(57)【要約】【課題】ランク分けにて装置を大型化することなく、生産管理が容易で、かつ組み立て不良の発生を防止することができる半導体装置の製造方法及びシステム、並びにこれによって製造された半導体装置を提供する。【解決手段】ウエハのダイシング後、マウントテープにクリップリングを装着し、個片化された各半導体チップが互いに離間するようにマウントテープを拡張させた状態で、マップデータに基づいてマウントテープ上の半導体チップのうちＡランクの半導体チップをダイボンディングする。Ａランク品のダイボンティングが終了した複数のマウントリングを、クリップリングを装着したままキャリアマガジンに収容する。そして、Ｂランク品の組み立て要求に応じて、キャリアマガジンからマウントリングを取り出し、マップデータに基づいて、マウントテープ上の半導体チップのうちＢランクの半導体チップをダイボンディングする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハ上に形成された複数の半導体回路について特性検査を行い、前記各半導体回路を所定の特性値に関して少なくとも第１ランク及び第２ランクの２ランクに分類し、前記各半導体回路のランクと座標位置を対応させたマップデータを生成するウエハテスト工程と、
マウントリングに保持されたマウントテープ上に前記ウエハを貼着するウエハマウント工程と、
前記マウントテープ上の前記ウエハをダイシングして前記各半導体回路を個々の半導体チップに分割するダイシング工程と、
前記マウントテープにクリップリングを装着し、各半導体チップが互いに離間するように前記マウントテープを拡張させるマウントテープ拡張工程と、
前記マップデータに基づいて、前記マウントテープ上の半導体チップのうち第１ランクの半導体チップをダイボンディングする第１ダイボンティング工程と、
前記第１ダイボンティング工程が終了した複数の前記マウントリングを、前記クリップリングを装着したままキャリアマガジンに収容するマウントリング収容工程と、
前記キャリアマガジンから前記マウントリングを取り出し、前記マップデータに基づいて、前記マウントテープ上の半導体チップのうち第２ランクの半導体チップをダイボンディングする第２ダイボンティング工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記クリップリングは、径が異なり互いに嵌合する大小の２つのリングからなることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記マウントリング収容工程では、前記キャリアマガジンを窒素雰囲気中にて保管することを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１及び第２ダイボンティング工程では、複数の針を前記マウントテープの裏面側から貫通させることで半導体チップを剥離し、剥離された半導体チップを吸着器で吸着してリードフレームまたはパッケージ上に移送することを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記半導体回路は、固体撮像素子であることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１から５いずれか１項記載の半導体装置の製造方法によって製造されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
ウエハ上に形成された複数の半導体回路について特性検査を行い、前記各半導体回路を所定の特性値に関して少なくとも第１ランク及び第２ランクの２ランクに分類し、前記各半導体回路のランクと座標位置を対応させたマップデータを生成するウエハテスト装置と、
マウントテープ上に前記ウエハを貼着するウエハマウント装置と、
前記マウントテープ上の前記ウエハをダイシングして前記各半導体回路を個々の半導体チップに分割するダイシング装置と、
前記マウントテープにクリップリングを装着し、各半導体チップが互いに離間するように前記マウントテープを拡張させるマウントテープ拡張装置と、
前記マップデータに基づいて、前記クリップリングを装着した前記マウントテープ上の半導体チップをピックアップするピックアップ装置と、
前記マウントテープを、前記クリップリングを装着したままキャリアマガジンに収容するマウントテープ収容装置と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造システム。
【請求項８】
前記ピックアップ装置による、第１ランクの半導体チップに対するピックアップと、第２ランクの半導体チップに対するピックアップとの間に、前記マウントテープ収容装置は、前記マウントテープを前記キャリアマガジンに収容することを特徴とする請求項７記載の半導体装置の製造システム。
【請求項９】
前記キャリアマガジンには、複数の前記マウントテープが収容可能であり、
前記第１ランクの半導体チップに対するピックアップが、複数の前記マウントテープに対して連続して行われるとともに、前記第２ランクの半導体チップに対するピックアップが、複数の前記マウントテープに対して連続して行われることを特徴とする請求項８記載の半導体装置の製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法、及び半導体装置に関し、特に、半導体装置を効率よく組み立てるための製造方法及びシステム、並びにこれによって製造された半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置の製造方法では、まず、ウエハプロセスによりウエハに多数の半導体回路を形成した後、ウエハ状態で各半導体回路の電気的特性を測定し、不良の半導体回路にはインクでマーキングを行う。次いで、ウエハをマウントテープ（ダイシングテープやエキスパンドテープとも呼ばれる）に貼着した状態でダイシング（スクライブ）を行い、各半導体回路を個々の半導体チップ（ダイ）に分割する。そして、マウントテープ全体を引き伸ばす（拡張する）ことにより各半導体チップを互いに離間した状態とし、インクマークのない良品のみを選別（ピックアップ）してボンディング対象のリードフレームまたはパッケージに接着（ダイボンディング）を行い、組み立て（アセンブリ）を行うことにより個々の半導体装置を得ている。
【０００３】
上記の製造方法では良否判定のみに基づいて組み立てを行っているが、無駄のない高収益な生産性を実現するためには、各半導体チップを電気的試験によって得られた所定の特性値に基づいて複数のランクに分類（ランク分け）し、ランクごとに組み立てを行うことが有効である。例えば、半導体回路がマイクロプロセッサやメモリの場合には、特性値として動作速度や消費電力に基づいてランク分けが行われている。また、半導体回路がイメージセンサの場合には欠陥画素数やスミア特性に基づいてランク分けが行われている。このランク分けに係わる技術は、特許文献１〜３に開示されている。
【０００４】
特許文献１には、リードフレームを搬送する搬送レールを複数用意し、マウントテープからピックアップした半導体チップをランクに応じて各搬送レールに振り分けながらダイボンディングを行う技術が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、チップストッカを用意し、ランクに応じて半導体チップを、マウントテープからピックアップして直ぐにダイボンディングを行うものと、一旦チップストッカに格納してから別のリードフレームにダイボンディングを行うものとに振り分ける技術が開示されている。
【０００６】
特許文献３には、マウントテープから所望のランクの半導体チップをピックアップしてダイボンディングを行った後、残りの半導体チップをマウントテープ上で保管しておき、別ランクのダイボンディングを行う際に、再びそのマウントテープ上から半導体チップのピックアップを行う技術が開示されている。
【特許文献１】特開平７−１９３０９３号公報
【特許文献２】特開２００４−２１４４５３号公報
【特許文献３】特開平８−９７２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１記載の方法では、ランクの数だけ搬送レールを用意する必要があり、装置が大型化するといった問題がある。また、特許文献２記載の方法では、１ウエハ内のランクごとのチップ数が一定ではないため、大容量のチップストッカを用意する必要があり、装置が大型化するとともに、別ランクのリードフレームが混在するなど生産管理が容易でないといった問題がある。また、特許文献３記載の方法では、上記の問題は生じないが、マウントテープの拡張はエキスパンド装置と呼ばれるもので行われており、所望のランクの半導体チップをダイボンディングして残った半導体チップをマウントテープに貼着させたまま保管する際、エキスパンド装置による拡張は解除されてマウントテープが弛むため、隣接する半導体チップ間が接触してチップ欠けや異物付着が生じ、組み立て不良が発生するといった問題がある。
【０００８】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、ランク分けにて装置を大型化することなく、生産管理が容易で、かつ組み立て不良の発生を防止することができる半導体装置の製造方法及びシステム、並びにこれによって製造された半導体装置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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の半導体装置の製造方法は、ウエハ上に形成された複数の半導体回路について特性検査を行い、前記各半導体回路を所定の特性値に関して少なくとも第１ランク及び第２ランクの２ランクに分類し、前記各半導体回路のランクと座標位置を対応させたマップデータを生成するウエハテスト工程と、マウントリングに保持されたマウントテープ上に前記ウエハを貼着するウエハマウント工程と、前記マウントテープ上の前記ウエハをダイシングして前記各半導体回路を個々の半導体チップに分割するダイシング工程と、前記マウントテープにクリップリングを装着し、各半導体チップが互いに離間するように前記マウントテープを拡張させるマウントテープ拡張工程と、前記マップデータに基づいて、前記マウントテープ上の半導体チップのうち第１ランクの半導体チップをダイボンディングする第１ダイボンティング工程と、前記第１ダイボンティング工程が終了した複数の前記マウントリングを、前記クリップリングを装着したままキャリアマガジンに収容するマウントリング収容工程と、前記キャリアマガジンから前記マウントリングを取り出し、前記マップデータに基づいて、前記マウントテープ上の半導体チップのうち第２ランクの半導体チップをダイボンディングする第２ダイボンティング工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
なお、前記クリップリングは、径が異なり互いに嵌合する大小の２つのリングからなることが好ましい。
【００１１】
また、前記マウントリング収容工程では、前記キャリアマガジンを窒素雰囲気中にて保管することが好ましい。
【００１２】
また、前記第１及び第２ダイボンティング工程では、複数の針を前記マウントテープの裏面側から貫通させることで半導体チップを剥離し、剥離された半導体チップを吸着器で吸着してリードフレームまたはパッケージ上に移送することが好ましい。
【００１３】
また、前記半導体回路は、固体撮像素子であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の半導体装置は、上記いずれかの製造方法によって製造されたことを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の半導体装置の製造システムは、ウエハ上に形成された複数の半導体回路について特性検査を行い、前記各半導体回路を所定の特性値に関して少なくとも第１ランク及び第２ランクの２ランクに分類し、前記各半導体回路のランクと座標位置を対応させたマップデータを生成するウエハテスト装置と、マウントテープ上に前記ウエハを貼着するウエハマウント装置と、前記マウントテープ上の前記ウエハをダイシングして前記各半導体回路を個々の半導体チップに分割するダイシング装置と、前記マウントテープにクリップリングを装着し、各半導体チップが互いに離間するように前記マウントテープを拡張させるマウントテープ拡張装置と、前記マップデータに基づいて、前記クリップリングを装着した前記マウントテープ上の半導体チップをピックアップするピックアップ装置と、前記マウントテープを、前記クリップリングを装着したままキャリアマガジンに収容するマウントテープ収容装置と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
なお、前記ピックアップ装置による、第１ランクの半導体チップに対するピックアップと、第２ランクの半導体チップに対するピックアップとの間に、前記マウントテープ収容装置は、前記マウントテープを前記キャリアマガジンに収容することが好ましい。
【００１７】
また、前記キャリアマガジンには、複数の前記マウントテープが収容可能であり、前記第１ランクの半導体チップに対するピックアップが、複数の前記マウントテープに対して連続して行われるとともに、前記第２ランクの半導体チップに対するピックアップが、複数の前記マウントテープに対して連続して行われることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、第１ランクの半導体チップのダイボンディングが終了した後、クリップリングによりマウントテープの拡張を保持したままキャリアマガジンに収容するので、マウントテープ上の半導体チップは互いに接触することなく、チップ欠けや異物付着が防止され、品質を維持した状態で第２ランクの半導体チップのダイボンディングを行うことができる。つまり、本発明によれば、ランク分けにて装置を大型化することなく、生産管理が容易で、かつ組み立て不良の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１において、ウエハ１０は、シリコン単結晶基板からなり、その表面には、ウエハプロセスによって格子状に複数の半導体回路１０ａが形成されている。マウントリング１１は、環状の金属板である。マウントテープ１２は、伸縮性を有し、かつ一方の面に粘着面１２ａが形成された円形状のフイルムである。
【００２０】
マウントテープ１２は、マウントリング１１の枠内を覆い、粘着面１２ａの外縁部がマウントリング１１の裏面側に接するように接着され、粘着面１２ａの中央部には、ウエハ１０の裏面側（非デバイス面）が貼着される。ウエハ１０は、マウントテープ１２及びマウントリング１１により保持された状態で、ダイシングがなされる。
【００２１】
図２において、ウエハ１０は、マウントテープ１２及びマウントリング１１により保持され、ダイシングにより半導体回路１０ａが半導体チップ１０ｂとして個片化された状態となっている。小リング１３と大リング１４とは、各半導体チップ１０ｂを互いに離間させるようにマウントテープ１２を引き伸ばした状態で保持するためのクリップリング（拡張保持手段）を構成している。小リング１３及び大リング１４は、プラスティック製の円環状リングである。小リング１３の内径は、ウエハ１０の外形より大きく、大リング１４の内径は、小リング１３の外径とほぼ同一である。また、大リング１４の外径は、マウントリング１１の内径より小さい。
【００２２】
小リング１３をマウントテープ１２の裏面側に配し、大リング１４をマウントテープ１２の表面側（粘着面１２ａ側）に配し、不図示の拡張装置によりマウントテープ１２を拡張した状態で小リング１３と大リング１４とを嵌合することによりマウントテープ１２を拡張した状態で保持することができる。図３に示すように、小リング１３の外面には凹部１３ａが形成されており、大リング１４の内面には凹部１３ａに対応した凸部１４ａが形成されている。小リング１３と大リング１４とを嵌合する際、凹部１３ａと凸部１４ａとはマウントテープ１２を介して係着し、小リング１３と大リング１４との係合力を高める。
【００２３】
次に、本発明に係わる半導体装置の製造方法を図４のフローチャートに従って説明する。ウエハプロセスにより半導体回路１０ａが形成されたウエハ１０を、ウエハテスト装置（不図示）にて電気的試験（特性検査）を行い、試験によって得られた所定の特性値に基づいて各半導体回路１０ａを、Ａランク品（優良）、Ｂランク品（良）、不良品のいずれかに分類する。この試験結果は、図５に示すように、各半導体回路１０ａのランク（１：Ａランク品、２：Ｂランク品、０：不良品）と座標位置（ＸＹ位置）とを対応させたマップデータとしてウエハ１０の識別情報とともに、サーバに記録される（ステップＳ１）。なお、ウエハ１０の識別情報は、ウエハ１０の端部に書き込まれている。
【００２４】
次いで、ウエハ１０をマウントリング１１によって保持されたマウントテープ１２の粘着面１２ａ上にマウントして貼着させる（ステップＳ２）。この状態のまま、マウントリング１１をダイシング装置（不図示）にセットし、ダイシングを行う（ステップＳ３）。このダイシングでは、ウエハ１０は各半導体回路１０ａ間のスクライブラインに沿って切断され、各半導体回路１０ａが半導体チップ１０ｂとして個片化（分離）される。図６（Ａ）は、このダイシング後の状態を示し、半導体チップ１０ｂは、マウントテープ１２に貼着されたままとなっている。
【００２５】
次いで、ダイシング装置からマウントリング１１を取り外し、前述のようにマウントテープ１２を拡張させた状態で、ウエハ１０の周囲にマウントテープ１２を介して小リング１３と大リング１４とを嵌合させ、図６（Ｂ）に示すように、マウントテープ１２を拡張させた状態で保持する（ステップＳ４）。この結果、マウントテープ１２上の各半導体チップ１０ｂが互いに離間する。
【００２６】
次いで、この状態を保ったまま、マウントリング１１をダイボンディング装置にセットし、ウエハ１０に対応するマップデータに基づいてＡランク品に該当する半導体チップ１０ｂをピックアップしてダイボンディングを行う（ステップＳ５）。このダイボンディング装置では、図６（Ｃ）に示すように、マウントリング１１及びクリップリング１３，１４がリング保持機構２０によって挟持され、持ち上げ機構２１に設けられた針２１ａによってＡランク品に該当する半導体チップ１０ｂが裏面側から持ち上げられる。このとき、針２１ａは、マウントテープ１２を貫通する。針２１ａによって持ち上げられた半導体チップ１０ｂは、コレットと呼ばれる吸着器（不図示）によって吸着されて、ボンディング対象のリードフレームまたはパッケージ（不図示）上に移送され、接着される。
【００２７】
Ａランク品のダイボンディングが全て終了すると、マウントリング１１をダイボンディング装置から取り外し、図７に示すように、クリップリング１３，１４によりマウントテープ１２を拡張したままマウントリング１１をキャリアマガジン（リングマガジン）２２に収容する（ステップＳ６）。キャリアマガジン２２には、Ａランク品のダイボンディングが終了した複数（例えば、１ロット２４枚分）のマウントリング１１が順次に収容される。なお、キャリアマガジン２２は、半導体チップ１０ｂの酸化防止のため、窒素雰囲気中で保管する。
【００２８】
次いで、Ｂランク品の組み立て要求があると（ステップＳ７でＹｅｓ）、キャリアマガジン２２に収容されているマウントリング１１を取り出す（ステップＳ８）。そして、キャリアマガジン２２から取り出したマウントリング１１をダイボンディング装置にセットし、同様にマップデータに基づいてＢランク品に該当する半導体チップ１０ｂをピックアップしてダイボンディングを行う（ステップＳ９）。この後、ダイボンディング装置からマウントリング１１を取り外し、マウントテープ１２に残った不良品の破棄等を適宜行う。
【００２９】
以上のように、上記の製造方法では、Ａランク品のダイボンディングが終了した後、マウントリング１１を、クリップリング１３，１４によりマウントテープ１２の拡張を保持したままキャリアマガジン２２に収容するため、マウントテープ１２上の半導体チップ１０ｂは互いに接触することなく、チップ欠けや異物付着が防止され、品質を維持した状態でＢランク品のダイボンディングを行うことができる。
【００３０】
また、上記の製造方法では、従来のようにリードフレームまたはパッケージの搬送レールを複数用意する必要や、チップストッカを用意する必要がないため、ダイボンディング装置が大型化することはなく、また、生産管理が容易である。さらに、上記の製造方法では、マウントリング１１は通常のものが用いられるため、ランク分けを行わない場合の通常のダイボンディング装置を用いることができ、新たにランク分け専用の装置を準備する必要はない。
【００３１】
また、上記の製造方法は、半導体回路１０ａとしてＣＣＤ型やＣＭＯＳ型の固体撮像素子（イメージセンサ）を適用した場合により効果が発揮される。これは、固体撮像素子の表面には受光面が形成されており、チップ欠け等による異物付着を特に防止する必要があるためである。
【００３２】
なお、上記実施形態では、良品の半導体チップ１０ｂをＡランク品とＢランク品との２ランクにランク分けを行う場合を例示しているが、本発明はこれに限定されることなく、３ランク以上にランク分けを行うことも可能である。この場合には、最終ランク品のダイボンディングが終了するまでの間、マウントテープ１２はクリップリング１３，１４によって拡張された状態が保たれる。
【００３３】
また、所定数ずつ半導体チップ１０ｂをピックアップし、その間にウエハ１０をキャリアマガジン２２に収容するシステムに上記実施形態を適用してもよい。
【００３４】
また、半導体チップ１０ｂをピックアップする際には、マップデータからアライメント情報を生成し、このアライメント情報に基づいてアライメントを行うようにしてもよい。この場合、Ａランクの半導体チップ１０ｂのピックアップとＢランクの半導体チップ１０ｂのピックアップとの間にクリップリング１３，１４を取り外さないようにすることによって、アライメント情報が共通化できる。なお、アライメント処理は、クリップリング１３，１４またはマウントリング１１の位置を基準に行ってもよいし、ウエハ１０の位置を基準に行ってもよい。
【００３５】
また、上記実施形態では、ウエハ１０の搬送やキャリアマガジン２２への収容は、マウントリング１１を保持することによって行っているが、クリップリング１３，１４またはマウントテープ１２を保持することによって行ってもよい。
【００３６】
また、上記実施形態では、クリップリング１３，１４をマウントリング１１とは別体としているが、クリップリング１３，１４の一方をマウントリング１１と一体化させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ウエハ、マウントリング、及びマウントテープを示す斜視図である。
【図２】大小のリングからなるクリップリングを示す斜視図である。
【図３】クリップリングの拡大断面図である。
【図４】半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図５】マップデータを示す図である。
【図６】製造工程中のマウントリングの断面図であり、（Ａ）はダイシング後の状態、（Ｂ）はマウントテープが拡張された状態、（Ｃ）はダイボンディング時の状態を示す。
【図７】マウントリングを収容したキャリアマガジンの断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  ウエハ
１０ａ  半導体回路
１０ｂ  半導体チップ
１１  マウントリング
１２  マウントテープ
１２ａ  粘着面
１３  小リング
１３ａ  凹部
１４  大リング
１４ａ  凸部
２０  リング保持機構
２１  持ち上げ機構
２１ａ  針
２２  キャリアマガジン
【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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