WO2018003519A1

WO2018003519A1 - 実装装置および実装方法

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Publication number: WO2018003519A1
Application number: PCT/JP2017/022117
Authority: WO
Inventors: 寺田　勝美; 雅史千田; 祐樹真下
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2016-06-28
Filing date: 2017-06-15
Publication date: 2018-01-04
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Abstract

シリコンウェハ等の基板に仮固定された半導体チップを熱圧着するのに際して、基板外周部付近に仮固定された半導体チップに至るまで均一な条件で熱圧着を行うことができる実装装置を提供すること。具体的には、半導体チップを基板に加圧する押圧面を有するボンディングヘッドと、前記押圧面によって加圧される領域を、前記基板の裏面から支持するバックアップステージと、前記基板の周縁部を保持部を用いて部分的に把持する基板把持手段とを備え、前記基板把持手段が前記基板を把持する前記保持部の位置を変更する機能を有する実装装置を提供する。

Description

実装装置および実装方法

　本発明は、実装装置および実装方法に関する。詳しくは、基板上に複数の半導体チップを熱圧着して実装する実装装置および実装方法に関する。

　半導体実装分野において、高密度化への要望から、三次元実装であるチップオンウェハ工法（以下「ＣＯＷ工法」と記す）への注目が集まっている。ＣＯＷ工法は、分割して半導体チップになる電子部品が作り込まれたウェハ上に、半導体チップを接合して実装する工法であり、図１０のように（ウェハ上面が図１０（ａ）、このＡ－Ａ断面図が図１０（ｂ））、一枚のウェハを基板Ｗとして多数の半導体チップＣを実装するものである。

　このように、多数の半導体チップＣを基板Ｗ上に実装するのに際して、図１１（ａ）のように未硬化の熱硬化性接着剤Ｒを介して半導体チップＣを基板Ｗ上に仮固定してから熱圧着を行い、熱硬化性接着剤Ｒを硬化（図１１（ｂ））するプロセス（以下「仮本分割プロセス」と記す）が用いられる（特許文献１）。この仮本分割プロセスでは、図１２に示す例のように複数の半導体チップＣを同時に熱圧着する（図１２の例では押圧面７１Sが最大４個の半導体チップＣを熱圧着可能）ことも可能である。このため、半導体チップＣを１つずつ所定箇所に配置して熱圧着する場合に比べて、全体としてのタクトタイムが短縮できる。

　仮本分割プロセスにおいては、図１０のように、基板Ｗ上に実装すべき半導体チップＣを全て仮固定してから、図１３に一例を示す実装装置１００において、吸着ステージ１０４に保持された基板Ｗ上の半導体チップＣをボンディングヘッド７により熱圧着を行うのが一般的である。しかし、図１３の実装装置１００においてウェハのように比較的面積の大きな基板Ｗを対象とする場合、基板Ｗを平面内で（Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向を回転軸とするθ方向に）移動させるＸＹθテーブル１０３の大型化が必要になる。このため、基板Ｗの面内位置によって吸着ステージ１０４の剛性に差異が生じることになったり、ステージ表面に僅かな傾斜を生じることがあり、ボンディングヘッド７で熱圧着を行う際に半導体チップＣが位置ズレを起こすことがある。

　このような位置ズレ対策として、ＸＹθテーブル１０３の剛性を上げることも考えられるが、重量が増すため、精密な位置合わせを迅速に行うことが出来なくなるので好ましくない。

　一方、最近では、図１４に示すような実装装置２００が出現している（特許文献２）。実装装置２００では、ボンディングヘッド７の押圧面によって加圧される領域を基板Ｗの裏面から支持するバックアップステージ４をボンディングヘッド７の直下に配置し、基板ＷはＸＹθ可動機構３に配置された基板把持手段２０８によって位置調整される。なお、実装装置２００では、ＸＹθ可動機構３のＸ方向可動部３ｂ、Ｙ方向可動部３ａおよびθ方向可動部３Ｃは中抜き構造となっており、基台２にバックアップステージ４を固定することができる。

　図１４の実装装置２００で、基板Ｗは、ＸＹθ可動機構３に配置された基板把持手段２０８に周囲を把持されてバックアップステージ４に対して相対的に移動する。その様子を、断面図として説明しているのが図１５および図１６である。図１５（ａ）は、アタッチメントツール７１によって形成される、ボンディングヘッド７の押圧面と同じ領域を基板Ｗ裏面からバックアップステージが４が支持した状態であり、ボンディングヘッド７による熱圧着前を示している。次に、図１５（ｂ）のようにボンディングヘッド７が下降して、押圧領域にある半導体チップＣを熱圧着する。その後、ボンディングヘッド７による熱圧着が終了すると、ボンディングヘッド７は上昇し、基板把持手段２０８により、基板Ｗを上昇させて基板Ｗの裏面をバックアップステージ４から離す（図１５（ｃ））。基板Ｗの裏面がバックアップステージ４から離れたことから、ＸＹθ可動機構３の駆動により基板把持手段２０８に把持された基板Ｗを水平方向に移動させることができるので、次に熱圧着する半導体チップＣをボンディングヘッド７とバックアップステージ４の間に位置合わせする（図１６（ｄ））。それから、基板把持手段２０８は基板Ｗの裏面がバックアップステージ４に密着する位置に下げ、図１５（ａ）と同様な熱圧着を行う準備段階となる（図１６（ｅ））。

特開２０１５－１７０６４６号公報特願２０１６－０６７９９０号

　図１４のような実装装置２００では、基板把持手段２０８は基板Ｗの周囲を把持しているが、基板Ｗの外周部付近に仮固定された半導体チップＣを熱圧着しようとすると、バックアップステージ４に基板把持手段２０８が干渉して熱圧着できなくなる。例えば、図１６（ｆ）の状態で熱圧着した後に基板Ｗを右側に（移動ピッチである半導体チップ２チップ分）移動しようとしても、バックアップステージ４に基板把持手段２０８が干渉してしまう。このため、バックアップステージ４と基板把持手段２０８が干渉する位置にある半導体チップＣを熱圧着することが出来なくなる。そこで、バックアップステージ４と基板把持手段２０８が干渉するような、基板Ｗ外周部付近には半導体チップＣを仮固定しないという対策も考えられるが、基板Ｗの利用効率が低下して好ましくない。

　本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、シリコンウェハ等の基板に仮固定された半導体チップを熱圧着するのに際して、基板外周部付近に仮固定された半導体チップに至るまで均一な条件で熱圧着を行うことができる実装装置および実装方法を提供するものである。

　上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
基板に半導体チップを熱圧着する実装装置であって、
半導体チップを基板に加圧する押圧面を有するボンディングヘッドと、前記押圧面によって加圧される領域を、前記基板の裏面から支持するバックアップステージと、前記基板の周縁部を保持部を用いて部分的に把持する基板把持手段とを備え、
前記基板把持手段が前記基板を把持する前記保持部の位置を変更する機能を有する実装装置である。

　請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の実装装置であって、
前記基板把持手段が前記保持部の位置を周縁に沿って移動させて、前記基板を把持する位置を変える機能を有した実装装置である。

　請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の実装装置であって、
前記基板把持手段が、前記保持部を複数有し、複数の保持部の一部のみに前記基板の周縁部を把持させ、他の保持部は前記基板の周縁部から退避させる機能を有する実装装置である。

　請求項４に記載の発明は、
基板に仮固定された半導体チップを熱圧着する実装方法であって、
前記半導体チップを加熱圧着するボンディングヘッドと、前記ボンディングヘッドと一対となって前記基板を裏面から支持するバックアップステージを用い、
前記基板の周縁部を部分的に把持する基板把持手段によって前記基板を移動させながら、前記基板上に半導体チップを順次熱圧着する過程において、
前記基板把持手段が基板を把持する位置の変更を少なくとも１回行う実装方法である。

　本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、シリコンウェハ等の基板に仮固定された半導体チップを熱圧着するのに際して、基板外周部付近に仮固定された半導体チップに至るまで均一な条件で熱圧着を行うことができる。

本発明の実施形態に係わる実装装置の構成を示す図である。本発明の実施形態に係わる基板を把持するに際して（ａ）対向配置した一対の保持部で把持した状態、（ｂ）一対の保持部のを異なる位置で把持した状態を示す図である。本発明の実施形態に係わる基板把持手段の動作で、基板を把持する保持部の位置を変更する様子を示す図である。本発明の実施形態に係わる基板把持手段の、（ａ）外観を示す図であり、（ｂ）内部構成要素を示す図である。本発明の基板把持手段の構成要素を説明する断面図である。本発明の実施形態に係わる基板把持手段の状態であり、（ａ）熱圧着が行える状態、（ｂ）基板を移動可能な状態、（ｃ）基板把持位置を変更可能な状態、を示す図である。本発明の実施形態に係わる吸気手段を有する基板把持手段の状態であり、（ａ）熱圧着が行える状態、（ｂ）基板を移動可能な状態、（ｃ）基板把持位置を変更可能な状態、を示す図である。本発明の実施形態に係わる基板把持手段の構成が異なる例を示す図である。本発明の実施形態に係わる基板把持手段の構成が異なる例で、基板を把持する保持部の位置を変更する様子を示す図である。シリコンウェハ基板上に多数の半導体チップが仮固定されている状態の（ａ）上面、（ｂ）断面を示す図である。基板上に熱硬化性接着剤で半導体チップを、（ａ）仮固定した状態、（ｂ）熱圧着した状態、の断面を示す図である。基板上に仮固定された半導体チップを複数個同時に熱圧着する例を示す図である。従来の実装装置の構成を示す図である。熱圧着領域を基板裏面から支持するバックアップステージを備えた実装装置の構成を示す図である。熱圧着領域を基板裏面から支持するバックアップステージを備えた実装装置の動作を説明する図であり、（ａ）熱圧着前の状態、（ｂ）熱圧着時の状態、（ｃ）熱圧着後の状態である。熱圧着領域を基板裏面から支持するバックアップステージを備えた実装装置の動作を説明する図であり、（ｄ）基板を水平移動した後の状態、（ｅ）その後の熱圧着前の状態、（ｆ）基板を水平移動することが困難な状態である。

　本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
まず、図１に示した本発明に係わる一実施形態である実装装置１について説明する。図１の説明において、図の左右方向をＸ軸方向、これに直交する奥行き方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向、Ｚ軸を中心として回転する方向をθ方向として説明する。

　実装装置１は、図１０に示したような、基板Ｗに仮固定された半導体チップＣを熱圧着するものである。本実施形態において、基板Ｗとしてシリコンウェハを想定しているが本発明の対象はこれに限定されるものではなく、非シリコン系半導体、セラミックスおよびガラスエポキシ等を材質とする基板であっても良い。

　実装装置１は、基板Ｗ上に仮固定された半導体チップＣを、図１２に例示したのと同様に、複数個づつ同時に熱圧着することが可能なものであり、基台２、ＸＹθ可動機構３、バックアップステージ４、フレーム５、圧着ユニット６、ボンディングヘッド７および基板把持手段８を備えている。

　基台２は実装装置１を構成する主な構造体であり、ＸＹθ可動機構３、バックアップステージ４およびフレーム５を支持している。

　ＸＹθ可動機構３は、基板把持手段８によって把持された基板Ｗを（基板Ｗ面方向の）任意の位置に移動させるものである。図１の実装装置１においては、基台２に対しＹ方向に移動可能なＹ方向可動部３ａを設け、Ｙ方向可動部３ａ上にＸ方向可動部３ｂを設け、Ｘ方向可動部３ｂ上にθ方向可動部３ｃを設けた構成となっているが、これに限定されるものではなく、Ｘ、Ｙおよびθの各方向の位置調整が可能な構成であれば良い。ただし、ＸＹθ可動機構３の可動範囲内において、ＸＹθ可動機構３がバックアップステージ４に接触しない構造である必要がある。

　バックアップステージ４は、ボンディングヘッド７により基板Ｗ上の半導体チップＣを熱圧着する際に半導体チップＣが仮固定されていない裏面から基板Ｗを支持するものであり、図示しない吸着機構により基板Ｗを吸着保持する機能を備えていることが望ましい。バックアップステージ４はヒータを内臓していてもよい。このヒータは、ボンディングヘッド７による熱圧着時に基板Ｗ側から加熱を行うものである。　

　バックアップステージ４の上面は、ボンディングヘッド７によって押圧される領域を支持する形状である必要があるが、広すぎると他の構成要素との干渉が起こりやすいので好ましくない。このような形状にすることにより、ボンディングヘッド７の押圧面とバックアップステージ４の上面は一対を成すことになるので、基板Ｗの位置とは無関係に同一の平行度で加圧を行うことができる。また、熱圧着を行なう際に基板Ｗを保持する面はバックアップステージ４のみとなるので、ボンディングヘッド７とバックアップステージ４で加熱された状態で、基板Ｗの加熱面から基板Ｗ周辺への熱伝導は一定となり、基板Ｗ面内のどの位置でも安定した熱圧着が可能となる。

　フレーム５は、圧着ユニット６を支持するものである。図１の実装装置１において、支持フレーム５は門型形状としている。これは、圧着ユニット６による加圧力が大きな場合にも適しているためである。

　圧着ユニット６は、ボンディングヘッド７をＺ軸方向に移動させるものである。圧着ユニット６は、図示しないサーボモータとボールねじとから構成される。圧着ユニット６は、サーボモータによってボールねじを回転させることによりボールねじの軸方向の駆動力を発生するように構成されている。圧着ユニット６は、ボールねじの軸方向がバックアップステージ４の上面に対して垂直なＺ軸方向になるように支持フレーム５に取り付けられている。つまり、圧着ユニット６は、Ｚ軸方向の駆動力（加圧力）を発生できるように構成されている。圧着ユニット６は、サーボモータの出力を制御することによりＺ軸方向の加圧力を任意に設定できるように構成されている。なお、本実施形態において、圧着ユニット６は、サーボモータとボールねじの構成としたが、これに限定されるものではなく、空圧アクチュエータ、油圧アクチュエータやボイスコイルモータから構成してもよい。

　ボンディングヘッド７は、圧着ユニット６の駆動力を半導体チップＣに伝達するとともに、半導体チップＣを加圧して熱圧着を行うものである。ボンディングヘッド７には、半導体チップＣを加熱するためのヒータが内臓されている。またボンディングヘッド７の先端部には図１５に示したようなアタッチメントツール７１が設けられており、アタッチメントツール７１によって形成される押圧面７１Ｓは、複数の半導体チップＣを同時に加圧する形状を有している。

　ボンディングヘッド７は、圧着ユニット６を構成している図示しないボールねじナットに取り付けられている。つまり、ボンディングヘッド７は、バックアップステージ４と平行に対向するように配置されている。すなわち、ボンディングヘッド７は圧着ユニット６によってＺ軸方向に移動されることで、バックアップステージ４に近接する。

　基板把持手段８は、ＸＹθ可動機構３に設けられ、基板Ｗの周縁部を保持部８０により部分的に把持するものである。基板把持手段８に把持された基板Ｗは、ＸＹθ可動機構３によって任意な位置に移動し、Ｚ軸を中心に回転させることができる。このような動作により、ボンディングヘッド７とバックアップステージ４によって押圧される領域に、熱圧着対象の半導体チップCのＸＹ位置およびθ方向が合うよう、基板Wが配置される。なお、熱圧着対象の半導体チップＣをボンディングヘッド７と位置合わせするのに際して、図示していないが、２視野カメラ等の画像認識手段を用いることが望ましい。

　基板把持手段８を構成する保持部８０は、基板Ｗの周縁部を部分的に把持するものであり、保持部８０は１個でも良いが、安定的に把持するためには複数個設けることが望ましい。また、保持部８０は基板Ｗを確実に把持するために、吸着機能を備えていることが望ましいが、マイクロ吸盤や粘着物質により把持力を増す構成としてもよい。

　その例を図２（ａ）および図２（ｂ）に示す。図２（ａ）はＸ方向に対向した保持部８０Ｘ１と保持部８０Ｘ２により基板Ｗを把持した状態を示し、図２（ｂ）はＹ方向に対向した、保持部８０Ｙ１と保持部８０Ｙ２により基板Ｗを把持した状態を示すものである。ここで、保持部８０Ｘ１、保持部８０Ｘ２、保持部８０Ｙ１、保持部８０Ｙ２は、基板Ｗの周縁部を把持する保持部８０として機能するものである。

　ところで、基板Ｗの周縁部を把持する保持部８０を用いたとしても、バックアップステージ４と保持部８０が干渉するケースがある。例えば、図２（ｂ）のように保持部８０Ｙ１と保持部８０Ｙ２で基板Ｗを把持した場合、領域Ａ１（領域Ａ３）に仮固定されている半導体チップＣを熱圧着しようとすると、バックアップステージ４と保持部８０Ｙ１（保持部８０Ｙ２）が干渉する箇所がある。一方、図２（ａ）のように保持部８０Ｘ１と保持部８０Ｘ２で基板を把持した場合も、基板Ｗ外周部付近の半導体チップＣを熱圧着しようとすると、バックアップステージ４と保持部８０Ｘ１（保持部８０Ｘ２）が干渉することがある。

　ところが、図２（ｂ）で保持部８０Ｙ１または保持部８０Ｙ２とバックアップステージ４が干渉する可能性のあった領域Ａ１および領域Ａ３は、図２（ａ）のように保持部８０Ｘ１と保持部８０Ｘ２で基板Ｗを把持すれば、バックアップステージ４が保持部８０Ｘ１および保持部８０Ｘ２と干渉することなく、半導体チップＣを熱圧着することができる。また、図２（ｂ）の保持部配置であれば、Ａ２の領域内でバックアップステージ４が保持部８０Ｙ１と保持部８０Ｙ２の何れとも干渉することなく、半導体チップＣを熱圧着することができる。すなわち、基板Ｗの半導体チップＣを熱圧着する過程において、基板Ｗを把持する保持部８０の位置を変更することにより、基板外周部付近に仮固定されたものに至るまでの全ての半導体チップＣの熱圧着することが可能になる。しかも、ボンディングヘッド７の押圧面とバックアップステージ４の面形状は１対１で対応しているので、基板Ｗ内の仮固定位置に係わらず、同一の平行度で熱圧着を行うことができる。

　なお、図２においては、２つの保持部８０を対向するよう配置して、基板Ｗを把持する位置を１回変更することで、基板Ｗの全ての半導体チップＣを熱圧着することを可能としているが、保持部８０の数および基板Ｗを把持する位置の変更回数はこれに限定されるものではない。基板Ｗが大きければ３個以上の保持部８０が基板Ｗを同時に把持しても良く、基板Ｗ把持する位置の変更は２回以上でもよい。また、基板Ｗを同時に把持する保持部８０の一部のみを位置変更しても良い。

　次に、本実施形態において、図２のように対向配置した保持部８０が基板Ｗを把持する位置を変更する機構の一例について説明する。図３（ａ）は、リング８Ｒの内側に保持部８０として機能する保持部８０Ａおよび保持部８０Ｂが形成されたものである。図３（ａ）の状態では、図２（ａ）の保持部８０Ｘ１に保持部８０Ａが相当し、保持部８０Ｘ２に保持部８０Ｂが相当しているが、８０Ｒが回転することで図３（ｂ）のようになり、保持部８０Ａが図３（ｂ）の保持部８０Ｙ１（または保持部８０Ｙ２）に相当し、保持部８０Ｂが保持部８０Ｙ２（または保持部８０Ｙ１）に相当するようになる。

　ところで、保持部８０Ａおよび保持部８０Ｂが基板Ｗを把持した状態でリング８Ｒが回転すると基板Ｗも回転してしまうが、本実施形態では基板Ｗは回転させずにリング８Ｒを回転させ、保持部８０Ａおよび保持部８０Ｂによる把持位置を変える機構となっている。そこで、その具体的な構成および動作の一例について、図４から図６を用いて説明する。

　図４（ａ）はＸ方向可動部３ｂ上に配置された、保持部８０Ａおよび保持部８０Ｂを有するリング８Ｒの外観を示す図であり、図４（ｂ）はリング８ＲとＸ方向可動部３ｂの間にある構成要素を示す透視図である。

　図４（ｂ）において、Ｘ方向可動部３ｂ上に高さ調整機構８１が複数固定配置され、高さ調整機構８１はピン８１Ｐの高低による高さ調整が可能である。また、リング８Rには、ピン８３Pが複数個固定されている。このピン８３Pは、図５に周辺部の断面図を示すように、θ方向可動部３ｃに固定された筒部８３に対して上下方向に摺動可能に設けられている。また、ピン８３Pは、Ｘ方向可動部３ｂ上に固定配置された高さ調整機構８２のピン８２Ｐにより、下から突上げられるように配置されている。

　ここで、高さ調整機構８１および高さ調整機構８２は、高さが「高」か「低」の何れかに固定されるものである。また、θ方向可動部３ｃは回転体３Ｒの駆動により回転角（θ方向）の調整が可能になっている。なお、図４（ｂ）において回転体３Ｒは円柱形状になっているが、歯車によってθ方向可動部３ｃの回転角を調整するギア機構であってもよい。

　図４の構成を、バックアップステージ４を含めて、Ｙ方向から見た断面図としたものが図６であり、図６（ａ）から図６（ｃ）は動作状態の違いを示している。

　図６（ａ）は熱圧着動作が行える状態を示したものであり、高さ調整機構８１が「高」で、高さ調整機構８２が「低」となっており、リング８Ｒを高さ調整機構８１が支え、保持部８０Ａおよび保持部８０Ｂが基板Ｗを把持した状態である。この状態で基板Ｗの裏面は、バックアップステージ４の高さとなる。すなわち、基板Ｗはバックアップステージ４に支持された状態となり、ボンディングヘッド７の下降により熱圧着が行える。
図６（ｂ）は、基板Ｗが水平移動可能な状態を示したものであり、高さ調整機構８２が「高」で、高さ調整機構８１が「高」となっており、リング８Ｒを高さ調整機構８２がピン８３Ｐを介してが支え、保持部８０Ａおよび保持部８０Ｂが基板Ｗを把持した状態である。この状態では基板Ｗの裏面は、バックアップステージ４上面より高くなる。このため、ボンディングヘッド７が上昇した状態であるならば、保持部８０Ａおよび保持部８０Ｂに基板Ｗは把持されているので、Ｙ方向可動部３ａとＸ方向可動部３ｂによる水平移動に伴って、保持部８０Ａおよび保持部８０Ｂに把持された基板Ｗを水平移動させることができる。なお、図６（ａ）の状態でバックアップステージ４が基板Ｗを吸着保持している場合は、吸着を解除してから、図６（ｂ）の状態に移行する必要がある。また、図６（ｂ）では高さ調整機構８１が「高」となっているが、高さ調整機構８２が「高」の状態であれば、高さ調整機構８１は「低」でもよい。

　図６（ｃ）は、リング８Ｒが回転可能な状態を示したものであり、高さ調整機構８１、高さ調整機構８２がともに「低」の状態で、リング８Ｒは高さ調整機構８１に支持されず、高さ調整機構８２のピン８２Ｐの先端は、リング８０Ｒに固定されたピン８３Ｐに接触していない。このため、リング８０Ｒは、Ｙ方向可動部３ｂとの機械的接続が解除され、θ方向可動部３ｃ上に固定された状態となる。この状態では、バックアップステージ４に支持される基板Ｗよりリング８Ｒが低くなっており、保持部８０Ａおよび保持部８０Ｂともに基板Ｗを把持していない。このため、固定状態の基板Ｗに対し、θ方向可動部３ｃの駆動によりリング８Ｒが回転して、保持部８０Ａおよび保持部８０Ｂの位置が基板Ｗの縁に沿って動く。リング８Ｒが所定角度（例えば９０°）回転した段階でθ方向可動機構３ｃを停止すれば、図３（ａ）から図３（ｂ）のような位置変化となる。ここで、回転後にも、ピン８３Ｐの直下に高さ調整機構８２が存在するように、Ｙ方向可動部３ｂ上に高さ調整機構８２を複数配置しておく必要がある。

　なお、リング８Ｒの回転を行う際、基板Ｗはバックアップステージ４のみによって保持される。このため、図６（ｃ）の状態にする際は、バックアップステージ４が基板Ｗの重心直下付近となるように、図６（ｂ）の状態から基板Ｗの位置調整を行うことが望ましい。また、リング８Ｒを回転させる際には、バックアップステージ４が基板Ｗを吸着保持することが望ましい。

　図６（ｃ）の状態でリング８Ｒを所定角度回転させた後は、高さ調整機構８１を「高」にすれば、保持部８０Ａおよび保持部８０Ｂの位置が変更された状態で基板Ｗを把持することができる。

　なお。図６において、保持部８０Ａおよび保持部８０Ｂが基板Ｗを把持する際に、マイクロ吸盤機構や粘着物質を用いて把持力を強めることが望ましいが、図７のようにリング８Ｒ内に吸気手段９に連通する吸気ライン８Ｌを設けてもよい。吸気ライン８Ｌを用いることで、図７（ａ）および図７（ｂ）のように保持部８０Ａおよび保持部８０Ｂが基板Ｗを把持する際に吸着力を強める一方で、吸気手段９の機能を停止することで、図７（ｃ）の状態に移行する際の保持部８０Ａおよび保持部８０Ｂによる把持を容易に解除することも可能になる。

　本実施形態において、便宜的に保持部８０Ａと保持部８０Ｂと記したが、何れも同じ形状であっても良いが、異なる形状であっても良い。また、本実施形態において、保持部８０Ａおよび保持部８０Ｂを含むリング８Ｒ、高さ調整機構８１、高さ調整機構８２およびピン８３Ｐ等によって基板把持手段８は構成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、高さ調整機構８２として、位置制御可能な１軸の駆動手段を用いることで基板Ｗを把持する高さを微調整する構成とすれば高さ調整機構８１を不要とすることも可能である。

　更に、図４では一組の保持部８０を移動させて把持位置を変更させる構成としているが、別な構成として、複数組の保持部８０から、基板を把持する保持部８０の組み合わせを変える構成としてもよい。

　その一例を図８および図９を用いて説明する。図８では、基板把持手段８は保持部８０ａ、保持部８０ｂ、保持部８０ｃおよび保持部８０ｄの４つの保持部８０を有するものである。図９は、この４つの保持部８０を、保持部８０ａと保持部８０ｂの組み合わせと、保持部８０ｃと保持部８０ｄの組合わせに分け、図２のように基板Ｗの把持位置を変更するものである。この構成においては、基板把持手段８は保持部８０（保持部８０ａ～保持部８０ｄ）の高さ調整機能とともに、基板Ｗを把持しない保持部８０（保持部８０ａと保持部８０ｂの組み合わせ、または保持部８０ｃと保持部８０ｄの組み合わせの何れか）を基板Ｗ周縁部から退避させる機能を有している必要がある。なお、図８のように４つの保持部８０を有する場合において、基板Ｗを同時に把持する保持部８０の組合わせは図９に限定されるものではなく、保持部８０ａと保持部８０ｃの組み合わせと、保持部８０ｂと保持部８０ｄの組合わせであってもよい。図８のような構成にすることにより、図１におけるθ方向可動部３ｃを省くことも可能となる。

　なお、図４および図８の何れの構成においても、ボンディングヘッド７とバックアップステージ４に対する基板Ｗ上の半導体チップＣの位置関係は、水平回りの回転方向を変えずに熱圧着出来るので、ボンディングヘッド７やバックアップステージ４に複雑な回転機構が不要となり、剛性も高められる。

　以上の実施形態で説明したように、本発明を用いることにより、基板に仮固定された半導体チップを熱圧着するのに際して、基板外周部付近に仮固定された半導体チップに至るまで均一な条件で熱圧着を行うことができる。

　ところで、ここまでは、基板に仮固定された半導体チップを熱圧着する仮本分割プロセスを前提として説明してきたが、本発明はボンディングヘッドが１つ１つの半導体チップを基板の所定箇所に配置して熱圧着まで行うプロセス（以下「一貫プロセス」と記す）においても有効である。すなわち、半導体チップを基板に加圧する押圧面を有するボンディングヘッドと、押圧面によって加圧される領域を基板の裏面から支持するバックアップステージの組み合わせで実装を行うのであれば、一貫プロセスにおいても基板把持手段とバックアップステージの干渉は課題として存在し、本発明によって解決される。

　　　１　　　　　実装装置
　　　２　　　　　基台
　　　３　　　　　ＸＹθ可動機構
　　　３ａ　　　　Ｙ方向可動部
　　　３ｂ　　　　Ｘ方向可動部
　　　３θ　　　　θ方向可動部　
　　　４　　　　　バックアップステージ
　　　５　　　　　フレーム
　　　６　　　　　圧着ユニット
　　　７　　　　　ボンディングヘッド
　　　８　　　　　基板把持手段
　　　　　　８Ｒ　　　　リング　
　　　９　　　　　吸気手段
　　８０、８０Ａ、８０Ｂ、８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ、８０Ｘ１、８０Ｘ２、８０Ｙ１、８０Ｙ２　　　　　保持部
　　８１　　　　　高さ調整機構
　　８１Ｐ　　　　ピン
　　８２　　　　　高さ調整機構　
　　８２Ｐ　　　　ピン
　　８３Ｐ　　　　ピン
　　　Ｃ　　　　　半導体チップ　
　　　Ｗ　　　　　基板

Claims

基板に半導体チップを熱圧着する実装装置であって、
半導体チップを基板に加圧する押圧面を有するボンディングヘッドと、
前記押圧面によって加圧される領域を、前記基板の裏面から支持するバックアップステージと、
前記基板の周縁部を保持部を用いて部分的に把持する基板把持手段とを備え、
前記基板把持手段が前記基板を把持する前記保持部の位置を変更する機能を有する実装装置。
請求項１に記載の実装装置であって、
前記基板把持手段が前記保持部の位置を基板の周縁に沿って移動させて、前記基板を把持する位置を変える機能を有した実装装置。
請求項１に記載の実装装置であって、
前記基板把持手段が、前記保持部を複数有し、
複数の保持部の一部のみに前記基板の周縁部を把持させ、
他の保持部は前記基板の周縁部から退避させる機能を有する実装装置。
基板に仮固定された半導体チップを熱圧着する実装方法であって、
前記半導体チップを加熱圧着するボンディングヘッドと、前記ボンディングヘッドと一対となって前記基板を裏面から支持するバックアップステージを用い、
前記基板の周縁部を部分的に把持する基板把持手段によって前記基板を移動させながら、前記基板上に半導体チップを順次熱圧着する過程において、
前記基板把持手段が基板を把持する位置の変更を少なくとも１回行う実装方法。