JPH04306848A - ダイボンディング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子の製造工程
中におけるウエハチップのフレームへのダイボンディン
グ工程に用いられるダイボンディング装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来のダイボンディング装置は、ダイシ
ングされたチップのうち、前工程のチップテスト工程で
良品と判定されたチップのみを吸着コレットで順次ピッ
クアップしてリードフレームにダイボンディグするよう
に構成されている。チップテスト工程では、チップを良
品と不良品とに判別し、「図６」に示すように、不良品
に対し赤インク等で不良マークＭが印される。ダイボン
ディング装置は、この不良マークＭを画像認識によって
認識し、不良マークＭが印されていないチップのみを吸
着コレットでピックアップしてリードフレームにダイボ
ンディングする。ところで、良品と判定されたチップの
中にも特性に応じて幾つかのランクがあるが、完成した
半導体素子が単に良品であると判明しているだけで、良
品のうちのどの特性ランクに属しているかが判らない。 そこで、完成後の半導体素子をファイナルテストで特性
毎に区分している。そのため、ユーザーが要求する半導
体素子の特性や出荷数に対応した生産計画をたてること
が困難であった。また、チップの良否判別のために、全
てのチップに対し不良マークＭの有無を画像認識で確認
しなければならないので、吸着コレットのウエハに対す
る軌跡Ｌが、「図６」に示すように長くなるため、、ダ
イボンディング工程に比較的長い時間を要していた。

【０００３】そこで、本出願人は、ウエハテスト装置か
らのウエハの識別子データとそのウエハの全てのチップ
の特性データと位置データとの膨大な量のデータを、デ
ータ圧縮により高速に読み込むとともに、指定された特
性データを有する各チップのそれぞれの位置データを圧
縮データから解読して、この位置データに従って特定の
特性データを有するチップのみを選択してダイボンディ
ングできるダイボンディング装置を出願している。（特
願平３−２３２１９号）

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このダイボンディング
装置は、半導体素子を特性ランク別に生産することがで
き、しかもダイボンディング工程に要する時間を短縮で
きる顕著な効果を有するものであるが、実用化に際して
は未だ解決しなければならない問題が残存している。即
ち、データ圧縮手段が或る特定の一方法に固定されてい
るので、被圧縮データの内容によっては必ずしも最小の
圧縮データ量とはならず、データ送信時間にロスが生じ
てダイボンディング効率が悪くなる危惧がある。

【０００５】また、ダイボンディング済みのチップの個
数は、これの計数データを表示したモニタ画面等からし
か知ることができないので、作業者がモニタ画面等を見
ながら必要処理数だけボンディング処理したか否かを判
断しなければならない。しかも、この計数データには、
ボンディング処理の良否判定の結果の不良品が減算され
ていないので、常に多い目にボンディング処理をしなけ
ればならず、その結果、常に余剰のボンディング済みチ
ップが生じることになり、在庫管理等の煩雑な別業務が
必要となる。

【０００６】そこで本発明は、半導体素子を特性ランク
別に必要数のみ正確に且つ自動的に生産することかでき
、しかも各チップの特性データおよび位置データの送信
に要する時間を可及的に短縮化できるようなダイボンデ
ィング装置を提供することを技術的課題とするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した課題
を達成するための技術的手段として、ダイボンディング
装置を次のように構成した。即ち、ウエハの全てのチッ
プの特性データと位置データとを出力するウエハテスト
装置と、このウエハテスト装置から入力された前記各デ
ータを複種類のデータ圧縮方法により圧縮し且つその中
のデータサイズが最も小さいものをテストデータとして
出力するデータ処理部と、前記テストデータに基づきダ
イボンディング処理するダイボンディング機構部とから
なり、このダイボンディング機構部に、指定された特性
データを有する各チップのそれぞれの位置データを前記
テストデータを解読しながら出力するとともに、ボンデ
ィング後の各チップの画像データによりボンディング処
理の良否を判別して良と判定されたチップ数をカウント
し、且つこのカウント数が予め設定された必要処理数に
なるまでダイボンディング処理を継続するよう制御する
制御部と、この制御部から出力された位置データに従っ
てチップをピックアップするとともに、画像認識部によ
り前記画像データを出力するピックアップ部とを備えた
ことを特徴として構成されている。

【０００８】

【作用】ウエハテスト装置でテストが終了したウエハが
ダイボンディング装置にセットされると、セットされた
ウエハのウエハテスト装置からの特性データおよび位置
データがデータ処理部により複種類の方法でデータ圧縮
されるとともに、この中の最もデータサイズの小さいも
のがテストデータとしてダイボンディング機構部の制御
部に高速で入力される。このようにウエハテスト装置か
らの膨大なデータ量を最適のデータ圧縮法によりデータ
圧縮してボンディング機構部に入力するので、高速でダ
イボンディングできる状態を整えられ、ボンディング工
程を比較的短時間で行うことができる。

【０００９】次に、ダイボンディングすべきチップの特
性ランクが指示されると、制御部は、指示された特性ラ
ンクに属する各チップのそれぞれの位置データを圧縮さ
れたテストデータを解読しながらピックアップ部に順次
出力する。それによりピックアップ部は指示された特性
ランクに属するチップのみをダイボンディング処理する
とともに、この各ダイボンディング処理後に画像認識部
からチップの外観の画像データを制御部に対し出力する
。制御部は、各画像データからボンディング処理の良否
を判別し、ボンディング処理が良と判定される毎にカウ
ントして、このカウント数が予め設定された必要処理数
になるまでボンディング処理を継続するよう制御する。 従って、半導体素子を特性ランク別に必要数のみ正確に
生産できるとともに、作業者による監視を必要としない
で自動的に生産できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の好適な一実施例について図面
を参照しながら詳細に説明する。「図１」は本発明の一
実施例の電気的構成を示すブロック構成図で、このダイ
ボンディング装置の概略を説明すると、ウエハテスト装
置２からは、ウエハに関する識別子データ２３とこのウ
エハの全てのチップの特性データ２４と位置データ２５
とが出力され、このデータがデータ処理部４でデータ圧
縮され、この圧縮されたテストデータ４１がボンディン
グ機構部１に入力され、指定された特性データ２４を有
するチップのみをダイボンディグするとともに、画像認
識部１４３からの画像データ１４４により制御部１１が
ボンディング処理の良否を判別し、ボンディング処理が
良と判定されたチップ数が設定した必要数になるまでダ
イボンディング処理を継続するようになっている。

【００１１】また、ウエハ３の裏面には、「図５」に示
すように、ダイシングされたチップ３１が飛び散るのを
防ぐ目的でウエハ３より若干大きめのウエハシート３２
が貼着されている。このウエハシート３２の縁部には、
バーコード等のウエハ識別子３３が印されている。ウエ
ハテスト装置２は、テストすべきウエハ３のウエハ識別
子３３をウエハ識別部２１で読み取った後に、このウエ
ハ３の全てのチップ３１の電気的諸特性をテスト部２２
により測定し、その測定結果の特性データ２４と位置デ
ータ２５およびウエハ識別部２１からの識別子データ２
３が、オンラインで直接に、またはフロッピーディスク
を介してデータ処理部４に入力される。

【００１２】データ処理部４では、特性データ２４を〔
優〕、〔良〕、〔可〕および〔不可〕の４種の特性ラン
クに分別し、この特性データ２４を各チップ３１の位置
データ２５および識別子データ２３と併せた上で、「図
３」を参照して後述する４種類の方法でそれぞれデータ
圧縮を行った後に、これにより生成される４種の圧縮デ
ータのうちのデータサイズの最も小さいデータをテスト
データ４１として出力する。

【００１３】この圧縮されたテストデータ２６は、オン
ラインで直接にダイボンディング機構部１の制御部１１
に短時間で伝送される。尚、「図４」では、〔優〕のラ
ンクのチップ３１を点々で、〔良〕のランクのチップ３
１を斜線で、〔可〕のランクのチップ３１を平行２本線
で、〔不可〕のランクのチップ３１を×印で各々示して
ある。

【００１４】次に、前述の４種類のデータ圧縮方法につ
いて「図３」を参照しながら説明する。同図の（ａ）は
、圧縮前のデータを示し、このデータは次式のようにな
る。即ち、 データ（Ｘ，Ｙ）＝｛（Ｘ１　，Ｙ１　），（Ｘ１　，
Ｙ２　），（Ｘ１　，Ｙ３　），…，（Ｘｎ，Ｙｎ），
…｝となる。「図３」（ｂ）は、（ａ）のデータを第１
の方法で圧縮した圧縮データを示し、図中のｌｅｎは、
Ｙｓから幾つのＹデータが連続しているかを示す数であ
り、この圧縮データは、チップ３１が連続しているＸ座
標とチップ連続個数（ｌｅｎ）と連続しているＹ座標の
スタート値（Ｙｓ）を１ブロックのデータとしている。 この圧縮データを解読すると、次式のようになる。即ち
、データ（Ｘ，Ｙ）＝｛（Ｘ１　，Ｙｓ１　），（Ｘ１
　，Ｙｓ１　＋１），（Ｘ１　，Ｙｓ１　＋２），……
…（Ｘ１　，Ｙｓ１　＋ｌｅｎ−１），（Ｘ２　，Ｙｓ
２　），…｝となる。

【００１５】「図３」（ｃ）は、（ａ）のデータを第２
の方法で圧縮した圧縮データを示し、図中のｌｅｎは、
同一Ｘにおいて幾つのＹデータが存在しているかを示す
数であり、Ｘ座標１列のＸ位置座標と１列にあるチップ
個数（ｌｅｎ）とチップのそれぞれのＹ座標を１ブロッ
クのデータとしている。この圧縮データを解読すると、
次式のようになる。即ち、 データ（Ｘ，Ｙ）＝｛（Ｘ１　，Ｙ１　），（Ｘ１　，
Ｙ２　），（Ｘ１　，Ｙ３　），………（Ｘ１　，Ｙｌ
ｅｎ１　），（Ｘ２　，Ｙ４　），（Ｘ２　，Ｙ５　）
……｝となる。

【００１６】「図３」（ｄ）は、（ａ）のデータを第３
の方法で圧縮した圧縮データを示し、図中のＹｓは連続
したＹデータのスタート値で、Ｙｅは連続したＹデータ
のエンド値をそれぞれ示し、チップが連続しているＸ座
標と連続しているチップのスタートＹ座標（Ｙｓ）とエ
ンドＹ座標を１ブロックのデータとしている。この圧縮
データを解読すると、次式のようになる。即ち、データ
（Ｘ，Ｙ）＝｛（Ｘ１　，Ｙｓ１　），（Ｘ１　，Ｙｓ
１　＋１），…，（Ｘ１　，Ｙｅ１　−１），（Ｘ１　
，Ｙｅ１　），（Ｘ２　，Ｙｓ２　），（Ｘ２　，Ｙｅ
２　），…（Ｘｎ，Ｙｓｎ），（Ｘｎ，Ｙｅｎ），…｝
となる。

【００１７】「図３」（ｅ）は、（ａ）のデータを第４
の方法で圧縮した圧縮データを示し、図中のｌｅｎは、
同一Ｘにおける連続したデータのブロック数×２を示す
。即ち、圧縮データ上、その後に続くＹｓ，Ｙｅのバイ
ト数を示すものである。この圧縮データはＸ座標１列の
Ｘ座標と１列にあるチップの連続個数の２倍の数（ｌｅ
ｎ）とチップ連続単位のスタートＹ座標（Ｙｓ）および
エンドＹ座標（Ｙｅ）を１ブロックのデータとしている
。この圧縮データを解読すると、次式のようになる。 即ち、 データ（Ｘ，Ｙ）＝｛（Ｘ１　，Ｙｓ１　），（Ｘ１　
，Ｙｓ１　＋１），…，（Ｘ１　，Ｙｅ１　−１），（
Ｘ１　，Ｙｅ１　），（Ｘ１　，Ｙｓ２　），（Ｘ１　
，Ｙｓ２　＋１），…（Ｘ１　，Ｙｅ２　−１），（Ｘ
１　，Ｙｅ２　）…（Ｘ１　，Ｙｓｌｅｎ），（Ｘ１　
，Ｙｓｌｅｎ＋１），…，（Ｘ１　，Ｙｅｌｅｎ−１）
，（Ｘ１　，Ｙｅｌｅｎ）…｝となる。データ処理部４
は、上述の４種の圧縮データのうちのデータサイズの最
も小さいデータをテストデータ４１として出力する。

【００１８】次に、前記実施例の作用について「図２」
のフローチャートを参照しながら説明するとともに、そ
れに伴いボンディング機構部１の構成についても説明す
る。ウエハテスト装置２でテストの終了したウエハ３が
ダイボンディング機構部１にセットされると、ダイボン
ディング機構部１のウエハ識別部１２が前記ウエハ識別
子３３を読み取る（ステップＳ１）。ここで読み込まれ
た識別子データ１２１は、ウエハテスト部２からのテス
トデータ４１に含まれる識別子データ２３と照合されて
ウエハ３が一致していることを確認される。そして、セ
ットされたウエハ３の特性データ２４および位置データ
２５を前述の「図３」（ｂ）〜（ｅ）の各データ圧縮法
によりデータ圧縮するとともに、その中のデータサイズ
の最も小さいデータが選択されたテストデータ４１が制
御部１１に書き込まれる（ステップＳ２）。

【００１９】ここで、ダイボンディングすべきチップ３
１の例えば〔優〕の特性ランクとそれの必要処理数を操
作部１３で指示して制御部１１に入力する（ステップＳ
３）と、制御部１２は〔優〕の特性ランクに属する全て
のチップ３１のそれぞれの位置データ１１２（尚、前記
した位置デー２５はウエハテスト装置２内におけるもの
であって、ダイボンディング機構部１内における位置デ
ータ１　１２とは符号を違えている）を圧縮されたテス
トデータ４１より読み取り（ステップＳ４）、これを前
述のように解読して（ステップＳ５）所要の位置データ
１１２をピックアップ部１４のＸーＹテーブル１４２に
順次出力する（ステップＳ６）。

【００２０】ピックアップ部１４は、ウエハ３が載置さ
れるＸ−Ｙテーブル１４２と、このＸ−Ｙテーブル１４
２の上方に臨む吸着コレット（図示せず）と、この吸着
コレットの駆動部１４１と、ウエハチップのボンディン
グ時とボンディング後の外観情報を取り込み且つ画像デ
ータ１４４として出力する画像認識部１４３とを有して
いる。前述の位置データ１１２はＸ−Ｙテーブル１４２
に入力され、吸着コレット駆動部１４１には〔優〕の特
性ランクのチップ３１をピックアップするためのピック
アップ信号１１１が入力される。これによって、最初に
ダイボンディングすべきチップ３１の真上に吸着コレッ
トが位置するように、Ｘ−Ｙテーブル１４２が移動（ス
テップＳ７）するとともに、画像認識部１４３から制御
部１１に画像データ１４４が入力され（ステップＳ８）
、この画像データ１４４に基づいて制御部１１がＸ−Ｙ
テーブル１４２を精密に位置決めし（ステップＳ９）た
後に、最初のダイボンディング処理が行われる（ステッ
プＳ１０）。

【００２１】続いて制御部１１が、前述のダイボンディ
ング処理の完了したチップの外観の画像データ１４４を
画像認識部１４３から取り込む（ステップＳ１１）とと
もに、ボンディング処理の良否を判別（ステップＳ１２
）する。ボンディング不良であればステップＳ５にジャ
ンプし、圧縮データを解読して〔優〕の特性ランクの次
のチップの位置データを出力し、前述と同様の処理動作
でボンディング処理を行う。一方、ボンディング処理が
良と判定された場合には、生産個数のカウンタを「１」
だけアップカウント（ステップＳ１３）した後に、この
カウント数がステップＳ３で設定した必要処理数に達し
たか否かの判別が行われ（ステップＳ１４）、ボンディ
ング処理が良と判定されたボンディング済みチップ数が
必要処理数に達するまでステップＳ５にジャンプしてス
テップＳ１４までの処理を繰り返す。

【００２２】これによって、〔優〕の特性ランクに属す
るチッブが、必要処理数だけ図外のリードフレームに順
次ダイボンディングされる。このとき、ピックアップ部
１３は、位置データ１１２によって〔優〕の特性ランク
に属するチップ３１の全ての位置を確認しており、「図
４」に軌跡ｌで示すように、Ｘ−Ｙテーブル１４２の移
動を最小限に止めて〔優〕の特性ランクのチップ３１を
ダイボンディングすることができるとともに、必要処理
数データにより生産必要数を把握しているので、所望の
個数だけをダイボンディングすることができる。

【００２３】ダイボンディング後は、通常の工程を経て
半導体素子が完成する。前記特性データ２４は、ダイボ
ンディング工程以降の工程にも引き継がれるので、完成
した個々の半導体素子を特性ランク別に分類することが
できる。このため、半導体素子は、〔優〕、〔良〕およ
び〔可〕の各特性ランク別に必要処理数のみ生産して出
荷することができ、在庫管理等が極めて容易となる。

【００２４】尚、本発明は前記実施例にのみ限定される
ものではなく、請求の範囲を逸脱しない限り種々の変形
例をも包含し得る。例えば、前記実施例では、生産必要
数データを操作部１３から制御部１１に指示入力ように
したが、データ処理部４に設定入力するようにもできる
。また、前記実施例では、データ処理部４で各チップの
特性データを特性ランクに分別するようにしたが、これ
を制御部１１で行うようにしてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明のダイボンディング
装置によると、セットされたウエハに含まれる全てのチ
ップの膨大な特性データと位置データとを、最適なデー
タ圧縮により読み込むようにして高速にボンディングで
きる状態に整えることができ、ウエハテスト装置から出
力される膨大なデータ量に対してもボンディング工程を
比較的短時間で行うことができる。

【００２６】また、指定した特性ランクに属するチップ
のみを選択的にダイボンディングして特性ランク別に生
産できるとともに、ボンディング処理が良と判定したチ
ップのみをカウントしながら必要数だけ処理するので、
ダイボンディング処理による生産状況を作業者の監視を
要することなくリアルタイムに把握することができ、在
庫量を極小にしながらもユーザーの要求に応じた生産計
画をたてることができる。このため、生産調整や在庫調
整が極めて容易となり、納期を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のダイボンディング装置の一実施例のブ
ロック構成図である。

【図２】同装置の処理動作のフローチャートである。

【図３】同装置においてデータを読み込む時のデータ圧
縮方法の説明図である。

【図４】同装置のチップをピックアップする軌跡を示す
説明図である。

【図５】同装置にセットされるウエハの説明図である。

【図６】従来装置におけるウエハに対する吸着コレット
の軌跡を示す説明図である。

【符号の説明】

１　　ダイボンディング機構部 ２　　ウエハテスト装置 ３　　ウエハ ４　　データ処理部 １１　　制御部 １４　　ピックアップ部 ２４　　ウエハテスト装置内の特性データ２５　　ウエ
ハテスト装置内の位置データ３１　　チップ ４１　　テストデータ １１２　　ダイボンディング機構部内の位置データ１４
３　　画像認識部 １４４　　画像データ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ウエハの全てのチップの特性データと
   位置データとを出力するウエハテスト装置と、このウエ
   ハテスト装置から入力された前記各データを複種類のデ
   ータ圧縮方法により圧縮し且つその中のデータサイズが
   最も小さいものをテストデータとして出力するデータ処
   理部と、前記テストデータに基づきダイボンディング処
   理するダイボンディング機構部とからなり、このダイボ
   ンディング機構部に、指定された特性データを有する各
   チップのそれぞれの位置データを前記テストデータを解
   読しながら出力するとともに、ボンディング後の各チッ
   プの画像データによりボンディング処理の良否を判別し
   て良と判定されたチップ数をカウントし、且つこのカウ
   ント数が予め設定された必要処理数になるまでダイボン
   ディング処理を継続するよう制御する制御部と、この制
   御部から出力された位置データに従ってチップをピック
   アップするとともに、画像認識部により前記画像データ
   を出力するピックアップ部とを備えたことを特徴とする
   ダイボンディング装置。