインサーバーMS内では、図30(a)に示す製品名とこれの組み立てに引き当てる(割り当てる)半導体ウエハの製造ロットも管理されている。そのため、これらの登録データは、生産を開始する製品(製造ロット)に必要な基材(リードフレームLF)の組合せ(群)として、メインサーバーMSにより管理される。
また、基材(リードフレームLF)が不良のデバイス領域を持っていた場合には、この不良個所に関する情報についても、メインサーバーMSに登録しておくことも可能である。さらに、図4に示すスタッカー41にも識別コードあるいは識別情報を付与しておくことで、使用するスタッカー41とも関連付け(紐付け)でき、基材(リードフレームLF)が収納されるスタッカー41に関する情報も管理することができる。
そして、基材(リードフレームLF)の登録作業が完了すると、識別情報が付与された基材(リードフレームLF)は、図3に示した半導体ウエハ1A(個片化された複数の半導体チップ1)と共に、後工程の最初の工程であるダイボンディング工程に搬送される。
<ダイボンディング工程>
次に、本実施の形態1のダイボンディング工程(チップマウント工程)について説明する。図7は、ダイボンディング工程の概念図である。図27は、管理サーバーを含む製造装置のローダ側の概略動作を説明するフローチャートである。図28は、管理サーバーを含む製造装置のアンローダ側の概略動作を説明するフローチャートである。図29は、管理サーバーを含む製造装置において、同一基材内の加工処理の概略動作を説明するフローチャートである。
図7に示すように、ダイボンディング装置70のローダ部(ローダ部と処理部との間、ローダ部から処理部までの搬送経路上)には、ダイボンディング工程を管理するサーバー(管理サーバー70S)に接続されたID読み取り機50Bが設置(配置)されている。また、ダイボンディング装置70のアンローダ部(処理部とアンローダ部との間、処理部からアンローダ部までの搬送経路上)には、管理サーバー70Sに接続されたID読み取り機50Cが設置(配置)されている。
まず、複数のリードフレームLFが収納(段積み)されたスタッカー41をダイボンディング装置70のローダ部にセットする(ステップS101)。そして、吸着ハンド42によって1枚ずつスタッカー41からリードフレームLFを取り出す(ステップS104)。ここで、本実施の形態1では、使用するスタッカー41のID管理を行っていない場合を例として説明しているため、図27に示すステップS102およびステップS103は省略できる。
続いて、スタッカー41から排出されたリードフレームLFの二次元コード30Aを上記したローダ部のID読み取り機50Bによって読み取り、読み取った基材ID(K0001、K0002、…)を管理サーバー70Sに転送する(ステップS105)。そして、読み取った基材IDを参照することで、当ステップで製造される製品(製造ロット)の製作のために供給された基材(リードフレームLF)として適格か否かが判断される(ステップS106)。すなわち、メインサーバーMSに予め記録しておいた、図30(a)および図30(b)に示すデータ(対応表)と、読み取った基材IDとを比較し、生産指示のある製品名(製造ロット)に適用する基材か否かを判定する(ステップS107)。
その後、上記のステップにおいて該当品と判定されたリードフレームLFは、ダイボンディング装置70の処理部(ローダ部とアンローダ部との間の領域)に供給(搬送)され、処理部内にセットされる(ステップS108)。なお、上記のステップにおいて、異なる基材(非該当品)と判定した場合は、基材の供給(排出、搬送)を停止する(ステップS109)。
次に、ダイボンディング装置70の処理部にリードフレームLFが供給されると、図28に示すステップS200が実行される。なお、ラックセットの有無を確認する(S201)タイミングは、リードフレームLFが処理部に供給される前、または同じタイミングであってもよいが、本実施の形態1では、リードフレームLFが供給された後に行う場合について説明する。
まず、ダイボンディング装置70のアンローダ部に搬送手段がセットされているか否かを確認する。そして、ラック44Aがセットされていない場合は、アンローダ部に搬送手段がセットされる(ステップS202)。ここで、搬送手段とは、ある工程(ここでは、ダイボンディング工程)が完了した複数枚の基材(ここでは、リードフレームLF)を収納して次の工程(ここでは、次の工程であるワイヤボンディング工程)に一括搬送するためのツールであり、セット当初では、その内部は空の状態(リードフレームLFが収納されていない状態)になっている。本実施の形態1における搬送手段(ツール)の具体例としては、ラック(組立ラック)である。
また、ラック44Aの表面(上面)には、当該ラック44Aを他のラックと区別するための固有のラックID(ラック用識別情報)が二次元コード31の形式で刻印されている。ここでは、このラック44Aに固有のラックIDを、R0001とする。
ダイボンディング装置70のアンローダ部にラック44Aがセットされると、その二次元コード31がアンローダ部のID読み取り機50Cによって読み取る(ステップS203)。そして、そのラックID(R0001)が管理サーバー70Sを介してメインサーバー100に転送され、アンローダ側の空きラックとして登録される(ステップS204)。以下では、説明を簡単にするために、1台のラックに収納されるリードフレームLFの数を3枚とする。すなわち、ラック44Aには、互いに異なる基材ID(K0001、K0002、K0003)が付与された3枚のリードフレームLFが収納されるものとする。
図33にメインサーバーMSの記憶装置103内に設けたラック管理テーブルの例を示す。図33のA欄に示すように、ラック44Aがセットされた段階でのラック管理テーブルには、ラックID(R0001)と、このラックID(R0001)が空であるとの情報が記録される。そして、1枚目のリードフレームLFがダイボンディング装置70の処理部に供給されると、ダイボンディング処理が行われる(ステップS300)。すなわち、ダイボンディング装置70の加工条件が確認される(ステップS301)と共に、この加工条件はダイボンディング装置70内の記憶装置内に準備される。そして、同一基材(リードフレームLF)内の初期位置に加工対象位置がセットされる(ステップS302)。
その後、使用する部材(ここでは、接着剤9)の準備が行われ(ステップS303)、図8に示すように、リードフレームLFの各チップ搭載領域4の表面に接着剤9が供給される。このとき、供給されたリードフレームLFが不良のデバイス領域を有しており、さらに、先の工程(ID刻印工程)において不良のデバイス領域に関する情報もメインサーバーMSに登録していた場合は、良品のデバイス領域のみを選択して接着剤9を供給することができる。そのため、材料(ここでは、接着剤9)の使用量を削減できるので、製造コストを低減できる。
次に、半導体ウエハ1Aから個片化された半導体チップ1が1個ずつピックアップされ、図9に示すように、リードフレームLFのチップ搭載領域(ダイパッド部)4上に配置される(ステップS304)。なお、このときも上記と同様に、先の工程(ID刻印工程)において不良のデバイス領域に関する情報もメインサーバーMSに登録していた場合は、良品のデバイス領域のみを選択して半導体チップ1を配置することができるため、製造歩留りを向上することができる。
次に、半導体チップ1のダイボンディング作業の完了が確認されると、加工結果が管理サーバー70Sを介してメインサーバーMSに登録される。この時点でのメインサーバーMSに登録される加工履歴DBの登録状態を図32のB欄に示す。すなわち、チップIDが“K001X01Y01”のチップは、基材IDが“K0001”のリードフレームLFにおけるロケーション“1”の位置に、ダインボンディング装置(ST002004)で加工レシピ(Re002027)に基づいて、配置されたことが記録される。
その後、リードフレームLFにおいて半導体チップが配置された位置が確認される(ステップS307)。そして、同一のリードフレームLFにおいて、さらに半導体チップ1を配置できる状態(半導体チップが配置されていないデバイス領域がある状態)と判断されると、リードフレームLFにおける次の加工対象位置(ロケーション“2”)に進められ(ステップ308)、図29に示すステップS303から作業(動作)が繰り返される。
一方、上記のステップS307において、同一のリードフレームLFに対する加工(ここでは、ダイボンディング)がすべて終了したものと判断されると、リードフレームLFは、装置内の枚葉式ベーク炉(図示せず)に収容され、高温雰囲気中で接着剤9の熱硬化処理が行われる。これにより、半導体チップ1が接着剤9を介してリードフレームLFのチップ搭載領域4に搭載されるダイボンディング工程は完了する。
なお、半導体チップ1がリードフレームLFのチップ搭載領域4に搭載される際は、図31(a)に示すような、予めメインサーバーMSに登録された当該半導体チップ1のチップIDが参照され、その半導体チップ1が前工程の電気特性検査で良品と判定されたか否かが確認される。そして、その半導体チップ1が不良品と判定されている場合、当該半導体チップ1は、リードフレームLFのチップ搭載領域4に搭載されない。
次に、図29に示すフロー(ステップS300)が完了すると、引き続き、図28に示すステップS206以降の処理が進められる。すなわち、ダイボンディング作業(ステップS300)が完了したことを確認すると、上記ダイボンディング処理が完了した1枚目のリードフレームLFは、ダイボンディング装置70の処理部からアンローダ部に搬送される(ステップS207)。
続いて、このリードフレームLFの二次元コード30Aがアンローダ部のID読み取り機50Cによって読み取られる(ステップS208)。そして、その基材ID(K0001)が管理サーバー70Sを介してメインサーバーMSに照会される(ステップS209)。そして、問合せの結果、この基材ID(K0001)がローダ部のID読み取り機50Bによって読み取られた基材ID(K0001)と一致することが確認されると、管理サーバー70Sは、このリードフレームLFをラック44Aに収納することを許可する(ステップS210)。
なお、上記のステップS209の問合せの結果、ローダ部のID読み取り機50Bで読み取った基材IDと一致しないことが確認された場合は、異常事態と判断し、作業は中止される(ステップS212)。すなわち、ダイボンディング作業は中止され、エラーの内容がモニタ装置204に表示される。
ダイボンディング工程が完了したリードフレームLFはラック44Aに収納され(ステップS211)、このリードフレームLFの収納結果が、管理サーバー70Sを介してメインサーバーMSに登録される(ステップS213)。その後、ラック44Aが満杯か否かが判断され(ステップS214)、ラック44Aが満杯に達していない、言い換えると、このラック44Aに未だリードフレームLFを収納できると判断された場合は、図27に示すステップS110以降の処理が実行される。
なお、ラック44Aが満杯、すなわち、予めサーバーに登録しておいたこのラック44Aに対する収納予定枚数の基材を全て収納したものと判断された場合は、ラック44Aはアンローダ側から取り出され、この結果(状態)が管理サーバー70Sを介してメインサーバーMSに記録される(ステップS215)。
ダイボンディング処理が完了した1枚目のリードフレームLFが処理部からアンローダ部に搬送され、さらに、上記のステップS214においてラック44Aが満杯ではないと判断された場合は、まず、ローダ側のスタッカー41の収納状況が確認され(ステップS110)、このスタッカー41内にリードフレームLFの残りがあると判断されると、図27に示すステップS104以降が再度実行される。すなわち、2枚目のリードフレームLFが処理部に供給される。そして、2枚目のリードフレームLFに対し、図8および図9に示したダイボンディング処理が行われる。
その後、ダイボンディング処理が完了した2枚目のリードフレームLFは、アンローダ部に搬送され、その二次元コード30AがID読み取り機50Cによって読み取られる。そして、その基材ID(K0002)がローダ部のID読み取り機50Bによって読み取られた基材ID(K0002)と一致することが確認されると、管理サーバー70Sは、このリードフレームLFをラック44Aに収納することを許可する。
また、2枚目のリードフレームLFが処理部からアンローダ部に搬送されると、上記した確認作業を行った上で、これと入れ違いに3枚目のリードフレームLFが処理部に供給され、3枚目のリードフレームLFに対し、図8および図9に示したダイボンディング処理が行われる。その後、ダイボンディング処理が完了した3枚目のリードフレームLFは、1枚目および2枚目のリードフレームLFと同様の処理を経てラック44Aに収納される。
このようにして、ダイボンディング処理が完了した3枚のリードフレームLFが全てラック44Aに収納されると、ラック44Aは取り出され(ステップS215)、その情報が管理サーバー70Sを通じてメインサーバーMSに転送される。続いて、メインサーバーMSは、あらかじめ取得しておいたラック44AのラックID(R0001)と、このラック44Aに収納された3枚のリードフレームLFの基材ID(K0001、K0002、K0003)とを関連付けて登録する。
すなわち、図33のB欄に示すように、R0001というラックIDを有するラック44Aの内部に、K0001、K0002、K0003という基材IDを有する3枚のリードフレームLFが収納されたという情報がメインサーバーMSに登録される。その後、このラック44Aは、次の工程であるワイヤボンディング工程に搬送される。
図示は省略するが、上記3枚のリードフレームLFが収納されたラック44Aが次の工程に搬送されると、ダイボンディング装置70のアンローダ部に新たなラック44Cがセットされる。そして、このラック44Cの二次元コード31がアンローダ部のID読み取り機50Cによって読み取られ、そのラックIDが管理サーバー70Sに転送される。このラック44Cは、上記基材ID(K0001、K0002、K0003)が付与された3枚のリードフレームLFに続いてローダ部のスタッカー41から取り出された他の3枚のリードフレームLFが収納されるラックである。このラック44CのラックIDはR0003であり、その内部に収納される3枚のリードフレームLFの基材IDは、K0004、K0005、K0006が予定される。
この時点のラック管理テーブルの登録状態を図33のC欄に示す。すなわち、ラック44A(R0001)およびラック44C(R0003)がダイボンディング工程(S0002)に仕掛かっており、さらに、ラック44A(R0001)にはリードフレームLF(K0001、K0002、K0003)が存在し、ラック44C(R0003)は空であるとの情報が管理されている。
なお、これら一連のダイボンド作業は、図27のステップS110において、搬送手段(スタッカー41)の空きが確認されるまで続けられ、スタッカー41が空と判断された場合は、次のステップS111の取り出し作業(スタッカー41の取換え)が実行される。すなわち、ローダ部へのリードフレームLFの補給が行われる。
また、図示はしないが、この交換作業において、先の品種と同じ品種の生産が途切れる場合は、仕掛かり中の作業が完了した基材(リードフレームLF)をアンローダ側の搬送手段(ラック44A)に収納し、この搬送手段を次の工程に搬送する。また、新たなスタッカー41から供給されたリードフレームLFの基材IDが同一品種(同じ製造ロット)であると判断されると、図27(のステップS108以降の処理が繰り返される。
また、継続して加工することが不可能な基材ID(リードフレームLF)が検出された場合、あるいはメインサーバーMSの指示(計画)に無い基材IDが検出された場合は、図27のステップS107において異常と検出され、作業が中止される(ステップS109)とともに、エラーの内容がモニタ204に表示される。
なお、本ダイボンディング工程における加工履歴は、例えば図32のB欄に示すように、チップID、基材ID、接着剤9等の材料に付した材料ID、ダイボンディング装置70に付した加工ステーションのID、ダイボンディング装置70の加工条件(加工レシピ)のID、基材(リードフレームLF)内におけるロケーション情報、さらには、加工時間に関するレポート等と共に、メインサーバーMSの記憶装置103内における加工履歴用のデータベースに記録される。
<ワイヤボンディング工程>
図10は、ワイヤボンディング工程の概念図である。ワイヤボンディング装置71のローダ部には、ワイヤボンディング工程を管理するサーバー(管理サーバー71S)に接続されたID読み取り機50Dが設置されている。また、ワイヤボンディング装置71のアンローダ部には、管理サーバー71Sに接続されたID読み取り機50Eが設置されている。
ワイヤボンディング工程に搬送されたラック44Aがワイヤボンディング装置71のローダ部にセットされると(ステップS101)、ラック44Aの二次元コード31がローダ部のID読み取り機50Dによって読み取られ(ステップS102)、そのラックID(R0001)が管理サーバー71Sに転送される(ステップS103)。
続いて、管理サーバー71Sは、その上位システムであるメインサーバーMSに対し、R0001というラックIDが付与されたラック44Aに関する情報を要求する。すると、メインサーバーMSは、管理サーバー71Sからの要求を分析し、このワイヤボンディング装置71に課している生産計画と比較し、本ラック44Aの受入れは、このワイヤボンディング装置71の生産計画に沿ったものであることを判断する。
そして、当該ラック44Aの内部に基材ID(K0001、K0002、K0003)が付与された3枚のリードフレームLFが収納されているという情報を管理サーバー71Sに転送する。このとき、メインサーバーMSは、ラック44A(R0001)が新たな工程に仕掛かったと判断し、ラック44A(R0001)の仕掛工程コードをダイボンディング工程(S0002)からワイヤボンディング工程(S0003)に更新する。
次に、図11に示すように、ローダ部に設置されたラック44Aの内部から1枚目のリードフレームLFが取り出される(ステップS104)。続いて、このリードフレームLFの二次元コード30Aがローダ部のID読み取り機50Dによって読み取られ(ステップS105)、その基材ID(K0001)が管理サーバー71Sに転送される(ステップS106)。
次に、管理サーバー71Sは、この基材ID(K0001)とラック44AのラックID(R0001)との関連付けを照合し、このリードフレームLFがラック44Aから取り出されたものであることを確認した後(ステップS107)、このリードフレームLFがワイヤボンディング装置71の処理部に供給されることを許可する。
次に、1枚目のリードフレームLFがワイヤボンディング装置71の処理部に供給される(ステップS108)。なお、処理が不可能な基材ID(リードフレームLF)が検出された場合は異常と検出され、作業が中止される(ステップS109)と共に、エラーの内容がモニタ装置204に表示される。
一方、ワイヤボンディング装置71のアンローダ部におけるラックの有無(準備状況)が確認され(ステップS201)、ラックが未セットの場合は、ワイヤボンディング装置71のアンローダ部にラック44Bがセットされる(ステップS202)。そして、ラック44Bの二次元コード31がアンローダ部のID読み取り機50Eによって読み取られ(ステップS203)、そのラックID(R0002)が管理サーバー71Sに転送される(ステップS204)。
そして、管理サーバー71Sは、その上位システムであるメインサーバーMSに対し、“R0002”というラックIDが付与されたラック44Bに関する情報を要求する。このとき、ラック44Bが未使用の場合は、内部が空の状態(リードフレームLFが収納されていない状態)であるという情報がメインサーバーMS内に生成され、この情報がメインサーバーMSから管理サーバー71Sに転送される。
そして、メインサーバーMSは、ローダ部のラック44Aに収納された3枚のリードフレームLFの基材ID(K0001、K0002、K0003)と、アンローダ部のラック44BのラックID(R0002)とを関連付け、アンローダ部のラック44Bを、基材ID(K0001、K0002、K0003)が付与された3枚のリードフレームLFを収納するラックとして登録し、その情報を管理サーバー71Sに転送する。
この時点のラック管理テーブルの登録状態を、図33のD欄に示す。すなわち、ラック44A(R0001)およびラック44B(R0002)がワイヤボンディング工程(S0003)に仕掛かっており、また、ラック44A(R0001)にはリードフレームLF(K0001,K0002、K0003)が存在し、ラック44A(R0001)内の各リードフレームLFはラック44B(R0002)に収納される予定であり、さらに、ラック44B(R0002)は空であるとの情報が管理されている。
上記のように、ラック44A,ラック44Bの相関関係から成る管理情報の割り当てが終了すると、図12(リードフレームLFの一部を拡大して示す平面図)に示すように、例えば熱と超音波振動とを用いたボールボンディング方式により、このリードフレームLFに搭載された半導体チップ1のボンディングパッド2とリード5とが金(Au)等からなるワイヤ(導電性部材)3によって電気的に接続される。
このとき、先の工程(ダイボンディング工程)において、不良の半導体チップを基材に搭載し、さらに、先の工程(ダイボンディング工程)においてこの情報(不良の半導体チップが搭載されている情報)をメインサーバーMSに記録していた場合は、良品の半導体チップが搭載されたデバイス領域のみを選択してワイヤボンディング工程を行うことができる。これにより、材料(ここでは、ワイヤ)の使用量を削減できるため、製造コストを低減できる。
なお、ダイボンディング工程における変形例と同様に、ワイヤボンディング装置71のアンローダ部におけるラックの有無(準備状況)の確認は、処理部に基材(リードフレームLF)が供給される前に行ってもよい。
ここで、本実施の形態1におけるワイヤボンディング工程の詳細を以下に説明する。まず、ワイヤボンディング装置71の加工条件(加工レシピ)が確認されると共に、この加工条件はワイヤボンディング装置71内の記憶装置にダウンロードされる(ステップS301)。そして、基材(リードフレームLF)内の初期位置に加工対象位置がセットされる(ステップS302)。次に、使用するワイヤ等の準備が行われ(ステップS303)た後、ワイヤボンディング作業が行われる(ステップS304)。そして、一つ目の半導体チップ1のワイヤボンディング作業の完了が確認されると、加工結果が管理サーバー70Sを介してメインサーバーMSに登録される(ステップS305)。
この時点のメインサーバーMSに登録される加工履歴DBの登録状態を、図32のC欄に示す。すなわち、チップIDが“K001X01Y01”のチップは、基材ID(K0001)のリードフレームLFに設けられた複数のデバイス領域におけるロケーション“1”の位置で、ワイヤボンディング装置(ST003005)で加工レシピ(Re003031)に基づいて、ワイヤボンディング加工されたことが記録される(ステップS306)。
その後、リードフレームLFにおける他のワイヤボンディング箇所が確認され、同一のリードフレームLFに対してさらにワイヤボンディング作業が必要であると判断されると(ステップS307)、ワイヤボンディングのリードフレームLFにおける加工対象位置が、次の位置(リードフレームLF内のロケーション“2”)に進められる(ステップS308)。その後、図29のステップS303以降の作業(動作)が繰り返される。
また、上記のステップS307において、リードフレームLFに対するワイヤボンディング作業が全て終了したものと判断されると、ワイヤボンディング作業は完了する。そして、一連のダイボンド作業が完了すると、引き続き図28のステップS206以降の処理が続けられる。すなわち、同一のリードフレームLFに対するワイヤボンディング作業が完了していることが確認されると、図14に示すように、ワイヤボンディング処理が完了した1枚目のリードフレームLFが処理部からアンローダ部に搬送される。
そして、1枚目のリードフレームLFが処理部からアンローダ部に搬送されると、図14に示すように、その二次元コード30Aがアンローダ部のID読み取り機50Eによって読み取られ(ステップS208)、その基材ID(K0001)が管理サーバー71Sに照会される(ステップS209)。
そして、問合せの結果、この基材ID(K0001)がローダ部のID読み取り機50Dによって読み取られた1枚目のリードフレームLFの基材ID(K0001)と一致することが確認されると、管理サーバー71Sは、このリードフレームLFがラック44Bに収納されることを許可する(ステップS210)。
ここで、上記のステップS209の問合せの結果、ローダ部のID読み取り機50Bで読み取った基材IDと一致しないことが確認された場合は、異常事態と判断し、作業は中止される(ステップS212)。すなわち、ワイヤボンディング作業は中止され、エラーの内容がモニタ装置204に表示される。
上記のステップS209において許可されたリードフレームLFは、その後、図14に示すように、ラック44Bに収納される(ステップS211)。
次に、管理サーバー71Sは、1枚目のリードフレームLFの基材ID(K0001)とラック44AのラックID(R0001)との関連付けを解除すると共に、1枚目のリードフレームLFの基材ID(K0001)とラック44BのラックID(R0002)とを関連付け、その情報をメインサーバーMSに転送する(ステップS213)。
その後、ラック44Bが満杯か否かが判断され(ステップS214)、満杯に達していない場合、言い換えると、このラック44Bに未だリードフレームLFを収納できると判断された場合は、図27に示すステップS110以降の処理が実行される。なお、ラック44Bが満杯と判断された場合は、ラック44Bはアンローダ側から取り出され、この結果(状態)が管理サーバー71Sを介してメインサーバーMSに記録される(ステップS215)。
ワイヤボンディング作業が完了した1枚目のリードフレームLFがワイヤボンディング装置71の処理部からアンローダ部に搬送され、さらに、ラック44Bが満杯ではないと判断された場合は、ローダ側のラック44Aの収納状況が確認される(ステップS110)。そして、ラック44A内にリードフレームLFの残りがあると判断されると、図27に示すステップS104以降が再度実行され、ラック44Aから2枚目のリードフレームLFが処理部に供給される。そして、2枚目のリードフレームLFに対して、図12で示したワイヤボンディング作業が行われる。
以上の説明を要約すると、1枚目のリードフレームLFが処理部に供給されると、図13に示すように、ローダ部に設置されたラック44Aの内部から2枚目のリードフレームLFが取り出される。そして、2枚目のリードフレームLFの二次元コード30Aがローダ部のID読み取り機50Dによって読み取られ、その基材ID(K0002)が管理サーバー71Sに転送される。次に、管理サーバー71Sは、この基材ID(K0002)とラック44AのラックID(R0001)との関連付けを照合し、このリードフレームLFがラック44Aから取り出されたものであることを確認した後、このリードフレームLFが処理部に供給されることを許可する。
一方、2枚目のリードフレームLFが処理部に供給されると、図14に示すように、ローダ部に設置されたラック44Aの内部から3枚目のリードフレームLFが取り出される。続いて、3枚目のリードフレームLFの二次元コード30Aがローダ部のID読み取り機50Dによって読み取られ、その基材ID(K0003)が管理サーバー71Sに転送される。
次に、管理サーバー71Sは、この基材ID(K0003)とラック44AのラックID(R0001)との関連付けを照合し、このリードフレームLFがラック44Aから取り出されたものであることを確認した後、このリードフレームLFが処理部に供給されることを許可する。
次に、図15に示すように、ワイヤボンディング処理が完了した2枚目のリードフレームLFが処理部からアンローダ部に搬送されると、これと入れ違いに3枚目のリードフレームLFが処理部に供給される。そして、3枚目のリードフレームLFに対し、図12に示したワイヤボンディング処理が行われる。
また、2枚目のリードフレームLFが処理部からアンローダ部に搬送されると、図15に示すように、その二次元コード30Aがアンローダ部のID読み取り機50Eによって読み取られ、その基材ID(K0002)が管理サーバー71Sに転送される。そして、この基材ID(K0002)がローダ部のID読み取り機50Dによって読み取られた2枚目のリードフレームLFの基材ID(K0002)と一致することが確認されると、管理サーバー71Sは、このリードフレームLFがラック44Bに収納されることを許可する。これにより、図16に示すように、2枚目のリードフレームLFがラック44Bに収納される。
次に、管理サーバー71Sは、2枚目のリードフレームLFの基材ID(K0002)とラック44AのラックID(R0001)との関連付けを解除すると共に、2枚目のリードフレームLFの基材ID(K0002)とラック44BのラックID(R0002)とを関連付け、その情報をメインサーバーMSに転送する。
一方、ラック44Aから取り出された3枚目のリードフレームLFが処理部に供給され、ラック44Aの内部が空の状態になると、ワイヤボンディング装置71のローダ部からラック44Aが取り除かれ、新たなラック44Cがローダ部にセットされる。
続いて、このラック44Cの二次元コード31がローダ部のID読み取り機50Dによって読み取られ、そのラックID(R0003)が管理サーバー71Sに転送される。
次に、管理サーバー71Sは、その上位システムであるメインサーバーMSに対し、R0003というラックIDが付与されたラック44Cに関する情報を要求する。すると、当該ラック44Cの内部に基材ID(K0004、K0005、K0006)が付与された3枚のリードフレームLFが収納されているという情報がメインサーバーMSから管理サーバー71Sに転送される。
次に、図16に示すように、ラック44Cから1枚目のリードフレームLF(基材IDが“K0004”)は取り出され、一方、ワイヤボンディング処理が完了した3枚目のリードフレームLF(基材IDが“K0003”)は処理部から取り出される。
ここで、本実施の形態1のように、識別情報(ここでは、二次元コード)を適用(採用)しなかった場合において、ローダ部にセットされた搬送手段(ここでは、ラック44A)から排出された全ての基材(“K0001”〜“K0003”)がアンローダ部にセットされた搬送手段(ここでは、ラック44B)に回収される前に、新たな搬送手段(ここでは、ラック44C)をローダ部にセットし、さらに、この搬送手段から新たな基材(ここでは、“K0004”)を排出(供給)すると、この新たな基材(ここでは、“K0004”)までもが既にアンローダ部にセットされている搬送手段(ここでは、ラック44B)に収納(混入)する恐れがある。
もし、ラック単位で管理する、言い換えると、使用するラックと、このラックに収納する基材とを関連付け(紐付け)する場合は、他のラックに収納されるべき基材が混入しないようにする必要がある。例えば、ローダ部にセットされた搬送手段(ここでは、ラック44A)から排出された全ての基材(“K0001”〜“K0003”)がアンローダ部にセットされた搬送手段(ここでは、ラック44B)に回収されたことを確認するまでは、ローダ部に新たな搬送手段(ここでは、ラック44C)をローダ部にセットしない、あるいは、セットしたとしても、この新たな搬送手段からの基材の排出(供給)は行わないことが好ましい。
しかしながら、上記のような対策手段では、対象となる工程(ここでは、ワイヤボンディング工程)のスループットが低下してしまう。
これに対し、本実施の形態1では、使用する部材(ここでは、少なくとも基材とラック)に識別情報(二次元コード)を付与しておき、この識別情報によって進行状況を管理(監視)している。そのため、全ての基材(“K0001”〜“K0003”)が搬送手段(ここでは、ラック44B)に回収される前に、新たな基材(ここでは、“K0004”)を装置内に供給したとしても、この供給された新たな基材の他の搬送手段への混入を防ぐことができる。
なお、ラック単位で管理しない、言い換えると、図30(b)に示すように、基材によって回収されるラックが異なっていたとしても、同じ製造ロットに充てられた基材であれば、他のラック(ここでは、ラック44D)に回収される予定の基材が、別のラック(ここでは、ラック44B)に収納(回収、混入)されてもよい。
次に、ワイヤボンディング処理が完了した3枚目のリードフレームLFが処理部からアンローダ部に搬送されると、その二次元コード30Aがアンローダ部のID読み取り機50Eによって読み取られ、その基材ID(K0003)がローダ部のID読み取り機50Dによって読み取られた3枚目のリードフレームLFの基材ID(K0003)と一致することが確認されると、3枚目のリードフレームLFがラック44Bに収納される。
次に、管理サーバー71Sは、3枚目のリードフレームLFの基材ID(K0003)とラック44AのラックID(R0001)との関連付けを解除すると共に、3枚目のリードフレームLFの基材ID(K0003)とラック44BのラックID(R0002)とを関連付け、その情報をメインサーバーMSに転送する。
すると、メインサーバーMSは、ラック44BのラックID(R0002)と、このラック44Bに収納された3枚のリードフレームLFの基材ID(K0001、K0002、K0003)とを関連付けて登録する。すなわち、図33のE欄に示すように、R0002というラックIDを有するラック44Bの内部に、K0001、K0002、K0003という基材IDを有する3枚のリードフレームLFが収納されたという情報がメインサーバーMSに登録される。
また、管理サーバー71Sは、ラック44Bの収容状況を確認し、ラック44Bが満杯、すなわち、予めサーバーに登録しておいたこのラック44Bに対する収納予定枚数の基材を全て収納したものと判断した場合は、このラック44Bをアンローダ部から取り出し、この取り出した状況を、管理サーバー71Sを介してメインサーバーMSに記録する。
一方、ローダ部に設置されたラック44Cの内部から1枚目のリードフレームLFが取り出されると、その二次元コード30Aがローダ部のID読み取り機50Dによって読み取られ、その基材ID(K0004)が管理サーバー71Sに転送される。次に、管理サーバー71Sは、この基材ID(K0004)とラック44CのラックID(R0003)との関連付けを照合し、このリードフレームLFがラック44Cから取り出されたものであることを確認した後、処理部に供給されることを許可する。
次に、図17に示すように、基材ID(K0001、K0002、K0003)を有する3枚のリードフレームLFが収納されたラック44Bがワイヤボンディング装置71のアンローダ部から取り除かれ、次の工程であるモールド工程に搬送されると、新しい空のラック44Dがアンローダ部にセットされる。
続いて、ラック44Dの二次元コード31がアンローダ部のID読み取り機50Eによって読み取られ、そのラックID(R0004)が管理サーバー71Sに転送される。
次に、管理サーバー71Sは、メインサーバーMSに対し、R0004というラックIDが付与されたラック44Dに関する情報を要求する。すると、当該ラック44Dの内部が空の状態であるという情報がメインサーバーMSから管理サーバー71Sに転送される。
次に、メインサーバーMSは、ローダ部のラック44Cに収納された3枚のリードフレームLFの基材ID(K0004、K0005、K0006)と、アンローダ部のラック44DのラックID(R0004)とを関連付け、アンローダ部のラック44Dを、基材ID(K0004、K0005、K0006)が付与された3枚のリードフレームLFを収納するラックとして登録し、その情報を管理サーバー71Sに転送する。
この時点のラック管理テーブルの登録状態を図33のE欄に示す。すなわち、ラック44A(R0001)は空の状態で再利用可能となっており、ラック44B(R0002)はワイヤボンディング工程での作業が終了しており、さらに、ラック44C(R0003)とラック44D(R0004)はワイヤボンディング工程に仕掛かっているという情報が管理されている。このとき、ラック44C(R0003)にはリードフレームLF(K0004、K0005、K0006)が存在し、ラック44C(R0003)内のリードフレームLFは、ラック44D(R0004)に収納される予定であり、さらに、ラック44D(R0004)は空の状態であるという情報も管理されている。
図示は省略するが、その後、ローダ部のラック44Cから1枚ずつ取り出された3枚のリードフレームLFに対し、前述したラック44Aから取り出された3枚のリードフレームLFと同様のワイヤボンディング処理が順次行われる。そして、ワイヤボンディング処理が完了したリードフレームLFは、順次アンローダ部に搬送され、その基材IDがローダ部で読み取られた当該リードフレームLFの基材IDと一致することが確認されると、ラック44Dに収納される。
<モールド(封止)工程>
図示は省略するが、基材ID(K0001、K0002、K0003)を有する3枚のリードフレームLFが収納されたラック44Bがモールド工程のローダ部にセットされると、前述したワイヤボンディング工程と同様の方法でラック44Bの二次元コード31が読み取られる。そして、当該ラック44Bの内部に収納されている3枚のリードフレームLFの基材ID(K0001、K0002、K0003)が確認されると、ラック44Bの内部から1枚目のリードフレームLFが取り出される。
次に、前述したワイヤボンディング工程と同様の方法でこのリードフレームLFの二次元コード30Aが読み取られ、このリードフレームLFがラック44Bから取り出されたものであることが確認されると、モールド装置の処理部において、このリードフレームLFに対するモールド処理が行われる。
また、図示は省略するが、モールド工程のアンローダ部には、新たに空のラック44Eがセットされる。そして、前述したワイヤボンディング工程と同様の方法でこのラック44Eの二次元コード31が読み取られ、そのラックID(R0005)がモールド装置の管理サーバーに転送される。
すると、メインサーバーMSは、ローダ部のラック44Bに収納されている3枚のリードフレームLFの基材ID(K0001、K0002、K0003)と、アンローダ部のラック44EのラックID(R0005)とを関連付け、アンローダ部のラック44Eを、基材ID(K0001、K0002、K0003)が付与された3枚のリードフレームLFを収納するラックとして登録する。
1枚目のリードフレームLFがモールド装置の処理部に搬送されると、図18に示すように、半導体チップ1、ワイヤ3、チップ搭載領域4、リード5の各一部(インナーリード)および吊りリード6の各一部が樹脂(モールド樹脂)で封止され、封止体(樹脂封止体)10が形成される。このとき、リードフレームLFの外枠部8に形成された二次元コード30Aは、封止体10の外部に露出している。
<タイバー切断工程>
次に、図19に示すように、封止体10の外部に露出したリードフレームLFのタイバー7が切断され、各リード(アウターリード)5がそれぞれ電気的に分離される。なお、タイバー7は、先の樹脂封止工程において、封止体10が形成される領域の外側に樹脂が漏れないようにするための部材である。
次に、1枚目のリードフレームLFは、枚葉式ベーク炉に収容され、封止体10を構成する樹脂の硬化処理が行われた後、モールド工程のアンローダ部にセットされたラック44Eに収納される。
1枚目のリードフレームLFがラック44Eに収納される際は、前述したワイヤボンディング工程と同様、その二次元コード30Aがアンローダ部で読み取られ、その基材ID(K0001)とローダ部で読み取られた当該リードフレームLFの基材ID(K0001)とが照合される。
次に、モールド工程の管理サーバーは、1枚目のリードフレームLFの基材ID(K0001)とラック44BのラックID(R0002)との関連付けを解除すると共に、1枚目のリードフレームLFの基材ID(K0001)とラック44EのラックID(R0005)とを関連付け、その情報をメインサーバーMSに転送する。
続いて、ローダ部のラック44Bから2枚目および3枚目のリードフレームLFが順次取り出され、上述したモールド処理およびタイバー切断処理を経た後、アンローダ部のラック44Eに収納される。その後、基材ID(K0001、K0002、K0003)を有する3枚のリードフレームLFが収納されたラック44Eは、次の工程であるレーザーマーキング工程に搬送される。
また、モールド工程のローダ部にセットされたラック44Bが空になると、ローダ部からラック44Bが取り除かれ、新たなラック44Cがローダ部にセットされる。そして、ラック44Cから1枚ずつ取り出された、基材ID(K0004、K0005、K0006)を有する3枚のリードフレームLFに対し、上述したモールド処理およびタイバー切断処理が行われる。
<レーザーマーキング工程>
図20に示すように、レーザーマーキング工程では、リードフレームLFにおける各デバイス領域に形成された封止体10の表面に、当該リードフレームLFに設けられた個々のデバイス領域を識別するための固有の基材ID(識別情報、識別コード)が、二次元コード30Bの形式で刻印される。
この二次元コード30Bの形成工程では、まず、リードフレームLFの外枠部8に刻印された二次元コード30AがID読み取り機によって読み取られ、当該リードフレームLFの基材IDがレーザーマーキング工程の管理サーバーに転送される。次に、管理サーバーは、その上位システムであるメインサーバーMSから当該基材IDを有するリードフレームLFの情報を取得し、この情報に基づいて当該リードフレームLFの各デバイス領域に形成された封止体10に固有の基材IDを付与する。
すなわち、本実施の形態1では、一つのリードフレームLF上に2つの半導体チップを配置する例について説明したが、リードフレームLFにおける半導体チップの配置箇所は、図32に示すように、メインサーバー100に登録された加工履歴DBに、ロケーション“1”または“2”として記録されている。そのため、リードフレームLFの基材ID(識別情報、識別コード)を問い合わせることで、リードフレームLFにおける各位置に存在する半導体チップのチップID(識別情報、識別コード)を取得することができ、このチップIDを単純に基材IDとして利用することもできる。また、これらチップIDを含む情報を元に、さらに固有の基材IDを付与してもよい。
リードフレームLFの封止体10の表面に二次元コード30Bの形式で刻印される基材IDは、当該リードフレームLFの外枠部8に刻印された二次元コード30Aの基材IDと同一、あるいはこれを含むものであってもよく、異なっていてもよい。すなわち、製品出荷後の個々の製品に対するトレースの範囲(深度)を考慮し、適切な方式(レベル)のものが予め選択される。
また、通常、封止体10の表面積は外枠部8の面積よりも広いので、封止体10の表面に一次元バーコードの形式で基材IDを刻印してもよい。その他にも、図56に示したようなコードの形式や、図58に示したようなコードの形式を採用してもよい。さらに、封止体10の裏面側に基材IDを刻印してもよい。
図21は、二次元コード30Bの刻印方法を示す概念図であり、(a)はリードフレームLFの搬送方向に平行な方向から見た側面図、(b)はリードフレームLFの搬送方向に直交する方向から見た側面図である。また、図中の符号11は、レーザーマーキング装置のガイドレール、12は搬送爪である。
リードフレームLFに形成された封止体10の表面に二次元コード30Bを刻印するには、まず、ID読み取り機50Fを使って、リードフレームLFの外枠部8に刻印された二次元コード30Aを読み取り、当該リードフレームLFの基材IDを特定する。
なお、同図に示すように、リードフレームLFをガイドレール11で保持して搬送する際は、リードフレームLFの下面のみを保持するので、ID読み取り機50FをリードフレームLFの上方に配置することにより、二次元コード30Aを容易に読み取ることができる。また、ID読み取り機50Fを使って二次元コード30Aを読み取る際は、ガイドレール11を停止させたり、リードフレームLFを低速で移動させたりすることが好ましい。
次に、リードフレームLFに形成された各封止体10の表面に順次レーザービームLBを照射し、当該リードフレームLFの基材IDに対応する二次元コード30Bを刻印する。図示は省略するが、封止体10の表面に二次元コード30Bを刻印する際、各封止体10の表面に、QFPの製品情報(製品型名、顧客ロゴマーク、製造コード等)を表示するマークを併せて刻印することにより、マーク工程を1回で済ませることができるため、製造工程を簡略化することができる。
次に、もう一台のID読み取り機50Gを使って二次元コード30B(およびマーク)が確実に刻印されたかどうかを確認し、その結果を当該リードフレームLFの基材IDと関連付けてメインサーバーMSに格納する。
このようにして、レーザーマーキング工程に搬送されてきた3枚のリードフレームLFに二次元コード30Bが刻印されると、これらのリードフレームLFは、新たなラックに収納されて次の工程(外装メッキ工程)に搬送される。
なお、レーザーマーキング工程およびそれに続く各工程においても、前述したラックのラックIDと当該ラックに収納されるリードフレームLFの基材IDとの関連付けが行われる。そして、各工程のローダ部にセットされたラックからリードフレームLFを取り出す際や、処理が完了したリードフレームLFを当該工程のアンローダ部にセットされた別のラックに収納する際には、ラックのラックIDとリードフレームLFの基材IDとの関連付けが照合されるが、その内容については先の工程で詳述したので、以下ではその繰り返しの説明は省略する。
<外装メッキ工程>
外装メッキ工程では、上記二次元コード30B(およびマーク)の刻印が完了したリードフレームLFが電解メッキ槽に浸漬され、封止体10の外部に露出したリードフレームLFの表面に錫(Sn)合金等からなる半田メッキ層(図示せず)が形成される。
ここで、封止体10の外部に露出したリードフレームLFの表面に半田メッキ層が形成されると、リードフレームLFの外枠部8に刻印された元の二次元コード30Aの表面にもメッキ層が形成されるため、図22に示すように、この二次元コード30AをID読み取り機で読み取ることが困難になる。しかしながら、外装メッキ工程に先立つレーザーマーキング工程において、リードフレームLFの封止体10の表面に新たな二次元コード30Bが刻印されるので、この外装メッキ工程より後の工程では、この封止体10の表面に付与(形成)した識別情報(二次元コード30B)を利用することで、上記のような不具合が回避できる。
<リードフレーム切断工程>
リードフレーム切断工程では、まず、図23に示すように、封止体10から露出したリードフレームLFの不要箇所(外枠部8)が切断・除去される。続いて、図24に示すように、封止体10から露出したリード5(アウターリード)がガルウィング状に成形される。ここまでの工程により、QFPが完成する。
<試験工程>
試験工程では、上記QFPをテストソケット(図示せず)に装着し、バーンイン試験および電気特性試験によって、QFPの動作確認が行われる。
<最終外観検査工程>
最終外観検査工程では、画像認識によってQFPの外観検査が行われ、リード5(アウターリード)の欠損や変形等の有無がチェックされる。
以上の工程を経て製造されたQFPは、製造メーカから顧客先に出荷され、所定の配線基板に実装されて使用される。また、製造メーカから顧客先への出荷状況は、QFPの封止体10の表面に刻印された二次元コード30Bと関連付けて管理される。
そこで、完成した半導体装置(QFP)を出荷した後に、顧客先においてQFPに不良が発生した場合には、製造メーカは、当該不良が発生したQFPの封止体10に刻印された二次元コード30Bを読み取ることによって、当該QFPの基材IDを特定する。
前述した製造メーカのメインサーバーMSには、QFPに封止された半導体チップ1がどの製造ロットの半導体ウエハ1Aから取得され、その半導体ウエハ1Aのどの位置にあったかといった前工程情報が当該QFPの製品情報(封止体10の表面に刻印された製品型名、顧客ロゴマーク、製造コード等のマーク、および二次元コード30B)と関連付けて格納されている。また、前述したダイボンディング工程、ワイヤボンディング工程、モールド工程、タイバー切断工程、レーザーマーキング工程、外装メッキ工程、リードフレーム切断工程等において、QFPがどのような条件で製造されたか、着工した製造装置、対応したオペレータ情報、使用した材料等といった後工程情報も当該QFPの製品情報と関連付けて格納されている。
従って、QFPの二次元コード30Bを読み取って、当該QFPの製品情報を特定することにより、メインサーバーMSに格納された当該QFPの製造条件を瞬時に追跡することができる。これにより、QFPの不良原因を速やかに究明することができるので、当該不良原因を製造工程にフィードバックすることにより、迅速に不良対策を講じることができる。
詳細に説明すると、例えば製品出荷後に解析が必要となった製品に付与されている識別情報(基材ID)にチップID“K001X01Y02”が含まれている場合、図31(a)のチップIDマップテーブルを参照(検索)することで、この製品に搭載された半導体チップ1の情報を確認できる。すなわち、この半導体チップ1は、半導体ウエハ1Aの製造ロット“KAKUSAN001”のウエハ番号“001”で、半導体ウエハ1A内のチップ位置のX座標は“1”、Y座標は“2”であり、さらに品質状態は“B”クラスであったことを確認できる。
また、加工履歴DB(図32)を参照(検索)することで、この半導体チップ1は、加工ステーション“ST002004”で、基材ID“K0001”のリードフレームLFにおいて、加工レシピ“Re002027”に従って、リードフレームLF内のロケーション“2”の位置にダイボンディング作業が行われたこと、加工ステーション“ST003005”で、基材ID“K0001”のリードフレームLF上において、加工レシピ“Re003031”に従って、リードフレームLF内のロケーション“2”の位置でワイヤボンディング作業が行われたことを確認できる。
以降、同様に同加工履歴DBを参照(検索)することで、出荷時までの加工条件(加工履歴)を容易に確認することができる。
また、上記した製造方法は、顧客先に出荷されたQFPの不良対策だけでなく、製造工程の途中で発生した不良対策に適用することもできる。すなわち、QFPの製造工程の途中で不良が見出された場合は、リードフレームLFに刻印された二次元コード30Aまたは封止体10に刻印された二次元コード30Bを読み取ることにより、その二次元コードに対応する基材IDを有する半製品の先行する工程における製造条件を瞬時に追跡し、製造工程の途中で不良原因を速やかに究明することができる。
また、本実施の形態1では、リードフレームLF、およびリードフレームLFを搬送するラックにそれぞれ固有のID(ラックID、基材ID)を付与し、ラックのラックIDと当該ラックに収納されるリードフレームLFの基材IDとを関連付ける。そして、各装置のローダ部にセットしたラックからリードフレームLFを取り出して処理部に供給する際、および処理が完了したリードフレームLFをアンローダ部のラックに収納する際、ラックのラックIDとリードフレームLFの基材IDとの関連付けが照合される。
これにより、後工程の各装置において、先のラックに収納されたリードフレームLFと次のラックに収納されたリードフレームLFとを連続して装置の処理部に供給した場合でも、所定のラックに回収されるべきリードフレームLFが別のラックに混入する不具合を防止することができる。また、仮にリードフレームLFが別のラックに混入したとしても、次工程の装置のローダ部において直ちに混入した事実が判明するので、ラックとリードフレームLFとの関連付けが失われることはない。従って、後工程処理のスループットを低下させることなく、QFPの製品管理や迅速な不良解析を行うことが可能となる。
(実施の形態2)
本実施の形態2では、上記実施の形態1で説明した半導体装置の製造フローの変形例として、搬送手段に組立ロットを使用した例について説明する。なお、本実施の形態2では、上記実施の形態1で説明した半導体装置の製造方法に加えて、ワイヤボンディング工程以降の工程は、生産単位(集合体単位)に再編成して処理する例について説明する。
また、本実施の形態2では、上記実施の形態1で説明した半導体装置の製造方法との相違点を中心に説明し、共通する部分は、説明を省略する。また、図面についても前記実施の形態1との相違点を説明するために必要な図面を示し、必要に応じ、前記実施の形態1で説明した図面を引用して説明する。
まず、本実施の形態2における後工程の詳細は、半導体ウエハを半導体チップに個片化して基材に搭載する工程(ダイボンディング工程)、半導体チップと基材とをワイヤ等で電気的に接続する工程(ワイヤボンディング工程)、半導体チップを封止体で封止する工程(モールド工程)、封止体の表面に当該半導体装置情報をマーキングする工程(マーク工程)、半導体装置の外部端子の防錆および実装信頼性向上のためのメッキ(Sn、Sn−Pb)処理を行う工程(半田メッキ工程)、半導体装置の個片化と外部接続用の端子成形のための切断成形を行う工程(切断成形工程)、特性不良を選別する試験を行う工程(試験工程)、外観不良を選別する外観検査を行う工程(最終外観検査工程)からなる。
次に、本実施の形態2において登場する(図34乃至図36、図38参照)、各手段(装置、部材)について、以下に説明する。
<ウエハマップデータサーバーについて>
ウエハマップデータサーバーWAMSは、図示しないマイクロプロセッサ(CPU)を搭載したマザーボードと、記憶装置と、電源および拡張バスからなる筐体と、ディスプレイと、キーボードとを備えた一般的なサーバーである。
上記した本実施の形態2のウエハマップデータサーバーWAMSは、半導体チップ1の前工程情報である半導体ウエハ1Aのウエハ番号、拡散ロット番号(拡散工程を識別する番号)、半導体ウエハ1A内における当該半導体チップ1の位置情報、当該半導体チップ1の良品・不良品情報を有する固有のチップIDが格納されており、当該情報は参照または他の端末への出力が行われる。
<組立ロットについて>
半導体装置の前工程は、半導体ウエハ1Aに複数の半導体チップ1を同時に作り込む拡散工程と、半導体チップ1の良品・不良品を判定するG/W(Good Chip/Wafer)工程とからなる。
前記任意の拡散工程では、複数の半導体ウエハ1Aの処理が同時に行われ、同じ拡散工程で処理された複数の半導体ウエハ1Aには同じ拡散ロット番号が付与される。また、任意の拡散ロットは複数の半導体ウエハ1Aからなるため、膨大(数千個)な数量の半導体チップ1が取得できる。
しかしながら、後工程では、半導体チップ1の管理および処理の利便性から、拡散ロットの一括管理は困難である。そこで、後工程では、任意の1拡散ロットから取得できる複数の半導体チップ1を適正な数量に再編成することが必要となる。このように再編成された半導体チップ1の集合体を組立ロットといい、ワイヤボンディング工程直後に再編成する。
<LFマップデータサーバーについて>
LFマップデータサーバーLFMSは、前記ウエハマップデータサーバーWAMSと同様に、図示しないマイクロプロセッサ(CPU)を搭載したマザーボードと、記憶装置と、電源および拡張バスからなる筐体と、ディスプレイと、キーボードとを備えた一般的なサーバーである。
LFマップデータサーバーLFMSは、リードフレームLFを識別するための固有の基材IDを、重複しないように通し番号方式で自動生成する機能を有している。また、後述するID刻印工程で生成されるリードフレームLFが有する複数のデバイス領域を識別する固有のLFマップIDを格納し、前記LFマップIDと前記基材IDとを論理的に紐付して管理することができる。これにより、LFマップデータサーバーLFMSを参照することで、後工程で処理される全てのリードフレームLFは個々に識別され、且つ、そのデバイス領域についても同様である。
さらに、LFマップデータサーバーLFMS内の基材IDおよびLFマップIDと、各後工程における処理情報とを関連付けして管理することにより、全てのリードフレームLFおよびそのデバイス領域における後工程処理結果をLFマップデータサーバーLFMSにより管理することができる。
例えば、リードフレームLFの任意のデバイス領域に搭載した半導体チップ1のチップIDと、基材IDおよびLFマップIDとを関連付けしてLFマップデータサーバーLFMSへ格納しておけば、LFマップデータサーバーLFMSを参照することにより、各半導体チップ1がどの拡散ロットで製造され、どの半導体ウエハ1Aのどの位置にあったかという情報を容易に取得(トレース)することができる。
<実績収集サーバーについて>
実績収集サーバーJSSは、前記LFマップデータサーバーLFMSと同様に、図示しないマイクロプロセッサ(CPU)を搭載したマザーボードと、記憶装置と、電源および拡張バスからなる筐体と、ディスプレイと、キーボードとを備えた一般的なサーバーである。
実績収集サーバーJSSは、任意の拡散ロット毎に付与された製品型名に対する製造条件のマスターデータ(処理の基準となるデータ)を管理する機能を有しており、製品型名から製造条件のマスターデータを確認(照合)することができる。
また、半導体装置(基材ID)毎の後工程の製造条件、処理日時、処理数量、不良品数量、良品数量、オペレータ識別ID等の実績(以降、工程実績情報KJJという)を管理する機能を有しており、基材IDから工程実績情報KJJを取得(トレース)することができる。
<ラックについて>
後工程において、リードフレームLFの収納および搬送並びに装置にセットする容器をラック(組立ラック300、一貫ラック301)といい、その素材は、耐久性・利便性からアルミ等の金属である。前記ラックには、それぞれを識別するために固有のIDを付与し、収納リードフレーム枚数情報と共に二次元コード方式によりラックの任意の部位へ刻印する。
なお、本実施の形態2では、処理のスループットを向上するため、材料(半導体チップ1を含む)、工程フロー、処理装置、装置設定、容器(以降、これらの選択、設定を製造条件という)が共通である複数の半導体装置の集合体単位(例えば、後述する拡散ロット単位、組立ロット単位等)で処理を行う。
拡散ロットおよび組立ロットが有する固有の製造条件は、後工程の各工程における処理前に手動で設定(準備を含む)をするため、作業ミスに起因する製造条件の相違が発生する可能性がある。また、複数の半導体装置は、スループットの向上を目的として連続的に処理されるため、拡散ロット間や組立ロット間で半導体装置の混入が発生する可能性がある。しかし、現状の生産システムにおいては、作業ミスに起因する製造条件の相違を確実に防止する手段はない。そのため、大量の不良を作ってしまい、前工程および後工程の組立加工費の大きな損失が発生し、顧客への製品の納品が遅延してしまい、製造業者としての信頼が大きく低下してしまう。
また、不良品を作ってしまった場合、不良品の社外への流出および再発を防止するためには、迅速に不良発生の原因および不良品の対象(波及)範囲を調査する必要性がある。しかし、現状の製品システムにおいては、半導体装置の組立完了後に任意の半導体装置の製造条件を半導体装置単位からシステム的にトレースする方法がないので、迅速な不良解析および不良品の対象範囲の調査を行うことができない。
さらに、装置のトラブルや作業ミス等により認識可能な不良を作った場合、TAT(Turn Around Time)およびコストの面から処理の対象外とすることが好ましいが、現在の生産システムにおいては、不良品の位置をシステム的に認識して不良品として対処することができない。そのため、例えばダイボンディング工程で不良品を作ってしまっても、当該不良品に対し、以降の全ての工程で良品と同様の処理が行われていた。そこで、本実施の形態2では、以下の工程順で半導体装置を製造する。
<ID刻印工程>
図36、図37は、図4に続くID刻印工程の概念図である。刻印装置40のアンローダ部305には、ID刻印工程を管理するサーバー(管理サーバー50S)に接続されたID読み取り機50Aが設置されている。
ID刻印工程に搬送されたリードフレームLFは、ケース306に収納した状態でローダ部307に設置され、アンローダ部305には、空の状態のケース306が設置される。
次に、処理するリードフレームLFの基本仕様を識別するためのLF型番を管理サーバー50Sへ登録する。その後、ローダ部307のケース306の内部からリードフレームLFが取り出され、ID刻印装置40内の画像認識カメラ310により、リードフレームLFが有する複数のデバイス領域が認識される。次に、前記デバイス領域のそれぞれに固有のLFマップIDが生成され、管理サーバー50Sに格納される。
次に、管理サーバー50Sは、LFマップデータサーバーLFMSで生成された当該リードフレームLFを識別するための固有の基材IDをLFマップデータサーバーLFMSから読み込み、LF型番およびLFマップIDと紐付して、その情報をLFマップデータサーバーLFMSへ転送する。
続いて、リードフレームLFは、搬送部308により、レーザー照射部309に搬送され、図5に示すように、リードフレームLFのそれぞれにおいて、デバイス領域の外側に位置する外枠部8の表面に、二次元コード30Aの形式で基材IDが刻印される。
次に、アンローダ部305のID読み取り機50Aによって各リードフレームLFの二次元コード30Aが読み取られ、基材IDが判読可能なリードフレームLFは、アンローダ部305に設置されたケース306に段積され、判読不可能なリードフレームLFは、不良品として排除(リジェクト)される。
次に、管理サーバー50Sは、二次元コード30Aを刻印したID刻印装置を識別するためのID刻印装置IDを生成し、基材ID、LF型番、LFマップIDとの関連付けを行い、その情報(以降、基材IDと後工程処理情報を関連付けした情報をLF情報LFIという)をLFマップデータサーバーLFMSへ転送する。
これにより、LFマップデータサーバーLFMSを参照することによって、任意リードフレームLFの基材IDまたはLFマップIDから二次コード30Aを刻印した刻印装置40を容易に特定することができる。
その後、リードフレームLFは、次工程であるダイボンディング工程のローダ部307に設置可能なスタッカー41に段積され、図3に示した半導体ウエハ1A(個片化された複数の半導体チップ1)と共に、後工程の最初の工程であるダイボンディング工程に搬送される。
<ダイボンディング工程>
図38、図39は、図7に続くダイボンディング工程の概念図である。ダイボンディン装置70は、スタッカー41とダイボンディング装置を管理するサーバー(管理サーバー70S)に接続されたID読み取り機50Bがローダ部311に設置され、同一拡散ロット番号を有する半導体ウエハ1Aがウエハ供給部312(最大25枚セット可能)に複数枚準備され、処理部314で処理されたリードフレームLFを収納するために、空の状態の複数の組立ラック300がアンローダ部313に設置される。
次に、管理サーバー70Sへ処理対象の半導体ウエハA1の製品型名および拡散ロット番号並びにアンローダ部313に設置されている組立ラック300へ収納されるリードフレームLFの収納枚数の入力を行う。
次に、製品型名毎に規定される製造条件の設定(リードフレームLFの準備とスタッカーへの積載、工程フローの選択、処理装置の選択、装置条件設定、接着剤等の材料の設定)を手動で行う。
次に、吸着ハンド42によって1枚ずつリードフレームLFがスタッカー41から取り出され、各リードフレームLFの二次元コード30AがID読み取り機50Bによって読み取られ、基材IDは管理サーバー70Sに格納される。そして、管理サーバー70Sは、基材IDに関係するLF情報LFIをLFマップデータサーバーLFMSから取得し、入力された半導体ウエハA1の製品型名と拡散ロット番号とを関連付けて格納する。
次に、管理サーバー70Sは、入力された製品型名に対応する製造条件のマスターデータを実績収集サーバーJSSから読み込み、例えば手動で設定した製造条件と照合を行い、一致していることが確認できた場合(製造条件OK)には、リードフレームLFをダイボンディング装置70の処理部314(ローダ部311とアンローダ部313との間の領域)に供給する。
一方、設定した製造条件がマスターデータと相違している場合(製造条件NG)には、アラームを発生すると共に、装置を強制的に停止する。なお、管理サーバー70Sによる照合結果は、製造条件(OK、NG)に拘わらず、基材IDと関連付けされ、実績収集サーバーJSSへ転送される。
このように、本実施の形態2のダイボンディング方法によれば、処理前に設定した製造条件とそのマスターデータとの照合を行うため、製造条件の相違いに起因する不良品の作り込みをシステム的に確実に防止することができる。
次に、任意の数量のリードフレームLFがダイボンディング装置70の処理部314に供給されると、図8、図39に示すように、リードフレームLFの各チップ搭載領域4の表面に接着剤塗布部315により接着剤9が供給される。
次に、搬送テーブル318上の半導体ウエハ1Aから個片化された半導体チップ1がチップ搭載部316により1枚ずつピックアップされ、図9、図39に示すように、リードフレームLFのチップ搭載領域4上に配置される。
そして、管理サーバー70Sは、ダイボンディングを行ったダイボンディング装置を識別するためのダイボンディング装置IDを生成し、ダイボンディング良品不良品ID(トラブル情報)と併せて、LF情報LFIと関連付けて格納する。
なお、半導体チップ1をリードフレームLFのチップ搭載部316へ搭載するにあたり、管理サーバー70Sは、ウエハマップデータサーバーWAMSから当該半導体チップ1のチップIDを読み込み、チップIDが有する前工程の電気特性検査に基づいてチップ不良品317をスキップし、良品と判定された半導体チップ1のみをチップ搭載部316に搭載する。
前記ダイボンディング処理が完了すると、リードフレームLFはダイボンディング装置70のアンローダ部313に搬送され、組立ラック300へ格納される。
その後、管理サーバー70Sは、LF情報LFI(製品型名、拡散ロット番号、LF番号、基材ID、LFマップID、搭載されたチップID、ダイボンディング良品不良品ID、ダイボンディング装置ID)をLFマップデータサーバーLFMSへ転送し、工程実績情報KJJ(製造条件、ダイボンディングの処理日時、処理数量、不良品数量、良品数量、オペレータ識別ID)は、管理サーバー70SによりLF情報LFIと関連付けされ、実績収集サーバーJSSへ転送される。
このように、本実施の形態2のダイボンディング方法によれば、任意のID(基材ID、LFマップID等)からLFマップデータサーバーLFMSを参照することにより、LF情報LFIを、また、実績収集サーバーJSSを参照することにより、工程実績情報KJJを迅速に、且つ、容易にトレース(取得)することができる。
その後、設定した数量のリードフレームLFが収納された組立ラック300は、随時、次の工程であるワイヤボンディング工程に搬送され、同一拡散ロット番号の半導体ウエハ1Aの処理が完了するまで連続的に処理される。
<ワイヤボンディング工程(組立ラック編成工程および組立ロット編成工程を含む)>
図40、図41は、ワイヤボンディング工程の概念図である。ワイヤボンディン装置71のローダ部319には、組立ラック300内に収納された複数のリードフレームLFと、ワイヤボンディング装置71を管理するサーバー(管理サーバー71S)に接続されたID読み取り機50Dとが設置されている。一方、アンローダ部321には、処理部320で処理されるリードフレームLFを収納する空の状態の複数の組立ラック300と、管理サーバー71Sに接続されたID読み取り機50Eとが設置されている。
以降、ワイヤボンディング方法について説明するが、製造条件の照合方法とその効果はダイボンディング工程と同様であるため、ここでの説明は省略する。
まず、ID読み取り機50Eにより、アンローダ部321に設置されている組立ラック300の二次元コード302が読み取られ、ラックIDとリードフレームLF収納枚数とが管理サーバー71Sへ格納される。
次に、組立ラック300から取り出されたリードフレームLFの二次元コード30A(基材ID)がID読み取り機50Dによって読み取られ、管理サーバー71Sに格納される。そして、管理サーバー71Sは、基材IDに関係するLF情報LFIをLFマップデータサーバーLFMSから取得する。
続いて、管理サーバー71Sは、LF情報LFIの製品型名および拡散ロット番号が一致していれば、同一の製造条件で連続的にワイヤボンディング処理を行う。他方、一致していなければ、製品型名NG/拡散ロットNGのアラームが発生し、ワイヤボンディング装置71が強制的に停止するように設定される。
このように、本実施の形態2のワイヤボンディング方法は、管理サーバー71SがリードフレームLFの二次元コード30A(基材ID)を読み取ることにより、搭載されている半導体チップ1の製品型名および拡散ロット番号を識別し、処理の対象であるか否か(製品型名および拡散ロット番号が同一であるか否か)を検知する。これにより、相違する製品型名を有するリードフレームLF同士、または相違する拡散ロット番号を有するリードフレームLF同士の混入を確実に防止することができる。
次に、処理対象であることが確認されたリードフレームLFは、ワイヤボンディング装置71の処理部であるヒートステージ322に順次供給される。1枚目のリードフレームLFがヒートステージ322に供給されると、まず、管理サーバー71Sにおいて、LFマップデータサーバーLFMSからLF情報LFIを読み込み、LF情報LFIのダイボンディング良品不良品IDに基づいて、ダイボンディング良品IDを有するチップ搭載領域4を認識する。
そして、図12に示すように、例えば熱と超音波振動とを用いたボールボンディング方式により、このリードフレームLFに搭載されたダイボンディング良品IDを有するチップ搭載領域4の半導体チップ1のボンディングパッド2とリード5とが、ボンディングツール326と、超音波ホーン325と、支持アーム324と、支持体323とからなる超音波熱圧着手段により、金(Au)ワイヤ(導電性部材)3を介して電気的に接続される。
次に、ワイヤボンディング処理が完了したリードフレームLFが処理部320からアンローダ部321に搬送され、任意の組立ラック300に収納される。管理サーバー71Sは、組立ラックIDと収納されたリードフレームLFのLF情報LFIとの関連付けを行い、LFマップデータサーバーLFMSへ転送する。以降、前記収納と関連付けの作業を組立ラック編成という。
その後、管理サーバー71Sに設定しておいた所定枚数のリードフレームLFが組立ラック300へ収納されると、自動的に空の状態の次の組立ラック300が準備され、リードフレームLFは新たな組立ラック300へ収納される。
その後、管理サーバー71Sは、LF情報LFI(製品型名、LF番号、基材ID、LFマップID、チップID、ワイヤボンディング良品不良品ID、ワイヤボンディング装置ID)をLFマップデータサーバーLFMSへ転送する。また、工程実績情報KJJ(製造条件、ワイヤボンディングの処理日時、処理数量、不良品数量、良品数量、オペレータ識別ID)はLF情報LFIと関連付けを行った後、実績収集サーバーJSSへ転送する。
このように、本実施の形態2のワイヤボンディング方法によれば、任意のID(基材ID、LFマップID等)からLFマップデータサーバーLFMSを参照することにより、LF情報LFIを、また、実績収集サーバーJSSを参照することにより、工程実績情報KJJを迅速且つ容易にトレース(取得)することができる。
次に、組立ロット327の編成方法について説明する。まず、組立ラック編成後の複数の組立ラック300(例えば、4組立ラック)の二次元コード302(組立ラックID)をID読み取り機50Eで読み取り、管理サーバー71Sへ格納する。そして、管理サーバー71Sは、複数の組立ラック300を組立ロット327として設定するために、当該組立ラックID同士を関連付けて固有の組立ロットIDを付与する。
次に、管理サーバー71Sは、組立ロット327を構成する組立ラック300の情報(組立ラックに収納されている各リードフレームLFのLF情報LFI)をLFマップデータサーバーLFMSから読み込んで組立ロットIDと関連付けを行い、LFマップデータサーバーLFMSに転送する。なお、特に言及しない場合、組立ロット327は、関連付けられた複数の半導体チップ1の集合体を意味し、以降の後工程からは、基本的に組立ロット327単位で管理する。
その後、ワイヤボンディングおよび組立ラック編成は、同一拡散ロット番号の半導体チップ1が搭載された全リードフレームFLの処理が完了するまで連続的に処理される。
<モールド(封止)工程>
図42、図43は、モールド(封止)工程の概念図である。封止装置73のローダ部328には、組立ラック300内に収納された複数のリードフレームLFと、封止装置73を管理するサーバー(管理サーバー73S)に接続されたID読み取り機50Iとが設置されている。また、アンローダ部329には、プレス部332A、332Bで処理されるリードフレームLFを収納する空の状態の複数の一貫ラック301と、管理サーバー73Sに接続されたID読み取り機50Jとが設置されている。なお、本実施の形態では、複数(ここでは、2つ)のプレス部を有する封止装置73について説明するが、プレス部の数はこれに限定されず、例えば1つであってもよい。
以降、モールド(封止)方法について説明するが、製造条件の照合方法とその効果はダイボンディング工程と同様であり、また、リードフレームLFの混入防止方法とその効果はワイヤボンディン工程と同様であるため、ここでの説明は省略する。
まず、封止装置73は、製品型名毎に規定される製造条件の設定が行われる。そして、アンローダ部329に設置されている一貫ラックIDは、ID読み取り機50Jによって二次元コード303が読み取られ、ラックIDとリードフレームLF収納枚数とが管理サーバー73Sに格納される。
次に、図43に示すように、ローダ部328に設置された組立ラック300の内部からリードフレームLFが取り出される。取り出されたリードフレームLFの二次元コード30A(基材ID)は、ID読み取り機50Iによって読み取られ、管理サーバー73Sに格納される。そして、管理サーバー73Sは、当該基材IDに関係するLF情報LFIをLFマップデータサーバーLFMSから取得する。
続いて、リードフレームLFは搬送体330によって整列部331に搬送され、一度に処理可能な枚数のリードフレームLFが整列させられる。その後、整列部331に載置されている複数のリードフレームLFを封止装置73の処理部であるプレス部332A、332Bに順次供給する。
次に、プレス部332A、332Bにおいて、このリードフレームLFに対する封止処理が行われる。封止処理が完了したリードフレームLFは、プレス部332A、332Bから搬出体401によりゲートブレーク部に移動され、不要な樹脂(図示しないゲート部、ランナ、カル等)が除去された後、アンローダ部329に搬送されて任意の一貫ラック301に収納される。その後、管理サーバー73Sに設定された所定枚数のリードフレームが一貫ラック301へ収納されると、自動的に空の状態の次の一貫ラック301が準備され、リードフレームLFは新たな一貫ラック301へ収納される。
その後、管理サーバー73Sは、LF情報LFI(組立ロットID、製品型名、LF番号、基材ID、LFマップID、チップID、封止良品不良品ID、モールド装置ID)をLFマップデータサーバーLFMSへ転送する。また、工程実績情報KJJ(製造条件、封止の処理日時、処理数量、不良品数量、良品数量、オペレータ識別ID)は、LF情報LFIと関連付けされ、実績収集サーバーJSSへ転送される。
このように、本実施の形態2の封止方法によれば、任意のID(基材ID、LFマップID等)でLFマップデータサーバーLFMSを参照することにより、LF情報LFIを、また、実績収集サーバーJSSを参照することにより、工程実績情報KJJを迅速、且つ、容易にトレース(取得)することができる。
<レーザーマーキング工程>
図20に示すように、レーザーマーキング工程では、封止体10の表面に、当該半導体装置の製造工程に係る任意の情報が二次元コード30Bの形式で刻印される。前記任意の情報は、TPO(Time,Place,Occasion)を考慮のうえ、選択することが可能であり、本実施の形態2においては、半導体装置の製造工程に係る情報を取得(トレース)するのに必要なIDを二次元コード30B形式で刻印しておき、各種情報は前記IDにより各サーバー(LF情報LFIおよび実績収集サーバーJSS)から取得する方法について説明する。
図44、図45は、レーザーマーキング工程の概念図である。レーザーマーキング装置334のローダ部335には、一貫ラック301内に収納された複数のリードフレームLFと、レーザーマーキング装置334を管理するサーバー(管理サーバー334S)に接続されたID読み取り機50Fとが設置されている。また、アンローダ部336には、処理部338で処理されるリードフレームLFを収納する空の状態の一貫ラック301と、管理サーバー334Sに接続されたID読み取り機50Gとが設置されている。さらに、処理部338には、ガイドレール11Aに保持されて搬送爪12Aにより稼動するXYステージ341と、レーザー照射の前後に封止体10の表面を洗浄する洗浄部339と、レーザー照射部337で刻印された二次元コード30Bおよび製品情報を示す文字マークの状態を検査する外観検査部340とが設置されている。
以降、レーザーマーキング方法について説明するが、製造条件の照合方法とその効果、また、リードフレームLFの混入防止方法とその効果は前述の通りであるため、ここでの説明は省略する。なお、レーザーマーキング工程は、製品情報を示す文字と二次元コード30Bとをレーザーにより刻印する工程であるが、ここでは主として二次元コード30Bの刻印方法について説明を行う。
まず、レーザーマーキング装置334は、製品型名毎に規定される製造条件の設定が行われ、そして、アンローダ部336に設置されている一貫ラックIDは、二次元コード303がID読み取り機50Gによって読み取られ、一貫ラックIDおよびリードフレームLF収納枚数が管理サーバー334Sに格納される。
続いて、リードフレームLFの外枠部8に刻印された二次元コード30AがID読み取り機50Fによって読み取られ、当該リードフレームLFの基材IDを特定すると共に管理サーバー334Sに格納される。次に、管理サーバー334Sは、LFマップデータサーバーLFMSから当該基材IDに係るLF情報LFIを取得する。
次に、確実にレーザービームLBが封止体10の表面に照射されるように、清掃部339で封止体10の表面上の異物が除去される。
その後、LF情報LFIに含まれる各工程の良品不良品IDに基づき、良品IDを有する封止体10の表面に順次レーザービームLBを照射し、当該リードフレームLFの基材ID、LFマップIDおよびチップID情報を有する二次元コード30Bと、製品情報を示す文字マークとを同時に刻印する。
次に、レーザービームLBが照射され、炭化した封止体10の一部は、洗浄部339で封止体10の表面から除去される。
次に、外観検査部340でレーザー照射部337で刻印された製品情報を示す文字マークが確実に刻印されたかどうかを確認し、その結果を当該リードフレームLFのLF情報LFIと関連付けて管理サーバー334Sに格納する。
その後、管理サーバー334Sに設定した枚数のリードフレームLFが一貫ラック301へ収納されると、自動的に空の状態の次の一貫ラック301が準備され、リードフレームLFは新たな一貫ラック301へ収納される。
その後、管理サーバー334Sは、LF情報LFI(組立ロットID、製品型名、LF番号、基材ID、LFマップID、チップID、レーザーマーク良品不良品ID、レーザーマーク装置ID)をLFマップデータサーバーLFMSへ転送する。また、工程実績情報KJJ(製造条件、レーザーマークの処理日時、処理数量、不良品数量、良品数量、オペレータ識別ID)は、LF情報LFIと関連付けされ、実績収集サーバーJSSへ転送される。
このように、本実施の形態2のレーザーマーキング方法によれば、封止体10に刻印された基材ID、LFマップID、チップID情報を有する二次元コード30BをID読み取り機で読み取りLFマップデータサーバーLFMSを参照することでLF情報LFIを、また、実績収集サーバーJSSを参照することで工程実績情報KJJを迅速且容易に取得(トレース)することができる。言い換えると、封止体10の表面に付与された二次元コード30Bを参照しただけでは、各情報を読み取ることはできない。
一方、二次元コード30Bへ持たせる情報は、TPO(Time,Place,Occasion)を考慮のうえ、選択することが可能である。例えば、前工程情報のチップID、後工程情報のLF情報LFIおよび工程実績情報KJJの全て、または一部の情報を有する二次元コード30Bを刻印しておけば、ウエハマップデータサーバーWAMSおよびLFマップデータサーバーLFMS並びに実績収集サーバーJSSを参照できない環境であっても、二次元コード30Bの読み取り機で二次元コード30Bを読み取ることで、チップID、LF情報LFI、工程実績情報KJJの全て、または一部を取得することができる。
<外装メッキ工程>
図46、図47は、外装メッキ工程の概念図である。外装メッキ装置342のローダ部343には、一貫ラック301内に収納された複数のリードフレームLFと、外装メッキ装置を管理するサーバー(管理サーバー342S)に接続されたID読み取り機50Hとが設置されている。また、アンローダ部344には、処理部345で処理されるリードフレームLFを収納する空の状態の複数の一貫ラック301と、管理サーバー342Sに接続されたID読み取り機50Iとが設置されている。さらに、ローダ部343とアンローダ部344との間には、処理部345が設置されている。
以降、外装メッキ方法について説明するが、製造条件の照合方法とその効果、およびリードフレームLFの混入防止方法とその効果は前述の通りであるため、ここでの説明は省略する。
まず、外装メッキ装置342は、製品型名毎に規定される製造条件の設定が行われる。そして、アンローダ部344に設置されている一貫ラック301は、二次元コード303がID読み取り機50Iによってを読み取られ、一貫ラックIDおよびリードフレームLF収納枚数が管理サーバー342Sに格納される。
次に、リードフレームLFは、図47に示すように、ローダ部343に設置された一貫ラック301の内部からリードフレームLFが取り出される。
続いて、リードフレームLFの外枠部8に刻印された二次元コード30AがID読み取り機50Hによって読み取られ、当該リードフレームLFの基材IDを特定すると共に、管理サーバー342Sに格納される。次に、管理サーバー342Sは、LFマップデータサーバーLFMSから当該基材IDに係るLF情報LFIを取得する。
続いて、リードフレームLFは、図示しない固定治具により搬送ベルト346へセットされ、処理部345へ供給される。処理部345において、リードフレームLFは、洗浄処理部347、化学研磨処理部348、メッキ処理部349、ベルト洗浄部350、乾燥部351で順次処理が施される。前記外装メッキ処理が完了したリードフレームLFは、処理部345からアンローダ部344に搬送され、任意の一貫ラック301に収納される。
その後、管理サーバー342Sに設定した所定枚数のリードフレームが一貫ラック301へ収納されると、自動的に空の状態の次の一貫ラック301が準備され、リードフレームLFは新たな一貫ラック301へ収納される。
その後、管理サーバー342Sは、LF情報LFI(トレイID、トレイマップID、組立ロットID、製品型名、LF番号、基材ID、LFマップID、チップID、外装メッキ良品不良品ID、外装メッキ装置ID)をLFマップデータサーバーLFMSへ転送する。また、工程実績情報KJJ(製造条件、外装メッキの処理日時、処理数量、不良品数量、良品数量、オペレータ識別ID)は、LF情報LFIと関連付けされ、実績収集サーバーJSSへ転送される。これにより、詳細の説明は省略するが、メッキ工程においても、前述の工程と同様に、任意のID(基材ID、LFマップID等)から工程実績情報KJJを迅速、且つ、容易にトレース(取得)することができる。
<リードフレーム切断工程>
図48、図49、図50(a)、(b)は、切断成形工程の概念図である。切断成形装置352のローダ部353には、一貫ラック301内に収納された複数のリードフレームLFと、切断成形装置を管理するサーバー(管理サーバー352S)に接続されたID読み取り機50Jとが設置されている。また、アンローダ部354には、処理部355で切断成形される半導体装置(QFP)356を収納する複数の良品用トレイ357Aおよび不良品用トレイ357Bと、管理サーバー352Sに接続されたID読み取り機50Kとが設置されている。さらに、ローダ部353とアンローダ部354との間には、処理部355が設置されている。
また、前記良品用トレイ357Aおよび不良品用トレイ357Bには、それぞれを識別するために固有のトレイIDおよびトレイのポケットの位置を特定するトレイマップIDが付与され、半導体装置(QFP)356の収納個数情報と共にトレイ357A、357Bの任意の部位へ二次元コード358が刻印される。
以降、切断成形方法について説明するが、製造条件の照合方法とその効果、および、リードフレームLFの混入防止方法とその効果は前述の通りであるため、ここでの説明は省略する。
まず、切断成形装置352は、製品型名毎に規定される製造条件の設定が行われ、そして、アンローダ部354に設置されている良品用トレイ357Aおよび不良品用トレイ357Bは、二次元コード358がID読み取り機50Kによってを読み取られ、トレイIDおよび半導体装置356収納個数が管理サーバー352Sに格納される。
次に、図48、図49に示すように、リードフレームLFは、ローダ部353に設置された一貫ラック301の内部から取り出される。
続いて、外装メッキによってID読み取り機で読み取れなくなったリードフレームLFの二次元コード30Aに替わって、封止体10に刻印された二次元コード30BがID読み取り機50Jによって読み取られ、当該リードフレームLFの基材IDおよび封止体10のLFマップIDが特定されると共に、管理サーバー352Sに格納される。次に、管理サーバー352Sは、LFマップデータサーバーLFMSから当該リードフレームLFおよび封止体10に係るLF情報LFIを取得する。
続いて、図49、図50(a)に示すように、リードフレームLFは、搬送治具359により、ガイドレール11Bへ搭載される。その後、リードフレームLFは、ガイドレール11Bに支持された状態で搬送爪12Bにより成形下金型360に搬送される。そして、成形下金型360のダイ362で支持された状態で、成形上金型361のパンチ363でリード5(アウターリード)の成形部位に応力が加えられ、図24に示すように、封止体10から露出したリード5(アウターリード)がガルウィング状に成形される。
次に、図49、図50(b)に示すように、前記成形処理が完了したリードフレームLFは、搬送爪12Bにより切断下金型364に搬送される。そして、切断下金型のダイ366によって支持された状態で、切断上金型365のパンチ367でリードフレームLFの吊りリード6および外枠部8へ応力が加えられ、図23に示すように、封止体10から露出したリードフレームLFの不要箇所(吊りリード6、外枠部8等)が切断・除去されて半導体装置(QFP)356が完成する。
その後、管理サーバー352Sに格納されたLF情報LFIのダイボンディング工程から外装メッキ工程までの良品不良品IDに基づき、良品IDを有する半導体装置(QFP)356は、吸着治具368により切断下金型364から良品トレイアンローダ部369Aの良品トレイ357Aに収納される。一方、不良品IDを有する半導体装置(QFP)356は、不良品トレイアンローダ部369Bの不良品トレイ357Bに収納される。なお、不良品トレイ357Bに収納された半導体装置(QFP)356は、不良品として処置(リジェクト)される。以降、これを離材処置という。
次に、管理サーバー352Sは、トレイIDおよびトレイのポケットの位置を特定するトレイマップIDと収納された半導体装置(QFP)356のLF情報LFIと関連付けを行い、LFマップデータサーバーLFMSへ転送する。
その後、管理サーバー352Sに設定しておいた所定数量の半導体装置(QFP)356が良品トレイ357Aへ収納されると、供給用トレイローダ部370に用意されている空の状態の良品トレイ357Aが自動的に良品トレイアンローダ部369Aへセットされ、半導体装置(QFP)356は、良品トレイアンローダ部369Aにセットされた新たな良品トレイ357Aへ収納される。
このように、本実施の形態2によれば、LF情報LFIの良品不良品ID(ダイボンディング工程〜外装メッキ工程)を管理サーバー352SがLFマップデータサーバーLFMSから取得して、不良品の位置(リードフレームLFおよびリードフレームのデバイス領域)をシステム的に認識して確実に離材処置できる。そのため、ダイボンディング工程から外装メッキ工程で作った不良品である半導体装置(QFP)356への不要な作業(試験および外観検査)を排除できる。これによって、TAT(Turn Around Time)の向上およびコストの低減を図ることができる。
その後、管理サーバー352Sは、LF情報LFI(トレイID、トレイマップID、組立ロットID、製品型名、LF番号、基材ID、LFマップID、チップID、切断成形良品不良品ID、切断成形装置ID)をLFマップデータサーバーLFMSへ転送する。また、工程実績情報KJJ(製造条件、切断成形の処理日時、処理数量、不良品数量、良品数量、オペレータ識別ID)は、LF情報LFIと関連付けされ、実績収集サーバーJSSへ転送される。
このように、本実施の形態2の切断成形方法によれば、任意のID(トレイID、トレイマップID等)でLFマップデータサーバーLFMSを参照することにより、LF情報LFIを、また、実績収集サーバーJSSを参照することにより、工程実績情報KJJを迅速、且つ、容易にトレース(取得)することができる。
<試験工程>
図51、図52は、試験工程の概念図である。試験装置371のローダ部372には、トレイ357内に収納された複数の半導体装置(QFP)356と、試験装置371を管理するサーバー(管理サーバー371S)に接続されたID読み取り機50Lとが設置されている。また、アンローダ部373A、373Bには、測定部374で測定された半導体装置(QFP)356を収納する空の状態の複数のトレイ357A、357Bと、管理サーバー371Sに接続されたID読み取り機50Mとが設置されている。
なお、前記アンローダ部373は、良品の半導体装置(QFP)356が搬送される良品用のアンローダ部373Aと不良品の半導体装置(QFP)356が搬送される不良品用のアンローダ部373Bとがある。そして、良品用のアンローダ部373Aには良品用のトレイ357Aが準備され、不良品用のアンローダ部373Bには不良品用のトレイ357Bが準備される。
まず、試験装置371は、製品型名毎に規定される製造条件および試験条件のテストパターン、テストプログラム、テスト温度等(以降、テスト条件という)の設定が行われる。
次に、アンローダ部354A、354Bに設置されているトレイ357A、トレイ357Bの二次元コード358がID読み取り機50Kによってを読み取られ、トレイIDおよび半導体装置(QFP)356の収納個数が管理サーバー371Sに格納される。
次に、図51、図52に示すように、ローダ部372に設置されたトレイ357に格納された半導体装置(QFP)356の封止体10に刻印された二次元コード30BがID読み取り機50Lによって読み取られ、当該半導体装置(QFP)356のチップIDおよび組立ロットIDを特定すると共に管理サーバー371Sに格納される。
次に、管理サーバー371Sは、LFマップデータサーバーLFMSから当該チップIDおよび組立ロットIDに係るLF情報LFIと、さらに、テストデータサーバーTEDSから当該チップIDおよび組立ロットIDに係るテスト条件を取得する。
次に、管理サーバー371Sは、入力された製品型名に対応する製造条件のマスターデータを実績収集サーバーJSSから読み込み、手動で設定した製造条件およびテスト条件と照合を行う。そして、一致している事が確認できた場合(製造条件OK、テスト条件OK)には、半導体装置(QFP)356を測定部374に供給する。一方、設定した製造条件またはテスト条件がマスターデータと相違している場合(製造条件NG、テスト条件NG)に、アラームを発生すると共に、試験装置371を強制的に停止する。
なお、管理サーバー371Sによる製造条件の照合結果は、製造条件(OK、NG)に拘わらず、LF情報LFI、組立ロット、製品型名、チップIDと関連付けされて実績収集サーバーJSSへ転送される。また、テスト条件の照合結果は、テスト条件(OK、NG)に拘わらず、LF情報LFI、組立ロット、製品型名、チップIDに関連付けられてテストデータサーバーTEDSへ転送される。
次に、複数の半導体装置(QFP)356は、図51、図52に示すように、ローダ部372に設置されたトレイ357から第一のローダロボット375Aによりローダシャトル376へ搬送される。なお、前記ローダシャトル376は、例えば、高温試験時に半導体装置(QFP)356へ高温を負荷する機能を有している。
続いて、半導体装置(QFP)356は、第二のローダロボット375Bによりローダシャトル376から測定部374へ搬送およびセットされ、その後、設定されたテスト条件に従い、半導体装置(QFP)356の直流試験および交流試験等の電気特性検査が実施される。
なお、直流試験は、半導体チップ1の静的特性を確認するもので、主として入出力バッファの電圧・電流特性を保証するためのものである。これに対して、交流試験は、半導体チップ1の動的特性を確認するものであり、主として半導体チップ1の集積回路に組み込まれた機能(ファンクション)を保証するためのものである。以降は、これらの試験結果を総称して特性検査情報TKJという。
その後、半導体装置(QFP)356は、第二のアンローダロボット377Bによりアンローダシャトル部378へ搬送され、その後、第一のアンローダロボット377Aによりアンローダシャトル部378からアンローダ部373のトレイ357に収納される。なお、半導体装置(QFP)356は、測定部374での特性検査結果が、良品判定であった場合、良品アンローダ部373Aの良品トレイ357Aへ収納される。一方、不良品判定であった場合は、不良品アンローダ部373Bの不良品トレイ357Bへ収納される。
次に、管理サーバー371Sは、トレイIDと収納された半導体装置(QFP)356のLF情報LFIと関連付けを行い、LFマップデータサーバーLFMSへ転送する。また、半導体装置(QFP)356の特性検査情報TKJとLF情報LFI、組立ロット、製品型名、チップIDとの関連付けを行い、テストデータサーバーTEDSへ転送する。
その後、管理サーバー371Sに設定しておいた所定数量の半導体装置(QFP)356が良品トレイ357Aへ収納されると、供給用トレイローダ部370に用意されている空の状態のトレイ357Aが自動的に良品アンローダ部373Aへセットされ、半導体装置(QFP)356は良品アンローダ部373Aにセットされた新たなトレイ357Aへ収納される。
その後、管理サーバー371Sは、LF情報LFI(トレイID、トレイマップID、組立ロットID、製品型名、LF番号、基材ID、LFマップID、チップID、試験良品不良品ID、試験装置ID)をLFマップデータサーバーLFMSへ転送する。また、工程実績情報KJJ(製造条件、試験の処理日時、処理数量、不良品数量、良品数量、オペレータ識別ID)は、LF情報LFIと関連付けられ、実績収集サーバーJSSへ転送され、特性検査情報TKJ(直流試験結果、交流試験結果)は、テストデータサーバーTEDSへ転送される。
<最終外観検査工程>
最終外観検査工程では、図示しない最終外観検査装置による画像認識によってQFPの外観検査が行われ、リード5(アウターリード)の欠損や変形等の有無がチェックされる。
本実施の形態2によれば、図53に示すように、半導体装置の製造工程(前工程および後工程)において、チップIDをウエハマップデータサーバーWAMSへ格納し、LF情報LFIをLFマップデータサーバーLFMSへ格納する。また、工程実績情報KJJを実績収集サーバーJSSへ格納し、特性検査情報TKJをテストデータサーバーTEDSへ格納する。そして、個々の半導体チップ1の前工程情報と、半導体チップ1の後工程の製造履歴と、半導体装置1の特性検査結果とを、半導体チップ1と半導体装置(QFP)356との一対一で関連付ける。これにより、半導体装置の製造工程におけるチップトレーサビリティー管理が可能となる。
また、本実施の形態2によれば、チップID情報を有するLFマップデータサーバーLFMSとテストデータサーバーTEDSの情報とを分析することにより、半導体チップ1の個々の特性および製造履歴を取得(トレース)できる。これにより、不良が発生した際、半導体チップ1と半導体装置(QFP)356との一対一の製造履歴が分析でき、不良の原因究明と根本対策の迅速化が可能となる。
また、テストデータサーバーTEDSに格納されている特性検査情報TKJに基づいて特性の優れる半導体装置を特定し、実績収集サーバーJSSへ格納されている工程実績情報KJJから当該半導体装置の製造履歴および製造条件を分析することにより、最良の製造条件を製造工程へフィードバックすることができる。また、これとは反対に、特性が優れない半導体装置の製造履歴を分析して製造工程へフィーとバックすることにより、不良の発生する可能性を低減することが可能となる。
さらに、本発明者の検討によれば、図54に示すように、半導体チップ1の前工程情報である半導体ウエハ番号、拡散ロット番号(拡散工程を識別する番号)、半導体ウエハ1A内における当該半導体チップ1の位置情報と、後工程における試験工程の特性検査結果との分析の結果、任意の特性不良380が半導体ウエハ1Aの特定箇所へ集中することが判明した。
しかしながら、本実施の形態2によれば、半導体装置(QFP)356の特性検査結果とチップIDとが関連付けされているため、半導体チップ1の特性検査結果をウエハ製造工程へフィードバックすることにより、前工程の特性不良の原因の究明および良品条件の抽出が容易に実施できる。さらに、半導体チップ1の拡散ロット番号から、任意の特性不良380がウエハの特定箇所へ集中している可能性のある半導体ウエハ1を特定することができるので、後工程において、確実に任意の特性不良380を前工程特性不良品381として離材処置(不良処置)することができる。
なお、本実施の形態2の半導体装置の製造方法は、上記した相違点を除き、前記実施の形態1で説明した半導体装置の製造方法と同様である。従って、重複する説明は省略するが、上記相違点を除き、前記実施の形態1で説明した発明を適用することができる。
また、本実施の形態2では、前記実施の形態1で説明した半導体装置の製造方法に対する変形例として説明したが、前記実施の形態1と本実施の形態2とを組み合わせて適用することもできる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態1、2に限定されるものではなく、例えば以下に示す変形例のように、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
(変形例1)
前記実施の形態では、QFPの製造に適用した例を説明したが、リードフレームを基材として使用する他の半導体装置(半導体パッケージ)として、例えばQFN(Quad Flat Non-Leaded Package)やTSSOP(Thin Shrink Small Outline Package)等に適用できることは勿論である。また、リードフレーム以外の基材を使用する半導体装置(半導体パッケージ)として、例えばBGA(Ball Grid Array)に適用することもできる。
なお、BGAを製造する際には、チップ搭載部材(基材)として配線基板が使用される。BGAの製造工程では、まず、配線基板上に半導体チップを搭載し、続いて配線基板の電極パッドと半導体チップとを金(Au)ワイヤや、半田ボール等の導電性部材で電気的に接続した後、半導体チップを樹脂封止する。
次に、半導体チップを封止する樹脂封止体の表面にBGAの製品情報を示す製品型名、顧客ロゴマーク、製造コード等のマークを刻印した後、配線基板の裏面に半田ボールを接続する。その後、バーンイン試験、電気特性試験等の試験工程と最終外観検査工程とを経てBGAが完成品となる。
そこで、BGAを製造する際は、BGAの製造に用いる複数の配線基板の表面に、互いに異なる基材IDを形成すると共に、上記した各工程で使用する配線基板収納用の搬送手段(組立ラック、組立ロット、スタッカー等)の表面にも互いに異なる識別情報(ラックID)を形成する。そして、搬送手段の識別情報と当該搬送手段に収納される配線基板の識別情報(基材ID)とを関連付け、各装置のローダ部にセットした搬送手段から配線基板を取り出して処理部に供給する際、および処理が完了した配線基板をアンローダ部の搬送手段に収納する際、搬送手段の識別情報と配線基板の識別情報との関連付けを照合する。
これにより、後工程の各装置において、先の搬送手段に収納された複数の配線基板と次の搬送手段に収納された複数の配線基板とを連続して装置の処理部に供給した場合でも、所定の搬送手段に回収されるべき配線基板が別の搬送手段に混入する不具合を防止することができる。
また、仮に配線基板が別の搬送手段に混入したとしても、次工程の装置のローダ部において直ちに混入が判明するので、搬送手段と配線基板との関連付けが失われることはない。これにより、前記実施の形態と同様、後工程処理のスループットを低下させることなく、BGAの製品管理や迅速な不良解析を行うことが可能となる。
(変形例2)
また、前記実施の形態では、ダイボンディング工程において、不良の半導体チップを基材に搭載しないことについて説明した。しかしながら、例えば上記のような配線基板を基材とする半導体装置(基板品)で、且つ、複数の半導体チップを一つのキャビティで覆った状態でこの複数の半導体チップを樹脂封止する、所謂、一括モールド方式により形成される半導体装置(一括モールド品)の場合には、以下のように製造してもよい。
すなわち、配線基板に不良のデバイス領域が存在する場合は、この不良のデバイス領域に不良の半導体チップを搭載しておくことで、配線基板のすべてのデバイス領域に対して半導体チップが搭載された状態となる。これにより、配線基板の複数のデバイス領域を樹脂で封止する際に、樹脂の流動性を安定させることができる。
(変形例3)
また、前記実施の形態では、識別情報(識別コード)を付与(形成)する搬送手段の例として、組立ラック、組立ロット、スタッカー等を例に説明したが、この識別情報は上記基板品のようにバーンイン工程を行う際に使用するトレイやボード(バーンインボード)、あるいは半導体ウエハから取得した半導体チップを搬送する際に使用するトレイ(チップトレイ)にも付与してよい。これにより、トレイにおけるどの位置で作業を行ったかという情報も管理することができる。
(変形例4)
また、前記実施の形態では、ワイヤボンディング方式によって半導体チップを基材のチップ搭載領域に搭載する例を説明したが、導電性部材としてバンプ電極を用いたフリップチップ方式によって基材のチップ搭載領域に半導体チップを搭載する半導体装置にて適用することもできる。また、半導体チップを搭載する基材としてリードフレームと配線基板とを例示したが、TABテープやフレキシブル配線基板を基材として使用する場合にも適用することができる。
(変形例5)
また、前記実施の形態では、レーザービームを利用した刻印装置を用いて基材(リードフレーム)やラックの表面に二次元コードを刻印したが、例えばインクや塗料の印刷、あるいは二次元コードを印刷したシールの貼付け等によって、基材やラックの表面に二次元コードを形成してもよい。
(変形例6)
また、搬送手段であるラック(組立ラック)を、金属(例えばアルミニウム(Al))からなる材料で構成し、さらに、レーザービームを用いて識別情報(識別コード)を付与(形成、刻印)すると、形成された識別情報には、レーザービームの照射により溶融されたラックの一部からなる突起状の異物(バリ)が形成され易い。この原因は、レーザービームで刻印する場合、刻印部に細かいドット(凹凸)が形成されるためでもある。
そのため、ラックを再利用する場合、あるいは汚れたラックを清掃する際に、ラックの表面を綿や布等の生地(クリーニング用シート)で掃除すると、この異物に生地が引っ掛かり、さらなる異物が生じる恐れがある。そこで、金属製のラックを使用する場合は、レーザービームを照射することで加工対象物の表面を溶かす(焦がす、剥離する、酸化させる、削る)レーザーマーキング方式よりも、金属イオンを電解で化学反応させ、黒色に変化させるイオンマーキング方式を採用することが好ましい。なお、使用するイオンマーキング装置は一般的なものであり、例えば電解液を使って印字対象物の金属に通電させ、表面に化学変化を起こすことによりマーキングする装置である。
(変形例7)
また、上記のように、アルミニウム製のラックを使用し、また、カメラ等のID読み取り機50A〜50Gとしてカメラを採用し、さらに、識別情報(識別コード)に対して光を照射した状態でこの識別情報を読み取る場合は、照射した光が乱反射し易く、この結果、識別情報を読み取れない恐れがある。
詳細に説明すると、二次元コードの読み取りは、読み取り機が照射する光が二次元コードの凹凸で反射し、その反射光を検知することで行われる。光の反射には、拡散反射と鏡面反射とがある。拡散反射とは、入射角が反射面で全方向に反射することであり、鏡面反射とは、反射光が入射角に等しい角度で全反射することである。そして、二次元コードの読み取りは、刻印された二次元コードにおける拡散反射と全反射するそれ以外の金属面との差を利用している。
しかし、ラックは光が反射し易い金属(例えば、アルミニウム)を素材としているため、二次元コード面において、特に、レーザースキャナのように照射光が強い場合には、強い反射光がID読み取り機に戻り受光素子を飽和させてしまうことがあり、この場合は、読取率が大幅に低下してしまう。
そこで、上記のような手段を採用する場合は、図34および図35に示すように、透過性を有する(一方の面側から、この一方の面とは反対側の他方の面側を確認できる)フィルム304を介して識別情報を読み取ることが好ましい。なお、フィルム304は、例えば光の透過率を40%から60%程度に低下させる作用のある樹脂材料からなる。
(変形例8)
また、前記実施の形態では、リードフレーム等の基材を収納する搬送容器としてラックを例示したが、複数の基材を収納する搬送容器として、トレイ等を使用する場合にも適用することができる。さらに、基材を収納する搬送容器だけでなく、基材を固定する治具や加工装置等にも識別情報(ID)を付与し、これらの識別情報(ID)と基材の識別情報(ID)とを関連付けることによって、製品管理や不良解析を行うこともできる。
(変形例9)
また、前記実施の形態では、各種管理テーブルをメインサーバー側に用意し、各製造装置の各製造ステップ毎に、管理サーバーを介してメインサーバーに逐一処理条件を問合せ、同時に処理結果を登録する形態で説明を進めた。これ以外にも、例えば各種管理テーブルの内容は、個々の製造装置の当面の生産に関連するものだけを当該製造装置を管理する管理サーバー側に事前にダウンロードしておき、ある一定の加工ステップが終了した時点でメインサーバーに登録することもできる。このような構成を採ると、メインサーバーと管理サーバーとの間の通信負荷を軽減することが可能となり、また、製造装置を自立した形で制御することが可能となる。
(変形例10)
さらに、前記実施の形態におけるID刻印工程では、図5に示すように、基材(リードフレームLF)の表面にレーザービームを照射することで基材ID(二次元コード30A)を形成(刻印)する例を説明した。これ以外にも、例えば図55(a)に示すように、ある出力(第1の出力)でレーザービームを基材(リードフレームLF)の表面に照射して変質領域400を形成し、次に、図55(b)に示すように、変質領域400を形成する際に使用したレーザービームの出力よりも高い出力(第2の出力)のレーザービームをこの変質領域400内に照射することによって、基材ID(二次元コード30A)を形成(刻印)してもよい。
これにより、基材ID(二次元コード30A)の周囲(変質領域400が形成された領域)の色を、基材(リードフレームLF)の色(茶色)とは異なる色(例えば、黒色)にすることができるため、基材と基材ID(二次元コード30A)のコントラスト比を高くすることができる。この結果、変質領域400を形成しない場合(図5参照)に比べて、基材ID(二次元コード30A)の視認性(読み取り精度)を向上させることができる。
1 半導体チップ
1A 半導体ウエハ
2 ボンディングパッド
3 ワイヤ(導電性部材)
4 チップ搭載領域(ダイパッド部)
5 リード(外部端子)
6 吊りリード
7 タイバー
8 外枠部
9 接着剤
10 封止体(樹脂封止体)
11 ガイドレール
12 搬送爪
20 チップID(チップ識別情報)
30A、30B 二次元コード
40 刻印装置
41 スタッカー
42 吸着ハンド
50A〜50G ID読み取り機
70 ダイボンディング装置
70S、71S、73S、200 管理サーバー
71 ワイヤボンディング装置
73 封止装置
100、MS メインサーバー(上位システム)
101 中央演算処理装置
102 データバス
103 記憶装置
104 モニタ
105 キーボード
106 通信装置
107 インターフェース装置
201 中央演算処理装置
202 データバス
203 記憶装置
204 モニタ
205 キーボード
206 リーダー
207 センサ類
208 通信装置
209 インターフェース装置
300 組立ラック
301 一貫ラック
302 二次元コード(組立ラック)
303 二次元コード(一貫ラック)
304 フィルム
305 アンローダ部(ID刻印装置)
306 ケース
307 ローダ部(ID刻印装置)
308 搬送部(ID刻印装置)
309 レーザ照射部(ID刻印装置)
310 画像認識カメラ(ID刻印装置)
311 ローダ部(ダイボンディング装置)
312 ウエハ供給部(ダイボンディング装置)
313 アンローダ部(ダイボンディング装置)
314 処理部(ダイボンディング装置)
315 接着剤塗布部(ダイボンディング装置)
316 チップ搭載部(ダイボンディング装置)
317 チップ不良品(ダイボンディング装置)
318 搬送テーブル(ダイボンディング装置)
319 ローダ部(ワイヤボンディング装置)
320 処理部(ワイヤボンディング装置)
321 アンローダ部(ワイヤボンディング装置)
322 ヒートステージ(ワイヤボンディング装置)
323 支持体(ワイヤボンディング装置)
324 支持アーム(ワイヤボンディング装置)
325 超音波ホーン(ワイヤボンディング装置)
326 ボンディングツール(ワイヤボンディング装置)
327 組立ロット
328 ローダ部(封止装置)
329 アンローダ部(封止装置)
330 搬送体(封止装置)
331 整列部
332A、332B プレス部(封止装置)
333 ゲートブレーク部
334 レーザーマーキング装置
335 ローダ部(レーザーマーキング装置)
336 アンローダ部(レーザーマーキング装置)
337 レーザー照射部(レーザーマーキング装置)
338 処理部(レーザーマーキング装置)
339 洗浄部(レーザーマーキング装置)
340 外観検査部(レーザーマーキング装置)
341 XYステージ(レーザーマーキング装置)
342 外装メッキ装置
343 ローダ部(外装メッキ装置)
344 アンローダ部(外装メッキ装置)
345 処理部(外装メッキ装置)
346 搬送ベルト(外装メッキ装置)
347 洗浄処理部(外装メッキ装置)
348 化学研磨処理部(外装メッキ装置)
349 メッキ処理部(外装メッキ装置)
350 ベルト洗浄部(外装メッキ装置)
351 乾燥部
352 切断成形装置
353 ローダ部(切断成形装置)
354 アンローダ部(切断成形装置)
355 処理部(切断成形装置)
356 半導体装置(QFP)
357 トレイ
358 二次元コード(トレイ)
359 搬送治具(切断成形装置)
360 成形下金型(切断成形装置)
361 成形上金型(切断成形装置)
362 ダイ(成形装置)
363 パンチ(成形装置)
364 切断下金型(切断成形装置)
365 切断上金型(切断成形装置)
366 ダイ(成形装置)
367 パンチ(成形装置)
368 吸着治具(切断成形装置)
369A 良品トレイアンローダ部(切断成形装置)
369B 不良品トレイアンローダ部(切断成形装置)
370 供給用トレイローダ部(切断成形装置)
371 試験装置
372 ローダ部(試験装置)
373 アンローダ部(試験装置)
374 測定部(試験装置)
375A 第一のローダロボットA(試験装置)
375B 第二のローダロボットA(試験装置)
376 ローダシャトル(試験装置)
377A 第一のアンローダロボット(試験装置)
377B 第二のアンローダロボット(試験装置)
378 アンローダシャトル部(試験装置)
379 最終外観検査装置
380 特性不良
381 前工程特性不良品
400 変質領域
401 搬出体(封止装置)
LF リードフレーム
LB レーザービーム

Claims (12)

  1. 以下の工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法:
    (a)第1ラック用識別情報を有し、かつ、前記第1ラック用識別情報に関連付けされた互いに異なる第1基材用識別情報をそれぞれ有する複数の第1ラック用基材が収納された第1ラックを準備する工程;
    (b)前記(a)工程の後、前記第1ラックを第1後工程装置のローダ部にセットし、前記第1ラック用識別情報を読み取ることで、前記第1ラック内に含まれる前記複数の第1ラック用基材のそれぞれの前記第1基材用識別情報を取得する工程;
    (c)前記(b)工程の後、前記第1後工程装置のアンローダ部にセットされた第2ラックの第2ラック用識別情報を読み取り、前記第2ラックを前記複数の第1ラック用基材を収納するためのラックとして上位システムに登録する工程;
    (d)前記(c)工程の後、前記第1ラックから前記複数の第1ラック用基材のうちの一つ目の基材を取り出し、前記第1後工程装置の処理部に供給する工程;
    (e)前記(d)工程の後、前記一つ目の基材に第1の処理を施す工程;
    ここで、
    前記(e)工程を施している間に、前記第1ラックから取り出した前記複数の第1ラック用基材のうちの二つ目の基材の前記第1基材用識別情報を読み取り、前記上位システムに登録しておいた前記二つ目の基材の前記第1基材用識別情報と照合する、
    (f)前記(e)工程の後、前記一つ目の基材を前記処理部から取り出し、前記第1後工程装置の前記アンローダ部にセットされた前記第2ラックに供給する工程;
    ここで、
    前記処理部から取り出した前記一つ目の基材の前記第1基材用識別情報を読み取ることで、前記一つ目の基材の情報を取得し、前記一つ目の基材が前記複数の第1ラック用基材のうちの一つ目であれば、前記第2ラックに収納する、
    (g)前記第1ラックから全ての前記第1ラック用基材を排出した後、複数の第3ラック用基材が収納された第3ラックを前記第1後工程装置の前記ローダ部にセットする。
  2. 前記第1ラック用識別情報および前記第1基材用識別情報は、それぞれ二次元コードの形式で形成されることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  3. 前記二次元コードは、それぞれレーザービームにより刻印されることを特徴とする請求項2記載の半導体装置の製造方法。
  4. 前記第1ラック用基材は、リードフレームであることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  5. (h)前記リードフレームのチップ搭載領域に半導体チップを搭載する工程;
    (i)前記(h)工程の後、前記リードフレームのリードと前記半導体チップのボンディングパッドを導電性部材によって電気的に接続する工程;
    (j)前記(i)工程の後、前記半導体チップおよび前記導電性部材を樹脂封止体で封止する工程;
    (k)前記(j)工程の後、前記樹脂封止体の外部に露出した前記リードフレームの表面にメッキ層を形成する工程;
    を含み、
    前記(h)工程に先立って、前記リードフレームの表面に前記第1基材用識別情報を形成し、
    前記(j)工程の後、前記樹脂封止体の表面に、前記第1基材用識別情報に関連付けされた基材用識別情報を形成することを特徴とする請求項4記載の半導体装置の製造方法。
  6. 前記樹脂封止体の表面に前記基材用識別情報を形成する際、前記樹脂封止体の表面に、前記半導体装置の製品情報を表示するマークを形成することを特徴とする請求項5記載の半導体装置の製造方法。
  7. 前記第1ラック用基材は、配線基板であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  8. 以下の工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法:
    (a)複数のチップ搭載部および外部端子形成部を有する基材を複数準備する工程;
    (b)前記複数の基材のそれぞれにおいて、前記複数のチップ搭載部のそれぞれに半導体チップを搭載する工程;
    (c)前記(b)工程の後、前記複数の基材のそれぞれにおいて、前記半導体チップのボンディングパッドと前記外部端子形成部とを導電性部材によって電気的に接続する工程;
    (d)前記(c)工程の後、前記複数の基材のそれぞれにおいて、前記半導体チップと前記導電性部材とを樹脂封止体で封止する工程;
    (e)前記(d)工程の後、前記複数の基材のそれぞれにおいて、前記樹脂封止体の表面に、製品情報を含むマークを形成する工程;
    (f)前記(e)工程の後、前記複数の基材のそれぞれにおいて、前記樹脂封止体の外部に露出した前記外部端子形成部の表面にメッキ層を形成する工程;
    (g)前記(f)工程の後、前記複数の基材のそれぞれにおいて、前記樹脂封止体および前記外部端子形成部を切断することにより、複数の半導体装置に個片化する工程;
    (h)前記(g)工程の後、前記複数の半導体装置のそれぞれにおいて、前記樹脂封止体で封止された前記半導体チップの特性不良を選別する試験を行う工程;
    (i)前記(h)工程の後、前記複数の半導体装置のそれぞれにおいて、外観不良を選別する外観検査を行う工程;
    (j)前記複数の半導体装置のうち、前記(i)工程で良品とされた前記半導体装置を出荷する工程;
    ここで、
    前記基材、前記基材の前記チップ搭載部、前記半導体チップ、および前記基材を収納・搬送するラックのそれぞれに固有の識別情報を付与し、
    前記(b)工程以降の各工程において、当該各工程の製造履歴と前記識別情報とをサーバーを介して関連付けることによって、前記複数の半導体装置の工程管理を行い、
    前記(d)工程までは、ラック単位で工程管理を行い、
    前記(d)工程以降は、ロット単位で工程管理を行う。
  9. 前記半導体チップに付与する前記識別情報は、当該半導体チップの前工程情報である半導体ウエハ番号、拡散ロット番号、半導体ウエハ内における当該半導体チップの位置情報、および当該半導体チップの良品・不良品情報を含むことを特徴とする請求項8記載の半導体装置の製造方法。
  10. 同一の拡散工程で製造された複数の前記半導体チップに同一の拡散ロット番号を付与し、前記拡散ロット番号と前記ラックの識別情報とを関連付けることによって、前記複数の半導体装置の工程管理を行うことを特徴とする請求項8記載の半導体装置の製造方法。
  11. 前記識別情報は、それぞれ二次元コードの形式で形成されることを特徴とする請求項8記載の半導体装置の製造方法。
  12. 前記二次元コードは、それぞれレーザービームにより刻印されることを特徴とする請求項11記載の半導体装置の製造方法。
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