(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェーハを切断分離して個々の半導体チップを形成するダイシングユニットと、前記した個々の半導体チップを半導体基板にボンディングするチップボンディングユニットと、前記基板とチップとをワイヤで接続するワイヤボンディングユニットと、チップとワイヤとをモールドする樹脂モールドユニットと、モールドされた樹脂成形済基板を切断分離して個々の半導体パッケージを格納するシンギュレーションユニットとを含む半導体製造装置であって、
前記した各ユニットを平面から見て矩形形状に設けると共に、前記各ユニットを等間隔に且つ直線状に配置し、更に、前記各ユニット間の各部位に半導体部品搬送用のロボットアーム装置を設けたことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
前記した樹脂モールドユニットに、半導体チップとワイヤとを装着した樹脂成形前の基板を供給する樹脂成形前基板供給機構ユニットと、前記した樹脂成形前の基板と樹脂材料とを樹脂成形用金型に供給して樹脂成形前の基板を樹脂成形するモールドプレス機構ユニットと、前記した金型にて樹脂成形された樹脂成形後の基板を格納する樹脂成形済基板格納機構ユニットとを備えると共に、
前記した樹脂成形前基板供給機構ユニットに搬送された樹脂成形前基板を前記したモールドプレス機構ユニットに搬送し、更に、このモールドプレス機構ユニットにて樹脂成形された樹脂成形後の基板を前記した樹脂成形済基板格納機構ユニットに搬送するロボットアーム搬送機構ユニットを設けたことを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造プロセスを各作業単位にユニット化して各ユニットにて連続して作業を実施する半導体製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体製造装置の半導体製造プロセスを各装置で各別に作業が実施されていた。
【０００３】
例えば、半導体製造プロセスである後工程として用いる半導体製造装置は、半導体ウェーハを切断分離して個々の半導体チップを形成するダイシング装置と、個々のチップを半導体基板にボンディングするチップボンディング装置と、前記基板とチップとをワイヤで接続するワイヤボンディング装置と、前記基板におけるチップとワイヤとをモールドする樹脂モールド装置と、樹脂成形体が硬化して形成された樹脂成形済基板を切断分離して個々の半導体パッケージ（製品）を形成して格納するシンギュレーション装置とで構成されており、前述した各装置で各別に作業を実施している。
また、樹脂モールド装置において、例えば、樹脂成形前の基板は装置内部に取付けた搬送レールにある搬送機構で樹脂成形用金型を搭載したプレス機構に搬送して供給セットしてから、モールドして硬化された樹脂成形後の樹脂成形済基板を前記した搬送機構と別の搬送機構を用いて、前記した搬送レールにある別の搬送機構で樹脂成形後の基板を搬送している。
従って、各装置毎で作業を各別に実施して最終製品を成形するのには、不連続な作業で行われていた。
また、樹脂モールド装置内で樹脂成形前後の基板を搬送させるには、搬送レールの取付・取外作業が必要となって、樹脂成形前後の基板を搬送する各別の搬送機構を付設して樹脂成形作業を実施していた。
【０００４】
なお、前述したような従来例が記載されている特許公報文献等を調査したが発見できなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年における半導体部品において、基板の大型化やチップの薄型化やワイヤの極小化・狭ピッチ化の傾向にあって、半導体部品を取り扱うのには緻密な作業を必要とするので、前述した各作業単位で各別に実施する不連続な作業では、作業性を著しく低下させて製品の生産性を低下させると云う弊害が発生する。
【０００６】
本発明は、半導体製造装置における半導体製造プロセスを各作業単位にユニット化して各ユニットにて連続して作業を効率良く実施して、製品の生産性を向上させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記技術的課題を解決するための本発明（請求項１）に係る半導体製造装置は、半導体ウェーハを切断分離して個々の半導体チップを形成するダイシングユニットと、前記した個々の半導体チップを半導体基板にボンディングするチップボンディングユニットと、前記基板とチップとをワイヤで接続するワイヤボンディングユニットと、チップとワイヤとをモールドする樹脂モールドユニットと、モールドされた樹脂成形済基板を切断分離して個々の半導体パッケージを格納するシンギュレーションユニットとを含む半導体製造装置であって、前記した各ユニットを平面から見て矩形形状に設けると共に、前記各ユニットを等間隔に且つ直線状に配置し、更に、前記各ユニット間の各部位に半導体部品搬送用のロボットアーム装置を設けたことを特徴とする。
【０００８】
また、前記技術的課題を解決するための本発明（請求項２）に係る半導体製造装置は、請求項１に記載した発明における樹脂モールドユニットに、半導体チップとワイヤとを装着した樹脂成形前の基板を供給する樹脂成形前基板供給機構ユニットと、前記した樹脂成形前の基板と樹脂材料とを樹脂成形用金型に供給して樹脂成形前の基板を樹脂成形するモールドプレス機構ユニットと、前記した金型にて樹脂成形された樹脂成形後の基板を格納する樹脂成形済基板格納機構ユニットとを備えると共に、前記した樹脂成形前基板供給機構ユニットに搬送された樹脂成形前基板を前記したモールドプレス機構ユニットに搬送し、更に、このモールドプレス機構ユニットにて樹脂成形された樹脂成形後の基板を前記した樹脂成形済基板格納機構ユニットに搬送するロボットアーム搬送機構ユニットを設けたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１０】
【実施例】
まず、図１に基づいて、第一実施例を説明する。
【００１１】
図１は、本発明に係る半導体製造装置の概略平面図である。
【００１２】
本発明に係る半導体製造装置は、半導体製造プロセスにおける前工程（ウェーハ製造工程）を経た後工程において用いられる。そして、該半導体製造装置には、図１に示すように、半導体ウェーハ１を切断分離して個々の半導体チップ２（ダイ）を形成するダイシングユニット３と、個々の半導体チップ２を半導体基板４にボンディングするチップボンディングユニット５と、前記基板４とチップ２とをワイヤ（接続電極）で接続するワイヤボンディングユニット６と、前記基板４におけるチップ２とワイヤとをモールドする樹脂モールドユニット８と、モールドされた樹脂成形体７が硬化した樹脂成形済基板９を切断分離して個々の半導体パッケージ１０（製品）を形成して格納するシンギュレーションユニット１１が設けられており、各作業単位をユニット化して構成されている。
【００１３】
また、前記各ユニット（３・５・６・８・１１）は、図１に示すように、直線状に配置されると共に、該各ユニット間の各部位には半導体部品搬送用のロボットアーム装置１２が設けられている。なお、ここで半導体部品とは被加工物を意味しており、具体的には、後述する半導体ウェーハ１・半導体チップ（ダイ）２・チップ装着基板１４・樹脂成形前基板１５・樹脂成形済基板９・半導体パッケージ１０を意味する。
また、前記各ユニット（３・５・６・８・１１）は、必要に応じて任意に選択して配置されるものであり、また、前記ロボットアーム装置１２自体も前記各ユニット間の各部位に対して着脱自在に取付・取外しできるように設けられている。
なお、ロボットアーム装置１２は、ＸＹＺ軸方向における任意の方向・位置に動作するように構成されている。また、ロボットアーム装置１２の先端部材１３にて半導体部品や後述する半導体部品を供給・格納した状態の治具（各供給・格納機構ユニット）等を支持・固定して次工程側となるユニットへ搬送設置することにより、該ユニットにおける供給機構ユニットとして兼用することができるように構成されている。
また、各ユニットにロボットアーム装置１２で搬送される半導体部品として、ウェーハ１・チップ２・チップ装着基板１４・樹脂成形前基板１５・樹脂成形済基板９・半導体パッケージ１０を例示している。
また、半導体基板４は、例えば、図例に示す所定個所に複数列で複数個のチップ２とチップ２に対応して基板４と接続させる複数本のワイヤを装着する任意の形状である大型の基板４を採用している。
従って、前記した大型の基板４を用いることで、基板一枚単位での多くの製品を成形することができると共に、各ユニットへ一枚単位からの基板４をロボットアーム装置１２で連続して搬送させることができるので、作業性を向上させて製品の生産性を向上させることができる。
【００１４】
また、ダイシングユニット３は、半導体ウェーハ１を受取るウェーハ供給機構ユニット１６と、供給されたウェーハ１を切断分離するウェーハダイシング機構ユニット１７と、切断分離された個々の半導体チップ２を格納するチップ格納機構１８ユニットとを少なくとも設けている。
また、チップボンディングユニット５は、半導体チップ２をロボットアーム装置１２より受取るチップ供給機構ユニット１９と、チップ２を所定個所にボンディングするための半導体基板４を供給する半導体基板供給機構ユニット２０と、半導体基板４上の所定個所にチップ２をダイボンディングするダイボンディング機構ユニット２１と、チップ２を装着した半導体基板４（チップ装着基板１４）を格納するチップ装着基板格納機構ユニット２２とを少なくとも設けている。
また、ワイヤボンディングユニット６は、前記したチップ装着基板１４をロボットアーム装置１２より受取るチップ装着基板供給機構ユニット２３と、チップ装着基板１４の個々のチップ２に複数本のワイヤを基板４搭載側にワイヤボンディングするワイヤボンディング機構ユニット２４と、チップ２及びワイヤを装着した半導体基板４（樹脂成形前基板１５）を格納する樹脂成形前基板格納機構ユニット２５とを少なくとも設けている。
また、樹脂モールドユニット８は、前記した樹脂成形前基板１５をロボットアーム装置１２より受取る樹脂成形前基板供給機構ユニット２６と、チップ２・ワイヤ部分の樹脂成形体７を樹脂成形用金型にて加熱溶融化された樹脂材料にてモールドするモールドプレス機構ユニット２７と、前記金型にてモールドされて硬化した樹脂成形後の樹脂成形済基板９を格納する樹脂成形済基板格納機構ユニット２８とを少なくとも設けている。
また、シンギュレーションユニット１１は、前記した樹脂成形済基板９をロボットアーム装置１２より受取る樹脂成形済基板供給機構ユニット２９と、供給された樹脂成形済基板９を切断分離する基板ダイシング機構ユニット３０と、切断分離された個々の半導体パッケージ１０（製品）を格納する製品格納機構ユニット３１とを少なくとも設けている。
【００１５】
なお、各ユニットにおける各供給・格納機構ユニットには、各半導体部品を供給・格納するための治具（図示なし）が設けられている。
また、各ユニットは、一体型のユニット本体に所要の各機構ユニットを取付・取外しするような構造でもよいし、或いは、各機構ユニットを分割構造にして分割された各機構ユニットを組合せたり、離間した状態で各ユニット及び各機構ユニットを形成するような構造にしてもよい。
例えば、前述した各ユニットに設けた各機構ユニットに別の機構ユニットを任意に選択して追加したり、シンギュレーションユニット１１のユニット本体を任意に選択して追加することができる。
【００１６】
以下、ウェーハ１から半導体パッケージ１０への半導体製造プロセスを各ユニットにて連続して作業する場合について説明する。
前工程からウェーハ１をダイシングユニット３におけるウェーハ供給機構ユニット１６に受渡してから、まず、ウェーハ供給機構ユニット１６からウェーハダイシング機構ユニット１７にウェーハ１を移動し、次に、ウェーハダイシング機構ユニット１７にてウェーハ１を固定して切断分離し、次に、ウェーハダイシング機構ユニット１７から切断分離されたチップ２を切断分離されたままの状態でチップ格納機構ユニット１８に格納する。
このとき、前工程からのウェーハの搬送手段は、ロボットアーム装置１２を採用してもよいし、任意に選択できる。
次に、ダイボンディングユニット５・ワイヤボンディングユニット６・樹脂モールドユニット８・シンギュレーションユニット１１の記述順序（図１参照）で各ユニットにある各半導体部品をロボットアーム装置１２にて連続して作業を行う。
【００１７】
即ち、チップ格納機構ユニット１８からチップ２をロボットアーム装置１２の先端部材１３にてダイボンディングユニット５のチップ供給機構ユニット１８に受渡し、次に、チップ２をダイボンディング機構２１へ移動させると共に、前述の大型の基板４を半導体基板供給機構ユニット２０からダイボンディング機構ユニット２１へ移動し、次に、ダイボンディング機構ユニット２１にて基板４上の所定個所にチップ２をダイボンディングしてチップ装着基板１４を形成し、その後、チップ装着基板格納機構ユニット２２に移動して格納する。
次に、前述の格納機構ユニット２２からチップ装着基板１４をロボットアーム装置１２でワイヤボンディングユニット６におけるチップ装着基板供給機構ユニット２３に受渡し、次に、チップ装着基板１４をワイヤボンディング機構ユニット２４へ移動し、次に、ワイヤボンディング機構ユニット２４にてチップ装着基板１４のチップ２にワイヤをワイヤボンディングして樹脂成形前基板１５を形成し、その後、樹脂成形前基板格納機構ユニット２５に移動して格納する。
次に、前述の格納機構ユニット２５から樹脂成形前基板１５をロボットアーム装置１２で樹脂モールドユニット８における樹脂成形前基板供給機構ユニット２６に受渡し、次に、樹脂成形前基板１５をモールドプレス機構ユニット２７へ移動し、次に、モールドプレス機構ユニット２７にて樹脂成形体７を金型にて加熱溶融化された樹脂材料でモールドして硬化させることにより樹脂成形済基板９を形成し、その後、樹脂成形済基板格納機構ユニット２８に移動して格納する。
次に、前述の格納機構ユニット２８から樹脂成形済基板９をロボットアーム装置１２でシンギュレーションユニット１１における樹脂成形済基板供給機構ユニット２９に受渡し、次に、樹脂成形済基板９を基板ダイシング機構ユニット３０へ移動し、次に、基板ダイシング機構ユニット３０にて樹脂成形済基板９を切断分離して半導体パッケージ１０（製品）を形成し、その後、製品格納機構ユニット３１に移動して格納する。
【００１８】
なお、製品格納機構ユニット３１に格納された半導体部品は、その後、バーンイン試験（温度電圧試験）・検査・マーキング加工部等へ搬送されることになるが、該製品格納機構ユニットから次工程側の該加工部等への搬送手段にロボットアーム装置１２を採用してもよい。この場合は、半導体製造装置における半導体製造プロセスを各作業単位にユニット化すると共に、その各ユニットにて連続して作業を効率良く実施して、製品の生産性を向上させることができる。
【００１９】
次に、図２に基づいて、第ニ実施例を説明する。
なお、前述の第一実施例における同じ構成部材には同一符号を記する。
【００２０】
樹脂モールドユニット８は、図２に示すように、第一実施例と同様の機構ユニットである樹脂成形前基板供給機構ユニット２６とモールドプレス機構ユニット２７と樹脂成形済基板格納機構ユニット２８と、更に、前記した各機構２６・２７・２８を外周囲に配置し且つ第一実施例のロボットアーム装置１２と同様に、ユニット８にロボットアーム搬送機構ユニット３２が設けられている。
また、ロボットアーム搬送機構ユニット３２が搬送する半導体部品は、樹脂成形前基板１５と樹脂成形済基板９である。
また、モールドプレス機構ユニット２７には、樹脂成形前基板１５の樹脂成形体７を加熱溶融化された樹脂材料３５にて一括モールドする樹脂成形用金型を搭載したモールドプレス部３４と、加熱溶融前の樹脂材料３５を前記金型に供給する樹脂材料供給部３６とが設けられている。
【００２１】
従って、ロボットアーム搬送機構ユニット３２を用いて樹脂成形前後の基板９・１５を樹脂モールドユニット８にて連続して作業する場合、第一実施例と同様に、ワイヤボンディングユニット６の樹脂成形前基板格納機構ユニット２５から樹脂成形前基板１５をロボットアーム装置１２の先端部材１３にて取出して固定した状態で樹脂モールドユニット８における樹脂成形前基板供給機構ユニット２６に受渡し、そして、まず、樹脂成形前基板供給機構ユニット２６からモールドプレス機構ユニット２７へ樹脂成形前基板１５をロボットアーム搬送機構ユニット３２の先端部３３にて固定してモールドプレス部３４の金型内に移動して供給セットすると共に、樹脂材料供給部３６から所定量の樹脂材料３５を金型内に供給セットし、次に、予め加熱された金型にて樹脂材料３５を溶融状態にして樹脂成形前基板１５の樹脂成形体７部分を浸漬させて型締めし且つ樹脂材料３５の所要時間経過後に硬化させて樹脂成形済基板９を形成し、次に、該金型を型開きすると共に、ロボットアーム搬送機構ユニット３２の先端部３３にて樹脂成形済基板９を金型内から取出して樹脂成樹脂成形済基板格納機構２８に格納する。
つまり、ユニット単位である樹脂モールドユニット８においても、ユニット８内にロボットアーム搬送機構ユニット３２を設けて連続して作業するように構成されている。
なお、他のユニット内にもロボットアーム搬送機構ユニット３２と同様のロボットアーム搬送機構ユニットを設けるようしてもよい。
【００２２】
なお、第一・第二実施例における樹脂モールドユニット８では樹脂モールド成形時において不要樹脂材料を発生させない（即ち、成形後に廃棄されることになる樹脂成形部分の形成を防止するための）基板浸漬成形方法を採用して樹脂モールド成形しているが、樹脂成形前基板１５を樹脂通路を介して加熱溶融化された樹脂材料３５を供給するようなトランスファー成形方法を採用してもよい。この場合、不要樹脂材料と樹脂成形済基板１５とをディゲートするディゲート機構を樹脂モールドユニット８内に設けるようにする。
また、樹脂モールド成形時に基板浸漬成形やトランスファー成形を用いる際には、金型内に離型フィルムを供給して樹脂モールドする離型フィルム成形や、加熱溶融化された樹脂材料３５にボイド等の発生を防止するために少なくとも樹脂材料３５が接触する金型面を外気遮断範囲として外気遮断範囲の空気等を強制的に吸引して真空引き状態とする真空引き成形を併用するようにしてもよい。
【００２３】
また、半導体基板４は、基板４上にチップ２・ワイヤを装着した基板４に限定して第一・第二実施例に説明してきたが、基板４上にバンプ（接続電極）を介してチップ２を装着するようなフリップチップ基板を使用することができる。
この場合、前述のダイボンディングユニット５・ワイヤボンディングユニット６を使用せずに、フリップチップボンディングユニット（図示しない）を設けるようにする。
【００２４】
次に、図３に基づいて、第三実施例を説明する。
なお、前述の第二実施例における同じ構成部材には同一符号を記すると共に、樹脂モールド成形は、第一・第二実施例と同様の作業を実施するものとする。
【００２５】
図３に示すように、樹脂モールドユニット８は、第二実施例と同様の機構である樹脂成形前基板供給機構ユニット２６とモールドプレス機構ユニット２７と樹脂成形済基板格納機構ユニット２８とを設けており、前記した各機構２６・２７・２８を外周囲に配置し且つロボットアーム搬送機構ユニット３２を設けており、ユニット８全体が円柱型の形状となるような構成をしている。
また、ロボットアーム搬送機構ユニット３２においても、前述した第一実施例におけるロボットアーム装置１２と同様の動作・構成・構造・レイアウト等で設けられているのに加えて、ロボットアーム搬送機構ユニット３２を略中央部分に配置させて、先端部３３が取出・供給作業ができる円周上における所定位置に各機構ユニット２６・２７・２８を任意に選択して配置している。
なお、図３における樹脂モールドユニット８の形状は、半円柱型になっているが、更に、追加する場合は、二点鎖線で示す三個の各機構ユニットを設けるよう構成にされていると共に、図例に示す六分割に限定されることなく、任意に各機構ユニットを分割して設けてもよい。
即ち、樹脂モールドユニット８以外においても、ロボットアーム搬送機構ユニット３２を略中央部分に設け、且つ、円柱型の形状となる任意に選択した各機構ユニットを先端部３３が取出・供給作業ができる円周上における所定位置に配置させる。
また、ユニット８全体の形状については、円柱型でなくても多角柱型でもよい。
【００２６】
上記したように、半導体製造装置における半導体製造プロセスを各作業単位にユニット化して各ユニットにて連続して作業を効率良く実施して、製品の生産性を向上させることができる。
【００２７】
なお、第一実施例乃至第三実施例における半導体製造装置に限定されることなく、半導体製造プロセス全体にわたり各作業単位にユニット化して各ユニットをロボットアーム装置（ロボットアーム搬送機構ユニットを含む）にて連続して半導体部品を搬送するような構成を採用することができる。
【００２８】
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任意にかつ適宜に変更・選択して採用できるものである。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、半導体製造装置における半導体製造プロセスを各作業単位にユニット化して各ユニットにて連続して作業を効率良く実施して、製品の生産性を向上させるという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明に係る半導体製造装置の概略平面図である。
【図２】  図２は、本発明に係る半導体製造装置における樹脂モールドユニットの概略平面図である。
【図３】  図３は、本発明に係る半導体製造装置における樹脂モールドユニットの他の構成例を示す概略平面図である。
【符号の説明】
１  半導体ウェーハ
２  半導体チップ（ダイ）
３  ダイシングユニット
４  半導体基板
５  チップボンディングユニット
６  ワイヤボンディングユニット
７  樹脂成形体
８  樹脂モールドユニット
９  樹脂成形済基板
１０  半導体パッケージ（製品）
１１  シンギュレーションユニット
１２  ロボットアーム装置
１３  先端部材
１４  チップ装着基板
１５  樹脂成形前基板
１６  ウェーハ供給機構ユニット
１７  ウェーハダイシング機構ユニット
１８  チップ格納機構ユニット
１９  チップ供給機構ユニット
２０  半導体基板供給機構ユニット
２１  ダイボンディング機構ユニット
２２  チップ装着基板格納機構ユニット
２３  チップ装着基板供給機構ユニット
２４  ワイヤボンディング機構ユニット
２５  樹脂成形前基板格納機構ユニット
２６  樹脂成形前基板供給機構ユニット
２７  モールドプレス機構ユニット
２８  樹脂成形済基板格納機構ユニット
２９  樹脂成形済基板供給機構ユニット
３０  基板ダイシング機構ユニット
３１  製品格納機構ユニット
３２  ロボットアーム搬送機構ユニット
３３  先端部
３４  モールドプレス部
３５  樹脂材料
３６  樹脂材料供給部
【図１】
0004326788.tif 000002
【図２】
0004326788.tif 000003
【図３】
0004326788.tif 000004