JP6722614B2 - 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

Description

本開示はダイボンディング装置に関し、例えば基板をクリーニングする装置を備えるダイボンディング装置に適用可能である。

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。

特開２０１２−１９９４５８号公報

ダイの基板へのボンディングには接着剤が使用されるが、ダイを基板に接着する際、基板の表面にゴミが付着していると接着剤の接着力が低下するため、基板上のゴミ（以下、異物という）を除去することはダイを実装する上で極めて重要なことである。
本開示の目的は、短時間で効率よく基板の表面をクリーニングすることが可能なダイボンディング装置を提供することにある。
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、ダイが載置されるタブを複数列有する基板を搬送する搬送部と、前記搬送部によって搬送された基板を認識する撮像装置と、前記基板の搬送方向に沿って長く配置されたノズルを複数有するクリーニングヘッドと、ピックアップしたダイを前記基板にボンディングするボンディングヘッドと、前記搬送部と前記撮像装置と前記クリーニングヘッドと前記ボンディングヘッドとを制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記クリーニングヘッドを前記撮像装置の認識エリア外に退避し、前記撮像装置によって前記基板の位置を認識し、認識結果に基づいて前記基板を搬送し、前記クリーニングヘッドを前記基板の搬送方向とは異なる幅方向に移動して前記基板をクリーニングする。

上記ダイボンディング装置によれば、短時間で効率よく基板の表面をクリーニングすることができる。

実施例に係るダイボンダを示す概略上面図 図１の矢印Ａから見た概略側面図 図１のダイ供給部の外観斜視図を示す図 図１のダイ供給部の主要部を示す概略断面図 図１のダイボンダにおけるダイボンディング工程を説明するフローチャート 図１のクリーニングヘッドの概略構成図 図１のクリーニングヘッドの動きと形状を示す図 比較例に係るクリーニング動作を示す図 比較例に係るクリーニング動作を示すフローチャート 実施例に係るクリーニング動作を示す図 実施例に係るクリーニング動作を示すフローチャート 変形１に係るクリーニングヘッドの動きと形状を示す図 変形２に係るクリーニングヘッドの動きと形状を示す図 変形例３に係るクリーニング動作を示す図 変形例３に係るクリーニング動作を示す図 変形例４に係るクリーニング動作を示す図 変形例４に係るクリーニング動作を示す図 変形例５に係るクリーニング動作を示す図 変形例５に係るクリーニング動作を示す図 変形例５に係るクリーニング動作を示す図 変形例３〜５に係るクリーニング動作におけるクリーニングヘッドの移動方向を示す図

発明者らは、基板を精度よくクリーニングする方法について検討した結果、基板の認識結果を用いてクリーニングすることにより、基板を精度よくクリーニングすることができるとの知見を得た。本発明はこの新たな知見に基づいて生まれたものである。

基板上には格子状に複数のダイがボンディングされ、ダイがボンディングされる領域のそれぞれの外側に基板の位置認識に使用されるパターン（位置認識パターン）が形成されている。ダイをボンディングする前に撮像装置で位置認識パターンを認識して基板の位置を認識（基板認識）し位置合わせが行われる。

基板をクリーニングする際にも、ダイをボンディングする前に行う基板認識と同様な認識を行いクリーニングの精度を向上させる。なお、クリーニング時の基板認識はボンディング時の基板認識ほど精度は必要ないので、クリーニング用に撮像装置を別途設ける場合は、高精度の撮像装置は必要ではない。

一方、基板認識を行うとクリーニング時間が増加する。クリーニングノズルのノズル面積を大きくすることにより、クリーニング時間を短縮することができるが、複数のクリーニングノズルは基板認識の障害になる。

実施形態に係るダイボンディング装置は、下記（１）または（２）の基板クリーニング動作を行う。
（１）基板全体の複数の基板認識を先に連続して行い、認識データに基づいて基板を搬送し、複数の基板クリーニングエリアを連続してクリーニングする。クリーニングヘッドは基板の搬送方向と直交する幅方向に移動する。基板認識の際、クリーニングヘッドは基板外に退避している。
（２）基板認識を基板クリーニングエリア以外で行い、クリーニングヘッドは基板クリーニングエリア内を往復移動してクリーニングする。クリーニングヘッドは基板の搬送方向と直交する方向に往復移動する。基板認識の際、クリーニングヘッドは、撮像装置の認識エリア（基板認識エリア）以外の基板上または基板の搬送方向の延長線上に配置されている。
（３）実施形態に係るクリーニングヘッドは移動方向に複数のノズルを有するのが好ましい。

上記（１）、（２）または（３）により、クリーニングヘッドの移動エリアを短縮することができるので、クリーニングヘッドが移動する時間の削減が可能であり、クリーニング動作の高速化が可能になる。なお、直交とは丁度９０度を意味するものではなく、装置上の誤差を含む。複数のノズルで基板認識を妨げるクリーニングヘッドサイズであっても、高速でクリーニングを行うことができる。

（４）上記（２）において、クリーニングヘッドを１つの基板クリーニングエリア内を往復動作させる。クリーニングヘッドをクリーニングエリア内の移動のみとし、さらに往復動作で異物除去率を高めながら、基板認識時間も十分確保することができる。

（５）上記（２）において、クリーニングヘッドを１つの基板クリーニングエリア内を１方向に移動し、基板を移動し次の基板クリーニングエリア内を反対の１方向に移動しクリーニングする。クリーニングヘッド動作毎の基板クリーニング効率を上げることができ、スループットを向上させることができる。

（６）上記（２）において、クリーニングヘッドを横移動し、複数の基板クリーニングエリアを往復動作させクリーニングを行う。その際、クリーニングヘッドが基板認識エリア外の時に基板移動、基板認識を実施する。

（７）上記（３）において、複数のノズルを一体としてそれぞれのノズルのカバーエリアの範囲のみ動作する。ノズルの移動量を減らし、短時間で所定の基板クリーニングが可能となる。

（８）上記（３）において、ノズルは基板の上に配置され、複数のエアー吹き出し孔及び複数のエアー吹き出し孔を取り囲むように楕円状に形成されている吸い込み孔を有する。

（９）上記（３）において、クリーニングヘッドの４辺近傍にノズルを配置する。

（１０）上記（６）において、上記（９）のクリーニングヘッドを用いて、クリーニングヘッドを基板搬送方向に横移動（クリーニングエリア移動）時もクリーニングを継続する。各基板クリーニングエリアを縦および横の２回クリーニングし、単位時間当たりのクリーニング効率を向上することができ、ノズルの高速移動も可能となる。

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は実施例に係るダイボンダの概略上面図である。図２は図１の矢印Ａから見たピックアップヘッドやボンディングヘッド及びその周辺部における概略構成とその動作を説明するための概略側面図である。

ダイボンダ１０は、単一の搬送レーンと単一のボンディングヘッドを有するダイボンダである。ダイボンダ１０は、大別して、配線を含む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。）（図１では１５箇所）をプリントした基板９に実装するダイＤを供給するダイ供給部１と、ダイ供給部１からダイをピックアップするピックアップ部２と、ピックアップされたダイＤを中間的に一度載置するアライメント部３と、アライメント部のダイＤをピックアップし基板９のパッケージエリアＰ又は既にボンディングされたダイＤの上にボンディングするボンディング部４と、基板９を実装位置に搬送する搬送部５と、基板９上の異物を除去するクリーニング装置６と、搬送部５に基板９を供給する基板供給部７Ｋと、実装された基板９を受け取る基板搬出部７Ｈと、各部の動作を監視し制御する制御部８と、を有する。

まず、ダイ供給部１は、複数のグレードのダイＤを有するウェハ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において、ウェハ保持台１２はその下部に配置された図示しない駆動手段によってＸＹ方向に移動され、ダイＤをウェハ１１からピックアップする際に所定のダイが突上げユニット１３と平面的に重なる位置となるように移動される。

ピックアップ部２は、突上げユニット１３で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を有し、ダイＤをピックアップし、アライメント部３に載置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とを有する。ピックアップは、ウェハ１１の有するダイのグレードを示す分類マップに基づいて行う。分類マップは制御部８に予め記憶されている。なお、ピックアップヘッド２１は、コレット２２を昇降及びＸ方向移動させる図示しない各駆動部を有し、図２に矢印で示すように上下左右に移動可能である。

アライメント部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、ピックアップヘッド２１と同じ構造を有し、中間ステージ３１からダイＤをピックアップし、搬送されてきた基板９のパッケージエリアＰにボンディングするボンディングヘッド４１と、ボンディングヘッド４１の先端に装着されダイＤを吸着保持するコレット４２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、搬送されてきた基板９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、ボンディングすべきダイＤの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。ＢＳはボンディング領域を示す。なお、ボンディングヘッド４１は、コレット４２を昇降及びＸ方向移動させる図示しない各駆動部を有し、図２に矢印で示すように上下左右に移動可能である。

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９のパッケージエリアＰにダイＤをボンディングする。

搬送部５は、基板９を２本の搬送シュートを備える一つの搬送レーン５１を有する。例えば、基板９を搬送する２本搬送シュートに設けられた図示しない搬送ベルトで移動する。

このような構成によって、基板９は、基板供給部７Ｋで搬送レーン５１に載置され、
搬送シュート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７Ｈまで移動する。なお、その後基板搬出部７Ｈから基板供給部７Ｋへ向けて移動することにより、基板の別の領域へダイをボンディングしたり、ダイの上へ更にダイをボンディングしたりすることもできる。基板供給部７Ｋと基板搬出部７Ｈとの間を複数回往復し、ダイを多層にダイボンディングすることもできる。

クリーニング装置６は、エアー吹出しおよびエアー吸込みを行うクリーニングノズル６２を有するクリーニングヘッド６１と、クリーニングヘッド６１をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に駆動する駆動部６３と、を有する。

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はダイ供給部の外観斜視図を示す図である。図４は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方向）に移動するウェハ保持台１２と、上下方向に移動する突上げユニット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。突上げユニット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ている。なお、薄型化に伴い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。

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。例えば、制御部８は、基板認識カメラ４４及び基板認識カメラ４４からの画像情報、ボンディングヘッド４１の位置などの各種情報を取り込み、ボンディングヘッド４１のボンディング動作など各構成要素の各動作を制御する。

図５は図１のダイボンダにおけるダイボンディング工程を説明するフローチャートである。
実施例のダイボンディング工程では、まず、制御部８は、ウェハ１１を保持しているウェハリング１４をウェハカセットから取り出してウェハ保持台１２に載置し、ウェハ保持台１２をダイＤのピックアップが行われる基準位置まで搬送する（ウェハローディング）。次いで、制御部８は、ウェハ認識カメラ２４によって取得した画像から、ウェハ１１の配置位置がその基準位置と正確に一致するように微調整を行う。

次に、制御部８は、ウェハ１１が載置されたウェハ保持台１２を所定ピッチでピッチ移動させ、水平に保持することによって、最初にピックアップされるダイＤをピックアップ位置に配置する（ダイ搬送）。ウェハ１１は、予めプローバ等の検査装置により、ダイ毎に検査され、ダイ毎に良、不良を示すマップデータが生成され、制御部８の記憶装置に記憶される。ピックアップ対象となるダイＤが良品であるか、不良品であるかの判定はマップデータにより行われる。制御部８は、ダイＤが不良品である場合は、ウェハ１１が載置されたウェハ保持台１２を所定ピッチでピッチ移動させ、次にピックアップされるダイＤをピックアップ位置に配置し、不良品のダイＤをスキップする。

制御部８は、ウェハ認識カメラ２４によってピックアップ対象のダイＤの主面（上面）を撮影し、取得した画像からピックアップ対象のダイＤの上記ピックアップ位置からの位置ずれ量を算出する。制御部８は、この位置ずれ量を基にウェハ１１が載置されたウェハ保持台１２を移動させ、ピックアップ対象のダイＤをピックアップ位置に正確に配置する（ダイ確認（ステップＳ１））。

制御部８は、基板供給部７Ｋで基板９を搬送レーン５１に載置する（基板ローディング）。制御部８は、基板９をボンディング位置まで移動させる（基板搬送）。

制御部８は、基板の異物を除去するために基板９をクリーニングする（基板クリーニング（ステップＳ３））。基板クリーニングの詳細は後述する。

制御部８は、ボンディングするためボンディング前に基板認識カメラ４４にて基板を撮像して基板９のパッケージエリアＰの位置を認識して位置決めを行う（基板認識（ステップＳ４））。

制御部８は、ピックアップ対象のダイＤを正確にピックアップ位置に配置した後、コレット４２を含むボンディングヘッド４１によってダイシングテープ１６からダイＤをピックアップし（ステップＳ２）、ステップＳ４の基板認識結果に基づいてパッケージエリアＰまたは既にパッケージエリアＰにボンディングされているダイにダイボンディングする（ステップＳ５）。

制御部８は、ダイＤをボンディングした後、そのボンディング位置が正確になされているかを検査する。制御部８は、ボンディング実装結果を検査するために再度、基板認識カメラ４４にて基板９のパッケージエリアＰを撮像して基板９のパッケージエリアＰの位置認識を行う（ステップＳ６）。制御部８は、基板認識カメラ４４にてダイＤを撮像してダイＤの位置認識を行い（ステップＳ７）、基板認識およびダイ認識結果からボンディングしたダイＤの位置の検査を行う。制御部８は、事前に登録しているボンディング位置と比較し数値出力と検査・判定を行う。

以後、同様の手順に従ってダイＤが１個ずつ基板９のパッケージエリアＰにボンディングする。１つの基板のボンディングが完了すると、基板９を基板搬出部７Ｈまで移動して（基板搬送）、基板搬出部７Ｈに基板９を渡す（基板アンローディング）。

また、同様の手順に従ってダイＤが１個ずつダイシングテープ１６から剥がされる。不良品を除くすべてのダイＤのピックアップが完了すると、それらダイＤをウェハ１１の外形で保持していたダイシングテープ１６およびウェハリング１４等をウェハカセットへアンローディングする。

次に、クリーニング装置６について図６、７を用いて説明する。図６は実施例に係るクリーニングヘッドの概略構成図であり、図６（Ａ）は上面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＡ１−Ａ２線における断面図、図６（Ｃ）は底面図である。図７はクリーニングヘッドの動きと形状を示す図である。

クリーニングヘッド６１にはエアー供給配管６１ａとエアー排出配管６１ｂを備えている。また、クリーニングヘッド６１は離間した２つのクリーニングノズル６２を有する。クリーニングノズル６２は平面視で楕円状であり、長軸に沿う直線状部分を有する。

クリーニングノズル６２は、図６（Ｃ）のように、中央部にエアー吹き出し口６１ｄが１列に複数設けられ、このエアー吹き出し口６１ｄの周囲を覆うようにエアー吸い込み口６１ｅが設けられている。これにより、エアー吹き出し口６１ｄから吐出したエアーによって吹き飛ばされた異物はエアー吸い込み口６１ｅによってただちに吸引され、最終的には廃棄される。図示はしていないが、クリーニングノズル６２による異物除去効果をさらに強化するために、エアーの供給をパルス状にしてもよい。つまり、異物に対するエアーの吹き出しと吸い込みを強弱又は断続的に行うことによって基板面に強力に付着した異物を引き剥がすことができ、異物除去能力を向上させることができる。

クリーニングヘッド６１は上下動し、通常はクリーニングノズル６２が基板９の適正位置（例えば基板上２ｍｍの位置）まで下降し、基板９の移動や取り換え時には上昇することになる。また、クリーニングヘッド６１は基板９の幅方向（Ｙ方向）に移動して異物の除去動作を行うものである。なお、クリーニング時基板９を安定させるため、基板９の下には、クリーニングステージＣＳを備える。

クリーニングノズル６２は所定の間隔で配置されるので、クリーニングノズルが１本の場合に比べてストロークを小さくすることができ、クリーニング時間を短縮することができる。例えば、クリーニングノズル６２を基板の幅（Ｗ）の１／２の間隔で配置すると、ストロークがＷ／２となり、クリーニングノズルが１本の場合のストロークの１／２になるので、クリーニング時間を短縮することができる。

実施例ではクリーニングノズル６２が、基板９の移動方向（Ｘ方向）に対して直交する方向（Ｙ方向）に移動するとともに、クリーニングノズル６２の長軸の向きは基板に移動方向と同じ方向となっている。クリーニングノズル６２の長軸の長さがクリーニング幅である。

次に、クリーニング動作について図８〜１１を用いて説明する。

まず、比較例に係るクリーニング動作について説明する。図８は比較例に係るクリーニング動作を示す図であり、図８（Ａ）は基板、クリーニング装置および基板認識カメラの平面図、図８（Ｂ）はパッケージエリアの構成を示す平面図、図８（Ｃ)は基板上のクリーニングヘッドの移動方向を示す図である。図９は比較例に係るクリーニング動作を示すフローチャートである。

基板９は格子状に配置されるパッケージエリアＰを備え、パッケージエリアＰは、ダイＤがボンディングされる領域ＤＲと、ダイＤの端子とワイヤボンディングされる端子ＴＴや位置合わせに使用するパターンＵＡ等を有する周辺領域と、を備える。基板幅方向（Ｙ方向）に１列に並ぶ領域が１つの基板クリ―ニングエリアである。

制御部８は、クリーニングヘッド６１を基板認識カメラ４４の視野から退避した状態（待機位置）で、基板９の右端（１列目）が基板認識カメラ４４の真下に来るように基板９を右方向に搬送し（ステップＳ１１）、基板９のパッケージエリアＰの１列目を基板認識カメラ４４で撮像して基板９のパッケージエリアＰの１列目の位置を認識する（ステップＳ１２）。制御部８は、クリーニングヘッド６１を待機位置から基板９上のクリーニング開始位置に移動する（ステップＳ１３）。制御部８は、認識データに基づいて基板９のパッケージエリアＰの１列目がクリーニングヘッド６１の位置に来るようにし、クリーニングヘッド６１を往復移動させながら基板９をクリーニングする（ステップＳ１４）。制御部８は、クリーニングヘッド６１を待機位置に移動させて基板認識カメラ４４の視野から退避する（ステップＳ１５）。制御部８は、最終列かどうかを判断して（ステップＪ１１）、ステップＳ１１〜Ｓ１５を全ての列に対して行う。クリーニングヘッド６１は、図８（Ｃ）に示すように、基板クリーニングエリアＣＡ１〜ＣＡ８を基板幅方向に往復移動し、基板９を右方向に移動することにより基板クリーニングエリアＣＡ１、ＣＡ２、・・・、ＣＡ８の順に右から左に移動して行く。図８（Ｃ）の基板クリーニングエリアＣＡの中の数字はクリーニングの順番を示している。

比較例では、基板認識カメラで基板９のパッケージエリアＰの位置を認識することで、所望の位置でクリーニングヘッドを動作させることができ、基板９上の異物を確実に除去することができる。

比較例に係るクリーニング装置では一列ずつ認識とクリーニング動作をしていくため、列数分時間が掛かってしまう。また、認識をするために、クリーニングヘッド６１を基板上のクリーニング動作位置（クリーニングエリア）から基板認識カメラ４４の認識の邪魔にならない待機位置へと移動する時間も掛かってしまう。

次に、実施例に係るクリーニング動作について図１０、１１を用いて説明する。図１０は実施例に係るクリーニング動作を示す図であり、図１０（Ａ）は基板、クリーニング装置および基板認識カメラの平面図、図１０（Ｂ）（Ｃ）は基板上のクリーニングヘッドの移動方向を示す図である。図１１は実施例に係るクリーニング動作を示すフローチャートである。

制御部８は、クリーニングヘッド６１を基板認識カメラ４４の視野から退避した状態（待機位置）で、基板９のパッケージエリアＰの右端の１列目が基板認識カメラ４４の真下に来るように基板９を右方向に搬送し（ステップＳ２１）、基板９のパッケージエリアＰの右端の１列目を基板認識カメラ４４で撮像して基板９のパッケージエリアＰの右端の１列目の位置を認識する（ステップＳ２２）。制御部８は、基板９のパッケージエリアＰの右端から２番目の１列が基板認識カメラ４４の真下に来るように基板９のパッケージエリアＰを右方向に搬送し、基板９のパッケージエリアＰの右端から２番目の１列を基板認識カメラ４４で撮像し、基板９のパッケージエリアＰの右端から２番目の１列の位置を認識する。制御部８は、最終列かどうかを判断して（ステップＪ２１）、ステップＳ２１〜Ｓ２２を全ての列に対して行う。制御部８は基板９を左方向に搬送して最初の位置に戻す（ステップＳ２３）。制御部８は、認識データに基づいて基板９のパッケージエリアＰの右端の１列をクリーニング位置に来るように基板９を右方向に搬送する（ステップＳ２４）。制御部８は、クリーニングヘッド６１を基板９上に移動し１列ごとクリーニングする（ステップＳ２５）。制御部８は、最終列かどうかを判断して（ステップＪ２２）、ステップＳ２４〜Ｓ２５を全ての列に対して行う。クリーニングは、図１０（Ｂ）に示すように、クリーニングヘッド６１を基板クリーニングエリアＣＡ１〜ＣＡ８の１列ごとに往復移動してもよいし、図１０（Ｃ）に示すように、基板クリーニングエリアＣＡ１〜ＣＡ８の２列ごとに往復移動（１列ごとの片側移動で２列で往復移動）してもよい。図１８（Ｂ）（Ｃ）の基板クリーニングエリアＣＡ１〜ＣＡ８の中の数字はクリーニングの順番を示している。

比較例では認識の邪魔にならないようクリーニングヘッド６１は一回ごと移動するようにしているが、実施例では基板の認識を纏めて行った後、クリーニングを行うのでクリーニングヘッド６１を一回ごと移動する（退避する）必要がないため、比較例よりも効率的にクリーニングすることができる。

＜変形例＞
以下、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。

（変形例１）
実施例ではクリーニングヘッド６１は離間した２つのクリーニングノズル６２を有しているが、変形例１では４つのクリーニングノズル６２を有する。図１２は変形１に係るクリーニングヘッドの動きと形状を示す図である。

クリーニングノズル６２は所定の間隔で４本配置されるので、クリーニングノズルが２本の実施例に比べてストロークを小さくすることができ、クリーニング時間を短縮することができる。例えば、クリーニングノズル６２を基板の幅（Ｗ）の１／４の間隔で配置すると、ストロークがＷ／４となり、変形例１ではクリーニングノズル６２のストロークが実施例の１／２になるので、クリーニング時間を実施例よりも短縮することができる。

（変形例２）
実施例ではクリーニングヘッド６１は離間した２つのクリーニングノズル６２を有しているが、変形例２では4辺にクリーニングノズル６２を有する。図１３は変形２に係るクリーニングヘッドの動きと形状を示す図であり、図１３（Ａ）は基板幅方向に移動する場合の図であり、図１３（Ｂ）は基板幅方向および基板移動方向に移動する場合である。

クリーニングノズル６２は中央部にエアー吹き出し口６１ｄがクリーニングヘッド６１の底面の4辺に沿って１列に複数設けられ、このエアー吹き出し口６１ｄの周囲を覆うようにエアー吸い込み口６１ｅが設けられている。クリーニングノズル６２は基板移動方向（Ｘ方向）に沿う部分６２ａ、６２ｂと基板幅方向（Ｙ方向）に沿う部分６２ｃ、６２ｄを有し、クリーニングノズルを4本有するともいえる。クリーニングノズル６２は各辺ごとに分割されていてもよい。

図１３（Ａ）に示すように、クリーニングノズル６２は、実施例と同様に、基板の幅（Ｗ）の１／２の間隔で配置され、基板幅方向（Ｙ方向）の移動のストロークはＷ／２である。また、図１３（Ｂ）に示すように、クリーニングヘッドを基板移動方向（Ｘ方向）に移動する場合もクリーニングすることができる。これにより、クリーニングノズル６２が１本の場合の４倍のクリーニング効率を得ることができる。
変形例２ではクリーニングノズル６２ａ、６２ｂが、基板９の移動方向（Ｘ方向）に対して直交する方向（Ｙ方向）に移動するとともに、クリーニングノズル６２ａ、６２ｂの長辺の向きは基板９の移動方向（Ｘ方向）と同じ方向となっている。また、クリーニングノズル６２ｃ、６２ｄが、基板９の幅方向（Ｙ方向）に対して直交する方向（Ｘ方向）に移動するとともに、クリーニングノズル６２ｃ、６２ｄの長辺の向きは基板９の幅方向（Ｙ方向）と同じ方向となっている。

（変形例３）
実施例では基板認識を一括で行い、その後その認識結果を用いてまとめてクリーニングを行っているが、変形例３では基板認識を基板クリーニングエリア以外で行い、クリーニングヘッドは基板クリーニングエリアを移動する。

変形例３に係るクリーニング動作について図１４、１５、２１（Ａ）を用いて説明する。図１４、１５は変形例３に係るクリーニング動作を示す基板、クリーニング装置および基板認識カメラの平面図である。図２１（Ａ）は基板上のクリーニングヘッドの移動方向を示す図である。クリーニングヘッド６１は、実施例、変形例１，２のいずれかを使用する。

図１４（Ａ）に示すように、制御部８は基板認識カメラ４４の認識エリア外である基板９の右端に隣接してクリーニングヘッド６１を配置する。制御部８は基板認識カメラ４４によって基板先頭位置認識し、認識結果に基づいて基板９のパッケージエリアＰを一列右に移動する。これにより、図１４（Ｂ）に示すように、クリーニングヘッド６１は基板９のパッケージエリアＰの１列目のクリーニング位置（基板９の右下）に配置される。制御部８は基板認識カメラ４４にて基板９のパッケージエリアＰの２列目を認識すると共に、クリーニングヘッド６１をＹ方向（図の下から上）に移動させながら基板９のパッケージエリアＰの１列目のクリーニング動作を行う。図１４（Ｃ）に示すように、クリーニングヘッド６１が基板９の右上まで移動して１列目のクリーニング動作が終了する。

図１５（Ｄ）に示すように、制御部８は基板９のパッケージエリアＰを右に１列分移動させ、基板認識カメラ４４にて基板９のパッケージエリアＰの３列目の位置を認識すると共に、クリーニングヘッド６１をＹ方向（図の上から下）に移動させながら基板９のパッケージエリアＰの２列目のクリーニング動作を行う。図１５（Ｅ）に示すように、クリーニングヘッド６１が基板９の下まで移動して２列目のクリーニング動作が完了する。図１５（Ｆ）に示すように、制御部８は基板９のパッケージエリアＰを右に１列分移動させ、基板認識カメラ４４にて基板９のパッケージエリアＰの４列目の位置を認識すると共に、クリーニングヘッド６１をＹ方向（図の下から上）に移動させながら基板９のパッケージエリアＰの３列目のクリーニング動作を行う。

これを繰り返して基板９のパッケージエリアＰの全てをクリーニングする。

変形例３は基板９のパッケージエリアＰのクリーニングエリアの１エリア前の基板位置を基板認識カメラ４４で認識し、の横移動とクリーニングヘッド６１の往復動作でクリーニングを行う。クリーニングは、図２１（Ａ）に示すように、クリーニングヘッド６１を基板クリーニングエリアＣＡ１〜ＣＡ８の２列ごとに往復移動（１列ごとの片側移動で２列で往復移動）して実施される。なお、図１０（Ｂ）に示すように、クリーニングヘッド６１を基板クリーニングエリアＣＡ１〜ＣＡ８の１列ごとに往復移動してもよい。図２１（Ａ）の基板クリーニングエリアＣＡ１〜ＣＡ８の中の数字はクリーニングの順番を示している。

（変形例４）
実施例、変形例３では、基板９の横移動とクリーニングヘッド６１の縦移動でクリーニングを行うが、変形例４では、さらにクリーニングヘッド６１の横移動が加わる。

変形例４に係るクリーニング動作について図１６、１７、２１（Ｂ）を用いて説明する。図１６、１７は変形例４に係るクリーニング動作を示す基板、クリーニング装置および基板認識カメラの平面図である。図２１（Ｂ）は基板上のクリーニングヘッドの移動方向を示す図である。クリーニングヘッド６１は、実施例、変形例１，２のいずれを使用してもよい。

図１６（Ａ）に示すように、制御部８は基板認識カメラ４４の認識エリア外である基板９のパッケージエリアＰの２列目にクリーニングヘッド６１を配置する（認識位置外ノズル待機）。制御部８は基板認識カメラ４４によって基板９のパッケージエリアＰの先頭位置を認識し、認識結果に基づいてクリーニングヘッド６１を図の上から下に移動させて２列目のクリーニング動作を開始する。図１６（Ｂ）に示すように、制御部８は２列目のクリーニング動作を行い、動作終了後クリーニングヘッド６１を１列目に移動させる。図１６（Ｃ）に示すように、制御部８はクリーニングヘッド６１を下から上に移動させながら先頭１列目のクリーニング動作を行う。

図１７（Ｄ）に示すように、制御部８はクリーニングヘッド６１を上昇し左に１列横移動動させると共に基板９のパッケージエリアＰを右方向に２列移動させる。これにより、図１７（Ｅ）に示すように、基板認識カメラ４４は基板９のパッケージエリアＰの３列目に配置され、クリーニングヘッド６１は基板認識カメラ４４の認識エリア外の４列目に配置される。図１７（Ｅ）に示すように、制御部８は基板認識カメラ４４によって基板９のパッケージエリアＰの３列目の位置を認識する。

これを繰り返して基板９の全てをクリーニングする。

クリーニングは、図２１（Ｂ）に示すように、クリーニングヘッド６１を２つの基板クリーニングエリアＣＡ１、ＣＡ２を、四角形を描くようにサイクル移動して実施される。図２１（Ｂ）の基板クリーニングエリアＣＡ１〜ＣＡ８の中の数字はクリーニングの順番を示している。変形例２のクリーニングヘッドを用いれば、横移動するときにもクリーニングすることができる。

（変形例５）
実施例、変形例３，４では１エリア前の認識を行っているが、変形例５では２エリア前の認識を行う。

変形例５に係るクリーニング動作について図１８〜２０、２１（Ｃ）を用いて説明する。図１８〜２０は変形例４に係るクリーニング動作を示す基板、クリーニング装置および基板認識カメラの平面図である。図２１（Ｃ）は基板上のクリーニングヘッドの移動方向を示す図である。クリーニングヘッド６１は、実施例、変形例１，２のいずれを使用してもよい。

図１８（Ａ）に示すように、制御部８は基板認識カメラ４４の認識エリア外である基板９の右端から２列目の待機位置にクリーニングヘッド６１を配置する。制御部８は基板認識カメラ４４によって基板９の先頭位置を認識し、認識結果に基づいて基板９を右に移動させる。図１８（Ｂ）に示すように、制御部８は基板認識カメラ４４によって基板９のパッケージエリアＰの位置を認識し、認識結果に基づいて基板９を右に移動させる。図１８（Ｃ）に示すように、制御部８はクリーニングヘッド６１を図の下から上に移動させながら先頭１列目のクリーニング動作を行う。

図１９（Ｄ）に示すように、制御部８はクリーニングヘッド６１を左に１列横移動動させる。図１９（Ｅ）に示すように、制御部８はクリーニングヘッド６１を図の上から下に移動させながら２列目のクリーニング動作を行う。図１９（Ｆ）に示すように、制御部８はクリーニングヘッド６１を右に１列横移動動させ、クリーニングヘッド６１を元の位置（待機位置）に戻す。

図２０（Ｇ）に示すように、制御部８は待機位置でクリーニングヘッド６１を上昇し、制御部８は基板認識カメラ４４によっての位置を認識する。図２０（Ｈ）に示すように、制御部８は、認識結果に基づいて、クリーニングヘッド６１を待機位置のまま基板９を右に移動させる。図２０（Ｉ）に示すように、制御部８はクリーニングヘッド６１を図の下から上に移動させながら３列目のクリーニング動作を行う。

これを繰り返して基板９の全てをクリーニングする。

クリーニングは、図２１（Ｃ）に示すように、クリーニングヘッド６１を基板クリーニングエリアＣＡ１、ＣＡ２の２つの基板クリーニングエリアを、四角形を描くようにサイクル移動して実施される。図２１（Ｃ）の基板クリーニングエリアＣＡ１〜ＣＡ８の中の数字はクリーニングの順番を示している。変形例２のクリーニングヘッドを用いれば、横移動するときにもクリーニングすることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態、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、上記実施形態、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、実施例では、１エリアまたは２エリア前の認識を行っているが、３エリア以上前で認識を行ってもよい。さらに認識時のエリアサイズを記憶し、これによりクリーニングエリアまでの距離を判定し、基板を移動させる制御してもよい。

また、認識時のエリアサイズによりクリーニングヘッドの左右方向の位置を所定のエリア数後の位置に自動的に移動するようにしてもよい。

また、クリーニングヘッドは、複数エリアを１度にクリーニング可能な幅としてもよい。複数エリアを１度にクリーニングする場合、基板認識はクリーニングする複数エリア分前で認識を行って、クリーニングヘッド動作と基板認識の干渉を防止するようにしてもよい。

また、基板を安定させるクリーニングステージは、基板認識位置からクリーニングエリアまで全てカバーする大きさであり、吸着部分はクリーニングエリア毎に切り替え可能とするようにしてもよい。

また、実施例は、ボンディングヘッド４１の移動距離を短くし処理時間を短縮するために中間ステージ３１を設けているが、中間ステージ３１を設けず直接ボンディングヘッド４１でウェハからダイＤをピックアップする構成としてもよい。

また、コレットを回転する駆動部を設け、ピックアップしたダイの上下を反転可能なフリップヘッドとすることもできる。

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。

１…ダイ供給部、１１…ウェハ、１２…ウェハ保持台、１３…突上げユニット、２…ピックアップ部、２１…ピックアップヘッド、２２…コレット、２３…ピックアップのＹ駆動部、３…アライメント部、３１…中間ステージ、３２…ステージ認識カメラ、４…ボンディング部、４１…ボンディングヘッド、４２…コレット、４３…ボンディングヘッドのＹ駆動部、４４…基板認識カメラ、５…搬送部、５１…搬送レーン、６…クリーニング装置、７Ｋ…基板供給部、７Ｈ…基板搬出部、８…制御部、９…基板、１０…ダイボンダ、ＢＳ…ボンディング領域、Ｄ…ダイ、Ｐ…パッケージエリア。

Claims (15)

1. ダイが載置されるタブを複数列有する基板を搬送する搬送部と、
   前記搬送部によって搬送された基板を認識する撮像装置と、
   前記基板の搬送方向に沿って長く配置されたノズルを複数有するクリーニングヘッドと、
   ピックアップしたダイを前記基板にボンディングするボンディングヘッドと、
   前記搬送部と前記撮像装置と前記クリーニングヘッドと前記ボンディングヘッドとを制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記クリーニングヘッドを前記撮像装置の認識エリア外に退避し、前記撮像装置によって前記基板の位置を認識し、認識結果に基づいて前記基板を搬送し、前記クリーニングヘッドを前記基板の搬送方向とは異なる幅方向に移動して前記基板をクリーニングする、
   ダイボンディング装置。
2. 請求項１において、
   前記制御部は、前記基板を搬送しながら前記撮像装置によって前記基板の位置を前記複数列の１列ごとに基板全体を認識し、基板全体の認識結果に基づいて前記基板を１列ごとに搬送し、前記クリーニングヘッドを前記基板の幅方向に移動して前記基板をクリーニングする、
   ダイボンディング装置。
3. 請求項２において、
   前記制御部は、
   基板認識時、基板クリーニングヘッドを前記基板の幅方向の基板の外に待機させ、
   基板クリーニング時、前記クリーニングヘッドを前記基板の幅方向に往復移動して前記基板をクリーニングする、
   ダイボンディング装置。
4. 請求項１において、
   前記制御部は、前記撮像装置によって前記基板の位置を前記複数列の１列ごとに認識し、１列前の認識結果に基づいて前記クリーニングヘッドを前記基板の幅方向に移動して前記基板をクリーニングする、
   ダイボンディング装置。
5. 請求項４において、
   前記制御部は、
   前記複数の列の最初の列の基板認識時、基板クリーニングヘッドを前記基板の搬送方向の基板の外に待機させ、
   基板クリーニング時、前記クリーニングヘッドを前記基板の幅方向に往復移動して前記基板をクリーニングする、
   ダイボンディング装置。
6. 請求項４において、
   前記制御部は、
   前記複数の列の最初の列の基板認識時、基板クリーニングヘッドを前記複数の列の2番目の列の基板の上に待機させ、
   基板クリーニング時、前記クリーニングヘッドを前記基板の幅方向および搬送方向に移動する、
   ダイボンディング装置。
7. 請求項６において、
   前記制御部は、前記クリーニングヘッドを前記基板の幅方向に移動中および搬送方向に移動中に前記基板をクリーニングする、
   ダイボンディング装置。
8. 請求項１において、
   前記制御部は、前記撮像装置によって前記基板の位置を前記複数列の２列ごとに認識し、２列前の認識結果に基づいて前記クリーニングヘッドを前記基板の幅方向に移動して前記基板をクリーニングする、
   ダイボンディング装置。
9. 請求項８において、
   前記制御部は、
   前記複数の列の最初の列の基板認識時、基板クリーニングヘッドを前記基板の搬送方向の基板の２列先の外に待機させ、
   基板クリーニング時、前記クリーニングヘッドを前記基板の幅方向および搬送方向に移動する、
   ダイボンディング装置。
10. 請求項９において、
    前記制御部は、前記クリーニングヘッドを前記基板の幅方向に移動中および搬送方向に移動中に前記基板をクリーニングする、
    ダイボンディング装置。
11. 請求項７または１０において、
    前記クリーニングヘッドは、さらに、前記基板の幅方向に沿って長く配置されたノズルを複数有する、
    ダイボンディング装置。
12. 請求項１乃至１０のいずれか一つにおいて、
    前記ノズルは複数の吹き出し孔が円状に形成され、該複数の吹き出し孔を取り囲むように吸い込み孔が楕円状に形成されている、
    ダイボンディング装置。
13. （ａ）請求項１乃至１０のいずれか一つのダイボンディング装置を準備する工程と、
    （ｂ）ダイが貼付されたダイシングテープを保持するウェハリングホルダを搬入する工程と、
    （ｃ）基板を準備搬入する工程と、
    （ｄ）前記基板をクリーニングする工程と、
    （ｅ）ダイをピックアップする工程と、
    （ｆ）前記ピックアップしたダイを前記基板または既にボンディングされたダイの上にボンディングする工程と、
    を備える、
    半導体装置の製造方法。
14. 請求項１３において、
    前記（ｅ）工程は前記ダイシングテープ上の前記ダイをボンディングヘッドでピックアップし、
    前記（ｆ）工程は前記ボンディングヘッドでピックアップしたダイを前記基板または既にボンディングされたダイの上にボンディングする、
    半導体装置の製造方法。
15. 請求項１３において、
    前記（ｅ）工程は、
    （ｅ１）前記ダイシングテープ上のダイをピックアップヘッドでピックアップする工程と、
    （ｅ２）前記ピックアップヘッドでピックアップしたダイを中間ステージに載置する工程、
    を有し、
    前記（ｆ）工程は、
    （ｆ１）前記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ピックアップする工程と、
    （ｆ２）前記ボンディングヘッドでピックアップしたダイを前記基板に載置する工程と、
    を備える、
    半導体装置の製造方法。

Images