特開 2015-162590 ボンディング装置およびボンディング方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-162590(P2015-162590A)

(43)【公開日】2015年9月7日

(54)【発明の名称】ボンディング装置およびボンディング方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/52 20060101AFI20150811BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20150811BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/52 F

   H01L21/60 311T

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-37161(P2014-37161)

(22)【出願日】2014年2月27日

(11)【特許番号】特許第5662603号(P5662603)

(45)【特許公報発行日】2015年2月4日

(71)【出願人】

【識別番号】000146722

【氏名又は名称】株式会社新川

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】角谷 修

(72)【発明者】

【氏名】小林 泰人

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 安

【テーマコード（参考）】

5F044

5F047

【Ｆターム（参考）】

5F044KK01

5F044PP16

5F044PP17

5F047AA17

5F047FA04

5F047FA08

5F047FA72

(57)【要約】

【課題】回路基板あたりの処理時間を短縮するとともに、スペースの増加を抑制することのできるボンディング装置およびボンディング方法を提供する。
【解決手段】中間ステージ４１と、半導体チップ１１を移送して中間ステージ１１に載置する移送部３０と、中間ステージ４１から半導体チップ１１をピックアップして当該半導体チップ１１を回路基板１５にボンディングする第１ボンディング部５０Ａおよび第２ボンディング部５０Ｂと、を備え、中間ステージ４１は、第１ボンディング部５０Ａが半導体チップ１１をピックアップ可能な第１位置Ｐ１と第２ボンディング部５０Ｂが半導体チップ１１をピックアップ可能な第２位置Ｐ２との間を移動する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

中間ステージと、
半導体チップを移送して前記中間ステージに載置する移送部と、
前記中間ステージから前記半導体チップをピックアップして該半導体チップを回路基板にボンディングする第１ボンディング部および第２ボンディング部と、を備え、
前記中間ステージは、前記第１ボンディング部が前記半導体チップをピックアップ可能な第１位置と前記第２ボンディング部が前記半導体チップをピックアップ可能な第２位置との間を移動する、
ことを特徴とするボンディング装置。

【請求項2】

前記第１位置および前記第２位置の一方は、前記移送部が前記半導体チップを前記中間ステージに載置可能な位置である、
請求項１に記載のボンディング装置。

【請求項3】

前記第１ボンディング部および前記第２ボンディング部は、第１方向に隣り合って配置され、
前記中間ステージは、前記第１方向に移動する、
請求項１または２に記載のボンディング装置。

【請求項4】

前記中間ステージは、前記移送部と、前記第１ボンディング部および前記第２ボンディング部との間に配置される、
請求項１ないし３のいずれかに記載のボンディング装置。

【請求項5】

前記半導体チップを撮影するチップ用カメラをさらに備える、
請求項１ないし４のいずれかに記載のボンディング装置。

【請求項6】

半導体チップを移送して中間ステージに載置する移送工程と、
第１ボンディング部および第２ボンディング部が、前記中間ステージから前記半導体チップをピックアップして該半導体チップを回路基板にボンディングするボンディング工程と、を備え、
前記中間ステージが、前記第１ボンディング部が前記半導体チップをピックアップ可能な第１位置と前記第２ボンディング部が前記半導体チップをピックアップ可能な第２位置との間を移動する移動工程をさらに備える、
ことを特徴とするボンディング方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明に係るいくつかの態様は、ボンディング装置およびボンディング方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種のボンディング装置として、電子部品が載置される中間ステージと、電子部品供給ステージから電子部品をピックアップして中間ステージに移送する移送部と、中間ステージ上に移送された電子部品を保持して位置決めステージの回路基板にボンディングするボンディング部とを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４９４６９８９号公報

【0004】

ところで、特許文献１のようなボンディング装置において、中間ステージ、移送部、およびボンディング部の組を複数備えて、複数の回路基板に対して並行してボンディングを行うことができるようにすることが考えられる。

【0005】

しかしながら、そのようなボンディング装置では、中間ステージ、移送部、およびボンディング部の組が１つの場合と比較して、回路基板あたりの処理時間は短縮するものの、ボンディング装置のためのスペースが大幅に増えてしまっていた。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明のいくつかの態様は前述の問題に鑑みてなされたものであり、回路基板あたりの処理時間を短縮するとともに、スペースの増加を抑制することのできるボンディング装置およびボンディング方法を提供することを目的の１つとする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様におけるボンディング装置は、中間ステージと、半導体チップを移送して中間ステージに載置する移送部と、中間ステージから半導体チップをピックアップして該半導体チップを回路基板にボンディングする第１ボンディング部および第２ボンディング部と、を備え、中間ステージは、第１ボンディング部が半導体チップをピックアップ可能な第１位置と第２ボンディング部が半導体チップをピックアップ可能な第２位置との間を移動する、ことを特徴とする。

【0008】

上記ボンディング装置において、第１位置および第２位置の一方は、移送部が半導体チップを中間ステージに載置可能な位置であってもよい。

【0009】

上記ボンディング装置において、第１ボンディング部および第２ボンディング部は、第１方向に隣り合って配置され、中間ステージは、第１方向に移動してもよい。

【0010】

上記ボンディング装置において、中間ステージは、移送部と、第１ボンディング部および第２ボンディング部との間に配置されてもよい。

【0011】

上記ボンディング装置において、半導体チップを撮影するチップ用カメラをさらに備えてもよい。

【0012】

本発明の一態様におけるボンディング方法は、半導体チップを移送して中間ステージに載置する移送工程と、第１ボンディング部および第２ボンディング部が、中間ステージから半導体チップをピックアップして該半導体チップを回路基板にボンディングするボンディング工程と、を備え、中間ステージが、第１ボンディング部が半導体チップをピックアップ可能な第１位置と第２ボンディング部が半導体チップをピックアップ可能な第２位置との間を移動する移動工程をさらに備える、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、中間ステージから半導体チップをピックアップして当該半導体チップを回路基板にボンディングする第１ボンディング部および第２ボンディング部を備えることにより、第１ボンディング部および第２ボンディング部のそれぞれが、異なる回路基板に対して並行してボンディングを行うことが可能になる。したがって、ボンディング部が１つである場合と比較して、回路基板あたりの処理時間を短縮することができる。また、中間ステージが、第１ボンディング部が半導体チップをピックアップ可能な第１位置と、第２ボンディング部が半導体チップをピックアップ可能な第２位置との間を移動することにより、中間ステージは、移送部により載置された半導体チップを、第１ボンディング部および第２ボンディング部の両方に受け渡す（供給する）ことができるので、移送部および中間ステージは、第１ボンディング部および第２ボンディング部と同じく２つ備える必要がなく、１つに省略することが可能となる。したがって、移送部および中間ステージのスペースの増加を抑制することができるとともに、ボンディング装置の部品数を削減することができ、製造コストを低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、本実施形態に係るボンディング装置の一例を説明するための概略平面図である。

【図2】図２は、ウェハホルダ部および移送部を説明するための概略側面図である。

【図3】図３は、移送部および中間ステージ部を説明するための概略側面図である。

【図4】図４は、中間ステージ部および第１ボンディング部を説明するための概略側面図である。

【図5】図５は、本実施形態に係るボンディング方法の一例を示すフローチャートである。

【図6】図６は、本実施形態に係るボンディング方法の処理時間の一例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下に本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法などは以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。さらに、本願発明の技術的範囲は、当該実施形態に限定して解するべきではない。なお、以下の説明において、図面の上側を「上」、下側を「下」、左側を「左」、右側を「右」といい、図に示すＸ軸に沿う方向および平行な方向をＸ軸方向、図に示すＹ軸に沿う方向および平行な方向をＹ軸方向、図に示すＺ軸に沿う方向および平行な方向をＺ軸方向という。

【0016】

図１ないし図６は、本発明のボンディング装置およびボンディング方法の一実施形態を示すためのものである。図１は、本実施形態に係るボンディング装置の一例を説明するための概略平面図である。本実施形態に係るボンディング装置１は、ボンディングを実施するために用いられる装置である。

【0017】

図１に示すように、ボンディング装置１は、ウェハホルダ部２０、移送部３０、中間ステージ部４０、第１ボンディング部５０Ａ、第２ボンディング部５０Ｂ、基板搬送部６０、および制御部８０を備える。

【0018】

ウェハホルダ部２０は、半導体ウェハ１０を保持するためのである。ウェハホルダ部２０は、複数の半導体チップ１１に分割された半導体ウェハ１０を、真空吸着などの方法により、ウェハステージ２１の上に保持するように構成されている。

【0019】

図２は、ウェハホルダ部および移送部を説明するための概略側面図である。図２に示すように、ウェハステージ２１の内部には、突き上げユニット２２が設けられている。突き上げユニット２２は、半導体ウェハ１０に含まれる複数の半導体チップ１１のうちの一つを上方向（Ｚ軸方向）に突き上げ、他の半導体チップ１１と段差をつけるように構成されている。また、ウェハステージ２１の下部には、回転駆動機構２３が設けられている。回動機構２３は、ウェハステージ２１をＺ軸方向の周りに回転させるように構成されている。

【0020】

図１に示す移送部３０は、半導体チップ１１を移送して後述する中間ステージ４１に載置するためのものである。移送部３０は、Ｙ駆動機構３１および移送ヘッド３２を備える。

【0021】

Ｙ駆動機構３１は、例えばリニアモータなどの駆動手段を備えており、移送ヘッド３２をＹ軸方向に移動可能に構成されている。

【0022】

図２に示すように、移送ヘッド３２には、移送ツール３３が取り付けられている。また、移送ヘッド３２の内部には、移送ツール３３をＸ軸方向およびＺ軸方向に移動可能に構成された駆動機構３４が設けられている。

【0023】

移送ツール３３は、半導体チップ１１をピックアップするように構成されている。半導体チップ１１をピックアップする際に、図１に示すＹ駆動機構３１は、図２に示すように、半導体チップ１１が置かれたウェハステージ２１の上方に移送ヘッド３２を移動させる。ウェハホルダ部２０の回転駆動機構２３は、ウェハステージ２１とともに半導体ウェハ１０を回転させ、ピックアップ対象である半導体チップ１１を移送ヘッド３２の下に配置する。駆動機構３４は、移送ツール３３を下降させてピックアップ対象である半導体チップ１１から所定の距離まで接近させる。

【0024】

移送ツール３３は、例えば、吸着用コレットを含んで構成することが可能である。この例の場合、吸着用コレットは、ウェハステージ２１の突き上げユニット２２によって突き上げられた半導体チップ１１を真空などで吸着することで、半導体チップ１１をピックアップすることが可能となる。

【0025】

また、移送ツール３３は、半導体チップ１１を載置するように構成されている。この点に関して、その詳細は後述する。

【0026】

本実施形態では、移送部３０がＹ駆動機構３１を備え、このＹ駆動機構３１が移送ヘッド３２をＹ軸方向に移動させる例を示したが、これに限定されない。移送部３０は、例えば、移送ヘッド３２をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に構成されたＸＹ駆動機構を備え、移送ヘッド３２をＹ軸方向に加え、Ｘ軸方向にも移動させることができる。

【0027】

図１に示す中間ステージ部４０は、半導体チップ１１を一時的に保持するためのものである。中間ステージ部４０は、中間ステージ４１およびＸ駆動機構４２を備える。

【0028】

中間ステージ４１には、移送ツール３３によって半導体チップ１１が載置される。中間ステージ４１は、例えば、真空吸着によって、載置された半導体チップ１１を固定して保持するように構成されている。

【0029】

図３は、移送部および中間ステージ部を説明するための概略側面図である。図３に示すように、Ｘ駆動機構４２は、中間ステージ４１の下部に設けられている。Ｘ駆動機構４２は、例えばリニアモータなどの駆動手段を備えており、中間ステージ４１をＸ軸方向（第１方向）に移動可能に構成されている。

【0030】

このＸ駆動機構４２により、中間ステージ４１は、図１に示すように、実線で示す第１位置Ｐ１と、一転鎖線で示す第２位置Ｐ２との間を移動するようになっている。中間ステージ４１の第１位置Ｐ１は、第１ボンディング部５０Ａが中間ステージ４１に載置された半導体チップ１１をピックアップ可能な位置であり、中間ステージ４１の第２位置Ｐ２は、第２ボンディング部５０Ｂが中間ステージ４１に載置された半導体チップ１１をピックアップ可能な位置である。

【0031】

半導体チップ１１を中間ステージ４１に載置する際に、Ｘ駆動機構４２は、例えば、中間ステージ４１を図１に示す第１位置Ｐ１に移動させる。図１に示すＹ駆動機構３１は、図３に示すように、移送ヘッド３２を中間ステージ４１の上方に移動させる。駆動機構４４は、半導体チップ１１をピックアップした移送ツール３３を下降させて中間ステージ４１の上面から所定の距離まで接近させる。移送ツール３３が吸着用コレットを含む場合、吸着用コレットが半導体チップ１１の吸着を解除することで、中間ステージ４１に半導体チップ１１を載置することが可能となる。

【0032】

また、図１に示すように、中間ステージ部４０は、例えば、移送部３０と第１ボンディング部５０および第２ボンディング部５０Ｂとの間に配置される。これにより、例えば、図１に示すように、移送部３０、中間ステージ部４０、ならびに、移送部３０と第１ボンディング部５０および第２ボンディング部５０ＢをＹ軸方向に並べることで、コンパクトに配置することが可能になる。

【0033】

図１に示す第１ボンディング部５０Ａおよび第２ボンディング部５０Ｂは、中間ステージ４１から半導体チップ１１をピックアップして当該半導体チップ１１を回路基板１５にボンディングするためのものである。

【0034】

第１ボンディング部５０Ａは、Ｙ駆動機構５１Ａ、ボンディングヘッド５２Ａ、およびチップ用カメラ５６Ａを備える。第２ボンディング部５０Ｂは、同様に、Ｙ駆動機構５１Ｂ、ボンディングヘッド５２Ｂ、およびチップ用カメラ５６Ｂを備える。

【0035】

なお、第２ボンディング部５０Ｂの構成は、第１ボンディング部５０Ａの構成と同様であるため、以下において、第１ボンディング部５０Ａの構成について説明し、第２ボンディング部５０Ｂの構成は、その説明を適宜省略する。

【0036】

Ｙ駆動機構５１Ａは、例えばリニアモータなどの駆動手段を備えており、ボンディングヘッド５２ＡをＹ軸方向に移動可能に構成されている。

【0037】

図４は、中間ステージ部および第１ボンディング部を説明するための概略側面図である。図４に示すように、ボンディングヘッド５２Ａには、ボンディングツール５３Ａが取り付けられている。また、ボンディングヘッド５２Ａの内部には、移送ツール３３をＸ軸方向およびＺ軸方向に移動可能に構成された駆動機構５４Ａと、回路基板１５を撮影可能に構成された基板用カメラ５５Ａと、が設けられている。

【0038】

ボンディングツール５３Ａは、半導体チップ１１をピックアップするように構成されている。半導体チップ１１をピックアップする際に、Ｘ駆動機構４２は、中間ステージ４１を図１に示す第１位置Ｐ１に移動させる。図１に示すＹ駆動機構５１Ａは、図４に示すように、半導体チップ１１が置かれた中間ステージ４１の上方にボンディングヘッド５２Ａを移動させる。駆動機構５４Ａは、ボンディングツール５３Ａを下降させてピックアップ対象である半導体チップ１１から所定の距離まで接近させる。

【0039】

ボンディングツール５３Ａは、例えば、吸着用の真空孔を含んで構成することが可能である。この例の場合、真空孔が当該半導体チップ１１を真空吸着することで、半導体チップ１１をピックアップすることが可能となる。

【0040】

また、ボンディングツール５３Ａは、半導体チップ１１をボンディングするように構成されている。この点に関して、その詳細は後述する。

【0041】

チップ用カメラ５６Ａは、半導体チップ１１を撮影するためのものである。チップ用カメラ５６Ａは、中間ステージ部４０と基板搬送部６０との間に配置されており、ボンディングツール５３Ａによりピックアップされた半導体チップ１１に対して、下方向（Ｚ軸方向）から半導体チップ１１の裏面を撮影するように構成されている。

【0042】

図１に示すように、第１ボンディング部５０Ａおよび第２ボンディング部５０Ｂは、例えば、Ｘ軸方向（第１方向）に隣り合って配置される。これにより、第１ボンディング部５０Ａおよび第２ボンディング部５０Ｂはコンパクトに配置され、スペースの増加を抑制することができる。

【0043】

本実施形態では、第１ボンディング部５０ＡがＹ駆動機構５１Ａを備え、このＹ駆動機構５１Ａがボンディングヘッド５２ＡをＹ軸方向に移動させる例を示したが、これに限定されない。第１ボンディング部５０Ａは、例えば、ボンディングヘッド５２ＡをＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に構成されたＸＹ駆動機構を備え、ボンディングヘッド５２ＡをＹ軸方向に加え、Ｘ軸方向に移動することができる。また、ボンディング部５０Ｂについても、同様に、ＸＹ駆動機構を備え、ボンディングヘッド５２ＢをＹ軸方向に加え、Ｘ軸方向にも移動させようにしてもよい。

【0044】

また、本実施形態では、第１ボンディング部５０Ａがチップ用カメラ５６Ａを備え、第２ボンディング部５０Ｂがチップ用カメラ５６Ｂを備える例を示したが、これに限定されない。例えば、ボンディング装置１が、チップ用カメラ５６Ａおよびチップ用カメラ５６Ｂを備えるようにしてもよい。さらに、ボンディング装置１は、チップ用カメラ５６Ａおよびチップ用カメラ５６Ｂのそれぞれを備える場合に限定されず、例えば、チップ用カメラ５６Ａおよびチップ用カメラ５６Ｂを１つのチップ用カメラで構成し、当該１つのチップ用カメラを備えるようにしてもよい。

【0045】

図１に示す基板搬送部６０は、回路基板１５を搬送する。基板搬送部６０は、基板ステージ６１および搬送レール６２を備える。

【0046】

基板ステージ６１には、図示しない基板供給手段により回路基板１５が供給される。基板ステージ６１は、例えば、真空吸着によって、当該回路基板１５を固定して保持するように構成されている。

【0047】

搬送レール６２は、基板ステージ６１を所定の方向、例えばＸ軸方向に移動させるように構成されている。また、図１に示すように、搬送レール６２は、複数の基板ステージ６１を移動させることが可能である。

【0048】

半導体チップ１１を回路基板１５にボンディングする際に、搬送レール６２は、図４に示すボンディングツール５３Ａがボンディング可能な位置に基板ステージ６１を移動させる。Ｙ駆動機構５１Ａは、回路基板１５が置かれた基板ステージ６１の上方にボンディングヘッド５２Ａを移動させる。図４に示す駆動機構５４Ａは、ボンディングツール５３Ａを下降させる。ボンディングツール５３Ａが真空孔を含む場合、駆動機構５４Ａが、真空孔により吸着される半導体チップ１１を回路基板１５に所定の荷重で押しつけることで、半導体チップ１１を回路基板１５にボンディングすることが可能となる。

【0049】

本実施形態では、基板搬送部６０が一つの基板レール６２を備える例を示したが、これに限定されない。基板搬送部６０は、例えば、複数の基板レール６２を備えるようにしてもよい。この例の場合、複数組の基板レール６２はＹ軸方向に配置され、Ｙ駆動機構５１Ａは、複数の基板レール６２のいずれかにより移動する基板ステージ６１の上方に、ボンディングヘッド５２Ａを移動させるように構成される。また、Ｙ駆動機構５１Ｂについても、同様に、複数の基板ステージ６１のいずれにより移動する基板ステージ６１の上方に、ボンディングヘッド５２Ａを移動させるように構成される。

【0050】

制御部８０は、ウェハホルダ部２０、ピックアップ部３０、中間ステージ部４０、第１ボンディング部５０Ａおよび第２ボンディング部５０Ｂ、ならびに基板搬送部６０に接続されており、制御部８０によってこれらの構成の動作を制御することにより、ボンディングのための必要な処理を行うことができるように構成されている。制御部８０は、例えば、ウェハホルダ部２０、ピックアップ部３０、中間ステージ部４０、ボンディング部５０Ａ、ボンディング部５０Ｂ、基板搬送部６０など、上記した各構成との間で信号の送受信を行うインタフェース（図示しない）を備えている。制御部８０は、あらかじめ定められたスケジュールを記憶しており、このスケジュール（プログラム）に基づいて、ボンディングの動作に関わる制御を行うように構成されている。

【0051】

また、制御部８０には、制御情報を入力するための操作部８２と、制御情報を出力するための表示部８４が接続されており、これらにより作業者が表示部８４によって画面を認識しながら操作部８２によって必要な制御情報を入力することができるようになっている。制御部８０は、例えば、ＣＰＵおよびメモリなどを備えるコンピュータ装置で構成することが可能であり、メモリにはあらかじめボンディングに必要な処理を行うためのプログラムやデータなどが記憶されている。

【0052】

次に、図５および図６を参照して、半導体チップを回路基板にボンディングする方法について説明する。

【0053】

図５は、本実施形態に係るボンディング方法の一例を示すフローチャートである。図５に示すように、ボンディング処理Ｓ１０が開始されると、最初に、制御部８０は、Ｙ駆動機構３１により移送ヘッド３２をウェハホルダ部２０に移動させ、ウェハステージ２１の突き上げユニット２２によって突き上げられた半導体チップ１１を、移送ツール３３がピックアップする（Ｓ１１）。

【0054】

これとともに、制御部８０は、あらかじめ定められたスケジュールに基づいて、中間ステージ４１の移動が必要か否かを判定する（Ｓ１２）。

【0055】

Ｓ１２の判定の結果、中間ステージ４１の移動が必要である場合、制御部８０は、Ｘ駆動機構４２により中間ステージ４１を移動させる（Ｓ１３）。一方、中間ステージ４１の移動が必要でない場合、制御部８０は、Ｓ１３のステップを行わずに、何もしない。

【0056】

次に、制御部８０は、Ｙ駆動機構３１により移送ヘッド３２をウェハホルダ部２０から中間ステージ部４０に移動させ、移送ツール３３がピックアップした半導体チップ１１を中間ステージ４１に載置する（Ｓ１４）。

【0057】

具体的には、例えば、中間ステージ４１の第１位置Ｐ１が、移送ツール３３より半導体チップ１１を中間ステージ４１に載置可能な位置である場合、制御部８０は、中間ステージ４１の現在の位置が第２位置Ｐ２であるときに、中間ステージ４１を第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に移動させる。一方、中間ステージ４１の現在の位置が第１位置Ｐ１であるときに、制御部８０は、中間ステージ４１を移動させずに、中間ステージ４１の位置を第１位置Ｐ１のままにしておく。

【0058】

上記した例のように、第１位置Ｐ１および第２位置Ｐ２の一方は、中間ステージ４１の移送部３０の移送ツール３３が載置可能な位置であることが好ましい。これにより、中間ステージ４１に半導体チップ１１を載置するときに、中間ステージ４１の位置が第１位置Ｐ１および第２位置Ｐ２の他方である場合のみ、中間ステージ４１を移動させればよいので、中間ステージ４１を移動する回数を減少させることが可能となる。

【0059】

次に、制御部８０は、あらかじめ定められたスケジュールに基づいて、中間ステージ４１の移動が必要か否かを判定する（Ｓ１５）。

【0060】

Ｓ１５の判定の結果、中間ステージ４１の移動が必要である場合、制御部８０は、Ｘ駆動機構４２により中間ステージ４１を移動させる（Ｓ１６）。一方、中間ステージ４１の移動が必要でない場合、制御部８０は、Ｓ１５のステップを行わずに、何もしない。

【0061】

次に、あらかじめ定められたスケジュールに基づいて、第１ボンディング部５０Ａおよび第２ボンディング部５０Ｂの一方が、中間ステージ４１に載置された半導体チップ１１をピックアップする（Ｓ１７）。

【0062】

具体的には、例えば、中間ステージ４１に載置された半導体チップ１１を第１ボンディング部５０Ａによってピックアップさせる場合、制御部８０は、Ｓ１５の判定により、中間ステージ４１を移動させずに、中間ステージ４１の位置を第１位置Ｐ１のままにしておく。そして、制御部８０は、ステップＳ１７において、第１ボンディング部５０ＡのＹ駆動機構５１Ａによりボンディングヘッド５２Ａを中間ステージ部４０に移動させ、中間ステージ４１に載置された半導体チップ１１を、ボンディングツール５３Ａがピックアップする。

【0063】

一方、例えば、中間ステージ４１に載置された半導体チップ１１を第２ボンディング部５０Ｂによってピックアップさせる場合、制御部８０は、Ｓ１５の判定により、Ｓ１６のステップにおいて、中間ステージ４１を第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動させる。そして、制御部８０は、ステップＳ１７において、第２ボンディング部５０ＢのＹ駆動機構５１Ｂによりボンディングヘッド５２Ｂを中間ステージ部４０に移動させ、中間ステージ４１に載置された半導体チップ１１を、ボンディングツール５３Ｂがピックアップする。

【0064】

なお、第２ボンディング部５０Ｂの動作は、第１ボンディング部５０Ａの動作と同様であるため、以下において、Ｓ１７のステップにより、第１ボンディング部５０Ａが半導体チップ１１をピックアップした場合の動作について説明し、第２ボンディング部５０Ｂの動作は、その説明を適宜省略する。

【0065】

次に、制御部８０は、ボンディング前処理を行う（Ｓ１８）。ボンディング前処理では、制御部８０は、例えば、Ｙ駆動機構５１Ａによりボンディングヘッド５２Ａをチップ用カメラ５６Ａの位置に移動させ、チップ用カメラ５６Ａによりボンディングツール５３Ａがピックアップした半導体チップ１１の裏面を認識して位置を検出し、検出結果に基づいて半導体チップ１１の位置や姿勢などを補正する裏面認識処理などを行う。この例の場合、ボンディングツール５３Ａが半導体チップ１１をピックアップする前に、制御部８０は、Ｙ駆動機構５１Ａによりボンディングヘッド５２Ａの基板用カメラ５５Ａを基板ステージ６１の位置に移動させ、基板用カメラ５５Ａにより基板ステージ６１の回路基板１５およびリードフレーム（図示しない）を認識して位置を検出する基板認識処理などが行われている。

【0066】

次に、制御部８０は、Ｙ駆動機構５１Ａによりボンディングヘッド５２Ａのボンディングツール５３Ａを基板ステージ６１の位置に移動させ、ボンディングツール５３Ａが、ピックアップした半導体チップ１１を基板ステージ６１に載置された回路基板１５にボンディングする（Ｓ１９）。

【0067】

次に、制御部８０は、ボンディング後処理を行う（Ｓ２０）。ボンディング後処理では、制御部８０は、例えば、Ｙ駆動機構５１Ａによりボンディングヘッド５２Ａの基板用カメラ５５Ａを基板ステージ６１の位置に移動させ、基板用カメラ５５Ａにより回路基板１５にボンディングされた半導体チップ１１を認識して位置を検出するポストボンド処理などを行う。

【0068】

Ｓ２０のボンディング後処理の後、制御部８０は、ボンディング処理Ｓ１０を終了する。

【0069】

なお、１つの回路基板１５に対して、積層などにより複数の半導体チップ１１をボンディングする場合、制御部８０は、所定数の半導体チップ１１をボンディングするまで、Ｓ１１ないしＳ２０のステップを繰り返し行い、所定数の半導体チップ１１をボンディングしたときにボンディング処理Ｓ１０を終了する。

【0070】

制御部８０は、ボンディング処理Ｓ１０を１つの回路基板１５に対する処理サイクル（単位処理サイクル）として実行し、複数の回路基板１５のそれぞれに対してボンディング処理Ｓ１０を実行する。

【0071】

ここで、本発明者は、ボンディング処理Ｓ１０の処理時間において、移送部２０および中間ステージ部３０の作動してない時間が長いことを見出した。この要因の一つとして、第１ボンディング部５０Ａおよび第２ボンディング部５０Ｂの動作、特にＳ１９のステップのボンディングは、移送部２０および中間ステージ部３０の動作と比較して、非常に長い時間を要するので、移送部２０および中間ステージ部３０は、第１ボンディング部５０Ａおよび第２ボンディング部５０Ｂの動作の終了を待つことになるためと考えられる。

【0072】

また、本発明者は、移送部２０および中間ステージ部３０、特に移送部３０は非常に大型な装置であり、ボンディング装置１のためのスペースにおいて、移送部３０の占める割合が高いことも見出した。

【0073】

その結果、本発明者は、中間ステージ４１が、第１ボンディング部５０Ａが半導体チップ１１をピックアップ可能な第１位置Ｐ１と、第２ボンディング部５０Ｂが半導体チップ１１をピックアップ可能な第２位置Ｐ２との間を移動することに想到した。これにより、中間ステージ４１は、移送部３０により載置された半導体チップ１１を、第１ボンディング部５０Ａおよび第２ボンディング部５０Ｂの両方に受け渡す（供給する）ことができるので、移送部３０および中間ステージ４１は、第１ボンディング部５０Ａおよび第２ボンディング部５０Ｂと同じく２つ備える必要がなく、１つに省略することが可能となる。

【0074】

図６は、本実施形態に係るボンディング方法の処理時間の一例を説明するための図である。なお、図６においては、開始時に、中間ステージ４１は第１位置Ｐ１にいて、当該中間ステージ４１に半導体チップ１１が既に載置されているものとする。また、図６の横方向は時間を表し、移送部３０、中間ステージ部４０、第１ボンディング部５０Ａ、および第２ボンディング部５０Ｂのそれぞれについて、図５に示したボンディング処理Ｓ１０の各ステップに関する処理の処理時間を、矩形（四角形）のブロックの長さで表している。図６に示すように、図５に示したボンディング処理Ｓ１０において、第１ボンディング部５０Ａを用いてボンディングする場合の処理時間Ｔ１は、３６００［ｍｓ］であり、この処理時間Ｔ１のうち、第１ボンディング部５０Ａに関する処理の処理時間Ｔ３０は、２２００［ｍｓ］であり、さらに、ステップＳ１９のボンディングに関する処理の処理時間Ｔ３３は、１０００［ｍｓ］である。一方、第２ボンディング部５０Ｂを用いてボンディングする場合の処理時間Ｔ２は、３６００［ｍｓ］であり、この処理時間Ｔ２のうち、第２ボンディング部５０Ｂに関する処理の処理時間Ｔ４０は、２２００［ｍｓ］であり、さらに、ステップＳ１９のボンディングに関する処理の処理時間Ｔ４３は、１０００［ｍｓ］である。このように、ボンディング処理Ｓ１０の処理時間Ｔ１およびＴ２において、第１ボンディング部５０Ａに関する処理の処理時間Ｔ３０および第２ボンディング部５０Ｂに関する処理の処理時間Ｔ４０は、それぞれ半分以上であり、さらに、ステップＳ１９のボンディングに関する処理の処理時間Ｔ３３ステップＳ１９のボンディングに関する処理の処理時間Ｔ４３は、それぞれ四分の一以上であることが分かる。

【0075】

よって、中間ステージ４１から半導体チップ１１をピックアップして当該半導体チップを回路基板１５にボンディングする第１ボンディング部５０Ａおよび第２ボンディング部５０Ｂを備えることにより、図６に示すように、第１ボンディング部５０Ａおよび第２ボンディング部５０Ｂのそれぞれが、異なる回路基板１５に対して並行してボンディングを行うことが可能になる。

【0076】

なお、図６では、２１００［ｍｓ］および４３００［ｍｓ］において、ステップＳ１３における中間ステージ４１の移動が完了する前に、ステップＳ１４における移送部３０の載置が完了しているように表示している。しかし、実際には、ステップＳ１３における中間ステージ４１の移動が完了を待って、ステップＳ１４における移送部３０の載置が完了するようになっている。

【0077】

このように、本実施形態によれば、中間ステージ４１から半導体チップ１１をピックアップして当該半導体チップを回路基板１５にボンディングする第１ボンディング部５０Ａおよび第２ボンディング部５０Ｂを備えることにより、図６に示すように、第１ボンディング部５０Ａおよび第２ボンディング部５０Ｂのそれぞれが、異なる回路基板１５に対して並行してボンディングを行うことが可能になる。したがって、ボンディング部が１つである場合と比較して、回路基板１５あたりの処理時間を短縮することができる。また、中間ステージ４１が、第１ボンディング部５０Ａが半導体チップ１１をピックアップ可能な第１位置Ｐ１と、第２ボンディング部５０Ｂが半導体チップ１１をピックアップ可能な第２位置Ｐ２との間を移動することにより、中間ステージ４１は、移送部３０により載置された半導体チップ１１を、第１ボンディング部５０Ａおよび第２ボンディング部５０Ｂの両方に受け渡す（供給する）ことができるので、移送部３０および中間ステージ４１は、第１ボンディング部５０Ａおよび第２ボンディング部５０Ｂと同じく２つ備える必要がなく、１つに省略することが可能となる。したがって、移送部３０および中間ステージ４１のスペースの増加を抑制することができるとともに、ボンディング装置１の部品数を削減することができ、製造コストを低下させることができる。

【0078】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく種々に変形して適用することが可能である。

【0079】

また、上記発明の実施形態を通じて説明された実施例や応用例は、用途に応じて適宜に組み合わせて、または変更もしくは改良を加えて用いることができ、本発明は上述した実施形態の記載に限定されるものではない。そのような組み合わせまたは変更もしくは改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【符号の説明】

【0080】

１…ボンディング装置、１１…半導体チップ、１５…回路基板、３０…移送部、４１…中間ステージ、５０Ａ…第１ボンディング部、５０Ｂ…第２ボンディング部、Ｓ１０…ボンディング処理

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】