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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