JP6818608B2 - 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

ダイボンディング装置および半導体装置の製造方法 Download PDF

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Description

本開示はダイボンディング装置に関し、例えば自己診断機能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。
特開平７−１４１０２１号公報
従来のダイボンダでは、不良品が発生するまで装置動作の不具合が分からなかった。そこで、装置動作の不具合によるボンディング不良を防止するために、ダイボンダのプリメンテナンスを定期的に、或いは生産数に応じて実施していた。しかしながら、この方法では、不良を完全に防止するためには安全裕度を大きくとる必要があるため、メンテナンス回数が多くなり、スループットが低下する。
本開示の目的は、ダイボンディング装置の装置構成を複雑化することなく、プリメンテナンス時期を判断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、ダイ供給部と、基板供給部と、前記ダイ供給部から供給されたダイを前記基板供給部から供給された基板又は前記基板に既にボンディングされたダイ上にボンディングするボンディング部と、ダイ供給部と基板供給部とボンディング部とを制御する制御部と、を備える。前記ボンディング部は、前記ダイを吸着するコレットを備えたボンディングヘッドと、前記基板および前記基板にボンディングされたダイを撮像可能な第一撮像装置と、を備える。前記制御部は、（ａ）前記基板を前記第一撮像装置で撮像して前記基板の位置を認識し、（ｂ）前記基板および前記基板にボンディングされたダイを前記第一撮像装置で撮像して前記基板と前記基板にボンディングされたダイの位置を認識して、前記基板と前記ダイの相対位置を検査し、（ｃ）前記（ａ）で認識した基板の位置と前記（ｂ）で認識した基板の位置とに基づいて、基板の固定状態を診断する。
上記ダイボンディング装置によれば、ダイボンディング装置の装置構成を複雑化することなく、プリメンテナンス時期が判断可能である。
実施例に係るダイボンダを示す概略上面図 図１に示す矢印Ａ方向から見たボンディングヘッド等の動きを説明するための概略側面図 ダイ供給部の外観斜視図を示す図 ダイ供給部の主要部を示す概略断面図 図１のボンディング動作を示すフローチャート ボンディング前後の基板認識の結果を示す図 変形例１に係るボンディング動作を示すフローチャート 変形例２に係るボンディング動作を示すフローチャート ボンディング前後のダイ認識の結果を示す図 変形例３に係るダイボンダを示す概略全体上面図 図１０に示す矢印Ａ方向から見たピックアップヘッド、ボンディングヘッド等の動きを説明するための概略側面図
発明者等は、プリメンテナンスの時期を精度よく判断する方法について検討した結果、連続動作中（生産中）の認識結果を用いてボンディング精度に影響する機構などを診断することにより、その時期を判断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。
例えば、基板を正常に固定できていない場合は、ボンディング精度が安定しない。基板固定が正常であるかどうかは２回以上の認識で判断することができる。また、ボンディング前のダイ位置および安定性とボンディング後のダイ外観結果との比較によって状態の悪いプロセスが限定される。
具体的には、例えば基板の認識を通常ボンディング前とボンディング後（外観検査）で行うが前後の比較をして基板固定状態を診断したり、ボンディング前にダイ裏面によるダイ位置を監視し、ダイのピックアップ状態、ボンディング状態を診断したりする。
これにより、新たな機構などを追加することなくボンディング精度に影響する機構の不具合を発見することができる。また、プリメンテナンスの時期を正確に判断することができ、品質を低下することなく、スループットの向上を図ることができる。
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Ｄをピックアップし基板９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、搬送部５に基板９を供給する基板供給部６と、実装された基板９を受け取る基板搬出部７と、各部の動作を監視し制御する制御部８とを有する。
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。
ボンディング部４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４２を有し、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（第一撮像装置）４４と、ピックアップされたダイＤの裏面を撮像し、ダイの位置を認識するダイ認識カメラ（第二撮像装置）４５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、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、ダイ認識カメラ４５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、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を搬送する２本の搬送シュートを有する。例えば、基板９は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６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７まで移動する。なお、その後基板搬出部７から基板供給部６へ向けて移動することにより、基板９の別のパッケージエリア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６と基板搬出部７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。
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。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。
上述したように、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、ピックアップされたダイＤの裏面を撮像し、ダイの位置を認識するダイ認識カメラ４５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ウェハ認識カメラ２４およびダイ認識カメラ４５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。本実施例ではウェハ認識カメラ２４を用いてダイＤの位置決めを行い、基板認識カメラ４４を用いてパッケージエリアＰの位置決めおよびパッケージエリアＰとパッケージエリアＰにボンディングされたダイの相対位置の検査を行う。
図５は実施例に係るダイボンディング装置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６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、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基板９のパッケージエリアＰまたは既に基板９のパッケージエリア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）。ピックアップしたダイＤの裏面をダイ認識カメラ４５で撮像し、ダイＤの位置を検査してもよい（ステップＳ３）。このステップはオプション（OPTION）である。
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。
制御部８は後述する自己診断を行い（ステップＳ９）、異常がなければ次のボンディングを行う（ステップＳ８）。
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７まで移動して（基板搬送）、基板搬出部７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、自己診断（ステップＳ９）について図６を用いて説明する。図６は基板認識結果と外観検査結果を示す図であり、図６（Ａ）は基板固定不十分の場合、図６（Ｂ）は基板固定正常の場合である。図６の横軸はボンディング回数（着工回数）を示し、縦軸は基準に対する基板の位置（μｍ）を示している。図６（Ｂ）のボンディング回数は１〜３０４で、図６（Ａ）のボンディング回数は８７０〜１０００である。
制御部８は、ボンディング前後の基板認識結果を比較し基板の位置移動量を算出し、基板の位置移動量が所定量以上の場合は、基板固定不十分と判断し警告する。
具体的には、制御部８は、ステップＳ４の基板認識でのパッケージエリアＰの位置（ＰＳ４）とステップＳ６の基板認識でのパッケージエリアＰの位置（ＰＳ６）とを比較し、その差（基板の位置移動量）を算出する。着工回数の大きい図６（Ａ）ではＰＳ４およびＰＳ６の変動が大きく、基板の位置移動量も大きい。着工回数の小さい図６（Ｂ）ではＰＳ４およびＰＳ６の変動は図６（Ａ）よりも小さく、基板の位置移動量も小さい。なお、図６（Ａ）（Ｂ）には基板の位置移動量は示されていないが、基板の位置移動量はボンディング前後の基板の位置の差であり、図から容易に把握することができる。制御部８は、図６（Ａ）に示すように、基板の位置移動量が大きい場合、基板固定不十分と判定し、図６（Ｂ）に示すように、基板の位置移動量が小さい場合、基板固定正常と判定する。
例えば、制御部８は、基板の位置移動量が、１〜５μｍの場合は基板固定十分（正常）、５〜１０μｍの場合は通常ばらつき範囲、１０μｍ以上の場合は基板固定不十分と判定する。基板固定不十分と判定された場合、例えば機械的クランプ不十分、吸着による固定不十分、カメラ・レンズ固定不十分が考えられ、機械的クランプが不十分であれば高さを見直し、吸着による固定が不十分であればリークや配管折れを見直し、カメラ・レンズ固定が不十分であればゆるみ、剥がれを見直する。
以上実施例によれば、ダイボンダの装置構成を複雑化することなく、プリメンテナンス時期を判断可能なダイボンダおよびボンディング方法を提供することができる。これにより、高精度のダイボンダを提供することができ、高精度を維持することができる。
＜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）
実施例ではステップＳ３はオプション（OPTION）であるが、変形例１ではステップＳ３を行う。変形例１は、自己診断を除き実施例と同様である。変形例１に係る自己診断（ステップＳＡ）について図７を用いて説明する。図７は変形例１に係るボンディング動作を示すフローチャートである。
制御部８は、ボンディング前にダイ裏面の位置検査を行う（位置検査結果に基づいて位置補正はしてもよいし、しなくても良い）。ステップＳ３のダイ裏面位置検査におけるダイＤの位置と登録されているダイの位置とを比較し、その差（ダイの位置移動量）を算出する。
例えば、制御部８は、ダイの位置移動量が、１〜５μｍの場合はダイ認識・ピックアップ正常、５〜１０μｍの場合は通常ばらつき範囲、１０μｍ以上の場合はピックアップ位置異常と判定する。ピックアップ位置異常と判定された場合、例えばダイ認識不具合またはピックアップ時ずれが考えられ、ダイ認識不具合であれば分解能、登録パターン等を見直し、ピックアップ時ずれであれば吸着圧、タイミング、高さを見直しする。
（変形例２）
実施例ではステップＳ３はオプション（OPTION）であるが、変形例２では変形例１と同様にステップＳ３を行う。変形例２は、自己診断を除き実施例と同様である。変形例２に係る自己診断（ステップＳ９、ＳＢ）について図８、９を用いて説明する。
図８は変形例２に係るボンディング動作を示すフローチャートである。図９はピックアップ異常でありボンディング正常の場合のダイ裏面位置検査結果と外観検査結果を示す図である。図９の横軸はボンディング回数（着工回数）を示し、縦軸は基準に対するダイの位置（μｍ）を示している。図９のボンディング回数は１〜３２０である。
制御部８は、ボンディング前後のダイ認識結果を比較しダイの位置移動量を算出し、ボンディング前のダイ裏面位置と外観検査結果が大きく異なる場合、基板固定状態やボンディングプロセスに不具合有と判断し警告する。
具体的には、制御部８は、ステップＳ３のダイ裏面位置検査におけるダイＤの位置（ＰＳ３）とステップＳ７のダイ位置認識におけるダイの位置（ＰＳ７）とを比較し、その差（ダイの位置移動量）を算出する。図９ではＰＳ３およびＰＳ７の変動方向は同傾向にあり、位置移動量は比較的小さい。
例えば、制御部８は、ダイの位置移動量が、１〜５μｍの場合（ダイの基準に対する位置ずれがボンディング前後で同傾向である場合）は基板固定十分（正常）およびボンディング正常、５〜１０μｍの場合（ダイの基準に対する位置ずれがボンディング前後で同傾向である場合）は通常ばらつき範囲、１０μｍ以上の場合は基板固定不十分またはボンディング異常と判定する。制御部８は、基板固定不十分またはボンディング異常と判定した場合、ボンディング前後の基板認識結果を比較し基板の位置移動量を算出し、基板の位置移動量が所定量以上の場合は、基板固定不十分と判定する。制御部８は、基板固定正常と判定された場合はボンディング異常と判定する。ボンディング異常と判定された場合は、ボンディングヘッドまたはコレット異常、もしくはボンディング圧着不良が考えられ。ボンディングヘッドまたはコレット異常であれば機械的ガタを確認し、ボンディング圧着不良であれば高さや温度を見直しする。
（変形例３）
実施例は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いるが、変形例３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、ダイ供給部１とボンディング部４との間に中間ステージ３１を設ける。
変形例３に係るダイボンダについて図１０、１１を用いて説明する。図１０は変形例３に係るダイボンダの概略上面図である。図１１は、図１０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。
変形例に係るダイボンダ１０Ａ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１０Ａは、大別して、基板９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、搬送部５に基板９を供給する基板供給部６と、実装された基板９を受け取る基板搬出部７と、各部の動作を監視し制御する制御部８と、を有する。
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１１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。
次に、変形例３に係るダイボンダにおけるダイボンディング工程について図５を用いて説明する。変形例３のダイボンディング工程はステップＳ２のピックアップを除いて実施例と同様である。
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２２を含むピックアップヘッド２１によってダイＤをダイシングテープ１６からピックアップし、中間ステージ３１に載置する（ダイハンドリング）。制御部８は、中間ステージ３１に載置したダイの姿勢ずれ（回転ずれ）の検出をステージ認識カメラ３２にて撮像して行う。制御部８は、姿勢ずれがある場合は中間ステージ３１に設けられた旋回駆動装置（不図示）によって実装位置を有する実装面に平行な面で中間ステージ３１を旋回させて姿勢ずれを補正する。
制御部８は、コレット４２を含むボンディングヘッド４１によって中間ステージ３１からダイＤをピックアップし（ステップＳ２）、基板９のパッケージエリアＰまたは既に基板９のパッケージエリア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）。ピックアップしたダイＤの裏面をダイ認識カメラ４５で撮像し、ダイ裏面位置を検査してもよい（ステップＳ３）。
変形例３に係るダイボンダは実施例、変形例１，２と同様な自己診断を行うことができる。また、ダイボンダ１０Ａはステージ認識カメラ３２を備えているので、ダイ認識カメラ４５の代わりにステージ認識カメラ３２を用いて変形例１，２の自己診断を行うようにしてもよい。ダイ認識カメラ４５の代わりにまたはと共に、ピックアップヘッドでピックアップされたダイの裏面を撮像する認識カメラ２５を用いてもよい。
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。
変形例１、２ではボンディング前のダイの位置認識にダイ裏面を撮像するダイ認識カメラを用いたが、ウェハ認識カメラを用いてもよい。
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フリップチップボンダであってもよい。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と単一の搬送レーンとを備えたダイボンダであってもよい。
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…基板供給部、７…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 (16)

  1. ダイ供給部と、
    基板供給部と、
    前記ダイ供給部から供給されたダイを前記基板供給部から供給された基板又は前記基板に既にボンディングされたダイ上にボンディングするボンディング部と、
    ダイ供給部と基板供給部とボンディング部とを制御する制御部と、
    を備え、
    前記ボンディング部は、
    前記ダイを吸着するコレットを備えたボンディングヘッドと、
    前記基板および前記基板にボンディングされたダイを撮像可能な第一撮像装置と、
    を備え、
    前記制御部は、
    （ａ）前記基板を前記第一撮像装置で撮像して前記基板の位置を認識し、
    （ｂ）前記基板および前記基板にボンディングされたダイを前記第一撮像装置で撮像して前記基板と前記基板にボンディングされたダイの位置を認識して、前記基板と前記ダイの相対位置を検査し、
    （ｃ）前記（ａ）で認識した基板の位置と前記（ｂ）で認識した基板の位置とに基づいて、基板の固定状態を診断する
    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（ａ）で認識した基板の位置と前記（ｂ）で認識した基板の位置の差である基板位置移動量を算出し、前記基板位置移動量が所定量以上である場合、前記基板が固定不十分であると判定するダイボンディング装置。
  3. ダイ供給部と、
    基板供給部と、
    前記ダイ供給部から供給されたダイを前記基板供給部から供給された基板又は前記基板に既にボンディングされたダイ上にボンディングするボンディング部と、
    ダイ供給部と基板供給部とボンディング部とを制御する制御部と、
    を備え、
    前記ボンディング部は、
    前記ダイを吸着するコレットを備えたボンディングヘッドと、
    前記ボンディングヘッドでピックアップされたダイの裏面を撮像可能な第二撮像装置と、
    を備え、
    前記制御部は、
    （ａ）前記ダイを前記第二撮像装置で撮像して前記ダイの位置を認識し、
    （ｂ）前記（ａ）で認識したダイの位置と予め登録されたダイの位置との差であるダイ位置移動量に基づいて、ダイのピックアップ状態を診断し、
    （ｃ）前記ダイ位置移動量が所定量以上である場合、前記ダイのピックアップ異常であると判定し、警告するダイボンディング装置。
  4. 請求項３において、
    前記制御部は、前記ダイがピックアップ異常であると判定した場合、前記ダイのピックアップずれまたはダイ認識不具合であると判定するダイボンディング装置。
  5. ダイ供給部と、
    基板供給部と、
    前記ダイ供給部から供給されたダイを前記基板供給部から供給された基板又は前記基板に既にボンディングされたダイ上にボンディングするボンディング部と、
    ダイ供給部と基板供給部とボンディング部とを制御する制御部と、
    を備え、
    前記ボンディング部は、
    前記ダイを吸着するコレットを備えたボンディングヘッドと、
    前記基板および前記基板にボンディングされたダイを撮像可能な第一撮像装置と、
    前記ボンディングヘッドでピックアップされたダイの裏面を撮像可能な第二撮像装置と、
    を備え、
    前記制御部は、
    （ａ）前記基板を前記第一撮像装置で撮像して前記基板の位置を認識し、
    （ｂ）前記ダイを前記第二撮像装置で撮像して前記ダイの位置を認識し、
    （ｃ）前記基板および前記基板にボンディングされたダイを前記第一撮像装置で撮像して前記基板と前記基板にボンディングされたダイの位置を認識して、前記基板と前記ダイの相対位置を検査し、
    （ｄ）前記（ｂ）で認識した基準に対するダイの位置と前記（ｃ）で認識した前記基準に対するダイの位置とに基づいて、基板固定状態およびボンディング状態を診断する
    ダイボンディング装置。
  6. 請求項５において、
    前記制御部は、前記（ｂ）で認識した前記基準に対するダイの位置と前記（ｃ）で認識した前記基準に対するダイの位置の差であるダイ位置移動量を算出し、前記ダイ位置移動量が所定量以上である場合、前記基板の固定不十分またはボンディング異常であると判定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、前記基板の固定不十分またはボンディング異常であると判定した場合、
    前記（ａ）で認識した基板の位置と前記（ｃ）で認識した基板の位置の差である基板位置移動量を算出し、前記基板位置移動量が所定量以上である場合、前記基板が固定不十分であると判定し、
    前記基板位置移動量が所定量未満である場合、ボンディング異常であると判定するダイボンディング装置。
  8. 請求項１乃至７のいずれか１項において、
    前記ダイ供給部は前記ダイが貼り付けられたダイシングテープを保持するウェハリングを保持し、
    前記ボンディングヘッドは、前記ダイを前記ダイシングテープからピックアップするダイボンディング装置。
  9. 請求項１乃至７のいずれか１項において、
    さらに、前記ダイ供給部と前記ボンディング部との間にピックアップ部とアライメント部とを有し、
    前記ピックアップ部は、前記ダイを吸着するコレットを備えたピックアップヘッドを有し、
    前記アライメント部は、前記ピックアップヘッドがピックアップしたダイを載置する中間ステージを有し、
    前記ボンディングヘッドは、前記ダイを前記中間ステージからピックアップするダイボンディング装置。
  10. （ａ）基板を撮像して前記基板の位置を認識する工程と、
    （ｂ）ダイを前記基板又は前記基板に既にボンディングされたダイ上にボンディングする工程と、
    （ｃ）前記基板および前記基板にボンディングされたダイを撮像して前記基板と前記基板にボンディングされたダイの位置を認識して、前記基板と前記ダイの相対位置を検査する工程と、
    （ｄ）前記（ａ）工程で認識した基板の位置と前記（ｃ）工程で認識した基板の位置とに基づいて、基板の固定状態を診断する工程と、
    を備える半導体装置の製造方法。
  11. 請求項１０において、
    前記（ｄ）工程は、前記（ａ）工程で認識した基板の位置と前記（ｃ）工程で認識した基板の位置の差である基板位置移動量を算出し、前記基板位置移動量が所定量以上である場合、前記基板が固定不十分であると判定する半導体装置の製造方法。
  12. （ａ）ボンディングヘッドでピックアップされたダイの裏面を撮像して前記ダイの位置を認識する工程と、
    （ｂ）前記ダイを基板又は前記基板に既にボンディングされたダイ上にボンディングする工程と、
    （ｃ）前記（ａ）工程で認識したダイの位置と予め登録されたダイの位置との差であるダイ位置移動量に基づいて、ダイのピックアップ状態を診断する工程と、
    を備え、
    前記（ｃ）工程は、前記ダイ位置移動量が所定量以上である場合、前記ダイのピックアップ異常であると判定し、警告する半導体装置の製造方法。
  13. 請求項１２において、
    前記（ｃ）工程は、前記ダイのピックアップ異常であると判定した場合、前記ダイのピックアップずれまたはダイ認識不具合であると判定する半導体装置の製造方法。
  14. （ａ）基板を撮像して前記基板の位置を認識する工程と、
    （ｂ）ボンディングヘッドでピックアップされたダイの裏面を撮像して前記ダイの位置を認識する工程と、
    （ｃ）ダイを前記基板又は前記基板に既にボンディングされたダイ上にボンディングする工程と、
    （ｄ）前記基板および前記基板にボンディングされたダイを撮像して前記基板と前記基板にボンディングされたダイの位置を認識して、前記基板と前記ダイの相対位置を検査する工程と、
    （ｅ）前記（ｂ）工程で認識した基準に対するダイの位置と前記（ｄ）工程で認識した前記基準に対するダイの位置とに基づいて、基板認識およびボンディング状態を診断する半導体装置の製造方法。
  15. 請求項１４において、
    前記（ｅ）工程は、前記（ｂ）工程で認識した前記基準に対するダイの位置と前記（ｄ）工程で認識した前記基準に対するダイの位置の差であるダイ位置移動量を算出し、前記ダイ位置移動量が所定量以上である場合、前記基板の固定不十分またはボンディング異常であると判定する半導体装置の製造方法。
  16. 請求項１５において、
    前記（ｅ）工程は、前記基板の固定不十分またはボンディング異常であると判定した場合、
    前記（ａ）工程で認識した基板の位置と前記（ｄ）工程で認識した基板の位置の差である基板位置移動量を算出し、前記基板位置移動量が所定量以上である場合、前記基板が固定不十分であると判定し、
    前記基板位置移動量が所定量未満である場合、ボンディング異常であると判定する半導体装置の製造方法。
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