(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半田ボール吸着穴の配列パターンが異なる複数のマウントヘッドを有し、該複数のマウントヘッドを各々単独で昇降可能に保持し、ウエハ上のチップ配置パターン又はウエハ上のチップ配置パターンと不良品チップ位置データに基づき上記複数のマウントヘッドの昇降を制御して、半田ボールをウエハ上の良品チップのみにマウントするウエハへの半田ボールマウント装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップに用いられる接合用微小半田ボールをマウントする装置の改良に関するものであって、半田ボール吸着穴の配列パターンが異なる複数のマウントヘッドにより、ウエハ上の半導体チップに直接半田ボールをマウントする装置である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ウエハ状態でのバンプの形成ではメッキ法、印刷法等が主流であった。メッキ法や印刷法の場合、ウエハ上に一括でバンプを形成するため、不良品チップにも全てバンプを形成してしまっていた。
【０００３】
また、従来より半導体チップに接合用の半田ボールをマウントする装置も存在した。しかし、従来の半田ボールマウント装置は、半導体チップが単体あるいは複数個を具備するフレームにより搬送されるため、半導体チップ単体だけか、搬送フレーム中の半導体チップ数に応じた個数のマウントヘッドを有するものであった。
【０００４】
ところが、近年の半田ボールの使用普及に伴い、生産向上が要求されるようになり、ウエハ上のチップに直接半田ボールをマウントするニーズが高まってきている。ウエハ上には同一または類似のチップが多数配列されているため、一度にいくつものチップにマウントできる可能性がある。このチップを１個ずつマウントしていたのでは効率が悪い。このため、特許第２６５７３５６号特許公報に記載された装置のように、例えばウエハ上の隣接する４個のチップに対し一度にマウントすることが試されている。
【０００５】
しかし、図４に示すようにウエハ１上には良品チップ２以外に不良品チップ３（図４中×が付されたチップ）も存在しており、特許２６５７３５６号に記載された方法でマウントしていくと、不良品チップ３にも半田ボールを搭載することとなり、半田ボールの無駄が生じる。図５に示すウエハのように不良品チップ３が少数の場合、この半田ボールの無駄はコスト的に問題とならないが、多数存在するとコスト的に問題となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ウエハ１上の不良品チップ３に対する半田ボールのマウントをキャンセルし、半田ボールの無駄を防止すると共にウエハ上の複数個のチップに対して同時に半田ボールをマウントすることを可能とするウエハへの半田ボールマウント装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、半田ボール吸着穴の配列パターンが異なる複数のマウントヘッドを有し、該複数のマウントヘッドを各々単独で昇降可能に保持し、ウエハ上のチップ配置パターン又はウエハ上のチップ配置パターンと不良品チップ位置データに基づき上記複数のマウントヘッドの昇降を制御して、半田ボールをウエハ上の良品チップのみにマウントするウエハへの半田ボールマウント装置を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施例と共に発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明に係る半田ボールマウント装置の一実施例を示す平面概略図であり、半田ボールマウント装置は独立して昇降する２つのマウントヘッドを有するマウントユニット４、ボール供給ユニット５、ボール吸着確認ユニット６、ボール排出ボックス７、ウエハステージ８、ウエハマガジン９、１０、マウントヘッド及びマウントユニットを駆動する駆動装置１１、１２、１３から構成される。
【０００９】
マウントユニット４には、半田ボール吸着穴の配列パターンの異なる複数のマウントヘッドが設けられる。図２に示されるマウントユニット４では、２個のマウントヘッド１４、１５を有しており、１個のチップ分の半田ボールだけ搬送し、マウントすることができるシングルチップ用ヘッド１４と、複数、図２に示す実施例では４個のチップ分の半田ボールを搬送し、マウントすることができるマルチチップ用ヘッド１５が用意されている。各マウントヘッド１４、１５の半田ボール吸着穴の配列パターンに着目すれば、マルチチップ用ヘッド１５は、シングルチップ用ヘッド１４の配列パターンを４個有している。
【００１０】
半田ボールマウント装置では、両マウントヘッド１４、１５の水平方向への移動は、駆動装置１１によりマウントユニット４の移動と一体に行われる。まず、マウントユニット４は、ボール供給ユニット５上方へと移動し、下降してマウントヘッド１４、１５下面に形成された吸着穴で半田ボール１６を吸着する。
【００１１】
マウントヘッド１４、１５の昇降は、おのおの単独動作可能に設けられた駆動装置１２、１３であるシリンダにて行われる。半田ボール１６の吸着は図示されていない別設の真空吸着装置で行う。この作業をシングルチップ用ヘッド１４とマルチチップ用ヘッド１５の２つのマウントヘッドで順次行う。
【００１２】
次にマウントユニット４はボール吸着確認ユニット６へ移動し半田ボール１６の吸着漏れと余分に吸着している半田ボール１６のチェックを行う。この作業もシングルチップ用ヘッド１４とマルチチップ用ヘッド１５の２つのマウントヘッドで順次行う。吸着漏れがあった場合には再度ボール供給ユニット５へ戻り吸着作業を行う。余分なものがあった場合にはボール排出ボックス７へと移動し排出する。
【００１３】
その後、両マウントヘッド１４、１５は図３に示すウエハステージ８へと移動する。ウエハステージ８ではウエハ１が、あらかじめ位置決めされて待機している。ウエハ１は、未マウントのウエハ１が収納されたウエハマガジン９より取り出され、図示されていないフラックス供給装置にてフラックスを塗布されて、ウエハステージ８へと供給される。
【００１４】
ウエハステージ８上でウエハ１全体の画像を、図示されていない画像認識カメラにて取り込み、ウエハ１の位置決めと良品チップ２及び不良品チップ３のウエハ１内ポジションの確認を行う。この時、画像認識カメラを用いることなく、前工程であるウエハ検査にて認識した不良品チップ３の位置データを伝送して用いることもできる。
【００１５】
ウエハ１上の良品チップ２及び不良品チップ３のポジションデータから、ウエハ１上の不良品チップ３をスキップし、効率よく半田ボール１６をマウントできるパターンを演算する。例えば、どの場所にはマルチチップ用ヘッド１５を使い、どの場所にはシングルチップ用ヘッド１４を用いるかが決定される。このときマルチチップ用ヘッド１５の利用回数が変数Ｍに、シングルチップ用ヘッド１４の利用回数が変数Ｓに代入される。
【００１６】
マウントユニット４は、ウエハステージ８上に移動し、待機しているウエハ１に両マウントヘッド１４、１５から半田ボール１６をマウントする。この時、ウエハ１上の不良品チップ３の位置から判断して、４個一斉にマウントできるポジションではマルチチップ用ヘッド１５にてマウントし、端数となるポジションではシングルチップ用ヘッド１４にてマウントを行う。
【００１７】
マウントの具体例が図６に示される。図６では、ウエハ１内を縦横に縦断横断する線で区分される１単位がチップであり、×が不良品チップ３の位置で他の部分が半田ボールがマウントされるべき良品チップ２である。良品チップ２中、隣接する４個をつなぐ四角形で示された部分が４個一斉にマウント可能なポジション示す部分であり、○で示された部分が端数となる部分である。四角形で示され部分がマルチチップ用ヘッド１５にてマウントされ、○で示された部分がシングルチップ用ヘッド１４にてマウントされる。
【００１８】
本実施例では、不良品チップ３が、ある程度多数存在する場合について説明するが、図５に示すウエハ１のように不良品チップ３（図５中×記号で明示された部分）が、少数の場合、すなわち半田ボールの無駄が無視できる程度に少数の場合、不良品チップ３の位置データを取り込むことなく、図７に示すようにチップ配置パターンにのみ基づいてボールマウントすることができる。
【００１９】
尚、ウエハ１上でのマウント対象チップ間の移動、すなわち平面での移動（Ｘ軸、Ｙ軸、θ軸への移動）は、ウエハステージ８の、ＸＹテーブル１７及び回転テーブル１８にて行う。
【００２０】
半田ボール１６がマウントされたウエハ１は、マウント済みウエハ１を収納するためのウエハマガジン１０に移動され、収納される。
【００２１】
以下、本実施例の制御例について説明する。第１制御例は、マルチチップ用ヘッド１５でのマウント後にシングルチップ用ヘッド１４にてマウントする場合であって、図８に従って説明する。半田ボールマウント装置をスタートさせ、ウエハ１上の不良品チップ３の位置データの取り込みを行う。ウエハ１の不良品チップ３の位置データは、前工程での検査の際のデータを一括外部入力してもよく、又は本装置における画像認識カメラによる不良品位置データの取り込みであってもよい。
【００２２】
ウエハ１上の不良品チップ３をスキップし、かつ最適なボールマウント順序を計算する。マルチチップ用ヘッド１５によるマウント数が変数Ｍに、シングルチップ用ヘッド１４のマウント数が変数Ｓに代入される。ここで、ボールマウント動作がスタートし、まず、マルチチップ用ヘッド１５によるボールマウントが行われる。
【００２３】
マルチチップ用ヘッド１５の１回のマウント動作で、Ｍ＝Ｍ−１の計算がなされ、Ｍ＝０かどうかのチェックが行われる。Ｍ＝０でない間は、マルチチップ用ヘッド１５によるボールマウントが行われる。変数Ｍに代入された回数が終了し、Ｍ＝０が成立したとき、シングルチップ用ヘッド１４によるボールマウントへ移行する。ここでもシングルチップ用ヘッド１４のマウント毎にＳ＝０か否かのチェックが行われ、Ｓ＝０でない間はシングルチップ用ヘッド１４によるボールマウントが行われる。Ｓ＝０が成立したときマウント動作を終了する。
【００２４】
第２制御例は、マルチチップ用ヘッド１５とシングルチップ用ヘッド１４を同時に利用してマウントする場合であって、図９に従い説明する。スタートからウエハ１上の不良品チップ３の位置データの取り込み、不良品チップ３をスキップしかつ最適なボールマウント順序を計算し、ボールマウント動作がスタートするまでの課程は第１制御例と同様である。
【００２５】
ボールマウント動作において、まず、最初のマルチチップ用ヘッド１５によるボールマウントの終了後、Ｍ＝Ｍ−１の計算を行い、続いてシングルチップ用ヘッド１４によるボールマウントを行い、終了後、Ｓ＝Ｓ−１の計算を行う。このときＭ＝０か否か、Ｓ＝０か否かのチェックを行い、いずれもＮＯの場合、再度マルチチップ用ヘッド１５及びシングルチップ用ヘッド１４でのボールマウントが行われる。なお、マウント毎にＭ＝Ｍ−１及びＳ＝Ｓ−１の計算が行われている。
【００２６】
両マウントヘッド１４、１５でのボールマウントが何回か行われ、Ｍ＝０が成立し、Ｓ＝０が不成立の場合、Ｓ＝０が成立するまでの間、シングルチップ用ヘッド１４によるボールマウントが行われる。その後、Ｓ＝０が成立するとマウントは終了する。
【００２７】
上記例は、シングルチップ用ヘッド１４でのマウント回数が多い場合であって、逆にマルチチップ用ヘッド１５でのマウント回数が多い場合には、何回かのマウント後Ｍ＝０が成立せず、Ｓ＝０が成立することになり、Ｍ＝０が成立するまでの間はマルチチップ用ヘッド１５のみによるボールマウントが行われ、Ｍ＝０が成立したときマウントは終了する。
【００２８】
シングルチップ用ヘッド１４でのマウント回数とマルチチップ用ヘッド１５でのマウント回数が同数の場合には、マルチチップ用ヘッド１５によるマウントとシングルチップ用ヘッド１４によるマウントが交互に行われた後、Ｍ＝０とＳ＝０が成立したときボールマウントは終了する。いずれにしろ、Ｍ＝０もＳ＝０も成立したときにボールマウントは終了するのである。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、第１に、複数のマウントヘッドにてウエハ上の複数のチップに対して、同時に半田ボールをマウントすることができるものであるため、半田ボールマウントに要する時間が減少する。
【００３０】
第２に、半田ボール吸着穴の配列パターンが異なる複数のマウントヘッドを有し、該複数のマウントヘッドを各々単独で昇降可能に保持し、ウエハ上のチップ配置パターン又はウエハ上のチップ配置パターンと不良品チップ位置データに基づき上記複数のマウントヘッドの昇降を制御するので、不良品チップへのボールマウントが避けられ、半田ボールの無駄が省ける。
【図面の簡単な説明】
【図１】半田ボールマウント装置の一実施例を示す平面概略図
【図２】マウントユニットの斜視図
【図３】ウエハステージの斜視図
【図４】不良品チップの比率の高いウエハの平面説明図
【図５】不良品チップの比率の低いウエハの平面説明図
【図６】ウエハ上でのマウントの一例を示す平面説明図
【図７】ウエハ上でのマウント他例を示す平面説明図
【図８】第１制御例を示す説明図
【図９】第２制御例を示す説明図
【符号の説明】
１．．．．．．．．．．ウエハ
２．．．．．．．．．．良品チップ
３．．．．．．．．．．不良品チップ
４．．．．．．．．．．マウントユニット
５．．．．．．．．．．ボール供給ユニット
６．．．．．．．．．．ボール吸着確認ユニット
７．．．．．．．．．．ボール排出ボックス
８．．．．．．．．．．ウエハステージ
９、１０．．．．．．．ウエハマガジン
１１、１２、１３．．．駆動装置
１４．．．．．．．．．シングルチップ用ヘッド
１５．．．．．．．．．マルチチップ用ヘッド
１６．．．．．．．．．半田ボール
１７．．．．．．．．．ＸＹテーブル
１８．．．．．．．．．回転テーブル
【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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