(57)【要約】  位置決めステーション（３）において基板（２）に電子構成要素（１）を配置するための方法および装置が開示される。接触面（４）で供給ステーションに横たわる構成要素は、一次ツール（６）によって拾上げられ、回転運動を用いて、そこから離れるように運ばれ、少なくとも１つの旋回ツール（４１，４２）に移送される。供給ステーションのレベル（４７）とそれより高いところにあるスタンバイレベル（７）との間の構成要素の経路は、少なくとも２つの別個の曲線運動に分けられる。構成要素は、スタンバイレベルで、少なくとも１つの二次ツールによって受取られ、基板の上に運ばれ、配置される。構成要素は、一次ツールが当該構成要素をまず中間旋回ツール（４１）に移送するか、または直接的に最終旋回ツール（４２）に移送するかに依存して、同じ接触表面または構造表面で基板上に配置され得る。
2009533849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配置ステーション（３）にて、電子構成要素（１）、詳細には半導体チップを基板（２）に配置するための方法であって、当該構成要素は、支持部側（４）で供給ステーション（５）に載っており、一次ツール（６）によって支持部側から離れた構造側（１７）で取得され、拾上げられ、回転運動によって供給ステーションの面（４７）の上に運搬され、当該構成要素は、供給ステーションの面（４７）の上に存在する提供面（７）において少なくとも１つの二次ツール（８）によって受入れられ、基板の上に運搬され、そこに配置される方法において、供給ステーションの面（４７）と提供面（７）との間の構成要素の経路は、少なくとも２つの別個の上昇曲線運動に担われ、一次ツール（６）は、当該構成要素を移送位置において少なくとも１つの旋回ツール（４１，４２）に移送することを特徴とする、方法。
【請求項２】
一次ツール（６）は、構成要素（１）を中間旋回ツール（４１）に移送し、中間旋回ツール（４１）は支持部側（４）で構成要素を取得し、旋回運動の後、それを最終旋回ツール（４２）に移送し、最終旋回ツール（４２）は、再び構造側（１７）で構成要素を取得し、それを提供面（７）の中に入れるように旋回し、提供面（７）では、それは二次ツール（８）に移送され、それは構造側（１７）で基板（２）に最終的に置かれることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
一次ツール（６）は、構成要素（１）を直接的に最終旋回ツール（４２）に移送し、最終旋回ツール（４２）は構成要素を支持部側（４）で取得し、それを提供面（７）の中に入れるように旋回し、提供面（７）では、それは二次ツール（８）に移送され、それは再び同じ支持部側（４）で基板（２）に最終的に置かれることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
構成要素は、最終旋回ツール（４２）へ、第１の動作モードでは中間旋回ツール（４１）を介して、第２の動作モードでは直接的に移送され、供給ステーションでの拾上げから行われる、第１および第２の動作モードにおける一次ツール（６）の旋回運動はそれぞれ、好ましくは別個の運動区間上で行われることを特徴とする、請求項２および請求項３に記載の方法。
【請求項５】
曲線運動は部分的な円弧運動であり、そのうち２つの連続的な運動が反対方向に曲がる態様で行われるのが好ましいことを特徴とする、請求項１から請求項４の１つに記載の方法。
【請求項６】
構成要素の受入れから、基板の上に至るまでの二次ツール（８）の運動は線形に行われることを特徴とする、請求項１から請求項５の１つに記載の方法。
【請求項７】
供給ステーション（５）から、基板（２）に至るまで構成要素を運搬することは、ほぼ垂直な運搬面上で基本的に行なわれることを特徴とする、請求項１から請求項６の１つに記載の方法。
【請求項８】
拾上げの前における、供給ステーション（５）上の構成要素の実際の位置は、第１の画像認識装置（１０）によって判別され、および／または基板への運搬の前における、提供面（７）での構成要素の実際の位置は、第２の画像認識装置（１１ａ，１１ｂ）によって判別され、および／または基板（２）の実際の位置は第３の画像認識装置（１２）により判別され、構成要素の判別された実際の値と予め定められた望ましい位置との間のずれが補正されることを特徴とする、請求項１から請求項７の１つに記載の方法。
【請求項９】
提供面（７）における構成要素の実際の位置は、第１の動作モードでは二次ツール（８）に保持される構成要素に向かって下から上方向に、第２の動作モードでは最終旋回ツール（４２）で保持される構成要素に向かって上から下方向に、第２の画像認識装置（１１ａ，１１ｂ）によって判別されることを特徴とする、請求項４および請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
実際の位置は、一次ツール（６）または二次ツール（８）もしくは最終旋回ツール（４２）が、判別されることになる実際の位置の画像フィールドを空の状態にするといつでも、画像認識装置のそれぞれを用いて判別されることを特徴とする、請求項８または請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
配置ステーション（３）にて、電子構成要素（１）、詳細には半導体チップを基板（２）に配置するための装置であって、当該構成要素は、支持部側（４）で供給ステーション（５）に載っており、一次ツール（６）によって支持部側から離れた構造側（１７）で拾上げられ得るとともに、それによって、構成要素は供給ステーションの面（４７）の上に運搬され得、当該構成要素は、供給ステーションの面（４７）の上に存在する提供面（７）において少なくとも１つの二次ツール（８）によって受入れられ得、基板（２）の上に運搬され得、そこに配置され得る装置において、少なくとも１つの旋回ツール（４１，４２）が一次ツール(６)の稼動領域に配され、構成要素は、移送位置において、一次ツール(６)から前記少なくとも１つの旋回ツールに移送され得、供給ステーションの面（４７）と提供面（７）との間の構成要素の経路は、少なくとも２つの別個の上昇曲線運動に担われ得ることを特徴とする、装置。
【請求項１２】
中間旋回ツール（４１）が一次ツール（６）の稼動領域に配され、最終旋回ツール（４２）が中間旋回ツールの稼動領域に配され、一次ツール（６）によって構造側（１７）で取得され、かつ持上げられる構成要素が、中間旋回ツールによって支持部側（４）で取得され得、最終旋回ツールに移送され得、それは、再び構造側（１７）で後者によって取得され得るとともに、提供面（７）の中へと旋回され得、その結果、それは二次ツール（８）によって取得され得、最終的に構造側（１７）で基板（２）に置かれ得ることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
最終旋回ツール（４２）が一次ツール（６）の稼動領域に配され、一次ツール（６）によって構造側（１７）で取得されるとともに持上げられる構成要素（１）が、支持部側（４）で最終旋回ツールによって取得され得、提供面（７）の中へと旋回され得、その結果、それは二次ツール（８）によって取得され得、最終的に再び同じ支持部側（４）で基板（２）に置かれ得ることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
中間旋回ツール（４１）および最終旋回ツール（４２）の両方は一次ツール（６）の稼動領域に配され、構成要素（１）は、第１の動作モードでは中間旋回ツールを介して、代替的には、第２の動作モードでは最終旋回ツールを介して直接的に提供面（７）に運搬され得ることを特徴とする、請求項１２および請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
一次ツール（６）は、第１の動作モードでは、供給ステーションでの拾上げ位置から中間旋回ツール（４１）への移送位置までの第１の運動区間において旋回し得、第２の動作モードでは、供給ステーションでの拾上げ位置から最終旋回ツール（４２）への移送位置までの近傍の第２の運動区間において旋回し得ることを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
一次ツール（６）および少なくとも１つの旋回ツール（４１，４２）は、取得された構成要素が円弧の区間からなる曲線運動を行なうように旋回し得ることを特徴とする、請求
項１１から請求項１５の１つに記載の装置。
【請求項１７】
二次ツール（８）は、線形に変位可能なスライド（１５）に配されることを特徴とする、請求項１１から請求項１６の１つに記載の装置。
【請求項１８】
一次ツール（６）、少なくとも１つの旋回ツール（４１，４１）、および二次ツール（８）は、共通のほぼ垂直な運搬面上を事実上動き得ることを特徴とする、請求項１１から請求項１７の１つに記載の装置。
【請求項１９】
第１の画像認識装置（１０）は、拾上げの前における、供給ステーション（５）上の構成要素の実際の位置を判別するために設けられ、および／または第２の画像認識装置（１１ａ，１１ｂ）が、基板への運搬の前における提供面（７）での構成要素の実際の位置を判別するために設けられ、および／または第３の画像認識装置（１２）が基板（２）の実際の位置を判別するために設けられ、構成要素の判別された実際の値と予め定められた望ましい位置との間のずれが補正され得ることを特徴とする、請求項１１から請求項１８の１つに記載の装置。
【請求項２０】
提供面（７）での構成要素の実際の位置を判別するために、第２の画像認識装置（１１ａ，１１ｂ）は、第１の動作モードの場合、下から上方向に方向付けされる態様で供給面の下に配され、第２の動作モードの場合、上から下方向に方向付けされる態様で提供面の上に配されることを特徴とする、請求項１４および請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
それぞれの第２の画像認識装置（１１ａ，１１ｂ）は提供面の下および上に配され、当該装置は動作モードに依存して一方が活性化され得ることを特徴とする、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
画像認識装置は、判別されることになる実際の位置の画像フィールドが、一次ツール（６）、少なくとも１つの旋回ツール（４１，４２）、および／または二次ツール（８）のうちの少なくとも１つの動作位置において完全に捕捉され得るように位置決めされることを特徴とする、請求項１９から請求項２１の１つに記載の装置。
【請求項２３】
第１の画像認識装置（１０）は、自身に割当てられる画像フィールドが、一次ツール（６）の旋回範囲内から捕捉されるように配され、第２の画像認識装置（１１ａ）は、第２の動作モードの場合、自身に割当てられる画像フィールドが最終旋回ツール（４２）の旋回範囲内から捕捉されるように配されることを特徴とする、請求項２０または請求項２１および請求項２２の１つに記載の装置。
【請求項２４】
第１および第２の画像認識装置、または出口開口部の領域におけるそれらの光学軸は、相互に隔たる垂直軸上に配されることを特徴とする、請求項１９から請求項２３の１つに記載の装置。
【請求項２５】
第３の画像認識装置（１２）は、線形に変位可能なスライド（１６）に配されることを特徴とする、請求項１９から請求項２４の１つに記載の装置。
【請求項２６】
配置ステーション（３）は、複数の基板の好ましくは線形の通路のための供給システムとして実施されることを特徴とする、請求項１１から請求項２５の１つに記載の装置。
【請求項２７】
複数のウエハを有するウエハカセット（２７）が、供給ステーション（５）の傍らに配され、かつウエハを供給ステーションに積載する目的のために、供給ステーションがウエハカセットからのウエハを積載および取出され得る異なる積載位置に動かされ得、ウエハ
カセットは、供給ステーションが、積載されたウエハを処理するために、ウエハカセットの上の水平動作面において少なくとも部分的に変位し得る停止位置に動かされ得ることを特徴とする、請求項１１から請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
二次ツール（８）への移送の前に一時的に構成要素が配置され得る１つまたは複数の中間配置ステーション（４０ａ，４０ｂ）が、一次ツール（６）および／または少なくとも１つの旋回ツール（４１，４２）の稼動領域に配されることを特徴とする、請求項１１から請求項２７の１つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、請求項１のプレアンブルに従った、電子構成要素、詳細には半導体チップの配置のための方法に関する。このタイプの方法を、たとえば半導体構成要素の製造の間に用いることにより、自動チップ搭載マシン（ダイボンダー）において、パッケージ化されていないチップが、既に細分されたシリコンウエハから拾上げられ、次いで対応する基板に配置または結合される。この結合処理の後には、たとえば硬化、ワイヤボンディング、はんだ接続部の溶融、封止、個片化などといったさらなる処理ステップが行なわれる。
【背景技術】
【０００２】
チップを基板に位置決めするために、たとえば接着結合、はんだ付け、または積層といった多くの異なる処理がある。接続処理のタイプによってさらに、位置決めの前に、チップが転回される必要があるか（フリップチップ方式）、または転回される必要がないか（ノンフリップ方式）かどうかが決定される。チップの転回は、以下では、空間軸または空間面に対する相対運動を意味するのではなく、オリジナルの支持部側に対する転回を意味するということが明確に理解される。ノンフリップ方式の場合、チップは転回されず、拾上げの後、それはウエハフィルムから基板に直接的に１ステップで運搬され、拾上げツールが同時に結合ツールとしても用いられる。チップをウエハフィルムに接着により結合した支持部側は、チップを基板に接着により結合する側でもある。このタイプの公知の装置は、たとえばＥＰ  １  ０４９  １４０において記載、または出願人の会社雑誌である「ニュースライン（Newsline）１／２００２」（マシンタイプ「イージーライン（Easyline）」）に開示されている。フリップチップ方式の場合、チップは転回の後、自身の構造面で基板に置かれる。すなわち、チップをウエハフィルム上に接着により結合した支持部側は、位置決めの後、基板から離れた側になる。製造コスト、処理量、精度、および処理の柔軟性に関して、現代のダイボンダーシステムの要件はさらにもっと大きくなっている。それでも、マシンは、構造の高さ、マシンのレイアウト計画、重さなどについて、既存の装置を上回るべきではない。これは、機構、運動シーケンス、および制御について、マシンがさらにより複雑になることにつながる。ＵＳ２００５／０１３２５６７は、半導体チップが、３つのツールヘッドを有する回転可能な拾上げツールによって拾上げられ、そこからより高い面へと運搬され、かつ線形運動でチップを基板の上に運ぶとともにそれらをそこに置くさらなるツールによって受入れられる装置を開示する。拾上げ面および基板面は平行に、しかし異なるレベルで延びている。これにより、ウエハテーブルが基板テーブルの下で駆動され得ることが可能になる。これは明らかに、大きなウエハの場合に特に有利である。なぜならばこれは、マシンの全基本エリアが小さいままであり得るということを意味するからである。しかしながら、明らかなことであるが、この場合にはチップは移送動作によって常に転回されるので、その支持部側でではなく、その構造側で基板の上に置かれる（フリップチップ方式）。さらに、回転可能な拾上げツールは、拾上げ面と受渡し面との間の高さの差を乗り越えるよう、相対的に大きな外径を必要とし、これは、運動学について、または空間的な理由のためにとっても有利ではない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
したがって、この発明の目的は、供給ステーションの面とそれより高いレベルに位置する提供面との間の高さの差が、より小さい空間要件で、かつ運動学的にさらに有利な態様で克服され得るとともに、さらに、構成要素も再び同じ支持部側で基板に置かれ得（ノンフリップ方式）、かつ改善された配置精度とともに最大限の高処理量を得る可能性を有する、導入部分で述べられたタイプの方法を提供することである。さらに、室温での拾上げ
の可能性を提供することを意図しているが、ある状況下では高温で位置決めを行うことができる可能性も意図している。さらに、低い追加コストで使用範囲を大幅に広げるよう、フリップチップおよびノンフリップ方式の両方を実施するのに同じ方法およびそれぞれ同じ装置を用いることを可能にすることを意図する。チップの位置が、異なる位置にある対応する光学画像認識装置を用いて可能な限り最適に捕捉されることができるようにすることを意図する。最後に、当該装置はさらに、可能な限りコンパクトに構成されるとともに、最大限小さいマシンのレイアウト計画を有することを意図する。この目的は、方法の観点からは、請求項１の特徴を有する方法を用いて達成される。装置の観点からは、この目的は、請求項１１の特徴を有する装置を用いて達成される。
【０００４】
供給ステーションの面と提供面との間の構成要素の経路が、少なくとも２つの別個の上昇曲線運動を担うならば、明らかなことに、レイアウト計画に関して空間が節約され得る。この場合、一次ツールは、構成要素を用いて第１の曲線運動を担い、移送位置において、少なくとも１つの旋回ツールに構成要素を移送し、旋回ツールは提供面に至るまで第２の曲線運動を担う。この場合、曲線半径は、構成要素の移動が単一のロータリツールによって担われなければならない場合よりも大幅に小さくなる。さらに、加速および減速されなければならない質量が大幅に小さくなり、これによりエネルギの支出が低減され、より早い運動シーケンスが可能になる。したがって、高さの差が大きければ、複数の旋回ツールが連続して接続され得、その結果、当該移動は、２つより多い別個の旋回運動に担われることになる。少なくとも１つの旋回ツールが、一次ツールの稼動領域に配されなければならないことは明らかである。
【０００５】
フリップチップ方式の場合、一次ツールが、構成要素を中間旋回ツールに移送し、中間旋回ツールが支持部側で構成要素を取得し、旋回運動の後、それを最終旋回ツールに移送し、最終旋回ツールが、再び構造側で構成要素を取得し、それを提供面の中に入れるように旋回し、提供面では、それが二次ツールに移送され、それが基板に構造側で最終的に置かれるならば特に有利である。この場合、明らかなことであるが、中間旋回ツールは、構成要素が構造側で取得され得るように構成要素を最終旋回ツールに移送する機能を実行する。転回の繰返しを避けることが意図されるならば、構成要素がさらに二次ツールによって再び構造側で配置されるのはこの条件においてのみである。
【０００６】
対照的に、ノンフリップ方式の場合、一次ツールが構成要素を直接的に最終旋回ツールに移送し、最終旋回ツールが構成要素を支持部側で取得し、それを提供面の中に入れるように旋回し、提供面では、それが二次ツールに移送され、それが基板に再び同じ支持部側で最終的に置かれることならば都合がよい。したがって、一次ツールから最終旋回ツールへの構成要素の移送は、それが二次ツールによって構造側で取得され得、したがってさらに再び支持部側で置かれ得るという効果をすでに有していることは明らかである。
【０００７】
しかしながら、構成要素が最終旋回ツールへ、第１の動作モードでは中間旋回ツールを介して、第２の動作モードでは直接的に移送され、供給ステーションでの拾上げから行われる、第１および第２の動作モードにおける一次ツールの旋回運動がそれぞれ、好ましくは別個の運動区間、たとえばセクタ、上で行われるならば、使用について特に多様な可能性が出てくる。したがって、フリップチップ方式およびノンフリップ方式が随意的に実施され得る。選択された動作モードに依存する態様で、別個の運動区間上で一次ツールの旋回運動を行うことで、中間旋回ツールもしくは最終旋回ツールの最適な構成を可能にするか、または幾何学的に最適な曲線経路を可能にする。しかしながら、部分円弧運動の代りに、たとえばサイクロイドまたは螺旋といったような他の曲線運動も、用いられるギア機構の選択に依存して実行され得る。異なる方向に進む湾曲により、短い経路が可能になり、供給ステーションの面と提供面との間の移動が可能な限り直接的になされることが可能になる。構成要素の受入れから、基板の上に至るまでの二次ツールの運動は線形に行われ
ることが有利である。しかしながら、この場合、曲線運動も考えられ得る。
【０００８】
供給ステーションから基板に至るまで構成要素を運搬することがほぼ垂直な運搬面上で基本的に行なわれるならば、特に有利なマシン構成および作動手段が得られる。したがって、明らかなことに、すべての駆動要素および補助装置は前記面に沿って配され得る。これにより、さらに、マシンの作業シーケンスおよびメンテナンスの目視観測が大幅に簡素化される。拾上げの前における、供給ステーション上の構成要素の実際の位置（位置および角度）が、第１の画像認識装置によって判別され、および／または基板への運搬の前における、提供面での構成要素の実際の位置が、第２の画像認識装置によって判別され、および／または基板の実際の位置が第３の画像認識装置により判別され、構成要素の判別された実際の値と予め定められた望ましい位置との間のずれが運搬の間に補正されるならば、さらなる利点が達成され得る。画像認識装置はたとえばＣＣＤカメラであってもよい。ここで、このタイプのカメラを合計でたった３台用いることで、非常に高い精度または最適な補正の可能性を達成することが可能になる。しかしながら、用途に依存して、たとえば提供面における構成要素の実際の位置のみを計測するということも考えられる。
【０００９】
導入部分で述べた異なる動作モードの可能性に関して、提供面における構成要素の実際の位置が、第１の動作モードでは二次ツールに保持される構成要素に向かって下から上方向に、第２の動作モードでは最終旋回ツールで保持される構成要素に向かって上から下方向に、第２の画像認識装置によって判別されるならば好都合である。これにより、構成要素は常に動作モードから独立して、提供面において構造側で計測され得ることが確実になる。
【００１０】
有利なことに、実際の位置は、一次ツールまたは二次ツールもしくは最終旋回ツールが、判別されることになる実際の位置の画像フィールドを空の状態にする際はいつでも、画像認識装置のそれぞれを用いて判別される。したがって、運搬運動および画像認識は、それらが互いに邪魔しないように行われる。
【００１１】
第１の画像認識装置が、自身に割当てられる画像フィールドが、両方の動作モードにおいて一次ツールの旋回範囲内から捕捉されるように配されるならば、さらなる利点が達成され得る。同様に、第２の画像認識装置が、第２の動作モードの場合、自身に割当てられる画像フィールドが最終旋回ツールの旋回範囲内から捕捉されるように配されることが可能である。この場合、第１および第２の画像認識装置、または出口開口部でのそれらの光学軸は、相互に隔たった垂直軸上に配されてもよい。しかしながら、たとえば一次ツールおよび最終旋回ツールの回転軸が共通の垂直線上にあるならば、異なる構成がさらに可能である。
【００１２】
基板の実際の位置を認識するための第３の画像認識装置は、好ましくは線形に変位可能なスライドに配されてもよい。これにより、二次ツールのそれぞれの位置から独立して、カメラが駆動され観測位置に入ることが可能になる。これにより、基板供給の構造が単純化される。これは、配置位置のマトリックス状の構成を有する基板の場合、基板は一方の方向（ｘ）にのみ変位されなければならず、その一方、他方の方向（ｙ）は、この空間方向に動かされ得る画像認識装置と、同様にこの空間方向に動かされ得る二次ツールとによって得られ得るからである。さらに、明らかなことに、これはシーケンスの柔軟性を増加させ、したがって処理量を改善させる。なぜならば、計測は、二次ツールの位置から分離される態様で行われ得、したがって、処理は並列化され得るからである。しかしながら、高精度の適用例の場合、第３の画像認識装置が二次ツールのスライドに直接的に配されるのも好都合であり得る。
【００１３】
配置ステーションが、複数の基板の好ましくは線形の通路のための運搬システムとして
実施されるならば、さらなる利点が達成され得る。この場合、本質的に公知であるクランピング装置またはコンベアベルトなどが運搬手段として用いられてもよい。
【００１４】
ウエハカセットが、供給ステーションの傍らに配されてもよく、かつウエハフレームを供給ステーションに積載する目的のために、供給ステーションおよびウエハカセットが少なくとも部分的には同じ面に配される異なる積載位置に動かされ得、ウエハカセットは、供給ステーションが、積載されたウエハフレームを処理するために、ウエハカセットの上の水平動作面において少なくとも部分的に変位し得る停止位置に動かされ得る。したがって、明らかなことに、ウエハカセットは、動作ステーションの積載の間、自身の機能を損なうことなしに、高い空間節約の態様で配され得る。
【００１５】
最後に、二次ツールへの移送の前に一時的に構成要素が配置され得る１つまたは複数の中間配置ステーションが、一次ツールおよび／または少なくとも１つの旋回ツールの旋回領域に配されるならば、さらなる利点が付加的に達成され得る。したがって、明らかなことに、後の時点でさらに再び処理されるよう、個々の構成要素が一時的に動作処理から取除かれ、中間で保管されることが可能である。具体的には、製造における今日の品質要件に関して、たとえばいくつかの場合、チップを品質の点で区別することが必要である。最大限高い歩留まりを得るよう、高品質チップのみが高品質の基板の位置に置かれ、低品質チップは低品質の基板の位置で用いられることができる必要があり得る。この中間配置ステーションは、配置処理の質的制御を特に単純な態様で可能にする。
【００１６】
この発明のさまざまな構成が、保護範囲の主題から逸脱することなく考えられることは明らかである。したがって、たとえば、２つの別個の最終旋回ツールが共通の一次ツールから構成要素を受入れ得、それらを２つの別個の二次ツールに移送し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
この発明のさらなる個々の特徴および利点が、以下の例示的な実施例の記載および添付の図面から明らかになる。
【００１８】
図１は、非常に簡略化された態様で、本質的に公知である構成を示す。当該構成において、自身の部分についてウエハフレーム２０にクランプされるウエハフィルム１９に、既に細分された半導体ウエハ１８が接着により結合される。半導体チップ１は既に、交差する線によって示される切断線を用いて個片化されている。各チップ１は、切離しの前に自身をウエハフィルム１９に貼付かせる支持部側４を有する。半導体構造は、支持部側４とは反対側に加えられるので、以下ではそれを構造側１７と呼ぶ。電子構成要素が半導体チップでないならば、各場合における構造側は、単純にその構成要素の上側に対応する。針およびその他の補助手段の助けを借りてウエハフィルムから切断および切離し処理を行なうことによってなされるチップの個片化は、当業者には既に十分公知である。
【００１９】
図２を参照して、まず装置の基本的な機能ユニットを記載する。供給ステーション５がマシンフレーム上に配され、前記供給ステーションは本件において、図１に従った作製されたウエハフレームを受取るためのウエハテーブルとして実施される。供給ステーションは、各個々のチップが切離し位置に動かされ得るように、水平面上で２つの空間軸において変位され得る。その後、さらなるウエハフレームが、ここでは停止位置に下げられているウエハカセット２７から必要に応じて供給される。供給ステーションから構成要素が運ばれなければならない配置ステーション３は、この場合、矢印方向ｘにおいて周期的に基板２が供給され得る供給システム３９として実施される。
【００２０】
個々のチップは、一次ツール６によって供給ステーション５から持上げられ、上に旋回され、次いで、中間旋回ツール４１に移送されるか、または代替的には、最終旋回ツール
４２に直接的に移送される。後者では、チップは、スライドガイド２１に沿って配置ステーション３の上に変位され得る二次ツール８に移送される。
【００２１】
図３から、装置のさらなる詳細が明らかになる。個々のチップ１を運ぶためには、供給ステーションの面４７と、基板２を有する配置ステーション３の面と事実上一致する提供面７との間の高さの差を克服する必要がある。前記高さの差は、以下にさらに詳細に記載される態様で、一次ツール６および最終旋回ツール４２の少なくとも２つの旋回運動によって、ならびに適切ならば、中間旋回ツール４１の仲介旋回運動によっても補填される。二次ツール８は、ガイドレール２１上で線形に変位され得るスライド１５に固定される。二次ツールにて、実際の位置を判別するために必要であるならば、構成要素の配置の前に、ｘおよびｙ軸において、かつ回転軸について補正運動が可能である。
【００２２】
さまざまな動作ツールには、たとえば真空を用いて構成要素を固定的に保持するための受取りツールが設けられる。前記受取りツールは、自身の長手軸において、および／または自身の長手軸について、少なくとも１つのさらなる運動を付加的に行ない得るのが好ましい。
【００２３】
中間配置ステーション４０ａおよび４０ｂが、各々の場合、一次ツール６および最終旋回ツール４２の旋回範囲にそれぞれ配される。導入部分で述べたように、これらの中間ステーションは、後の時点でチップをさらに運搬するよう待機位置にそれを一時的に位置決めするために働く。構成要素を運ぶための動作ツールと同様に、中間配置ステーションにも受取りツールが設けられる。
【００２４】
さまざまな実際の位置を監視および補正するために、装置にはさまざまなカメラが配される。第１のカメラ１０は、持上げの前に、供給ステーション５でのチップ１の実際の位置を判別する。第２の下側カメラ１１ａは、二次ツール８への移送が既に行なわれている場合、チップの位置を認識する。対照的に、第２の上側カメラ１１ｂは、二次ツール８への移送の前に、最終旋回ツール４２でのチップの位置を認識する。これら２つの第２のカメラ１１ａまたは１１ｂのうちの１つが、二次ツールが支持部側または構造側でチップを取得するかどうかに依って、代替的に活性化されることは明らかである。最終的に、第３のカメラ１２が、配置ステーション３上での基板２の実際の位置を認識し得る。前記第３のカメラ１２は、ガイドレール２２に沿って変位し得るスライド１６に配される。これらの構成要素に関するさらなる詳細は、図８〜図１０から明らかになる。
【００２５】
配置ステーション３および供給ステーション５は異なる面に存在するので、供給ステーション５、すなわちウエハテーブルは、明らかに、配置ステーションの下、すなわち供給システムの下で、その可動域に関して移動し得る。これにより、マシンフレーム２６のレイアウト計画は非常に小さいまま保たれ得る。供給ステーション５は、持上げられることになる個々の各々のチップが、各々の場合、持上げを行う一次ツール６の真下に移動されることになるので、２つの空間軸において水平に変位可能でなければならない。このタイプの制御は当業者には既に公知である。
【００２６】
図３から図５は、ウエハカセット２７と組合される供給ステーション５の変位能力についてさらなる詳細を明らかにする。ウエハカセット２７は、本質的に公知の態様でさまざまな挿入部分を有し、各部分は細分されたウエハ（図１に従う）を有する作製されたウエハフレームを含む。ウエハカセットは、垂直方向に移動可能であり、除去メカニズム（具体的にはここに図示せず）が各階層からウエハフレームを取除き得、それを供給ステーション５に移送し得る。図３に従うと、ウエハカセット２７は供給ステーションのレベルの下に下げられている。この位置で、２つの空間軸において変位され得る供給ステーション５は、配置ステーション３の下と、ウエハカセット２７の上で移動し得る。これにより、
マシンのレイアウトプランは非常に小さいままに保たれ得るのは明らかである。
【００２７】
図４に従うと、ウエハカセット２７は、ウエハフレームが最上の階層から取除かれ得る最も下の取出位置にある。その後、ウエハフレームが拾上げによって空になるときはいつでも、前記ウエハフレームはその対応する空の階層に押し戻され、最後の階層に到達するまで、新しいウエハフレームが取除かれる。この場合、ウエハカセット２７は、図５に示される最も上の除去位置にある。ウエハカセット２７は、各積載または取出処理の後、再び図３に従う停止位置に下げられることは言うまでもない。
【００２８】
図６は、運搬装置の全体のさらなる詳細を示す。この場合、一次ツール６は、端部に配され、Ｌ字形状のロータリーアーム２３の外側に配される。ロータリーアームは、水平軸１３について回転し、モータ２５により回転可能に駆動され得る。この場合、一次ツールは、回転円または部分円１４を描き、モータ２５は両方の回転方向における作動を可能にする。下記に記されることになる、対物レンズ出力を有するカメラハウジング２４は、当該回転円１４の中に配される。同じまたは同様の態様で、Ｌ字形状のロータリーアーム４３上の最終旋回ツール４２は、軸４４について回転円４５上に旋回し得る。ここでも、回転円４５の中にカメラハウジング２４′が突出するが、対物レンズ出力は上方向に方向付けされる。
【００２９】
最後に、一次ツール６と最終旋回ツール４２との稼動領域に、中間旋回ツール４１が付加的に配される。この場合、前記中間旋回ツールは軸５０について回転し、回転円５１を描く。ここでは、当該回転円の中にカメラハウジングが搭載される必要はないので、Ｌ字形状のロータリーアーム上の構成は必要ではない。提供面７は、回転円４５に対して水平な接平面を事実上形成する。提供面７の上を、二次ツール８のスライド１５のためのガイドレール２１が延在する。図６に示される位置では、二次ツール８は最終旋回ツール４２から半導体チップを受入れたところであり、前記チップを配置ステーションの方向に運搬する。すべてのツールには、本質的に公知の態様で受取りツールが設けられ、前記ツールを動作させるのに必要とされる空気配管および制御装置は図示しない。
【００３０】
図７は、図６に示されるツールの間の位置関係、詳細には、供給ステーションの面４７と提供面７との間の、構成要素１の曲線経路を示す。動作ツールの回転軸１３、４４、および５０は互いに対して三角形を形成し、回転円１４、４５、および５１は当該三角形の辺で互いに接触またはほぼ接触し、処理の際に、第１の位送位置５２、第２の位送位置５３、および第３の位送位置５４を形成する。拾上げ位置５５から進むと、一次ツール６は、動作モードに依って、第１のセクタＳ１を介して第１の位送位置５２まで、または第２のセクタＳ２を介して第２の位送位置５３まで導く旋回運動を担う。中間旋回ツール４１は、停止しているか、または第１の位送位置５２と第３の位送位置５４との間の旋回運動を常に担うかのいずれかである。動作モードに依って、最終旋回ツール４２は、第２の位送位置５３と配置位置５６との間か、または第３の位送位置５４と配置位置５６との間の旋回通路を担う。構造的条件に依って、これらさまざまな回転円の半径が異なって形成されることが可能であるのは明らかである。さらに、２つの面７および４７の間の移動が複数の曲線運動に担われるように付加的な旋回ツールを組込むことも考えられ得る。曲線通路に沿って配される中間配置ステーション４０ａ，４０ｂは、構成要素を運び出すことができる旋回ツールとして実施され得る。
【００３１】
図８から図１０を参照して、第１のカメラ１０および下側の第２のカメラ１１ａの機能および配置を以下に記載する。これらのカメラは、それぞれ一次ツール６および最終旋回ツール４２の回転円の中に突出する細長いカメラハウジング２４および２４′にそれぞれ配される。第１のカメラ１０の場合、出力開口部２９が、供給ステーションの面４７に向かって下方向に方向付けされる。対照的に、下側の第２のカメラ１１ａの場合、出力開口
部２９′が、提供面に向かって上方向に方向付けされる。各場合において、偏向ミラー３６にて画像偏向が行なわれる。ロータリーアーム２３上に配される一次ツール６と、ロータリーアーム４３上に配される最終旋回ツール４２との動作位置に依存して、各々の場合において、画像領域３７は対応するカメラのために完全に空の状態にされる。
【００３２】
詳細には、図１０から、回転軸１３および４４に対応する態様で、カメラの出力開口部の領域におけるそれぞれの光学軸は互いに対して横方向に隔たって配されるということが明らかである。しかしながら、特定の場合には、回転軸１３および４４、したがって出力開口部の領域における光学軸も、共通の垂直軸上に配されるということも考えられ得る。
【００３３】
図１１ａから図１１ｅを参照して、半導体チップのための配置処置を以下に記載する。この場合、チップは、自身を以前にウエハフィルム上に貼付けた同じ支持部側で基板に配置される（ノンフリップ方式）。図１１ａに従うと、ロータリーアーム２３は、一次ツール６が供給ステーション５から半導体チップを取得する垂直位置にある。同時に、最終旋回ツール４２は、以前に既に積載されたチップを、提供面７において二次ツール８に移送する。
【００３４】
図１１ｂに従うと、一次ツール６および最終旋回ツール４２は互いに向かって、各々の場合、時計回り方向に回転する。その一方、スライド１５上の二次ツール８は配置ステーション３に向かって移動する。配置ステーションに到達する前に、基板２の実際の位置がスライド１６上の第３のカメラ１２によって把握される。
【００３５】
図１１ｃに従うと、二次ツール８は基板２の上のその受渡し位置に達する。一次ツール６はそのチップを最終旋回ツール４２に移送し、同時に、供給ステーション５上にある、拾上げられることになる次のチップ１が、カメラ１０の助けを借りて計測される。
【００３６】
図１１ｄに従うと、二次ツール８は、そのチップを基板２に置いたところである。一次ツール６は、反時計回り方向で、自身の拾上げ位置に戻る。最終旋回ツール４２は、同様に、反時計回り方向で、その受渡し位置に戻るよう旋回したところである。
【００３７】
最後に、図１１ｅは、新しいチップを取上げるよう戻る途中である空の二次ツール８を示す。示されるように、この場合、中間位置において、最終旋回ツール４２でのチップの実際の位置を判別するために上側の第２のカメラ１１ｂと、基板２の実際の位置を判別するために第３のカメラ１２とを両方とも作動させることが可能である。二次ツール８がその初期位置に到達するとすぐに、図１１ａに従って、再び当該サイクルが新たに始まる。図１１ａから図１１ｅでは、必要とされない下側の第２のカメラ１１ａと中間旋回ツール４１とは、よりよい明確さのために省略される。
【００３８】
基板にチップをその構造側で配置することが望ましい（フリップチップ方式）場合、装置は別の動作モードで駆動され得る。この場合、中間旋回装置４１が、図１２ａから図１２ｅから明らかなように作動される。これら図において、この動作モードで必要とされない上側の第２のカメラ１１ｂは、よりよい明確さのために省略される。
【００３９】
図１２ａに従うと、供給ステーション５にて、チップが一次ツール６によって拾上げられる。同時に、配置ステーション３にて、二次ツール８が基板２上にチップを置く。最終旋回ツール４２は、中間旋回ツール４１から、以前に積載されたチップを受取る。さまざまなカメラは停止している。
【００４０】
図１２ｂに従うと、その拾上げられたチップを有する一次ツール６は、第１の移送位置へと、反時計回り方向に旋回される。同様に、中間旋回ツール４１は、新しいチップを拾
上げることができるよう反時計回り方向に戻るように旋回される。最終旋回ツールは、以前に積載されたチップを受渡し位置に戻すよう旋回し、二次ツール８は、新しいチップを拾上げ得る自身の初期位置に再び到達する。配置ステーション３では、新たに部品が配置されることになる基板２の実際の位置が第３のカメラ１２の助けを借りて計測される。
【００４１】
図１２ｃに従うと、最終旋回ツール４２でのチップは、二次ツール８に移送される。一次ツール６は、第１の移送位置にあるままである。最終旋回ツール４２が、図１２ｄに従って、再び戻るよう旋回するとすぐに、二次ツール８に現在固定されているチップの実際の位置が下側の第２のカメラ１１ａを用いて判別され得る。同時に、供給ステーション５にて持上げられることになる次のチップの実際の位置が第１のカメラ１０を用いて判別される。一次ツールは、その以前に積載されたチップを中間旋回ツール４１に移送し得る。最後に、図１２ｅに従うと、一次ツール６はその拾上げ位置に再び戻るよう旋回し得る。同様に、中間旋回ツール４１はその以前に積載されたチップを第３の移送位置に移し、二次ツール８は基板２の上のその受渡し位置に到達する。その後、当該サイクルが、図１２ａに従って再び新たに始まる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】拡大した態様で示される、半導体チップを有する細分されたウエハの簡略図を示す図である。
【図２】装置の全体の斜視図を示す図である。
【図３】ウエハカセットが停止位置にある状態の、図２に従った装置の非常に簡略化された側面図を示す図である。
【図４】ウエハカセットが最も低いの供給位置にある状態の、図３に従った装置を示す図である。
【図５】ウエハカセットが最も高い供給位置にある状態の、図３に従った装置を示す図である。
【図６】一次ツール、中間旋回ツール、および最終旋回ツール、ならびに二次ツールの斜視図を示す図である。
【図７】図６に従った装置でのツールの曲線経路の概略図を示す図である。
【図８】一次ツールでの第１の画像認識装置の側面図を示す図である。
【図９】最終旋回ツールでの第２の画像認識装置の側面図を示す図である。
【図１０】図８および図９に従った２つの画像認識装置の正面図を示す図である。
【図１１ａ】構成要素の転回のない動作処置のあるシーケンスを示す図である。
【図１１ｂ】構成要素の転回のない動作処置のあるシーケンスを示す図である。
【図１１ｃ】構成要素の転回のない動作処置のあるシーケンスを示す図である。
【図１１ｄ】構成要素の転回のない動作処置のあるシーケンスを示す図である。
【図１１ｅ】構成要素の転回のない動作処置のあるシーケンスを示す図である。
【図１２ａ】構成要素の転回がある動作処置のあるシーケンスを示す図である。
【図１２ｂ】構成要素の転回がある動作処置のあるシーケンスを示す図である。
【図１２ｃ】構成要素の転回がある動作処置のあるシーケンスを示す図である。
【図１２ｄ】構成要素の転回がある動作処置のあるシーケンスを示す図である。
【図１２ｅ】構成要素の転回がある動作処置のあるシーケンスを示す図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１１ｄ】
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【図１１ｅ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１２ｄ】
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【図１２ｅ】
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【国際調査報告】
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