JP5439141B2

JP5439141B2 - 半導体チップの実装装置及び実装方法

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Publication number: JP5439141B2
Application number: JP2009272492A
Authority: JP
Inventors: 勝也佐野
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
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Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2029-11-30
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Description

この発明は半導体ウエハを分割して形成された半導体チップを基板に実装するために供給する半導体チップの供給装置及び供給方法に関する。

半導体チップを基板に実装するダイボンダやインナリードボンダ或いはフリップチップボンダなどの実装装置においては、上記基板を搬送して所定の位置で位置決めする搬送手段が設けられている。この搬送手段によって位置決めされた基板には実装ツールによって上記半導体チップが実装される。

上記半導体チップは供給装置によって供給されて上記実装ツールに受け渡される。供給装置は供給テーブルを有し、この供給テーブルに上記半導体チップが供給される。供給テーブルに半導体チップを供給する場合、通常はウエハリングが用いられる。

上記ウエハリングには樹脂製シートが張設保持されている。この樹脂製シートには賽の目状の多数の半導体チップに分断された半導体ウエハが貼着されている。そして、上記ウエハリングを上記供給テーブルに供給してから、上記樹脂製シートを拡張装置によって引き伸ばすことで、隣り合う半導体チップ間に所定の隙間を形成する。

それによって、半導体チップは上記ウエハリングからピックアップツールによってピックアップ可能な状態になるから、半導体チップを上記ピックアップツールによって１つずつピックアップすることができる。ピックアップされた半導体チップは実装ツールに受け渡され、その実装ツールは半導体チップを基板に実装することになる。

半導体チップをピックアップするためにウエハリングを用いる技術は特許文献１に示されている。すなわち、特許文献１にはマガジンに複数のウエハリングが上下方向に所定間隔で収納されている。ウエハリングには粘着シートが張設されている。この粘着シートには多数の半導体チップに分割された半導体ウエハが貼着されている。

上記ウエハリングは上記マガジンから供給テーブルとなるＸＹテーブルに供給保持される。このＸＹテーブルに保持されたウエハリングの下方には突き上げユニットが設けられている。そして、上記ウエハリングに保持された半導体ウエハのピックアップされる半導体チップが上記ＸＹテーブルによって上記突き上げユニットの上方に位置決めされると、上記半導体チップが突き上げられてピックアップツールによってピックアップされる。

半導体チップをピックアップしたピックアップツールは１８０度回転し、その先端に吸着保持された半導体チップが実装ツールに受け渡される。そして、実装ツールは基板の実装位置の上方に位置決めされた後、下降方向に駆動されて上記半導体チップを基板に実装するようになっている。

特開平６−１３２３９８号公報

従来、半導体ウエハは主に直径が２００ｍｍのものが用いられていた。しかしながら、最近では生産性の向上やコストの低減を図るために、１枚の半導体ウエハから取れる半導体チップの数が格段に多くなる、直径が３００ｍｍの半導体ウエハが用いられるようになってきている。

使用する半導体ウエハを２００ｍｍから３００ｍｍにすると、既存の設備で用いられている半導体ウエハを保持するウエハリングやそのウエハリングが供給される供給テーブルなどを用いることができなくなる。

つまり、既存の設備では３００ｍｍの半導体ウエハを取り扱うことができない。そのため、３００ｍｍの半導体ウエハを取り扱うために専用の設備が必要となるということがあったり、２００ｍｍと３００ｍｍの両方のサイズの半導体ウエハを取り扱うためには２系統の設備が必要になるなどのことがあった。

この発明は小さなサイズの半導体ウエハを取り扱う設備で、それよりも大きなサイズの半導体ウエハを取り扱うことができるようにしたした半導体チップの供給装置及び供給方法を提供することにある。

この発明は、半導体ウエハを複数に分割して形成された各分割ウエハの１つが供給されて水平方向に駆動位置決めされる供給テーブルと、
この供給テーブルに供給保持された上記分割ウエハが上記半導体ウエハのどの位置の部分のものであるかを判定する判定手段と、
この判定手段の判定に基づいて上記供給テーブルに保持された上記分割ウエハの複数の半導体チップを順次ピックアップ位置に位置決めする駆動制御手段と、
上記ピックアップ位置に位置づけられた上記半導体チップを基板に実装する実装ツールと
を具備したことを特徴とする半導体チップの実装装置にある。

上記半導体ウエハは角度が９０度の４つの扇形の分割ウエハに分割されていて、
上記撮像手段の撮像に基づく上記判定手段による上記分割ウエハが上記半導体ウエハのどの位置の部分であるかの判定は、上記撮像手段の視野中心から上記分割ウエハが外れるまで上記供給テーブルを水平方向のＸ方向或いはこのＸ方向と交差するＹ方向のどちらか一方向に駆動した後、上記供給テーブルを上記一方向と交差する方向に駆動して上記撮像手段の視野中心に上記分割ウエハが入るか否かを検出して行うことが好ましい。

上記半導体ウエハは角度が９０度の４つの扇形に分割されていて、
上記撮像手段の撮像に基づく上記判定手段による上記分割ウエハが上記半導体ウエハのどの位置の部分であるかの判定は、上記撮像手段によって上記ウエハリング内の予め設定された４箇所を撮像し、その箇所に上記分割ウエハがあるか否かを検出して行うことが好ましい。

この発明は、半導体ウエハを複数に分割して形成された各分割ウエハの１つを供給テーブルに供給する工程と、
この供給テーブルに供給保持された上記分割ウエハが上記半導体ウエハのどの位置の部分のものであるかを判定する工程と、
この判定に基づいて上記供給テーブルに供給された分割ウエハの複数の半導体チップを順次ピックアップ位置に位置決めする工程と、
上記ピックアップ位置に位置づけられた上記半導体チップを基板に実装する工程と
を具備したことを特徴とする半導体チップの実装方法にある。

この発明によれば、半導体ウエハを複数の分割ウエハに分割してウエハリングに保持し、このウエハリングを供給テーブルに供給した状態で、上記分割ウエハが半導体ウエハのどの位置の部分のものであるかを判定するようにした。

そのため、大きなサイズの半導体ウエハを分割して小さなサイズの設備を用いて半導体チップを供給する際、その供給を効率よく円滑に行うことができるから、半導体ウエハのサイズに限定されずに使用することが可能となる。

この発明の第１の実施の形態を示す実装装置の側面図。図１に示す実装装置の平面図。撮像カメラの撮像信号に基づいて供給テーブルに保持された分割ウエハの半導体チップをピックアップ位置に位置決めするための制御系を示すブロック図。４つの分割ウエハに分割された半導体ウエハの平面図。（ａ）は分割ウエハが第１の分割ウエハであると判定するための説明図、（ｂ）は分割ウエハが第２の分割ウエハであると判定するための説明図。この発明の第２の実施の形態を示す、分割ウエハが第１乃至第４のいずれであるかを判定するための説明図。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図５はこの発明の第１の実施の形態を示す。図１は実装装置としてのフリップチップボンダの側面図、図２は平面図である。このフリップチップボンダはたとえば直径が２００ｍｍの半導体ウエハを処理するためのものであって、横断面形状が前後方向に沿って細長い矩形状をなした箱型状の装置本体１を備えている。この装置本体１の前後方向中途部の所定の高さ位置には、所定間隔で平行に離間した搬送手段としての一対のガイドレール２が幅方向に沿って配置されている。

一対のガイドレール２にはリードフレームや樹脂製テープなどの基板Ｗが移動可能に支持される。ガイドレール２に支持された基板Ｗは、図示しない搬送機構によって上記ガイドレール２に沿ってピッチ送りされるようになっている。

図１に示すように上記装置本体１には、半導体チップの供給装置を構成するカセット３と供給テーブル４とが上記ガイドレール２の配置方向に対して直交する、装置本体１の前後方向に沿って配置されている。つまり、カセット３は装置本体１の前端側に設置され、供給テーブル４はガイドレール２よりも装置本体１の前端側で、上記カセット３と上記ガイドレール２との間に設置されている。

上記カセット３は第１の上下駆動機構６によって上下駆動されるカセットテーブル７上に載置されていて、内部には図２に示すように複数（１つのみ図示）のウエハリング８が上下方向に所定間隔で平行に収納保持されている。上記カセット３に収納されたウエハリング８は、このカセット３の一側面から出し入れ可能となっている。

図２に示すように、上記ウエハリング８には樹脂シート９が張設されている。この樹脂シート９には、図４に示すように直径が３００ｍｍの半導体ウエハ１１を９０度の４つの扇形に分割した第１乃至第４の分割ウエハ１１ａ〜１１ｄの１つが貼着されている。この半導体ウエハ１１、つまり各分割ウエハ１１ａ〜１１ｄは賽の目状に分断されて多数の半導体チップ１２となっている。
なお、ウエハ１は４分割されてから樹脂シート９に貼着され、図示しないダイサーによってハーフカットされて半導体チップ１２に分割される。

なお、半導体ウエハ１１の各半導体チップ１２に形成された回路パターン（図示せず）には方向性があるので、各分割ウエハ１１ａ〜１１ｄを保持したウエハリング８は半導体チップ１２に形成された回路パターンが同じ方向を向くよう上記カセット３に収納されている。この方向を図４に矢印Ｄで示す。
図２に示すように、上記カセット３から後述するごとく引き出されて上記供給テーブル４の上面に供給されるウエハリング８に保持された分割ウエハ、たとえば第１の分割ウエハ１１ａの上記方向Ｄは装置本体１の前後方向になっている。

上記供給テーブル４は図１に示すように第２の上下駆動機構１３と、水平駆動機構１４とによってＺ方向及びＸ、Ｙ方向に駆動されるようになっている。なお、上記供給テーブル４をθ方向に駆動できるようにしてもよい。

上記供給テーブル４は側面形状がＬ字状であって、その垂直な一辺の一側面の幅方向の両端部（一端部のみ図示）には上下方向に所定間隔で離間したそれぞれ一対の受け部１５が設けられ、他側面の幅方向の中央部にはめねじ体１６が設けられている。このめねじ体１６にはねじ軸１７が軸線を垂直にして螺合されている。このねじ軸１７の下端には従動プーリ１８が嵌着されている。

上記水平駆動機構１４はＸ、Ｙ方向に駆動される設置テーブル２１を有し、この設置テーブル２１には上記第２の上下駆動機構１３を構成するガイド体２２が立設されている。このガイド体２２の垂直部の一側面には上記供給テーブル４に設けられた上記受け部１５がスライド可能に係合する一対のガイドレール２４（一方のみ図示）が上下方向に沿って設けられている。それによって、上記供給テーブル４は上下方向に移動可能になっている。

上記ガイドレール２４の他側面には駆動源２５が設けられている。この駆動源２５の出力軸２５ａには駆動プーリ２５ｂが設けられている。この駆動プーリ２５ｂと上記ねじ軸１７に設けられた従動プーリ１８とにはベルト２６が張設されている。それによって、上記駆動源２５が作動して上記ねじ軸１７が回転すれば、その回転方向に応じて上記供給テーブル４が上昇方向或いは下降方向に駆動されるようになっている。

図２に示すように、上記装置本体１内の幅方向一側には上記カセット３に対してウエハリング８を出し入れするための出し入れ装置３１が設けられている。この出し入れ装置３１は上記装置本体１内の幅方向一側に前後方向に沿って設けられたレール３２を有する。このレール３２には可動体３３が移動可能に設けられている。

上記可動体３３は、上記レール３２に設けられたコイルと、上記可動体３３に設けられた磁石（ともに図示せず）とで構成されたリニアモータによって上記レール３２に沿って駆動されるようになっている。

上記可動体３３には図示しない支柱が立設され、この支柱の上端にはアーム３５が基端を固定して水平に設けられている。このアーム３５の先端は上記装置本体１の幅方向中央に延出されていて、その先端にはチャック３６が設けられている。それによって、上記チャック３６は装置本体１の幅方向中央部を前後方向に沿って駆動されるようになっている。

上記チャック３６は上記ガイドレール２の下面を通過する高さに設けられ、前進方向である、装置本体１の前方に駆動されると、上記カセット３内に入り込んで、チャック３６と同じ高さに位置決めされたウエハリング８を挟持できるようになっている。

ウエハリング８を挟持したチャック３６は後退方向に駆動され、そのウエハリング８を上記供給テーブル４に供給する。上記ウエハリング８が供給テーブル４に供給されると、このウエハリング８に張設された樹脂シート９が図示しない拡張機構によって引き伸ばされる。それによって、分割された複数の半導体チップ１２が所定の間隔で離間し、ピックアップ可能な状態となる。

ウエハリング８を供給テーブル４の上面に供給するとき、供給テーブル４の上面の高さは、上記ガイドレール２の下面を通過する上記チャック３６の下端よりもわずかに低い位置に設定される。つまり、チャック３６を前後方向に駆動できる高さに位置決めされる。

なお、図２はカセット３に収容された第２の分割ウエハ１１ｂを保持したウエハリング８と、カセット３から引き出されて供給テーブル４に供給された第１の分割ウエハ１１ａを保持したウエハリング８を示している。

上記供給テーブル４には図１に鎖線で示す開口部３７が形成されていて、この開口部３７の中心位置に対向する上記供給テーブル４の下面側には突き上げピン３８を有する突き上げ装置３９が配置されている。

上記突き上げピン３８は上下方向に駆動される。それによって、上記供給テーブル４に上記ウエハリング８を供給載置した状態で、上記突き上げピン３８を上昇方向に駆動すれば、上記ウエハリング８に樹脂シート９によって保持された多数の半導体チップ１２のうちの１つが上記突き上げピン３８によって樹脂シート９を弾性変形させながら突き上げられる。

上記突き上げ装置３９は上記供給テーブル４のＸ、Ｙ方向の動きに連動することがない状態で固定的に設けられている。それによって、上記突き上げ装置３９の突き上げピン３８に対して上記供給テーブル４、つまりピックアップされる半導体チップ１２がＸ、Ｙ方向に位置決めされる。供給テーブル４のＸ、Ｙ方向の位置決めは、この供給テーブル４の上方に配置された撮像カメラ４１の撮像に基いて行なわれる。

すなわち、上記撮像カメラ４１は供給テーブル４に供給されたウエハリング８を撮像する。撮像カメラ４１の撮像信号は図３に示すように画像二値化処理部４３に出力される。画像二値化処理部４３は撮像カメラ４１からの撮像信号を二値化処理して制御装置４４に設けられた画像処理手段としての演算処理部４５に出力する。

上記演算処理部４５では、上記撮像カメラ４１からの撮像信号に基いてピックアップされる半導体チップ１２の中心座標を算出し、その中心座標とピックアップ位置とのずれ量を算出する。なお、ピックアップ位置は撮像カメラ４１の光軸中心と一致する。

ピックアップされる半導体チップ１２の中心座標とピックアップ位置とのずれ量が算出されると、そのずれ量に基づく駆動信号が上記演算処理部４５から駆動制御手段としての駆動制御部４６に出力され、それによって上記供給テーブル４が駆動されてピックアップされる半導体チップ１２がピックアップ位置、つまり上記突き上げピン３８に対向する位置に位置決めされる。

そして、ピックアップ位置に位置決めされた半導体チップ１２は上記突き上げピン３８によって突き上げられることになる。なお、突き上げピン３８によって突き上げられる半導体チップ１２の位置は、上述したように突き上げピン３８に対向する位置に位置決めされるから、一定である。つまり、半導体チップ１２のピックアップ位置は一定である。

上記突き上げピン３８によって突き上げられた半導体チップ１２は図１に示すピックアップツール４７によって吸着保持（ピックアップ）される。このピックアップツール４７は支軸４８を支点とする回転方向及びＸ、Ｙ、Ｚ方向に駆動可能となっている。

そして、上記突き上げピン３８によって突き上げられた半導体チップ１２が上記ピックアップツール４７によって吸着されると、このピックアップツール４７は支軸４８を支点として図１に矢印θで示す方向に１８０度回転される。

それによって、ピックアップツール４７に保持された半導体チップ１２は上下方向の向きが逆になるよう反転させられることになる。つまり、半導体チップ１２はピックアップツール４７によって吸着された面である、回路パターン及びバンプ（ともに図示せず）が形成された面が下向きになる。

ピックアップツール４７によって反転された半導体チップ１２は実装ツール５１に受け渡される。この実装ツール５１はガイド体５２に沿ってＸ、Ｙ方向に駆動可能であるとともに、Ｚテーブル５３によってＺ方向に駆動可能となっている。そして、上記ピックアップツール４７から半導体チップ１２を受け取ると、この半導体チップ１２を上記ガイドレール２に保持された上記基板Ｗの上方の実装位置に位置決めする。

ついで、実装ツール５１は下降方向に駆動されて半導体チップ１２を上記基板Ｗに実装する。このとき、基板Ｗの半導体チップ１２が実装される部位の下面はＺ方向に駆動される実装ステージ５４によって支持される。

上記樹脂シート９によって上記ウエハリング８に保持された第１乃至第４の分割ウエハ１１ａ〜１１ｄは、上述したように直径が３００ｍｍの半導体ウエハ１１を４分割したうちの１つであって、各分割ウエハ１１ａ〜１１ｄはそれぞれの複数の半導体チップ１２に形成された回路パターン（図示せず）が装置本体１の前後方向に対して同じ向きになるよう上記供給テーブル４に供給される。つまり、４つの分割ウエハ１１ａ〜１１ｄは、扇形の形状は同じであるが、回路パターンの方向を同じにすることで、ウエハリング８に異なる向きで保持されて供給テーブル４に供給される。

各分割ウエハ１１ａ〜１１ｄの半導体チップ１２を順次ピックアップするには、ウエハリング８に保持されて供給テーブル４に供給された複数の分割ウエハ１１ａ〜１１ｄのうちの１つが分割される前の半導体ウエハ１１のどの位置の部分のものであるかを判別することが要求される。つまり、第１乃至第４の分割ウエハ１１ａ〜１１ｄのいずれの位置の部分であるかを判別することが要求される。

そして、分割ウエハが第１乃至第４の分割ウエハ１１ａ〜１１ｄのいずれであるかを判別できれば、各分割ウエハ１１ａ〜１１ｄの複数の半導体チップ１２を突き上げピン３８の真上となるピックアップ位置に順次効率よく、確実に位置決めすることができる。

つまり、供給テーブル４に供給された分割ウエハ１１ａ〜１１ｄが第１乃至第４のいずれであるかを判別できれば、その分割ウエハの分断された複数の半導体チップ１２の配置状態を知ることができるため、複数の半導体チップ１２をピックアップ位置に順次効率よく、確実に位置決めすることが可能となる。

なお、半導体ウエハ１１全体の半導体チップ１２の配置状態は図３に示す記憶部５６に記憶されている。したがって、分割ウエハ１１ａ〜１１ｄが半導体ウエハ１１のどの部分、つまり第１乃至第４のいずれの分割ウエハ１１ａ〜１１ｄであるかが判れば、上記記憶部５６に記憶されたその分割ウエハの部分の半導体チップ１２の配置状態に応じて上記供給テーブル４が駆動制御部４６からの駆動信号によって駆動され、分割ウエハの半導体チップ１２が順次ピックアップ位置に位置決めされることになる。

なお、上記記憶部５６にはキーボードなどの外部入力部５５によって半導体ウエハ１１に形成された半導体チップ１２の配置データなどの種々のデータを貯蔵することができるようになっている。

上記分割ウエハが第１乃至第４の分割ウエハ１１ａ〜１１ｄのどの位置の部分であるかを判別するには上記撮像カメラ４１を用いて以下のように行う。
なお、分割ウエハが第１乃至第４の分割ウエハ１１ａ〜１１ｄのどの位置の部分であるかを判別する際、演算処理部４５はピックアップされる半導体チップ１２をピックアップ位置に位置決めするピックアップモードから判別モードに切換えられ、演算処理部４５で処理された撮像カメラ４１からの撮像信号は図３に示す判定部５７に出力される。

図５（ａ）に示すように、分割ウエハが第１の分割ウエハ１１ａの場合について説明すると、上記撮像カメラ４１の光軸中心に供給テーブル４の中心Ｏを一致させた後、この供給テーブル４を最初は＋Ｙ方向に駆動する。

それによって、撮像カメラ４１は第１の分割ウエハ１１ａを供給テーブル４（ウエハリング８）の中心位置から−Ｙ方向に沿って撮像し、その撮像信号が画像二値化処理部４３で処理されて演算処理部４５に出力される。そして、上記撮像カメラ４１の視野中心からウエハリング８に保持された第１の分割ウエハ１１ａから外れる位置Ｐ１まで供給テーブル４が＋Ｙ方向に移動したならば、上記供給テーブル４を＋Ｘ方向に駆動した後、−Ｘ方向に駆動する。

上記撮像カメラ４１の視野中心から外れた位置Ｐ１に対応する第１の分割ウエハ１１ａの辺は直線であるから、供給テーブル４を＋Ｘ方向と−Ｘ方向に駆動しても、上記撮像カメラ４１によって第１の分割ウエハ１１ａ、つまり半導体チップ１２が撮像されることがない。したがって、第１の分割ウエハ１１ａの−Ｙ方向に位置する辺は直線であるということが判定される。この判定は上記演算処理部４５に接続された判定部５７によって行われる。

つぎに、供給テーブル４をその中心Ｏが撮像カメラ４１の光軸中心に一致するよう位置決めした後、上記供給テーブル４を＋Ｘ方向に駆動する。そして、撮像カメラ４１が第１の分割ウエハ１１ａを−Ｘ方向に沿って撮像し、第１の分割ウエハ１１ａが撮像カメラ４１の視野中心から外れる位置Ｐ２まで移動したならば、上記供給テーブル４を＋Ｙ方向に駆動した後、−Ｙ方向に駆動する。

上記位置Ｐ２に対応する第１の分割ウエハ１１ａの辺は直線であるから、供給テーブル４を上記位置Ｐ２から＋Ｙ方向と−Ｙ方向の両方向に駆動しても、上記撮像カメラ４１によって第１の分割ウエハ１１ａ、つまり半導体チップ１２が撮像されることがない。したがって、第１の分割ウエハ１１ａの−Ｘ方向に位置する辺は直線であるということが上記判定部５７によって判定される。

なお、撮像カメラ４１の視野中心から第１の分割ウエハ１１ａから外れたか否かは、たとえば撮像カメラ４１が撮像する第１の分割ウエハ１１ａと、第１の分割ウエハ１１ａから外れた部位の樹脂シート９との明暗の差によって判別することができるから、供給テーブル４を±Ｙ方向及び±Ｘ方向へ駆動したときに、撮像カメラ４１の視野中心から第１の分割ウエハ１１ａから外れたか否かの判定は上記演算処理部４５で処理される撮像カメラ４１の撮像信号に基いて自動で行なうことができる。

このように、第１の分割ウエハ１１ａの−Ｙ方向と、−Ｘ方向の辺が直線、つまり図５（ａ）のように第１の分割ウエハ１１ａの下側と左側に半導体チップ１２がなく、これらの辺が直線であれば、この分割ウエハ１１ａは４つに分割された分割ウエハのうちの第１の分割ウエハ１１ａであるということが上記判定部５７によって判定される。

上記判定部５７の判定結果は駆動制御部４６に出力される。それによって、駆動制御部４６は、上記判定部５７の判定結果と、上記記憶部５６に記憶された第１の分割ウエハ１１ａの半導体チップ１２の配置状態に基づいて上記供給テーブル４の駆動を制御し、複数の半導体チップ１２を順次ピックアップ位置に位置決めする。たとえば、図５（ａ）において、左上側の円弧部を除いた行のＡで示す半導体チップ１２からピックアップを開始する。

それによって、第１の分割ウエハ１１ａの複数の半導体チップ１２をピックアップ位置に効率よく確実に順次位置決めすることができる。

つぎに、分割ウエハが第２の分割ウエハ１１ｂの場合について図５（ｂ）を参照しながら説明する。供給テーブル４に第２の分割ウエハ１１ｂが設けられたウエハリング８を供給したならば、撮像カメラ４１の光軸中心に供給テーブル４の中心Ｏを一致させた後、この供給テーブル４を＋Ｙ方向に駆動し、撮像カメラ４１によって第２の分割ウエハ１１ｂを−Ｙ方向に沿って撮像する。

撮像カメラ４１の視野中心からＰ３の位置で第２の分割ウエハ１１ｂから外れたならば、供給テーブル４を＋Ｘ方向に駆動した後、−Ｘ方向に駆動する。そのとき、撮像カメラ４１の視野中心に第２の分割ウエハ１１ｂが入らなければ、その方向に半導体チップ１２がないということであるから、第２の分割ウエハ１１ｂの−Ｙ方向の辺は直線であるということが判定部５７によって判定される。

ついで、撮像カメラ４１の光軸中心に供給テーブル４の中心Ｏを一致させた後、撮像カメラ４１の視野中心から第２の分割ウエハ１１ｂが外れるまで、供給テーブル４を＋Ｘ方向に駆動する。撮像カメラ４１の視野中心から外れた位置をＰ４とする。

その状態で、供給テーブル４を＋Ｙ方向に駆動した後、−Ｙ方向に駆動する。分割ウエハが第２の分割ウエハ１１ａであると、撮像カメラ４１の視野中心から外れた位置Ｐ４に対応する辺は円弧状の曲線であるから、供給テーブル４を＋Ｙ方向に駆動して撮像カメラ４１が位置Ｐ４から−Ｙ方向に沿って撮像すると、上記撮像カメラ４１によって半導体チップ１２がない状態から第２の分割ウエハ１１ｂが撮像される。つまり、半導体チップ１２がある状態となる。ついで、供給テーブル４を−Ｙ方向に駆動すると、上記撮像カメラ４１の視野中心に対して位置Ｐ４はプラスＹ方向に沿って移動するから、第２の分割ウエハ１１ｂが撮像されることがない。つまり、撮像カメラ４１の視野中心に対し、半導体チップ１２がある状態からない状態に移動する。

したがって、これらのことから判定部５７は、分割ウエハは図５（ｂ）に示すように下側は直線で半導体チップ１２がなく、左側は半導体チップ１２がありとなしの状態（円弧状）であるから、４つに分割された分割ウエハのうち、その分割ウエハは第２の分割ウエハ１１ｂであることを判定する。

したがって、判定部５７の判定と記憶部５６に記憶された第２の分割ウエハ１１ｂの半導体チップ１２の配置パターンに基づいて第２の分割ウエハ１１ｂの半導体チップ１２を順次ピックアップ位置に位置決めしてピックアップすることができる。たとえば、図５（ｂ）にＢで示される左上側の円弧部を除いた半導体チップ１２からピックアップを開始して複数の半導体チップ１２をピックアップ位置に順次効率よく、確実に位置決めすることができる。

以下、第３の分割半導体ウエハ１１ｃ、第４の分割ウエハ１１ｄを第１、第２の分割ウエハ１１ａ，１１ｂと同様に判定することで、これら分割ウエハ１１ｃ，１１ｄの半導体チップ１２をピックアップ位置に順次位置決めしてピックアップすることができる。

このように、直径が２００ｍｍの半導体ウエハ専用の実装装置であっても、直径が３００ｍｍの半導体ウエハ１１を４分割して樹脂シート９に貼着してウエハリング８に保持したならば、カセット３に格納して供給テーブル４に供給する。

そして、供給テーブル４に供給されたウエハリング８に保持された分割ウエハを撮像カメラ４１によって撮像しながら、供給テーブルをＹ方向及びＸ方向に駆動することで、その分割ウエハが元の半導体ウエハ１１のどの位置の部分のものであるかを判定することができる。

そのため、この判定に基づいて分割ウエハの複数の半導体チップ１２の配列状態を記憶部５６に貯蔵されたデータに基づいて認識することができるから、その配列状態の認識に基づいて分割ウエハの複数の半導体チップ１２を順次ピックアップ位置に位置決めしてピックアップすることができる。

すなわち、通常、処理される半導体ウエハよりも大径の半導体ウエハ１１を、複数の分割ウエハ１１ａ〜１１ｄに分割して小径用の実装装置を用いて半導体チップ１２をピックアップすることができるばかりか、その際に各分割ウエハ１１ａ〜１１ｄが元のウエハ１１のどの位置の部分であったのかを判定できるため、各分割ウエハ１１ａ〜１１ｄの半導体チップ１２を効率よく、しかも確実にピックアップして基板Ｗに実装することができる。

図６は４つの分割ウエハ１１ａ〜１１ｄが元の半導体ウエハ１１のどの位置の部分であるかを判定するための他の手段を示すこの発明の第２の実施の形態を示す。すなわち、４つに分割された各分割ウエハ１１ａ〜１１ｄは９０度の扇形状である。

そのため、各分割ウエハ１１ａ〜１１ｄが設けられた４つのウエハリング８を重ねると、樹脂シート９には４つの分割ウエハ１１ａ〜１１ｄのうちの３つの分割ウエハが重なり、残りの１つの分割ウエハだけは重ならない、ほぼ三角形状の４つの範囲が存在することになる。４つの範囲の中心部分を黒丸Ｓ１〜Ｓ４で示す。

したがって、分割ウエハが第１乃至第４のいずれの分割ウエハ１１ａ〜１１ｄを判別する場合、その４つの範囲の黒丸Ｓ１〜Ｓ４の部分を撮像カメラ４１によって撮像する。分割ウエハが第１の分割ウエハ１１ａであれば、４つの黒丸Ｓ１〜Ｓ４の箇所のうち、Ｓ１の箇所は樹脂シート９が撮像され、残りの箇所は第１の分割ウエハ１１ａが撮像される。したがって、その場合は分割ウエハが第１の分割ウエハ１１ａであるということになる。

同様に分割ウエハが第２の分割ウエハ１１ｂであると、Ｓ２の部分だけが樹脂シート９を撮像し、他の部分は第２の分割ウエハ１１ｂを撮像することになり、第３の分割ウエハ１１ｃであればＳ３の部分だけが樹脂シート９を撮像する。さらに、第４の分割ウエハ１１ｄであれば、Ｓ４の部分だけが樹脂シート９を撮像する。

したがって、図６に示すＳ１〜Ｓ４の箇所のうち、撮像カメラ４１が樹脂シート９を撮像する箇所を特定すれば、そのときウエハリング８に保持された分割ウエハが第１乃至第４の分割ウエハ１１ａ〜１１ｄのいずれであるかを判定することができる。

このようにして分割ウエハが元の半導体ウエハ１１のどの位置の部分であるかを認識するようにしても、上記第１の実施の形態と同様、各分割ウエハ１１ａ〜１１ｄの複数の半導体チップ１２を効率よく、しかも確実にピックアップ位置に順次位置決めしてピックアップすることができる。

上記一実施の形態では半導体ウエハを４つの分割ウエハに分割する例を挙げて説明したが、半導体ウエハは４つでなく、２００ｍｍの半導体ウエハを処理する装置で４５０ｍｍの半導体ウエハの処理に用いる場合、その半導体ウエハを６つ或いは８つの分割ウエハに分割するようにしてもよい。

この場合、分割ウエハの位置を特定する場合、分割ウエハの移動方向を下側と左側だけでなく、上側と右側への移動を追加することで、分割前の元の半導体ウエハに対する分割ウエハの位置を特定することが可能となる。

つまり、各分割半導体ウエハが供給テーブルに保持できる大きさ、すなわちウエハリングの内径よりも小さくなるよう分割することで、半導体ウエハのサイズに限定されるに、２００ｍｍ用の装置を利用することが可能となる。

４…供給テーブル、８…ウエハリング、９…樹脂シート、１１…半導体ウエハ、１２…半導体チップ、３９…突き上げ装置、４１…撮像カメラ（撮像手段）、４３…画像二値化処理部、４４…制御装置、４５…演算処理部（画像処理手段）、４６…駆動制御部（駆動制御手段）、４７…ピックアップツール、５１…実装ツール、５６…記憶部、５７…判定部（判定手段）。

Claims

半導体ウエハを複数に分割して形成された各分割ウエハの１つが供給されて水平方向に駆動位置決めされる供給テーブルと、
この供給テーブルに供給保持された上記分割ウエハが上記半導体ウエハのどの位置の部分のものであるかを判定する判定手段と、
この判定手段の判定に基づいて上記供給テーブルに保持された上記分割ウエハの複数の半導体チップを順次ピックアップ位置に位置決めする駆動制御手段と、
上記ピックアップ位置に位置づけられた上記半導体チップを基板に実装する実装ツールと
を具備したことを特徴とする半導体チップの実装装置。
上記供給テーブルに供給保持された分割ウエハを撮像する撮像手段を有し、
上記判定手段による判定は、上記撮像手段の視野中心から上記分割ウエハが外れるまで上記供給テーブルを水平方向のＸ方向或いはこのＸ方向と交差するＹ方向のどちらか一方向に駆動した後、上記供給テーブルを上記一方向と交差する方向に駆動して上記撮像手段の視野中心に上記分割ウエハが入るか否かを検出して行うことを特徴とする請求項１記載の半導体チップの実装装置。
上記供給テーブルに供給保持された分割ウエハを撮像する撮像手段を有し、
上記判定手段による判定は、上記撮像手段によって予め設定された４箇所を撮像し、その箇所に上記分割ウエハがあるか否かを検出して行うことを特徴とする請求項１記載の半導体チップの実装装置。
半導体ウエハを複数に分割して形成された各分割ウエハの１つを供給テーブルに供給する工程と、
この供給テーブルに供給保持された上記分割ウエハが上記半導体ウエハのどの位置の部分のものであるかを判定する工程と、
この判定に基づいて上記供給テーブルに供給された分割ウエハの複数の半導体チップを順次ピックアップ位置に位置決めする工程と、
上記ピックアップ位置に位置づけられた上記半導体チップを基板に実装する工程と
を具備したことを特徴とする半導体チップの実装方法。