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JP2024085338A - 半導体製造装置、治工具実装方法および半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体製造装置、治工具実装方法および半導体装置の製造方法 Download PDF

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Yuki Nakui
明 齊藤
Akira Saito
政幸 望月
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Abstract

Figure 2024085338000001
【課題】製品に対応しない治工具の装着を防止することが可能な技術を提供することにある。
【解決手段】半導体製造装置は、タグを有する治工具と、前記治工具が交換可能に取り付けられるダイ取扱ユニットと、前記タグからデータを読み出したり、前記タグにデータを書き込んだりするリーダライタと、前記タグから読み出したデータと予め保持しているデータとを比較し、比較結果が一致しない場合、生産を開始しないよう構成される制御装置と、を備える。
【選択図】図６

Description

本開示は半導体製造装置に関し、例えば治工具が交換可能なダイボンダに適用可能である。
ダイボンダ等の半導体製造装置は、接合材料を用いて、例えば、素子を基板または素子の上にボンド（載置して接着）する装置である。接合材料は、例えば、液状またはフィルム状の樹脂やはんだ等である。素子は、例えば、半導体チップ、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）およびガラスチップ等のダイである。基板は、例えば、配線基板や金属薄板で形成されるリードフレーム、ガラス基板等である。
例えば、ダイボンダにおいては、突上げユニットと協働してピックアップヘッドまたはボンドヘッドに設けられたコレット（吸着ノズル）によって半導体ウエハ（以下、単に、ウエハという。）からダイがピックアップされる。そして、ボンドヘッドによりダイが基板にボンドされる。
このようなダイボンダは、多品種のダイに対応することができるようにするために、ピックアップヘッド、ボンディングヘッド、突上げユニット等のそれぞれの一部を構成する部品（以下、治工具という。）は、取り換え可能になっている。例えば、突上げユニットは、ドーム、アダプタおよびハウジング等の部品で構成され、ドームが取り換え可能である（特許文献１）。
特開２０１３－１７２１２２号公報
治工具が取り換え可能な場合、製品に対応しない治工具を装着することがある。
本開示の課題は、製品に対応しない治工具の装着を防止すること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、半導体製造装置は、タグを有する治工具と、前記治工具が交換可能に取り付けられるダイ取扱ユニットと、前記タグからデータを読み出したり、前記タグにデータを書き込んだりするリーダライタと、前記タグから読み出したデータと予め保持しているデータとを比較し、比較結果が一致しない場合、生産を開始しないよう構成される制御装置と、を備える。
本開示によれば、治工具の装着誤りを防止することが可能である。
図１はダイボンダの構成例を示す概略上面図である。 図２は図１において矢印Ａ方向から見たときの概略構成を説明する図である。 図３は図１に示すウエハ供給部の主要部を示す概略断面図である。 図４は図１に示すダイボンダの制御系の概略構成を示すブロック図である。 図５は図１に示す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である。 図６は図１に示すダイボンダに用いられる突上げユニットおよびその周辺の構成を示す図である。 図７（ａ）～図７（ｄ）はＲＭＳの突上げシーケンスの一例を示す剥離ユニットの断面図であり、図７（ａ）は第一状態を示す図であり、図７（ｂ）は第二状態を示す図であり、図７（ｃ）は第三状態を示す図であり、図７（ｄ）は第四状態を示す図である。 図８（ａ）は図７（ａ）～図７（ｄ）のシーケンスのブロック動作タイミングの一例を示す図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のブロック動作タイミングに対応するタイムチャートレシピの一例を示す図である。 図９は図６に示すリーダライタの構成例を示すブロック図である。 図１０は図６に示すタグの構成例を示すブロック図である。 図１１は図６に示すタグの構成例を示すブロック図である。 図１２はタグに格納されるデータ例を示す図である。 図１３は治工具実装時の処理を示すフローチャートである。 図１４は治工具運用時の処理を示すフローチャートである。
以下、実施形態および比較例について、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。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。
半導体製造装置の一実施形態であるダイボンダの構成について図１から図３を用いて説明する。図１はダイボンダの構成例を示す概略上面図である。図２は図１において矢印Ａ方向から見たときの概略構成を説明する図である。図３は図１に示すウエハ供給部の主要部を示す概略断面図である。
ダイボンダ１は、大別して、ウエハ供給部１０と、ピックアップ部２０、中間ステージ部３０と、ボンディング部４０と、搬送部５０、基板供給部６０と、基板搬出部７０と、制御部（制御装置）８０と、を有する。Ｙ方向がダイボンダ１の前後方向であり、Ｘ方向が左右方向であり、Ｚ方向が上下方向である。ウエハ供給部１０がダイボンダ１の前側に配置され、ボンディング部４０が後側に配置される。ウエハ供給部１０は基板Ｓに実装するダイＤを供給する。ここで、基板Ｓには、最終的に一つのパッケージとなる、複数の製品エリア（以下、パッケージエリアＰという。）が形成されている。
ウエハ供給部１０は、ウエハカセットリフタ１１と、ウエハ保持台１２と、突上げユニット１３と、ウエハ認識カメラ１４と、を有する。ウエハ供給部１０は基板Ｓに実装するダイＤを供給する。ここで、基板Ｓには、最終的に一つのパッケージとなる、複数の製品エリア（以下、パッケージエリアＰという。）が形成されている。
ウエハカセットリフタ１１は複数のウエハリングＷＲが格納されるウエハカセット（不図示）をウエハ搬送高さまで上下動させる。図示しないウエハ修正シュートによりウエハカセットリフタ１１から供給されるウエハリングＷＲのアライメントが行われる。図示しないウエハエキストラクタによりウエハリングＷＲをウエハカセットから取出してウエハ保持台１２に供給したり、ウエハ保持台１２から取り出してウエハカセットに収納したりする。
ウエハ保持台１２は、ウエハリングＷＲを保持するエキスパンドリング１２１と、ウエハリングＷＲに保持されダイシングテープＤＴを水平に位置決めする支持リング１２２と、を有する。突上げユニット１３は支持リング１２２の内側に配置される。
ダイシングテープＤＴ上にウエハＷが接着（貼付）されており、そのウエハＷは複数のダイＤに分割されている。ウエハＷとダイシングテープＤＴとの間にダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）と呼ばれるフィルム状の接着材料ＤＦを貼り付けている。接着材料ＤＦは加熱することで硬化する。
ウエハ保持台１２は図示しない駆動部によって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。ウエハ保持台１２は図示しない駆動部によってＸＹ平面内においてウエハリングＷＲを回転させる。突上げユニット１３は図示しない駆動部によって上下方向に移動する。突上げユニット１３はダイシングテープＤＴからダイＤを剥離する。
ウエハ認識カメラ１４ウエハＷからピックアップするダイＤのピックアップ位置を把握したり、ダイＤの表面検査をしたりする。
ピックアップ部２０は、ピックアップヘッド２１と、Ｙ駆動部２３と、を有する。ピックアップヘッド２１には、剥離されたダイＤを先端に吸着保持するコレット２２が設けられる。ピックアップヘッド２１はウエハ供給部１０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。Ｙ駆動部２３はピックアップヘッド２１をＹ軸方向に移動させる。ピックアップ部２０は、ピックアップヘッド２１を昇降、回転及びＸ方向移動させる各駆動部（不図示）を有する。
中間ステージ部３０は、ダイＤが載置される中間ステージ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３４と、を有する。中間ステージ３１は載置されたダイＤを吸着する吸引孔を備える。載置されたダイＤは中間ステージ３１に一時的に保持される。中間ステージ３１はダイＤが載置される載置ステージであると共に、ダイＤがピックアップされるピックアップステージでもある。
ボンディング部４０は、ボンドヘッド４１と、Ｙ駆動部４３と、基板認識カメラ４４と、ボンドステージ４６と、を有する。ボンドヘッド４１にはダイＤを先端に吸着保持するコレット４２が設けられる。Ｙ駆動部４３はボンドヘッド４１をＹ軸方向に移動させる。基板認識カメラ４４は基板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、ボンド位置を認識する。ボンドステージ４６は、基板ＳにダイＤが載置される際、上昇させられ、基板Ｓを下方から支える。ボンドステージ４６は基板Ｓを真空吸着するための吸引口（不図示）を有し、基板Ｓを固定することが可能である。ボンドステージ４６は基板Ｓを加熱する加熱部（不図示）を有する。ボンディング部４０は、ボンドヘッド４１を昇降、回転及びＸ方向移動させる各駆動部（不図示）を有する。
このような構成によって、ボンドヘッド４１は、ステージ認識カメラ３４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をピックアップする。そして、ボンドヘッド４１は、基板認識カメラ４４の撮像データに基づいて基板ＳのパッケージエリアＰ上にボンドし、又は既に基板ＳのパッケージエリアＰの上にボンドされたダイの上に積層する形でボンドする。
搬送部５０は、基板Ｓを掴み搬送する搬送爪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６０から搬送レーン５２に沿ってボンド位置まで移動し、ボンド後、基板搬出部７０まで移動して、基板搬出部７０に基板Ｓを渡す。
基板供給部６０は、搬送治具に格納されて搬入された基板Ｓを搬送治具から取り出して搬送部５０に供給する。基板搬出部７０は、搬送部５０により搬送された基板Ｓを搬送治具に格納する。
次に、制御部８０について図４を用いて説明する。図４は図１に示すダイボンダの制御系の概略構成を示すブロック図である。
制御系８は、制御部（制御装置）８０、駆動部８６、信号部８７、光学系８８およびリーダライタ９０等を備える。制御部８０は、大別して、主としてＣＰＵ（Central Processing 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、主記憶装置８２ａと、補助記憶装置８２ｂと、を有する。主記憶装置８２ａは実行されるプログラムを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）で構成される。補助記憶装置８２ｂは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（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等で構成される。
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、モータ制御装置８３ｅと、Ｉ／Ｏ信号制御装置８３ｆと、インタフェース８３ｇと、を有する。モータ制御装置８３ｅは、ウエハ供給部１０のＸＹテーブル（図示せず）やボンドヘッドテーブルのＺＹ駆動軸等の駆動部８６を制御する。Ｉ／Ｏ信号制御装置８３ｆは、種々のセンサ、照明装置などの明るさを制御するスイッチまたはボリューム等を含む信号部８７から信号を取り込み又は制御する。インタフェース８３ｇは、リーダライタ９０とのインタフェースを行う。光学系８８には、ウエハ認識カメラ１４、ステージ認識カメラ３４、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。
ダイボンダ１の治工具管理方法のために、補助記憶装置８２ｂにリーダライタ制御プログラムと治工具管理プログラムが記憶されており、主記憶装置８２ａにロードされて、制御・演算装置８１により実行される。リーダライタ制御プログラムは、リーダライタ９０とデータ通信をおこなうための制御プログラムである。治工具管理プログラムは、タグ１００に書き込まれている情報を読みとり、それに基づきダイボンダ１のオペレータに必要な情報を表示し、治工具に設置されたタグ１００に治工具の稼動情報（稼働履歴）を書き込むためのプログラムである。
半導体装置の製造工程の一部にダイを基板に搭載してパッケージを組み立てる工程がある。パッケージを組み立てる工程の一部に、ウエハからダイを分割するダイシング工程と、分割したダイを基板の上に搭載するダイボンディング工程とがある。ダイボンダ１を用いたダイボンディング工程（半導体装置の製造方法）について図５を用いて説明する。図５は図１に示す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である。以下の説明において、ダイボンダ１を構成する各部の動作は制御部８０により制御される。
（ウエハ搬入工程：工程Ｓ１）
ウエハリングＷＲがウエハカセットリフタ１１のウエハカセットに供給される。供給されたウエハリングＷＲがウエハ保持台１２に供給される。なお、ウエハＷ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、不良を示すウエハマップデータが生成されており、制御部８０の記憶装置に記憶される。
（基板搬入工程：工程Ｓ２）
基板Ｓが格納された搬送治具が基板供給部６０に供給される。基板供給部６０で搬送治具から基板Ｓが取り出され、基板Ｓが搬送爪５１に固定される。
（ピックアップ工程：工程Ｓ３）
工程Ｓ１後、所望するダイＤをダイシングテープＤＴからピックアップできるようにウエハ保持台１２が動かされる。ウエハ認識カメラ１４よりダイＤが撮影され、撮影により取得された画像データに基づいてダイＤの位置決めおよび表面検査が行われる。画像データを画像処理することによって、ダイボンダのダイ位置基準点からのウエハ保持台１２上のダイＤのずれ量（Ｘ、Ｙ、θ方向）が算出されて位置決めが行われる。なお、ダイ位置基準点は、予め、ウエハ保持台１２の所定の位置を装置の初期設定として保持されている。画像データを画像処理することによって、ダイＤの表面検査が行われる。
位置決めされたダイＤは突上げユニット１３およびピックアップヘッド２１によりダイシングテープＤＴから剥離される。ダイシングテープＤＴから剥離されたダイＤは、ピックアップヘッド２１に設けられたコレット２２に吸着、保持されて、中間ステージ３１に搬送されて載置される。
ステージ認識カメラ３４により中間ステージ３１の上のダイＤが撮影され、撮影により取得された画像データに基づいてダイＤの位置決めおよび表面検査が行われる。画像データを画像処理することによって、ダイボンダのダイ位置基準点からの中間ステージ３１上のダイＤのずれ量（Ｘ、Ｙ、θ方向）が算出されて位置決めが行われる。なお、ダイ位置基準点は、予め、中間ステージ３１の所定の位置を装置の初期設定として保持されている。画像データを画像処理することによって、ダイＤの表面検査が行われる。
ダイＤを中間ステージ３１に搬送したピックアップヘッド２１はウエハ供給部１０に戻される。上述した手順に従って、次のダイＤがダイシングテープＤＴ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ＤＴから１個ずつダイＤが剥離される。
（ボンド工程：工程Ｓ４）
搬送部５０により基板Ｓがボンドステージ４６に搬送される。ボンドステージ４６上に載置された基板Ｓが基板認識カメラ４４により撮像され、撮影によって取得された画像データに基づいて基板Ｓの位置決めおよび表面検査が行われる。画像データが画像処理されることによって、ダイボンダ１の基板位置基準点からの基板Ｓのずれ量（Ｘ、Ｙ、θ方向）が算出される。なお、基板位置基準点は、予め、ボンディング部４０の所定の位置を装置の初期設定として保持されている。画像データが画像処理されることによって、基板Ｓの表面検査が行われる。
工程Ｓ３において算出された中間ステージ３１上のダイＤのずれ量からボンドヘッド４１の吸着位置が補正されてダイＤがコレット４２により吸着される。中間ステージ３１からダイＤを吸着したボンドヘッド４１によりボンドステージ４６に支持された基板Ｓの所定箇所にダイＤがボンドされる。基板認識カメラ４４により基板ＳにボンドされたダイＤが撮影され、撮影により取得された画像データに基づいてダイＤが所望の位置にボンドされたかどうか等の検査が行われる。
ダイＤを基板Ｓにボンドしたボンドヘッド４１は中間ステージ３１に戻される。上述した手順に従って、次のダイＤが中間ステージ３１からピックアップされ、基板Ｓにボンドされる。これが繰り返されて基板ＳのすべてのパッケージエリアＰにダイＤがボンドされる。
（基板搬出工程：工程Ｓ５）
ダイＤがボンドされた基板Ｓが基板搬出部７０に搬送される。基板搬出部７０で搬送爪５１から基板Ｓが取り出されて搬送治具に格納される。ダイボンダ１から基板Ｓが格納されている搬送治具が搬出される。
上述したように、ダイＤは、基板Ｓ上に実装され、ダイボンダ１から搬出される。その後、例えば、ダイＤが実装された基板Ｓが格納された搬送治具がワイヤボンディング工程に搬送され、ダイＤの電極はＡｕワイヤ等を介して基板Ｓの電極と電気的に接続される。そして、基板Ｓがモールド工程に搬送され、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、半導体パッケージが完成する。
積層ボンドする場合は、ワイヤボンディング工程に続いて、ダイＤが実装された基板Ｓが載置格納された搬送治具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。第二段目より上のダイＤは、上述した方法でダイシングテープＤＴから剥離された後、ボンディング部に搬送されてダイ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がモールド工程に搬送され、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。
突上げユニット１３の構成について図６を用いて説明する。図６は図１に示すダイボンダに用いられる突上げユニットおよびその周辺の構成を示す図である。
突上げユニット１３は、治工具としてのドーム１３１とドーム１３１が装着されるハウジング１３２とを備える。ドーム１３１には、例えば、ダイシングテープＤＴに貼付されているダイＤを突き上げるブロックが設けられている。ドーム１３１は、ハウジング１３２より取り外し可能、すなわち、交換可能となっている。
ドーム１３１には、タグ１００が取り付けられている。例えば、突上げユニット１３のドーム１３１の下部にタグ１００を設置する溝を設けて、ここに接着するなどして設置してもよい。ドーム１３１にフランジを設け、フランジに溝を設けて、ここにタグ１００を設置してもよい。
リーダライタ９０は、決められた周波数帯の無線信号により、治工具に設置されたタグ１００に格納されている情報を読み取り、また、タグ１００に情報を格納するために、制御部８０との仲立ちとなる装置である。リーダライタ９０は、突上げユニット１３の電波の届く範囲の適当な位置に設置される。
リーダライタ９０はドーム１３１の近傍にエアシリンダ１１０等により移動可能に設けられてもよい。これにより、治工具であるドーム１３１の金属表面にタグ１００を取り付け、ドーム１３１内に収納しドームの動作に影響なく検知することが可能となる。
次に、突上げユニット１３の内部構成について図７（ａ）～図７（ｄ）を用いて説明する。図７（ａ）～図７（ｄ）はＲＭＳの突上げシーケンスの一例を示す剥離ユニットの断面図であり、図７（ａ）は第一状態を示す図であり、図７（ｂ）は第二状態を示す図であり、図７（ｃ）は第三状態を示す図であり、図７（ｄ）は第四状態を示す図である。
突上げユニット１３は、ドーム１３１内に、ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４を有する。ドーム１３１はその上面にダイシングテープＤＴを吸着する複数の吸引孔（不図示）を有する。四つのブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４は図示しない四本のニードルにより独立に上下運動が可能である。四本のニードルはそれぞれ四つのモータにより駆動される。同心四角状のブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の平面形状はダイＤの形状に合うように構成される。
例えば、突上げユニット１３は、ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４を同時に突上げ、その後さらに、ブロックＢＬＫ２～ＢＬＫ４を同時に突上げ、その後さらに、ブロックＢＬＫ３，ＢＬＫ４を同時に突上げ、その後さらに、ブロックＢＬＫ４を突上げてピラミッド状にする。また、突上げユニット１３は、ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４を同時に突上げてからブロックＢＬＫ１、ブロックＢＬＫ２、ブロックＢＬＫ３の順に下げたりする。後者を本開示ではＲＭＳ（Reverse Multi Step）という。
ＲＭＳの動作について図７（ａ）～図７（ｄ）、図８（ａ）および図８（ｂ）を用いて説明する。図８（ａ）は図７（ａ）～図７（ｄ）のシーケンスのブロック動作タイミングの一例を示す図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のブロック動作タイミングに対応するタイムチャートレシピの一例を示す図である。
ピックアップ動作はダイシングテープＤＴ上の目的とするダイＤが突上げユニット１３とコレット２２に位置決めされるところから開始する。位置決めが完了すると突上げユニット１３の図示していない吸引孔および間隙を介して真空引きすることによって、ダイシングテープＤＴが突上げユニット１３の上面に吸着される。このとき、ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の上面はドーム１３１の上面と同一の高さ（初期位置）にある。ここで、初期位置を０とする。その状態で真空供給源から真空が供給され、コレット２２がダイＤのデバイス面に向けて真空引きしながら降下し、着地する。
その後、図７（ａ）に示すように、ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４が同時に所定の高さ（ｈ１）まで一定の速度（ｓ１）で上昇して第一状態になる。ここで、図８（ａ）に示すように、ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４がｈ１に到達する時間をｔ１とすると、ｔ１＝ｈ１／ｓ１である。その後、所定時間（ｔ２）待機する。ダイＤはコレット２２とブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４に挟まれたまま上昇する。このとき、ダイシングテープＤＴの周辺部はドーム１３１に真空吸着されたままなので、ダイＤの周辺で張力が生じ、その結果、ダイＤ周辺でダイシングテープＤＴの剥離が開始されることになる。
続いて、図７（ｂ）に示すように、ブロックＢＬＫ１がドーム１３１の上面よりも下の所定の高さ（－ｈ２）に一定の速度（ｓ２）で下降して第二状態になる。ここで、図８（ａ）に示すように、ブロックＢＬＫ１が所定の高さ（－ｈ２）に到達する時間をｔ３とすると、ｔ３＝（ｈ１＋ｈ２）／ｓ２である。ブロックＢＬＫ１がドーム１３１の上面よりも下がることにより、ダイシングテープＤＴの支えがなくなり、ダイシングテープＤＴの張力によりダイシングテープＤＴの剥離が進行する。
続いて、図７（ｃ）に示すように、ブロックＢＬＫ２がドーム１３１の上面よりも下の所定の高さ（－ｈ２）に一定の速度（ｓ２）で下降して第三状態になる。ここで、図８（ａ）に示すように、ブロックＢＬＫ２が所定の高さ（－ｈ２）に到達する時間をｔ４とすると、ｔ４＝（ｈ１＋ｈ２）／ｓ２である。ブロックＢＬＫ２がドーム１３１の上面よりも下がることにより、ダイシングテープＤＴの支えがなくなり、ダイシングテープＤＴの張力によりダイシングテープＤＴの剥離がさらに進行する。
続いて、図７（ｄ）に示すように、ブロックＢＬＫ３がドーム１３１の上面よりも下の所定の高さ（－ｈ２）に一定の速度（ｓ２）で下降して第四状態になる。ここで、図８（ａ）に示すように、ブロックＢＬＫ３が所定の高さ（－ｈ２）に到達する時間をｔ５とすると、ｔ５＝（ｈ１＋ｈ２）／ｓ２である。ブロックＢＬＫ３がドーム１３１の上面よりも下がることにより、ダイシングテープＤＴの支えがなくなり、ダイシングテープＤＴの張力によりダイシングテープＤＴの剥離がさらに進行する。
その後、コレット２２を上方に引き上げる。また、図８（ａ）に示すように、第四状態から所定時間（ｔ６）後ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ３が一定の速度（ｓ３）で上昇し、ブロックＢＬＫ４が一定の速度（ｓ４）で下降し初期位置に戻る。ここで、ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ３が初期位置に到達する時間をｔ８とすると、ｔ８＝ｈ２／ｓ３であり、ブロックＢＬＫ４が初期位置に到達する時間をｔ９とすると、ｔ９＝ｈ１／ｓ４である。これにより、ダイＤをダイシングテープＤＴから剥がす作業が完了する。
次に、ＲＭＳの動作の設定方法および制御について図８（ｂ）を用いて説明する。タイムチャートレシピには、突上げユニット１３の各ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の動作を、ブロック毎およびステップ毎にステップの時間、ブロックの上昇または下降の速度、ブロックの高さ（位置）が設定される。制御部８０は、このタイムチャートレシピに基づいてニードルを介して各ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４をそれぞれ駆動するモータを制御するよう構成される。
設定項目の異なる複数のタイムチャートレシピ（生産レシピ）を用意しておき、オペレータは、ＧＵＩ（Graphical User Interface）によって複数のタイムチャートレシピから一つのタイムチャートレシピを選択し、選択したタイムチャートレシピの項目に設定値を入力する。または、オペレータは、予め設定値が入力されたタイムチャートレシピを外部機器からダイボンダ等の半導体製造装置にデータ通信するか、または、外部記憶装置から半導体製造装置にインストールする。ここで、外部記憶装置は、例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリである。また、制御部８０はセンサにより検知した状態に基づいてリアルタイムにタイムチャートレシピを書換えて突上げ動作の変更が可能である。
次に、リーダライタ９０とタグ１００の構成と動作について図９から図１１を用いて説明する。図９は図６に示すリーダライタの構成例を示すブロック図である。図１０は図６に示すタグの構成例を示すブロック図である。図１１は図６に示すタグの他の構成例を示すブロック図である。
図９に示すように、リーダライタ９０は、制御部（ＣＮＴ）９１、インタフェース部（Ｉ／Ｆ）９２、メモリ（ＭＭ）９３、送信部（ＴＸ）９４および受信部（ＲＸ）９５を備える。リーダライタ９０は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）リーダライタともいう。
制御部９１は、インタフェース部９２から入ってくる制御部８０の指示に従い、リーダライタ９０の各部を制御する。メモリ９３には、タグ１００から読取ったデータやリーダライタ９０の制御情報が格納されており、制御部９１から読み出される。送信部９４は、Ｄ／Ａ変換を行い、アンテナ１１１から電波を送信する。受信部９５は、アンテナ１１１から電波を受け、Ａ／Ｄ変換を行い、データを制御部９１に送る。
図１０に示すように、タグ１００は、制御部（ＣＮＴ）１０１、メモリ（ＭＭ）１０３、送信部（ＴＸ）１０４および受信部（ＲＸ）１０５および電力生成部（ＰＧ）１０６を備える。タグ１００は、ＲＦＩＤタグともいう。
制御部１０１は、アンテナ１１２から入ってくるリーダライタ９０のコマンドに従い、タグ１００の各部を制御する。メモリ１０３には、このタグ１００の格納情報が記憶されている。電力生成部１０６は、電波を受信し、タグ１００の動作に必要な電力を生成する。
なお、タグ１００は、図１１に示すように、電力生成部１０６を有さない電源供給が必要なアクティブタグとして構成してもよい。電源が電源線１１３を介して電源供給部（ＰＳ）１０７に供給されるようにしてもよい。電源線１１３はドーム１３１およびハウジング１３２を介して装置が備える電源に接続される。確認は組付け起動時と生産開始前に行う。これにより、所定の治工具以外の治工具では、タグ１００に電源が供給されず、タグ１００からデータを読み出すこと（検知）ができなくすることが可能となる。
制御部１０１はメモリ１０３からデータを読み出し、送信部１０４は読み出されたデータのＤ／Ａ変換を行い、アンテナ１１２から電波を送信する。受信部１０５は、アンテナ１１１から電波を受け、Ａ／Ｄ変換を行ってデータを取得し、制御部１０１はそのデータをメモリ１０３に格納する。
次に、治工具管理方法に用いられるデータについて図１２を用いて説明する。図１２はタグに格納されるデータ例を示す図である。以下の説明では、ドーム１３１を治工具と称している。
図１１に示すタグ１００が有するデータ（情報）は、図１０に示すメモリ１０３の中に格納されている。ここで、一つのタグ１００ごとに、「タグシリアルＮＯ」、「ダイ寸法」、「累積動作回数」、「製造履歴」および「履歴回数」等の情報が格納される。
「タグシリアルＮＯ」は、タグ１００ごとに採られる固有の識別子である。「ダイ寸法」は、治工具が対象とするダイの寸法を格納する。例えば、「５ｍｍ×７ｍｍ」、「７ｍｍ×８ｍｍ」四方などである。
ここまでのデータおよび後述する「履歴番号」は、治工具の出荷のときに設定されるデータ（出荷時情報）である。
ダイボンダ１は、治工具と共に顧客に出荷される。なお、ダイボンダ１の装置とは切り離して、治工具単体が顧客に出荷される場合もある。本明細書では、治工具の出荷とは、ダイボンダ１の出荷と治工具単体の出荷の両方をいう。
タグ１００のメモリ１０３に出荷時情報を書き込む場合、ダイボンダ１に設けられるリーダライタ９０を使用してもよいし、パーソナルコンピュータなどの情報処理機器につないだリーダライタを使用してもよい。
なお、治工具の出荷のときに設定されるデータに、「オフセット値」を含めてもよい。「オフセット値」は、治工具が有する固有値であり、例えば、基準の治工具の高さ（例えば、ドーム１３１の下面から上面までの高さ）に対するオフセット値である。例えば、「１００μｍ」、「－２００μｍ」などである。
以下の「累積動作回数」、「製造履歴」、「履歴回数」および「履歴番号」は、ダイボンダ１で治工具を運用したときの稼動履歴としてタグ１００に格納される。稼働履歴は、「累積動作回数」が更新所定回数に達するとき、治工具に対応する製品の生産終了時（品種交換時）、生産開始前、ウエハの交換時、等に更新される更新情報である。
「累積動作回数」は、突上げユニット１３の治工具により、ウエハからダイを剥離したときの工程の回数である。「製造履歴」は、例えば、図８（ｂ）に示すような、実際に突上げユニット１３の動作に用いた生産レシピである。「履歴回数」は、稼働履歴の更新回数である。
「履歴番号」は、履歴回数毎にあらかじめ決められたルールで付与される番号である。履歴番号で所定の治工具かどうかが判断される。なお、治工具の出荷のときは、履歴回数「０」であり、これに基づいて「履歴番号」が付与され、タグ１００に格納される。
なお、稼働履歴として、「装置シリアルＮＯ」や「対象製品」を含めてもよい。「装置シリアルＮＯ」はダイボンダごとに採られる固有の識別子である。その治工具が用いられたダイボンダの識別子が格納される。「対象製品」は、その治工具が対象としているウエハ毎につけられる製品名である。
次に、ダイボンダの治工具管理方法の運用モデルについて図１３および図１４を用いて説明する。図１３は、治工具実装時の処理を示すフローチャートである。図１４は治工具運用時の処理を示すフローチャートである。
先ず、オペレータはダイボンダ１の装置電源を投入（ＯＮに）する（ステップＳ３００）。なお、以下のダイボンダ１の各処理は、制御部８０により実行される。
次に、製造条件入力画面をモニタ８３ａに表示する（ステップＳ３０１）。
そして、オペレータは、タッチパネル８３ｂなどの入力装置を用いて、製造条件入力画面のダイ寸法および生産レシピを入力して製造条件を指定する（ステップＳ３０２）。
リーダライタ９０が、治工具のタグ１００から格納されている情報を読取る（ステップＳ３０３）。タグ１００から読み出される情報には、「タグシリアルＮＯ」、「ダイ寸法」、「累積動作回数」、「製造履歴」および「履歴回数」が含まれる。
そして、指定された製造条件（設定条件）とタグ１００より読取った情報が一致するかを判定する（ステップＳ３０４）。
過去に製造に用いていない治工具の場合、「製造履歴」がタグ１００に格納されていない。したがって、ステップＳ３０２において入力された生産レシピとの比較ができない。この場合、タグ１００に格納されている「履歴回数」は「０」であるので、制御部８０は、これに基づいて「履歴番号」を生成し、タグ１００に格納されている「履歴番号」と比較する。そして、制御部８０は、ステップＳ３０２において入力されたダイ寸法とタグ１００に格納されている「ダイ寸法」と比較する。
過去に製造に用いた治工具の場合、制御部８０は、ステップＳ３０２において入力された「ダイ寸法」および「生産レシピ」とタグ１００に格納されている「ダイ寸法」および「製造履歴」とをそれぞれ比較する。
設定条件とタグ１００に格納されている情報が一致しないときには、制御部８０は、アラートし、例えば、モニタ８３ａにエラーメッセージを表示し、オペレータに治工具の取付・交換を指示する（ステップＳ３０５）。なお、ステップＳ３０４の「ＮＯ」は、治工具が取付けられていないとき、すなわち、タグ１００から情報を読取れなかったときも含まれる。
次に、オペレータは必要な治工具の取付・交換を行い（ステップＳ３０６）、ステップＳ３０３に戻る。
一方、ステップＳ３０４で、設定条件とタグ１００より読取った情報が一致するときには、制御部８０は、タグ１００より読取った情報の内で、「累積動作回数」の値と、所定値を比較判定する（ステップＳ３０７）。ここで、所定値は上述した更新所定回数とは異なるものである。所定値は交換が必要な規定回数よりも少ない値であり、生産を開始すると生産中に規定回数に達する可能性がある値である。「累積動作回数」が所定値を越えるものがあるときには、制御部８０は、モニタ８３ａに警告メッセージ、例えば、「治工具の動作回数が規定回数に近づいています」、「治工具の動作回数が規定回数を越えています」と表示する（ステップＳ３０８）。「治工具の動作回数が規定回数に近づいています」を表示する場合、動作回数も表示される。規定回数は、例えば、６００万回である。
オペレータが、治工具を交換必要と判断したときには（ステップＳ３０９）、ステップＳ３０６に行く。「累積動作回数」は所定値を超えているが、規定回数に達していない場合、オペレータの判断で治工具を交換せず、生産開始は可能である。
制御部８０は、累積動作回数と所定値を比較判定し（ステップＳ３０７）、累積動作回数が所定値を越えないとき、または、オペレータが、治工具を交換必要と判断しないときには（ステップＳ３０９）、治工具の取付・交換作業を完了する（ステップＳ３１０）。
そして、治工具の高さ補正ティーチングを実施する（ステップＳ３１１）。生産レシピに基づいて突上げられたブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の高さが所定の高さになっているかどうかを位置センサ等で測定し、所定の高さになっていないときは高さを補正（生産レシピを補正）する。
なお、前回の高さ補正ティーチング時の治工具（突き上げブロック）のオフセット値をタグ１００から読み込んで記憶している場合、前回の治工具の「オフセット値」および今回の治工具の「オフセット値」を利用して高さ補正ティーチングを省略または簡略することが可能である。または高さ補正ティーチングの実施結果と治工具のタグ１００に格納されている生産レシピとを比較して、その差が規定以上大きい場合、警告メッセージを表示（アラートを発出）し不良を防止することが可能である。
治工具が同じでもダイボンダが異なると高さ補正が異なることがあるので、「オフセット値」に加え「装置シリアルＮＯ」を用いて管理するようにしてもよい。これにより、装置間での治工具の共通化が可能となる。
次に、オペレータは、製品の生産の開始の指示をする（ステップＳ３１２）。例えば、モニタ８３ａに表示されるメイン操作画面より、オペレータは「生産開始」ボタンをクリックする。ダイボンダ１は生産を行う。ステップＳ３０３においてタグ１００から読み取った「累積動作回数」に生産数が加算される。
累積動作回数と規定回数を比較判定し（ステップＳ３１３）、「累積動作回数」が規定回数を越えるものがあるときには、モニタ８３ａに警告メッセージ、例えば、「治工具の動作回数が規定回数を越えています」と表示する（ステップＳ３１９）。
次に、オペレータは必要な治工具の取付・交換を行い（ステップＳ３２０）、ステップＳ３０３に戻る。
累積動作回数と規定回数を比較判定し（ステップＳ３１３）、累積動作回数が規定回数を越えないとき、稼働履歴を更新する場合（ステップＳ３１４）、制御部８０は稼働履歴をリーダライタ９０に書き込む。稼働履歴を更新する場合とは、「累積動作回数」が所定回数を超えた場合、ウエハ交換する場合、生産が終了する場合等である。
そして、リーダライタ９０は、入力された稼動履歴の値に基づいて、治工具のタグ１００に格納されている情報を更新する（ステップＳ３１５）。制御部８０側での稼動履歴は、稼動制御プログラムにより主記憶装置８２ａや補助記憶装置８２ｂに格納されるようになっている。
そして、同じ製品を製造するときには（ステップＳ３１６）、ステップＳ３１３に戻り生産を継続し、そうでないときは、ステップＳ３１７に移る。
そして、次の製品を製造するときには（Ｓ３１７）、オペレータは、図１３のステップＳ３０１に戻り、そうでないときには、オペレータはダイボンダ１の装置電源を遮断（ＯＦＦに）する（Ｓ３１８）。
制御部８０は、製造に用いた治工具の稼働履歴を更新毎にタグ１００に記憶し、制御部８０は、タグ１００に前回または指定した過去に記憶された稼働履歴と入力された生産レシピ、治工具と使用する生産レシピが合っているかどうかが確認可能である。これにより、製品と対応しない治工具の誤った取付けによる不良発生を防止することが可能となる。
ダイボンダ用の治工具は、消耗品としてアフターサービスで純正品として販売される。しかし、ユーザは、純正品を購入せずに、自分であるいは第三者に依頼して、治工具を作成することがある。治工具の品質・精度は、ダイの剥離精度などに影響を及ぼし、不良品を作る原因ともなる。本実施形態では、タグ１００が取付けられた純正品の治工具を使用したときに、制御部８０に、タグ１００ごとの稼動履歴（「製造履歴」や「履歴番号」）が格納される。したがって、タグを付けていない治工具または純正品のタグを付けていない治工具（純正品でない治工具）を使用できなくすることが可能である。これにより、純正品を使用しない（製品と対応しない治工具を使用する）ことによる不良発生を防止することが可能となる。
また、タグ１００に格納され治工具のオフセット値などの装置の運用条件を自動的にダイボンダの装置側にローディングし自動設定することにより、顧客における生産性向上および品質向上を図ることができる。すなわち、治工具のオフセット値の活用により、ティーチング等の段取り時間を短縮することができる。
また、タグ１００内に稼動履歴として治工具の動作回数を格納しておき、動作回数を所定値と比較することにより、治工具の磨耗、劣化を考慮した利用をすることが可能である。すなわち、稼動履歴を参照して、オペレータに警告メッセージを出力することにより、使いすぎた治工具を使用することを避けるようにして、製造における不良の発生を未然に防止することが可能となる。
以上、本開示者らによってなされた開示を実施形態に基づき具体的に説明したが、本開示は、上記実施形態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、実施形態では、突上げユニットの治工具を例に説明したが、ピックアップヘッドやボンドヘッド等のダイ取扱ユニットの治工具（例えば、コレットやコレットホルダ）にも適用可能である。
実施形態では、タグ１００としてＲＦＩＤを例に説明したが、タグ１００はＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）で構成してもよい。
実施形態では突上げユニットには四つのブロックおよび四本のニードルを例に説明したが、ブロックおよびニードルの数はこれに限定されるものではない。例えば四以上であってもよい。
実施形態では、ニードルは同じ数のモータにより駆動される例で説明したが、ニードルの本数とモータの数は異なっても良い。例えば一つのモータでカムを駆動し、カムによってニードルを決められた順に突き上げてもよい。また、モータに代えて、エアシリンダやピエゾアクチュエータ等によってニードルを駆動してもよい。
実施形態では、中間ステージからダイをピックアップし、ボンドステージに保持された基板にボンドするボンドヘッドの例を説明した。これに限定されるものではなく、ウエハ保持台からダイをピックアップし、中間ステージに載置するピックアップヘッドにも適用できる。この場合、ウエハ保持台が第一のステージであり、中間ステージが第二のステージである。
実施形態では、ピックアップヘッドによりウエハからピックアップしたダイを中間ステージに載置し、ボンドヘッドにより中間ステージからダイをピックアップする例について説明した。これに限定されるものではなく、ピックアップヘッドおよび中間ステージを備えず、ボンドヘッドによりウエハからピックアップしたダイを基板にボンドするダイレクトボンドにも適用できる。この場合、ウエハ保持台が第一のステージであり、ボンドステージが第二のステージである。
また、実施形態ではウエハの裏面にＤＡＦが貼付されているが、ＤＡＦはなくてもよい。
また、実施形態ではピックアップヘッドおよびボンドヘッドをそれぞれ１つ備えているが、それぞれ２つ以上であってもよい。
実施形態では、ダイボンダを例に説明したが、フリップチップボンダやチップマウンタ等の実装装置にも適用できる。
実施形態では、ダイボンダを例に説明したが、ピックアップしたダイをトレイに載置する半導体製造装置にも適用できる。
１・・・ダイボンダ（半導体製造装置）
１３・・・突上げユニット（ダイ取扱ユニット）
１３１・・・ドーム（治工具）
８０・・・制御部
９０・・・リーダライタ
１００・・・タグ

Claims (11)

  1. タグを有する治工具と、
    前記治工具が交換可能に取り付けられるダイ取扱ユニットと、
    前記タグからデータを読み出したり、前記タグにデータを書き込んだりするリーダライタと、
    前記タグから読み出したデータと予め保持しているデータとを比較し、比較結果が一致しない場合、生産を開始しないよう構成される制御装置と、
    を備える半導体製造装置。
  2. 請求項１の半導体製造装置において、
    前記データは、前記治工具が取り扱うダイのサイズ、所定の治工具であることを示す履歴番号および前記ダイ取扱ユニットの動作を規定する生産レシピを含み、
    比較される前記データは、前記履歴番号または前記生産レシピである半導体製造装置。
  3. 請求項２の半導体製造装置において、
    前記データは、さらに、前記治工具のオフセット値を含む半導体製造装置。
  4. 請求項２の半導体製造装置において、
    前記データは、さらに、前記治工具の累積動作回数を含む半導体製造装置。
  5. 請求項４の半導体製造装置において、
    前記制御装置は、更新時に、過去に製造に用いた治工具の動作が規定された前記生産レシピを含む稼働履歴を前記タグに格納するよう構成される半導体製造装置。
  6. 請求項４の半導体製造装置において、
    前記履歴番号は、履歴回数毎に予め決められた規則で付与する番号であり、
    前記制御装置は、更新時に、前記履歴番号を含む稼働履歴を前記タグに格納するよう構成される半導体製造装置。
  7. 請求項５または６の半導体製造装置において、
    前記更新時は、前記累積動作回数が所定回数を超えた場合、ウエハ交換する場合、生産が終了する場合を含む半導体製造装置。
  8. 請求項１の半導体製造装置において、
    さらに、前記リーダライタを前記治工具の近傍に動かすエアシリンダを備える半導体製造装置。
  9. 請求項１の半導体製造装置において、
    前記タグは前記ダイ取扱ユニットから電源供給が必要なアクティブタグである半導体製造装置。
  10. タグを有する治工具が交換可能に取り付けられるダイ取扱ユニットと、前記タグからデータを読み出したり、前記タグにデータを書き込んだりするリーダライタと、を備える半導体製造装置に治工具を実装する方法であって、
    前記データは、前記治工具が取り扱うダイのサイズ、所定の治工具であることを示す履歴番号および前記ダイ取扱ユニットの動作を規定する生産レシピを含み、
    前記タグから読み出した前記履歴番号または前記生産レシピと予め保持している前記履歴番号または前記生産レシピとを比較し、比較結果が一致しない場合、アラートする治工具実装方法。
  11. タグを有する治工具と、前記治工具が交換可能に取り付けられるダイ取扱ユニットと、前記タグからデータを読み出したり、前記タグにデータを書き込んだりするリーダライタと、前記タグから読み出したデータと予め保持しているデータとを比較し、比較結果が一致しない場合、生産を開始しないよう構成される制御装置と、を備え、前記データは、前記治工具が取り扱うダイのサイズ、所定の治工具であることを示す履歴番号および前記ダイ取扱ユニットの動作を規定する生産レシピを含み、比較される前記データは、前記履歴番号または前記生産レシピである半導体製造装置にウエハを保持するウエハリングを搬入する工程と、
    前記ウエハリングに保持されるウエハからダイをピックアップする工程と、
    を有する半導体装置の製造方法。
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