JP2013222915A - ペースト塗布装置及びペースト塗布方法並びにダイボンダ - Google Patents

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Abstract

【課題】ダイ及び塗布エリアの形状において、塗布パターンの濡れムラを低減したペースト塗布装置及びペースト塗布方法並びにダイボンダを提供する。
【解決手段】基板の塗布エリア内にペーストを塗布描画する描画パターンは、少なくとも、前記塗布エリアの短辺の近くに、前記横方向に描画する第１の描画経路及び第５の描画経路、斜め方向に描画する第２の描画経路及び第４の描画経路、並びに第３の描画経路を有し、前記制御手段は、前記吐出手段及び前記移動手段を制御して、予め設定された描画開始点から描画終了点まで、前記第１の描画経路、前記第２の描画経路、前記第３の描画経路、前記第４の描画経路、及び前記第５の描画経路まで、連続して前記ペーストを塗布する。
【選択図】図６

Description

本発明は、ダイボンダ及び半導体製造方法に関わり、特に、半導体製造装置におけるダイボンディングや部品マウントに適用するペースト塗布技術に関する。
一般的に、半導体装置（または半導体集積回路装置）の製造プロセスにおいては、ダイボンディング用液状接着剤（例えば、エポキシ系接着剤）、等の流動性材料（以下、ペーストと称する）をプリント基板等の被塗布基板に塗布する。このとき、先に、下方に塗布ノズル（以下、ノズルと称する）を具備するシリンジにペーストを入れておいて、そこにディスペンサ装置から一定の時間、空気等の加圧気体を供給して、シリンジのノズルから所定量のペーストを吐出させることにより、被塗布基板（以下、基板と称する）に接着剤等のペーストを塗布する。塗布時には、このノズルを基板に近接させた状態で、シリンジをＸＹ平面内で２次元的に一筆書き走査することによって描画塗布動作を行う（例えば、特許文献１参照。）。
図１は、特許文献１記載の図４について説明した図である。１０１は基板上のダイをボンディングする電極等の塗布エリア、１０７は塗布されたペースト、１０８、１０９及び１１０は塗布されたペースト１０７を構成する描画径路（塗布するときにノズルが動くルート）、１１１は描画開始点、１１２は描画終了点である。特許文献１は、このように、３つの直線状の描画経路１０８、１０９及び１１０で構成される。この結果、Ｚ字状の描画経路によって、Ｚ字状の塗布（描画）パターンが、基板の塗布エリア１０１上に形成される。この場合、塗布エリア１０１が正方形であるため、余白部１１５及び１１６の面積が小さい。このため、基板に形成された塗布エリア１０１にダイを接着するときに、塗布されたペーストは、余白部１１５及び１１６を覆うことができる。
なお、塗布エリア１０１の形状は、一般的に、当該塗布エリアに接着するダイの形状と相似であり、図１の場合は、ダイも正方形の形状をしている。
端西国特許出願公開第６９９６６６４号明細書
上述の特許文献１には、特にサイズが小さなほぼ正方形のダイ（例えば、０．８ｍｍ角、〜１．８ｍｍ角）において、点状の塗布パターンに比べて濡れムラを改善し、十字状の塗布パターンに比べて塗布スピードを改善したＺ字状の塗布パターンが記載されている。なお、本明細書における濡れムラとは、ダイが塗布エリアにボンディングした時（ダイ接着時）のダイと塗布エリアとの接着面における濡れムラである。
また、特許文献１には、長方形（例えば、０．５ｍｍ×４ｍｍ）のダイにも適用可能と記載されているが、特に具体的な記載はない。
図２は、特許文献１のＺ字状の塗布パターンを、長方形（例えば、０．５ｍｍ×４ｍｍ）の塗布エリアに適用した場合のペーストの塗布状態を示す図である。図２において、２０１及び２２１は基板上のダイをボンディングする電極等の塗布エリア、２１７及び２２７は塗布されたペースト、２０８、２０９、２１０は塗布されたペースト２１７を構成する描画径路（塗布するときにノズルが動くルート）、２１１は描画開始点、２１２は描画終了点である。
図２（ａ）は、このように、３つの直線状の描画経路２０８、２０９及び２１０で構成される。この結果、Ｚ字状の描画経路によって、Ｚ字状の塗布パターンが、基板面に形成された電極等の塗布エリア２０１上に形成される。この場合、塗布エリア２０１が長方形であるため、余白部２１５及び２１６の面積は、正方形の時よりも大きい。このため、ダイ接着時には、塗布されたペーストは余白部２１５及び２１６を完全には覆うことができず、濡れムラが発生する可能性がある。このことは、図２（ｂ）に示すように、長方形の長手方向を図２（ａ）より短くした場合には、余白部２２５及び２２６の面積が小さくなることからも明らかである。
なお、塗布エリア２０１及び２２１の形状は、一般的に、当該塗布エリアに接着するダイの形状と相似であり、図２の場合は、ダイも塗布エリアと相似の長方形の形状をしている。
さらに、正方形のダイにおいても、そのサイズが大きくなるとＺ字状の塗布パターンでは余白部分が大きくなるため、塗布パターンを見直し、濡れムラを改善する必要が生ずる。
本発明の目的は、上記のような問題に鑑み、塗布パターンの濡れムラを低減したペースト塗布装置及びペースト塗布方法並びにダイボンダを提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明のペースト塗布装置は、シリンジのノズルからペーストを吐出させる吐出手段、前記ノズルを基板の所定の塗布エリアに対して相対的に移動する移動手段、及び制御手段を備え、前記ノズルからペーストを吐出させて前記塗布エリア内に、当該ペーストを塗布するペースト塗布装置であって、前記塗布エリアには、描画パターンが前記塗布エリア毎に予め設定され、前記描画パターンは、少なくとも、前記塗布エリアの横方向の辺の近くに、前記横方向に描画する第１の描画経路及び第５の描画経路、斜め方向に描画する第２の描画経路及び第４の描画経路、並びに第３の描画経路を有し、前記制御手段は、前記吐出手段及び前記移動手段を制御して、予め設定された描画開始点から描画終了点まで、前記第１の描画経路、前記第２の描画経路、前記第３の描画経路、前記第４の描画経路、及び前記第５の描画経路まで、連続して前記ペーストを塗布することを第１の特徴とする。
上記の目的を達成するために、本発明のペースト塗布方法は、シリンジのノズルからペーストを吐出させる吐出手段、前記ノズルを基板の所定の塗布エリアに対して相対的に移動する移動手段、及び制御手段を備え、前記塗布エリアは横方向が短い短辺と縦方向が前記短辺より長い長辺を有する長方形であり、前記ノズルからペーストを吐出させて前記塗布エリア内に、当該ペーストを塗布するペースト塗布方法であって、前記塗布エリアには、描画パターンが前記塗布エリア毎に予め設定され、前記描画パターンは、少なくとも、前記塗布エリアの短辺の近くに、前記横方向に描画する第１の描画経路及び第５の描画経路、斜め方向に描画する第２の描画経路及び第４の描画経路、並びに第３の描画経路を有し、予め設定された描画開始点から描画終了点まで、前記第１の描画経路、前記第２の描画経路、前記第３の描画経路、前記第４の描画経路、及び前記第５の描画経路まで、連続して前記ペーストを塗布することを本発明の第２の特徴とする。
上記本発明の第１の特徴のペースト塗布装置、または本発明の第２の特徴のペースト塗布方法において、前記塗布エリアは前記横方向の辺に対して長い縦方向の辺を有する長方形であることを本発明の第３の特徴とする。
上記本発明の第１または第３の特徴のペースト塗布装置、または本発明の第２または第３の特徴のペースト塗布方法において、前記第３の描画経路は、前記塗布エリアの前記横方向の辺に対し直角の方向であることを本発明の第４の特徴とする。
上記の目的を達成するために、本発明のダイボンダは、ダイを供給するウェハ供給部と、基板を搬送するワーク供給・搬送部と、前記基板に接着剤をノズルから吐出することによって塗布エリア内にペーストを塗布するシリンジと前記シリンジを移動する駆動機構とを有するプリフォーム部と、前記ペーストを塗布された前記基板の前記塗布エリアに、前記ダイをボンディングするボンディングヘッド部と、前記ウェハ供給部、前記ワーク供給・搬送部、前記プリフォーム部、前記ボンディングヘッド部を制御する制御手段とを備えたダイボンダであって、前記塗布エリアには、描画パターンが前記塗布エリア毎に予め設定され、前記描画パターンは、少なくとも、前記塗布エリアの短辺の辺近くに、前記横方向に描画する第１の描画経路及び第５の描画経路、斜め方向に描画する第２の描画経路及び第４の描画経路、並びに第３の描画経路を有し、前記プリフォーム部は、前記シリンジの前記ノズルからペーストを吐出させる吐出手段、前記ノズルを基板の所定の塗布エリアに対して相対的に移動する移動手段、及び制御手段を備え、前記塗布エリアは横方向が短い短辺と縦方向が前記短辺より長い長辺を有する長方形であり、前記ノズルからペーストを吐出させて前記塗布エリア内に、当該ペーストを塗布し、前記制御手段は、前記吐出手段及び前記移動手段を制御して、予め設定された描画開始点から描画終了点まで、前記第１の描画経路、前記第２の描画経路、前記第３の描画経路、前記第４の描画経路、及び前記第５の描画経路まで、連続して前記ペーストを塗布することを本発明の第５の特徴とする。
本発明によれば、塗布パターンの濡れムラを低減したペースト塗布装置及びペースト塗布方法並びにダイボンダを提供することができる。
従来のペースト塗布パターンの一例を説明するための図である。 従来のペースト塗布パターンの一例を説明するための図である。 本発明に使用するペースト塗布装置の一実施例を示す斜視図である。 本発明に使用するペースト塗布装置における主制御部とその制御系統の一実施例を示すブロック図である。 本発明に使用するペースト塗布装置１００の全体的な動作の一実施例を示すフローチャートである。 本発明のペースト塗布装置及びペースト塗布方法並びにダイボンダにおいて使用する描画パターンの一実施例を説明するための図である。 本発明のダイボンダの一実施例の構成を示す平面図である。 本発明のダイボンダの一実施例におけるペースト塗布の動作に関する制御を説明するためのブロック図である。 本発明のペースト塗布装置及びペースト塗布方法並びにダイボンダにおいて使用する描画パターンの一実施例を説明するための図である。 本発明のペースト塗布装置及びペースト塗布方法並びにダイボンダにおいて使用する描画パターンの一実施例を説明するための図である。 本発明のペースト塗布装置及びペースト塗布方法並びにダイボンダにおいて使用する描画パターンの一実施例を説明するための図である。
以下に本発明の一実施形態について、図面等を用いて説明する。
なお、以下の説明は、本発明の一実施形態を説明するためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素若しくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であり、これらの実施形態も本願発明の範囲に含まれる。
また、本書では、既に説明した図１及び図２を含め、以降の各図の説明において、共通な機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、説明を省略する。
以下、本発明の第１の実施例を、図３によって説明する。図３は、本発明のペースト塗布装置の一実施例を示す斜視図である。図３は、シリンジの数が１のペースト塗布装置の一実施例を示す斜視図である。
図３のペースト塗布装置１００において、架台１上には、Ｘ軸移動テーブル３が設けられ、このＸ軸移動テーブル３上には、これと直交するようにして、Ｙ軸移動テーブル５が設けられている。このＹ軸移動テーブル５は、Ｘ軸移動テーブル３に設けられているＸ軸サーボモータ４の駆動により、Ｘ軸移動テーブル３上をＸ軸方向に移動する。Ｙ軸移動テーブル５上には、基板保持機構７が設けられている。この基板保持機構７は、Ｙ軸移動テーブル５に取り付けられているＹ軸サーボモータ６の駆動により、Ｙ軸移動テーブル５上をＹ軸方向に移動する。また、基板保持機構７にθ軸移動テーブル８が取り付けられており、図示しないθ軸サーボモータによるθ軸移動テーブル８の回転駆動により、基板保持機構７がθ軸方向（Ｚ軸廻りの回転方向）に回転駆動される。基板９は基板保持機構７に取り付けられ、Ｘ、Ｙ、θ軸の各移動テーブル３、５、８のサーボモータの駆動により、Ｘ、Ｙ軸方向に移動したり、θ軸方向に回転したりして所定の位置に位置決めされる。
なお、図３の実施形態では、基板９をその面方向に移動させてその位置決めを行い、また、流動性材料の塗布を行なう。しかし、ノズルを移動させることにより、同様の位置決めやペースト塗布の制御をすることも可能であることはいうまでもない。さらに、これら移動テーブル３、５及び８を駆動する機構全体、またはシリンジ１３及びノズル１３ａを基板９の面方向に移動させる機構を、総称して、テーブル駆動機構という。
例えば、Ｚ軸テーブル支持架台２がガイドレール２６上でＹ軸方向に移動するようにし、Ｚ軸テーブル支持架台２にＸ軸方向移動用のガイドレール（図示しない）を設け、Ｚ軸移動テーブル支持ブラケット１０をガイドレールに沿って移動するようにしてＸ軸方向に移動しても良い。なお、駆動部についての図示も周知であり、省略する。
架台１上には、また、Ｚ軸テーブル支持架台２が設けられており、このＺ軸テーブル支持架台２には、Ｚ軸移動テーブル支持ブラケット１０を介して、Ｚ軸移動テーブル１１が設けられている。Ｚ軸移動テーブル１１上には、支持ベース１１ａがＺ軸方向に移動可能に取り付けられており、Ｚ軸移動テーブル１１に取り付けられているＺ軸サーボモータ１２を駆動することにより、支持ベース１１ａがＺ軸方向（上下方向）に移動する（この駆動系を、以下、ノズル駆動機構という）。この支持ベース１１ａには、ノズル支持具１４を下端部に備えたシリンジ１３や照明の可能な光源を備えた鏡筒を有する画像認識カメラ１５、距離計１６などが取り付けられている。このノズル支持具１４の先端には、図示しないが、ノズルが設けられている。
なお、シリンジ１３は、図示しないリニアガイドの可動部に着脱自在に取り付けられている。また、画像認識カメラ１５は、基板９の位置合わせやペーストパターンの形状認識などのために、基板９に対向するようにして設けられている。
また、架台１の下部には、主制御部１７が設置されており、この主制御部１７は、配線２１により、別設した副制御部１８と接続されている。副制御部１８は、ハードディスク１８ａやＤＶＤ１８ｂなどの記憶媒体を用いた外部記憶装置やモニタ１９、キーボード２０を備えている。
主制御部１７は、各テーブル３、５、１１のサーボモータ４、６、１２やθ軸移動テーブル８のサーボモータなどを制御する。主制御部１７での各種処理のためのデータは、キーボード２０から入力される。また、画像認識カメラ１５で捉えた画像や主制御部１７での処理状況はモニタ１９で表示される。また、キーボード２０から入力されたデータなどは、外部記憶装置であるハードディスク１８ａやＤＶＤ１８ｂなどの記憶媒体に記憶保管される。
上記のようなペースト塗布装置１００は、例えば、後述するダイボンダに組み込まれる。
次に、図３のペースト塗布装置１００の制御方法を、図４によって説明する。図４は、図３における主制御部１７とその制御系統の一具体例を示すブロック図である。
図４において、主制御部１７は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１７ａ、モータコントローラ１７ｂ、モータドライバ１７ｆ〜１７ｉ、画像処理装置１７ｅ、及び外部インターフェース１７ｄを内蔵している。ここで、画像処理装置１７ｅは、画像認識カメラ１５で得られる映像信号を処理する。また、外部インターフェース１７ｄは、副制御部１８との間の信号伝送やレギュレータ２２ａ、２３ａ、バルブユニット２４の制御及び距離計１６の測定入力を行なう。
ＣＰＵ１７ａ、モータコントローラ１７ｂ、外部インターフェース１７ｄ、及び画像処理装置１７ｅは、データ通信バス１７ｃによって互いに接続されている。
また、ＣＰＵ１７ａは、ＲＯＭ１７ａａ、ＲＡＭ１７ａｂ、及び入出力部１７ａｃを備えている。ＲＯＭ１７ａａは、主演算部での演算や塗布描画を行なうための処理プログラムを格納している。また、ＲＡＭ１７ａｂは、主演算部での処理結果や外部インターフェース１７ｄ及びモータコントローラ１７ｂからの入力データを格納する。また、入出力部１７ａｃは、ユーザの操作によって、外部インターフェース１７ｄやモータコントローラ１７ｂとデータをやり取りする。
また、ＲＯＭ１７ａａには、ペーストを塗布する基板毎に、当該基板内の塗布エリア位置やペースト塗布情報などのプログラムデータが保存されている。なお、ペースト塗布情報には、塗布動作についてのデータであって、例えば、ペースト塗布描画経路、描画開始点、描画終了点、通過点、ノズルの移動速度、シリンジ１３の種類、吐出圧力、ノズル１３ａの種類、吐出高さ等がある。
これらのデータのうち、対象基板のデータがＲＡＭ１７ａｂに読み出されて、ペースト塗布に使用される。
そしてＣＰＵ１７ａは、ＲＯＭ１７ａａに保存された動作プログラムに従い、ペースト塗布装置１００に関わる動作を統括制御する。
θ軸サーボモータ８ａは、上記各テーブル３、５、１１を駆動するサーボモータ４、６、１２やθ軸移動テーブル８（図３）を回転駆動する。このθ軸サーボモータ８ａには、回転量を検出するエンコーダが内蔵されており、その検出結果を該当するモータドライバ１７ｆ、１７ｇ、１７ｉ、１７ｈに戻して基板９やノズル１３ａの位置制御を行なっている。
サーボモータ４、６、８ａ、１２は、キーボード２０から入力されてＣＰＵ１７ａ内蔵のＲＡＭに格納されているデータに基づいて、正逆回転する。これにより、基板保持機構７に保持された基板９が、Ｚ軸移動テーブル１１を介して支持されるノズル１３ａに対し、Ｘ、Ｙ軸方向に任意の距離を移動する。その移動中、シリンジ１３に僅かな気圧が継続して印加されることにより、ノズル１３ａの先端部のペースト吐出口から流動性材料であるペーストが吐出され、基板９の所定の塗布エリア内に所望の描画パターンが塗布描画される。この描画パターンは、基板９の塗布エリア毎に予め設定され、ＲＯＭ等の記憶装置に格納されている。
ペースト等の流動性材料の塗布制御のための吐出圧制御機構は、レギュレータ２２ａ、２３ａ及びバルブユニット２４からなる。レギュレータ２２ａは、負圧源２２から供給された負圧の空気の圧力を調整する。また、レギュレータ２３ａは、正圧源２３から供給された圧縮空気の圧力を調整する。また、バルブユニット２４は、これらレギュレータ２２ａ及び２３ａからの圧力の調整された空気配管と大気２５へ開放する配管とを夫々切替え制御する。
この吐出圧制御機構により、バルブユニット２４からシリンジ１３内のペースト等の流動性材料に所望の圧力が加えられて、吐出圧が制御される構成となっている。
また、基板保持機構７の保持された基板９は、Ｘ、Ｙ軸方向への水平移動中に、距離計１６がノズル１３ａと基板９との間の間隔（以下、ノズル１３ａの高さという）を計測する。この計測結果に基づいて、Ｚ軸サーボモータ１２が駆動されて、ノズル１３ａの高さが略一定に維持される。また、この計測結果に基づいて、Ｚ軸サーボモータ１２が駆動されて、ノズル１３ａがＺ方向に移動制御される。
なお、ペースト塗布装置１００は、各軸を駆動するモータにサーボモータを使用したが、ＤＣモータ、リニアモータ、振動モータ、ステッピングモータ、ユニバーサルモータ等を使用することもできる。
図５は、本発明に使用するペースト塗布装置１００の全体的な動作の一実施例を示すフローチャートである。以下、図３および図４も参照して、この実施形態の動作を説明する。
図３において、まず、電源を投入すると、ステップＳ１００では、ペースト塗布装置の初期設定が実行される。
この初期設定工程の後、ステップＳ２００では、サーボモータ４、６、８ａ、１２を駆動することにより、基板保持機構７をＸ、Ｙ、θ軸方向に移動させて所定の基準位置に位置決めする。また、これと同時に、ノズル１３ａも、そのペースト吐出口がペースト塗布を開始する位置（即ち、流動性材料塗布開始点）となるように、所定の原点位置に設定される。さらに、流動性材料のパターンデータや基板位置データ、流動性材料吐出終了位置データなどの設定を行なう。なお、先に述べたように、これら各データの入力はキーボード２０から行なわれ、入力されたデータはＣＰＵ１７ａに内蔵されたＲＡＭに格納される。
次に、ステップＳ３００では、基板９を基板吸着機構７に搭載して保持させ、続いて、基板予備位置決め処理を行なう。
この基板予備位置決め処理では、基板保持機構７に搭載された基板９の位置決め用マークを画像認識カメラ１５で撮影し、その撮影画像から位置決め用マークの重心位置を画像処理で求めて、基板９のθ軸方向での傾きを検出し、これに応じてサーボモータ８ａを駆動し、このθ軸方向の傾きも補正する。
なお、シリンジ１３内のペースト等の流動性材料の残り量（内容量）が少ない場合には、次のペースト塗布作業の途中で流動性材料の途切れがないようにするために、前もってシリンジ１３をノズル１３ａとともに交換する。シリンジ１３やノズル１３ａを交換した場合には、Ｘ、Ｙ軸面での位置ずれが生ずることがある。この位置ずれをなくすために、基板９でのパターンを形成しない領域で交換した新たなノズル１３ａを用いて十字マークの描画を行ない、この十字マークを画像認識カメラ１５で撮影して、その撮影画像から十字マークの交点の重心位置を画像処理で求める。そして、この重心位置と基板９上の位置決め用マークの重心位置との間の距離を算出し、その算出結果をノズル１３ａの流動性材料吐出口の位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）として、ＣＰＵ１７ａに内蔵のＲＡＭに格納する。これにより、基板予備位置決め処理（ステップＳ４００）を終了する。
ノズル１３ａの位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）は、後に行なうパターンの塗布描画動作時、ノズル１３ａの位置ずれを補正するために用いるものである。
次に、ステップＳ４００では、流動性材料のパターン描画処理を行なう。
このパターン描画処理では、塗布開始位置にノズル１３ａの流動性材料吐出口を位置付けるために、基板９を移動させ、ノズル１３ａの位置の比較および調整移動を行なう。このために、まず、先の基板予備位置決め処理（ステップＳ４００）で得られてＣＰＵ１７ａのＲＡＭ１７ａｂに格納されたノズル１３ａの位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）が、予め設定されたノズル１３ａの位置ずれ量の許容範囲（△Ｘ，△Ｙ）にあるか否かの判断を行なう。
位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）がこの許容範囲内（△Ｘ≧ｄｘおよび△Ｙ≧ｄｙ）にあれば、そのままとし、許容範囲外（△Ｘ＜ｄｘまたは△Ｙ＜ｄｙ）であれば、この位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）を基に、基板９を移動させることにより、ノズル１３ａの流動性材料吐出口と基板９の所望位置との間のずれを解消させ、ノズル１３ａを所望位置に位置決めする。
次に、Ｚ軸サーボモータ１２を動作させて、ノズル１３ａの高さを流動性材料のパターン描画高さに設定する。ノズルの初期移動距離データに基づいてノズル１３ａを初期移動距離分下降させる。続いて、基板９の表面高さを距離計１６で測定することにより、ノズル１３ａの高さが流動性材料のパターンを描画する高さに設定されているか否かを確認する。描画高さに設定できていない場合には、ノズル１３ａを微小距離下降させ、以下、基板９の表面高さの計測とノズル１３ａの微小距離下降とを交互に繰り返し行ない、ノズル１３ａの高さを、パターンを塗布描画するための高さと同一の高さに設定する。また、シリンジ１３が交換されていないときには、ノズル１３ａの位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）のデータはないので、パターン描画処理に入ると、直ちに上記のノズル１３ａの高さ設定を行なう。
以上の処理が終了すると、次に、ＣＰＵ１７ａのＲＡＭ１７ａｂに格納された流動性材料のパターンデータに基づいて、サーボモータ４、６が駆動される。これにより、ノズル１３ａのペースト吐出口が基板９に対向した状態で、このパターンデータに応じて、基板９がＸ、Ｙ方向に移動する。そして、これとともに、正圧源２３からレギュレータ２３ａとバルブユニット２４を介してシリンジ１３に所定の吐出圧が印加され、当該シリンジ１３のノズル１３ａのペースト吐出口からのペーストの吐出が開始される。これにより、基板９への塗布描画動作が開始される。
そして、これとともに、先に説明したように、ＣＰＵ１７ａは、距離計１６からノズル１３ａの高さの実測データを入力し、この実測データから基板９の表面のうねりを測定し、この測定値に応じてノズル駆動機構（Ｚ軸サーボモータ１２）を動作させる。これにより、ノズル１３ａの高さが設定値に略一定に維持される。
そして、これと共に、先に説明したように、ＣＰＵ１７ａは、距離計１６からノズル１３ａの高さの実測データを入力し、この実測データから基板９の表面のうねりを測定し、この測定値に応じてノズル駆動機構（Ｚ軸サーボモータ１２）を動作させる。これにより、ノズル１３ａの高さが設定値に略一定に維持される。
ステップＳ５００では、塗布描画を終了した基板を排出する。
ステップＳ６００では、全ての基板について、塗布作業が終了したか否かを判定する。否であればステップＳ２００に戻る。また、全ての基板について塗布作業が終了した場合には、装置の電源をオフする。
次に、上述のペースト塗布装置によって描画塗布する描画パターンについて、図３〜図６を用いて説明する。図６は、本発明のペースト塗布装置及びペースト塗布方法並びにダイボンダにおいて使用する描画パターンの一実施例を説明するための図である。図６（ａ）は、本発明のペースト描画パターンの一実施例を説明するための図である。図６（ｂ）は、図１を再掲した図である。また、図６（ｃ）は、図６（ａ）で示した描画パターンの描画経路を、図１の描画パターンにプラスした描画経路として説明するための図である。即ち、図面の表示サイズが異なる（横方向の長さを強調している）が、図６（ｃ）の塗布エリアと描画パターンは、図６（ａ）とまったく同一のものである。
図６（ａ）に示すように、シリンジ１３で、描画開始点２１１から、描画径路２０８、６９１、６９２、６９３、そして、２１０の順に描画塗布し、描画終了点２１２に至ると、ペースト６０７が描画パターンとして形成される。
この結果、ノズル１３ａは、塗布エリア２０１の長手方向にほぼ平行な直線状の描画径路６９２を通過し、ほぼ直線状に長く描画塗布されるので、余白部（ペーストが塗布されない領域）は、塗布エリア２０１に対して小さくできる。この結果、ダイをボンディングしても、濡れムラを低減することができる。
図６（ｂ）において、塗布エリア１０１内の描画パターンは、描画開始点１１１（点Ｐ０）から第１の点Ｐ１までの描画経路１０８、第１の点Ｐ１から第２の点Ｐ２までの描画経路１０９、及び、及び第２の点Ｐ２から描画終了点１１２（点Ｐ３）までの描画経路１１０によって構成される。なお、塗布エリア１０１の横方向の辺の長さと縦方向の辺の長さは同一の正方形で、それらの辺の長さは、Ｌｓであり、図６（ａ）の横方向の短辺の長さと同一である。
この図６（ｂ）の塗布エリア１０１及び描画パターンを、破線２５０によって、上下に等分に分割する。分割された縦方向の長さＬｍは、長さＬｓの２分の１である。この結果、図６（ｂ）の上部は矢印２５１のように、図６（ｃ）の上部に分離して配置でき、図６（ｂ）の下部は矢印２５２のように、図６（ｃ）の下部に分離して配置できる。
そして、上部と下部の間に、塗布エリア２６０及び描画パターン６９２を加えることによって、図６（ａ）の描画経路を構成できる。
図６（ｃ）の塗布エリア２０１は、塗布エリア２６０を、図６（ｂ）の塗布エリア１０１の間に挟み込んだ構成である。そして、描画経路１０９は、破線２５０によって２本の描画経路６９１と６９３に分割される。即ち、描画経路６９１は、点Ｐ１から点Ｐ４まで、描画経路６９３は、点Ｐ５から点Ｐ２までの２本に分割される。そして、点Ｐ４と点Ｐ５間には、長辺と平行な描画経路６９２によって接続される。
そして、図６（ａ）で述べたように、描画開始点２１１（１１１）から描画終了点２１２（１１２）まで、描画経路２０８（１０８）、描画経路６９１、描画経路６９２、描画経路６９３、及び描画経路２１０（１１０）まで連続して塗布描画される。
即ち、図６の本発明の一実施例の描画パターンは、少なくとも、塗布エリアの短辺の辺近くに、横方向に描画する第１の描画経路及び第５の描画経路、斜め方向に描画する第２の描画経路及び第４の描画経路、並びに第３の描画経路を有し、制御部の制御によって、吐出手段及び移動手段を制御して、予め設定された描画開始点から描画終了点まで、第１の描画経路、第２の描画経路、第３の描画経路、第４の描画経路、及び第５の描画経路まで、連続して前記ペーストを塗布するものである。
なお、図６（ａ）または図６（ｂ）の描画経路は、いずれも直線である。
また、上記実施例において、それぞれの描画経路から次の描画経路に移る場合の点（位置）で、ノズル１３ａが、所定時間停止しても良い。また、それぞれの描画経路における吐出条件（例えば、描画速度や吐出圧力等）を変更しても良い。これらの結果、最適なペースト塗布を実現することができる。
次に、本発明のペースト塗布装置及びペースト塗布方法を用いたダイボンダを、図７によって説明する。図７は、本発明の第１の実施例で説明したペースト塗布装置及びペースト塗布方法を適用している。
ダイボンダでは、基板９の塗布エリアにペースト塗布後、基板９は搬送路上のダイボンディング位置に送られて位置決めされる。そして塗布エリア内に塗布されたペースト上に、ボンディングヘッドのピックアップツールによってウェハからピックアップされたダイがボンディングされる。
図７は、本発明のダイボンダの一実施例の構成を示す平面図であり、ダイボンダを、上から見た概念図である。ウェハ供給部７１は、ウェハカセットリフタ７１１及びピックアップ装置７１２から成る。また、ワーク供給・搬送部７２は、スタックローダ７２１、フレームフィーダ７２２及びアンローダ７２３から成る。また、ダイボンディング部７３は、プリフォーム部７３１及びボンディングヘッド部７３２から成る。
このように、ダイボンダ７１０は、大別してウェハ供給部７１と、ワーク供給・搬送部７２と、ダイボンディング部７３と、制御部７３５とを有する。
なお、図７には図示していないが、ダイボンダ７１０は、さらに、駆動機構、認識処理部、及びモニタを備え、制御部７３５と他の機器とはインターフェースを介して通信している。また、制御部７３５は、例えば、ＣＰＵであり、メモリとして、ＲＡＭ及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を接続した構成を備える（後述の図８参照。）。
ウェハ供給部７１は、少なくとも、ウェハカセットリフタ７１１とピックアップ装置７１２とダイ認識カメラ７０１とを有する。ウェハカセットリフタ７１１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７１２に供給する。
また、制御部７３５は、ダイボンダ７１０のダイのピックアップ及びダイマウントに係る動作を統括制御する。
また、ワーク供給・搬送部７２では、スタックローダ７２１によりフレームフィーダ７２２に供給されたワーク（リードフレーム、基板等）は、フレームフィーダ７２２上の２箇所の処理位置を介してアンローダ７２３に搬送される。
ダイボンディング部７３では、プリフォーム部７３１は、フレームフィーダ７２２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７３２は、ピックアップ装置７１２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７２２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７３２はダイを下降させダイ接着剤が塗布されたワーク上にダイボンディングする。なお、プリフォーム部７３１は、上述した本発明のペースト塗布装置の主要部である。
ダイ認識カメラ７０１は、ウェハからダイをピックアップする前に、マッピングデータに基づく位置に相対的に移動（実際には、ウェハを保持するウェハリングが、ＸＹ方向に移動する）し、当該ピックアップ対象のダイを撮像し、制御部７３５に出力する。そして、制御部７３５は、パターン認識により、当該ダイの正確な位置を検出し、上記マッピングデータに基づく位置との差分だけ、突上げユニット（図示しない）とピックアップ装置７１２の位置を補正（実際には、ウェハを保持するウェハリングが、ＸＹ方向に移動する場合が多い）し、突上げユニット及びピックアップツールによってダイをピックアップさせる。そして、ダイをピックアップ後、ピックアップツールは、ダイを吸着して、フレームフィーダ７２２上のボンディングポイントまで移動し、ダイボンディングする。
ダイを正確にボンディングポイントにボンディングするために、ピックアップツールに吸着されたダイは、ウェハからダイをピックアップする時に、生じる位置ずれを検出して、位置補正している。即ち、ピックアップ後のダイの裏面からカメラ（アンダービジョンカメラ（図示しない））で撮像し、撮像された画像について画像認識し、ダイの裏面の中心位置を検出することによって、位置ずれ量を算出補正して、基板へのダイボンディング精度を向上させている。
次に、図８に基づき、ダイボンダにおけるペースト塗布動作の制御について説明する。図８は、本発明のダイボンダの一実施例におけるペースト塗布の動作に関する制御を説明するためのブロック図である。ＣＰＵ基板８０１は、図示しないインターフェースを介して、モータコントロール基板８１０、Ｉ／Ｏ基板８２０、操作パネル８３０、ハードディスク８４０、及び通信基板８５０を制御する。
また、モータコントロール基板８１０は、プリフォームＸ軸モータ８１１を制御する。また、モータコントロール基板８１０は、プリフォームＹ軸モータ８１２を制御する。またモータコントロール基板８１０は、プリフォームＺ軸モータ８１３を制御する。
さらに、Ｉ／Ｏ基板８２０は、ＣＰＵ基板８０１が装置の異常を検出した時に送信される制御信号を受信して、ブザー鳴動部８２１、および警報灯表示部８２２を制御して、ブザー鳴動および警報灯表示動作を起動させる。
またさらに、操作パネル８３０は、ダイボンダ７１０の表示部８３１を制御し、表示部８３１にデータ入力画面やエラー表示を行うデータ入力画面、およびエラーを表示させる。
さらにまた、ハードディスク８４０は、ダイボンダ７１０の制御プログラムを保存し、ＣＰＵ基板８０１の制御に応じて、適宜、制御プログラム部８４１と、データの保存及び読み出しを行うためにデータの保存・読み出し部８４２とを制御する。
またさらに、通信基板８５０は、ＣＰＵ基板８０１から送信される制御信号に基づいて、ディスペンサ部８５１を制御して、シリンジ１３からペーストを吐出する。このディスペンサ部８５１によるペースト吐出動作は、プリフォームＸ軸モータ８１１、プリフォームＹ軸モータ８１２、及びプリフォームＺ軸モータ８１３の動作に同期して、基板９上の塗布エリア１０１に、上述の図６示す描画パターンを形成する。
この結果、本発明のダイボンダによれば、長辺が短辺よりかなり長い長方形の塗布エリア及びダイであっても濡れムラの少ないダイボンディングを実現することができる。
図９によって、本発明に使用する描画パターンの他の実施例を説明する。図９は、本発明に使用する描画パターンの他の実施例である。図９（ａ）は、描画パターン９０１の描画経路を示す図である。また、図９（ｂ）は、描画されたペーストを示す図である。
図９（ａ）の描画パターン９０１は、描画開始点９０２から、図６で説明した描画パターンの描画開始点２１１まで、右側下方向から斜めに描画する描画経路９０３を設け、かつ、図６で説明した描画パターンの描画終了点２１２から描画終了点９０９まで、左側上方向に斜めに描画する描画経路９０８を設けたものである。勿論、描画開始点２１１から描画終了点２１２まで、連続して描画塗布する。この結果、図９（ｂ）に示すように、塗布エリア２０１上にペースト９０７が形成される。
図９の実施例の描画パターンによれば、図６の余白部６１５及び６１６の面積がさらに少なくでき、濡れムラを低減することができる。
また、図１０は、本発明に使用する描画パターンの他の実施例である。図１０は、図９の実施例の描画パターンを曲線状にしたものである。この図１０に示すＳ字状の描画パターン１００１のように、描画経路の一部またはすべてを曲線で描いても良い。なお、このように、左右逆に描画してよいことも勿論のことである。
図１１もまた、本発明に使用する描画パターンの他の実施例である。即ち、図１１の描画パターン１１１１、１１１２及び１１１３は、図６の実施例の描画経路６９２を上下への直線状ではなく、斜めに描画塗布するようにして、さらに、濡れムラを低減して、余白部を小さくするようにしたものである。
この結果、余白部を小さくすることができる。この結果、ダイをボンディングしても、濡れムラを低減することができる。
本発明は、ダイボンディング用液状接着剤またはマウンタ用液状接着剤をプリント基板等の被塗布基板に塗布する他、例えば、ＬＥＤ、ＬＳＩ等の半導体素子における、チップコーティング用等の充填剤を塗布する製造装置にも適用可能である。
１：架台、 ２：Ｚ軸テーブル支持架台、 ３：Ｘ軸移動テーブル、 ４：Ｘ軸サーボモータ、 ５：Ｙ軸移動テーブル、６：Ｙ軸サーボモータ、 ７：基板保持機構、 ８：θ軸移動テーブル、 ８ａ：θ軸サーボモータ、 ９：基板、 １０：Ｚ軸移動テーブル支持ブラケット、 １１：Ｚ軸移動テーブル、 １１ａ：支持ベース、 １２：Ｚ軸サーボモータ、 １３：シリンジ、 １３ａ：ノズル、 １４：ノズル支持具、 １５：画像認識カメラ、 １６：距離計、 １７：主制御部、 １７ａ：ＣＰＵ、 １７ｂ：モータコントローラ、 １７ｃ：データ通信バス、 １７ｄ：外部インターフェース、 １７ｅ：画像処理装置、 １７ｆ〜１７ｉ：モータドライバ、 ７ａａ：ＲＯＭ、 １７ａｂ：ＲＡＭ、 １７ａｃ：入出力部、 １８：副制御部、 １８ａ：ハードディスク、 １８ｂ：ＤＶＤ、 １９：モニタ、 ２０：キーボード、 ２１：配線、 ２２：負圧源、 ２２ａ、２３ａ：レギュレータ、 ２３：正圧源、 ２４：バルブユニット、 ２５：大気、 ２６：ガイドレール、 ７１：ウェハ供給部、 ７２：ワーク供給・搬送部、 ７３：ダイボンディング部、 １００：ペースト塗布装置、 １０１：塗布エリア、 １０７:ペースト、 １０８、１０９、１１０：描画径路、 １１１：描画開始点、 １１２：描画終了点、 １１５、１１６：余白部、 ２０１、２２１：塗布エリア、 ２１７、２２７:ペースト、 ２０８、２０９、２１０：描画径路、 ２１１：描画開始点、 ２１２：描画終了点、 ２１５、２１６、２２５、２２６：余白部、 ６０７：ペースト、 ６１５、６１６：余白部、 ６９１、６９２、６９３：描画経路、 ７０１：ダイ認識カメラ、 ７１０：ダイボンダ、 ７１１：ウェハカセットリフタ、 ７１２：ピックアップ装置、 ７２１：スタックローダ、 ７２２：フレームフィーダ、 ７２３：アンローダ、 ７３１：プリフォーム部、 ７３２：ボンディングヘッド部、 ７３５：制御部、 ８０１：ＣＰＵ基板、 ８１０：モータコントロール基板、 ８１１：プリフォームＸ軸モータ、 ８１２：プリフォームＹ軸モータ、 ８１３：プリフォームＺ軸モータ、 ８２０：Ｉ／Ｏ基板、 ８２１：ブザー鳴動部、 ８２２：警報灯表示部、 ８３０：操作パネル、 ８３１：表示部、 ８４０：ハードディスク、 ８４１：制御プログラム部、 ８４２：データの保存・読み出し部、 ８５０：通信基板、 ８５１：ディスペンサ部、 ９０１：、描画パターン、９０２：描画開始点、 ９０３、９０８：描画経路、 ９０７：ペースト、 ９０９：描画終了点。

Claims (7)

  1. シリンジのノズルからペーストを吐出させる吐出手段、前記ノズルを基板の所定の塗布エリアに対して相対的に移動する移動手段、及び制御手段を備え、前記ノズルからペーストを吐出させて前記塗布エリア内に、当該ペーストを塗布するペースト塗布装置であって、
    前記塗布エリアには、描画パターンが前記塗布エリア毎に予め設定され、前記描画パターンは、少なくとも、前記塗布エリアの横方向の辺の近くに、前記横方向に描画する第１の描画経路及び第５の描画経路、斜め方向に描画する第２の描画経路及び第４の描画経路、並びに第３の描画経路を有し、
    前記制御手段は、前記吐出手段及び前記移動手段を制御して、予め設定された描画開始点から描画終了点まで、前記第１の描画経路、前記第２の描画経路、前記第３の描画経路、前記第４の描画経路、及び前記第５の描画経路まで、連続して前記ペーストを塗布することを特徴とするペースト塗布装置。
  2. 請求項１記載のペースト塗布装置において、前記塗布エリアは前記横方向の辺に対して長い縦方向の辺を有する長方形であることを特徴とするペースト塗布装置。
  3. 請求項１または２記載のペースト塗布装置において、前記第３の描画経路は、前記塗布エリアの前記横方向の辺に対し直角の方向であることを特徴とするペースト塗布装置。
  4. シリンジのノズルからペーストを吐出させる吐出手段、前記ノズルを基板の所定の塗布エリアに対して相対的に移動する移動手段、及び制御手段を備え、前記ノズルからペーストを吐出させて前記塗布エリア内に、当該ペーストを塗布するペースト塗布方法であって、
    前記塗布エリアには、描画パターンが前記塗布エリア毎に予め設定され、前記描画パターンは、少なくとも、前記塗布エリアの横方向の辺の近くに、前記横方向に描画する第１の描画経路及び第５の描画経路、斜め方向に描画する第２の描画経路及び第４の描画経路、並びに第３の描画経路を有し、予め設定された描画開始点から描画終了点まで、前記第１の描画経路、前記第２の描画経路、前記第３の描画経路、前記第４の描画経路、及び前記第５の描画経路まで、連続して前記ペーストを塗布することを特徴とするペースト塗布方法。
  5. 請求項４記載のペースト塗布方法において、前記塗布エリアは前記横方向の辺に対して長い縦方向の辺を有する長方形であることを特徴とするペースト塗布方法。
  6. 請求項４または５記載のペースト塗布方法において、前記第３の描画経路は、前記塗布エリアの前記横方向の辺に対し直角の方向であることを特徴とするペースト塗布方法。
  7. ダイを供給するウェハ供給部と、基板を搬送するワーク供給・搬送部と、前記基板に接着剤をノズルから吐出することによって塗布エリア内にペーストを塗布するシリンジと前記シリンジを移動する駆動機構とを有するプリフォーム部と、前記ペーストを塗布された前記基板の前記塗布エリアに、前記ダイをボンディングするボンディングヘッド部と、前記ウェハ供給部、前記ワーク供給・搬送部、前記プリフォーム部、前記ボンディングヘッド部を制御する制御手段とを備えたダイボンダであって、
    前記塗布エリアには、描画パターンが前記塗布エリア毎に予め設定され、前記描画パターンは、少なくとも、前記塗布エリアの横方向の辺の近くに、前記横方向に描画する第１の描画経路及び第５の描画経路、斜め方向に描画する第２の描画経路及び第４の描画経路、並びに第３の描画経路を有し、
    前記プリフォーム部は、前記シリンジの前記ノズルからペーストを吐出させる吐出手段、前記ノズルを基板の所定の塗布エリアに対して相対的に移動する移動手段、及び制御手段を備え、前記ノズルからペーストを吐出させて前記塗布エリア内に、当該ペーストを塗布し、
    前記制御手段は、前記吐出手段及び前記移動手段を制御して、予め設定された描画開始点から描画終了点まで、前記第１の描画経路、前記第２の描画経路、前記第３の描画経路、前記第４の描画経路、及び前記第５の描画経路まで、連続して前記ペーストを塗布することを特徴とするダイボンダ。
JP2012095312A 2012-04-19 2012-04-19 ペースト塗布装置及びペースト塗布方法並びにダイボンダ Active JP6152248B2 (ja)

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