JP4935856B2 - Mounting method of bumped electronic parts - Google Patents
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Description
本発明は、半導体ウェハの複数の部品実装位置にバンプ付き電子部品を順次実装するバンプ付き電子部品の実装方法に関するものである。 The present invention relates to a bumped electronic component mounting method for sequentially mounting bumped electronic components at a plurality of component mounting positions on a semiconductor wafer.
近年電子機器の小型化・高機能化の進展に伴い、電子機器に組み込まれる実装基板の実装密度を更に高密度化することが求められている。このような高密度実装に対応するための電子部品の形態として、複数の半導体チップを積層して実装したいわゆるスタック実装形態の半導体装置が採用されるようになっている。このようなスタック実装においては、ウェハ状態の半導体チップに形成された電極に上段のフリップチップのバンプを接合することにより半導体チップを直接積層するいわゆるチップオンウェハ工法が用いられる場合がある。 In recent years, with the progress of miniaturization and higher functionality of electronic devices, it is required to further increase the mounting density of a mounting board incorporated in the electronic device. As a form of an electronic component for dealing with such high-density mounting, a so-called stack mounting type semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are stacked and mounted is adopted. In such stack mounting, a so-called chip-on-wafer method may be used in which semiconductor chips are directly stacked by bonding bumps of upper flip chips to electrodes formed on a semiconductor chip in a wafer state.
フリップチップなどバンプ付き電子部品の実装においては、複数のバンプの全てを電極に極力均等に圧着することが求められるため、電極が設けられた被実装面の高さや水平度を高精度で確保する必要がある。このように、被実装面の精度が必要とされる場合の対処方法として、従来より基板などの被実装面の高さや反り変形状態を検出して、部品実装動作における装着動作を補正する方法が知られている(特許文献1参照)。この特許文献例に示す先行技術においては、被実装面としての基板の表面の高さをレーザ変位計によって測定することにより反り変形を検出するようにしている。 When mounting electronic components with bumps such as flip chips, it is required to crimp all of the bumps evenly to the electrodes as much as possible. Therefore, the height and level of the mounting surface on which the electrodes are provided is ensured with high accuracy. There is a need. As described above, as a countermeasure method when the accuracy of the mounted surface is required, a method of correcting the mounting operation in the component mounting operation by detecting the height and warpage deformation state of the mounted surface such as the substrate conventionally. It is known (see Patent Document 1). In the prior art shown in this patent document example, the warp deformation is detected by measuring the height of the surface of the substrate as the mounting surface with a laser displacement meter.
しかしながら、上述の先行技術においては、測定対象が個別の基板であることから、実装対象の全ての基板に対して測定作業を反復して実行しなければならず、作業タクトタイムの遅延による生産性の低下が避けられないという難点がある。また上述の先行技術においては、通常の樹脂基板のようにある程度剛性を有し、固有の反り変形状態が保たれるような場合には有効であるが、実装対象の基板が半導体ウェハのように薄くて撓みやすいものである場合には、このような基板を直接の測定対象とする方法は適用できない。すなわち半導体ウェハなど極めて撓みやすい基板については固有の変形状態は存在せず、半導体ウェハを保持するステージの変形状態に倣うという特性を有しているからである。このように、従来技術においては、フリップチップなど被実装面の高さや水平度を高精度で確保することが求められる場合において有効な補正を高精度で行うことが難しく、新たな方策が望まれていた。 However, in the above-described prior art, since the measurement target is an individual board, the measurement work must be repeatedly performed on all the boards to be mounted, and productivity due to a delay in work tact time. There is a drawback that the decline of the inevitable. In the above-mentioned prior art, it is effective when it has a certain degree of rigidity like a normal resin substrate and maintains its inherent warp deformation state, but the substrate to be mounted is like a semiconductor wafer. In the case where the substrate is thin and easily bent, a method in which such a substrate is directly measured is not applicable. That is, a substrate that is extremely flexible, such as a semiconductor wafer, does not have an inherent deformation state, and has a characteristic of following the deformation state of a stage that holds the semiconductor wafer. As described above, in the conventional technology, it is difficult to perform effective correction with high accuracy when it is required to ensure the height and level of the mounting surface such as flip chip with high accuracy, and a new measure is desired. It was.
そこで本発明は、被実装面の高さや水平度を高精度で確保することが求められるバンプ付き電子部品の実装において、高精度の実装品質を確保することができるバンプ付き部品の実装方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a mounting method for a bumped component that can ensure high-precision mounting quality in mounting of a bumped electronic component that is required to ensure the height and level of the mounted surface with high accuracy. The purpose is to do.
本発明のバンプ付き電子部品の実装方法は、電子部品実装装置によって半導体ウェハの複数の部品実装位置にバンプ付き電子部品を順次実装するバンプ付き電子部品の実装方法であって、前記電子部品実装装置は、前記バンプ付き電子部品を保持して移送する実装ヘ
ッドと、前記半導体ウェハを下面から吸着して保持する載置面が設けられたウェハ保持ステージと、前記ウェハ保持ステージの同一平面内における複数位置を個別に昇降させることにより前記載置面の高さ位置を3次元的に調整するステージ高さ調整手段と、前記載置面の高さ測定点の高さを測定する高さ測定手段とを備え、前記載置面において予め設定された複数の前記高さ測定点の高さを、前記高さ測定手段によって測定する高さ測定ステップと、前記高さ測定ステップにおける測定結果を前記複数の高さ測定点と関連づけた高さデータを当該ウェハ保持ステージの固有データとして記憶手段に記憶させる高さデータ記憶ステップと、前記半導体ウェハを前記ウェハ保持ステージの載置面に保持させるウェハ保持ステップと、前記実装ヘッドによって保持されたバンプ付き電子部品の前記バンプを前記複数の部品実装位置にそれぞれ形成された電極に接合してこのバンプ付き電子部品を前記部品実装位置の1つに実装する個別部品実装動作を全ての部品実装位置について反復実行する部品実装ステップとを含み、前記部品実装ステップにおいて、前記高さデータに基づいて前記ステージ高さ調整手段を駆動することにより、当該部品実装位置における前記載置面の高さおよび水平度を、前記個別部品実装動作毎に調整する。
The bumped electronic component mounting method according to the present invention is a bumped electronic component mounting method in which a bumped electronic component is sequentially mounted at a plurality of component mounting positions on a semiconductor wafer by an electronic component mounting apparatus. Includes a mounting head for holding and transferring the electronic components with bumps, a wafer holding stage provided with a mounting surface for sucking and holding the semiconductor wafer from the lower surface, and a plurality of the wafer holding stages in the same plane. Stage height adjusting means for three-dimensionally adjusting the height position of the mounting surface by raising and lowering the position individually, and height measuring means for measuring the height of the height measuring point of the mounting surface, A height measurement step of measuring the height of the plurality of height measurement points set in advance on the placement surface by the height measurement means, and the height measurement step. A height data storage step for storing in the storage means height data associating measurement results with the plurality of height measurement points as specific data of the wafer holding stage; and a mounting surface of the wafer holding stage. And holding the bumps of the electronic components with bumps held by the mounting head to the electrodes respectively formed at the plurality of component mounting positions, and attaching the electronic components with bumps to the component mounting positions. A component mounting step of repeatedly executing individual component mounting operations to be mounted on all component mounting positions by driving the stage height adjusting means based on the height data in the component mounting step. The height and level of the mounting surface at the component mounting position are determined for each individual component mounting operation. To integer.
本発明によれば、半導体ウェハを下面から吸着して保持する載置面において予め設定された複数の高さ測定点の高さを高さ測定手段によって測定して、測定された高さデータを当該ウェハ保持ステージの固有データとして記憶手段に記憶させておき、バンプ付き電子部品を部品実装位置に実装する個別部品実装動作を反復実行する部品実装ステップにおいて、記憶された高さデータに基づいてステージ高さ調整手段を駆動して当該部品実装位置における載置面の高さおよび水平度を個別部品実装動作毎に調整することにより、被実装面の高さや水平度を高精度で確保することが求められるバンプ付き電子部品の実装において、高精度の実装品質を確保することができる。 According to the present invention, the height measurement unit measures the heights of a plurality of height measurement points set in advance on the mounting surface for attracting and holding the semiconductor wafer from the lower surface, and the measured height data is obtained. In the component mounting step of repeatedly executing the individual component mounting operation for storing the bumped electronic component at the component mounting position, the stage is based on the stored height data. By driving the height adjustment means and adjusting the height and level of the mounting surface at the component mounting position for each individual component mounting operation, the height and level of the mounted surface can be ensured with high accuracy. In mounting required electronic components with bumps, high-accuracy mounting quality can be ensured.
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図1を参照して、電子部品実装装置1の全体構成を説明する。電子部品実装装置1は、ウェハ状態の半導体チップを実装の対象とし、これらの下段の半導体チップにさらに上段の半導体チップを重ねて実装してスタック実装形態の半導体装置を製造する過程において用いられる。すなわち本実施の形態においては、複数の下段の半導体チップが作り込まれた半導体ウェハを対象とし、この半導体ウェハの複数の部品実装位置である下段の各半導体チップに、バンプ付き電子部品である上段の半導体チップを順次実装する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the overall configuration of the electronic
図1において、電子部品実装装置1は、ウェハ保持部2、ウェハ供給手段3、チップ供給手段4および実装ヘッド5を主体として構成される。ウェハ保持部2は、下段の半導体
チップ7が複数作り込まれた半導体ウェハ6を保持する。半導体チップ7の上面には、図9(c)に示すように、上段の半導体チップを接続するための電極7aが設けられている。ウェハ供給手段3は、半導体ウェハ6をウェハ保持部2に対して供給する。チップ供給手段4は、半導体チップ7に重ねて実装される上段の半導体チップ9を半導体ウェハ8の形で供給する機能を有しており、半導体チップ9の上面には、下段の半導体チップとの接続のためのバンプ9aが形成されている(図9(c)参照)。チップ供給手段4に備えられたチップ取り出し機構(図示省略)によって半導体チップ9を保持して取り出し、バンプ9aが半導体ウェハ8に対向するように反転して実装ヘッド5に半導体チップ9を受け渡し、半導体ウェハ6に移送して実装する。
In FIG. 1, an electronic
ウェハ供給手段3はマガジン3aに半導体ウェハ6を段積み状態で収納している。実装作業の対象となる半導体ウェハ6は、ウェハ移載機構(図示省略)によってマガジン3aから取り出され、ウェハ保持部2に供給される。チップ供給手段4は、保持テーブル4aに半導体ウェハ8を載置した構成となっており、半導体ウェハ8から半導体チップ9を取り出した実装ヘッド5は、ヘッド移動機構(図示省略)によってウェハ保持部2の上方へ移動する。実装ヘッド5およびヘッド移動機構は、チップ供給手段4から半導体チップ9を取り出して半導体ウェハ6に搭載して実装するチップ搭載手段53を構成する(図5参照)。
The wafer supply means 3 stores the semiconductor wafers 6 in a stacked state in the
ウェハ保持部2は、ベースプレート10の上面に配設された3つの高さ調整機構11A、11B,11Cを介してステージ載置プレート12を保持し、ステージ載置プレート12の上面にウェハ保持ステージ13を載置した構成となっている。ウェハ保持ステージ13の上面には載置面13aが設けられており、載置面13aはウェハ供給手段3から供給される半導体ウェハ6を下面から吸着して保持する。ウェハ保持部2の上方には、認識手段25が撮像面を下方に向けて配設されている。ウェハ保持ステージ13に保持された半導体ウェハ6を認識手段25によって撮像し、この撮像データを認識処理することにより、半導体ウェハ6における各半導体チップ7の位置、すなわち部品実装位置が認識される。
The
実装ヘッド5は、ヘッド移動機構によって駆動される矩形ブロック形状のヘッド本体部20の下部に、各コーナ部に設けられた4つの調整ボルト22を介して昇降プレート21を保持させた構成となっており、昇降プレート21の下面には実装対象の半導体チップ9を吸着して保持する実装ツール23が装着されている。各コーナの調整ボルト22を調整することにより、調整ボルト22の各位コーナの高さを調整することができるようになっており、これにより実装ツール23の水平度の調整が可能となっている。
The
ヘッド本体部20の側面には、高さ測定手段24が計測面を垂直下方に向けて装着されている。高さ測定手段24は、レーザ光を照射して反射光を受光することにより、下方の測定点の高さ位置を計測する機能を有している。ヘッド本体部20を水平移動させることにより、高さ測定手段24は載置面13a内の任意位置の上方に移動する。そしてこの状態で高さ測定手段24を作動させることにより、載置面13aに設定された高さ測定点(図6(a)参照)の高さ位置を示す高さデータを取得することができる。
Height measuring
次に図2,図3,図4を参照して、ウェハ保持部2に設けられたステージ高さ調整手段の構成について説明する。図2に示すように、ベースプレート10の上面には、2等辺3角形の各頂点に位置する配列で、同一構成の高さ調整機構11A、11B、11Cが配設されている。高さ調整機構11A、11B、11Cは、それぞれ当接ブロック33a、33b、33cの高さを、モータ32a、32b、32cによって微調整する構成となっており、モータ32a、32b、32cは、ステージ高さ調整モータ駆動部34によって駆動される。
Next, the configuration of the stage height adjusting means provided in the
図3(a)は、図1に示すステージ載置プレート12の下面図であり、ステージ載置プレート12の下面には、ベースプレート10における高さ調整機構11A、11B、11Cの配置に対応して、ローラ支持部A,B,Cが設けられている。ローラ支持部A,B,Cは、ステージ載置プレート12の下面に形成された凹部12a、12b、12c内に、軸部材31によって軸支されたローラ部材30を収容した構成となっており、図3(b)に示すように、ローラ部材30の下端部は、ステージ載置プレート12の下面12dから下方に突出している。ステージ載置プレート12をベースプレート10の上方に重ねた状態では、図4に示すように、ローラ支持部A,B,Cにおいて、当接ブロック33a、33b、33cの上面にローラ部材30の下端部が当接する。
3A is a bottom view of the
高さ調整機構11A、11B、11Cの構造を説明する。図4に示すように、ベースプレート10の上面にはテーパ形状のベースブロック35が固着されており、ベースブロック35の傾斜面35aに傾斜方向に沿って配設されたガイドレール36には、スライダ37がスライド自在に装着されている。スライダ37の上面には、ナット部材38が挿通して設けられた当接ブロック33a、33b、33cが固着されている。ナット部材38には、支持ブラケット40、41によって両端を軸支された送りねじ39が螺合しており、送りねじ39は支持ブラケット43によって保持されたモータ32a、32b、32cによってカップリング42を介して回転駆動される。
The structure of the
ステージ高さ調整モータ駆動部34によってモータ32a、32b、32cを個別に正逆駆動することにより、当接ブロック33a、33b、33cは傾斜面35aに沿って往復動する(矢印a)。これにより、ベースプレート10の上面10aから当接ブロック33a、33b、33cの上面までの高さ寸法ha,hb,hcが個別に変化し、当接ブロック33a、33b、33cの上面に当接するローラ部材30を介して、ステージ載置プレート12のローラ支持部A,B,Cの高さ位置が個別に変化する。このようにステージ載置プレート12の同一平面内の3点(ローラ支持部A,B,C)の高さを変化させることにより、ステージ載置プレート12の高さおよびX方向、Y方向の傾斜状態を変化させることができ、ステージ載置プレート12に載置されたウェハ保持ステージ13の載置面13aの高さ位置を、3次元的に調整することができる。
When the
上記構成において、高さ調整機構11A、11B、11Cおよびステージ載置プレート12のローラ支持部A,B,Cに装着されたローラ部材30は、ウェハ保持ステージ13の同一平面内における複数位置(ここではローラ支持部A,B,Cの3点)を個別に昇降させることにより、載置面13aの高さ位置を3次元的に調整するステージ高さ調整手段52(図5参照)となっている。
In the above-described configuration, the
次に図5を参照して、制御系の構成を説明する。図5において、制御部50は、ウェハ供給手段3、チップ供給手段4を制御し、これにより、載置面13aに半導体ウェハ6が供給され、さらに実装ヘッド5に対して半導体チップ9が供給される。制御部50が認識手段25を制御することにより、載置面13aに吸着保持された半導体ウェハ6が撮像され、これにより実装点の位置が認識される。機構駆動部51は、ステージ高さ調整手段52およびチップ搭載手段53を駆動する。制御部50が機構駆動部51を介してステージ高さ調整手段52を制御することにより、載置面13aの高さ位置を3次元的に調整することができる。また制御部50が機構駆動部51を介してチップ搭載手段53を制御することにより、チップ供給手段4から実装ヘッド5によって半導体チップ9を取り出して、ウェハ保持ステージ13に保持された半導体ウェハ6の部品実装位置に順次搭載して実装するチップ搭載動作が実行される。このチップ搭載動作においては、認識手段25による半導体ウェハ6の位置認識結果に基づいて、制御部50がチップ搭載手段53を制御する。
Next, the configuration of the control system will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the
制御部50がヘッド移動機構および高さ測定手段24を制御することにより、載置面13aの高さ測定点の高さを計測する高さ計測動作が実行される。高さ測定手段24によって取得された高さデータは記憶手段54に記憶される。ウェハ保持ステージ13に保持された半導体ウェハ6に半導体チップ9を順次実装するチップ搭載動作においては、記憶手段54から読み出された高さデータに基づいてステージ高さ調整手段52を制御することにより、部品実装位置における載置面13aの高さおよび水平度が調整される。
When the
ここで図6を参照して、載置面13aの高さ計測および半導体チップ9の実装に際して行われる載置面13aの高さおよび水平度の調整について説明する。図6(a)に示すように、載置面13aの上面には、格子配列で複数の高さ測定点H(i,j)が設定されている。ここで高さ測定点H(i,j)の配列ピッチは、対象となるウェハ保持ステージ13の変形度合いや、実装対象の半導体チップ7、半導体チップ9に必要とされる平面精度に応じて設定される。すなわちウェハ保持ステージ13の製作段階における加工精度が良好で、且つ実装作業時の温度上昇に伴う熱変形の度合いが小さい場合には、高さ測定点H(i,j)の配列ピッチは粗くてもよい。これに対し、ウェハ保持ステージ13の加工精度に難があって当初から幾分湾曲した形状となっている場合や、実装時の加熱によって生じる熱変形が無視できない程度の大きさとなるような場合には、それらの度合いに応じて高さ測定点H(i,j)の配列ピッチを密に設定する。高さ測定手段24によって載置面13aを対象として得られたステージの高さ測定結果は、複数の高さ測定点H(i,j)と関連づけられた高さデータとして記憶手段54に記憶される。
Here, with reference to FIG. 6, the height measurement of the mounting
図6(b)は、載置面13aに半導体ウェハ6を保持した状態における実装対象の半導体チップ7*と高さ測定点H(i,j)との関係を示している。図中に示すP(i、j)は当該半導体チップ7*の中心位置を示す部品実装位置であり、本実施の形態においては、半導体チップ7*の上に半導体チップ9を重ねて搭載する実装動作においては、部品実装位置P(i、j)の近傍の高さ測定点Hの高さデータを用いて、部品実装位置P(i、j)の高さや水平度を調整するようにしている。
FIG. 6B shows the relationship between the
すなわち図6(c)に示すように、部品実装位置P(i、j)の近傍の複数の高さ測定点H(i,j)を用いて、部品実装位置P(i、j)における載置面13aのX方向、Y方向の断面形状を示す近似曲線Lx,Lyをまず求める。そして近似曲線Lx、Lyの部品実装位置Pにおける接線Tx,Tyと水平線HLとがなす傾斜角度δθx、δθyを演算する。このようにして求められた傾斜角度δθx、δθyは、本来は水平な平面であるべき載置面13aの局部的な変形状態を示している。このように半導体チップ7*を対象とした部品搭載動作では、載置面13aにおいて半導体チップ7*に対応する点の高さ位置を実装ヘッド5による正規の部品搭載高さに合わせる高さ調整と、傾斜角度δθx、δθyを極力小さくする水平度の調整とがステージ高さ調整手段52によって実行される。
That is, as shown in FIG. 6C, the mounting at the component mounting position P (i, j) is performed using a plurality of height measurement points H (i, j) in the vicinity of the component mounting position P (i, j). First, approximate curves Lx and Ly indicating cross-sectional shapes of the
すなわち、図6(d)に示すように、ステージ載置プレート12においてローラ支持部A、B、Cのそれぞれに設けられた高さ調整機構11A、11B、11Cを駆動して、図4に示す高さ寸法ha,hb,hcをそれぞれ調整量Δa、Δb、Δcだけ調整することにより、載置面13aにおいて半導体チップ7*に対応する部品実装位置の高さ位置を正規の高さ位置に合わせるとともに、傾斜角度δθx、δθyをほぼゼロにして半導体チップ7*を水平に保つことができる。ここで調整量Δa、Δb、Δcは、記憶手段54に記憶された当該ウェハ保持ステージ13の高さデータに基づき、制御部50によって各部品実装位置P(i,j)毎に個別に演算される。
That is, as shown in FIG. 6D, the
この電子部品実装装置1は上記のように構成されており、次に電子部品実装装置1によって半導体ウェハ6の複数の部品実装位置Pに、バンプ付き電子部品である半導体チップ
9を順次実装するバンプ付き電子部品の実装方法について、図7のフローに沿って各図を参照しながら説明する。
The electronic
図7において、まずステージ高さ測定が実行される(ST1)。すなわち、ウェハ保持ステージ13の載置面13aにおいて、予め設定された複数の高さ測定点H(i,j)(図6(a)参照)の高さを、図8(a)に示すように、高さ測定手段24によって測定する(高さ測定ステップ)。次いで測定結果を記憶する(ST2)。すなわち,高さ測定ステップにおける測定結果を複数の高さ測定点(i,j)と関連づけた高さデータを、当該ウェハ保持ステージ13の固有データとして、記憶手段54に記憶させる(高さデータ記憶ステップ)。
In FIG. 7, stage height measurement is first performed (ST1). That is, on the mounting
ここに示す高さ測定および高さデータ記憶は、新たに組み立てられた電子部品実装装置1や、ウェハ保持ステージ13が新規に交換された電子部品実装装置1などを対象として1回のみ実行される作業であり、載置面13aの変形状態に変動がないとみなして良い場合には、繰り返して実行する必要はない。なお、ウェハ保持ステージ13に半導体ウェハ6を加熱するための加熱機構が装備されていて、加熱状態で実装作業が実行される場合には、上述の高さ測定ステップを、ウェハ保持ステージ13の温度が予め設定された設備稼働状態における温度に調整された状態で実行することが望ましい。
The height measurement and height data storage shown here are executed only once for the newly assembled electronic
この後、実際の実装作業が開始される。まず、ウェハ保持ステージ13に半導体ウェハ6を載置する(ST3)。すなわち、図8(b)に示すように、半導体ウェハ6をウェハ保持ステージ13の載置面13aに対して下降させ(矢印b)、載置面13aの吸着により保持させる(ウェハ保持ステップ)。このとき、ウェハ保持ステージ13の載置面13aは完全な平面状態とはなっておらず、また実装対象となる半導体ウェハ6は薄くて剛性が小さいことから、載置された半導体ウェハ6は図8(c)に示すように、載置面13aの表面形状に倣った状態で密着して保持される。
Thereafter, actual mounting work is started. First, the
次いで部品実装動作が開始される。ここでは、まず実装位置が読み出される(ST4)。ここでは半導体ウェハ6を構成する複数の半導体チップ7のうち、いずれが当該部品実装動作において対象となるかを識別する。そして識別された実装位置周辺のステージ高さの読み出しが行われる(ST5)。すなわち(ST2)にて記憶されたウェハ保持ステージ13の固有の高さデータのうち、当該実装動作において対象となる半導体チップ7の近傍の複数の高さ測定点Hの高さデータが読み出される。
Next, the component mounting operation is started. Here, first, the mounting position is read (ST4). Here, which of a plurality of
次いでステージ高さ調整手段52の駆動量を算出する(ST6)。すなわち読み出された高さデータに基づいて、図6(c)に示す当該部品実装位置Pについての傾斜角度δθx、δθyが算出され、さらに部品実装位置Pの高さ位置を正規の高さ位置に合わせるとともに、傾斜角度δθx、δθyをほぼゼロにして半導体チップ7*を水平に保つための調整量Δa、Δb、Δcが制御部50によって演算される。
Next, the driving amount of the stage height adjusting means 52 is calculated (ST6). That is, based on the read height data, the inclination angles δθx and δθy for the component mounting position P shown in FIG. 6C are calculated, and the height position of the component mounting position P is determined as the normal height position. In addition, adjustment amounts Δa, Δb, Δc for keeping the
この後、これら調整量Δa、Δb、Δcに基づいて、制御部50がステージ高さ調整手段52を制御することにより、ステージ高さ調整が行われる(ST7)。すなわち図9(a)に示すように、当該部品実装位置Pに位置する実装対象の半導体チップ7*は、ウェハ保持ステージ13が正規の高さ位置に位置合わせされるとともに、傾斜角度δθx、δθyが補正されて、半導体チップ7の水平度、すなわち実装ヘッド5の実装ツール23によって保持された状態の半導体チップ9との平行度が確保される。
Thereafter, the
次いでチップ実装が行われる(ST8)。すなわち、チップ供給手段4から半導体チップ9を取り出した実装ヘッド5をウェハ保持部2の上方へ移動させ、図9(b)に示すように、半導体チップ9を保持した実装ツール23を部品実装位置Pに位置合わせして下降
させる(矢印c)。そして実装ツール23によって半導体チップ9を加熱しながら半導体チップ7*に対して押圧するボンディング動作を実行する。これにより、図9(c)に示すように、半導体チップ9の下面に形成されたバンプ9aが半導体チップ7の電極7aに接合される。そしてこの後、全ての実装箇所に実装完了であるか否かを判断し(ST9)、実装未完了であれば(ST4)に戻って同様の処理動作を反復実行し、(ST9)にて実装完了が確認されることにより、当該半導体ウェハ6を対象とした部品実装作業が完了する。
Next, chip mounting is performed (ST8). That is, the mounting
すなわち、上述の(ST4)〜(ST9)は、実装ヘッド5によって保持された半導体ウェハ8のバンプ8aを複数の部品実装位置である半導体チップ7にそれぞれ形成された電極7aに接合して、半導体ウェハ8を複数の半導体チップ7のうちの1つに実装する個別部品実装動作を全ての部品実装位置について反復実行する部品実装ステップを構成する。そして本実施の形態においては、上述の部品実装ステップにおいて、記憶手段54に記憶されたウェハ保持ステージ13に固有の高さデータに基づいて、ステージ高さ調整手段52を駆動することにより、当該部品実装位置における載置面13aの高さおよび水平度を、個別部品実装動作毎に調整する形態となっている。
That is, in the above (ST4) to (ST9), the bumps 8a of the
このような方法を採用することにより、薄型のウェハ状態にあって極めて撓みやすい半導体チップ7の上にさらに半導体チップ9を重ねて実装するスタック実装形態のように、被実装面の高さや水平度を高精度で確保することが求められる部品実装において、製作誤差や変形によって載置面13aに平面度の誤差が存在する場合にあっても、高精度の実装品質を確保することができる。
By adopting such a method, the height and horizontality of the mounting surface can be improved as in the stack mounting form in which the semiconductor chip 9 is further stacked and mounted on the
本発明のバンプ付き電子部品の実装方法は、被実装面の高さや水平度を高精度で確保することが求められるバンプ付き電子部品の実装において、高精度の実装品質を確保することができるという効果を有し、半導体ウェハの複数の部品実装位置にバンプ付き電子部品を順次実装する用途において有用である。 The method for mounting electronic components with bumps according to the present invention can ensure high-precision mounting quality in mounting electronic components with bumps that are required to ensure the height and level of the mounted surface with high accuracy. This is effective and is useful in applications where bumped electronic components are sequentially mounted at a plurality of component mounting positions on a semiconductor wafer.
1 電子部品実装装置
2 ウェハ保持部
3 ウェハ供給手段
4 チップ供給手段
5 実装ヘッド
6、8 半導体ウェハ
7、9 半導体チップ
11A,11B、11C 高さ調整機構(ステージ高さ調整手段)
12 ステージ載置プレート
13 ウェハ保持ステージ
13a 載置面
24 高さ測定手段
25 認識手段
DESCRIPTION OF
12
Claims (2)
前記電子部品実装装置は、前記バンプ付き電子部品を保持して移送する実装ヘッドと、前記半導体ウェハを下面から吸着して保持する載置面が設けられたウェハ保持ステージと、前記ウェハ保持ステージの同一平面内における複数位置を個別に昇降させることにより前記載置面の高さ位置を3次元的に調整するステージ高さ調整手段と、前記載置面の高さ測定点の高さを測定する高さ測定手段とを備え、
前記載置面において予め設定された複数の前記高さ測定点の高さを前記高さ測定手段によって測定する高さ測定ステップと、前記高さ測定ステップにおける測定結果を前記複数の高さ測定点と関連づけた高さデータを当該ウェハ保持ステージの固有データとして記憶手段に記憶させる高さデータ記憶ステップと、前記半導体ウェハを前記ウェハ保持ステージの載置面に保持させるウェハ保持ステップと、前記実装ヘッドによって保持されたバンプ付き電子部品の前記バンプを前記複数の部品実装位置にそれぞれ形成された電極に接合してこのバンプ付き電子部品を前記部品実装位置の1つに実装する個別部品実装動作を全ての部品実装位置について反復実行する部品実装ステップとを含み、
前記部品実装ステップにおいて、前記高さデータに基づいて前記ステージ高さ調整手段を駆動することにより、当該部品実装位置における前記載置面の高さおよび水平度を、前記個別部品実装動作毎に調整することを特徴とするバンプ付き電子部品の実装方法。 A bumped electronic component mounting method for sequentially mounting bumped electronic components at a plurality of component mounting positions on a semiconductor wafer by an electronic component mounting apparatus,
The electronic component mounting apparatus includes a mounting head that holds and transfers the electronic component with bumps, a wafer holding stage that is provided with a mounting surface that sucks and holds the semiconductor wafer from a lower surface, and a wafer holding stage. Stage height adjusting means for three-dimensionally adjusting the height position of the mounting surface by individually moving up and down a plurality of positions in the same plane, and measuring the height of the height measuring point of the mounting surface. A height measuring means,
A height measurement step for measuring the heights of the plurality of height measurement points set in advance on the placement surface by the height measurement means, and a measurement result in the height measurement step as the plurality of height measurement points. Height data storage step for storing the height data associated with the wafer holding stage as unique data of the wafer holding stage, a wafer holding step for holding the semiconductor wafer on the mounting surface of the wafer holding stage, and the mounting head All the individual component mounting operations for bonding the bumps of the electronic components with bumps held by the electrodes to the electrodes formed at the plurality of component mounting positions and mounting the electronic components with bumps at one of the component mounting positions, respectively. A component mounting step for repeatedly executing the component mounting position of
In the component mounting step, by driving the stage height adjusting means based on the height data, the height and level of the mounting surface at the component mounting position are adjusted for each individual component mounting operation. A method for mounting a bumped electronic component.
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