JP2000114281A - ダイボンディング方法およびダイボンディング設備 - Google Patents

ダイボンディング方法およびダイボンディング設備

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JP2000114281A JP11270492A JP27049299A JP2000114281A JP 2000114281 A JP2000114281 A JP 2000114281A JP 11270492 A JP11270492 A JP 11270492A JP 27049299 A JP27049299 A JP 27049299A JP 2000114281 A JP2000114281 A JP 2000114281A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイボンディングに必要な時間を短縮するこ
とができるダイボンディング方法及びダイボンディング
設備を提供する。 【解決手段】 ダイボンディング設備２００は、半導体
チップの状態及び位置を検査する半導体チップピックア
ップステージ２２０、半導体チップがマウントヘッドに
固定されアラインされるチップアラインメントステージ
２４０、半導体チップを移送するガイドレール２５３、
ランドパターンの状態及び位置を検査するＣＣＤカメラ
２２６、２５７、２６４、ならびに半導体チップをボン
ディングするボンディングユニット２６０を備える。半
導体チップをチップトランスファユニット２３０がピッ
クアップする前にマウントテープのランドパターンの良
／不良を判定するので、ミスマッチングの発生を防止す
ることができる。

Description

【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６
０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６
２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１
５に固定される。
【００２１】継続して、チップピックアップテーブルＣ
ＣＤ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２
５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Ｃ
ＣＤ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】本発明のダイボンディン
グ設備およびダイボンディング方法によると、半導体チ
ップをランドパターンにダイボンディングするため必要
な複数ランドパターンが形成されたベースマウントテー
プをボンディング領域に移送する段階と、ボンディング
領域に移送されたベースマウントテープにダイボンディ
ングされる半導体チップを移送する段階と、移送された
ベースマウントテープおよび半導体チップをダイボンデ
ィングする段階において、半導体チップをボンディング
領域に移送する段階の前の段階で移送されるベースマウ
ントテープのランドパターンの良否を判断する段階を実
行す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。
【００３４】ベースマウントテープをボンディング領域
に移送するとき、ベースマウントテープのランドパター
ンをランドパターン認識用ＣＣＤカメラで撮像してラン
ドパターン情報を獲得する。
【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２
００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２６
０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２５
１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２１６
ａ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２１
６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２４
６の上面に設置されたステージ２４８と、ステージ２４
８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２
３６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２
３７ａ、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２
６０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２５
１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。Ｓ
２０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ＣＣ
Ｄカメラ２５７は、先にランドパターンＴ１１、Ｔ１
２、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、Ｔ１
２、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Ｔ
１０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２２
０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２３
０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】Ｓ１０１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２
６０に移送する。このとき、ボンディングユニット２６
０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２６
０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Ｃ
ＣＤ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２４
４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。Ｓ２２
０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

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、 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、 記憶された前記品質データおよび前記位置データに基づ
    いてダイボンディングが実行されるダイボンディング領
    域に位置するランドパターンの品質に対応する品質を有
    する単数の半導体チップを選択するチップ選択段階と、 選択された半導体チップをアライメント領域に移送し、
    移送した半導体チップに対し前記品質に対応する動作を
    実行する動作段階と、 を含むことを特徴とするダイボンディング方法。
  2. 【請求項２】 前記品質データは、良好データと不良デ
    ータとを含む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。
  3. 【請求項３】 前記動作段階は、移送された半導体チッ
    プが良好な半導体チップである場合、アライメントを実
    行した後に前記ダイボンディング領域に位置するランド
    パターンに移送し、移送された半導体チップが不良な半
    導体チップである場合、アライメントを実行せず前記ダ
    イボンディング領域に位置するランドパターンに移送す
    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。
  4. 【請求項４】 前記ダイボンディング領域に位置するラ
    ンドパターンに良好な半導体チップを移送した後、良好
    な半導体チップを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３記載のダイ
    ボンディング方法。
  5. 【請求項５】 前記半導体チップの品質は半導体チップ
    ピックアップ領域に設置された半導体チップ検査用ＣＣ
    Ｄ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領域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。
  6. 【請求項６】 前記ランドパターンの品質は、前記ダイ
    ボンディング領域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。
  7. 【請求項７】 前記ランドパターン検査用のＣＣＤカメ
    ラは、前記ランドパターンが一時停止するときに前記ラ
    ンドパターンの品質を検査することを特徴とする請求項
    ６記載のダイボンディング方法。
  8. 【請求項８】 前記ランドパターン検査用のＣＣＤカメ
    ラは、前記ランドパターンが停止しない状態で前記ラン
    ドパターンの品質を検査することを特徴とする請求項６
    記載のダイボンディング方法。
  9. 【請求項９】 前記チップ選択段階は、前記ダイボンデ
    ィング領域に位置するランドパターンの品質が良好な場
    合、良好な半導体チップが選択され、前記ダイボンディ
    ング領域に位置するランドパターンの品質が不良な場
    合、不良な半導体チップが選択され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。
  10. 【請求項１０】 前記ダイボンディング領域に位置する
    ランドパターンの品質は良好であり前記マウントフレー
    ムで選択された半導体チップは不良である場合、不良な
    半導体チップの位置を前記記憶手段に記憶し他の半導体
    チップを検査して調査結果が良好な半導体チップを選択
    することを特徴とする請求項９記載のダイボンディング
    方法。
  11. 【請求項１１】 前記ダイボンディング領域に位置する
    ランドパターンが不良である場合、前記半導体チップピ
    ックアップ領域とアライメント領域とを接続するチップ
    トランスファに設置されたチップ吸着部材の経路上に設
    置された不良半導体チップトレーに不良半導体チップが
    存在するか否かを判断する段階と、 前記不良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、前記チップ吸着部材が前記記憶手段に記憶
    されている前記マウントフレームの不良半導体チップの
    位置に基づいて吸着した後、不良半導体チップを前記ア
    ライメント領域に移送する段階と、 をさらに含むことを特徴とする請求項１０記載のダイボ
    ンディング方法。
  12. 【請求項１２】 ウェハマウントフレームストッカから
    アンローディングされたウェハマウントフレームがロー
    ディングされ、半導体チップの状態およびそれに対応す
    る位置を検査する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、前記半導体チップがマウントヘ
    ッドに固定されアラインされるアラインメントステージ
    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状態および
    それに対応する位置を検査する手段と、 前記ガイドレールにより移送されたマウントテープフレ
    ームのランドパターンに前記マウントヘッドに収納され
    た半導体チップを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。
  13. 【請求項１３】 前記検査手段は、ＣＣＤカメラである
    ことを特徴とする請求項１２記載のダイボンディング設
    備。
  14. 【請求項１４】 前記チップトランスファは、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
    往復移動する半導体チップ吸着ユニット、ならびに前記
    半導体チップ吸着ユニットの移動経路上に少なくとも１
    個以上の半導体を収納可能に設けられる半導体チップト
    レーを有することを特徴とする請求項１２記載のダイボ
    ンディング設備。
  15. 【請求項１５】 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１４記載のダイボンディング設
    備。
  16. 【請求項１６】 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１４記載のダイボンディング設備。
  17. 【請求項１７】 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１４記載のダイボンディン
    グ設備。
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