JPWO2017164254A1 - 基板供給ユニット及びボンディング装置 - Google Patents

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Abstract

基板供給ユニットは、高さ方向のそれぞれ異なる位置に設けられた3階層以上の複数のデッキ(42,44,46)から構成され、各デッキが高さ方向に直交する奥行方向に配列される複数の基板収容体(90)を収容する、本体部(110)と、本体部(110)における奥行方向の一方側に隣接して配置され、いずれかのデッキに基板収容体(90)を供給するように基板収容体(90)を高さ方向に上下に移動させるエレベータ部(120)と、本体部(110)における奥行方向の他方側に隣接して配置され、いずれかのデッキから基板収容体を取り出し、かつ、基板収容体に収容される基板をボンディング用搬送レーン(30)へ搬送する基板搬送部(130)とを備える。これにより、コンパクトな構成を備えるとともに処理態様の自由度を向上することができる。

Description

本発明は、基板供給ユニット及びボンディング装置に関する。
ダイをボンディングするための基板を供給する基板供給ユニットの一態様として、特許文献1には、本体装置(例えばダイボンダ)にリードフレームを供給するリードフレーム供給装置が開示されている。これによれば、マガジンローダ式及びリードフレームスタッカローダ式の各供給態様に対応するとともに占有面積を抑えることができるリードフレーム供給装置を提供することができる。
特開2008−153557号公報
しかしながら、特許文献1に開示された構成によれば、例えばOHT(OverheadHoist Transfer)を用いた処理や、複数のグレード毎に分類されたダイをそれぞれ対応する基板にボンディングする処理などへの適用は考慮されていない。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、コンパクトな構成を備えるとともに処理態様の自由度が高い基板供給ユニット及びボンディング装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る基板供給ユニットは、高さ方向のそれぞれ異なる位置に設けられた3階層以上の複数のデッキから構成され、各デッキが高さ方向に直交する奥行方向に配列される複数の基板収容体を収容する、本体部と、本体部における奥行方向の一方側に隣接して配置され、いずれかのデッキに基板収容体を供給するように基板収容体を高さ方向に上下に移動させるエレベータ部と、本体部における奥行方向の他方側に隣接して配置され、いずれかのデッキから基板収容体を取り出し、かつ、基板収容体に収容される基板をボンディング用搬送レーンへ搬送する基板搬送部とを備える。
上記構成によれば、基板供給ユニットの本体部が3階層以上の複数のデッキから構成され、本体部に隣接して設けられたエレベータ部及び基板搬送部によって各デッキに対する基板収容体の供給及び搬送が設けられている。これにより装置全体を比較的コンパクトな構成とすることができる。また例えばOHTを用いた処理や、複数のグレード毎に分類されたダイをそれぞれ対応する基板にボンディングする処理などにも適用することができるため、処理態様の自由度の向上を図ることができる。
上記基板供給ユニットにおいて、エレベータ部が、製造設備における所定のレーンに従って走行する自動搬送機構を介して、外部から基板収容体を受け取ってもよい。
上記基板供給ユニットにおいて、エレベータ部が、製造設備における所定のレーンに従って走行する自動搬送機構を介して、外部へ前記基板収容体を排出してもよい。
上記基板供給ユニットにおいて、エレベータ部が、基板収容体の位置決めを行うオフセット手段を有してもよい。
上記基板供給ユニットにおいて、複数のデッキのうち高さ方向の最上階層に位置するデッキが、自動搬送機構を介して、外部へ前記基板収容体を排出してもよい。
上記基板供給ユニットにおいて、自動搬送機構は、OHT(OverheadHoist Transfer)を含んでもよい。
上記基板供給ユニットにおいて、基板は、複数のグレード毎に分類されたダイのうち、同一のグレードに属する複数のダイがボンディングされるものであり、各基板収容体は、同一のグレードに属する複数の基板を収容してもよい。
上記基板供給ユニットにおいて、グレードは、少なくとも第1グレード及び第2グレードを含み、本体部の複数のデッキは、第1グレードに属する基板収容体を収容する第1グレード専用デッキと、第2グレードに属する基板収容体を収容する第2グレード専用デッキと、第1グレード又は前記第2グレードに属する基板収容体を収容する共用デッキとを含んでもよい。
上記基板供給ユニットにおいて、共用デッキは、高さ方向の最上階層に位置してもよい。
上記基板供給ユニットにおいて、ボンディング用搬送レーンは、高さ方向及び奥行方向のそれぞれに直交する幅方向に延在してもよい。
本発明の一態様に係るボンディング装置は、複数のグレードに区分される複数のダイを有するウェハを保持するウェハ保持部と、ウェハ保持部から搬送されたダイを基板にボンディングするボンディングヘッドと、ボンディングヘッドによってボンディングするために基板を搬送する搬送レーンと、搬送レーンの一方端に設けられたローダ部と、搬送レーンの他方端に設けられたアンローダ部と、ウェハにおける複数のグレード毎にダイを分類したマッピング情報に基づいて、ウェハの各ダイを当該ダイに対応する基板にボンディングするボンディング制御部とを備え、ローダ部及びアンローダ部の少なくとも一方が、上記基板供給ユニットから構成されている。
上記構成によれば、ローダ部及びアンローダ部の少なくとも一方が上記基板供給ユニットから構成されているため、コンパクトな構成を備えるとともに処理態様の自由度が高いボンディング装置を提供することができる。
本発明によれば、コンパクトな構成を備えるとともに処理態様の自由度が高い基板供給ユニット及びボンディング装置を提供することができる。
図1は、本発明の実施形態に係るボンディング装置の平面図である。 図2は、本発明の実施形態に係るボンディング装置の断面図である。 図3は、本発明の実施形態に係るボンディング装置をY軸方向から見たときの概略図である。 図4は、本発明の実施形態に係るボンディング装置のX軸方向から見たときの概略図である。 図5は、本発明の実施形態に係るボンディング方法を示すフローチャートである。 図6は、本発明の実施形態の変形例に係るボンディング装置をY軸方向から見たときの概略図である。 図7は、本発明の実施形態の変形例に係るボンディング装置のX軸方向から見たときの概略図である。
以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の構成要素は同一又は類似の符号で表している。図面は例示であり、各部の寸法や形状は模式的なものであり、本願発明の技術的範囲を当該実施の形態に限定して解するべきではない。
図1〜図4を参照しつつ本実施形態に係るボンディング装置を説明する。図1は本実施形態に係るボンディング装置1の平面図を模式的に示したものである。図2はウェハのダイの搬送経路に着目したボンディング装置1の断面図を示したものである。図3及び図4は本実施形態に係るボンディング装置の一部(基板供給ユニット)を示す図である。
図1に示すように本実施形態に係るボンディング装置1は、ウェハローダ部10と、ウェハ保持部12と、第1及び第2ボンディングヘッド20a,20bと、搬送レーン30と、搬送レーン30の一方端に設けられたローダ部40と、搬送レーン30の他方端に設けられたアンローダ部50と、ボンディング動作を制御するボンディング制御部60(図2参照)とを備える。以下の説明においては、ボンディング対象面に平行な方向をXY軸方向とし、ボンディング対象面に垂直な方向をZ軸方向として説明する。
ボンディング装置1は、ウェハ70のダイ72を基板80にボンディングするための半導体製造装置である。ダイ72は、集積回路パターンが形成された表面と、当該表面とは反対の裏面を有しており、以下に説明するボンディング装置1は、ダイ72の裏面が基板80に対向するようにダイ72を基板80にボンディングする。このようなボンディング装置1はダイボンディング装置と呼ばれる。
ウェハ70に含まれる複数のダイ72は、通常、複数のグレード毎に分類されており、グレード単位でダイ72が基板80にボンディングされる。基板80には複数のダイ72がボンディングされる。具体的には基板80は複数のダイ72がボンディングされる複数のダイボンディング領域を備えている。各ダイボンディング領域においては、少なくとも1つ以上のダイ72がボンディング可能であってもよい。すなわち、基板80の一つのダイボンディング領域のボンディング済みのダイ72上に他のダイ72がボンディングされてもよい。一つの基板80には同一のグレードに属する複数のダイ72がボンディングされる。
本実施形態においては、ウェハ70は、第1グレードに属する少なくとも1つのダイ74と、第2グレード(例えば第1グレードよりも特性が劣るグレード)に属する少なくとも1つのダイ76とを含む。ウェハ70内における第1及び第2グレードの各ダイの比率は、特に限定されるわけではないが、例えば第1グレードが第2グレードよりも過半数を占めるような比率であってもよい。図1に示す例では、第1グレードに属するダイ74と第2グレードに属するダイ76の比率を3:1にしている。なお、グレードの分類は電気的特性などの所定の特性条件を満たすか否かによって決めることができる。
ウェハローダ部10(例えばウェハマガジン)は複数のウェハ70を収容するように構成されている。ウェハローダ部10は、例えば、各ウェハ70をXY軸方向に平行に支持しつつ、Z軸方向に複数のウェハ70を積層して収容する。なお、ウェハローダ部10には、既にダイシング工程が終了し、それぞれ複数の個片に分離された複数のダイを有するウェハ70が収容される。
ウェハ保持部12は、ウェハ搬送ツール(図示しない)によってウェハローダ部10から搬送されたウェハ70を保持するように構成されている。ウェハ保持部12は、例えば、ウェハ70を真空吸着すること又はフィルム上にウェハ70を貼り付けることによって、複数のダイ72を保持する。ウェハ保持部12に保持されたウェハ70の各ダイ72は、基板80にボンディングされるために、ピックアップツール14によって一旦中間ステージ16に搬送されてもよい(図2参照)。
この場合、例えば、ウェハ保持部12の下方からフィルム越しにダイ72を突き上げるとともに、ピックアップツール14によって上方からフィルム上のダイ72を吸着し、ダイ72を中間ステージ16に搬送する。あるいは、ダイ72を突き上げる代わりに、ウェハ保持部12における搬送すべきダイ72の周辺領域を下方へ移動させてもよい。中間ステージ14は、ウェハ保持部12と同様の保持手段によってダイ72を保持することができる。なお、ウェハ保持部12、ピックアップツール14及び中間ステージ16は、図示しないリニアモータなどの駆動機構により少なくともXY軸方向に移動可能に構成されていてもよい。
本実施形態に係るボンディング装置1は、複数のボンディングヘッドとして、第1及び第2ボンディングヘッド20a,20bを備えている。複数のボンディングヘッドを設けることによって複数の基板に対するボンディングを並行して行うことができる。
第1及び第2ボンディングヘッド20a,20bは、ウェハ保持部12からピックアップされて中間ステージ14に搬送されたダイ72を基板80にボンディングする。図1に示すように、第1ボンディングヘッド20aは搬送レーン30の方向においてローダ部40側に配置され、第2ボンディングヘッド20bは搬送レーン30の方向においてアンローダ部50側に配置されている。第1及び第2ボンディングヘッド20a,20bは互いに同様の構成を備えていてもよい。
図2を参照しつつ第1ボンディングヘッド20aを例に挙げて説明すると、第1ボンディングヘッド20aには、Z軸駆動機構21を介してボンディングツール22が取り付けられ、またボンディングツール22から所定の距離だけ離れた位置に撮像部24が取り付けられている。第1ボンディングヘッド20aはXYテーブル26によってXY軸方向に移動可能となっており、これによりボンディングツール22及び撮像部24は互いに所定の距離を維持しつつ共にXY軸方向に移動する。なお、図2に示す例では、ボンディングツール22と撮像部24が両方ともボンディングヘッド20aに固定された態様を示しているが、撮像部24は必ずしもボンディングヘッド20aに固定されていなくてもよく、ボンディングツール22とは独立して移動可能であってもよい。
ボンディングツール22は、例えばダイ72を吸着保持するコレットである。このようなコレットは、直方体形状又は円錐台形状に構成されてダイ72の集積回路パターンが形成された表面側からダイ72の外縁に接触保持するように構成されている。ボンディングツール22であるコレットはZ軸方向と平行な中心軸を有しており、Z軸駆動機構21及びXYテーブル26によってZ軸方向及びXY軸方向にそれぞれ移動可能となっている。また、ボンディングツール22は、図示しないθ軸駆動機構及びチルト駆動機構を介してボンディングヘッド22aに取り付けられており、これらの駆動機構によってZ軸回りの回転及びチルト方向(傾斜方向)に可動となっている。これらの構成によって、ボンディングツール22は、中間ステージ16に配置されるダイ72を上方にピックアップし、当該ピックアップしたダイ72を中間ステージ14から搬送ツール30へ搬送し、ダイ72を当該表面とは反対の裏面が基板80に対向する向きに基板80にボンディングすることができる。
ボンディングツール22による中間ステージ16からのダイ72のピックアップ手段は、ウェハ保持部12からのダイ72のピックアップ手段と同様であってもよい。
撮像部24は、中間ステージ16に配置されたダイ72の画像情報を取得する。撮像部24は、Z軸方向に平行な光軸を有しており、中間ステージ16の作業面を撮像できるように構成されている。撮像部24は、XY軸方向に移動可能であり、例えば、ボンディングツール22によってダイ72をピックアップする直前に、中間ステージ16の上方に移動して中間ステージ16上のダイ72(集積回路パターンが形成された表面)の画像情報を取得する。撮像部24によって取得した画像情報に基づいて、ボンディングツール22によってダイ72を正確にピックアップ及び搬送することができる。
以上説明した第1ボンディングヘッド20aの構成は、第2ボンディングヘッド20bについても同様であってもよい。
図1に戻り、搬送レーン30は、第1及び第2ボンディングヘッド20a,20bによってボンディングするために基板80を搬送するように構成されている。搬送レーン30は単一方向に一つずつの基板80を搬送する単一レーンであってもよい。図1に示す例では搬送レーン30はX軸方向に延在しており、基板80をX軸方向に搬送する。また搬送レーン30は、第1ボンディングヘッド20aがボンディングするための領域30aと、第2ボンディングヘッド20bがボンディングするための領域30bとを有する。各領域には少なくとも1つの基板80が搬送される(図1に示す例では各領域に一つの基板80が搬送されている)。
ローダ部40及びアンローダ部50のそれぞれは、複数の基板収容体90(例えば基板マガジン)を収容するように構成されている。各基板収容体90は、複数の基板80を収容するように構成されている。基板収容体90は、例えば、各基板80をXY軸方向に平行に支持しつつ、Z軸方向に複数の基板80を積層して収容する。一つの基板収容体90には同一のグレードに属する複数の基板80が収容される。ローダ部40には、これからボンディングされるべき複数の基板80を収容した基板収容体90がロードされ、アンローダ部50には既にボンディングが終わった複数の基板80を収容した基板収容体がアンロードされる。本実施形態に係るボンディング装置においてはローダ部40及びアンローダ部50を実質的に同様の構成とすることができる。
以下においては説明の便宜上、第1グレードに属するダイ74がボンディングされる基板及びそれが収容される基板収容体を基板84及び基板収容体94とし、第2グレードに属するダイ76がボンディングされる基板及びそれが収容される基板収容体を基板86及び基板収容体96とする。また、ダイ、基板及び基板収容体について、グレードを問わずに総称したものをダイ72、基板80及び基板収容体90とする。
図3及び図4も参照しつつ、ローダ部40及びアンローダ部50についてさらに説明する。ローダ部40及びアンローダ部50はボンディングのために基板を供給するための基板供給ユニットである。図3はボンディング装置1をY軸方向から見たときの概略図であり、図4はボンディング装置1をX軸方向から見たときの概略図である。
図3に示すように、ローダ部40又はアンローダ部50は、製造設備における所定のレーン17に従って走行する自動搬送機構18にアクセスして基板収容体90をロード又はアンロードするように構成されている。自動搬送機構18は、例えばOHT(OverheadHoist Transfer)を含む。OHTは、製造設備の天井に設置した軌道(レーン17)を走行し、ベルト駆動で上下するホイスト機構を備えており、これによって人手を介することなく直接的にローダ部40又はアンローダ部50にアクセスし、基板収容体90をロード又はアンロードすることができる。
図4に示すように、ローダ部(基板供給ユニット)40は、幅方向(X軸方向)、奥行方向(Y軸方向)及び高さ方向(Z軸方向)を有し、図3及び図4に示す例では、ローダ部40の奥行はその幅よりも大きい。ローダ部40は、Z軸方向にそれぞれ異なる位置に設けられた3階層以上の複数のデッキ42,44,46から構成された本体部110と、本体部110のY軸方向の一方側に隣接して配置されたエレベータ部120と、本体部110のY軸方向の他方側に隣接して配置された基板搬送部130とを備える。
本体部110の各デッキ42,44,46には、X軸方向に少なくとも一列であって、Y軸方向に複数個が配列されるように複数の基板収容体90が設けられる。本実施形態では、最上階層のデッキ42が、第1グレード又は第2グレードに属する基板収容体90を収容する共用デッキとして構成され、中間階層のデッキ44が、第1グレードに属する基板収容体94を収容する第1グレード専用デッキとして構成され、最下階層のデッキ46が、第2グレードに属する基板収容体96を収容する第2グレード専用デッキとして構成されている。
図4に示すように、最上階層のデッキ42は、ローダ部40から基板収容体90を排出するためのデッキであってもよい。最上階層に位置するデッキ42は、自動搬送機構18を介して、外部へ基板収容体90を排出してもよい。この場合、本体部110は、基板収容体90の位置決めを行うオフセット手段116を有していてもよい。オフセット手段116は、デッキ42上の基板収容体90が自動搬送機構18へ排出されるとき、自動搬送機構18の走行方向(すなわちレーン17のX軸方向)の前後のいずれかの方向に、デッキ42上の基板収容体90を位置決めする。この場合、オフセット手段116は、X軸方向の一方向又は双方向に基板収容体90を押出すことによって移動させるX軸方向押出機構を有していてもよい。例えば、オフセット手段116は、X軸正方向及びX軸負方向の両側から基板収容体90を押出することによって、デッキ42上の所定のX位置に基板収容体90を位置決めする。このようなオフセット手段116が設けられることによって基板収容体90を自動搬送機構18に対して正確に位置決めし、これにより基板収容体90を円滑かつ確実に自動搬送機構18に排出することができる。
エレベータ部120は、基板収容体90をZ軸方向に上下に移動させるエレベータ機構122を有している。エレベータ機構122には、自動搬送機構18を介して、外部から基板収容体90を受け取るためのデッキ124が設けられている。デッキ124はZ軸方向に上下に移動可能に構成され、これにより、エレベータ部120から本体部110へ基板収容体90を供給することができる。具体的には、デッキ124が本体部110の各デッキ42〜46のいずれかのZ位置に移動した後、Y軸方向押出機構(図示しない)によって基板収容体90が押し出され、これにより基板収容体90がエレベータ部120から本体部110へ供給される。こうして、基板収容体90が、対応するグレードのデッキ44,46に振り分けられる。
エレベータ部120は、基板収容体90の位置決めを行うオフセット手段126を有していてもよい。オフセット手段126は、図3に示すように、エレベータ部120が自動搬送機構18を介して基板収容体90を受け取るとき、自動搬送機構18の走行方向(すなわちレーン17のX軸方向)の前後のいずれかの方向に基板収容体90を位置決めする。この場合、オフセット手段126は、X軸方向の一方向又は双方向に基板収容体90を押出すことによって移動させるX軸方向押出機構を有していてもよい。例えば、オフセット手段126は、X軸正方向に基板収容体90を押出し、ボンディング装置1のYZ面に接触させ、その後、上記Y軸方向押出機構によって基板収容体90を本体部110へ供給する。このようなオフセット手段126が設けられることによって自動搬送機構18から受け取った基板収容体90のその後の移動を円滑かつ確実に行うことができる。
基板搬送部130は、いずれかのデッキ42〜46から基板収容体90を取り出し、基板収容体90に収容される基板80を搬送レーン30へ搬送する。搬送レーン30がX軸方向に延在している場合、X軸方向の搬送レーン30に対して、エレベータ部120、本体部110及び基板搬送部130がY軸方向に配列されるため、ボンディング装置1をコンパクトな構成とすることができる。
基板搬送部130は、基板収容体90をZ軸方向に上下に移動させるエレベータ機構132を有している。エレベータ機構132には、Y軸駆動機構136によってY軸方向に移動するクランプ134が設けられている。これにより、基板収容体90を本体部110から基板搬送部130へ移動させることができる。具体的には、本体部110の各デッキ42〜46のいずれかのZ位置においてクランプ134によって基板収容体90をクランプして基板搬送部130へ移動させる。本実施形態では、搬送レーン30は、Z軸方向において中間階層のデッキ42と同じ高さに位置しており、クランプ134によってクランプされた基板収容体90を当該高さに移動させることによって搬送レーン30に対する基板80の受け渡しを行うことができる。また、基板搬送部130のクランプ134は、必要に応じて、基板収容体90を基板搬送部130から本体部110のいずれかのデッキ42〜46へ移動させる。
ここで、ローダ部40内における基板収容体90の移動の流れについて図1の模式図を用いてさらに詳述する。図1に示す例では、最上階層のデッキ42は領域42b,42cを有し、中間階層のデッキ44は領域44b,44cを有し、最下階層のデッキ46は領域46b,46cを有する。また、自動搬送機構18によってローダ部40に供給される基板収容体90は、Z軸方向に異なる階層に位置する領域44a又は領域46aを経由して、デッキ44又はデッキ46に振り分けられる。また、各デッキの基板収容体90は、Z軸方向に異なる階層に位置する領域42d,44d,46dに移動可能となっており、中間階層のデッキ44と同じ階層である領域44dを経由して搬送レーン30に対する基板80の受け渡しを行うことができる。
なお、図1の複数の領域のうち、領域42b〜46b及び42c〜46cは図4の本体部110に設けられ、領域44a及び46aは図4のエレベータ部120に設けられ、領域42d〜46dは図4の基板搬送部130に設けられる。上記各領域には一つの基板収容体90が収容される。
アンローダ部50は、ローダ部40と同じ基板供給ユニットの構成を有していてもよい。この場合、自動搬送機構18が搬送した基板収容体90の振り分け、各デッキ間における基板収容体90の搬送、及び、搬送レーン30に対する基板80の受け渡しは、上記ローダ部40についての説明が当てはまる。
アンローダ部50内における基板収容体90の移動の流れについて図1の模式図を用いてさらに詳述すると、図1に示す例では、最上階層のデッキ52は領域52b,52cを有し、中間階層のデッキ54は領域54b,54cを有し、最下階層のデッキ56は領域56b,56cを有する。また、自動搬送機構18によってアンローダ部50に供給される基板収容体90は、Z軸方向に異なる階層に位置する領域54a又は領域56aを経由して、デッキ54又はデッキ56に振り分けられる。また、各デッキの基板収容体90は、Z軸方向に異なる階層に位置する領域52d,54d,56dに移動可能となっており、中間階層のデッキ54と同じ階層である領域54dを経由して搬送レーン30に対する基板80の受け渡しを行うことができる。
次に、図2に戻りボンディング制御部60について説明する。図2に示すように、ボンディング制御部60は、ボンディング装置1によるボンディングのための必要な処理を制御する。ボンディング制御部60は、第1及び第2ボンディングヘッド20a,20bによるボンディング処理、ウェハ保持部12に保持されるウェハ70の交換処理、並びに、ダイ72、基板80及び基板収容体90の搬送処理を制御することを含む。ボンディング制御部60は、それらの処理に必要な範囲でボンディング装置1の各構成との間で信号の送受信が可能に接続され当該各構成の動作を制御する。
本実施形態においては、ボンディング制御部60は、記憶部62に格納されたマッピング情報に基づいて、ボンディングのための必要な処理を制御する。マッピング情報は、既に説明したウェハ70の各ダイ72におけるグレードに関する情報である。ボンディング制御部60は、搬送レーンに搬送された少なくとも1つの基板80について、第1及び第2ボンディングヘッド20a,20bによって、基板80の全てのダイ72がボンディング完了した場合、当該基板80をダイ実装済基板としてアンローダ部50の基板収容体90に送り、他方、第1及び第2ボンディングヘッド20a,20bによって、基板80の全てのダイ72がボンディング完了していない場合、当該基板80をダイ未実装基板としてローダ部40の基板収容体80に戻すように構成されている。なお、かかる制御の詳細は後述のボンディング方法において説明する。
また、ボンディング制御部60には、制御情報を入力するための操作部(図示しない)と、制御情報を出力するための表示部(図示しない)が接続されており、これにより作業者が表示部によって画面を認識しながら操作部によって必要な制御情報を入力することができるようになっている。なお、ボンディング制御部60は、CPU及びメモリなどを備えるコンピュータ装置であり、メモリ(記憶部62)には予めボンディングに必要な処理を行うためのボンディングプログラムやその他の必要な情報(上記マッピング情報を含む)が格納される。ボンディング制御部60は、後述するボンディング方法に関わる各工程を実行可能に構成されている(例えば各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムを備える)。
次に、図5を参照しつつ本実施形態に係るボンディング方法を説明する。図5は本実施形態に係るボンディング方法を説明するためのフローチャートである。本実施形態に係るボンディング方法は上記ボンディング装置1を用いて行うことができる。
まず、ローダ部40及びアンローダ部50に基板収容体90を供給する(S10)。具体的には、ローダ部40には、ボンディングするために複数の基板80を収容した基板収容体90をロードし、アンローダ部50には、ボンディングを終えた複数の基板80をアンロードするために空の基板収容体90を供給する。基板収容体90は自動搬送機構18によってローダ部40及びアンローダ部50に供給することができる。
次に、ローダ部40の基板収容体90から基板80を搬送レーン30に搬送する(S11)。具体的には、基板収容体90を領域44dに移動させ、領域44dに配置した基板収容体90から少なくとも1つの基板80を搬送レーン30に搬送する。なお、ローダ部40(又はアンローダ部50)への基板収容体90の供給方法(S10)、搬送レーン30への基板80の搬送方法(S11)は、上記ボンディング装置の構成において既に説明した内容を適用することができる。
この間、ウェハローダ部10に収容された複数のウェハ70のうちいずれかのウェハ70を取り出し、ウェハ保持部12に保持させる。既に説明したとおり、ウェハ70に含まれる複数のダイ72は複数のグレード毎に分類されており、かかるグレード毎の分類はマッピング情報としてボンディング制御部60の記憶部62に格納されている。したがって、ボンディング制御部60は、ウェハ保持部12に保持されるウェハ70毎に、当該ウェハ70のマッピング情報を記憶部62から読み出し、マッピング情報に基づいてボンディング制御を行う。
次に、基板80に複数のダイ72をボンディングする(S12)。ボンディング制御部60がマッピング情報に基づいて、搬送レーン30に搬送された基板80のグレード毎に、対応するグレードの複数のダイ72を基板80にボンディングする。この場合、第1及び第2ボンディングヘッド20a,20bによって、搬送レーン30に搬送された複数の基板80を並行してボンディング処理してもよい。第1及び第2ボンディングヘッド20a,20bはそれぞれ同時に又は順番にボンディングしてもよい。また第1及び第2ボンディングヘッド20a,20bは、それぞれ同一のグレードを並行してボンディングしてもよいし、あるいは異なるグレードを並行してボンディングしてもよい。具体的には、搬送レーン30に第1グレードに属する2つの基板84を搬送し、第1及び第2ボンディングヘッド20a,20bによって、第1グレードに属する複数のダイ74を各基板84の複数のダイボンディング領域にボンディングしてもよい。あるいは、搬送レーン30に第1及び第2グレードに属する各基板84,86を搬送し、第1及び第2ボンディングヘッド20a,20bの一方によって、第1グレードに属する複数のダイ74を基板84の複数のダイボンディング領域にボンディングし、第1及び第2ボンディングヘッド20a,20bの他方によって、第2グレードに属する複数のダイ76を基板86の複数のダイボンディング領域にボンディングしてもよい。なお、既に述べたとおり、一つのダイボンディング領域には複数のダイ74を積層させてボンディングしてもよい。
そして、基板80にボンディングされるべき全てのダイ72がボンディングされた場合、当該基板80をアンローダ部50へ送る(S13 YES及びS14)。すなわち、基板80の複数のダイボンディング領域の全てがダイ74で満たされ、基板80がダイ実装済基板と判断される場合、当該基板80をアンローダ部50の領域54dに配置した基板収容体90に収容する。第1及び第2ボンディングヘッド20a,20bによって複数の基板80を並行処理する場合、例えばアンローダ部50側に配置された第2ボンディングヘッド20bに対してダイ実装済基板の生成を優先的に行ってもよい。
他方、基板80にボンディングされるべき全てのダイ72がボンディングされていない場合、当該基板80をローダ部40へ戻す(S13 NO及びS15)。すなわち、基板80の複数のダイボンディング領域にダイ74が全くボンディングされていない又は複数のダイボンディング領域の一部のみにダイ74がボンディングされており、ダイ74のボンディングの余地があるとして、基板80がダイ未実装基板と判断される場合、当該基板80をローダ部40の領域44dに配置した基板収容体90に収容する。
最後に、ボンディングすべき他のダイ72及び基板80が存在するか否かを判断し(S16)、ボンディングすべき他のダイ72及び基板80が存在すると判断した場合、ステップS11に戻る(S16 YES)。このときボンディング制御部60は、ウェハ保持部12に保持されたウェハ70に含まれる全てのダイ74のボンディングを終えた場合、当該ウェハ70を処理済みウェハとしてウェハローダ部10に戻し、ウェハローダ部10から他のウェハ70をウェハ保持部12に送る。このようにして、ウェハローダ部10に収容された複数のウェハ70の全てのダイ72のボンディングが終了し、ボンディングすべき他のダイ72及び基板80が存在しないと判断した場合、本実施形態に係るボンディング方法を終了する(S16 NO)。
以上のとおり、本実施形態によれば、基板供給ユニット(ローダ部40又はアンローダ部50)の本体部110が3階層以上の複数のデッキ42〜46から構成され、本体部110に隣接して設けられたエレベータ部120及び基板搬送部130によって各デッキ42〜46に対する基板収容体90の供給及び搬送が設けられている。これにより装置全体を比較的コンパクトな構成とすることができる。また例えばOHTを用いた処理や、複数のグレード毎に分類されたダイをそれぞれ対応する基板にボンディングする処理などにも適用することができるため、処理態様の自由度が高い基板供給ユニット及びボンディング装置を提供することができる。
図6及び図7は本発明の実施形態の変形例に係る基板供給ユニットを説明するための図である。上記実施形態では、エレベータ部において外部から基板収容体を受け取り、本体部の最上階層に位置するデッキにおいて外部へ基板収容体を排出する構成を説明したが、本変形例では、エレベータ部において、基板収容体の受け取り、かつ、基板収容体を排出する。本変形例に係る基板供給ユニットは、図6に示すようにローダ部140及びアンローダ部150の両者に適用してもよく、あるいはいずれか一方に適用してもよい。以下、ローダ部140を例として上記実施形態と異なる点を説明する。
図7に示すように、ローダ部(基板供給ユニット)140は、Z軸方向にそれぞれ異なる位置に設けられた3階層以上の複数のデッキ42,44,46から構成された本体部210と、本体部210のY軸方向の一方側に隣接して配置されたエレベータ部220と、本体部210のY軸方向の他方側に隣接して配置された基板搬送部230とを備える。本変形例では、最上階層のデッキ42が基板収容体90を外部へ排出するためのデッキとして用いられるものではない点を除いて、本体部210の各デッキ42〜46は既に説明した内容を適用することができる。また、エレベータ部220がエレベータ機構222及びデッキ224を有し、また、基板搬送部230がエレベータ機構232、クランプ234及びY軸駆動機構236を有する点は、既に説明したエレベータ部120及び基板搬送部130と同様である。
本変形例では、エレベータ部220が、外部から基板収容体90を受け取る機能及び外部へ基板収容体90を排出する機能を兼用する。そのため、自動搬送機構18に対して位置決めを行うためのオフセット手段226を、エレベータ部220のデッキ224に集約することができる。オフセット手段226は、図6に示すように、自動搬送機構18の走行方向(すなわちレーン17のX軸方向)の前後の両方向に基板収容体90を位置決めする。具体的には、オフセット手段226は、X軸正方向及びX軸負方向の両側から基板収容体90を押出可能であるX軸方向押出機構を有する。これによれば、オフセット手段226をエレベータ部220に設けることによって、自動搬送機構18に対する円滑かつ正確な供給及び排出を行うことができるため、装置全体を簡易かつコンパクトにすることができる。
なお、本変形例に係る基板供給ユニットを用いたボンディング方法では、基板収容体90を自動搬送機構18へ排出するときに本体部210の最上階層のデッキ42の基板収容体90をエレベータ部220に移動させることを追加して行えばよい。
以上のとおり、本変形例ではさらに装置全体を簡易かつコンパクトにすることができる。
本発明は、上記実施形態に限定されることなく種々に変形して適用することが可能である。
上記実施形態では、ダイ72の裏面が基板80に対向するようにダイ72を基板80にダイボンディングする態様を説明したが、本発明においてはダイの集積回路パターンが形成された表面を基板に対向する向きにボンディングしてもよい。すなわち、ダイを基板にフェースダウンボンディングしてもよい。
また、上記実施形態では第1及び第2ボンディングヘッド20a,20bによってボンディングする態様を説明したが、本発明においてはボンディングヘッドは1つでもよいし、あるいは、3つ以上のボンディングヘッドを適用してもよい。
また、上記実施形態では単一の搬送レーンを用いる態様を説明したが、本発明においては複数の搬送レーンの適用を妨げるものではなく、例えばウェハのグレードの数が3以上であれば2つの搬送レーンを適用してもよい。これによれば、グレードの数の割にはボンディング装置の大型化を抑えることができる。
また、上記実施形態ではウェハのダイのグレードの数が2つである態様を説明したが、例えば3以上であってもよい。
なお、基板は複数のダイがボンディングされた後にそれぞれ個片に切断されるものを用いてもよいし、あるいは、基板における複数のダイがボンディングされる領域はボンディング前に予め個々の部材に分離されていてもよい。
上記発明の実施形態を通じて説明された実施の態様は、用途に応じて適宜に組み合わせて、又は変更若しくは改良を加えて用いることができ、本発明は上述した実施形態の記載に限定されるものではない。そのような組み合わせ又は変更若しくは改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
1…ボンディング装置
10…ウェハローダ部
12…ウェハ保持部
14…ピックアップツール
16…中間ステージ
17…レーン
18…自動搬送機構
20a…第1ボンディングヘッド
20b…第2ボンディングヘッド
21…Z軸駆動機構
22…ボンディングツール
24…撮像部
26…XYテーブル
30…搬送レーン
40…ローダ部
42…デッキ
44…デッキ
46…デッキ
50…アンローダ部
52…デッキ
54…デッキ
56…デッキ
60…ボンディング制御部
70…ウェハ
72…ダイ
74…ダイ(第1グレード)
76…ダイ(第2グレード)
80…基板
84…基板(第1グレード)
86…基板(第2グレード)
90…基板収容体
94…基板収容体(第1グレード)
96…基板収容体(第2グレード)

Claims (11)

  1. 高さ方向のそれぞれ異なる位置に設けられた3階層以上の複数のデッキから構成され、各デッキが前記高さ方向に直交する奥行方向に配列される複数の基板収容体を収容する、本体部と、
    前記本体部における前記奥行方向の一方側に隣接して配置され、いずれかのデッキに前記基板収容体を供給するように前記基板収容体を前記高さ方向に上下に移動させるエレベータ部と、
    前記本体部における前記奥行方向の他方側に隣接して配置され、いずれかのデッキから前記基板収容体を取り出し、かつ、当該基板収容体に収容される基板をボンディング用搬送レーンへ搬送する基板搬送部と
    を備えた、基板供給ユニット。
  2. 前記エレベータ部が、製造設備における所定のレーンに従って走行する自動搬送機構を介して、外部から前記基板収容体を受け取る、請求項1記載の基板供給ユニット。
  3. 前記エレベータ部が、製造設備における所定のレーンに従って走行する自動搬送機構を介して、外部へ前記基板収容体を排出する、請求項1記載の基板供給ユニット。
  4. 前記エレベータ部が、前記基板収容体の位置決めを行うオフセット手段を有する、請求項2記載の基板供給ユニット。
  5. 前記複数のデッキのうち前記高さ方向の最上階層に位置するデッキが、前記自動搬送機構を介して、外部へ前記基板収容体を排出する、請求項2記載の基板供給ユニット。
  6. 前記自動搬送機構は、OHT(Overhead Hoist Transfer)を含む、請求項2記載の基板供給ユニット。
  7. 前記基板は、複数のグレード毎に分類されたダイのうち、同一のグレードに属する複数のダイがボンディングされるものであり、
    前記各基板収容体は、同一のグレードに属する複数の基板を収容する、請求項1記載の基板供給ユニット。
  8. 前記グレードは、少なくとも第1グレード及び第2グレードを含み、
    前記本体部の前記複数のデッキは、
    前記第1グレードに属する基板収容体を収容する第1グレード専用デッキと、
    前記第2グレードに属する基板収容体を収容する第2グレード専用デッキと、
    前記第1グレード又は前記第2グレードに属する基板収容体を収容する共用デッキと
    を含む、請求項7記載の基板供給ユニット。
  9. 前記共用デッキは、前記高さ方向の最上階層に位置する、請求項8記載の基板供給ユニット。
  10. 前記ボンディング用搬送レーンは、前記高さ方向及び前記奥行方向のそれぞれに直交する幅方向に延在する、請求項1記載の基板供給ユニット。
  11. 複数のグレードに区分される複数のダイを有するウェハを保持するウェハ保持部と、
    前記ウェハ保持部から搬送された前記ダイを基板にボンディングするボンディングヘッドと、
    前記ボンディングヘッドによってボンディングするために前記基板を搬送する搬送レーンと、
    前記搬送レーンの一方端に設けられたローダ部と、
    前記搬送レーンの他方端に設けられたアンローダ部と、
    前記ウェハにおける複数のグレード毎にダイを分類したマッピング情報に基づいて、前記ウェハの前記各ダイを当該ダイのグレードに対応する前記基板にボンディングするボンディング制御部と
    を備え、
    前記ローダ部及び前記アンローダ部の少なくとも一方が、請求項1から10のいずれか一項に記載の基板供給ユニットから構成された、ボンディング装置。
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