(57)【要約】  チップボンディング装置は、チップ供給ユニット（１０）と、基板供給ユニット（２０）と、チップ供給ユニット（１０）と基板供給ユニット（２０）との間に配置され、第１回転部と、第１回転部上に配置された第１ピックアップヘッドとを含む第１ピックアップアセンブリ（３０）と、チップ供給ユニット（１０）と基板供給ユニット（２０）との間に配置され、第２回転部と、第２回転部上に配置された第２ピックアップヘッドとを含む第２ピックアップアセンブリ（４０）と、第１ピックアップアセンブリ（３０）上のチップ（６０）及び基板の整列を認識するビジョンユニット（５０）と、を備える。第１ピックアップアセンブリ（３０）は、チップ供給ユニット（１０）または第２ピックアップアセンブリ（４０）からチップ（６０）をピックアップし、ボンディングが行われる基板供給ユニット（２０）上の基板にチップ（６０）を移送する。【選択図】図１
2019530247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合されるチップを供給するチップ供給ユニットと、
前記チップ供給ユニットと対向して配置され、基板を供給する基板供給ユニットと、
前記チップ供給ユニットと前記基板供給ユニットとの間に配置され、第１回転部と、前記第１回転部上に配置された第１ピックアップヘッドとを含む第１ピックアップアセンブリと、
前記チップ供給ユニットと前記基板供給ユニットとの間に配置され、第２回転部と、前記第２回転部上に配置された第２ピックアップヘッドとを含む第２ピックアップアセンブリと、
前記第１ピックアップアセンブリ上の前記チップを前記基板に対して整列させるように構成されたビジョンユニットと、
を備え、
前記第１ピックアップアセンブリは、前記チップ供給ユニットまたは前記第２ピックアップアセンブリから前記チップをピックアップし、ボンディングが行われる前記基板供給ユニット上の前記基板に前記チップを移送するように構成され、
前記チップ供給ユニット、前記基板供給ユニット、前記第２ピックアップアセンブリ、及び、前記ビジョンユニットは、それぞれ、前記第１ピックアップヘッドの４つの作業位置に配置された、
チップボンディング装置。
【請求項２】
前記第１ピックアップアセンブリは、前記第１回転部によって駆動されることにより、前記チップ供給ユニット、前記基板供給ユニット、前記第２ピックアップアセンブリ、及び、前記ビジョンユニットがそれぞれ配置された４つの前記作業位置に切り替え可能な１つの前記第１ピックアップヘッドを有する、
請求項１に記載のチップボンディング装置。
【請求項３】
前記第１ピックアップアセンブリは、前記第１回転部上に均一に配置され、前記第１回転部の円周に沿って互いに離間した複数の前記第１ピックアップヘッドを有し、複数の前記第１ピックアップヘッドの各々は、前記チップ供給ユニット、前記基板供給ユニット、前記第２ピックアップアセンブリ、及び、前記ビジョンユニットがそれぞれ配置された４つの前記作業位置に切り替えるように、前記第１回転部によって駆動される、
請求項１に記載のチップボンディング装置。
【請求項４】
前記第１ピックアップアセンブリは、４つの前記第１ピックアップヘッドを有する、
請求項３に記載のチップボンディング装置。
【請求項５】
前記第１回転部の各回転の角度は、隣り合う前記第１ピックアップヘッド間の角度に等しい、
請求項３に記載のチップボンディング装置。
【請求項６】
前記第２ピックアップヘッドは、前記チップ供給ユニットから前記チップをピックアップし、前記第２回転部によって回転するように駆動され、前記チップを、前記第１ピックアップヘッドに移送する、
請求項１に記載のチップボンディング装置。
【請求項７】
前記第２回転部の回転角度は、９０°である、
請求項６に記載のチップボンディング装置。
【請求項８】
前記第１ピックアップヘッド及び前記第２ピックアップヘッドの各々は、真空吸着ヘッドである、
請求項６に記載のチップボンディング装置。
【請求項９】
前記真空吸着ヘッドは、軸方向に移動することができる、
請求項８に記載のチップボンディング装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のチップボンディング装置で使用され、以下のステップ、すなわち、
（Ｓ１）チップのマーク面を上に向けてチップをチップ供給ユニットに搭載し、基板を基板供給部に搭載するステップと、
（Ｓ２）ボンディングにおける前記チップのマーク面の必要な向きを決定するステップと、
（Ｓ３）前記ボンディングにおける前記マーク面を下向きにする必要がある場合には、第１ピックアップアセンブリは、前記チップ供給ユニットから前記チップをピックアップし、ボンディングされる前記基板供給ユニット上の前記基板に前記チップを移送するステップと、
（Ｓ４）前記ボンディングにおける前記マーク面を上向きにする必要がある場合には、第２ピックアップアセンブリは、前記チップ供給ユニットから前記チップをピックアップし、前記チップをボンディングされる前記基板供給ユニット上の前記基板にさらに移送する前記第１ピックアップアセンブリに移送するステップと、
を備えたチップボンディング方法。
【請求項１１】
ステップＳ３及びステップＳ４はそれぞれ、ビジョンユニットによって、前記第１ピックアップアセンブリ上の前記チップの位置を走査すること、及び、前記チップを前記基板に整列させることを含む、
請求項１０に記載のチップボンディング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップボンディングの分野に関し、特に、チップボンディング装置及びチップボンディング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
チップボンディングは、チップを基板に接着するための相互接続手法である。ボンディングされるチップは通常、マークを上に向けて分離テーブル上に配置され、次に、チップキャリアによって、ボンディングテーブル上でボンディングされる。既存のチップボンディング装置は、分離テーブルからチップをピックアップし、チップを長距離の直線状輸送手段を通過させてボンディングテーブル上に到達させ、ボンディングテーブル上でボンディングする必要がある。これはボンディングスループットを著しく制限する。さらに、ボンディングテーブル上でチップを基板にボンディングするときには、チップのマーク面の向きについて異なる要求がある。一部のチップは、マーク面を上に向けて接合する必要があり、他のチップは、マーク面を下に向けて接合する必要がある。したがって、ボンディングにおけるマーク面の向きの要件を満たすためには、対応するボンディング装置を選択する必要があり、それにより、スループットがさらに低下する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、チップの低いボンディングスループットという既存の問題を克服するためのチップボンディング装置およびボンディング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記技術的課題を解決するために、本発明は以下の構成を備えるチップボンディング装置を提供する。
接合されるチップを供給するチップ供給ユニットと、
前記チップ供給ユニットと対向して配置され、基板を供給する基板供給ユニットと、
前記チップ供給ユニットと前記基板供給ユニットとの間に配置され、第１回転部と、前記第１回転部上に配置された第１ピックアップヘッドとを含む第１ピックアップアセンブリと、
前記チップ供給ユニットと前記基板供給ユニットとの間に配置され、第２回転部と、前記第２回転部上に配置された第２ピックアップヘッドとを含む第２ピックアップアセンブリと、
前記第１ピックアップアセンブリ上の前記チップを前記基板に対して整列させるビジョンユニットと、
を備え、
前記第１ピックアップアセンブリは、前記チップ供給ユニットまたは前記第２ピックアップアセンブリから前記チップをピックアップし、ボンディングが行われる前記基板供給ユニット上の前記基板に前記チップを移送するように構成され、
前記チップ供給ユニット、前記基板供給ユニット、前記第２ピックアップアセンブリ、及び、前記ビジョンユニットは、それぞれ、前記第１ピックアップヘッドの４つの作業位置に配置される。
【０００５】
好ましくは、前記第１ピックアップアセンブリは、前記第１回転部によって駆動されることにより、前記チップ供給ユニット、前記基板供給ユニット、前記第２ピックアップアセンブリ、及び、前記ビジョンユニットがそれぞれ配置された４つの前記作業位置に切り替え可能な１つの前記第１ピックアップヘッドを有する。
【０００６】
好ましくは、前記第１ピックアップアセンブリは、前記第１回転部上に均一に配置され、前記第１回転部の円周に沿って互いに離間した複数の前記第１ピックアップヘッドを有し、複数の前記第１ピックアップヘッドの各々は、前記チップ供給ユニット、前記基板供給ユニット、前記第２ピックアップアセンブリ、及び、前記ビジョンユニットがそれぞれ配置された４つの前記作業位置に切り替えるように、前記第１回転部によって駆動される。
【０００７】
好ましくは、前記第１ピックアップアセンブリは、４つの前記第１ピックアップヘッドを有する。
【０００８】
好ましくは、前記第１回転部の各回転の角度は、隣り合う前記第１ピックアップヘッド間の角度に等しい。
【０００９】
好ましくは、前記第２ピックアップヘッドは、前記チップ供給ユニットから前記チップをピックアップし、前記第２回転部によって回転するように駆動され、前記チップを、前記第１ピックアップヘッドに移送する。
【００１０】
好ましくは、前記第２回転部の回転角度は、９０°である。
【００１１】
好ましくは、前記第１ピックアップヘッド及び前記第２ピックアップヘッドの各々は、真空吸着ヘッドである。
【００１２】
好ましくは、前記真空吸着ヘッドは、軸方向に並進することができる。
【００１３】
また、本発明は、以下のステップを含む、上記のチップボンディング装置を用いたチップボンディング方法を提供する。
（Ｓ１）チップのマーク面を上に向けてチップをチップ供給部に搭載し、基板を基板供給部に搭載するステップと、
（Ｓ２）ボンディングにおける前記チップのマーク面の必要な向きを決定するステップと、
（Ｓ３）前記ボンディングにおける前記マーク面を下方に向ける必要がある場合には、第１ピックアップアセンブリは、前記チップ供給ユニットから前記チップをピックアップし、ボンディングされる前記基板供給ユニット上の前記基板に前記チップを移送するステップと、
（Ｓ４）前記ボンディングにおける前記マーク面を上方に向ける必要がある場合には、第２ピックアップアセンブリは、前記チップ供給ユニットから前記チップをピックアップし、前記チップをボンディングされる前記基板供給ユニット上の前記基板にさらに移送する前記第１ピックアップアセンブリに移送するステップ。
【００１４】
好ましくは、ステップＳ３及びステップＳ４はそれぞれ、ビジョンユニットによって、前記第１ピックアップアセンブリ上の前記チップの位置を走査すること、及び、前記チップを前記基板に整列させることを含む。
【００１５】
先行技術と比較して、本発明で提供されるチップボンディング装置およびボンディング方法は、以下の利点を提供する。
１．本発明では、第１回転部の回転と組み合わせて基板供給部とチップ供給部とを対向させて配置することで、チップ供給部から基板供給部へのチップの移送を可能とし、これにより、長距離リニア移送から垂直フリップ移送が可能になり、チップのボンディング生産性を大幅に向上させる。
２．チップのマーク面を下方に向けてボンディングする必要がある場合には、第１ピックアップアセンブリのみを使用して、チップのピックアップ及びボンディングを達成することができる。チップのマーク面を上方に向けてボンディングする必要がある場合には、第２ピックアップアセンブリから第１ピックアップアセンブリへの受け渡しは、第２ピックアップアセンブリによって、チップがピックアップされた後に、チップの反転を達成するために利用される。これによって、チップのマーク面を上方及び下方に向けてボンディングされる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るチップボンディング装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るチップの概略構造図である。
【図３】本発明の実施形態に係る第１ピックアップアセンブリの概略構造図である。
【図４】本発明の実施形態に係るチップのマーク面を上向きにする必要があるときの第１ピックアップアセンブリと第２ピックアップアセンブリとの間の移送プロセスの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図において、１０  チップ供給ユニット、２０  基板供給ユニット、３０  第１ピックアップアセンブリ、３１  第１回転部、３２  第１ピックアップヘッド、４０  第２ピックアップアセンブリ、４１  第２回転部、４２  第２ピックアップヘッド、５０  ビジョンユニット、６０  チップ、６１  マーク面である。
【００１８】
本発明の目的、利点および特徴をより明確にするために、添付の図面を参照しながら本発明の実施形態を以下により詳細に説明する。添付の図面は、本出願の目的を説明する際の利便性および明確さを容易にすることのみを目的として、非常に簡略化された形で提示され、必ずしも一定の縮尺で提示されていないことに留意されたい。
【００１９】
図１〜図３に示すように、本出願において提供されるチップボンディング装置は、以下を含む。すなわち、単一のチップ６０をウェハから分離し、後述するように、ピックアップアセンブリに接合されるチップ６０を供給するチップ供給ユニット１０と、
基板を供給し、チップ供給ユニット１０と対向して配置される基板供給ユニット２０と、ここで、本実施形態において、基板供給ユニット２０は、チップ供給ユニット１０に対して上下反転して配置されている。
チップ供給ユニット１０と基板供給ユニット２０との間に配置され、第１回転部３１と、第１回転部３１上に配置された第１ピックアップヘッド３２と、を含む第１ピックアップアセンブリ３０と、
チップ供給ユニット１０と基板供給ユニット２０との間に配置され、第２回転部４１と、第２回転部４１上に配置された第２ピックアップヘッド４２と、を含む第２ピックアップアセンブリ４０と、ここで、第１ピックアップアセンブリ３０は、チップ供給ユニット１０または第２ピックアップアセンブリ４０からチップ６０をピックアップし、ボンディングが行われる基板供給ユニット２０上の基板にチップを移送する。
第１ピックアップアセンブリ３０上のチップ６０を基板に対して整列させるように構成されたビジョンユニット５０と、を備え、チップ供給ユニット１０、基板供給ユニット２０、第２ピックアップアセンブリ４０、及び、ビジョンユニット５０は、それぞれ第１ピックアップアセンブリ３０の４つの作業位置に配置されている。
【００２０】
具体的には、本発明によれば、第１回転部３１の回転と組み合わせて、基板供給ユニット２０をチップ供給ユニット１０上に反転配置することにより、チップ供給ユニット１０から基板供給ユニット２０へのチップ６０の移送が可能となり、また、従来の長距離リニア移送を垂直フリップ移送に変換することが可能になり、それによって、チップのボンディング生産性を大幅に向上させる。
【００２１】
好ましくは、第１ピックアップヘッド３２の数は１つであり、第１ピックアップヘッド３２は、チップ供給ユニット１０、基板供給ユニット２０、第２ピックアップアセンブリ４０及びビジョンユニット５０がそれぞれ配置された４つの作業位置に切り替えるために、第１回転部３１によって駆動される。具体的には、第１ピックアップヘッド３２は、チップ供給ユニット１０または第２ピックアップアセンブリ４０に対応する作業ステーションでチップ６０をピックアップし、ビジョンユニット５０に対応するワークステーションで位置スキャンを受け、基板供給ユニット２０に対応するワークステーションでボンディングを実行する。
【００２２】
好ましくは、特に、図３を参照すると、複数の第１ピックアップヘッド３２がある（本実施形態では、一例として、４つの第１ピックアップヘッド３２を取り上げている）。４つの第１ピックアップヘッド３２は、第１回転部３１上に周方向に間隔を隔てて均等に配置されている。各第１ピックアップヘッド３２は、第１回転部３１によって駆動されて、チップ供給ユニット１０、基板供給ユニット２０、第２ピックアップアセンブリ４０、ビジョンユニット５０に配置された４つの作業位置に切り替える。好ましくは、図１を参照すると、基板供給ユニット２０、チップ供給ユニット１０、第２ピックアップアセンブリ４０、及び、ビジョンユニット５０は、それぞれ、第１ピックアップアセンブリ３０の上方、第１ピックアップアセンブリ３０の下方、第１ピックアップアセンブリ３０の左側、第１ピックアップアセンブリ３０の右側に配置される。第１回転部３１が回転を停止すると、４つの第１ピックアップヘッド３２は、それぞれ、チップ供給ユニット１０、基板供給ユニット２０、第２ピックアップアセンブリ４０、ビジョンユニット５０に対応する。このように、各第１ピックアップヘッド３２は、異なる作業位置で異なる動作を実行することができ、それによって、ボンディング生産性がさらに改善される。
【００２３】
好ましくは、第１回転部３１の各回転の角度は、隣り合う第１ピックアップヘッド３２間の角度に等しい。引き続き、４つの第１ピックアップヘッド３２を例にとると、第１回転部３１の各回転角度は９０度である。
【００２４】
好ましくは、特に、図１および図４を参照すると、第２ピックアップヘッド４２は、チップ供給ユニット１０からチップ６０をピックアップし、第２回転部４１によって回転するように駆動され、チップ６０を第１ピックアップヘッド３２に移送する。好ましくは、第２回転部４１の回転角度は９０度である。本発明では、チップ６０は、第２ピックアップヘッド４２でピックアップされた後、第２回転部４１の回転を介して、第１ピックアップヘッド３２の一つに移送される。これにより、第１ピックアップヘッド３２と第２のピックアップヘッド４２との間のハンドオーバー、すなわち、受け渡しによって、チップ６０の反転を成し遂げる。
【００２５】
好ましくは、本実施形態では、第１ピックアップヘッド３２及び第２ピックアップヘッド４２の各々は、チップ６０の吸着およびピックアップを容易にするために、回転部を通る軸方向に沿って直線移動可能な真空吸着ヘッドである。
【００２６】
特に、図４を参照すると、本発明はまた、以下のステップを含む、上で定義されたようなチップボンディング装置と共に使用されるチップボンディング方法を提供する。すなわち、
（Ｓ１）チップ６０を有するウェハをチップ供給ユニット１０に搭載する。ここで、チップ６０のマーク面６１を上向きにし、基板を基板供給ユニット２０に搭載する。
（Ｓ２）ボンディングにおけるチップ６０のマーク面６１の必要な向きを決定する。
（Ｓ３）ボンディングにおけるマーク面６１を下向きにする必要がある場合には、第１ピックアップアセンブリ３０は、チップ供給ユニット１０からチップ６０をピックアップし、ボンディングされる基板供給ユニット２０上の基板にチップ６０を移送する。このプロセスの間、第２ピックアップアセンブリ４０は、初期位置に静止したままである。
（Ｓ４）ボンディングにおけるマーク面６１を上向きにする必要がある場合には、第２ピックアップアセンブリ４０は、チップ供給ユニット１０からチップ６０をピックアップし、第１ピックアップアセンブリ３０に移送する。ハンドオーバー全体は、図４に示す通りである。第２ピックアップヘッド４２は、まず、チップ６０をピックアップして移送位置に切り替える。次に、第１ピックアップヘッド３２のうちの１つが伸張してチップ６０を受け取り、チップ６０と共に後退する。続いて、第２ピックアップヘッド４２が下方に回転して元の位置まで回転し、その間に、第１ピックアップヘッド３２が第１回転部３１の駆動により、ボンディングステーションに向かって回転し、上方に延びて、チップ６０をボンディングする。もちろん、第２ピックアップヘッド４２から第１ピックアップヘッド３２へのチップ６０の受け渡しの後、第１ピックアップアセンブリは、チップ６０を基板供給ユニット２０上の基板上に移送して接合を達成する。
【００２７】
好ましくは、ステップＳ３およびＳ４はそれぞれ、チップ６０と基板との間の位置を整列させるために、第１ピックアップアセンブリ上のチップ６０の位置を走査するようにビジョンユニット５０を構成することを含む。
【００２８】
要約すると、本発明は、チップボンディング装置およびボンディング方法を提供する。チップボンディング装置は以下を含む。すなわち、接合されるチップ６０を提供するチップ供給ユニット１０と、基板を提供し、チップ供給ユニット１０に対向して配置された基板供給ユニット２０と、チップ供給ユニット１０と基板供給ユニット２０との間に配置され、第１回転部３１と、第１回転部３１上に配置された第１ピックアップヘッド３２と、を含む第１ピックアップアセンブリ３０と、チップ供給ユニット１０と基板供給ユニット２０との間に配置され、第２回転部４１と、第２回転部４１上に配置された第２ピックアップヘッド４２とを含む第２ピックアップアセンブリ４０と、第１ピックアップアセンブリ３０上のチップ６０を基板に対して整列させるように構成されたビジョンユニット５０と、を備え、ここで、第１ピックアップアセンブリ３０は、チップ供給ユニット１０または第２ピックアップアセンブリ４０からチップ６０をピックアップし、ボンディングが行われる基板供給ユニット２０上の基板にチップ６０を移送するように構成され、チップ供給ユニット１０、基板供給ユニット２０、第２ピックアップアセンブリ４０、及び、ビジョンユニット５０は、それぞれ、第１ピックアップヘッド３２の４つの作業位置に配置されている。本発明では、基板供給ユニット２０とチップ供給ユニット１０との位置関係と、第１回転部３１の回転との組み合わせにより、チップ６０の移送を可能とし、長距離の直線移送を垂直に変換する。これにより、チップのボンディング生産性を大幅に向上させる。さらに、チップ６０をそのマーク面６１を下方に向けて接合する必要がある場合には、第１ピックアップアセンブリ３０のみを使用してチップ６０のピックアップおよびボンディングを達成することができる。チップ６０をそのマーク面６１を上方に向けて接合する必要がある場合には、第２ピックアップアセンブリ４０から第１ピックアップアセンブリ３０へのハンドオーバーは、チップ６０が第２ピックアップアセンブリ４０によってピックアップされた後に、チップ６０の反転を達成するために利用される。これにより、両方の場合において、チップがそのマーク面を上方及び下方に向けてボンディングされることを可能にする。
【００２９】
当業者が本発明の思想および範囲から逸脱することなく本発明の様々な修正および変形をなし得ることは明らかである。したがって、本発明は、それらが添付の特許請求の範囲およびその均等物の範囲内にある場合、そのようなすべての修正形態および変形形態を包含することを意図している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2019530247.tif 000006
【国際調査報告】
2019530247.tif 000007
2019530247.tif 000008
2019530247.tif 000009
2019530247.tif 000010