JP7082862B2 - ダイボンディング装置、半導体装置の製造方法および半導体製造システム - Google Patents
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Description
本開示の課題は、外観検査機能を有効に活用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。
すなわち、ダイボンディング装置は、ピックアップするダイ等の外観を検査する機能を用いて、クラック等のウェハやダイの異常を検出し、検出したウェハ等の異常の発生状況の情報をデータとして活用、統計解析し、装置内の異常発生箇所の推定、上流工程での異常発生箇所の推定、それらの要因解析を行う。
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。
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。
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(工程P1))。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。
(A1)故障箇所はダイボンディング工程より上流の工程とし、図9の解析により起因のある工程を推定する。
(A2)故障箇所がダイシング工程であり、ステルスダイシングの場合は、エキスパンドパラメータの確認を行う。
(B1)制御部8はウェハ状態(ダイボンディング工程よりも前の工程)では割れてないと判断する。ただし、クラックサイズが検出限界に近い場合は除く。
(B2)制御部8は中間ステージ31での異物付着を予想し、異物検査またはクリーニングを行う。制御部8は異物検査で異物を検出した場合に、中間ステージ31をクリーニングするようにしてもよい。なお、クリーニングを行うと、異物が未検出でも予防動作になる。
(B3)制御部8はピックアップヘッド21のコレット22の取付け平坦度を確認する。例えば、ロードセルを用いた多点検出で平坦度を確認して、コレット22の取付けの調整またはその旨表示する。
(B4)中間ステージ31の異物付着でもコレット22の取付け不良でもなければピックアップ条件(コレット22の吸着圧やピックアップ高さなど)の確認を行う。
(B5)上記ではウェハでは割れてないとしたが、制御部8は、クラックダイが連続して発生したことを検出した場合、ウェハ座標と比較し、状態によってダイボンディングより前の工程での要因解析に用いるため表示またはシステムホストPC501等に出力する。
(B6)同一ロット内のウェハ毎で同じ傾向があっても同様にダイボンディングより前の工程での要因解析に用いる。制御部8はウェハ識別情報と関連上流工程装置の統計表示も行う。
(C1)制御部8はコレット22における異物付着を予想し、コレット22の検査(異物や取付け位置)、またはクリーニングを自動で行う。
(C2)制御部8は中間ステージ31における異物付着を予想し、異物検査を自動で行う。またはクリーニングを自動で行う。
(D1)制御部8はコレット42における異物付着を予想し、コレット42の検査(異物や取付け位置)、またはクリーニングを自動で行う。
(D2)制御部8は中間ステージ31における異物付着を予想し、異物検査を自動で行う。またはクリーニングを自動で行う。
(D3)制御部8はボンディング部4の異物(基板S上の異物、ボンディングステージBS上の異物)の検査を行う。またはクリーニングを自動で行う。
(D4)ボンディングヘッド41のコレット42によるピックアップ条件を見直し、上昇時の持ち上げ速度を減速する。
(D5)コレット42の吸着圧の確認を行う。
(D6)各クリーニングパラメータをより精度向上するよう、速度、回数を変更する。
(E1)通常生産性を考慮して無効化してある関連検査機能を一定期間、自動で有効設定に切り替え、要因推定の精度を向上させる。例えば、検出セクションより上流側のカメラのクラック等の異常検出の有効化、異物検出の有効化などを行う。
(E2)制御部8はクラック等の異常を検出した場合、その前の装置内カメラ画像をすべて保存し、後段取りで確認できるようにする。例えば、映像の目視確認等が行えるようにする。
(E3)制御部8はクラック等の異常を検出した場合、通常の生産性を考慮して高速化および短時間化している各パラメータ(例えば、ピックアップ速度、突上げ高さ、リトライ回数等)を、一定期間安全方向へ自動でシフトさせる。
制御部8はクラック等を検出した後、検出セクションよりも上流のプロセスにて、検出時より一定期間または一定の着工数以内で変更しているパラメータの抽出、交換した治具の有無の確認を行う。例えば、制御部8は、ダイ供給部1のウェハからのピックアップ速度を変更し、1日以内にステージ認識カメラ32でクラックを検出した場合、その変更したパラメータの種類と変更前後の値を表示する。また、制御部8は、変更後、クラックが発生しやすいパラメータの種類や値を統計情報として蓄積し、パラメータの変更時に警告を出せるようにする。自動で交換するコレットなどについては、制御部8は通常の交換タイミングに達していなくても、次のコレットへの自動交換を行う。コレット交換を何度も行ってしまう場合は、制御部8はそれもまた装置が他の原因を自動で調査するか、もしくはエラーまたは警告表示を行う。
また、実施例ではダイ位置認識の後にダイ外観検査認識を行っているが、ダイ外観検査認識の後にダイ位置認識を行ってもよい。
また、実施例ではウェハの裏面にDAFが貼付されているが、DAFはなくてもよい。
また、実施例ではピックアップヘッドおよびボンディングヘッドをそれぞれ1つ備えているが、それぞれ2つ以上であってもよい。また、実施例では中間ステージを備えているが、中間ステージがなくてもよい。この場合、ピックアップヘッドとボンディングヘッドは兼用してもよい。
また、実施例ではダイの表面を上にしてボンディングされるが、ダイをピックアップ後ダイの表裏を反転させて、ダイの裏面を上にしてボンディングしてもよい。この場合、中間ステージは設けなくてもよい。この装置はフリップチップボンダという。
1・・・ダイ供給部
13・・・突上げユニット
2・・・ピックアップ部
24・・・ウェハ認識カメラ
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
44・・・基板認識カメラ
45・・・アンダビジョンカメラ
5・・・搬送部
51・・・基板搬送爪
8・・・制御部
S・・・基板
BS・・・ボンディングステージ
D・・・ダイ
P・・・パッケージエリア
101・・・ダイボンディング装置
201・・・バックグラインディング装置
301・・・ウェハ検査装置
401・・・ダイシング装置
501・・・システムホストPC
Claims (14)
- 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ホルダを有するダイ供給部と、
前記ダイを撮像する第一撮像装置と、
前記ダイを吸着するコレットを有し、前記ダイをピックアップするピックアップヘッドと、
前記ピックアップされたダイが載置される中間ステージと、
前記中間ステージに載置されたダイを撮像する第二撮像装置と、
前記ダイ供給部および前記第一撮像装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記第一撮像装置を用いて撮像した前記ダイの異常を検出した場合、前記ダイの画像に基づいた情報を収集し、統計解析し、自己診断し、
前記第二撮像装置を用いて撮像した前記ダイの異常を検出した場合、前記ダイの画像に基づいた情報を収集し、統計解析し、自己診断するダイボンディング装置。 - 請求項1において、
さらに、前記中間ステージからピックアップされたダイを撮像する第三撮像装置を備え、
前記制御装置は前記第三撮像装置を用いて撮像した前記ダイの異常を検出した場合、前記ダイの画像に基づいた情報を収集し、統計解析し、自己診断するダイボンディング装置。 - 請求項2において、さらに、
前記中間ステージに載置されたダイを吸着する第二コレットを有し、前記ダイをボンディングステージ上で基板または既にボンディングされているダイ上にボンディングするボンディングヘッドと、
前記ボンディングされたダイを撮像する第四撮像装置と、
を備え、
前記制御装置は前記第四撮像装置を用いて撮像した前記ダイの異常を検出した場合、前記ダイの画像に基づいた情報を収集し、統計解析し、自己診断するダイボンディング装置。 - 請求項1において、
前記制御装置は、前記収集した情報であるクラックの位置、向き、方向、長さ、幅、本数のうち少なくとも一つに基づいて、異常を発生させた装置が、バックグラインディング装置、ウェハ検査装置、ダイシング装置およびダイボンディング装置のいずれかを推定するダイボンディング装置。 - 請求項1において、
前記第一撮像装置で前記ダイの異常を検出しないで前記第二撮像装置で前記ダイの異を検出した場合、前記制御装置は、
前記異常の起因を前記中間ステージの異物付着と推定し、前記中間ステージの異物検査またはクリーニングを行う、もしくは
前記異常の起因を前記コレットの取付け平坦度と推定し、前記コレットを調整し、または前記取付け平坦度が異常の起因であることを表示するダイボンディング装置。 - 請求項2において、
前記第二撮像装置で前記ダイの異常を検出しないで前記第三撮像装置で前記ダイの異常を検出した場合、前記制御装置は、
前記異常の起因を前記中間ステージの異物付着と推定し、前記中間ステージの異物検査またはクリーニングを行う、もしくは
前記異常の起因を前記コレットの異物付着と推定し、前記コレットの検査またはクリーニングを行うダイボンディング装置。 - 請求項3において、
前記第三撮像装置で前記ダイの異常を検出しないで前記第四撮像装置で前記ダイの異常を検出した場合、前記制御装置は、
前記異常の起因を前記ボンディングステージの異物付着と推定し、前記ボンディングステージの異物検査またはクリーニングを行う、もしくは
前記異常の起因を前記第二コレットの異物付着と推定し、前記第二コレットの検査またはクリーニングを行う、もしくは
前記異常の起因を前記基板の異物付着と推定し、前記基板の検査またはクリーニングを行うダイボンディング装置。 - (a)ウェハの裏面を研削するバックグラインディング工程と、
(b)前記ウェハに形成された複数のダイを検査するウェハ検査工程と、
(c)前記ウェハに形成された複数のダイを個片化するダイシング工程と、
(d)前記個片化されたダイを基板または既にボンディングされているダイ上にボンディングするダイボンディング工程と、
(e)前記ウェハまたは前記ダイの異常工程を推定する工程と、
を備え、
前記(d)工程は、
(d1)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、
(d2)前記ダイを撮像する工程と、
(d3)前記ダイを第一コレットでピックアップする工程と、
(d4)前記ピックアップされたダイを中間ステージに載置する工程と、
(d5)前記中間ステージに載置されたダイを撮像する工程と、
を備え、
前記(e)工程は、
前記(d2)工程で撮像した前記ダイの異常を検出した場合、前記ダイの画像に基づいた情報を収集し、統計解析し、自己診断し、
前記(d5)工程で撮像した前記ダイの異常を検出した場合、前記ダイの画像に基づいた情報を収集し、統計解析し、自己診断する半導体装置の製造方法。 - 請求項8において、
前記(d)工程は、さらに、(d6)前記中間ステージからピックアップしたダイを撮像する工程を備え、
前記(e)工程は前記(d6)工程で撮像した前記ダイの異常を検出した場合、前記ダイの画像に基づいた情報を収集し、統計解析し、自己診断する半導体装置の製造方法。 - 請求項9において、
前記(d)工程は、さらに、
(d7)前記中間ステージから第二コレットでピックアップしたダイをボンディングステージ上で基板または既にボンディングされているダイ上にボンディングする工程と、
(d8)前記ボンディングされたダイを撮像する工程と、
を備え、
前記(e)工程は前記(d8)工程で撮像した前記ダイの異常を検出した場合、前記ダイの画像に基づいた情報を収集し、統計解析し、自己診断する半導体装置の製造方法。 - 請求項8において、
前記(e)工程は、前記収集した情報であるクラックの位置、向き、方向、長さ、幅、本数のうち少なくとも一つに基づいて、前記(a)工程、(b)工程または(c)工程での異常発生箇所の推定を行う半導体装置の製造方法。 - 請求項8において、
前記(d2)工程で前記ダイの異常を検出しないで前記(d5)で前記ダイの異常を検出した場合、前記(e)工程は、
前記異常の起因を前記中間ステージの異物付着と推定し、前記中間ステージの異物検査またはクリーニングを行う、もしくは
前記異常の起因を前記第一コレットの取付け平坦度と推定し、前記第一コレットを調整し、または前記取付け平坦度が異常の起因であることを表示する半導体装置の製造方法。 - 請求項9において、
前記(d5)で前記ダイの異常を検出しないで前記(d6)で前記ダイの異常を検出した場合、前記(e)工程は、
前記異常の起因を前記中間ステージの異物付着と推定し、前記中間ステージの異物検査またはクリーニングを行う、もしくは
前記異常の起因を前記第一コレットの異物付着と推定し、前記第一コレットの検査またはクリーニングを行う半導体装置の製造方法。 - 請求項10において、
前記(d6)で前記ダイの異常を検出しないで前記(d8)で前記ダイの異常を検出した場合、前記(e)工程は、
前記異常の起因を前記ボンディングステージの異物付着と推定し、前記ボンディングステージの異物検査またはクリーニングを行う、もしくは
前記異常の起因を前記第二コレットの異物付着と推定し、前記第二コレットの検査またはクリーニングを行う、もしくは
前記異常の起因を前記基板の異物付着と推定し、前記基板の検査またはクリーニングを行う半導体装置の製造方法。
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