JP7033878B2 - 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、コレット検査部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。
このようなダイボンダでは、品種（ダイサイズ等）に応じてコレットを交換する、或いは、ダイの表面の傷や汚染を防止するために、ダイの表面に接触するコレットを一定使用ごとに交換する必要がある。コレット交換後は、適切な位置に適切な態勢でコレットを設置する必要がある（例えば、特許文献１）。
特開２０１６－１３９６２９号公報
特許文献１ではコレットを備えたダイ移動手段（ピックアップヘッドやボンディングヘッド）の移動経路にコレットの複数の箇所が接触する突起を設け、コレットが接触した時の高さに基づきコレットの傾きを判定する。しかし、傾きは判別できるが、コレットの形状異常はわからない。
本開示の課題は、コレットの形状および取付け状態の確認が可能なコレット確認検査部を備える半導体製造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。
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、コレットでダイを吸着しピックアップするヘッドと、前記コレットを確認および検査するコレット検査部と、前記ヘッドおよび前記コレット検査部を制御する制御装置と、を備える。前記コレット検査部は形状検出センサを備える。前記制御装置は、前記形状検出センサにより前記コレットの形状を読み取る。
上記半導体製造装置によれば、コレットの形状および取付け状態の確認をすることができる。
ダイボンダの構成例を説明する図 図１のダイボンダの構成を説明する図 図１のダイ供給部の構成を説明する図 図３のダイ供給部の主要部を説明する図 図１のダイボンダで使用するコレットホルダの構造を説明する図 図５のコレットホルダの構造を説明する図 図５のコレットを説明する図 図２のコレット検査部を説明する図 図８の指紋センサを説明する図 図８の指紋センサよるコレットの傾きの検出を説明する図 図１のダイボンダにおけるボンディング方法の一例を説明する図 図１のダイボンダにおけるボンディング方法の一例を説明する図 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 変形例に係るコレット検査部を説明する図 図１４の指紋センサよるコレットの傾きの検出を説明する図 図１のダイボンダにおけるボンディング方法の他例を説明する図 図１のダイボンダにおけるボンディング方法の他例を説明する図
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と、コレット検査部９０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、ボンディングステージＢＳ上に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、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Ｘ方向に移動する。
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。ダイアタッチフィルム１８は加熱することで硬化する。
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。
次に、コレットおよびコレットを保持するコレットホルダについて図５～７を用いて説明する。図５～７は図１のダイボンダで使用するコレットおよびコレットホルダを説明するための図である。図５はピックアップヘッド、コレットホルダおよびコレットの断面図である。図６はコレットホルダの上面図である。図７はコレットの下面図である。以下、ピックアップヘッド２１のコレット２２について説明するが、ボンディングヘッド４１のコレット４２も同様である。
コレットホルダ２５は、中心にピックアップヘッド２１の吸引孔２１ａに連通する吸引孔２５ａと、コレット２２を固定する磁石２５ｂと、を備える。コレットホルダ２５は四辺の各中央付近に切り欠け（爪逃げ）２５１ｃを有し、コレット交換治具がコレットを把持できるようになっている。磁石２５ｂによってコレット２２を吸引してコレット２２を取付けることができるように、コレットホルダ２５の開口部は下方ほど広いテーパ状になっている。
コレット２２は磁石にて固定できる様にシリコンゴム等の弾性体２２ａの裏面にステンレス鋼（ＳＵＳ（磁性））２２ｂを溶着し、４辺をコレットホルダ２５に保持され、ダイＤを吸着するために吸引孔２５１ａに連通する複数の吸引孔２２１を備える。弾性体２２ａの表面にはダイＤと接触して保持する保持部２２ｃを有する。保持部２２ｃは弾性体２２ａと一体的に形成され、ダイＤと同程度の大きさである。
コレット２２は、ウェハ１１からダイＤをピックアップする際、ダイＤの表面に着地するが、その際、圧力を受ける。その後、コレット２２によって吸着したダイＤをピックアップヘッド２１の移動により、中間ステージ３１上に搬送する。この搬送されたダイＤは、中間ステージ３１上に着地する。コレット４２は、中間ステージ３１からダイＤをピックアップし、コレット４２によって吸着したダイＤをボンディングヘッド４１の移動により、基板Ｓ上に搬送する。この搬送されたダイＤは、基板Ｓ上に着地し、ボンディングヘッド４１から、鉛直方向に、接合のための荷重（数Ｎ～数十Ｎ）を受ける。即ち、ダイボンダは、かかる工程を繰り返すことにより製品を量産する。
そのため、シリコンゴムなどで形成されたコレット２２の弾性体２２ａ等は、上述した工程を繰り返すことにより、徐々に変形し（所謂、つぶれる）、ある程度の生産量に達すると、交換することが必要となる。当該交換の際には、コレット単体で、又は、コレットホルダと一体で行うが、その際、新たに交換したコレットとコレットとの接合部、又は、ヘッドとホルダの接合部において、誤差（所謂、「ガタツキ」）が生じてしまう。
ダイボンダでは、コレットは一定使用毎に交換する必要がある。また、コレット交換後は、適切な位置に適切な態勢でコレットを設置する必要がある。
次に、交換前や交換後にコレットを確認・検査するコレット検査部について図８～１０を用いて説明する。図８はコレット検査部を説明する図であり、図８（Ａ）はコレットおよびコレット検査部の模式的側面図であり、図８（Ｂ）は指紋センサの模式的斜視図である。図９は図８の指紋センサを説明する図である。図１０は図８の指紋センサよるコレットの傾きの検出を説明する図である。以下、ピックアップヘッド２１のコレット２２について説明するが、ボンディングヘッド４１のコレット４２も同様である。
コレット検査部９０は、形状検出センサである指紋センサ９１と、支持板９２と、検出回路９３と、を備える。検出回路９３はケーブル９４を介して指紋センサ９１と、を接続する。
一般的に、指紋センサは接触した部分の細かい凹凸まで検出可能であり、光学方式、静電容量方式、電界強度方式等がある。指紋は、指表面の凹凸で成り立っており、凸部は隆線、凹部は谷線と呼ばれる。平均的な指紋の凹凸は高さ約５０μｍ、隆線の間隔は約４００μｍで、約５０μｍ間隔で指紋を検出し電気信号に変換している。例えば、静電容量方式では、指紋の隆線や谷線の凹凸に応じて指とセンサの距離が変化し、静電容量も変化するという特性を利用する。
実施例では指紋センサ９１は指紋に代えてコレットの形状（外形サイズ、真空吸引孔および／または真空吸引溝のレイアウト、摩耗、異物付着）を検出する。指紋センサ９１に例えば静電容量方式を用いる場合、図９に示すように、コレット２２の保持部２２ｃの表面と指紋センサ９１のプレート内９１ａ内の電極９１ｂとの間の静電容量を検出して、コレットの形状を画像化する。指紋センサ９１は静電容量方式以外の指紋センサを使用できることはいうまでもない。
検出回路９３はケーブル９４から入力された信号を増幅器（不図示）で増幅し、Ａ／Ｄ変換器（不図示）でデジタル信号に変換して信号処理回路（不図示）で処理する。
コレット２２の保持部２２ｃの表面に磨耗、異物付着がある場合、コレットの形状が異なったものとして検出される。
指紋センサ９１はコレットの形状の他に、取付け状態（傾き）の確認を行うことができる。例えば、図１０に示すように、コレット２２に傾きがある場合、コレット２２の保持部２２ｃの一部しか指紋センサ９１に接触しないので、コレットの形状が異なったものとして検出される。
コレット２２が指紋センサ９１に接触する直前の速度は、コレット２２が指紋センサ９１から十分離れた位置を移動する際の速度と比べて、遅く移動できるようにする。これにより、コレット２２が指紋センサ９１に接触する直前は、コレット２２が指紋センサ９１に接触した際の衝突によるコレット２２の損傷、指紋センサ９１の損傷、Ｚ駆動部に対する負担を顕現するメリットがあることに加えて、コレット２２が指紋センサ９１から十分離れた位置を移動する際は、コレット２２が指紋センサ９１に接触する直前の速度よりも早い速度で移動できることで、本件コレット２２の位置の測定を迅速に実施できる利点がある。
また、コレット２２が指紋センサ９１に接触する際は、一定の力、例えば１Ｎ以下の力で、接触を検出できるようになっている。これは、コレット２２と指紋センサ９１の接触を正確かつ高精度に検出できればよい。但し、接触の力が強すぎないことで、コレット２２または指紋センサ９１を破壊しないように構成できる。
コレット検査部９０は中間ステージ部３（中間ステージ３１の近辺）に配置しているが、中間ステージ３１の上に設置してもよいし、中間ステージ部３の外部であってもボンディングヘッド４１とピックアップヘッド２１の双方がアクセスできる位置に設置してもよい。すなわち、ボンディングヘッド４１とピックアップヘッド２１のコレットの両方を確認検査することができる位置に配置すればよい。また、コレット検査部９０は、ボンディングヘッド４１とピックアップヘッド２１の双方がアクセスできる位置に移動可能に設置し、ボンディングヘッド４１とピックアップヘッド２１のコレットの両方を確認検査することができるようにしてもよい。
次に、ボンディング動作について図１１、１２を用いて説明する。図１１、１２は図１のダイボンダにおけるボンディング方法の一例を示すフローチャートである。図１１のフローチャートの端子Ａは図１２のフローチャートの端子Ａに繋がり、図１２のフローチャートの端子Ｂは図１１のフローチャートの端子Ｂに繋がる。以下、ピックアップヘッド２１のコレット２２について説明するが、ボンディングヘッド４１のコレット４２も同様である。
まず、制御部８は、ボンディングの初期化を行う（ステップＳ１）。ここでは、制御部８は、ピックアップヘッド２１、ボンディングヘッド４１の位置の初期化、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の位置の初期化等の初期化プロセスの一つとして、正しい位置におけるコレット２２の形状を読み取り登録する。具体的には、制御部８はコレット２２をコレット検査部９０上へ移動し、指紋センサ９１に接触させてコレット２２の保持部２２ｃの形状を読み取って制御部８内のメモリ等の記憶手段（不図示）に記憶する。
次に、制御部８は、ピックアップヘッド２１でダイＤをウェハ１１からピックアップし、中間ステージ３１に載置し、ボンディングヘッド４１でダイＤを中間ステージ３１からピックアップし、基板Ｓ等に実装する実装動作を行う（ステップＳ２）。次に、制御部８は、実装動作を所定数実施したかを判断する（ステップＳ３）。制御部８は、所定数実施していれば処理を終了する。制御部８は、所定数実施していなければ、実施動作をコレット２２の確認が必要な数または時間である確認設定値（装置生産数または装置稼働時間が所定値）を越えたかどうかを判断する（ステップＳ４）。ここで、コレット２２の確認設定値とコレット４２の確認設定値は異なっていてもよい。確認設定値を越えていなければ、ステップＳ２に戻り実装動作を行う。確認設定値を越えていれば、制御部８は、コレット２２の保持部２２ｃの消耗度等把握するため、コレットの照合を行なう。すなわち、制御部８は、ピックアップヘッド２１、ボンディングヘッド４１により、コレット２２をコレット検査部９０へ移動させ（ステップＳ５）、コレット検査部９０によりコレット２２の保持部２２ｃの形状を読み取る（ステップＳ６）。制御部８は、コレット２２の保持部２２ｃの形状がステップＳ１の初期化で事前に登録した形状かどうかを判断する（ステップＳ７）。ＹＥＳの場合、ステップＳ２に戻り実装動作を行う。ＮＯの場合、コレット２２を交換する（ステップＳ８）。
コレット２２の交換は操作者が人為的に交換する手動でもよいし、コレット自動交換技術により交換をしてもよい。
次に、制御部８は、ピックアップヘッド２１によりコレット検査部９０上にコレット２２を移動し接触させて（ステップＳ９）、コレット検査部９０によりコレット２２の形状を読み取る（ステップＳＡ）。コレット２２の形状がステップＳ１の初期化で事前に登録した形状かどうかを判断する（ステップＳＢ）。ＹＥＳの場合、ステップＳ２に戻り実装動作を行う。ＮＯの場合、制御部８は異常を通知する（ステップＳＣ）。この場合、例えば、制御部８はコレット画像を表示し、パターンが綺麗なコレットの形状の場合は、操作者がコレットの品種間違いと判断し、正しいコレットに手動または自動交換する。パターンがコレットの形状をしていない場合は、操作者がコレット傾き等の取付不良と判断し、コレット２２をコレットホルダ２５に手動または自動で再取付けする。
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１３を用いて説明する。図１３は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Ｓ１１：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を搬送レーン５２に載置する。
ステップＳ１２：制御部８はウェハリング１４に保持されたダイシングテープ１６からダイＤをピックアップする。
ステップＳ１３：制御部８はピックアップしたダイＤを基板ＳのパッケージエリアＰ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。より具体的には、制御部８はダイシングテープ１６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のパッケージエリアＰにボンディングする。
ステップＳ１４：制御部８は基板搬送爪５１で基板Ｓを基板搬出部７まで移動して基板搬出部７に基板Ｓを渡しダイボンダ１０から基板Ｓを搬出する（基板アンローディング）。
実施例では、光学方式指紋センサまたは静電容量式指紋センサ等の指紋センサを用いることにより、接触した部分の細かい凹凸まで検出可能で高精度にコレットの形状（磨耗、異物付着）や取付け状態（傾き）を検出することができる。また、指紋登録と同様にコレットの形状を容易に登録することができる。コレット自動交換で使用する複数の種類のコレットを指紋認識で登録し、自動交換後の確認を容易に行うことができる。コレットの異常による製品不良を未然に防止することができる。
＜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。
図１４は変形例に係るコレット検査部を説明する図であり、図１４（Ａ）はコレットおよびコレット検査部の模式的側面図であり、図１４（Ｂ）は指紋センサの模式的斜視図である。図１５は図１４の指紋センサよるコレットの傾きの検出を説明する図である。以下、ピックアップヘッド２１のコレット２２について説明するが、ボンディングヘッド４１のコレット４２も同様である。
コレット検査部９０Ａは、実施例のコレット検査部９０の指紋センサ９１、支持板９２および検出回路９３に加えて圧力センサ９５ａ、９５ｂ、９５ｃを備える。検出回路９３Ａはケーブル９４を介して指紋センサ９１と接続する他に、ケーブル９７ａ、９７ｂ、９７ｃおよび出力部９６ａ、９６ｂ、９６ｃを介して圧力センサ９５ａ、９５ｂ、９５ｃを接続する。圧力センサ９５ａ、９５ｂ、９５ｃは３点で指紋センサ９１を支持する。
検出回路９３Ａは、実施例の検出回路９３と同様にケーブル９４から入力された信号を増幅して信号処理する他に、ケーブル９７ａ、９７ｂ、９７ｃから入力された信号を増幅器（不図示）で増幅し、Ａ／Ｄ変換器（不図示）でデジタル信号に変換して信号処理回路（不図示）で処理する。
圧力センサ９５ａ、９５ｂ、９５ｃは、例えば、それぞれ、感圧素子であるピエゾ素子で構成さされる。
即ち、上述した構成になるコレット検査部９０Ａによれば、何らかの原因でコレット２２が傾斜した場合、３個の圧力センサ９５ａ、９５ｂ、９５ｃからの出力にアンバランスが生じる。そこで、これら３個の圧力センサ９５ａ、９５ｂ、９５ｃからの出力により、例えば、その重心点を求め、本来の（傾斜していない場合の）重心点からの外れた距離（乖離度）を求めることにより、コレット２２の傾斜を、容易に、検出することが可能である。
次に、ボンディング動作について図１６、１７を用いて説明する。図１６、１７は図１のダイボンダにおけるボンディング方法の他例を示すフローチャートである。図１６のフローチャートの端子Ａは図１７のフローチャートの端子Ａに繋がり、図１７のフローチャートの端子Ｂは図１６のフローチャートの端子Ｂに繋がる。以下、ピックアップヘッド２１のコレット２２について説明するが、ボンディングヘッド４１のコレット４２も同様である。
ステップＳ１～Ｓ５は図１１の実施例と同様である。
制御部８は、コレット２２の消耗度等把握するため、コレットの照合を行なう。すなわち、制御部８は、ピックアップヘッド２１、ボンディングヘッド４１により、コレット２２をコレット検査部９０へ移動させ（ステップＳ５）、コレット検査部９０によりコレット２２の高さ・形状を読み取る（ステップＳ６Ａ）。
制御部８は、コレット２２の保持部２２ｃのコレット高さまたは高さのバラツキは所定値を超えているかどうかを判断する（ステップＳ７Ａ）。ＮＯの場合、ステップＳ７に移り、ＹＥＳの場合、ステップＳ８に移る。
ステップＳ７では、制御部８は、コレット２２の保持部２２ｃの形状がステップＳ１の初期化で事前に登録した形状かどうかを判断する。ＹＥＳの場合、ステップＳ２に戻り実装動作を行う。ＮＯの場合、ステップＳ８に移る。
ステップＳ８では、コレット２２を交換する。コレット２２の交換は操作者が人為的に交換する手動でもよいし、コレット自動交換技術により交換をしてもよい。
次に、制御部８は、ピックアップヘッド２１によりコレット検査部９０上にコレット２２を移動し接触させて（ステップＳ９）、コレット検査部９０によりコレット２２の保持部２２ｃの高さ・形状を読み取る（ステップＳＡＡ）。
制御部８は、コレット２２の保持部２２ｃのコレット高さまたは高さのバラツキは所定値を超えているかどうかを判断する（ステップＳＢＡ）。第一所定値以下の場合、ステップＳＢに移り、第一所定値超えているが第二所定値以下の場合、ステップＳＤに移り、第二所定値を越えている場合、ステップＳ８に戻り、コレット２２を再取付する。
ステップＳＤでは、制御部８は、高さのバラツキに基づいて、ピックアップヘッド２１を動かしてコレット２２の傾きを調整する。
ステップＳＢでは、制御部８は、コレット２２の形状がステップＳ１の初期化で事前に登録した形状かどうかを判断する（ステップＳＢ）。ＹＥＳの場合、ステップＳ２に戻り実装動作を行う。ＮＯの場合、制御部８はコレットの品種間違いと判断し、ステップＳ８に戻り正しいコレットに交換する。
変形例では、指紋センサ９１の下に複数の圧力センサを組込んで、コレットの形状（外形サイズ、真空吸引孔および／または真空吸引溝のレイアウト、摩耗、異物付着）と共に、コレットの取付け状態（傾き角度、高さ）を確認する。これにより、コレットの異常に関する要素（取付け位置、傾き、磨耗、異物付着）等の全てが１度に検出することができる。傾き角度が所定値以下である場合、コレットの傾きをヘッドで調整し、傾き角度が所定値超である場合、コレットを再取付することで、コレットの交換およびその確認も自動で行うことができる。コレットの消耗度を自動的に把握し、更にはコレット自動交換機能を付加することで一連の動作が全て自動になることで、人件費のコスト削減、ヒューマンエラー低減による品質向上を図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、コレット２２は弾性体２２ａ、ステンレス鋼２２ｂおよび保持部２２ｃで構成される例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、弾性体のみで構成されるものであってもよい。また、実施例では、コレットには吸引孔を有する例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、吸引溝を有するものであってもよい。
また、実施例では、形状検出センサとして指紋センサを用いた例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、複数のセンサをコレットの表面の凹凸等の形状の検査に必要なピッチで格子状や千鳥状の２次元に設置したパネル状またはシート状のセンサであればよい。
また、変形例では、圧力センサを用いたが、感圧シートや変位センサであってもよい。また、変形例では圧力センサを３つ備えている例を説明したが、これに限定ものではなく、例えば４つ以上であってもよい。
また、指紋センサ（プレート）の表面を自動で清掃するようにしてもよい。
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備え、搬送レーンは一つ備えてもよい。
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
１・・・ダイ供給部
２・・・ピックアップ部
２１・・・ピックアップヘッド
２２・・・コレット
２５・・・コレットホルダ
３・・・中間ステージ部
３１・・・中間ステージ
４・・・ボンディング部
４１・・・ボンディングヘッド
４２・・・コレット
５・・・搬送部
５１・・・基板搬送爪
８・・・制御部
９０・・・コレット検査部
９１・・・指紋センサ
９２・・・支持板
９３・・・検出回路
９４・・・ケーブル
Ｄ・・・ダイ
Ｓ・・・基板
Ｐ・・・パッケージエリア

Claims (13)

  1. コレットでダイを吸着しピックアップするヘッドと、
    前記コレットの前記ダイと接触する表面を確認および検査するコレット検査部と、
    前記ヘッドおよび前記コレット検査部を制御する制御装置と、
    を備え、
    前記コレット検査部は前記コレットの前記表面の形状を検出する第一のセンサを備え、
    前記制御装置は、
    前記第一のセンサを前記コレットに接触することにより前記コレットの前記表面の形状を読み取ると共に、
    前記第一のセンサにより予め所定の位置におけるコレットの形状を読み取って記憶したデータと、検査時に前記第一のセンサにより前記コレットの形状を読み取ったデータとを比較し、前記コレットの異常を検出するよう構成され、
    前記コレット検査部は、さらに、前記第一のセンサの下に前記コレットの高さまたは高さのバラツキを検出する第二のセンサを少なくとも３つ有する半導体製造装置。
  2. 請求項１において、
    前記コレットは弾性体を有し、前記表面は前記弾性体の表面である半導体製造装置。
  3. 請求項１において、
    前記コレットの異常は、コレットの摩耗、異物付着、傾きまたは品種間違いである半導体製造装置。
  4. 請求項３において、
    前記制御装置が前記コレットの異常を検出した場合、前記コレットを交換するよう構成される半導体製造装置。
  5. 請求項２において、
    前記弾性体はシリコンゴムである半導体製造装置。
  6. 請求項１において、
    前記制御装置は、前記コレットの高さのバラツキが第一所定値以下である場合、前記コレットの取付けは正常と判断し、前記コレットの高さのバラツキが前記第一所定値より大きくかつ第二所定値以下である場合、前記コレットの傾き調整要と判断し、前記コレットの高さのバラツキが前記第二所定値より大きい場合、前記コレットの取付けは異常と判断するよう構成される半導体製造装置。
  7. 請求項６において、
    前記第二のセンサは、圧力センサ、感圧シートまたは変位センサである半導体製造装置。
  8. 請求項１において、
    前記第一のセンサは指紋センサである半導体製造装置。
  9. 請求項１において、さらに、
    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有するダイ供給部と、
    前記ダイシングテープに貼付されたダイをピックアップするピックアップヘッドと、
    前記ピックアップヘッドでピックアップしたダイが載置される中間ステージと、
    前記中間ステージからピックアップした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するボンディングヘッドと、
    を備え、
    前記ヘッドは、前記ピックアップヘッドおよび前記ボンディングヘッドの少なくともいずれか一方である半導体製造装置。
  10. 請求項９において、
    前記コレット検査部は、前記ピックアップヘッドと前記ボンディングヘッドの両方の移動範囲内に位置し、
    前記制御装置は、前記ピックアップヘッドおよび前記ボンディングヘッドを前記コレット検査部に移動させ、前記ピックアップヘッドのコレットおよび前記ボンディングヘッドのコレットを検査するよう構成される半導体製造装置。
  11. （ａ）請求項１乃至１０のいずれか一つ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）基板を準備搬入する工程と、
    （ｄ）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。
  12. 請求項１１において、
    前記（ｄ）工程は前記ダイシングテープに貼付されたダイをボンディングヘッドでピックアップし、
    前記（ｅ）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。
  13. 請求項１１において、
    前記（ｄ）工程は、
    （ｄ１）前記ダイシングテープに貼付されたダイをピックアップヘッドでピックアップする工程と、
    （ｄ２）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と、
    を有し、
    前記（ｅ）工程は、
    （ｅ１）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、
    （ｅ２）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。
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