(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細間隔ボールグリッドアレーパッケージ用のダイボンディング方法であって、
半導体チップピックアップステージに移送されたマウントフレームに付着した半導体チップの品質、ならびに前記半導体チップがダイボンディングされるマウントテープのランドパターンの品質を検査し、前記半導体チップおよび前記ランドパターンの良好データと不良データとを含む品質データおよび前記品質データに対応する位置データを記憶手段に記憶するデータ記憶段階と、
前記ランドパターンの前記品質データおよび前記位置データが記憶された前記マウントテープを、ダイボンディングユニットに移送するマウントテープ移送段階と、
前記ダイボンディングユニットに位置する前記ランドパターンの品質が良好な場合、前記半導体チップの前記品質データおよび前記位置データに基づいて前記マウントフレームの良好な半導体チップを選択し、前記ダイボンディングユニットに位置する前記ランドパターンの品質が不良な場合、前記半導体チップピックアップステージとアライメントステージとを接続するチップトランスファユニットに設置されたチップ吸着部材の経路上に設置された半導体チップトレーに存在する不良半導体チップを選択し、前記半導体チップトレーに不良半導体チップが存在しない場合、前記半導体チップの前記品質データおよび前記位置データに基づいて前記マウントフレームの不良半導体チップを選択するチップ選択段階と、
前記チップ選択段階において選択された半導体チップを、前記アライメントステージを経由して前記ダイボンディングユニットに移送し、前記ダイボンディングユニットに移送された前記半導体チップを前記ダイボンディングユニットに位置する前記ランドパターンにダイボンディングする動作段階と、
を含むことを特徴とするダイボンディング方法。
【請求項２】
前記動作段階は、前記ダイボンディングユニットに移送される前記半導体チップが良好な半導体チップである場合、前記アライメントステージにおいて前記半導体チップのアライメントを実行した後に前記ダイボンディングユニットに移送し、前記ダイボンディングユニットに移送される前記半導体チップが不良半導体チップである場合、前記アライメントステージにおいて前記半導体チップのアライメントを実行せず前記ダイボンディングユニットに移送することを特徴とする請求項１記載のダイボンディング方法。
【請求項３】
前記ダイボンディングユニットに良好な半導体チップを移送した後、前記良好な半導体チップを前記ダイボンディングユニットに位置する前記ランドパターンに対し２次アライメントを実施することを特徴とする請求項２記載のダイボンディング方法。
【請求項４】
前記２次アライメントにおいて、前記ダイボンディングユニットに設置されたＣＣＤカメラにより、前記ランドパターンの端部に該当するビームリードと前記良好な半導体チップのボンディングパッドとのアライメントが確認、補正されることを特徴とする請求項３記載のダイボンディング方法。
【請求項５】
前記半導体チップの品質は前記半導体チップピックアップステージに設置された半導体チップ検査用ＣＣＤカメラにより検査され、前記ランドパターンの品質は前記マウントテープを供給するマウントテープ供給ユニットと前記ダイボンディングユニットとの間に設置されたランドパターン検査用ＣＣＤカメラにより検査されることを特徴とする請求項１記載のダイボンディング方法。
【請求項６】
前記ランドパターンの品質は、前記マウントテープが前記ダイボンディングユニットに到達する前に検査されることを特徴とする請求項５記載のダイボンディング方法。
【請求項７】
前記半導体チップトレーに空間があるか否かを判断し、空間がある場合には、前記半導体チップの前記品質データおよび前記位置データに基づいて前記マウントフレームの不良半導体チップを選択して、前記半導体チップトレーにローディングすることを特徴とする請求項１記載のダイボンディング方法。
【請求項８】
微細間隔ボールグリッドアレーパッケージ用のダイボンディング設備であって、
前記マウントフレームに付着した半導体チップの品質を検査する半導体チップ検査手段を備えた半導体チップピックアップステージと、
前記半導体チップピックアップステージから所定の間隔だけ隔離して設置され、前記半導体チップのアライメントが実行されるアラインメントステージと、
立方体形状の本体、前記本体に設置され直線往復移動装置により前記半導体チップピックアップステージと前記アラインメントステージとの間を往復移動するチップ吸着部材、および前記チップ吸着部材の移動経路上に少なくとも１個以上の不良半導体を収納可能に設けられる半導体チップトレーを有し、前記半導体チップピックアップステージから前記アラインメントステージに前記半導体チップを移送するチップトランスファユニットと、
マウントテープフレームストッカからアンローディングされたマウントテープフレームを移送するガイドレールと、
前記ガイドレールの上部の所定位置に設置され、前記マウントテープフレーム上のランドパターンの品質を検査するランドパターン検査手段と、
前記半導体チップおよび前記ランドパターンの良好データと不良データとを含む品質データおよび前記品質データに対応する位置データを記憶する記憶手段と、
前記ガイドレールにより移送された前記マウントテープフレームの前記ランドパターンの品質が良好な場合、前記半導体チップの前記品質データおよび前記位置データに基づいて前記マウントフレームの良好な半導体チップを選択し、前記ランドパターンの品質が不良な場合、前記半導体チップトレーに存在する不良半導体チップを選択し、前記半導体チップトレーに不良半導体チップが存在しない場合、前記半導体チップの前記品質データおよび前記位置データに基づいて前記マウントフレームの不良半導体チップを選択し、該選択した半導体チップを前記ランドパターンにダイボンディングするボンディングユニットと、
を備えることを特徴とするダイボンディング設備。
【請求項９】
前記半導体チップ検査手段は、ＣＣＤカメラであり、前記ランドパターン検査手段は、ＣＣＤカメラであることを特徴とする請求項８記載のダイボンディング設備。
【請求項１０】
前記半導体チップトレーは、前記半導体チップが収納される収納部が一列に形成されていることを特徴とする請求項８記載のダイボンディング設備。
【請求項１１】
前記半導体チップ吸着ユニットは、前記本体の内部に所定の間隔で隔離されて配置されている一対の滑車、前記滑車に取り付けられているテンションワイヤ、前記テンションワイヤに結合され半導体を真空圧で吸着し固定するチップ吸着モジュール、ならびに前記一対の滑車のいずれかに結合され前記テンションワイヤを直線往復移動させることにより前記テンションワイヤに結合された前記チップ吸着モジュールを所定の距離移動可能な駆動モータが設けられていることを特徴とする請求項８記載のダイボンディング設備。
【請求項１２】
前記チップ吸着モジュールは、１つであることを特徴とする請求項１１記載のダイボンディング設備。
【請求項１３】
前記ボンディングユニットは、前記ダイボンディングユニットに位置する前記ランドパターンの端部に該当するビームリードと前記ダイボンディングユニットに移送された前記良好な半導体チップのボンディングパッドとのアライメントを確認、補正するためのＣＣＤカメラを有していることを特徴とする請求項８記載のダイボンディング設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は微細間隙ボールグリッドアレーパッケージ用のダイボンディング方法及びダイボンディング設備に関し、より詳細には半導体チップとダイボンディングされる微細間隙ボールグリッドアレーパッケージ用マウントテープのランドパターンの不良有無を半導体チップをランドパターンに移送するチップトランスファがピックアップする前の段階で全て判別して、良品ランドパターンには良品半導体チップ、不良ランドパターンには不良半導体チップがマッチングされるようにして半導体チップとランドパターンの不良種類によるミスマッチングを防止することにより、ダイボンディング時間を短軸させた微細間隙ボールグリッドアレーパッケージ用のダイボンディング方法およびダイボンディング設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、半導体薄膜技術の発展に伴なって完成された半導体チップをパッケージングする半導体パッケージ技術も急速に進歩している。既存の半導体パッケージに使用されたリードフレームの代りにフレキシブルなテープに所望する導電性パターンを形成して、導電性パターンの一側端部にはソルダボールをアタッチして他側端部は半導体チップの入出力端子であるボンディングパッドにダイボンディングすることによりソルダボールを印刷回路基板に実装する方式を持つＢＧＡパッケージが開発されている。
【０００３】
ＢＧＡパッケージはソルダボールアタッチ工程を最後に実行することにより運搬および取扱が容易であるとともに大量生産が可能で、従来リードフレーム方式において必須であったトリミング、フォミングが不必要である。最近はＢＧＡパッケージの中でソリダボール間のピッチが数十μｍ〜数百μｍ程度しかなく、半導体チップの大きさの約１２０%に近接するチップスケールパッケージを実現可能な微細間隙ボールグリッドアレーパッケージが開発された。
【０００４】
微細間隙ボールグリッドアレーパッケージは、長い直四角形形状のポリイミード材質のベースポリイミードテープにエッチング工法により所望する導電性パターンとソルダボールが安着されるソルダボールパッドで形成されたランドパターンとを複数個形成する。
【０００５】
そして、導電性パターンの端部に該当する部分であるビームリードが半導体チップのボンディングパッドとダイボンディングされるようにオープンウィンドを形成する。テストを通して導電性パターンの中で短絡された部分を検査し、不良ランドパターンには不良マークを形成した後、応力緩衝部材である弾性重合体を付着させる。
【０００６】
さらに、それをロール形態で捲取した後に単位個数、例えばランドパターン３×１０個が１つのベースマウントテープになるように切断し、切断されたベースマウントテープのエッジを四角リング形状のマウントテープフレームに接着テープにより付着する。個別化された半導体チップをベースマウントテープに形成されたそれぞれのランドパターンに移送した後、半導体チップのボンディングパッドとランドパターンの中でオープンウォンドに露出したビームリードを加圧ヘッドを通してダイボンディングする。
【０００７】
以後、ダイボンディングが終了したベースマウントテープはソルダボールアタッチ工程を実行し、ソルダボールはランドパターンのソルダボールパッドにアタッチされて複数個の微細間隙ボールグリッドアレーパッケージをベースマウントテープに形成する。ベースマウントテープに形成された複数個の微細間隙ボールグリッドアレーパッケージをさらに個別化した後、テストを実行し微細間隙ボールグリッドアレーパッケージを製作する。
【０００８】
図９は従来の微細間隙ボールグリッドアレーパッケージ用ダイボンディング設備を示す斜視図である。
図９に示すように従来の微細間隙ボールグリッドアレーパッケージ用ボンディング設備１００は、支持プレート１と、支持プレート１の所定領域に設置されたウェハマウントフレームストッカ５と、ベースマウントテープストッカ１０と、チップピックアップテーブル１５と、ボンディングユニット２０と、チップピックアップテーブル１５からボンディングユニット２０に半導体チップを移送するチップトランスファ２５と、ベースマウントテープストッカ１０からボンディングユニット２０にベースマウントテープ３０が付着されたベースマウントテープフレーム３５を移送するガイドレールユニット４０と、ＣＣＤカメラとから構成される。
【０００９】
また、多数の半導体チップが付着されたウェハマウントフレーム４５を収納したウェハマウントフレームストッカ５からウェハマウントフレーム４５がローディング、アンローディング可能に開口５０した部分に対向してＸＹ座標上で自由に動作できるチップピックアップテーブル１５が設置される。
【００１０】
チップピックアップテーブル１５には、四角形状で複数個の不良半導体チップが収納される不良半導体チップトレー５５が固定されている。不良半導体チップトレー５５は、チップピックアップテーブル１５とともに動作できるように構成される。
【００１１】
一方、チップピックアップテーブル１５から所定間隔が離隔された位置には、半導体チップのローディングを受けてダイボンディングの前に半導体チップのアラインメントを実行するとともに、チップピックアップテーブル１５から半導体チップのローディングを受けてボンディングユニット２０に移送してダイボンディングを実行するマウントヘッド６０が設置されたアラインメントテーブル６５が設置される。
【００１２】
半導体チップのアラインメントを実行するためアラインメントテーブル６５は、チップピックアップテーブル１５と同様にＸＹ方向に自由に動作可能であるだけでなく、半導体チップの角度がダイボンディングの角度とはずれた状態であるときに半導体チップを回転させアラインメントを実行するとともにＺ軸への動作が可能となるように構成される。このとき、チップピックアップテーブル１５のウェハマウントフレーム４５に付着された半導体チップは、チップピックアップテーブル１５とアラインメントテーブル６５とを往復運動するチップトランスファ２５により移送される。
【００１３】
チップトランスファ２５は、良品半導体チップが吸着固定される良品半導体チップコレット７０と、不良半導体チップを吸着固定する不良半導体チップコレット７５と、良品半導体チップコレット７０および不良半導体チップコレット７５が設置されるとともに一対のコレット７０、７５の中でいずれの１つを選択するための図示しないコレット選択装置が設置された移送ブロック８０と、移送ブロック８０を直線往復運動させる図示しない直線往復運動機具とを含んでいる。
【００１４】
一方、ウェハマウントフレームストッカ５から所定間隔が離隔された位置には上述したベースマウントテープストッカ１０が設置され、ベースマウントテープストッカ１０に収納されたベースマウントテープフレーム３５がアンローディングされるように形成された開口８５からガイドレールユニット４０が延長設置される。
【００１５】
また、ガイドレールユニット４０は、ベースマウントテープフレーム３５の側面が挿入されて移送されるように所定間隔で形成された一対のガイドレール４２、４４で構成され、ガイドレール４２にはそれぞれベースマウントテープストッカ１０からアンローディングされたベースマウントテープフレーム３５を移送する図示しない移送機具が設置される。
【００１６】
一方、ベースマウントテープストッカ１０からガイドレール４２、４４に沿って所定距離だけ離隔された位置にあるガイドレール４２、４４上にはボンディングユニット２０が設置される。ボンディングユニット２０は上下に動作する加圧ヘッド２２および加圧ヘッド２２とともに動作するボンディングユニットＣＣＤカメラ２４から構成される。
【００１７】
このとき、ベースマウントテープフレーム３５を基準としてベースマウントテープフレーム３５の上部には加圧ヘッド２２が位置し、下部にはマウントヘッド６０が位置し、加圧ヘッド２２とマウントヘッド６０は対向するように設置される。
また、ボンディングユニットＣＣＤカメラ２４は、移送されたベースマウントテープフレーム３５の位置を確認するとともに、ベースマウントテープが生産される過程で形成された不良マークを確認する役割をする。
【００１８】
また、従来の微細間隙ボールグリッドアレーパッケージボンディング設備１００にはボンディングユニットＣＣＤカメラ２４以外にもソーイングされたウェハの中で不良半導体チップと良品半導体チップの位置を判断するためのチップピックアップテーブルＣＣＤカメラ１７と、アラインメントテーブル６５のマウントヘッド６０に載置された半導体チップのアラインメントを確認するためのアラインメントテーブルＣＣＤカメラ６２の２つのＣＣＤカメラがさらに設置されている。
【００１９】
以上のように構成された従来の微細間隙ボールグリッドアレーパッケージボンディング設備の作用について説明すると次のようである。
まず、１枚のウェハの処理が終了し、他のウェハがローディングされた状態において、一番目の作業が開始される場合、ベースマウントテープ３０の中でボンディングが進行されるランドパターンが不良でありウェハマウントフレーム４５上に不良半導体チップがない場合、不良半導体チップローディング時間が増大されることを防止するため、作業者は作業が開始される前にウェハマウントフレーム４５にソーイングされたウェハの中で不良半導体チップを選別し上述した不良半導体チップトレー５５に手作業でローディングする。
【００２０】
次に、作業者により不良半導体チップトレー５５に不良半導体チップが全てローディングされると、１枚のウェハマウントフレーム４５がウェハマウントフレームストッカ５からアンローディング機具によりアンローディングされてチップピックアップテーブル１５に固定される。
【００２１】
継続して、チップピックアップテーブルＣＣＤカメラ１７を利用してチップピックアップテーブル１５の半導体チップを撮像し良品半導体チップと不良半導体チップを判別する。すると、チップトランスファ２５の良品半導体チップコレット７０の下部に良品半導体チップが位置されるようにチップピックアップテーブル１５がＸＹテーブルにより駆動され、良品半導体チップコレット７０はボンディング時間を短縮するため良品半導体チップを吸着固定して待機する。
【００２２】
次に、良品半導体チップが良品半導体チップコレット７０により吸着固定されて待機状態になると同時に、ベースマウントテープフレーム３５がマウントテープストッカ１０からアンローディングされガイドレールユニット４０に沿ってボンディングユニット２０に移送される。そして、加圧ヘッド２２のボンディングユニットＣＣＤカメラ２４はベースマウントテープ３０に形成された複数個のランドパターンの中で最初の作業が進行されると予定された一番目のランドパターンを撮像し、不良ランドパターンであるか良品ランドパターンであるかを判別する。
【００２３】
このとき、ボンディングユニットＣＣＤカメラ２４が判別した一番目の該当ランドパターンが良品である場合、良品半導体チップコレット７０に吸着固定された良品半導体チップはアラインメントテーブル６５のマウントヘッド６０に移送されアラインメントされる。アラインメントが終了された良品半導体チップはマウントヘッド６０によりベースマウントテープ３０の該当良品ランドパターンに移送された後、加圧ヘッド２２は下方に下降しマウントヘッド６０は上方に上昇しながら良品半導体チップのボンディングパッドと良品ランドパターンのビームリードをボンディングする。
【００２４】
一方、ボンディングユニットＣＣＤカメラ２４が判別した一番目のランドパターンが不良ランドパターンである場合、良品半導体チップコレット７０に吸着固定された良品半導体チップは回送されて元の位置に戻され、良品半導体チップコレット７０の代りに不良半導体チップコレット７５が不良半導体チップをピックアップしてマウントヘッド６０に移送する。マウントヘッド６０は他のアラインメント工程を実行しなかった状態で不良ランドパターンに移送された後に加圧ヘッド２２は下方に下降しマウントヘッド６０は上方に上昇しながら不良半導体チップのボンディングパッドと不良ランドパターンのビームリードがボンディングされる。
上述のように不良半導体チップと不良ランドパターンとをボンディングする理由は後属工程であるソルダボールアタッチ工程でのソルダボールアタッチエラーを最少化するためである。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のボンディング設備および方法によりダイボンディングを実行する場合、ベースマウントテープの中でダイボンディングが実行されるランドパターンがボンディングユニットＣＣＤカメラにより不良ランドパターンと判別されるときに、既に前の段階でチップトランスファの良品半導体チップコレットが良品半導体チップをピックアップしている状態である。そのため良品半導体チップを元の位置に戻し、良品半導体チップコレットの代りに不良半導体チップコレットがチップピックアップテーブルＣＣＤカメラで判別した不良半導体チップをさらに吸着固定した後、マウントヘッドに位置させることによりボンディング時間が遅延される問題点があった。
【００２６】
また、ボンディングユニットＣＣＤカメラがベースマウントテープのランドパターンの良否をダイボンディング時点で一つずつ判別することにより毎回ランドパターンの判別に長時間が所要される問題点があった。
【００２７】
また、チップピックアップテーブルに固定された不良半導体チップトレーに収納される不良半導体チップをウェハマウントフレームから作業者が手作業でピックアップして不良半導体チップトレーに移送させローディングしなければならないため、不良チップローディング時間が増大される問題点があった。
【００２８】
また、作業者が不良半導体チップトレーに収納された不良パッケージを使用する場合、ＸＹテーブルが不良半導体チップトレーをチップトランスファの不良半導体チップコレットの下方に移送しなければならないため、不良半導体チップトレーに収納された不良半導体チップピックアップ時間が増大される問題点があった。
【００２９】
したがって、本発明はこのような問題点に着眼して案出されたもので、その第１目的は、半導体チップをトランスファするチップトランスファユニットが半導体チップをピックアップする前に、半導体チップがダイボンディングされるベースマウントテープの該当ランドパターンの良否を先に判別して、それによってチップトランスファがランドパターンの種類に対応する半導体チップをピックアップするようにしてダイボンディングに必要な時間を短縮させることにある。
【００３０】
本発明の第２目的は、マウントテープのランドパターンの不良可否をマウントテープがローディングされる中に一回実行してマウントテープのランドパターンの不良可否の判別時間を短縮させることにある。
【００３１】
本発明の第３目的は、複数個の不良半導体チップが収納される不良半導体チップトレーを半導体チップトランスファのコレット低面にコレットの自取によって設置することにより不良半導体チップをピックアップするためウェハ拡張テーブルが移動することが発生しないようにして不良半導体チップをピックアップする時間を短縮させることにある。
【００３２】
本発明の第４目的は、不良半導体チップを不良半導体チップトレーにローディングする作業を半導体チップトランスファのコレットが実行するようにして不良半導体チップトレーに不良半導体チップをローディングする時間を短縮させることにある。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
本発明の微細間隔ボールグリッドアレーパッケージ用のダイボンディング方法によると、半導体チップピックアップステージに移送されたマウントフレームに付着した半導体チップの品質、ならびに前記半導体チップがダイボンディングされるマウントテープのランドパターンの品質を検査し、前記半導体チップおよび前記ランドパターンの良好データと不良データとを含む品質データおよび前記品質データに対応する位置データを記憶手段に記憶するデータ記憶段階と、前記ランドパターンの前記品質データおよび前記位置データが記憶された前記マウントテープを、ダイボンディングユニットに移送するマウントテープ移送段階と、前記ダイボンディングユニットに位置する前記ランドパターンの品質が良好な場合、前記半導体チップの前記品質データおよび前記位置データに基づいて前記マウントフレームの良好な半導体チップを選択し、前記ダイボンディングユニットに位置する前記ランドパターンの品質が不良な場合、前記半導体チップピックアップステージとアライメントステージとを接続するチップトランスファユニットに設置されたチップ吸着部材の経路上に設置された半導体チップトレーに存在する不良半導体チップを選択し、前記半導体チップトレーに不良半導体チップが存在しない場合、前記半導体チップの前記品質データおよび前記位置データに基づいて前記マウントフレームの不良半導体チップを選択するチップ選択段階と、前記チップ選択段階において選択された半導体チップを、前記アライメントステージを経由して前記ダイボンディングユニットに移送し、前記ダイボンディングユニットに移送された前記半導体チップを前記ダイボンディングユニットに位置する前記ランドパターンにダイボンディングする動作段階と、を含むことにより、半導体チップとランドパターンの種類ミスマッチングを防止し、ダイボンディング時間を短縮させる。
【００３４】
本発明の微細間隔ボールグリッドアレーパッケージ用のダイボンディング設備によると、前記マウントフレームに付着した半導体チップの品質を検査する半導体チップ検査手段を備えた半導体チップピックアップステージと、前記半導体チップピックアップステージから所定の間隔だけ隔離して設置され、前記半導体チップのアライメントが実行されるアラインメントステージと、立方体形状の本体、前記本体に設置され直線往復移動装置により前記半導体チップピックアップステージと前記アラインメントステージとの間を往復移動するチップ吸着部材、および前記チップ吸着部材の移動経路上に少なくとも１個以上の不良半導体を収納可能に設けられる半導体チップトレーを有し、前記半導体チップピックアップステージから前記アラインメントステージに前記半導体チップを移送するチップトランスファユニットと、マウントテープフレームストッカからアンローディングされたマウントテープフレームを移送するガイドレールと、前記ガイドレールの上部の所定位置に設置され、前記マウントテープフレーム上のランドパターンの品質を検査するランドパターン検査手段と、前記半導体チップおよび前記ランドパターンの良好データと不良データとを含む品質データおよび前記品質データに対応する位置データを記憶する記憶手段と、前記ガイドレールにより移送された前記マウントテープフレームの前記ランドパターンの品質が良好な場合、前記半導体チップの前記品質データおよび前記位置データに基づいて前記マウントフレームの良好な半導体チップを選択し、前記ランドパターンの品質が不良な場合、前記半導体チップトレーに存在する不良半導体チップを選択し、前記半導体チップトレーに不良半導体チップが存在しない場合、前記半導体チップの前記品質データおよび前記位置データに基づいて前記マウントフレームの不良半導体チップを選択し、該選択した半導体チップを前記ランドパターンにダイボンディングするボンディングユニットと、を備えることにより、半導体チップとランドパターンの種類ミスマッチングを防止し、ダイボンディング時間を短縮させる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施例による微細間隙ボールグリッドアレーパッケージ用ダイボンディング設備について詳細に説明する。
図１は本発明の実施例による微細間隙ボールグリッドアレーパッケージ用ダイボンディング設備（以下、ダイボンディング設備と称する）を示す斜視図である。
【００３６】
図１に示すようにダイボンディング設備２００は、支持プレート２０１と、ウェハマウントフレーム供給ユニット２１０と、チップピックアップステージ２２０と、チップトランスファユニット２３０と、チップアラインメントステージ２４０と、ベースマウントテープ供給ユニット２５０と、ボンディングユニット２６０と、マウントテープフレームローダ２９０と、図示しない制御モジュールと、ベースマウントテープ供給ユニット２５０とボンディングユニット２６０との間に形成されたＣＣＤカメラとを含む。
【００３７】
制御モジュールは、マイクロプロセッサのような制御ユニットと、処理されたデータを記憶する記憶装置から構成される。好ましくは、記憶装置はデータの入出力が可能な補助記憶装置であるハードディスクドライブまたはＲＡＭ（Random Access Memory）である。
【００３８】
記憶装置には半導体チップの良否データと判別された良品／不良品半導体チップの位置データが全て記憶されるだけではなく、ベースマウントテープ２５１のランドパターンに対する良／不良状態のデータとそれに対応するランドパターンの良／不良位置データも記憶される。
【００３９】
ウェハマウント供給ユニット２１０は、支持プレート２１０に設置され、ウェハマウントフレーム２１２が多数積層収納された六面体形状のウェハマウントフレームストッカ２１４と、ウェハマウントフレームストッカ２１４からウェハマウントフレーム２１２をローディングおよびアンローディングするマウントフレーム移送装置２１６とから構成される。
【００４０】
マウントフレーム移送装置２１６は、ウェハマウントフレーム２１２を握持するグリッパー２１６ａがシリンダロッドの端部に設置された流体圧シリンダで構成することが好ましい。
【００４１】
六面体形状のウェハマウントフレームストッカ２１４の一側面にはマウントフレーム移送装置２１６によりウェハマウントフレーム２１２がローディングおよびアンローディング可能な開口２１８が形成され、開口２１８と対向する支持プレート２０１にはチップピックアップステージ２２０が形成される。
【００４２】
チップピックアップステージ２２０は、リング形状のステージ２２２と、制御モジュールの制御信号によりステージ２２２をＸＹ平面上で自由に移送させるＸＹテーブル２２４とから構成される。
チップピックアップステージ２２０の上部にはチップピックアップステージＣＣＤカメラ２２６が設置される。チップピックアップステージＣＣＤカメラ２２６は、チップピックアップステージ２２０にローディングされた半導体チップの中で良品半導体チップならびに不良マークが形成された不良半導体チップの正確な位置情報を獲得する。
【００４３】
チップピックアップステージ２２０とウェハマウントフレームストッカ２１４との間には、ウェハマウントフレームストッカ２１４からアンローディングされたウェハマウントフレーム２１２をチップピックアップステージ２２０に正確にガイドするとともに、ウェハマウントフレーム２１２がガイドされながらリング形状のステージ２２２とアラインメントされるようにするマウントフレームガイドレール２１９が設置される。
【００４４】
支持プレート２０１の中でチップピックアップステージ２２０から所定間隔離隔された位置には、チップピックアップステージ２２０から移送された半導体チップを固定した状態で半導体チップをＸＹ軸に移送および回動させて指定された位置にアラインメントさせるチップアラインメントステージ２４０が設置される。
【００４５】
チップアラインメントステージ２４０の上部にはアラインメントステージＣＣＤカメラ２４２が設置される。アラインメントステージＣＣＤカメラ２４２はチップアラインメントステージ２４０に形成されたマウントヘッド２４４に吸着固定された半導体チップのアラインメント状態が確認できるようににする。
【００４６】
制御モジュールの制御信号によって作動するチップアラインメントステージ２４０は、ＸＹ軸方向に移動可能なＸＹテーブル２４６と、ＸＹテーブル２４６の上面に設置されたステージ２４８と、ステージ２４８に設置されて半導体チップを吸着固定するとともにステージ２４８に対して回動可能であることによりアラインメント位置を正確に設定するマウントヘッド２４４とから構成される。
【００４７】
図２はトランスファユニットとチップピックアップステージを示す斜視図であり、図３はトランスファユニットのトランスファユニット本体を除去した状態を示す斜視図である。
上述のようにチップピックアップステージ２２０からアラインメントステージ２４０に半導体チップを移送するためには、図２および図３に図示されるように、チップピックアップステージ２２０とチップアラインメントステージ２４０との間に形成されたチップトランスファユニット２３０を必要とする。
【００４８】
チップトランスファユニット２３０は、チップピックアップステージ２２０の中央部とアラインメントステージ２４０のマウントヘッド２４４との間の間隔Ｌより多少長いトランスファユニット本体２３２と、コレットユニット２３４と、不良半導体チップトレー２３６とから構成される。
【００４９】
図３に示されるように、トランスファユニット本体２３２の内側の両端部分には回転可能な滑車２３７ａ、２３７ｂが設置され、滑車２３７ａ、２３７ｂには所定張力を持つテンションワイヤ２３８がかけられている。これにより、滑車２３７ａ、２３７ｂの中でいずれの１つの滑車２３７ｂの回転中心にはサーボモータ２３９の回転軸２３９ａが結合され、テンションワイヤ２３８はサーボモータ２３９の回転方向にしたがって直線往復運動する。
【００５０】
コレットユニット２３４は、テンションワイヤ２３８に結合され直線往復運動するガイドブロック２３４ａと、ガイドブロック２３４ａと結合されたコレット支持本体２３４ｂと、コレット支持本体２３４ｂに結合されたコレット２３４ｃと、半導体チップ側にコレット２３４ｃの変位が発生するように設置されたコレット変位発生装置とから構成される。
【００５１】
不良半導体チップトレー２３６は、チップトランスファ２３０のトランスファユニット本体２３２に設置され、トランスファユニット本体２３２の中でも特にコレットユニット２３４の移送経路に沿って１列で設置されコレットユニット２３４が不良半導体チップトレー２３６に不良半導体チップをローディングするためチップピックアップステージ２２０を駆動することなく不良半導体チップをアンローディングできるように構成される。
【００５２】
図１に示すように、チップアラインメントステージ２４０の近接にはベースマウントテープフレーム２５１を移送する長いガイドレール２５３が配置されている。ガイドレール２５３にはベースマウントテープフレーム２５１の両側部が結合されガイドされるように図示しないガイド溝が形成されている。ガイド溝にはベースマウントテープフレーム２５１を前進および後進させることが可能な図示しない駆動ローラーが設置される。
【００５３】
ガイドレール２５３の両端部には、ベースマウントテープフレーム２５１が積層収納されたマウントテープフレームストッカ２５５と、ダイボンディングが終了したベースマウントテープフレーム２５１が積層収納されるマウントテープフレームローダ２９０とが設置される。
【００５４】
ガイドレール２５３の中間部分にはダイボンディングが実行されるようにボンディングユニット２６０が設置され、ボンディングユニット２６０とマウントテープフレームストッカ２５５との間にはランドパターン良／不良確認用ＣＣＤカメラ２５７が設置される。
【００５５】
ランドパターンの良／不良確認用ＣＣＤカメラ２５７は、先にベースマウントテープフレーム２５１のランドパターンを撮像しランドパターンの不良有無を判別した後、判別されたランドパターンの良／不良データによりコレット２３４がランドパターンの不良の有無によって該当半導体チップをピックアップする。
【００５６】
ボンディングユニット２６０は、制御モジュールの制御信号により駆動される図示しないＸＹテーブルと、ＸＹテーブルに結合され移動可能な加圧ヘッド２６２と、加圧ヘッド２６２に固定されたボンディングユニットＣＣＤカメラ２６４とから構成される。
【００５７】
ボンディングユニットＣＣＤカメラ２６４は、ボンディングの前にボンディングユニット２６０に移送されたマウントテープのランドパターンと半導体チップのアラインメントを確認、補正する役割を有している。
【００５８】
図４にはカメラフレーム２７０に設置されたＣＣＤカメラの位置が示されている。Ｃ１はチップピックアップステージの上部に位置したチップピックアップステージＣＣＤカメラ２２６、Ｃ２はランドパターンの良／不良確認ＣＣＤカメラ２５７、Ｃ３はアラインメントステージＣＣＤカメラ２４２、Ｃ４はボンディングユニットＣＣＤカメラ２６４である。
【００５９】
次に、微細間隔ボールグリッドアレーパッケージ用ダイボンディング方法を図５に基づいて説明する。
半導体薄膜技術により複数個の半導体チップが形成されたウェハとウェハより大きい内径を持つウェハマウントフレーム２１２とをマウント設備のマウンティングステージに位置させる。この状態でウェハマウントフレーム２１２とウェハの後面とを接着テープで固定付着させ、ウェハのスクラブインをブレード等によりソーイングしてウェハ上の半導体チップを個別化した後、ウェハマウントフレーム２１２をウェハマウントフレームストッカ２１４に多数枚ローディングさせる先行工程を実行する。
【００６０】
次に、Ｓ１０段階で先行工程が終了されたウェハマウントフレーム２１２の中で１枚をマウントフレーム移送装置２１６によりチップピックアップステージ２２０のステージ２２２にアンローディングする。
Ｓ２０段階では、ステージ２２２にローディングされたウェハマウントフレーム２１２の個別化された半導体チップの中の１つをチップピックアップステージＣＣＤカメラ２２６により検査し、良品半導体チップと不良品半導体チップとを区分する。
【００６１】
Ｓ３０段階で、半導体チップがボンディングされるベースマウントテープが固定されたベースマウントテープフレーム２５１は、マウントテープフレームストッカ２５５からアンローディングされ、Ｓ４０段階でベースマウントテープフレーム２５１はマウントテープフレームストッカ２５５からアンローディングされボンディングユニット２６０に移送される間にランドパターン良／不良確認ＣＣＤカメラ２５７を通過する。このとき、ランドパターン良／不良確認ＣＣＤカメラ２５７によりベースマウントテープに形成された複数個のランドパターンは、良品ランドパターンと不良マークが形成された不良ランドパターンとに区別された後、記憶装置にランドパターンの良／不良データとして記憶される。
【００６２】
図７に示すようにランドパターン確認ＣＣＤカメラ２５７は、先にランドパターンＴ１１、Ｔ１２、Ｔ１３を撮像して発生したランドパターンの良／不良データを図８のメモリテーブル５００のＴ１１、Ｔ１２、Ｔ１３に記憶する。このとき、Ｔ１１、Ｔ１３は不良マーク２５１ａがないため、良品ランドパターンと判定されＧとしてメモリテーブル５００に記憶される。一方、Ｔ１２は不良マーク２５１ａがあるため、不良ランドパターンと判定されてＦとしてメモリテーブル５００に記憶される。このような過程を経由してＴ１列からＴ１０列に該当する３０個のランドパターン良／不良データは全てメモリテーブル５００に記憶される。
【００６３】
次に、Ｓ５０段階でベースマウントテープフレーム２５１はボンディングユニット２６０に移送される。
Ｓ６０段階では、ベースマウントテープフレームの良否検査が終了されランドパターン良／不良データが記憶されると、一番目のダイボンディング工程が進行される該当ランドパターンが良品ランドパターンであるかを判断する。
【００６４】
Ｓ７０段階では、メモリテーブル５００に記憶されたランドパターン良／不良データに基づいて、一番目のダイボンディング工程が進行されるランドパターンが良品ランドパターンである場合、記憶された半導体チップ良／不良データにより検査された半導体チップが良品半導体チップであるか否かを判断する。
判断の結果、検査された半導体チップが良品半導体チップではない場合、Ｓ７５段階では不良半導体チップの位置を記憶して、Ｓ７７段階ではチップピックアップステージ２２０に存在する他の半導体チップの良否を検査する。
【００６５】
図６に示すように、不良半導体チップの位置は半導体チップを基準としてマトリックス形態で記憶される。例えば、[２３]、[２４]はそれぞれ２行３列、２行４列に該当する半導体チップが不良であることを示し、このデータは上述のように記憶装置に記憶される。
【００６６】
Ｓ７０段階での判断結果半導体チップが良品半導体チップである場合、Ｓ８０段階では良品半導体チップをチップトランスファ２３０により吸着してピックアップする。
Ｓ９０段階で、チップトランスファ２３０によりピックアップされた良品半導体チップは、ボンディングユニット２６０に移送される前の段階でダイボンディング位置を正確にアラインメントするためチップアラインメントステージ２４０のマウントヘッド２４４に移送される。
【００６７】
次に、Ｓ１００段階でチップアラインメントステージ２４０に移送された良品半導体チップは、さらにアラインメントステージＣＣＤカメラ２４２により撮像された後、良品半導体チップのアラインメント不良が発見された場合、良品半導体チップが安着されたマウントヘッド２４４をＸＹＺ軸および所定角度回転させながらアラインメントを実行する。
【００６８】
Ｓ１１０段階で、チップアラインメントステージ２４０でアラインメントが実行された良品半導体チップを固定しているマウントヘッド２４４は、良品半導体チップをローディングしてボンディングユニット２６０に移送する。
このとき、ボンディングユニット２６０にはＳ５０段階によりベースマウントテープフレーム２５１が待機中であるため、ボンディングユニット２６０に良品半導体チップとベースマウントテープフレーム２５１とが全てローディングされる。Ｓ１２０段階ではボンディングユニット２６０のボンディングユニットＣＣＤカメラ２６４により該当良品ランドパターンの導電性パターンの端部に該当するビームリードと良品半導体チップのボンディングパッドが正確にアラインメントされたかを確認し、Ｓ１３０段階ではビームリードボンディングを実行する。
【００６９】
Ｓ１４０段階では、ベースマウントテープに形成された多数個のランドパターンの中でダイボンディングが実行されるランドパターンが残っているかを判断し、ボンディングが実行されたランドパターンがない場合、ダイボンディングを終了する。また、ダイボンディングが実行されるランドパターンが残っている場合、記憶されたランドパターン良／不良データを参照してランドパターンにダイボンディングされるマウントテープの半導体チップが良品半導体チップか不良半導体チップかを判断するＳ２０段階にフィードバックする。
【００７０】
Ｓ１５０段階では、Ｓ２０段階で半導体チップ良否検査をさらに実行して半導体チップが良品であるか不良であるかを判断する。そして、その結果を記憶し、さらにボンディングが実行されるランドパターンが良品ランドパターンであるかを判断する。ダイボンディングされるベースマウントテープの該当ランドパターンが不良ランドパターンである場合、上述の不良半導体チップトレーに不良半導体チップが存在するかを判断する。
【００７１】
判断の結果、不良半導体チップが存在しない場合、Ｓ１６０段階ではＳ７５段階で記憶された不良半導体チップの位置を参照し、ウェハに位置した不良半導体チップをピックアップする。判断の結果、不良半導体チップが存在する場合、不良半導体チップトレーに位置した不良半導体チップをピックアップする。
【００７２】
Ｓ１７０段階では、ピックアップされた不良半導体チップがチップトランスファ２３０によりチップアラインメントステージ２４０のマウントヘッド２４４に移送される。
不良半導体チップがチップアラインメントステージ２４０に移送されると、Ｓ１８０段階で不良半導体チップはアラインメント段階を実行せずボンディングユニット２６０に移送され、Ｓ１９０段階では不良ランドパターンと不良半導体チップのダイボンディング工程が進行される。
【００７３】
継続してＳ２００段階では、ベースマウントテープに形成された多数個のランドパターンの中でダイボンディングが実行されるランドパターンが残っているか否かを判断し、ダイボンディングが実行されるランドパターンが残っている場合、Ｓ２０段階にフィードバックし上述の過程を反復実行する。
【００７４】
判断の結果、それ以上はダイボンディング工程を進行するランドパターンがない場合、Ｓ２１０段階では後属ダイボンディング工程のため不良半導体チップトレー２３６に空間があるか否かを判断する。Ｓ２２０段階では不良半導体チップトレー２３６に空間にある場合、チップトランスファ２３０によりウェハマウントフレーム２１２の不良半導体チップを不良半導体チップトレー２３６に空間が存在しないようにローディングした後、作業を終了する。
【００７５】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、ダイボンディングされる半導体チップをチップトランスファがピックアップする段階以前において、半導体チップがダイボンディングされるマウントテープの該当ランドパターンの良／不良を判定してミスマッチングの発生を防止する。これとともに不良半導体チップをボンディング設備が自動で不良半導体チップトレーに移送することにより設備の生産効率を増大させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によるダイボンディング設備を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例によるダイボンディング設備のトランスファユニットとチップピックアップステージを示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例によるダイボンディング設備のトランスファユニット本体を除去した状態を示す図である。
【図４】本発明の実施例によるダイボンディング設備に設置されたＣＣＤカメラの位置を示す図である。
【図５】本発明の実施例によるダイボンディング方法を示す図である。
【図６】本発明の実施例によるダイボンディング方法を示す平面図であって、ウェハマウントフレームに固定されたウェハを示す図である。
【図７】本発明の実施例によるダイボンディング方法を示す平面図であって、ベースマウントテープフレームに固定されたベースマウントテープを示す図である。
【図８】本発明の実施例によるダイボンディング方法を示す概略図であって、ランドパターンが記憶されたメモリテーブルを示す図である。
【図９】従来のダイボンディング設備を示す斜視図である。
【符号の説明】
２００    ボンディング設備
２１２    ウェハマウントフレーム
２１４    ウェハマウントフレームストッカ
２１６    マウントフレーム移送装置
２１９    マウントフレームガイドレール
２２０    チップピックアップステージ
２２６    チップピックアップステージＣＣＤカメラ
２３０    チップトランスファユニット
２３２    トランスファユニット本体
２３６    半導体チップトレー
２３７ａ、２３７ｂ    滑車
２３８    テンションワイヤ
２３９    サーボモータ
２４０    チップアラインメントステージ
２４４    マウントヘッド
２５０    ベースマウントテープ供給ユニット
２５１    ベースマウントテープフレーム
２５３    ガイドレール
２５５    マウントテープフレームストッカ
２５７    パターン良／不良確認ＣＣＤカメラ
２６０    ボンディングユニット
２６４    ボンディングユニットＣＣＤカメラ
【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】
0004233705.tif 000008
【図８】
0004233705.tif 000009
【図９】
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