(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートにより接離自在に貼着された複数の半導体チップを各別に取り出し、取り出した半導体チップの電極とキャリアテープのインナリードとをボンディングツールによって加圧接続する半導体チップのボンディング装置において、
上記シートが載置されるとともに、上記半導体チップの面方向に沿った相直交するＸ軸方向及びＹ軸方向の位置決め及び上記半導体チップの面に直交するＺ軸回りのθ方向の駆動を行うウエハテーブルと、
上記ウエハテーブルに載置された半導体チップを突き上げる突き上げ機構と、
この突き上げ機構に対向して設けられ、上記半導体チップを撮像する撮像機構と、
この撮像機構により撮像された上記半導体チップの上記θ方向の向きに基づいて上記ウエハテーブルに上記半導体チップの位置決めを指示する制御部とを備え、
上記制御部は、基準点の座標データを格納する記憶部と、
上記撮像機構により撮像された上記半導体チップの画像から上記半導体チップの認識点を検出する認識点検出部と、
上記基準点の座標データと上記認識点の座標データとに基づいて上記ウエハテーブルの上記Ｘ軸方向，上記Ｙ軸方向の移動量及び上記θ方向の回転量を演算する演算部とを備え、
上記演算部は、上記基準点に対する上記認識点の相対位置に基づいて上記半導体チップの角度ずれ量を演算し、上記半導体チップを上記θ方向に上記角度ずれ量だけ回転して補正した後の上記認識点の位置を補正認識点の位置として演算し、上記補正認識点に基づいて上記半導体チップの上記Ｘ軸方向及び上記Ｙ軸方向の移動量を演算し、上記記憶部に上記補正認識点の座標データを新たに基準点の座標データとして格納することを特徴とする半導体チップのボンディング装置。
【請求項２】
シートにより接離自在に貼着された複数の半導体チップを各別に取り出し、取り出した半導体チップの電極とキャリアテープのインナリードとをボンディングツールによって加圧接続する半導体チップのボンディング装置において、
上記シートが載置されるとともに、上記半導体チップの面方向に沿った相直交するＸ軸方向及びＹ軸方向の位置決め及び上記半導体チップの面に直交するＺ軸回りのθ方向の駆動を行うウエハテーブルと、
上記ウエハテーブルに載置された半導体チップを突き上げる突き上げ機構と、
この突き上げ機構に対向して設けられ、上記半導体チップを撮像する撮像機構と、
この撮像機構により撮像された上記半導体チップの上記θ方向の向きに基づいて上記ウエハテーブルに上記半導体チップの位置決めを指示する制御部とを備え、
上記制御部は、第１基準点及び第２基準点の座標データを格納する記憶部と、
上記撮像機構により撮像された上記半導体チップの第１認識点及び第２認識点を検出する認識点検出部と、
上記第１及び第２の基準点の座標データと上記第１及び第２の認識点の座標データとに基づいて上記ウエハテーブルによる半導体チップの上記Ｘ軸方向，上記Ｙ軸方向の移動量及び上記θ方向の回転量を演算する演算部とを備え、
上記演算部は、上記第１基準点と上記第２基準点とを結ぶ線分に対する上記第１認識点と上記第２認識点とを結ぶ線分の角度ずれ量を演算し、半導体チップを上記θ方向に上記角度ずれ量だけ回転して補正した後の上記認識点の位置を補正認識点の位置として演算し、上記補正認識点に基づいて上記半導体チップの上記Ｘ軸方向及び上記Ｙ軸方向の移動量を演算することを特徴とする半導体チップのボンディング装置。
【請求項３】
シートにより接離自在に貼着された複数の半導体チップを各別に取り出し、取り出した半導体チップの電極とキャリアテープのインナリードとをボンディングツールによって加圧接続するボンディング方法において、
上記半導体チップの面方向に沿った相直交するＸ軸方向及びＹ軸方向の位置決めと上記半導体チップの面に直交する所定のＺ軸回りのθ方向の駆動とを行うウエハテーブルに載置された上記半導体チップを撮像する撮像工程と、
この撮像工程により上記半導体チップの上記θ方向における向きに基づいて上記ウエハテーブルによる上記半導体チップの位置決めを行う位置決め工程と、
この位置決め工程により位置決めされた上記半導体チップをその下方から突き上げる突き上げ工程と、
この突き上げ工程により突き上げられた上記半導体チップをボンディングを行うチップステージまで移送する移送工程とを備え、
上記位置決め工程は、基準点の座標データを格納する記憶工程と、
上記撮像工程により撮像された上記半導体チップの画像から上記半導体チップの認識点を検出する認識点検出工程と、
上記基準点の座標データと上記認識点の座標データとに基づいて上記ウエハテーブルの上記Ｘ軸方向，上記Ｙ軸方向の移動量及び上記θ方向の回転量を演算する演算工程とを備え、
上記演算工程は、上記基準点に対する上記認識点の相対位置に基づいて上記半導体チップの角度ずれ量を演算し、上記半導体チップを上記θ方向に上記角度ずれ量だけ回転して補正した後の上記認識点の位置を補正認識点の位置として演算し、上記補正認識点に基づいて上記半導体チップの上記Ｘ軸方向及び上記Ｙ軸方向の移動量を演算し、上記記憶部に上記補正認識点の座標データを新たに基準点の座標データとして格納することを特徴とするボンディング方法。
【請求項４】
シートにより接離自在に貼着された複数の半導体チップを各別に取り出し、取り出した半導体チップの電極とキャリアテープのインナリードとをボンディングツールによって加圧接続するボンディング方法において、
上記半導体チップの面方向に沿った相直交するＸ軸方向及びＹ軸方向の位置決めと上記半導体チップの面に直交する所定のＺ軸回りのθ方向の駆動とを行うウエハテーブルに載置された上記半導体チップを撮像する撮像工程と、
この撮像工程により上記半導体チップの上記θ方向における向きに基づいて上記ウエハテーブルによる上記半導体チップの位置決めを行う位置決め工程と、
この位置決め工程により位置決めされた上記半導体チップをその下方から突き上げる突き上げ工程と、
この突き上げ工程により突き上げられた上記半導体チップをボンディングを行うチップステージまで移送する移送工程とを備え、
上記位置決め工程は、第１基準点及び第２基準点の座標データを格納する記憶工程と、
上記撮像工程により撮像された上記半導体チップの第１認識点及び第２認識点を検出する認識点検出工程と、
上記第１及び第２の基準点の座標データと上記第１及び第２の認識点の座標データとに基づいて上記ウエハテーブルによる半導体チップの上記Ｘ軸方向，上記Ｙ軸方向の移動量及び上記θ方向の回転量を演算する演算工程とを備え、
上記演算工程は、上記第１基準点と上記第２基準点とを結ぶ線分に対する上記第１認識点と上記第２認識点とを結ぶ線分の角度ずれ量を演算し、半導体チップを上記θ方向に上記角度ずれ量だけ回転して補正した後の上記認識点の位置を補正認識点の位置として演算し、上記補正認識点に基づいて上記半導体チップの上記Ｘ軸方向及び上記Ｙ軸方向の移動量を演算することを特徴とするボンディング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップの電極とキャリアテープのインナリードとを接続する半導体チップのボンディング装置及びボンディング方法に関し、半導体チップの向きを高精度に補正できるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インナリードボンディング装置は、複数の半導体チップが分割形成され且つこれら半導体チップがシートにより接離自在に貼着された半導体チップのウエハを載置するウエハテーブルと、半導体チップを載置するとともに半導体チップの電極とキャリアテープのインナリードとの接続を行うチップステージとを備えている。また、ウエハテーブルからチップステージまで半導体チップを移送するために半導体チップをその先端部で吸着して移送する移送アームが用いられている。
【０００３】
ウエハテーブルには、ウエハの所定の位置の半導体チップを下方から上方へ突き上げ、上記移送アームに吸着させるために４本の突き上げピンが設けられている。
【０００４】
このようなインナリードボンディング装置では、搬送アームによりウエハテーブル上のウエハから半導体チップを取り出し、ボンディング機構まで搬送し、キャリアテープの任意の位置に位置決めし、ボンディングツールで接続するようにしている。
【０００５】
なお、半導体チップの底面に突き上げピンを当接させるために、ウエハ中心部付近にある半導体チップを撮像・画像認識し、ウエハテーブルをウエハの軸心線回りに回転させることで角度位置を補正していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のウエハテーブルを備えたインナリードボンディング装置にあっては次のような問題があった。
すなわち、ウエハテーブルにウエハをセットする際には、半導体チップ相互間の間隙を大きくし、突き上げピンによる突き上げを容易にするためにウエハ引き延ばし処理を行っている。このため、ウエハの中央部と周辺部とでは半導体チップ相互間の間隙が僅かに異なり、各半導体チップの向きが不揃いとなる。
【０００７】
半導体チップの大きさがある程度あれば向きの不揃いにかかわらず、突き上げピンを当接させることができるが、小型の半導体チップであると、突き上げピンのうちいくつかが半導体チップに当接せず、正常に突き上げることができないという問題が生じた。
【０００８】
一方、突き上げピンによる突き上げ位置にある半導体チップを撮像・画像処理して角度位置補正を行っていたのでは、時間がかかるという問題があった。そこで本発明は、ウエハテーブルに載置された半導体チップの向きを短時間で補正できる半導体チップのボンディング装置及びボンディング方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、シートにより接離自在に貼着された複数の半導体チップを各別に取り出し、取り出した半導体チップの電極とキャリアテープのインナリードとをボンディングツールによって加圧接続する半導体チップのボンディング装置において、上記シートが載置されるとともに、上記半導体チップの面方向に沿った相直交するＸ軸方向及びＹ軸方向の位置決め及び上記半導体チップの面に直交するＺ軸回りのθ方向の駆動を行うウエハテーブルと、上記ウエハテーブルに載置された半導体チップを突き上げる突き上げ機構と、この突き上げ機構に対向して設けられ、上記半導体チップを撮像する撮像機構と、この撮像機構により撮像された上記半導体チップの上記θ方向の向きに基づいて上記ウエハテーブルに上記半導体チップの位置決めを指示する制御部とを備え、上記制御部は、基準点の座標データを格納する記憶部と、上記撮像機構により撮像された上記半導体チップの画像から上記半導体チップの認識点を検出する認識点検出部と、上記基準点の座標データと上記認識点の座標データとに基づいて上記ウエハテーブルの上記Ｘ軸方向，上記Ｙ軸方向の移動量及び上記θ方向の回転量を演算する演算部とを備え、上記演算部は、上記基準点に対する上記認識点の相対位置に基づいて上記半導体チップの角度ずれ量を演算し、上記半導体チップを上記θ方向に上記角度ずれ量だけ回転して補正した後の上記認識点の位置を補正認識点の位置として演算し、上記補正認識点に基づいて上記半導体チップの上記Ｘ軸方向及び上記Ｙ軸方向の移動量を演算し、上記記憶部に上記補正認識点の座標データを新たに基準点の座標データとして格納する。
【００１０】
請求項２に記載された発明は、シートにより接離自在に貼着された複数の半導体チップを各別に取り出し、取り出した半導体チップの電極とキャリアテープのインナリードとをボンディングツールによって加圧接続する半導体チップのボンディング装置において、
上記シートが載置されるとともに、上記半導体チップの面方向に沿った相直交するＸ軸方向及びＹ軸方向の位置決め及び上記半導体チップの面に直交するＺ軸回りのθ方向の駆動を行うウエハテーブルと、上記ウエハテーブルに載置された半導体チップを突き上げる突き上げ機構と、この突き上げ機構に対向して設けられ、上記半導体チップを撮像する撮像機構と、この撮像機構により撮像された上記半導体チップの上記θ方向の向きに基づいて上記ウエハテーブルに上記半導体チップの位置決めを指示する制御部とを備え、上記制御部は、第１基準点及び第２基準点の座標データを格納する記憶部と、上記撮像機構により撮像された上記半導体チップの第１認識点及び第２認識点を検出する認識点検出部と、上記第１及び第２の基準点の座標データと上記第１及び第２の認識点の座標データとに基づいて上記ウエハテーブルによる半導体チップの上記Ｘ軸方向，上記Ｙ軸方向の移動量及び上記θ方向の回転量を演算する演算部とを備え、上記演算部は、上記第１基準点と上記第２基準点とを結ぶ線分に対する上記第１認識点と上記第２認識点とを結ぶ線分の角度ずれ量を演算し、半導体チップを上記θ方向に上記角度ずれ量だけ回転して補正した後の上記認識点の位置を補正認識点の位置として演算し、上記補正認識点に基づいて上記半導体チップの上記Ｘ軸方向及び上記Ｙ軸方向の移動量を演算する。
【００１１】
請求項３に記載された発明は、シートにより接離自在に貼着された複数の半導体チップを各別に取り出し、取り出した半導体チップの電極とキャリアテープのインナリードとをボンディングツールによって加圧接続するボンディング方法において、上記半導体チップの面方向に沿った相直交するＸ軸方向及びＹ軸方向の位置決めと上記半導体チップの面に直交する所定のＺ軸回りのθ方向の駆動とを行うウエハテーブルに載置された上記半導体チップを撮像する撮像工程と、この撮像工程により上記半導体チップの上記θ方向における向きに基づいて上記ウエハテーブルによる上記半導体チップの位置決めを行う位置決め工程と、この位置決め工程により位置決めされた上記半導体チップをその下方から突き上げる突き上げ工程と、この突き上げ工程により突き上げられた上記半導体チップをボンディングを行うチップステージまで移送する移送工程とを備え、上記位置決め工程は、基準点の座標データを格納する記憶工程と、上記撮像工程により撮像された上記半導体チップの画像から上記半導体チップの認識点を検出する認識点検出工程と、上記基準点の座標データと上記認識点の座標データとに基づいて上記ウエハテーブルの上記Ｘ軸方向，上記Ｙ軸方向の移動量及び上記θ方向の回転量を演算する演算工程とを備え、上記演算工程は、上記基準点に対する上記認識点の相対位置に基づいて上記半導体チップの角度ずれ量を演算し、上記半導体チップを上記θ方向に上記角度ずれ量だけ回転して補正した後の上記認識点の位置を補正認識点の位置として演算し、上記補正認識点に基づいて上記半導体チップの上記Ｘ軸方向及び上記Ｙ軸方向の移動量を演算し、上記記憶部に上記補正認識点の座標データを新たに基準点の座標データとして格納する。
【００１２】
請求項４に記載された発明は、シートにより接離自在に貼着された複数の半導体チップを各別に取り出し、取り出した半導体チップの電極とキャリアテープのインナリードとをボンディングツールによって加圧接続するボンディング方法において、上記半導体チップの面方向に沿った相直交するＸ軸方向及びＹ軸方向の位置決めと上記半導体チップの面に直交する所定のＺ軸回りのθ方向の駆動とを行うウエハテーブルに載置された上記半導体チップを撮像する撮像工程と、この撮像工程により上記半導体チップの上記θ方向における向きに基づいて上記ウエハテーブルによる上記半導体チップの位置決めを行う位置決め工程と、この位置決め工程により位置決めされた上記半導体チップをその下方から突き上げる突き上げ工程と、この突き上げ工程により突き上げられた上記半導体チップをボンディングを行うチップステージまで移送する移送工程とを備え、上記位置決め工程は、第１基準点及び第２基準点の座標データを格納する記憶工程と、上記撮像工程により撮像された上記半導体チップの第１認識点及び第２認識点を検出する認識点検出工程と、上記第１及び第２の基準点の座標データと上記第１及び第２の認識点の座標データとに基づいて上記ウエハテーブルによる半導体チップの上記Ｘ軸方向，上記Ｙ軸方向の移動量及び上記θ方向の回転量を演算する演算工程とを備え、上記演算工程は、上記第１基準点と上記第２基準点とを結ぶ線分に対する上記第１認識点と上記第２認識点とを結ぶ線分の角度ずれ量を演算し、半導体チップを上記θ方向に上記角度ずれ量だけ回転して補正した後の上記認識点の位置を補正認識点の位置として演算し、上記補正認識点に基づいて上記半導体チップの上記Ｘ軸方向及び上記Ｙ軸方向の移動量を演算する。
【００１５】
上記手段を講じた結果、次のような作用が生じる。すなわち、請求項１に記載された発明では、シートにより接離自在に貼着された複数の半導体チップを各別に取り出し、取り出した半導体チップの電極とキャリアテープのインナリードとをボンディングツールによって加圧接続する半導体チップのボンディング装置において、上記シートが載置されるとともに、上記半導体チップの面方向に沿った相直交するＸ軸方向及びＹ軸方向の位置決め及び上記半導体チップの面に直交するＺ軸回りのθ方向の駆動を行うウエハテーブルと、上記ウエハテーブルに載置された半導体チップを突き上げる突き上げ機構と、この突き上げ機構に対向して設けられ、上記半導体チップを撮像する撮像機構と、この撮像機構により撮像された上記半導体チップの上記θ方向の向きに基づいて上記ウエハテーブルに上記半導体チップの位置決めを指示する制御部とを備えているので、ウエハ引き延ばし処理により半導体チップの向きが揃わない場合であっても、向きを修正することができ、突き上げ機構により確実に半導体チップを突き上げることができる。
また、上記制御部は、基準点の座標データを格納する記憶部と、上記撮像機構により撮像された上記半導体チップの画像から上記半導体チップの認識点を検出する認識点検出部と、上記基準点の座標データと上記認識点の座標データとに基づいて上記ウエハテーブルの上記Ｘ軸方向，上記Ｙ軸方向の移動量及び上記θ方向の回転量を演算する演算部とを備え、上記演算部は、上記基準点に対する上記認識点の相対位置に基づいて上記半導体チップの角度ずれ量を演算し、上記半導体チップを上記θ方向に上記角度ずれ量だけ回転して補正した後の上記認識点の位置を補正認識点の位置として演算し、上記補正認識点に基づいて上記半導体チップの上記Ｘ軸方向及び上記Ｙ軸方向の移動量を演算し、上記記憶部に上記補正認識点の座標データを新たに基準点の座標データとして格納するので、半導体チップの認識点の座標データ及び基準点の座標データのみから半導体チップの近似的な向きが演算でき、これに基づいてウエハテーブルによる半導体チップの移動量及び回転量を演算できる。したがって、演算時間を短縮することができ、タクトタイムを短縮することができる。
【００１６】
請求項２に記載された発明では、シートにより接離自在に貼着された複数の半導体チップを各別に取り出し、取り出した半導体チップの電極とキャリアテープのインナリードとをボンディングツールによって加圧接続する半導体チップのボンディング装置において、上記シートが載置されるとともに、上記半導体チップの面方向に沿った相直交するＸ軸方向及びＹ軸方向の位置決め及び上記半導体チップの面に直交するＺ軸回りのθ方向の駆動を行うウエハテーブルと、上記ウエハテーブルに載置された半導体チップを突き上げる突き上げ機構と、この突き上げ機構に対向して設けられ、上記半導体チップを撮像する撮像機構と、この撮像機構により撮像された上記半導体チップの上記θ方向の向きに基づいて上記ウエハテーブルに上記半導体チップの位置決めを指示する制御部とを備えているので、ウエハ引き延ばし処理により半導体チップの向きが揃わない場合であっても、向きを修正することができ、突き上げ機構により確実に半導体チップを突き上げることができる。
また、上記制御部は、第１基準点及び第２基準点の座標データを格納する記憶部と、上記撮像機構により撮像された上記半導体チップの第１認識点及び第２認識点を検出する認識点検出部と、上記第１及び第２の基準点の座標データと上記第１及び第２の認識点の座標データとに基づいて上記ウエハテーブルによる半導体チップの上記Ｘ軸方向，上記Ｙ軸方向の移動量及び上記θ方向の回転量を演算する演算部とを備え、上記演算部は、上記第１基準点と上記第２基準点とを結ぶ線分に対する上記第１認識点と上記第２認識点とを結ぶ線分の角度ずれ量を演算し、半導体チップを上記θ方向に上記角度ずれ量だけ回転して補正した後の上記認識点の位置を補正認識点の位置として演算し、上記補正認識点に基づいて上記半導体チップの上記Ｘ軸方向及び上記Ｙ軸方向の移動量を演算するので、半導体チップの第１認識点及び第２認識点の座標データのみから半導体チップの真の向きが演算でき、これに基づいてウエハテーブルによる半導体チップの移動量及び回転量を演算できる。したがって、演算時間を短縮することができ、タクトタイムを短縮することができるとともに、精密な位置合わせを行うことができる。
【００１７】
請求項３に記載された発明では、シートにより接離自在に貼着された複数の半導体チップを各別に取り出し、取り出した半導体チップの電極とキャリアテープのインナリードとをボンディングツールによって加圧接続するボンディング方法において、上記半導体チップの面方向に沿った相直交するＸ軸方向及びＹ軸方向の位置決めと上記半導体チップの面に直交する所定のＺ軸回りのθ方向の駆動とを行うウエハテーブルに載置された上記半導体チップを撮像する撮像工程と、この撮像工程により上記半導体チップの上記θ方向における向きに基づいて上記ウエハテーブルによる上記半導体チップの位置決めを行う位置決め工程と、この位置決め工程により位置決めされた上記半導体チップをその下方から突き上げる突き上げ工程と、この突き上げ工程により突き上げられた上記半導体チップをボンディングを行うチップステージまで移送する移送工程とを備えている。
また、上記制御工程は、基準点の座標データを格納する記憶工程と、上記撮像工程により撮像された上記半導体チップの画像から上記半導体チップの認識点を検出する認識点検出工程と、上記基準点の座標データと上記認識点の座標データとに基づいて上記ウエハテーブルの上記Ｘ軸方向，上記Ｙ軸方向の移動量及び上記θ方向の回転量を演算する演算工程とを備え、上記演算工程は、上記基準点に対する上記認識点の相対位置に基づいて上記半導体チップの角度ずれ量を演算し、上記半導体チップを上記θ方向に上記角度ずれ量だけ回転して補正した後の上記認識点の位置を補正認識点の位置として演算し、上記補正認識点に基づいて上記半導体チップの上記Ｘ軸方向及び上記Ｙ軸方向の移動量を演算し、上記記憶部に上記補正認識点の座標データを新たに基準点の座標データとして格納するので、半導体チップの認識点の座標データ及び基準点の座標データのみから半導体チップの近似的な向きが演算でき、これに基づいてウエハテーブルによる半導体チップの移動量及び回転量を演算できる。したがって、演算時間を短縮することができ、タクトタイムを短縮することができる。
【００１８】
請求項４に記載された発明では、シートにより接離自在に貼着された複数の半導体チップを各別に取り出し、取り出した半導体チップの電極とキャリアテープのインナリードとをボンディングツールによって加圧接続するボンディング方法において、上記半導体チップの面方向に沿った相直交するＸ軸方向及びＹ軸方向の位置決めと上記半導体チップの面に直交する所定のＺ軸回りのθ方向の駆動とを行うウエハテーブルに載置された上記半導体チップを撮像する撮像工程と、この撮像工程により上記半導体チップの上記θ方向における向きに基づいて上記ウエハテーブルによる上記半導体チップの位置決めを行う位置決め工程と、この位置決め工程により位置決めされた上記半導体チップをその下方から突き上げる突き上げ工程と、この突き上げ工程により突き上げられた上記半導体チップをボンディングを行うチップステージまで移送する移送工程とを備えている。
また、上記制御工程は、第１基準点及び第２基準点の座標データを格納する記憶工程と、上記撮像工程により撮像された上記半導体チップの第１認識点及び第２認識点を検出する認識点検出工程と、上記第１及び第２の基準点の座標データと上記第１及び第２の認識点の座標データとに基づいて上記ウエハテーブルによる半導体チップの上記Ｘ軸方向，上記Ｙ軸方向の移動量及び上記θ方向の回転量を演算する演算工程とを備え、上記演算工程は、上記第１基準点と上記第２基準点とを結ぶ線分に対する上記第１認識点と上記第２認識点とを結ぶ線分の角度ずれ量を演算し、半導体チップを上記θ方向に上記角度ずれ量だけ回転して補正した後の上記認識点の位置を補正認識点の位置として演算し、上記補正認識点に基づいて上記半導体チップの上記Ｘ軸方向及び上記Ｙ軸方向の移動量を演算するので、半導体チップの第１認識点及び第２認識点の座標データのみから半導体チップの真の向きが演算でき、これに基づいてウエハテーブルによる半導体チップの移動量及び回転量を演算できる。したがって、演算時間を短縮することができ、タクトタイムを短縮することができるとともに、精密な位置合わせを行うことができる。
【００１９】
このため、ウエハ引き延ばし処理により半導体チップの向きが揃わない場合であっても、向きを修正することができ、突き上げ機構により確実に半導体チップを突き上げることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施の形態に係るインナリードボンディング装置１０の要部を示す斜視図、図２の（ａ），（ｂ）はインナリードボンディング装置１０に組み込まれた突き上げ装置２４を示す図、図３の（ａ），（ｂ）はこの突き上げ装置２４の突き上げピン２６ａ，２６ｂを示す図、図４はインナリードボンディング装置１０に組み込まれた制御部５０の構成を示すブロック図である。ウエハテーブル２０に載置されたウエハＷを示す図である。ウエハＷは複数のＩＣ等の半導体チップＣから構成されている。半導体チップＣは例えば２０ｍｍ×０．８ｍｍの矩形状に分割形成されていて、各半導体チップＣはシートに接離自在に貼着されている。なお、図中矢印ＸＹＺは互いに直交する三方向を示しており、特に矢印ＸＹは水平方向、矢印Ｚは鉛直方向を示している。
【００２５】
インナリードボンディング装置１０は、ベース１１を備え、このベース１１上に設けられウエハＷを保持するウエハテーブル２０と、半導体チップＣと後述するキャリアテープＴのインナリードとを接続するボンディング機構３０と、ウエハテーブル２０からボンディング機構３０に組み込まれた後述するチップステージ３１へ半導体チップＣを移送する移送アーム４０と、これらを連携制御する制御部５０とを備えている。
【００２６】
ウエハテーブル２０は、ベース１１に設けられ後述する載置部２２のＸＹ方向の位置決めを行うＸＹステージ２１と、このＸＹステージ２１に支持されウエハＷを載置する載置部２２と、ベース１１に設けられるとともに、載置部２２の上方に配置され下方を撮像するチップカメラ（撮像機構）２３と、このチップカメラ２３に対向配置され載置部２２に載置されたウエハＷの半導体チップＣを突き上げる突き上げ機構２４（図１には不図示）とを備えている。
【００２７】
突き上げ機構２４は、図２に示すようにバックアップホルダ２５と、このバックアップホルダ２５内に設けられ図３中矢印Ｚ方向に沿って駆動される２本の突き上げピン２６ａ，２６ｂとを備えている。
【００２８】
ボンディング機構３０は、半導体チップＣを載置するチップステージ３１と、キャリアテープＴを連続的に供給するテープ供給機構３２と、後述するボンディングツール３４を図１中矢印Ｚ方向に位置決めするボンディングヘッド３３と、このボンディングヘッド３３に搭載され、チップステージ３１上の半導体チップＣと、テープ供給機構３２により供給されたキャリアテープＴとを加圧接続するボンディングツール３４とを備えている。なお、図１中３５はテープカメラを示している。
【００２９】
移送アーム４０は、後述するアーム部４２を駆動する支持部４１と、この支持部４１に支持されるとともに駆動されるアーム部４２と、このアーム部４２の先端に設けられた吸着部４３とを備えている。吸着部４３は半導体チップＣを吸着保持・解除できるように構成されている。なお、図２中４４はコレットを示している。
【００３０】
制御部５０は、図４に示すように、ウエハテーブル２０を駆動制御するウエハテーブル制御部５１と、ボンディング機構３０を駆動制御するボンディング機構制御部５２と、移送アーム４０を駆動制御する移送アーム制御部５３と、チップカメラ２８を制御するチップカメラ制御部５４と、半導体チップＣの補正量を演算する演算部５５と、補正の基礎となるデータを記憶する記憶部５６とを備えている。
【００３１】
このように構成されたインナリードボンディング装置１０では、図５に示すように次のようにしてボンディング作業を行う。なお、説明中Ｃ0 ，Ｃ1 は半導体チップ、Ｒ0 ，Ｒ1 はそれぞれの認識点Ｒ0 ，Ｒ1 を示している。認識点Ｒ0 ，Ｒ1 はそれぞれ半導体チップＣ0 ，Ｃ1 の中心位置から（Δｘ，Δｙ）だけ離間している。また、突き上げ機構２４の中心位置は座標（ｘp ，ｙp ）にある。
【００３２】
最初にウエハＷをウエハテーブル２０の載置部２２上に引き延ばし処理を行いながら固定する。そして、チップカメラ２３によりウエハＷの半導体チップＣ0の撮像を行い、半導体チップＣ0 を突き上げピン２６ａ，２６ｂ上方に位置決めする。このとき、基準点となる半導体チップＣ0 の認識点Ｒ0 の座標（ｘ0 ，ｙ0 ）を記憶部５６に格納する。そして、図２の（ａ）に示すように突き上げピン２６ａ，２６ｂにより半導体チップＣ0 を上方に突き上げる。突き上げられた半導体チップＣ0を図２の（ｂ）に示すように移送アーム４０の吸着部４３に吸着させ、チップステージ３１上に移送する。チップステージ３１では半導体チップＣ0 とキャリアテープＴとが位置決めされ、ボンディングツール３４により加圧接合される。
【００３３】
次に、半導体チップＣ0 に隣接する半導体チップＣ1 を突き上げ機構２４上方に位置決めする工程について図５に示す原理図及び図６に示すフローチャートに沿って説明する。すなわち、図５においては、突き上げが行われた半導体チップＣ0 に対して半導体チップＣ1 がΔθだけ角度ずれがある。この状態でＸＹステージ２１を作動させ、ウエハＷを半導体チップＣの１ピッチ分移動する。チップカメラ２３により半導体チップＣ1 の認識点Ｒ1 を認識し、上述した１ピッチ分の移動量を加えることにより移動前の認識点Ｒ１の座標（ｘ1 ，ｙ1 ）を検出する（ＳＴ１１）。
【００３４】
演算部５４では、記憶部５６に格納された認識点Ｒ0 の座標（ｘ0 ，ｙ0 ）のデータを呼び出し、下記の式（１）より認識点Ｒ0 に対する認識点Ｒ1 の角度ずれΔθ′を演算する（ＳＴ１２）。すなわち、
Δθ′＝ｔａｎ-1｛（ｙ1 −ｙ0 ）／（ｘ1 −ｘ0 ）｝        …（１）
なお、角度ずれ量Δθ′は真の角度ずれ量Δθとは僅かに異なるが、ウエハＷの引き延ばし処理による角度ずれは微小なので、突き上げに影響するほどの差は生じない。
【００３５】
次に、座標（ｘ1 ，ｙ1 ）を式（２）により載置部２２の回転中心（ｘc ，ｙc ）を中心として角度ずれ量Δθ′だけ回転補正した補正位置の座標データ（ｘ1 ′，ｙ1 ′）を演算する（ＳＴ１３）。すなわち、
【００３６】
【数１】
0003735433.tif 000002
【００３７】
このとき、記憶部５６に記憶されている座標データ（ｘ0 ，ｙ0 ）を補正位置の座標データ（ｘ1 ′，ｙ1 ′）に更新し、新しい基準点とする（ＳＴ１４）。次に式（３）により補正位置の座標データ（ｘ1 ′，ｙ1 ′）と認識点と半導体チップＣ1 の中心位置との相対位置ずれ量（Δｘ，Δｙ）から半導体チップＣ1 の中心位置の座標データ（ｘ1 ″，ｙ1 ″）を演算する（ＳＴ１５）。すなわち、
【００３８】
【数２】
0003735433.tif 000003
【００３９】
この座標データ（ｘ1 ″，ｙ1 ″）が突き上げ機構２４の中心位置（ｘp ，  ｙp ）と重なるようにＸＹステージ２１を作動させるとともに、載置部２２を角度ずれ量Δθ′だけ回転させる（ＳＴ１６）。これにより半導体チップＣ1 の中心位置が突き上げ機構２４の中心位置に移動し、突き上げ機構２４による突き上げを行う（ＳＴ１７）。突き上げ終了後は、次の半導体チップＣがある場合にはＳＴ１１に戻り、同様にして位置決めを行い、半導体チップＣがない場合には終了する（ＳＴ１８）。
【００４０】
上述したように本第１の実施の形態に係るインナリードボンディング装置１０によれば、移送の対象となる半導体チップＣの向きの補正を個別に行うことができるので、突き上げ機構２４による突き上げを確実に行うことができる。また、角度ずれ量の演算を直前に位置決めされた半導体チップＣの認識点の座標データを用いて行っているので、画像認識等の手段により角度ずれ量を演算する場合に比べて演算時間を大幅に短縮することができ、タクトタイムを短縮することができる。
【００４１】
図７は本発明の第２の実施の形態に係るインナリードボンディング装置１０Ａの位置決めを行う原理を示す図、図８はチップカメラ２３による撮像範囲を示す図、図９はフローチャートである。本第２の実施の形態の全体構成は、上述した第１の実施の形態と同様であるので省略する。本第２の実施の形態が上述した第１の実施の形態と異なる点は演算部５４による演算方法であるので、異なる点のみを説明する。なお、説明中Ｃg ，Ｃ1 は半導体チップを示している。半導体チップＣg には第１の認識点Ｇ1 及び第２の認識点Ｇ2 が付されており、半導体チップＣ1 には第１の認識点Ｒ1 及び第２の認識点Ｒ2 が付されている。これら認識点Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｒ1 ，Ｒ2 はそれぞれ半導体チップＣg ，Ｃ1 の中心位置と所定の位置関係にある。また、突き上げ機構２４の中心位置は半導体チップＣg の中心位置と一致した座標（ｘp ，ｙp ）にある。
【００４２】
最初に記憶部５６に予め突き上げ機構２４による突き上げ可能な位置に位置決めされる半導体チップＣg の中心位置の座標データ（ｘp ，ｙp ）、第１基準点となる第１の認識点Ｇ1 の座標データ（ｘg1，ｙg1）、第２基準点となる第２の認識点Ｇ2 の座標データ（ｘg2，ｙg2）、第１の認識点Ｇ1 と第２の認識点Ｇ2 とにより形成される線の基準角度θを格納する（ＳＴ２１）。なお、これらの座標データ及び認識点角度θの値は変更されない。
【００４３】
次にウエハＷを半ピッチずつ２回移動し、都度位置決めの対象となる半導体チップＣ1 をチップカメラ２３で撮像する。すなわち、最初の半ピッチの移動で、撮像範囲が図８の（ａ）中Ｓ1 となり第１の認識点Ｒ1 を認識する。次の半ピッチ移動で撮像範囲が図８の（ａ）中Ｓ2 となり、第２の認識点Ｒ2 を認識し、演算部５４に入力する。
【００４４】
演算部５４では、第１の認識点Ｒ1 の座標（ｘh1，ｙh1）と、第２の認識点  Ｒ2 の座標（ｘh2，ｙh2）とを検出する（ＳＴ２２）。
そして、これらのデータから第１の認識点Ｒ1 と第２の認識点Ｒ2 とを結ぶ線分の認識点角度θ′を演算する（ＳＴ２３）。次に認識点角度θ′と上述した基準角度θとの差Δθを演算する（ＳＴ２４）。
【００４５】
次に、式（４）により第１の認識点Ｒ1 の座標（ｘh1，ｙh1）及び第２の認識点Ｒ2 の座標（ｘh2，ｙh2）を回転中心（ｘc ，ｙc ）回りに差Δθだけ回転した場合における半導体チップＣ1 の中心位置の座標データ（ｘ1 ″，ｙ1 ″）を演算する（ＳＴ２５）。すなわち、
【００４６】
【数３】
0003735433.tif 000004
【００４７】
この座標データ（ｘ1 ″，ｙ1 ″）が突き上げ機構２４の中心位置（ｘp ，  ｙp ）と重なるようにＸＹステージ２１を作動させるとともに、載置部２２を角度ずれ量Δθだけ回転させる（ＳＴ２７）。これにより図８の（ｂ）に示すように半導体チップＣ1 の中心位置が突き上げ機構２４の中心位置に移動し、突き上げ機構２４による突き上げを行う（ＳＴ２８）。突き上げ終了後は、次の半導体チップＣがある場合にはＳＴ２２に戻り、同様にして位置決めを行い、半導体チップＣがない場合には終了する（ＳＴ２９）。
【００４８】
上述したように本第２の実施の形態に係るインナリードボンディング装置１０によれば、移送の対象となる半導体チップＣの向きの補正を個別に行うことができるので、突き上げ機構２４による突き上げを確実に行うことができる。また、半導体チップＣの２ヶ所の認識点の座標データを用いて行っているので、画像認識等の手段により角度ずれ量を演算する場合に比べて演算時間を大幅に短縮することができ、タクトタイムを短縮することができる。また、真の角度ずれ量を演算することができるので、さらに高精度に位置決めを行うことができる。
【００４９】
なお、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではない。すなわち上記実施の形態では、半導体チップとしてＩＣを例示したが、ＬＳＩ等の他の半導体チップを用いてもよい。このほか本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１に記載された発明によれば、ウエハ引き延ばし処理により半導体チップの向きが揃わない場合であっても、向きを修正することができ、突き上げ機構により確実に半導体チップを突き上げることができる。
この際、半導体チップの認識点の座標データ及び基準点の座標データのみから半導体チップの近似的な向きが演算でき、これに基づいてウエハテーブルによる半導体チップの移動量及び回転量を演算できる。したがって、演算時間を短縮することができ、タクトタイムを短縮することができる。
【００５１】
請求項２に記載された発明によれば、ウエハ引き延ばし処理により半導体チップの向きが揃わない場合であっても、向きを修正することができ、突き上げ機構により確実に半導体チップを突き上げることができる。
この際、半導体チップの第１認識点及び第２認識点の座標データのみから半導体チップの真の向きが演算でき、これに基づいてウエハテーブルによる半導体チップの移動量及び回転量を演算できる。したがって、演算時間を短縮することができ、タクトタイムを短縮することができるとともに、精密な位置合わせを行うことができる。
【００５２】
請求項３に記載された発明によれば、ウエハ引き延ばし処理により半導体チップの向きが揃わない場合であっても、向きを修正することができ、突き上げ機構により確実に半導体チップを突き上げることができる。
この際、半導体チップの認識点の座標データ及び基準点の座標データのみから半導体チップの近似的な向きが演算でき、これに基づいてウエハテーブルによる半導体チップの移動量及び回転量を演算できる。したがって、演算時間を短縮することができ、タクトタイムを短縮することができる。
【００５３】
請求項４に記載された発明によれば、ウエハ引き延ばし処理により半導体チップの向きが揃わない場合であっても、向きを修正することができ、突き上げ機構により確実に半導体チップを突き上げることができる。
この際、半導体チップの第１認識点及び第２認識点の座標データのみから半導体チップの真の向きが演算でき、これに基づいてウエハテーブルによる半導体チップの移動量及び回転量を演算できる。したがって、演算時間を短縮することができ、タクトタイムを短縮することができるとともに、精密な位置合わせを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るインナリードボンディング装置の要部を示す斜視図。
【図２】同装置に組み込まれた突き上げ機構を示す概略図。
【図３】同突き上げ機構に組み込まれた突き上げピンと半導体チップとの位置関係を示す図。
【図４】同装置に組込まれた制御部の構成を示すブロック図。
【図５】同装置による位置補正の原理を示す説明図。
【図６】同装置による位置補正の工程を示すフローチャート。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るインナリードボンディング装置による位置補正の原理を示す説明図。
【図８】同装置に組み込まれたチップカメラの撮像範囲を示す図。
【図９】同装置による位置補正の工程を示すフローチャート。
【符号の説明】
１０，１０Ａ…インナリードボンディング装置
２０…ウエハテーブル
２１…ＸＹステージ
２２…載置部
２３…チップカメラ
４０…移送アーム
５０…制御部
Ｗ…ウエハ
Ｃ，Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃg …半導体チップ
【図１】
0003735433.tif 000005
【図２】
0003735433.tif 000006
【図３】
0003735433.tif 000007
【図４】
0003735433.tif 000008
【図５】
0003735433.tif 000009
【図６】
0003735433.tif 000010
【図７】
0003735433.tif 000011
【図８】
0003735433.tif 000012
【図９】
0003735433.tif 000013