(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に半導体チップを実装するための実装装置であって、
装置本体と、
上記基板を上記装置本体の幅方向に沿って搬送位置決めする搬送手段と、
上記装置本体の前後方向の上記搬送手段よりも前方側に配置され多数の半導体チップに分割された半導体ウエハを有するウエハリングが供給されるウエハテーブルと、
このウエハテーブルから取り出された半導体チップを上記基板に実装する実装ツールと、
上記ウエハテーブルから半導体チップを取り出すときに清浄空気を上記装置本体の前後方向の後方から前方に向かって吹き付けてその半導体チップに付着した塵埃を除去する塵埃除去手段と
を具備したことを特徴とする半導体チップの実装装置。
【請求項２】
上記ウエハリングからの半導体チップの取り出しは、上記塵埃除去手段によって吹き付けられる清浄空気の下流側から上流側に向かって順次取り出すことを特徴とする請求項１記載の半導体チップの実装装置。
【請求項３】
基板に半導体チップを実装するための実装装置であって、
装置本体と、
上記基板を上記装置本体の幅方向に沿って搬送位置決めする搬送手段と、
上記装置本体の前後方向の上記搬送手段よりも前方側に配置され多数の半導体チップに分割された半導体ウエハを有するウエハリングが供給されるウエハテーブルと、
このウエハテーブルから取り出された半導体チップを上記基板に実装する実装ツールと、
上記ウエハテーブルから半導体チップを取り出すときに清浄空気を幅方向一側から他側に向かって吹き付けてその半導体チップに付着した塵埃を除去する塵埃除去手段と
を具備したことを特徴とする半導体チップの実装装置。
【請求項４】
上記ウエハリングからの半導体チップの取り出しは、上記塵埃除去手段によって吹き付けられる清浄空気の下流側から上流側に向かうとともに、上記装置本体の前後方向後方から前方に向かって順次取り出すことを特徴とする請求項３記載の半導体チップの実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は多数の半導体チップに分割された半導体ウエハをウエハテーブルに供給し、このウエハテーブルから半導体チップを取り出して基板に実装する半導体チップの実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップを基板に実装するダイボンダやインナリードボンダ或いはフリップチップボンダなどの実装装置においては、上記基板を搬送して所定の位置で位置決めする搬送手段が設けられている。この搬送手段によって位置決めされた基板には実装ツールによって上記半導体チップが実装される。
【０００３】
上記半導体チップはウエハリングに保持されている。すなわち、ウエハリングには樹脂製シートに貼着された半導体ウエハが保持され、この半導体ウエハが賽の目状に分断されて上記半導体チップとなっている。
【０００４】
上記ウエハリングはカセットに収納されていて、このカセットから取り出されてウエハテーブル上に供給載置される。ウエハリングがウエハテーブルに供給されると、所定の位置の半導体チップが突き上げられる。ダイボンダやインナリードボンダの場合には、突き上げられた半導体チップが上記実装ツールによって吸着されて上記基板に実装される。
【０００５】
フリップチップボンダの場合には、突き上げられた半導体チップが反転ツールに吸着されて取り出される。この反転ツールは半導体チップを吸着してから上下方向に１８０度回転し、半導体チップの上下面を反転させる。その後、半導体チップは上記実装ツールに受け渡されて上記基板に実装されることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記半導体チップはダイシングソーによって多数の半導体チップに切断されている。半導体ウエハの切断は、樹脂製シートに貼着された状態で行なわれる。そのため、切断時に生じる切りかすなどの塵埃が上記ダイシングソーによって半導体ウエハに形成された溝などに残留していることがある。
【０００７】
溝などに残留した塵埃は、上記ウエハテーブルから上記半導体チップを取り出すと、半導体チップに付着してくるということがある。半導体チップに付着した塵埃は、その半導体チップを実装位置まで搬送する過程でウエハテーブル上の他の半導体チップ上に落下して付着し、その半導体チップを実装するときに基板に付着するということがあったり、半導体チップから落下せずに、その半導体チップを基板に実装するときに基板に付着するなどのことがある。  
いずれの場合であっても、塵埃が基板に付着することになるから、接続不良などの実装不良を招くことになる。
【０００８】
この発明は、ウエハステージから半導体チップを取り出すときに、その半導体チップに付着した塵埃を確実に除去し、基板に付着することがないようにした半導体チップの実装装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、基板に半導体チップを実装するための実装装置であって、
装置本体と、
上記基板を上記装置本体の幅方向に沿って搬送位置決めする搬送手段と、
上記装置本体の前後方向の上記搬送手段よりも前方側に配置され多数の半導体チップに分割された半導体ウエハを有するウエハリングが供給されるウエハテーブルと、
このウエハテーブルから取り出された半導体チップを上記基板に実装する実装ツールと、
上記ウエハテーブルから半導体チップを取り出すときに清浄空気を上記装置本体の前後方向の後方から前方に向かって吹き付けてその半導体チップに付着した塵埃を除去する塵埃除去手段と
を具備したことを特徴とする半導体チップの実装装置にある。
【００１２】
上記ウエハリングからの半導体チップの取り出しは、上記塵埃除去手段によって吹き付けられる清浄空気の下流側から上流側に向かって順次取り出すことが好ましい。
【００１３】
この発明は、基板に半導体チップを実装するための実装装置であって、
装置本体と、
上記基板を上記装置本体の幅方向に沿って搬送位置決めする搬送手段と、
上記装置本体の前後方向の上記搬送手段よりも前方側に配置され多数の半導体チップに分割された半導体ウエハを有するウエハリングが供給されるウエハテーブルと、
このウエハテーブルから取り出された半導体チップを上記基板に実装する実装ツールと、
上記ウエハテーブルから半導体チップを取り出すときに清浄空気を幅方向一側から他側に向かって吹き付けてその半導体チップに付着した塵埃を除去する塵埃除去手段と
を具備したことを特徴とする半導体チップの実装装置にある。
上記ウエハリングからの半導体チップの取り出しは、上記塵埃除去手段によって吹き付けられる清浄空気の下流側から上流側に向かうとともに、上記装置本体の前後方向後方から前方に向かって順次取り出すことが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、ウエハテーブルから半導体チップを取り出すときに、清浄空気を吹き付けてその半導体チップに付着した塵埃を除去するようにしたから、半導体チップに付着した塵埃が基板に付着するの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】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。  
図１乃至図３はこの発明の第１の実施の形態を示す。図１は実装装置としてのフリップチップボンダの側面図、図２は平面図であって、このフリップチップボンダは横断面形状が前後方向に沿って細長い矩形状をなした箱型状の装置本体１を備えている。この装置本体１の前後方向中途部の所定の高さ位置には、所定間隔で平行に離間した搬送手段としての一対のガイドレール２が幅方向に沿って配置されている。
【００１６】
一対のガイドレール２にはリードフレームや樹脂製シートなどの基板Ｗが移動可能に支持される。ガイドレール２に支持された基板Ｗは、図示しない搬送機構によって上記ガイドレール２に沿ってピッチ送りされるようになっている。
【００１７】
上記装置本体１には、カセット３とウエハテーブル４とが上記ガイドレール２の配置方向に対して直交する、装置本体１の前後方向に沿って配置されている。つまり、カセット３は装置本体１の前端側に設置され、ウエハテーブル４はガイドレール２よりも装置本体１の前端側で、上記カセット３と上記ガイドレール２との間に設置されている。
【００１８】
上記カセット３は第１の上下駆動機構６によって上下駆動される載置テーブル７上に載置されていて、内部には図２に示すように複数（１つのみ図示）のウエハリング８が上下方向に所定間隔で収納保持されている。上記カセット３に収納されたウエハリング８は、このカセット３の一側面から出し入れ可能となっている。
【００１９】
上記ウエハリング８には図示しない樹脂シートが張設されている。この樹脂シートには半導体ウエハ１１が貼着されている。この半導体ウエハ１１は賽の目状に分断されて多数の半導体チップ１２となっている。上記ウエハテーブル４は図１に示すように第２の上下駆動機構１３と、水平駆動機構１４とによってＺ方向及びＸ、Ｙ方向に駆動されるようになっている。なお、ウエハテーブル４をθ方向に駆動できるようにしてもよい。
【００２０】
図２に示すように、上記装置本体１内の幅方向一側には上記カセット３に対してウエハリング８を出し入れするための出し入れ装置２１が設けられている。この出し入れ装置２１は上記装置本体１内の幅方向一側に前後方向に沿って設けられたレール２２を有する。このレール２２には可動体２３が移動可能に設けられている。
【００２１】
上記可動体２３は、上記レール２２に設けられたコイルと、上記可動体２３に設けられた磁石（ともに図示せず）とで構成されたリニアモータによって上記レール２２に沿って駆動されるようになっている。
【００２２】
上記可動体２３には図示しない支柱が立設され、この支柱２４の上端にはアーム２５が基端を固定して水平に設けられている。このアーム２５の先端は上記装置本体１の幅方向中央に延出されていて、その先端にはチャック２６が設けられている。それによって、上記チャック２６は装置本体１の幅方向中央部を前後方向に沿って駆動されるようになっている。
【００２３】
上記チャック２６は上記ガイドレール２の下面を通過する高さに設けられ、前進方向である、装置本体１の前方に駆動されると、上記カセット３内に入り込んで、チャック２６と同じ高さに位置決めされたウエハリング８を挟持できるようになっている。ウエハリング８を挟持したチャック２６は後退方向に駆動され、そのウエハリング８を上記ウエハテーブル４の上面に供給する。
【００２４】
このとき、ウエハテーブル４の上面の高さは、上記ガイドレール２の下面を通過する上記チャック２６の下端よりもわずかに低い位置に設定される。つまり、チャック２６を前後方向に駆動できる高さに位置決めされる。
【００２５】
ウエハテーブル４のウエハリング８が載置される部分には図１に鎖線で示す開口部２７が形成されていて、この開口部２７と対向する上記ウエハテーブル４の下面側には突き上げピン２８を有する突き上げ装置２９が配置されている。
【００２６】
上記突き上げピン２８は上下方向に駆動される。それによって、上記ウエハリング８に樹脂シートによって保持された多数の半導体チップ１２のうちの１つが上記突き上げピン２８によって樹脂シートを弾性変形させながら突き上げられる。
【００２７】
なお、上記突き上げ装置２９は固定的に設けられ、この突き上げ装置２９に対して上記ウエハテーブル４がＸ、Ｙ方向に位置決めされる。それによって、上記突き上げピン２８で突き上げられる半導体チップ１２が決定されることになる。言い換えれば、突き上げピン２８によって突き上げられる半導体チップ１２の位置は一定である。
【００２８】
突き上げピン２８によって突き上げられた半導体チップ１２はピックアップツール３１によって吸着保持（ピックアップ）される。このピックアップツール３１は支軸３２を支点とする回転方向及びＸ、Ｙ、Ｚ方向に駆動可能となっている。
【００２９】
そして、上記突き上げピン２８によって突き上げられた半導体チップ１２が上記ピックアップツール３１によって吸着されると、このピックアップツール３１は支軸３２を支点として図１に矢印θで示す方向に１８０度回転する。
【００３０】
それによって、ピックアップツール３１に保持された半導体チップ１２は上下方向の向きが逆になるよう反転させられることになる。つまり、半導体チップ１２はピックアップツール３１によって吸着された面である、回路パターン及びバンプ（ともに図示せず）が形成された面が下向きになる。
【００３１】
ピックアップツール３１によって反転された半導体チップ１２は実装ツール３５に受け渡される。この実装ツール３５はガイド体３６に沿ってＸ、Ｙ方向に駆動可能であるとともに、Ｚテーブル３７によってＺ方向に駆動可能となっている。そして、上記ピックアップツール３１から半導体チップ１２を受けると、この半導体チップ１２を上記ガイドレール２に保持された上記基板Ｗの上方の実装位置に位置決めする。
【００３２】
ついで、ピックアップツール３１は下降方向に駆動されて半導体チップ１２を上記基板Ｗに実装する。このとき、基板Ｗの半導体チップ１２が実装される部位の下面はＺ方向に駆動される実装ステージ３９によって支持される。
【００３３】
上記ウエハテーブル４よりも、装置本体１の前後方向後方には塵埃除去手段としてのノズル体４０が配置されている。このノズル体４０は、上記ウエハテーブル４からピックアップされる半導体チップ１２に向かって清浄空気を吹き付けるようになっている。すなわち、ノズル体４０は、ピックアップ位置でピックアップされる半導体チップ１２に対し、図１に矢印Ｙで示すように装置本体１の後方から前方に向かって清浄空気を吹き付ける。
【００３４】
それによって、ウエハテーブル４からピックアップされる半導体チップ１２に塵埃が付着していると、その塵埃は半導体チップ１２から装置本体１の前方に向かって吹き飛ばされる。つまり、半導体チップ１２に付着した塵埃はガイドレール２に保持された基板Ｗに付着することのない方向に向かって吹き飛ばされる。
【００３５】
ウエハテーブル４から半導体チップ１２を上記ピックアップツール３１によってピックアップする際、半導体チップ１２をピックアップする順序は、上記ノズル体４０から半導体チップ１２に吹き付けられる清浄空気の吹き付け方向である、Ｙ方向の下流側に位置する半導体チップ１２から上流側に向かって順次ピックアップされる。
【００３６】
この実施の形態では、半導体チップ１２をピックアップする順序は、図３に示すように上記ノズル体４０からの清浄空気の吹き出し方向Ｙに対し、この吹き出し方向Ｙの下流側から同図に鎖線の矢印Ｘで示す横方向（装置本体１の幅方向）に蛇行しながら上流側に向かって順次取り出すようになっている。
【００３７】
さらに説明すれば、図３のＰ１で示す半導体チップ１２が最初にピックアップされたのち、矢印Ｘに沿ってＰ２、Ｐ３、…の半導体チップ１２が順次ピックアップされた後、最後にＰｎで示す半導体チップ１２がピックアップされることになる。
【００３８】
このように、ウエハテーブル４から半導体チップ１２を取り出すときに、ノズル体４０から清浄空気を吹き付けるようにしたから、ピックアップツール３１によってピックアップされた半導体チップ１２に塵埃が付着していても、その塵埃は清浄空気によって除去されるため、基板Ｗに付着するのを防止できる。
【００３９】
上記ノズル体４０からの清浄空気は、装置本体１の後方から前方に向かうＹ方向に沿って吹き出される。そのため、ピックアップされた半導体チップ１２に付着した塵埃は、清浄空気によって装置本体１の前方に向かって吹き飛ばされるから、半導体チップ１２から吹き飛ばされた塵埃がガイドレール２に保持された基板Ｗに付着するようなこともない。
【００４０】
ピックアップツール３１による半導体チップ１２のピックアップは、ノズル体４０から吹き出される清浄空気の吹き出し方向Ｙの下流側から上流側に向かって順次蛇行状に行なわれる。
【００４１】
ピックアップされた半導体チップ１２から清浄空気によって除去された塵埃は、清浄空気の吹き出し方向の下流側に落下する。しかしながら、ウエハテーブル４には、ピックアップされた半導体チップ１２よりも清浄空気の吹き出し方向Ｙの下流側にピックアップされていない半導体チップ１２が残留していない。
【００４２】
そのため、ピックアップされた半導体チップ１２から除去された塵埃がピックアップされていないウエハテーブル４上の他の半導体チップ１２上に落下して付着するのを防止することができる。すなわち、基板Ｗに半導体チップ１２を実装する際、塵埃が付着するのを防止できるから、実装不良を招くことなく、半導体チップ１２を基板Ｗに実装することができる。
【００４３】
図４はこの発明の第２の実施の形態を示す。この実施の形態はノズル体４０を装置本体１の幅方向に沿うウエハテーブル４の一側、つまり基板Ｗの搬送方向の上流側に配置する。それによって、清浄空気を同図に矢印Ｘで示す、装置本体１の幅方向一側から他側に向かって吹き出すようになっている。
【００４４】
ウエハテーブル４からの半導体チップ１２の取り出しは、清浄空気の吹き出し方向Ｘの最も下流側に位置する縦一列の半導体チップ１２を、同図に矢印Ｙ１で示すように装置本体の前後方向後方に位置する半導体チップＰｒから前方に向かって順次取り出す。ついで、矢印Ｙ１よりも吹き出し方向Ｘの上流側に位置する列の半導体チップ１２を矢印Ｙ２で示すように取り出し、以下同様にＹ３、Ｙ４、…Ｙｎの順に行なう。
【００４５】
このような清浄空気の噴出し方向Ｘと、ピックアップ順序によって半導体チップ１２を基板Ｗに実装すれば、上述した第１の実施の形態と同様、半導体チップ１２に付着した塵埃を除去し、しかも除去された塵埃を基板Ｗやウエハテーブル４に残留する、ピックアップされていない半導体チップ１２に付着させることなく、半導体チップ１２を基板Ｗに実装することができる。
【００４６】
上記実施の形態では実装装置としてフリップチップボンダを例に挙げたが、実装装置はフリップチップボンダに限定されず、ダイボンダやインナリードボンダであってもこの発明を適用することができる。
【００４７】
ダイボンダやインナリードボンダの場合、ピックアップツールによって半導体チップを反転させず実装するため、ウエハステージに供給されたウエハリングの半導体チップを実装ツールによって直接ピックアップして実装すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】この発明の第１の実施の形態を示す実装装置の側面図。
【図２】図１に示す実装装置の概略的構成を示す平面図。
【図３】清浄空気の噴出し方向と、半導体チップのピックアップ順序を示す説明図。
【図４】この発明の第２の実施の形態を示す清浄空気の噴出し方向と、半導体チップのピックアップ順序を示す説明図。
【符号の説明】
【００４９】
１…装置本体、２…ガイドレール（搬送手段）、３…カセット、４…ウエハテーブル、１１…半導体ウエハ、１２…半導体チップ、３１ピックアップツール、３５…実装ツール、４０…ノズル体。
【図１】
0004627730.tif 000002
【図２】
0004627730.tif 000003
【図３】
0004627730.tif 000004
【図４】
0004627730.tif 000005