JP2022125244A - ダイボンディング装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ピックアップ性の確認を自動で行うダイボンディング装置を提供することである。
【解決手段】ダイボンディング装置は、複数のダイが接着されたダイシングテープを保持するウェハリングを保持するウェハテーブルと、前記ダイシングテープを突き上げる複数のブロックを有する突上げ治具と、前記ウェハテーブル内に設けられる撮像装置と、前記突上げ治具を上昇させてその上面を前記ダイシングテープの裏面に接触させ、前記突上げ治具の上昇を停止した後、前記ブロックを突き上げて前記ダイを前記ダイシングテープから剥離させ、前記撮像装置により剥離された前記ダイの剥離状態を下面からダイシングテープ越しに撮像するよう構成される制御部と、を備える。
【選択図】図４

Description

本開示はダイボンディング装置に関し、例えば、突上げ治具が交換可能なダイボンダに適用可能である。

半導体装置の製造工程の一部に半導体チップ（以下、単にダイという。）を配線基板やリードフレーム等（以下、単に基板という。）に搭載してパッケージを組み立てる工程があり、パッケージを組み立てる工程の一部に、半導体ウェハ（以下、単にウェハという。）からダイを分割する工程（ダイシング工程）と、分割したダイを基板の上に搭載するボンディング工程と、がある。ボンディング工程に使用される半導体製造装置がダイボンダ等のダイボンディング装置である。

ボンディング工程の中にはウェハ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、これらダイをウェハホルダに保持されたダイシングテープから１個ずつ剥離し、剥離したダイをコレットと呼ばれる吸着治具を使ってピックアップして基板上に搬送する。

ダイボンダはダイシングテープの下（裏面）に突上げユニットが設置されており、この突上げユニットが上昇してダイシングテープ上のダイを押し上げてダイシングテープからダイを剥離するものである。ダイを押し上げる突上げユニットの先端には突上げ治具が取り付けられている。この突上げ治具にはダイの中央を突き上げる内側ブロックやこの内側ブロックの四隅に設けられた四本の剥離起点形成ピンなどが取り付けられている。

特開２０１３－１７２１２２号公報

剥離工程ではダイのピックアップ性の確認・調整やコレット装着状態（コレット装着位置、高さ、煽り（傾き）やコレット吸着面の磨耗等）の確認・調整が必要であるが、これらは人手等で行われる。
本開示の課題は、ピックアップ性の確認やコレット状態の確認を容易に行うことが可能なダイボンディング装置を提供することである。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

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、ダイボンディング装置は、複数のダイが接着されたダイシングテープを保持するウェハリングを保持するウェハテーブルと、前記ダイシングテープを突き上げる複数のブロックを有する突上げ治具と、前記ウェハテーブル内に設けられる撮像装置と、前記突上げ治具を上昇させてその上面を前記ダイシングテープの裏面に接触させ、前記突上げ治具の上昇を停止した後、前記ブロックを突き上げて前記ダイを前記ダイシングテープから剥離させ、前記撮像装置により剥離された前記ダイの剥離状態を下面からダイシングテープ越しに撮像するよう構成される制御部と、を備える。

上記ダイボンディング装置によれば、ピックアップ性の確認を容易に行うことが可能である。

実施形態の突上げ治具および測定治具の交換について説明する概念図である。 図１の突上げ治具および測定治具の交換について説明する概念上面図である。 図１の測定治具８０Ａを説明する図である。 図１の測定治具８０Ｂを説明する図である。 図１の測定治具８０Ｃを説明する図である。 実施例に係るダイボンダの概略を示す上面図である。 図６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。 図６のウェハテーブルの外観斜視図を示す図である。 図６のウェハテーブルの主要部を示す概略断面図である。 図８のウェハテーブルからウェハホルダを取り外した状態を示す上面図である。 図９の突上げ治具の斜視図である。 図１１（Ｃ）の断面図である。 図９のハウジングの斜視図である。 図１１のアダプタと図１３のハウジングが合体した状態を示す断面図である。 図１１の突上げ治具と図１３のハウジングが合体した状態を示す斜視図である。 図１０の交換アームの斜視図である。 図１０の突上げ治具のドーム部の断面図である。 図６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。

ダイのピックアップ性の確認は下記のいずれかにより行うが下記のような問題がある。
（１）ロードセルを内蔵した突上げ治具状の測定器を取り付けて、ウェハ剥離荷重を測定して行う。測定の後、通常の突上げ治具に付け換える。これは人力によるため、調整に長い作業時間を費す。
（２）装置に乗せる前のウェハに対して事前にダイヤルゲージ等で剥離力を測定する。設定結果が最適である保証がない。
（３）作業者の経験による試行錯誤によりピックアップ条件といったパラメータを決定する。ウェハの特性変化により、ピックアップ性が変化した際、生産を継続することが難しい。

また、コレット装着状態確認、調整は下記のように行うが下記のような問題がある。
生産を止めて、ドーム上に感圧紙を置き、専用冶工具をコレット部に取り付け感圧紙に上から押付けて装着状態の確認、調整を行う。調整後は通常のコレットに付け換える。装置稼働中の状態は確認できない。人力での調整作業であるため、作業者によって調整結果にばらつきが生じる。

以下、実施形態および実施例について、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。

実施形態の半導体製造装置では、測定機器を通常の突上げ治具と同一形状のドーム内に組み込んで測定治具を構成し、通常の突上げ治具と測定治具を自動で交換する。実施形態の半導体製造装置について図１～５を用いて説明する。

図１は実施形態の突上げ治具および測定治具の交換について説明する概念図である。図２は図１の突上げ治具および測定治具の交換について説明する概念上面図である。
突上げ治具８０は突上げユニット１３の先端のハウジング１３１に取り付けられ、突上げユニット１３が上昇してダイシングテープ上のダイを押し上げてダイシングテープからダイを剥離するのに使用される通常の突上げ治具である。突上げ治具８０の内部にはダイの中央を突き上げるブロック等が設けられている。

測定治具８０Ａは突上げユニット１３の先端のハウジング１３１に取り付けられ、ピックアップ性の確認に使用される。測定治具８０Ａの内部にはロードセル等が設けられている。

測定治具８０Ｂは突上げユニット１３の先端のハウジング１３１に取り付けられ、ピックアップ性の確認およびコレットの装着状態等に使用する。測定治具８０Ｂの内部にはカメラ等の撮像装置が設けられている。

測定治具８０Ｃは突上げユニット１３の先端のハウジング１３１に取り付けられ、コレットの煽りの確認に使用する。測定治具８０Ｃの内部には変位計等が設けられている。

図２に示すように、突上げ治具８０および測定治具８０Ａ～８０Ｃは治具ストッカ９５に保持され、治具ストッカ９５が回転し、図示しない交換アームが突上げ治具８０または測定治具８０Ａ～８０Ｃを掴んで、治具ストッカ９５と突上げユニット１３との間を移動して自動的に交換される。

次に、測定治具の構造および動作について図３～５を用いて説明する。図３は図１の測定治具８０Ａを説明する図であり、図３（Ａ）は測定治具８０Ａのドーム部の断面図であり、図３（Ｂ）は測定時の断面図である。図４は図１の測定治具８０Ｂを説明する図であり、図４（Ａ）は測定治具８０Ｂのドーム部の断面図であり、図４（Ｂ）は突上げ治具で突上げ時の断面図であり、図４（Ｃ）は測定治具８０Ｂによる測定時の断面図であり、図４（Ｄ）はコレットの吸着面の撮像時の断面図である。図５は図１の測定治具８０Ｃを説明する図であり、図５（Ａ）は測定治具８０Ｃのドーム部の断面図であり、図５（Ｂ）は測定治具８０Ｃによる測定時の断面図である。

測定治具８０Ａのドーム８１Ａの外形および大きさは突上げ治具８０のドームと同様、または交換アームでハンドリングし装着できる大きさである。測定治具８０Ｂのドーム８１Ｂの大きさは突上げ治具８０のドームと同様、または交換アームでハンドリングし装着できる大きさであり、ドーム８１Ｂの外形は上面を除いて突上げ治具８０のドームと同様または交換アームでハンドリングし装着できるものである。測定治具８０Ｃのドーム８１Ｃの大きさは突上げ治具８０のドームと同様、または交換アームでハンドリングし装着できる大きさであり、ドーム８１Ｃの外形は突上げ治具８０のドームと同様、また交換アームでハンドリングできるものである。

図３（Ａ）に示すように、ドーム８１Ａの中心部には、ダイシングテープ１６を上方に突き上げる一個のブロック８４Ａが組み込まれている。ブロック８４Ａはロードセル８５Ａを介してベースブロック８６Ａに連結され、図示しない駆動機構によって上下動する突上げシャフト８８Ａに連動して上下動するようになっている。なお、ベースブロック８６Ａとベース部８９Ａとの間に圧縮コイルばね８７Ａが設けられている。ロードセル８５Ａに必要な配線はベースブロック８６Ａおよびシャフト８８Ａに沿ってまたはその内部に配置され、後述するアダプタ内の送信機による無線伝送または有線接続で突上げユニット１３の本体に設けられる受信機または配線と接続される。

図３（Ｂ）に示すように、測定治具８０Ａを上昇させてその上面をダイシングテープ１６の裏面に接触させ、測定治具８０Ａの上昇を停止した後、突上げシャフト８８Ａを上に駆動してブロック８４Ａを突き上げて、ダイシングテープ１６からダイＤを剥がす力をロードセル８５Ａの圧縮力として測定する。

図４（Ａ）に示すように、ドーム８１Ｂの中心部には、レンズおよびイメージセンサを有するカメラ（撮像装置）８５Ｂが組み込まれており、ドーム８１Ｂの上面はカメラ８５Ｂの幅と同等に開口されている。カメラ８５Ｂに必要な配線は後述するアダプタまで伸びており、アダプタ内の送信機よる無線伝送または有線接続で突上げユニット１３の本体に設けられる受信機または配線と接続される。

図４（Ｂ）に示すように、突上げ治具８０を上昇させてその上面をダイシングテープ１６の裏面に接触させ、突上げ治具８０の上昇を停止した後、突上げシャフト８８を上に駆動してブロック８４を突き上げる。ブロック８４を下げた後、突上げ治具８０を測定治具８０Ｂに交換する。測定治具８０Ｂにはカメラ８５Ｂが取り付けられており、図４（Ｃ）に示すように、突上げ治具８０で剥離させたダイ剥離状態を下面からダイシングテープ１６越しに撮像する。

また、図４（Ｄ）に示すように、測定治具８０Ｂはコレット２２のダイ吸着面を下から直接撮像する。これにより、交換後のコレットの装着状態確認や使用中のコレットの磨耗や異物付着を確認することが可能となる。

図５（Ａ）に示すように、測定治具８０Ｃはドーム表面から複数のプローブ８４Ｃが飛び出るように配置されており、ドーム８１Ｂの上面はプローブ８４Ｃの位置に開口を有する。なお、プローブ８４Ｃそのものはスプリングバック機構を有する。プローブ８４Ｃの根元には変位計８５Ｃが存在し、プローブ８４Ｃの押し込み量は測定可能とする。変位計８５Ｃに必要な配線は後述するアダプタまで伸びており、アダプタ内の送信機よる無線伝送または有線接続で突上げユニット１３の本体に設けられる受信機または配線と接続される。

図５（Ｂ）に示すように、コレット２２を上から測定治具８０Ｃに押付けることでプローブ８４Ｃの押し込み量の違いからドーム８１Ｃに対してのコレット２２の煽り状態を測定する。

実施形態によれば、測定器が組み込まれた測定治具を装置内に設置することで長い時間生産を止めることなく自動で計測することが可能となる。また、生産開始前の煽り調整やピックアップ条件の設定が容易になり、短時間化することが可能とある。また、生産中のウェハ特性の変化やコレット煽りの狂いを生産中にインラインで測定、再校正を行うことで生産への影響を減らすことが可能とある。また、突上げ治具、コレット、ウェハの条件が変わればピックアップミスやクラック等のトラブルになるが、事前に（自動で）検査できるのでトラブルを未然に防ぐことが可能となる。

図６は実施例に係るダイボンダの概略を示す上面図である。図７は図６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、一つ又は複数の最終１パッケージとなる製品エリア（以下、パッケージエリアＰという。）をプリントした基板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、中間ステージ部３と、ボンディング部４と、搬送部５、基板供給部６Ｋと、基板搬出部６Ｈと、各部の動作を監視し制御する制御部７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。

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を保持するウェハテーブル１２と、ウェハ１１からダイＤを突き上げる点線で示す突上げユニット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方向に移動し、ピックアップするダイＤを突上げユニット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、回転及びＸ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、突き上げられたダイＤを先端に吸着保持するコレット２２（図７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、回転及びＸ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、ボンディングステージＢＳ上に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、又は既に基板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７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Ｓ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Ｘ方向に移動する。
このような構成によって、基板Ｓは、基板供給部６Ｋ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６Ｈまで移動して、基板搬出部６Ｈに基板Ｓを渡す。

制御部７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。

ダイボンダ１０は、ウェハ１１上のダイＤの姿勢を認識するウェハ認識カメラ２４と、中間ステージ３１に載置されたダイＤの姿勢を認識するステージ認識カメラ３２と、ボンディングステージＢＳ上の実装位置を認識する基板認識カメラ４４とを有する。認識カメラ間の姿勢ずれ補正しなければならないのは、ボンディングヘッド４１によるピックアップに関与するステージ認識カメラ３２と、ボンディングヘッド４１による実装位置へのボンディングに関与する基板認識カメラ４４である。

次に、図８、９を用いてウェハテーブル１２の構成を説明する。図８は図６のウェハテーブルの外観斜視図を示す図である。図９は図８のウェハテーブルの主要部を示す概略断面図である。

図８、９において、ウェハテーブル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（図８に示す）と、支持リング１７の内側に配置されダイＤを上方に突き上げるための突上げユニット１３（図９に示す）とを有する。

詳細は後述するが、突上げユニット１３は突上げユニット本体（不図示）とハウジング１３１と突上げ治具とで構成され、図示しない駆動機構によって、上下方向に移動するようになっており、水平方向にはウェハテーブル１２が移動するようになっている。

ウェハテーブル１２はＸベース１９上に搭載されており、このＸベース１９によってウェハテーブル１２がＸ軸方向に移動するようになっている。Ｘベース１９の下方にはＹベース２０が取り付けられており、このＹベース２０によってウェハテーブル１２をＸベース１９ごとＹ軸方向に移動させるようになっている。

ウェハテーブル１２は、ダイＤの突き上げ時に、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、突上げユニット１３によりダイＤの下方よりダイＤを突き上げ、ダイＤのピックアップ性を向上させるようになっている。

なお、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。

図１０は図８のウェハテーブルからウェハホルダを取り外した状態を示す上面図である。
図１０において、Ｙベース２０には突上げユニット１３が取り付けられている。この突上げユニット１３近傍で、Ｘベース１９には交換アーム９４が取り付けられている。この交換アーム９４は突上げ治具８０等を掴むものである。Ｙベース２０には治具ストッカ９５が取り付けられており、治具ストッカ９５には突上げ治具８０および実施形態の測定治具８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃがセットされている。図１０では治具ストッカ９５にセットされた突上げ治具８０を交換アーム９４が掴んだ状態を示している。

本実施例によれば、治具ストッカ９５が回転し、必要とする突上げ治具８０等を交換アーム９４が掴みやすい位置まで移動させるようになっている。目的の突上げ治具８０等を交換アーム９４は突上げユニット１３の直上までＸベース１９によって移動させる。

既に突上げ治具８０等が外されてハウジング１３１のみとなった突上げユニット１３の真上で停止した突上げ治具８０等に対してハウジング１３１が上昇して合体することになる。なお、ハウジング１３１の詳細は後述する。

図１１は図９の突上げ治具の斜視図であり、図１１（Ａ）は突上げ治具のドームの部分を示し、図１１（Ｂ）はアダプタの部分を示す。図１１（Ｃ）は図１１（Ａ）のドームと図１１（Ｂ）のアダプタが合体した状態の斜視図である。図１２は図１１（Ｃ）の断面図である。図１２においてドーム上面には開口および吸引口等が形成され、開口には突上げブロック等が配置されているが、省略している。また、図１２においてドーム内には突上げブロック等が設けられているが、省略している。

図１１（Ａ）において、ドーム８１の内部には突上げブロック等が収納されている。ナット９３はアダプタ９１とドーム８１を連結する際に使用する。

図１１（Ｂ）において、アダプタ９１には三本のアライメントピン９２が取り付けられている。このアライメントピン９２は突上げ治具８０を搬送する際に使用するものである。アライメントピン９２は図８に示したように、整然と整列したダイＤの向きに対して突上げブロックの向きが決まっているため交換アーム９４が突上げ治具８０を掴んだ際、突上げ治具８０の向きが狂わないようにするためのものである。アダプタ９１の上部には突上げシャフト８８が露出している。

図１１（Ｃ）、１２において、ドーム８１の下方にはアダプタ９１が連結されており、後述するハウジングと連結する部分となる。このアダプタ９１とドーム８１とはナット９３によって連結される。このアダプタ９１とドーム８１とが連結された状態が突上げ治具８０となる。このような突上げ治具８０等が図１０に示した治具ストッカ９５にセットされる。

図１３は図９のハウジングの斜視図である。図１４は図１１のアダプタと図１３のハウジングが合体した状態を示す断面図である。図１５は図１１の突上げ治具と図１３のハウジングが合体した状態を示す斜視図である。図１４においてアダプタ９１内の構成は省略している。

図１３において、突上げユニット１３のハウジング１３１は突上げユニット本体（不図示）に取り付けられ、図１１で説明したアダプタ９１を挿入するためにお椀状の受けとなっている。図１３、１４に示すように、このハウジング１３１の外周にはさらにアダプタ９１を係止するためのボール状突起１３１ｃを内側に設けたリング材１３１ａが設けられている。ボール状突起１３１ｃはハウジング１３１に設けられた貫通孔１３１ｂを貫通し、アダプタ９１の外周に複数個設けられた凹部９１ａに入り込むようになっている。リング材１３１ａはスプリング１３１ｄで支持されており、ボール状突起１３１ｃがハウジング１３１の貫通孔１３１ｂとアダプタ９１の凹部９１ａに入るまでフレキシブルに位置が変動するようになっている。

つまり、本実施例によれば、図１４に示すように、アダプタ９１がハウジング１３１の内部に挿入されると、アダプタ９１の側壁がリング材１３１ａのボール状突起１３１ｃを押し広げることになる。さらにアダプタ９１を押し込むと、ボール状突起１３１ｃがアダプタ９１の凹部９１ａに入り込んでロックされる。

アダプタ９１とハウジング１３１のドッキング動作を説明すると、ドーム８１内の真空ポート（不図示）が塞がれているため真空圧が上昇し、アダプタ９１がハウジング１３１内に吸い込まれてドッキングする。一方、アダプタ９１の取り外しは、真空ポートが塞がれるとハウジング１３１内が加圧されることによってアダプタ９１がハウジング１３１内からはじき出される。

このように、本実施例によればアダプタ９１とハウジング１３１は確実にロックされて密着性を維持することができるものである。その結果、図１５に示すように、アダプタ９１を介して突上げ治具８０のドーム８１とハウジング１３１が合体することになる。

図１６は図１０の交換アームの斜視図である。
図１６において、交換アーム９４には突上げ治具８０に取り付けられたアライメントピン９２と対向する位置に切欠き部９４ａが設けられている。アライメントピン９２は交換アーム９４が横方向から掴みのため移動したとき突上げ治具８０の向きが変化しないように位置決め用として設けられている。

なお、アライメントピン９２が確実に切欠き部９４ａ内に入るように、アライメントピン９２をバネ（図示せず）で支持し、倒れても切欠き部９４ａ内で元に位置に戻るようにすると良い。

なお、突上げ治具に代えて測定治具８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃに取替えが可能にするため、少なくとも、測定治具８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃのアダプタがハウジング１３１と連結する部分および交換アーム９４と連結する部分の形状、構造、大きさはアダプタ９１と同じである。測定治具８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃのアダプタ全体の形状、構造、大きさはアダプタ９１と同じであってもよい。測定治具８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃのドーム８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃが測定治具８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃのアダプタと連結する部分の形状、構造、大きさは突上げ治具８０と同じあることが好ましい。

次に、突上げ治具の構造について図１７を用いて説明する。図１７は図１０の突上げ治具のドーム部の断面図である。

突上げ治具８０のドーム８１の上面の周辺部には、複数の吸引口８２および同心円状に形成された複数の溝８３が設けられている。吸引口８２および溝８３のそれぞれの内部は、突上げ治具８０を上昇させてその上面をダイシングテープ１６の裏面に接触させた際、図示しない吸引機構によって減圧され、ダイシングテープ１６の裏面がドーム８１の上面に密着するようになっている。

ドーム８１の中心部には、ダイシングテープ１６を上方に突き上げる三個のブロック８４～８６が組み込まれている。三個のブロック８４～８６は、最もサイズが大きい外側のブロック８４の内側に、それよりもサイズの小さい中間のブロック８５が配置され、さらにその内側に最もサイズの小さい内側のブロック８６が配置されている。

ドーム８１の上面の周辺部と外側のブロック８４との間、および三個のブロック８４～８６の間には、隙間が設けられている。これらの隙間の内部は、図示しない吸引機構によって減圧されるようになっており、ドーム８１の上面にダイシングテープ１６の裏面が接触すると、ダイシングテープ１６が下方に吸引され、ブロック８４～８６の上面に密着する。

三個のブロック８４～８６は、外側のブロック８４と中間のブロック８５との間に介在する第一の圧縮コイルばね８７ａ、中間のブロック８５と内側のブロック８６との間に介在し、第一の圧縮コイルばね８７ａよりもばね定数の大きい第二の圧縮コイルばね８７ｂ、および内側ブロック８６に連結され、図示しない駆動機構によって上下動する突上げシャフト８８に連動して上下動するようになっている。

測定治具８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃのアダプタ内に送信機を収納する場合は、例えば電池駆動の無線マイコンモジュール（商品名：ＴＷＥＬＩＴＥ－トワイライト（モノワイヤレス株式会社））等を用いる。また、測定治具８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃの配線とハウジング１３１との配線を接続する場合は例えば突上げシャフト８８を介して行う。

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１８を用いて説明する。図１８は図６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。

まず、生産開始前に測定治具８０Ａによりダイシングテープからダイを剥がす力を測定したり、測定治具８０Ｂによりダイの剥離状態を測定したりしてピックアップ条件を設定する。また、測定治具８０Ｃによりコレットの煽りを測定して調整する。

ステップＳ１１：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７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７は基板供給部６Ｋで基板Ｓを搬送レーン５２に載置する。

ステップＳ１２：制御部７はウェハリング１４に保持されたダイシングテープ１６からダイＤをピックアップする。

ステップＳ１３：制御部７はピックアップしたダイＤを基板ＳのパッケージエリアＰ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。より具体的には、制御部７はダイシングテープ１６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のパッケージエリアＰにボンディングする。

ステップＳ１４：制御部７は基板搬送爪５１で基板Ｓを基板搬出部６Ｈまで移動して基板搬出部６Ｈに基板Ｓを渡しダイボンダ１０から基板Ｓを搬出する（基板アンローディング）。

上記ステップを所定回数繰り返した後、または異常が検出された場合、測定治具８０Ａによりダイシングテープからダイを剥がす力を測定したり、測定治具８０Ｂによりダイの剥離状態を測定したりしてピックアップ条件を設定する。また、測定治具８０Ｃによりコレットの装着状態を測定して調整する。

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態および実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態および実施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、実施例では、治具ストッカは四つの治具を収納可能である例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、二つ以上三つ以下であってもよいし、四つ以上であってもよい。また、治具ストッカには突上げ治具を一つ収納する例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、二つ以上の突上げ治具を収納するようにしてもよい。この場合、突上げ治具は異なる品種に対応するものである。

また、実施形態では測定冶具として、レンズおよびイメージセンサを有するカメラ（撮像装置）や変位計を用いているが例えば、光学方式指紋センサまたは静電容量式指紋センサ等の指紋センサを用いて接触した部分の細かい凹凸まで検出し高精度にコレット装着状態やコレットの形状（磨耗、異物付着）を検出するようにしてもよい。また、自動でコレットを交換した際の、コレットの品種登録や確認に指紋センサを使用してもよい。また、真空センサを内蔵し、コレットのダイ吸着圧を測定するようにしてもよい。

また、実施形態ではコレット装着状態等の確認について説明したが、測定結果に基づいてコレットの位置や高さ、角度を自動で調整するようにしてもよい。

また、測定治具やセンサの電源供給についてもワイヤレス給電方式を用いてもよい。

また、ピックアップ部とアライメント部とボンディング部を含む実装部及び搬送レーンを複数組備えたダイボンダであってもよいし、ピックアップ部とアライメント部とボンディング部を含む実装部を複数組備え、搬送レーンは一つ備えてもよい。

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、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。
例えば、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
１・・・ダイ供給部
１２・・・ウェハテーブル
１３・・・突上げユニット
１３１・・・ハウジング
１４・・・ウェハリング
１５・・・エキスパンドリング
１６・・・ダイシングテープ
１７・・・支持リング
１８・・・ダイアタッチフィルム
１９・・・Ｘベース
２０・・・Ｙベース
２・・・ピックアップ部
２１・・・ピックアップヘッド
２２・・・コレット
３・・・中間ステージ部
３１・・・中間ステージ
４・・・ボンディング部
４１・・・ボンディングヘッド
４２・・・コレット
５・・・搬送部
５１・・・基板搬送爪
７・・・制御部
８０・・・突上げ治具
８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ・・・測定治具
８１・・・ドーム
８８・・・突上げシャフト
９１・・・アダプタ
９２・・・アライメントピン
９４・・・交換アーム
９５・・・治具ストッカ。
Ｄ・・・ダイ
Ｓ・・・基板
Ｐ・・・パッケージエリア

Claims (6)

1. 複数のダイが接着されたダイシングテープを保持するウェハリングを保持するウェハテーブルと、
   前記ダイシングテープを突き上げる複数のブロックを有する突上げ治具と、
   前記ウェハテーブル内に設けられる撮像装置と、
   前記突上げ治具を上昇させてその上面を前記ダイシングテープの裏面に接触させ、前記突上げ治具の上昇を停止した後、前記ブロックを突き上げて前記ダイを前記ダイシングテープから剥離させ、前記撮像装置により剥離された前記ダイの剥離状態を下面からダイシングテープ越しに撮像するよう構成される制御部と、
   を備え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、生産開始前において、前記ダイの剥離状態を測定してピックアップ条件を設定す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、
   前記制御部は、前記ブロックを下げた後、前記突上げ治具を剥離された前記ダイの下方から退避させると共に、前記撮像装置を剥離された前記ダイの下方に動かして剥離された前記ダイを撮像する構成されるダイボンディング装置。
4. 請求項３のダイボンディング装置において、
   前記撮像装置は、測定治具に設けられているダイボンディング装置。
5. 請求項４のダイボンディング装置において、
   さらに、前記突上げ治具および前記測定治具を掴むアームを備え、
   前記制御部は、前記アームにより前記突上げ治具を剥離された前記ダイの下方から退避させると共に、前記測定治具を剥離された前記ダイの下方に動かすよう構成されるダイボンディング装置。
6. 請求項１から５の何れか１項のダイボンディング装置に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、
   前記ダイシングテープに貼付されているダイをピックアップする工程と、
   を含む半導体装置の製造方法。

Images