JP7291586B2 - ダイボンディング装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本開示はダイボンディング装置に関し、例えばリニアスケール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、ボンディングヘッドの先端に設けられた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。

その際、ボンディングヘッドは下降してダイを真空吸着した後、上昇、水平移動、下降して基板に装着する。その場合、上昇、下降させるのが昇降駆動軸（Ｚ駆動軸）であり、水平移動させるのがＹ駆動軸である（例えば、特開２０１７－６９４１８号公報（特許文献１））。

特開２０１７－６９４１８号公報

Ｙ駆動軸はガイドレールを用いてボンディングヘッドを一軸で駆動するが、ヨーイングなどの測定はしていない。
本開示の課題はヨーイングなどのズレの測定が可能な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、ダイボンディング装置は、（ａ）移動対象物を第一方向に駆動する一つの駆動軸と、第一方向に延在し移動対象物を第一方向に案内する第一ガイドと、駆動軸よりも下方に位置し第一方向に延在する第一リニアスケールと、第一リニアスケールよりも上方に位置し前記第一方向に延在する第二リニアスケールと、を有する一駆動軸テーブルと、（ｂ）一駆動軸テーブルを制御する制御装置と、を備える。制御装置は、移動対象物の位置を第一リニアスケールにより検出して移動対象物の位置を制御し、第二リニアスケールにより検出した位置と第一リニアスケールにより検出した位置とのずれを移動対象物のヨーイングとして検出するよう構成される。

本開示によれば、ヨーイングなどのズレの測定が可能である。

図１は実施形態における一駆動軸テーブルについて説明する側面図である。 図２は実施形態の第一変形例における一駆動軸テーブルについて説明する側面図である。 図３は実施形態の第二変形例における一駆動軸テーブルについて説明する側面図である。 図４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５は図４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６は図４のダイ供給部の外観斜視図を示す図である。 図７は図４のダイ供給部の主要部を示す概略断面図である。 図８は図４のボンディングヘッドテーブルの側面図である。 図９は図４のダイボンダによる半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。 図１０は第二実施例に係るダイボンダの概略を示す上面図である。 図１１は図１０において矢印Ｂ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。

以下、実施形態、変形例および実施例について、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。

実施形態における一駆動軸テーブルについて図１を用いて説明する。図１は実施形態における一駆動軸テーブルの側面図である。

一駆動軸テーブル１０３は、一駆動軸テーブル１０３の装置本体に固定されたサーボモータ１０３ａによりボールねじ１０３ｂを介して移動対象物１０１を図のＹ軸方向に移動させる駆動軸としての駆動部１０３ｃと、Ｙ方向に水平に配設され、相互に平行に上下に配列されている第一ガイド１０３ｄおよび第二ガイド１０３ｅと、第一ガイド１０３ｄおよび第二ガイド１０３ｅに沿って近接して配設されている第一リニアスケール１０３ｆおよび第二リニアスケール１０３ｇと、から構成されている。本実施形態では、第一リニアスケール１０３ｆは第一ガイド１０３ｄの下方に、第二リニアスケール１０３ｇは第二ガイド１０３ｅの上方に配設されている。駆動部１０３ｃは、単一のモータと単一のボールねじとによる駆動方式に代えて、リニアモータによる駆動方式としてもよい。

第一ガイド１０３ｄおよび第二ガイド１０３ｅはボールねじ１０３ｂを挟んで配設され、第一ガイド１０３ｄとボールねじ１０３ｂとの距離は第二ガイド１０３ｅとボールねじ１０３ｂとの距離とほぼ同じである。第一ガイド１０３ｄおよび第二ガイド１０３ｅには、それぞれ移動対象物１０１に設けられた第一スライド部１０１ｄおよび第二スライド部１０１ｅが摺動自在に嵌合している。

第一リニアスケール１０３ｆおよび第二リニアスケール１０３ｇは、第一スライド部１０１ｄおよび第二スライド部１０１ｅのＹ軸方向の位置をそれぞれ検出する。したがって、第一スライド部１０１ｄおよび第二スライド部１０１ｅは、それぞれのＹ軸方向の位置を検出する第一検出ヘッド１０１ｆおよび第二検出ヘッド１０１ｇを備えている。第一リニアスケール１０３ｆおよび第二リニアスケール１０３ｇは、原点位置が厳密に一致するように設定され、機械座標系に対して正しいＹ軸方向の位置を検出できるようになっている。位置検出結果は、制御部１０７に送られる。制御部１０７は、これらの位置検出結果に基づいて、サーボモータ１０３ａを制御する。

移動対象物１０１は上下方向（Ｚ軸方向）にその長手方向が延在する。移動対象物１０１には移動体１０１ａが装着されている。移動体１０１ａを挿通して設けられたナット部材１０１ｂには、サーボモータ１０３ａによって回転駆動されるボールねじ１０３ｂが螺合している。サーボモータ１０３ａによりボールねじ１０３ｂを駆動することにより、移動対象物１０１はＹ軸方向に移動する。移動対象物１０１の下部側の先端部１０２は、図のＺ軸方向の上下移動やＺ軸を中心とした回転が可能であり、この動作によって作業面１００に対するアクセス、例えば、部品の取り出しや載置を行う。

一駆動軸テーブル１０３は、サーボモータ１０３ａにより回転駆動されるボールねじ１０３ｂに沿って、移動対象物１０１を所定の方向に移動させるとともに、所定位置に位置決め停止させる位置決め制御装置を備えている。この位置決め制御装置における移動対象物１０１の位置検出は、移動対象物１０１が移動する方向に平行に取り付けられた第一リニアスケール１０３ｆの位置を移動対象物１０１に取り付けられたリニア位置検出装置としての第一検出ヘッド１０１ｆで検出する。

実作業を行う移動対象物１０１の先端部１０２に近い側の第一リニアスケール１０３ｆを位置決め制御装置の制御用スケールとして用いる。これは、実際の作業精度に影響するためである。先端部１０２から遠い側の第二リニアスケール１０３ｇは制御用スケールの位置に対してのずれをヨーイングとして検出する診断用スケールとして用いる。ここで、一般に、ヨーイング（yawing）とは、移動対象物１０１の移動テーブル面を垂直方向から見たときに直動運動する際の進行方向に対し左右のどちらかに旋回する挙動のことである。移動対象物１０１のヨーイングに伴い、第一リニアスケール１０３ｆにより検出する移動対象物１０１の位置と第二リニアスケール１０３ｇにより検出する移動対象物１０１の位置とにズレが生ずる。ヨーイングは第一ガイド１０３ｄ、第二ガイド１０３ｅまたはボールねじ１０３ｂの故障前兆となるので、第二リニアスケール１０３ｇでヨーイングを監視する。

検出したヨーイングの角度または２本のリニアスケールの位置（カウント値）の差が指定値または初期値からの変化閾値を超えた場合やその発生頻度が増加した場合、故障の前触れと判断する（自己診断を行う）。第一ガイド１０３ｄおよび第二ガイド１０３ｅが故障する場合は制御用スケールとしての第一リニアスケール１０３ｆでは判断できないが、診断用スケールとしての第二リニアスケール１０３ｇでの初期との違いは判断できるので、ある一定以上の違いは規格外となり故障を疑うことができる。一駆動軸でのガイド破損の予知が行え、高精度化も行える。また、ボールねじ駆動であればボールねじ故障の予知も行える。これにより、故障前に第一ガイド１０３ｄ、第二ガイド１０３ｅ、ボールねじ１０３ｂなどを事前に準備することが可能になる。

故障するまでは、第二リニアスケール１０３ｇでヨーイングを測定し位置補正（先端位置補正）を行う。より具体的には、第一リニアスケール１０３ｆの測定位置と第二リニアスケール１０３ｇの測定位置との差異（スケールピッチ）からヨーイング角度を算出する。ここで、第一リニアスケール１０３ｆの測定位置をｍｐ１、第二リニアスケール１０３ｇの測定位置をｍｐ２、第一リニアスケール１０３ｆと第二リニアスケール１０３ｇとの間隔をｄとすると、ヨーイング角度θは、
θ＝arctan（（ｍｐ２－ｍｐ１）／ｄ）
の式により算定される。実際に作業する先端部１０２と制御用スケールとしての第一リニアスケール１０３ｆ距離から先端部１０２のずれを算出する。算出した結果から先端部１０２の位置を補正し、停止精度を改善する。

本実施形態の移動対象物１０１は、例えば、実装ヘッドとしてのボンディングヘッドやピックアップヘッド、ピックアップフリップヘッド、トランスファヘッド、認識カメラ等である。なお、第一ガイド１０３ｄおよび第二ガイド１０３ｅの二つのガイドがある例を説明したが、ガイドは一つであってもよい。

＜変形例＞
以下、実施形態の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、上述の実施形態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、上述の実施形態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、上述の実施形態における説明が適宜援用され得るものとする。また、上述の実施形態の一部、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。

実施形態では第二リニアスケール１０３ｇは第二ガイド１０３ｅに沿って近接して配設されているが、これに限定されるものではなく、第二リニアスケール１０３ｇは作業面１００に対して第一リニアスケール１０３ｆよりも遠くに配設されればよい。

（第一変形例）
実施形態の第一変形例における一駆動軸テーブルについて図２を用いて説明する。図２は実施形態の第一変形例における一駆動軸テーブルについて説明する側面図である。

第一変形例の一駆動軸テーブル１０３では、第二リニアスケール１０３ｇは第一リニアスケール１０３ｆと一体構造に構成されて、第一ガイド１０３ｄに沿って近接して配設される。第二リニアスケール１０３ｇは第一ガイド１０３ｄと第一リニアスケール１０３ｆとの間に配設される。第一変形例の第二リニアスケール１０３ｇは第一リニアスケール１０３ｆと一体構造であるので、第二リニアスケール１０３ｇの配設が容易になる。

（第二変形例）
実施形態の第二変形例における一駆動軸テーブルについて図３を用いて説明する。図３は実施形態の第二変形例における一駆動軸テーブルについて説明する側面図である。

第二変形例の一駆動軸テーブル１０３では、第一リニアスケール１０３ｆは第一ガイド１０３ｄに内蔵され、第二リニアスケール１０３ｇは第二ガイド１０３ｅに内蔵される。これにより、第一リニアスケール１０３ｆおよび第二リニアスケール１０３ｇの配設が容易になる。

図４は第一実施例に係るダイボンダの概略を示す上面図である。図５は図４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、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６Ｋと、基板搬出部６Ｈと、各部の動作を監視し制御する制御部７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に実装する部品としてのダイＤを供給する。ダイ供給部１は、分割されたウェハ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軸方向に移動し、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。ウェハリング供給部１９はウェハリングが収納されたウェハカセットを有し，順次ウェハリングをダイ供給部１に供給し、新しいウェハリングに交換する。ダイ供給部１は、所望のダイをウェハリングからピックアップできるように、ピックアップポイントに、ウェハリングを移動する。ウェハリングは、ウェハが固定され、ダイ供給部１に取り付け可能な治具である。

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２１の一駆動軸テーブルとしてのＹ駆動部２３と、ウェハ保持台１２上のダイＤを認識するためのウェハ認識カメラ２４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５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、回転および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を認識するため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、または既に基板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５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一駆動軸テーブルとしての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移動する。このような構成によって、基板Ｓは、基板供給部６Ｋ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６Ｈまで移動して、基板搬出部６Ｈに基板Ｓを渡す。

制御部７は、ダイボンダ１０の上述した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６、７を用いて説明する。図６は図４のダイ供給部の外観斜視図を示す図である。図７は図４の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軸方向）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の剥離時に、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がダイＤ下方よりダイＤに作用することにより、ダイＤのピックアップ性を向上させている。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（Die Attach Film：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、ダイアタッチフィルム１８はダイＤの裏面に貼付されているが、ダイＤを省略して剥離工程を説明することがある。

次に、Ｙ駆動部４３について図８を用いて説明する。図８は図４のボンディングヘッドテーブルの側面図である。

Ｙ駆動部４３はボンディングヘッドテーブルともいい、Ｙ駆動部４３の装置本体に固定されたサーボモータ４３ａによりボールねじ４３ｂを介してボンディングヘッド４１を図のＹ軸方向に移動させる駆動部４３ｃと、Ｙ軸方向に水平に配設され、相互に平行に上下に配列されている第一ガイドレール４３ｄおよび第二ガイドレール４３ｅと、第一ガイドレール４３ｄおよび第二ガイドレール４３ｅに沿って近接して配設されている第一リニアスケール４３ｆおよび第二リニアスケール４３ｇと、から構成されている。

第一ガイドレール４３ｄおよび第二ガイドレール４３ｅはボールねじ４３ｂを挟んで配設され、ボールねじ４３ｂは第一ガイドレール４３ｄと第二ガイドレール４３ｅとのほぼ中間に配設されている。第一ガイドレール４３ｄおよび第二ガイドレール４３ｅには、それぞれボンディングヘッド４１に設けられた第一スライド部４１ｄおよび第二スライド部４１ｅが摺動自在に嵌合している。

第一リニアスケール４３ｆおよび第二リニアスケール４３ｇは、第一スライド部４１ｄおよび第二スライド部４１ｅのＹ軸方向の位置をそれぞれ検出する。したがって、第一スライド部４１ｄおよび第二スライド部４１ｅは、それぞれの第１方向としてのＹ軸方向の位置を検出する第一検出ヘッド４１ｆおよび第二検出ヘッド４１ｇを備えている。第一リニアスケール４３ｆおよび第二リニアスケール４３ｇは、原点位置が厳密に一致するように設定され、機械座標系に対して正しいＹ軸方向の位置を検出できるようになっている。位置検出結果は、制御部７に送られる。制御部７は、これらの位置検出結果に基づいて、サーボモータ４３ａを制御する。

ボンディングヘッド４１には移動ブロック４１ａが装着されている。移動ブロック４１ａを挿通して設けられたナット部材４１ｂには、サーボモータ４３ａによって回転駆動されるボールねじ４３ｂが螺合している。サーボモータ４３ａを駆動することにより、ボンディングヘッド４１はＹ軸方向に移動する。

ボンディングヘッド４１の先端には、コレット４２が装着されている。コレット４２は、図のＺ軸方向の上下移動とＺ軸を中心とした回転が可能であり、この動作によって部品としてダイＤのピックアップと載置（ボンディング）とを行う。

Ｙ駆動部４３は、サーボモータ４３ａにより回転駆動されるボールねじ４３ｂに沿って、ボンディングヘッド４１を所定の方向に移動させるとともに、所定位置に位置決め停止させる位置決め制御装置を備えている。この位置決め制御装置におけるボンディングヘッド４１の位置検出は、ボンディングヘッド４１が移動する方向に平行に取り付けられた第一リニアスケール４３ｆおよび第二リニアスケール４３ｇの位置をボンディングヘッド４１に取り付けられたリニア位置検出装置としての検出ヘッドで検出する。

ボンディングヘッド４１の先端であるコレット４２に近い側の第一リニアスケール４３ｆを制御用スケールとする。これは、実際の精度としてのボンディング精度に影響するためである。コレット４２から遠い側の第二リニアスケール４３ｇは制御用スケール位置に対してのずれをヨーイングとして検出する診断用スケールとする。ヨーイングは第一ガイドレール４３ｄ、第二ガイドレール４３ｅまたはボールネジ４３ｂの故障前兆となるので、第二リニアスケール４３ｇでヨーイングを監視する。

検出したヨーイングが指定値または初期値からの変化閾値を超えた場合、故障の前触れと判断する（自己診断を行う）。第一ガイドレール４３ｄおよび第二ガイドレール４３ｅが故障する場合は制御用スケールとしての第一リニアスケール４３ｆでは判断できないが、診断用スケールとしての第二リニアスケール４３ｇでの初期との違いは判断できるので、ある一定以上の違いは規格外となり故障を疑うことができる。１軸駆動でのガイドレール破損の予知が行え、高精度化も行える。また、ボールねじ駆動であればボールねじ故障の予知も行える。これにより、故障前に第一ガイドレール４３ｄ、第二ガイドレール４３ｅ、ボールネジ４３ｂなどを事前に準備することが可能になる。

故障するまでは、第二リニアスケール４３ｇでヨーイングを測定し位置補正（先端位置補正）を行う。より具体的には、第一リニアスケール４３ｆの測定位置と第二リニアスケール４３ｇの測定位置との差異（スケールピッチ）からヨーイング角度を算出する。実際に作業する先端部であるコレット４２と制御側スケールとしての第一リニアスケール４３ｆ距離からコレット４２のずれを算出する。算出した結果からコレット４２の位置を補正し、停止精度を改善する。なお、Ｙ駆動部２３はＹ駆動部４３と同様な構成であってもよい。

次に、第一実施例におけ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９を用いて説明する。図９は図４のダイボンダによる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・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をウェハリング供給部１９のウェハカセット（不図示）に格納し、ダイボンダ１０に搬入する。制御部７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７は基板供給部６Ｋで基板Ｓを基板搬送爪５１に取り付ける。

（ステップＳ１２：ピックアップ工程）
制御部７は上述したようにダイ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、ダイアタッチフィルム１８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Ｓ１３）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Ｓ１３：ボンディング工程）
制御部７はピックアップしたダイを基板Ｓ上に搭載または既にボンディングしたダイの上に積層する。制御部７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Ｓ１４：基板搬出工程）
制御部７は基板搬出部６Ｈ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、ダイアタッチフィルム１８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。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の上にダイアタッチフィルム１８を介して第二のダイ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。第二のダイ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、ダイボンディング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。

第一実施例ではダイボンディング装置の一例であるダイボンダについて説明したが、ダイボンディング装置の一例であるフリップチップボンダにも適用することができる。なお、フリップチップボンダは、例えばチップ面積を超える広い領域に再配線層を形成するパッケージであるファンアウト型ウェハレベルパッケージ（Fan Out Wafer Level Package：ＦＯＷＬＰ）やファンアウト型パネルレベルパッケージ（Fan Out Panel Level Package：ＦＯＰＬＰ）等の製造に用いられる。また、本開示はこれらに限定されるものではなく、パッケージされた半導体装置等を基板に実装するチップマウンタ（表面実装機）にも適用することができる。

図１０は第二実施例のフリップチップボンダの概略を示す上面図である。図１１は図１０において矢印Ｂ方向から見たときに、ピックアップフリップヘッド、トランスファ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。

フリップチップボンダ１０Ａは、大別して、ダイ供給部１と、ピックアップ部２Ａ、トランスファ部８と、中間ステージ部３Ａと、ボンディング部４Ａと、搬送部５Ａと、基板供給部６Ｋと、基板搬出部６Ｈと、各部の動作を監視し制御する制御部７と、を有する。

第二実施例のダイ供給部１は、第一実施例のダイ供給部１と同様の構成であり同様の動作を行う。

ピックアップ部２Ａは、ダイＤをピックアップして反転するピックアップフリップヘッド２１Ａと、コレット２２Ａを昇降、回転、反転及びＸ方向移動させる図示しない各駆動部と、を有する。このような構成によって、ピックアップフリップヘッド２１Ａは、ダイをピックアップし、ピックアップフリップヘッド２１Ａを１８０度回転させ、ダイＤのバンプを反転させて下面に向け、ダイＤをトランスファヘッド８１に渡す姿勢にする。

トランスファ部８は、反転したダイＤをピックアップフリップヘッド２１Ａから受けとり、中間ステージ３１Ａに載置する。トランスファ部８は、ピックアップフリップヘッド２１Ａと同様にダイＤを先端に吸着保持するコレット８２を備えるトランスファヘッド８１と、トランスファヘッド８１をＹ軸方向に移動させるＹ駆動部８３と、を有する。Ｙ駆動部８３はＹ駆動部４３と同様な構成であってもよい。

中間ステージ部３Ａは、ダイＤを一時的に載置する中間ステージ３１Ａおよびステージ認識カメラ３４Ａを有する。中間ステージ３１Ａは図示しない駆動部によりＹ軸方向に移動可能である。

ボンディング部４Ａは、中間ステージ３１ＡからダイＤをピックアップし、搬送されてくる基板Ｓ上にボンディングする。ボンディング部４Ａは、ピックアップフリップヘッド２１Ａと同様にダイＤを先端に吸着保持するコレット４２Ａを備えるボンディングヘッド４１Ａと、ボンディングヘッド４１ＡをＹ軸方向に移動させる一駆動軸テーブルとしてのＹビーム４３Ａと、基板Ｓ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４４Ａと、二つのＸ支持台４５と、を有する。Ｙビーム４３ＡはＹ駆動部４３と同様な構成である。このような構成によって、ボンディングヘッド４１Ａは、中間ステージ３１ＡからダイＤをピックアップし、基板認識カメラ４４Ａ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。二つのＸ支持台４５は基板Ｓの幅よりも離れて平行に配置されている。二つのＸ支持台４５の上にＹビーム４３ＡをＸ軸方向に摺動自在に案内する二つのガイド４５ａが設けられている。

搬送部５Ａは、基板ＳがＸ方向に移動する搬送レーン５２を備える。搬送レーン５２は平行に配設される二つの搬送レールで構成されている。このような構成によって、基板供給部６Ｋから基板Ｓを搬出し、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６Ｈまで移動して、基板搬出部６Ｈに基板Ｓを渡す。基板ＳにダイＤをボンディング中に、基板供給部６Ｋは新たな基板Ｓを搬出し、搬送レーン５２上で待機する。

制御部７は、フリップチップボンダ１０Ａ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）やデータを格納する記憶装置（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。

第二実施例におけるフリップチップダイボンダを用いた半導体装置の製造方法は第一実施例と同様である。

以上、本発明者らによってなされた発明を実施形態、変形例および実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態、変形例および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、Ｙ駆動部４３に実施形態の一駆動軸テーブル１０３を用いた例を説明したが、第一変形例または第二変形例の一駆動軸テーブル１０３を用いてもよい。

また、第一実施例では、ピックアップ部２、中間ステージ部３およびボンディング部４が一つの例を説明したが、ピックアップ部２、中間ステージ部３およびボンディング部４はそれぞれ二組あってもよい。

また、第二実施例では、ピックアップ部２Ａ、トランスファ部８、中間ステージ部３Ａおよびボンディング部４Ａが一つの例を説明したが、ピックアップ部２Ａ、トランスファ部８、中間ステージ部３Ａおよびボンディング部４Ａはそれぞれ二組あってもよい。

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。

１０１・・・移動体対象物
１０３・・・一駆動軸テーブル
１０３ｃ・・・駆動部（駆動軸）
１０３ｄ・・・第一ガイド
１０３ｆ・・・第一リニアスケール
１０３ｇ・・・第二リニアスケール

Claims (17)

1. 上下方向にその長手方向が延在する移動対象物と、
   前記移動対象物を水平方向の第一方向に駆動する一つの駆動軸と、前記第一方向に延在し前記移動対象物を前記第一方向に案内する第一ガイドと、前記駆動軸よりも下方に位置し前記第一方向に延在する第一リニアスケールと、前記第一リニアスケールよりも上方に位置し前記第一方向に延在する第二リニアスケールと、を有する一駆動軸テーブルと、
   前記一駆動軸テーブルを制御する制御装置と、
   を備え、
   制御装置は、
   前記移動対象物の位置を前記第一リニアスケールにより検出して前記移動対象物の位置を制御し、
   前記第二リニアスケールにより検出した位置と前記第一リニアスケールにより検出した位置とのずれをヨーイングとして検出する
   よう構成されるダイボンディング装置。
2. 請求項１のダイボンディング装置において、
   前記制御装置は、検出した前記ヨーイングが所定値または初期値からの変化閾値を超える場合、故障の前触れと判断するよう構成されるダイボンディング装置。
3. 請求項１のダイボンディング装置において、
   前記移動対象物の下部側の先端部にダイを吸着するコレットが設けられ、
   前記制御装置は、
   前記第一リニアスケールにより検出した位置と前記第二リニアスケールにより検出した位置との差からヨーイング角度を算出し、
   前記コレットと前記第一リニアスケールとの距離から前記コレットのずれを算出し、
   算出した結果から前記移動対象物の位置を補正する
   よう構成されるダイボンディング装置。
4. 請求項１のダイボンディング装置において、
   前記一駆動軸テーブルは、さらに、前記第一ガイドと所定の距離離れて前記第一方向に延在し前記移動対象物を前記第一方向に案内する第二ガイドを有し、
   前記駆動軸は前記第一ガイドと前記第二ガイドとの間に設けられるダイボンディング装置。
5. 請求項４のダイボンディング装置において、
   前記第一リニアスケールは前記第一ガイドに近接して設けられ、
   前記第二リニアスケールは前記第二ガイドに近接して設けられるダイボンディング装置。
6. 請求項４のダイボンディング装置において、
   前記第一リニアスケールは前記第一ガイドの中に設けられ、
   前記第二リニアスケールは前記第二ガイドの中に設けられるダイボンディング装置。
   
   
7. 請求項４のダイボンディング装置において、
   前記第二リニアスケールは前記第一リニアスケールの上方に前記第一リニアスケールと一体的に形成されて前記第一ガイドに近接して設けられるダイボンディング装置。
8. 請求項１から７の何れか一つのダイボンディング装置において、
   前記移動対象物はダイをピックアップして基板に載置するボンディングヘッドであるダイボンディング装置。
9. 請求項８のダイボンディング装置において、
   前記移動対象物はウェハからダイをピックアップして中間ステージに載置するピックアップヘッドであるダイボンディング装置。
10. 請求項９のダイボンディング装置において、
    さらに、前記一駆動軸テーブルを水平方向の第二方向に移動せるガイドを有する二つの支持台を備えるダイボンディング装置。
11. ダイを吸着するコレットが設けられるボンディングヘッドと、前記ボンディングヘッドを水平方向の第一方向に駆動する一つの駆動軸と、前記第一方向に延在し前記ボンディングヘッドを前記第一方向に案内する第一ガイドと、前記駆動軸よりも下方に位置し前記第一方向に延在する第一リニアスケールと、前記第一リニアスケールよりも上方に位置し前記第一方向に延在する第二リニアスケールと、を有するボンディングテーブルと、を備えるダイボンディング装置に基板を搬入する工程と、
    前記ボンディングヘッドがダイをピックアップし、ピックアップした前記ダイを前記基板にボンディングする工程と、
    を備え、
    前記ボンディングする工程では、
    前記ボンディングヘッドの位置が前記第一リニアスケールにより検出されて前記ボンディングヘッドの位置が制御され、
    前記第二リニアスケールにより検出した位置と前記第一リニアスケールにより検出した位置とのずれをヨーイングとして検出される半導体装置の製造方法。
12. 請求項１１の半導体装置の製造方法において、
    前記ボンディングする工程では、検出された前記ヨーイングが所定値または初期値からの変化閾値を超える場合、故障の前触れと判断される半導体装置の製造方法。
13. 請求項１１の半導体装置の製造方法において、
    前記ボンディングする工程では、
    前記第一リニアスケールにより検出された位置と前記第二リニアスケールにより検出された位置との差からヨーイング角度が算出され、
    前記コレットと前記第一リニアスケールとの距離から前記コレットのずれが算出され、
    算出された結果から前記ボンディングヘッドの位置が補正される半導体装置の製造方法。
14. 請求項１１から１３のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、
    前記ボンディングテーブルは、さらに、前記第一ガイドと所定の距離離れて前記第一方向に延在し前記ボンディングヘッドを前記第一方向に案内する第二ガイドを有し、
    前記駆動軸は前記第一ガイドと前記第二ガイドとの間に設けられる半導体装置の製造方法。
15. 請求項１４の半導体装置の製造方法において、
    前記第一リニアスケールは前記第一ガイドに近接して設けられ、
    前記第二リニアスケールは前記第二ガイドに近接して設けられる半導体装置の製造方法。
16. 請求項１４の半導体装置の製造方法において、
    前記第一リニアスケールは前記第一ガイドの中に設けられ、
    前記第二リニアスケールは前記第二ガイドの中に近接して設けられる半導体装置の製造方法。
17. 請求項１４の半導体装置の製造方法において、
    前記第二リニアスケールは前記第一リニアスケールの上方に前記第一リニアスケールと一体的に形成されて前記第一ガイドに近接して設けられる半導体装置の製造方法。

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