(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体チップが備えられた半導体ウエハから、前記半導体チップを被実装部材に実装する半導体製造装置において、
前記半導体製造装置の装置本体に着脱自在なウエハカセットと、
前記ウエハカセットに収納可能であって、前記ウエハが搭載され、かつ前記半導体チップの情報を保有するバーコードが貼り付けられたウエハキャリアと、
前記ウエハキャリアを載置可能で回転可能なバッファテーブルとバーコードリーダとを備え、かつ前記バーコードリーダに前記ウエハキャリアのバーコードの読み取り動作を行わせた後に、前記ウエハキャリアの向きを前記被実装部材への実装動作のための向きに合わせるアライメント動作を行うバッファ装置と、
前記バッファ装置と半導体チップのピックアップ位置との間で前記ウエハキャリアを搬送するＸＹθテーブルと、
前記被実装部材に半導体チップを実装する実装機構とが備えられ、
前記バッファ装置には、前記アライメント動作が終了したウエハを搭載するウエハキャリアと、前記実装動作を終了したウエハを搭載するウエハキャリアとを入れ替える入れ替え機構が備えられ、
前記バッファ装置は、上下２段のバッファテーブルを備え、
前記入れ替え機構は前記上下２段のバッファテーブルの高さを変えるために上下に駆動することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体製造装置において、前記半導体ウエハの前記半導体チップの実装動作が行われる前に、前記バッファ装置により、そのウエハを搭載している前記ウエハキャリアのバーコードの読み取り動作を行い、前記ウエハキャリアの向きを前記被実装部材への実装動作のための向きに合わせるアライメント動作を行うことを特徴とする半導体製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体製造装置において、前記バッファ装置の前記入れ替え機構により、前記アライメント動作が終了したウエハを搭載するウエハキャリアと前記実装動作を終了したウエハを搭載するウエハキャリアとを入れ替えることを特徴とする半導体製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体製造装置及び半導体製造方法に関するものであり、特に半導体チップを被実装部材に実装する半導体製造装置及び半導体製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体製造の後工程において半導体チップを被実装部材に実装する際には、ダイボンダ或いはチップマウンタが用いられている。
【０００３】
ダイボンダの一例の構成を図６に示す。
図６のダイボンダ５０には、被実装部材であるリードフレームＬＦを搬送する搬送レール７０と、バーコードＢＣが貼付されたダイシング済のシリコンウエハ（以下、「ウエハ」と称する）Ｗを収納するウエハカセット５２と、ウエハＷを移動させるウエハチェンジャ５４と、ウエハＷの半導体チップ（以下、「チップ」と称する）ＣをリードフレームＬＦに実装する方向に合わせたアライメントを行うＸＹθテーブル５６と、バーコードＢＣを読み取るバーコードリーダ５８と、ウエハＷのチップＣをピックアップしてリードフレームＬＦに実装する実装ヘッド６０が備えられている。実装ヘッド６０は、移動機構６１，６２に取り付けられている。また、バーコードリーダ５８はＸＹθテーブル５６の上方に設けられ、位置は固定されている。ＸＹθテーブル５６には、図示略の移動機構及び回転機構が取り付けられている。
【０００４】
ウエハＷには、半導体製造の前工程において回路パターンが作り込まれている。ウエハＷは、環状のウエハキャリアＷＣとともに粘着シートＳに載置され、ダイシングにより複数のチップＣに切り分けられている。各チップＣは、ウエハ検査により良品か、不良品かのいずれであるかを判別され、その検査結果がチップアドレスとともにバーコード情報としてウエハキャリアＷＣに貼付される。このように処理されたＮ枚のウエハＷ１〜ＷＮは、ウエハカセット５２の複数の収納スロットに１枚ずつ収納される。最初に実装処理されるウエハＷ１が収納された収納スロットがウエハカセット５２の搬送高さに設置される。
【０００５】
実装処理が開始されると、ＸＹθテーブル５６がウエハセット位置Ｐ１に移動する。移動が完了すると、ウエハチェンジャ５４により、ウエハＷ１がウエハカセット５２から引き出され、ＸＹθテーブル５６に装着される。
【０００６】
次にＸＹθテーブル５６によって、ウエハＷ１がバーコード読み取り位置Ｐ２まで移動する。移動が完了すると、Ｗ１を載せたウエハキャリアＷＣのバーコードＢＣ１の位置がバーコードリーダ５８に合うように、ＸＹθテーブル５６により、ウエハＷ１が回転する。
バーコードＢＣ１がバーコードリーダ５６に検知されると、ウエハＷ１のチップアドレスと各チップの検査結果が読み取られる。読み取られたウエハＷ１のデータは、実装ヘッド６０に送信される。
【０００７】
続いて、ＸＹθテーブル５６によって、ウエハＷ１がピックアップ位置Ｐ３に移動する。チップＣのリードフレームＬＦへの実装は、移動機構６１，６２に取り付けられた実装ヘッド６０によって行われる。ピックアップ位置Ｐ２に移動したウエハＷ１のチップＣの向きが、実装する際のリードフレームＬＦにチップＣを置く向きと合致しないことがある。しかし、実装ヘッド６０で回転動作を行うと生産性が低下するため、ウエハＷ１のチップＣの向きがリードフレームＬＦにチップＣを置く向きと合致しない場合は、予めピックアップ位置Ｐ３においてウエハＷ１の向きを補正する必要がある。
したがって、ウエハＷ１がピックアップ位置Ｐ３に移動した後、必要に応じてＸＹθテーブル５６を回転させて、ウエハＷ１の向きを補正する。
【０００８】
その後、実装ヘッド６０により、ウエハＷ１の良品チップＣがピックアップされ、搬送レール７０上を搬送されているリードフレームＬＦに実装される。このような実装作業がウエハＷ１の良品チップの数だけ実行される。ウエハＷ１の不良品チップは、ウエハＷ１に残される。
【０００９】
ウエハＷ１の良品チップＣが全て実装されると、ウエハＷ１はＸＹθテーブル５８により、ウエハセット位置Ｐ１に移動する。不良チップが残されたウエハＷ１を載せたウエハキャリアＷＣは、ウエハチェンジャ５４によりＸＹθテーブル５６から取り外され、ウエハカセット５２に収納される。
ダイボンダ５０においては、上述のウエハＷ１の実装処理と同様に、ウエハＷ２〜ＷＮの実装処理が行われる。
【００１０】
しかしながら、ウエハキャリアの切欠に対するバーコードの貼付位置は、製造業者やウエハの製造工場によって異なるのが現状である。そのため、バーコードの読み取り作業におけるバーコードの貼付位置の検索に多くの時間が費やされていた。また、バーコードが検知されても、正しく読み取りが行われなかった場合は、再度バーコードの読み取りが行われ、より多くの時間が費やされていた。更に、バーコード読み取り後の、ピックアップ位置Ｐ３におけるウエハＷ１の向きの補正にも時間がかかっていた。
【００１１】
このように、従来の実装処理においては、ウエハのバーコード貼付位置検索、バーコードの読み取り、良品チップのリードフレームへの実装方向に合わせたウエハのアライメント動作が全て、ＸＹθテーブル５６で行われていた。そのため、前段のウエハの良品チップの実装作業が開始されてから、後段のウエハの良品チップの実装作業が開始されるまでのウエハ交換に多大な時間が費やされていた。更に、ピックアップ位置での前段のウエハの作業が行われる間は、後段のウエハの作業が待機状態になり、ダイボンダの稼動効率が低下してしまう問題があった。
ＸＹθテーブル５６の稼動を高速にすれば、バーコードの貼付位置の検索時間やウエハＷの向きの補正にかかる時間は短くなるが、ＸＹθテーブル５６はサイズも質量も大きく、高速回転等の動作をさせることは難しい。
【００１２】
上述のように、ウエハのバーコードを読み取ることにより、そのウエハに関する情報（チップの良品／不良品かの判別、マップ）を取得する技術は公知である。
例えば特許文献１には、現行処理装置の１つ前の稼動状態に関する情報を、検査装置に送信し、その検査装置における検査条件を最適化する技術が開示されている。この技術によれば、効率的なウエハの良否検査が実施できる。また特許文献２には、ウエハのアライメント補正手段において、検査部品の位置ずれ量を事前のレビュー情報、すなわちバーコードに記録された情報に基づいて検知する技術が開示されている。更に、特許文献３では、ウエハの交換動作に関係する機構及び動作タイミングについて記載され、ウエハの搬送を効率的に行うことができるコンパクトなポリッシング装置について開示されている。
しかしながら、特許文献１〜３には、半導体製造の後工程におけるウエハ交換時間の短縮や、半導体製造装置の改良及び稼動効率の改善については何ら示唆されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】国際特許ＷＯ２００７／０８８８７２号公報
【特許文献２】特許第３９６７４０６号公報
【特許文献３】特許第４１９７１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、ウエハ交換にかかる時間が短く、稼動効率の高い半導体製造装置及び半導体製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
すなわち、本発明の半導体製造装置は、複数のチップが備えられたウエハから、チップを被実装部材に実装する半導体製造装置において、半導体製造装置の装置本体に着脱自在なウエハカセットと、ウエハカセットに収納可能であって、ウエハが搭載され、かつチップの情報を保有するバーコードが貼り付けられたウエハキャリアと、ウエハキャリアを載置可能で回転可能なバッファテーブルとバーコードリーダとを備え、かつバーコードリーダにウエハキャリアのバーコードの読み取り動作を行わせた後に、ウエハキャリアの向きを被実装部材への実装動作のための向きに合わせるアライメント動作を行うバッファ装置と、バッファ装置とチップのピックアップ位置との間でウエハキャリアを搬送するＸＹθテーブルと、被実装部材に半導体チップを実装する実装機構が備えられていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の半導体製造装置のバッファ装置には、アライメント動作が終了したウエハを搭載するウエハキャリアと、実装動作を終了したウエハを搭載するウエハを搭載するウエハキャリアとを入れ替える入れ替え機構が備えられていることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の半導体製造方法は、前述の半導体製造装置において、半導体ウエハの半導体チップの実装動作が行われる前に、バッファ装置を用いてそのウエハを搭載しているウエハキャリアのバーコードの読み取り動作を行い、ウエハキャリアの向きを被実装部材への実装動作のための向きに合わせるアライメント動作を行うことを特徴とする。
本発明の半導体製造方法は、バッファ装置の入れ替え機構により、アライメント動作が終了したウエハを搭載するウエハキャリアと実装動作を終了したウエハを搭載するウエハキャリアとを入れ替えることが好ましい。
【００１８】
上記の構成によれば、ピックアップ位置で行われていたウエハ交換手順のうち、ウエハのバーコードの貼付位置検索が開始されてから、被実装部材へウエハのチップを置く向きに合わせたウエハのアライメントが完了するまでの手順が、バッファ装置で行われる。したがって、前段ウエハの良品チップがピックアップされ、被実装部材に実装される間に、後段ウエハのバーコードの読み取りとアライメントが完了する。このようにすることで、ウエハ交換を早くすることができる。
【００１９】
また、上記の構成によれば、バッファ装置に入れ替え機構が備えられることにより、バッファ装置及びＸＹθテーブルの移動範囲が小さくなり、ウエハ交換における無駄がなくなる。
【００２０】
更に、上記の方法によれば、ピックアップ位置で行われていたウエハ交換手順のうち、ウエハのバーコードの貼付位置検索が開始されてから、被実装部材へウエハのチップを置く向きに合わせたウエハのアライメントが完了するまでの手順を、バッファ装置で実行することができる。したがって、前段ウエハの良品チップがピックアップされ、被実装部材に実装される間に、後段ウエハのバーコードの読み取りとアライメントを完了する。
また、バッファ装置の入れ替え機構により、バッファ装置及びＸＹθテーブルの移動範囲を最小限に抑え、ウエハ交換の効率化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ウエハ交換にかかる時間が短く、稼動効率の高い半導体製造装置及び半導体製造方法が提供される。その結果、単位時間内に製造される半導体の個数が増加し、半導体製造の生産速度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態におけるチップ実装機の構成を示す平面図である。
【図２】ウエハを載せたウエハキャリアの構成を示す図である。（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態におけるチップ実装機のバッファ装置の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態におけるチップ実装機のウエハ交換の手順を示す略解図である。
【図５】本発明の第３実施形態におけるチップ実装機の構成を示す平面図である。
【図６】従来のダイボンダの構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を適用した実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
（第1の実施形態）
図１に示すように、チップ実装機１０（半導体製造装置）には、チップ実装機１０に着脱自在なウエハカセット５２と、ウエハカセット５２に収納可能であって、ウエハＷが搭載され、かつチップＣの情報を保有するバーコードＢＣが貼り付けられたウエハキャリアＷＣと、ウエハキャリアＷＣを載置可能で回転可能なバッファテーブル２１とバーコードリーダ５８とを備え、かつバーコードリーダ５８にウエハキャリアＷＣのバーコード読み取り動作を行わせた後に、ウエハキャリアＷＣの向きを、被実装部材であるリードフレームＬＦへの実装動作のための向きに合わせるアライメント動作を行うバッファ装置２０と、バッファ装置２０とチップＣのピックアップ位置Ｐ３との間でウエハキャリアＷＣを搬送するＸＹθテーブル５６と、リードフレームＬＦにチップＣを実装する実装機構７５と、ウエハキャリアＷＣを適宜ウエハカセット５２、バッファ装置２０、ＸＹθテーブル５６との間で移動させるウエハチェンジャ５４が備えられている。
なお、本実施形態のチップ実装機１０の被実装部材はリードフレームＬＦとして説明するが、リードフレームＬＦに限るものではなく、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）やＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）用の基板、またはその他ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）基板等を用いることができる。
【００２５】
次に、チップ実装機１０の各構成要素について説明する。
ウエハキャリアＷＣは、図２に示すように環状形状を有しており、ウエハＷの方向性の基準として用いられる切欠ｎが設けられている。ウエハＷとウエハキャリアＷＣは、粘着シートＳに載せられている。粘着シートＳの外径はウエハキャリアＷＣの外径より小さく、内径より大きい。ウエハＷの外径は粘着シートＳの外径より小さい。
【００２６】
ウエハＷには半導体製造の前工程で回路パターン及び回路パターンが作り込まれている。粘着シートＳに載せる前のウエハＷは厚く、ダイシングソーによるカットが難しい上に、チップＣに切り分けた際には、各チップの裏面の電気抵抗が高いなどの問題が生じる。そのため、ウエハＷは裏面研削により適度な厚みになるまで薄く研削される。研削されたウエハＷは、例えば紫外線によって化学特性が変化する粘着シートＳに貼り付けられる。
次いで、ウエハＷはダイシングソーにより、回路パターンに合わせて格子状にカットされる。ウエハＷの粘着シートＳが引き延ばされると、カットされたウエハＷも引っ張られ、複数のチップＣが個々に分離される。粘着テープＳの裏面から紫外線が照射されると、粘着テープＳは粘着力が低下し、チップＣが粘着テープＳから剥がれ易くなる。ウエハＷが載せられた粘着シートＳはウエハキャリアＷＣに載せられる。
チップＣはそれぞれ、顕微鏡を用いたウエハ検査により欠陥等の有無について調べられ、良品か不良品かの判定がなされる。チップアドレスと良品／不良品の検査結果はバーコード化され、粘着シートＳに貼付される。このバーコードＢＣの貼付位置は、規格等により定められているものではなく、前述のように製造業者や製造工場等により異なる。
【００２７】
ウエハカセット５２には、多段の収納スロットが備えられている。各段の収納スロットには、前述のようにダイシングされたウエハＷが搭載され、かつ半導体チップＣの情報を保有するバーコードＢＣが貼り付けられたウエハキャリアＷＣが1枚ずつ収められている。また、ウエハカセット５２には収納スロットの入れ替え機構が備えられている。
【００２８】
バッファ装置２０には、ウエハキャリアＷＣを回転させるバッファテーブル２１と、バーコードリーダ５８が備えられている。バッファテーブル２１は、ウエハキャリアＷＣの外径よりも大きい板状の部材で構成され、ウエハキャリアＷＣのアライメント動作を行うための図示略の移動機構と回転機構に取り付けられている。また、アライメント動作時にウエハキャリアＷＣがバッファテーブル２１から外れないように、バッファテーブル２１にはウエハキャリアＷＣを固定するための図示略の固定機構が備えられている。バーコードリーダ５８は、バッファテーブル２１の上方に装着されており、位置は固定されている。
【００２９】
ＸＹθテーブル５６は、バッファテーブルと同様にウエハキャリアＷＣの外径よりも大きい板状の部材で構成されている。また、ＸＹθテーブル５６は精密移動機構と精密回転機構に取り付けられている。精密移動機構及び精密回転機構は、ウエハＷのチップＣのリードフレームＬＦへの実装方向に合わせたウエハキャリアＷＣのアライメントの微調整を行うためのものである。更に、アライメント動作時及び実装動作時にウエハキャリアＷＣがＸＹθテーブル５６から外れないように、ＸＹθテーブル５６にはウエハキャリアＷＣを固定するための図示略の固定機構が備えられている。
ＸＹθテーブル５６には、画像処理等により、バッファ装置から移されたウエハキャリアＷＣの向きと、そのウエハキャリアＷＣ上の良品チップＣがリードフレームＬＦに実装される向きとのずれを高精度に検出する図示略の検出部が設けられている。
【００３０】
実装機構７５には、リードフレームにチップＣを実装する実装ヘッド６０と、実装ヘッド６０を目標位置に移動させる移動機構６１，６２と、リードフレームＬＦと、リードフレームＬＦを搬送する搬送レール７０が備えられている。
実装ヘッド６０には、ウエハＷの良品チップを傷付けずにピックアップするとともにリードフレームＬＦの上方まで搬送し、リードフレーム上に実装する図示略の真空吸着機構が備えられている。移動機構６１，６２の稼動範囲は、良品チップＣの上方からリードフレームＬＦの上方までの実装ヘッド６０の最大移動距離より大きい。
リードフレームＬＦはチップ実装機１０外で製造される。搬送レール７０は、半導体製造の後工程に関わる装置間を連通して設けられている。また、ダイボンダの場合、搬送レール７０には、実装ヘッド６０のピックアップ動作及び実装動作の速度に合わせてリードフレームＬＦを搬送する駆動機構が備えられている。チップマウンタの場合、被実装部材であるＰＣＢ基板は、入れ替え時のみ搬送され、チップ実装時は固定される。
【００３１】
ウエハチェンジャ５４には、ウエハカセット５２とバッファ装置２０との間、及びバッファ装置２０とＸＹθテーブル５６との間でウエハキャリアＷＣを移動させるウエハ保持部が備えられている。
【００３２】
続いて、チップ実装機１０におけるＮ枚のウエハＷの実装処理手順について説明する。
実装処理が開始されると、ウエハカセット５２の入れ替え機構により、最初に実装処理されるウエハＷ１を載せたウエハキャリアＷＣが、ウエハカセット５２の搬送高さに移動する。また、バッファ装置２０がウエハセット位置Ｐ１に移動する。ウエハチェンジャ５４によって、ウエハＷ１を載せたウエハキャリアＷＣはウエハカセット５２の搬送位置の収納スロットから引き出され、バッファ装置２０のバッファテーブル２１に装着される。また、ウエハカセット５２の搬送位置には、次に実装処理されるウエハＷ２を載せたウエハキャリアＷＣが収められた収容テーブルが設置される。
【００３３】
バッファ装置２０により、ウエハＷ１を載せたウエハキャリアＷＣがバーコード読み取り位置Ｐ２に移動すると、ウエハＷ１に関するバーコードＢＣ１の貼付位置検索が開始される。バーコードＢＣ１がバーコードリーダ５８の読み取り位置にセットされるように、ウエハキャリアＷＣはバッファテーブル２１により回転する。バーコードリーダ５８によりバーコードＢＣ１に記録された情報が読み取られ、ウエハＷ１のチップアドレスと各チップの検査結果の情報がチップ実装機１０に取得される。バーコードＢＣ１の読み取り時にエラーが発生した場合には、再度読み取りが行われる。ウエハＷ１に関する情報が取得されると、バッファテーブル２１により、リードフレームＬＦへのウエハＷ１の良品チップＣの実装方向に合わせて、ウエハＷ１の姿勢が整えられる。
【００３４】
ウエハＷ１を載せたウエハキャリアＷＣは、ウエハチェンジャ５４によりバッファ装置２０のバッファテーブル２１から取り外され、ＸＹθテーブル５６に装着される。ＸＹθテーブル５６によって、ウエハＷ１はピックアップ位置Ｐ３に移動する。次いで、ＸＹθテーブル５６の検出部により、ウエハＷ１と実装ヘッド６０の移動面とのずれが検知される。ずれが生じている場合は、ＸＹθテーブル５６の移動機構及び回転機構により、ずれがなくなるようにウエハＷ１の姿勢が微調整される。
このとき、ウエハチェンジャ５４によって、ウエハＷ２を載せたウエハキャリアＷＣがウエハカセット５２の収納スロットから引き出され、バッファテーブル２１に装着される。
【００３５】
ウエハＷ１の姿勢が整えられると、実装ヘッド６０は、バーコードリーダ５８から受信した情報を元に、初期位置からウエハＷ１の良品チップＣの上方に移動する。良品チップＣは実装ヘッド６０により真空吸着でピックアップされ、実装ヘッド６０の移動機構６１，６２により、搬送レール７０上のリードフレームＬＦの上方まで移動し、リードフレームＬＦに実装される。実装ヘッド６０は移動機構６１，６２により、ウエハＷ１の次の良品チップＣの上方に移動する。実装ヘッ６０により、次の良品チップＣがピックアップされ、リードフレームＬＦに実装される。このようなピックアップ・実装動作がウエハＷ１の良品チップの数だけ繰り返される。
【００３６】
ウエハＷ１のピックアップ・実装動作中に、バッファ装置２０でウエハＷ２に関するバーコードＢＣ２の貼付位置検索が開始される。バーコードＢＣ２がバーコードリーダ５８の読み取り位置にセットされるように、ウエハキャリアＷＣはバッファテーブル２１により回転する。バーコードリーダ５８により、バーコードＢＣ２が読み取られ、ウエハＷ２のチップアドレスと各チップの検査結果の情報がチップ実装機１０に取得される。バーコードＢＣ２の読み取り時にエラーが発生した場合には、再度読み取りが行われる。ウエハＷ２に関する情報が取得されると、バッファテーブル２１により、リードフレームＬＦへのウエハＷ２の良品チップＣの実装方向に合わせて、ウエハＷ２の姿勢が整えられる。
このとき、ウエハＷ２の後段に実装処理されるウエハW３を載せたウエハキャリアＷＣが収められた収納スロットがウエハカセット５２の搬送高さに設置される。
【００３７】
ウエハW１の全ての良品チップのピックアップ・実装作業が終了すると、実装ヘッド６０は移動機構６１，６２により、初期位置に戻る。ウエハW１の不良品チップは、ウエハＷ１に残される。ウエハＷ１を載せたウエハキャリアＷＣは、ウエハチェンジャ５４によりＸＹθテーブル５６から取り外され、バッファ装置２０に収納される。
このとき、既にウエハW２を載せたウエハキャリアＷＣはバーコードの読み取りが完了し、ウエハＷ２の姿勢が整えられている。このウエハキャリアＷＣは、ウエハチェンジャ５４により、バッファテーブル２１から取り外され、ＸＹθテーブル５６に装着される。
バッファテーブル２１にあるウエハＷ２がウエハカセット５２に収納され、ウエハW３を載せたウエハキャリアＷＣはウエハチェンジャ５４により、ウエハカセット５２から引き出され、バッファテーブル２１に装着される。
【００３８】
ＸＹθテーブル５６の検出部により、ウエハW２と実装ヘッド６０の移動面とのずれが検知され、ウエハＷ２の姿勢が微調整される。ウエハＷ２の良品チップＣが実装ヘッド６０によりピックアップされ、リードフレームＬＦに実装される。同様のピックアップ・実装動作がウエハＷ２の良品チップの数だけ繰り返される。
【００３９】
ウエハＷ２のピックアップ・実装動作中に、ウエハＷ３のバーコードＢＣ３の貼付位置検索、バーコードＢＣ３の読み取り、読み取られた情報が取得される。また、リードフレームＬＦへのウエハＷ３の良品チップＣの実装方向に合わせて、バッファテーブル２１によりウエハＷ３の姿勢が整えられる。
このとき、ウエハＷ３の後段に実装処理されるウエハW４を載せたウエハキャリアＷＣが収められた収納スロットが、ウエハカセット５２の搬送高さに設置される。
【００４０】
上述のように、チップ実装機１０において、N枚のウエハの実装処理が行われる際に、あるウエハWｍ（ｍは１〜Nの自然数とする）が
（１）ウエハカセット５２の搬送高さに設置される、
（２）バーコードＢＣｍの貼付位置検索が実行されて、バーコードリーダ５８によりチップアドレスと各チップの検査結果が読み取られ、その情報が実装ヘッド６０に送信された後、リードフレームへのチップの実装方向に合わせて姿勢が整えられる、
（３）実装ヘッド６０により、良品チップのみがピックアップされ、リードフレームに実装される、
（４）不良品チップが残存した状態で、ウエハカセット５２に収納される、
の手順で処理される。そして、ウエハＷ（ｍ＋１）は、Ｗｍの実行されている上記（１）〜（４）のいずれかの手順の１つ手前の手順が行われる状態になる。
【００４１】
すなわち、チップ実装機１０にバッファ装置２０が設けられることにより、ピックアップ位置Ｐ３で行われていた、上記（２）及び（３）の手順のうち、（２）の手順をバッファ装置２０で実行することができる。このことにより、実装処理におけるウエハ交換の手順が部分的に並列化され、ウエハ交換にかかる時間を短縮できる。また、ＸＹθテーブル５６の回転機構の稼動範囲を、上記（３）の手順においてウエハＷｍの姿勢の微調整を行う程度にすることができ、ＸＹθテーブル５６やチップ実装機１０の構成が複雑にならない。
【００４２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態のチップ実装機１１について説明する。
チップ実装機１１は、図１のチップ実装機１０の構成と同様の構成になっており、バッファ装置２０にはアライメント動作が終了したウエハＷを搭載するウエハキャリアＷＣと、実装動作を終了したウエハＷを搭載するウエハキャリアＷＣとを入れ替える入れ替え機構２５が設けられている。
【００４３】
バッファ装置２０の一例を図３に示す。バッファ装置２０には、図３に示すように上下２段のバッファテーブル２１ａ，２１ｂと、バッファテーブル２１ａ，２１ｂの高さを変えるために上下に駆動する入れ替え機構２５と、バーコードリーダ５８が備えられている。上段のバッファテーブル２１ａは、ウエハカセット５２から引き出された実装処理前のウエハキャリアＷＣを載置するためのものである。また、下段のバッファテーブル２１ｂは、ＸＹθテーブル５６から取り外された実装処理後のウエハキャリアＷＣを載置するためのものである。
【００４４】
バッファ装置２０におけるウエハキャリアＷＣ交換手順について説明する。なお、図４では、バーコードリーダ５８の図示は省略する。
図４の（I）の手順では、バッファ装置２０の入れ替え機構２５により、バッファテーブル２１ａの高さが、ウエハカセット５２の搬送位置の収納スロット、及びＸＹθテーブル５６の高さに一致している。実装処理の前段（ｋ番目：ｋは１〜Ｎの自然数とする）のウエハＷｋを載せたウエハキャリアＷＣが、ウエハカセット５２の搬送位置の収納スロットからバッファテーブル２１ａに移動する。ウエハＷｋを載せたウエハキャリアＷＣは、バーコードＢＣｋの貼付位置検索、読み取りがなされ、チップＣのリードフレームＬＦへの実装方向に合わせてアライメントされる。このとき、実装処理の後段のウエハＷ（ｋ＋１）を載せたウエハキャリアＷＣは、ＸＹθテーブル５６に装着される。装着後、ウエハＷ（ｋ＋１）の良品チップＣのピックアップ・実装動作が行われる。
【００４５】
ウエハＷ（ｋ＋１）の全ての良品チップＣの実装処理が終了すると、図４の（II）の手順が開始される。（II）の手順では、バッファ装置２０の入れ替え機構２５により、バッファテーブル２１ａ，２１ｂが上昇し、バッファテーブル２１ｂの高さが、ウエハカセット５２の搬送位置及びＸＹθテーブル５６の高さに一致する。ウエハＷ（ｋ＋１）を載せたウエハキャリアＷＣが、ＸＹθテーブル５６からバッファテーブル２１ｂに移動し（図４（ｉ））、バッファテーブル２１ｂからウエハカセット５２の搬送位置の収納スロットに移動する（図４（ｉｉ））。
【００４６】
図４の（III）の手順では、バッファ装置の入れ替え機構２５により、バッファテーブル２１ａ，２１ｂが下降し、バッファテーブル２１ａの高さが、再びウエハカセット５２の搬送位置の収納スロット及びＸＹθテーブル５６の高さに一致する。ウエハＷ（ｋ＋１）を載せたウエハキャリアＷＣは、バッファテーブル２１ａから、ＸＹθテーブル５６に装着される。
【００４７】
以上のウエハキャリアＷＣ交換手順において、バッファ装置に備えられた入れ替え機構により、実装処理の前段のウエハと後段のウエハを、バッファ装置及びＸＹθテーブルの移動範囲を最小限にして簡単に行うことができる。また、ウエハ交換における無駄をなくすことができる。
【００４８】
なお、（II）の手順における移動（ｉ），（ｉｉ）は非連続で行ってもよい。その場合は、（II）の手順で移動（ｉ）を行い、Ｗ（ｋ＋１）を載せたウエハキャリアＷＣをバッファテーブル２１ｂ上に保持し、（III）の手順の終了後に（IV）の手順として、移動（ｉｉ）を行うことが好ましい。
【００４９】
なおまた、バッファ装置２０は、複数のウエハキャリアＷＣを着脱可能な円盤状のバッファテーブル２１が備えられたものでもよい。この場合は、入れ替え機構２５は回転方向に駆動し、バッファテーブル２１が回転し、ウエハキャリアＷＣ（ｋ），ＷＣ（ｋ＋１）の交換が行われる。別の例として、バッファ装置２０は、複数のウエハキャリアＷＣを装着可能な長方形のバッファテーブルが備えられたものでもよい。この場合は、入れ替え機構２５は水平方向に駆動し、バッファテーブル２１がスライドされ、ウエハキャリアＷＣ（ｋ），ＷＣ（ｋ＋１）の交換が行われる。
すなわち、バッファ装置２０は任意の段数のバッファテーブルを任意位置に移動させ得る機構を有していれば良い。
【００５０】
（第３の実施形態）
続いて、本発明の第４の実施形態の複合チップ実装機３１について説明する。なお、図５に示す複合チップ実装機３１の構成要素において、図１に示す構成要素と同一の構成要素には、図１と同一の符号を付してその説明を省略する。
複合チップ実装機３１には、図５に示すように、２台の第１実施形態のチップ実装機１０ａ，１０ｂが対向かつ当接して設けられている。また、図５の前面のチップ実装機１０ａのウエハカセットは除去されている。その代わりに、複合チップ実装機３１には、ウエハカセット５２から引き出されたウエハカセットＷＣをバッファ装置２０ａ，２０ｂに交互に配するウエハキャリアＷＣ搬送レール７３が備えられている。
なお、チップ実装機３１には、２台の第２実施形態のチップ実装機１１ａ，１１ｂが対向かつ当接して設けられていてもよい。
【００５１】
複合チップ実装機３１のウエハカセット５２に収納されているＮ枚のウエハＷ１〜ＷＮを載せたウエハキャリアＷＣは、実装処理される順にウエハカセット５２から取り出される。Ｎ枚のウエハカセットＷＣは、搬送レール７３により、前面側のバッファ２０ａと、背面側のバッファ２０ｂとに交互に配される。前面側のバッファ２０ａ及び背面側のバッファ２０ｂに装着されたウエハＷ１，Ｗ２を載せたウエハキャリアＷＣはそれぞれ、チップ実装機１０と同様に実装処理される。
さらに、ウエハＷ３，Ｗ４にはウエハＷ１，Ｗ２の実行されている実装処理手順の１つ手前の手順が実行される。以後同様にして、Ｎ枚のウエハＷ１〜ＷＮの実装処理が行われる。
【００５２】
複合チップ実装機３１は、基本的に同種類のウエハＷの実装処理を行い、単体のチップ実装機１０ａ，１０ｂのそれぞれの半導体生産速度の略２倍の半導体生産速度を有する。例えば、単体のチップ実装機１０ａ，１０ｂの半導体生産速度が５，０００ｕｎｉｔ／ｈｏｕｒであれば、複合チップ実装機３１の半導体生産速度は１０，０００ｕｎｉｔ／ｈｏｕｒとなる。
また、図５に示すように、ウエハカセット５２が１つだけ設けられている複合チップ実装機３１は、ウエハカセット５２から取り出されるウエハＷの向きが同一である場合が多い。しかしながら、チップ実装機１０ａ，１０ｂは対向しているため、ウエハキャリアＷＣに載置されているウエハＷのチップＣのリードフレームＬＦへの実装方向は互いに反対向きになる。ＸＹθテーブル５６ａ，５６ｂにそれぞれ装着される２枚のウエハＷのうちのいずれか１枚のウエハＷは、搬送レール７３から搬送された後に回転させる必要がある。このような場合でも、チップ実装機３１にバッファ２０ａ，２０ｂが備えられていることにより、ＸＹθテーブル５６ａ，５６ｂのそれぞれにウエハキャリアＷＣが装着される前に、ウエハＷを回転させ、姿勢を整えることができる。
【００５３】
上述のように、ウエハＷ上の良品チップのピックアップ・実装動作が並列で行われ、複数のＸＹθテーブルにウエハＷを供給する複合チップ実装機においても、本発明のバッファ装置の設置は、ウエハ交換の時間短縮と複合チップ実装機の稼動効率の向上のために有効である。
【符号の説明】
【００５４】
１０，１０ａ，１０ｂ…チップ実装機、２０，２０ａ，２０ｂ…バッファ装置、５２，５２ａ，５２ｂ…ウエハカセット、５４，５４ａ，５４ｂ…ウエハチェンジャ、５６，５６ａ，５６ｂ…ＸＹθテーブル、５８，５８ａ，５８ｂ…バーコードリーダ、６０，６０ａ，６０ｂ…実装ヘッド、７０，７０ａ，７０ｂ，７３…搬送レール、Ｗ…ウエハ、ＷＣ…ウエハキャリア、Ｃ…チップ、ＬＦ…リードフレーム
【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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【図６】
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