JP7010633B2 - 半導体製造装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体製造装置および半導体装置の製造方法 Download PDF

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Description

本開示は半導体製造装置に関し、例えばダイを認識するカメラを備える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である。
ダイボンダは、はんだ、金メッキ、樹脂を接合材料として、ダイを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（搭載して接着）する装置である。ダイを、例えば、基板の表面にボンディングするダイボンダにおいては、コレットと呼ばれる吸着ノズルを用いてダイをウェハから吸着してピックアップし、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。コレットは、吸着孔を有し、エアを吸引して、ダイを吸着保持する保持具であり、ダイと同程度の大きさを有する。
ダイシング工程において、ダイシング時の切削抵抗などによりダイに切断面から内部に延びるクラックが発生することがある。
一般に微細な傷を検査する場合は暗視野方式のほうがよい。ウェハ表面は鏡面に近く、暗視野方式による検査を行うには、光を斜めから当てる照明方式である斜光照明がよい。
特開２０１７－１１７９１６号公報
暗視野方式の検査では背景となるウェハやダイ表面が照明の光を反射させないようにすることが求められるが、その角度はウェハやダイ毎に異なり、どの角度なら反射しないと言い切れる角度がない。
本開示の課題は、クラックの認識精度を向上することが可能な技術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、半導体製造装置は、第一辺と前記第一辺と接続する第二辺と前記第一辺と対向する第三辺と前記第二辺と対向する第四辺とを有するダイを撮像する撮像装置と、前記ダイを前記撮像装置の光学系軸に対して斜めから照明する照明装置と、前記撮像装置および前記照明装置を制御する制御装置と、を備える。前記制御装置は、（ａ）前記第一辺の中央から前記ダイの中心に向かう第一方向と、前記第二辺の中央から前記ダイの中心に向かう第二方向と、前記第三辺の中央から前記ダイの中心に向かう第三方向と、前記第四辺の中央から前記ダイの中心に向かう第四方向と、からの照明を抑え、（ｂ）前記第一辺と前記第四辺とで形成する角を含む第一角部から前記ダイの中心に向かう第五方向と、前記第二辺と前記第一辺とで形成する角を含む第二角部から前記ダイの中心に向かう第六方向と、前記第三辺と前記第二辺とで形成する角を含む第三角部から前記ダイの中心に向かう第七方向と、前記第四辺と前記第三辺とで形成する角を含む第四角部から前記ダイの中心に向かう第八方向と、から照明して、前記撮像装置で前記ダイを撮像する。
上記半導体製造装置によれば、クラックの認識精度を向上することができる。
ダイボンダの構成例を示す概略上面図 図１において矢印Ａ方向から見たときの概略構成を説明する図 図１のダイ供給部の構成を示す外観斜視図 図２のダイ供給部の主要部を示す概略断面図 図１のダイボンダの制御系の概略構成を示すブロック図 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 斜光照明の入射角を説明する模式図 図８は斜光照明のウェハまたはダイによる反射光を示す模式図 図９は斜光照明の入射角によるダイの明暗を説明する模式図 ウェハ表面を拡大した模式図 ダイクラック検査用照明装置の配置を示す平面図 ダイクラック検査用照明装置およびダイ認識用照明装置の配置を示す配置図 変形例１に係る照明装置を示す模式斜視図 図１３の照明装置を回転させる手段を示す模式斜視図 図１３の照明装置で位置認識を行う場合の配置を示す模式平面図 図１３の照明装置でダイクラック検査を行う場合の配置を示す模式平面図 変形例２に係る照明装置を示す模式斜視図 図１７の照明装置の点灯、消灯を制御する手段を示す模式斜視図 図１７の照明装置の点灯、消灯位置を説明する模式平面図
まず、本願発明者が検討した技術について図７～１０を用いて説明する。図７は斜光照明の入射角を説明する模式図である。図８は遮光照明のウェハまたはダイによる反射光を示す模式図である。図９は斜光照明の入射角によるダイの明暗を説明する模式図である。図１０はウェハ表面を拡大した模式図である。
カメラによる画像でのクラック検査機能を設計する場合、その照明構成は「背景を明るくして見たいものを暗く写す」明視野方式と、「背景を暗くして、見たいものを明るく写す」暗視野方式がある。
一般に微細な傷を検査する場合は暗視野方式のほうがよい。ウェハ表面は鏡面に近く、暗視野方式による検査を行うには、光を斜めから当てる照明方式である斜光照明がよい。問題はその入射角（θ）の決定である。図７に示すように、ウェハやダイのクラックを検出する場合、斜光照明の入射角（θ）はカメラの光学系の軸にできるだけ近い（入射角（θ）をできるだけ０に近づける）ほうがクラックを光らせやすい。しかし、図８に示すように、ウェハ表面やダイ表面に光を当てると、複数の角度に光が反射してしまう現象がある。また、図９の矢印に示すように、照明の入射角を小から大に変化させると、ダイが明るくなったり暗くなったりする。これは、ウェハ表面または光が透過できる表面層での膜内での反射面が完全に平面ではなく、複数の微細な反射面を持つためである。この反射角はウェハで一定ではなく、ウェハの表面加工の状態（品種の違い、膜厚の違い、ロットの違い）などにより変化する。
暗視野方式の検査では背景となるウェハ表面が照明の光を反射させないようにすることが求められるが、その角度はウェハ毎に異なり、どの角度なら反射しないと言い切れる角度がない。
この現象により、暗視野を安定的に得られ、なおかつもっとも入射光をレンズ光軸に近づけられる角度を決定しようとしても、その角度は一定ではないため、その都度調整が必要になってしまう。
ウェハ表面のパターン加工はＸＹ方向の方形転写が多く、図１０に示すように、ダイを上から見て、直行方向の照射（Ｘ軸方向およびＹ軸方向からの照射）は光を反射しやすい。
よって、実施形態では、図１０に示すように、斜め方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向と平行でない方向）から照明光を照射する。これにより、照明光の反射は起こしにくく、安定して、ダイの表面を暗視野化にすることができ、白く反射するクラックの検査可能エリアを十分確保することができる。
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を示す上面図である。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。
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。
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。なお、以降では、ダイアタッチフィルム１８の存在を無視して、説明する。
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。本実施例ではウェハ認識カメラ２４、ステージ認識カメラ３２および基板認識カメラ４４と共に後述する照明装置を用いてダイＤのクラックを検出する。
制御部８について図５を用いて説明する。図５は制御系の概略構成を示すブロック図である。制御系８０は制御部８と駆動部８６と信号部８７と光学系８８とを備える。制御部８は、大別して、主としてＣＰＵ（Central Processor Unit）で構成される制御・演算装置８１と、記憶装置８２と、入出力装置８３と、バスライン８４と、電源部８５とを有する。記憶装置８２は、処理プログラムなどを記憶しているＲＡＭで構成されている主記憶装置８２ａと、制御に必要な制御データや画像データ等を記憶しているＨＤＤで構成されている補助記憶装置８２ｂとを有する。入出力装置８３は、装置状態や情報等を表示するモニタ８３ａと、オペレータの指示を入力するタッチパネル８３ｂと、モニタを操作するマウス８３ｃと、光学系８８からの画像データを取り込む画像取込装置８３ｄと、を有する。また、入出力装置８３は、ダイ供給部１のＸＹテーブル（図示せず）やボンディングヘッドテーブルのＺＹ駆動軸等の駆動部８６を制御するモータ制御装置８３ｅと、種々のセンサ信号や照明装置などのスイッチ等の信号部８７から信号を取り込み又は制御するＩ／Ｏ信号制御装置８３ｆとを有する。光学系８８には、ウェハ認識カメラ２４、ステージ認識カメラ３２、基板認識カメラ４４が含まれる。制御・演算装置８１はバスライン８４を介して必要なデータを取込み、演算し、ピックアップヘッド２１等の制御や、モニタ８３ａ等に情報を送る。
制御部８は画像取込装置８３ｄを介してウェハ認識カメラ２４、ステージ認識カメラ３２および基板認識カメラ４４で撮像した画像データを記憶装置８２に保存する。保存した画像データに基づいてプログラムしたソフトウェアにより、制御・演算装置８１を用いてダイＤおよび基板ＳのパッケージエリアＰの位置決め、並びにダイＤおよび基板Ｓの表面検査を行う。制御・演算装置８１が算出したダイＤおよび基板ＳのパッケージエリアＰの位置に基づいてソフトウェアによりモータ制御装置８３ｅを介して駆動部８６を動かす。このプロセスによりウェハ上のダイの位置決めを行い、ピックアップ部２およびボンディング部４の駆動部で動作させダイＤを基板ＳのパッケージエリアＰ上にボンディングする。使用するウェハ認識カメラ２４、ステージ認識カメラ３２および基板認識カメラ４４はグレースケール、カラー等であり、光強度を数値化する。
図６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（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。
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（工程Ｐ２））。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８２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（ダイ位置決め（工程Ｐ３））。
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、ダイＤの表面検査を行う（工程Ｐ４）。ダイの表面検査（外観検査）の詳細については後述する。ここで、制御部８は、表面検査で問題があるかどうかを判定し、ダイＤの表面に問題なしと判定した場合には次工程（後述する工程Ｐ９）へ進むが、問題ありと判定した場合には、表面画像を目視で確認するか、さらに高感度の検査や照明条件などを変えた検査を行い、問題がある場合はスキップ処理し、問題がない場合は次工程の処理を行う。スキップ処理は、ダイＤの工程Ｐ９以降をスキップし、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する。
制御部８は、基板供給部６で基板Ｓ搬送レーン５２に載置する（基板ローディング（工程Ｐ５））。制御部８は、基板Ｓを掴み搬送する基板搬送爪５１をボンディング位置まで移動させる（基板搬送（工程Ｐ６））。
基板認識カメラ４４にて基板を撮像して位置決めを行う（基板位置決め（工程Ｐ７））。
次いで、制御部８は、基板認識カメラ４４によって取得した画像から、基板ＳのパッケージエリアＰの表面検査を行う（工程Ｐ８）。基板表面検査の詳細については後述する。ここで、制御部８は、表面検査で問題があるかどうかを判定し、基板ＳのパッケージエリアＰの表面に問題なしと判定した場合には次工程（後述する工程Ｐ９）へ進むが、問題ありと判定した場合には、表面画像を目視で確認するか、さらに高感度の検査や照明条件などを変えた検査を行い、問題がある場合はスキップ処理し、問題がない場合は次工程の処理を行う。スキップ処理は、基板ＳのパッケージエリアＰの該当タブへの工程Ｐ１０以降をスキップし、基板着工情報に不良登録を行う。
制御部８は、ダイ供給部１によって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（ダイハンドリング（工程Ｐ９））、中間ステージ３１に載置する（工程Ｐ１０）。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（工程Ｐ１１）。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、ステージ認識カメラ３２によって取得した画像から、ダイＤの表面検査を行う（工程Ｐ１２）。ダイの表面検査（外観検査）の詳細については後述する。ここで、制御部８は、表面検査で問題があるかどうかを判定し、ダイＤの表面に問題なしと判定した場合には次工程（後述する工程Ｐ１３）へ進むが、問題ありと判定した場合には、表面画像を目視で確認するか、さらに高感度の検査や照明条件などを変えた検査を行い、問題がある場合は、そのダイを図示しない不良品トレーなどに載置してスキップ処理し、問題がない場合は次工程の処理を行う。スキップ処理は、ダイＤの工程Ｐ１３以降をスキップし、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、基板ＳのパッケージエリアＰまたは既に基板Ｓ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（ダイアタッチ（工程Ｐ１３））。
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（ダイと基板の相対位置検査（工程Ｐ１４））。このとき、後述するダイの位置合わせと同様にダイの中心と、タブの中心を求め、相対位置が正しいかを検査する。
次いで、制御部８は、基板認識カメラ４４によって取得した画像から、ダイＤおよび基板Ｓの表面検査を行う（工程Ｐ１５）。ダイＤおよび基板Ｓの表面検査の詳細については後述する。ここで、制御部８は、表面検査で問題があるかどうかを判定し、ボンディングされたダイＤの表面に問題なしと判定した場合には次工程（後述する工程Ｐ９）へ進むが、問題ありと判定した場合には、表面画像を目視で確認するか、さらに高感度の検査や照明条件などを変えた検査を行い、問題がある場合はスキップ処理し、問題がない場合は次工程の処理を行う。スキップ処理では、基板着工情報に不良登録を行う。
以後、同様の手順に従ってダイＤが１個ずつ基板Ｓ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、基板搬送爪５１で基板Ｓを基板搬出部７まで移動して（基板搬送（工程Ｐ１６））、基板搬出部７に基板Ｓを渡す（基板アンローディング（工程Ｐ１７））。
以後、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（工程Ｐ９）。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（工程Ｐ１８）。
次に、表面検査の照明について図１１、１２を用いて説明する。図１１はダイクラック検査用照明装置の配置を示す平面図である。図１２はダイクラック検査用照明装置およびダイ認識用照明装置の配置を示す配置図である。
図１１に示すように、ダイＤのクラックを検査するためのダイクラック検査用照明装置ＣＬ１～ＣＬ４はダイＤの隅付近からダイＤの中心付近に照明が入射するように配置される。ダイＤの四辺をＸ軸方向またはＹ軸方向に沿って配置する場合、ダイクラック検査用照明装置ＣＬ１～ＣＬ４の水平方向の照明の入射方向とＸ軸方向となす角度をそれぞれα１、α２、α３、α４とすると、０度＜α１、α２、α３、α４＜９０度であり、α１≒α２≒α３≒α４≒４５度が好ましい。図１１では、ダイクラック検査用照明装置を四箇所に配置しているが一箇所でも二箇所でも三箇所でもよい。垂直方向の照明の入射角度（θ）は５～８５度が好ましい。
ダイＤは、平面視で、Ｘ方向に延在する第一辺ＤＳ１および第三辺ＤＳ３と、Ｙ方向に延在する第二辺ＤＳ２および第四辺ＤＳ４と、を有する。第一辺ＤＳ１と第三辺ＤＳ３とは対向し、第二辺ＤＳ２と第四辺ＤＳ４とは対向する。第一辺ＤＳ１と第四辺ＤＳ４とは角を形成し、その角を含む所定領域を第一角部ＤＡ１という。第二辺ＤＳ２と第一辺ＤＳ１とは角を形成し、その角を含む所定領域を第二角部ＤＡ２という。第三辺ＤＳ３と第二辺ＤＳ２とは角を形成し、その角を含む所定領域を第三角部ＤＡ３という。第四辺ＤＳ４と第三辺ＤＳ３とは角を形成し、その角を含む所定領域を第四角部ＤＡ４という。図１１ではダイＤが正方形であるので、照明装置ＣＬ１～ＣＬ４からの入射光はダイＤの角を通過しているが、長方形ではあればその角を通過しない。ただし、第一角部ＤＡ１、第二角部ＤＡ２、第三角部ＤＡ３および第四角部ＤＡ４は所定の大きさの領域であり、照明装置ＣＬ１～ＣＬ４からの入射光は第一角部ＤＡ１、第二角部ＤＡ２、第三角部ＤＡ３および第四角部ＤＡ４を通過する。
図１２に示すように、ダイＤの位置決めまたは位置検査を行うためにダイＤを認識するダイ認識用照明装置ＲＬ１～ＲＬ４はダイＤの四辺のそれぞれと対向する位置に配置される。Ｘ軸方向に沿った辺に対向して配置されるダイ認識用照明装置ＲＬ１、ＲＬ３からの水平方向の照明の入射方向はＹ軸方向であり、Ｙ軸方向に沿った辺に対向して配置されるダイ認識用照明装置ＲＬ２、ＲＬ４からの水平方向の照明の入射方向はＸ軸方向である。
完全な鏡面反射でないウェハ表面は、光の入射方向によっては、明視野となってしまうが、ウェハ表面加工はＸ軸方向およびＹ軸方向に準じるものが多く、ウェハの加工方向に対し、光の入射方向をＸ軸方向およびＹ軸方向に平行または垂直ではない領域に絞ると、垂直方向の入射角をどの角度にしても、ウェハ表面がカメラの光軸方向に光を反射させることはない。これにより、ウェハの表面状態に依存せず、暗視野を安定的に確保できる。
＜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）
図１３は変形例１に係る照明装置を示す模式斜視図である。図１４は図１３の照明装置を回転させる手段を示す模式斜視図である。図１５は図１３の照明装置で位置認識を行う場合の配置を示す模式平面図である。図１６は図３の照明装置でダイクラック検査を行う場合の配置を示す模式平面図である。
実施例の場合、ダイ認識用照明装置とは別にダイクラック検査用照明装置を配置したが、図１３に示すように、変形例１では、ダイＤの位置決めまたは位置検査（以下、位置認識と総称する。）を行う場合、バータイプの斜光照明装置（斜光バー照明装置）をダイＤの四辺に対向するように配置し、ダイＤのクラックの検査を行う場合、斜光バー照明装置を回転させてダイＤの四隅に配置する。
図１４に示すように、制御部８により制御される照明装置の駆動部は、斜光バー照明装置ＢＬＤ１～ＢＬＤ４を取り付けた回転リング９１と、回転リング９１を支持する固定リング９２と、固定リング９２を支持する支柱９３、９４を備える。回転リング９１はモータ９５で駆動されるベルト９６により固定リング９２外側を回転する。これにより、斜光バー照明装置ＢＬＤ１～ＢＬＤ４は水平方向に回転することができる。
図１５に示すように、ダイＤの位置認識を行う場合、斜光バー照明装置ＢＬＤ１、ＢＬＤ３からの照射光はＹ軸方向に沿ってダイＤの中心に向かい、斜光バー照明装置ＢＬＤ２、ＢＬＤ４からの照射光はＸ軸方向に沿ってダイＤの中心に向かう。
図１６に示すように、ダイＤのクラックの検査を行う場合、斜光バー照明装置ＢＬＤ１、ＢＬＤ２、ＢＬＤ３、ＢＬＤ４からの照射光はＸ軸方向からＹ軸方向に４５度回転した方向からダイＤの中心に向かう。
ダイＤのクラックの検査を行う場合、斜光バー照明装置の配置をウェハの加工方向から４５度回転させた位置に配置したが、４５度に限定されるものではなく、照射光がＸ軸方向およびＹ軸方向に沿わない方向に進行する角度であればよい。
（変形例２）
変形例２に係る照明装置について図１７～１９を用いて説明する。
図１７は変形例２に係る照明装置を示す模式斜視図である。図１８は図１７の照明装置の点灯、消灯を制御する手段を示す模式斜視図である。図１９は図１７の照明装置の点灯、消灯位置を説明する模式平面図である。
実施例および変形例１の場合、斜光バー照明装置を用いたが、変形例２では、図１７に示すようにリングタイプの斜光照明装置（斜光リング照明装置）ＲＬＤを用い、斜線部の領域Ｒ１～Ｒ４を点灯および消灯して位置認識およびクラックの検査を行う。斜光リング照明装置はクラック検査を行うとき、ウェハの加工方向に対し、Ｘ軸方向およびＹ軸方向からの照射を消灯する。
図１８に示すように、制御部８に制御される照明装置の制御部は、斜光リング照明装置ＲＬＤの領域Ｒ１～Ｒ４の点灯／消灯を制御する第一電源制御ボックス９７＿１と、斜光リング照明装置ＲＬＤの領域Ｒ１～Ｒ４と第一電源制御ボックス９７＿１を接続する電源ケーブル９８＿１と、斜光リング照明装置ＲＬＤの領域Ｒ５～Ｒ８の点灯／消灯を制御する第二電源制御ボックス９７＿２と、斜光リング照明装置ＲＬＤの領域Ｒ５～Ｒ８と第二電源制御ボックス９７＿２を接続する電源ケーブル９８＿２と、を備える。
図１９に示すように、ダイＤの位置認識を行う場合、斜光リング照明装置ＲＬＤのすべての領域Ｒ１～Ｒ８を点灯し、照射光がダイＤに向かう。よって、斜光リング照明装置ＲＬＤからＸ軸方向およびＹ軸方向に沿ってダイＤの中心に向かう照射光が存在する。
ダイＤのクラックの検査を行う場合、斜光リング照明装置ＲＬＤの領域Ｒ１～Ｒ４を消灯し領域Ｒ５～Ｒ８を点灯し、領域Ｒ５～Ｒ８からの照射光がダイＤに向かう。領域Ｒ１～Ｒ４はＸ軸方向またはＹ軸方向と交差する領域であり、それぞれ斜光リング照明装置ＲＬＤ全体の１／８の大きさの領域である。領域Ｒ５～Ｒ８はＸ軸方向とＹ軸方向との中間方向と交差する領域であり、それぞれ斜光リング照明装置ＲＬＤ全体の１／８の大きさの領域である。よって、斜光リング照明装置ＲＬＤからの照射光はＸ軸方向からＹ軸方向に４５度回転した領域からダイＤの中心に向かい、斜光リング照明装置ＲＬＤからＸ軸方向およびＹ軸方向に沿ってダイＤの中心に向かう照射光が存在しない。
本変形例では、領域Ｒ１～Ｒ４はそれぞれ斜光リング照明装置ＲＬＤ全体の１／８の大きさの領域を示しているが１／８に限定されるものではなく、例えばボンディングされるダイが小さい場合には、領域Ｒ１～Ｒ４を１／８よりも大きくし、領域Ｒ５～Ｒ８を１／８よりも小さくしてより狭い領域で照射してもよい。
クラックの外観検査は、ダイ位置認識を行う場所であるダイ供給部、中間ステージ、およびボンディングステージの少なくとも１か所で行うが、すべての箇所で行うのがより好ましい。ダイ供給部で行えば、早くクラックを検出することができる。中間ステージに行えば、ダイ供給部で検出できなかったクラックまたはピックアップ工程以降で発生したクラック（ボンディング工程よりも前に顕在化しなかったクラック）をボンディング前に検出することができる。また、ボンディングステージに行えば、ダイ供給部および中間ステージで検出できなかったクラック（ボンディング工程よりも前に顕在化しなかったクラック）またはボンディング工程以降で発生したクラックを、次のダイを積層するボンディング前に、または基板排出前に検出することができる。
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、変形例１では斜光バー照明装置を回転させることを説明したが、これに限定されるものではなく、ダイを回転してもよい。例えば、ダイが載置された中間ステージを回転して照射方向を変えてもよい。
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。
また、実施例ではボンディングヘッドを備えるが、ボンディングヘッドがなくてもよい。この場合は、ピックアップされたダイは容器等に載置される。この装置はピックアップ装置という。
１０・・・ダイボンダ
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
５・・・搬送部
５１・・・基板搬送爪
８・・・制御部
９・・・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
ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、ＣＬ４・・・クラック検出用照明装置
ＲＬ１、ＲＬ２、ＲＬ３、ＲＬ４・・・ダイ認識用照明装置
ＢＬＤ１、ＢＬＤ２、ＢＬＤ３、ＢＬＤ４・・・斜光バー照明装置
ＲＬＤ・・・斜光リング照明装置

Claims (12)

  1. 第一辺と前記第一辺に接続する第二辺と前記第一辺と対向する第三辺と前記第二辺と対向する第四辺とを有するダイを撮像する撮像装置と、
    前記ダイを前記撮像装置の光学系軸に対して斜めから照明する照明装置と、
    前記撮像装置および前記照明装置を制御する制御装置と、
    を備え、
    前記照明装置は、前記第一辺の中央から前記ダイの中心に向かう第一方向と、前記第二辺の中央から前記ダイの中心に向かう第二方向と、前記第三辺の中央から前記ダイの中心に向かう第三方向と、前記第四辺の中央から前記ダイの中心に向かう第四方向と、前記第一辺と前記第四辺とで形成する角を含む第一角部から前記ダイの中心に向かう第五方向と、前記第二辺と前記第一辺とで形成する角を含む第二角部から前記ダイの中心に向かう第六方向と、前記第三辺と前記第二辺とで形成する角を含む第三角部から前記ダイの中心に向かう第七方向と、前記第四辺と前記第三辺とで形成する角を含む第四角部から前記ダイの中心に向かう第八方向と、から照明することが可能であり、
    前記制御装置は、
    前記ダイの位置を認識する場合、前記照明装置で前記第一方向と前記第二方向と前記第三方向と前記第四方向とから照明して、前記撮像装置で前記ダイを撮像し、
    前記ダイのクラックを検査する場合、前記照明装置で前記第一方向と前記第二方向と前記第三方向と前記第四方向とからの照明を抑え、前記第五方向と前記第六方向と前記第七方向と前記第八方向とから照明して、前記撮像装置で前記ダイを撮像するよう構成される
    半導体製造装置。
  2. 請求項１において、
    前記照明装置は、
    前記第一辺と対向する位置に配置される第一ダイ認識用照明装置と、
    前記第二辺と対向する位置に配置される第二ダイ認識用照明装置と、
    前記第三辺と対向する位置に配置される第三ダイ認識用照明装置と、
    前記第四辺と対向する位置に配置される第四ダイ認識用照明装置と、
    前記第一角部と対向する位置に配置される第一ダイクラック検査用照明装置と、
    前記第二角部と対向する位置に配置される第二ダイクラック検査用照明装置と、
    前記第三角部と対向する位置に配置される第三ダイクラック検査用照明装置と、
    前記第四角部と対向する位置に配置される第四ダイクラック検査用照明装置と、
    を備え、
    前記制御装置は、
    前記ダイの位置を認識する場合、前記第一ダイ認識用照明装置で前記第一方向から照明し、前記第二ダイ認識用照明装置で前記第二方向から照明し、前記第三ダイ認識用照明装置で前記第三方向から照明し、前記第四ダイ認識用照明装置で前記第四方向から照明して、前記撮像装置で前記ダイを撮像し、
    前記ダイのクラックを検査する場合、前記第一ダイクラック検査用照明装置で前記第五方向から照明し、前記第二ダイクラック検査用照明装置で前記第六方向から照明し、前記第三ダイクラック検査用照明装置で前記第七方向から照明し、前記第四ダイクラック検査用照明装置で前記第八方向から照明して、前記撮像装置で前記ダイを撮像するよう構成される
    半導体製造装置。
  3. 請求項１において、
    前記照明装置は、
    第一斜光バー照明装置と、
    第二斜光バー照明装置と、
    第一斜光バー照明装置と対向して配置される第三斜光バー照明装置と、
    第二斜光バー照明装置と対向して配置される第四斜光バー照明装置と、
    を備え、
    前記制御装置は、
    前記ダイの位置を認識する場合、
    前記第一斜光バー照明装置で前記第一方向から照明し、前記第二斜光バー照明装置で前記第二方向から照明し、前記第三斜光バー照明装置で前記第三方向から照明し、前記第四斜光バー照明装置で前記第四方向から照明して、前記撮像装置で前記ダイを撮像し、
    前記ダイのクラックを検査する場合、
    前記第一斜光バー照明装置で前記第五方向から照明し、前記第二斜光バー照明装置で前記第六方向から照明し、前記第三斜光バー照明装置で前記第七方向から照明し、前記第四斜光バー照明装置で前記第八方向から照明して、前記撮像装置で前記ダイを撮像するよう構成される
    半導体製造装置。
  4. 請求項１において、
    前記照明装置は、第一領域と第二領域と第三領域と第四領域と第五領域と第六領域と第七領域と第八領域とを有する斜光リング照明装置であり、
    前記制御装置は、
    前記ダイの位置を認識する場合、
    前記第一領域と前記第二領域と前記第三領域と前記第四領域と前記第五領域と前記第六領域と前記第七領域と前記第八領域とを点灯し、
    前記第一領域で前記第一方向から照明し、前記第二領域で前記第二方向から照明し、前記第三領域で前記第三方向から照明し、前記第四領域で前記第四方向から照明し、前記第五領域で前記第五方向から照明し、前記第六領域で前記第六方向から照明し、前記第七領域で前記第七方向から照明し、前記第八領域で前記第八方向から照明して、前記撮像装置で前記ダイを撮像し、
    前記ダイのクラックを検査する場合、
    前記第一領域と前記第二領域と前記第三領域と前記第四領域とを消灯し、前記第五領域と前記第六領域と前記第七領域と前記第八領域とを点灯し、
    前記第五領域で前記第五方向から照明し、前記第六領域で前記第六方向から照明し、前記第七領域で前記第七方向から照明し、前記第八領域で前記第八方向から照明して、前記撮像装置で前記ダイを撮像するよう構成される
    半導体製造装置。
  5. 請求項１において、さらに、
    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有するダイ供給部を備え、
    前記制御装置は前記撮像装置および前記照明装置を用いて前記ダイシングテープに貼り付けられたダイを撮像するよう構成される
    半導体製造装置。
  6. 請求項１において、さらに、
    前記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ボンディングヘッドを備え、
    前記制御装置は前記撮像装置および前記照明装置を用いて前記基板またはダイ上にボンディングされたダイを撮像するよう構成される
    半導体製造装置。
  7. 請求項１において、さらに、
    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、
    を備え、
    前記制御装置は前記撮像装置および前記照明装置を用いて前記中間ステージの上に載置されたダイを撮像するよう構成される
    半導体製造装置。
  8. （ａ）請求項１乃至４の何れか１項の半導体製造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を搬入する工程と、
    （ｃ）基板を搬入する工程と、
    （ｄ）前記ダイをピックアップする工程と、
    （ｅ）前記ピックアップしたダイを前記基板または既に前記基板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、
    を備える
    半導体装置の製造方法。
  9. 請求項８において、
    前記（ｄ）工程は前記ピックアップされたダイを中間ステージに載置し、
    前記（ｅ）工程は前記中間ステージに載置されたダイをピックアップする
    半導体装置の製造方法。
  10. 請求項８において、さらに
    （ｆ）前記（ｄ）工程の前に、前記撮像装置および前記照明装置を用いて前記ダイの外観を検査する工程を備える
    半導体装置の製造方法。
  11. 請求項８において、さらに
    （ｇ）前記（ｅ）工程の後に、前記撮像装置および前記照明装置を用いて前記ダイの外観を検査する工程を備える
    半導体装置の製造方法。
  12. 請求項９において、さらに
    （ｈ）前記（ｄ）工程の後であって前記（ｅ）工程の前に、前記撮像装置および前記照明装置を用いて前記ダイの外観を検査する工程を備える
    半導体装置の製造方法。
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