(57)【要約】【課題】フリップチップボンダのインデックスを向上することのできる技術を提供する。【解決手段】上視野認識カメラ２ｄ２を用いて得られた半導体チップ５のずれ量と下視野認識カメラ２ｄ１を用いて得られた配線基板３のずれ量とに基づき半導体チップ５および配線基板３の位置を補正して、チップボンディングを指定した回数行い、同時に半導体チップ５のずれ量をサンプリングして半導体チップ５のずれ量の平均値を算出する。その後、この半導体チップ５のずれ量の平均値と下視野認識カメラ２ｄ１を用いて得られた配線基板３のずれ量とに基づき半導体チップ５および配線基板３の位置を補正して、チップボンディングを行う。【選択図】　　　図１０
2004134443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）光学プローブの上視野によって半導体チップの認識パターンを撮像し、前記光学プローブの下視野によってチップ支持部材の認識パターンを撮像して、前記半導体チップの認識パターンの位置情報および前記チップ支持部材の認識パターンの位置情報を求める工程と、
（ｂ）前記半導体チップの認識パターンの位置情報から前記半導体チップのずれ量をサンプリングする工程と、
（ｃ）前記半導体チップの認識パターンの位置情報および前記チップ支持部材の認識パターンの位置情報からそれぞれ求められた前記半導体チップの位置および前記チップ支持部材の位置に基づいて前記半導体チップと前記チップ支持部材とを位置合わせし、第１のチップボンディングを行う工程とを有し、
前記（ａ）〜（ｃ）工程を繰り返して、指定された回数の前記第１のチップボンディングと前記サンプリングとを行い、さらに前記サンプリングの結果から前記半導体チップのずれ量の平均値を算出した後、
（ｄ）半導体チップを移載している間に、前記光学プローブの下視野によって前記チップ支持部材の認識パターンを撮像して前記チップ支持部材の認識パターンの位置情報を求める工程と、
（ｅ）前記光学プローブを待避させる工程と、
（ｆ）前記半導体チップのずれ量の平均値と前記チップ支持部材の認識パターンの位置情報から求められた前記チップ支持部材の位置とに基づいて前記半導体チップと前記チップ支持部材とを位置合わせし、第２のチップボンディングを行う工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
（ａ）光学プローブの上視野によって半導体チップの認識パターンを撮像し、前記光学プローブの下視野によってチップ支持部材の認識パターンを撮像して、前記半導体チップの認識パターンの位置情報および前記チップ支持部材の認識パターンの位置情報を求める工程と、
（ｂ）前記半導体チップの認識パターンの位置情報から前記半導体チップのずれ量をサンプリングする工程と、
（ｃ）前記半導体チップの認識パターンの位置情報および前記チップ支持部材の認識パターンの位置情報からそれぞれ求められた前記半導体チップの位置および前記チップ支持部材の位置に基づいて前記半導体チップと前記チップ支持部材とを位置合わせし、第１のチップボンディングを行う工程とを有し、
前記（ａ）〜（ｃ）工程を繰り返して、指定された回数の前記第１のチップボンディングと前記サンプリングとを行い、さらに前記サンプリングの結果から前記半導体チップのずれ量の平均値を算出した後、
（ｄ）半導体チップを移載している間に、前記光学プローブの下視野によって前記チップ支持部材の認識パターンを撮像して前記チップ支持部材の認識パターンの位置情報を求める工程と、
（ｅ）前記光学プローブを待避させる工程と、
（ｆ）前記半導体チップのずれ量の平均値と前記チップ支持部材の認識パターンの位置情報から求められた前記チップ支持部材の位置とに基づいて前記半導体チップと前記チップ支持部材とを位置合わせし、第２のチップボンディングを行う工程とを有し、
前記（ａ）〜（ｃ）工程を繰り返す回数は、前記半導体チップの数または前記チップ支持部材のブロックの数で指定されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
（ａ）光学プローブの上視野によって半導体チップの認識パターンを撮像し、前記光学プローブの下視野によってチップ支持部材の認識パターンを撮像して、前記半導体チップの認識パターンの位置情報および前記チップ支持部材の認識パターンの位置情報を求める工程と、
（ｂ）前記半導体チップの認識パターンの位置情報から前記半導体チップのずれ量をサンプリングする工程と、
（ｃ）前記半導体チップの認識パターンの位置情報および前記チップ支持部材の認識パターンの位置情報からそれぞれ求められた前記半導体チップの位置および前記チップ支持部材の位置に基づいて前記半導体チップと前記チップ支持部材とを位置合わせし、第１のチップボンディングを行う工程とを有し、
前記（ａ）〜（ｃ）工程を繰り返して、指定された回数の前記第１のチップボンディングと前記サンプリングとを行い、さらに前記サンプリングの結果から前記半導体チップのずれ量の平均値を算出した後、
（ｄ）半導体チップを移載している間に、前記光学プローブの下視野によって前記チップ支持部材の認識パターンを撮像して前記チップ支持部材の認識パターンの位置情報を求める工程と、
（ｅ）前記光学プローブを待避させる工程と、
（ｆ）前記半導体チップのずれ量の平均値と前記チップ支持部材の認識パターンの位置情報から求められた前記チップ支持部材の位置とに基づいて前記半導体チップと前記チップ支持部材とを位置合わせし、第２のチップボンディングを行う工程とを有し、
前記（ｄ）〜（ｆ）工程を繰り返して、指定された回数の前記第２のチップボンディングを行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
（ａ）光学プローブの上視野によって半導体チップの認識パターンを撮像し、前記光学プローブの下視野によってチップ支持部材の認識パターンを撮像して、前記半導体チップの認識パターンの位置情報および前記チップ支持部材の認識パターンの位置情報を求める工程と、
（ｂ）前記半導体チップの認識パターンの位置情報から前記半導体チップのずれ量をサンプリングする工程と、
（ｃ）前記半導体チップの認識パターンの位置情報および前記チップ支持部材の認識パターンの位置情報からそれぞれ求められた前記半導体チップの位置および前記チップ支持部材の位置に基づいて前記半導体チップと前記チップ支持部材とを位置合わせし、第１のチップボンディングを行う工程とを有し、
前記（ａ）〜（ｃ）工程を繰り返して、指定された回数の前記第１のチップボンディングと前記サンプリングとを行い、さらに前記サンプリングの結果から前記半導体チップのずれ量の平均値を算出した後、
（ｄ）半導体チップを移載している間に、前記光学プローブの下視野によって前記チップ支持部材の認識パターンを撮像して前記チップ支持部材の認識パターンの位置情報を求める工程と、
（ｅ）前記光学プローブを待避させる工程と、
（ｆ）前記半導体チップのずれ量の平均値と前記チップ支持部材の認識パターンの位置情報から求められた前記チップ支持部材の位置とに基づいて前記半導体チップと前記チップ支持部材とを位置合わせし、第２のチップボンディングを行う工程とを有し、
前記（ｄ）〜（ｆ）工程を繰り返して、指定された回数の前記第２のチップボンディングを行った後、再度前記（ａ）〜（ｃ）工程を繰り返して、指定された回数の前記第１のチップボンディングと前記サンプリングとを行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
（ａ）光学プローブの上視野によって半導体チップの認識パターンを撮像し、前記光学プローブの下視野によってチップ支持部材の認識パターンを撮像して、前記半導体チップの認識パターンの位置情報および前記チップ支持部材の認識パターンの位置情報を求める工程と、
（ｂ）前記半導体チップの認識パターンの位置情報から前記半導体チップのずれ量をサンプリングする工程と、
（ｃ）前記半導体チップの認識パターンの位置情報および前記チップ支持部材の認識パターンの位置情報からそれぞれ求められた前記半導体チップの位置および前記チップ支持部材の位置に基づいて前記半導体チップと前記チップ支持部材とを位置合わせし、第１のチップボンディングを行う工程とを有し、
前記（ａ）〜（ｃ）工程を繰り返して、指定された回数の前記第１のチップボンディングと前記サンプリングとを行い、さらに前記サンプリングの結果から前記半導体チップのずれ量の平均値を算出した後、
（ｄ）半導体チップを移載している間に、前記光学プローブの下視野によって前記チップ支持部材の認識パターンを撮像して前記チップ支持部材の認識パターンの位置情報を求める工程と、
（ｅ）前記光学プローブを待避させる工程と、
（ｆ）前記半導体チップのずれ量の平均値と前記チップ支持部材の認識パターンの位置情報から求められた前記チップ支持部材の位置とに基づいて前記半導体チップと前記チップ支持部材とを位置合わせし、第２のチップボンディングを行う工程とを有し、
前記（ｄ）〜（ｆ）工程を１回行った後、前記光学プローブを待避させた状態で、前記半導体チップのずれ量の平均値と前記チップ支持部材の認識パターンの位置情報から求められた前記チップ支持部材の位置とに基づいて前記半導体チップと前記チップ支持部材とを位置合わせし、前記第２のチップボンディングする工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造技術に関し、特に、集積回路が形成された半導体チップを支持するチップ支持部材である配線基板やリードフレームなどにダイボンディングする工程を含む半導体装置の製造に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体チップをフリップチップ実装でチップ支持部材に接合する半導体製造装置として、フリップチップボンダが知られている。フリップチップボンダは、半導体チップの主面に設けられた電極とチップ支持部材の電極とを位置合わせして直接密着させ、熱および圧力を加えて接合するワイヤレスボンディング装置である。
【０００３】
なお、種々のフリップチップボンダについては、たとえば株式会社プレスジャーナル１９９８年７月２７日発行、「月刊　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｗｏｒｌｄ　増刊号　’９９半導体組立・検査技術」、１１９〜１２３頁に記載されている。
【０００４】
近年、小型化を図った半導体装置として、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ　Ｓｉｚｅ　Ｐａｃｋａｇｅ）と呼ばれる半導体装置が開発されている。その構造は様々であり、チップ支持部材の材料、構造または内部接続構造などから種々の構造に分類される。実用機器に採用されているＣＳＰとしては、たとえばフィルムからなる薄膜のテープ状のチップ支持部材を用い、フェイスダウン方式でチップ支持部材に半導体チップが実装されたＣＳＰを例示することができる。
【０００５】
フリップチップボンダを用いたＣＳＰのチップボンディングでは、たとえば半導体チップの主面とテープ状のチップ支持部材のチップ支持面とを対向して配置し、さらにその間に認識用カメラを備える光学プローブを配置し、この光学プローブによって得られた位置情報に基づき半導体チップとチップ支持部材とを接合する方法が採られている。光学プローブを用いた位置認識では、上下２視野の光学系を用い、２台の認識用カメラのうち一方を半導体チップ認識用、他方をチップ支持部材認識用として用いている。
【０００６】
たとえば、特開２００２−１１０７４２号公報には、半導体チップの認識マークとチップ支持部材の認識マークとを対向させて配置し、光学系の１回の認識動作で半導体チップとチップ支持部材とにおける対向する認識マークの位置を求め、これを２箇所の認識マークに対して繰り返して行い、半導体チップとチップ支持部材の位置を効率良く認識して両者を接合する技術が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上下２視野の光学系を用いて位置認識を行うチップボンディングでは、まず、ボンディングヘッドのコレットによって支持された半導体チップと、これに対向するようにマウントステージに搭載されたチップ支持部材との間に、光学プローブを配置し、続いて光学プローブに搭載された上視野認識カメラおよび下視野認識カメラによって半導体チップの認識マークの画像およびチップ支持部材の認識マークの画像をそれぞれ撮像した後、画像情報をデータ処理することによって、半導体チップおよびチップ支持部材の位置を求める。
【０００８】
次に、光学プローブを待避させた後、半導体チップおよびチップ支持部材の補正された位置に基づいて半導体チップとチップ支持部材とを位置合わせし、続いて半導体チップおよびチップ支持部材に荷重や熱などを付与して両者を接合する。
【０００９】
しかしながら、本発明者らが検討したところ、半導体チップおよびチップ支持部材の位置を求めた後、光学プローブを待避させ、その後、半導体チップとチップ支持部材との接合を開始するため、光学プローブが待避するまで上記接合が開始できないという課題が残されている。このため、フリップチップボンダのインデックスを向上させることが困難となっている。
【００１０】
本発明の目的は、フリップチップボンダのインデックスを向上することのできる技術を提供することにある。
【００１１】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１３】
本発明は、光学プローブの上視野によって半導体チップの認識パターンを撮像し、光学プローブの下視野によってチップ支持部材の認識パターンを撮像して、半導体チップの認識パターンの位置情報およびチップ支持部材の認識パターンの位置情報を求める工程と、半導体チップの認識パターンの位置情報から半導体チップのずれ量をサンプリングする工程と、半導体チップの認識パターンの位置情報およびチップ支持部材の認識パターンの位置情報からそれぞれ求められた半導体チップの位置およびチップ支持部材の位置に基づいて半導体チップとチップ支持部材とを位置合わせして、第１のチップボンディングを行う工程とを有し、
前記工程を繰り返して、指定された回数の第１のチップボンディングとサンプリングとを行い、さらにサンプリングの結果から半導体チップのずれ量の平均値を算出した後、
半導体チップを移載している間に、光学プローブの下視野によってチップ支持部材の認識パターンを撮像してチップ支持部材の認識パターンの位置情報を求める工程と、光学プローブを待避させる工程と、半導体チップのずれ量の平均値とチップ支持部材の認識パターンの位置情報から求められたチップ支持部材の位置とに基づいて半導体チップとチップ支持部材とを位置合わせして、第２のチップボンディングを行う工程とを有するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１に、本実施の形態１であるフリップチップボンダの構成概略図、図２に、このフリップチップボンダのボンディング処理部を拡大した概略図を示す。
【００１６】
フリップチップボンダは、たとえばＣＳＰを組み立てる際に、半導体チップ（以下、単にチップという）のチップ支持部材へのボンディングを行う製造装置であり、チップとチップ支持部材との接合を行うものである。本実施の形態では、チップ支持部材の一例としてテープ状の薄膜の配線基板を用いた場合を説明する。従ってフリップチップボンダは、チップ支持部材であるテープ状の配線基板にチップをボンディングするものである。
【００１７】
フリップチップボンダ１のボンディング処理部２には、配線基板３支持用のステージであるマウントステージ２ａと、マウントステージ２ａと対向してその上方に設けられたボンディングヘッド２ｂとが設置されている。半導体ウエハ４からピックアップされたチップ５は、ボンディングヘッド２ｂの先端のコレット２ｃによって吸着、保持される。
【００１８】
マウントステージ２ａおよびボンディングヘッド２ｂは、配線基板３とチップ５とに対して荷重および熱などを付与して両者を接合するものである。マウントステージ２ａは、ＸＹ方向に移動自在なＸＹテーブル６に取付けられ、かつＺ移動機構によってガイドされており、これによってＸＹＺ方向に移動可能となっている。また、ボンディングヘッド２ｂは、回転可能であるとともに、ＸＹＺ方向にも移動可能に設置されている。
【００１９】
さらに、ボンディング処理部２には、光学系を搭載した光学プローブ２ｄが、ボンディングヘッド２ｂのコレット２ｃに支持されたチップ５と、マウントステージ２ａに搭載された配線基板３との間に配置可能なように移動自在に設けられている。光学系が取り込んだ情報は認識部７で処理され、情報に基づいて配線基板３の認識マーク３ａおよびチップ５の認識マーク５ａの位置が求められる。
【００２０】
ウエハセット部８には、ダイシング済みの半導体ウエハ４が配置されたウエハ支持台８ａと、このウエハ支持台８ａに搭載されたダイシング済みの半導体ウエハ４からボンディングすべきチップ５をピックアップするとともに、ピックアップしたチップ５を表裏反転させてボンディングヘッド２ｂのコレット２ｃに受け渡すフリップヘッド８ｂとが設置されている。このウエハセット部８では、ダイシング済みの半導体ウエハ４からのチップ５のピックアップと、チップ５のボンディングヘッド２ｂへの移載とが行われる。
【００２１】
なお、ウエハセット部８への半導体ウエハ４の移載は、ウエハリフタ９によって行われる。また、搬送部１０への配線基板３の送り出しは、ローダ１１によって行われ、さらにチップボンディング後の配線基板３は、アンローダ１２に収容される。
【００２２】
図３に、本実施の形態１であるフリップチップボンダを用いてチップボンディングが行われたＣＳＰの要部断面図を示す。
【００２３】
このＣＳＰ１３は、その外観サイズがチップ５より若干大きい程度の小型のものであり、チップ５の主面５ｂ（半導体集積回路が形成されている面）の外周部にその表面電極である複数のパッド５ｃが配置されている場合を説明する。パッド５ｃが設置される箇所については、特に限定されるものではなく、チップ５の主面５ｂの外周部であっても、または内放（たとえばセンターパッド配列）であっても、あるいはその両者などであってもよい。
【００２４】
ＣＳＰ１３の構成は、チップ５のパッド５ｃと接続されるリード３ｂを有し、かつこのリード３ｂと接続されるとともに、外部端子であるバンプ電極１４とも接続される配線３ｃが設けられた薄膜のテープ状の配線基板３と、配線基板３とチップ５との間に配置された弾性部材であるエラストマ１５と、配線基板３の開口部３ｄにおいて封止樹脂などによりパッド５ｃとリード３ｂとを封止して形成された封止部１６とからなる。
【００２５】
ここで、薄膜のテープ状の配線基板３は、たとえばポリイミド系のフィルム基材などによって形成されたものである。また、封止部１６に用いられる封止材料は、たとえばエポキシ系の熱硬化性樹脂などであり、モールドまたはポッティングなどによって樹脂封止が行われる。
【００２６】
次に、本実施の形態１であるチップボンディング方法を前記図１〜図３および図４〜図１０に示すフリップチップボンダにおけるチップ・基板位置認識方法の一例を示す認識原理図等を用い、２つのステップ（ステップ１、ステップ２）に分けて説明する。
【００２７】
（ステップ１）
指定した回数（チップ数または配線基板３のブロック数）に達するまでチップ５と配線基板３とを接合するチップボンディングを繰り返し、同時に上視野認識動作によるサンプリング結果からチップ５のずれ量の平均値を求める。
【００２８】
まず、薄膜のテープ状の配線基板３を準備し、さらにウエハセット部８のウエハ支持台８ａに、ウエハリフタ９によってダイシンング済みの半導体ウエハ４をセットする。
【００２９】
次に、ウエハセット部８においてチップボンディングが行われるチップ５をフリップヘッド８ｂによって半導体ウエハ４からピックアップし、さらにその表裏を反転させてボンディング処理部２に移動させる。その後、このチップ５の裏面５ｄをボンディングヘッド２ｂの先端に設けられたコレット２ｃによって吸着、保持し、チップ５をマウントステージ２ａの上方で待機させる。一方、ローダ１１から搬送部１０に配線基板３を送り出し、搬送部１０からボンディング処理部２のマウントステージ２ａ上に配線基板３を配置させる。
【００３０】
次に、図４に示すように、ボンディングヘッド２ｂのコレット２ｃによって支持されたチップ５とこれに対向するようにマウントステージ２ａに搭載された配線基板３との間に、チップ５の認識マーク５ａおよび配線基板３の認識マーク３ａが撮像可能な光学系を搭載した光学プローブ２ｄを配置する。
【００３１】
さらに、下視野認識カメラ２ｄ１によって１点目の配線基板３の認識マーク３ａの画像が取り込める箇所に光学プローブ２ｄを移動させ、続いて上視野認識カメラ２ｄ２によってチップ５の１点目の認識マーク５ａの画像が取り込める箇所にボンディングヘッド２ｂによってチップ５を移動させる。
【００３２】
続いて、上視野認識カメラ２ｄ２によってプリズム２ｄ３を介してチップ５の１点目の認識マーク５ａを撮像し、同時に下視野認識カメラ２ｄ１によってプリズム２ｄ４を介して配線基板３の１点目の認識マーク３ａを撮像して、光学系の１回の認識動作でチップ５の１点目の認識マーク５ａの位置情報および配線基板３の１点目の認識マーク３ａの位置情報を求める。その際、チップ５の１点目の認識マーク５ａの画像および配線基板３の１点目の認識マーク３ａの画像を上視野認識カメラ２ｄ２および下視野認識カメラ２ｄ１によってそれぞれ同時に取り込み、認識部７でデータ処理する。
【００３３】
その後、図５に示すように、下視野認識カメラ２ｄ１によって配線基板３の２点目の認識マーク３ａの画像が取り込める箇所に光学プローブ２ｄを移動させ、続いて上視野認識カメラ２ｄ２によってチップ５の２点目の認識マーク５ａの画像が取り込める箇所にボンディングヘッド２ｂによってチップ５を移動させる。
【００３４】
続いて、上視野認識カメラ２ｄ２によってチップ５の２点目の認識マーク５ａを撮像し、同時に下視野認識カメラ２ｄ１によって配線基板３の２点目の認識マーク３ａを撮像して、光学系の１回の認識動作でチップ５の２点目の認識マーク５ａの位置情報および配線基板３の２点目の認識マーク３ａの位置情報を求める。その際、チップ５の２点目の認識マーク５ａの画像および配線基板３の２点目の認識マーク３ａの画像を上視野認識カメラ２ｄ２および下視野認識カメラ２ｄ１によってそれぞれ同時に取り込み、認識部７でデータ処理する。
【００３５】
次に、あらかじめ登録されているチップ５の認識マーク５ａの位置情報および配線基板３の認識マーク３ａの位置情報と、光学系の認識動作で得られたチップ５の認識マーク５ａの画像および配線基板３の認識マーク３ａの画像をデータ処理した位置情報とによってチップ５および配線基板３の位置をそれぞれ求める。
【００３６】
さらに、図６に示すように、登録されているチップ５の認識マーク５ａの位置情報と、チップ５の認識マーク５ａの画像をデータ処理した位置情報とから得られるチップ５のずれ量（ΔＸ、ΔＹ）を記録する。
【００３７】
続いて、チップ５および配線基板３の補正された位置に基づいてチップ５と配線基板３とを位置合わせし、マウントステージ２ａとボンディングヘッド２ｂとによってチップ５および配線基板３に荷重や熱などを付与して両者を接合し、チップボンディングする。
【００３８】
チップマウント後、配線基板３をアンローダ１２に送り、そこに収容する。次に、リードボンディングを行う。ここでは、チップ５のパッド５ｃと配線基板３のリード３ｂとをインナリードボンダなどを用いて接続する。
【００３９】
次に、封止を行う。ここでは、封止樹脂を用いてポッティングなどによってチップ５のパッド５ｃおよびリード３ｂの樹脂封止を行い、これにより、封止部１６を形成する。
【００４０】
続いて、ボール付けを行う。ここでは、配線基板３の配線３ｃとつながる所定位置のランドにそれぞれ１つずつ外部端子である半田ボールを搭載して所定数のバンプ電極１４を形成する。その後、選別・マークを行って前記図３に示すＣＳＰが略完成する。
【００４１】
次に、前記したチップ５と配線基板３とを接合するチップボンディングを指定された回数（ｎ回）繰り返し、同時に、チップ５のずれ量をｎ回サンプリングする。続いてｎ回サンプリングされたＸ方向のずれ量（ΔＸ１〜ΔＸｎ）およびＹ方向のずれ量（ΔＹ１〜ΔＹｎ）をサンプリング結果として保存し、チップ５のＸ方向のずれ量の平均値およびＹ方向のずれ量の平均値を算出する。
【００４２】
図７に、上視野認識によって取得された複数のチップ５のＸ方向のずれ量（ΔＸ１〜ΔＸｎ）およびＹ方向のずれ量（ΔＹ１〜ΔＹｎ）をプロットしたグラフ図の一例を示す。図中、網掛けのハッチングで示した領域はサンプリング結果の母集団であり、丸で囲まれたチップのずれ量は、サンプリング結果から算出されたチップのずれ量の平均値である。
【００４３】
（ステップ２）
前記チップボンディングおよび前記サンプリングを指定された回数行った後、前記サンプリング結果から算出されたチップ５のずれ量の平均値と下視野認識動作から求められた配線基板３のずれ量とに基づいてチップ５および配線基板３の位置を補正し、チップボンディングを行う。
【００４４】
まず、図８に示すように、チップ５をフリップヘッド８ｂによって半導体ウエハ４からピックアップし、ボンディングヘッド２ｂをチップ５の受け渡し位置まで移動させる。この際、搬送部１０からボンディング処理部２のマウントステージ２ａ上に配線基板３が配置され、さらにマウントステージ２ａに搭載された配線基板３の認識マーク３ａの画像が下視野認識カメラ２ｄ１によって取り込める箇所に光学プローブ２ｄが配置されている。
【００４５】
次に、下視野認識カメラ２ｄ１によって配線基板３の１点目の認識マーク３ａを撮像して光学系の認識動作で配線基板３の１点目の認識マーク３ａの画像を取り込んでデータ処理し、続いて光学プローブ２ｄを移動させた後、下視野認識カメラ２ｄ１によって配線基板３の２点目の認識マーク３ａを撮像して光学系の認識動作で配線基板３の２点目の認識マーク３ａの画像を取り込んでデータ処理する。
【００４６】
その後、あらかじめ登録されている配線基板３の認識マーク３ａの位置情報と、光学系の認識動作で得られた配線基板３の認識マーク３ａの画像をデータ処理した位置情報とによって配線基板３の位置を求め、さらに配線基板３のずれ量を求める。
【００４７】
次に、図９に示すように、チップ５の裏面５ｄをボンディングヘッド２ｂの先端に設けられたコレット２ｃによって吸着、保持し、チップ５をフリップヘッド８ｂからボンディングヘッド２ｂへ受け渡す。この際、光学プローブｄ２をマウントステージ２ａの上方から待避させる。
【００４８】
次に、図１０に示すように、マウントステージ２ａに搭載された配線基板３に対向するようにコレット２ｃによって支持されたチップ５を移動する。ここで、前記サンプリング結果から算出されたチップ５のずれ量の平均値と下視野認識カメラ２ｄ１を用いた光学系の認識動作から求められた配線基板３のずれ量とに基づいて、チップ５および配線基板３の位置の補正が行われる。
【００４９】
続いて、チップ５および配線基板３の補正された位置に基づいてチップ５と配線基板３とを位置合わせし、マウントステージ２ａとボンディングヘッド２ｂとによってチップ５および配線基板３に荷重や熱などを付与して両者を接合し、チップボンディングする。
【００５０】
なお、サンプリング結果から算出されたチップ５のずれ量の平均値と下視野認識動作から求められた配線基板３のずれ量とに基づいてチップ５および配線基板３の位置が補正されるチップボンディングの回数を指定することは可能であり、このチップボンディングを指定された回数行った後、再度、上視野認識動作から求められたチップ５のずれ量と下視野認識動作から求められた配線基板３のずれ量とに基づいてチップ５および配線基板３の位置が補正されて、チップボンディングが行われる。
【００５１】
チップマウント後は、前述したように、リードボンディング、封止、ボール付け、さらに選別・マークを行って前記図３に示すＣＳＰが略完成する。
【００５２】
このように、本実施の形態１によれば、まず、上視野認識動作から求められたチップ５のずれ量と下視野認識動作から求められた配線基板３のずれ量とに基づきチップ５および配線基板３の位置を補正して、チップボンディング（ステップ１）を指定した回数行い、同時にチップ５のずれ量をサンプリングして、その平均値を算出した後、チップ５のずれ量の平均値と下視野認識動作から求められた配線基板３のずれ量とに基づきチップ５および配線基板３の位置を補正して、チップボンディング（ステップ２）が行われる。従って、サンプリング結果から算出されたチップ５のずれ量の平均値に基づいてチップ５の位置補正が行われるチップボンディング（ステップ２）では、チップ５をフリップヘッド８ｂからボンディングヘッド２ｂへ受け渡している間に、下視野認識カメラ２ｄ１を用いた配線基板３の認識パターン３ａの撮像、位置情報のデータ処理による配線基板３の位置の確定、および光学プローブ２ｄの待避を行うことができる。これにより、フリップチップボンダ１のインデックスを向上することができる。
【００５３】
（実施の形態２）
本実施の形態２であるチップボンディング方法を図１１〜図１３に示すフリップチップボンダにおけるチップ・基板位置認識方法の一例を示す認識原理図を用いて説明する。なお、本実施の形態２では配線基板３をマルチタブとし、一度の搬送によって、それぞれにチップ５を接合することができる複数のタブがマウントステージ２ａに搭載される。
【００５４】
まず、前記実施の形態１と同様にして、上視野認識動作から求められたチップ５のずれ量と下視野認識動作から求められた配線基板３のずれ量とに基づきチップ５および配線基板３の位置を補正して、指定した回数に達するまでチップボンディングを繰り返し、さらにサンプリング結果からチップ５のずれ量の平均値を求める（前記実施の形態１のステップ１）。続いて、上記チップ５のずれ量の平均値と下視野認識動作から求められた配線基板３のずれ量とに基づきチップ５および配線基板３の位置を補正して、チップボンディングが行われる（前記実施の形態１のステップ２）。
【００５５】
しかし、本実施の形態２のステップ２のチップボンディングでは、下視野認識カメラ２ｄ１による配線基板３の認識マーク３ａの撮像は、配線基板３の１回の搬送に付き１タブ目のみ行い、２タブ目以降は認識マーク３ａの撮像は行わず、２タブ目以降の配線基板３のずれ量に１タブ目で得られた配線基板３のずれ量を用いて、チップ５と配線基板３とを位置合わせし、チップボンディングする。
【００５６】
すなわち、２タブ目にチップ５を接合する場合、図１１に示すように、まず、チップ５をフリップヘッド８ｂによって半導体ウエハ４からピックアップし、ボンディングヘッド２ｂをチップ５の受け渡し位置まで移動させる。この際、マウントステージ２ａ上に配線基板３は配置されるが、光学プローブ２ｄはマウントステージ２ａの上方から待避させている。
【００５７】
次に、図１２に示すように、チップ５の裏面５ｄをボンディングヘッド２ｂの先端に設けられたコレット２ｃによって吸着、保持し、チップ５をフリップヘッド８ｂからボンディングヘッド２ｂへ受け渡す。
【００５８】
次に、図１３に示すように、マウントステージ２ａに搭載された配線基板３に対向するようにコレット２ｃによって支持されたチップ５を移動する。ここで、前記サンプリング結果から算出されたチップ５のずれ量の平均値と下視野認識動作から求められた１タブ目のずれ量とに基づいて、チップ５および配線基板３の位置の補正が行われる。
【００５９】
続いて、チップ５および配線基板３の補正された位置に基づいてチップ５と配線基板３とを位置合わせし、マウントステージ２ａとボンディングヘッド２ｂとによってチップ５および配線基板５に荷重や熱などを付与して両者を接合し、チップボンディングする。
【００６０】
チップマウント後は、前述したように、リードボンディング、封止、ボール付け、さらに選別・マークを行って前記図３に示すＣＳＰが略完成する。
【００６１】
このように、本実施の形態２によれば、マルチタブの配線基板３において、サンプリング結果から算出されたチップ５のずれ量の平均値と下視野認識動作から求められた配線基板３のずれ量とに基づきチップ５および配線基板３の位置を補正して、チップボンディングする際、下視野認識カメラ２ｄ１による配線基板３の認識マーク３ａの撮像は、配線基板３の１回の搬送に付き１タブ目に対して１回行うのみで、２タブ目以降の配線基板３のずれ量には、１タブ目で得られた配線基板３のずれ量が用いられる。これにより、２タブ目以降のチップボンディングでは、下視野認識カメラ２ｄ１を用いた配線基板３の認識マーク３ａの撮像を行わないので、常に光学プローブ２ｄを待避した状態でチップ５と配線基板３とが接合される。これにより、フリップチップボンダ１のインデックスを向上することができる。
【００６２】
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００６３】
たとえば、前記実施の形態では、本発明を半導体装置がＣＳＰの場合の製造方法について説明したが、チップとチップ支持部材とが前記実施の形態のチップボンディング方法によって接合されて組み立てられたものであれば、いかなる半導体装置の製造方法にも適用することができる。
【００６４】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００６５】
複数のチップのずれ量をサンプリングし、その平均値に基づきチップの位置を補正することにより、チップを移載している間に、光学プローブに備わる下視野認識カメラを用いてチップ支持部材の認識パターンを撮像し、位置情報をデータ処理してチップ支持部材のずれ量を求めてその位置を確定し、さらに光学プローブを待避させることができる。これにより、フリップチップボンダのインデックスを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１であるフリップチップボンダの構造を示す構成概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１であるチップボンディング時の状態の一例を示す概略図である。
【図３】本発明の実施の形態１であるフリップチップボンダを用いて製造された半導体装置の一例であるＣＳＰの構造を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１であるフリップチップボンダにおけるチップ・基板位置認識方法の一例を示す認識原理図である。
【図５】本発明の実施の形態１であるフリップチップボンダにおけるチップ・基板位置認識方法の一例を示す認識原理図である。
【図６】本発明の実施の形態１である上視野認識によって取得されたチップのＸ方向のずれ量およびＹ方向のずれ量をプロットしたグラフ図である。
【図７】本発明の実施の形態１である上視野認識によって取得された複数のチップのＸ方向のずれ量およびＹ方向のずれ量をプロットしたグラフ図である。
【図８】本発明の実施の形態１であるフリップチップボンダにおけるチップ・基板位置認識方法の一例を示す認識原理図である。
【図９】本発明の実施の形態１であるフリップチップボンダにおけるチップ・基板位置認識方法の一例を示す認識原理図である。
【図１０】本発明の実施の形態１であるフリップチップボンダにおけるチップ・基板位置認識方法の一例を示す認識原理図である。
【図１１】本発明の実施の形態２であるフリップチップボンダにおけるチップ・基板位置認識方法の一例を示す認識原理図である。
【図１２】本発明の実施の形態２であるフリップチップボンダにおけるチップ・基板位置認識方法の一例を示す認識原理図である。
【図１３】本発明の実施の形態２であるフリップチップボンダにおけるチップ・基板位置認識方法の一例を示す認識原理図である。
【符号の説明】
１　フリップチップボンダ
２　ボンディング処理部
２ａ　マウントステージ
２ｂ　ボンディングヘッド
２ｃ　コレット
２ｄ　光学プローブ
２ｄ１　下視野認識カメラ
２ｄ２　上視野認識カメラ
２ｄ３　プリズム
２ｄ４　プリズム
３　配線基板
３ａ　認識マーク
３ｂ　リード
３ｃ　配線
３ｄ　開口部
４　半導体ウエハ
５　半導体チップ
５ａ　認識マーク
５ｂ　主面
５ｃ　パッド
５ｄ　裏面
６　ＸＹテーブル
７　認識部
８　ウエハセット部
８ａ　ウエハ支持台
８ｂ　フリップヘッド
９　ウエハリフタ
１０　搬送部
１１　ローダ
１２　アンローダ
１３　ＣＳＰ
１４　バンプ電極
１５　エラストマ
１６　封止部
【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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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