ダイボンダ及びボンディング方法
【課題】
本発明は、ダイに余計な力を与えることなく確実にダイを剥離できる、又はクラックの異常が発生しても検出でき信頼性の高い、ダイボンダ又はボンディング方法を提供することである。
【解決手段】
本発明は、複数のダイを粘着しているダイシングテープを吸着保持し、凹部を備える支持ステージと、前記凹部の低部を摺動する剥離ステージとを備え、前記ダイを吸着し、前記ダイを吸着した状態で前記剥離ステージを前記ダイから離れる方向に摺動させ、摺動前に前記離れる方向とは反対側の前記剥離ステージの端部側において前記ダイシングテープを線状に突き上げ剥離起点を形成し、前記ダイと前記吸着部材との間に発生するエアリーク流量に基づいて前記ダイの状態を判断し、前記ダイを前記ダイシングテープから剥離し、前記ダイをワークに装着し、前記剥離した後に、前記剥離ステージを元の位置に戻すことを特徴とする。
本発明は、ダイに余計な力を与えることなく確実にダイを剥離できる、又はクラックの異常が発生しても検出でき信頼性の高い、ダイボンダ又はボンディング方法を提供することである。
【解決手段】
本発明は、複数のダイを粘着しているダイシングテープを吸着保持し、凹部を備える支持ステージと、前記凹部の低部を摺動する剥離ステージとを備え、前記ダイを吸着し、前記ダイを吸着した状態で前記剥離ステージを前記ダイから離れる方向に摺動させ、摺動前に前記離れる方向とは反対側の前記剥離ステージの端部側において前記ダイシングテープを線状に突き上げ剥離起点を形成し、前記ダイと前記吸着部材との間に発生するエアリーク流量に基づいて前記ダイの状態を判断し、前記ダイを前記ダイシングテープから剥離し、前記ダイをワークに装着し、前記剥離した後に、前記剥離ステージを元の位置に戻すことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイボンダ及びボンディング方法に係わり、特に信頼性の高いダイボンダ及びボンディング方法に関する。
【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、半導体ウエハ（以下、単にウエハという）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ダイ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エ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吸着治具を使って基板上に搬送する。
【０００４】
剥離工程を実施する従来技術としては、例えば、特許文献１がある。特許文献１では、ダイを真空吸着した状態で、吸着したダイに対応したダイテープ（ダイシングテープ）を支持するテープ剥離ステージを、上昇させ、ダイからは離れる方向に水平移動させて、ピックアップすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２７０５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、半導体装置の高密度実装を推進する目的で、パッケージの薄型化が進められている。特に、メモリカードの配線基板上に複数枚のダイを三次元的に実装する積層パッケージが実用化されている。このような積層パッケージを組み立てるに際しては、パッケージ厚の増加を防ぐために、ダイの厚さを２０μｍ以下まで薄くすることが要求される。
【０００７】
ダイが薄くなると、ダイシングテープの粘着力に比べてダイの剛性が極めて低くなる。特許文献１に開示された技術では、一気にダイを押し上げるために、ダイに余計な力がかかり、ダイにダメージを与え、最終的にはクラックを生じさせる虞がある。
【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、ダイに余計な力を与えることなく、確実にダイを剥離できるダイボンダ又はボンディング方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の第２の目的は、クラックの異常が発生しても検出でき、信頼性の高いダイボンダ又はボンディング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記の目的を達成するために、少なくとも下記の特徴を有する。
本発明は、複数のダイを粘着しているダイシングテープを吸着保持し、凹部を備える支持ステージと、前記凹部の低部を摺動する剥離ステージと、前記剥離ステージをピックアップする前記ダイから離れる方向に前後に摺動させる第１の駆動手段と、前記離れる方向とは反対側の前記剥離ステージの端部側に設けられた回転軸に回転可能に設けられ前記ダイシングテープを線状に突き上げ剥離起点を形成する突き上げ部材と、前記突き上げ部材を前記ダイシングテープに突き上げる第２の駆動手段とを備える突き上げユニットと、前記ダイを吸着する吸着部材と、前記吸着部材と前記ダイとの間に発生するエアリーク流量に基づいて前記ダイの状態を判断する第１の判断手段と、前記吸着部材で吸着され前記突き上げられた前記ダイを前記ダイシングテープから剥離して基板に装着するボンディングヘッドと、を有することを第１の特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、複数のダイを粘着しているダイシングテープを吸着保持し、凹部を備える支持ステージと、前記凹部の低部を摺動する剥離ステージとを備え、前記ダイを吸着部材で吸着する吸着ステップと、前記ダイと前記吸着部材との間に発生するエアリーク流量に基づいて前記ダイの状態を判断する第１の判断ステップと、前記ダイを吸着した状態で前記剥離ステージを前記ダイから離れる方向に摺動させる摺動ステップと、前記離れる方向とは反対側の前記剥離ステージの端部側において前記ダイシングテープを線状に突き上げ剥離起点を形成する剥離起点形成ステップと、前記ダイを前記ダイシングテープから剥離する剥離ステップと、前記剥離した後に、前記剥離ステージを元の位置に戻す戻しステップと、前記ダイをワークに装着するステップと、を有することを第２の特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明は、前記第１の判断は、前記突き上げ部材が前記剥離起点を形成するときに、前記エアリーク流量に基づいて、前記ダイが前記剥離起点を有しているかどうかを判断することを第３の特徴とする。
また、本発明は、前記第１の判断は、前記ダイが前記剥離起点を有していないと判断したときに、再度前記吸着部材が前記ダイを吸着させてから前記ダイが前記剥離起点を有しているかどうかを判断することを第４の特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明は、前記第１の判断は、前記剥離ステージをピックアップする前記ダイから離れる方向への移動が完了したときに、前記エアリーク流量に基づいて前記ダイのクラックの有無を判断することを第５の特徴とする。
また、本発明は、前記剥離起点の形成の有無を判断が無しのときに、その原因を判断する第２の判断をすることを第６の特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明は、前記剥離ステージの端部側に設けられた回転軸に回転可能に設けられ、前記ダイシングテープを線状に突き上げる突き上げ部材を突き上げることを第７の特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明は、前記突き上げ部材の傾斜角度を予め調整し、前記傾斜角度に設定することを第８の特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ダイに余計な力を与えることなく、確実にダイを剥離できるダイボンダ又はボンディング方法を提供できる。
【００１７】
また、本発明によれば、クラックの異常が発生しても検出でき、信頼性の高いダイボンダ又はボンディング方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の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】本発明の実施形態であるピックアップ装置の外観斜視図を示す図である。
【図３】本発明の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４】本実施形態における突き上げユニットの概略構成を示した側面図である。
【図５】図４に示した突き上げユニットの上面を模式的に示した図である。
【図６】回転軸の回転によって、剥離ステージが図４に示す矢印Ｊ方向に移動する原理を示した図である。
【図７】本実施形態の突き上げユニットよるダイのピックアップフローを示す図である。
【図８】図７に示す主要ステップにおけるステージ部及び突き上げ部の状態を示す図である。
【図９】剥離起点が形成されているかをチェックするチェックフローを示す図である。
【図１０】ピックアップ時におけるコレット４０に流れるエアリーク流量Ｌの推移曲線を示す図である。
【図１１】剥離起点形成時に生じたクラック及びクラックによるエアリークを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。ダイボンダは大別してウエハ供給部１と、ワーク供給・搬送部２と、ダイボンディング部３とを有する。
【００２０】
ワーク供給・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によりフレームフィーダ２２に供給されたワーク（リードフレーム又は基板等）は、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に搬送される。
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ワーク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、ダイを平行移動してフレームフィーダ２２上のボンディングポイントまで移動させる。そして、ボンディングヘッド部３２はダイを下降させダイ接着剤が塗布されたワーク上にボンディングする。
【００２１】
ウエハ供給部１はウエハカセットリフタ１１とピックアップ装置１２とを有する。ウエハカセットリフタ１１はウエハリングが充填されたウエハカセット（図示せず）を有し，順次ウエハリングをピックアップ装置１２に供給する。
【００２２】
次に、図２および図３を用いてピックアップ装置１２の構成を説明する。図２はピックアップ装置１２の外観斜視図を示す図である。図３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。図２、図３に示すように、ピックアップ装置１２はウエハリング１４を保持するエキスパンドリング１５と、ウエハリング１４に保持され複数のダイ（チップ）４が粘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、支持リング１７の内側に配置されダイ４を上方に突き上げるための突き上げユニット５０とを有する。突き上げユニット５０は、図示しない駆動機構によって、上下方向に移動するようになっており、水平方向にはピックアップ装置１２が移動するようになっている。
【００２３】
ピックアップ装置１２は、ダイ４の突き上げ時に、ウエハリング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、ウエハリング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４の間隔が広げ、突き上げユニット５０によりダイ下方よりダイ４を突き上げる。ダイ４の間隔の広がりによって、ダイ４のピックアップ性が向上する。なお、薄型化に伴い接着剤は液状からフィルム状となり、ウエハとダイシングテープ１６との間にダイアタッチフィルム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を有するウエハでは、ダイシングはウエハ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、ウエハ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。
【００２４】
図４は、本実施形態における突き上げユニット５０の概略構成を示した側面図である。図５は図４に示した突き上げユニット５０の上面を模式的に示した図である。
突き上げユニット５０は、ダイ４を有するダイシングテープ１６を支持するステージ部６０と、ダイシングテープを突き上げる突き上げ部７０と、突き上げ部を駆動する駆動部８０と、真空室５５、ユニット筐体５１とを有する。なお、４０はダイ４を吸着する吸着手段であるコレットで、３５はコレットで吸着したダイ４をワークに装着するボンディングヘッドである。
【００２５】
ステージ部６０は、ダイシングテープ１６を支持し支持ステージ６４と、支持ステージ６４に形成され後述する剥離ステージ７１が摺動するコの字状の凹部６１と、凹部６１の底部６１ａ（以下、凹部底部という）に設けられ、凹部６１の周囲に複数列設けられた多数の吸着孔６３とを有する。
【００２６】
突き上げ部７０は、ステージ部６０に設けられた凹部６１を摺動する剥離ステージ７１と、剥離ステージ７１に設けられた回転軸７２ａを中心に回転可能な奥行き方向に細長い突き上げ板７２と、突き上げ板７２を突き上げる中間部品９１と、中間部品９１を突上げる突き上げピン７３とを有する。剥離ステージ７１は、上面にダイ４の面積より広い平坦部７１ａと、突き上げ板７２と反対側が傾斜部７１ｂとを有する。また、剥離ステージ７１の底面は、凹部底部６１ａと摺動し易いに様に、互いに滑り易い部材で構成されている。
【００２７】
中間部品９１は、底部に突き上げピン７３が往復し、突き上げピン７３の回転運動を直動に変える回転直動変換溝７８がある。また、中間部品９１の上部は、突き上げ板７２に挿入される挿入部９２がある。挿入部９２には２本の軸９３が両外側に延びている。軸９３は、突き上げ板７２の端部７２ｅに設けた貫通穴７２ｄに回転可能に保持される。なお、突き上げ板７２は、中間部品９１の挿入部９２が挿入できるように、その一部を削ってある。また、凹部底部６１ａは剥離ステージ７１が両側部分と、中間部品９１又は挿入部９２が移動できるように空間部を有する。
【００２８】
ステージ部６０の凹部６１は、図５に示すように、剥離ステージ７１が紙面上下に振れないような幅と、上部と突き上げピン７３の反対側の側部に開放部６１ｂを有する。溝６２は、後述する吸引室に連通し、剥離ステージ７１の移動によってできる凹部底部６１ａとの空間を真空にした剥離補助空間７５（図８の（iv）参照）を形成する。剥離補助空間７５が真空になると、ダイシングテープ１６が凹部底部側に吸引され、ダイシングテープが剥離又は剥離され易い状態になる。吸着孔６３は凹部６１以外の領域にあるダイシングテープ１６をステージ部６０の上面に固定する。
【００２９】
駆動部８０は、スプライン軸を中心に回転させる回転軸８１と、回転軸８１を含め全体を昇降させる昇降軸８６とを有する。
回転軸８１は、突き上げピン７３を周囲に設けた回転板８２と、回転板８２に固定され回転板８２を矢印Ｈ方向に回転させるスプライン８３と、ベルト８４を介してスプライン８３を回転させる回転用モータと８５と有する。スプライン８３は、回転板８２に固定されたスプライン軸８３ａと、スプライン軸を回転させるスプライン歯車８２ｂと、スプライン軸を回転可能に支持する軸受け８３ｃと、を有する。
一方、昇降軸８６は、回転軸８１を支持し回転軸を昇降する昇降板８７、昇降板に設けられたナット８８ｎと、ナット８８ｎを矢印Ｉの方向に昇降させるボールジョイント８８ｂと、ボールジョイントを駆動し、ユニット筐体５１に固定された昇降用モータ８９とを有する。
【００３０】
真空室５５は、後述する凹部底部６１ａに設けられた溝６２に連通し、剥離補助空間７５を形成する吸引室５６と、吸着孔６３が連通する吸着室５７とを有する。吸引室５６と吸着室５７は、それぞれ接続部５６ａ、５７ａなど接続ラインを介して図示しない真空装置に接続されている。従って、吸着室５７（吸着孔６３）によるピックアップするダイの周辺のダイシングテープ１６の吸着と、吸引室５６（剥離補助空間７５）によるダイシングテープ１６の吸引とは別々に制御できる。また、吸引室５６は、駆動部８０を有するユニット筐体５１の内部との真空分離し、突き上げピン７３を昇降可能にする蛇腹構造を備えるシール部５６ｂを有する。一方、吸着室５７は、吸引室５６と干渉しないように設けている。
【００３１】
なお、図４は、駆動部８０の昇降軸８６によって突き上げピン７３が矢印Ｉ方向に上昇し、中間部品９１が突き上げ板７２を突き上げ、奥行き方向に細長い突き上げ板７２がダイシングテープ１６と線状に接し押し上げている状態を示している。
【００３２】
次に、回転軸８１の回転によって、剥離ステージ７１が図４に示す矢印Ｊ方向に移動する原理について図６を用いて説明する。図６は図の煩雑さ避けるために回転板８２を凹部底部６１ａから離間して示している。
図６に示すように、中間部品９１の底部には、回転軸８１の回転に伴い、突き上げピン７３が回転しながら移動し、突き上げピン７３の回転運動を直動に変える回転直動変換溝７８が設けられている。突き上げピン７３の力は、中間部品９１に伝達される。中間部品９１は、突き上げ板７２と回転可能に保持されているので、上方に加わる力は突き上げ板７２を押し上げ、回転力は突き上げ板７２をＪ方向に移動させる。
また、剥離ステージ７１には、突き上げ板７２と接触する段差部があって、この段差部が突き上げ板７２からＪ方向に加わる力を受けて、剥離ステージ７１がＪ方向に移動する。
【００３３】
なお、回転直動変換溝７８は、回転板８２の回転によって突き上げピン７３が移動できるような溝、例えば長方形であってもよい。
この結果、剥離ステージ７１は、凹部６１の移動方向Ｊの両側側部に沿って、中間部品９１を介して突き上げピン７３によって押されながら矢印Ｊ方向に移動できる。
【００３４】
次に、本実施形態におけるダイのピックアップ方法について図７、図８を用いて説明する。図７は、ダイのピックアップフローを示し、図８は、図７に示す主要ステップにおけるステージ部６０及び突き上げ部７０の状態を示す図である。
【００３５】
まず、ピックアップ装置１２によりピックアップするダイ４ｐを突き上げユニット５０のピックアップ位置に移動させる。その後、吸着室５７を真空にし、吸着孔６３によりダイシングテープ１６をステージ部６０の上面に吸着保持する（ステップ１、図８の（i））。本実施例でのピックアップ位置は、剥離ステージ７１及び突き上げ板７２が形成するエリアとなる。
【００３６】
次に、コレット４０をダイ４ｐに着地させ、ダイ４ｐを吸着する（ステップ２、図８の（ii））。その後、突き上げ板７２の傾斜角度を設定し、所定の時間で突き上げピン７３を図４に示すように上昇させ、ダイ４をダイシングテープから剥離するための剥離起点を形成する（ステップ３、図８の（iii））。剥離起点とは、ダイシングテープ１６の一部を突き上げることダイ４をダイシングテープから剥離しし易くする起点をいう。起点と言っても点だけでなく、本実施形態のように線状のような状態も含む。傾斜角度は突き上げピン７３の上昇位置によって調節でき、予め定められた適切な傾斜角度に設定可能である。例えば、大きな部品では角度を大きく、小さな部品では角度を小さく設定する。その後、剥離ステージ７１が移動する剥離補助空間７５を吸引室５６、溝６２を経て真空にする（ステップ４）。剥離補助空間７５を真空するための吸引はステップ１から実施してもよい。
【００３７】
次に、突き上げ板７２の傾斜角度を維持しながら、図５に示すように、所定時間回転軸８１により突き上げピン７３を回転させ、剥離ステージ７１を凹部６１の開放側６１ｂ（図８の（iii）参照）に、即ち矢印Ｊ方向にスライドさせる（ステップ５、図８の（iv））。このとき、ダイシングテープ１６との接触部は突き上げ板７２の一部分であり、剥離ステージ７１の移動の負荷にはならない。従って、剥離ステージ７１は、滑らかな面を有する凹部底部６１ａをスムーズに移動できる。また、剥離ステージ７１が移動した後には、前述したように凹部底部６１ａとダイシングテープ１６との間の剥離補助空間７５に真空が形成され、ダイシングテープが剥離または剥離し易い状態になる。
【００３８】
次に、ダイシングテープが剥離または剥離し易い状態で、コレット４０を上昇させ、ダイ４ｐをダイシングテープ１６から完全に剥離させ、ピックアップする（ステップ６、図８の（v））。一定時間後、剥離補助空間７５の真空を解除し（ステップ７）、回転軸８１をステップ３とは逆方向に回転させ、剥離ステージ７１を元の位置にスライドさせる（ステップ８、図８の（vi））。このとき、剥離補助空間７５が真空であるとダイシングテープ１６が凹部底部６１ａ側に吸い込まれ、剥離ステージ７１に移動の負荷のとなり、戻り難くなる。
【００３９】
次に、吸着室５７の真空を解除し、ダイシングテープ１６のステージ部６０の上面における吸着保持を解除する（ステップ９）。所定数、ダイ４のピックアップ処理をしたかを判断し（ステップ１０）、所定数に達していなければステップ１に行き処理を繰り返す。所定数に達していれば処理を終了する。
【００４０】
図８のダイ４のピックアップフローのステップ３（図８の（iii）において、突き上げ板７２でダイシングテープ１６及びダイ４を突き上げ、剥離起点を形成する。この剥離起点が形成されていない状態で剥離ステージ７１を移動させると、剥離ステージ７１はダイシングテープ１６と面接触をしながら移動するので、ダイ４に負担が掛かりクラックを起し易くなる。特に、何枚も積層するダイ４の厚さが３０μｍ以下と薄いダイにはその影響が大きいものがある。そこで、剥離ステージ７１を移動させる前に剥離起点が形成されているかをチェックすることが重要である。剥離起点が形成されない原因とは、何らかの原因で既にクラックが発生している、剥離起点を形成するときにクラックが発生した、或いはダイの剥離ステージへの載置位置がずれているなどが挙げられる。
【００４１】
また、剥離起点が形成されていたとしても、スライドが終了した図７のステップ５（（図８の（iv）において、念のためにクラックが発生しているかいなかを再度チェックする。
【００４２】
本実施形態では、ダイ４を吸着するときにダイ４とコレット４０の隙間によって流れるエアリーク流量Ｌでチェックする。コレット４０は、ダイ４を吸着する保持するために先端吸引孔４１を先端側に複数有し、複数の先端吸引孔４１がコレット軸４２の存在する共通吸引孔４３に集められ図示しない真空装置に接続されている。そこで、共通吸引孔４３に流れるエア流量がエアリーク流量Ｌとなる。
【００４３】
図９は、剥離起点が形成されているかをチェックする観点から図７の処理フローを見直したチェックフローを示す図である。図１０は、ピックアップ時におけるコレット４０に流れるエアリーク流量Ｌの推移曲線を示す図である。破線は、剥離起点が形成されており正常に動作した時の推移曲線であり、実線は剥離起点が形成されていない場合の推移曲線を示す。両推移曲線は分かり易くするために少し縦方向にずらして描いている。図１０は、剥離起点が形成されていない分かり易い、図１１に示す剥離起点を形成したときにクラックが発生した例を示している。
【００４４】
まず、図７と同様に、ピックアップ装置１２によりピックアップするダイ４ｐを突き上げユニット５０のピックアップ位置に移動させる。その後、吸着室５７を真空にし、吸着孔６３によりダイシングテープ１６をステージ部６０の上面に吸着保持する（ステップ２１）、時間ｔ０からコレット４０のエアを吸引し、コレット４０を剥離ステージ７１に着地させる（ステップ２２）。ステップ２２におけるエアリーク流量の推移は、エア吸引開始ｔ０からコレット４０が剥離ステージまで着地する時間ｔｃまで増加し、着地した後は徐々に低下し、時間ｔｋには流量はコレット４０がダイ４を確りと吸着できるエアリーク流量Ｌoまで低下する。流量Ｌｏはコレット４０の整形度やコレットとステージ部６０の密着度等で規定される。
【００４５】
次に、突き上げ板７２により線状の剥離起点を形成する（ステップ２３）。剥離起点が形成されると、図８の（iii）に示すように、ダイ４の一端側は押し上げられ変形し、ダイ４とコレットの間には、突き上げ板７２から凹部底部６１の開放側６１ｂに向って隙間Ｓができる。その結果、剥離起点が形成されている推移曲線は、破線で示すように剥離起点の形成開始時間ｔｓ後、その隙間による一定のエアリーク流量Ｌｈがスライド開始時間ｔuまで発生する。
【００４６】
一方、図１１（中間部品９１は省略）に示すように、ダイ４の端面が突き上げ板７２の突き上げによりクラックＫが発生し、これによってクラックＫ側にエアリーク流量を増大させる隙間ＳＷが発生し、隙間ＳＷによるエアリーク流量に隙間Ｓによるエアリーク流量ＬＭを加えたエアリーク流量Ｌａが時間ｔａに発生する。
【００４７】
そこで、剥離起点の形成がされているかどうかを、エアリーク流量Ｌを監視しチェックするリークチェック１を実施する（ステップ２４）。ダイ４の寸法や突き上げ板７２の突き上げ量によっても異なるが、例えば２リットル／分以下あれば正常ｔｐ判断し、２リットル／分以下になるまで所定時間その状態で待機し、２リットル／分以下になれば次のステップに移行する。
【００４８】
所定時間以内に２リットル／分以下にならない場合は、ＤＡＦ（Die Attach Film）切断不良などの原因で剥離できないか、又はクラックが発生したと判断する。
【００４９】
コレット４０は、更に一定時間（ステップ２２の開始時間からステップ２３の終了時間）、エアを吸引し続けるリーク待ちを行う（ステップ３２）。このようにすることで、ＤＡＦ切断不良により剥離できないダイを剥離することができる場合がある。リーク待ち（ステップ３２）を行った後、後述するようにエラー処理１を行なう（ステップ３０）。
【００５０】
剥離起点が形成されない原因の一つである載置位置がずれている場合は、剥離起点形成効果が出てこないから、即ち隙間が発生しない、又は発生しても隙間量は小さいから、エアリーク流量Ｌは増加せずＬｏに維持される又はエアリーク流量Ｌａが小さくなく。一方、既にクラックが発生している場合は、クラックの位置にエアリーク量Ｌが異なり、剥離起点形成時と異なる値を示せば検出できるが、この段階では検出できない場合もある。
【００５１】
剥離起点が形成されていると判断されれば、図７のステップ５でも述べたように、剥離ステージ７１のスライド動作を行ない、剥離起点を移動させて次々とダイ４を浮き上がらせ、コレット４０に密着させて行く（ステップ２５）。このときダイ４がコレット４０に密着して行くにつれリークさせる辺が徐々に減少して行くのに伴いエアリーク流量Ｌも徐々に減少していく。そして、最終的にはダイ４は、図８の（iv）に示すように、剥離起点から離れ剥離補助空間７５の上でコレット４０に完全に吸着される。なお、徐々に減少して傾向はクラックを有するダイにおいても同じである。
【００５２】
スライド動作が完了した後に再度移動中にクラックの以上が発生したかどうかをチェックするリークチェック２を実施する（ステップ２６）。クラックが発生していなければ、エアリーク流量Ｌはステップ２２で示したＬｏ程度になっているはずである。クラックが発生していると、そのクラック付近からエアリークが発生しエアリーク流量ＬがＬｏより増える。従って、剥離ステージ７１の移動後に発生したクラックと共に、ステップ２４で検出できなかった剥離起点形成前のクラックも検出できる。
【００５３】
リークチェック２のエアリーク流量Ｌｏの判断基準は、剥離起点形成によって発生するエアリーク流量を許容する判断基準よりも数段厳しくなる。ダイ４の寸法にもよるが、例えば０．５リットル／分以下ならば正常と判断する（ステップ２５）。正常と判断したならば、図８に示すステップ６からステップ１１に対応するステップ２７の処理を行なう。正常ではないと判断したならば後述エラー処理２（ステップ３１）を行なう。
【００５４】
エラー処理１では、まずコレット４０は、更に一定時間、エアを吸引し続けるリーク待ち（ステップ３２）を行った後、ＤＡＦ切断不良により剥離できないダイを剥離することができる場合があるので、ステップ２４と同様のリークチェック再度行う。リークチェックでＯＫとなれば、ステップ２５以下の動作を行う。一方、このリークチェックでもリークしている場合には、エアリーク流量Ｌに基づいてエラー原因を判定する。例えばエアリーク流量がＬａならばクラックが発生していると判断し、Ｌｏならば剥離ステージへの載置位置の位置ずれと判断する。クラック発生の場合はダイ４をピックアップできるのであれば、ピックアップし廃棄処理を行なう。ピックアップできなければ、次のダイのスライド移動の障害となるので、ダイシングテープ上にダイが列状に並んでいる次に列の先頭に移動してステップ２１に行く又は装置を停止させ当該ダイを取り除き、ステップ２８から再開する。載置位置の位置ずれの場合は、図９に図示していないが、ダイシングテープ１６の吸着を解除に、ステップ２１からやり直す。
【００５５】
エラー処理２ではエアリーク量Ｌは小さいので基本的にピックアップでき、廃棄処理を行ない、ステップ２８に行く。
【００５６】
以上説明した本実施形態によれば、突き上げ板７２の角部で剥離起点を形成でき、前記角部のみをダイシングテープ１６と摺動させることで、ダイに余計な力を与えることなく、確実にダイを剥離できるダイボンダ又はボンディング方法を提供できる。
【００５７】
また、以上説明した本実施形態によれば、突き上げ板７２の傾斜角度を適切な角度に設定でき、ダイに余計な力を与えることなく、確実にダイを剥離できるダイボンダ又はボンディング方法を提供できる。
【００５８】
さらに、以上説明した本実施形態によれば、エアリーク流量Ｌをチェックすることで、剥離起点形成を判断でき、クラック発生を抑制し、確実にダイを剥離できるダイボンダ又はボンディング方法を提供できる。
【００５９】
さらに、以上説明した本、実施形態によれば、クラック発生を検知でき信頼性の高いダイボンダ又はボンディング方法を提供できる。
【００６０】
以上のように本発明の実施形態を説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、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】
【００６１】
１：ウエハ供給部 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）
１０：ダイボンダ １２：ピックアップ装置
１６：ダイシングテープ ３２：ボンディングヘッド部
３５：ボンディングヘッド ４０：コレット
４１：先端吸引孔 ４２：コレット軸
４３：コレット共通吸引孔 ５０：突き上げユニット
５５：真空室 ５６：吸引室
５７：吸着室 ６０：ステージ部
６１：支持ステージの凹部 ６１ａ：凹部の底部（凹部底部）
６２：突き上げピンが移動する溝 ６３：吸着孔
６４：支持ステージ ７０：突き上げ部
７１：剥離ステージ ７２：突き上げ板
７２ａ：突き上げ板の回転軸 ７３：突き上げピン
７５：剥離補助空間 ７８：回転直動変換溝
８０：駆動部 ８１：回転軸
８２：回転板 ８３：スプライン
８４：ベルト ８５：回転用モータ
８６：昇降軸 ８７：昇降板
８９：昇降用モータ Ｋ：クラック
Ｌ、Ｌａ、Ｌｃ、Ｌｍ、Ｌｏ：エアリーク流量
Ｓ：凹部底部の開放側にできるダイとコレットの間の隙間
ＳＷ：凹部底部のクラック側にできるダイとコレットの間の隙間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイボンダ及びボンディング方法に係わり、特に信頼性の高いダイボンダ及びボンディング方法に関する。
【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、半導体ウエハ（以下、単にウエハという）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ダイ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エ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吸着治具を使って基板上に搬送する。
【０００４】
剥離工程を実施する従来技術としては、例えば、特許文献１がある。特許文献１では、ダイを真空吸着した状態で、吸着したダイに対応したダイテープ（ダイシングテープ）を支持するテープ剥離ステージを、上昇させ、ダイからは離れる方向に水平移動させて、ピックアップすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２７０５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、半導体装置の高密度実装を推進する目的で、パッケージの薄型化が進められている。特に、メモリカードの配線基板上に複数枚のダイを三次元的に実装する積層パッケージが実用化されている。このような積層パッケージを組み立てるに際しては、パッケージ厚の増加を防ぐために、ダイの厚さを２０μｍ以下まで薄くすることが要求される。
【０００７】
ダイが薄くなると、ダイシングテープの粘着力に比べてダイの剛性が極めて低くなる。特許文献１に開示された技術では、一気にダイを押し上げるために、ダイに余計な力がかかり、ダイにダメージを与え、最終的にはクラックを生じさせる虞がある。
【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、ダイに余計な力を与えることなく、確実にダイを剥離できるダイボンダ又はボンディング方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の第２の目的は、クラックの異常が発生しても検出でき、信頼性の高いダイボンダ又はボンディング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記の目的を達成するために、少なくとも下記の特徴を有する。
本発明は、複数のダイを粘着しているダイシングテープを吸着保持し、凹部を備える支持ステージと、前記凹部の低部を摺動する剥離ステージと、前記剥離ステージをピックアップする前記ダイから離れる方向に前後に摺動させる第１の駆動手段と、前記離れる方向とは反対側の前記剥離ステージの端部側に設けられた回転軸に回転可能に設けられ前記ダイシングテープを線状に突き上げ剥離起点を形成する突き上げ部材と、前記突き上げ部材を前記ダイシングテープに突き上げる第２の駆動手段とを備える突き上げユニットと、前記ダイを吸着する吸着部材と、前記吸着部材と前記ダイとの間に発生するエアリーク流量に基づいて前記ダイの状態を判断する第１の判断手段と、前記吸着部材で吸着され前記突き上げられた前記ダイを前記ダイシングテープから剥離して基板に装着するボンディングヘッドと、を有することを第１の特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、複数のダイを粘着しているダイシングテープを吸着保持し、凹部を備える支持ステージと、前記凹部の低部を摺動する剥離ステージとを備え、前記ダイを吸着部材で吸着する吸着ステップと、前記ダイと前記吸着部材との間に発生するエアリーク流量に基づいて前記ダイの状態を判断する第１の判断ステップと、前記ダイを吸着した状態で前記剥離ステージを前記ダイから離れる方向に摺動させる摺動ステップと、前記離れる方向とは反対側の前記剥離ステージの端部側において前記ダイシングテープを線状に突き上げ剥離起点を形成する剥離起点形成ステップと、前記ダイを前記ダイシングテープから剥離する剥離ステップと、前記剥離した後に、前記剥離ステージを元の位置に戻す戻しステップと、前記ダイをワークに装着するステップと、を有することを第２の特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明は、前記第１の判断は、前記突き上げ部材が前記剥離起点を形成するときに、前記エアリーク流量に基づいて、前記ダイが前記剥離起点を有しているかどうかを判断することを第３の特徴とする。
また、本発明は、前記第１の判断は、前記ダイが前記剥離起点を有していないと判断したときに、再度前記吸着部材が前記ダイを吸着させてから前記ダイが前記剥離起点を有しているかどうかを判断することを第４の特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明は、前記第１の判断は、前記剥離ステージをピックアップする前記ダイから離れる方向への移動が完了したときに、前記エアリーク流量に基づいて前記ダイのクラックの有無を判断することを第５の特徴とする。
また、本発明は、前記剥離起点の形成の有無を判断が無しのときに、その原因を判断する第２の判断をすることを第６の特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明は、前記剥離ステージの端部側に設けられた回転軸に回転可能に設けられ、前記ダイシングテープを線状に突き上げる突き上げ部材を突き上げることを第７の特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明は、前記突き上げ部材の傾斜角度を予め調整し、前記傾斜角度に設定することを第８の特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ダイに余計な力を与えることなく、確実にダイを剥離できるダイボンダ又はボンディング方法を提供できる。
【００１７】
また、本発明によれば、クラックの異常が発生しても検出でき、信頼性の高いダイボンダ又はボンディング方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の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】本発明の実施形態であるピックアップ装置の外観斜視図を示す図である。
【図３】本発明の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４】本実施形態における突き上げユニットの概略構成を示した側面図である。
【図５】図４に示した突き上げユニットの上面を模式的に示した図である。
【図６】回転軸の回転によって、剥離ステージが図４に示す矢印Ｊ方向に移動する原理を示した図である。
【図７】本実施形態の突き上げユニットよるダイのピックアップフローを示す図である。
【図８】図７に示す主要ステップにおけるステージ部及び突き上げ部の状態を示す図である。
【図９】剥離起点が形成されているかをチェックするチェックフローを示す図である。
【図１０】ピックアップ時におけるコレット４０に流れるエアリーク流量Ｌの推移曲線を示す図である。
【図１１】剥離起点形成時に生じたクラック及びクラックによるエアリークを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。ダイボンダは大別してウエハ供給部１と、ワーク供給・搬送部２と、ダイボンディング部３とを有する。
【００２０】
ワーク供給・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によりフレームフィーダ２２に供給されたワーク（リードフレーム又は基板等）は、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に搬送される。
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ワーク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、ダイを平行移動してフレームフィーダ２２上のボンディングポイントまで移動させる。そして、ボンディングヘッド部３２はダイを下降させダイ接着剤が塗布されたワーク上にボンディングする。
【００２１】
ウエハ供給部１はウエハカセットリフタ１１とピックアップ装置１２とを有する。ウエハカセットリフタ１１はウエハリングが充填されたウエハカセット（図示せず）を有し，順次ウエハリングをピックアップ装置１２に供給する。
【００２２】
次に、図２および図３を用いてピックアップ装置１２の構成を説明する。図２はピックアップ装置１２の外観斜視図を示す図である。図３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。図２、図３に示すように、ピックアップ装置１２はウエハリング１４を保持するエキスパンドリング１５と、ウエハリング１４に保持され複数のダイ（チップ）４が粘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、支持リング１７の内側に配置されダイ４を上方に突き上げるための突き上げユニット５０とを有する。突き上げユニット５０は、図示しない駆動機構によって、上下方向に移動するようになっており、水平方向にはピックアップ装置１２が移動するようになっている。
【００２３】
ピックアップ装置１２は、ダイ４の突き上げ時に、ウエハリング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、ウエハリング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４の間隔が広げ、突き上げユニット５０によりダイ下方よりダイ４を突き上げる。ダイ４の間隔の広がりによって、ダイ４のピックアップ性が向上する。なお、薄型化に伴い接着剤は液状からフィルム状となり、ウエハとダイシングテープ１６との間にダイアタッチフィルム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を有するウエハでは、ダイシングはウエハ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、ウエハ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。
【００２４】
図４は、本実施形態における突き上げユニット５０の概略構成を示した側面図である。図５は図４に示した突き上げユニット５０の上面を模式的に示した図である。
突き上げユニット５０は、ダイ４を有するダイシングテープ１６を支持するステージ部６０と、ダイシングテープを突き上げる突き上げ部７０と、突き上げ部を駆動する駆動部８０と、真空室５５、ユニット筐体５１とを有する。なお、４０はダイ４を吸着する吸着手段であるコレットで、３５はコレットで吸着したダイ４をワークに装着するボンディングヘッドである。
【００２５】
ステージ部６０は、ダイシングテープ１６を支持し支持ステージ６４と、支持ステージ６４に形成され後述する剥離ステージ７１が摺動するコの字状の凹部６１と、凹部６１の底部６１ａ（以下、凹部底部という）に設けられ、凹部６１の周囲に複数列設けられた多数の吸着孔６３とを有する。
【００２６】
突き上げ部７０は、ステージ部６０に設けられた凹部６１を摺動する剥離ステージ７１と、剥離ステージ７１に設けられた回転軸７２ａを中心に回転可能な奥行き方向に細長い突き上げ板７２と、突き上げ板７２を突き上げる中間部品９１と、中間部品９１を突上げる突き上げピン７３とを有する。剥離ステージ７１は、上面にダイ４の面積より広い平坦部７１ａと、突き上げ板７２と反対側が傾斜部７１ｂとを有する。また、剥離ステージ７１の底面は、凹部底部６１ａと摺動し易いに様に、互いに滑り易い部材で構成されている。
【００２７】
中間部品９１は、底部に突き上げピン７３が往復し、突き上げピン７３の回転運動を直動に変える回転直動変換溝７８がある。また、中間部品９１の上部は、突き上げ板７２に挿入される挿入部９２がある。挿入部９２には２本の軸９３が両外側に延びている。軸９３は、突き上げ板７２の端部７２ｅに設けた貫通穴７２ｄに回転可能に保持される。なお、突き上げ板７２は、中間部品９１の挿入部９２が挿入できるように、その一部を削ってある。また、凹部底部６１ａは剥離ステージ７１が両側部分と、中間部品９１又は挿入部９２が移動できるように空間部を有する。
【００２８】
ステージ部６０の凹部６１は、図５に示すように、剥離ステージ７１が紙面上下に振れないような幅と、上部と突き上げピン７３の反対側の側部に開放部６１ｂを有する。溝６２は、後述する吸引室に連通し、剥離ステージ７１の移動によってできる凹部底部６１ａとの空間を真空にした剥離補助空間７５（図８の（iv）参照）を形成する。剥離補助空間７５が真空になると、ダイシングテープ１６が凹部底部側に吸引され、ダイシングテープが剥離又は剥離され易い状態になる。吸着孔６３は凹部６１以外の領域にあるダイシングテープ１６をステージ部６０の上面に固定する。
【００２９】
駆動部８０は、スプライン軸を中心に回転させる回転軸８１と、回転軸８１を含め全体を昇降させる昇降軸８６とを有する。
回転軸８１は、突き上げピン７３を周囲に設けた回転板８２と、回転板８２に固定され回転板８２を矢印Ｈ方向に回転させるスプライン８３と、ベルト８４を介してスプライン８３を回転させる回転用モータと８５と有する。スプライン８３は、回転板８２に固定されたスプライン軸８３ａと、スプライン軸を回転させるスプライン歯車８２ｂと、スプライン軸を回転可能に支持する軸受け８３ｃと、を有する。
一方、昇降軸８６は、回転軸８１を支持し回転軸を昇降する昇降板８７、昇降板に設けられたナット８８ｎと、ナット８８ｎを矢印Ｉの方向に昇降させるボールジョイント８８ｂと、ボールジョイントを駆動し、ユニット筐体５１に固定された昇降用モータ８９とを有する。
【００３０】
真空室５５は、後述する凹部底部６１ａに設けられた溝６２に連通し、剥離補助空間７５を形成する吸引室５６と、吸着孔６３が連通する吸着室５７とを有する。吸引室５６と吸着室５７は、それぞれ接続部５６ａ、５７ａなど接続ラインを介して図示しない真空装置に接続されている。従って、吸着室５７（吸着孔６３）によるピックアップするダイの周辺のダイシングテープ１６の吸着と、吸引室５６（剥離補助空間７５）によるダイシングテープ１６の吸引とは別々に制御できる。また、吸引室５６は、駆動部８０を有するユニット筐体５１の内部との真空分離し、突き上げピン７３を昇降可能にする蛇腹構造を備えるシール部５６ｂを有する。一方、吸着室５７は、吸引室５６と干渉しないように設けている。
【００３１】
なお、図４は、駆動部８０の昇降軸８６によって突き上げピン７３が矢印Ｉ方向に上昇し、中間部品９１が突き上げ板７２を突き上げ、奥行き方向に細長い突き上げ板７２がダイシングテープ１６と線状に接し押し上げている状態を示している。
【００３２】
次に、回転軸８１の回転によって、剥離ステージ７１が図４に示す矢印Ｊ方向に移動する原理について図６を用いて説明する。図６は図の煩雑さ避けるために回転板８２を凹部底部６１ａから離間して示している。
図６に示すように、中間部品９１の底部には、回転軸８１の回転に伴い、突き上げピン７３が回転しながら移動し、突き上げピン７３の回転運動を直動に変える回転直動変換溝７８が設けられている。突き上げピン７３の力は、中間部品９１に伝達される。中間部品９１は、突き上げ板７２と回転可能に保持されているので、上方に加わる力は突き上げ板７２を押し上げ、回転力は突き上げ板７２をＪ方向に移動させる。
また、剥離ステージ７１には、突き上げ板７２と接触する段差部があって、この段差部が突き上げ板７２からＪ方向に加わる力を受けて、剥離ステージ７１がＪ方向に移動する。
【００３３】
なお、回転直動変換溝７８は、回転板８２の回転によって突き上げピン７３が移動できるような溝、例えば長方形であってもよい。
この結果、剥離ステージ７１は、凹部６１の移動方向Ｊの両側側部に沿って、中間部品９１を介して突き上げピン７３によって押されながら矢印Ｊ方向に移動できる。
【００３４】
次に、本実施形態におけるダイのピックアップ方法について図７、図８を用いて説明する。図７は、ダイのピックアップフローを示し、図８は、図７に示す主要ステップにおけるステージ部６０及び突き上げ部７０の状態を示す図である。
【００３５】
まず、ピックアップ装置１２によりピックアップするダイ４ｐを突き上げユニット５０のピックアップ位置に移動させる。その後、吸着室５７を真空にし、吸着孔６３によりダイシングテープ１６をステージ部６０の上面に吸着保持する（ステップ１、図８の（i））。本実施例でのピックアップ位置は、剥離ステージ７１及び突き上げ板７２が形成するエリアとなる。
【００３６】
次に、コレット４０をダイ４ｐに着地させ、ダイ４ｐを吸着する（ステップ２、図８の（ii））。その後、突き上げ板７２の傾斜角度を設定し、所定の時間で突き上げピン７３を図４に示すように上昇させ、ダイ４をダイシングテープから剥離するための剥離起点を形成する（ステップ３、図８の（iii））。剥離起点とは、ダイシングテープ１６の一部を突き上げることダイ４をダイシングテープから剥離しし易くする起点をいう。起点と言っても点だけでなく、本実施形態のように線状のような状態も含む。傾斜角度は突き上げピン７３の上昇位置によって調節でき、予め定められた適切な傾斜角度に設定可能である。例えば、大きな部品では角度を大きく、小さな部品では角度を小さく設定する。その後、剥離ステージ７１が移動する剥離補助空間７５を吸引室５６、溝６２を経て真空にする（ステップ４）。剥離補助空間７５を真空するための吸引はステップ１から実施してもよい。
【００３７】
次に、突き上げ板７２の傾斜角度を維持しながら、図５に示すように、所定時間回転軸８１により突き上げピン７３を回転させ、剥離ステージ７１を凹部６１の開放側６１ｂ（図８の（iii）参照）に、即ち矢印Ｊ方向にスライドさせる（ステップ５、図８の（iv））。このとき、ダイシングテープ１６との接触部は突き上げ板７２の一部分であり、剥離ステージ７１の移動の負荷にはならない。従って、剥離ステージ７１は、滑らかな面を有する凹部底部６１ａをスムーズに移動できる。また、剥離ステージ７１が移動した後には、前述したように凹部底部６１ａとダイシングテープ１６との間の剥離補助空間７５に真空が形成され、ダイシングテープが剥離または剥離し易い状態になる。
【００３８】
次に、ダイシングテープが剥離または剥離し易い状態で、コレット４０を上昇させ、ダイ４ｐをダイシングテープ１６から完全に剥離させ、ピックアップする（ステップ６、図８の（v））。一定時間後、剥離補助空間７５の真空を解除し（ステップ７）、回転軸８１をステップ３とは逆方向に回転させ、剥離ステージ７１を元の位置にスライドさせる（ステップ８、図８の（vi））。このとき、剥離補助空間７５が真空であるとダイシングテープ１６が凹部底部６１ａ側に吸い込まれ、剥離ステージ７１に移動の負荷のとなり、戻り難くなる。
【００３９】
次に、吸着室５７の真空を解除し、ダイシングテープ１６のステージ部６０の上面における吸着保持を解除する（ステップ９）。所定数、ダイ４のピックアップ処理をしたかを判断し（ステップ１０）、所定数に達していなければステップ１に行き処理を繰り返す。所定数に達していれば処理を終了する。
【００４０】
図８のダイ４のピックアップフローのステップ３（図８の（iii）において、突き上げ板７２でダイシングテープ１６及びダイ４を突き上げ、剥離起点を形成する。この剥離起点が形成されていない状態で剥離ステージ７１を移動させると、剥離ステージ７１はダイシングテープ１６と面接触をしながら移動するので、ダイ４に負担が掛かりクラックを起し易くなる。特に、何枚も積層するダイ４の厚さが３０μｍ以下と薄いダイにはその影響が大きいものがある。そこで、剥離ステージ７１を移動させる前に剥離起点が形成されているかをチェックすることが重要である。剥離起点が形成されない原因とは、何らかの原因で既にクラックが発生している、剥離起点を形成するときにクラックが発生した、或いはダイの剥離ステージへの載置位置がずれているなどが挙げられる。
【００４１】
また、剥離起点が形成されていたとしても、スライドが終了した図７のステップ５（（図８の（iv）において、念のためにクラックが発生しているかいなかを再度チェックする。
【００４２】
本実施形態では、ダイ４を吸着するときにダイ４とコレット４０の隙間によって流れるエアリーク流量Ｌでチェックする。コレット４０は、ダイ４を吸着する保持するために先端吸引孔４１を先端側に複数有し、複数の先端吸引孔４１がコレット軸４２の存在する共通吸引孔４３に集められ図示しない真空装置に接続されている。そこで、共通吸引孔４３に流れるエア流量がエアリーク流量Ｌとなる。
【００４３】
図９は、剥離起点が形成されているかをチェックする観点から図７の処理フローを見直したチェックフローを示す図である。図１０は、ピックアップ時におけるコレット４０に流れるエアリーク流量Ｌの推移曲線を示す図である。破線は、剥離起点が形成されており正常に動作した時の推移曲線であり、実線は剥離起点が形成されていない場合の推移曲線を示す。両推移曲線は分かり易くするために少し縦方向にずらして描いている。図１０は、剥離起点が形成されていない分かり易い、図１１に示す剥離起点を形成したときにクラックが発生した例を示している。
【００４４】
まず、図７と同様に、ピックアップ装置１２によりピックアップするダイ４ｐを突き上げユニット５０のピックアップ位置に移動させる。その後、吸着室５７を真空にし、吸着孔６３によりダイシングテープ１６をステージ部６０の上面に吸着保持する（ステップ２１）、時間ｔ０からコレット４０のエアを吸引し、コレット４０を剥離ステージ７１に着地させる（ステップ２２）。ステップ２２におけるエアリーク流量の推移は、エア吸引開始ｔ０からコレット４０が剥離ステージまで着地する時間ｔｃまで増加し、着地した後は徐々に低下し、時間ｔｋには流量はコレット４０がダイ４を確りと吸着できるエアリーク流量Ｌoまで低下する。流量Ｌｏはコレット４０の整形度やコレットとステージ部６０の密着度等で規定される。
【００４５】
次に、突き上げ板７２により線状の剥離起点を形成する（ステップ２３）。剥離起点が形成されると、図８の（iii）に示すように、ダイ４の一端側は押し上げられ変形し、ダイ４とコレットの間には、突き上げ板７２から凹部底部６１の開放側６１ｂに向って隙間Ｓができる。その結果、剥離起点が形成されている推移曲線は、破線で示すように剥離起点の形成開始時間ｔｓ後、その隙間による一定のエアリーク流量Ｌｈがスライド開始時間ｔuまで発生する。
【００４６】
一方、図１１（中間部品９１は省略）に示すように、ダイ４の端面が突き上げ板７２の突き上げによりクラックＫが発生し、これによってクラックＫ側にエアリーク流量を増大させる隙間ＳＷが発生し、隙間ＳＷによるエアリーク流量に隙間Ｓによるエアリーク流量ＬＭを加えたエアリーク流量Ｌａが時間ｔａに発生する。
【００４７】
そこで、剥離起点の形成がされているかどうかを、エアリーク流量Ｌを監視しチェックするリークチェック１を実施する（ステップ２４）。ダイ４の寸法や突き上げ板７２の突き上げ量によっても異なるが、例えば２リットル／分以下あれば正常ｔｐ判断し、２リットル／分以下になるまで所定時間その状態で待機し、２リットル／分以下になれば次のステップに移行する。
【００４８】
所定時間以内に２リットル／分以下にならない場合は、ＤＡＦ（Die Attach Film）切断不良などの原因で剥離できないか、又はクラックが発生したと判断する。
【００４９】
コレット４０は、更に一定時間（ステップ２２の開始時間からステップ２３の終了時間）、エアを吸引し続けるリーク待ちを行う（ステップ３２）。このようにすることで、ＤＡＦ切断不良により剥離できないダイを剥離することができる場合がある。リーク待ち（ステップ３２）を行った後、後述するようにエラー処理１を行なう（ステップ３０）。
【００５０】
剥離起点が形成されない原因の一つである載置位置がずれている場合は、剥離起点形成効果が出てこないから、即ち隙間が発生しない、又は発生しても隙間量は小さいから、エアリーク流量Ｌは増加せずＬｏに維持される又はエアリーク流量Ｌａが小さくなく。一方、既にクラックが発生している場合は、クラックの位置にエアリーク量Ｌが異なり、剥離起点形成時と異なる値を示せば検出できるが、この段階では検出できない場合もある。
【００５１】
剥離起点が形成されていると判断されれば、図７のステップ５でも述べたように、剥離ステージ７１のスライド動作を行ない、剥離起点を移動させて次々とダイ４を浮き上がらせ、コレット４０に密着させて行く（ステップ２５）。このときダイ４がコレット４０に密着して行くにつれリークさせる辺が徐々に減少して行くのに伴いエアリーク流量Ｌも徐々に減少していく。そして、最終的にはダイ４は、図８の（iv）に示すように、剥離起点から離れ剥離補助空間７５の上でコレット４０に完全に吸着される。なお、徐々に減少して傾向はクラックを有するダイにおいても同じである。
【００５２】
スライド動作が完了した後に再度移動中にクラックの以上が発生したかどうかをチェックするリークチェック２を実施する（ステップ２６）。クラックが発生していなければ、エアリーク流量Ｌはステップ２２で示したＬｏ程度になっているはずである。クラックが発生していると、そのクラック付近からエアリークが発生しエアリーク流量ＬがＬｏより増える。従って、剥離ステージ７１の移動後に発生したクラックと共に、ステップ２４で検出できなかった剥離起点形成前のクラックも検出できる。
【００５３】
リークチェック２のエアリーク流量Ｌｏの判断基準は、剥離起点形成によって発生するエアリーク流量を許容する判断基準よりも数段厳しくなる。ダイ４の寸法にもよるが、例えば０．５リットル／分以下ならば正常と判断する（ステップ２５）。正常と判断したならば、図８に示すステップ６からステップ１１に対応するステップ２７の処理を行なう。正常ではないと判断したならば後述エラー処理２（ステップ３１）を行なう。
【００５４】
エラー処理１では、まずコレット４０は、更に一定時間、エアを吸引し続けるリーク待ち（ステップ３２）を行った後、ＤＡＦ切断不良により剥離できないダイを剥離することができる場合があるので、ステップ２４と同様のリークチェック再度行う。リークチェックでＯＫとなれば、ステップ２５以下の動作を行う。一方、このリークチェックでもリークしている場合には、エアリーク流量Ｌに基づいてエラー原因を判定する。例えばエアリーク流量がＬａならばクラックが発生していると判断し、Ｌｏならば剥離ステージへの載置位置の位置ずれと判断する。クラック発生の場合はダイ４をピックアップできるのであれば、ピックアップし廃棄処理を行なう。ピックアップできなければ、次のダイのスライド移動の障害となるので、ダイシングテープ上にダイが列状に並んでいる次に列の先頭に移動してステップ２１に行く又は装置を停止させ当該ダイを取り除き、ステップ２８から再開する。載置位置の位置ずれの場合は、図９に図示していないが、ダイシングテープ１６の吸着を解除に、ステップ２１からやり直す。
【００５５】
エラー処理２ではエアリーク量Ｌは小さいので基本的にピックアップでき、廃棄処理を行ない、ステップ２８に行く。
【００５６】
以上説明した本実施形態によれば、突き上げ板７２の角部で剥離起点を形成でき、前記角部のみをダイシングテープ１６と摺動させることで、ダイに余計な力を与えることなく、確実にダイを剥離できるダイボンダ又はボンディング方法を提供できる。
【００５７】
また、以上説明した本実施形態によれば、突き上げ板７２の傾斜角度を適切な角度に設定でき、ダイに余計な力を与えることなく、確実にダイを剥離できるダイボンダ又はボンディング方法を提供できる。
【００５８】
さらに、以上説明した本実施形態によれば、エアリーク流量Ｌをチェックすることで、剥離起点形成を判断でき、クラック発生を抑制し、確実にダイを剥離できるダイボンダ又はボンディング方法を提供できる。
【００５９】
さらに、以上説明した本、実施形態によれば、クラック発生を検知でき信頼性の高いダイボンダ又はボンディング方法を提供できる。
【００６０】
以上のように本発明の実施形態を説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、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】
【００６１】
１：ウエハ供給部 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）
１０：ダイボンダ １２：ピックアップ装置
１６：ダイシングテープ ３２：ボンディングヘッド部
３５：ボンディングヘッド ４０：コレット
４１：先端吸引孔 ４２：コレット軸
４３：コレット共通吸引孔 ５０：突き上げユニット
５５：真空室 ５６：吸引室
５７：吸着室 ６０：ステージ部
６１：支持ステージの凹部 ６１ａ：凹部の底部（凹部底部）
６２：突き上げピンが移動する溝 ６３：吸着孔
６４：支持ステージ ７０：突き上げ部
７１：剥離ステージ ７２：突き上げ板
７２ａ：突き上げ板の回転軸 ７３：突き上げピン
７５：剥離補助空間 ７８：回転直動変換溝
８０：駆動部 ８１：回転軸
８２：回転板 ８３：スプライン
８４：ベルト ８５：回転用モータ
８６：昇降軸 ８７：昇降板
８９：昇降用モータ Ｋ：クラック
Ｌ、Ｌａ、Ｌｃ、Ｌｍ、Ｌｏ：エアリーク流量
Ｓ：凹部底部の開放側にできるダイとコレットの間の隙間
ＳＷ：凹部底部のクラック側にできるダイとコレットの間の隙間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のダイを粘着しているダイシングテープを吸着保持し、凹部を備える支持ステージと、前記凹部の低部を摺動する剥離ステージと、前記剥離ステージをピックアップする前記ダイから離れる方向に前後に摺動させる第１の駆動手段と、前記離れる方向とは反対側の前記剥離ステージの端部側に設けられた回転軸に回転可能に設けられ前記ダイシングテープを線状に突き上げ剥離起点を形成する突き上げ部材と、前記突き上げ部材を前記ダイシングテープに突き上げる第２の駆動手段とを備える突き上げユニットと、
前記ダイを吸着する吸着部材と、
前記吸着部材と前記ダイとの間に発生するエアリーク流量に基づいて前記ダイの状態を判断する第１の判断手段と、
前記吸着部材で吸着され前記突き上げられた前記ダイを前記ダイシングテープから剥離して基板に装着するボンディングヘッドと、
を有するダイボンダ。
【請求項２】
前記第１の判断手段は、前記突き上げ部材が前記剥離起点を形成するときに、前記エアリーク流量に基づいて、前記ダイが前記剥離起点を有しているかどうかを判断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】
前記第１の判断手段は、前記ダイが前記剥離起点を有していないと判断したときに、再度前記吸着部材が前記ダイを吸着させてから前記ダイが前記剥離起点を有しているかどうかを判断することを特徴とする請求項２に記載のダイボンダ。
【請求項４】
前記第１の判断手段は、前記剥離ステージをピックアップする前記ダイから離れる方向への移動が完了したときに、前記エアリーク流量に基づいて前記ダイのクラックの有無を判断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５】
前記剥離起点の形成の有無を判断が無しのときに、その原因を判断する第２の判断手段を有することを特徴とする請求項３に記載のダイボンダ。
【請求項６】
前記原因はクラック又は前記ダイの前記剥離ステージへの載置位置ずれであることを特徴とする請求項５に記載のダイボンダ。
【請求項７】
前記突き上げ部材は細長い板であり、前記第２の駆動手段は、前記突き上げ部材の前記回転軸と反対側を突き上げる突き上げピンと、前記突き上げピンを昇降させる昇降手段とを有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８】
前記凹部は前記剥離ステージの前記離れる方向とは反対側に前記突き上げ部材を載置可能な傾斜部を有し、前記突き上げ部材は細長い板であり、前記第２の駆動手段は、前記回転軸から離間した位置に前記細長い板の長辺に沿って設けられた突起部と、前記第１の駆動手段とを有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９】
前記突き上げ部材の傾斜角度を予め調整し、前記傾斜角度に設定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１０】
複数のダイを粘着しているダイシングテープを吸着保持し、凹部を備える支持ステージと、前記凹部の低部を摺動する剥離ステージとを備え、
前記ダイを吸着部材で吸着する吸着ステップと、
前記ダイと前記吸着部材との間に発生するエアリーク流量に基づいて前記ダイの状態を判断する第１の判断ステップと、
前記ダイを吸着した状態で前記剥離ステージを前記ダイから離れる方向に摺動させる摺動ステップと、
前記離れる方向とは反対側の前記剥離ステージの端部側において前記ダイシングテープを線状に突き上げ剥離起点を形成する剥離起点形成ステップと、
前記ダイを前記ダイシングテープから剥離する剥離ステップと、
前記剥離した後に、前記剥離ステージを元の位置に戻す戻しステップと、
前記ダイをワークに装着するステップと、
を有することを特徴とするボンディング方法。
【請求項１１】
前記第１の判断ステップは、前記剥離起点を形成するときに、前記エアリーク流量に基づいて、前記ダイが前記剥離起点を有しているかどうかを判断することを特徴とする請求項１０に記載のボンディング方法。
【請求項１２】
前記第１の判断ステップは、前記ダイが前記剥離起点を有していないと判断したときに、再度前記吸着部材が前記ダイを吸着させてから前記ダイが前記剥離起点を有しているかどうかを判断することを特徴とする請求項１１に記載のボンディング方法。
【請求項１３】
前記第１の判断ステップは、前記剥離ステージをピックアップする前記ダイから離れる方向に移動した完了したときに前記エアリーク流量に基づいて前記クラックの有無を判断することを特徴とする請求項１０に記載のボンディング方法。
【請求項１４】
前記剥離起点の形成の有無を判断が無しのときに、その原因を判断する第２の判断ステップを有することを特徴とする請求項１２に記載のボンディング方法。
【請求項１５】
前記原因はクラック又は前記ダイの前記剥離ステージへの載置位置ずれであることを特徴とする請求項１４に記載のボンディング方法。
【請求項１６】
前記剥離ステージの端部側に設けられた回転軸に回転可能に設けられ、前記ダイシングテープを線状に突き上げる突き上げ部材を突き上げることを特徴とする請求項１０に記載のボンディング方法。
【請求項１７】
前記突き上げ部材の傾斜角度を予め調整し、前記傾斜角度に設定することを特徴とする請求項１６に記載のボンディング方法。
【請求項１】
複数のダイを粘着しているダイシングテープを吸着保持し、凹部を備える支持ステージと、前記凹部の低部を摺動する剥離ステージと、前記剥離ステージをピックアップする前記ダイから離れる方向に前後に摺動させる第１の駆動手段と、前記離れる方向とは反対側の前記剥離ステージの端部側に設けられた回転軸に回転可能に設けられ前記ダイシングテープを線状に突き上げ剥離起点を形成する突き上げ部材と、前記突き上げ部材を前記ダイシングテープに突き上げる第２の駆動手段とを備える突き上げユニットと、
前記ダイを吸着する吸着部材と、
前記吸着部材と前記ダイとの間に発生するエアリーク流量に基づいて前記ダイの状態を判断する第１の判断手段と、
前記吸着部材で吸着され前記突き上げられた前記ダイを前記ダイシングテープから剥離して基板に装着するボンディングヘッドと、
を有するダイボンダ。
【請求項２】
前記第１の判断手段は、前記突き上げ部材が前記剥離起点を形成するときに、前記エアリーク流量に基づいて、前記ダイが前記剥離起点を有しているかどうかを判断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】
前記第１の判断手段は、前記ダイが前記剥離起点を有していないと判断したときに、再度前記吸着部材が前記ダイを吸着させてから前記ダイが前記剥離起点を有しているかどうかを判断することを特徴とする請求項２に記載のダイボンダ。
【請求項４】
前記第１の判断手段は、前記剥離ステージをピックアップする前記ダイから離れる方向への移動が完了したときに、前記エアリーク流量に基づいて前記ダイのクラックの有無を判断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５】
前記剥離起点の形成の有無を判断が無しのときに、その原因を判断する第２の判断手段を有することを特徴とする請求項３に記載のダイボンダ。
【請求項６】
前記原因はクラック又は前記ダイの前記剥離ステージへの載置位置ずれであることを特徴とする請求項５に記載のダイボンダ。
【請求項７】
前記突き上げ部材は細長い板であり、前記第２の駆動手段は、前記突き上げ部材の前記回転軸と反対側を突き上げる突き上げピンと、前記突き上げピンを昇降させる昇降手段とを有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８】
前記凹部は前記剥離ステージの前記離れる方向とは反対側に前記突き上げ部材を載置可能な傾斜部を有し、前記突き上げ部材は細長い板であり、前記第２の駆動手段は、前記回転軸から離間した位置に前記細長い板の長辺に沿って設けられた突起部と、前記第１の駆動手段とを有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９】
前記突き上げ部材の傾斜角度を予め調整し、前記傾斜角度に設定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１０】
複数のダイを粘着しているダイシングテープを吸着保持し、凹部を備える支持ステージと、前記凹部の低部を摺動する剥離ステージとを備え、
前記ダイを吸着部材で吸着する吸着ステップと、
前記ダイと前記吸着部材との間に発生するエアリーク流量に基づいて前記ダイの状態を判断する第１の判断ステップと、
前記ダイを吸着した状態で前記剥離ステージを前記ダイから離れる方向に摺動させる摺動ステップと、
前記離れる方向とは反対側の前記剥離ステージの端部側において前記ダイシングテープを線状に突き上げ剥離起点を形成する剥離起点形成ステップと、
前記ダイを前記ダイシングテープから剥離する剥離ステップと、
前記剥離した後に、前記剥離ステージを元の位置に戻す戻しステップと、
前記ダイをワークに装着するステップと、
を有することを特徴とするボンディング方法。
【請求項１１】
前記第１の判断ステップは、前記剥離起点を形成するときに、前記エアリーク流量に基づいて、前記ダイが前記剥離起点を有しているかどうかを判断することを特徴とする請求項１０に記載のボンディング方法。
【請求項１２】
前記第１の判断ステップは、前記ダイが前記剥離起点を有していないと判断したときに、再度前記吸着部材が前記ダイを吸着させてから前記ダイが前記剥離起点を有しているかどうかを判断することを特徴とする請求項１１に記載のボンディング方法。
【請求項１３】
前記第１の判断ステップは、前記剥離ステージをピックアップする前記ダイから離れる方向に移動した完了したときに前記エアリーク流量に基づいて前記クラックの有無を判断することを特徴とする請求項１０に記載のボンディング方法。
【請求項１４】
前記剥離起点の形成の有無を判断が無しのときに、その原因を判断する第２の判断ステップを有することを特徴とする請求項１２に記載のボンディング方法。
【請求項１５】
前記原因はクラック又は前記ダイの前記剥離ステージへの載置位置ずれであることを特徴とする請求項１４に記載のボンディング方法。
【請求項１６】
前記剥離ステージの端部側に設けられた回転軸に回転可能に設けられ、前記ダイシングテープを線状に突き上げる突き上げ部材を突き上げることを特徴とする請求項１０に記載のボンディング方法。
【請求項１７】
前記突き上げ部材の傾斜角度を予め調整し、前記傾斜角度に設定することを特徴とする請求項１６に記載のボンディング方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−６５７３１（Ｐ２０１３−６５７３１Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０３９５０（Ｐ２０１１−２０３９５０）
【出願日】平成２３年９月１９日（２０１１．９．１９）
【出願人】（３０００２２５０４）株式会社日立ハイテクインスツルメンツ (607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１９日（２０１１．９．１９）
【出願人】（３０００２２５０４）株式会社日立ハイテクインスツルメンツ (607)
【Ｆターム（参考）】
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