JP2702836B2 - ダイボンディング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造工程
の１つであるダイボンディングをし行うダイボンディン
グ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のダイボンディング装置には、ダイ
シングされる前の各チップの電気的諸特性を測定する前
半テストの結果に基づいて、必要なチップのみをダイボ
ンディングするマッピング方式が採用されている。この
マッピング方式は、ダイボンディング装置の稼働率の向
上、不良チップへのインキングに起因する不良率の低
減、さらにはランク分け生産が可能という長所を有して
いる。一般にマッピング方式を採用したダイボンディン
グ装置には、前半テストのテスト結果たるマップデータ
を記憶するマップデータ記憶部と、セットされたウェハ
を前記マップデータに基づいて移動させるウェハ移動機
構と、ピックアップ位置にあるチップをピックアップす
るピックアップ機構と、最初にウェハ移動機構上での座
標を基準チップ座標として記憶する座標記憶部とを有し
ている。なお、基準チップとは、前半テストにおいて位
置の基準となる他のチップとは異なるチップであり、Ｔ
ＥＧ（Ｔｅｓｔ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）チップ
を基準チップとして代用することもできる。

【０００３】ところで、マッピング方式において重要な
のは、ウェハ移動機構にセットされたウェハのチップの
うちどれが基準チップであるかを認識すること、換言す
れば、基準チップの位置を認識することである。なお、
以下では、基準チップの位置を認識することを「頭出
し」とする。かかる頭出しの方法に、マップデータ中の
どのデータが基準チップに相当するかを指定し、基準チ
ップ座標を座標記憶部に予め記憶させておき、基準チッ
プ座標に位置するチップが基準チップ以外のチップであ
れば基準チップを発見するまでウェハ移動機構を駆動す
る自動アライメント機構により基準チップを認識し、基
準チップに相当するマップデータと基準チップ座標とを
対応させることによってマップデータ上における各チッ
プの座標を認識し、これに基づいてウェハ移動機構とピ
ックアップ機構とを駆動してダイボンディングを行う方
法がある。この頭出しの際に、自動アライメント機構に
よって基準チップを捉え、その座標を基準チップとして
記憶する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のダイボンディング装置における頭出しには以下
のような問題点がある。

【０００５】このような頭出しの問題点は、基準チップ
と同じパターンのチップが複数個連続している場合にお
いての対応ができないことである。すなわち、基準チッ
プにＴＥＧチップ等を代用した場合、基準チップと同じ
パターンのチップが複数個連続して存在することがあ
り、基準チップの位置がルール化されていないために、
マップデータに基づく正しいダイボンディングが出来な
いばかりでなく、その確認を行うことも不可能である。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みて創案されたも
ので、基準チップと同じパターンのチップが複数個連続
してあるウェハの頭出しを確実かつ容易に行うことがで
きるダイボンディング装置を提供することを目的として
いる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るダイボンデ
ィング装置は、前半テストのテスト結果たるマップデー
タを記憶するマップデータ記憶部と、セットされたウェ
ハを前記マップデータに基づいて移動させるウェハ機構
と、ピックアップ位置にあるチップを前記マップデータ
に基づいてピックアップするピックアップ機構と、ウェ
ハ移動機構にセットされたウェハ中の基準チップのウェ
ハ移動機構における座標を基準チップ座標として記憶す
る座標記憶部と、次のウェハがセットされた際に、前記
座標記憶部に記憶されている基準チップ座標に位置する
チップが基準チップのパターン以外のチップであれば、
基準チップと同じパターンのチップを発見するまでウェ
ハ移動機構を駆動し、基準チップと同じパターンのチッ
プが複数個連続してあるウェハの頭出しをルール化し、
それに従って前記ウェハ移動機構を駆動する自動アライ
メント機構とを備えており、前記座標記憶部は、新たな
ウェハ基準チップが発見されたならば、その基準チップ
のウェハ移動機構における座標を新たな基準チップ座標
として記憶するようになっている。

【０００８】

【作用】本発明に係るダイボンディング装置は、基準チ
ップと同じパターンのチップが複数個連続している場合
において、基準チップの位置をルール化し、それを求め
る様に、ウェハ移動機構と、自動アライメント機構によ
って基準チップ座標を求め、記憶し、この基準チップ座
標に基づいてダイボンディングを行う。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る一実施例
を説明する。

【００１０】図１は、本発明の一実施例に係るダイボン
ディング装置の概略的構成を示すブロック図、図２は、
このダイボンディング装置の動作を示すフローチャー
ト、図３は、基準チップを示すウェハの平面図、図４
は、マップデータの説明図、図５は、一次制御部による
自動アライメントの説明図、図６は、二次制御部による
自動アライメントの説明図、図７は、三次制御部による
自動アライメントの説明図である。

【００１１】本実施例に係るダイボンディング装置は、
前半テストのテスト結果たるマップデータＭＤを記憶す
るマップデータ記憶部１００と、セットされたウェハＷ
を前記マップデータＭＤに基づいて移動させるウェハ移
動機構２００と、ピックアップ位置にあるチップを前記
マップデータに基づいてピックアップするピックアップ
機構３００と、ウェハ移動機構２００にセットされたウ
ェハＷの中の基準チップＡのウェハ移動機構２００にお
ける座標を基準チップ座標として記憶する座標記憶部４
００と、次のウェハＷがセットされた際に、前記座標記
憶部４００に記憶されている基準チップ座標に位置する
チップが基準チップＡ以外のチップであれば、基準チッ
プＡを発見するまで前記ウェハ移動機構２００を駆動す
る自動アライメント機構５００とを有している。

【００１２】図３において、基準チップと同パターンチ
ップが４ケあるが、必ずしも４ケとは限らない。基準チ
ップと同パターンチップ内の左上コーナを基準チップＡ
としているが、どのコーナを基準チップと決めても良い
が、それに伴う自動アライメント機構５００のルール化
が必要である。基準チップＡはウェハＷの中央部に設け
られているが、必ずしもウェハＷの中央部とは限らな
い。

【００１３】マップデータ記憶部１００には、前半テス
ト装置たるウェハプローバ６００からのテスト結果、す
なわち、ウェハに形成された複数のチップのテスト結果
たるマップデータＭＤが予め記憶されている。このマッ
プデータＭＤは、図４に示すように、ウェハＷの中にあ
る各チップの良否を示すとともに、不良品における不良
原因を示している。すなわち、「＊」は良品を示し、
「＃」、「＄」、「△」及び「・」は不良品を原因別に
示している。また、７，８列、９，１０行にあるものは
基準チップと同パターンチップを示している。

【００１４】ウェハ移動機構２００は、セットされたウ
ェハをＸ，Ｙ及びθ方向に移動させるＸＹθテーブル２
１０と、前記マップデータ記憶部１００からのマップデ
ータＭＤや後述する自動アライメント機構５００からの
信号等に基づいてＸＹθテーブル２１０の移動を制御す
るテーブル制御部２２０とを有している。

【００１５】ピックアップ機構３００は、ウェハからチ
ップを１つずつピックアップするコレット３１０と、こ
のコレット３１０をピックアップ位置と図外のリードフ
レームのアイランドとの間で移動させるコレット移動部
３２０と、前記コレット３１０がチップをピックアップ
するための吸引を行う吸着部３３０とを有している。自
動アライメント機構５００は、チップの画像を取り込む
ＣＣＤカメラ５１０と、このＣＣＤカメラ５１０の認識
エリア５１１に捉えられた画像が基準チップＡであるか
否かを判別する判別部５２０と、自動アライメントのた
めの一次制御部５３０、二次制御部５４０及び三次制御
部５５０とを有している。

【００１６】一次制御部５３０とは、前記認識エリア５
１１に最初に捉えられたチップが複数のチップである場
合に、そのうち最大の面積を有するチップを認識エリア
５１１が捉えるように前記ウェハ移動機構２００を制御
するものである。また、二次制御部５４０とは、捉えら
れたチップが基準チップと同パターンチップ以外のチッ
プである場合に、前記認識エリア５１１が最初に捉えら
れたチップを中心として螺旋状に移動するように前記ウ
ェハ移動機構２００を制御するものである。さらに、三
次制御部５５０とは、捉えられたチップが基準チップと
同じパターンチップの場合、基準チップＡへと移動する
ように前記ウェハ移動機構２００を制御するものであ
る。

【００１７】なお、ＣＣＤカメラ５１０の認識エリア５
１１は１チップを過不足なく収めることができるような
大きさに設定されており、しかもピックアップ機構３０
０がチップをピックアップするピックアップ位置のチッ
プを捉えている。

【００１８】座標記憶部４００は、基準チップウェハＡ
のウェハ移動機構２００における座標、すなわちＸＹθ
テーブル２１０上の絶対座標を基準チップ座標として記
憶する。

【００１９】次に、上述したような構成に係るダイボン
ディング装置の動作について説明する。

【００２０】一枚目のウェハＷをウェハ移動機構２００
のＸＹθテーブル２１０にセットする（図２Ｓ₁参
照）。セットされるウェハＷには、ウェハＷより若干大
きめのウェハシート貼着されており、当該ウェハシート
をエキスパンド機構で引っ張ることにより、チップは隣
接するチップから離れピックアップし易くなる。

【００２１】仮の基準チップ座標を座標記憶部４００に
記憶させる（図２Ｓ₂参照）。

【００２２】基準チップ座標にあるチップを認識エリア
に捉える（図２Ｓ₃参照）。

【００２３】自動アライメント機構５００のＣＣＤカメ
ラ５１０の認識エリアに捉えられた画像が画像信号５１
２として判別部５２０に入力される。判別部５２０は、
画像信号５１２に基づいて認識エリア５１１に複数のチ
ップを捉えているかを判別する（図２のＳ₄参照）。

【００２４】図５（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、
認識エリア５１１に複数のチップが捉えられていれば、
判別部５２０の判別結果５２１は一次制御部５３０に送
出され、これを受けた一次制御部５３０は、一次制御部
５３１をテーブル制御部２２０に送出する。これを受け
たテーブル制御部２２０は自動アライメントを行う。す
なわち、認識エリア５１１内で最大の面積を有するチッ
プが認識エリア５１１内に過不足なく収まるようにＸＹ
θテーブル２１０を移動させるのである（図２のＳ₅及
び図５（ｂ），図６（ｂ）参照）。

【００２５】一方、認識エリア５１１が１つのチップの
み捉えている場合には、ステップＳ₅を飛ばしてステッ
プＳ₆に進む。

【００２６】次に、判別部５２０は、認識エリア５１１
に捉えられているチップが基準チップと同パターンのチ
ップであるか否かをＣＣＤカメラ５１０からの画像信号
５１２に基づいて判別する（図２のＳ₆参照）。

【００２７】判別の結果、認識エリア５１１に捉えられ
ているチップが基準チップと同パターンであれば、ステ
ップＳ₇に進む。

【００２８】一方、図６（ｂ）に示すように、認識エリ
ア５１１に捉えられているチップが基準チップと同じパ
ターンでなければ、二次制御部５４０が二次制御信号５
４１をテーブル制御部２２０に送出する。この二次制御
信号５４１を受けたテーブル制御部２２０は、制御信号
２２１をＸＹθテーブル２１０に送出し、図６（ｃ）に
示すように、認識エリア５１１に捉えられているチップ
を中心として螺旋状にＸＹθテーブル２１０を移動させ
る（図２のＳ₆₁参照）。すなわち、相対的にみれば、認
識エリア５１１が最初に捉えられたチップを中心として
螺旋状に移動するのと同様になる。

【００２９】判別部５２０は、螺旋状に移動する認識エ
リア５１１に順次捉えられたチップが基準チップと同じ
パターンであるか否かを画像信号５１２に基づいて判別
する。そして、認識エリア５１１が基準チップと同パタ
ーンチップを捉えるまで、ＸＹθテーブル２１０はウェ
ハＷの移動を継続することになる（図２のＳ₆₂及び図６
（ｄ）参照）。

【００３０】螺旋状に移動した認識エリア５１１が、図
６（ｄ）に示すように、基準チップと同じパターンを捉
えたならば、ステップＳ₇に進む。

【００３１】ステップＳ₇において、三次制御部５５０
が三次制御信号５５１をテーブル制御部２２０に送出す
る。この三次制御信号５５１を受けたテーブル制御部２
２０は、制御信号２２１をＸＹθテーブル２１０に送出
し、図７に示すように、Ｘ方向左側へ１チップずつ移動
し、認識エリア５１１に順次捉えられたチップが基準チ
ップ以外のパターンチップを捉えるまでＸＹθテーブル
２１０はウェハＷの移動を継続する。基準チップ以外の
パターンのチップを捉えたなら、１チップ分戻る（図７
（ａ）参照）。Ｙ方向についてもＸと同様の動作を行う
（図７（ｂ）参照）。以上の操作より、認識エリア５１
１が基準チップＡを捉えたならば（図７（ｃ）参照）、
基準チップＡのＸＹθテーブル２１０上における座標
を、基準チップ座標として、座標記憶部４００のデータ
を書き換える（図２Ｓ₁₃参照）。

【００３２】マップデータ記憶部１００には、セットさ
れたウェハＷのマップデータＭＤが予め記憶されている
ので、マップデータＭＤと座標記憶部４００に記憶され
た基準チップ座標とに基づいて、ウェハ移動機構２００
とピックアップ機構３００とが作動し、チップのダイボ
ンディングを順次行う（図２のＳ₁₄参照）。すなわち、
マップデータ記憶部１００からのマップデータＭＤを受
けて、ピックアップ機構３００のコレット移動部３２０
が良品のチップの上方に移動するとともに、吸着部３３
０によって当該チップがピックアップされ、図外のリー
ドフレームのアイランドにまで持っていかれて、ダイボ
ンディングされるのである。

【００３３】一枚目のウェハＷのダイボンディングが終
了したならば（図２のＳ₁₅参照）、２枚目のウェハＷを
ＸＹθテーブル２１０にセットする（図２のＳ₁₇参
照）。

【００３４】座標記憶部４００から頭出し信号４０１が
テーブル制御部２２０に送出され、２枚目のウェハＷの
チップのうち基準チップ座標にあるチップが認識エリア
５１１に捉えられる（図２のＳ₃参照）。前記頭出し信
号４０１は、基準チップ座標上にあるチップがＣＣＤカ
メラ５１０の認識エリア５１１に捉えられるようにテー
ブル制御部２２０を介してＸＹθテーブル２１０を移動
させる信号である。ウェハＷのマスクずれ、ウェハフレ
ームの取付位置のずれ等のために２枚目のウェハＷが１
枚目のウェハＷとは異なる位置にセットされたとする
と、基準チップ座標上には、基準チップＡ以外のチップ
が位置することになる。すなわち、頭出し信号４０１で
ＸＹθテーブル２１０を移動させても、なんら役立たな
いことになる。１枚目と同様の操作によって、２枚目以
降の基準チップの頭出しを行う必要がある。

【００３５】また、基準チップと同じパターンのチップ
が、前記の例のように２×２ではなく、横一列の場合、
三次制御部５５０は、テーブル制御部２２０にＸ方向へ
の移動だけでＹ方向への移動は行わないような三次制御
信号５５１を送出する。縦一列の場合についても同様に
Ｙ方向への移動だけを行う。

【００３６】

【発明の効果】本発明に係るダイボンディング装置は、
記述したように、基準チップと同じパターンのチップが
複数個連続している場合において、ウェハの頭出しを確
実かつ容易に行うことができる。従って、稼働率の向
上、不良チップへのインキングに起因する不良率の低
減、さらにランク分け生産が可能という長所を有するマ
ッピング方式によって作動するダイボンディング装置を
より有効に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るダイボンディング装置
の概略的構成を示すブロック図である。

【図２】同ダイボンディング装置の動作を示すフローチ
ャートである。

【図３】基準チップを示すウェハの平面図である。

【図４】マップデータの説明図である。

【図５】一次制御部による自動アライメントの説明図で
ある。

【図６】二次制御部による自動アライメントの説明図で
ある。

【図７】三次制御部による自動アライメントの説明図で
ある。

【符号の説明】 １００ マップデータ記憶部 ２００ ウェハ移動機構 ３００ ピックアップ機構 ４００ 座標記憶部 ５００ 自動アライメント機構 ６００ ウェハプローバ Ａ 基準チップ ＭＤ マップデータ Ｗ ウェハ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前半テストの結果たるマップデータを記
   憶するマップデータ記憶部と、 セットされたウェハを前記マップデータに基づいて移動
   させるウェハ移動機構と、 ピックアップ位置にあるチップを前記マップデータに基
   づいてピックアップするピックアップ機構と、 ウェハ移動機構にセットされたウェハの中の基準チップ
   のウェハ移動機構における座標を基準チップ座標として
   記憶する座標記憶部と、 次のウェハがセットされた際に前記座標記憶部に記憶さ
   れている基準チップ座標に位置するチップが基準チップ
   以外のチップであれば、基準チップを発見するまで前記
   ウェハ移動機構を駆動する自動アライメント機構とを具
   備しており、 前記座標記憶部は、新たなウェハの基準チップが発見さ
   れたならば、その基準チップのウェハ移動機構における
   座標を新たな基準チップ座標として記憶し、 前記自動アライメント機構は、座標記憶部に記憶されて
   いる基準チップ座標に基準チップのパターン以外のチッ
   プが位置する場合に基準チップと同パターンのチップを
   発見するまで基準チップ座標に位置するチップを中心と
   した螺旋状にウェハ移動機構を駆動し、且つ、前記自動
   アライメント機構は、基準チップと同パターンのチップ
   が複数個連続している場合において基準チップの位置を
   ルール化し、基準チップの位置を認識する為、画像認識
   によりウェハ移動機構を駆動することを特徴とするダイ
   ボンディング装置。