JP2021136265A - ダイボンディング装置、半導体装置の製造方法および剥離装置 - Google Patents

ダイボンディング装置、半導体装置の製造方法および剥離装置 Download PDF

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Abstract

【課題】剥離速度を向上させる技術を提供することにある。【解決手段】ダイの上面を吸着するコレットと共に用いられ、ダイの下のダイシングテープの下面を吸着する吸着部と、吸着部の上面から先端が突き出ている針と、を備え、吸着部はダイシングテープを吸着するための凹部を備え、針はダイの下面とダイシングテープの上面との間に針の先端から気体を供給する孔を有し、凹部はダイシングテープの下面を吸着するために気体を吸引する開口を有する技術が提供される。【選択図】図７

Description

本開示はダイボンディング装置に関し、例えばダイとダイシングテープとの間に気体を供給する剥離ユニットを備えるダイボンダに適用可能である。
一般に、ダイと呼ばれる半導体チップを、例えば、配線基板やリードフレームなど（以下、総称して基板という。）の表面に搭載するダイボンダにおいては、一般的に、コレット等の吸着ノズルを用いてダイを基板上に搬送し、押付力を付与すると共に、接合材を加熱することによりボンディングを行うという動作（作業）が繰り返して行われる。
ダイボンダ等のダイボンディング装置によるダイボンディング工程の中には、半導体ウェハ（以下、ウェハという。）から分割されたダイを剥離する剥離工程がある。剥離工程では、ダイシングテープ裏面から突上げユニットによってダイを突き上げて、ダイ供給部に保持されたダイシングテープから、１個ずつ剥離し、コレット等の吸着ノズルを使って基板上に搬送する。
例えば、特開２００５−１１７０１９号公報（特許文献１）によれば、ダイシングテープに貼り付けられた複数のダイのうち剥離対象のダイを突き上げてダイシングテープから剥離する際に、吸着駒（突上げユニット）は、複数段のブロックをピラミッド状に押し上げることでダイの周辺から低ストレスにダイシングテープから剥離している。
特開２００５−１１７０１９号公報 特開２００８−５３２６０号公報
特許文献１では、チップ（ダイ）の一部がダイシングテープに密着した状態で吸着コレットを急速に引き上げると、吸着コレットの底面とチップ（ダイ）の上面とに隙間が生じ、吸着コレットの内部の真空度が低下するので、チップ（ダイ）を吸引する力が低下してしまう。よって、ダイシングテープからダイを引き剥がす際時間を掛けて徐々に引き剥がす必要がある。
本開示の課題は剥離速度を向上させる技術を提供することにある。
本開示のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
すなわち、本開示によれば、ダイの上面を吸着するコレットと共に用いられ、前記ダイの下のダイシングテープの下面を吸着する吸着部と、前記吸着部の上面から先端が突き出ている針と、を備え、前記吸着部は前記ダイシングテープを吸着するための凹部を備え、前記針は前記ダイの下面と前記ダイシングテープの上面との間に前記針の先端から気体を供給する孔を有し、前記凹部は前記ダイシングテープの下面を吸着するために気体を吸引する開口を有する技術が提供される。
本開示によれば、剥離速度を向上させることが可能である。
実施例におけるダイボンダの概略を示す上面図である。 図１において矢印Ａ方向から見たときにピックアップヘッドおよびボンディングヘッドの動作を説明する図である。 図１のダイ供給部の外観斜視図を示す図である。 図１のダイ供給部の主要部を示す概略断面図である。 図１の剥離ユニットの上面図である。 実施例における剥離ユニットとピックアップヘッドのうちコレット部との構成を示した図である。 図１のダイボンダのピックアップ動作を説明するための図である。 図１のダイボンダのピックアップ動作を説明するためのフローチャートである。 図１のダイボンダを用いた半導体装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。 第一変形例における剥離ユニットを説明するための上面図である。 第二変形例における剥離ユニットを説明するための図である。 第三変形例における剥離ユニットを説明するための断面図である。 第四における剥離ユニットを説明するための上面図である。 第五変形例における剥離ユニットを説明するための上面図である。 第六変形例における剥離ユニットを説明するための上面図である。 図１５のＡ−Ａ線における断面図である。 第七変形例における剥離ユニットを説明するための図である。 図１７のＢ−Ｂ線における断面図である。 図１７の剥離ユニットの針とダイシングテープとの関係を説明する図である。
以下、実施例および変形例について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。なお、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
図１は実施例におけるダイボンダの概略を示す上面図である。図２は図１において矢印Ａ方向から見たときに、ピックアップヘッド及びボンディングヘッドの動作を説明する図である。
ダイボンダ１０は、大別して、基板Ｓに実装するダイＤを供給するダイ供給部１と、ピックアップ部２と、中間ステージ部３と、ボンディング部４と、搬送部５と、基板供給部６と、基板搬出部７と、各部の動作を監視し制御する制御部８と、を有する。Ｙ軸方向がダイボンダ１０の前後方向であり、Ｘ軸方向が左右方向である。ダイ供給部１がダイボンダ１０の手前側に配置され、ボンディング部４が奥側に配置される。ここで、基板Ｓには、最終１パッケージとなる、一つ又は複数の製品エリア（以下、パッケージエリアＰという。）がプリントされている。
まず、ダイ供給部１は基板ＳのパッケージエリアＰに実装するダイＤを供給する。ダイ供給部１は、ウェハ１１を保持するウェハ保持台１２と、ウェハ１１からダイＤを剥離する点線で示す剥離ユニット１３と、を有する。ダイ供給部１は図示しない駆動手段によってＸＹ軸方向に移動し、ピックアップするダイＤを剥離ユニット１３の位置に移動させる。
ピックアップ部２は、ダイＤをピックアップするピックアップヘッド２１と、ピックアップヘッド２１をＹ軸方向に移動させるピックアップヘッドのＹ駆動部２３と、コレット２２を昇降、回転およびＸ軸方向移動させる図示しない各駆動部と、を有する。ピックアップヘッド２１は、剥離されたダイＤを先端に吸着保持するコレット２２（図４２も参照）を有し、ダイ供給部１からダイＤをピックアップし、中間ステージ３１に載置する。ピックアップヘッド２１は、コレット２２を昇降、回転およびＸ軸方向移動させる図示しない各駆動部を有する。
中間ステージ部３は、ダイＤを一時的に載置する中間ステージ３１と、中間ステージ３１上のダイＤを認識する為のステージ認識カメラ３２と、を有する。
ボンディング部４は、中間ステージ３１からダイＤをピックアップし、搬送されてくる基板ＳのパッケージエリアＰ上にボンディングし、または既に基板ＳのパッケージエリアＰの上にボンディングされたダイの上に積層する形でボンディングする。ボンディング部４は、ピックアップヘッド２１と同様にダイＤを先端に吸着保持するコレット４２（図２も参照）を備えるボンディングヘッド４１と、ボンディングヘッド４１をＹ軸方向に移動させるＹ駆動部４３と、基板ＳのパッケージエリアＰの位置認識マーク（図示せず）を撮像し、ボンディング位置を認識する基板認識カメラ４４とを有する。このような構成によって、ボンディングヘッド４１は、ステージ認識カメラ３２の撮像データに基づいてピックアップ位置・姿勢を補正し、中間ステージ３１からダイＤをピックアップし、基板認識カメラ４４の撮像データに基づいて基板にダイＤをボンディングする。
搬送部５は、基板Ｓを掴み搬送する基板搬送爪５１と、基板Ｓが移動する搬送レーン５２と、を有する。基板Ｓは、搬送レーン５２に設けられた基板搬送爪５１の図示しないナットを搬送レーン５２に沿って設けられた図示しないボールネジで駆動することによって移動する。このような構成によって、基板Ｓは、基板供給部６から搬送レーン５２に沿ってボンディング位置まで移動し、ボンディング後、基板搬出部７まで移動して、基板搬出部７に基板Ｓを渡す。
制御部８は、ダイボンダ１０の各部の動作を監視し制御するプログラム（ソフトウェア）を格納するメモリと、メモリに格納されたプログラムを実行する中央処理装置（ＣＰＵ）と、を備える。
次に、ダイ供給部１の構成について図３および図４を用いて説明する。図３は図１のダイ供給部の外観斜視図を示す図である。図４は図１のダイ供給部の主要部を示す概略断面図である。
ダイ供給部１は、水平方向（ＸＹ軸方向）に移動するウェハ保持台１２と、上下方向に移動する剥離ユニット１３と、を備える。ウェハ保持台１２は、ウェハリング１４を保持するエキスパンドリング１５と、ウェハリング１４に保持され複数のダイＤが接着されたダイシングテープ１６を水平に位置決めする支持リング１７と、を有する。剥離ユニット１３は支持リング１７の内側に配置される。
ダイ供給部１は、ダイＤを剥離するために、ウェハリング１４を保持しているエキスパンドリング１５を下降させる。その結果、ウェハリング１４に保持されているダイシングテープ１６が引き伸ばされダイＤの間隔が広がり、剥離ユニット１３によりダイＤ下方からダイシングテープ１６を吸着し、ダイＤのピックアップ性を向上させている。なお、ダイを基板に接着する接着剤は、液状からフィルム状となり、ウェハ１１とダイシングテープ１６との間にダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）１８と呼ばれるフィルム状の接着材料を貼り付けている。ダイアタッチフィルム１８を有するウェハ１１では、ダイシングは、ウェハ１１とダイアタッチフィルム１８に対して行なわれる。従って、剥離工程では、ウェハ１１とダイアタッチフィルム１８をダイシングテープ１６から剥離する。なお、以降では、ダイアタッチフィルム１８はダイＤに含まれるものとして、剥離工程を説明する。
次に、剥離ユニット１３について図５、６を用いて説明する。図５は図１の剥離ユニットの上面図である。図６（ａ）（ｂ）は図１の剥離ユニットの構成および図１のダイボンダのピックアップ動作を説明するための剥離ユニットとピックアップヘッドのうちのコレット部との断面図である。
剥離ユニット１３は、吸着パッド１３ａと、吸着パッド１３ａの中央を上下方向に貫く針１３ｂと、を備える。吸着パッド１３ａは、上面視で円形状であり、上部に位置する凹部としての椀状の部位１３ｄと下部に位置する円柱状の部位１３ｅとを有する。吸着パッド１３ａは、椀状の部位１３ｄの上面に開口を有する吸引孔１３ｃを有する。椀状の部位１３ｄは周縁の平坦部１３ｆと中央の曲面部１３ｇを有する。針１３ｂは曲面部１３ｄｂの中心部に位置し、吸引孔１３ｃは曲面部１３ｄｂの中心部と周縁部の間に位置する。針１３ｂは注射針のように極細（φ１ｍｍ以下）の金属管で構成され、針内部に空気等の気体を通す孔が上下方向（針の長さ方向）に延在している。椀状の部位１３ｄの平坦部１３ｆの外径は、種々の大きさのダイに使用可能なように、使用するダイの何れのサイズよりも小さく形成されている。
針１３ｂには気体供給部９１からバルブ９１ｂを介して気体が供給される配管９１ａが接続されている。吸引孔１３ｃには真空装置９２によってバルブ９２ｂを介して椀状の部位１３ｄの周辺の気体が吸引される配管９２ａが接続されている。
次に、上述した構成による剥離ユニット１３によるピックアップ動作について図６および図７を用いて説明する。図７（ａ）〜（ｃ）は図１のダイボンダのピックアップ動作を説明するための剥離ユニットとピックアップヘッドのうちのコレット部との断面図である。図８は図１のダイボンダのピックアップ動作の処理フローを示すフローチャートである。
（ステップＰＳ１：ピックアップ位置移動）
図６（ａ）に示すように、制御部８はピックアップ対象（剥離対象）のダイＤｐが剥離ユニット１３の真上に位置するようにウェハ保持台１２を移動すると共に、コレット２２をダイＤｐの真上に移動する。図６（ｂ）に示すように、制御部８は、コレット２２を下降させ、ダイＤｐを吸着してダイＤｐを固定する。その後、制御部８は、ダイシングテープ１６の裏面に吸着パッド１３ａの椀状の部位１３ｄの平坦部１３ｆの上面が接触するように剥離ユニット１３を上方に移動する。このとき、針１３ｂはダイＤｐの裏面中心部の位置のダイシングテープ１６に刺さり、ダイシングテープ１６のみ貫通するようにされる。このとき、制御部８は、バルブ９１ｂ，９２ｂを閉じている。なお、ダイＤｐの周辺のダイＤの下のダイシングテープ１６の箇所には剥離ユニット１３は当接していない。
（ステップＰＳ２：ダイシングテープ吸着）
図７（ａ）に示すように、制御部８は、バルブ９１ｂを閉じたまま、バルブ９２ｂを開けて真空装置９２により吸引孔１３ｃおよび配管９２ａを介して吸着パッド１３ａの椀状の部位１３ｄとダイシングテープ１６とで形成される閉じられた空間ＳＰ１内の空気を吸引してダイシングテープ１６を吸着する。これにより、椀状の部位１３ｄに位置する部分のダイシングテープ１６はダイＤｐから剥離してダイシングテープ１６とダイＤｐとの間に閉じられた空間ＳＰ２が形成され、針１３ｂはダイシングテープ１６を確実に貫通される。空間ＳＰ２はダイＤｐの中央部の下に形成される。
（ステップＰＳ３：エアブロー）
図７（ｂ）に示すように、制御部８は、バルブ９２ｂを開けてダイシングテープ１６を吸引したまま、バルブ９１ｂを開けて気体供給部９１により配管９１ａおよび針１３ｂ介して空間ＳＰ２内に気体を供給すると共に、吸着パッド１３ａを下降させて剥離動作を開始する。ダイＤｐの中央部からダイシングテープ１６の剥離が開始する。
（ステップＰＳ４：コレット上昇）
図７（ｃ）に示すように、制御部８は、バルブ９２ｂを開けてダイシングテープ１６を吸引したまま、かつ、バルブ９１ｂを開けて気体を供給したまま、吸着パッド１３ａをさらに下降させると共に、コレット２２を上昇させる。ダイＤｐの中央部から始まったダイシングテープ１６の剥離が徐々に周辺に広がり、全体が剥離する。
（ステップＰＳ５：吸着解除／吸着パッド下降）
制御部８は、バルブ９１ｂ，９２ｂを閉じて気体の供給およびダイシングテープの吸着を停止して、吸着パッド１３ａをさらに下降させ、針１３ｂをダイシングテープ１６から抜く。
制御部８はステップＰＳ１〜ＰＳ５を繰り返して、ウェハ１１の良品のダイをピックアップする。
次に、実施例に係るダイボンダを用いた半導体装置の製造方法について図９を用いて説明する。図９は図１のダイボンダを用いた半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
（ステップＢＳ１１：ウェハ・基板搬入工程）
ウェハ１１から分割されたダイＤが貼付されたダイシングテープ１６を保持したウェハリング１４をウェハカセット（不図示）に格納し、ダイボンダ１０に搬入する。制御部８はウェハリング１４が充填されたウェハカセットからウェハリング１４をダイ供給部１に供給する。また、基板Ｓを準備し、ダイボンダ１０に搬入する。制御部８は基板供給部６で基板Ｓを基板搬送爪５１に取り付ける。
（ステップＢＳ１２：ピックアップ工程）
制御部８は上述したようにダイＤを剥離し、剥離したダイＤをウェハ１１からピックアップする。このようにして、ダイアタッチフィルム１８と共にダイシングテープ１６から剥離されたダイＤは、コレット２２に吸着、保持されて次工程（ステップＢＳ１３）に搬送される。そして、ダイＤを次工程に搬送したコレット２２がダイ供給部１に戻ってくると、上記した手順に従って、次のダイＤがダイシングテープ１６から剥離され、以後同様の手順に従ってダイシングテープ１６から１個ずつダイＤが剥離される。
（ステップＢＳ１３：ボンディング工程）
制御部８はピックアップしたダイを基板Ｓ上に搭載又は既にボンディングしたダイの上に積層する。制御部８はウェハ１１からピックアップしたダイＤを中間ステージ３１に載置し、ボンディングヘッド４１で中間ステージ３１から再度ダイＤをピックアップし、搬送されてきた基板Ｓにボンディングする。
（ステップＢＳ１４：基板搬出工程）
制御部８は基板搬出部７で基板搬送爪５１からダイＤがボンディングされた基板Ｓを取り出す。ダイボンダ１０から基板Ｓを搬出する。
上述したように、ダイＤは、ダイアタッチフィルム１８を介して基板Ｓ上に実装され、ダイボンダから搬出される。なお、積層パッケージの場合は、その後、ワイヤボンディング工程でＡｕワイヤを介して基板Ｓの電極と電気的に接続される。続いて、ダイＤが実装された基板Ｓがダイボンダに搬入されて基板Ｓ上に実装されたダイＤの上にダイアタッチフィルム１８を介して第２のダイＤが積層され、ダイボンダから搬出された後、ワイヤボンディング工程でＡｕワイヤを介して基板Ｓの電極と電気的に接続される。第２のダイＤは、前述した方法でダイシングテープ１６から剥離された後、ペレット付け工程に搬送されてダイＤの上に積層される。上記工程が所定回数繰り返された後、基板Ｓをモールド工程に搬送し、複数個のダイＤとＡｕワイヤとをモールド樹脂（図示せず）で封止することによって、積層パッケージが完成する。
実施例によれば、下記の効果のうちの少なくとも一つ以上を奏する。
（１）供給する気体の圧力と流量で剥離時間を調整することができる。これにより、ダイシングテープが自然に剥がれるのを待つ必要が無くなり、剥離時間を短縮することが可能である。
（２）吸着パッドと針を小型化（ダイサイズより小さく）することにより、剥離ユニットをダイサイズに合わせる必要が無く、サイズ毎の治具が不要であるので、治工具を簡略化することができる。これにより、多品種対応が容易であり、低価格化、短納期化が可能となる。
（３）吸着パッドと針を一体化させることで機構部を単純化することができる。
（４）ダイ全体がコレットに吸着されたままで、ダイシングテープがダイＤの中央部から剥離するので、ダイシングテープの変形に追従してダイが変形し難く、ダイに掛かるストレスを軽減させることが可能である。
近年、ダイ積層パッケージや３Ｄ−ＮＡＮＤ（３次元ＮＡＮＤフラッシュ）の出現によって、ウェハ（ダイ）はより薄くなってきている。例えば、基板上に複数個のダイを三次元的に実装する積層パッケージを組み立てに際しては、パッケージ厚の増加を防ぐために、ダイの厚さを数十μｍ以下まで薄くすることが要求される。一方、ダイシングテープの厚さは１００μｍ程度であるから、ダイの厚さが例えば２０μｍ〜２５μｍである場合、ダイシングテープの厚みは、ダイの厚みの４〜５倍にもなっている。ダイが薄くなると、ダイシングテープの粘着力に比べてダイの剛性が極めて低くなる。そのため、数十μｍ以下の薄ダイをピックアップするにはダイに掛かるストレスを軽減させること（低ストレス化）が必要である。このような薄いダイをダイシングテープから剥離させようとすると、ダイシングテープの変形に追従したダイの変形がより顕著に発生しやすくなるが、本実施例のダイボンダではダイシングテープからダイをピックアップする際のダイの変形を低減することができる。
＜変形例＞
以下、実施例の代表的な変形例について、幾つか例示する。以下の変形例の説明において、上述の実施例にて説明されているものと同様の構成および機能を有する部分に対しては、上述の実施例と同様の符号が用いられ得るものとする。そして、かかる部分の説明については、技術的に矛盾しない範囲内において、上述の実施例における説明が適宜援用され得るものとする。また、上述の実施例の一部、および、複数の変形例の全部または一部が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、複合的に適用され得る。
（第一変形例）
図１０は第一変形例における剥離ユニットの上面図である。実施例における剥離ユニット１３は、上面視で円形状であるが、矩形状に構成してもよい。例えば、図１０に示すように、第一変形例の剥離ユニット１３０は吸着パッド１３０ａと、吸着パッド１３０ａの中央を上下方向に貫く針１３ｂと、を備える。吸着パッド１３０ａは、上面視で矩形状であり、上部に位置する凹部１３０ｄと下部に位置する円柱状の部位１３ｅとを有する。凹部１３０ｄは周縁の平坦部１３０ｆと中央の曲面部１３０ｇを有する。
（第二変形例）
図１１は第二変形例における剥離ユニットを示す図であり、図１１（ａ）は上面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
第二変形例における剥離ユニット２３０には、吸着部としてのステージ２３１が設けられており、ステージ２３１の上面の中央部には、図示していないピックアップ対象のダイＤｐが載置される部位に凹部２３２が形成されている。凹部２３２はダイＤよりも少し小さく形成されている。ステージ２３１の周辺部は平坦部を形成している。凹部２３２内の周縁には、開口としての吸引溝２３３が形成されており、吸引溝２３３には、吸引路２３４、配管接続部２３５が接続されており、配管接続部２３５には、実施例の配管９２ａ、バルブ９２ｂおよび真空装置９２と同様のものが接続され、真空装置が凹部２３２内の気体を吸引することにより負圧が供給されるように構成されている。これにより、吸引溝２３３へ負圧を供給した際には、ダイシングテープ１６を吸引し、凹部２３２内に引き込めるように構成されている。なお、ダイＤｐの周辺のダイＤの下のダイシングテープ１６の箇所にはステージ２３１は当接するが、ステージ２３１の平坦部において吸着しない。
また、凹部２３２の中央部に上下に延在する複数の孔が設けられており、各孔の下方には、配管接続部１３６が設けられている。複数の孔には、それぞれ実施例の針１３ｂと同様な構造の針２３７が設けられている。配管接続部２３５には、実施例の配管９１ａ、バルブ９１ｂおよび気体供給部９１と同様のものが接続され、空気等の気体が供給されるように構成されている。
次に、上述した構成による剥離ユニット２３０によるピックアップ動作について図７および図１１を用いて説明する。剥離ユニット２３０およびコレット２２によるピックアップ動作は基本的には実施例と同様である。
（ステップＰＳ１：ピックアップ位置移動）
制御部８はピックアップ対象ダイＤが剥離ユニット２３０の真上に位置するようにウェハ保持台１２を移動すると共に、コレット２２をピックアップ対象ダイＤの真上に移動する。制御部８は、ダイシングテープ１６の裏面にステージ２３１の平坦部の上面が接触するように剥離ユニット２３０を上方に移動する。このとき、針２３７はピックアップ対象ダイＤの裏面中心部の位置のダイシングテープ１６に刺さり、ダイシングテープ１６のみ貫通するようにされる。また、制御部８は、コレット２２を下降させ、ピックアップ対象ダイＤを吸着する。このとき、制御部８は、針２３７には気体は供給されておらず、吸引溝２３３から気体が吸引されていない。
（ステップＰＳ２：ダイシングテープ吸着）
制御部８は、真空装置９２により吸引溝２３３、吸引路２３４、配管接続部２３５および配管を介して凹部２３２とダイシングテープ１６とで形成される空間内の空気を吸引してダイシングテープ１６を吸着する。これにより、凹部２３２に位置する部分のダイシングテープ１６はダイＤから剥離してダイシングテープ１６とダイＤとの間に空間が形成され、針１３７はダイシングテープ１６を確実に貫通される。
（ステップＰＳ３：エアブロー）
制御部８は、ダイシングテープ１６を吸引したまま、気体供給装置により配管、配管接続部２３６および針部２３７介してダイシングテープ１６とダイＤとの間に空気を供給すると共に、ステージ２３１を下降させて剥離動作を開始する。
（ステップＰＳ４：コレット上昇）
制御部８は、ダイシングテープ１６を吸引したまま、かつ、空気を供給したまま、ステージ２３１をさらに下降させると共に、コレット２２を上昇させる。
（ステップＰＳ５：吸着解除／吸着パッド下降）
制御部８は、空気の供給およびダイシングテープ１６の吸着を停止して、ステージ２３１をさらに下降させ、針２３７をダイシングテープ１６から抜く。
制御部８はステップＰＳ１〜ＰＳ５を繰り返して、ウェハ１１の良品のダイをピックアップする。
第二変形例によれば、ダイのサイズに合わせて複数本針を配置することで剥離の安定性の向上と時間短縮が可能となる。
（第三変形例）
図１２は第三変形例における剥離ユニットとピックアップヘッドのうちのコレット部との断面図である。
第三変形例における剥離ユニット３３０には、実施例における吸着パッド１３ａと吸着パッド１３ａの中央を上下方向に貫く針１３ｂと吸着パッド１３ａの上面に開口を有する吸引孔１３ｃとを備える剥離ユニット１３を複数備える。このような吸着パッドの多重化により、針１３ｂから供給される気体の広がりを均一化させることが可能である。また、上述したステップＰＳ３のエアブローはダイＤの外周部（角部）より中心部へ移動させながら行うのが好ましい。
（第四変形例）
図１３は第四変形例における剥離ユニットの上面図である。第三変形例における剥離ユニット３３０は、実施例の剥離ユニット１３を離散的に複数備えるが、外側の複数の剥離ユニット１３を連続的に構成してもよい。例えば、図１３に示すように、第四変形例の剥離ユニット４３０は中央部の吸着パッド４３０ａと中央部の吸着パッド４３０ａの外側の環状の吸着パッド４３１ａとを備える。
中央部の吸着パッド４３０ａは実施例の吸着パッド１３ａと同様な構成であり、吸着パッド４３０ａは、上面視で円形状であり、凹部４３０ｄと凹部４３０ｄの周縁の平坦部４３０ｆと凹部４３０ｄの中央を上下方向に貫く針１３ｂと、凹部４３０ｄの上面に開口を有する吸引孔１３ｃと、を有する。
外側の吸着パッド４３１ａは、上面視で円環状であり、凹部４３１ｄと凹部４３１ｄの周縁の平坦部４３１ｆと凹部４３１ｄを上下方向に貫く複数の針１３ｂと、凹部４３１ｄの上面に開口を有する複数の吸引孔１３ｃと、を有する。針１３ｂと吸引孔１３ｃとは近接して配置したものを四組設けているが、これに限定されるものではなく、複数組あればよい。針１３ｂは吸引孔１３ｃより半径方向の外側に配置しているが、内側に配置してもよいし、円周方向の左右側に配置してもよい。針１３ｂと吸引孔１３ｃとは近接して配置しているが、離して配置してもよく、例えば、円周方向に針１３ｂと吸引孔１３ｃとを略等間隔に交互に配置してもよい。
第四変形例によれば、第三変形例と同様に、吸着パッドの多重化により、針１３ｂから供給される気体の広がりを均一化させることが可能である。また、上述したステップＰＳ３のエアブローはダイＤの外周部（角部）より中心部へ移動させながら行うのが好ましい。
（第五変形例）
図１４は第五変形例における剥離ユニットの上面図である。第四変形例における剥離ユニット４３０は、上面視で円形状であるが、矩形状に構成してもよい。例えば、図１４に示すように、第五変形例の剥離ユニット５３０は中央部の吸着パッド５３０ａと中央部の吸着パッド５３０ａの外側の環状の吸着パッド５３１ａとを備える。これにより、吸着パッド５３１ａの外側の形状をダイＤの形状と合せることができ、ダイＤの角部におけるダイシングテープ１６の剥離を容易にすることが可能となる。
（第六変形例）
図１５は第六変形例における剥離ユニットの上面図である。図１６は図１５のＡ−Ａ線における剥離ユニットの断面図である。
ダイアタッチフィルム１８を使用する場合、気体供給はダイシングテープ１６とダイアタッチフィルム１８の界面に行う必要があるが、ダイアタッチフィルムとダイの界面まで貫通させて、気体を供給するようにしてもよい。
図１５に示すように、第六変形例における剥離ユニット６３０には、吸着部としてのステージ６３１が設けられており、ステージ６３１の上面には、図１６に示すように、ピックアップ対象のダイＤｐが載置される部位に凹部６３２が形成されている。ステージ６３１の周辺部は平坦部を形成している。凹部６３２内には、凹部６３２の上面に開口を有する吸引孔６３３が形成されており、吸引溝孔６３３には、配管接続部６３５が接続されており、配管接続部６３５には、実施例の配管９２ａ、バルブ９２ｂおよび真空装置９２と同様のものが接続され、真空装置が凹部６３２内の気体を吸引することにより負圧が供給されるように構成されている。これにより、吸引孔６３３へ負圧を供給した際には、ダイシングテープ１６を吸引し、凹部６３２内に引き込めるように構成されている。
また、凹部６３２の中央部に上下に延在する孔が設けられており、孔の下方には、配管接続部６３６が設けられている。孔には、針６３７が設けられている。配管接続部６３６には、実施例の配管９１ａ、バルブ９１ｂおよび気体供給部９１と同様のものが接続され、空気等の気体が供給されるように構成されている。
上述の実施例では、針１３ｂは注射針のように極細（φ１ｍｍ以下）の金属管で構成される例を説明したが、第六変形例における針６３７は、外径が０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の超極細管（パイプ）で構成されている。実施例の針１３ｂと比較してダイシングテープ１６を貫通する管の外径は小さいが、先端の外径は相対的には小さくなく、尖っていない。ここで、ダイＤの厚さをｔ１、ダイアタッチフィルム１８の厚さをｔ２、ダイシングテープ１６の厚さをｔ３とすると、例えば、ｔ１＝２０μｍ、ｔ２＝１０μｍ、ｔ３＝１００μｍである。これにより、ダイシングテープ１６を貫通し易くなり、さらにダイアタッチフィルム１８まで到達した際のダイアタッチフィルム１８のダメージを最小限の範囲にとどめることができる。
通常、ダイアタッチフィルム１８とダイＤの間の粘着力は、ダイシングテープ１６とダイアタッチフィルム１８の間の粘着力より強いため、位置決めし易いダイアタッチフィルム１８とダイＤの界面で気体を供給しても、ダイアタッチフィルム１８とダイＤの界面での剥離は発生せず、針６３７の側面を通してダイシングテープ１６とダイアタッチフィルム１８の界面まで気体が流れ込み、ダイシングテープ１６とダイアタッチフィルム１８での剥離が可能となる。また、この現象を顕著にするため、パイプの先端からダイアタッチフィルム１８の位置まで、針６３７の側面に溝を入れるようにしてもよい。
本変形例によれば、硬度差の大きいダイＤとダイアタッチフィルム１８の間で、機械的に針６３７を停止できるとともに、ダイアタッチフィルム１８に空いた孔も極細パイプにより、影響のない大きさに抑えることが可能となる。
（第七変形例）
図１７（ａ）は第七変形例における剥離ユニットの上面図である。図１７（ｂ）は図１７（ａ）のＡ方向から見た側面図である。図１８は図１７のＢ−Ｂ線断面図である。図１９は図１７の剥離ユニットの針とダイシングテープとの関係を説明する図である。
第六変形例では、針６３７および吸引孔６３３はステージ６３１の凹部６３２の中央部に一組設けられているが、図１７に示すように、第七変形例では、針７３７および吸引孔７３３はステージ７３１の凹部７３２の周辺に円周上に複数組配置されている。
図１８に示すように、第七変形例における剥離ユニット７３０のダイシングテープ１６を貫通する針７３７は、金属管の先を、竹をそいだような斜めの形で構成され、図１９に示すように、ダイシングテープ１６に対して、先端部の角度と同じ角度（θ）で斜めに配置し、針７３７の先端部の空気等の気体を通す孔は、ダイシングテープ１６と平行になるように形成されている。その角度（θ）は、例えば、１５度以上４５度以下が好ましい。
この針７３７がダイシングテープ１６を貫通する際は、図１７（ａ）の矢印で示すように、斜めに配置した針の向きにステージ７３１を回転させ、針７３７をｄ（＝ｔ３／ｔａｎθ）分だけ動かす。これにより、薄いダイシングテープ１６を貫通する際も、針７３７の先がダイＤ及びダイシングテープ１６と並行に進行できるため、針７３７の先の気体供給孔にダイシングテープ１６の屑が入り込むことを防止できるとともに、針７３７の先の移動量も垂直時に比べ大きくできるため針７３７の先の位置精度を上げることができる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施例および変形例に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施例および変形例に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。
例えば、第二変形例では、ダイＤｐの周辺のダイＤの下のダイシングテープ１６の箇所をステージ２３１の平坦部において吸着しない例を説明したが、ダイＤｐの周辺のダイＤの下のダイシングテープ１６を吸着するようにしてもよい。
また、実施例では、ダイアタッチフィルムを用いる例を説明したが、基板に接着剤を塗布するプリフォーム部を設けてダイアタッチフィルムを用いなくてもよい。
また、実施例では、針１３ｂはダイＤｐの裏面中心部の位置のダイシングテープ１６に刺さり、ダイシングテープ１６のみ貫通するようにしているが、ダイアタッチフィルムを用いない場合は、この際のダイ損傷を防止するため、針の下にダイシングテープの貫通力よりは大きく、ダイの損傷は抑えられる反発強度のクッション材などを設けて、針を確実にダイシングテープを貫通するストロークで動作させるようにしてもよい。
また、このクッション材をエアバネ等で構成し、使用するダイシングテープの貫通力やダイの強度に応じて自由に設定できるようにしてもよい。
また、通常使用されるコレットの材質は、ゴム等の弾性体が用いられているが、針１３ｂがダイシングテープを貫通する部分の材質が、針の貫通によりダイの変形を起こさないように、金属や弾性力の小さい樹脂などを使用してもよい。これにより、針の高さ（位置）精度がそのままダイシングテープの貫通位置に反映することが可能となる。
また、針の先端に入りこんだダイシングテープ１６および／またはダイアタッチフィルム１８の屑を除去するため、製品に問題のない位置で高圧で気体を噴射させるようにしてもよい。
また、実施例では、ダイ供給部からダイをピックアップヘッドでピックアップして中間ステージに載置し、中間ステージに載置されたダイをボンディングヘッドで基板にボンディングするダイボンダについて説明したが、これに限定されるものではなく、ダイ供給部からダイをピックアップする半導体製造装置に適用可能である。
これに限定されるものではなく、中間ステージとピックアップヘッドがなく、ダイ供給部のダイをボンディングヘッドで基板にボンディングするダイボンダにも適用可能である。
また、中間ステージがなく、ダイ供給部からダイをピックアップしダイピックアップヘッドを上に回転してダイをボンディングヘッドに受け渡しボンディングヘッドで基板にボンディングするフリップチップボンダに適用可能である。
また、中間ステージとボンディングヘッドがなく、ダイ供給部からピックアップヘッドでピックアップしたダイをトレイ等に載置するダイソータに適用可能である。
１０：ダイボンダ（ダイボンディング装置）
１３：剥離ユニット（剥離装置）
１３ａ：吸着パッド（吸着部）
１３ｄ：椀状の部位（凹部）
１３ｂ：針
１３ｃ：吸引孔（開口）
１６：ダイシングテープ
２２：コレット
８：制御部
Ｄ：ダイ

Claims (19)

  1. 剥離対象ダイの下のダイシングテープの下面を吸着する吸着部と、前記吸着部の上面から先端が突き出ている針と、を備える剥離ユニットと、
    前記剥離対象ダイの上面を吸着するコレットと、
    前記剥離ユニットを制御する制御部と、
    を備え、
    前記吸着部は前記ダイシングテープを吸着するための凹部を備え、
    前記針は気体を供給する孔を有し、
    前記凹部は気体を吸引する開口を有し、
    前記制御部は、前記剥離対象ダイの下面と前記ダイシングテープの上面との間に前記針の先端から前記気体を供給すると共に、前記ダイシングテープの下面を前記凹部により吸着するよう構成されるダイボンディング装置。
  2. 請求項１のダイボンディング装置において、
    前記制御部は、前記コレットが前記剥離対象ダイを吸着した状態で前記コレットを引き上げると共に、前記剥離ユニットが前記ダイシングテープを吸着した状態で前記剥離ユニットを引き下げるよう構成されるダイボンディング装置。
  3. 請求項１のダイボンディング装置において、
    前記吸着部は、さらに、平坦部を有し、
    前記吸着部の上面側の幅は前記剥離対象ダイの幅よりも小さく、
    前記平坦部の幅は前記凹部の幅よりも小さく構成されるダイボンディング装置。
  4. 請求項１のダイボンディング装置において、
    前記針は、０.３ｍｍ以下の外径の極細管で構成されるダイボンディング装置。
  5. 請求項２のダイボンディング装置において、
    前記吸着部を複数備えるダイボンディング装置。
  6. 請求項１のダイボンディング装置において、
    前記吸着部は、さらに、平坦部を有し、
    前記吸着部の上面側の幅は前記剥離対象ダイの幅よりも大きく、
    前記凹部の幅は前記剥離対象ダイの幅よりも小さく構成されているダイボンディング装置。
  7. 請求項６のダイボンディング装置において、
    前記凹部は平面視で矩形状であり、
    前記針は前記凹部の底面の中央部に複数設けられ、
    前記開口は前記凹部の底面の周縁に設けられた溝であるダイボンディング装置。
  8. 請求項１のダイボンディング装置において、
    前記剥離ユニットは、前記剥離対象ダイの下に前記凹部を複数有し、
    前記凹部のそれぞれに、前記針および前記開口を有するダイボンディング装置。
  9. 請求項１のダイボンディング装置において、
    前記針は、金属管の先を竹をそいだような斜めの形で構成し、前記ダイシングテープに対して、先端部の同じ角度で斜めに配置し、前記先端部の気体を通す孔の開口面は、前記ダイシングテープと平行になるように構成されるダイボンディング装置。
  10. 請求項９のダイボンディング装置において、
    前記針の傾きは、前記ダイシングテープに対して４５°以下の角度で構成されるダイボンディング装置。
  11. 請求項１０のダイボンディング装置において、
    前記針を前記剥離ユニットに円周状に配置して、前記剥離ユニットを必要量だけ回転させて前記ダイシングテープに前記針を挿入するよう構成されるダイボンディング装置。
  12. 請求項８のダイボンディング装置において、
    複数の前記凹部のうちの第一凹部は前剥離対象ダイの中央部に位置するよう構成され、
    複数の前記凹部のうちの第二凹部は前記第一凹部を取り囲むよう構成されるダイボンディング装置。
  13. 請求項１２のダイボンディング装置において、
    前記第二凹部は前記第一凹部よりも多くの針および開口を有するダイボンディング装置。
  14. 請求項４、７、１２、１３のうちの一つのダイボンディング装置において、
    前記制御部は、複数の前記凹部のうち外側の凹部から順次前記気体を供給するように構成されるダイボンディング装置。
  15. 請求項１乃至１３のうちの一つのダイボンディング装置において、
    前記針の先端に入りこんだ前記ダイシングテープまたはダイアタッチフィルムの屑を除去するため、高圧で気体を噴射させるダイボンディング装置。
  16. （ａ）剥離対象ダイの下のダイシングテープの下面を吸着する吸着部と、前記吸着部の上面から先端が突き出ている針と、を備える剥離ユニットと、前記剥離対象ダイの上面を吸着するコレットと、前記剥離ユニットを制御する制御部と、を備え、前記吸着部は前記ダイシングテープを吸着するための凹部を備え、前記針は気体を供給する孔を有し、前記凹部は気体を吸引する開口を有するダイボンディング装置に、前記ダイシングテープを保持するウェハリングを搬入する工程と、
    （ｂ）前記剥離ユニットと協働して前記コレットで前記剥離対象ダイをピックアップする工程と、
    を備え、
    前記（ｂ）工程は、前記剥離対象ダイの下面と前記ダイシングテープの上面との間に前記針の先端から前記気体を供給すると共に、前記ダイシングテープの下面を前記凹部により吸着する工程を有する半導体装置の製造方法。
  17. 請求項１６の半導体装置の製造方法において、
    前記（ｂ）工程は、さらに、前記コレットが前記剥離対象ダイを吸着した状態で前記コレットを引き上げると共に、前記剥離ユニットが前記ダイシングテープを吸着した状態で前記剥離ユニットを引き下げる工程を有する半導体装置の製造方法。
  18. 請求項１６の半導体装置の製造方法において、
    ダイアタッチフィルムを使用する場合、前記針を０.３ｍｍ以下の外径の極細管で構成し、前記針を前記ダイアタッチフィルムと前記剥離対象ダイの界面まで貫通させて、気体を供給する半導体装置の製造方法。
  19. ダイの上面を吸着するコレットと共に用いられる剥離装置であって、
    前記ダイの下のダイシングテープの下面を吸着する吸着部と、
    前記吸着部の上面から先端が突き出ている針と、
    を備え、
    前記吸着部は前記ダイシングテープを吸着するための凹部を備え、
    前記針は前記ダイの下面と前記ダイシングテープの上面との間に前記針の先端から気体を供給する孔を有し、
    前記凹部は前記ダイシングテープの下面を吸着するために気体を吸引する開口を有する剥離装置。
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