(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイを真空吸着する吸着手段を有し、ウェハから剥離された前記ダイを基板にボンディ
ングするボンディングヘッドと、
前記吸着手段の位置と前記真空吸着を制御する真空吸着制御手段と、
紫外光を照射すると気体が発生する気体発生剤を含有するダイシング用粘着テープであって、前記ダイを粘着保持する前記ダイシング用粘着テープに前記紫外光を照射する紫外光照射手段と、
前記吸着手段に前記ダイが吸着されて剥離したことを検出する前記吸着手段に連通されたエア吸引配管に設けられたエア流量センサの流量検出結果に基づいて、前記紫外光の前記ダイシング用粘着テープへの照射のＯＮ／ＯＦＦを制御する紫外光照射制御手段と、
を有することを特徴とするダイボンダ。
【請求項２】
前記真空吸着制御手段は、前記紫外光の照射によって浮き上がってきた前記ダイを非接
触で吸着できる離間した位置に前記吸着手段を制御することを特徴とする請求項１に記載
のダイボンダ。
【請求項３】
前記真空吸着制御手段は前記紫外光照射後一定時間後に前記真空吸着を開始することを
特徴とする請求項１に記載のダイボンダ。
【請求項４】
ボンディングヘッドがその先端に設けられた吸着手段でダイを真空吸着し、ウェハから
剥離する剥離ステップと、
剥離された前記ダイを基板にボンディングする装着ステップと、
紫外光を照射すると気体が発生する気体発生剤を含有するダイシング用粘着テープであって、前記ダイを粘着保持する前記ダイシング用粘着テープに前記紫外光を照射する照射ステップと、を有し、
前記剥離ステップであって、前記吸着手段の位置と前記真空吸着を制御する真空吸着ス
テップと、
前記ダイが前記吸着手段に吸着されて剥離したことを検出する前記吸着手段に連通されたエア吸引配管に設けられたエア流量センサの流量検出結果に基づいて、前記紫外光の前記ダイシング用粘着テープへの照射のＯＮ／ＯＦＦを制御するステップと、
を有することを特徴とする半導体製造方法。
【請求項５】
前記真空吸着ステップは、前記紫外光の照射によって浮き上がってきた前記ダイを非接
触で吸着できる離間した位置に前記吸着手段を制御することを特徴とする請求項４に記載
の半導体製造方法。
【請求項６】
前記真空吸着ステップは前記紫外光照射後一定時間後に前記真空吸着を開始することを
特徴とする請求項４に記載の半導体製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイボンダ及び半導体製造方法に係わり、特に薄い肉厚を有するダイに好適なダイボンダ及び半導体製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイ（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などの基板に搭載して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と、分割したダイを基板上に搭載するボンディング工程とがある。
【０００３】
ボンディング工程の中にはウェハ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、これらダイをピックアップ装置に保持されたダイシングテープから１個ずつ剥離し、コレットと呼ばれる真空吸着治具を使って基板上に搬送する。
【０００４】
半導体製造プロセスの進歩に伴いダイの肉薄が進み５０μｍをきるような状況である。前述したダイシングテープから１個ずつ真空吸着して剥離する方法では、肉厚の薄いダイでは損傷する確率が高くなる。
【０００５】
これに応える方法として特許文献１、特許文献２に記載する方法がある。
特許文献１の方法では、光（特に紫外光）を照射すると気体が発生する気体発生剤を含有する粘着剤層を有するダイシング用粘着テープを用い、粘着剤層とダイとの界面に放出された気体で接着面の少なくとも一部を剥離して、ニードルレスピックアップ法（ニードルによりダイを突き上げない方法）によりピックアップを実現する。また、特許文献１では、ダイに光を照射する時間を時間管理で行っている。
一方、特許文献２では、特許文献１に記された方法の光源として紫外光源（ランプ）を用いると、熱成分が発生しこの熱成分を除去する必要性あること、及び紫外光源（ランプの寿命が短いことが記されている。この問題を解決すために、特許文献２は紫外線発光ダイオードをマトリックス状に配列したものを用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１８４８３６号公報
【特許文献２】特開２００７−１９４４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の実施例によれば時間管理で吸着手段による剥離は成功している。従って、吸着手段による剥離されたときを知ることができれば、特許文献２に記載された問題点を低減することができる。
【０００８】
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたもので、本発明の第１の目的は、紫外光源（ランプ）による発熱又は寿命の問題を低減した信頼性の高いダイボンダを提供することである。
また、本発明の第２の目的は、第１の目的を達成するダイボンダを用い信頼性の高い半導体製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記の目的を達成するために、少なくとも以下の特徴を有する。
本発明は、ダイを真空吸着する吸着手段を有し、ウェハから剥離された前記ダイを基板にボンディングするボンディングヘッドと、前記吸着手段の位置と前記真空吸着を制御する真空吸着制御手段と、紫外光を照射すると気体が発生する気体発生剤を含有し、前記ダイを前記ウェハに粘着保持するダイシング用粘着テープに前記紫外光を照射する紫外光照射手段と、前記吸着手段に前記ダイが吸着されたことを検出する吸着検出手段と、前記吸着検出手段の検出結果に基づいて、前記紫外光の照射のＯＮ／ＯＦＦを制御する照射制御手段と、を有することを第１の特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、ボンディングヘッドがその先端に設けられた吸着手段でダイを真空吸着し、ウェハから剥離する剥離ステップと、剥離された前記ダイを基板にボンディングする装着ステップと、紫外光を照射すると気体が発生する気体発生剤を含有し、前記ダイを前記ウェハに粘着保持するダイシング用粘着テープに前記紫外光を照射する照射ステップとを有し、前記剥離ステップであって、前記吸着手段の位置と前記真空吸着を制御する真空吸着ステップと、前記ダイが前記吸着手段に吸着されたことを検出する吸着検出ステップと、前記吸着検出ステップの検出結果に基づいて、前記紫外光の照射のＯＮ／ＯＦＦを制御するステップと、を有することを第２の特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明は、前記真空吸着は、前記紫外光の照射によって浮き上がってきた前記ダイを非接触で吸着できる離間した位置に前記吸着手段を制御することを第３の特徴とする
また、本発明は、前記真空吸着ステップは前記紫外光照射後一定時間後に前記真空吸着を開始することを第４の特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、紫外光源（ランプ）による発熱又は寿命の問題を低減した信頼性の高いダイボンダを提供できる。
また、本発明によれば、第１の目的を達成するダイボンダを用い信頼性の高い半導体製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態であるダイボンダを上から見た概念図である。
【図２】本発明の一実施形態であるピックアップ装置の主要部を示す概略断面図である。
【図３】本発明の一実施形態であるダイを真空吸着するコレット部の構成と、本実施形態の特徴を構成する紫外光源制御部との構成及び動作を示す図である。
【図４】本実施形態の剥離工程の基本的な動作を示す図である。
【図５】本実施形態の特徴である剥離工程を含むボンディング工程の処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるダイボンダ１０を上から見た概念図である。ダイボンダ１０は大別してウェハ供給部１と、基板供給・搬送部２と、ダイボンディング部３と、これ等を制御する制御部７とを有する。
【００１５】
ウェハ供給部１は、ウェハカセットリフタ１１とピックアップ装置１２とを有する。ウェハカセットリフタ１１は、ウェハリングが充填されたウェハカセット（図示せず）を有し，順次ウェハリングをピックアップ装置１２に供給する。ピックアップ装置１２は、所望するダイをウェハリングからピックアップできるように、ウェハリングを移動する。
基板供給・搬送部２はスタックローダ２１と、フレームフィーダ２２と、アンローダ２３とを有する。スタックローダ２１は、ダイを接着する基板（例えば、リードフレーム）をフレームフィーダ２２に供給する。フレームフィーダ２２は、基板をフレームフィーダ２２上の２箇所の処理位置を介してアンローダ２３に搬送する。アンローダ２３は、搬送された基板を保管する。
【００１６】
ダイボンディング部３はプリフォーム部３１と、ボンディングヘッド部３２とを有する。プリフォーム部３１は、フレームフィーダ２２により搬送されてきた基板にダイ接着剤を塗布する。ボンディングヘッド部３２は、ピックアップ装置１２からダイをピックアップして上昇し、ダイをフレームフィーダ２２上のボンディング位置まで移動させる。そして、ボンディングヘッド部３２は、ボンディングポイントでダイを下降させ、ダイ接着剤が塗布された基板上にダイをボンディングする。
【００１７】
次に、図２はピックアップ装置１２の主要部を示す概略断面図である。ピックアップ装置１２は大別して、ウェハリング１４を保持するウェハ保持部６０と、紫外光を照射する紫外光照射手段５０とを備える。ウェハ保持部６０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（チップ）４が接着されたダイシング用粘着テープ１６を水平に位置決めする支持リング１７とを有する。なお、ウェハ保持部６０は水平方向に移動するようになっている。なお、ダイシング用粘着テープ１６は、紫外光を照射すると気体が発生する気体発生剤、好適にはアド化合物を含有する粘着剤層を有する。
【００１８】
一方、紫外光照射手段５０は、紫外光を発生する紫外光源（ランプ）５１と、紫外光をダイシング用粘着テープ１６の裏面から照射するレンズ部５２と、紫外光源５１からの紫外光をレンズ部５２に導くファイバーケーブル５３と、レンズ部５２からの照射光をダイシング用粘着テープ１６の所望の範囲外、例えば隣接したダイに照射されないように遮光する遮光マスク５４と、レンズ部５２と遮光マスク５４のＺ（高さ）方向の位置を調整する位置調整部５５とを有する。紫外光源５１は、ダイボンダ２０に直接的又は間接的に固定又は支持する。使用する紫外光源によっては、ダイボンダ２０とは直接的又は間接的に固定又は支持せずに、ダイボンダ２０の近傍に配置してもよい。後者の場合は、紫外光源５１以外は、直接的又は間接的にダイボンダ２０に固定叉は支持される。
【００１９】
レンズ部５２は、レンズ部をＺ方向に垂直に固定するレンズ固定部５２ｃを介してファイバーケーブル５３に接続され、また位置調整部５５に固定されている。位置調整部５５は、上下方向の位置を調整することができる。なお、位置調整部５５は、リニアモータ、ラックとピニオン、Ｘ−Ｙテーブル等により水平に移動させるようにしてもよい。
【００２０】
本実施形態における紫外光源５１は、波長が３６５ｎｍにおける照射強度が５００ｍＷ／ｃｍ２以上の性能を有し、１ｃｍ２、例えば１０ｍｍ角の範囲でダイ４を剥離できる能力を有する。また、レンズ部５２の構成を変えることにより、１ｃｍ２の範囲内で様々な照射形状、例えば、円形状、５ｍｍ×２０ｍｍなどの矩形形状を実現できる。
【００２１】
次に、図３（ｂ）に示す本実施形態の特徴を構成する紫外光源制御部７０の構成と動作を説明する。図３（ａ）はダイ４を基板に装着するボンディングヘッド３２ｈの先端に設けられ、ダイ４を真空吸着する吸着手段であるコレット部４０を示す。なお、吸着手段としては、コレット部の他、吸着パッドや吸着ノズル等がある。
【００２２】
まず、コレット部４０を説明する。図３（ａ）に示すようにコレット部４０は、コレット４２と、コレット４２を保持するコレットホルダー４１と、それぞれに設けられダイ４を真空吸着する為の吸引孔４１ｖ、４２ｖとを有する。
【００２３】
図３（ｂ）に示す紫外光源制御部７０は、コレット４１Ｖと点線で示すように連通されたエア吸引配管３２ｔに設けられた吸着検出手段であるエア流量センサ７１と、制御部７の一部を構成し、エア流量センサ７１に基づいて紫外光源５１による紫外光の照射をＯＮ／ＯＦＦ制御する紫外光照射制御手段７２とを有する。制御部７はダイ４を真空吸着する際に、ボンディングヘッド３２ｈのコレット部４０の真空吸着動作に伴い、コレット部４０の位置やエアポンプ３２ｐの吸引を制御して真空吸着を制御する真空吸着手段を有する。なお、吸着検出手段としては、エア流量で吸着状態を検出する他、直接真空度を測る方法などがある。
【００２４】
次に、このような構成による本実施形態の剥離工程の基本的な動作を図４を用いて説明する。
図４（ａ）に示すように、ダイ４を粘着保持しているダイシング用粘着テープ１６への紫外光５７の照射を開始し、その後コレット部４０をダイ４から離間した位置から真空吸着を開始する。紫外光５７の照射の開始後、時間が経つにつれて、図４（ｂ）に示すように、ダイシング用粘着テープ１６が含有する気体発生剤から気体１６ｇが、例えば窒素ガスがダイ４とダイシング用粘着テープ１６の間に発生し、ダイ４がダイシング用粘着テープ１６から徐々に遊離し、浮き上がる所謂自己剥離が発生し、粘着力が低下する。
そして、コレット部４０の吸着力がダイ４の粘着力に勝る位置まで浮きあがると、ダイ４はコレット部４０に真空吸着される。このとき、コレット４２がダイ４と接触した状態であってもがよいが、離間（非接触）していた方が望ましい。何故ならば、接触しているとダイ４の剥離の進行状態が真空状態からでは判断しにくいからである。また、コレット部４０による真空吸着も、紫外光５７の照射前或いは照射開始時から行なってもよいが、ダイ４がある程度遊離して、即ち吸着力が低下してから真空吸着を開始しても良い。
【００２５】
次に、ダイ４が真空吸着されると、図３（ｂ）に示すエア吸引配管３２ｔにエアが流れなくなる。逆に言えば、エア流量センサ７１の検出流量が所定以下又はゼロの流量なったときは、コレット部４０はダイ４を吸着し、剥離した又は一部がまだダイシング用粘着テープ１６に粘着しているが剥離可能と判断する。そこで、その判断に基づき、これ以上紫外光５７をダイシング用粘着テープ１６に照射する必要がないので、紫外光照射制御手段７２は、紫外光５７の照射をＯＦＦにする。紫外光の照射がＯＦＦなると、気体発生剤から気体１６ｇの発生はとまるが、剥離には影響がない。
また、上記におけるコレット部４０の吸着の開始時間及び離間した状態で剥離するコレット４２とダイシング用粘着テープ１６との距離は、例えば実験的に定める。
【００２６】
上記の本実施形態の方法によれば、確実にダイ４の吸着を検出でき、材料や条件のばらつきによる剥離に必要な時間の変化に対応できる。また、不必要な照射をすることないので、紫外光源（ランプ）の有する発熱又は寿命の問題を低減することができる。
【００２７】
また、上記の本実施形態の方法によれば、確実にダイ４の真空吸着を検出でき、不必要な照射をすることなく、ダイ４をピックアップし、装着動作に移行できるので、短時間で剥離処理を行うことができる。
さらに、上記の本実施形態の方法によれば、コレット４２とダイ４とを離間した状態で剥離することで、ダイ４の損傷をより低減できる。
【００２８】
次に、図５を用いて、図４を参照しながら本実施形態の特徴である剥離工程を含むボンディング工程の処理をより具体的に説明する。図５はボンディング工程の処理フローを示す図である。図４では１０ｍｍ×１０ｍｍの正方形のダイを例に示す。
【００２９】
まず、図４（ａ）に示すように、対象としているダイ４を剥離するために、図２に示す位置調整部５５により該ダイを粘着保持しているダイシング用粘着テープ１６に紫外光を照射できるようにレンズ部５２及び遮光マスク５４を所定の位置に設定する（Ｓｔｅｐ１）。また、Ｓｔｅｐ１と並行してコレット部４０を降下させて剥離位置に移動する（Ｓｔｅｐ２）。なお、Ｓｔｅｐ１、２を順序づけて実施してもよい。
【００３０】
次に、図４（ａ）に示すようにダイシング用粘着テープ１６に紫外光を照射する（Ｓｔｅｐ３）。その後、図４（ｂ）に示すようにダイシング用粘着テープ１６が含有する気体発生剤から気体１６ｇが、例えば窒素ガスがダイ４とダイシング用粘着テープ１６の間に発生し、ダイ４が浮き上がる自己剥離が開始され、進行する（Ｓｔｅｐ４）。例えば実験的に定めたＳｔｅｐ３の一定時間後、コレット部４０による真空吸着を開始する（Ｓｔｅｐ５）。
【００３１】
次に、コレット部４０のエア流量が所定以下になったかを判定する（Ｓｔｅｐ６）。所定以下でないならばＳｔｅｐ３に行き、紫外光照射を継続させて気体１６ｇをさらに発生させる。ダイ４がダイシング用粘着テープ１６からの剥離を促す。所定以下になったら、ダイ４が剥離された又は剥離可能状と判断し、紫外光の照射を停止すると共に、コレット部４０を上昇させる（Ｓｔｅｐ７）。その後、ボンディングヘッド３２ｈによりダイ４をボンディングポイントまで移動させ、接着剤が塗布された基板上にダイ４をボンディングする（Ｓｔｅｐ８）。
最後に、ステップ１から８の処理をウェハリング１４上に保持されるダイ４うち必要な個数又は全部をボンディングするまで繰り返す（Ｓｔｅｐ９）。
【００３２】
以上説明した本実施形態の方法によれば、確実にダイ４の吸着を検出でき、不必要な照射をすることないので、紫外光源（ランプ）の有する発熱又は寿命の問題を低減することができる信頼性の高いダイボンダ又は半導体製造方法を提供できる。
【００３３】
また、以上説明した本実施形態の方法によれば、確実にダイ４の吸着を検出でき、不必要な照射をすることなく、ダイ４をピックアップし、装着動作に移行できるので、短時間で剥離処理を行うことができる稼働率の高いダイボンダ又は半導体製造方法を提供できる。
さらに、以上説明した本実施形態の方法によれば、コレット４２とダイ４とを離間した状態で剥離することで、ダイ４の損傷をより低減できる信頼性の高いダイボンダ又は半導体製造方法を提供できる。
【００３４】
以上の実施例では、剥離されたダイを基板に装着（ボンディング）するダイボンダについて説明した。基板にダイボンディングする代わりに、ダイを搬送するトレイ上に載せるピックアップ装置とすることも可能である。
【００３５】
以上のように本発明の実施形態について説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【符号の説明】
【００３６】
１：ウェハ供給部                        ２：ワーク供給・搬送部
３：ダイボンディング部                  ４：ダイ（半導体チップ）
７：制御部                              １０：ダイボンダ
１２：ピックアップ装置                  １４：ウェハリング
１５：エキスパンドリング                １６：ダイシング用粘着テープ
１６ｇ：気体発生剤からの気体            １７：支持リング
３２：ボンディングヘッド部              ３２ｈ：ボンディングヘッド
３２ｐ：エアポンプ                      ３２ｔ：エア吸引配管
４０：コレット部                        ４１：コレットホルダー
４１ｖ：コレットホルダーにおける吸着孔  ４２：コレット
４２ｖ：コレットにおける吸着孔          ５０：紫外光照射手段
５１：紫外光源                          ５２：レンズ部
５２ｃ：レンズ固定部                    ５３：ファイバーケーブル
５４：遮光マスク                        ５５：位置調整部
５７：紫外光                            ６０：ウェハ保持部
７０：紫外光源制御部                    ７１：エア流量センサ
７２：紫外光照射制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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