JPH04111330A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、テープキャリヤに形成されたインナリードを
、加熱されたボンディングツールで加圧して半導体チッ
プの電極に接合するテープキャリヤ方式の半導体製造装
置に係り、特に半導体チップをウェハステージからボン
ディングステージに移送するピックアップヘッドの移送
構造の改良に関する。

（従来の技術） 半導体製造装置であるインナリードボンディング装置は
、たとえば特公昭５７−５１９７４号公報に開示されて
いる。これは第５図に示すようになっていて、１はボン
ディングステージであり、このボンディングステージ１
は回転テーブル２を介してＸＹ子テーブル上に支持され
る。４はチップトレイであって、ここに複数の半導体チ
ップＰが分離し整列された状態で収容される。６はテー
プキャリヤで、所定間隔を存してデバイスホール７・・
・が開口している。それぞれのデバイスホール７にはイ
ンナリードか突出している。８はボンディングツールで
あり、ＸＹ力方向移動自在なボンディングヘッド９に昇
降自在に装着される。

上記チップトレイ４に収容された半導体チップＰを所定
位置にピッチ送りし、この位置から上記ボンディングス
テージ１に個別に移送して載置する。そして、このボン
ディングステージ１をテープキャリヤ６の下方に送り、
ここに載置される上記半導体チップＰの電極と、上記テ
ープキャリヤ６のインナリードとを位置整合した後、ボ
ンディングヘッド９を移動して、ここに備えられるボン
ディングツール８で加圧して熱圧着、すなわちボンディ
ングを行うようになっている。

また、第６図は、従来より一般的に行われている、半導
体チップＰをウェハ１０から供給する状態を示す。上記
ウェハ１０には、シート上に多数の半導体チップＰ・・
・が分離し整列されかつ貼付された状態で載置される。

ピックアップへラド１１は上記半導体チップＰを吸着し
てボンディングステージ１２に移送できる。そして、こ
こに載置される半導体チップＰの電極と、テープキャリ
ヤ１３のインナリードとを位置整合した後、これらをボ
ンディングツール１４か加圧してボンディングを行うこ
とには変わりかない。

（発明か解決しようとする課題） ところで、このような半導体製造装置において、チップ
トレイ４あるいはウェハ１０から半導体チップＰをボン
ディングステージ１．１２に供給する構造に問題がある
。すなわち、上記チップトレイ４あるいはウェハ１０全
体をＸＹ子テーブル搭載して、チップトレイ４の全長あ
るいはウェハ１０の直径以上のストロークで移動する必
要がある。

上記ウェハ１０は、半導体チップＰの収納量がチップト
レイ４よりも大であるところから、チップトレイ４より
も多用されているので、以下、ウェハ１０を基準として
説明する。

しかるに、近時、より大量生産の要望が大であり、上記
ウェハ１０においても収納量を増大化する傾向にあり、
たとえばその直径が８インチの大型のものか出現してい
る。

この８インチのウェハを８インチのストロークで移動さ
せるためには、少なくとも、１６インチＸ１６インチ（
’＝４００ｍｍＸ４００ｍｍ）のスペースが必要となる
。その結果、装置本体の前面から実際にボンディング作
用をなすボンディングツール１４位置までの奥行きが極
めて大になる。ボンディングツール１４の交換作業や、
テープキャリヤ１３の装着作業に無理な姿勢か要求され
、作業性が悪くなるとともに各種の不具合、たとえば装
着精度の悪さによりテープキャリヤ１３の走行中にテー
プの破断やキズなどが生じ、ボンディング性の低下の原
因となる。

本発明は、上記事情に着目してなされたものであり、半
導体チップの供給スペースを縮小化して装置の小型化を
図るとともに、それによって必要な作業の作業性向上を
図れる半導体製造装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するため本発明は、テープキャリヤに
形成されたインナリードと半導体チップの電極とを接続
する工程を有する半導体製造装置にお、いて、シート上
に分離し整列されかつ貼付された半導体チップもしくは
チップトレイに収納された半導体チップを上記シートも
しくは上記チップトレイを介してウェハステージに載置
し、ピックアップヘッドが上記ウェハステージ上の上記
半導体チップを吸着保持してボンディングステージ上に
移送し、Ｘ−Ｙ移送機構がこのピックアップヘッドを上
記ボンディングステージから上記ウェハステージの間に
亘って駆動しかつ所定位置に移送することを特徴とする
半導体製造装置である。

（作　用） 上記ウェハステージはシートもしくはチップトレイを介
して半導体チップを載置した状態で固定である。上記ピ
ックアップヘッドはＸ−Ｙ移送機構によって駆動され、
上記ウェハステージからボンディングステージに亘って
半導体チップを移送する。すなわち、半導体チップの供
給にあたって、上記ウェハステージとボンディングステ
ージに亘るＸ−Ｙ移送機構の配置スペースのみ確保すれ
ばよい。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて説明する。

第１図および第２図に示すように、Ｐ・・・はシート上
に分離し整列され、かつ貼付された複数の半導体チップ
であり、リング２０に保持されている。

このリング２０は、ウェハステージ２１に固定されると
ともに、ウェハステージ２１の近傍に配置されるマガジ
ン２２内に多数積載した状態で収容される。すなわち、
上記ウェハステージ２１上のリング２０にある半導体チ
ップＰが全て供給されたら、上記マガジン２２内のリン
グ２０か図示しない供給手段により引き出され、ウェハ
ステージ２１上の空のリング２０と交換されるようにな
っている。また、上記ウェハステージ２１は歯車機構２
３上に載設されていて、この歯車機構２３の駆動源とし
て駆動モータ２４か連結される。

２５は、後述するようにして移送される半導体チップＰ
を載置するボンディングステージであって、ＸＹθテー
ブル２６上に載設される。上記ボンディングステージ２
５に隣設される状態で、ボンディングヘッド２７か配置
される。そして、ボンディングヘッド２７上にＸＹ子テ
ーブル８を介してボンディングツール２９か支持される
。このボンディングツール２９は、加熱源を備えるとと
もに下降にともなって所定圧での加圧ができるようにな
っている。さらにボンディングヘッド２７の前部にはテ
ープ搬送機構３０が設けられている。

これは、テープキャリヤ３１に設けられるここでは図示
しない掛止孔に掛合し、かつ回転にともなってテープキ
ャリヤ３１を上記ボンディングツール２９の下方部位に
間欠的に搬送する複数のスプロケット３２・・・からな
る。

このようなボンディングステージ２５と上記ウェハステ
ージ２１との間に亘って、Ｘ−Ｙ移送機構３３か設けら
れる。すなわち、ボンディングステージ２５とウェハス
テージ２１をたとえばＹ方向に沿ってこれらの両側から
囲繞する一対のＹガイドレール３４，３４と、これらＹ
ガイドレール３４．３４に掛は渡され、かつ移動自在な
Ｘガイドレール３５およびこのＸガイドレール３５に設
けられ、Ｘガイドレール３５に沿って移動自在なチップ
搬送体３６とから構成される。なお、上記Ｘガイドレー
ル３５およびチップ搬送体３６を駆動する駆動機構は図
示していない。

上記チップ搬送体３６は、Ｘガイドレール３５ごとＹガ
イドレール３４，３４に沿って移動自在であるとともに
、Ｘガイドレール３５に沿って移動自在であるところか
ら、ボンディングステージ２５と上記ウェハステージ２
１との間全てに亘って移動可能である。

上記チップ搬送体３６には、図示しない真空源に連通し
、その開口端部を下方に向けたピックアップヘッド３７
およびカメラ３８が設けられる。

上記カメラ３８は、半導体チップＰの位置検出、検査に
よって半導体チップＰに付された不良マーク検出、半導
体チップＰの割れ、欠けなどをパターン認識することが
できる。

つぎに、このようにして構成される半導体製造装置の作
用について説明する。はじめ、マガジン２２内に収容さ
れるリング２０が引き出されてウェハステージ２１上に
載置される。ついでＸ−Ｙ移送機構３３か作動し、Ｘガ
イドレール３５およびチップ搬送体３６が移動する。こ
こに取付けられるカメラ３８は、ウェハステージ２１上
の少なくとも２個以上の半導体チップＰの位置認工をな
し、その情報にもとづいて駆動モータ２４が駆動される
。歯車機構２３はリング２０に回転力を伝達して、吸着
すべき半導体チップＰの向きを上記テープ−キャリヤ３
１に装着すべき方向に合わせる。

そして、上記カメラ３８は吸着搬送する半導体チップＰ
上に位置を合わせ、この半導体チップＰの位置検出、不
良マーク検出、割れおよび欠は検出を行う。不良マーク
や割れあるいは欠けを検出したら、その半導体チップＰ
をそのまま残し、つぎに吸着搬送すべき半導体チップＰ
上に位置を合わせるよう移動する。

不良マークや割れあるいは欠けが検出されない良品の半
導体チップＰであれば、位置検出情報にもとづいてＸ−
Ｙ移送機構３３が駆動され、ピックアップヘッド３７は
その半導体チップＰの上に位置整合される。

上記ピックアップヘッド３７は半導体チップＰを吸着保
持し、必要なＸＹ力方向移動してボンディングステージ
２５上にその半導体チップＰを載置する。このように、
ウェハステージ２１からボンディングステージ２５上に
半導体チップＰを供給するには、Ｘ−Ｙ移送機構３３を
作動させればよく、したがって上記ウェハステージ２１
は移動せずにすむ。

上記ボンディングステージ２５上の半導体チップＰおよ
びテープキャリヤ３１に対し、１台もしくは２台の図示
しないカメラが、それぞれの任意の２点のパターン位置
認識をなす。

その情報にもとづいて、ボンディングツ−ル２５を支持
するＸＹθテーブル２６か駆動され、ボンディングツ−
ル２５をテープキャリヤ３１の下方に移動する。したか
って、半導体チ・ツブＰの電極かテープキャリヤ３１の
デバイスホールに突出するインナリードと一致するよう
位置整合される。

ついで、ボンディングツール２９を支持するＸＹ子テー
ブル８が駆動し、上記ボンディングツール２９は正しい
ボンディング位置に位置整合される。その位置を保持し
てボンディングツール２９は下降し、テープキャリヤ３
１のインナリードを半導体チップＰの電極に加圧して互
いの熱圧着をなす。

なお上記実施例においては、シート状に分離し整列しか
つ貼付られた半導体チップＰを吸着して搬送する構成に
ついて説明したか、これに限定されるものではなく、た
とえば第３図に示すように、トレイ４０，４０に収容さ
れた半導体チップを吸着して搬送する場合にも適用でき
る。

そしてまた、同図に示すように、複数種（ここでは２種
類の面積の異なる）の半導体チップがウェハステージ２
１上のそれぞれのトレイ４０゜４０に載置される一方、
複数本（ここでは２本）のボンディングツール２９ａ、
２９ｂがボンディングヘッド２７に備えられる。上記テ
ープキャリヤ３１ａには複数種（ここでは２種類の開口
面積が異なる）のデバイスホールが交互に備えられる。

このような構成であるから、１台の半導体製造装置で同
一のテープキャリヤ３１ａに複数種の半導体チップＰａ
、Ｐｂをボンディングすることが可能である。

また、第４図に示すように、２組のウェハステージ２１
ａ、２１ｂを並設し、これらウェハステージ２１ａ、２
１ｂとボンディングステージ２５上に亘って、ピックア
ップヘッド３７をＸＹ力方向移動自在なＸ−Ｙ移送機構
３８Ａを備える。

ボンディングヘッド２７ａに設けられるボンディングツ
ール２９ａ、２９ｂは２本並べられる。

このような構成であるから、面積が同一で回路構成の異
なる半導体チップＰ、、Ｐ２を同一のテープキャリヤ３
１にボンディングできる。２組のウェハステージ２１ａ
、２１ｂか並設されるのであるから、Ｘ−Ｙ移送機構３
８ＡはＸ方向に長くなるが、Ｙ方向の長さは先に説明し
たものと全く変わりがない。

（なお、第３図および第４図の実施例とも、先に説明し
た第１図と第２図の実施例と同一部品は、同番号を付し
て新たな説明は省略する。）〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、ウェハステージ上
の半導体チップをピックアップヘッドが吸着保持してボ
ンディングステージ上に移送するのに、上記ピックアッ
プヘッドをＸ−Ｙ移送機構で駆動して位置決めをなすよ
うにしたから、ウェハステージは固定ですみ装置の小型
化を図れるとともに装置前面からボンディング位置まで
の奥行きを小さくできてボンディングツールの交換やテ
ープキャリヤの装着作業が容易になって作業性の向上化
を得られ、ボンディング性の低下を防ぐなどの効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す半導体製造装置の要部
斜視図、第２図はその概略の側面図、第３図は本発明の
他の実施例を示す半導体製造装置の要部斜視図、第４図
は本発明のさらに異なる他の実施例を示す半導体製造装
置の要部斜視図、第５図は本発明の従来例を示す半導体
製造装置の要部斜視図、第６図は本発明のさらに異なる
従来例を示す半導体製造装置の要部斜視図である。 ３１・・・テープキャリヤ、Ｐ・・・半導体チップ、２
１・・・ウェハステージ、３７・・・ピックアップヘッ
ド、３３・・・Ｘ−Ｙ移送機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. テープキャリヤに形成されたインナリードと半導体チッ
   プの電極とを接続する工程を半導体製造装置において、
   シート上に分離し整列されかつ貼付された半導体チップ
   もしくはチップトレイに収納された半導体チップを上記
   シートもしくは上記チップトレイを介して載置するウェ
   ハステージと、このウェハステージ上の上記半導体チッ
   プを上記シートもしくは上記チップトレイから吸着保持
   しボンディングステージ上に移送するピックアップヘッ
   ドと、このピックアップヘッドを上記ボンディングステ
   ージから上記ウェハステージの間に亘って駆動するＸ−
   Ｙ移送機構とを具備したことを特徴とする半導体製造装
   置。