(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハに形成された複数の電子部品の電極にピックアップヘッドに着脱・交換自在に装着される吸着ツールによって導電性ボールを搭載する導電性ボールの搭載装置であって、前記ウェハ上の導電性ボール搭載エリアを複数の区画に分割した各分割区画に個別に対応した吸着ツールと、これらの吸着ツールの吸着面に前記電子部品の配列に対応して形成され前記電極に対応する位置に導電性ボールを真空吸着する吸着孔が設けられた吸着部と、これらの吸着ツールが載置されピックアップヘッドが吸着ツールの着脱交換を行う吸着ツール載置部とを備えたことを特徴とする導電性ボールの搭載装置。
【請求項２】
前記複数の区画は点対称の４つの分割区画であり、これらの各分割区画に応じて、前記個別の４個の吸着ツールを備えていることを特徴とする請求項１記載の導電性ボールの搭載装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の導電性ボールの搭載装置を用いる導電性ボールの搭載方法であって、前記吸着ツール載置部の吸着ツールを交換しながら、前記各分割区画に対応した吸着ツールによって各分割区画ごとに導電性ボールを一括して搭載する動作を反復することにより、前記ウェハの全電子部品の各電極に対して導電性ボールを搭載することを特徴とする導電性ボールの搭載方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェハに形成された複数の電子部品（半導体素子）の電極に導電性ボールを搭載する導電性ボールの搭載装置および搭載方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品に突出電極であるバンプを形成する工程においては、半田ボールなどの導電性ボールが電子部品の電極上に搭載される。近年この導電性ボールの搭載形態として、電子部品が個片に切り出される前のウェハの状態、すなわち電子部品である半導体素子が格子状の配列で多数形成された状態で導電性ボールを搭載する方法が用いられるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ウェハに直接導電性ボールを搭載する場合、従来は以下に述べるような問題点があった。ウェハは円形状であり、この円形状のウェハから矩形状の個片電子部品を切り出すことから、切り出し線とウェハの外周とは一致しない。このためウェハの外周近傍では切り出し線は不規則な階段状となる。この結果ウェハの各電子部品に導電性ボールを搭載する際に、複数の電子部品をまとまりの良い矩形状のブロックとして括ることができず、個片単位で搭載するか、またはウェハ全体を一括して搭載するかのいずれかを選択するしかなかった。このため個片で搭載する場合には多数回の搭載を行う必要があって生産性が低下し、また全体を一括して搭載する場合には正常な搭載を確保する信頼性に難点があるなど、従来はウェハへ直接導電性ボールを搭載する場合には、効率良く安定した搭載が困難であった。
【０００４】
そこで本発明は、ウェハに形成された複数の電子部品の電極に効率良く安定した導電性ボールの搭載を行うことができる導電性ボールの搭載装置および搭載方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の導電性ボールの搭載装置は、ウェハに形成された複数の電子部品の電極にピックアップヘッドに着脱・交換自在に装着される吸着ツールによって導電性ボールを搭載する導電性ボールの搭載装置であって、前記ウェハ上の導電性ボール搭載エリアを複数の区画に分割した各分割区画に個別に対応した吸着ツールと、これらの吸着ツールの吸着面に前記電子部品の配列に対応して形成され前記電極に対応する位置に導電性ボールを真空吸着する吸着孔が設けられた吸着部と、これらの吸着ツールが載置されピックアップヘッドが吸着ツールの着脱交換を行う吸着ツール載置部とを備えた。
請求項２は、請求項１記載の導電性ボールの搭載装置であって、前記複数の区画は点対
称の４つの分割区画であり、これらの各分割区画に応じて、前記個別の４個の吸着ツールを備えている。
【０００６】
請求項３記載の導電性ボールの搭載方法は、請求項１または２記載の導電性ボールの搭載装置を用いる導電性ボールの搭載方法であって、前記吸着ツール載置部の吸着ツールを交換しながら、前記各分割区画に対応した吸着ツールによって各分割区画ごとに導電性ボールを一括して搭載する動作を反復することにより、前記ウェハの全電子部品の各電極に対して導電性ボールを搭載するようにした。
【０００７】
本発明によれば、ウェハの導電性ボールの搭載エリアを複数の区画に分割した分割区画に個別に対応した吸着ツールによって各分割区画ごとに導電性ボールを一括して搭載することにより、ウェハに効率良く安定して導電性ボールを搭載することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装置の斜視図、図２（ａ）は同導電性ボールの搭載装置のピックアップヘッドの断面図、図２（ｂ）は同導電性ボールの搭載装置のピックアップヘッド下面の平面図、図３（ａ），（ｃ）は同ウェハの平面図、図３（ｂ）は同ウェハの部分平面図、図４は同導電性ボールの搭載装置の吸着ツール載置部の平面図、図５（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は同導電性ボールの搭載方法の工程説明図である。
【０００９】
まず図１を参照して導電性ボールの搭載装置の構造を説明する。図１において、基台１の中央には搬送路２が設けられている。搬送路２はウェハ４を保持したプレート３を搬送し位置決めする。このウェハ４は略円形状の基板であり、後述するように複数の半導体素子が格子状に多数形成されている。基台１の上面の両端部には２台のＹ軸テーブル５が配設されている。２台のＹ軸テーブル５にはＸ軸テーブル６が架設されており、Ｘ軸テーブル６には搭載ヘッド７が装着されている。
【００１０】
搭載ヘッド７の下部はピックアップヘッド８を備えている。Ｘ軸テーブル６およびＹ軸テーブル５を駆動することにより搭載ヘッド７は水平移動する。搬送路２の前方にはボール供給部９が配設されており、ボール供給部９には導電性ボール１０が多数貯溜されている。搭載ヘッド７をボール供給部９の上方に位置させてピックアップヘッド８を上下動させることにより、ピックアップヘッド８は導電性ボール１０をピックアップする。そして搭載ヘッド７を位置決めされたウェハ４上に位置させてピックアップヘッド８を再度上下動させることにより、ピックアップヘッド８に保持された導電性ボール１０をウェハ４上に搭載する。
【００１１】
ボール供給部９の側方には、ピックアップヘッド８に装着される吸着ツール１２を載置する吸着ツール載置部１１が配設されている。吸着ツール載置部１１に対してピックアップヘッド８を上下動させることにより、ピックアップヘッド８に吸着ツール１２を着脱・交換することができる。
【００１２】
ここで、ウェハ４について図３を参照して説明する。図３（ａ）に示すようにウェハ４は略円形状の基板であり、ウェハ４には矩形の電子部品である半導体素子４ａが格子状に多数形成されている。図３（ａ）において、太線内はウェハ４のボール搭載エリアを示しており、その外形は階段状となっている。図３（ｂ）で示すように、各半導体素子４ａには導電性ボール１０が搭載される電極４ｂが所定の電極配列パターンで多数形成されており、これらの電極４ｂは電極群４ｃを形成している。
【００１３】
次に図２を参照して搭載ヘッド７に備えられたピックアップヘッド８およびピックアップヘッド８の下面に着脱自在に装着される吸着ツール１２について説明する。図２（ａ）に示すようにピックアップヘッド８の下面には吸着ツール１２が装着されている。吸着ツール１２は、位置決めピン１３によってピックアップヘッド８に対して位置決めされ、吸引孔８ｂから真空吸引することにより保持される。吸着ツール１２の下面には多数の吸着孔１２ａが設けられており、吸引孔８ａから真空吸引することにより、吸着孔１２ａには導電性ボール１０が吸着保持される。
【００１４】
吸着ツール１２は、ウェハ４を複数の４区画に分割した分割区画（ハッチング部にて示す）をカバーする矩形状の吸着面（寸法ＷＸ，ＷＹの矩形区画）を有している（図３（ａ）参照）。図２（ｂ）に示すように、吸着ツール１２の吸着面には導電性ボール１０を吸着して保持する複数の吸着孔１２ａの集合である吸着部１４が形成されている。各吸着部１４内における複数の吸着孔１２ａの配列は、１個の半導体素子４ａの電極４ｂの配列と一致している。吸着部１４の配列はウェハ４における半導体素子４ａの配列に対応したものとなっており、所定範囲Ａ（ハッチング部分）のみに半導体素子４ａの配列ピッチと同様の配列ピッチで格子状に形成されている。吸着部１４は半導体素子４ａの電極群４ｃの電極配列パターンに対応した位置に導電性ボール１０を吸着する。
【００１５】
図３（ｃ）に示すように、ウェハ４上の導電性ボール１０のボール搭載エリアは中心に対して点対称の４つの分割区画［１］，［２］，［３］，［４］に分割されており各分割区画［１］，［２］，［３］，［４］に応じて個別の吸着ツール１２を備えている。すなわち、分割区画［１］に導電性ボールを搭載する際に用いられる吸着ツール１２Ａは、図２（ｂ）に示すような吸着部１４の配置となっており、ウェハ４の分割区画［１］に属する半導体素子４ａを対象とする所定範囲Ａに限定して導電性ボール１０を吸着するようになっている。分割区画［２］，［３］，［４］に導電性ボール１０を搭載する場合に用いられる吸着ツール１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄについても同様に、それぞれの分割区画に属する半導体素子４ａを対象とする所定範囲に限定して導電性ボール１０を吸着する。
【００１６】
これらの４種類の吸着ツール１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄは、図４に示すように吸着ツール載置部１１上に載置され、吸着ツール載置部１１に対してピックアップヘッド８を上下動させることにより、既装着の吸着ツール１２の吸着を解除して吸着ツール載置部１１上に載置し、他の任意の吸着ツール１２の新たな装着を行うことが出来る。
【００１７】
この導電性ボールの搭載装置は上記の様に構成されており、以下導電性ボールの搭載方法について図５を参照して説明する。図５（ａ）において、ピックアップヘッド８には吸着ツール１２Ａが装着されており、このピックアップヘッド８をボール供給部９内の導電性ボール１０に対して下降させ、吸着ツール１２Ａによって導電性ボール１０を真空吸着する。
【００１８】
このとき、吸着ツール１２Ａにはウェハ４の分割区画［１］に対応した所定範囲にのみ吸着部１４が設けられているため、当該範囲のみに導電性ボール１０が吸着される。次いでピックアップヘッド８を上昇させてウェハ４上に移動させ、ウェハ４の所定部位に対して位置合わせしてピックアップヘッド８を下降させ、図５（ｂ），（ｃ）に示すようにウェハ４の分割区画［１］に属する各半導体素子４ａの各電極４ｂ（図３参照）に導電性ボール１０を搭載する。
【００１９】
この後ピックアップヘッド８を上昇させ、次いで吸着ツール載置部１１上へ移動させる。そしてピックアップヘッド８を下降させ、図５（ｄ）に示すように吸着ツール１２Ａの吸着保持を解除して吸着ツール１２Ａを所定位置に載置する。次いでピックアップヘッド８を次回使用の吸着ツール１２Ｂ上に移動させて下降させることにより、ピックアップヘッド８の下面には吸着ツール１２Ｂが新たに装着される。
【００２０】
次にピックアップヘッド８を再度ボール供給部９上に移動させ、ここで上下動作を行わせることにより、吸着ツール１２Ｂの下面の所定範囲にはウェハ４の分割区画［２］に対応した範囲に導電性ボール１０が吸着される。そして同様にウェハ４の分割区画［２］に属する半導体素子４ａの各電極に導電性ボール１０が搭載される。上記動作を吸着ツール１２を交換しながら４回反復することにより、ウェハ４の全半導体素子４ａの各電極に対して導電性ボール１０を搭載することができる。
【００２１】
上記搭載動作において搭載ヘッド７の往復回数は４回のみでよく、従来の個片ごとに搭載を行う方法と比較すれば往復回数は格段に少なくてすみ、したがって導電性ボールの搭載効率を向上させることができる。また分割区画の大きさは従来実績からみて過大とならない妥当な範囲で設定されるため、搭載不良の少ない安定した導電性ボールの搭載が確保される。すなわち、従来方法では実現が困難であった、良好な搭載効率と安定した搭載品質とを両立させることが可能となる。
【００２２】
また、導電性ボールが搭載される基板の例として、本実施の形態では半導体素子が形成されたウェハを示しているがこれに限定されるものではなく、例えば複数の電子部品が格子状に作り込まれた基板であってもよい。この場合には、電子部品の電極に導電性ボールが搭載される。さらに本実施の形態では、分割区画［１］，［２］，［３］，［４］を点対称形状に設定する例を示しているが、各分割区画はそれぞれ異る形状であってもよい。この場合には、各分割区画に応じて異なった形状の吸着ツールが用いられる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、ウェハの導電性ボールの搭載エリアを複数の区画に分割した分割区画に個別に対応した吸着ツールによって各分割区画ごとに導電性ボールを一括して搭載するようにしたので、ウェハに効率良く安定して導電性ボールを搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装置の斜視図
【図２】（ａ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装置のピックアップヘッドの断面図
（ｂ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装置のピックアップヘッド下面の平面図
【図３】（ａ）本発明の一実施の形態のウェハの平面図
（ｂ）本発明の一実施の形態のウェハの部分平面図
（ｃ）本発明の一実施の形態のウェハの平面図
【図４】本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装置の吸着ツール載置部の平面図
【図５】（ａ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載方法の工程説明図
（ｂ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載方法の工程説明図
（ｃ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載方法の工程説明図
（ｄ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載方法の工程説明図
（ｅ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載方法の工程説明図
【符号の説明】
４  ウェハ
４ａ  半導体素子
４ｂ  電極
８  ピックアップヘッド
１０  導電性ボール
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ  吸着ツール
１２ａ  吸着孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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