JP7343402B2

JP7343402B2 - ダイボンディング装置、半導体装置の製造方法およびエキスパンド装置

Info

Publication number: JP7343402B2
Application number: JP2020001710A
Authority: JP
Inventors: 直樹岡本
Original assignee: ファスフォードテクノロジ株式会社
Priority date: 2020-01-08
Filing date: 2020-01-08
Publication date: 2023-09-12
Anticipated expiration: 2040-01-08
Also published as: JP2021111671A

Description

本開示はダイボンディング装置に関し、例えばエキスパンド機構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。

ダイボンダ等の半導体製造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。

一般に、伸縮性のシート材から成るウェハシート（ダイシングテープ）に接着（貼付）された複数の半導体チップを、コレットによってピックアップする際、半導体チップ同士の接触を避けるために、ウェハシートを引き伸ばすことによって半導体チップ相互間の隙間を拡大させることが行われている。

一般に、ウェハが貼付されたウェハシートの外周部は円環状のウェハリングに保持されている。そして、エキスパンド装置は、そのウェハリングを固定リングの回り（外側）に同心状に配置して、昇降機構を使用して加圧リングを引き下げることによりウェハリングを下降させるという動作を行う（例えば、特許文献１参照）。この動作により、ウェハリングに保持されているウェハシートが固定リングの上において外周の方向に向かって伸張されるので、半導体チップ同士の間隔が広がる。

特開２０１０－５６２０７号公報

特許文献１では、加圧リングが二つに分割されているが、昇降用モータによりベースリングが昇降して二つの加圧リングに均一に荷重が負荷される。しかし、均一の荷重では、ダイシングシート（ダイシングテープ）からダイがピックアップされると、ダイシングテープの張力が変化してしまう。
本開示の課題はダイシングテープの張力の均一性を向上させる技術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。

本開示によれば、
回転テーブルと、
前記回転テーブルの外周上であって、前記回転テーブルの中心から放射状に仮想的に並べられた複数の直線上にそれぞれ設けられ、前記ダイシングテープを引き伸ばすエキスパンド部と、を備え、
前記エキスパンド部のそれぞれは、
前記ダイシングテープを下から支持する支持部と、
前記ウェハリングに上から当接して押し下げる加圧部と、
前記加圧部を回転させるアクチュエータと、を備える技術が提供される。

本開示によれば、ダイシングテープの張力の均一性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を上から見た概念図図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ウェハリングにマウントされたウェハを表わす斜視図図１のウェハ保持台の主要部を示す概略側面図図４のウェハ保持台の主要部を示す上面図図４のウェハ保持台の動作を説明する上面図図４のウェハ保持台の動作を説明する断面図図４のエキスパンド機構の動作を説明するフローチャート図４のウェハ保持台の動作を説明する断面図図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

以下、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。

図１は実施例におけるダイボンダを上から見た概念図である。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。図３はウェハリングにマウントされたウェハを表わす斜視図である。

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、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、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。）がプリントされている。

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を突き上げる点線で示す剥離ユニット１３と、を有する。ウェハ保持台１２は後述するＸＹ駆動機構によってＸＹ軸方向にウェハ１１を移動させ、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。ここで、ウェハ１１は、図３に示すように、伸張性を有する樹脂テープで構成され、片面に粘着層が形成された厚さ１００μｍ程度のダイシングテープ１６に裏面を貼り付けられ、剛性のあるリング状のフレームであるウェハリング１４にマウントされている。そして、ウェハリング１４には、方向検出のための切欠部１４ａおよび外周の４方向に直線部分１４ｂ１～１４ｂ４が設けられている。ウェハ１１はウェハリング１４にマウントされた状態でダイシング工程内、ダイシング工程－ダイボンディング工程間、及びダイボンディング工程内を搬送される。

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、回転及びＸ軸方向移動させる図示しない各駆動部と、ウェハ保持台１２上のダイＤを認識する為のウェハ認識カメラ２４（図２参照）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２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、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、例えば搬送レーン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について図４～図８を用いて説明する。図４は図１のウェハ保持台の主要部を示す側面図である。図５は図４のウェハ保持台の主要部を示す上面図である。図６は図４のウェハ保持台の動作を説明する上面図であり、図６（ａ）はウェハ保持台におけるウェハの受け払い出し時の状態を示し、図６（ｂ）はウェハ保持台における径が大きいウェハをエキスパンドする状態を示し、図６（ｃ）はウェハ保持台における径が小さいウェハをエキスパンドする状態を示す。図７は図４のウェハ保持台の動作を説明する断面図であり、図７（ａ）は図６（ａ）のＢ－Ｂ線における断面図を示し、図７（ｂ）は図６（ｂ）のＢ－Ｂ線における断面図を示し、図７（ｃ）は図６（ｂ）のＢ－Ｂ線におけるエキスパンドした状態の断面図を示す。図８は図４のエキスパンド機構の動作を説明するフローチャートである。図９は図４のウェハ保持台の動作を説明する断面図であり、図９（ａ）は図６（ａ）のＢ－Ｂ線における断面図を示し、図９（ｂ）は図６（ｃ）のＢ－Ｂ線における断面図を示し、図９（ｃ）は図６（ｃ）のＢ－Ｂ線におけるエキスパンドした状態の断面図を示す。

ダイ供給部１は、ウェハ１１を水平方向（ＸＹ軸方向）に移動させるウェハ保持台１２と、上下方向に移動する剥離ユニット１３と、を備える。剥離ユニット１３はウェハ保持台１２の内側に配置される。ダイ供給部１は、ダイＤのピックアップ時に、ウェハ保持台１２のエキスパンド機構１５によりウェハリング１４に保持されているダイシングテープ１６を引き伸ばしてダイＤの間隔を広げると共に、剥離ユニット１３によりダイＤ下方よりダイＤを突き上げたりスライドしたりして、ダイＤのピックアップ性を向上させている。

ウェハ保持台１２は、図４に示すように、エキスパンド機構１５と、エキスパンド機構１５を水平面（ＸＹ平面）内で回転させるθ回転機構１７と、θ回転機構１７を水平面内のＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させるＸＹ駆動機構１８と、を備える。

図４に示すように、θ回転機構１７は、ＸＹ駆動機構１８の上に回動自在に取り付けられた回転テーブル１７１と、ＸＹ駆動機構１８の上に固定して設けられ、回転テーブル１７１をＸＹ平面内で回転させる回転駆動部１７２と、を備える。図７（ａ）に示すように、回転テーブル１７１は、断面五角形状のリング体であり、水平部１７１ａと、水平部１７１ａの外周側から外周縁に向かって厚さが薄くなるように延びる外周部１７１ｂとで構成される。外周部１７１ｂの先端部は回転駆動部１７２の凹部に嵌合して、回転テーブル１７１は回転駆動部１７２により回転する。図４に示すように、回転テーブル１７１の水平部１７１ａの上に、ウェハリング１４を載置してダイシングテープ１６を引き伸ばすエキスパンド機構１５が設けられている。

図５に示すように、エキスパンド機構１５は、ダイシングテープ１６を引き伸ばすエキスパンド部１５１と、エキスパンド部１５１を半径方向に移動させる開閉移動部１５２と、ウェハリング１４をアライメント調整する外側当て部１５３および内側当て部１５４と、をそれぞれ十二個備える。十二組のエキスパンド部１５１と開閉移動部１５２と外側当て部１５３と内側当て部１５４はリング体の回転テーブル１７１の上に略等間隔に配置されている。すなわち、エキスパンド部１５１は、回転テーブル１７１の外周に位置する水平部１７１ａの上であって、回転テーブル１７１の中心０から十二方向に放射状に仮想的に並べられた直線上に配置されている。

図７（ａ）に示すように、エキスパンド部１５１は、ベース部１５１ａと、回転テーブル１７１の上に固定される固定部１５１ｂと、ベース部１５１ａの下部に設けられてベース部１５１ａを固定部１５１ｂに対して回転テーブル１７１の半径方向に摺動するスライド部１５１ｃと、モータ等のアクチュエータ１５１ｄと、アクチュエータ１５１ｄに取り付けられる円盤状の回転体１５１ｅと、回転体１５１ｅの回転中心から偏心して設けられる円柱状の加圧部１５１ｆと、を備える。加圧部１５１ｆの径は回転体１５１ｅの径よりも小さい。

図７（ａ）に示すように、エキスパンド部１５１は、さらに、アクチュエータ１５１ｄを固定する第一垂直部１５１ｇと、ダイシングテープ１６を下から支持する支持部としての第二垂直部１５１ｈと、開閉移動部１５２のアーム部１５２ｂが取り付けられる穴１５２ｉと、を備える。図５に示すように、ベース部１５１ａは上面視で矩形状であり、回転テーブル１７１の半径方向に沿う方向の長さは回転テーブル１７１の円周の接線方向に沿う方向の長さ（幅）よりも長く構成されている。ベース部１５１ａの幅は隣合うエキスパンド１５１の間の間隔よりも狭く構成されている。

図７（ａ）に示すように、第一垂直部１５１ｇはベース部１５１ａの回転テーブル１７１の半径方向における中央付近の上面から垂直に上方に伸びており、上面視で矩形状であり、回転テーブル１７１の半径方向の長さ（幅）は回転テーブル１７１の円周の接線方向の長さよりも短く構成されている。第二垂直部１５１ｈはベース部１５１ａの回転テーブル１７１の半径方向における内側端部の上面から垂直に上方に伸びており、上面視で矩形状であり、回転テーブル１７１の半径方向の長さ（幅）は回転テーブル１７１の円周の接線方向の長さよりも短く構成されている。第一垂直部１５１ｇの垂直方向の長さ（高さ）は第二垂直部１５１ｈの垂直方向の長さ（高さ）よりも大きく、第一垂直部１５１ｇの幅は第二垂直部１５１ｈの幅よりも広く構成されている。

図７（ａ）に示すように、第一垂直部１５１ｇと第二垂直部１５１ｈとで凹部１５１ｊが構成され、凹部１５１ｊ内に回転体１５１ｅと加圧部１５１ｆが納められている。第一垂直部１５１ｇは第二垂直部１５１ｈの上面の高さ付近に回転テーブル１７１の半径方向内側および外側に開口を有する孔が形成されており、その孔にアクチュエータ１５１ｄが挿入されて固定されている。アクチュエータ１５１ｄの回転テーブル１７１の半径方向内側には回転体１５１ｅが取り付けられている。回転体１５１ｅの回転軸は水平方向に延伸し、回転体１５１ｅは回転軸を中心とする円柱状の第一回転部と、第一回転部の外径よりも大きい外径を有する円盤状の第二回転部とで構成されている。図５に示すように、回転体１５１ｅの回転軸は第一垂直部１５１ｇの回転テーブル１７１の円周の接線方向における中央からずれて端部に近く位置する。ただし、回転体１５１ｅは、回転テーブル１７１の外周に位置する水平部１７１ａの上であって、回転テーブル１７１の中心Ｏから十二方向に放射状に仮想的に並べられた直線上に配置されている。

図７（ｂ）および図７（ｃ）に示すように、加圧部１５１ｆは、第二垂直部１５１ｈの外周側に配設され、回転体１５１ｅの回転により降下されることによって、ウェハリング１４を第二垂直部１５１ｈ側へ押し付けて、ダイシングテープ１６を引き伸ばすものである。加圧部１５１ｆがウェハリング１４と接する円周方向の幅は隣り合う加圧部１５１ｆの間隔よりも小さい。

図５に示すように、ウェハリング１４の四方向の外側には直線部分１４ｂ１～１４ｂ４があり、直線部分ではウェハリング１４の外径が小さくなっている。当該直線部分に対向する箇所にもエキスパンド部１５１を設けている。よって、当該直線部分に対向するエキスパンド部１５１の加圧部１５１ｆと回転体１５１ｅの第二回転部との間に長さ調整部１５１ｋを有しており、回転体１５１ｅの第二回転部から加圧部１５１ｆの先端までの回転テーブル１７１の半径方向の長さは、他のエキスパンド部１５１の回転体１５１ｅの第二回転部から加圧部１５１ｆの先端までの長さよりも長くなってウェハリング１４を押し付けられるようになっている。

開閉移動部１５２は、図５に示すように、回転テーブル１７１の水平部１７１ａの上面に配置されるアクチュエータ１５２ａと、エキスパンド部１５１のベース部１５１ａの穴１５２ｉに嵌合してエキスパンド部１５１をスライドさせるリンク状のアーム部１５２ｂとを備えている。

次に、エキスパンド機構１５によって、ダイシングテープ１６をエキスパンドする方法について図５～８を用いて説明する。

（ステップＳ１：ウェハ受入れ）
まず、ウェハリング１４をウェハ保持台１２のエキスパンド機構１５に搬入する場合は、制御部８は、図示しない搬送手段によってウェハリング１４を保持し、移送してエキスパンド機構１５に搬入する。制御部８は、図５、図６（ａ）および図７（ａ）に示すように、アクチュエータ１５２ａを動作させることにより、アーム部１５２ｂを回転テーブル１７１の半径方向外側に駆動させて、エキスパンド部１５１を回転テーブル１７１の半径方向外側に移動させる。その際、制御部８は、ウェハリング１４が第二垂直部１５１ｈの上面に載置されるようエキスパンド部１５１を移動させる。エキスパンド部１５１の移動の際には、スライド部１５１ｃが固定部１５１ｂに対して摺動することになる。

（ステップＳ２：ウェハセンタリング）
次に、制御部８は、アクチュエータ１５２ａを動作させることにより、アーム部１５２ｂを回転テーブル１７１の半径方向内側に駆動させて、図６（ｂ）に示すように、エキスパンド部１５１を回転テーブル１７１の半径方向内側に移動させる。これにより、図７（ｂ）に示すように、ウェハリング１４の外周縁が加圧部１５１ｆの回転テーブル１７１の半径方向の中央部に位置し、ウェハリング１４の内周縁が第二垂直部１５１ｈよりも回転テーブル１７１の半径方向外側に位置する。このとき、加圧部１５１ｆがウェハリング１４の上方に位置するように、アクチュエータ１５１ｄを動作させている。

（ステップＳ３：ダイシングテープ引伸ばし）
次に、制御部８は、アクチュエータ１５１ｄを動作させることにより、回転体１５１ｅを介して加圧部１５１ｆを回転させて、加圧部１５１ｆを降下させる。加圧部１５１ｆの降下に伴って、図６（ｃ）に示すように、加圧部１５１ｆがウェハリング１４を押し下げる。そして、回転テーブル１７１の円周上に設けられた十二個のエキスパンド部１５１により、ダイシングテープ１６が放射状に引き伸ばされ、ダイＤ相互間が拡大される。なお、各エキスパンド部１５１はアクチュエータ１５２ａを備えており、回転体１５１ｅの回転角度により、加圧部１５１ｆによる引き伸ばし力を調整することが可能であり、十二個のエキスパンド部１５１それぞれの引き伸ばし力を個別に調整することが可能である。

（ステップＳ４：ダイピックアップ）
制御部８は、ダイシングテープ１６が引き伸ばされた状態で、ダイシングテープ１６からピックアップされるダイＤは、ウェハ認識カメラ２４による撮像画像に基づいてθ回転機構１７およびＸＹ駆動機構１８により位置決めする。その後、制御部８は、剥離ユニット１３とコレット２２との協働によりダイＤをピックアップする。

（ステップＳ５：ウェハ払出し）
ピックアップされるダイが全てピックアップされた後、制御部８は、アクチュエータ１５１ｄにより回転体１５１ｅを介して加圧部１５１ｆを回転させて、加圧部１５１ｆを上昇させる。加圧部１５１ｆの上昇に伴って、ウェハリング１４が上昇し、図６（ｂ）の状態となる。その後、制御部８は、アクチュエータ１５２ａを動作させることにより、アーム部１５２ｂを回転テーブル１７１の半径方向外側に駆動させて、エキスパンド部１５１を回転テーブル１７１の半径方向外側に移動させる。これにより、図６（ａ）に示す初期状態となり、図示しない搬送手段によってウェハリング１４を保持し、エキスパンド機構１５から移送して搬出する。

次に、図６（ｃ）に示すように、半導体ウェハの径（ウェハリングの外径）が図６（ｂ）よりも小さい場合におけるエキスパンド機構１５によって、ダイシングテープ１６をエキスパンドする方法について図９を用いて説明する。

（ステップＳ１：ウェハ受入れ）
まず、ウェハリング１４をウェハ保持台１２のエキスパンド機構１５に搬入する場合は、制御部８は、図示しない搬送手段によってウェハリング１４を保持し、移送してエキスパンド機構１５に搬入する。その際、エキスパンド部１５１は、図９（ａ）に示す初期状態から、アクチュエータ１５２ａを動作させることにより、アーム部１５２ｂを回転テーブル１７１の半径方向内側に駆動させて、エキスパンド部１５１を回転テーブル１７１の半径方向内側に移動させてウェハリング１４が第二垂直部１５１ｈの上面に載置されるようにする。この状態をウェハ受入れ状態としてもよい。

（ステップＳ２：ウェハセンタリング）
次に、制御部８は、アクチュエータ１５２ａを動作させることにより、アーム部１５２ｂを回転テーブル１７１の半径方向内側に駆動させて、エキスパンド部１５１を回転テーブル１７１の半径方向内側に移動させる。これにより、図９（ｂ）に示すように、ウェハリング１４の外周縁が加圧部１５１ｆの回転テーブル１７１の半径方向の中央部に位置し、ウェハリング１４の内周縁が第二垂直部１５１ｈよりも回転テーブル１７１の半径方向外側に位置する。このとき、加圧部１５１ｆがウェハリング１４の上方に位置するように、アクチュエータ１５１ｄを動作させている。

ステップＳ３，Ｓ４は図６（ｂ）のウェハ大口径の場合と同様である。

（ステップＳ５：ウェハ払出し）
ピックアップされるダイが全てピックアップされた後、制御部８は、アクチュエータ１５１ｄにより回転体１５１ｅを介して加圧部１５１ｆを回転させて、加圧部１５１ｆを上昇させる。加圧部１５１ｆの上昇に伴って、ウェハリング１４が上昇し、図９（ｂ）の状態となる。その後、制御部８は、アクチュエータ１５２ａを動作させることにより、アーム部１５２ｂを回転テーブル１７１の半径方向外側に駆動させて、エキスパンド部１５１を回転テーブル１７１の半径方向外側に移動させて、初期状態またはウェハ受入れ払出し状態にする。その後、制御部８は、図示しない搬送手段によってウェハリング１４を保持し、エキスパンド機構１５から移送して搬出する。

例えば、図６（ｂ）に示すウェハ１１の径は約３００ｍｍ（１２インチ）であり、図６（ｃ）に示すウェハ１１の径は約２００ｍｍ（８インチ）であるが、これに限定されるものではなく、例えば図６（ｂ）に示すウェハ１１の径は約４００ｍｍ（１６インチ）であり、図６（ｃ）に示すウェハ１１の径は約３００ｍｍであってもよい。

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）と呼ばれるフィルム状の接着材料を貼り付けている。ＤＡＦを有するウェハ１１では、ダイシングは、ウェハ１１とＤＡＦに対して行なわれる。従って、剥離工程では、ウェハ１１とＤＡＦをダイシングテープ１６から剥離する。

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１０を用いて説明する。図１０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は上述したステップＳ１～Ｓ４により、ダイシングテープ１６を引き伸ばしてダイ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、ＤＡＦ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、ＤＡＦ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。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ＤＡＦ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、以下に示す一つまたは複数の効果がある。

（１）エキスパンド部をコンパクトにユニット化して円周上に複数配置することにより、ダイシングシートの張力及び面内均一性を安定化することが可能になる。ここで、コンパクトとは、例えば、エキスパンド部の幅を隣り合うエキスパンド部の間隔よりも小さくすることである。

特許文献１の加圧リングでダイシングテープを引き伸ばすと、全体に力が一様に掛かるが、ダイのピックアップが進むと、ダイがピックアップされた箇所と、ダイが残っている箇所とでは、ダイシングテープの引き伸ばす量が変化する（ピックアップ過程で発生する張力の変化がある）。各エキスパンド部は回転体１５１ｅの角度を変えて加圧部１５１ｆの上下方向の位置を変えることによりダイシングシートの張力が調整可能であるので、ピックアップする各ダイの張力(ウェハ内のエリア毎も)一定にすることが可能である。

なお、ダイシングテープ上のダイの位置、ダイシングテープの張力およびエキスパンド部の回転体の角度との関係を予め求めて、制御部の記憶装置等に記憶させておくことにより、制御部はダイがピックアップされた箇所（ピックアップされていない箇所）に基づいて、ダイシングテープの張力を均一になるよう回転体の角度を調整することが可能である。

（２）エキスパンド部をコンパクトにユニット化して円周上に複数配置し、エキスパンド部のアクチュエータとしてのモータにトルク制御を掛けることで、テンションを引下量ではなく張力で調整することが可能である。

（３）エキスパンド部をコンパクトにユニット化して円周上に複数配置し、さらに、エキスパンド部に個別に圧力センサや水平センサ等の張力センサを設け、その検出結果をフィードバックして張力の安定化を図る。これにより、ピックアップ過程で発生する張力の変化に対してもフィードバックを図り、安定した張力においてピックアップ処理を行うことが可能である。

（４）張力を掛けるエキスパンド部をコンパクトにユニット化して円周上に複数配置する。これにより、エキスパンド部とθ回転機構を各々独立配置することができ、エキスパンド部のユニット内で張力を受ける部分と発生させる部分が完結するので、θ回転機構に張力が影響しない構造となる。これにより、θ回転機構は自重のみ保持できる強度があればすむので、θ回転機構の剛性を上げる必要がないため、ウェハ保持台を軽量化および薄型化することができる。その結果、突上げユニットの高さを低くすることができ、突上げユニットの設計自由度を向上することができる。

（５）エキスパンド部をコンパクトにユニット化して円周上に複数配置することにより、個々に必要な剛性を小さくする事ができる。

（６）エキスパンド部をユニット化して円周上に複数配置し、開閉機構を設けてエキスパンド部の移動を可能とする。エキスパンド部の移動によるウェハサイズに自動対応することで多種のウェハサイズに適用可能とする。このエキスパンド部の分散化とサイズ変更機構でウェハのセンタリング機能を付加することが可能となる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記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、実施例ではエキスパンド部１５１を十二個設けた例を説明したが、これに限定されるものではく、八個から十六個であってもよい。ウェハ保持台が保持する最大のウェハ径が小さい場合は上記よりも少なくてもよいし、ウェハ径が大きい場合は上記よりも多くてもよい。エキスパンド部１５１を八個未満にする場合は四個以上が好ましい。

また、実施例では回転テーブルは断面五角形状のリング体であり、外周部１７１ｂの先端部は回転駆動部１７２の凹部に嵌合して、回転テーブル１７１は回転駆動部１７２により回転する例として説明したが、リング体は円盤状であって中央部に剥離ユニットが挿入可能な孔が開いているものであってもよく、また外周部１７１ｂの先端部は回転駆動部１７２の凹部に嵌合ではなく、軸受けベアリング等の構造でリング対の円周全体を固定し回転駆動部１７２により回転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、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
１１：ウェハ
１２：ウェハ保持台
１３：剥離ユニット
１４：ウェハリング
１５１：エキスパンド部
１５１ｄ：アクチュエータ
１５１ｅ：回転体
１５１ｈ：第二垂直部（支持部）
１５１ｆ：加圧部
１６：ダイシングテープ
１７：回転テーブル
２２：コレット
Ｄ：ダイ

Claims

ウェハが貼付され、その周縁にウェハリングが取り付けられたダイシングテープを保持するウェハ保持台と、
ダイを吸着するコレットと、
前記ダイシングテープの下面と接触し、前記コレットと協働して前記ダイを前記ダイシングテープから剥がす剥離ユニットと、
前記ウェハ保持台を制御する制御部と、
を備え、
前記ウェハ保持台は、
回転テーブルと、
前記回転テーブルの外周上であって、前記回転テーブルの中心から放射状に仮想的に並べられた複数の直線上にそれぞれ設けられ、前記ダイシングテープを引き伸ばすエキスパンド部と、
を備え、
前記エキスパンド部のそれぞれは、
前記ダイシングテープを下から支持する支持部と、
前記ウェハリングに上から当接して押し下げる加圧部と、
前記加圧部を回転させるアクチュエータと、
を備え、
前記制御部は、前記エキスパンド部それぞれの前記加圧部の位置を変えることにより前記ウェハリングに掛ける圧力を調整するよう構成されるダイボンディング装置。
ウェハが貼付され、その周縁にウェハリングが取り付けられたダイシングテープを保持するウェハ保持台と、
ダイを吸着するコレットと、
前記ダイシングテープの下面と接触し、前記コレットと協働して前記ダイを前記ダイシングテープから剥がす剥離ユニットと、
を備え、
前記ウェハ保持台は、
回転テーブルと、
前記回転テーブルの外周上であって、前記回転テーブルの中心から放射状に仮想的に並べられた複数の直線上にそれぞれ設けられ、前記ダイシングテープを引き伸ばすエキスパンド部と、
を備え、
前記エキスパンド部のそれぞれは、前記回転テーブルよりも上に、
前記ダイシングテープを下から支持する支持部と、
前記ウェハリングに上から当接して押し下げる加圧部と、
その回転中心から外れた位置に前記加圧部が固定された回転体と、
前記回転体を回転させるアクチュエータと、
を備えるダイボンディング装置。
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、前記ダイシングテープ上のダイの位置または前記エキスパンド部に設けられた張力センサまたは前記アクチュエータのトルクに基づいて前記加圧部の位置を調整するよう構成されるダイボンディング装置。
請求項１のダイボンディング装置において、
前記エキスパンド部のそれぞれは、前記回転テーブルよりも上に、
前記支持部と、
前記加圧部と、
前記アクチュエータと、
その回転中心から外れた位置に前記加圧部が固定された回転体と、
を備え、
前記アクチュエータは前記回転体を回転させるよう構成されるダイボンディング装置。
請求項１または２のダイボンディング装置において、
前記エキスパンド部の前記回転テーブルの外周の接線方向に沿う長さ（幅）は隣り合う前記エキスパンド部間の間隔よりも小さく構成されるダイボンディング装置。
請求項１または２のダイボンディング装置において、
前記ウェハリングの四方向の外側には直線部分があり、当該直線部分のそれぞれに対向する箇所に前記エキスパンド部が設けられているダイボンディング装置。
請求項１または２のダイボンディング装置において、
前記エキスパンド部は、さらに、
ベース部と、
前記ベース部の上面から垂直方向に伸びる第一垂直部および第二垂直部と、
を備え、
前記第一垂直部は前記アクチュエータを固定し、
前記第二垂直部は前記支持部を構成しているダイボンディング装置。
請求項７のダイボンディング装置において、
前記第二垂直部の高さは前記第一垂直部の高さよりも低く、
前記第一垂直部は前記アクチュエータを固定する孔を有するダイボンディング装置。
請求項１または２のダイボンディング装置において、
前記ウェハ保持台は、さらに、
前記回転テーブルの上に設けられ、前記各エキスパンド部を前記回転テーブルの半径方向に移動させる開閉移動部と、
前記回転テーブルの上に固定された固定部と、
を備え、
前記エキスパンド部のそれぞれは、さらに、前記固定部を摺動するスライダー部を備えるダイボンディング装置。
請求項９のダイボンディング装置において、
前記開閉移動部は、
前記エキスパンド部に取り付けられたアーム部と、
前記アーム部を駆動するアクチュエータと、
を備えるダイボンディング装置。
請求項１または２のダイボンディング装置において、
前記ウェハ保持台は、さらに、
前記回転テーブルを回転させる駆動部と、
前記回転テーブルを回動可能に取り付けるＸＹ駆動機構と、
を備えるダイボンディング装置。
（ａ）ウェハが貼付され、その周縁にウェハリングが取り付けられたダイシングテープを保持するウェハ保持台と、ダイを吸着するコレットと、前記ダイシングテープの下面と接触し、前記コレットと協働して前記ダイを前記ダイシングテープから剥がす剥離ユニットと、を備え、前記ウェハ保持台は、回転テーブルと、前記回転テーブルの外周上であって、前記回転テーブルの中心から放射状に仮想的に並べられた複数の直線上にそれぞれ設けられ、前記ダイシングテープを引き伸ばすエキスパンド部と、を備え、前記エキスパンド部のそれぞれは、前記ダイシングテープを下から支持する支持部と、前記ウェハリングに上から当接して押し下げる加圧部と、前記加圧部を回転させるアクチュエータと、
を備えるダイボンディング装置に、前記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ダイをピックアップする工程と、
を備え、
前記（ｂ）工程は、
（ｂ１）前記エキスパンド部を前記回転テーブルの半径方向外側に移動し、前記ウェハリングを前記ウェハ保持台に搬入する工程と、
（ｂ２）前記エキスパンド部それぞれの前記加圧部の位置を変えることにより前記ウェハリングに掛ける圧力を調整して前記ダイシングテープを引き伸ばす工程と、
を備える半導体装置の製造方法。
請求項１２の半導体装置の製造方法において、
前記（ｂ２）工程は、前記ダイシングテープ上のダイの位置または前記エキスパンド部に設けられた張力センサに基づいて前記加圧部の位置を調整する半導体装置の製造方法。
ウェハが貼付され、その周縁にウェハリングが取り付けられたダイシングテープを保持するウェハ保持台に使用するエキスパンド装置であって、
回転テーブルと、
前記回転テーブルの外周上であって、前記回転テーブルの中心から放射状に仮想的に並べられた複数の直線上にそれぞれ設けられ、前記ダイシングテープを引き伸ばすエキスパンド部と、
を備え、
前記エキスパンド部のそれぞれは、前記回転テーブルよりも上に、
前記ダイシングテープを下から支持する支持部と、
前記ウェハリングに上から当接して押し下げる加圧部と、
その回転中心から外れた位置に前記加圧部が固定された回転体と、
前記回転体を回転させるアクチュエータと、
を備えるエキスパンド装置。
請求項１４のエキスパンド装置において、
前記エキスパンド部のそれぞれは、さらに、張力センサを備えるエキスパンド装置。